JPH07234220A - 尿沈渣検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的はオペレ−タがマニュアルデ−タ
補正を必要とする沈渣成分項目に該当する沈渣成分につ
いて正確な検査デ−タを効率的に得るのに適した尿沈渣
検査装置を提供することにある。 【構成】フローセル４を通る尿中の沈渣成分を光検出器
２２で検出してフラッシュランプ１を発光させ、その沈
渣成分の静止画像をＴＶカメラで撮像し、パターン認識
の手法で沈渣成分を分類する。分類された結果に従い、
沈渣成分の画像表示を行い、オペレ−タが独自に設定し
た項目に対しても検査デ−タを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は尿沈渣検査装置、特にマ
ニュアルデ−タ補正が必要とされる沈渣成分項目に分類
される尿中の沈渣成分を効率的に分類するのに適した尿
沈渣検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】尿沈渣検査を専門技師が目視で行う場
合、尿を遠心分離し、それによる沈渣成分を必要に応じ
て染色した後、スライドガラス上に滴下して標本を作製
し、これを顕微鏡により測定対象によって高倍率、低倍
率に視野を切り換えて観察していた。

【０００３】検査結果を報告する場合は、「尿沈渣検査
法」（社団法人日本臨床衛生検査技師会、１９９１年８
月１４日発行）に述べられているように、高倍率視野中
の個数で表現する項目、低倍率視野中の個数で表現する
項目、全視野中の個数で表現する項目があり、項目に応
じて表現方法を変える必要がある。

【０００４】一方、検査を自動化する装置として、粒子
を液体中に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３−５２５７
３号公報には、流体試料を特別な形状の流路に通し、そ
こで試料中の粒子を幅広の作像領域中に閉じこめて、静
止画像を作成する装置が示されている。これによれば、
静止画像を画像解析することにより粒子の形態分析が可
能で、尿中の沈渣成分を分類することが可能となる。

【０００５】静止画像を表示する手段として、画像を特
定の順序で表示する手段がある。例えば、特開昭６０−
３８６５３号公報では目視識別特性の階級によってある
順序の配列で画像をディスプレーに表示することによ
り、大きさ、色彩の順序で粒子画像を表示することが可
能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在のパターン認識技
術では全ての粒子を正確に分類することは不可能である
ため、ある割合で認識不可能な粒子が出現する。こうい
った粒子については熟練した専門技師（以下単にオペレ
−タと称する）がその画像を表示して、この表示された
画像を見ながらデ−タ修正を行う必要がある。

【０００７】また、一般に尿中に出現する沈渣成分は極
めて多岐に亘り、その全ての成分を自動分類することは
不可能である。このため、出現頻度の高い項目（沈渣成
分）のみを自動的に分類し、残りの項目（沈渣成分）に
ついては専門技師が細分類を行うことで最終結果とする
のが実用的である。

【０００８】尿沈渣検査においては、尿中の沈渣成分の
量を定量的または定性的に測定するが、自動化にあたっ
ては測定した尿の量と出現した沈渣成分の個数から単位
体積当たりの沈渣成分の個数を計算する必要がある。

【０００９】しかし、前記したいずれの公知例も、自動
分類不可能な沈渣成分がある場合あるいは自動分類の結
果更に細分類が必要な場合に、オペレ−タがマニュアル
デ−タ補正が必要であるとして指定する沈渣成分項目に
該当する沈渣成分について正確な検査デ−タを効率的に
提供することについて特別な考慮が払われていない。

【００１０】本発明の目的はオペレ−タがマニュアルデ
−タ補正を必要とする沈渣成分項目に該当する沈渣成分
について正確な検査デ−タを効率的に得るのに適した尿
沈渣検査装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の課題解決手段は
次のとおりである。

【００１２】１． 尿沈渣検査装置であって、これは尿
中の沈渣成分を検出する手段と、その検出された沈渣成
分の画像を得る手段と、その画像をもとにして前記沈渣
成分を分類する手段と、マニュアルデ−タ補正用として
予め定められた沈渣成分項目に対応して予め定められた
対象視野を前もって登録しておく手段と、前記沈渣成分
項目を指定する手段とを備え、前記分類手段は、前記指
定された沈渣成分項目として分類される前記検出沈渣成
分のデ−タであって、前記指定された沈渣成分項目に対
応して登録された目的視野についてのデ−タを生成する
ように構成されていることを特徴とする（請求項１）。

