JPH0356843A - 粒子パターンの判定方法 - 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、血球粒子の凝集反応を利用した化学分析にお
ける、被検液中の粒子パターンの判定方法に関するもの
てある。

［従来の技術］ 従来、凝集反応を利用した化学分析において、粒子パタ
ーンを判定するものとしては、例えば米国特許第４、７
２７、０３３号公報に記載されたものかある。この米国
特許公報では、中央に向かって傾斜した底面を有する反
応容器内に形成される粒子パターンを自動的に検出して
、自動的に血液型を判定する装置か開示されている。す
なわち、底面か円錐形状をした反応容器内にサンプル血
液（血球サンプル又は血清サンプル）と、試薬（血清試
薬又は感作粒子試薬）をいれて検液をつくり、検液の入
った反応容器を約３０分間静置して反応させる。反応時
間中、検液中の粒子は傾斜した底面へ向かって沈降して
いき、反応容器底面に凝集あるいは非凝集パターンを形
成する。検液中の粒子か凝集する場合は、粒子の凝集層
か反応容器の底面全面にほぼ均一に形成され、一方、凝
集しない場合は、粒子は反応容器の傾斜した底面を滑り
落ちて行き、反応容器の底部に集まってセンタードット
を形成する。このようにして反応容器の底面に形成され
た粒子パターンに向けて、反応容器の片側から光を投射
し、反応容器を透過した光を光検出器によって検出して
、凝集・非凝集のパターンを判定するようにしている。

上述した米国特許公報には、同心円状に形成された２つ
の受光領域を有する光検出器か開示されており、この光
検出器は内側の受光領域で反応容器の中央部を通過する
光を受光し、外側の受光領域で反応容器の周辺部を通過
する光を受光するように構或されている。それぞれの受
光領域からの出力信号を処理して、凝集パターンあるい
は非｝疑集パターンを判定することができる。すなわち
、粒子が凝集しているときは、上記２つの受光領域の出
力に際立った際は認められないが、凝集していない場合
は、反応容器の中央部を通過する光の輝度は周辺部を通
過する光の輝度よりも弱いものとなるため、２つの受光
領域の出力信号に大きな差異が生じる。したかって、内
側の受光領域からの出力信号と外側の受光領域からの出
力信号との比を算出し、その比をしきい値と比較するこ
とによって、反応容器内に形成された粒子のパターンを
判定することかできる。すなわち、その比が上側しきい
値より大きい場合は検液中に凝集が生じているものと判
定し、下側しきい値より小さい場合は検液中に凝集が生
じていないものと判定することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した公知の方法では、上述のように
して算出した出力信号の比か、上側しきい値と下側しき
い値との中間にある場合は、当該粒子パターンの凝集・
非凝集を判定することができない。上述の方法は、真性
かつ典型的な粒子パターンを判定するのには適している
か、実際の分析においては、上述の方法では前記内側の
受光領域からの出力信号と外側の受光領域からの出力信
号との比か上側しきい値と下側しきい値との中間にあり
、凝集・非凝集を判定することができないサンプルも多
い。このような場合、当該サンプルは不明確であるとい
う分析結果か出され、分析ラインからはずして目視判定
を行うか、あるいは再テストを行うかしなければならな
い。上述した公知の方法によって、粒子パターンを分析
した場合、再検査率は約２０％であることか確認されて
いる。

すなわち、ｌ００のサンプルを検査して、２０のサンプ
ルを再検査しなくてはならないことになる。

分析効率を上げるためには、再検査すべきサンプルの数
を減らす必要がある。公知の方法をそのまま使って分析
効率を上げるためには、比較に要するしきい値を変える
事か考えられろ。しかし、しきい値を変えると、分析精
度か低下してしまい、凝集パターンを非凝集と判定した
り、非凝集パターンを凝集と判定したりする恐れが生じ
る。このような誤判定は、深刻な問題を引き起こすこと
となり、特に輸血を行う際にはこのような誤判定はあっ
てはならない。

伝染性の病気を分析する場合、例えばサンプルかＨＢｓ
Ａｇ，ＨＢｓＡｂ，ＨＢｃＡｇ，ＨＢｅＡＧ，ＨＢｅａ
Ｂを含むＨｂ抗体や、ＡＴＬＡ，ＨＩＶ　（ＡＩＤＳ）
．ＣＭＶ等の抗体に犯されているか否かを判定する場合
は、これらの抗体は凝集力か大変弱いため、試薬の量を
増やし、試薬のキャリアを軽くし、反応時間を長くする
などして凝集感度を強くする必要かある。しかしながら
、凝集感度を強くすると、非凝集の場合に、粒子か反応
容器の底面をすぐに転かり落ちないため、非凝集パター
ンか正しく形成されず、非凝集パターンを凝集パターン
と判定してしまうことかある。また、試薬の量を増やす
ため、分析コストか高くなると共に、反応時間を長く取
る必要かあるため、分析効率か低くなってしまう。この
ような伝染性の病気を分析する場合に、分析コストと分
析時間をセーブしようとすると、試薬の量を減らし、重
いキャリアを使わなくてはならず、そうすると凝集感度
か弱くなってしまう。

