特許 7464123 遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-01

(45)【発行日】2024-04-09

(54)【発明の名称】遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   C12Q 1/02 20060101AFI20240402BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20240402BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

C12Q1/02

C12M1/34 A

G06T7/00 630

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022535002

(86)(22)【出願日】2021-06-22

(86)【国際出願番号】 JP2021023586

(87)【国際公開番号】W WO2022009663

(87)【国際公開日】2022-01-13

【審査請求日】2022-12-02

(31)【優先権主張番号】P 2020116664

(32)【優先日】2020-07-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高崎 哲臣

(72)【発明者】

【氏名】市橋 徹

(72)【発明者】

【氏名】紀伊 宏昭

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 純矢

【審査官】西村 亜希子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／０６６６８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１１９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１２６１２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０２２２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６７３９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０９３４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｑ

Ｃ１２Ｍ

Ｇ０６Ｔ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体の観察対象を時系列で複数回撮像して得られたそれぞれの画像に基づいて、前記観察対象の領域内に基準位置を設定し、それぞれの前記基準位置を時系列に線分で結ぶことにより、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップと、
前記観察対象の移動の軌跡上において、前記軌跡の始点と最も遠い最遠点との距離である到達距離を、前記観察対象の遊走性尺度として算出する遊走性算出ステップと、
前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、あらかじめ定められた閾値を基準に判断することで前記観察対象の遊走性の程度を評価する遊走性評価ステップと、を備える、
遊走性評価方法。

【請求項2】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点と前記観察対象の移動の軌跡を構成する各前記基準位置との間のそれぞれの距離を算出することで、前記始点から前記最遠点までを直線で結んだ距離である前記到達距離を算出する到達距離算出ステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記閾値である第一閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項１に記載の遊走性評価方法。

【請求項3】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の始点から終点までの軌跡の全長である総移動距離を算出するステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記第一閾値以上のもの、かつ前記総移動距離が前記閾値である第二閾値以上であるものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項２に記載の遊走性評価方法。

【請求項4】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の始点から終点までの軌跡の全長である総移動距離を算出し、前記観察対象の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を前記総移動距離で除して算出した前記軌跡の直線性を算出するステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、さらに、複数の前記観察対象のうち、前記直線性が前記閾値である第三閾値以上であるものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項１または２に記載の遊走性評価方法。

【請求項5】

前記軌跡生成ステップは、前記観察対象の領域の重心、中心、端部、前記観察対象に蛍光標識したタンパク質が存在する位置、の少なくとも一つを前記基準位置として設定することにより、前記基準位置を時系列に線分で結んで前記観察対象の前記軌跡を生成するステップを含む、
請求項１または２に記載の遊走性評価方法。

【請求項6】

命令を内部に有するコンピュータプログラムであって、
前記命令は、プロセッサまたはプログラム可能回路に実行されると、前記プロセッサまたは前記プログラム可能回路に、
生体の観察対象を時系列で複数回撮像することにより複数の画像を取得するステップと、
前記複数の画像に基づいて、前記観察対象のそれぞれの領域内に基準位置を設定し、それぞれの前記基準位置を時系列に線分で結ぶことにより、移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップと、
前記観察対象の移動の軌跡上において、前記軌跡の始点と最も遠い最遠点との距離である到達距離を、前記観察対象の遊走性尺度として算出する遊走性算出ステップと、
前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、あらかじめ定められた閾値を基準に判断することで前記観察対象の遊走性の程度を評価する遊走性評価ステップと、
を含む動作を実行させる、
コンピュータプログラム。

【請求項7】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点と前記観察対象の移動の軌跡を構成する各前記基準位置との間のそれぞれの距離を算出することで、前記始点から前記最遠点までを直線で結んだ距離である前記到達距離を算出する到達距離算出ステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記閾値である第一閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項６に記載のコンピュータプログラム。

【請求項8】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の総移動距離を算出するステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記第一閾値以上のもの、かつ前記総移動距離が前記閾値である第二閾値以上であるものを遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項７に記載のコンピュータプログラム。

【請求項9】

前記遊走性算出ステップは、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の始点から終点までの軌跡の全長である総移動距離を算出し、前記観察対象の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を前記総移動距離で除して算出した前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含み、
前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記第一閾値以上かつ前記直線性が前記閾値である第三閾値以上であるものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含む、
請求項７に記載のコンピュータプログラム。

【請求項10】

生体の観察対象を時系列で複数回撮像して得られた、それぞれの画像に基づいて、前記観察対象の領域内に基準位置を設定し、それぞれの前記基準位置を時系列に線分で結ぶことにより、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成部と、
前記観察対象の移動の軌跡上において、前記軌跡の始点と最も遠い最遠点との距離である到達距離を、前記観察対象の遊走性尺度として算出する遊走性算出部と、
を備える、遊走性算出装置。

【請求項11】

前記遊走性算出装置は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた閾値を基準に判断することで前記観察対象の遊走性の程度評価する遊走性評価部を備える、
請求項１０に記載の遊走性算出装置。

【請求項12】

前記遊走性算出部は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点と前記観察対象の移動の軌跡を構成する各前記基準位置との間のぞれぞれの距離を算出することで、前記始点から前記最遠点までを直線で結んだ距離である前記到達距離を算出し、
前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記閾値である第一閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択する、
請求項１１に記載の遊走性算出装置。

【請求項13】

前記遊走性算出部は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の総移動距離を算出し、
前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記第一閾値以上のもの、かつ前記総移動距離が前記閾値である第二閾値以上であるものを遊走性が高いものとして選択する、
請求項１２に記載の遊走性算出装置。

【請求項14】

前記遊走性算出部は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、さらに、前記観察対象の始点から終点までの軌跡の全長である総移動距離を算出し、前記観察対象の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を前記総移動距離で除して算出した前記移動の前記軌跡の直線性を算出し、
前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記到達距離が前記第一閾値以上かつ前記直線性が前記閾値である第三閾値以上であるものを、遊走性が高いものとして選択する、
請求項１２に記載の遊走性算出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遊走性算出装置、遊走性評価方法およびコンピュータに遊走性評価方法を実行させるプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

細胞の遊走とは、細胞がある場所から別の場所に移動することをいう。細胞の遊走は、創傷治癒、細胞の分化、胚発生および腫瘍の転移において重要な役割を果たしている。

【0003】

細胞の遊走を観察する方法としては、スクラッチアッセイが知られている。スクラッチアッセイではスクラッチした領域を経時的に観察することができる。特許文献１には、細胞の遊走試験装置が開示されている。
［特許文献１］特許第６０３５８４４号公報

【一般的開示】

【0004】

本発明の第１の態様においては、遊走性評価方法を提供する。前記遊走性評価方法は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップを備えてよい。前記遊走性評価方法は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップを備えてよい。前記遊走性評価方法は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備えてよい。

【0005】

本発明の第２の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0006】

本発明の第３の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0007】

本発明の第４の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないステップを含んでよい。

【0008】

本発明の第５の態様においては、前記遊走性評価方法の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含んでよい。前記遊走性評価方法の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0009】

また、本発明の第６の態様においては、命令を内部に有するコンピュータプログラムを提供する。前記命令は、プロセッサまたはプログラム可能回路に実行されると、前記プロセッサまたは前記プログラム可能回路に、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた前記観察対象の複数の画像を取得するステップを備えてよい。前記命令は、前記複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成ステップを備えてよい。前記命令は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出ステップを備えてよい。前記命令は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価ステップを備えてよい。

【0010】

本発明の第７の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0011】

本発明の第８の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0012】

本発明の第９の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないステップを含んでよい。

【0013】

本発明の第１０の態様においては、前記命令の前記遊走性算出ステップは、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出するステップを含んでよい。前記命令の前記遊走性評価ステップは、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを、遊走性が高いものとして選択するステップを含んでよい。

【0014】

また、本発明の第１１の態様においては、遊走性算出装置を提供する。前記遊走性算出装置は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して得られた、前記観察対象の複数の画像に基づいて、前記観察対象の移動の軌跡を生成する軌跡生成部を備えてよい。前記遊走性算出装置は、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する遊走性算出部を備えてよい。

