JP4846138B2 - Image search system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閲覧対象となる画像がデータベースに収録され、観察者による検索・画像の閲覧に用いられる画像検索システムに関するものであり、さらに詳しくは、血液細胞等をはじめとする各種細胞を形態学的観点から観察する際の参照に用いるものである。
【0002】
【従来の技術】
血液検査においては、患者から採取した血液検体に染色等の所定の処理を施して血液塗抹標本を作成し、標本上の血液細胞を顕微鏡にて観察する。その際、観察対象となっている血液細胞のサイズ・N/C比(細胞における核の割合)や、細胞質における細胞膜不整・塩基性・顆粒等の有無、核における核不整・核小体の有無やクロマチン網工の状態などといった各種の形態学的特徴が、当該細胞の種類や患者の疾患の種類を判断する上で有用な情報となる。そこでこれらの形態学的特徴という観点から、当該細胞と既知の細胞とを比較することが行われている。
【0003】
上記の場合、既知の細胞の画像が収録されたものとして、各種疾患・症例毎に細胞の写真を掲載した図鑑(いわゆる血液アトラス)が用いられている。またこれまで紙媒体として出版されていた血液アトラスを電子データとしてCD−ROM等に収録して出版したものも近年では知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の血液アトラスには、疾患・症例の種類毎に分けて細胞の写真が掲載されていることが多かったため、観察対象となっている細胞に近い形態学的特徴を有する既知の細胞を特定するためには、観察者に細胞の形態学的知識と疾患に関する知識が要求された。そのため、こういった観察作業に不慣れな者にとっては、観察対象となっている細胞に近い形態学的特徴を有する既知の細胞を特定するのに非常に時間を要した。
【0005】
また、観察対象となっている細胞に、既知の細胞と共通する形態学的特徴を発見した際、その既知の細胞について表示されていた疾患名をもって即、観察対象となっている細胞の採取元である患者の疾患と判断してしまうおそれがある。当該形態学的特徴が、当該種類の疾患に特有のものであれば問題無いが、他の種類の疾患においても細胞が同様の形態学的特徴を有する場合があれば、他の種類の疾患における既知の細胞と、観察対象となっている細胞とを比較することなく疾患の種類を判断する可能性が生じてしまう。
【0006】
これらの問題点は、紙媒体・電子データのいずれに関わらず、従来の血液アトラスに共通のものであった。
【0007】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、血液細胞の形態学的特徴という観点から、観察者が直感的かつ容易に既知の細胞の画像の検索を行うことが可能な画像検索システムを提供するものである。なお本明細書において画像検索システムとは、コンピュータを用い検索対象となり得る画像のデータを有するデータベースに対して何らかの検索条件を入力することにより自動的に検索を行い、当該検索条件に適合した画像を表示するシステムである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検索条件を入力する入力部と、前記入力部により入力された検索条件に基づいて処理を行う処理部と、前記処理手段による処理結果を表示する表示部と、細胞の画像を該細胞の形態学的特徴と関連づけて記憶した画像データベースと、を備え、前記検索条件は細胞の形態学的特徴であり、前記処理部は検索条件として入力された細胞の形態学的特徴に基づいて前記画像データベースを検索する、画像検索システムを提供するものである。
【0009】
また本発明は、上記画像検索システムにおいて、細胞の形態学的特徴に対応するイラストを記憶したイラストデータベースをさらに備え、前記処理部は、検索条件として入力された細胞の形態学的特徴に対応するイラストを前記イラストデータベースから呼び出し、前記表示部は、前記処理部によって呼び出されたイラストを表示する、画像検索システムを提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の画像検索システムには、キーボードやマウスなどの入力部、CRTやLCDなどの表示部、各種データに基づいて処理・蓄積・記録等を行う処理部、等を備えた公知のパーソナルコンピュータ(以下「PC」という)を用いることができ、PC上で各種プログラムを動作させることにより、該PCは画像検索システムとして機能する。処理部は各種プログラムの実行を伴って入力部からの入力を受け、データベースの検索を実行する。これらの各種プログラムやデータベースはCD−ROM等の記録媒体に記録してあってもよい。その場合は前記PCがCD−ROMドライブを備えることが好ましい。なお、前記記録媒体は必ずしもCD−ROMに限られるわけではなく、ハードディスク、MO、半導体メモリ等各種の記録媒体を用いることができる。また各種プログラムやデータベースは、必ずしもひとつの記録媒体に記憶されている必要はない。例えば、あるプログラムについてはCD−ROMに、また別のプログラムについてはPCの有するハードディスクに記録させるようにしてもよい。
【0011】
記録媒体には、検索エンジンなどのプログラムや画像データベースなどのデータベースが記録されている。画像データベースには、細胞の画像、例えば血液塗抹標本を顕微鏡撮影した画像がデータとして記録されている。この画像は、一画像内に一ないし数個の細胞が収まるように狭視野・高倍率で撮影された強拡大画像であってもよいし、あるいは一画像内に目的の細胞及びその周辺に存在する他の多くの細胞が収まるように広視野・低倍率で撮影された弱拡大画像であってもよい。これらの画像は、その画像中の細胞の形態学的特徴と関連づけられて画像データベースに記憶されている。
【0012】
細胞の形態学的特徴とは、その細胞の種類や疾患の種類を判断する上で有用なものであって、例えばリンパ球などを含む白血球系血液細胞では、細胞のサイズ・N/C比(細胞全体における核の割合)や、細胞質における細胞膜不整・塩基性・顆粒等の有無、核における核不整・核小体の有無やクロマチン網工の状態などの項目が挙げられる。
【0013】
前記画像データベースでは、各細胞の画像に、当該細胞の形態学的特徴の情報が関連づけられて記憶されている。上記白血球系血液細胞の例に従って形態学的特徴の情報を細胞の画像に関連づけるとすれば、例えば、HCL(Hairy Cell Leukemia)の患者に由来する細胞では、細胞質周辺に毛髪状の突起が伸びる場合があることが知られており、この症例の細胞の画像には「細胞膜不整がある」という形態学的特徴の情報を関連づける。またATL(adult T−Cell leukemia)の患者に由来する細胞では、細胞の核に切れ込みが生じ、あたかも複数の花弁を有する花が咲いたかのような形状(いわゆるフラワーセル)となることが知られており、このような細胞の画像には「核不整がある」という形態学的特徴の情報を関連づける。このように細胞の画像に関連づけられてデータベースに記憶された形態学的特徴の情報は、後述する検索エンジンが検索を行う際に用いられる。
