JPS6358237A

JPS6358237A - 粒子凝集判定装置

Info

Publication number: JPS6358237A
Application number: JP20177986A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Saito; 斎藤　智雄; Kyosuke Sakurabayashi; 桜林　恭輔; Toshitsugu Inouchi; 井之内　寿嗣; Norihiro Suzuki; 鈴木　紀尋
Original assignee: Fujirebio Inc
Current assignee: Fujirebio Inc
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-14
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPH0697203B2

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、臨床検査における粒子凝集判定装置、さらに
詳しくはマイクロタイター法における凝集パターン判定
装置に関するものである。。

〔従来の技術〕

現在、免疫学的測定におけるマイクロタイター法ではマ
イクロプレート上の凝集の有無を検出し、免疫成分のｆ
ａｆｆｌ測定を行なうことが広く行なわれている。これ
らの凝集の有無は肉眼による目視判定により行なってお
り、この目視判定においては、凝集の有無をウェル内の
粒子の分布を存る：輝度以下の部分の面積としてとらえ
る。また標準凝集パターン、標準非凝集パターンと比較
する、さらに、また隣接するウェルの様子との関連を考
慮するなどの判断を総合的に組合せ、判定している。従
って、目視判定には高度な熟練を要し、また、感覚的な
試験方法であるので判定者による個人差が生じ、さらに
、同−判定者でも再現性に欠けるなどの欠点があった。

この目視判定を機器により自動化することは省力化につ
ながるばかりでなく、判定結果に客観性を持たせ、測定
精度の大巾な向上が期待できる。

さらにまた、検査結果を自動的に印刷されるようにする
ことは測定結果の転記の誤りを完全に無くすことができ
る。粒子凝集反応は適用できる検査項目が多くしかも操
作が簡単で、検出感度も高く、大量検体処理に適してい
る等の特長を持つにもかかわらず、最終判定が自動化さ
れないというのが唯一の欠点であった。従って、この欠
点を解決し凝集反応の精度良い自動判定法を開発するこ
とは臨床検査上極めて重要なことであり医学の発展に貢
献するところ大である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、現在行なわれている複雑な因子の組合せによる
目視判定と同一の判断を機器化することは装置が極めて
複雑となり経済的にも高価になり実用性に乏しい。そこ
で機器による自動判定においては判定因子の数を限定し
、かついかにして目視判定の結果と一致させるかが技術
的なポイント・となる。従来試みられた自動判定装置は
いずれもフォトメーターを使用しており各ウェルの中心
部の吸光度と凝集を対応させようとしたもの、あるいは
ウェル中心部と中心周縁部との光量比を凝集と対応させ
ようとしたもの等があるが、いずれも目視判定の補助的
手段としての能力しかなく、目視判定にとってかわる性
能のものは無かった。

また従来の装置はウェルを１個づつ測定していくため、
測定に時間を要し、かつ、プレートの移動装置が必ず必
要であった。

さらに、従来の自動判定装置では透過光を利用して行な
われるが、この方法では以下に説明するうに極めて不充
分な測定しか達成できなかった。

すなわち、粒子凝集反応の試料には血清をはじめ、種々
の蛋白等が含まれており、それらの成分が粒子凝集反応
とは別に析出し、溶液全体が白濁する場合が少なくない
。

本発明者らは極めて多数の試験結果を注意深く観察した
結果、この現象は試料血清、試薬溶液の極めて複雑な組
合せによって引起こされており、特に試薬混合後、長時
間を経たもの、蛋白や塩濃度の高いものについて無視し
えない程多（起ることをはじめて見出した。

しかるに、従来の装置においては、この白濁に対する対
策が全くとられておらず不充分な測定しかできなかった
。すなわち、透過光の測定では析出物による乱反射によ
って著しく光量が減するため、透過光量と粒子凝集反応
は対応せず、粒子濃度を明るさに変換する凝集自動判定
装置においては凝集の正確な判定ができなかった。

