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WO2022009663A1 - 遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるコンピュータプログラム - Google Patents

遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるコンピュータプログラム Download PDF

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WO2022009663A1
WO2022009663A1 PCT/JP2021/023586 JP2021023586W WO2022009663A1 WO 2022009663 A1 WO2022009663 A1 WO 2022009663A1 JP 2021023586 W JP2021023586 W JP 2021023586W WO 2022009663 A1 WO2022009663 A1 WO 2022009663A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
migration
observation target
observation
movement
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/023586
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲臣 高崎
徹 市橋
宏昭 紀伊
純矢 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to EP21836772.0A priority Critical patent/EP4177350A4/en
Priority to JP2022535002A priority patent/JP7464123B2/ja
Publication of WO2022009663A1 publication Critical patent/WO2022009663A1/ja
Priority to US18/151,153 priority patent/US20230237672A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G06T7/0014—Biomedical image inspection using an image reference approach
    • G06T7/0016—Biomedical image inspection using an image reference approach involving temporal comparison
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10056—Microscopic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30024—Cell structures in vitro; Tissue sections in vitro
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30241—Trajectory

Definitions

  • the present invention relates to a migration calculation device, a migration evaluation method, and a program for causing a computer to execute the migration evaluation method.
  • Cell migration means that cells move from one place to another. Cell migration plays important roles in wound healing, cell differentiation, embryogenesis and tumor metastasis.
  • Patent Document 1 discloses a cell migration test apparatus. [Patent Document 1] Japanese Patent No. 6035844
  • a method for evaluating migration is provided.
  • a locus generation that generates a locus of movement of the observation target based on a plurality of images of the observation target obtained by imaging observation images of the observation target of a living body a plurality of times in a time series. May have steps.
  • the migration property evaluation method may include a migration property calculation step for calculating a migration property scale indicating the degree to which the observation target migrates in a certain direction based on the movement trajectory of the observation target.
  • the migration evaluation method may include a migration evaluation step for evaluating whether or not the observation target satisfies a predetermined condition based on the migration scale of the observation target.
  • the migratory calculation step of the migratory evaluation method is, as at least a part of the migratory scale, based on the locus of movement of the observation target, the locus of the observation target. It may include a step of calculating the distance between the start point and the end point, which is the linear distance from the start point to the end point.
  • the migration evaluation step of the migration evaluation method may include a step of selecting a plurality of observation objects having a distance between a start point and an end point of a threshold value or more as having high migration.
  • the migration calculation step of the migration evaluation method is the total movement of the observation target based on the movement trajectory of the observation target as at least a part of the migration scale. It may include a step of calculating the distance and / or the linearity of the locus of movement.
  • the migration evaluation step of the migration evaluation method may include a step of selecting a plurality of the observation objects having a total travel distance of a threshold value or more and a linearity of a threshold value or more as those having high migration performance.
  • the migration calculation step of the migration evaluation method is, as at least a part of the migration scale, a start point in the movement trajectory of the observation target and the farthest distance from the start point. It may include a step of calculating the reach to a point.
  • the migration evaluation step of the migration evaluation method may include a step of not selecting the observation target whose reach is equal to or less than the threshold value as having high migration.
  • the migration calculation step of the migration evaluation method may include a step of calculating the speed of movement of the observation target as at least a part of the migration scale.
  • the migration evaluation step of the migration evaluation method may include a step of selecting a plurality of the observation targets whose movement speed of the observation target is equal to or higher than a threshold value as having high migration.
  • a computer program having an instruction inside is provided.
  • the processor or the programmable circuit captures the observation image of the observation target of the living body a plurality of times in time series, and the plurality of images of the observation target are obtained. May be equipped with a step to get.
  • the instruction may include a locus generation step that generates a locus of movement of the observation target based on the plurality of images.
  • the command may include a migratory calculation step for calculating a migratory scale indicating the degree to which the observed object migrates in a certain direction based on the locus of movement of the observed object.
  • the instruction may include a migration evaluation step that evaluates whether or not the observation target satisfies a predetermined condition based on the migration scale of the observation target.
  • the migability calculation step of the instruction starts from the start point to the end point of the locus of the observation target based on the locus of movement of the observation target. It may include a step of calculating the distance between the start point and the end point, which is the straight line distance to.
  • the migration evaluation step of the instruction may include a step of selecting, among the plurality of observation targets, the one having a distance between the start point and the end point equal to or greater than a threshold value as having high migration.
  • the migratory calculation step of the instruction is based on the locus of movement of the observation target, the total movement distance of the observation target, and the movement distance of the observation target. / Or may include a step of calculating the linearity of the locus of movement.
  • the migration evaluation step of the instruction may include a step of selecting a plurality of the observation targets having a total travel distance of a threshold value or more and a linearity of a threshold value or more as those having high migration performance.
  • the migration calculation step of the instruction is, as at least a part of the migration scale, a start point in the locus of movement of the observation target and the farthest point farthest from the start point. It may include a step of calculating the reach.
  • the migration evaluation step of the instruction may include a step of not selecting the observation target whose reach is equal to or less than the threshold value as having high migration.
  • the migration calculation step of the instruction may include a step of calculating the speed of movement of the observation target as at least a part of the migration scale.
  • the migration evaluation step of the instruction may include a step of selecting a plurality of the observation targets whose movement speed of the observation target is equal to or higher than a threshold value as having high migration.
  • a migration calculation device generates a locus that generates a locus of movement of the observation target based on a plurality of images of the observation target obtained by imaging observation images of the observation target of a living body a plurality of times in a time series. May have a part.
  • the migration calculation device may include a migration calculation unit that calculates a migration scale indicating the degree to which the observation target migrates in a certain direction based on the movement trajectory of the observation target.
  • the migration calculation device evaluates whether or not the observation target satisfies a predetermined condition based on the migration scale of the observation target. May have a part.
  • the migratory calculation unit of the migratory calculation device is a locus of the observation target based on the movement locus of the observation target.
  • the distance between the start point and the end point which is the straight line distance from the start point to the end point, may be calculated.
  • the migration evaluation unit of the migration calculation device may select a plurality of observation targets having a distance between the start point and the end point of which is equal to or greater than a threshold value as having high migration.
  • the migratory calculation unit of the migratory calculation device is the total movement of the observation target based on the locus of movement of the observation target.
  • the distance and / or the linearity of the locus of movement may be calculated.
  • the migration evaluation unit of the migration calculation device may select, among the plurality of observation targets, those having a total travel distance of a threshold value or more and a linearity of a threshold value or more as those having high migration performance.
  • the migratory calculation unit of the migratory calculation device is the start point in the locus of movement of the observation target and the farthest from the start point.
  • the reach to the point may be calculated.
  • the migration evaluation unit of the migration calculation device does not have to select the observation target whose reach is equal to or less than the threshold value as having high migration.
  • the migration calculation unit of the migration calculation device may calculate the speed of movement of the observation target as at least a part of the migration scale.
  • the migration evaluation unit of the migration calculation device may select one of the plurality of observation targets whose movement speed of the observation target is equal to or higher than the threshold value as having high migration.
  • An example of the apparatus configuration of the migration performance evaluation apparatus in this embodiment is shown.
  • An example of a specific configuration of the migration calculation device in the present embodiment is shown.
  • An example of the flow of the migration property evaluation method of this embodiment is shown.
  • An example of a flow for generating a plurality of images to be observed in S210 in the present embodiment is shown.
  • An example of the screen for confirming the progress of time-lapse imaging displayed on the output unit of the migration evaluation device in the present embodiment is shown.
  • An example of the flow for generating the locus of movement of the observation target of S220 in this embodiment is shown.
  • An example of the hardware configuration of the computer is shown.
  • FIG. 1 shows an example of the device configuration of the migration evaluation device in the present embodiment.
  • the migration evaluation device 1 according to the present invention eliminates the influence of false movement of the observation target, and evaluates the migration of the observation target based on the actual movement of the observation target.
  • the migration evaluation device 1 includes an image pickup device 10, a migration calculation device 170, an output unit 160, and an input unit 180.
  • the image pickup device 10 is a device that captures an observation target of a living body and generates an image.
  • the image pickup apparatus 10 captures the observation images of the observation target of the living body a plurality of times in time series to generate a plurality of images of the observation target.
  • the image pickup apparatus 10 includes a microscope unit 150, a camera 300, a transmission illumination unit 40, an excitation light source 70, and an optical fiber 7.
  • the microscope unit 150 is a device for magnifying and observing an observation target of a living body using a microscope.
  • the observation target of the living body may be a cell. Further, the observation target of the living body may be a tiny movable living body other than a cell. As an example, the observation target of the living body may be a microorganism, a fungus, an algae, a living tissue, or the like.
  • the microscope unit 150 includes a stage 23, an objective lens unit 27, a fluorescence filter unit 34, an imaging lens unit 38, a polarizing mirror 452, a field lens 411, and a collector lens 41.
  • the chamber 100 is placed on the stage 23.
  • Chamber 100 has a transparent culture vessel 20.
  • the culture medium 20 is filled with a medium, and cells are cultured in the medium. To observe the fluorescent image, the cells may be labeled with one or more fluorescent substances.
  • a part a of the bottom surface of the chamber 100 and a part b of the top surface of the chamber 100 may be transparent.
  • the upper surface of the chamber 100 may be open or covered with a transparent lid. To provide a culture environment suitable for observing a living object by making the upper surface or the bottom surface of the chamber 100 transparent, or by opening the upper surface of the chamber 100 or covering it with a transparent lid. Can be done.
  • the objective lens unit 27 includes a plurality of objective lenses in the x-axis direction (direction perpendicular to the paper surface) in FIG. 1. By moving the objective lens unit 27 in the x-axis direction, the objective lens arranged in the optical path of the image pickup apparatus 10 can be switched. This makes it possible to switch the type and magnification of the objective lens.
  • the fluorescent filter unit 34 includes a plurality of types of filter blocks in the x-axis direction of FIG. By moving the fluorescence filter unit 34 in the x-axis direction, the filter blocks arranged in the optical path of the image pickup apparatus 10 can be switched.
  • the transmitted illumination unit 40 is a light source unit used when observing an observation target with a phase difference.
  • the transmission illumination unit 40 includes a transmission illumination light source 47, a field lens 44, and a polarizing mirror 45.
  • the transmitted illumination unit 40 irradiates the light transmitted through the observation target.
  • the excitation light source 70 is a light source used for fluorescent observation of an observation target.
  • the excitation light source 70 irradiates the observation target with light to be reflected through the microscope unit 150.
  • the optical fiber 7 is a component that introduces the light emitted from the excitation light source 70 into the microscope unit 150.
  • the migration calculation device 170 is connected to the image pickup device 10 and controls the image pickup device 10.
  • the migration calculation device 170 switches the combination with the type of the objective lens of the objective lens unit 27 arranged in the optical path of the image pickup device 10 and / or the type of the filter block of the fluorescence filter unit 34.
  • phase contrast observation and fluorescence observation differ in both the type of filter block arranged in the optical path and the type of objective lens.
  • the two types of fluorescence observation differ only in the type of the filter block arranged in the optical path.
  • the light sources (transmitted illumination unit 40 and excitation light source 70) used for phase difference observation and fluorescence observation are also different.
  • the inside of the migration calculation device 170 (for example, the image pickup device control unit 171 described later) is a filter block, depending on whether observation of phase difference observation or one type or two or more types of fluorescence observation is performed. It may switch between one or more of the objective lens and the light source.
  • the migration calculation device 170 When performing phase difference observation, the migration calculation device 170 turns on the transmission light source 47 and turns off the excitation light source 70 in order to enable the optical path of the transmission illumination unit 40.
  • the light emitted from the transmitted illumination light source 47 illuminates the observation point c of the culture vessel 20 via the field lens 44, the polarizing mirror 45, and the upper portion b of the chamber 100.
  • the light transmitted through the observation point c reaches the light receiving surface of the camera 300 via the bottom surface of the culture vessel 20, the bottom a of the chamber 100, the objective lens unit 27, the fluorescence filter unit 34, and the imaging lens unit 38.
  • a phase difference image at the observation point c of the culture vessel 20 is formed on the camera 300.
  • the camera 300 captures a phase difference image and generates an image.
  • the generated image data may be recorded inside the migration calculation device 170 (for example, the recording unit 190 described later) and / or may be output to the output unit 160.
  • the migration calculation device 170 turns on the excitation light source 70 and turns off the transmission illumination light source 47 in order to enable the optical path of the excitation light source 70.
  • the light emitted from the excitation light source 70 is the optical fiber 7, the collector lens 41, the field lens 411, the polarizing mirror 452, the fluorescence filter unit 34, the objective lens unit 27, the bottom a of the chamber 100, and the culture.
  • the observation point c of the culture vessel 20 is illuminated through the bottom surface of the vessel 20.
  • the fluorescent substance of the cells at the observation point c is excited and emits fluorescence.
  • the fluorescence emitted from the cells reaches the light receiving surface of the camera 300 via the bottom surface of the culture vessel 20, the bottom a of the chamber 100, the objective lens unit 27, the fluorescence filter unit 34, and the imaging lens unit 38.
  • a fluorescence image at the observation point c of the culture vessel 20 is formed on the camera 300.
  • the camera 300 captures a fluorescence image and generates an image.
  • the generated image data may be recorded inside the migration calculation device 170 (for example, the recording unit 190 described later) and / or may be output to the output unit 160.
  • the camera 300 has an image sensor (not shown).
  • the camera 300 may be a cooling camera.
  • a cooling camera is a camera that can suppress noise generated by heat by cooling an image sensor.
  • the image pickup sensor may be a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD image sensor (Charge Coupled Device).
  • the migration calculation device 170 controls the x-coordinate and the y-coordinate of the stage 23 and the z-coordinate of the objective lens unit 27.
  • the camera 300 may be housed in a housing different from that of the image pickup device 10.
