JPH0368867A - 赤血球変形能測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、赤血球の変形能を測定する方法及び装置に関
する。

［従来の技術］ 赤血球は、おわん型に変形することで、自分の直径より
も小さい毛細血管の中を通過することが知られている。

また赤血球か流れる際に、その面を流れの垂直方向にす
ることができるのは、赤血球か変形する能力を有してい
るからである。しかし、なんらかの疾患がある場合、そ
の変形能力が低下すると推測される。従って、赤血球の
変形能を測定することによって疾患かあるか否か判断す
ることかできる。

従来、赤血球の変形能の測定方法としては、多孔性膜な
単位時間内に通過する赤血球星、または一定量の赤血球
が多孔性膜を通過するのに要する０間を測定し、これを
赤血球変形能の指標とするフィルタ濾過法や、粘性流体
に流れにより生じるすり応力により、赤血球が楕円状に
変形し、流れの方向に配向するようすをフラッシュ写真
に撮るしオスコープ法や、レーザ光の解析パターンによ
り推測するエクサイトメータ法かある。

［発明が解決しようとする課′ｘＪ］ しかし、フィルタ濾過法では、赤血球の変形を直接に視
覚化して捕えることができない上に、膜の目づまり等に
よって正確に測定することができないという問題点かあ
った。また、しオスコープ法では、フラッシュ写真から
変形度を読むのて、その変形度を読む作業をいちいち手
作業で行なわなければならず、またエクサイトメータ法
ては個々の赤血球についての情報が得られないという問
題点かあった。さらに、レオスコープ法やエクサイトメ
ータ法では、ずつ応力は粘性流体の粘性係数に比例する
ので、赤血球を例えば２０％ＤｅｘｔｒａｎＴ−４０−
′：ｇ張リン酸緩衝化食塩水に浮遊させて粘度を増して
いるか、このために逆に生体内では見られないような高
ずり応力を各赤血球に作用させた結果となるという問題
点もあった。

本発明は、上記の問題点を解決した赤血球の変形能測定
方法及び装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための、赤血球変形能測定方法は
、赤血球を偏平流にし、赤血球にずり応力を作用させつ
つ、その平らな面を赤血球の流れの面と一致させて流す
工程と、流れの面の静止画像を得る工程と、静止画像か
ら赤血球の領域を検出する工程と、検出された赤血球像
それぞれに対しその変形度を求める工程とを、具備する
ものである。

変形度を求める工程は、検出された赤血球像の（長径−
短径）／（（長径＋短径）／２）比または長径と短径の
比を求める工程を含むことか望ましい、ざら（、この変
形度を求める工程は、検出された赤血球像の重心を通る
慣性の主軸を求め、その主軸のうち赤血球の流れの方向
と所定角度内のものを長軸とし、他方のものを短軸とし
、検出された赤血球像の領域の長軸、短軸に沿った長さ
をそれぞれ長径、短径として求める工程を含むこが望ま
しい。

また、この赤血球変形能測定方法は、求められた各赤血
球の変形度を集計し、変形度と度数とを２軸とするヒス
トグラムを作成する工程を有することか望ましい。

さらに、赤血球の領域を検出する工程は、静止画像の各
画素の濃度勾配値及び勾配方向を求める工程と、各濃度
勾配値に対してしきい値を設定し、赤血球像の辺縁な検
出する工程と、検出された辺縁を細める工程と、細めら
れた辺縁の不連続部分を連結する工程と、連結された辺
縁な滑らかにする工程とを、含むことか望ましい。

また、本発明による赤血球変形能測定装置は、矩形通路
の一端にこれから徐々に径が拡大する拡大通路を有する
フローセルと、このフローセルの拡大通路内に先端が矩
形通路側を臨む状態に配置されたサンプルノズルと、こ
のサンプルノズルの基端側に接続された赤血球供給手段
と、拡大通路に接続されたシース液供給手段と、矩形通
路の長辺を間に挟んで対向配置された光源及び撮像手段
と、この撮像手段に接続された画像処理手段とを、具備
し、サンプルノズルは、矩形通路の中心から矩形通路の
短辺に沿う方向にずれて赤血球を供給する。

