JP2022178784A - 生体試料測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の複数の成分領域へ分離された生体試料を測定する際に、測定対象とする対象部分を、大型な撮像機構を用いることなく精度よく特定することができる技術を提供する。【解決手段】本開示に係る生体試料測定装置は、光源が出射する２つの波長成分を用いて生体試料の撮像画像を生成し、撮像時の露光時間またはゲインを２つ以上用いてそれぞれ生成した前記撮像画像を比較することにより、前記生体試料のうち測定対象部分を最も明瞭に識別できる前記撮像画像を選択する。【選択図】図１

Description

本開示は、複数の成分領域へ分離された生体試料を測定する装置に関する。

血液検査など臨床検査の効率化を目的に、従来目視確認で実施されていた開栓前（分注前）の生体検体の液量確認作業を自動化する技術が求められている。特に、分注前の血液検体などの生体試料は、遠心分離などによって複数層に分離された構成になっており、このうち分析対象となる試料の液量のみを測定する技術が必要である。

このような生体試料測定装置として、例えば、特許文献１は、複数層に分離した試料に対して、２波長のパルス光を時分割に切り替えて照射し、試料を鉛直方向に走査しながら透過光を測定することにより、複数層に分離した試料の所定領域の高さを検出する技術について開示している。

特許文献２は、検体に赤外光を当てラインセンサで透過光を検出し、その１次微分値に基づいて液層の境界を求め、検体の血清量を測定する液体検出装置について開示している。

ＵＳ２０１２／００１３８８９ 特開２００４－３７３２２号公報

特許文献１に開示されている技術は、複数の成分により構成される生体試料について、測定対象に対して吸収率が異なる２波長の透過光の信号から、測定対象領域の境界を精度よく特定して液量を測定する液量測定技術に関するものである。しかしながら、特許文献１では、検体（採血管）を長軸方向に鉛直走査しながら測定する必要があり、走査機構の分だけ装置の小型化が難しいという課題がある。

特許文献２記載の技術は、赤外線透過光の信号から微分にもとづく信号処理によって血清の上面と下面を検出して血清量を測定する。しかし、採血管に印字された文字、分離剤中の血球成分、ラベルの色文字などによって赤外線が吸収または散乱され透過光が減衰すると、血清の境界からこれらのノイズを分離することが難しく、血清境界の特定と液量測定の精度が低下してしまうという課題がある。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、複数の複数の成分領域へ分離された生体試料を測定する際に、測定対象とする対象部分を、大型な撮像機構を用いることなく精度よく特定することができる技術を提供することを目的とする。

本開示に係る生体試料測定装置は、光源が出射する２つの波長成分を用いて生体試料の撮像画像を生成し、撮像時の露光時間またはゲインを２つ以上用いてそれぞれ生成した前記撮像画像を比較することにより、前記生体試料のうち測定対象部分を最も明瞭に識別できる前記撮像画像を選択する。

本開示に係る生体試料測定装置によれば、複数の複数の成分領域へ分離された生体試料を測定する際に、測定対象とする対象部分を、大型な撮像機構を用いることなく精度よく特定することができる。

実施形態１に係る生体試料測定装置１００の構成図である。 測定対象領域１０９を特定する原理を説明する図である。 測定対象領域１０９を特定する原理を説明する図である。 生体試料１０１の容器にラベルが貼られている例を示す。 生体試料１０１の容器にラベルが貼られている例を示す。 時分割制御ドライバ１０４が複数の光波長と複数の露光時間をセットする手順を示すフローチャートである。 画像処理部１０５の動作を説明するフローチャートである。 Ｓ５０２の詳細を説明するフローチャートである。 測定対象領域１０９を特定する処理の１例を示す。 Ｓ５０３の詳細を説明するフローチャートである。 時分割制御ドライバ１０４が複数の光波長と複数の露光時間をセットする別手順を示すフローチャートである。 液量計算部１０８の動作を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る生体試料測定装置１００の構成図である。 実施形態３に係る生体試料測定装置１００の構成図である。

＜実施の形態１＞
本開示の実施形態１において測定する生体試料は、開栓前（分析前）の検体であって、遠心分離有無により複数の成分層（典型的には１層～３層）に分離されているものを想定する。測定対象とするのは、複数層に分離した検体のうち、例えば血漿や血清などの部分である。