  • a humidifier may be connected to the chamber 100 via a silicon tube. By connecting the humidifier, the migration calculation device 170 can control the humidity and the carbon dioxide concentration inside the chamber 100 in the vicinity of the values suitable for culturing the cells. Further, the chamber 100 is provided with a heat exchanger (not shown). By providing the chamber 100 with a heat exchanger, the temperature inside the chamber 100 can be controlled in the vicinity of a value suitable for culturing cells. Humidity, carbon dioxide concentration, and temperature inside the chamber 100 are measured by sensors (not shown). The measurement result is sent to the migration calculation device 170.
  • the migration calculation device 170 receives a plurality of images of the observation target captured by the image pickup device 10 from the image pickup device 10, and based on the plurality of images, the locus of movement of the observation target is determined. Based on the generated locus, a migration scale indicating the degree to which the observation target migrates in a certain direction is calculated. The configuration of the migration calculation device 170 will be described later.
  • the output unit 160 outputs the processing result of the migration calculation device 170.
  • the output unit 160 outputs the result of evaluating the migration property of the observation target.
  • the output unit 160 is a monitor connected to the migration calculation device 170.
  • the input unit 180 inputs instructions and data from the observer to the migration calculation device 170. For example, the input unit 180 inputs an instruction from the observer regarding the conditions for imaging the observation target. Further, the input unit 180 inputs a threshold value of the migration scale from the observer. For example, the input unit 180 is a keyboard or mouse connected to the migration calculation device 170.
  • FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the migration calculation device 170 in the present embodiment.
  • the migration calculation device 170 includes an image pickup device control unit 171, a recording unit 190, a locus generation unit 400, a migration calculation unit 500, and a migration evaluation unit 600.
  • the recording unit 190 may be, but is not limited to, a memory, an internal hard disk drive, or an external recording medium.
  • the migratory calculation device 170 has a central processing unit (CPU), and the CPU executes a computer program recorded in the recording unit 190 to realize an image pickup device control unit 171 and the like.
  • CPU central processing unit
  • the image pickup device control unit 171 controls the objective lens unit 27, the fluorescence filter unit 34, the transmission illumination unit 40, the excitation light source 70, the camera 300, and the like described in FIG. For example, when the time-lapse image pickup condition to be observed is input to the input unit 180, the image pickup device control unit 171 switches the type of the objective lens of the objective lens unit 27 in the microscope unit 150 according to the input image pickup condition. Switching between the transmission light source 47 and the excitation light source 70, switching the type of the fluorescence filter of the fluorescence filter unit 34, the position of the stage 23, and the height of the objective lens of the objective lens unit 27, which are necessary adjustments for each imaging. I do.
  • the camera 300 takes an image of the observation target and generates an image of the observation target.
  • the camera 300 sends the generated image data to the locus generation unit 400. Further, the generated image data may be recorded in the recording unit 190 and / or output to the output unit 160.
  • the locus generation unit 400 generates a locus of movement of the observation target from the image captured by the image pickup apparatus 10. The details of the method of generating the locus will be described later.
  • the migration calculation unit 500 calculates a migration scale indicating the degree to which the observation target migrates in a certain direction based on the generated locus.
  • the migratory measure may include, for example, at least one or more of the distance between the start point and the end point in the locus to be observed, the linearity of the locus, the total movement distance in the locus, the reach distance, and the speed of movement. The details of the migration scale will be described later.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates the migration of the observation target based on the migration scale of the observation target. For example, the migration evaluation unit 600 evaluates whether or not the observation target satisfies a predetermined condition based on the migration scale. For example, the migration evaluation unit 600 may evaluate the migration of the observation target based on whether or not the migration scale calculated by the migration calculation unit 500 is equal to or greater than the threshold value. At this time, the migration evaluation unit 600 may use the threshold value input by the observer from the input unit 180 for evaluation. The migration evaluation unit 600 may record the migration evaluation result in the recording unit 190 and / or output it to the output unit 160.
  • FIG. 3 is an example of the flow of the method for evaluating the migration of the observation target in the present embodiment.
  • the migration of the observation target of this embodiment can be evaluated by performing the treatments of S210 to S250 in FIG.
  • the processes of S210 to S250 will be described in order, but at least a part of these processes may be executed in parallel, and each step may be performed without departing from the spirit of the present invention. It may be executed by exchanging.
  • the image pickup apparatus 10 takes an image of an observation target of a living body and generates a plurality of images.
  • the step of imaging the observation target of the living body and generating a plurality of images includes the steps of S211 to S217 as shown in FIG.
  • FIG. 4 shows S210 in the flow.
  • the image pickup device control unit 171 sets the observation method to low-magnification phase difference observation, and the image pickup device 10 takes an image of the observation target.
  • the image pickup apparatus 10 acquires a bird view image which is an image of a relatively wide area.
  • the image pickup device control unit 171 acquires a plurality of images (tile images) observed by the image pickup device 10 in phase difference while moving the observation point c of the culture vessel 20 in the xy plane.
  • a bird view image may be acquired by synthesizing the images into one image (composite image).
  • the image pickup apparatus 10 may store the acquired bird view image data in the recording unit 190 and / or output it to the output unit 160.
  • the image pickup device control unit 171 advances the processing to S212.
  • the image pickup device control unit 171 receives an input regarding the conditions for time-lapse imaging from the observer via the input unit 180.
  • the conditions for time-lapse imaging may be determined by the observer based on the bird view image output to the output unit 160.
  • the conditions for time-lapse imaging may be, but are not limited to, one or more of intervals, number of rounds, observation points, and observation methods.
  • the image pickup device control unit 171 may receive the input and proceed with the process to S213. If the time-lapse imaging conditions are not input, the image pickup device control unit 171 may request the observer to input the conditions via the output unit 160.
  • the image pickup device control unit 171 may generate a recipe in which the conditions are written based on the input time-lapse image pickup conditions.
  • the image pickup device control unit 171 may record the generated recipe in the recording unit 190 and / or output it to the output unit 160.
  • the recipe may include information about one or more of the time-lapse imaging intervals, the number of rounds, the observation points, and the observation method. After generating the recipe, the image pickup device control unit 171 advances the process to S214.
  • the image pickup device control unit 171 may receive an instruction from the observer to start time-lapse imaging via the input unit 180.
  • the imaging device control unit 171 may receive the instruction and proceed to the process to S215. If the start of time-lapse imaging is not instructed, the imaging device control unit 171 may request the observer to instruct the start via the output unit 160. Alternatively, if the start of time-lapse imaging is not instructed, the image pickup device control unit 171 requests the observer to input a time-lapse imaging condition different from the previously input condition via the output unit 160. May be good.
  • the image pickup device control unit 171 instructs the camera 300 to start time-lapse imaging of the observation target. Time-lapse imaging is performed according to the recipe generated in S213.
  • the image pickup device control unit 171 adjusts the position of the observation point c of the culture vessel 20 according to the observation point described in the recipe.
  • the observation methods described in the recipe are three types (for example, phase difference observation, green fluorescence observation, and red fluorescence observation)
  • the image pickup device control unit 171 follows the observation method described in the recipe.
  • the camera 300 may be instructed to continuously acquire three types of images while appropriately switching the illumination, the filter block, and the objective lens.
  • the camera 300 acquires three types of images, and the first round of imaging is completed.
  • the image pickup device control unit 171 waits for the interval described in the recipe from the image pickup start time of the first round according to the generated recipe, and then the second round image pickup is performed in the same manner as the first round image pickup. Instruct the camera 300 to do this. In this way, the camera 300 repeats the above imaging until the number of rounds described in the recipe is reached.
  • the imaging device control unit 171 instructs the camera 300 to end the imaging. If the time-lapse imaging does not reach the number of rounds described in the recipe, the imaging device control unit 171 repeats the above imaging by the camera 300 until the number of rounds specified is reached. After the time-lapse imaging is completed, the imaging device control unit 171 advances the processing to S217.
  • the imaging device control unit 171 During the time-lapse imaging, the imaging device control unit 171 accumulates the data of the image captured by the imaging device 10 in the implementation progress file. The image pickup device control unit 171 records the implementation progress file in the recording unit 190. Further, when the observer inputs an instruction for confirming the implementation progress during or after the imaging of the time-lapse imaging, the image pickup device control unit 171 refers to the contents of the implementation progress file at the time of input and displays the execution progress confirmation screen. Output to the output unit 160.
  • the image pickup device control unit 171 concatenates a plurality of images included in the implementation progress file to generate a moving image file.
  • the image pickup device control unit 171 causes the output unit 160 to display a screen for confirming the progress of time-lapse imaging including a moving image of the generated moving image file.
  • FIG. 5 shows an example of an implementation progress confirmation screen displayed on the output unit 160.
  • the image pickup apparatus control unit 171 may display the time-lapse imaging execution progress confirmation screen including the display areas 101, 102, 103 and 104, and the reproduction control unit 105 on the output unit 160.
  • the image pickup device control unit 171 connects the images in each round of time-lapse imaging in chronological order for each observation method and generates a moving image file.
  • the image pickup device control unit 171 may generate a moving image of a phase difference image from a plurality of phase difference images and / or generate a moving image of a fluorescent image from a plurality of fluorescent images.
  • the image pickup device control unit 171 may synthesize a phase difference image and a fluorescence image frame by frame, and connect the combined frames in chronological order to generate a moving image of the composite image. ..
  • the image pickup device control unit 171 may display the generated moving image in at least one of the display areas 101, 102, 103 and 104, respectively, and / or record it in the recording unit 190.
  • the image pickup device control unit 171 reads out the generated moving image files in parallel at the same time, generates a moving image signal for displaying the moving image on the output unit 160, and sends the moving image signal to the output unit 160 in the order of generation.
  • the moving image may be displayed in at least one of the display areas 101, 102, 103 and 104.
  • a series of processes of reading the moving image file, generating the moving image signal, and transmitting the moving image signal, which is performed by the image pickup apparatus control unit 171, is also referred to as "reproduction of the moving image file".
  • the playback control unit 105 is a GUI (Graphic User Interface) image used by the observer to input instructions regarding playback of the moving image file.
  • the reproduction control unit 105 is arranged with a stop button 52, a skip button 53, a reproduction button 54, a fast forward button 55, a clipping button 56, and a timeline 50.
  • the play button 54 When the play button 54 is selected by the observer via the input unit 180, playback of the moving image file is started, and display of the moving image is started in at least one of the display areas 101, 102, 103 and 104. good.
  • the stop button 52 When the stop button 52 is selected by the observer, the reproduction of the moving image is stopped.
  • the reproduced portion in the moving image file is reflected in the timeline 50.
  • the left end of the timeline 50 indicates the beginning of the moving image file, that is, the start time of time-lapse imaging
  • the right end of the timeline 50 indicates the tail of the moving image file, that is, the end time of time-lapse imaging. If the time-lapse imaging is not completed, the right end of the timeline indicates the current time.
  • a sludge bar 60 is placed on the timeline 50.
  • the sludge bar 60 may indicate a playback location in a moving image file in real time.
  • the position of the sludge bar 60 in the left-right direction may be such that the observer can move freely.
  • the reproduction location of the moving image file changes.
  • the image pickup device control unit 171 may reduce the capacity of the moving image file by using a technique of temporal clipping or spatial clipping.
  • Time clipping is a method of forming a moving image file by clipping only a specific time of time-lapse imaging.
  • the image pickup device control unit 171 may generate a moving image file using a plurality of images generated in a specific period during the period of time-lapse imaging.
  • the image pickup device control unit 171 may generate a moving image file using a plurality of images thinned out at specific time intervals among the plurality of images generated during the time-lapse imaging period.
  • the thinning time interval may be constant.
  • the thinning time interval does not necessarily have to be constant, for example, every 10 minutes for the first hour, every 15 minutes for the next hour, and so on.
  • the image pickup device control unit 171 may display the clipping designation screen on the output unit 160.
  • the image pickup device control unit 171 receives input from the observer via the input unit 180 regarding the period for performing time clipping or the time interval for thinning out.
  • Spatial clipping is a method of generating a moving image file by clipping only a specific spatial area of time-lapse imaging.
  • the image pickup device control unit 171 generates a moving image file using a plurality of images obtained by cutting out only a specific region from a plurality of images generated during the time-lapse imaging period.
  • the image pickup device control unit 171 may display the clipping frame on the output unit 160.
  • the image pickup apparatus control unit 171 receives an input regarding a target cutout area from the displayed clipping frame by the observer via the input unit 180.
  • the image pickup apparatus control unit 171 can perform spatial clipping centered on this region by receiving an input regarding a target cutout region from the input unit 180.
  • a moving image file can be generated from a plurality of time-lapse images.
  • the image pickup device control unit 171 advances the processing to S220.
  • S217 may be a step performed as needed.
  • the step of S217 may be skipped and the process may proceed to S220. Further, a part of the steps from S211 to S216 may be omitted without departing from the spirit of the present invention.
  • the locus generation unit 400 generates a locus of movement of the observation target of the living body based on a plurality of images generated by photographing the observation target included in the moving image file a plurality of times in time series. ..
  • the step of generating the locus of movement of the observation target of the living body based on the plurality of images includes the steps of S221 to S223 as shown in FIG.
  • FIG. 6 shows S220 in the flow.
  • the locus generation unit 400 masks the portion of each of the plurality of images included in the moving image file that is surrounded by the outer circumference of the observation target of the living body.
  • the locus generation unit 400 masks the observation target by extracting the outer circumference of the observation target in each of the plurality of images and masking the inside of the region surrounded by the outer circumference.
  • the locus generation unit 400 may extract the outer periphery of the observation target by a conventionally known method such as a method of binarizing after applying a dispersion filter. After masking the observation target, the locus generation unit 400 advances the process to S222.
  • the locus generation unit 400 sets a reference position for generating a locus in the masked area of the observation target.
  • the locus generation unit 400 sets a reference position for each of the masked areas of the observation target of the plurality of images by a unified definition.
  • the locus generation unit 400 may use the center of gravity, the center, the end, or the like of the masked region as the definition of the reference position.
  • the locus generation unit 400 may calculate the center of gravity 510a by a known method. For example, the locus generation unit 400 places the observation target on the xy coordinate plane, calculates the average x mean and y mean of the coordinate values of all the pixels included in the masked region 500a for each of the x-axis direction and the y-axis direction. The obtained points (x mean , y mean ) may be set as the center of gravity 510a.
