JPH0989752A - 尿沈渣検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査技師が目視分類する前に試料の特徴を得る
ことができ、記憶装置に格納すべきデータ量の削減、及
び目視分類作業を減らす。 【解決手段】撮像領域と粒子検出領域を持つフローセル
４にサンプルを流し、光検出器２２で粒子の通過を検出
し、フラッシュランプ１を発光させ、粒子の静止画像を
撮像しパターン認識の手法で粒子を分類した後、記憶装
置３２に画像データを格納し表示装置３３に画像を表示
して専門家による目視分類を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、尿中の沈渣成分を
分類，計数する検査を自動化した装置、特に、検出され
た沈渣成分の画像を表示し、検査技師が目視で分類する
ことが可能な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】尿中に含まれる様々な沈渣成分の分析
は、人体の健康に密接な関係があり、臨床検査における
重要な検査項目の一つになっている。その反面、尿を取
り扱う作業が嫌われる傾向にあることや、近年における
検体数の増加，人手不足などの問題の浮上、又、尿沈渣
検査特有の問題として、尿中の沈渣成分は形状，色彩が
多種・多様であるばかりでなく、含中濃度でもかなりば
らつきがあり、健常人の尿では尿中の沈渣成分はきわめ
て少ないが、病的な尿では、無晶塩類・粘液系・赤血球
・白血球など無数の沈渣成分が存在し、熟練した検査技
師が目視分類する場合でも、かなりの時間と集中力を必
要とするなど検査の煩雑さも加わり、全分析工程を自動
化した自動分析装置の需要が増加している。

【０００３】尿中の沈渣成分を、検査技師が目視判定す
る方法は、尿を遠心分離し沈渣成分を分離した後、必要
に応じて沈渣成分に染色処理を施し、スライドガラスの
標本を作成し顕微鏡観察するものである。

【０００４】このような尿沈渣分析検査を自動化する装
置として、粒子を液体中に混濁させたままフローセル中
に流して、光学的に分析する装置がある。例えば、流体
試料を特別な形状の流路に通し、そこで試料中の粒子の
光学的静止画像を作成する装置がある。これによれば光
学的静止画像を電子的画像に変換し解析することにより
粒子の形態が分かり、この形態をもとに分析し、尿中の
沈渣成分を分類することができる。しかし、尿中の沈渣
成分は多種・多様であるため装置による分類は完全では
ない。特に、出現頻度の低い沈渣成分（異型細胞，ガン
細胞など）を正確に分類するのは困難である。そこで、
更に検出された沈渣成分の画像を表示装置に表示させ、
検査技師により最終的な形態的分類の判断を行ってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、一般的に検査室
で行われている尿検査の方法は、尿の生化学成分やｐ
Ｈ，潜血を定性的に分析した後、その分析結果をもと
に、更に詳細な情報を得るために沈渣成分の分析を行う
というのが一般的である。沈渣成分を分析するには、先
に記述したように顕微鏡観察を行う。顕微鏡観察では、
先ず、百倍の弱拡大low power field(ＬＰＦ) で焦点を
合わせて全視野をざっと観察し、円柱，結晶，細胞集団
などの有無を確認する。その後、四百倍の強拡大high p
ower field(ＨＰＦ)にして、各成分の分類、及び計数を
行う。つまり、定性分析や弱拡大による観察で試料の全
体像、及び特徴を把握した後、実際に沈渣成分を分類す
る作業に移行するのである。多種・多様な沈渣成分を分
類する前に、試料の特徴を把握することは大変重要であ
る。例えば、赤血球は、シュウ酸カルシウムの円盤状結
晶や真菌と見間違うことがあるが、定性分析で潜血反応
が出ていればその情報を参考にすることができる。ま
た、低倍率観察で塩類や結晶成分が異常に多く見られた
場合、視野内が観察しづらくなることが予想されるの
で、更に強拡大で詳しく観察する前に、無晶性塩類など
は酢酸を加え試料を酸性にし結晶を取り除く作業が必要
となる。

