(57)【要約】【課題】細胞コロニーに対してピッキングのような操作が行われた場合においても、正確かつ迅速に細胞コロニーの評価結果を表示させる細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラムを提供する。【解決手段】細胞コロニーを撮像した細胞画像内における細胞コロニーを評価した結果を取得するコロニー評価部３１と、その評価の結果に応じて、細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定する分割領域設定部３２と、複数の分割領域をそれぞれ表示させる表示制御部３４と、細胞コロニーに対する操作による細胞コロニーの形態変化に応じて分割領域を変形する領域変形部３３とを備え、表示制御部３４が、細胞コロニーの形態変化前の分割領域の表示から変形後の分割領域の表示へ変更して表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞コロニーを撮像した細胞画像内における前記細胞コロニーを評価した結果を取得する評価結果取得部と、
前記評価の結果に応じて、前記細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定する分割領域設定部と、
前記複数の分割領域をそれぞれ表示させる表示制御部と、
前記細胞コロニーに対する操作による前記細胞コロニーの形態変化に応じて前記分割領域を変形する領域変形部とを備え、
前記表示制御部が、前記細胞コロニーの形態変化前の前記分割領域の表示から前記変形後の分割領域の表示へ変更して表示させるものであることを特徴とする細胞領域表示制御装置。
【請求項２】
前記細胞コロニーに対する操作情報を受け付ける操作情報受付部を備え、
前記領域変形部が、前記操作情報に応じて前記分割領域を変形させるものである請求項１記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項３】
前記操作情報受付部が、手動で前記細胞コロニーに対して操作が行われた際の該操作情報を受け付けるものである請求項２記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項４】
前記操作情報受付部が、自動で前記細胞コロニーに対して操作が行われた際の該操作情報を受け付けるものである請求項２記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項５】
前記表示制御部が、前記細胞画像に対して前記分割領域を重畳して表示させるものである請求項１から４いずれか１項記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項６】
前記画像取得部が、幹細胞を撮像した細胞画像を取得するものである請求項１から５いずれか１項記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項７】
前記評価結果取得部が、前記細胞コロニーの未分化度または分化度を評価した結果を取得するものである請求項６記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項８】
前記画像取得部が、分化誘導後の細胞を撮像した細胞画像を取得するものである請求項１から５いずれか１項記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項９】
前記分化誘導後の細胞が、心筋細胞または神経細胞である請求項８記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項１０】
前記評価結果取得部が、前記細胞コロニーの分化度を評価した結果を取得するものである請求項８または９記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項１１】
前記領域変形部が、前記分割領域設定部において設定された複数の分割領域内の個々の細胞に対して付加された前記分割領域毎の識別情報に基づいて、前記分割領域を変形させるものである請求項１から１０いずれか１項記載の細胞領域表示制御装置。
【請求項１２】
細胞コロニーを撮像した細胞画像内における前記細胞コロニーを評価した結果を取得し、
前記評価の結果に応じて、前記細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定し、
前記複数の分割領域をそれぞれ表示させる細胞領域表示制御方法であって、
前記細胞コロニーに対する操作による前記細胞コロニーの形態変化に応じて前記分割領域を変形し、