図１は、本実施形態１に係る生体試料測定装置１００の構成図である。生体試料測定装置１００は、生体試料１０１を測定する装置である。生体試料１０１は、上記のように構成された試料である。生体試料測定装置１００は、生体試料１０１の測定対象領域１０９を特定し、その液量や成分を測定する。生体試料測定装置１００は、面照明光源１０２、エリアカメラ１０３、時分割制御ドライバ１０４、画像処理部１０５を備える。

面照明光源１０２は、出射する光の波長を２つの波長間で切り替えることができるように構成されており、その光によって生体試料１０１を照明する。面照明光源１０２が出射する光は、生体試料１０１を構成している２以上の成分層を同時に（すなわち２以上の成分層をまたいで）照明することができる。光の波長を切り替えるとは、必ずしも単一の波長のみを有する光を出射することを要するものではなく、最も強度が強い波長成分を切り替えることができればよい。

エリアカメラ１０３は、生体試料１０１を透過した面照明光を撮像することにより、生体試料１０１の２次元撮像画像を生成する。エリアカメラ１０３は、面照明光源１０２が出射する波長帯の光を検出できる感度特性を有する。エリアカメラ１０３は、例えばＩｎＧａＡｓカメラなどによって構成できる。

時分割制御ドライバ１０４は、面照明光源１０２が出射する光の波長を時分割で切り替える。時分割制御ドライバ１０４は、波長切り替えと同期して、エリアカメラ１０３の露光時間（またはゲイン）をその波長に適した時間へ調整する。エリアカメラ１０３による撮像タイミングは、面照明光源１０２が出射する波長に同期して時分割制御ドライバ１０４が制御する。時分割制御ドライバ１０４は、画像処理部１０５から処理結果を受け取りその結果にしたがって再撮影を制御する場合もある。

画像処理部１０５は、エリアカメラ１０３が取得した各波長の撮像画像から測定対象領域１０９を抽出する。画像処理部１０５は、露光時間が異なる撮像画像間で最適な解析画像を選択し、その撮像画像を用いて、測定対象領域１０９の液量を計算する。露光時間が異なる複数の撮像画像は、時分割制御ドライバ１０４が面照明光源１０２とエリアカメラ１０３を制御することによって取得できる。

画像処理部１０５は、画像選択部１０６、測定対象領域特定部１０７、液量計算部１０８を備える。画像選択部１０６は、エリアカメラ１０３が撮像した画像から解析対象として適した最適なものを選択する。測定対象領域特定部１０７は、各波長の撮像画像を比較することにより、測定対象領域１０９を特定する。液量計算部１０８は、測定対象領域１０９の液量を計算する。これらの詳細動作については後述する。

図２Ａと図２Ｂは、測定対象領域１０９を特定する原理を説明する図である。図２Ａは生体試料１０１が３層に分離されている例を示す。図２Ｂは生体試料１０１が２層に分離されている例を示す。血餅２０２は、生体試料１０１を遠心分離したとき下層にできるものである。分離剤２０１は、血餅２０２と測定対象領域１０９を分離するために混入させるものである。

面照明光源１０２が出射する第１波長（波長１）と第２波長（波長２）を比較すると、波長１が血餅２０２を透過するときの透過率と波長２が血餅２０２を透過するときの透過率はほぼ同じである。したがって、波長１を用いて取得した血餅２０２の撮像画像と波長２を用いて取得した血餅２０２の撮像画像との間の差分は、ごく僅かである。分離剤２０１についても同様に、波長１の透過率と波長２の透過率はほぼ同じであるので、両画像間の差分はごく僅かである。

これに対して、波長１が測定対象領域１０９を透過するときの透過率と波長２が測定対象領域１０９を透過するときの透過率は、大きく異なる。したがって、波長１を用いて取得した測定対象領域１０９の撮像画像と波長２を用いて取得した測定対象領域１０９撮像画像との間の差分は、顕著である。この差分を識別することにより、測定対象領域１０９を撮像画像から抽出することができる。

