JP3842748B2 - 液体試料中の粒子画像解析方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体中に懸濁する粒子群の画像解析方法及び装置に関し、特に尿中の有形成分を分析するのに適した画像解析方法および装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
生体の状態を把握する方法である検体検査においては、体液、排泄物などの液体成分を得てその化学的成分の濃度を測定する方法と、液体成分に含まれる有形成分を顕微鏡的に観察する方法がある。後者は、組織学的、病理学的な観点から広く利用されている。
【０００３】
検体検査の中でも尿検査分析は無侵襲的に液体成分を得ることが可能であるため、検体の採取・取得におけるリスクおよび患者に対する負担が極めて小さい。また、健康診断、外来の新患新規患者や入院患者に対するスクリーニング（ふるいわけ）検査として最も利用されている臨床検査である。
【０００４】
尿検査には蛋白や糖、ビリルビンなどの化学成分の有無を簡易に捉える尿定性分析があり、蛋白や糖、ナトリウムやカリウムなどの電解質成分やアミラーゼなどの酵素成分の定量をより厳密に行う尿定量分析がある。一方、赤血球や白血球、上皮細胞、円柱などの尿路中に放出された細胞組織の老廃物や、尿の化学成分が結晶化した有形成分の検査を行う尿沈渣分析がある。
【０００５】
定性分析では疾患の基本的兆候の早期検出が可能であり、本検査で症状が認められた場合、続いて詳細な定量分析や沈渣分析を行うことが有効であり、これらの結果は病態と密接な関係がある。特に尿沈渣分析においては、尿を生成する腎臓、尿から糖、タンパク等の成分を再吸収する尿細管、尿を一時的に集積する膀胱および体外に排出する経路である尿管における各組織からの脱落細胞、損傷による出血等の情報を含む有形成分が含まれる。
【０００６】
また、栄養や代謝を反映する結晶化した塩類も観察される。これらの形態的な観察により、疾患部位の特定、治療経過を含む疾患状態の把握が可能となり、特に泌尿器科、腎臓内科等では重要な役割を果たす検査である。
【０００７】
従来この有形成分の分析にあたっては、顕微鏡を用いた検査が一般的であった。その方法としては、まず患者より尿を尿カップに採取し、よく攪拌し、有形成分が沈降していない状態でスピッツ管と呼ばれる低部が円錐形をした容器に一般的には１０ｍｌを分取する。ついで、これを遠心分離により尿中に分散する粒子を遠心分離により濃縮沈降させ、有形成分を含まない上清を除去したのち、従来の尿沈渣検査の用手法は尿中の粒子濃度が薄いため、サンプルを予め遠心分離器で遠心濃縮してから観察する必要がある。
【０００８】
まず、患者から２００ｍｌ程度の容量のカップに採取された尿を２０ｍｌ程度の試験管に似た円錐形の底部を持つスピッツ管に分取し、その尿試料を遠心分離した後、沈渣物を無染色または染色してスライドガラス上に標本を作成する。その後、標本を顕微鏡で観察し、視野を移動させながら、一定視野数の範囲で観察できる沈渣成分の種類と観測された個数を分類する方法によっていた。
【０００９】
この光学顕微鏡を用いた観察では、分解能として最大でも１μｍ程度という制限がある。従って、有形成分として沈渣成分の中には、１μｍ〜５μｍ程度の細菌、酵母、直径７μｍといわれる赤血球細胞、直径１０μｍ程度およびそれ以上の白血球細胞、および円柱などの数十μｍから数百μｍの粒子などが観測可能である。この観測においては、まず有形成分が背景と判別可能な程度の倍率において、標本の作製状況、すなわち標本領域内の粒子の分布の均一性を確認する。さらにある程度の粒子の分布を把握した上で、観察に適した領域を選択して、４００倍程度の倍率で粒子成分を精査し、計数するといった方法がとられていた。
【００１０】
熟練した検査技師によれば、すでに遠心された検体から、標本作成、顕微鏡観察は３分程度で行われる。しかし、集中力を要する顕微鏡における連続作業時間は、熟練者でも１時間程度が日常的な限界である。すなわち、一名の熟練した検査技師でも処理できる範囲は毎時２０検体に過ぎない。また、一般的に健常者においては、有形成分は極めて観察されにくく、検査技師を擁して分析するには、何らかの検体の絞り込みが必要であった。
