CN101074914B - 尿中粒子分析仪及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含以下结构的尿中粒子分析仪：用尿液标本和染色剂制备测定试样的制样系统；光学检测系统，包括照射上述所制测定试样的光源、检测该试样产生的前向散射光的前向散射光采集器、检测该试样产生的侧向散射光的侧向散射光采集器和检测该试样产生的荧光的荧光采集器；以及根据上述光学检测系统检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定尿中白细胞的测定系统。同时，本发明还提供一种尿中粒子分析方法，包括如下步骤：a)混合尿液标本和染色剂，制备测定试样；b)用光束照射上述制备的测定试样，检测该试样产生的前向散射光、侧向散射光和荧光；以及c)根据上述检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光，测定尿液中的白细胞。

Description

尿中粒子分析仪及其方法

技术领域：

本发明涉及尿中粒子分析仪及其分析方法。更具体地说是涉及应用流式细胞术光学测定、分析尿中所含成份的尿中粒子分析装置及其分析方法。 

背景技术：

尿中粒子的一般测定项目有红细胞、白细胞、上皮细胞、管型及细菌，但其中所谓管型是指Tomm-Horsfall粘蛋白在少量血浆蛋白(白朊)存在的环境下在肾小管内凝集，以此为基质，血液细胞和肾小管上皮细胞等包含其中形成的圆柱状物。管型有的大小可达数十μm以上，从其形状上又被称为圆柱体尿(cylinder)，由于以肾小管为铸模而形成，故被称为管型(cast)(管型的存在意味着肾小管曾被一时性堵塞，是暗示肾实质有病理性变化的重要依据，特别是血液细胞和上皮管型等包入其中的管型很有临床意义)。 

上皮细胞由偏平上皮细胞和移行上皮细胞组成。偏平上皮细胞是圆形或多角形的极薄的细胞，是尿道部分剥离而形成。而移行上皮细胞则有梨形和纺织形等多种形状，是构成肾盂、尿道膀胱甚至内尿道口的细胞。大小从数十μm到表层型100μm以上不等。 

红细胞的测定对判断肾小球到尿道有无出血十分重要，特别是肾泌尿系统疾病、出血性疾病、白血病等患者的尿液中多见。红细胞大小一般为8μm左右，两面呈凹形圆盘状，但在尿中往往被破坏。特别是来源于肾小球的红细胞都变形，大小也变小。被破坏的红细胞溶血、有析出物。

白细胞多见于肾、尿道感染症、肾结核等患者的尿液中。因此，通过测定尿中白细胞可以早期发现炎症和感染症。白细胞大小为6～14μm。测定细菌是调查有无感染的检查。该细菌有球菌和杆菌。球菌是0.5～2μm左右的球形菌，杆菌是长径为2～10μm左右的菌。球菌增殖则形成单列排列呈念珠状的连锁型和不规则排列呈葡萄房状的葡萄型等集块。 

一直以来，尿中粒子的分析一般在检查室主要用显微镜目测。这种方法首先离心分离尿液，对其浓缩，视情况染色后，将其沉渣置于显微镜载玻片上，在显微镜下进行分类和计数。这种镜检首先是在100倍的低倍率视野(LPF)中把握尿中有无粒子和尿液标本的状态，再在400倍的高倍率视野(HPF)进行成份分类。检测项目中，管型即使出现，个数也很少，但其检出在临床上非常有用，因此，以低倍率视野(LPF)寻找。其他粒子以高倍率视野(HPF)分类，红细胞和白细胞个数以高倍率视野(HPF)报告。这种尿中粒子检查具备定性检查(比如：关于细菌“++”)、定量检查(比如：关于红细胞“5个/HPF”)和形态检查(比如：关于红细胞“确认存在异形细胞”)三个要素。 

作为尿中粒子检查的自动化发明了自动显微镜装置。流式自动显微镜分析装置使用UA-2000(SYSMEX公司制)，这种装置不必浓缩尿液标本即可将尿液标本流入扁平形流动池，拍摄在流动池流动的状态并存储下来。存储的影像以粒子大小区分，用户根据该影像对各种粒子进行分类。 

近年，在这种自动显微镜方式的基础上又提出了自动分类粒子的装置，但是尿中粒子形态多种多样，被破坏的粒子也很多，高精度地分类影像有困难。特别是小型粒子红细胞(尤其红细胞碎片)、细菌和结晶精确分类很难，使用户不得不再分类。 

作为检查尿中粒子的自动分类装置，有应用流式细胞仪的全自动尿有形成份分析装置UF-100(SYSMEX公司生产)。此装置用染色剂对尿中粒 子染色，结合散射光信号和荧光信号，对红细胞、白细胞、上皮细胞、管型和细菌进行分类。分类试剂由使用对各种粒子的膜和核进行染色的色素和保持尿中粒子形态的组分构成(比如参照专利公开平成8-170960号公报)。如上所述，尿中粒子形态多样，被破坏的粒子也很多，仅靠将流式细胞仪测得的散射光信号强度和荧光信号强度组合起来很难精确分类。于是，通过将散射光信号的强度和脉冲幅度、荧光信号强度和脉冲幅度组合起来分别对尿中粒子进行分类(如可参照美国专利No.5,325,168)。这种采用流式细胞仪的尿中粒子测定装置想尽办法提供尿中粒子的分类和形态报告。比如，通过对红细胞散射光信号的分析，提供尿中红细胞来源(来源于肾小球或非肾小球)的信息(如可参照美国专利No.6,118,522)。用此装置可以自动分类尿中粒子，对尿液检查的自动化作出了巨大贡献。 

