JP6925361B2 - サンプル場所のための補助画像検出器を有する撮像システム - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、米国出願第１５／０７９，４９５号（２０１６年３月２４日出願）に対する優先権を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

組織サンプルは、顕微鏡を用いた検査のためのスライド上に配置された一連の薄い断片として調製されることができる。顕微鏡は、デジタル撮像機と、画像処理ソフトウェアとを装備し、画像収集および分析の側面を自動化し得る。しかしながら、組織サンプルは、それらが、多くの場合、不規則なアレイで配列され、スライド毎に変動する位置を有するので、スライド上に配置することが困難であり得る。サンプルの捜索が、したがって、多くの場合、ボトルネックとなる。スライド全体が、顕微鏡を用いて、体系的に走査され得るが、視野は、典型的には、小さい：多くの画像が、サンプルを見つけるために収集されなければならない。例えば、拡大が、多くの場合、組織撮像のために使用されるが、各画像は、スライドのサンプル支持エリアの１％未満を表し得る。故に、１００を超える画像が、スライドのサンプル支持エリア全体を走査するために収集および処理される必要があろう。

本開示は、サンプル場所のための補助画像検出器を使用する撮像システムおよび方法を提供する。例示的システムは、照射軸上のサンプルを照射するための光源と、照射軸に対して斜めの光学軸上の第１の画像検出器と、ステージとを備え得る。システムは、撮像軸上に配置されている第２の画像検出器と、ステージおよび撮像軸を互いに対して移動させるように構成されている駆動機構とも備え得る。システムは、（ａ）第１の画像検出器によって検出されたサンプルの画像を受信することと、（ｂ）画像内のサンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、（ｃ）物理的場所に基づいて信号を駆動機構に送信することにより、サンプルの少なくとも一部を第２の画像検出器の視野内に配置することとを行うように構成されているプロセッサをさらに備え得る。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
撮像システムであって、前記撮像システムは、
照射軸上のサンプルを照射するための光源と、
前記照射されているサンプルから光を受け取るために前記照射軸に対して斜めの光学軸上に搭載されている第１の画像検出器と、
前記サンプルを支持するためのステージと、
撮像軸上に配置されている第２の画像検出器と、
前記ステージと前記撮像軸とを互いに対して移動させるように構成されている駆動機構と、
プロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、（ａ）前記第１の画像検出器によって検出された前記サンプルの画像を受信することと、（ｂ）前記画像内の前記サンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、（ｃ）前記物理的場所に基づいて、信号を前記駆動機構に送信することにより、前記サンプルの少なくとも一部を前記第２の画像検出器の視野内に配置することとを行うように構成されている、撮像システム。
（項目２）
前記第１の画像検出器は、前記サンプルを斜めに撮像するように構成されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目３）
前記プロセッサは、キートーン補正を前記第１の画像検出器によって検出された画像に行うように構成されている、項目２に記載の撮像システム。
（項目４）
前記プロセッサは、前記キートーン補正を行った後、前記画像をユーザに表示するように構成されている、項目３に記載の撮像システム。
（項目５）
前記光源は、前記第１および第２の画像検出器の各々が画像を検出するとき、前記サンプルを照射するように構成されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目６）
前記ステージは、前記サンプルを水平な試料平面内に支持するように構成され、前記第１および第２の画像検出器は、互いから前記試料平面の反対側に配置されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目７）
前記撮像システムは、前記第２の画像検出器を用いて、落射フォトルミネセンス画像および／または徹照画像を検出するように構成されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目８）
前記プロセッサは、少なくとも部分的に、前記画像のピクセルと物理的空間の平面内の位置との間の所定の関係に基づいて、コントラストの領域の物理的場所を決定するように構成されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目９）
拡散体をさらに備え、前記拡散体は、前記光源から前記第１の画像検出器までの光学経路内に位置付けられているか、または位置付け可能である、項目１に記載の撮像システム。
（項目１０）
前記第１の画像検出器は、前記第２の画像検出器より低い拡大率で前記サンプルを検出するように構成されている、項目１に記載の撮像システム。
（項目１１）
撮像方法であって、前記方法は、
照射軸上で、光でサンプルを照射することと、
第１の画像検出器を用いて第１の画像を検出することであって、前記第１の画像検出器は、前記照射軸に対して斜めの光学軸上で前記照射されているサンプルからの光を受け取る、ことと、
前記第１の画像を処理し、前記第１の画像内のサンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、
前記物理的場所に基づいて前記サンプルと前記第２の画像検出器とを互いに対して移動させ、前記サンプルの少なくとも一部を前記第２の画像検出器の視野内に配置することと、
前記第２の画像検出器を用いて第２の画像を検出することと
を含む、方法。
（項目１２）
前記第１の画像を検出するステップは、前記第１の画像検出器を用いて前記サンプルを斜めに撮像するステップを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
キートーン補正を前記第１の画像検出器によって検出された前記第１の画像に行うステップをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記キートーン補正を行った後、前記第１の画像を表示するステップをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記第１および第２の画像検出器の各々が画像を検出するとき、同一光源が、前記サンプルを照射する、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記サンプルは、前記第１の画像を検出するステップ中、水平な試料平面内に支持され、前記第１および第２の画像検出器は、互いから前記試料平面の反対側に配置されている、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記照射するステップは、組織断片を支持しているスライドを照射するステップを含み、前記第１の画像を検出するステップは、前記スライドの大部分を表す画像を検出するステップを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
前記物理的場所のオフセットを計算するステップをさらに含み、前記移動させるステップは、前記オフセットに基づき、前記オフセットを計算するステップは、少なくとも部分的に、前記第１の画像のピクセルと物理的空間の平面内の位置との間の所定の関係に基づく、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
プロセッサを用いて、前記第１の画像内の前記コントラストの領域を自律的に識別するステップをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目２０）
前記第２の画像を検出するステップは、前記第１の画像より高い拡大率で第２の画像を検出するステップを含む、項目１１に記載の方法。

図１は、本開示の側面による、システムのコンテンツ撮像機を用いたさらなる撮像のためにサンプルを位置特定することを可能にするために、撮像サンプル（例えば、組織断片）のためのロケーション撮像機を有する例示的顕微鏡撮像システムの概略図である。 図２は、本開示の側面による、図１の撮像システムのための例示的ロケーション撮像構成の概略図であり、サンプルは、染色されず、斜めに照射される。 図３は、概して、図２の線３−３に沿って得られた、スライドおよびサンプルが斜めに照射される間、図２における染色されないサンプルを支持するスライドの平面図であり、サンプルによるより多くの散乱に起因したサンプルとスライドとの間の光学コントラストを図式的に図示する。 図４は、本開示の側面による、図１の撮像システムのための別の例示的ロケーション撮像構成の概略図であり、サンプルは、染色されず、斜めに撮像される。 図５は、本開示の側面による、図２のロケーション撮像構成の別の概略図であるが、サンプルは、染料で処理されている。 図６は、概して、図５の線６−６に沿って得られた、スライドおよびサンプルが斜めに照射される間、図５における染色されたサンプルを支持するスライドの平面図であり、サンプルによるより多くの吸収に起因したサンプルとスライドとの間の光学コントラストを図式的に図示する。 図７は、本開示の側面による、染色されたサンプルを用いて得られる図４のロケーション撮像構成の別の概略図である。 図８は、本開示の側面による、図１の撮像システムのためのさらに別の例示的ロケーション撮像構成の概略図であり、サンプルは、上方から斜めに照射される。 図９は、本開示の側面による、図１の顕微鏡撮像システムの例示的配列の概略図であり、ロケーション撮像および一次撮像が、異なるステーションにおいて行われる。 図１０Ａ−Ｃは、本開示の側面による、それぞれ、場所モード、落射照明コンテンツモード、および徹照コンテンツモードで動作する図１の顕微鏡撮像システムの例示的実施形態の概略図である。 図１０Ａ−Ｃは、本開示の側面による、それぞれ、場所モード、落射照明コンテンツモード、および徹照コンテンツモードで動作する、図１の顕微鏡撮像システムの例示的実施形態の概略図である。 図１０Ａ−Ｃは、本開示の側面による、それぞれ、場所モード、落射照明コンテンツモード、および徹照コンテンツモードで動作する、図１の顕微鏡撮像システムの例示的実施形態の概略図である。 図１１は、本開示の側面による、図１のロケーション撮像機を較正する際に使用するための基準マークを有する任意の例示的較正スライドの平面図である。 図１２は、本開示の側面による、図１のロケーション撮像機を用いて斜めに検出され得る図１１の較正スライドの例示的較正画像である。 図１３は、本開示の側面による、ロケーション画像を処理し、サンプルを位置特定することと、システムのコンテンツ撮像機を用いて、位置特定されたサンプルを撮像することとを含む、図１の顕微鏡撮像システムによって自律的に行われ得るステップの例示的組の略図である。 図１４は、本開示の側面による、ロケーション画像を自律的に処理し、サンプルを位置特定することと、ユーザ入力を受信して、ロケーション画像内の着目サンプルを選択することと、システムのコンテンツ撮像機を用いて、選択されたサンプルを自律的に撮像することとを含む、図１の顕微鏡撮像システムによって行われ得るステップの別の例示的組の略図である。 図１５は、本開示の側面による、概して、ロケーション画像内の着目画像領域を示すユーザ入力を受信することと、各画像領域内のサンプルを自律的に位置特定することと、システムのコンテンツ撮像機を用いて、位置特定されたサンプルを自律的に撮像することとを含む、図１の顕微鏡撮像システムによって行われ得るステップのさらに別の例示的組の略図である。 図１６は、本開示の側面による、ユーザ入力を受信し、コンテンツ画像の画像エリアを画定することと、システムのコンテンツ撮像機を用いて、画定された画像エリアを自律的に撮像することとを含む、図１の顕微鏡撮像システムによって行われ得るステップのさらに別の例示的組の略図である。 図１７は、図４のロケーション撮像構成を有する図１の顕微鏡撮像システムの実用的実施形態を用いて収集されたロケーション画像の概略図である。 図１８は、概して、図１７内の「１８」に示される領域を伴う、図１７のロケーション画像の領域から得られたピクセルグレー値のグラフである。

