【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像分析による細胞被検体の特徴およびパラメータの測定に関し、特に小さな細胞集団におけるＤＮＡの分析のための定量的測定方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、種々の細胞、抗原または人体から取出された他の生体試料の広い範囲の診断および予後の評価のため用いることができる定量的な試験の装置および方法に対するものである。 しかし、例示目的および理解の容易のため、本発明については癌の診断および予後措置の目的のための細胞のＤＮＡ（デオキシリボ核酸）の定量的測定である、その望ましい用途に関して開示することにする。 更に、本発明は、人体から取出された細胞試料中のＤＮＡを分析して量的に確定するための対話的な画像分析の方法に対するものである。

【０００３】病理学研究室における技術の現在の状態は、主として疑いのある癌細胞の形状および組織を観察し、次いで細胞を１つの通常のカテゴリもしくはいくつかの異常癌のカテゴリの１つに分類する病理学者の視覚的な観察により、細胞のＤＮＡ成分を測定することである。 しかし、このような評価は非常に主観的であり、個々の細胞中あるいは異常細胞の非常に小さな集団中のＤ
ＮＡの小さな変化を見分けて量的に確定することができない。 これらの小さな変化は、癌の初期の段階あるいは化学療法もしくは放射線治療による癌の処理による細胞構造における変化を示す。 従って、このような小さな変化は、これらの病気の診断および予後において重要である。

【０００４】しかし、顕微鏡下で試料を観察中の病理学者が見出す異常な倍数性の分布の診断および（または）
予後における利点は、細胞を通常もしくは異常なものとして分類する際の習熟した人員の明確な専門的知見である。 比較的敏速な細かな分類階層、即ちほとんど正常である、僅かに異常である、等の分類を行うためには人間の先天的な能力がある。 一方、病理学者による細胞単位における細胞の特徴およびパラメータの分類および測定は非常に単調で時間を要するものである。 このような人手で採取された細胞のデータの広い統計的な分析は、各記録を入力した後処理しなければならないため、比較的難しい。 異なる時期および種々の条件の下で採取された異なる記録の場合は、広範な統計的分類は信頼性が劣るおそれがある。

【０００５】代替策は自動化された細胞分析であり、この場合病理学者は分析を行うため特殊な装置を使用する。 フロー・サイトメータによる行われる如き自動化された細胞分析においては、ある試料の細胞集団について大量のテストがまとめて行われ、研究者が集団のあるデータを排除あるいは取込むことができない。 試料は、どの細胞がどれだけ測定中であるかを実際に知ることなく「あるがままに」測定される。 重要な１つの細胞のデータあるいは比較的小さなグループの細胞からのデータは１つの試料の全体的な平均化において失われる。 更に、
平均化の問題の故に精度を得るためには比較的大量の試料を使用しなければならない。 このことは、結果の精度がかなり良好となるように大量の細胞データを比較的迅速に処理するため従来技術において必要であると考えられてきた。 再び、個々の細胞における小さな変化あるいは小さな細胞集団は識別できない。

【０００６】商業的に入手可能な汎用目的のフロー型血球計算機があるが、これらは非常に高価であり、単に液状の血液試料もしくは組織の離解状態しか処理できない。 これらの血球計算機は、標準的な組織片について用いることができず、あるいは病理学研究室の選好される試料形態である従来の顕微鏡用切片を使用することができない。 更に、フロー型の血球計算機は細胞核の組織、
大きさおよび形状、および細胞の核対細胞質の比率における変化の如き細胞の形態学的な特徴の分析は許さない。

【０００７】更に、実値による自動もしくは人手によるこのような細胞分析の場合には、何等かの結果の変動が生じる。 検証を行うための通常の科学的な方法は、別の病理学者がその分析を先行者のそれと比較できるように試料を保管することである。 しかし、人的な手段により分類される個々の細胞においては、このことは写真、図面もしくは他の不正確な媒体を示すが、これは長期にわたって組織の試料を固定することが非常に困難である故である。 更に、このような試料が後の観察のため充分に固定される如き手法による場合でさえ、最初の評価が行われたものから同じ細胞あるいは細胞の小集団を見出して観察のため同じ条件を与えることの問題が残る。 自動化された方法においては、試料は消費され、また検証は同じ部位からの類似の組織の観察によってのみ行うことができるに過ぎない。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、病理学者またはオペレータによる対話的なプロセスによって非常に迅速に複数の個々の細胞に関する定量的なデータを得ることができる測定の方法および装置を提供することにより、細胞被検体の種々の特徴およびパラメータの画像分析に関する上記および他の問題を解決するものである。 本装置は、顕微鏡のスライドの一領域からの細胞グループの画像を表示するための装置を提供する。 この画像は更に計数化されて、装置のメモリー内に格納される。 計数化された画像から、プロセッサ装置がパターン認識技術により自動的に可能な各細胞被検体を識別する。 対話的なプログラムは、オペレータが各被検体即ち細胞に次々に焦点を合せて、それぞれに関する分類および測定のための決定を行うことを可能にする。 定量的なＤＮＡ分析のためには、
測定は細胞被検体の光学的密度により、また分類は細胞が正常であるかあるいは癌に見えるかについて病理学者によってなされる。 この決定は、特定の細胞が更なる処理を受入れるか拒絶するかの判定を含み得る。 細胞被検体は、選定されるならば、後の統計的な分析のためいくつかの分類の１つに分類することもできる。 本装置は更に、分類を行い１つ以上の画像を格納する手段を有する。

【０００９】本発明が提供する特徴の１つは、表示される前にデータに対する閾値を提供することにより画像の強調を行うことである。 表示された画像は、画像領域の計数を形成する複数の画素（ピクセル）と対応している。 このような閾値に達しない部分では、表示におけるピクセルが白、即ち情報が存在しないものとして示される。 閾値以上のグレー・スケールの画像は残るピクセルについて表示される。 この特徴は有利にも背景のクラッタを低下させ、また領域内の細胞被検体の視覚的な特徴を強化する。 閾値は変動し得、また他の特徴を強化しながらある特徴をマスクするため使用することができる。
優れたコントラストの差異を生じるように、閾値以上にはグレーの解像度の完全スケールを用いられる。

【００１０】本発明の別の特徴は、測定されたデータの検証を行う。 各画像即ち領域が計数化されて格納されると、基準値がデータと共に格納される。 この基準値は、
スライド上の選定された座標の原点からの画像の相対的なＸ軸とＹ軸の位置である。 本発明は、観察中のスライドの領域の実際の位置を表示するための手段を提供する。 従って、前に格納された画像を検証するためには、
スライドを基準に対してその実際に表示された位置が格納された基準位置と整合するまで置き直されて定置される。 このため、対象物のデータおよび分析がスライドからのデータ画像によってのみ検証できるのではなく、分析に用いられる実際のスライド像を容易に見出すことができる。

【００１１】本装置をＤＮＡ分析のため使用する時、組織および細胞の試料はスライドに装着され、次いでこれをＤＮＡと比例的に結合して細胞の残部を実質的に見えなくする特定の染料で染色し、その結果画像の分析は細胞の核に集中されるＤＮＡの光学的濃度を測定することがてきるようにする。 分類のため本装置を用いて病理学者による視覚的な観察および解釈が可能な詳細な核の構造およびパターンを提供するため、染料はＤＮＡと関連する。 悪性の細胞中のＤＮＡの量は正常な細胞のそれよりもかなり大きいが、これは悪性の細胞が通常迅速に分裂してこれを繰返すためであり、あるいは悪性の細胞が異常な染色体数を有しあるいは欠陥のある染色体を有する故である。

【００１２】本発明の望ましいかつ例示的な装置は、ピコグラム（１兆分の１ｇ）単位のＤＮＡの実際の正確な測定を行うことにより核中の微小な変化を検出し得るのみでなく、ＤＮＡの量を測定して量的に確定しかつこれを格納された統計的分析と関連付けて診断を助けることもできる。 更に、本発明は、試料の集団の細胞の対話的な分析を許容し、また細胞のＤＮＡ内容に関する、また正常な細胞に対する標準的なＤＮＡに関する細胞の集団の分布のヒストグラムあるいは他の統計的な表示を行い、集団の分布における微妙な変化を容易に理解することができるようにする。 この目的のため、細胞核の画像を得て格納される許りでなく、それからのデータを多変数分析、細胞の識別、ヒストグラムおよび細胞または細胞の集団の撒布図を提供するため他の統計的データで積分することができる。

【００１３】画像分析手法および従来の病理学研究室における病理学者による染色された試料のための装置の使用は、本発明により克服された多くの問題を解決することを伴う。 例えば、以下本文において述べるアジャ・ア・フォイルゲン（ＡｚｕｒｅＡ Ｆｅｕｌｇｅｎ）染色法の如き使用し得る多くの利用可能な染色技術があるが、病理学者によるＤＮＡの染色は単にスライド毎およびバッチ毎に異なるに止まらず、異なる病理学者および異なる研究室間でもかなりの変動が生じることになる。
今日の画像分析装置はグレー・レベル即ち光学的濃度を測定する故に、またピコグラム単位のＤＮＡの真の実測を行うことが要求される故に、異なる試料における異なる染色要因の問題を克服することが重要となる。 また、
調整可能な顕微鏡および光学的照明を用いる画像分析法は、病理学者により使用される時光の異なる強さを生じる。 研究施設の訓練された研究者達は、画像パターン法による画像分析のため必要な条件に対し光学的な強さを調整すべき用意をするが、これは一般に通常の病理学研究室において必要とされる精度を以て達成することはできない。 このため、この光の強さ、従って変動し得る光学的濃度の問題を克服する必要がある。

【００１４】更に、本発明は、これまで画像分析に用いられた自動化装置と関連した高コストの問題を克服することに向けられ、またこの目的のため、本発明は病理学者が多くの仕事を行いかつ細胞の準備および装置の操作によるその選択を行う取扱いの容易な対話的システムを提供するものである。 また、病理学者は、試料の細胞の分析において助けとなりかつ上記の染色問題の克服の助けとなる特に基準細胞により準備されかつ較正が行われるスライドが提供される。

【００１５】本発明は特に、形態学に関する検査のため細胞を定置するため、また必要に応じて第２の病理学者による以降の分析または検証のためその位置を保存するため開発されたものである。 以下において説明するように、核に関する測定結果は、μ単位のその面積、核の総光学的濃度即ちピコグラム単位の核質量、平均核光学的濃度、核組織、および核の円形状からの形状の変化について得ることができる。

【００１６】従って、本発明の一般的な目的は、画像分析法を用いることにより細胞その他の生体材料の分析のための新しい改善された方法および装置の提供にある。

【００１７】本発明の別の目的は、画像パターン認識装置を用いて細胞の定量的な倍数性の分析を行うための新しい改善された方法および装置の提供にある。

【００１８】本発明の他の目的は、画像分析装置の較正を行うため用いられる基準細胞または細胞被検体を載置した試料の細胞のための新しい改善されたスライド即ち支持板の提供にある。

