JPH0989748A - フロー式粒子画像解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像領域の外周に接し画像の一部が欠落してい
る粒子も分類対象とするフロー式粒子画像解析装置を提
供する。 【解決手段】フローセル１００中のサンプル液流れ３を
照射するランプ１，粒子画像を撮像するＴＶカメラ４
と、ＴＶカメラ４の画像データ信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器７，画像データを記憶する画像メモ
リ８，画像データより粒子の平均濃度，面積，周囲長，
投影長等の形態学的特徴量を求める特徴抽出部１０，特
徴量より粒子の形態学的分類を行う識別部１１，識別部
１１からの粒子分類結果と粒子分類に使われた形態学的
特徴量記憶、及び表示部１３への表示を行う画像処理制
御部１２により構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流れている液体中
に懸濁した粒子の画像を撮像し、粒子の形態学的分類を
行う粒子画像解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭63−94156 号公報では、静止画像
撮影系とは別にサンプル流れ中の粒子画像撮影領域より
上流に粒子検出用光学系を有している。あらかじめ粒子
検出部で粒子通過を知り、ちょうどその粒子が粒子画像
撮影領域に達したとき適当なタイミングでフラッシュラ
ンプを点灯させる方法である。この方法では、パルス光
源の発光を周期的に行わず粒子の通過を検出してそのと
きだけタイミングを合わせて静止画像を撮像することが
でき、効率的に粒子画像が集められ、濃度の薄いサンプ
ル試料の場合でも、粒子の存在しない画像を処理するこ
とはない。

【０００３】しかし、粒子を検出したときにだけ、粒子
が撮像領域に達したタイミングで撮像しても、例えば、
撮像領域中に数μｍ長の粒子の全体が存在する倍率で撮
像している場合、数百μｍ長の粒子を検出し撮像すると
検出粒子の一部が撮像領域の外周に接し、画像の一部が
欠落してしまい、このような粒子については分類されな
いという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フロー式粒子画像解析
装置を用いて粒子静止画像を撮像し、画像解析すること
により血液または尿中の細胞や粒子の形態学的分類を行
う上で、撮像領域の外周に接し、画像の一部が欠落した
細胞や粒子は、画像処理による形態学的分類が困難であ
るため、識別処理を行っていなかった。しかし、尿中の
細胞や粒子の中で、他の細胞と比べ出現頻度が少なく、
医学的に重要な粒子である硝子円柱，赤血球円柱、また
は白血球円柱等の円柱類は細長い形状であるため、撮像
領域の外周に接し、画像の一部が欠落している場合があ
り、従って、これら重要な粒子の分類を行わないという
問題があった。

【０００５】本発明の目的は、画像の一部が欠落した粒
子を分類することができるフロー式粒子画像解析装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】液体中に懸濁する粒子サ
ンプルをフローセル中に流し、フローセル中の粒子検出
領域中を通過する粒子を検出し、フローセル中の撮像領
域を通過した検出粒子の静止画像を撮像する手段と、撮
像した粒子画像データをデジタル変換するＡ／Ｄ変換器
とデジタル変換した画像データを記憶するメモリと、上
記手段から得られたデータから、撮像した個々の粒子の
平均濃度，面積，周囲長，投影長等の粒子の形態学的特
徴量を求める特徴抽出部とを有し、これら形態学的特徴
量から粒子の形態学的分類を行う識別部とからなるフロ
ー式粒子画像解析装置において、撮像領域の外周に接
し、画像の一部が欠落した粒子を精度良く分類するため
に、撮像領域中のそれぞれの粒子のフェレ座標（ｘ，ｙ
座標の始点と終点）を算出する演算部を設け、そのフェ
レ座標を用い、分類対象とするか否かを判断する。

【０００７】撮像された粒子がサンプル液流れ方向に対
し後ろの一部が撮像領域の外周に接し、画像の一部が欠
落しているか否かをフェレ座標から判別し、さらに、サ
ンプル液流れ中の粒子は粒子検出部により検出され、ち
ょうどその粒子が撮像領域に達したときに撮像されるた
め、その粒子の先端は撮像領域のある一定の領域にある
ことになるから、撮像した粒子がこの領域にあるか否か
をフェレ座標から判別し、これらの条件を満たしたとき
にこの粒子は円柱類等の細長い粒子である可能性が高い
ため、この粒子は分類対象であると判別する判断部を設
ける。

【０００８】また、撮像領域の外周に接した粒子の分類
精度を向上させるために、前記条件を満たした粒子専用
の形態学的分類を行うための識別部を、粒子全体が撮像
領域中に存在する粒子の形態学的分類を行う識別部とは
別に設ける。

