圖像處理設備及其圖像處理方法
【專利摘要】本技術(shù)涉及一種圖像處理設備及其圖像處理方法。所述圖像處理設備包括：運動量生成單元，被配置為對于包含細胞的一個或多個圖像，針對每個子區(qū)域生成運動量；以及評價單元，使用由所述運動量生成單元生成的運動量的一部分或全部評價所述細胞的運動傳播狀態(tài)。
【專利說明】
圖像處理設備及其圖像處理方法
技術(shù)領域
[0001] 本公開設及顯示控制設備和方法、圖像處理設備和方法W及程序，尤其設及能夠 容易并且非侵入性地觀察脈動傳播的顯示控制設備和方法、圖像處理設備和方法W及程 序。
【背景技術(shù)】
[0002] 在再生醫(yī)學領域中，使用由培養(yǎng)細胞制造的經(jīng)培養(yǎng)的細胞，已經(jīng)實現(xiàn)了由于事故、 疾病等原因喪失的身體細胞、組織、器官等的再生W及功能恢復?？勺鳛檫\種經(jīng)培養(yǎng)的細胞 制造的細胞組織具有多樣性。經(jīng)培養(yǎng)的細胞的一個實例包括屯、肌細胞，且運些屯、肌細胞用 于屯、臟治療。經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞本身具有與脈動對應的運動。因此，在經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞的 制造階段，例如，需要在質(zhì)量上評價運動是否有利。
[0003] 在對經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞進行運種質(zhì)量評價方面，在當前情況下進行例如目視觀 察。而且，已經(jīng)通過電極刺穿經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞測量電位。然而，目視觀察主要取決于觀察 者的主觀視角，并且難W獲得客觀、精確的評價結(jié)果。而且，在測量電位的情況下，經(jīng)培養(yǎng)的 屯、肌細胞與電極進行接觸，從而存在測量具有侵入性的問題。此外，根據(jù)電位測量可進行量 化的信息限于脈動時間等。而且，待測量的物體限于放置在電極上。
[0004] 因此，作為過去的技術(shù)，已知一種配置，其中，在通過拍攝屯、肌細胞所獲得的成像 屏幕內(nèi)設置測量點，自動測量運些測量點的亮度，并且通過測量值測量屯、肌細胞的變形周 期(例如，見專利文檔1)。
[0005] 順便提一下，通過分析經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞的相位差觀察運動圖像從而獲得的不同 區(qū)域內(nèi)的脈動示出了通過與培養(yǎng)持續(xù)時間相關的方式進行的協(xié)同脈動。然而，該脈動示出 了各種藥物的配給所造成的波動。通過W某種方式檢測運種波動，可提前在藥物研制中評 價藥物毒性、影響等，并且近年來運已經(jīng)受到關注。
[0006] 例如，在過去已經(jīng)有一種方法，其中，由設置在培養(yǎng)皿的底部上的電極檢測細胞的 外部場電位，并且由細胞的膜電位變化，獲取細胞的脈動行為。而且，已經(jīng)有一種方法，其 中，將與巧連接并且發(fā)射光的巧光染料放入細胞內(nèi)，并且檢測根據(jù)細胞的激勵(動作電位） 波動的巧濃度，從而檢測細胞的脈動節(jié)奏，并且評價細胞的信息傳播圖案。
[0007] 引用列表 [000引專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本專利申請公開號63-233392(圖1)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的問題
[0011] 然而，在培養(yǎng)皿內(nèi)設置電極并且檢測電位的變化時，需要一種特別的培養(yǎng)皿。而 且，脈動傳播的檢測取決于設置在培養(yǎng)皿上的電極的密度。因此，通過現(xiàn)有裝置的密度難W 檢測復雜的傳播圖案。而且，在放入巧光染料的情況下，巧光染料較為昂貴，放入巧光染料 的工作復雜并且費時，并且會造成變色。而且，在運些技術(shù)中，將電壓施加給待觀察的物體， 并且放入巧光染料。因此，具有影響待觀察對象的可能性。即，運些技術(shù)不會容易并且非侵 入性地進行脈動傳播觀察。
[0012] 鑒于W上內(nèi)容，已經(jīng)提出了本公開，并且本公開的目標在于，能夠容易并且非侵入 性地觀察脈動傳播。
[0013] 問題的解決方案
[0014] 根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種圖像處理設備，包括:運動量生成單元，被配 置為對于包含細胞的一個或多個圖像，針對每個子區(qū)域生成運動量；W及評價單元，被配置 為使用由所述運動量生成單元生成的運動量的一部分或所有評價所述細胞的運動傳播狀 態(tài)。
[0015] 評價單元可將由運動量表示的細胞的運動傳播狀態(tài)與確定的細胞的運動為正常 的情況的比較結(jié)果作為圖像進行顯示。
[0016] 通過獲得細胞圖像的運動量與確定為細胞的運動正常的情況的差分，并評價差 分，評價單元對細胞的運動傳播狀態(tài)的變化進行定量評價。
[0017] 評價單元可對細胞圖像內(nèi)沒有運動的靜止區(qū)域的變化進行評價。
[0018] 評價單元可對運動量大的區(qū)域的位移速度的變化進行評價。
[0019] 評價單元可對運動量的重屯、的軌跡的變化進行評價。
[0020] 評價單元可對有關細胞圖像的運動的速度和方向的直方圖進行評價。
[0021] 評價單元可對在幾個小時到幾天的觀察期間細胞的運動傳播狀態(tài)進行評價。
[0022] 評價單元可評價細胞的運動傳播狀態(tài)，W便無論是否發(fā)生QT延長，都檢測屯、肌細 胞發(fā)生屯、律失常，QT延長為在屯、肌細胞的Q波和T波之間的時間延長。
[0023] 而且，根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種圖像處理設備的圖像處理方法，所述 方法包括W下步驟：由運動量生成單元生成包含細胞的一個或多個圖像針對每個子區(qū)域生 成運動量；W及由評價單元使用生成的運動量的一部分或全部評價細胞的運動傳播狀態(tài)。
[0024] 而且，根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種程序，使計算機用作:運動量生成單 元，被配置為對于包含細胞的一個或多個圖像針對每個子區(qū)域生成運動量；W及評價單元， 被配置為使用由所述運動量生成單元生成的運動量的一部分或全部評價所述細胞的運動 傳播狀態(tài)。
[0025] 在本公開的一個方面，通過包含細胞的一個或多個圖像對細胞圖像進行顯示控 審IJ，使得針對每個子區(qū)域生成的運動量的一部分或全部與所述每個子區(qū)域相關聯(lián)，并在所 述細胞圖像上疊加并顯示。
[0026] 在本公開另一個方面，相對于包含細胞的一個或多個圖像，針對每個子區(qū)域生成 運動量，并且使用生成的運動量的一部分或所有評價細胞的運動傳播狀態(tài)。
[0027] 本發(fā)明的效應
[00%]根據(jù)本公開，可處理圖像。尤其地，可容易并且非侵入性地觀察脈動傳播。
【附圖說明】
[0029] 圖1為描述運動的協(xié)同性的示圖；
[0030] 圖2為描述運動的協(xié)同性的示圖；
[0031 ]圖3為示出藥物評價設備的主要配置實例的方框圖；
[0032] 圖4為由給藥造成的對脈動傳播的影響的狀態(tài)的可視化實例的示圖；
[0033] 圖5為由給藥造成的對脈動傳播的影響的狀態(tài)的另一個可視化實例的示圖；
[0034] 圖6為由給藥造成的對脈動傳播的影響的狀態(tài)的又一個可視化實例的示圖；
[0035] 圖7為示出評價指標數(shù)據(jù)生成單元的主要配置實例的方框圖；
[0036] 圖8為描述待評價物體的圖像數(shù)據(jù)的配置實例的示圖；
[0037] 圖9為示出運動檢測單元的主要配置實例的方框圖；
[0038] 圖10為示出帖圖像數(shù)據(jù)的塊劃分實例的示圖；
[0039] 圖11為描述運動檢測數(shù)據(jù)的配置實例的示圖；
[0040] 圖12為示出評價單元的主要配置實例的方框圖；
[0041 ]圖13為示出運動評價單元的主要配置實例的方框圖；
[0042] 圖14為描述運動量重屯、評價的狀態(tài)的實例的示圖；
[0043] 圖15為描述相關直方圖評價的狀態(tài)的實例的示圖；
