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JPH0697203B2 - Particle aggregation determination device - Google Patents

Particle aggregation determination device

Info

Publication number
JPH0697203B2
JPH0697203B2 JP20177986A JP20177986A JPH0697203B2 JP H0697203 B2 JPH0697203 B2 JP H0697203B2 JP 20177986 A JP20177986 A JP 20177986A JP 20177986 A JP20177986 A JP 20177986A JP H0697203 B2 JPH0697203 B2 JP H0697203B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
microplate
well
image
brightness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP20177986A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6358237A (en
Inventor
智雄 斎藤
恭輔 桜林
寿嗣 井之内
紀尋 鈴木
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.)
Fujirebio Inc
Original Assignee
Fujirebio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujirebio Inc filed Critical Fujirebio Inc
Priority to JP20177986A priority Critical patent/JPH0697203B2/en
Priority to DE8787112590T priority patent/DE3783835T2/en
Priority to US07/090,477 priority patent/US4794450A/en
Priority to EP87112590A priority patent/EP0257660B1/en
Publication of JPS6358237A publication Critical patent/JPS6358237A/en
Publication of JPH0697203B2 publication Critical patent/JPH0697203B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
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    • G01N2021/5961Densitometers using an image detector type detector, e.g. CCD using arrays of sources and detectors
    • GPHYSICS
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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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a particle agglutination determining apparatus for clinical examination, and more particularly to an agglomeration pattern determining apparatus for a microtiter method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
At present, in the microtiter method in immunological measurement, it is widely performed to detect the presence or absence of aggregation on a microplate and to measure a trace amount of an immune component. The presence or absence of aggregation is visually determined by the naked eye. In this visual determination, the presence or absence of aggregation is regarded as the area of a portion of the distribution of particles in the well which is equal to or less than the brightness. Further, the judgment is made by comprehensively combining judgments such as comparison with the standard agglutination pattern and the standard non-aggregation pattern, and consideration of the relation with the state of the adjacent well. Therefore, the visual judgment requires a high degree of skill, and since it is a sensuous test method, there are individual differences among the judges, and there is a drawback that the same judge lacks reproducibility.

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。
Automating this visual judgment by a device not only saves labor, but also makes the judgment result objective and can be expected to greatly improve the measurement accuracy. Furthermore, the automatic printing of the inspection results makes it possible to completely eliminate errors in the transcription of the measurement results. The particle agglutination reaction has many test items that can be applied, is easy to operate, has high detection sensitivity, and is suitable for large-volume sample processing, but the only drawback is that the final judgment is not automated. there were. Therefore, it is extremely important for clinical examinations to solve this drawback and to develop an automatic determination method of an agglutination reaction with high accuracy, and it will greatly contribute to the development of medicine.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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。
However, mechanization of the same judgment as the visual judgment based on the combination of complicated factors which is currently performed makes the device extremely complicated, economically expensive and impractical. Therefore, it is a technical point to limit the number of judgment factors in the automatic judgment by the device and how to match the result with the visual judgment. All of the automatic judgment devices that have been attempted so far use a photometer and try to correspond the absorbance at the center of each well with the agglutination, or the light quantity ratio between the center of the well and the peripheral edge of the well corresponds to the agglutination. However, all of them have only the ability as an auxiliary means for visual judgment, and none of them 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。
Also, because the conventional device measures wells one by one,
It took a long time to perform the measurement, and a moving device for the plate was necessary.

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。
Further, in the conventional automatic determination device, the transmitted light is used, but this method can achieve only extremely insufficient measurement, as described below. That is, the sample of the particle agglutination reaction contains various proteins such as serum as well as serum, and these components are often precipitated separately from the particle agglutination reaction, so that the entire solution becomes 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
えない程多く起ることをはじめて見出した。
As a result of careful observation of an extremely large number of test results, the present inventors have found that this phenomenon is caused by an extremely complicated combination of the sample serum and the reagent solution. For the first time, I found that a high concentration occurs in an unignorable number.

