專利名稱：血球變形能力測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血球變形能力測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
近年來，對(duì)健康的關(guān)心提高，并且血液的流動(dòng)性作為健康指標(biāo)而受到關(guān)注。作為調(diào)查這種血液的流動(dòng)性的方法，已知如下方法使血液通過具有微小的溝的過濾器，測(cè)量通過所需要的時(shí)間。
而血液中的血球的變形能力(變形容易度)、凝集度、粘性等多個(gè)參數(shù)復(fù)合地作用于血液的流動(dòng)性。因而，為了更詳細(xì)地評(píng)價(jià)血液的流動(dòng)性，需要將這些各參數(shù)定量化，但是并未確立將其中的作為代表性參數(shù)的血球的變形能力定量化的方法。
因此，提出了如下方法(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)拍攝將滲透壓力或粘度不同的多個(gè)血液試樣液混合并達(dá)到平衡狀態(tài)的情形，根據(jù)其衍射像使用橢圓形狀的紅血球的長(zhǎng)徑和短徑來定義變形指數(shù)，由此算出該變形指數(shù)作為紅血球的變形能力的定量值。
專利文獻(xiàn)1 日本特開平8-1223 號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 日本特開平9-318523號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題) 然而，上述專利文獻(xiàn)1、2所記載的方法是只能應(yīng)用于保持橢圓形狀的紅血球的方法，并不能應(yīng)用于可變形為各種形狀的變形蟲(Amoeba)狀的白血球。
另外，由于沒有使用寬度小于血球直徑的流路，因此無法測(cè)量血球通過毛細(xì)血管時(shí)的變形能力。
除此之外，雖然能夠?qū)σ苿?dòng)的血球進(jìn)行圖像顯示，但是由于在圖像上血球以相同速度流動(dòng)，因此難以在視覺上捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其課題在于提供一種血球變形能力測(cè)量裝置， 該血球變形能力測(cè)量裝置能夠測(cè)量紅血球和白血球通過毛細(xì)血管時(shí)的各變形能力，并且在視覺上容易捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
(用于解決問題的方案) 為了解決上述課題，方案1所述的發(fā)明是一種血球變形能力測(cè)量裝置，從寬度大于血球直徑的上游平臺(tái)向?qū)挾刃∮谘蛑睆降拈l門流動(dòng)血液，測(cè)量該血液中的血球的變形能力，該血球變形能力測(cè)量裝置的特征在于，具備攝像單元，拍攝通過上述上游平臺(tái)和上述閘門的血液的流動(dòng)；速度計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出通過上述上游平臺(tái)或上述間門的血球的速度；體積計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出通過上述間門的血球的體積；以及變形能力計(jì)算單元，根據(jù)上述血球的速度和上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案2所述的發(fā)明是方案1所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(1)或式O)的Dl或D2作為上述血球的變形能力， D1 = α /(SXV)- (1) D2 = 1/(SXV)/(1/(S0XN0))." O) 其中，α是規(guī)定系數(shù)，S是通過上述上游平臺(tái)或上述閘門的血球的速度，V是通過上述間門的血球的體積，S0是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述上游平臺(tái)或上述間門時(shí)的該血液中的血球的速度，V0是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)的該血液中的血球的體積。
方案3所述的發(fā)明是方案1或2所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述速度計(jì)算單元算出上述血球通過上述閘門所需的通過時(shí)間的倒數(shù)作為上述血球的速度。
方案4所述的發(fā)明是方案1 3中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，具有血流圖像顯示單元，該血流圖像顯示單元在顯示畫面上顯示通過上述攝像單元得到的血流圖像。
方案5所述的發(fā)明是方案1 4中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述間門有多個(gè)，具備堵塞狀態(tài)計(jì)算單元，該堵塞狀態(tài)計(jì)算單元算出由上述速度計(jì)算單元得到的血球的速度為零的被上述血球堵塞的上述間門的堵塞比例，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的堵塞比例和上述體積計(jì)算單元所算出的使上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案6所述的發(fā)明是方案5所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述血球的不同體積算出被該體積的血球堵塞的上述間門的堵塞比例，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(3) WD1作為上述血球的變形能力， D1 = α 2/ / CdV- (3) 其中，α 2是規(guī)定系數(shù)，C是上述閘門的堵塞比例，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
方案7所述的發(fā)明是方案5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)上述間門沿血流方向被排列設(shè)置多個(gè)且以從血流方向的上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變窄的方式形成為多個(gè)不同的寬度，或者，沿與血流方向正交的方向被排列設(shè)置多個(gè)且以多個(gè)不同的寬度形成，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門的寬度中的最大寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述閘門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述閘門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案8所述的發(fā)明是方案5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)上述間門按寬度形成多個(gè)組，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述間門的不同寬度求出被上述血球堵塞的上述閘門的堵塞比例，檢測(cè)該堵塞比例最大的上述閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案9所述的發(fā)明是方案5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門中的該血球的堵塞位置處的該閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案10所述的發(fā)明是方案7 9中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(4)或式(5)的D2或D3作為上述血球的變形能力， D2 = β X L/V — (4) D3 = L/L0 ... (5) 其中，β是規(guī)定系數(shù)，L是上述閘門的最大堵塞寬度，Ltl是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)，被該血液中的血球堵塞的閘門中的按該血球的不同體積的最大堵塞寬度中、在血球的體積為式中的V時(shí)的值，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
