(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する細胞画像取得部と、
該細胞画像取得部により取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化処理部と、
該平滑化処理部により平滑化された輝度値の極小値を検出する極小値検出部と、
該極小値検出部により検出された極小値から細胞の大きさに応じた範囲内で最小となる最小極小値を抽出する最小極小値抽出部と、
該最小極小値抽出部により抽出された最小極小値の数を計数する計数部と、
該計数部により計数された最小極小値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出部とを備える細胞解析装置。
【請求項２】
前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値について、該極小値を含みかつ該極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲において、最小となる極小値を最小極小値として抽出する請求項１に記載の細胞解析装置。
【請求項３】
前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値を最小極小値候補として設定し、該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出し、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに近傍領域に設定されている領域よりも前記最小極小値に近い範囲を近傍領域に設定し、該近傍領域内に存在する全ての極小値を前記最小極小値候補から除外することを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返す請求項１に記載の細胞解析装置。
【請求項４】
前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値を最小極小値候補として設定し、該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出し、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに設定されている前記最小極小値よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を近傍領域に設定し、該近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外することを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返す請求項１に記載の細胞解析装置。
【請求項５】
前記細胞画像取得部により取得された画像内の細胞が存在する領域を抽出する細胞領域抽出部を備え、
前記極小値検出部が、前記細胞領域抽出部により抽出された細胞が存在する領域について画像の輝度値の極小値を検出する請求項１から請求項４のいずれかに記載の細胞解析装置。
【請求項６】
細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する細胞画像取得部と、
該細胞画像取得部により取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化処理部と、
該平滑化処理部により平滑化された輝度値の極大値を検出する極大値検出部と、
該極大値検出部により検出された極大値から細胞の大きさに応じた範囲内で最大となる最大極大値を抽出する最大極大値抽出部と、
該最大極大値抽出部により抽出された最大極大値の数を計数する計数部と、
該計数部により計数された最大極大値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出部とを備える細胞解析装置。
【請求項７】
細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する撮影ステップと、
該撮影ステップにより取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化ステップと、
該平滑化ステップにより平滑化された輝度値の極小値を検出する極小値検出ステップと、
該極小値検出ステップにより検出された極小値から細胞の大きさに応じた範囲内で最小となる最小極小値を抽出する最小極小値抽出ステップと、
該最小極小値抽出ステップにより抽出された最小極小値の数を計数する計数ステップと、
該計数ステップにより計数された最小極小値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出ステップとを含む細胞解析方法。
【請求項８】
前記最小極小値抽出ステップが、前記極小値検出ステップにより検出された各極小値について、各該極小値を含みかつ各該極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲において、最小となる極小値を最小極小値として抽出する請求項７に記載の細胞解析方法。
【請求項９】
前記最小極小値抽出ステップが、
前記極小値検出ステップにより検出された各極小値を最小極小値候補として設定するステップと、
