JP2009276271A - 血液流動性計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流動性に関する各種の血液特性をより正確に定量化する。
【解決手段】略一定の方向へ流れる血液の流動性に関する複数種類の血液特性を計測する血液流動性計測装置１であって、血液の流れを撮影するＴＶカメラ３と、ＴＶカメラ３による血流画像から、複数種類の血液特性をそれぞれ算出可能な血液特性算出手段５１と、血液特性算出手段５１が算出する血液特性に基づいて、ＴＶカメラ３に対して撮影開始時間、画像取得間隔、シャッター速度、フレームレート、撮影画像サイズ、解像度、及び撮影色数の少なくとも１つを含む撮影条件を設定する撮影条件設定部６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液流動性計測装置に関する。

近年、健康に対する関心の高まりとともに、健康のバロメータとして血液の流動性が注目されるようになっている。この血液の流動性はサラサラ度などとも称され、流動性が高くサラサラであるほど健康であることを意味している。

この血液の流動性を調べる方法としては、微細な溝を有するフィルタに血液を通過させて、通過に要する時間を計測する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、フィルタ上板の透明ガラスを介してカメラでフィルタ通過時の血球を観察することにより、血液の流動性を視覚的に捉えることが可能となっている。また、血流を高速カメラで撮影して画像処理することで、血球の速度ベクトルといった流動性に関する血液特性を計測する方法なども提案されている。
特許第２６８５５４４号公報

しかしながら、上記の方法では、複数種類の血液特性を計測することはもとより、計測する血液特性に応じて撮影条件を変更することができていないために、流動性に関する各種の血液特性を正確に定量化できていなかった。

例えば、血液特性として血球の速度を計測する場合、血液の流動性を評価するうえでは血流が悪化して血球の速度変化が発生する時点を捉えることが重要であり、この速度変化近傍のデータがより多く採取できるよう撮影を行うべきである。また、血球が滞留して集塊状に結合する凝集現象について計測を行う場合には、血液を流す流路において血球の滞留が最も多く発生する中盤時点のデータがより多く採取できるよう撮影を行うべきである。この点、上記従来の方法では、計測する血液特性が顕著に変化する時点に対して重点的な撮影がなされていないために、血液特性の正確な定量化が図られていなかった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、従来に比べ、流動性に関する各種の血液特性をより正確に定量化することができる血液流動性計測装置の提供を課題とする。

前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
略一定の方向へ流れる血液の流動性に関する複数種類の血液特性を計測する血液流動性計測装置であって、
前記血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段による血流画像から、複数種類の血液特性をそれぞれ算出可能な血液特性算出手段と、
前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性に基づいて、前記撮影手段に対して撮影開始時間、画像取得間隔、シャッター速度、フレームレート、撮影画像サイズ、解像度、及び撮影色数の少なくとも１つを含む撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の血液流動性計測装置であって、
前記撮影条件設定手段は、前記撮影手段の撮影条件を予め血液特性の種類に対応付けて記憶する撮影条件テーブルを有し、前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性の種類に基づいて、この種類に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の血液流動性計測装置であって、
所定の撮影条件で撮影された血流画像を基に前記血液特性算出手段で算出された前記血液特性の経時変化量を検出する変化検出手段を備え、
前記撮影条件設定手段は、前記変化検出手段で検出された前記血液特性の経時変化量に基づいて前記撮影手段の撮影条件を設定し直すことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の血液流動性計測装置であって、
前記撮影条件設定手段は、
前記撮影手段の撮影条件を血液特性の種類に対応付けて予め記憶する撮影条件テーブルを有し、
所定の撮影条件で撮影された血流画像を基に前記変化検出手段で検出された前記経時変化量が所定の閾値以上であるときに、当該経時変化量に基づいて前記撮影手段の撮影条件を設定し直し、
前記変化検出手段で検出された前記経時変化量が前記所定の閾値未満であるときに、前記血液特性算出手段で算出された前記血液特性の種類に対応する撮影条件を前記撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の血液流動性計測装置であって、
前記撮影条件設定手段は、前記変化検出手段で検出された前記経時変化量に基づいて設定した前記撮影手段の撮影条件を、血液提供者の識別情報及び算出した血流特性に対応付けて前記撮影条件テーブルに記録し、前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性の種類及び前記血液提供者の識別情報に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、血液特性算出手段が算出する血液特性に基づいて撮影手段に対して撮影条件を設定する撮影条件設定手段を備えるので、計測する血液特性に応じて最適な撮影条件が設定されて、この血液特性が顕著に変化する時点に対して重点的な撮影が行われる。したがって、計測する血液特性に応じて撮影条件を変更できていなかった従来に比べ、流動性に関する各種の血液特性をより正確に定量化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、撮影条件設定手段は、撮影条件を予め血液特性の種類に対応付けて記憶する撮影条件テーブルを有し、血液特性算出手段が算出する血液特性の種類に基づいて、この種類に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、撮影手段に対し設定するので、撮影条件を新たに設定する必要なく、算出する血液特性の種類が特定されることで当該血液特性の種類に対応する撮影条件が選択される。したがって、計測する血液特性に応じた適切な撮影条件を容易に設定することができる。