為了解決上述課題，方案11所述的發(fā)明是一種血球變形能力測(cè)量裝置，向形成為寬度小于血球直徑的多個(gè)閘門流動(dòng)血液，測(cè)量該血液中的血球的變形能力，該血球變形能力測(cè)量裝置的特征在于，具備攝像單元，拍攝通過上述間門的血液的流動(dòng)；堵塞狀態(tài)計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出被上述血球堵塞的上述間門的堵塞比例；體積計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出使上述間門堵塞的上述血球的體積；以及變形能力計(jì)算單元，根據(jù)上述間門的堵塞比例和上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案12所述的發(fā)明是方案11所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述血球的不同體積算出被該體積的血球堵塞的上述間門的堵塞比例， 上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(3) WD1作為上述血球的變形能力， D1 = α 2/ / CdV ... (3) 其中，α 2是規(guī)定系數(shù)，C是上述閘門的堵塞比例，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
方案13所述的發(fā)明是方案11或12所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 具有血流圖像顯示單元，該血流圖像顯示單元在顯示畫面上顯示通過上述攝像單元得到的血流圖像。
方案14所述的發(fā)明是方案11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)上述間門沿血流方向被排列設(shè)置多個(gè)且以從血流方向的上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變窄的方式形成為多個(gè)不同的寬度，或者，沿與血流方向正交的方向被排列設(shè)置多個(gè)且以多個(gè)不同的寬度形成，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像， 檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門的寬度中的最大寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述閘門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案15所述的發(fā)明是方案11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)上述閘門按寬度形成多個(gè)組，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述閘門的不同寬度求出被上述血球堵塞的上述閘門的堵塞比例，檢測(cè)該堵塞比例最大的上述閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案16所述的發(fā)明是方案11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門中的該血球的堵塞位置處的該閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積單元所算出的使上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
方案17所述的發(fā)明是方案14 16中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(4)或式(5)的D2或D3作為上述血球的變形能力， D2 = β X L/V — (4) D3 = L/L0 ...(5) 其中，β是規(guī)定系數(shù)，L是上述閘門的最大堵塞寬度，Ltl是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)，被該血液中的血球堵塞的閘門中的按該血球的不同體積的最大堵塞寬度中、在血球的體積為式中的V時(shí)的值，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
(發(fā)明的效果) 根據(jù)方案1所述的發(fā)明，根據(jù)血球的速度和血球的體積算出血球的變形能力，因此不限定于保持橢圓形狀的紅血球，即使是變形蟲狀的白血球也能夠測(cè)量其變形能力。另外，算出通過寬度小于血球直徑的閘門的血球的變形能力，因此利用閘門模擬毛細(xì)血管來能夠測(cè)量當(dāng)血球通過毛細(xì)血管時(shí)的變形能力。
并且，根據(jù)方案4、13所述的發(fā)明，在顯示畫面上顯示通過寬度小于血球直徑的閘門的血液的流動(dòng)，因此能夠確認(rèn)由于閘門而速度降低的血球，與在圖像上血球以相同速度流動(dòng)的以往技術(shù)相比，在視覺上能夠容易捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
根據(jù)方案5、11所述的發(fā)明，根據(jù)閘門的堵塞比例或最大堵塞寬度和血球的體積算出血球的變形能力，因此不限定于保持橢圓形狀的紅血球，即使是變形蟲狀的白血球也能夠測(cè)量其變形能力。另外，算出通過寬度小于血球直徑的閘門的血球的變形能力，因此利用閘門模擬毛細(xì)血管來能夠測(cè)量當(dāng)血球通過毛細(xì)血管時(shí)的變形能力。并且，在顯示畫面上顯示通過寬度小于血球直徑的閘門的血液的流動(dòng)，因此能夠確認(rèn)由于閘門而速度降低的血球，與在圖像上血球以相同速度流動(dòng)的以往技術(shù)相比，在視覺上能夠容易捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
另外，根據(jù)方案8、15所述的發(fā)明，具有按寬度形成多個(gè)組的閘門，能夠根據(jù)作為按該閘門的不同寬度的堵塞比例最大的閘門的寬度求出的最大堵塞寬度算出血球的變形能力，因此使用更多的閘門算出變形能力，得到更穩(wěn)定的計(jì)算結(jié)果。
另外，根據(jù)方案9、16所述的發(fā)明，在顯示畫面上顯示形成為寬度沿血流方向逐漸變小的閘門內(nèi)的血流圖像，因此在視覺上容易捕捉被血球堵塞的閘門的寬度。


圖1是表示血球變形能力測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是過濾器的截面圖。
圖3的(a)是流路部的俯視圖，圖3的(b)是側(cè)截面圖。
圖4是實(shí)施方式中的變形能力測(cè)量的流程圖。
圖5是表示血球的速度圖的一例的圖。
圖6是變形能力的圖表。
圖7是實(shí)施方式的變形例中的變形能力測(cè)量的流程圖。
圖8是表示白血球通過閘門的情形的圖。
圖9是表示白血球通過閘門時(shí)的血流圖像的顏色濃度的時(shí)間變化的圖表。
圖10是表示上游平臺(tái)或下游平臺(tái)處的血球的變形例的圖。
圖11中將血球的縱寬和橫寬的各變化作為縱軸和橫軸，圖11的(a)是示出軟血球的測(cè)量結(jié)果的分布范圍的圖表，圖11的(b)是示出硬血球的測(cè)量結(jié)果的分布范圍的圖表。
圖12中將血球的縱寬的變化幅度和面積作為縱軸和橫軸，圖12的(a)是示出軟血球的測(cè)量結(jié)果的圖表，圖12的(b)是示出硬血球的測(cè)量結(jié)果的圖表。
圖13是第一變形例中的變形能力測(cè)量的流程圖。
圖14是檢測(cè)堵塞閘門時(shí)的流程圖。