【0014】
検索エンジンは、入力された検索条件に基づき前記画像データベースを検索し、検索条件に適合した細胞の画像を探すプログラムである。検索エンジンは、前記入力された検索条件と、細胞の画像に関連づけられてデータベースに記憶された形態学的特徴の情報と、を照合することにより、各細胞の画像が検索条件に適合するか否かを判断する。
【0015】
検索エンジンによって検索条件に適合すると判断された細胞の画像は、検索結果として所定の検索結果表示画面に表示される。検索結果表示画面に表示さる細胞の画像は、同一の細胞につき、強拡大画像や弱拡大画像を表示するようにしてもよい。また細胞の画像と共に、当該細胞に関する疾患名を表示してもよい。
【0016】
検索条件の入力は、所定の検索条件入力画面において行われる。この検索条件入力画面や、前述の検索結果表示画面の表示は、前記記録媒体に記録されたプログラムによって実行されるが、それらが画面表示用アプリケーションソフトの動作のもとで実行されてもよい。画面表示用アプリケーションソフトとしては市販のWEBブラウザを用いることができる。この場合、当該WEBブラウザは、PCに予めインストールされていてもよい。
【0017】
本発明はさらに、前記記録媒体が、検索条件たる各形態学的特徴に対応したイラストを記憶したイラストデータベース、及び該イラストを呼び出して表示するプログラムをさらに有してもよい。この場合、前記検索条件入力画面で検索条件が入力されると、各検索条件、すなわち細胞の形態学的特徴に対応したイラストを表示する。この際、検索条件として細胞の形態学的特徴を複数入力すると、各形態学的特徴に対応した複数のイラストが組み合わさってひとつの細胞のイラストを構成し、表示するようにしてもよい。これは、形態学的特徴に対応した各イラストがいわば部品の役割をして、それら部品が複数組み合わさって同時に表示されることにより、全体としてひとつの細胞のイラストを構成するということである。
【0018】
【実施例】
以下、図面にしたがって本発明につき詳細に説明する。図1は本発明の画像検索システムのハードウェア構成を示す。PC1は、CPU101・ハードディスク102・メモリ103および入力部11、表示部12、さらにCD−ROMドライブ13を備える。またCPU11・ハードディスク12・メモリ13は、各種データに基づいて処理・蓄積・記録等を行う処理部20を構成する。本実施例において入力部11はキーボード及びマウス、表示部12はLCDである。表示部12は、後述する各種画面を、本画像検索システムのユーザーインターフェースとして表示する。またそれらの画面に対する入力は入力部11を用いて行うことができる。なお、本実施例においてはWEBブラウザとしてマイクロソフト社製インターネットエクスプローラーがPC1に予めインストールされており、その動作のもとで、後述の検索条件入力画面や検索結果表示画面が表示部12に表示される。
【0019】
本実施例においてCD−ROM2は、血液細胞の一種であるリンパ球に関し、各種疾患を伴った細胞の画像データ及び各種プログラムを収録した電子的血液アトラスである。
【0020】
図2は本発明の機能的構成を説明するものであるが、検索条件入力モジュール21・細胞イラスト表示モジュール22・細胞イラストデータベース23・検索エンジン24・細胞画像データベース25・検索結果表示モジュール26はいずれもCD−ROM2に記録されたプログラムあるいはデータベースである。検索条件入力モジュール21・細胞イラスト表示モジュール22・検索エンジン24・検索結果表示モジュール26の各プログラムは処理部20において読み出され、実行される。以下、これら各プログラムの機能を、本実施例のデータ処理の流れを示す図3に従って説明する。
【0021】
まずステップS1において検索条件の入力を行う。検索条件入力モジュール21は、本システムの使用者が細胞の画像を検索する際に、その検索条件として形態学的特徴を入力するために動作するプログラムであり、表示部12に検索条件入力画面を表示させる。その例を図4に示す。本画面のフレームF1では、検索条件として細胞の形態学的特徴を入力するようになっており、各形態学的特徴の項目にチェックボックスが設けてある。そして任意の項目のチェックボックスをクリックしてチェックを入れることにより当該項目が選択され、検索条件の入力がなされたことになる。ここでは検索条件として、細胞全般に関する項目として、細胞のサイズにつき「▲1▼リンパ球大」「▲2▼リンパ球大〜2倍」「▲3▼2倍以上」の選択肢が、N/C比につき「▲1▼大」「▲2▼小」の選択肢が、分化度につき「▲1▼幼若型」「▲2▼成熟型」の選択肢が、免疫形質につき「▲1▼Bリンパ系」「▲2▼Tリンパ系」「▲3▼骨髄系」「▲4▼その他」の選択肢がある。細胞質に関する項目としては、細胞膜不整につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢が、塩基性につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢が、顆粒につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢が、封入体につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢が、空胞につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢がある。また核に関する項目としては、核不整につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢が、クロマチンにつき「▲1▼繊細」「▲2▼粗剛」の選択肢が、核小体につき「▲1▼ある」「▲2▼なし」の選択肢がある。なお図3のフレームF1はデフォルト状態であり、N/C比につき「▲2▼小」が、細胞膜不整・核不整につき「▲2▼なし」が、塩基性・顆粒・封入体・空胞・核小体につき「▲1▼ある」が、クロマチンにつき「▲2▼粗剛」が予め選択され、チェックボックスにチェックが入れられた状態となっているが、クリアボタンB1をクリックすれば検索条件をクリアして全てのチェックを外すことができ、新たに条件を選択し直すことができる。あるいは前記デフォルト状態に対し、既に選択のなされた項目については選択の変更をし、選択のされていない項目についてはいずれかのチェックボックスにチェックを入れることで、所望の検索条件の選択・入力が可能である。
【0022】
