(57)【要約】  細胞評価装置は、突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得部と、画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付部と、画像セットに基づいて突起状構造の成長過程を捕捉することにより、関心細胞画像内の関心細胞から延びる突起状構造である関心突起状構造を特定する特定部と、関心細胞画像において、関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御部と、を備える。
2020202701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得部と、
前記画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の前記細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付部と、
前記画像セットに基づいて前記突起状構造の成長過程を捕捉することにより、前記関心細胞画像内の前記関心細胞から延びる前記突起状構造である関心突起状構造を特定する特定部と、
前記関心細胞画像において、前記関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御部と、
を備える細胞評価装置。
【請求項２】
前記特定部は、前記画像セットのうちの時間的に前後する２つの細胞画像の差分画像を生成し、
前記差分画像に映る前記突起状構造と、前記時間的に前後する２つの細胞画像のうちの古いほうの細胞画像に映る前記突起状構造との接続性を判定することで、前記関心突起状構造を特定する請求項１に記載の細胞評価装置。
【請求項３】
前記関心突起状構造の長さ、太さ、面積、分岐回数のうちの少なくともいずれか１つを算出する算出部と、
前記算出部の算出結果を出力する制御を行う出力制御部とを備える請求項１または請求項２に記載の細胞評価装置。
【請求項４】
前記細胞は神経細胞で、前記突起状構造は樹状突起であり、
前記算出部は、前記樹状突起に形成されたスパインの数を算出する請求項３に記載の細胞評価装置。
【請求項５】
前記算出部は、前記樹状突起の単位長さ当たりの前記スパインの数、および前記樹状突起の単位面積当たりの前記スパインの数のうちの少なくともいずれか１つを算出する請求項４に記載の細胞評価装置。
【請求項６】
前記関心細胞画像は、前記画像セットのうちの最新の細胞画像である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の細胞評価装置。
【請求項７】
突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得ステップと、
前記画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の前記細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付ステップと、
前記画像セットに基づいて前記突起状構造の成長過程を捕捉することにより、前記関心細胞画像内の前記関心細胞から延びる前記突起状構造である関心突起状構造を特定する特定ステップと、
前記関心細胞画像において、前記関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御ステップと、
を備える細胞評価装置の作動方法。
【請求項８】
突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得部と、
前記画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の前記細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付部と、
前記画像セットに基づいて前記突起状構造の成長過程を捕捉することにより、前記関心細胞画像内の前記関心細胞から延びる前記突起状構造である関心突起状構造を特定する特定部と、
前記関心細胞画像において、前記関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御として、
コンピュータを機能させる細胞評価装置の作動プログラム。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の細胞評価装置と、
前記細胞の培養器が収容されるインキュベータと、
前記培養器が前記インキュベータ内に収容された状態で、前記細胞画像を撮影する撮影装置と、
を備える細胞培養システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、細胞評価装置、細胞評価装置の作動方法、細胞評価装置の作動プログラム、並びに細胞培養システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞には突起状構造を有するものがある。例えば神経細胞は、核をもつ細胞体と、細胞体から延びる軸索および樹状突起とを有し、軸索および樹状突起が突起状構造に相当する。【０００３】
突起状構造は、細胞の成長過程で長さが延び、かつ所々で分岐する。このため、こうした突起状構造を有する細胞を評価する場合、突起状構造の長さ、分岐回数等を評価の指標とすることが多い。例えば特開２００９−０６３５０９号公報には、神経細胞が映る細胞画像を解析して、軸索および樹状突起の長さ、分岐回数等を求める技術が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、細胞培養においては、細胞は密集して複数個播種されるので、異なる細胞の細胞体から延びる突起状構造が複雑に交錯することは避けられない。このため、培養中の細胞が映る細胞画像では、ユーザーが関心のある細胞（以下、関心細胞という）の細胞体から延びる突起状構造が、他の細胞の細胞体から延びる突起状構造と交錯していて、どの突起状構造が関心細胞の細胞体から延びているのかが不分明である場合が多い。したがって、ユーザーが関心細胞を個別に評価したいと思っても、そうした評価をすることは難しかった。【０００５】
本開示の技術は、ユーザーが関心のある細胞を個別に評価することが可能な細胞評価装置、細胞評価装置の作動方法、細胞評価装置の作動プログラム、並びに細胞培養システ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示の細胞評価装置は、突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得部と、画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付部と、画像セットに基づいて突起状構造の成長過程を捕捉することにより、関心細胞画像内の関心細胞から延びる突起状構造である関心突起状構造を特定する特定部と、関心細胞画像において、関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御部と、を備える。【０００７】
特定部は、画像セットのうちの時間的に前後する２つの細胞画像の差分画像を生成し、差分画像に映る突起状構造と、時間的に前後する２つの細胞画像のうちの古いほうの細胞画像に映る突起状構造との接続性を判定することで、関心突起状構造を特定することが好ましい。【０００８】
関心突起状構造の長さ、太さ、面積、分岐回数のうちの少なくともいずれか１つを算出する算出部と、算出部の算出結果を出力する制御を行う出力制御部とを備えることが好ましい。【０００９】
細胞は神経細胞で、突起状構造は樹状突起であり、算出部は、樹状突起に形成されたスパインの数を算出することが好ましい。【００１０】
算出部は、樹状突起の単位長さ当たりのスパインの数、および樹状突起の単位面積当たりのスパインの数のうちの少なくともいずれか１つを算出することが好ましい。【００１１】
