JPH02168161A - Device for determining whether cells are benign or malignant - Google Patents
Device for determining whether cells are benign or malignantInfo
- Publication number
- JPH02168161A JPH02168161A JP63322070A JP32207088A JPH02168161A JP H02168161 A JPH02168161 A JP H02168161A JP 63322070 A JP63322070 A JP 63322070A JP 32207088 A JP32207088 A JP 32207088A JP H02168161 A JPH02168161 A JP H02168161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- nuclear dna
- malignant
- benign
- fluorescence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、細胞の良・悪性を容易に判定できる?i置に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] Can the present invention easily determine whether a cell is benign or malignant? Regarding i-placement.
[従来の技術]
現在までの病理組織学的がん診断では、パラフィン組織
切片についてはヘマトキシリン・エオシン染色を、また
細胞#塗抹標本てはパパニコロウ染色をそれぞれ施した
ものを基本とし、これらに必要に応じて組織化学的・免
疫組織化学的反応を施した標本をつけ加えて、光学顕微
鏡的a察に基づいて診断されている。[Prior art] Histopathological cancer diagnosis to date has basically been based on hematoxylin and eosin staining for paraffin tissue sections and Papanicolaou staining for cell #smears, and Diagnosis is based on optical microscopic examination, with the addition of specimens subjected to histochemical and immunohistochemical reactions, as appropriate.
他方、がん細胞の核性状が、正常細胞の核性状と比較し
て。On the other hand, the nuclear properties of cancer cells compared to those of normal cells.
(1)核形態か不規則(=不整形)化している、(2)
核容積が増加している。(1) The nuclear morphology is irregular (=irregularly shaped), (2)
Nuclear volume is increased.
(3)核クロマチン(DNAと蛋白質から構成)が濃染
し、その分布が不規則化している、(4)核内DNA肇
か増加している、
などの傾向があることに着目した様々な定時化法が提案
されており、(イ)画像解析を用いた従来の研究では、
通常の染色()IE染色、パパニコロウ染色)標本に光
学顕微鏡を応用した透過光m重下の形態解析・濃厚解析
が行われ、(ロ)病理標本上のDNA定量は、顕微蛍光
測光波によって行わ九てきた。(3) Nuclear chromatin (composed of DNA and proteins) is highly stained and its distribution is irregular, (4) Nuclear DNA content is increasing. A regularization method has been proposed, and (a) in previous research using image analysis,
Normal staining (IE staining, Papanicolaou staining) specimens are subjected to morphological analysis and concentration analysis under m-weight of transmitted light using an optical microscope, and (b) DNA quantification on pathological specimens is performed using microfluorescence photometry waves. It's nine.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、この光学顕微鏡的診断は、組織および細
胞の形態に関する“III瘍性としての異型性”を病理
学的に判定して行われるが、各病理医の主観的・定性的
判断に大きく依存するため、より客観的で定量的な細胞
の良・悪性判定法が必要視されてきた。しかし1画像解
析を用いた従来の判定法はまだ確立された実用化には至
らず、また、顕微蛍光測光法により切片標本を検索しよ
うとした場合には大部分が核断片のDNAaしか決めら
れないため、がん細胞特有のDNA量異常やS−G、期
細兜の同定による増殖活性の把握は不可能である。[Problems to be Solved by the Invention] However, this optical microscopic diagnosis is performed by pathologically determining "atypia as III tumor" regarding tissue and cell morphology, but it is subject to the subjective opinion of each pathologist. Because it relies heavily on physical and qualitative judgments, there has been a need for a more objective and quantitative method for determining whether a cell is benign or malignant. However, the conventional determination method using single-image analysis has not yet been put into practical use, and when attempting to search section specimens using microfluorophotometry, only the DNAa of nuclear fragments can be determined for the most part. Therefore, it is impossible to understand the proliferation activity by identifying DNA abnormalities specific to cancer cells, S-G, and stage cells.
本発明は、このような従来の問題点を鑑みてなされたも
ので、切片標本を用いても可能な客観的な細胞の良・悪
性判定装置を提供することを目的とする。また、さらに
本発明は、がん細室の核クロマチン分布の不規則さの程
度を定量的に評価する装置を得ることも目的とする。The present invention has been made in view of these conventional problems, and an object of the present invention is to provide an objective device for determining whether a cell is benign or malignant even when a section sample is used. A further object of the present invention is to obtain a device for quantitatively evaluating the degree of irregularity in nuclear chromatin distribution in cancer cells.
[課題を解決するための手段]
上記問題点の解決のために本発明は、
(+)細胞の核DNAを生化学的特異性をもフて蛍光染
色した標本を用いて細胞の良性・悪性を判定するための
装置において。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention uses a specimen in which the nuclear DNA of (+) cells is fluorescently stained with biochemical specificity to determine whether the cells are benign or malignant. In a device for determining.
