DE3642209C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zellbild­ untersuchung auf Probenträgern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Zellanalysensystem zur Verwendung bei der Durchfüh­ rung dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5. Ein Verfahren und ein Zellanalysensystem dieser Art sind aus der US-PS 38 51 972 bekannt.

Bei den bekannten Zellanalysensystemen wird das Blutzellbild mit Hilfe eines Mikroskops aufgenommen, welches mit einer TV- Kamera ausgerüstet ist, um Farbdichte-Informationen über das Blutzellbild abzuleiten, um damit charakteristische Kenndaten wie Zellfläche, periphere Länge und Kernfläche zu gewinnen. Auf der Grundlage dieser gewonnenen charakteristischen Daten wird eine Beziehung aufgestellt zwischen der Kernfläche einerseits und dem Verhältnis der quadrierten peripheren Kernlänge zur Kernfläche u. a., um die zu testenden Blutzellen zu beurteilen und zu klassifizieren.

Blut enthält verschiedene Komponenten wie weiße Blutzellen, rote Blutzellen, Blutplättchen u. a. Im Zusammenhang mit der Erfassung und Klassifikation von verschiedenartigen Blutzellen sind für die jeweiligen Blutzellen ver­ schiedenartig wirksame Färbungsverfahren bekannt. Die Klassifikation der Blutzellen und die unterscheidende Identifikation von normalen und anormalen Zellen mit Hilfe von Geräten zur Zellanalyse werden nach dem Färben der Blutzellen mit den jeweiligen wirksamen Fär­ bungsverfahren ausgeführt. Für die Vielfalt der Blutzellen sind die nachfolgend aufgeführten Methoden als wirkame Färbungsver­ fahren bekannt: Zur Klassifikation von regulären weißen Blutzellen (sechs Arten) und roten Blutzellen (drei Arten) als auch für das Zählen von Blutplättchen wird das Verfah­ ren nach May-Grünwald-Giemsa angewandt. Andererseits wird für das Zählen von Retikulozyten ein supravitales Färbungs­ verfahren eingesetzt. Weiter wird für die Erfassung anor­ maler weißer Blutzellen, d. h. Blastzellen und unreifer Zellen, die bei Leukämie auftreten, ein Peroxidase-Fär­ bungsverfahren angewandt.

Bei der bekannten analytischen Untersuchung von Blutzellbildern wird eine Reihe von Proben hergestellt, die jeweils eines der vorstehend erwähnten Färbungsverfahren durchlau­ fen haben, wobei die Klassifikation der Blutzellen und die unterscheidende Bestimmung als reguläre oder anormale Zellen jeweils für die einzelnen angefärbten Proben durch­ geführt wird. Zum Beispiel werden die Zellbilder der supra­ vital gefärbten Probe nach der Klassifikation der weißen Blutzellen auf der Grundlage der mit dem May-Grünwald- Giemsa-Verfahren gefärbten Probe untersucht, indem man das analytische Verfahren wechselt. Dies gilt auch im Falle einer mit der Peroxidase-Verfahren gefärbten Probe.

Durch die Analyse der Blutzellbilder unter Verwendung der Vielzahl der oben erwähnten gefärbten Proben kann ein anormales Verhältnis zwischen den sechs Arten der weißen Blutzellen erfaßt werden, und es kann eine Erfassung von durch die Anwesenheit von unreifen Zellen und Blastzellen angedeuteter Anormalität, eine Beurteilung der regulären Blutzellen, eine Erfassung von verschwommenen oder unbestimmten Zellen, die u. U. durch Färbungsfehler oder durch Zellverletzungen entstanden sind, und anderes bewerkstelligt werden.

Die Probe, von der sich als Ergebnis der wie vorstehend erwähnt durchgeführten Analyse ergeben hat, daß sie anormale und/oder unbestimmte Zellen enthält, wird nach dem mechani­ schen Entladen aus dem Zellbildanalysensystem einer Sichtprü­ fung durch einen Labormitarbeiter unterworfen, um eine Ent­ scheidung darüber zu fällen, ob die Probe Hämopathie (Blut­ krankheit) aufzeigt. In dem eingangs genannten Zellanalysensy­ stem, welches z. B. näher aus der US-PS 38 51 972 bekannt ist, werden mit einem bestimmten Färbungsverfahren hergestellte Objektträger von Proben (nachfolgend kurz Probenträger ge­ nannt) der Zellanalyse unterworfen, wobei der Probenträger, auf dem eine unidentifizierbare oder anormale Zelle gefunden wurde, zusammen mit der Lage der Zelle gespeichert wird. Nach Beendigung des gesamten Analysenablaufs wird der betreffende Probenträger entladen und wieder in das Mikroskop gebracht, um die unidentifizierbare Zelle visuell erneut zu untersuchen. Bei diesem bekannten Untersuchungssystem wird eine Anzahl von Probenträgern auf einmal automatisch analysiert, und nachfol­ gend wird eine Anzahl von Probenträgern, die erneut zu unter­ suchen sind, insgesamt einer Sichtprüfung mit dem Ziel unter­ worfen, die für die Untersuchung erforderliche Zeit zu vermin­ dern.

