JP5432499B2 - 検体処理システムおよび血球画像分類装置 - Google Patents
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Description
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、血球画像を分類して得られた血球の種類ごとの計数結果が正しいことを、信頼性の高い基準値に基づいて確認することが可能な、検体処理システムおよび血球画像分類装置を提供することにある。
前記読出手段は、前記選択条件に合致する第1計数結果または第2計数結果を読み出すことが好ましい。
本実施の形態は、染色された血液塗抹標本を顕微鏡により拡大して撮像し、得られた血球画像を分類および計数し、その計数結果の精度管理画面を表示する検体分析システムである。
図1は、本実施の形態に係る検体分析システムの全体構成を示す概略平面図である。図1に示すように、検体分析システム1は、検体投入装置2と、検体搬送装置3と、検体収容装置4と、血球分析装置5と、塗抹標本作製装置6と、血球画像分類装置7と、システム制御装置8とを備えている。また、本実施の形態に係る検体分析システム1は、通信ネットワークを介してホストコンピュータ9と通信可能に接続されている。
検体投入装置2は、2つの検体送出ユニット21a,21bと、当該2つの検体送出ユニット21a,21bの間に配置されたバーコード読取ユニット22とを備えている。当該検体投入装置2の検体送出ユニット21a,21bは、複数の検体容器を収納したサンプルラックを載置することができるように構成されている。検体送出ユニット21aに載置されたサンプルラックは、順番にバーコード読取ユニット22へ送出され、このバーコード読取ユニット22によりサンプルラックに貼布されたバーコードラベルのバーコードからラックIDが読み取られ、検体容器に貼付されたバーコードラベルのバーコードから検体IDが読み取られ、ラックID及び検体IDがシステム制御装置8に送信される。また、バーコードの読み取りが終了したサンプルラックは、検体送出ユニット21bに搬送され、検体送出ユニット21bから検体搬送装置3へ送出されるように構成されている。
次に、検体搬送装置3の構成について説明する。図1に示すように、検体分析システム1は、4つの検体搬送装置3を備えている。血球分析装置5,5、塗抹標本作製装置6、及び血球画像分類装置7の前方には、各別に検体搬送装置3,3,3,3が配置されている。隣り合う検体搬送装置3,3は接続されており、サンプルラックを受渡しすることが可能である。また、最も右側の検体搬送装置3は、上述した検体投入装置2に接続されており、検体投入装置2から搬出されたサンプルラックを導入することが可能となっている。最も左側の検体搬送装置3は、検体収容装置4に接続されており、検体収容装置4へサンプルラックを搬出することが可能となっている。
検体収容装置4は、分析又は塗抹標本作製を終了したサンプルラックを検体搬送装置3から受け取り、収容する。その構成は、検体送出ユニット21a,21bと同様であるので、説明を省略する。
血球分析装置5は、光学式フローサイトメトリー方式の多項目血球分析装置であり、血液検体に含まれる血球に関して側方散乱光強度、蛍光強度等を取得し、これらに基づいて検体中に含まれる血球を分類し、且つ、種類毎に血球数を計数し、このように分類された血球が種類毎に色分けされたスキャッタグラムを作成し、これを表示する。かかる血球分析装置5は、血液検体を測定する測定ユニット51と、測定ユニット51から出力された測定データを処理し、血液検体の分析結果を表示する情報処理ユニット52とを備えている。
することが可能である。
塗抹標本作製装置6は、血液検体を吸引し、スライドガラス上に滴下して、その血液検体をスライドガラス上で薄く引き延ばし、乾燥させた上で、当該スライドガラスに染色液を供給してスライドガラス上の血液を染色することにより、塗抹標本を作製する。
図5は、本実施の形態に係る血球画像分類装置の構成を示すブロック図である。なお、図5は装置の構成を模式的に示すものであり、分かり易くするためにセンサ及びスライドカセット等の配置が実際とは若干異なっている。例えば、図5では、WBC検出用のセンサとオートフォーカス用のセンサとが上下に配置されているが、実際には後出する図6に示されるように、両センサは略同一平面内に配置されている。