ステップS2では、細胞イラスト表示モジュール22が、前記入力された検索条件に基づき、各検索条件、すなわち各形態学的特徴に対応したイラストを検索条件入力画面のフレームF2に表示させる。各イラストのデータは細胞イラストデータベース23に格納されており、入力された検索条件に対応するイラストのデータが呼び出され、前記検索条件入力画面のフレームF2に表示される。イラストは透過型のgifファイルで構成されており、複数の検索条件の入力があった場合には、細胞イラスト表示モジュール22は複数のイラストを組み合わせて表示するよう動作し、その結果複数のイラストが合成されひとつの細胞を形作って前記検索条件入力画面のフレームF2に表示される。すなわち、形態学的特徴に対応した各イラストがいわば部品の役割をして、それら部品が複数組み合わさり、重なって同時に表示されることにより、全体としてひとつの細胞のイラストを構成する。なお、図4のフレームF2は、前記フレームF1と同じくデフォルト状態であり、フレームF1においてチェックの入っている項目に対応して、複数の部品イラストが組み合わさって同時に表示されているが、フレームF1における検索条件の選択に準じてフレームF2における細胞イラスト表示が変化する。
【0023】
図4に示したデフォルト状態では、フレームF1において、細胞膜不整については「▲2▼なし」が選択されており、それに対応してフレームF2では細胞膜の形が真円状に表示される。また塩基性については「▲1▼ある」が選択されており、それに対応してフレームF2では細胞質が淡青色で表現される。また顆粒・封入体・空胞についてはそれぞれ「▲1▼ある」が選択されており、それに対応してフレームF2では細胞質内に顆粒・封入体・空胞がそれぞれ表示される。また核に関し、核不整については「▲2▼なし」が選択されており、それに対応して核の形が真円状に表示される。またクロマチンについては「▲2▼粗剛」が選択されており、それに対応して核内に荒い格子模様が表示される。また核小体については「▲1▼ある」が選択されており、それに対応して核内に核小体が表示される。N/C比については「▲2▼小」が選択されており、それに対応して細胞全体の大きさに対する核の大きさが小さめの割合で表示される。
【0024】
前記デフォルト状態に対し、フレームF1でN/C比につき「▲2▼小」から「▲1▼大」にチェックを入れ直した状態を図5に示す。この場合、フレームF2では、細胞全体の大きさに対する核の大きさが、図4におけるよりも大きめの割合で表示される。
【0025】
前記図5に示した状態に対し、フレームF1で細胞膜不整につき「▲2▼なし」から「▲1▼ある」にチェックを入れ直した状態を図6に示す。この場合、図5において真円状に表示されていた細胞膜の形が、不規則に乱れた形に表示される。
【0026】
前記図6に示した状態に対し、フレームF1で塩基性につき「▲1▼ある」から「▲2▼なし」にチェックを入れ直した状態を図7に示す。この場合、図6において淡青色で表示されていた細胞質が、淡赤色で表示される。
【0027】
前記図7に示した状態に対し、フレームF1で顆粒につき「▲1▼ある」から「▲2▼なし」にチェックを入れ直した状態を図8に示す。この場合、図7において細胞質内に濃青色で表示されていた顆粒が表示されなくなる。
【0028】
前記図8に示した状態に対し、フレームF1で封入体につき「▲1▼ある」から「▲2▼なし」にチェックを入れ直した状態を図9に示す。この場合、図8において細胞質内に濃桃色で表示されていた封入体が表示されなくなる。
【0029】
前記図9に示した状態に対し、フレームF1で空胞につき「▲1▼ある」から「▲2▼なし」にチェックを入れ直した状態を図10に示す。この場合、図9において細胞質内に表示されていた空胞が表示されなくなる。
【0030】
前記図10に示した状態に対し、フレームF1で核不整につき「▲2▼なし」から「▲1▼ある」にチェックを入れ直した状態を図11に示す。この場合、図10において真円状に表示されていた核の形が、真円状ではなく、切れ込みの入った形に表示される。
【0031】
前記図11に示した状態に対し、フレームF1でクロマチンにつき「▲2▼粗剛」から「▲1▼繊細」にチェックを入れ直した状態を図12に示す。この場合、図11において核内に表示されていた粗い格子模様が、目の細かい格子模様に変わる。
【0032】
前記図12に示した状態に対し、フレームF1で核小体につき「▲1▼ある」から「▲2▼なし」にチェックを入れ直した状態を図13に示す。この場合、図12において核内に表示されていた核小体が、表示されなくなる。
【0033】
これまでの説明から明らかな通り、本実施例においては、選択した検索条件に従って細胞の各形態学的特徴を表すイラストを組み合わせて表示するため、本発明の画像検索システムの使用者は自分が検索しようとしている細胞がいかなる形態学的特徴を有しているか、視覚的に確認しながら検索条件を選択することが可能となる。この細胞の形態学的特徴を表すイラストを表示するステップS2は、最終的な検索結果を表示する前に行われる第一表示ステップとして位置付けることができ、細胞イラスト表示モジュール22の動作により、本PC1は第一表示手段として機能するといえる。
【0034】
ステップS3において、検索条件の入力を続行するのであればステップS1に戻り、入力を終了するのであれば次のステップS4に進み検索を実行する。例えば、図14に示すように、N/C比については「▲2▼小」を、細胞膜不整については「▲1▼ある」を、封入体については「▲2▼なし」を、核不整については「▲2▼なし」を、クロマチンについては「▲2▼粗剛」を、核小体については「▲1▼ある」を、それぞれ選択し、チェックボックスにチェックを入れ、これで検索条件の入力を完了とするのであれば、検索実行ボタンB2にカーソルを合わせ、クリックすることにより該ボタンを押す。すると検索エンジン24による検索が実行される。なお本実施例では、各項目において選択肢のいずれも選択せずチェックを入れなかった場合は、その項目につきいずれかの選択肢を選択した場合と同じように表示される。例えば、ここでは塩基性については「▲1▼ある」「▲2▼なし」のいずれも選択されていないが、フレームF2におけるイラストの表示の上では、細胞質が淡青色で表示されている(もちろん、淡赤色で表示されてもかまわない)。また顆粒については「▲1▼ある」「▲2▼なし」のいずれも選択されていないが、フレームF2におけるイラストの表示の上では、細胞質中に顆粒の表示は無い。
【0035】