【0015】

本発明の第１２の態様においては、前記遊走性算出装置は、前記観察対象の前記遊走性尺度に基づいて、前記観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する遊走性評価部を備えてよい。

【0016】

本発明の第１３の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の軌跡の始点から終点までの直線距離である始点終点間距離を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記始点終点間距離が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。

【0017】

本発明の第１４の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡に基づいて、前記観察対象の総移動距離、および／または、前記移動の軌跡の直線性を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、総移動距離が閾値以上かつ直線性が閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。

【0018】

本発明の第１５の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の軌跡における始点と前記始点から最も遠い最遠点との到達距離を算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、前記到達距離が閾値以下である前記観察対象を、遊走性が高いものとして選択しなくてよい。

【0019】

本発明の第１６の態様においては、前記遊走性算出装置の前記遊走性算出部は、前記遊走性尺度の少なくとも一部として、前記観察対象の移動の速さを算出してよい。前記遊走性算出装置の前記遊走性評価部は、複数の前記観察対象のうち、前記観察対象の移動の速さが閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択してよい。

【0020】

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態における、遊走性評価装置の装置構成の一例を示す。

【図2】本実施形態における、遊走性算出装置の具体的な構成の一例を示す。

【図3】本実施形態の遊走性評価方法のフローの一例を示す。

【図4】本実施形態における、Ｓ２１０の観察対象の複数の画像を生成するフローの一例を示す。

【図5】本実施形態における、遊走性評価装置の出力部に表示されるタイムラプス撮像の実施経過確認用画面の一例を示す。

【図6】本実施形態における、Ｓ２２０の観察対象の移動の軌跡を生成するフローの一例を示す。

【図7A】本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。

【図7B】本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。

【図7C】本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の一例である。

【図8】本実施形態における、Ｓ２２３の観察対象の軌跡を生成して出力する一例である。

【図9A】本実施形態における、２つの観察対象の移動の軌跡の一例である。

【図9B】図９Ａに示す２つの観察対象の移動の軌跡をグラフ化した一例である。

【図10】本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの一例である。

【図11】本実施形態における、Ｓ２５０の観察対象の遊走性を評価して遊走性の高いものを選択するフローの一例である。

【図12】本実施形態における、Ｓ２５２の総移動距離の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。

【図13】本実施形態における、Ｓ２５２の直線性の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。

【図14】本実施形態における、Ｓ２５２の総移動距離および直線性の閾値に基づいて観察対象を評価するフローの一例である。

【図15】本実施形態における、Ｓ２２２の観察対象の基準位置の定義の変形例である。

【図16】本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの変形例である。

【図17】本実施形態における、Ｓ２４６の到達距離について説明する図である。

【図18】本実施形態における、Ｓ２５２の観察対象を評価するフローの変形例である。

【図19】本実施形態における、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの他の変形例である。

【図20】本実施形態における、Ｓ２５２の観察対象を評価するフローの変形例である。

【図21】コンピュータのハードウェア構成の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0023】

図１は、本実施形態における、遊走性評価装置の装置構成の一例を示す。本願発明に係る遊走性評価装置１は、観察対象の偽の移動の影響を排除し、観察対象の実際の移動に基づいて観察対象の遊走性を評価する。遊走性評価装置１は、撮像装置１０と、遊走性算出装置１７０と、出力部１６０と、入力部１８０とを備える。

【0024】

撮像装置１０は、生体の観察対象を撮像し、画像を生成する装置である。撮像装置１０は、生体の観察対象の観察画像を時系列で複数回撮像して、観察対象の複数の画像を生成する。撮像装置１０は、顕微鏡部１５０と、カメラ３００と、透過照明部４０と、励起用光源７０と、光ファイバ７とを有する。

【0025】

顕微鏡部１５０は、生体の観察対象を顕微鏡を用いて拡大して観察するための装置である。生体の観察対象は、細胞であってよい。また、生体の観察対象は、細胞以外の移動可能な微小な生体であってもよい。一例として、生体の観察対象は、微生物、菌類、藻類、生体組織などであってもよい。顕微鏡部１５０には、ステージ２３と、対物レンズ部２７と、蛍光フィルタ部３４と、結像レンズ部３８と、偏光ミラー４５２と、フィールドレンズ４１１と、コレクタレンズ４１とを備える。

【0026】

ステージ２３には、チャンバ１００が載置される。チャンバ１００は透明な培養容器２０を有する。培養容器２０には培地が満たされており、培地中に細胞が培養されている。蛍光画像を観察するために、細胞は、１種類または２種類以上の蛍光物質で標識されていてよい。チャンバ１００の底面の一部ａと、チャンバ１００の上面の一部ｂとはそれぞれ透明になっていてよい。チャンバ１００の上面は開放されていてもよいし、透明なふたで覆われていてもよい。チャンバ１００の上面または底面が透明であったり、チャンバ１００の上面が開放されるか、透明なふたで覆われたりすることで、生体の観察対象を観察するのに適した培養環境を提供することができる。

【0027】

対物レンズ部２７は、図１のｘ軸方向（紙面に垂直な方向）に複数の対物レンズを備える。対物レンズ部２７をｘ軸方向に動かすことにより、撮像装置１０の光路に配置される対物レンズが切り替えられる。これにより、対物レンズの種類および倍率を切り替えることができる。

【0028】

蛍光フィルタ部３４は、図１のｘ軸方向に複数の種類のフィルタブロックを備える。蛍光フィルタ部３４をｘ軸方向に動かすことにより、撮像装置１０の光路に配置されるフィルタブロックが切り替えられる。

【0029】

透過照明部４０は、観察対象を位相差観察する場合に用いる光源ユニットである。透過照明部４０は、透過照明用光源４７と、フィールドレンズ４４と、偏光ミラー４５とを備える。透過照明部４０は、観察対象を透過する光を当てる。

【0030】

励起用光源７０は、観察対象を蛍光観察する場合に用いる光源である。励起用光源７０は、顕微鏡部１５０を介して、観察対象に反射させる光を当てる。

【0031】

光ファイバ７は、励起用光源７０から射出した光を顕微鏡部１５０に導入する部品である。

【0032】

遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０と接続され、撮像装置１０を制御する。遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０の光路に配置される対物レンズ部２７の対物レンズの種類および／または蛍光フィルタ部３４のフィルタブロックの種類との組み合わせを切り替える。例えば、位相差観察と蛍光観察は、光路に配置されるフィルタブロックの種類と対物レンズの種類の双方が異なる。また、２種対の蛍光観察は、光路に配置されるフィルタブロックの種類のみが異なる。また、位相差観察と蛍光観察は、使用する光源（透過照明部４０および励起用光源７０）も異なる。このため、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する撮像装置制御部１７１）は、位相差観察および１種類または２種類以上の蛍光観察のいずれの観察を行うかに応じて、フィルタブロック、対物レンズ、および光源の１つ以上を切り替えるものであってよい。

【0033】

位相差観察を行う場合、遊走性算出装置１７０は、透過照明部４０の光路を有効にするために、透過照明用光源４７をオンにし、励起用光源７０をオフにする。位相差観察を行う場合、透過照明用光源４７から射出した光は、フィールドレンズ４４、偏光ミラー４５、およびチャンバ１００の上部ｂを介して、培養容器２０の観察ポイントｃを照明する。観察ポイントｃを透過した光は、培養容器２０の底面、チャンバ１００の底部ａ、対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、および結像レンズ部３８を介して、カメラ３００の受光面に達する。このとき、培養容器２０の観察ポイントｃにおける位相差像がカメラ３００に形成される。カメラ３００は位相差像を撮像し、画像を生成する。生成された画像のデータは、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する記録部１９０）に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。