【０００６】このように用手法で行われている尿沈渣の
検査を、自動分析装置を利用して行った場合、現状の装
置は全ての沈渣成分を完全に分類することは不可能であ
るため、最終的な判断は検査技師ら専門家の目視判定に
委ねなければならない。目視で分類する場合、検査技師
は、顕微鏡観察の代わりに検体毎に転送されてくる電子
変換された多数の沈渣成分の画像を、全て表示装置上で
確認しながら分類を行うことになる。表示される画像
は、検出された粒子を一つの沈渣成分として切り出され
たものであり、自動分析装置が分類した成分毎に表示さ
れる。例えば、赤血球に分類された画像，白血球に分類
された画像、または、装置では分類できなかった画像と
いうように、表示装置上に成分毎に沈渣画像が表示され
る。検査技師は、赤血球と分類された画像の中に分類が
不適当であると思われる画像が表示されていたり、装置
で分類できなかった画像があまりにも多数であった場
合、その画像を分類する上で、先に記述したような、低
倍率の顕微鏡観察で得られる、試料の特徴を表わす情報
は、重要な判断材料と成り得るのである。しかし、現状
の装置では、試料に含まれる沈渣成分は自動分類された
成分毎に切り出し画像として表示され、個々の画像から
はその沈渣物が含まれていた尿試料の様々な情報を得る
ことはできない。試料の全体像を得るには、一通り全て
の画像を表示させ確認するしか方法がないのが現状であ
る。検出粒子数が少ない試料ではそれほど負担になる操
作ではないが、病的な試料では、数千枚もの画像が得ら
れることもあり、どのような成分が検出されているかを
確認することはかなり手間のかかる作業となっている。
更に、現状の尿沈渣自動分析装置は、一つの試料に対し
無限に粒子数を検出するわけではないため、血尿，細菌
尿，無晶性塩類が多数存在する試料では同一成分の画像
だけが多数撮像されてしまい、その他の臨床上重要な有
形成分の検出が妨げられ、データの信頼性が保証できな
い恐れがある。このような場合でも、目視で分類する際
は、試料の特徴を得るために画像レビュー装置で画像を
確認する作業が必要となっている。

【０００７】また、先にも記したが尿沈渣検査では正常
試料と病的試料では、粒子数にかなりの差がある。正常
な試料ではほとんど沈渣成分は検出されず、自動分析装
置による分類で十分な場合もある。しかし、現状の装置
では、検査技師が目視分類する際に試料毎の検出粒子数
等が確認できないため、全ての試料に対して画像を表示
させて確認しなければならない。

【０００８】上述の問題点のほかに、画像を扱う装置で
は、データ量がどうしても多くなり、記憶装置がすぐに
満杯になってしまうという問題点もある。病的試料では
約３ＭＢの画像が発生するケースが多く、一方、通常の
記憶装置として用いられるハードディスクは約５００Ｍ
Ｂであり、約１５０試料分の情報しか格納できないこと
になる。しかし、大病院では１日に扱う試料数が約三百
件を越えることもあり、外部の記憶装置に情報を転送す
る作業が必要となっている。

【０００９】本発明の目的は、多種・多様な沈渣成分の
中から前記当する沈渣物を確定する時間を短縮すること
ができ、分類精度および分類作業効率を向上できる尿沈
渣検査装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】尿沈渣自動分析装置の入
力部から、装置が自動分類可能なそれぞれの成分に対し
て、粒子数の基準値を入力できるようにする。尿沈渣画
像レビュー装置に、画像情報及び分類結果を転送する際
に、基準値を超えた成分があった場合、アラーム情報を
付加して送信する。試料毎に情報を転送し、転送が完了
した時点で試料の情報（例えば、試料の管理番号や測定
日時）と、アラーム情報を合わせてを尿沈渣画像レビュ
ー装置の表示装置上に表示させる。これにより、検査技
師は目視分類を行う際、画像を表示して確認する前に試
料の特徴となる情報を得ることが可能となる。また、ユ
ーザ側で、アラームがついた成分のみを画像レビュー装
置で見直すだけで最終的な分類結果が得られると判断し
たならば、この手段により、現状、全ての試料について
画像を確認しなければならなかった作業をかなり削減す
ることができる。

【００１１】また、尿沈渣自動分析装置の入力部から、
分析が終了した試料の画像、及び分類結果を画像レビュ
ー装置に転送するか、否かを設定できるようにする。こ
れにより、記憶装置に格納する情報の量を減らすことが
可能となる。

