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JP6884095B2 - Counting device and counting method - Google Patents

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JP6884095B2
JP6884095B2 JP2017250682A JP2017250682A JP6884095B2 JP 6884095 B2 JP6884095 B2 JP 6884095B2 JP 2017250682 A JP2017250682 A JP 2017250682A JP 2017250682 A JP2017250682 A JP 2017250682A JP 6884095 B2 JP6884095 B2 JP 6884095B2
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Description

本発明は、関心領域内の対象物の個数を計数する装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for counting the number of objects in a region of interest.

細胞の個数を計数する技術が非特許文献1〜3に記載されている。これらの文献に記載された計数技術は、デジタルデータとして取得された画像において個々の細胞領域のセグメンテーションを行うことで、その画像または関心領域内にある細胞の個数を計数する。 Non-Patent Documents 1 to 3 describe techniques for counting the number of cells. The counting techniques described in these documents count the number of cells in an image or region of interest by segmenting individual cell regions in an image acquired as digital data.

国際公開第2016/121250号International Publication No. 2016/121250

K. Liimatainen, P. Ruusuvuori, L.Latonen and H. Huttunen, "Supervised method for cell counting from brightfield focus stacks," 2016 IEEE 13th International Symposium on BiomedicalImaging (ISBI), Prague, 2016, pp.391-394.K. Liimatainen, P. Ruusuvuori, L. Latonen and H. Huttunen, "Supervised method for cell counting from brightfield focus stacks," 2016 IEEE 13th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI), Prague, 2016, pp.391-394. H. A. Khan et.al, “CountingClustered Cells using Distance Mapping,” International Conference onInformatics, Electronics & Vision (ICIEV), 2013.H. A. Khan et.al, “CountingClustered Cells using Distance Mapping,” International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV), 2013. Koyuncu C F, Arslan S, Durmaz I,Cetin-Atalay R, Gunduz-Demir C,“Smart Markers for Watershed-Based CellSegmentation,” PLOS ONE 7(11): e48664. 2012.Koyuncu C F, Arslan S, Durmaz I, Cetin-Atalay R, Gunduz-Demir C, “Smart Markers for Watershed-Based CellSegmentation,” PLOS ONE 7 (11): e48664. 2012.

非特許文献1〜3に記載された計数技術では、細胞領域のセグメンテーションに要する時間が長く、また、計数誤差が大きい。特に、細胞が上下に重なっている場合のように細胞が集合体となっている場合には、計数誤差が更に大きい。このような問題は、細胞の個数を計数する場合だけでなく、他の対象物の個数を計数する場合にも存在する。 In the counting techniques described in Non-Patent Documents 1 to 3, the time required for segmentation of the cell region is long, and the counting error is large. In particular, when the cells are aggregated as in the case where the cells are stacked one above the other, the counting error is even larger. Such a problem exists not only when counting the number of cells but also when counting the number of other objects.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、関心領域内の対象物の個数を正確に計数することができる計数装置および計数方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a counting device and a counting method capable of accurately counting the number of objects in the region of interest.

本発明の計数装置は、(1) 1または複数の対象物を含む干渉画像を取得する干渉画像取得部と、(2) 干渉画像取得部により取得された干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、関心領域内の対象物の個数を求める演算部と、を備える。 The counting device of the present invention has (1) an interference image acquisition unit that acquires an interference image including one or a plurality of objects, and (2) an optical thickness image based on the interference image acquired by the interference image acquisition unit. Is obtained, and based on the integrated value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image and the integrated value of the average optical thickness per object, the integrated value in the region of interest. It is provided with a calculation unit for obtaining the number of objects.

本発明の一側面による計数装置では、演算部は、干渉画像取得部により取得された干渉画像のうち、関心領域内の対象物の分布密度より低い密度で対象物が分布する領域に基づいて、光学的厚さ画像を求めて対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める。 In the counting device according to one aspect of the present invention, the calculation unit is based on the region of the interference image acquired by the interference image acquisition unit in which the objects are distributed at a density lower than the distribution density of the objects in the region of interest. The optical thickness image is obtained to obtain the integrated value of the average optical thickness per object.

本発明の他の一側面による計数装置では、演算部は、対象物が複数種類ある場合に、複数種類それぞれの対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶しておき、そのうちの何れかの種類の対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を選択して用いる。 In the counting device according to the other aspect of the present invention, when there are a plurality of types of objects, the arithmetic unit stores the integrated value of the average optical thickness of each of the plurality of types of objects. The integral value of the average optical thickness per object of any kind is selected and used.

本発明の更に他の一側面による計数装置では、干渉画像取得部は、関心領域を含む干渉画像を取得する際と比べて、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を取得する際の光学倍率が高い。 In the counting device according to still another aspect of the present invention, the interference image acquisition unit is an integrated value of the average optical thickness per object as compared with the case of acquiring the interference image including the region of interest. The optical magnification is high when acquiring an interference image including a region for obtaining.

本発明の更に他の一側面による計数装置では、干渉画像取得部は、対象物の集合体を含む干渉画像を取得し、演算部は、干渉画像取得部により取得された干渉画像から求められた光学的厚さ画像のうちの集合体の光学的厚さの積分値と、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、集合体に含まれる対象物の個数を求める。 In the counting device according to still another aspect of the present invention, the interference image acquisition unit acquires an interference image including an aggregate of objects, and the calculation unit is obtained from the interference image acquired by the interference image acquisition unit. Optical Thickness An object contained in an aggregate based on the integrated value of the optical thickness of the aggregate in the image and the integrated value of the average optical thickness per object. Find the number.

本発明の計数方法は、(1) 1または複数の対象物を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得する画像取得ステップと、(2) 干渉画像取得部により取得された干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、関心領域内の対象物の個数を求める演算ステップと、を備える。 The counting method of the present invention is based on (1) an image acquisition step of acquiring an interference image including one or a plurality of objects by an interference image acquisition unit, and (2) an optical image based on the interference image acquired by the interference image acquisition unit. The target thickness image is obtained, and based on the integrated value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image and the integrated value of the average optical thickness per object, It includes a calculation step for finding the number of objects in the region of interest.

本発明の一側面による計数方法では、演算ステップにおいて、干渉画像取得部により取得された干渉画像のうち、関心領域内の対象物の分布密度より低い密度で対象物が分布する領域に基づいて、光学的厚さ画像を求めて対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める。 In the counting method according to one aspect of the present invention, in the calculation step, among the interference images acquired by the interference image acquisition unit, based on the region where the objects are distributed at a density lower than the distribution density of the objects in the region of interest. The optical thickness image is obtained to obtain the integrated value of the average optical thickness per object.

本発明の他の一側面による計数方法では、演算ステップにおいて、対象物が複数種類ある場合に、複数種類それぞれの対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶しておき、そのうちの何れかの種類の対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を選択して用いる。 In the counting method according to the other aspect of the present invention, when there are a plurality of types of objects in the calculation step, the integrated value of the average optical thickness of each of the plurality of types of objects is stored. The integral value of the average optical thickness per object of any kind is selected and used.

本発明の更に他の一側面による計数方法では、画像取得ステップにおいて、関心領域を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得する際と比べて、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得する際の光学倍率が高い。 In the counting method according to still another aspect of the present invention, in the image acquisition step, the average optical thickness per object is compared with the case where the interference image including the region of interest is acquired by the interference image acquisition unit. The optical magnification is high when the interference image acquisition unit acquires an interference image including a region for obtaining the integrated value.

本発明の更に他の一側面による計数方法では、画像取得ステップにおいて、対象物の集合体を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得し、演算ステップにおいて、干渉画像取得部により取得された干渉画像から求められた光学的厚さ画像のうちの集合体の光学的厚さの積分値と、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、集合体に含まれる対象物の個数を求める。 In the counting method according to still another aspect of the present invention, in the image acquisition step, an interference image including an aggregate of objects is acquired by the interference image acquisition unit, and in the calculation step, the interference image acquired by the interference image acquisition unit. Included in the aggregate based on the integrated value of the optical thickness of the aggregate in the optical thickness image obtained from and the integrated value of the average optical thickness per object. Find the number of objects to be used.

本発明の更に他の一側面による計数方法では、光学的厚さ画像の背景における平坦性が、光学的厚さの標準偏差にして5nm未満である。 In the counting method according to still another aspect of the present invention, the flatness of the optical thickness image in the background is less than 5 nm in terms of the standard deviation of the optical thickness.

本発明の更に他の一側面による計数方法では、対象物が細胞であってもよい。本発明の更に他の一側面による計数方法では、画像取得ステップにおいて、対象物としての細胞の集合体を複数含む母集団のうちの1または複数の集合体を個々の細胞に分離したものについて第1干渉画像を干渉画像取得部により取得するとともに、母集団のうちの残りの1または複数の集合体について第2干渉画像を干渉画像取得部により取得し、演算ステップにおいて、第1干渉画像から求められた光学的厚さ画像に基づいて細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求め、第2干渉画像から求められた光学的厚さ画像に基づいて集合体の光学的厚さの積分値を求めて、集合体の光学的厚さの積分値と細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、集合体に含まれる細胞の個数を求める。 In the counting method according to still another aspect of the present invention, the object may be a cell. In the counting method according to still another aspect of the present invention, in the image acquisition step, one or a plurality of aggregates in a population including a plurality of aggregates of cells as an object are separated into individual cells. The 1 interference image is acquired by the interference image acquisition unit, and the second interference image is acquired by the interference image acquisition unit for the remaining one or more aggregates in the population, and is obtained from the first interference image in the calculation step. The integrated value of the average optical thickness per cell is obtained based on the obtained optical thickness image, and the optical aggregate is based on the optical thickness image obtained from the second interference image. The integrated value of the thickness is obtained, and the number of cells contained in the aggregate is calculated based on the integrated value of the optical thickness of the aggregate and the integrated value of the average optical thickness per cell. Ask.

