[发明专利]图像处理装置、图像处理系统、图像处理方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及在医学、病理学、生物学、材料科学等领域中处理通过显微镜所获得的图像信息的图像处理装置、具有该图像处理装置的图像处理系统、图像处理方法以及该图像处理装置中的程序。

背景技术

在医学或病理学的领域中，已经提出了一种系统，其将通过光学显微镜获得的诸如活体的细胞、组织、器官等的样本的图像数字化，以基于所获得的数字图像由医生或病理学家来检查组织等或诊断病人。通常，这样的系统称为虚拟显微镜。

例如，日本专利申请公开第2009-37250号(下文中，被称作专利文献1)公开了一种方法，其中，通过配备有CCD(电荷耦合器件)的摄像机将从置于显微镜的镜台上的载片样本光学获得的图像数字化，将由此获得数字信号输入至PC(个人计算机)，并在监控器上将图像可视化。病理学家在观看显示在监控器上的图像的同时执行检查等。

发明内容

顺便提及，在虚拟显微镜系统中，通过在样本的深度方向(对焦方向)上以预定间隔移动焦点来获得图像数据，从而检测目标(荧光标记)在深度方向上的位置，该目标例如存在于一个细胞核中并已被荧光着色。然而，在该方法中，需要针对每一预定间隔来存储多条图像数据(在样本存在于载玻片的几乎一个表面上的情况下，每条图像数据的数据量约为4GB)，并且增大了数据容量，从而具有大容量的存储器变得是必需的。

鉴于上述情况，期望提供一种图像处理装置、图像处理系统、图像处理方法和程序，它们能够在不使用具有大容量的存储器的情况下，容易地检测样本中的目标的深度位置。

根据本发明的实施方式，提供了一种图像处理装置，其包括接口、控制器和存储器。该接口被配置为连接至显微镜。显微镜包括：镜台，具有放置包括被标记的目标的样本的放置面；物镜，放大样本的图像；以及摄像元件，形成由物镜放大的样本的图像。控制器被配置为通过接口使物镜的焦点从预定基准位置在放置面的垂直方向上移动，并且在焦点在垂直方向上移动的期间使摄像元件曝光，从而获得包括表示目标的第一亮点的第一图像。此外，控制器被配置为通过接口执行焦点以第一速度从基准位置在垂直方向上的匀速移动以及以第二速度在放置面的平行方向上的匀速直线移动，并且在焦点在垂直方向和平行方向上移动的期间使摄像元件曝光，从而获得包括表示目标的第二亮点的第二图像。此外，控制器被配置为基于获得的第一图像和第二图像，计算样本中的目标在垂直方向上的位置。存储器被配置为存储获得的第一图像和第二图像。

在该实施方式中，在焦点在垂直方向和平行方向上移动的同时使摄像元件进行曝光，所以在第二图像中，对于每一焦点，目标的图像模糊的状态逐渐变为图像清晰的状态。此外，在第二图像中，在焦点与目标最匹配的位置处，目标的图像的亮度变得最大，并被表示为第二亮点。

利用该结构，仅通过两次曝光来获得第一图像和第二图像，从而图像处理装置在节省存储器的容量的同时，可以容易地以高精度检测到样本中的目标在垂直方向上的位置。

控制器可以基于第一图像和第二图像计算第一亮点和第二亮点之间在平行方向上的距离，并且基于距离、第一速度以及第二速度来计算目标的位置。

结果，仅通过基于第一图像和第二图像计算第一亮点和第二亮点之间在平行方向上的距离，图像处理装置可以容易地以高精度检测目标在垂直方向上的位置。

第一速度可以大于第二速度。

结果，在第二图像中，不同焦点的目标的图像相重叠的范围变小，所以更容易检测第二亮点的位置。

控制器可以生成通过将第一图像和第二图像合成而获得合成图像，并且通过利用合成图像来计算距离。

结果，通过在合成图像上测量第一亮点和第二亮点之间的距离，图像处理装置可以容易地检测目标在垂直方向上的目标。