前記細胞コロニーの形態変化前の前記分割領域の表示から前記変形後の分割領域の表示へ変更して表示させることを特徴とする細胞領域表示制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、細胞コロニーを撮像した細胞画像内における前記細胞コロニーを評価した結果を取得する評価結果取得部と、
前記評価の結果に応じて、前記細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定する分割領域設定部と、
前記複数の分割領域をそれぞれ表示させる表示制御部と、
前記細胞コロニーに対する操作による前記細胞コロニーの形態変化に応じて前記分割領域を変形する領域変形部として機能させる細胞領域表示制御プログラムであって、
前記表示制御部が、前記細胞コロニーの形態変化前の前記分割領域の表示から前記変形後の分割領域の表示へ変更して表示させるものであることを特徴とする細胞領域表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞コロニーを撮像した細胞画像を用いて細胞コロニーを評価した結果を表示させる細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞、ＳＴＡＰ細胞などの多能性幹細胞や分化誘導された細胞などを培養して顕微鏡で撮像し、その画像の特徴を捉えることで細胞の状態を評価する方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１においては、細胞画像における細胞コロニーの円形度を取得し、その円形度に基づいて細胞コロニーを評価する方法が提案されている。また、特許文献２においても、細胞画像からコロニー領域を抽出し、そのコロニー領域の状態を評価する方法が提案されている。
【０００４】
ここで、上述したような細胞の培養過程において、たとえば継代などの目的から、細胞コロニーや細胞コロニーの一部を切り出してピックアップするピッキング操作が行われることがある。
【０００５】
このようなピッキング操作を行う際には、ピックアップする対象となる細胞を正確に特定する必要があるが、細胞自体は透明であるので、たとえば明視野顕微鏡や位相差顕微鏡によって撮像された細胞画像を観察しただけでは対象細胞を特定することが困難な場合がある。
【０００６】
そこで、たとえば特許文献３においては、明視野顕微鏡によって細胞コロニーの明視野画像を撮像するとともに、さらに細胞コロニーの蛍光画像を別の顕微鏡によって撮像し、明視野画像に対して蛍光画像を重畳して表示させることによって、明視野画像内における対象細胞を蛍光画像によって特定する方法が提案されている。
【０００７】
また、特許文献４においては、培養容器の設置場所の下方に表示部を設け、その表示部に対象細胞の情報を表示させることによって、対象細胞を特定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１１/１６１９６２号
【特許文献２】特開２０１３−２０１９０９号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９６８６７号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１/００４８５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の方法では、蛍光画像が撮像された時点においては、その蛍光画像を観察することにより対象細胞を特定することが可能であるが、その後、たとえばピッキングなどの操作が行われた場合には、その操作によって細胞が移動したり細胞コロニーが変形したりするので、実際の対象細胞の位置と蛍光画像上における対象細胞の位置とにずれが生じてしまい、正しい操作を行うことができない。また、特許文献３に記載の方法では、２つの顕微鏡が必要となり、コストアップとなる問題もある。
【００１０】
また、特許文献４に記載の方法でも、上述したようなピッキング後の対象細胞の移動や細胞コロニーの変形は考慮されていないため、特許文献３と同様に、実際の対象細胞の位置と表示部に表示される情報とにずれが生じてしまう。
【００１１】