【００１３】２． 前記課題解決手段１の尿沈渣検査装
置であって、前記対象視野は高倍率視野、低倍率視野ま
たは全視野であることを特徴とする（請求項２）。

【００１４】３． 前記解決手段１の尿沈渣検査装置で
あって、前記分類手段は、前記指定された沈渣成分項目
として分類される単位体積当たりの検出沈渣成分数を、
前記指定された沈渣成分項目に対応して登録された目的
視野と前記尿の測定された量にもとづいて計算するよう
に構成されていることを特徴とする（請求項３）。

【００１５】４． 前記解決手段３の尿沈渣検査装置で
あって、これは前記指定された沈渣成分項目に対応する
対象視野の尿量を任意に設定可能にしたことを特徴とす
る請求項４）。

【００１６】５． 前記解決手段３の尿沈渣検査装置で
あって、前記分類手段は、前記指定された沈渣成分項目
として分類される単位体積当たりの検出沈渣成分数を、
前記指定された沈渣成分項目に対応する目的視野の検出
沈渣成分数に変換するように構成されていることを特徴
とする（請求項５）。

【００１７】６． 前記解決手段４の尿沈渣検査装置で
あって、前記分類手段は、指定された沈渣成分項目とし
て分類される、その指定された沈渣成分項目に対応する
目的視野の検出沈渣成分数を、前記指定された沈渣成分
項目として分類される単位体積当たりの検出沈渣成分数
と前記指定された沈渣成分項目に対応する目的視野の尿
量にもとづいて計算するように構成されていることを特
徴とする（請求項６）。

【００１８】７． 前記解決手段３、４または６の尿沈
渣検査装置であって、前記分類手段は、前記指定された
沈渣成分項目として分類される検出沈渣成分についての
定性値への変換デ−タを得るようにしたことを特徴とす
る（請求項７）。

【００１９】８． 前記解決手段７の尿沈渣検査装置で
あって、これは前記定性値への変換デ−タを得るための
境界値を任意に設定可能にしたことを特徴とする（請求
項８）。

【００２０】９． 前記解決手段１から８までのいずれ
かの尿沈渣検査装置であって、前記検出手段は尿中の沈
渣成分が通るフロ−セルを備え、前記画像は前記沈渣成
分が前記フロ−セルの予め定められた領域を通るときに
生成される静止画像であることを特徴とする（請求項
９）。

【００２１】１０．前記解決手段９の尿沈渣検査装置で
あって、前記分類手段は自己学習能力を有するニューラ
ルネットワーク論理を用いて前記沈渣成分の分類を行う
ように構成されていることを特徴とする（請求項１
０）。

【００２２】

【作用】自動分類ができなかった沈渣成分または細分類
が必要な沈渣成分についてはオペレ−タはその画像を見
て対応する沈渣成分項目名を入力する必要がある。この
入力された沈渣成分項目のデータを検査結果として表現
するには、沈渣成分項目毎に特有の表現方法でこれを表
現する必要があるが、対象となる視野が高倍率視野か低
倍率視野か全視野かによりその表現方法が異なる。

【００２３】一般に、低倍率視野での測定尿量は高倍率
視野での測定尿量に比べて１０倍以上多い。従って、高
倍率視野のみに出現する沈渣成分と低倍率視野で測定す
る沈渣成分の測定尿量の単位体積当たりの個数を得るに
は、測定対象視野を区別する必要がある。高倍率、低倍
率の測定尿量の和を用いて同一の換算を行うと高倍率視
野で出現した沈渣成分の単位体積当たりの個数は１０分
の１以下に換算されてしまうためである。