[0044] 圖16為在圖15之后描述相關直方圖評價的狀態(tài)的實例的示圖；
[0045] 圖17為在圖16之后描述相關直方圖評價的狀態(tài)的實例的示圖；
[0046] 圖18為描述評價過程的流程的實例的流程圖；
[0047] 圖19為描述評價指標數(shù)據(jù)生成過程的流程的實例的流程圖；
[0048] 圖20為描述影響評價過程的流程的實例的流程圖；
[0049] 圖21為描述運動評價過程的流程的實例的流程圖；
[0050] 圖22為示出個人計算機的主要配置實例的方框圖。
【具體實施方式】
[0051] 在后文中，描述用于實現(xiàn)本公開的實施方式(在后文中稱為實施方式）。按照W下 順序進行描述。
[0052] 1、第一實施方式(藥物評價設備）
[0053] 2、第二實施方式(個人計算機）
[0054] <1、第一實施方式〉
[0化日]【經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞】
[0056] 在再生醫(yī)學中，已經(jīng)使用經(jīng)培養(yǎng)的細胞(運些細胞為由從活體中收集的培養(yǎng)細胞 制造的細胞組織)治療人體的各種組織和器官。在圖IA中所示的經(jīng)培養(yǎng)的細胞1為通過培養(yǎng) 和培育屯、肌細胞所獲得的細胞。例如，經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞為通過培養(yǎng)屯、肌細胞所獲得的培 養(yǎng)細胞，可用于進行屯、臟治療等。而且，經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞可用于藥物研制過程中對屯、臟的 毒性評價。
[0057] 在活體中，屯、肌細胞連續(xù)地脈動，同時反復收縮和舒張。因此，在作為經(jīng)培養(yǎng)的屯、 肌細胞的培養(yǎng)細胞1中，在每個部分內(nèi)的細胞與在圖IB中的運動向量2-樣在預定的方向移 動，從而整個細胞反復收縮和舒張。實際上，屯、肌細胞具有自主脈動的部分W及根據(jù)周圍的 脈動而進行脈動的部分。即，可具有培養(yǎng)細胞1根據(jù)一個區(qū)域不自主脈動的情況。在運種情 況下，通過使用電極，將電壓從外部定期施加給培養(yǎng)細胞，培養(yǎng)細胞1可脈動。通過W運種方 式從外部施加電壓進行起搏的培養(yǎng)細胞1的脈動與自主脈動基本上相似。即，使用本技術(shù)， 培養(yǎng)細胞I自主脈動的情況和培養(yǎng)細胞I通過施加電壓進行脈動的情況觀察起來相似。
[0058] 圖IC示出了將培養(yǎng)細胞1的觀察區(qū)域劃分成多個子區(qū)域(塊），針對每個塊觀察運 動量(運動向量），并觀察其時移的情況。例如，圖IC的曲線圖4-1示出了塊3-1的運動量的時 移，曲線圖4-2示出了塊3-2的運動量的時移。
[0059] 圖2A的曲線圖5-1至5-3示出了在曲線圖4-1中所示的塊3-1的細胞的運動量與在 曲線圖4-2中所示的塊3-2的細胞的運動量之間的關系的時移。
[0060] 在開始從活體中收集細胞時，如曲線圖5-1中所示，塊3-1中具有的細胞的運動量 和塊3-2中具有的細胞的運動量具有較差的相關性。然而，隨著時間的流逝并且隨著培養(yǎng)的 繼續(xù)，如圖5-2中所示，雙方逐步相關，并且隨著時間的進一步流逝，如圖5-3中所示，雙方強 烈相關。
[0061] 目P，與在圖2B中所示的曲線圖一樣，在所培育的培養(yǎng)細胞1的多個位置之中的運動 量的相關系數(shù)穩(wěn)定地達到較大的值。即，每個區(qū)域內(nèi)的細胞的運動的協(xié)同性變得更強。理想 地，細胞的活動彼此相關，并且培養(yǎng)細胞1在總體上作為一個活體組織進行脈動。
[0062] 所培育的培養(yǎng)細胞1由多個細胞構(gòu)成，并且信號通過間隙連接在運些細胞之間傳 輸。因此，在運些細胞之間，造成運動相關性，并且培養(yǎng)細胞1在總體上作為一個活體組織進 行脈動。在運種所培育的培養(yǎng)細胞1中，在運些細胞之間傳播脈動。
[0063] 具有高相關性(協(xié)同性)并且傳播脈動的培養(yǎng)細胞Ij可用于評價藥物。例如，為培 養(yǎng)細胞1配給藥物，觀察給藥前后的運動，從而可通過培養(yǎng)細胞1的運動的變化，評價藥物的 效應和毒性等。
[0064] 【藥物評價設備】
[0065] 圖3為示出藥物評價設備的主要配置實例的方框圖。
[0066] 在圖3中所示的藥物評價設備100為通過觀察屯、肌細胞110的運動對為培養(yǎng)的屯、肌 細胞110配給的藥物進行評價的設備。如圖3中所示，藥物評價設備100包括成像單元101、待 評價物體的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102、評價指標數(shù)據(jù)生成單元103 W及評價單元104。
[0067] 成像單元101將作為待觀察物體的培養(yǎng)的屯、肌細胞110成像。成像單元101可直接 (不通過其他部件)將培養(yǎng)的屯、肌細胞110成像。或者可通過其他部件(例如，顯微鏡)對培養(yǎng) 的屯、肌細胞110成像。
[0068] 而且，培養(yǎng)的屯、肌細胞110可固定或者可不固定至成像單元101。由于藥物評價設 備100通常檢測運動(位置的時間變化），所W，更有利地，培養(yǎng)的屯、肌細胞110固定至成像單 元 101。
[0069] 在預定的周期內(nèi)，成像單元101將培養(yǎng)的屯、肌細胞110成像。即，成像單元101獲得 作為目標的培養(yǎng)的屯、肌細胞110的運動圖像。在給藥之前和之后，成像單元101對培養(yǎng)的屯、 肌細胞110成像。要注意的是，例如，在根據(jù)預定的條件給藥之后，例如，在經(jīng)過預定的時間 之后，成像單元101可對培養(yǎng)的屯、肌細胞110成像幾次。
[0070] 成像單元101將通過成像獲得的培養(yǎng)的屯、肌細胞110圖像的圖像信號111(運動圖 像)提供給待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102。
[0071] 待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102基于從成像單元101提供的圖像信 號，生成待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)，并且例如在內(nèi)部記錄介質(zhì)內(nèi)儲存和保持所生成的待評 價的物體的圖像數(shù)據(jù)。在此處生成的待評價的物體的圖像數(shù)據(jù)變成由例如通過對經(jīng)培養(yǎng)的 屯、肌細胞110成像獲得的圖像信號生成的運動圖像數(shù)據(jù)。
[0072] 例如，待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102可從由成像單元101提供的多 個帖圖像中僅僅提取在該周期的一部分中的帖圖像，并且可具有作為待評價的對象的圖像 數(shù)據(jù)的帖圖像?？蛇x地，例如，待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102可提取由成像單 元101提供的每個帖圖像的一部分的區(qū)域作為小型帖圖像，并且可具有由作為待評價的物 體的圖像數(shù)據(jù)的小型帖圖像構(gòu)成的運動圖像。
[0073] 而且，例如，待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102可將任意的圖像處理應 用于由成像單元101提供的帖圖像，并且可具有作為待評價的物體的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理 的結(jié)果。作為圖像處理，放大、減小、旋轉(zhuǎn)W及變形，可考慮校正亮度和顏色、提供清晰度、去 除噪音、產(chǎn)生中間帖圖像等。當然，可采用上述W外的任何圖像處理。
[0074] 待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102可在預定的時間或根據(jù)評價指標數(shù) 據(jù)生成單元103的請求，將所儲存的待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)112提供給評價指標數(shù)據(jù)生成 單元103。