また、動画など時系列に細胞画像を取得する場合においては、各フレームの細胞画像について細胞コロニーの評価を行い、その評結果をリアルタイムに順次更新して表示させることによって対象細胞の特定を行うことも考えられるが、この場合、ピッキングによる細胞の移動や細胞コロニーの変形が細胞コロニーの評価に影響を及ぼし、正しい評価結果が得られなくなる問題がある。また、上述したように各フレームの細胞画像について細胞コロニーの評価を行ったのでは、その処理時間を要するため、即座に現在の細胞コロニーの状態を表示させることができない。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑み、細胞コロニーに対してピッキングのような操作が行われて細胞が移動したり細胞コロニーが変形したりした場合においても、正確かつ迅速に細胞コロニーの評価結果を表示させることができる細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の細胞領域表示制御装置は、細胞コロニーを撮像した細胞画像内における細胞コロニーを評価した結果を取得する評価結果取得部と、その評価の結果に応じて、細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定する分割領域設定部と、複数の分割領域をそれぞれ表示させる表示制御部と、細胞コロニーに対する操作による細胞コロニーの形態変化に応じて分割領域を変形する領域変形部とを備え、表示制御部が、細胞コロニーの形態変化前の分割領域の表示から変形後の分割領域の表示へ変更して表示させるものであることを特徴とする。
【００１４】
また、上記本発明の細胞領域表示制御装置においては、細胞コロニーに対する操作情報を受け付ける操作情報受付部を設け、領域変形部は、操作情報に応じて分割領域を変形させることができる。
【００１５】
また、操作情報受付部は、手動で細胞コロニーに対して操作が行われた際の操作情報を受け付けることができる。
【００１６】
また、操作情報受付部は、自動で細胞コロニーに対して操作が行われた際の操作情報を受け付けることができる。
【００１７】
また、表示制御部は、細胞画像に対して分割領域を重畳して表示させることができる。
【００１８】
また、画像取得部は、幹細胞を撮像した細胞画像を取得することができる。
【００１９】
また、評価結果取得部は、細胞コロニーの未分化度または分化度を評価した結果を取得することができる。
【００２０】
また、画像取得部は、分化誘導後の細胞を撮像した細胞画像を取得することができる。
【００２１】
また、分化誘導後の細胞は、心筋細胞または神経細胞とすることができる。
【００２２】
また、評価結果取得部は、細胞コロニーの分化度を評価した結果を取得することができる。
【００２３】
また、領域変形部は、分割領域設定部において設定された複数の分割領域内の個々の細胞に対して付加された分割領域毎の識別情報に基づいて、分割領域を変形させることができる。
【００２４】
本発明の細胞領域表示制御方法は、細胞コロニーを撮像した細胞画像内における細胞コロニーを評価した結果を取得し、その評価の結果に応じて、細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定し、複数の分割領域をそれぞれ表示させる細胞領域表示制御方法であって、細胞コロニーに対する操作による細胞コロニーの形態変化に応じて分割領域を変形し、細胞コロニーの形態変化前の分割領域の表示から変形後の分割領域の表示へ変更して表示させることを特徴とする。
【００２５】
本発明の細胞領域表示制御プログラムは、コンピュータを、細胞コロニーを撮像した細胞画像内における細胞コロニーを評価した結果を取得する評価結果取得部と、評価の結果に応じて、細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定する分割領域設定部と、複数の分割領域をそれぞれ表示させる表示制御部と、細胞コロニーに対する操作による細胞コロニーの形態変化に応じて分割領域を変形する領域変形部として機能させる分割領域表示制御プログラムであって、表示制御部が、細胞コロニーの形態変化前の分割領域の表示から変形後の分割領域の表示へ変更して表示させるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラムによれば、細胞コロニーの評価の結果に応じて細胞コロニーの領域を分割し、その複数の分割領域をそれぞれ表示させる場合において、細胞コロニーに対する操作によって細胞コロニーの形態が変化した場合には、その形態変化に応じて分割領域を変形し、細胞コロニーの形態変化前の分割領域の表示から変形後の分割領域の表示へ変更して表示させるようにしたので、細胞コロニーに対してピッキングのような操作が行われて細胞が移動したり細胞コロニーが変形したりした場合においても、正確かつ迅速に細胞コロニーの評価結果を表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の細胞領域表示制御装置の一実施形態を用いた細胞培養観察システムの概略構成を示すブロック図
