Title:
Zellverfolgungs-Korrekturverfahren, Zellverfolgungs-Korrekturgerät und Speichermedium zur temporären Speicherung eines computerlesbaren Zellverfolgungs-Korrekturprogramms
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung (100) umfasst eine Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit (13), eine Einheit zur Erzeugung von Nachbarbereichsbildern (150), eine Anzeigeeinheit (50), eine Benutzerschnittstelle (40) und eine Positionsverschiebungs-Korrektureinheit (160). Die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit (130) schätzt eine Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die per Zeitrafferfotografie erfasst werden, ab und verfolgt die Position der Zelle. Die Einheit zur Erzeugung von Nachbarbereichsbildern (150) erzeugt eine Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos, und zwar auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos. Die Anzeigeeinheit (50) zeigt die Vielzahl der Nachbarbereichsbilder an. Die Benutzerschnittstelle (40) akzeptiert eine Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zelle hinsichtlich eines der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit (160) korrigiert die verfolgte Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild gemäß dem Korrekturbetrag.




Inventors:
Aragaki, Hideya (Tokyo, JP)
Application Number:
DE112015006268T
Publication Date:
01/25/2018
Filing Date:
04/08/2015
Assignee:
Olympus Corporation (Tokyo, Hachioji-shi, JP)



Attorney, Agent or Firm:
Wuesthoff & Wuesthoff, Patentanwälte PartG mbB, 81541, München, DE
Claims:
1. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren, umfassend:
Abschätzen einer Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die per Zeitrafferfotografie erlangt wurden, und Verfolgung der Position der Zelle;
Erzeugen einer Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie;
Anzeigen der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern auf einer Anzeigeeinheit;
Annehmen, über eine Benutzerschnittstelle, einer Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zelle hinsichtlich eines der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden; und
Korrektur der verfolgten Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild gemäß dem Korrekturbetrag.

2. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Nachbarbereichsbildern in einer Zeitreihe auf der Anzeigeeinheit angeordnet und angezeigt wird.

3. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 2, wobei
mindestens ein Bild der Vielzahl von Bildern, die mittels der Zeitrafferfotografie erlangt wurden, und die Vielzahl der Nachbarbereichsbilder auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden, und
die Vielzahl von Nachbarbereichsbildern und das Bild verknüpft sind.

4. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 1, wobei die Eingabe des Korrekturbetrags ein Verschiebungsbetrag zur Bewegung der Zelle ist, deren Position im Nachbarbereichsbild sich relativ zu einer Position eines Mittelteils des Nachbarbereichsbilds verschoben hat, so dass die Zelle dem Mittelteil des Nachbarbereichsbilds entspricht.

5. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 4, wobei die Eingabe des Bewegungsbetrags mittels eines Drag&Drop-Vorgangs ausgeführt wird, der Ziehen der Zelle in das Nachbarbereichsbild, Bewegen der Zelle in den Mittelteil des Nachbarbereichsbilds und Ablegen der Zelle beinhaltet.

6. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 4, wobei, gemäß der Korrektur der Zellposition, die Korrektur der Positionen der Zelle in der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die aus Bildern erzeugt werden, die nach einem Zeitpunkt der Erlangung des eine Grundlage des zu korrigierenden Nachbarbereichsbilds darstellenden Bildes erlangt werden, auf Grundlage des eingegebenen Bewegungsbetrags ausgeführt wird.

7. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 4, wobei, gemäß der Korrektur der Zellposition, die Korrektur der Positionen der Zelle in der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die aus Bildern erzeugt werden, die vor einem Zeitpunkt der Erlangung des eine Grundlage des zu korrigierenden Nachbarbereichsbilds darstellenden Bildes erlangt wurden, auf Grundlage des eingegebenen Bewegungsbetrags ausgeführt wird.

8. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein erneutes Verfolgen der Zellposition auf der Grundlage der korrigierten Zellposition umfasst.

9. Zellverfolgungs-Korrekturverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Berechnen einer Merkmalsmenge der Zelle an jedem der Zeitpunkte aus dem Bild auf der Grundlage der Zellposition umfasst.

10. Zellverfolgungs-Korrektureinrichtung, umfassend:
eine Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit, die eine Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die per Zeitrafferfotografie erfasst werden, abschätzt und die Position der Zelle verfolgt;
eine Einheit zur Erzeugung von Nachbarbereichsbildern, die eine Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs erzeugt, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie;
eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern;
eine Benutzerschnittstelle, die eine Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zelle hinsichtlich eines der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden, annimmt; und
eine Positionsverschiebungs-Korrektureinheit, die die verfolgte Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild gemäß dem Korrekturbetrag korrigiert.

11. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Nachbarbereichsbildern in einer Zeitreihe auf der Anzeigeeinheit angeordnet und angezeigt wird.

12. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 11, wobei
mindestens ein Bild der Vielzahl von Bildern, die mittels Zeitrafferfotografie erlangt wurden, und die Vielzahl von Nachbarbereichsbildern auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden, und
die Vielzahl von Nachbarbereichsbildern und das Bild verknüpft sind.

13. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit die Position der Zelle korrigiert, deren Position im Nachbarbereichsbild sich relativ zu einer Position eines Mittelteils des Nachbarbereichsbilds verschoben hat, so dass die Zelle dem Mittelteil des Nachbarbereichsbilds entspricht.

14. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit die Position der Zelle mittels eines Drag&Drop-Vorgangs eines Ziehens der Zelle in das Nachbarbereichsbild, eines Bewegens der Zelle in den Mittelteil des Nachbarbereichsbilds und eines Ablegens der Zelle korrigiert.

15. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 13, wobei, gemäß der Korrektur der Zellposition, die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit die Positionen der Zelle in der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die aus Bildern erzeugt werden, die nach einem Zeitpunkt der Erlangung des eine Grundlage des zu korrigierenden Nachbarbereichsbilds darstellenden Bildes erlangt werden, korrigiert, auf Grundlage des eingegebenen Bewegungsbetrags ausgeführt wird.

16. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 15, wobei, gemäß der Korrektur der Zellposition, die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit die Positionen der Zelle in der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die aus Bildern erzeugt werden, die vor einem Zeitpunkt der Erlangung des eine Grundlage des zu korrigierenden Nachbarbereichsbilds darstellenden Bildes erlangt werden, korrigiert, auf Grundlage des eingegebenen Bewegungsbetrags ausgeführt wird.

17. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit die Position der Zelle auf der Grundlage der korrigierten Position der Zelle neu verfolgt.

18. Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung nach Anspruch 10, die weiterhin eine Einheit zur Berechnung einer Zellmerkmalsmenge umfasst, die eine Merkmalsmenge der Zelle an jedem der Zeitpunkte auf der Grundlage der Zellposition aus dem Bild berechnet.

19. Speichermedium, welches ein computerlesbares Zellverfolgungs-Korrekturprogramm temporär speichert, was dazu führt, dass ein Computer umsetzt:
eine Zellverfolgungs-Verarbeitungsfunktion, die eine Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die per Zeitrafferfotografie erfasst werden, abschätzt und die Position der Zelle verfolgt;
eine Funktion zur Erzeugung von Nachbarbereichsbildern, die eine Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs erzeugt, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotografie;
eine Anzeigefunktion zur Anzeige der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern auf einer Anzeigeeinheit;
eine Benutzerschnittstellenfunktion, die eine Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zelle hinsichtlich eines der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden, annimmt; und
eine Positionsverschiebungs-Korrekturfunktion, die die verfolgte Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild gemäß dem Korrekturbetrag korrigiert.

Description:
FACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zellverfolgungs-Korrekturverfahren zur Korrektur eines Messfehlers bei der Messung einer Zeitreihenvariation einer Zellposition von mindestens einer Tracking-Zielzelle in jedem der Bilder einer Zeitraffer-Zellbildgruppe, die mittels Zeitraffer(Slow-Speed)-Fotografie von Zellen erfasst werden, die mit einem Mikroskop beobachtet werden, und sie bezieht sich auf ein Zellverfolgungs-Korrekturgerät und ein Speichermedium, in dem ein computerlesbares Zellverfolgungs-Korrekturprogramm temporär gespeichert wird.

HINTERGRUND

Verfahren zum Nachweis der biologischen Aktivität einer biologischen Probe, z. B. eine Zelle, mit Hilfe eines Reporterassays werden in der Forschung auf dem Gebiet der Biologie und Medizin weithin verwendet. Im Reporterassay wird ein Gen einer Zelle, die hinsichtlich der biologischen Aktivität untersucht wird, durch ein Reportergen (grün fluoreszierendes Protein (GFP) oder Luciferase-Gen etc.) unter Beteiligung von z. B. Fluoreszenzexpression und/oder Lichtemission ersetzt. Durch Beobachtung der Intensität der Fluoreszenz und/oder der Lichtemission, die die biologische Aktivität darstellt, kann die biologische Aktivität visualisiert werden. Dadurch können z. B. im Reporterassay die biologische Probe und eine biologische verwandte Substanz, die untersucht werden soll, abgebildet werden, und die Variation der Expressionsmenge und/oder des Formmerkmals im Inneren und außerhalb der biologischen Probe kann im Laufe der Zeit beobachtet werden.