図6は、顕微鏡ユニット71の一部を示す斜視図である。顕微鏡ユニット71は、XYステージ711上に載置されたスライドガラス7aにうすく引き伸ばされて塗布された血液の像を拡大する顕微鏡のレンズ系の一部を構成する対物レンズ712を備えている。標本(上面に血液が塗抹されたスライドガラス7a)を保持する前記XYステージ711は、XYステージ駆動回路713(図5参照)により駆動制御される駆動部(図示せず)により前後左右(X方向及びY方向)に移動自在とされる。また、前記対物レンズ712は、対物レンズ駆動回路714により駆動制御される駆動部(図示せず)により上下(Z方向)に移動自在とされている。
次に、画像処理ユニット73の構成について説明する。図7は、画像処理ユニット73の構成を示すブロック図である。画像処理ユニット73は、コンピュータ73aによって実現される。図7に示すように、コンピュータ73aは、本体731と、画像表示部732と、入力部733とを備えている。本体731は、CPU731a、ROM731b、RAM731c、ハードディスク731d、読出装置731e、入出力インタフェース731f、通信インタフェース731g、及び画像出力インタフェース731jを備えており、CPU731a、ROM731b、RAM731c、ハードディスク731d、読出装置731e、入出力インタフェース731f、通信インタフェース731g、通信インタフェース731h、通信インタフェース731i、及び画像出力インタフェース731jは、バス731kによって接続されている。
また、ハードディスク731dには、叙述する警告出力処理において、警告を出力するか否かを判断するために用いられる数値範囲データを記憶する警告出力範囲テーブルWTが設けられている。
また、ハードディスク731dには、後述する精度管理において変動率を計算するために用いられる検体を選択するための選択条件を記憶する選択条件テーブルQCTが設けられている。
血球画像表示ユニット75は、コンピュータにより構成されている。また、かかる血球画像表示ユニット75は、画像処理ユニット73とLANを介して接続されており、画像処理ユニット73のハードディスク731dに設けられた血球画像フォルダ735内の血球画像を読み出し、表示することが可能である。
システム制御装置8は、コンピュータにより構成されており、検体分析システム1の全体を制御する。このシステム制御装置8は、検体投入装置2から検体ID、及びラックIDを受け付け、検体IDをキーにしてホストコンピュータ9から測定オーダを取得する。また、システム制御装置8は、測定オーダを検体搬送装置3へ送信する。
ホストコンピュータ9は、コンピュータにより構成されており、CPU、ROM、RAM、ハードディスク、通信インタフェース等を備えている。通信インタフェースは、上述したLANに接続されており、システム制御装置8、血球分析装置5の情報処理ユニット52、血球画像分類装置7の画像処理ユニット73、検体投入装置2、検体搬送装置3、及び検体収容装置4と通信することが可能である。また、ハードディスクには、測定オーダが格納されている。他の装置から検体IDを含む測定オーダの要求データを受信したときには、この検体IDに対応する測定データをハードディスクから読み出し、要求元の装置へ送信するように構成されている。その他、ホストコンピュータ9の構成は、上述した他のコンピュータの構成と同様であるので、その説明を省略する。
ユーザは、検体容器を収容したサンプルラックを検体送出ユニット21aに載置し、検体送出ユニット21aの操作パネル(図示せず)を操作して、検体分析システム1に分析開始の指示を与える。検体送出ユニット21aの制御部は、かかる分析開始の指示を受け付け、これによりサンプルラックの移送を開始する。検体送出ユニット21aに載置されたサンプルラックは、検体送出ユニット21a上を後方へ移送され、その後、サンプルラックは左方向へと移送され、バーコード読取ユニット22へと受け渡される。
次に、システム制御装置8の動作について説明する。システム制御装置は、検体投入装置2から受信した検体IDにより、その検体(血液検体)に対する測定オーダを取得する。ここで、測定オーダとは、血液検体に対して分析を行うべき分析項目の指示を示すデータであり、検体ID、患者ID及び患者氏名等の検体の属性情報と、分析項目の情報とが含まれる。
後述するように、検体搬送装置3は、システム制御装置8へラックIDを送信して、このラックIDに対応する測定オーダを要求する。システム制御装置8は、かかる要求に応じて、検体搬送装置3へ測定オーダを送信する。