【図２】分化領域と未分化領域の一例を示す図
【図３】切り出し後の幹細胞コロニーの形態と切り出し前の分化領域および未分化領域との関係を説明するための図
【図４】幹細胞コロニーの形態変化に応じて分化領域と未分化領域とを変形させた例を示す図
【図５】本発明の細胞領域表示制御装置の一実施形態を用いた細胞培養観察システムの作用を説明するためのフローチャート
【図６】本発明の細胞領域表示制御装置のその他の実施形態を用いた細胞培養観察システムの概略構成を示すブロック図
【図７】細胞画像に対してナビゲーション表示をした例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラムの一実施形態を用いた細胞培養観察システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、細胞培養観察システムの概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
細胞培養観察システムは、図１に示すように、細胞培養装置１と、撮像装置２と、細胞領域表示制御装置３と、ディスプレイ４と、入力装置５とを備えている。
【００３０】
細胞培養装置１は、細胞の培養を行うための装置である。培養対象の細胞としては、たとえばｉＰＳ細胞、ＥＳ細胞、ＳＴＡＰ細胞といった多能性幹細胞や、幹細胞から分化誘導された心筋細胞や神経細胞や、がん細胞などがある。細胞培養装置１内には、培養対象の細胞を培地に播種した培養容器が複数収容されている。そして、細胞培養装置１は、ステージ１０と搬送部１１と制御部１２とを備えている。
【００３１】
ステージ１０は、撮像装置２による撮影対象の培養容器が設置されるものである。ステージ１０は、図示省略した駆動機構によって、培養容器の設置面内において、直交するＸ方向およびＹ方向に移動可能に構成されたものである。
【００３２】
搬送部１１は、細胞培養装置１内の所定位置に収容されている複数の培養容器の中から撮像対象の培養容器を選択し、その選択した培養容器をステージ１０まで搬送するものでる。また、制御部１２は、細胞培養装置１全体を制御するものであり、上述したステージ１０や搬送部１１の動作以外に、細胞培養装置１内の温度、湿度およびＣＯ２濃度などの環境条件を制御するものである。なお、温度、湿度およびＣＯ２濃度を調整するための構成については、公知な構成を用いることができる。
【００３３】
撮像装置２は、ステージ１０に設置された培養容器内における細胞コロニーの画像を時系列に撮像するものである。撮像装置２は、細胞コロニーを撮像して細胞画像を出力する位相差顕微鏡２０と、位相差顕微鏡２０を制御する制御部２１とを備えている。
【００３４】
位相差顕微鏡２０は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（charge-coupled device）センサなどの撮像素子を備えており、この撮像素子から細胞を撮像した細胞画像が出力される。なお、本実施形態においては、位相差顕微鏡を用いるようにしたが、これに限らず、たとえば明視野顕微鏡や微分干渉顕微鏡などを用いるようにしてもよい。
【００３５】
制御部２１は、撮像装置２全体を制御するものである。具体的には、制御部２１は、位相差顕微鏡２０の光学倍率、撮像素子の露光時間や解像度、照明光源の露光光量などを制御するものである。
【００３６】
細胞領域表示制御装置３は、コンピュータに対して本発明の細胞領域表示制御プログラムの一実施形態がインストールされたものである。 
【００３７】
細胞領域表示制御装置３は、中央処理装置、半導体メモリおよびハードディスクなどを備えており、ハードディスクに細胞領域表示制御プログラムの一実施形態がインストールされている。そして、このプログラムが中央処理装置によって実行されることによって、図１に示すような画像取得部３０、コロニー評価部３１（評価結果取得部に相当する）、分割領域設定部３２、領域変形部３３、表示制御部３４および操作情報受付部３５が動作する。
【００３８】
画像取得部３０は、撮像装置２によって撮像された細胞コロニーの細胞画像を取得して記憶するものである。本実施形態においては、位相差顕微鏡２０の光学倍率を４倍〜２０倍として撮像した細胞画像を取得する。ただし、光学倍率については、後述する細胞コロニーの評価方法に応じて変更するようにしてもよい。また、本実施形態においては、時系列に撮像された細胞画像を取得するものとするが、これに限らず、所定の時刻の１フレームの細胞画像のみを取得するようにしてもよい。
