(57)【要約】組織試料マイクロアレイの画像処理方法及びその装置は、マイクロアレイ内の複数の組織試料を顕微鏡スライド１８上に配置することを含む。次いで、組織試料を染色によって同時に一様に処理する。マイクロアレイを構成する組織の画像を画像に関連した識別情報と共にビデオカメラ１４で取得し記憶する。その画像を、表示用の様々な倍率を選択することができるプログラムされたプロセッサ１２を使用して、デジタル記憶媒体からビデオディスプレイモニタ２２に表示することができる。この画像はネットワーク１１２によって遠隔でアクセスすることもできる。
2004528532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロアレイ内の複数の組織試料を顕微鏡スライド上に配置し、
前記顕微鏡スライド上の前記組織試料の全てを実質的に同一の処理方法で、かつ同時に処理し、
前記組織試料を走査して、その代表的な画像信号を生成し、
前記組織試料の画像信号を記憶し、
記憶された前記組織試料の画像を索引付けする
ことを特徴とする組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項２】
前記組織試料が、マイクロアレイの組織試料のドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項３】
前記ドットの１つの少なくとも一部の記憶画像を検索し、
該記憶画像を表示する
ことを特徴とする請求項２に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項４】
前記表示画像が、前記ドットの低倍率画像であることを特徴とする請求項２に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項５】
前記表示画像が、組織試料のドットの１つの少なくとも一部の高倍率画像であることを特徴とする請求項２に記載の組織試料のマイクロアレイの画像処理方法。
【請求項６】
前記マイクロアレイの組織試料のドットの走査が、複数の画像のタイルを生成し、該画像のタイルを前記ドットの画像に組み合わせることを特徴とする請求項２に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項７】
前記顕微鏡スライド上の前記マイクロアレイ内の前記複数の組織試料を染色することを特徴とする請求項２に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項８】
前記ドットの特性の出力表示をテキスト形式で提供することを特徴とする請求項２に記載の組織試料マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項９】
暫定的なドットグリッドアレイを生成し、
操作者に指示メッセージを出して、前記ドットグリッドアレイの走査領域の要素を位置合せするコマンドを提供する
ことを特徴とする請求項２に記載の組織試料のマイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１０】
実質的に同一の処理を同時に行った顕微鏡スライド上の多数の組織試料から生成され、各記憶された一組の組織試料画像用の個別化された情報を識別し、記憶されたマイクロアレイのファイルの一組の組織画像から組織試料画像の少なくとも一部を選択し、
前記記憶された組織画像の少なくとも一部を表示する
ことを特徴とする組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１１】
前記一組の組織画像が、ドットの画像であることを特徴とする請求項１０に記載の組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１２】
前記記憶された組織画像の一部が、遠隔で表示されることを特徴とする請求項１１に記載の組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１３】
前記表示画像が、遠隔で操作されることを特徴とする請求項１１に記載の組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１４】
前記表示画像が、低倍率画像であることを特徴とする請求項１１に記載の組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１５】
前記表示画像が、高倍率画像であることを特徴とする請求項１１に記載の組織画像マイクロアレイの画像処理方法。
【請求項１６】
組織試料マイクロアレイを有する顕微鏡スライドを担持して位置決めするためのデジタル制御されたステージを有する顕微鏡と、
該顕微鏡に接続されて、前記マイクロアレイの拡大画像の少なくとも一部およびその代表的生成信号を受け取る画像装置と、