【００１９】本発明の上記および他の目的、特徴および特質については、図面に関して以下の詳細な記述を読めば明らかになるであろう。

【００２０】

【実施例】図１および図２に示された装置は、悪性腫瘍および他の疾病の診断および予後の措置のための細胞集団のヒストグラムおよび他の統計的データを生成するため用いることができる。 このような統計的分析の利用性を示すため、図７乃至図１０を参照する。

【００２１】先ず図７においては、健康な分裂しない細胞における細胞数対質量の分布を有する正常な倍数性のヒストグラムが示されている。 細胞の数が縦軸上に示され、細胞核の質量が横軸上に示されている。 もし同図に示される細胞の集団が分裂しなければ、ＤＮＡの量は正常ピーク値Ｇ０／Ｇ１付近でピークとなる筈であり、これは２倍体量である７．１８ピコグラム／細胞となる。
このＤＮＡの相対質量は、ヒストグラムの横軸を正規化するため１．０として示される。 図８もまた分裂状態の正常な細胞集団を示し、この場合は１．０において著しいＧ０／Ｇ１ピーク値と２．０の第２のピーク値Ｇ２が存在する。 ２．０においてピーク値は、細胞のあるものが分裂中でありかつＤＮＡの正常な２倍体量の２倍となる故に正常である。 この２つのピーク値間の谷部Ｓは比較的低く、悪性腫瘍を示していない。

【００２２】図９のヒストグラムを最初の２つと比較すれば、この細胞集団は略々１．５付近の比較的高い第１
のピーク値と３．０付近の第２のピーク値とを有する正常な状態から外れていることが判る。 更に、谷部Ｓは更に深くなり、細胞カウントが粗くなり得る。 このヒストグラムは、細胞の多くのＤＮＡ量が異常に高い故に悪性腫瘍を示し得る。 この高いＤＮＡ量は、迅速に分裂中の悪性腫瘍細胞の増加した倍数性を表わすことが多い。 同様に、図１０においては、ＤＮＡの２倍体量が正常でありながらＧ０／Ｇ１ピーク値が１．０で生じるが、比較的大きな後方の谷部が１．０から２．８となることが示されている。 正常のＧ２の第２のピーク値は示されず、
異常な細胞集団を表わしている。 ヒストグラムの形状は細胞および悪性腫瘍を表わす細胞の分岐系における以上なＤＮＡ量に近い。 従って、細胞の分布ヒストグラムにおける形状および変化から、診断および予後の情報を得ることができる。

【００２３】図示された構成においては、本システムは典型的なガラスのスライド上の細胞被検体の画像からその多くの諸特徴およびパラメータを測定するため設計されたコンピュータ支援による画像分析システムである。
この計器は、ソフトウェアにより制御されてフォイルゲン染色法ならびに他の核の特徴の質量により核のＤＮＡ
量に対する個々の細胞について定量的な分析を行う複雑なディジタル画像処理システムを含んでいる。 この画像処理システムは、検討すべき細胞を識別する病理学者の能力をコンピュータで強化された高解像度のディジタル・ビデオ画像処理と結合して、光学的濃度および染色濃度を正確に量的に確定するものである。

【００２４】一般に、病理学者は最初に新鮮な組織の接触標本またはニードル吸引の容易をする。 あるいはまた、埋設試料は問題となる領域について視覚的に検査し、次いでペプシンの存在下で細かく刻むことにより、
顕微鏡スライド上に載せられる単一の細胞懸濁液を調製するため脱パラフィン措置および離解措置を行うことができる。 固定してアジュア・ア・フォイルゲン染料で染色した後、標本は分析の用意ができる。

【００２５】オペレータは、細胞を形態学的に６つのカテゴリのどれか１つに分類するか、あるいは不適当な細胞または残屑を除去するかの選択を有する。 細胞のデータはシステム制御部により処理され、細胞要素が各細胞類別のための定量的なＤＮＡ分析によって特徴付けられる。 標準的な細胞較正あるいは公刊されたデータのいずれかにより比較した時の情報は、人間が見た画像から単に口頭により記述されるのが通常である異常性を病理学者が正確に定量し分類することを可能にする。

【００２６】定量的なデータが加わることにより、病理学者がその作業を更に標準化された再現可能な方法において実施することを可能にする。 本システムは、ＤＮＡ
量に基いて悪性であり得る罹患部を分類し、既知の悪性腫瘍についての予後の情報を得る際に価値を発揮する。
この画像識別システムは、ＤＮＡ量を評価する一般的なフロー型血球計算法よりも更に有利である。 フロー型血球計算法は、オペレータが細胞のマーカのみに基いて腫瘍性の細胞を分類することを許容する。 しかし、病理学者は計器が検査した細胞は決して調べない。 更に、細胞標本は短い時間内に使用されねばならず、研究の過程において消費される。 検診中の腫瘍の固定的部分を同時に検査することはできるが、同じ細胞が両方の領域において検査されることの保証はない。 また、得られる腫瘍量はフロー型血球計算検査法を許容するだけ充分に大きくはないかもしれない。

【００２７】本発明においては、定量的なＤＮＡ分析は、検診中の細胞標本におけるＤＮＡおよび倍数性の分布パターンの測定のため迅速に行われる。 病理学者は、
集団の質量において用いられるべき細胞を有効に選択する。 ＤＮＡ量の質量は有効であり、乳房、結腸、前立腺に係る種々の腫瘍のための診断および予後措置の決定と関連を有するものと考えられる。 本システムは、視覚的に異常な細胞を識別するため病理学者の能力を活用し、
次いで所要のパラメータを求めてこれら特定の細胞を定量的に分析するためコンピュータ支援画像分析を用いるものである。 このような計器は、病理学者の知見および診断上の技能を拡張しかつこれを補うものである。

【００２８】例示の目的のため図面に更に特定的に示されるように、本発明は、「細胞被検体」を自動的に分析するための方法および装置において実施されるが、本文においては「細胞被検体」とはＤＮＡ量についての分析が行われる腫瘍等から取出された血球または細胞の如き細胞の一般概念として用いられる。 この用語はまた、生体研究において用いられる従来のプラスチックまたはガラス製の球、スライド上の染色された細胞画像、または細胞における抗原または単一分岐系の抗体（モノクローナル抗体）を包含することを意図する。 本システムは更に、単一分岐系の抗体が染料と共役状態にあり、染料が１つの波長において付勢され従って蛍光が生じる場合に別の波長で分析が可能となる蛍光物質でよい場合に用途を見出すものである。 例えば、本発明は、倍数性の分析、赤血球の分析、粘液浸透細胞分析、単分岐系抗体の分析、およびビールスについてＤＮＡプローブにより診断可能な他の伝染病の分析のため有効である。 従って、
本画像化兼分析システムは、細胞被検体の光学的濃度の如き光学的な特性の１つを用いてある特定の条件における診断または予後措置である前記被検体のあるパラメータまたは特徴を決定するため用いることができる多くの研究において有利に使用される。

【００２９】図１および図２に示されるように、本発明は、ディジタル画像処理システム１３（図２）として機能的に作動する装置１１として実施される。 本装置１１
は、望ましい実施態様においてはガラスのスライド１４
である支持台上の試料をオペレータが視認することができる高解像度の顕微鏡１５を含む。 この顕微鏡１５は、
その光学系をスライド上に合焦するための手段７０と、
装置１１および１７によりその色々な領域を視認するため徐々にＸおよびＹ軸方向に運動可能なプラットフォーム５１とを有する。 スライド１４上の試料即ち物質は画像化システム１３より更に視認可能であり、このシステムはパーソナル・コンピュータの如きディジタル・プロセッサの形態のシステムの制御部２２によって制御される。 オペレータは、キーボード３６を介してシステム制御部２２と通信して２つのディスプレイを見ることにより本装置１１と対話することができる。 第１のディスプレイ即ち画像ディスプレイ６２は、システム制御部２２
を介して顕微鏡１５を通して見たものと同じ画像を表示するＲＧＢモニターである。 第２のディスプレイ即ち命令モニター６２は別のＲＧＢモニターであり、オペレータに対話的な指示、メッセージ、情報およびシステム制御部２２を制御するプログラムからの命令を与えるため使用される。 装置１１により与えられたデータの信頼できるハード・コピー出力を生じるためプリンタ３８が設けられている。

【００３０】本装置１１の機能の概略図が画像処理システム１３として図２に示されている。 この画像処理システム１３は、顕微鏡１５の支持台即ちガラスのスライド１４上の複数の細胞の被検体を分析するため使用される。 適当な高解像度の顕微鏡の光学系１６がスライド１
４を介して強さが変更できる光源１７から光を受取る。
光学系１６は、スライド１４上に細胞の各被検体の光像を形成し、これをプリズムの形態を取り得る画像スプリッタ２５に送出する。

【００３１】このスプリッタ２５の片側においては、テレビジョン・カメラ１８または他の検出装置が光学的画像を点単位に画像における各点の光の強さを表わす走査された電子信号に変換する。 標準的なＮＴＳＣ方式のアナログ・ビデオ信号である前記カメラ１８の出力は、画像処理インターフェース２１のアナログ／ディジタル・
コンバータに対して加えられる。 画像処理インターフェース２１は、テレビジョン・カメラ１８からの画像信号を計数化された信号に変換し、この信号はシステム制御部２２により受取られて格納される。 連続的な走査の故に、光学系１６が合焦される領域の実時間画像は画像ディスプレイ３７によって与えられる。 一般に、画像はそれぞれ測定された光の強さを有する５１２×５１２列のピクセルである。

【００３２】画像スプリッタ２５の他の側には、顕微鏡１５の視認用光学系２３が取付けられている。 この焦点を異にする構成により、視認用光学系２３における同じ画像を画像ディスプレイ３７上に表示することができる。 この特徴のため、オペレータがスライド１４上の問題の視野の見えるまで、手動のＸおよびＹ軸方向の調整手段１１および１７によってプラットフォーム５１の位置決めを可能にする。 同時に、選択された視野のコンピュータ支援によるディジタル化画像が更に分析を行うため画像ディスプレイ３７上に表示される。

【００３３】ディスプレイ３７および６２の双方は、標準的なビデオ・インターフェース回路３９および６１を介してそれぞれシステム制御部２２によ制御される。 同様に、キーボード３６およびプリンタ３８は、従来のインターフェース回路３５、４１を介してそれそれシステム制御部２２と通信する。 更に、システム制御部２２
は、メモリー制御装置７１を介してランダム・アクセス・メモリー７３と、フロッピー・ディスクおよびハード・ディスク・ドライブ７５の形態の大量記憶装置を制御する。

【００３４】インターフェース回路２１、３５、３９、
４１、６１、７１および１０６の全ては、システム制御部２２を構成する従来のパーソナル・コンピュータの背面即ちカード・コネクタに取付けられる印刷回路板上に選択的に実装することができる。 パーソナル・コンピュータはモデル名ＡＴを有するＩＢＭ社製のものであることが望ましい。 このようなシステム制御装置は、ＰＣ
ＤＯＳ３．１バージョン以降の如きディスクのオペレーティング・システムの下で走らせることができる。 画像の分析のためのシステムのソフトウェアは、ディスク・
ドライブ７５からの応用プログラムと呼ばれ、例えば、
フロッピー・ディスク７７で供給することができる。 システムのソフトウェアは、ディスク７７から読出され、
ＲＡＭ７３にロードされる。 プログラムのロードの後、
制御は分析ソフトウェアへ送られて、公知の方法で前に述べた種々のハードウェアを調整する。