【００３９】
細胞画像は、１つの細胞コロニーを撮像した１枚の画像でもよいし、１つの細胞コロニーを矩形の複数の領域で分割した複数の画像群でもよい。また、１枚の画像内に複数の細胞コロニーが含まれていてもよい。
【００４０】
画像取得部３０は、細胞コロニーを識別するための識別情報と細胞画像とを対応づけて記憶するものである。たとえば、１つの細胞コロニーを１枚の細胞画像で撮像した場合には、その細胞コロニーの識別情報と細胞画像とが１対１で対応づけられて記憶される。また、１つの細胞コロニーを複数の領域の細胞画像で撮像した場合には、その細胞コロニーの識別情報と複数の領域の細胞画像群とが対応づけられて記憶される。また、複数の細胞コロニーを１枚の細胞画像で撮像した場合には、その各細胞コロニーの識別情報と１枚の細胞画像とが対応づけられて記憶される。
【００４１】
このように細胞コロニーの識別情報と細胞画像とを対応づけて記憶して管理することによって、たとえばユーザが入力装置５から細胞コロニーの識別情報を入力した際、その識別情報に対応づけられた細胞画像を即座に読み出して表示等することができる。
【００４２】
コロニー評価部３１は、画像取得部３０から読み出された細胞画像を取得し、その細胞画像内における細胞コロニーの領域を特定し、その特定した細胞コロニーの状態を評価するものである。本実施形態のコロニー評価部３１は、具体的には、幹細胞コロニーの未分化度または分化度を評価するものである。
【００４３】
細胞コロニー領域の特定方法としては、たとえば細胞画像を２値化画像に変換した後、テンプレートマッチングなどによって細胞コロニー領域を自動的に抽出することによって特定するようにすればよい。また、細胞コロニー領域の自動抽出については、上述した方法に限らず、その他の公知な方法を用いるようにしてもよい。
【００４４】
また、自動抽出に限らず、表示制御部３４によってディスプレイ４に細胞画像を表示させ、ユーザが入力装置５を用いて細胞画像内における細胞コロニー領域を指定し、その指定された座標などの位置情報をコロニー評価部３１が取得することによって特定するようにしてもよい。
【００４５】
幹細胞コロニー内の幹細胞の分化度または未分化度の評価方法としては、たとえば幹細胞コロニー内の個々の細胞の分布状態を取得し、その分布状態に基づいて幹細胞が分化状態であるか、未分化状態であるかを評価するようにすればよい。具体的には、幹細胞の密集度を算出し、密集度が所定の閾値よりも高い範囲の幹細胞については未分化状態であると評価し、密集度が閾値よりも低い範囲の幹細胞については分化状態であると評価するようにすればよい。
【００４６】
個々の細胞の分布状態については、たとえば細胞の核小体のパターンを検出して取得するようにしてもよいし、細胞間を通過した回折光に起因して発生するハロのパターンを検出することによって取得するようにしてもよい。照明光が細胞間を通過する際、回折が起こる。そして、細胞間の距離（スリットギャップ）が照明光の波長の整数倍となった場合、回折光（±１次回折光）と直接光（０次回折光）の位相が同調し、高輝度のアーチファクトが発生する。この高輝度のアーチファクトがハロである。
【００４７】
また、幹細胞の密集度に限らず、個々の細胞の形状に基づいて、分化状態または未分化状態を評価するようにしてもよい。たとえば、パターンマッチングなどを用いて個々の細胞の円形度を算出し、円形度が所定の閾値よりも高い幹細胞については未分化状態であると評価し、円形度が閾値よりも低い幹細胞については分化状態であると評価するようにすればよい。
【００４８】
また、幹細胞コロニー領域の細胞画像の輝度分布に基づいて、分化状態または未分化状態を評価するようにしてもよい。具体的には、幹細胞コロニー領域の細胞画像の輝度分布を算出し、輝度が所定の閾値よりも高い範囲の幹細胞については未分化状態であると評価し、輝度が閾値よりも低い範囲の幹細胞については分化状態であると判定するようにすればよい。
【００４９】
また、ハロの分布状態を評価するようにしてもよい。具体的には、幹細胞コロニー領域の細胞画像からハロを抽出し、ハロが所定の閾値よりも少ない範囲の幹細胞については未分化状態であると評価し、ハロが閾値よりも多い範囲の幹細胞については分化状態であると判定するようにすればよい。
【００５０】
また、細胞画像内に複数の幹細胞コロニーが存在する場合には、各幹細胞コロニーの円形度を評価し、その円形度が所定の閾値以下である幹細胞コロニーについて分化が発生していると評価して、上述したような幹細胞コロニー内における幹細胞の分化度または未分化度を評価するようにしてもよい。
