JPH0520711B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、オートラジオグラフをカラー表示す
る方法に関するものである。

［発明の技術的背景］ 放射性標識が付与された物質を生物体に投与し
たのち、その生物体、あるいはその生物体の組織
の一部を試料とし、この試料と高感度Ｘ線フイル
ムなどの放射線フイルムと一定時間重ね合わせる
ことによつて該フイルムを感光させ、その感光部
位から該試料中における放射性標識物質の位置情
報を得ることからなるオートラジオグラフイーが
既に知られている。

また、オートラジオグラフイーは、放射性標識
が付与された生物体の組織および／または生物体
由来の物質を含む媒体における放射性標識物質の
位置情報を得るためにも利用されている。たとえ
ば、蛋白質、核酸などのような生物体由来の高分
子物質に放射性標識を付与し、その放射性標識高
分子物質、その誘導体、あるいはその分解物また
はその合成物などをゲル電気泳動などの分離展開
操作にかけて支持媒体上で分離したのち、支持媒
体と放射線フイルムとを重ね合わせてフイルムを
感光させ、そのオートラジオグラフ像から得られ
る支持媒体上の放射性標識物質の位置情報を基に
して、該高分子物質の分離、同定、あるいは高分
子物質の分子量、特性の評価などを行なう方法も
開発され、実際に利用されている。

特に近年においては、オートラジオグラフイー
は、DNA、RNAなどの核酸の塩基配列決定に有
効に利用されている。また、サザン・ブロツテイ
ング、ノアザン・ブロツテイング、ウエスタン・
ブロツテイングなどハイブリダイゼーシヨン法を
利用する遺伝子のスクリーニングにおいても不可
欠の手段となつている。

本出願人は、オートラジオグラフの表示方法に
関して既に特許出願している（特願昭60−181431
号、特願昭61−90603号）。前者の特願昭60−
181431号には、放射性標識が付与された核酸の断
片物が支持媒体上に一次元的方向に分離展開され
てなる試料のオートラジオグラフについて、分離
展開方向に沿つた位置と信号のレベルとからなる
複数の二次元波形を分離展開方向に垂直な方向に
一定間隔をおいて多重表示する（いわゆる鳥瞰図
として表示する）方法が開示されている。この表
示方法によれば、従来の白黒画像の欠点である放
射性標識物質の量的情報が得られ難い、その分離
展開部位（バンド）間の比較同定が容易ではない
等を解消することができる。また、後者の特願昭
61−90603号には、この鳥瞰図を少なくとも二色
に色分けしてカラー表示する方法が開示されてい
る。この方法によれば、バンド間の比較同定を更
に一層高精度かつ簡易に行なうことができる。

なお、本出願人は、オートラジオグラフイーに
おいて放射線フイルムを用いる従来の放射線写真
法の代りに、蓄積性蛍光体シートを用いる放射線
像変換方法を利用する方法についても既に特許出
願している（特開昭59−83057号、特開昭60−
10174号、特願昭58−173393号）。蓄積性蛍光体シ
ートは輝尽性蛍光体からなり、放射線エネルギー
を該蛍光体シートの輝尽性蛍光体に吸収させた
後、可視乃至赤外領域の電磁波（励起光）で励起
することにより蛍光として放出させることができ
るものである。この方法によれば、露光時間を大
幅に短縮化することができ、また従来より問題と
なつていた化学カブリ等が発生することがない。
さらに、オートラジオグラフは蛍光体シートに蓄
積されたのち輝尽光として時系列的に読み出され
るから、直接にデジタル信号として得ることがで
きる。

［発明の要旨］ 本発明は、濃淡画像としての情報を有するオー
トラジオグラフをカラー表示するに際して、その
カラーレベルを簡易にかつ適正に調整することが
できるオートラジオグラフ表示方法を提供するも
のである。

また、本発明は、濃淡画像としての情報を有す
るオートラジオグラフを解析しやすい色彩画像と
して容易に表示することができるオートラジオグ
ラフ表示方法を提供するものである。