【００３５】分析ソフトウェアは、以下本文に述べるＤ
ＮＡ分析のためのものでよく、あるいは種々の目的のための他のソフトウェアを含むことも可能である。 例えば、赤血球の検査の際の細胞の形状および大きさ、ならびに細胞のヘモグロビン量の分析は、本文に参考のため引用されるＢａｃｕｓの米国特許第４，０９７，８４５
号および同第４，１９９，７４８号に開示されたパターン認識手法および分析方法に従って行うことができる。

【００３６】図３は、計器のハードウェアのための制御ロジック、画像ディスプレイおよび命令ディスプレイを用いて主なシステムの機能を実行するシステムのソフトウェアの機能的な操作を示している。 主なシステムの機能は、患者のラベル番号付け、光量の較正、基準細胞の較正、細胞のデータ取得、細胞の分類、細胞の分析およびレポートの生成である。

【００３７】インターフェース要素１０６を除くインターフェース回路は、図示した種々の機能のための標準的な制御回路でよい。 インターフェース素子１０６は、図４および図５において更に詳細に示される専用の回路である。 ＸおよびＹ座標位置のセンサが、分析中の視野にある位置を表示させる。

【００３８】各視野のＸおよびＹ座標位置は斬新な方法および装置により与えられたどんな位置に対しても容易に決定され、前記装置は図２に最もよく示されるように、顕微鏡の静止部分に固定された検出パッド１０２を通過して顕微鏡段部５１と共に運動するように、この段部５１の下側に固定することができるＸ軸方向の検出片１００を含む。 このセンサは、インターフェース素子１
０６に対してアナログ出力を与え、この素子がメモリーに格納してモニター・スクリーン６２に表示するためシステム制御部２２に対してディジタル形態のＸ座標を生じる。 同様に、類似の検出片１１０が顕微鏡の静止部分に固定された検出パッド１１２を通って段部と共にＹ軸方向に運動するように段部５１に対して固定され、その結果パッドがアナログ信号をインターフェース素子１０
６に対して与え、この素子がＹ座標の格納のためまたＸ
座標に隣接するビデオ・モニター上のＹ座標を示すため、ディジタル信号を命令制御ロジック１２２に対して与えることができるようになっている。 詳細に述べれば、システムは共に運動するように段部に固定された検出ヘッドと反対にすることができ、またセンサの帯片１
００および１００が静止状態に取付けられてヘッドがこれを横切って運動する時アナログ信号が生じるようになっている。

【００３９】位置のセンサとのインターフェース回路は、図４および図５において更に詳細に示されている。
この位置のセンサはＸ座標に対する１対のセンサ片１０
０、１０２およびＹ座標に対する１対のセンサ片１１
０、１１２を有する磁気センサである。 センサ片１０
０、１１０は、これら帯片が座標系に対する基準軸を形成するように相互に直角に固定されている。 顕微鏡１５
の可動基部に対して固定された運動可能なセンサ・パッド１０２、１１２は帯片１００と１０２に沿って移動し、固定帯片に対する可動パッドの相対位置に従って各部材間の相対運動を検出する。 センサは、帯片間の相対位置を測定するため、またこの検出されたパラメータに基いてディジタル数値を生じるため回路を含む測定チップ１８に対して接続されている。 Ｘ軸センサ片１００および１０２は、測定回路１８の方向ＸＡおよびＸＢ入力側と接続され、また同様に、Ｙ軸のセンサ片１１０、１
１２は回路の方向ＹＡおよびＹＢ入力側に対して接続されている。 回路１８は内部の調時された位置からディジタル値を生じるゼネレータであり、これが出力ＯＸＡおよびＯＹＡからの固定片に対する可動パッドの相対的位置に従って３バイトの一連のディジタル数を出力する。
この３バイトの数値は通し番号をなし、調時の目的のためのクロック信号ＸＣＬＫおよびＹＣＬＫを伴う。

【００４０】２４ビットのこれらバースト信号は各々、
約２４ＫＨｚの周波数にあり、１００ミリ秒毎に生じる。 従って、測定回路１８は、Ｘ軸位置に対しては３バイトの数を１００ミリ秒毎に生じ、またＹ軸位置を表わす３バイトの数を１００ミリ秒毎に生じる。 出力ＯＸＡ
およびＯＸＢはそれぞれシフト・レジスタ２０の直列入力ＩＮおよびクロック入力ＣＬＫに対して接続されている。 同様に、回路１８の出力ＯＹＡおよび出力ＯＹＢはそれぞれシフト・レジスタ２２の直列入力ＩＮおよびクロック入力ＣＬＫに対して接続される。 信号ＸＣＬＫは位置の数値の２４ビットを１００ミリ秒毎にシフト・レジスタ２０に対してクロック即ち調時することになる。
この数は、主制御プログラムにより使用されるまで、シフト・レジスタ２０に格納される。 ２４ビットのＹ軸位置は、シフト・レジスタ２２の入力側に対して順次に与えられ、１００ミリ秒毎に信号ＹＣＬＫによって装置に対してクロックされる。 シフト・レジスタ２０、２２
は、これら位置の数値を測定回路１８からの通信バースト間にこれら位置の値を保持するよう作動する。

【００４１】シフト・レジスタ２０、２２は、アドレス線形Ａ０〜Ａ１５およびデータ・バスのそのデータ線形Ｔ０〜Ｔ７によってシステム制御部２２に対して接続されている。 ８ビットのデータ・バスは、シフト・レジスタ２０のバイト出力Ａ、ＢおよびＣおよびシフト・レジスタ２２のバイト出力Ａ、ＢおよびＣに対して並列に接続されている。 各出力は、ＸまたはＹ軸のいずれかの位置に対する２４ビットの位置のワードのバイトの１つを表わす。 これら出力は、デコーダ２４の出力Ｑ０〜Ｑ２
に対して接続された入力回線Ａ、ＢおよびＣにより付勢される。 アドレス・バス回線Ａ０〜Ａ１５の入力回線と接続されている。

【００４２】デコーダ２４は、位置のワードの各バイトに対して割当てられた特定のアドレスを翻訳して、データ・バス２８上に読込むことができるように、各シフト・レジスタからの前記バイトを使用可能状態にする。 例えば、Ｘ軸の位置を読取るために、システム制御部２２
はシフト・レジスタ２０のＡ出力を使用可能にするためデコーダ２４により使用されるアドレスを出力し、次いでこのバイトをデータ・バス２８を介して読込むことになる。 その後、システム制御部２２は、シフト・レジスタ２０のＢ出力を使用可能状態にするアドレスを出力し、次いでこのバイトをデータ・バス２８から読出すことになる。 その後、システム制御部２２がシフト・レジスタ２０のＣ出力を使用可能状態にするアドレスを出力し、このバイトを読出すことになる。 この操作は、シフト・レジスタ２２からのＹ位置のワードの読出しと同じである。

【００４３】シフト・レジスタ２０、２２の読出しおよびローディングは完全に非同期である。 ＸおよびＹ座標の位置が１００ミリ秒毎に更新されるため、このような比較的簡単な転送方式を構成することができる。 もしシフト・レジスタ２０、２２がコンピュータにより位置のワードが読出されつつある時シフト動作中であるならば、ソフトウェアが適当な比較を行って、読出された入力数が適正な値であるか、あるいはこれが読出された時シフト・レジスタが別の数を入力中であったかを判定する。

【００４４】シフト・レジスタ２０、２２を読出すサブルーチンのフロー・チャートが更に詳細に図２４に示されている。 このサブルーチンは、プラットフォーム５１
の実際のＸおよびＹ座標の位置を判定するため周期的に呼出すことができる。 プログラムは、ブロックＡ２２５
〜Ａ２３１において２回Ｘ軸の位置を読出して格納することにより開始する。 この２回が等しい（Ａ＝Ｂ）かを調べるため比較が行われ、もしそうでなければ、最初に再び戻る。 ブロック３２５およびＡ２３７における３回目の読出しおよび格納はブロックＡ２３９におけるＡおよびＣの比較に先行する。 否定の分岐はプロセスを再び開始するが、肯定の分岐は同じ方法におけるＹ軸位置の読出しを開始する。 この手法は、数値が適正な位置として受入れられる前に整合を行うため３回の読出しを必要とし、これによりテーブルが移動されたかあるいはシフト・レジスタが読出し間で変更された可能性を排除する。

【００４５】装置１１は画像分析についての習熟度および知識が様々である人員を擁する病理学研究室の如き種々の仕事場所において使用することができるため、顕微鏡の光源１７は、背景が機械毎に異なる光の強さを有する許りでなく、照明を行うランプの使用年限および性質に従って異なる時点で異なる光量を有するおそれがあるため、異なるオペレータにより種々に調整され得る。 細胞被検体がＤＮＡ核である時、染色された核は暗く見え、比較的低いあるいは零のＤＮＡ量を有する細胞よりも非常に暗いグレー・レベルを呈する。 特定の光の強さのレベルが正確な実際の方法において既知であることが望ましく、また従って、光の照度における差異が勘案されなければ生じるおそれがある誤差を排除するため光の強さの較正が行われることが重要となる。

【００４６】上記の種類の広範囲な装置の使用における別の問題は、使用者が多量もしくは少量のアジャ・ア染料を使用することを意味する染色要因である。 この結果、顕微鏡１５を介し、またカメラ１８によってグレー・レベルの変動が観察されることになり、これが特定のＤＮＡ量として後で分析される。 このため、分析されつつあるヘモグロビン、ＤＮＡ、または抗原、あるいは細胞における単一分岐系の抗体等の実際料の真正な表示を行うように、装置１１が染色要因の故の差異を排除するため較正される必要がある。

【００４７】本発明によれば、較正材４０（図６のＡ）
がスライド１４上に設けられ、これがシステムのソフトウェアの較正ステップの下でオペレータにより観察される時、スライド１４上の試料の細胞被検体１２の測定および分析に先立ってオペレータが装置の調整および較正を行うことを許容する。

【００４８】本発明の例示された実施態様においては、
スライド１４上には２つの異なる較正材が設けられ、第１の較正材は試料の細胞被検体１２の染色と同時に染色された基準となる細胞被検体４０である。 この同時の染色は、基準細胞被検体の分析を予め定めた格納された基準の光の強さ、グレー・レベルもしくは染色後基準の細胞被検体４０が有する光学的濃度と比較することを可能にする。 もし細胞被検体の染色が明る過ぎか暗過ぎるならば、染色過少量もしくは染色過度量が以下に述べるように定量的に分析し調整することができる。