上述した問題は、ＡＢ○，Ｒｈ，ＡＢＳ　（イレギュラ
　抗原スクリーニング）のような血液型の判定を行う際
にも同様に生じる。

更に、凝集力か弱い抗体を分析する場合、しばしば、パ
ターンの一部か反応容器の底面から剥かれたり、反応容
器底面に付着した粒子パターンのセンタードットか小さ
かったり、不明瞭であったり、ドーナッツ形状になる等
の異常なパターンが形威されることかある。このような
場合、凝集パターンか非凝集と誤って判定される恐れか
あり、このような誤判定は深刻な問題を起こすこととな
る。

本発明の目的は、反応容器の底面に形成された粒子パタ
ーンの凝集・非凝集を高い信頼性をもって検出、判定し
、一方、分析精度を低下させる事なく、再検査するサン
プル数を減らすことかてきる新規、かつ有用な粒子凝集
パターンの判定方法を提供しようとするものてある。な
お、本発明の判定方法によれば、粒子パターンの一部か
反応容器の底面から剥かれる等の異常な状態にあっても
、そのパターンの凝集・非凝集を正確に判定することか
可能である。

［課題を解決するための手段及び作用］上記課題を解決
するために、本発明の粒子凝集パターンの判定方法は、
中央に向かって傾斜した底面を具える反応容器の該底面
に形戊された粒子パターンの判定方法において、前記粒
子パターンを光電的にスキャンして前記粒子パターン全
体の二次元画像を含む画像信号を検出する工程と、前記
二次元画像を表す画像信号を処理して前記二次元画像内
にある反応容器の底面の位置を表す位置信号を検出する
工程と、前記二次元画像の画像信号を前記位置信号に基
ういて処理することによって、少なくとも２以上の粒子
パターンの特徴を検出し、この特徴に基づいて前記粒子
パターンの凝集・非凝集を判定する工程とを具えること
を特徴とするものである。

本発明の判定方法においては、粒子パターン全体の二次
元画像を含む画像信号を処理して粒子パターンを判定し
ており、また、すくなくとも２つの粒子パターンの特徴
を検出し、この少なくとも２つの特徴に基づいてパター
ンの凝集・非凝集の判定を行っているため、高い信頼性
をもって粒子パターンの判定を行うことかできるととも
に、再検査を行うサンプルの数を著しく減少させること
か可能である。検出する粒子パターンの特徴は、例えば
、反応容器の中央部の輝度と周辺部の輝度との比、及び
センタードットの鮮明度を検出するようにする。

更に、本発明の粒子凝集パターンの判定方法は、前記粒
子パターンの凝集・非凝集を判定する工程において、拉
子パターンを一次高速スクリーニングによって典型的な
凝集パターンと典型的な非凝集パターンとを識別し、こ
の一次高速スクリーニングによって典型的な凝集パター
ン、典型的な非凝集パターンのいずれのパターンとして
も識別されなかった粒子パターンを二次判定によって判
定することを特徴とするものである。

このように、本発明においては、高速スクリーニングを
使って、典型的な凝集パターンと非凝集パターンとを識
別し、これらの典型的なパターンにあてはまらないパタ
ーンについて更に精密に判定を行うようにしているため
、再検査を行うサンプルの数を飛躍的に減少させること
かできる。

典型的、かつ真性な非凝集パターンには以下の特徴かあ
る。

（１）多数の粒子あか反応容器の底面の中心に集まり、
高濃度で鮮明なセンタードットを形成する。

（２）センタードットと、センタードットを囲む周辺部
分との間に鮮明な境界かできる。

（３）周辺部分は低濃度である。

典型的、かつ真性な凝集パターンには以下の特徴かある
。

（１）中央部分と周辺部分の濃度はほぼ同してあるか、
中央部分の濃度か周辺部分の濃度よりやや高い。

（２）周辺部分の濃度は均一である。

（３）反応容器底面の中央に集まった粒子の数か少ない
。

目視判定においては、上記特徴を選択的に検出し、様々
の判定結果を組み合わせて最終的な判断かなされる。本
発明においては、二次元画像を処理し、上記特徴をすく
なくとも２以上検出して、目視判定と似通った方法で粒
子パターンの判定を行うため、あたかも経験のあるオペ
レータか目視判定をしたかのような正確かつ高い信頼性
をもって判定することがてきる。