前記該DNAの蛍光画像の二次元座標位置における蛍光
強度を求める蛍光顕微鏡装置と、前記核DNA蛍光画像
の二次元座標位置を二次元(X−Y)V面に展開すると
共に、各座標位置に対応する蛍光強度値を縦(Z)軸に
伸ばした疑似三次元の立体図形として表示する表示装置
と、を有することを特徴とする細胞の良性・悪性の判定
装置、
であり、また、
(2)細にの核DNAを生化学的特異性をもって蛍光染
色した標本を用いて細胞の良性・、悪性を判定するため
の装置において、
核DNAに基づく二次元的蛍光像を映像信号として出力
する蛍光顕微鏡装置と、
前記映像信号として出力された核DNA蛍光画像が、正
常細胞のものか、良性か悪性かを判定しようとする検索
対象部位の細胞のものかを識別する13号を出力する指
示装置と、
前記蛍光顕微鏡装置の映像信号と前記指示装置の識別信
号とを入力し、人力した映像信号による核DNA蛍光画
像が正常細胞のものか、前記検索対象部位の細胞のもの
かを識別して、正常な核DNA蛍光画像と前記検索対象
部位の細胞の蛍光画像をそれぞれ視数記憶する画像記J
a′¥段と、前記画像記憶下段の記憶データを用いて、
核DNA蛍光画像に基づく核クロマチン分布の不規則さ
を表わすパラメータを、前記記憶されだすへての核DN
A蛍光画像について演算する演口f段と、
を仔し、前記正常細胞群と前記検索対象部位の細胞群の
両者に関する前記各パラメータの分布が、分離している
か、温存しているかによって、前記検索対象部位の細胞
が良性か悪性かを判定する細胞の良性・悪性の判定装置
である。A fluorescence microscope device that calculates the fluorescence intensity at the two-dimensional coordinate position of the fluorescence image of the DNA, and a fluorescence microscope device that develops the two-dimensional coordinate position of the nuclear DNA fluorescence image on a two-dimensional (X-Y) V plane and at each coordinate position. A device for determining whether a cell is benign or malignant, characterized in that it has a display device that displays a corresponding fluorescence intensity value as a pseudo three-dimensional solid figure extended along the vertical (Z) axis, and (2) ) A device for determining whether a cell is benign or malignant using a specimen in which minute nuclear DNA is fluorescently stained with biochemical specificity. a microscope device; and an instruction device that outputs No. 13 that identifies whether the nuclear DNA fluorescence image output as the video signal is of a normal cell or a cell of a search target site whose benign or malignant nature is to be determined. and inputting the video signal of the fluorescence microscope device and the identification signal of the instruction device, and identifying whether the nuclear DNA fluorescence image based on the manually generated video signal is of a normal cell or a cell of the search target site. , an image record J that stores a normal nuclear DNA fluorescence image and a fluorescence image of cells in the search target region, respectively.
Using the data stored in the a′\ stage and the lower image storage stage,
The parameters representing the irregularity of the nuclear chromatin distribution based on the nuclear DNA fluorescence image are set to the stored nuclear DNA.
a stage f for calculating the A fluorescence image; This is a cell benign/malignant determination device that determines whether cells in a search target region are benign or malignant.
[作用]
本発明においては、細胞の働きの中枢的役割を担う核D
NAを生化学的特異性をもフて蛍光染色し、得られる核
DNA蛍光画像に基づく核クロマチン分布の不規則さに
基づいて、細胞の良性・悪性を客観的に判定するもので
ある。具体的には=(1)核DNA蛍光画像を構成する
各画素の二次元座標位置(カメラの撮像面内での位置)
を二次元(X−Y)平面に展開すると共に、各座標位置
に対応する蛍光強度値を縦(Z)軸に伸ばした疑似−次
元の立体図形として表示し、その表面構造が表わす核ク
ロマチン分布パターンの不規則さの程度により細胞の核
クロマチン分布の乱れの程度、すなわち細胞の良性・悪
性を判定することができるつ
(2)そして、さらにその不規則さを定量的に評価する
パラメータを演算によって求め、個々の細胞に関するそ
れらのパラメータが正常w8脂群と検索対象部位の細胞
群とで温存して分布するか(この場かには個々の細胞の
核クロマチン分布に不規則さはない)、或は分芝して分
布するか(この場合は個々の細胞の核クロマチン分布に
不規則さがある)を定量的に評価することによって、が
ん細胞かどうかの判定、すなわち、細胞群の良性・悪性
の判定を定着的・客観的に行うことができる。[Action] In the present invention, the nucleus D, which plays a central role in the function of cells,
NA is fluorescently stained with biochemical specificity, and the benignity or malignancy of cells is objectively determined based on the irregularity of nuclear chromatin distribution based on the nuclear DNA fluorescence image obtained. Specifically, = (1) the two-dimensional coordinate position of each pixel constituting the nuclear DNA fluorescence image (position within the imaging plane of the camera)
is expanded onto a two-dimensional (X-Y) plane, and the fluorescence intensity values corresponding to each coordinate position are displayed as a pseudo-dimensional three-dimensional figure extending along the vertical (Z) axis, and the nuclear chromatin distribution represented by the surface structure is displayed. Based on the degree of pattern irregularity, it is possible to determine the degree of disturbance in the nuclear chromatin distribution of the cell, that is, whether the cell is benign or malignant. (2) Then, parameters are calculated to quantitatively evaluate the irregularity. , and whether those parameters regarding individual cells are conserved and distributed between the normal W8 fat group and the cell group at the search target site (there is no irregularity in the nuclear chromatin distribution of individual cells). It is possible to determine whether a cell is a cancer cell or not by quantitatively evaluating whether the cell is distributed in a divided manner (in this case, there is irregularity in the nuclear chromatin distribution of individual cells). Benign/malignant judgments can be made consistently and objectively.
[実施例]
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。[Example] The present invention will be described below based on the example shown in the drawings.
(イ)パラフィン切片標本の作製
標本作製に当たっては、病理組織診断をしようとする検
体ブロック(パラフィン包埋)から、通常の方法で4μ
mおよび2μlのパラフィン切片を(はぼ)連続して’
7N切する。4μ躊の切片は光学顕微鏡の観察に用い、
2μ田の切片は本解析に用いる。この2μ頂の厚みは、
蛍光画像をできるだけ鮮明に撮像するためと、切片中で
対象とする細胞核ができるだけ重ならないようにするた
めに、薄切可能な最小サイズとして採用するものである
。(b) Preparation of paraffin section specimens When preparing specimens, 4μ
Paraffin sections of m and 2 μl were serially
Cut 7N. The 4 μm section was used for optical microscopic observation.
