DE4437758A1 - Bildanalyseverfahren und -vorrichtung für Strömungspartikel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel und eine entsprechende Vorrichtung, in der ein Probe­ fluid, das suspendierte Partikel enthält, in einem flachen Strömungsprofil kontinuierlich strömt und dann abgebildet wird, um die Partikel in dem Probefluid zu analysieren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel und eine entsprechende Vorrichtung, die für die Analyse von Zellen oder Partikeln, die in Blut oder Urin enthalten sind, geeignet ist.

Bei einer herkömmlichen Analyse werden Zellen, die in Blut existieren, oder Zellen oder Partikel, die in Urin existieren, kategorisiert und analysiert, indem Proben auf Objektträger aufgebracht werden und unter einem Mikroskop beobachtet werden. Im Fall von Urin, bei dem eine Konzentration von Partikeln gering ist, wird eine Probe für eine spätere Beobachtung unter Benutzung einer Zentrifuge geschleudert und kon­ densiert. In einer Vorrichtung zum Automatisieren dieser Beobachtungs- und Prüfungsarbeiten wird auf einen Objektträger eine Blutprobe oder eine ähnliche Probe auf einen Objektträger aufgebracht und in ein Mikroskop eingeführt, ein Aufnahmeteil des Mikroskops wird automatisch über den Objektträger geführt und an Orten mit Partikeln angehalten, um Standbilder der Partikel zu erzeugen, worauf im Anschluß Bildver­ arbeitungstechniken charakteristischer Extraktion und Mustererkennung durchgeführt werden, um die Partikel in der Probe zu kategorisieren.

Jedoch erfordert die vorgenannte Prozedur viel Zeit zum Aufbringen der Proben. Außerdem ist zusätzliche Arbeit erforderlich, um Partikel her­ auszufinden, während sich der Aufnahmeteil eines Mikroskops mechanisch bewegt und sich die Partikel zu einer Bildaufnahmezone bewegen. Die Durchführung dieser Arbeit macht die Analysezeit aufwendig und maschi­ nell komplex.

Zur Verbesserung der Prüfungspräzision und zum Einsparen von Arbeit ist z. B. in der JP-A-57-500995, JP-A-63-94156 oder in der JP-A-4-72544 eine Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel offenbart, in der eine Strömungskammer benutzt wird, in der eine umhüllende Lösung benutzt wird, d. h. eine reine Lösung als eine äußere Schicht, um eine sehr flache Strömung eines Probenfluids vorzusehen.

In der Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel wird ein Probenfluid, das sich in der Strömungskammer bewegt, beispielsweise unter Benutzung einer Videokamera abgebildet. Erzeugte Standbilder werden dann ver­ arbeitet, um Partikel in der Probe zu kategorisieren oder zu zählen.

Eine Strömungspartikel-Bildanalysevorrichtung zum Abbilden von Partikeln in einer Probe durch Ändern von Leistungen ist in US-P-5,088,816 (JP-A- 3-105235) und in der JP-A-4-309841 beschrieben.

Der in der US-P-5,088,816 und in der JP-A-4-309841 beschriebene Parti­ kelanalysierer weist einen Strobe zum kontinuierlichen Aussenden von Licht auf, das für eine kurze Zeitperiode aufblitzt, eine Blende zum Justieren einer Blitzlichtmenge von dem Strobe, einen Diffusorbildschirm zum Auflösen von Unregelmäßigkeiten in der Lichtintensität des Blitz­ lichts, eine Kondensorlinse zum Bündeln von Blitzlicht, eine Strömun­ gskammer, die in dem Durchgang des Blitzlichtes angeordnet ist, und entworfen ist, um eine flache Strömung eines Probenfluids vorzusehen, während das Probenfluid mit einer Umhüllungslösung umschlossen ist, eine Objektivlinse zum Formen von Bildern von Partikeln, die durch Blitzlicht bestrahlt sind, eine Hochleistungs-Projektionslinse, eine Nieder­ leistungs-Projektionslinse, eine Fernsehkamera zum Aufnehmen von Bildern, eine Einrichtung zum Bewegen des Diffusorbildschirms, eine Einrichtung zum Variieren der Größe einer Blende und eine Schaltungs­ einrichtung zum Schalten der Hochleistungs- und Niederleistungs-Projek­ tionslinsen.

In der Strömungskammer hat ein Strömungspfad für ein Probenfluid einen Querschnitt, der sich in einer Richtung der Strömung verjüngt und allmählich in einer Richtung expandiert, die im wesentlichen rechtwinklig zu einer Richtung ist, in Blitzlicht von einem Ort nahe des Eingangs einer Abbildungszone in Richtung deren Ausgang läuft. Dem liegt die Absicht zugrunde, die Anordnung flacher Partikel so zu steuern, daß flache Oberflächen der flachen Partikel im wesentlichen senkrecht zum Blitzlicht sein werden, und um Bilder zu erzeugen, die die Eigenschaften der Partikel darstellen.

In dem vorstehend genannten Partikelanalysierer werden die Projektions­ linsen so geschaltet, daß eine optimale Leistung gemäß der zu messenden Durchmesser der Partikel spezifiziert wird. Somit kann die Analyse vorgenommen werden. Wenn die Projektionslinsen geschaltet werden, werden die Fokustiefen geändert. Das Verhältnis einer Strömungsrate eines Probenfluids, das in die Strömungskammer strömt, zu einer Strö­ mungsrate einer Umhüllungslösung, die dort hinein strömt, wird dann entsprechend einer vorbestimmten Feldtiefe modifiziert, wodurch das Probenfluid in seiner Dicke geändert wird.