すなわち、本発明は、放射性標識が付与された
生物体の組織、および生物体の組織および／また
は生物体由来の物質を含む媒体からなる群より選
ばれる試料の位置情報を有するオートラジオグラ
フをカラー表示する方法において、該オートラジ
オグラフがｎ段階（ただし、ｎは３以上の正整数
である）の階調情報を有するデジタル信号で表わ
されており、 １ 予め設定された最小のカラーレベルl_pおよび
最大のカラーレベルl_kに基づいて、残りの各レ
ベルl_iを l_i＝｛（l_k−l_p）／ｋ｝・ｉ＋l_p （ただし、ｋはｎより小さい正整数であり、
ｉは０≦ｉ≦ｋの範囲の正整数である） と定めたのち、０〜ｎ段階の範囲の階調を（ｋ
＋１）個のカラーレベルによつて（ｋ＋２）色
に区分する工程、および ２ 該デジタル信号に基づいてｎ段階の階調を対
応する色で置換することにより、該オートラジ
オグラフを（ｋ＋２）色でカラー表示する工
程、 からなることを特徴とするオートラジオグラフ表
示方法を提供するものである。

なお、本発明において「位置情報」とは、試料
中における放射性標識物質もしくはその集合体の
位置を中心とする各種の情報、たとえば、支持媒
体上に存在する放射性標識物質の集合体の存在位
置、濃度、分布、およびこれらに基づく放射性標
識物質の同定、試料の同定などからなる情報の一
つもしくは任意の組合わせとして得られる各種の
情報を意味する。

本発明の方法は、オートラジオグラフをカラー
画像として表示する場合において、オートラジオ
グラフに対応するデジタル信号であつて、多段階
の階調からなる濃淡画像情報を有するデジタル信
号に基づいて、カラーレベルの簡易かつ適正な調
整を実現するものである。

試料のオートラジオグラフは通常、該試料中の
放射性標識物質から放射される放射線の強弱に応
じた濃淡画像として得られる。このオートラジオ
グラフをCRT等の画面上に色彩画像としてカラ
ー表示するためには、オートラジオグラフに対応
するデジタル信号に基づいて濃淡画像の階調をカ
ラーレベルで区分された色相に変換するための処
理が必要である。たとえば、オートラジオグラフ
に対応するデジタル信号が１画素当り８ビツトの
情報量を有する場合には256段階の階調情報を含
んでいる。本発明の方法によれば、オートラジオ
グラフの濃淡画像の階調情報が多大な量であつて
も、カラーレベルの最大値と最小値を信号処理回
路に入力することにより簡易に階調に対する色相
の対応関係を決定することができ、これにより、
適正な解読しやすい色彩画像を得ることができ
る。

また、多段階の階調を８色、16色などの比較的
少ない色で置き換えてオートラジオグラフを表現
しようとする場合に、高い解析精度を維持するた
めには、オートラジオグラフごとに更にはオート
ラジオグラフの部分によつて、カラーレベル（色
と色との間の閾値）を自由に変更できることが要
求される。本発明によれば、このような場合であ
つても色数に応じたカラーレベルを一つ一つ設定
することなく、最大レベルと最小レベルの二つの
レベルを設定するのみで残りのレベルを自動的に
決定することができ、カラー変更の操作が容易で
ある。また、全カラーレベルは最大レベルと最小
レベルによつて決定されるから、これらのレベル
の設定に応じて任意の階調範囲（画像の濃度範
囲）を細かく色分けすることが可能であり、解析
しやすい色彩画像を得ることができる。

特に、放射性標識物質の分布部位における放射
線強度（画像濃度）のピーク位置および大きさを
容易に判断し解析することができるから、DNA
およびRNAなどの核酸の塩基配列決定、および
サザン・ブロツテイング法等を利用する遺伝子ス
クリーニングのためのオートラジオグラフイーに
おいて、本発明のカラー表示方法は有効に利用す
ることができる。