The 2 μ field section is used for this analysis. The thickness of this 2μ peak is
This is the smallest size that can be sliced in order to capture a fluorescent image as clearly as possible and to prevent target cell nuclei from overlapping in the section as much as possible.
4#L−のパラフィン切片からは、通常のHE染色標本
を作製する。他方、ZuL■のパラフィン切片は、脱パ
ラ、RNase処理[0,2B/m1(in pH7,
0PBS)液中で、37℃、30分−1時間処理】、p
r染色[propidium 1odideの0.00
25mg/ml (int、+ZXクエン酸ソーダ)の
染色液中で4℃、10分間染色]を順次行つて封入する
(なお、0^PI。A normal HE-stained specimen is prepared from the 4#L-paraffin section. On the other hand, paraffin sections of ZuL
0PBS) solution at 37°C for 30 minutes to 1 hour], p
r staining [propidium 1odide 0.00
25 mg/ml (int, +ZX sodium citrate) staining solution at 4°C for 10 minutes] and encapsulation (0^PI.
その他のDNAに特異的な蛍光染色も応用できる)、v
k者をPI染色標本という、また、前者のHE染色標本
ては別の光学顕微鏡を用いて通常の組織観察を行って正
常部位(A)および検索対象部位(B)を定める。この
操作は1通常の病理組織学的[察と同様の手続である。Other DNA-specific fluorescent stains can also be applied), v
The former specimen is referred to as a PI-stained specimen, and the former HE-stained specimen is subjected to normal tissue observation using a separate optical microscope to determine a normal region (A) and a search target region (B). This operation is the same as that used in normal histopathological examination.
([1)凍結切片標本の作製
手術中に迅速#断を行うための凍結切片標本については
、脱バラの過程を除いて一ヒ述と同様のf技を実施する
。([1) Preparation of Frozen Section Specimens For frozen section specimens for rapid sectioning during surgery, the same technique as described above is carried out, except for the process of disassembly.
(八)剥離細胞塗抹(細胞#)標本の作製剥離細胞塗抹
標本は、パラフィン切片標本のように連続切片としては
得られないため1画像解析しようとする標本を単独に用
いる。すなわち1本法で解析しようとする剥離細胞塗抹
標本は、型通りに塗抹・固定後、RNase処理、PI
蛍光染色を行って作製する。(8) Preparation of exfoliated cell smear (cell #) specimen Because exfoliated cell smear specimens cannot be obtained as continuous sections like paraffin section specimens, the specimen to be analyzed in one image is used individually. In other words, the exfoliated cell smear that is to be analyzed using a single method is smeared and fixed in the standard manner, then treated with RNase, and then treated with PI.
It is prepared by fluorescent staining.
(ニ)蛍光画像の撮像および処理
第1図はPK染色標本を撮像し、処理を行う本発明の一
実施例のブロック図である。(d) Imaging and processing of fluorescent images FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention in which a PK-stained specimen is imaged and processed.
顕微鏡本体tLt周知のものであって1位相差観察と落
射蛍光観察(PI染色の場合はG励起)が選択できる。The microscope main body tLt is a well-known one, and allows selection of single-phase contrast observation and epifluorescence observation (G excitation in the case of PI staining).
オートステージ2は、標本放置したままで、モータの駆
動力によりlI微鏡本体lの対物レンズの光軸に直交す
るX−Y平面内て標本を移動する周知の構成のものであ
る。x−y平面内での座標値(X−Y座標値)を読み取
るために。The autostage 2 has a well-known configuration in which the specimen is left in place and is moved by the driving force of a motor within the X-Y plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscopic body l. To read coordinate values in the x-y plane (X-Y coordinate values).
ステージ2にはポジシコンエンコーダが内蔵されており
、コンピュータ5にその座PAIN、 P(x、y)か
送出される。このポジションエンコーダはアブソリュー
ト式のものでもよいが、分解能を上げるために原点信号
付き、のインクリメンタル式とし、電源投入時に初期動
作としてコンピュータ5の指令により原点信号を検出す
るものが都合よい。SIT管タイプのCCTVカメラ3
は顕微鏡本体1により形成された標本の像を撮像し、映
像信号として送出する。画像処理ユニット4は、カメラ
3から送出された映像信号を人力し、1フレーム内の画
像中の正常部位および検索対象部位の画像データを、コ
ンピュータ5からの指令に基づいて分類し、メモリに記
憶する。コンピュータ5は指令ボード6の指令に応じて
、オートステージ2、顕微鏡本体1、カメラ3、画像処
理ユニット4を統合的にIIJ8シ、表示装置7に消衰
結果の表示をさせる。また、コンピュータ5はオートス
テージ2からX−Y座標位置のtS号(座標信号)を入
力し、画像処理ユニット4から画像データの読み込みを
行う。The stage 2 has a built-in positive encoder, and the PAIN and P(x, y) signals are sent to the computer 5. Although this position encoder may be of an absolute type, it is convenient to use an incremental type with a home position signal to increase the resolution, and to detect the home position signal in response to a command from the computer 5 as an initial operation when the power is turned on. SIT tube type CCTV camera 3
takes an image of the specimen formed by the microscope main body 1 and sends it out as a video signal. The image processing unit 4 manually processes the video signal sent from the camera 3, classifies the image data of the normal region and the search target region in the image within one frame based on instructions from the computer 5, and stores it in the memory. do. The computer 5 integrally controls the autostage 2, the microscope main body 1, the camera 3, and the image processing unit 4 in accordance with the command from the command board 6, and causes the display device 7 to display the extinction results. Further, the computer 5 inputs the tS (coordinate signal) of the X-Y coordinate position from the autostage 2, and reads image data from the image processing unit 4.