本開示は、サンプル場所のための補助画像検出器を使用する撮像システムおよび方法を提供する。例示的システムは、照射軸上のサンプルを照射するための光源と、照射軸に対して斜めの光学軸上に配置される第１の画像検出器と、ステージとを備え得る。システムは、撮像軸上に配置される第２の画像検出器と、ステージと撮像軸とを互いに対して移動させるように構成されている駆動機構とも備え得る。システムは、（ａ）第１の画像検出器によって検出されたサンプルの画像を受信することと、（ｂ）画像内のサンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、（ｃ）物理的場所に基づいて信号を駆動機構に送信し、サンプルの少なくとも一部を第２の画像検出器の視野内に配置することとを行うように構成されているプロセッサをさらに備え得る。

本明細書に開示される顕微鏡撮像システムは、スライド等のサンプルホルダ上でさまざまな／未知の位置を有する組織断片等の撮像サンプルのための種々の利点をもたらし得る。これらの利点は、以下の任意の組み合わせを含み得る。サンプルは、最初に、付随撮像機（ロケーション画像検出器）を使用して、より低い拡大率撮像を用いて位置特定され、次いで、一次撮像機（コンテンツ画像検出器）を使用して、より高い拡大率でコンテンツのために撮像され得る。２つの撮像機間の拡大率の差異は、とりわけ、少なくとも約２、５、または１０倍であり得、一次撮像機の拡大率は、手動で、および／またはプロセッサによって自動的に調節され得る。システムは、大量の望ましくない画像データを発生させずに、部分的または完全に、自動化され得る。故に、ユーザは、収集された画像をより迅速に精査し得る。サンプルスループットは、増加させられ得る。いくつかの実施形態では、同一光源が、ロケーション撮像およびコンテンツ撮像のために、サンプルを照明し得る。そのような照明スキームは、顕微鏡の機能性に干渉せず、または信頼性を低減させずに、導入され得る。

本開示のさらなる側面は、以下の節：（Ｉ）顕微鏡撮像システムの概要、（ＩＩ）ロケーション撮像のための光学構成、（ＩＩＩ）一対の撮像ステーションを伴う撮像システム、（ＩＶ）撮像システム実施形態、（Ｖ）ロケーション画像の処理方法、および（ＶＩ）実施例に説明される。

（Ｉ．顕微鏡撮像システムの概要）
本節は、より低い拡大率においてサンプル５４を位置特定するためのロケーション撮像機５２（ロケーション撮像）と、より高い拡大率で着目サンプル画像を収集するためのコンテンツ撮像機５６（コンテンツ撮像）とを有する例示的顕微鏡撮像システム５０の概要を提供する。図１を参照されたい。

システム５０は、ボックスおよび破線矢印を用いて描写される。実線を用いて形成されるボックスは、必ずしも要求されるわけではないが、より典型的には含まれるシステムの部分を表す一方、破線を用いて形成されるものは、種々の実施形態では、随意である。破線矢印は、光によってサンプル５４へまたはそこから辿られる光学軸を表す。各光学軸は、単一線を辿り得るか、または、例えば、２つ以上の異なる線を辿り得る（例えば、ミラーによって折り曲げられる場合）。用語「光」は、本明細書で使用される場合、任意の好適な波長の光学放射を含み得る。故に、光は、可視放射、紫外線放射、赤外線放射、または任意のそれらの組み合わせであり得る。

システム５０は、サンプルホルダ６０を支持するための少なくとも１つのステージ５８を有し、サンプルホルダは、順に、１つ以上のサンプル５４を含むか、または別様に保持する。サンプルは、試料平面６２（サンプル平面とも呼ばれる）の検査領域内でステージ５８およびサンプルホルダ６０によって支持され得、試料平面６２は、システム（例えば、ステージ）によって画定されたｘｙ平面（水平平面）と平行であり、随意に、それに近接している。いくつかの実施形態では、システムは、異なる撮像ステーション内に配置される少なくとも２つのステージを有し得る（例えば、第ＩＩＩ節参照）。

撮像機５２および５６は、画像検出器または画像検出デバイスと同義的に称される。撮像機５２（および／または５６）は、カメラとしても説明され得、それは、統合型光学と、随意に、統合型焦点合わせ機構とを有する個別的な取り外し可能なモジュールである。カメラは、システム筐体の外側に位置する外部カメラであり得る。各撮像機は、サンプルが試料平面内に保持されたまま、サンプル５４を撮像し得る。撮像機は、試料平面６２の両側に配置され得るか（すなわち、ロケーション撮像機５２を平面の上方に伴い、コンテンツ撮像機５６を平面の下方に伴うか、またはその逆である）、または、試料平面６２の同一側に配置され得る（すなわち、両撮像機を平面の上方に伴うか、または両撮像機を平面の下方に伴う）。撮像機５２は、サンプルから撮像機まで延びている光学軸に対して斜めまたは直交する平面においてロケーション画像を検出し、それぞれの斜めまたは平行撮像を実施するように配置され得る（動作可能に関連付けられた光学の随意の補助を伴って）（第ＩＩ節参照）。斜め撮像では、撮像機の画像平面は、試料平面に対して斜めに動作可能である。撮像機５６は、代替として、平行撮像（すなわち、試料平面と平行に動作可能な画像平面を伴う）を実施するように配置され得る（動作可能に関連付けられた光学の随意の補助を伴って）。

各撮像機（５２または５６）は、グレースケール（モノクロ）画像検出器またはカラー画像検出器であり得る。グレースケール画像検出器は、グレースケール画像を検出し、各画像ピクセルは、強度情報のみを運ぶ一方、カラー画像検出器は、カラー画像を検出し、各画像ピクセルは、強度および波長／色情報（例えば、３つのそれぞれの波長／色のための３つの強度）を運ぶ。撮像機は、サンプルまたは検査領域の画像を収集するための任意のデバイスであり得る。例示的画像検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、能動ピクセルセンサ（例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）センサ等）等のアレイ検出器である。

撮像機５２は、画像５２によって検出された各ロケーション画像内のピクセルが試料平面内の点に予めマップされているように（例えば、撮像システムの固定部分によって画定されたｘｙ座標系を使用して）、サンプルとのその使用前に較正され得る（例えば、製造業者またはユーザによって）。同一タイプの較正はまた、撮像機５６でも行われ得、それは、撮像機の視野が互いに関係づけられることを可能にする。この相関を用いて、システムは、コンテンツ画像内の所望の位置（例えば、中心）からのロケーション画像内の任意の所与のピクセルの試料平面内の物理的オフセットを計算することができる。較正撮像機５２およびロケーション画像の処理のさらなる側面は、以下の第Ｖ節に説明される。