  • the center 510b of the masked region 500b to be observed is set as the reference position.
  • the locus generation unit 400 may calculate the center 510b by a known method.
  • the locus generation unit 400 places the observation target on the xy coordinate plane, and calculates the minimum value 550a on the x-axis of the masked region 500b and the average value 550c of the maximum value 550b. Further, the locus generation unit 400 similarly calculates the minimum value 560a of the y-axis of the masked region and the average value 560c of the maximum value 560b.
  • the locus generation unit 400 may set the obtained points (550c, 560c) as the center 510b.
  • the end of the masked area to be observed is set as the reference position.
  • the locus generation unit 400 places the observation target on the xy coordinate plane, and ends the points on the outer periphery of the observation target in a predetermined direction (+ direction or-direction) on the x-axis or the y-axis. A point that becomes a part may be set as a reference position.
  • the locus generation unit 400 may acquire the most advanced point in the direction in which the cell migrates as an end portion. For example, the locus generation unit 400 calculates the movement vector of the cell at each time point in the movement locus, places the observation target on the xy coordinate plane, and ends the points on the outer circumference of the observation target in the + direction of the movement vector. The point that becomes the reference position (state-of-the-art point) may be set.
  • the locus generation unit 400 may acquire a movement vector by connecting the center of gravity or center of the observation target at that time point with the center of gravity or center of the observation target at a predetermined number of points before (for example, the previous time point). ..
  • the locus generation unit 400 may set a position determined by using definitions other than the above (A), (B), and (C) as a reference position.
  • the locus generation unit 400 may express a fluorescently labeled protein on an observation target of a living body and set a position where the fluorescently labeled protein exists as a reference position.
  • the locus generation unit 400 may set the center of gravity (average or weighted center of gravity, etc.) of the points specified by the above-mentioned plurality of definitions as the reference position. After setting the reference position, the locus generation unit 400 advances the process to S223.
  • the locus generation unit 400 connects the reference positions of a plurality of images in a time series with a line segment to generate and output a locus of an observation target of a living body.
  • FIG. 8 is an example of generating a locus of movement of an observation target by connecting reference positions of images captured during the period from the first time to the fifth time with a line segment in chronological order.
  • the images 400a to 400e are phase difference images of mesenchymal stem cells (Mesenchymal Stem Cell) from the first time to the fifth time, respectively.
  • the images 400a to 400e are displayed in the display area 101 of FIG.
  • the images 410a to 410e are images obtained by masking the images 400a to 400e, respectively.
  • the locus generation unit 400 sets a reference position.
  • the reference position may be the center of gravity of the masked area.
  • the locus generation unit 400 may generate a locus 420 of the movement of the observation target as shown in the right column of FIG. 8 by connecting the reference positions with a line segment in a time series from the first time to the fifth time.
  • the locus of movement of the reference position generated in this way may be used as the locus of movement of the observation target.
  • the locus generation unit 400 may output the locus 420 of the movement of the observation target to the display area 102 of FIG. 5 and / or record it in the recording unit 190.
  • mesenchymal stem cells are used as observation targets, but cells other than mesenchymal stem cells are also preferably used as observation targets.
  • the observation target of the living body that generates and outputs the locus may be one or a plurality.
  • FIG. 9A is an example of the movement trajectory of the two observation objects.
  • the locus generation unit 400 generates movement trajectories 420a and 420b for the cells on the left side and the cells on the right side, respectively, and outputs them to the display area 102.
  • FIG. 9B is an example of graphing the movement trajectories of the two observation objects shown in FIG. 9A.
  • the locus generation unit 400 may plot the generated loci 420a and 420b at xy coordinates and output them to the display area 103 as shown in FIG. 9B. After generating the locus of movement of the observation target, the locus generation unit 400 advances the process to S230.
  • the cells that move in the locus 420a are actually moving in a certain direction, and it is considered that the degree of migration is high.
  • the cell that moves in the locus 420b does not move significantly from the spot and only deforms, and it is not recognized that it is substantially migrating.
  • the cells on the right have the same level of migration as the cells on the left when judged only by the amount of movement (total distance of movement). Will end up.
  • the cells on the left can be evaluated as having high migration
  • the cells on the right can be evaluated as having low migration.
  • the locus generation unit 400 receives an input from the observer via the input unit 180 to select an observation target to be evaluated.
  • the observation target in which the reference position is set in all of the plurality of images included in the moving image file and the locus is generated may be selected by the observer as the evaluation target.
  • an observation target having a clear contrast with the background in all of the plurality of images included in the moving image file may be selected by the observer as the evaluation target.
  • the observation target that does not overlap with the adjacent observation target may be selected by the observer as the evaluation target.
  • the observation target that has not undergone cell division may be selected by the observer as the evaluation target.
  • the migration calculation device 170 may automatically select the observation target.
  • the step of S230 may be performed immediately after the step of S210 is performed. After the observation target to be evaluated is selected, the locus generation unit 400 advances the process to S231.
  • the locus generation unit 400 causes the output unit 160 to display an observation target to be excluded from the evaluation of the migration property.
  • the observation target to be excluded from the evaluation is the observation target that was not selected as the evaluation target in the step of S230.
  • the observation target to be excluded from the evaluation is displayed in the display area 104 of FIG.
  • the display area 104 may display observation targets to be excluded from the evaluation in chronological order.
  • the locus generation unit 400 requests the observer to confirm the observation target to be excluded from the evaluation.
  • the locus generation unit 400 may request the observer to check the image displayed in the display area 104 and determine whether or not to exclude the observation target in the image from the evaluation target.
  • the locus generation unit 400 does not have to perform the steps after S240 on the observation target.
  • the locus generation unit 400 may perform the steps after S240 on the observation target.
  • the observer determines that the observation target is the object of evaluation, the observer manually corrects the trajectory of the observation target based on the image displayed in the display area 104, and then the trajectory is generated.
  • the unit 400 may perform the steps after S240 on the observation target.
  • S230 to S232 may be omitted.
  • the locus generation unit 400 may skip the steps of S231 and S232 and proceed to the process of S240.
  • the migration calculation unit 500 calculates the migration scale of the observation target of the living body to be evaluated.
  • the step of calculating the migration scale of the observation target of the living body to be evaluated includes the steps of S241 to S243 as shown in FIG.
  • the migratory scale indicates the degree to which the observation target migrates in a certain direction.
  • migrating cells include (1) those that move in an almost constant direction (for example, a direction toward an attractant or a direction away from a repellent) for at least a certain period of time, and (2). Those that are evaluated to repeat deformation on the spot and / or to move actively but stay within a certain narrow area and do not make substantial movement (that is, make false movement). And are included.
  • the migration scale is (1) giving a high value to only the former cells (observation target) as having high migration, and (2) having low migration to cells that do not migrate at all with the latter cells (observation target). It is a numerical scale that gives a low numerical value.
  • the migratory measure may include at least one or more of the distance between the start point and the end point in the locus to be observed, the linearity of the locus, the total travel distance in the locus, the reach distance, and the speed of travel.
  • FIG. 10 shows S240 in the flow.
  • the migration calculation unit 500 calculates the distance between the start point and the end point of the observation target based on the locus of the observation target of the living body generated in S220.
  • the starting point of the locus of the observation target is the reference position of the observation target in the image at the start time of the time-lapse imaging.
  • the start time of the time-lapse imaging may include not only the start time but also a time in the vicinity of the start time.
  • the end point of the locus of the observation target may be a reference position in the image of the observation target at the end time of the time-lapse imaging.
  • the end time of the time-lapse imaging may include not only the end time but also a time in the vicinity of the end time.
  • the distance between the start point and the end point may be a straight line distance from the start point to the end point.
  • the migration calculation unit 500 advances the process to S242.
  • the migration calculation unit 500 calculates the total movement distance of the observation target based on the generated locus of the observation target of the living body.
  • the total moving distance of the observation target may be the total length of the trajectory from the start point to the end point of the observation target.
  • the start and end points of the locus of the observation target may be the same as the above definition.
  • the total movement distance of the cells on the left side may be the total length of the locus 420a (that is, the total length of the line segments constituting the locus 420a).
  • the total movement distance of the cells on the right side may be the total length of the locus 420b (that is, the total length of the line segments constituting the locus 420b).
  • the steps of S241 and S242 may be performed in the reverse order or at the same time. After calculating the total movement distance of the observation target, the migration calculation unit 500 advances the process to S243.
  • the migration calculation unit 500 calculates the linearity of the observation target of the living body.
  • linearity may be defined by the following equation.
  • Linearity (distance between start point and end point of observation target) / (total movement distance of observation target)
  • the distance between the start point and the end point of the observation target is a value calculated in S241.
  • the total distance traveled by the observation target is the value calculated in S242.
  • the value of linearity is a real number of 0 or more and 1 or less.
  • the migration calculation unit 500 advances the process to S250.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates the migration of the observation target of the living body and selects the one having high migration.
  • the step of evaluating the migration property of the observation target of the living body and selecting the one having high migration property includes the steps S251 to S254 as shown in FIG.
  • FIG. 11 shows S250 in the flow.
  • the migration evaluation unit 600 receives an input regarding the threshold value of the migration scale from the observer via the input unit 180.
  • the migratory measure may be some of the distance between the start and end points, the total distance traveled, the linearity, the distance reached and the speed of travel. The reach and speed of movement will be described later.
  • the threshold value is a value selected as having a high migration property of the observation target when the migration property scale of the observation target has a value higher than this.
  • the threshold value may be a predetermined value or may be arbitrarily set by the observer.
  • a threshold value that the observer deems appropriate may be set based on a moving image or the like displayed on the output unit 160 about the locus of movement of a plurality of observation targets.
  • the migration calculation device 170 may display a window screen or the like for causing the output unit 160 to input a threshold value, and acquire the value input by the observer as the threshold value via the input unit 180.
  • the threshold value may be automatically set by the migration calculation device 170. For example, when the type of the cell to be observed is input to the input unit 180, the migration calculation device 170 may set a predetermined threshold value according to the input cell type. Further, the migration calculation device 170 may calculate a statistical value (mean, median, or sum or difference between the average and the standard deviation ⁇ ) of the migration scale calculated in S240, and use this as a threshold value. For example, the migration calculation device 170 calculates the average, median, average + ⁇ , average ⁇ , average + 2 ⁇ , average ⁇ 2 ⁇ , and the like of the distances between the start points and the end points of a plurality of observation targets obtained in S241, and uses this as the starting point later. It may be a threshold value applied to the distance between end points.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates the migration of the observation target of the living body based on the set total movement distance and the threshold value of the linearity.
  • the step of evaluating the migration of the observation target of the living body includes the steps of S2521 and S2522 as shown in FIGS. 12 and 13.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates whether or not the total travel distance of the observation target is longer than the threshold value. When the total movement distance of the observation target is less than the threshold value, the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a small total movement distance. When the total movement distance of the observation target is equal to or greater than the threshold value, the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a large total movement distance. After evaluating the observation target assuming that the total travel distance is large, the migration evaluation unit 600 advances the process to S2522.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates whether or not the linearity value of the observation target evaluated as having a large total travel distance is larger than the threshold value. When the value of the linearity of the observation target is less than the threshold value, the migration evaluation unit 600 evaluates the observation target as having a small linearity. When the value of the linearity of the observation target is equal to or higher than the threshold value, the migration evaluation unit 600 evaluates the observation target as having a large linearity.
  • the order of the steps of S2521 and the steps of S2522 may be reversed.
  • the migration evaluation unit 600 outputs the evaluation result of the migration of the observation target of the living body.
  • the migration evaluation unit 600 may classify the observation target of the living body according to the evaluation result of the migration.
  • the migration evaluation unit 600 may select an observation target of a living body having high migration. For example, the migrating property evaluation unit 600 selects an observation target whose observability scale exceeds the first threshold value as the group having the highest migrating property, and the observability scale of the observation target is equal to or less than the first threshold value. Then, the observation target exceeding the second threshold is selected as the moderate migrating group, and the observing target whose observability scale is equal to or less than the second threshold is selected as the low migrating group. good. By selecting in this way, the migration evaluation unit 600 may classify the observation target according to the migration.
  • the migration evaluation unit 600 classifies the observation target evaluated to have a small total travel distance into group A in the step of S2521. For example, in FIG. 14, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total travel distance is large in the step of S2521 and evaluates that the linearity value is small in the step of S2522. Classify into groups. For example, in FIG. 14, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total travel distance is large in the step of S2521 and evaluates that the linearity value is large in the step of S2522. Classify into groups. The migration evaluation unit 600 evaluates a plurality of observation targets classified into groups A and B as having low migration. The migration evaluation unit 600 may evaluate a plurality of observation targets classified into the C group as having high migration. Instead, the migration evaluation unit 600 may evaluate group A as having low migration, group B as having moderate migration, and group C as having high migration.
  • the migration calculation unit 500 may calculate the ratio of the observation target belonging to the group A to the total observation target (also referred to as “group A ratio”). For example, the migration calculation unit 500 may calculate the ratio of the observation target belonging to the B group to the entire observation target (also referred to as “B group ratio”). For example, the migration calculation unit 500 may calculate the ratio of the observation target belonging to the C group to the entire observation target (also referred to as “C group ratio”).
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the migration of the observation target based on the ratio of each of the above groups.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate that the group A has good migration property with respect to the group to be observed in which the ratio of group A (or the total of the ratio of group A and the ratio of group B) is equal to or higher than the threshold value.
  • the evaluation of migratory property may be output to the output unit 160 and / or recorded in the recording unit 190.
  • the observation target for example, the cell on the left side of FIG. 9A
  • a large linearity value was classified into a group with high migration.
  • cells that stay in the same place and change only in morphology are evaluated as having low migration.
  • cells that have a large total movement distance but only move the center of gravity near the starting point are evaluated as having low migration because the linearity value is low. Will be done. Therefore, according to the above classification, a cell group that has moved far from the starting point can be evaluated as having high migration.
  • a plurality of observation targets are classified into groups A, B, and C, but the migration property may be evaluated even when there is only one observation target.
