JPS6358237A - Particle aggregation deciding device - Google Patents
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Abstract
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。。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an apparatus for determining particle aggregation in clinical tests, and more particularly to an apparatus for determining aggregation patterns in microtiter methods. .
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。Currently, the microtiter method in immunoassays detects the presence or absence of agglutination on a microplate, and
Affl measurement is widely practiced. The presence or absence of these aggregations is determined by visual inspection using the naked eye, and in this visual determination, the presence or absence of aggregation is determined as the area of the area below the luminance of the particle distribution within the well. In addition, judgments are made by comprehensively combining judgments such as comparison with standard aggregation patterns and standard non-aggregation patterns, and consideration of the relationship with the state of adjacent wells. Therefore, visual judgment requires a high level of skill, and since it is an intuitive testing method, there are individual differences between judges, and there are also disadvantages such as a lack of reproducibility even among the same judge.
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。Automating this visual judgment using equipment not only leads to labor savings, but also provides objectivity to the judgment results and can be expected to significantly improve measurement accuracy.
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。Furthermore, automatically printing test results can completely eliminate errors in transcription of measurement results. Although the particle agglutination reaction has many applicable test items, is easy to operate, has high detection sensitivity, and is suitable for processing large amounts of samples, the only drawback is that the final judgment cannot be automated. there were. Therefore, solving this drawback and developing a highly accurate automatic determination method for agglutination reactions is extremely important for clinical testing and will greatly contribute to the development of medicine.
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。However, if the same judgment as the visual judgment based on a complex combination of factors, which is currently performed, is made into an instrument, the apparatus will be extremely complicated, and it will be economically expensive, thus lacking in practicality. Therefore, in automatic judgment using equipment, the technical point is to limit the number of judgment factors and how to match the result of visual judgment. The automatic determination devices that have been tried so far all use photometers and try to correlate the absorbance in the center of each well with aggregation, or they try to correlate the light intensity ratio between the center of the well and the center periphery with aggregation. There are some methods that have attempted to do this, but all of them have the ability to only serve as an auxiliary means to visual judgment, and none have the ability to replace visual judgment.
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。In addition, since conventional equipment measures wells one by one,
Measurements take time and require a plate moving device.
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。Furthermore, conventional automatic determination devices utilize transmitted light, but this method can only achieve extremely inadequate measurements, as will be explained below.
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
。That is, a sample for a particle agglutination reaction contains various proteins such as serum, and these components often precipitate separately from the particle agglutination reaction, making the entire solution cloudy.
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。As a result of careful observation of a large number of test results, the present inventors found that this phenomenon is caused by extremely complex combinations of sample serum and reagent solutions, especially those that have been mixed for a long time, proteins and salts. This is the first time I've discovered that this occurs so frequently that it can't be ignored at high concentrations.
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。However, in the conventional apparatus, no measures were taken to prevent this clouding, and only insufficient measurements were possible. In other words, when measuring transmitted light, the amount of light is significantly reduced due to diffuse reflection from precipitates, so the amount of transmitted light does not correspond to the particle aggregation reaction, and automatic aggregation determination equipment that converts particle concentration into brightness cannot accurately determine aggregation. could not.
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。In addition, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors proposed an apparatus that irradiates light from above a microplate and uses the reflected light and transmitted light to determine particle aggregation (
(Japanese Patent Application No. 60-57880). However, although this device eliminates the effects of clouding, it was not possible to increase the amount of light in the wells of the microplate to a sufficient level of contrast using only illumination from above. In other words, in order to increase the amount of light in the well to a level that provides sufficient contrast, the amount of light from the light source must be extremely large, which generates a lot of heat and requires a cooling device such as a fan, making the device complex and complicated. It was expensive.
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。Moreover, the power consumption was also increased. Furthermore, T
Since the V-camera has a limited range, the amount of light could only be increased until the top surface of the microplate reached a predetermined brightness, making it impossible to provide sufficient brightness inside the wells. Furthermore, an image of the light source appears on the liquid surface in the well, and this may overlap with the aggregate image, making measurement difficult.
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。It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a particle aggregation determination device that is simpler than conventional devices and has higher accuracy than visual determination.
