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CN118974561A - 生物体试样测定装置 - Google Patents

生物体试样测定装置 Download PDF

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CN118974561A
CN118974561A CN202380028178.4A CN202380028178A CN118974561A CN 118974561 A CN118974561 A CN 118974561A CN 202380028178 A CN202380028178 A CN 202380028178A CN 118974561 A CN118974561 A CN 118974561A
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CN
China
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biological sample
light
surface boundary
processing unit
image processing
Prior art date
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Application number
CN202380028178.4A
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English (en)
Inventor
佐尾真侑
角野雅仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/292Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

本公开的目的在于提供一种技术,在对粘贴有标签的容器中存储的、分离到多个成分区域的生物体试样进行测定时,能够不使用大型的拍摄机构而与标签的朝向无关地高精度地确定作为测定对象的对象部分。本公开的生物体试样测定装置通过确定拍摄图像的亮度值的中间点,分别确定测定对象部分的上表面边界和下表面边界,对所确定的所述上表面边界的位置应用弯液面宽度的校正量。

Description

生物体试样测定装置
技术领域
本公开涉及测定被分离到多个成分区域的生物体试样的装置。
背景技术
以血液检查等临床检查的效率化为目的,要求使以往通过目视确认实施的开栓前(分注前)的生物体检体的液量确认作业自动化的技术。特别是,分注前的血液检体等生物体试样成为通过离心分离等分离为多层的结构,其中需要仅测定成为分析对象的试样的液量的技术。另外,分注前的生物体试样有时粘贴有识别用的条形码标签、粘贴于采血管而出厂的预贴标签,因此要求能够在粘贴有这些标签的状态下进行测定的技术。
作为这样的生物体试样测定装置,例如,专利文献1公开了如下的液体检测装置:对检体照射红外光,利用线传感器检测透射光,基于其一阶微分值求出标签与血清区域(测定对象区域)的边界,测定检体的血清量。
在专利文献2中,通过改变光量来取得透射光的信号,能够与有无由标签引起的透射光的衰减无关地进行解析。另外,专利文献2公开了如下技术:对分离为多层的试样,分时地切换照射2个波长的脉冲光,一边在铅垂方向上扫描试样一边测定透射光,由此检测分离为多层的试样的预定区域的高度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-037320号公报
专利文献2:US2012/0013889