該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出するステップと、
抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに近傍領域に設定されている領域よりも前記最小極小値に近い範囲を近傍領域に設定するステップと、
前記近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外するステップとを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返す請求項７に記載の細胞解析方法。
【請求項１０】
前記最小極小値抽出ステップが、
前記極小値検出ステップにより検出された各極小値を最小極小値候補として設定するステップと、
前記最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出するステップと、
抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに設定されている前記最小極小値よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を近傍領域に設定するステップと、
前記近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外するステップとを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返す請求項７に記載の細胞解析方法。
【請求項１１】
前記撮影ステップにより取得された画像内の細胞が存在する領域を抽出する細胞領域抽出ステップを含み、
前記極小値検出ステップが、前記細胞領域抽出ステップにより抽出された細胞が存在する領域について画像の輝度値の極小値を検出する請求項７から請求項１０のいずれかに記載の細胞解析方法。
【請求項１２】
細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する撮影ステップと、
該撮影ステップにより取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化ステップと、
該平滑化ステップにより平滑化された輝度値の極大値を検出する極大値検出ステップと、
該極大値検出ステップにより検出された極大値から細胞の大きさに応じた範囲内で最大となる最大極大値を抽出する最大極大値抽出ステップと、
該最大極大値抽出ステップにより抽出された最大極大値の数を計数する計数ステップと、
該計数ステップにより計数された最大極大値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出ステップとを含む細胞解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞解析装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
培養容器内の細胞数をカウントする技術として、位相差画像から細胞の形状認識によって細胞数をカウントする技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の細胞数計測装置では、形状認識に時間がかかるため、培養容器内の細胞数を精度よく計測するのに時間がかかる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易に精度よく培養容器内の細胞数を計測することができる細胞解析装置および方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する細胞画像取得部と、該細胞画像取得部により取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化処理部と、該平滑化処理部により平滑化された輝度値の極小値を検出する極小値検出部と、該極小値検出部により検出された極小値から細胞の大きさに応じた範囲内で最小となる最小極小値を抽出する最小極小値抽出部と、該最小極小値抽出部により抽出された最小極小値の数を計数する計数部と、該計数部により計数された最小極小値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出部とを備える細胞解析装置である。【０００６】
本態様によれば、細胞画像取得部の作動により取得された培養容器内の画像の輝度値が、平滑化処理部の作動によって平滑化されることにより、輝度値のピークが鈍って、小さなピークが消滅する。したがって、極小値検出部において検出された極小値からは小さなピークが除かれており、最小極小値抽出部において、最小極小値を容易に抽出することができる。抽出された最小極小値は細胞の大きさに応じた範囲内で最小となっているので、最小極小値の数と細胞の数とは一致しており、計数部において最小極小値の数を計数することにより、細胞画像取得部の視野範囲内に存在する細胞数を精度よく検出することができる。そして、このようにして検出された視野範囲内の細胞数に基づいて細胞数算出部により培養容器内の細胞数を精度よく算出することができる。【０００７】
上記態様においては、前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値について、該極小値を含みかつ該極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲において、最小となる極小値を最小極小値として抽出してもよい。