本発明の更に他の一側面による計数方法では、画像取得ステップにおいて、対象物としての細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得する際に、細胞の核を染色して該干渉画像を取得する。 In the counting method according to still another aspect of the present invention, in the image acquisition step, an interference image including a region for obtaining an integrated value of the average optical thickness per cell as an object is obtained as an interference image. At the time of acquisition by the acquisition unit, the nucleus of the cell is stained to acquire the interference image.

本発明によれば、関心領域内の対象物の個数を正確に計数することができる。 According to the present invention, the number of objects in the region of interest can be accurately counted.

図1は、第1実施形態の計数装置1の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the counting device 1 of the first embodiment. 図2は、サンプルの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a sample configuration. 図3は、干渉画像取得部2により取得された5つの干渉画像I1〜I5を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing five interference images I1 to I5 acquired by the interference image acquisition unit 2. 図4は、図3の干渉画像I1〜I5に基づいて演算部3により求められた光学的厚さ画像を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an optical thickness image obtained by the calculation unit 3 based on the interference images I1 to I5 of FIG. 図5は、図3の干渉画像と同視野の細胞核染色画像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cell nucleus stained image in the same field of view as the interference image of FIG. 図6は、9つの視野それぞれについて光学的厚さの積分値、推定細胞数、真の細胞数および誤差を纏めた表である。FIG. 6 is a table summarizing the integral value of the optical thickness, the estimated number of cells, the true number of cells, and the error for each of the nine visual fields. 図7は、9つの視野それぞれについて推定細胞数および真の細胞数を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the estimated cell number and the true cell number for each of the nine visual fields. 図8は、第1実施形態の計数装置1の動作および第1実施形態の計数方法を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the counting device 1 of the first embodiment and the counting method of the first embodiment. 図9は、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得する方法の第1の好適例を説明するための視野を示す図である。図9(a)は、細胞が低密度で分布している視野を示す。図9(b)は、細胞が高密度で分布している視野を示す。FIG. 9 is a diagram showing a field of view for explaining a first preferred example of a method of obtaining an integral value of the average optical thickness per cell. FIG. 9A shows a field of view in which cells are distributed at a low density. FIG. 9B shows a field of view in which cells are densely distributed. 図10は、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得する方法の第2の好適例を説明するための視野を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a field of view for explaining a second preferred example of a method of obtaining an integral value of the average optical thickness per cell. 図11は、解析対象領域の光学的厚さ画像の模式図である。FIG. 11 is a schematic view of an optical thickness image of the analysis target region. 図12は、マルチウェルプレートの各ウェルを解析対象の関心領域とした場合の光学的厚さ画像の模式図である。FIG. 12 is a schematic view of an optical thickness image when each well of the multi-well plate is used as a region of interest for analysis. 図13は、容器80に入れられた培養液82中の複数の細胞集団83を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a plurality of cell populations 83 in the culture medium 82 placed in the container 80. 図14は、容器90のウェル91に個々に分散されて入れられた細胞73、および、容器90のウェル92に入れられた細胞集団83を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing cells 73 individually dispersed and placed in wells 91 of container 90, and cell population 83 placed in wells 92 of container 90. 図15は、細胞集団に含まれる細胞の個数を計数する手順を説明するフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating a procedure for counting the number of cells contained in a cell population. 図16は、互いに異なる光学倍率で干渉画像取得部2により取得した干渉画像から得られる光学的厚さ画像を示す図である。図16(a)は、関心領域ROImainおよび領域ROIconの双方を含む低倍率の光学的厚さ画像を示す。図16(b)は、領域ROIconのみを含む高倍率の光学的厚さ画像を示す。FIG. 16 is a diagram showing an optical thickness image obtained from an interference image acquired by the interference image acquisition unit 2 at different optical magnifications. FIG. 16A shows a low magnification optical thickness image that includes both the region of interest ROImain and the region ROIcon. FIG. 16B shows a high magnification optical thickness image containing only the region ROIcon. 図17は、干渉画像取得部2の光学倍率を切り替えて細胞の個数を計数する手順を説明するフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating a procedure for counting the number of cells by switching the optical magnification of the interference image acquisition unit 2.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The present invention is not limited to these examples, and is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の計数装置1の構成を示す図である。計数装置1は、干渉画像取得部2および演算部3を備える。干渉画像取得部2は、光源11、ビームスプリッタ12、対物レンズ13、対物レンズ14、参照ミラー15、チューブレンズ16、ビームスプリッタ17、撮像器18、ピエゾ素子21、光検出器22および位相制御回路23を含む。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the counting device 1 of the first embodiment. The counting device 1 includes an interference image acquisition unit 2 and a calculation unit 3. The interference image acquisition unit 2 includes a light source 11, a beam splitter 12, an objective lens 13, an objective lens 14, a reference mirror 15, a tube lens 16, a beam splitter 17, an imager 18, a piezo element 21, a photodetector 22, and a phase control circuit. 23 is included.

干渉画像取得部2は、二光束干渉計としてマイケルソン干渉計を有し、1または複数の対象物の干渉画像を取得する。演算部3は、干渉画像取得部2により取得された干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求める。さらに、演算部3は、その光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、関心領域内の前記対象物の個数を求める。 The interference image acquisition unit 2 has a Michelson interferometer as a two-luminous flux interferometer, and acquires an interference image of one or a plurality of objects. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image based on the interference image acquired by the interference image acquisition unit 2. Further, the calculation unit 3 is based on the integral value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image and the integral value of the average optical thickness per object. , The number of the objects in the region of interest is obtained.

対象物は、特定の細胞や生体サンプルに限定されるものではない。例えば、対象物として、培養細胞、不死化細胞、初代培養細胞、がん細胞、脂肪細胞、肝臓細胞、心筋細胞、神経細胞、グリア細胞、体性幹細胞、胚性幹細胞、多能性幹細胞、iPS細胞、および前記細胞をもとに作られた細胞塊(コロニーまたはスフェロイド)などが挙げられる。また、対象物として、生体に限らず、工業サンプル、たとえば金属表面、半導体表面、ガラス表面、半導体素子の内部、樹脂素材表面、液晶、高分子化合物なども挙げられる。 The object is not limited to a specific cell or biological sample. For example, as objects, cultured cells, immortalized cells, primary cultured cells, cancer cells, fat cells, liver cells, myocardial cells, nerve cells, glial cells, somatic stem cells, embryonic stem cells, pluripotent stem cells, iPS Examples thereof include cells and cell clusters (colony or spheroid) formed based on the cells. Further, the object is not limited to a living body, and examples thereof include industrial samples such as a metal surface, a semiconductor surface, a glass surface, an inside of a semiconductor element, a resin material surface, a liquid crystal, and a polymer compound.

本実施形態の以下の説明では、図2にサンプルの構成例が示されるように、対象物は、容器70に入れられた培養液72中の細胞73であるとする。容器70の底部の内側には反射増強コーティング71が設けられている。 In the following description of this embodiment, it is assumed that the object is cells 73 in the culture medium 72 placed in the container 70, as shown in FIG. 2 as a configuration example of the sample. A reflection-enhancing coating 71 is provided inside the bottom of the container 70.

光源11は光を出力する。好適には光源11はインコヒーレント光を出力する。光源11は、例えばハロゲンランプなどのランプ系光源、LED(Light emitting diode)光源、SLD(Superluminescent diode)光源、ASE(Amplified spontaneous emission)光源等である。 The light source 11 outputs light. Preferably, the light source 11 outputs incoherent light. The light source 11 is, for example, a lamp-based light source such as a halogen lamp, an LED (Light emitting diode) light source, an SLD (Superluminescent diode) light source, an ASE (Amplified spontaneous emission) light source, or the like.

ビームスプリッタ12は、光源11と光学的に結合され、二光束干渉計であるマイケルソン干渉計を構成する。ビームスプリッタ12は、例えば、透過率と反射率との比が1:1であるハーフミラーであってもよい。ビームスプリッタ12は、光源11から出力された光を二光束に分岐して第1分岐光および第2分岐光とする。ビームスプリッタ12は、第1分岐光を対物レンズ13へ出力し、第2分岐光を対物レンズ14へ出力する。 The beam splitter 12 is optically coupled to the light source 11 to form a Michelson interferometer, which is a two-luminous flux interferometer. The beam splitter 12 may be, for example, a half mirror having a ratio of transmittance to reflectance of 1: 1. The beam splitter 12 splits the light output from the light source 11 into two luminous fluxes to obtain first-branched light and second-branched light. The beam splitter 12 outputs the first branch light to the objective lens 13 and outputs the second branch light to the objective lens 14.

また、ビームスプリッタ12は、反射増強コーティング71で反射されて対物レンズ13を経た第1分岐光を入力するとともに、参照ミラー15で反射されて対物レンズ14を経た第2分岐光を入力する。そして、ビームスプリッタ12は、これら入力した第1分岐光と第2分岐光とを合波して、干渉光をチューブレンズ16へ出力する。 Further, the beam splitter 12 inputs the first branch light reflected by the reflection enhancing coating 71 and passed through the objective lens 13, and inputs the second branch light reflected by the reference mirror 15 and passed through the objective lens 14. Then, the beam splitter 12 combines the input first branch light and the second branch light, and outputs the interference light to the tube lens 16.

