JPH10185803A - 有形成分分析装置及び有形成分分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 被検液中の有形成分の標本像を拡大し、
拡大された標本像を撮像し、撮像された画像を処理し
て、各種成分に識別する有形成分分析方法において、被
検液をディスポーザブルのスライドガラス上に載せる。 【効果】 被検液中の有形成分の分析にかかわる作業が
簡素化され、検査技師の負担を低減させるとともに、よ
り精密性、正確性の高い分析結果を提供することができ
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、被検液中の有形成
分を分析するための装置及び方法に関し、特に尿中や血
液中に含まれる血球類などの有形成分を画像解析技術を
用いて自動分析するための装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検液中の有形成分の分析、例え
ば尿沈渣成分の分析は、尿サンプルを遠心分離する、
アスピレーター又はピペットを用いて、あるいはデカ
ンテーションによって上澄み液を除去する、残った残
渣成分のうち一定量をスライドガラスに塗布し、カバー
ガラスを載せ標本とする、顕微鏡にセットし、有形成
分（血球類、上皮細胞類、円柱類、微生物類、結晶塩類
など）を分類分析する、の各工程からなっている。現
在、この作業のすべてを用手によって実施しており、検
査技師の大きな負担になっているほか、作業が用手であ
るので、ばらつきが大きく、また判断には当然個人差が
あり、正確性にも問題が指摘されていた。

【０００３】これらの検査作業を自動化する装置として
近年、検体の塗布標本を作製せず被検液に染色液を混和
した後、懸濁させたままフローセルに流し、物理統計的
な方法や光学的な方法などによって分析するフローサイ
トメーター法により自動分析する方法がある（特開平４
−３３７４６０号公報、特開平５−２９６９１５号公
報、特開平５−３２２８８５号公報）。

【０００４】しかしながら、上記のフローサイトメータ
ー法により自動分析する方法では、有形成分は常に流れ
ているためそれぞれに焦点を合わせることは極めて困難
であり、焦点は一定の位置に固定されている。また、フ
ローセルはある程度の厚みがある。これらのことより、
上記のフローサイトメーター法では焦点が合わされた位
置に流れて来た有形成分しか正確に測定できず、更に
は、該位置から少し離れたところに有形成分が位置した
場合は、焦点がずれた分だけぼやけてしまい合焦時とは
異なった画像計測結果が得られ誤った判断結果が得られ
ることがある。

【０００５】また、この方法ではフローセルが固定さ
れ、連続使用されるので、前検体分のキャリーオーバが
あり、正確性や精密性に問題がある。また、分析精度を
上げるため、染色液によって被検液を染色する場合、当
然染色液によるフローセルの汚染があり、かつ染色液の
成分が蓄積するので、経時的にノイズが増大し、測定精
度が低下する危険性がある。さらに物理統計的な計測方
法（レーザ光を用いた被検成分の散乱強度測定など）で
は、顕微鏡観察による画像観察データとかい離を生じ、
かい離検体に対して再度顕微鏡画像観察をしなければな
らないといった課題があった。

【０００６】さらに、フローセルの汚染を低減させるた
め、従来用いられていた分析に至適な染色液の濃度を低
くした場合、染色度合いが弱くなり分析能が低下するこ
とがあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の実情に鑑み、本
発明は、被検液、特に尿中の有形成分分析（尿沈渣分析
など）にかかわる作業の全て又は一部を自動化し、キャ
リーオーバや染色液による汚染の危険性があるフローセ
ルを使用せず、精密性、正確性の高い装置及び方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、有形成分が含まれる被検液を流さずに透光板上
に載置し、これを撮像することによって、フローサイト
メーター法の欠点を解消し得ることを発見し、上記目的
を達成できるに至った。

【０００９】即ち、本発明の有形成分分析装置は、透光
板上の被検液を撮像するための撮像ステージと、被検液
中の有形成分の標本像を拡大する手段（以下、「拡大手
段」という。）と、標本像を撮像する手段（以下、「撮
像手段」という。）と、撮像された画像を処理して各種
成分に識別する手段（以下、「識別手段」という。）と
を有することを特徴とする。また、上記装置は、被検液
が尿の場合に特に有用である。

【００１０】更に、上記装置においては、撮像手段が標
本像の焦点を自動で合わせる機能を有していること、識
別手段が、予め設定された視野分の全識別結果から分析
結果を算出する機能と、分析結果を出力器から出力する
機能とを有していること、当該装置が撮像された画像を
処理して各種成分を識別した結果を記憶しておく手段を
有すること、或いは当該装置が被検液に成分識別力を助
力するための試薬を添加する手段を有することも特徴と
する。

【００１１】また、上記装置においては、識別手段が学
習認識機能を有していること、識別手段が有形成分の特
徴量の範囲指定を学習させ有形成分の量を算出する機能
を有していること、識別手段が有形成分に起因する光学
的特徴量に基づいて有形成分の量を算出する機能を有す
ること、拡大手段が一種以上の倍率を有していること、
透光板がスライドガラスであること、或いは透光板が、
被検液を被覆する被覆透光板と一体的に形成されたもの
であることも特徴とする。

