JP2000028514A

JP2000028514A - 自動尿中有形成分分析装置

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Publication number: JP2000028514A
Application number: JP10194708A
Authority: JP
Inventors: Toru Sakaki; 徹榊
Original assignee: A & T Kk
Current assignee: A & T Kk
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2000-01-28
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: JP4138083B2

Abstract

(57)【要約】【課題】円柱成分の封入物質を効率的かつ容易に判定
し、コストのかからないこと。【解決手段】検体を周方向に複数保持するサンプルテ
ーブル１６に対して上下移動し、プレートテーブル１上
を首振り回転することで検体の分注を行う。また、プレ
ートテーブル１によりプレート２を周方向に複数保持
し、顕微鏡アーム１１により顕微鏡１３を首振り回転し
又は前後移動し、およびプレートテーブル１に対して上
下移動することで画像を取得する。そして、コンピュー
タ２３によって取得した検体の画像から、その中に含ま
れる物質の画像を認識して種類を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動尿中有形成
分分析装置に関し、更に詳しくは、円柱成分の封入物質
を効率的かつ容易に判定し、コストのかからない自動尿
中有形成分分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】尿検査の中において尿沈渣は、腎尿路系
疾患の診断に欠かせない検査である。従来から尿沈渣に
おける有形成分の分析は、つぎのような工程により行わ
れている。まず、尿サンプルを遠心分離し、アスピレー
タまたはピペットを用いて上澄み液を除去する。つぎ
に、残った残査成分に染色試薬を添加する。続いて、こ
の染色試薬によって染色した残査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て標本とする。
そして、この標本を顕微鏡にセットし、有形成分、例え
ば血球類、上皮細胞類、円柱類、微生物類、結晶塩類を
分類分析する。

【０００３】また、フローサイトメトリー法を応用した
尿沈渣方法も知られている。フローサイトメトリー法
は、微細管の断面方向に複数のレーザ光線を通し、血球
などの有形成分の通過を光で検出する検査方法である。
有形成分により遮られるレーザ光線の本数と、微細管内
の流量およびレーザ光線を遮る時間とによって、有形成
分の形状を判別する。このようなフローサイトメトリー
法を応用して尿沈渣を行う装置としては、例えば前処理
なしで検体を装着し、オーダーを入力することで自動的
に尿中の有形成分を分析する全自動尿中有形成分分析装
置がある（東亜医用電子株式会社製：ＵＦ−１００）。
この全自動尿中有形成分分析装置では、レーザ光が有形
成分に当たって生じる前方散乱光および蛍光と、電極に
よる電気抵抗変化量とを測定し、係る測定情報から有形
成分の判別を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】尿中の有形成分の代表
的なものに「円柱」がある。この円柱は、蛋白質を主成
分とし、その形状は、尿細管の一部形状を写したもので
ある。また、この円柱内には、赤血球、白血球、脂肪球
などの物質が封入されている。例えば円柱内における赤
血球の存在は、出血を意味し、糸球体腎炎などの疾患を
予想することができる。その他、円柱には、硝子円柱、
上皮円柱、脂肪円柱など種々の物質を含んでおり、この
ような各成分から様々な疾患を予想することができる。
すなわち、円柱の分析においては、円柱内に封入してい
る物質を判別することに、重要な臨床的意義があるので
ある。

【０００５】しかしながら、上記一般的な尿沈渣におけ
る有形成分の分析は、全ての工程を検査技師の手作業に
より行なっているため、効率が悪く、検査コストがかか
るという問題点があった。

【０００６】また、フローサイトメトリー法を用いた方
法では、形状のみを判断しているため、円柱内の物質を
判断しにくいという問題点があった。もともと、フロー
サイトメトリー法は血液中の物質を測定するものであ
り、ある程度形状の定まった血球や結晶などの判断には
有効であるが、様々な形の有形成分が混在する尿沈渣に
は不向きである。また、上記全自動尿中有形成分分析装
置の解説書（Clinical Case Study ：臨床検体による測
定例とその解説）においても、封入物質を見逃してしま
うという点に言及している。このようなことから、実
際、円柱成分を発見した場合は、検査技師の観察により
封入物質の判断をしているのが現状である。

【０００７】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、円柱成分の封入物質を効率的かつ容易に判定
し、コストのかからない自動尿中有形成分分析装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係る自動尿中有形成分分析装置は、染
色した検体を入れるプレートと、このプレートを周方向
に複数保持すると共にアクチュエータにより回転するプ
レートテーブルと、検体中の有形成分の画像を取得する
画像取得部と、画像取得部を保持し、当該画像取得部と
共にプレートテーブル上を首振り回転し又は前後に移動
し、およびプレートテーブルに対して上下移動する画像
取得部アームと、検体や染色液を吸引、排出するプロー
ブと、検体を周方向に複数保持すると共にアクチュエー
タにより回転するサンプルテーブルと、プローブを保持
し、当該プローブと共にプレートテーブル上を首振り回
転し、およびサンプルテーブルに対して上下移動するプ
ローブアームと、前記プレートテーブル、画像取得部、
画像取得部アーム、サンプルテーブルおよびプローブア
ームの移動制御を行う制御部と、画像取得部によって取
得した検体の画像から、その中に含まれる物質の画像を
認識して種類を判別する画像認識部と、を備えたもので
ある。