請求項３に記載の発明によれば、所定の撮影条件で撮影された血流画像を基に血液特性算出手段で算出された血液特性の経時変化量を検出する変化検出手段を備え、撮影条件設定手段は、変化検出手段で検出された当該血液特性の経時変化量に基づいて撮影条件を設定し直すので、血液特性の経時変化が顕著な時点をより正確に捉えて、当該部分に対して重点的な撮影を行うよう次回撮影の撮影条件へフィードバックすることができる。したがって、血液特性の経時変化量や、当該経時変化量の顕著になるタイミングが、一般的な血液に対して異なる場合であっても、流動性に関する血液特性をより正確に定量化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、撮影条件設定手段は、変化検出手段で検出された経時変化量が所定の閾値以上であるときに、当該経時変化量に基づいて撮影条件を設定し直し、変化検出手段で検出された経時変化量が所定の閾値未満であるときに、血液特性算出手段で算出された血液特性の種類に対応する撮影条件を撮影条件テーブルから選択して撮影手段に対し設定するので、血液特性の経時変化量に対し適切な閾値を設定することで、経時変化量が当該閾値以上となる撮影タイミングに対し重点的な撮影を行うための撮影条件が設定されるとともに、それ以外の撮影タイミングに対しては撮影条件を新たに設定する必要なく撮影条件テーブルから適切な撮影条件が選択される。したがって、適切な撮影条件を容易に設定しつつ、流動性に関する血液特性を一層正確に定量化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、撮影条件設定手段は、変化検出手段で検出された経時変化量に基づいて設定した撮影条件を、血液提供者の識別情報及び算出した血流特性に対応付けて撮影条件テーブルに記録し、血液特性算出手段が算出する血液特性の種類及び血液提供者の識別情報に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、撮影手段に対し設定するので、同一人物の血液についての次回以降の計測では、前回と同一の撮影条件で計測を行うことができる。したがって、血液提供者に固有の撮影条件を計測の都度に記録及び設定する必要なく、適切な撮影条件を容易に設定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本実施の形態における血液流動性計測装置１の全体構成を示すブロック図である。
この図に示すように、血液流動性計測装置１は、注入口１０から注入した血液をフィルタ２に通して排出槽１１へ導き、その過程で取得される情報から血液の流動性に関する複数種類の血液特性を計測するものである。この血液流動性計測装置１は、主に、フィルタ２と、フィルタ２中の血液の流れを撮影するＴＶカメラ３と、ＴＶカメラ３で撮影された血流画像を処理する画像処理部４と、血液の健全度を診断する診断部５と、ＴＶカメラ３の撮影条件を設定する撮影条件設定部６とを備えている。

また、血液流動性計測装置１は、生理食塩水や生理活性物質などの液体を血液と混合してフィルタ２に導けるよう、ミクサー１２を介して流路に連結された複数の溶液びん１３を備えている。生理食塩水や生理活性物質などの液体と混合した血液（以下、血液という）は、差圧制御部１４がポンプ１５を制御してフィルタ２前後の差圧を調整することにより、フィルタ２中を所望量が流れるようになっている。また、ミクサー１２，ポンプ１５，注入口１０のバルブ１０ａ，及び診断部５は、シーケンス制御部１６によって統合制御されている。

フィルタ２は、図２に示すように、ベース板２１と、ベース板２１上に固定されるシリコン単結晶基板２２と、シリコン単結晶基板２２の側面を囲んでベース板２１上に固定される外側板２３と、外側板２３に固定される上面のガラス平板２４とから構成されている。ここで、図２はフィルタ２の側断面図である。シリコン単結晶基板２２と上面のガラス平板２４との間には、微細な流路群の孔部２５が形成されるとともに、ベース板２１には、シリコン単結晶基板２２の中央部の穴と連通する導入口２１ａ、及びシリコン単結晶基板２２と外側板２３との隙間と連通する排出口２１ｂが形成されている。これら導入口２１ａ及び排出口２１ｂは、血液チューブを介して注入口１０及び排出槽１１と連通されている。このような構成により、導入口２１ａからフィルタ２中へ導入された血液は、孔部２５を通過して、排出口２１ｂから排出されるようになっている。また、フィルタ２には、孔部２５前後での各圧力を計測する圧力センサＥ１，Ｅ２が設けられ、この圧力センサＥ１，Ｅ２は、計測した各圧力Ｐ１，Ｐ２を差圧制御部１４へ出力するようになっている（図１参照）。

