JPH0429036A - 凝集パターン判定方法およびその装置 - 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、凝集パターン判定用データ処理法およびその
装置に係り、とくに、血液型の判定や抗原・抗体の検出
用として用いられている所謂マイクロタイター法による
血液粒子の凝集パターンの判定に好適な凝集パターン判
定用データ処理法およびその装置に関する。

〔前景の技術〕

医療分野においては、従来より、血液粒子やラテックス
粒子さらには炭素粒子等の凝集パターンを判別し、血液
中の種々の成分（例えば、血液型や各種抗体、或いは各
種蛋白質等）やビールス等を検出し分析することが広く
行われている。この凝集パターンの判定方法としては、
所謂マイクロタイター法による手法が比較的多（行われ
ている。

この凝集パターンに関する判定は、凝集の有無をウェル
（反応容器）内の粒子の分布を成る輝度以下の部分の面
積としてとらえたり、また、標準パターンや標準非凝集
パターンと比較したり、更には検体試料の連続的段階希
釈系列を作成する等により、総合的に判断される。この
場合、凝集パターンの陰影の内、例えば第５図（１）の
ものは陰性とされ、同図（２）のものは陽性とされてい
る。

第６図に従来例を示す。この第６図に示す従来例にあっ
ては、マイクロプレート１００上に形成されたウェル（
反応容器）１００Ａ内の凝集パターンＰをＣＣＤライン
センサ１０１上に光学的に投影させ、このラインセンサ
１０１若しくはマイクロプレート１００を相対的に紙面
に直交する方向に順次微小移動させ、これによって凝集
像Ｐの二次元画像（明暗の）を得ようとするものである
。

この第６図において符号１０２は光源を示し、符号１０
３は結像レンズを、又符号１０４はレンズホルダを各々
示す。

一方、マイクロプレート１００は実際には第７図に示す
ように凹状の複数の反応容器（ウェル）部１００Ａを備
えたものが使用されている。そして、例えば、血液中の
成分と試薬との間の抗原抗体反応により、各ウェル中の
検査対象に対して、陰性又は陽性に応じて前述したよう
に第５図に示すような凝集パターンが生成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来例にあっては、多くの場合、その陽性の有無の
判断をオペレータがピーク値の断面波形をみて目視によ
り行うか、或いは所定レベルのしきい値に基づいて当該
しきい値レベルにおける面積を求め、その大小により陽
性の有無が判断されていた。

しかしながら、この面積に依存した判断にあっては、例
えば第４図（１）（２）（３）に示す波形のラインデー
タの場合、同図（１）と同図（２）が同一面積となって
しまい、本来「陽性」であるべき同図（２）が「陰性」
と判断されるという事態がしばしば生じていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に、本来「陽性」であるべきものは確実に「陽性」とし
て判定することのできる凝集パターン判定方法およびそ
の装置を提供することを、その目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、一の凝集パターンを光電素子を用いて複数
のラインデータに分解して検知するとともに、この複数
のラインデータの内の最大値を含むラインデータの検出
波形に対して当該波形の最大値に対応した高低二つのカ
ットレベルを設け、この二つのカットレベルによりカッ
トされる凝集パターンの高低二箇所の面積の差を求める
と共にこれを第１の特性値とし、次に二つのカットレベ
ルのレベル差を算定し、このカットレベルのレベル差に
対する面積差の割合を算定すると共にこれを第２の特性
値とし、この第１および第２の二つの特性値を予め別に
定めた基準値と比較して前記凝集パターンの陽性の可否
を判定する、等の構成を採っている。これによって前述
した目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。ここで、前述した従来例と同一の構成部材
については同一の符号を用いることとする。

第１図において、反応容器を備えたマイクロプレート１
００の下方には、前述した第６図に示す従来例と同様に
光学系を介してＣＣＤラインセンサ１０１が装備されて
いる。マイクロプレート１００は、マイクロプレート移
動手段１１０に付勢されてＣＣＤラインセンサ１０１に
直交する方向の一方から他方へ又は他方から一方へ順次
微小距離づつ移動されるようになっている。符号１１１
は位置検出センサを示す。この位置検出センサ１１１は
、マイクロプレート１００の往復移動距離を定めるもの
で、そのセンサ出力は主制御部１内の第１の制御回路Ｉ
Ａへ送り込まれている。これによって、マイクロプレー
ト１００は、その位置が常に特定され、必要に応じて前
進若しくは後退又は停止制御に付されるようになってい
る。

