JP5423671B2 - 血液凝集能計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液凝集能計測装置に関する。

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する。また、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）。

ところで、流動性が低い血液では、血球が滞留して集塊状に結合していく凝集が発生しやすい。このような現象を評価する方法としては、例えば、白血球だけを分別した血流画像から、滞留する白血球の数量及び面積を算出する方法（例えば、特許文献２参照）や、赤血球だけを分別した血流画像から、赤血球の凝集率を算出する方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。

また、上記特許文献２、３に記載の方法では血液中の白血球又は赤血球だけを分別しているが、例えば、特定の血球を分別することなく、輝度比やそのばらつき等により血流画像から血球種を判別して数量を算出する方法も提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。

特許第２６８５５４４号公報 特開２００１−２６４３１８号公報 特開２００６−７１４７５号公報 特開平１０−４８１２０号公報 特開平１０−９０１６３号公報

しかしながら、上記特許文献２、３に記載の方法では、特定の血球種の凝集能（凝集しやすさ）だけしか定量化できず、更に、この特定の血球種を分別するために定量値の算出に時間を要していた。また、上記特許文献４、５に記載の方法では、そもそも凝集している血球を判別の対象としておらず、凝集能の定量化は勿論、凝集している血球種の判別もできなかった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、短時間で各血球種の凝集能を定量化できる血液凝集能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、一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
を備え、
前記凝集能算出手段は、前記血球滞留部の面積に対して、前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出するか、又は、前記血球滞留部に含まれる全血球種の個数に対して前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
を備え、
前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、
前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において先に滞留した血球種から順に、高順位として凝集順位を判別することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
を備え、
前記凝集能算出手段は、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、
前記凝集順位判別手段は、前記血球滞留部において血流の上流側にある血球種から順に、高順位として凝集順位を判別することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
を備え、
前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、
前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において最も先に滞留した血球種を後に滞留した血球種よりも高順位として凝集順位を判別することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の血液凝集能計測装置であって、
前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段を備え、
前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、
前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において最も先に滞留した血球種を後に滞留した血球種よりも高順位として凝集順位を判別することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、血球滞留部の面積に対して、前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出するか、又は、前記血球滞留部に含まれる全血球種の個数に対して前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出するので、血球種の大きさが異なる場合においても凝集能の定量化に対して精度向上をはかることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記凝集能算出手段は所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、血球滞留部において先に滞留した血球種から順に、高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した凝集能としての各血球種の位置を容易に順位付けして、異常度合いの強い血球種を一層容易に判別することができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記凝集能算出手段は、少なくとも血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、凝集順位判別手段は、血球滞留部において血流の上流側にある血球種から順に、高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した凝集能としての各血球種の位置を順位付けして、異常度合いの強い血球種を容易に判別することができる。

請求項４、５に記載の発明によれば、前記凝集能算出手段は所定の時間間隔毎に、少なくとも血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、血球滞留部において最も先に滞留した血球種を後に滞留した血球種よりも高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した各血球種の凝集能を順位付けして、異常度合いの強い血球種を容易に判別することができる。

血液凝集能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。 凝集能計測のフロー図である。 血流画像の一例を示す図である。 血球滞留部検出のフロー図である。 （ａ）ゲート出口領域の領域画像抽出工程における処理画像図であり、（ｂ）エッジ抽出工程における処理画像図であり、（ｃ）モノクロ・二値化工程における処理画像図であり、（ｄ）ノイズ処理工程における処理画像図であり、（ｅ）モルフォロジー処理工程における処理画像図であり、（ｆ）血球滞留部判定工程における処理画像図であり、（ｇ）血球種判別工程における処理画像図である。 （ａ）赤血球と血小板とが凝集している画像情報の一例を示す図であり、（ｂ）同図における赤血球と血小板との面積割合を示すグラフである。 （ａ）孔部における血球滞留部の成長の一例を示す図であり、（ｂ）時間が経過したときの同図の状態を示す図であり、（ｃ）更に時間が経過したときの状態を示す図である。 （ａ）血球滞留部の変化の一例を示す画像情報図であり、（ｂ）時間が経過したときの同図の状態を示す図であり、（ｃ）更に時間が経過したときの状態を示す図であり、（ｄ）（ａ）〜（ｃ）における凝集能としての面積割合を示すグラフである。 （ａ）血球滞留部の変化の別例を示す画像情報図であり、時間が経過したときの同図の状態を示す図であり、（ｃ）更に時間が経過したときの状態を示す図であり、（ｄ）（ａ）〜（ｃ）における凝集能としての面積割合を示すグラフである。 （ａ）凝集能としての各血球種の個数の経時変化の一例を示すグラフであり、（ｂ）別例を示すグラフである。 （ａ）凝集能としての赤血球の面積の経時変化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り、（ｄ）第３の別例を示す図であり、（ｅ）第４の別例を示す図である。