【００１２】本発明の有形成分分析方法は、透光板上
に被検液を載置する工程と、被検液中の有形成分の標
本像を拡大する工程と、有形成分の標本像の焦点を自
動で合せ、有形成分の標本像を撮像する工程と、撮像
された画像を処理して、各種成分に識別する工程とを少
なくとも有することを特徴とする。また、上記分析方法
は、被検液が尿の場合に特に有用である。

【００１３】また、上記分析方法において、予め設定さ
れた視野数になるまで、上記の工程からの工程ま
で、または上記の工程からの工程までを、撮像位置
を変えて繰り返すこと、或いは上記の工程からの工
程までを全自動で行うことを特徴とする。

【００１４】更に、上記方法において、被検液中に成分
識別を助力するための試薬を添加する工程を有している
こと、成分識別を助力するための試薬が、Sternheimer-
Malbin染色法、Sternheimer 染色法、Prescott-Brodie
染色法、Behre-Muhlberg染色法、SudanIII染色法、Lugo
l 染色法、hemosiderin 染色法、Papanicolaou染色法、
4-chloro-1-naphthol 法、Field 染色法、Quaglino-Fle
mans法、Kaplow法、佐藤・関谷法、ベルリン青法、ギム
ザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム染色法、コン
ゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色法、アルシアン
青染色法、ショール染色法、フォイルゲン染色法、オイ
ル赤Ｏ染色法、Brecker 法、ハインツ小体染色法、中性
赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリアントクレシル青
染色法のうち少なくとも一法に用いられている成分の一
種類または二種類以上を含有する試薬であること、有形
成分に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量
を算出する工程を有すること、光学的特徴量がＡＴＰ測
定用試薬による発光量であること、透光板が被検液を被
覆する被覆透光板と一体的に形成されたものであるこ
と、透光板がスライドガラスであること、或いは透光板
および被覆透光板のうち少なくとも一つの材料がガラ
ス、プラスチック、化学的処理を施したガラスまたは化
学的処理を施したプラスチックであることを特徴とす
る。

【００１５】

【発明実施の形態】

【００１６】本発明は、体液、例えば尿、血液、血清、
血漿、随液、精液、前立腺液、関節液、胸水、腹水、分
泌液等の分析や水質検査などに適用することができる。
特に、尿、例えば原尿、濃縮尿、遠心分離後の沈渣等の
分析に有効に用いられる。

【００１７】本発明において分析の対象となる有形成分
は、被検液中に分散ないし懸濁しているものであれば特
に限定されるものではない。例えば被検液が尿の場合で
は、赤血球（変形赤血球、各種由来赤血球）、白血球、
上皮細胞類（扁平上皮細胞、移行上皮細胞、尿細管上皮
細胞、円形上皮細胞、尿道円柱上皮細胞、前立腺上皮細
胞、精嚢腺上皮細胞、子宮内膜上皮細胞、卵円形脂肪
体、細胞質内封入体細胞、多辺形細胞など）、円柱類
（硝子円柱、上皮円柱、顆粒円柱、蝋様円柱、脂肪円
柱、赤血球円柱、白血球円柱、細胞円柱、硝子白血球円
柱、ヘモグロビン円柱、ヘモジリデン円柱、ミオグロビ
ン円柱、アミロイド円柱、蛋白円柱、空胞変形円柱、血
小板円柱、細菌円柱、ビリルビン円柱、塩類円柱な
ど）、微生物類（真菌、細菌、脂肪球、原虫、トリコモ
ナス、精子など）、結晶・塩類（尿酸塩、リン酸塩、シ
ュウ酸カルシウム、ビリルビン、シスチン、コレステロ
ール、2,8-ジヒドロキシアデニン結晶など）、その他
（核内封入体細胞、脂肪顆粒細胞、大食細胞、異型細
胞）等が分析対象となる有形成分として挙げられる。

【００１８】本発明の装置及び方法においては、透光板
上に被検液を載置することを特徴とする。透光板は透光
性を有し、被検液を載置可能なものであれば良く、例え
ば、スライドガラス等が挙げられる。スライドガラスは
一回使い切り（ディスポーザブル）であるため、前検体
のキャリーオーバや染色剤による汚染の可能性がゼロで
あり、信頼性の高い測定結果を提供することができる。
透光板の材料は、プラスチック（合成樹脂）、ガラスな
ど透光性を有するものであれば、特に限定されるもので
はない。なお、プラスチックの場合は、必要に応じて親
水性を向上させるための化学的処理を施すのが良い。