ステップS4において、検索エンジン24は、前記検索条件入力画面で入力された検索条件に基づき、該検索条件に適合する細胞の画像を、細胞画像データベース25から検索する。図17は細胞画像データベース25の構成の一部を示すものである。ここでは細胞毎に固有の識別番号が割り当てられ、代表画像G1・強拡大画像G2・弱拡大画像G3と共に形態学的特徴の情報が関連づけられて記憶されている。形態学的特徴の項目は図4等に示す検索条件入力画面のフレームF1に表示される項目と同じであり(図17においては「・」にて記載を省略した項目もある)、細胞ごとに、形態学的特徴が記憶されている。各項目において「▲1▼」、「▲2▼」、あるいは「▲3▼」などの記載は、各項目における選択肢の番号であり、これは前記検索条件入力画面のフレームF1に表示される各項目における選択肢と対応している。例えば、識別番号048−2の細胞につき、N/C比の項目については「▲2▼」とあるが、これは前記検索条件入力画面のフレームF1に表示される各項目における選択肢と同じく、N/C比が「▲2▼小」を表す。なおここでは必ずしも全ての項目につき何らかの選択肢が記載されているわけではない。そのような項目については、本図においては空欄で示されている。検索エンジン24は、前記検索条件入力画面で入力された検索条件と、各細胞の画像データに関連づけられて記憶されている形態学的特徴の情報とを照合することで検索を行う。
【0036】
検索エンジン24による検索の結果として検索条件に適合すると判断された細胞の画像は、検索結果表示モジュール26によって検索結果表示画面に表示される(ステップS5)。前記ステップS2が第一表示ステップとして位置付けられるのに対し、このステップS5は本発明における第二表示ステップと位置付けることができ、検索結果表示モジュール26の動作により本PC1は第二表示手段として機能するといえる。前記図14に示した検索条件にもとづき検索を行った結果として表示される検索結果表示画面の例を図15に示す。本画面においては、前記検索条件に適合すると判断された十の細胞の代表画像が同時に羅列表示されている。そのいずれかに画面上のカーソル位置を合わせ、選択すると、選択された細胞の強拡大画像G2及び弱拡大画像G3が表示される。その様子を図16に示す(カーソルは図示しないが、選択された細胞の代表画像G1は、画像上部の枠が青色に反転して示される)。
【0037】
図15・図16で代表画像が羅列表示されている状態において、各画像の左上に「ATLL」や「HCL」といった表示がされているが、これは各細胞に対して診断された疾患の名称(診断名)の略称である。本発明によれば、同じ検索条件によって検索してもこのように異なった疾患に該当する細胞を同時に表示するため、実際に観察している細胞が、血液アトラスに収録されたただ一種類の疾患の症例に似ているからといってすぐその疾患に断定してしまうことを防ぐことができる。
【0038】
なお、本実施例では、この診断名略称の表示・非表示が切り換えられるようになっており、その切り換えは図15・図16に示す診断名略称表示・非表示切り換えボタンB3の選択によって行われる。また本実施例では、図15・図16に示す検索結果表示画面において、そこで表示されている検索結果がいかなる検索条件のもとに検索されたものか確認したい場合には、検索条件ボタンB4を押すと、検索条件入力画面で入力した検索条件の一覧が表示される(図示せず)。また本実施例では、図15・図16に示す検索結果表示画面においていずれかの代表画面を選択した状態で疾患概念ボタンB5を押すと、前記選択した代表画像の細胞に関する疾患の一般的な解説が表示される(図示せず)。また本実施例では、図15・図16に示す検索結果表示画面においていずれかの代表画面を選択した状態で症例データボタンB6を押すと、前記選択した代表画像の細胞に関する所見や、その細胞を含む検体の採取元となった患者のデータ等が表示される(図示せず)。
【0039】
ステップS6において、以後、別の検索条件にて画像の検索を行うのであればステップS1へ戻る。行わないのであれば終了する。
【0040】
本実施例の画像検索システムにおいては、検索条件として細胞の形態学的特徴を入力部によって処理部に入力するステップ、入力された細胞の形態学的特徴に対応したイラストを処理部がイラストデータベースから呼び出すステップ、処理部が呼び出したイラストを表示部が表示するステップ、入力された検索条件に基づき、細胞の画像を記憶した画像データベースを処理部が検索するステップ、入力された検索条件に適合する細胞の画像を検索結果として表示部が表示するステップ、からなる画像検索方法が用いられているが、この画像検索方法も本発明に含まれる。
【0041】
また本実施例の画像検索システムにおいては、細胞の画像を記憶した画像データベースの検索をコンピュータによって行うプログラムを記録した記録媒体であって、検索条件として細胞の形態学的特徴を入力部によって処理部に入力する入力ステップ、細胞の形態学的特徴に対応するイラストを記憶したイラストデータベースから、前記入力ステップで入力された細胞の形態学的特徴に対応したイラストを呼び出す呼び出しステップ、前記呼び出しステップにより呼び出されたイラストを表示部に表示させる第一表示ステップ、検索条件として入力された前記細胞の形態学的特徴に基づき、細胞の画像を記憶した画像データベースを検索する検索ステップ、前記検索ステップによる検索の結果として細胞の画像を表示部に表示させる第二表示ステップ、を実行するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が用いられているが、この記録媒体も本発明に含まれる。
【0042】
また本実施例の画像検索システムにおいては、細胞の画像を記憶した画像データベースの検索をコンピュータによって行うプログラムであって、検索条件として細胞の形態学的特徴を入力部によって処理部に入力する入力手段、細胞の形態学的特徴に対応するイラストを記憶したイラストデータベースから、前記入力手段により入力された細胞の形態学的特徴に対応したイラストを呼び出す呼び出し手段、前記呼び出し手段により呼び出されたイラストを表示部に表示させる第一表示手段、検索条件として入力された前記細胞の形態学的特徴に基づき、細胞の画像を記憶した画像データベースを検索する検索手段、前記検索手段による検索の結果として細胞の画像を表示部に表示させる第二表示手段、として前記コンピュータを機能させるプログラムが用いられているが、このプログラムも本発明に含まれる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、細胞の画像を形態学的特徴から検索できるため、従来の血液アトラスを用いるよりも、観察対象となっている細胞に近い形態学的特徴を有する既知の細胞を容易に特定できる。
【0044】
また検索条件を入力する際、選択した検索条件に対応して各形態学的特徴を表すイラストが組み合わさって表示されるため、使用者は自分が検索しようとしている細胞がいかなる形態学的特徴を有しているか、視覚的に確認することができ、検索条件の選択を容易にし、直感的な検索を可能にする。
【0045】
また、本来であれば同様の形態学的特徴を有してもその特徴が一種類の疾患に限らない場合に、同様の検索条件に基づく検索結果の中に複数の細胞の画像が表示され、各細胞毎にそれぞれの疾患名が表示されるため、一の細胞画像の疾患名のみを見て即、観察対象となっている細胞の採取元である患者の疾患と同種であると判断してしまうことを防ぐことができる。