有些标本即使用如此想尽办法分析散射光信号和荧光信号的装置也会妨碍高精度的测定。其原因之一是有的标本难以对白细胞和上皮细胞正确分类。大多数上皮细胞是扁平上皮细胞和移行上皮细胞中来自表层的细胞。他们比白细胞大。但是，移行上皮细胞中来自中层或深层的细胞以及尿管上皮细胞中存在有被称为小管型上皮细胞的小型上皮细胞。他们个头与白细胞差不多，且与白细胞一样为有核细胞，因此，受荧光色素染色的程度也一样，出现区域重叠。 

有的尿标本中含有结晶。结晶一般不被染色，故大部分分布于比红细胞荧光强度低的区域。但是也有的结晶比如尿酸结晶因自身带有荧光，会分布到荧光强度高的区域。尿中的结晶数有时会比红细胞数等多得多，因此，有的标本难以正确测定红细胞。于是，比如，专利公开平成11-23446号公报中建议检测红细胞出现区域的侧向散射光信号来评价该区域红细胞数的可靠性。 

另一方面，尿的细菌检查根据临床目的也要求更高灵敏度的检查。但 是，用显微镜的目测检查很难检出数量少的细菌特别是小型细菌，没有用于高灵敏度的检查。在这种情况下，培养试样检测细菌的培养检查与尿中粒子检查分开，另行在细菌检验室进行。培养检查需要培养天数，因此，人们呼唤不培养即可进行高灵敏度细菌检查。 

于是，用流式细胞仪分析细菌、即用染色剂对细菌染色、用散射光信号和荧光信号测定细菌的方法应运而生。比如，欧洲专利申请公告No.EP1136563和美国专利申请公告No.US2002/0076743记载的方法是用含阳离子型表面活性剂的染色剂以便溶解细菌外的杂质，即使试样含有和细菌同样大小的杂质也能精确测定。 

发明内容：

本发明的范围只由后附权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。 

本发明首先涉及的尿中粒子分析仪包括以下部分： 

用尿液标本和染色剂制备测定试样的制样系统； 

光学检测系统，其包括照射上述所制测定试样的光源、检测该试样产生的前向散射光的前向散射光采集器、检测该试样产生的侧向散射光的侧向散射光采集器和检测该试样产生的荧光的荧光采集器；以及 

根据上述光学检测系统检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定尿中白细胞的测定系统。 

其中所述测定系统根据所述前向散射光和所述荧光对尿中白细胞和上皮细胞进行第一分析，根据所述前向散射光和所述侧向散射光对尿中白细胞和上皮细胞进行第二分析；及所述测定系统根据上述第一分析结果和上述第二分析结果区分白细胞和上皮细胞。 

其中所述测定系统进一步包括：在上述第一分析中划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第一特定系统；以及在第二分析中划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第二特定系统。

其中所述测定系统在所述第一分析中，根据所述前向散射光和所述荧光生成第一散点图；所述测定系统在所述第二分析中，根据所述前向散射光和所述侧向散射光生成第二散点图。 

其中所述测定系统测定尿中红细胞。 

其中所述测定系统测定尿中细菌。 

其中所述制样系统将第一染色剂和第二染色剂添加进所述尿液标本中制备所述测定试样；所述测定系统具有：根据所述光学检测系统检测出来的前向散射光、侧向散射光和荧光测定至少含白细胞的尿中粒子的第一测定系统；根据所述光学检测系统检测出来的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的第二测定系统。 

其中所述制样系统具有将尿液标本分配为第一等分和第二等分的标本分配器；所述制样系统还具有在上述第一等分混入第一染色剂制备第一试样的第一制样系统和在上述第二等分混入第二染色剂制备第二试样的第二制样系统；所述第一测定系统根据上述光学检测系统从上述第一测定试样检测到的前向散射光、侧向散射光和荧光测定上述至少含白细胞的尿中粒子；及所述第二测定系统根据上述光学检测系统从上述第二测定试样检测到的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定上述尿中细菌。 

其中所述第二制样系统在所述第二等分中混入表面活性剂制备所述第二测定试样。进一步包括将上述制样系统所制测定试样提供给上述光学检测系统的供样系统，其中上述供样系统向上述光学检测系统供应所述第一测定试样后，向上述光学检测系统供应所述第二测定试样。 

本发明还提供一种尿中粒子分析方法，包括： 

a)混合尿液标本和染色剂，制备测定试样； 

b)用光束照射上述制备的测定试样，检测该试样产生的前向散射光、侧向散射光和荧光；以及 

c)根据上述检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光，测定尿液中的白细胞。 

其中所述步骤c)包含以下步骤： 

根据所述前向散射光和所述荧光对尿中白细胞和上皮细胞进行第一分析的第一分析步骤； 

根据所述前向散射光和所述侧向散射光对尿中白细胞和上皮细胞进行第二分析的第二分析步骤；及 

根据上述第一分析步骤的分析结果和上述第二分析步骤的分析结果区分白细胞和上皮细胞的区分步骤。 

其中上述第一分析步骤包含划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第一特定步骤；及上述第二分析步骤包含划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第二特定步骤。 