圖15是表示圖14的各步驟中的處理圖像的一例的圖。圖15的(a)是邊緣提取處理中的處理圖像圖，圖15的(b)是單色 二值化處理中的處理圖像圖，圖15的(c)是噪聲處理中的處理圖像圖，圖15的(d)是形態(tài)學(xué)處理中的處理圖像圖，圖15的(e)是血球滯留部判斷處理中的處理圖像圖。
圖16是表示一部分閘門被白血球堵塞的情形的圖。
圖17是表示堵塞比例相對(duì)于血球體積的變化的圖表。
圖18是表示第二變形例中的流路部的圖。
圖19是第二變形例中的變形能力測(cè)量的流程圖。
圖20是表示第二變形例中的流路部的另一例的圖，圖20的(a)是表示流過包含大量的軟血球的血液的狀態(tài)的圖，圖20的(b)是表示流過包含大量的硬血球的血液的狀態(tài)的圖。
圖21是表示第三變形例中的流路部的圖。
圖22是表示堵塞比例相對(duì)于閘門寬度的變化的圖表。
圖23是表示堵塞個(gè)數(shù)相對(duì)于閘門寬度的變化的圖表。
圖M是表示第四變形例中的流路部的圖。
(附圖標(biāo)記說明) 1、1A、1B、1C、1E、1F 血球變形能力測(cè)量裝置；3 :TV攝像機(jī)(攝像單元)；7、7A、7E 個(gè)人計(jì)算機(jī)(血流圖像顯示單元)；8:顯示器(顯示畫面)；25、25A、25B、25C、25E、25F 流路部；2 閘門(gate) ；25b 上游平臺(tái)；70、70A 運(yùn)算處理部(速度計(jì)算單元、體積計(jì)算單元、變形能力計(jì)算單元)；70E 運(yùn)算處理部(速度計(jì)算單元、體積計(jì)算單元、變形能力計(jì)算單元、堵塞狀態(tài)計(jì)算單元、堵塞比例計(jì)算單元、堵塞寬度檢測(cè)單元)；S 血球的速度；T 通過時(shí)間；V 血球的體積；C 堵塞比例；L 最大堵塞寬度。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置1的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
如該圖所示，血球變形能力測(cè)量裝置1將血液從供給槽10通過過濾器2而引導(dǎo)到排出槽11，根據(jù)通過該過程獲取的信息來測(cè)量血液中的血球的變形能力。此外，在本實(shí)施方式中，血球是指紅血球和/或白血球。
具體地說，血球變形能力測(cè)量裝置1主要具備過濾器2 ;TV攝像機(jī)3，其拍攝過濾器2內(nèi)的血液的流動(dòng)；個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC) 7，其根據(jù)由TV攝像機(jī)3拍攝得到的血流圖像測(cè)量變形能力；顯示器8，其顯示血流圖像；以及差壓控制部9，其控制過濾器2內(nèi)的血流。此外。 本實(shí)施方式中的血球變形能力測(cè)量裝置1還具備經(jīng)由攪拌器12與流路連接的多個(gè)溶液瓶 13等，以將生理鹽水、生理活性物質(zhì)等液體與血液進(jìn)行混合并導(dǎo)向過濾器2。并且，通過由差壓控制部9控制加壓泵15和減壓泵16而調(diào)整過濾器2前后的差壓，向過濾器2內(nèi)流入期望量的與生理鹽水、生理活性物質(zhì)等液體混合了的血液(下面稱為血液)。另外，除了上述差壓控制部9、攪拌器12之外，供給槽10的閥IOa等也由時(shí)序控制部17進(jìn)行綜合控制。
圖2是過濾器2的截面圖。如圖2所示，過濾器2構(gòu)成為包括底板21、單晶硅基板 22、22、外側(cè)板23以及玻璃平板對(duì)。
底板21形成為平板狀，具有導(dǎo)入孔21a和排出孔21b，該導(dǎo)入孔21a將中央附近的上表面與外側(cè)面相連通，該排出孔21b將靠近一側(cè)端的上表面與外側(cè)面相連通。這些導(dǎo)入孔21a和排出孔21b從底板21的外側(cè)面經(jīng)由血液管(未圖示)與供給槽10及排出槽11 相連接。
兩個(gè)單晶硅基板22、22都形成為大致平板狀，以相互隔著規(guī)定間隙的狀態(tài)并排設(shè)置在底板21的上表面。在這兩個(gè)單晶硅基板22、22之間的間隙處形成有底板21的導(dǎo)入孔 21a的開口。另外，在單晶硅基板22、22的上端部，隆起部2 沿該單晶硅基板22、22的并排設(shè)置方向(圖中的X方向)延伸，在該隆起部22a的上端部，六角形狀的提壩部22b的頂面與玻璃平板M相抵接而沿X方向排列有多個(gè)提壩部22b (參照?qǐng)D3)。
外側(cè)板23包圍單晶硅基板22、22的周圍并被固定在底板21的上表面端。在外側(cè)板23與單晶硅基板22、22之間設(shè)置有規(guī)定的間隙，在該間隙處形成有底板21的排出孔21b 的開口。
玻璃平板M形成為平板狀，被固定在外側(cè)板23的上表面。另外，在玻璃平板M 的下表面與隆起部22a的上表面之間形成有微細(xì)的流路群的流路部25。
圖3的(a)、(b)是用于說明流路部25的圖。圖3的(a)是從上方觀察流路部25 而得到的圖(俯視圖)，圖3的(b)是側(cè)截面圖。
如圖3的(a)、(b)所示，流路部25由多個(gè)閘門25a、上游平臺(tái)(terrace) 25b以及下游平臺(tái)25c構(gòu)成，該多個(gè)閘門2 被隆起部2 上端部的多個(gè)提壩部22b、...夾著形成， 該上游平臺(tái)2 是比該閘門2 更靠近濾波器2的中央側(cè)(圖中的上側(cè))的空間，該下游平臺(tái)25c是比閘門2 更靠近濾波器2外側(cè)(圖中的下側(cè))的空間。其中的閘門25a的寬度t在本實(shí)施方式中形成為小于紅血球R的血球直徑(大約8μπι)。另外，閘門2 的高度 h也同樣地形成為小于紅血球R的血球直徑(大約8 μ m)。但是，如果測(cè)量對(duì)象的血球僅是白血球W，則該寬度t、高度h只要形成為小于白血球W的血球直徑(大約10 20 μ m)即可。另外，上游平臺(tái)25b、閘門25a、下游平臺(tái)25c中的隆起部22a的寬度方向(圖中的Y方向)的各長(zhǎng)度la、lb、Ic都形成為大約30 μ m，對(duì)此并沒有特別限定。此外，上游平臺(tái)2 只要形成為寬度大于血球直徑即可，以避免通過的血球發(fā)生較大的變形。
在具備以上結(jié)構(gòu)的過濾器2中，從供給槽10通過導(dǎo)入孔21a被導(dǎo)入的血液在通過了流路部25之后通過排出孔21b被排出到排出槽11。并且，更詳細(xì)地說，流過流路部25的血液中的血球、例如紅血球R在首先通過上游平臺(tái)2 之后，一邊變形一邊通過間門25a，最后通過下游平臺(tái)25c。
另外，如圖1所示，在過濾器2的上游和下游設(shè)有壓力傳感器El、E2，該壓力傳感器El、E2向差壓控制部9輸出所測(cè)量得到的過濾器上游壓力P1、過濾器下游壓力P2。
TV攝像機(jī)3例如是數(shù)字CCD攝像機(jī)，是具有對(duì)于拍攝血液的流動(dòng)來說足夠的分辨率的高速攝像機(jī)。該TV攝像機(jī)3與過濾器2中的玻璃平板M相對(duì)置地設(shè)置，隔著玻璃平板M拍攝通過流路部25的血液的流動(dòng)。但是，該拍攝范圍只要是至少包含多個(gè)閘門2 和上游平臺(tái)2 的范圍即可。由TV攝像機(jī)3得到的血流圖像被輸出到個(gè)人計(jì)算機(jī)7，并且被顯示在顯示器8上。此外，TV攝像機(jī)3是能夠拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的攝像機(jī)，對(duì)TV攝像機(jī)3并沒有特別限定。
個(gè)人計(jì)算機(jī)7與TV攝像機(jī)3相連接，具備運(yùn)算處理部70，該運(yùn)算處理部70能夠根據(jù)該TV攝像機(jī)3所輸出的圖像信息分別算出多種血液特性。此外，血液特性是指表示血液的性質(zhì)等的各種特性值，除了血液中的血球的速度、體積之外還包含血球的變形能力這樣的與流動(dòng)性有關(guān)的信息。另外，運(yùn)算處理部70能夠檢測(cè)血球被擠滿而堵塞的閘門25a。作為這種運(yùn)算處理部70能夠使用以往公知的部件。
顯示器8與個(gè)人計(jì)算機(jī)7相連接，顯示TV攝像機(jī)3所輸出的血流圖像、通過個(gè)人計(jì)算機(jī)7算出的血液特性。