【００４９】本発明の望ましい実施態様においては、この較正材はまた、予め定めた既知の光学的濃度を有し、
計器の変更の基準として使用することができる通常はスライド上に印刷されたマークである光学的濃度の基準材４５をも含む。 以下において更に詳細に説明するように、オペレータに対してシステムのソフトウェアによって指示が与えられる。 これらの指示に従って、オペレータは基準材４５に対して所要の強さが得られるまで背景の光源１７の強さを手動で調整する。 以下に説明するように、このステップはシステム制御部２２にスライド１
４上の被検体の適正な光学的濃度を読取るように較正を行うものである。

【００５０】システムの保全性に対する安全策として、
分析が開始される前にグレー・レベルおよび物理的寸法について読出され測定されたスライド１４上の予め定められ予め固定された光学的パターンを分析することにより、スライドに対する保全性検査あるいは識別のステップを提供することが望ましい。 この場合、光学的な保全性パターンは図６のＡ乃至Ｃに示されるような基準となる細胞被検体の上方に配置されたイニシャルＣＡＳの形態でよい。

【００５１】図６のＣに示される十字５２の形態をなす光の較正材４５もまた多くの異なる形状および形態を取り得、また実際に、基準細胞被検体に対する境界線５４
に過ぎない場合も、あるいはまた、顕微鏡１５に対する光源が所要の強さまで調整される時予め定めた光学的濃度を生じるようにスライドに対して添付されたロゴＣＡ
Ｓその他の識別マークでもよい。

【００５２】本発明はまた、スライド１４上の試料の細胞１２の後での分析のためにも有効であり、メモリーに格納された細胞画像の呼出しにおける助けとなり、あるいはオペレータまたは他の人員が後になって２回目の照合のためある細胞に遡ることを許容する。 この目的のため、スライド１４が顕微鏡の段部５１（図１）の特定の場所に固定された後、十字５２の中心の如きスライド上のある位置あるいはランドマークが零のＸ−Ｙ軸の基準点として定義される。 この基準点は、ＸおよびＹ座標センサからの位置の読みのための翻訳テーブルの設定のため用いられる。 ＸおよびＹ座標の距離に対するシステム制御部２２の１対の場所のレジスタがこの時点で零にされ、その結果以降において全ての細胞位置が基準点からの特定のＸおよびＹ座標のアドレスを持つことができる。 顕微鏡の段部５１の位置の調整手段により見出すための他の容易なランドマークは、その内部で基準となる細胞被検体４０が見出されるブロックの境界線５４の右下隅部５３の如き隅部である。 このブロックの境界線５
４はスライド上に印刷され、これはまた特殊な十字４５
以外の光学的濃度較正のために用いることもできる。 適当なロジックを用いて、分類操作が開始するスライドおよび顕微鏡の段部のどれかの点を位置のレジスタに関する零のＸおよびＹ座標の位置として取ることができる。
ＸおよびＹ座標は、この場所において初めて零となり、
次いでこの零を場所からの各画像視野の場所毎に読出しを行う。

【００５３】試料のスライド１４はどんな大きさまたは形状のものでもよいが、研究室の技術者および病理学者の顕微鏡と共に用いられるガラスのスライドにおける習熟度の故に、支持台１４は典型的に約７６×２５ｍｍ
（３×１インチ）の大きさのガラス製の実際の顕微鏡用スライドであることが望ましい。 図５に示したスライド１４は、基準即ち制御用細胞被検体４０がその内部に置かれる予め印刷された境界線５４を有する。 このスライドはまた、試料の細胞被検体のための領域６１をも有する。

【００５４】基準の細胞被検体は、本発明の本実施例においては、既知の大きさと形状のリンパ芽球細胞およびＤＮＡ成分である。 リンパ芽球細胞は、ある細胞が典型的な癌細胞である正常なＤＮＡ成分に対する２倍あるいは他の比率を有するが、ほとんど正常なＤＮＡ成分を有する種類である。 基準の細胞被検体は、雛鳥の血球もしくは鱒の細胞の如き充分に染色された位中心部即ち核を有する他の種類の細胞でもよい。 一方、細胞被検体４０
は、ある細胞の形状を有するスライド上に印刷された人工物でよい。 更にまた、上記の如く、細胞被検体４０
は、スライドの試料領域６１において用いられる単一分岐系の抗体の如き試料の細胞被検体と同時に処理される時、特定のある蛍光染料もしくは酵母の染料と反応する予め定めた大きさの従来周知のプラスチック玉でもよい。 基準細胞被検体４０はテスト毎に変り、本発明は特定のテスト即ち細胞被検体４０に限定されることはない。

【００５５】病理学者は、基準細胞被検体４０が予め取付けられた図６のＡに示される如き前に調製されたスライドを用い、これに試料の細胞被検体１２を加え、この被検体は本例においては、スライド上の領域６１における組織片（腫瘍組織の如き）からの細胞であり、あるいは血球または他の細胞の腫瘍組織のニードル吸引部あるいは単層の血球である。 望ましいスライドは、基準の細胞被検体に特定する試薬の容器を内部に有するキットが設けられている。 ＤＮＡの分析のためには、このキットは、フォイルゲンのアジャ・ア試薬液の容器および特定の定量的な染色ＤＮＡ核に対する洗浄試薬液の容器を含む。

【００５６】スライドを調製するためには、下記のプロセスが用いられる。 スライド１４は、１つの領域に正常な基準となる細胞と、別の領域における試料用細胞のための空間を有する。 スライド１４は、１０％のフォルマリン液中に１０分間固定され、次いで領域６１に対して通常のパラフィン埋設部分が調製される間放置される。
もし悪性腫瘍あるいは問題となる組織が恒久領域に存在するならば、スライド１４はこの部分の分析のため処理されることになる。

【００５７】処理は、６５分間５Ｎ塩酸塩中におかれてＤＮＡ核の加水分解を行うためのスライドの最初の処理からなる。 次いでスライドは２時間の染色期間アジャ・
ア染料の容器に送られる。 その後、スライドは洗浄液中で洗浄され、エタノールで脱水され、ザイレン（Ｚｙｌ
ｅｎｅ）で清拭され、カバーを掛けて取付けられる。 この時点で、スライドは恒久的に固定され、何時でも分析の用意ができる。

【００５８】ＤＮＡ分析のためのシステムのソフトウェアは、この時、計器１１を介して試料の細胞の光学的濃度を知ることにより細胞のＤＮＡの濃度を決定することができる。 一般に、染色された細胞の被検体の質量は微小分光度法の技術において周知であるベア・ランバート法則を用いることによりその光学的濃度から得ることができる。 式によれば、 Ｍ＝（αΣＯＤ）／（Ｅλ）

【００５９】但し、Ｍはピコグラム単位の被検体の質量、αはμｍ ²単位の点サイズ、Ｅλはμｍ ² ／ｐｇ単位の波長λにおける染料の吸光係数、ＯＤは各点の光学的濃度（無次元）、である。

【００６０】本装置は、この法則を用いて多くの細胞または細胞被検体の質量分布を見出し、これを統計的手法、ヒストグラムまたは以下の論述する他の分析方式に従って分析することができる。 スポット寸法αは、カメラ１８により測定されるピクセル数により決定される。
各ピクセルの光学的濃度は、光度、焦点の調整およびスライド上の較正領域からの基準光学的濃度の読取りにより較正される。 この較正は、各ピクセル毎に測定された光量レベルを無次元量である光学的濃度へ変換することを許容する。

【００６１】吸光係数についての較正は、複数の基準細胞に対する光学的濃度を測定して相対質量単位の分布のピーク値を決定することにより行われる。 ピーク値のＤ
ＮＡ量は基準の細胞分布量については既知であるため、
測定領域内の細胞は、相対ＯＤ単位を用いて測定することができ、次いで基準の細胞較正値を用いることにより直接ピコグラムに換算することができる。 例えば、もし基準細胞が５．９６ｐｇのＤＮＡ（鱒の細胞）を含むことが知られ、また１つのグループの較正用細胞が相対Ｏ
Ｄ量で１１，０００のピーク分布値を示すならば、正常のグループの人間の細胞（ＤＮＡ量が既知の７．１８ｐ
ｇを含む）は、適当な１３，２５０なる相対ＯＤ値におけるその分布のピーク値を呈することになる。 更に、他の相対ＯＤ単位の測定値が１グループの較正細胞から見出される吸光係数を決定してこれを用いることにより直接ピコグラムに変換することができる。

【００６２】ＤＮＡ分析のためのシステムのソフトウェアは、いくつかの細胞または細胞の小集団における上記の測定を行う際オペレータを助けるため、モニター６２
上の対話的な情報スクリーンを用いるメニュー駆動のプログラムである。 図１１においては、モニター６２上に現われるプログラムの視覚的なスクリーン構造が示されている。 主スクリーン１５０は、本装置の較正および分析状態に関する情報を提示し、また３つの他の主情報スクリーンを収集するための選択リストを提示する。 主スクリーンの略図的事例が図１２に示されている。 ３つの主な情報スクリーンはプログラムの３つの任意の機能と対応し、この場合ラベル・スクリーン１５６がラベルの機能と対応し、１つの較正スクリーン１５２が較正機能（光学的濃度および染色）と対応し、また分析スクリーン１５４が分析機能と対応している。 各スクリーン１５
２、１５４および１５６は、選択の１つが主スクリーン５０への出口となる選択リスト即ちメニューを提示する。

【００６３】更に、オペレータは分析スクリーン１５４
から較正スクリーン１５２に入ること、あるいはその反対が可能である。 他の２つのスクリーンは分析スクリーン１５４からの選択として使用でき、また調整境界スクリーン１５８による表示領域の境界の調整およびＸおよびＹ座標スクリーン１６０により測定された領域のＸおよびＹ座標の表示のため使用される。 較正スクリーンの略図的表示が図１３に示されるが、分析スクリーンおよびＸおよびＹ座標スクリーンの概略はそれぞれ図１４および図１５において示されている。

【００６４】装置が作動中、病理学者は各スクリーン上のメニューから多くの選択即ち機能を有し、これからデータを取得してこのデータを処理する選択が可能である。 一般に、プログラムは図１２に示される主スクリーンから駆動されるメニューであり、これが図１６に示される如き選択の主要なメニューを提供する。 主メニューＡ１０は、ラベル機能Ａ１２、較正機能Ａ１４、分析機能Ａ１６、ヘルプ機能Ａ１８および出口機能Ａ２０を含む５つの主スクリーン機能からなっている。

【００６５】ラベル機能は、ユーザが患者の識別、接近番号およびＤＮＡ変換数に関する情報を入れることを許容する。 ＤＮＡ変換数は、第１と第２のピーク量が第１
と第２のピーク指数を得るため除される（図１２）数である。 最初に、この数を正常な人間の細胞における標準的な細胞当り７．１８ピコグラムにセットされる。 しかし、本装置は、人間でない細胞の測定のため使用することもでき、指数は所要のものに変更することもできる。
ＤＮＡ指数は、１．０以上、また９９．９９以下となるようにしなければならない。 もし変換数がこの範囲内になければ、ユーザは主スクリーンまたは較正スクリーンのいずれにおいても分析の選択を行うことが許されない。