[0075] 在所提供的待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)112的各帖圖像內(nèi)，評價指標數(shù)據(jù)生成單元 103針對每個塊對待觀察的對象(經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110)進行運動檢測，每個塊為通過將待 觀察的物體(經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110)的圖像的所有區(qū)域劃分為多個區(qū)域所獲得的子區(qū)域。
[0076] 評價指標數(shù)據(jù)生成單元103將每個塊的經(jīng)檢測的運動表示為運動向量，并且獲得 運動向量的大?。ㄟ\動量）。要注意的是，該運動量為絕對值，因此在后文中，該運動量也稱 為運動量絕對值。
[0077] 評價指標數(shù)據(jù)生成單元103將運動量絕對值作為評價指標數(shù)據(jù)113提供給評價單 元 104。
[0078] 評價單元104將作為評價指標數(shù)據(jù)113提供的運動量絕對值映射到二維彩色圖內(nèi)， 并且通過表示脈動傳播狀態(tài)，而且進一步通過在數(shù)量上評價其狀態(tài)，評價藥物。評價單元 104輸出二維彩色圖和量化評價結(jié)果作為評價值114。
[0079] 二維彩色圖表示在彩色平面上的每個位置處的參數(shù)的大小。在運種情況下，該平 面表示經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110的觀察區(qū)域，并且該顏色表示運動量絕對值（該值的大?。?。 即，運動量絕對值的位置由在該平面上的位置表示，并且該值的大小由顏色表示。即，運動 量絕對值在觀察區(qū)域內(nèi)的分布由顏色在該平面上的變化表示。
[0080] 在圖4到圖6中示出了運種二維彩色圖的實例。在圖4中所示的八個彩色圖分別表 示運動量絕對值在觀察區(qū)域內(nèi)的分布，在彩色圖上的位置表示在觀察區(qū)域內(nèi)的位置，并且 更高的顏色密度表示更大的運動量絕對值。即，顏色密度較高的部分表示該部分強烈脈動 (進行收縮或舒張）。要注意的是，為了進行描述，在彩色圖上繪制箭頭，并且并未在實際的 彩色圖上繪制運些箭頭。
[0081] 在八個彩色圖中左邊的四個彩色圖表示在配給有機溶劑(控制）之后的脈動傳播 狀態(tài)的實例。有機溶劑基本上不影響經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110的脈動。有機溶劑的實例包括二 甲亞諷。運四個彩色圖按照從上面開始的順序分別表示緊接在給藥之后(0ms)、在給藥40ms 之后、在給藥80ms之后W及在給藥120ms之后的脈動狀態(tài)。
[0082] 而且，在右邊的四個彩色圖表示在配給1-庚醇之后的脈動傳播狀態(tài)的實例。眾所 周知，1-庚醇阻礙了在細胞之間中繼信號傳輸?shù)拈g隙連接的功能。運四個彩色圖按照從上 面開始的順序分別表示緊接在給藥之后(0ms)、在給藥80ms之后、在給藥160ms之后W及在 給藥240ms之后的脈動狀態(tài)。
[0083] 在圖4的左邊的情況下(在僅僅配給有機溶劑的情況下），如箭頭所示，隨著時間的 流逝，脈動(顏色密度較高的部分)使其面積擴大，同時在從右上側(cè)到左下側(cè)的方向大致線 性傳播，從而遠離初始位置。運表示間隙連接正常運轉(zhuǎn)并且順利進行傳播的狀態(tài)。
[0084] 相比之下，在圖4的右邊的情況下(在配給1-庚醇的實例的情況下），如箭頭所示， 隨著時間的流逝，脈動(顏色密度較高的部分)線性傳播，同時改變旋轉(zhuǎn)的方向。即，脈動有 時在返回初始位置（向后移動）的方向進行。此外，與左邊相比，脈動需要更長的時間進行傳 播(即，傳播的速度較慢）。運表示間隙連接的功能受礙并且未順利進行傳播的狀態(tài)。
[0085] 圖5的彩色圖比較在配給有機溶劑(控制）之后和在配給18-0-甘草次酸之后之間 的脈動傳播狀態(tài)。眾所周知，18-0-甘草次酸阻礙間隙連接，與1-庚醇一樣。在圖5的右邊的 運五個彩色圖按照從上面開始的順序分別表示緊接在給藥之后(0ms)、在給藥80ms之后、在 給藥120ms之后、在給藥160ms之后W及在給藥240ms之后的脈動狀態(tài)。
[0086] 在圖5的左邊的情況下(在僅僅配給有機溶劑的實例的情況下），如箭頭所示，隨著 時間的流逝，脈動(顏色密度較高的部分)在從上側(cè)到下側(cè)的方向大致線性傳播，從而遠離 初始位置，與圖4的左側(cè)的情況一樣。運表示間隙連接正常運轉(zhuǎn)并且順利進行傳播的狀態(tài)。
[0087] 相反，在圖5的右邊的情況下（在配給18-0-甘草次酸的實例的情況下），如箭頭所 示，繼續(xù)在不同的方向脈動(顏色密度較高的部分），例如，從右側(cè)到左側(cè)、從下側(cè)到上側(cè)、從 左側(cè)到右側(cè)等。而且，在傳播的中間，可具有脈動傳播臨時停止(在待觀察的物體區(qū)域內(nèi)未 造成脈動傳播）的情況。此外，與左邊相比，脈動需要更長的時間進行傳播（即，傳播的速度 較慢）。運表示間隙連接的功能受阻并且未順利進行傳播的狀態(tài)。
[0088] 圖6的彩色圖比較在配給有機溶劑(控制）之后和在配給化-索他洛爾之后的脈動 傳播狀態(tài)。眾所周知，Dk索他洛爾阻礙鐘通道。圖6的右邊的運六個彩色圖按照從上面開始 的順序分別表示緊接在給藥之后(0ms)、在給藥40ms之后、在給藥80ms之后、在給藥120ms之 后、在給藥160ms之后W及在給藥200ms之后的脈動狀態(tài)。
[0089] 在圖6的左邊的情況下(在僅僅配給有機溶劑的實例的情況下），如箭頭所示，隨著 時間的流逝，脈動(顏色密度較高的部分)在從左上側(cè)到右下側(cè)的方向大致線性傳播，從而 遠離初始位置，與圖4和圖5的左側(cè)的情況一樣。運表示在每個細胞內(nèi)的脈動穩(wěn)定并且順利 進行傳播的狀態(tài)。
[0090] 相比之下，在圖6的右邊的情況下(在配給化-索他洛爾的實例的情況下），如箭頭 所示，脈動(顏色密度較高的部分)從左上側(cè)傳播到右下側(cè)，但是該傳播在觀察區(qū)域內(nèi)停止。 然后，脈動開始從左下側(cè)傳播到右上側(cè)。要注意的是，在觀察周期內(nèi)，在右側(cè)內(nèi)的一部分觀 察區(qū)域中未造成脈動。即，該脈動不在該區(qū)域的運個右側(cè)部分內(nèi)傳播。此外，該傳播速度比 左邊低。
[0091] 在配給化-索他洛爾時，由于在舒張過程中起作用的鐘通道功能的變化，所W舒張 過程變化。因此，每個細胞的脈動的波形變化，并且脈動并未與圖4到圖6的左側(cè)的實例一樣 順利地傳播。
[0092] 評價單元104通過運種二維彩色圖表示各塊的運動量絕對值。評價單元104在預定 的帖間距內(nèi)生成運種二維彩色圖（可在每個帖內(nèi)或者在多個帖內(nèi)），如圖4至化中所示。即，評 價單元104通過二維彩色圖的時間變化表示脈動傳播。
[0093] 評價單元104將二維彩色圖作為圖像向用戶呈現(xiàn)。即，藥物評價設備100可容易并 且非侵入性地觀察脈動傳播狀態(tài)，并且可呈現(xiàn)觀察結(jié)果。用戶可通過在二維彩色圖的圖像 內(nèi)顯示的脈動傳播的狀態(tài)，容易并且非侵入性地評價所配給的藥物的影響(效應、毒性等）。
[0094] 要注意的是，評價單元104可使用二維彩色圖量化評價脈動傳播的狀態(tài)。在圖4的 實例的情況下，在右側(cè)圖中所示的給藥之后的傳播狀態(tài)(線性傳播狀態(tài))與在左側(cè)圖中所示 的給藥之后的脈動傳播狀態(tài)(在觀察區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)的傳播狀態(tài))不同。評價單元104比較例如 在給藥之前和之后的脈動傳播的運種狀態(tài)，并且可根據(jù)差分值的大小，確定在給藥之后的 脈動傳播狀態(tài)是否正常。
[00M]而且，評價單元104也可通過檢測傳播方向的變化或該方向（例如，反方向等)確定 在給藥之后的脈動傳播狀態(tài)是否正常。而且，評價單元104也可通過確定傳播速度是否足夠 快來確定在給藥之后的脈動傳播狀態(tài)是否正常。
[0096] 評價單元104可輸出運種評價的結(jié)果作為評價值114。即，藥物評價設備100可容易 并且非侵入性地觀察脈動傳播狀態(tài)，并且可容易并且非侵入性地評價待評價的物體(給藥 造成的影響）。