In Verbindung mit dem bereits bekannten Zellanalysensystem sollte erwähnt werden, daß die Anzahl von automatisch analy­ sierten Zellen für eine einzige Probe gewöhnlich etwa 100 pro Probenträger beträgt. Deswegen nimmt die Untersuchungszeit in nicht hinnehmbarer Weise zu, wenn eine größere Anzahl von Zellen untersucht werden muß. Insbesondere in Untersuchungslabors wie in Klini­ ken, wo eine große Anzahl von Proben bearbeitet werden muß, wird die Anzahl an zu analysierenden Zellen unter dem Ge­ sichtspunkt der bei der Untersuchung zu erreichenden Wirt­ schaftlichkeit so ausgewählt, daß sie etwa 100 beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß im allgemeinen ein Hauptteil der Probenträger, die täglich in einer Klinik untersucht werden müssen, d. h. 90% oder mehr der von Normalpatienten erhaltenen Proben im wesentlichen einen Normalbefund zeigen, wenn sie vom Arzt oder von einem Labormitarbeiter untersucht werden. Jedoch enthalten auch diese Normalproben die unidentifizierbaren Zellen im Verhältnis von 1-2 : 100 Zellen aufgrund von Fär­ bungsfehlern und/oder Zellverletzungen. Unter diesen Umständen erfordern 90% oder mehr der in den Zellanalysator eingebrach­ ten Proben die Sichtprüfung durch den Arzt, ergeben so einen großen Zeitbedarf für die Nachuntersuchung und bedeuten ein großes Hindernis bei der Wirtschaftlichkeitsverbesserung des Zellanalysensystems. Daneben kann das bereits bekannte Zell­ analysensystem kaum eine zufriedenstellende statistische Genauigkeit der Analysenergebnisse sicherstellen, weil die Zahl der automatisch zu analysierenden Zellen bei einer gefärbten Probe im allgemeinen etwa 100 pro Probenträger beträgt. Obwohl für klinische Untersuchungen im Falle von Normalproben keine Probleme entstehen, existiert folglich eine Möglichkeit, daß in einer Probe von einem Hämopathie-Patienten anormale Zellen übersehen werden. Somit muß die Nachuntersu­ chung durch Sichtprüfung durch einen Labormitarbeiter nicht notwendigerweise zu einem Untersuchungsergebnis führen, das eine hohe Zuverlässigkeit sicherstellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Zellanalysensystem der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Zuverlässigkeit bei Zelluntersuchungen bei vermin­ dertem Arbeitsaufwand sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Zellanalysensystem gemäß Anspruch 5 gelöst. Ein Grundkonzept der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß durch jeweils unterschiedliches Färben von ein und derselben Probe eine Vielzahl von Probenträgern zu dem Zweck hergestellt wird, die Analysenergebnisse für jeden der einzelnen Proben­ träger vergleichend zu untersuchen, um dadurch eine genaue Entscheidung selbst für solche Proben zu fällen, die durch Analyse eines einfach gefärbten Probenträgers nicht mit annehmbarer Genauigkeit untersucht werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 und des erfindungsgemäßen Zellanalysensystems in den Unteransprüchen 6 und 7 angeführt.

Es können Informationen oder Daten gleichzeitig von einer Vielzahl von gefärbten Probenträgern erhalten und gleichzeitig gemischt werden, wodurch die Anzahl der durch Sichtprüfung nachzuuntersuchenden Probenträger vermindert werden kann. Wie vorstehend beschrieben, sind mehr als 90% der gewöhnlichen Proben, welche die Blutzelluntersuchung durchlaufen, normal. Nichtsdestoweniger gibt es Blutzellen mit unbestimmtem Zell­ bild aufgrund von Färbungsfehlern oder Zellverletzungen. In diesem Fall wurde bis jetzt eine Nachuntersuchung durch Sichtprüfung bei den Proben durchgeführt, die diese Art von Zellen enthalten. Im Gegensatz dazu erlaubt es die vorliegende Erfindung, die lehrt, daß eine Probe durch unterschiedliche Arten von Färbungsverfahren zu färben ist, daß von der Probe eine Vielfalt von Daten abgeleitet wird, die miteinander gemischt werden, um dadurch die unbestimmten oder verschwomme­ nen Normalzellen von den anormalen Zellen unterscheidend zu identifizieren. Infolgedessen kann die Anzahl der Probenträ­ ger, die der Nachuntersuchung durch Sichtprüfung bei Einschluß der anormalen Zellen zu unterziehen sind, signifikant vermin­ dert werden. Daneben kann der in den Daten enthaltene, aus der Untersuchung herrührende Irrtum unter Erhöhung der Datenzuver­ lässigkeit vermindert werden, weil die auf die erste mikrosko­ pische Analyse folgende zweite mikroskopische Analyse unter schwereren Bedingungen (z. B. muß eine größere Anzahl von Zellen analysiert werden) durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrie­ ben.

Darin zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer allge­ meinen Anordnung eines Zellenanalysensystems;

Fig. 2A und 2B schematische Darstellungen der Verfahrensschritte des Zellanalysensystems in Flußdiagrammen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrensab­ laufs zur Entscheidungsfindung über die mit dem Zellanalysensystem erhaltenen Analyseneregebnisse in einem Flußdiagramm.