【0034】

蛍光観察を行う場合、遊走性算出装置１７０は、励起用光源７０の光路を有効にするために、励起用光源７０をオンにし、透過照明用光源４７をオフにする。蛍光観察を行う場合、励起用光源７０から射出した光は、光ファイバ７、コレクタレンズ４１、フィールドレンズ４１１、偏光ミラー４５２、蛍光フィルタ部３４、対物レンズ部２７、チャンバ１００の底部ａ、および培養容器２０の底面を介して、培養容器２０の観察ポイントｃを照明する。培養容器２０で培養されている細胞が蛍光標識されている場合、観察ポイントｃにある細胞の蛍光物質は励起され、蛍光を発する。細胞から発せられた蛍光は、培養容器２０の底面、チャンバ１００の底部ａ、対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、および結像レンズ部３８を介して、カメラ３００の受光面に達する。このとき、培養容器２０の観察ポイントｃにおける蛍光像がカメラ３００に形成される。カメラ３００は蛍光像を撮像し、画像を生成する。生成された画像のデータは、遊走性算出装置１７０の内部（例えば、後述する記録部１９０）に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。

【0035】

カメラ３００は、撮像センサー（図示せず）を有する。カメラ３００は、冷却カメラであってもよい。冷却カメラは、撮像センサーを冷却することによって、熱によって発生するノイズを抑えることができるカメラである。撮像センサーは、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＣＣＤイメージセンサー（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）であってよい。また、カメラ３００による撮像のフォーカスを合わせるため、遊走性算出装置１７０は、ステージ２３のｘ座標およびｙ座標、ならびに対物レンズ部２７のｚ座標を制御する。また、カメラ３００は、撮像装置１０とは異なる筐体に収められてもよい。

【0036】

チャンバ１００には、シリコンチューブを介して加湿器（図示せず）が接続されてよい。加湿器が接続されることにより、遊走性算出装置１７０は、チャンバ１００の内部の湿度および炭酸ガス濃度を、細胞の培養に適した値の近傍に制御することができる。また、チャンバ１００には、熱交換機（図示せず）が備えられる。チャンバ１００に熱交換機が備えられることで、チャンバ１００の内部の温度を、細胞の培養に適した値の近傍に制御することができる。チャンバ１００の内部の湿度、炭酸ガス濃度、および温度は、センサ（図示せず）により測定される。測定結果は遊走性算出装置１７０に送られる。

【0037】

遊走性算出装置１７０は、撮像装置１０の制御に加えて、撮像装置１０が撮像した観察対象の複数の画像を撮像装置１０から受信し、複数の画像に基づいて、観察対象の移動の軌跡を生成し、軌跡に基づいて、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する。遊走性算出装置１７０の構成については後述する。

【0038】

出力部１６０は、遊走性算出装置１７０の処理結果を出力する。例えば、出力部１６０は、観察対象の遊走性を評価した結果を出力する。例えば、出力部１６０は、遊走性算出装置１７０に接続されたモニターである。

【0039】

入力部１８０は、遊走性算出装置１７０に観察者からの指示やデータなどを入力する。例えば、入力部１８０は、観察者からの観察対象を撮像する条件に関する指示を入力する。また、入力部１８０は、観察者からの遊走性尺度の閾値を入力する。例えば、入力部１８０は、遊走性算出装置１７０に接続されたキーボードまたはマウスである。

【0040】

図２は、本実施形態における、遊走性算出装置１７０の具体的な構成の一例を示す。遊走性算出装置１７０は、撮像装置制御部１７１と、記録部１９０と、軌跡生成部４００と、遊走性算出部５００と、遊走性評価部６００とを有する。記録部１９０は、メモリ、内蔵ハードディスクドライブ、または外部の記録媒体であってよいが、これらに限らない。遊走性算出装置１７０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を有し、当該ＣＰＵが記録部１９０に記録されたコンピュータプログラムを実行することにより撮像装置制御部１７１などを実現する。

【0041】

撮像装置制御部１７１は、図１において説明した対物レンズ部２７、蛍光フィルタ部３４、透過照明部４０、励起用光源７０、およびカメラ３００などの制御を行う。例えば、観察対象のタイムラプス撮像条件が入力部１８０に入力されると、撮像装置制御部１７１は、入力された撮像条件にしたがって、顕微鏡部１５０にある対物レンズ部２７の対物レンズの種類の切り替え、透過照明用光源４７と励起用光源７０との切り替え、蛍光フィルタ部３４の蛍光フィルタの種類の切り替え、ステージ２３の位置および対物レンズ部２７の対物レンズの高さのうち、撮像ごとに必要な調整を行う。撮像装置制御部１７１が必要な調整を行った後で、カメラ３００は観察対象の撮像を行い、観察対象の画像を生成する。カメラ３００は、生成した画像のデータを、軌跡生成部４００に送る。また、生成された画像のデータは、記録部１９０に記録され、および／または、出力部１６０に出力されてよい。

【0042】

軌跡生成部４００は、撮像装置１０が撮像した画像から観察対象の移動の軌跡を生成する。軌跡を生成する方法の詳細については後述する。

【0043】

遊走性算出部５００は、生成された軌跡に基づいて、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示す遊走性尺度を算出する。遊走性尺度は、例えば、観察対象の軌跡における始点終点間距離、軌跡の直線性、軌跡における総移動距離、到達距離、および、移動の速さの少なくとも１つ以上を含んでよい。遊走性尺度の詳細は後述する。

【0044】

遊走性評価部６００は、観察対象の遊走性尺度に基づいて、観察対象の遊走性を評価する。例えば、遊走性評価部６００は、遊走性尺度に基づいて、観察対象が、あらかじめ定められた条件を満たすか否かを評価する。例えば、遊走性評価部６００は、遊走性算出部５００で算出された遊走性尺度が閾値以上であるか否かに基づいて、観察対象の遊走性を評価してよい。このとき、遊走性評価部６００は、観察者が入力部１８０から入力した閾値を評価のために用いてよい。遊走性評価部６００は、遊走性の評価結果を、記録部１９０に記録し、および／または、出力部１６０に出力してよい。

【0045】

図３は、本実施形態における、観察対象の遊走性を評価する方法のフローの一例である。本実施形態の観察対象の遊走性は、図３のＳ２１０～Ｓ２５０の処理を行うことによって評価することができる。なお、説明の便宜上、Ｓ２１０～Ｓ２５０の処理を順番に説明するが、これらの処理は少なくとも一部が並列に実行されるものであってもよいし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各ステップを入れ替えて実行されるものであってもよい。

【0046】

まず、Ｓ２１０において、撮像装置１０は、生体の観察対象を撮像して、複数の画像を生成する。Ｓ２１０において、生体の観察対象を撮像して複数の画像を生成するステップは、図４に示すように、Ｓ２１１からＳ２１７のステップを含む。

【0047】

図４は、フローにおけるＳ２１０を示す。まず、Ｓ２１１において、撮像装置制御部１７１は、観察方法を低倍率の位相差観察に設定して、撮像装置１０が観察対象を撮像する。これにより、撮像装置１０が比較的広い領域の画像であるバードビュー画像を取得する。低倍率の観察に代えて、撮像装置制御部１７１が培養容器２０の観察ポイントｃをｘｙ平面内で移動させながら、撮像装置１０が位相差観察した複数の画像（タイル画像）を取得し、これらを１枚の画像（合成画像）になるように合成することで、バードビュー画像を取得してもよい。撮像装置１０は、取得したバードビュー画像のデータを、記録部１９０に保存し、および／または、出力部１６０に出力してよい。バードビュー画像を取得した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１２に進める。

【0048】

次に、Ｓ２１２において、撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者からタイムラプス撮像の条件に関する入力を受ける。タイムラプス撮像の条件は、出力部１６０に出力されたバードビュー画像に基づいて観察者が決定してよい。タイムラプス撮像の条件は、インターバル、ラウンド数、観察ポイント、および観察方法のうちの１つまたは複数であってよいが、これらに限らない。タイムラプス撮像の条件が入力部１８０に入力された場合、撮像装置制御部１７１は当該入力を受けて、処理をＳ２１３に進めてよい。タイムラプス撮像の条件が入力されなかった場合、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に条件を入力するように要求してもよい。