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。By the way, image processing devices that process image signals from TV cameras are currently used in a wide range of fields.For example, in medical applications, they are used to analyze X-ray tomographic images, and to process images of white blood cells in blood obtained using a microscope. It is used for analyzing, classifying, and measuring the number of pieces, and for industrial purposes, it is used for inspecting boards used in electronic circuits, non-destructive X-ray inspection, etc.
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。The image processing method used in this image processing device extracts only the image of the object to be measured from the captured images, and calculates the area, peripheral length, number, angle, etc. of the extracted image. It is used for the purpose of measuring etc. In order to extract the image to be measured, if there is a brightness difference between the image to be measured and other images, use that brightness difference to set the brightness to O for images below a certain brightness level, and to extract the images above that brightness level. is the highest brightness in that brightness range and is binarized),
A method for extracting the target image, or by taking the difference in brightness for the image to be measured, differentiating that difference to find the gradient of the brightness, finding the point with the largest gradient, and then There is a method of extracting the outline of the target image by connecting the points with the largest gradient. However, in order to carry out these processes, there must be a clear brightness difference between the image to be measured and other parts of the original image to be processed, and the brightness of the irradiation on the object to be measured must be clear. It is necessary that the brightness of the light be uniform.
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。However, in order to make the same judgment as the current visual judgment based on a complex combination of factors, and to make the device economically inexpensive, the number of judgment factors has been limited, and it has become clear that there is no clear brightness difference. Achieving clear image formation with uniform illumination requires expensive equipment and is impractical.
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。Furthermore, in the method of extracting the image by differentiating the brightness difference to determine the contour of the image, it is difficult to extract only the contour of the aggregation pattern when determining particle aggregation in a microplate. In other words, within the wells of the microplate, the brightness of the part where the aggregate pattern is formed is
It blocks the transmitted light from below, and the degree of reflection of light from above is lower than that of the microplate itself, so there is a difference in brightness between the agglomerated pattern and the doughnut-shaped part around it. . On the other hand, outside the well, since the top surface of the microplate is flat, light from below enters the TV camera directly above, and light from above is also reflected and enters the TV camera.
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。On the other hand, since the edge of the well is sloped down, some of the light from below is reflected and does not enter the TV camera, and light from above is also reflected and does not enter the TV camera. is incident only a little. Therefore, a difference in brightness occurs between the edge of the well and other flat parts of the microplate. in this way,
In determining particle aggregation in a microplate, two images are extracted: the aggregation pattern and the edge of the well. Furthermore, if there is a scratch on the inside of the well, that part will also be extracted with a difference in brightness, and in order to distinguish it from other plates, the items to be measured, the date to be measured, and the number of plates will be displayed on the top of the microplate. If you enter it, it will also be extracted.
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。As mentioned above, the area of the aggregation pattern in the well is -a
It has been difficult to accurately determine this using image processing methods known in the art.
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。As a result of intensive research, the present inventors focused on the fact that the aggregation pattern is circular, and by determining the brightness difference in a range of radii concentrically from the center position of the well, the outline of the aggregation pattern can be accurately determined. It is designed so that you can pray once.
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。To explain in more detail, the outline of the image formed by the agglomeration and pattern to be measured is not necessarily clear, but this image is always circular, and the center of the circle is always dark, gradually becoming brighter at the periphery, and the outline is The rate of change in brightness is maximum at . Furthermore, since an image is always formed within a well on a microplate, the interval between the aggregation pattern and the sedimentation pattern is constant. The present invention takes full advantage of these special characteristics. In the present invention, it is important to determine the center position of the particle aggregation pattern. Once the center position is determined, a differential operator is applied from this center position toward the periphery to change from dark to bright.
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。This is because the outline of the agglomerated pattern can be selectively extracted by detecting the point with the maximum differential coefficient that emphasizes the circular component. However, it is not necessarily easy to accurately determine the center position of the particle aggregation pattern in advance for the reasons described below. In other words, in order to mechanically maintain the positional relationship between the TV camera and the microplate,
The measuring device must be constructed with a large number of highly accurate parts for positioning, which results in an extremely large and heavy measuring device, which is far from a compact and lightweight measuring device.
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。Moreover, if mechanical deviation occurs due to aging or the like, the measurement accuracy immediately becomes extremely inaccurate.