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。
However, in the conventional device, no countermeasure was taken against this white turbidity, and only insufficient measurement was possible. That is, in the measurement of transmitted light, the amount of light is remarkably reduced due to diffused reflection due to precipitates.Therefore, the amount of transmitted light and the particle agglutination reaction do not correspond, and the agglutination automatic determination device that converts the particle concentration into brightness can accurately determine the agglomeration There wasn't.

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。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have proposed a device for irradiating light from above the microplate and utilizing the reflected light and the transmitted light to determine the aggregation of particles (Japanese Patent Application No. 60 -57880). However, although the influence of white turbidity was eliminated in this device, the amount of light in the wells of the microplate could not be increased only by illuminating from above so that the contrast was sufficient. That is, if the amount of light in the well is to be increased as much as the contrast is sufficient, the amount of light from the light source must be extremely increased, heat is often generated, and it is necessary to provide a cooling device such as a fan. It was expensive. In addition, the power consumption was also high. Furthermore, since the dynamic range of the TV camera is limited, the amount of light can be increased only until the upper surface of the microplate reaches a predetermined brightness, and the well cannot be sufficiently brightened. Furthermore, an image of the light source appears on the liquid surface in the well, and this may overlap with the agglutination 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。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a particle aggregation determination device that is simpler than the conventional device and has an accuracy of visual determination or higher.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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, an image processing apparatus for processing an image signal from a TV camera is currently used in a wide field. For medical use, for example, an X-ray tomographic image is analyzed and an image of white blood cells in blood obtained by a microscope is used. For analysis and classification and number measurement, and for industrial use, there are inspection of substrates used for electronic circuits, non-destructive inspection of X-rays, and the like.

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。
The image processing method used in this image processing device extracts only the image of the object to be measured from the captured image, and the area, peripheral length, number, angle 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, the brightness difference is used to set the brightness of images below a certain brightness level to 0, and the images above that brightness level. Is the highest brightness in the brightness range (binarization process), and the method of extracting the target image, or taking the difference in brightness with respect to the image to be measured, and differentiating the difference There is a method of obtaining the gradient, obtaining the point having the largest gradient, and connecting the points having the largest gradient obtained to extract the contour of the target image. However, in order to perform these processes, there is a clear difference in brightness between the image to be measured and other parts in the original image to be processed, and the object to be measured was irradiated. It is required that the brightness of 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 visual judgment by the combination of complicated factors that is currently performed and to limit the number of judgment factors in order to make the device economically inexpensive, there is a clear difference in brightness. Achieving a clear image formation with uniform illumination was not practical because the device was expensive.

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。
Further, in the method of obtaining the contour of the image obtained by differentiating the brightness difference and extracting the image, it is difficult to extract only the contour of the aggregation pattern in the determination of the particle aggregation of the microplate. That is, in the well of the microplate, the brightness of the portion where the aggregation pattern is formed is
The transmitted light from the bottom is blocked, and the degree of reflection of the light from above is less than the reflection of the microplate itself, so there is a difference in brightness between the aggregation pattern and the surrounding donut-shaped portion. . On the other hand, outside the well, the top surface of the microplate is flat, so the light from the bottom enters the TV camera directly above, and the light from the top also reflects.
Incident on a TV camera. On the other hand, since the shape of the edge of the well is slanted downward, part of the light from the bottom is reflected and does not enter the TV camera, and the light from above is also reflected to the TV camera. Incidents only a little. Therefore, there is a brightness difference between the edge of the well and the flat part of the other microplate. In this way, in the determination of particle aggregation of the microplate, the aggregation pattern and the edge of the well are extracted as an image. In addition, if there is a scratch inside the well, that part will also be extracted with a brightness difference, and in order to distinguish it from other plates on the top surface of the microplate, the item to be measured, the date to be measured, the number of plates, etc. If you enter, 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、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。
As described above, it is difficult to accurately determine the area of the aggregation pattern in the well by the generally known image processing method.