システムは、少なくとも１つの光源６４を有し、光でサンプル５４を照射する。用語「照射」および「照明」ならびにその対応する派生語は、同一意味を有し、本開示において同義的に使用される。

各光源６４（動作可能に関連付けられた光学の随意の補助を伴う）は、試料平面６２の下方または上方から１つ以上のサンプル５４の少なくとも一部を照射するように構成され得る。光源は、試料平面の下方または上方に配置され得る。いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つの光源６４から生じる光で、試料平面の下方からと、少なくとも１つの他の光源６４から生じる光で、試料平面の上方から、１つ以上のサンプル５４の少なくとも一部を照射するように構成され得る。各光源６４は、サンプル５４を試料平面６２に対して直角または斜めに照射し得る。いくつかの実施形態では、同一光源は、随意に、異なる照明光学（例えば、とりわけ、異なる集光器／対物レンズおよび／または拡散体の有無）を用いて、各撮像機５２および５６を用いた撮像のためにサンプル５４を照射するように構成され得る。故に、同一光源は、徹照ロケーション撮像および落射照明コンテンツ撮像のために、サンプル（および／または検査領域）を照射し得る。いくつかの実施形態では、異なる光源は、それぞれの徹照ロケーション撮像および徹照コンテンツ撮像のために、サンプル（および／または検査領域）を照射し得る。照射される試料平面６２のエリアのサイズは、とりわけ、少なくとも２、５、１０、または２０倍大きい等、コンテンツ撮像機５６と比較して、ロケーション撮像機５２を用いて画像を検出するとき、実質的により大きくあり得る。いくつかの実施形態では、コンテンツ撮像機５６を用いてより多数のサンプルホルダ６０によって保持されるサンプル５４が、ロケーション撮像機５２を用いて撮像しながら、同時に照射（および同時に撮像）され得る。例えば、全てのサンプルが、ロケーション撮像のために、同時に照射（および撮像）され得、サンプルのサブセット（例えば、１つ）のみが、コンテンツ撮像のために、同時に照射（および撮像）され得る。各光源は、発光ダイオード、水銀灯、レーザ等、任意の好適なタイプであり得る。

撮像システムは、互いに対するシステム構成要素の移動を駆動するための少なくとも１つの駆動機構６６を含み得る。各駆動機構は、モータと、随意に、移動を追跡するためのエンコーダとを含み得る。エンコーダは、とりわけ、回転式エンコーダまたは線形エンコーダであり得る。

システムは、ステージ５８とコンテンツ撮像機５６との撮像軸を互いに対して移動させるための少なくとも１つの走査駆動機構６６を組み込み得る。例えば、システムは、ステージの進行を試料平面６２と平行に駆動するために、ステージ５８に動作可能に接続されたステージ駆動機構を有し得、それは、ステージの位置をｘ−軸および／またはｙ−軸に沿って変化させる。他の実施形態では、駆動機構は、コンテンツ撮像機５６および／または関連付けられた撮像光学に動作可能に接続され、撮像軸の移動をステージに対して駆動し得る（例えば、コンテンツ撮像機を試料平面と平行に移動させる）。

システムは、少なくとも１つの焦点合わせ駆動機構も組み込み得る。いくつかの実施形態では、焦点合わせ駆動機構は、対物レンズ（またはステージ５８）に動作可能に接続され、対物レンズ（またはステージ）の少なくとも一部を撮像軸と平行に（例えば、垂直に）移動させるように構成される。システムは、少なくとも２つの焦点合わせ駆動機構を有し得、すなわち、１つは、ロケーション撮像機５２の焦点を合わせるためであり、もう１つは、コンテンツ撮像機５６の焦点を合わせるためである。

システムは、サンプル照射および／またはサンプル撮像のための光収集のために光学要素を光学経路の内外に移動させるための少なくとも１つの駆動機構をさらに組み込み得る。例えば、システム５０は、拡散体６８を有し得、拡散体６８は、ロケーション画像がロケーション撮像機５２によって検出されるべきとき、駆動機構の動作によって光学経路の中に設置され、次いで、ロケーション画像が検出された後、かつコンテンツ撮像が行われる前、光学経路から除去される。拡散体６８のさらなる側面は、以下の第ＩＩ節に説明される。代替として、または加えて、システムは、ロケーション撮像とコンテンツ撮像との間で対物レンズ／集光器を変化させ、および／またはコンテンツ撮像の拡大率を変化させるための駆動機構を有し得る。

光学要素は、光を収集し、向かわせ、および／または、集中させ、ならびに／もしくは、光を少なくとも部分的に遮断する任意のデバイスまたは構造であり得る。光学要素は、とりわけ、反射、屈折、散乱、回折、吸収、および／またはフィルタ処理等、任意の好適な機構によって機能し得る。例示的光学要素は、レンズ、ミラー、拡散体、格子、プリズム、フィルタ、開口、マスク、ビームスプリッタ、透過ファイバ（光ファイバ等を含む。各光学要素は、単一光学経路に専用であるか、または２つ以上の光学経路によって共有され得る。システム５０の光学要素は、任意の好適な画像拡大度を提供し得る。

システム５０は、フィーダ７０として構成されている駆動機構も装備し、複数のサンプルホルダ（例えば、スライド）の取り扱いを自動化し得る。フィーダは、ロケーション／コンテンツ撮像のために、各サンプルホルダをステージ上に動作可能に設置し、次いで、撮像が完了された後、サンプルホルダを除去するように構成され得る。システムの自動化およびスループットは、フィーダの使用を用いて増加させられ得る。フィーダ７０および一対の撮像ステーションとのその使用のさらなる側面は、以下の第ＩＩＩ節に説明される。

システム５０は、コンピューティングシステムまたはコンピュータ７２を含み得る。コンピュータは、プロセッサ７４（例えば、デジタルプロセッサ）と、ディスプレイ７６と、ユーザインターフェース（ＵＩ）７８と、アルゴリズムおよびデータを記憶するためのメモリと等を含み得る。プロセッサ７４は、システム５０のデバイスの任意の好適な組み合わせと通信し得、および／またはその動作を制御し得、かつ任意の好適なアルゴリズムを装備し、システムの動作を自動化し得る。プロセッサは、画像データを撮像機５２、５６から受信および処理し得、各撮像機による画像検出のタイミング等の撮像機の動作を制御し得る。プロセッサ７４は、上で説明される駆動機構のいずれかまたは全てをさらに制御し得る。駆動機構の制御は、システムが、複数のサンプルホルダおよび／または同一サンプルホルダによって保持される複数のサンプルの撮像を自動化することを可能にし得る。プロセッサは、ロケーション撮像とコンテンツ撮像との間の切り替え、異なるタイプのコンテンツ撮像（例えば、落射照明および徹照）、拡大率の異なるレベルを伴う同一タイプのコンテンツ撮像等も制御し得る。プロセッサ７４によって制御および／または実行され得る画像収集および画像処理のさらなる側面は、第Ｖ節等の本明細書のいずれかに説明される。

サンプル５４は、任意の好適な材料、物質、分離株、抽出物、粒子、または着目同等物であり得る。サンプルは、撮像されるべき生物学的細胞および／または組織を含み得る。生物学的細胞は、真核性または原核性であり得、生存していることも、死滅していることもある（例えば、固定される）。例示的生物学的細胞は、確立された細胞（細胞株）、一次細胞、組織サンプルの細胞、臨床サンプルからの細胞（例えば、血液サンプル、流体吸引物、組織生検等）、細菌細胞等を含む。サンプルは、平坦（例えば、組織のシートおよび／または細胞の層）であり得る。サンプルは、フォトルミネセンス物質（例えば、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ））を生成し得るか、またはフォトルミネセンス物質で染色され得る（例えば、細胞が固定された後）。サンプルは、さらに、または代替として、光を吸収し、色素を色に与える、発色団を含む、色素で染色され得る。

