JPH0616037B2 - Automated cytology imaging device - Google Patents
Automated cytology imaging deviceInfo
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- JPH0616037B2 JPH0616037B2 JP63021803A JP2180388A JPH0616037B2 JP H0616037 B2 JPH0616037 B2 JP H0616037B2 JP 63021803 A JP63021803 A JP 63021803A JP 2180388 A JP2180388 A JP 2180388A JP H0616037 B2 JPH0616037 B2 JP H0616037B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は細胞等を顕微鏡下で観察し、その標本像を一時
的に蓄積するための装置に関するもので、例えば蓄積さ
れた標本像から細胞の種類などを自動的にタイプ分類す
る、いわゆる細胞診の自動化に対して有効な画像を提供
する細胞診自動化撮影装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for observing cells and the like under a microscope and temporarily accumulating a specimen image thereof. For example, cells from the accumulated specimen images can be used. The present invention relates to an automated cytodiagnosis apparatus that provides effective images for so-called cytodiagnosis automation that automatically classifies types of cells.
[従来の技術] 細胞像撮影手段を備えた従来の装置として、「臨床検
査」vol.28 No.3,1984年3月発行、292 〜297 頁に記
載されている細胞診の自動化システムがある。例えば、
同文献の第293 頁図1に示す「がん細胞自動検出システ
ム」の細胞像撮影手段は、染色・固定されたプレパラー
ト標本にコンデンサレンズで集光したランプの光を投射
し、標本の透過光を顕微鏡で捉えてカラーTVカメラで
撮影する。電気信号となった画像はA/D 変換されコンピ
ュータ内のフレームメモリへ蓄積される。これらの画像
はコンピュータを用いた画像処理が施され、がん細胞な
どの抽出、分類が行われる。[Prior Art] As a conventional device equipped with a cell image capturing means, there is an automated system for cytodiagnosis described in “Clinical Examination” vol.28 No.3, issued March 1984, pp.292-297. . For example,
The cell image capturing means of the "automatic detection system for cancer cells" shown in Fig. 1 on page 293 of the same document projects the light of the lamp condensed by the condenser lens onto the prepared and fixed preparation specimen, and the transmitted light of the specimen. Captured with a microscope and photographed with a color TV camera. The image that becomes an electrical signal is A / D converted and stored in the frame memory in the computer. These images are subjected to image processing using a computer, and cancer cells and the like are extracted and classified.
別の従来技術として、「フローサイトメトリハンドブッ
ク」昭和59年11月30日発行第24〜25頁に記載
されているいわゆるフローサイトメータがある。この装
置は同文献第25頁図−1に示すように顕微鏡下観察部
へフローセルを配置し、これに細胞懸濁液をシースフロ
ーにして高速で送り込み、これにレーザ光を照射し各細
胞からの散乱光や蛍光を顕微鏡などで採光し、フォトト
デテクタでその光量を計測してメモリに蓄えるものであ
る。これら細胞に関する情報は短時間で大量に得られる
ため、コンピュータでは主に統計的処理が行われる。Another conventional technique is a so-called flow cytometer described in "Flow cytometry handbook", pages 24 to 25, issued on November 30, 1984. As shown in Figure 1 on page 25 of the same document, this device arranges a flow cell in the observation section under the microscope, sends the cell suspension into the sheath flow at high speed, and irradiates it with laser light to irradiate each cell. The scattered light and fluorescence of are collected by a microscope and the amount of light is measured by a phototodetector and stored in a memory. Since a large amount of information about these cells can be obtained in a short time, the computer mainly performs statistical processing.
[発明が解決しようとする課題] 前記従来技術のうち、前者の例は、顕微鏡観察部に細胞
をプレパラートとして固定して同時に複数の細胞を撮影
するというものであるが、この方法では標本によって顕
微鏡の視野範囲に入る細胞数がまちまちであり、標本間
の比較に悪い影響を及ぼしていること、また視野内に入
る細胞数にも限度があり、統計処理を行う際の母集団と
しては数が少いこと等の問題点があった。さらにコンピ
ュータによる画像処理を行う場合には、各細胞が不整列
であることや、重なっている場合があることなどが処理
時間の短縮を阻む原因となっている。[Problems to be Solved by the Invention] Among the above-mentioned conventional techniques, the former example is to fix a cell as a preparation in a microscope observation section and simultaneously image a plurality of cells. The number of cells in the field of view of the field varies, which adversely affects comparison between samples, and the number of cells in the field of view is also limited, so that the number of cells in the statistical processing is limited. There were problems such as few things. Further, in the case of performing image processing by a computer, the misalignment of cells or the overlapping of cells may cause a reduction in processing time.
前記従来技術の後者の例であるフローサイトメータでは
シースフロー技術を用いているため短時間に大量の細胞
を測定ポイントへ送り込むことができ、統計的処理に有
利である。しかしながら数千個に1個の頻度でしか存在
しないような少ない細胞については本方法では検出する
ことができないという問題点があった。Since the flow cytometer, which is the latter example of the above-mentioned conventional technique, uses the sheath flow technique, a large amount of cells can be sent to the measurement point in a short time, which is advantageous for statistical processing. However, there is a problem in that the present method cannot detect a small number of cells that exist at a frequency of only one in thousands.