Im Forschungsgebiet, das Beobachtung unter Einsatz von Fluoreszenz und/oder Lichtemission durch eine Reportersubstanz verwendet, werden Zeitrafferfotoaufnahmen o. ä. durchgeführt, um eine dynamische funktionale Expression eines Proteinmoleküls in der Probe konkret zu erfassen. In der Zeitrafferfotografie werden Fotos in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt und somit eine Vielzahl von Zellbildern erfasst. Diese Zellbilder werden in einer Zeitreihe angeordnet, womit sie eine Zeitraffer-Zellbildgruppe bilden. Die Position einer interessierenden Zelle wird anhand jedes Bildes der Zeitraffer-Zellbildgruppe angegeben, und eine durchschnittliche Helligkeit o. ä. in einem Nachbarbereich einer vorgegebenen Größe, der auf die Zelle im Bild zentriert ist, wird als Fluoreszenzintensität und/oder Lichtemissionsintensität der Zelle aufgezeichnet. Alternativ wird die Form der Zelle im Zellbild als Merkmalsmenge, wie z. B. Zirkularität, dargestellt. Dadurch wird die Variation der Expressionsmenge und/oder Form der Zelle im Zeitverlauf gemessen.

Hier wiederholt eine lebende Zelle im Allgemeinen ständig zufällige Bewegungen. Daher ist es notwendig, die Position der Zelle durch Verfolgung einer feinen Bewegung der Zelle genau anzugeben. Für einen Menschen (Wissenschaftler etc.) ist es jedoch eine sehr mühsame Arbeit, die Position der Zelle in jedem Zellbild der Zeitraffer-Zellbildgruppe visuell zu bestätigen und anzugeben. Daher wurde in den letzten Jahren durch Anwendung von computerbasierten Bilderkennungstechniken ein Zellverfolgungs-Verfahren entwickelt, das die Position der Zelle in jedem Zellbild der Zeitraffer-Zellbildgruppe automatisch abschätzen und die genaue Position der Zelle kontinuierlich verfolgen kann. Auf diese Weise wurden verschiedene Versuche durchgeführt, um den Arbeitsaufwand bei der Verfolgung der Zelle zu reduzieren.

Abhängig von den Bedingungen der Zeitrafferfotografie ist es jedoch nicht immer möglich, klare Zellbilder beständig zu fotografieren. Beispielsweise ist im Fall der Fotografie einer fluoreszierenden Probe der Eigenschaft Rechnung zu tragen, dass die Intensität des Lichts, das von der Fluoreszenzprobe durch kontinuierliche Bestrahlung mit Anregungslicht emittiert wird, im Laufe der Zeit abnimmt. Es ist daher schwierig, im Laufe der Zeit stabile Bilder aufzunehmen, die zur quantitativen Beurteilung verwendet werden können. In diesem Fall wird die Zellposition im computerbasierten Zellverfolgungs-Verfahren oftmals fehlerhaft geschätzt. Daher ist es notwendig, ein fehlerhaftes Tracking-Ergebnis der Zellposition durch Einsatz eines speziellen Mittels zu korrigieren.

Das Patentdokument 1 offenbart Zellverfolgungs-Software, die ein automatisches Zellverfolgungs-Verfahren, wie z. B. einen Partikelfilteralgorithmus, auf eine Vielzahl von Einzelbildern (Zeitraffer-Bildgruppe) anwendet und Zelleigenschaften auf der Grundlage des Tracking-Ergebnisses analysiert.

LITERATURLISTEPATENTLITERATUR

  • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung KOKAI-Publikation Nr. 2014-089191

ZUSAMMENFASSUNGTECHNISCHE AUFGABE

Das Patentdokument 1 zielt nicht auf die Korrektur eines Trackingfehlers einer Zelle ab, wenn die Zellverfolgung aufgrund verschiedener Faktoren, wie z. B. Bildaufnahmebedingungen, fehlerhaft wird.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Umstands entwickelt, und das Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Zellverfolgungs-Korrekturverfahrens, das einen Messfehler bei der Messung einer Zeitreihenvariation einer Zellposition in jedem Zellbild einer Zeitraffer-Zellbildgruppe leicht korrigieren kann, sowie die Bereitstellung eines Zellverfolgungs-Korrekturgeräts und eines Speichermediums, in dem ein computerlesbares Zellverfolgungs-Korrekturprogramm temporär gespeichert wird.

LÖSUNG DER AUFGABE

Gemäß eines wichtigen Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst ein Zellverfolgungs-Korrekturverfahren: Abschätzen einer Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die mit Zeitrafferfotografie aufgenommen werden, und Verfolgung der Position der Zelle; Erzeugen einer Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos; Anzeigen der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern auf einer Anzeigeeinheit; über eine Benutzerschnittstelle erfolgendes Annehmen einer Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Zellposition hinsichtlich eines der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden; und Korrigieren der verfolgten Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild in Übereinstimmung mit dem Korrekturbetrag.

Gemäß eines wichtigen Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zellverfolgungs-Korrekturvorrichtung: eine Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit, die eine Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern abschätzt, die mittels Zeitrafferfotografie erfasst werden, und die die Position der Zelle verfolgt; eine Bilderzeugungseinheit für Nachbarbereichsbilder, die eine Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs erzeugt, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkt der Zeitrafferfotos; eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern; eine Benutzerschnittstelle, die eine Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zeile hinsichtlich eines der Vielzahl der auf der Anzeigeeinheit angezeigten Nachbarbereichsbilder annimmt; und eine Positionsverschiebungs-Korrektureinheit, die die verfolgte Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild in Übereinstimmung mit dem Korrekturbetrag korrigiert.

Gemäß eines wichtigen Aspekts der vorliegenden Erfindung bewirkt ein Speichermedium, in dem ein computerlesbares Zellverfolgungs-Korrekturprogramm temporär gespeichert ist, dass ein Computer die Funktionen umsetzt: eine Zellverfolgungs-Verarbeitungsfunktion zur Abschätzung einer Position von mindestens einer Zelle in einer Vielzahl von Bildern, die mittels Zeitrafferfotografie erfasst werden, und Verfolgung der Position der Zelle; eine Nachbarbereichs-Bilderzeugungsfunktion, die eine Vielzahl von Nachbarbereichsbildern eines Nachbarbereichs erzeugt, einschließlich der Zelle aus den Bildern der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos, auf der Grundlage der verfolgten Position der Zelle an jedem der Aufnahmezeitpunkte der Zeitrafferfotos; eine Anzeigefunktion zur Anzeige der Vielzahl von Nachbarbereichsbildern auf einer Anzeigeeinheit; eine Benutzerschnittstellenfunktion zur Annahme einer Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Zelle hinsichtlich eines der Vielzahl der auf der Anzeigeeinheit angezeigten Nachbarbereichsbilder; und eine Positionsverschiebungs-Korrekturfunktion, die die verfolgte Position der Zelle entsprechend dem Nachbarbereichsbild in Übereinstimmung mit dem Korrekturbetrag korrigiert.

VORTEILHAFTE EFFEKTE

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Zellverfolgungs-Korrekturverfahren, das einen Messfehler bei der Messung einer Zeitreihenvariation einer Zellposition in jedem Zellbild einer Zeitraffer-Zellbildgruppe leicht korrigieren kann, sowie ein Zellverfolgungs-Korrekturgerät und ein Speichermedium, in dem ein computerlesbares Zellverfolgungs-Korrekturprogramm temporär gespeichert wird, bereitzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Konfigurationsansicht, die eine erste Ausführungsform eines Mikroskopsystems, einschließlich eines Zellverfolgungs-Korrekturgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, veranschaulicht.

2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines GUI-Bildschirms [GUI = grafische Benutzeroberfläche) veranschaulicht, der ein Fenster für einen GUI-Betriebsvorgang ist, wobei der GUI-Bildschirm vom Zellverfolgungs-Korrekturgerät auf einem Anzeigegerät angezeigt wird.

3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern, die in einer Zeitreihe angeordnet sind und die in einem Beschneidungsbereichs-Bildbereich auf dem GUI-Bildschirm angezeigt werden.

4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das das Zellverfolgungs-Korrekturgerät veranschaulicht.

5 ist ein Flussdiagramm der Zellverfolgungs-Korrekturverarbeitung im Gerät.

6 ist eine Ansicht, die die Anzeige einer Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern veranschaulicht, die in einer Zeitreihe hinsichtlich einer Zelle in einem interessierenden Bereich (ROI) angeordnet sind, der auf eine Ausgangsposition auf dem GUI-Bildschirm eingestellt wird.

7 ist eine Ansicht, die eine Beschneidungsbereichs-Bildgruppe, in der eine Zelle auf dem GUI-Bildschirm begonnen hat, sich vom Mittelpunkt eines Beschneidungsbereichsbildes zu verlagern, sowie die Positionsverschiebungskorrektur dieser Zelle veranschaulicht.