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凝集能計測装置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、血液凝集能計測装置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凝集能を計測するものである。ここで、凝集能とは、血液の凝集しやすさを表す後述の定量値をいい、凝集とは、血球が滞留して集塊状に結合している状態をいう。この血液凝集能計測装置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、血液の血球種の凝集能の算出や血球種の凝集順位を判別する判定部５とを備えている。

また、血液凝集能計測装置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，及び判定部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、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Ｒ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Ｒ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、孔部２５を通過する血液の流れをガラス平板２４を介して撮影する。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）。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及び判定部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から入力された血流画像を処理することにより、血流中の血球滞留部に含まれる血球種を判別して、画像情報として判定部５へ出力する。ここで、血球滞留部とは、滞留している少なくとも１つの血球を含むものである。また、本願発明においては、血球種とは、血球の種類としての赤血球Ｒ、白血球Ｗ、及び血小板Ｔのいずれかを指し、血球とは、当該血球種のいずれかの固形成分を指すものとする。なお、画像処理部４による血球種の判別は、各ゲート２５ａにおける領域Ａ〜Ｃのうちの少なくとも１つの領域に対して行われればよい。

判定部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、各血球種の凝集能を算出する凝集能算出手段５１、及び血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段５２を備えており、画像処理部４と電気的に接続されている。この判定部５は、画像処理部４が出力した画像情報から各血球種の凝集能を算出するとともに、血球種の凝集能を順位付けして血液の凝集順位を判別する。算出された凝集能や凝集順位の結果は、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、判定部５は、凝集能の算出や凝集順位の判別等に必要な各種データを備えている。なお、判定部５及び画像処理部４は、ＰＣ等を用いて一体に構成してもよい。

凝集能算出手段５１は、画像処理部４が出力した画像情報から、血液の凝集能として、血球滞留部に含まれる各血球種の面積、個数、及び位置を算出し、更に面積に対しては各血球種毎の占める割合を算出し、個数に対しては全血球種の個数に対する各血球種毎の占める割合も算出する。ここで、位置とは、孔部２５における水平面内の座標である。また、凝集能算出手段５１は、所定の時間間隔毎に凝集能の算出を行うようになっており、この時間間隔は任意に設定できるようになっている。なお、凝集能算出手段５１は、凝集能として前記の全てを算出しなくとも、血球滞留部に含まれる各血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出すればよい。更に全ての血球種についてこれらの算出を行わなくても、少なくとも１種類の血球種について行うようにしてもよい。

凝集順位判別手段５２は、凝集能算出手段５１が算出した凝集能に基づいて、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する。具体的な順位の判別方法については後述する。

続いて、血液の凝集能を計測する際の血液凝集能計測装置１の動作について説明する。なお、ここでの凝集能の計測とは、凝集能としての定量値を算出することは勿論、血球種の凝集順位を判別することまでを含めるものとする。

まず、図４に示すように、孔部２５中の血流が撮影される（ステップＳ１）。ここで、図４は凝集能計測のフロー図である。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中の血流が動画撮影される。この撮影により、図５に示すような血流画像が得られる。

次いで、画像処理部４により血流画像が処理され、血流中の血球滞留部が検出される（ステップＳ２）。このステップは、図６及び図７（ａ）〜（ｇ）に示す各ステップ及び処理画像を経て行われる。ここで、図６は血球滞留部検出のフロー図であり、図７（ａ）〜（ｇ）は血球滞留部検出の各ステップにおける出口領域Ｃの処理画像の一例を示す図である。

ここでは、まず、血流画像の全体から、処理を行う領域Ａ〜Ｃのいずれかの全領域の画像が抽出される（ステップＳ２１）。なお、以下では、全出口領域Ｃの画像が抽出されたものとして説明する。

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、血球滞留部のエッジが抽出される（ステップＳ２２）。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Ｓ２３）。

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Ｓ２４）。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Ｓ２５）。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Ｓ２６）。なお、図７（ｆ）では、分かり易さのために、白色部分毎にハッチングを変えている。

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Ｓ２７）。赤血球Ｒ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Ｒとして判別する。白血球Ｗ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Ｗとして判別できる。血小板Ｔ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Ｔ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。