【0046】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のハードウェア構成を示す図である。
【図2】本発明実施例の機能的な構成を説明する図である。
【図3】本発明実施例のデータ処理の流れを示す図である。
【図4】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図5】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図6】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図7】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図8】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図9】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図10】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図11】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図12】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図13】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図14】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図15】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図16】本発明実施例における表示画面を説明する図である。
【図17】本発明実施例における細胞画像データベースの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 PC
10 処理部
11 入力部
12 表示部
13 CD−ROMドライブ
101 CPU
102 ハードディスク
103 メモリ
2 CD−ROM
21 検索条件入力モジュール
22 細胞イラスト表示モジュール
23 細胞イラストデータベース
24 検索エンジン
25 細胞画像データベース
26 検索結果表示モジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image search system in which images to be browsed are recorded in a database and used for search and image browsing by an observer. More specifically, the present invention relates to various cells including blood cells. It is used as a reference when observing from a specific viewpoint.
[0002]
[Prior art]
In a blood test, a blood sample collected from a patient is subjected to a predetermined process such as staining to prepare a blood smear, and blood cells on the sample are observed with a microscope. At that time, the size / N / C ratio of the blood cells to be observed (the ratio of nuclei in the cells), the presence or absence of cell membrane irregularities / basicity / granules in the cytoplasm, the presence / absence of nuclear irregularities / nucleoli in the nucleus Various morphological features such as the state of the chromatin net and the state of the chromatin network are useful information for determining the type of the cell and the type of the patient's disease. In view of these morphological characteristics, the cells are compared with known cells.
[0003]
In the above case, a pictorial book (so-called blood atlas) in which photographs of cells are recorded for each of various diseases and cases is used as an image of known cells. In recent years, blood atlas, which has been published as a paper medium, has been published as electronic data recorded on a CD-ROM or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional blood atlases often contain photographs of cells divided by type of disease / case, so known cells with morphological features close to the cells being observed are used. In order to identify it, the observer was required to have knowledge of cell morphology and disease. Therefore, it takes a long time for those who are unfamiliar with such observation work to specify a known cell having a morphological feature close to the cell to be observed.