【０００９】また、請求項２に係る自動尿中有形成分分
析装置は、上記自動尿中有形成分分析装置において、さ
らに、前記プレートが、検体と染色液とを反応させる反
応部と、反応した検体を分注して検体を観測する観察部
とを有するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る自動尿中有
形成分分析装置につき図面を参照しつつ詳細に説明す
る。なお、この実施の形態によりこの発明が限定される
ものではない。図１は、この発明の実施の形態に係る全
自動尿中有形成分分析装置１００の概略構成を示す説明
図である。プレートテーブル１の周囲には、プレート２
を填め込む保持部３が複数設けられている。このプレー
トテーブル１は、ステッピングモータ４により駆動制御
する。プレートテーブル１の接線上には、プレート２を
搬入する搬入ローダ５が設けてある。搬入ローダ５は、
搬入用ステッピングモータ（図示省略）により駆動さ
れ、プレートテーブル側端部に油圧シリンダー６を有す
る。搬入ローダ５の端部まで搬送されたプレート２は、
油圧シリンダー６によりプレートテーブル１の保持部３
に運ばれる。油圧シリンダー６は、電磁ソレノイド７に
接続されている。

【００１１】また、プレートテーブル１の他の接線上に
は、プレート２を搬出する搬出ローダ８が設けてある。
搬出ローダ８は、搬出用ステッピングモータ（図示省
略）により駆動される。プレートテーブル１の中央部に
は、油圧シリンダー９が配置されている。また、プレー
トテーブル１の内側には、油圧シリンダー９の軸が通る
穴１０が開けてある。保持部３内のプレート２は、油圧
シリンダー９により搬出ローダ８まで運ばれる。上記同
様に、油圧シリンダー９は、電磁ソレノイド７に接続さ
れている。

【００１２】プレートテーブル１の横には、顕微鏡アー
ム１１が設置してある。顕微鏡アーム１１は、首振り運
動又は前後移動が可能である。アーム端部には、対物レ
ンズ１２を備えた顕微鏡１３が取り付けてある。顕微鏡
１３は、昇降装置１４によって上下方向に位置制御す
る。また、対物レンズ１２は、オートフォーカス機構を
兼ねた昇降装置１４によって上下方向に位置制御する。
焦点深度は、２０倍の対物レンズ１２で約１０μｍ弱で
ある。対物レンズ１２の軸上には、ＣＣＤカメラ１５が
設置してある。ＣＣＤカメラ１５には、１００万画素以
上のものを用いるのが好ましい。

【００１３】サンプルテーブル１６は、ステッピングモ
ータ１７により駆動制御する。サンプルテーブル１６上
には、検体を入れた容器１８が載置してある。容器１８
の横側には、プローブアーム１９が設置してある。プロ
ーブアーム１９は、首振り機能を持ち、端部にプローブ
２０を有する。プローブ２０は、チューブ２１を介して
ポンプ２２に接続してある。また、プローブ２０は、昇
降装置によって上下方向に位置制御する。プローブアー
ム１９は、サンプルテーブル１６からプレートテーブル
１まで旋回できる。

【００１４】図２に示すように、ＣＣＤカメラ１５、顕
微鏡アーム１１、プローブアーム１９、ポンプ２２、プ
レートテーブル１、サンプルテーブル１６、搬入用ステ
ッピングモータ、搬出用ステッピングモータ、電磁ソレ
ノイド７は、コンピュータ２３によって制御する。コン
ピュータ２３は、ＣＰＵ２４と、シーケンスプログラム
や画像認識プログラム、有形成分の画像データなどを記
憶したメモリ２５と、入力部２６および表示部２７とか
ら構成されている。有形成分の画像は、表示部２７に表
示される。センサ類は、プレートテーブル１や搬入ロー
ダ５、搬出ローダ８などの所定位置に取り付けてある
（図示省略）。