差壓控制部9與時(shí)序控制部17、加壓泵15及減壓泵16相連接，根據(jù)來自時(shí)序控制部17的控制指令控制過濾器2前后的差壓。更詳細(xì)地說，差壓控制部9分別控制過濾器2 上游的加壓泵15和過濾器2下游的減壓泵16，使得過濾器上游壓力Pl和過濾器下游壓力 P2成為規(guī)定壓力。此外，該差壓控制部9、時(shí)序控制部17也可以與個(gè)人計(jì)算機(jī)7 —體構(gòu)成。
[實(shí)施方式] 接著，主要參照?qǐng)D4說明血球變形能力測(cè)量裝置1的動(dòng)作。圖4是由血球變形能力測(cè)量裝置1進(jìn)行的變形能力測(cè)量的流程圖。
首先，如圖4所示，拍攝通過流路部25的血流(步驟Si)。具體地說，首先向供給槽10注入測(cè)量對(duì)象的血液，并且根據(jù)需要向溶液瓶13添加生理鹽水等。然后，通過差壓控制部9向過濾器2施加規(guī)定的差壓而使血液向過濾器2流動(dòng)，與此同時(shí)由TV攝像機(jī)3對(duì)通過流路部25的血流進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像拍攝。拍攝得到的血流圖像被顯示在顯示器8上。
接著，通過運(yùn)算處理部70對(duì)血流圖像進(jìn)行處理，制作血球的速度圖(步驟S2)。 在此，通過使用例如日本特開平2-257931號(hào)公報(bào)、日本特開平6-18539號(hào)公報(bào)、日本特開 2001-264318號(hào)公報(bào)以及日本特開2006-223761號(hào)公報(bào)等所記載的公知方法，如圖5所示， 制作出如下速度圖在上游平臺(tái)25b的血流圖像上設(shè)定的格子的各交點(diǎn)處檢測(cè)血球，求出檢測(cè)出血球的交點(diǎn)處的該血球的速度矢量。此外，所制作的速度圖也可以不是求出通過上游平臺(tái)2 的血球的速度矢量的圖而是求出通過閘門25a的血球的速度矢量的圖。
接著，如圖4所示，通過運(yùn)算處理部70判別在速度圖上檢測(cè)出的血球的血球種類 (步驟S3)。紅血球R是作為處于紅色的色調(diào)范圍的白色部分來進(jìn)行判別。關(guān)于白血球W， 既可以利用亮度進(jìn)行判別，也可以利用大于其它血球種類的性質(zhì)，作為孔少的白色部分、每單位面積的邊緣數(shù)少的白色部分來進(jìn)行判別。
另外，除了上述判別方法，也能夠使用例如日本特開平10-48120號(hào)公報(bào)、日本特開平10-90163號(hào)公報(bào)以及日本特開平10-274652號(hào)公報(bào)等所記載的公知方法判別血球種類。此外，如果測(cè)量對(duì)象的血液僅包含紅血球R和白血球W中的某一種，則省略該血球種類判別步驟。
接著，通過運(yùn)算處理部70算出血球的速度S (步驟S4)。在此，分為通過步驟S3判別出的紅血球R和白血球W，算出通過步驟S2算出的血球的速度矢量的各平均值，由此將紅血球R和白血球W的速度S作為該各平均值來算出。
接著，通過運(yùn)算處理部70算出血球的體積V(步驟S5)。在此，例如使用日本特開平5-79970號(hào)公報(bào)所記載的公知方法算出通過閘門25a的血球的面積，對(duì)該面積相乘閘門 25a的高度h，由此算出血球的體積V。
接著，通過運(yùn)算處理部70算出血球的變形能力(步驟S6)。在此，根據(jù)通過步驟 S4和步驟S5算出的血球的速度S和血球的體積V算出滿足下式(1)的D1作為血球的變形能力。
D1 = α /(SXV) ... (1) 在此，α是通過預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)設(shè)定的規(guī)定系數(shù)，更詳細(xì)地說，是設(shè)定為以通過其它裝置測(cè)量得到的紅血球的變形能力為基準(zhǔn)而能夠根據(jù)通過血球變形能力測(cè)量裝置1 算出的紅血球的速度S和血球的體積V算出該變形能力的系數(shù)。此外，在預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)中，在α相對(duì)于血球的速度S和體積V之積SXV不固定的情況下，只要將α設(shè)為針對(duì)該積SXV的查找表即可。
另外，在該步驟中，也可以算出滿足下式(2)的D2作為血球的變形能力。
D2 = 1/(S X V)/(1/(S0 X V0)) - (2) 在此，S0是當(dāng)使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上游平臺(tái)2 或閘門2 時(shí)的該血液中的血球的速度，Vtl是當(dāng)使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過閘門2 時(shí)的該血液中的血球的體積，規(guī)定的基準(zhǔn)血液是指標(biāo)準(zhǔn)健康度的血液。
在此，作為變形能力算出的D1表示其值越大血球越硬。另外，D2表示其值為1時(shí)血球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)硬度，表示越大于ι越硬，越小越軟。在算出A的情況下，作為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)健康度的血球的相對(duì)值來表示變形能力，因此不依賴于血球的體積ν而能夠唯一地理解變形能力的程度。
并且，如圖6所示，作為變形能力算出的D1或D2被整理成與血球的體積V有關(guān)的圖表，在顯示器8上顯示關(guān)于紅血球R和白血球W的各血球種類的該圖表。此外，圖6是一起顯示關(guān)于兩種血液A、B的測(cè)量結(jié)果的例子。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1，根據(jù)血球的速度S和血球的體積V算出血球的變形能力，因此不限定于保持橢圓形狀的紅血球R，即使是變形蟲狀的白血球W也能夠測(cè)量其變形能力。另外，算出通過寬度小于血球直徑的閘門2 的血球的變形能力，因此利用閘門2 模擬毛細(xì)血管來能夠測(cè)量當(dāng)血球通過毛細(xì)血管時(shí)的變形能力。并且，在顯示器8上顯示通過寬度小于血球直徑的閘門25a的血液的流動(dòng)，因此能夠確認(rèn)由于閘門2 而速度S降低的血球，與在圖像上血球以相同速度流動(dòng)的以往技術(shù)相比，在視覺上能夠容易捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
[第一變形例] 接著，說明作為上述實(shí)施方式所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置1的第一變形例的血球變形能力測(cè)量裝置1A。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)記，并省略其說明。
如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IA具備個(gè)人計(jì)算機(jī)7A以代替上述實(shí)施方式中的個(gè)人計(jì)算機(jī)7，個(gè)人計(jì)算機(jī)7A具備運(yùn)算處理部70A以代替運(yùn)算處理部70。運(yùn)算處理部 70A構(gòu)成為能夠測(cè)量血球通過閘門2 所需的通過時(shí)間T以代替血液中的血球的速度S。另外，如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IA具備過濾器2A以代替上述實(shí)施方式中的過濾器 2，如圖2所示，過濾器2A具備流路部25A以代替流路部25。但是，流路部25A的形狀與流路部25相同。
接著，主要參照?qǐng)D7說明血球變形能力測(cè)量裝置IA的動(dòng)作。
圖7是由血球變形能力測(cè)量裝置IA進(jìn)行的變形能力測(cè)量的流程圖。
首先，如圖7所示，拍攝通過流路部25的血流(步驟Tl)。該步驟是與上述實(shí)施方式中的步驟Sl同樣地進(jìn)行。
接著，通過運(yùn)算處理部70A處理血流圖像，檢測(cè)血球(步驟T2)。在此，使用例如日本特開200H64318號(hào)公報(bào)所記載的公知方法來檢測(cè)流過上游平臺(tái)2 的血球并進(jìn)行跟蹤。