［作用］ 本発明による赤血球変形能測定方法によれば、赤血球に
すり応力か作用しているので、赤血球は、すり応力の方
向に引き延ばされて変形する。

赤血球の変形能力が高い場合には、変形度は大きく、変
形能力が小さい場合には、変形度は小さくなる。このよ
うにして変形した赤血球を撮像して、検出し、変形度を
求める。変形度と変形能力とは相関関係かあるのて、変
形度を変形能力の指標とみることができる。

変形した赤血球は、概略楕円状となるが、多少いびつに
変形していても、その長径と短径との関係を見ることに
よって変形度を求められる。

このようにして求めた変形度のヒストグラムを作成する
ことによって、変形度の分布状態を知ることかでき、異
常の検出を良好に行なえる。

また、赤血球領域の検出では、勾配値及び勾配方向を求
めることによって辺縁を強調することかできるので、勾
配値に対してしきい値を設定することによって辺縁を検
出することかできる。また、検出された辺縁な細めるこ
とにより、複雑な判断をすることなく、辺縁の不連続部
分を連結することができ、滑らかにすることによって不
要な線や凹凸を除去し、滑らかな赤血球像を得られる。

本発明による赤血球変形能測定装置では、シース液供給
手段によりシース液かフローセルの拡大通路に供給され
、ここから矩形通路に流れる。また赤血球供給手段から
の赤血球がサンプルノズルより矩形通路に流れる。この
とき、シース液が赤血球を包むように流れ、矩形通路を
流れるシース液は矩形通路の長辺側からその中心に向っ
て大きな力を受け、短辺側から中心に向って小さな力を
受けるので、赤血球は偏平となって流れる。しかも、赤
血球には、回転モーメントが作用し、その赤血球の偏平
な面が矩形通路の長辺側を向いて流れる。また、矩形通
路の中央付近では、長辺方向の流速の変化は微小であり
、短辺方向の流速は放物線状に分布している。すり応力
は、流速の微分値に比例しているので、すり応力は長辺
方向には変化せず、短辺方向には変化することになる。

サンプルノズルは、矩形通路の短辺方向にその中心から
ずれて、赤血球を供給しているので、赤血球には一定の
すり応力を与えることができる。

［実施例］ 第１図に、本発明による赤血球変形能測定装置の１実施
例のＷ略構成図を示す、この実施例は、赤血球なシース
液と共に流して、赤血球にずり応力を作用させるシース
フローチャンバ２を有する流体系と、このずり応力か作
用している赤血球を光源であるキセノンランプ３と協働
して撮像する撮像手段であるＴＶカメラ４を有する画像
撮像部と、この撮像された画像を処理する画像処理手段
であるマイクロコンピュータ６を有する制御・画像処理
部とからなる。

シースフロチャンバー２は、第２図に示すように横断面
が矩形である矩形通路８と、この矩形通路８の一端部に
結合され、その結合部から徐々に径が上方に向うに従っ
て増大する円錐または角錐状の拡大通路】０を有してい
る。この拡大通路１０内には、先端部が矩形通路８側を
向いた状態にサンプルノズル１２が設けられている。第
３同に示すようにサンプルノズル＋２は、赤血球を安定
に等量づつサンプルノズル１２に供給するために、シー
スシリンジ１４が設けられている。また、拡大通路１０
にシース液を供給するためのシース液供給手段であるシ
ース液タンク１６が拡大通路ＩＯに設けられている。

まず、サンプルノズル１２とシースシリンジ＋４との間
にあるサンプル溜に赤血球をサンプル吸入口１８より供
給し、そして吸引ポンプ２ｏによってシース液を拡大通
路１０から矩形通路８に流しておく。

次いで、シースシリンジ１４によって赤血球を拡大通路
に流しこむ、これによって、矩形通路８において、ｆｊ
ＳＺ図に示すように赤血球がシース液に囲まれて、ｆＩ
ＩＩＩｉを形成して流れる。このようなシースフローを
形成することにより赤血球の流れる範囲が制限され、ｆ
ｆｌ！測する視野を限定することができる。