波長１および波長２として採用する波長帯は、図２Ａと図２Ｂが例示するように、測定対象領域１０９においては顕著な差分が波長間で生じるが、それ以外の部分においては差分がほぼ生じないように、あらかじめ選択しておく必要がある。この条件を満たせば、具体的な波長の数値は任意でよい。すなわち、少なくとも、波長１が測定対象領域１０９を透過するときの透過率と波長２が測定対象領域１０９を透過するときの透過率との間の差分は、波長１が測定対象領域１０９以外を透過するときの透過率と波長２が測定対象領域１０９以外を透過するときの透過率との間の差分よりも大きければよい。

上記測定原理を用いることにより、生体試料１０１が複数の成分層に分離されている場合において、測定対象領域１０９を特定することができる。測定対象領域特定部１０７はこの原理にしたがって、測定対象領域１０９を特定する。成分層の数は問わないが、血漿や血清などの典型的な生体試料においては、１層～３層に分離されている。いずれの場合においても測定対象領域１０９を精度よく特定できる。

生体試料１０１の容器にラベルが貼られている場合がある。この場合はラベルにより透過光が減衰するが、波長１と波長２の両方において減衰するので、両波長で減衰がある場合にはその箇所にラベルが貼られていると推定できる。すなわち、ラベルによる減衰と測定対象領域１０９による減衰とを区別することは可能である。

図３Ａと図３Ｂは、生体試料１０１の容器にラベルが貼られている例を示す。図３Ａは容器の側面図、図３Ｂは上面図である。生体試料１０１の容器（例えば採血管）には、バーコードラベルやプリラベルなどが貼られていることがある。このような場合であっても、測定対象領域１０９を精度よく特定することが求められる。

図３Ｂ（１）に示すように、面照明光源１０２からの光がラベル３０１を１回透過する場合と、図３Ｂ（２）に示すように２回透過する場合とを比較すると、後者の方が光の減衰が大きい。減衰が大きいと、測定対象領域１０９とその他の領域との間のコントラスト差が低下し、これにより液量の計算精度も低下することになる。

そこで本実施形態１においては、エリアカメラ１０３の露光時間（またはゲイン、以下同様）を調整することにより、光の減衰量によらず最適な撮像画像を得ることを図る。減衰が大きい場合は、露光時間を長くする（またはゲインを大きくする）。ただし、生体試料１０１の向き（光がラベルを通過する回数）によって最適な露光時間は異なる。例えば図３Ｂ（２）の条件下において露光時間を最適化すると、図３Ｂ（１）やラベルがない条件下においては露光時間が長すぎて透過光強度が飽和する。他方で図３Ｂ（１）の条件下で露光時間を最適化すると、図３Ｂ（２）において光量が不足する。

以上に鑑みて、本実施形態１においては、露光時間を変えながら各露光時間において撮像画像を取得し、画像処理部１０５が各撮像画像を比較することにより、測定対象領域１０９を特定するために最も適した撮像画像を選択することとした。これにより生体試料１０１の向きによらず、測定対象領域１０９の液量を計算するために最も適した撮像画像を得ることができる。さらには生体試料１０１を回転させるための機構なども不要となる。最適画像を選択する手順は後述する。

図４は、時分割制御ドライバ１０４が複数の光波長と複数の露光時間をセットする手順を示すフローチャートである。時分割制御ドライバ１０４は、面照明光源１０２が出射する光の波長を２波長の間で切り替える。さらに時分割制御ドライバ１０４は、各波長において最適な露光時間を特定するために、波長ごとに複数の露光時間をセットする。以下図４の各ステップを説明する。

（図４：ステップＳ４０１～Ｓ４０４）
時分割制御ドライバ１０４は、波長１を出射するように面照明光源１０２を制御する（Ｓ４０１）。時分割制御ドライバ１０４は、エリアカメラ１０３の露光時間をｔ１、ｔ２、ｔ３（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）の順に増加させ、各露光時間において生体試料１０１の撮像画像をエリアカメラ１０３によって取得する（Ｓ４０２～Ｓ４０４）。

（図４：ステップＳ４０５～Ｓ４０８）
時分割制御ドライバ１０４は、波長１を停止して代わりに波長２を出射するように面照明光源１０２を制御する（Ｓ４０５）。時分割制御ドライバ１０４は、エリアカメラ１０３の露光時間をｔ４、ｔ５、ｔ６（ｔ４＜ｔ５＜ｔ６）の順に増加させ、各露光時間において生体試料１０１の撮像画像をエリアカメラ１０３によって取得する（Ｓ４０６～Ｓ４０８）。

