(57)【要約】  観察しようとする標本および使用しようとする蛍光体について低侵襲の観察が行えるようにユーザを支援することを目的として、本発明に係る観察支援装置（１）は、所定の標本について、所定の蛍光体を用いて、２以上のパラメータを含む所定の観察条件によって行われた蛍光観察における標本の状態変化を表す標本状態情報と、標本の種類、蛍光体の種類および観察条件とを対応づけて記憶する情報蓄積部（３）と、ユーザに、観察しようとする標本の種類および使用する蛍光体の種類を入力させる入力部（４）と、入力された標本の種類と同一種類の標本について、蛍光体の種類と同一種類の蛍光体を用いて行われた蛍光観察における標本状態情報および観察条件を情報蓄積部（３）から読み出して、観察条件に含まれる２以上のパラメータとの関係で標本状態情報を表す支援表示を生成する支援表示生成部（５）と、生成された前記支援表示を表示する表示部（６）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の標本について、所定の蛍光体を用いて、２以上のパラメータを含む所定の観察条件によって行われた蛍光観察における前記標本の状態変化を表す標本状態情報と、前記標本の種類、前記蛍光体の種類および前記観察条件とを対応づけて記憶する情報蓄積部と、
ユーザに、観察しようとする前記標本の種類および使用する前記蛍光体の種類を入力させる入力部と、
該入力部において入力された前記標本の種類と同一種類の標本について、前記入力部において入力された前記蛍光体の種類と同一種類の蛍光体を用いて行われた蛍光観察における前記標本状態情報および前記観察条件を前記情報蓄積部から読み出して、前記観察条件に含まれる２以上の前記パラメータとの関係で前記標本状態情報を表す支援表示を生成する支援表示生成部と、
該支援表示生成部により生成された前記支援表示を表示する表示部とを備える観察支援装置。
【請求項２】
所定の前記標本について、所定の前記蛍光体を用いて、２以上の前記パラメータを含む所定の前記観察条件によって行われた前記蛍光観察において取得された画像を解析して、前記標本状態情報を抽出する画像解析部を備える請求項１に記載の観察支援装置。
【請求項３】
所定の前記標本について、所定の前記蛍光体を用いて、２以上の前記パラメータを含む所定の前記観察条件によって行われた前記蛍光観察において複数の画像を取得する間に、時間間隔をあけて２点以上の標本状態情報取得用の標本画像を取得する請求項１に記載の観察支援装置。
【請求項４】
時間間隔をあけて２点以上取得される前記標本状態取得用の標本画像は、非蛍光画像である請求項３に記載の観察支援装置。
【請求項５】
前記支援表示生成部が、２以上の前記パラメータを座標とした各前記観察条件の分布を示すマップ上に各前記観察条件における前記標本状態情報を重畳した前記支援表示を生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の観察支援装置。
【請求項６】
前記入力部が、ユーザに新規の観察条件を入力させ、
前記支援表示生成部が、前記マップ上に、入力された新規の前記観察条件の位置を示す情報を加えた前記支援表示を生成する請求項５に記載の観察支援装置。
【請求項７】
前記情報蓄積部から読み出した各前記観察条件における前記標本状態情報に基づいて、未実行の観察条件に対応する標本状態情報を予測した標本状態予測情報を生成する状態予測部を備え、
前記支援表示生成部が、前記状態予測部により生成された前記標本状態予測情報を重畳した前記支援表示を生成する請求項１から請求項６のいずれかに記載の観察支援装置。
【請求項８】
前記支援表示に表される前記標本状態情報が適正範囲内に配置されているか否かを判定する判定部と、
該判定部による判定結果を報知する報知部とを備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の観察支援装置。
【請求項９】
設定された観察条件で、所定の標本について所定の蛍光体を用いて蛍光画像を取得する画像取得部と、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の観察支援装置とを備える蛍光観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察支援装置および蛍光観察システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡による標本のタイムラプス蛍光観察のように、間欠的ではあるが比較的長時間にわたって高強度の励起光を標本に照射することを繰り返す場合に、標本の励起光による侵襲を低減する目的で、励起光を照射した累積時間を計測し、所定の基準値を超える場合には報知しあるいは励起光を遮断する顕微鏡が知られている（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２００５−３３１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
