荧光图像获取装置、荧光图像获取方法和程序的制作方法

专利名称：荧光图像获取装置、荧光图像获取方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光图像获取装置、荧光图像获取方法和荧光图像获取程序，其 适于应用于例如观察组织切片的领域的应用。
背景技术：
在现有技术中，将病理学领域中可用的生物样本(例如，组织切片等)固定至载玻 片并对其进行预定染色。通常，如果延长保持生物样本的时间，那么生物样本本身会劣化， 对生物样本执行的染色会褪色，并且生物样本在显微镜中的可见度降低。另外，可能在其它 地方而不是在产生生物样本的机构(例如医院等)诊断生物样本，并且通常用邮递来运输 生物样本，这会花费一定的时间。考虑到这种问题，已经提出了一种将生物样本保存为图像数据的装置(例如，参 考日本未审查专利申请公开No. 2003-222801)。

发明内容
另外，在病理诊断中，首先通过使用已进行HE(苏木紫-伊红， Hematoxylin-Eosin)染色的组织切片，在形态学方面判断是否存在恶性肿瘤。而且，当发现 恶性肿瘤或发现疑似存在恶性肿瘤的部分时，然后通过使用已进行荧光染色的生物样本， 判断恶性肿瘤的存在/不存在、类型和发展程度等。这种病理诊断可以使用通过以一定的放大倍率放大生物样本而得到的高清晰度 的放大图像。用于拍摄高清晰度的放大图像的装置对放置例如生物样本的整个载玻片成 像，并且基于图像来指定其中存在生物样本的区域。连续拍摄以特定放大倍率放大指定区 域的多个图像，并且通过组合多个连续图像来拍摄高清晰度的放大图像。然而，由于荧光染色生物样本在未激励状下态是无色透明的，所以在未激励状态 下难以在载玻片上指定荧光染色的生物样本。由于这个原因，如果在不知道生物样本的位 置的情况下拍摄高清晰度的放大图像，对放置生物样本的整个区域成像，数据量因此变得 庞大。同时，还考虑通过激励荧光染色生物样本来对整个载玻片成像。然而，标记在生物 样本中的靶标(target)上的荧光材料特别容易褪色。因此，存在如下的问题，S卩，当对整个载玻片成像时，观察到标记在生物样本中的 靶标上的荧光材料的褪色，因此，在对整个载玻片成像之后拍摄的高清晰度的放大图像中 的荧光材料的褪色使图像质量劣化。
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期望提供一种荧光图像获取装置、荧光图像获取方法和荧光图像获取程序，可以 在图像质量不劣化的情况下拍摄整个荧光染色生物样本的图像。根据本发明的一个实施方式，提供了一种荧光图像获取装置，包括光源，照射光， 以便标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，而标记在靶标对照物上的荧 光材料处于激励状态；以及成像单元，拍摄包括整个生物样本的图像。另外，根据本发明的一个实施方式，提供了一种荧光图像获取方法，包括以下步 骤从光源照射光，以便标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，而标记 在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，并且通过成像单元拍摄包括整个生物样本的图 像。此外，根据本发明的一个实施方式，提供了一种荧光图像获取程序，使得计算机能 够执行以下步骤从光源照射光，以便标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励 状态，而标记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，并且通过成像单元拍摄包括整个 生物样本的图像。因此，由于标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，并且只有标 记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，所以可以防止标记在生物样本中的靶标上的 荧光材料的褪色，并且可以获取放置生物样本的整个区域的图像。根据如上所述的本发明，由于标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励 状态，并且只有标记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，所以可以防止标记在生物 样本中的靶标上的荧光材料的褪色，并且可以获取放置生物样本的整个区域的图像，因此， 实现了能够在图像质量不劣化的情况下拍摄荧光染色生物样本的图像的荧光图像获取装 置、荧光图像获取方法以及荧光图像获取程序。


图1是示意性地示出了生物样本图像获取装置的构造的示图。图2是示意性地示出了缩略图拍摄单元((thumbnail imagetaking unit))的构 造的示图。图3是示出了明视场缩略图的示图。图4是示出了暗视场缩略图的示图。图5是示出了数据处理单元的构造的框图。图6是示出了在获取生物样本图像的情况下，CPU的功能构造的框图。图7是示出了包括在生物样本中的成像区域的轮廓线图。图8是示出了获得生物样本中的每个区域的图像的轮廓线图。图9是示意性地示出了明视场缩略图拍摄单元的构造的示图。图10是示意性地示出了暗视场缩略图拍摄单元的构造的示图。图11是示意性地示出了通过组合明视场缩略图拍摄单元和暗视场缩略图拍摄单 元而形成的缩略图拍摄单元的构造的示图。图12是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(1)的构造的示图。图13是示出了通过根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(1)拍摄的明视场缩略 图的示图。
图14是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(2)的构造的示图。图15是示出了通过根据另一实施方式的缩略图拍摄单元⑵拍摄的明视场缩略 图的示图。图16是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(3)的构造的示图。图17A和图17B是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(3)的暗 视场照明系统的构造的示图。图18是示意性地示出了根据另一实施方式的暗视场照明系统的构造的示图。图19是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(1)的轮廓线图。图20是示意性地示出了根据第二实施方式的缩略图拍摄单元的构造的示图。图21是示出了白光缩略图的轮廓线图。图22是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(2)的轮廓线图。图23A 图23C是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(3)的轮廓线图。图24A 图24C是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(4)的轮廓线图。