前記画像をマイクロアレイとして識別し、前記記憶されたマイクロアレイの画像を含む前記組織試料画像の個々の特性を識別して、前記画像を受け取って記憶するための前記画像装置に結合されたプロセッサと、
前記組織試料画像の１つの少なくとも一部を表示するディスプレイと
を備えることを特徴とする組織試料マイクロアレイの画像処理装置。
【請求項１７】
顕微鏡スライドからの同一に処理された組織試料の複数のデジタル化した画像を含む記憶媒体を備え、各前記組織試料が少なくとも１つの組織試料画像からなり、各組織試料画像が識別データと関連付けられ、前記識別データが前記記憶媒体に記憶されることを特徴とするマイクロアレイ画像の記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学顕微鏡を使用して、複数の組織試料マイクロアレイのドットからなる、組織試料マイクロアレイの画像処理方法及びその装置に関し、より詳細には、組織試料マイクロアレイから組織試料の画像を取り込み、この画像を索引付け（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）し、操作して伝送するための組織試料マイクロアレイの画像処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
すでに知られているように、癌の治療および防止においては、個人の癌のリスクを定期的に検査することがしばしば重要である。場合によっては、こうした個人から組織を採取することが必要である。より多くの人が医療を利用できるようになり、このような警戒の増加に対する必要性が認識されるにつれて、生体組織検査（ｂｉｏｐｓｙ）の数が増えている。
【０００３】
生体組織検査の材料の評価に伴う問題の１つは、大抵の場合、癌の兆候がある組織で細胞変化が起こったかどうか、または癌が実際に存在しているかどうかについての判断をする際に、細胞構造および組織構成の顕微鏡による評価が重要なことである。過去においては、こうした判断は、組織および関連した細胞構造の顕微鏡検査によって行われていた。
【０００４】
こうした生体組織検査システムのより高い精度およびスループットを実現するため、本発明者らによって開発された技術を含む多くの技術が開発されている。
【０００５】
こうした生体組織検査システムの１つでは、特定の患者からの染色済みの組織を特定の患者から顕微鏡のスライド上に置き、それを光学顕微鏡によって撮像する。この画像をタイル形式（ｔｉｌｅｄ  ｆｏｒｍａｔ）で取り込み、デジタル化する。タイルを実質的にリアルタイムで再組立てして、高倍率で大量の組織の画像のパン（ｐａｎ；回し撮り）および走査を行い、その一方で同時に、病理学者の関心のある領域へのガイドを提供するために、低倍率で第２の組織のデジタル画像を提供する。この生体組織検査システムは、病理学者に有益であることが判明している。
【０００６】
細胞や細胞の断片など、顕微鏡の対象物の画像の形態測定の詳細な特徴における顕微鏡的画像検査のさらなる向上を対象とした、開示された生体組織検査システム（例えば、特許文献１参照）など、こうした生体組織検査システムに関する改善がより簡単になされるようになった。統計的測定が用いられているが、それは、乳房、結腸、癌、頚部組織など、多様な組織タイプにわたる異常増殖についての高度な弁別法である。さらに、こうした生体組織検査システムは、様々な発癌物質および化学的予防医薬品のためのアッセイ機能（ａｓｓａｙｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供するには有用である。
【０００７】
さらに詳細には、こうした生体組織検査システムは、顕微鏡で走査して電子的またはデジタルで記録された染色済み異常増殖組織の切片の顕微鏡画像を使用する。組織試料画像の形態計測的特徴は、第１のユニットの値で測定され、マルコフのテクスチャ測定（Ｍａｒｋｏｖｉａｎ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）など、組織試料のテクスチャ測定もなされる。結果はそれぞれ、格付けする（ｇｒａｄｉｎｇ）通常の尺度で記録されるため、癌の進行を正常な組織と比較して確認することができる。
【０００８】
さらなる改良がなされている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２（Ｂａｃｕｓ他）は、染色済み組織試料を顕微鏡のスライド上で走査し、そのタイル張りした画像を生成することができるイメージングシステムの使用を開示している。このイメージングシステムは、ローカルおよびリモートの両方で低倍率および高倍率画像のパンおよび走査の機能も提供する。通常の倍率は、１．２５倍、４倍、２０倍、および４０倍である。これによって、離れた位置にいる病理学者が組織の完全かつ正確な拡大記録を検査することができる。これは、テレビジョンラインなど、広帯域の高速伝送の必要がなく、インターネットなどパケット網を介して行うことができる。