また、第４図に示すように、矩形通路８の長辺の長さを
２ａ、　短辺の長さを２ｂ、長辺方向をＸ、短辺方向を
ｙ、長辺及び短辺に直角な方向。

即ちシース液及び赤血球が流れる方向を２とすると、ｎ
細な計算式の導出過程は省略するが、２方向の速度成分
Ｗは、 て表わされる。但し、川は粘性係数、Ｐは圧力、ｎは奇
数、Σ′はｎか奇数なる項の総和を表す記号である。

第５図（ａ＞乃至（Ｃ）は、上式に基づいて矩形通路８
の断面を０．３　ｘＯｌ、　１．ＯｘＯ，２、１，０Ｘ
０１ｌ（−１２）のものについて計算した結果である。

なお、各図において、左側に示したものが矩形通路８の
短辺方向に沿う速度分布、右側に示したのか長辺に沿う
速度分布である。これから明らかなように壁面において
速度は零であり、中心において速度か最大となる。また
、長辺／短辺比が大きくなるにつれて、長辺方向の流速
の変化か小さくなっている。従って、赤血球をかなりよ
く長辺側に向けることができ、赤血球に加わるずり応力
を単純化することが可能である。

第５図（ｄ）は、管断面１．ＯｘＯ，１の場合のすり応
力分布を示したもので、左側が短辺方向に沿うすり応力
、右側か長辺方向に沿うずり応力である。ずり応力は上
式を微分することによって求められる。この図より、赤
血球を矩形通路８の中央に流したのでは、赤血球にすり
応力を与えられないことか分かる。また、赤血球の流れ
幅によって赤血球に変形するものとしないものとが混在
することも分かる。そこで、この実施例では、第６図に
示すようにサンプルノズル１２の先端部を斜めに切断し
て、赤血球が矩形断面通路８の中心から短辺方向のいず
れかに偏って供給されるようにして、各赤血球にずり応
力か作用するようにしである。なお、サンプルノズル１
２の先端部を切断しないで、サンプルノズルの設置位置
をずらしてもよい このようにしてすり応力が作用している赤血球の透過光
の濃度変化を画像として計測している。

撮像された画像を処理するためには、ぶれのない静止画
像でなければならない、移動している物体を静止画像と
して撮像するためには、光源には発光時間の短いパルス
光を発するものを用いる必要がある。即ち、赤血球が光
源の発光時間内に移動する距離がＴＶカメラ４等の解像
度以下であれば、近似的に静止画とみなすことができる
。そこで、この実施例ではパルス点灯型のキセノンラン
プ３を用いている。この他に窒素レーザ等も使用できる
が、これではコヒーレンスが高いので、干渉像か表れる
。これは画像処理の際に雑音となるので、窒素レーザか
らシースフローチャン八−２までの間に拡散板を設けて
、光の位相をランダムにする必要がある。

画像制御部のＴＶカメラ４は、各赤血球の透過光を撮像
するもので、例えばＣＣＤカメラか用いられる。このＴ
Ｖカメラ４から出力されるビデオ信号は、画像メモリ装
置２２に供給される。この画像メモリ装置２２は、入力
されたビデオ信号をリアルタイムでＡ／Ｄ変換して記憶
すると共に、Ｄ／Ａ変換することによってビデオ信号と
して出力する機能を有し、Ｄ／Ａ変換されて出力された
ビデオ信号は、モニタテレビ２４とＶＴＲ２６とに供給
される。また、Ａ／Ｄ変換されたビデオ信号は、制御・
画像処理部のマイクロコンピュータ６に供給される。

このマイクロコンピュータ６は、フロッピディスフ２８
及びＣＲＴ３０を備えるもので、キセノンランプ３、フ
レームメモリ装置２２等を制御すると共に、フレームメ
モリ装２１２２からディジタルビデオ信号を読出し、こ
れを処理して、各撮像されている赤血球の変形度を算出
するものである。