【００１９】透光板に載置された被検液は、被覆透光板
で被覆されていても良い。被覆透光板としては、例えば
カバーガラスが挙げられる。被覆透光板の材料として
は、上記した透光板と同様のものが挙げられるが、特に
限定されるものではない。図１は、被覆透光板となるカ
バーガラスと、透光板となるスライドガラスとが一体的
に形成された、カバーガラス一体型スライドガラス１の
斜視図である。図１（ａ）ではスライドガラス部２上に
載置されたカバーガラス部３の対向する二辺が接着剤４
などで封止され、残りの対向する二辺が開放状態になっ
ている。図１（ｂ）はスライドガラス部２上に載置され
たカバーガラス部３の三辺が接着剤４などで封止され、
残りの一辺が開放状態になっている。被検液を開放され
た一辺から分注すると、毛細管現象によりスライドガラ
ス部２とカバーガラス部３との間隙に被検液が注入され
る。即ち、透光板であるスライドガラス部２に被検液が
載置される。このようにカバーガラス一体型スライドガ
ラス１を用いれば、簡単に所定量を正確に注入させるこ
とができ、カバーガラスをセットする煩雑な標本作製工
程を省力化することができる。

【００２０】透光板上の被検液を撮像するための撮像ス
テージは、透光板を載置し得るものであれば良く、特に
限定されないが、撮像位置を変更できるように移動可能
なものであるのが好ましい。移動は手動で行っても良い
が、例えばサーボモータ、ステッピングモータやリニア
モータ等を使用して機械的に行うのが好ましい。

【００２１】撮像手段としては、デジタルカメラ、ＣＣ
Ｄカラービデオカメラ等が挙げられる。また、撮像手段
には、有形成分の標本像の焦点を自動で合わせる機能
（オートフォーカス機能）を付加しておくのが好まし
い。拡大手段は、撮像前の標本像を光学的に拡大するも
のであっても良いし、撮像された標本像の画像をデジタ
ル処理等して拡大するものであっても良い。具体的に
は、前記カメラに取り付けられるズームレンズや対物レ
ンズ等が挙げられる。

【００２２】被検液中の有形成分としては、血球類や細
菌などの数μｍの大きさのものから、円柱などの数百μ
ｍの大きさのものまでがある。従って、拡大手段の有す
る拡大倍率は、一種類のみとするよりも、二種類以上と
するのが好ましい。この場合、小型の有形成分から大型
の有形成分までをより精度よく解析することができる。
また、拡大倍率は連続的に変化するものであっても良
い。拡大倍率は有形成分に合わせて適宜決定すれば良
い。

【００２３】識別手段は、撮像された画像中の有形成分
をその形態等に基づいて分類し、識別するものである。
識別手段には、予め設定された視野分の全識別結果から
分析結果を算出する機能と、分析結果を出力器から出力
する機能とを付加するのが好ましい。なお、ここでいう
予め設定された視野分とは、撮像する視野（画像）数の
ことをいう。また、識別手段には撮像された画像を一旦
記憶しておくためのメモリ等を備えておくのが好まし
い。

【００２４】識別手段としては、例えば、上記の識別を
行うようにプログラミングされたコンピュータ、論理回
路で構成された識別装置等が挙げられる。このうち、識
別手段としてコンピュータを用いれば、各工程の動作、
画像処理、記憶、計算、出力等すべての制御がソフト上
で行えるようになり好ましい。

【００２５】識別手段は学習機能を有しているのが好ま
しい。学習認識機能を有することによって、正確性、精
密性の高い測定結果が提供される。識別手段は、赤、
緑、青を明度と色度とに分離する色抽出の範囲指定、
穴埋め、線分の書き込み、画像の切り離しからなる二値
画像処理の範囲指定、画像の特徴量（面積、円形度係
数、円相当径、周囲長、絶対最大長、フェレ径Ｘ／Ｙ
比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短軸長さ／長軸長さ比など）の
範囲指定を学習し、識別を行うことができる。

【００２６】また、識別手段による上記画像処理は、ソ
フトウェアにより、有形成分の形態に基づいて有形成分
を分類分析するため、明らかに形状の違う円柱や扁平上
皮などの分類に関しては精度が高いが、小型な腎上皮細
胞や赤血球、白血球、細菌などの形態が似かよった場合
には、分析能はどうしても低下してしまう。

【００２７】そこで、本発明の装置においては、被検液
に成分識別を助力するための染色剤などの試薬を添加す
る手段を本発明の装置に更に付加することによって、本
発明の方法においては、被検液に成分識別を助力するた
めの染色剤などの試薬を添加する工程を加えることによ
って、上記の形態の似かよった成分を分類し、分析能を
向上させることができる。