標本の侵襲の程度は、標本の種類や蛍光体の種類によって異なるので、侵襲の程度を励起光の累積照射時間のみによって判定する特許文献１の顕微鏡では、正しく判定できないという不都合がある。すなわち、累積照射時間が基準値内であっても標本あるいは蛍光体によっては、標本にダメージが与えられている場合がある。逆に累積照射時間が基準値を超えても標本あるいは蛍光体によっては侵襲が少なく、励起光を遮断することなく観察し続けられる場合もある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察しようとする標本および使用しようとする蛍光体について低侵襲の観察が行えるようにユーザを支援することができる観察支援装置および蛍光観察システム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】
【０００６】
本発明の一態様は、所定の標本について、所定の蛍光体を用いて、２以上のパラメータを含む所定の観察条件によって行われた蛍光観察における前記標本の状態変化を表す標本状態情報と、前記標本の種類、前記蛍光体の種類および前記観察条件とを対応づけて記憶する情報蓄積部と、ユーザに、観察しようとする前記標本の種類および使用する前記蛍光体の種類を入力させる入力部と、該入力部において入力された前記標本の種類と同一種類の標本について、前記入力部において入力された前記蛍光体の種類と同一種類の蛍光体を用いて行われた蛍光観察における前記標本状態情報および前記観察条件を前記情報蓄積部から読み出して、前記観察条件に含まれる２以上の前記パラメータとの関係で前記標本状態情報を表す支援表示を生成する支援表示生成部と、該支援表示生成部により生成された前記支援表示を表示する表示部とを備える観察支援装置である。【０００７】
本態様によれば、ユーザが入力部により観察しようとする標本の種類および使用する蛍光体の種類を入力すると、入力された標本の種類と同一種類の標本について、入力された蛍光体の種類と同一種類の蛍光体を用いて行われた蛍光観察における標本状態情報および観察条件が、支援表示生成部によって情報蓄積部から読み出される。そして、支援表示生成部において、読み出された観察条件に含まれる２以上のパラメータとの関係で、読み出された標本状態情報を表す支援表示が生成され、生成された支援表示が表示部に表示される。【０００８】
すなわち、ユーザが新たな観察条件を設定して観察を行おうとする場合に、標本の種類および使用する蛍光体の種類を入力部から入力すると、過去に同一種類の標本について同一種類の蛍光体を用いて行われて、情報蓄積部に蓄積されている蛍光観察毎の観察条件と当該蛍光観察における標本の状態変化を表す標本状態情報が対応づけて表示される。したがって、表示された標本状態情報と観察条件との関係から、これから行おうとする蛍光観察における標本の状態変化をユーザに予測させることができる。これにより、低侵襲の蛍光観察が行えるような観察条件を選択するようにユーザを支援することができる。【０００９】
上記態様においては、所定の前記標本について、所定の前記蛍光体を用いて、２以上の前記パラメータを含む所定の前記観察条件によって行われた前記蛍光観察において取得された画像を解析して、前記標本状態情報を抽出する画像解析部を備えていてもよい。
このようにすることで、所定の標本について所定の蛍光体を用いて蛍光観察が行われることにより取得された画像が画像解析部によって解析されて標本状態情報が抽出される。抽出された標本状態情報は、標本の種類、蛍光体の種類および観察条件と対応づけられて情報蓄積部に記憶され、その後の観察において利用される。すなわち、ユーザが行った蛍光観察において取得された画像を利用することにより、標本に対して無駄な励起光照射を行わずに済み、標本を健全な状態に維持することができる。【００１０】
また、上記態様においては、所定の前記標本について、所定の前記蛍光体を用いて、２以上の前記パラメータを含む所定の前記観察条件によって行われた前記蛍光観察において複数の画像を取得する間に、時間間隔をあけて２点以上の標本状態情報取得用の標本画像を取得してもよい。
このようにすることで、標本の状態変化を常に正確に検出することができる。【００１１】
また、上記態様においては、時間間隔をあけて２点以上取得される前記標本状態取得用の標本画像は、非蛍光画像であってもよい。
このようにすることで、標本へのダメージを抑制することができる。【００１２】