このようにすることで、極小値位置近傍の極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲を細胞の大きさに応じた範囲として設定し、最小極小値を簡易に抽出することができる。【０００８】
また、上記態様においては、前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値を最小極小値候補として設定し、該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出し、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに近傍領域に設定されている領域よりも前記最小極小値に近い範囲を近傍領域に設定し、該近傍領域内に存在する全ての極小値を前記最小極小値候補から除外することを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返してもよい。【０００９】
このようにすることで、最小極小値を抽出する際に、その周辺に存在する最小極小値となり得ない極小値を最小極小値候補から除外することができ、最小極小値の抽出に要する時間を短縮することができる。【００１０】
また、上記態様においては、前記最小極小値抽出部が、前記極小値検出部により検出された各極小値を最小極小値候補として設定し、該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出し、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに設定されている前記最小極小値よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を近傍領域に設定し、該近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外することを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返してもよい。【００１１】
また、上記態様においては、前記細胞画像取得部により取得された画像内の細胞が存在する領域を抽出する細胞領域抽出部を備え、前記極小値検出部が、前記細胞領域抽出部により抽出された細胞が存在する領域について画像の輝度値の極小値を検出してもよい。
このようにすることで、細胞領域抽出部により抽出された細胞が存在する領域についてのみ最小極小値の抽出による細胞数の計数を行うので、より迅速に細胞数を算出することができる。【００１２】
また、本発明の他の態様は、細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する細胞画像取得部と、該細胞画像取得部により取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化処理部と、該平滑化処理部により平滑化された輝度値の極大値を検出する極大値検出部と、該極大値検出部により検出された極大値から細胞の大きさに応じた範囲内で最大となる最大極大値を抽出する最大極大値抽出部と、該最大極大値抽出部により抽出された最大極大値の数を計数する計数部と、該計数部により計数された最大極大値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出部とを備える細胞解析装置である。【００１３】
また、本発明の他の態様は、細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する撮影ステップと、該撮影ステップにより取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化ステップと、該平滑化ステップにより平滑化された輝度値の極小値を検出する極小値検出ステップと、該極小値検出ステップにより検出された極小値から細胞の大きさに応じた範囲内で最小となる最小極小値を抽出する最小極小値抽出ステップと、該最小極小値抽出ステップにより抽出された最小極小値の数を計数する計数ステップと、該計数ステップにより計数された最小極小値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出ステップとを含む細胞解析方法である。【００１４】
上記態様においては、前記最小極小値抽出ステップが、前記極小値検出ステップにより検出された各極小値について、各該極小値を含みかつ各該極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲において、最小となる極小値を最小極小値として抽出してもよい。
また、上記態様においては、前記最小極小値抽出ステップが、前記極小値検出ステップにより検出された各極小値を最小極小値候補として設定するステップと、該最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出するステップと、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに近傍領域に設定されている領域よりも前記最小極小値に近い範囲を近傍領域に設定するステップと、前記近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外するステップとを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返してもよい。【００１５】