[0005]
In addition, when a morphological feature common to a known cell is found in a cell to be observed, the source of the cell to be observed is immediately collected with the disease name displayed for the known cell. There is a risk that it is judged that the patient is a disease. If the morphological characteristics are specific to the type of disease, there is no problem. However, in other types of diseases, the cells may have the same morphological characteristics. There is a possibility of determining the type of the disease without comparing the known cells with the cells to be observed.
[0006]
These problems are common to conventional blood atlases regardless of whether paper media or electronic data is used.
[0007]
In view of the above-described problems, the present invention provides an image search system that allows an observer to search for an image of a known cell intuitively and easily from the viewpoint of morphological characteristics of blood cells. To do. In this specification, the image search system refers to an image that is automatically searched by inputting some search condition to a database having image data that can be searched using a computer, and an image conforming to the search condition is obtained. This is a display system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an input unit for inputting a search condition, a processing unit for performing processing based on the search condition input by the input unit, a display unit for displaying a processing result by the processing unit, and a cell image. An image database stored in association with cell morphological characteristics, wherein the search condition is a cell morphological characteristic, and the processing unit is based on a cell morphological characteristic input as a search condition. An image search system for searching the image database is provided.
[0009]
In the image search system, the present invention further includes an illustration database storing illustrations corresponding to morphological characteristics of cells, and the processing unit corresponds to morphological characteristics of cells input as a search condition. An image retrieval system is provided in which an illustration is called from the illustration database, and the display unit displays the illustration called by the processing unit.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image search system of the present invention includes a known personal computer (input unit such as a keyboard and mouse, a display unit such as a CRT or LCD, a processing unit that performs processing, storage, recording, and the like based on various data). (Hereinafter referred to as “PC”), and by operating various programs on the PC, the PC functions as an image search system. The processing unit receives input from the input unit with execution of various programs, and executes a database search. These various programs and databases may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM. In that case, the PC preferably includes a CD-ROM drive. The recording medium is not necessarily limited to a CD-ROM, and various recording media such as a hard disk, an MO, and a semiconductor memory can be used. Various programs and databases are not necessarily stored in one recording medium. For example, a certain program may be recorded on a CD-ROM, and another program may be recorded on a hard disk of a PC.
[0011]
On the recording medium, a program such as a search engine and a database such as an image database are recorded. In the image database, an image of a cell, for example, an image of a blood smear taken with a microscope is recorded as data. This image may be a high-magnification image taken with a narrow field of view and high magnification so that one or several cells fit within one image, or may be present in the target cell and its surroundings. It may be a weakly enlarged image taken with a wide field of view and low magnification so that many other cells fit. These images are stored in an image database in association with the morphological features of the cells in the image.
[0012]
The morphological characteristics of a cell are useful in determining the type of the cell and the type of disease. For example, in leukocyte blood cells including lymphocytes, the cell size / N / C ratio ( The ratio of the nucleus in the whole cell), the presence / absence of cell membrane irregularity / basicity / granules in the cytoplasm, the presence / absence of nuclear irregularity / nucleoli in the nucleus, and the state of chromatin netting.
[0013]
In the image database, information on the morphological characteristics of each cell is stored in association with the image of each cell. If the information of the morphological characteristics is associated with the image of the cell according to the example of the leukocyte blood cell, for example, in the case of a cell derived from a patient with HCL (Hair Cell Leukemia), a hair-like protrusion extends around the cytoplasm The image of the cell in this case is associated with information on the morphological feature that “there is a cell membrane irregularity”. In addition, cells derived from ATL (adult T-Cell leukemia) patients are known to be cut into the nucleus of the cell and to have the shape of a flower with multiple petals (so-called flower cell). Such cell images are associated with information on morphological features such as “nuclear irregularity”. Information on the morphological features stored in the database in association with the cell image in this way is used when a search engine described later performs a search.
[0014]
The search engine is a program that searches the image database based on an input search condition and searches for an image of a cell that matches the search condition. The search engine checks whether the image of each cell meets the search condition by comparing the input search condition with the information on the morphological features stored in the database in association with the cell image. Determine whether.
[0015]
A cell image determined to meet the search condition by the search engine is displayed as a search result on a predetermined search result display screen. The cell image displayed on the search result display screen may display a strongly magnified image or a weakly magnified image for the same cell. Moreover, you may display the disease name regarding the said cell with the image of a cell.
[0016]
The search condition is input on a predetermined search condition input screen. The display of the search condition input screen and the search result display screen described above is executed by a program recorded in the recording medium, but they may be executed under the operation of application software for screen display. A commercially available WEB browser can be used as the screen display application software. In this case, the WEB browser may be installed in advance on the PC.
