JP2014185931A - Measurement program and radioactivity measurement system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象の液体中に含まれている発光もしくは蛍光物質から発生した光または測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する測定プログラムおよび放射能測定システムに関する。 The present invention relates to a measurement program and a radioactivity measurement system for measuring light generated from luminescent or fluorescent substances contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured.
例えば、放射能測定システムは、核医学診断(PET、SPECTなど)における定量解析で用いられ、特に小動物、例えばマウスやラットなどの動脈血中の放射能濃度の測定に用いられている。 For example, the radioactivity measurement system is used for quantitative analysis in nuclear medicine diagnosis (PET, SPECT, etc.), and is particularly used for measurement of radioactivity concentration in arterial blood of small animals such as mice and rats.
例えば、マウスの体内へ放射性薬剤を投与した後、血液を時系列に採取し円板型の遠心ディスク(以下「円板」という)に配列された複数の微小な流路に滴下して収容するとともに、円板ごと遠心分離して、血漿分離した血漿および血球に含まれている放射線(例えばβ線やγ線など)をそれぞれ測定する(例えば、特許文献1参照)。 For example, after administering a radiopharmaceutical to the body of a mouse, blood is collected in a time series and dropped into a plurality of minute channels arranged in a disk-type centrifuge disk (hereinafter referred to as “disk”). At the same time, the whole disc is centrifuged, and the radiation (eg, β-rays, γ-rays, etc.) contained in the separated plasma and blood cells is measured (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、測定対象の血液を円板の微小な流路に収容し、円板を高速で回転させて遠心分離し、血液を血漿および血球に分離する血漿分離を行い、円板を光スキャナで撮像し、画像データ(以下「スキャナ画像」という)を取得する。
円板の各流路は、円板に対して所定の寸法で溝加工して形成されており、血液の各流路における溝長または溝領域がわかれば、所定の寸法で溝加工された溝の断面積または溝の深さに基づいて流路に収容した血液の体積を規定することができる。
円板のスキャナ画像をソフトウェアで読み込んで、流路領域、流路内の血液が分離した血漿と気体との境界、および血漿と血球との境界を、CPU(中央演算処理装置)によるアルゴリズムにより検出する。この境界線の位置から溝長を割り出し、溝長および流路の断面積から血漿および血球の体積をそれぞれ算出することができる。
Specifically, the blood to be measured is housed in a minute flow path of a disk, the disk is rotated at high speed and centrifuged, and plasma separation is performed to separate blood into plasma and blood cells. The image is captured by a scanner, and image data (hereinafter referred to as “scanner image”) is acquired.
Each flow path of the disk is formed by grooving with a predetermined dimension with respect to the disk, and if the groove length or groove region in each flow path of blood is known, the groove processed with the predetermined dimension. The volume of blood contained in the flow path can be defined based on the cross-sectional area or the depth of the groove.
The scanner image of the disk is read by software, and the flow path region, the boundary between plasma and gas from which blood in the flow path is separated, and the boundary between plasma and blood cells are detected by an algorithm by a CPU (Central Processing Unit). To do. The groove length is determined from the position of the boundary line, and the volume of plasma and blood cells can be calculated from the groove length and the cross-sectional area of the flow path, respectively.
血中の放射能濃度の測定にあたっては、光スキャナで撮像した円板の各流路のスキャナ画像とメージングプレートで得られた計数情報であるβ+線の分布像(以下「IP画像」という)とを重ね合わせ重畳処理して、β+線のIP画像上で、溝内部で分離された血漿領域および血球領域と重なる部分のβ+線の計数情報から、単位体積当たりの血中放射能濃度を求めている。
すなわち、円板のスキャナ画像中の血漿とβ+線のIP画像中の血漿を対応づけるとともに、円板のスキャナ画像中の血球とβ+線のIP画像中の血球を対応づけることにより、各部の計数を各部の体積で除算して、それぞれの血中放射能濃度を測定する。
When measuring the radioactivity concentration in the blood, a scanner image of each flow path of a disk imaged by an optical scanner, and a β + ray distribution image (hereinafter referred to as an “IP image”) that is count information obtained by a measuring plate, Is superimposed and superimposed on the IP image of β + rays, and the blood radioactivity concentration per unit volume is obtained from the β + ray count information of the plasma region and the blood cell region separated within the groove. Yes.
That is, the plasma in the disk scanner image is associated with the plasma in the β + -ray IP image, and the blood cells in the disk scanner image are associated with the blood cells in the β + -ray IP image. Is divided by the volume of each part, and the radioactivity concentration in each blood is measured.
スキャナ画像とIP画像を撮像するときには、通常、円板を固定冶具に載せてその向きを固定した状態で固定冶具ごと撮像する。しかしながら、例えば樹脂製の円板の製造工程において熱収縮により円板のサイズにバラつきや変形を生ずることがあっても、これに対応できるように固定冶具には多少の"あそび"をもたせている。そのため、固定冶具上で円板ががたついてしまい、構造上完全に固定することができず、円板は固定冶具上でわずかに動き、スキャナ画像とIP画像の撮像時に傾くことがあった。
その結果、スキャナ画像とIP画像を比較してみると、それぞれの画像で円板の像が傾いてしまい、その傾き角度がスキャナ画像とIP画像とで異なるためにズレが生じることになる。円板に設けられた流路は微小なので、スキャナ画像とIP画像とで円板がわずかに傾いているだけでも、円板の外周付近では流路幅分近くのズレが生じることになる。
すなわち、重畳処理されるスキャナ画像とIP画像との間にズレが生ずる結果、スキャナ画像中の各部(血漿・血球)とIP画像中の各部(血漿・血球)とが正確に対応づけられないため、各部の血中放射能濃度を精度よく求めることができなかった。
When capturing a scanner image and an IP image, the fixed jig is usually imaged in a state where a disk is placed on the fixing jig and the orientation is fixed. However, for example, in the manufacturing process of a resin disc, even if the size of the disc may vary or deform due to heat shrinkage, the fixing jig has some “play” so that it can cope with this. . For this reason, the disk rattles on the fixing jig and cannot be completely fixed due to the structure, and the disk moves slightly on the fixing jig and may be tilted when the scanner image and the IP image are captured.