（図４：ステップＳ４０６～Ｓ４０８：補足）
ｔ４～ｔ６は、必ずしもｔ１～ｔ３とそれぞれ同じ時間長でなくともよい。ただし図２Ａ～図２Ｂで説明した差分画像を取得することに鑑みると、波長１において取得した撮像画像と波長２において取得した撮像画像が略同等の光量によって生成されるように、各露光時間をセットすることが望ましい。同じ理由により、例えば露光時間ｔ１とｔ５の比較や露光時間ｔ１とｔ６の比較は望ましくない。

（図４：ステップＳ４０２～Ｓ４０４、Ｓ４０６～Ｓ４０８：補足）
本フローチャートにおいては、波長ごとに３つの露光時間を用いる例を示したが、波長ごとに少なくとも２つの露光時間を用いれば、各露光時間によって得た撮像画像を比較して最適な撮像画像を選択することは可能である。

図５は、画像処理部１０５の動作を説明するフローチャートである。画像処理部１０５は、エリアカメラ１０３が撮像した波長ごとの撮像画像を取得し（Ｓ５０１）、これらの撮像画像を比較することにより測定対象領域１０９を特定する（Ｓ５０２）。画像処理部１０５は、各露光時間において取得した撮像画像を比較することにより、液量を計算するのに適した撮像画像を選択する（Ｓ５０３）。画像処理部１０５は、測定対象領域１０９の液量を計算する（Ｓ５０４）。各ステップの詳細を以下に説明する。

図６は、Ｓ５０２の詳細を説明するフローチャートである。本フローチャートは測定対象領域特定部１０７によって実施される。

（図６：ステップＳ６０１）
測定対象領域特定部１０７は、波長１と波長２それぞれの撮像画像を取得する。本フローチャートにおいては、図２Ａ～図２Ｂにおいて説明した手順にしたがって測定対象領域１０９を特定できれば足りるので、露光時間は例えば規定値としてあらかじめ定めておいたものを用いればよい。

（図６：ステップＳ６０２）
測定対象領域特定部１０７は、波長１における撮像画像と波長２における撮像画像との間の差分画像を計算する。本ステップは、図２Ａ～図２Ｂにおいて説明した差分画像を計算するものであり、各画像のピクセル値の差分を計算することによって差分画像を取得できる。計算手順としては例えば以下が挙げられる：（ａ）波長１画像－波長２画像；（ｂ）波長２画像－波長１画像；（ｃ）（波長１画像－波長２画像）／(波長１画像＋波長２画像)。

（図６：ステップＳ６０２：補足）
波長１画像と波長２画像の組み合わせは、同等の露光時間において実施する。例えば波長１については露光時間ｔ１、波長２については露光時間ｔ４でそれぞれ取得した撮像画像を組み合わせる。露光時間ｔ２とｔ５、ｔ３とｔ６についても同様である。これらの露光時間の組み合わせ全てを用いて差分画像を生成してもよいし、差分画像上で測定対象領域１０９を十分特定可能な１つの組み合わせのみを用いてもよい。

（図６：ステップＳ６０３）
測定対象領域特定部１０７は、測定対象領域１０９を検出するための閾値を設定する。閾値は例えばピクセル値＝０とすることもできるし、試料ごとに適切な閾値を設定してもよい。

（図６：ステップＳ６０４）
測定対象領域特定部１０７は、差分画像のうちピクセル値が閾値以上である部分を、測定対象領域１０９として抽出する。

（図６：ステップＳ６０５）
測定対象領域特定部１０７は、測定対象領域１０９のエッジ（高さ）を検出する。エッジ検出手法としては例えば以下を用いることができる：（ａ）鉛直方向の輝度勾配（傾き）や微分値などをベースとしたエッジ検出アルゴリズム；（ｂ）抽出した測定対象領域１０９のピクセル値を水平方向に積算して１次元化し、垂直方向における信号の傾き、微分値、分散値などを用いて、垂直方向におけるエッジを特定する。特定結果は、撮像画像上の座標値として保存することができる。すなわち、水平方向における画素値の統計を水平方向の特徴量として計算し、鉛直方向に沿ってその特徴量を比較することにより、測定対象領域１０９の上下エッジを特定できる。