【００１１】
この絞り込みを行うにあたり、この検査の主たる観点を整理すると、尿中の有形成分の測定においては、主に二つの点が計測されているといえる。第一に、有形成分として支配的な数をもつ粒子を同定すること、第二に有形成分の中で数は少なくとも、病態およびその成分の泌尿器全体における由来を示唆する成分を特定することである。
【００１２】
特に前者にあたる支配的な数をもつ粒子を同定する方法では、粒子カウンタと呼ばれる、微細孔を順次通過する粒子によって、前記微細孔の両端を流れる電気信号の変化をもって、粒子があたえる電気的な変化と、その数を記録する方法が実用化された。また、サンプル試料を液体中に懸濁させた状態にてフローセル中に流し、この粒子があらかじめ用意された光路を遮ることを光学的に解析するフローサイトメータ法がある。このフローサイトメータによる方法は、サンプル中の各粒子からの蛍光強度や散乱光強度を観測するもので、毎秒数千個の処理能力を備えている。
【００１３】
しかし、形態学的特徴を反映する特徴量を検出することはむずかしく、従来顕微鏡下で行われていた形態学的特徴で粒子を分類することができない。その結果検査技師による顕微鏡観察に頼らざるを得ない状態にあった。
【００１４】
そこで、第二の疾患を特徴づける有形成分を特定する方法として、有形成分を撮像し、その形態を画像処理技術を用いて分類するという方法が導入された。これは連続的に流れているサンプル試料中の静止粒子画像を撮像し、それぞれの静止粒子画像から粒子を分類、解析する物である。その試みとしては、特表昭５７−５００９９５号公報（特許文献１）、特開昭６３−９４１５６号公報（特許文献２）、特開平４−７２５４４号公報（特許文献３）等記載の技術が知られている。
【００１５】
前記特表昭５７−５００９９５号公報（特許文献１）記載の技術では、サンプル試料を特別な形状の流路に通して幅広の撮像領域中に流し、フラッシュランプによる静止粒子画像を撮影し、その画像を用い粒子解析する方法が示されている。前記方法は、顕微鏡を用いてサンプル粒子の拡大画像をＣＣＤカメラ上に投影するとき、パルス光源である前記フラッシュランプが前記ＣＣＤカメラの動作に同期して周期的に発光する。
【００１６】
しかし、極めて希薄な検体において、一定タイミングでパルス光を照射し撮像した場合、当該パルス光が粒子を捉えるのは、あくまでも確率的な現象となってしまい、粒子タイプとその頻度を統計的に処理するに値する粒子画像が取得できないという問題があった。
【００１７】
そこで、サンプル中の複数種類の粒子数や分類を効率よく行うため、上述した公知例で行われているように、静止粒子画像撮像領域またはその上流に通過粒子を検出する粒子検出系を用いる。そして、通過した粒子が画像撮像領域にさしかかるタイミングに同期して、パルス光を照射する同期検出法が導入された。
【００１８】
前記特開昭６３−９４１５６号公報（特許文献２）記載の技術は、静止粒子画像撮像系とは別にサンプル流れ中の粒子画像撮影領域より上流に粒子検出系を設けている。予め粒子検出系で粒子通過を知り、その粒子が粒子画像撮像領域に達したとき適当なタイミングによりパルス光源であるフラッシュランプを点灯させる方法である。
【００１９】
この方法においては、前記パルス光源の発光を周期的に行わず、粒子の通過を検出してその時だけタイミングを合わせて静止粒子画像を撮像することができるので、効率的に静止粒子画像が集められる。また、濃度の小さいサンプル試料の場合でも粒子の存在しない無意味な画像を撮像・処理することはない。
【００２０】
特開平５ー２９６９１５号公報（特許文献４）及び特開昭６３−９４１５６号公報（特許文献２）は、静止粒子画像系とは別にサンプル流れ中の粒子を検出する手段及び検出された粒子画像において画像処理した粒子数総数からサンプル粒子中の実際の粒子数、分類された種類ごとの粒子数を求める手段を提供している。
【００２１】
また特開平６−１３８１２０号公報（特許文献５）では、尿定性分析の結果に基づき、沈渣成分の測定条件を設定する手段を提供している。このようなフロー式粒子画像解析装置においては、サンプル粒子の粒子検出に比較して画像取得に掛かる時間は長いため、粒子が連続してフローセルに導入された場合、すべての粒子の静止画像を取得することはできなかった。
【００２２】
