JPH06308015A - 粒子画像分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】測定する粒子の大きさによって行っていた光学
系の倍率切り換え機構や倍率切替に伴う光学調整機構を
無くし、装置の信頼性の向上と小形化を図ること。 【構成】細胞の含まれる液体を扁平な流れにするフロー
セル７と、フローセルの撮像領域にある流体中の細胞を
静止画として取り込むための光源となるフラッシュラン
プ８と、細胞画像を撮像する撮像装置１３と、撮像装置
１３のアナログ画像信号から細胞の面積や周囲長などの
特徴パラメータを計算する画像処理回路１４からなる粒
子画像分析装置において、高解像度ＴＶカメラ１３や高
解像度のラインセンサなどで構成された高解像度の撮像
装置を使用し、分析できる細胞の大きさの範囲を広くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体中に含まれる粒子
の画像を取り込み、その画像データをもとに粒子の分析
を行う粒子画像分析装置に関するものであり、特に血液
又は尿中の細胞や粒子を分析するのに適した粒子画像分
析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】尿中の粒子を形態学的に検査するには、
従来目視で行うものでは、尿資料を遠心分離し、その沈
渣分を染色してスライドガラス上に標本を作り、顕微鏡
観察することで行っていた。沈渣物のなかには、血球細
胞や細菌などの数マイクロメートルの粒子から円柱など
の数百マイクロメートルの粒子まであり、顕微鏡の倍率
を高倍率と低倍率に切替ている。

【０００３】これらの検査を自動化する装置として、粒
子を懸濁させたままフローセル中に流して、光学的に分
析するものがある。例えば、特公平3−105235 号に記載
されているものでは、流体試料を特別な形状の流路に通
し、周期的に発光する発光時間の短いストロボライトと
ＴＶカメラとで静止画像を得る装置が示されており、こ
こでは、測定対象が小さい場合には高倍率で細胞の画像
をＴＶカメラで取り込み、大きな細胞の場合には低倍率
に切替て画像を取り込む方式となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、撮
像装置の解像度が不足しているため、測定画像の解像度
確保のために、測定対象の大きさにより、光学的な倍率
切替が必要であった。従って、倍率切替に伴うＴＶカメ
ラへの入射光量を調整機構と、倍率切替のためのレンズ
切替機構が必要となるため、装置の信頼性が低下し、装
置が大形化してしまうという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、倍率切替の機構と入射光
量を調整する機構を無くすことで、装置の信頼性向上と
小形化を図ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、従来使用していたカメラより走査線数
の多い高解像度ＴＶカメラを使用することで、光学的な
倍率切替機構なしに、血球細胞や細菌などの数マイクロ
メートルの粒子でも円柱などの数百マイクロメートルの
粒子に対してでも、分析するために必要な解像度を有し
た測定画像を得ることができる。

【０００７】また、高速高解像度のラインセンサを使用
した画像取り込みの方法とすることでも、光学的な倍率
切替機構なしに、血球細胞や細菌などの数マイクロメー
トルの粒子でも円柱などの数百マイクロメートルの粒子
に対してでも、分析するために必要な解像度を有した測
定画像を得ることができる。

【０００８】

【作用】本発明の画像取り込み方法では、画像の解像度
が十分高いので、小さい細胞でも十分な分解能で撮像で
きる。従って、光学的な倍率切替機構なしに、血球細胞
や細菌などの数マイクロメートルの粒子でも円柱などの
数百マイクロメートルの粒子でも十分な解像度で撮像で
きる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明が適用されるフロー式粒子画像解析
装置の構成図を示したものである。１はサンプル容器、
２はサンプリングノズル、３は染色液、４はシース液、
５はシース液送出用シリンジ、６は染色槽、７はフロー
セル、８は光源となるフラッシュランプ、９はコンデン
サレンズ、１０は対物レンズ、１１は粒子検出用半導体
レーザ、１２は粒子検出器、１３は高解像度ＴＶカメ
ラ、１４は粒子を分類するための画像処理回路、１５は
画像表示用モニターを示す。

【００１０】サンプル容器からサンプリングノズル２に
よって分注されたサンプルは、染色槽６に吐き出され、
次に一定量吐き出された染色液３により染色される。染
色されたサンプルはフローセル７の中心部分にシース液
４に包みこまれるようにしてフローセル内中央を安定に
流れる。

【００１１】一方、半導体レーザー１１は常時点灯して
おり、常にサンプル中の粒子が通過するのを粒子検出器
１２で観測している。粒子が通過し散乱光による粒子検
出信号が所定の信号レベルであれば、画像処理対象粒子
と判断し粒子が高解像度ＴＶカメラ１３の取り込み画像
領域の所定の位置に達したとき、フラッシュランプ８が
点灯する。フラッシュランプ８のパルス光は顕微鏡光軸
上を進み、コンデンサレンズ９を通ってフローセル７内
のサンプル上に集光される。この時、フラッシュランプ
８は１μｓ程度の短い時間の点灯であるので、高解像度
ＴＶカメラ１３で得られる画像は静止画像となる。この
画像を画像処理回路１４に与えることで粒子の分類と個
数の係数を行う。画像表示用モニター１５は画像処理結
果を表示したりサンプルの静止画像の表示を行う。