【００５１】
また、幹細胞の未分化度または分化度については、上記の評価方法に限らず、その他の公知な評価方法を用いることができる。
【００５２】
分割領域設定部３２は、コロニー評価部３１における評価結果に基づいて、細胞コロニーの領域を分割した複数の分割領域を設定するものである。本実施形態における分割領域設定部３２は、コロニー評価部３１における分化度または未分化度の評価結果に基づいて、細胞コロニー領域を未分化領域と分化領域とに分割して設定するものである。図２は、分割領域設定部３２において設定された分化領域と未分化領域との一例を示すものである。
【００５３】
分化領域と未分化領域の設定方法については、図２に示すように分化状態の幹細胞を含む分化領域と未分化細胞を含む未分化領域とを、自由曲線のような滑らかな曲線で表される閉領域として設定するようにしてもよいし、円領域や楕円領域や矩形領域など予め設定された形状の大まかな領域として設定するようにしてもよい。また、分化領域と未分化領域とは、必ずしも１つの領域として設定しなくてもよく、たとえば分化状態の個々の細胞のそれぞれの領域を分化領域として設定し、未分化状態の個々の細胞のそれぞれの領域を未分化領域として設定するようにしてもよい。
【００５４】
また、分割領域設定部３２は、幹細胞コロニー内の個々の幹細胞に対して、その分化度または未分化度に基づいて識別情報を付加するものである。具体的には、たとえば未分化状態に幹細胞に対しては「１」の数値の識別情報を付加し、分化状態の幹細胞に対しては「２」の数値の識別情報を付加することによってラベリングをするものである。なお、識別情報の種類としては、上記のような数値に限らず、その他の文字などの指標を付加するようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態においては、個々の幹細胞の分化度または未分化度に基づいて、幹細胞コロニー内の全ての幹細胞に対して識別情報を付加するようにしたが、これに限らず、たとえば未分化領域と分化領域の境界の近傍に存在する幹細胞のみに対して、その幹細胞が属する領域に基づいて識別情報を付加するようにしてもよい。また、未分化領域と分化領域の輪郭の近傍に存在する幹細胞のみに対して識別情報を付加したりするようにしてもよい。なお、上述した境界や輪郭の近傍とは、境界や輪郭から予め設定された距離の範囲に設定すればよく、たとえば１０μｍ〜５０μｍ程度に設定すればよい。
【００５６】
表示制御部３４は、画像取得部３０から読み出された細胞画像を取得するとともに、分割領域設定部３２において設定された複数の分割領域の情報を取得し、細胞画像と分割領域を表す画像とを重畳してディスプレイ４に表示させるものである。分割領域を表す画像としては、細胞画像を透過して観察できるような半透明の画像としてもよいし、分割領域の輪郭を表す画像でもよい。また、分割領域毎に異なる色で表示するようにしてもよく、たとえば一方の分割領域を赤色で表示し、他方の分割領域を青色で表示するようにしてもよい。
【００５７】
領域変形部３３は、幹細胞コロニーに対して所定の操作が行われて幹細胞コロニーの状態が変化した際、その状態変化に応じて、分割領域設定部３２において設定された各分割領域を変形させるものである。本実施形態の領域変形部３３は、具多的には、幹細胞コロニーの状態変化に応じて、上述した分化領域と未分化領域とを変形させるものである。
【００５８】
幹細胞コロニーに対する所定の操作としては、たとえば幹細胞コロニーにおける未分化細胞のピッキング操作や、幹細胞コロニーから細胞またはその他の物体などを吸い出す操作や、または幹細胞コロニーに対して注射器で注入する操作などがあるが、幹細胞コロニーの状態が変化する操作であれば如何なる操作でもよい。
【００５９】
そして、図２に示した幹細胞コロニーに対して、たとえば継代のために未分化細胞をピッキングしようとした場合、その切り出しの操作によって幹細胞コロニーは、図３に示すような形態に変形してしまい、未分化細胞と分化細胞の配置は変わってしまう。このような場合において、分割領域設定部３２で設定された分化領域と未分化領域とを維持したまま表示させた場合、図３に示すように、切り出し操作前は分化領域内に存在した分化細胞が、切り出し操作によって分化領域外に移動して未分化領域内に存在することになり、その後の未分化細胞の切り出しに影響を及ぼすことになる。
【００６０】