图25是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(5)的轮廓线图。图26是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(4)的暗视场照明 系统的构造的示图。图27是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(5)的暗视场照明 系统的构造的示图。图28是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(6)的暗视场照明 系统的构造的示图。图29是示意性地示出了根据另一实施方式的缩略图拍摄单元(7)的暗视场照明 系统的构造的示图。图30是示出了用于光源和快门的控制的时序图的示图。图31是示出了根据第二实施方式的暗视场缩略图(6)的轮廓线图。图32是示出了包括噪声的暗视场缩略图的示图。图33是示出了滤色片中的Bayer排列(Bayer arrangement)的轮廓线图。图34是示出了去除了噪声的暗视场缩略图的示图。
具体实施例方式在下文中，将描述用于实践本发明的实施方式。将按以下顺序进行描述。1.第一实施方式1-1.生物样本图像获取装置的构造1-2.缩略图拍摄单元的构造1-3.数据处理单元的构造1-4.生物样本图像获取处理的具体内容1-5.操作和效果1-6.其它实施方式2.第二实施方式2-1.缩略图拍摄单元的构造
2-2.生物样本图像获取处理的具体内容2-3.操作和效果2-4.其它实施方式3.第三实施方式3-1. CPU的功能构造3-2.生物样本图像获取处理的具体内容3-3.操作和效果3-4.其它实施方式1.第一实施方式1-1.生物样本图像获取装置的构造图1示出了根据一个实施方式的生物样本图像获取装置1。生物样本图像获取装 置1包括显微镜2和数据处理单元3。显微镜2具有缩略图拍摄单元10和放大图像拍摄单元20，其中，缩略图拍摄单元 10拍摄放置活体对象(下文中称为“生物样本”)SPL的整个载玻片SG的图像，放大图像拍 摄单元20拍摄生物样本SPL的放大图像。显微镜2具有覆盖其整体的外壳(未示出)，使 得外部光无法入射其中。另外，显微镜2具有能够在平行方向和垂直方向(xyz轴向方向)上移动(支撑载 玻片SG的)载玻片支架32的平台31 (下文中称为“可移动平台”)。显微镜2切换明视场模式或暗视场模式，通过缩略图拍摄单元10拍摄整个载玻片 SG的图像，并通过放大图像拍摄单元20拍摄生物样本SPL的放大图像。生物样本SPL指的是，使用预定的固定方法将组织(例如，诸如血液等的结缔组 织、上皮组织或这两种组织等)的组织切片或浸润细胞(smear cell)固定至载玻片SG， 并且如果有必要，对组织切片或涂抹细胞进行染色。该染色不仅包括以HE染色、吉姆萨 (Giemsa)染色、巴氏(Papanicolaou)染色等为代表的普通染色，还包括诸如FISH(荧光原 位杂交)或酶标抗体法(enzyme labeledantibody method)等的荧光染色。在显微镜2中，当将载玻片SG与载玻片支架32连接或从载玻片支架32分离时， 用可移动平台31将载玻片支架32移动至位于连接/分离孔(未示出)附近的载玻片装载 位置SLP。此后，将载玻片SG安装在载玻片支架32中或从载玻片支架32拆除。载玻片支架32基本上形成为字母U的形状，因为其在纵向方向上比载玻片SG的 长边短，并且具有在横向方向上与载玻片SG的短边几乎相同的开口。因此，当将载玻片SG安装在载玻片支架32中时，载玻片支架32在长度方向上支 撑载玻片SG的两端，因此，载玻片SG的两端插在载玻片支架32和载玻片压片夹33之间并 被支撑。在根据可移动平台31的运动将载玻片SG移动至缩略图拍摄位置SGP之后，如后 面详细描述的，缩略图拍摄单元10拍摄整个载玻片SG的图像。另外，在图1中，为了便于 描述，仅示出了缩略图拍摄单元10的一部分。在通过可移动平台31将载玻片SG移动至设置在明视场滤光片23和物镜24之间 的放大图像拍摄位置EGP之后，放大图像拍摄单元20拍摄生物样本SPL的放大图像。具体地，在明视场模式下，放大图像拍摄单元20用反射镜22反射从白光源发出的光，然后经由明视场滤光片23从载玻片支架32的一侧向生物样本SPL照射光。通过使用设置在载玻片支架32的另一侧的物镜24和成像透镜25，放大图像拍摄 单元20以预定的放大倍率放大通过光获得的生物样本SPL部分的图像。放大图像拍摄单 元20在成像元件26的成像区域上形成由物镜24和成像透镜25放大的图像。与之相关的，以如下方式构造明视场模式下的放大图像拍摄单元20，S卩，从物镜 24和成像透镜25之间的光路中去除分色镜29和发射滤光片(emission filter)30。数据处理单元3在明视场模式下驱动白光源21，通过使用成像元件26，获取处于 明视场状态的生物样本SPL的图像作为明视场放大图像，并将其保存为预定格式的数据 (下文中称为“明视场放大图像数据”)。同时，例如，放大图像拍摄单元20从由水银灯构成的激励光源(excitation light source) 27发出光线，并且仅将光线中用于荧光染色的具有激励波长的光线传输穿过激励 滤光片(excitation filter) 28。透过激励滤光片28的光线(下文中也称为“激励光”)由设置在物镜24和成像透 镜25之间的分色镜29反射，然后到达物镜24。放大图像拍摄单元20通过使用物镜24来 收集放置在载玻片SG上的生物样本SPL上的激励光。当已经对生物样本SPL执行过荧光染色时，激励光引起荧光材料发射光，并且通 过该发射得到的光(下文中称为“着色光”)经由物镜24透过分色镜29。着色光经由设置 在分色镜29和成像透镜25之间的发射滤光片30到达成像透镜25。放大图像拍摄单元20通过使用物镜24和成像透镜25放大由着色光形成的图像， 并且通过使用发射滤光片30吸收除着色光以外的光(下文中也称为“外部光”)。放大图 像拍摄单元20在成像元件26的成像区域上形成由去除了外部光的着色光形成的图像。在暗视场模式下，数据处理单元3驱动激励光源27，通过使用成像元件26，得到处 于暗视场状态的生物样本SPL的图像作为暗视场放大图像，并将其保存为预定格式的数据 (下文中也称为“暗视场放大图像数据”)。这样，生物样本图像获取装置1可以将放置在载玻片SG上的生物样本SPL保存为 明视场放大图像数据和暗视场放大图像数据。 因此，与当保存载玻片SG本身时相比，生物样本图像获取装置1可以长期保存普 通染色的或荧光染色的生物样本SPL，在例如固定或染色等的状态下也不会劣化。1-2.缩略图拍摄单元的构造如图2所示，缩略图拍摄单元10包括明视场照明系统11、暗视场照明系统12、标 签照明系统(label illumination system) 13、以及缩略图照相机14。在通过可移动平台31将载玻片SG移动至设置在明视场照明系统11和缩略图照 相机14之间的缩略图拍摄位置SGP之后，缩略图拍摄单元10对整个载玻片SG成像。在明视 场模式下，缩略图拍摄单元10从明视场照明系统11照射光。明视场照明 系统11被设置为与缩略图照相机14相对(载玻片SG介于其间)，并且向生物样本SPL照 射照明光。