また、上記態様においては、前記支援表示生成部が、２以上の前記パラメータを座標とした各前記観察条件の分布を示すマップ上に各前記観察条件における前記標本状態情報を重畳した前記支援表示を生成してもよい。
このようにすることで、表示部に表示された観察条件の分布を表すマップ上において標本状態情報が重畳されることにより、新たな観察条件による標本状態情報の程度をユーザに視覚的に容易に把握させることができる。【００１３】
また、上記態様においては、前記入力部が、ユーザに新規の観察条件を入力させ、前記支援表示生成部が、前記マップ上に、入力された新規の前記観察条件の位置を示す情報を加えた前記支援表示を生成してもよい。
このようにすることで、入力部を介してユーザにより入力された新規な観察条件の位置を示す情報がマップ上に加えられるので、新たな観察条件による標本状態情報の程度をユーザに視覚的に一目で把握させることができる。【００１４】
また、上記態様においては、前記情報蓄積部から読み出した各前記観察条件における前記標本状態情報に基づいて、未実行の観察条件に対応する標本状態情報を予測した標本状態予測情報を生成する状態予測部を備え、前記支援表示生成部が、前記状態予測部により生成された前記標本状態予測情報を重畳した前記支援表示を生成してもよい。
このようにすることで、状態予測部により生成された未実行の観察条件に対応する標本状態情報が支援表示に含められるので、新たに行おうとする蛍光観察による標本の状態変化をより定量的に確認することができる。【００１５】
また、上記態様においては、前記支援表示に表される前記標本状態情報が適正範囲内に配置されているか否かを判定する判定部と、該判定部による判定結果を報知する報知部とを備えていてもよい。この適正範囲はユーザが所望の範囲に設定可能となっている。
このようにすることで、報知部により報知された判定結果により、新たに行おうとする蛍光観察による標本の状態変化を表す標本状態情報が適正範囲か否かを容易に確認することができる。【００１６】
また、本発明の他の態様は、設定された観察条件で、所定の標本について所定の蛍光体を用いて蛍光画像を取得する画像取得部と、上記いずれかの観察支援装置とを備える蛍光観察システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、観察しようとする標本および使用しようとする蛍光体について低侵襲の観察が行えるようにユーザを支援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】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る観察支援装置を備える蛍光観察システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の観察支援装置により生成された支援表示の一例を示す図である。
【図３】図１の観察支援装置による観察条件の入力およびパラメータの選択画面の一例を示す図である。
【図４】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【図５】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【図６】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【図７】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【図８】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【図９】図１の観察支援装置により生成される支援表示の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る観察支援装置１および蛍光観察システム１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察システム１００は、図１に示されるように、設定された標本について設定された蛍光体を用いて設定された観察条件で蛍光観察を行って、蛍光画像を取得する顕微鏡（画像取得部）１１０と、本実施形態に係る観察支援装置１とを備えている。
【００２０】
顕微鏡１１０は、例えば、１回の蛍光観察において、時間間隔をあけて２回以上の画像取得を行う、例えば、タイムラプス観察のような観察方法によって、２以上の蛍光画像を取得するようになっている。
【００２１】