【0049】

次に、Ｓ２１３において、撮像装置制御部１７１は、入力されたタイムラプス撮像の条件に基づいて、条件を書き込んだレシピを生成してよい。撮像装置制御部１７１は、生成したレシピを、記録部１９０に記録し、および／または、出力部１６０に出力してよい。レシピには、タイムラプス撮像のインターバル、ラウンド数、観察ポイント、および観察方法のうちの１つまたは複数に関する情報が含まれていてよい。レシピを生成した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１４に進める。

【0050】

次に、Ｓ２１４において、撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者からタイムラプス撮像の開始の指示を受けてよい。タイムラプス撮像の開始が指示された場合、撮像装置制御部１７１は当該指示を受けて、処理をＳ２１５に進めてよい。タイムラプス撮像の開始が指示されなかった場合は、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に開始を指示するように要求してもよい。または、タイムラプス撮像の開始が指示されなかった場合は、撮像装置制御部１７１は出力部１６０を介して、観察者に、前回入力した条件とは異なるタイムラプス撮像の条件を入力するように要求してもよい。

【0051】

次に、Ｓ２１５において、撮像装置制御部１７１は、観察対象のタイムラプス撮像を開始するよう、カメラ３００に指示する。タイムラプス撮像は、Ｓ２１３で生成されたレシピにしたがって行われる。撮像装置制御部１７１は、レシピに記載された観察ポイントにしたがって、培養容器２０の観察ポイントｃの位置を調節する。また、レシピに記載された観察方法が３種類（例えば、位相差観察、緑色の蛍光観察、赤色の蛍光観察）であった場合、撮像装置制御部１７１は、レシピに記載された観察方法にしたがって、照明、フィルタブロック、および対物レンズを適切に切り替えながら、３種類の画像を連続的に取得するよう、カメラ３００に指示してよい。カメラ３００が３種類の画像を取得して、第１ラウンドの撮像が終了する。

【0052】

次に、撮像装置制御部１７１は、生成されたレシピにしたがって、第１ラウンドの撮像開始時刻から、レシピに記載されたインターバルだけ待機し、その後第１ラウンドの撮像と同様に第２ラウンドの撮像を行うよう、カメラ３００に指示する。このように、レシピに記載されたラウンド数に達するまで、カメラ３００は上記の撮像を繰り返す。

【0053】

次に、Ｓ２１６において、タイムラプス撮像が、レシピに記載されたラウンド数に達した場合は、撮像装置制御部１７１は撮像を終了するよう、カメラ３００に指示する。タイムラプス撮像が、レシピに記載されたラウンド数に達しない場合は、指定されたラウンド数に達するまで、撮像装置制御部１７１は、カメラ３００による上記の撮像を繰り返す。タイムラプス撮像を終了した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２１７へ進める。

【0054】

タイムラプス撮像の間、撮像装置制御部１７１は、撮像装置１０が撮像した画像のデータを実施経過ファイルに蓄積する。撮像装置制御部１７１は、実施経過ファイルを、記録部１９０に記録する。また、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の撮像中または撮像後に、観察者から実施経過確認の指示が入力されると、入力時点における実施経過ファイルの内容を参照し、実施経過確認用画面を出力部１６０に出力する。

【0055】

次に、Ｓ２１７において、撮像装置制御部１７１は、実施経過ファイルに含まれる複数の画像を連結して動画像ファイルを生成する。撮像装置制御部１７１は、生成した動画像ファイルの動画を含むタイムラプス撮像の実施経過確認用画面を、出力部１６０に表示させる。

【0056】

図５は、出力部１６０に表示される、実施経過確認用画面の一例を示す。撮像装置制御部１７１は、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４、ならびに再生コントロール部１０５を含むタイムラプス撮像の実施経過確認用画面を出力部１６０に表示させてよい。撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像した各ラウンドでの画像を観察方法ごとに時系列で連結して動画像ファイルとして生成する。例えば、撮像装置制御部１７１は、複数の位相差画像から位相差画像の動画像を生成し、および／または、複数の蛍光画像から蛍光画像の動画像を生成してよい。これに加えて／代えて、撮像装置制御部１７１は、位相差画像および蛍光画像をフレームごとに合成し、合成後の各フレームを時系列に連結して合成画像の動画像を生成してよい。撮像装置制御部１７１は、生成した動画像を、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つ以上にそれぞれ表示させ、および／または記録部１９０に記録してよい。

【0057】

撮像装置制御部１７１は、生成された動画像ファイルを同時並列的に読み出し、動画像を出力部１６０に表示するための動画像信号を生成し、生成順に動画像信号を出力部１６０に送出して、動画像を表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つに表示してよい。撮像装置制御部１７１が行う、この動画像ファイルの読み出し、動画像信号の生成、動画像信号の送出の一連の処理を、「動画像ファイルの再生」とも記載する。

【0058】

再生コントロール部１０５は、動画像ファイルの再生に関する指示を、観察者が入力するために用いるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画像である。再生コントロール部１０５には、停止ボタン５２、スキップボタン５３、再生ボタン５４、早送りボタン５５、クリッピングボタン５６、タイムライン５０が配置される。

【0059】

再生ボタン５４が入力部１８０を介して観察者によって選択されると、動画像ファイルの再生が開始され、表示領域１０１、１０２、１０３および１０４の少なくとも一つにおいて、動画像の表示が開始されてよい。停止ボタン５２が観察者によって選択されると、動画像の再生が停止する。動画像ファイルにおける再生箇所は、タイムライン５０に反映される。タイムライン５０の左端は動画像ファイルの先頭、つまり、タイムラプス撮像の開始時点を示し、タイムライン５０の右端は動画像ファイルの後尾、つまり、タイムラプス撮像の終了時点を示す。タイムラプス撮像が終了していない場合には、タイムラインの右端は現時点を示す。

【0060】

タイムライン５０にはスラーダーバー６０が配置される。スラーダーバー６０は、動画像ファイルにおける再生箇所をリアルタイムで示すものであってよい。スラーダーバー６０の左右方向の位置は、観察者が自由に移動できるものであってよい。スラーダーバー６０の左右方向の位置が観察者によって移動されると、動画像ファイルの再生箇所が変化する。

【0061】

タイムラプス撮像を長時間にわたって行った場合、生成される動画像ファイルの容量はかなり大きなものとなる。撮像装置制御部１７１は、時間クリッピングまたは空間クリッピングの手法を用いて、動画像ファイルの容量を軽減してよい。

【0062】

時間クリッピングとは、タイムラプス撮像の特定の時間だけをクリッピングして動画像ファイルを形成する方法である。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中の、ある特定の期間において生成した複数の画像を用いて動画像ファイルを生成してよい。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中に生成した複数の画像のうち、特定の時間間隔で間引いた複数の画像を用いて動画像ファイルを生成してよい。間引く時間間隔は、一定であってよい。間引く時間間隔は、例えば、最初の１時間は１０分おき、次の１時間は１５分おきなどのように、必ずしも一定でなくてもよい。

【0063】

クリッピングボタン５６が観察者によって選択されると、撮像装置制御部１７１は、クリッピング指定用画面を出力部１６０に表示させてよい。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者によって、時間クリッピングを行う期間、または間引きする時間間隔に関する入力を受ける。

【0064】

空間クリッピングとは、タイムラプス撮像の特定の空間領域だけをクリッピングして動画像ファイルを生成する方法である。例えば、撮像装置制御部１７１は、タイムラプス撮像の期間中に生成した複数の画像のうち、ある特定の領域のみを切り出した複数の画像を用いて動画像ファイルを生成する。

【0065】

クリッピングボタン５６が観察者によって選択されると、撮像装置制御部１７１は、クリッピング枠を出力部１６０に表示してよい。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０を介して、観察者によって、表示されたクリッピング枠のうち、目的とする切り出し領域に関する入力を受ける。撮像装置制御部１７１は、入力部１８０から、目的とする切り出し領域に関する入力を受けることにより、この領域を中心とした空間クリッピングを行うことができる。