更具体地，明视场照明系统11在照明箱42内具有白色LED 43，照明箱大致上是立 方体的，其上表面是散射板41而中间是空的。如果从白色LED 43发出的光经由照明箱42 的内部空间反射，到达散射板41，那么其由散射板41散射以作为基本均勻的光发射至载玻片SG侧，并照射至载玻片SG的整个表面。标签照明系统13设置在载玻片SG的一端，并向写有附带信息或写有表示附带信 息的条形码的标签LB照射光。附带信息包括载玻片SG的样本号、生物样本SPL采自人的 名字、该人的性别、该人的年龄、采集日期、染色方法等。将缩略图照相机14设定为具有可以对整个载玻片SG成像的预定视角0。当对生 物样本SPL进行普通染色时，缩略图照相机14在其成像区域上形成包括生物样本SPL和标 签LB的整个载玻片SG的图像。在明视场模式下，数据处理单元3驱动明视场照明系统11。通过使用缩略图照相 机14，数据处理单元3获取处于明视场状态的整个载玻片SG的图像作为明视场缩略图，并 将其保存为预定格式的数据(下文中称为“明视场缩略图数据”)。这里，图3示出了在已经对生物样本SPL进行了 HE染色(这是一种普通染色)的 情况下的明视场缩略图中的生物样本SPL部分的一个实例。这样，缩略图拍摄单元10可以拍摄可以清楚识别HE染色的生物样本SPL的外形 的明视场缩略图。此外，由于荧光染色生物样本SPL在未激励状态下是几乎透明的，所以，当在明视 场模式下对其成像时，无法拍摄其图像。这里，将举出荧光染色生物样本SPL的一个实例。在判断乳腺组织中是否存在蛋 白质HER2 (人类表皮生长因子受体2型)时，例如，通过由Abbott公司制造的HER-2DNA探 针套件的PathVysion作为试剂对生物样本SPL进行染色。试剂包含分别对(对蛋白质HER2进行编码的)基因HER2/神经鞘执行杂化、以及 对17号染色体的着丝点区域的a随体DNA序列执行杂化的探针。当向生物样本SPL照射用于激励探针的激励光时，激励探针以使其发出荧光。此 时，对基因HER2/神经鞘和a随体DNA序列分别执行杂化的探针发出具有不同波长的荧光。此外，在分子诊断中，基于细胞核内的基因HER2/神经鞘和a随体DNA序列的数 量比率来判断基因HER2/神经鞘是否增加。因此，用DAPI(4'，6-diamidino-2-pheylindole，4，，6-二脒基-2-苯基吲哚)对 生物样本SPL进行染色(DAPI是用于与PathVysion —起对细胞核进行染色的试剂)，以判 断细胞核内的基因HER2/神经鞘和a随体DNA序列的数量。用具有365nm波长(该波长与对基因HER2/神经鞘和a随体DNA序列执行杂化 的探针的波长不同)的光来激励试剂DAPI。因此，在暗视场模式下，缩略图拍摄单元10从设置在缩略图照相机14同侧的暗视 场照明系统12的激励光源51向载玻片SG发出波长大约为365nm的光。用聚光器52将从激励光源51发出的光转化成平行光，并经由激励滤光片53将平 行光作为激励光照射至放置生物样本SPL的区域。与之相关，例如，放置生物样本SPL的区 域是具有盖玻片CG的区域，盖玻片CG与载玻片SG —起夹紧载玻片SG上的生物样本SPL。激励光源51以如下倾角向放置生物样本SPL的区域照射波长大约为365nm的光， 即，相对于缩略图照相机14的光轴大于缩略图照相机14的视角e的大约一半。另外，激励光源51将激励光照射至如下范围，S卩，超过散射板41中的缩略图照相
9机14的成像范围。当对生物样本SPL进行荧光染色时，缩略图照相机14在缩略图照相机14的成像 区域上形成整个载玻片SG的图像，在载玻片SG上从激励光源51发出的光激励生物样本 SPL部分中的DAPI，以发出荧光。在暗视场模式下，数据处理单元3驱动暗视场照明系统12。另外，数据处理单元3 通过使用缩略图照相机14，获得处于暗视场状态的整个载玻片SG的图像作为暗视场缩略 图，并将其保存为预定格式的数据(下文中也称为“暗视场缩略图数据”)。这里，图4示出了在用HER-2DNA探针套件的PathVysion和DAPI作为荧光染料对 生物样本SPL进行染色的情况下，放置了暗视场缩略图中的生物样本SPL的区域部分的一 个实例。这样，缩略图拍摄单元10可以拍摄可清楚识别DAPI染色的生物样本SPL的外形 的暗视场缩略图。1-3.数据处理单元的构造接下来，将描述数据处理单元3的构造。通过将各种类型的硬件连接至执行控制 的CPU(中央处理器)61来构造数据处理单元3，如图5所示。具体地，经由总线68连接R0M(只读存储器)62、RAM(随机存取存储器)63 (其是 CPU 61的工作存储器)、操作输入单元64(其响应于用户的操作来输入指令)、接口单元 65、显示单元66和存储单元67。ROM 62保存执行各种处理的程序。接口单元65与显微镜2连接(图1)。显示单元66使用液晶显示器、EL(电致发光)显示器、等离子体显示器等。存储 单元67使用以HD(硬盘)、半导体存储器、光盘等为代表的磁盘。可以使用便携存储器，例 如，USB(通用串行总线)存储器、CF(小型闪速)存储器等。CPU 61在RAM 63中展开保存在ROM 62中的多个程序的对应于来自操作输入单元 64的命令的程序，并根据展开的程序适当地控制显示单元66和保存单元67。CPU 61根据展开的程序经由接口单元65适当地控制显微镜2的每个部分。1-4.生物样本图像获取处理的具体内容当从操作输入单元64接收获取生物样本SPL的图像的命令时，CPU 61在RAM 63 中展开对应于获取命令的程序。如图6所示，根据对应于获取生物样本SPL的图像的命令的程序，CPU 61用作平 台运动控制单元71、光源控制单元72、缩略图获取单元73、区域指定单元74、放大图像获取 单元75以及数据记录单元76。平台运动控制单元71移动可移动平台31，以将载玻片SG设置在缩略图拍摄位置 SGP。例如，当根据操作输入单元64的操作选择明视场模式时，光源控制单元72驱动缩 略图拍摄单元10的明视场照明系统11和标签照明系统13，以执行明视场照射。缩略图获取单元73通过使用缩略图照相机14拍摄明视场缩略图，并将其获取为 明视场缩略图数据。区域指定单元74执行轮廓提取处理，从缩略图获取单元73获取的明视场缩略图 数据提取生物样本SPL的轮廓。该轮廓提取处理包括，例如，用于区分生物样本SPL和其它区域的二值化处理(binary processing)，以及用于提取执行了二值化处理的生物样本SPL 的外形的外形提取处理。如图7所示，区域指定单元74用矩形形状指定样本区域PR，其包括通过轮廓提取 处理获取的生物样本SPL并具有最小面积。接着，平台运动控制单元71移动可移动平台31，以便将载玻片SG设置在放大图像 拍摄位置EGP。光源控制单元72驱动放大图像拍摄单元20的白光源21。如图8所示，放大图像获取单元75根据放大图像拍摄单元20的物镜24和成像透 镜25的放大倍率，将由区域指定单元74指定的样本区域冊分成多个成像区域AR。而且， 在图8中，成像区域AR彼此不重叠，但是，相邻区域的一部分可以彼此重叠。放大图像获取单元75顺序移动可移动平台31，以便由成像元件26成像的部分成 为成像区域AR，使得成像元件26能够对这些部分成像，从而，通过将获取的各部分的图像 彼此连接起来，产生明视场放大图像。