関心細胞画像は、画像セットのうちの最新の細胞画像であることが好ましい。【００１２】
本開示の細胞評価装置の作動方法は、突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得ステップと、画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付ステップと、画像セットに基づいて突起状構造の成長過程を捕捉することにより、関心細胞画像内の関心細胞から延びる突起状構造である関心突起状構造を特定する特定ステップと、関心細胞画像において、関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御ステップと、を備える。【００１３】
本開示の細胞評価装置の作動プログラムは、突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得部と、画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付部と、画像セットに基づいて突起状構造の成長過程を捕捉することにより、関心細胞画像内の関心細胞から延びる突起状構造である関心突起状構造を特定する特定部と、関心細胞画像において、関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御として、コンピュータを機能させる。【００１４】
本開示の細胞培養システムは、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の細胞評価装置と、細胞の培養器が収容されるインキュベータと、培養器がインキュベータ内に収容された状態で、細胞画像を撮影する撮影装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の技術によれば、ユーザーが関心のある細胞を個別に評価することが可能な細胞評価装置、細胞評価装置の作動方法、細胞評価装置の作動プログラム、並びに細胞培養システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】細胞評価装置等を示す図である。
【図２】神経細胞の構造を示す図である。
【図３】神経細胞の培養の流れを示すフローチャートである。
【図４】画像セットを示す図である。
【図５】細胞評価装置を構成するコンピュータを示すブロック図である。
【図６】細胞評価装置のＣＰＵの処理部を示すブロック図である。
【図７】関心細胞指定画面を示す図である。
【図８】特定部において関心突起状構造を特定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】突起状構造を抽出する方法の概要を示す図である。
【図１０】Ｋ＝１の場合の図８のステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を示した図である。
【図１１】Ｋ＝２の場合の図８のステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を示した図である。
【図１２】Ｋ＝３の場合の図８のステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を示した図である。
【図１３】突起状構造の接続性を判定するための規定を示す図である。
【図１４】特定結果表示画面を示す図である。
【図１５】細胞評価装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態の細胞評価装置のＣＰＵの処理部を示すブロック図である。
【図１７】特徴情報の例を示す図である。
【図１８】関心突起状構造の分岐回数を求める方法の概要を示す図である。
【図１９】第２実施形態の特定結果表示画面を示す図である。
【図２０】第３実施形態の細胞評価装置のＣＰＵの処理部を示すブロック図である。
【図２１】スパインの抽出手順を示すフローチャートである。
【図２２】スパインの抽出手順を示す図である。
【図２３】第３実施形態の特定結果表示画面を示す図である。
【図２４】第４実施形態の細胞培養システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１において、細胞評価装置１０は、例えばｉＰＳ（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ  ｓｔｅｍ）細胞から分化誘導された細胞を評価する装置であり、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータである。細胞評価装置１０には、培養中の細胞が撮影された細胞画像ＣＩが入力される。細胞画像ＣＩは、オペレーターによって、デジタル位相差顕微鏡等の撮影装置１１で撮影される。なお、オペレーターは、本開示の技術に係る「ユーザー」の一例である。また、符号１３は、シャーレ等の培養器を示す。
【００１８】
本例では、細胞評価装置１０において評価される細胞は、神経細胞１２である。図２に示すように、神経細胞１２は、細胞体１５、軸索１６、および樹状突起１７を有する。細胞体１５は核１８をもち、神経細胞１２の中枢をなす。軸索１６は細胞体１５から延び、神経伝達物質を他の神経細胞１２に出力する役割を果たす。軸索１６は、基本的には１つの細胞体１５に対して１本しか延びていないが、成長過程で軸索側枝と呼ばれる分岐を形成する。樹状突起１７も細胞体１５から延びている。ただし、樹状突起１７は、軸索１６とは逆に、他の神経細胞１２から神経伝達物質を受け取る役割を果たす。樹状突起１７は、軸索１６とは異なり、１つの細胞体１５から複数本延びることがある。また、樹状突起１７は、成長過程で文字通り樹状に分岐しながら広がっていく。
【００１９】
これら軸索１６および樹状突起１７は、本開示の技術に掛かる「突起状構造」の一例である。以下では、軸索１６および樹状突起１７をまとめて突起状構造２０と表記する。
【００２０】
破線内に示すように、樹状突起１７の表面には、棘状の隆起であるスパイン２５が複数形成されている。複数のスパイン２５のうちの一部と、他の神経細胞１２のシナプス前終末２６とは、神経伝達物質を遣り取りするためのシナプス２７を構成する。シナプス前終末２６は、軸索１６の先端の膨出部である。
【００２１】
図３は、神経細胞１２の培養の流れを示したフローチャートである。まず、オペレーターは、ｉＰＳ細胞を培養器１３の培地に複数個播種する（ステップＳＴ１０）。そして、ｉＰＳ細胞を神経外胚葉、神経前駆細胞へと順に分化誘導する（ステップＳＴ２０）。これにより、神経細胞１２の培養が開始される（ステップＳＴ３０）。
【００２２】
培養中、オペレーターは、例えば１日毎等の定期的な撮影間隔で、撮影装置１１を用いて細胞画像ＣＩを撮影する（ステップＳＴ４０）。この際、オペレーターは、撮影位置が毎回同じになるよう培養器１３を撮影装置１１にセットして、細胞画像ＣＩの撮影を行う。細胞画像ＣＩの撮影は、予め設定された培養期間が終了するまで（ステップＳＴ５０でＹＥＳ）続けられる。培養期間の終了後、オペレーターは、細胞評価装置１０を用いて神経細胞１２を評価する（ステップＳＴ６０）。
【００２３】
細胞評価装置１０は、図４に示す画像セットＩＳを参照して評価を行う。画像セットＩＳは、神経細胞１２が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像ＣＩの集まりである。本例の場合、細胞画像ＣＩは１日毎に撮影されるので、画像セットＩＳは、培養１日目（培養初日）の細胞画像ＣＩ＿１、培養２日目の細胞画像ＣＩ＿２、培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３、培養４日目の細胞画像ＣＩ＿４、・・・、培養Ｎ日目（培養最終日）の細胞画像ＣＩ＿Ｎで構成される。なお、培養１日目は、ｉＰＳ細胞を神経前駆細胞に分化誘導した日とする。
【００２４】