【００２４】本発明によれば、マニュアルデ−タ補正用
として予め定められた沈渣成分項目に対応して予め定め
られた対象視野を前もって登録しておく手段と、前記沈
渣成分項目の少なくとも一つを指定する手段とを備え、
前記分類手段は、前記指定された沈渣成分項目として分
類される前記検出沈渣成分のデ−タであって、前記指定
された沈渣成分項目に対応して登録された目的視野につ
いてのデ−タを生成するように構成されている。従っ
て、上述のような不具合な換算は防止され、オペレ−タ
がマニュアルデ−タ補正が必要であるとして指定した沈
渣成分項目に該当する沈渣成分について正確な検査デ−
タを効率的に与えるのに適した尿沈渣検査装置が提供さ
れる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明にもとづく尿沈渣検査装置の一
実施例を示す。図１において、顕微鏡光源であるフラッ
シュランプ１を出た光は顕微鏡光軸９上を進み、まずフ
ィールドレンズ２で集められ、コンデンサレンズ３を通
ってフローセル４内のサンプル流れ１３上に集光され
る。実際には、視野絞り１１および開口絞り１２により
光源光束１０は制限される。

【００２６】サンプル流れ中の粒子すなわち尿中の沈渣
成分の像は対物レンズ５により結像位置６に形成され
る。この結像位置の像は投影レンズ７によりＴＶカメラ
８の撮像面上に画像として投影され、ここで光電変換さ
れる。ＴＶカメラとしては残像の少ないＣＣＤタイプの
ものが一般的である。

【００２７】フラッシュランプ１の発光タイミングは粒
子検出系の検出信号に従って制御される。連続発振して
いる半導体レーザ１５からの光束はコリメータレンズ１
７で平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１８に
より１方向においてのみ集束される。レーザ光束集束位
置はフローセル内のサンプル流れ上にあり、レ−ザ光束
はこの位置に反射鏡１９および微少反射鏡１４を経て照
射される。測定対象である沈渣成分がレーザ光束をよぎ
ると、レーザ光は散乱され、この散乱光は粒子像撮像に
用いる顕微鏡対物レンズ５で集められ、ビームスプリッ
タ２０で反射される。この反射された散乱光は、絞り２
１によりサンプル流れ上の観測領域への制限がなされた
後、光検出器２２で電気信号に変換され、粒子検出信号
を得る。

【００２８】半導体レーザ１５は常時点灯しており、常
にサンプル中の粒子が検出領域を通過するのを観測して
いる。粒子が通過し、散乱光による粒子検出信号が所定
の信号以上の場合この粒子を画像処理対象粒子として判
断し、フラッシュランプ点灯制御回路２３は粒子がＴＶ
カメラ８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１が点灯するようにランプ駆動回路２
７を制御する。

【００２９】フラッシュランプ１の発光時間はその発光
時間内にサンプル流れ中の粒子の移動量が無視できるほ
ど短く設定してあるため、フラッシュランプ１が発光す
ると、ＴＶカメラ８はサンプル流れ中の沈渣成分を静止
画像として撮像できる。Ａ／Ｄ変換器２４によるＡ／Ｄ
変換後の信号の画像メモリ２５への書き込みやそれ以降
の画像処理の制御については画像処理制御回路２６がこ
れを行う。画像処理としては、特徴抽出回路２８によ
り、沈渣成分の形状、色彩、大きさなどの１次パラメー
タを抽出する。画像処理制御回路２６はこれらの１次パ
ラメータおよびこれらの組み合わせ演算で生じる２次パ
ラメータを識別回路２９に入力する。識別演算回路２９
はラメルハートタイプのニューラルネットワークを用い
て沈渣成分の分類を行うが、ニューラルネットワークは
予め専門家の判断にもとづいて大量のデータを用いて学
習を実行し、各ニューロン間の結合係数は最適化されて
いるので、入力された特徴パラメータを用いてニューラ
ルネットワーク演算を行い、対象となる沈渣成分の自動
分類を実施することができる。中央制御部３０は分類結
果及び画像を、画像記憶装置３１に記憶させる。画像記
憶装置としては、記憶容量が大きく、消去、書き込みが
可能な光磁気ディスクを用いるのが一般的である。

【００３０】尿沈渣成分の種類は極めて多岐に亘るた
め、全ての沈渣成分を自動で分類することは不可能であ
る。従って、分類不可能な沈渣成分が出現するため、通
常はこの分類不可能成分のみを記憶させ、デ−タ入力部
３３から必要な沈渣成分をマニュアルで指定して表示し
得るようにする。しかし、必要に応じて、出現頻度は少
ないが臨床判断に重要な意義をもつ成分（例えば、異型
細胞、癌細胞など）を更に画像記憶対象に加えることも
可能である。