As a result, when comparing the scanner image and the IP image, the image of the disc is tilted in each image, and the tilt angle differs between the scanner image and the IP image, resulting in a deviation. Since the flow path provided in the disk is very small, even if the disk is slightly inclined between the scanner image and the IP image, a shift near the width of the flow path occurs near the outer periphery of the disk.
That is, as a result of the deviation between the scanner image to be superimposed and the IP image, each part (plasma / blood cell) in the scanner image cannot be accurately associated with each part (plasma / blood cell) in the IP image. Therefore, the blood radioactivity concentration in each part could not be obtained with high accuracy.
本発明は、上記従来技術の課題を解決するものであり、重畳処理されるスキャナ画像とIP画像との間にズレがあっても、光または放射線の情報を正確に算出することができる測定プログラムおよび放射能測定システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems of the prior art, and can measure light or radiation information accurately even when there is a gap between the scanner image to be superimposed and the IP image. And it aims at providing a radioactivity measurement system.
上記課題を解決するため、請求項1記載の本発明の測定プログラムは、測定対象の液体中に含まれている発光もしくは蛍光物質から発生した光または測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する一連の処理をコンピュータに実行させるための測定プログラムであって、
1)測定対象の液体を収容する容器の流路に関する画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力する輪郭強調工程と、
2)輪郭強調工程で輪郭が強調された輪郭強調画像および容器の設計情報に基づいて、容器の傾き角度を算出する傾き角度算出工程と、
3)傾き角度算出工程で算出された傾き角度に基づいて、容器の傾きを補正する傾き補正工程と、
4)傾き補正工程で傾きが補正された画像に基づいて、光あるいは放射線の情報を算出する情報算出工程と、
を備えたものである。
In order to solve the above-described problem, the measurement program according to the first aspect of the present invention provides light generated from a luminescent or fluorescent substance contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured. A measurement program for causing a computer to execute a series of processing to be measured,
1) A contour emphasizing step for emphasizing the contour of an image related to a flow path of a container containing a liquid to be measured and outputting a contour-enhanced image;
2) An inclination angle calculation step of calculating an inclination angle of the container based on the outline emphasis image in which the outline is emphasized in the outline emphasis step and the design information of the container;
3) An inclination correction step for correcting the inclination of the container based on the inclination angle calculated in the inclination angle calculation step;
4) An information calculating step for calculating light or radiation information based on the image whose tilt is corrected in the tilt correcting step;
It is equipped with.
測定対象の液体としては、血液のほか、放射性物質、発光物質または蛍光剤が含まれた液体などであってもよい。
また、容器は、液体を収容することができれば形状は限定されない。円板、方形の板や多角形の板などであってもよく、容器に設けられる流路の形状、配列方向についても種々のものを用いることができる。
The liquid to be measured may be a liquid containing a radioactive substance, a luminescent substance or a fluorescent agent in addition to blood.
Further, the shape of the container is not limited as long as it can accommodate the liquid. A circular plate, a square plate, a polygonal plate, or the like may be used, and various shapes and arrangement directions of flow paths provided in the container can be used.
また、請求項2記載の本発明の測定プログラムは、請求項1に記載の測定プログラムであって、傾き補正工程では、流路に関する画像の全体に対して傾きを補正するようにしたものである。 Further, the measurement program of the present invention according to claim 2 is the measurement program according to claim 1, wherein in the inclination correction step, the inclination is corrected with respect to the entire image relating to the flow path. .
さらに、請求項3記載の本発明の測定プログラムは、請求項1に記載の測定プログラムであって、傾き補正工程では、流路に関する画像からアルゴリズムによって抽出された流路領域に対して傾きを補正するようにしたものである。 Furthermore, the measurement program of the present invention according to claim 3 is the measurement program according to claim 1, wherein in the inclination correction step, the inclination is corrected with respect to the flow path region extracted by an algorithm from the image relating to the flow path. It is what you do.
さらにまた、請求項4記載の本発明の測定プログラムは、請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定プログラムであって、流路に関する画像は、測定対象の液体の形態情報を有する形態情報画像(例えばスキャナ画像)である。 Furthermore, the measurement program of the present invention according to claim 4 is the measurement program according to any one of claims 1 to 3, wherein the image relating to the flow path has the form information of the liquid to be measured. It is an information image (for example, a scanner image).
請求項5記載の本発明の測定プログラムは、請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定プログラムであって、流路に関する画像は、光あるいは放射線の測定情報を有する測定情報画像(例えばIP画像)である。 The measurement program of the present invention according to claim 5 is the measurement program according to any one of claims 1 to 3, wherein the image relating to the flow path is a measurement information image having measurement information of light or radiation (for example, IP image).
また、請求項6記載の本発明の放射能測定システムは、放射性薬剤が投与された測定対象の液体を容器に設けられた流路に採取し、容器ごと遠心分離を行った後、光スキャナで撮像された流路の画像とイメージングプレートで取得した計数情報の放射能分布像とを重ね合わせて、測定プログラムにより放射能濃度を測定する放射能測定システムであって、請求項1から請求項5のいずれかに記載の測定プログラムを実行する測定部を備えたものである。
容器としては、容器ごと遠心分離できる円板型の遠心ディスク(円板)であり、その円板に設けられる流路は、例えば円板の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで径方向に形成されたU字流路を複数に配列した構成が好適である。
Further, the radioactivity measurement system of the present invention according to claim 6 collects the liquid to be measured, to which the radiopharmaceutical is administered, in a flow path provided in the container, performs centrifugation with the container, and then uses an optical scanner. A radioactivity measurement system that superimposes an image of a captured channel and a radioactivity distribution image of counting information acquired by an imaging plate, and measures a radioactivity concentration by a measurement program, wherein the radioactivity measurement system comprises: A measurement unit that executes the measurement program according to any one of the above.