培養１日目の細胞画像ＣＩ＿１には、主に細胞体１５が映っていて突起状構造２０はあまり見られない。しかし、培養２日目、培養３日目、・・・と日を経るにつれて、突起状構造２０が延びたり分岐したりする。そして培養Ｎ日目には、どの突起状構造２０がどの神経細胞１２の細胞体１５から延びているかが、一見して見分けがつかなくなる。
【００２５】
図５において、細胞評価装置１０を構成するコンピュータは、ストレージデバイス３０、メモリ３１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３２、通信部３３、ディスプレイ３４、および入力デバイス３５を備えている。これらはバスライン３６を介して相互接続されている。
【００２６】
ストレージデバイス３０は、細胞評価装置１０を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージデバイス３０は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージデバイス３０には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。
【００２７】
メモリ３１は、ＣＰＵ３２が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ３２は、ストレージデバイス３０に記憶されたプログラムをメモリ３１へロードして、プログラムにしたがった処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。
【００２８】
通信部３３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介した各種情報の伝送制御を行うネットワークインターフェースである。ディスプレイ３４は各種画面を表示する。細胞評価装置１０を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス３５からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス３５は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。
【００２９】
図６において、細胞評価装置１０のストレージデバイス３０には、作動プログラム４０が記憶されている。作動プログラム４０は、コンピュータを細胞評価装置１０として機能させるためのアプリケーションプログラムである。すなわち、作動プログラム４０は、本開示の技術に係る「細胞評価装置の作動プログラム」の一例である。
【００３０】
作動プログラム４０が起動されると、細胞評価装置１０を構成するコンピュータのＣＰＵ３２は、メモリ３１等と協働して、リードライト（以下、ＲＷ（Ｒｅａｄ  Ｗｒｉｔｅ）と略す）制御部４５、取得部４６、受付部４７、特定部４８、および表示制御部４９として機能する。
【００３１】
ＲＷ制御部４５は、ストレージデバイス３０内の各種データの読み出し、およびストレージデバイス３０への各種データの記憶を制御する。ＲＷ制御部４５は、撮影装置１１からの細胞画像ＣＩをストレージデバイス３０に記憶する。この細胞画像ＣＩの記憶が培養１日目〜培養Ｎ日目まで続けられることで、図４で示した画像セットＩＳがストレージデバイス３０に記憶される。また、ＲＷ制御部４５は、ストレージデバイス３０から画像セットＩＳを読み出し、読み出した画像セットＩＳを取得部４６に出力する。
【００３２】
取得部４６は、ＲＷ制御部４５からの画像セットＩＳを取得する。取得部４６は、画像セットＩＳを特定部４８に、画像セットＩＳのうちの培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎを表示制御部４９に、それぞれ出力する。なお、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎは、本開示の技術に係る「最新の細胞画像」の一例である。
【００３３】
受付部４７は、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎに映る複数個の神経細胞１２のうちの１つの神経細胞１２であって、オペレーターが関心のある神経細胞１２である関心細胞１２Ｉ（図７参照）の指定を受け付ける。受付部４７は、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎ内の関心細胞１２Ｉの位置を示す指定位置情報ＳＩＩを作成する。指定位置情報ＳＩＩは、例えば、関心細胞１２Ｉの細胞体１５Ｉ（図７参照）の中心に該当する画素のＸＹ座標である。受付部４７は、指定位置情報ＳＩＩを特定部４８に出力する。
【００３４】
特定部４８は、取得部４６からの画像セットＩＳに基づいて突起状構造２０の成長過程を捕捉する。この突起状構造２０の成長過程の捕捉結果、および受付部４７からの指定位置情報ＳＩＩにより、特定部４８は、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎ内の関心細胞１２Ｉの突起状構造２０である関心突起状構造２０Ｉ（図１０等参照）を特定する。特定部４８は、関心突起状構造２０Ｉの特定結果を示す特定結果情報ＳＲＩを作成する。特定結果情報ＳＲＩは、例えば、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎの関心突起状構造２０Ｉに該当する画素のＸＹ座標である。特定部４８は、特定結果情報ＳＲＩを表示制御部４９に出力する。
【００３５】
表示制御部４９は、各種画面をディスプレイ３４に表示する制御を行う。例えば、表示制御部４９は、関心細胞１２Ｉを指定するための関心細胞指定画面６０（図７参照）、あるいは特定部４８による関心突起状構造２０Ｉの特定結果を示す特定結果表示画面７０（図１４参照）等をディスプレイ３４に表示する制御を行う。
【００３６】
図７に示すように、表示制御部４９の制御の下、ディスプレイ３４に表示される関心細胞指定画面６０には、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎが表示される。オペレーターは、関心細胞１２Ｉの細胞体１５Ｉ内に、丸い点状のマーカー６１を入力する。マーカー６１の入力後、オペレーターはＯＫボタン６２を選択する。ＯＫボタン６２が選択された場合、受付部４７は、マーカー６１が細胞体１５Ｉ内に入力された神経細胞１２を関心細胞１２Ｉとする指定を受け付ける。すなわち、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎは、本開示の技術に係る「関心細胞画像」の一例である。
【００３７】
図８は、特定部４８において関心突起状構造２０Ｉを特定する処理の流れを示すフローチャートである。まず、特定部４８は、指定位置情報ＳＩＩに基づいて、細胞画像ＣＩ＿１の関心細胞１２Ｉを抽出する（ステップＳＴ１００）。
【００３８】
特定部４８は、培養１日目の細胞画像ＣＩ＿１から、ステップＳＴ１００において抽出した関心細胞１２Ｉから延びる関心突起状構造２０Ｉ＿１（図１０参照）を特定する（ステップＳＴ１１０）。
【００３９】
特定部４８は、培養Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋと培養Ｋ＋１日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋ＋１の差分画像ＤＩ＿Ｋ、Ｋ＋１を生成する（ステップＳＴ１３０）。そして、差分画像ＤＩ＿Ｋ、Ｋ＋１に映る突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１と、培養Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋに映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋとの接続性を判定する（ステップＳＴ１４０）。特定部４８は、ステップＳＴ１４０の接続性の判定結果を踏まえて、培養Ｋ＋１日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋ＋１に映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋ＋１を特定する（ステップＳＴ１５０）。