Jede der zahlreichen zu analysierenden Blutproben wird mit unterschiedlichen vorbestimmten Färbungsverfahren vor­ behandelt und nach Art eines Sandwiches zwischen zwei Glasplatten gebracht, um mit einem Mikroskop betrachtet werden zu können, wobei eine entsprechende Anzahl von ge­ färbten Probenträgern hergestellt wird. Diese Probenträger werden bezüglich der angewandten Färbungsverfahren klassifiziert, und die Probenträger unterschiedlicher Proben, die jedoch mit dem gleichen Färbungsverfahren hergestellt wurden, werden in eine gleiche Kassette 1 gebracht. Eine Kassette 1 kann z. B. 25 Probenträger-Tafeln enthalten. Wenn angenommen wird, daß die An­ zahl der zu analysierenden Proben 100 beträgt und daß jede Probe mit drei unterschiedlichen färbungsverfahren behandelt wird, werden jeweils 100 Platten von Probenträgern mit jedem Färbungsverfahren behandelt, was bedeutet, daß sich die Gesamtanzahl an Probenträgern auf 300 beläuft, womit 12 Kassetten anfallen, von denen jede 25 mit dem gleichen Färbungsverfahren hergestellte Probenträger enthält. Diese Kassetten 1 werden in einem automatischen Probenbeschicker 3 in eine Vielzahl von Kassettenstationen eingesetzt oder eingebracht, die allgemein mit 30(n) bezeichnet sind (da­ bei bedeutet n die Stationsnummer), wie in Fig. 1 gezeigt. Der automatische Probenbeschicker 3 ist mit einem Antriebsmechanismus 20 ausgerüstet, der gebildet wird durch einen Winkel- oder Rotationsantriebs­ vorrichtung 21 zum Rotieren des automatischen Beschickers entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, einer Vertikalanttriebs­ einrichtung 22 zum vertikalen Antrieb des automatischen Beschickers, sowie einer Bestückungsantriebsvorrichtung 23 zum Betätigen eines Kassettenbestückers in einer Art, daß ein Probenträger aus einer Kassette entnommen wird, die sich an einer vorbestimmten Übertragungsposition befindet, um dabei auf einen X-Y-Objekttisch eines Mikroskops 8 bewegt zu werden, während der Probenträger nach der mikroskopischen Zellbilduntersuchung wieder an seiner ursprünglichen Position in der Kas­ sette abgelegt wird. Die unterschiedlichen, oben erwähnten Antriebsmechanismen können unabhängig voneinander durch die Steuerung einer automatischen Be­ schickungssteuerungsschaltung 4 betätigt werden. Weil solche automatischen Beschickungsmechanismen selbst bekannt sind, ist deren weitere Beschreibung nicht notwendig.

Jede Kassette ist mit einer Bezeichnung versehen, die das Färbungsverfahren anzeigt, dem die darin enthaltenen Pro­ benträger unterzogen wurden, während jeder Probenträger mit einer Probenidentifikationsnummer versehen ist, die eine Identifikation der in dem Probenträger enthaltenen Probe erlaubt. Die Färbungsbezeichnung und die Proben­ identifikationsnummer werden von einem Detektor 5 für die Färbungsbezeichnung bzw. einen Detek­ tor 7 für die Probenidentifikationsnummer erfaßt und die Erfassungsergebnisse in einem Speicher 15 gespeichert. Ein Mikrocomputer 13 zur Steuerung der Arbeitsschritte des Zellanalysesystem ist mit einem Speicher (ROM) 14 ausgerüstet zum Speichern der Programme zum Steuern der Arbeitsschritte des automatischen Beschickers 3, des X-Y- Objekttischs 9 und eines Druckers 17 gemäß dem analyti­ schen Arbeitsablauf, der vom Arzt empirisch für jedes der Färbungsverfahren und für jedes erste und zweite analytische Verfahren festgelegt wurde. Der Inhalt der Programme wird nachfolgend erläutert.