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。
As a result of earnest research, the inventors of the present invention focused on the fact that the aggregation pattern is circular, and accurately determined the contour of the aggregation pattern by determining the brightness difference with a radius in a concentric circle from the center position of the well. It was made possible. In more detail, the agglomeration to be measured, the contour of the image formed by the pattern is not always clear, but this image is always circular, and the center of the circle is always dark and gradually brightens at the periphery, and the contour part The rate of change to brighten becomes maximum. Further, since the image is always formed in the well on the microplate, the interval between the aggregation pattern and the sedimentation pattern is constant. The present invention takes full advantage of these peculiarities. In the present invention, it is important to determine the center position of the particle aggregation pattern. If the center position can be determined, a derivative operator is operated from this center position toward the periphery to detect the point with the maximum differential coefficient that emphasizes the circular component that changes from dark to light, and the contour of the aggregation pattern is selectively extracted. Because you can do it. However, it is not always easy to accurately obtain the center position of the particle aggregation pattern in advance for the reason described below.
In other words, in order to keep the positional relationship between the TV camera and the microplate mechanically constant, the TV camera and the microplate must be configured with highly accurate parts for positioning, which makes the device extremely large, heavy, small, and lightweight. It is far from the measuring device. Moreover, if a mechanical deviation occurs due to aging or the like, the measurement accuracy becomes extremely inaccurate immediately.

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。
Therefore, we devised a method in which a positioning hole is provided on the table on which the microplate is placed, the coordinates of this hole are measured, and then the center position of each well of the microplate, that is, the center position of the aggregation pattern is determined from this coordinate. . This way
Even if the relative positions of the TV camera and the microplate are slightly displaced, the center of the aggregation pattern can be accurately calculated. This method is extremely important for reducing the size and weight of the device, and is effective for maintaining the performance for a long period of time. The contour of the aggregation pattern obtained using the center position accurately obtained by the above method is "dark".
To "Ming".

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。
Since it is obtained by the maximum value of the differential coefficient emphasizing the circular component, it achieves a wide low range of noise in the vicinity and does not necessarily require the uniformity of the illumination of the device, so that the economical effect of the device is great.

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。
That is, the particle agglutination determination apparatus of the present invention is a plate mounting table that is light-transmissive on which a microplate is mounted and is provided with a positioning hole for determining the center position of each well of the microplate, and the plate mounting table. An image capturing device having light sources arranged above and below and a TV camera provided so that light emitted from the upper side of the microplate mounted on the plate mounting table is incident, and an image input from the TV camera An image processing device that processes a signal to determine the aggregation state, the image processing device determines the center position of each well by the transmitted light of the positioning hole, and then images the wells from the center position. The value is the sum of the differences in the brightness from the pixels in the outward direction at each divided part, and is the differential value of each pixel. The differential value of each pixel is sequentially compared in one direction and the higher order The feature is that the aggregation state is determined by counting the number of pixels between two differential values.

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 mount 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, even if a recess is formed on the plate table so that the entire lower part of the microplate fits, a well recess is formed so that each well of the microplate slides down and stops at a predetermined position. You may form. The well recess may have a conical shape, a spherical shape, or a through hole as long as the well is depressed and fixed.

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。
The plate holder is formed to be light-transmissive so that light from a light source provided below can enter the microplate. Therefore, at least the portion on which the microplate is placed is formed of a transparent body or a semitransparent body, and the portion corresponding to the well may be cut to form a through hole.

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。
Further, the plate mounting table is provided with a positioning hole for determining the center position of each well of the microplate. This positioning hole provides a reference line segment when the center position of the well is determined by the image processing apparatus, and at least two positioning holes 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。
This plate holder may be provided so as to be movable inside and outside the image capturing device. By movably providing the plate holder, the microplate can be automatically fed and discharged efficiently.

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。
The microplate mounted on the plate mounting base is not particularly limited in kind, size, number of wells, etc. of rigid, permanent, etc., but it is required that it is formed to be light transmissive, that is, 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。
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。
A main light source is provided above the plate table.
This main light source irradiates the microplate with light and causes the reflected light to be taken into the TV camera as optical state information. The main light source is appropriately selected and used, but a fluorescent lamp with a high color temperature is preferable because it can be used for measuring various colors of particles, and a transistor inverter is used as the power supply unit because it has little flicker and good image reproducibility. It is preferred to use a high frequency fluorescent lamp with.