8 ist eine Ansicht, die ein allgemeines Korrekturverfahren einer Zellposition auf dem GUI-Bildschirm veranschaulicht.

9 ist eine Ansicht, die Beschneidungsbereichsbilder, die auf dem GUI-Bildschirm nach der Positionsverschiebungskorrektur durch das Gerät angezeigt werden, sowie das Drücken einer Schaltfläche zur automatischen Trackingverarbeitung illustriert.

10 ist eine Ansicht, die das Drücken einer Schaltfläche zur Berechnung der Merkmalsmenge auf dem GUI-Bildschirm veranschaulicht.

11 ist eine Ansicht, die ein Anzeigebeispiel einer Beschneidungsbereichs-Bildgruppe in Verbindung mit einer Vielzahl von Zellen auf dem GUI-Bildschirm veranschaulicht.

12 ist eine Ansicht, die ein weiteres Anzeigebeispiel einer Beschneidungsbereichs-Bildgruppe in Verbindung mit einer Vielzahl von Zellen auf dem GUI-Bildschirm veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine Konfigurationsansicht, die ein Mikroskopsystem 1, einschließlich eines Zellverfolgungs-Korrekturgeräts 100, veranschaulicht. Das Mikroskopsystem 1 umfasst ein Mikroskop 10, eine Bildgebungseinheit 20, das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100, ein Eingabegerät 40 und eine Anzeigeeinheit 50.

Das Mikroskop 10 erfasst z. B. ein vergrößertes Bild einer Zelle. Dieses Mikroskop 10 ist z. B. ein Fluoreszenzmikroskop, ein Hellfeld-Mikroskop, ein Phasenkontrast-Mikroskop, ein Differentialinterferenzmikroskop o. ä. Das Mikroskop 10 ist mit der Bildgebungseinheit 20 ausgestattet.

Die Bildgebungseinheit 20 ist z. B. eine CCD-Kamera und umfasst einen Bildgeber, wie z. B. ein CCD, sowie einen A/D-Wandler. Der Bildgeber gibt analoge elektrische Signale für RGB aus, die der Lichtintensität des vergrößerten Bildes der Zelle entsprechen. Der A/D-Wandler gibt die vom Bildgeber ausgegebenen elektrischen Signale als digitale Bildsignale aus. Die Bildgebungseinheit 20 erfasst, wenn sie an einem Okularteil des Mikroskops 10 angebracht ist, ein vergrößertes Bild der Zelle, das vom Mikroskop 10 erfasst wird, und sie gibt ein Bildsignal des vergrößerten Bildes aus. Im Folgenden wird das vergrößerte Bild der Zelle als „Zellbild” bezeichnet.

Die Bildgebungseinheit 20 konvertiert das Zellbild, das fotografisch mittels des Fluoreszenzmikroskops erfasst wird, in ein Digitalbildsignal und gibt das Digitalbildsignal z. B. als 8-Bit(256 Graustufen)-RGB-Bildsignal aus. Diese Bildgebungseinheit 20 kann beispielsweise eine Kamera sein, die ein mehrkanaliges Farbbild ausgibt.

Es sollte ausreichend sein, wenn die Bildgebungseinheit 20 ein Zellbild durch das Mikroskop 10 erfasst. Dieses Mikroskop 10 ist nicht auf ein Fluoreszenzmikroskop beschränkt und kann z. B. auch ein konfokales Laserrastermikroskop sein, das einen Photovervielfacher verwendet.

Die Bildgebungseinheit 20 fotografiert per Zeitrafferfoto eine Zelle an einer Vielzahl von Zeitpunkten, die z. B. durch einen vorgegebenen Fotoaufnahmezyklus bestimmt werden. Somit wird durch diese Zeitrafferfotografie eine Zeitraffer-Zellbildgruppe I erhalten, die eine Vielzahl von Zellbildern umfasst, die in einer Zeitreihe aufgenommen werden. Diese Zeitraffer-Zellbildgruppe I wird im Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 aufgezeichnet. In dieser Zeitraffer-Zellbildgruppe I wird ein Zellbild an einem Zeitpunkt des Starts der Fotoaufnahmen als I(1) eingestellt, und ein Zellbild an einem Zeitpunkt der n-ten Aufnahme wird als I(n) eingestellt.

Das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 misst eine Zeitreihenvariation der Zellposition von mindestens einer Tracking-Zielzelle in den Zellbildern I(1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die mit Hilfe des Mikroskops 10 erfasst wird, und es korrigiert einen Messfehler zu einem Zeitpunkt der Messung der Zeitreihenvariation der Zellposition. Das Mikroskop 10, die Bildgebungseinheit 20 und das Eingabegerät 40 sowie das Anzeigegerät 50, die als Benutzerschnittstellen fungieren, sind am Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 angeschlossen.

Das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 steuert die Operationen der Bildgebungseinheit 20 und des Mikroskops 10. Dieses Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 führt verschiedene arithmetische Operationen aus, einschließlich Bildverarbeitung der Zellbilder I(1) bis I(n), die von der Bildgebungseinheit 20 erfasst werden.

Dieses Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 besteht z. B. aus einem Personalcomputer (PC). Insbesondere umfasst der PC, der das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 darstellt, eine CPU 32, einen Speicher 34, ein Festplattenlaufwerk 36, eine Schnittstelle (I/F; Interface) 38 und einen Bus B. Die CPU 32, der Speicher 34, das Festplattenlaufwerk 36 und die Schnittstelle (I/F) 38 sind am Bus B angeschlossen. Ein externes Speichermedium oder ein externes Netzwerk, z. B., ist an der Schnittstelle 38 angeschlossen. Die Schnittstelle 38 kann auch über das externe Netzwerk an einem externen Speichermedium oder einem externen Server angeschlossen werden.

Das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 kann nicht nur die Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die von der Bildgebungseinheit 20 bezogen wird, sondern auch die jeweiligen Zellbilder I(1) bis I(n), die im an der Schnittstelle 38 angeschlossenen Speichermedium aufgezeichnet werden, oder die jeweiligen Zellbilder I(1) bis I(n), die von der Schnittstelle 38 über das Netzwerk erfasst werden, verarbeiten.

Das Festplattenlaufwerk 36 speichert ein Zellverfolgungs-Korrekturprogramm, das bewirkt, dass der PC als Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 fungiert, wenn das Zellverfolgungs-Korrekturprogramm von der CPU 32 ausgeführt wird. Dieses Zellverfolgungs-Korrekturprogramm umfasst eine Funktion zur Korrektur eines Messfehlers zu einem Zeitpunkt der Messung einer Zeitreihenvariation der Zellposition von mindestens einer Tracking-Zielzelle in den Zellbildern I(1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die mittels des Mikroskops 10 erfasst wurde. Insbesondere umfasst dieses Zellverfolgungs-Korrekturprogramm eine Zellverfolgungs-Verarbeitungsfunktion, eine Funktion zur Erzeugung eines Beschneidungsbereichsbildes, eine Anzeigefunktion, eine Benutzerschnittstellenfunktion und eine Positionsverschiebungs-Korrekturfunktion.

Die Zellverfolgungs-Verarbeitungsfunktion veranlasst den PC, jede der Positionen von mindestens einer Tracking-Zielzelle 230T der Zellen 230 (siehe 2) in einer Vielzahl von mittels Zeitrafferfoto erfassten Zellbildern I(1) bis I(n) abzuschätzen, und sie veranlasst den PC, die Position der Tracking-Zielzelle 230T zu verfolgen. Die Funktion zur Erzeugung eines Beschneidungsbereichsbildes veranlasst den PC zur Erzeugung, auf der Grundlage der Position der durch diese Zellverfolgungs-Verarbeitungsfunktion verfolgten Tracking-Zielzelle 230T, von Nachbarbereichsbildern aus Nachbarbereichen, einschließlich der Tracking-Zielzelle 230T, und zwar eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281, wie in 2 gezeigt, aus den jeweiligen Zellbildern I(1) bis I(n) an den jeweiligen Aufnahmezeitpunkten der Zeitrafferfotos, und zwar auf der Grundlage der Positionen der Tracking-Zielzelle 230T, die an den jeweiligen Fotoaufnahmenzeitpunkten verfolgt wurde. Die Anzeigefunktion bewirkt, dass der PC die erzeugten Beschneidungsbereichsbilder 281 an den jeweiligen Zeitpunkten auf dem Anzeigegerät 50 anzeigt. Die Benutzerschnittstellenfunktion bewirkt die Annahme einer Eingabe eines Korrekturbetrags zur Korrektur der Position der Tracking-Zielzelle 230T hinsichtlich eines der mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281, die auf dem Anzeigegerät 50 angezeigt werden. Die Positionsverschiebungs-Korrekturfunktion bewirkt, dass der PC eine Positionsverschiebung der Tracking-Zielzelle 230T gemäß dem über die Benutzerschnittstelle eingegebenen Korrekturbetrag korrigiert, wenn ein Beschneidungsbereichsbild 281, einschließlich der Tracking-Zielzelle 230T, mit verschobener Position unter den mehreren, auf dem Anzeigegerät 50 angezeigten Beschneidungsbereichsbildern 281 vorliegt. Indessen bedeutet die Positionsverschiebung in der vorliegenden Patentschrift, dass sich die Position der Tracking-Zielzelle 230T im Beschneidungsbereichsbild 281 relativ zum Mittelteil des Beschneidungsbereichsbildes 281 verschoben hat. Kurz gesagt, die Positionsverschiebung bedeutet, dass das Zellverfolgungs-Ergebnis fehlerhaft ist.