サンプルホルダ６０は、少なくとも１つのサンプルまたは空間的に隔離されたサンプルの任意のアレイを保持するための任意のデバイスであり得る。サンプルホルダは、サンプルの生物学的細胞または組織が、置かれる、および／または取り付けられ得る少なくとも１つの水平の上向きに面した表面領域を有する基板を提供し得る。サンプルホルダは、細胞／組織取り付けのための１つのみの連続表面領域または互いから空間的に隔離される複数の表面領域もしくはコンパートメントを有し得る。各表面領域は、細胞／組織取り付けを促すためのコーティングを含み得る。コーティングは、例えば、ポリリジン、コラーゲン等であり得る。コーティングは、とりわけ、透明プラスチックまたはガラスから形成され得る、サンプルホルダの本体上に位置し得る。例示的サンプルホルダは、スライド、培養皿、マルチウェルプレート（例えば、とりわけ、４、６、８、１２、２４、３２、４８、または９６ウェルを有する）等を含む。

（ＩＩ． ロケーション撮像のための光学構成）
本節は、例示的光学構成を説明し、システム５０（図１）の光源６４およびロケーション撮像機５２は、無染色または染色サンプルのロケーション撮像のために互いに協働するように配置され得る。図２−８を参照されたい。

図２は、ロケーション撮像のための例示的徹照構成を示し、サンプル５４は、スライド８２によって保持される染色されない組織断片８０である。組織断片は、光源６４によって生産され、照射軸８４上を断片８０まで進行する光で下から斜めに照射され得る。描写される実施形態では、照射軸８４は、試料平面６２に対して斜めである。例えば、照射軸は、約２０〜７０、３０〜６０、４０〜５０、または４５度の角度を試料平面と形成し得る。故に、光は、同一角度で断片８０入射する。光は、光源６４と断片８０との間の１つ以上の光学要素を含む照射光学と相互作用し得る。例えば、光は、ビームとして集光器８６を通過し得、および／または、集光器の下流（ここに示されるように）もしくは上流に位置し得る少なくとも１つの拡散体６８ａによって伝送もしくは反射され得る。拡散体は、光のビームを均質化し得る。スライド（または他のサンプルホルダ）のサンプル支持エリア全体が、光のビームによって同時に照射され得る。図２（および図８）の構成は、検出されたロケーション画像が、キートーン歪を有していないので、有利であり得るが、既存の撮像システムの中に導入することがより困難であり得る。

断片８０および／またはスライド８２によって散乱させられた光は、光学軸８８上を断片／スライドからロケーション撮像機５２まで進行し、撮像機は、対物レンズ等の集光光学を含むカメラ９０によって含まれ得る。カメラは、システムの残りに対して外部に搭載されることも、またはそうではないこともある。描写される実施形態では、光学軸８８は、撮像機５２によって画定された画像平面と垂直である。少なくとも１つのロケーション画像が、カメラ９０によって検出され得る。いくつかの実施形態では、ロケーション画像は、拡散体６８ｂまたは６８ｃが、上記の第Ｉ節に説明される駆動機構を使用して、一時的に、光源とカメラとの間の光学経路内に設置されている間に収集され得る。拡散体は、断片上（拡散体６８ｂ）および／またはスライド下（拡散体６８ｃ）のいずれかにおける試料平面６２と平行な平面において断片８０に近接して位置付けられ得る。拡散体は、材料の薄いシートであり得る。

図３は、断片８０およびスライド８２が図２の構成を使用してどのように現れ得るかを示す。断片８０は、スライド８２単独より効率的に入射光をカメラ９０に前方散乱させ得る。故に、断片は、染色されていない場合でも、断片を包囲するスライド背景よりロケーション画像内で明るく現れ得る。スライド（またはスライドホルダ）は、特に、システムが複数のスライドを自動的に取り扱っているとき、識別目的のために、バーコード等の印９２を有し、スライドを一意に区別し得る。以下の第Ｖ節により詳細に説明されるように、プロセッサは、ロケーション画像を処理し、識別情報を印９２から抽出し得る。

図４は、ロケーション撮像のための別の例示的徹照構成を示し、染色されていない組織断片８０が、スライド８２によって保持されている。ここでの構成および以下に説明される他の構成は、集光器および少なくとも１つの拡散体等の図２に関して上で説明される光学要素のいずれかを利用し得る。組織断片は、光源６４によって生産された光によって下から直角に（または図２におけるように斜めに）照射され得る。しかしながら、断片８０および／またはスライド８２によって前方に散乱させられた光は、ロケーション撮像機５２による斜め撮像のために、斜めの光学軸８８上を断片からカメラ９０まで進行する。例えば、光学軸８８または撮像機５２の撮像平面は、約２０〜７０、３０〜６０、４０〜５０、または４５度の角度を試料平面６２と形成し得る。その結果、スライドの検出されたロケーション画像は、以下の第Ｖ節により詳細に説明されるように、長方形物体を台形に現れさせる、キートーン歪を含み得る。図４の構成（またはその反転対応物）は、カメラが、既存の撮像システムの中により容易に導入され得るので、有利であり得るが、しかし、キートーン歪の存在は、正確度を低減させ、および／またはより多くの画像処理を要求し得る。

図５−７は、それぞれ、図２−４に対応するが、断片８０は、染色されており、したがって、スライド単独より効率的に入射光を光源６４から吸収する。カメラ９０は、したがって、断片８０によって覆われていないスライドの領域からのより多くの前方散乱を検出する。その結果、図６では、断片８０は、周囲スライド背景より暗く（塗り潰されてはいない）描写される。図２および４の拡散体６８ｂおよび／または６８ｃは、利用されることも、利用されないこともある。

図８は、ロケーション撮像のためのさらに別の例示的徹照構成を示し、染色または非染色組織断片８０が、スライド８２によって保持されている。図８の構成は、図２および５のものに類似するが、反転されている。他の実施形態では、図４および７の構成は、反転され得る。

（ＩＩＩ．一対の撮像ステーションを伴う撮像システム）
本節は、ロケーション撮像ステーション１０２と、コンテンツ撮像ステーション１０４とを有する、撮像システム５０の例示的システム配置１００を説明する。図９を参照されたい。配置１００は、第Ｉ、ＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩ節等の本明細書のいずれかに説明される要素、特徴、構成、およびアルゴリズムの任意の好適な組み合わせを有し得る。

システム配置１００は、ロケーション撮像およびコンテンツ撮像が対の撮像ステーション１０２、１０４において実質的に同時に行われることを可能にする。ステーションは、それぞれ、ロケーション撮像機５２と、コンテンツ撮像機５６とを含む。各ステーションは、サンプルホルダを支持するためのそれ自身のステージ５８ａまたは５８ｂと、各サンプルホルダおよびそのサンプルを照射するための光源６４ａまたは６４ｂ（および／または６４ｃ）と、撮像のために、サンプルホルダをそれぞれのステージ上に連続して設置するためのフィーダ７０ａまたは７０ｂとを有する。いくつかの実施形態では、フィーダ７０ａおよび７０ｂは、フィーダ間でサンプルホルダを移送するロボットハンドラと動作可能に関連付けられ得るか、またはサンプルホルダは、ユーザによって手動でフィーダ間で移動させられ得る。各ステーションは、各位置特定されたサンプルをコンテンツ撮像機５６の視野の中に移動させるためのステーション１０４内の駆動機構等の上記の第Ｉ節に説明されるような任意の好適な駆動機構６６と、自動化された焦点合わせ機構と等を有し得る。

各ステーションは、ステーションデバイスの動作を制御すること、画像データを処理すること等を行うためのプロセッサ７４ａまたは７４ｂを含むそれ自身のコンピュータ７２ａまたは７２ｂを有し得る。コンピュータは、有線または無線接続を介して、互いに通信し、ステーションアクティビティを調整し、および／または、より高い拡大率、および／または異なるタイプの照明（例えば、フォトルミネセンスを検出するための落射照明）を用いたステーション１０４における後の各場所のコンテンツ撮像のために、ステーション１０２によって識別されるサンプル場所がステーション１０４に通信されることを可能にし得る。代替として、同一コンピュータ／プロセッサが、両ステーションを起動させ得る。

（ＩＶ．撮像システム実施形態）
本節は、ロケーションモード（図１０Ａ参照）、フォトルミネセンス撮像のための落射照明コンテンツモード（図１０Ｂ参照）、および比色撮像のための徹照コンテンツモード（図１０Ｃ参照）で動作することが可能な撮像システム５０の例示的実施形態１２０を説明する。