其中所述步骤c)包含测定尿中红细胞的步骤。 

其中所述步骤c)包含测定尿中细菌的步骤。 

其中所述步骤a)包含在所述尿液标本加入第一染色剂和第二染色制备所述测定试样的步骤；所述步骤c)包括：根据在所述步骤b)检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定至少含白细胞的尿中粒子的第一测定步骤，以及根据在所述步骤b)检测出的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的第二测定步骤。 

其中所述步骤a)包含将所述尿液标本分配为第一等分和第二等分的标本分配步骤；所述步骤a)还包含在上述第一等分加入第一染色剂混合制备第一试样的第一制样步骤和在上述第二等分加入第二染色剂混合制备第二试样的第二制样步骤；所述步骤b)还包括：从所述第一测定试样检测前向散射光、侧向散射光和荧光的第一检测步骤和从所述第二测定试样检测前向散射光和侧向散射光之一以及荧光的第二检测步骤；所述第一测定步骤含根据在上述第一检测步骤从所述第一测定试样检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定上述至少含白细胞的尿中粒子的步骤；及所述第二测定步骤含根据在上述第二检测步骤从所述第二测定试样检测出的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的步骤。 

其中在所述第二制样步骤向所述第二等分中添加表面活性剂。 

其中所述第一检测步骤在所述第二检测步骤之前进行 

附图说明：

图1为本发明尿中粒子分析仪一个实施方式及其附属个人电脑的斜视示意图； 

图2为尿中粒子分析仪的制样系统及光学检测系统的功能略图； 

图3为光学检测系统的结构图； 

图4为显示第一染色剂一例的吸收波长和吸光度关系的附图； 

图5为显示第二染色剂一例的吸收波长和吸光度关系的附图； 

图6为图1所示尿中粒子分析仪的整体结构框图； 

图7为尿中粒子分析仪的定量机构及制样系统的斜视略图； 

图8为尿中粒子分析仪的定量机构及制样系统的说明图； 

图9为使用本发明一个实施方式的尿中粒子分析仪分析尿液的步骤流程图(前半部分)； 

图10为使用本发明一个实施方式的尿中粒子分析仪分析尿液的步骤流程图(后半部分)； 

图11(a)-图11(e)为在本发明一个实施方式的尿中粒子分析仪获得的散射图一例的例示图； 

图12为本在发明一个实施方式的尿中粒子分析仪获得的细菌类的散 射图一例的例示图； 

图13为本在发明一个实施方式的尿中粒子分析仪获得的细菌类的散射图一例的例示图。 

具体实施方式：

下面根据附图，详细说明本发明尿中粒子分析仪的实施方式。图1为本发明一个实施方式的尿中粒子分析仪及其附属个人电脑的斜视说明图。图1中，为简单明了，部分省略了收纳尿中粒子分析仪组件的机壳。 

[装置的结构] 

在图1中，尿中粒子分析仪U具有制备试样的制样系统2、运送样品架(试管架)3的样品架台4、从试样中检测尿中粒子和细菌信息的光学检测系统5和电路部分14。机壳侧面通过旋臂15装配操作台16，上面放置有个人电脑13。个人电脑13与尿中粒子分析仪U的电路部分14局域网连接。 

图2是上述制样系统2及光学检测系统5的功能概要图。图中，放入试管T内的尿液(标本)被无图示的注射式泵通过吸移管17抽取，用标本分配器1注入制样系统。本实施方式的制样系统由制样系统(第一制样系统)2U和制样系统(第二制样系统)2b组成，标本分配器1将尿液(标本)等分定量，分配给制样系统2U和制样系统2b。 

制样系统2U的尿液等分部分与稀释液19U和染色液(染色剂)18U混合后被该染色液(染色剂)18U中所含色素染色。此染色试样成为分析红细胞、白细胞、上皮细胞和管型等较大尿中粒子(尿沉渣)的悬浮液。另一方面，制样系统2b的尿液等分部分与稀释液19b和染色液(染色剂)18b混合后被该染色液(染色剂)18b中所含色素染色。此染色试样成为分析细菌的悬浮液。 

如上制备的2种悬浮液(试样)中，首先制样系统2U的悬浮液(第 一试样)被导入光学检测系统5，在鞘液流动池51中形成被鞘液包裹的细流，受激光照射。然后同样，制样系统2b的悬浮液(第二试样)被导入光学检测系统5，在鞘液流动池51中形成被鞘液包裹的细流，受激光照射。这种动作由后述微处理器11(控制装置)控制无图示的驱动器和电磁阀等自动进行。 

图3是光学检测系统5的结构示意图。图中聚光镜52将光源半导体激光器53发出的激光聚光到鞘液流动池51，聚光镜54将尿中粒子的前向散射光聚光到作为散射光采集器的发光二极管55。另一个聚光镜56将上述粒子的侧向散射光和侧向荧光聚光至分色镜57。分色镜57将侧向散射光反射到作为散射光采集器的光电倍增管58，滤出侧向荧光输送到荧光采集器光电倍增管59。这些光信号反映了尿中粒子的特征。发光二极管55、光电倍增管58和光电倍增管59将光信号转换成电信号，再分别输出前向散射光信号(FSC)、侧向散射光信号(SSC)和侧向荧光信号(SFL)。这些输出信号被无图示的前置放大器放大后，供下一步处理。 

作为光源也可以用气体激光器取代半导体激光器，但从低成本、小型化且低耗电量来说，还是采用半导体激光器为好，采用半导体激光器不仅可以降低产品成本，还可期待装置的小型化和节电化。半导体激光器中，以红色半导体激光器为宜，因为红色半导体激光器成本低、寿命长、厂家供货稳定。 