マイクロコンピュータ６の行なう処理の概略は、第７図
に示すように、まずｔ＆ｌ像された画像の赤血球と目さ
れる像の辺縁領域を抽出する（ステップＳ２）。ところ
か、この抽出された辺縁に不連続部分か生しるので、こ
の不連続部分を連結する（ステップＳ４）。このように
して辺縁を連結させた像から赤血球領域を抽出し、不要
な辺縁な取り除くと共に、平滑化を行ない（ステップＳ
６）、この抽出した赤血球領域を計橡し、変形度を求め
る（ステップＳ８）。

辺縁領域の抽出の詳細なフロチャートを第８図に示す。

まず雑音除去のため、画像の平均化を行なう。辺縁を保
存した平滑化処理は種々考えられるか、フロチャンバー
を撮影した画像では、雑音か多いので、雑音が抑制され
ずに残ったり、強調されたりすることを防１．ｈするた
めに、８近傍の平均フィルタにより平滑化を行なう（ス
テップ５１０）。即ち、第９図に示すように、原画像（
ｉ、ｊ）の雑音を除去しようとする場合、そのＬ下、縦
横、斜めの合計８つの原画像の値と原画像（ｉ、　ｊ）
との平均値を求め、それを画像Ｈ（ｉ、ｊ）とする。

次に、各画像Ｈ（ｉ、ｊ）の勾配値画像及び勾配方向の
画像をそれぞれ作成する（ステップＳ２）。

これにはｉｌＯ図に示すような８個のマスクを用いる。

なお、各勾配方向は第１１図に示す通っである。たとえ
ば、第【２図に示すように各画像の□度値な仮定すると
、Ｐの勾配方向ｌの勾配値は、畳み込み演算によりｆ２
＋２ｆ　ｌ＋ｆ８−ｆ４−２ｆ５−ｆ６で求められ、Ｐ
の勾配方向２の勾配値は、２ｆ２＋ｆｌ＋ｆ３−ｆ７−
ｆ５−２ｆｓで求められる。以下、同様にして各方向の
勾配値を求め、これら各勾配値の中で最大値をＰの勾配
値とし、そのときのマスクの方向を勾配の方向とし、第
１３図（ａ）に示すように各画像（ｉ、ｊ）の勾配値Ｓ
（ｉ、ｊ）を記憶し、同図（ｂ）に示すように勾配の方
向０　（ｉ、ｊ）をそれぞれ記憶する。このようにして
求めた各勾配値Ｓ（ｉ、ｊ）に適当な閾値処理を行なう
ことによって辺縁が存在する場所が求められる。閾値処
理としては、例えば半値処理または閾値処理か考えられ
る。半値処理は、ある勾配値Ｓ（ｉ、　ｊ）か閾値Ｔ以
上であれば、その画像をＳ（ｉ、ｊ）とし、閾値Ｔ以上
でない場合、その画像な０とするものである。半（１処
理された画像の一部の記憶状態を概略的に第１４図に示
す。閾値処理はある勾配値Ｓ（ｉ、ｊ）か閾値Ｔ以上で
あれば、その画像をｌとし、閾値Ｔ以上でない場合、そ
の画像なＯとするものである。従って、閾値処理の場合
、第１４図でＳと示した部分が全てｌとなる。

このような閾値処理では、閾値下を高く設定すると、連
結した辺縁が得られないことが多く、辺縁はとぎれて断
片的に検出され、低く設定すると、ぼけによる不要な辺
縁や背景の雑音が目立ち、正しい形状が得られない。そ
こで、閾値Ｔを高めに設定し、上述したように辺縁の連
結処理を行なう。しかし、連結処理を行なうとしても、
ここで対象としているようなぼけた画像ては、上記のよ
うな閾値処理たけでは、辺縁か太く検出されており、連
結を始める画素の候補か多くなり、それだけ判断が複雑
になる。そこて、辺縁の細線化を行なう必要かある。こ
の細線化の方法としては、辺縁の中心線を求める方法か
考えられるか、赤血球の場合、辺縁内においてＣ度変化
かあって、勾配値が存在しているのて、正しく細線化す
ることかできない。そこて、この実施例では非極大点抑
制処理を用いて、辺縁の細線化を行なっている（ステッ
プＳ　１４）。