システム１２０の構成および使用は、示されるものから修正され得る。例えば、システム１２０は、上記の第ＩＩ節に説明されるロケーション撮像のための光学構成のいずれかを有し得る。システム１２０は、組織断片８０を運ぶスライド８２を撮像するようにも示される。しかしながら、システムは、本明細書のいずれかに説明されるような任意の好適なサンプルホルダおよびサンプルを撮像するように構成され得る。

図１０Ａは、ロケーション撮像を行う間のシステム１２０を示す。断片８０は、光源６４ａによって生産された徹照光（λ_Ｔ）で下方から照射され、照射軸８４に沿って光源からスライド８２まで進行し得る。光は、１つ以上のレンズ（例えば、レンズ８６ａおよび８６ｂ）を通過し得、少なくとも１つの拡散体（例えば、透過拡散体６８ａ）と相互作用し得る。光は、軸８４が折り曲げられ、光が、試料平面と垂直に断片８０に入射するように、ビームスプリッタ１２２によって反射され得る。カメラ９０は、前方に散乱させられた光を検出し、ロケーション画像を収集することによって、画像スライド８２およびその支持される断片８０に対して斜めに搭載され得る。

一対の交差偏光器１２４ａ、１２４ｂが、光源とカメラとの間の光学経路内に配置され得、偏光器１２４ａは、スライド８２の光学的に上流にあり、偏光器１２４ｂは、スライドの光学的に下流にある。偏光器は、光を互いに対して直角に（例えば、互いに垂直に）平面偏光し、ロケーション画像内の背景を低減させるように配置され得る。

ロケーション画像における組織断片８０の場所は、アルゴリズムのステップを実行するプロセッサ７４を用いて決定され得る。プロセッサは、次いで、信号をステージ駆動機構６６に送信し得、ステージ駆動機構は、図１０Ｂおよび／または１０Ｃにおけるような後続コンテンツ撮像のために、各場所／断片をコンテンツ撮像機５６の視野の中に（例えば、その撮像軸上に）移動させる。

図１０Ｂは、組織断片８０の落射照明撮像を示し、組織断片は、１２６における運動矢印によって示されるステージ駆動機構６６の動作によって、コンテンツ撮像機５６の撮像軸と整列させられている。断片は、図１０Ａにおけるものと同一光源６４ａによって生産された励起光（λ_Ｘ）によって照射され得る。しかしながら、光学構成は、より局所化された照射およびより高い拡大率撮像を提供するように変化させられ得る。例えば、１つ以上の光学要素が、照射光学経路から除去され、および／またはその中に設置され得る。描写される実施形態では、図１０Ａのレンズ８６ａおよび８６ｂは、より大きい開口数を伴うレンズ８６ｃおよび対物レンズ８６ｄによって置換され、拡散体６８ａおよび偏光器１２４ａは、除去されている。励起光での照射によって生産された放出光（λ_Ｍ）は、対物レンズ８６ｄおよびビームスプリッタ１２２を通過し、コンテンツ撮像機５６に入射する。

図１０Ｃは、コンテンツ撮像機５６の撮像軸と整列させられている組織断片８０の徹照を示す。断片は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）光源６４ｄ、６４ｅ、および６４ｆによって生産された光の異なる波長で別個に照射され得る。（断片は、図１０Ｃでは、緑色光で照射されている。）コンテンツ撮像機５６は、各光源６４ｄ−６４ｆを用いた照射の間、断片の別個の画像を収集するグレースケール画像検出器であり得る。プロセッサ７４は、次いで、グレースケール画像を組み合わせ、組織断片のカラー画像を生産し得る。

（Ｖ．ロケーション画像の処理方法）
本節は、自動的に、または種々の量のユーザ入力を用いた例示的ロケーション画像の処理方法を説明し、随意に、コンテンツ画像の収集が続く。図１１−１６を参照されたい。本節または本明細書のいずれかに開示される方法ステップの任意の組み合わせが、撮像システム５０によって行われ得る。

図１１および１２は、システム５０のロケーション撮像機５２と、随意に、コンテンツ撮像機５６との較正に関する。この較正は、ロケーション画像内に表される任意の所与の点（視野内の所定の位置、例えば、少なくとも略中心等）のコンテンツ撮像機の撮像軸上および／または視野内への配置を可能にし得る。較正は、ロケーション画像内のピクセルを試料平面内の絶対または相対的物理的位置にマッピングし得る。較正はまた、撮像機の視野を互いに対して関係づけ、および／または、該当する場合、互いに、および／または１つ以上の目印に対するロケーションおよびコンテンツ撮像機の撮像軸のオフセット（ｘｙオフセット）を試料平面内に確立し得る。

図１１は、任意の例示的較正部材１４０を示し、それは、ロケーション撮像機を較正（または再較正）するためのロケーション撮像機による撮像のために、撮像システムのステージによって動作可能に支持されるように構造化されている。較正部材は、撮像システムがユーザに出荷される前に利用され得るか、またはユーザもしくはサービス技術者によって利用され得る。部材１４０は、サンプルホルダのようにサイズを決定され、成形され得る。描写される実施形態では、部材１４０は、較正スライドである。較正部材は、水平平面において互いから画定された間隔を伴う基準マークを有し得る。ここでは、基準マークは、長方形グリッドを形成する線１４２のアレイを含む。線は、ｘ−およびｙ−軸に沿って互いから均一間隔を有することも、有しないこともある。例えば、線は、とりわけ、１、２、３、４、５または１０ミリメートル等、整数ミリメートル互いから間隔を置かれ得る。いくつかの実施形態では、線は、ドット１４４、ダッシュ、幾何学的形状、英数字文字、他の記号等の他のタイプの基準マークと置換されるか、またはそれを用いて補完され得る。

較正部材は、試料平面に対して平行（例えば、図５におけるように）または斜め（例えば、図７におけるように）に撮像され得る。図１２は、撮像システムのロケーション撮像機を用いて斜めに検出された例示的較正画像１５０を示す。図１２および本明細書のいずれかでは、物理的要素または特徴の画像対応物は、同一参照番号で識別されるが、「ｉ」（画像の意味）が添付される。議論を簡略化するために、較正部材１４０は、ロケーション撮像機の視野の中心に位置しながら撮像されており、中心ドット１４４は、撮像機の撮像軸上に位置付けられている。しかしながら、較正部材１４０は、ロケーション撮像機によって斜めに撮像されているので、画像１５０内の較正部材１４０ｉは、その画像対応物に対して物理的較正部材１４０の長方形形状を台形に変換するキートーン歪を呈する。較正部材１４０上の線１４２によって形成される長方形グリッドは、線１４２ｉとして見えているが、撮像される線は、もはや長方形グリッドを形成しない。それにもかかわらず、画像１５０のピクセルの各々は、物理的空間内の部材１４０上の線１４２（または他の基準マーク）間の既知の物理的分離と、画像内の線１４２ｉ間のアルゴリズム的に決定されたピクセル分離とを使用して、補間または外挿によって、物理的空間にマッピングされることができる。

いくつかの実施形態では、キートーン補正が、較正画像に適用され得る。キートーン補正は、この場合、部材および線１４２ｉによって形成されるグリッドが台形の代わりに長方形であるように、画像を処理し、較正部材１４０ｉの歪を除去するであろう。較正画像内の歪を除去する、同一キートーン補正は、斜めに検出されたロケーション画像にも適用されることができる。

ロケーション撮像機５２およびコンテンツ撮像機５６の撮像軸および／または視野間の関係が、決定され得る。この関係は、例えば、両撮像機を用いて、撮像較正部材１４０によって決定され得る。コンテンツ撮像機に対する例示的視野１５２ｉが、図１２のロケーション画像１５０内に破線で示されるが、コンテンツ撮像機によって検出された部材１４０の画像は、概して、実質的キートーン歪を有していない。視野１５２ｉおよびその中心における撮像軸の物理的場所は、描写される実施形態では、コンテンツ撮像機によって検出された画像内の１つ以上の基準マーク１４２およびドット１４４の位置を識別することによって決定され得る。