本発明の目的は大量の且つ互に分離して整列した細胞の
像を撮影する装置を提供することである。It is an object of the present invention to provide an apparatus for taking a large number of cells and images of cells that are separated from each other and aligned.
[課題を解決するための手段] 本発明の細胞診自動化撮影装置は、外周部および中央部
に、それぞれ導入側流路端および排出側流路端を有する
とともに、細胞などが一列に整列し得る程度の管径を有
して、同一平面内に形成された渦巻状毛細管流路と、細
胞懸濁液およびシース液を導入して細胞懸濁液をシース
液で包み込んで縮流させ、該懸濁液中の細胞などを一列
に整列させて上記渦巻状毛細管流路の導入側流路端へ流
出させるためのシースフロー形成部と、を備えてなるシ
ースフローセルと、上記シースフローセルに投光する光
源と、該シースフローセルの渦巻状毛細管流路全体の像
を捉える顕微鏡と、該顕微鏡の捉えた像を撮影する撮影
手段と、その撮影画像を蓄積しておく蓄画手段と、を備
えてなる撮影装置との組合せからなることを特徴とす
る。[Means for Solving the Problems] The automated cytodiagnosis apparatus of the present invention has an introduction-side flow path end and a discharge-side flow path end in the outer peripheral portion and the central portion, respectively, and cells and the like can be aligned in a line. A spiral capillary flow path formed in the same plane with a tube diameter of a certain degree, and a cell suspension and a sheath fluid are introduced to wrap the cell suspension in the sheath fluid to contract the suspension. A sheath flow cell provided with a sheath flow forming part for aligning cells in a suspension liquid in a row and flowing out to the introduction side flow path end of the spiral capillary flow path, and projecting light onto the sheath flow cell. A light source, a microscope that captures an image of the entire spiral capillary channel of the sheath flow cell, a photographing unit that captures the image captured by the microscope, and a storage unit that stores the captured image. Must be combined with an imaging device Is characterized by.
[作 用] シースフローセルは、シース液で細胞懸濁液を包み込ん
で縮流させ、毛細流路において細胞を一つづつ流すこと
のできる装置である。本発明では、この毛細流路を延長
して渦巻状に収束する形にしてあるので、細胞はその流
路中を端部に至るまでに一列に整列して渦巻状に流れる
ことになる。この状態で光源から渦巻流路全体に投光
し、それによる各細胞からの光を顕微鏡によって採光し
て、光軸延長上にある撮影手段で捉えて蓄画像手段で蓄
積する。[Operation] The sheath flow cell is a device capable of wrapping a cell suspension in a sheath liquid to cause a contraction, and flowing cells one by one in a capillary channel. In the present invention, this capillary channel is extended and converged in a spiral shape, so that cells flow in a spiral shape in a line in the channel until reaching the end. In this state, light is projected from the light source over the entire spiral flow path, and light from each cell due to the light is collected by a microscope, captured by a photographing means on the optical axis extension, and accumulated by a storage image means.
このように、長い毛細流路をを渦巻状にしてコンパクト
にしているため顕微鏡の同一視野内に多くの細胞を捉
え、これを撮影することができる。この撮影においては
各細胞はシースフローセルによって一つづつ分離された
状態で撮影される。As described above, since the long capillary channel is made into a spiral shape to be compact, many cells can be captured and photographed in the same visual field of the microscope. In this photographing, each cell is photographed in a state of being separated one by one by the sheath flow cell.
なお、蓄積画像から各細胞を一つづつ解析してゆく際
に、渦巻形状に沿って検索すれば、高速に処理すること
ができる。It should be noted that when each cell is analyzed one by one from the accumulated image, it is possible to perform high-speed processing by searching along the spiral shape.
[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図から第4図の図面を用
いて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS. 1 to 4.
本実施例は細胞撮影装置(第1図)と、撮影された像の
解析を行う画像処理装置(第2図)からなる。第3図は
該細胞撮影装置に用いる渦巻状毛細流路をもつシースフ
ローセルの構成図を示し、第4図は同じく細胞撮影装置
で用いる画像蓄積手段であるディスクフィルムの撮影後
の状態を示した図である。The present embodiment comprises a cell imaging device (Fig. 1) and an image processing device (Fig. 2) that analyzes the captured image. FIG. 3 shows a configuration diagram of a sheath flow cell having a spiral capillary flow path used in the cell imaging device, and FIG. 4 shows a state after imaging of a disk film which is an image storage means also used in the cell imaging device. It is a figure.