フィルタ２に形成される孔部２５は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、シリコン単結晶基板２２上面に並設された複数の六角形状の土手部２２ａに挟まれて形成されるゲート２５ａを多数有している。ここで、図３（ａ）はガラス平板２４側から見た孔部２５の部分上面図であり、（ｂ）は同部の側断面図である。土手部２２ａは、シリコン単結晶基板２２上面において、血流方向Ｘへの幅に対して中央部分に形成されるとともに、血流方向Ｘに直交する方向へゲート２５ａが並設されるよう形成される。また、特に限定はされないが、孔部２５の上流側端からゲート２５ａまでの長さｌａ、ゲート２５ａの長さｌｂ、及びゲート２５ａから孔部２５の下流側端までの長さｌｃはそれぞれ約３０μｍに形成されている。この土手部２２ａの上面はガラス平板２４と接合され、ゲート２５ａの幅ｔは血液中の血球、例えば赤血球の血球径（約８μｍ）よりも狭く形成されている。このように形成された孔部２５を流れる血液中の血球、例えば赤血球は、まずゲート２５ａ上流の入口領域Ａを通った後、ゲート２５ａの内部領域Ｂを変形しながら通過し、最後にゲート２５ａ下流の出口領域Ｃを通過する。

ＴＶカメラ３は、例えばデジタルＣＣＤカメラであり、血流画像を取り込むのに十分な解像度を有した高速カメラである。このＴＶカメラ３は、図１に示すように、フィルタ２の上部に設置され、撮影条件設定部６から入力された撮影条件で、孔部２５を通過する血液の流れをガラス平板２４越しに撮影する。その撮影範囲は、複数のゲート２５ａにおける入口領域Ａ、内部領域Ｂ、及び出口領域Ｃを含む範囲となっている（図３（ａ）参照）。但し、この撮影範囲は、各ゲート２５ａにおける領域Ａ〜Ｃのうちの少なくとも１つの領域を含む範囲であればよい。ＴＶカメラ３によって得られた血流画像は、画像処理部４に出力されるとともに、図示しないディスプレイに表示されるようになっている。なお、ＴＶカメラ３は、特に限定はされないが、動画が撮影可能なカメラである。

画像処理部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の解析手段や半導体メモリ等の記憶手段など（図示せず）を備え、ＴＶカメラ３及び診断部５と電気的に接続されている。この画像処理部４は、ＴＶカメラ３が撮影した血流画像を記憶手段に記録するとともに、当該血流画像を処理して後述の血液特性の算出に必要な画像情報を診断部５へ出力する。

診断部５は、ＣＰＵ等の解析手段や半導体メモリ等の記憶手段など（図示せず）の他、後述する血液特性を算出する血液特性算出手段５１を備えており、画像処理部４及びシーケンス制御部１６と電気的に接続されている。この診断部５は、複数種類の血液特性のうち入力手段（図示せず）によって設定されたものを、画像処理部４が出力した画像情報から算出して血液の健全度を診断する。算出された血液特性や診断結果は、図示しないディスプレイに表示されるようになっている。また、診断部５は、血液特性の算出や血液の診断等に必要な各種データを備えている。なお、診断部５、画像処理部４及び撮影条件設定部６は、ＰＣ等を用いて一体に構成してもよい。

血液特性算出手段５１は、画像処理部４が出力した画像情報から、複数種類の血液特性をそれぞれ算出可能に構成されている。この血液特性とは、血液の流動性に関する特性値であり、例えば血液中の血球の速度や血液の凝集能などである。ここで凝集能とは、血球が滞留して集塊状に結合する凝集現象の発生しやすさを表す定量値であり、滞留した血球からなる血球滞留部に含まれる各血球種の面積、個数、面積割合、又は個数割合などで表される。この血液特性算出手段５１は、複数種類の血液特性のうち、診断部５の入力手段（図示せず）によって設定されたものを算出する。また、設定された血液特性の種類は撮影条件設定部６へ伝えられる。