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。
On the other hand, an auxiliary light source is provided below the plate stand. This auxiliary light source emits light from the back side of the microplate and allows the transmitted light to be captured by the TV camera as information on the optical state. It is for correcting the brightness in the well. The quality of light of the auxiliary light source may be the same as that of the main light source, but the amount of light is preferably 1/2 or less of the main light source on the microplate, and most preferably about 1/3 of the main light source. . Therefore, it is preferable that the auxiliary light source is capable of adjusting the amount of light arbitrarily, and most preferably, the amount of light can be adjusted without changing the color temperature of light and without causing flicker.

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。
Further, a TV camera is provided so that light emitted from the upper side of the plate holder, that is, the upper side of the microplate is incident. This TV camera is for taking in the optical state of each well and outputting an image signal to an image processing device. As long as the TV camera is as far as possible from the microplate so that the optical states of all the wells can be captured at one time, the light may be incident on the TV camera after being bent through a mirror or the like. By providing the mirror, the TV camera can be provided at any position, and the device can be downsized.

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。
This TV camera is preferably a solid-state camera from the viewpoint of accuracy and stability of operation. The lens of the TV camera is a lens with less geometric distortion, and a filter can be attached. It is preferable to use a color having a complementary color relationship with the color of the particles, because the agglutination image can be efficiently distinguished from other colors.

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。
An image processing device is connected to the TV camera. This image processing device is a device for processing an image signal input from a TV camera to determine an aggregation state. The image processing apparatus includes a video input unit that receives the output from the TV camera, a digital image memory unit that records the data of each pixel, a video output unit that sends the contents to a computer as necessary, and this output. It is composed of a microcomputer for calculation processing, and further has a monitor TV for video input and a printer for recording calculation results.

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。
A light quantity adjusting plate may be provided between the main light source and the auxiliary light source and the plate holder. The light amount adjusting plate is for adjusting the amount of light emitted from the light source to the microplate and for irradiating the entire microplate with a uniform amount of light, and is formed of a translucent body such as a milky plate. As described above, the light quantity adjusting plate for the auxiliary light source can achieve the same effect by forming the plate mounting base with a semitransparent body.

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。
The TV camera is preferably configured so that only the light emitted from the microplate is captured. That is, a hood is provided in the passage of light emitted from the microplate,
The entire device may be provided inside the box, which makes it possible to obtain more accurate and better contrast without introducing unnecessary light into the TV camera for measurement.

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。
It is sufficient that the image of the well is radially divided into a plurality of divisions by the image processing device as long as it is at least four divisions or more, and the division number can be increased as long as the differential value described below can be appropriately determined. The differential value specific to each pixel determined for each pixel is the value obtained by subtracting the brightness of the pixel for which the differential value is determined from the brightness of the pixel outside the pixel for which the differential value is determined for each pixel outside. It is the total value. The number and arrangement of the pixels located outside which are the targets of the brightness calculation for determining the differential value are appropriately changed depending on the number of divisions and the positions of the divided portions.

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。
The differential value of each pixel is sequentially compared in one direction as long as all of the pixels to be compared are arranged in the same direction. It may be.

〔作 用〕[Work]

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 the microplate with light of uniform intensity, and the irradiated light is incident on the diluting liquid in the well. The incident light maintains the same range of the particle concentration region where the turbidity can be determined even when the diluting liquid has white turbidity as in the case where the cloudiness does not occur.

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。
On the other hand, the auxiliary light source irradiates the lower surface of the microplate with light of uniform intensity, and the light from below makes the inside of the well bright, so that it is possible to make the inside of the well brighter with a smaller amount of light than when illuminating from above. Further, when the light is irradiated from above, the flat upper surface of the microplate, which is close to the light source, is extremely bright compared to the inside of the well, but the light irradiated from below makes the inside of the well brighter than the upper surface of the microplate. . Therefore, the light from the lower side of the auxiliary light source has a higher contrast than the light from the upper side.

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。
Then, the light emitted from each well is incident on the TV camera, and the optical state of all the wells is captured by the TV camera. The captured optical state is sent as an image signal to the image processing apparatus, and this image processing apparatus differentiates the brightness of each pixel to find the edge of the agglomerated portion, counts the pixels between each edge, and determines the reference value. The particle agglomeration is determined in comparison with.