対物レンズ13は、ビームスプリッタ12と光学的に結合され、ビームスプリッタ12から出力された第1分岐光を容器70内の細胞73に集光する。また、対物レンズ13は、反射増強コーティング71で反射された第1分岐光を入力してビームスプリッタ12へ出力する。 The objective lens 13 is optically coupled to the beam splitter 12 and focuses the first branch light output from the beam splitter 12 on the cells 73 in the container 70. Further, the objective lens 13 inputs the first branch light reflected by the reflection enhancing coating 71 and outputs it to the beam splitter 12.

対物レンズ14は、ビームスプリッタ12と光学的に結合され、ビームスプリッタ12から出力された第2分岐光を参照ミラー15の反射面に集光する。また、対物レンズ14は、参照ミラー15の反射面で反射された第2分岐光を入力してビームスプリッタ12へ出力する。 The objective lens 14 is optically coupled to the beam splitter 12 and focuses the second branch light output from the beam splitter 12 on the reflecting surface of the reference mirror 15. Further, the objective lens 14 inputs the second branch light reflected by the reflecting surface of the reference mirror 15 and outputs the second branch light to the beam splitter 12.

チューブレンズ16は、干渉光学系を構成するビームスプリッタ12と光学的に結合され、ビームスプリッタ12から出力された干渉光を、ビームスプリッタ17を経て撮像器18の撮像面に結像する。ビームスプリッタ17は、チューブレンズ16から到達した光を2分岐して、一方の分岐光を撮像器18へ出力し、他方の分岐光を光検出器22へ出力する。ビームスプリッタ17は、例えばハーフミラーであってもよい。 The tube lens 16 is optically coupled to the beam splitter 12 constituting the interference optical system, and the interference light output from the beam splitter 12 is imaged on the imaging surface of the imager 18 via the beam splitter 17. The beam splitter 17 splits the light arriving from the tube lens 16 into two, outputs one branched light to the imager 18, and outputs the other branched light to the photodetector 22. The beam splitter 17 may be, for example, a half mirror.

撮像器18は、ビームスプリッタ17と光学的に結合され、ビームスプリッタ17から到達した干渉光を受光して干渉画像を取得する。撮像器18は、例えば、CCDエリアイメージセンサおよびCMOSエリアイメージセンサなどのイメージセンサである。 The imager 18 is optically coupled to the beam splitter 17 and receives the interference light arriving from the beam splitter 17 to acquire an interference image. The imager 18 is an image sensor such as a CCD area image sensor and a CMOS area image sensor, for example.

ピエゾ素子21は、参照ミラー15の反射面に垂直な方向に該反射面を移動させる。ピエゾ素子21は、この反射面の移動により、二光束干渉計における二光束の間の光路長差(すなわち位相差)を調整することができる。ピエゾ素子21は、波長未満の分解能で、参照ミラー15の反射面の位置を決めることができる。二光束干渉計において二光束の間の光路長差は可変である。 The piezo element 21 moves the reflective surface in a direction perpendicular to the reflective surface of the reference mirror 15. The piezo element 21 can adjust the optical path length difference (that is, the phase difference) between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometer by the movement of the reflecting surface. The piezo element 21 can determine the position of the reflecting surface of the reference mirror 15 with a resolution less than the wavelength. In the two-luminous flux interferometer, the optical path length difference between the two luminous fluxes is variable.

なお、ビームスプリッタ12から反射増強コーティング71までの光学的距離をL1とし、ビームスプリッタ12から参照ミラー15の反射面までの光学的距離をL2とすると、二光束干渉計における二光束の間の光路長差は2(L1−L2)である。この光路長差が光源11の出力光のコヒーレント長以下であれば、撮像器18は明瞭な干渉画像を取得することができる。光源11の出力光の中心波長をλ0としたとき、二光束干渉計における二光束の間の位相差Δφは次式で表されるものとする。 Assuming that the optical distance from the beam splitter 12 to the reflection enhancing coating 71 is L1 and the optical distance from the beam splitter 12 to the reflection surface of the reference mirror 15 is L2, the optical path length between the two light beams in the two light beam interferometers. The difference is 2 (L1-L2). If the optical path length difference is equal to or less than the coherent length of the output light of the light source 11, the imager 18 can acquire a clear interference image. When the central wavelength of the output light of the light source 11 is λ0, the phase difference Δφ between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometer is expressed by the following equation.

Figure 0006884095
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光検出器22は、ビームスプリッタ17と光学的に結合され、ビームスプリッタ17から到達した干渉光を受光して検出信号を出力する。光検出器22は、例えば、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管であり、また、ラインセンサ(リニアセンサ)、CCDエリアイメージセンサ、CMOSエリアイメージセンサなどであってもよい。 The photodetector 22 is optically coupled to the beam splitter 17, receives interference light arriving from the beam splitter 17, and outputs a detection signal. The photodetector 22 may be, for example, a photodiode, an avalanche photodiode, a photomultiplier tube, a line sensor (linear sensor), a CCD area image sensor, a CMOS area image sensor, or the like.

位相制御回路23は、光検出器22と電気的に接続され、光検出器22から出力される検出信号を入力する。また、位相制御回路23は、ピエゾ素子21と電気的に接続され、ピエゾ素子21による光路長差の調整動作を制御する。位相制御回路23は、入力した検出信号に基づいて、二光束干渉計における二光束の間の光路長差を検出する。そして、位相制御回路23は、この検出結果に基づくフィードバック制御により、ピエゾ素子21による光路長差の調整動作を制御する。これにより、二光束干渉計における二光束の間の光路長差を設定値で安定化した状態(ロック状態)とすることができる。 The phase control circuit 23 is electrically connected to the photodetector 22 and inputs a detection signal output from the photodetector 22. Further, the phase control circuit 23 is electrically connected to the piezo element 21 and controls the adjustment operation of the optical path length difference by the piezo element 21. The phase control circuit 23 detects the optical path length difference between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometer based on the input detection signal. Then, the phase control circuit 23 controls the adjustment operation of the optical path length difference by the piezo element 21 by the feedback control based on the detection result. As a result, the optical path length difference between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometer can be stabilized by the set value (locked state).

干渉画像取得部2は、ロック状態において対象物(細胞73)の干渉画像を撮像器18により撮像して取得することができる。演算部3は、干渉画像取得部2の撮像器18により取得された干渉画像に基づいて対象物の光学的厚さ画像を求める。演算部3は、パーソナルコンピュータおよびタブレット端末などのコンピュータであってもよい。また、演算部3は、操作者からの入力を受け付ける入力部(キーボード、マウス、タブレット端末など)、ならびに、干渉画像および光学的厚さ画像等を表示する表示部(ディスプレイ、タブレット端末など)を備えていてもよい。また、演算部3は、画面に画像等を表示するとともに、その画面において操作者による領域の指定を受け付ける機能を有するのが好適である。 The interference image acquisition unit 2 can acquire an interference image of an object (cell 73) by taking an image with the imager 18 in the locked state. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image of the object based on the interference image acquired by the imager 18 of the interference image acquisition unit 2. The calculation unit 3 may be a computer such as a personal computer or a tablet terminal. Further, the calculation unit 3 includes an input unit (keyboard, mouse, tablet terminal, etc.) that receives input from the operator, and a display unit (display, tablet terminal, etc.) that displays an interference image, an optical thickness image, and the like. You may have it. Further, it is preferable that the calculation unit 3 has a function of displaying an image or the like on a screen and receiving an operator's designation of an area on the screen.

光源11から出力された光はビームスプリッタ12により二光束に分岐されて第1分岐光および第2分岐光とされ、ビームスプリッタ12から第1分岐光および第2分岐光が出力される。ビームスプリッタ12から出力された第1分岐光は、対物レンズ13により容器70内の細胞73に集光され、容器70の底部の内側に設けられた反射増強コーティング71で反射される。反射増強コーティング71で反射された第1分岐光は、対物レンズ13を経てビームスプリッタ12に入力される。ビームスプリッタ12から出力された第2分岐光は、対物レンズ14により参照ミラー15の反射面に集光され、その反射面で反射される。参照ミラー15の反射面で反射された第2分岐光は、対物レンズ14を経てビームスプリッタ12に入力される。 The light output from the light source 11 is split into two luminous fluxes by the beam splitter 12 to be the first branch light and the second branch light, and the first branch light and the second branch light are output from the beam splitter 12. The first branching light output from the beam splitter 12 is focused on the cells 73 in the container 70 by the objective lens 13 and reflected by the reflection enhancing coating 71 provided inside the bottom of the container 70. The first branch light reflected by the reflection enhancing coating 71 is input to the beam splitter 12 via the objective lens 13. The second branch light output from the beam splitter 12 is focused by the objective lens 14 on the reflecting surface of the reference mirror 15, and is reflected by the reflecting surface. The second branch light reflected by the reflecting surface of the reference mirror 15 is input to the beam splitter 12 via the objective lens 14.