即ち、粒子が通過するときに粒子が混み合って流れると通過順に検出、計数するが画像取得タイミングが重なる。そのため先に通過した粒子の画像は取得できるが次に通過した粒子の画像は棄却される問題点があった。また粒子の特徴量を格納する電子的な保存容量には限度があり、粒子画像の特徴量抽出や分類処理も、粒子数に応じて時間が掛かるという問題点があった。
【００２３】
さらに前記のように得られた画像はその殆どが出現頻度の高い画像即ち正常な細胞が占めており、臨床的に有意義な画像は乏しい傾向があり、画面上で画像を確認するオペレータが欲しい画像が少ないことがあった。このような検体においては被検検体の属性，定性の情報などからオペレータの判断により用手法を行うかどうかが検討され、必要があれば顕微鏡による精査が実施される。精査の数が多くなると、オペレータの作業量が増大し、結果として臨床への報告も遅くなることがあった。
【００２４】
一方尿沈渣検査の用手法即ち顕微鏡検査ではオペレータが目的とする粒子（例えば臨床上有意義な大きなサイズの粒子である円柱など）を発見しその周辺を計測することが一般的であり、必ずしもサンプルの粒度分布に比例した結果にはならないと考えられる。
【００２５】
このように、画像を得る方法における難しさは、尿検体自体がもつ有形成分のバラツキの大きさにある。先に示したように、遠心後一般に有形成分を含む液体として残す容量は学会が推奨する方法では２００μｌ以下、すなわち検体の容積の１／５０である。上清の中には、粘液などの極めて比重が水に近い成分が浮遊して残る場合もあるが、細胞、結晶等の有形成分の体積は一般的に尿中の１／５０を超えることはないことを意味している。これに対して血液では、体積比率にして４０％以上の血球成分などの有形成分を含む。有形成分の比率だけでみても少なくとも２０倍以上の差異があることが分かる。
【００２６】
また、単位時間あたりに放出される有形成分の個数が仮に一定であったとしても、液体成分である尿の容量自体は、水の摂取量に応じて増加し、発汗により減少する。さらに、膀胱での滞留時間にも依存して変化する。したがって、体重に対する血液量、血球数を保つようにフィードバックがなされている血液に比べ、単位容積あたりの粒子数を厳密に測定する意義には著しい差異がある。
【００２７】
さて、一般に観測により得られた情報の精度を高めるためには、観測する粒子の数を増加させることが最も効果的である。つまり、各粒子に対して、同程度の精度で単位容量あたりの正確性を求めるならば、同程度の粒子を得なくてはならない。たとえば、全体に粒子数が少ない健常者においては、有形成分の個数が少ないため、多数の視野を観測しなければならない。
【００２８】
一方、疾患を持つ患者においては、たとえば出血等により著しい数の赤血球が観測されうるが、それが理由で少数であるが、疾患の状態と強く関連した円柱を見逃した場合、顕微鏡的な観察を行っている意義が低下してしまう。つまり疾患の状態、治療の経過を特徴付ける成分を特定することが極めて重要である。すなわち、有形成分の中でも、原尿換算で数千個／ｍｌといった多数存在するものにおいては、その成分と個数の関係が重要となる。
【００２９】
一方、数個／ｍｌといった極めてまれにしか存在しない粒子では、その形態が診断の手がかりとなりうる。このように、同一のサンプルから全く異なった観点での画像収集が必要となる。
【００３０】
実際、尿沈渣検査の用手法即ち顕微鏡検査ではオペレータが目的とする粒子（例えば臨床上有意義な大きなサイズの粒子である円柱など）を発見しその周辺を計測することが一般的である。この場合は、頻度よりも希少粒子の形態を確保することに主眼が置かれるべきである。
【００３１】
このような、極めて臨床的に有意義な粒子の分布や特性に主眼を置いた用手法に比較して、フロー式粒子画像解析装置においては、以下のような問題がある。即ち、単位体積あたりに含まれる粒子濃度が広いダイナミックレンジをもっている場合、粒子を検出することだけをキーとして画像を取得した場合、頻度が相対的に少ない粒子に関しては、確率的に検出されないという事態が発生する。
【００３２】
