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公開番号2025118813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2025078144,2021553576
出願日2025-05-08,2020-10-23
発明の名称画像処理装置、画像処理装置の作動方法、及びプログラム
出願人国立大学法人大阪大学,株式会社ニコン
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 33/48 20060101AFI20250805BHJP(測定;試験)
要約【課題】非染色組織の状態を細胞レベルで解析する方法の提供。
【解決手段】がん判定装置は、組織に対して励起光を照射する照射部と、組織と励起光との相互作用によって生じる第3高調波発生によって発生する光に基づき組織の第3高調波画像を取得する第3高調波画像取得部と、第3高調波画像における細胞核の状態に基づいて、組織ががん組織である可能性を判定するがん組織判定部と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
組織に対して励起光を照射する照射部と、
前記組織と前記励起光との相互作用によって生じる第３高調波発生によって発生する光に基づき前記組織の第３高調波画像を取得する第３高調波画像取得部と、
前記第３高調波画像における細胞核の状態に基づいて、前記組織ががん組織である可能性を判定するがん組織判定部と、
を備えるがん判定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、がん判定装置に関する。
本願は、２０１９年１０月２３日に、日本に出願された特願２０１９－１９２４６９号及び特願２０１９－１９２４７０に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
細胞核の形態は、病理診断において重要な情報を担っており、病理組織の標本において細胞核の染色は必須の処置である。一方、生体組織が撮像された画像を解析することによってがん組織を判定する技術が知られている。画像解析によってがん組織を判定する場合、生体組織が染色されて撮像された画像が用いられる。
【０００３】
例えば、生体細胞のがん関連遺伝子産物を選択的に有彩色に染色する染色剤が塗布された生体細胞群を撮像し、得られた画像の生体細胞群の染色状態に基づき、生体細胞群のがん化の悪性度レベルを判定する判定部とを備える、がん検査装置が知られている（特許文献１）。
従来、非染色組織の状態を細胞レベルで解析することは困難だった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１７／２０００６６号
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様は、組織に対して励起光を照射する照射部と、前記組織と前記励起光との相互作用によって生じる第３高調波発生によって発生する光に基づき前記組織の第３高調波画像を取得する第３高調波画像取得部と、前記第３高調波画像における細胞核の状態に基づいて、前記組織ががん組織である可能性を判定するがん組織判定部と、を備えるがん判定装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態に係る子宮がん判定システムの一例を示す図である。
第１の実施形態に係る第３高調波発生を利用した細胞核の可視化を説明のためのマウスの皮膚組織の撮像画像の一例を示す図である。
第１の実施形態に係るヒトの子宮組織の撮像画像の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る子宮がん判定装置の構成の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る核領域画像の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る特徴量の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る子宮がん判定処理の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る核領域画像生成処理の一例を示す図である。
第１の実施形態に係るＺスタック核領域画像の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る学習処理の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る細胞核の計測の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る判定処理の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る判定結果の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る子宮がん判定装置の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る核領域画像生成部が用いる深層学習の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る核領域学習処理の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る核領域判定処理の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る核領域画像と核領域アノテーション画像との一例を示す図である。
第２の実施形態に係る核領域判定処理の結果の一例を示す図である。
第２の実施形態に係るＺスタック核領域画像の全体についてのＦ値の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る判定結果の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る第２高調波画像の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る腫瘍の進行度毎の子宮組織の断面の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る腫瘍の進行度毎の子宮組織の断面の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る子宮がん判定装置の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る子宮がん判定処理の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る前がん浸潤がん判定処理の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る線維様構造画像の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る検出画素比率の一例を示す図である。
第３の実施形態に係る検出画素比率の子宮組織の浅部についての平均値の一例を示す図である。
第３の実施形態に係るがん進行度判定部の判定率を示すＲＯＣ曲線の一例を示す図である。
第３の実施形態に係るがん進行度判定部の判定閾値と判定率との関係の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る子宮がん進行度判定システムの一例を示す図である。
第４の実施形態に係る第２高調波発生画像の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る腫瘍の進行度毎の子宮組織の断面の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る腫瘍の進行度毎の子宮組織の断面の一例を示す図である。
第４の実施形態に係るがん進行度判定装置の一例を示す図である。
第４の実施形態に係るがん進行度判定処理の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る線維様構造画像の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る検出画素比率の一例を示す図である。
第４の実施形態に係る検出画素比率の子宮組織の浅部についての平均値の一例を示す図である。
第４の実施形態に係るがん進行度判定部の判定率を示すＲＯＣ曲線の一例を示す図である。
第４の実施形態に係るがん進行度判定部の判定閾値と判定率との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら第１の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る子宮がん判定システムＳＴの一例を示す図である。子宮がん判定システムＳＴは、子宮がん判定装置１と、多光子顕微鏡２と、表示装置３とを備える。子宮がん判定システムＳＴでは、子宮がん判定装置１が多光子顕微鏡２によって撮像された被検者の子宮組織であるＺスタック撮像画像ＺＰ１を解析して、Ｚスタック撮像画像ＺＰ１に撮像された子宮組織ががん組織である可能性を判定する。子宮がん判定装置１は、判定した結果を表示装置３に表示させる。
【０００８】
本実施形態では、子宮組織とは、一例として、子宮頸部の組織である。なお、子宮組織には、子宮体部が含まれてもよい。また、本実施形態では子宮組織を一例として説明するが、組織はこれに限らない。
【０００９】
Ｚスタック撮像画像ＺＰ１は、Ｚスタック画像である。Ｚスタック画像とは、Ｚ軸方向に子宮組織からの距離を変えて撮像した複数の画像のセットをいう。Ｚスタック撮像画像ＺＰ１は、各Ｚ座標の子宮組織の画像を撮像した複数の画像からなる。ここで各Ｚ座標の子宮組織の画像を撮像するとは、対物レンズと子宮組織の距離をさまざまに変えて子宮組織の画像を撮像することである。Ｚスタック撮像画像ＺＰ１とは、子宮組織とレンズとの距離を変えて多光子顕微鏡２が撮像した複数の画像である。
【００１０】
本実施形態では、子宮組織の上皮組織から内部に向かう方向にＺ軸を選ぶ。つまり、撮像面が子宮上皮組織に近い方がＺ座標の値は小さく、撮像面が子宮組織の内部へと深くなるにつれてＺ座標の値は大きくなる。Ｚ軸の原点は、子宮上皮組織に近い浅い位置に選ぶ。
このように、Ｚスタック撮像画像ＺＰ１とは、被検者の子宮上皮組織の深さ方向と垂直な複数の断面画像であり、単に断面画像ともいう。なお、深さ方向とは表層から基底層に向かう方向であり、複数の断面画像は被検者の子宮上皮組織の深さ方向と完全に垂直である必要はなく、±５度程度傾斜していても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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