〔実施例〕〔Example〕

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 with reference to 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 showing an outline of a particle agglutination determining apparatus, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a plate placing table portion of the above, and FIG. 3 is a plan view of the plate placing table of the same.

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 is an image capturing device, and reference numeral 2 is 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。
The image capturing device 1 is formed in a light-tight manner by a sealed box body 3, and a movable plate stand 5 is provided on a non-reflective plate 4 made of a black plate inside thereof. The plate holder 5 is made of transparent plastic, and on its upper surface, as shown in FIG. 2, substantially conical well recesses 6 ... 6 are formed at the same intervals as the wells 8 of the microplate 7. . The well recesses 6 ... 6 are provided in the microplate 7
This is for allowing the well 8 to slide down into the well recess 6 and to be in a predetermined position when the is mounted.

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, on the outside of the well recessed portion 6, positioning holes 9 ...
The light on the lower side is transmitted to the upper side of the plate table 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 stand 5 so that the rack moves forward and backward by engaging 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。
A main light source 10 is provided above the plate stand 5, and an auxiliary light source 11 smaller than the main light source 10 is provided below the plate stand 5. A light amount adjusting plate 12 made of a milky white plate is provided between the main light source 10 and the plate stand 5, and the light amount adjusting plate 12 and the non-reflecting plate 4 are connected to reach 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。
A portion of the light quantity adjusting plate 12 corresponding to the micro plate 7 is provided with a hood 14 having a substantially rectangular tube shape whose inner surface is painted black. The hood 14 is bent in a substantially "U" shape, and the TV camera 15 is connected to the end of the hood 14. Mirrors 16 and 16 are provided at the bent portions of the hood 14 so that light from the microplate 7 and the positioning hole 9 can enter the TV camera 15. Further, the hood 14 is provided with an optical filter 17. The TV camera 15 is a solid-state TV camera equipped with a 24 mm camera lens.

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。
The image processing device 2 includes a video input unit 18 for receiving the output of the TV camera 15, a digital image memory unit 19 for recording the data of each pixel, and a video output unit 20 for sending the contents to a computer as necessary. A microcomputer 21 for calculating and processing this output, a monitor TV 22, and a printer 23 are further provided.

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 agglomeration by using the above-described particle agglomeration 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) A microplate for determining agglutination is placed on the microplate table.

(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 TV camera filter and adjust the squeeze to 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 is subjected to image processing as it is, or it is once recorded on a floppy disk and loaded into the computer 21 as necessary to perform image processing and calculation processing.

次に、画像処理の方法について説明する。Next, a method of image processing will be described.

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、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。
Now 9 1 (x 1 , y 1 ), 9 2 (x 2 , y 2 ), 9 3 (x 3 , y 2 ), 9 4 (x 4 ,
When the position of the positioning holes in the coordinate of y 4) is measured, the linear equation Y 1 = a 1 x + b 1 is obtained connecting the positioning holes 9 1, 9 2 from the positioning holes 9 1, 9 2 coordinates. Similarly, the positioning holes 9 3 , 9 4 , the positioning holes 9 1 , 9 3 and the positioning holes 9 2 , 9 4
Two linear equations Y 2 , Y 3 and Y 4 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。
(2) Next, based on the obtained linear equation and the position of the positioning hole 9 on the straight line, for example, the positions of the positioning holes 9 1 and 9 2 on the straight line of Y 1 = a 1 x + b 1 , a predetermined ratio Then, the straight line is divided into 11 pieces at equal intervals to obtain 12 division points k 1 ... k 12 .
Similarly, dividing points h 1 ... h 12 are obtained on a straight line of Y 2 = a 2 x + b 2 and these dividing points are connected from above to obtain 12 straight lines y 1 , y 2 ... y.
Ask for twelve .

(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。
(3) Further, in the remaining linear equations Y 3 and Y 4 , similarly, dividing points m 1 ... M 8 and n 1 ... N 8 are obtained, and eight straight lines x 1 ... X 8 connecting these are obtained.