また、本発明者らは上述した問題点を解消するためにマ
イクロプレートの上方より光を照射しその反射光及び透
過光を利用して粒子の凝集を判定する装置を提案した（
特願昭６０−５７８８０号）。しかし、この装置は白濁
による影響は解消されているものの、上方からの照明だ
けではコントラストが充分になるだけマイクロプレート
のウェル内の光量を上けることができなかった。すなわ
ち、コントラストが充分になるだけウェル内の光量を上
げようとすると、光源の光量を極めて大きくしなければ
ならず、熱の発生が多くなりファン等の冷却装置を設け
る必要があり装置が複雑かつ高価となるものであった。

また、消費電力が多くなるものでもあった。さらに、Ｔ
Ｖカメラのグイナミソクレンジに限りがあるので、マイ
クロプレートの上面が所定の明るさになるまでしか光量
を増加することができずウェル内を充分な明るさにする
ことができなかった。さらにまた、ウェル内の液面に光
源の像が現れ、これが凝集像と重なり測定が困難となる
場合があった。

本発明は以上の問題点を解消し、従来の装置より簡単で
、かつ目視判定以上の精度を有する粒子凝集判定装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

ところで、現在ＴＶカメラからの画像信号を処理する画
像処理装置は、広い分野で使用されており、例えば医用
としては、Ｘ線の断層画像の解析、顕微鏡により得られ
た血液中の白血球の画像を解析してその分類と個数の測
定などに、又産業用としては電子回路に用いる基板の検
査、Ｘ線の非破壊検査などがある。

この画像処理装置に使われている画像処理法は、取り込
んだ画像の中で測定しようとする物の画像だけを抽出し
、その抽出した画像に対して、面積、周辺の長さ、個数
、角度などを測定する目的で使用される。測定する画像
を抽出する為に、測定対象とする画像とその他の画像に
輝度差がある場合、その輝度差を利用して、ある輝度レ
ベル以下の画像は輝度Ｏにし、その輝度レベル以上の画
像は、その輝度範囲の最高の輝度にしく２値化処理）、
目的の画像を抽出する方法、あるいは測定対象とする画
像に対して輝度の差をとり、その差を微分することによ
りその輝度の勾配を求め、その勾配の最も大きい点を求
め、その求められた勾配の最も大きい点を結ぶ事により
目的の画像の輪郭を抽出する方法などがある。しかしな
がら、これらの処理をするためには処理する対象となる
原画像の中の測定対象となる画像とその他の部分との輝
度差が明確にある事と、測定しようとする対象物へ照射
された光の明るさが均一である事が必要とされる。

しかし、現在行なわれている複雑な因子の組合せによる
目視判定と同一の判断をさせ、経済的にも安価な機器に
する為に判定因子の数を限定しているなかで、明確な輝
度差と均一な照明で鮮明な画像形成を実現させることは
、装置が高価になり実用性に乏しかった。

また、輝度差を微分して求める画像の輪郭を求め、画像
を抽出する方法は、マイクロプレートの粒子凝集の判定
においては、凝集パターンの輪郭のみを抽出することが
困難であった。すなわち、マイクロプレートのウェル内
においては、凝集パターンが形成された部分の輝度は、
下からの透過光を遮光し、かつ、上からの光に対しては
マイクロプレート自体の反射より反射の度合いが少ない
ので、凝集パターンとその周辺のドーナソッ状に残った
部分とでは輝度差が出る。他方、ウェルの外においては
、マイクロプレートの上面は平坦なため、下からの光は
真直ぐ上のＴＶカメラに入射し、上からの光も反射して
ＴＶカメラに入射する。

これに対してウェルの縁の部分は形状が斜めに下がって
いるため、下からの光の一部は反射してＴＶカメラに入
射せず、また、上からの光も反射してＴＶカメラには少
ししか入射しない。従って、ウェルの縁と他のマイクロ
プレートの平坦部分では輝度差が生じる。このように、
マイクロプレートの粒子凝集の判定においては、凝集パ
ターンとウェルの縁の２つが画像として抽出されること
になる。さらに、ウェルの内側に傷があれば、その部分
も輝度差が出て抽出され、また、マイクロプレートの上
面に他のプレートと区別する為に、測定する項目、測定
する日付、プレートの枚数などを記入すれば、それも抽
出される事になる。