このような構成であるから、検者はまず、顕微鏡本体l
が位相差観察状態となるように指令ボード6に指示をし
くその結果、コンピュータ5が顕v11鏡本体1の光学
系を切り替えて位相差用光学系を形成する)、ついで、
オートステージ2を手動に切り替えて(指令ボード6に
指示することにより、コンピュータ5がオートステージ
2を自動モードから手動モードに切り替える)、指令ボ
ート6のステージ2のX、Y方向移動指令部材を操作し
て、ステージ2をX−Y平面内で移動させる。With this configuration, the examiner must first check the microscope body l.
(instructs the command board 6 to enter the phase difference observation state, and as a result, the computer 5 switches the optical system of the microscope body 1 of the microscope 11 to form a phase difference optical system), and then,
Switch the auto stage 2 to manual mode (by instructing the command board 6, the computer 5 switches the auto stage 2 from automatic mode to manual mode) and operate the X and Y direction movement command members of stage 2 of the command boat 6. Then, the stage 2 is moved within the XY plane.
そして、位相差観察下で、正常部位(A)および検索対
象部位(B)を定める。このとき、正常部位(A)およ
び検索対象部位(B)は複数箇所指定するが、その指定
は、ステージ2をX−YV面内で移動し、視野中央に正
常部位(A)もしくは検索対象部位(B)を移動して指
令ボード6に(A)、(B)の別とデータ取り込み指令
を行うだけでよい。Then, a normal region (A) and a search target region (B) are determined under phase contrast observation. At this time, the normal region (A) and the search target region (B) are specified at multiple locations. It is only necessary to move (B) and issue commands to the command board 6 to take in data separately from (A) and (B).
その結果、コンピュータ5は、指令ボード6に入力され
た(A)、(B)のデータを順次ナンバリングする(A
i ; i=1〜m、Bj ; j=1〜n)と共に、
各データAi、Bjに対応するX−Y座標(jIをステ
ージ2からの座標信号によって互いに対応させて記憶す
る。As a result, the computer 5 sequentially numbers the data (A) and (B) input to the command board 6 (A
i; i=1~m, Bj; j=1~n),
The X-Y coordinates (jI) corresponding to each data Ai and Bj are stored in correspondence with each other according to the coordinate signal from the stage 2.
続いて、検者は上述の位相差ii察から落射蛍光観察に
顕微鏡本体1を切り替えるよう、指令ボート6に指令を
榮える。その結果、コンピュータ5からの指令に従って
、顕微鏡本体lは光学系を切り替えて落射蛍光用光学系
を形成する。Next, the examiner issues a command to the command boat 6 to switch the microscope main body 1 from the above-mentioned phase difference observation to epifluorescence observation. As a result, according to the command from the computer 5, the microscope main body 1 switches the optical system to form an optical system for epi-fluorescence.
以下、第212(A)、(B)に示したコンピュータ5
のフローチャートに基づいて動作を説明する。まず、検
者か指令ボード6の測定開始スイッチを押す必要がある
。そうすると、コンピュータ5は、まずメモリに記憶さ
れた正常部位(A)の各々に対応した座標値を順次読み
出す、すなわち、まず、正常部位(A)グループのうち
の正常部位Aiの座標値(A i (x、y)を読み出
すために、i=1としくステップ20)、メモリに記憶
された正常部位AIの@標値(A I ) CX、y)
)を読み出す(ステップ21)。Hereinafter, the computer 5 shown in No. 212 (A) and (B)
The operation will be explained based on the flowchart. First, the examiner must press the measurement start switch on the command board 6. Then, the computer 5 first sequentially reads out the coordinate values corresponding to each of the normal parts (A) stored in the memory, that is, first, the coordinate values (A i In order to read (x, y), set i = 1 (Step 20), and read the standard value (A I ) CX, y) of the normal region AI stored in the memory.
) is read out (step 21).
そして、読み出した座標(N A l (x、y)とオ
ートステージ2からの座標値P (X、y)とか一致す
るようにステージを移動させ(ステップ22)、両座標
値が一致すると(ステップ23)、画像処理ユニット4
に正常部位A1の核DNA蛍光像の画像データを記憶さ
せる(ステップ24)。画像処理ユニット4はフレーム
メモリを有しているから、ステップ23でコンピュータ
5が両座標値の一致したことを検出することにより、画
像処理ユニット4に画像データのフレームメモリへの記
憶指令を行い、それによってフレームメモリに画像デー
タか記憶される。画像処理ユニット4は、フレームメモ
リの画像データから、中央部にある核DNA蛍光画像を
切り出し、画面内てのx−YW標値に対応させて蛍光強
度値を記憶する。コンピュータ5は、ステップ25で、
あらかじめ記憶した正常部位(A)のグループの全ての
処理(AIからAII+の各々につきステップ21から
ステップ24の処理)か終わったか否かを判断し、終わ
っていなければ、ステップ26て現在の驚に1を加z7
シてステップ21に戻り、終ね一ノていれば、ステップ
27でj=xと設定する。Then, the stage is moved so that the read coordinates (N A l (x, y) and the coordinate values P (X, y) from the autostage 2 match (step 22), and when both coordinate values match (step 23), image processing unit 4
The image data of the nuclear DNA fluorescence image of the normal site A1 is stored in the memory (step 24). Since the image processing unit 4 has a frame memory, when the computer 5 detects that both coordinate values match in step 23, it instructs the image processing unit 4 to store the image data in the frame memory, Image data is thereby stored in the frame memory. The image processing unit 4 cuts out a nuclear DNA fluorescence image in the center from the image data in the frame memory, and stores the fluorescence intensity value in correspondence with the x-YW target value within the screen. In step 25, the computer 5
It is determined whether all the processes for the group of normal parts (A) stored in advance have been completed (the processes from step 21 to step 24 for each of AI to AII+), and if not, step 26 is performed for the current surprise. Add 1z7
Then, the process returns to step 21, and if one count is reached, j=x is set in step 27.