The container is a disk-type centrifugal disk (disk) that can be centrifuged together with the container, and the flow path provided in the disk is, for example, radially processed by grooving along the radial direction of the disk. A configuration in which a plurality of U-shaped flow paths formed in the direction are arranged is preferable.
本発明による測定プログラムによれば、輪郭強調工程では、容器の流路に関する画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力し、この輪郭強調画像および容器の設計情報に基づいて、傾き角度算出工程では傾き角度を算出する。したがって、輪郭強調画像および既知の容器の設計情報を参照すれば、容器の設計情報の元となる対象物に対する画像上の円板の傾きの度合いがわかり、傾き角度を算出することが可能になる。
したがって、傾き角度算出工程で算出された傾き角度に基づいて、傾き補正工程で画像上の円板の傾きを補正することが可能になり、その傾きが補正された画像に基づいて、情報算出工程で、光または放射線の正確な情報を算出することができる(請求項1)。
また、全体に対して傾きを補正することで、一連の処理を簡素化することができ(請求項2)、さらに流路領域に対して傾きを補正することで、画像処理の負荷を軽減できる効果がある(請求項3)。さらにスキャナ画像とIP画像の両者のズレをなくするためには、スキャナ画像とIP画像の両方に対して傾きを補正するのが効果的である(請求項4、請求項5)。
さらに、放射能測定システムでは、上記測定プログラムを実行する測定部を備えているので、円板の傾きが補正された画像に基づいて血中の放射能濃度を精度よく測定することができる(請求項6)。
According to the measurement program of the present invention, in the contour emphasizing step, the contour of the image related to the flow path of the container is emphasized to output a contour emphasizing image, and an inclination angle calculating step based on the contour emphasizing image and the design information of the container Then, the tilt angle is calculated. Therefore, by referring to the contour-enhanced image and the known container design information, the degree of inclination of the disk on the image with respect to the target object of the container design information can be known, and the inclination angle can be calculated. .
Therefore, it becomes possible to correct the inclination of the disk on the image based on the inclination angle calculated in the inclination angle calculation step, and the information calculation step based on the image whose inclination is corrected. Thus, accurate information on light or radiation can be calculated (claim 1).
Further, by correcting the inclination with respect to the whole, a series of processing can be simplified (Claim 2), and further, by correcting the inclination with respect to the flow path region, the load of image processing can be reduced. There is an effect (claim 3). Further, in order to eliminate the misalignment between the scanner image and the IP image, it is effective to correct the inclination with respect to both the scanner image and the IP image (claims 4 and 5).
Furthermore, since the radioactivity measurement system includes a measurement unit that executes the measurement program, the radioactivity concentration in the blood can be accurately measured based on an image in which the inclination of the disc is corrected (claim). Item 6).
以下、本発明に係る放射能測定システムおよび測定プログラムの実施形態について図面を参照して説明する。
図1において、測定システム10は、例えば、マウスやラットなどの動脈血中の放射能濃度の測定に用いられ、放射性薬剤が投与された測定対象の血液を採血装置(図示省略)により時系列に分離して採取するとともに、円板型遠心ディスク(円板24、図3参照)に設けられた複数の微小なU字流路26(図3参照)に滴下して収容し、円板24ごと遠心分離機(図示省略)で遠心分離を行った後、撮像部14の光スキャナで撮像された流路の画像(スキャナ画像)と読取部11によりイメージングプレートから取得した計数情報の放射能分布像(IP画像)とを重ね合わせ、測定部15で専用の測定プログラムを実行することにより血中の放射能濃度(例えばβ線やγ線など)を測定する。
Hereinafter, embodiments of a radioactivity measurement system and a measurement program according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a
IP画像を取得するには、先ず、後述する複数の微小なU字流路26が配列された円板24(図3参照)および固定治具31(図4参照)をサンプルとして、カセッテ(図示省略)に収容し、その上にイメージングプレート(図示省略)を収容して露光を行う。この露光によって、血液中に含まれているβ+線の電離能により、イメージングプレートの蛍光体の格子欠陥に電子が捕獲される。一定時間の露光後にイメージングプレートをカセッテから取り出して、測定システム10の読取部11に挿入する。
In order to obtain an IP image, first, a cassette (illustrated) is used as a sample with a disk 24 (see FIG. 3) and a fixing jig 31 (see FIG. 4) in which a plurality of minute