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所记载的技术中,对于由多个成分构成的生物体试样,根据红外线透射光的信号,通过基于微分的信号处理,检测粘贴有标签的上下方向的位置和成为测定对象的血清的上下表面高度,由此测定血清量。然而,专利文献1的信号处理存在如下问题:如在检测器侧粘贴有标签的检体等那样透射光被标签散射的检体的条件下,表示血清上下表面的信号因散射而模糊,检测精度降低。因此,需要检测标签的朝向(检体的朝向)并使其一致的旋转机构,难以实现装置的小型化。
专利文献2所公开的技术涉及如下的液量测定技术:对于由多个成分构成的生物体试样,根据吸收率相对于测定对象不同的2个波长的透射光的信号,高精度地确定测定对象区域的边界来测定液量。然而,在专利文献2中,需要一边在长轴方向上对检体(采血管)进行铅垂扫描一边进行测定,存在与扫描机构相应地难以实现装置的小型化的课题。
本公开是鉴于上述那样的课题而完成的,其目的在于提供如下技术:在对容纳于粘贴有标签的容器中的、被分离到多个成分区域的生物体试样进行测定时,能够不使用大型的拍摄机构而与标签的朝向无关地高精度地确定作为测定对象的对象部分。
用于解决课题的手段
本公开的生物体试样测定装置通过确定拍摄图像的亮度值的中间点,分别确定测定对象部分的上表面边界和下表面边界,对所确定的所述上表面边界的位置应用弯液面宽度的校正量。
发明效果
根据本公开所涉及的生物体试样测定装置,在对容纳于粘贴有标签的容器中的、被分离到多个成分区域的生物体试样进行测定时,即使在源于标签的朝向而产生的透射光的散射的影响下,也能够减少由标签的朝向引起的测定的偏差。由此,能够在不安装使标签的朝向一致的旋转机构而实现小型化的同时,降低由标签引起的透射光散射的影响,提高解析精度。
附图说明
图1是实施方式1的生物体试样测定装置1的结构图。
图2A是对确定测定对象区域的原理进行说明的图。
图2B是对确定测定对象区域的原理进行说明的图。
图3A示出在生物体试样2的容器上粘贴有标签的例子。
图3B示出在生物体试样2的容器上粘贴有标签的例子。
图4A是透射图像的例子。
图4B示出使用在测定对象区域有吸收的波长(1550nm)的照明,实际改变标签的朝向(检体的朝向)来拍摄相同的模拟检体,提取血清上表面的边界的斜率而得的结果。
图4C示出使用在测定对象区域有吸收的波长(1550nm)的照明,实际改变标签的朝向(检体的朝向)来拍摄相同的模拟检体,提取血清上表面的边界的斜率而得的结果。
图5A是透射图像的例子。
图5B示出提取以波长970nm的照明进行拍摄时的血清上表面的信号而得的结果。
图6是针对在检体片侧粘贴2张标签301而取得的结果,将图4B和图4C重叠显示的图表。
图7A示出检测一维信号的亮度变化的中心点的方法。
图7B示出检测一维信号的亮度变化的中心点的方法。
图8是说明图像处理部14对测定对象区域21的液量(血清液量)进行测定的步骤的流程图。
图9是表示S2的细节的流程图。
图10是表示S23的细节的流程图。
图11是表示S24的细节的流程图。
图12是表示S3的细节的流程图。
图13A示出将弯液面模式化而得的模拟模型。
图13B是使用图13A的模型进行基于光线追踪模拟的透射光(血清上表面附近的一维信号)的模拟的结果。
具体实施方式
<实施方式1>
在本公开的实施方式中测定的生物体试样是粘贴有开栓前(分析前)的标签的检体,设想通过有无离心分离而分离为多个成分层(典型的是1层~3层)。作为测定对象的是分离为多层的检体中的例如血浆、血清等那样的成为生物化学分析装置等的分析对象的(成为分注对象的)部分。
已知在标签粘贴于检测器侧的情况下,检体透射光被检体表面的标签散射,与标签粘贴于照明侧的情况相比,边界模糊。即,根据标签的朝向,信号的斜率大不相同。因此,需要抑制由标签的朝向引起的检测信号的偏差的血清边界的检测方法。
图1是本公开的实施方式1的生物体试样测定装置1的结构图。生物体试样测定装置1是测定生物体试样2的装置。生物体试样2是如上述那样构成的试样。生物体试样测定装置1确定生物体试样2的测定对象区域21,对测定对象区域的液量进行测定。生物体试样测定装置1具备面照明光源11、区域相机12、分时控制驱动器13、图像处理部14。