即ち、第１４図に示すような半閾値処理を行なった画像
を得る。ここでは閾値は経験的に３０としである。次に
、その画像のうち値がＯでないものについて、第１３図
（ｂ）に示す勾配方向０（ｉ、ｊ）から両方向に距離Ｄ
ｈたけ調べ、この中にその画素よりも大きい値の画素か
ないときには、その画素をｌとし、その他のときには０
とする。例えば、第１４図に符号ａで示す画素に注目す
ると、この画素の勾配方向は第１３図（ｂ）に符号ａｌ
て示すように７であるので、符号ａで示す画素の左右方
向にＤｈ（これを２とする。）だけ調べると、２Ｄｈ内
に符号ａて示す画素より値の大きい画素は存在しないの
で、符号ａで示す画素は第１５図に符号ａ２で示すよう
に１となる。以下、同様にして細線化を行なう。なお、
Ｄｈを２とすると、辺縁の幅はｌ乃至３画素に狭められ
る。

このようにして細線化された辺縁を連結して、閉＋Ｔｏ
線化する。この連結処理の概略は、辺縁領域に始点を定
め、それから辺縁領域外へ受理基準を満たす点を探索し
ていき、再び辺縁領域に到達したならば、その経路な辺
縁とするものである。この連結処理のフロチャートを第
１６図に示す。まず、連結の始点を定める（ステップ５
１６）、これは、次の２つの条件を満たす点を始点とす
るものである。

条件１　次式においてＮ＝１である。

Ｓ＝　（０、ｌ・・・・・・７） 条件２８近傍の画素の数が３以下である。

上記のようにして細線化した画像は、［１の線図形では
なく、ｌ乃至３の幅を有している。このため、線幅ｌの
端点の定義である条件ｌだけを用いたのでは、不満足で
ある。そこで条件２を付加して、端点に相当するものを
抽出して、これを始点としている。第１７図は条件ｌ及
び２を満足する画素の配置を示したものである。ここて
Ｐで示した画素が端点となる。第１７図を９０度ずつ回
転させたものもある。

このようにして定めた始点を注目画素として、探索方向
を決定・する（ステップ５１８）。即ち、始点における
２つの境界方向を探索方向とする。境界方向は、第１８
図に示すように勾配方向に重直な方向として与えられる
。

次に注目画素の方向性により探索画素を定める（ステッ
プ５２０）、即ち、注目画素に８隣接する画素のうち、
注目画素の境界方向に対し、±４５度以内の３画素を探
索画素と定める。即ち、第１９図（ａ）、（ｂ）におい
゛Ｃ矢印で示す方向を探索方向とすると、ハツチングを
付した領域が探索画素となる。なお、探索のパターンは
、第１９図（ａ）、（ｂ）の２つか代表的なものであり
、これ以外にこれを９０度ずつ回転させたものがある。

次に、各探索画素の中で条件を満たすものを次の注目画
素とする（ステップ５２２）、即ち、ステップＳ２０で
求めた３つの探索画素のうち、その境界方向が注目画素
の境界方向と±４５度以内のものを選び、その中で勾配
値が最大のものを次の注目画素とする６例えば第２０図
においで、符号ａで示したものをステップＳ２０に探索
した注目画素とし、その境界方向を右斜め上とすると、
符号ｂ、ｃ、ｄで示す画素か探索画素となる。そして、
符号すの画素の境界方向が上、符号Ｃの画素の境界方向
が右横、符号ｄの画素の境界方向が下であるとすると、
符号ａの境界方向と±４５度の境界方向を持つのは符号
す、ｃの画素である。そして、符号Ｃの画素の勾配値が
最大値であると、符号Ｃの画素を次の注目画素とする。

もし、注目画素と方向性の合うものが存在しないときに
は、探索な終了する。これは辺縁が滑らかであるという
仮定に基づいており、探索の後もどりを防止する作用か
ある。なお、始点から現在の注目画素までの道筋の勾配
値の和及び距離の算出も行なっている。