粒子画像解析装置においては粒子検出と撮影を同期する手段を有しており、この同期検出ではサンプル粒子の粒度分布に比例した様々なサイズの粒子を撮影できる特徴がある。しかし、前記用手法との関係についての配慮を鑑みた場合、サンプルによっては臨床上重要な粒子が用手法では発見できるが装置では発見できないという問題点があった。
【００３３】
たとえば尿路に出血部位を持ち、相対的に大きな頻度で赤血球が観察される疾患や、保存中に細菌・酵母が発生した検体などでは、高濃度の酵母粒子が存在する。これを防止するため検出する粒子のサイズを２段階に分離し、分析時間の前半は細かい粒子、後半は大きな粒子を捉えるといった処理によって一定の解決を図るなどの対策がとられてきた。
【００３４】
【特許文献１】
特表昭５７−５００９９５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開昭６３−９４１５６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平４−７２５４４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平５−２９６９１５号公報（要約書）
【特許文献５】
特開平６−１３８１２０号公報（要約書）
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
所定の処理時間に一定の成果を上げるためには、一定時間の間に、分析に有効な粒子を効率よく収集する必要がある。本発明の目的は、粒子画像の特徴量を利用し、撮影保存する画像を選択しながら処理することにより、臨床的意義が高く、少数の粒子成分画像の検出率が高い液体試料中の粒子画像解析方法及び装置を提供することである。本発明は特に尿沈渣画像解析に適する方法および装置を提供するものである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、検体に含まれる粒子の種別と頻度を予め予想し、それに基づいて画像取得の優先度を決定し、画像取得タイミングを制御する手段を備えることにより達成される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を尿沈渣の画像解析方法に適用した実施例を説明する。図１は、フローセル方式を用いた有形成分の画像取得装置の構成を概念的に示したものである。尚、説明を容易にするため、フローセルにおけるサンプル流と撮影に関与する部分を図示した。
【００３８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１、図２は、本発明の実施例を含む尿沈渣検査装置の基本構成図である。図１においては、サンプル流と粒子検出部および画像撮影部の関係およびその処理に用いられる部位について示した。図２においては、サンプル流（ａ）とこれを形成するシースフロー方式（ｂ）について説明した。
【００３９】
サンプル１００には、粒子として例えば直径７ミクロン程度の赤血球１０１、直径１０μ程度の白血球１０２および長手方向で５０ミクロン程度、幅１０ミクロン程度の円柱１０３といった有形成分が含まれる。これらの有形成分は予め、明瞭な画像を得るために染色しておくことが望ましい。サンプルは、予め用意されたシースフロー流３０５および３１０の流れに挟まれるように注入され、サンプル流を形成する。サンプルはまず粒子検出系１１０を通過し、さらに撮像部１２０を通過し、廃液として回収される。
【００４０】
次に図１において、これらの動作を説明する。これを補足するため図３では、詳細なタイミングについて説明している。粒子検出系は、連続光源４０１を備え、検出系を通過する粒子１０１を検出できる。光束４０２が粒子により散乱され、入射光の一部が粒子検出器４０３に到達する。この出力の詳細を図３に示す。粒子１０１に対応して、たとえば散乱強度信号パルス４５２が発生するとする。
【００４１】
パルス粒子検出器は粒子検出回路８０１により、粒子のたとえば散乱の広がりに対する強度の時間変化を得る。これを積算値として演算し、遅延回路８０２を介して、撮像タイミング発生回路８０４において、フラッシュ光源５０１を粒子１０１が撮影部１２０に到着したタイミングを予め定められた遅延時間をもって同期させる。これにより発光させ、光束５０２を通して得られる画像をＣＣＤカメラ５０３で撮影する。
【００４２】