これら判別方法により少なくとも１種の血球種を判別した上で、その判別した血球種の位置を以下の方法により算出する。血球滞留部において判別を行った血球種のエッジ部分を抽出し、そのエッジのうち血流方向Ｘの最も上流側にあるエッジをその血球種の位置として算出を行う。

この血球種判別ステップＳ２７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、個数、及び位置の画像情報が、画像処理部４から判定部５へ出力される。この出力がなされると、血球滞留部検出ステップＳ２が終了する。

血球滞留部検出ステップＳ２が終了すると、図４に示すように、全ての血流画像について血球滞留部が検出されたか否かが判定され、血球滞留部が未検出の血流画像に対して血球滞留部検出ステップＳ２が順次行われる。この全ての血流画像とは、撮影ステップＳ１でＴＶカメラ３に撮影された血流動画から所定の時間間隔毎に抽出された画像の全てである。

全ての血流画像について血流中の血球滞留部が検出されると、判定部５の凝集能算出手段５１により血液の凝集能が算出される（ステップＳ３）。このステップでは、血球滞留部検出ステップＳ２で得られた、例えば図８（ａ）に示すような画像情報に基づいて、凝集能が算出される。ここで、図８（ａ）は赤血球Ｒと血小板Ｔとが凝集している画像情報の一例を示す図であり、（ｂ）は同図における赤血球Ｒと血小板Ｔとの面積割合を示すグラフである。この図８（ａ）のような画像情報から、赤血球Ｒ及び血小板Ｔの面積、個数、又は位置を凝集能として算出することができる。また、この画像情報から、図８（ｂ）に示す赤血球Ｒ及び血小板Ｔの面積割合を求めて凝集能としてもよいし、同様に全血球種の個数に対する個数割合を求めて凝集能としてもよい。各血球種の大きさの異なる場合においても凝集能の定量化に対して精度向上をはかることができる。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。

また、この凝集能算出ステップＳ３では、血流動画から所定の時間間隔毎に抽出された全ての血流画像の画像情報に基づいて凝集能が算出される。つまり、凝集能算出ステップＳ３では、所定の時間間隔毎に凝集能の算出が行われる。

凝集能の算出が完了すると、図４に示すように、判定部５の凝集順位判別手段５２により血球種の凝集順位が判別される（ステップＳ４）。このステップでは、凝集能算出手段５１が算出した凝集能に基づいて、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するとともに、この凝集順位が高順位であるほど異常度合いの強い血球種であるとして順位付けを行う。

この凝集順位判別ステップＳ４では、算出された凝集能が各血球種の面積又は個数、或いは面積割合又は個数割合である場合には、当該凝集能が大きい血球種から高順位、つまり異常度合いが高いものとして凝集順位を判別する。

また、算出された凝集能が各血球種の位置である場合には、血球滞留部において先に滞留した血球種から高順位として凝集順位を判別する。このとき、当該位置の経時変化が確認できる場合には、先に滞留した血球種を特定して極めて容易に凝集順位を判別できる。そうでない場合、つまりある時点だけでの各血球種の位置しか算出されていない場合には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、血球滞留部の成長する方向が、当該血球滞留部の発生した領域によって異なることを利用して判別を行う。ここで、図９（ａ）〜（ｃ）は、孔部２５における血球滞留部の成長を示す図であり、（ａ）から（ｃ）へ順に時間が経過した状態を示している。この図に示すように、出口領域Ｃ内で発生する血球滞留部は、時間の経過とともに血流方向Ｘの下流側へ成長していき、内部領域Ｂ及び入口領域Ａ内で発生する血球滞留部は、血流方向Ｘの上流側へ成長していく。したがって、血球滞留部の位置がゲート２５ａの出口領域Ｃ内であるときには、当該血球滞留部において血流方向Ｘの上流側にある血球種から高順位とし、当該位置がゲート２５ａの内部領域Ｂ又は入口領域Ａ内であるときには、血球滞留部において血流方向Ｘの下流側にある血球種から高順位として、凝集順位を判別する。なお、ゲート２５ａが形成されていないフィルタ２を用いる場合には、血球滞留部において血流の上流側にある血球種から高順位として凝集順位を判別すればよい。

また、算出された凝集能が上記のいずれであっても、経時変化を確認して凝集順位を判別することが好ましい。これは、例えば図１０（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、ある時間における凝集能が同じであっても、その経時変化の異なる場合があり得るためである。ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）はこの順に時間が経過したときの血球滞留部の変化の一例を示す画像情報図であり、（ｄ）は同３図における面積割合の経時変化を示すグラフであり、図１１（ａ）〜（ｃ）はこの順に時間が経過したときの血球滞留部の変化の別例を示す画像情報図であり、（ｄ）は同３図における面積割合の経時変化を示すグラフである。