数据记录单元76产生对应于放大图像获取单元75产生的明视场放大图像的明视 场放大图像数据，并将其记录在存储单元67中。数据记录单元76将被照亮的标签LB的附带信息读出到由缩略图获取单元73获 取的明视场缩略图数据，使得该读出信息和明视场放大图像数据相关联，并将其记录在存 储单元67中。同时，例如，当根据操作输入单元64的操作选择暗视场模式时，平台运动控制单 元71移动可移动平台31，以便将载玻片SG设置在缩略图拍摄位置SGP。光源控制单元72 驱动缩略图拍摄单元10的暗视场照明系统12，以执行暗视场照射。缩略图获取单元73通过使用缩略图照相机14拍摄暗视场缩略图，并将其获取为 暗视场缩略图数据。区域指定单元74对缩略图获取单元73获取的暗视场缩略图数据执行轮廓提取处 理，并用矩形形状指定样本区域PR，其包括通过处理获取的生物样本SPL并具有最小面积。接着，平台运动控制单元71移动可移动平台31，以便将载玻片SG设置在放大图像 拍摄位置EGP。光源控制单元72驱动放大图像拍摄单元20的激励光源27。放大图像获取单元75将区域指定单元74指定的样本区域冊分成多个成像区域 AR。放大图像获取单元75顺序移动可移动平台31，以便由成像元件26成像的部分成为成 像区域AR，使得成像元件26能够对这些部分成像，从而，通过将获取的各部分的图像彼此 连接起来，产生暗视场放大图像。数据记录单元76产生对应于放大图像获取单元75产生的暗视场放大图像的暗视 场放大图像数据，并将其记录在存储单元67中。数据记录单元76使缩略图获取单元73获取的暗视场缩略图数据与暗视场放大图 像数据相关联，并将其记录在存储单元67中。当将对应于暗视场放大图像数据的明视场放 大图像数据保存在存储单元67中时，数据记录单元76使暗视场放大图像数据与明视场放 大图像数据相关联。1-5.操作和效果具有上述构造的生物样本图像获取装置1从激励光源51发出激励光，以便在暗视 场模式下，标记在生物样本SPL中的靶标上的荧光材料(探针)处于未激励状态，而标记在
11探针对照物上的荧光材料(DAPI)处于激励状态。另外，在从激励光源51发出激励光的状态下，生物样本图像获取装置1通过使用 缩略图照相机14，拍摄包括生物样本SPL的整个载玻片SG的图像作为暗视场缩略图。从而，生物样本图像获取装置1得到生物样本SPL部分中的荧光材料发出荧光的 暗视场缩略图(图4)。因此，生物样本图像获取装置1可以得到在未激励状态下可以清楚 地识别透明的荧光染色生物样本SPL的外形的暗视场缩略图。此时，生物样本图像获取装置1仅激励标记在靶标对照物(control with the target)上的荧光材料(DAPI)，而不激励标记在靶标上的荧光材料(探针)，因此，可以防止 荧光材料的褪色。与标记在靶标上的荧光材料(探针)相比，标记在靶标对照物上的荧光材料 (DAPI)褪色更强。因此，在获取暗视场缩略图时，即使当生物样本图像获取装置1激励标记 在靶标对照物上的荧光材料(DAPI)时，也几乎不出现荧光材料的褪色。由于此原因，生物样本图像获取装置1可以在标记在靶标上的荧光材料(探针) 不褪色而标记在靶标对照物上的荧光材料(DAPI)稍微褪色的情况下获取暗视场缩略图。因此，生物样本图像获取装置1可以在图像质量不劣化的情况下获取包括整个荧 光染色生物样本SPL的暗视场缩略图。此外，生物样本图像获取装置1对暗视场缩略图数据执行轮廓提取处理，用矩形 形状指定样本区域PR(该区域包括通过处理获取的生物样本SPL)并具有最小面积。生物样本图像获取装置1拍摄关于暗视场缩略图数据的指定的样本区域ra的暗 视场放大图像。因此，生物样本图像获取装置1可以得到整体包括生物样本SPL且不包括 生物样本SPL的区域最小的暗视场放大图像，因此，可以大幅度减小数据量。生物样本图像获取装置1可以使用明视场缩略图拍摄单元80和暗视场缩略图拍 摄单元90，来取代缩略图拍摄单元10，如图9和图10所示，其中与图2中的相对应的部件 具有相同的参考标号。明视场缩略图拍摄单元80和暗视场缩略图拍摄单元90分别设置有彼此不同的缩 略图照相机81和91，并且被设置在显微镜2中彼此不同的预定位置。当通过可移动平台 31将载玻片SG移动至每个预定成像位置时，明视场缩略图拍摄单元80和暗视场缩略图拍 摄单元90分别拍摄明视场缩略图和暗视场缩略图。然而，在采用明视场缩略图拍摄单元80和暗视场缩略图拍摄单元90的构造中，由 于它们设置在彼此不同的预定位置，所以显微镜2变得很大。另外，由于分别设置缩略图照 相机81和91，所以除了部件数量增加以外，其结构也复杂了。因此，如图11所示，考虑通过简单组合明视场缩略图拍摄单元80与暗视场缩略图 拍摄单元90来构造的缩略图拍摄单元100。设置该缩略图拍摄单元100，以便从激励光源 51发出的激励光到达散射板41中的缩略图照相机14的成像范围。在缩略图拍摄单元100中，在暗视场模式下，从激励光源51发出的激励光照射至 散射板41，并且向缩略图照相机14照射由散射板41散射的激励光。当缩略图照相机14在暗视场模式下拍摄暗视场缩略图时，由于暗视场缩略图包 含由散射板41散射的激励光，所以其导致暗视场缩略图的图像质量劣化。另外，例如，当散射板41由，例如，有机材料(例如，乳白丙烯醛(milky acryl)材料等)制成时，可以由激励光激励散射板41，以发出荧光。同样在这种情况下，暗视场缩略 图的图像质量劣化。相反，在根据本发明的一个实施方式的缩略图拍摄单元10中，激励光源51以相对 于缩略图照相机14的光轴大于缩略图照相机14的视角e的大约一半的倾角向生物样本 SPL照射激励光。另外，激励光源51将激励光照射超过散射板41中的缩略图照相机14的 成像范围。因此，在暗视场模式下的生物样本图像获取装置1中，即使当从激励光源51发出 的激励光被散射板41散射时，激励光也不会到达缩略图照相机14的成像范围，因此，暗视 场缩略图的图像质量不会劣化。根据上述构造，从激励光源51发出激励光，以便标记在生物样本SPL中的靶标上 的荧光材料处于未激励状态，而标记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，从而，通过 缩略图照相机14拍摄放置了生物样本SPL的整个载玻片SG的图像作为暗视场缩略图。因此，生物样本图像获取装置1在图像质量不劣化的情况下拍摄包括整个荧光染 色生物样本SPL的暗视场缩略图(图4)。1-6.其它实施方式虽然在上述实施方式中已经描述了在缩略图拍摄单元10中设置明视场照明系统 11和暗视场照明系统12的情况，但是本发明不限于此，而是可以仅设置暗视场照明系统 12。虽然在上述实施方式中已经描述了用缩略图拍摄单元10作为拍摄生物样本图像 获取装置1中的缩略图的部分(part)的情况，但是缩略图拍摄单元不限于此。例如，如图12(其中，与图2中相对应的部分具有相同的参考标号)所示，可以使 用缩略图拍摄单元110代替缩略图拍摄单元10。在与缩略图拍摄单元10相似的缩略图拍摄单元110中，在缩略图照相机14的相 对侧设置明视场照明系统11，载玻片SG介于其间。另外，在缩略图拍摄单元110中，在载玻 片SG的与缩略图照相机14相同的表面侧设置标签照明系统13。同时，在缩略图拍摄单元110中，相对于载玻片SG在缩略图照相机14的相对侧设 置暗视场照明系统111。也就是说，在载玻片SG的相同表面面侧设置暗视场照明系统111 和明视场照明系统11。在暗视场模式下，激励光源112以相对于缩略图照相机14的光轴大于缩略图照相 机14的视角e的大约一半的倾角向放置生物样本SPL的区域照射波长大约为365nm的光。 此外，在发出的光不直接照射至缩略图照相机14的成像区域的位置处设置激励光源112。用聚光器113将从激励光源112发出的光转化成平行光，并经由激励滤光片114 将平行光作为激励光照射至生物样本SPL。缩略图照相机14对包括生物样本SPL的整个载玻片SG成像。此时，从激励光源 112发出的激励光未照射至散射板41或缩略图照相机14的成像区域。因此，缩略图拍摄单 元110可以在图像质量不劣化的情况下拍摄暗视场缩略图。这里，图13示出了在用HER-2DNA探针套件的PathVysion和DAPI作为荧光染料 对生物样本SPL进行染色的情况下，放置了暗视场缩略图中的生物样本SPL的区域部分的 一个实例。