対物レンズ13からビームスプリッタ12に入力された第1分岐光、および、対物レンズ14からビームスプリッタ12に入力された第2分岐光は、ビームスプリッタ12により合波されて、ビームスプリッタ12から干渉光が出力される。この干渉光は、チューブレンズ16を経た後にビームスプリッタ17により2分岐されて、撮像器18および光検出器22それぞれにより受光される。干渉光を受光した光検出器22から検出信号が出力され、この検出信号に基づいて位相制御回路23により二光束干渉計における二光束の間の光路長差が検出される。そして、位相制御回路23によるピエゾ素子21に対するフィードバック制御により、二光束干渉計における二光束の間の光路長差が設定値で安定化した状態(ロック状態)とされる。ロック状態において干渉光を受光した撮像器18により干渉画像が取得され、その干渉画像は演算部3へ出力される。そして、演算部3により、干渉画像に基づいて対象物(細胞73)の光学的厚さ画像が求められる。 The first branching light input from the objective lens 13 to the beam splitter 12 and the second branching light input from the objective lens 14 to the beam splitter 12 are combined by the beam splitter 12 and interfered with by the beam splitter 12. Is output. After passing through the tube lens 16, the interference light is split into two by the beam splitter 17, and is received by the imager 18 and the photodetector 22 respectively. A detection signal is output from the photodetector 22 that has received the interference light, and the phase control circuit 23 detects the optical path length difference between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometer based on the detection signal. Then, the feedback control of the piezo element 21 by the phase control circuit 23 brings the optical path length difference between the two luminous fluxes in the two luminous flux interferometers to a stabilized state (locked state) at the set value. An interference image is acquired by the imager 18 that receives the interference light in the locked state, and the interference image is output to the calculation unit 3. Then, the calculation unit 3 obtains an optical thickness image of the object (cell 73) based on the interference image.

計数装置1は、位相シフト法により、複数の干渉画像から光学的厚さ画像を求める。すなわち、干渉画像取得部2は、二光束干渉計の光路長差を互いに異なる複数の設定値それぞれで安定化した状態とし各状態において干渉画像を取得する。演算部3は、干渉画像取得部2により取得された複数の干渉画像に基づいて位相画像を求めることができる(特許文献1参照)。更に、演算部3は、この位相画像から光学的厚さ画像を求めることができる。 The counting device 1 obtains an optical thickness image from a plurality of interference images by a phase shift method. That is, the interference image acquisition unit 2 acquires an interference image in each state by setting the optical path length difference of the two-luminous flux interferometer to be stabilized at each of a plurality of different set values. The calculation unit 3 can obtain a phase image based on a plurality of interference images acquired by the interference image acquisition unit 2 (see Patent Document 1). Further, the calculation unit 3 can obtain an optical thickness image from this phase image.

例えば、干渉画像取得部2は、ピエゾ素子21、光検出器22および位相制御回路23を用いたフィードバック制御により干渉光の位相差を或る初期位相で安定化させて、位相差を安定化させた状態で干渉画像I1を撮像器18により取得する。次に、干渉画像取得部2は、ピエゾ素子21、光検出器22および位相制御回路23を用いて干渉光の位相差を“初期位相+π/2”で安定化させ、位相差を安定化させた状態で干渉画像I2を撮像器18により取得する。同様にして、干渉画像取得部2は、干渉光の位相差を“初期位相+π”で安定化させた状態で干渉画像I3を撮像器18により取得し、干渉光の位相差を“初期位相+3π/2”で安定化させた状態で干渉画像I4を撮像器18により取得し、干渉光の位相差を“初期位相+2π”で安定化させた状態で干渉画像I5を撮像器18により取得する。 For example, the interference image acquisition unit 2 stabilizes the phase difference of the interference light at a certain initial phase by feedback control using the piezo element 21, the photodetector 22, and the phase control circuit 23, and stabilizes the phase difference. The interference image I1 is acquired by the imager 18 in this state. Next, the interference image acquisition unit 2 stabilizes the phase difference of the interference light by "initial phase + π / 2" by using the piezo element 21, the photodetector 22, and the phase control circuit 23, and stabilizes the phase difference. The interference image I2 is acquired by the imager 18 in this state. Similarly, the interference image acquisition unit 2 acquires the interference image I3 by the imager 18 in a state where the phase difference of the interference light is stabilized by "initial phase + π", and the phase difference of the interference light is "initial phase + 3π". The interference image I4 is acquired by the imager 18 in a state stabilized by / 2 ”, and the interference image I5 is acquired by the imager 18 in a state where the phase difference of the interference light is stabilized by“ initial phase + 2π ”.

演算部3は、これら5つの干渉画像I1〜I5を用いて、下記(2)式の演算を行って位相画像Φを求める。argは複素数の変換を取得する演算子である。iは虚数単位である。演算部3は、この位相画像Φに対して位相アンラップ処理および背景歪み補正処理をした後、光学的厚さOTを下記(3)式で求めて光学的厚さ画像を求める。なお、これらの式に現れる各パラメータは画素位置(x,y)の関数であり、これらの式の演算は画素毎に行われる。 Using these five interference images I1 to I5, the calculation unit 3 performs the calculation of the following equation (2) to obtain the phase image Φ. arg is an operator that gets the complex number transformation. i is an imaginary unit. After performing the phase unwrap processing and the background distortion correction processing on the phase image Φ, the calculation unit 3 obtains the optical thickness OT by the following equation (3) to obtain the optical thickness image. It should be noted that each parameter appearing in these equations is a function of the pixel position (x, y), and the calculation of these equations is performed for each pixel.

Figure 0006884095
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Figure 0006884095
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背景補正については、x,yを変数とする多項式関数(たとえばゼルニケ多項式)を用いることで良好な(フラットな)バックグラウンドを得ることができる。また、背景における歪み成分の空間周波数が個々のサンプルの空間周波数よりも十分に低い場合には、ハイパスフィルタリング処理をすることもできる。光学的厚さ画像の背景における平坦性は、光学的厚さの標準偏差にして5nm未満であるのが好ましい。 For background correction, a good (flat) background can be obtained by using a polynomial function (for example, Zernike polynomial) with x and y as variables. Further, when the spatial frequency of the distortion component in the background is sufficiently lower than the spatial frequency of each sample, high-pass filtering processing can be performed. The flatness of the background of the optical thickness image is preferably less than 5 nm in terms of the standard deviation of the optical thickness.

この光学的厚さOTは、サンプルを透過した光に与えられた位相変化量を表したものである。細胞73の厚さをdとし、細胞73の平均的な屈折率をnとし、培養液72の屈折率をnとすると、光学的厚さOTは次式で与えられる。 This optical thickness OT represents the amount of phase change given to the light transmitted through the sample. The thickness of the cells 73 is d, an average refractive index of the cells 73 and n c, and the refractive index of the culture solution 72 and n m, the optical thickness OT is given by the following equation.

Figure 0006884095
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以下では、具体的な実施例の構成および画像例を示しつつ、より詳細に実施形態について説明する。光源11として中心波長730nmのLEDを用いた。対物レンズ13および対物レンズ14それぞれの焦点距離は18mmであった。チューブレンズ16の焦点距離は125mmであった。撮像器18の撮像素子サイズは4.8mm×3.6mmであった。撮像器18の画素数は1280ピクセル×960ピクセルであった。サンプル面での視野サイズは691.2μm×518.4μmであった。サンプルの細胞73としてメラノーマ由来培養細胞SK-MEL-28を用いた。 Hereinafter, the embodiments will be described in more detail while showing the configuration and image examples of specific examples. An LED having a center wavelength of 730 nm was used as the light source 11. The focal lengths of the objective lens 13 and the objective lens 14 were 18 mm. The focal length of the tube lens 16 was 125 mm. The image sensor size of the image sensor 18 was 4.8 mm × 3.6 mm. The number of pixels of the imager 18 was 1280 pixels × 960 pixels. The field of view size on the sample surface was 691.2 μm × 518.4 μm. Melanoma-derived cultured cells SK-MEL-28 were used as sample cells 73.

図3は、干渉画像取得部2により取得された5つの干渉画像I1〜I5を示す図である。図4は、図3の干渉画像I1〜I5に基づいて演算部3により求められた光学的厚さ画像を示す図である。図4の光学的厚さ画像から、光学的厚さの積分値を細胞数で除算することにより、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めることができる。 FIG. 3 is a diagram showing five interference images I1 to I5 acquired by the interference image acquisition unit 2. FIG. 4 is a diagram showing an optical thickness image obtained by the calculation unit 3 based on the interference images I1 to I5 of FIG. By dividing the integrated value of the optical thickness by the number of cells from the optical thickness image of FIG. 4, the integrated value of the average optical thickness per cell can be obtained.

この光学的厚さ画像には53個の細胞が含まれている。ここで、視野の端にあって一部が視野外に出ている細胞については0.5個と数えた。この光学的厚さ画像における細胞数の真値は、図5の細胞核染色画像において目視で計数することで求めた。図5は、図3の干渉画像と同視野の細胞核染色画像を示す図である。 This optical thickness image contains 53 cells. Here, the number of cells at the edge of the visual field and a part of which is out of the visual field was counted as 0.5. The true value of the number of cells in this optical thickness image was determined by visually counting in the cell nucleus stained image of FIG. FIG. 5 is a diagram showing a cell nucleus stained image in the same field of view as the interference image of FIG.