第1図に示す細胞撮影装置について説明すると、細胞を
シースフローにして観察するシースフローセル6に対し
て、その下側に白色ストロボ光源1と、その光を集光し
てシースフローセル6に照射するためのコンデンサレン
ズ2があり、上側にはシースフローセル6の渦巻状流路
を透過した光を採光する顕微鏡3、さらにその光軸延長
上に採光した光の像を撮影するカメラ4が設けられてい
る。シースフローセル6からコントロール部5へは、シ
ールフローセル6内の流量を伝える信号ケーブル13が
接続されている。またコントロール部5から白色ストロ
ボ光源1へは、発光タイミングを伝えるための信号ケー
ブル14が、またカメラ4へはシャッタ開閉信号を伝え
る信号ケーブル15が接続されている。シースフローセ
ル6には、細胞懸濁液7を取り込む管10およびシース
液8を取り込む管11ならびに排液9を放出する管12
が設けられている。The cell imaging apparatus shown in FIG. 1 will be described. For a sheath flow cell 6 for observing cells in a sheath flow, a white strobe light source 1 is provided below the sheath flow cell 6, and the light is condensed and applied to the sheath flow cell 6. There is a condenser lens 2 for this, and a microscope 3 for collecting the light transmitted through the spiral flow path of the sheath flow cell 6 and a camera 4 for taking an image of the collected light on the optical axis extension are provided on the upper side. There is. A signal cable 13 for transmitting the flow rate in the seal flow cell 6 is connected from the sheath flow cell 6 to the control unit 5. A signal cable 14 for transmitting a light emission timing is connected from the control unit 5 to the white strobe light source 1, and a signal cable 15 for transmitting a shutter opening / closing signal is connected to the camera 4. In the sheath flow cell 6, a tube 10 for taking in the cell suspension 7, a tube 11 for taking in the sheath liquid 8 and a tube 12 for discharging the drainage 9 are provided.
Is provided.
第3図に示すように細胞懸濁液用の管10はシースフロ
ー形成部18中央のサンプル液ノズルへつながってお
り、シース液用の管11はシース液ポート23と接続て
いる。シールフロー形成部18の下流は渦巻状毛細流路
19となっており、その流路端20は排液用の管12に
つながっている。シース液ポート23と流路端20近傍
とからそれぞれ導管22および21が延びており、ダイ
ヤフラム形差圧計16の別々の面へ導かれている。この
差圧計からはコントロール部5へ流量信号を伝える信号
ケーブル13が出ている。なお、上記シースフローセル
6内の流路はガラス板、ステンレス板またはシリコン板
中に作られており、該板の上下面には光が通過できるよ
うにガラス等の透明板が貼着されている。As shown in FIG. 3, the tube 10 for cell suspension is connected to the sample liquid nozzle in the center of the sheath flow forming part 18, and the tube 11 for sheath liquid is connected to the sheath liquid port 23. A spiral capillary flow path 19 is provided downstream of the seal flow forming portion 18, and the flow path end 20 is connected to the drainage pipe 12. Conduits 22 and 21 extend from the sheath liquid port 23 and the vicinity of the flow path end 20, respectively, and are guided to different surfaces of the diaphragm type differential pressure gauge 16. From the differential pressure gauge, a signal cable 13 for transmitting a flow rate signal to the control unit 5 is output. The flow path in the sheath flow cell 6 is made of a glass plate, a stainless plate, or a silicon plate, and transparent plates such as glass are attached to the upper and lower surfaces of the plate so that light can pass therethrough. .
第4図はカメラ4に内蔵される画像記録用ディスクフィ
ルム24の撮影後の状態を示しており、図示の如く渦巻
状毛細流路19を流れる細胞の像25を記録している。FIG. 4 shows a state after the image recording disc film 24 built in the camera 4 is photographed, and an image 25 of cells flowing in the spiral capillary channel 19 is recorded as shown in the figure.
第2図に示す画像処理装置は上記ディスクフィルム24
へ透過光を照射する白色光源27と、その光を集光する
役目のコンデンサレンズ28がディスクフィルム24の
下側にある。また上側には、透過光を採光できる位置に
テレビカメラ29があり、それと画像処理部31は信号
ケーブルで接続されている。また画像処理部31にはデ
ィスプレイテレビ32が接続されている。なおディスク
フィルム24はその円中央を中心にして矢印26のよう
に回転せしめられるように支持される。また矢印30は
テレビカメラのスライド方向を示す。The image processing apparatus shown in FIG.
A white light source 27 that irradiates transmitted light to the light source and a condenser lens 28 that collects the light are provided below the disc film 24. Further, on the upper side, there is a television camera 29 at a position where the transmitted light can be collected, and the television camera 29 and the image processing unit 31 are connected by a signal cable. A display television 32 is connected to the image processing unit 31. The disc film 24 is supported so as to be rotatable around the center of the circle as shown by an arrow 26. The arrow 30 indicates the sliding direction of the television camera.
以上の構成からなる本実施例の動作の説明を以下に述べ
る。The operation of the present embodiment having the above configuration will be described below.