また、上記態様においては、前記最小極小値抽出ステップが、前記極小値検出ステップにより検出された各極小値を最小極小値候補として設定するステップと、前記最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として抽出するステップと、抽出された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した値以下の輝度値を有する連続する範囲のうち、すでに設定されている前記最小極小値よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を近傍領域に設定するステップと、前記近傍領域内に存在する全ての極小値を最小極小値候補から除外するステップとを前記最小極小値候補がなくなるまで繰り返してもよい。【００１６】
前記撮影ステップにより取得された画像内の細胞が存在する領域を抽出する細胞領域抽出ステップを含み、前記極小値検出ステップが、前記細胞領域抽出ステップにより抽出された細胞が存在する領域について画像の輝度値の極小値を検出してもよい。【００１７】
また、本発明の他の態様は、細胞を培養している培養容器内の細胞の画像を取得する撮影ステップと、該撮影ステップにより取得された画像の輝度値を平滑化する平滑化ステップと、該平滑化ステップにより平滑化された輝度値の極大値を検出する極大値検出ステップと、該極大値検出ステップにより検出された極大値から細胞の大きさに応じた範囲内で最大となる最大極大値を抽出する最大極大値抽出ステップと、該最大極大値抽出ステップにより抽出された最大極大値の数を計数する計数ステップと、該計数ステップにより計数された最大極大値数に基づいて前記培養容器内の細胞数を算出する細胞数算出ステップとを含む細胞解析方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易に精度よく培養容器内の細胞の細胞数を計測することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞解析装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の細胞解析装置により取得された細胞の画像の一例を示す図である。
【図３】図１の細胞解析装置の最小極小値抽出部の動作を説明する図である。
【図４】図１の細胞解析装置を用いた細胞解析方法を示すフローチャートである。
【図５】図４の細胞解析方法の平滑化ステップにより平滑化された細胞の画像の一例を示す図である。
【図６】図４の細胞解析方法の最小極小値抽出ステップを示すフローチャートである。
【図７】図５の平滑化された細胞の画像において、図６の最小極小値抽出ステップにより抽出された最小極小値を重畳して示す図である。
【図８】図６の最小極小値抽出部の変形例による動作を説明する図である。
【図９】図６の最小極小値抽出ステップの他の例を示すフローチャートである。
【図１０】図６の最小極小値抽出部の他の変形例による動作を説明する図である。
【図１１】図６の最小極小値抽出ステップの他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る細胞解析装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞解析装置１は、図１に示されるように、培養容器２内において培養されている細胞Ａの画像を取得する細胞画像取得部３と、該細胞画像取得部３により取得された画像を処理して培養容器２内の細胞数を出力する画像処理部４とを備えている。
【００２１】
細胞画像取得部３は、細胞Ａを培養している培養容器２の培養面２ａに対向して配置され、培養面２ａからの光を集光する対物レンズ５と、該対物レンズ５により集光された光を撮影することにより、培養面２ａ内の所定の視野範囲にわたる画像を取得する光検出部６とを備えている。
取得する画像としては、例えば、位相差画像を例に挙げて説明する。
【００２２】
細胞画像取得部３により取得される位相差画像の一例を図２に示す。
これによれば、取得された画像内には、細胞Ａ内に存在する細胞核、ミトコンドリアあるいはオルガネラ等の細胞小器官が影となって一段と輝度値の低い黒点（輝度値ピーク）が複数存在している。
【００２３】
画像処理部４は、光検出部６により取得された細胞Ａの画像の輝度を平滑化する平滑化処理部７と、該平滑化処理部７により平滑化された輝度値の極小値を検出する極小値検出部８と、該極小値検出部８により検出された極小値の中から最小極小値を抽出する最小極小値抽出部９と、該最小極小値抽出部９により抽出された最小極小値の数を計数する計数部１０と、該計数部１０により計数された最小極小値の数に基づいて培養容器２内の細胞数を算出する細胞数算出部１１とを備えている。
【００２４】
平滑化処理部７は、例えばローパスフィルタであり、細胞Ａの画像から高周波成分を除去することにより、画像を鈍らせるようになっている。すなわち、平滑化処理部７によれば、位相差画像が平滑化処理部７に入力されることにより、輝度値が平滑化されて各輝度値ピークがなだらかになり、特に、面積の小さい輝度値ピークについてはピーク自体が低くなるようになっている。
【００２５】