光学的厚さの積分値は、全画素の光学的厚さOTの総和に1画素当たりのサンプル面積(0.54μm×0.54μm)を乗算することで求めた。その結果、光学的厚さの積分値は1.12×10(nm×μm)であった。したがって、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値は2.12×10(nm×μm/cell)と見積もられた。 The integrated value of the optical thickness was obtained by multiplying the total optical thickness OT of all the pixels by the sample area (0.54 μm × 0.54 μm) per pixel. As a result, the integrated value of the optical thickness was 1.12 × 10 7 (nm × μm 2). Therefore, the integral value of the average optical thickness per cell was estimated to be 2.12 × 10 5 (nm × μm 2 / cell).

図3の干渉画像とは異なる9つの視野の光学的厚さ画像を取得し、各視野の光学的厚さの積分値を、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値(2.12×10(nm×μm/cell))で除算することで、各視野に存在する細胞の個数を推定した。図6は、9つの視野(FOV#1〜9)それぞれについて光学的厚さの積分値、推定細胞数、真の細胞数および誤差を纏めた表である。図7は、9つの視野それぞれについて推定細胞数および真の細胞数を示すグラフである。なお、真の細胞数は、別途同視野の細胞核染色画像を取得して、該画像において目視で計数することで求めた。図6は、推定細胞数と真の細胞数との間の誤差をも示している。誤差の絶対値の平均は4.5%であった。本実施形態の計数手法により短時間に精度よく細胞数を計数できることが確認された。 Optical thickness images of nine visual fields different from the interference image of FIG. 3 are acquired, and the integrated value of the optical thickness of each visual field is the integrated value of the average optical thickness per cell (2). by dividing .12 × 10 5 (nm × μm 2 / cell)), were estimated the number of cells present in each field. FIG. 6 is a table summarizing the integral value of the optical thickness, the estimated number of cells, the true number of cells, and the error for each of the nine visual fields (FOV # 1 to 9). FIG. 7 is a graph showing the estimated cell number and the true cell number for each of the nine visual fields. The true number of cells was determined by separately acquiring a cell nucleus stained image of the same field of view and visually counting the image. FIG. 6 also shows the error between the estimated cell number and the true cell number. The average absolute value of the error was 4.5%. It was confirmed that the counting method of the present embodiment can accurately count the number of cells in a short time.

なお、上記の実施例では、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるに際して、細胞数を正確に計数するために細胞核染色画像を用いた。また、細胞数の推定結果を検証するために、計数対象の関心領域についても核染色画像を用いた。細胞核の染色は、検証を確実に行うためであり、必須ではない。 In the above example, a cell nucleus stained image was used to accurately count the number of cells when obtaining the integrated value of the average optical thickness per cell. In addition, in order to verify the estimation result of the cell number, a nuclear-stained image was also used for the region of interest to be counted. Staining of cell nuclei is not essential, as it ensures verification.

次に、図8を用いて、本実施形態の計数装置1の動作および本実施形態の計数方法の手順について説明する。図8は、第1実施形態の計数装置1の動作および第1実施形態の計数方法を説明するフローチャートである。 Next, the operation of the counting device 1 of the present embodiment and the procedure of the counting method of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the counting device 1 of the first embodiment and the counting method of the first embodiment.

ステップS1(画像取得ステップ)において、干渉画像取得部2により干渉画像を取得することができるように二光束干渉計に対して光学調整を行い、複数の干渉画像を干渉画像取得部2により取得する。ステップS2〜S5(演算ステップ)において、演算部3により、干渉画像取得部2により取得された複数の干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、この光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、関心領域内の細胞の個数を求める。 In step S1 (image acquisition step), the two-beam interferometer is optically adjusted so that the interference image acquisition unit 2 can acquire the interference image, and the interference image acquisition unit 2 acquires a plurality of interference images. .. In steps S2 to S5 (calculation step), the calculation unit 3 obtains an optical thickness image based on a plurality of interference images acquired by the interference image acquisition unit 2, and the region of interest in the optical thickness image is obtained. The number of cells in the region of interest is determined based on the integrated value of the optical thickness within and the integrated value of the average optical thickness per cell.

より詳細には、ステップS2において、干渉画像取得部2により取得された複数の干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、この画像に対して背景補正を行う。ステップS3において、必要に応じて、複数の光学的厚さ画像を接合する。ステップS4において、複数の細胞を含む関心領域(Region of Interest、ROI)を設定する。関心領域は、1つであってもよいし、複数であってもよい。ステップS5において、光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値を求め、これを細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値で除算することで、関心領域内の細胞の個数を推定する。 More specifically, in step S2, an optical thickness image is obtained based on the plurality of interference images acquired by the interference image acquisition unit 2, and background correction is performed on this image. In step S3, a plurality of optical thickness images are joined, if necessary. In step S4, a region of interest (ROI) containing a plurality of cells is set. The area of interest may be one or may be plural. In step S5, the integral value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image is obtained, and this is divided by the integral value of the average optical thickness per cell to be of interest. Estimate the number of cells in the region.

次に、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得する方法の好適例について説明する。 Next, a preferred example of a method for obtaining an integral value of the average optical thickness per cell will be described.

図9は、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得する方法の第1の好適例を説明するための視野を示す図である。この方法では、演算部3は、干渉画像取得部2により取得された干渉画像のうち、関心領域(図9(b))内の細胞の分布密度より低い密度で細胞が分布する領域(図9(a))に基づいて、光学的厚さ画像を求めて細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める。図9(a)は、関心領域内の細胞の分布密度より低い密度の細胞の分布を示す。図9(b)は、関心領域内の細胞の分布を示す。細胞の分布密度が低い領域(図9(a))では、個々の細胞が互いに離間して分布しているのが好ましい。このように、細胞の分布密度が低い領域(図9(a))の光学的厚さ画像を用いれば、その領域内の細胞の個数を正確に計数することができるので、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を正確に取得することができる。なお、細胞の分布密度が低い領域(図9(a))および関心領域(図9(b))は、同一視野内の互いに異なる領域であってもよいし、互いに異なる視野に含まれるものであってもよい。 FIG. 9 is a diagram showing a field of view for explaining a first preferred example of a method of obtaining an integral value of the average optical thickness per cell. In this method, in the calculation unit 3, among the interference images acquired by the interference image acquisition unit 2, the region (FIG. 9) in which the cells are distributed at a density lower than the distribution density of the cells in the region of interest (FIG. 9B). Based on (a)), the optical thickness image is obtained to obtain the integrated value of the average optical thickness per cell. FIG. 9 (a) shows the distribution of cells having a density lower than the distribution density of cells in the region of interest. FIG. 9B shows the distribution of cells within the region of interest. In the region where the distribution density of cells is low (FIG. 9A), it is preferable that the individual cells are distributed apart from each other. In this way, by using the optical thickness image of the region where the distribution density of cells is low (FIG. 9 (a)), the number of cells in the region can be accurately counted, so that the number of cells per cell can be accurately counted. The integral value of the average optical thickness can be accurately obtained. The region where the distribution density of cells is low (FIG. 9 (a)) and the region of interest (FIG. 9 (b)) may be different regions in the same visual field, or are included in different visual fields. There may be.

図10は、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得する方法の第2の好適例を説明するための視野を示す図である。この図に示されるように、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を取得するための領域Aは、関心領域Bの一部であって、細胞の分布密度が低い領域であってもよい。領域Aでは、個々の細胞が互いに離間して分布しているのが好ましい。この場合にも、細胞の分布密度が低い領域Aの光学的厚さ画像を用いれば、その領域内の細胞の個数を正確に行うことができるので、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を正確に取得することができる。 FIG. 10 is a diagram showing a field of view for explaining a second preferred example of a method of obtaining an integral value of the average optical thickness per cell. As shown in this figure, the region A for obtaining the integral value of the average optical thickness per cell is a part of the region of interest B and the distribution density of the cells is low. There may be. In region A, the individual cells are preferably distributed apart from each other. In this case as well, if the optical thickness image of the region A having a low distribution density of cells is used, the number of cells in the region can be accurately determined, so that the average optical thickness per cell can be obtained. The integral value of the optics can be obtained accurately.

また、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるに際して、関心領域内の細胞の個数を求める度に求めてもよいし、或いは、それ以前に同種の細胞について求めた値を演算部3の記憶部に記憶しておき、その記憶していた値を用いてもよい。演算部3は、複数種類それぞれの細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶しておき、そのうちの何れかの種類の細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を選択して用いるのも好適である。 Further, when calculating the integral value of the average optical thickness per cell, it may be calculated every time the number of cells in the region of interest is calculated, or the value obtained for cells of the same type before that. May be stored in the storage unit of the calculation unit 3 and the stored value may be used. The calculation unit 3 stores an integral value of the average optical thickness per cell of each of the plurality of types, and the calculation unit 3 stores the average optical thickness per cell of any one of the types. It is also preferable to select and use the integral value of the optics.

また、株化された細胞(セルライン)を用いる場合は、演算部3は、予め測定した幾つかの細胞株についての1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶部により記録しておくことが可能である。この場合、操作者は、細胞種を指定するだけの操作により、視野の光学的厚さの面内積分値を、指定された細胞種の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値で除算することにより、細胞数を求めることができる。細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値は、演算部3の記憶部により記憶されていてもよいし、通信ネットワーク経由でダウンロードすることで短期的に演算部3の記憶部に記憶されたものを用いてもよい。なお、生物学分野で頻繁に使われる株化された細胞種としては、HeLa、CHO、MCF7などが挙げられる。 When using a cell line, the calculation unit 3 records the integrated value of the average optical thickness of each of several cell lines measured in advance by the storage unit. It is possible to keep it. In this case, the operator simply specifies the cell type to obtain the in-plane integral value of the optical thickness of the visual field, and the integral value of the average optical thickness per cell type specified. The number of cells can be obtained by dividing by. The integrated value of the average optical thickness per cell may be stored in the storage unit of the calculation unit 3, or may be downloaded via the communication network and stored in the storage unit of the calculation unit 3 in a short period of time. The memorized one may be used. In addition, examples of the strained cell types frequently used in the field of biology include HeLa, CHO, and MCF7.