面照明光源102构成为能够在2个波长之间切换射出的光的波长,利用该光对生物体试样2进行照明。面照明光源11射出的光能够同时(即,跨越2个以上的成分层)对构成生物体试样2的2个以上的成分层进行照明。另外,无论成分层如何,都能够照射最上部层的上表面(试样与空气层的边界)。切换光的波长不一定需要射出仅具有单一波长的光,只要能够切换强度最强的波长成分即可(波长λ1=1550±100nm、波长λ2=970±100nm等)。在成分层为1层或3层的生物体试样2中,在测定前已知成分层的层数的情况下,使用2个波长中的任一个即可,不需要切换波长。理由和波长的选择方法在后述的测定原理中进行说明。
区域相机12通过拍摄透射了生物体试样2的面照明光,生成生物体试样2的二维拍摄图像。区域相机12具有能够检测面照明光源11所射出的波段的光的灵敏度特性。区域相机12例如能够由InGaAs相机等构成。
分时控制驱动器13分时切换面照明光源11射出的光的波长。分时控制驱动器13与波长切换同步地将区域相机12的曝光时间(或增益)调整为适合于该波长的时间。区域相机12的拍摄定时与面照明光源11射出的波长同步地由分时控制驱动器13控制。分时控制驱动器13有时也从图像处理部14接收处理结果并按照该结果来控制再拍摄。
图像处理部14从区域相机12所取得的拍摄图像中提取测定对象区域(检体的图像区域)。对于提取原理进行后述。图像处理部14具备测定对象区域确定部141、弯液面校正部142、液量计算部143。对于这些的动作也一并后述。
图2A和图2B是对确定测定对象区域的原理进行说明的图。在图1的结构中,区域相机12拍摄如图2A和图2B所示的生物体试样2的二维透射图像。
图2A表示生物体试样2被分离为3层的例子。图2B表示生物体试样2被分离为2层的例子。在将生物体试样2离心分离时,血块23能够成为下层。分离材料22是为了分离血块23和测定对象区域21而混入的材料。
若将面照明光源102射出的第一波长(波长1)与第二波长(波长2)进行比较,则波长1透射血块23时的透射率与波长2透射血块23时的透射率大致相同。因此,使用波长1取得的血块23的拍摄图像与使用波长2取得的血块23的拍摄图像之间的差分极小。关于分离材料22也同样,波长1的透射率与波长2的透射率大致相同,因此两图像间的差分极小。
与此相对,波长1透射测定对象区域21时的透射率与波长2透射测定对象区域21时的透射率大不相同。因此,使用波长1取得的测定对象区域21的拍摄图像与使用波长2取得的测定对象区域21的拍摄图像之间的差分显著。通过识别该差分,能够从拍摄图像中提取测定对象区域21。
如图2A和图2B所例示的那样,作为波长1和波长2而采用的波段需要预先选择,使得在测定对象区域21中在波长间产生显著的差分,但在除此以外的部分几乎不产生差分。只要满足该条件,具体的波长的数值可以是任意的。即,至少波长1透射测定对象区域21时的透射率与波长2透射测定对象区域21时的透射率之间的差分大于波长1透射测定对象区域21以外的区域时的透射率与波长2透射测定对象区域21以外的区域时的透射率之间的差分即可。
通过使用上述测定原理,在生物体试样2被分离为多个成分层的情况下,能够确定测定对象区域21。图像处理部14按照该原理来确定测定对象区域21。成分层的数量没有限制,在血浆、血清等典型的生物体试样中,分离为1层~3层。在任一情况下都能够高精度地确定测定对象区域21。
对于成分层为1层的生物体试样2和成分层为3层的生物体试样2,在成分层的数量预先在测定前就已知的情况下,能够使用仅1个波长的透射图像进行测定。在如图2A那样成为3层的情况下,选择位于测定对象区域21的上下的分离材料22或空气层与测定对象区域21之间的吸收率存在差的波长即可。在1层的情况下,选择在测定对象区域21的上部的空气层与测定对象区域21的吸收率之间存在差的波长即可。
<实施方式1:关于由标签引起的透射光散射的课题>