【００１２】尿沈渣検査装置では、尿中の沈渣成分を分
類するため、サンプリング位置にある尿試料より一定量
採取後、染色を施し、染色された尿を特殊な形状を持つ
フローセルに導き、極めて扁平な流れを形作る。この流
れの上流部分にレーザ光線を照射し、散乱光を検知する
ことで粒子を検出する。粒子が検出されると、フラッシ
ュランプを点灯し、流路中の粒子を静止画像として撮像
素子により光電変換して画像メモリに取り込む。取り込
まれた画像は、画像処理装置により形状，色彩，大きさ
などの特徴量を抽出し、あらかじめ学習されたニューラ
ルネットワークに入力され、抽出された特徴量から該当
する沈渣成分に分類される。分類された画像は、演算器
で沈渣成分毎に計数される。尿沈渣自動分析装置で分析
が終了すると、画像レビュー装置に画像情報と分類結果
が転送部から転送される。その際に、事前に入力部より
粒子数基準値が設定されていれば、基準値を超えた沈渣
成分についてはアラーム情報が付加されて転送され、画
像レビュー装置の表示装置に表示される。これにより、
臨床検査技師は最終的な目視分類を行う際、検出された
沈渣成分の画像を表示装置上で確認する前に、試料の特
徴となる情報を得ることが可能となり、より総合的な判
断を効率的に行うことができる。また、情報転送の要・
不要が入力部より指定されていれば、尿沈渣分析装置の
転送部で、転送要と判断された試料の情報のみが画像レ
ビュー装置に転送されることになり、記憶装置に記憶し
なければならない情報を削減することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例として図１に尿沈
渣検査装置の全体構成を示すブロック図を示す。

【００１４】図１で顕微鏡光源であるフラッシュランプ
１を出た光は顕微鏡光軸９上を進み、まずフィールドレ
ンズ２で集められコンデンサレンズ３を通ってフローセ
ル４内のサンプル流れ１３上に集光される。実際には、
視野絞り１１および開口絞り１２により光源光束１０は
制限される。

【００１５】顕微鏡対物レンズ５により、粒子画像は結
像位置６に像を形成する。この結像位置の像は投影レン
ズ７によりＴＶカメラ８の撮像面上に投影され、ここで
光電変換される。ＴＶカメラは残像の少ないＣＣＤタイ
プのものが一般的である。

【００１６】フラッシュランプ１の発光タイミングは粒
子検出系の検出信号に従って制御される。連続発振して
いる半導体レーザ１５からの光束は、コリメータレンズ
１７で平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１８
で光束の一方向のみ集束させる。レーザ集束位置はフロ
ーセル内サンプル流れ上であり、反射鏡１９および微少
反射鏡１４を経て照射される。測定対象である沈渣成分
がレーザ光束をよぎると、レーザ光は光散乱され、この
散乱光は粒子像撮像に用いる顕微鏡対物レンズ５で集め
られ、ビームスプリッタ２０で反射させ、絞り２１でサ
ンプル流れ上の観測領域を制限し、光検出器２２で電気
信号に変換され粒子検出信号を得る。

【００１７】半導体レーザ１５は常時点灯しており、常
にサンプル中の粒子が検出領域を通過するのを観測して
いる。粒子が通過し、散乱光による粒子検出信号が所定
の信号以上の場合、画像処理対象粒子として判断し、フ
ラッシュランプ点灯制御回路２３で粒子がＴＶカメラ８
の取り込み画像領域の所定の位置に達したとき、フラッ
シュランプ１が点灯するようにランプ駆動回路２７を制
御する。

【００１８】フラッシュランプ１はその発光時間内にサ
ンプル流れ中の粒子の移動量が無視できるほど発光時間
を短く設定してあるため、フラッシュランプ１が発光す
ると、ＴＶカメラ８のビデオ出力信号はサンプル流れ中
の沈渣成分を静止画像として撮像できる。この静止画像
はＡＤ変換器２４で変換され、画像メモリ２５に書き込
まれる。画像メモリ２５への書き込みやそれ以降の画像
処理の制御は画像処理部２６が行う。画像処理は、特徴
抽出回路２８により、沈渣成分の形状，色彩，大きさな
どの１次パラメータを抽出する。画像処理部２６はこれ
ら１次パラメータおよびこれらの組み合わせ演算で生じ
る２次パラメータを識別演算回路２９に入力する。識別
演算回路２９はラメルハートタイプのニューラルネット
ワークを用いて沈渣成分の分類を行うが、ニューラルネ
ットワークはあらかじめ専門家の判断に基づく大量のデ
ータを用いて学習を実行しており、各ニューロン間の結
合係数は最適化されているので、入力された特徴パラメ
ータを用いてニューラルネットワーク演算を行い対象と
なる沈渣成分の自動分類を実施することができる。自動
分類が終了すると演算器３４で、沈渣成分毎に計数され
る。中央制御部３０からの指示により、転送部３５から
画像レビュー装置の記憶装置３２に沈渣成分の画像と分
類結果が転送される。ユーザは、予め自動分析装置側入
力部３１から各沈渣成分毎にアラーム情報を付加するた
めの基準となる数値を入力しておき、転送の際、演算器
３４で算出された数値が設定値を越えた場合、沈渣成分
の画像と分類結果にアラーム情報が付加され転送部３５
から記憶装置３２に転送される。記憶装置３２に転送さ
れた情報は、表示装置３３に表示される。