以上のように、ウェル内の凝集パターンの面積を、−ａ
に知られている画像処理法によって正確に求めることは
困難なものであった。

本発明者らは、鋭意研究の結果、凝集パターンが円形で
あることに着目し、ウェルの中心位置から同心円上にあ
る範囲の半径で輝度差を求めることにより、凝集パター
ンの輪郭を正確に判１祈できるようにしたものである。

さらに詳細に説明すれば、測定しようとする凝集、パタ
ーンが形成する画像の輪郭が必ずしも鮮明でないが、こ
の画像が必ず円形であり、その円形の中心は必ず暗く周
辺で徐々に明るくなり、輪郭部で明るくなる変化率が最
大となる。また画像はマイクロプレート上のウェル内に
必ず形成されるので、凝集パターンと沈降パターンの間
隔は一定である。本発明ではこれらの特殊性を最大限に
利用する。本発明においては、粒子凝集パターンの中心
位置を決定することが重要である。中心位置が決定でき
れば、この中心位置から周辺に向って微分オペレーター
を作用させ、暗から明に転する。

円形成分を強調した微係数最大の点を検出することによ
り凝集パターンの輪郭を選択的に抽出することができる
からである。しかしながら粒子凝集パターンの中心位置
をあらかじめ正確に求めることは以下に述べる理由によ
り必ずしも容易ではない。すなわちＴＶカメラとマイク
ロプレートの位置関係を機械的に一定にするためには、
位置決めのための精度の高い部品をもっ゛ζ構成されね
ばならず、これは装置が極めて大型化し、重量も大きく
小型、軽量の測定装置とは程遠いものになる。

しかも、経年変化等により機械的なずれが生ずれば、直
ちに測定精度は極めて不正確になる欠点を持つ。

そこで、マイクロプレートを載置する台に位置決孔を設
け、この孔の座標を計測し、この後この座標からマイク
ロプレートの各ウェルの中心位置すなわち凝集パターン
の中心位置を決定する方法を考案した。この方法により
ＴＶカメラとマイクロプレートの相対位置は若干ずれて
も凝集パターンの中心は正確に計算によって求めること
ができる。この方法は装置を小型、軽量化するためには
極めて重要であり、かつ長期にわたり性能を維持するた
めに効果的である。以上の方法により正確に求められた
中心位置を用いて求められた凝集パターンの輪郭は「暗
」から「明」に転する。

円形成分を強調した微係数最大値によって求められるた
め、近傍のノイズの大巾の低減を達成すると共に、装置
照明の均一性を必ずしも要求せず、装置の経済的効果は
絶大である。

すなわち、本発明の粒子凝集判定装置は、マイクロプレ
ートが載置される光透過性であってか・つマイクロプレ
ートの各ウェルの中心位置決定用の位置決め孔が穿設さ
れたプレート置台と該プレート置台の上方及び下方に配
置された光源と該プレ−ト置台に載置されるマイクロプ
レートの上側から出た光が入射するように設けられたＴ
Ｖカメラとを有する画像取込み装置と、該ＴＶカメラか
ら入力した画像信号を処理して凝集状態を判定する画像
処理装置とを具備し、該画像処理装置は、該位置決め孔
の透過光により各ウェルの中心位置を決定し次に各ウェ
ルの画像をこの中心位置から放射状に複数に分割すると
ともに各分割部分において外方向の画素との耀度の差を
合計した値を各画素の微分値とし、この各画素の微分値
を一方向に順次比較し上位２個の微分値間の画素数をカ
ウントして凝集状態を判定することを特徴として構成し
たものである。

本発明の粒子凝集判定装置のプレート置台は、マイクロ
プレートを所定位置に位置するためのものである。

マイクロプレートを所定位置に載置するために、プレー
ト置台にマイクロプレートの下部全体が嵌合する凹部を
形成しても、またマイクロプレートの各ウェルが滑り落
ちて所定位置に停止するウェル用凹部を形成してもよい
。このウェル用凹部はウェルが落ち込み固定される形状
であれば、円錐状、球状、さらに貫通孔であってもよい
。