読取部11では、レーザ光源12からイメージングプレートにレーザを照射する。捕獲された電子がレーザ照射によって伝導体に励起され正孔と再結合し、蛍光体から光として励起される。イメージングプレートへのレーザ照射によって励起された光をPMT(光電子増倍管)13が電子に変換して増倍させることで、電気パルスとして2次元的に同時に検出して計数する。なお、レーザ光源12からイメージングプレートへレーザを照射した後には、再利用するために消去用光源(図示省略)から光をイメージングプレートへ照射することで、捕獲された電子を消去する。イメージングプレートと読取部11で求められたβ+線の計数情報に基づいて、β+線の計数情報である血中の放射線量を求める。このようにしてIP画像が取得される。
In the
測定システム10はさらに撮像部14と測定部15とを備えている。測定部15は、通常、パーソナルコンピュータで構成されるが、その具体的な構成については後述する。
撮像部14は、図2に示すように、円板24を撮像するために円板24の直径分の長さを有する線状の光源14aと、円板24を挟んで光源14aに対して対向配置された線状のフォトダイオードアレイ(ラインセンサ)14bからなるフラットヘッドスキャナを備えている。
撮像部14のフラットヘッドスキャナで円板24上を走査(スキャン)することにより円板24を撮像するが、通常、円板24を支持する固定治具31(図4参照)ごと撮像する。撮像部14のフラットヘッドスキャナの光源14aから光を照射することで、吸光度の相違によって血漿および血球が撮像された画像上で濃淡差となって現れ、画像上で容易に識別可能であり、スキャナ画像が取得される。
The
As shown in FIG. 2, the
The
スキャナ画像は、血液や円板24および固定治具31を含んだ形態情報画像であり、固定冶具31の形状、例えば切り欠き31A(図4参照)などの情報も反映されるが、IP画像は測定情報画像であるので、切り欠き31Aなどの情報は画像に反映されない。しかし、固定治具31によって各々の流路入口25(図3参照)の向きや位置が固定されるので、後述する円板24のU字流路26と固定治具31との相対位置を決定することができる。
The scanner image is a morphological information image including blood, the
次に、円板24の具体的な構成について、図3を参照して説明する。
図3において、血液を収容する円板24の中央側には、採血された血液を受け取る複数の開口部からなる流路入口25が放射状に配設されている。円板24には溝加工が施されており、その溝によって複数の微小なU字流路26を放射状に形成している。各々のU字流路26は、流路入口25の外側一端に一対一でそれぞれ接続されており、各々のU字流路26は、円板24の径方向に延びて形成されている。円板24は、本発明における容器に相当し、U字流路26は、本発明における流路に相当する。
Next, a specific configuration of the
In FIG. 3, flow
円板24のU字流路26は、流路入口25と空気穴27とをつないで形成されている。血液の導入口である流路入口25を血液の上流部、空気穴27を下流部としたとき、U字流路26は、上流部から下流部へは、円板24の径方向に内側から外側に向かって延び、折り返して円板24の径方向に外側から内側に向かって延びて形成されたU字型となっている。
また、円板24の外周の2箇所には、円板24を後述する固定冶具31(図4参照)に固定するための窪み24A、24Bが形成されている。
The
In addition, recesses 24 </ b> A and 24 </ b> B for fixing the
円板24の中央部には、円板24を遠心分離機(図示省略)のモータ回転軸に嵌挿する開口部24Cが形成されており、モータで円板24を高速回転することによりその遠心力を利用して、血液を遠心分離させて血漿および血球に分離する血漿分離を行う。
なお、円板24はアクリル板で形成されているが、素材としてはアクリル樹脂に限定されず、ポリカーボネートその他の光学的に透明な樹脂であればよい。
An opening 24C is formed in the central portion of the
In addition, although the
円板24は、撮像部14での撮像にあたっては、固定冶具31により位置決め支持される。以下、図4を参照して固定治具31について説明する。
図4において、固定治具31には、円板24が嵌合する開口部32が形成されており、開口部32に突出する2つの突起部32A、32Bが設けられている。突起部32Aに円板24の窪み24Aを嵌合し、突起部32Bに円板24の窪み24Bを嵌合することで、固定治具31は円板24を固定して位置決め支持する。
固定冶具31は、図4では、開口部32を1つ設けて、1つの固定治具31に対して1つの円板24が固定されるが、開口部32を複数(例えば2つ)設けて、1つの固定治具31に対して複数の円板24が固定されるように構成することもできる。
The
In FIG. 4, an
In FIG. 4, the fixing
また、固定治具31の左上には切り欠き31Aが形成されている。ほぼ正方形の固定治具31の場合には180°回転させると円板24のU字流路26の対称性から上下左右を間違える恐れがあるが、切り欠き31Aを設けることで、読取部11を介してイメージングプレートで取得されたIP画像も、撮像部14で取得されたスキャナ画像も、切り欠き31Aを基準として向きをそろえることができる。
A
遠心分離機のモータで円板24を高速回転させその遠心力によって、血漿および血球に血漿分離された円板24を、固定治具31は固定して位置決め支持することで、円板24の各々の流路入口25の向きやおおよその位置も固定され、その状態で、イメージングプレートを用いて円板24の撮像を行ってIP画像を取得し、また撮像部14のフラットヘッドスキャナにより円板24の撮像を行ってスキャナ画像を取得する。なお、撮像の順序についてはいずれが先でも後でも構わない。
The
円板24は、製造工程において熱収縮によって円板24のサイズにバラつきが生じる場合があり、これに対応できるよう固定冶具31は多少のあそびをもたせて形成されている。このため固定冶具31上で円板24ががたついてしまい、完全に固定することができずわずかに傾き、IP画像とスキャナ画像を取得する際に、それぞれの画像上でも円板24がわずかに傾いてしまう可能性がある。
In the manufacturing process, the
上記のように、固定治具31で円板24を固定し支持していても、IP画像を取得するために、円板24および固定治具31をサンプルとして、カセッテに収容し、その上にイメージングプレートを収容して露光を行う際に、固定冶具31上で円板24ががたついているために、円板24が傾いた状態で露光されてしまう可能性がある。また、カセッテを閉じる際にその衝撃で固定冶具31自体がずれてしまい、固定冶具31ごと円板24が傾いてしまう可能性がある。
また、円板24を撮像部14のフラットヘッドスキャナで撮像する際にも、同様に固定冶具31上で円板24ががたついてしまい、スキャナ画像上で円板24が傾いてしまう可能性がある。
その結果、個々の画像を重ね合わせて重畳表示したとしても、重畳処理されるスキャナ画像とIP画像との間にズレが生じて、スキャナ画像中の各部(血漿・血球)とIP画像中の各部(血漿・血球)とが正確に対応づけられずに、各部の血中の放射能濃度を精度よく測定できない可能性がある。
As described above, even if the
Further, when the
As a result, even if the individual images are superimposed and displayed in a superimposed manner, a deviation occurs between the scanner image to be superimposed and the IP image, and each part (plasma / blood cell) in the scanner image and each part in the IP image There is a possibility that the radioactivity concentration in the blood of each part cannot be accurately measured without being accurately associated with (plasma / blood cells).