図３では、遅延時間４７２をもって撮影のための撮影パルス４６２を発生させる。パルス発光時間はたとえば５０ｎｓｅｃであって、画像は流速に比べて十分短い時間であるため、静止した画像が得られる。たとえばサンプル流の流れが、１ｍ／秒、粒子検出器の光軸と、撮影系の光軸の間の距離が５ｍｍとすると、５ｍｓｅｃの遅延を行うことが必要となる。
【００４３】
ＣＣＤカメラから得られた画像は、画像記憶装置８１０に逐次保存され、その後画像処理装置８２０において、得られた画像中の有形成分個々の画像を切り出す。さらに個々の有形成分の、面積、長手方向の長さ、周囲長といった特徴量を得る。これを判別回路８３０に送付し、予め用意された判定論理をもって判定し、結果表示装置８４０に分類されたそれぞれの粒子の数および典型的な画像を併せて表示させる。
【００４４】
この構成において第一の実施例について図３、図４および図５を用いて説明する。粒子検出器４０３の出力信号を図３に示す。検出にあたっては、たとえば赤血球粒子１０１が通った場合と、白血球粒子１０２および円柱粒子１０３が通過した場合には、図３におけるパルスの強度、すなわち散乱強度の大きさおよびそれが継続する時間のたとえば積分値の違いとして分離可能とする。
【００４５】
白血球１０２に対応する散乱信号が６５２、赤血球１０１に対する散乱信号が６５１そして円柱１０３に対応する散乱信号が６５３とする。図１の検出回路８０１を用いて、散乱信号から、対象の大まかな分類を可能とする。検出回路８０１の検出タイミングから、画像取り込みまでのタイマ管理による遅延を遅延回路８０２が行う。検出回路８０１からの散乱信号を用いた対象粒子の分類を粒子情報判定部８０３が行い、両者を比較して撮影許可および撮影タイミングにおけるパルス光の制御を撮影タイミング発生部８０４が行う。
【００４６】
当該撮影タイミングに同期して、フラッシュ光源５０１が点灯し、それと同じくしてＣＣＤカメラ５０３が被写体の画像を含む光束５０２を取込む。撮影された画像は画像記憶装置８１０に保存される。ついで画像処理装置８２０から読み出されるか、もしくは転送されて、画像情報から粒子の検出や各粒子の持つ特性情報、すなわち特徴量として、粒子のサイズ、周囲長、濃度情報などを得る。これをもって、既知の特徴量のセットから粒子の分類同定を行う。
【００４７】
さて、撮影に用いるＣＣＤカメラにおいては、たとえばフレームレートとして３０ｆｐｓ（フレームパーセック）といった単位時間あたりに取り込める画像のフレーム数に限界がある。すなわち、前期フレームレートの逆数であるインターバルを定義することができ、たとえば３０ｆｐｓであれば３３ｍｓｅｃ毎に１フレームの画像が取れる。これに対して、静止させるためのパルス光は５０ｎｓｅｃと十分短い。
【００４８】
そこで、図３における撮影不能インターバル４８２が存在する。したがって、粒子の存在確率が大きく、上記インターバルの間に、１フレームに収まらない粒子が存在した場合、撮影できない場合があることを示している。しかしながら、その間に臨床的な意義の大きい粒子が存在しない場合には何ら検体全体の傾向を損なうことはない。そこで、臨床的に意義の大きい粒子およびその周辺に一度に撮影可能な粒子を含むフレームを選択的に撮影することが望ましい。
【００４９】
かかる目的を達成するために、新たに粒子情報判定部８０３において、図３に示すタイミング制御を図４に示すようなアルゴリズムにより判定する。まず、ターゲットとなる粒子があらかじめ明確になっているケースを考える。たとえば、粒子発生頻度記憶・入力部８０５において、あらかじめ円柱以上を優先するという指示を与えておく。
【００５０】
こうすれば、たとえば、図３における白血球に相当する粒子１０２に対応する粒子検出の散乱強度信号４５２や赤血球に相当する粒子１０１に対応する粒子検出の散乱強度信号４５１に対して、円柱に相当する粒子１０３に対応する粒子検出の散乱強度信号４５３が優先される。
【００５１】
以下このケースを説明する。図３において、まず散乱強度信号４５２を検出し、一定のディレイ４７２をともなって、撮影パルス４６２を発生させる。このケースでは、次なる粒子が撮影パルス４６２のタイミングまでに検出されなかったため、従来どおりの検出と撮影となっている。
【００５２】