  • only one threshold value is set for each of the total movement distance and the linearity, but two or more threshold values may be set for each migration scale. By setting two or more threshold values for each migratory scale, the migratory property can be evaluated in more detail.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate whether or not the distance between the start point and the end point of the observation target is longer than the threshold value. When the distance between the start point and the end point of the observation target is less than the threshold value, the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as the distance between the start point and the end point is small. For the observation target evaluated as having a small distance between the start point and the end point, the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having low migration.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a large distance between the start points and the end points. For the observation target evaluated as having a large distance between the start point and the end point, the migrating property evaluation unit 600 may evaluate the observing target as an observing target having high migrating property.
  • the migration evaluation unit 600 can evaluate the migration of the observation target in one step.
  • the migration of the observation target can be classified more finely (for example, separation of group A and group B).
  • FIG. 15 is a modified example of the definition of the reference position of the observation target.
  • the locus generation unit 400 may set a reference position based on a region where observation targets at different positions at adjacent times overlap in a plurality of observation images.
  • the locus generation unit 400 may set the center of gravity, the center, or the end of the region where the observation targets overlap as a reference position.
  • the center of gravity 510a of the region where the cell 500a at the first time and the cell 500b at the second time adjacent to (for example, following) the first time overlap may be set as the reference position.
  • FIG. 15 is a modified example of the definition of the reference position of the observation target.
  • the locus generation unit 400 may set a reference position based on a region where observation targets at different positions at adjacent times overlap in a plurality of observation images.
  • the locus generation unit 400 may set the center of gravity, the center, or the end of the region where the observation targets overlap as a reference position.
  • the center of gravity 510b of the region where the cell 500b at the second time and the cell 500c at the third time adjacent to (for example, following) the second time overlap may be set as the reference position.
  • the line segment 520 connecting the center of gravity 510a and the center of gravity 510b may be used as the locus of movement of the observation target.
  • the center of gravity of the region where the observation target overlaps may be set as a reference position and the migration property may be evaluated.
  • the region where the observation targets overlap is almost the same, so it is suitable to set the center of gravity of the region where the observation targets overlap as a reference position and evaluate the migration property.
  • FIG. 16 is a modified example of the flow for calculating the migration scale of the observation target of S240.
  • the migration calculation unit 500 may additionally perform the step of S246.
  • the migration calculation unit 500 may calculate the reachable distance based on the generated locus of the observation target of the living body.
  • the reaching distance is the distance between the starting point in the locus of movement of the observation target and the farthest point which is the farthest position from the starting point.
  • the migratory calculation unit 500 calculates the distance between the starting point in the locus of movement of the observation target and each reference position constituting the locus of movement of the observation target, and sets the maximum distance among them as the reach distance. It's okay.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the reachable distance.
  • the observation target is time-lapse imaged from the first time to the eighth time, and the position of the observation target at each time is set to 500a to 500h. Further, the reference position of the observation target at each time is set to 510a to 510h.
  • the locus of movement of the observation target is represented by sequentially connecting the line segments 520a to 520 g, the start point of the locus is 510a, and the end point of the locus is 510h.
  • the farthest farthest point from 510a which is the starting point of the locus
  • 510d which is the reference position of the observation target at the fourth time. Therefore, the reachable distance in this case is the distance between the points 510a and 510d. It is represented by 540.
  • FIG. 18 is a flow when the total distance traveled and the reachable distance are used as a migratory scale.
  • the description already described may be applied as it is.
  • the migration evaluation unit 600 After evaluating that the total movement distance of the observation target is longer than the threshold value in the step of S2521, the migration evaluation unit 600 advances the process to S2523.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates whether or not the reach of the observation target evaluated as having a large total travel distance is larger than the threshold value.
  • the threshold value of the reachable distance may be arbitrarily set by the observer in S251, or may be automatically set by the migration calculation device 170.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a small reach.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a large reach.
  • the migration evaluation unit 600 may classify the observation target evaluated to have a small total travel distance into group A. For example, in FIG. 18, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total movement distance is large in the step of S2521 and evaluates that the reach is small in the step of S2523. You may classify. For example, in FIG. 18, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total movement distance is large in the step of S2521 and evaluates that the reach is large in the step of S2523. You may classify.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate a plurality of observation targets classified into groups A and B as having low migration.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate a plurality of observation targets classified into the C group as having high migration. That is, the migration evaluation unit 600 can not select an observation target whose reach is equal to or less than the threshold value as having high migration.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the cell as having low migration.
  • the migratory evaluation unit 600 evaluates that the one having a large reach is high in migratory property and the one having a short reach is low in migratory property. Therefore, this cell is evaluated to have high migration. That is, the migration of the observation target is evaluated more appropriately.
  • the total movement distance and the reach are used as the migration scale to evaluate the migration of the observation target, but the migration evaluation unit 600 uses the linearity and the reach as the migration scale. It may be used to evaluate the migration of the observation target.
  • FIG. 19 is another modification of the flow for calculating the migration scale of the observation target of S240.
  • the migration calculation unit 500 may additionally perform the step of S247.
  • the migration calculation unit 500 may calculate the speed of movement of the observation target based on the generated locus of the observation target of the living body.
  • the speed of movement is defined as the distance between the position of the cell at the first time and the position of the cell at the second time divided by the time from the first time to the second time. good.
  • FIG. 20 is a flow when the speed of movement is used as a migration scale in addition to the total movement distance and linearity.
  • the migration evaluation unit 600 advances the processing to S2524.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates whether or not the speed of movement of the observation target evaluated as having a large linearity is larger than the threshold value.
  • the threshold value of the moving speed may be arbitrarily set by the observer in S251, or may be automatically set by the migration calculation device 170. For fast-moving cells, the threshold may be set higher. For slow-moving cells, the threshold may be set lower.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a small movement speed.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate the observation target as having a high movement speed.
  • the migration evaluation unit 600 may classify the observation target evaluated to have a small total travel distance into group A. For example, in FIG. 18, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total travel distance is large in the step of S2521 and evaluates that the linearity value is small in the step of S2522. It may be classified into groups. For example, in FIG. 18, the migration evaluation unit 600 evaluates that the total travel distance is large in the step of S2521, evaluates that the linearity value is large in the step of S2522, and evaluates that the linearity value is large in the step of S2524. , The observation target evaluated to have a small movement speed may be classified into group C. For example, in FIG.
  • the migration evaluation unit 600 evaluates that the total travel distance is large in the step of S2521, evaluates that the linearity value is large in the step of S2522, and evaluates that the linearity value is large in the step of S2524.
  • the observation target evaluated to have a high moving speed may be classified into the D group.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate a plurality of observation targets classified into groups A, B, and C as having low migration.
  • the migration evaluation unit 600 may evaluate a plurality of observation targets classified into the D group as having high migration. That is, the migration evaluation unit 600 can select a plurality of observation targets whose movement speed of the observation target is equal to or higher than the threshold value as having high migration.
  • the migration property evaluation unit 600 may further classify the migration properties of the groups A to C. For example, the migration evaluation unit 600 may evaluate groups A and B as having low migration and group C as having moderate migration.
  • the speed which is an element of time
  • the migratory property of the observation target is evaluated in more detail.
  • FIG. 21 shows an example of the hardware configuration of the computer 1900 that functions as the migration calculation device 170.
  • the computer 1900 according to the present embodiment is connected to the CPU peripheral portion having the CPU 2000, RAM 2020, graphic controller 2075, and display device 2080 connected to each other by the host controller 2082, and to the host controller 2082 by the input / output controller 2084.
  • An input / output unit having a communication interface 2030, a hard disk drive 2040, and a CD-ROM drive 2060, and a legacy input / output unit having a ROM 2010, a flexible disk drive 2050, and an input / output chip 2070 connected to the input / output controller 2084.
  • the host controller 2082 connects the RAM 2020 to the CPU 2000 and the graphic controller 2075 that access the RAM 2020 at a high transfer rate.
  • the CPU 2000 operates based on the programs stored in the ROM 2010 and the RAM 2020, and controls each part.
  • the graphic controller 2075 acquires image data generated on a frame buffer provided in the RAM 2020 by the CPU 2000 or the like, and displays the image data on the display device 2080.
  • the graphic controller 2075 may include a frame buffer internally for storing image data generated by the CPU 2000 or the like.
  • Various information (for example, moving images, evaluation results of migration, etc.) generated inside the migration calculation device 170 can be displayed on the display device 2080.
  • the input / output controller 2084 connects the host controller 2082 to a communication interface 2030, a hard disk drive 2040, and a CD-ROM drive 2060, which are relatively high-speed input / output devices.
  • the communication interface 2030 communicates with other devices via a network by wire or wirelessly. In addition, the communication interface functions as hardware for communication.
  • the hard disk drive 2040 stores programs and data used by the CPU 2000 in the computer 1900.
  • the CD-ROM drive 2060 reads a program or data from the CD-ROM 2095 and provides it to the hard disk drive 2040 via RAM 2020.
  • the input / output controller 2084 is connected to the ROM 2010, the flexible disk drive 2050, and the relatively low-speed input / output device of the input / output chip 2070.
  • the ROM 2010 stores a boot program executed by the computer 1900 at startup, and / or a program depending on the hardware of the computer 1900.
  • the flexible disk drive 2050 reads a program or data from the flexible disk 2090 and provides it to the hard disk drive 2040 via RAM 2020.
  • the input / output chip 2070 connects the flexible disk drive 2050 to the input / output controller 2084, and inputs / outputs various input / output devices via, for example, a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like. Connect to controller 2084.
  • the program provided to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020 is stored in a recording medium such as a flexible disk 2090, a CD-ROM 2095, or an IC card and provided by the user.
  • the program is read from the recording medium, installed on the hard disk drive 2040 in the computer 1900 via the RAM 2020, and executed in the CPU 2000.
  • the program installed in the computer 1900 and making the computer 1900 function as the mobility calculation device 170 includes a trajectory generation module, a migration calculation module, a migration evaluation module, and an image pickup device control module. These programs or modules may act on the CPU 2000 or the like to cause the computer 1900 to function as a locus generation unit 400, a migration calculation unit 500, a migration evaluation unit 600, and an image pickup device control unit 171.
  • the information processing described in these programs is read into the computer 1900, and the locus generation unit 400, the migration calculation unit 500, which are specific means in which the software and the various hardware resources described above cooperate with each other. It functions as a migration evaluation unit 600 and an image pickup device control unit 171. Then, by realizing the calculation or processing of the information according to the purpose of use of the computer 1900 in the present embodiment by these specific means, the unique migration calculation device 170 according to the purpose of use is constructed.
  • the CPU 2000 executes a communication program loaded on the RAM 2020, and a communication interface is based on the processing content described in the communication program. Instruct 2030 to process communication. Under the control of the CPU 2000, the communication interface 2030 reads out the transmission data stored in the transmission buffer area or the like provided on the storage device such as the RAM 2020, the hard disk drive 2040, the flexible disk 2090, or the CD-ROM 2095, and transfers the transmission data to the network. The received data transmitted or received from the network is written to a receive buffer area or the like provided on the storage device.
  • the communication interface 2030 may transfer the transmission / reception data to / from the storage device by the DMA (direct memory access) method, and instead, the CPU 2000 may transfer the transfer source storage device or the communication interface 2030.
  • the transmitted / received data may be transferred by reading data from the data and writing the data to the communication interface 2030 or the storage device of the transfer destination.
  • the CPU 2000 is all or necessary from files or databases stored in an external storage device such as a hard disk drive 2040, a CD-ROM drive 2060 (CD-ROM 2095), and a flexible disk drive 2050 (flexible disk 2090). Parts are read into the RAM 2020 by DMA transfer or the like, and various processes are performed on the data on the RAM 2020. Then, the CPU 2000 writes the processed data back to the external storage device by DMA transfer or the like. In such processing, the RAM 2020 can be regarded as temporarily holding the contents of the external storage device. Therefore, in the present embodiment, the RAM 2020 and the external storage device are collectively referred to as a memory, a recording unit, a storage device, or the like.
  • the storage device or the like stores information necessary for information processing of the migration calculation device 170, for example, moving image data as necessary, and supplies it to each component of the migration calculation device 170 as needed. ..
  • the CPU 2000 can also hold a part of the RAM 2020 in the cache memory and read / write on the cache memory. Even in such a form, the cache memory plays a part of the function of the RAM 2020. Therefore, in the present embodiment, the cache memory is also included in the RAM 2020, the memory, and / or the storage device, unless otherwise indicated. do.
  • the CPU 2000 includes various operations described in the present embodiment, information processing, condition determination, information retrieval / replacement, and the like, which are specified by the instruction sequence of the program for the data read from the RAM 2020. Is processed and written back to RAM 2020. For example, when the CPU 2000 determines a condition, whether or not the various variables shown in the present embodiment satisfy conditions such as large, small, above, below, and equal to other variables or constants. If the condition is satisfied (or not satisfied), it branches to a different instruction sequence or calls a subroutine.
  • the CPU 2000 can search for information stored in a file or database in the storage device. For example, when a plurality of entries in which the attribute value of the second attribute is associated with the attribute value of the first attribute are stored in the storage device, the CPU 2000 describes the plurality of entries stored in the storage device. By searching for an entry in which the attribute value of the first attribute matches the specified condition and reading the attribute value of the second attribute stored in that entry, it is associated with the first attribute that satisfies the predetermined condition. The attribute value of the second attribute obtained can be obtained.
  • the program or module shown above may be stored in an external recording medium.
  • an optical recording medium such as a DVD or a CD
  • a magneto-optical recording medium such as MO
  • a tape medium such as an IC card, or the like
  • a storage device such as a hard disk or RAM provided in a dedicated communication network or a server system connected to the Internet may be used as a recording medium, and a program may be provided to the computer 1900 via the network.
  • the migration calculation device 170 has been shown to have a CPU 2000 as a processor, but the type of processor is not particularly limited. For example, as a processor, GPU, ASIA, FPGA and the like can be appropriately used. Further, in the present disclosure, the migratory calculation device 170 has a configuration in which the hard disk drive 2040 is provided as an auxiliary storage device, but the type of the auxiliary storage device is not particularly limited. For example, another storage device such as a solid state drive may be used in place of the hard disk drive 2040 or in combination with the hard disk drive 2040.