撮影条件設定部６は、ＴＶカメラ３の撮影条件を予め血液特性の種類に対応付けて記憶する撮影条件テーブル６１を有し、血液特性算出手段５１が算出する血液特性の種類に基づいて、この種類に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブル６１から選択して、ＴＶカメラ３に対し設定する。ここで撮影条件とは、ＴＶカメラ３の撮影開始時間、画像取得間隔、シャッター速度、フレームレート、撮影画像サイズ、解像度、及び撮影色数の少なくとも１つを含むものである。なお、この撮影条件設定部６は、血液特性算出手段５１が算出する血液特性に基づいてＴＶカメラ３の撮影条件を設定できればよく、撮影条件テーブル６１を有するものに限定はされない。

撮影条件テーブル６１には、例えば表１に示すように、血液特性の種類に対応付けられた上記撮影条件の設定が記憶されている。

血液特性として血球の速度又は凝集能を計測する場合における、上記撮影条件について説明する。
血液特性として血球の速度を計測する場合、撮影開始時間は孔部２５への血液の流れ始めとする。画像取得間隔は、図４（ａ）に示すように、速度が低下していく様子を詳細に計測できるよう、孔部２５へ血液が流れ始めてから流れ終えるまでの時間幅のうち、速度低下が発生する後半部分で短くする。ここで、図４（ａ）〜（ｃ）は上記時間幅における画像取得タイミングを示す図であり、図中のハッチング部で画像取得が行われることを示している。シャッター速度やフレームレートは、表１に示すように高い値とし、好ましくは血流の速度に対応させた値とする。但しフレームレートは徐々に低下する速度に合わせて次第に低くなるようにしてもよい。画像サイズは速度の低下が発生する上記時間幅における後半部分で撮影範囲内のゲート２５ａ数が多くなるよう大きくする。解像度は低くてよく、色数は血球の動きの判別に必要な輝度情報だけは得られるよう単色（モノクロ）でよい。
また、血液特性として凝集能を計測する場合、撮影開始時間は孔部２５への血液の流れ始めとする。画像取得間隔は、図４（ｂ）に示すように、凝集の発生する上記時間幅における中盤部分で短くする。シャッター速度やフレームレートは、表１に示すように、特に高くする必要はない。画像サイズは凝集の発生する血流中盤で大きくする。解像度は血球の大きさが判別できるよう高くする。色数も赤血球と白血球との判別を行えるようＲＧＢ等の複数色とする。

このように、計測する血液特性に対してＴＶカメラ３の撮影条件を適切に設定することで、血液の速度低下や凝集といった現象の把握に対し余分な画像データの解析及び記憶を省くことができる。したがって、計測に必要なＣＰＵの解析能力やメモリ容量を必要最小限に抑えるとともに、効率的に計測を行って計測時間の短縮化を図ることができる。

なお、表１の撮影条件テーブル６１は、血液特性として血球の速度と凝集能とを別個に計測するときの撮影条件を例示しているが、これら以外の血流特性を計測する撮影条件とすることもできるし、複数の血流特性を同時に計測する撮影条件とすることもできる。また、表１の撮影条件テーブル６１には、実際には、種々の計測条件に依存する具体的な数値がそれぞれ記憶されている。

続いて、血液特性を計測する際の血液流動性計測装置１の動作について説明する。

図５に血液特性を計測する際のフローを示す。
この図に示すように、最初に、計測する血液特性の種類を設定する（ステップＳ１）。このステップでは、計測者が診断部５の入力手段によって所望の血液特性を血液特性算出手段５１に対して設定する。ここでは、血液特性として血液の凝集能を計測するものとする。

計測する血液特性の種類が設定されると、この血液特性の種類に対応する撮影条件が撮影条件テーブル６１から選択され、ＴＶカメラ３に対し設定される（ステップＳ２）。血液の凝集能を計測する場合には、表１の撮影条件テーブル６１から２段目の撮影条件が選択され設定される。このように、撮影条件を新たに設定する必要なく、算出する血液特性の種類が特定されることで当該血液特性の種類に対応する撮影条件が選択される。

撮影条件が設定されると、フィルタ２へ血液が流されて孔部２５中の血流に対し１回目の撮影が行われる（ステップＳ３１）。このステップでは、最初に、注入口１０へ計測対象の血液が注がれるとともに、必要に応じて溶液びん１３へ生理食塩水等が加えられる。そして、フィルタ２に所定の差圧が作用して血液をフィルタ２へ流すと同時に、ＴＶカメラ３で孔部２５中の血流が撮影される。このステップでの撮影は、１つの凝集能の値を算出するのに必要な血流画像だけが取得される。したがって、凝集能として例えば滞留する血球の面積を算出する場合には１フレーム分の画像でよいが、当該面積の時間変化を算出する場合などには複数フレーム分の画像を撮影することになる。

次いで、画像処理部４により血流画像が処理され、１回目の血液特性算出が行われる（ステップＳ４１）。ここでは、血液特性として凝集能を算出する場合について、図６を参照して説明する。ここで、図６は凝集能算出のフロー図である。