［実施例］ 第ｌ図は、本発明の粒子凝集パターン判定方法を実施す
る装置の構成の一例を示すブロック図である。　本実施
例では、複数のウエルをマトリックス状に形成したマイ
クロプレートｌを反応容器として使用する。第２図は、
マイクロプレート１の部分的な断面図である。マイクロ
プレートｌ内に形或されたウエル２は円錐形状の底面２
ａを具えており、該底面２ａには粒子の基層を形成する
ための多数の微小なステップが均等に形成されており、
凝集パターンはこの基層の上に安定した状態で形成され
る。マイクロプレート１は、透明なアクリル樹脂あるい
は透明なガラスでできており、ウエル２の直径は約６ｍ
ｍ、高さ約１．５ｍｍ，円錐形状の底面はウエルの水平
面に対して約２７°傾斜している。各ステップは、深さ
２〜５０μｍ、幅約５〜２００μｍで形成されている。

尚、本実施例では上述のように、多数のウェルをマトリ
ックス状に配置したマイクロプレートを使用するように
したが、本発明の方法はマイクロプレート以外の反応容
器にも適用することができる。

ウエル２に検液を入れ、粒子パターンが形成されたマイ
クロプレート１を光電像検出装置で撮像して、粒子パタ
ーンの二次元画像を取り出す。光電像検出装置はイメー
ジセンサ３ａ〜３ｄを具え、各イメージセンサの前面に
複数のレンズ４ａ〜４ｄを、マイクロプレート１の下方
に光源ランプ５を備えている。マイクロプレート１をモ
ータ１３によって一定速度で矢印Ａ方向に搬送してサブ
スキャンニングを行う。光電ランプ５は、例えば蛍光灯
で構成し、電源１５に接続されている。光電像検出装置
は複数のイメージセンサを具えているため、１回のサブ
スキャンニングてマイクロプレート１に設けられた全ウ
エル２内の粒子パターンを同時に撮像することかできる
。

イメージセンサ３ａ〜３ｄで検出した画像信号は、ブリ
アンプ７ａ〜７ｂを介してスイッチ回路６に供給される
。スイッチ回路６にて選択された画像信号は、増幅器８
にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器９に供給され、Ａ／Ｄ
変換されたデジタル画像信号は画像メモリ１０にて記憶
する。イメージセンサ３ａ〜３ｄはイメージセンサ駆動
回路ＩＩによって駆動される。イメージセンサ駆動回路
ｌ１、スイッチ回路６、Ａ／Ｄ変換器９、画像メモリｌ
Ｏは、それぞれタイミング信号発生器ｌ２から発せられ
るタイミンング信号によって駆動制御する。

本実施例の装置は、上述の回路を作動させるために、ホ
ストプロセッサ１６を具えている。画像メモリ１０にメ
モリされた画像データは高速プロセッサｌ７で読み出さ
れ、該高速プロセッサ１７はインターフエイス１８を介
してホストプロセッサ１６に接続されている。ホストプ
ロセッサ１６ては、高速プロセッサ１７から供給される
二次元画像データを処理して、ウエル２とマイクロプレ
ート１の表面との境界を検知し、ウエル２の底面に形成
された粒子パターンを表す画像信号を抽出して、粒子パ
ターンの種々の特徴を抽出してこれらの特徴を基にして
粒子パターンの凝集・非凝集の判定を行う。また、ホス
トプロセッサｌ６は、タイミンング信号発生器ｌ２、モ
ータ１３を駆動させるモータ駆動回路１４、光源５の電
源回路１５をそれぞれ制御する。以下に、ホストプロセ
ッサ１６の動作を詳細に説明する。

ウエル位置の検出 本発明の方法では、撮像装置に対してウエル２を正確に
の位置決めする必要はない。マイクロプレートｌ全体に
おけるウエル２の位置を二次元画像データを処理して検
出することができるからである。