そこで、測定システム10の主要部である測定部15において、アルゴリズムで抽出された抽出結果として、円板24のU字流路26に関する画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力して、輪郭強調画像および円板24の設計情報(円板24のU字流路26の外側の輪郭)に基づいて、円板24の傾き角度を算出する。そして、傾き角度に基づいて円板24の傾きを補正し、その補正された画像に基づいて、血中の放射能濃度を測定している。
Therefore, in the
以下、測定部15の具体的な構成について、図5を参照して説明する。図5は、測定部15のブロック図である。
図5において、測定部15は、第1読み込み部16A、第2読み込み部16B、メモリ部17、コントローラ18、入力部19および出力モニタ20からなる。
第1読み込み部16Aおよび第2読み込み部16Bは、例えばI/O(入出力)デバイスなどの読み込みデバイスで構成されており、第1読み込み部16Aは、読取部11(PMT13)を介してイメージングプレートで取得されたIP画像を読み込み、第2読み込み部16Bは、撮像部14で取得されたスキャナ画像を読み込む。IP画像は、本発明における測定情報画像に相当し、スキャナ画像は、本発明における形態情報画像に相当する。
Hereinafter, a specific configuration of the
In FIG. 5, the measuring
The
メモリ部17は、ROMやRAMなどに代表される記憶媒体で構成されている。メモリ部17は、図6に示す一連の処理をコンピュータ(コントローラ18)に実行させるための測定プログラム17Aと、アルゴリズムで抽出された抽出結果として、測定対象の血液を収容する円板24のU字流路26に関する画像(IP画像およびスキャナ画像)の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力して記憶する抽出結果メモリ部17Bと、円板24の設計情報を記憶する設計情報メモリ部17Cとからなる。
測定プログラム17AはROMで構成され、抽出結果メモリ部17B、設計情報メモリ部17CはRAMで構成されている。本実施例では、設計情報として、円板24のU字流路26の外側の点を例にとって説明する。測定プログラム17Aは、本発明における測定プログラムに相当する。
The
The
コントローラ18は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。各種の画像処理を行うためのプログラムとして、傾き角度の算出、画像上の円板の傾きの補正、放射能濃度の算出等の測定プログラム17Aを実行し、測定プログラム17Aに応じた画像処理を含む図6に示す一連の処理を行う。すなわち、コントローラ18は、輪郭強調工程、傾き角度算出工程、傾き補正工程および情報算出工程を実行する。
The
入力部19は、マウス、キーボード、ジョイスティック、トラックボールまたはタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力モニタ20は、第1読み込み部16Aで読み込まれたIP画像や第2読み込み部16Bで読み込まれたスキャナ画像を表示し、またアルゴリズムで抽出された抽出結果として出力された輪郭強調画像を表示し、さらに傾きが補正された画像を表示し、それぞれ傾きが補正されたスキャナ画像とIP画像とを重ね合わせて重畳表示する。
The input unit 19 is configured by a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, or the like. The output monitor 20 displays the IP image read by the
次に、測定部15における一連の処理について、図5を参照しながら、図6、図7および図8を用いて説明する。図6は、本実施例に係る一連の処理の流れを示したフローチャートであり、図7は、傾きがないときのスキャナ画像SCと設計情報Dの関係を説明する概略平面図であり、図8はスキャナ画像SC上で円板24が時計回りに1.5度傾いているときのスキャナ画像SCと設計情報Dの関係を説明する概略平面図である。図7、図8では、スキャナ画像SCの輪郭を強調して得られた輪郭強調画像として概略的に図示している。図8は傾きを分かりやすくするため円板24の一部を拡大して図示している。
Next, a series of processes in the
図5、図6、図7および図8において、先ず、読取部11(PMT13)を介してイメージングプレートからIP画像を取得するとともに、撮像部14のフラットヘッドスキャナからスキャナ画像SCを取得する。
5, 6, 7, and 8, first, an IP image is acquired from the imaging plate via the reading unit 11 (PMT 13), and a scanner image SC is acquired from the flat head scanner of the
(ステップS1)画像読み込み
第2読み込み部16Bは、撮像部14で取得されたスキャナ画像SCを読み込む。
(Step S1) Image Reading The
(ステップS11)輪郭強調
また、コントローラ18は、関心領域を抽出するためにステップS1で読み込まれたスキャナ画像SCの輪郭を強調して輪郭強調画像を出力する。輪郭強調処理としては、例えばゾーベルフィルタ処理やプレヴィットフィルタ処理などに代表される、注目画素とその周辺画素との差分を求める一次微分による輪郭強調処理、ラプラシアンフィルタ処理などに代表される、注目画素とその周辺画素との差分のさらなる差分を求める二次微分による輪郭強調処理などが実行される。これら輪郭強調処理については公知の技術であるので、その説明を省略する。本ステップS11は、本発明における輪郭強調工程に相当する。
(Step S11) Outline Enhancement Further, the
輪郭強調画像を利用して抽出結果(流路領域)に供する。すなわち、コントローラ18はスキャナ画像SCに対して輪郭強調処理などのアルゴリズムを施してスキャナ画像SCの輪郭を強調して輪郭強調画像を出力することで、円板24のU字流路26の輪郭(流路領域)や、気体・血漿や血漿・血球の境界位置を検出して、当該U字流路26の輪郭(流路領域)を抽出し、当該境界位置および当該流路領域で囲まれた領域を成分領域として抽出する。この輪郭強調処理のアルゴリズムによる抽出結果の流路領域を抽出結果メモリ部17Bに書き込んで記憶する。また、それに併せて、成分領域を抽出結果メモリ部17Bに書き込んで記憶してもよい。
It uses for an extraction result (flow-path area | region) using an outline emphasis image. In other words, the
(ステップS2)画像表示
ステップS1で読み込まれたスキャナ画像SCを出力モニタ20の画面に表示する。
(Step S2) Image Display The scanner image SC read in step S1 is displayed on the screen of the
(ステップS3)抽出結果表示
ステップS2でスキャナ画像SCを出力モニタ20の画面に表示するとともに、当該スキャナ画像SCに対してアルゴリズムで抽出された流路領域を抽出結果メモリ部17Bから読み出して、当該スキャナ画像SCに付加して出力モニタ20の画面に表示する。流路領域の他に、抽出結果として成分領域をもスキャナ画像SCに付加して出力モニタ20の画面に表示することも可能である。
(Step S3) Extraction Result Display In step S2, the scanner image SC is displayed on the screen of the
(ステップS4)調整
ステップS3で誤検出があった場合であっても、ステップS4のように調整するのが好ましい。すなわち、スキャナ画像SC、抽出結果の流路領域の少なくともいずれか一方を出力モニタ20の表示画面上で移動させて調整、あるいは抽出結果の流路領域の大きさを表示画面上で入力部19により調整する。