まず、血流画像の全体から、領域Ａ〜Ｃのうち少なくとも１つの領域全ての画像が抽出される（ステップＳ４１１）。

抽出された画像に対し、垂直及び水平の両方向へＳｏｂｅｌフィルタをかけることで、滞留している少なくとも１つの血球を含む血球滞留部のエッジが抽出される（ステップＳ４１２）。そして、この画像がグレースケール化されるとともに所定の閾値で二値化され、血球滞留部が白色で表示される（ステップＳ４１３）。

二値化の後、血球滞留部のエッジとして誤認識されたノイズや血流の影が白色部分から除去される（ステップＳ４１４）。ここでは、予め設定した閾値より小さい面積の白色部分をノイズとするとともに、血流方向Ｘとこれに直行する方向との長さの比が所定範囲外となる白色部分を血流の影として、それぞれ黒色化する。

ノイズ等が除去された画像は、モルフォロジー処理により膨張伸縮処理されて、白色部分の隙間が塗り潰される（ステップＳ４１５）。そして、ここまで残った白色部分が血球滞留部として判定される（ステップＳ４１６）。

血球滞留部判定の後、白色部分内の血球種を判別する（ステップＳ４１７）。赤血球の判別には色相を利用し、赤の色相範囲にある白色部分を赤血球として判別する。白血球の判別には輝度を利用する方法の他、他の血球種より大きいことから、穴の少ない白色部分や単位面積当たりのエッジ数が少ない白色部分を白血球として判別できる。血小板の判別には輝度を利用する方法の他、他の血球種より小さいことから、単位面積当たりのエッジ数が多い白色部分を血小板として判別できる。

また、これらの判別方法以外にも、例えば特開平１０−４８１２０号公報、特開平１０−９０１６３号公報、及び特開平１０−２７５２３０号公報等に記載の公知の方法を用いて血球種を判別することができる。

この血球種判別ステップＳ４１７では、血球滞留部に含まれる血球種が判別された後、血球滞留部に含まれる各血球種の面積や個数等の画像情報が、画像処理部４から診断部５へ出力される。

次いで、診断部５の血液特性算出手段５１により血液の凝集能が算出される（ステップＳ４１８）。このステップでは、血球種判別ステップＳ４１７で得られた画像情報に基づいて凝集能が算出される。この画像情報からは、各血球種の面積や個数等を凝集能として算出することができる。また、凝集能として面積割合や個数割合を求めてもよい。これら面積割合及び個数割合を凝集能とする場合には、各個人のヘマトクリット値や血球数を分母としてもよい。こうすることで、より標準的な凝集能を算出することができる。なお、これら各個人のヘマトクリット値や血球数は、血液検査で知ることができる。また、凝集能として面積割合を算出する場合には、血球滞留部全体の面積を分母としてもよいし、血球滞留部が存在する領域Ａ〜Ｃいずれかの総面積を分母としてもよい。

上記の１回目の血液特性算出に並行して、図５に示すように、孔部２５中の血流に対し２回目の撮影が行われる（ステップＳ３２）。この撮影は、１回目の撮影ステップＳ３１に対し、撮影条件として設定された画像取得間隔の時間を空けてから、１回目の撮影ステップＳ３１と同様に行われる。

次いで、２回目の血液特性算出が行われる（ステップＳ４２）。このステップでは、２回目の撮影ステップＳ３２による血流画像に対し、１回目の血液特性算出ステップＳ４１と全く同様の処理が行われる。

以降、２回目の撮影ステップＳ３２及び血液特性算出ステップＳ４２と同様に、設定した撮影条件に従って、最後のｎ回目の撮影（ステップＳ３ｎ）及びｎ回目の血液特性算出（ステップＳ４ｎ）まで順次行われる。

最後に、血液特性算出ステップＳ４１〜Ｓ４ｎで算出された血液特性に対し、診断部５により流動性の総合評価（ステップＳ５）が行われる。このステップでは、例えば図７（ａ）のような、血液特性としての凝集能の時間変化を示す計測結果が得られる。この図に示すように、上記方法による計測結果は、凝集の発生する時間帯（図中の破線部）での画像取得間隔が短くなっているため、従来のように一定の時間間隔で撮影を行った場合（図４（ｃ）参照）に得られる図７（ｂ）の計測結果に比べ、凝集が発生する時間帯でのデータ数を増やすことができ、凝集現象のより正確な把握が可能となる。