第3図に示す渦巻流路を持つシースフローセル6におい
て細胞懸濁液7は管10から、また、シース液8は管1
1から導入される。シースフロー形成部18では中央の
ノズルから出た細胞懸濁液7をシース液8で包み込んで
縮流させ、細胞17を図示のように一例に整列させて渦
巻状毛細流路19へ導く。細胞17は流路端20へ到達
した後排液管12を通って排出される。渦巻状毛細流路
19を通過する流量はシース液ポート23と流路端20
の間の差圧を計測して知ることができる。これについて
は技術資料「流体計測法」日本機械学会編,第214頁
「層流流量計」の項で、その原理が述べられている。本
実施例ではシース液ポート23と流路端20の各圧力を
それぞれ導管22,21を用いた歪センサを貼りつけた
ダイヤフラム形差圧計16の両面へ導き、その差圧をダ
イヤフラムの歪量で検出する。検出信号はケーブル13
によってコントロール部15へ伝達される。In the sheath flow cell 6 having the spiral flow path shown in FIG. 3, the cell suspension 7 is from the tube 10 and the sheath liquid 8 is from the tube 1.
Introduced from 1. In the sheath flow forming section 18, the cell suspension 7 discharged from the central nozzle is wrapped with the sheath liquid 8 to be contracted, and the cells 17 are aligned in an example as shown in the drawing and guided to the spiral capillary channel 19. After reaching the flow path end 20, the cells 17 are discharged through the drainage pipe 12. The flow rate of the fluid passing through the spiral capillary channel 19 depends on the sheath liquid port 23 and the channel end 20.
It can be known by measuring the differential pressure between the two. The principle of this is described in the technical data “Fluid measurement method” edited by the Japan Society of Mechanical Engineers, page 214, “Laminar flow meter”. In this embodiment, the respective pressures of the sheath liquid port 23 and the flow path end 20 are introduced to both sides of the diaphragm type differential pressure gauge 16 to which the strain sensors using the conduits 22 and 21 are attached, and the differential pressure is expressed by the strain amount of the diaphragm. To detect. Detection signal is cable 13
Is transmitted to the control unit 15.
シースフローセル6の上下面は透明体で覆われているた
め渦巻状毛細流路19の上下面から流路中の細胞17を
観察することができる。細胞懸濁液7をシースフローに
して流し始めてからその先頭が流路端20に到達する時
間をΔTとすると、ΔTは渦巻状毛細流路19の長さを
流速で除して知ることができる。第1図に示すコントロ
ール部5では予め記憶させてある毛細流路長と、ケーブ
ル13から随時伝達されてくる流量検出信号とを用いて
上記ΔTを算出しており、これに基づいて細胞17が毛
細流路19の中を端部20まで満たす時間を予測し、そ
の瞬間に信号ケーブル14,15を通して白色ストロボ
光源1とカメラ4とへスイッチ信号を送る。この信号を
受けて白色ストロボ光源1より放たれたストロボ光はコ
ンデンサ2により集光され、シースフローセル6の下面
より毛細流路19を照らす。流路19を透過したストロ
ボ光は顕微鏡3によって採光され、カメラ4へ導かれ
る。カメラ4では先にコントロール部5から受けた前記
スイッチ信号によりシャッタを開放しており、上記透過
光を内蔵の写真フィルム面へ結像する。Since the upper and lower surfaces of the sheath flow cell 6 are covered with a transparent body, the cells 17 in the flow path can be observed from the upper and lower surfaces of the spiral capillary flow path 19. Letting ΔT be the time it takes for the leading end of the cell suspension 7 to reach the flow path end 20 after starting to flow in a sheath flow, ΔT can be found by dividing the length of the spiral capillary flow path 19 by the flow velocity. . In the control unit 5 shown in FIG. 1, the above ΔT is calculated using the capillary channel length stored in advance and the flow rate detection signal transmitted from the cable 13 at any time. The time for filling the end of the capillary channel 19 to the end 20 is predicted, and at that moment, a switch signal is sent to the white strobe light source 1 and the camera 4 through the signal cables 14 and 15. The strobe light emitted from the white strobe light source 1 in response to this signal is condensed by the condenser 2 and illuminates the capillary channel 19 from the lower surface of the sheath flow cell 6. The strobe light transmitted through the flow path 19 is collected by the microscope 3 and guided to the camera 4. In the camera 4, the shutter is opened by the switch signal previously received from the control unit 5, and the transmitted light is imaged on the built-in photographic film surface.
本実施例では第4図に示すようなディスク状のフィルム
24を使用しており、丁度渦巻状毛細流路19がもれな
く撮影できるようになっている。このディスクフィルム
24に撮影された渦巻状毛細流路の像の中には、第4図
に示すように整列した細胞像25が高密度に記録される
ことになる。In this embodiment, a disc-shaped film 24 as shown in FIG. 4 is used so that the spiral capillary channel 19 can be photographed without omission. In the image of the spiral capillaries photographed on the disc film 24, the cell images 25 aligned as shown in FIG. 4 are recorded at high density.
