JPH07122902B2 - Cell position detector - Google Patents
Cell position detectorInfo
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- JPH07122902B2 JPH07122902B2 JP62093099A JP9309987A JPH07122902B2 JP H07122902 B2 JPH07122902 B2 JP H07122902B2 JP 62093099 A JP62093099 A JP 62093099A JP 9309987 A JP9309987 A JP 9309987A JP H07122902 B2 JPH07122902 B2 JP H07122902B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は細胞位置検出装置に係り、特に細胞撮影画像中
から、細胞の位置を高速で検出するに好適な細胞位置検
出装置に関する。The present invention relates to a cell position detecting device, and more particularly to a cell position detecting device suitable for detecting the position of a cell at high speed from a cell image.
近年、細胞に異種細胞の遺伝子を移入する技術が要求さ
れている。この遺伝子移入技術は微小な細胞に異種細胞
の遺伝子を移入するため、熟練と多大な労力を要するも
のである。これを改善するために、例えば、特開昭60−
83583号公報に記載されているように、細胞にレーザ光
を投射すると、その投射された細胞の表面状態が改善
し、物質を取込める状態になることに着目して、細胞に
レーザ光を投射して細胞に穿孔を開ける装置が開示され
ている。In recent years, there has been a demand for a technique for transferring a gene of a heterologous cell into a cell. This gene transfer technique requires skill and a great deal of labor because it transfers a gene of a heterologous cell to a minute cell. In order to improve this, for example, JP-A-60-
As described in JP 83583, when laser light is projected onto cells, the surface condition of the projected cells is improved, and the laser light is projected onto the cells, focusing on the fact that the substance can be taken in. There is disclosed a device for perforating cells.
上記従来例ではレーザ光を投射すべき細胞の分布状態
を、テレビモニタに映し出される細胞映像を観察しなが
ら細胞試料ホルダーを備えたステージを移動させて選択
している。すなわち、レーザ光を投射すべき細胞位置の
選択は人間による目視作業で行われている。このため、
操作者にとつては多大な労力を要すると共に、操作者に
よる監視作業能率にも限界があり、その作業性も良好で
ない。In the above-mentioned conventional example, the distribution state of cells to be projected with laser light is selected by moving the stage equipped with the cell sample holder while observing the cell image displayed on the television monitor. That is, the selection of the cell position on which the laser light is projected is performed by human visual inspection. For this reason,
The operator requires a great deal of labor, and the operator's efficiency of monitoring work is limited, and the workability is not good.
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、細胞
監視作業を自動化し、その作業性を向上させることがで
きる細胞位置検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made based on the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide a cell position detecting device that can automate a cell monitoring operation and improve its workability.
本発明の上記の目的は、細胞撮影画像中から細胞の輪郭
特徴を抽出する特徴抽出器と、この特徴抽出器からの細
胞の輪郭特徴画像から細胞輪郭を最も多く含む画像を切
出す画像切出手段と、この画像切出手段からの切出画像
にもとづいて細胞位置を判定する判定手段とを備えるこ
とにより達成される。The above-mentioned object of the present invention is to extract a contour feature of a cell from a captured image of a cell, and to extract an image including the most cell contours from the contour feature image of the cell from the feature extractor. This is achieved by including means and determination means for determining the cell position based on the cut-out image from the image cut-out means.
細胞撮影画像は特徴抽出器によつて、細胞の輪郭特徴画
像として抽出される。この細胞輪郭特徴画像は画像切出
手段によつて細胞輪郭を最も多く含む画像に切出され
る。そしてこの切出画像にもとづいて判定手段は細胞輪
郭の特徴点を計数し、この計数値が最大となる細胞位置
を判定する。The cell image is extracted by the feature extractor as a contour image of the cell. This cell contour feature image is cut out by the image cutting means into an image containing the most cell contours. Then, based on this cut-out image, the determination means counts the feature points of the cell contour and determines the cell position where this count value is the maximum.
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の装置の一実施例を示すもので、この図
において、1は培養液Wおよび細胞Sを有する培養容
器、2は培養容器1中の細胞Sを撮影するテレビカメ
ラ、3はテレビカメラ2からの撮影画像を処理する画像
処理装置、4はテレビカメラ2の制御装置、5は細胞S
にレーザ光を投射するレーザ、6はレーザ5の照射制御
装置である。FIG. 1 shows an embodiment of the apparatus of the present invention, in which 1 is a culture container having a culture solution W and cells S, 2 is a television camera for photographing the cells S in the culture container 1, 3 Is an image processing device that processes a captured image from the television camera 2, 4 is a control device for the television camera 2, and 5 is a cell S
A laser for projecting laser light onto the laser beam, and an irradiation control device 6 for the laser 5.