【０００９】
従来の生体組織検査システムによって提供された各利点にも関わらず、大量の組織の迅速なアッセイ（ａｓｓａｙ；検査、分析）のためのより新規な技術がもたらされた場合、従来の生体組織検査システムには依然として欠点がある。最近では、組織標本の分子プロファイリングが、より広範に用いられている。このプロセスは、新しい遺伝子の発見、および特定の組織領域とエピトープ（ｅｐｉｔｏｐｅ）など分子へのアタッチメントのための遺伝子プローブが求められていることに関係している。生物科学の薬剤会社および研究者は、細胞表面上の分子の異常性を検査するために、標準の抗体染色反応を用いた抗体ベース（ａｎｔｉｂｏｄｙ-ｂａｓｅｄ）のプローブの開発に関心がある。
【００１０】
こうした広範囲に収集された患者のアッセイには、患者から大量のデータを収集することが必要である。すでに知られているように、様々な個人またはサンプリング部位から採取し、単一の顕微鏡のスライド上に置いた組織の複数の円形切片で構成された組織試料マイクロアレイ（ｔｉｓｓｕｅ  ｓａｍｐｌｅ  ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ）を用意する。こうした試料は、非常に直径の小さいパンチ（ｐｕｎｃｈ）を用いて、組織のパンチコアを取り除き、それをパラフィンブロック内の開放カラム内に配置することによって用意する。パラフィンブロックのカラムは、グリッド型アレイに配置されており、グリッド型アレイには、例えば、２００から３００個の利用可能なカラムがある。ブロック全体のサイズを十分小さくして、ブロックの端部を、顕微鏡のスライド上でカバーガラスまたはカバースリップの下に、都合よく納まるようにする。組織のカラムをブロック内に配置した後、ブロックをさらに処理して、パラフィンが組織に侵入して通常のパラフィンの生体標本が提供されるようにする。このブロックは、分離ミクロトーム切片法（ｓｅｐａｒａｔｅ  ｍｉｃｒｏｔｏｍｅ  ｓｅｃｔｉｏｎｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使用して切断することができ、２００から３００個の円形組織試料の「ドット」をもつ切片を顕微鏡のスライド上に配置することができる。
【００１１】
このスライドには、染色および他の抗体処理を施すことができ、マイクロアレイ内の２００から３００の標本全てを同時にかつ同一の染色状態、温度状態などにして、検査されている患者と組織に適用される標準化処理の間の変数を制御する必要がないという有利な点がある。
【００１２】
【特許文献１】
米国特許第６，０３１，９３０号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１０１，２６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、こうしたマイクロアレイベースのアッセイに伴う問題の１つは、スライドを手で処理しなければならないことである。顕微鏡による判断は、各組織試料の特徴でなされなければならない。ときにより組織のドットが、マイクロアレイまたは格子内で空間を広げてスライドから落下することがある。スライドを検査している研究者は、検査している組織の片がどの片であるかを見失いやすい。
【００１４】
マイクロアレイ染色技法は、分子のアッセイの迅速化に相当な利点をもたらしたが、こうした結果の分析は依然として時間を要するものであり、他のタイプのアッセイシステムよりもさらに多くの過ちがおきやすい。
【００１５】
本発明は、操作者によるマイクロアレイの迅速なアッセイを提供して、大量マイクロアレイ処置方法の利点が十分に実現される生体組織検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
組織試料マイクロアレイの画像処理方法及びその装置は、アレイまたは方形のグリッド内の複数の組織試料を従来のガラス製の顕微鏡スライド上に配置することを含む。この組織試料はすでに切断され、アレイを形成しており、次いで、マイクロアレイの多数の試料を構成する組織または細胞内の様々な構成の撮像にコントラストをもたらすため、適切な生物学的染色でスライド全体を染色することによって、同時的に処理される。こうする利点は、多数の患者から採られた多数の試料を実質的に同様に処理し、実験中に行うべき制御の数を減らすようにできることである。
【００１７】