图6为显示尿中粒子分析仪U的整体结构的框图。图中，尿中粒子分析仪U具有：前述标本分配器1、制样系统2和光学检测系统5、对经前置放大器放大的光学检测系统5的输出信号进行放大和滤波处理的模拟信号处理电路6、将模拟信号电路6的输出转换为数字信号的A/D转换器7、对数字信号进行所定波形处理的数字信号处理电路8、连接数字信号处理电路8的存储器9、与模拟信号处理电路6及数字信号处理电路8连接的 微处理器11和接在微处理器11上的网卡12。外部的个人电脑13(分析器)通过网卡12与尿中粒子分析仪U形成局域网连接，用此个人电脑13可以对在尿中粒子分析仪U取得的数据进行分析。上述模拟信号处理电路6、A/D转换器7、数字信号处理电路8和存储器9构成了对光学检测系统5输出的电信号进行信号处理的信号处理电路10。 

尿中粒子分析仪U的结构为：从尿液标本和染色剂混合而成的测定试样中采集2种散射光(前向散射光和侧向散向光)和荧光，再根据这些前向散射光、侧向散向光和荧光测定尿中白细胞。一般认为，前向散射光反映粒子(尿中有形成份)的大小，侧向散向光反映粒子的内容。即，这些散射光强度可以作为显示粒子不同特性的参数用于尿中粒子的分析。另一方面，荧光强度反映白细胞的核的状态。这样，通过分别使用三种不同的信息(前向散射光强度、侧向散向光强度和荧光强度)就可非常精确地对白细胞进行分类。 

(尿中粒子测定试剂) 

关于测定这些尿中粒子的试剂，专利公告平成8-170960有详细说明。此试剂的一个实施方式是染料选择的是能对膜染色的色素，以便也能对无核的粒子染色。作为试剂，为了达到防止红细胞溶血的目的和取得稳定的荧光强度，应加入渗透压补偿剂，将浓度调整为100～600mOSm/kg，以使渗透压适于分类测定。尿中粒子的细胞膜和核(核膜)被此试剂染色。作为含可对膜染色的色素的染色剂，可以使用缩合苯衍生物，比如可使用花青系色素NK-529(商品名。林原生物化学研究所制)。此染色剂不仅染色细胞膜，还对核膜染色。使用这种染色剂，白细胞和上皮等有核细胞细胞质(细胞膜)中的染色强度和核(核膜)中的染色强度重合，以此可以将白细胞和上皮等有核细胞与红细胞等无核尿中粒子区别开。 

(细菌分析用试剂)

欧洲专利申请文件No.EP1136563对能从含有同样大小的杂质的试样中精确测定细菌的试剂有详细说明。此试剂的一个实施方式是使用能染色核酸的色素作为染料。作为含有核染色色素的染色剂比如可以使用以下结构式(化1)中所示美国专利申请公告No.US2002/0076743记载的花青类色素。 

其中，特别是以下结构式(化2)所示花青类色素更为适用。 

在这种情况下，最好在用于测定至少含红细胞的尿中粒子的尿液标本中加入的染色剂(第一染色剂)含有膜染色色素，而在用于测定细菌的尿液标本中加入的染色剂(第二染色剂)最好含有染色核酸的色素。尿中粒子中含有象红细胞那样没有核的细胞，由于第一染色剂含有膜染色的色素，包括这种无核的细胞在内，尿中粒子都可以检测出来。又由于第二染色剂含有核染色的色素，细菌的核被有效地染色，即使很小的细菌也可以很精确地测定。 

上述第一染色剂和第二染色剂其吸收波长的峰值最好存在于上述半导体激光器的发光波长附近。通过选择靠近上述半导体激光器的发光波长的第一染色剂和上述第二染色剂的吸收波长峰值，可以通过半导体激光器测 定被染色的尿中粒子和细菌。图4显示了这种第一染色剂一例(含有NK-529(商品名，林原生物化学研究所制)的染色剂)的吸收波长和吸光度的关系，其吸收波长的峰值存在于红色半导体激光器发光波长(635nm)附近的640nm处。图5显示了第二染色剂一例(含上述(化2)所示美国专利申请公告No.US2002/0076743上记载的花青系列色素的染色剂))的吸收波长和吸光度的关系，其吸收波长的峰值存在于红色半导体激光器发光波长(635nm)附近的636nm处。此外，图5还显示了在试剂温度为15℃和35℃的情况下吸光度的变化，但可以知道，只要是常温左右的温度，试剂的吸光度没有大的变化。 

细菌测定用试剂含有阳离子型表面活性剂，其目的是使染料透过膜尽快染色以及收缩粘液丝和红细胞碎片等杂质。在此情况下，由于表面活性剂可以破损细菌的细胞膜，因此通过使用第二染色剂所含色素可以高效地对细菌的核酸染色。其结果是经过短时间的染色处理即可更精确地进行上述细菌的测定。在第二等分部分加入表面活性剂混合的情况下，最好细菌测定在尿中粒子测定结束后进行。第二试样含表面活性剂，如果在测定细菌后测定尿中粒子，由于试样携带，表面活性剂会混入第一试样，有可能破坏含红细胞的尿中粒子细胞膜，影响该尿中粒子的测定。而测定完尿中粒子再测定细菌，可以防止第一试样中混入表面活性剂，精确地测定尿中粒子。 