Dieses Zellverfolgungs-Korrekturprogramm kann in einem Speichermedium gespeichert werden, das über die Schnittstelle 38 verbunden ist, oder es kann auf einem Server gespeichert werden, der von der Schnittstelle 38 über das Netzwerk verbunden ist.

Dementsprechend korrigiert das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100, durch Ausführung des auf dem Festplattenlaufwerk 36 o. ä. gespeicherten Zellverfolgungs-Korrekturprogramms durch die CPU 32, das Zellverfolgungs-Ergebnis hinsichtlich der jeweiligen Zellbilder I(1) bis I(n), die von der Bildgebungseinheit 20 ausgegeben werden. Dieses Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 korrigiert insbesondere einen Messfehler zu einem Zeitpunkt der Messung der Zeitreihenvariation der Zellposition von mindestens einer Tracking-Zielzelle in den entsprechenden Zellbildern I(1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die mittels des Mikroskops 10 erfasst wurde.

Das Zellverfolgungs-Ergebnis, das durch das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 korrigiert wurde, wird im Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet. Das korrigierte Zellverfolgungs-Ergebnis kann über die Schnittstelle 38 auf einem externen Speichermedium aufgezeichnet werden, oder sie kann auf einem externen Server über das Netzwerk von der Schnittstelle 38 aufgezeichnet werden.

Im Übrigen kann ein Ausgabegerät, wie z. B. ein Drucker, am Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 angeschlossen werden.

Zum Beispiel werden Informationen, die zur Zellverfolgung oder zur Korrektur der Zellverfolgung notwendig sind, im Speicher 34 gespeichert. Alternativ wird ein Berechnungsergebnis o. ä. der CPU 32 temporär im Speicher 34 gespeichert.

Das Eingabegerät 40 fungiert als Benutzerschnittstelle, wie oben beschrieben. Das Eingabegerät 40 umfasst z. B. zusätzlich zu einer Tastatur ein Zeigegerät wie z. B. eine Maus, oder ein Berührungsfeld, das auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigegeräts 50 ausgebildet ist. Das Eingabegerät 40 wird verwendet, um einen Bereich auszuweisen, der eine ein Tracking-Ziel darstellende Zelle aus den Zellbildern I(1) bis I(n) anzeigt, oder um einen Befehl einzugeben, mit dem eine Positionsverschiebung der Zelle 230, deren Tracking-Ergebnis fehlerhaft ist, korrigiert wird.

Das Anzeigegerät 50 umfasst z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine organische elektrolumineszente (EL) Anzeige. Dieses Anzeigegerät 50 stellt zusammen mit dem Eingabegerät 40 eine grafische Benutzerschnittstelle (im Folgenden als „GUI” abgekürzt) dar. Ein Fenster o. ä. für GUI-Operationen wird auf dem Anzeigegerät 50 angezeigt.

2 veranschaulicht ein Beispiel eines GUI-Bildschirms 200, bei dem es sich um ein Fenster für eine GUI-Operation handelt, wobei der GUI-Bildschirm 200 auf dem Anzeigegerät 50 angezeigt wird. Ein Zellbild I(n), das einer Bildnummer 210 entspricht, das in diesem Beispiel ein Zellbild 220 von I(5) ist, wird auf diesem GUI-Bildschirm 200 angezeigt. Zum Beispiel erscheinen drei Zellen 230 im Zellbild 220. Dieser GUI-Bildschirm 200 kann ein Tracking-Verarbeitungsergebnis der Zelle 230 etc. anzeigen. Durch Betrachtung des GUI-Bildschirms 200 kann ein Benutzer z. B. einen Tracking-Verarbeitungsstatus einer Zelle und Korrekturfortschrittsinformationen des Tracking-Ergebnisses bestätigen.

Der GUI-Bildschirm 200 umfasst die folgenden Elemente der GUI-Komponente: die Bildnummer 210, den interessierenden Bereich (ROI) 240, eine Bereichsnummer 250, einen Mauscursor 260, einen Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280, eine Bildnummer 270, eine Zeitachsenanzeige 285, einen Schieber 290, eine Schaltfläche zur automatischen Trackingverarbeitung 300 und eine Schaltfläche zur Verarbeitung der Merkmalsmengen-Berechnung 310. Der ROI 240 ist ein Bereich von beliebiger Größe, der die Tracking-Zielzelle 230T umfasst. Die Bereichsnummer 250 ist zur Identifikation jedes der ROIs 240 vorgesehen. Der Mauscursor 260 ermöglicht dem Benutzer, eine GUI-Operation auszuführen. Der Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 stellt ein Tracking-Ergebnis der Tracking-Zielzelle 230T in jedem Zellbild 220 dar. Die Bildnummern 270 zeigen die Nummern der Beschneidungsbereichsbilder 281 an, die im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigt werden. Die Zeitachse 285 wird unter dem Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigt und sie zeigt an, welche Zeitpunkte den im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigten Beschneidungsbereichsbildern 281 entsprechen. Der Schieber 290 dient zur Änderung des Zellbildes 220, das auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigt wird.

Im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 ist eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 angeordnet und in einer Zeitreihe angezeigt. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Beschneidungsbereichs-Bildbereichs 280. Insbesondere wird in diesem Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 in einer Zeitreihe entsprechend dem Zeitablauf t vom linken Ende zum rechten Ende angezeigt. Jedes der Beschneidungsbereichsbilder 281 ist ein Nachbarbereichsbild der Tracking-Zielzelle 230T, das aus jedem der Zellbilder I(1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I ausgeschnitten wurde und das eine vorgegebene Größe hat, die auf die Tracking-Zielzelle 230T zentriert ist. Der Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 kann eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 anzeigen, indem der Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 vergrößert wird.-{}-

Das Zellbild 220 auf dem GUI-Bildschirm 200 ist mit dem Schieber 290 im Eingriff. Das Zellbild, das der Zellbildnummer entspricht, die durch den Schieber 290 eingestellt wird, wird als Zellbild 220 auf diesem GUI-Bildschirm 200 angezeigt.

Die Schaltfläche zur automatischen Tracking-Verarbeitung 300 ist eine Schaltfläche zur Erteilung eines Befehls zur automatischen Abschätzung jeder der Positionen von mindestens einer Tracking-Zielzelle 230T in der Vielzahl von Zellbildern I(1) bis I(n), die mittels Zeitrafferfoto erfasst wurden, sowie zur automatischen Verfolgung der Position der Tracking-Zielzelle 230T.

Die Schaltfläche zur Verarbeitung der Merkmalsmengenberechnung 310 ist eine Schaltfläche zur Erteilung eines Befehls zur Berechnung einer Merkmalsmenge, z. B. Helligkeit, eine Form oder Textur, der Tracking-Zielzelle 230T an jedem Zeitpunkt, z. B. auf der Grundlage der Position der Tracking-Zielzelle 230T, die durch die automatische Verfolgung der Tracking-Zielzelle 230T abgeschätzt wurde.

4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 veranschaulicht. Dieses Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 umfasst die folgenden Funktionen der jeweiligen Teile, die durch die Ausführung des im Festplattenlaufwerk 36 gespeicherten Zellverfolgungs-Korrekturprogramms durch die CPU 32 gebildet werden: eine Bildaufzeichnungseinheit 110, eine Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle, eine Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130, eine Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen, eine Einheit 150 zur Erstellung einer Beschneidungsbildgruppe, einen Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160, einen Zellpositionsinformations-Korrekturabschnitt 170 und eine Zellmerkmalsmengen-Berechnungseinheit 180. Indessen ist eine Ausgabeeinheit 190 an der Zellmerkmalsmengen-Berechnungseinheit 180 angeschlossen.

Bildsignale, die von der Bildgebungseinheit 20 ausgegeben werden, z. B. Bildsignale der Zellbilder I(1) bis I(n), die mit Hilfe des Mikroskops 10 aufgenommen werden, werden nacheinander in die Bildaufzeichnungseinheit 110 eingegeben. Diese Bildsignale werden z. B. in einem der Speichermedien, die an der Schnittstelle 38 angeschlossen sind, dem Speicher 34 oder dem Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet. Auf diese Weise wird die Zeitraffer-Zellbildgruppe I erzeugt.