【００４０】
より詳しくは、特定部４８は、まず、Ｋ＝１として（ステップＳＴ１２０）、ステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を行う。その後、特定部４８は、Ｋ＋１＝ＮとならないうちはＫをインクリメントして（ステップＳＴ１６０でＮＯ、ステップＳＴ１７０）、ステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を繰り返す。なお、Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿ＫとＫ＋１日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋ＋１は、本開示の技術に係る「時間的に前後する２つの細胞画像」の一例である。また、Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋは、本開示の技術に係る「時間的に前後する２つの細胞画像のうちの古いほうの細胞画像」の一例である。
【００４１】
図８のステップＳＴ１１０で示した関心突起状構造２０Ｉ＿１の抽出は、例えば特開２００９−０６３５０９号公報に記載の技術を用いて行う。特開２００９−０６３５０９号公報に記載の技術は、図９に概要を示すように、まず、細胞画像ＣＩに二値化処理を施して、神経細胞１２を構成する領域とそうでない領域とに分ける。そして、神経細胞１２を構成する領域内に内接円ＩＣを重ならないように設けていく。次いで、神経細胞１２を構成する領域を、各内接円ＩＣを含む複数の小領域Ｒに分割する。続いて、小領域Ｒ毎に、内接円ＩＣの中心点、内接円ＩＣの半径、画素値の平均値といった特徴量を算出する、というものである。内接円ＩＣの中心点によれば、神経細胞１２の形状をほぼ正確にトレースすることができる。特定部４８は、例えば、内接円ＩＣの半径が閾値以下の小領域Ｒを、関心突起状構造２０Ｉ＿１として特定する。なお、関心突起状構造２０Ｉ＿１の抽出方法は、上記の特開２００９−０６３５０９号公報に記載の方法に限らない。
【００４２】
図１０〜図１２は、図８のステップＳＴ１３０、ステップＳＴ１４０、およびステップＳＴ１５０の処理を示した図である。図１０はＫ＝１の場合、図１１はＫ＝２の場合、図１２はＫ＝３の場合をそれぞれ示す。
【００４３】
図１０に示すように、特定部４８は、培養１日目の細胞画像ＣＩ＿１と培養２日目の細胞画像ＣＩ＿２の差分画像ＤＩ＿１、２を生成する。そして、差分画像ＤＩ＿１、２に映る突起状構造２０＿１、２と、培養１日目の細胞画像ＣＩ＿１に映る関心突起状構造２０Ｉ＿１との接続性を判定する。この接続性の判定結果を踏まえて、特定部４８は、培養２日目の細胞画像ＣＩ＿２に映る関心突起状構造２０Ｉ＿２を特定する。
【００４４】
同様に図１１に示すように、特定部４８は、培養２日目の細胞画像ＣＩ＿２と培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３の差分画像ＤＩ＿２、３を生成する。そして、差分画像ＤＩ＿２、３に映る突起状構造２０＿２、３と、培養２日目の細胞画像ＣＩ＿２に映る関心突起状構造２０Ｉ＿２との接続性を判定する。この接続性の判定結果を踏まえて、特定部４８は、培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３に映る関心突起状構造２０Ｉ＿３を特定する。
【００４５】
さらに図１２に示すように、特定部４８は、培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３と培養４日目の細胞画像ＣＩ＿４の差分画像ＤＩ＿３、４を生成する。そして、差分画像ＤＩ＿３、４に映る突起状構造２０＿３、４と、培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３に映る関心突起状構造２０Ｉ＿３との接続性を判定する。この接続性の判定結果を踏まえて、特定部４８は、培養４日目の細胞画像ＣＩ＿４に映る関心突起状構造２０Ｉ＿４を特定する。特定部４８は、こうした処理をＫ＋１＝Ｎとなるまで繰り返すことで、最終的には、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎに映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを特定する。
【００４６】
ステップＳＴ１４０の接続性の判定は、例えば図１３に示す第１規定６５Ａ、第２規定６５Ｂ、第３規定６５Ｃに則って行う。第１規定６５Ａは、破線で示すＫ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋに映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋの端点から、実線で示す差分画像ＤＩ＿Ｋ、Ｋ＋１に映る突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１が同じ方向に延伸していた場合、当該突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１を、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋが延伸したものと判定する、という内容である。第２規定６５Ｂは、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋの途中から、突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１が一方向に延伸していた場合、当該突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１を、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋが分岐したものと判定する、という内容である。
【００４７】
一方、第３規定６５Ｃは、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋに対して、突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１が十字状（Ｃｒｏｓｓ−Ｓｈａｐｅｄ）に交差していた場合、当該突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１を、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋではないと判定する、という内容である。
【００４８】
なお、第１規定６５Ａの「同じ方向」とは、例えば、直線近似した関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋと突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１とのなす角度が１６０°〜２００°の範囲内にある場合である。角度が１８０°の場合、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋと突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１とは直線状に繋がる。
【００４９】