[0097] 要注意的是，藥物評價設備100可將經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞IlOW外的其他東西用作待 觀察的物體。例如，屯、肌細胞W外的細胞可用作待觀察的對象，或者細胞W外的東西可用作 待觀察的對象。要注意的是，期望待觀察的對象本身移動并且可通過評價該運動來評價為 待觀察的對象配給的藥物。要注意的是，該運動可為自主（自發(fā)(主動））運動，或者可為從外 部提供的電信號等的被動運動。
[0098] 【評價指標數(shù)據(jù)生成單元】
[0099] 圖7為示出圖1的評價指標數(shù)據(jù)生成單元103的主要配置實例的方框圖。如圖7中所 示，評價指標數(shù)據(jù)生成單元103包括運動檢測單元121、運動量絕對值計算單元122 W及運動 量絕對值儲存單元123。
[0100] 運動檢測單元121從待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元102輸入所記錄的待 評價的對象的圖像數(shù)據(jù)112,針對每個模塊進行運動檢測，并且將檢測結(jié)果(運動向量)作為 運動檢測數(shù)據(jù)提供給運動量絕對值計算單元122。
[0101] 運動量絕對值計算單元122計算運動量絕對值，該運動量絕對值為每個所提供的 運動檢測數(shù)據(jù)(運動向量)的大小。運動量絕對值計算單元122在運動量絕對值儲存單元123 內(nèi)提供和儲存所計算的運動量絕對值。
[0102] 運動量絕對值儲存單元123在預定的時間或根據(jù)評價單元104的請求，將所儲存的 運動量絕對值作為評價指標數(shù)據(jù)113提供給評價單元104。
[0103 ]要注意的是，運動檢測單元121通過運動量絕對值儲存單元123對待評價的對象的 圖像數(shù)據(jù)的各帖圖像進行處理。
[0104] 【待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)】
[0105] 圖8示出了提供給評價指標數(shù)據(jù)生成單元103的待評價對象的圖像數(shù)據(jù)112的結(jié)構(gòu) 實例。在具有預定長度的評價部分內(nèi)進行成像(例如，T+1帖(T為任意自然數(shù)））。即，例如，提 供給評價指標數(shù)據(jù)生成單元103的待評價對象的圖像數(shù)據(jù)112由與評價部分對應的第一到 第(T+1)帖圖像數(shù)據(jù)132-巧Ijl32-(T+1)構(gòu)成。
[0106] 【運動檢測單元的配置實例】
[0107] 圖9為示出運動檢測單元121的主要配置實例的方框圖。如圖9中所示，運動檢測單 元121包括帖存儲器141和運動向量計算單元142。帖存儲器141將在每一個帖周期內(nèi)按照順 序輸入的帖圖像數(shù)據(jù)132作為待評價對象的圖像數(shù)據(jù)112進行保持。
[0108] 運動向量計算單元142輸入作為當前時間的待評價對象的圖像數(shù)據(jù)112進行輸入 的帖圖像數(shù)據(jù)和保持在帖存儲器141內(nèi)的前一個時間（在時間上的前一個時間）的帖圖像數(shù) 據(jù)。然后，運動向量計算單元142為每個塊計算運動向量，該運動向量表示在運兩個帖圖像 數(shù)據(jù)之間的運動。將所計算出的運動向量作為運動檢測數(shù)據(jù)151提供給運動量絕對值計算 單元122。
[0109] 更詳細地描述由圖9的運動檢測單元121執(zhí)行的處理。運動向量計算單元142輸入 當前時間的帖圖像數(shù)據(jù)132W及前一個時間(在時間上的前一個時間）的帖圖像數(shù)據(jù)132。運 動向量計算單元142將運些輸入帖圖像數(shù)據(jù)132分成MXN(M和N為任意自然數(shù))個塊161，如 圖10中所示，通過在帖圖像之間進行塊匹配等技術(shù)進行運動檢測，并且為每個塊161生成運 動向量。各模塊161由例如（16 X 16)個像素構(gòu)成。
[0110] 運動向量計算單元142使用第一到第(T+1)個帖圖像數(shù)據(jù)132按照順序執(zhí)行運動檢 測過程。即，運動向量計算單元142使用（T+1)個帖圖像數(shù)據(jù)生成(MXNXT)運動檢測數(shù)據(jù) (運動向量）。運動向量計算單元142將通過運種方式計算出的運動向量作為運動檢測數(shù)據(jù) 提供給運動量絕對值計算單元122。
[0111] 在完成使用第T到第(T+1)個帖圖像數(shù)據(jù)132進行的最后的運動檢測過程時，將由T 個帖單元運動檢測數(shù)據(jù)171-1到171-T構(gòu)成的運動檢測數(shù)據(jù)提供給運動量絕對值計算單元 122,如圖11中所示。
[0112] 通過在每個帖周期內(nèi)獲得的當前時間的帖圖像數(shù)據(jù)132和前一個時間（在時間上 的前一個時間）的帖圖像數(shù)據(jù)132上進行運動檢測處理，獲得帖單元運動檢測數(shù)據(jù)171-1到 171-T中的每一個。
[0113] 例如，通過分別將第四個帖圖像數(shù)據(jù)132-4和第=個帖圖像數(shù)據(jù)132-3作為當前時 間的和前一個時間的帖圖像數(shù)據(jù)進行輸入，進行運動檢測，從而獲得第=個帖單元運動檢 測數(shù)據(jù)171-3。
[0114] 而且，通過(MXN)個塊單元運動檢測數(shù)據(jù)181形成帖單元運動檢測數(shù)據(jù)171-巧。 171-T中的每一個。每個塊單元運動檢測數(shù)據(jù)181對應一個塊161，并且用作表示針對相應塊 161檢測的運動向量的數(shù)據(jù)。
[0115] 通過運種方式，本實施方式的運動檢測數(shù)據(jù)151具有對于每個帖單元運動檢測數(shù) 據(jù)171包括(MXN)個塊單元運動檢測數(shù)據(jù)181的結(jié)構(gòu)。
[011W【評價單元】
[0117] 圖12為示出評價單元104的主要配置實例的示圖。如圖12中所示，評價單元104包 括運動量絕對值獲取單元201、映射單元202、隨時間變化分析單元203、運動評價單元204、 顯示單元205 W及輸出單元206。
[0118] 運動量絕對值獲取單元201從評價指標數(shù)據(jù)生成單元103的運動量絕對值儲存單 元123中獲取作為評價指標數(shù)據(jù)113的期望的待評價對象的圖像數(shù)據(jù)112(例如，由用戶規(guī)定 為待觀察對象）的運動量絕對值。運動量絕對值獲取單元201將所獲取的運動量絕對值提供 給映射單元202。
[0119] 映射單元202根據(jù)塊的坐標，將提供的運動量絕對值映射在平面上，并且生成如圖 4中所示的二維彩色圖。映射單元202為多個帖(待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)112的所有或一部 分帖)生成上述二維彩色圖。
[0120] 映射單元202將所生成的二維彩色圖提供給顯示單元205并且使顯示單元205顯示 其圖像，將二維彩色圖提供給輸出單元206并且使輸出單元206將數(shù)據(jù)輸出到藥物評價設備 100的外部(輸出到其他設備等）。而且，映射單元202也將所生成的二維彩色圖提供給隨時 間變化分析單元203。
[0121] 要注意的是，映射單元202可僅僅生成能夠表示運動量絕對值的分布的信息，并且 所生成的信息不限于二維彩色圖。例如，可采用=維或多維彩色圖。而且，可采用灰度(密度 或模式圖案）圖代替彩色圖。而且，映射單元202可在彎曲的表面上映射運動量絕對值。
[0122] 隨時間變化分析單元203分析每個所提供的二維彩色圖（運動量絕對值的分布）的 時間變化(隨著時間變化)的狀態(tài)。例如，隨時間變化分析單元203在二維彩色圖內(nèi)設置具有 預定特征的區(qū)域(或點），作為關注區(qū)域(或關注點），并且獲得其隨著時間發(fā)生的變化。隨時 間變化分析單元203將隨著時間變化(例如，關注區(qū)域的尺寸、形狀、位置等隨時間變化）的 二維彩色圖和分析結(jié)果提供給運動評價單元204。