このプレート置台は、下方に設けた光源からの光がマイ
クロプレートに入射できるように光透過性に形成される
。従って少なくともマイクロプレートが載置される個所
は透明体若しくは半透明体で形成され、またウェルに対
応する個所を切断して貫通孔を穿設したものでもよい。

また、プレート置台はマイクロプレートの各ウェルの中
心位置決定用の位置決め孔が穿設されでいる。この位置
決め孔は画像処理装置でウェルの中心位置を決定する際
に基準となる線分を与えるもので、少なくとも２個以上
必要である。

このプレート置台は画像取込み装置の内外を移動自在に
設けられていてもよい。プレート置台を移動自在に設け
ることにより、マイクロプレートの送込み及び排出が自
動的に効率よく行なえる。

このプレート置台に載置されるマイクロプレートは、リ
ジットパーマネント等の種類、大きさ、ウェルの数等は
間はないが、光透過性即ち透明又は半透明に形成されて
いることを要する。

前記プレート置台の上方には主光源が設けられている。

この主光源は、マイクロプレートに光を照射しその反射
光を光学的状態の情報としてＴＶカメラに取込ませるた
めのものである。主光源は、適宜選択使用されるが、粒
子の多様な色の測定に対応できるので色温度の高い螢光
燈が好ましく、またちらつきが少なく画像の再現性が良
いので、トランジスターインバーターを電源部に持つ高
周波螢光燈を使用することが好ましい。

一方、プレート置台の下方には補助光源が設けられてい
る。この補助光源はマイクロプレートの裏側から光を照
射しその透過光を光学的状態の情報としてＴＶカメラに
取り込ませたり。ウェル内の明るさを補正するためのも
のである。補助光源の光の質は主光源と同じでよいが、
その光量は７量である。従って、補助光源は光量を任意
に調節できるものが好ましく、最も好ましいのは光の色
温度を変えずかつフリッカ−せずに光量を調節できるも
のである。

また、プレート置台の上方側、即ちマイクロプレートの
上側から出た光が、入射するようにＴＶカメラが設けら
れている。このＴＶカメラは、各ウェルの光学的状態を
取り込み画像処理装置に画像信号を出力するためのもの
である。このＴＶカメラは全ウェルの光学的状態を１度
で取り込むことができるだけマイクロプレートと陥れて
いれば、鏡等を介して光を折曲後Ｔ　Ｖカメラに入射す
るようにしてもよい。鏡を設けることにより、ＴＶカメ
ラを任意の位置に設けることができ装置の小型化が図れ
る。

このＴＶカメラには、正確さ及び動作の安定性の点から
固体素子カメラが好ましい、ＴＶカメラのレンズは幾何
学的歪みの少ないレンズが用いられ、また、フィルター
を装着することもでき、このフィルターの色は粒子の色
と補色関係にある色を使用することが、凝集像を他と効
率よく区別できるので好ましい。

ＴＶカメラには画像処理装置が接続されている。

この画像処理装置は、ＴＶカメラから入力した画像信号
を処理して凝集状態を判定するための装置である。そし
て、この画像処理装置は、ＴＶカメラからの出力を受取
るビデオ入力部、各々の画素のデーターを記録するデジ
タル画性メモリ一部、その内容を必要に応してコンピュ
ーターに送るビデオ出力部、及びこの出力を計算処理す
るマイクロコンピュータからなり、さらに、ビデオ入力
のモニターテレビ、計算結果を記録かるプリンタが設け
られている。

前記主光源及び補助光源とプレート置合間に光量調節板
を設けることができる。この光量調節板は光源からマイ
クロプレートに照射される光量を調節するとともにマイ
クロプレート全体により均一な光量の光を照射するため
のものであり、乳白板等の半透明体で形成される。補助
光源のための光量調節板は前述したようにプレート置台
を半透明体で形成することにより同一の効果を達成でき
る。

ＴＶカメラにはマイクロプレートから出た光のみが取り
込まれるように福成されることが好ましい。すなわち、
マイクロプレートから出た光の通路にフードを設けたり
、装置全体を箱体内に設けたりしてもよく、これらによ
り測定に不要な光がＴＶカメラに取り込まれることなく
より正確かつコントラストを良好にできる。