出力モニタ20において、各々の抽出結果の流路領域(その他に成分領域)をグループ化して、グループ化された抽出結果をドラッグしてスキャナ画像SCの成分や流路に一致するように表示画面上で移動させて調整したり、各々の抽出結果(流路領域、成分領域)をグループ化させずに、個々に抽出結果(流路領域、成分領域)をドラッグしてスキャナ画像SCの成分や流路に一致するように表示画面上で移動させて調整したり、あるいは囲み領域の囲み部分にポインタを合わせて抽出結果(流路領域、成分領域)の大きさを調整する。もちろん、スキャナ画像SCの方を表示画面上で移動させて調整してもよいし、両方を表示画面上で移動させて調整してもよい。また、入力部19を出力モニタ20のタッチパネルで構成し、出力モニタ20のタッチパネルにおいて調整の対象となるスキャナ画像SCあるいは抽出結果(流路領域、成分領域)を直接に指で触れることにより調整してもよい。
(Step S4) Adjustment Even if there is a false detection in step S3, it is preferable to adjust as in step S4. That is, at least one of the scanner image SC and the extraction result flow path region is adjusted by moving it on the display screen of the
In the
(ステップS5)傾き補正
ステップS4においてスキャナ画像SCと抽出結果の流路領域間で調整したとしても、円板24または固定冶具31が傾いている可能性がある。そこでステップS5で円板24の傾きを補正する。先ず、ステップS11で輪郭が強調されて抽出結果メモリ部17Bに記憶された輪郭強調画像(流路領域や成分領域)および設計情報メモリ部17Cに記憶された円板24の設計情報D(円板24のU字流路26の外側の輪郭)に基づいて、円板24の傾き角度をコントローラ18は算出する。
(Step S5) Inclination Correction Even if adjustment is made between the scanner image SC and the extraction result flow path region in step S4, the
そのために、円板24の設計情報Dと、スキャナ画像SCから抽出された流路領域とを比較して、スキャナ画像SC上で円板24が傾いている否かを判定する。例えば、図7に示すように、円板24の中心位置を示す水平、垂直の2本の実線の交点から、円板24上の特定のU字流路26の外側の点に向けて破線で示すような線を引き、この破線の角度を算出する。この角度が設計情報Dによって決まる角度と一致していれば、円板24が傾いていないと判断することができる。また、図8の破線で示すように、設計情報Dによって決まる角度(実線)と一致していなければ、円板24が傾いていると判断する。
For this purpose, the design information D of the
このように図7、図8の破線で示される円板24の中心点から円板24上の特定のU字流路26の外側の点に向けて引いた線の角度が、設計情報Dから決まる角度と一致していなければ、その角度の差から円板24の傾き角度をコントローラ18は算出する。
円板24が傾いているときは、この傾き角度を用いて画像上の円板24の中心点を中心に画像全体を回転することによって円板24の傾きを補正する。本ステップS5は、本発明における傾き角度算出工程および傾き補正工程に相当する。
Thus, the angle of the line drawn from the center point of the
When the
(ステップS6)画像表示
ステップS5で傾きが補正された画像を出力モニタ20の画面に表示する。なお、傾きが完全に補正されていないときには、ステップS5に戻って傾き補正、このステップS6での画像表示を、傾きが完全に補正されるまで繰り返し行う。
(Step S6) Image Display The image whose inclination is corrected in step S5 is displayed on the screen of the
(ステップT1)画像読み込み
一方、第1読み込み部16Aは、読取部11を介してイメージングプレートで取得されたIP画像を読み込む。
(Step T1) Image Reading On the other hand, the
(ステップT11)輪郭強調
また、ステップS11でスキャナ画像SCに対して行った輪郭強調工程と同様にステップT1で読み込まれたIP画像に対しても、U字流路26外側の輪郭を検出するために、コントローラ18はIP画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力する。本ステップT11は本発明における輪郭強調工程に相当する。
(Step T11) Contour Enhancement In addition, in order to detect the contour outside the
輪郭強調画像を利用して抽出結果(流路位置、円板中心位置)に供する。すなわち、コントローラ18はIP画像に対して輪郭強調処理などのアルゴリズムを施してIP画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力することで、円板24のU字流路26の輪郭(すなわち流路位置)を検出して、当該U字流路26の輪郭(流路位置)を抽出する。さらに複数のU字流路の輪郭(流路位置)から円板24の中心位置を抽出する。そして、この輪郭強調処理のアルゴリズムによる抽出結果の流路位置、および円板24の中心位置を抽出結果メモリ部17Bに書き込んで記憶する。
The contour enhancement image is used for the extraction result (flow path position, disc center position). That is, the
(ステップT2)画像表示
ステップT1で読み込まれたIP画像も出力モニタ20の画面に表示する。
(Step T2) Image Display The IP image read in step T1 is also displayed on the screen of the
(ステップT3)中心位置/特定流路角度表示
ステップT2でIP画像を出力モニタ20の画面に表示するとともに、当該IP画像に対してアルゴリズムで抽出された抽出結果の流路位置および円板24の中心位置を、抽出結果メモリ部17Bから読み出して、IP画像に付加して出力モニタ20の画面に表示する。
(Step T3) Center position / specific flow path angle display In step T2, the IP image is displayed on the screen of the
(ステップT4)調整
ステップT3で誤検出があった場合でも、ステップT4のように調整するのがより一層好ましい。すなわち、IP画像、抽出結果の流路位置あるいは円板24の中心位置の少なくともいずれか一方を出力モニタ20の表示画面上で移動させて調整、あるいは抽出結果の流路位置あるいは円板24の中心位置を表示画面上で入力部19により調整する。出力モニタ20において、抽出結果の流路領域および中心位置を一緒にドラッグしてIP画像の流路に一致するように表示画面上で移動させて調整し、または個々に抽出結果(流路領域、円板中心位置)をドラッグしてIP画像のU字流路26に一致するように表示画面上で移動させて調整する。もちろん、IP画像の方を表示画面上で移動させて調整してもよいし、両方を表示画面上で移動させて調整してもよい。また、入力部19を出力モニタ20のタッチパネルで構成し、出力モニタ20のタッチパネルにおいて調整の対象となるIP画像あるいは抽出結果(流路領域、円板中心位置)を直接に指で触れることにより調整してもよい。
(Step T4) Adjustment Even when there is a false detection in Step T3, it is even more preferable to make the adjustment as in Step T4. That is, at least one of the IP image, the extraction result flow path position or the center position of the
(ステップT5)傾き補正