[0123] 運動評價單元204基于所提供的信息評價運動量分布。例如，運動評價單元204評 價關注區(qū)域的運動等。例如，運動評價單元204確定在給藥之前和之后，關注區(qū)域的路徑是 否發(fā)生變化，確定關注區(qū)域的前進方向是否發(fā)生極端變化，并且確定關注區(qū)域的前進速度 是否發(fā)生變化。運動評價單元204將運種評價的結(jié)果的數(shù)據(jù)提供給顯示單元205并且促使顯 示單元205顯示數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)提供給輸出單元206并且使輸出單元206將數(shù)據(jù)輸出到藥物 評價設備100的外部(輸出給其他設備等）。
[0124] 顯示單元205包括任意的顯示裝置，并且使該顯示裝置顯示由成像單元101獲得的 圖像信號111(細胞圖像）。而且，顯示單元205產(chǎn)生由映射單元202提供的二維彩色圖的圖 像，并且使該顯示裝置顯示該圖像。例如，顯示單元205疊加或設置細胞圖像(運動圖像）的 每帖圖像和與帖圖像對應的二維彩色圖的圖像，并且使顯示裝置顯示該圖像。而且，顯示單 元205產(chǎn)生由運動評價單元204提供的評價結(jié)果的圖像，并且促使顯示裝置顯示該圖像。要 注意的是，評價結(jié)果的圖像可為靜止圖像或者可為運動圖像。而且，顯示單元205能夠顯示 評價結(jié)果的圖像W及細胞圖像和二維彩色圖中的一個或兩個圖像。在運種情況下，顯示單 元205可在細胞圖像和二維彩色圖中的一個或兩個圖像上疊加評價結(jié)果的圖像，并且顯示 運些圖像，或者可設置和顯示運些圖像。而且，在評價結(jié)果作為運動圖像進行顯示的情況 下，顯示單元205可顯示評價結(jié)果的帖圖像W及與細胞圖像或二維彩色圖的運動圖像對應 的帖圖像。
[0125] 輸出單元206包括任意的輸出接口，并且通過該輸出接口將從映射單元202提供的 二維彩色圖的數(shù)據(jù)輸出到位于藥物評價設備100的外部的裝置、網(wǎng)絡等。而且，輸出單元206 通過該輸出接口將從運動評價單元204提供的評價結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出給位于藥物評價設備 100的外部裝置、網(wǎng)絡等。
[0126] 【運動評價單元】
[0127] 圖13為示出圖12的運動評價單元204的主要配置實例的方框圖。如圖13中所示，運 動評價單元204包括靜止區(qū)域評價單元211、脈動傳播速度評價單元212、運動量重屯、評價單 元213W及相關直方圖評價單元。
[0128] 靜止區(qū)域評價單元211評價未傳播脈動的區(qū)域（即，未脈動的區(qū)域）的數(shù)量和面積 或其時間變化。
[0129] 在給藥之后，具有在觀察區(qū)域(靜止區(qū)域）內(nèi)具有未明確地移動(未脈動）的區(qū)域的 情況。例如，在圖6的情況中，在配給化-索他洛爾之后，脈動未傳播到觀察區(qū)域的右側(cè)部分。 良P，脈動停止。
[0130] Dk索他洛爾阻礙鐘通道。在為經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞配給化-索他洛爾時，由于在舒 張過程中起作用的鐘通道功能發(fā)生變化，所W存在舒張過程發(fā)生變化的情況，從而脈動時 間（例如，動作電位維持時間）可延長。而且，在某些情況下，脈動本身可停止。通過運種方 式，由于藥物的毒性，所W細胞的運動可停止。
[0131] 靜止區(qū)域(或其時間變化）的數(shù)量或面積可與配給的藥物的毒性相關。例如，可具 有W下情況:在給藥之后，可評價靜止區(qū)域的數(shù)量越大或者靜止區(qū)域的面積越大，那么藥物 的毒性就越強。而且，通過從緊接在給藥之后到靜止區(qū)域增加時的時間、從靜止區(qū)域增加時 到靜止區(qū)域減少時的時間等，可評價藥物毒性的強度。
[0132] 因此，靜止區(qū)域評價單元211例如將靜止區(qū)域用作關注區(qū)域，比較在給藥前后在二 維彩色圖內(nèi)的關注區(qū)域，并且通過其差別(變化量）的大小，評價靜止區(qū)域的數(shù)量、尺寸、位 置、形狀等。當然，靜止區(qū)域評價單元211可在給藥后多個時刻內(nèi)，在二維彩色圖內(nèi)比較關注 區(qū)域。通過靜止區(qū)域的運種評價，靜止區(qū)域評價單元211評價配給的藥物的毒性和影響。
[0133] 脈動傳播速度評價單元212在觀察區(qū)域內(nèi)評價脈動的傳播速度或其時間變化。
[0134] 如果由于配給的藥物的毒性阻礙脈動傳播，那么也可影響脈動的傳播速度。例如， 如果每個細胞的脈動時間延長，那么脈動傳播速度可變化。即，脈動傳播速度的變化可與配 給的藥物的毒性相關。例如，可具有W下情況:在給藥之后，可評價，脈動傳播速度的減小余 地越大，那么藥物的毒性就越強。而且，通過從緊接在給藥之后到傳播速度減小時的時間、 從傳播速度減小時到傳播速度恢復時的時間等，可評價藥物毒性的強度。
[0135] 因此，脈動傳播速度評價單元212例如將大幅脈動的部分用作關注區(qū)域，在給藥之 前和之后在二維彩色圖內(nèi)比較關注區(qū)域的運動(速度），并且通過關注區(qū)域的運動的速度的 差值(在預定時間內(nèi)的位移量），評價脈動傳播速度的變化。當然，脈動傳播速度評價單元 212可在給藥之后在多個時刻在二維彩色圖內(nèi)比較關注區(qū)域的運動。通過脈動傳播速度的 運種評價，脈動傳播速度評價單元212評價所配給的藥物的毒性和影響。
[0136] 運動量重屯、評價單元213在觀察區(qū)域內(nèi)評價運動量的重屯、的位置和軌跡。
[0137] 通常，在脈動傳播時，在觀察區(qū)域內(nèi)的每個部分的運動改變，因此，運動量的重屯、 的位置在觀察區(qū)域內(nèi)改變。即，可W運動量的重屯、位置的軌跡表示脈動傳播。換言之，在由 于所配給的藥物的毒性，脈動傳播的狀態(tài)(路徑、速度等)改變時，也影響運動量的重屯、位置 改變的方式。
[0138] 例如，如圖4到圖6所示，在給藥之前在一個方向線性傳播的脈動可傳播W便進行 旋轉(zhuǎn)，或者可在給藥之后在多個方向傳播。例如，在給藥造成產(chǎn)生靜止區(qū)域時，脈動傳播可 纏繞在靜止區(qū)域的外圍周圍（旋轉(zhuǎn)）。而且，即使停止傳播，未產(chǎn)生靜止區(qū)域，在偏置在區(qū)域 之間的細胞的脈動周期時，傳播方向也可根據(jù)該偏置而改變(旋轉(zhuǎn)）。
[0139] 而且，可在靜止區(qū)域內(nèi)將脈動傳播分成多個方向等。而且，在屯、肌細胞內(nèi)，一部分 細胞發(fā)揮起搏的作用，并且根據(jù)細胞的脈動，對其他細胞進行脈動傳播。由于給藥的影響， 進行起搏的細胞可代替其他細胞。在某些情況下，進行起搏的細胞的數(shù)據(jù)可增大/減少。在 運種情況下，脈動傳播的路徑大幅改變。
[0140] 而且，可在傳播的中間停止傳播。例如，脈動傳播在靜止區(qū)域內(nèi)停止。而且，傳播速 度可改變。例如，由于每個細胞的脈動時間延長，所W傳播速度可改變。
[0141] 由于如上所述的傳播狀態(tài)的變化，所W脈動可在彼此不同的時間從多個方向傳播 到相同的區(qū)域。在運種情況下，細胞的脈動混亂，并且可局部造成重新返回（運可造成屯、律 失常）。
[0142] 由于脈動傳播的運種變化，所W運動量的重屯、的軌跡改變。因此，如圖14A中所示， 運動量重屯、評價單元213將在二維彩色圖上的所有區(qū)域劃分為垂直方向上N個并且水平方 向上M個小區(qū)域，并且針對每個小區(qū)域(m、n)獲得運動量v(m、n)。運動量重屯、評價單元213與 W下公式（1)和(2)-樣計算運動重屯、的坐標(Gx、Gy)。
[0143] 【數(shù)學公式1】
[0144] ...(1)
[0145]
[0146] ...(2)
[0147] 在已經(jīng)通過運種方式為每個二維彩色圖獲得運動量的重屯、的坐標時，如圖14B中 所示，運動量重屯、評價單元213在二維圖上繪制每個二維彩色圖（每時刻）的重屯、的位置，并 且繪出變化(軌跡）。運動量重屯、評價單元213比較在給藥之前和之后重屯、的運種軌跡，并且 評價軌跡的變化。當然，運動量重屯、評價單元213可在給藥之后在多個時刻內(nèi)比較重屯、的軌 跡。通過運動量的重屯、的軌跡的運種評價，運動量重屯、評價單元213評價所配給的藥物的毒 性和影響。
[0148] 要注意的是，多個重屯、可用于評價軌跡。而且，可一起評價重屯、的運動量(脈動大 小）。例如，運動量重屯、評價單元213可在S維圖上繪制運動量的重屯、，該重屯、表示在XY坐標 內(nèi)的位置W及在Z坐標內(nèi)的運動量。可使用任何方法計算重屯、的運動量。例如，可采用在重 屯、位置獲得的運動量作為重屯、的運動量，或者可采用重屯、附近的運動量的平均值作為運動 量?？蛇x地，可使用整個觀察區(qū)域的運動量計算重屯、的運動量。