そこで、本実施形態の領域変形部３３は、上述したように幹細胞コロニーの状態変化に応じて、分割領域設定部３２において設定された各分割領域を変形させるものである。具体的には、領域変形部３３は、分割領域設定部３２において各幹細胞に付加された識別情報を用いて、未分化細胞の識別情報「１」が付加された幹細胞が未分化領域に含まれ、分化細胞の識別情報「２」が付加された幹細胞が分化領域に含まれるように未分化領域と分化領域とを変形させる。図４は、図３に示す未分化領域および分化領域を変形させた後の未分化領域および分化領域の一例を示している。
【００６１】
領域変形部３３において変形された未分化領域および分化領域の情報が表示制御部３４に出力され、表示制御部３４は、幹細胞コロニーに対する所定の操作前の分化領域および未分化領域を表す画像から変形後の分化領域および未分化領域を表す画像に変更して表示させる。
【００６２】
このように幹細胞コロニーに対する操作による幹細胞コロニーに形態変化に応じて未分化領域および分化領域の表示を変更させることによって、その後の未分化細胞の切り出しを適切に行うことができる。
【００６３】
また、幹細胞コロニーに対する所定の操作後に、再び幹細胞コロニーを評価するのではなく、分割領域設定部３２で設定された分化領域および未分化領域を変形させるようにしたので、幹細胞コロニーの評価のための処理を行う必要がなく、より高速に表示の変更を行うことができる。また、幹細胞コロニーに対する所定の操作によって幹細胞コロニーが変形したり、幹細胞の密度が変化したりしたとしても、幹細胞コロニーの再評価を行う訳ではないので、変形や密度変化などによる誤評価の問題もなく、分化領域および未分化領域を適切に表示させることができる。
【００６４】
操作情報受付部３５は、上述した幹細胞コロニーに対する所定の操作が行われたことを示す情報を受け付けるものである。本実施形態においては、この操作情報受付部３５によって操作情報が受け付けられた場合に、領域変形部３３が、分化領域および未分化領域の変形処理を行う。
【００６５】
具体的には、たとえばユーザが手動によって幹細胞コロニーに対して所定の操作を行う場合には、ユーザによってその操作を行ったことを示す情報が入力装置５を用いて入力され、その入力された情報が操作情報として操作情報受付部３５によって受け付けられる。
【００６６】
また、幹細胞コロニーに対して自動的に所定の操作を行う場合には、たとえば自動的に幹細胞コロニーからピッキングを行う場合には、そのピッキングが行われたことが操作情報として操作情報受付部３５によって受け付けられる。なお、図１においては、このようなピッキング装置については図示省略している。
【００６７】
入力装置５は、マウスやキーボードなどを備えたものであり、ユーザによる操作入力を受け付けるものである。たとえば、入力装置５は、位相差顕微鏡２０の光学倍率や、上述した操作情報の設定入力を受け付け可能なものである。
【００６８】
次に、上述した細胞培養観察システムの作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６９】
まず、細胞培養装置１において、搬送部１１によって、収容されている複数の培養容器の中から撮影対象の培養が選択され、その選択された培養容器がステージ１０に設置される（Ｓ１０）。
【００７０】
そして、撮像装置２の位相差顕微鏡２０によって培養容器内における細胞コロニーの画像が時系列に撮像され、その撮像された時系列の細胞画像は、細胞領域表示制御装置３の画像取得部３０によって取得される（Ｓ１２）。
【００７１】
次いで、画像取得部３０によって取得された所定のフレームの細胞画像がコロニー評価部３１によって読み出され、コロニー評価部３１によって細胞コロニーが評価され、その評価結果が取得される（Ｓ１４）。本実施形態においては、上述したように幹細胞コロニーの個々の幹細胞の分化度または未分化度が評価される。
【００７２】
コロニー評価部３１における評価結果が分割領域設定部３２に出力され、分割領域設定部３２は、入力された評価結果に基づいて、幹細胞コロニーの領域が複数の領域に分割される（Ｓ１６）。本実施形態においては、上述したように幹細胞コロニーの未分化領域と分化領域とに分割されて設定される。
【００７３】
そして、画像取得部３０によって取得された細胞画像と、分割領域設定部３２において設定された未分化領域および分化領域の情報が表示制御部３４に出力され、表示制御部３４は、細胞画像に対して分化領域および未分化領域を表す画像を重畳させてディスプレイ４に表示させる（Ｓ１８）。
【００７４】
次いで、操作情報受付部３５によって細胞コロニーに対する操作情報が受け付けられた場合には（Ｓ２０，ＹＥＳ）、その旨が領域変形部３３に出力され、領域変形部３３は、上述したように個々の幹細胞の付加された識別情報に基づいて未分化領域および分化領域を変形させる（Ｓ２２）。