图3A和图3B表示在生物体试样2的容器上粘贴有标签的例子。图3A是容器的侧视图,图3B是俯视图。有时在生物体试样2的容器(例如,采血管)上粘贴有条形码标签或预贴标签(标签301)等。即使在这样的情况下,也要求高精度地确定测定对象区域21。另外,在不具有控制生物体试样2的朝向的机构的情况下,标签301、面照明光源11和区域相机12之间的位置关系按照每个生物体试样2是各种各样的。例如存在标签301位于照明侧的情况(图3B的(1))和位于与照明相反的一侧的情况(图3B的(2))。无论在哪种情况下都要求以相同的精度确定测定对象区域21。
如果如图3那样改变标签301的朝向(改变生物体试样2的朝向)而取得透射图像,则可知在标签301位于检测器(区域相机12)侧的情况下血清边界模糊。这是因为透射检体的光被位于检体表面的标签301散射。
图4A是透射图像的例子。图4B~图4C表示使用在测定对象区域有吸收的波长(1550nm)的照明,实际改变标签的朝向(检体的朝向)而拍摄相同的模拟检体,提取血清上表面的边界的斜率而得的结果。图像处理部14从以波长1550nm拍摄到的图像提取检体中心的3mm宽度并在x方向上进行平均,由此取得一维信号。“标签照明侧”对应于图3B的(1),“标签相机侧”对应于图3B的(2)。图4B是分别测定在相机(区域相机12)侧粘贴了1张标签301的检体、在相机侧粘贴了2张标签301的检体、在整周(共计2张)粘贴了标签301的检体的结果。图4C是在相机侧粘贴了1张标签301的检体、在相机侧粘贴了2张标签301的检体、未粘贴标签301的检体各自的测定结果。
如图4B~图4C所示,可知在标签301位于相机侧的情况和不位于相机侧的情况下,血清边界附近的信号的斜率大不相同。因此,在液量测定中,需要根据因标签301的朝向而具有不同的斜率的测定信号,检测测定对象区域21的边界位置,即需要降低因标签301的朝向引起的检测坐标的偏差。
图5A~图5B表示提取以波长970nm的照明进行拍摄时的血清上表面的信号的结果。图像处理部14从以波长970nm拍摄的图像,与图4B~图4C同样地提取检体中心的3mm宽度并在x方向上进行平均,由此取得一维信号。图5B表示在照明(面照明光源11)侧粘贴2张标签301的情况和在相机侧粘贴2张标签301的情况各自的结果。
波长970nm的照明相对于1550nm的照明,血清区域中的衰减较少,但对于标签301位于照明侧的检体,在血清上表面的弯液面区域观察到特征性的透射光的衰减。这是因为,由于曲面状的弯液面,透射光发生散射、折射。另一方面,可知在标签301位于相机侧的情况下下陷(dip)的形状不清晰。这是因为,与图4B~图4C同样地,透射光被位于检体表面的标签散射。即,在相机侧不存在标签的情况下,通过检测波长970nm的透射光中的弯液面的下陷,能够高精度地测定弯液面下表面,但在相机侧存在标签的情况下,因散射的影响,下陷模糊,从而难以检测弯液面下表面。
如上所述,在发生由标签301引起的透射光的散射的条件下,检测弯液面下表面和降低由标签301的朝向引起的检测位置的偏差成为课题。
<实施方式1:血清边界信号处理的原理>
图6是针对在检体片侧粘贴2张标签301而取得的结果,将图4B和图4C重叠显示的图表。如图6所示,可知信号的斜率根据标签的朝向而大不相同,但均具有在亮度50%附近的地点成为点对称的特征。因此,在本公开中,通过利用该对称性来检测亮度变化的中心点,能够与标签的朝向无关地高精度地检测测定对象区域21的边界。
在包含测定对象区域21的边界(上表面边界和下表面边界中的任一个)的图像区域中,一维信号的亮度值取最大值(图6的左半部分区域)和最小值(图6的右半部分区域)。这里所说的亮度50%是指相当于这些最大值与最小值之间的中心点的亮度值。
图7A~图7B表示检测一维信号的亮度变化的中心点的方法。图像处理部14通过检测一维信号的一阶微分的峰值(例:检测一维信号的二阶微分的过零点),能够检测一维信号的拐点,并将该拐点确定为亮度变化的中心点(即,测定对象区域21的边界)。图7A表示在标签301位于相机侧的情况下通过波长1550nm的光取得的一维信号及其一阶微分的分布。图7B表示在标签301位于照明侧的情况下通过波长1550nm的光取得的一维信号及其一阶微分的分布。可知一阶微分的峰值坐标与亮度的50%附近的坐标对应。因此,通过确定一维信号的一阶微分的峰值位置,能够确定测定对象区域21的边界。上表面边界和下表面边界均相同。