  • Mobility evaluation device 7 Optical fiber 10 Imaging device 20 Culture vessel 23 Stage 27 Objective lens section 34 Fluorescent filter section 38 Imaging lens section 40 Transmission illumination section 41 Collector lens 44 Field lens 45 Polarized mirror 47 Transmission light source 50 Timeline 52 Stop button 53 Skip button 54 Play button 55 Fast forward button 56 Clipping button 60 Slender bar 70 Excitation light source 100 Chamber 101 Display area 102 Display area 103 Display area 104 Display area 105 Playback control unit 150 Microscope unit 160 Output unit 170 Runnability calculation Device 171 Imaging device Control unit 180 Input unit 190 Recording unit 300 Camera 400 Trajectory generator 411 Field lens 452 Polarized mirror 500 Mobility calculation unit 600 Mobility evaluation unit 1900 Computer 2000 CPU 2010 ROM 2020 RAM 2030 Communication interface 2040 Hard disk drive 2050 Flexible disk drive 2060 CD-ROM drive 2070 I / O chip 2075 Graphic controller 2080 Display device 2082 Host controller 2084 I / O controller 2090 Flexible disk 2095 CD-ROM

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Abstract

本発明の第１の態様においては、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップと、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップと、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備える、遊走性評価方法を提供する。

Description

遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるコンピュータプログラム
　本発明は、遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるプログラムに関する。
　細胞の遊走とは、細胞がある場所から別の場所に移動することをいう。細胞の遊走は、創傷治癒、細胞の分化、胚発生および腫瘍の転移において重要な役割を果たしている。
　細胞の遊走を観察する方法としては、スクラッチアッセイが知られている。スクラッチアッセイではスクラッチした領域を経時的に観察することができる。特許文献１には、細胞の遊走試験装置が開示されている。
　［特許文献１］特許第６０３５８４４号公報
一般的開示
　本発明の第１の態様においては、遊走性評価方法を提供する。前記遊走性評価方法は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップを備えてよい。前記遊走性評価方法は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップを備えてよい。前記遊走性評価方法は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備えてよい。
　本発明の第２の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　本発明の第３の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　本発明の第４の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないステップを含んでよい。
　本発明の第５の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　また、本発明の第６の態様においては、命令を内部に有するコンピュータプログラムを提供する。前記命令は、プロセッサまたはプログラム可能回路に実行されると、前記プロセッサまたは前記プログラム可能回路に、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた前記観察対象の複数の画像を取得するステップを備えてよい。前記命令は、前記複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップを備えてよい。前記命令は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップを備えてよい。前記命令は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備えてよい。
　本発明の第７の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　本発明の第８の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　本発明の第９の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないステップを含んでよい。
　本発明の第１０の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。
　また、本発明の第１１の態様においては、遊走性算出装置を提供する。前記遊走性算出装置は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成部を備えてよい。前記遊走性算出装置は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出部を備えてよい。
　本発明の第１２の態様においては、前記遊走性算出装置は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価部を備えてよい。
　本発明の第１３の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。
　本発明の第１４の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。
　本発明の第１５の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しなくてよい。
　本発明の第１６の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態における、遊走性評価装置の装置構成の一例を示す。 本実施形態における、遊走性算出装置の具体的な構成の一例を示す。 本実施形態の遊走性評価方法のフローの一例を示す。 本実施形態における、Ｓ２１０の観察対象の複数の画像を生成するフローの一例を示す。 本実施形態における、遊走性評価装置の出力部に表示されるタイムラプス撮像の実施経過確認用画面の一例を示す。 本実施形態における、Ｓ２２０の観察対象の移動の軌跡を生成するフローの一例を示す。 本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。 本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。 本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。 本実施形態における、Ｓ２２３の観察対象の軌跡を生成して出力する一例である。 本実施形態における、２つの観察対象の移動の軌跡の一例である。 図９Ａに示す２つの観察対象の移動の軌跡をグラフ化した一例である。 本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの一例である。 本実施形態における、Ｓ２５０の観察対象の遊走性を評価して遊走性の高いものを選択するフローの一例である。 本実施形態における、Ｓ２５２の総移動距離の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。 本実施形態における、Ｓ２５２の直線性の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。 本実施形態における、Ｓ２５２の総移動距離および直線性の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。 本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の変形例である。 本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの変形例である。 本実施形態における、Ｓ２４６の到達距離について説明する図である。 本実施形態における、Ｓ２５２の観察対象を評価するフローの変形例である。 本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの他の変形例である。 本実施形態における、Ｓ２５２の観察対象を評価するフローの変形例である。 コンピュータのハードウェア構成の一例を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態における、遊走性評価装置の装置構成の一例を示す。本願発明に係る遊走性評価装置１は、観察対象の偽の移動の影響を排除し、観察対象の実際の移動に基づいて観察対象の遊走性を評価する。遊走性評価装置１は、撮像装置１０と、遊走性算出装置１７０と、出力部１６０と、入力部１８０とを備える。
　撮像装置１０は、生体の観察対象を撮像し、画像を生成する装置である。撮像装置１０は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して、観察対象の複数の画像を生成する。撮像装置１０は、顕微鏡部１５０と、カメラ３００と、透過照明部４０と、励起用光源７０と、光ファイバ７とを有する。
　顕微鏡部１５０は、生体の観察対象を顕微鏡を用いて拡大して観察するための装置である。生体の観察対象は、細胞であってよい。また、生体の観察対象は、細胞以外の移動可能な微小な生体であってもよい。一例として、生体の観察対象は、微生物、菌類、藻類、生体組織などであってもよい。顕微鏡部１５０には、ステージ２３と、対物レンズ部２７と、蛍光フィルタ部３４と、結像レンズ部３８と、偏光ミラー４５２と、フィールドレンズ４１１と、コレクタレンズ４１とを備える。
　ステージ２３には、チャンバ１００が載置される。チャンバ１００は透明な培養容器２０を有する。培養容器２０には培地が満たされており、培地中に細胞が培養されている。蛍光画像を観察するために、細胞は、１種類または２種類以上の蛍光物質で標識されていてよい。チャンバ１００の底面の一部ａと、チャンバ１００の上面の一部ｂとはそれぞれ透明になっていてよい。チャンバ１００の上面は開放されていてもよいし、透明なふたで覆われていてもよい。チャンバ１００の上面または底面が透明であったり、チャンバ１００の上面が開放されるか、透明なふたで覆われたりすることで、生体の観察対象を観察するのに適した培養環境を提供することができる。
　対物レンズ部２７は、図１のｘ軸方向（紙面に垂直な方向）に複数の対物レンズを備える。対物レンズ部２７をｘ軸方向に動かすことにより、撮像装置１０の光路に配置される対物レンズが切り替えられる。これにより、対物レンズの種類および倍率を切り替えることができる。
　蛍光フィルタ部３４は、図１のｘ軸方向に複数の種類のフィルタブロックを備える。蛍光フィルタ部３４をｘ軸方向に動かすことにより、撮像装置１０の光路に配置されるフィルタブロックが切り替えられる。
　透過照明部４０は、観察対象を位相差観察する場合に用いる光源ユニットである。透過照明部４０は、透過照明用光源４７と、フィールドレンズ４４と、偏光ミラー４５とを備える。透過照明部４０は、観察対象を透過する光を当てる。
　励起用光源７０は、観察対象を蛍光観察する場合に用いる光源である。励起用光源７０は、顕微鏡部１５０を介して、観察対象に反射させる光を当てる。
　光ファイバ７は、励起用光源７０から射出した光を顕微鏡部１５０に導入する部品である。
　遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０と接続され、撮像装置１０を制御する。遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０の光路に配置される対物レンズ部２７の対物レンズの種類および／または蛍光フィルタ部３４のフィルタブロックの種類との組み合わせを切り替える。例えば、位相差観察と蛍光観察は、光路に配置されるフィルタブロックの種類と対物レンズの種類の双方が異なる。また、２種対の蛍光観察は、光路に配置されるフィルタブロックの種類のみが異なる。また、位相差観察と蛍光観察は、使用する光源（透過照明部４０および励起用光源７０）も異なる。このため、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する撮像装置制御部１７１）は、位相差観察および１種類または２種類以上の蛍光観察のいずれの観察を行うかに応じて、フィルタブロック、対物レンズ、および光源の１つ以上を切り替えるものであってよい。
　位相差観察を行う場合、遊走性算出装置１７０は、透過照明部４０の光路を有効にするために、透過照明用光源４７をオンにし、励起用光源７０をオフにする。位相差観察を行う場合、透過照明用光源４７から射出した光は、フィールドレンズ４４、偏光ミラー４５、およびチャンバ１００の上部ｂを介して、培養容器２０の観察ポイントｃを照明する。観察ポイントｃを透過した光は、培養容器２０の底面、チャンバ１００の底部ａ、対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、および結像レンズ部３８を介して、カメラ３００の受光面に達する。このとき、培養容器２０の観察ポイントｃにおける位相差像がカメラ３００に形成される。カメラ３００は位相差像を撮像し、画像を生成する。生成された画像のデータは、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する記録部１９０）に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。
　蛍光観察を行う場合、遊走性算出装置１７０は、励起用光源７０の光路を有効にするために、励起用光源７０をオンにし、透過照明用光源４７をオフにする。蛍光観察を行う場合、励起用光源７０から射出した光は、光ファイバ７、コレクタレンズ４１、フィールドレンズ４１１、偏光ミラー４５２、蛍光フィルタ部３４、対物レンズ部２７、チャンバ１００の底部ａ、および培養容器２０の底面を介して、培養容器２０の観察ポイントｃを照明する。培養容器２０で培養されている細胞が蛍光標識されている場合、観察ポイントｃにある細胞の蛍光物質は励起され、蛍光を発する。細胞から発せられた蛍光は、培養容器２０の底面、チャンバ１００の底部ａ、対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、および結像レンズ部３８を介して、カメラ３００の受光面に達する。このとき、培養容器２０の観察ポイントｃにおける蛍光像がカメラ３００に形成される。カメラ３００は蛍光像を撮像し、画像を生成する。生成された画像のデータは、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する記録部１９０）に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。
　カメラ３００は、撮像センサー（図示せず）を有する。カメラ３００は、冷却カメラであってもよい。冷却カメラは、撮像センサーを冷却することによって、熱によって発生するノイズを抑えることができるカメラである。撮像センサーは、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＣＣＤイメージセンサー（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）であってよい。また、カメラ３００による撮像のフォーカスを合わせるため、遊走性算出装置１７０は、ステージ２３のｘ座標およびｙ座標、ならびに対物レンズ部２７のｚ座標を制御する。また、カメラ３００は、撮像装置１０とは異なる筐体に収められてもよい。
　チャンバ１００には、シリコンチューブを介して加湿器（図示せず）が接続されてよい。加湿器が接続されることにより、遊走性算出装置１７０は、チャンバ１００の内部の湿度および炭酸ガス濃度を、細胞の培養に適した値の近傍に制御することができる。また、チャンバ１００には、熱交換機（図示せず）が備えられる。チャンバ１００に熱交換機が備えられることで、チャンバ１００の内部の温度を、細胞の培養に適した値の近傍に制御することができる。チャンバ１００の内部の湿度、炭酸ガス濃度、および温度は、センサ（図示せず）により測定される。測定結果は遊走性算出装置１７０に送られる。
　遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０の制御に加えて、撮像装置１０が撮像した観察対象の複数の画像を撮像装置１０から受信し、複数の画像に基づいて、観察対象の移動の軌跡を生成し、軌跡に基づいて、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する。遊走性算出装置１７０の構成については後述する。
　出力部１６０は、遊走性算出装置１７０の処理結果を出力する。例えば、出力部１６０は、観察対象の遊走性を評価した結果を出力する。例えば、出力部１６０は、遊走性算出装置１７０に接続されたモニターである。
　入力部１８０は、遊走性算出装置１７０に観察者からの指示やデータなどを入力する。例えば、入力部１８０は、観察者からの観察対象を撮像する条件に関する指示を入力する。また、入力部１８０は、観察者からの遊走性尺度の閾値を入力する。例えば、入力部１８０は、遊走性算出装置１７０に接続されたキーボードまたはマウスである。
　図２は、本実施形態における、遊走性算出装置１７０の具体的な構成の一例を示す。遊走性算出装置１７０は、撮像装置制御部１７１と、記録部１９０と、軌跡生成部４００と、遊走性算出部５００と、遊走性評価部６００とを有する。記録部１９０は、メモリ、内蔵ハードディスクドライブ、または外部の記録媒体であってよいが、これらに限らない。遊走性算出装置１７０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を有し、当該ＣＰＵが記録部１９０に記録されたコンピュータプログラムを実行することにより撮像装置制御部１７１などを実現する。