また、ノイズにより突起状構造２０が所々途切れることも考えられる。このため、第１規定６５Ａにおいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋの端点から閾値以内の距離離れて存在し、かつ関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋと同じ方向に延伸している突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１については、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋが延伸したものと判定してもよい。同様に、第２規定６５Ｂにおいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋの途中から閾値以内の距離離れて存在し、かつ一方向に延伸している突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１については、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋが分岐したものと判定してもよい。閾値としては、例えば原寸相当で１０μｍを設定する。
【００５０】
図１４において、表示制御部４９の制御の下、特定結果情報ＳＲＩに基づいてディスプレイ３４に表示される特定結果表示画面７０には、関心細胞１２Ｉの細胞体１５Ｉおよび関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが例えば赤色で塗られ、関心細胞１２Ｉおよび関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎ以外が破線で示すようにグレーアウトされた培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎが表示される。すなわち、表示制御部４９は、関心細胞画像および最新の細胞画像の一例である培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎにおいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを、他の突起状構造２０とは異なる表示形態で表示する制御を行う。なお、ＯＫボタン７１が選択された場合、表示制御部４９は、特定結果表示画面７０の表示を消す。
【００５１】
関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを、他の突起状構造２０とは異なる表示形態で表示する方法としては、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの輪郭を太線で表示する方法を採用してもよい。また、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎに色を付けた状態とそうでない状態を、交互に数秒単位の間隔で繰り返す方法を採用してもよい。
【００５２】
次に、上記構成による作用について、図１５のフローチャートを参照して説明する。まず、細胞評価装置１０において作動プログラム４０が起動されると、図６で示したように、細胞評価装置１０のＣＰＵ３２は、ＲＷ制御部４５、取得部４６、受付部４７、特定部４８、および表示制御部４９として機能される。
【００５３】
細胞評価装置１０では、ＲＷ制御部４５により、ストレージデバイス３０から画像セットＩＳが読み出され、取得部４６に出力される。これにより、取得部４６において画像セットＩＳが取得される（ステップＳＴ５００）。画像セットＩＳは、取得部４６から特定部４８に出力される。また、画像セットＩＳのうちの培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎは、取得部４６から表示制御部４９に出力される。なお、ステップＳＴ５００は、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。
【００５４】
図７で示したように、表示制御部４９により、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎを含む関心細胞指定画面６０がディスプレイ３４に表示される（ステップＳＴ５１０）。この関心細胞指定画面６０において、オペレーターにより、関心細胞１２Ｉの細胞体１５Ｉ内にマーカー６１が入力されて、ＯＫボタン６２が選択される。これにより、受付部４７において関心細胞１２Ｉの指定が受け付けられる（ステップＳＴ５２０）。受付部４７では、指定位置情報ＳＩＩが作成される。指定位置情報ＳＩＩは、受付部４７から特定部４８に出力される。なお、ステップＳＴ５２０は、本開示の技術に係る「受付ステップ」の一例である。
【００５５】
図８〜図１３で示したように、特定部４８により、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎにおける関心細胞１２Ｉの関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが特定される（ステップＳＴ５３０）。特定部４８では、特定結果情報ＳＲＩが作成される。特定結果情報ＳＲＩは、特定部４８から表示制御部４９に出力される。なお、ステップＳＴ５３０は、図８で示したステップＳＴ１００〜ステップＳＴ１７０を包含する処理であり、本開示の技術に係る「特定ステップ」の一例である。
【００５６】
図１４で示したように、表示制御部４９により、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが、他の突起状構造２０とは異なる表示形態で表示された特定結果表示画面７０がディスプレイ３４に表示される（ステップＳＴ５４０）。オペレーターは、特定結果表示画面７０を通じて関心細胞１２Ｉの関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを確認し、関心細胞１２Ｉの成長具合を評価する。なお、ステップＳＴ５４０は、本開示の技術に係る「表示制御ステップ」の一例である。
【００５７】
以上説明したように、細胞評価装置１０では、取得部４６により、画像セットＩＳが取得される。受付部４７により、関心細胞１２Ｉの指定が受け付けられる。そして、特定部４８により、関心細胞１２Ｉから延びる関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが特定される。また、表示制御部４９により、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎにおいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが、他の突起状構造２０とは異なる表示形態で表示する制御が行われる。したがって、関心細胞１２Ｉを個別に評価することが可能となる。
【００５８】
関心細胞１２Ｉを個別に評価することが可能となるため、単に成長具合だけでなく、成長具合の位置依存性も評価することができる。例えばグリア細胞の密集地帯とそうでない所、他の神経細胞１２との距離が近い場所と遠い場所等で成長具合を比較することができる。
【００５９】
図８〜図１３で示したように、特定部４８において、Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿ＫとＫ＋１日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋ＋１の差分画像ＤＩ＿Ｋ、Ｋ＋１が生成される。そして、差分画像ＤＩ＿Ｋ、Ｋ＋１に映る突起状構造２０＿Ｋ、Ｋ＋１と、培養Ｋ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｋに映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｋとの接続性が判定され、これにより培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎに映る関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが特定される。したがって、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを精度よく特定することができる。また、接続性の判定の仕方を前述のように工夫すれば、ノイズにより所々途切れた突起状構造２０も、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎとして特定することができる。