[0149] 相關直方圖評價單元214評價在觀察區(qū)域內(nèi)運動的分布(速度、方向等）。
[0150] 屯、肌細胞在給藥之前在正常的狀態(tài)下按照預定的節(jié)奏反復進行脈動。因此，在觀 察區(qū)域內(nèi)運動的分布(速度、方向等)變?yōu)榇蟾藕愣?。在給藥之后，在脈動傳播的狀態(tài)改變 時，如上所述，由于所配給的藥物的毒性，所W運動的分布也改變。因此，通過獲得給藥之前 和之后運動的速度和方向的分布(直方圖），并且評價分布的變化，相關直方圖評價單元214 評價所配給的藥物的毒性和影響。
[0151] 描述更具體的實例。例如，相關直方圖評價單元214獲得在相鄰的小區(qū)域之間的脈 動的相關系數(shù)d，如圖15中所示。如圖15的中間所示，該相關系數(shù)d為表示脈動的時間間隙的 參數(shù)，并且如圖15的右邊所示，該間隙越大，那么值就越大。即，在運兩個小區(qū)域的脈動時間 改變半個周期的狀態(tài)中，該相關系數(shù)d最大。在運兩個小區(qū)域的脈動時間一致時，相關系數(shù)d 的值為0。
[0152] 在要處理的，相關直方圖評價單元214針對待處理的小區(qū)域的左邊、右邊、頂部W 及底部的每個相鄰的小區(qū)域計算運種相關系數(shù)d，如圖16A中所示(do到d3)。相關直方圖評價 單元214與W下公式(3)和(4) 一樣使用相關系數(shù)d(do到d3)計算水平方向上的運動量Vx和垂 直方向上的運動量Vy。
[0153] r撕堂/A井3】
[0154] ? (3)
[0155]
[0156] ...(4)
[0157]相關直方圖評價單元214由運動量Vx和Vy獲得待處理的小區(qū)域(m、n)的運動量v(m、 n)和其方向0(m、n)，如圖16B中所示。相關直方圖評價單元214通過運種方式為每個小區(qū)域 獲得運動量及其方向，并且生成如圖17中所示的運動量（速度）和方向的直方圖（頻率分 布)。
[0158] 圖17A示出了在給藥之前的運動的速度和方向的直方圖，并且圖17B示出了在給藥 之后的運動的速度和方向的直方圖。如圖17A和17B中所示，在給藥之前和之后的分布不同 時，可確定給藥造成影響。即，相關直方圖評價單元214通過在給藥之前和之后獲得有關運 動的速度和方向的分布(直方圖），并且評價分布的變化，評價所配給的藥物的毒性和影響。
[0159] 通過相關直方圖評價單元214的靜止區(qū)域評價單元211分別將所獲得的評價結(jié)果 提供給評價結(jié)果數(shù)據(jù)生成單元215。評價結(jié)果數(shù)據(jù)生成單元215適當?shù)乜偨Y(jié)評價結(jié)果，并且 將運些結(jié)果作為評價結(jié)果數(shù)據(jù)提供給顯示單元205和輸出單元206(圖12)。
[0160] 要注意的是，運動評價單元204的上述配置為一個實例。運動評價單元204可具有 任何配置，只要與待觀察的對象的運動相關，就可評價任何指標。
[0161] 如上所述，藥物評價設備100可容易并且非侵入性地觀察經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110的 脈動傳播狀態(tài)，并且可容易并且非侵入性地評價待評價的對象（所配給的藥物造成的影 響）。
[0162] 【評價過程的流程】
[0163] 接下來，參照圖18的流程圖，描述由藥物評價設備100執(zhí)行的評價過程的流程的一 個實例。
[0164] 在開始評價過程時，在步驟SlOl中，藥物評價設備100的成像單元101使作為待觀 察的對象的經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110成像。在步驟S102中，待評價的對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記 錄單元102由通過在步驟SlOl中成像從而獲得的圖像信號111生成待評價的對象的圖像數(shù) 據(jù) 112。
[0165] 在步驟S103中，評價指標數(shù)據(jù)生成單元103使用在步驟S102中生成的待評價的對 象的圖像數(shù)據(jù)112進行運動檢測，計算運動量絕對值，并且生成評價指標數(shù)據(jù)113。在步驟 S104中，評價單元104使用在步驟S103中生成的評價指標數(shù)據(jù)113生成二維彩色圖，并且計 算評價值114。
[0166] 在步驟S105中，評價單元104輸出在步驟S104中計算出的評家值114,并且終止評 價過程。
[0167] 【評價指標數(shù)據(jù)生成過程的流程】
[0168] 接下來，參照圖19的流程圖，描述在圖18的步驟S103中執(zhí)行的評價指標數(shù)據(jù)生成 過程的流程的一個實例。
[0169] 在開始評價指標數(shù)據(jù)生成過程時，在步驟S121中，評價指標數(shù)據(jù)生成單元103的運 動檢測單元121針對每個塊檢測待評價的對象的運動，并且生成運動向量。在步驟S122中， 運動量絕對值計算單元122計算在步驟S121中生成的每個塊的運動向量的運動量絕對值。
[0170] 在步驟S123中，運動量絕對值儲存單元123儲存在步驟S122中計算初的運動量絕 對值。
[0171] 在步驟S124中，運動檢測單元121確定是否已經(jīng)處理預定周期(評價部分)的數(shù)據(jù)。 在確定在預定的評價部分內(nèi)具有還未進行運動檢測的帖圖像時，運動檢測單元121使過程 返回到步驟S121中，并且對待處理的新的帖圖像重復進行運動檢測。
[0172] 而且，在步驟S124中，確定假設在預定的評價部分內(nèi)進行處理的所有帖圖像已經(jīng) 進行運動檢測，評價指標數(shù)據(jù)生成過程終止，并且該過程返回到圖18并且繼續(xù)進行步驟 S104。
[0173] 【相關評價過程的流程】
[0174] 接下來，參照圖20的流程圖，描述在圖18的步驟S104中執(zhí)行的影響評價過程的流 程的實例。
[0175] 在開始影響評價過程時，在步驟S141中，運動量絕對值獲取單元201從運動量絕對 值儲存單元123獲取運動量絕對值。
[0176] 在步驟S142中，映射單元202將在步驟S141中獲取的運動量絕對值映射在平面上， 并且產(chǎn)生二維彩色圖。
[0177] 在步驟S143中，在步驟S142中產(chǎn)生的運動量絕對值的每個二維彩色圖中，隨時間 變化分析單元203分析二維彩色圖的隨時間變化。
[0178] 在步驟S144中，運動評價單元204評價在步驟S143中分析的二維彩色圖的時間變 化(在二維彩色圖之中的運動）。即，運動評價單元204評價給藥的影響。運動評價單元204促 使顯示單元205顯示評價值114,并且通過輸出單元206將該值輸出到藥物評價設備100的外 部。
[0179] 在完成步驟S144中的過程時，運動評價單元204終止影響評價過程并且使該過程 返回圖18中。
[0180] 【運動評價過程的流程】
[0181] 接下來，參照圖21的流程圖，描述在圖20的步驟S144中執(zhí)行的運動評價過程的流 程的實例。
[0182] 在開始運動評價過程時，在步驟S161中，靜止區(qū)域評價單元211評價靜止區(qū)域。在 步驟S162中，脈動傳播速度評價單元212評價脈動傳播速度。在步驟S163中，運動量重屯、評 價單元213評價運動量的重屯、。在步驟S164中，相關直方圖評價單元214通過直方圖評價脈 動傳播的速度和方向。在步驟S165中，評價結(jié)果數(shù)據(jù)生成單元215生成評價結(jié)果數(shù)據(jù)，用于 輸出或者用于顯示。
[0183] 該過程在步驟S165完成時，在步驟S165中，評價結(jié)果數(shù)據(jù)生成單元215終止運動評 價過程并且使該過程返回圖20中。
[0184] 如上所述，通過進行各種處理，藥物評價設備100可容易并且非侵入性地觀察待觀 察的對象，并且可容易并且非侵入性地評價給藥對經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞110的影響。
[0185] 目P，在本技術(shù)中，不需要特別的培養(yǎng)皿或巧光試劑。因此，可通過簡單、非侵入性W 及比較便宜的方式獲取細胞脈動行為的變化，從而可容易并且精確地評價藥物的毒性等。 而且，有利于進行自動化。