　撮像装置制御部１７１は、図１において説明した対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、透過照明部４０、励起用光源７０、およびカメラ３００などの制御を行う。例えば、観察対象のタイムラプス撮像条件が入力部１８０に入力されると、撮像装置制御部１７１は、入力された撮像条件にしたがって、顕微鏡部１５０にある対物レンズ部２７の対物レンズの種類の切り替え、透過照明用光源４７と励起用光源７０との切り替え、蛍光フィルタ部３４の蛍光フィルタの種類の切り替え、ステージ２３の位置および対物レンズ部２７の対物レンズの高さのうち、撮像ごとに必要な調整を行う。撮像装置制御部１７１が必要な調整を行った後で、カメラ３００は観察対象の撮像を行い、観察対象の画像を生成する。カメラ３００は、生成した画像のデータを、軌跡生成部４００に送る。また、生成された画像のデータは、記録部１９０に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。
　軌跡生成部４００は、撮像装置１０が撮像した画像から観察対象の移動の軌跡を生成する。軌跡を生成する方法の詳細については後述する。
　遊走性算出部５００は、生成された軌跡に基づいて、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する。遊走性尺度は、例えば、観察対象の軌跡における始点終点間距離、軌跡の直線性、軌跡における総移動距離、到達距離、および、移動の速さの少なくとも１つ以上を含んでよい。遊走性尺度の詳細は後述する。
　遊走性評価部６００は、観察対象の遊走性尺度に基づいて、観察対象の遊走性を評価する。例えば、遊走性評価部６００は、遊走性尺度に基づいて、観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する。例えば、遊走性評価部６００は、遊走性算出部５００で算出された遊走性尺度が閾値以上であるか否かに基づいて、観察対象の遊走性を評価してよい。このとき、遊走性評価部６００は、観察者が入力部１８０から入力した閾値を評価のために用いてよい。遊走性評価部６００は、遊走性の評価結果を、記録部１９０に記録し、および／または、出力部１６０に出力してよい。
　図３は、本実施形態における、観察対象の遊走性を評価する方法のフローの一例である。本実施形態の観察対象の遊走性は、図３のＳ２１０～Ｓ２５０の処理を行うことによって評価することができる。なお、説明の便宜上、Ｓ２１０～Ｓ２５０の処理を順番に説明するが、これらの処理は少なくとも一部が並列に実行されるものであってもよいし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各ステップを入れ替えて実行されるものであってもよい。
　まず、Ｓ２１０において、撮像装置１０は、生体の観察対象を撮像して、複数の画像を生成する。Ｓ２１０において、生体の観察対象を撮像して複数の画像を生成するステップは、図４に示すように、Ｓ２１１からＳ２１７のステップを含む。
　図４は、フローにおけるＳ２１０を示す。まず、Ｓ２１１において、撮像装置制御部１７１は、観察方法を低倍率の位相差観察に設定して、撮像装置１０が観察対象を撮像する。これにより、撮像装置１０が比較的広い領域の画像であるバードビュー画像を取得する。低倍率の観察に代えて、撮像装置制御部１７１が培養容器２０の観察ポイントｃをｘｙ平面内で移動させながら、撮像装置１０が位相差観察した複数の画像（タイル画像）を取得し、これらを１枚の画像（合成画像）になるように合成することで、バードビュー画像を取得してもよい。撮像装置１０は、取得したバードビュー画像のデータを、記録部１９０に保存し、および／または、出力部１６０に出力してよい。バードビュー画像を取得した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１２に進める。
　次に、Ｓ２１２において、撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者からタイムラプス撮像の条件に関する入力を受ける。タイムラプス撮像の条件は、出力部１６０に出力されたバードビュー画像に基づいて観察者が決定してよい。タイムラプス撮像の条件は、インターバル、ラウンド数、観察ポイント、および観察方法のうちの１つまたは複数であってよいが、これらに限らない。タイムラプス撮像の条件が入力部１８０に入力された場合、撮像装置制御部１７１は当該入力を受けて、処理をＳ２１３に進めてよい。タイムラプス撮像の条件が入力されなかった場合、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に条件を入力するように要求してもよい。
　次に、Ｓ２１３において、撮像装置制御部１７１は、入力されたタイムラプス撮像の条件に基づいて、条件を書き込んだレシピを生成してよい。撮像装置制御部１７１は、生成したレシピを、記録部１９０に記録し、および／または、出力部１６０に出力してよい。レシピには、タイムラプス撮像のインターバル、ラウンド数、観察ポイント、および観察方法のうちの１つまたは複数に関する情報が含まれていてよい。レシピを生成した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１４に進める。
　次に、Ｓ２１４において、撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者からタイムラプス撮像の開始の指示を受けてよい。タイムラプス撮像の開始が指示された場合、撮像装置制御部１７１は当該指示を受けて、処理をＳ２１５に進めてよい。タイムラプス撮像の開始が指示されなかった場合は、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に開始を指示するように要求してもよい。または、タイムラプス撮像の開始が指示されなかった場合は、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に、前回入力した条件とは異なるタイムラプス撮像の条件を入力するように要求してもよい。
　次に、Ｓ２１５において、撮像装置制御部１７１は、観察対象のタイムラプス撮像を開始するよう、カメラ３００に指示する。タイムラプス撮像は、Ｓ２１３で生成されたレシピにしたがって行われる。撮像装置制御部１７１は、レシピに記載された観察ポイントにしたがって、培養容器２０の観察ポイントｃの位置を調節する。また、レシピに記載された観察方法が３種類（例えば、位相差観察、緑色の蛍光観察、赤色の蛍光観察）であった場合、撮像装置制御部１７１は、レシピに記載された観察方法にしたがって、照明、フィルタブロック、および対物レンズを適切に切り替えながら、３種類の画像を連続的に取得するよう、カメラ３００に指示してよい。カメラ３００が３種類の画像を取得して、第１ラウンドの撮像が終了する。
　次に、撮像装置制御部１７１は、生成されたレシピにしたがって、第１ラウンドの撮像開始時刻から、レシピに記載されたインターバルだけ待機し、その後第１ラウンドの撮像と同様に第２ラウンドの撮像を行うよう、カメラ３００に指示する。このように、レシピに記載されたラウンド数に達するまで、カメラ３００は上記の撮像を繰り返す。
　次に、Ｓ２１６において、タイムラプス撮像が、レシピに記載されたラウンド数に達した場合は、撮像装置制御部１７１は撮像を終了するよう、カメラ３００に指示する。タイムラプス撮像が、レシピに記載されたラウンド数に達しない場合は、指定されたラウンド数に達するまで、撮像装置制御部１７１は、カメラ３００による上記の撮像を繰り返す。タイムラプス撮像を終了した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１７へ進める。
　タイムラプス撮像の間、撮像装置制御部１７１は、撮像装置１０が撮像した画像のデータを実施経過ファイルに蓄積する。撮像装置制御部１７１は、実施経過ファイルを、記録部１９０に記録する。また、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の撮像中または撮像後に、観察者から実施経過確認の指示が入力されると、入力時点における実施経過ファイルの内容を参照し、実施経過確認用画面を出力部１６０に出力する。
　次に、Ｓ２１７において、撮像装置制御部１７１は、実施経過ファイルに含まれる複数の画像を連結して動画像ファイルを生成する。撮像装置制御部１７１は、生成した動画像ファイルの動画を含むタイムラプス撮像の実施経過確認用画面を、出力部１６０に表示させる。
　図５は、出力部１６０に表示される、実施経過確認用画面の一例を示す。撮像装置制御部１７１は、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４、ならびに再生コントロール部１０５を含むタイムラプス撮像の実施経過確認用画面を出力部１６０に表示させてよい。撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像した各ラウンドでの画像を観察方法ごとに時系列で連結して動画像ファイルとして生成する。例えば、撮像装置制御部１７１は、複数の位相差画像から位相差画像の動画像を生成し、および／または、複数の蛍光画像から蛍光画像の動画像を生成してよい。これに加えて／代えて、撮像装置制御部１７１は、位相差画像および蛍光画像をフレームごとに合成し、合成後の各フレームを時系列に連結して合成画像の動画像を生成してよい。撮像装置制御部１７１は、生成した動画像を、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つ以上にそれぞれ表示させ、および／または記録部１９０に記録してよい。
　撮像装置制御部１７１は、生成された動画像ファイルを同時並列的に読み出し、動画像を出力部１６０に表示するための動画像信号を生成し、生成順に動画像信号を出力部１６０に送出して、動画像を表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つに表示してよい。撮像装置制御部１７１が行う、この動画像ファイルの読み出し、動画像信号の生成、動画像信号の送出の一連の処理を、「動画像ファイルの再生」とも記載する。
　再生コントロール部１０５は、動画像ファイルの再生に関する指示を、観察者が入力するために用いるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画像である。再生コントロール部１０５には、停止ボタン５２、スキップボタン５３、再生ボタン５４、早送りボタン５５、クリッピングボタン５６、タイムライン５０が配置される。
　再生ボタン５４が入力部１８０を介して観察者によって選択されると、動画像ファイルの再生が開始され、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つにおいて、動画像の表示が開始されてよい。停止ボタン５２が観察者によって選択されると、動画像の再生が停止する。動画像ファイルにおける再生箇所は、タイムライン５０に反映される。タイムライン５０の左端は動画像ファイルの先頭、つまり、タイムラプス撮像の開始時点を示し、タイムライン５０の右端は動画像ファイルの後尾、つまり、タイムラプス撮像の終了時点を示す。タイムラプス撮像が終了していない場合には、タイムラインの右端は現時点を示す。
　タイムライン５０にはスラーダーバー６０が配置される。スラーダーバー６０は、動画像ファイルにおける再生箇所をリアルタイムで示すものであってよい。スラーダーバー６０の左右方向の位置は、観察者が自由に移動できるものであってよい。スラーダーバー６０の左右方向の位置が観察者によって移動されると、動画像ファイルの再生箇所が変化する。
　タイムラプス撮像を長時間にわたって行った場合、生成される動画像ファイルの容量はかなり大きなものとなる。撮像装置制御部１７１は、時間クリッピングまたは空間クリッピングの手法を用いて、動画像ファイルの容量を軽減してよい。
　時間クリッピングとは、タイムラプス撮像の特定の時間だけをクリッピングして動画像ファイルを形成する方法である。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中の、ある特定の期間において生成した複数の画像を用いて動画像ファイルを生成してよい。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中に生成した複数の画像のうち、特定の時間間隔で間引いた複数の画像を用いて動画像ファイルを生成してよい。間引く時間間隔は、一定であってよい。間引く時間間隔は、例えば、最初の１時間は１０分おき、次の１時間は１５分おきなどのように、必ずしも一定でなくてもよい。
　クリッピングボタン５６が観察者によって選択されると、撮像装置制御部１７１は、クリッピング指定用画面を出力部１６０に表示させてよい。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者によって、時間クリッピングを行う期間、または間引きする時間間隔に関する入力を受ける。
　空間クリッピングとは、タイムラプス撮像の特定の空間領域だけをクリッピングして動画像ファイルを生成する方法である。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中に生成した複数の画像のうち、ある特定の領域のみを切り出した複数の画像を用いて動画像ファイルを生成する。
　クリッピングボタン５６が観察者によって選択されると、撮像装置制御部１７１は、クリッピング枠を出力部１６０に表示してよい。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者によって、表示されたクリッピング枠のうち、目的とする切り出し領域に関する入力を受ける。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０から、目的とする切り出し領域に関する入力を受けることにより、この領域を中心とした空間クリッピングを行うことができる。
　上記のようにして、タイムラプス撮像した複数の画像から、動画像ファイルを生成することができる。動画像ファイルを生成した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２２０に進める。なお、Ｓ２１７は、必要に応じて行うステップであってよい。Ｓ２１６において、タイムラプス撮像を終了した後で、Ｓ２１７のステップをスキップして、Ｓ２２０に進んでよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、Ｓ２１１からＳ２１６のステップの一部を省略してもよい。
　次に、Ｓ２２０において、軌跡生成部４００は、動画像ファイルに含まれる観察対象を時系列で複数回撮像して生成された複数の画像に基づいて、生体の観察対象の移動の軌跡を生成する。Ｓ２２０において、複数の画像に基づいて、生体の観察対象の移動の軌跡を生成するステップは、図６に示すように、Ｓ２２１からＳ２２３のステップを含む。
　図６は、フローにおけるＳ２２０を示す。まず、Ｓ２２１において、軌跡生成部４００は、動画像ファイルに含まれる複数の画像のそれぞれにおいて、生体の観察対象の外周で囲まれる部分をマスキングする。軌跡生成部４００は、複数の画像のそれぞれにおける観察対象の外周を抽出し、外周で囲まれる領域の内部をマスクすることにより、観察対象のマスキングを行う。例えば、軌跡生成部４００は、分散フィルタを施した後、二値化する手法などの従来知られた方法により、観察対象の外周の抽出を行ってよい。観察対象をマスキングした後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２２２に進める。
　次に、Ｓ２２２において、軌跡生成部４００は、観察対象のマスキングした領域内に、軌跡を生成するための基準位置を設定する。軌跡生成部４００は、複数の画像のそれぞれの観察対象のマスキングした領域に対して、統一した定義により、基準位置を設定する。軌跡生成部４００は、基準位置の定義として、マスキングした領域の重心、中心、または、端部などを用いてよい。
　図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、観察対象のマスキングした領域内に設定する基準位置の定義の例である。図７Ａでは、観察対象のマスキングした領域５００ａの重心５１０ａを基準位置とする。軌跡生成部４００は、公知の方法により重心５１０ａを算出してよい。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、ｘ軸方向およびｙ軸方向ごとに、マスキングした領域５００ａに含まれる全画素の座標値の平均ｘｍｅａｎおよびｙｍｅａｎを算出し、得られた点（ｘｍｅａｎ，ｙｍｅａｎ）を重心５１０ａとして設定してよい。
　図７Ｂでは、観察対象のマスキングした領域５００ｂの中心５１０ｂを基準位置とする。軌跡生成部４００は、公知の方法により中心５１０ｂを算出してよい。軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、マスキングした領域５００ｂのｘ軸の最小値５５０ａと、最大値５５０ｂの平均値である５５０ｃを算出する。また、軌跡生成部４００は、同様にして、マスキングした領域のｙ軸の最小値５６０ａと、最大値５６０ｂの平均値である５６０ｃを算出する。軌跡生成部４００は、得られた点（５５０ｃ，５６０ｃ）を中心５１０ｂとして設定してよい。
　図７Ｃでは、観察対象のマスキングした領域の端部を基準位置とする。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、観察対象の外周上の点のうち、ｘ軸上またはｙ軸上であらかじめ定められた方向（＋方向または－方向）において、端部となる点を基準位置として設定してよい。
　軌跡生成部４００は、端部として、細胞が遊走する方向の最先端の点を取得してよい。例えば、軌跡生成部４００は、移動の軌跡における各時点における細胞の移動ベクトルを算出し、観察対象をｘｙ座標平面におき、観察対象の外周上の点のうち、移動ベクトルの＋方向において端部となる点を基準位置（最先端の点）として設定してよい。ここで、軌跡生成部４００は、その時点の観察対象の重心または中心と所定数前の時点（例えば１つ前の時点）の観察対象の重心または中心を結ぶことで移動ベクトルを取得してよい。
　軌跡生成部４００は、上記（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）以外の定義を用いて定めた位置を基準位置として設定してもよい。例えば、軌跡生成部４００は、生体の観察対象に蛍光標識したタンパク質を発現させて、当該蛍光標識したタンパク質が存在する位置を基準位置として設定してもよい。また、軌跡生成部４００は、上記の複数の定義により特定される点の重心（平均または重み付け重心など）を基準位置として設定してもよい。基準位置を設定した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２２３に進める。
　次に、Ｓ２２３において、軌跡生成部４００は、複数の画像の基準位置を時系列に線分で結んで、生体の観察対象の軌跡を生成して出力する。