【0066】

上記のようにして、タイムラプス撮像した複数の画像から、動画像ファイルを生成することができる。動画像ファイルを生成した後で、撮像装置制御部１７１は処理をＳ２２０に進める。なお、Ｓ２１７は、必要に応じて行うステップであってよい。Ｓ２１６において、タイムラプス撮像を終了した後で、Ｓ２１７のステップをスキップして、Ｓ２２０に進んでよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、Ｓ２１１からＳ２１６のステップの一部を省略してもよい。

【0067】

次に、Ｓ２２０において、軌跡生成部４００は、動画像ファイルに含まれる観察対象を時系列で複数回撮像して生成された複数の画像に基づいて、生体の観察対象の移動の軌跡を生成する。Ｓ２２０において、複数の画像に基づいて、生体の観察対象の移動の軌跡を生成するステップは、図６に示すように、Ｓ２２１からＳ２２３のステップを含む。

【0068】

図６は、フローにおけるＳ２２０を示す。まず、Ｓ２２１において、軌跡生成部４００は、動画像ファイルに含まれる複数の画像のそれぞれにおいて、生体の観察対象の外周で囲まれる部分をマスキングする。軌跡生成部４００は、複数の画像のそれぞれにおける観察対象の外周を抽出し、外周で囲まれる領域の内部をマスクすることにより、観察対象のマスキングを行う。例えば、軌跡生成部４００は、分散フィルタを施した後、二値化する手法などの従来知られた方法により、観察対象の外周の抽出を行ってよい。観察対象をマスキングした後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２２２に進める。

【0069】

次に、Ｓ２２２において、軌跡生成部４００は、観察対象のマスキングした領域内に、軌跡を生成するための基準位置を設定する。軌跡生成部４００は、複数の画像のそれぞれの観察対象のマスキングした領域に対して、統一した定義により、基準位置を設定する。軌跡生成部４００は、基準位置の定義として、マスキングした領域の重心、中心、または、端部などを用いてよい。

【0070】

図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、観察対象のマスキングした領域内に設定する基準位置の定義の例である。図７Ａでは、観察対象のマスキングした領域５００ａの重心５１０ａを基準位置とする。軌跡生成部４００は、公知の方法により重心５１０ａを算出してよい。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、ｘ軸方向およびｙ軸方向ごとに、マスキングした領域５００ａに含まれる全画素の座標値の平均ｘ_ｍｅａｎおよびｙ_ｍｅａｎを算出し、得られた点（ｘ_ｍｅａｎ，ｙ_ｍｅａｎ）を重心５１０ａとして設定してよい。

【0071】

図７Ｂでは、観察対象のマスキングした領域５００ｂの中心５１０ｂを基準位置とする。軌跡生成部４００は、公知の方法により中心５１０ｂを算出してよい。軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、マスキングした領域５００ｂのｘ軸の最小値５５０ａと、最大値５５０ｂの平均値である５５０ｃを算出する。また、軌跡生成部４００は、同様にして、マスキングした領域のｙ軸の最小値５６０ａと、最大値５６０ｂの平均値である５６０ｃを算出する。軌跡生成部４００は、得られた点（５５０ｃ，５６０ｃ）を中心５１０ｂとして設定してよい。

【0072】

図７Ｃでは、観察対象のマスキングした領域の端部を基準位置とする。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象をｘｙ座標平面におき、観察対象の外周上の点のうち、ｘ軸上またはｙ軸上であらかじめ定められた方向（＋方向または－方向）において、端部となる点を基準位置として設定してよい。

【0073】

軌跡生成部４００は、端部として、細胞が遊走する方向の最先端の点を取得してよい。例えば、軌跡生成部４００は、移動の軌跡における各時点における細胞の移動ベクトルを算出し、観察対象をｘｙ座標平面におき、観察対象の外周上の点のうち、移動ベクトルの＋方向において端部となる点を基準位置（最先端の点）として設定してよい。ここで、軌跡生成部４００は、その時点の観察対象の重心または中心と所定数前の時点（例えば１つ前の時点）の観察対象の重心または中心を結ぶことで移動ベクトルを取得してよい。

【0074】

軌跡生成部４００は、上記（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）以外の定義を用いて定めた位置を基準位置として設定してもよい。例えば、軌跡生成部４００は、生体の観察対象に蛍光標識したタンパク質を発現させて、当該蛍光標識したタンパク質が存在する位置を基準位置として設定してもよい。また、軌跡生成部４００は、上記の複数の定義により特定される点の重心（平均または重み付け重心など）を基準位置として設定してもよい。基準位置を設定した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２２３に進める。

【0075】

次に、Ｓ２２３において、軌跡生成部４００は、複数の画像の基準位置を時系列に線分で結んで、生体の観察対象の軌跡を生成して出力する。

【0076】

図８は、第１時刻から第５時刻までの期間に撮像した画像の基準位置を時系列に線分で結んで、観察対象の移動の軌跡を生成する一例である。図８の左列において、画像４００ａから４００ｅは、間葉系幹細胞（Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ）の、それぞれ第１時刻から第５時刻までの位相差画像である。例えば、画像４００ａから４００ｅは、図５の表示領域１０１に表示される。図８の中央列において、画像４１０ａから４１０ｅは、それぞれ画像４００ａから４００ｅに対して、マスキングを行った画像である。マスキングを行った画像４１０ａから４１０ｅにおいて、軌跡生成部４００は、基準位置を設定する。例えば、基準位置は、マスキングした領域の重心であってよい。軌跡生成部４００は、基準位置を第１時刻から第５時刻まで時系列に線分で結んで、図８の右列のように観察対象の移動の軌跡４２０を生成してよい。このようにして、生成された基準位置の移動の軌跡を、観察対象の移動の軌跡としてよい。軌跡生成部４００は、観察対象の移動の軌跡４２０を、図５の表示領域１０２に出力し、および／または、記録部１９０に記録してよい。なお、本願明細書では、観察対象として、間葉系幹細胞を用いているが、観察対象としては、間葉系幹細胞以外の細胞も好適に用いられる。また、軌跡を生成して出力する生体の観察対象は、１つであってもよいし、複数であってよい。

【0077】

図９Ａは、２つの観察対象の移動の軌跡の一例である。軌跡生成部４００は、左側の細胞と右側の細胞について、それぞれ移動の軌跡４２０ａおよび４２０ｂを生成して、表示領域１０２に出力する。

【0078】

図９Ｂは、図９Ａに示す２つの観察対象の移動の軌跡をグラフ化した一例である。軌跡生成部４００は、生成した軌跡４２０ａおよび４２０ｂを、図９Ｂに示すように、ｘｙ座標にプロットして、表示領域１０３に出力してよい。観察対象の移動の軌跡を生成した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３０に進める。

【0079】

ここで、軌跡４２０ａで移動する細胞（左の細胞）は、一定の方向に実際に移動しており、遊走の程度が高いと考えられる。一方で、軌跡４２０ｂで移動する細胞（右の細胞）は、その場から大きく動かず変形するのみであり、実質的に遊走しているとは認められない。しかし、変形のために重心などが小刻みに移動していると評価されるため、移動量（移動総距離）のみで判断すると右の細胞も左の細胞と同程度の遊走性があると評価されてしまう。後述するように、本実施形態によれば左の細胞が高い遊走性を有するものとして評価し、右の細胞を遊走性が低いものとして評価することができる。

【0080】

次に、Ｓ２３０において、軌跡生成部４００は、入力部１８０を介して、観察者から評価の対象とする観察対象を選択する入力を受ける。例えば、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて基準位置が設定されて、軌跡が生成されている観察対象が観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいてバックグラウンドとのコントラストが明瞭な観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて、隣り合う観察対象と重なり合っていない観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、動画像ファイルに含まれる複数の画像の全てにおいて、細胞分裂を行わなかった観察対象が、観察者によって評価の対象として選択されてよい。または、観察対象の選択は、遊走性算出装置１７０が自動的に行ってもよい。なお、Ｓ２３０のステップは、Ｓ２１０のステップを行った直後に行ってもよい。評価の対象とする観察対象が選択された後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３１に進める。