本实施方式的结构是，从一个尿液标本分别制备测定至少含红细胞的尿中粒子用的第一试样和测定细菌用第二试样，用上述第一试样测定至少含红细胞的尿中粒子，用上述第二试样测定细菌。这样，一个分析装置可以分别精确地测定至少含红细胞的尿中粒子和细菌。又因第一试样和第二试样共用一个光学检测系统，可以简化装置结构，可以在降低产品成本的同时，实现装置小型化。

图7为本实施方式尿中粒子分析仪的定量机构及制样系统的斜视略图；图8是其说明图。本实施方式采用常用的进样阀30作为将一定量的尿液标本分配到制样系统(第一制样系统)2U和制样系统(第二试样设备器)2b的定量机构。此进样阀30由2个圆盘形的固定元件和两个固定元件夹着的可动元件组成，上述可动元件受电动机31操作转动。 

上述进样阀30有互相重叠的2个矾土陶瓷制的圆盘30A、30b。圆盘30A、30b内部形成供试样流通的流路，其中一个圆盘30b以其中心轴为旋转中心旋转，上述流路被分断，以此定量试样。此进样阀30通过内部有试样用流路32的流体盒33与上述制样系统2b连为一体。即，进样阀30、流体盒33和制样系统2b互相紧密地配置，使之在热度上成为一体，进样阀30的温度与制样系统2b的温度基本一致。与此相反，制样系统2U则留有一定空隙S用螺钉35固定在固定于机壳上的安装板34，因此，制样系统2U处于与上述进样阀30和制样系统2b在热度上基本隔离的状态。 

上述制样系统2U和制样系统2b分别由构成调温系统的加热器36U、36b加热。以此将制备上述第一试样的制样系统2U的温度调节为第一温度，将制备上述第二试样的制样系统2b的温度调节为比第一温度略高的第二温度。具体而言，制样系统2U调为35±2℃，制样系统2b调为比此略高的42±2℃。试样温度越高，该试样所含红细胞和细菌等所定部位(膜和核等)越能快速染色，从而缩短测定时间，但另一方面，红细胞易因高温受损，温度过高，可能无法正确测定。因此，将用于测定比其他尿中粒子更耐热的细菌的第二试样的温度调节得高于用于测定尿中粒子的第一试样，换言之，通过将制样系统2U和制样系统2b分别调节到适于各自的测定温度，即可精确地测定含红细胞的尿中粒子和细菌。制样系统2U和制样系统2b的温度比如可以用电热调节器测定。然后根据此测定结果开关加热器36U、36b，即可将制样系统2U和制样系统2b调节到上述所定范围的温度。

由于进样阀30和制样系统2b连为一体，热度一样，可以防止在进样阀30调温的试样在运送到制样系统2b时冷却。如此可以减少调温的浪费。此时，供应给温度低于制样系统2b的制样系统2U的试样由于从进样阀30运送时试样流路通过上述空隙S，可以使其自然下降。 

[分析步骤] 

下面按照图9～10所示流程，说明使用本发明一实施方式的尿中粒子分析仪进行尿液分析的步骤。 

首先，预先从主计算机中取得在该机中管理的标本号、与该标本号相关的患者的姓名、年龄、性别和门诊科等患者信息以及测定项目等标本信息(步骤S1)。接着，通过个人电脑13的键盘和鼠标等输入手段下达实施测定的指示(步骤S2)。根据这一指示，装有试样的试管T的样品架3被样品架台4运送至所定的吸移位置(步骤S3)。在此吸移位置，上述试管T旋转，读取该试管T外面贴的ID标签上的条形码(步骤S4)。以此可知道试样的标本号，通过与在步骤S1取得标本号的标本信息作比照，即可特定该试样的测定项目。 

然后，吸移管17下降，其前端插入试管T内的试样中，在这种状态下反复轻轻抽吐上述试样，使试样充分搅拌(步骤S5)。搅拌后，吸样所定量(800μL)，用进样阀30分别向制备测定至少含红细胞的尿中粒子(SED)用试样的制样系统2U和制备测定尿中细菌(BAC)用试样的制样系统2b各以150μL和62.5μL频率加样(步骤S7和步骤S11)。 

制样系统2U中一定量染色液(染色剂)和稀释液与上述试样一道定量加入(步骤S8和步骤S9)。另一方面，制样系统2b中也同样，一定量染色液(染色剂)和稀释液与上述试样一道定量加入(步骤S12和步骤S13)。制样系统2U和制样系统2b分别用加热器36U、36b加温至一定温度，在此状态下用螺旋桨状的搅拌器(无图示)搅拌试样(步骤S10和步骤S14)。 另外，在步骤S9中加入制样系统2U的稀释液含有表面活性剂，可以破坏细菌膜，从而高效对细菌的核染色。 

接下来，向光学检测系统5的鞘液流动池51中加入鞘液(步骤S15)，然后，先将测定尿中粒子(SED)用试样导入光学检测系统5，在上述鞘液流动池51中形成被鞘液包裹的细流(鞘液流)(步骤S16)。再用半导体激光器53发出的激光束照射形成的鞘液流(步骤S17)。之所以先测定尿中粒子是因为细菌测定用试样中含有表面活性剂，如果测定细菌后再测定尿中粒子，试样携带会使表面活性剂混入尿中粒子测定用试样，从而破坏含红细胞的尿中粒子细胞膜，影响该尿中粒子的测定。 