以上のように撮影された細胞像を記録したディスクフイ
ルム24は第2図に示す画像処理装置へかけられる。デ
ィスクフイルム24は、その中心点に関して対称的に矢
印26のように回転せしめられる。そのディスクフイル
ム24へ白色光源27の光がコンデンサレンズ28によ
って集光される。フィルム24からの透過光を捉えるテ
レビカメラ29は上記照射光学系とともに矢印30のよ
うにディスクフィルム24の半径方向へスライドする仕
組となっており、ディスクフィルム24の回転数とスラ
イド速度を適当に調整することで渦巻状毛細流路に沿っ
て細胞像をもれなく採取してゆくことができる。The disc film 24 on which the cell images photographed as described above are recorded is applied to the image processing apparatus shown in FIG. The disc film 24 is rotated symmetrically with respect to its center point as indicated by arrow 26. The light from the white light source 27 is condensed on the disc film 24 by the condenser lens 28. The television camera 29 that captures the transmitted light from the film 24 is designed to slide in the radial direction of the disc film 24 together with the irradiation optical system as shown by the arrow 30, and the rotation speed and the sliding speed of the disc film 24 are adjusted appropriately. By doing so, the cell image can be collected without fail along the spiral capillary channel.
このようにして得られた細胞像画像は画像処理部31へ
送られ、種々の画像処理が施される。それらの結果はデ
ィスプレイテレビ32などに出力される。The cell image image thus obtained is sent to the image processing unit 31 and subjected to various image processing. The results are output to the display TV 32 or the like.
本実施例で示したシースフローセル6の渦巻状毛細流路
19は、例えば流路幅50μm、流路同士の間隔100
μm、流路の総延長50mm、渦巻状流路の外直径3mmに
設定される。このようなシースフローセルを実際に作る
にはエッチングなどの微細加工技術を用いて薄プレート
(ステンレス板、シリコン板またはガラス板など)に流
路を加工し、積層して組み上げる方法が有効である。The spiral capillary flow path 19 of the sheath flow cell 6 shown in this embodiment has, for example, a flow path width of 50 μm and a space between the flow paths of 100.
μm, the total length of the channel is 50 mm, and the outer diameter of the spiral channel is 3 mm. In order to actually manufacture such a sheath flow cell, it is effective to process a flow path in a thin plate (stainless steel plate, silicon plate, glass plate or the like) by using a fine processing technique such as etching, and stack and assemble them.
また外直径3mmの渦巻状毛細流路19全体を各細胞像の
解像度を損うことなく捉えるためには広視野の対物レン
ズを用いれば良い。なお流路幅、流路同士の間隔などを
さらに小さく作れば、流路の稠密性は高まり、それだけ
渦巻状毛細流路19の外直径を小さくすることが可能
で、視野の狭い高倍率の対物レンズが使用でき、より高
精細な細胞像を得ることができる。このような超微細加
工もエッチングなどの微細加工技術を用いれば簡単に行
うことができる。In order to capture the entire spiral capillary channel 19 having an outer diameter of 3 mm without impairing the resolution of each cell image, a wide-field objective lens may be used. If the channel width, the distance between the channels, and the like are made smaller, the denseness of the channels is increased, and the outer diameter of the spiral capillary channel 19 can be reduced accordingly, and the objective with a narrow field of view and high magnification can be obtained. A lens can be used, and a higher-definition cell image can be obtained. Such ultra-fine processing can be easily performed by using a fine processing technique such as etching.
上記寸法を有するシースフローセル6に流す細胞懸濁液
として、例えば血液を考えてみる。人間の血液中の赤血
球数は成人で約5×106個/mm3である。これを2倍程
度に希釈して、その約10倍の流量のシース液の中を流
す。そうすると直径20μm程度のシースフローが形成
され、その中を平均して10μm置き位に赤血球が流れ
ることになる。このシースフローセルの毛細流路19の
長さは50mmなので随時約500 個の赤血球が毛細流路1
9を満たしていることになる。よって本例では一度の撮
影で約500 個の整列した細胞像を捉えることができる。
従来技術の項で述べたようなプレパラート標本を用いた
細胞画像診断装置の細胞処理数は100 個程度が限界だと
されており、一方、従来のフローサイトメトリによる細
胞診断装置では1000個〜数千個が処理される。本実施例
で示した装置は、細胞処理数ではこれらの中間的な性能
を持つが、一人の標本について何度かに分けて繰り返し
て撮影すれば、フローサイトメータと同等の母集団を作
り上げることができる。しかも一個一個の細胞の画像が
蓄積されており、画像診断が可能なので稀少な細胞を見
逃すケースを著しく少なくすることができる。このよう
に本装置は従来の画像処理を用いた細胞診断装置とフロ
ーサイトメータの特徴を合わせ持った装置といえる。Consider, for example, blood as a cell suspension to be passed through the sheath flow cell 6 having the above dimensions. The number of red blood cells in human blood is about 5 × 10 6 cells / mm 3 in adults. This is diluted about 2 times, and the sheath liquid is flowed at a flow rate of about 10 times that. Then, a sheath flow having a diameter of about 20 μm is formed, and erythrocytes flow in the position of 10 μm on average in the sheath flow. Since the length of the capillary flow path 19 of this sheath flow cell is 50 mm, about 500 red blood cells are added to the capillary flow path 1 at any time.