【００６０】
本実施形態では、関心細胞画像を、画像セットＩＳのうちの最新の細胞画像としている。最新の細胞画像は、画像セットＩＳのうちで最も突起状構造２０が複雑化していると考えられる。したがって、最新の細胞画像における関心突起状構造２０Ｉを明らかにすることができれば、関心細胞１２Ｉを個別に評価することが可能、という効果の優位性をさらに高めることができる。
【００６１】
［第２実施形態］
図１６〜図１９に示す第２実施形態では、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さ、太さ、面積、分岐回数のうちの少なくともいずれか１つを算出し、その算出結果を出力する。
【００６２】
図１６において、第２実施形態の細胞評価装置のＣＰＵは、上記第１実施形態の各処理部４５〜４９（図１６では特定部４８および表示制御部４９のみ図示）に加えて、算出部７５として機能する。特定部４８は、特定結果情報ＳＲＩを算出部７５に出力する。算出部７５は、特定結果情報ＳＲＩに基づいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さ（全長）ＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢを算出する。算出部７５は、これら各指標値の算出結果を含み、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの特徴を表す特徴情報ＦＩを表示制御部４９に出力する。
【００６３】
図１７に示すように、特定部４８において、関心細胞１２Ｉの関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎが計３本特定された場合を考える。この場合、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬは、各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを構成する計８本の突起のそれぞれの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８の合計である。すなわち、ＴＬ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８である。太さＴＫは、各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの根元（細胞体１５近傍）における太さＴＫ１、ＴＫ２、ＴＫ３の平均である。すなわち、ＴＫ＝（ＴＫ１＋ＴＫ２＋ＴＫ３）／３である。
【００６４】
また、面積ＳＰは、各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の合計である。すなわち、ＳＰ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３である。分岐回数ＮＢは、各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの分岐回数の合計である。すなわち、ＮＢ＝２＋２＋１＝５である。
【００６５】
突起の長さＬは、例えば、突起に対して細線化処理を施したうえで、細線化された突起を構成する画素の数を計数することで求める。あるいは、内接円ＩＣの直径を加算することで求める。各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの面積Ｓは、各関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを構成する画素の数を計数することで求める。
【００６６】
分岐回数ＮＢは、例えば特開２００９−０６３５０９号公報に記載の技術を用いて求める。特開２００９−０６３５０９号公報に記載の技術は、図１８に概要を示すように、突起状構造２０内に設けた内接円ＩＣの接続関係を表す行列８０を導出する、という内容である。行列８０は、１行目に突起状構造２０の各内接円ＩＣの番号が並べられる。そして、各内接円ＩＣの番号の下に、上下左右に接続する内接円ＩＣの番号が列せられる。例えば番号３の内接円ＩＣには、番号２、番号４、および番号６の内接円ＩＣが、それぞれ左、上、および右に接続するので、番号３の下に、４、０（接続なしという意）、２、６が列せられる。こうした行列８０によれば、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの分岐回数ＮＢを求めることができる。なお、分岐回数ＮＢの求め方は、上記の特開２００９−０６３５０９号公報に記載の求め方に限らない。
【００６７】
表示制御部４９は、図１９に示す特定結果表示画面８５をディスプレイ３４に表示する制御を行う。特定結果表示画面８５は、基本的には図１４で示した上記第１実施形態の特定結果表示画面７０と同じであるが、特徴情報ＦＩの表示枠８６が追加されている点が特定結果表示画面７０と異なる。表示枠８６には、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢが一覧表示される。すなわち、表示制御部４９は、本開示の技術に係る「算出部の算出結果を出力する制御を行う出力制御部」の一例である。
【００６８】
このように、第２実施形態では、算出部７５により、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢが算出される。そして、表示制御部４９により、特定結果表示画面８５を通じて、算出部７５の算出結果が出力される。突起状構造２０の長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢは、神経細胞１２の成長具合を知るうえで重要な指標値である。具体的には、長さＴＬが長く、太さＴＫが太く、面積ＳＰが大きく、分岐回数ＮＢが多い程、その神経細胞１２はよく成長しているといえる。したがって、関心細胞１２Ｉの成長具合を定量的に評価することができる。
【００６９】
なお、算出部７５で算出する指標値は、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、分岐回数ＮＢのうちの少なくともいずれか１つでよい。また、算出部７５の算出結果の出力形態としては、図１９の特定結果表示画面８５に代えて、あるいは加えて、紙媒体に印刷出力する形態、データファイルとして出力する形態を採用してもよい。
【００７０】
［第３実施形態］
図２０〜図２３に示す第３実施形態では、樹状突起１７に形成されたスパイン２５の数を算出する。
【００７１】
図２０において、第３実施形態の細胞評価装置のＣＰＵは、上記第１実施形態の各処理部４５〜４９（図２０では特定部４８および表示制御部４９のみ図示）に加えて、抽出部９０および算出部９１として機能する。特定部４８は、特定結果情報ＳＲＩを抽出部９０および算出部９１に出力する。抽出部９０は、特定結果情報ＳＲＩに基づいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉに形成されたスパイン２５Ｉ（ともに図２２参照）を抽出する。抽出部９０は、スパイン２５Ｉの抽出結果を表す抽出結果情報ＥＲＩを算出部９１に出力する。
【００７２】
算出部９１は、上記第２実施形態の算出部７５と同じく、特定結果情報ＳＲＩに基づいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢを算出する。また、算出部９１は、抽出結果情報ＥＲＩに基づいて、樹状突起１７Ｉの単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数、および樹状突起１７Ｉの単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数を算出する。算出部９１は、特徴情報ＦＩを表示制御部４９に出力する。