Wenn die Durchmesser der Partikel in einer zu messenden Probe klein sind (ungefähr 10 µm), wird die Hochleistungs-Projektionslinse (z. B. Leistung 40) ausgewählt. Eine geringere Fokustiefe wird demgemäß bestimmt. Für eine Hochleistung wird daher ein Probenfluid dünn ge­ macht.

Wenn die Durchmesser von Partikeln in einer zu messenden Probe groß sind (ungefähr in der Größenordnung mehrerer 10 Mikrometer), wird die Niederleistungs-Projektionslinse (z. B. Leistung 10) ausgewählt.

Eine große Fokustiefe wird demgemäß bestimmt. Für eine niedrige Leistung wird daher ein Probenfluid dick gemacht.

Zwei Meßbetriebsweisen werden ausgeführt für den Fall, daß ein Pro­ benfluid, wie beispielsweise Urin, Partikel einschließt, die einen weiten Durchmesserbereich aufweisen. Die beiden Meßbetriebsweisen sind eine Hochleistungs-Feldbetriebsweise (HPF) und eine Niedrigleistungs-Feldbe­ triebsweise (LPF).

In der Hochleistungs-Feldbetriebsweise wird die Vergrößerungsleistung einer Objektivlinse erhöht, um einen Teil eines Probenfluids zu verstär­ ken und um kleine Partikel, wie beispielsweise rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Bakterien o.a. zu beobachten. Eine große Menge des zu testenden Probenfluids ist nicht erforderlich, da eine relativ große Anzahl der kleinen Partikel in dem Probenfluid vorliegt.

In der Niedrigleistungs-Feldbetriebsweise wird das gesamte visuelle Feld der Aufnahmefläche beobachtet, um die Existenz wichtiger Partikel in dem Probenfluid zu erkennen. Die Anzahl wichtiger Partikel ist sehr gering. Die zu messenden Partikel in der Niedrigleistungs-Feldbetriebs­ weise sind Partikel, wie beispielsweise gewundene bzw. gerade bzw. säulenartige Nierenkanälchen (columunal kidney tubules) oder Epitheli­ um mit großen Durchmessern.

Wie in US-P-5,088,816 und JP-A-4-309841 beschrieben, müssen optische Systeme hoher Leistung und geringer Leistung in einer Analysevorrich­ tung eingeschlossen sein und müssen gegeneinander ausgetauscht werden, um die zwei Betriebsweisen der Hochleistungs-Feldbetriebsweise und der Niedrigleistungs-Feldbetriebsweise auszuführen.

Zum Ändern der Leistungen für Messungen ist es, wie oben erwähnt, erforderlich, die Linsen auszuwechseln, unter Benutzung einer Einrichtung zum Schalten von Projektionslinsen, um einen Diffusorbildschirm zu verschieben, um die Größe der Blende zu variieren und um das Wieder­ einstellen des Brennpunkts durchzuführen. Dies wird in der herkömm­ lichen Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel durchgeführt, die eine komplexe Konfiguration aufweist, in komplizierter Weise arbeitet und kostenaufwendig ist. Außerdem besteht die Schwierigkeit, eine Analyse schnell zu erstellen. Viel Zeit ist für eine Steuerung zu verwenden, was sich aus einer Änderung der Leistungen ergibt.

Weiterhin werden, wenn die optischen Systeme gegeneinander ausge­ tauscht werden, die Intensität der Strahlung des Bildaufnahmesystems und die Verstärkungsleistung eines Bildes geändert, so daß die Bildprozesse erschwert werden. Daher können die Partikel in dem Probenfluid nicht mit hoher Genauigkeit analysiert werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel und eine Bildanalysevorrichtung für Strömungs­ partikel anzugeben, in der die Meßbetriebsweisen gegeneinander ausge­ tauscht werden, ohne die Verstärkungs- bzw. Vergrößerungsleistung eines optischen Systems zu andern, wobei Hochgeschwindigkeits- und Hoch­ genauigkeits-Bildanalysen können mittels einer einfachen Konstruktion erzielt werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel vorgesehen, bei welchem ein Probefluid, das suspen­ dierte Partikel enthält, strömt, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu dem Probefluid geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbildungseinrichtung abgebildet werden, wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren. Dabei ist eine Strömungskammer für ein Probefluid, das von einer reinen Lösung umschlossen ist, in der Weise ausgestaltet, daß die Ausdehnung des Probefluids in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung des Lichtstrahls im wesentli­ chen konstant bleibt. Die Abbildungseinrichtung ist auf eine bestimmte feste Leistung für das Abbilden eingestellt. Abgebildete Partikel werden dann analysiert, um die Partikel zu kategorisieren bzw. zu klassifizieren.

In dem vorgenannten Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel wird vorzugsweise das Verhältnis einer Strömungsrate eines in die Strömungs­ kammer strömenden Probefluids zu der Strömungsrate einer in diese strömenden reinen Lösung gesteuert, um die Ausdehnung des Probefluids in der Richtung zu steuern, in der ein Strahl läuft. So kann eine Viel­ zahl von Messungsbetriebsweisen in Zuordnung zu Typen von zu messen­ den Partikeln eingestellt werden. Abbilden wird mit derselben Leistung erzielt, mit der das Abbilden in irgendeiner der Vielzahl der Messungs­ betriebsweisen erfolgt.