図１０（ｄ）及び図１１（ｄ）に示すように、経過時間３０秒における図１０（ｃ）と図１１（ｃ）との血球滞留部では、赤血球Ｒと血小板Ｔとの面積割合が同じである。ところが、経過時間を遡ると、図１０（ｄ）では赤血球Ｒと血小板Ｔとの面積割合が経過時間によらず一定であるのに対し、図１１（ｄ）では血小板Ｔの面積割合が時間の経過に従って大きくなっている。この場合、図１０の血球滞留部については面積割合の大きい赤血球Ｒを高順位とし、図１１の血球滞留部については起点となった血小板Ｔを高順位とするべきである。このように、ある時間における凝集能が同じであっても、その経時変化の異なる場合があり得るため、当該経時変化を確認して凝集順位を判別することが好ましい。

このように、凝集能の経時変化が確認できる場合には、凝集能算出手段５１から例えば図１２（ａ）、（ｂ）に示すような凝集能の経時変化を得ることにより、先に滞留した血球種から高順位として凝集順位を判別する。ここで、図１２（ａ）は凝集能としての各血球種の個数の経時変化の一例を示すグラフであり、（ｂ）は別例を示すグラフである。この場合、図１２（ａ）では血小板Ｔが最も早く血球滞留部を形成している、つまり最も先に滞留しているので当該血小板Ｔが最高順位となり、続いて赤血球Ｒ、白血球Ｗの順となる。また、図１２（ｂ）では、血小板Ｔと赤血球Ｒとが同順位となり、白血球Ｗが続く順となる。なお、この順位判別では、凝集能が個数でなくとも、面積、面積割合及び個数割合のいずれかであってもよい。

この凝集能の経時変化による凝集順位の判別によって、例えば赤血球Ｒが最高順位となった場合には赤血球Ｒ異常と判断できる。但し、血小板Ｔが最高順位となった場合においては、血小板Ｔ異常の可能性も勿論あるが、その可能性が低い患者の血液であれば、採血時のショックで血小板が活性化されてしまった可能性もある。当該凝集順位の判別は、このようなときに、例えばショックを与えないよう再採血を行うといった判断の材料にもなり得る。

更に、凝集能の経時変化が確認できる場合には、その変化傾向をみることで各血球種の異常度合いを判定することができる。以下に、この判定について、図１３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。ここで、図１３（ａ）〜（ｄ）は、経時変化する凝集能としての赤血球Ｒの面積について、それぞれ異なる例を示す図である。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間経過とともに直線的に面積が増加する二者を比較する場合、この面積の経時変化の傾きを定量化して、当該傾きの大きい図１３（ｂ）に示す赤血球Ｒの方が異常度合いが強いと判定できる。このような傾きとして標準的な値を設定すれば、この値との比較により標準的な異常度合いの判定が可能になる。また、図１３（ｃ）に示すように、時間経過とともに加速度的に面積が増加する赤血球Ｒは、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように面積が直線的に増加する赤血球Ｒよりも異常度合いが強いと判定することができる。同様傾向の面積となる赤血球Ｒと比較するときには、増加幅の大きい方が異常度合いが強いと判定することが可能である。このような判定は、特に血小板Ｔのように、そもそも凝集しやすい血球に対して有効である。

また、図１３（ｄ）に示すように、ある値まで増加した後は変化が見られなくなる場合がある。このような場合、同様の傾向かつ増加時の傾きが同程度の赤血球Ｒと比較するときは、一定となった値が大きい方を異常度合いの強い赤血球Ｒとすればよいし、同様の傾向かつ当該一定値が同程度の赤血球Ｒと比較するときは、増加時の傾きが大きい方を異常度合いの強い赤血球Ｒとすればよい。また、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すような、面積が増加を続ける赤血球Ｒと比較するときには、変化する値の範囲に両者間で明らかな差がある場合を除き、更に経時変化を確認するのがよい。例えば、図１３（ｃ）と（ｄ）との赤血球Ｒの異常度合いを比較する場合、図１３（ｃ）の面積の経時変化を更に確認し、その結果、この面積が更に増加して図１３（ｄ）の一定値を超えるときには図１３（ｃ）の赤血球Ｒの方が異常度合いが強いとすればよいし、増加がある時点で止まるときには上記した同様傾向の赤血球Ｒとの比較方法を用いればよい。