組織試料マイクロアレイは、組織試料から組織のコアまたは「パンチ」を採ることによって準備される。コアは直径１ミリメートル以下で、コアを有する組織を開放チャンネル内に挿入する。開放チャンネルは直円筒形チャンネルであって、パラフィンブロック内に形成されたチャンネルの方形アレイの１つである。次いで、このパラフィンブロックを処理して、パラフィンが各チャンネル内に配置された組織に入るようにする。次いで、このブロックを、他のパラフィンブロック組織試料のようにミクロトームによって切断する。次いで、ミクロトーム切片を持ち上げて、次いで、従来の方法で顕微鏡のスライド上に配置する。この方法で、１つまたは複数のマイクロアレイを単一の顕微鏡のスライド上に置くことができる。マイクロアレイは、通常、２００から３００ドットの組織をその上に有しており、実質的に同じ染色処置を施されたスライド上の１千個以上の組織試料に対し、１枚のスライド上に６つまでのマイクロアレイを置くことができる。染色や洗浄などが完了した後、カバースリップをスライド上に配置して、スライドを永久化する。
【００１８】
このスライドを走査顕微鏡の可動ステージ上に配置することができる。この顕微鏡によって、ユーザは、マイクロアレイグリッド内の複数の組織のドットの低倍率画像を見ることができる。次いで、ユーザは、走査したパターンのコーナを識別することができる。走査パターンは、通常、方形であり、走査すべき組織のドットのサブセットを包囲する。
【００１９】
撮像装置は、光学的に接続されて、顕微鏡から画像を受け取ってデジタル画像を生成する。このデジタル画像はプロセッサに送られ、ディスプレイ上に表示される。この表示画像は、走査すべきグリッドの４つのコーナを識別する。次いで、画像は、グリッドアレイ内の組織のドットの中心点とされる照準点を示す。ドットは時に、アレイ内で一様な中心対中心の距離で正確に位置合せされないことがある。組織のドットが失われているものさえある。次いで、ユーザに各ドット内の十字線で指示が出される。マウスを使用して選択およびドラック操作することによって、ユーザは各ドット内の走査のため、ドットの中心点を再中心合せすることができる。
【００２０】
これが行われた後、選択した組織のドットの各画像を覆って、タイリンググリッド（ｔｉｌｉｎｇ  ｇｒｉｄ）が構築され表示される。このタイリンググリッドは、通常、組織のドットの画像につき縦横３列の方形画像タイルを含む。タイル張りは、マイクロアレイの実質的に空またはドットのない部分では行われない。
【００２１】
次いで、ユーザは、コンピュータに指令して、マイクロアレイ内のドットの画像の少なくとも一部をタイル張りする。これは、顕微鏡のＸ及びＹステッパモータでコマンドを受け取り、次いで、顕微鏡のステージおよび担持するスライドを、選択したドットの画像の特定のタイルグリッドアレイ内の第１の位置へ移動させる顕微鏡ステージで構成される。第１のドットの画像タイルが取得される。このステージを次のタイル位置に移動して、その組織のドットおよび次のタイル画像を取得する。このようにして、その特定のドット用の２０倍から４０倍の高倍率タイル画像の全てが取得される。このドットのための第１の一組のタイル画像の取得完了後、選択した組織のドットのサブアレイ内の組織のドット全てのタイル張りした画像が取得されるまで、追加の取得が連続した組織のドットで起こる。
【００２２】
ドットの画像を取得した後、ブロックの識別、ユーザの識別および患者の識別を各タイル張りしたドットの画像と関連付けて、データ構造をセットアップする。ブロック、ユーザおよび患者レベルでの特定の識別情報を、ドットの画像の取得時に、またはその後に顕微鏡の操作者によって挿入することができる。こうすると、タイル張りした組織のドットのマイクロアレイの画像が、記憶装置内の組織のドットと直接関連付けられて、元の組織のマイクロアレイのスライドが失われた場合でも、プロジェクトに関連した可視情報および識別情報が失われることはない。
【００２３】
本発明は、組織試料マイクロアレイの低倍率および高倍率の画像を迅速かつ完全に走査して取得する画像処理システムを提供することである。
【００２４】
また、本発明は、マイクロアレイ内の組織試料および組織のドットの各画像を独自の識別子と関連させて、ドットの画像を後に識別し、それにアクセスし、迅速かつ簡単に評価することができる画像処理方法及びその装置を提供することである。
【００２５】
さらに、本発明の他の特徴及び利点は、添付図面及び特許請求の範囲を参照することにより、明細書を評価することによって、当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図１は、本発明の組織試料マイクロアレイの画像処理装置の構成図である。この画像処理装置１０は、組織試料マイクロアレイの低倍率および高倍率の顕微鏡画像を合成するように適合されている。また、画像処理装置１０は、デュアルマイクロプロセッサパーソナルコンピュータであるコンピュータ１２を備えており、このコンピュータ１２は、顕微鏡１６（Ｚｅｉｓｓ  Ａｘｉｏｐｌａｎ  ２）と関連したビデオカメラ１４（Ｈｉｔａｃｈｉ  ＨＶ−Ｃ２０）が組み合わせられている。コンピュータ１２は、ビデオカメラ１４からの信号を受信し、このビデオカメラ１４は顕微鏡１６からの光を取得し、この顕微鏡１６はＬＵＤＬ符号化（ｅｎｃｏｄｅｄ）モータ駆動ステージ２０上に配置された顕微鏡スライド（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ  ｓｌｉｄｅ）１８を有する。符号化モータ駆動ステージ２０は、コンピュータ１２に呼応してステージを制御するためのステージコントローラＭＡＣ２０００を備えている。