画像処理装置でウェルの画像を放射状に複数に分割する
のは、少なくとも４分割以上であればよ（、分割数は後
述する微分値を適正に決定できる限り多くすることがで
きる。各画素について決定される各画素固有の微分値は
、微分値が決定される画素より外方にある画素の輝度か
ら微分値が決定される画素の輝度を引いた値を外方の各
画素について合計した値である。この微分値を決定する
ための輝度の計算の対象となる外方に位置する画素は、
分割数及び部側部分の位置によりその個数及び配置は適
宜変更される。

各画素の微分値を一方向に順次比較するのは、比較され
る画素の並らび方向が全て同一方向であればよく、水平
方向であっても垂直方向であっても、さらに斜め方向で
あってもよい。

〔作　用〕

本発明の粒子凝集判定装置は、主光源がマイクロプレー
トの各ウェルに均一な強さの光を照射し、この照射され
た光はウェル内の希釈液内に入射する。この入射光は希
釈液に白濁があっても判定可能な粒子濃度の領域が白濁
が生じない場合の粒子濃度の領域と同一範囲を維持する
。

一方、補助光源はマイクロプレートの下面に均一な強さ
の光を照射し、この下方からの光でウェル内を明るくす
るので上方から光を照射する場合より少ない光景でウェ
ル内を明るくできる。また、上方から光を照射する場合
は光源に近くかつ平坦なマイクロプレート上面がウェル
内に比して極端に明るくなっていたが、下方から照射さ
れる光はマイクロプレート上面よりウェル内を明るくす
る。

従って補助光源の下方からの光は上方からの光の場合よ
りコントラストを向上させている。

そして各ウェルから出た光はＴＶカメラに入射し、ＴＶ
カメラに全ウェルの光学的状態が取込まれる。この取込
まれた光学的状態は、画像信号として画像処理装置に送
られ、この画像処理装置が各画素の輝度を微分して凝集
部分のエツジを見つけ、各エツジ間の画素をカウントし
基準値と比較して粒子凝集の判定をする。

〔実施例〕

本発明による粒子凝集判定装置の一実施例を第１図及び
第２図及び第３図に基づいて説明する。

第１図は粒子凝集判定装置の概略を示す図で、第２図は
同上のプレート置台部分の拡大断面図で、第３図は同上
のプレート置台の平面図である。

第１図において、符号１は画像取込装置、符号２は画像
処理装置である。

画像取込装置１は、密封した箱体３で遮光的に形成され
ており、その内部に黒色板７））ら成る無反射板４上に
移動自在なプレート置台５が設けられている。このプレ
ート置台５は透明なプラスチックで形成され、その上面
は第２図に示すように、略円錐形のウェル用凹部６・・
・６がマイクロプレート７のウェル８と同様の間隔で穿
設されている。

このウェル用凹部６・・・６は、マイクロブ、レート７
を載置する際にウェル８がウェル用凹部６に滑べり落ち
所定の位置になるようにするためのものである。

また、ウェル用凹部６の外側には長方形の頂点に対応す
る個所に位置決め孔９・・・９が穿設され、プレート置
台５下方の光がプレート置台５上方へ透過するようにな
っている。

プレート置台５の一端にはラック（図示せず）が形成さ
れ、無反射板４に設けられたピニオン（図示せず）と歯
合して進退するようになっている。

プレート置台５の上方に主光源１０が設けられるととも
に下方に主光源１０より小型の補助光源１）が設けられ
ている。この−主光源１０とプレート置台５間には乳白
板からなる光量調節板１２が設けられ、さらにこの光量
調節板１２と無反射板４を連結して箱体３の床にまで達
する遮光板１３が設けられている。

前記光量調節板１２のマイクロプレート７と対応する部
分には内面が黒色塗装された略角筒状のフード１４が設
けられている。このフード１４は略「コ」字状に折曲さ
れ、その端部にＴＶカメラ１５が連結されている。フー
ド１４の折曲個所にはそれぞれ鏡１６．１６が設けられ
、マイクロプレート７及び位置決め孔９からの光をＴＶ
カメラ１５に入射できるようになっている。さらに、フ
ード１４には光学フィルター１７が設けられている。ま
た前記ＴＶカメラ１５は、固体素子ＴＶカメラで２４１
）１カメラレンズが装着されている。