また、図１３（ｅ）に示すように、面積の変化に一定の傾向が見られない場合もある。このような場合として、血液異常により赤血球Ｒが凝集と離脱とを繰り返す現象が挙げられる。この場合には、血液異常により生じる面積の変化パターンを予め設定しておき、この変化パターンとの一致を確認することで血液が異常か否かを判断することができる。なお、上記した凝集能の変化傾向による各血球種の判定では、凝集能が面積でなくとも、個数、面積割合及び個数割合のいずれかであってもよい。

以上のように、本実施の形態における血液凝集能計測装置１によれば、血液の流れを撮影するＴＶカメラ３と、血球滞留部に含まれる血球種を判別する画像処理部４と、血液の凝集能として、血球滞留部に含まれる各血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段５１とを備えるので、特定の血球を分別することなく各血球種の凝集能を定量化することができる。したがって、短時間で各血球種の凝集能を定量化することができる。

また、凝集能算出手段５１は、凝集能として少なくとも血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、凝集順位判別手段５２は、血球滞留部において血流方向Ｘの上流側にある血球種から高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した凝集能としての各血球種を順位付けして、異常度合いの強い血球種を容易に判別することができる。

また、凝集能算出手段５１は所定の時間間隔毎に、凝集能として少なくとも血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、凝集順位判別手段５２は、凝集能の経時変化から、血球滞留部において先に滞留した血球種から高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した各血球種の凝集能を順位付けして、異常度合いの強い血球種を容易に判別することができる。

また、凝集能算出手段５１は所定の時間間隔毎に、凝集能として少なくとも血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、凝集順位判別手段５２は、凝集能の経時変化から、血球滞留部において先に滞留した血球種から高順位として、血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別するので、定量化した凝集能としての各血球種の位置を容易に順位付けして、異常度合いの強い血球種を一層容易に判別することができる。

なお、本実施の形態においては、血球滞留部についての説明を分かり易くするために、その殆どにおいて赤血球Ｒ及び血小板Ｔだけを例示して説明しているが、ここに白血球Ｗを加えてもよいのは勿論である。

また、血液が流れるフィルタ２の孔部２５は、ゲート２５ａを備えなくともよく、血液が略一定の方向へ流れていればよい。

また、その他の点についても、本発明は上記実施の形態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。

１ 血液凝集能計測装置
３ ＴＶカメラ（撮影手段）
４ 画像処理部（血球種判別手段）
５１ 凝集能算出手段
５２ 凝集順位判別手段
Ｘ 血流方向

Claims (5)

1. 一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
   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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
   前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
   を備え、
   前記凝集能算出手段は、前記血球滞留部の面積に対して、前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出するか、又は、前記血球滞留部に含まれる全血球種の個数に対して前記少なくとも１種の血球種の占める割合を算出することを特徴とする血液凝集能計測装置。
2. 一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
   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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
   前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
   前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
   を備え、
   前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、
   前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において先に滞留した血球種から順に、高順位として凝集順位を判別することを特徴とする血液凝集能計測装置。
3. 一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
   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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
   前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
   前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
   を備え、
   前記凝集能算出手段は、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の位置を算出し、
   前記凝集順位判別手段は、前記血球滞留部において血流の上流側にある血球種から順に、高順位として凝集順位を判別することを特徴とする血液凝集能計測装置。
4. 一定の方向へ流れる血液の凝集能を計測する血液凝集能計測装置であって、
   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、血球が滞留している血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種を判別する血球種判別手段と、
   前記血球種判別手段による判別結果に基づいて前記撮影手段による血流画像から、前記血球滞留部に含まれる少なくとも１種の血球種の面積、個数、及び位置の少なくとも１つを算出する凝集能算出手段と、
   前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段と、
   を備え、
   前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、
   前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において最も先に滞留した血球種を後に滞留した血球種よりも高順位として凝集順位を判別することを特徴とする血液凝集能計測装置。
5. 前記血球滞留部に含まれる血球種の凝集順位を判別する凝集順位判別手段を備え、
   前記凝集能算出手段は、所定の時間間隔毎に、少なくとも前記血球滞留部に含まれる各血球種の面積又は個数を算出し、
   前記凝集順位判別手段は、凝集能の経時変化から、前記血球滞留部において最も先に滞留した血球種を後に滞留した血球種よりも高順位として凝集順位を判別することを特徴とする請求項１に記載の血液凝集能計測装置。