(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。
(4) (2) obtained 12 linear y 1 ... y 12 and obtains the eight intersections of the straight line x 1 ... x 8 obtained in (3), to the intersection with 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…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。
2. Next, as shown in FIG. 3, the center of the well is radially divided into eight fan-shaped divided portions S 1 , S 2 ... S 8, and each of these divided portions S 1 ... S 8 is divided. Determine the derivative value of the pixel. This differential value is a value obtained by summing the differences from the brightness of three pixels adjacent to the outside, and in the divided portion S 1 , the left side, the oblique upper left side, and the oblique lower left side of the pixel whose differential value is to be determined. The pixel adjacent to is the target for determining the differential value. Also,
In the divided portion S 2 , pixels adjacent to the upper side, the left side, and the upper left side of the pixel for which the differential value is to be determined are targeted, and in the divided portion S 3 , the upper side of the pixel for which the differential value is to be determined, the diagonal Pixels adjacent to the upper left side and the diagonally upper right side 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。
Now, the differential value of each pixel of the divided portion S 2 will be calculated based on the partially enlarged view of the divided portion S 2 displaying the luminance of each pixel in FIG. Note that reference numerals A to F and numbers I to VI in FIG. 4 indicate the rows and columns of the pixels in FIG. 4 for convenience, and the numbers attached to the upper left of the pixels indicate the luminance. . For example, if the differential value of pixel D-III is to be obtained, pixel D
-III has a brightness of "32" and has pixels D-II, C-II and C-III.
Since the brightness of each pixel is "44", "47", and "42", the difference between the pixel and the pixel D-II is 44-32.
= 12, the difference from the pixel C-II is 47-32 = 15, and the difference from the pixel C-III is 42-32 = 10. Therefore, the sum of these differences becomes the differential value of the pixel D-III, and the value is 12 + 15 + 10.
= 37. In this way, the differential value of each pixel is determined and given 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ッジに選定する。
3. When the differential value of each pixel is determined, the differential values of the pixels arranged in a line horizontally are compared to detect the top two and the corresponding pixel is selected as the edge of the particle agglomeration portion.

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。
If the differential values shown in FIG. 6 are given, for example, f
In the row, the differential values “34” and “33” are the top two, so
Pixels corresponding to this correspond to edges. Similarly, when the edges are selected for all rows, the edges shown by the thick line in the figure are obtained. The chain line in the figure shows the actual edge of the particle aggregation portion. Then, the number of pixels between each edge is counted, and the area of the agglutination portion obtained by this 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。
7 and 8 are schematic views showing another example in which the configuration 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「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。
FIG. 7 shows an example in which the hood 14 is formed in a linear shape so that the light emitted from the microplate 7 is directly incident on the TV camera 15. FIG. 8 shows a hood 14 which is formed by bending the hood 14 once in a substantially “L” shape so that the light emitted from the microplate 7 is reflected by the mirror 16 once and then enters the TV camera 15. It is an example.

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。
Next, the measurement results comparing the effects of white turbidity when measuring transmitted light and when measuring reflected light will be described.

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。
FIG. 9 shows the measurement result of the relationship between the particle concentration and the brightness when the transmitted light was measured. In this figure, the relationship between the well brightness and the particle concentration is represented by ABC in the sample that does not cause white turbidity. OB is a region where particle concentration and brightness correspond,
BC is a portion where the particle concentration is high and light does not pass, and where the particle concentration and brightness do not correspond. K represents the amount of transmission reduced by diffuse reflection due to turbidity generated in the well. Therefore, the relationship between the brightness and particle concentration in a well with turbidity is represented by DEC. As a result, the change in particle concentration changes the brightness in the well only in the OE region, and the brightness does not change between EB even if the particle concentration changes. When the transmitted light is used as described above, the region in which the change in the particle concentration cannot be measured spreads in the sample accompanied by the precipitate, which leads to an error in the judgment of aggregation.

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。
On the other hand, FIG. 10 shows the measurement results of the relationship between the particle concentration and the brightness when the reflected light was measured. In this measurement of reflected light, the same as in Fig. 9 for the sample without white turbidity.
It is represented by ABC, but this is DEC 'for samples with cloudiness. As can be seen from this result, in the measurement of the reflected light, the area in which the brightness does not change does not increase with respect to the particle concentration change due to white turbidity.