Die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle nimmt die Einstellung des ROI 240 für mindestens eine beliebige Tracking-Zielzelle 230T in einem beliebigen Zellbild I(i) auf dem GUI-Bildschirm 200 durch eine Betätigung des Eingabegeräts 40, wie in 2 veranschaulicht, an. Die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle stellt diesen ROI 240 als Position (Ausgangsposition) zum Startzeitpunkt der Verfolgung ein und sendet die Informationen bezüglich dieser Position an die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130.

Die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 schätzt die Positionen der Tracking-Zielzelle 230T in den Zellbildern I(i + 1) bis I(n) an Zeitpunkten nach dem beliebigen Zellbild I(i) ab, oder, anders ausgedrückt, verfolgt die Position der Tracking-Zielzelle 230T. In dieser Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 wird eine vorgegebene Bilderkennungstechnik zur Erkennung der Tracking-Zielzelle 230T verwendet.

Diese Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 verwendet einen automatischen Trackingprozess, um die Position der Tracking-Zielzelle 230T zu verfolgen. In diesem automatischen Trackingprozess kann ein automatisches Trackingverfahren beliebiger Art verwendet werden. In diesem Beispiel wird ein Blockübereinstimmungsverfahren, das ein öffentlich bekanntes Trackingverfahren ist, angewendet. Wenn eine Vielzahl von Einzelbildern vorliegt, sucht dieses Blockübereinstimmungsverfahren ab dem aktuellen Einzelbild einen dem ROI 240 am ähnlichsten kommenden Bereich, der für die Tracking-Zielzelle 230T eingestellt ist, in den Einzelbildern an Zeitpunkten vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt und schätzt diesen gesuchten Bereich als Position eines Ziels der Bewegung der Tracking-Zielzelle 230T ab. In diesem Blockübereinstimmungsverfahren wird z. B. eine quadrierte Differenz eines Helligkeitswertes, die als SDD (Sum of Squared Difference/Summe quadrierter Differenzen) bezeichnet wird, als Ähnlichkeitsmaß für die Messung eines Ähnlichkeitsgrads zwischen Suchbereichen in den Einzelbildern verwendet.

Die Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen zeichnet die Position der Tracking-Zielzelle 230T im beliebigen Zellbild I(i), die von der Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle eingestellt wird, sowie jede der Positionen der Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Zellbildern I(i + 1) bis I(n), die von der Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 abgeschätzt wurden, auf. Diese Zellpositionen werden z. B. in einem der Speichermedien, die an der Schnittstelle 38 angeschlossen sind, dem Speicher 34 und dem Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet.

Die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe erzeugt Beschneidungsbilder aus den Nachbarbereichsbildern von Nachbarbereichen, von denen jedes eine vorgegebene Größe hat und die Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Zellbildern I(1) bis I(n) einschließt, und zwar auf der Grundlage der entsprechenden Positionen der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Einheit 140 zur Zellpositionsaufzeichnung aufgezeichnet werden. Insbesondere ist der ROI 240 auf dem GUI-Bildschirm 200, wie in 2 gezeigt, auf die Tracking-Zielzelle 230T eingestellt, und die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe beschneidet die Nachbarbereichsbilder der Nachbarbereiche, von denen jedes die Tracking-Zielzelle 230T einschließt, auf die der ROI 240 eingestellt ist, d. h. die Beschneidungsbereichsbilder 281, von den Zellbildern I(i) bis I(n), die von der Bildaufzeichnungseinheit 110 im Speichermedium o. ä. aufgezeichnet wurden. Die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe kann eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern (Beschneidungsbildgruppe) 281, die in einer Zeitreihe angeordnet sind, durch Beschneidung der Beschneidungsbereichsbilder 281 an den jeweiligen Zeitpunkten der Zeitrafferfotos beziehen.

Wenn ein Beschneidungsbereichsbild 281, in dem die Position der Tracking-Zielzelle 230T verschoben ist, unter den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281 vorliegt, die auf dem GUI-Bildschirm 200 des Anzeigegeräts 50 angezeigt werden, korrigiert der Benutzer die Position der Tracking-Zielzelle 230T, deren Position sich verschoben hat, auf dem Beschneidungsbereichsbild 281.

Wenn ein Beschneidungsbereichsbild 281 unter den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281 vorliegt, in dem die Position der Tracking-Zielzelle 230T z. B. relativ zum Mittelteil dieses Beschneidungsbereichsbilds 281 verschoben ist, wird insbesondere die Position der Tracking-Zielzelle 230T in diesem Beschneidungsbereichsbild 281 auf dem GUI-Bildschirm 200 so korrigiert, dass sie dem Mittelteil entspricht, indem das Eingabegerät 40, das als Zeigegerät fungiert, betätigt wird.

Nach Annahme dieses Vorgangs des Eingabegeräts 40 sendet der Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160 der Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe eine Korrekturrichtung und einen Korrekturbetrag, die der Operationsrichtung und dem Operationsbetrag des Eingabegeräts 40 entsprechen. Gemäß der Korrekturrichtung und dem Korrekturbetrag korrigiert die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe die Beschneidungsposition des Beschneidungsbereichsbildes aus dem entsprechenden Zellbild und aktualisiert damit das Beschneidungsbereichsbild 281, das angezeigt wird.

Außerdem sendet der Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160 der Einheit 170 zur Korrektur der Zellpositionsinformationen auch die Korrekturrichtung und den Korrekturbetrag, die der Operationsrichtung und dem Operationsbetrag des Eingabegeräts 40 entsprechen.

Auf der Grundlage der Korrekturrichtung und des Korrekturbetrags korrigiert die Einheit 170 zur Korrektur der Zellpositionsinformationen die Zellposition, die von der Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen im Speichermedium (nicht abgebildet), dem Speicher 34 oder dem Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet wird, d. h. die Position der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 abgeschätzt wurde.

Im Übrigen sendet die Einheit 170 zur Korrektur der Zellpositionsinformationen die korrigierte Position der Tracking-Zielzelle 230T an die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130. Wenn die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 durch Betätigung des Eingabegeräts 40 einen Befehl zum Re-Tracking erhält, führt die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 die Zellverfolgung ab dem Zellbild, das dem korrigierten Beschneidungsbereichsbild 281 entspricht, aus, und zwar auf der Grundlage des ROI 240, der auf die Tracking-Zielzelle 230T zentriert ist, die in diesem korrigierten Beschneidungsbereichsbild 281 enthalten ist. Im Übrigen wird der ROI 240 zu diesem Zeitpunkt automatisch gemäß der Beziehung zwischen der Tracking-Zielzelle 230T, die durch die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle eingestellt wird, und dem ROI 240 eingestellt.

Die Einheit 180 zur Zellmerkmalsmengen-Berechnung berechnet aus den jeweiligen Zellbildern I(i) bis I(n) die Merkmalsmenge der Tracking-Zielzelle 230T an jedem Zeitpunkt der Zeitrafferfotoaufnahmen, und zwar auf der Grundlage der Positionen der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen im Speichermedium (nicht abgebildet), dem Speicher 34 oder dem Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet werden. Diese Merkmalsmenge der Tracking-Zielzelle 230T ist z. B. ein Helligkeitsmerkmal, ein Formmerkmal oder ein Texturmerkmal.

Die Ausgabeeinheit 190 zeichnet die Merkmalsmenge der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Einheit 180 zur Zellmerkmalsmengen-Berechnung berechnet wurde, z. B. im externen Speichermedium (nicht abgebildet), das über die Schnittstelle 38 angeschlossen ist, oder im Festplattenlaufwerk 36 auf.

Als Nächstes wird der Betrieb des Geräts mit der oben beschriebenen Konfiguration mit Bezug auf ein Flussdiagramm der Zellverfolgungs-Korrekturverarbeitung, das in 5 gezeigt ist, beschrieben.

(1) Erfassung einer Zeitraffer-Zellbildgruppe

Die Bildgebungseinheit 20 fotografiert ein vergrößertes Bild einer Zelle, das vom Mikroskop 10 erfasst wurde, an jedem der Zeitpunkte von vorgegebenen Aufnahmeintervallen mit Hilfe von Zeitrafferfotografie und gibt ein Bildsignal des vergrößerten Bildes aus. Das Bildsignal jeder der Zeitrafferfotoaufnahmen wird an das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 gesendet und von der Bildaufzeichnungseinheit 110 als Zellbild, I(1) bis I(n), jeder der Zeitrafferfotoaufnahmen im Festplattenlaufwerk 36 oder dem externen Speichermedium (nicht abgebildet) aufgezeichnet. Somit wird eine Zeitraffer-Zellbildgruppe I aufgezeichnet, wobei die Zeitraffer-Zellbildgruppe I aus einer Vielzahl von Zellbildern I(1) bis I(n) besteht, die per Zeitrafferfoto in einer Zeitreihe fotografiert wurden.

