特許ウォッチ

公開番号2025121578
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024017089
出願日2024-02-07
発明の名称フォーカス状態評価方法、染色画像解析方法、および、コンピュータ読み取り可能なプログラム
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人弁理士法人松阪国際特許事務所,個人,個人,個人
主分類G02B 21/00 20060101AFI20250813BHJP(光学)
要約【課題】染色画像において染色領域のフォーカス状態を精度良く評価する。
【解決手段】免疫染色法による染色画像のフォーカス状態を評価するフォーカス状態評価方法は、免疫染色法による標本の染色画像から染色領域を抽出する工程(ステップS13)と、染色画像に対して染色領域を含む評価領域を設定し、評価領域以外の領域である除外領域を除外するマスク処理を行って被処理画像を取得する工程(ステップS15～S17)と、被処理画像において評価領域に対するフォーカス状態の検討を行い、染色領域のフォーカス状態を示すフォーカス評価値を取得する工程(ステップS18)と、を備える。これにより、染色画像において染色領域のフォーカス状態を精度良く評価することができる。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
免疫染色法による染色画像のフォーカス状態を評価するフォーカス状態評価方法であって、
ａ）免疫染色法による標本の染色画像から染色領域を抽出する工程と、
ｂ）前記染色画像に対して前記染色領域を含む評価領域を設定し、前記評価領域以外の領域である除外領域を除外するマスク処理を行って被処理画像を取得する工程と、
ｃ）前記被処理画像において前記評価領域に対するフォーカス状態の検討を行い、前記染色領域のフォーカス状態を示すフォーカス評価値を取得する工程と、
を備えるフォーカス状態評価方法。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
請求項１に記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記ｃ）工程は、
ｃ１）前記被処理画像から前記染色領域のエッジを抽出して前記エッジに係る画素値の分布を示す画素値分布を求める工程と、
ｃ２）前記画素値分布に基づいて前記フォーカス評価値を取得する工程と、
を備えるフォーカス状態評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記エッジの画素値が前記エッジ以外の領域の画素値よりも高い状態において、
前記画素値分布は、
画素値の最大値近傍の領域におけるピーク部である第１ピーク部と、
前記第１ピーク部よりも画素値が小さい領域におけるピーク部である第２ピーク部と、
を備え、
前記フォーカス評価値は、前記第２ピーク部に含まれる画素の個数に対する前記第１ピーク部に含まれる画素の個数の割合であり、
前記染色領域のフォーカス状態は、前記フォーカス評価値が大きくなるに従って良くなるフォーカス状態評価方法。
【請求項４】
請求項２に記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記エッジの画素値が前記エッジ以外の領域の画素値よりも低い状態において、
前記画素値分布は、
画素値の最小値近傍の領域におけるピーク部である第１ピーク部と、
前記第１ピーク部よりも画素値が大きい領域におけるピーク部である第２ピーク部と、
を備え、
前記フォーカス評価値は、前記第２ピーク部に含まれる画素の個数に対する前記第１ピーク部に含まれる画素の個数の割合であり、
前記染色領域のフォーカス状態は、前記フォーカス評価値が大きくなるに従って良くなるフォーカス状態評価方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記ａ）工程は、前記染色画像を二値化して二値化画像を取得する工程を含み、
前記ｂ）工程は、
ｂ１）前記二値化画像に対してノイズ除去処理を行う工程と、
ｂ２）前記二値化画像に対して前記評価領域を設定し、前記除外領域をマスクするマスク画像を形成する工程と、
ｂ３）前記染色画像に前記マスク画像を重ね合わせることにより前記被処理画像を取得する工程と、
を備えるフォーカス状態評価方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記評価領域は、
前記染色領域と、
前記染色領域の境界から周囲に広がる所定幅の周辺領域と、
を含むフォーカス状態評価方法。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記ｃ）工程において、前記染色画像を分割した複数の分割領域のそれぞれについて前記フォーカス評価値が取得され、
前記染色画像の前記複数の分割領域のうち、前記フォーカス評価値が所定の閾値未満である分割領域を非表示とした加工済み染色画像が生成されるフォーカス状態評価方法。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法であって、