【００７３】
抽出部９０におけるスパイン２５Ｉの抽出は、例えば図２１に示す手順で行う。まず、抽出部９０は、細胞体１５Ｉから最初の分岐位置までの距離に基づいて、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉを抽出する（ステップＳＴ６００）。より詳しくは、細胞体１５Ｉから最初の分岐位置までの距離が閾値以下の関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを、樹状突起１７Ｉとして抽出する。この方法は、軸索１６が細胞体１５Ｉからある程度の距離離れないと分岐を形成しないのに対して、樹状突起１７が細胞体１５Ｉの比較的近傍で分岐を形成するという特徴を利用している。
【００７４】
次いで、抽出部９０は、図２２にも示すように、樹状突起１７Ｉに対して細線化処理を施す（ステップＳＴ６１０）。そして、細線化処理を施した樹状突起１７Ｉを走査する。抽出部９０は、この走査の過程で認識した分岐のうちで、長さが閾値以下の分岐を、スパイン２５Ｉとして抽出する（ステップＳＴ６２０）。閾値としては、例えば原寸相当で３μｍを設定する。なお、スパイン２５Ｉの抽出方法は、上記で説明した方法に限らない。
【００７５】
算出部９１は、抽出結果情報ＥＲＩに基づいて、まず、抽出部９０において抽出したスパイン２５Ｉの数を算出する。次いで、算出部９１は、特定結果情報ＳＲＩに基づいて算出した関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬおよび面積ＳＰから、樹状突起１７Ｉの長さおよび面積を算出し直す。算出部９１は、スパイン２５Ｉの数を樹状突起１７Ｉの長さで除算することで、単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数を算出する。また、算出部９１は、スパイン２５Ｉの数を樹状突起１７Ｉの面積で除算することで、単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数を算出する。
【００７６】
表示制御部４９は、図２３に示す特定結果表示画面９５をディスプレイ３４に表示する制御を行う。特定結果表示画面９５は、図１９で示した上記第２実施形態の特定結果表示画面８５とは、表示枠９６の内容が異なる。すなわち、表示枠９６には、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢに加えて、樹状突起１７Ｉの単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数、および樹状突起１７Ｉの単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数が一覧表示される。
【００７７】
このように、第３実施形態では、算出部９１により、樹状突起１７Ｉに形成されたスパイン２５Ｉの数が算出され、さらに樹状突起１７Ｉの単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数、および樹状突起１７Ｉの単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数が算出される。そして、表示制御部４９により、特定結果表示画面９５を通じて、算出部９１の算出結果が出力される。樹状突起１７の単位長さ当たりのスパイン２５の数、および樹状突起１７の単位面積当たりのスパイン２５の数も、神経細胞１２の成長具合を知るうえで重要な指標値である。具体的には、樹状突起１７の単位長さ当たりのスパイン２５の数が多く、樹状突起１７の単位面積当たりのスパイン２５の数が多い程、その神経細胞１２はよく成長しているといえる。したがって、樹状突起１７Ｉの単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数、および樹状突起１７Ｉの単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数を算出して表示すれば、関心細胞１２Ｉの成長具合の定量的な評価がさらに捗る。
【００７８】
樹状突起１７は軸索１６よりも太さが太い傾向があることを利用して、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉを抽出してもよい。また、樹状突起１７は細胞体１５の近傍で太さが太く、細胞体１５から離れるにしたがって細くなる傾向があることを利用して、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉを抽出してもよい。
【００７９】
なお、算出部９１で算出する指標値は、樹状突起１７Ｉの単位長さ当たりのスパイン２５Ｉの数、および樹状突起１７Ｉの単位面積当たりのスパイン２５Ｉの数のうちの少なくともいずれか１つでよい。また、算出部９１の算出結果の出力形態としては、上記第２実施形態と同じく、図２３の特定結果表示画面９５に代えて、あるいは加えて、紙媒体に印刷出力する形態、データファイルとして出力する形態を採用してもよい。
【００８０】
図２１のステップＳＴ６００で示した、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉを抽出する方法を、上記第１実施形態に適用してもよい。この場合、表示制御部４９は、図１４で示した特定結果表示画面７０において、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの軸索（図示せず）と樹状突起１７Ｉとを異なる表示形態で表示する制御を行う。
【００８１】
また、図２１のステップＳＴ６００で示した、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのうちの樹状突起１７Ｉを抽出する方法を、上記第２実施形態に適用してもよい。この場合、算出部７５は、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの軸索の長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢと、樹状突起１７Ｉの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢとを別個に算出する。表示制御部４９は、図１９で示した特定結果表示画面８５において、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの軸索の長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢと、樹状突起１７Ｉの長さＴＬ、太さＴＫ、面積ＳＰ、および分岐回数ＮＢとを分けて表示枠８６に一覧表示する制御を行う。
【００８２】
［第４実施形態］
図２４に示す第４実施形態では、細胞培養システム１００を用いる。
【００８３】
図２４において、細胞培養システム１００は、細胞評価装置１０１と、インキュベータ１０２と、撮影装置１０３とを備える。細胞評価装置１０１は、上記各実施形態で説明した細胞評価装置のいずれかである。インキュベータ１０２には、培養器１３が収容される。インキュベータ１０２は、槽内の温度を神経細胞１２の培養に適した一定の値に保つ機能を有する。また、インキュベータ１０２は、培地等を培養器１３に供給する機能を有する。このため、インキュベータ１０２に培養器１３を収容してから、培養器１３を一度も取り出すことなく、培養を完結することができる。なお、図２４では、インキュベータ１０２の蓋１０４が開かれて、培養器１３が底面に載置された状態を示している。培養の際には、蓋１０４は閉じられる。
【００８４】