【００２７】
顕微鏡スライド１８は、複数の組織試料マイクロアレイを備え、各マイクロアレイは、円形組織試料切片またはドット１９のグリッドもしくはアレイで構成される組織試料のマイクロアレイを備えており、ドット１９は顕微鏡によって見られ、その画像はユーザによって選択されるように低倍率および高倍率の両方でデジタル化される。次いで、低倍率でデジタル化した画像を２１インチＩｉｙａｍａ製ビデオディスプレイモニタ２２上に表示する。このビデオディスプレイモニタ２２は、解像度が１６００×１２００であり、例えば、４０倍の高倍率画像２６および制御ウィンドウまたは画像２８を備える図１で示したタイプの表示画面を提供する。低倍率画像も他にまたは同時に画面上に生成することができ、病理学者またはシステムの他の操作者は、関心のある構成領域を低倍率で再検討し、同時に高倍率画面またはウィンドウ２６で、高倍率でそれらを見て、構成的特徴の一部を形成している細胞が癌などのためにさらに検査を要するか否かを判断することができる。
【００２８】
画像処理装置１０は、図２ａに示すように、ＰＣＩシステムバス４０の周りに構築されているが、ＡＴＸなど他のバス構成を使用することもできる。第１のマイクロプロセッサ４２と第２のマイクロプロセッサ４４はシステムバス４０に接続されている。このマイクロプロセッサは、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＩＩなど高性能マイクロプロセッサとすることができる。システムバス４０は、ＰＣＩバス５０および図２ｂに示すＩＳＡバス５２に接続されている。ＰＣＩバス５０は、ＳＣＳＩコントローラ６０に接続されて、情報をハードディスク６２へ送信しそれから受信する。ハードディスク６２は、デイジーチェーンＳＣＳＩ方法で、高容量の取り外し可能ディスクおよびＣＤ−ＲＯＭドライブ６６にも結合される。ハードディスク６２は、顕微鏡１６を制御するためのシステムを動作させ、画像を処理し、また顕微鏡スライド１８上で見られる組織試料マイクロアレイの選択部分の定量分析を実施するためのプログラムを含む。
【００２９】
システムバス４０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７０へも接続されており、ＲＡＭ７０内には、実行中のプログラムの一部、ならびにブートストラップローダおよび基本入出力オペレーティングシステムを保持するためのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）７２が格納されている。フロッピー（登録商標）ディスクコントローラ７４は、システムバス４０に結合され、必要に応じて情報をフロッピー（登録商標）ディスクに読取りかつ書込むためのフロッピー（登録商標）ディスクドライブ７６に接続されている。
【００３０】
図２ｂに示すマウスコントローラ８０は、システムバス４０に結合され、マウス８２を有しており、マウス８２は、画面２２上でウィンドウ２４、２６および２８内での操作を制御するためのポインティングデバイスとして動作する。キーボードコントローラ９０は、システムバス４０に接続され、キーボード９２に接続されている。キーボード９２を使用して、コンピュータの他の部分と英数字信号および制御信号を送受信することができる。
【００３１】
オーディオコントローラ１００は、複数のスピーカ１０２およびオーディオコントローラ１００に接続されたオーディオ入出力用のマイクロホン１０４を有し、システムバス４０に結合されている。ネットワークインターフェースカード１０５など、ネットワークインターフェースが、システムバス４０に接続され、チャンネル１０６を介してシステムが接続されているネットワークまたはインターネットの他の部分に信号を提供することができる。同様に、信号をＩＳＡバス５２に接続されたモデム１１０を介してシステムの外に送ることができ、例えば、チャンネル１１２を介してインターネットに送ることができる。プリンタ１１６は、パラレル入出力コントローラ１１８を介してシステムバス４０に接続されて、画面および他の情報が生成されたときに必要に応じて画面および他の情報の印刷出力をもたらす。シリアル入出力コントローラ１２２は、システムバス４０に接続され、またカメラコントローラ１２４に接続され、カメラコントローラ１２４は、カメラ内でＣＣＤセンサ１２６に結合されている。ＣＣＤセンサ１２６は、顕微鏡スライド１８上で見られる代表的な画素または画像信号をＰＣＩバス５０に結合された画像取得コントローラ１３０（Ｅｐｉｘ  ｐｉｘｃｉ）に供給する。
【００３２】