[0017]
In the present invention, the recording medium may further include an illustration database storing illustrations corresponding to each morphological feature as a search condition, and a program for calling and displaying the illustrations. In this case, when a search condition is input on the search condition input screen, an illustration corresponding to each search condition, that is, a morphological feature of the cell is displayed. At this time, when a plurality of morphological features of cells are input as search conditions, a plurality of illustrations corresponding to each morphological feature may be combined to form and display one cell illustration. This means that each illustration corresponding to the morphological feature serves as a part, and a plurality of these parts are combined and displayed at the same time to constitute an illustration of one cell as a whole.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hardware configuration of an image search system according to the present invention. The
[0019]
In this embodiment, the CD-
[0020]
FIG. 2 illustrates the functional configuration of the present invention. The search condition input module 21, cell
[0021]
First, in step S1, search conditions are input. The search condition input module 21 is a program that operates to input a morphological feature as a search condition when a user of this system searches for an image of a cell. A search condition input screen is displayed on the display unit 12. Display. An example is shown in FIG. In the frame F1 of this screen, cell morphological features are input as search conditions, and a check box is provided for each morphological feature item. By clicking the check box of any item and checking it, the item is selected and the search condition is input. Here, as the search conditions, the options of “(1) lymphocyte size”, “(2) lymphocyte size to 2 times”, and (3) 2 times or more ”are selected as N / C for the cell size. “▲ 1 ▼ Large” and “▲ 2 ▼ Small” choices per ratio, and “▲ 1” juvenile ”and“ ▲ 2 ”mature” choices per differentiation, and “▲ 1” B lymphatic system per immune trait "" (2) T lymphoid system "," (3) myeloid system "and" (4) other "options. Items related to cytoplasm include “▲ 1” and “
[0022]
In step S2, the cell
[0023]
In the default state shown in FIG. 4, “(2) None” is selected as the cell membrane irregularity in the frame F1, and the shape of the cell membrane is displayed in a perfect circle shape in the frame F2. In addition, “1” is selected for the basicity, and the cytoplasm is expressed in light blue in the frame F2 correspondingly. For the granules, inclusion bodies, and vacuoles, “1” is selected, and in the frame F2, the granules, inclusion bodies, and vacuoles are displayed in the cytoplasm. Regarding the nucleus, “(2) None” is selected for the nuclear irregularity, and the shape of the nucleus is displayed in a perfect circle correspondingly. For chromatin, “(2) Roughness” is selected, and a rough lattice pattern is displayed in the nucleus correspondingly. In addition, “1” is selected for the nucleolus, and the nucleolus is displayed in the nucleus correspondingly. As for the N / C ratio, “(2) small” is selected, and the size of the nucleus corresponding to the size of the whole cell is displayed at a smaller ratio correspondingly.
[0024]
FIG. 5 shows a state where the check is re-checked from “(2) small” to “(1) large” for the N / C ratio in the frame F1 with respect to the default state. In this case, in the frame F2, the size of the nucleus with respect to the size of the entire cell is displayed at a larger ratio than in FIG.
[0025]
In contrast to the state shown in FIG. 5, FIG. 6 shows a state in which “(2) is absent” and “(1) is present” are re-checked with respect to cell membrane irregularities in the frame F1. In this case, the shape of the cell membrane displayed in a perfect circle shape in FIG. 5 is displayed in an irregularly disordered shape.
[0026]
In contrast to the state shown in FIG. 6, FIG. 7 shows a state where the basicity is changed from “1” to “
[0027]
In contrast to the state shown in FIG. 7, FIG. 8 shows a state where the check is re-checked from “1” to “none” in the frame F1. In this case, the granules displayed in dark blue in the cytoplasm in FIG. 7 are not displayed.
[0028]
In contrast to the state shown in FIG. 8, FIG. 9 shows a state in which the check is re-checked from “1” to “
[0029]
In contrast to the state shown in FIG. 9, FIG. 10 shows a state in which “1” is checked from “1” is not checked for each vacuole in the frame F1. In this case, the vacuole displayed in the cytoplasm in FIG. 9 is not displayed.
[0030]
In contrast to the state shown in FIG. 10, FIG. 11 shows a state in which “1” is re-checked from “
[0031]
In contrast to the state shown in FIG. 11, FIG. 12 shows a state in which the check is re-checked from “(2) coarse and rigid” to “(1) delicate” for the chromatin in the frame F1. In this case, the coarse lattice pattern displayed in the nucleus in FIG. 11 is changed to a fine lattice pattern.
[0032]
In contrast to the state shown in FIG. 12, FIG. 13 shows a state in which “1” is changed from “1” to “
[0033]
As is clear from the above description, in this embodiment, since the illustrations representing the morphological features of the cells are displayed in combination according to the selected search condition, the user of the image search system of the present invention can search by himself / herself. It becomes possible to select the search condition while visually confirming what morphological characteristics the cell to be obtained has. The step S2 for displaying the illustration representing the morphological characteristics of the cell can be positioned as a first display step performed before displaying the final search result, and this PC1 is displayed by the operation of the cell
[0034]
In step S3, if the input of the search condition is continued, the process returns to step S1, and if the input is terminated, the process proceeds to the next step S4 to execute the search. For example, as shown in FIG. 14, “(2) small” for the N / C ratio, “1” for cell membrane irregularity, “(2) none” for inclusion bodies, and nuclear irregularity. Select “
[0035]
In step S <b> 4, the search engine 24 searches the cell image database 25 for an image of a cell that matches the search condition based on the search condition input on the search condition input screen. FIG. 17 shows a part of the configuration of the cell image database 25. Here, a unique identification number is assigned to each cell, and morphological feature information is stored in association with the representative image G1, the strongly enlarged image G2, and the weakly enlarged image G3. The item of the morphological feature is the same as the item displayed in the frame F1 of the search condition input screen shown in FIG. 4 and the like (some items are omitted by “·” in FIG. 17), and for each cell. Morphological features are stored. In each item, description such as “(1)”, “(2)”, or “(3)” is an option number in each item, which is displayed in the frame F1 of the search condition input screen. Corresponds to options in the item. For example, for the cell with the identification number 048-2, the item of N / C ratio is “(2)”, which is the same as the options in each item displayed in the frame F1 of the search condition input screen. The / C ratio represents “(2) small”. Here, some options are not necessarily described for all items. Such items are indicated by blanks in the figure. The search engine 24 performs a search by collating the search condition input on the search condition input screen with the information on the morphological features stored in association with the image data of each cell.