In dem vorgenannten Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel wird die Abbildungseinrichtung vorzugsweise auf eine Leistung zum Abbilden eingestellt ist, die im Bereich von 10 bis 100 liegt.

In einer Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel strömt ein Probe­ fluid, das suspendierte Partikel enthält, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu dem Probefluid geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbil­ dungseinrichtung abgebildet werden, wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren bzw. zu klassifizieren. Diese Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel weist auf: eine Lichtstrahl- Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strahls, der zu dem Probe­ fluid zu führen ist, eine Strömungskammer, die so entworfen ist, daß das Probefluid strömt, während es von der reinen Lösung umschlossen ist, und welche so strukturiert ist, daß eine Ausdehnung eines Strömungs­ pfades für das Probefluid in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Richtung des Lichtstrahls im wesentlichen konstant bleibt, und eine Bildanalyseeinrichtung zum Analysieren von Bildern, die mit derselben Leistung zum Abbilden von der Abbildeeinrichtung erzeugt werden, um die Partikel in dem Probefluid zu kategorisieren.

In einer Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel strömt ein Probe­ fluid, das suspendierte Partikel enthält, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu dem Probefluid geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbil­ dungseinrichtung abgebildet werden, und wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren. Diese Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel weist auf: eine Lichtstrahl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strahls, der zu dem Probefluid zu führen ist; eine Strömungskammer, die so entworfen ist, daß das Probefluid strömt, während es von der reinen Lösung umschlossen ist, und welche so strukturiert ist, daß eine Ausdehnung eines Strömungspfades für das Probefluid in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Richtung des Lichtstrahls im wesentlichen konstant bleibt; eine Partikel-Erken­ nungseinrichtung zum Erkennen, ob oder ob nicht Partikel in einer vorgegebenen Zone stromaufwärts zu der Partikelabbildungszone in der Strömungskammer vorhanden sind; eine Strahlerzeugungs-Steuereinrichtung zum Treiben der Strahlerzeugungs-Einrichtung gemäß einem erkannten Signal, das von der Partikel-Erkennungseinrichtung ausgesendet worden ist; und eine Bildanalyseeinrichtung zum Analysieren von Bildern, die mit derselben Leistung zum Abbilden von der Abbildeeinrichtung erzeugt werden, um die Partikel in dem Probefluid zu kategorisieren.

Vorzugsweise weist die vorstehend genannte Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel eine Strömungskanal-Steuereinrichtung auf, die das Verhältnis einer Strömungsrate eines in die Strömungskammer strömen­ den Probefluids zu der Strömungsrate einer in diese hineinströmenden reinen Lösung steuert, um eine Ausdehnung des Probefluids in der Rich­ tung zu steuern, in welcher ein Strahl läuft, und die somit ermöglicht, eine Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in Zuordnung zu den Typen der zu messenden Partikeln einzustellen.

In der vorstehend genannten Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel wird vorzugsweise die Abbildungseinrichtung auf eine Leistung zum Abbilden eingestellt, die 10 bis 100 beträgt (10- bis 100fache Vergröße­ rung).

In der vorstehend genannten Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel sind vorzugsweise unterschiedliche Arten von Partikel-Erkennungslogiken in Zuordnung zu der Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in der Parti­ kel-Erkennungseinrichtung implementiert.

In der vorstehend genannten Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel führt die Bildanalyseeinrichtung Bildverarbeitung und Partikelkategorisie­ rung aus, die auf derselben Logik basieren, die die Partikelkategorisie­ rung in irgendeiner der Vielzahl der Messungsbetriebsweisen definiert.

Die Partikel können lebende Zellen, Hemozyte in Blut oder Sedimente im Urin sein.

Die Bildanalyse kann mit einer Leistung für das Abbilden erzielt werden, die unverändert hinsichtlich verschiedener Typen von Proben durch Differenzieren der Abmessung der Probe in der Richtung gehalten wird, in welcher ein Strahl läuft. Eine Vielzahl von Meßbetriebsweisen sind verfügbar; wobei Werte, die die Abmessung einer Probe in der Richtung, in der ein Strahl läuft, darstellen, Typen von Partikeln zugeordnet wer­ den. Wenn zu messende Partikel kleine Durchmesser haben, wird eine Ausdehnung eines Probenfluid in der Richtung verkleinert, in welcher ein Strahl läuft. Wenn zu messende Partikel große Durchmesser haben, wird die Ausdehnung des Probenfluid in der Richtung, in der ein Strahl läuft, vergrößert. In diesem Fall hat die Ausdehnung eines Probenfluids in der Richtung, in der ein Strahl läuft, einen größeren Wert als die Tiefe des Feldes. Da jedoch die zu messenden Partikeln große Durchmesser haben, wird die Meßpräzision nicht nachteilig beeinträchtigt.

Wenn Typen zu messender Partikel geändert werden, wird ein Signal von der Bildanalysevorrichtung zu der Strömungskanal-Steuereinrichtung gesen­ det, so daß das Verhältnis einer Strömungsrate einer Reinheitslösung zu einer Strömungsrate eines Probenfluids modifiziert wird, um die Aus­ dehnung des Probefluids in der Strömungskammer in der Richtung zu ändern, in der ein Strahl läuft.