図７は、測定対象領域１０９を特定する処理の１例を示す。図６のフローチャートは、図２のように２次元の撮像画像上で実施してもよいし、図７のように撮像画像から中心領域を抽出して水平方向の平均値や中央値を計算することにより１次元化したピクセル値を用いて実施してもよい。

図８は、Ｓ５０３の詳細を説明するフローチャートである。本フローチャートは画像選択部１０６によって実施される。

（図８：ステップＳ８０１）
画像選択部１０６は、測定対象領域１０９のピクセル値を取得する。

（図８：ステップＳ８０２）
画像選択部１０６は、生体試料１０１の撮像画像のうち、測定対象領域１０９と、これに隣接する部分との間のコントラスト比を、エリアカメラ１０３の露光時間ごとに計算する。具体的には、測定対象領域１０９の上下に隣接する各領域と測定対象領域１０９との間のコントラスト比を計算する。

（図８：ステップＳ８０２：補足）
図４のフローチャートにおいて、露光時間ｔ１とｔ４、ｔ２とｔ５、ｔ３とｔ６の組み合わせでそれぞれ撮像画像を取得しているので、本ステップにおいてはこれらの撮像画像を用いることができる。例えば露光時間ｔ１、ｔ２、ｔ３それぞれで取得した撮像画像におけるコントラスト比を求めてもよいし、露光時間ｔ１～ｔ６全てにおけるコントラスト比を求めてもよい。また、露光時間ｔ１とｔ４、ｔ２とｔ５、ｔ３とｔ６の組み合わせで取得する差分画像（図６のフローチャートにおけるステップＳ６０２で出力する差分画像）を用いてコントラスト比を求めても良い。

（図８：ステップＳ８０３）
画像選択部１０６は、各露光時間の撮像画像について、測定対象領域１０９に隣接する領域のピクセル値が飽和しているか否かを確認する。例えば露光時間が長すぎれば、輝度値が飽和する可能性がある。測定対象領域１０９自体のピクセル値が飽和しているか否かを併せて確認してもよい。

（図８：ステップＳ８０４）
画像選択部１０６は、測定対象領域１０９とその隣接領域との間のコントラスト比が最も高く（すなわち測定対象領域１０９を最も明瞭に識別できる）、かつ隣接領域のピクセル値が飽和していない撮像画像を、液量解析のために用いる画像として選択する。

（図８：ステップＳ８０４：補足）
測定対象領域１０９とその上側に隣接する領域との間のコントラスト比が最も高い撮像画像を選択するとともに、測定対象領域１０９とその下側に隣接する領域との間のコントラスト比が最も高い撮像画像を別途選択してもよい。これにより液量計算の精度が向上する。あるいは簡易的に、上側の隣接領域と下側の隣接領域いずれか一方のみにおいてコントラスト比を判断してもよい。

図９は、時分割制御ドライバ１０４が複数の光波長と複数の露光時間をセットする別手順を示すフローチャートである。図４においてはあらかじめ設定した複数の露光時間で撮像し、図５～図８においてそのなかから液量解析に最も適した画像を選択する。これに対して、本フローチャートにおいては、露光時間を設定するごとに測定対象領域１０９とその隣接領域との間のコントラスト比を算出し、液量解析に適しているか否かを確認する。

（図９：ステップＳ９０１）
画像処理部１０５は、波長１と波長２それぞれの撮像画像を取得する。本ステップを最初に実施するときは、露光時間としてあらかじめ定めておいた初期値を用いる。本ステップを２回目以降に実施するときは、Ｓ９０５において再設定した露光時間を用いる。

（図９：ステップＳ９０２）
測定対象領域特定部１０７は、Ｓ６０２と同様に、波長１における撮像画像と波長２における撮像画像との間の差分画像を用いて、測定対象領域１０９を特定する。

（図９：ステップＳ９０３）
画像選択部１０６は、測定対象領域１０９とその隣接領域との間のコントラスト比を計算し、さらに隣接領域において輝度値が飽和しているか否かを確認する。これらの処理は図８のフローチャートと同様であるので、本ステップは便宜上、『解析画像選択』処理とした。