ここでは、血球分析装置5の前方に配置された検体搬送装置3の動作について説明する。サンプルラックが搬送上流側からラックスライダ32へ搬入されるときには、図示しないセンサによってサンプルラックの到着が検出される。サンプルラックの到着が検出された場合に、サンプルラックのラックバーコードからラックIDが図示しないバーコードリーダによって読み取られる。検体搬送装置3の制御部は、ラックIDを含む測定オーダ要求データをシステム制御装置8へと送信する。これによって、上述したようにシステム制御装置8から測定オーダが送信され、検体搬送装置3がこの測定オーダを受信する。検体搬送装置3の測定ライン31a上には図示しない検体バーコードリーダが設けられており、サンプルラックに収容される検体容器の検体バーコードが順次読み取られる。検体搬送装置3の制御部は、読み取った検体IDに対応する測定オーダを含む吸引指示データを血球分析装置5へ送信する。
次に、血球分析装置5の動作について説明する。図12は、血球分析装置5の情報処理ユニット52の動作の流れを示すフローチャートである。検体搬送装置3から送信された吸引指示データは、測定ユニット51の制御部515を介して情報処理ユニット52の通信インタフェース521gにより受信される(ステップS201)。情報処理ユニット52のCPU521aにより実行される分析プログラム524aはイベントドリブン型のプログラムであり、CPU521aにおいては、吸引指示データを受信するイベントが発生すると、ステップS202の処理が呼び出される。
ホストコンピュータ9は、上記の分析結果データを受信した後、その分析結果データに特定の異常が含まれている場合には、当該検体を塗抹標本検査の対象として決定し、異常の種類又は程度に応じて塗抹標本検査における白血球のカウント数Nを決定する。このようにして塗抹標本検査の対象と決定された検体に対しては、患者情報、血球分析装置5による分析結果(検出された異常フラグを含む)、及び前記カウント数Nを含む塗抹標本検査の測定オーダが新たに生成され、ホストコンピュータ9のハードディスクに記憶される。その後、上述したようにシステム制御装置8により当該検体の測定オーダの問い合わせが行われた場合には、塗抹標本検査の測定オーダがシステム制御装置8へと送信され、また上述したように塗抹標本作製装置6の前方に配置された検体搬送装置3の問い合わせに応じて、当該検体搬送装置3に前記測定オーダが与えられることとなる。
最も搬送下流側の検体搬送装置3から送出されたサンプルラックは、検体収容装置4に導入される。検体収容装置4は、かかるサンプルラックをラック載置部上で搬送し、収容する。
次に、本実施の形態に係る血球画像分類装置7の動作について説明する。
まず、血球画像表示装置7が血球を撮像し、血球画像を記憶する血球画像の登録動作について説明する。図13は、血球画像の登録動作における顕微鏡ユニット71の動作手順を示すフローチャートであり、図14A及び図14Bは、血球画像の登録動作における画像処理ユニット73の動作手順を示すフローチャートである。顕微鏡ユニット71は、血液塗抹標本作製装置6からスライドガラス7aを受け付けると、これを図示しないセンサによって検出する(ステップS301)。制御部726により実行される制御プログラムはイベントドリブン型のプログラムであり、顕微鏡ユニット71の制御部726においては、血液塗抹標本作製装置6からスライドガラス7aを受け付けるイベントが発生すると、ステップS302の処理が呼び出される。
サ721aは、合焦位置(焦点が合っている位置)よりも前側(光路上対物レンズに近づく側)に配置されており、他方のラインセンサ721bは合焦位置よりも後側(光路上対物レンズから離れる側)に配置されている。そして、かかる2つのラインセンサの出力信号の差分積分値に基づいて、対物レンズの焦点がスライドガラス上の検体に合うように、対物レンズの位置が調節される。
込み及び送信を指示し、これにより、ステップS307で検出された白血球の画像が取り込まれ(ステップS309)、かかる血球画像が画像処理ユニット73へ送信される(ステップS310)。その後、制御部726は、要求された白血球のカウント数に到達したか否か、即ち、j≧Nであるか否かを判定し(ステップS311)、j<Nの場合には(ステップS311においてNO)、jを1インクリメントし(ステップS312)、処理をステップS307に戻し、再度白血球の検出を実行する。一方、ステップS311においてj≧Nの場合には(ステップS311においてYES)、制御部726は、処理を終
了する。
図17Aは、血球画像の表示動作における血球画像表示ユニット75の初期動作の手順を示すフローチャートであり、図17Bは、血球画像の表示動作における画像処理ユニット73の検体情報送信動作の手順を示すフローチャートである。ユーザは、コンピュータ75aの入力部753を操作することにより、血球画像表示プログラム754aの実行を指示する。コンピュータ75aのCPU751aは、この指示を受け、血球画像表示プログラム754aを実行する。これにより、コンピュータ75aが血球画像表示ユニット75として機能する。