そして、メモリに記憶されたがんかどうかを判定しよう
とする検索対象部位(B)のグループのうちの検索対象
部位B1の座1jg411 (B 1 (x、y)を読
み出す(ステップ28)。この読み出した座標値(B
1 (x、y) )とオートステージ2からの座標値P
(x、y)が−・致するようにステージを移動させ(
ステップ29)、両座標値が一致すると(ステップ30
)、画像処理ユニット4に検索対象部位B1の核DNA
蛍光像の画像データを記憶させる(ステップ31)。画
像処理ユニット4の動作は、上述の正常部位(A)の場
合と同様である。Then, the locus 1jg411 (B 1 (x, y)) of the search target site B1 of the group of search target sites (B) whose cancer is to be determined stored in the memory is read out (step 28). The read coordinate values (B
1 (x, y)) and the coordinate value P from autostage 2
Move the stage so that (x, y) becomes -・(
Step 29), when both coordinate values match (Step 30
), the nuclear DNA of the search target site B1 is sent to the image processing unit 4.
The image data of the fluorescent image is stored (step 31). The operation of the image processing unit 4 is the same as in the case of the normal region (A) described above.
そして、コンピュータ5は、あらかしめ記憶した検索対
象部位(B)のグループのすべての処理(BlからBn
の詐々につきステップ28からステップ31の処理)が
終わったか否かを判断しくステップ32)、終わってい
なければ、ステップ33で現在のjに1を加寞してステ
ップ28に戻り、終わっていれば、画像処理ユニット4
の記憶データによって演算処理を行う。Then, the computer 5 executes all the processes (from Bl to Bn
If the processing from step 28 to step 31) is completed or not, it is determined in step 32), and if it is not completed, 1 is added to the current j in step 33, and the process returns to step 28 to complete the process. For example, image processing unit 4
Arithmetic processing is performed using the stored data.
すなわち、画像処理ユニット4の記憶データである、正
常部位CA)のグループの各部位(AI〜Am)の核D
NA蛍光像のデータおよび検索対象部位(B)のグルー
プの各部位(Bl〜Bn)の6g D N A ′!:
1光像のデータから以下のパラメータ、 (1)核D
NA蛍光像の面積
(2)蛍光画像解析しようとしている核DNA蛍光象の
各画素の蛍光強度の和として求める各接当たりの全蛍光
強度、
(3)(各画素の蛍光強度)/(−画素当たりのモ均強
度)ニー画素当たりの・Y均DNA蛍光強度
(4)1各画素のDNA蛍光強度−1画素゛にたりの゛
P−均強度1の総和
(5)1 (4)+2の総和
(6)(5)、/(3)
(7)(5)/(2)
(8)CV (各画素の蛍光強度値の変動係数)を演算
して演算データとする(ステップ34)。That is, the nucleus D of each site (AI to Am) of the group of normal sites CA), which is the memory data of the image processing unit 4.
NA fluorescence image data and 6g DN A'! of each site (Bl to Bn) in the group of search target site (B). :
From the data of one light image, the following parameters: (1) Nucleus D
Area of NA fluorescence image (2) Total fluorescence intensity at each contact, which is calculated as the sum of the fluorescence intensity of each pixel of the nuclear DNA fluorescence image to be analyzed, (3) (Fluorescence intensity of each pixel) / (-pixel (Mo average intensity per pixel) Y average DNA fluorescence intensity per pixel (4) 1 DNA fluorescence intensity of each pixel - P - sum of average intensity 1 per pixel (5) 1 (4) + 2 The total sum (6) (5), / (3) (7) (5) / (2) (8) CV (coefficient of variation of the fluorescence intensity value of each pixel) is calculated and used as calculation data (step 34).
そして、正常部位(A)の細胞群の核DNA蛍尤1象と
検索対象部位(B)の細胞群の核DNA蛍光像に関する
データを付き合わせ、眞者の演算データと後者の演算デ
ータとが上記(1)から(8)の各項目のいずれかに関
して、明らかに分離したグループに分けられる場合、す
なわち、例えば前者の演算データが上記(4)の項目に
関しである値より小さい値をとるように散らばっており
、往昔の演算データが同じ項目に関して−F記のある値
より大きい値をとるように散らば7ているような時、コ
ンピュータ5は検索対象部位(B)の細胞群かがん細胞
である(悪性)と判断し、また、上記すへての項目につ
き演算データか温存しているときは、検索対象部位(B
)はがんでない(良性)と判断し、表示装置7にその行
表示せしめる(ステップ35.36)。Then, the data regarding the nuclear DNA fluorescence image of the cell group in the normal site (A) and the nuclear DNA fluorescence image of the cell group in the search target site (B) are compared, and the calculated data of the true person and the calculated data of the latter are compared. If any of the items (1) to (8) above are clearly divided into separate groups, for example, the calculated data of the former takes a value smaller than a certain value with respect to the item (4) above. When the calculation data from the past is scattered so that it takes a value larger than the value indicated in -F for the same item, the computer 5 determines whether it is a cell group or cancer cells in the search target region (B). If it is determined that there is a problem (malignant) and calculation data for all of the above items is preserved, the search target site (B
) is determined to be non-cancerous (benign), and that line is displayed on the display device 7 (steps 35 and 36).