【００６６】ラベル機能の間に入れられる３行の情報が、ＸおよびＹ座標スクリーンを除く各スクリーン上に現われる。 ラベル操作から、入力もしくはエスケープ・
キーのいずれかを押すことにより出られる。 入力キーを押すと、３行の情報に対して行われるどんな変更でも保管する。 エスケープ・キーを押すと、３行に対して行われたどんな変更も無視する。 ラベル機能の間に格納された情報は、プログラムからコントロールが出られる時は保管されない。

【００６７】較正機能の選択は、モニター６２上の表示を主スクリーンから図１３に示される較正スクリーンへの変更を行うことになる。 選択が図１７に示される較正スクリーンは、基準細胞における光学的濃度および染色要因に対する装置の較正の実施のため必要なものである。 装置１１の較正は、新しいスライドが光量および染色要因を正規化するため選択される度毎に行われることになる。

【００６８】分析機能の選択は、モニター６２における主スクリーンから図１４に示される如き分析スクリーンへの表示の切換えを行うことになる。 分析スクリーンは、試料の細胞についてのデータの取得およびＤＮＡの測定を行うため必要な機能に対するメニューを含む。 これらの機能は、図１８において更に詳細に示されている。 分析機能を選択するためには３つの基準が満たされねばならない。 第１に、較正スクリーンにおける光量設定機能は少なくとも一回で満足に行われねばならない。
光量設定機能は、その時の画像が表示されておらずまた光量が１２９と１３１の間にある時に成功する。 第２
に、較正の基準細胞カウントを５０と５１２の間になければならない。 最後に、ＤＮＡ変換数は１．０以上かつ９９．９９以下でなければならない。

【００６９】ユーザが主スクリーンからプログラムの操作を終了することを許容する。 エスケープ・キーを押すことは、出口機能の選択と同じである。 出口の選択もしくはエスケープの指定のいずれかにより出口操作が指定されると、ユーザは自分の指令の終了を確認することを求められる。 確認を受入れるためには、ユーザはｙｅｓ
のキーを選択する。 確認を拒否するためには、ユーザはｎｏのキーを選択するかあるいはエスケープ・キーを押す。

【００７０】較正メニューの選択は図１７に示されている。 較正メニューの選択は、光量設定機能Ａ２４、ＸおよびＹ軸設定機能Ａ２６、合焦機能Ａ３２、測定機能Ａ
３６、ＸおよびＹ座標機能Ａ３８、分析機能Ａ２８、クリア機能Ａ３０、ヘルプ機能Ａ３４、および主スクリーンへの出口即ち戻り機能Ａ４０を含む。

【００７１】光量設定機能Ａ２１は、その時の画像に対する背景光量を計算する。 光量は、これが標準化された範囲内になるまで調整することができる。 光量設定機能は、分析、合焦および測定機能を選択する前に少なくとも一回で行われなければならない。 最も正確な結果のためには、光レベルは正確に１３０に等しくなければならない。 光量値は、指示「光レベル」により較正スクリーン上に表示される。 もし光レベルが良好に設定されるならば、画像のノイズの控除が測定プログラムにおいて生じることになる。

【００７２】光源の較正は、図２３において「光の強さの分布」として全体的に示された形態でよいグレー・スケールのヒストグラムの更新を行うことにより顕微鏡の合焦を助けることを含む多くの結果を達成する。 図示したヒストグラムは、入射光Ｉ _oおよび透過光Ｉ _tのグレー・レベル値を有する透過光とグレー・レベル値を有する入射光との比較を示している。 オペレータは、プラットフォーム５１を動かしてモニター３８上の光較正用十字５２を視認する。 オペレータは、光較正材４５を視認し、システムはこの領域の画素からの光を入力することにより前記パターンのヒストグラムを計算する。 オペレータはその時、光源１７の光レベルを調整してスクリーン上の光レベルの読みを変更する。 オペレータは、これを、適正な読みがスクリーン上に現われるまで、機能の選択と光源１７の調整を交互にすることにより行う。 透過光および入射光について所要のグレー・レベルである背景の光りの強さが１３０になるように光源が左右のピーク値Ｉ _tおよびＩ _oを生じるように調整された時、システムは較正状態となる。 本装置１１のシステムのソフトウェアが値Ｉ _oとＩ _tを用いて光学的濃度に対する内部の較正テーブルを設定し、その結果分析されつつある画像の情景における特定の光学的濃度を持つように各画素に対して検出される光の強さがこのテーブルおよび既知の値と照合される。

【００７３】ディジタル画像形成手段において周知の如く、暗い被検体に対する実際の光学的濃度は基準値として白（Ｉ _o ）を使用して知られる。 光学的濃度について手段を較正することにより、入射する画像データは、出力される光学的濃度が本例においては試料の被検体におけるＤＮＡ量を正比例的に反映するように直線的に加算することができるように、画像処理ボード２１における索引テーブルにより変換することができる。

【００７４】ＸおよびＹ座標の設定機能Ａ２６は、スライドのＸおよびＹ座標系に対する原点の設定を行う。 この機能は、ソフトウェアにおける１対の場所のレジスタを零化することにより、その時の画像即ち視野の場所を原点として設定する。 一般に、顕微鏡のプラットフォーム５１は、十字マーク５２の如き容易に認識されるランドマークが見えるまで移動させられる。 次いでこのランドマークは、座標系を再び零化して前に測定された領域を再び見出す手段を提供するため用いられる。 ＸおよびＹ座標設定機能は、新しいスライドが選択される毎に用いられる。 もしＸおよびＹ座標選択機能が実行されなかったならば、較正および分析スクリーンのＸおよびＹ座標機能およびＸおよびＹ座標スクリーンにおける諸機能は適正に働かない。 ＸおよびＹ座標選択機能は、較正基準細胞のカウントが零に等しい時にのみ用いることができる。 ＸおよびＹ座標設定操作が実行中にもし顕微鏡のプラットフォーム５１が移動されるならば、座標の原点は誤りとなる。 このプログラムは、スクリーン上にメッセージを出してＸおよびＹ座標設定操作が成功した時オペレータに通知する。 この機能が成功しなかったならばこれに応答して、オペレータは単にメニューからＸおよびＹ座標選択操作を再び選択して機能を再び試みるのみである。

【００７５】測定機能Ａ３６は、染色要因を正規化するための基準細胞または基準細胞被検体の較正を行うために用いられる。 測定機能が選択されると、カメラの画像化機能が停止し、較正スクリーン上のカーソル１７０が図１３の指示「測定操作」まで移動する。 カーソル１７
０がこの場所にある時は、ユーザはロック状態の番号を付勢することにより測定操作を指定することができる。
マゼンタ色のブロックの如き識別子が識別された細胞被検体の周囲に置かれる。 図１９に示される多数のキー操作を用いて、オペレータは以下本文に更に詳細に説明される対話的な選択および否定プロセスを行うことができる。

【００７６】基準の細胞較正操作の間、オペレータは、
基準細胞被検体４０を監視スクリーン３７上の視野に移動させるため従来のＸおよびＹ座標つまみ１１および１
７（図１）を回すことにより、顕微鏡の段部を移動させる。 個々の細胞被検体４０がブロック即ち識別境界線７
５内に入ると、オペレータはこの基準細胞被検体に対する和の光学的濃度の測定値を入力するためキーボード３
６上のキーを押す。 適当数の基準細胞被検体が分析された後、オペレータは、相対量のＤＮＡを含む如き基準細胞被検体の倍数性分布をオペレータに示すビデオ・モニター６２上の図１３に示される如きヒストグラムが提供されることになる。 システム制御部２２の内部では、基準細胞被検体について実際の測定された和の相対光学的濃度値が基準細胞が持つことが知られるある予め定めた標準的な即ちＤＮＡの基準量と比較される。 本例においては、もし基準細胞が細胞当り５．９６ピコグラムのＤ
ＮＡを含むならば、略々８７００相対のＯＤ単位の光学的濃度の測定値が前記質量と対応する。 オペレータにより見出された実際の和の光学的濃度は格納された基準Ｄ
ＮＡ値に分割されて、完全な染色状態からの染料における偏差に対する吸光係数を調整する因数を提供する。

【００７７】ＸおよびＹ座標機能Ａ３８は、選択されると、モニター３７上にその時の画像即ち領域のＸおよびＹ座標を較正スクリーンにおいて表示する。 この座標は、ユーザがキー（ＣＴＲＬ、ＡＬＴまたはＳＨＦＴを除く）を押すまでに連続的に表示される。 このため、もしスライド１４に対する同じ原点が設定されるならば、
オペレータは、プラットフォーム５１を位置決めして座標の変化を注視することにより、前に記録された同じ画像を見出すことができる。 ＸおよびＹ座標設定機能Ａ２
６は、ＸおよびＹ座標機能が選択されるために前に成功裡に行われていなければならない。

【００７８】クリア機能Ａ３０は、全ての格納されたデータ画像のパージを生じることになる。 クリア機能が選択された後、ユーザはこの操作を確認するように要求される。 この確認を受入れるためユーザはｙｅｓのキーを選択するか、あるいは確認を否定するためユーザはｎｏ
のキーを選択するか、もしくはＥＳＣのキーを押す。

【００７９】合焦機能Ａ３２は、ユーザが画像のより正確な合焦を行うことができるように画像に対してカラーの強調を行う。 システム制御部２２は、画像におけるグレー・レベルの階調に対して異なるカラーを自動的に提供する。 次いで、オペレータは、例えばブロックの縁部に合焦されつつある被検体が明瞭なカラーの境界を示すまで、顕微鏡１５の合焦手段を調整する。 このことは、
２つの別のレベルあるいは縁部のグレー・スケールが合焦状態にあることの表示である。 これは、２つのグレー・レベルが相互に近い故にカラーがなければ更に難しく、またカラーを強化しなければ見分け難い。 光量設定機能Ａ２４は、合焦機能の選択のため少なくとも一回は成功裡に行われていなければならない。 画像をその下のカラーに復元するためには、合焦機能は二回目に選択される。 ユーザが測定機能を選択する時カラーが強化された画像が存在するならば、画像は自動的にその元のカラーに戻される。 分析機能Ａ２８を選択すると、表示を較正スクリーンから分析スクリーンへ変更する。 分析スクリーンは、細胞物質におけるＤＮＡの測定を行うため必要な図２０に示される機能のメニューを提示する。 分析された機能を選択するためには３つの基準が満たさなければならない。 第１に、較正スクリーンにおける光量設定機能は少なくとも一回成功裡に行われていなければならない。 第２に、較正の基準細胞のカウントは５０と５
１２の間になければならず、最終的にＤＮＡ換算数は１．０以上および９９．９９以下でなければならない。
較正メニューにおける分析機能は、主スクリーンにおける分析機能と同じように機能する。

【００８０】分析メニューにおける分析機能の選択については、図２０に更に詳細に示されている。 この分析メニューは、分類機能４４、合焦機能４６、光量検査機能Ａ４８、２回目選択機能Ａ５０、領域１−２機能Ａ５
２、スケール機能Ａ５４、ＸおよびＹ座標表示機能Ａ５
６、境界機能Ａ５８、ＸおよびＹ座標クリア機能Ａ６
０、ヘルプ機能Ａ６２、レポート機能Ａ６４および主メニュー戻し機能Ａ６６の選択を許容する。