フォーカス状態が異なる前記標本の複数の染色画像について、前記ａ）工程、前記ｂ）工程および前記ｃ）工程が行われて取得されたフォーカス評価値が比較され、前記複数の染色画像からフォーカス状態が最も良好な１つの染色画像が選出されるフォーカス状態評価方法。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法であって、
前記ａ）工程よりも前に、前記染色画像に対する色分解処理を行う工程をさらに備え、
前記ａ）工程では、前記色分解処理後の前記染色画像から前記染色領域が抽出されるフォーカス状態評価方法。
【請求項１０】
多重免疫染色法により取得された複数の染色画像を解析する染色画像解析方法であって、
ｄ）多重免疫染色法により取得された複数の染色画像のそれぞれについて、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフォーカス状態評価方法によって前記フォーカス評価値を取得する工程と、
ｅ）各染色画像における前記フォーカス評価値を考慮して前記複数の染色画像の解析を行う工程と、
を備える染色画像解析方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、免疫染色法による染色画像のフォーカス状態を評価する技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、医学研究や生物学研究において、疾患メカニズムの解明や生体メカニズムの解明、薬剤作用機序解明等を目的として、組織標本や細胞標本等の生体由来標本のシングルセル単位の解析が実施されている。例えば、免疫染色解析においては、タンパク質等の生体由来物質を染色した染色画像を取得し、画像解析によって染色状態を計測することで定量的・定性的な解析が行われている。
【０００３】
上記画像解析を行う場合、解析の正確性を担保するために、染色画像のフォーカス状態が良好である必要がある。このため、染色画像を取得する装置において、オートフォーカス機構によって染色画像のフォーカスを合わせることが行われている。また、染色画像のフォーカス状態の良否を判定することも行われている。
【０００４】
ところで、従来のオートフォーカス手法では、染色画像の全体に対して平均的にフォーカスを合わせている。また、従来のフォーカス状態判定では、染色画像の全体について平均的なフォーカス状態が判定されている。しかしながら、染色画像の解析においては、通常、染色された領域（以下、「染色領域」とも呼ぶ。）を解析することが重要であるため、染色画像全体が平均的にフォーカスが合った状態であっても、染色領域におけるフォーカス状態が良好でないと、解析精度が低下するおそれがある。このような染色領域におけるフォーカス不良は、例えば、染色画像中に占める染色領域の割合が比較的低い場合に生じやすい。この場合、フォーカスは、例えば、染色画像中において細胞が存在しない領域や、染色されていない細胞の細胞壁等に合う。
【０００５】
そこで、特許文献１では、位相差光学系を用いたオートフォーカス装置において、視野内におけるサンプルに注目して当該サンプルのデフォーカス量を求める技術が開示されている。具体的には、特許文献１の顕微鏡制御装置では、オートフォーカス装置において取得された一対の位相差像を複数の局所領域に分割し、各局所領域における輝度値の分散を求める。そして、当該輝度値の分散が閾値以上となる局所領域の集合を、サンプルが撮像されている領域として、当該領域について一対の位相差像間の位相差を算出し、当該位相差に基づいてサンプルの位置と顕微鏡の焦点位置とのずれ量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－４２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のような免疫染色解析では、予め取得した染色画像において、染色領域が解析に適したフォーカス状態であるか否かを判定したい、という要望が存在する。特許文献１の技術は、上述のように、サンプルの画像を取得するよりも前に、位相差を有する一対の異相差像を用いてサンプルの位置と顕微鏡の焦点位置とのずれ量を算出する技術であるため、上記要望には応えられない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、染色画像において染色領域のフォーカス状態を精度良く評価することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様１は、免疫染色法による染色画像のフォーカス状態を評価するフォーカス状態評価方法であって、ａ）免疫染色法による標本の染色画像から染色領域を抽出する工程と、ｂ）前記染色画像に対して前記染色領域を含む評価領域を設定し、前記評価領域以外の領域である除外領域を除外するマスク処理を行って被処理画像を取得する工程と、ｃ）前記被処理画像において前記評価領域に対するフォーカス状態の検討を行い、前記染色領域のフォーカス状態を示すフォーカス評価値を取得する工程と、を備える。
【００１０】
本発明の態様２は、態様１のフォーカス状態評価方法であって、前記ｃ）工程は、ｃ１）前記被処理画像から前記染色領域のエッジを抽出して前記エッジに係る画素値の分布を示す画素値分布を求める工程と、ｃ２）前記画素値分布に基づいて前記フォーカス評価値を取得する工程と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許