撮像システムの走査駆動機構（例えば、ステージ駆動機構）も、任意の好適な方法によって較正され、撮像システムのプロセッサからの制御信号に応答して、サンプルとコンテンツ撮像機の撮像軸との互いに対する正確な変位を提供し得る。制御信号は、ステージまたは撮像軸がｘ−軸および／またはｙ−軸に沿って正味変位を提供するように移動する必要がある所望の物理的距離に対応することができ、それは、サンプルホルダまたはサンプルの好適な領域をコンテンツ撮像機の視野内に設置し得る。ステージまたは撮像軸が移動する必要がある物理的距離は、計算され得る。プロセッサは、ステージまたは撮像軸が移動させられる度に、試料平面内のステージまたは撮像軸の現在の位置を追跡し得る。例えば、原点または「ホーム」位置からのステージまたは撮像軸の現在のオフセットが、決定され得る。ロケーション撮像機（および／またはコンテンツ撮像機）によって検出された較正画像内のピクセルも、原点またはホーム位置に対してマッピングされ得る。以下により詳細に説明されるように、ロケーション画像内の目印の予期される位置と実際の位置との間の差異が、ステージまたは撮像軸の追跡された位置における誤差を補正するために比較され得る。

走査駆動機構は、ロケーション画像内で識別された１つ以上のサンプル領域をコンテンツ撮像機の視野の中に移動させるように動作させられ得る。視野内の標的位置からのサンプル領域の現在のオフセットが、計算され得る。オフセットは、例えば、最初に、ｘ−およびｙ−軸に沿ったサンプル領域のピクセルオフセットとして計算され得、次いで、試料平面内の物理的オフセットに変換され得る。この物理的オフセットを取り除くための走査駆動機構の好適な制御信号が、決定され、駆動機構に通信され得る。

図１３は、図１の顕微鏡撮像システムによって自律的に行われ得る、ステップの例示的組を図式的に図示する。（用語「自律的」および「自動的」は、本明細書では、同義的に使用され、ユーザの介在を伴わずに行われるアクティビティを説明する。）ロケーション画像１６０は、較正されたロケーション撮像機によって、斜め（または平行）に検出され得る。画像は、サンプルホルダ（例えば、スライド８２ｉ）によって支持されるサンプル（例えば、断片８０ｉ）を含み得る。

ロケーション画像１６０は、キートーン歪が除去されたキートーン補正されたロケーション画像１６２ａを作成するように処理され得る（またはそうではないこともある）。この処理ステップ前または後、ロケーション画像内の特徴が、１つ以上の特徴発見アルゴリズム（画像１６２ｂおよび１６２ｃ参照）によって識別され得る。各アルゴリズムは、画像内のコントラストおよび特徴を特徴づける１つ以上のパラメータに基づいて、任意の好適な順序で特徴を識別し得る。

特徴は、サンプルホルダおよび／またはステージによって画像内に作成された目印１６４を含み得る（画像１６２ｂ参照）。描写される実施形態では、目印は、サンプルホルダの透明な角であり、サンプルホルダの透明な角は、その角に係合するステージの不透明な搭載部（図示せず）と界面接触し、それとの対照をなす。目印は、撮像システムの基準フレームにおける既知のｘｙ位置と、ある場合、各撮像機の撮像軸からの物理的空間（および／または画像）における既知のｘｙオフセットとを有し得る。故に、ロケーション撮像機は、上で説明されるように較正されているので、ロケーション画像における任意の所与のピクセルからの目印の物理的空間におけるｘｙオフセットが、把握される。

特徴は、印９２ｉを含み得る（画像１６２ｂ参照）。印は、１６６に示されるロケーション画像から読み取られ、サンプルホルダおよび／またはそのサンプルを識別し得る。いくつかの実施形態では、印から得られた一意の識別子は、プロセッサによって、後にサンプルホルダから検出される各コンテンツ画像に関連付けられ得る。いくつかの実施形態では、印は、プロセッサに、画像処理のための特定のプロトコルが続いて行われるべきことを知らせ得る。

特徴は、サンプルによって生産されたコントラストの領域１６８を含み得る（画像１６２ｃ参照）。各コントラスト領域は、組織断片８０ｉまたは他のサンプルの少なくとも一部を含み得る。画像１６２ｃでは、プロセッサによって選択された各コントラスト領域１６８は、コンテンツ撮像機の視野に従ってサイズを決定される。（コンテンツ撮像機のための集光光学が、異なる拡大率、したがって、異なるサイズの視野を提供するために調節可能であり得る。）故に、各コントラスト領域１６８は、サンプルで完全に満たされることも、満たされないこともある。この例証では、コンテンツ撮像機の視野は、各断片８０ｉより大きく、それによって、断片は、プロセッサによって選択された各コントラスト領域１６８において、サンプルフリーの境界によって包囲されている。いくつかの実施形態では、プロセッサは、コントラスト領域１６８のための点（例えば、中心点）のみ選択し得、点は、コントラスト領域を検出するコンテンツ撮像機の撮像軸がための所望の位置に対応する。

画像１７０が、次いで、順次、システムのコンテンツ撮像機によって、画像１６２ｃ内で識別されたコントラスト領域１６８の各々に対して収集され得る。各画像１７０は、画像１６２ｃにおけるコントラストを生産する組織断片８０ｉまたは他のサンプルの少なくとも一部を含み得る。

コントラストの領域は、任意の好適なパラメータを使用して、任意の好適なアルゴリズムによって識別され得る。コントラストの領域は、背景に対する少なくとも閾値レベルのコントラストおよび／または少なくとも閾値サイズ（または所定のサイズ範囲内にある）を有する画像の任意のエリアであり得る。

図１４は、図１３の方法のユーザ入力を利用するバージョンを図式的に図示する。ロケーション画像１８０は、収集され、随意に、キートーン歪のために補正され得る。プロセッサは、自動的に、コントラスト１６８の領域を識別し得る。画像１８０ａは、ユーザに表示され得、コントラストの各領域は、輪郭を描かれるか（例えば、示されるように、長方形が各領域の周囲に設置される）、または別様にマークされる。プロセッサは、次いで、ユーザインターフェース（とりわけ、マウスまたはタッチスクリーン等）を介して、ユーザに関心のあるコントラスト１６８の各領域を選択する、ユーザ入力を受信し得る。この選択は、損傷されていない断片１８２上に位置付けられるが、ユーザにあまり関心がないこともある損傷された断片１８４には位置付けられない十字型カーソルを用いて、画像１８０ａ内に図式的に図示される。プロセッサは、次いで、ユーザによって選択されたコントラスト領域（したがって、サンプル）に従って、画像１７０の収集を制御する。

図１５は、図１３の方法のユーザ入力を利用する別のバージョンを図式的に図示する。ロケーション画像１９０は、収集され、随意に、キートーン歪のために補正され得る。ロケーション画像は、どんなマークされたコントラストの領域も伴わずに、ユーザに表示され得る。プロセッサは、次いで、ユーザインターフェースを介して、画像１９０ａ内の着目点１９２を選択するユーザ入力を受信し得る。各着目点は、プロセッサによって自動的に識別されるであろうコントラスト領域１６８内に含まれ得る。この選択は、１９２に示される損傷されていない断片上に設置された十字型カーソルを伴って、画像１９０内に図式的に図示される。プロセッサは、次いで、ユーザによって選択された各着目点１９２に対応するコントラストの領域１６８を画定し（画像１９０ａ参照）、領域１６８に対応するコンテンツ画像１７０の収集を制御する。

図１６は、図１３の方法のユーザ入力を利用するさらに別のバージョンを図式的に図示する。ロケーション画像２００が、検出され、ユーザに表示される。ユーザは、次いで、ボックス２０２を着目領域の周囲に設置する。プロセッサは、ボックスに対応するコンテンツ画像１７０の検出を制御する。いくつかの実施形態では、プロセッサは、コンテンツ撮像機の視野に対応するようにサイズを決定されたボックスを作成し得、次いで、ユーザは、各ボックスを画像の所望の領域に移動させ得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、ボックスを各着目領域の周囲に描き得、プロセッサは、着目領域の中心に置かれたコンテンツ画像１７０の検出を制御し得る。

（ＶＩ．実施例）
以下の実施例は、ロケーション撮像機およびコンテンツ撮像機を有する顕微鏡撮像システムに関連する本開示の選択された側面および実施形態を説明する。これらの実施例は、例証のために含まれ、本開示の範囲全体を限定または画定することを意図するものではない。

（実施例１．ロケーション画像データ）
本実施例は、撮像システム５０の実用的実施形態を用いて収集されるロケーション画像を説明する。図１７および１８を参照されたい。

図１７は、図４のロケーション撮像構成を有する図１の顕微鏡撮像システムの実施形態を用いて収集されたロケーション画像２１０を示す。スライド８２ｉおよび組織断片８０ｉは、画像２１０内で可視である。