接著，通過運(yùn)算處理部70A判別通過步驟T2檢測(cè)出的血球的血球種類(步驟T3)。 該步驟是與上述實(shí)施方式中的步驟S3同樣地進(jìn)行。
接著，通過運(yùn)算處理部70A算出血球的體積V (步驟T4)。該步驟是與上述實(shí)施方式中的步驟S5同樣地進(jìn)行。
接著，通過運(yùn)算處理部70A測(cè)量血球通過閘門2 所需的通過時(shí)間T (步驟T5)。 在此，通過檢測(cè)閘門25a內(nèi)的圖像顏色的濃度變化來測(cè)量通過時(shí)間T。
參照?qǐng)D8、9說明該通過時(shí)間T的具體測(cè)量方法。圖8的(a) (d)是表示白血球 W通過閘門2 的情形的圖，圖9是表示此時(shí)的血流圖像的顏色濃度的時(shí)間變化的圖表。
如圖8的(a) (d)所示，當(dāng)測(cè)量例如白血球W通過閘門2 時(shí)的在閘門2 內(nèi)的任意位置上設(shè)定的測(cè)量線P處的血流圖像的顏色濃度的時(shí)間變化時(shí)，得到如圖9所示的圖表。
更詳細(xì)地說，首先，當(dāng)如圖8的(a)所示那樣白血球W與測(cè)量線P相比在上游時(shí)， 血流圖像的顏色淡(圖9的點(diǎn)C1)。并且，當(dāng)白血球W前沿到達(dá)測(cè)量線P時(shí)顏色變濃(圖9 的點(diǎn)C2),當(dāng)如圖8的(b)所示那樣白血球W前沿完全通過測(cè)量線P時(shí)，顏色稍微變淡(圖 9的點(diǎn)C3)。這是因?yàn)榘鼑籽騑的膜的顏色比白血球W內(nèi)部的顏色更濃。接著，當(dāng)如圖 8的(c)所示白血球W后沿到達(dá)測(cè)量線P時(shí)顏色再次變濃(圖9的點(diǎn)C4),隨著白血球W后沿通過測(cè)量線P，此次顏色變淡。并且，當(dāng)白血球W后沿剛剛通過完測(cè)量線P時(shí)，濃度變化幾乎消失(圖9的點(diǎn)C5),當(dāng)如圖8的(d)所示那樣白血球W后沿完全通過測(cè)量線P時(shí)，濃度變化完全消失，并且恢復(fù)為白血球W通過之前的濃度(圖9的點(diǎn)C6)。
作為從以上的顏色濃度的變化點(diǎn)中的、白血球W前沿到達(dá)測(cè)量線P的點(diǎn)C2到白血球W后沿通過完測(cè)量線P的點(diǎn)C5為止的時(shí)間，測(cè)量通過時(shí)間T。此外，如果對(duì)血流圖像實(shí)施有強(qiáng)調(diào)邊緣的處理，則能夠使血球通過時(shí)的顏色的濃度變化更為顯著。另外，在測(cè)量紅血球 R的通過時(shí)間T的情況下，只要檢測(cè)紅色的色調(diào)變化即可，通過該檢測(cè)，還能夠兼作步驟T3 中的紅血球R的判別。
接著，如圖7所示，通過運(yùn)算處理部70A算出血球的變形能力(步驟T6)。在此，根據(jù)通過步驟T4和步驟T5算出的血球的體積V和通過時(shí)間T，算出滿足下式(30)的D3來作為血球的變形能力。
D3 = β X T/V ...(30) 在此，β是通過預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)設(shè)定的規(guī)定系數(shù)，是與上述式(1)中的α同樣地設(shè)定的系數(shù)。
另外，在該步驟中，也可以算出滿足下式00)的D4作為血球的變形能力。
D4 = T/V/(T0A0)…^)) 在此，T0是規(guī)定的基準(zhǔn)血液中的血球通過閘門2 所需的通過時(shí)間。
在此，根據(jù)式(30)、(40)算出的D3、D4就是代替血球的速度S而將通過時(shí)間T的倒數(shù)代入上述實(shí)施方式中的式⑴、⑵時(shí)的Dp D2。因而，D3、D4與Dp D2同樣地能夠用于評(píng)價(jià)變形能力。
并且，如圖6所示，作為變形能力算出的D3或D4被整理為與血球的體積V有關(guān)的圖表，在顯示器8上顯示關(guān)于紅血球R和白血球W的各血球種類的該圖表。此外，如果測(cè)量對(duì)象的血液僅包含紅血球R和白血球W中的某一種，則也可以將步驟T4 T6的各算出值作為通過步驟Tl檢測(cè)出的所有血球的平均值。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1A，能夠起到與上述實(shí)施方式相同的效果。
另外，記載了根據(jù)通過閘門2 的血球的體積V等算出變形能力的情況，但是還能夠根據(jù)通過上游平臺(tái)2 或下游平臺(tái)25c時(shí)的血流圖像求出變形能力。通過上游平臺(tái)2 或下游平臺(tái)25c的血球例如圖10的(a) (c)所示那樣根據(jù)其變形能力改變?yōu)楦鞣N形狀。 因此，根據(jù)血流圖像算出該血球的縱寬和橫寬的變化，如圖11的(a)、(b)所示，制作標(biāo)繪到與多個(gè)血球各自的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的縱軸和橫軸的坐標(biāo)而得到的圖表。并且，根據(jù)標(biāo)繪到該圖表中的各數(shù)據(jù)的分布范圍算出血球的縱寬和橫寬的各變化幅度所交叉的部分(圖中的陰影部分中的分布范圍)的面積作為變形能力，由此能夠評(píng)價(jià)為該變形能力越小則血球越硬。 此外，關(guān)于血球的縱寬和橫寬，設(shè)為例如流路部25的Y方向和X方向的長(zhǎng)度即可。
除此之外，例如圖12的(a)、(b)所示，也可以制作將通過上游平臺(tái)2 或下游平臺(tái)25c的血球的縱寬的變化幅度和該血球的面積作為縱軸和橫軸的圖表。根據(jù)該圖表，例如能夠以如下方式評(píng)價(jià)變形能力血球的縱寬的變化幅度比圖12的(b)大的圖12的(a) 表示更軟的血球。此外，也可以將縱軸的血球的縱寬設(shè)為血球的橫寬。
另外，關(guān)于除此以外的方面，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式及其變形例，當(dāng)然能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
[第二變形例] 接著，說明作為上述實(shí)施方式所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置1的第二變形例的血球變形能力測(cè)量裝置1E。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素附加同一標(biāo)記，并省略其說明。
如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IE具備個(gè)人計(jì)算機(jī)7E以代替上述實(shí)施方式中的個(gè)人計(jì)算機(jī)7，個(gè)人計(jì)算機(jī)7E具備運(yùn)算處理部70E以代替運(yùn)算處理部70。運(yùn)算處理部 70E構(gòu)成為將血球的速度S為零的閘門2 判斷為堵塞的閘門25a，能夠算出堵塞的比例。
接著，主要參照?qǐng)D13、圖14說明血球變形能力測(cè)量裝置IE的動(dòng)作。
圖13是由血球變形能力測(cè)量裝置IE進(jìn)行的變形能力測(cè)量的流程圖，圖14是檢測(cè)出堵塞的閘門25a時(shí)的流程圖。
首先，如圖13所示，測(cè)量對(duì)象的血液流入過濾器2E (步驟S10)。具體地說，向供給槽10注入測(cè)量對(duì)象的血液，并且根據(jù)需要對(duì)溶液瓶13添加生理鹽水等。然后，通過差壓控制部9對(duì)過濾器2E施加規(guī)定的差壓，血液流到過濾器2E。
接著，拍攝通過流路部25E的血流，提取血流圖像(步驟S20)。在此，通過TV攝像機(jī)3對(duì)通過流路部25E的血流進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像攝像。所拍攝得到的血流圖像被顯示在顯示器 8上。
接著，通過運(yùn)算處理部70E處理血流圖像，檢測(cè)在閘門25a內(nèi)滯留的血球，由此檢測(cè)血球擠滿而堵塞的閘門25a(步驟S30)。該步驟是經(jīng)過圖14和圖15的(a) (e)所示的各步驟及處理圖像而進(jìn)行的。在此，圖15的(a) (e)是表示圖14的各步驟中的處理圖像的一例的圖。但是，圖15的(a) (e)用于易于理解該步驟中的處理，并不是處理閘門25a內(nèi)的血流圖像而得到的。