(2) Einstellung der Ausgangs-Bildnummer und Zellposition des Tracking-Ziels

Die CPU 32 des Zellverfolgungs-Korrekturgeräts 100 liest ein beliebiges Zellbild I(i) aus den Zellbildern I(1) bis I(n) aus, die vom Bildaufzeichnungsgerät 110 aufgezeichnet wurden, und zeigt dieses Zellbild I(i) auf dem Anzeigegerät 50 an. Zum Beispiel wird, wie in 2 veranschaulicht, der GUI-Bildschirm 200 auf dem Anzeigegerät 50 angezeigt, und das Zellbild I(i) wird als Zellbild 220 im GUI-Bildschirm 200 angezeigt. In der anfänglichen Anzeige ist dieses Zellbild I(1) das erste Zellbild I(1). Durch Schieben des Schiebers 290 durch Betätigung des Eingabegeräts 40 kann das Zellbild, das auf dem GUI-Bildschirm 200 als Zellbild 220 angezeigt wird, aktualisiert werden. Im Beispiel in 2 ist z. B. das Zellbild I(5) der Bildnummer (5) ausgewiesen und angezeigt.

Da die Zellverfolgung noch nicht ausgeführt wurde, wird zu diesem Zeitpunkt im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 des GUI-Bildschirms 200 nichts angezeigt.

In diesem Zustand, in Schritt S1, akzeptiert die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle eine GUI-Operation des Benutzers und stellt die Ausgangsposition der Tracking-Zielzelle 230T ein. Insbesondere bedient der Benutzer den Mauscursor 260 auf dem beliebigen Zellbild I(i) auf dem GUI-Bildschirm 200 und stellt die Position des Tracking-Startzeitpunkts der Tracking-Zielzelle 230T, d. h. die Ausgangsposition, ein. Insbesondere führt der Benutzer einen Drag & Drop-Vorgang am beliebigen Zellbild I(i) durch, indem er den Mauscursor 260 des Eingabegeräts 40, das das Zeigegerät ist, verwendet und somit den ROI 240 so festlegt, dass er eine gewünschte Tracking-Zielzelle 230T umgibt. Die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle stellt den Mittelpunkt des ROI 240 als Position (Ausgangsposition) des Tracking-Startzeitpunkts der Tracking-Zielzelle 230T ein.

In Verbindung hiermit stellt die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle eine eindeutige Bereichsnummer zur Identifikation des Bereichs für den ROI 240 ein. Hier ist „1” eingestellt. Die Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle sendet Ausgangspositionsinformationen, einschließlich die Ausgangsposition und Bereichsnummer, an die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130.

Der Benutzer betätigt die Eingabebetätigung 40 und bewegt den Mauscursor 260 auf die Schaltfläche 300 zur automatischen Trackingverarbeitung auf dem GUI-Bildschirm 200. Wenn der Benutzer diese Schaltfläche 300 zur automatischen Trackingverarbeitung drückt, führt die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 einen automatischen Trackingprozess in Schritt S2 aus.

(3) Automatischer Trackingprozess

Die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 führt den automatischen Trackingprozess mit einer vorgegebenen Bilderkennungstechnik hinsichtlich der Informationen der Ausgangsposition der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Einheit 120 zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle eingestellt wurde, und der jeweiligen Zellbilder I(i + 1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die von der Bildaufzeichnungseinheit 110 aufgezeichnet wurde, durch und schätzt die Zellposition der Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Zellbildern I(i + 1) bis I(n) ab („Zell-Tracking”).

Die Zellpositionen der Tracking-Zielzelle 230T, die von der Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 abgeschätzt wurden, werden zusammen mit der Ausgangsposition der Tracking-Zielzelle 230T an die Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen übertragen und werden im Speichermedium (nicht abgebildet), dem Speicher 34 oder dem Festplattenlaufwerk 36 aufgezeichnet.

Die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe liest die Zellpositionen der Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Zellbildern I(i + 1) bis I(n) aus, die von der Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen aufgezeichnet wurden. Die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe erstellt eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281, und zwar durch Beschneidung (Ausschneiden) von rechteckigen Bereichen einer vorgegebenen Größe, die auf die Position der durch jede Zellposition angezeigten Tracking-Zielzelle 230T zentriert ist, und zwar aus den jeweiligen Zellbildern I(i + 1) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die von der Bildaufzeichnungseinheit 110 aufgezeichnet wurde. Diese Beschneidungsbereichsbilder 281 werden an das Anzeigegerät 50 geschickt. Im Übrigen kann dieser rechteckige Bereich von vorgegebener Größe ein vorgegebener Bereich sein, oder er kann beliebig vom Benutzer festgelegt werden, oder er kann ein Bereich sein, der dem ROI 240 entspricht.

Damit wird im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 auf dem GUI-Bildschirm 200 des Anzeigegeräts 50, wie in 6 veranschaulicht, eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 in einer Zeitreihe angeordnet und angezeigt, wobei die Beschneidungsbereichsbilder 281 beginnen mit der Tracking-Zielzelle 230T der in diesem Beispiel die Bereichsnummer „1” darstellenden Bereichsnummer 250 des ROI 240, der auf die Ausgangsposition eingestellt ist. In diesem Beispiel werden diese Beschneidungsbereichsbilder 281 z. B. durch Beschneiden (Zuschneiden) aus den Zellbildern I(5) bis I(14) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I erstellt.

Wie oben beschrieben, kann durch Schieben des Schiebers 290 durch Betätigung des Eingabegeräts 40 das Zellbild, das auf dem GUI-Bildschirm 200 als Zellbild 220 angezeigt wird, aktualisiert werden. Gemäß dieser Aktualisierung dieses Zellbildes 220 werden die mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281, die im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigt werden, ebenfalls aktualisiert. Insbesondere wird die Aktualisierung so ausgeführt, dass das Beschneidungsbereichsbild 281, das dem Zellbild 220 entspricht, am linken Ende des Beschneidungsbereichs-Bildbereichs 280 angezeigt wird. Daher kann der Benutzer leicht einen Fehler des Tracking-Ergebnisses feststellen, indem er einfach die Beschneidungsbereichsbilder 281, die im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigt werden, beobachtet, während er den Schieber 290 verschiebt.

Insbesondere kann in diesem automatischen Trackingprozess die Position der Tracking-Zielzelle 230T nicht immer exakt abgeschätzt werden. Aufgrund der Akkumulation von Fehlern der geschätzten Position der Tracking-Zielzelle 230T wird in vielen Fällen ein fehlerhafter Bereich, der sich von der tatsächlichen Position der Tracking-Zielzelle 230T verschoben hat, ausgeschnitten und als Zellbild I(n) angezeigt.

6 illustriert die Anzeige des GUI-Bildschirms 200, einschließlich eines Beschneidungsbereichsbildes 281, in dem die Tracking-Zielzelle 230T begonnen hat, sich vom Zentrum des Beschneidungsbildbereichs 281 zu verlagern. Im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 dieses GUI-Bildschirms 200 ist z. B. eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281, die aus den Zellbildern I(5) bis I(14) ausgeschnitten wurden, die an Zeitpunkten der fünften bis vierzehnten Zeitraffer-Fotoaufnahmen erfasst wurden, in einer Zeitreihe angeordnet und angezeigt. Im Übrigen werden die Bildnummern (5) bis (14) zu diesen Beschneidungsbereichsbildern 281 hinzugefügt.

In dieser Beschneidungsbereichs-Bildgruppe I im Beschneidungsbereichsbild 281, das aus dem Zellbild I(11) ausgeschnitten wurde, hat die Position der Tracking-Zielzelle 230T begonnen, sich vom Mittelpunkt dieses Beschneidungsbildbereichs 281 zu verlagern. Im Beschneidungsbereichsbild 281, das aus dem Zellbild I(13) zum Zeitpunkt der Zeitrafferfotoaufnahmen nach zwei Zyklen ausgeschnitten wurde, hat sich weiterhin die Position der Tracking-Zielzelle 230T vollständig vom Mittelpunkt dieses Beschneidungsbildbereichs 281 verschoben und befindet sich außerhalb des Bereichs des Beschneidungsbereichsbilds 281. Auf diese Weise schätzt die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 die Position der Tracking-Zielzelle 230T völlig falsch ab.

(4) Fehlerkorrektur

Wenn der Benutzer bestätigt, dass sich die Position der Tracking-Zielzelle 230T vom Mittelpunkt dieses Beschneidungsbildbereichs 281 auf dem GUI-Bildschirm 200 verschoben hat, korrigiert der Benutzer die Position der Tracking-Zielzelle 230T so auf dem GUI-Bildschirm 200, dass die Position der Tracking-Zielzelle 230T dem Mittelpunkt des Beschneidungsbereichsbilds 281 entspricht. Wie in 7 veranschaulicht, bewegt der Benutzer insbesondere auf dem GUI-Bildschirm 200 den Mauscursor 260 auf die Position der Tracking-Zielzelle 230T des Beschneidungsbereichsbildes 281, d. h. auf das Beschneidungsbereichsbild 281, das aus dem Zellbild I(11) in diesem Beispiel ausgeschnitten wurde, und der Benutzer zieht die Tracking-Zielzelle 230T in dieses Beschneidungsbereichsbild 281. Im Eingriff mit dieser Operation wird die Anzeige des Zellbildes 220 auf dem GUI-Bildschirm 200 auf die Anzeige des entsprechenden Zellbildes 220 aktualisiert, das in diesem Fall das Zellbild 220 von I(11) ist. Außerdem wird die Position der Tracking-Zielzelle 230T, die sich vom Mittelpunkt des Beschneidungsbereichsbildes 281 verschoben hat, in den Mittelpunkt des Beschneidungsbereichsbildes 281 gezogen und abgelegt.