[0186] 要注意的是，藥物通常具有兩種毒性:在短期內(nèi)顯示影響的短期毒性，例如，在給 藥之后的大約幾秒鐘到幾分鐘，W及在經(jīng)過長期之后顯示影響的長期毒性，例如，在給藥之 后的幾個小時到幾天。在使用巧光試劑或電極時，影響待觀察的對象。因此，不利于進行長 期毒性觀察。相反，本技術(shù)可非侵入性地觀察待觀察的對象。而且，在本技術(shù)中，可通過與短 期毒性觀察相似的方法，進行長期毒性觀察。因此，本技術(shù)不僅有利于進行短期毒性觀察， 而且有利于進行長期毒性觀察。
[0187] 而且，本技術(shù)可通過彼此相似的方法進行短期毒性觀察和長期毒性觀察。因此，可 進行長期毒性觀察，例如，緊接在給藥之后需要幾天進行的觀察。即，本技術(shù)也可觀察和評 價毒性隨著時間的變化。
[0188] 要注意的是，在作為待觀察的對象的培養(yǎng)細胞通過密集的方式生長時，通過巧光 試劑通常難W進行染色。然而，在本技術(shù)中，可非侵入性地觀察待觀察的對象，因此，不論培 養(yǎng)細胞的生長程度如何，都可穩(wěn)定地進行觀察和評價。
[0189] 順便提一下，屯、肌細胞的脈動由收縮和舒張構(gòu)成。通常，屯、肌的舒張與屯、電圖中的 T波對應，并且與屯、肌細胞膜的復極對應。運個T波延長通常稱為QT延長，作為在Q波和T波之 間的時間的延長，并且在顯示該癥狀時，指出屯、律失常的可能性。例如，由于為經(jīng)培養(yǎng)的屯、 肌細胞配給藥物而在阻礙進入鐘通道中的離子的吸收和取出時，發(fā)生運種QT延長。例如，眾 所周知,Dk索他洛爾阻礙鐘通道。即，在為經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌細胞配給化-索他洛爾時，由于在 舒張過程起作用的鐘通道功能的變化，所W舒張過程改變。
[0190] 然而，實際上，甚至在發(fā)生QT延長的情況下，在整個屯、肌細胞內(nèi)發(fā)生大約均勻的QT 延長時，脈動在運些細胞之中未產(chǎn)生大量間隙，因此，可具有未發(fā)生屯、律失常的情況。相反， 如果如上所述，間隙連接受阻，那么即使未造成QT延長，也可產(chǎn)生屯、律失常。在本技術(shù)中，可 容易并且非侵入性地觀察脈沖的傳播。因此，無論是否發(fā)生運種QT延長，都可觀察到發(fā)生屯、 律失常。
[0191] 而且，在本技術(shù)中，由于觀察區(qū)域可為相對窄的區(qū)域，例如，大約0.6平方毫米，所 W通過少數(shù)細胞和少量試劑，可進行試驗。而且，通過市場上可買到的高密度的培養(yǎng)板 (1536孔板(每個孔的直徑為1.7mm)或384孔板(每個孔的直徑為3.6mm))，可充分地評價該 試驗，并且本技術(shù)有利于在藥物的研制過程中進行初步篩選。要注意的是，在本技術(shù)中，無 論觀察的面積多大，都可通過相似的方法進行觀察。因此，可容易地改變觀察區(qū)。
[0192] 而且，目前進行評價藥物的毒性的方法，并且可能在未來提出一種新的評價方法 或評價標準。由于可非侵入性地觀察待觀察對象的狀態(tài)，所W本技術(shù)可應用于更多的不同 評價方法或評價標準。
[0193] 而且，本技術(shù)就可應用于評價任何物體的任何情況，只要通過觀察經(jīng)培養(yǎng)的屯、肌 細胞110,可對該物體進行評價。例如，該物體可為氣體、液體或固體。而且，在觀察時，可為 環(huán)境條件(例如，溫度、濕度、大氣壓力、亮度、振動、磁場等）。
[0194] 要注意的是，由于本技術(shù)可容易地觀察脈動傳播，所W本技術(shù)可應用于W下方法 中：通過放入巧光染料并且檢測根據(jù)細胞的激勵(活動電位)進行波動的巧濃度，檢測細胞 的脈動節(jié)奏，并且評價細胞的信息傳播模式。
[01M] <2、第二實施方式〉
[0196] 【個人計算機】
[0197] 通過硬件或者通過軟件，可執(zhí)行上述一系列過程。在運種情況下，例如，可配置如 圖22中所示的個人計算機。
[0198] 在圖22中，根據(jù)儲存在ROM(只讀存儲器)302內(nèi)的程序或者從儲存單元313裝載到 RAM(隨機存取存儲器)303上的程序，個人計算機300的CPU(中央處理單元)301執(zhí)行各種處 理。RAM 303適當?shù)貎Υ鍯PU 301執(zhí)行各種過程所需要的數(shù)據(jù)等。
[0199] CPU 301、R0M 302W及RAM 303通過總線304彼此連接。輸入/輸出接口310也連接 至總線304。
[0200] 由鍵盤、鼠標等構(gòu)成的輸入單元311、由（由陰極射線管(CRT)、液晶顯示器化CD)等 構(gòu)成的）顯示器和揚聲器構(gòu)成的輸出單元312、由硬盤等配置的儲存單元313、W及由調(diào)制解 調(diào)器等配置的通信單元314連接至輸入/輸出接口 310。通信單元314通過包括互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡 執(zhí)行通信過程。
[0201] 必要時，驅(qū)動器315還連接至輸入/輸出接口 310,適當?shù)匕惭b可移動介質(zhì)321(例 如，磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器），并且必要時，在儲存單元313上安裝從其中讀出的 計算機程序。
[0202] 在由軟件執(zhí)行上述一系列過程的情況下，通過網(wǎng)絡或通過記錄介質(zhì)安裝構(gòu)成軟件 的程序。
[0203] 例如，如圖22中所示，記錄介質(zhì)與設備主體分開，記錄介質(zhì)不僅由可移動介質(zhì)321 配置，而且由ROM 302配置。分布該可移動介質(zhì)，W將程序傳送給用戶，并且該可移動介質(zhì)由 在其上儲存程序的磁盤(包括軟盤）、光盤(包括光盤只讀存儲器(CD-ROM)和數(shù)字通用光盤 (DVD))、磁光盤(包括微型光盤(MD))、半導體存儲器等構(gòu)成。要傳送給用戶的程序在組裝到 設備主體、包含在儲存單元313內(nèi)的硬盤等中的狀態(tài)下記錄在該ROM上。
[0204] 要注意的是，由計算機執(zhí)行的程序可為根據(jù)說明書中描述的順序的時間序列處理 的程序，或者可為并行或在必要時(例如，在調(diào)用時)處理的程序。
[0205] 此外，在該說明書中，描述在記錄介質(zhì)上記錄的程序的步驟不僅包括根據(jù)所描述 的順序在時間序列中執(zhí)行的過程，而且包括不必按時間序列執(zhí)行而是并行執(zhí)行或單獨執(zhí)行 的過程。
[0206] 此外，在該說明書中，系統(tǒng)表示由多個裝置配置的整個配置。
[0207] 此外，在W上描述中，作為單個裝置(或者作為處理單元)進行描述的配置可劃分 成多個裝置(或處理單元)并且配置有運些裝置或單元。與此相反，在W上描述中，作為多個 裝置(或者處理單元)進行描述的配置可集中并且配置為單個裝置(或者處理單元）。此外， 上述配置W外的配置也可加入運些裝置(或者處理單元）的配置中。而且，在整個系統(tǒng)的配 置或操作基本上相同時，某個裝置(或者處理單元）的一部分配置可包含在另一個裝置(或 者另一個處理單元）的配置內(nèi)。即，本技術(shù)不受到上述實施方式的限制，并且可在不背離本 技術(shù)的主旨的范圍內(nèi)進行各種修改。
[0208] 要注意的是，本技術(shù)可使用W下配置。
[0209] (1)一種顯示控制設備，包括：
[0210] 第一顯示控制單元，被配置為通過包含細胞的一個或多個圖像對細胞圖像進行顯 示控制；W及
[0211] 第二顯示控制單元，被配置為W W下方式進行顯示控制:將通過所述一個或多個 圖像針對每個子區(qū)域生成的運動量的一部分或全部與所述每個子區(qū)域相關聯(lián)，并在所述細 胞圖像上畳加和顯不。
[0212] (2)根據(jù)(1)所述的顯示控制設備，其中
[0213] 所述細胞為被動或主動移動的細胞，W及
[0214] 所述第二顯示控制單元顯示W(wǎng)表現(xiàn)所述細胞的運動傳播狀態(tài)的方式顯示所述運 動量的一部分或全部。
[0215] (3)根據(jù)(2)所述的顯示控制設備，其中，所述第二顯示控制單元顯示所述細胞的 運動傳播狀態(tài)，作為在細胞圖像內(nèi)的運動量的分布隨時間發(fā)生的變化。
[0216] (4)根據(jù)(3)所述的顯示控制設備，其中，所述第二顯示控制單元通過對多個時間 中的每個時間在曲面或平面上顯示表示所述運動量的分布的二維圖，表現(xiàn)運動量的分布隨 時間發(fā)生的變化。