図１８は、ロケーション画像２１０の長方形領域から得られたピクセルグレー値のグラフを示す。システムのプロセッサは、閾値レベルのコントラストサイズおよびサイズを超えるコントラストの領域を検出するアルゴリズムを使用して、組織断片の場所を識別することができる。

（実施例２．選択された実施形態）
本実施例は、一連のインデックス付き段落を通して本開示の選択された実施形態を説明する。

段落１．撮像システムであって、撮像システムは、（Ａ）照射軸上のサンプルを照射するための光源と、（Ｂ）照射されたサンプルからの光を受け取るために照射軸に対して斜めの光学軸上に搭載されている第１の撮像機と、（Ｃ）サンプルを支持するためのステージと、（Ｄ）撮像軸上に配置されている第２の撮像機と、（Ｅ）ステージと撮像軸とを互いに対して移動させるように構成されている駆動機構と、（Ｆ）（ｉ）第１の撮像機によって検出されたサンプルの画像を受信することと、（ｉｉ）画像内のサンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、（ｉｉｉ）物理的場所に基づいて信号を駆動機構に送信することにより、サンプルの少なくとも一部を第２の撮像機の視野内に配置することとを行うように構成されている、プロセッサとを備えている、撮像システム。

段落２．第１の撮像機は、サンプルを斜めに撮像するように構成されている、段落１に記載の撮像システム。

段落３．プロセッサは、キートーン補正を第１の撮像機によって検出された画像に行うように構成されている、段落２に記載の撮像システム。

段落４．プロセッサは、キートーン補正を行った後、画像をユーザに表示するように構成されている、段落３に記載の撮像システム。

段落５．第１および第２の撮像機の各々が画像を検出するとき、同一光源が、サンプルを照射するように構成されている、段落１−４のいずれかに記載の撮像システム。

段落６．ステージは、サンプルを水平な試料平面内に支持するように構成され、第１および第２の撮像機は、互いから試料平面の反対側に配置されている、段落１−５のいずれかに記載の撮像システム。

段落７．撮像システムは、第２の撮像機を用いて落射フォトルミネセンス画像および／または徹照画像を検出するように構成されている、段落１−６のいずれかに記載の撮像システム。

段落８．プロセッサは、少なくとも部分的に、画像のピクセルと物理的空間の平面内の位置との間の所定の関係に基づいて、コントラストの領域の物理的場所を決定するように構成されている、段落１−７のいずれかに記載の撮像システム。

段落９．拡散体をさらに備え、拡散体は、光源から第１の撮像機までの光学経路内に位置付けられているか、または位置付け可能である、段落１−８のいずれかに記載の撮像システム。

段落１０．第１の撮像機は、第２の撮像機より低い拡大率でサンプルを検出するように構成されている、段落１−９のいずれかに記載の撮像システム。

段落１１．光源から第１の撮像機までの光学経路内に位置付け可能な拡散体をさらに備え、プロセッサは、第１の撮像機が画像を検出するとき、拡散体が光学経路内にあるように拡散体を光学経路の中に移動させられ、第２の撮像機が画像を検出するとき、拡散体が光学経路内にないように光学経路外に移動させられるようにするように構成されている、段落１−１０のいずれかに記載の撮像システム。

段落１２．プロセッサは、第１の撮像機によって検出された画像を処理し、画像内のサンプルから独立した目印を識別するように構成されている、段落１−１１のいずれかに記載の撮像システム。

段落１３．プロセッサは、サンプルの少なくとも一部が第２の撮像機の視野内に配置されると、第２の撮像機に画像を検出するように信号伝達するように構成されている、段落１−１２のいずれかに記載の撮像システム。

段落１４．プロセッサは、コントラストの領域がマークされるように、第１の撮像機によって検出された画像の少なくとも一部を表示し、第２の撮像機を用いた撮像のために、コントラストのマークされた領域を選択するユーザからの入力を受信するように構成されている、段落１−１３のいずれかに記載の撮像システム。

段落１５．プロセッサは、第１の撮像機によって検出された画像の少なくとも一部をユーザに表示し、画像内の部位を選択するユーザからの入力を受信し、選択された部位に基づいて、コントラストの領域を識別するように構成されている、段落１−１４のいずれかに記載の撮像システム。

段落１６．第１の撮像機および統合型光学を含む外部カメラをさらに備えている、段落１−１５のいずれかに記載の撮像システム。

段落１７．照射軸は、垂直である、段落１−１６のいずれかに記載の撮像システム。

段落１８．光源は、第１の光源であり、サンプルを照射するように構成されている第２の光源をさらに備え、第２の光源および第２の撮像機は、撮像システムの試料平面の同一側に配置されている、段落１−１６のいずれかに記載の撮像システム。

段落１９．撮像システムは、第１のステージおよび第２のステージを含み、第１の撮像機は、第１のステージによって支持されると、サンプルを撮像するように動作可能に搭載され、第２の撮像機は、第２のステージによって支持されると、サンプルを撮像するように構成されている、段落１−１８のいずれかに記載の撮像システム。

段落２０．撮像システムは、第２の撮像機を用いて徹照画像を検出するように構成されている、段落１−１９のいずれかに記載の撮像システム。

段落２１．撮像方法であって、方法は、（Ａ）照射軸上で、光でサンプルを照射することと、（Ｂ）照射軸に対して斜めの光学軸上の照射されたサンプルからの光を受け取る第１の撮像機を用いて、第１の画像を検出することと、（Ｃ）第１の画像を処理し、画像内のサンプルによって生産されたコントラストの領域に対する物理的場所を決定することと、（Ｄ）物理的場所に基づいて、サンプルと第２の撮像機とを互いに対して移動させ、サンプルの少なくとも一部を第２の撮像機の視野内に配置することと、（Ｅ）第２の撮像機を用いて、第２の画像を検出することとを含む、方法。

段落２２．第１の画像を検出するステップは、第１の撮像機を用いてサンプルを斜めに撮像するステップを含む、段落２１に記載の方法。

段落２３．キートーン補正を第１の撮像機によって検出された第１の画像に行うステップをさらに含む、段落２２に記載の方法。

段落２４．キートーン補正を行った後、第１の画像を表示するステップをさらに含む、段落２３に記載の方法。

段落２５．第１および第２の撮像機の各々が画像を検出するとき、同一光源が、サンプルを照射する、段落２１−２４のいずれかに記載の撮像方法。

段落２６．サンプルは、第１の画像を検出するステップ中、水平な試料平面内に支持され、第１および第２の撮像機は、互いから試料平面の反対側に配置されている、段落２１−２５のいずれかに記載の撮像方法。

段落２７．照射するステップは、組織断片を支持しているスライドを照射するステップを含み、画像を検出するステップは、面積に関してスライドの大部分の画像を検出するステップを含む、段落２１−２６のいずれかに記載の撮像方法。

段落２８．物理的場所のオフセットを計算するステップをさらに含み、移動させるステップは、オフセットに基づき、オフセットを計算するステップは、少なくとも部分的に、画像のピクセルと物理的空間の平面内の位置との間の所定の関係に基づく、段落２１−２７のいずれかに記載の撮像方法。

段落２９．プロセッサを用いて、第１の画像内のコントラストの領域を自律的に識別するステップをさらに含む、段落２１−２８のいずれかに記載の撮像方法。

段落３０．第２の画像を検出するステップは、第１の画像より高い拡大率で第２の画像を検出するステップを含む、段落２１−２９のいずれかに記載の撮像方法。

段落３１．第１の画像を処理し、第１の画像内のサンプルから独立した目印を識別するステップをさらに含む、段落２１−３０のいずれかに記載の撮像方法。

段落３２．第２の撮像機による撮像のために、プロセッサを用いて、コントラストの領域を自律的に選択するステップをさらに含む、段落２１−３１のいずれかに記載の撮像方法。

段落３３．コントラストの領域がマークされた第１の画像の少なくとも一部を表示するステップと、第２の撮像機を用いた撮像のために、マークされたコントラストの領域を選択するユーザからの入力を受信するステップとをさらに含む、段落２１−３２のいずれかに記載の撮像方法。

