JPH0697203B2

JPH0697203B2 - 粒子凝集判定装置

Info

Publication number: JPH0697203B2
Application number: JP20177986A
Authority: JP
Inventors: 智雄斎藤; 恭輔桜林; 寿嗣井之内; 紀尋鈴木
Original assignee: Fujirebio Inc
Current assignee: Fujirebio Inc
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPS6358237A

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、免疫成分の微
量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
分布を有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、同一判
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械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ように極めて不
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
えない程多く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ずるため、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
ル内の光量を上げ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、TVカ
メラのダイナミッ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０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（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ッツ状に残った
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、一般
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断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、暗から明に転ず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
部品をもって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」に転ずる。

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域を達成すると共に、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、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ている。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
は問はないが、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
の光量はマイクロプレート上で主光源の1/2以下である
ことが好ましく、最も好ましいのは主光源の1/3程度の
光量である。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
ずかつフリッカー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離れていれ
ば、鏡等を介して光を折曲後TV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像メモ
リー部、その内容を必要に応じ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、計算結果を記録す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台間に光量調節板
を設けることができる。この光量調節板には光源からマ
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
まれるように構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く、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、分割数及び分割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量でウェ
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
分のエッジを見つけ、各エッ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、その内部に黒色板から成る無反射板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、マイクロプレート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11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からの光の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24mm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
画像メモリー部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ー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、9₁（x₁,y₁）,9₂（x₂,y₂）,9₃（x₃,y₂）,9₄（x₄,
y₄）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9₁,9₂の座標から位置決め孔9₁,9₂を結ぶ
直線式Y₁＝a₁x＋b₁が求められる。同様にして、位置決
め孔9₃,9₄、位置決め孔9₁,9₃及び位置決め孔9₂,9₄の３
つの直線式Y₂,Y₃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Y₁＝a₁x＋b₁の直線上の位置決め
孔9₁,9₂の位置を基準にして所定の比率により直線を等
間隔で11個に分割して12個の分割点k₁…k₁₂を求める。
同様にしてY₂＝a₂x＋b₂の直線上に分割点h₁…h₁₂を求
め、これらの分割点を上から結んで12個の直線y₁,y₂…y
₁₂を求める。

（３）さらに、残りの直線式Y₃,Y₄においても同様に
分割点m₁…m₈及びn₁…n₈を求め、これらを結ぶ８個の直
線x₁…x₈を求める。

（４）（２）で求めた12個の直線y₁…y₁₂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…S₈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、斜左上側及び斜左下側に隣接
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、斜左上側及び斜右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Ｉ〜VI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
左上に付して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
−IIIの輝度は「32」で画素Ｄ−II、Ｃ−II及びＣ−III
の輝度はそれぞれ「44」「47」「42」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−IIとの差は47−32＝15、画素Ｃ−III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ッジに選定する。

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ッジに相当する。同様にして全
行についてエッジを選定すると、図中太線で示したエッ
ジとなる。なお、図中鎖線は粒子凝集部分の実際のエッ
ジを示したものである。そして、各エッジ間の画素数を
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「Ｌ」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、白濁による影響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。OB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濃度の関
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導く
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。この結果からわ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11の透過光による測定とから成る
ので、第９図と第10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11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11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。図中ロ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
ストの増加は透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1/60秒で
取込むことができ大量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簡易化が図れる。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次元的拡がりに関す
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
エッジを判断するので、エッ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11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、11……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ー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−105031（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−168339（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−32142（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−19540（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−82841（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。