9 is satisfied. Therefore, in this example, it is possible to capture an image of about 500 aligned cells in one shot.
It is said that the number of cells to be processed by the cell image diagnostic equipment using a preparation specimen as described in the section of the prior art is limited to about 100 cells, while on the other hand, the number of cells processed by the conventional flow cytometric cell diagnostic equipment is 1000 to several cells. Thousands are processed. The device shown in this example has an intermediate performance between these in terms of the number of cells to be processed, but if a single sample is divided and photographed repeatedly, a population equivalent to that of a flow cytometer can be created. You can Moreover, since images of individual cells are accumulated and image diagnosis is possible, the number of cases in which rare cells are missed can be significantly reduced. In this way, this device can be said to be a device that combines the features of a conventional cytodiagnostic device using image processing and a flow cytometer.
なお、本実施例に特有の特徴として、ディスクフィルム
24を介することにより、第1図に示す細胞像撮影装置
と第2図に示す画像処理装置を分離できるという点があ
る。これは病院から出て外診する場合に便利である。細
胞像撮影装置はシンプルな構成であり、装置全体を携帯
が可能なところまで小さくすることができるから、出張
先で患者から採取した標本はその場で詳細な画像情報に
変換し得るので、生体試料を保存して持ち帰る必要がな
くなる。例えば細胞診の一つに尿中の含有細胞を調べる
尿沈渣がある。これは初診時試験紙の反応によって供試
尿中に潜血があるとした人の尿を、後日再採取して顕微
鏡等による細胞同定を行う検査である。この場合、初診
時の結果と尿沈渣によるそれとが合致しない場合があ
り、検査日時をずらすのは、緊張時も含め良くないとさ
れている。本実施例の細胞像撮影装置によれば、尿沈渣
が必要な検体を、その場で撮影し持ち帰って画像処理を
行うことができる為、上記問題を容易に解決できる。A characteristic feature of this embodiment is that the cell image photographing device shown in FIG. 1 and the image processing device shown in FIG. 2 can be separated by interposing the disc film 24. This is convenient when going out of the hospital and doing an outpatient examination. The cell imager has a simple structure, and the entire device can be made small enough to be portable, so specimens taken from patients on a business trip can be converted into detailed image information on the spot. Eliminates the need to store and take samples back. For example, one of the cytodiagnosis is a urine sediment for examining the contained cells in urine. This is a test in which the urine of a person who was found to have occult blood in the test urine due to the reaction of the test paper at the first examination is re-collected at a later date to identify cells by a microscope or the like. In this case, the result of the initial examination may not match the result of the urinary sediment, and it is considered not good to shift the examination date and time even in the case of tension. According to the cell image capturing apparatus of the present embodiment, a sample requiring urine sediment can be imaged on the spot, brought back, and subjected to image processing, so that the above problem can be easily solved.
本実施例では照射光源として白色ストロボ光源を用いて
いるが、蛍光色素染色などの前処理をした標本に対して
レーザ光などの単色光を当て、その蛍光量を捉えてもよ
い。In this embodiment, a white strobe light source is used as the irradiation light source, but monochromatic light such as laser light may be applied to a sample that has undergone pretreatment such as dyeing with a fluorescent dye to capture the fluorescence amount.
また渦巻状毛細流路中の細胞からの散乱光と参照光によ
って各細胞のホログラフィを作り、それをホログラムと
して記録し、後ほど立体像を解析するという手法も考え
られる。It is also possible to make a holography of each cell by the scattered light and the reference light from the cells in the spiral capillary channel, record it as a hologram, and analyze the stereoscopic image later.
本実施例では画像処理装置の処理効率を上げるためディ
スクフィルムを用いたが、勿論これは市販の巻取りフィ
ルムを用いても良い。この場合、画像処理装置の方で照
射光および撮影カメラ部を流路の渦巻形状に沿ってトレ
ースさせればよい。In this embodiment, a disk film is used to increase the processing efficiency of the image processing apparatus, but of course, a commercially available winding film may be used. In this case, the image processing apparatus may trace the irradiation light and the photographing camera unit along the spiral shape of the flow path.
また画像を蓄積する手段としてはビデオテープを用いて
もよいし、画像をフレームメモリに一度蓄積しそこから
画像処理部へ信号を回してもよい。また磁気ディスクや
フロッピーディスク、光ディスクなどの蓄積媒体も勿論
利用できる。A video tape may be used as a means for accumulating an image, or an image may be once accumulated in a frame memory and a signal may be passed from there to the image processing section. Storage media such as magnetic disks, floppy disks, and optical disks can of course be used.
