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公開番号2025032773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138243
出願日2023-08-28
発明の名称画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析用プログラム
出願人東ソー株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250305BHJP(計算;計数)
要約【課題】本発明では、マイクロ流路チップのエマルジョンの画像を解析する画像解析装置であって、実際の液滴領域に対応している正しい円形液滴領域の画像を効率的に得る画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析用プログラムを提供する。
【解決手段】本発明の画像解析装置は、下記を有する:初期の円形液滴領域画像を生成する初期画像生成部;第1の粒径範囲の円形液滴領域のうちの、重複率が第1の所定の重複率以上である円形液滴領域を、初期の円形液滴領域画像から除去して、第1の円形液滴領域画像を生成する、第1処理画像生成部;及び第1の粒径範囲よりも大きい粒径の範囲である第2の粒径範囲の円形液滴領域のうちの、重複率が第1の重複率よりも小さい第2の所定の重複率以上である円形液滴領域を、第1の円形液滴領域画像から除去して、第2の円形液滴領域画像を生成する、第2処理画像生成部。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記を具備している、マイクロ流路チップのエマルジョン保持部に存在するエマルジョンの画像を解析する画像解析装置：
前記エマルジョン保持部に存在する前記エマルジョンの画像の明暗に基づいて、前記エマルジョン中の複数の円形液滴領域を検出して、初期の円形液滴領域画像を生成する初期画像生成部、
前記初期の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第１の所定の重複率以上である前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記初期の円形液滴領域画像から除去して、第１の円形液滴領域画像を生成する第１処理画像生成部、
前記第１の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第２の所定の重複率以上である前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記第１の円形液滴領域画像から除去して、第２の円形液滴領域画像を生成する第２処理画像生成部、ここで、前記第２の粒径範囲は、前記第１の粒径範囲よりも大きい粒径の範囲であり、かつ前記第２の重複率は、前記第１の重複率よりも小さい。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
更に下記を具備している、請求項１に記載の装置：
前記第２の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第３の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第３の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第３の所定の重複率以上である前記第３の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記第２の円形液滴領域画像から除去して、第３の円形液滴領域画像を生成する第３画像生成部、ここで、前記第３の粒径範囲は、前記第２の粒径範囲よりも大きい粒径の範囲であり、かつ前記第３の重複率は、前記第２の重複率よりも小さい。
【請求項３】
前記初期画像生成部において、前記画像を二値化して二値化画像を取得し、前記二値化画像のエッジ画素の集合に対して一般化ハフ変換を行うことによって、前記円形液滴領域の中心及び粒径を決定し、それによって前記エマルジョン中の複数の円形液滴領域を検出して、前記初期の円形液滴領域画像を生成する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１処理画像生成部、第２処理画像生成部、及び前記第３画像生成部の少なくとも１つにおいて用いる前記重複率が、下記（ａ）及び／又は（ｂ）である、請求項１又は２に記載の装置：
（ａ）いずれか１つの前記他の円形液滴領域との重複率のうちの最大値、
（ｂ）すべての前記他の円形液滴領域との重複率の積算値。
【請求項５】
前記第２の円形液滴領域画像、前記第３の円形液滴領域画像、又はそれらを更に任意の画像処理をして得られた計数用の円形液滴領域画像の円形液滴領域について、標的分子のシグナルの有無を計測し、そして前記標的分子のシグナルを有する前記円形液滴領域の割合を求める計測部を更に有する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
下記の工程を含む処理をプロセッサに実行させる、マイクロ流路チップのエマルジョン保持部に存在するエマルジョンの画像を解析する画像解析方法：
前記エマルジョン保持部に存在する前記エマルジョンの画像の明暗に基づいて、前記エマルジョン中の複数の円形液滴領域を検出して、初期の円形液滴領域画像を生成すること、