上述激光束照射产生的尿中粒子的前向散射光、荧光和侧向散射光分别被光电二极管55、光电倍增管59和光电倍增管58采集并转换为电信号，作为前向散射光信号(FSC)、荧光信号(FL)和侧向散射光信号(SSC)输出(步骤S18～20)。这些输出信号通过前置放大器放大(步骤S21～23)。 

另一方面，用测定尿中粒子(SED)用试样测定结束后，继续用在步骤S14制备的试样测定尿中细菌。此时，用测定尿中粒子时使用的光学检测系统5与上述步骤S15～23同样操作，输出前向散射光信号(FSC)和荧光信号(FL)并放大。 

放大的上述前向散射光信号(FSC)、荧光信号(FL)和侧向散射光信号(SSC)在上述信号处理电路10(参照图6)被转换为数字信号并施以一定的波形处理(步骤S24～27)，通过网卡12输送到个人电脑13。另外，步骤S25中的“FLH”是用高增益放大荧光信号(FL)的高灵敏度物质，步骤S26的“FLL”是同样荧光信号(FL)用低增益放大的低灵敏度物质。 

个人电脑13汇总尿中粒子(SED)原始数据(步骤S28)，同时根据这些数据绘制散射图(步骤S29)。再通过运算分析对散射图进行分类(步骤S30)，统计每类各粒子的数量(步骤S31)。

关于细菌也同样，放大的上述前向散射光信号(FSC)和荧光信号(FL)在上述信号处理电路10被转换为数字信号并施以一定的波形处理(步骤S32～34)。步骤S32中的“FSCH”是用高增益放大前向散射光信号(FSC)的高灵敏度物质，步骤S33的“FSCL”是同样前向散射光信号(FSC)用低增益放大的低灵敏度物质。 

然后，通过网卡12输送到个人电脑13。在个人电脑13算出细菌(BAC)的原始数据(步骤S35)同时根据这些数据绘出散射图(步骤S36)。再通过计算分析对上述绘制的散射图进行分类(步骤S37)，统计每类各粒子的数量(步骤S38)。如上得出的测定结果显示在个人电脑13的显示器荧光屏上(步骤S39)。 

作为尿中粒子(SED)的测定结果，根据前向散射光、侧向散射光和荧光各信号绘出散射图。图11A是以荧光强度(低灵敏度)(FLL)为横轴、以前向散射光强度(FSC)为纵轴时的散射图。荧光信号强度大的区域出现有核的大细胞--上皮细胞(EC)和白细胞(WBC)。大半上皮细胞比白细胞大，比白细胞出现在荧光强度大的区域，但小型上皮细胞也有的会出现在和白细胞交迭的区域。为了识别二者使用侧向散射光信号。图11b为以侧向散射光强度(SSC)为横轴、以前向散射光强度(FSC)为纵轴时的散射图。上皮细胞出现在比白细胞侧向散射光强度大的区域，因此从此散射图可以识别上皮细胞。 

图11c为以荧光强度(高灵敏度)(FLH)为横轴、以前向散射光强度(FSC)为纵轴时的散射图，显示荧光强度低的区域。红细胞(RBC)无核，故分布于荧光强度弱的区域。结晶(X′TAL)有的出现在红细胞出现的区域，因此使用侧向散射光信号确认结晶的出现。图11b为以侧向散射光强度(SSC)为横轴、以前向散射光强度(FSC)为纵轴时的散射图。结晶不一定分布于侧向散射光强度中心，也会出现在强度大的区域，因此 通过此散射图可以将其与红细胞区分开。 

图11d是以荧光宽度(FLLW)为横轴、以荧光宽度2(FLLW2)为纵轴时的散射图。FLLW表示捕捉到细胞膜被染色的粒子的荧光信号宽度，FLLW2表示强度高于核的荧光信号的宽度。如图所示，管型(CAST)的FLLW大，有内容物的管型(P.CAST)FLLW2大。无内容物的管型(CAST)出现在FLLW2低的区域。在此，信号的宽度指在以信号强度为纵轴、以时间为横轴的脉冲形信号波形中反映测出光信号的时间长短。 

另一个细菌测定结果是从前向散射光信号和荧光信号生成的散射图。图11e是以荧光强度(B-FLH)为横轴、前向散射光信号强度(高灵敏度)(B-FSC)为纵轴的散射图。在尿中粒子测定中如图11c所示，细菌的出现区域与粘液丝(MUCUS)、酵母样真菌(YLC)和精子(SPERM)的出现区域重叠。但在细菌测定中由于细菌测定试剂将粘液丝和红细胞碎片等杂质收缩，显示的区域内只有细菌独立出现，同时比在尿中粒子测定时灵敏度提高了大约10倍，因此，小型细菌也能精确地检测出来，从而能够提出正确的细菌检测报告。 

在本实施例中，细菌是单独测定的，由此可阻止起因于细菌自动分类装置中的可信度低(细菌由大到小个头不一，且分布无规则可循，因此画面上会和其他白细胞和红细胞等成份混淆，从而难以正确区分成份)的情况。而且，在判断是否需要指示用显微镜复检(Review)时，在发出复检指令时，能够附以测定结果可信度低的理由。 