作为检测一维信号的亮度变化的中心点的其他方法,考虑确定测定对象区域21的边界附近的亮度变化的最大值和最小值,并求出它们之间的中心点,由此确定亮度值为最大值的50%水平的点。上表面边界和下表面边界均相同。在一维信号的一阶微分峰值与中心点不一致的情况下,优选使用本方法。
例如,根据生物体试样2的每个个体、每个种类的偏差等,有时测定对象区域21的边界不是边界附近的最大亮度与最小亮度之间的中心点(不是亮度50%水平)。因此,图像处理部14也能够将这样的偏差尽可能小的亮度等级作为测定对象区域21的边界来处理。例如,也可以将比测定对象区域21的边界附近的最大亮度与最小亮度之间的中心稍微靠近最大亮度的亮度(例:亮度60%水平)视为边界。在该情况下,代替最大亮度与最小亮度之间的中心点,使用两者的中间点(在该例子中为亮度60%水平)。
同样,在使用一阶微分峰值的情况下,也可以将进一步对根据亮度变化的拐点求出的边界位置进行了校正的位置视为最终的边界。例如,在使用一阶微分峰值求出的边界位置与使用亮度中心点求出的边界位置相互不同的情况下,考虑将两者的中间视为边界等方法。
这样的边界位置的校正能够通过如下方法来实施:预先通过实验等求出该校正量,并对根据一阶微分峰值、亮度中心点等求出的边界位置应用该校正量。求出校正量的处理例如能够在实施测定之前的校准工序等中实施。
图8是说明图像处理部14对测定对象区域21的液量(血清液量)进行测定的步骤的流程图。图像处理部14分别取得区域相机12拍摄到的2个波长的透射图像(S1)。测定对象区域确定部141根据各波长的拍摄图像确定测定对象区域21(S2:详情后述)。弯液面校正部142对所确定的测定对象区域21的边界应用弯液面宽度的校正(S3:详情后述)。液量计算部143计算测定对象区域21的液量(S4)。
图9是说明S2的细节的流程图。以下,对图9的各步骤进行说明。
(图9:步骤S21)
测定对象区域确定部141取得所取得的分光图像的一维信号。从生物体试样2的图像将沿着水平方向的中心附近提取预定宽度,使用其像素值来求出一维信号。要提取的中心区域的宽度在一个像素(1pixel)至生物体试样2的宽度之间。将中心区域的像素值的平均或中央值设为一维信号。
(图9:步骤S22)
测定对象区域确定部141取得使用波长970nm的照明取得的透射图像的一维信号与使用波长1550nm的照明取得的透射图像的一维信号之间的差分。测定对象区域确定部141基于该差分,临时确定测定对象区域21。具体例如图2A~图2B中说明的那样。
(图9:步骤S23)
测定对象区域确定部141取得在S22中临时确定的测定对象区域21的上表面边界附近的部分图像,使用该部分图像,确定测定对象区域21的上表面边界。例如,取得在S22中临时确定的测定对象区域21的边界±5mm左右的范围作为部分图像即可。通过S23,能够在以后的解析中提高噪声耐性。在噪声少的情况下,也可以省略本步骤。这同样适用于S24。对于本步骤的细节进行后述。
(图9:步骤S24)
测定对象区域确定部141取得在S22中临时确定的测定对象区域21的下表面边界附近的部分图像,使用该部分图像,确定测定对象区域21的下表面边界。部分图像的范围例如设为在S22中临时确定的测定对象区域21的边界±5mm左右。对于本步骤的细节进行后述。
图10是说明S23的细节的流程图。本流程图装有在图6~图7B中说明的步骤。血清上表面使用1550nm等血清吸收的波长的信号进行解析。在本流程图中示出了使用一维信号的一阶微分的峰值的例子,但也可以使用边界附近的亮度的最大值和最小值,也可以并用它们。
