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CANCER CELL REGION EXTRACTION DEVICE, METHOD AND PROGRAM commons meetings

Patent code P130009771
Posted date Aug 9, 2013
Application number P2012-110839
Publication number P2013-238459A
Patent number P5995215
Date of filing May 14, 2012
Date of publication of application Nov 28, 2013
Date of registration Sep 2, 2016
Inventor
  • (In Japanese)竹村 裕
  • (In Japanese)高橋 潤子
Applicant
  • (In Japanese)学校法人東京理科大学
Title CANCER CELL REGION EXTRACTION DEVICE, METHOD AND PROGRAM commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately identify a cancer cell nucleus region from a color biopsy image of a dyed biopsy sample.
SOLUTION: A cancer cell region extraction device comprises: a background region image generation unit 1 for generating a background region image binarized in an HSV color space; a cytoplasm and erythrocyte region image generation unit 2 for generating an image of cytoplasm regions and erythrocyte regions binarized in an RGB color space; a cell nucleus region image generation unit 3 for generating a cell nucleus region image from the background region image and the cytoplasm and erythrocyte region image; a first normal cell nucleus region image generation unit 4 for generating a first normal cell nucleus region image of normal cell nuclei from the cell nucleus region image; a second normal cell nucleus region image generation unit 5 for binarizing the biopsy image in a YCbCr color space and generating a second normal cell nucleus region image of normal cell nuclei; and a cancer cell region image generation unit 6 for generating a cancer cell region image where a region of cancer cell nucleus is defined as a region unidentified as a normal cell nucleus region both in the first normal cell nucleus region image and in the second normal cell nucleus image.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来、撮像された病理組織標本画像(以下、生検画像ともいう)に対してコンピュータによる画像処理を行なうことで病理診断を支援する技術が種々提案されている。例えば、特許文献1の技術では、正常部位と癌部位をそれぞれ選択的に染色するような2種類の染料で病理標本を染色し、更にスペクトル画像からランベルト・ベールの法則を用いて染色濃度を評価し、癌細胞の有無を判定している。



また、特許文献2では、病理標本画像から細胞核(以下単に核ともいう)と腔を抽出し、核同士の重なりや腔同士の距離を評価し、患部が良性であるか悪性であるかを判断している。



また、特許文献3では、病理組織標本画像を画像処理することで、核と細胞質の分布を定量的に求め、求めた核と細胞質の正確な分布に基づいて病理診断を行う技術が記載されている。



また、特許文献4においては、生検画像から間質領域、腺管領域、及び細胞核領域を分割する際に、各領域の形状に依存することなく、各領域の色情報および相対的な位置関係に基づいて、領域分割を自動的に行えるようにした技術が開示されている。



また、非特許文献1の技術では、HE染色(ヘマトキシリン・エオジン染色)された病理標本のスペクトル画像を用い、各染料の染色濃度をランベルト・ベールの法則に従って、赤血球等の異物も考慮した上で定量的に評価している。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、癌細胞領域抽出装置、方法、及びプログラムに係り、特に、癌細胞領域の特定に好適な癌細胞領域抽出装置、方法、及びプログラムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
HSV色空間において生体標本の背景領域と背景以外の背景外領域とが区別できるように、生体標本を撮像した生検画像を二値化した第1の二値化画像を生成する第1の画像生成手段と、
RGB色空間において細胞質領域及び赤血球領域と細胞質領域及び赤血球領域以外の細胞質等外領域とが区別できるように前記生検画像を二値化した第2の二値化画像を生成する第2の画像生成手段と、
前記第1の二値化画像と前記第2の二値化画像とを用いて、前記背景外領域と前記細胞質等外領域とを含む領域を細胞核領域として、該細胞核領域が前記背景領域と前記細胞質領域及び赤血球領域とから区別できるようにした第3の二値化画像を生成する第3の画像生成手段と、
前記第3の二値化画像における細胞核領域において癌細胞に該当しない正常細胞核の領域を示す第1の正常細胞核領域画像を生成する第4の画像生成手段と、
YCbCr色空間において癌細胞に該当しない正常細胞核の領域と正常細胞核以外の領域とが区別できるように前記生検画像を二値化した第2の正常細胞核領域画像を生成する第5の画像生成手段と、
前記第1の正常細胞核領域画像と前記第2の正常細胞核領域画像のいずれにおいても正常細胞核の領域とされていない領域を、癌細胞核からなる領域とした癌細胞領域画像を生成する第6の画像生成手段と、
を備えた癌細胞領域抽出装置。