如圖14所示，首先，通過索貝爾(Sobel)濾波器在垂直方向和水平方向這兩個(gè)方向上對(duì)所提取的血流圖像進(jìn)行處理，提取滯留的血球部分(下面稱為血球滯留部)的邊緣 (步驟S31)。然后，對(duì)該圖像進(jìn)行灰度等級(jí)化，并且以規(guī)定的閾值進(jìn)行二值化，血球滯留部以白色顯示(步驟S32)。
在二值化后，從白色部分去除被誤識(shí)別為血球滯留部的邊緣的噪聲、血流的影像 (步驟S33)。在此，將小于預(yù)先設(shè)定的閾值的面積的白色部分設(shè)為噪聲，并且將X方向和Y 方向的長(zhǎng)度之比為規(guī)定范圍以外的白色部分設(shè)為血流的影像，并分別進(jìn)行黑色化處理。
去除噪聲等后的圖像通過形態(tài)學(xué)(morphology)處理被進(jìn)行膨脹伸縮處理，白色部分的間隙被涂掉(步驟S34)。而且，到此為止剩下的白色部分被判定為血球滯留部(步馬聚S35)ο 這樣檢測(cè)出血球滯留部，該血球滯留部的某個(gè)閘門2 被檢測(cè)為堵塞的閘門25a。
接著，如圖13所示，通過運(yùn)算處理部70E算出血球滯留部的體積V (步驟S40)。在此，例如使用日本特開平5-79970號(hào)公報(bào)所記載的公知方法算出閘門25a內(nèi)的血球滯留部的面積，對(duì)該面積相乘閘門25a的高度h，由此算出使閘門2 堵塞的血球滯留部的體積V。
接著，通過運(yùn)算處理部70E判別血球滯留部的血球種類(步驟S50)。紅血球R被判別為處于紅色的色調(diào)范圍內(nèi)的白色部分。關(guān)于白血球W，既可以利用亮度進(jìn)行判別，也可以利用比其它血球種類大的性質(zhì)，判別為孔少的白色部分、每單位面積的邊緣數(shù)少的白色部分。
此外，如果測(cè)量對(duì)象的血液僅包含紅血球R和白血球W中的某一種，則省略該血球種類判別步驟。
接著，通過運(yùn)算處理部70E算出閘門25a的堵塞比例C (步驟S60)。在此，按血球滯留部的不同體積V，算出被該體積V的血球滯留部堵塞的閘門25a的比例來作為堵塞比例C。此外，優(yōu)選的是堵塞比例C為相對(duì)于閘門25a的總數(shù)的比例，但是在并不是所有的閘門2 都包含在血流圖像中的情況下，也可以設(shè)為相對(duì)于包含在血流圖像中的閘門25a的數(shù)量的比例。
另外，在該步驟中，既可以按規(guī)定范圍的不同體積V算出堵塞比例C，也可以不按不同體積V計(jì)算而是算出關(guān)于所有的血球滯留部的平均。在后者的情況下，例如如圖16所示，在18個(gè)閘門2 中的8個(gè)閘門被白血球W堵塞時(shí)，算出堵塞比例C = 8/18 = 0. 44。
接著，通過運(yùn)算處理部70E算出血球的變形能力(步驟S70)。在此，根據(jù)通過步驟S40和步驟S60算出的血球滯留部的體積V和堵塞比例C，描繪出將它們分別設(shè)為橫軸和縱軸的如圖17所示的圖表，通過對(duì)將該圖表的堵塞比例C積分得到的值的倒數(shù)相乘規(guī)定系數(shù)，算出血球的變形能力。也就是說，算出滿足下式(3)的DJt為血球的變形能力。
D1 = α 2/ / CdV ...(3) 在此，α 2是通過預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)設(shè)定的規(guī)定系數(shù)，更詳細(xì)地說，是設(shè)定為以通過其它裝置測(cè)量得到的紅血球的變形能力為基準(zhǔn)而能夠根據(jù)通過血球變形能力測(cè)量裝置IE算出的紅血球的體積V和堵塞比例C算出該變形能力的系數(shù)。此外，在預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)中，在α 2相對(duì)于有關(guān)體積V的堵塞比例C的積分值不固定的情況下，只要設(shè)為針對(duì)該積分值的查找表即可。
另外，在步驟S60中，在算出了關(guān)于所有的血球滯留部進(jìn)行平均得到的堵塞比例C 的情況下，也可以算出滿足下式(3a)的Dia作為血球的變形能力。
Dia= α 2a/C ...(3a) 在此，α、是通過預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)設(shè)定的規(guī)定系數(shù)，是與上述式(3)中的α 2 同樣地設(shè)定的系數(shù)。
在此，作為變形能力算出的D1或Dia表示其值越大，血球越軟，變形能力越高。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1Ε，根據(jù)閘門25a的堵塞比例C和血球滯留部的體積V算出血球的變形能力，因此不限定于保持橢圓形狀的紅血球R，即使是變形蟲狀的白血球W也能夠測(cè)量其變形能力。另外，算出通過寬度小于血球直徑的閘門25a的血球的變形能力，因此利用閘門2 模擬毛細(xì)血管來能夠測(cè)量當(dāng)血球通過毛細(xì)血管時(shí)的變形能力。并且，在顯示器8上顯示通過寬度小于血球直徑的閘門25a的血液的流動(dòng)，因此能夠確認(rèn)由于閘門2 而速度降低的血球，與在圖像上血球以相同速度流動(dòng)的以往技術(shù)相比，在視覺上能夠容易捕捉血球在變形的同時(shí)移動(dòng)的情形。
[第三變形例] 接著，說明作為上述實(shí)施方式所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置IE的第三變形例的血球變形能力測(cè)量裝置1F。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素附加同一標(biāo)記，并省略其說明。
如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IF具備過濾器2F以代替上述實(shí)施方式中的過濾器2E，如圖2所示，過濾器2F具備流路部25F以代替流路部25E。
如圖18所示，流路部25F具備多個(gè)閘門25aF，該多個(gè)閘門25aF是被排列間隔不同的多個(gè)提壩部22bF、...夾著而形成的。該多個(gè)閘門25aF的寬度比血球直徑小，并且互不相同，在本第三變形例中，沿提壩部22bF的排列方向逐漸變化。
接著，主要參照?qǐng)D19說明血球變形能力測(cè)量裝置IF的動(dòng)作。
圖19是由血球變形能力測(cè)量裝置IF進(jìn)行的變形能力測(cè)量的流程圖。
首先，如圖19所示，測(cè)量對(duì)象的血液流入過濾器2F(步驟Tl)，提取流路部25E的血流圖像(步驟1 。這些步驟與上述實(shí)施方式中的步驟SlO和步驟S20同樣地進(jìn)行。
接著，通過運(yùn)算處理部70E處理血流圖像，針對(duì)每個(gè)不同寬度提取閘門25aF的血流圖像(步驟T3)。在本第三變形例中，以各閘門25aF分割血流圖像并提取。
接著，在通過運(yùn)算處理部70E檢測(cè)出由血球滯留部堵塞的閘門25aF之后(步驟 T4)，算出該血球滯留部的體積V(步驟T5)，接著，判別該血球滯留部的血球種類(步驟 T6)。這些步驟與上述實(shí)施方式中的步驟S30 S50同樣地進(jìn)行。
接著，通過運(yùn)算處理部70E檢測(cè)由血球滯留部堵塞的閘門25aF的寬度中的最大寬度作為最大堵塞寬度L (步驟T7)。
接著，通過運(yùn)算處理部70E算出血球的變形能力(步驟T8)。在此，根據(jù)通過步驟 T7算出的血球滯留部的最大堵塞寬度L以及使與該最大堵塞寬度L對(duì)應(yīng)的閘門25aF堵塞的血液滯留部的體積V，算出滿足下式的D2作為血球的變形能力。
D2 = β X L/V — (4) 在此，β是通過預(yù)先進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)設(shè)定的規(guī)定系數(shù)，是與上述式C3)中的α 2同樣地設(shè)定的系數(shù)。
另外，在該步驟中，也可以算出滿足下式(5)的D3作為血球的變形能力。