前記画像処理装置２は、ＴＶカメラ１５の出力を受取る
ビデオ入力部１８と、各々の画素のデータを記録するデ
ジタル画像メモリ一部１９と、その内容を必要に応じコ
ンピューターに送るビデオ出力部２０と、この出力を計
算処理するマイクロコンピュータ−２１とから成り、さ
らにモニターテレビ２２、及びプリンター２３が設けら
れている。

次に、以上のような粒子凝集判定装置を使用して凝集の
自動判定をする方法について説明する。

（１）マイクロプレート置台に凝集を判定するためのマ
イクロプレートを設置する。

（２）およびＴＶカメラのフィルターを選択し、しぼり
を調節して画像を取込む。

（３）取込んだ画像はそのまま画像処理するか、いった
んフロッピーディスクに記録し、必要に応じコンピュー
ター２１にロードして画像処理および計算処理を行なう
。

次に、画像処理の方法について説明する。

１．各ウェルの中心位置を決定する。

（１）　　位置決め孔の座標を測定する。

今、９＋　　（Ｘ＋　、）’＋　）、９ｚ　　（Ｘ２．
　ｙ２）。

９３　　（Ｘ３．）’３）、９ａ　　（Ｘ４．）’４）
という座標で位置決め孔の位置が測定されたとすると、
位置決め孔９１，９□の座標から位置決め孔９１゜９□
を結ぶ直線式Ｙ、＝ａ＋ｘ＋ｂ、が求められる。同様に
して、位置決め孔９：１．９４、位置決め孔９＝、９を
及び位置決め孔９□、９４の３つの直線式Ｙｚ、Ｙ：＋
及びＹ４が求められ、合計４つの直線式が求められる。

（２）次に、求められた直線式とその直線上の位置決め
孔９の位置、例えばＹＩ＝ａ＋Ｘ＋ｂ＋の直線上の位置
決め孔９１，９□の位置を基準にして所定の比率により
直線を等間隔で１）個に分割して１２個の分割点に、・
・・Ｉ’Ｃ＋ｚを求める。同様にしてＹ２＝ａｚｘ＋ｂ
２の直線上に分割点り、・・・ｈ１２を求め、これらの
分割点を上から結んで１２個の直線）’＋＋　　ｙｚ・
・・３’＋ｚを求める。

（３）　　さらに、残りの直線式Ｙ：ｌ、Ｙ４において
も同様に分割点ｍ１・・・ｍ８及びｎｌ・・・ｎＩｌを
求め、これらを結ぶ８個の直線ｘ１・・・ｘ８を求める
。

！４１　　（２）で求めた１２個の直線ｙ１・・・ｙ１
□と（３）で求めた８個の直線ｘ１・・・ｘ８の交点を
求め、この交点をウェルの中心とする。

２、次に、第３図に示すように、ウェルの中心から放射
状に分割して扇状の８個の分割部分Ｓ１゜Ｓ２・・・Ｓ
８とし、この各分割部分Ｓ１・・・Ｓ８の各画素の微分
値を決定する。この微分値は、外側に隣接する３個の画
素の輝度との差を合計した値でであり、分割部分Ｓ１に
おいては、微分値を決定しようとする画素の左側、斜左
上側及び斜左上側に隣接する画素が微分値を決定するた
めの対象となる。また、分割部分Ｓ２においては、微分
値を決定しようとする画素の上側、左側及び斜左上側に
隣接する画素が対象となり、分割部分Ｓ３においては、
微分値を決定しようとする画素の上側、斜左上側及び斜
台上側に隣接する画素が対象となる。