(第2実施形態)
第2実施形態は、対象物の集合体としての細胞集団に含まれる細胞の個数を計数するものである。第2実施形態の計数装置は、図1に示された構成と同様の構成を有する。
(Second Embodiment)
The second embodiment counts the number of cells contained in a cell population as an aggregate of objects. The counting device of the second embodiment has a configuration similar to the configuration shown in FIG.

本実施形態では、解析対象の関心領域は、細胞同士が重なり合った細胞集団を含む。従来の細胞数カウンティング法では、細胞集団に含まれる細胞の個数を計数することは困難であった。細胞集団は、コロニー様またはスフェロイド様に複数の細胞の集合したものである。コロニーとは、典型的には複数個の細胞が空間的にひとまとまりの集団を形成したものである。スフェロイドとは、典型的には厚さ100μm以上に細胞が積み重なり、球体状になった細胞集団である。1個のスフェロイドには典型的には1000個〜数万個の細胞が含まれる。 In the present embodiment, the region of interest to be analyzed includes a cell population in which cells overlap each other. With the conventional cell number counting method, it has been difficult to count the number of cells contained in a cell population. A cell population is a collection of multiple cells in a colony-like or spheroid-like manner. A colony is typically a plurality of cells forming a spatially cohesive population. A spheroid is a cell population in which cells are typically stacked to a thickness of 100 μm or more to form a sphere. A spheroid typically contains 1000 to tens of thousands of cells.

図11は、解析対象領域の光学的厚さ画像の模式図である。この図では、3つの関心領域ROI1,ROI2およびROI3が設定され、各関心領域内に1つの細胞集団が含まれている。干渉画像取得部2は、これら3つの関心領域を視野に含む干渉画像を取得する。演算部3は、干渉画像取得部2により取得された干渉画像から光学的厚さ画像を求め、この光学的厚さ画像のうちの各関心領域内の細胞集団の光学的厚さの積分値を求める。そして、演算部3は、各細胞集団の光学的厚さの積分値を、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値で除算することで、各細胞集団に含まれる対象物の個数を求めることができる。ここで用いる細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値は、別途測定してもよいし、予め求めたおいた典型的な値を用いてもよい。 FIG. 11 is a schematic view of an optical thickness image of the analysis target region. In this figure, three regions of interest ROI1, ROI2 and ROI3 are set, and one cell population is included in each region of interest. The interference image acquisition unit 2 acquires an interference image including these three regions of interest in the field of view. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image from the interference image acquired by the interference image acquisition unit 2, and calculates the integrated value of the optical thickness of the cell population in each region of interest in the optical thickness image. Ask. Then, the calculation unit 3 divides the integral value of the optical thickness of each cell population by the integral value of the average optical thickness per cell, so that the object included in each cell population is included. The number of can be obtained. The integrated value of the average optical thickness per cell used here may be measured separately or a typical value obtained in advance may be used.

図12は、マルチウェルプレートの各ウェルを解析対象の関心領域とした場合の光学的厚さ画像の模式図である。この図では、6つのウェルのうち、5つのウェルに関心領域ROI-1〜ROI-5が設定され、各ウェルに1つの細胞集団が含まれている。残りの1つのウェルには、個々に分離された複数の細胞を含む領域ROIconが設定されている。この場合、領域ROIconの光学的厚さ画像から、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めることができる。そして、これを用いて、関心領域ROI-1〜ROI-5それぞれの細胞集団に含まれる対象物の個数を求めることができる。 FIG. 12 is a schematic view of an optical thickness image when each well of the multi-well plate is used as a region of interest for analysis. In this figure, of the six wells, five wells have regions of interest ROI-1 to ROI-5, and each well contains one cell population. The remaining one well is set with a region ROIcon containing a plurality of individually isolated cells. In this case, the integral value of the average optical thickness per cell can be obtained from the optical thickness image of the region ROIcon. Then, using this, the number of objects contained in each cell population of the regions of interest ROI-1 to ROI-5 can be determined.

また、細胞集団を対象とした解析に際して、細胞1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値が未知である場合には、以下に述べる手法を用いることができる。図13〜図15を用いて説明する。図13は、容器80に入れられた培養液82中の複数の細胞集団83を示す図である。図14は、容器90のウェル91に個々に分散されて入れられた細胞73、および、容器90のウェル92に入れられた細胞集団83を示す図である。図15は、細胞集団に含まれる細胞の個数を計数する手順を説明するフローチャートである。 Further, in the analysis of a cell population, when the integral value of the average optical thickness per cell is unknown, the method described below can be used. This will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. 13 is a diagram showing a plurality of cell populations 83 in the culture medium 82 placed in the container 80. FIG. 14 is a diagram showing cells 73 individually dispersed and placed in wells 91 of container 90, and cell population 83 placed in wells 92 of container 90. FIG. 15 is a flowchart illustrating a procedure for counting the number of cells contained in a cell population.

まず、複数の細胞集団からなる母集団を用意する(ステップS10)。その母集団のうちの1または複数の細胞集団83を無作為に取り出し(ステップS11)、ピペッティング等の操作により一個一個の細胞73に分散させて、図14に示される容器90のウェル91に入れる(ステップS12)。分散させる細胞集団の個数は、総個数の半数を超えないのが好ましい。一個一個の細胞73に分散させたサンプルは、十分均一になるまでピペッティングして細胞懸濁液とし、個々の弁別が容易な低密度でウェル91に播種する。これをコントロール群とする。一方、分散化を行わず細胞集団としての形態を保っている残りの細胞集団83を、そのまま、図14に示される容器90のウェル92に入れる(ステップS13)。これを細胞計測群とする。 First, a population composed of a plurality of cell populations is prepared (step S10). One or more cell populations 83 of the population are randomly taken out (step S11), dispersed in individual cells 73 by operations such as pipetting, and placed in wells 91 of the container 90 shown in FIG. Insert (step S12). The number of cell populations to be dispersed preferably does not exceed half of the total number. The samples dispersed in each cell 73 are pipetted until sufficiently uniform to form a cell suspension, which is then seeded in wells 91 at a low density for easy individual discrimination. This is the control group. On the other hand, the remaining cell population 83, which has not been dispersed and has maintained its morphology as a cell population, is directly placed in the well 92 of the container 90 shown in FIG. 14 (step S13). This is referred to as a cell measurement group.

ウェル91とウェル92とは物理的に領域が隔離されている。ウェル91の底部の内側には反射増強コーティング93が設けられている。ウェル92の底部の内側には反射増強コーティング94が設けられている。ウェル91およびウェル92はカバーガラス95で封止される。なお、細胞懸濁液用の観察容器と、スフェロイド観察用の観察容器は、サンプルを注入するためのウェル部分が隔離されていれば良く、容器の外装部が物理的に一体になっていても構わない。図14に示される容器90は、外装部分が一体となっているものの、サンプル注入部が隔離された2つのウェル91,92をもつ。一方のウェル91に、低密度に播種した細胞73を播種し、他方のウェル92に細胞集団83を播種する。 The well 91 and the well 92 are physically separated from each other. A reflection-enhancing coating 93 is provided inside the bottom of the well 91. A reflection-enhancing coating 94 is provided inside the bottom of the well 92. Wells 91 and 92 are sealed with a cover glass 95. The observation container for cell suspension and the observation container for spheroid observation need only have the well portion for injecting the sample isolated, and even if the outer portion of the container is physically integrated. I do not care. The container 90 shown in FIG. 14 has two wells 91 and 92 in which the exterior portion is integrated but the sample injection portion is isolated. The low-density seeded cells 73 are seeded in one well 91, and the cell population 83 is seeded in the other well 92.

このような前処理の後、干渉画像取得部2は、ウェル91内の低密度播種された細胞73の干渉画像を取得する。演算部3は、この干渉画像から光学的厚さ画像を求めて背景補正を行い(ステップS14)、必要に応じて複数の光学的厚さ画像を接合し(ステップS15)、この光学的厚さ画像において領域ROIconを設定して(ステップS16)、領域ROIcon内の細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める(ステップS17)。 After such pretreatment, the interference image acquisition unit 2 acquires an interference image of the low-density seeded cells 73 in the well 91. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image from the interference image, corrects the background (step S14), joins a plurality of optical thickness images as necessary (step S15), and joins the plurality of optical thickness images (step S15). The region ROIcon is set in the image (step S16), and the integrated value of the average optical thickness per cell in the region ROIcon is obtained (step S17).

また、干渉画像取得部2は、ウェル92内の細胞集団83の干渉画像を取得する。演算部3は、この干渉画像から光学的厚さ画像を求めて背景補正を行い(ステップS18)、必要に応じて複数の光学的厚さ画像を接合し(ステップS19)、この光学的厚さ画像において関心領域ROIを設定して(ステップS20)、関心領域ROI内の細胞集団83の光学的厚さの積分値を求める(ステップS21)。 In addition, the interference image acquisition unit 2 acquires an interference image of the cell population 83 in the well 92. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image from the interference image, corrects the background (step S18), joins a plurality of optical thickness images as necessary (step S19), and joins the plurality of optical thickness images (step S19). The region of interest ROI is set in the image (step S20), and the integrated value of the optical thickness of the cell population 83 in the region of interest ROI is obtained (step S21).