　図８は、第１時刻から第５時刻までの期間に撮像した画像の基準位置を時系列に線分で結んで、観察対象の移動の軌跡を生成する一例である。図８の左列において、画像４００ａから４００ｅは、間葉系幹細胞（Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ　Ｓｔｅｍ　Ｃｅｌｌ）の、それぞれ第１時刻から第５時刻までの位相差画像である。例えば、画像４００ａから４００ｅは、図５の表示領域１０１に表示される。図８の中央列において、画像４１０ａから４１０ｅは、それぞれ画像４００ａから４００ｅに対して、マスキングを行った画像である。マスキングを行った画像４１０ａから４１０ｅにおいて、軌跡生成部４００は、基準位置を設定する。例えば、基準位置は、マスキングした領域の重心であってよい。軌跡生成部４００は、基準位置を第１時刻から第５時刻まで時系列に線分で結んで、図８の右列のように観察対象の移動の軌跡４２０を生成してよい。このようにして、生成された基準位置の移動の軌跡を、観察対象の移動の軌跡としてよい。軌跡生成部４００は、観察対象の移動の軌跡４２０を、図５の表示領域１０２に出力し、および／または、記録部１９０に記録してよい。なお、本願明細書では、観察対象として、間葉系幹細胞を用いているが、観察対象としては、間葉系幹細胞以外の細胞も好適に用いられる。また、軌跡を生成して出力する生体の観察対象は、１つであってもよいし、複数であってよい。
　図９Ａは、２つの観察対象の移動の軌跡の一例である。軌跡生成部４００は、左側の細胞と右側の細胞について、それぞれ移動の軌跡４２０ａおよび４２０ｂを生成して、表示領域１０２に出力する。
　図９Ｂは、図９Ａに示す２つの観察対象の移動の軌跡をグラフ化した一例である。軌跡生成部４００は、生成した軌跡４２０ａおよび４２０ｂを、図９Ｂに示すように、ｘｙ座標にプロットして、表示領域１０３に出力してよい。観察対象の移動の軌跡を生成した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３０に進める。
　ここで、軌跡４２０ａで移動する細胞（左の細胞）は、一定の方向に実際に移動しており、遊走の程度が高いと考えられる。一方で、軌跡４２０ｂで移動する細胞（右の細胞）は、その場から大きく動かず変形するのみであり、実質的に遊走しているとは認められない。しかし、変形のために重心などが小刻みに移動していると評価されるため、移動量（移動総距離）のみで判断すると右の細胞も左の細胞と同程度の遊走性があると評価されてしまう。後述するように、本実施形態によれば左の細胞が高い遊走性を有するものとして評価し、右の細胞を遊走性が低いものとして評価することができる。
　次に、Ｓ２３０において、軌跡生成部４００は、入力部１８０を介して、観察者から評価の対象とする観察対象を選択する入力を受ける。例えば、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて基準位置が設定されて、軌跡が生成されている観察対象が観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいてバックグラウンドとのコントラストが明瞭な観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて、隣り合う観察対象と重なり合っていない観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて、細胞分裂を行わなかった観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、観察対象の選択は、遊走性算出装置１７０が自動的に行ってもよい。なお、Ｓ２３０のステップは、Ｓ２１０のステップを行った直後に行ってもよい。評価の対象とする観察対象が選択された後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３１に進める。
　次に、Ｓ２３１において、軌跡生成部４００は、出力部１６０に、遊走性の評価の対象外とする観察対象を表示させる。例えば、評価の対象外とする観察対象は、Ｓ２３０のステップで、評価の対象として選択されなかった観察対象である。評価の対象外とする観察対象は、図５の表示領域１０４に表示される。表示領域１０４は、評価の対象外とする観察対象を、時系列に表示してよい。遊走性の評価の対象外とする観察対象を表示した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３２に進める。
　次に、Ｓ２３２において、軌跡生成部４００は、評価の対象外とする観察対象を確認するよう、観察者に要求する。例えば、軌跡生成部４００は、表示領域１０４に表示された画像を確認して、画像中の観察対象を評価の対象外とするかどうかを判断するよう、観察者に要求してよい。評価の対象外の観察対象であるという判断を観察者から入力した場合は、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行わなくてよい。評価の対象とする観察対象であるという判断を観察者から入力した場合は、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行ってよい。評価の対象とする観察対象であると観察者によって判断された場合は、表示領域１０４に表示された画像に基づいて、観察者によって当該観察対象の軌跡をマニュアルで修正されたうえで、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行ってよい。
　なお、Ｓ２３０からＳ２３２の一部または全部は、省略してもよい。例えば、Ｓ２３０において、評価の対象とする観察対象を選択した後で、軌跡生成部４００は、Ｓ２３１およびＳ２３２のステップをスキップして、処理をＳ２４０に進めてよい。
　次に、Ｓ２４０のステップにおいて、遊走性算出部５００は、評価対象とする生体の観察対象の遊走性尺度を算出する。Ｓ２４０において、評価対象とする生体の観察対象の遊走性尺度を算出するステップは、図１０に示すように、Ｓ２４１からＳ２４３のステップを含む。ここで、遊走性尺度とは、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示すものである。例えば、遊走する細胞には、（１）少なくとも一定の時間以上にわたり、ほぼ一定の方向（例えば、誘引物質などに向かう方向、または、忌避物質などから遠ざかる方向）に移動するものと、（２）その場で変形を繰り返すか、および／または、活発に移動するものの一定の狭い領域内の移動にとどまり実質的な移動を行っていない（すなわち、偽の移動を行っている）と評価されるものとが含まれる。遊走性尺度とは、（１）前者の細胞（観察対象）のみに遊走性が高いものとして高い数値を与え、（２）後者の細胞（観察対象）と全く遊走しない細胞に遊走性が低いものとして低い数値を与える数値尺度である。一例として、遊走性尺度は、観察対象の軌跡における始点終点間距離、軌跡の直線性、軌跡における総移動距離、到達距離、および、移動の速さの少なくとも１つ以上を含んでよい。
　図１０は、フローにおけるＳ２４０を示す。まず、Ｓ２４１において、遊走性算出部５００は、Ｓ２２０で生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の始点終点間距離を算出する。観察対象の軌跡の始点は、タイムラプス撮像の開始時刻における画像中の観察対象の基準位置である。ここで、タイムラプス撮像の開始時刻には、開始時刻のみでなく、開始時刻の近傍の時刻を含んでもよい。観察対象の軌跡の終点は、タイムラプス撮像の終了時刻における観察対象の画像中の基準位置であってよい。ここで、タイムラプス撮像の終了時刻には、終了時刻のみでなく、終了時刻の近傍の時刻を含んでもよい。始点終点間距離は、始点から終点までの直線距離であってよい。観察対象の始点終点間距離を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２４２に進める。
　次に、Ｓ２４２において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の総移動距離を算出する。観察対象の総移動距離は、観察対象の始点から終点までの軌跡の全長であってよい。観察対象の軌跡の始点および終点は、上記の定義と同一であってよい。例えば、図９Ａにおいて、左側の細胞の総移動距離は、軌跡４２０ａの全長（すなわち、軌跡４２０ａを構成する線分の長さの合計）であってよい。例えば、図９Ａにおいて、右側の細胞の総移動距離は、軌跡４２０ｂの全長（すなわち、軌跡４２０ｂを構成する線分の長さの合計）であってよい。なお、Ｓ２４１のステップとＳ２４２のステップは、順序が逆になってもよいし、同時に行ってもよい。観察対象の総移動距離を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２４３に進める。
　次に、Ｓ２４３において、遊走性算出部５００は、生体の観察対象の直線性を算出する。ここで、直線性とは、以下の式で定義されてよい。
　［式１］
　直線性＝（観察対象の始点終点間距離）／（観察対象の総移動距離）
　式１で、観察対象の始点終点間距離はＳ２４１で算出した値である。式１で、観察対象の総移動距離はＳ２４２で算出した値である。式１の定義によれば、直線性の値は０以上１以下の実数である。上記の直線性の定義によれば、同じ場所にとどまり、形態のみを変化している細胞は直線性が低く、始点から遠くへ移動した細胞は直線性が高く見積もられる。観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２５０に進める。
　次に、Ｓ２５０のステップにおいて、遊走性評価部６００は、生体の観察対象の遊走性を評価して、遊走性の高いものを選択する。Ｓ２５０において、生体の観察対象の遊走性を評価して、遊走性の高いものを選択するステップは、図１１に示すように、Ｓ２５１からＳ２５４のステップを含む。
　図１１は、フローにおけるＳ２５０を示す。まず、Ｓ２５１において、遊走性評価部６００は、入力部１８０を介して、遊走性尺度の閾値に関する入力を観察者から受ける。遊走性尺度は、始点終点間距離、総移動距離、直線性、到達距離および移動の速さのうちのいくつかであってよい。到達距離および移動の速さについては、後述する。閾値とは、観察対象の遊走性尺度が、これ以上の値を有するときに、観察対象の遊走性が高いものとして選択する値である。
　閾値は、予め定められた値を用いるか、または、観察者が任意に設定してよい。例えば、複数の観察対象の移動の軌跡などを出力部１６０に表示される動画像などに基づいて、観察者が適切と判断した閾値を設定してよい。その場合、遊走性算出装置１７０は、出力部１６０に閾値を入力させるためのウィンドウ画面などを表示し、観察者が閾値として入力した値を、入力部１８０を介して取得してよい。
　閾値は、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。例えば、観察対象である細胞の種類が入力部１８０に入力されると、遊走性算出装置１７０が、入力された細胞の種類に応じてあらかじめ定められた閾値を設定してもよい。また、遊走性算出装置１７０は、Ｓ２４０で算出した遊走性尺度の統計値（平均、中央値、または、平均と標準偏差σの和や差など）を算出し、これを閾値として用いてよい。例えば、遊走性算出装置１７０は、Ｓ２４１で得た複数の観察対象の始点終点間距離の平均、中央値、平均＋σ、平均－σ、平均＋２σまたは平均－２σなどを算出し、これを後に始点終点間距離に対して適用する閾値としてよい。
　次に、Ｓ２５２において、遊走性評価部６００は、設定された総移動距離および直線性の閾値に基づいて、生体の観察対象の遊走性を評価する。Ｓ２５２において、生体の観察対象の遊走性を評価するステップは、図１２および１３に示すように、Ｓ２５２１およびＳ２５２２のステップを含む。
　まず、図１２のＳ２５２１において、遊走性評価部６００は、観察対象の総移動距離が、閾値よりも長いかどうかを評価する。観察対象の総移動距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は、当該観察対象を総移動距離が小として評価してよい。観察対象の総移動距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は、当該観察対象を総移動距離が大として評価してよい。総移動距離が大として観察対象を評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２２に進める。
　次に、図１３のＳ２５２２において、遊走性評価部６００は、総移動距離が大として評価された観察対象の直線性の値が、閾値よりも大きいかどうかを評価する。観察対象の直線性の値が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を直線性が小として評価する。観察対象の直線性の値が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を直線性が大として評価する。なお、Ｓ２５２１のステップとＳ２５２２のステップは、順序が逆になってもよい。
　次に、Ｓ２５４において、遊走性評価部６００は、生体の観察対象の遊走性の評価結果を出力する。遊走性評価部６００は、生体の観察対象を、遊走性の評価結果により分類してよい。遊走性評価部６００は、生体の観察対象のうち、遊走性の高いものを選択してよい。例えば、遊走性評価部６００は、観察対象の遊走性尺度が第１の閾値を超える観察対象を、最も遊走性の高い群として選択し、観察対象の遊走性尺度が第１の閾値以下であって、第２の閾値を超える観察対象を、中程度の遊走性の群として選択し、観察対象の遊走性尺度が第２の閾値以下である観察対象を、遊走性の低い群として選択してよい。このように選択することで、遊走性評価部６００は、観察対象を遊走性に応じて分類してよい。
　例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類する。例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類する。例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類する。遊走性評価部６００は、Ａ群およびＢ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価する。遊走性評価部６００は、Ｃ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。これに代えて遊走性評価部６００は、Ａ群を、遊走性が低いものとし、Ｂ群を遊走性が中程度のものとし、Ｃ群を遊走性が高いものと評価してもよい。
　例えば、遊走性算出部５００は、Ａ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ａ群割合」ともいう）を算出してもよい。例えば、遊走性算出部５００は、Ｂ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ｂ群割合」ともいう）を算出してもよい。例えば、遊走性算出部５００は、Ｃ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ｃ群割合」ともいう）を算出してもよい。遊走性評価部６００は、上記の各群の割合に基づいて、観察対象の遊走性を評価してよい。例えば、遊走性評価部６００は、Ａ群割合（またはＡ群割合とＢ群割合の合計）が閾値以上の観察対象の群に対して良好な遊走性を有すると評価してよい。遊走性の評価は、出力部１６０に出力され、および／または、記録部１９０に記録されてよい。
　上記の分類では、総距離移動が大であり、かつ、直線性の値が大である観察対象（例えば、図９Ａの左側の細胞）を、遊走性が高い群に分類したが、このように分類することで、同じ場所に留まり、形態のみを変化させている細胞は遊走性が低いと評価される。また、総移動距離は大きいものの、始点の近傍で重心を移動させているに過ぎない細胞（例えば、図９Ａの右側の細胞）は、直線性の値が低くなるため、遊走性が低いと評価される。そのため、上記の分類によれば、始点から遠くに移動した細胞群を、遊走性が高いとして評価できる。
　上記の例では、複数の観察対象をＡ群、Ｂ群、およびＣ群に分類するものであるが、観察対象が１つである場合にも、遊走性を評価してよい。また、上記の例では、総移動距離および直線性について、閾値をそれぞれ１つだけ設定しているが、それぞれの遊走性尺度について、閾値を２つ以上設定してもよい。それぞれの遊走性尺度について閾値を２つ以上設定することで、遊走性をより詳細に評価することができる。
　なお、図１４では、遊走性尺度として総移動距離および直線性を用いて、観察対象の遊走性を評価したが、遊走性の評価方法はこれに限らない。例えば、遊走性評価部６００は、観察対象の始点終点間距離が、閾値よりも長いかどうかを評価してよい。観察対象の始点終点間距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を始点終点間距離が小として評価してよい。始点終点間距離が小として評価された観察対象に対しては、遊走性評価部６００は当該観察対象を遊走性が低いとして評価してよい。観察対象の始点終点間距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を始点終点間距離が大として評価してもよい。始点終点間距離が大として評価された観察対象に対しては、遊走性評価部６００は当該観察対象を遊走性が高い観察対象として評価してもよい。
　観察対象の始点終点間距離を用いる場合、遊走性評価部６００は、一段階で観察対象の遊走性を評価することができる。一方で、図１４のＳ２５２１およびＳ２５２２のように総移動距離および直線性を用いる場合、観察対象の遊走性をよりきめ細かく分類することができる（例えば、Ａ群とＢ群の分離など）。
　次に、本実施形態の変形例を示す。以下に示す変形例どうしを複数組み合わせて、観察対象の遊走性を評価してもよい。
　［第一変形例］
　図１５は、観察対象の基準位置の定義の変形例である。軌跡生成部４００は、複数の観察画像において、隣接する時刻において異なる位置にある観察対象が重なる領域に基づいて、基準位置を設定してよい。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象が重なる領域の重心、中心、または端部を、基準位置として設定してよい。例えば、図１５において、第１時刻における細胞５００ａと、第１時刻に隣接（例えば、後続）する第２時刻における細胞５００ｂとが重なる領域の重心５１０ａを、基準位置として設定してよい。また、図１５において、第２時刻における細胞５００ｂと、第２時刻に隣接（例えば、後続）する第３時刻における細胞５００ｃとが重なる領域の重心５１０ｂを、基準位置として設定してよい。この場合、重心５１０ａと重心５１０ｂとを結んだ線分５２０を、観察対象の移動の軌跡としてよい。このように、移動中に形態があまり変化しない細胞の場合、観察対象が重なる領域の重心を基準位置として設定し、遊走性を評価してもよい。また、ほぼ同じ位置で収縮を繰り返す細胞の場合、観察対象が重なる領域はほとんど変わらないため、観察対象が重なる領域の重心を基準位置として設定し、遊走性を評価することが適している。
　［第二変形例］
　図１６は、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの変形例である。Ｓ２４２で生体の観察対象の総移動距離を算出した後、または、Ｓ２４３で生体の観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００はＳ２４６のステップを追加的に行ってよい。Ｓ２４６において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、到達距離を算出してよい。ここで、到達距離とは、観察対象の移動の軌跡における始点と、始点から最も遠い位置である最遠点との距離である。例えば、遊走性算出部５００は、観察対象の移動の軌跡における始点と、観察対象の移動の軌跡を構成する各基準位置との距離をそれぞれ算出し、そのうちの最大の距離を到達距離として設定してよい。