第5図は本発明の別の実施例を示す。前述の実施例の構
成要素と同一の構成要素は同じ番号で表わし、それらの
詳細な図示および説明を省略する。本実施例は前記実施
例の細胞像撮影装置にフローサイトメータの機能を複合
させたものである。第1図の白色ストロボ光源1とコン
デンサレンズ2の間にハーフミラー35を挿入する。同
じく顕微鏡3とカメラ4の間にハーフミラー36を挿入
する。レーザ光源33のレーザ光34はハーフミラー3
5で反射し、コンデンサレンズ2を経てシースフローセ
ル6の渦巻状毛細流路入口の細胞17へ照射されるよう
になっている。細胞17からの光41はハーフミラー3
6で反射し、フォトデテクタ37はその光の量を測定す
る所へ設置されている。コントロール部38は白色スト
ロボ光源1やカメラ4以外にフォトデテクタ37、レー
ザ光源33に信号ケーブル39,40で夫々接続されて
いる。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The same components as those of the above-described embodiment are represented by the same numbers, and detailed illustration and description thereof will be omitted. In this embodiment, the function of a flow cytometer is combined with the cell image capturing apparatus of the above embodiment. A half mirror 35 is inserted between the white strobe light source 1 and the condenser lens 2 shown in FIG. Similarly, a half mirror 36 is inserted between the microscope 3 and the camera 4. The laser light 34 of the laser light source 33 is the half mirror 3
It is reflected at 5, and is irradiated onto the cells 17 at the inlet of the spiral capillary channel of the sheath flow cell 6 through the condenser lens 2. Light 41 from cell 17 is half mirror 3
Reflected at 6, the photodetector 37 is installed at a place where the amount of light is measured. The control section 38 is connected to the photo detector 37 and the laser light source 33 in addition to the white strobe light source 1 and the camera 4 by signal cables 39 and 40, respectively.
以上の構成の本実施例は以下のように動作する。The present embodiment having the above configuration operates as follows.
前述の実施例では細胞17が渦巻状毛細流路19に入り
始めてから流路端まで満たす時間ΔTを流量の計測に基
づいて算出し、この時間ΔTの経過した時点で撮影をし
ている。これに対し、本実施例では定数個の細胞の通過
をレーザ測光により検知した時点で撮影を行う。また本
実施例では、各細胞の大きさ、あるいはモノクローナル
抗体や蛍光染色などの前処理を施した細胞については蛍
光量なども測定する。レーザ照射点は渦巻状毛細流路1
9に入口にあり、各細胞からの光情報はフォトデテクタ
37で捉えられてコントロール部38へ信号ケーブル3
9を通って送られる。コントロール部38ではこれらの
情報を蓄積するとともに、定数個の細胞が通過したこと
を確認するとレーザ光源33に一時的に発光停止するよ
うに信号ケーブル40を介して命令を送る。直後、白色
ストロボ光源1カメラ4へは撮影の命令が与えられ、シ
ースフローセルを流れる細胞の像が捉えられる。In the above-described embodiment, the time ΔT required for the cells 17 to enter the spiral capillary flow channel 19 to the end of the flow channel is calculated based on the measurement of the flow rate, and imaging is performed when this time ΔT has elapsed. On the other hand, in the present embodiment, imaging is performed when the passage of a fixed number of cells is detected by laser photometry. In addition, in the present example, the size of each cell, or the amount of fluorescence of cells pretreated with a monoclonal antibody or fluorescent staining is also measured. The laser irradiation point is a spiral capillary channel 1
The light information from each cell is captured by the photodetector 37 and is sent to the control unit 38 by the signal cable 3
Sent through 9. The control unit 38 accumulates these pieces of information and, upon confirming that a fixed number of cells have passed, sends a command to the laser light source 33 via the signal cable 40 to temporarily stop light emission. Immediately after that, an image capturing command is given to the white strobe light source 1 camera 4, and an image of cells flowing through the sheath flow cell is captured.
本実施例におけるようにディスクフィルム24に写る細
胞の定個数をレーザ光によるカウンタで監視することに
より、標本が異なる場合(例えば希釈倍率が異なった
り、不平等な間隔で細胞が流れて来たりする場合)であ
っても、その母集団を安定に保つことができる。さらに
最大の特徴としては、コントロール部に蓄積された各細
胞の情報と、撮影した各細胞像とが完全にシンクロナイ
ズしており、各々についてレーザ光による散乱光とか蛍
光とかの測定情報と形態的な情報(画像情報)とを同時
に、しかも大量の細胞について知ることができる点が挙
げられる。従来、レーザ照射点を細胞が通過する度にパ
ルスランプを発光させて、細胞の通過像を捉える試みが
なされたことはあるが、通過細胞数が増加するとパルス
ランプ発光の頻度が間に合わなくなり、レーザ光情報と
シンクロナイズして洩れなく細胞像を捉えることは不可
能であった。本実施例はこれらの問題を有効に解決でき
る。By monitoring the fixed number of cells reflected on the disc film 24 with a laser light counter as in the present embodiment, different samples (for example, different dilution ratios or cells flowing at unequal intervals) may be detected. If), the population can be kept stable. Furthermore, the greatest feature is that the information of each cell accumulated in the control section and each cell image taken are completely synchronized, and measurement information such as scattered light by laser light or fluorescence and morphological It is possible to know information (image information) at the same time and for a large number of cells. There has been an attempt to capture the passage image of cells by emitting a pulse lamp each time cells pass the laser irradiation point, but as the number of passing cells increases, the frequency of pulse lamp emission becomes too late, It was impossible to capture the cell image without omission by synchronizing with the optical information. The present embodiment can effectively solve these problems.