本実施例においては、二次元一次微分値、すなわちコン
ポリューション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）　　を算出
して、ウエル２のエッチを検出するようにしている。コ
ンポリューション算出のためのオペレータか種々考案さ
れているか、エンハンスト・ホリゾンタル・ラインフォ
ー・オペレータ（　ｅｎｈａｎｃｅｄｈｏｒｉｚｏｎｔ
ａｌ　ｌｉｎｅ　４　ｏｐｅｒａｔｏｒ）　　が最適で
あることが経験的に確認されている。第３図（Ａ）は、
凝集パターンか形成されている場合のウエル２の直径沿
いの輝度を示すグラフであり、第３図（Ｂ）は、典型的
な凝集パターンの一次微分値を示すグラフ、第３図（Ｃ
）は、典型的な非凝集パターンが形成されている場合の
ウエル２の直径沿いの光強度をしめずグラフ、第３図（
Ｄ）は、典型的な非凝集パターンの一次微分値を示すグ
ラフである。

第３図（Ｂ）、（Ｄ）からわかるように、ウエル２の左
側エッヂ部分における一次微分値ｄｙ／ｄｘは正の値と
なり、右側エッヂ部分における一次微分値ｄ　ｙ　／　
ｄ　ｘは負の値となる。この事実を利用して、ウエルの
左側部分でｄ　ｙ　／　ｄ　ｘ　＞　０を検出するオペ
レータを、右側部分てｄ　ｙ　／　ｄ　ｘ　＜　０を検
出する才ベレー夕を使用する。本実施例においては、平
均値を出すときに生ずる高周波の雑音或分を除去するた
め、第４図（Ａ），（Ｂ）にしめすエンハンスト・ホリ
ゾンタル・ラインフォー・オペレータを使ってウエルの
右側及び左側のエッヂ部分を検出するようにしている。

第５図は、ウエル２の位置を検出のための動作を説明す
るフローチャートである。高速プロセッサｌ７から送ら
れて来た二次元画像信号は、低域フィルタを通過した後
、エンハンスト・ホリゾンタル・ラインフォー・オペレ
ータによって、ウエルの左側及び右側のエッヂ部分の検
出を行う。ウエル２はマイクロプレート１にマトリック
ス状に配置されているので、マイクロプレート１の二次
元画像全体から各ウエルの画像を含む画像面積を簡単に
抽出することができる。同様のエッチ部分検出動作を、
例えば、第６図に示す５本のラインＬｔ−Ｌ５について
行う。５本のラインのうち、１本がウエル２の底部の中
央若しくはほぼ中央を通過するようにしておく。このラ
インの数か増えれば検出精度は高くなるかオペレータの
処理に時間がかかることとなり、逆に、ライン数を少な
くすれば、検出精度は低くなるかオペレータの処理時間
を短縮することかてきる。第７図は、ウエル２の底部の
中央を通過するライン（Ｌ３）に沿って作動する信号の
波形を示す図である。このように、各ラインに沿って、
ウエル２の両エッヂか第ｌビーク及び第２ピークとして
検出される。

次に、各ピークにおける微分値を所定のしきい値と比較
して、検出されたピークかノイズの影響を受けているか
否かを確認する。微分値かしきい値より小さい場合は、
検出されたピークがノイズの影響を受けていることとな
り、そのラインは切り捨てる。

次いで、第ｌビークと第２ピーク間の距離を計算し、こ
れを所定のしきい値と比較する。ウエルの直径は約６ｍ
ｍであり、第１ピークと第２ピークとの距離か６．６ｍ
ｍ以上であるか、または２．４１ｍｍ以下である場合は
、ウエルのエッヂか正しく検出されなかったものと判定
する。この第１ピークと第２ピークとの間の距離の上限
及び下限は、ウエルの直径、各ライン間の距離、及びマ
イクロプレート装着のための駆動機構の精度を考慮して
決定したものである。このようにして、ウエルを通過す
るライン上のウエルのエッチを正確に検出する。

次に、それぞれのラインについて、第１ピークと第２ピ
ークとの間の中央位置を計算し、計算した中央位置か所
定の位置から±ｌ．ｍｍ以内にあるか否かを確認する。

中央位置かこの範囲を超えている場合は、そのラインを
切り捨てて、そのラインの近くに新しいラインを設定す
る。５本のラインについて中央位置を計算した後、平均
値を出してウエル中央とする。

上述した動作を互いに直交する２方向Ｘ及びＹについて
行い、二次元画像平面に於けるウエル２の中央位置を決
定する。

画像特徴の抽出 上述した通り、効果的、かつ迅速に粒子パターンを判定
するためには、典型的な凝集パターンと典型的な非凝集
パターンとを第１に判定し、この第１の判定で凝集か非
凝集かを判定できないサンプルについて、更にチェック
する方法が有用である。