Mit der Modifikation des Strömungsratenverhältnisses variiert die Strö­ mungsgeschwindigkeit des Probenfluids. Die Strahlerzeugungs-Steuereinrich­ tung steuert den Beginn des Antriebs der Strahl-Erzeugungseinrichtung gemäß der variierenden Strömungsgeschwindigkeit des Probefluids.

Verschiedene Arten von Partikelerkennungslogiken werden in Verbindung mit den betreffenden Meßbetriebsweisen in der Partikel-Erkennungsein­ richtung implementiert. Partikel werden daher gemäß der Partikelerken­ nungslogik erkannt, die eine Prozedur des Erkennens der Anwesenheit oder Abwesenheit von Partikeln definiert, und für jede der Vielzahl von Meßbetriebsweisen optimal ist.

Wenn Meßbetriebsweisen geändert werden, werden dieselben charak­ teristischen Extraktions- und Partikelidentifikationstechniken in der Bild­ analyseeinrichtung verwendet.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtkonfiguration einer Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 zeigt eine Schrägansicht einer Struktur einer Strömungskammer in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt eine auseinandergezogene Schrägansicht eines Teils der Strömungskammer nach Fig. 2;

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D sind erläuternde Ansichten, die die Ände­ rungen in der Breite und der Dicke eines Probenfluids als Ergebnis des Schaltens von Betriebsweisen in der Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung beschreiben; und

Fig. 5 zeigt eine Gesamtkonfiguration einer Strömungspartikel-Bildanaly­ sevorrichtung eines vergleichbaren Beispiels gemäß der vorliegen­ den Erfindung.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Gesamtkonfiguration einer Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 weist die Strömungspartikel-Bildanalysevorrichtung eine Strömun­ gskammer 100 auf, einen Bildaufnahmebereich 101, einen Partikelanalysie­ rer 102, eine Partikel-Erkennungseinrichtung 103 und eine Strömungs­ kanal-Steuereinheit 124. Der Bildaufnahmebereich 101 schließt ein: eine Blitzlampen-Treiberschaltung 1a, eine Blitzlampe 1, eine Vorsatzlinse 2, eine Sehfeldlinse 11, eine Blende 12, eine mikroskopische Kondensor- Linse 3, eine mikroskopische Objektivlinse 5, (die zu der Partikel-Erken­ nungseinrichtung 103 beiträgt) und eine Fernsehkamera 8. Der Parti­ kelanalysierer 102 schließt ein: einen A/D-Konverter 124, einen Bild­ speicher 25, eine Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 26, eine Charakteristik­ extrahierungs-Schaltung 27, eine Identifizierschaltung 28, eine Partikelzähl- Analyseeinheit 40 und eine zentrale Steuereinheit 29.

Die Strömungskammer 100 schließt, wie in Fig. 2 gezeigt, einen par­ allelen Strömungspfad 150, einen sich verjüngenden Strömungspfad 151, einen Messungs-Strömungspfad 152 und einen parallelen Strömungspfad 153 ein. Die Strömungskammer 100 besteht üblicherweise aus Glas.

Der parallele Strömungspfad 150 erstreckt sich von einem Eingang 117 zu einem Eingang des sich verjüngenden Strömungspfades 151 und hat einen quadratischen Querschnittbereich, der rechtwinklig zu einer Rich­ tung steht, in der ein Probenfluid SO strömt. Eine Düse 114 erstreckt sich von dem Eingang 117 des parallelen Strömungspfades 150.

Die Düse 114 hat einen rechtwinkligen Querschnittsbereich, dessen kurze Seiten die Dicke davon definieren und in einer Richtung orientiert sind, die im wesentlichen identisch zu einer Richtung ist, in welcher Blitzlicht läuft, das später beschrieben wird, und dessen lange Seiten die Breite davon definieren und die in eine Richtung rechtwinklig zu der Richtung der Dicke ist, und in einer Richtung ausgerichtet sind, in welcher das Fluid strömt. Ein Schnittpunkt zwischen diagonalen Linien des Rechtecks ist mit einem Schnittpunkt zwischen diagonalen Linien des Quadrats eines Schnittbereichs des Eingangs 117 des parallelen Strömungspfades 150 ausgerichtet. Darin ist das Rechteck in dem Quadrat eingeschlossen. Die Innenseite der Düse 114 dient als ein Pfad für das Probenfluid SO und die Außenseite davon dient als ein Pfad für eine Umhüllungslösung S1.

Der rechtwinklige Schnittbereich der Düse 114 weist die Richtung, in der das Probefluid SO strömt, und bleibt unverändert bis zu einem Düsen­ ausgang 116. Probenführungselemente 113 zum Stabilisieren der Breite der Strömung des Probenfluids SO sind an dem Düsenausgang 116 ausgebildet. Die Probenführungselemente 113 sind ein Paar Plattenele­ mente, die einander gegenüberliegen, wobei das Probenfluid SO dazwi­ schen strömt. Die Probenführungselemente 113 erstrecken sich von dem Düsenausgang 116 bis etwa zur Mitte des Parallelströmungspfades 150. Der sich verjüngende Strömungspfad 151 erstreckt sich vom Ausgang des parallelen Strömungspfades 150 zu einem Eingang des Messungsströ­ mungspfades 152 und hat einen quadratischen Querschnitt. Die Breite des sich verjüngenden Strömungspfades 151 ändert sich nicht, aber dessen Dicke nimmt allmählich in Richtung des Messungsströmungspfades 152 ab.