例えば、凝集現象の把握においては滞留する血球の順序の特定が重要であり、凝集が発生する時間帯でのデータ数を増やすことにより、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、この特定を正確に行うことができる。ここで、図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）における凝集発生部分の画像情報を時系列に並べた図である。図８（ｂ）に示す従来の場合における画像情報では、最初に血小板が滞留したことは特定できるものの、次に滞留した血球が赤血球か白血球かを特定することができない。一方、図８（ａ）に示す上記方法により得られた画像情報では、短い時間間隔で画像が取得できているため、血小板の次に赤血球が滞留したと特定することが可能になっている。

また、血液特性算出ステップＳ４１〜Ｓ４ｎにおいて血液特性として血球の速度を算出した場合には、流動性総合評価ステップＳ５において、例えば図９（ａ）のような、血球の速度の時間変化を示す計測結果が得られる。この図に示すように、上記方法による計測結果は、血球の速度低下が発生する時間帯（図中の破線部）での画像取得間隔が短くなっているため、従来のように一定の時間間隔で撮影を行った場合（図４（ｃ）参照）に得られる図９（ｂ）の計測結果に比べ、速度低下が発生する時間帯でのデータ数を増やすことができ、速度低下の過程をより正確に捉えることが可能となる。これにより、例えば速度低下が生じる原因や、速度低下と他の現象との相関等の解析を、より高精度に行うことができる。

以上のように、本実施の形態における血液流動性計測装置１によれば、計測する血液特性に基づいてＴＶカメラ３に対して撮影条件が設定されるので、計測する血液特性に応じて最適な撮影条件が設定されて、この血液特性が顕著に変化する時点に対して重点的な撮影が行われる。したがって、計測する血液特性に応じて撮影条件を変更できていなかった従来に比べ、流動性に関する各種の血液特性をより正確に定量化することができる。また、血液の速度低下や凝集といった現象の把握に対し余分な画像データの解析及び記憶を省くことができるので、計測に必要なＣＰＵの解析能力やメモリ容量を必要最小限に抑えるとともに、効率的に計測を行って計測時間の短縮化を図ることができる。

また、撮影条件設定部６は、計測する血液特性の種類に対応する撮影条件を撮影条件テーブル６１から選択してＴＶカメラ３に対し設定するので、撮影条件を新たに設定する必要なく、算出する血液特性の種類が特定されることで当該血液特性の種類に対応する撮影条件が選択される。したがって、計測する血液特性に応じた適切な撮影条件を容易に設定することができる。

［変形例］
続いて、上記実施の形態の変形例としての血液流動性計測装置１Ａについて、図１０を参照して説明する。ここで、図１０は血液流動性計測装置１Ａの全体構成を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

血液流動性計測装置１Ａは、上記実施の形態における診断部５及び撮影条件設定部６に代えて、診断部５Ａ及び撮影条件設定部６Ａを備えている。

診断部５Ａは、上記実施の形態における診断部５の構成に加え、血液特性の経時変化量を検出する変化検出手段５２を備えている。この変化検出手段５２は、血液特性算出手段５１で算出された血液特性の経時変化量を検出して、当該経時変化量を撮影条件設定部６へ出力する。

撮影条件設定部６Ａは、上記実施の形態と同様に撮影条件テーブル６１を有し、当該撮影条件テーブル６１から撮影条件を選択してＴＶカメラ３に対し設定できる他、変化検出手段５２で検出された血液特性の経時変化量に基づいてＴＶカメラ３の撮影条件を設定可能に構成されている。

続いて、血液特性を計測する際の血液流動性計測装置１Ａの動作について、図１１を参照して説明する。ここで、図１１は血液特性計測のフロー図である。

まず、計測する血液特性の種類を設定する（ステップＴ１）。このステップでは、計測者が診断部５の入力手段によって所望の血液特性を血液特性算出手段５１に対して設定する。ここでは、血液特性として血液の凝集能を計測するものとする。

計測する血液特性の種類が設定されると、１回目の撮影条件設定が行われる（ステップＴ２１）。このステップでは、計測する血液特性に対応する撮影条件が撮影条件テーブル６１から選択され、ＴＶカメラ３に対し設定される。血液の凝集能を計測する場合には、表１の撮影条件テーブル６１から下段行の撮影条件が選択され設定される。

撮影条件が設定されると、フィルタ２へ血液が流されて孔部２５中の血流に対し１回目の撮影が行われ（ステップＴ３１）、続けて、この撮影による血流画像に対して１回目の血液特性算出が行われる（ステップＴ４１）。これらのステップは、上記実施の形態における１回目の撮影ステップＳ３１及び血液特性算出ステップＳ４１と同様に行われる。