（図９：ステップＳ９０４）
画像処理部１０５は、Ｓ９０３において計算したコントラスト比が閾値以上であるか否かを確認する。閾値以上のコントラスト比が得られていればＳ９０６へ進み、得られていなければＳ９０５へ進む。

（図９：ステップＳ９０５）
画像処理部１０５は、エリアカメラ１０３の露光時間を再設定し、生体試料１０１の画像を再撮像する。再設定する露光時間はあらかじめ定めておいてもよいし、Ｓ９０３において計算したコントラスト比にしたがって露光時間を再設定してもよい。露光時間をあらかじめ定める場合は例えば、最も短い露光時間を初期値として本ステップを実施するごとに露光時間を増加させる。コントラスト比にしたがって露光時間を再設定する場合は例えば、計算したコントラスト比と閾値との間の差分に応じて、露光時間をどの程度増減させるかを決定する。

（図９：ステップＳ９０６）
液量計算部１０８は、測定対象領域１０９の液量を計算する。

図９のフローチャートによれば、図４とは異なり、測定対象領域１０９を十分特定できることが判明した時点でＳ９０６へ進むので、全ての露光時間について撮像画像を取得する必要はない。したがって計測時間を図４よりも短縮できる。

図１０は、液量計算部１０８の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートは、Ｓ５０４とＳ９０６の詳細を説明するものである。

（図１０：ステップＳ１００１）
液量計算部１０８は、生体試料１０１の容器（例えば採血管）の内径を取得する。容器の形状やサイズはあらかじめ分かっているので、内径の数値を画像処理部１０５上であらかじめ記憶しておけばよい。

（図１０：ステップＳ１００２）
液量計算部１０８は、エリアカメラ１０３が撮像する画像のピクセルピッチ（ｐｉｘｅｌ／ｍｍ、すなわち画像上の１ピクセルの実サイズ）を取得する。ピクセルピッチを求める方法としては、事前にキャリブレーションによって取得しておく方法と、生体試料１０１の撮像画像から求める方法がある。キャリブレーションは、実サイズがあらかじめ分かっている物品を撮像した画像のピクセルサイズを解析するなどによって実施する。生体試料１０１の撮像画像を用いる場合は、画像から容器の横幅を検出し、採血管の径と対応付けることによってピクセルピッチを計算する。

（図１０：ステップＳ１００３～Ｓ１００４）
液量計算部１０８は、測定対象領域１０９の画像を取得する（Ｓ１００３）。液量計算部１０８は、測定対象領域１０９のピクセルサイズとピクセルピッチを用いて、測定対象領域１０９の液量を計算する（Ｓ１００４）。

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る生体試料測定装置１００は、面照明光源１０２が照射する２つの波長成分を用いて測定対象領域１０９を特定し、２つ以上の露光時間を用いて得た撮像画像を比較することにより、測定対象領域１０９を最も明瞭に識別することができる撮像画像を選択する。露光時間ごとのコントラスト比を比較することにより、生体試料１０１にラベルが貼られているような場合であっても、生体試料１０１を回転することなく最適な画像を得ることができる。さらに面照明光源１０２を用いることにより、照明光を鉛直方向に走査するための機構は不要である。したがって、装置を小型化しつつ測定対象領域１０９の液量を正確に計算できる。

＜実施の形態２＞
図１１は、本開示の実施形態２に係る生体試料測定装置１００の構成図である。本実施形態２においては、面照明光源１０２に代えて面照明光源１１０２を用いる。面照明光源１１０２は、ハロゲンランプなどの白色光源または同時点灯の２波長の光源によって構成されている。本実施形態２においてはさらに、バンドパスフィルタ１１０１を備える。バンドパスフィルタ１１０１は、時分割制御ドライバ１０４が指定する波長の光を通過させる。したがって面照明光源１１０２は、出射する波長を切り替える必要はなく、これに代えて時分割制御ドライバ１０４がバンドパスフィルタ１１０１の通過波長帯域を切り替える。これにより実施形態１と同様に、２つの波長の撮像画像を比較することができる。その他は実施形態１と同様である。