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。Therefore, we devised a method to provide a positioning hole in the table on which the microplate is placed, measure the coordinates of this hole, and then use these coordinates to determine the center position of each well of the microplate, that is, the center position of the aggregation pattern. . With this method, even if the relative positions of the TV camera and the microplate are slightly shifted, the center of the agglomeration pattern can be accurately determined by calculation. This method is extremely important for reducing the size and weight of the device, and is effective for maintaining performance over a long period of time. The contour of the agglomerated pattern determined using the center position accurately determined by the above method changes from "dark" to "bright".
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。Since it is determined by the maximum value of the differential coefficient that emphasizes the circular component, it is possible to achieve a large reduction in noise in the vicinity, and it does not necessarily require uniformity of device illumination, so the economical effect of the device is enormous.
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。That is, the particle aggregation determination device of the present invention comprises a light-transmissive plate stand on which a microplate is placed, and a positioning hole for determining the center position of each well of the microplate, and the plate. A T was provided so that the light emitted from the light sources placed above and below the plate holder and the upper side of the microplate placed on the plate holder was incident.
an image capturing device having a V camera; and an image processing device that processes image signals input from the TV camera to determine the state of aggregation, and the image processing device detects each well using light transmitted through the positioning hole. Then, the image of each well is divided into multiple parts radially from this central position, and the sum of the differences in brightness from the outward pixels in each divided part is taken as the differential value of each pixel. This device is characterized in that the differential values of each pixel are sequentially compared in one direction, and the number of pixels between the top two differential values is counted to determine the aggregation state.
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。The plate stand of the particle aggregation determination device of the present invention is for positioning the microplate at a predetermined position.
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
。In order to place the microplate in a predetermined position, it is possible to form a recess in the plate holder into which the entire lower part of the microplate fits, or to create a well recess into which each well of the microplate slides and stops at a predetermined position. may be formed. This well recess may have a conical shape, a spherical shape, or a through hole as long as it has a shape that allows the well to fall and be fixed therein.
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。This plate stand is formed to be light-transmissive so that light from a light source provided below can enter the microplate. Therefore, at least the area on which the microplate is placed may be made of a transparent or semitransparent body, and the area corresponding to the well may be cut to form through holes.
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。Further, the plate holder is provided with positioning holes for determining the center position of each well of the microplate. The positioning holes provide a line segment that serves as a reference when determining the center position of the well by the image processing device, and at least two or more are required.
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。The plate holder may be movable in and out of the image capture device. By providing a movable plate holder, microplates can be automatically and efficiently fed and discharged.
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。The microplate to be placed on this plate mount is of any type, size, number of wells, etc., such as a rigid permanent, but it must be transparent or translucent.
前記プレート置台の上方には主光源が設けられている。A main light source is provided above the plate holder.
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。This main light source is for irradiating light onto the microplate and allowing the TV camera to capture the reflected light as information on the optical state. The main light source is selected and used as appropriate, but a fluorescent light with a high color temperature is preferable because it can measure a variety of colors of particles.Also, a transistor inverter is used as the power source because it has less flicker and has good image reproducibility. Preferably, a high frequency fluorescent light is used.
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。On the other hand, an auxiliary light source is provided below the plate holder. This auxiliary light source irradiates light from the back side of the microplate, and the transmitted light is captured by a TV camera as information on the optical state. This is to correct the brightness within the well. The light quality of the auxiliary light source may be the same as the main light source, but
The amount of light is 7. Therefore, it is preferable that the auxiliary light source be able to adjust the amount of light as desired, and most preferably one that can adjust the amount of light without changing the color temperature of the light and without flickering.
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。Furthermore, a TV camera is provided so that light emitted from the upper side of the plate stand, that is, the upper side of the microplate, is incident thereon. This TV camera is for capturing the optical state of each well and outputting an image signal to an image processing device. As long as this TV camera is placed close to the microplate to the extent that it can capture the optical state of all wells at once, the light may be bent through a mirror or the like and then incident on the TV camera. By providing the mirror, the TV camera can be placed at any position, and the device can be made more compact.
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。For this TV camera, a solid-state camera is preferable from the viewpoint of accuracy and stability of operation.The TV camera lens uses a lens with little geometric distortion, and can also be equipped with a filter. It is preferable to use a color that is complementary to the color of the particles because the agglomerated image can be efficiently distinguished from others.