Der Messungsströmungspfad 152 erstreckt sich vom Eingang des sich verjüngenden Strömungspfades 151 zu einem Eingang des parallelen Strömungspfades 153 und hat denselben quadratischen Querschnitt wie der sich verjüngende Strömungspfad 151. Eine Partikelerkennungszone 80 und eine Abbildungszone 90 sind in der Mitte des Messungsströmungs­ pfades 152 ausgebildet. Die Partikelerkennungszone 80 ist eine verlänger­ te Fläche, die sich längs der Breite des Messungsströmungspfades 152 erstreckt und eine Länge hat, die denselben Wert wie die Breite des Probenfluids SO hat. Die Abbildungszone 90 ist strömungsabwärts zu der Partikelerkennungszone 80 angeordnet und wie ein Quadrat geformt, wobei jede Seite eine Länge hat, deren Wert gleich der Breite des Probenfluids SO ist.

Der Parallelströmungspfad 153 erstreckt sich vom Ausgang des Mes­ sungsströmungspfades 152 zu einem Ausgang 118 der Strömungskammer 100 und hat einen quadratischen Querschnitt. Die Breite und Dicke des parallelen Strömungspfades 153 sind im wesentlichen konstant.

Fig. 3 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht, die Seitenplatten 156 bis 159, die als Seitenoberflächen der Strömungskammer 100 dienen, und sich verjüngende Platten 154 und 155 zeigt, die den sich verjüngenden Strömungspfad 151 definieren. Aus Gründen der gestrafften Darstellung sind diese sich verjüngenden Platten 154 und 155 und die Seitenplatten 156-159 nicht detailliert in Fig. 2 dargestellt.

Die sich verjüngenden Platten 154 und 155 haben geneigte Abschnitte 154a und 155a sowie parallele Abschnitte 154b und 155b. Die sich verjüngenden Platten 154 und 155 sind so angeordnet, daß die geneigten bzw. schrägen Abschnitte 154a und 155a einander gegenüberstehen und auf dem parallelen Strömungspfad 150 festgemacht sind bzw. diesen begrenzen, so daß die parallelen Abschnitte 154b und 155b auf dem par­ allelen Strömungspfad 153 fortgeführt sind. Die geneigten Abschnitte 154a und 155a definieren den sich verjüngenden Strömungspfad. Die parallelen Abschnitte 154b und 155b definieren den Messungsströmungspfad 152 und den parallelen Strömungspfad 153.

In Übereinstimmung mit den geneigten Abschnitten 154a und 155a der sich verjüngenden Platten 154 und 155 nimmt die Dicke eines Strö­ mungspfades für ein Probenfluid allmählich in Richtung des Messungs­ strömungspfades 152 ab.

Im folgenden wird das Strömen des Probenfluids SO, das suspendierte Partikel enthält, und der Umhüllungslösung innerhalb der Strömungs­ kammer 100 beschrieben.

Das Probenfluid SO, das suspendierte Partikel 160 enthält, strömt in den parallelen Strömungspfad 150 durch den Eingang 115 für das Probenfluid SO, während die Umhüllungslösung S1 dort hinein durch den Eingang 117 strömt. Das Probenfluid SO und die Umhüllungslösung S1 strömen in den parallelen Strömungspfad 150 längs der äußeren bzw. der inneren Formen der Düse 114. Dies führt zu einer zweischichtigen Strömung, deren innere Schicht das Probenfluid SO und deren äußere (Umhüllungs-) Schicht die Umhüllungslösung S1 ist.

Die Führungselemente 113 der Düse 114 verhindern turbulente Strömun­ gen des Probenfluids SO am Düsenausgang 116. Die Breite eines Pro­ benfluids kann damit im wesentlichen auf die Breite beschränkt werden, die durch die Führungselemente 113 definiert ist. Wenn das Verhältnis einer Strömungsrate des Probenfluids SO zu der Strömungsrate der Umhüllungslösung S1 modifiziert wird, ermöglichen die Führungselemente 113, daß das Probenfluid SO dieselbe Breite beibehält, aber die Dicke ändert.

Wenn das Fluid in den sich verjüngenden Strömungspfad 151 strömt, verjüngt sich das Fluid in der Breite, d. h. in einer Richtung, in der das Messungslicht läuft. Insbesondere bildet das Fluid eine superflache Pro­ benströmung, deren Breite zwischen 200 bis 300 Mikrometer und deren Dicke mehrere Mikrometer bis mehrere 10 Mikrometer beträgt. Da sich das Fluid nur in der Breite verjüngt, werden auf diese Weise Anord­ nungen flacher Partikel, die in dem Fluid enthalten sind, gesteuert, so daß die flachen Oberflächen der flachen Partikel rechtwinklig zu der Richtung ausgerichtet werden, in der das Messungslicht läuft. Wenn die superflache Probenströmung durch den Messungsströmungspfad 152 hin­ durchläuft, werden Partikel 160, die in dem Probenfluid SO enthalten sind, in der Partikelerkennungszone 80 erkannt und dann in der Ab­ bildungszone 90 abgebildet.

Die superflache Probenströmung erreicht den Ausgang 118, nachdem sie durch den parallelen Strömungspfad 153 hindurchgelaufen ist.