図１に示すように、顕微鏡１６は、ベース１４０を備えており、このベース１４０は、そのベース１４０上にステージ２０、ならびに複数の対物レンズ１４４、１４６および１４８を有する対物タレット１４２を有する。対物レンズ１４４は、例えば、対物レンズ１．２５×とすることができる。対物レンズ１４６は対物レンズ２０×とすることができる。また、対物レンズ１４８は対物レンズ４０×とすることができる。図２ｂに示すＣＣＤセンサ１２６およびカメラコントローラ１２４からの信号を、バス１２８を介して画像収集システムに供給し、そこで画像をデジタル化し、ＰＣＩバス５０に供給してＲＡＭに記憶し、またはハードディスク６２にバックアップ記憶させる。
【００３３】
組織試料マイクロアレイが顕微鏡スライド１８上にある場合は、ステージ２０を、シリアル入出力コントローラ１２２に結合されたステージコントローラ１６０を介してコンピュータの制御下で操作することができる。ステージコントローラは１対のステッパモータ１６１ａおよび１６１ｂに動作コマンドを送る。１対のシャフトエンコーダ１６１ｃおよび１６１ｄはステージ位置信号を送り返す。同様に、顕微鏡コントローラ１６２は、ランプ１６８の照明、色温度、またはスペクトル出力など、顕微鏡１６の動作特性を制御する。例えば、正常なオペレーションでは、組織試料の顕微鏡スライド１８が、図３で示したように、ステージ２０上に配置されている場合、プロセッサ４２または４４は、システムバス４０を介してコマンドを送って、シリアル入出力コントローラ１２２が顕微鏡コントローラに信号を出して、倍率を１．２５×に変えるようにさせる。これは、顕微鏡Ａｘｉｏｐｌａｎ２の対物タレットを回転して、対物レンズ１４４を選択することによって行われる。同様に、コントローラはランプ１６８の色温度を設定し、１対の中性濃度フィルタホイール１７０および１７２を設定し、照明を修正するための視野絞り１７４を設定する。コンデンサ絞り１７６も制御される。カラーフィルタホイール１８０も制御されて、カメラ内のＣＣＤセンサ１２６に適切なフィルタカラーを適用する。
【００３４】
求められている倍率を提供するため、顕微鏡の照明および制御全体を制御して、対物タレット１４２を回転し、顕微鏡スライド１８の上方により高い倍率の対物レンズを配置する。ランプへの電圧を変えてランプ１６８を調整し、選択した対物レンズ用に事前設定した適切な照明および色温度を提供する。コンデンサ絞り１７６は必要に応じて選択された開口を有して、その対物レンズのための適切な照明を提供する。
【００３５】
フィルタタレット１８０は、カメラセンサに供給すべき適切な光波長のフィルタを選択する。特に標本がすでに染色済みの場合は、必要に応じて、例えば、赤、青、緑のフィルタを選択する。視野絞り１７４はその開口を変える。中性濃度フィルタホイール１７０は、中性濃度フィルタを選択し、中性濃度フィルタホイール１７２も中性濃度フィルタを選択する。選択した倍率で記録された画像を再構成するために、Ｘ、Ｙ、およびＺのオフセットを使用する。現在のステージまたはスライド位置は、０．１０ミクロンまで正確なステージでエンコーダから読取られる。
【００３６】
図４に示すパラフィン３０２の実質的に方形の切片からなる実質的に方形のパラフィンブロック３００は、その中に埋め込まれ実質的にブロックを介して延びてブロックのマイクロアレイを形成する組織３０４の複数のカラムを有する。切片３０６は、ミクロトーム（図示せず）によってブロックから部分的に取り外されているところを示してある。切片３０６は、縦横の列に形成されて実質的に方形のマイクロアレイ３１２を形成する複数の組織のドット３１０を有するパラフィン層３０８を備える。
【００３７】
図５で示したように、１つまたは複数のこのようなマイクロアレイを顕微鏡スライド１８上に配置することができることを理解されたい。複数のマイクロアレイ、それぞれ番号３２０、３２２、３２４、３２６、３２８および３３０を顕微鏡スライド１８の表面３３２上で従来のカバースリップ３３４の下に配置する。マイクロアレイを、図４で示したタイプのパラフィンブロックの切片から得て、顕微鏡スライド１８上に配置する。次いで、顕微鏡スライド１８を染色または分子プローブにさらす（ｅｘｐｏｓｉｎｇ）ことによって処理する。各マイクロアレイ３２０〜３３０内の全ての組織のドットを一様に処理して染料にさらし、それによってスライド間の染色の相違が起こらないように制御する。
【００３８】
次いで、顕微鏡スライド１８を顕微鏡のステージ上に配置する。顕微鏡は、ダイアログボックスの使用を介して調節した光レベルを有する。図６に示すように、ダイアログボックス３４０は、赤色光レベル表示３４２、緑色光レベル表示３４４、および青色光レベル表示３４６を示している。光レベルは、マイクロアレイを走査する前に調整することができる。
【００３９】
図７で示すように、マイクロアレイを最初に低倍率で走査し、比較的低倍率で走査した画像３５０をコンピュータのメモリ内に記憶し、ウィンドウ３５２に表示することができる。マイクロアレイ３６２内の複数の組織のドット３６０のさらなる詳細を求めるため、マウスを使用してクリックアンドドラッグオペレーションを行うことによって、方形の境界３６４によって示されているように、ドットの周りに境界を形成することができる。次いで、方形の領域３６４内に示されている組織のドット３６６を高倍率で走査するように選択する。