前述したテレビカメラ2はその制御装置4からのアドレ
ス信号により培養容器1内を走査され、液中の細胞Sを
撮影する。この撮影画像は画像処理装置3に取り込まれ
て、培養液W中の細胞Sの位置が計算される。この画像
処理装置3からの細胞Sの位置情報にもとづいて照射制
御装置6はレーザ5を制御し、レーザ5からのレーザ光
を細胞Sに投射する。The television camera 2 described above scans the inside of the culture container 1 in response to an address signal from the control device 4, and photographs the cells S in the liquid. This photographed image is taken into the image processing device 3, and the position of the cell S in the culture solution W is calculated. The irradiation control device 6 controls the laser 5 based on the position information of the cell S from the image processing device 3 and projects the laser light from the laser 5 onto the cell S.
前述した画像処理装置3の一実施例の構成を第2図を用
いて説明する。テレビカメラ2によつて撮影された細胞
の画像は、例えば微分回路で構成される特徴抽出器30に
転送される。この特徴抽出器30は撮影画像中から細胞の
輪郭線を抽出する。この特徴抽出器30からの出力はシフ
タとレジスタとにより構成される切出回路31A〜31Dに転
送され、例えば第3図〜第6図に示すように4種類の切
出画像を抽出する。すなわち、切出回路31Aは第3図に
示す4画素の切出画像を切出回路31Bは第4図に示す16
画素の切出画像を、切出回路31Cは、第5図に示す36画
素の切出画像を、さらに切出回路31Dは第6図に示す64
画素切出画像を切出すように設定されている。前述した
切出画像の画素数の設定すなわち切出回路31Aに設定さ
れる画素数は最小細胞像の大きさより小さく、また切出
回路31Dに設定される画素数は最大細胞像の大きさより
大きく定められる。第3図〜第6図中に示す線WSは細胞
の輪郭線を示している。第2図に戻り、切出回路31A〜3
1Dで得られた画像データはそれぞれ対応するカウンタ32
A〜32Dに伝送される。カウンタ32A〜32Dは各切出画像中
の細胞輪郭を現わす特徴点の数N1〜N4を計数する。セレ
クタ33はカウンタ32A〜32Dからの特徴点数N1〜N4にもと
づいて細胞輪郭を現わす最大特徴点数Nmを求める。この
最大特徴点数Nmは例えば次の手順により計算される。す
なわち、 (1)ステツプ1:N2>Nmならば、Nm=Nnとして次のステ
ツプ2に進む。このときN1=N2ならば、Nm=N1として終
了する。The configuration of one embodiment of the image processing apparatus 3 described above will be described with reference to FIG. The image of the cell taken by the television camera 2 is transferred to the feature extractor 30 which is composed of, for example, a differentiating circuit. The feature extractor 30 extracts the contour line of the cell from the captured image. The output from the feature extractor 30 is transferred to the cutout circuits 31A to 31D composed of shifters and registers, and four kinds of cutout images are extracted, for example, as shown in FIGS. That is, the cutout circuit 31A outputs a cutout image of 4 pixels shown in FIG. 3 and the cutout circuit 31B 16 shown in FIG.
The cutout image of pixels, the cutout circuit 31C, the cutout image of 36 pixels shown in FIG. 5, and the cutout circuit 31D shown in FIG.
The pixel cutout image is set to be cut out. The above-described setting of the number of pixels of the cutout image, that is, the number of pixels set in the cutout circuit 31A is smaller than the size of the minimum cell image, and the number of pixels set in the cutout circuit 31D is set larger than the size of the maximum cell image. To be A line WS shown in FIGS. 3 to 6 indicates a contour line of a cell. Returning to FIG. 2, the cutout circuits 31A to 3A
The image data obtained in 1D corresponds to the corresponding counter 32
Transmitted to A to 32D. The counters 32A to 32D count the number N 1 to N 4 of feature points that represent the cell contour in each cutout image. The selector 33 obtains the maximum number of feature points N m representing the cell contour based on the number of feature points N 1 to N 4 from the counters 32A to 32D. The maximum number of feature points N m is calculated, for example, by the following procedure. That is, (1) Step 1: If N 2 > N m , set N m = N n and proceed to the next step 2. At this time, if N 1 = N 2, then N m = N 1 , and the process ends.