这样，与缩略图拍摄单元10相似，缩略图拍摄单元110可以拍摄可清楚识别DAPI 染色的生物样本SPL的外形的暗视场缩略图。作为另一实例，如图14(其中，与图2中相对应的部分具有相同的参考标号)所 示，可以用缩略图拍摄单元120代替缩略图拍摄单元10。与之相关，为了方便，省略了明视 场照明系统11。与缩略图拍摄单元10相似，在缩略图拍摄单元120中，在缩略图照相机14的相对 侧设置明视场照明系统11，载玻片SG介于其间。此外，在缩略图拍摄单元120中，在载玻片 SG的与缩略图照相机14相同的表面侧设置标签照明系统13。同时，在缩略图拍摄单元120中，在载玻片SG的侧面侧设置暗视场照明系统121。激励光源122向载玻片SG的侧面发出波长大约为365nm的光。聚光器123将从 激励光源122发出的光转化成平行光，平行光经由激励滤光片124由聚光器125汇聚，从载 玻片SG的侧面入射到载玻片SG内部。入射到载玻片SG内部的光从载玻片SG的顶部和底部反复反射，以被导向中心部， 然后作为激励光照射至生物样本SPL。缩略图照相机14对包括生物样本SPL的整个载玻片SG成像。此时，从激励光源 122发出的激励光未照射至散射板41或缩略图照相机14的成像区域。因此，缩略图拍摄单 元120可以在图像质量不劣化的情况下拍摄暗视场缩略图。这里，图15示出了在用HER-2DNA探针套件的PathVysion和DAPI作为荧光染料 对生物样本SPL进行染色的情况下，放置了暗视场缩略图中的生物样本SPL的区域部分的 一个实例。这样，与缩略图拍摄单元10和110相似，缩略图拍摄单元120可以拍摄可清楚识 别DAPI染色的生物样本SPL的外形的暗视场缩略图。与之相关，当使用缩略图拍摄单元120时，通过使暗视场照明系统121侧的载玻片 支架32和载玻片压片夹33的一部分开口，将从激励光源122发出的光导向至载玻片SG。作为另一实例，如图16(图中，与图2中相对应的部分具有相同的参考标号)所 示，可以用缩略图拍摄单元130代替缩略图拍摄单元10和载玻片支架32。与缩略图拍摄单元10相似，在缩略图拍摄单元130中，在缩略图照相机14的相对 侧设置明视场照明系统11，载玻片SG介于其间。此外，在缩略图拍摄单元130中，在载玻片 SG的与缩略图照相机14相同的面侧设置标签照明系统13。同时，如图17A和图17B详细示出的，在缩略图拍摄单元130中，在载玻片SG—端 的载玻片支架131中形成侧面由高反射性金属制成的间隙131A。在载玻片支架131中，以 矩形形状在间隙131A的上部开口。另外，在缩略图拍摄单元130中，由LED(其一侧约为6mm)构成的激励光源132设 置在载玻片支架131的间隙131A中。在载玻片支架131中，当设置载玻片SG时，载玻片SG与待固定的载玻片接触面 131B和131C接触。此时，在载玻片支架131和载玻片SG之间形成具有2mm宽度的立方体 形状的间隙131D。当将载玻片SG固定至载玻片支架131时，设置载玻片压片夹133以覆盖载玻片支 架131和载玻片SG的一端。例如，载玻片压片夹133由黑色铝阳极氧化膜形成，并防止光的反射。在暗视场模式下，激励光源132向载玻片SG的侧面发出波长大约为365nm的光。 从激励光源132发出的光从载玻片SG的侧面直接入射到载玻片SG内部，或在从间隙131A 和131D的侧面反射之后入射到载玻片SG内部。入射到载玻片SG内部的光从载玻片SG的顶部和底部反复反射，以被导向中心部， 然后作为激励光照射至生物样本SPL。缩略图照相机14对包括生物样本SPL的整个载玻片SG成像。此时，从激励光源 132发出的激励光未照射至散射板41或缩略图照相机14的成像区域。因此，缩略图拍摄单 元130可以在图像质量不劣化的情况下拍摄暗视场缩略图。这样，与缩略图拍摄单元10，110和120相似，缩略图拍摄单元130可以拍摄可清 楚识别DAPI染色的生物样本SPL的外形的暗视场缩略图。另外，与相对于载玻片支架32独立形成暗视场照明系统121的缩略图拍摄单元 10、110和120相比，通过在载玻片支架131中形成激励光源132，缩略图拍摄单元130可以 使整个装置小型化。在缩略图拍摄单元130中，如图18 (其中，与图17中相对应的部分具有相同的参 考标号)所示，可以在激励光源132的发光侧设置发射滤光片135，其限制从间隙131A中的 激励光源132发出的光的波长范围。虽然在上述实施方式中已经描述了在缩略图照相机14和载玻片SG之间不存在任 何东西的情况，但是本发明不限于此，而是可以在其间设置用于削减波长为365nm的光的 发射滤光片。另外，在上述实施方式中，已经描述了使用由Abbott公司制造的HER-2DNA探针套 件的PathVysion (其对细胞核内的基因HER2/神经鞘和a随体DNA序列执行杂化)作为 标记在靶标上的荧光材料的情况。本发明不限于此，在生物样本SPL中标记特定基因、细胞 等的荧光材料也是可以的。在上述实施方式中，已经描述了用DAPI作为标记在靶标对照物上的荧光材料的 情况。本发明不限于此，使得生物样本SPL的外形能够被发现的荧光材料也是可以的。另外，在上述实施方式中，已经描述了 CPU 61根据存储在R0M62中的程序来执行 上述生物样本图像获取处理的情况。本发明不限于此，而是可以根据从存储介质安装的或 从因特网下载的程序来执行上述生物样本图像获取处理。而且，可以根据通过其它各种途 径安装的程序来执行上述生物样本图像获取处理。在上述实施方式中，已经描述了设置激励光源51作为光源并设置缩略图照相机 14作为成像单元的情况。然而，在本发明中，可以设置具有其它各种构造的光源和成像单元。2.第二实施方式在第二实施方式中，将描述获取暗视场缩略图，而获取明视场缩略图、明视场放大 图像以及暗视场放大图像与第一实施方式相同，因此，将省略其描述。当通过第一实施方式中在暗视场模式下生物样本图像获取装置1拍摄整个载玻 片SG的暗视场缩略图时，通过生物样本SPL部分中的DAPI的激励和发光来获得暗视场缩 略图。