以上の前提として、面照明光源１１０２は、測定対象領域１０９における吸収率が互いに異なる（さらには測定対象領域１０９以外の部分における吸収率が大きく異ならない）２つの波長を含む光を照射する必要がある。バンドパスフィルタ１１０１は、その２つの波長のうちいずれを通過させるかを切り替えることができる必要がある。同様の機能を実現できれば、バンドパスフィルタ１１０１以外の素子を用いてもよい。

＜実施の形態３＞
図１２は、本開示の実施形態３に係る生体試料測定装置１００の構成図である。本実施形態３においては、バンドパスフィルタ１１０１に代えて光学フィルタ１２０３を備え、エリアカメラ１０３に代えて２台のエリアカメラ１２０１と１２０２を備える。その他は実施形態２と同様である。

光学フィルタ１２０３は、波長１を透過させ、波長２を反射する。必ずしも波長１を完全に透過し波長２を完全に反射する必要はなく、波長１の透過率が波長２の透過率よりも高く波長２の反射率が波長１の反射率よりも高ければよい。エリアカメラ１２０１は光学フィルタ１２０３を透過した光を撮像し、エリアカメラ１２０２は光学フィルタ１２０３から反射された光を撮像する。時分割制御ドライバ１０４は、各カメラの露光時間を調整する。本実施形態３においては、２波長の画像を同時に撮像することができるので、計測時間を短縮できる利点がある。

＜本発明の変形例について＞
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

以上の実施形態において、エリアカメラ１０３の露光時間に代えてまたはこれと併用して、エリアカメラ１０３のゲインを調整してもよい。この場合は、各フローチャートにおいて、露光時間を増やす処理に代えてゲインを増やす処理を実施すればよい。

時分割制御ドライバ１０４と画像処理部１０５は、これらの機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアによって構成することもできるし、これらの機能を実装したソフトウェアを演算装置が実行することにより構成することもできる。

１００：生体試料測定装置
１０１：生体試料
１０２：面照明光源
１０３：エリアカメラ
１０４：時分割制御ドライバ
１０５：画像処理部
１１０１：バンドパスフィルタ
１１０２：面照明光源
１２０１：エリアカメラ
１２０２：エリアカメラ
１２０３：光学フィルタ

Claims (12)