【００８１】光量検査機能Ａ４８は、その時の画像の光レベルの計算を行う。 この光レベル値は、図１３における指示「光レベル」により分析スクリーン上に表示される。

【００８２】２回目選択機能Ａ５０は、ユーザが分析スクリーン上に表示されたヒストグラム上の２番目のピークを選択することを許容する。 ２番目のピークの質量、
ＤＮＡ指数および領域は、指示「２番目のピーク」の下にスクリーン上に表示される。 ２回目の選択機能は、表示された細胞カウントが零に等しい時は選択することができない。 表示された細胞カウントは指示「表示」によって表示される。 ２回目選択機能が選択された後、カーソルは１組の矢印まで移動し、ヒストグラム上のその時の２番目ピーク位置が黄色で強調される。 関数に、最も右のヒストグラム・データ位置が２番目ピークとして選択される。 左の矢印を選択すると、２番目のピーク位置を左へ移動させ、ユーザは２番目のピーク位置を右へ移動させるには右の矢印を選択する。 矢印が選択される毎に、スクリーン上のその時のピーク・データが更新されることになる。

【００８３】ヒストグラムの水平線の下には、３つの記号の１つが２番目のピーク位置の下方に現われる。 記号「より小さい」は、２番目のピークが１の領域に存在するならば現われる。 記号「より大きい」は、２番目のピークが領域２に存在するならば現われる。 上向きの矢印記号は、２番目のピークが領域１または領域２のいずれにも存在しなければ現われる。 この３つの記号の理由は、２番目のピーク位置が２回目選択操作が終了した後識別できるようにするためである。 垂直の黄色の線は、
２回目選択機能が終了すると消滅する。 ユーザは、２回目の操作を終了するためＥＳＣキーを押す。 この２番目のピークのデータもまた、以下の分析スクリーン機能の１つが選択されると自動的に消滅する。 即ち、クリア、
レポート、スケール、または主スクリーンである。

【００８４】分類機能Ａ４４は、ユーザがその時の画像における細胞即ち被検体を分類することを許容する。 分類機能が選択された後、ユーザはこの操作を確認することを求められる。 確認を受入れるためにユーザはｙｅｓ
のキーを選択し、また各員を否定するためにはユーザはｎｏのキーを選択するかあるいはＥＳＣキーを押す。 もし分類が確認されると、カメラ情報取得機能は停止し、
カーソルは指示「分類操作」により移動する。 カーソルがこの位置にある時は、ユーザは分類操作を指定することができる。 ロック数値が付勢され、これがこれら機能を使用可能にする。 質量機能の場合と同様に、マゼンタ色のブロックがその時の細胞の周囲に置かれ、操作はユーザがこの細胞識別子を画像を通過して内部の細胞を識別して分類することを許容する。

【００８５】ＸおよびＹ座標表示機能Ａ５６は、表示を分析スクリーンからＸおよびＹ座標スクリーン（図１
５）へ変更する。 ＸおよびＹ座標スクリーンは、分類され格納される関数の５１２の画像のＸおよびＹ座標を表示する。 また、このスクリーンは、座標による画像領域の分類を可能にする諸機能を保有する。 較正スクリーンにおけるＸおよびＹ座標の設定は、ＸおよびＹ座標表示機能が選択される前に成功裡に行われねばならない。

【００８６】ＸおよびＹ座標スクリーンはいくつかの機能を有する。 その機能の１つは、その時のＸおよびＹ座標位置からの距離に従ってＸおよびＹ座標の「最も近い」分類を行う。 Ｘ座標機能は、Ｘ座標の値に従ってＸ
およびＹ座標の分類を行う。 同じ値があると、Ｙ座標の値は分類順を決定する。 同様に、Ｙ座標機能はＹ座標値に従ってＸおよびＹ座標の分類を行う。 同じ値があれば、Ｘ座標値が分類順を決定する。 「領域＃」機能は、
座標の領域番号に従ってＸおよびＹ座標の分類を行う。
領域番号は、画像が分類された順序である。

【００８７】ページアップ機能は、ユーザがＸおよびＹ
座標の前のページ（もしあれば）を表示することを許容し、またページダウン機能は、ユーザがＸおよびＹ座標の次のページ（もしあれば）を表示することを許容する。 出口機能は、表示をＸおよびＹ座標スクリーンから分析スクリーンへ切換える。 エスケープ・キーを押すことは、出口機能の選択と同じことである。

【００８８】ＸおよびＹ座標の選択は、その時の領域のＸおよびＹ座標を表示する。 この座標は、ユーザがキー（ＣＴＲＬ、ＡＬＴおよびシフトを除く）を押すまで連続的に表示される。 較正スクリーンにおけるＸおよびＹ
座標設定機能は、ＸおよびＹ座標機能が選択される前に成功裡に行われていなければならない。 ＸおよびＹ座標スクリーンにおけるＸおよびＹ座標機能は、較正スクリーンおよび分析スクリーンにおけるＸおよびＹ座標と同じように機能する。

【００８９】クリア機能Ａ６０は、全ての関連したデータ領域をクリアする。 このクリア機能が選択された後、
ユーザはクリア操作の確認を求められる。 この確認を受入れるためにユーザはｙｅｓのキーを選択し、あるいは確認を否定するためにユーザはｎｏのキーを選択するかあるいはＥＳＣキーを押す。

【００９０】合焦機能Ａ４６は、ユーザが画像の更に正確な合焦を行うことができるように画像に対してカラーの強調を行う。 分析スクリーンにおける合焦機能は、前に述べた較正スクリーンにおける合焦機能と同じように機能する。

【００９１】領域１−２機能Ａ５２は、ユーザが分析スクリーンに表示されたヒストグラムにおける２つの領域を指定することを許容する。 この機能の目的は、ヒストグラムにおけるある領域の細胞カウントを識別することにある。 領域１−２機能は、示された細胞カウントが零に等しい時は選択することができない。 細胞カウントは、スクリーンの右下部分において表示される。 領域１
−２が選択された後、カーソルはヒストグラムの水平軸より下方にある数字列まで移動する。 この数字列は、ユーザが領域１と領域２の場合を指定することを許容する。 ユーザは、その時のヒストグラムの位置が領域１に帰属することを指定するため「１」をタイプする。 ユーザは、その位置が領域２に帰属することを指定するためには「２」をタイプする。 ユーザは、その時のヒストグラム位置が領域１および領域２のいずれにも帰属しないことを指定するためには「０」をタイプする。 ユーザは、領域２なしに領域１を指定することを許容されるが、領域１なしに領域２を指定することはできない。 両方の領域が指定される時は、領域１は領域２の左側に指定されなければならない。 この領域は連続するように指定されなければならない。 領域１−２機能から出るためには、ユーザは入力キーまたはＥＳＣキーを押す。 もしユーザが入力キーを押すと、ヒストグラムの領域１が緑で強調され、領域２はマゼンタで強調される。 この領域の細胞カウントもまた表示される。 ＥＳＣキーを押すと、行われたどんな変更もプログラムをして無視させる。 領域１および領域２のデータは、以下の機能の１つが選択される時自動的にクリアされる。 即ち、分類、クリア、レポート、スケール、または主機能である。

【００９２】分析機能Ａ４４については、図２１および図２４に関して更に詳細に記述する。 オペレータは、分析のためスライドの資料領域における多数の領域位置３
６０、３６１、３６２を選択することにる。 オペレータは、顕微鏡の段部５１に対するＸおよびＹのつまみ１
１、１７を回してモニターのスクリーン３７上の視野内にＤＮＡ量ならびに必要に応じて細胞の形態について分析されるべき試料の細胞被検体の第１の部分を移動させる（図２１）。 プログラムは、例えば３００で示されるブロックをモニター３７上に表示されつつある特定の試料の細胞被検体１２上に置き、次いでオペレータは試料の細胞被検体、即ち染色された細胞の核についての和の光学的濃度、ならびにその面積、その円度および他の分類上の情報を与えるため米国特許第４，５５３，２６６
号に開示されるものと同じ方法で細胞を分類するため、
試料被検体のピクセル（画素）の走査を行うキーを使用する。 また、オペレータは、キーボード３６上に手で操作されるいくつかの細胞分類キーを有し、オペレータはタイプ０の正常な細胞、タイプ１の癌細胞、タイプ２の癌細胞、タイプ３の癌細胞等の如き周知のカテゴリのキーの１つを押す。 ビデオ・モニター６２上には、分析ヒストグラムが領域内の細胞のＤＮＡ量を示している。 オペレータは、各視野即ち領域内の細胞の数を選択し、次いで顕微鏡の段部を移動して試料の細胞の多くの異なる領域を視野内に位置決めし、オペレータが典型的なサンプルについて充分な細胞を得たと感じるまで、これらの試料の多くの細胞を取出して分析する。

【００９３】図示の如きヒストグラムは、この時、特定のＤＮＡ量の細胞数を示し、かつ図１４に示される如き基準ピーク値の各々に対するＤＮＡ量の平均値を示すビデオ・モニター６２上に表示されることになる。 キーボード３６上の印刷キーを押すことにより、オペレータはプリンタ３８において図１４に示されたヒストグラムを印刷することができる。 試料の細胞についてのデータもまた、後で呼び出すため、また患者の症状の進行または後退に関する分析のため同じ患者からの新しい試料のデータと比較するため、システム制御部２２内部に格納される。

【００９４】分析機能の操作については、図２０および図２１に関して更に詳細に記述するが、本装置に前に格納された視覚的な領域が示される。 この領域は、ＤＮＡ
量について分類され測定されるべき多くの細胞被検体を保有する。 プログラムが最初にこの操作モードに入る時、この領域における最初の対象は、１つの細胞被検体が認識されるまでラスタ走査的な方法において領域のピクセルを走査することにより識別される。 一旦１つの細胞被検体が認識されると、ブロック３００の如き識別手段が被検体の周囲に引出される。 これは、オペレータがどの細胞被検体がその時測定中であるかを判定するための視覚的な識別子を提供する。 測定に加えて、オペレータは分析メニュー中に多くの選択を有する。 オペレータが行う主な選択は、ブロックＡ２０２におけるこの時の被検体の分類である。 オペレータはこれを数字キー０から５の１つを押すことにより行い、このキーは自動的に識別ブロック３００の細胞被検体を選択された分類０〜
５に置く。 もし識別された細胞が残屑であり異常な細胞でないか、あるいは識別し得る細胞被検体４０でなければ、オペレータはブロックＡ２０４で示されるようにキーボード上の９を選択することによりこの時の被検体を排除することができる。