【００４０】
図８に示すように、複数のコーナ点３７０、３７２、３７４および３７６が、低倍率ドットアレイウィンドウ３５２内に示されている。コーナ点は、最初は、それぞれ組織のドット３８０、３８２、３８４および３８６の中心付近に位置決めされている。これらのコーナ点の選択に基づいて、システムは次いで、アレイ領域内にあると仮定される各組織のドット用の中心点を生成する。
【００４１】
図９に示すように、ウィンドウ４００で示したように、組織のドット４０４内に例示の中心点４０２が示されているように、中心点は十字線およびブロックで示されている。事前選択された中心点が組織のドットと厳密に位置合せされていないこともあるため、システムの操作者は、ドットを高倍率で走査できるようにする前に、ドット内の中心点をクリックアンドドラッグし、再中心合せすることができることを理解されたい。
【００４２】
こうした再中心合せの結果は、図１０に示すように、複数のドットを有する低倍率ウィンドウ４１０が、ウィンドウ４１０上に形成された３×３のタイル張りしたグリッド４１２も有している。タイルグリッド間には空間４１４が位置決めされているため、タイルグリッドは互いに厳密に位置合せまたは接触していないことを理解されたい。ただし、タイル張りしたグリッドはそれぞれ、タイリングまたは走査すべき個々のドットの画像を完全に覆っている。走査パターンは、タイルグリッド４１２で最もよくわかるように、３×３の縦横の列中を前後に移動してセットアップされ、９枚のタイルのうち５枚がその中にＸを形成して示され、これらのタイルがすでに走査済みであることを示している。走査すべき次のタイルが、画面上に示された高倍率ウィンドウ４３０内に拡大した形で示されている。
【００４３】
走査後または走査前に、図１１で示したダイアログボックス４５０で、マイクロアレイの一部の低倍率ウィンドウ４５２と共に示したように、スライドの走査経路を変更または再構成することができる。
【００４４】
また、図１２に示すように、走査に続いて、タイル張りした画像をパンおよび走査を含む表示のためのドットの継ぎ目なしのタイル画像に組み込む。マトリックスアレイ内の各ドットをダイアログボックス４７０によって選択する。このダイアログボックス４７０は、縦列番号４７２、横列番号４７４によってマトリックスアレイ内のドットを識別し、次いで、ドットに検査ＩＤ４７６、ブロックＩＤ４７８、スライドＩＤ４８０、および処理ＩＤ４８２を割り当てる。患者のＩＤ番号も割り当てる。次いで、低倍率でタイル張りした形式および高倍率でタイル張りした形式の画像形式でハードディスクドライブに記憶するときに、こうした識別をドットの画像と関連付ける。
【００４５】
マイクロアレイの一部の低倍率および高倍率の表示は、図１３で示したように、低倍率ウィンドウ５００および高倍率ウィンドウ５０２で同時に実行することができる。高倍率ウィンドウ５０２は、高倍率ウィンドウ選択領域またはドット上に配置された方形５０６によって、ドット５０４から選択される。この場合、高倍率ウィンドウ５０２は、乳癌などからの染色済み組織試料の２０倍の拡大図を示している。高倍率ウィンドウは、図１４で示したように、識別することもでき、低倍率ウィンドウ５３０内で、ドットアレイが、ドット内に識別された高倍率識別ボックスまたは方形５３４を伴ったドット５３２を有する。組織の高倍率または２０倍の図がウィンドウ５３６内に示されている。
【００４６】
ドットの画像を圧縮または非圧縮形式で記憶することができる。図１５で示したように、ダイアログボックスがユーザに提供されている。このダイアログボックス５５０は、ユーザが非圧縮ＢＭＰ画像形式５５２または圧縮ＪＰＥＧ画像形式５５４を選択できるようにする。さらに、スライドビュー５５６の、またフィールドビュー５５８用の圧縮量は、ダイアログボックスのスライドによってユーザが選択可能である。
【００４７】
本発明は、分子アッセイ研究中に迅速に便利に何百何千のマイクロアレイの組織試料を分析して識別するための便利で迅速な画像処理方法を提供することを理解されたい。
【００４８】
本発明の特定の実施形態を例示し説明してきたが、当業者には多くの変更および修正が見出されるであろうが、特許請求の範囲は、こうした変更および修正を全て包含するものであり、それらは本発明の要旨及びその範囲から逸脱するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の画像処理装置の構成図である。
【図２Ａ】図１で示した画像処理装置の一部の構成図である。
【図２Ｂ】図１で示した画像処理装置の一部の構成図である。