ＣＣＤラインセンサ１０１は、センサ走査駆動回路１１
２に付勢されて作動し、前述したマイクロプレート１０
０上の粒子凝集パターンを、微小距諦できざんだ状態の
ライン情報として、順次出力し得るようになっている。

さらに、この第１図に示す実施例は、ＣＣＤラインセン
サ１０１から出力される一の凝集パターンに対する複数
のラインデータを所定のタイミングで順次記憶するデー
タ用メモリ回路３と、このデータ用メモリ回路３に記憶
されるデータに基づいて当該凝集パターンの陽性の可否
判定用の所定の特性値を抽出するデータ処理手段４と、
このデータ処理手段４から出力される特性値に基づいて
凝集パターンの陽性の可否を判定する判定回路６と、記
録表示手段７とを備えている。

この内、データ処理手段４は、凝集パターンのラインデ
ータの内の最大値に対応して高低二つのカットレベルを
出力するカットレベル出力回路２１と、この高低二つの
カットレベルに基づいて得られる凝集パターンの高低二
箇所の面積の差を求める面積差演算部２２と、前記高低
二つのカットレベルの差を求めるカットレベル差演算回
路２３と、このカットレベル差に対する面積差の割合を
演算するＨＡデータ演算部２４とを備えた構成となって
いる。そして、面積差演算部２２とＨＡデータ演算部２
４の各出力が、前述した凝集パターンに対する陽性可否
判定用の所定の特性値として判定回路６へ送り込まれる
ようになっている。

カットレベル出力回路２１は、値の大きいカットレベル
を出力する第１のカットレベル出力回路部２１Ａと値の
小さいカットレベルを出力する第２のカットレベル出力
回路部２１Ｂとを備えている。この第１ないし第２の各
カットレベル出力回路２１Ａ、２１Ｂは、乗算パラメー
タＨＱ（％。

例えば８０％）、ＬＱ（％２例えば２０％）を各々有し
、前述した凝集パターンデータの最大値Ｈを入力すると
ともに、これにＨＱ、ＬＱ゛を乗算し、その結果を下記
の如く第１のカットレベルＣａ、第２のカットレベルｃ
ｂとして出力し得るようになっている。

Ｃａ＝Ｈ−ＨＱ（％）／１００ ・・・・・・（第１のカットレベル） Ｃｂ＝Ｈ−ＬＱ（％）／１００ ・・・・・・（第２のカットレベル） 面積差演算部２２は、第１の力、トレベルａに基づいて
凝集パターンの最大値の８０％の高さに位置する面積（
ａｒｅａ　Ｈ）を演算する第１の面積演算回路２２Ａと
、第２の力ントレベルｂに基づいて凝集パターンの最大
値の２０％の高さに位置する面積（ａｒｅａ　Ｌ　）を
演算する第２の面積演算回路２２Ｂとを有している。第
２図にこれらの面積ａｒｅａＨとａｒｅａ　Ｌとの関係
を示す。さらにこの面積差演算部２２は、これら第１及
び第２の各面積演算回路２２Ａ、２２Ｂの各出力ａｒｅ
ａ　Ｈ、ａｒｅａ　Ｌに基づいて、その差の絶対値ＳＡ
を演算し、これを特性値の一つ（以下、ＳＡ特性値とい
う）として出カする面積差演算回路２２Ｃを備えている
。

また、ＨＡデータ演算部２４は、前述したように下記の
演算を行う。

ＨＡ＝　１ａｒｅａＨ−ａｒｅａＬ　ｌ　／　ＩＣａ−
ＣｂこのＨＡデータ演算部２４の出力ＨＡデータは（以
下、ＨＡ特性値という）、前述した凝集パターンデータ
に対する陽性可否判定用のもう一つの特性値として判定
回路６へ送り込まれるようになっている。

判定回路６は、面積差演算部２２とＨＡデータ演算部２
４の各出力を特性値として入力し当該被測定物をその凝
集パターンに基づいて陽性か否かの判定を行う。この判
定回路６には、基準値設定回路５が併設されている。こ
の基準値設定回路５は前述した面積差演算部２２とＨＡ
データ演算部２４の各出力に対し、当該被測定物が陽性
か否かの判定基準値ＳＡ、、ＨＡ、を出力する。このＳ
Ａｏ　、ＨＡｏＯ値は予めオペレータにより設定される
ようになっている。第３図に実験データの分析結果の一
例を示す。