【００１９】図２にユーザが検出粒子数の基準値を入力
する画面を示す。この画面では、粒子の検出個数に対し
て２種類のアラーム情報を付加するための基準値が入力
できる。項目入力エリア５１に基準値を設定したい成分
の名称を入力した後、陽性度基準値入力エリア５２に、
検査室等で定めた陽性度基準値を入力する。１試料にお
ける検出数として正常範囲として許容される値を設定す
る。例えば図２に示されるように、赤血球に対し５とい
う値が入力された場合、演算器３４で算出した値が５未
満であれば、データアラームは付加されないが５以上で
あればデータアラームが付加されて、記憶装置３２に転
送され表示装置３３にデータアラームを示す情報が表示
される。検出オーバー基準値入力エリア５３には、検出
正常範囲をはるかに越え、データの信頼性が保証できな
いような粒子数を検出した場合に付加されるアラームの
基準値を入力する。図２に示す検出粒子数設定画面で設
定された値は、演算器３４で算出された値と比較され、
基準値を越えている試料に対してはデータアラームが付
加され転送部３５から記憶装置３２に画像、及び分類結
果とともに転送され、表示装置３３に情報が表示され
る。

【００２０】図２の検出粒子数設定画面で設定された値
をもとに、表示装置３３に表示される検体リスト画面を
図３に示す。検体リスト画面には記憶装置３２に記憶さ
れている試料について、検体情報とともにデータアラー
ム情報が表示される。画面左側に表示される検体情報
は、分析された試料を識別するための情報が表示され
る。例えば、分析順に通しでつけられる検体番号や、Ｉ
Ｄ，測定日時等である。画面右側にデータアラーム情報
が表示される。項目名表示エリア６１には、尿沈渣自動
分析装置で自動分類可能な成分の名称を略称で表示して
いる。陽性度アラーム記号６２は、図２の検出粒子数設
定画面の設定された陽性度基準値以上検出オーバー基準
値未満の項目について表示され、個数オーバーアラーム
記号６３は、検出オーバー基準値を越えた項目に表示さ
れる。図３では、検体番号１の試料については赤血球と
白血球が陽性度基準値を越えて検出され、検体番号２の
試料では結晶が検出オーバー基準値を越えて検出された
例を示している。検査技師は、目視分類する前に画像レ
ビュー装置側入力部３６からの指定で、図３に示す検体
リスト画面を表示させることにより、表示装置３３で沈
渣成分の画像を確認する前に試料の特徴となる情報を得
ることが可能となる。

【００２１】更に、請求項２に記載した事項を実施する
ために、データの転送の要・不要が設定できるように、
図２の検出粒子数設定画面で、データ転送指定エリア５
４，データ転送指定エリア５５，データ転送指定エリア
５６を設ける。データ転送指定エリア５４には、演算器
３４で算出した値が陽性度基準値入力エリア５２の設定
値未満の場合、データ転送指定エリア５５には、陽性度
基準値入力エリア５２の設定値以上の場合、画像データ
を転送するか否かを設定する。データ転送指定エリア５
６には、検出オーバー基準値入力エリア５３の設定値を
越えた場合、画像データを転送するか否かを設定する。
この設定と、演算器３４で算出した値をもとに、中央制
御部３０は、転送部３５に画像レビュー装置の記憶装置
３２に沈渣成分の画像を転送するか否かを指示する。こ
れにより、記憶装置３２に格納すべき情報を削減するこ
とが可能となり且つ、画像レビュー装置での目視分類作
業を減らすことができる。