Es wird nun angenommen, daß der automatische Beschicker 3 so angeordnet ist, daß sich eine der Kassettenstationen, z. B. die Station 30(0) bei einer Winkelposition gegen­ überliegend der Aufnahmeposition für die Probenträger und am oberen Ende innerhalb des Bereiches seiner vertikalen Bewegung befindet, so daß der Bestückungsmechanismus aus der Kassette den untersten der Probenträger aufnehmen kann, die in der Kassettenstation 30(0) abgelegt sind. Beim Einschalten der automamtischen Beschickungssteuerungs­ schaltung 4 durch den Mikrocomputer 13 wird ein Trigger­ signal auf die Steuerungsschaltung für den Bestückungan­ trieb 23 angewandt, wodurch der Probenträger 2, der sich an der untersten Position innerhalb des Kassettensatzes an der Station 30(0) befindet, auf den X-Y-Objekttisch des Mikroskops 8 überführt wird. Zu dieser Zeit wird die Stationsnummer n der Kassettenstation, die sich an der Probenaufnahmeposition befindet, z. B. die Nummer (0) von dem Stationsnummerndetektor 24 gelesen, während die Probenträgernummer m des aufgenommenen Probenträgers von dem Probenträgernummerndetektor 6 erfaßt wird, wobei die sich ergebenden Signale, die repräsentativ sind für die beiden erfaßten Positionsnummern n und m, in dem Speicher 15 gespeichert und auch zurückgeführt werden zu der automati­ schen Beschickungssteuerungsschaltung 4, um verwendet zu werden für das Steuern der Winkelposition und der verti­ kalen Position des automatischen Beschickers 3. Weiterhin wird während des Überführens des Probenträgers auf den X-Y-Objekttisch die an dem Probenträger angebrachte Pro­ benidentifikationsnummer durch den Detektor 7 für die Probenidentifikationsnummer erfaßt, um anschließend in dem Speicher 15 gespeichert zu werden. In diesem Zusam­ menhang sollte erwähnt werden, daß die Stations­ nummer n mit jeder beliebigen herkömmlichen Erfas­ sungseinrichtung erfaßt werden kann auf der Grundlage der Übereinstimmung zwischen der Winkelposition des automati­ schen Beschickers, der von der Rotationsantriebsvorrich­ tung angetrieben wird, und der Kassettenstation. Weiter können im Zusammenhang mit der Erfassung der Probenträger­ nummern m serielle Nummern (z. B. 0 bis 24) an allen Probenträgern angebracht werden in der Reihenfolge von der untersten zur obersten in jeder der Kassetten, wobei die Probenträgernummern erfaßt werden kann auf der Grundlage einer entsprechenden Beziehung zwischen der vertikalen Position des von der vertikalen Antriebsvorrichtung angetriebenenen automatischen Beschickers 3 und dem Probenträger, der sich in der Aufnahmeposition befindet. Zu diesem Zweck kann jede geeignete, für sich bekannte Erfassungseinrichtung eingesetzt werden.

Der X-Y-Objekttisch ist mit einer Mikroskopsteuerung 10 gekoppelt, welche die Justierung des Mikroskop-Objekttischs, die Einstellung des Brennpunktes, die Schmierung und andere Funktionen erledigt. Eine TV-Kamera 11 ist mit einer Linsensäule des Mikrskops 8 verbunden. Der Ausgang der TV-Kamera 11 ist verbunden mit einer Bilddatenabruf/- Merkmalsauswertungs-Schaltung 12 zum Abruf des Zellbildes als durch die A/D-Wandlung entstehendes Digitalbild und zum Auswerten von morphologischen Merkmalen der Zelle. Da der Aufbau der Bilddatenabruf/Merkmalsauswertungs-Schal­ tung 12 selbst bekannt ist, ist eine weitere Beschreibung nicht notwendig. Verbunden mit der Bilddatenabruf/Merkmals­ auswertungs-Schaltung 12 ist ein Steuerungsrechner (Mikro­ computer) 13, der zur Unterschreibung und Klassifikation von Zellen dient, sowie eine Systemsteuerung. Der Steuerungsrechner 13 ist seinerseits verbunden mit einem Speicher 14 zum Speichern der durch die Analyse entstehen­ den Daten und der vielfältigen vorstehend erwähnten Pro­ gramme und mit einer Rechenschaltung 16, die zum Mischen und zum arithmetischen Verarbeiten der Daten dient. Der Speicher 14 und die Rechenschaltung 16 sind ebenfalls mit­ einander verbunden. Weiterhin ist die Rechenschaltung 16 mit dem Drucker 17 zum Ausdrucken der Analysenergebnisse verbunden. Durch den Drucker 17 wird ein Ergebnisblatt 18, das die Analysenergebnisse enthällt, verfügbar gemacht.