そして、探索の終了条件を満たすか判断しくステップ５
２４）、その答がＮｏであると、ステップＳ２０に戻り
、ＹＥＳであると次のステップ３２６を実行する。なお
、探索の終了条件は、 条件３　注目画素か辺縁領域上にある。

条件４　始点からの探索の回数が前もって指定された値
を超えた。

のいずれかである。なお、探索回数は例えば１５として
いる。

ステップＳ２６においては、連結条件を満たすか判断す
る。即ち、上記の条件４を満たすときには異常終了する
。条件３を満たし、且つ以下の条件を満たすとき、連結
条件を満たすと判断する。

条件５１画素当りの勾配値か前もって定めた閾値以上で
ある。

条件６　始点と終点との勾配方向差か±９０度以白毛・
ゐろ。

条件５における閾値は探索の感度を表わしており、これ
により連結の程度を指定できる。この実施例では閾値と
して例えば２５を用いている。

条件６は１画像のぼけによる偽の辺縁と連結しないよう
にするためのものである。即ち、真の辺縁と偽の辺縁と
の間には、濃度の谷または山が存在し、このため両者の
勾配の方向は、極端な場合、１８０度反対であるからで
ある。この条件により画像のぼけによる偽の辺縁への誤
った連結を軽減てきる。

この連結条件を満たして、ステップＳ２６の答かＹＥＳ
になると探索した道筋を新たに辺縁画素とする（ステッ
プ５２８）。

第２０図は、このようにして連結した辺縁を示す。点線
を付した画素は探索した画素、右下がりのハツチングを
付した画素は連結した画素、右上がりのハツチングを付
した画素は元の辺縁画素である。

このようにして連結された領域を対象領域とみなして抽
出し、閉曲線化されなかった線を不要なものとして取り
除き、平滑化する。この処理の詳細なブローチヤードを
第２１図に示す。この処理では、まず対象物領域を抽出
する（ステップ５３０）。

即ち、辺縁の連結処理は８連結で行なっているのて、４
連結で背景画素に対してラベル付を行ない、面積かＡ未
満の領域を対象領域とする。ここでＡは対象物領域の面
積の最大値てあり、撮像の際の倍率にもよるか、この実
施例では２０００としている。

次に、偽辺縁の除去を行なう（ステップ５３２）。

即ち、対処物領域に対し４近傍の縮退・伝播操作を１回
行なう、連結処理によって閉曲線とならなかった線は雑
音であり、これを除去する必要がある。この線の幅はｌ
乃至３画素程度であるので、縮退・伝播操作を１回行な
うことにより容易に雑音を除去することができる。

次に辺縁の平滑化を行なう（ステップ５３４）。

対象物領域を抽出し、偽辺縁の除去を行なった形状は、
原画像にぼけがない場合には滑らかであるか、辺縁にか
なりのぼけが存在する場合、滑らかにならない。よって
、辺縁の平滑化を行なう、即ち、対象物領域の各境界画
素について、その８方向へ距離り、たけ調べ、対象物領
域に達したなら、その経路を対象物領域とする０例えば
第２２図において、符号ａで示す画素について考えると
。

これから８方向にＤまたけ調べると左横の方向で、符号
すで示す境界画素に到達した。そこで。

符号ａで示す画素と符号すで示す画素との間の点線で示
した画素を対象物領域に加える。距離り。

は平滑化のパラメータであり、この値か大きくなるほど
、平滑化の度合が強くなり、形状か滑らかになる。しか
し、余りり、を大きくすると、形状が歪むことになる。

従って、この実施例ではり。

は５としている。

このようにして抽出された赤血球領域に対して計量を行
なう。領域の形状を表わす尺度としては、面積、周囲長
、円形度、変形度を算出し、領域の内部状態を表わす尺
度としては濃度平均、濃度分散を算出する。これらは次
のように定義される。