测定对象区域确定部141取得一维信号的一阶微分值(S231),检测该一阶微分值的峰值(S232)。也可以对取得一阶微分值前的一维信号或者峰值检测前的一阶微分值(也可以是双方)施加高斯滤波器等平滑化滤波器。由此,具有容易与噪声分离的效果。测定对象区域确定部141选择检测出的峰值中具有预先设定的阈值以上的绝对值的峰值(S233)。例如,以在图9的S22中临时确定的测定对象区域的上表面边界为基准,从检测出的峰值中选择更接近血清侧的峰值。另外,也可以通过确认成为候补的峰值前后(数毫米左右)的坐标中的一维信号的亮度值在峰值前后是否增减,来确认是否能够正确地检测血清边界。由此,能够与噪声分离,精度提高。由此,能够确定测定对象区域21的上表面边界(S234)。
图11是说明S24的细节的流程图。如在图2A~图2B中说明的那样,在测定对象区域21的下表面边界产生对比度的波长根据存在于测定对象区域21的下方的物质而不同。在图2A~图2B的例子中,根据构成生物体试样2的层数,使用哪个波长的透射图像不同。例如在图2A中使用波长2来确定下表面边界,在图2B中使用波长1来确定下表面边界。因此,测定对象区域确定部141根据构成生物体试样2的层数,切换使用哪个波长。
测定对象区域确定部141确认构成生物体试样2的层数(S241)。具体而言,基于以970nm和1550nm各自的波长取得的拍摄图像或一维信号,取得跨越在S2中临时确定的下表面边界的部分区域的亮度值的差分(对比度)。970nm的对比度大的情况下是2层的检体,通过解析970nm透射图像来检测下表面边界。1550nm的对比度大的情况下是3层的检体,通过解析1550nm透射图像来检测下表面边界。在两波长的对比度为相同程度(跨越下表面边界的对比度小于阈值)的情况下,是1层检体,通过解析1550nm波长的透射图像来检测下表面边界。S242~S245与S231~S234相同。
图12是说明S3的细节的流程图。弯液面校正部142取得在S2中确定的上表面边界坐标(S31)。弯液面校正部142取得弯液面宽度(S32)。弯液面校正部142根据使用的采血管、事先取得的实验数据等,预先取得设想的弯液面宽度。或者,在连续测定检体的期间,在标签301位于照明侧时,也可以根据970nm透射光的信号(此时在弯液面区域中观察到特征性的下陷)求出弯液面宽度。弯液面校正部142将上表面边界的位置向下方(接近弯液面下表面的方向)校正通过对弯液面宽度乘以校正系数而得到的宽度(S33)。对于校正系数的示例进行后述。弯液面校正部142将校正了弯液面宽度的上表面边界的位置决定为最终的上表面边界位置(S34)。
图13A表示将弯液面模式化的模拟模型。测定对象区域21的上表面边界为弯液面下表面。在此,Y坐标为15mm的位置是弯液面下表面。弯液面宽度为1.7mm。
图13B是使用图13A的模型进行了基于光线追踪模拟的透射光(血清上表面附近的一维信号)的模拟而得的结果。在S2中确定的上表面边界(图13B中的亮度50%水平)由于弯液面的影响而相比于弯液面下表面向上方偏移。弯液面校正部142通过校正该偏移,使上表面边界的推定位置接近弯液面下表面。图12中的校正系数由该偏移量与弯液面宽度之间的比率来定义。在图13B中,通过图13A的模拟模型示出了亮度50%水平的坐标相比于弯液面下表面以弯液面宽度×0.94的量靠上方的情况。因此,弯液面校正部142通过将预先取得的弯液面宽度与该校正系数(在图13B的结果中校正系数为0.94)相乘来计算校正量,通过应用该校正量,将上表面边界的位置朝向弯液面下表面向下方修正。
鉴于上表面边界的推定位置因弯液面而偏移的机理,校正系数优选为0.5~1.0之间的值。可以通过模拟或校准来预先决定校正系数。校正系数可以预先存储于生物体试样测定装置1所具备的存储部,也可以从外部装置所具备的存储装置取得。也可以按生物体试样2的种类预先求出校正系数,根据测定时的生物体试样2的种类分开使用校正系数。
通过以上的步骤,生物体试样测定装置1无需调整粘贴于生物体试样2的标签301的位置(相对于面照明光源11的位置或相对于区域相机12的位置),就能够高精度地确定测定对象区域21的上表面边界和下表面边界。