[0217] (5)根據(jù)(4)所述的顯示控制設備，其中，所述第二顯示控制單元將在細胞圖像內(nèi) 的運動量的位置表現(xiàn)為在所述二維圖上的位置，并且將運動量的絕對值表現(xiàn)為顏色、密度 或圖案。
[021引（6)根據(jù)(1巧lj(5)中任一項所述的顯示控審峨備，其中
[0219] 所述細胞圖像為運動圖像，W及
[0220] 所述第二顯示控制單元在所述細胞圖像的各帖圖像上疊加與所述帖圖像對應的 運動量的一部分或全部，并顯示疊加的圖像。
[0221] (7)根據(jù)（1巧lj(6)中任一項所述的顯示控制設備，其中，所述第二顯示控制單元顯 示運動量W及運動量的分布的評價結(jié)果。
[0222] (8)-種顯示控制設備的顯示控制方法，所述方法包括W下步驟：
[0223] 由第一顯示控制單元通過包含細胞的一個或多個圖像對細胞圖像進行顯示控制； W及
[0224] 由第二顯示控制單元W下方式進行顯示控制:將通過所述一個或多個圖像針對每 個子區(qū)域生成的運動量的一部分或全部與所述每個子區(qū)域相關聯(lián)，并在所述細胞圖像上疊 加和顯示。
[0225] (9)一種程序，其促使計算機用作：
[0226] 第一顯示控制單元，被配置為通過包含細胞的一個或多個圖像對細胞圖像進行顯 示控制；W及
[0227] 第二顯示控制單元，被配置為W W下方式進行顯示控制:將通過所述一個或多個 圖像針對每個子區(qū)域生成的運動量的一部分或全部與所述每個子區(qū)域相關聯(lián)，并在所述細 胞圖像上畳加和顯不。
[0。引（10) -種圖像處理設備，包括：
[0229] 運動量生成單元，被配置為對于包括細胞的一個或多個圖像，針對每個子區(qū)域生 成運動量；W及
[0230] 評價單元，被配置為使用由所述運動量生成單元生成的運動量的一部分或全部評 價細胞的運動傳播狀態(tài)。
[0231] (11)根據(jù)（10)所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元將由所述運動量表示的 所述細胞的運動傳播狀態(tài)與確定的所述細胞的運動為正常的情況的比較結(jié)果作為圖像進 行顯示。
[0232] (12)根據(jù)（10)或（11)所述的圖像處理設備，其中，通過獲得所述細胞圖像的運動 量與確定為所述細胞的運動正常的情況的差分，并評價所述差分，所述評價單元對所述細 胞的運動傳播狀態(tài)的變化進行定量評價。
[0233] (13)根據(jù)（12)所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述細胞圖像內(nèi)沒有 運動的靜止區(qū)域的變化進行評價。
[0234] (14)根據(jù)（12)或（13)所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述運動量大 的區(qū)域的移動速度的變化進行評價。
[0235] (15)根據(jù)（12)到（14)中任一項所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述 運動量的重屯、的軌跡的變化進評價。
[0236] (16)根據(jù)（12)到（15)中任一項所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對有關 所述細胞圖像的運動的速度和方向的直方圖進行評價。
[0237] (17)根據(jù)（10)到（16)中任一項所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對在幾 個小時到幾天的觀察期間所述細胞的運動傳播狀態(tài)進行評價。
[0238] (18)根據(jù)（10)到（17)中任一項所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元評價所 述細胞的運動傳播狀態(tài)，W便無論是否發(fā)生QT延長，都檢測屯、肌細胞發(fā)生屯、律失常，所述QT 延長為在屯、肌細胞的Q波和T波之間的時間延長。
[0239] (19) 一種圖像處理設備的圖像處理方法，所述方法包括W下步驟：
[0240] 由運動量生成單元對于包含細胞的一個或多個圖像針對每個子區(qū)域生成運動量； W及
[0241] 由評價單元使用生成的所述運動量的一部分或全部評價所述細胞的運動傳播狀 態(tài)。
[0242] (20) -種程序，其促使計算機用作：
[0243] 運動量生成單元，被配置為對于包含細胞的一個或多個圖像針對每個子區(qū)域生成 運動量；W及
[0244] 評價單元，被配置為使用由所述運動量生成單元生成的所述運動量的一部分或全 部評價所述細胞的運動傳播狀態(tài)。
[0245] 參考符號列表
[0246] 100藥物評價設備
[0247] 101成像單元
[0248] 102待評價對象的圖像數(shù)據(jù)生成/記錄單元
[0249] 103評價指標數(shù)據(jù)生成單元 [02加]104評價單元
[0巧1] 121運動檢測單元
[0252] 122運動量絕對值計算單元
[0253] 123運動量絕對值儲存單元
[0254] 141帖存儲器
[0巧5] 142運動向量計算單元
[0256] 201運動量絕對值獲取單元
[0257] 202映射單元
[0258] 203隨時間變化分析單元
[0259] 204運動評價單元
[0260] 205顯示單元
[0%1] 206輸出單元
【主權(quán)項】
1. 一種圖像處理設備，包括： 運動量生成單元，被配置為對于包含細胞的一個或多個圖像，針對每個子區(qū)域生成運 動量；以及 評價單元，使用由所述運動量生成單元生成的運動量的一部分或全部評價所述細胞的 運動傳播狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元將由所述運動量表示的所 述細胞的運動傳播狀態(tài)與確定為所述細胞的運動為正常的情況的比較結(jié)果作為圖像進行 顯不〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設備，其中，通過獲得所述細胞圖像的運動量與確定 為所述細胞的運動正常的情況的差分，并評價所述差分，所述評價單元對所述細胞的運動 傳播狀態(tài)的變化進行定量評價。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述細胞圖像內(nèi)沒有運 動的靜止區(qū)域的變化進行評價。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述運動量大的區(qū)域的 移動速度的變化進行評價。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對所述運動量的重心的軌 跡的變化進評價。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對有關所述細胞圖像的運 動的速度和方向的直方圖進行評價。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元對在幾個小時到幾天的觀 察期間所述細胞的運動傳播狀態(tài)進行評價。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設備，其中，所述評價單元評價所述細胞的運動傳播 狀態(tài)，以便無論是否發(fā)生QT延長，都檢測心肌細胞發(fā)生心律失常，所述QT延長為在心肌細胞 的Q波和T波之間的時間延長。10. -種圖像處理設備的圖像處理方法，所述方法包括以下步驟： 由運動量生成單元對于包含細胞的一個或多個圖像針對每個子區(qū)域生成運動量；以及 由評價單元使用生成的所述運動量的一部分或全部評價所述細胞的運動傳播狀態(tài)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理方法，其中， 評價步驟包括通過所述評價單元將由所述運動量表示的所述細胞的運動傳播狀態(tài)與 確定為所述細胞的運動為正常的情況的比較結(jié)果作為圖像進行顯示。
【文檔編號】C12M1/34GK105847633SQ201610158846
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2012年2月28日
【發(fā)明人】早川智広, 國弘威, 松居惠理子
【申請人】索尼公司