Bezugnehmend auf das in Fig. 2A gezeigte Flußdiagramm soll nachfolgend die Arbeitsweise des Systems beschrieben werden. Bei Anwendung eines Startsignals aus dem Mikropro­ zessor 13 wird das ganze System in einen Status versetzt, in dem es arbeitsbereit ist, während der Mikrocomputer 13 initialisiert wird (Schritt 100). Genauer ausgedrückt, wenn man annimmt, daß die Untersuchung oder Prüfung beginnend mit dem Probenträger durchgeführt werden soll, der sich im untersten Fach der Kassettenstation 30(0) befindet, verursacht die erwähnte Initialisierung, daß sowohl die Stationsnummer n als auch die Probenträgernummer m , die vorbestimmten Bereiche des Speichers 14 zugewie­ sen sind, zu "0" gesetzt werden. Nachfolgend wird die au­ tomatische Beschickungssteuerungsschaltung 4 angeschaltet, um Antriebssignale an die Winkelantriebsvorrichtung 21 bzw. an die Vertikalantriebsvorrichtung 22 zu liefern, wodurch der automatische Beschicker 3 winkelmäßig und in verikaler Richtung zu einer Position angetrieben wird, die mit der Position fluchtet, wo der mit der Probenträgernummer m = "0" identifizierten unterste Probenträger innerhalb der Kassette der Stationsnummern n = "0" an der Station 30(0) aufgenommen werden kann (Schritt 101). Dann wird die Bestückungsantriebsvorrichtung 23 an­ geschaltet, um den an der Aufnahmeposition befindlichen Probenträger aufzunehmen und ihn nachfolgend auf den X-Y-Objekttisch des Mikroskops zu plazieren. Da­ nach werden die Ausgangssignale des Probenträgernummern­ detektors 6, des Sationsnummerndetektors 24, des Detek­ tors 5 für die Färbungsbezeichnung und des Detektors 7 für die Probenidentifikationsnummer, die im Speicher 15 gespeichert sind, ausgelesen (Schritt 103), um die Fär­ bungsart zu identifizieren, mit der die Probe der ent­ sprechenden Kassette entwickelt wurde, auf der Basis des Signals des Detektors 5 für die Färbungsbezeichnung (Schritt 104), woran sich die Auswahl des Programms anschließt, das im Speicher 14 gespeichert ist und dem vorher bestimmten Analysenverfahren für die erste mikroskopische Analyse des Probenträgers der identifizierten Färbung (Schritt 105) entspricht, wo­ durch die erste mikroskopische Analyse gemäß dem ausgewählten Programm ausgeführt wird (Schritt 106). Einzelheiten dieses Schrit­ tes 106 werden an späterer Stelle unter Bezugnahme auf Fig. 2B beschrieben. Nach Vervollstädigung der Verarbei­ tung bei Schritt 106 schreitet das Verfahren zu einem Schritt 107, wo zur Probenträgernummer m "1" ad­ diert wird, woran sich ein Schritt 108 anschließt, wo darüber entschieden wird, ob m gleich oder größer ist als die Nummer der Probenträger, die in einer Kassette ent­ halten sind (25 im Falle der erläuterten Ausführungsform).

Wenn die Antwort des Entscheidungsschrittes 108 zustim­ mend ist, schreitet das Verfahren zu einem Schritt 109. Andernfalls wird zu Schritt 101 zurückgesprungen, um die erste mikroskopische Analyse für den nächsten Probenträger von derselben Kassette auszuführen. Andererseits wird in Schritt 109 die Probenträgernummer m zu "0" gesetzt, während zur Stationsnummer n "1" addiert wird, worauf sich Schritt 110 anschließt, wo die inkremen­ tierte Stationsnummer n mit der Nummer der Kassettenstation verglichen wird (d. h. 12 im Falle der erläuterten Ausführungsform). Wenn n gleich oder grö­ ßer als 12 ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 111 weiter. Anderenfalls wird zu Schritt 101 zurückgesprung­ gen, um die erste mikroskopische Analyse für den untersten Probenträger der nächsten Kassette auszuführen. Wenn beim Schritt 110 n = 12 ist, so bedeutet dies, daß die erste mikroskopische Analyse für alle im automatischen Beschicker untergebrachten Probenträger abgeschlossen ist. Entsprechend wird n bei Schritt 111 auf "0" zurückgesetzt, gefolgt von einem Schritt 112, wo die Ergebnisse der bis dahin durchgeführten Analyse n in den Speicher 14 geladen und geordnet werden. Zu den Ein­ zelheiten des Schrittes 112 werden an späterer Stelle un­ ter Bezugnahme auf Fig. 3 Beschreibungen gegeben.

Es wird nun die bei Schritt 106 durchgeführte Verarbei­ tung erläutert. Diese Verarbeitung wird durchgeführt ge­ mäß einem Programm, das gemäß dem Typ des Färbungsverfah­ rens ausgewählt wird. Wie vorstehend erwähnt, verfügt man bei den für die Untersuchung von Blutzellen eingesetzten Färbungsverfahren über die normalen Färbungsverfahren, die eingesetzt werden für die Identifikation von sechs Arten von normalen weißen Blutzellen und drei Arten von normalen roten Blutzellen, als auch für das Zählen von Plättchen, wie es durch die May-Grünwald-Giesma-Färbung veranschaulicht wird, über ein supravitales Färbungsver­ fahren, das beim Zählen von Retikulozyten angewandt wird, wie es durch die neue Methylenblau-Färbung veranschaulicht wird, und über ein spezielles Färbungsverfahren, das zur Untersuchung von Hämopathie wie z. B. Leukämie oder von anormalen weißen Blutzellen eingesetzt wird, wie es durch die Peroxidase-Färbung veranschaulicht wird. In diesem Zusammenhang sollte festgehalten werden, daß die Verfah­ ren zum Untersuchen oder Prüfen der Probenträger, die mit diesen Färbungsverfahren behandelt wurden, sich in Abhängigkeit von den Färbungsverfahren voneinander unter­ scheiden und daß das Untersuchungsverfahren der Probe, die mit demselben Färbungsverfahren behandelt wurde, sich zwischen der ersten und der zweiten mikroskopischen Analyse unterschei­ det. Die Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2B ge­ machte Beschreibung richtet sich auf das Verfahren, das bei der ersten mikroskopischen Analyse von weißen Blutkörperchen für eine mit der May-Grünwald-Giesma-Färbung gefärbten Probe ver­ wendet wird, ein typisches der normalen Färbungsverfah­ ren.