<实施方式2>
在实施方式1中,生物体试样测定装置1既可以作为现有装置的追加选项搭载在现有装置内,也可以单独使用生物体试样测定装置1。
在实施方式1中,说明了设想生物体试样2的具体结构(血清试样),为了得到透射图像而使用的波长的具体例。本公开不限于此,也能够应用于其他种类的试样。即,基于试样的吸光度特性,适当地选择用于得到图2A~图2B中例示的透射图像的波长,由此能够应用于其他试样。
图像处理部14(以及图像处理部14所具备的各功能部)能够由安装了其功能的电路设备等硬件构成,也能够通过CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)等运算装置执行安装了该功能的软件来构成。
作为一维信号的取得方法,可以从生物体试样2的图像中将沿着水平方向的中心附近提取预定宽度,根据该像素值求出像素值的平均或中央值而作为一维信号,也可以将生物体试样2的二维图像的各个像素列作为一维信号处理,以像素列为单位实施图9所示的解析处理。在以像素列为单位实施的情况下,针对在各像素列中决定的边界坐标求出平均、中央值来决定上表面和下表面。
符号说明
1:生物体试样测定装置
11:面照明光源
12:区域相机
13:分时控制驱动器
14:图像处理部
2:生物体试样
21:测定对象区域。

Claims (13)

1.一种生物体试样测定装置,其测定被分离到多个成分区域的生物体试样,其特征在于,
所述生物体试样测定装置具备:
光源,其对所述生物体试样照射具有第一波长成分的第一光以及具有第二波长成分的第二光;
拍摄器,其使用透射了所述生物体试样的第一光以及第二光来生成所述生物体试样的拍摄图像;以及
图像处理部,其从所述拍摄图像中,确定所述成分区域中的作为测定对象的对象部分,
所述图像处理部从使用所述第一光取得的所述拍摄图像中,取得沿着所述对象部分的高度方向的所述第一光的亮度值,并且,确定所述拍摄图像的第一部分区域中的所述第一光的亮度值的变化的中间点,从而确定沿着所述高度方向的所述对象部分的上表面边界的位置,
所述图像处理部从所述拍摄图像中,取得沿着所述高度方向的所述第一光或所述第二光的亮度值,并且,确定所述拍摄图像的第二部分区域中的所述第一光或所述第二光的亮度值的变化的中间点,从而确定沿着所述高度方向的所述对象部分的下表面边界的位置,
所述图像处理部针对所述确定出的所述上表面边界的位置而应用校正所述对象部分的弯液面宽度的校正量,从而校正所述确定出的所述上表面边界的位置。
2.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部从使用所述第一光和所述第二光取得的所述拍摄图像中,临时确定沿着所述高度方向的所述上表面边界和所述下表面边界各自的位置,
所述图像处理部通过确定包含所述临时确定的所述上表面边界在内的所述第一部分区域中的所述第一光的亮度值的变化的中间点,确定沿着所述高度方向的所述上表面边界的位置,
所述图像处理部通过确定包含所述临时确定的所述下表面边界在内的所述第二部分区域中的所述第一光或所述第二光的亮度值的变化的中间点,确定沿着所述高度方向的所述下表面边界的位置。
3.根据权利要求2所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述拍摄器使用所述第一光所具有的所述第一波长成分,生成所述生物体试样的第一拍摄图像,
所述拍摄器使用所述第二光所具有的所述第二波长成分,生成所述生物体试样的第二拍摄图像,
所述图像处理部对所述第一拍摄图像中的使用所述第一波长成分生成的部分与所述第二拍摄图像中的通过所述第二波长成分生成的部分之间的差分进行计算,
所述图像处理部通过确定所述差分为阈值以上的部分,临时确定所述上表面边界和所述下表面边界各自的位置。
4.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述拍摄器是使用透射了所述生物体试样的所述第一光或第二光,生成所述生物体试样的二维图像作为所述拍摄图像的区域相机,