今、第４図の各画素の輝度を表示した分割部分Ｓ２の部
分拡大図に基づいて、分割部分Ｓ２の各画素の微分値を
求めてみる。なお、第４図中符号Ａ−Ｆ及び数字■〜■
は第４図中の画素の行と列を便宜上示すものであり、画
素の左上に付しである数字は輝度を表示するものである
。例えば、画素Ｄ−ＩＩＩの微分値を求めるとすると、
画素Ｄ−１）１の輝度は「３２」で画素Ｄ−ｎ、ｃ−ｎ
及びＣ−■の輝度はそれぞれｒ４４Ｊ　ｒ４７Ｊ　　ｒ
４２Ｊであるので、各画素との輝度の差を求めると、画
素Ｄ−ＩＩとの差は４４−３２＝１２、画素ｃ−ｎとの
差は４７−３２＝１５、画素ｃ−ｍとの差は４２−３２
＝１０となる。従ってこれらの差を合計した値が画素Ｄ
−ＩＩＩの微分値となり、その値は１２＋１５＋１０＝
３７である。このようにして各画素の微分値を決定し各
画素に付与していく。

３、各画素の微分値が決定したら、水平に一列に並らん
だ画素の微分値を比較して上位２個を検出し該当する画
素を粒子凝集部分のエツジに選定する。

今、第６図に示す微分値が与えられていると、例えばｆ
行では微分値「３４」と「３３」が上位の２個であるの
で、これに該当する画素がエツジに相当する。同様にし
て全行についてエツジを選定すると、図中太線で示した
エツジとなる。なお、図中鎖線は粒子凝集部分の実際の
エツジを示したものである。そして、各エツジ間の画素
数をカウントし、これによって得られた凝集部分の面積
を基準値に比較し凝集反応の陽性、陰性を判断する。

第７図及び第８図はフードの構成を変えた他の例を示す
模式図である。

第７図は、フード１４を直線状に形成しマイクロプレー
ト７から出た光が直接ＴＶカメラ１５に入射するように
した例である。第８図は、フード１４を略ｒＬＪ字状に
１回折曲して形成したもので、マイクロプレート７から
出た光が鏡１６で１回反射された後ＴＶカメラ１５に入
射するようにした例である。

次に、透過光を測定する場合と反射光を測定する場合の
、白濁による影客を比較した測定結果について説明する
。

透過光を測定した場合の、粒子濃度と明るさの関係の測
定結果を第９図に示す。この図で、白濁を生じない試料
においてウェルの明るさと粒子濃度の関係はＡＢＣで表
わされる。ＡＢは粒子濃度と明るさが対応する領域であ
り、ＢＣは粒子濃度が大きく光の通らない部分で粒子濃
度と明るさが対応しない部分である。Ｋはウェル内に生
じた濁りによる乱反射によって減少した透過の量を表わ
している。従って濁りを伴うウェル内の明るさと粒子ン
二度の関係はＤＥＣで表される。この結果粒子濃度の変
化によってウェル内の明るさが変わるのはＯＥの領域だ
けとなりＥＢ間は粒子濃度変っても明るさは変らなくな
る。このように透過光を用いた場合、析出物を伴う試料
では粒子濃度の変化が測定できない領域が拡がり凝集判
定に誤りを辱くことになる。

これに対し、反射光を測定した場合の、粒子濃度と明る
さの関係の測定結果を第１０図に示す。

この反射光の測定においては白濁を伴わない試料につい
ては第９図と同様ＡＢＣで表わされるが、白濁を伴う試
料ではこれがＤＥＣ’となる。この結果かられかるよう
に反射光の測定においては白濁によって粒子濃度変化に
対し、明るさが変化しない領域は増加しない。

第１図の装置による測定においては、主光源１０の反射
光による測定と補助光源１）の透過光による測定とから
成るので、第９図と第１Ｏ図の加わったものが第１図の
装置での測定となる。従って白濁の影響は大幅に相殺さ
れ事実上消去されている。このため透過光のみを利用す
る場合より、濁りのある試料にも安定した判定を下せる
要因となっている。