[0036]
The cell image determined to satisfy the search condition as a result of the search by the search engine 24 is displayed on the search result display screen by the search result display module 26 (step S5). While step S2 is positioned as the first display step, this step S5 can be positioned as the second display step in the present invention, and the
[0037]
In the state where the representative images are displayed in a row in FIGS. 15 and 16, “ATLL” and “HCL” are displayed at the upper left of each image. This is the name of the disease diagnosed for each cell. Abbreviation for (diagnosis name). According to the present invention, even when searching under the same search condition, cells corresponding to such different diseases are displayed at the same time, so that the actually observed cells are only one type of disease recorded in the blood atlas. It is possible to prevent the disease from being determined immediately because it resembles the case.
[0038]
In the present embodiment, display / non-display of the diagnostic name abbreviation is switched, and the switching is performed by selecting the diagnostic name abbreviation display / non-display switching button B3 shown in FIGS. . Further, in this embodiment, in the search result display screen shown in FIGS. 15 and 16, when it is desired to confirm under what search condition the search result displayed there is searched, the search condition button B4 is set. When pressed, a list of search conditions entered on the search condition input screen is displayed (not shown). Further, in this embodiment, when the disease concept button B5 is pressed in a state where any of the representative screens is selected on the search result display screens shown in FIGS. 15 and 16, a general description of the disease relating to the cells of the selected representative image is performed. Is displayed (not shown). In this embodiment, when the case data button B6 is pressed in a state where any of the representative screens is selected on the search result display screens shown in FIGS. 15 and 16, the findings regarding the cells of the selected representative images and the cells are displayed. The data and the like of the patient from which the sample is collected are displayed (not shown).
[0039]
In step S6, if an image search is to be performed under another search condition, the process returns to step S1. If not, exit.
[0040]
In the image search system of the present embodiment, the step of inputting a cell morphological feature as a search condition into the processing unit by the input unit, and the processing unit displays an illustration corresponding to the input cell morphological feature from the illustration database. The step of calling, the step of displaying the illustration called by the processing unit on the display unit, the step of searching the image database storing the image of the cell based on the input search condition, and the cell that matches the input search condition An image search method comprising the step of the display unit displaying the image as a search result is used. This image search method is also included in the present invention.
[0041]
Further, in the image search system of the present embodiment, the recording medium stores a program for performing a search of an image database storing cell images by a computer, and the morphological characteristics of the cells as a search condition are processed by the input unit. An input step for inputting to the cell; an illustration step for calling an illustration corresponding to the morphological feature of the cell input in the input step from an illustration database storing illustrations corresponding to the morphological feature of the cell; A first display step of displaying the displayed illustration on the display unit, a search step of searching an image database storing cell images based on the morphological features of the cells input as search conditions, and a search by the search step As a result, the second display that displays the cell image on the display Step, although computer-readable recording medium storing a program to be executed is used, the recording medium is also included in the present invention.
[0042]
Further, in the image search system of the present embodiment, a computer program is used to search an image database storing cell images, and input means for inputting morphological characteristics of cells to the processing unit by the input unit as a search condition Calling means for calling an illustration corresponding to the morphological feature of the cell inputted by the input means from the illustration database storing the illustration corresponding to the morphological feature of the cell, and displaying the illustration called by the calling means First display means to be displayed on the screen, search means for searching an image database storing cell images based on the morphological features of the cells input as search conditions, and a cell image as a result of the search by the search means As a second display means for displaying on the display unit. G is used, this program is also included in the present invention.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a cell image can be searched from morphological features, known cells having morphological features close to the cell being observed can be easily identified rather than using a conventional blood atlas. it can.
[0044]
In addition, when entering the search conditions, illustrations representing each morphological feature are displayed in combination with the selected search criteria, so that the user can see what morphological features the cell he / she wants to search for. It is possible to visually confirm whether or not it has, facilitating selection of search conditions and enabling intuitive search.
[0045]
In addition, when the original morphological feature is similar but the feature is not limited to one type of disease, images of a plurality of cells are displayed in the search result based on the same search condition, Since each disease name is displayed for each cell, seeing only the disease name in one cell image, immediately determine that it is the same type of disease as the patient from whom the cells to be observed are collected. Can be prevented.
[0046]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of data processing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a display screen in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a display screen in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a display screen in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a display screen in the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a display screen in the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating a display screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a cell image database in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 PC
10 processing section
11 Input section
12 Display section
13 CD-ROM drive
101 CPU
102 hard disk
103 memory
2 CD-ROM
21 Search condition input module
22 Cell illustration display module
23 Cell illustration database
24 search engine
25 Cell image database
26 Search result display module
Claims (6)
入力部を介して検索条件として入力された細胞の形態学的特徴を受け付けるステップ、前記細胞の形態学的特徴に対応するイラストをイラストデータベースから呼び出して表示部に表示させるステップ、入力部を介して検索実行指示を受け付けると、前記細胞の形態学的特徴に基づいて画像データベースを検索するステップ、前記細胞の形態学的特徴に適合する細胞の画像を検索結果として表示部に表示させるステップからなる画像検索方法。 Executed by a computer having an input unit, a display unit, an illustration database storing illustrations corresponding to morphological features of cells, and an image database storing images of cells associated with the morphological features of cells An image search method,
Receiving a morphological feature of a cell input as a search condition via an input unit, calling an illustration corresponding to the morphological feature of the cell from an illustration database and displaying the illustration on a display unit, via the input unit When receiving the search execution instruction, the image comprising a step of displaying on the display unit as a search result image conforming cell retrieving an image database based on the morphological characteristics of the cells, the morphological characteristics of the cells retrieval method.
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