所述图像处理部在沿着与所述高度方向正交的水平方向的所述生物体试样的中心区域中,沿着所述水平方向对所述二维图像的像素值进行统计处理,从而取得所述第一光或所述第二光的一维信号。
5.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部取得所述亮度值相对于沿着所述高度方向的位置的一阶微分,并且确定所述一阶微分的峰值,从而确定所述上表面边界的位置或所述下表面边界的位置。
6.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部分别求出包含在所述第一部分区域中确定的所述上表面边界或者在所述第二部分区域中确定的所述下表面边界在内的区域中的所述亮度值的最大值和最小值,
所述图像处理部将与通过对所述最小值加上所述最大值与所述最小值之间的差分的预定比例而得到的所述亮度值对应的所述高度方向的位置,确定为所述上表面边界的位置或者所述下表面边界的位置。
7.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部通过对所述弯液面宽度乘以校正系数来计算所述校正量,
所述图像处理部通过对所述确定出的所述上表面边界的位置应用所述校正量来校正所述确定出的所述上表面边界的位置。
8.根据权利要求7所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部从存储有与所述生物体试样的种类对应的所述校正系数的存储部取得所述校正系数,
所述图像处理部使用从所述存储部取得的所述校正系数来校正所述上表面边界的位置。
9.根据权利要求7所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述校正系数构成为所述校正量为所述弯液面宽度的0.5~1.0倍。
10.根据权利要求3所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部将使用所述第一拍摄图像而临时确定出的所述下表面边界的第一对比度与使用所述第二拍摄图像而临时确定出的所述下表面边界的第二对比度进行比较,
所述图像处理部在所述第一对比度比所述第二对比度大预定值以上的情况下,从使用所述第一光取得的所述拍摄图像中,取得沿着所述高度方向的所述第一光的亮度值,并且,确定包含所述临时确定的所述下表面边界在内的区域中的所述第一光的亮度值的变化的拐点,从而确定沿着所述高度方向的所述下表面边界的位置,
所述图像处理部在所述第二对比度比所述第一对比度大所述预定值以上的情况下,从使用所述第二光取得的所述拍摄图像中,取得沿着所述高度方向的所述第二光的亮度值,并且,确定包含所述临时确定的所述下表面边界在内的区域中的所述第二光的亮度值的变化的拐点,从而确定沿着所述高度方向的所述下表面边界的位置。
11.根据权利要求10所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部在所述第一对比度与所述第二对比度之间的差分小于所述预定值的情况下,从使用所述第一光取得的所述拍摄图像中,取得沿着所述高度方向的所述第一光的亮度值,并且,确定包含所述临时确定的所述下表面边界在内的区域中的所述第一光的亮度值的变化的拐点,从而确定沿着所述高度方向的所述下表面边界的位置。
12.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
所述图像处理部基于所述确定出的所述上表面边界的位置和所述确定出的所述下表面边界的位置,测定所述对象部分的液量。
13.根据权利要求1所述的生物体试样测定装置,其特征在于,
在容纳所述生物体试样的容器的侧面粘贴有标签,
所述生物体试样测定装置在不调整所述拍摄器与所述标签之间的位置关系的情况下通过所述拍摄器取得所述拍摄图像。
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