【００７５】
領域変形部３３によって変形された分化領域および未分化領域の情報が表示制御部３４に出力され、表示制御部３４は、入力された変形後の分化領域および未分化領域を操作後の細胞コロニーの細胞画像に対して重畳して表示させる（Ｓ２４）。
【００７６】
また、上記実施形態の細胞培養観察システムにおいて、細胞コロニーに対して自動的にピッキングなどの操作を行う場合には、領域変形部３３において取得された変形後の分化領域および未分化領域の情報を次のピッキングの際に用いるようにしてもよい。具体的には、図６に示すように、細胞コロニーに対して自動的にピッキングを行うピッキング装置６を設ける場合には、領域変形部３３が、制御部６０に対して変形後の分化領域および未分化領域の情報を出力し、制御部６０は、入力された変形後の分化領域および未分化領域の情報を用いて次の切り出し動作を行うようにピッキング機構を制御する。たとえば、図７に示すように幹細胞コロニーが切られて未分化領域と分化領域とが変形した場合には、図７において矢印で示す方向に幹細胞コロニーが切られるようにピッキング機構を制御するようにすればよい。
【００７７】
また、上述したように自動的にピッキングを行うのではなく、ユーザが手動でピッキングなどを行う場合には、表示制御部３４が、図７で示すような矢印を細胞画像に対して重畳して表示させ、ユーザがピッキングする際のナビゲーション表示を行うようにしてもよい。すなわち、変形後の未分化領域および分化領域の情報に基づいて、ユーザに対して次の操作のナビゲーション表示を行うようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態の説明では、幹細胞コロニーを撮像した細胞画像を取得し、未分化・分化を評価するようにしたが、これに限らず、分化誘導後の細胞コロニーを撮像した細胞画像を取得し、その細胞コロニー内の個々の細胞が所望の細胞に分化しているか否かについて、その分化度を評価するようにしてもよい。
【００７９】
この場合、分割領域設定部３２は、分化度が所望の程度まで進んでいる領域と分化度が進んでいない領域とを分割領域として設定し、領域変形部３３は、上記実施形態と同様に、細胞コロニーに対して所定の操作が行われた際には、各領域の細胞に付加された識別情報に基づいて各分割領域を変形させる。
【００８０】
分化導入後の細胞としては、たとえば心筋細胞または神経細胞がある。また、分化導入度の細胞の評価としては、上述したような分化度に限らず、たとえば心筋細胞については、拍動を評価し、拍動している細胞が分布している領域と拍動していない細胞が分布している領域とを分割領域として設定するようにしてもよい。また、神経細胞である場合には、神経の軸索の密度や長さを算出し、密度や長さが所定の閾値以上の領域と閾値未満の領域とを分割領域として設定するようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態の細胞培養観察システムにおいては、操作情報受付部３５によって操作情報が受け付けられた場合に、領域変形部３３が分割領域を変形するようにしたが、これに限らず、たとえば撮像装置２において時系列に取得される細胞画像のフレームレートに応じて、フレーム毎に分割領域を変形するようにしてもよい。この際、１フレーム毎に限らず、複数フレーム毎に分割領域を変形するようにしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態の細胞培養観察システムにおいては、細胞領域表示制御装置３におけるコロニー評価部３１によって細胞コロニーの評価を行ってその評価結果を取得するようにしたが、本発明の細胞領域表示制御装置は、必ずしもその装置内で細胞コロニーの評価を行わなくてもよく、他の装置で細胞コロニーを評価した結果を細胞領域表示制御装置が取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１     細胞培養装置
２     撮像装置
３     細胞領域表示制御装置
４     ディスプレイ
５     入力装置
６     ピッキング装置
１０   ステージ
１１   搬送部
１２   制御部
２０   位相差顕微鏡
２１   制御部
３０   画像取得部
３１   コロニー評価部
３２   分割領域設定部
３３   領域変形部
３４   表示制御部
３５   操作情報受付部
６０   制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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