ステップS5でスキャナ画像SCに対して行ったのと同様に、このステップT5でIP画像上の円板24の傾きを補正する。先ず、ステップT11で輪郭が強調されて抽出結果メモリ部17Bに記憶された輪郭強調画像(流路位置、円板24の中心位置)および設計情報メモリ部17Cに記憶された円板24の設計情報D(円板24のU字流路26の外側の輪郭)に基づいて、ステップS5でスキャナ画像に対して行ったのと同様に、円板24の傾きに関する傾き角度をコントローラ18は算出する。
(Step T5) Inclination Correction In the same manner as that performed on the scanner image SC in step S5, the inclination of the
すなわち、円板24の設計情報Dと、IP画像から抽出された流路位置とを比較して、IP画像上で円板24が傾いている否かを判定し、図7、図8の破線で示される円板24の中心から円板24上の特定のU字流路26の外側の点に向けて引いた線の角度が、設計情報Dから決まる角度と一致していなければ、その角度の差から円板24の傾き角度をコントローラ18は算出する。
円板24が傾いているときは、この傾き角度を用いて画像上の円板24の中心点を中心に画像全体を回転することによって円板24の傾きを補正する。本ステップT5は、本発明における傾き角度算出工程および傾き補正工程に相当する。
That is, the design information D of the
When the
ただし、IP画像については輪郭が鮮明でないため、また、放射線量が低い場合にはU字流路26の外側の点の位置を特定することが困難になるため、正確な傾き角度を算出することができない場合は、IP画像に対する傾き角度算出工程および傾き補正工程を省略してもよい。
However, since the outline of the IP image is not clear and it is difficult to specify the position of the point outside the
(ステップT6)画像表示
ステップT5で傾きが補正された画像を出力モニタ20の画面に表示する。なお、傾きが完全に補正されていないときには、ステップT5に戻って傾き補正、ステップT6での画像表示を、傾きが完全に補正されるまで繰り返し行う。
(Step T6) Image Display The image whose inclination is corrected in step T5 is displayed on the screen of the
なお、上記ステップS1〜S6、ステップT1〜T6の順序については特に限定されず、ステップS1〜S6を先に行ってもよいし、ステップステップT1〜T6を先に行ってもよいし、またステップS1〜S6、T1〜T6を同時並行で行ってもよい。 The order of steps S1 to S6 and steps T1 to T6 is not particularly limited, and steps S1 to S6 may be performed first, steps T1 to T6 may be performed first, or steps S1 to S6 and T1 to T6 may be performed in parallel.
(ステップU1)重畳処理
コントローラ18は、ステップS4で調整され、ステップS5で傾きが補正されたスキャナ画像SCと、同様にステップT4で調整され、ステップT5で傾きが補正されたIP画像とを重ね合わせて重畳処理する。
(Step U1) Superimposition Processing The
このようにして重畳処理されるスキャナ画像SCとIP画像とが正確に対応づけられるので、スキャナ画像SC中の血漿における体積および血球における体積を正確に求めることができる。
コントローラ18は、スキャナ画像SC中の血漿に対応づけられたIP画像中のβ+線の計数を当該血漿における体積で除算して、血漿の血中放射能濃度を算出する。また、コントローラ18は、スキャナ画像SC中の血球に対応づけられたIP画像中のβ+線の計数を当該血球における体積で除算して、血球の血中放射能濃度を算出する。本ステップU1は、本発明における情報算出工程に相当する。
As described above, the scanner image SC and the IP image to be subjected to the superimposition processing are accurately associated with each other, so that the volume of plasma and the volume of blood cells in the scanner image SC can be accurately obtained.
The
(ステップU2)重畳表示
重畳処理後の画像(図6では「重ね合わせ画像」で表記)を、出力モニタ20の画面に表示する。なお、血中の放射能濃度を算出した後にステップU2での重畳表示を行ったが、ステップU2での重畳表示の後に血中の放射能濃度を算出してもよい。
(Step U2) Superimposition Display The image after superimposition processing (shown as “superimposed image” in FIG. 6) is displayed on the screen of the
測定部15における測定プログラム17Aによれば、ステップS11で測定対象の血液を収容する円板24のU字流路26に関する画像(図6のフローチャートではスキャナ画像SC)の輪郭を強調して輪郭強調画像(流路領域や成分領域)を出力する。ステップS5では、ステップS11で輪郭が強調された輪郭強調画像(流路領域や成分領域)および円板24の設計情報D(円板24のU字流路26の外側の輪郭)に基づいて、円板24の傾き角度を算出する。
このように輪郭強調画像および既知の円板24の設計情報D(円板24のU字流路26の外側の輪郭)を参照すれば、円板24の設計情報D(円板24のU字流路26の外側の輪郭)に対する円板24の傾きの度合いがわかり、傾き角度を算出することが可能になる。したがって、ステップS5で算出された傾き角度に基づいて、同じステップS5では円板24の傾きを補正することが可能になり、そのステップS5で円板24の傾きが補正された画像に基づいて、ステップU1では、放射線(β+線)の情報(血中放射能濃度)を精度よく測定することができる。
According to the
Thus, referring to the contour emphasis image and the known design information D of the disc 24 (outside contour of the
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、以下のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1)上記実施例では、測定情報画像は、イメージングプレートから取得された放射線(β+線)の測定情報を有するIP画像であったが、測定対象の液体中に含まれている発光もしくは蛍光物質から発生した光または測定対象の液体中に含まれている放射線の測定情報を有する測定情報画像、例えば光(フォトン)や放射線を直接的に計数することで取得された測定情報画像などのように、必ずしもIP画像に限定されない。 (1) In the above embodiment, the measurement information image is an IP image having measurement information of radiation (β + rays) acquired from the imaging plate, but the luminescent or fluorescent substance contained in the liquid to be measured Measurement information image having measurement information of light generated from the light or radiation contained in the liquid to be measured, such as a measurement information image obtained by directly counting light (photons) or radiation However, it is not necessarily limited to the IP image.