ＴＶカメラには画像処理装置が接続されている。An image processing device is connected to the TV camera.
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。This image processing device is a device for processing image signals input from a TV camera and determining the state of aggregation. This image processing device includes a video input section that receives the output from the TV camera, a digital image memory section that records the data of each pixel, a video output section that sends the contents to a computer as necessary, and It consists of a microcomputer that calculates and processes this output, and is further equipped with a monitor television with video input and a printer to record the calculation results.
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。A light amount adjustment plate may be provided between the main light source, the auxiliary light source, and the plate arrangement. This light amount adjustment plate is used to adjust the amount of light irradiated from the light source to the microplate and to irradiate the entire microplate with a more uniform amount of light, and is formed of a translucent material such as an opalescent plate. The light amount control plate for the auxiliary light source can achieve the same effect by forming the plate mount from a semi-transparent material as described above.
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。Preferably, the TV camera is configured to capture only the light emitted from the microplate. That is,
A hood may be provided in the path of the light coming out of the microplate, or the entire device may be placed inside a box, which will prevent unnecessary light from entering the TV camera for measurement, making it more accurate and with better contrast. .
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。The well image can be divided radially into a plurality of parts using an image processing device as long as it is at least four or more parts (the number of divisions can be as large as the differential value described below can be properly determined. It is determined for each pixel. The differential value unique to each pixel is the sum of the values obtained by subtracting the luminance of the pixel for which the differential value is determined from the luminance of the pixels located outside the pixel for which the differential value is determined, for each pixel outside the pixel for which the differential value is determined. Pixels located outside that are subject to brightness calculation to determine this differential value are:
The number and arrangement of the parts are changed as appropriate depending on the number of divisions and the position of the side parts.
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。Comparing the differential values of each pixel sequentially in one direction only requires that the pixels being compared be aligned in the same direction, whether horizontally, vertically, or diagonally. There may be.
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
。In the particle aggregation determination device of the present invention, the main light source irradiates each well of a microplate with light of uniform intensity, and this irradiated light enters the diluent in the well. With this incident light, even if the diluted solution has cloudiness, the range of particle concentration that can be determined remains the same as the range of particle concentration when no cloudiness occurs.
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。On the other hand, the auxiliary light source irradiates the bottom surface of the microplate with light of uniform intensity, and this light from below brightens the inside of the well, so it is possible to brighten the inside of the well with less visibility than when irradiating light from above. In addition, when light is irradiated from above, the top surface of the microplate, which is flat and close to the light source, becomes extremely bright compared to the inside of the well, but when light is irradiated from below, the inside of the well becomes brighter than the top surface of the microplate. .
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。Therefore, the light from below the auxiliary light source improves the contrast compared to the light from above.
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。Then, the light emitted from each well enters the TV camera, and the TV
A camera captures the optical status of all wells. This captured optical state is sent as an image signal to an image processing device, which differentiates the brightness of each pixel to find the edges of the agglomerated portion, counts the pixels between each edge, and calculates a reference value. Particle aggregation is determined by comparing with
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。An embodiment of the particle aggregation determination device according to the present invention will be described based on FIGS. 1, 2, and 3.
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。FIG. 1 is a diagram schematically showing a particle aggregation determination apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the plate holder shown above, and FIG. 3 is a plan view of the plate holder shown above.
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。In FIG. 1, reference numeral 1 represents an image capturing device, and reference numeral 2 represents an image processing device.
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。The image capture device 1 is formed of a sealed box 3 in a light-shielding manner, and inside thereof a movable plate stand 5 is provided on a non-reflective plate 4 consisting of a black plate 7). The plate holder 5 is made of transparent plastic, and its upper surface has a substantially conical well recess 6 as shown in FIG.
- Holes 6 are bored at the same spacing as the wells 8 of the microplate 7.
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。These well recesses 6...6 are microbes, rate 7
This is to allow the well 8 to slide down into the well recess 6 and into a predetermined position when the well 8 is placed thereon.
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。Further, positioning holes 9...9 are bored on the outside of the well recess 6 at locations corresponding to the vertices of the rectangle, so that light from below the plate holder 5 is transmitted upward to the plate holder 5.
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。A rack (not shown) is formed at one end of the plate holder 5, and is adapted to move forward and backward in mesh with a pinion (not shown) provided on the non-reflection plate 4.