本実施形態に係る観察支援装置１は、図１に示されるように、各回の蛍光観察において、顕微鏡１１０により取得された２以上の蛍光画像に基づいて、当該蛍光観察中における標本の状態変化を表す標本状態情報を算出する画像解析部２と、該画像解析部２により算出された標本状態情報を当該蛍光観察における標本の種類、蛍光体の種類および観察条件と対応づけて記憶する情報蓄積部３と、標本の種類および蛍光体の種類をユーザに入力させる入力部４と、該入力部４を介して入力された標本の種類および蛍光体の種類に一致する観察条件および標本状態情報を情報蓄積部３から読み出して、支援表示を生成する制御部（支援表示生成部）５と、生成された支援表示を表示する表示部６とを備えている。
【００２２】
さらに具体的には、画像解析部２は、時間間隔をあけて取得された蛍光画像、例えば、各回の蛍光観察の最初と最後にそれぞれ取得された蛍光画像からそれぞれ標本である細胞の数をカウントし、標本状態情報として細胞の増殖率を算出するようになっている。なお、標本状態情報としては、細胞の生存率、細胞倍加時間、細胞の動き量等の蛍光観察の間に細胞がダメージを受けたか否かを示すための、細胞の状態変化を示す情報であれば任意のものを採用することができる。
【００２３】
また、制御部５は、入力された標本の種類および蛍光体の種類に一致する観察条件および標本状態情報を情報蓄積部３から読み出すと、観察条件に含まれるパラメータの内、予め設定されている２つのパラメータとして、例えば、蛍光観察における１回の照射エネルギと撮影間隔とを２つの座標軸とする２次元のマップ（ヒートマップ）を作成し、観察条件の分布を生成するとともに、各観察条件に対応する標本状態情報を対応づけて表す支援表示を生成するようになっている。
【００２４】
例えば、図２に示す例では、支援表示は、１回の照射エネルギを横軸、撮影間隔を縦軸とする２次元のマップ上に、各撮影条件に対応する位置にプロットを生成するとともに、各プロットの色により標本状態情報を表すようになっている。プロットの色と標本状態情報との対応関係は、マップの横に示される凡例を表すバーによって表示するようになっている。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る観察支援装置１および蛍光観察システム１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察システム１００を用いて標本の蛍光観察を行う場合には、まず、ユーザが入力部４を介して標本の種類および蛍光体の種類を入力する。入力された標本の種類および蛍光体の種類の組み合わせを用いて、制御部５により情報蓄積部３内が検索され、該当するデータが全て読み出される。
【００２６】
読み出されたデータには観察条件および標本状態情報が含まれているので、制御部５は、予め設定されている観察条件の２つのパラメータを座標軸とする２次元のマップ上の各観察条件に対応する位置にプロットを生成する。また、制御部５は、生成した各プロットの色を標本状態情報に対応する色に設定し、凡例を示すバーを含めた支援表示を生成し、表示部６に送る。
【００２７】
表示部６において、制御部５から送られてきた支援表示が表示される。
すなわち、支援表示には、これから観察を行おうとしている標本および蛍光体の組み合わせによって過去に行われた蛍光観察結果が色分けされたプロットによって表示されている。したがって、ユーザは、表示された支援表示におけるプロットの位置と色とを確認することにより、これから観察を行う場合に、標本にダメージを与えない観察条件についてのヒントを得ることができる。
【００２８】
例えば、標本状態情報として細胞の増殖率を表示している場合には、細胞の増殖率が高いことを示す色のプロット付近であれば、標本にダメージを与えない観察条件であると考えることができ、そのような観察条件の範囲内で所望の観察条件を選ぶことができる。あるいは、次に行う蛍光観察において１回の照射エネルギを決めている場合に、標本にダメージを与えない撮影間隔を選択することができる。
【００２９】
このように、本実施形態に係る蛍光観察システム１００および観察支援装置１によれば、累積照射時間のみによって標本の励起光による侵襲を判断していた従来技術とは異なり、ユーザが指定した標本の種類および使用する蛍光体の種類に応じて、標本にダメージを与えない適正な観察条件を選択し、標本の健全性を維持しながら蛍光観察を行うことができるという利点がある。
【００３０】
なお、本実施形態においては、支援表示としてのマップの座標軸が予め設定されているものとして説明したが、これに代えて、ユーザが任意に設定できることにしてもよい。
例えば、図３に示されるように、観察条件に含まれるパラメータを羅列して表示し、チェックボックスによって２つのパラメータを選択することにより、座標軸を任意に設定することにしてもよい。
【００３１】
また、予め設定されているパラメータとして、１回の照射エネルギと撮影間隔を例示したが、任意のパラメータが設定されていてもよい。例えば、１回の照射エネルギに代えて、総照射エネルギが設定されていてもよい。総照射エネルギと照射間隔が共に細胞の状態に大きく影響するパラメータであることが実験から分かっているため、デフォルトの座標軸として設定しておくことにより、より効果的に、適正な観察条件をユーザに提示することができる。