　図１７は、到達距離について説明する図である。観察対象を第１時刻から第８時刻までタイムラプス撮像し、それぞれの時刻における観察対象の位置を５００ａから５００ｈとする。また、それぞれの時刻における観察対象の基準位置を５１０ａから５１０ｈとする。このとき、観察対象の移動の軌跡は、線分５２０ａから５２０ｇまでを順次結んだもので表され、軌跡の始点は５１０ａ、軌跡の終点は５１０ｈである。図１７では、軌跡の始点である５１０ａから、最も遠い最遠点は、第４時刻における観察対象の基準位置である５１０ｄであるので、この場合の到達距離は、点５１０ａと点５１０ｄとの距離５４０で表される。
　図１８は、総移動距離および到達距離を遊走性尺度として用いた場合のフローである。Ｓ２５２１のステップの説明については、既に記載された説明がそのまま適用されてよい。Ｓ２５２１のステップにおいて、観察対象の総移動距離が閾値よりも長いと評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２３に進める。Ｓ２５２３において、遊走性評価部６００は、総移動距離が大として評価した観察対象の到達距離が、閾値よりも大きいかどうかを評価する。ここで、到達距離の閾値は、Ｓ２５１において、観察者が任意に設定してよいし、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。
　観察対象の到達距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を到達距離が小として評価してよい。観察対象の到達距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を到達距離が大として評価してよい。
　例えば、図１８において、Ｓ２５２１のステップで、遊走性評価部６００は、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２３のステップで、到達距離が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２３のステップで、到達距離が大であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類してよい。遊走性評価部６００は、Ａ群、およびＢ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価してよい。遊走性評価部６００は、Ｃ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。つまり、遊走性評価部６００は、到達距離が閾値以下である観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないことができる。
　例えば、図１７に示す細胞の場合、細胞の総移動距離が大きいものの、移動の起点と終点とが近接しており、始点終点間距離（点５１０ａおよび点５１０ｈとの距離）が小さいため、この細胞がＳ２５２２のステップを経た場合、遊走性評価部６００が、この細胞を遊走性が低いと評価するおそれがある。しかし、上記の第二変形例の方法によれば、Ｓ２５２３によって、遊走性評価部６００は、到達距離が大きいものは遊走性が高いと評価し、到達距離が小さいものは遊走性が低いと評価するため、この細胞は遊走性が高いと評価されることになる。つまり、観察対象の遊走性がより適切に評価される。なお、上記の第二変形例では、総移動距離および到達距離を遊走性尺度として用いて、観察対象の遊走性を評価したが、遊走性評価部６００が直線性および到達距離を遊走性尺度として用いて、観察対象の遊走性を評価してもよい。
　［第三変形例］
　図１９は、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの他の変形例である。Ｓ２４３で生体の観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００は、Ｓ２４７のステップを追加的に行ってよい。Ｓ２４７において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の移動の速さを算出してよい。ここで、移動の速さは、第１時刻における細胞の位置と、第２時刻における細胞の位置との間の距離を、第１時刻から第２時刻までの時間で除したものとして定義してよい。
　図２０は、総移動距離および直線性に加えて、さらに移動の速さを遊走性尺度として用いた場合のフローである。Ｓ２５２１およびＳ２５２２のステップの説明については、既に記載された説明がそのまま適用されてよい。Ｓ２５２２のステップにおいて、観察対象の直線性が閾値よりも長いと評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２４に進める。Ｓ２５２４において、遊走性評価部６００は、直線性が大として評価した観察対象の移動の速さが、閾値よりも大きいかどうかを評価する。ここで、移動の速さの閾値は、Ｓ２５１において、観察者が任意に設定してよいし、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。移動の速い細胞の場合は、閾値を高めに設定してよい。移動の遅い細胞の場合は、閾値を低めに設定してよい。
　観察対象の移動の速さが閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を移動の速さが小として評価してよい。観察対象の移動の速さが閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を移動の速さが大として評価してよい。
　例えば、図２０において、Ｓ２５２１のステップで、遊走性評価部６００は、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価し、Ｓ２５２４のステップで、移動の速さが小であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価し、Ｓ２５２４のステップで、移動の速さが大であると評価した観察対象を、Ｄ群に分類してよい。遊走性評価部６００は、Ａ群、Ｂ群およびＣ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価してよい。遊走性評価部６００は、Ｄ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。つまり、遊走性評価部６００は、複数の観察対象のうち、観察対象の移動の速さが閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択することができる。
　また、遊走性評価部６００は、Ａ～Ｃ群の遊走性を更に細かく分類してもよい。例えば、遊走性評価部６００は、Ａ群およびＢ群を遊走性が低いものとし、Ｃ群を遊走性が中程度のものとして評価してもよい。
　上記の第三変形例の方法によれば、遊走性尺度として距離以外に、時間の要素である速さについても評価するため、観察対象の遊走性がより詳細に評価される。
　図２１は、遊走性算出装置１７０として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部を備える。
　ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。表示装置２０８０には、遊走性算出装置１７０の内部で生成される様々な情報（例えば、動画像、遊走性の評価結果等）を、表示することができる。
　入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、有線または無線によりネットワークを介して他の装置と通信する。また、通信インターフェイスは、通信を行うハードウェアとして機能する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
　また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続するとともに、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
　ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
　コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を遊走性算出装置１７０として機能させるプログラムは、軌跡生成モジュールと、遊走性算出モジュールと、遊走性評価モジュールと、撮像装置制御モジュールとを備える。これらのプログラムまたはモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、軌跡生成部４００、遊走性算出部５００、遊走性評価部６００、撮像装置制御部１７１としてそれぞれ機能させてよい。
　これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である軌跡生成部４００、遊走性算出部５００、遊走性評価部６００、撮像装置制御部１７１として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の遊走性算出装置１７０が構築される。
　一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＣＤ－ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
　また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ－ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記録部、または記憶装置等と総称する。
　ここで、記憶装置等は、遊走性算出装置１７０の情報処理に必要な情報、例えば、動画像データなどを必要に応じて記憶し、遊走性算出装置１７０の各コンポーネントに必要に応じて供給する。
　本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。
　また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすか否かを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
　また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
　以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤまたはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
　本開示において、遊走性算出装置１７０が、プロセッサとしてＣＰＵ２０００を有する構成を示したがプロセッサの種類は特に限定されない。例えば、プロセッサとして、ＧＰＵ、ＡＳＩＡ，ＦＰＧＡ等を適宜使用することができる。また、本開示において、遊走性算出装置１７０が、補助記憶装置としてハードディスクドライブ２０４０を有する構成を示したが、補助記憶装置の種類は特に限定されない。例えば、ハードディスクドライブ２０４０に代えて、または、ハードディスクドライブ２０４０とともに、ソリッドステートドライブ等の他の記憶装置を用いてもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先だって」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
　１　遊走性評価装置
　７　光ファイバ
　１０　撮像装置
　２０　培養容器
　２３　ステージ
　２７　対物レンズ部
　３４　蛍光フィルタ部
　３８　結像レンズ部
　４０　透過照明部
　４１　コレクタレンズ
　４４　フィールドレンズ
　４５　偏光ミラー
　４７　透過照明用光源
　５０　タイムライン
　５２　停止ボタン
　５３　スキップボタン
　５４　再生ボタン
　５５　早送りボタン
　５６　クリッピングボタン
　６０　スラーダーバー
　７０　励起用光源
　１００　チャンバ
　１０１　表示領域
　１０２　表示領域
　１０３　表示領域
　１０４　表示領域
　１０５　再生コントロール部
　１５０　顕微鏡部
　１６０　出力部
　１７０　遊走性算出装置
　１７１　撮像装置制御部
　１８０　入力部
　１９０　記録部
　３００　カメラ
　４００　軌跡生成部
　４１１　フィールドレンズ
　４５２　偏光ミラー
　５００　遊走性算出部
　６００　遊走性評価部
　１９００　コンピュータ
　２０００　ＣＰＵ
　２０１０　ＲＯＭ
　２０２０　ＲＡＭ
　２０３０　通信インターフェイス
　２０４０　ハードディスクドライブ
　２０５０　フレキシブルディスク・ドライブ
　２０６０　ＣＤ－ＲＯＭドライブ
　２０７０　入出力チップ
　２０７５　グラフィック・コントローラ
　２０８０　表示装置
　２０８２　ホスト・コントローラ
　２０８４　入出力コントローラ
　２０９０　フレキシブルディスク
　２０９５　ＣＤ－ＲＯＭ

Claims (16)

  1. 　生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップと、
    　前記観察対象の移動の軌跡上において、前記観察対象が前記軌跡の始点から遠ざかる程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップと、
    　前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備える、
    　遊走性評価方法。
  2. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項１に記載の遊走性評価方法。
  3. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の前記始点終点間距離を前記総移動距離で除して前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項２に記載の遊走性評価方法。
  4. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記到達距離が閾値以上である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項１に記載の遊走性評価方法。
  5. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項３に記載の遊走性評価方法。
  6. 　命令を内部に有するコンピュータプログラムであって、
    　前記命令は、プロセッサまたはプログラム可能回路に実行されると、前記プロセッサまたは前記プログラム可能回路に、
    　生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた前記観察対象の複数の画像を取得するステップと、
    　前記複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップと、
    　前記観察対象の移動の軌跡上において、前記観察対象が前記軌跡の始点から遠ざかる程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップと、
    　前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップと、
    　を含む動作を実行させる、
    　コンピュータプログラム。
  7. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項６に記載のコンピュータプログラム。
  8. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の前記始点終点間距離を前記総移動距離で除して前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含み、　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項７に記載のコンピュータプログラム。
  9. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記到達距離が閾値以上である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項６に記載のコンピュータプログラム。
  10. 　前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含み、
    　前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
    　請求項８に記載のコンピュータプログラム。
  11. 　生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成部と、
    　前記観察対象の移動の軌跡上において、前記観察対象が前記軌跡の始点から遠ざかる程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出部と、
    　を備える、遊走性算出装置。
  12. 　前記遊走性算出装置は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価部を備える、
    　請求項１１に記載の遊走性算出装置。
  13. 　前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出し、
    　前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択する、
    　請求項１２に記載の遊走性算出装置。
  14. 　前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の前記始点終点間距離を前記総移動距離で除して前記移動の軌跡の直線性を算出し、
    　前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択する、　請求項１３に記載の遊走性算出装置。
  15. 　前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて前記観察対象の総移動距離、および、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出し、
    　前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記総移動距離が閾値以上かつ前記到達距離が閾値以上である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択する、
    　請求項１２に記載の遊走性算出装置。
  16. 　前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出し、
    　前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択する、
    　請求項１４に記載の遊走性算出装置。
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