【００３１】上述の処理を実施する場合、尿沈渣検査の
対象はその大きさにおいて直径で１μm以下のものから
２００μm以上と測定領域が広いため、必要に応じてＴ
Ｖカメラの投影倍率を投影レンズ７を切り換えることに
より測定する。

【００３２】オペレ−タは装置が検査中あるいは検査終
了後の任意の時間に画像記憶装置３１に記憶されている
画像をディスプレー３２に表示するようデ−タ入力部３
３から中央制御部３０に指示すると、中央制御部３０は
装置の判定結果と共に沈渣成分の画像をディスプレー３
２に表示する。

【００３３】オペレ−タはディスプレー３２に表示され
た装置の判断結果と画像を見て、必要に応じてデータ入
力部３３を用いて結果を訂正する。中央制御装置３０は
入力されたデータをもとに以下に述べる手順でデータの
計算を行い、その結果を出力する。

【００３４】オペレ−タが指定して入力する沈渣成分項
目の対象視野は中央制御部３０に予め登録されていて、
図２に示す設定画面で設定されている。図２はマニュア
ルデ−タ補正が必要であるものとしてオペレ−タによっ
て指定されるべき沈渣成分項目についての条件設定画面
を示すもので、ＨＰＦは高倍率視野（通常は４００
倍）、ＬＰＦは低倍率視野（通常は１００倍）、ＷＦは
全視野を表す。

【００３５】ＨＰＦでの測定された尿量をＶh、ＬＰＦ
での測定された尿量をＶl、沈渣成分項目ｉのＨＰＦで
の分類個数をＮhi，ＬＰＦでの分類個数をＮliとする
と、沈渣成分項目ｉの粒子濃度すなわち単位体積当りの
個数Ｃiは〔数１〕で表せる。

【００３６】

【数１】Ｃi＝（Ｎli・fl/Ｖl）＋（Ｎhi・fh/Ｖh） ここに fl : ＨＰＦでは０、ＬＰＦおよびＷＦでは１。

【００３７】fh : ＬＰＦでは０、ＨＰＦおよびＷＦで
は１。

【００３８】尿沈渣検査の報告形式としては，上記の粒
子濃度の他に対象視野内の沈渣成分の個数あるいは粒子
濃度を定性的に表す定性データ（−、±、＋、＋＋、＋
＋＋など）がある。これらのデータはいずれも粒子濃度
から換算可能である。すなわち、対象視野内の当該粒子
の個数は、対象視野の尿量は分かっていて中央制御部３
０に予め登録され、設定されている（あるいは、必要に
応じてオペレ−タにより任意に入力し、設定され得る）
ので、粒子濃度にこの設定された対象視野の尿量を掛算
することで求められ、出力される。定性データに関して
は、−、±、＋、＋＋、＋＋＋の各境界値（粒子濃度）
を予め入力しておくことにより、得られた粒子濃度がど
の範囲に属するかが分かるように出力される。

【００３９】対象視野の尿量または境界値は従来実施さ
れていた方法とデータの連続性が保たれるように任意に
設定することも可能である。

【００４０】図２において、番号１に着目するならば、
紡錘上皮細胞は沈渣成分項目名を、ＨＰＦは対象視野
を、0.45はその対象視野の尿量をそれぞれ表す。また、
定性デ−タ変換値については、同様に番号１に着目する
ならば、−は0.5以下を、＋1.1以上2.2以下を、＋＋は
2.2以上4.5以下を、＋＋＋は4.5以上をそれぞれ表す。
他の番号の場合も同様である。

【００４１】以上のようにオペレ−タが独自に設定した
沈渣成分項目に対し対象視野を設定することにより、自
動分類できない沈渣成分項目に対しても正確な検査デー
タが効率的に提供可能となり、従って、より効率的で高
精度の尿沈渣検査を実施することができる。また、自動
分類できない沈渣成分項目あるいは細分類が必要な沈渣
成分項目に対してもディスプレー、入力部を用いてデー
タ入力が可能となるので、別な装置を用いてデータを再
入力する必要がなく検査の更なる効率化が図れる。更
に、対象視野の尿量または定性データの変換値が任意に
設定可能なため従来行われていた検査データと連続性の
あるデータが提供可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、オペレ−タがマニュア
ルデ−タ補正を必要とする沈渣成分項目に該当する沈渣
成分について正確な検査デ−タを効率的に得るのに適し
た尿沈渣検査装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく一実施例を示す尿沈渣検査装
置の原理説明図である。