【００２８】試薬は特に限定されないが、一般的に知ら
れているものとしてSternheimer-Malbin染色法（ＳＭ染
色法）、Sternheimer 染色法（Ｓ染色法、ＮＳ染色法ま
たはSternheimer 染色法の変法）、Prescott-Brodie 染
色法、Behre-Muhlberg染色法（ＢＭ染色法）、SudanIII
染色法、Lugol 染色法、hemosiderin 染色法、Papanico
laou染色法、4-chloro-1-naphthol 法、Field 染色法、
Quaglino-Flemans法、Kaplow法、佐藤・関谷法、ベルリ
ン青法、ギムザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム
染色法、コンゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色
法、アルシアン青染色法、ショール染色法、フォイルゲ
ン染色法、オイル赤Ｏ染色法、Brecker 法、ハインツ小
体染色法、中性赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリア
ントクレシル青染色法（「臨床検査アトラス１ 尿沈
渣」、「臨床検査技術全書３ 血液検査」、「臨床検査
法提要」、「染色法のすべて MEDICAL TECHNOLOGY別
冊」）等のうち少なくとも一法に用いられている成分の
一種類または二種類以上を含有するものが挙げられる。
例えば、ある一つの染色法で用いられる複種類の染色剤
及び添加剤の中から幾つかの染色剤及び添加剤を選択
し、これらを組み合わせて試薬としても良いし、それぞ
れ別の染色法で用いられている複種類の染色剤を組み合
わせて試薬としても良い。

【００２９】なお、上記染色剤には、染色剤の保存安定
性や防腐性能を高めるために、一般的に知られている防
腐（抗菌）剤（各種抗生物質、ＥＤＴＡ塩類、ホウ酸、
クエン酸、ＮａＮ₃ 、プロクリン、ベンツイソチアゾロ
ン、ピリチオン、Ｎ−メチルイソチアゾール等）を添加
しても良い。また、染色液を至適ｐＨに保つ為に各種緩
衝液を添加したり、有形成分の形態を保持するために各
種塩類（ＥＤＴＡ塩類、石炭酸塩、シュウ酸塩、クエン
酸塩、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ₂ 、ＡｌＣｌ
₃ 等）、各種糖類（グルコース、フラクトース、ガラク
トース、マルトース、キシリトール、ソルビトール）、
シクロデキストリン類、グルタルアルデヒドを添加して
も良い。更に、測定の妨げとなる不溶性物質を除くため
に各種界面活性剤や酵素類を添加しても良い。

【００３０】さらに、形態による分類分析では十分な結
果が期待できない場合には、本発明の装置においては、
識別手段に、有形成分に起因する光学的特徴量に基づい
て有形成分の量を算出する機能を付加するのが、又本発
明の方法においては、有形成分に起因する光学的特徴量
に基づいて、有形成分の量を算出することが好ましい。

【００３１】例えば、被検液中の細菌類などの微生物の
量を測定する際、分析精度をより向上させることを目的
として発光試薬を被検液中に添加することができる。し
かし、細菌類はその状態（死菌、生菌）によって染色度
合いが異なるため、分析能が低下してしまう。そこで、
さらに分析能を向上させるため、微生物がＡＴＰ（アデ
ノシン三リン酸）を産出することを利用し、被検液中の
ＡＴＰを測定する工程を加えることによって細菌類の量
を正確に測定することができる。ＡＴＰの測定は、ルシ
フェラーゼ、ルシフェリンなどを含むＡＴＰ試薬を利用
し、ＡＴＰ量に応じた発光量（光学的特徴量）を検知す
ることによって行うことができる（化１参照）。

【００３２】

【化１】

【００３３】また、本発明の装置には、撮像された画像
を処理して各種成分に識別した結果を記憶しておく手段
（画像記憶装置）が備えられているのが好ましい。記憶
しておく手段としては、記憶容量の大きい光磁気ディス
ク、固定ディスク、デジタルビデオディスク、ＣＤ−Ｒ
等の補助記憶装置が挙げられる。本発明の装置に用いら
れる出力器としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディス
プレイ、プリンタ等の出力装置や上記補助記憶装置が挙
げられる。

【００３４】なお、出力装置としてディスプレイを用い
る場合には、メニュー選択によって、測定結果や画像デ
ータの他、時刻、現在の装置の状況（各検体の測定状
況、各検体又は選択した検体の測定終了予定時刻又は必
要残時間、廃液タンクの廃液量、純水タンクの残量、各
試薬の残量、洗剤の残量、スライドガラスの残数）等を
表示する機能や、選択指定した情報のみを離れた場所か
ら読み取れるように拡大表示する機能を付加しても良
い。

【００３５】本発明の装置においては、識別手段に、分
類不可能な有形成分について「その他成分」なる項目に
分類する機能、又はその画像を後に呼び出して、技師が
直接目視により判断し、その判断結果をデータに付け加
えたり修正したりできる機能を付加しても良い。

【００３６】本発明の装置には、ディスプレイの表示メ
ニューの選択や当該装置の操作をリモコン装置を用いて
遠隔操作できる機能を付加しても良い。更に、本発明の
装置には、何らかのアクシデントが発生した場合、廃液
タンクが満杯になった場合、純水、各試薬、洗剤、スラ
イドガラス等の残りが少なくなった場合等には、画面表
示、音又は信号によって警告を発する機能を付加しても
良い。