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。
Since the measurement by the apparatus of FIG. 1 consists of the measurement by the reflected light of the main light source 10 and the measurement by the transmitted light of the auxiliary light source 11, the addition of FIGS. 9 and 10 is the apparatus of FIG. Will be measured. Therefore, the effect of white turbidity is largely offset and virtually eliminated. For this reason, it is a factor that enables more stable determination of 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。
Next, the measurement results comparing the contrasts in the case of only the reflected light from the main light source 10 and the cases of both the reflected light and the transmitted light by the main light source 10 and the auxiliary light source 11 will be described. FIG. 11 is a diagram showing the measurement results. In the figure, a represents the intensity of the observed light in the case of reflected light. In this case, for example, the contrast at the point where the transmittance is 0.6 is the magnitude shown by A in the figure. B in the figure represents the intensity of the light observed when both the reflected light and the transmitted light are used, and the contrast at the point where the transmittance is 0.6 is the magnitude shown in B in the figure. Therefore, it is understood that the contrast B in the case of both the reflected light and the transmitted light is larger than the contrast A in the case of only the reflected light, and the contrast is stronger. That is, this increase in contrast is due to the increase in the amount of light due to the transmitted light, and the increase in contrast according to the increase amount.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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。
Since the present invention is configured as described above and the TV camera captures the optical state of the wells, data of all the wells of one microplate can be captured in an extremely short time, for example, 1/60 second. Therefore, a large amount of samples can be processed quickly. Further, since the optical states of all the wells are taken in at one time, the plate moving device is not required and the operation can be simplified. Furthermore, not only the information about the particle concentration in the well as a photometer but also the information about the two-dimensional spread of particle aggregation can be obtained at the same time. Compared with the case of using a conventional photometer, various kinds of data can be obtained. Obtained at high speed.

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。
Further, in the present invention, light sources are provided above and below the plate stand, and both the reflected light from the upper light source and the transmitted light from the lower light source are captured in the TV camera to determine aggregation, so that the conventional lower The effect of white turbidity generated when using the transmitted light from the light source can be eliminated, and the brightness in the well, which was limited when using the reflected light from the upper light source, is sufficient with the lower light source. Brightness can be increased and contrast can be increased.

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。
Further, 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 accurately determined.
Therefore, the aggregation of particles can be determined extremely accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the particle aggregation determination device of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the plate holder of the above, and FIG. 3 is a plan view of the plate holder of the same. FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the well is divided, FIG. 5 is a schematic diagram of a part of the well in which the brightness and the differential value are displayed in each pixel, and FIG. 6 is an outline of the well in which the differential value is displayed in each pixel. It is a schematic diagram of half. 7 and 8 are partial schematic diagrams showing another example of the image capturing device, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between particle concentration and brightness when the transmitted light is measured, and FIG. 10 is the reflected light. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between particle concentration and brightness when measured, and FIG. 11 is a diagram showing the results of contrast measurement. 1 ... Image capturing device, 2 ... Image processing device, 5 ... Plate stand, 7 ... Microplate, 8 ... Well,
9 ... Positioning hole, 10 ... Main light source, 11 ... Auxiliary light source, 12
...... Light intensity control plate, 14 hood, 15 ...... TV camera, 18 ...
… Video input, 21… Microcomputer.

───────────────────────────────────────────────────── 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) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP 62-105031 (JP, A) JP 60-168339 (JP, A) JP 58-32142 (JP, A) JP 58- 19540 (JP, A) Actual development Sho 59-82841 (JP, U)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A plate mounting base on which a microplate is mounted and which is light-transmissive and has a positioning hole for determining the center position of each well of the microplate, and arranged above and below the plate mounting base. Image capturing device having a light source that is provided and a TV camera provided so that light emitted from the upper side of the microplate mounted on the plate mounting table is incident, and an image signal input from the TV camera is processed. And an image processing device for determining a state of aggregation.
【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。
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 radially from this center position into a plurality of parts, and at each divided part The value obtained by summing the difference in brightness from the pixels in the direction is set as the differential value of each pixel, and the differential value of each pixel is sequentially compared in one direction to count the number of pixels between the top two differential values to determine the aggregation state. The particle aggregation determination device according to claim 1, wherein the determination is made.
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