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。A main light source 10 is provided above the plate holder 5, and an auxiliary light source 1) smaller than the main light source 10 is provided below. A light amount adjustment plate 12 made of a milky white plate is provided between the main light source 10 and the plate holder 5, and a light shielding plate 13 that connects the light amount adjustment plate 12 and the non-reflection plate 4 and extends to the floor of the box body 3. is provided.
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。A substantially rectangular cylindrical hood 14 whose inner surface is painted black is provided at a portion of the light amount adjustment plate 12 corresponding to the microplate 7. This hood 14 is bent into a substantially U-shape, and a TV camera 15 is connected to the end thereof. Mirrors 16 and 16 are provided at each bending point of the hood 14, and the light from the microplate 7 and the positioning hole 9 is reflected to the TV.
The light can be incident on the camera 15. Furthermore, the hood 14 is provided with an optical filter 17. The TV camera 15 is a solid-state TV camera with 241
)1 Camera lens is attached.
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。The image processing device 2 includes a video input section 18 that receives the output of the TV camera 15, a digital image memory section 19 that records data of each pixel, and a video output section 20 that sends the contents to a computer as necessary. , and a microcomputer 21 that calculates and processes the output, and is further provided with a monitor television 22 and a printer 23.
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。Next, a method for automatically determining aggregation using the above particle aggregation determination device will be described.
（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。(1) Install a microplate for determining aggregation on a microplate holder.
（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。(2) Select the filter on the TV camera, adjust the aperture, and capture the image.
（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
。(3) The captured image can be processed as it is, or it can be recorded on a floppy disk and loaded into the computer 21 as necessary for image processing and calculation processing.
次に、画像処理の方法について説明する。Next, an image processing method will be explained.
１．各ウェルの中心位置を決定する。1. Determine the center position of each well.
（１） 位置決め孔の座標を測定する。(1) Measure the coordinates of the positioning hole.
今、９＋ （Ｘ＋ 、）’＋ ）、９ｚ （Ｘ２．
ｙ２）。Now, 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。93 (X3.)'3), 9a (X4.)'4)
If the position of the positioning hole is measured with the coordinates,
Positioning hole 91°9□ from the coordinates of positioning hole 91, 9□
A linear equation Y, =a+x+b, is found that connects the . Similarly, the three linear equations Yz, Y:+ of positioning hole 9:1.94, positioning hole 9=, 9 and positioning hole 9□, 94 are
and Y4 are obtained, and a total of four linear equations are obtained.
（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。(2) Next, based on the obtained linear equation and the position of the positioning hole 9 on the straight line, for example, the position of the positioning holes 91, 9□ on the straight line of YI=a+X+b+, the straight lines are equally spaced according to a predetermined ratio. 1) Divide it into 12 division points,
...Find I'C+z. Similarly, Y2=azx+b
Dividing points on the straight line of 2... find h12, connect these dividing points from above to create 12 straight lines)'++ yz・
...Find 3'+z.
（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
。(3) Furthermore, in the remaining linear equations Y:l, Y4, dividing points m1...m8 and nl...nIl are found in the same way, and eight straight lines x1...x8 connecting these are found.
！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。! 41 12 straight lines y1...y1 found in (2)
Find the intersection of □ and the eight straight lines x1...x8 found in (3), and set this intersection as the center of the well.
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。2. Next, as shown in Fig. 3, the well is divided radially from the center into eight fan-shaped divisions S1, S2...S.
8, and the differential value of each pixel in each divided portion S1...S8 is determined. This differential value is a value that is the sum of the differences with the luminance of three pixels adjacent to the outside, and in the divided portion S1, the left side, the diagonal upper left side, and the diagonal upper left side of the pixel for which the differential value is to be determined. The pixels adjacent to are the targets for determining the differential value. In addition, in the divided portion S2, the pixels adjacent to the upper side, left side, and diagonally upper left side of the pixel whose differential value is to be determined are targeted, and in the divided portion S3,
The pixels adjacent to the upper side, diagonally upper left side, and upper side of the diagonal base of the pixel whose differential value is to be determined are targeted.