一方、カウント値表示領域A4には、検体データベースDB1に登録され、ステップS373において血球画像表示ユニットのCPU751aが受信した分類結果情報に含まれる、血球分析装置5による血球の計数結果が表示されている。
なお、ステップS395において用いられる警告出力範囲テーブルWTに記憶された所定の数値範囲は血球種ごとに設定されているが、例えば、Neut(好中球)であれば±20%、Eosin(好酸球)であれば±5%という数値範囲が設定可能である。
上述したように、レビュー項目設定テーブルTBLの設定内容は変更することが可能である。図20Aは、レビュー項目変更動作における血球画像表示ユニット75の設定画面表示動作の流れを示すフローチャートであり、図20Bは、レビュー項目変更動作における画像処理ユニット73のレビュー項目設定情報送信動作の流れを示すフローチャートである。血球画像表示ユニット75では、測定進捗画面が表示されている状態において、画面上部の領域に配置された設定ボタン(図示せず)をマウスの左ボタンでクリック操作することにより、設定画面の表示指示を受け付けることが可能となっている。CPU751aにおいては、このような設定画面の表示指示を受け付けるイベントが発生すると(図20AのステップS401)、ステップS402の処理が呼び出される。
次に、使用者が血球画像表示ユニット75を操作することによって実行される血球画像分類装置7のシャットダウン動作について説明する。血球画像分類装置7がシャットダウンされるときには、画像処理ユニット73によって、血球画像分類装置7による計数結果が正しく得られていることを確認するための精度管理が自動的に実行される。図22Aは、シャットダウン動作における画像処理ユニット73の動作手順を示すフローチャートであり、図22Bは、シャットダウン動作における画像表示ユニット75の動作手順を示すフローチャートである。
血球分析装置5は、少なくとも健常人の検体は正しく計数するように設計されており、健常人の検体の計数結果を主に用いることにより、変動率の精度を向上させることができる。
変動率=(計数結果1−計数結果2)/計数結果1 × 100%
(ここで、計数結果1は、ステップS502で選択された検体の計数結果の血球種ごとの平均値であり、計数結果2は、ステップS403で読み出された検体の計数結果(%)の血球種ごとの平均値である。なお、計数結果1および計数結果2には同一の血球種の計数結果が用いられるが、BandとSegに関しては、Neut(好中球)の計数結果の平均値により計数結果1を算出し、Bandの計数結果の平均値とSegの計数結果の平均値との和により計数結果2を算出する。)
CPU732aは、血球画像表示ユニット75からシャットダウン続行の指示があると(ステップS507においてYES)、血球画像処理ユニット73をシャットダウンするとともに、顕微鏡ユニット71にシャットダウンを指示する信号を送信する(ステップS508)。このシャットダウン指示を受けた顕微鏡ユニット71の制御部726は、顕微鏡ユニット71をシャットダウンする。一方、CPU732aは、血球画像表示ユニット75からシャットダウン中断の指示があると(ステップS507においてNO)、処理をステップS501に戻すことによってシャットダウンを中断する。
また、血球画像分類装置7のシャットダウンの際に自動的に精度管理を実行することにより、特別な操作を実行することなく精度管理を開始することが可能となる。
なお、上述した実施の形態においては、塗抹標本作製装置6によって作製された血液塗抹標本が、塗抹標本作製装置6から血球画像表示装置7へ自動的に送出される構成について述べたが、これに限定されるものではない。ユーザが手作業で血球画像表示装置7に血液塗抹標本をセットすることが可能な構成としてもよい。
また、上述した実施の形態においては、精度管理画面には変動率が表示されているが、血球分析装置5の計数結果および血球画像分類装置7の計数結果のそれぞれをグラフ上にプロットする構成としてもよい。この場合、血球分析装置5の計数結果を常に中央ライン上に表示することにより、2つの計数結果の差異を把握しやすくなる。
また、上述した実施の形態においては、血球分析装置5の複数の計数結果の平均と、血球画像分類装置7の複数の計数結果の平均とから計算されているが、複数の計数結果の中間値から計算する構成としてもよい。