次に散乱強度信号（粒子検出パルス）４５１が発生した場合、散乱強度から、粒子１０１に相当する粒子であると散乱強度判定６６１で認識する。これから、たとえば０．１ｍｓｅｃ周期で粒子発生頻度記憶・入力部８０５とディレイを行い、撮影パルス４６１を発生させる準備状態にしておく。しかし、次いで散乱強度信号（粒子検出パルス）４５３が発生したため、撮影パルス４６１から、粒子１０３に対する撮影パルス４６３までの３３ｍｓｅｃのインターバルが確保できるか判定する。この場合は不可能であることが判明したため、粒子１０１に対する撮影許可判定６７１において、粒子１０１の撮影を放棄６８１する。しかして、同様に粒子１０３に対する撮影許可判定を行い、この場合は後続に粒子１０３と同等未満の優先度の粒子がないとして、撮影を行う。
【００５３】
このような処理を行うことによって、図５に示すように、左側では粒子１０３が検出されると同時に、粒子１０１や粒子１０２が撮影されている。これに対し、従来の方法（右側）では、粒子１０１については左側と同等であるが、粒子１０２については頻度が低く、粒子１０３では存在が確認できないといった事態になることが推測される。
【００５４】
この方法をさらに一層動的に選択する方法を第二の実施例として図６に１検体あたりにおける処理フローとして示す。１検体の画像測定に供する時間を３０秒とし、先頭の２秒では粒子の存在の有無をトリガーに粒子を撮像する。次の７秒では、先頭の２秒における粒子の検出頻度をもとにモードを選択する。たとえば、▲１▼円柱およびそれ以上の粒子（５０μｍ以上）を優先する▲２▼上皮以上の粒子（２０μｍ以上）▲３▼白血球以上の粒子（１０μｍ以上）▲４▼赤血球以上の粒子（７μｍ以上）▲５▼酵母以上の粒子（３μｍ以上）▲６▼粒子であれば撮影する、といったモードを備える。
【００５５】
たとえば冒頭の２秒で赤血球に相当する粒子の頻度が高く、すでに２００粒子以上が検出された場合には、モード▲１▼へ推移する。粒子の頻度が極めて少ない場合は、モード▲６▼に推移し、著しく多数の頻度の粒子が検出された場合は、▲４▼にする、といった撮像条件とする。これを７秒ごとに見直す。
【００５６】
撮影される画像は、完全にランダムに撮影されたものではないが、頻度の多い粒子は、頻度の少ない粒子の周辺に撮影される可能性が高いため、病態を把握するには十分な画像を確保することができる。これをより短い時間間隔で動的にモードを変化させても良い。
【００５７】
本発明の第三の実施例を図７、図８および図９を用いて説明する。図８は本実施例のフローチャートを図７は原尿１０ｍｌ中の尿沈渣成分の粒子径と個数の関係を健常人と疾患群とで表した粒度分布図である。フローセルへサンプル液を注入する時間が数十秒から一分程度掛かるフロー式粒子画像解析装置での被検検体の測定において、最初の数秒の測定で当該サンプル液の粒度分布の傾向を捉えることができる。
【００５８】
この傾向に基づき、撮影条件の閾値を設定することにより、前記第１の実施例のように粒子画像を選択的に取得できる。例えば図８のステップ４００において分析開始からＡ秒間画像取得を行い、粒度分布図を作成する。図７に示した粒度分布図において健常人の場合、ほとんどの沈渣成分は検出されないまたは検出されても個数が少ないことに対し、何らかの疾患を有する場合、その疾患に反映する沈渣成分が多数検出される。
【００５９】
このことからステップ４０１において、健常人の分布と比較し、Ｂ％以内であれば粒子数が少なく健常人に近いと考えられるため、ステップ４０２に進み通常モードで測定を行い、Ｂ％以上であればステップ４０３に進む。ステップ４０３において、粒度分布のピークが粒子径２０μｍ以内であれば円柱存在の可能性は低いため、ステップ４０２に進み通常モードで測定を行う。粒度分布のピークが粒子径２０μｍ以上の場合、円柱が存在する可能性が高いため、撮影条件の閾値を粒子サイズ２０μｍ以上を最優先とすることにより円柱を優先して画像取得を行う。
【００６０】
なお、本実施例における画像取得パラメータは図９の６０１のように自由に設定できるようになっている。以上のように本発明の第三の実施例によれば、最初の測定の傾向から画像を選択的に取得できるように構成されている。
【００６１】
本発明の第四の実施例を図１０を用いて説明する。
【００６２】