因此，在这种情况下，得到如图19所示的暗视场缩略图DSP1，在暗视场缩略图 DSP1中，可清楚地识别荧光染色生物样本SPL的外形，但是无法识别标签LB所记载的内容。在第二实施方式中，可以在暗视场缩略图中识别荧光染色生物样本SPL的外形。 此外，也可以得到能够识别出标签LB所记载内容的暗视场缩略图。2-1.缩略图拍摄单元的构造在第二实施方式中，提供了生物样本图像获取装置200(图1)的整体构造，并且设 置缩略图拍摄单元200代替第一实施方式中的缩略图拍摄单元10，如图20所示，其中，与 图2中相对应的部分具有相同的参考标号。这里，图20中未示出明视场照明系统，但是，例 如，可以使用缩略图拍摄单元10中的明视场照明系统11。在暗视场模式下，缩略图拍摄单元210设置有暗视场照明系统12，其对放置生物 样本SPL的区域照射具有激励DAPI的波长的激励光；以及向整个载玻片SG照射白光的照 射系统211。缩略图照相机14、暗视场照明系统12以及白色照明系统211设置在载玻片SG 的相同表面侧。白色照明系统211由白色LED 212和聚光器213组成，并且聚光器213将从白色 LED 212发出的白光转化成大致平行的光，该光照射至整个载玻片SG。2-2.生物样本图像获取处理的具体内容当从操作输入单元64接收获取生物样本SPL的图像的命令时，CPU 61 (图5)在 RAM 63中展开与该命令相对应的程序。如图6所示，根据与获取生物样本SPL的图像的命令相对应的程序，CPU 61用作 平台运动控制单元71、光源控制单元72、缩略图获取单元73、区域指定单元74、放大图像获 取单元75以及数据记录单元76。当选择暗视场模式时，光源控制单元72驱动暗视场照明系统12的激励光源51。 在照射从暗视场照明系统12的激励光源51发出的激励光的状态下，缩略图获取单元73通 过使用缩略图照相机14对整个载玻片SG成像，并将其获取为激励光缩略图ESP (图19)。另外，光源控制单元72停止驱动激励光源51，并驱动白色照明系统211的白色 LED 212。在照射从白色照明系统211的白色LED212发出的白光的状态下，缩略图获取单 元73通过使用缩略图照相机14对整个载玻片SG成像，并将其获取为白光缩略图WSP，如 图21所示。另外，由于生物样本SPL在明视场中是透明的，所以其图像没有包含在白光缩 略图WSP中，但是，为了便于描述，图21中示出用虚线表示的生物样本SPL的轮廓。在以这种方式拍摄的激励光缩略图ESP中，可以清楚地识别生物样本SPL的外形， 但是无法识别标签LB的所记载的内容。同时，在白光缩略图WSP中，无法识别生物样本SPL 的外形，但是可以识别标签LB所记载的内容。缩略图获取单元73产生所获取的激励光缩略图ESP和白光缩略图WSP (例如)以 纵向方向排列的暗视场缩略图DSP2，如图22所示，并将其作为暗视场缩略图数据保存在存 储单元67中。因此，在暗视场缩略图DSP2中，可以从已经在暗视场中拍摄的激励光缩略图ESP 部分识别出荧光染色生物样本SPL的外形。与其一起，可以从已经在明视场中拍摄的白光 缩略图WSP部分识别出标签LB的所记载内容。2-3.操作和效果
具有上述构造的生物样本图像获取装置200从激励光源51发出激励光，以便标记 在生物样本SPL中的靶标上的荧光材料(探针)处于未激励状态，而标记在探针对照物上 的荧光材料(DAPI)处于激励状态。在激励光源51向整个载玻片SG照射激励光的状态下，生物样本图像获取装置200 通过使用缩略图照相机14，对包括生物样本SPL的整个载玻片SG成像，并将其获取为激励 光缩略图ESP。另外，生物样本图像获取装置200用白色LED 212向包括标签LB的整个载玻片SG 照射白光，标签LB设置在载玻片SG的一端并且是包含生物样本SPL的附带信息的区域。在将来自白色LED 212的白光照射至整个载玻片SG的状态下，生物样本图像获取 装置200用缩略图照相机14，对包括标签LB的整个载玻片SG成像，并将其获取为白光缩略 图 WSPo生物样本图像获取装置200产生由至少激励光缩略图ESP中的放置生物样本SPL 的区域部分以及至少白光缩略图WSP中的标签LB部分组成的暗视场缩略图。因此，在生物样本图像获取装置200中，可以从激励光缩略图ESP识别出荧光染色 生物样本SPL的外形。此外，可以从在明视场中拍摄的白光缩略图WSP识别出标签LB所记 载的内容。此外，在从白色LED 212照射白光的状态下，生物样本图像获取装置200获取包括 标签LB的整个载玻片SG的图像作为白光缩略图WSP。因此，生物样本图像获取装置200还 可以记录由医生等用油笔等写在载玻片SG上的标记或符号等，因此，当医生等检索暗视场 缩略图时，其可以轻松地通过标记或符号识别缩略图。根据上述构造，从激励光源51发出激励光，以便标记在靶标(target)上的荧光材 料处于未激励状态，而标记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态，从而获取包括生物 样本SPL的整个载玻片SG的图像。另外，通过从白色LED 212向包括标签LB的整个载玻片SG照射白光，获取包括标 签LB的整个载玻片SG的图像，标签LB设置在载玻片SG的一端，并且是包含生物样本SPL 的附带信息的区域。因此，生物样本图像获取装置200可以获取可识别生物样本SPL的外形并且还可 识别标签LB的所记载内容的暗视场缩略图。2-4.其它实施方式在上述第二实施方式中，已经描述了通过组合已在暗视场中拍摄的激励光缩略图 ESP和已在明视场中拍摄的白光缩略图WSP来产生暗视场缩略图DSP2的情况。本发明不限 于此。例如，如图23A所示，在光源控制单元72驱动激励光源51的状态下，缩略图获取 单元73获取激励光缩略图ESP。此外，如图23B所示，在光源控制单元72驱动白色LED 212 的状态下，缩略图获取单元73获取白光缩略图WSP。缩略图获取单元73从所得到的激励光缩略图ESP提取除了载玻片SG的标签LB 以外的部分。也就是说，缩略图获取单元73从激励光缩略图ESP提取放置生物样本SPL的 部分。另外，缩略图获取单元73从所得到的白光缩略图WSP提取载玻片SG的标签LB部
17分。缩略图获取单元73通过组合从激励光缩略图ESP提取的除了载玻片SG的标签 LB以外的部分与从白光缩略图WSP提取的载玻片SG的标签LB部分，来产生暗视场缩略图 DSP3。因此，生物样本图像获取装置200可以获取可以识别荧光染色生物样本SPL的外 形且还可以识别标签LB所记载的内容的暗视场缩略图DSP3。作为另一实例，缩略图获取单元73在驱动激励光源51的状态下获取激励光缩略 图ESP，并执行轮廓提取处理，以从激励光缩略图ESP提取生物样本SPL的轮廓。另外，缩略 图获取单元73产生生物样本SPL的轮廓被提取的轮廓图像SDP，如图24A所示。此外，缩略图获取单元73在驱动白色LED 212的状态下获取白光缩略图WSP，如图 24B所示。缩略图获取单元73产生轮廓图像SDP中的生物样本SPL的轮廓信息与白光缩略 图WSP结合的暗视场缩略图DSP4，如图24C所示。同样在这种情况下，生物样本图像获取装置200可以产生可以识别荧光染色生物 样本SPL的外形并还可以识别标签LB所记载的内容的暗视场缩略图DSP4。另外，在暗视场 缩略图DSP4中，生物样本图像获取装置200可以记录由医生等用油笔等写在载玻片SG上 的标记或符号等。