【0081】

次に、Ｓ２３１において、軌跡生成部４００は、出力部１６０に、遊走性の評価の対象外とする観察対象を表示させる。例えば、評価の対象外とする観察対象は、Ｓ２３０のステップで、評価の対象として選択されなかった観察対象である。評価の対象外とする観察対象は、図５の表示領域１０４に表示される。表示領域１０４は、評価の対象外とする観察対象を、時系列に表示してよい。遊走性の評価の対象外とする観察対象を表示した後で、軌跡生成部４００は処理をＳ２３２に進める。

【0082】

次に、Ｓ２３２において、軌跡生成部４００は、評価の対象外とする観察対象を確認するよう、観察者に要求する。例えば、軌跡生成部４００は、表示領域１０４に表示された画像を確認して、画像中の観察対象を評価の対象外とするかどうかを判断するよう、観察者に要求してよい。評価の対象外の観察対象であるという判断を観察者から入力した場合は、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行わなくてよい。評価の対象とする観察対象であるという判断を観察者から入力した場合は、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行ってよい。評価の対象とする観察対象であると観察者によって判断された場合は、表示領域１０４に表示された画像に基づいて、観察者によって当該観察対象の軌跡をマニュアルで修正されたうえで、軌跡生成部４００は当該観察対象に対してＳ２４０以降のステップを行ってよい。

【0083】

なお、Ｓ２３０からＳ２３２の一部または全部は、省略してもよい。例えば、Ｓ２３０において、評価の対象とする観察対象を選択した後で、軌跡生成部４００は、Ｓ２３１およびＳ２３２のステップをスキップして、処理をＳ２４０に進めてよい。

【0084】

次に、Ｓ２４０のステップにおいて、遊走性算出部５００は、評価対象とする生体の観察対象の遊走性尺度を算出する。Ｓ２４０において、評価対象とする生体の観察対象の遊走性尺度を算出するステップは、図１０に示すように、Ｓ２４１からＳ２４３のステップを含む。ここで、遊走性尺度とは、観察対象が一定の方向に遊走する程度を示すものである。例えば、遊走する細胞には、（１）少なくとも一定の時間以上にわたり、ほぼ一定の方向（例えば、誘引物質などに向かう方向、または、忌避物質などから遠ざかる方向）に移動するものと、（２）その場で変形を繰り返すか、および／または、活発に移動するものの一定の狭い領域内の移動にとどまり実質的な移動を行っていない（すなわち、偽の移動を行っている）と評価されるものとが含まれる。遊走性尺度とは、（１）前者の細胞（観察対象）のみに遊走性が高いものとして高い数値を与え、（２）後者の細胞（観察対象）と全く遊走しない細胞に遊走性が低いものとして低い数値を与える数値尺度である。一例として、遊走性尺度は、観察対象の軌跡における始点終点間距離、軌跡の直線性、軌跡における総移動距離、到達距離、および、移動の速さの少なくとも１つ以上を含んでよい。

【0085】

図１０は、フローにおけるＳ２４０を示す。まず、Ｓ２４１において、遊走性算出部５００は、Ｓ２２０で生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の始点終点間距離を算出する。観察対象の軌跡の始点は、タイムラプス撮像の開始時刻における画像中の観察対象の基準位置である。ここで、タイムラプス撮像の開始時刻には、開始時刻のみでなく、開始時刻の近傍の時刻を含んでもよい。観察対象の軌跡の終点は、タイムラプス撮像の終了時刻における観察対象の画像中の基準位置であってよい。ここで、タイムラプス撮像の終了時刻には、終了時刻のみでなく、終了時刻の近傍の時刻を含んでもよい。始点終点間距離は、始点から終点までの直線距離であってよい。観察対象の始点終点間距離を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２４２に進める。

【0086】

次に、Ｓ２４２において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の総移動距離を算出する。観察対象の総移動距離は、観察対象の始点から終点までの軌跡の全長であってよい。観察対象の軌跡の始点および終点は、上記の定義と同一であってよい。例えば、図９Ａにおいて、左側の細胞の総移動距離は、軌跡４２０ａの全長（すなわち、軌跡４２０ａを構成する線分の長さの合計）であってよい。例えば、図９Ａにおいて、右側の細胞の総移動距離は、軌跡４２０ｂの全長（すなわち、軌跡４２０ｂを構成する線分の長さの合計）であってよい。なお、Ｓ２４１のステップとＳ２４２のステップは、順序が逆になってもよいし、同時に行ってもよい。観察対象の総移動距離を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２４３に進める。

【0087】

次に、Ｓ２４３において、遊走性算出部５００は、生体の観察対象の直線性を算出する。ここで、直線性とは、以下の式で定義されてよい。
［式１］
直線性＝（観察対象の始点終点間距離）／（観察対象の総移動距離）
式１で、観察対象の始点終点間距離はＳ２４１で算出した値である。式１で、観察対象の総移動距離はＳ２４２で算出した値である。式１の定義によれば、直線性の値は０以上１以下の実数である。上記の直線性の定義によれば、同じ場所にとどまり、形態のみを変化している細胞は直線性が低く、始点から遠くへ移動した細胞は直線性が高く見積もられる。観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００は処理をＳ２５０に進める。

【0088】

次に、Ｓ２５０のステップにおいて、遊走性評価部６００は、生体の観察対象の遊走性を評価して、遊走性の高いものを選択する。Ｓ２５０において、生体の観察対象の遊走性を評価して、遊走性の高いものを選択するステップは、図１１に示すように、Ｓ２５１からＳ２５４のステップを含む。

【0089】

図１１は、フローにおけるＳ２５０を示す。まず、Ｓ２５１において、遊走性評価部６００は、入力部１８０を介して、遊走性尺度の閾値に関する入力を観察者から受ける。遊走性尺度は、始点終点間距離、総移動距離、直線性、到達距離および移動の速さのうちのいくつかであってよい。到達距離および移動の速さについては、後述する。閾値とは、観察対象の遊走性尺度が、これ以上の値を有するときに、観察対象の遊走性が高いものとして選択する値である。

【0090】

閾値は、予め定められた値を用いるか、または、観察者が任意に設定してよい。例えば、複数の観察対象の移動の軌跡などを出力部１６０に表示される動画像などに基づいて、観察者が適切と判断した閾値を設定してよい。その場合、遊走性算出装置１７０は、出力部１６０に閾値を入力させるためのウィンドウ画面などを表示し、観察者が閾値として入力した値を、入力部１８０を介して取得してよい。

【0091】

閾値は、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。例えば、観察対象である細胞の種類が入力部１８０に入力されると、遊走性算出装置１７０が、入力された細胞の種類に応じてあらかじめ定められた閾値を設定してもよい。また、遊走性算出装置１７０は、Ｓ２４０で算出した遊走性尺度の統計値（平均、中央値、または、平均と標準偏差σの和や差など）を算出し、これを閾値として用いてよい。例えば、遊走性算出装置１７０は、Ｓ２４１で得た複数の観察対象の始点終点間距離の平均、中央値、平均＋σ、平均－σ、平均＋２σまたは平均－２σなどを算出し、これを後に始点終点間距離に対して適用する閾値としてよい。

【0092】

次に、Ｓ２５２において、遊走性評価部６００は、設定された総移動距離および直線性の閾値に基づいて、生体の観察対象の遊走性を評価する。Ｓ２５２において、生体の観察対象の遊走性を評価するステップは、図１２および１３に示すように、Ｓ２５２１およびＳ２５２２のステップを含む。

【0093】

まず、図１２のＳ２５２１において、遊走性評価部６００は、観察対象の総移動距離が、閾値よりも長いかどうかを評価する。観察対象の総移動距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は、当該観察対象を総移動距離が小として評価してよい。観察対象の総移動距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は、当該観察対象を総移動距離が大として評価してよい。総移動距離が大として観察対象を評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２２に進める。