D3 = L/L0 ...(5) 在此，L0是當(dāng)使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過閘門25aF時(shí)，被該血液中的血球堵塞的閘門 25aF中的按該血球的不同體積的最大堵塞寬度L中、在血球的體積為式(4)中的V時(shí)的值， 規(guī)定的基準(zhǔn)血液是標(biāo)準(zhǔn)健康度的血液。
在此，作為變形能力算出的D2表示其值越大，血球越硬。另外，D3表示其值為1時(shí)血球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)硬度，表示越大于1越硬，越小越軟。在算出D3的情況下，作為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)健康度的血球的相對(duì)值表示變形能力，因此不依賴于血球滯留部的體積V而能夠唯一地理解變形能力的程度。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1F，能夠起到與上述實(shí)施方式相同的效果。
此外，在本第三變形例中，記載了閘門25aF具有沿提壩部22bF的排列方向逐漸變化的寬度的情況，但是例如圖20的(a)、(b)所示，也可以設(shè)置具有沿血流方向(圖中的Y 方向)逐漸變小的各寬度的多級(jí)閘門2fei、…。在圖20的(a)、(b)所示的例子中，被在各級(jí)中排列間隔不同的四級(jí)提壩部22bi 22比分別夾著而形成的閘門25 25 分別具有針對(duì)沿血流方向的每級(jí)逐漸變小的寬度。在使用這種閘門25 25 的情況下，能夠評(píng)價(jià)為在更上游使大量血球滯留的血液為具有多的硬血球的血液。此外，圖20的(a)是表示流過包含大量的軟血球的血液的狀態(tài)的圖，圖20的(b)是表示流過包含大量的硬血球的血液的狀態(tài)的圖。
[第四變形例] 接著，說明作為上述實(shí)施方式所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置IE的第四變形例的血球變形能力測(cè)量裝置1B。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素附加同一標(biāo)記，并省略其說明。
如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IB具備過濾器2B以代替上述實(shí)施方式中的過濾器2E，如圖2所示，過濾器2B具備流路部25B以代替流路部25E。
如圖21所示，流路部25B具有多個(gè)閘門25aB，該多個(gè)閘門25aB是被排列間隔按每固定個(gè)數(shù)發(fā)生變化的多個(gè)提壩部22bB、…夾著而形成。該多個(gè)閘門25aB形成為寬度比血球直徑小，并且按寬度形成多個(gè)組，在本第四變形例中，以三個(gè)來構(gòu)成組，沿提壩部22bB的排列方向逐漸變化。
具備以上結(jié)構(gòu)的血球變形能力測(cè)量裝置IB通過進(jìn)行與上述第三變形例中的血球變形能力測(cè)量裝置IF相同的動(dòng)作，能夠算出血球的變形能力。但是，在檢測(cè)最大堵塞寬度 L時(shí)(步驟T7)，優(yōu)選的是如圖22所示那樣按閘門25aB的不同寬度求出閘門25aB的堵塞比例C，檢測(cè)該堵塞比例C最大的閘門25aB的寬度作為最大堵塞寬度L。
另外，也可以是如圖23所示，按閘門25aB的不同寬度求出閘門25aB的堵塞個(gè)數(shù)， 檢測(cè)用該堵塞個(gè)數(shù)取了平均的閘門25aB的寬度或者該堵塞個(gè)數(shù)最大的閘門25aB的寬度作為最大堵塞寬度L。此外，在圖22、圖23中，由于流過閘門25aB的血液中所包含的血球的大小并不均勻，分布具有偏差，因此在中間的閘門寬度處產(chǎn)生分布的峰值。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1B，當(dāng)然起到與上述實(shí)施方式相同的效果， 具有按寬度形成多個(gè)組的閘門25aB，能夠根據(jù)作為按該閘門25aB的不同寬度的堵塞比例C 最大的閘門25aB的寬度求出的最大堵塞寬度L算出血球的變形能力，因此使用更多的閘門 25aB算出變形能力，得到更穩(wěn)定的計(jì)算結(jié)果。
[第五變形例] 接著，說明作為上述實(shí)施方式所涉及的血球變形能力測(cè)量裝置IE的第五變形例的血球變形能力測(cè)量裝置1C。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素附加同一標(biāo)記，并省略其說明。
如圖1所示，血球變形能力測(cè)量裝置IC具備過濾器2C以代替上述實(shí)施方式中的過濾器2E，如圖2所示，過濾器2C具備流路部25C以代替流路部25E。
如圖M所示，流路部25C具有多個(gè)閘門2feC，該多個(gè)閘門25aC是被在血流方向 (圖中的Y方向)上前頭粗的多個(gè)提壩部22bC、…夾著而形成。該多個(gè)閘門25aC的寬度沿血流方向逐漸變小，并且形成為比血球直徑小。
具有以上結(jié)構(gòu)的血球變形能力測(cè)量裝置IC通過進(jìn)行與上述第三變形例中的血球變形能力測(cè)量裝置IF相同的動(dòng)作，能夠算出血球的變形能力。但是，在檢測(cè)最大堵塞寬度 L時(shí)(步驟T7)，在由血球滯留部堵塞的閘門25aC中，檢測(cè)該血球滯留部所滯留的位置處的該閘門25aC的寬度作為最大堵塞寬度L。
如上所述，根據(jù)血球變形能力測(cè)量裝置1C，當(dāng)然起到與上述實(shí)施方式相同的效果， 在顯示器8上顯示形成為寬度沿血流方向逐漸變小的閘門25aC內(nèi)的血流圖像，因此在視覺上容易捕捉由血球滯留部堵塞的閘門25aC的寬度。
此外，在本實(shí)施方式及其變形例中，記載了算出紅血球R和/或白血球W的變形能力的情況，但是也可以還判別白血球W中的顆粒球、淋巴球以及單核細(xì)胞，并算出它們的各變形能力。通過這樣，能夠進(jìn)行更詳細(xì)的血液診斷。對(duì)于顆粒球、淋巴球以及單核細(xì)胞的判別，例如使用日本特開2001-174456號(hào)公報(bào)所記載的公知方法即可。
另外，關(guān)于除此之外的方面，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式及其變形例，當(dāng)然能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
權(quán)利要求
1.一種血球變形能力測(cè)量裝置，從寬度大于血球直徑的上游平臺(tái)向?qū)挾刃∮谘蛑睆降拈l門流動(dòng)血液，測(cè)量該血液中的血球的變形能力，該血球變形能力測(cè)量裝置的特征在于， 具備攝像單元，拍攝通過上述上游平臺(tái)和上述間門的血液的流動(dòng)；速度計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出通過上述上游平臺(tái)或上述閘門的血球的速度；體積計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出通過上述間門的血球的體積；以及變形能力計(jì)算單元，根據(jù)上述血球的速度和上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(1)或式O)的D1或D2作為上述血球的變形能力，D1 = α /(SXV) ... (1)D2 = 1/(SXV)/(1/(S0XV0)) - (2)其中，α是規(guī)定系數(shù)，S是通過上述上游平臺(tái)或上述閘門的血球的速度，V是通過上述閘門的血球的體積，S0是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述上游平臺(tái)或上述閘門時(shí)的該血液中的血球的速度，V0是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)的該血液中的血球的體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述速度計(jì)算單元算出上述血球通過上述間門所需的通過時(shí)間的倒數(shù)作為上述血球的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，具有血流圖像顯示單元，該血流圖像顯示單元在顯示畫面上顯示通過上述攝像單元得到的血流圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 