作为另一实例，缩略图获取单元73在驱动激励光源51的状态下获取激励光缩略 图ESP，并通过对激励光缩略图ESP执行轮廓提取处理来产生轮廓图像SDP (图24A)。缩略 图获取单元73在驱动白色LED 212的状态下获取白光缩略图WSP(图24B)。缩略图获取单元73产生白光缩略图WSP和轮廓图像SDP (例如)以纵向方向排列 的暗视场缩略图DSP5，如图25所示。同样在这种情况下，生物样本图像获取装置200可以产生可以识别荧光染色生物 样本SPL的外形且还可以识别标签LB所记载的内容的暗视场缩略图DSP5。另外，在暗视场 缩略图DSP5中，生物样本图像获取装置200可以记录由医生等用油笔等记载在载玻片SG 上的标记或符号等。在上述第二实施方式中，已经描述了生物样本图像获取装置200设置有缩略图拍 摄单元210的情况。本发明不限于此。例如，如图26(其中，与图12和图20中相对应的部分具有相同的参考标号)所示， 可以用缩略图拍摄单元220代替缩略图拍摄单元210。在缩略图拍摄单元220中，在缩略图照相机14的相对侧设置暗视场照明系统 111 (载玻片SG介于其间)，并且在载玻片SG的与缩略图照相机14相同的表面侧设置白色 照明系统211。作为另一实例，如图27 (其中，与图14和图20中相对应的部分具有相同的参考标 号)所示，可以用缩略图拍摄单元230代替缩略图拍摄单元210。在缩略图拍摄单元230中，在载玻片SG的侧面侧设置暗视场照明系统121，并且在 载玻片SG的与缩略图照相机14相同的表面侧设置白色照明系统211。用聚光器123将从激励光源122发出的光转化成平行光，平行光经由激励滤光片 124由聚光器125会聚，并从载玻片SG的侧面入射到载玻片SG内部。入射到载玻片SG内的光从载玻片SG的顶部和底部反复反射，以被导向中心部，然后作为激励光照射至生物样 本 SPL。作为另一实例，如图28 (其中，与图16和图20中相对应的部分具有相同的参考标 号)所示，可以用缩略图拍摄单元240代替缩略图拍摄单元210。在缩略图拍摄单元240中，在载玻片SG的与缩略图照相机14相同的表面侧设置 白色照明系统211，并且在载玻片支架131中设置激励光源132。从激励光源132发出的光从载玻片SG的侧面入射到载玻片SG内部，从载玻片SG 的顶部和底部反复反射，以被导向中心部，然后作为激励光照射至生物样本SPL。与缩略图拍摄单元210相似，这些缩略图拍摄单元220、230和240可以获取暗视 场缩略图 DSP2、DSP3、DSP4 和 DSP5。为了便于描述，在缩略图拍摄单元220、230和240中省略明视场照明系统。在上述第二实施方式中，已经描述了白色照明系统211照射整个载玻片SG的情 况。本发明不限于此，而是，与如图29所示的缩略图拍摄单元250中相同，白色照明系统 251的白色LED 252可以经由聚光器253仅照射标签LB。在这种情况下，光源控制单元72和缩略图获取单元73将来自激励光源51的激励 光照射至整个载玻片SG，同时，根据图30所示的时序图，使缩略图照相机14的快门打开。接下来，光源控制单元72以预定时序在与激励光源51相比足够短的时间内驱动 白色照明系统251的白色LED 252。因为从白色LED 252发出的白光的强度比标记在生物 样本SPL上的DAPI发出的着色光的强度大，所以这样防止了生物样本SPL部分由于长时间 的白光照射而由白光以白色成像。此后，光源控制单元72和缩略图获取单元73停止驱动激励光源51，同时使缩略图 照相机14的快门关闭。这样，如图31所示，缩略图获取单元73得到了包含荧光激励生物样本SPL和标签 LB的暗视场缩略图DSP6。因此，生物样本图像获取装置200可以获取可以识别生物样本SPL的外形且还可 以识别标签LB所记载的内容的暗视场缩略图DSP6。3.第三实施方式在第三实施方式中，将描述获得暗视场缩略图，而获得明视场缩略图、明视场放大 图像以及暗视场放大图像与第一实施方式中相同，因此，将省略其描述。与第一和第二实施方式相似，当在暗视场模式下拍摄暗视场缩略图时，有时出现 如下情况，即，激励光从载玻片SG的边缘反射，然后到达缩略图照相机14。另外，有时出现 如下情况，即，当包含在其它染料、清洗之后的剩余物、灰尘、指纹等中的荧光材料粘附在载 玻片SG上时，由于激励光造成通过激励发出荧光。在这种情况下，作为图32所示的实例(参照图1)，获得了从载玻片SG的边缘反射 的激励光看起来是(例如)红色并且除了 DAPI以外的荧光材料由激励光激励而发出(例 如)绿色的暗视场缩略图。这种从除了 DAPI以外的材料发出的光是识别生物样本SPL的 外形时的噪声。因此，在包含噪声的暗视场缩略图中，据认为由于噪声而无法正确地识别生物样 本SPL的外形。具体地，在从DAPI发出的着色光的强度低且来自DAPI的着色光无法以足够的亮度包含在暗视场缩略图中的情况下，噪声的强烈影响的妨碍了生物样本SPL的外形 的识别。在第三实施方式中，得到了可以从暗视场缩略图正确地识别生物样本SPL的外形 的暗视场缩略图。另外，根据第三实施方式的生物样本图像获取装置具有总体上与第一和第二实施 方式中的生物样本图像获取装置1和200(图1)相同的构造，并且可以使用上述所有缩略 图拍摄单元。在下文中，将描述使用生物样本图像获取装置1的情况。3-1.缩略图照相机的构造缩略图照相机14在成像区域的正面设置有滤色片。对于滤色片，如图33所示，以 Bayer排列的方式设置用于成像元件的各像素的红色R、绿色G以及蓝色B的滤色片。设置 有红色R、绿色G以及蓝色B的滤色片的像素还分别称为红色像素、绿色像素以及蓝色像素。3-2.生物样本图像获取处理的具体内容当从操作输入单元64接收获取生物样本SPL的图像的命令时，CPU 61在RAM 63 中展开对应于该命令的程序。如图6所示，根据对应于获取生物样本SPL图像的命令的程序，CPU 61用作平台 运动控制单元71、光源控制单元72、缩略图获取单元73、区域指定单元74、放大图像获取单 元75以及数据记录单元76。当选择暗视场模式时，光源控制单元72驱动激励光源51。在照射从激励光源51 发出的激励光的状态下，缩略图获取单元73通过使用缩略图照相机14对整个载玻片SG成像。当缩略图照相机14对整个载玻片SG成像时，缩略图获取单元73将从各像素获取 的图像信号的红色像素和绿色像素的像素值(亮度值)转换成0。而且，缩略图获取单元73对如下图像信号执行图像处理(例如，双线性插值等) 并产生暗视场缩略图，即，这些图像信号具有当将红色像素和绿色像素的像素值(亮度值) 转换成0，仅对蓝色像素的像素值成像时获得的值。图34(参照图2)示出了由缩略图获取单元73产生的暗视场缩略图的一个实例。 从暗视场缩略图可见，从图32所示的暗视场缩略图去除了红色部分或绿色部分，从而减少