図１０は本実施例のフローチャートである。図１０のステップ３００において、分析前に被検検体の尿定性分析の結果を受信する。ステップ３０１において、蛋白陽性であった場合、その被検検体には円柱が含まれている可能性が高いが数が少ないため、ステップ３０２に進む。撮影条件の閾値を粒子サイズ５０μｍ以上を最優先とすることにより円柱を優先して画像取得を行い、蛋白陰性であった場合、ステップ３０３に進む。
【００６３】
ステップ３０３において、白血球陽性であった場合はステップ３０４に進み、陰性であった場合ステップ３０７に進み、通常モードで測定する。ステップ３０４において、亜硝酸陽性であった場合、その被検検体には細菌や白血球が含まれている可能性が高く、このような被検検体は尿路感染症などの可能性もあるため、ステップ３０５に進む。
【００６４】
陰性であった場合、ステップ３０７に進み、通常モードで測定する。ステップ３０５において、前記第三の実施例のように最初の数秒の測定で小粒子が無数に検出されるため、粒度分布のピークが２０μｍ以内であればステップ３０６に進む。粒子径２０μｍ以下の画像取得を最優先とすることにより細菌および白血球を優先して画像取得を行う。
【００６５】
ピークが２０μｍ以上の場合、尿路感染症の疑いは低いためステップ３０７にて通常モードで測定する。
【００６６】
なお、本実施例における画像取得パラメータは図９の６０２のように各定性分析項目ごとに自由に設定できるようになっている。
【００６７】
以上のように本発明の第四の実施例によれば、定性分析の結果に基づき画像を選択的に取得できることおよび定性分析の結果と最初の測定の傾向との組み合わせから画像を選択的に取得できるように構成されている。
【００６８】
本発明の第五の実施例を説明する。例えば被検検体の初回の尿沈渣分析の結果、円柱の画像は残っているが数が少ない場合、他にも円柱の存在があるかどうかを調べるため顕微鏡による精査に回されることが多い。このような被検検体を再度測定を行う際に、撮影条件の閾値を当該円柱の粒子サイズ例えば５０μｍ以上とすることにより再測定では円柱のみ画像取得を行う。円柱の取得を目的とするならば、円柱画像を例えば２０個以上取得するまで、撮影を所定の分析時間、たとえば３０秒を繰返し自動的に行うといった制御をしても良い。
【００６９】
以上のように本発明の第五の実施例によれば、初回分析の結果から再測定時の画像を選択的に取得できるように構成されている。
【００７０】
本発明の第六の実施例を図１１を用いて説明する。図１１は本実施例のフローチャートである。図１１のステップ９００において、分析前に被検検体の属性情報を受信する。属性情報には種々のものがあるが、腎炎などの病歴があり、腎臓内科から被検検体の尿沈渣分析の依頼が発生した場合、円柱が含まれている可能性が高い。そのため、ステップ９０２に進み、撮影条件の閾値を粒子サイズ５０μｍ以上を最優先とすることにより円柱を優先して画像取得を行う。
【００７１】
またステップ９０３において、癌病棟から尿沈渣分析の依頼が発生した場合、癌細胞などの異型細胞が含まれている可能性が高いため、ステップ９０４に進む。撮影条件の閾値を粒子サイズ２０μｍから３０μｍを最優先とすることにより異型細胞を優先して画像取得を行い、外来検査など特異な属性でなければステップ９０５に進み、通常モードで測定する。
【００７２】
なお、本実施例における画像取得パラメータは図９の６０３のように各属性項目およびその内容ごとに自由に設定できるようになっている。
【００７３】
以上のように本発明の第六の実施例によれば、被検検体の属性情報から画像を選択的に取得できるように構成されている。
【００７４】
これまでの実施例においては、フローセル方式の撮影系について説明したが、その他の実施例として、静止した画像においても同様の考え方を適用できる。つまり、図１２に示すように、用手法において実施されるように、スライドガラス１００１上に染色された懸濁液を１５マイクロリットル分注し、これにカバーガラス１００２を載せた状態で画像１１０１を取得する。
【００７５】
実際には、画像は図１３に示すように、たとえば１０ｘ１０のエリアに分割されており、任意の第一の領域１５０１と第二の領域１５０２を比較すると、第一の領域の方が臨床的な意義が高いとする。つまり、円柱１０３という第二の領域に含まれない粒子が見出されるからである。