本実施例では、非凝集パターンにはセンタードットの境
界に明確かつ鮮明なエッチができるという事実を利用し
て、典型的、かつ真性なパターンを検出するようにして
いる。目視によって、粒子パターンを判定する場合は、
粒子パターンの周辺形状をまず第１に検査するのか普通
であり、本実施例では、目視検査と同様の過程を使って
非凝集パターンを他のパターンから区別するようにして
いる。

第８図は、マイクロプレート１のウエル２の底面に形成
された粒子パターン像の特徴を抽出して粒子パターンを
判定する過程を表すフローチャートである。

まず、粒子パターンか形成されているサンプルと、ブラ
ンクサンプルを識別するために、ウエル２の周辺部の輝
度とウエル２の背景部分の輝度との比を計算し、この比
を所定のしきい値と比較している。　第９図（Ａ）は、
周辺部Ｐと中央部Ｃとを示すウエル２の平面図である。

周辺部Ｐ内の画素の平均輝度を計算して、周辺部Ｐの輝
度とする。周辺部Ｐの平均輝度を計算するための処理時
間を短縮するためには、周辺部Ｐの面積を小さくした方
が良いが、周辺部Ｐの面積が小さすぎると、周辺部につ
いた埃や、周辺部に形成された血餅によるノイズの影響
を受け、データ処理が正確に行われないため、ある程度
の大きさが必要である。

更に、周辺部Ｐは方向性をもたない形、すなわち円形が
好ましい。また、周辺部Ｐの最も好ましい位置は、典型
的な非凝集パターンのセンタードットの円周とウエル２
の内側表面との中間である。

このような位置に周辺部Ｐを設定すると、ＣＣＤで検出
したウエル２の位置か実際の位置からずれていた場合で
も、周辺部Ｐの平均輝度をとるデータ処理は正確に行わ
れるからである。以上のような条件を考慮して、本実施
例では、ウエル２の中央から同心円状に形成された、直
径３．５ｍｍの円と、直径３．７５ｍｍの円に囲まれた
部分を周辺部Ｐとした。周辺部Ｐの平均輝度と背景部分
の平均輝度の比が０．９より大きいときはブランクサン
プルであると判断することができ、一方、この比か０、
９またはそれより小さいときはサンプルパターンである
と判断される。このようにして使用サンプルをブランク
サンプルから識別する。

使用サンプルであると判定されたサンプルについては、
中央部Ｃの平均輝度と周辺部Ｐの平均輝度の比を計算し
、所定のしきい値と比較して、典型的かつ真性な凝集パ
ターンと、典型的な非凝集パターンを他のパターンから
識別する。

第９図（Ｂ）は典型的な非凝集パターンのセンタードッ
トと、ウエル２の中央部Ｃと、ウエル２の周辺部Ｐと、
後に述べるＳＶＣのパラメータとして使うセンタードッ
トを囲む領域ＣＬとの、それぞれのサイズ及び位置の関
係を示す図てある。

第９図（Ｂ）に示すように、中央部Ｃの大きさは、典型
的な非凝集パターンのセンタードットに含まれるような
大きさとする。これは、中央部Ｃの大きさを、非凝集パ
ターンのセンタードットよりも大きく設定すると、セン
タードットを取り囲む輝度の高い部分か中央部Ｃに含ま
れてしまうこととなるため、センタードットの平均輝度
が高くなり、周辺部Ｐに対する中央部Ｃの平均輝度の比
率が大きくなり、非凝集パターンを他のパターンから区
別するのが難しくなるためである。逆に中央部Ｃの大き
さが小さすぎると、ウェル２の周辺部Ｐにたいする中央
部Ｃの輝度の比（ｃ０。／Ｐ）を表す信号が、ウエル２
の中央部についた埃や、粒子パターン内に形成された血
餅によるノイズの影響を受け易くなる。また、中央部Ｃ
が小さすぎると、ＣＡＶ．／Ｐの値が、センタードット
における中央部Ｃの位置によって変化してしまい、正確
なＣＡｖ２／Ｐの値を得ることが難しくなる。以上の事
項を考慮して、本発明においては、中央部Ｃの直径を０
．４７ｍｍとした。

しかしながら、実際問題として、典型的かつ真性な凝集
パターン及び非凝集パターンとを、不確定パターンから
区別することは困難である。したかって、本実施例はＣ
ＡｖＥ／Ｐの判定に上側及び下側のしきい値を設けるよ
うにしている。第１１図（Ａ）に示すとおり、Ｃ　Ａｖ
Ｅ／　Ｐか上側しきい値である０．６３より大きい場合
に、そのパターンを凝集パターンと判定し、下側しきい
値である０．２２より小さい場合は非凝集パターンと判
定するようにした。この判定をＣ．．，Ｅ／Ｐ判定と称
する。この上側しきい値と下側しきい値との間にＣ　Ａ
’ｌ’ヨ／Ｐの値があるサンプルについては、不確定パ
ターンと判定し、さらに処理するようにした。