1. 複数の成分領域へ分離された生体試料を測定する生体試料測定装置であって、
   前記生体試料に対して光を照射する光源、
   前記生体試料を透過した前記光を用いて前記生体試料の２次元の撮像画像を生成する撮像器、
   前記成分領域のうち測定対象とする対象部分を前記撮像画像から特定する画像処理部、
   を備え、
   前記画像処理部は、前記光源が出射する２つの波長成分を用いてそれぞれ生成した前記撮像画像を用いて前記対象部分を特定し、
   前記光源は、少なくとも２つの前記成分領域に対して同時に前記光を照射するように構成されており、
   前記撮像器は、２つ以上の露光時間または２つ以上のゲインのうち少なくともいずれかを用いて前記撮像画像を生成し、
   前記画像処理部は、前記２つ以上の露光時間または前記２つ以上のゲインを用いて生成された各前記撮像画像を比較することにより、前記対象部分とそれ以外の部分との間の境界を最も明瞭に識別することができる前記撮像画像を、前記測定のために用いる前記生体試料の画像として選択する
   ことを特徴とする生体試料測定装置。
2. 前記撮像器は、前記生体試料を透過した前記光が有する第１波長成分を用いて、前記生体試料の第１撮像画像を生成し、
   前記撮像器は、前記生体試料を透過した前記光が有する第２波長成分を用いて、前記生体試料の第２撮像画像を生成し、
   前記画像処理部は、前記第１撮像画像における前記第１波長成分を用いて生成された部分と、前記第２撮像画像における前記第２波長成分によって生成された部分との間の差分を計算し、
   前記画像処理部は、前記差分が閾値以上となる部分を特定することにより、前記対象部分の範囲を特定する
   ことを特徴とする請求項１記載の生体試料測定装置。
3. 前記第１波長成分と前記第２波長成分の前記対象部分における透過率の差分は、前記第１波長成分と前記第２波長成分の前記対象部分を除く部分の透過率の差分よりも大きい
   ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。
4. 前記画像処理部は、前記撮像画像の画素値を第１方向において統計処理することにより、前記第１方向における前記撮像画像の特徴値を計算し、
   前記画像処理部は、前記第１方向とは異なる第２方向に沿って前記特徴値を比較することにより、前記第２方向における前記対象部分の境界を特定する
   ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。
5. 前記画像処理部は、前記撮像画像のうち前記対象部分の範囲を特定し、
   前記画像処理部は、前記撮像画像間の差分にしたがって、前記特定した対象部分の境界を特定し、
   前記画像処理部は、前記特定した境界を用いて、前記対象部分の量を計算する
   ことを特徴とする請求項１記載の生体試料測定装置。
6. 前記画像処理部は、前記対象部分とそれ以外の部分との間のコントラストが最も高く、かつ、前記対象部分近辺の画素値が飽和していない前記撮像画像を、前記測定のために用いる前記生体試料の画像として選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の生体試料測定装置。
7. 前記撮像器は、前記第１波長成分を用いて前記第１撮像画像を生成する際に、第１露光時間および前記第１露光時間よりも長い第２露光時間を用いて前記第１撮像画像を生成し、または、第１ゲインおよび前記第１ゲインよりも大きい第２ゲインをそれぞれ用いて前記第１撮像画像を生成し、
   前記撮像器は、前記第２波長成分を用いて前記第２撮像画像を生成する際に、第３露光時間および前記第３露光時間よりも長い第４露光時間を用いて前記第２撮像画像を生成し、または、第３ゲインおよび前記第３ゲインよりも大きい第４ゲインをそれぞれ用いて前記第２撮像画像を生成し、
   前記画像処理部は、各前記露光時間を用いて生成した前記撮像画像を比較することにより、前記境界を最も明瞭に識別できる前記撮像画像を選択し、または、各前記ゲインを用いて生成した前記撮像画像を比較することにより、前記境界を最も明瞭に識別できる前記撮像画像を選択する
   ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。
8. 前記画像処理部は、前記撮像器が第１露光時間または第１ゲインを用いて生成した前記撮像画像において前記境界が閾値以上のコントラストを有するか否かを判定し、
   前記撮像器は、前記境界が前記閾値以上のコントラストを有していない場合は、前記第１露光時間よりも長い第２露光時間または前記第１ゲインよりも大きい第２ゲインを用いて前記撮像画像を再生成し、
   前記画像処理部は、前記再生成された前記撮像画像において前記境界が閾値以上のコントラストを有するか否かを再判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の生体試料測定装置。
9. 前記画像処理部は、前記撮像画像の画素サイズと前記生体試料を収容している容器のサイズを用いて、前記対象部分の量を計算する
   ことを特徴とする請求項１記載の生体試料測定装置。
10. 前記光源は、前記光が有する最も強い主波長成分を少なくとも前記第１波長成分と前記第２波長成分との間で切り替えることができるように構成されており、
    前記生体試料測定装置はさらに、前記主波長成分を時分割で切り替える時分割制御ドライバを備え、
    前記撮像器は、前記時分割制御ドライバが前記主波長成分を前記第１波長成分にセットしている期間において前記第１撮像画像を生成し、
    前記撮像器は、前記時分割制御ドライバが前記主波長成分を前記第２波長成分にセットしている期間において前記第２撮像画像を生成する
    ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。
11. 前記光源は、前記第１波長成分と前記第２波長成分を同時に有する前記光を出射するように構成されており、
    前記生体試料測定装置はさらに、通過させる波長成分を切り替えることができるフィルタを備え、
    前記撮像器は、前記フィルタが前記第１波長成分を通過させている期間において前記第１撮像画像を生成し、
    前記撮像器は、前記フィルタが前記第２波長成分を通過させている期間において前記第２撮像画像を生成する
    ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。
12. 前記光源は、前記第１波長成分と前記第２波長成分を同時に有する前記光を出射するように構成されており、
    前記生体試料測定装置はさらに、前記第１波長成分を通過させるとともに前記第２波長成分を反射する光学フィルタを備え、
    前記撮像器は、前記光学フィルタを通過した前記第１波長成分を撮像する第１撮像装置と、前記光学フィルタから反射した前記第２波長成分を撮像する第２撮像装置とによって構成されている
    ことを特徴とする請求項２記載の生体試料測定装置。

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