［発明の構成］ 本発明においてオートラジオグラフの対象とさ
れる試料は、放射性標識が付与された生物体の組
織、および生物体の組織および／または生物体由
来の物質を含む媒体である。そのうちでも、放射
性標識が付与された生物体の組織および／または
生物体由来の物質を含む媒体を試料とした場合に
本発明の方法は有効に利用される。

たとえば、放射性標識を有する蛋白質、核酸、
それらの誘導体、それらの分解物、合成物のよう
な生物体由来の高分子物質を挙げることができ
る。放射性標識はこれらの物質に適当な方法で
³²P、¹⁴C、³⁵S、³H、¹²⁵Iなどの放射性同位元素を保
持させることによつて付与される。試料は、これ
らの放射性標識が付与された物質をゲル支持媒体
などの公知の各種の支持媒体を用いて、電気泳動
法、薄層クロマトグラフイー、カラムクロマトグ
ラフイー、ペーパークロマトグラフイーなど種々
の分離展開方法により支持媒体上に分離展開する
ことによつて得られる。ただし、本発明の方法の
対象となる試料はこれらの高分子物質が分離展開
された支持媒体に限定されるものではない。

これらの放射性標識物質を含有する試料につい
て、従来の写真感光材料を用いる放射線写真法に
より、あるいは蓄積性蛍光体シートを用いる放射
線像変換方法によりそのオートラジオグラフが得
られ、次いで適当な読取り（読出し）系を介して
放射性標識物質のオートラジオグラフに対応する
デジタル信号が得られる。

前者の放射線写真法を利用する場合には、まず
試料とＸ線フイルム等の写真感光材料とを低温も
しくは常温で長時間（数時間〜数十時間）重ね合
わせて放射線フイルムを感光させたのち、現像し
て放射性標識物質のオートラジオグラフを放射線
フイルム上に可視画像化する。次いで、画像読取
装置を用いて放射線フイルム上に可視化されたオ
ートラジオグラフを読み取る。たとえば、放射線
フイルムに光ビームを照射してその透過光または
反射光を光電的に検出することにより、オートラ
ジオグラフは電気信号として得られる。さらに、
この電気信号をＡ／Ｄ変換することにより、オー
トラジオグラフに対応するデジタル信号を得るこ
とができる。

後者の放射線像変換方法を利用する場合には、
まず、試料と蓄積性蛍光体シートとを常温で短時
間（数秒〜数十分間）重ね合わせて蛍光体シート
に放射性標識物質から放出される放射線エネルギ
ーを蓄積させることにより、そのオートラジオグ
ラフを蛍光体シートに一種の潜像として記録す
る。ここで、蓄積性蛍光体シートは、たとえばプ
ラスチツクフイルムからなる支持体、二価ユーロ
ピウム賦活弗化臭化バリウム（BaFBr：Eu²⁺）
等の輝尽性蛍光体からなる蛍光体層、および透明
な保護膜がこの順に積層されたものである。蓄積
性蛍光体シートに含有されている輝尽性蛍光体
は、Ｘ線等の放射線が照射されるとその放射線エ
ネルギーを吸収して蓄積し、そののち可視乃至赤
外領域の光で励起すると蓄積していた放射線エネ
ルギーを輝尽光として放出するという特性を有す
る。

次いで、読出装置を用いて蓄積性蛍光体シート
に蓄積記録されたオートラジオグラフを読み出
す。具体的には、たとえば蛍光体シートをレーザ
ー光で走査して放射線エネルギーを輝尽光として
放出させ、この輝尽光を光電的に検出することに
より、放射性標識物質のオートラジオグラフは可
視画像化することなく直接に電気信号として得ら
れる。さらに、この電気信号をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、オートラジオグラフに対応するデジタ
ル信号を得ることができる。

上述のオートラジオグラフ測定操作およびオー
トラジオグラフに対応するデジタル信号を得る方
法の詳細については、前記特開昭59−83057号、
特開昭59−126527号、特開昭59−126278号等の各
公報に記載されている。