【００１２】本実施例によれば、高解像度ＴＶカメラ１
３は走査線数が１１２５本あり、測定対象となる粒子の
画像解析に必要な画素サイズを０.５μｍ×０.５μｍと
するような光学系の調整を行ったとすると、垂直方向の
サイズが約５００μｍの粒子まで倍率の切替を行わずに
画像を取り込むことができる。ＮＴＳＣ対象のＴＶカメ
ラの場合、走査線数が５２５本であり同じ条件で画像を
取り込むとすると約２５０μｍの粒子までしか取り込め
ないので、高解像度ＴＶカメラを用いることで約２倍の
粒子サイズまで対応できるようになる。画像処理を行う
データ量が多いと処理に要する時間が長くなるが、測定
対象が小さい場合、その処理領域を狭めることでデータ
量の圧縮を図ることができる。また、測定対象が大きい
場合には、１ないし２画素おきに間引いた画像でも画像
解析に必要な画像データが得られるので、１ないし２画
素おきに間引いた画像にすることでデータ量の圧縮を図
ることができる。

【００１３】図２は高解像度ＴＶカメラ１３の代わりに
使用する高速高解像度のラインセンサを使用した撮像装
置である。この撮像装置を使用する場合、図１のフラッ
シュランプ８は連続光を発光するハロゲンランプ等に変
更する必要がある。１６は測定対象となる粒子、１７は
高速高解像度のラインセンサ、１８はラインセンサ制御
回路、１９はラインセンサの出力信号のバッファアンプ
である。フローセル７中を一定の流速で流れる細胞１６
を、流速と比較して十分速い走査で１ライン分の画像を
取り込み、走査間隔は流速にあわせた一定周期で行うよ
うにラインセンサ制御回路１８で高速高解像度ラインセ
ンサ１７を制御することにより、高解像度の連続した画
像を得ることができる。この信号を図１の画像処理回路
１４に入力し、粒子検出器１２の検出信号をもとに、粒
子画像の処理領域を判断し、画像処理を行う。ラインセ
ンサ１７の解像度を１０２４ドットとし、測定対象とな
る最少の粒子に対しての画像解析に必要な画素サイズを
０.５μｍ×０.５μｍとなるように光学系の調整を行っ
たとすると、垂直方向のサイズが約５００μｍの粒子ま
で同じ光学系で倍率の切替を行わずに画像を取り込むこ
とができる。画像処理を行うデータ量が多いと処理に要
する時間が長くなるが、測定対象が小さい場合、その処
理領域を狭めることでデータ量の圧縮を図ることができ
る。また、測定対象が大きい場合には、１ないし２画素
おきに間引いた画像でも画像解析に必要な画像データが
得られるので１ないし２画素おきに間引いた画像にする
ことでデータ量の圧縮を図ることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、粒子画像解析装置にお
いて、光学的な倍率の切替を行わずに、血球細胞や細菌
などの数マイクロメートルの粒子でも円柱などの数百マ
イクロメートルの粒子でも画像解析に最適な画素サイズ
の画像データを得ることができ、従来の装置に備えられ
ていた倍率切替の機構や、倍率切替に伴う光量調整機構
が必要なくなり、装置の小型化と信頼性の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロー式粒子画像分析装置の全体構成図であ
る。

【図２】高速高解像度ラインセンサを使用した撮像装置
の構成図である。

【符号の説明】

１…サンプル容器、２…サンプリングノズル、３…染色
液、４…シース液、５…シース液送出用シリンジ、６…
染色槽、７…フローセル、８…フラッシュランプ、９…
コンデンサレンズ、１０…対物レンズ、１１…粒子検出
用半導体レーザ、１２…粒子検出器、１３…高解像度Ｔ
Ｖカメラ、１４…画像処理回路、１５…画像表示用モニ
ター、１６…測定粒子、１７…ラインセンサ、１８…ラ
インセンサ制御回路、１９…バッファアンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 宏二 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細胞の含まれる液体を扁平な流れにするフ
   ローセルと、フローセルの撮像領域にある流体中の細胞
   を静止画として取り込むための光源となるフラッシュラ
   ンプと、細胞画像を撮像するＴＶカメラと、ＴＶカメラ
   のアナログ画像信号から細胞の面積や周囲長などの特徴
   パラメータを計算する画像処理回路とからなる粒子画像
   分析装置において、高解像度ＴＶカメラを使用し、分析
   できる粒子サイズの範囲を広くし、光学的な倍率の切替
   を行うことなく、血球細胞や細菌などの数マイクロメー
   トルの粒子でも円柱などの数百マイクロメートルの粒子
   に対してでも、分析に適した画像データを得ることを特
   徴とした粒子画面分析装置。
2. 【請求項２】請求項１の粒子画像分析装置において、Ｔ
   Ｖカメラのかわりに高速で高解像度のラインセンサで構
   成された高解像度の撮像装置を使用し、分析できる細胞
   の大きさの範囲を広くし、測定粒子の大きさによって光
   学的な倍率の切替をすること無く、血球細胞や細菌など
   の数マイクロメートルの粒子でも円柱などの数百マイク
   ロメートルの粒子に対してでも、分析に適した画像デー
   タを得ることを特徴とした粒子画像分析装置。