【００７６】
そこで、図１４に示すように、まず全領域に対して、たとえば粒子の個数といった簡易に検出できるプロセスを実行し、さらに各分割された領域における粒子サイズと粒子の数に関する統計値を得る。ここから、たとえば、円柱に相当する領域を優先的に詳細な画像処理を行う、優先度設定を行い、これに従って、各領域内部における、詳細な分類を行う。
【００７７】
一方で、最終的に必要な粒子の数を予め設定しておくことにより、当該検体において、臨床的な判断に耐えうるだけの粒子の情報が得られた時点で、詳細な画像処理を停止する。このように処理することで、特に多数の検体を処理する場合において、トータルの分析処理時間を削減することができる。
【００７８】
以上述べた本発明の実施例によれば、フロー式粒子画像解析方法において、被検検体の種々の情報を利用することにより、検体に含まれる粒子の種別と頻度を予め予想し、臨床上有意義な尿沈渣成分を重点的に画像取得できるため、臨床への貢献はもちろん検査室の省力化および効率向上の効果がある。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、一部の粒子群の情報により試料中の粒子の特徴を短時間で求めることができ、操作者にとっては省力化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】尿沈渣検査装置の基本構成図。
【図２】フロー方式における被検液とシース液の流れを示した構成図。
【図３】粒子検出系とフラッシュランプ発生系の同期関係を示した図。
【図４】本発明の第一の実施例を示したフローチャート。
【図５】第一の実施例において取得できる撮影像を示した模式図。
【図６】本発明の第二の実施例を示したフローチャート。
【図７】疾患と尿沈渣成分の粒度分布の関係を表したグラフ。
【図８】本発明の第三の実施例を示したフローチャート。
【図９】画像取得条件を設定するモニター画面上の画面例。
【図１０】本発明の第四の実施例を示したフローチャート。
【図１１】本発明の第六の実施例を示したフローチャート。
【図１２】本発明のスライドガラスを用いた他の実施例を示した平板の構成図。
【図１３】本発明の上記他の実施例の説明図。
【図１４】本発明の更に他の実施例を示したフローチャート。
【符号の説明】
１００…被検液、１０１…赤血球、１０２…白血球、１０３…円柱、１０４…粒子検出手段、１１０…粒子検出系、１２０…撮像部、２０１…フローセル、３０５および３１０…シース液流、４０１…連続光源、４０２…光束、４０３…粒子検出器、４５１…赤血球の散乱強度信号、４５２…白血球の散乱強度信号、４５３…円柱の散乱強度信号、４６１…赤血球の撮影パルス、４６２…白血球の撮影パルス、４６３…円柱の撮影パルス、４７２および４８１…ディレイタイム、４８２…撮影不能インターバル、５０１…フラッシュ光源、５０２…光束、５０３…ＣＣＤカメラ、８０１…検出回路、８０２…遅延回路、８０３…粒子情報判定部、８０４…撮影タイミング発生部、８０５…粒子発生頻度記憶・入力部、８１０…画像記憶装置、８２０…画像処理装置、８３０…画像判別装置、８４０…結果表示装置、１００１…スライドガラス、１００２…カバーガラス、１１０１…撮像領域、１５０１および１５０２…撮像例。

Claims (3)

1. 液体サンプルをフローセル中に流し、該フローセル中の撮像領域を通過する粒子の静止画像を粒子撮像系により撮像する撮像部を備えた液体試料中の粒子画像解析装置であって、前記フローセル中を流れる液体サンプルの分析開始から最初の数秒間の測定により得られた液体サンプル中の粒子の粒度分布を求め、その粒度分布により、前記粒子撮像系の撮像条件を選択し、画像を選択的に取得する機能を備えたことを特徴とする液体試料中の粒子画像解析装置。
2. 請求項１記載の液体試料中の粒子画像解析装置において、最初の数秒の測定時間を設定することを特徴とする液体試料中の粒子画像解析装置。
3. 請求項１記載の液体試料中の粒子画像解析装置において、粒度分布を健常人の分布と比較することにより、撮影条件を決定する機能を備えたことを特徴とする液体試料中の粒子画像解析装置。

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