尚、中央部Ｃの平均輝度は、中央部Ｃにふくまれる画素
の輝度の平均で計算する。尚、第Ｉ１図（Ａ）〜（Ｄ）
において、■ＡＶＥは凝集パターンの各判定における平
均値、ｅＡＶＥは非凝集パターンの各判定における平均
値を表す。

Ｃ　Ａｖ．／　Ｐ判定を行うと同時に、センタードット
を含む領域ＣＬの二次元画像の一次微分値を計算する。

第９図（Ｂ）では、四角形の領域ＣＬを示したが、領域
ＣＬの形状はセンタードットを含むものであればどのよ
うな形でも良い。この一次微分値は、第１０図に示すソ
ベル・オペし一夕（Ｓｏｖｅｌ’ｓ　ｏｐｅｒａｔｏｒ
）を使って求めることかできる。第１０図（Ａ）に示す
オペレータで水平方向Ｘのエッヂを検出し、第ｌＯ図（
Ｂ）に示すオペレータで垂直方向Ｙのエッヂを検出する
。典型的な非凝集パターンにおいては、粒子が集まって
いるセンタードットの周辺に鮮明なエッヂが形成される
ため、゛ノベル・オペレータで典型的な非凝集パターン
を他のパターンから識別することかできる。ソベル・オ
ペレータによって求めた微分値か所定のしきい値より大
きいとき、そのパターンは非凝集パターンと判定される
。第１１図（Ｂ）に示すとおり、本実施例では、微分値
がしきい値５７をこえるとき、そのパターンを非凝集パ
ターンと判定する。この判定をＳＶＣ判定と称する。

使用サンプルであると判定されたものについては、第８
図に示すように、ＣＡｖ．／Ｐ判定と、Ｓ■Ｃ判定とを
行い、これらの判定結果を組み合わせて典型的かつ真性
な非凝集パターンを判定する。

すなわち、ＣＡｖ．／Ｐ判定で凝集（＋）と判定され、
かつ、ＳＶＣ判定で凝集（＋）もしくは不確定（？）と
判断されたパターンについては、最終的に凝集パターン
と判定し、Ｃ　ＡＶ．／　Ｐ判定、ＳＶＣ判定の双方で
非凝集（＝）と判断されたパターンについては、最終的
に非凝集パターンと判定する。経験的には、ほとんどす
べてのサンプルが真性な凝集あるいは非凝集パターンで
あると判定され、不確定パターンとされるものはごく僅
かに過ぎない。しかしなから、輸血の際の血液型の判定
においては、いかなる不確定も排除すべきてあり、した
かって、本実施例ではＣ　Ａｖ．／　Ｐ判定とＳＶＣ判
定の結果か相矛盾するサンプルについては、その粒子パ
ターンを更に判定するようにしている。　このような不
確定パターンについては、第８図に示すように、パター
ンの中央部Ｃの輝度の最小値を計算し、この最小値と周
辺部Ｐの輝度の平均値との比を所定のしきい値と比較す
る。第１１図（Ｃ）に示すように、この比か０．２２よ
り小さいときは、そのパターンを非凝集パターン（−）
とする。この判定をＣｍｉｎ／Ｐ判定と称する。

Ｃえ、，／Ｐ判定では、中央部Ｃと周辺部Ｐの輝度の平
均値を計算して判定した。したがって、粒子パターンの
センタードットが小さく、センタードットを囲む低輝度
の部分かウエル２の中央部Ｃに含まれてしまう場合や、
粒子パターンかドーナツ形状をなし、センタードットの
中央の輝度か高い場合、また、ウエルの位置が正しく検
出されない場合などには、中央部Ｃの実際の輝度かＣ　
ＡＷＥ／Ｐ判定の結果に正しく反映されない。このよう
な場合、サンプルパターンは不確定パターンと判定され
、更に、Ｃｍｉｎ／Ｐ判定を行って、センタードットの
輝度を正しく測定するようにする。しかし、Ｃｍｉｎ／
Ｐ判定はノイズの影響を受けやすいため、ＣＡｖ．／Ｐ
判定をＣｍｉｎ／Ｐ判定に先行させて行っている。