次いで、変化検出手段５２により、血液特性算出ステップＴ４１で算出された血液特性に対し１回目の変化量検出が行われる（ステップＴ５１）。但し、この１回目の変化量検出では、前回の血液特性値との変化量を求めることができないので、予め設定された閾値に対する変化量を求める。

血液特性の変化量が検出されると、当該変化量に基づいて２回目の撮影条件設定が行われる（ステップＴ２２）。このステップでは、例えば、この変化量が正の値、つまり血液特性として算出された凝集能が上記閾値以上であった場合に、凝集が始まったとして、次回までの画像取得間隔を短くするように撮影条件を設定し直す。この場合、画像取得間隔だけでなく、画像サイズを大きくしたり、解像度を高くしたりしてもよい。

上記２回目の撮影条件設定の後、２回目の撮影（ステップＴ３２）及び血液特性算出（ステップＴ４２）が行われる。これらのステップは、上記実施の形態における２回目の撮影ステップＳ３２及び血液特性算出ステップＳ４２と同様に行われる。

次いで、２回目の変化量検出が行われる（ステップＴ５２）。このステップでは、１回目の血液特性算出ステップＴ４１で算出された血液特性に対する、２回目の血液特性算出ステップＴ４２で算出された血液特性の変化量を求める。なお、１回目の変化量検出ステップＴ５１同様に、上記閾値に対する変化量を求めてもよい。

上記２回目の変化量検出の後、求められた変化量に基づいて３回目の撮影条件設定が行われる（ステップＴ２３）。このステップでは、例えば、変化量が前回の倍になっていれば画像取得間隔を前回の半分に、又は変化量が前回の倍になっていれば画像取得間隔を前回の倍に設定し直す。この場合、画像取得間隔だけでなく、撮影画像サイズや解像度を設定し直してもよい。

以降、２回目の撮影ステップＴ３２、血液特性算出ステップＴ４２、変化量検出ステップＴ５２及び３回目の撮影条件設定ステップＴ２３と同様に、最後のｎ回目の血液特性算出（ステップＴ４ｎ）まで順次行われる。

最後に、血液特性算出ステップＴ４１〜Ｔ４ｎで算出された血液特性に対し、診断部５Ａにより流動性の総合評価（ステップＴ６）が行われる。このステップでは、上記実施の形態と同様に、血液特性の時間変化を示す計測結果が得られる。

このように、変化検出手段５２により血液特性の経時変化量を検出して、当該経時変化量に基づいて撮影条件が設定し直されるようにすれば、血液特性の経時変化が顕著な時点をより正確に捉えて、当該部分に対して重点的な撮影を行うよう次回撮影の撮影条件へフィードバックすることができる。

また、所定量の血液が流れ終わるまでのｎ回分の撮影条件を、血液提供者の識別情報及び算出した血流特性に対応付けて撮影条件テーブル６１に記録し、これら血液特性の種類及び血液提供者の識別情報に対応する撮影条件を撮影条件テーブル６１から選択してＴＶカメラ３に対し設定できるようにしてもよい。このようにすれば、同一人物の血液についての次回以降の計測では、前回と同一の撮影条件で計測を行うことができる。なお、ｎ回分全ての撮影条件を記録しなくとも、特定部分だけの撮影条件を記録するようにしてもよい。

なお、２回目以降の撮影条件設定ステップにおいては、変化検出手段５２で検出された経時変化量が所定の閾値以上であるときに、当該経時変化量に基づいてＴＶカメラ３の撮影条件を設定し直し、変化検出手段５２で検出された経時変化量が所定の閾値未満であるときに、血液特性の種類に対応する撮影条件を撮影条件テーブル６１から選択して、ＴＶカメラ３に対し設定してもよい。このようにすれば、血液特性の経時変化量に対し適切な閾値を設定することで、経時変化量が当該閾値以上となる撮影タイミングに対し重点的な撮影を行うための撮影条件が設定されるとともに、それ以外の撮影タイミングに対しては撮影条件を新たに設定する必要なく撮影条件テーブル６１から適切な撮影条件を選択して設定することができる。

以上のように、本実施の形態の変形例における血液流動性計測装置１Ａによれば、上記実施の形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、血液特性の経時変化が顕著な時点をより正確に捉えて、当該部分に対して重点的な撮影を行うよう次回撮影の撮影条件へフィードバックすることができるので、血液特性の経時変化量や、当該経時変化量の顕著になるタイミングが、一般的な血液に対して異なる場合であっても、流動性に関する血液特性をより正確に定量化することができる。

また、血液特性の経時変化量に対し適切な閾値を設定することで、経時変化量が当該閾値以上となる撮影タイミングに対し重点的な撮影を行うための撮影条件が設定されるとともに、それ以外の撮影タイミングに対しては撮影条件を新たに設定する必要なく撮影条件テーブル６１から適切な撮影条件を選択して設定することができるので、適切な撮影条件を容易に設定しつつ、流動性に関する血液特性を一層正確に定量化することができる。