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。Now, based on the partial enlarged view of the divided portion S2 in which the luminance of each pixel in FIG. 4 is displayed, the differential value of each pixel of the divided portion S2 will be calculated. In addition, symbols A to F and numbers ■ to ■ in Figure 4
4 indicates the rows and columns of pixels in FIG. 4 for convenience, and the numbers attached to the upper left of the pixels indicate the brightness. For example, if you want to find the differential value of pixel D-III,
The brightness of pixel D-1) 1 is "32" and pixels D-n, c-n
The brightness of C-■ and C-■ are r44J r47J r, respectively.
42J, so when calculating the difference in brightness with each pixel, the difference with pixel D-II is 44-32 = 12, the difference with pixel c-n is 47-32 = 15, and the difference with pixel c-m is 44-32 = 12. The difference is 42-32
=10. Therefore, the sum of these differences is the pixel D
-III is the differential value, and its value is 12+15+10=
It is 37. In this way, the differential value of each pixel is determined and assigned to each pixel.
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。3. Once the differential value of each pixel is determined, the differential values of the pixels lined up horizontally are compared, the top two are detected, and the corresponding pixels are selected as the edge of the particle agglomeration area.
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。Now, given the differential value shown in Figure 6, for example, f
In the row, the differential values "34" and "33" are the top two, so the pixels corresponding to these correspond to edges. When edges are selected for all rows in the same way, the edges are shown by thick lines in the figure. Note that the dashed line in the figure indicates the actual edge of the particle agglomeration portion. Then, the number of pixels between each edge is counted, and the area of the agglutinated portion thus obtained is compared with a reference value to determine whether the agglutination reaction is positive or negative.
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。FIGS. 7 and 8 are schematic diagrams showing other examples in which the structure of the hood is changed.
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。FIG. 7 shows an example in which the hood 14 is formed in a straight line so that the light emitted from the microplate 7 is directly incident on the TV camera 15. FIG. 8 shows an example in which the hood 14 is bent once into an approximately rLJ shape, and the light emitted from the microplate 7 is reflected once by the mirror 16 and then enters the TV camera 15. It is.
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
。Next, the measurement results comparing the shadows due to cloudiness when measuring transmitted light and when measuring reflected light will be explained.
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。FIG. 9 shows the measurement results of the relationship between particle concentration and brightness when transmitted light was measured. In this figure, the relationship between the brightness of the well and the particle concentration in a sample that does not produce cloudiness is represented by ABC. AB is a region where particle concentration and brightness correspond, and BC is a region where particle concentration is high and light does not pass through, and where particle concentration and brightness do not correspond. K represents the amount of transmission reduced by diffused reflection due to turbidity generated within the well. Therefore, the relationship between the brightness in a turbid well and the number of particles is expressed as DEC. As a result, the brightness in the well changes only in the OE region due to a change in particle concentration, and the brightness does not change between EB even if the particle concentration changes. When transmitted light is used in this way, in samples with precipitates, the area where changes in particle concentration cannot be measured expands, leading to errors in aggregation determination.
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。On the other hand, FIG. 10 shows the measurement results of the relationship between particle concentration and brightness when reflected light was measured.
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。In this measurement of reflected light, a sample without cloudiness is represented by ABC as in FIG. 9, but a sample with cloudiness is represented by DEC'. As can be seen from this result, in the measurement of reflected light, the area where the brightness does not change does not increase due to clouding with respect to the change in particle concentration.
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。Measurement using the apparatus shown in Fig. 1 consists of measurement using reflected light from the main light source 10 and measurement using transmitted light from the auxiliary light source 1), so the addition of Fig. 9 and Fig. 1O is the apparatus shown in Fig. 1. Measured at . Therefore, the effect of cloudiness is largely offset and virtually eliminated. This makes it possible to make more stable judgments even on turbid samples than when only transmitted light is used.
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。Next, the case where only the light reflected by the main light source 10 and the case where the main light source 10
The measurement results comparing the contrast of both the reflected light and the transmitted light by the auxiliary light source 1) will be explained. Figure 1) shows the results of this measurement. A in the figure represents the observed intensity of light in the case of reflected light.
In this case, for example, the contrast at a location where the transmittance is 0.6 is as shown in A in the figure. The opening in the figure shows the observed light intensity when both reflected light and transmitted light are used, and the contrast at the point where the transmittance is 0.6 is the size shown in B in the figure. Become.