段落３４．第１の画像の少なくとも一部をユーザに表示するステップと、第１の画像内の部位を選択するユーザからの入力を受信するステップと、選択された部位に基づいて、コントラストの領域を識別するステップとをさらに含む、段落２１−３３のいずれかに記載の撮像方法。

段落３５．拡散体を光源と第１の撮像機との間の光学経路の中に自動的に移動させるステップをさらに含む、段落２１−３４のいずれかに記載の撮像方法。

段落３６．拡散体を自動的に移動させるステップは、第１の撮像機を用いて第１の画像を検出するステップの前、拡散体を光学経路の中に移動させるステップを含み、第２の画像を検出するステップが行われるとき、拡散体が光学経路内にないように、第１の撮像機を用いて第１の画像を検出するステップ後、拡散体を光学経路から移動させるステップをさらに含む、段落３５に記載の方法。

段落３７．サンプルを照射するステップおよび第１の画像を検出するステップは、第１のステージによって支持されるサンプルを用いて行われ、サンプルを移動させるステップおよび第２の画像を検出するステップは、第２のステージによって支持されるサンプルを用いて行われ、サンプルを第１のステージから第２のステージに移送するステップをさらに含む、段落２１−３６のいずれかに記載の撮像方法。

段落３８．第２の画像を検出するステップは、第２の撮像機を用いて落射フォトルミネセンス画像を検出するステップを含む、段落２１−３７のいずれかに記載の撮像方法。

段落３９．第２の画像を検出するステップは、第２の撮像機を用いて徹照画像を検出するステップを含む、段落２１−３８のいずれかに記載の撮像方法。

用語「約」は、値に関して本明細書で使用されるように、述べられた値の１０％以内を意味する。例えば、「約１０」のように説明される寸法は、寸法が、９を上回り、かつ１１未満であることを意味する。

上記に記載される本開示は、独立した有用性を伴って、複数の明確に異なる発明を包含し得る。これらの発明の各々は、その好ましい形態で開示されているが、本明細書に開示および図示されるようなその具体的実施形態は、多数の変形例が可能性として考えられるので、限定的意味と見なされるものではない。本発明の主題は、本明細書に開示される種々の要素、特徴、機能、および／または性質の全ての新規および非明白な組み合わせならびに副次的組み合わせを含む。以下の請求項は、特に、新規および非明白と見なされる、ある組み合わせおよび副次的組み合わせを指摘する。特徴、機能、要素、および／または性質の他の組み合わせならびに副次的組み合わせにおいて具現化される発明も、本願または関連出願から優先権を主張する出願において請求され得る。そのような請求は、異なる発明または同一発明を対象とするかどうか、および範囲がオリジナル請求項より広義、より狭義、それと等しい、または異なるかどうかにかかわらず、また、本開示の発明の主題内に含まれると見なされる。さらに、識別された要素のための第１、第２、または第３等の序数インジケータは、要素間を区別するために使用され、具体的に別様に述べられない限り、そのような要素の特定の位置または順序を示すものではない。

Claims (20)

1. 撮像システムであって、前記撮像システムは、
   照射軸上のサンプルホルダによって保持され、空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを照射するための光源と、
   前記照射されているサンプルから光を受け取るために前記照射軸に対して斜めの光学軸上に搭載されている第１の画像検出器であって、これにより、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイの画像を検出し、前記画像内で、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイの各サンプルは、周囲のエリアよりも明るいエリアまたは周囲のエリアよりも暗いエリアとして描写される、第１の画像検出器と、
   前記サンプルホルダを水平な試料平面内に支持するためのステージと、
   撮像軸上に配置されている第２の画像検出器と、
   前記ステージと前記撮像軸とを互いに対して移動させるように構成されている駆動機構と、
   プロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは、（ａ）前記第１の画像検出器によって検出された前記画像を受信することと、（ｂ）前記水平な試料平面内で、コントラストの領域内の所定の点の場所を決定することであって、前記コントラストの領域は、前記第２の画像検出器の視野に従ってサイズを決定される前記画像内の領域であり、かつ、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイのうちの１つのサンプルを描写するエリアの少なくとも一部を含む、ことと、（ｃ）前記場所に基づいて、前記駆動機構に信号を送信することにより、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイのうちの前記１つのサンプルの少なくとも一部を前記第２の画像検出器の視野内に配置することとを行うように構成されている、撮像システム。
2. 前記第１の画像検出器は、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを斜めに撮像するように構成されている、請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記プロセッサは、前記第１の画像検出器によって検出された画像に対してキートーン補正を行うように構成されている、請求項２に記載の撮像システム。
4. 前記プロセッサは、前記キートーン補正を行った後、前記画像をユーザに表示するように構成されている、請求項３に記載の撮像システム。
5. 前記第１の画像検出器および前記第２の画像検出器のそれぞれが画像を検出するとき、同一の光源が、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを照射するように構成されている、請求項１に記載の撮像システム。
6. 前記第１の画像検出器および前記第２の画像検出器は、互いに前記試料平面の反対側に配置されている、請求項１に記載の撮像システム。
7. 前記撮像システムは、前記第２の画像検出器を用いて、落射フォトルミネセンス画像および／または透過照明画像を検出するように構成されており、前記透過照明画像は、前記光源によって生成された光が前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを透過して前記第２の画像検出器によって受け取られるときに、前記第２の画像検出器によって検出される画像である、請求項１に記載の撮像システム。
8. 前記プロセッサは、前記画像のピクセルと前記水平な試料平面内の位置との間の所定の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記コントラストの領域内の前記所定の点の場所を決定するように構成されている、請求項１に記載の撮像システム。
9. 前記撮像システムは、拡散体をさらに備え、前記拡散体は、前記光源から前記第１の画像検出器までの光学経路内に位置付けられているか、または、前記光源から前記第１の画像検出器までの光学経路内に位置付け可能である、請求項１に記載の撮像システム。
10. 前記第１の画像検出器は、前記第２の画像検出器より低い拡大率で前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを検出するように構成されている、請求項１に記載の撮像システム。
11. 撮像する方法であって、前記方法は、
    照射軸上で、サンプルホルダによって保持され、空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを光で照射することであって、前記サンプルホルダは、水平な試料平面内に支持されている、ことと、
    第１の画像検出器を用いて第１の画像を検出することであって、前記第１の画像検出器は、前記照射軸に対して斜めの光学軸上で前記照射されているサンプルからの光を受け取り、前記第１の画像内で、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイの各サンプルは、周囲のエリアよりも明るいエリアまたは周囲のエリアよりも暗いエリアとして描写される、ことと、
    前記第１の画像を処理することにより、前記水平な試料平面内でコントラストの領域内の所定の点の場所を決定することであって、前記コントラストの領域は、第２の画像検出器の視野に従ってサイズを決定される前記第１の画像内の領域であり、かつ、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイのうちの１つのサンプルを描写するエリアの少なくとも一部を含む、ことと、
    前記場所に基づいて前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイと前記第２の画像検出器とを互いに対して移動させることにより、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイのうちの前記１つのサンプルの少なくとも一部を前記第２の画像検出器の視野内に配置することと、
    前記第２の画像検出器を用いて第２の画像を検出することと
    を含む、方法。
12. 前記第１の画像を検出するステップは、前記第１の画像検出器を用いて前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを斜めに撮像するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法は、前記第１の画像検出器によって検出された前記第１の画像に対してキートーン補正を行うステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法は、前記キートーン補正を行った後、前記第１の画像を表示するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１の画像検出器および前記第２の画像検出器のそれぞれが画像を検出するとき、同一の光源が、前記空間的に隔離された複数のサンプルのアレイを照射する、請求項１１に記載の方法。
16. 前記第１の画像検出器および前記第２の画像検出器は、互いに前記試料平面の反対側に配置されている、請求項１１に記載の方法。
17. 前記照射するステップは、組織断片を支持しているスライドを照射するステップを含み、前記第１の画像を検出するステップは、前記スライドの大部分を表す画像を検出するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記方法は、前記場所のオフセットを計算するステップをさらに含み、前記移動させるステップは、前記オフセットに基づき、前記オフセットを計算するステップは、前記第１の画像のピクセルと前記水平な試料平面内の位置との間の所定の関係に少なくとも部分的に基づく、請求項１１に記載の方法。
19. プロセッサを用いて、前記第１の画像内の前記コントラストの領域を自律的に識別するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記第２の画像を検出するステップは、前記第１の画像より高い拡大率で第２の画像を検出するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
    

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