图11e显示了细菌(BACT)的标准出现区域，但实际出现区域因细菌而异。图13是球菌大量连锁型出现的标本的测定例。该散射图中，细菌(BACT)出现的区域以对横轴(荧光强度)约呈45度分布。即，细菌(BACT)出现在前向散射光强度(FSC)高的区域。在这种标本中，测定尿中粒子(SED)时细菌广泛出现，一直到红细胞出现区域中的前向散射光强度 (FSC)低的区域都有细菌出现。对于这种标本，红细胞测定的可信度较低。另一方面，图12是含杆菌的标本的测定例。在此散射图中，细菌(BACT)出现区域以对横轴(荧光强度)呈低角度(约5～10度)分布。即，细菌(BACT)出现在前向散射光强度(FSC)低的区域。这种标本即使含大量杆菌，细菌出现的区域是比红细胞出现区域前向散射光强度(FSC)低的区域，红细胞的测定不会受细菌的影响。同样，在尿中粒子(SED)测定中细菌对白细胞(WBC)出现区域的影响也可以从细菌测定(BAC)中的细菌分布确认。这种根据细菌分布倾向判断有无影响其他粒子测定结果工作通过个人电脑13(分析器)中的计算分析进行，该判断结果在上述步骤S39中与其他结果一起显示在屏幕上。 

如此从细菌测定(BAC)获得细菌分布信息，以此推断细菌在尿中粒子(SED)测定中的出现区域，即可确认其他粒子测定的可信度。因此，根据细菌测定(BAC)的分布可以判断是否需要指示用显微镜复检(Review)，可以减少假阳性判断，下达适宜的复检指令。还可以减少由于无法进行可信度高的区分而作出复检判断的次数。 

本实施方式当尿中的细菌浓度超过5×10³个/mL时，即可测定该尿液中的细菌。具体而言，将测定时间设长一些、多设定测定试样的量，即可测定5×10³个/mL这种低浓度的细菌。由于尿中细菌浓度超过5×10³个/mL时即可测定该尿液细菌，因此，可以根据尿检中求得的敏感度测定细菌。 

如上所示，本发明一个实施方式的尿中粒子分析仪U从尿液标本和染色剂混合而成的测定试样中采集2种散射光(前向散射光和侧向散向光)和荧光，再根据这些前向散射光、侧向散向光和荧光测定尿中白细胞。如此，通过分别使用三种不同的信息(前向散射光强度、侧向散向光强度和荧光强度)可以对白细胞进行精确分类。 

在尿中粒子分析仪U中，附属电脑13是分析从尿液各粒子测得的数 据进行测定的测定系统。电脑13还具备以下功能：作为第一特定系统根据上述前向散射光和上述荧光信号，划定尿中白细胞和上皮细胞的出现区域；作为第二特定系统，根据上述前向散射光和上述侧向散射光划定尿中白细胞和上皮细胞的出现区域。以此即可根据上述第一特定系统划定的结果和上述第二特定系统划定的结果高精度地区分白细胞和上皮细胞。 

尿中粒子分析仪U在一个尿液标本可以混合第一染色剂和第二染色剂制备试样，通过上述第一测定系统测定至少含白细胞的尿中粒子，通过上述第二测定系统测定细菌。因此，用一个分析仪器即可高精度地分别测定至少含白细胞的尿中粒子和细菌。 

尿中粒子分析仪U还具备将尿液标本分为第一等分和第二等分的标本分配器。以此分别制备用于测定至少含白细胞的尿中粒子的第一试样和用于测定细菌的第二试样，用上述第一试样测定至少含白细胞的尿中粒子，用上述第二试样测定细菌。因此，可以更精确地测定尿中粒子和细菌。且，第一试样和第二试样共用一个光学检测系统，能够简化仪器结构，降低产品成本，并实现仪器的小型化。 

前述的详细说明及附图是通过文字解释和图示来进行的，其目的不在于限定权利要求的保护范围。本说明书中的具体实施方式的各个变种对于普通技术人员来说显而易见，并处于权利要求及其等同技术的保护范围内。 

本实施方式检测在照射测定试样的激光光束的光轴延长线附近散射的光作为前向散射光。将对于照射测定试样的激光光束的光轴略呈直角地散射的散射光作为侧向散射光检测。但是本发明中的前向散射光和侧向散射光并非严格限定于上述方向散射的散射光。在上述实施方式中，前向散射光强度是作为反映粒子(尿中有形成份)大小的信息使用的，只要能达到此目的，稍微偏离上述光轴延长线某种程度散射的散射光也可以作为前向散射光使用。另外，在上述实施方式中，侧向散射光强度是作为反映粒子 内容的信息使用的，只要能达到此目的，某种程度偏离对上述光轴略呈直角方向散射的散射光也可以作为侧向散射光使用。 

前向散射光和侧向散射光的性质不一定要限定于上述说明的内容。比如侧向散射光强度不仅可以反映粒子的内容，有时也能反映粒子的大小和粒子表面状态。因此，本实施方式虽然在细菌测定(BAC)中使用前向散射光和荧光，也可以用侧向散射光代替上述前向散射光。 

本实施方式在测定粒子时绘制散点图。但散点图也可以不绘制。尿中粒子分析仪U绘制的散点图是以从尿中各种粒子相对应的信号数据中抽取的数个参数为座标轴绘制的分布图。这是作为算法分析的一种手法绘制的，它具有用户可以亲眼确认测定结果的优点。但是，只要用各粒子对应的信号数据进行分析，不绘制散点图也可以对粒子进行分类和计数。只要决定各粒子相应的信号数据在什么范围内该粒子应归类于哪种粒子即可。在本说明书中，不管是否绘制散点图，均将从各粒子所得数据分布的范围称为出现区域。 

在本实施方式的尿中粒子分析仪U中，分析数据用电脑13与尿中粒子分析仪U主机的机壳是分开的，但也可以将这些都物理性地连为一体。

Claims (16)