Die Strömungskammer 100 ist so entworfen, daß die Dicke der Super­ flachen Probenströmung in dem Messungsströmungspaß 152 gemäß dem Verhältnis der Strömungsrate des Probenfluids zu der der Umhüllungs­ lösung S1 gesteuert wird. Wenn beispielsweise die Strömungsrate eines Probenfluids SO konstant ist, falls die Strömungsrate der Umhüllungs­ lösung S1 abnimmt, nimmt die Dicke der superflachen Probenströmung mit der Breite davon zu, die beibehalten wird. Wenn die Strömungsrate der Umhüllungslösung S1 zunimmt, nimmt die Dicke der superflachen Probenströmung mit der Breite davon ab, die beibehalten wird.

Für Messungspartikel, die relativ große Durchmesser (mehrere 10 Mikro­ meter) haben, wird eine Messungsbetriebsweise eingestellt, die eine relativ dicke Probenströmung ermöglicht. Fig. 4A zeigt eine abgebildete Oberfläche der Probenströmung in der Messungsbetriebsweise, die eine dicke Strömung ermöglicht. Fig. 4B zeigt die Dicke (mehrere 10 Mikro­ meter) der superflachen Probenströmung.

Beispielsweise, soweit Urinsedimente betroffen sind, hat selbst ein einzel­ nes Partikel unterschiedliche Durchmesser in Abhängigkeit von den Ausrichtungen. Damit ist jedes Partikel amorph und hat einen maximalen Durchmesser von mehreren 10 Mikrometern.

Im übrigen ist eine superflache Probenströmung mehrere 10 Mikrometer dick. Wenn Partikel mit den kleinen Durchmessern oder mit Dicken angeordnet sind, die mit der Dicke der Probenströmung ausgerichtet sind, obwohl die Dicke der Probenströmung mehrere 10 Mikrometer ist, können zahlreiche Partikel in der Probenströmung vorhanden sein.

Zum Messen von Partikeln, die relativ kleine Durchmesser haben (unge­ fähr 2 bis 10 und mehrere Mikrometer), wie beispielsweise Blutzellen, kann eine Messungsbetriebsweise, die eine relativ kleine Probenströmung erlaubt, eingestellt werden. Fig. 4C zeigt eine abgebildete Oberfläche der Probenströmung in der Messungsbetriebsweise, die eine dünne Proben­ strömung erlaubt. Fig. 4D zeigt die Dicke (ungefähr mehrere µm) der superflachen Probenströmung.

Wie in den Fig. 4A bis 4D gezeigt, wird die Breite WO konstant gehalten, selbst wenn die Messungsbetriebsweisen umgeschaltet werden. Die Dicke allein ändert sich von T0 (größerer Wert) auf T1 (kleinerer Wert) oder umgekehrt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist das optische System auf eine höhere Leistung (Leistung 20) auf einer festen Basis und auf eine kleine Feldtiefe eingestellt. Wenn Partikel mit kleinen Durchmessern zu messen sind, wird eine Probenströmung dünn gemacht, so daß die Dicke der Probenströmung an die kleine Tiefe des Feldes angepaßt wird. Zum Messen von Partikeln mit großen Durchmessern wird die Probenströmung dick gemacht, um eine genügende Anzahl von Proben vorzusehen. In diesem Fall hat die Dicke der Probenströmung einen größeren Wert als die Tiefe des Feldes. Da jedoch die zu messenden Partikel große Durch­ messer haben, obwohl die Dicken der Partikel geringfügig nicht an die Feldtiefe angepaßt sind, wird die Analysengenauigkeit nicht nachteilig beeinflußt.

In Fig. 1 schließt der Partikeldetektor 103 ein: eine Halbleiterlaserquelle 15, eine Kollimationslinse 16, eine zylindrische Linse 17, einen Reflektor 18, einen Mikroreflektor 19, eine mikroskopische Objektivlinse 5, einen Strahlteiler 20, eine Blende 21, einen Fotodetektor 22 und eine Blitzlam­ penlicht-Steuerschaltung 23. Ein Laserstrahl, der aus der Halbleiterlaser­ quelle 15 austritt, wird in einen Laserlichtfluß 14 zusammengesetzt, der aus parallelen Strahlen besteht, die durch die Kollimationslinse 16 gebil­ det werden. Der eindirektionale Anteil des Läserlichtflusses 14 wird durch die zylindrische Linse 17 gebündelt. Der gebündelte Laserlichtfluß wird von dem Reflektor 18 und dem Mikroreflektor 19 reflektiert, der zwischen der mikroskopischen Linse 3 und der Strömungskammer 100 angeordnet ist und wird dann zu der Partikelerkennungszone 80 in der Strömungskammer 100 geführt.

Der Partikeldetektor 103 erkennt Partikel auf der Basis der Partikel­ erkennungslogik, die eine Prozedur zum Erkennen des Vorliegens oder der Abwesenheit von Partikeln definiert. Eine Mehrzahl von Partikel­ erkennungslogik-Arten sind verfügbar. Zur Erkennung von Partikeln mit Meinem Durchmesser wird eine Erkennungslogik (Algorithmus) verwendet, die eine Prozedur definiert, in der; wenn ein erkanntes Signal, das von dem Fotodetektor 22 ausgesendet wird, den Pegel A annimmt und eine Pulsdauer PA hat, bestimmt wird, daß Partikel erkannt worden sind. Zum Erkennen von Partikeln mit großem Durchmesser wird, wenn ein erkanntes Signal, das von dem Fotodetektor 22 ausgesendet worden ist, einen Pegel B annimmt, der sich von dem Pegel A unterscheidet, der für die Erkennung von Partikeln mit seinem Durchmesser verwendet wird, und welches eine Pulsdauer PB hat, die unterschiedlich ist von PA, bestimmt, daß Partikel erkannt worden sind.