Ｃｍｉｎ／Ｐ判定と同時に、センタードットの面積を計
算し、その面積を所定のしきい値と比較する。センター
ドットの面積は以下のように求める。

周辺部Ｐの平均輝度を測定し、その半分の値をセンター
ドットの輪郭を表すしきい値として設定し、このしきい
値より輝度が小さい部分をセンタードットの面積とする
。第１１図（Ｄ）に示すように、本実施例てセンタード
ットの面積のしきい値を１４９とし、センタードットの
面積がしきい値１４９より小さいとき、その粒子パター
ンは凝集パターン（＋）と判定する。この判定は、Ｌｏ
ｗ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ａｒｉａ　　を略して　ＬＩ
Ａ判定と称する。

Ｃｍｉｎ／Ｐ判定、ＬＩＡ判定、ＳＶＣ判定の判定結果
を総合して、ＳＶＣ判定及びＣｍｉｎ／Ｐ判定で凝集（
＋）若しくは不確定（？）と判定され、かつＬＩＡ判定
で凝集（＋）と判定されたパターンのみを最終的に真性
な凝集パターン（＋）と判定し、残りのパターンは最終
的に不確定パターン（？）として、目視判定もしくは再
検査に回すようにする。

本発明の発明者は、種々の実験を行い、本発明の方法か
公知の方法より遥かに優れていることを見いだした。以
下に実験結果を説明する。

次の表は、８種類のサンプルパターンを本発明の方法に
よって判定した判定結果と、米国特許第４、７２７、０
３３号公報に記載された方法によって判定した判定結果
と、目視によって判定した判定結果とを示すものである
。この表においては、凝集は十で表され、非凝集は一で
表され、不確定な状態は？で表されている。なお、士の
マークは、パターンが凝集、非凝集、または不確定と、
操作者によって異なる判定かなされたことを表している
。

本発明による判定方法においては、サンプル番号５０６
、５０９、５１１及び５０４のサンプルがＣ　ＡＶｇ／
　Ｐ判定とＳＶＣ判定によって凝集パターンと判定され
ており、したがって、これらのサンプルは最終的に凝集
パターンと判定されている。

同様にサンプル番号５０５、５１７のサンプルはＣＡｖ
．／Ｐ判定によって非凝集パターンと判定されており、
したがってこれらのサンプルは最終的に非凝集パターン
と判定されている。サンプル番号５１２と５１４のサン
プルについては、Ｃ　Ａｖｘ／Ｐｎ定とＳＶＣ判定の結
果が矛盾しており、これらのサンプルについては更にＣ
ｍｉｎ／Ｐ判定及びＬＩＡ判定で再度判定している。こ
の判定において、これらのサンプルは非凝集と判定され
ているので、これらのサンプルは最終的に不確定と判定
されている。このように、本発明の方法による判定結果
は、目視判定の判定結果と同じであることが上記の表か
ら明らかである。

一方、公知の方法による判定結果は、サンプル番号５０
９、５１１、５０４のサンプルについては、明確に判定
されておらず、不確定サンプルに分類されている。さら
にサンプル番号５１４のサンプルについては、非凝集パ
ターンであると誤判定している。

以上の実験結果より、本発明の判定方法によると、黙視
判定と同様に正確て信頼性の高い判定を行うことかでき
ることか分かる。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、さ
まざまな変更例、変形例が考えられる。

例えば、第８図において、第１次の高速スクリーニング
の最終的な判断を、Ｃ　ＡＶ。／Ｐ判定、ＳＶＣ判定の
パラメータを組み合わせて行っている。

すなわち、パターンかＣＡｖ８／Ｐ判定で凝集と判断さ
れ、かつＳＶＣ判定で凝集もしくは不確定と判断された
パターンは凝集パターンと判定し、両方の判定で非凝集
と判断されたときは非凝集と判定するようにして、更に
、これらの判定結果に該当しない場合は、そのパターン
は不確定であると判定するようにしている。しかし、粒
子パターンをこれらのパラメータ間の相関関係、すなわ
ち特徴空間を考慮して判定するようにしても良い。この
場合、特徴空間では、ＣＡｖＥ／Ｐ，ＳＶＣ，Ｃｍｉｎ
　／Ｐ，　Ｌ　ＩＡの各パラメータを座標軸に取る。

第１２図はこのような特徴空間の例を示す図であり、こ
こではＳｖＣを縦軸に取り、ＣＡｖ．／Ｐを横軸にとっ
ている。この特徴空間には３つの領域Ａ，　Ｂ，　Ｃが
形成されており、ＳＶＣ判定とＣ　ＡＶＥ／Ｐ判定との
値て決定される粒子パターンの特徴か領域Ａに位置する
とき、そのパターンを凝集と判定し、領域Ｂに位置する
ときは非凝集と判定する。領域Ｃに位置するときは不確
定と判定され、このようなパターンを形成するサンプル
については目視判定あるいは再検査に回すようにする。