【０００９】検出粒子の一部が撮像領域の外周に接し、
画像の一部が欠落した粒子であることを判別する判断部
と、撮像した粒子の先端が撮像領域中の粒子検出位置に
あるか否かを判別する判断部とを備えることにより、粒
子全体が撮像領域中に存在する粒子に加え、画像の一部
が欠落した粒子も分類対象とすることができる。

【００１０】また、粒子全体が撮像領域中に存在する粒
子の形態学的分類を行う識別部の他に、撮像領域の外周
に接し、画像の一部が欠落した粒子の形態学的分類を行
うための識別部を別に有することにより、画像の一部が
欠落した粒子の分類精度を向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明によるフロー式粒子画像解
析方法及びフロー式粒子画像解析装置の一実施例につい
て、図１ないし図７を参照しながら説明する。

【００１２】まず、図１に示す全体構成図により本実施
例のフロー式粒子画像解析装置の構成及び、基本的な動
作を説明する。図１に示したように、本実施例のフロー
式粒子画像解析装置は、粒子を懸濁させたサンプル液が
供給されるフローセル１００，画像撮像手段１０１，粒
子分類手段１０２を備える。

【００１３】画像撮像手段１０１は、フローセル中の粒
子検出領域を通過する粒子を検出する粒子検出部５，フ
ローセル１００中のサンプル液流れ３を照射するランプ
１，ランプ光束９をサンプル液流れ３に集束させるコン
デンサレンズ２，画像を取り込み電気信号である画像デ
ータ信号に変換するＴＶカメラ４を有する。

【００１４】粒子分類手段１０２は、ＴＶカメラ４から
転送された画像データ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器７，画像データを記憶する画像メモリ８，画
像データから粒子の平均濃度，面積，周囲長，投影長等
の形態学的特徴量を求める特徴抽出部１０，算出した形
態学的特徴量から粒子の形態学的分類を行う識別部１
１，識別部１１からの粒子分類結果と粒子分類に使われ
た形態学的特徴量記憶、及び表示部１３への表示を行う
画像処理制御部１２を有する。

【００１５】次に図２ないし図５を参照し、図６に示し
た粒子の判別フローチャートを説明する。

【００１６】図２に示したように、撮像領域５０のサン
プル液流れ方向の画素数をＸ＋１，サンプル液流れ方向
に対し垂直方向の画素数をＹ＋１とし、撮像領域５０の
各画素の位置を座標（ｘ，ｙ）で示し、撮像された粒子
のフェレ座標（ｘ，ｙ座標の始点と終点）を算出する。

【００１７】撮像された粒子が、サンプル液流れ方向に
対し後ろの一部以外が撮像領域の外周に接し画像の一部
が欠落しているか否かをフェレ座標から判別する。図３
に示したように、粒子３１のフェレ座標のｘ座標の始点
ｘ_s１＝０ ，粒子３２のフェレ座標のｙ座標の始点ｙ_s
２＝０，粒子３３のフェレ座標のｙ座標の終点ｙ_e３＝
Ｙであるため、サンプル液流れ方向に対し後ろの一部以
外が撮像領域の外周に接し画像の一部が欠落している粒
子であると判別し、分類対象としない。

【００１８】さらに、撮像された粒子が、サンプル液流
れ方向に対し後ろの一部が撮像領域の外周に接し画像の
一部が欠落しているか否かをフェレ座標から判別する。
図４に示したように、粒子３４のフェレ座標のｘ座標の
終点ｘ_e４≠０ であるため、粒子全体が撮像領域中に存
在する粒子であると判別し識別部での分類処理を行う。
また、粒子３５のフェレ座標のｘ座標の終点ｘ_s５＝０
であるため、サンプル液流れ方向に対し後ろの一部が撮
像領域の外周に接し画像の一部が欠落した粒子であると
判別する。

【００１９】さらに、粒子検出部５により検出されたサ
ンプル液流れ３の粒子は、ちょうどその粒子が撮像領域
５０に達したときに撮像されるため、図５に示したよう
に、その粒子の先端は撮像領域５０のある一定の領域
（ｘ＝粒子検出位置±α）にあることになるから、撮像
した粒子の先端がこのｘ＝粒子検出位置±αの領域にあ
るか否かをフェレ座標から判別する。粒子３６のフェレ
座標のｘ座標の始点ｘ_s６は粒子検出位置±αの範囲に
はないため、粒子の先端が粒子検出位置±αの領域にな
いと判別し、分類対象としない。また、粒子３７のフェ
レ座標のｘ座標の始点ｘ_s は粒子検出位置±αの範囲に
あるため、粒子の先端が粒子検出位置±αの領域にある
と判別する。