(2)ステツプ2:N3>N2ならば、Nm=N3として次のステ
ツプ3に進む。このときN2=N3ならば、Nm=N2として終
了する。(2) step 2: if N 3> N 2, proceeds as N m = N 3 to the following step 3. At this time, if N 2 = N 3, then N m = N 2 and the process ends.
(3)ステツプ3:N4>N3ならば、Nm=N4として終了す
る。またN4=N3ならばNm=N3として終了する。(3) Step 3: If N 4 > N 3, then N m = N 4 and the process ends. If N 4 = N 3, then N m = N 3 and the process ends.
ラインメモリ34はセレクタ33の出力(特徴点数)を走査
順にストアする。判定器35はラインメモリ34からの特徴
点数のデータにもとづいて細胞Sの位置を示すアドレス
Aが計算される。すなわち、判定器35は第7図に示すよ
うにセレクタ33の出力(特徴点数)をテレビ制御装置4
からのアドレス信号にもとづいて走査順に調べ、セレク
タ出力(特徴点数)が極大を与えるアドレスAを照射制
御装置に出力する。The line memory 34 stores the output (the number of characteristic points) of the selector 33 in the scanning order. The determiner 35 calculates the address A indicating the position of the cell S based on the data of the number of characteristic points from the line memory 34. That is, the determiner 35 determines the output (feature number) of the selector 33 as shown in FIG.
Based on the address signal from, the scanning order is examined, and the address A at which the selector output (the number of characteristic points) maximizes is output to the irradiation control device.
次に上述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。Next, the operation of the above-described embodiment of the apparatus of the present invention will be described.
テレビカメラ2はその制御装置4からのアドレス信号に
もとづいて、培養容器1内を走査し、液中の細胞Sを複
数の画素の集合として撮影する。テレビカメラ2によつ
て撮影された細胞の画像は、画像処理装置3に転送され
る。この画像処理装置3に転送された細胞の画像は第2
図に示す特徴抽出器30によつて細胞の輪郭線の画像デー
タに処理される。この画像データは切出回路31A〜31Dに
転送され、第3図〜第6図に示すように各切出回路31A
〜31Dに設定された画素にもとづいて複数の切出画像を
切出す。そして各切出画像中の細胞輪郭の特徴点数がそ
れぞれカウンタ32A〜32Dが計数されると共にその最大特
徴点数Nmが求められる。これらの特徴点数はラインメモ
リ34に走査順にストアされると共に判定器35に転送され
る。この判定器35に転送された複数の切出画像に対応す
る特徴点数はこの判定器35においてテレビ制御装置4か
らのアドレス信号にもとづいて走査順に調べられ、特徴
点数が極大となるアドレスAすなわち細胞Sの位置を示
すアドレスAを判定する。このアドレスAは照射制御装
置6に加えられ、このアドレスAに位置する細胞Sにレ
ーザ5からのレーザ光が投射される。これにより、細胞
Sに穿孔を設け、この穿孔に物質を取り込ませることが
できる。The television camera 2 scans the inside of the culture container 1 based on the address signal from the control device 4, and photographs the cells S in the liquid as a set of a plurality of pixels. The image of the cell taken by the television camera 2 is transferred to the image processing device 3. The cell image transferred to the image processing device 3 is the second image.
Image data of the contour line of the cell is processed by the feature extractor 30 shown in the figure. This image data is transferred to the cutout circuits 31A to 31D, and as shown in FIGS.
Cut out multiple cutout images based on the pixels set to ~ 31D. Then, the number of feature points of the cell contour in each cut-out image is counted by each of the counters 32A to 32D, and the maximum number of feature points N m is obtained. These feature points are stored in the line memory 34 in the scanning order and transferred to the determiner 35. The number of feature points corresponding to the plurality of cut-out images transferred to the determiner 35 is examined in the determiner 35 in the scanning order based on the address signal from the television control device 4, and the address A, that is, the cell having the maximum number of feature points is obtained. The address A indicating the position of S is determined. This address A is applied to the irradiation control device 6, and the laser light from the laser 5 is projected onto the cell S located at this address A. As a result, it is possible to provide the cell S with perforations and to take in the substance into the perforations.