多次元特徴空間を２位上のパラメータて構成するこども
可能であり、更に、パターンをより詳細に判定する最終
判定にこの特徴空間を使うこともできる。

［発明の効果］ 本発明による判定方法によると、目視判定とほぼ同じ判
定結果か得られることか経験的に確認されており、した
かって、本発明によれば、再検査するサンプルの数、す
なわち、再検査率を大幅に減少させることかてきると共
に、誤判定の可能性も減少させることかできるものであ
る。本発明によれば、再検査率が大幅に減少すると共に
、不確定と判定される率かｌＯ％程度になることか経験
的に確認されている。

さらに、本発明の方法によれば、二次元画像データを処
理して、粒子パターンを処理しており、少なくとも２種
類の判定によって得られる画像信号を処理して最終判定
を行っているため、粒子パターンか反応容器の底面から
剥かれる等の異常な状態かパターンに認められる場合で
も、正確に高い信頼性をもってパターンの判定を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための装置のブロッ
ク図、 第２図は、本発明の方法を実施する装置に使用するマイ
クロプレートの部分的断面図、第３図は、ウエルの位置
の検出動作を説明するための信号波形図、 第４図は、ウエルの位置の検出に使うエンハンスト・ホ
リゾンタル・ラインフすー・オペレータを示す図、 第５図は、粒子パターンの中心を検出する動作を示すフ
ローチャート、 第６図は、ウエルのエッヂ検出のためのスキャンニング
ラインを示す図、 第７図は、エンハンスト・ホリゾンタル・ラインフォー
・オペレータによって処理された信号波形図、 第８図は、パター冫の判定動作を示すフローチャート、 第９図（Ａ）は、反応容器底面の中央部Ｃと周辺部Ｐを
示す平面図、 第９図（Ｂ）は、反応容器底面の中央部Ｃと周辺部Ｐと
、典型的な非凝集パターンのセンタードットと、ＳＶＣ
判定に使う領域ＣＬとの関係を示す平面図、 第１０図は、センタードットの境界の検出に使うノベル
・オペレータを示す図、 第１１図は、粒子パターンの、凝集、非凝集、不確定を
判断する領域を示すグラフ、 第１２図は、特徴空間の一例を示すグラフである。 ｌ・・・マイクロプレート　　２・・・ウエル３・・・
イメージセンサ　　　４・・・レンズ５・・・光源　　
　　　　　　６・・・スイッチ回路７・・・プリアンプ
　　　　　８・・・増幅器９・・・Ａ／Ｄ変換器　　　
ｌＯ・・・画像メモリ１ｌ・・・イメージセンサ駆動回
路 ｌ２・・・タイミング信号発生器 １３・・・モータ　　　　　　ｌ４・・・モータ駆動回
路ｌ５・・・電源回路　　　　　１６・・・ホストプロ
セッサ１７・・・高速プロセッサ　　１８・・・インタ
ーフエイスＣ・・・中央部　　　　　　　Ｐ・・・周辺
部ＣＬ・・・ソベル・オペレータ領域 Ｆ／（；．３Ａ ＦＩＧ．４Ａ ＦＩＧ−６ ＦＩ６．７ 中央イ立！ Ｆ／ＧＪθ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中央に向かって傾斜した底面を具える反応容器の該
   底面に形成された粒子パターンの判定方法において、前
   記粒子パターンを光電的にスキャンして前記粒子パター
   ン全体の二次元画像を含む画像信号を検出する工程と、
   前記二次元画像を表す画像信号を処理して前記二次元画
   像内にある反応容器の底面の位置を表す位置信号を検出
   する工程と、前記二次元画像の画像信号を前記位置信号
   に基づいて処理することによって、少なくとも２以上の
   粒子パターンの特徴を検出し、この特徴に基づいて前記
   粒子パターンの凝集・非凝集を判定する工程とを具える
   事を特徴とする粒子パターンの判定方法。 ２、前記粒子パターンの凝集・非凝集を判定する工程に
   おいて、粒子パターンを一次高速スクリーニングによっ
   て典型的な凝集パターンと典型的な非凝集パターンとを
   識別し、この一次高速スクリーニングによって典型的な
   凝集パターン、典型的な非凝集パターンのいずれのパタ
   ーンとしても識別されなかった粒子パターンを二次判定
   によって判定することを特徴とする粒子凝集パターンの
   判定方法。