Im Allgemeinen wird, wie in 8 veranschaulicht, die Positionsverschiebung so korrigiert, dass ein Drag&Drop-Vorgang zur Verschiebung des ROI 240 auf den ROI 240 angewandt wird, der auf die Tracking-Zielzelle 230T, deren Position sich verschoben hat, eingestellt ist. Daher wird die Tracking-Zielzelle 230T im Bereich des ROI 240 positioniert. Im Gegensatz dazu wird die Tracking-Zielzelle 230T im Beschneidungsbereichsbild 281 in der vorliegenden Ausführungsform per Drop&Drag ins Zentrum des Beschneidungsbereichsbilds verschoben. Außerdem kommt der Bewegungsvorgang der Tracking-Zielzelle 230T im Beschneidungsbereichsbild 281 auch im ROI 240 im entsprechenden Zellbild 220 zum Ausdruck.

Indessen berechnet der Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160 den Korrekturbetrag der Positionsverschiebung durch den Drag&Drop-Vorgang des Mauscursors 260 aus der Distanz und Richtung zwischen der Position, an der die Maustaste zum Startzeitpunkt des Drag&Drop am Beschneidungsbereichsbild 281 gedrückt wurde, und der Position, an der der Drag&Drop-Vorgang beendet war (die Ablegungsposition).

Der Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160 sendet den Korrekturbetrag der Position der Tracking-Zielzelle 230T von der GUI-Operation an die Einheit 170 zur Korrektur der Zellpositionsinformationen. Die Einheit 170 zur Korrektur der Zellpositionsinformationen korrigiert den Schätzbetrag der Zellposition, der von der Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen aufgezeichnet wird, und zwar auf der Grundlage des Korrekturbetrags der Position der Tracking-Zielzelle 230T.

Der Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt 160 sendet des Weiteren auch den Korrekturbetrag der Position der Tracking-Zielzelle 230T von der GUI-Operation an die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe. Auf der Grundlage des Korrekturbetrags der Position der Tracking-Zielzelle 230T erstellt die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe das Beschneidungsbereichsbild 281, in dem das Drop&Drag für die Tracking-Zielzelle 230T ausgeführt wurde, aus dem Originalzellbild I(11), das in der Bildaufzeichnungseinheit 110 aufgezeichnet wurde, neu. Des Weiteren erstellt die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe die mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281 auf der Grundlage des vorstehenden Korrekturbetrags aus den anschließenden Zellbildern I(12) bis I(n) neu. Diese Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe sendet die mehreren neu erstellten Beschneidungsbereichsbilder 281 an die Anzeigeeinheit 50. Damit werden die mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281, die auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigt werden, auf die mehreren neu erstellten Beschneidungsbereichsbilder 281 aktualisiert.

(5) Neuausführung des automatischen Trackingprozesses

Selbst wenn die Position der Tracking-Zielzelle 230T auf dem Beschneidungsbereichsbild 281 auf diese Weise korrigiert wird, wird das Tracking-Ergebnis nur hinsichtlich des Tracking-Ergebnisses aktualisiert, das dem Beschneidungsbereichsbild 281 entspricht, an dem der Positionsverschiebungs-Korrekturvorgang ausgeführt wurde. Wie in 9 gezeigt, bewegt der Benutzer in Schritt S4 erneut auf dem GUI-Bildschirm 200 den Mauscursor 260 auf die Schaltfläche 300 zur automatischen Trackingverarbeitung und drückt diese Schaltfläche 300 zur automatischen Trackingverarbeitung. Wenn diese Schaltfläche 300 zur automatischen Tracking-Verarbeitung gedrückt wird, kehrt das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 zur Operation des Schritts S2 zurück und führt den automatischen Trackingprozess durch die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 erneut aus. In diesem Fall kann die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 den erneuten Trackingprozess in Bezug auf lediglich die Zellbilder ausführen, die an Zeitpunkten nach dem Zellbild (I(11)) erfasst wurden, das dem Beschneidungsbereichsbild 281 entspricht, an dem der Positionsverschiebungs-Korrekturvorgang ausgeführt wurde. Die Zellpositionen der Tracking-Zielzelle 230T, die durch die Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit 130 abgeschätzt wurden, werden an die Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen übertragen und aufgezeichnet.

Auf die gleiche Weise wie oben beschrieben erstellt die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe die mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281 neu, die aus den von der Bildaufzeichnungseinheit 110 aufgezeichneten Zellbildern I(5) bis I(n) ausgeschnitten wurden. Auch in diesem Fall kann die Einheit 150 zur Erstellung der Beschneidungsbildgruppe die Beschneidungsbereichsbilder 281 lediglich aus den Zellbildern I(12) neu erstellen, die neben dem Zellbild sind, das dem Beschneidungsbereichsbild 281 entspricht, an dem die Positionsverschiebungskorrektur vorgenommen wurde. Was die Beschneidungsbereichsbilder 281 vor diesem Beschneidungsbereichsbild 281 angeht, so können die zuvor erstellten Beschneidungsbereichsbilder 281 so wie sie sind verwendet werden. Diese Beschneidungsbereichsbilder 281 werden an das Anzeigegerät 50 geschickt und somit werden die Beschneidungsbereichsbilder 281 in Zeitreihen im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 auf dem GUI-Bildschirm 200 des Anzeigegeräts 50 angeordnet und angezeigt.

Anschließend betrachtet der Benutzer, während er den Schieber 290 auf dem GUI-Bildschirm verschiebt, die Beschneidungsbereichsbilder 281, die im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 angezeigt werden und in einer Zeitreihe hinsichtlich der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „1” angeordnet sind. Jedes Mal, wenn der Benutzer feststellt, dass sich die Position der Tracking-Zielzelle 230T vom Mittelpunkt des Beschneidungsbildbereichs 281 verschoben hat, wiederholt der Benutzer den Vorgang der Korrektur der Position der Tracking-Zielzelle 230T so auf dem GUI-Bildschirm 200, dass die Position der Tracking-Zielzelle 230T dem Mittelpunkt des Beschneidungsbereichsbilds 281 entspricht.

Auf diese Weise wird, wenn die Korrektur der Positionsverschiebung hinsichtlich der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „1” abgeschlossen ist, die Positionsverschiebung der Tracking-Zielzelle 230T, z. B. wie in 10 gezeigt, in den Beschneidungsbereichsbildern 281, die dem 11. Beschneidungsbereichsbild 281 folgen, in dem die Positionsverschiebung der Tracking-Zielzelle 230 vorlag, korrigiert und die Tracking-Zielzelle 230T wird im Mittelpunkt des Bildes in allen Beschneidungsbereichsbildern 281 positioniert.

Wenn die Korrektur der Positionsverschiebung hinsichtlich der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „1” wie oben beschrieben abgeschlossen ist, kann der Benutzer zusätzlich eine andere Zelle 230 als Tracking-Zielzelle 230 bestimmen und den oben beschriebenen Prozess wiederholen.

Wenn der Tracking-Prozess für eine andere Zelle 230 gewünscht wird, wie oben beschrieben, weist der Benutzer in Schritt S5 das Zellverfolgungs-Korrekturgerät 100 an, die Operation des Schritts S1 zu wiederholen. Insbesondere wird, wie in 11 veranschaulicht, in einem beliebigen Zellbild I(i) auf dem GUI-Bildschirm 200 ein ROI 240 so festgelegt, dass er eine andere gewünschte Tracking-Zielzelle 230T umgibt. Somit wird eine Bereichsnummer „2” für diesen ROI 240 eingestellt.

Außerdem wird die Operation des oben beschriebenen Schritts S2 bis S4 hinsichtlich der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „2” ausgeführt. Weil, in diesem Fall, eine Vielzahl von Tracking-Zielzellen 230T vorliegt, wird indessen eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 in einer Zeitreihe im Beschneidungsbereichs-Bildbereich 280 auf dem GUI-Bildschirm 200, wie in 12 gezeigt, hinsichtlich jeder der Tracking-Zielzellen 230T angeordnet. Insbesondere werden eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281 der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „1” und eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281-1 der Tracking-Zielzelle 230T der Bereichsnummer „2” parallel zur gleichen Zeit angezeigt.

Obwohl hier der Fall, in dem zwei Tracking-Zielzellen 230T bestimmt werden, illustriert wurde, ist es indessen natürlich auch möglich, eine größere Zahl von Tracking-Zielzellen 230T zu bestimmen.