【0094】

次に、図１３のＳ２５２２において、遊走性評価部６００は、総移動距離が大として評価された観察対象の直線性の値が、閾値よりも大きいかどうかを評価する。観察対象の直線性の値が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を直線性が小として評価する。観察対象の直線性の値が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を直線性が大として評価する。なお、Ｓ２５２１のステップとＳ２５２２のステップは、順序が逆になってもよい。

【0095】

次に、Ｓ２５４において、遊走性評価部６００は、生体の観察対象の遊走性の評価結果を出力する。遊走性評価部６００は、生体の観察対象を、遊走性の評価結果により分類してよい。遊走性評価部６００は、生体の観察対象のうち、遊走性の高いものを選択してよい。例えば、遊走性評価部６００は、観察対象の遊走性尺度が第１の閾値を超える観察対象を、最も遊走性の高い群として選択し、観察対象の遊走性尺度が第１の閾値以下であって、第２の閾値を超える観察対象を、中程度の遊走性の群として選択し、観察対象の遊走性尺度が第２の閾値以下である観察対象を、遊走性の低い群として選択してよい。このように選択することで、遊走性評価部６００は、観察対象を遊走性に応じて分類してよい。

【0096】

例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類する。例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類する。例えば、図１４において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類する。遊走性評価部６００は、Ａ群およびＢ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価する。遊走性評価部６００は、Ｃ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。これに代えて遊走性評価部６００は、Ａ群を、遊走性が低いものとし、Ｂ群を遊走性が中程度のものとし、Ｃ群を遊走性が高いものと評価してもよい。

【0097】

例えば、遊走性算出部５００は、Ａ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ａ群割合」ともいう）を算出してもよい。例えば、遊走性算出部５００は、Ｂ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ｂ群割合」ともいう）を算出してもよい。例えば、遊走性算出部５００は、Ｃ群に属する観察対象の、全体の観察対象に対する割合（「Ｃ群割合」ともいう）を算出してもよい。遊走性評価部６００は、上記の各群の割合に基づいて、観察対象の遊走性を評価してよい。例えば、遊走性評価部６００は、Ａ群割合（またはＡ群割合とＢ群割合の合計）が閾値以上の観察対象の群に対して良好な遊走性を有すると評価してよい。遊走性の評価は、出力部１６０に出力され、および／または、記録部１９０に記録されてよい。

【0098】

上記の分類では、総距離移動が大であり、かつ、直線性の値が大である観察対象（例えば、図９Ａの左側の細胞）を、遊走性が高い群に分類したが、このように分類することで、同じ場所に留まり、形態のみを変化させている細胞は遊走性が低いと評価される。また、総移動距離は大きいものの、始点の近傍で重心を移動させているに過ぎない細胞（例えば、図９Ａの右側の細胞）は、直線性の値が低くなるため、遊走性が低いと評価される。そのため、上記の分類によれば、始点から遠くに移動した細胞群を、遊走性が高いとして評価できる。

【0099】

上記の例では、複数の観察対象をＡ群、Ｂ群、およびＣ群に分類するものであるが、観察対象が１つである場合にも、遊走性を評価してよい。また、上記の例では、総移動距離および直線性について、閾値をそれぞれ１つだけ設定しているが、それぞれの遊走性尺度について、閾値を２つ以上設定してもよい。それぞれの遊走性尺度について閾値を２つ以上設定することで、遊走性をより詳細に評価することができる。

【0100】

なお、図１４では、遊走性尺度として総移動距離および直線性を用いて、観察対象の遊走性を評価したが、遊走性の評価方法はこれに限らない。例えば、遊走性評価部６００は、観察対象の始点終点間距離が、閾値よりも長いかどうかを評価してよい。観察対象の始点終点間距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を始点終点間距離が小として評価してよい。始点終点間距離が小として評価された観察対象に対しては、遊走性評価部６００は当該観察対象を遊走性が低いとして評価してよい。観察対象の始点終点間距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を始点終点間距離が大として評価してもよい。始点終点間距離が大として評価された観察対象に対しては、遊走性評価部６００は当該観察対象を遊走性が高い観察対象として評価してもよい。

【0101】

観察対象の始点終点間距離を用いる場合、遊走性評価部６００は、一段階で観察対象の遊走性を評価することができる。一方で、図１４のＳ２５２１およびＳ２５２２のように総移動距離および直線性を用いる場合、観察対象の遊走性をよりきめ細かく分類することができる（例えば、Ａ群とＢ群の分離など）。

【0102】

次に、本実施形態の変形例を示す。以下に示す変形例どうしを複数組み合わせて、観察対象の遊走性を評価してもよい。

【0103】

［第一変形例］
図１５は、観察対象の基準位置の定義の変形例である。軌跡生成部４００は、複数の観察画像において、隣接する時刻において異なる位置にある観察対象が重なる領域に基づいて、基準位置を設定してよい。例えば、軌跡生成部４００は、観察対象が重なる領域の重心、中心、または端部を、基準位置として設定してよい。例えば、図１５において、第１時刻における細胞５００ａと、第１時刻に隣接（例えば、後続）する第２時刻における細胞５００ｂとが重なる領域の重心５１０ａを、基準位置として設定してよい。また、図１５において、第２時刻における細胞５００ｂと、第２時刻に隣接（例えば、後続）する第３時刻における細胞５００ｃとが重なる領域の重心５１０ｂを、基準位置として設定してよい。この場合、重心５１０ａと重心５１０ｂとを結んだ線分５２０を、観察対象の移動の軌跡としてよい。このように、移動中に形態があまり変化しない細胞の場合、観察対象が重なる領域の重心を基準位置として設定し、遊走性を評価してもよい。また、ほぼ同じ位置で収縮を繰り返す細胞の場合、観察対象が重なる領域はほとんど変わらないため、観察対象が重なる領域の重心を基準位置として設定し、遊走性を評価することが適している。

【0104】

［第二変形例］
図１６は、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの変形例である。Ｓ２４２で生体の観察対象の総移動距離を算出した後、または、Ｓ２４３で生体の観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００はＳ２４６のステップを追加的に行ってよい。Ｓ２４６において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、到達距離を算出してよい。ここで、到達距離とは、観察対象の移動の軌跡における始点と、始点から最も遠い位置である最遠点との距離である。例えば、遊走性算出部５００は、観察対象の移動の軌跡における始点と、観察対象の移動の軌跡を構成する各基準位置との距離をそれぞれ算出し、そのうちの最大の距離を到達距離として設定してよい。

【0105】

図１７は、到達距離について説明する図である。観察対象を第１時刻から第８時刻までタイムラプス撮像し、それぞれの時刻における観察対象の位置を５００ａから５００ｈとする。また、それぞれの時刻における観察対象の基準位置を５１０ａから５１０ｈとする。このとき、観察対象の移動の軌跡は、線分５２０ａから５２０ｇまでを順次結んだもので表され、軌跡の始点は５１０ａ、軌跡の終点は５１０ｈである。図１７では、軌跡の始点である５１０ａから、最も遠い最遠点は、第４時刻における観察対象の基準位置である５１０ｄであるので、この場合の到達距離は、点５１０ａと点５１０ｄとの距離５４０で表される。

【0106】

図１８は、総移動距離および到達距離を遊走性尺度として用いた場合のフローである。Ｓ２５２１のステップの説明については、既に記載された説明がそのまま適用されてよい。Ｓ２５２１のステップにおいて、観察対象の総移動距離が閾値よりも長いと評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２３に進める。Ｓ２５２３において、遊走性評価部６００は、総移動距離が大として評価した観察対象の到達距離が、閾値よりも大きいかどうかを評価する。ここで、到達距離の閾値は、Ｓ２５１において、観察者が任意に設定してよいし、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。

【0107】

観察対象の到達距離が閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を到達距離が小として評価してよい。観察対象の到達距離が閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を到達距離が大として評価してよい。

【0108】

例えば、図１８において、Ｓ２５２１のステップで、遊走性評価部６００は、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２３のステップで、到達距離が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２３のステップで、到達距離が大であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類してよい。遊走性評価部６００は、Ａ群、およびＢ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価してよい。遊走性評価部６００は、Ｃ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。つまり、遊走性評価部６００は、到達距離が閾値以下である観察対象を、遊走性が高いものとして選択しないことができる。