Zuerst wird eine Mikroskopsteuerung 10 in Antwort auf ein vom Mikrocomputer ausgegebenes Signal eingeschaltet. Unter der Steuerung der Mikroskopsteuerung 10 wird der X-Y-Objekttisch des Mikroskops so angetrieben, daß der Probenträger auf dem X-Y-Objekttisch des Mikroskops 8 entlang eines vorbestimmten Weges abscannt wird (Schritt 201). Der Weg für das Abscannen wird empirisch durch den Arzt bestimmt. Das jeweils eingestellte Gesichtsfeld des Mikroskops 8 wird von der TV-Kamera 11 betrachtet, um mit Hilfe eines Detektors 40 für weiße Blutzellen zu über­ wachen, ob innerhalb des Gesichtsfeldes das Bild einer weißen Blutzelle sichtbar ist (Schritt 202). Bei der Er­ fassung der weißen Blutzelle erzeugt der Detektor 40 ein Signal, um das Scannen des X-Y-Objekttisches durch die Mikroskopsteuerung 10 zu unterbrechen (Schritt 203). Der Mikrocomputer 13 antwortet auf den Empfang dieses Detek­ tionssignals zum Einschalten der Bilddatenabruf/Merkmals­ auswertungs-Schaltung 12 zum Messen der physikalischen Größen, welche die morphologischen Merkmale des Bildes der weißen Blutzelle treffen, wobei die gemessenen Größen in Digitalsignale umgewandelt werden, um nachfolgend in den Rechner 13 eingespeist zu werden (Schritt 204). Das Pro­ gramm schreitet dann zu einem Schritt 205, wo zur Zahl P der erfaßten weißen Blutzellen (diese Anzahl wird anfäng­ lich auf "0" gesetzt) "1" addiert wird, gefolgt von einem Schritt 206, wo entschieden wird, ob die Anzahl von Untersu­ chungen an weißen Blutzellen (P + 1) eine vorher gesetzte Zahl von weißen Blutzellen, z. B. "100" erreicht hat. Falls nicht, wird zu Schritt 201 zurückgesprungen, um den Scannvorgang des Probenträgers auf dem X-Y-Objekttisch 9 des Mikroskops 8 erneut zu starten. In der Zwischenzeit bestimmt der Computer 13 arithmetisch die morphologischen Merkmale der Zellen mit Hilfe der Recheneinheit 16 auf der Grundlage der von der Bilddatenabruf/Merkmalsauswertungs-Schaltung 12 erhaltenen physikalischen Größen, um die Klassifikation und Identifikati­ on der weißen Blutzellen durchzuführen, deren Ergebnisse dann im Speicher 14 zusammen mit der Probenidentifikationsnummer, der Stationsnummer n und der Probenträgernummer m gespeichert werden.

Wenn die Anzahl an Untersuchungen bei Schritt 206 "100" erreicht hat, schreitet das Verfahren zu einem Schritt 207 weiter, gemäß welchem der Probenträger nach Beendigung der Messung in den automatischen Beschicker zurückgeführt wird. Im nachfolgenden Schritt 208 werden die bis dahin erhaltenen Daten geordnet und es wird dann zu Schritt 107 zurückgesprun­ gen (Schritt 209). Unter dem bei Schritt 206 empfangenen Befehl wartet der Computer 13 bis zur Beendigung der Rechen­ verarbeitung des letzten Bildes der weißen Blutzelle und ordnet alle Ergebnisse der Rechenoperation für denselben Probenträger, um diese nachfolgend im Speicher 14 zu spei­ chern. Die charakteristischen morphologischen Größen der weißen Blutzelle (oder der Zelle allgemein) können durch eine Anzahl von physikalischen Größen dargestellt werden, z. B. Zellfläche, unklare Fläche, periphere Länge dar Zelle, Ausmaß der Lichtabsorption von speziellen Wellenlängen durch Zellen, die Kerne u. ä. Diese Größen werden rechnerisch mit hoher Geschwindigkeit bestimmt und vergleichend verarbeitet unter Bezugnahme auf die Zellidentifikationsstandards, die im Speicher 14 pogrammiert und gespeichert sind, wobei die Zellen wie gefunden identifiziert und klassifiziert werden in vorbestimmte Kategorien bekannter Zellen, wie lymphozyt, eosinophil, asophil, neutrophil, monozyt usw.