【請求項2】
 
前記第1の画像生成手段は、HSV色空間における彩度を用いて予め定められた背景領域用の閾値に基づいて前記生検画像を二値化し、
前記第2の画像生成手段は、前記生検画像のピクセル毎にRGB色空間における青色を赤色で除算した後、予め定められたスケーリング補正値に基づいてスケーリングしてグレースケール画像を生成し、生成したグレースケール画像を、RGB色空間において予め定められた細胞質領域及び赤血球領域用の閾値に基づいて前記生検画像を二値化し、
前記第5の画像生成手段は、予め定められたスケーリング補正値に基づいてスケーリングしてグレースケール画像を生成し、生成したグレースケール画像を、YCbCr色空間における色差Crを色差Cbで除算して前記生検画像を二値化する
請求項1記載の癌細胞領域抽出装置。

【請求項3】
 
前記第5の画像生成手段で用いる前記スケーリング補正値は、
前記第1の画像生成手段で生成された前記第2の二値化画像における前記背景領域以外の前記生検画像における領域を対象としてHSV色空間における彩度で濃度平均を算出した値xを用いた式「300-x/3」で算出する
請求項2記載の癌細胞領域抽出装置。

【請求項4】
 
前記第4の画像生成手段は、予め定められた細胞核サイズ閾値以下の大きさの細胞核を含む領域を前記正常細胞核の領域とする
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の癌細胞領域抽出装置。

【請求項5】
 
前記第4の画像生成手段は、サポートベクターマシンを用いて前記正常細胞核を特定する
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の癌細胞領域抽出装置。

【請求項6】
 
前記第4の画像生成手段は、前記サポートベクターマシンにおいて、高次局所自己相関特徴量を用いたパターン識別を行い、前記サポートベクターマシンは、前記第3の画像生成手段により生成された第3の二値化画像の細胞核領域から算出された高次局所自己相関特徴量を用いてパターン識別を行い前記正常細胞核を特定する
請求項5記載の癌細胞領域抽出装置。

【請求項7】
 
HSV色空間において生体標本の背景領域と背景以外の背景外領域とが区別できるように、生体標本を撮像した生検画像を二値化した第1の二値化画像を生成する第1の画像生成手順と、
RGB色空間において細胞質領域及び赤血球領域と細胞質領域及び赤血球領域以外の細胞質等外領域とが区別できるように前記生検画像を二値化した第2の二値化画像を生成する第2の画像生成手順と、
前記第1の二値化画像と前記第2の二値化画像とを用いて、前記背景外領域と前記細胞質等外領域とを含む領域を細胞核領域として、該細胞核領域が前記背景領域と前記細胞質領域及び赤血球領域とから区別できるようにした第3の二値化画像を生成する第3の画像生成手順と、
前記第3の二値化画像における細胞核領域において癌細胞に該当しない正常細胞核の領域を示す第1の正常細胞核領域画像を生成する第4の画像生成手順と、
YCbCr色空間において癌細胞に該当しない正常細胞核の領域と正常細胞核以外の領域とが区別できるように前記生検画像を二値化した第2の正常細胞核領域画像を生成する第5の画像生成手順と、
前記第1の正常細胞核領域画像と前記第2の正常細胞核領域画像のいずれにおいても正常細胞核の領域とされていない領域を、癌細胞核からなる領域とした癌細胞領域画像を生成する第6の画像生成手順と、
を含む癌細胞領域抽出方法。

【請求項8】
 
コンピュータを、請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の癌細胞領域抽出装置として機能させるためのプログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012110839thum.jpg
State of application right Registered
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