Abgesehen von der vorstehend genannten Erkennungslogik ist auch eine Erkennungslogik verwendbar; die eine Prozedur definiert, in der; wenn ein erkanntes Signal, das von dem Fotodetektor 22 ausgesendet worden ist, Wellenformen ändert, bestimmt wird, daß Partikel erkannt worden sind. In diesem Fall werden unterschiedliche Erkennungspegel in Ver­ bindung mit Größen von Durchmessern von zu messenden Partikeln spezifiziert. Wenn eine ein Farbstoff zu dem Probenfluid hinzugefügt wird, können Partikel bezüglich eines Farbpegels erkannt werden. In diesem Fall werden unterschiedliche Erkennungsfarbpegel in Verbindung mit Größen von Durchmessern von zu messenden Partikeln spezifiziert.

Der Partikelanalysierer 102 erlaubt, daß der A/D-Konverter 24 ein Bilddatensignal, das von einer TV-Kamera zur Verfügung gestellt wird, in ein digitales Signal umwandelt. Daten, die auf dem digitalen Signal basieren, werden unter einer gegebenen Adresse in dem Bildspeicher 25 unter der Steuerung der Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 26 gesteuert. Die Daten, die in dem Bildspeicher 25 gespeichert werden, werden unter der Steuerung der Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 26 gesteuert und der Schaltung 27 zum Extrahieren charakteristischer Parameter und der Identifizierungsschaltung 28 zugeführt. Bildverarbeitung wird dann ausge­ führt. Die Ergebnisse der Bildverarbeitung werden der zentralen Steuer­ einheit 29 zugeführt. Die Informationen, die der zentralen Steuereinheit 29 zugeführt werden, schließen Ergebnisse von Partikelkategorisierungen und charakteristische Parameter ein, die für die Identifizierung von Partikeln während der Partikelkategorisierung verwendet werden. Partikel­ kategorisierung und -identifizierung wird selbsttätig während der Muster­ erkennung ausgeführt, die im allgemeinen vorgenommen wird.

Die Ergebnisse der Bildverarbeitung, die Meßbedingungen und verarbeite­ te Bildinformation werden von der zentralen Steuereinheit 29 zu der Partikelzähl-Analysiereinheit 40 gesendet. Die Partikelzähl-Aualysiereinheit 40 prüft ein Partikelerkennungssignal, das von der zentralen Steuereinheit 29 und von dem Fotodetektor 22 gesendet worden ist, sowie ein Steuer­ signal, das von der Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 26 ausgesendet wird, um einen Zusammenhang zwischen erkannten Partikeln und Ergebnissen von Partikelkategorisierungen auf einer 1 : 1-Basis herzustellen und schließt schließlich Ergebnisse der Kategorisierung und Identifikation bezüglich der Partikelbilder ab? Die Ergebnisse der Kategorisierung und Identifikation werden an die zentrale Steuereinheit 29 zurückgeführt und über eine Anzeigeeinheit 50 ausgegeben, soweit dies notwendig ist.

Basierend auf den Messungsergebnissen werden eine Partikelkonzentration der Probe und die Anzahl der Partikel in einem Sichtfeld berechnet. Analyseergebnisse werden zu der zentralen Steuereinheit 29 zurückgeführt.

In Antwort auf ein Signal, das von der zentralen Steuereinheit 29 ausge­ sendet wird, steuert die Strömungskanal-Steuereinheit 124 das Verhältnis einer Strömungsrate eines Probenfluids SO, das in eine Strömungskammer 100 strömt, zu der Strömungsrate einer Umhüllungslösung S1, die dort hineinströmt.

Im folgenden wird der Betrieb der Bildanalysevorrichtung für Strömungs­ partikel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrie­ ben.

In Fig. 1 strömen das Probenfluid SO und die Umhüllungslösung S1 in die Strömungskammer 100, die in Fig. 2 dargestellt ist, von dem oberen Teil von Fig. 2 zu deren unteren Teil mit einer hohen Geschwindigkeit, ohne eine turbulente Strömung zu bewirken. Flache Oberflächen von flachen Partikeln werden im wesentlichen rechtwinklig zu einer optischen Achse 9 eines Blitzlichtes 10 ausgerichtet. Ein Laserstrahl, der aus der Halbleiterlaserquelle 15 austritt, läuft durch die Kollimationslinse 16, um so einen Laserlichtfluß 14 zu werden. Der Laserlichtfluß 14 wird zu der Strömungskammer 200 über die zylindrische Linse 17 und zu den Reflek­ toren 18 und 19 geführt. Der Laserlichtfluß, der durch die Strömungs­ kammer 200 strömt, wird durch den Strahlteiler 20 über die mikroskopi­ sche Objektivlinse 5 reflektiert und zu dem Fotodetektor 22 über die Blende 21 geführt. Wenn Partikel in dem Probenfluid SO eine Position in der Strömungskammer 100 erreichen, an welcher der Laserlichtfluß läuft, oder in anderen Worten, wenn die Partikel in die Partikel-Erken­ nungszone eintreten, überträgt der Fotodetektor 22 ein Erkennungssignal zu der Partikelzähl-Analysiereinheit 40 und zu der Blitzlampenlicht-Steuer­ schaltung 23. In Antwort auf das Erkennungssignal aktiviert die Blitzlam­ penlicht-Steuerschaltung 23 die Blitzlampe 1 unter Benutzung der Blitz­ lampen-Treiberschaltung 1a. Das Blitzlicht 10, das aus der Blitzlampe 1 austritt, wird von der Linse 2 übertragen und zu den Partikeln geführt, die in der Abbildungszone 90 in der Strömungskammer 100 angeordnet sind, über die Sehfeldblende 11, die Blende 12 und die mikroskopische Kondensorlinse 3. Die Bilder der bestrahlten Partikel werden zu der TV- Kamera 8 über die mikroskopische Objektivlinse 5 gesendet. Basierend auf der Information, die von der TV-Kamera 8 geliefert wird, führt die Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 26 ein Befehlssignal zu dem Bildspeicher 25 und zu der Partikelzähl-Analysiereinheit 40. Die Bildinformation, die von der TV-Kamera 8 geliefert wird, wird zu dem Bildspeicher 25 über den A/D-Konverter 24 geführt. Die Bildinformation wird dann von dem Bildspeicher 25 zu der Schaltung 27 geführt, die charakteristische Para­ meter extrahiert. Dort werden charakteristische Informationen, die Kon­ turen der Partikel betreffen, aus der Bildinformation extrahiert und dann der Identifizierungsschaltung 28 zugeführt. Die Identifizierungsschaltung 28 identifiziert Partikeltypen. Die Ergebnisse der Identifikation werden zu der zentralen Steuereinheit 29 gesendet.