Diese Analyse schließt mit ein die Erfassung von sechs Arten von weißen Blutzellen und anderen, sowie das Zählen von Retikulozyten. Wenn gefunden wird, daß eine ge­ testete Blutzelle mit Hilfe des Zellidentifikationsprogramms nicht unter eine der Kategorien be­ kannter Zellen klassifiziert werden kann, wird die getestete Zelle in die Kategorie der unidentifizierbaren Zellen klassifi­ ziert. Die analytischen Verfahren für die einzelnen Zellen können durch den Arzt empirisch bestimmt werden. Da die Bilddatenabruf/Merkmalauswertungs-Schaltung im Bereich des Fachwissens des Durchschnittsfachmanns liegt, ist deren weitere Beschreibung nicht notwendig.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, speichert der Speicher 15 die Analysenergebnisse von 100 weißen Blutzellen, die zusammen mit der am dazugehörenden Pro­ benträger angebrachten Probenidentifikationsnummer geord­ net sind, die Probenträgernummer n und die Stationnummer m an dem Niveau, an dem die Analyse für einen Probenträger beendet wurde. Wie vorste­ hend beschrieben, wurde eine Entscheidung darüber, ob ei­ ne getestete Probe normal oder anormal ist, bisher auf der Grundlage der Analysenergebnisse des Probenträgers gefällt, der durch ein Färbungsverfahren hergestellt wur­ de. Jedoch ergeben die Proben, die allein mit den Daten, die von einem mit einem Färbungsverfahren hergestellten Probenträger erhalten wurden, schwierig zu identifizieren sind, eine beträchtliche Anzahl, und der Labormitarbei­ ter ist gezwungen, diese Proben erneut durch Sichtprüfung zu untersuchen, was zeitaufwendige Arbeit erfordert. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Lehre der vorliegenden Er­ findung eine Vielzahl von Probenträgern, die für eine Probe mit einer Vielzahl von jeweils unterschiedlichen Färbungsverfahren hergestellt werden, bereitgestellt und durch das oben in Verbindung mit Fig. 2A beschriebene Ver­ fahren analysiert. Bei dem Schritt, der auf den letzten Schritt 111 folgt, werden die Analysenergebnisse, die für eine Vielzahl der von einer Probe hergestellten Proben­ träger ermittelt werden (z. B. für drei Probenträger, her­ gestellt mit drei unterschiedlichen Färbungen), im Speicher 14 gespeichert. Die so erhaltenen Daten werden dann einer umfassenden Entscheidung oder Be­ urteilung bei Schritt 112 unterzogen. Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 die bei Schritt 112 durchgeführte Verarbeitung beschrieben.

Zunächst werden die in dem Speicher 14 gespeicherten Daten für jede der Proben (Schritt 301) ge­ ordnet. Unter der Annahme, daß für jede Probe drei Proben­ träger mit jeweils unterschiedlichen Färbungsverfahren her­ gestellt wurden, werden die von den drei Probenträgern für jede Probe erhaltenen Daten gesammelt und in dem Speicher in Reihenfolge gespeichert. Danach wird - auf der Grund­ lage der neu geordneten Daten - für jede Probe darüber ent­ schieden, in welche von vorbestimmten Kategorien, d. h. normal, anormal oder unbestimmt (unidentifizierbar) diese Probe bei Schritt 302 zu klassifizieren ist in Überein­ stimmung mit vorbestimmten Regeln, die durch den Labormit­ arbeiter empirisch festgelegt und im Speicher 14 gespei­ ert werden können. Nach Beendigung der Entscheidung für jede der Proben werden Listen 18 der normalen, anor­ malen und unbestimmten Proben hergestellt (Schritte 303, 304 bzw. 305). Jede dieser Listen enthält die Proben­ trägernummern m der Probenträger, die für jede Probe verwendet werden (drei Probenträger im Falle der erläuterten Ausführungsform), die Stationsnummern n und die Meßdaten. Diese Listen können mit dem Drucker 17 nach Bedarf ausgedruckt werden. Für eine unbestimmte Probe wird eine zweite mikroskopische Analyse bei Schritt 306 durchgeführt.

Grundsätzlich wird die zweite mikroskopische Anlayse gemäß ähnlichen Verfahren wie den in den Fig. 2A und 2B erläuterten durch geführt. Der Unterschied liegt einfach darin, daß das Programm so gestaltet ist, daß nur die Probenträger, die bei Schritt 305 aufgelistet werden, untersucht werden, und daß ein Programm für die zweite mikroskopische Untersuchung bei Schritt 105 ausgewählt wird. Das Programm für diese zweite mikroskopische Untersuchung ist so aufgebaut, daß im Vergleich mit dem Programm für die erste mikroskopische Untersuchung genauere Messungen bewerkstelligt werden können. Bei der ersten mikroskopischen Analyse werden die morphologischen Kenndaten einer vorbestimmten Anzahl von Zellen, wie den weißen Blutzellen, durch das Scannen des Probenträgers auf dem X-Y-Objekttisch des Mikroskops gemessen, wobei die für die einzelnen Zellen erhaltenen Meßergebnisse mit den vorher erstellten Standards zur Klassifikation und Identifikation verglichen werden, um damit zu bestimmen, zu welchen Katego­ rien die betrachteten Zellen gehören. In dem Stadium, wo die Analyse für 100 weiße Blutzellen beendet ist, wird in Abhän­ gigkeit von dem Prozentsatz an Zellen, die in die Kategorie für anormale Zellen klassifiziert wurden, über die Normalität oder Anormalität oder Unbestimmtheit der Probe entschieden. Jedoch ist das Scannen bei der ersten mikroskopischen Analyse auf einen äußerst kleinen Ausschnitt des Probenträgers be­ schränkt. Daneben können anormale Zellen in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren der Probenträger örtlich falsch verteilt sein. Unter diesen Umständen kann bei der zweiten mikroskopi­ schen Analyse das Scannen auf dem X-Y-Objekttisch das Mikro­ skops bevorzugt entlang des Weges durchgeführt werden, der sich von dem bei der ersten mikroskopischen Analyse verwende­ ten unterscheidet, und/oder die Anzahl der für einen Proben­ träger zu messenden Zellen kann im Vergleich zu der der ersten mikroskopischen Analyse erhöht werden, um damit die Meßgenau­ igkeit zu erhöhen. Die so erhaltenen Ergebnisse der zweiten mikrsokopischen Analyse werden mit denen der ersten mikrosko­ pischen Analyse beurteilt, um die Normalität oder Anormalität der betreffenden Probe zu bestimmen. Diese Entscheidung wird in Übereinstimmung mit einem Entscheidungsprogramm, das unter Beachtung der Regeln erstellt wird, die von dem Labormitarbei­ ter empirisch aufgestellt wurden, gefällt. Es bedarf keiner Erwähnung, daß die Probe, die durch die erste mikroskopische Analyse als anormal bestimmt wurde, mit dem erfindungsgemäßen System leicht einer zweiten mikroskopischen Analyse unterwor­ fen werden kann, wenn der Arzt dies als notwendig erachtet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Zellbilduntersuchung auf Probenträgern unter Verwendung eines automatischen Zellanalysensystems, bei dem