【００２２】上述の請求項１、及び請求項２の実施例を
図４の処理フローを用いて詳細に説明する。本発明の処
理は、尿沈渣自動分類装置で自動分類した後開始７１す
る。先ず処理７２で演算器３４で各成分毎に粒子数が算
出される。処理７２後、判定７３で検出粒子数が図２の
検出粒子数設定画面の陽性度基準値入力エリア５２で設
定された値を越えているか判定される。越えていた場
合、判定７４で更に検出オーバー基準値入力エリア５３
で設定された値を越えているか判定される。越えていた
場合は、処理７５で個数オーバーアラームが設定され
る。陽性度基準値は越えているが検出オーバー基準値は
越えていない場合は、処理７８で陽性度アラームが設定
される。検出個数に関する判定が終了したら、判定７７
で画像データを転送するか判定する。これは、図２の検
出粒子数設定画面のデータ転送指定エリア５４，データ
転送指定エリア５５，データ転送指定エリア５６で設定
されている情報により判断される。データを転送する場
合は処理７８で転送部３５より記憶装置３２にデータが
転送され、処理７９で記憶装置に格納され、処理を終了
８０する。一方データを転送しない場合は、処理を終了
８０する。本実施例では、この処理フローを分析が終了
する度に行う。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、 （１）検出粒子数に関してデータアラームを表示するこ
とにより、検査技師は沈渣成分を目視で分類する前に、
試料の特徴となる情報を得ることができ、より統合的な
判断が行え、分類作業の効率も上昇する。

【００２４】（２）選択的に情報を転送することによ
り、記憶装置に記憶すべき情報の量を削減することがで
き情報のバックアップ作業の頻度を減らすことができ
る。

【００２５】（３）尿沈渣画像レビュー装置で目視分類
すべき画像を減らすことができ、分類作業の効率も上昇
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】尿沈渣検査装置のブロック図。

【図２】検出粒子数設定画面の説明図。

【図３】検体リストの説明図。

【図４】処理フローチャート。

【符号の説明】

１…フラッシュランプ、２…フィールドレンズ、３…コ
ンデンサレンズ、４…フローセル、５…対物レンズ、６
…結像位置、７…投影レンズ、８…ＴＶカメラ、９…顕
微鏡光軸、１０…光源光束、１１…視野絞り、１２…開
口絞り、１３…サンプル流れ、１４…微少反射鏡、１５
…半導体レーザ、１７…コリメータレンズ、１８…シリ
ンドリカルレンズ、１９…反射鏡、２０…ビームスプリ
ッタ、２１…絞り、２２…光検出器、２３…フラッシュ
ランプ点灯制御回路、２４…ＡＤ変換器、２５…画像メ
モリ、２６…画像処理部、２７…ランプ駆動回路、２８
…特徴抽出回路、２９…識別演算回路、３０…中央制御
部、３１…自動分析装置側入力部、３２…記憶装置、３
３…表示装置、３４…演算器、３５…転送部、３６…レ
ビュー装置側入力部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フローセルと試料を前記フローセルに供給
   する液供給器と、前記試料中の沈渣成分の画像を繰り返
   し撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系により前記フ
   ローセルの撮像領域で撮像した画像中の粒子を形態的に
   分類する画像処理部と、形態的に分類された粒子を計数
   する演算器と、粒子の撮像、及び計数に必要な情報を入
   力できる入力部と、前記画像処理部から前記撮像された
   画像及び形態的分類情報を外部装置に転送する転送部か
   らなる尿沈渣自動分析装置と、前記尿沈渣自動分析装置
   の前記転送部から転送された前記撮像画像と画像の形態
   的分類情報を格納する記憶装置と、前記記憶装置に格納
   されている情報を表示する表示装置と、前記記憶装置に
   格納されたあらゆる情報を変更できる入力部からなる尿
   沈渣画像レビュー装置で構成される尿沈渣検査装置にお
   いて、前記尿沈渣自動分析装置の入力部から検出粒子数
   の基準値を設定し、基準値を超えた試料に対しては、前
   記転送部より前記尿沈渣画像レビュー装置に情報を転送
   する際に、アラーム情報を付加し、前記画像レビュー装
   置の表示装置上に試料の情報と合わせて表示することを
   特徴とする尿沈渣検査装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記尿沈渣自動分析装
   置の入力部から検出粒子数の基準値を設定することによ
   り、その基準値に基づいて、前記尿沈渣画像レビュー装
   置への情報の転送の要・不要を試料毎に選択することが
   可能な尿沈渣検査装置。