【００３７】本発明の装置には、緊急の分析に対応する
ため、分析中の検体の次に緊急検体（緊急の分析を要す
る検体）を優先して割り込ませる機能、又は分析を一時
停止して直ちに緊急検体を分析する機能を付加しても良
い。なお、緊急の分析は迅速に行う必要があるため、例
えば緊急分析用ボタンを設置し、該ボタンの操作のみで
装置に緊急の分析を行わせるようにするのが好ましい。

【００３８】本発明の方法は、上記した本発明の装置を
用いれば容易に行うことができる。即ち、自動で透光板
上に被検液を載置する工程が行われ、拡大手段により被
検液中の有形成分の標本像を拡大する工程が行われ、撮
像手段により有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有
形成分の標本像を撮像する工程が行われ、識別手段によ
り撮像された画像を処理して、各種成分に識別する工程
が行われる。このように本発明の装置を用いれば、本発
明の方法を全自動で行うことができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の装置及び方法の実施例を図に
基づいて説明するが、本発明の装置及び方法はこの実施
例に限定されるものではない。

【００４０】実施例１ 図２は、本発明の有形成分分析装置の一例を示す図であ
り、尿沈渣成分の分析装置を示す。図２の例では、透光
板としてはスライドガラス５が用いられている。スライ
ドガラス５は、図１（ａ）に示したようにカバーガラス
と一体的に形成されて、カバーガラス一体型スライドガ
ラスとなっている。スライドガラス５は撮像ステージと
なるＸＹテーブル６上に載置されている。ＸＹテーブル
６には駆動源としてステップモータが組み込まれてい
る。ＸＹテーブル６は駆動回路１１からの信号を受けて
駆動され、スライドガラス５をＸ座標軸方向及びＹ座標
軸方向に自在に移動、停止させて撮像位置を変更する。

【００４１】撮像手段としては自動焦点機能付きのＣＣ
Ｄカメラ１０が用いられている。ＣＣＤカメラ１０には
拡大手段として、対物レンズが取り付けられている。識
別手段は、画像処理制御回路１２、画像メモリ１４、特
徴抽出回路１５、識別演算回路１６、中央制御部１７お
よび演算回路２２で構成されており、同図では点線で囲
まれている。２３は、出力装置として用いられているデ
ィスプレイである。１８は各種成分に識別した結果を記
憶するための画像記憶装置である。次に、本発明の装置
で行われる処理を時系列に説明する。

【００４２】最初に、被検液となる尿検体をサンプル容
器からプローブによって、三本の反応管１９ａ、１９
ｂ、１９ｃに必要量分注する。なお、より均一に分注す
るため、尿検体は分注前に攪拌している。サンプル容器
として予めバーコードが貼り付けられた容器を用いるの
であれば、バーコード読み取り装置にて、予めバーコー
ドを読み取る。バーコードを使用することによってサン
プルの有無、種類、検体番号を読み取れば、以後の処理
データおよびサンプルの識別を容易に行える。次に、染
色液を反応管１９ａに必要量注入し、有形成分の染色を
行う。約２分後、反応管１９ａから被検液と染色液との
反応液を分取し、カバーガラス一体型スライドガラス
（スライドガラス５）に注入する。なお、染色反応時間
や反応温度は任意に設定している。

【００４３】次に、被検液を撮像するため、光源となる
ランプ７から光を照射する。ランプ７から照射された光
（点線部）は光軸上を進み、コンデンサレンズ８を通っ
てスライドガラス５上の被検液上に集光される。被検液
中の有形成分の標本像は対物レンズ９により結像位置に
形成され、この結像位置の標本像は、ＣＣＤカメラ１０
の撮像面上に画像として投影され、光電変換される。

【００４４】画像処理制御回路１２は、駆動回路１１を
制御してＸＹテーブル６の移動又は停止を制御するとと
もに、ＸＹテーブル６が停止した際に、ＣＣＤカメラ１
０に撮像を行わせる。ＣＣＤカメラ１０で得られた画像
は、Ａ／Ｄ変換器１３によりデジタル化される。画像処
理制御回路１２は、このデジタル化された画像データを
画像メモリ１４に格納する。

【００４５】画像処理制御回路１２は、画像メモリ１４
への格納の終了後、さらにＸＹテーブル６を移動させて
撮像位置（視野）を変え、上記と同様に撮像、Ａ／Ｄ変
換、メモリへの格納を行う。画像処理制御回路１２は、
この一連の動作を予め設定された視野数になるまで繰り
返し行う。なお、撮像位置を変更するためのＸＹテーブ
ル６の移動は、一視野分の画像解析が終了してから行う
ように制御しても良い。

【００４６】次に、画像処理制御回路１２は、画像メモ
リ１４に格納された画像データを、特徴抽出回路１５へ
入力する。特徴抽出回路１５は、画像の特徴量（例え
ば、有形成分の面積、円形度係数、円相当径、周囲長、
絶対最大長、フェレ径Ｘ／Ｙ比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短
軸長さ／長軸長さ比など）を一次パラメータとして抽出
する。画像処理制御回路１２は、これら一次パラメータ
及びこれらの組合せ演算で生じる二次パラメータを識別
演算回路１６に入力する。