【００２０】従って、粒子検出位置±αの領域を適当に
設定することにより、撮像された粒子の先端が前記粒子
検出位置±αの領域にあり、さらに、サンプル液流れ方
向に対し後ろの一部が撮像領域の外周に接し画像の一部
が欠落している粒子３７のような粒子は、細長い形状で
あるために画像の一部が欠落した硝子円柱，赤血球円
柱、または白血球円柱等の重要な円柱類である可能性が
高いため、この粒子は分類対象とし、識別部での分類処
理を行う。

【００２１】また、図７に示したように、撮像された粒
子の先端が前記粒子検出位置±αの領域にあり、さら
に、サンプル液流れ方向に対し後ろの一部が撮像領域の
外周に接し画像の一部が欠落している粒子３７のように
判別された円柱類である可能性が高い粒子を専用に分類
する識別部を、粒子３４のように判別された粒子全体が
撮像領域中に存在する粒子の形態学的分類を行う識別部
とは別に有することにより、画像の一部が欠落した粒子
の分類精度を向上させることができる。

【００２２】

【発明の効果】検出粒子の一部が撮像領域の外周に接
し、画像の一部が欠落した粒子であるか否かを判別する
判断部と、粒子の先端が撮像領域中の粒子検出位置にあ
るか否かを判別する判断部とを備えることにより、粒子
全体が撮像領域中に存在する粒子に加え、画像の一部が
欠落した粒子も分類対象とすることができる。

【００２３】また、粒子全体が撮像領域中に存在する粒
子の形態学的分類を行う識別部の他に、撮像領域の外周
に接し画像の一部が欠落した粒子の形態学的分類を行う
ための識別部を別に有することにより、画像の一部が欠
落した粒子の分類精度を向上させることができる。

【００２４】従って、尿中の細胞や粒子の中で、他の細
胞と比べ出現頻度が少なく、医学的に重要な粒子である
硝子円柱，赤血球円柱、または白血球円柱等の円柱類
が、細長い形状であるために撮像領域の外周に接し画像
の一部が欠落している場合でも、これら重要な粒子の分
類を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロー式粒子画像解析装置のブロック図。

【図２】粒子及び粒子撮像領域の説明図。

【図３】粒子及び粒子撮像領域の説明図。

【図４】粒子及び粒子撮像領域の説明図。

【図５】粒子及び粒子撮像領域の説明図。

【図６】粒子の識別フローチャート。

【図７】粒子の識別フローチャート。

【符号の説明】

１…フラッシュランプ、２…コンデンサレンズ、３…サ
ンプル液流れ、４…ＴＶカメラ、５…粒子検出部、７…
Ａ／Ｄ変換器、８…画像メモリ、９…ランプ光束、１０
…特徴抽出部、１１…識別部、１２…画像処理制御部、
１３…表示装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体中に懸濁する粒子を、シース液で包み
   込んだシースフローを形成してフローセル中に流し、フ
   ローセル中の粒子検出領域を通過する粒子を検出し、フ
   ローセル中の撮像領域を通過した検出粒子の静止画像を
   撮像する手段と、撮像した粒子画像データをデジタル変
   換するＡ／Ｄ変換器とデジタル変換した画像データを記
   憶するメモリと、上記手段から得られたデータから、撮
   像した個々の粒子の平均濃度，面積，周囲長，投影長等
   の粒子の形態学的特徴量を求める特徴抽出部とを有し、
   これら形態学的特徴量から粒子の形態学的分類を行う識
   別部とからなるフロー式粒子画像解析装置において、 検出粒子の一部が撮像領域の外周に接し、画像の一部が
   欠落した粒子であるか否かを判別する判断部と、粒子の
   先端が撮像領域中の粒子検出位置にあるか否かを判別す
   る判断部とを備え、粒子全体が撮像領域中に存在する粒
   子に加え、画像の一部が欠落した粒子も分類対象とする
   ことを特徴とするフロー式粒子画像解析装置。
2. 【請求項２】請求項１において、粒子全体が撮像領域中
   に存在する粒子の形態学的分類を行う識別部の他に、撮
   像領域の外周に接し、画像の一部が欠落した粒子の形態
   学的分類を行うための識別部を別に有するフロー式粒子
   画像解析装置。