なお、上記においては、試料中の放射性標識物
質のオートラジオグラフに対応するデジタル信号
を得る方法として、従来の放射線写真法および放
射線像変換方法を利用する方法について述べた
が、これらの方法に限定されるものではなく、そ
れ以外の如何なる方法により得られたデジタル信
号であつても放射性標識物質のオートラジオグラ
フと対応関係がある限り、本発明の方法を適用す
ることが可能である。

また、上記いずれの方法においてもオートラジ
オグラフの読取り（または読出し）は、放射線フ
イルム（または蓄積性蛍光体シート）の全面に亘
つて行なう必要はなく、画像領域のみについて行
なうことも勿論可能である。さらに、試料が放射
性標識物質を支持媒体上に分離展開してなる場合
には、予め各分離展開列の位置および分離展開部
位（バンド）の幅等についての情報を入力して読
取り（読出し）条件を設定しておき、読取り（読
出し）操作においては各バンド上を少なくとも一
本の走査線が通過するような走査線密度で光ビー
ムによる走査を行なうことにより、読取（読出）
時間を短縮化して必要な情報を効率良く得ること
もできる。本発明においてオートラジオグラフに
対応するデジタル信号とは、このようにして得ら
れたデジタル信号をも包含する。

得られたデジタル信号は各画素に対応してお
り、オートラジオグラフの画像濃度（すなわち、
放射線強度）は１画素当りの情報量（ビツト数）
に応じた段階数からなる階調情報としてデジタル
信号に含まれている。

このようにして得られた試料のオートラジオグ
ラフに対応するデジタル信号に本発明の方法に従
つて信号処理を施すことにより、オートラジオグ
ラフをカラー表示する操作を以下に説明する。

オートラジオグラフに対応するデジタル信号
は、信号処理回路において一旦メモリ（バツフア
ーメモリ、または磁気デイスク等の不揮発性メモ
リ）に記憶される。

まず、０〜ｎ段階の範囲内で設定された最小の
カラーレベルl_pと最大のカラーレベルl_kが信号処
理回路に入力される。ここで、カラーレベルとは
一つ一つの色を区分するための閾値を意味する。

この最小レベルl_pおよび最大レベルl_kに基づい
て、残りの各レベルl_iを l_i＝｛（l_k−l_p）／ｋ｝・ｉ＋l_p （ただし、ｋはｎより小さい正整数であり、ｉ
は０≦ｉ≦ｋの範囲の正整数である） と定める。すなわち、中間のレベルはそれぞれ最
大と最小の二つのレベル間を等分するように決定
される。

第１図に、色数が８色である場合のカラーレベ
ルの例を示す。

たとえば第１図に示すように、８色でカラー表
示する場合には、第一色と第二色との間の閾値で
ある最大レベルl₆、および第七色と第八色との間
の閾値である最小レベルl_pが設定されると、残り
の中間レベルl₁〜l₅はそれぞれl_pとl₆の間を６等分
した各レベルとなる。

これにより、０〜ｎ段階の範囲の階調は（ｋ＋
１）個のカラーレベルによつて（ｋ＋２）色に区
分されて、階調の各段階は（ｋ＋２）色のいずれ
かの色に対応付けられる。

このとき、最大と最小のレベルの設定によつ
て、任意の階調範囲を複数の色の変化で強調する
ことができる。たとえば、画像濃度の高い部分を
強調しようとする場合には、第２図に示すよう
に、最大レベルと比較的高く設定して第一色の範
囲が相対的に狭くなるようにし、一方、最小レベ
ルも相当高く設定して第八色の範囲が広くなるよ
うにすればよい。なお、第２図は色数が８色であ
る場合のカラーレベルの別の例を示す。

本発明の方法が適用可能な濃淡画像の階調の段
階数には特に制限はないが、通常オートラジオグ
ラフに対応するデジタル信号は一画像当り８〜10
ビツトの情報量を有しており、256〜1024段階の
階調情報を含んでいる。また、変換されるべき色
数も階調の段階数以下である限り特に制限はない
が、たとえば４〜16色の比較的少ない色数の場合
に本発明の方法を好ましく適用することができ
る。