極小値検出部８は、平滑化処理部７により平滑化された画像内において輝度値が極小となる点を検出するようになっている。この場合には、面積の大きさにかかわらず、周囲の輝度値よりも小さくなっている極小値が検出されるようになっている。
【００２６】
最小極小値抽出部９は、極小値検出部８により検出された輝度値の極小値の中から、細胞Ａの大きさの範囲内で最小となる極小値を抽出するようになっている。具体的には、図３に示されるように、極小値検出部８により検出された極小値の輝度値に所定の閾値を加算した輝度値以下の範囲において最小となる極小値を最小極小値として抽出するようになっている。
【００２７】
図３に示す例では、極小値はＰ１からＰ６の６個存在している場合、まず、極小値Ｐ１においては、極小値Ｐ１を含みかつ該極小値Ｐ１の輝度値に閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する範囲において、最小となる極小値Ｐ１が最小極小値として抽出される。ここで、所定の閾値Ｈとしては、極小値の輝度値に閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する範囲が、細胞Ａの大きさの範囲を表すことができるような任意の定数を予め設定しておく。
【００２８】
次に、極小値Ｐ２においても、同様にして、極小値Ｐ２を含みかつ該極小値Ｐ２の輝度値に閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する範囲において、最小となる極小値Ｐ１が最小極小値として抽出され、極小値Ｐ２は抽出されないようになっている。最小極小値抽出部９は、上記処理を全ての極小値に対して行うようになっている。
【００２９】
計数部１０は、最小極小値抽出部９により抽出された最小極小値の数を計数するようになっている。最小極小値抽出部９により重複して抽出された最小極小値については１つの最小極小値として抽出するようになっている。
【００３０】
細胞数算出部１１は、計数部１０により計数された最小極小値数に、培養容器２の培養面２ａの有効面積と視野範囲の面積との比率を乗算することにより、培養容器２全体の細胞数を算出するようになっている。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る細胞解析装置１を用いた細胞解析方法について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞解析方法により、培養容器２内の細胞数を算出するには、まず、図４に示されるように、細胞Ａを培養している培養容器２の培養面２ａに、細胞画像取得部３の対物レンズ５を対向して配置し、対物レンズ５によって集光された培養面２ａからの光を光検出部６により検出して画像を取得する（撮影ステップＳ１）。
撮影ステップＳ１により、図２に示される細胞Ａの位相差画像が取得される。
【００３２】
次いで、撮影ステップＳ１により取得された画像の輝度値を平滑化処理部７において平滑化する（平滑化ステップＳ２）。
平滑化ステップＳ２によって、図５に示されるように、図２の位相差画像の輝度値が鈍らされた平滑化された画像が生成される。すなわち、この平滑化ステップＳ２において、輝度値が平滑化されて各輝度値ピークのなだらかになり、特に、面積の小さい輝度値ピークについてはピーク自体が低くなる。
【００３３】
その結果、面積の大きな輝度値ピークである細胞核の輝度値ピークが残り、その周囲の同一細胞Ａの範囲内では、その輝度値ピークが最小の極小値となる。
この状態で、平滑化ステップＳ２により平滑化された輝度値の極小値を極小値検出部８により検出する（極小値検出ステップＳ３）。
【００３４】
極小値検出ステップＳ３においては、輝度値が平滑化された後の画像内に存在する全ての極小値が検出される。
すなわち、平滑化ステップＳ２により、面積の小さかった輝度値の極小値は輝度値のピーク自体が低くなるが、極小値検出ステップＳ３においては、図３に示す例では、周囲の輝度値よりも小さくなっている極小値Ｐ１からＰ６が検出される。
【００３５】
そして、極小値検出ステップＳ３により検出された極小値から細胞Ａの大きさに応じた範囲内で最小となる最小極小値を最小極小値抽出部９により抽出する（最小極小値抽出ステップＳ４）。これにより、細胞Ａ毎に輝度値が最小となる最小極小値が抽出される。
最小極小値抽出ステップＳ４は、図６に示されるように、番号Ｎが初期化された（ステップＳ４１）後に、極小値ＰＮ（Ｎ＝１）を含みかつ該極小値ＰＮに所定の閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する連続した範囲内に存在する全ての極小値を抽出し（ステップＳ４２）、抽出された全ての極小値の中で最小値となる最小極小値が設定される（ステップＳ４３）。この処理を全ての極小値Ｐ１からＰ６に対して繰り返す（ステップＳ４４，Ｓ４５）。
【００３６】
すなわち、平滑化ステップＳ２により、主に各細胞Ａにおいて最も面積の大きい輝度値の低い領域である細胞核の領域が、最小極小値抽出ステップＳ４により、他の極小値より輝度値の小さい最小極小値として抽出されるので、図７に示されるように、各細胞Ａに対して１個の最小極小値（図中、マーカで記載。）が抽出できる。すなわち、最小極小値数が細胞数となる。
【００３７】
そして、最小極小値抽出ステップＳ４により抽出された最小極小値の数を計数部１０において計数する（計数ステップＳ５）。これにより、画像内に存在する細胞数が計数される。