【００９５】ブロック３００における被検体の分類または排除の後、オペレータはブロックＡ２０８で決定される如く、識別ブロックを次の測定にされていない被検体へ移動させることができる。 オペレータは、これをキーＣＴＲＬ／Ｆ２を押すことにより行い、この操作はプログラムをしてブロック３００を消去させ次の識別し得る細胞被検体を探索させる。 この細胞被検体が見出されると、分析識別できるブロック３０２がその周囲に引き出されて、オペレータに対してこの機能が行われることを表示する。 このように、このプロセスを反復することにより全グループの細胞被検体を分類し、測定し、あるいは排除することができる。 図２１は、ある細胞被検体についての走査、その周囲における識別ブロックの設定、
および被検体の分類または排除の操作を示している。 このように、プログラムは被検体３００から３０２、３０
４、３０６、３０８、３１０、３１２等への分析手順を経由する。

【００９６】更に、分類すべき細胞被検体の１つがオペレータが考えていたものと異なり前の分類の１つに入れることができないか、あるいはある他の理由のためオペレータが誤って前の被検体を分類したと考えるならば、
ブロックＡ２０６において、ＣＴＲＬ／Ｆ１を押すことによりオペレータは識別ブロックを再び前に測定された被検体へ戻すことができる。 分析中の特定の領域における全ての細胞被検体を識別した後、オペレータは特定の分析のための更に別の細胞を提供するためＸおよびＹ座標位置決め機構を操作することにより、別の領域への移動の選択を有する。

【００９７】オペレータが充分な細胞被検体が分析されたと判断した時は、オペレータは入力キーまたはエスケープ・キーのいずれかを押すことにより分析機能を終了することもできる。 ブロックＡ２１２に示されるように、オペレータが入力キーを押すことにより分析機能を終了するならば、各測定毎に組立てられたデータは保管されることになる。 しかし、もし分析機能がＥＳＣキーを押すことにより終了されるならば、ブロックＡ２１６
においてデータは保管されることはない。

【００９８】レポート機能Ａ６４は、ユーザがどの細胞の分類がモニター６２のスクリーン上に示されるヒストグラムに含まれるかを指示することを許容する。 レポート機能が選択された後、カーソルはオペレータが細胞の種類を指定することを許す選択リストへ移動することができる。 下記のテーブルは、特定の細胞の種類を選択するためオペレータがどのキーを押したかを示す。

【００９９】

しかし、もしエスケープ・キーが選択されると、プログラムは行われたどんな変更も無視し、正常な状態に戻る。 領域１および領域２、および第２のピーク・データの機能は、レポート操作が行われる時自動的にクリアされることになる。

【０１００】スケール機能Ａ５４は、オペレータが分析スクリーン上に提示されたヒストグラムの水平軸のスケールを変更することを許容する。 Ｏ〜１６、Ｏ〜３２およびＯ〜６４から選択する３つのスケールがある。 その時のスケールがＯ〜１６の時このスケール機能が選択されると、新しいスケールはＯ〜３２となる。 その時のスケールがＯ〜３２である時スケール機能が選択されると、新しいスケールはＯ〜６４となる。 同様に、その時のスケールがＯ〜６４の時スケール機能が選択されると、新しいスケールはＯ〜１６となる。 この機能においては、領域１、領域２および２番目のピーク・データは、スケール操作が行われる時自動的にクリアされることになる。

【０１０１】境界機能Ａ５８は、モニター２７上の表示を分析スクリーンから調整境界スクリーンへ切換える。
この調整境界スクリーンは、細胞の境界即ち閾値を変更するため必要な諸機能を含む。 境界スクリーンをアドレス指定する間、カメラの画像獲得は停止される。

【０１０２】ステップ機能は、矢印キーの１つが選択される時、オペレータが境界が変化する量を変更することを許容する。 ステップのサイズが選択された後、カーソルはユーザが新しいステップのサイズの値にタイプすることができるスクリーン上の場所へ移動する。 このステップ・サイズ機能を終了するには、入力キーまたはエスケープ・キーが用いられる。 入力キーを押すと、ステップ・サイズの変更を保管するが、入力キーが押されると行われたどんな変更も無視する。 最初、ステップ・サイズの値は１に等しい。

【０１０３】上向き矢印機能はステップのサイズの値だけ細胞の境界を増大し、またダウン領域機能はステップのサイズの値だけ細胞の境界を短縮する。 出口機能は表示をアドレス境界スクリーンから分析スクリーンへ切換える。 エスケープ・キーを押すことは、出口機能を選択することと同じである。

【０１０４】一般に、較正用細胞被検体および試料用細胞被検体の両方に対する特定のパラメータの収集のため、対話的なデータ収集および分析の方式が本装置により用いられる。 選択される各領域がモニター３７上に表示され、較正スクリーンの測定操作あるいは分析スクリーンの分類操作が選択される。

【０１０５】較正キーの操作および分析キーの操作（図１９および図２０）のための対話的操作を行うサブルーチンのソフトウェア・フロー・チャートが図２５に示されている。 オペレータが測定操作または分類操作のいずれかを選択する時、このプログラムが呼び出されて較正用細胞被検体と試料用細胞被検体の双方に対する選択プロセスを提供する。 このプログラムは、閾値よりも大きなピクセルを見出すまで、格納された画像のピクセル単位のラスタ走査を行うことによりブロックＡ３００において始動する。 この操作のためのテストはブロックＡ３
０２において行われる。 もし閾値よりも大きなピクセルが見出されなければ、ブロックＡ３０４が走査が完了したかどうかを判定する。 もしそうでなければ、プログラムは再びブロックＡ３００へループし、ここで画像領域内の全てのピクセルがテストされるまで走査が継続される。 全てのピクセルがテストされた後、走査パラメータがブロックＡ２０８においてリセット、細胞被検体列をブロックＡ３１０において更新することができる。

【０１０６】画像のあるピクセルが閾値より大きいと判定される時、プログラムがブロックＡ３０６において被検体にラベル表示する。 ラベルの表示動作については、
次に更に詳細記述する。 ディジタル化画像における個別の細胞被検体は、閾値より上のピクセルを見出すためディジタル化された画像についてラスタ走査が行われる情景分析手法により見出される。 この手法は、隣接するピクセルの４回の近傍分析を行い、細胞被検体の全領域が定義されるまで、閾値より大きな「近傍中の近傍」を帰納法で探し続ける。 この手法は、階調のある画像から見出される局部的な境界の如き他の情景分析法において選好されるが、これは細胞特に不規則であるかあるいは針状の突起を有する如き細胞の真の領域を見分ける際に安全であるためである。

【０１０７】隣接する最初に見出されたピクセルの周囲の４つのピクセル（頂部、底部、右側および左側）が順次調べられて、閾値より高い光学的濃度即ちグレー・レベルを有する次のピクセルを識別する。 例えば、もし第１のピクセルの状に見出されたピクセルが閾値の上になければ、これはラベル付けルーチンから排除される。 時計回りの次のピクセル（右側）が次に調べられ、閾値より大きいかも知れない。 もしそうであれば、このピクセルが識別されてこれを細胞の領域の一部としてメモリーに格納される。 次に、見出されたピクセルのアドレスおよび濃度がプッシュダウン・リストに格納され、このピクセルの４つの近傍ピクセルが同じ時計方向の順序で調べられる。 これは、特定のピクセルについて閾値より大きな攻防ピクセルが見出されなくなるまで帰納法で継続する。 この時、プッシュダウン・リストにおける前のピクセルが再び調べられ、１つの領域即ち細胞被検体を構成する全数のピクセルが識別されるまで、近傍の探索プロセスを継続する。 このため、領域の閾値より大きな各ピクセルが識別され、１つの細胞について完全に閉鎖された領域が画成される。

【０１０８】一旦１つの細胞被検体にラベルが付されると、１つの細胞被検体テーブル（図２６のＣ）が図示の如き被検体について設定される。 このテーブルは、そのピクセル全体のアドレス、被検体におけるピクセル数、
被検体の最小および最大点に対するＸおよびＹ座標点、
被検体の周囲におけるピクセルのカウント数、被検体のピクセルの光学的濃度の和、被検体に対して行われる分類、および被検体が帰属する領域のＸおよびＹ座標を含む。 複数の細胞被検体テーブルは、領域アレイと呼ばれて図２６のＡに示される一時アレイを含み、これは問題となるその時の領域の画像について生成された対話的データを格納するため使用される。

【０１０９】ブロックＡ３１２においては、プログラムが自動フラッグが前に設定されたかどうかを判定する。
もしそうならば、プログラムが直ちにブロックＡ３１６
へ分岐し、またもしそうでなければ、ブロックＡ３１４
へは分岐しない。 次に、ブロックＡ３１３においては、
ブロック即ち識別の境界がＸおよびＹの限度の周囲に置かれる。 このモードは、オペレータに対する領域におけるある特定の被検体を識別する。 ブロックＡ３１４においては、キー・ハンドラが入力されて、図１９または図２０のキーの機能のどれが行われるべきかを判定するため、オペレータによるキーの投入を得る。 このキー・ハンドラは更に、較正と分析のどちらの操作が行われるかを判定し、その時のモードと関連するキーのみが使用可能に置かれ、他の全てはロック状態に置かれる。 一旦あるキーが得られると、ブロックＡ３２６〜Ａ３４２がどの機能が選択されたかおよびルーチンの進行状態を判定する。

【０１１０】ブロックＡ３２６に示される如きキー０〜
５は、較正用被検体あるいは試料用被検体の分類の受入れを行う。 もしこのようなキーが検出されるならば、肯定分岐がブロック３１８においてプログラムを継続する。 ブロックＡ３１８においては被検体にラベルが付され、ブロックＡ３２０においては被検体が（赤で）染色されて受入れられたかあるいは分類された旨をオペレータに対して表示する。 オペレータは、形態等の視覚的な手掛かりに基いてこの細胞被検体を異なるカテゴリに分類する。 分析のための細胞は、正常な組０またはいくつかの異常な組１〜５の１つに分類することができる。 被検体のデータの組はブロックＡ３１６における関連する被検体のデータ・テーブルのその場所に格納される。 較正用の被検体はタイプ０即ち正常なものとして分類される。 次いでプログラムはブロックＡ３００へ戻り、ここで画像走査レジスタが増分されて次の被検体に対する領域を走査する。

【０１１１】あるいはまた、もし打鍵がブロックＡ３２
８においてテストされた如く９であったならば、このことは較正用細胞被検体が排除されたか、あるいはその時の試料用の細胞被検体が排除されたことを意味する。 このため、ブロックＡ３２２においては、排除された細胞被検体が受入れられたかあるいは分類された細胞被検体とは異なる色（白）で染色され、プログラムはブロックＡ３００の走査ルーチンの入口へ戻って分析被検体を探す。 細胞被検体の染色は、オペレータに対して被検体がこの領域で分析され、被検体の分析色の染色がこの被検体を受入れられたか分類された細胞被検体と識別することを警告する。