また、同一人物の血液についての次回以降の計測では、前回と同一の撮影条件で計測を行うことができるので、血液提供者に固有の撮影条件を計測の都度に記録及び設定する必要なく、適切な撮影条件を容易に設定することができる。

なお、本実施の形態及び実施の形態の変形例においては、ＴＶカメラ３による撮影と血液特性の算出とを並行して行っているが、撮影時には記録手段（図示せず）に血流画像を記録しておき、全ての撮影が完了した後に血液特性を算出するようにしてもよい。この場合、必要に応じて撮影条件を適宜変化させることができ、凝集等の現象の把握を一層正確に行うことが可能になる。

また、その他の点についても、本発明は上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。

実施の形態における血液流動性計測装置の全体構成を示すブロック図である。 フィルタの側断面図である。 （ａ）孔部の部分上面図であり、（ｂ）側断面図である。 （ａ）孔部へ血液が流れ始めてから流れ終えるまでの時間幅における画像取得タイミングの一例を示す図であり、（ｂ）別例を示す図であり、（ｃ）第２の別例を示す図である。 実施の形態における血液特性計測のフロー図である。 凝集能算出のフロー図である。 （ａ）凝集の発生する時間帯での画像取得間隔を短くした場合における凝集能の計測結果を示す図であり、（ｂ）一定の画像取得間隔とした場合における凝集能の計測結果を示す図である。 （ａ）図７（ａ）における凝集発生部分の画像情報を時系列に並べた図であり、（ｂ）図７（ｂ）における凝集発生部分の画像情報を時系列に並べた図である。 （ａ）速度低下が発生する時間帯での画像取得間隔を短くした場合における血球の速度の計測結果を示す図であり、（ｂ）一定の画像取得間隔とした場合における血球の速度の計測結果を示す図である。 実施の形態の変形例における血液流動性計測装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態の変形例における血液特性計測のフロー図である。

符号の説明

１、１Ａ 血液流動性計測装置
３ ＴＶカメラ（撮影手段）
６、６Ａ 撮影条件設定部
５１ 血液特性算出手段
５２ 変化検出手段
６１ 撮影条件テーブル
Ｘ 血流方向

Claims (5)

1. 略一定の方向へ流れる血液の流動性に関する複数種類の血液特性を計測する血液流動性計測装置であって、
   前記血液の流れを撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段による血流画像から、複数種類の血液特性をそれぞれ算出可能な血液特性算出手段と、
   前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性に基づいて、前記撮影手段に対して撮影開始時間、画像取得間隔、シャッター速度、フレームレート、撮影画像サイズ、解像度、及び撮影色数の少なくとも１つを含む撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
   を備えることを特徴とする血液流動性計測装置。
2. 前記撮影条件設定手段は、前記撮影手段の撮影条件を予め血液特性の種類に対応付けて記憶する撮影条件テーブルを有し、前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性の種類に基づいて、この種類に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする請求項１に記載の血液流動性計測装置。
3. 所定の撮影条件で撮影された血流画像を基に前記血液特性算出手段で算出された前記血液特性の経時変化量を検出する変化検出手段を備え、
   前記撮影条件設定手段は、前記変化検出手段で検出された前記血液特性の経時変化量に基づいて前記撮影手段の撮影条件を設定し直すことを特徴とする請求項１に記載の血液流動性計測装置。
4. 前記撮影条件設定手段は、
   前記撮影手段の撮影条件を血液特性の種類に対応付けて予め記憶する撮影条件テーブルを有し、
   所定の撮影条件で撮影された血流画像を基に前記変化検出手段で検出された前記経時変化量が所定の閾値以上であるときに、当該経時変化量に基づいて前記撮影手段の撮影条件を設定し直し、
   前記変化検出手段で検出された前記経時変化量が前記所定の閾値未満であるときに、前記血液特性算出手段で算出された前記血液特性の種類に対応する撮影条件を前記撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする請求項３に記載の血液流動性計測装置。
5. 前記撮影条件設定手段は、前記変化検出手段で検出された前記経時変化量に基づいて設定した前記撮影手段の撮影条件を、血液提供者の識別情報及び算出した血流特性に対応付けて前記撮影条件テーブルに記録し、前記血液特性算出手段が算出する前記血液特性の種類及び前記血液提供者の識別情報に対応する撮影条件を当該撮影条件テーブルから選択して、前記撮影手段に対し設定することを特徴とする請求項４に記載の血液流動性計測装置。

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