最後に、計数ステップＳ５により計数された最小極小値数に基づいて細胞数算出部１１により培養容器２内の細胞数を算出する（細胞数算出ステップＳ６）。
【００３８】
細胞画像取得部３により取得される画像による視野範囲は予め定められており、また、培養容器２の培養面２ａにおいて実質的に細胞Ａの培養が行われる有効培養面積も予め定められているので、有効培養面積と視野範囲の面積との比率を最小極小値数に乗算することにより、培養容器２内全体の細胞数を簡易かつ精度よく算出することができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る細胞解析装置１および方法によれば、画像処理部４により画像を平滑化して最小極小値数を計数することにより、画像内の細胞Ａの形状認識を行うことなく、細胞数を容易に、かつ、精度よく算出することができる。したがって、形状認識に時間がかかっていた従来の方法とは異なり、迅速に培養容器２内の細胞数を算出することができ、継代時期の判断を迅速に行うことができるという利点がある。
また、培養容器２内の細胞数を計数するために細胞Ａを培養容器２から剥離する必要もないので、培養中の細胞Ａにかかるストレスを軽減して、細胞Ａを効率的に増殖させることができるという利点もある。
【００４０】
なお、本実施形態においては、閾値Ｈを設定し、極小値ＰＮを含みかつ該極小値ＰＮと閾値Ｈとを加算した輝度値以下の領域における最小の極小値を最小極小値として抽出することとしたが、これに代えて、図９に示されるように、極小値検出部８により検出された全ての極小値を最小極小値候補として設定し、その内、最小極小値候補の中で輝度値が最小のものを最小極小値として設定し、設定された該最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値を加算した輝度値以下の輝度値を有する連続した範囲内のうち、すでに近傍領域に設定されている領域よりも最小極小値に近い範囲を近傍領域に設定し、該近傍領域内における全ての極小値を最小極小値としての抽出対象から除外することを最小極小値候補がなくなるまで繰り返してもよい。
【００４１】
例えば、図８に示す例では、極小値が６個検出されており、まず、全ての極小値Ｐ１からＰ６が最小極小値の候補として設定される（ステップＳ５１）。この時点で、候補内における極小値Ｐ１からＰ６の輝度値は、小さい順に、Ｐ１，Ｐ６，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ３，Ｐ５となっている。
【００４２】
次に、候補内における最小の極小値を最小極小値として設定する（ステップＳ５２）。
この場合には、極小値Ｐ１が最初の最小極小値として設定される。
そして、設定された最小極小値Ｐ１を含みかつ該最小極小値Ｐ１に所定の閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する連続した範囲のうち、すでに極小値の近傍領域に設定されている領域よりも最小極小値Ｐ１に近い範囲内を最小極小値Ｐ１の近傍領域Ｒ１に設定する（ステップＳ５３）。ここでは、まだ最小極小値の近傍領域に設定されている領域が無いので、領域Ｒ１がそのまま最小極小値Ｐ１の近傍領域になる。これにより、近傍領域Ｒ１に含まれている全ての極小値Ｐ１，Ｐ２が最小極小値の候補から除外される（ステップＳ５４）。
【００４３】
この状態で、次の最小極小値の候補には極小値Ｐ３からＰ６が残っているのでステップＳ５２からの処理が繰り返される（ステップＳ５５）。これらの極小値Ｐ３からＰ６内において最小の極小値は、極小値Ｐ６である。したがって、極小値Ｐ６が最小極小値として設定され（ステップＳ５２）、最小極小値Ｐ６を含みかつ該最小極小値Ｐ６の輝度値に所定の閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する連続した範囲内でかつ、すでに近傍領域に設定されている領域Ｒ１よりも最小極小値Ｐ６に近い範囲を最小極小値Ｐ６の近傍領域Ｒ２に設定する（ステップＳ５３）。これにより、近傍領域Ｒ２に含まれている極小値Ｐ６が次の最小極小値の候補から除外される（ステップＳ５４）。
【００４４】
この状態で、次の最小極小値の候補には極小値Ｐ３からＰ５が残っているのでステップＳ５２からの処理が繰り返され、これらの極小値Ｐ３からＰ５内において最小の極小値Ｐ４が次の最小極小値として設定される（ステップＳ５２）。
そして、最小極小値Ｐ４を含みかつ該最小極小値Ｐ４の輝度値に所定の閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する連続した範囲内でかつ、すでに近傍領域に設定されている領域Ｒ１，Ｒ２よりも最小極小値Ｐ４に近い範囲を最小極小値Ｐ４の近傍領域Ｒ３に設定する（ステップＳ５３）。近傍領域Ｒ３には、極小値Ｐ３からＰ５が含まれているので、これらの極小値Ｐ３からＰ５は最小極小値の候補から除外され（ステップＳ５４）、次の候補がなくなる（ステップＳ５５）。
その結果、最小極小値として、極小値Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６が抽出される。
【００４５】
このようにすることで、最小極小値の抽出処理が進行するに従って、最小極小値の候補となる極小値が減少していくので、最小極小値の抽出処理を加速度的に進行させることができ、さらに迅速に細胞数を算出することができるという利点がある。
【００４６】