このようにして、腫瘍性変化を疑い、がんかどうか(良
性か悪性)を診断しようとした検索対象部位が、がんか
否かを定量的評価によって客観的に判断・表示されるこ
とになる。In this way, when a search target site is suspected to have a neoplastic change and attempted to diagnose whether it is cancerous or not (benign or malignant), it is now possible to objectively determine and display whether or not it is cancerous through quantitative evaluation. Become.
上記の項目(1)から(8)は、核DNA蛍光像に基づ
く核クロマチン分布パターンの形態定着のために選択さ
れたちのであるか、これらの項目(1)から(8)を演
算して核クロマチン分布パターンの不規則さを定量的に
評価することなく。The above items (1) to (8) were selected to fix the morphology of the nuclear chromatin distribution pattern based on the nuclear DNA fluorescence image, or were the items (1) to (8) calculated to determine the nuclear without quantitatively assessing the irregularity of the chromatin distribution pattern.
画像処理ユニット4の記憶データから、各画素の位置情
報(フレームメモリ上でのx−Y座標値)を二次元(X
−Y)平面に展開すると共に、各画素の蛍光強度値を縦
(Z)軸に延ばすことによって平面的に撮像される核蛍
光像を疑似三次元表示の立体図形として表示装2フに表
示させるようにしてもよい、この場合には1表面構造の
不規則さを正常部位と検索対象部位とで視覚的に比較す
ることにより、がん細胞に特徴的なりロマチン分布の乱
れの程度を容易に評価することができる。From the data stored in the image processing unit 4, the position information (x-y coordinate values on the frame memory) of each pixel is converted into two-dimensional (X
- Display the nuclear fluorescence image imaged in a plane as a three-dimensional figure in a pseudo three-dimensional display on the display device 2 by expanding it on a Y) plane and extending the fluorescence intensity value of each pixel along the vertical (Z) axis. In this case, by visually comparing the irregularity of the surface structure between the normal site and the search target site, it is possible to easily determine the degree of disorder in the lomatin distribution that is characteristic of cancer cells. can be evaluated.
すなわち、正常細胞の核クロマチン分布パターンの表面
は滑らかであるのに対し、がん細胞の核クロマチン分布
パターンは表面が大きく乱れている。That is, while the surface of the nuclear chromatin distribution pattern of normal cells is smooth, the surface of the nuclear chromatin distribution pattern of cancer cells is greatly disordered.
従って、もし、がんかどうかを診断しようとする検索部
位の細胞がその表面が大きく乱れた核クロマチン分布を
示す場合には、その不規則さのあることに基づいてこれ
はがん細胞(すなわち、悪性)と判定できる。水沫によ
るこのような判定結果は、これまでに検索した百例余の
症例に関しては、病理組織学的診断結果とほぼ一致して
いることを確認している。Therefore, if a cell at a search site for cancer diagnosis shows a nuclear chromatin distribution with a highly disordered surface, based on that irregularity, it is assumed that this is a cancer cell (i.e. , malignant). It has been confirmed that such determination results based on water droplets are almost consistent with histopathological diagnosis results for the more than 100 cases searched so far.
なお、表示装置7には、正常部位と検索部位のパターン
を共に表示させることは必須ではなく、検索対象部位の
細胞群を次々と表示させるだけでも1分その表面構造の
不規則さの程度を間断できるので、検索部位のみについ
てクロマチン分布パターンを疑似三次元表示させるよう
にしてもよい。It should be noted that it is not essential that the display device 7 displays the patterns of the normal region and the search region together, and it is sufficient to display the cell groups of the search target region one after another in one minute to see the degree of irregularity of the surface structure. Since the display can be interrupted, the chromatin distribution pattern may be displayed in a pseudo three-dimensional manner only for the search site.
また、コンピュータ5にクロマチン分布パターンの不規
則さの程度を定量的に判断させずに、上記の項目(1)
から(8)のデータのうち、特定の2つの組を8種類作
成し、得られる各データの分布グラフを表示装217に
表示させるようにしてもよい。この場合には、正常部位
(A)と検索対象部位(B)の差がさらに視覚的に強調
されて(単なる数値の比較ではなく、パターンとして認
識できる)、より的確に判定することがてきる。In addition, without having the computer 5 quantitatively judge the degree of irregularity of the chromatin distribution pattern, the above item (1)
Among the data from (8), eight types of specific two sets may be created, and a distribution graph of each obtained data may be displayed on the display device 217. In this case, the difference between the normal region (A) and the search target region (B) is further visually emphasized (recognized as a pattern rather than a mere numerical comparison), allowing for more accurate determination. .
この場合の一例を第3図と第4図に示す。An example of this case is shown in FIGS. 3 and 4.
第3図と第4図は、ヒト胃がんの解析結果てあり、各グ
ラフの横軸、縦軸の番号(1)−(8)はそれぞれE述
のパラメータの番号(1)−(8)に対応している(但
し、パラメータ(3)はパラメータ(6)を求めるため
のものであるので1表面には出てこない)、第31A、
第4図において黒丸印は正常部位からの個々の細胞に関
するデータ、プラス(+)印は検索部位からの個々の細
胞に関するデータである。Figures 3 and 4 show the analysis results for human gastric cancer, and the numbers (1) to (8) on the horizontal and vertical axes of each graph correspond to the parameter numbers (1) to (8) described in E, respectively. Corresponds (however, parameter (3) is for calculating parameter (6), so it does not appear on the first surface), 31A,
In FIG. 4, the black circles are data regarding individual cells from the normal site, and the plus (+) marks are data regarding individual cells from the search site.
