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角膜内皮細胞品質評価支援システム NEW コモンズ

国内特許コード P180015714
整理番号 DP1773
掲載日 2018年11月29日
出願番号 特願2016-120512
公開番号 特開2017-221555
出願日 平成28年6月17日(2016.6.17)
公開日 平成29年12月21日(2017.12.21)
発明者
  • 廣安 知之
  • 小泉 範子
  • 奥村 直毅
  • 日和 悟
  • 石田 直也
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 角膜内皮細胞品質評価支援システム NEW コモンズ
発明の概要 【課題】より実用性の高い角膜内皮細胞品質評価支援システムを提供する。
【解決手段】角膜内皮細胞画像を、FFTによって、合焦角膜内皮細胞画像と非合焦角膜内皮細胞画像に分別する処理対象分別部2と、合焦角膜内皮細胞画像を二値化フィルタ処理して、合焦角膜内皮細胞画像から細胞境界を抽出した細胞境界画像を生成する細胞境界画像生成部3を備える。細胞境界画像から対応する合焦角膜内皮細胞画像の特徴量を抽出する特徴量抽出部4と、SVM(Support Vector Machine)によって、特徴量に基づき、対応する合焦角膜内皮細胞画像を高画質画像と低画質画像に分別し、さらに、低画質画質に分別した合焦角膜内皮細胞画像を、細胞境界画像生成部で再処理すべきか否かを判定する画像品質評価部5と、高画質画像に分別された合焦角膜内皮細胞画像の品質評価の結果をディスプレイ表示する品質評価結果表示部6を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 角膜内皮再生医療においては、角膜内皮細胞が減少している患者に対して、体外で培養された角膜内皮細胞を移植する治療が行われるが、この場合、移植すべき培養角膜内皮細胞の品質の評価が重要であり、通常、これは医師や技師の目視により、細胞密度、細胞面積のばらつき、および細胞の形状等の品質評価指標を測定することによってなされる。

しかし、品質評価指標を正確に測定するには豊富な知識および経験を要し、さらに、品質評価指標の測定は、長期にわたる細胞培養の間に手作業によって継続的になされるので、医師や技師の負担がきわめて大きかった。

そこで、近年、画像処理プログラムを利用して培養角膜内皮細胞の品質評価指標の測定を支援する研究がなされており、培養角膜内皮細胞の品質評価支援システムが既にいくつか開発されている。

この種のシステムとして、例えば、非特許文献1に記載されたものがある。
非特許文献1に記載のシステムにおいては、二値化フィルタと、教師なし学習法を用いたパターン認識アルゴリズムの1つであるGNG(Growing Neural Gas)が用いられる。そして、まず、培養角膜内皮細胞画像が二値化されて細胞境界と細胞領域に分割され、その後、細胞境界がGNGによってベクトル量子化されてユニットが生成され、次いで、ユニットが接続されて細胞境界画像が生成される。

しかしながら、このシステムにおいては、培養角膜内皮細胞画像中の細胞密度によってシステムのパラメータを変更する必要があり、しかも、処理に膨大な時間を要し、実用性に乏しいという問題があった。
産業上の利用分野 本発明は、角膜内皮細胞の品質の評価を支援するシステムに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】
角膜内皮細胞画像の入力を受ける入力部と、
前記入力部に入力された角膜内皮細胞画像を、FFTによって、合焦角膜内皮細胞画像と非合焦角膜内皮細胞画像に分別する処理対象分別部と、
前記合焦角膜内皮細胞画像を二値化フィルタ処理することによって、前記合焦角膜内皮細胞画像から細胞境界を抽出した細胞境界画像を生成する細胞境界画像生成部と、を備え、
前記細胞境界画像生成部は、互いに異なる複数の前記二値化フィルタ処理のうちの1つを選択的に行えるようになっており、さらに、
前記細胞境界画像から対応する前記合焦角膜内皮細胞画像の品質評価のための特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
SVMアルゴリズムによって、前記特徴量に基づき、前記対応する合焦角膜内皮細胞画像を高画質画像と低画質画像に分別し、さらに、前記低画質画質に分別した前記合焦角膜内皮細胞画像を、前記細胞境界画像生成部で前と異なる前記二値化フィルタ処理を用いて再処理すべきか否かを判定する画像品質評価部と、
前記画像品質評価部によって前記高画質画像に分別された前記合焦角膜内皮細胞画像の面積情報および形状情報を示すカラーマップをディスプレイ表示する品質評価結果表示部と、を備えたものであることを特徴とする角膜内皮細胞品質評価支援システム。

【請求項2】
前記二値化フィルタ処理は、平均化フィルタによる平均化処理およびガウシアンフィルタによる平滑化処理を含み、前記複数の二値化フィルタ処理は、前記平均化フィルタおよび前記ガウシアンフィルタのうちの少なくとも1つのサイズのみが互いに異なっていることを特徴とする請求項1に記載の角膜内皮細胞品質評価支援システム。

【請求項3】
前記特徴量は、細胞密度および細胞面積の変動係数および六角形細胞出現率の組み合わせ、または、前記細胞密度および前記細胞面積の変動率および正常細胞出現率の組み合わせ、または、前記細胞密度および前記細胞面積の変動率および前記六角形細胞出現率および正常細胞出現率の組み合わせからなっていることを特徴とする請求項2に記載の角膜内皮細胞品質評価支援システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 4C316AA04
  • 4C316AA24
  • 4C316AB16
  • 4C316FA18
  • 4C316FB12
  • 4C316FB21
  • 4C316FB29
  • 4C316FZ01
画像

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JP2016120512thum.jpg
出願権利状態 公開
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