(6) Prozess der Berechnung der Merkmalsmenge

Wenn alle Positionsverschiebungskorrekturen hinsichtlich aller Tracking-Zielzellen 230T fertig gestellt sind, wird vom Benutzer die Schaltfläche 310 zur Verarbeitung der Merkmalsmengenberechnung auf dem GUI-Bildschirm 200 gedrückt, wie z. B. in 10 gezeigt. In Schritt S6 berechnet die Zellmerkmalmengen-Berechnungseinheit 180 die Merkmalsmenge der Tracking-Zielzelle 230T hinsichtlich jeder der Zellbilder I(i) bis I(n) auf der Grundlage der Zellbilder I(i) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I, die von der Einheit 140 zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen aufgezeichnet wurde, sowie auf der Grundlage der Zellbilder I(i) bis I(n), die von der Bildaufzeichnungseinheit 110 aufgezeichnet wurden.

Die Merkmalsmenge der Zelle 230 ist z. B. Helligkeit, eine Form oder eine Textur. In diesem Fall wird z. B. die Helligkeit berechnet. Insbesondere wird die Helligkeit durch einen Mittelwert von Pixelwerten einer Pixelgruppe berechnet, die im rechtwinkligen Bereich von vorgegebener Größe enthalten ist, bei Zugang auf der Position der Tracking-Zielzelle 230T in jedem der Zellbilder I(i) bis I(n). In Schritt S7 werden die Merkmalsmengen der Tracking-Zielzelle 230T an die Ausgabeeinheit 190 übertragen und in einem vorgegebenen Medium aufgezeichnet.

In dieser Konfiguration wird indessen nach dem Trackingprozess die Merkmalsmenge berechnet, indem die Schaltfläche 310 zur Verarbeitung der Merkmalsmengenberechnung gedrückt wird. Es kann jedoch auch eine Konfiguration übernommen werden, in der der Merkmalsmengen-Berechnungsprozess automatisch sofort nach dem Trackingprozess ausgeführt wird, ohne dass die Schaltfläche gedrückt wird.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird auf diese Weise, wenn die mehreren auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigten Beschneidungsbereichsbilder 281 ein Beschneidungsbereichsbild 281 enthalten, in dem die Position der Tracking-Zielzelle 230T relativ zur Position des Mittelteils des Beschneidungsbereichsbilds 281 verschoben ist, wird die GUI-Operation auf dem GUI-Bildschirm 200 für die Tracking-Zielzelle 230T dieses Beschneidungsbereichsbildes 281 ausgeführt, und die Position der Tracking-Zielzelle 230T wird korrigiert und in den Mittelteil des Beschneidungsbereichsbildes 281 verschoben. Dadurch kann der Messfehler der Zellposition zum Zeitpunkt der Messung der Zeitreihenvariation der Zellpositionen in den Zellbildern I(i) bis I(n) der Zeitraffer-Zellbildgruppe I auf der Grundlage des Korrekturbetrags der Positionsverschiebung zum Zeitpunkt der Korrektur der Position der Tracking-Zielzelle 230T leicht korrigiert werden.

Wenn z. B. die Zelle 230, die eine fluoreszente Probe ist, fotografiert wird, liegen bestimmte Eigenschaften vor, wie z. B. die im Laufe der Zeit erfolgende Verringerung der Intensität des Lichts, das von der Fluoreszenzprobe der Zelle 230 durch kontinuierliche Bestrahlung mit Anregungslicht ausgestrahlt wird. Es ist daher schwierig, im Laufe der Zeit stabile Bilder zu fotografieren, die zur quantitativen Beurteilung verwendet werden können. Infolgedessen wird die Position der Zelle 230 oftmals fehlerhaft abgeschätzt, selbst wenn die Zelle 230, die die Fluoreszenzprobe ist, mit dem computerbasierten Zell-Trackingprozess verfolgt wird. Im Gegensatz dazu kann im vorliegenden Mikroskopsystem 1 das fehlerhafte Schätzergebnis der Zellposition korrigiert werden.

Durch wiederholte Korrektur der Positionsverschiebung hinsichtlich der mehreren Beschneidungsbereichsbilder 281, die mit Zeitrafferfotografie erfasst wurden, kann die Positionsverschiebung in allen Beschneidungsbereichsbildern 281, d. h. der Trackingfehler, eliminiert werden.

Wenn die Position der Tracking-Zielzelle 230T korrigiert wird, werden die Positionen der Tracking-Zielzelle 230T in den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281, die zeitlich nach dem Zeitpunkt der Erzeugung des Beschneidungsbereichsbildes 281, in dem die Zellposition korrigiert wurde, korrigiert. So wird die automatische Korrektur der Positionen der Tracking-Zielzelle 230T in den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281 ermöglicht, die zeitlich nach dem vom Benutzer angegebenen Beschneidungsbereichsbild 281, in dem die Positionsverschiebung begann, erzeugt wurden. Dadurch besteht keine Notwendigkeit, die Position der Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Beschneidungsbereichsbildern 281 einzeln zu korrigieren.

Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und die folgenden Modifikationen können vorgenommen werden.

In Bezug auf die Korrektur der Position der Tracking-Zielzelle 230T und zusätzlich zur Positionskorrektur der Tracking-Zielzelle 230T in den nach Beginn der Positionsverschiebung erzeugten jeweiligen Beschneidungsbereichsbildern 281, ist es möglich, die Position der Zelle 230 in den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281, die zeitlich vor dem Zeitpunkt der Erzeugung des Beschneidungsbereichsbildes 281, in dem die Korrektur erfolgt ist, zu korrigieren. So kann auch eine automatische Korrektur der Positionen der Zelle 230 in den jeweiligen Beschneidungsbereichsbildern 281 erfolgen, die zeitlich vor dem vom Benutzer angegebenen Beschneidungsbereichsbild 281 erzeugt wurden, in dem die Positionsverschiebung begann. Somit können die Positionen der Tracking-Zielzelle 230T in den jeweiligen Beschneidungsbereichsbildern 281, in denen die Positionsverschiebung auftritt, automatisch korrigiert werden, selbst wenn das Beschneidungsbereichsbild 281, das als Beschneidungsbereichsbild mit beginnender Positionsverschiebung ausgewiesen wird, nicht genau das Beschneidungsbereichsbild 281 ist, in dem die Positionsverschiebung begonnen hat.

Des Weiteren wird in der oben beschriebenen Ausführungsform nach abgeschlossener Korrektur der Positionsverschiebung in einer Beobachtungs-Zielzelle 230T der Prozess für eine weitere Beobachtungs-Zielzelle 230T ausgeführt. Jedoch kann zum Zeitpunkt der Einstellung der Ausgangszellposition in Schritt S1 eine Vielzahl von Beobachtungs-Zielzellen 230T bestimmt werden.

Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Beschneidungsbereichsbildern 281, die einer Vielzahl von Tracking-Zielzellen 230T entsprechen, wie z. B. Tracking-Zielzellen 230T der Bereichsnummern „1” und „2”, parallel zur gleichen Zeit angezeigt werden. Während Positionsverschiebungen der jeweiligen Tracking-Zielzellen 230T der Bereichsnummern „1” und „2” in den mehreren Beschneidungsbereichsbildern 281, die den entsprechenden Tracking-Zielzellen 230T der Bereichsnummern „1” und „2” entsprechen, parallel bestätigt werden, kann eine Positionsverschiebung, falls eine solche auftritt, korrigiert werden.

Außerdem kann natürlich auch eine Vielzahl von Zellbildern 220 angezeigt werden, selbst wenn nur ein Zellbild 220 auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigt wurde.

LISTE DER BEZUGSNUMMERN

  • 1: Mikroskopsystem, 10: Mikroskop, 20: Bildgebungseinheit, 32: CPU [Prozessor], 34: Speicher, 36: Festplattenlaufwerk, 38: Schnittstelle (I/F; Interface), 40: Eingabegerät, 50: Anzeigegerät, 100: Zellverfolgungs-Korrekturgerät, 110: Bildaufzeichnungseinheit, 120: Einheit zur Einstellung der Position der Tracking-Zielzelle, 130: Zellverfolgungs-Verarbeitungseinheit, 140: Einheit zur Aufzeichnung der Zellpositionsinformationen, 150: Einheit zur Erstellung einer Beschneidungsbildgruppe, 160: Positionsverschiebungs-Korrekturabschnitt, 170: Einheit zur Korrektur der Zellpositionsinformationen, 180: Einheit zur Zellmerkmalsmengen-Berechnung, 190: Ausgabeeinheit, 281: Beschneidungsbereichsbild, 200: GUI-Bildschirm: 210: Bildnummer, 220: Zellbild, 230: Zelle, 230T: Tracking-Zielzelle, 240: Interessierender Bereich (ROI), 250: Bereichsnummer, 260: Mauscursor, 270: Bildnummer, 280: Beschneidungsbereichs-Bildbereich, 290: Schieber, 300: Schaltfläche zur automatischen Trackingverarbeitung, 310: Schaltfläche zur Verarbeitung der Merkmalsmengen-Berechnung, B: Bus.