(2)上記実施例では、形態情報画像は、撮像部14のフラットヘッドスキャナから取得されたスキャナ画像であったが、測定対象の液体の形態情報を有する形態情報画像、例えば放射線照射手段および放射線検出手段で構成される放射線撮像手段で取得された形態情報画像などのように、必ずしもスキャナ画像に限定されない。また、例えばディジタルカメラで撮像された円板24の画像に対して輪郭を強調して輪郭強調画像を出力し、円板24の設計情報に合わせて当該輪郭強調画像を傾き補正して形態情報画像として用いてもよい。
(2) In the above embodiment, the morphological information image is a scanner image acquired from the flat head scanner of the
(3)上記実施例では、円板24の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで、径方向に形成されたU字流路26を複数に設けたが、必ずしも放射状に配設する必要はない。例えば、互いに平行に配設してもよい。
(3) In the above embodiment, a plurality of
(4)上記実施例では、U字流路26に関する画像(スキャナ画像)の全体に対して傾きを補正したが、必ずしも画像の全体に限定されない。必要なのはアルゴリズムによって抽出された流路領域あるいは流路長であるので、流路領域あるいは流路長に対して傾きを補正してもよい。
(4) In the above-described embodiment, the inclination is corrected with respect to the entire image (scanner image) related to the
(5)上述した実施例では、円板24の設計情報Dは、円板24のU字流路26の外側の輪郭であったが、設計情報Dはこれに限定されない。U字流路26の内側や、円板24の外周円であってもよい。例えば、図3に示すように窪み24A、24Bを円板24自体に設け、または固定冶具31の切り欠き31Aや突起部32A、32Bを円板24自体に設けることで、その窪み24A、24B、切り欠き31Aや突起部32A、32Bなどを基準として傾き角度を算出してもよい。また、円板24の所定の箇所に光や放射線の透過性の異なる部材をマーカとして貼り付けて、撮像された画像でマーカ部分を基準として傾き角度を算出して傾き補正を行うこともできる。
(5) In the above-described embodiment, the design information D of the
(6)上記実施例では、円板24を固定して位置決めを行い支持する固定治具31を備えたが、必ずしも固定治具31を備える必要はない。例えば、図3に示すように窪み24A、24Bを円板24自体に設け、あるいは切り欠き31Aや突起部32A、32Bを円板24自体に設けることにより、その窪み24A、24B、切り欠き31Aまたは突起部32A、32Bなどを基準として重畳の対象となる画像の向きをそろえてもよい。また、円板24の適宜の箇所に光や放射線の透過性の異なる部材をマーカとして貼り付けて、撮像された画像でマーカ部分を基準として向きをそろえて重畳処理を行ってもよい。
(6) In the above embodiment, the fixing
(7)上記実施例では、円板24が傾いているかを判断して傾いている場合に傾き補正を行ったが、必ずしも傾いているかを判断しなくてもよい。円板24の向きをそろえることが重要であり、円板24が傾いているかどうかを判定せず、つねにある特定のU字流路26が一定の角度(例えば水平)になるように傾きを補正してもよい。
(7) In the above embodiment, the tilt correction is performed when the
10 測定システム
11 読取部
12 レーザ光源
13 PMT
14 撮像部
14a 光源
14b フォトダイオードアレイ
15 測定部
16A 第1読み込み部
16B 第2読み込み部
17 メモリ部
17A 測定プログラム
17B 抽出結果メモリ部
17C 設計情報メモリ部
18 コントローラ
19 入力部
20 出力モニタ
24 円板
24A、24B 窪み
24C 開口部
25 流路入口
26 U字流路
27 空気穴
31 固定冶具
31A 切り欠き
32 開口部
32A、32B 突起部
SC スキャナ画像
D 設計情報
10
14
Claims (6)
1)前記測定対象の液体を収容する容器の流路に関する画像の輪郭を強調して輪郭強調画像を出力する輪郭強調工程と、
2)前記輪郭強調工程で輪郭が強調された前記輪郭強調画像および前記容器の設計情報に基づいて、前記容器の傾き角度を算出する傾き角度算出工程と、
3)前記傾き角度算出工程で算出された前記傾き角度に基づいて、前記容器の傾きを補正する傾き補正工程と、
4)前記傾き補正工程で傾きが補正された画像に基づいて、前記光あるいは放射線の情報を算出する情報算出工程と、
を備えたことを特徴とする測定プログラム。 A measurement program for causing a computer to execute a series of processes for measuring light generated from luminescent or fluorescent substances contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured,
1) A contour emphasizing step for emphasizing the contour of an image related to the flow path of the container containing the liquid to be measured and outputting a contour-enhanced image;
2) An inclination angle calculation step of calculating an inclination angle of the container based on the outline emphasis image in which the outline is emphasized in the outline enhancement step and the design information of the container;
3) An inclination correction step for correcting the inclination of the container based on the inclination angle calculated in the inclination angle calculation step;
4) An information calculating step for calculating the light or radiation information based on the image whose tilt is corrected in the tilt correcting step;
A measurement program characterized by comprising:
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