• a) Probenträger mit angefärbtem Blut hergestellt werden;
• b) Probenträger in das Zellanalysensystem eingeführt werden, wo eine mikroskopische Analyse der Probe unter Erzeugung mindestens eines Zellbildes erfolgt und das Zellbild nach morphologischen Merkmalen ausgewertet und bewertet wird;
  dadurch gekennzeichnet, daß
• c) jede der Blutproben mit mehreren jeweils unterschiedlichen Färbungsverfahren angefärbt wird, die Probenträger, die jeweils mit dem gleichen Färbungs­ verfahren behandelt worden sind, zu Sätzen zusammengefaßt werden und den einzelnen Sätzen von Probenträgern jeweils eine Färbungsbezeichnung zuge­ ordnet wird;
• d) die mikroskopische Analyse in Abhängigkeit vom jeweils eingesetzten Fär­ bungsverfahren mit unterschiedlichen Analysenverfahren erfolgt, für die im Zellanalysensystem entsprechende Programme abgespeichert sind, wobei das für die Probenträger verwendete Färbungsverfahren vor Durchführung der mikros­ kopischen Analyse mit Hilfe der entsprechenden Färbungsbezeichnung identifi­ ziert wird und nach Maßgabe der Identifikation das zugehörige Programm aufgerufen und damit eine erste mikroskopische Analyse durchgeführt wird.

2. Verfahren anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewertung des Zellbildes eine Klassifizierung der entsprechenden Probe in eine der Kategorien "normal", "anormal" oder "unbestimmt" erfolgt und die als "unbestimmt" klassi­ fizierte Probe einer zweiten mikroskopischen Analyse unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite mikroskopische Analyse unter Erzeugung von unterschiedlichen Anzahlen von Zellbildern durchgeführt wird, wobei die Anzahl bei der zweiten mikroskopischen Analyse größer ist als bei der ersten mikroskopischen Analyse.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbungsbezeichnung auf Kassetten angebracht ist, die nach jeweils dem gleichen Färbungsverfahren hergestellte Probenträger enthalten und aus denen die Probenträger in das Zell­ analysensystem eingeführt werden.

5. Zellanalysensystem zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüchen mit

• a) einer Beschickungseinrichtung (3, 4, 20-23) zum Überführen von in Kassetten (1) untergebrachten Probenträgern (2) in das Zellanalysensystem;
• b) einer Einrichtung (8, 9, 10) zur Durchführung einer mikroskopischen Analyse an den Probenträgern (2);
• c) einer Bilderzeugungseinrichtung (11) zum Erzeugen eines der mikroskopischen Analyse entsprechenden Bildes von mindestens einer auf dem analysierten Probenträger (2) enthaltenen Zelle;
• d) einer Merkmalsauswerteeinrichtung (12, 13, 16) zum Auswerten von morpho­ logischen Merkmalen des Zellbildes als Digitalinformation;
  gekennzeichnet durch
• e) einen Detektor (5) zum Erfassen von an den Kassetten (1) angebrachten Färbungsbezeichnungen, wobei die Färbungsbezeichnungen unterschiedlichen, zur Herstellung der Probenträger (2) eingesetzten Färbungsverfahren ent­ sprechen;
• f) eine Speichereinrichtung (14) zum Speichern und Auslesen von Programmen, mit denen die mikroskopische Analyse gemäß den jeweils eingesetzten und vom Detektor (5) über die Färbungsbezeichnung erfaßten Färbungsverfahren durchführbar ist.

6. Zellanlysensystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
einen Detektor (7) zum Erfassen einer auf dem Probenträger (2) angebrachten Probenidentifikationsnummer;
eine Speichereinrichtung (14, 15) zum Speichern der Probenidentifikationsnummer und der Digitalinformation;
eine Recheneinrichtung (12, 13, 16) zum Klassifizieren der Digitalinformation mit Hilfe von in der Speichereinrichtung (14) gespeicherten Zellidentifikations­ standards.

7. Zellanalysensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Recheneinrichtung (12, 13, 16) nach Maßgabe der Klassifikation eine Wiederholung der mikroskopischen Analyse durchführbar ist.