上述閘門有多個(gè)，具備堵塞狀態(tài)計(jì)算單元，該堵塞狀態(tài)計(jì)算單元算出由上述速度計(jì)算單元得到的血球的速度為零的被上述血球堵塞的上述閘門的堵塞比例，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的堵塞比例和上述體積計(jì)算單元所算出的使上述閘門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述血球的不同體積算出被該體積的血球堵塞的上述閘門的堵塞比例，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(3) WD1作為上述血球的變形能力， D1 = α 2/ / CdV ... (3)其中，α 2是規(guī)定系數(shù)，C是上述閘門的堵塞比例，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)上述間門沿血流方向被排列設(shè)置多個(gè)且以從血流方向的上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變窄的方式形成為多個(gè)不同的寬度，或者，沿與血流方向正交的方向被排列設(shè)置多個(gè)且以多個(gè)不同的寬度形成，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門的寬度中的最大寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 多個(gè)上述閘門按寬度形成多個(gè)組，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述間門的不同寬度求出被上述血球堵塞的上述間門的堵塞比例，檢測(cè)該堵塞比例最大的上述閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 上述閘門形成為寬度向血流方向的下游側(cè)變小，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門中的該血球的堵塞位置處的該閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使上述閘門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(4)或式(5)的D2或D3作為上述血球的變形能力，D2 = β X L/V — (4) D3 = L/L0 …(5)其中，β是規(guī)定系數(shù)，L是上述間門的最大堵塞寬度，Ltl是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)，被該血液中的血球堵塞的閘門中的按該血球的不同體積的最大堵塞寬度中、在血球的體積為式中的V時(shí)的值，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
11.一種血球變形能力測(cè)量裝置，向形成為寬度小于血球直徑的多個(gè)閘門流動(dòng)血液，測(cè)量該血液中的血球的變形能力，該血球變形能力測(cè)量裝置的特征在于，具備攝像單元，拍攝通過上述閘門的血液的流動(dòng)；堵塞狀態(tài)計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出被上述血球堵塞的上述閘門的堵塞比例；體積計(jì)算單元，根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，算出使上述間門堵塞的上述血球的體積；以及變形能力計(jì)算單元，根據(jù)上述間門的堵塞比例和上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述血球的不同體積算出被該體積的血球堵塞的上述閘門的堵塞比例，上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(3) WD1作為上述血球的變形能力， D1 = α 2/ / CdV ... (3)其中，α 2是規(guī)定系數(shù)，C是上述閘門的堵塞比例，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于，具有血流圖像顯示單元，該血流圖像顯示單元在顯示畫面上顯示通過上述攝像單元得到的血流圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 多個(gè)上述間門沿血流方向被排列設(shè)置多個(gè)且以從血流方向的上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變窄的方式形成為多個(gè)不同的寬度，或者，沿與血流方向正交的方向被排列設(shè)置多個(gè)且以多個(gè)不同的寬度形成，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門的寬度中的最大寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
15.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 多個(gè)上述閘門按寬度形成多個(gè)組，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元按上述間門的不同寬度求出被上述血球堵塞的上述間門的堵塞比例，檢測(cè)該堵塞比例最大的上述閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積計(jì)算單元所算出的使與上述最大堵塞寬度對(duì)應(yīng)的上述間門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
16.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 上述閘門形成為寬度向血流方向的下游側(cè)變小，上述堵塞狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)通過上述攝像單元得到的血流圖像，檢測(cè)被上述血球堵塞的上述閘門中的該血球的堵塞位置處的該閘門的寬度作為最大堵塞寬度，上述變形能力計(jì)算單元根據(jù)上述間門的最大堵塞寬度和上述體積單元所算出的使上述閘門堵塞的上述血球的體積，算出上述血球的變形能力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14 16中的任一項(xiàng)所述的血球變形能力測(cè)量裝置，其特征在于， 上述變形能力計(jì)算單元算出滿足以下的式(4)或式(5)的D2或D3作為上述血球的變形能力，D2 = β X L/V — (4) D3 = L/L0 …(5)其中，β是規(guī)定系數(shù)，L是上述間門的最大堵塞寬度，Ltl是在使規(guī)定的基準(zhǔn)血液通過上述閘門時(shí)，被該血液中的血球堵塞的閘門中的按該血球的不同體積的最大堵塞寬度中、在血球的體積為式中的V時(shí)的值，V是使上述閘門堵塞的上述血球的體積。
全文摘要
一種血球變形能力測(cè)量裝置，具備TV攝像機(jī)(3)，其為了測(cè)量紅血球和白血球通過毛細(xì)血管時(shí)的各變形能力，拍攝通過寬度大于血球直徑的上游平臺(tái)(25b)和寬度小于血球直徑的閘門(25a)的血液的流動(dòng)；以及運(yùn)算處理部(70)，其根據(jù)由TV攝像機(jī)(3)得到的血流圖像，算出通過上游平臺(tái)(25b)或閘門(25a)的血球的速度(S)以及通過閘門(25a)的血球的體積(V)，并且根據(jù)這些血球的速度(S)和血球的體積(V)算出血球的變形能力。
文檔編號(hào)G01N15/00GK102187217SQ200980141499
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者一谷修司 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社