1.一种尿中粒子分析仪，包括：

用尿液标本和染色剂制备测定试样的制样系统；

光学检测系统，其包括照射所述测定试样的光源、检测所述测定试样产生的前向散射光的前向散射光采集器、检测所述测定试样产生的侧向散射光的侧向散射光采集器和检测所述测定试样产生的荧光的荧光采集器；以及

根据所述光学检测系统检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定尿中白细胞的测定系统；

其中所述测定系统根据所述前向散射光和所述荧光对尿中白细胞和上皮细胞进行第一分析，根据所述前向散射光和所述侧向散射光对尿中白细胞和上皮细胞进行第二分析；及

所述测定系统根据所述第一分析结果和所述第二分析结果区分白细胞和上皮细胞。

2.如权利要求1所述的尿中粒子分析仪，其中所述测定系统进一步包括：在所述第一分析中划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第一特定系统；以及在第二分析中划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第二特定系统。

3.如权利要求1所述的尿中粒子分析仪，其中：所述测定系统在所述第一分析中，根据所述前向散射光和所述荧光生成第一散点图；所述测定系统在所述第二分析中，根据所述前向散射光和所述侧向散射光生成第二散点图。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的尿中粒子分析仪，其中，所述测定系统还能测定尿中红细胞。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的尿中粒子分析仪，其中，

所述制样系统将第一染色剂和第二染色剂添加进所述尿液标本中制备所述测定试样；

所述测定系统具有：根据所述光学检测系统检测出来的前向散射光、侧向散射光和荧光测定至少含白细胞的尿中粒子的第一测定系统；根据所述光学检测系统检测出来的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的第二测定系统。

6.如权利要求5所述的尿中粒子分析仪，其中：

所述制样系统具有将尿液标本分配为第一等分和第二等分的标本分配器；

所述制样系统还具有在所述第一等分混入第一染色剂制备第一测定试样的第一制样系统和在所述第二等分混入第二染色剂制备第二测定试样的第二制样系统；

所述第一测定系统根据所述光学检测系统从所述第一测定试样检测到的前向散射光、侧向散射光和荧光测定所述至少含白细胞的尿中粒子：及

所述第二测定系统根据所述光学检测系统从所述第二测定试样检测到的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定所述尿中细菌。

7.如权利要求6所述的尿中粒子分析仪，其中，所述第二制样系统在所述第二等分中混入表面活性剂制备所述第二测定试样。

8.如权利要求7所述的尿中粒子分析仪，其中进一步包括将所述制样系统所制测定试样提供给所述光学检测系统的供样系统，其中所述供样系统向所述光学检测系统供应所述第一测定试样后，向所述光学检测系统供应所述第二测定试样。

9.一种尿中粒子分析方法，包括：

a)混合尿液标本和染色剂，制备测定试样；

b)用光束照射所述制备的测定试样，检测所述测定试样产生的前向散射光、侧向散射光和荧光；以及

c)根据所述检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光，测定尿液中的白细胞；

其中，所述步骤c)包含以下步骤：

根据所述前向散射光和所述荧光对尿中白细胞和上皮细胞进行第一分析的第一分析步骤；

根据所述前向散射光和所述侧向散射光对尿中白细胞和上皮细胞进行第二分析的第二分析步骤；及

根据所述第一分析步骤的分析结果和所述第二分析步骤的分析结果区分白细胞和上皮细胞的区分步骤。

10.如权利要求9所述的尿中粒子分析方法，其中：

所述第一分析步骤包含划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第一特定步骤；及

所述第二分析步骤包含划定尿中白细胞和上皮细胞出现区域的第二特定步骤。

11.如权利要求9-10中任意一项所述的尿中粒子分析方法，其中所述步骤c)包含测定尿中红细胞的步骤。

12.如权利要求9-10中任意一项所述的尿中粒子分析方法，其中所述步骤c)包含测定尿中细菌的步骤。

13.如权利要求9-10中任意一项所述的尿中粒子分析方法，其中：所述步骤a)包含在所述尿液标本加入第一染色剂和第二染色剂制备所述测定试样的步骤；

所述步骤c)包括：根据在所述步骤b)检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定至少含白细胞的尿中粒子的第一测定步骤，以及根据在所述步骤b)检测出的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的第二测定步骤。

14.如权利要求13所述的尿中粒子分析方法，其中：

所述步骤a)包含将所述尿液标本分配为第一等分和第二等分的标本分配步骤；

所述步骤a)还包含在所述第一等分加入第一染色剂混合制备第一测定试样的第一制样步骤和在所述第二等分加入第二染色剂混合制备第二测定试样的第二制样步骤；

所述步骤b)还包括：从所述第一测定试样检测前向散射光、侧向散射光和荧光的第一检测步骤和从所述第二测定试样检测前向散射光和侧向散射光之一以及荧光的第二检测步骤；

所述第一测定步骤含根据在所述第一检测步骤从所述第一测定试样检测出的前向散射光、侧向散射光和荧光测定所述至少含白细胞的尿中粒子的步骤；及

所述第二测定步骤含根据在所述第二检测步骤从所述第二测定试样检测出的前向散射光和侧向散射光之一及荧光测定尿中细菌的步骤。

15.如权利要求14所述的尿中粒子分析方法，其中在所述第二制样步骤向所述第二等分中添加表面活性剂。

16.如权利要求15所述的尿中粒子分析方法，其中所述第一检测步骤在所述第二检测步骤之前进行。

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