[発明の効果] 本発明によれば顕微鏡の同一視野に多くの細胞を捉える
ことができる。また一つ一つの細胞が分離していて渦巻
状に一列に整列した画像を得ることができる。したがっ
て従来の細胞診の画像処理装置に比べ各細胞について画
像診断を高速で行うことができ、かつフローサイトメー
タと同程度の細胞数による統計的処理も可能である。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, many cells can be captured in the same visual field of a microscope. In addition, it is possible to obtain an image in which individual cells are separated and aligned in a spiral. Therefore, compared with the conventional image processing apparatus for cytodiagnosis, image diagnosis can be performed on each cell at a higher speed, and statistical processing with the same number of cells as a flow cytometer is possible.
第1図は本発明の一実施例における細胞撮影装置の斜視
図、第2図は同じく画像処理装置の斜視図、第3図は同
実施例におけるシースフローセルの内部構成を明らかに
するよう一部破断して示した、平面図的な斜視図、第4
図は同実施例で用いる撮影用のディスクフィルムの撮影
後の状態を示す平面図、第5図は本発明の他の実施例の
概要構成図である。 1……白色ストロボ光源 2……コンデンサレンズ、3……顕微鏡 4……カメラ 6……シースフローセル、7……細胞懸濁液 8……シース液 18……シースフロー形成部 19……渦巻状毛細流路 24……ディスクフィルム 33……レーザ光源、37……フォトデテクタFIG. 1 is a perspective view of a cell imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the same image processing apparatus, and FIG. 3 is a partial view for clarifying the internal structure of the sheath flow cell in the same embodiment. Fourth perspective view, broken away and shown in plan view,
FIG. 5 is a plan view showing a state after the photographing of the disc film for photographing used in the same embodiment, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention. 1 ... White strobe light source 2 ... Condenser lens, 3 ... Microscope 4 ... Camera 6 ... Sheath flow cell, 7 ... Cell suspension 8 ... Sheath liquid 18 ... Sheath flow forming part 19 ... Spiral shape Capillary flow path 24 ... disk film 33 ... laser light source, 37 ... photo detector
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒲原 秀明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 坪内 邦良 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 榎 英雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 川本 宗男 東京都千代田区神田駿河台4丁目6番地 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−21395(JP,A) 特開 昭61−247962(JP,A) 特公 昭60−24709(JP,B2) 特公 昭62−12461(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideaki Kambara 502 Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Prefecture Hiritsu Seisakusho Co., Ltd.Mechanical Research Institute (72) Inventor Kuniyoshi Tsubouchi 502 Kintate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitsuritsu Co., Ltd. Machinery Research Laboratory (72) Inventor Hideo Enoki 502 Jinritsucho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitate Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Muneo Kawamoto 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Ltd. ( 56) References JP 54-21395 (JP, A) JP 61-247962 (JP, A) JP 60-24709 (JP, B2) JP 62-12461 (JP, B2)
Claims (1)
路端および排出側流路端を有するとともに、細胞などが
一列に整列し得る程度の管径を有して、同一平面内に形
成された渦巻状毛細管流路と、細胞懸濁液およびシース
液を導入して細胞懸濁液をシース液で包み込んで縮流さ
せ、該懸濁液中の細胞などを一列に整列させて上記渦巻
状毛細管流路の導入側流路端へ流出させるためのシース
フロー形成部と、を備えてなるシースフローセル、 上記シースフローセルに投光する光源と、該シースフロ
ーセルの渦巻状毛細管流路全体の像を捉える顕微鏡と、
該顕微鏡の捉えた像を撮影する撮影手段と、その撮影画
像を蓄積しておく蓄画手段と、を備えてなる撮影装置、 上記シースフローセルと上記撮影装置との組合せからな
ることを特徴とする細胞診自動化撮影装置。1. An outer peripheral portion and a central portion each have an inlet-side channel end and an outlet-side channel end, and a tube diameter such that cells and the like can be aligned in a line, and are formed in the same plane. Introducing the spirally-shaped capillary flow path and the cell suspension and the sheath liquid, wrapping the cell suspension with the sheath liquid to cause a contraction, and align the cells and the like in the suspension in a row to form the spiral. Sheath flow forming section for flowing out to the introduction side flow path end of the capillary flow path, a light source projecting onto the sheath flow cell, and an image of the entire spiral flow path of the sheath flow cell A microscope that captures
An imaging device comprising an imaging device for capturing an image captured by the microscope and an image storage device for accumulating the captured image, and a combination of the sheath flow cell and the imaging device. Automated cytology imaging equipment.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| JPH01196565A JPH01196565A (en) | 1989-08-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-02-01 JP JP63021803A patent/JPH0616037B2/en not_active Expired - Fee Related
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