【図２】マニュアルデ−タ補正が必要であるものとして
オペレ−タがマニュアルで指定すべき沈渣項目について
の条件設定画面を示す。

【符号の説明】

１…フラッシュランプ、 ４…フローセル、 ５…対物
レンズ、 ６…結像位置、８…ＴＶカメラ、 １３…サ
ンプル流れ、 １５…半導体レーザ、 ２２…光検出
器、 ２３…フラッシュランプ点灯制御回路、 ２４…
Ａ／Ｄ変換器、 ２５…画像メモリ、 ２６…画像処理
制御回路、 ２７…ランプ駆動回路、 ２８…特徴抽出
回路、 ２９…識別回路、 ３０…中央制御部、 ３１
…画像記憶装置、 ３２…ディスプレー、 ３３…デ
ータ入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 康明 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】尿中の沈渣成分を検出する手段と、その検
   出された沈渣成分の画像を得る手段と、その画像をもと
   にして前記沈渣成分を分類する手段と、マニュアルデ−
   タ補正用として予め定められた沈渣成分項目に対応して
   予め定められた対象視野を前もって登録しておく手段
   と、前記沈渣成分項目を指定する手段とを備え、前記分
   類手段は、前記指定された沈渣成分項目として分類され
   る前記検出沈渣成分のデ−タであって、前記指定された
   沈渣成分項目に対応して登録された目的視野についての
   デ−タを生成するように構成されていることを特徴とす
   る尿沈渣検査装置。
2. 【請求項２】前記対象視野は高倍率視野、低倍率視野ま
   たは全視野であることを特徴とする請求項１に記載され
   た尿沈渣検査装置。
3. 【請求項３】前記分類手段は、前記指定された沈渣成分
   項目として分類される単位体積当たりの検出沈渣成分数
   を、前記指定された沈渣成分項目に対応して登録された
   目的視野と前記尿の測定された量にもとづいて計算する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
   された尿沈渣検査装置。
4. 【請求項４】前記指定された沈渣成分項目に対応する対
   象視野の尿量を任意に設定可能にしたことを特徴とする
   請求項３に記載された尿沈渣検査装置。
5. 【請求項５】前記分類手段は、前記指定された沈渣成分
   項目として分類される単位体積当たりの検出沈渣成分数
   を、前記指定された沈渣成分項目に対応する目的視野の
   検出沈渣成分数に変換するように構成されていることを
   特徴とする請求項３に記載された尿沈渣検査装置。
6. 【請求項６】前記分類手段は、指定された沈渣成分項目
   として分類される、その指定された沈渣成分項目に対応
   する目的視野の検出沈渣成分数を、前記指定された沈渣
   成分項目として分類される単位体積当たりの検出沈渣成
   分数と前記指定された沈渣成分項目に対応する目的視野
   の尿量にもとづいて計算するように構成されていること
   を特徴とする請求項４の尿沈渣検査装置。
7. 【請求項７】前記分類手段は、前記指定された沈渣成分
   項目として分類される検出沈渣成分についての定性値へ
   の変換デ−タを得るようにしたことを特徴とする請求項
   ３、４または６に記載された尿沈渣検査装置。
8. 【請求項８】前記定性値への変換デ−タを得るための境
   界値を任意に設定可能にしたことを特徴とする請求項７
   に記載された尿沈渣検査装置。
9. 【請求項９】前記検出手段は尿中の沈渣成分が通るフロ
   −セルを備え、前記画像は前記沈渣成分が前記フロ−セ
   ルの予め定められた領域を通るときに生成される静止画
   像であることを特徴とする請求項１から８までのいずれ
   かに記載された尿沈渣検査装置。
10. 【請求項１０】前記分類手段は自己学習能力を有するニ
    ューラルネットワーク論理を用いて前記沈渣成分の分類
    を行うように構成されていることを特徴とする請求項９
    に記載された尿沈渣検査装置。