前記初期の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第１の所定の重複率以上である前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記初期の円形液滴領域画像から除去して、第１の円形液滴領域画像を生成すること、
前記第１の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第２の所定の重複率以上である前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記第１の円形液滴領域画像から除去して、第２の円形液滴領域画像を生成すること、ここで、前記第２の粒径範囲は、前記第１の粒径範囲よりも大きい粒径の範囲であり、かつ前記第２の重複率は、前記第１の重複率よりも小さい。
【請求項７】
下記の工程を含む処理をプロセッサに実行させる、マイクロ流路チップのエマルジョン保持部に存在するエマルジョンの画像を解析する画像解析用のコンピュータプログラム：
前記エマルジョン保持部に存在する前記エマルジョンの画像の明暗に基づいて、前記エマルジョン中の複数の円形液滴領域を検出して、初期の円形液滴領域画像を生成すること、
前記初期の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第１の所定の重複率以上である前記第１の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記初期の円形液滴領域画像から除去して、第１の円形液滴領域画像を生成すること、
前記第１の円形液滴領域画像の複数の前記円形液滴領域のうちの第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のそれぞれについて、他の前記円形液滴領域との重複率を算出し、前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域のうちの算出された重複率が第２の所定の重複率以上である前記第２の粒径範囲の前記円形液滴領域を、前記第１の円形液滴領域画像から除去して、第２の円形液滴領域画像を生成すること、ここで、前記第２の粒径範囲は、前記第１の粒径範囲よりも大きい粒径の範囲であり、かつ前記第２の重複率は、前記第１の重複率よりも小さい。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析用プログラム、具体的には、マイクロ流路チップのエマルジョン保持部に存在するエマルジョンの画像を解析する画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析用プログラムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
反応液を微小区画に分画し独立して反応を行なう技術として、微小液滴中に反応液を分画する微小液滴法が知られている。この手法は、例えばマイクロ・ナノ粒子の作製などに応用が期待されており、特に、マイクロ流体装置を用いて、標的分子を１分子単位で微小区画化し、微小液滴内で反応を行なうことで、標的分子の有無をシグナルの有無で計測し、標的分子の数の絶対定量を行なうデジタル計測に利用されている。
【０００３】
微小液滴法では、一般に、オイルなどの連続相と、この連続相に分散した水溶液の液滴とから構成されるエマルジョンが使用される。
【０００４】
非特許文献１は、遠心ステップ液滴生成法を開示している。当該文献は、装置の注入口にオイルを充填し、このオイルを遠心によって液滴回収室に送った後で、同じ注入口から、サンプル溶液を導入し、遠心によって液滴生成を行うことを記載している。
【０００５】
このような液滴生成法に対して、反応液などの分散相液とオイルなどの連続相液とを、別個の供給部を介してマイクロ流路チップに供給し、チップ内で合流させてエマルジョン生成を行う方法が知られている。
【０００６】
特許文献１は、液滴アッセイに適している液滴を生成するためのそのようなシステム及び方法を開示している。当該文献は、生成された液滴を、ピペットチップ又は液滴ウェルからなる出口領域に輸送することを記載している。また、当該文献は、気泡トラップ（エアトラップ）を記載しており、この気泡トラップによって、サンプルとオイルとが、（陰圧又は陽圧などの）流体駆動力の適用までの間、実質的に離されることを記載している。
【０００７】
また、微小液滴法に関して、近年、装置の簡便化・迅速化の観点から、検出領域に液滴を単層に整列させて簡便にシグナルを測定する液滴アレイ測定が注目されている。
【０００８】
特許文献２及び３は、液滴を形成するための流路及び液滴を保持するための液滴保持部を有するマイクロ流路チップを開示している。特許文献２は、２以上の反応液同士を合流させた後、反応液とは混和しない非混和性液体を接触させることで液滴を形成させることを記載している。
【０００９】
非特許文献２は、チップ上で液滴を生成する方法及びそのための装置について記載している。当該文献に記載の方法は、送液前に、液滴アレイ部をオイルで充填する操作（充填操作）を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
欧州特許第２５５０５２８号明細書
特開２０１９－１７０３６３号公報
特開２０２０－１６９９１１号公報
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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