【図３】スライド保持ステージを移動させるためのステッパモータ、およびステージの位置を示しステッパモータ用の閉ループの駆動装置を提供するためのシャフトエンコーダを備える、顕微鏡ステージアセンブリの斜視図である。
【図４】複数の組織片を含む組織試料のパラフィンブロックから分離させているマイクロアレイの薄切片の斜視図である。
【図５】多数のマイクロアレイを載せている顕微鏡スライドの斜視図である。
【図６】図１で示した走査顕微鏡用の赤、緑、および青の光レベルを設定するためのセットアップ画面の図である。
【図７】図１で示した画像処理装置用の走査すべきマイクロアレイ内のドットのサブセットの選択を示す図である。
【図８】図１で示した画像処理装置用のドット走査経路構成のための画面ショット図である。
【図９】図１で示した画像処理装置のための、組織アレイのドットの実際の画像と位置合せして走査すべき領域を再位置決めする方法を示す画面ショット図である。
【図１０】図１で示した画像処理装置用の第１の組織のドットのための、組織のドットごとのベースでセットアップされているグリッドシステム、および上部、左側のドットをカバーしている３×３の画像のタイルグリッド上で行われている走査の開始、および画像のタイルのうちの５枚がすでに充填済みまたは走査済みである４×１０アレイのドットを示す画面ショット図である。
【図１１】図１で示した画像処理装置のための、走査後のタイル張りしたドット画像の拡大図を示す画面ショット図である。
【図１２】図１で示した画像処理装置のための、検査（ｌａｂ）ＩＤ、ブロックＩＤ、およびスライドＩＤの追加を示す、走査後のドットの画像の拡大図を示す画面ショット図である。
【図１３】図１で示した画像処理装置用の、ドットの画像からのドットの１つの方形の境界によって識別された選択部分、および境界内領域の２０倍の拡大図を示す図である。
【図１４】図１で示した画像処理装置用の、２０倍で１つのドットからの組織の一部を示す一連のドットのためのセットアップアレイの図である。
【図１５】非圧縮またはＢＭＰ画像形式を選択し、他にスライドビューＪＰＥＧ特性およびフィールドビューＪＰＥＧ特性の選択を含む圧縮またはＪＰＥＧ画像形式を選択できる能力も提供する、図１で示した画像処理装置用のマイクロアレイのドットの一部を示す図である。
【図１】
2004528532.tif 000003
【図２Ａ】
2004528532.tif 000004
【図２Ｂ】
2004528532.tif 000005
【図３】
2004528532.tif 000006
【図４】
2004528532.tif 000007
【図５】
2004528532.tif 000008
【図６】
2004528532.tif 000009
【図７】
2004528532.tif 000010
【図８】
2004528532.tif 000011
【図９】
2004528532.tif 000012
【図１０】
2004528532.tif 000013
【図１１】
2004528532.tif 000014
【図１２】
2004528532.tif 000015
【図１３】
2004528532.tif 000016
【図１４】
2004528532.tif 000017
【図１５】
2004528532.tif 000018
【国際公開パンフレット】
2004528532.tif 000019
2004528532.tif 000020
2004528532.tif 000021
2004528532.tif 000022
2004528532.tif 000023
2004528532.tif 000024
2004528532.tif 000025
2004528532.tif 000026
2004528532.tif 000027
2004528532.tif 000028
2004528532.tif 000029
2004528532.tif 000030
2004528532.tif 000031
2004528532.tif 000032
2004528532.tif 000033
2004528532.tif 000034
2004528532.tif 000035
2004528532.tif 000036
2004528532.tif 000037
2004528532.tif 000038
2004528532.tif 000039
2004528532.tif 000040
2004528532.tif 000041
2004528532.tif 000042
2004528532.tif 000043
2004528532.tif 000044
2004528532.tif 000045
2004528532.tif 000046
2004528532.tif 000047
2004528532.tif 000048
2004528532.tif 000049
2004528532.tif 000050
2004528532.tif 000051
【国際調査報告】
2004528532.tif 000052