（１）面積・・・・領域を構成する画素の総和（２）周
囲長・・・・領域の境界画素の系列で水平、垂直方向に
隣接するｌの紺の長さを１．斜め方向に隣接する１の組
の長さを７丁として、全ての組の長さを数えたもの （３）円形度・・・・面積と周囲長を用いて次式で表わ
される 円形度＝４π而積／（周囲長）２ （４）変形度・・・・領域か楕円形であるとき、その長
径と短径の長さを用いて次式て表わされるまたは 変形度＝長径／短径 （５）ｃ度平均・・・・領域内画素の濃度値の平均（６
）　ｅ度分散・・・・領域内画素の濃度値の分散変形度
を算出する際に、長径と短径の長さか必要であるか、こ
の算出には慣性モーメントを利用する。即ち、領域の重
心を通る慣性の主軸を長軸、それに直角な軸を短軸とす
ればよい。まず、領域の重心（ｔｇ、Ｊｌｌ）を求める
。重心は１次のモーメントな０次のモーメントて正規化
することによって求められ、０次のモーメントｍｏｏは
１次のモーメントｍ＋０１　ｍＱＩは、で表わされる。

上式のｍｏが極値を取る傾き２つは９ｍα／ａα＝Ｏを
解くことにより、で求められる。ｍｏ、、　ｍ２ｏ、　
ｍｌ、は２次のモーメントで、次式で示される。

Ｎ、＝（１，２−−−−Ｎ）　　　　　Ｎ、＝（１，２
・・・・Ｍ）である。ここで対象としている画像ｆ　（
ｉ、ｊ）は２４ｔｉ画像とする。次に、重心（ｔｇ、ｊ
ｌ）を通る傾きαの直線ｉ　＝　ｊ　ｔａｎαの回りの
慣性モーメントを考える。慣性モーメントは、各画素か
ら直線までの距離の２乗に画素の値を乗じて総和を取れ
ばよいから、 このときの傾きは第２３図のようになる。ここでは傾き
が（−１乃至＋１）間のとき、その軸を短軸とし、その
他のときには長軸とする。このようにして長軸と短軸を
求め、次に領域の各軸に沿って長さを求めて、長径、ｍ
径としている。

赤血球の流れ方向は、画面において上から下であるので
、通常では長軸が上下方向を向くことになる。また、そ
のようにならないものは異常として、変形度の数値で表
わしたい。上述した変形度を表わす式によって変形度を
求めると、異常なものでは変形度か負となるので、識別
可能である。

このようにして算出された各赤血球の変形度は。

集計されて、変形度と度数とを２軸とするヒストグラム
に作成される。

領域の内部状態を表わす尺度として、濃度平均、濃度分
散を算出しているが、これは主に焦点のずれを考察する
ために行なっている。

以上のようにして、赤血球の変形度、即ち変形能を知る
ことができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明による赤血球の変形能測定法によ
れば、赤血球を流しながら、これにすり応力を加え変形
させて、赤血球個々についてその変形度を測定すること
により、個々の赤血球について変形能を測定することが
できる。よって、赤血球の変形能を正確に測定すること
ができる。また、変形度の測定を長径と短径との長さの
比較によって行なっているので、変形度の測定精度を高
めることができる。さらに、変形度の分布状慝を知るこ
とができるので、臨床検査上、有益である。