次に、主光源１０による反射光のみの場合と主光源１０
及び補助光源１）による反射光と透過光の両方の場合の
コントラストを比較した測定結果について説明する。第
１）図がこの測定結果を示した図である。図中イは反射
光の場合の観測される光の強さを表わしたものであり、
これにおいて例えば透過度が０．６の個所におけるコン
トラストは図中Ａに示す大きさとなる。図中口は反射光
と透過光の両方を使用した場合の観測される光の強さを
表わしたものであり、これにおいて透過度が０．６の個
所におけるコントラストは図中Ｂに示す大きさとなる。

従って、反射光のみの場合のコントラストＡより、反射
光と透過光の両方の場合のコントラストＢの方が大きく
コントラストが強く表われることがわかる。すなわち、
このコントラストの増加はｉ！ｉ過光により光量が増加
したため、その増加量に応じて増加したコントラストが
加わったためである。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成し、ＴＶカメラがウェルの光
学的状態を取込むようにしたので、１枚のマイクロプレ
ートの全ウェルのデーターを極めて短時間例えば−秒で
取込むことができ大型の検体を迅速に処理できる。また
、１度に全ウェルの光学的状態を取込むので、プレート
移動装置が必要でなく操作の筒易化が図れる。さらに、
ウェル内の粒子濃度に関するフォトメーターとしての情
報ばかりでなく、粒子凝集の２次元的広がりに関する情
報を同時に得ることができ、従来のフォトメーターを使
用した場合に比較し、多種類のデータが高速で得られる
。

また、本発明はプレート置台の上方及び下方に光源を設
け、上方の光源からの反射光及び下方の光源からの透過
光の両方をＴＶカメラに取り込んで凝集の判定をするの
で、従来の下方の光源からの透過光を利用する場合に発
生する白濁の影響をなくすることができるとともに、上
方の光源の反射光を利用する場合には限度があったウェ
ル内の明るさを下方の光源で充分な明るさにできコント
ラストを上けることができる。

さらに、画素の輝度を微分しその値の大小で凝集部分の
エツジを判断するので、エツジの判断が正確にできる。

従って極めて正確に粒子の凝集が判定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒子凝集判定装置の一実施例略図、第
２図は同上のプレート置台の部分断面図、第３図は同上
のプレート置台の平面図である。第４図はウェルを分割
した状態を示す模式図、第５図は各画素に輝度及び微分
値を表示したウェルの一部分の模式図、第６図は各画素
に微分値を表示したウェルの略半分の模式図である。第
７図及び第８図は画像取込み装置の他の例を示す部分模
式図、第９図は透過光を測定した場合の粒子濃度と明る
さの関係を示す図、第１０図は反射光を測定した場合の
粒子濃度と明るさの関係を示す図、そして第１）図はコ
ントラストの測定結果を示す図である。１・・・画像取込み装置、２・・・画像処理装置、５・
・・プレート置台、７・・・マイクロプレート、８・・
・ウェル、９・・・位置決め孔、１０・・・主光源、１
）・・・補助光源、１２・・・光量調節板、１４・・・
フード、１５・・・ＴＶカメラ、１８・・・ビデオ入力
部、２１・・・マイクロコンピュータ−０特許出願人　　冨士レビオ株式会社代理人　弁理士　　１）中　政　浩　はか１名第１図第２凶第３図第７図　　　　第８図第　９　図二へ二１ミニ：Ｅｉ’ｌ艷

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マイクロプレートが載置される光透過性であって
かつマイクロプレートの各ウェルの中心位置決定用の位
置決め孔が穿設されたプレート置台と、該プレート置台
の上方及び下方に配置された光源と、該プレート置台に
載置されるマイクロプレートの上側から出た光が入射す
るように設けられたＴＶカメラとを有する画像取込み装
置と、該ＴＶカメラから入力した画像信号を処理して凝
集状態を判定する画像処理装置とを具備していることを
特徴とする粒子凝集判定装置。
（２）前記画像処理装置は、該位置決め孔の透過光によ
り各ウェルの中心位置を決定し、次に各ウェルの画像を
この中心位置から放射状に複数に分割するとともに各分
割部分において外方向の画素との輝度の差を合計した値
を各画素の微分値とし、この各画素の微分値を一方向に
順次比較し上位２個の微分値間の画素数をカウントして
凝集状態を判定する特許請求の範囲第１項記載の粒子凝
集判定装置。