そして第3図では黒丸印の分布とプラス(+)印の分布
とが各グラフにおいて明らかに異なる領域を形成してお
り、このような傾向を有する検索対象部位の細胞群は、
すべて、ないしは大部分かがん細胞と判断できる。先述
のように、本症例は病理組織学的に胃癌と診断されたも
のである。In Figure 3, the distribution of black circles and the distribution of plus (+) marks form clearly different regions in each graph, and the cell groups in the search target region that have such a tendency are
All or most of the cells can be determined to be cancer cells. As mentioned above, this case was histopathologically diagnosed as gastric cancer.
また、第4図ては黒丸印の分布とプラス(+)印の分布
が一部のグラフにおいて重なりあっているが、大体の傾
向としては、両者は異なる領域を形成しているので、こ
のような傾向を有する検索対象部位の細胞群も、大部分
ががん細胞と判断てきる。この症例も病理組織学的に胃
の腺癌てあフた。Also, in Figure 4, the distribution of black circles and the distribution of plus (+) marks overlap in some graphs, but the general trend is that they form different regions, so this is the case. Most of the cell groups at the search target site that have a similar tendency are determined to be cancer cells. This case was also histopathologically diagnosed as adenocarcinoma of the stomach.
そしてさらに、E述の第3図、第4図のような解析デー
タの表示により判断した結果は、数名のきわめて信頼性
の高い熟練病理医に依る病理組織学的診断結果と、これ
まて検索した百例余の全例で一致している。Furthermore, the results determined by displaying the analysis data as shown in Figures 3 and 4 mentioned above are based on histopathological diagnosis results made by several extremely reliable and experienced pathologists, and All of the more than 100 cases searched were consistent.
[発明の効果1
以し述べたように本発明によれば、核クロマチン分布パ
ターンの不規則さの形態定量解析によって、かん細胞か
どうかを定量パラメータ、または疑似三次元表示、また
は二次元ずつのグラフ表示に基づいて判定できるので、
がんの診断を客観的なものとすることかてきる。[Effect of the Invention 1 As described above, according to the present invention, whether or not a cell is a canal cell can be determined using quantitative parameters, pseudo three-dimensional display, or two-dimensional Since it can be determined based on the graph display,
It is possible to make cancer diagnosis objective.
特に、核クロマチン分布の不規則さを表わすパラメータ
を演算する場合には、がん細胞に特徴的な核クロマチン
分布の不規則さの程度を装置によって自動判定すること
ができるので、この場合には、検名の意志の入る余地の
ない、全く客観的に行う判定装置を得ることかできる。In particular, when calculating parameters representing irregularity in nuclear chromatin distribution, the device can automatically determine the degree of irregularity in nuclear chromatin distribution characteristic of cancer cells. , it is possible to obtain a determination device that performs a completely objective determination without any room for the will of the examiner.
第1[Aは木511明の一実施例のブロック図、第2図
(A)、第2図(B)は第1図工用いられるコンピュー
タのフローチャート、第3図、第4図は特定のパラメー
タを組み合わせて、tE常部位と検索対象部位のそれぞ
れの細胞群の成績を比較し、かん細胞かどうかを判定す
るためのグラフ表示の例をそれぞれ示す図、である。
[主要部分の符号の説明]
i −−一一蛍光顕微鏡本体
2 −−−− CCTVカメラ、
4−一一一画像処理ユニット。
5−一一一コンピュータ、
6−−m−指令ボート、
7−−−一表示装置
ノーーー
弔
図1 [A is a block diagram of one embodiment of the tree 511 light, FIGS. 2(A) and 2(B) are flow charts of the computer used in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are specific parameters FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a graph display for comparing the results of each cell group in the tE regular site and the search target site and determining whether or not the cell group is a canal cell. [Description of symbols of main parts] i ---11 fluorescence microscope body 2 --- CCTV camera, 4-111 image processing unit. 5-111 computer, 6--m-command boat, 7--1 display device no--funeral map
Claims (1)
した標本を用いて細胞の良・悪性を判定するための装置
において、 前記核DNAの蛍光画像の二次元座標位置 における蛍光強度を求める蛍光顕微鏡装置 と、 前記核DNA蛍光画像の二次元座標位置を 二次元(X−Y)平面に展開すると共に、各座標位置に
対応する蛍光強度値を縦(Z)軸に伸ばして表現した疑
似三次元の立体図形として表示する表示装置と、 を有することを特徴とする細胞の良・悪性 判定装置。 2、細胞の核DNAを生化学的特異性をもって蛍光染色
した標本を用いて細胞の良・悪性を判定するための装置
において、 核DNAに基づく二次元的蛍光像を映像信 号として出力する蛍光顕微鏡装置と、 前記映像信号として出力された核DNA蛍 光画像が、正常細胞か、或はがんかどうかを判定しよう
とする検索対象の細胞かを識別する信号を出力する指示
装置と、 前記蛍光顕微鏡装置の映像信号と前記指示 装置の識別信号とを入力し、入力した映像信号による核
DNA蛍光画像が正常細胞のものか、検索対象部位の細
胞のものかを識別し て、正常細胞の核DNA蛍光像と検索対象部位の細胞の
核DNA蛍光像についてそれぞれ複数記憶する画像記憶
手段と、 前記画像記憶手段の記憶データに基づい て、核DNAの核クロマチン分布の不規則さを表わすパ
ラメータを、前記記憶されたすべての核DNA蛍光像に
ついて演算する演算手段と、 を有し、前記正常細胞群および前記検索対 象部位の細胞群に関して、前記各パラメータの分布が分
離しているか、或は温存しているかに基づいて、検索対
象部位の細胞群の良・悪性を判定する細胞の良・悪性判
定装置。[Scope of Claims] 1. In an apparatus for determining whether a cell is benign or malignant using a specimen in which the nuclear DNA of the cell is fluorescently stained with biochemical specificity, the two-dimensional coordinate position of the fluorescent image of the nuclear DNA; a fluorescence microscope device for determining the fluorescence intensity in the nuclear DNA fluorescence image; A device for determining whether a cell is benign or malignant, comprising: a display device that displays a stretched, pseudo-three-dimensional three-dimensional figure; 2. A fluorescence microscope that outputs a two-dimensional fluorescent image based on nuclear DNA as a video signal, in a device for determining whether a cell is benign or malignant using a specimen in which the nuclear DNA of the cell is fluorescently stained with biochemical specificity. an instruction device that outputs a signal that identifies whether the nuclear DNA fluorescence image output as the video signal is a normal cell or a cell to be searched to determine whether it is cancerous; and the fluorescence microscope. The video signal of the device and the identification signal of the instruction device are input, and it is determined whether the nuclear DNA fluorescence image based on the input video signal is of a normal cell or a cell in the search target region, and the nuclear DNA of the normal cell is identified. an image storage means for storing a plurality of fluorescence images and a plurality of nuclear DNA fluorescence images of cells at the search target site; a calculation means for calculating all stored nuclear DNA fluorescence images; A device for determining whether a cell group in a search target region is benign or malignant based on whether the cell group is benign or malignant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322070A JPH02168161A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for determining whether cells are benign or malignant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322070A JPH02168161A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for determining whether cells are benign or malignant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168161A true JPH02168161A (en) | 1990-06-28 |