【００１５】図３は、図１に示したプレート３を示す斜
視図である。このプレート２は、観察部２０１の他に、
反応部２０２を有する。反応部２０２は、液体を保持で
きれば、どのような形状でも構わない。観察部２０１に
は、底面に対して微小な隙間を開けてカバーガラス２０
３を取り付けてある。カバーガラス２０３は、対応する
２辺を接着剤により固定しており、他の２辺が開放状態
になる。被検液を分注すると、毛細管現象によってカバ
ーガラス２０３との隙間に被検液が広がる。このように
すれば、容易に所定量の被検液を分注でき、カバーガラ
ス２０３のセット工程を省略できる。プレート２の材質
は、ガラス製またはプラスチック製のいずれでもよい。
プレート２のサイズは、４０ｍｍ×２６ｍｍ程度であ
る。

【００１６】図４は、この全自動尿中有形成分分析装置
の動作を示すフローチャートである。図５は、全自動尿
中有形成分分析装置の動作を示す説明図である。ステッ
プＳ４０１では、プレート２の搬入を行う。プレート２
は、搬入ローダ５によって運ばれ、プレートテーブル１
の保持部３にセットされる。

【００１７】ステップＳ４０２では、図５の（ａ）に示
すように、検体をプレート２の反応部２２に分注する。
サンプルテーブル１６上には検体を入れた容器１８が設
置されている。まず、プローブアーム１９を容器１８上
に位置させ、下降させる。続いて、ポンプ２２を駆動し
てプローブ２０によって検体を吸引する。つぎに、プレ
ートテーブル１を回転させ、搬入したプレート２をプロ
ーブアーム１９の移動範囲内に位置させる。続いて、プ
ローブアーム１９を旋回させ、プローブ２０をプレート
上方まで移動させる。そして、プローブアーム１９を下
降させると共に吸引していた検体をプレート２の反応部
２０２内に分注する。

【００１８】ステップＳ４０３では、図５の（ａ）に示
すように、染色液をプレート２の反応部２０２に分注す
る。染色液を入れた容器１８は、サンプルテーブル１６
とは離れた場所に置かれている。この場合も、まず、プ
ローブアーム１９を旋回移動させ、プローブ２０の作用
によって染色液を吸引する。そして、プレート２の反応
部２０２に分注する。

【００１９】ステップＳ４０４では、検体と染色液とを
一定時間反応させる。染色液は、一般的に知られている
ものならば、どのようなものでも良い。例えばSternhei
mer−Malbin染色法（ＳＭ染色法）、Sternheimer 染色
法（ＳまたはＮＳ染色法）、Behre −Muhlberg染色（Ｂ
Ｍ染色）などに用いられる染色剤が挙げられる。

【００２０】ステップＳ４０５では、図５の（ｂ）に示
すように、染色液と反応させた検体をプレート２の観察
部２０１に分注する。まず、プローブ２０を反応部２０
２まで下降させ、染色液と反応した検体を吸引する。そ
して、隣の観察部２０１に分注する。観察部２０１に検
体を入れると、毛細管現象によって、検体がカバーガラ
ス２０３と底面との隙間に侵入して広がる。この状態で
観察を開始する。

【００２１】ステップＳ４０６では、検体の画像を取得
する。予め、プレートテーブル１を回転させ、目的のプ
レート２を顕微鏡１３の直下に位置させる。つぎに、図
５の（ｃ）に示すように、昇降装置１４により顕微鏡１
３を下降させる。顕微鏡１３を所定位置まで下降させた
ら、オートフォーカス機構（１４）により検体に焦点を
合わせる。ここで、画像の取得は、観察部２０１の複数
の位置にて行う。顕微鏡アーム１１の首振り動作又は前
後移動と、プレートテーブル１の回転動作により、観察
部上のあらゆる位置で観察できる。図６に示すように、
顕微鏡アーム１１の旋回によって主にプレートテーブル
１の径方向の位置決めを行ない、プレートテーブル１の
回転によって主にプレートテーブル円周方向の位置決め
を行う。検体は、顕微鏡１３で光学的に拡大され、ＣＣ
Ｄカメラ１５により電気信号に変換される。得られた画
像データは、コンピュータ２３のメモリ２５に記憶す
る。

【００２２】ステップＳ４０７では、有形成分の判別処
理を行う。有形成分の判別処理は、一般的な画像認識方
法により行う。図７は、画像認識処理の概略を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ７０１では、ＣＣＤカメ
ラ１５により画像を取得して、メモリ２５に展開する。
ステップＳ７０２では、取得した画像の特徴を、所定の
パターンに従って抽出する。ステップＳ７０３では、抽
出した特徴パターンと標準パターンとのマッチングを行
う。メモリには、予め複数の標準パターンが記憶されて
いる。この標準パターンは、まず、多くのサンプル画像
を取得すると共にこれら画像の特徴を抽出することに始
まる。つぎに、これらの特徴から利用する特徴を定め、
特徴空間を形成する（図８の（ａ））。そして、抽出し
た特徴を特徴空間上に多数プロットし、クラスタリング
を行う（図８の（ｂ））。この塊の中心点を標準パター
ン（図中黒丸）として設定する。パターンマッチングに
おいて、前記特徴パターン（図中白抜き三角）と標準パ
ターン（図中黒丸）とを比較し、標準パターンの属する
特定のクラスタ内にあれば、当該特定クラスタに係る物
質が判別できる。ステップＳ７０４では、パターンマッ
チングにより判別した結果を表示部に表示する。