また、上述した実施の形態においては、コンピュータが画像処理プログラムを実行することにより、画像処理ユニット73として機能して、検体の異常情報に基づいて表示対象の血球画像を決定する構成について述べたが、これに限定されるものではない。画像処理プログラムと同様の処理を実行することが可能なFPGA又はASIC等の専用ハードウェアにより、表示対象の血球画像の決定処理、計数結果乖離の警告処理、および精度管理処理を実行する構成としてもよい。
2 検体投入装置
3 検体搬送装置
4 検体収容装置
5 血球分析装置
51 測定ユニット
51 情報処理ユニット
6 塗抹標本作製装置
61 検体分注部
62 塗抹部
63 スライドガラス搬送部
64 染色部
65 制御部
7 血球画像分類装置
71 顕微鏡ユニット
73 画像処理ユニット
75 血球画像表示ユニット
8 システム制御装置
9 ホストコンピュータ
Claims (8)
- 血液検体を測定し、白血球を種類ごとに分類し計数する血球計数装置と、
前記血球計数装置とデータ通信可能に接続され、血液塗抹標本を撮像して得られた血球画像に基づいて、白血球を種類ごとに分類し計数する血球画像分類装置と、を備え、
前記血球画像分類装置が、
前記血球計数装置による所定の種類に分類された白血球の複数の第1計数結果を受信する受信手段と、
前記所定の種類に分類された白血球の複数の第2計数結果を血球画像に基づいて取得する計数結果取得手段と、
複数の第1計数結果および複数の第2計数結果を記憶する計数結果記憶手段と、
前記計数結果記憶手段から少なくとも1つの第1計数結果または第2計数結果を読み出すとともに、読み出された該第1計数結果または第2計数結果に対応する血液検体から取得された第2計数結果または第1計数結果を読み出す読出手段と、
第1計数結果と第2計数結果との差異を示す差異情報を取得する差異情報取得手段と、
前記差異情報を含む前記精度管理画面を出力する出力手段と、を備える検体処理システム。 - 前記差異情報取得手段は、第1計数結果および第2計数結果の差と、第1計数結果または第2計数結果と、の比に基づいて前記差異情報を取得する請求項1記載の検体処理システム。
- 前記精度管理画面は、前記差異情報を、第1計数結果と第2計数結果との差異がない場合を示す情報とともに表示する請求項1または2記載の検体処理システム。
- 前記読出手段は、複数の第1計数結果または複数の第2計数結果を読み出すとともに、読み出された複数の第1計数結果または複数の第2計数結果にそれぞれ対応する複数の血液検体から取得された複数の第2計数結果または第1計数結果を読み出し、
前記精度管理画面は、読み出された複数の第1計数結果に基づく計数結果と複数の第2計数結果に基づく計数結果とを比較可能に表示する請求項1〜3のいずれかに記載の検体処理システム。 - 複数の第1計数結果に基づく計数結果は、複数の第1計数結果の平均値であり、複数の前記第2計数結果に基づく計数結果は、複数の前記第2計数結果の平均値である請求項4記載の検体処理システム。
- 前記血球画像分類装置の精度管理を開始する精度管理開始手段をさらに備え、
前記読出手段は、前記精度管理開始手段によって精度管理が開始されると、第1計数結果または第2計数結果を読み出すように構成されている請求項1〜5のいずれかに記載の検体処理システム。 - 前記読出手段によって読み出される第1計数結果または第2計数結果を選択するための選択条件を記憶する選択条件記憶手段をさらに備え、
前記読出手段は、前記選択条件に合致する第1計数結果または第2計数結果を読み出す請求項1〜6のいずれかに記載の検体処理システム。 - 血液検体を測定し、白血球を種類ごとに分類し計数する血球計数装置とデータ通信可能に接続され、血液塗抹標本を撮像して得られた血球画像に基づいて、白血球を種類ごとに分類し計数する血球画像分類装置であって、
前記血球計数装置による所定の種類に分類された白血球の複数の第1計数結果を受信する受信手段と、
前記所定の種類に分類された白血球の複数の第2計数結果を血球画像に基づいて取得する計数結果取得手段と、
複数の第1計数結果および複数の第2計数結果を記憶する計数結果記憶手段と、
前記計数結果記憶手段から少なくとも1つの第1計数結果または第2計数結果を読み出すとともに、読み出された該第1計数結果または第2計数結果に対応する血液検体から取得された第2計数結果または第1計数結果を読み出す読出手段と、
第1計数結果と第2計数結果との差異を示す差異情報を取得する差異情報取得手段と、
前記差異情報を含む前記精度管理画面を出力する出力手段と、を備える血球画像分類装置。
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