次に、デジタル信号におけるｎ段階の階調を上
記カラーレベルに基づいた（ｋ＋２）色のうちの
対応する色で置き換える。これにより、オートラ
ジオグラフの各画素はその階調に応じた色相に変
換される。

このようにして、色情報を有する信号は信号処
理回路から出力されたのち、次いで直接的にもし
くは必要により磁気デイスクや磁気テープなどの
記録保存手段を介して表示記録装置に伝送され
て、オートラジオグラフは（ｋ＋２）色の色彩画
像としてカラー表示される。

表示装置としては、たとえばグラフイツクデイ
スプレイ、CRTなどの電気的装置を用いること
ができる。また、記録装置としては、たとえばグ
ラフイツク用ドツトプリンタ、感光材料上をレー
ザー光等で走査して光学的に記録するもの、熱線
を用いて感熱記録材料上に記録するものなど種々
の原理に基づいた記録装置を用いることができ
る。

また、一旦カラー表示された画像の色分布を再
度変更することもできる。その場合には、上述し
た操作を再び行なうことによりカラーレベルを変
更して、所望の色彩画像を表示、記録することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、８色についてのカラーレベルの設定
例を示す図である。第２図は、８色についてのカ
ラーレベルの別の設定例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性標識が付与された生物体の組織、およ
   び生物体の組織および／または生物体由来の物質
   を含む媒体からなる群より選ばれる試料の位置情
   報を有するオートラジオグラフをカラー表示する
   方法において、該オートラジオグラフがｎ段階
   （ただし、ｎは３以上の正整数である）の階調情
   報を有するデジタル信号で表わされており、 １ 予め設定された最小のカラーレベルl_pおよび
   最大のカラーレベルl_kに基づいて、残りの各レ
   ベルl_iを l_i＝｛（l_k−l_p）／ｋ｝・ｉ＋l_p （ただし、ｋはｎより小さい正整数であり、
   ｉは０≦ｉ≦ｋの範囲の正整数である） と定めたのち、０〜ｎ段階の範囲の階調を（ｋ
   ＋１）個のカラーレベルによつて（ｋ＋２）色
   に区分する工程、および ２ 該デジタル信号に基づいてｎ段階の階調を対
   応する色で置換することにより、該オートラジ
   オグラフを（ｋ＋２）色でカラー表示する工
   程、 からなることを特徴とするオートラジオグラフ表
   示方法。 ２ 上記オートラジオグラフが256段階以上の階
   調情報を有するデジタル信号で表わされており、
   そして該オートラジオグラフを４乃至16色でカラ
   ー表示することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のオートラジオグラフ表示方法。 ３ 上記オートラジオグラフを電気的にカラー表
   示することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のオートラジオグラフ表示方法。 ４ 上記デジタル信号が、試料と輝尽性蛍光体を
   含有する蓄積性蛍光体シートとを重ね合わせて試
   料のオートラジオグラフを蛍光体シートに蓄積記
   録した後、該蛍光体シートに励起光を照射して該
   オートラジオグラフを輝尽光として光電的に読み
   出すことにより得られることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のオートラジオグラフ表示方
   法。 ５ 上記デジタル信号が、試料と写真感光材料と
   を重ね合わせて試料のオートラジオグラフを感光
   材料に感光記録した後、該感光材料上に可視化さ
   れたオートラジオグラフを光電的に読み取ること
   により得られることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のオートラジオグラフ表示方法。 ６ 上記試料が、放射性標識が付与された生体高
   分子物質群、その誘導体、もしくはそれらの分解
   物またはそれらの合成物が分布された媒体である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオ
   ートラジオグラフ表示方法。 ７ 上記生体高分子物質群が、核酸、その誘導
   体、もしくはそれらの分解物またはそれらの合成
   物であることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載のオートラジオグラフ表示方法。