また、図１１に示されるように、最小極小値を含みかつ該最小極小値に所定の閾値Ｈを加算した値以下の輝度値を有する最小極小値に連続する範囲のうち、すでに設定されている最小極小値よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を近傍領域に設定してもよい。
例えば、図１０に示す例では、全ての極小値Ｐ１からＰ６を最小極小値の候補として設定し（ステップＳ５１）、候補内における最小の極小値を最小極小値として設定する（ステップＳ５２）。
【００４７】
この場合には、極小値Ｐ１が最初の最小極小値として設定され、設定された最小極小値Ｐ１を含みかつ該最小極小値Ｐ１に所定の閾値Ｈを加算した値以下の最小極小値Ｐ１の輝度値を有する連続する範囲内でかつ、最小極小値Ｐ１よりも大きい輝度値を有する連続する範囲を最小極小値Ｐ１の近傍領域Ｒ１に設定する（ステップＳ５３）。これにより、近傍領域Ｒ１に含まれている全ての極小値Ｐ１，Ｐ２が最小極小値の候補から除外される（ステップＳ５４）。
【００４８】
この状態で、次の最小極小値の候補には極小値Ｐ３からＰ６が残っているのでステップＳ５２からの処理を繰り返す（ステップＳ５５）。そして、最小極小値Ｐ６の近傍領域Ｒ２、および最小極小値Ｐ４の近傍領域Ｒ３に含まれている全ての極小値Ｐ３からＰ６が最小極小値の候補から除外され（ステップＳ５４）、次の候補がなくなる（ステップＳ５５）と、最小極小値として、極小値Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６が抽出される。
【００４９】
また、本実施形態においては、画像内の全ての領域について最小極小値を抽出することとしたが、これに代えて、細胞Ａが存在する細胞領域と細胞Ａが存在しない背景領域とを予め識別可能な輝度値変化特徴情報を記憶しておき、取得された画像から、輝度値変化特徴情報に基づいて細胞領域を抽出し（細胞領域抽出ステップ）、抽出された細胞領域に対して、極小値検出部８からの処理を施すことにしてもよい。この場合には、細胞解析装置１は、細胞画像取得部３により取得された画像内の細胞Ａが存在する領域を抽出する細胞領域抽出部（図示略）を備えている。このようにすることで、処理すべき領域が細胞Ａの存在する領域に限られるので、さらに処理を高速化することができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、培養容器２の培養面２ａの一部の画像を取得して細胞数を算出することとしたが、これに代えて、培養面２ａの異なる箇所の複数の画像を取得し、計数された細胞数を平均した後に、細胞数算出部１１によって培養容器２全体の細胞数を算出することにしてもよい。このようにすることで、細胞Ａの分布にばらつきがあっても、培養容器２内の細胞数を精度よく算出することができるという利点がある。
【００５１】
また、細胞画像取得部３は、細胞Ａに対して照射する照明光量または撮影感度の少なくとも一方を調節する手段を備えていてもよい。
照明光量を調節する手段は、照明光量を計測し所定の照明光量となるように調節すればよい。
また、撮影感度を調節する手段は、画像内あるいは画像の所定領域内の平均輝度値を算出し、該平均輝度値が所定値になるように撮影感度を調節することにしてもよい。
【００５２】
また、撮影感度は、取得された画像の明るさに応じて調節してもよいし、計測開始前に取得された画像の明るさに基づいて調節してもよい。また、複数の画像を取得して細胞数を算出する場合には、各画像の明るさに応じて撮影感度を調節してもよい。
【００５３】
また、複数の画像を取得する場合には、予め定められた枚数の画像が取得された場合に細胞数を算出することにしてもよい。ここで、培養容器２の面積が異なる複数種類の培養容器２に対して細胞数を算出する場合には、取得される画像の枚数は培養容器２の面積毎に設定することにしてもよい。
【００５４】
また、取得された画像毎に細胞数を計数して、細胞数の平均値を算出し、細胞数の平均値の変動率が所定の値以下になるまで、画像の取得からの処理を繰り返すことにしてもよい。
また、本実施形態においては、位相差画像から、細胞核を最小極小値により抽出することとしたが、必ずしも位相差画像に限定されるものではなく、これに代えて、例えば、蛍光画像の場合には細胞核を最大極大値によって抽出することにしてもよい。この場合に、細胞解析装置１は、極小値検出部８および最小極小値抽出部９に代えて、極大値検出部および最大極大値抽出部を備えている。また、この細胞解析装置１を用いた細胞解析方法では、極小値検出ステップＳ３および最小極小値抽出ステップＳ４に代えて、極大値検出部によって輝度値の極大値を検出する極大値検出ステップ、および最大極大値抽出部によって細胞Ａの大きさに応じた範囲内で最大となる最大極大値を抽出する最大極大値抽出ステップを実行する。
【符号の説明】
【００５５】
１  細胞解析装置
２  培養容器
３  細胞画像取得部
７  平滑化処理部
８  極小値検出部
９  最小極小値抽出部
１０  計数部
１１  細胞数算出部
Ｓ１  撮影ステップ
Ｓ２  平滑化ステップ
Ｓ３  極小値検出ステップ
Ｓ４  最小極小値抽出ステップ
Ｓ５  計数ステップ
Ｓ６  細胞数算出ステップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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