【００３２】
また、観察条件の内の２つのパラメータを２つの座標軸として観察条件の分布を示すプロットを配置し、各プロットに標本状態情報を表示する色を付加した支援表示を形成したが、これに代えて、各プロットの位置と標本状態情報とから、図４に示されるように、プロット間の各位置の標本状態情報を補間して表示する支援表示を生成してもよい。このようにすることで、プロット間の新たな観察条件による蛍光観察を行う場合に、より明確かつ容易に、その蛍光観察を行う場合の標本の状態変化を予め確認することができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、支援表示内のプロットを構成する各観察条件における標本状態情報については、過去に行われた蛍光観察結果に基づいて生成することとしたが、これに代えて、ユーザによる蛍光観察の合間に、時間間隔をあけて２点以上の標本状態情報取得用の標本画像を自動的に取得して、データを蓄積することにしてもよい。
【００３４】
また、ユーザによる蛍光観察の画像が細胞へのダメージを検出し、標本状態を確認するのに適していない場合もある。この様な場合でも、標本状態を確認するのに適した標本状態取得用の標本画像を装置が自動的に取得することで、標本の状態変化を常に正確に検出することができる。
さらに、標本状態取得用の画像を位相差画像等の非蛍光画像にすれば、標本にダメージを与えずに済むので好ましい。
【００３５】
また、本実施形態においては、ユーザが入力部４を介して標本の種類および蛍光体の種類を入力し、対応するデータを読み出して表示することとしたが、これに加えて、ユーザが次に行おうとしている蛍光観察の観察条件を入力部４を介して入力し、制御部５が入力された観察条件に基づいて、図５に示されるように、新たなプロット（例えば四角形のプロット）を生成して支援表示に含めることにしてもよい。
【００３６】
これにより、生成されたプロットによって、新たな蛍光観察による標本の状態変化を確認することができる。また、図６に示されるように、図４の補間された支援表示の中に新たなプロットを生成することにしてもよい。さらに、図７に示されるように、プロットの色として、補間された標本状態情報を採用することにしてもよい。この場合、制御部５は、過去の標本状態情報に基づいて、未実行の観察条件に対応する標本状態情報を予測して標本状態予測情報を生成する状態予測部として機能する。そして、制御部５は、生成された標本状態予測情報を重畳した支援表示を生成する。
【００３７】
また、本実施形態においては、標本状態情報として増殖率等の標本の状態の変化を表す情報自体を表示することとしたが、これに代えて、標本状態情報が、適正範囲内にあるか否かを表示することとしてもよい。ここで適正範囲はユーザが所望の範囲に設定することが可能となっている。
この場合、制御部５が、標本状態情報が適正範囲内に配置されているか否かを判定する判定部および判定部による判定結果を表示部に表示させる（報知する）報知部として機能する。
【００３８】
例えば、図８に示す例のように、増殖率が、所定の閾値以上か否かを示すようにプロットを色分けしてもよい。また、図９に示す例のように、増殖率が、第１閾値より高く第２閾値より低い範囲内にあるか否かを示すようにプロットを色分けしてもよい。
これにより、新たに行おうとする蛍光観察による標本状態情報が適正範囲か否かを容易に確認することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、観察条件に含まれる２つのパラメータを選択し、各パラメータを座標軸とする２次元のマップを支援表示としたが、これに代えて、３以上のパラメータを選択して、３以上の座標軸を有する３次元以上のマップを表示することにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  観察支援装置
２  画像解析部
３  情報蓄積部
４  入力部
５  制御部（支援表示生成部、状態予測部、判定部、報知部）
６  表示部
１００  蛍光観察システム
１１０  顕微鏡（画像取得部）
【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】
2018003069.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018003069.tif 000011
【国際調査報告】
2018003069.tif 000012
2018003069.tif 000013
2018003069.tif 000014