【００４７】識別演算回路１６は、ニューラルネットワ
ークを用いて有形成分の分類を行う。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を最
適化するものである。従って、識別演算回路１６は、入
力された一次および二次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、対象となる有形成分の自動分
類を実施する。なお、ニューラルネットワーク演算の代
わりに、識別演算回路１６には統計的学習認識方法を用
いた有形成分の自動分類を行わせても良い。

【００４８】中央制御部１７は、分類結果及び画像デー
タを画像記憶装置１８に記憶させる。本実施例では、画
像記憶装置１８として、記憶容量が大きい光磁気ディス
クが用いられている。

【００４９】一方、尿検体中の細菌などの微生物量を測
定するために、反応管１９ｂ中にトリクロロ酢酸を添加
し、その一部の検体試料を分取してＡＴＰ測定試薬を添
加し、発光させる。反応管１９ｃ中にはトリクロロ酢酸
を添加せずに、その一部の検体試料をブランクとして分
取し、上記と同様にＡＴＰ測定試薬を添加して発光させ
る。発光はルミノメータ２０により検知する。積算回路
２１は、所定時間内にルミノメータ２０にて検知された
発光をカウントし、積算する。次に、演算回路２２は、
積算回路２１により積算された発光の数（フォトン数）
の情報を、予めＡＴＰの標準品によって算出された計算
式に基づいてＡＴＰ量に変換して微生物の数を算出し、
算出結果を中央制御部１７に入力する。

【００５０】中央制御部１７は、撮像された画像の各視
野ごとの分類結果を全視野分積算し、演算回路２２から
入力される微生物の数と共に、予め入力された境界値
（有形成分の標準値）に基づいて定性データ（例えば
−、±、＋、＋＋、＋＋＋など）に変換し、得られた定
性データや画像データをディスプレイやプリンタ等の出
力装置２３に出力する。

【００５１】図４は、本発明の有形成分分析方法の一例
を示す工程ブロック図であり、図１に示す装置を使用し
て分析が行われている。以下、図４を各工程ごとに説明
する。

【００５２】〔尿検体採取工程〕本工程においては、尿
原液２００検体を遠心分離せずに攪拌後、各検体０．７
５ｍｌをそれぞれ三本の所定の反応管に分注する。

【００５３】〔染色工程〕本工程においては、尿検体を
採取した反応管のうちの一本に、Ｓ（Sternheimer ）染
色液を０．２５ｍｌ添加し攪拌する。

【００５４】〔標本作製工程〕本工程は、透光板上に被
検液を載置する工程である。なお、本工程においては、
被検液となる染色液を添加した液から０．０１５ｍｌを
分取し、カバーガラス一体型スライドガラスの間隙部分
に分注し標本を作製している。

【００５５】〔標本移動工程〕本工程においては、作製
した標本を撮像ステージにセットしている。撮像ステー
ジはセットされた標本を撮像位置まで移動させる。

【００５６】〔撮像工程〕本工程は、被検液中の有形成
分の標本像を拡大する工程と、拡大された有形成分の標
本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標本像を撮像する
工程とである。本工程においては、最初に、ＣＣＤカメ
ラに取り付けられた対物レンズ（拡大手段）によって標
本像を拡大している。次に、撮像ステージにセットされ
たＣＣＤカメラによって、自動で焦点を合せ、拡大画像
を撮像している。

【００５７】〔画像処理・記憶工程〕本工程は撮像され
た画像を処理して各種成分に識別する工程である。本工
程においては、最初に、撮像した画像を光磁気ディスク
に記憶する。次に、過去のデータを学習認識する機能を
有した演算回路等を用いて、この記憶された画像データ
から尿中有形成分を各種成分に分類し、各種成分ごとに
計数する。分類結果及び係数結果は制御計算工程へ伝達
される。なお、上記した撮像工程、画像処理・記憶工程
は、撮像ステージを移動させて撮像位置を変更しながら
視野数が１００になるまで繰り返し行われる。

【００５８】〔微生物量分析工程〕本工程は、有形成分
に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算
出する工程である。本工程においては、最初に尿検体採
取工程で尿検体を分注した反応管三本のうち一本に、
０．４％トリクロロ酢酸を０．７５ｍｌ添加する。残り
の一本にはなにも添加せずブランクとする。各反応管か
ら尿検体０．０１ｍｌを分取し、これにＡＴＰ測定試薬
〔３０ｍＭグリシルグリシンバッファ（ｐＨ７．８）、
５ｍＭ硫酸マグネシウム、０．１ｍＭ硫酸ルシフェリ
ン、１０Ｕ／ｍｌルシフェラーゼを含有する。〕を０．
５ｍｌ添加して発光を生じさせる。この発光をルミノメ
ータを用いて検知し、積算回路等を用いて発光をカウン
トし、積算する。