【００２３】ステップＳ４０８では、プレート２の搬出
を行う。プレートテーブル１を回転させ、プレート２を
搬出ローダ８連結位置まで移動する。搬出用の油圧シリ
ンダー９を駆動し、軸で押してプレート２を保持部３か
ら搬出ローダ８に移す。搬出ローダ８は、プレート２を
搬出し、ストッカ（図示省略）にストックする。

【００２４】以上、この全自動尿中有形成分分析装置１
００によれば、プレートテーブル１と顕微鏡アーム１１
により検体内の有形成分の画像を取得するので、尿沈渣
を容易かつ確実、また効率的に行うことができる。得
に、円柱に封入した物質を容易かつ確実に検査すること
ができる。また、プレート２が、反応部２０２と観察部
２０１とを有するため、分注が楽に行なえるようにな
り、自動化しやすくなる。また、コンパクトにまとまっ
ているので、装置内の省スペース化に有効である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の自動尿
中有形成分分析装置（請求項１）によれば、検体を周方
向に複数保持するサンプルテーブルに対して上下移動
し、プレートテーブル上を首振り回転することで検体の
分注を行う。また、プレートテーブルによりプレートを
周方向に複数保持し、画像取得部アームにより画像取得
部を首振り回転し又は前後に移動し、およびプレートテ
ーブルに対して上下移動することで画像を取得する。そ
して、画像取得部によって取得した検体の画像から、そ
の中に含まれる物質の画像を認識して種類を判別する。
このようにすれば、円柱成分の封入物質を効率的かつ容
易に判定することができる。また、有形成分の判別まで
自動化できるので、人手がかからずコストを低減でき
る。

【００２６】また、この発明の自動尿中有形成分分析装
置（請求項２）によれば、プレートに、検体と染色液と
を反応させる反応部と、反応した検体を分注して検体を
観測する観察部とを設けたので、省スペース化できると
ともに、自動化に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る全自動尿中有形成
分分析装置の概略構成を示す説明図である。

【図２】図１に示した全自動尿中有形成分分析装置を示
す構成図である。

【図３】図１に示したプレートを示す斜視図である。

【図４】この全自動尿中有形成分分析装置の動作を示す
フローチャートである。

【図５】全自動尿中有形成分分析装置の動作を示す説明
図である。

【図６】顕微鏡アームとプレートテーブルとによる位置
決め方法の説明図である。

【図７】画像認識処理の概略を示すフローチャートであ
る。

【図８】画像認識処理の説明図である。

【符号の説明】

１００全自動尿中有形成分分析装置１プレートテーブル２プレート３保持部４ステッピングモータ５搬入ローダ６油圧シリンダー７電磁ソレノイド８搬出ローダ９油圧シリンダー１０穴１１顕微鏡アーム１２対物レンズ１３顕微鏡１４昇降装置１５ＣＣＤカメラ１６サンプルテーブル１７ステッピングモータ１８容器１９プローブアーム２０プローブ２１チューブ２２ポンプ２３コンピュータ２４ＣＰＵ２５メモリ２６入力部２７表示部２７２０１観察部２０２反応部２０３カバーガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】染色した検体を入れるプレートと、このプレートを周方向に複数保持すると共にアクチュエ
ータにより回転するプレートテーブルと、検体中の有形成分の画像を取得する画像取得部と、画像取得部を保持し、当該画像取得部と共にプレートテ
ーブル上を首振り回転し又は前後に移動し、およびプレ
ートテーブルに対して上下移動する画像取得部アーム
と、検体や染色液を吸引、排出するプローブと、検体を周方向に複数保持すると共にアクチュエータによ
り回転するサンプルテーブルと、プローブを保持し、当該プローブと共にプレートテーブ
ル上を首振り回転し、およびサンプルテーブルに対して
上下移動するプローブアームと、前記プレートテーブル、画像取得部、画像取得部アー
ム、サンプルテーブルおよびプローブアームの移動制御
を行う制御部と、画像取得部によって取得した検体の画像から、その中に
含まれる物質の画像を認識して種類を判別する画像認識
部と、を備えたことを特徴とする自動尿中有形成分分析装置。
【請求項２】さらに、前記プレートが、検体と染色液
とを反応させる反応部と、反応した検体を分注して検体
を観測する観察部とを有することを特徴とする請求項１
に記載の自動尿中有形成分分析装置。