そして、演算部3は、細胞集団83の光学的厚さの積分値と細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、細胞集団83に含まれる細胞の個数を求める(ステップS22)。 Then, the calculation unit 3 determines the number of cells included in the cell population 83 based on the integral value of the optical thickness of the cell population 83 and the integral value of the average optical thickness per cell. Obtain (step S22).

ここで用いる容器90は、観察の前に滅菌されたものであることが望ましい。この容器90が滅菌されたものであれば、ウェル92に播種された細胞集団83は、細胞一個一個に分散されたものでなく、染色されたものでもないので、細胞数計数後も培養を続けることが可能となる。また、本手法による計測の過程で、もともとの母集団に含まれる細胞集団のうち何個かの細胞集団は、分散状態で低密度に播種されることで細胞集団としての機能を失ってしまうものの、母集団の他の殆どの細胞集団は、細胞数を全数検査した後も細胞集団としての機能を維持したままで残すことができる。 The container 90 used here is preferably sterilized before observation. If the container 90 is sterilized, the cell population 83 seeded in the well 92 is neither dispersed in each cell nor stained, so that the culture is continued even after counting the number of cells. It becomes possible. In addition, in the process of measurement by this method, some cell populations among the cell populations originally included in the population lose their functions as cell populations when they are seeded at low density in a dispersed state. Most other cell populations in the population can remain functioning as a cell population even after a 100% cell count test.

なお、容器90がマルチウェルプレートであるとして説明したが、低密度に播種した細胞73が播種される容器と、細胞集団が播種される容器とは、物理的に分離されていてもよい。その場合、一方の容器として図13に示された容器80をそのまま用いてもよい。 Although the container 90 has been described as a multi-well plate, the container in which the cells 73 seeded at a low density are seeded and the container in which the cell population is seeded may be physically separated. In that case, the container 80 shown in FIG. 13 may be used as it is as one of the containers.

(第3実施形態)
第3実施形態は、干渉画像取得部2が干渉画像を取得する際の光学倍率が可変であることを利用して、関心領域を含む干渉画像を干渉画像取得部2により取得する際と比べて、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を干渉画像取得部2により取得する際の光学倍率を高くするものである。
(Third Embodiment)
The third embodiment utilizes the fact that the optical magnification when the interference image acquisition unit 2 acquires the interference image is variable, as compared with the case where the interference image acquisition unit 2 acquires the interference image including the region of interest. The optical magnification is increased when the interference image acquisition unit 2 acquires an interference image including a region for obtaining an integrated value of the average optical thickness per cell.

細胞の集合体である細胞集団を関心領域とする場合、細胞数を計数したい関心領域ROImainの観察に際しては低倍率の光学系で広い面積を撮像することが望ましい。一方、細胞1個あたりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるに際しては、低倍率の光学系で撮像した画像では細胞一個一個の弁別が困難になるので、高倍率の光学系で撮像することが望ましい。したがって、好ましくは、干渉画像取得部2の光学倍率を切り替えて、細胞1個あたりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域ROIconについては高倍率で観察し、その一方で、細胞数を計数したい関心領域ROImainについては低倍率で観察を行うのがよい。 When the cell population, which is an aggregate of cells, is set as the region of interest, it is desirable to image a large area with a low-magnification optical system when observing the region of interest ROImain for which the number of cells is to be counted. On the other hand, when determining the integrated value of the average optical thickness per cell, it is difficult to discriminate each cell from the image captured by the low-magnification optical system, so the image is captured by the high-magnification optical system. It is desirable to do. Therefore, preferably, the region ROIcon for switching the optical magnification of the interference image acquisition unit 2 to obtain the integrated value of the average optical thickness per cell is observed at a high magnification, while observing at a high magnification. It is advisable to observe the ROImain region of interest for which the number of cells is to be counted at a low magnification.

図16は、互いに異なる光学倍率で干渉画像取得部2により取得した干渉画像から得られる光学的厚さ画像を示す図である。図16(a)は、細胞数を計数したい関心領域ROImain、および、細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域ROIconの双方を含む光学的厚さ画像を示す。図16(b)は、関心領域ROImainを含まず領域ROIconのみを含む光学的厚さ画像を示す。図16(a)の光学的厚さ画像を取得する際と比べて、図16(b)の光学的厚さ画像を取得する際の方が、光学倍率が高い。 FIG. 16 is a diagram showing an optical thickness image obtained from an interference image acquired by the interference image acquisition unit 2 at different optical magnifications. FIG. 16A shows an optical thickness image including both the region of interest ROImain for which the number of cells is to be counted and the region ROIcon for obtaining the integral value of the average optical thickness per cell. Shown. FIG. 16B shows an optical thickness image that does not include the region of interest ROImain but contains only the region ROIcon. The optical magnification is higher when the optical thickness image of FIG. 16B is acquired than when the optical thickness image of FIG. 16A is acquired.

図17は、干渉画像取得部2の光学倍率を切り替えて細胞の個数を計数する手順を説明するフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart illustrating a procedure for counting the number of cells by switching the optical magnification of the interference image acquisition unit 2.

まず、低密度領域および高密度領域の双方を含む細胞サンプルを用意する(ステップS30)。高密度領域と比べて低密度領域では、低い密度で細胞が分散して存在している。干渉画像取得部2は、低密度領域について高倍率で干渉画像を取得する。演算部3は、この干渉画像から光学的厚さ画像を求めて背景補正を行い(ステップS31)、必要に応じて複数の光学的厚さ画像を接合し(ステップS32)、この光学的厚さ画像において領域ROIconを設定して(ステップS33)、領域ROIcon内の細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める(ステップS34)。 First, a cell sample containing both the low-density region and the high-density region is prepared (step S30). In the low density region as compared with the high density region, cells are dispersed and present at a low density. The interference image acquisition unit 2 acquires an interference image at a high magnification in a low density region. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image from the interference image, performs background correction (step S31), joins a plurality of optical thickness images as necessary (step S32), and joins a plurality of optical thickness images (step S32), and the optical thickness is obtained. The region ROIcon is set in the image (step S33), and the integrated value of the average optical thickness per cell in the region ROIcon is obtained (step S34).

また、干渉画像取得部2は、高密度領域について低倍率で干渉画像を取得する。演算部3は、この干渉画像から光学的厚さ画像を求めて背景補正を行い(ステップS35)、必要に応じて複数の光学的厚さ画像を接合し(ステップS36)、この光学的厚さ画像において関心領域ROIを設定して(ステップS37)、関心領域ROI内の細胞の光学的厚さの積分値を求める(ステップS38)。そして、演算部3は、高密度領域における光学的厚さの積分値と細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、高密度領域における細胞の個数を求める(ステップS37)。 In addition, the interference image acquisition unit 2 acquires an interference image at a low magnification in a high-density region. The calculation unit 3 obtains an optical thickness image from the interference image, performs background correction (step S35), joins a plurality of optical thickness images as necessary (step S36), and joins the plurality of optical thickness images (step S36). The region of interest ROI is set in the image (step S37), and the integrated value of the optical thickness of the cells in the region of interest ROI is obtained (step S38). Then, the calculation unit 3 obtains the number of cells in the high-density region based on the integral value of the optical thickness in the high-density region and the integral value of the average optical thickness per cell (the integral value of the optical thickness in the high-density region). Step S37).

干渉画像取得部2の光学倍率を切り替えることにより、高密度領域の光学的厚み画像と低密度領域の光学的厚み画像との間で、1つの細胞領域に対応する画素数が互いに異なることから、1つの細胞領域における光学的厚さの総和は互いに異なる。しかし、光学的厚さの積分値として、光学的厚さの総和に1画素当たりのサンプル面積を乗じた値を用いれば、1画素当たりのサンプル面積が光学倍率に反比例するので、光学倍率に拘わらず同じ領域における光学的厚さの積分値は同じである。なお、光学的厚さの積分値として光学的厚さの総和を用いる場合には、光学倍率の二乗の値を用いて校正すればよい。 By switching the optical magnification of the interference image acquisition unit 2, the number of pixels corresponding to one cell region differs between the optical thickness image in the high density region and the optical thickness image in the low density region. The sum of the optical thicknesses in one cell region is different from each other. However, if a value obtained by multiplying the total optical thickness by the sample area per pixel is used as the integrated value of the optical thickness, the sample area per pixel is inversely proportional to the optical magnification, regardless of the optical magnification. However, the integrated value of the optical thickness in the same region is the same. When the total optical thickness is used as the integral value of the optical thickness, the calibration may be performed using the square value of the optical magnification.

また、干渉画像取得部2の特徴として、光学的厚さはサンプルの屈折率および厚さにより決まる物理量であり、撮像系の倍率および照明光の強度に依らないという性質がある。したがって、高倍率で細胞1個あたりの平均的な光学的厚さの積分値を求めたうえで、低倍率領域の画像に対する計算を行っても問題は生じない。 Further, as a feature of the interference image acquisition unit 2, the optical thickness is a physical quantity determined by the refractive index and the thickness of the sample, and has the property of not depending on the magnification of the imaging system and the intensity of the illumination light. Therefore, there is no problem even if the integral value of the average optical thickness per cell is obtained at high magnification and then the calculation for the image in the low magnification region is performed.