【０１１２】しかし、もし打鍵がブロックＡ３３６においてテストされた如きＣＴＲＬ／Ｆ１であるならば、オペレータは識別ブロックを最後の前に測定した被検体へ移動することを欲する。 プログラムはこの時ブロックＡ
３４６において最後の被検体のポインタを探すことを領域アレイに照会する。 このポインタは、ブロックＡ３１
４において別の打鍵を得る前に、制御をブロックＡ３１
３へ移すことにより、前の細胞被検体の周囲にブロックを形成するため用いられる。 一連のＣＴＬＲ／Ｆ１を用いて、オペレータは選択的に識別ブロックを前に測定した細胞被検体から前に測定した細胞被検体へ逆方向に移すことができる。 もしこのブロックがある特定の細胞被検体の周囲に置かれた後オペレータがこの細胞被検体を再び分類することを欲するならば、オペレータはブロックＡ３２６においてキー０〜５でこれを分類する選択を有する。

【０１１３】識別ブロックは、キーＣＴＲＬ／Ｆ２を選択することにより次に未測定の細胞被検体へ移すことができる。 このキーはブロックＡ３３８においてテストされ、もし見出されたならば、直ちにプログラムの制御をブロックＡ３００における画像走査入力へ戻す。 この走査の効果は、その時の細胞被検体を排除するかあるいは受入れることなく、オペレータがその時の細胞被検体を飛越して識別ブロックを次の細胞被検体へ移動することを許すことにある。 一連のＣＴＲＬ／Ｆ２の打鍵は、細胞被検体を測定せずにブロックを細胞被検体を通って前方に移動させることになる。

【０１１４】もしある特定の領域における細胞被検体の全てが試料用の細胞として正常に見え、あるいは通常基準細胞の場合におけるように受入れられるならば、オペレータはこれら細胞を全て自動的に分類することを欲しよう。 これを行うためには、オペレータはキーＣＴＲＬ
／Ｆ３を押す。 この打鍵はブロックＡ３３９により検出され、制御をブロックＡ３４１へ転送し、ここで自動モード・フラッグがセットされる。 このプログラムは次にブロックＡ３００において画像走査の入力へ戻る。 しかし、ブロックを次の被検体の周囲に置く通常のシーケンスを経過して打鍵を待機する代りに、このプログラムはある領域の細胞の残部を自動的に分類するようループする。 セットされるこの自動モードのフラッグがブロックＡ３１３において検出され、プログラムが制御を自動的にブロックＡ３１６へ移す。 自動的に分類された細胞は正常な即ちタイプ０として類別される。 このため、走査およびラベル付けのループは、領域全体の走査がブロックＡ３０４において検出される如く完了されるまで、ブロックＡ３００、Ａ３０２、Ａ３０６、Ａ３１３、Ａ３
１６、Ａ３１８およびＡ３２０を介して実行されることになる。

【０１１５】オペレータが選択できる分析の選択は、キーＣＴＲＬ／Ｆ４を打鍵することにより入力される細胞裁断機能である。 このキーはブロックＡ３４２において検出され、ブロックＡ３５２において制御を細胞裁断機能の操作へ移す。 ＣＴＲＬキーおよびＦ４キーが押される時、ユーザは細胞裁断モードに入る。 このモードにおいてはユーザは識別ブロック内に裁断線を作ることが許される。 オペレータは、測定された細胞または排除される細胞に帰属するピクセル上に裁断線を入れることはできない。 測定された細胞は、タイプ０、１、２、３、４
または５として分類された細胞である。 固定数字は選択の裁断操作を行うため付勢されねばならない。 十字のヘア・ラインは裁断が行われる場所に配置される。 以下のテーブルは、実施可能な細胞裁断操作プラス所要の操作を選択するため押されねばならない。 キーをリストする。 この機能は、２つの領域間の周囲に人工的に裁断を行うことにより細胞と重合する分割を可能にする。 このため、ラベル付けルーチンは１つの細胞被検体として１
つの領域にラベル付けするに過ぎない。

【０１１６】

【０１１７】ブロックＡ３５２において細胞の裁断が行われた後、走査レジスタが特定の被検体の裁断入力点へセットされる。 プログラムはその時ブロックＡ３００における走査入力へ戻る。 細胞被検体が同じ入力点を有するも異なる周囲を有するため、ラベル付けルーチン（ブロックＡ３０６）は裁断された時に細胞被検体にラベル付けを行う。

【０１１８】オペレータが有する別の選択は、１つの領域内の被検体の選択が可能であることである。 このモードの選択は、ブロックＡ３４０において検出されるＣＴ
ＲＬ／Ｆ５キーの打鍵により行われる。 ブロックＡ３４
０からの肯定の分岐は制御をブロックＡ３４８へ転送し、ここで被検体選択モードに入る。

【０１１９】ＣＴＲＬおよびＦ５キーが押されると、ユーザは選択モードに入る。 固定数字は選択操作を行うために付勢されねばならない。 十字ヘア・ラインはその時の選択地点に現われる。 以下のテーブルは、実施可能な選択操作、プラス所要の操作を選択するため押されねばならないキーをリストしている。

【０１２０】

【０１２１】被検体が上記の手法により選択された後、
ブロックＡ３４８において走査レジスタが前記の特定の被検体の入力点にセットされ、ブロックＡ３００においてプログラムが走査入力点まで戻る。 このため、被検体の周囲の識別ブロックをそのＸおよびＹ座標の限度値を用いて形成し、オペレータに次の別のキーを押して前記の選択された被検体について他の測定および分類を行う選択を与える。

【０１２２】別の機能が、ブロックＡ３３０においてテストされるＣＴＲＬ／Ｆ６キーにより与えられる。 この特徴は、オペレータに対して、ブロックＡ３２４において指定された次の細胞被検体を読取り、次いでブロックＡ３１３においてブロックの周囲に選択された被検体を引出すことにより、識別ブロックを前進させる能力を与える。 ＣＴＲＬ／Ｆ２キーはこれにより、オペレータが前に測定された細胞のポインタを介してそれぞれ前後に動かすことにより前の細胞分類を迅速に修正することを許容する。

【０１２３】ブロックＡ３３２において入力キーが検出されると、プログラムの制御はブロックＡ３１０へ送られる。 このブロックにおいて、細胞被検体列（図２６のＢ）がその時の領域アレイにより更新されて領域における特定の被検体について収集された全データを格納する。 あるいはまた、エスケープ・キーの検出がプログラムをこれが呼出されたソフトウェアの所定位置に即時戻す。

【０１２４】図示されたシステム制御部２２が細胞の分類および光学的濃度の分析を行うようにプログラムされていることは理解されよう。 このような分類および分析は、赤血球の分類のため米国特許第４，４５３，２６６
号に概要が示されたものと同様しており、本発明は特に赤血球の分析において有効であり、上記の如くＤＮＡ成分よりはヘモグロビン成分の光学的濃度が測定される。
赤血球の分析において一般的であるように、赤血球は画像の強調のため染色される必要がなく、そのため前掲のＢａｃｕｓの米国特許に記載された特定の光の波長を用いる際の赤血球に対する染色較正ステップは除くことができる。

【０１２５】本発明の更に別の用途は、クールタ（Ｃｏ
ｕｌｔｅｒ）カウンタの如き他の計器の較正のため、実際にピコグラム単位のヘモグロビン成分の正確な測定を行うことにある。 このようなプロセスにおいては、基準となる血球４０は公知の予め定めたヘモグロビン値を有し、未知のヘモグロビン値の試料用血球１２が試料領域６１上に定置される。 次いで、本装置を較正して試料血球１２のヘモグロビン成分についてのヒストグラムを提示する。

【０１２６】また、種々の較正ステップを排除するかあるいは組合わせることができ、またＤＮＡ分析を行うため本発明の望ましい実施態様について記述した量およびシーケンスおよび方法においてなされるものより同時に行うことができることが理解されよう。 抗原の分析のための本発明の用途は、試料および基準の細胞被検体に対して単一分岐系の抗体を結合するステップを含むこともできる。 単一分岐系の抗体を後で酵素を用いて抱合させることもできる。 また、単一分岐系の抗体を蛍光物質を用いて抱合させることもできる。 その後、蛍光染料は蛍光を生じる波長で付勢することができ、試料の被検体は蛍光が発生する別の波長において観察することができる。 抗原が特定のビールスに対して作られる時、基準となる試料の細胞被検体はこのビールスのゲノム用の核酸プローブにより処理することもできる。

【０１２７】本発明の望ましい実施態様について本文に例示したが、当業者には、文尾の請求の範囲に記載される本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、種々の変更および修正が可能であることが明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成された画像分析システムの概略図である。

【図２】本発明による画像分析法を実施するための図１
に示された画像分析システムの機能的なブロック図である。

【図３】図２に示されたシステム制御部の主な操作を示すシステム機能図である。

【図４】図２に示されたＸ軸とＹ軸の座標位置回路のためのインターフェース電子素子の電気的ブロック図である。

【図５】図２に示されたインターフェース素子に対する入力に対する時間的な波形を示すグラフである。

【図６】図６のＡ、ＢおよびＣは、較正細胞被検体および試料細胞被検体に対する個々の領域を有する図１に示された画像分析システムにおいて特に使用されるためのスライドをそれぞれ示す斜視図、平面図および断面図である。

【図７】異なる正常および異常な細胞集団に対するヒストグラムを示す図である。

【図８】異なる正常および異常な細胞集団に対するヒストグラムを示す図である。

【図９】異なる正常および異常な細胞集団に対するヒストグラムを示す図である。

【図１０】異なる正常および異常な細胞集団に対するヒストグラムを示す図である。

【図１１】図１に示される命令モニターにおいて視認し得る異なるスクリーン画像を示す概略図である。

【図１２】図１に示される命令モニターに現われた主なスクリーン画像を示す図である。

【図１３】図１に示される命令モニターに現われた較正画像スクリーンを示す図である。

【図１４】図１に示された命令モニターに現われる分析スクリーン画像を示す図である。

【図１５】図１に示された命令モニターに現われるＸおよびＹ座標のスクリーン画像を示す図である。

【図１６】図１２に示された主スクリーンに対する選択リストの図である。

【図１７】図１３に示された較正スクリーンに対する選択リストの図である。

【図１８】図１４に示された分析スクリーンに対する選択リストの図である。

【図１９】図１３に示された較正スクリーンに対する測定操作を示す概略図である。

【図２０】図１４に示された分析スクリーンに対する分析操作を示す概略図である。

【図２１】図１に示された画像ディスプレイに示される如き細胞被検体の領域のための分析操作の時間的シーケンスを示す概略図である。

【図２２】図２に示された画像分析システムにより複数の選択可能な画像領域に分割された画像分析のために用いられるスライドの概略図である。

【図２３】図２に示された画像分析システムにおける光源の較正のため用いられるヒストグラムを示す図である。

【図２４】図１に示された顕微鏡のプラットフォームのＸおよびＹ座標位置を読取るプログラムを示すフロー・
チャート。

【図２５】その機能がそれぞれ図１３および図１４に示された分析および測定スクリーンに対する分析および測定操作を処理することであるプログラムを示すソフトウェアのフロー・チャートである。

【図２６】Ａは領域アレイと呼ばれる細胞被検体テーブルの一時アレイを示し、Ｂは細胞被検体列を示し、Ｃは細胞被検体テーブルを示す。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁶識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00