第8図は本発明の装置を構成する画像処理装置の他の実
施例を示すもので、この図において第2図と同符号のも
のは同一部分または相当する部分である。この実施例は
セレクタ3からの出力(特徴点数)をバツフアメモリ36
にストアし、このバツフアメモリ36のデータにもとづい
て判定器35は細胞の中心位置を求め、この位置データに
もとづいて照射制御装置6およびテレビ制御装置4を制
御するようにしたものである。この実施例においても、
前述した実施例と同様に細胞を穿孔することができる。FIG. 8 shows another embodiment of the image processing apparatus constituting the apparatus of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts. In this embodiment, the output (the number of characteristic points) from the selector 3 is stored in the buffer memory 36.
The determination unit 35 determines the center position of the cell based on the data in the buffer memory 36, and controls the irradiation control device 6 and the television control device 4 based on the position data. Also in this example,
Cells can be perforated in the same manner as in the above-mentioned examples.
なお、上述の実施例においては、細胞の輪郭線を求めた
が、特徴抽出器を2値化回路に構成して画像中から細胞
の内点を求めることも可能である。Although the contour line of the cell is obtained in the above-described embodiment, the feature extractor may be configured as a binarization circuit to obtain the inner point of the cell from the image.
本発明によれば、テレビカメラによつて撮影した画像に
もとづいて細胞の位置情報を適確に求めることができ、
この位置情報によってレーザを制御するようにしたの
で、細胞への穿孔作業を正確に行うことができると共に
その作業性を向上させることができる。According to the present invention, it is possible to accurately obtain cell position information based on an image taken by a television camera,
Since the laser is controlled based on this position information, it is possible to perform the perforation work on the cell accurately and improve the workability.
第1図は本発明の装置の一実施例の構成を示す図、第2
図は本発明を構成する画像処理装置の一実施例の構成を
示す図、第3図〜第6図はそれぞれ本発明に用いられる
切出画像例を示す図、第7図は本発明を構成する判定器
の動作を示す線図、第8図は本発明を構成する画像処理
装置の他の実施例の構成を示す図である。 1……培養容器、2……テレビカメラ、3……画像処理
装置、4……テレビカメラ制御装置、5……レーザ、6
……照射制御装置。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the device of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an image processing apparatus constituting the present invention, FIGS. 3 to 6 are diagrams showing examples of cut-out images used in the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the operation of the decision unit for making a decision, and FIG. 8 is a diagram showing the construction of another embodiment of the image processing apparatus constituting the present invention. 1 ... Culture container, 2 ... TV camera, 3 ... Image processing device, 4 ... TV camera control device, 5 ... Laser, 6
...... Irradiation control device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 信夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 粕谷 敬宏 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 塚越 幹郎 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (56)参考文献 特開 昭59−218576(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Nobuo Kimura Inventor Nobuo Kimura 502 Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Machinery Research Institute, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor, Mikiro Tsukoshi, 2-1, Hirosawa, Hiromitsu, Wako-shi, Saitama, RIKEN (56) Reference JP-A-59-218576 (JP, A)
Claims (1)
細胞位置検出装置において、前記細胞撮影画像中から細
胞の輪郭線を抽出する特徴抽出器と、前記特徴抽出器か
らの細胞軸郭線画像から複数画素の切出画像を抽出する
複数の切出回路と、前記各切出回路での各切出画像中の
細胞輪郭を現わす特徴点の数を計数するカウンタと、前
記カウンタからの特徴点数にもとづいて細胞輪郭を現わ
す最大特徴点数を求めるセレクタと、このセレクタから
の細胞輪郭を現わす最大特徴点数にもとづいて細胞の位
置を示すアドレスを計算し、このアドレス値をレーザ制
御信号として出力する判定器とを備えたことを特徴とす
る細胞位置検出装置。1. A cell position detecting device for detecting the position of a cell in a cell imaged image, a feature extractor for extracting a contour line of a cell from the cell imaged image, and a cell axis contour line from the feature extractor. A plurality of clipping circuits for extracting a clipped image of a plurality of pixels from the image, a counter for counting the number of feature points representing cell contours in each clipped image in each of the clipping circuits, and a counter from the counter A selector that finds the maximum number of feature points that show the cell contour based on the number of feature points, and an address that indicates the position of the cell based on the maximum number of feature points that shows the cell contour from this selector, and this address value is the laser control signal. A cell position detecting device, comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62093099A JPH07122902B2 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Cell position detector |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62093099A JPH07122902B2 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Cell position detector |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
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| JP62093099A Expired - Fee Related JPH07122902B2 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Cell position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1987
- 1987-04-17 JP JP62093099A patent/JPH07122902B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPS63259465A (en) | 1988-10-26 |
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