撮影装置１０３は、培養器１３が載置されるインキュベータ１０２の底面と対向する上面に内蔵されている。撮影装置１０３は、培養器１３がインキュベータ１０２内に収容された状態で、細胞画像ＣＩを撮影する。撮影装置１０３は、例えば１日毎等の予め設定された定期的な撮影間隔で細胞画像ＣＩを撮影する。撮影装置１０３は、撮影した細胞画像ＣＩを細胞評価装置１０１に送信する。細胞評価装置１０１は、撮影装置１０３からの細胞画像ＣＩを受信し、受信した細胞画像ＣＩをストレージデバイス（図示せず）に記憶する。
【００８５】
このように、第４実施形態では、細胞評価装置１０１と、インキュベータ１０２と、撮影装置１０３とを備える細胞培養システム１００を用いる。撮影装置１０３は、培養器１３がインキュベータ１０２内に収容された状態で、細胞画像ＣＩを撮影する。したがって、上記第１実施形態の図３で示したように、オペレーターは、撮影装置１１を用いて細胞画像ＣＩを撮影する手間が省ける。また、オペレーターは、撮影位置が毎回同じになるよう培養器１３を撮影装置１１にセットするといった気を遣わずに済む。
【００８６】
なお、撮影装置１０３において、例えば１時間毎等の比較的短い撮影間隔で細胞画像ＣＩを撮影しておいてもよい。そして、これにより得られた複数の細胞画像ＣＩを解析し、各神経細胞１２の細胞体１５から延びる各突起状構造２０が延伸して最初に交わったタイミングで撮影された細胞画像ＣＩを抽出する。この抽出した細胞画像ＣＩ、あるいは抽出した細胞画像ＣＩの１つ前のタイミングで撮影された細胞画像ＣＩを、画像セットＩＳの最古の画像とする。
【００８７】
また、撮影装置１０３による細胞画像ＣＩの撮影間隔を、各神経細胞１２の細胞体１５から延びる各突起状構造２０が延伸して最初に交わった時刻と、次に交わった時刻との差分以下に設定してもよい。
【００８８】
細胞評価装置において神経細胞１２を評価するタイミングとしては、図３で示した、培養期間の終了後に限らない。培養期間の途中で評価してもよい。この場合の関心細胞画像は、培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎではなくなる。また、例えば培養５日目に、培養３日目の細胞画像ＣＩ＿３を関心細胞画像として、神経細胞１２の評価を行ってもよい。あるいは、培養期間の終了後に、培養１日目の細胞画像ＣＩ＿１および培養Ｎ日目の細胞画像ＣＩ＿Ｎ以外の細胞画像ＣＩを関心細胞画像として、神経細胞１２の評価を行ってもよい。要するに、関心細胞画像は、画像セットＩＳのうちの最古の細胞画像ＣＩ以外であればよい。
【００８９】
関心細胞１２Ｉを、一度に複数指定してもよい。この場合、特定部４８は、個々の関心細胞１２Ｉ毎に関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎの特定を行う。また、表示制御部４９は、特定結果表示画面において、各関心細胞１２Ｉの関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎを異なる表示形態で表示する制御を行う。あるいは、表示制御部４９は、関心突起状構造２０Ｉ＿Ｎのハイライト表示を関心細胞１２Ｉ毎に切り替える制御を行う。
【００９０】
上記各実施形態では、評価する細胞として神経細胞１２を例示したが、これに限定されない。突起状構造を有する細胞であればよく、例えばミクログリア（小膠細胞ともいう）、アストロサイト（アストログリア、星状膠細胞ともいう）でもよい。あるいは、ヴェール細胞、ランゲルハンス細胞といった樹状細胞でもよい。
【００９１】
細胞評価装置を構成するコンピュータのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、細胞評価装置を、処理能力および信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のコンピュータで構成することも可能である。具体的には、ＲＷ制御部４５および取得部４６の機能と、受付部４７、特定部４８、および表示制御部４９の機能とを、２台のコンピュータに分散して担わせる。この場合は２台のコンピュータで細胞評価装置を構成する。
【００９２】
このように、細胞評価装置のコンピュータのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性等の要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、作動プログラム４０等のアプリケーションプログラムについても、安全性および信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージデバイスに分散して格納することももちろん可能である。
【００９３】
上記各実施形態において、例えば、ＲＷ制御部４５、取得部４６、受付部４７、特定部４８、表示制御部４９、算出部７５、９１、および抽出部９０といった各種の処理を実行する処理部（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（作動プログラム４０）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ３２に加えて、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ:ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
【００９４】
１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、および／または、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。
【００９５】
複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  Ｃｈｉｐ:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。
【００９６】
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を用いることができる。
【００９７】
以上の記載から、以下の付記項１に記載の発明を把握することができる。
【００９８】
［付記項１］
突起状構造を有する複数個の細胞が培養中に時系列で撮影された複数の細胞画像の画像セットを取得する取得プロセッサと、
前記画像セットのうちの最古の細胞画像以外の１つの関心細胞画像に映る複数個の前記細胞のうちの少なくとも１つの細胞であって、ユーザーが関心のある細胞である関心細胞の指定を受け付ける受付プロセッサと、
前記画像セットに基づいて前記突起状構造の成長過程を捕捉することにより、前記関心細胞画像内の前記関心細胞から延びる前記突起状構造である関心突起状構造を特定する特定プロセッサと、
前記関心細胞画像において、前記関心突起状構造を、他の突起状構造とは異なる表示形態で表示する制御を行う表示制御プロセッサと、
を備える細胞評価装置。
【００９９】
本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。
【０１００】
以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
【０１０１】
本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」は、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａおよび／またはＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、ＡおよびＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「および／または」で結び付けて表現する場合も、「Ａおよび／またはＢ」と同様の考え方が適用される。
【０１０２】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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