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。Therefore, it can be seen that the contrast B in the case of both reflected light and transmitted light is larger than the contrast A in the case of only reflected light, and the contrast appears stronger. That is,
This increase in contrast is i! This is because the amount of light increased due to overlighting, and an increased contrast was added in accordance with the amount of increase.
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
。The present invention is configured as described above, and the TV camera captures the optical state of the wells, so data of all the wells of one microplate can be captured in an extremely short period of time, for example - seconds. samples can be processed quickly. In addition, since the optical states of all wells are captured at once, a plate moving device is not required and operations can be simplified. moreover,
It is possible to simultaneously obtain information on the two-dimensional spread of particle aggregation as well as information on the particle concentration in the well, and it is possible to obtain a wide variety of data at high speed compared to when using a conventional photometer. can get.
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。Furthermore, in the present invention, light sources are provided above and below the plate holder, and both the reflected light from the upper light source and the transmitted light from the lower light source are captured into the TV camera to judge aggregation. It is possible to eliminate the clouding effect that occurs when using the transmitted light from the light source, and the brightness inside the well, which was limited when using the reflected light from the upper light source, can be achieved by using the lower light source. You can increase the brightness and contrast.
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。Furthermore, since the brightness of the pixel is differentiated and the edge of the agglomerated portion is determined based on the magnitude of the value, the edge can be determined accurately.
従って極めて正確に粒子の凝集が判定できる。Therefore, particle aggregation can be determined very accurately.
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FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the particle aggregation determination device of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view of the plate holder shown above, and FIG. 3 is a plan view of the plate holder shown above. Figure 4 is a schematic diagram showing a well divided state, Figure 5 is a schematic diagram of a part of a well showing brightness and differential values for each pixel, and Figure 6 is a schematic diagram of a well showing differential values for each pixel. It is a half schematic diagram. Figures 7 and 8 are partial schematic diagrams showing other examples of image capture devices, Figure 9 is a diagram showing the relationship between particle concentration and brightness when measuring transmitted light, and Figure 10 is a diagram showing the relationship between particle concentration and brightness when measuring transmitted light. Figure 1) shows the relationship between particle concentration and brightness when measured, and Figure 1) shows the results of measuring contrast. 1... Image capture device, 2... Image processing device, 5.
...Plate stand, 7...Microplate, 8...
・Well, 9... Positioning hole, 10... Main light source, 1
)...Auxiliary light source, 12...Light amount adjustment plate, 14...
Hood, 15...TV camera, 18...Video input section, 21...Microcomputer-0 Patent applicant Fujirebio Co., Ltd. agent Patent attorney 1) Masahiro Naka (1 person) Figure 1, Figure 2 Figure 3 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 2 to 21 Mini: Ei'l 艷
Claims (2)
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。(1) A light-transmissive plate stand on which a microplate is placed and which has a positioning hole for determining the center position of each well of the microplate, and a plate stand placed above and below the plate stand. an image capture device having a light source and a TV camera installed so that light emitted from the upper side of the microplate placed on the plate mount is incident; and an image capture device that processes and aggregates image signals input from the TV camera. A particle aggregation determining device comprising: an image processing device for determining a state.
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。(2) The image processing device determines the center position of each well by the light transmitted through the positioning hole, and then divides the image of each well into a plurality of parts radially from this center position, and in each divided part, The total value of the difference in brightness from the pixel is taken as the differential value of each pixel, and the differential value of each pixel is sequentially compared in one direction, and the number of pixels between the top two differential values is counted to determine the aggregation state. A particle aggregation determination device according to claim 1.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP20177986A JPH0697203B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Particle aggregation determination device |
| EP87112590A EP0257660B1 (en) | 1986-08-29 | 1987-08-28 | Method and apparatus for judging agglutination |
| DE8787112590T DE3783835T2 (en) | 1986-08-29 | 1987-08-28 | METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING AGGLUTINATION. |
| US07/090,477 US4794450A (en) | 1986-08-29 | 1987-08-28 | Method and apparatus for judging agglutination pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20177986A JPH0697203B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Particle aggregation determination device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358237A true JPS6358237A (en) | 1988-03-14 |
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Family
ID=16446803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0697203B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-08-29 JP JP20177986A patent/JPH0697203B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH0697203B2 (en) | 1994-11-30 |
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