了噪声。这样，生物样本图像获取装置1获取了可以正确地识别荧光染色生物样本SPL的 外形的暗视场缩略图。3-3.操作和效果具有上述构造的生物样本图像获取装置1从激励光源51发出激励光，以便标记在 生物样本SPL中的靶标上的荧光材料(探针)处于未激励状态，而标记在探针对照物上的 荧光材料(DAPI)处于激励状态。生物样本图像获取装置1产生了从由缩略图照相机14成像的整个载玻片SG的彩 色图像中仅提取由标记在探针对照物上的荧光材料(DAPI)发出的荧光的颜色成分的暗视 场缩略图。因此，生物样本图像获取装置1可以从暗视场缩略图去除从载玻片SG的边缘反射 的激励光产生的噪声或者由包括在除了 DAPI的染料、清洗之后的剩余物、灰尘、指纹中的荧光材料的激励而发出诸如荧光的噪声。因此，生物样本图像获取装置1可以得到可以正确地识别荧光染色生物样本SPL 的外形的暗视场缩略图。3-4.其它实施方式在上述第三实施方式中，已经描述了通过向放置生物样本SPL的区域照射激励光 来产生暗视场缩略图的情况。本发明不限于此，而是，与第二实施方式相似，可以从通过照射激励光并成像而得 到的激励光缩略图和通过照射白光并成像而得到的白光缩略图，来产生暗视场缩略图。在这种情况下，使用生物样本图像获取装置200，缩略图获取单元73仅用通过照 射激励光并成像而得到的图像信号的蓝色像素值来执行图像处理，并产生激励光缩略图。另外，缩略图获取单元73获取白光缩略图WSP，其中，通过照射白光而得到的标签 LB部分被照射。如第二实施方式那样，缩略图获取单元73产生至少包括激励光缩略图中的 生物样本SPL部分和白光缩略图中的标签LB部分的暗视场缩略图。在上述第三实施方式中，已经描述了使用缩略图照相机14的情况，其中，以Bayer 排列的方式设置用于成像元件的各像素的红色R、绿色G以及蓝色B滤色片。本发明不限于 此，而是，可以用其它排列方式设置用于成像元件的各像素的红色R、绿色G和蓝色B滤色 片。在上述第三实施方式中，已经描述了通过如下方式产生暗视场缩略图的情况，即， 将从缩略图照相机14获取的图像信号的红色像素和绿色像素的像素值转换成0，并仅用蓝 色像素的像素值执行图像处理。本发明不限于此，而是，可以通过使用从缩略图照相机14获取的图像信号的所有 像素的像素值来产生暗视场缩略图，并且可以对暗视场缩略图执行去除红色和绿色的颜色 成分的图像处理。与之相关，与通过使用所有像素的像素值来产生暗视场缩略图的情况相比，将红 色像素和绿色像素的像素值转换成0并通过仅使用蓝色像素的像素值产生暗视场缩略图 的情况，可以进一步减少噪声，此后，执行去除红色和绿色的颜色成分的图像处理。本领域的技术人员应该理解，根据设计需求和其它因素，可以进行各种修改、组 合、再组合以及替代，只要其在所附权利要求及其等价物的范围内。
权利要求
1.一种荧光图像获取装置，包括光源，照射光，以使标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，而标记在 靶标对照物上的荧光材料处于激励状态；以及成像单元，拍摄包括整个生物样本的图像。
2.根据权利要求1所述的荧光图像获取装置，进一步包括白光源，设置在所述生物样本所放置的支撑体的与所述成像单元相对的表面侧，并发 出白光；以及散射板，设置在所述支撑体和所述白光源之间，并散射从所述白光源发出的将要照射 至所述生物样本的白光。
3.根据权利要求2所述的荧光图像获取装置，其中，所述光源设置在所述支撑体的与 所述成像单元相同的表面侧，以相对于所述成像单元的光轴大于成像单元的视角的大约一 半的倾角将光照射至所述生物样本，并将所述光照射至超过所述成像单元的成像范围的范 围。
4.根据权利要求2所述的荧光图像获取装置，其中，所述光源设置在所述支撑体的与 所述成像单元相对的表面侧，以相对于所述成像单元的光轴大于成像单元的视角的大约一 半的倾角将光照射至所述生物样本，并将所述光照射至除了所述成像单元的成像区域以外 的部分。
5.根据权利要求2所述的荧光图像获取装置，其中，所述光源设置在所述支撑体的侧 表面侧，以向所述侧表面照射光，并经由所述支撑体的内部向所述生物样本照射光。
6.根据权利要求2所述的荧光图像获取装置，进一步包括支撑所述支撑体的支撑单元，其中，所述光源设置在所述支撑单元内部，以向所述支撑体的侧表面照射光，并经由所 述支撑体的内部向所述生物样本照射所述光。
7.根据权利要求1所述的荧光图像获取装置，其中，所述成像单元获取包括整个生物 样本的图像，并且其中，所述荧光图像获取装置进一步包括指定单元，指定被获取作为所述图像中的生 物样本的放大图像的区域。
8.根据权利要求1所述的荧光图像获取装置，进一步包括白光源，设置在生物样本所设置的支撑体被放置的预定位置处，并且向给出生物样本 的信息的区域照射白光；以及获取单元，获取在所述光源向所述生物样本照射光的状态下由所述成像单元拍摄的包 括整个生物样本的暗视场图像，并且获取在所述白光源向所述区域照射白光的状态下由所 述成像单元拍摄的包括整个生物样本的明视场图像。
9.根据权利要求8所述的荧光图像获取装置，其中，所述获取单元通过组合获取的所 述暗视场图像和所述明视场图像来产生图像。
10.根据权利要求8所述的荧光图像获取装置，其中，所述获取单元从所述暗视场图像 提取所述生物样本部分，从所述明视场图像提取所述区域部分，并产生组合所提取的生物 样本部分和所提取的区域部分的图像。
11.根据权利要求8所述的荧光图像获取装置，其中，所述获取单元从所述暗视场图像检测所述生物样本的外形，并产生表示所述外形的轮廓图像。
12.根据权利要求11所述的荧光图像获取装置，其中，所述获取单元将表示基于所述 轮廓图像的所述生物样本的外形的信息与所述明视场样本图像合成。
13.根据权利要求1所述的荧光图像获取装置，其中，所述成像单元包括成像元件；以 及滤色片，设置在所述成像元件的正面，其中，以预定的排列方式设置用于所述成像元件的 各像素的多个不同的滤色片，并且其中，所述获取单元从由所述成像单元拍摄的彩色图像产生图像，所述图像仅具有由 标记在靶标对照物上的荧光材料发出的荧光的颜色成分。
14.根据权利要求13所述的荧光图像获取装置，其中，所述获取单元基于仅由标记在 靶标对照物上的荧光材料发出的荧光的颜色成分的信号来在所述成像单元的成像元件中 产生包括整个生物样本的图像。
15.一种荧光图像获取方法，包括以下步骤从光源照射光，以使标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，而标记 在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态；并且通过成像单元拍摄包括整个生物样本的图像。
16.一种荧光图像获取程序，使得计算机能够执行以下步骤从光源照射光，以使标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态，而标记 在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态；并且 通过成像单元拍摄包括整个生物样本的图像。
全文摘要
本发明涉及荧光图像获取装置、荧光图像获取方法和程序。荧光图像获取装置包括光源，照射光，以便标记在生物样本中的靶标上的荧光材料处于未激励状态而标记在靶标对照物上的荧光材料处于激励状态；以及成像单元，拍摄包括整个生物样本的图像。
文档编号G01N21/64GK102004092SQ201010262729
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月24日 优先权日2009年8月31日
发明者山本隆司, 山腰隆道, 广野游, 成泽龙, 木原信宏, 木岛公一朗, 林信裕, 铃木文泰 申请人:索尼公司