Family
ID=18139583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322070A Pending JPH02168161A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for determining whether cells are benign or malignant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168161A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5528046A (en) * | 1992-11-10 | 1996-06-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method and device for determining the location and number of fluorescent molecules |
| WO2001007898A1 (en) * | 1999-07-27 | 2001-02-01 | Hitachi Software Engineering Co., Ltd. | Micro-array information display method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62135769A (en) * | 1985-12-10 | 1987-06-18 | Motohide Takahama | Method and reagent for measuring ratio between protein and dna in cell |
| JPS63501597A (en) * | 1985-11-04 | 1988-06-16 | セル・アナラシス・システムズ・インコ−ポレ−テッド | Analytical methods and devices for biological specimens |
| JPS63169588A (en) * | 1987-01-06 | 1988-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Signal processing method for autoradiograph analysis |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP63322070A patent/JPH02168161A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63501597A (en) * | 1985-11-04 | 1988-06-16 | セル・アナラシス・システムズ・インコ−ポレ−テッド | Analytical methods and devices for biological specimens |
| JPS62135769A (en) * | 1985-12-10 | 1987-06-18 | Motohide Takahama | Method and reagent for measuring ratio between protein and dna in cell |
| JPS63169588A (en) * | 1987-01-06 | 1988-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Signal processing method for autoradiograph analysis |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5528046A (en) * | 1992-11-10 | 1996-06-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method and device for determining the location and number of fluorescent molecules |
| US5739040A (en) * | 1992-11-10 | 1998-04-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method and device for determining the location of a molecule group and the number of fluorescent molecules in a molecule group |
| WO2001007898A1 (en) * | 1999-07-27 | 2001-02-01 | Hitachi Software Engineering Co., Ltd. | Micro-array information display method |
| US6690461B1 (en) | 1999-07-27 | 2004-02-10 | Hitachi Software Engineering Co., Ltd. | Method for displaying microarray information |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4266813B2 (en) | A robust method for detecting and quantifying stains in histological specimens based on a physical model of stain absorption | |
| US6246785B1 (en) | Automated, microscope-assisted examination process of tissue or bodily fluid samples | |
| US5218645A (en) | Method and apparatus for separating cell objects for analysis | |
| JP5490568B2 (en) | Microscope system, specimen observation method and program | |
| US9002077B2 (en) | Visualization of stained samples | |
| US6031930A (en) | Method and apparatus for testing a progression of neoplasia including cancer chemoprevention testing | |
| JP4071186B2 (en) | Method and system for identifying an object of interest in a biological specimen | |
| US8649580B2 (en) | Image processing method, image processing apparatus, and computer-readable recording medium storing image processing program | |
| JP2004286666A (en) | Pathological diagnosis support device and pathological diagnosis support program | |
| US20050123181A1 (en) | Automated microscope slide tissue sample mapping and image acquisition | |
| US20060127880A1 (en) | Computerized image capture of structures of interest within a tissue sample | |
| Loukas et al. | A survey on histological image analysis-based assessment of three major biological factors influencing radiotherapy: proliferation, hypoxia and vasculature | |
| MX2007013581A (en) | Automated image analysis. | |
| JP4391527B2 (en) | A system that organizes multiple objects of interest within a field of interest | |
| JP6120675B2 (en) | Microscope system, image generation method and program | |
| NL2003805A (en) | Systems, apparatus and processes for automated medical image segmentation using a statistical model. | |
| US20100279341A1 (en) | Methods and system for analyzing cells | |
| Li et al. | Leukocyte cells identification and quantitative morphometry based on molecular hyperspectral imaging technology | |
| US8542899B2 (en) | Automatic image analysis and quantification for fluorescence in situ hybridization | |
| JP2019163981A (en) | Biological tissue analysis apparatus and biological tissue analysis program | |
| JP4864709B2 (en) | A system for determining the staining quality of slides using a scatter plot distribution | |
| KR100291149B1 (en) | Pathology diagnosis support device | |
| TWI838687B (en) | Method for evaluating immune status of tumor samples | |
| US20100177942A1 (en) | Method and apparatus for analyzing imagery data | |
| JP4897488B2 (en) | A system for classifying slides using a scatter plot distribution |