【００５９】次に、予めＡＴＰの標準品によって算出し
た計算式によって、各検体中のＡＴＰ量を求める。その
後、トリクロロ酢酸を添加した検体中のＡＴＰ量と、ブ
ランクとした検体中のＡＴＰ量との差を求め、検体中の
微生物起源のＡＴＰ量を算出する。その結果を制御計算
工程へ伝達する。図６に尿中ＡＴＰ濃度と菌数との相関
図を示す。

【００６０】〔制御計算工程〕本工程においては、画像
処理・記憶工程および微生物量分析工程の各工程から得
られた結果を統合し、ディスプレイやプリンタ等に出力
する。表１は、その出力（印字）例を示している。

【００６１】

【表１】

【００６２】この実施例における画像処理による検査結
果の一致率を表２にまとめた。即ち、撮像された各画像
を目視して、画像処理により分類分析された成分名（白
血球、赤血球など）と一致しているか否かを判断した。

【００６３】

【表２】

【００６４】実施例２ 図３は、本発明の有形成分分析装置の他の例を示す図で
ある。図３の例では、図２の例と異なり、ＡＴＰ測定試
薬の添加はなく、よって図１の例で用いられているルミ
ノメータ、積算回路、演算回路は備えられていない。従
って、図３の例に示すように、尿検体は反応管１９にの
み必要量が分取されている。それ以外の構成については
図２に示した装置と同様である。

【００６５】図５は、本発明の有形成分分析方法の他の
例を示す工程ブロック図であり、図３に示す装置を使用
して分析が行われている。以下、図５を各工程ごとに説
明する。

【００６６】〔尿検体採取工程〕本工程においては、尿
原液検体を遠心分離せずに攪拌した後、この検体０．７
５ｍｌを反応管に分取する。

【００６７】〔染色工程〕本工程においては、尿検体を
分注した反応管に、Ｓ（Sternheimer ）染色液を０．２
５ｍｌ添加し攪拌する。

【００６８】〔標本作製工程〕本工程においては図４の
例と同様に、染色液を添加した液から０．０１５ｍｌを
分取し、カバーガラス一体型スライドガラスの間隙部分
に分注し標本を作製する。

【００６９】〔標本移動工程〕本工程においては図４の
例と同様に、作製した標本を撮像ステージにセットし、
撮像位置まで移動させる。

【００７０】〔撮像工程〕本工程においては図４の例と
同様に、拡大された有形成分の標本像の焦点を自動で合
せ、撮像ステージにセットされたＣＣＤカメラによって
拡大画像を撮像している。

【００７１】〔画像処理・記憶工程〕本工程においては
図４の例と同様に、撮像した画像を記憶し、画像データ
から尿中有形成分を各種成分に分類し、各種成分ごとに
計数している。分類結果及び係数結果は制御計算工程へ
伝達される。なお、撮像工程、画像処理・記憶工程は、
撮像ステージを移動させて撮像位置を変更しながら視野
数が１００になるまで繰り返し行われる。

【００７２】〔制御計算工程〕本工程においては画像処
理・記憶工程から得られた結果を統合し、ディスプレイ
やプリンタ等に出力する。表３は、その出力（印字）例
を示しており、強拡大視野（ＨＰＦ）における結果が記
号で示されている。

【００７３】

【表３】

【００７４】

【発明の効果】このように本発明の有形成分分析装置及
び有形成分分析方法によれば、被検液中の有形成分の分
析にかかわる作業が簡素化され、検査技師の負担を低減
させることができる。また、測定対象が流体でないため
標本像の焦点を容易に合わせることができ、更にフロー
セルを使用せずに透光板を用いるので、一回使い切り
（ディスポーザル）のものを使用することができ、前検
体のキャリーオーバや染色液による汚染の可能性がゼロ
である。即ち、本発明により、精密性、正確性の高い分
析結果を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カバーガラス一体型スライドガラス１の斜視図
である。