1…計数装置、2…干渉画像取得部、3…演算部、11…光源、12…ビームスプリッタ、13,14…対物レンズ、15…参照ミラー、16…チューブレンズ、17…ビームスプリッタ、18…撮像器、21…ピエゾ素子、22…光検出器、23…位相制御回路、70…容器、71…反射増強コーティング、72…培養液、73…細胞、80…容器、82…培養液、83…細胞集団、90…容器、91,92…ウェル、93,94…反射増強コーティング、95…カバーガラス。 1 ... Counting device, 2 ... Interference image acquisition unit, 3 ... Calculation unit, 11 ... Light source, 12 ... Beam splitter, 13, 14 ... Objective lens, 15 ... Reference mirror, 16 ... Tube lens, 17 ... Beam splitter, 18 ... Imager, 21 ... Piezo element, 22 ... Optical detector, 23 ... Phase control circuit, 70 ... Container, 71 ... Reflection enhancing coating, 72 ... Culture solution, 73 ... Cell, 80 ... Container, 82 ... Culture solution, 83 ... Cell population, 90 ... container, 91, 92 ... well, 93, 94 ... reflection-enhancing coating, 95 ... cover glass.

Claims (14)

1または複数の対象物を含む干渉画像を取得する干渉画像取得部と、
前記干渉画像取得部により取得された干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、前記光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、前記関心領域内の前記対象物の個数を求める演算部と、
を備える計数装置。
An interference image acquisition unit that acquires an interference image containing one or more objects,
An optical thickness image is obtained based on the interference image acquired by the interference image acquisition unit, and the integrated value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image and one of the objects. A calculation unit that obtains the number of the objects in the region of interest based on the integrated value of the average optical thickness per hit.
A counting device equipped with.
前記演算部は、前記干渉画像取得部により取得された干渉画像のうち、前記関心領域内の前記対象物の分布密度より低い密度で前記対象物が分布する領域に基づいて、前記光学的厚さ画像を求めて前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める、
請求項1に記載の計数装置。
The calculation unit has the optical thickness based on the region of the interference image acquired by the interference image acquisition unit in which the object is distributed at a density lower than the distribution density of the object in the region of interest. An image is obtained to obtain an integrated value of the average optical thickness of each of the objects.
The counting device according to claim 1.
前記演算部は、前記対象物が複数種類ある場合に、前記複数種類それぞれの対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶しておき、そのうちの何れかの種類の対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を選択して用いる、
請求項1または2に記載の計数装置。
When there are a plurality of types of the objects, the calculation unit stores an integral value of the average optical thickness of each of the plurality of types of objects, and any of the above types of objects. Select and use the integral value of the average optical thickness per object.
The counting device according to claim 1 or 2.
前記干渉画像取得部は、前記関心領域を含む干渉画像を取得する際と比べて、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を取得する際の光学倍率が高い、
請求項1〜3の何れか1項に記載の計数装置。
The interference image acquisition unit obtains an interference image including a region for obtaining an integrated value of an average optical thickness per object as compared with the case of acquiring an interference image including the region of interest. High optical magnification when acquiring,
The counting device according to any one of claims 1 to 3.
前記干渉画像取得部は、対象物の集合体を含む干渉画像を取得し、
前記演算部は、前記干渉画像取得部により取得された干渉画像から求められた光学的厚さ画像のうちの前記集合体の光学的厚さの積分値と、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、前記集合体に含まれる対象物の個数を求める、
請求項1〜4の何れか1項に記載の計数装置。
The interference image acquisition unit acquires an interference image including an aggregate of objects, and obtains an interference image.
The calculation unit is the integral value of the optical thickness of the aggregate in the optical thickness image obtained from the interference image acquired by the interference image acquisition unit, and the average value per object. The number of objects contained in the aggregate is obtained based on the integral value of the optical thickness.
The counting device according to any one of claims 1 to 4.
1または複数の対象物を含む干渉画像を干渉画像取得部により取得する画像取得ステップと、
前記干渉画像取得部により取得された干渉画像に基づいて光学的厚さ画像を求め、前記光学的厚さ画像のうちの関心領域内の光学的厚さの積分値と、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、前記関心領域内の前記対象物の個数を求める演算ステップと、
を備える計数方法。
An image acquisition step of acquiring an interference image including one or a plurality of objects by an interference image acquisition unit, and
An optical thickness image is obtained based on the interference image acquired by the interference image acquisition unit, and the integrated value of the optical thickness in the region of interest in the optical thickness image and one of the objects. An arithmetic step of finding the number of objects in the region of interest based on the integrated value of the average optical thickness per hit, and
A counting method comprising.
前記演算ステップにおいて、前記干渉画像取得部により取得された干渉画像のうち、前記関心領域内の前記対象物の分布密度より低い密度で前記対象物が分布する領域に基づいて、前記光学的厚さ画像を求めて前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求める、
請求項6に記載の計数方法。
In the calculation step, the optical thickness of the interference image acquired by the interference image acquisition unit is based on the region in which the object is distributed at a density lower than the distribution density of the object in the region of interest. An image is obtained to obtain an integrated value of the average optical thickness of each of the objects.
The counting method according to claim 6.
前記演算ステップにおいて、前記対象物が複数種類ある場合に、前記複数種類それぞれの対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を記憶しておき、そのうちの何れかの種類の対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を選択して用いる、
請求項6または7に記載の計数方法。
In the calculation step, when there are a plurality of types of the objects, the integrated value of the average optical thickness of each of the plurality of types of objects is stored, and any of the types of objects is stored. Select and use the integral value of the average optical thickness per object.
The counting method according to claim 6 or 7.
前記画像取得ステップにおいて、前記関心領域を含む干渉画像を前記干渉画像取得部により取得する際と比べて、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を前記干渉画像取得部により取得する際の光学倍率が高い、
請求項6〜8の何れか1項に記載の計数方法。
In the image acquisition step, a region for obtaining an integrated value of the average optical thickness per object as compared with the case where an interference image including the region of interest is acquired by the interference image acquisition unit. The optical magnification is high when the interference image including the above is acquired by the interference image acquisition unit.
The counting method according to any one of claims 6 to 8.
前記画像取得ステップにおいて、対象物の集合体を含む干渉画像を前記干渉画像取得部により取得し、
前記演算ステップにおいて、前記干渉画像取得部により取得された干渉画像から求められた光学的厚さ画像のうちの前記集合体の光学的厚さの積分値と、前記対象物の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、前記集合体に含まれる対象物の個数を求める、
請求項6〜9の何れか1項に記載の計数方法。
In the image acquisition step, an interference image including an aggregate of objects is acquired by the interference image acquisition unit.
In the calculation step, the integrated value of the optical thickness of the aggregate in the optical thickness image obtained from the interference image acquired by the interference image acquisition unit and the average value per object. The number of objects contained in the aggregate is obtained based on the integrated value of the optical thickness.
The counting method according to any one of claims 6 to 9.
前記光学的厚さ画像の背景における平坦性が、光学的厚さの標準偏差にして5nm未満である、
請求項6〜10の何れか1項に記載の計数方法。
The flatness in the background of the optical thickness image is less than 5 nm in terms of the standard deviation of the optical thickness.
The counting method according to any one of claims 6 to 10.
前記対象物が細胞である、
請求項6〜11の何れか1項に記載の計数方法。
The object is a cell,
The counting method according to any one of claims 6 to 11.
前記画像取得ステップにおいて、前記対象物としての細胞の集合体を複数含む母集団のうちの1または複数の集合体を個々の細胞に分離したものについて第1干渉画像を前記干渉画像取得部により取得するとともに、前記母集団のうちの残りの1または複数の集合体について第2干渉画像を前記干渉画像取得部により取得し、
前記演算ステップにおいて、前記第1干渉画像から求められた光学的厚さ画像に基づいて前記細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求め、前記第2干渉画像から求められた光学的厚さ画像に基づいて前記集合体の光学的厚さの積分値を求めて、前記集合体の光学的厚さの積分値と前記細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値とに基づいて、前記集合体に含まれる細胞の個数を求める、
請求項12に記載の計数方法。
In the image acquisition step, the interference image acquisition unit acquires a first interference image of one or a plurality of aggregates separated into individual cells from a population including a plurality of cell aggregates as an object. At the same time, a second interference image is acquired by the interference image acquisition unit for the remaining one or more aggregates in the population.
In the calculation step, the integrated value of the average optical thickness per cell is obtained based on the optical thickness image obtained from the first interference image, and is obtained from the second interference image. The integrated value of the optical thickness of the aggregate is obtained based on the optical thickness image, and the integrated value of the optical thickness of the aggregate and the average optical thickness per cell of the aggregate are obtained. The number of cells contained in the aggregate is obtained based on the integrated value of.
The counting method according to claim 12.
前記画像取得ステップにおいて、前記対象物としての細胞の1個当たりの平均的な光学的厚さの積分値を求めるための領域を含む干渉画像を前記干渉画像取得部により取得する際に、前記細胞の核を染色して該干渉画像を取得する、
請求項12または13に記載の計数方法。
In the image acquisition step, when the interference image acquisition unit acquires an interference image including a region for obtaining an integrated value of the average optical thickness of each cell as an object, the cell To obtain the interference image by staining the nuclei of
The counting method according to claim 12 or 13.
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