さらに、本発明による赤血球の変形能測定装置では、フ
ローセルのサンプルノズルの中心からずれた位置にサン
プルノズルから赤血球を供給するようにするだけで、ず
つ応力を作用させることかでき、装置が簡単であり、洗
す等も容易に行なうことができる、信頼性か向上−する
。しかも、粘度を増すための液体中に赤血球を浮遊させ
なくても、生体内で受けると思われる範四内のずり応力
を作用させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による赤血球の変形能測定装置の１実施
例のブロック図、ｉ２図は同実施例で使用するシースフ
ローチャンバーの概略構成図、第３図は同シースフロー
チャンバーの流体回路図、第４図は同シースフローチャ
ンバーの矩形通路の部分破断斜視図、第５図（ａ）乃至
（Ｃ）は同シースフローチャンバーでの流速の分布を示
す図、第５図（ｄ）は同シースフローチャンバーのずり
応力の分１＋Ｔ状態を示す図、第６１Ａは同シースフロ
ーチャンバーての赤血球の供給状態を示す図、第７図は
本実施例の概略フロチャート、第８図は第７図に示す辺
縁領域の抽出の詳細なフローチャート、第９図は平均化
による雑音除去の説明図、第１０図は勾配方向とマスク
との関係を示す図、第口図は勾配方向を示す図、第１２
［’、、１は各勾配方向での濃度植を示す図、第１３図
（ａ）１よ勾配値画像を示す図、第１３図（ｂ）は勾配
方向画像を示す図、第１４図は細線化するために作成し
た半値処理画像を示す図、第１５図は細線化された画像
を示す図、第１６図は第７図に示す辺縁要素の連結処理
の詳細なフローチャート、第１７図は辺縁要素の連結の
始点の配置を示す図、第１８図は境界方向を示す図、第
１９図は探索画素を示す図、ｆｔ５２０図は連結された
画像を示す図、第２１図は第７図に后す対象物領域の抽
出と補正の詳細なフローチャート、第２２図は辺縁のｆ
消化の説明図、第２３図は長径と短径の求め方の説明図
てある。 ２・・・・シースフローチャンバー、３・・・・キセノ
ンランプ（光源）、４・・・・ＴＶカメラ（撮像ｆ段）
、６・・・・マイクロコンピュータ（画像処理装置）、
２２・・・・画像メモリ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤血球を偏平流にし上記赤血球にずり応力を作用
   させつつその平らな面を上記赤血球の流れの面と一致さ
   せて流す工程と、上記流れの面の静止画像を得る工程と
   、上記静止画像から上記赤血球の領域を検出する工程と
   、上記検出された赤血球像それぞれに対しその変形度を
   求める工程とを、具備する赤血球変形能測定方法。
2. （２）請求項１記載の赤血球変形能測定方法において、
   上記変形度を求める工程が、上記検出された赤血球像の
   （長径−短径）／｛（長径＋短径）／２｝比または長径
   と短径の比を求める工程を含む赤血球変形能測定方法。
3. （３）請求項２記載の赤血球変形能測定方法において、
   上記検出された赤血球像の重心を通る慣性の主軸を求め
   、その主軸のうち上記赤血球の流れの方向と所定角度内
   のものを長軸とし、他方のものを短軸とし、上記検出さ
   れた赤血球像の領域の長軸、短軸に沿った長さをそれぞ
   れ長径、短径として求める工程を含む赤血球変形能測定
   方法。
4. （４）請求項１記載の赤血球変形能測定方法において、
   求められた各赤血球の変形度を集計し、変形度と度数と
   を２軸とするヒストグラムを作成する工程を有する赤血
   球変形能測定方法。
5. （５）請求項１記載の赤血球変形能測定方法において、
   上記赤血球の領域を検出する工程が、上記静止画像の各
   画素の濃度勾配値及び勾配方向を求める工程と、上記各
   濃度勾配値に対してしきい値を設定し、上記赤血球像の
   辺縁を検出する工程と、検出された辺縁を細める工程と
   、細められた辺縁の不連続部分を連結する工程と、連結
   された辺縁を滑らかにする工程とを、含む赤血球変形能
   測定方法。
6. （６）矩形通路の一端にこれから徐々に径が拡大する拡
   大通路を有するフローセルと、このフローセルの上記拡
   大通路内に先端が上記矩形通路側を臨む状態に配置され
   たサンプルノズルと、このサンプルノズルの基端側に接
   続された赤血球供給手段と、上記拡大通路に接続された
   シース液供給手段と、上記矩形通路の長辺を間に挟んで
   対向配置された光源及び撮像手段と、この撮像手段に接
   続された画像処理装置とを、具備し、上記サンプルノズ
   ルは上記矩形通路の中心から上記矩形通路の短辺に沿う
   方向にずれて上記赤血球を供給することを、特徴とする
   赤血球変形能測定装置。