【図２】本発明の有形成分分析装置の一例を示す図であ
る。

【図３】本発明の有形成分分析装置の他の例を示す図で
ある。

【図４】本発明の有形成分分析方法の一例を示す工程ブ
ロック図である。

【図５】本発明の有形成分分析方法の他の例を示す工程
ブロック図である。

【図６】尿中ＡＴＰ濃度と菌数との相関図である。

【符号の説明】 １ カバーガラス一体型スライドガラス ２ スライドガラス部 ３ カバーガラス部 ４ 接着剤 ５ スライドガラス ６ ＸＹテーブル ７ ランプ ８ コンデンサレンズ ９ 対物レンズ １０ ＣＣＤカメラ １１ 駆動回路 １２ 画像処理制御回路 １３ Ａ／Ｄ変換器 １４ 画像メモリ １５ 特徴抽出回路 １６ 識別演算回路 １７ 中央制御部 １８ 画像記憶装置 １９ 反応管 ２０ ルミノメータ ２１ 積算回路 ２２ 演算回路 ２３ 出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 15/14 Ｇ０１Ｎ 33/49 Ｈ 33/49 33/493 Ｂ 33/493 Ｃ１２Ｑ 1/02 // Ｃ１２Ｑ 1/02 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｕ Ｊ (72)発明者 勝間 祥行 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 東洋紡 績株式会社内 (72)発明者 川島 純彦 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 東洋紡 績株式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光板上の被検液を撮像するための撮像
   ステージと、被検液中の有形成分の標本像を拡大する手
   段と、有形成分の標本像を撮像する手段と、撮像された
   画像を処理して各種成分に識別する手段とを有する有形
   成分分析装置。
2. 【請求項２】 被検液が尿である請求項１記載の有形成
   分分析装置。
3. 【請求項３】 上記撮像する手段が、有形成分の標本像
   の焦点を自動で合わせる機能を有している請求項１記載
   の有形成分分析装置。
4. 【請求項４】 撮像された画像を処理して各種成分に識
   別した結果を記憶しておく手段を有している請求項３記
   載の有形成分分析装置。
5. 【請求項５】 上記識別する手段が、予め設定された視
   野分の全識別結果から分析結果を算出する機能と、分析
   結果を出力器から出力する機能とを有している請求項１
   記載の有形成分分析装置。
6. 【請求項６】 被検液に成分識別力を助力するための試
   薬を添加する手段を有する請求項１記載の有形成分分析
   装置。
7. 【請求項７】 上記識別する手段が学習認識機能を有す
   る請求項１記載の有形成分分析装置。
8. 【請求項８】 上記識別する手段が有形成分の特徴量の
   範囲指定を学習し、識別するものである請求項１記載の
   有形成分分析装置。
9. 【請求項９】 上記識別する手段が有形成分に起因する
   光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算出する機能
   を有している請求項１記載の有形成分分析装置。
10. 【請求項１０】 上記拡大する手段が二種類以上の拡大
    倍率を有している請求項１記載の有形成分分析装置。
11. 【請求項１１】 上記透光板が、スライドガラスである
    請求項１記載の有形成分分析装置。
12. 【請求項１２】 上記透光板が、被検液を被覆する被覆
    透光板と一体的に形成されたものである請求項１記載の
    有形成分分析装置。
13. 【請求項１３】 透光板上に被検液を載置する工程
    と、被検液中の有形成分の標本像を拡大する工程と、
    有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標
    本像を撮像する工程と、撮像された画像を処理して、
    各種成分に識別する工程とを少なくとも有することを特
    徴とする有形成分分析方法。
14. 【請求項１４】 被検液が尿である請求項１３記載の有
    形成分分析方法。
15. 【請求項１５】 予め設定された視野数になるまで、上
    記の工程から上記の工程まで、または上記の工程
    からの工程までを、撮像位置を変えて繰り返すことを
    特徴とする請求項１３記載の有形成分分析方法。
16. 【請求項１６】 上記の工程からの工程までを全自
    動で行うことを特徴とする請求項１３記載の有形成分分
    析方法。
17. 【請求項１７】 被検液中に成分識別を助力するための
    試薬を添加する工程を有している請求項１３記載の有形
    成分分析方法。
18. 【請求項１８】 成分識別を助力するための試薬が、St
    ernheimer-Malbin染色法、Sternheimer 染色法、Presco
    tt-Brodie 染色法、Behre-Muhlberg染色法、SudanIII染
    色法、Lugol 染色法、hemosiderin 染色法、Papanicola
    ou染色法、4-chloro-1-naphthol 法、Field 染色法、Qu
    aglino-Flemans法、Kaplow法、佐藤・関谷法、ベルリン
    青法、ギムザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム染
    色法、コンゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色法、
    アルシアン青染色法、ショール染色法、フォイルゲン染
    色法、オイル赤Ｏ染色法、Brecker 法、ハインツ小体染
    色法、中性赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリアント
    クレシル青染色法のうち少なくとも一法に用いられてい
    る成分の一種類または二種類以上を含有する試薬である
    請求項１７記載の有形成分分析方法。
19. 【請求項１９】 有形成分に起因する光学的特徴量に基
    づいて、有形成分の量を算出する工程を有する請求項１
    ３記載の有形成分分析方法。
20. 【請求項２０】 光学的特徴量がＡＴＰ測定用試薬によ
    る発光量である請求項１９記載の有形成分分析方法。
21. 【請求項２１】 上記透光板が、被検液を被覆する被覆
    透光板と一体的に形成されたものである請求項１３記載
    の有形成分分析方法。
22. 【請求項２２】 上記透光板が、スライドガラスである
    請求項１３記載の有形成分分析方法。
23. 【請求項２３】 透光板および被覆透光板のうち少なく
    とも一つの材料が、ガラス、プラスチック、化学的処理
    を施したガラスまたは化学的処理を施したプラスチック
    である請求項２１記載の有形成分分析方法。