この第３図に示す実験結果にあっては、ＴＲＡ１の領域
及びＴＲＡ３の領域のものが陽性となり、ＴＲＡ２の領
域のものは陰性として結論づけられている。これを更に
詳述すると、凝集パターンの最大値を含む継断面した線
図の展望的な波形としては第４図（１）　（２）　（３
）のものが目視等による経験的な積み重ねで明らかとな
っている。この場合、従来の面積の大小による判断では
、まず、カットレベルｂｌ（％）−ｂ２（％）−ｂ３（
％）の位置を設定する。同図（３）では明らかな広がり
がみられることより、これを陽性として取扱われる。一
方、同図（１）　（２）では大きな広がりが無いことか
ら、この二つは陰性と判断される。

しかしながら、同図（２）は、波形観測からみると展望
的な陽性パターンとして扱われている。ここに従来技術
の矛盾点が生じている。

これに対し、本実施例にあっては、前述した第２図の手
法によりカットレベルａ、ｂを設定してこの第４図（１
）　（２）　（３）におけるＨＡ特性値を各々演算して
みると、第４図（１）は第３図におけるＴＲ２に位置し
、第４図（２）のものは第３図におけるＴＲＩに、そし
て第４図（３）のものは第３図におけるＴＲ３に位置す
ることとなった。このため、基準値ＨＡｏより大きい値
のＨＡ特性値を有する凝集パターンについては、陽性で
あることが明らかとなった。これにより、従来の面積法
の欠点が確実に除かれ、又目視による判断を行うことな
く、全てその判定の自動化が可能となった。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると１凝集パターンに対する陽性可否の判定を自動的に
行うことができ、これがためその判定動作を大量にかつ
迅速に行うことができ、従来、面積法で陰性とされてい
た拡散の小さい凝集パターンについても、その陽性の可
否を簡単に判定することができ、これにより装置全体の
信輔性を著しく増大させることができるという従来にな
い優れた凝集パターン判定方法およびその装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図におけるデータ処理手段の動作の一部を示す説明
図、第３図は第１図における判定回路における判定に使
用される領域を示す説明図、第４図（１）（２）（３）
は凝集パターン最大値を含む断面の外形部分を示すもの
で陰性と陽性の波型の例を示す説明図、第５図（１）（
２）はそれぞれ凝集パターンそのものの陰性及び陽性の
例を示す説明図、第６ワは凝集パターンを得るための反
応容器と光学系とＣＣＤラインセンサ部分との関係を示
す説明口、第７Ｖは複数の反応容器を備えたマイクロプ
レートの例を示す平面図である。 ３・・・データ用メモリ回路、４・・・データ処理手段
、６・・判定回路、２１・・・カットレベル出力回路、
２２・・・面積差演算部、２３・・・レベル差演算回路
、２４・・・ＨＡテ′−夕演算部、１０１・・・ＣＣＤ
ラインセンサ。 第 図 第 ≠ 図 第よ 図 第 乙 図 第 図 ００Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、一の凝集パターンを光電素子を用いて複数のラ
   インデータに分解して検知するとともに、この複数のラ
   インデータの内の最大値を含むラインデータの検出波形
   に対して当該波形の最大値に対応した高低二つのカット
   レベルを設け、 この二つのカットレベルによりカットされる前記凝集パ
   ターンの高低二箇所の面積の差を求めると共にこれを第
   １の特性値とし、 次に前記二つのカットレベルのレベル差を算定し、この
   カットレベルのレベル差に対する前記面積差の割合を算
   定すると共にこれを第２の特性値とし、 この第１および第２の二つの特性値を予め別に定めた基
   準値と比較して前記凝集パターンの陽性の可否を判定す
   ることを特徴とした凝集パターン判定方法。
2. （２）、ＣＣＤラインセンサから出力される凝集パター
   ンのラインデータを所定のタイミングで順次記憶するデ
   ータ用メモリ回路と、このデータ用メモリ回路に記憶さ
   れるデータに基づいて当該凝集パターンの陽性の可否判
   定用の所定の特性値を抽出するデータ処理手段と、この
   データ処理手段から出力される特性値にもとずいて前記
   凝集パターンの陽性の可否を判定する判定回路とを備え
   、前記データ処理手段を、前記凝集パターンのラインデ
   ータの内の最大値に対応して高低二つのカットレベルを
   出力するカットレベル出力回路と、この高低二つのカッ
   トレベルに基づいて得られる前記凝集パターンの高低二
   箇所の面積の差を求める面積差演算部と、前記高低二つ
   のカットレベルの差を求めるカットレベル差演算回路と
   、このカットレベル差に対する前記面積差の割合を演算
   するＨＡデータ演算部とにより構成し、前記面積差演算
   部とＨＡデータ演算部の各出力を、前記凝集パターンに
   対する陽性可否判定用の所定の特性値としたことを特徴
   とする凝集パターン判定装置。