【0109】

例えば、図１７に示す細胞の場合、細胞の総移動距離が大きいものの、移動の起点と終点とが近接しており、始点終点間距離（点５１０ａおよび点５１０ｈとの距離）が小さいため、この細胞がＳ２５２２のステップを経た場合、遊走性評価部６００が、この細胞を遊走性が低いと評価するおそれがある。しかし、上記の第二変形例の方法によれば、Ｓ２５２３によって、遊走性評価部６００は、到達距離が大きいものは遊走性が高いと評価し、到達距離が小さいものは遊走性が低いと評価するため、この細胞は遊走性が高いと評価されることになる。つまり、観察対象の遊走性がより適切に評価される。なお、上記の第二変形例では、総移動距離および到達距離を遊走性尺度として用いて、観察対象の遊走性を評価したが、遊走性評価部６００が直線性および到達距離を遊走性尺度として用いて、観察対象の遊走性を評価してもよい。

【0110】

［第三変形例］
図１９は、Ｓ２４０の観察対象の遊走性尺度を算出するフローの他の変形例である。Ｓ２４３で生体の観察対象の直線性を算出した後で、遊走性算出部５００は、Ｓ２４７のステップを追加的に行ってよい。Ｓ２４７において、遊走性算出部５００は、生成した生体の観察対象の軌跡に基づいて、観察対象の移動の速さを算出してよい。ここで、移動の速さは、第１時刻における細胞の位置と、第２時刻における細胞の位置との間の距離を、第１時刻から第２時刻までの時間で除したものとして定義してよい。

【0111】

図２０は、総移動距離および直線性に加えて、さらに移動の速さを遊走性尺度として用いた場合のフローである。Ｓ２５２１およびＳ２５２２のステップの説明については、既に記載された説明がそのまま適用されてよい。Ｓ２５２２のステップにおいて、観察対象の直線性が閾値よりも長いと評価した後、遊走性評価部６００は処理をＳ２５２４に進める。Ｓ２５２４において、遊走性評価部６００は、直線性が大として評価した観察対象の移動の速さが、閾値よりも大きいかどうかを評価する。ここで、移動の速さの閾値は、Ｓ２５１において、観察者が任意に設定してよいし、遊走性算出装置１７０が自動的に設定してもよい。移動の速い細胞の場合は、閾値を高めに設定してよい。移動の遅い細胞の場合は、閾値を低めに設定してよい。

【0112】

観察対象の移動の速さが閾値未満であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を移動の速さが小として評価してよい。観察対象の移動の速さが閾値以上であった場合は、遊走性評価部６００は当該観察対象を移動の速さが大として評価してよい。

【0113】

例えば、図２０において、Ｓ２５２１のステップで、遊走性評価部６００は、総移動距離が小であると評価した観察対象を、Ａ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が小であると評価した観察対象を、Ｂ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価し、Ｓ２５２４のステップで、移動の速さが小であると評価した観察対象を、Ｃ群に分類してよい。例えば、図１８において、遊走性評価部６００は、Ｓ２５２１のステップで、総移動距離が大であると評価し、Ｓ２５２２のステップで、直線性の値が大であると評価し、Ｓ２５２４のステップで、移動の速さが大であると評価した観察対象を、Ｄ群に分類してよい。遊走性評価部６００は、Ａ群、Ｂ群およびＣ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が低いものとして評価してよい。遊走性評価部６００は、Ｄ群に分類した複数の観察対象を、遊走性が高いものとして評価してよい。つまり、遊走性評価部６００は、複数の観察対象のうち、観察対象の移動の速さが閾値以上のものを遊走性が高いものとして選択することができる。

【0114】

また、遊走性評価部６００は、Ａ～Ｃ群の遊走性を更に細かく分類してもよい。例えば、遊走性評価部６００は、Ａ群およびＢ群を遊走性が低いものとし、Ｃ群を遊走性が中程度のものとして評価してもよい。

【0115】

上記の第三変形例の方法によれば、遊走性尺度として距離以外に、時間の要素である速さについても評価するため、観察対象の遊走性がより詳細に評価される。

【0116】

図２１は、遊走性算出装置１７０として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部を備える。

【0117】

ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。表示装置２０８０には、遊走性算出装置１７０の内部で生成される様々な情報（例えば、動画像、遊走性の評価結果等）を、表示することができる。

【0118】

入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、有線または無線によりネットワークを介して他の装置と通信する。また、通信インターフェイスは、通信を行うハードウェアとして機能する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。

【0119】

また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続するとともに、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。

【0120】

ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。

【0121】

コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を遊走性算出装置１７０として機能させるプログラムは、軌跡生成モジュールと、遊走性算出モジュールと、遊走性評価モジュールと、撮像装置制御モジュールとを備える。これらのプログラムまたはモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、軌跡生成部４００、遊走性算出部５００、遊走性評価部６００、撮像装置制御部１７１としてそれぞれ機能させてよい。

【0122】

これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である軌跡生成部４００、遊走性算出部５００、遊走性評価部６００、撮像装置制御部１７１として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の遊走性算出装置１７０が構築される。

【0123】

一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＣＤ－ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。

【0124】

また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ－ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ－ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記録部、または記憶装置等と総称する。

【0125】

ここで、記憶装置等は、遊走性算出装置１７０の情報処理に必要な情報、例えば、動画像データなどを必要に応じて記憶し、遊走性算出装置１７０の各コンポーネントに必要に応じて供給する。

【0126】

本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。

【0127】

また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすか否かを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。

【0128】

また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。

【0129】

以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ－ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤまたはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。

【0130】

本開示において、遊走性算出装置１７０が、プロセッサとしてＣＰＵ２０００を有する構成を示したがプロセッサの種類は特に限定されない。例えば、プロセッサとして、ＧＰＵ、ＡＳＩＡ，ＦＰＧＡ等を適宜使用することができる。また、本開示において、遊走性算出装置１７０が、補助記憶装置としてハードディスクドライブ２０４０を有する構成を示したが、補助記憶装置の種類は特に限定されない。例えば、ハードディスクドライブ２０４０に代えて、または、ハードディスクドライブ２０４０とともに、ソリッドステートドライブ等の他の記憶装置を用いてもよい。

【0131】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

【0132】

請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先だって」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0133】

１ 遊走性評価装置
７ 光ファイバ
１０ 撮像装置
２０ 培養容器
２３ ステージ
２７ 対物レンズ部
３４ 蛍光フィルタ部
３８ 結像レンズ部
４０ 透過照明部
４１ コレクタレンズ
４４ フィールドレンズ
４５ 偏光ミラー
４７ 透過照明用光源
５０ タイムライン
５２ 停止ボタン
５３ スキップボタン
５４ 再生ボタン
５５ 早送りボタン
５６ クリッピングボタン
６０ スラーダーバー
７０ 励起用光源
１００ チャンバ
１０１ 表示領域
１０２ 表示領域
１０３ 表示領域
１０４ 表示領域
１０５ 再生コントロール部
１５０ 顕微鏡部
１６０ 出力部
１７０ 遊走性算出装置
１７１ 撮像装置制御部
１８０ 入力部
１９０ 記録部
３００ カメラ
４００ 軌跡生成部
４１１ フィールドレンズ
４５２ 偏光ミラー
５００ 遊走性算出部
６００ 遊走性評価部
１９００ コンピュータ
２０００ ＣＰＵ
２０１０ ＲＯＭ
２０２０ ＲＡＭ
２０３０ 通信インターフェイス
２０４０ ハードディスクドライブ
２０５０ フレキシブルディスク・ドライブ
２０６０ ＣＤ－ＲＯＭドライブ
２０７０ 入出力チップ
２０７５ グラフィック・コントローラ
２０８０ 表示装置
２０８２ ホスト・コントローラ
２０８４ 入出力コントローラ
２０９０ フレキシブルディスク
２０９５ ＣＤ－ＲＯＭ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】