Die zentrale Steuereinheit 29 steuert den Betrieb der Partikelzähl-Analy­ siereinheit 40 und der Bildverarbeitungs-Steuereinheit 26 und zeigt ver­ arbeitete Bilder auf der Anzeigeeinheit 50 an.

Die zentrale Steuereinheit 29 führt ein Steuersignal zu der Strömungs­ kanal-Steuereinheit 124 und ermöglicht somit, daß die Strömungskanal- Steuereinheit 124 das Verhältnis einer Strömungsrate der Umhüllungs­ lösung S1 zu der Strömungsrate des Probenfluids SO modifiziert, so daß die Dicke des Probenfluids SO in der Strömungskammer 100 geändert wird, wobei dessen Breite unverändert gehalten wird.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das optische System auf eine höhere Leistung (Vergrößerung) auf einer festen Basis gesetzt. Wenn zu messende Partikel kleine Durch­ messer haben, wird die Dicke des Probenfluids SO verringert, so daß sie an die Feldtiefe angepaßt ist. Wenn zu messende Partikel große Durch­ messer oder kleine und große Durchmesser haben, wird die Dicke des Probenfluids SO erhöht, um eine genügende Anzahl von Proben vor­ zusehen. Zum Messen von Partikeln mit großem Durchmesser hat die Dicke eines Probenfluids einen größeren Wert als die Feldtiefe. Jedoch, da die zu messenden Partikel große Durchmesser haben, wird die Mes­ sungsgenauigkeit nicht nachteilig beeinflußt. Dies führt zu einem Bild­ analyseverfahren für Strömungspartikel und zu einer Bildanalaysevor­ richtung für Strömungspartikel, wobei eine Hochgeschwindigkeits- und Hochgenauigkeits-Bildanalyse erzielt werden kann, ohne daß bewirkt wird, daß ein optisches System trotz seiner einfachen Konfiguration Leistungs­ parameter ändert.

Da gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Breite des Probenfluids konstant ist, kann die Breite der Bildaufnahmefläche gleich groß mit der Breite des Probenfluids gemacht werden. Damit wird verhindert, daß das Probenfluid außerhalb der Bildaufnahmefläche strömt, so daß das Probenfluid effektiv genutzt werden kann.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt die Strömungs­ kammer 100, in welcher die Breite und die Dicke eines Probenfluids im wesentlichen konstant vom Eingang bis zum Ausgang des Messungsströ­ mungspfades 151 einschließlich der Partikelerkennungszone 80 und der Aufnahmezone 90 gehalten werden. Aufgrund dieser Struktur strömt ein Probenfluid weniger turbulent durch den Messungsströmungspfad 152. Folglich wird eine Variation in der Strömungsgeschwindigkeit des Proben­ fluids minimiert. Mit anderen Worten variiert die Strömungsgeschwindig­ keit des Probenfluids, das von der Partikelerkennungszone 80 zu der Bildaufnahmezone 90 strömt, wenig.

Es ist damit möglich, daß die Blitzlampe 1 zuverlässig aufleuchtet, wenn Partikel, die in der Partikelerkennungszone 80 erkannt werden, in die Bildaufnahmezone 90 eintreten. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit in einem großen Umfang variiert, wächst die Möglichkeit, daß die Blitzlam­ pe 1 aufleuchtet, bevor oder nachdem Partikel, die in der Partikelerken­ nungszone 80 erkannt worden sind, in die Bildaufnahmezone 90 eintreten. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung leuchtet jedoch die Blitzlampe 1 zuverlässig auf, da die Strömungsgeschwindigkeit nur wenig variiert, wenn Partikel in der Bildaufnahmezone 90 sind. Dies verhindert die Erzeugung unnötiger Bildinformationen.

Weiterhin kann gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Breite eines Probenfluids im wesentlichen konstant in dem Messungs­ strömungspfad 152 gehalten werden. Eine gewünschte Dicke eines Pro­ benfluids kann in einfacher Weise berechnet werden und eine berechnete Dicke kann mittels einer einfachen Steuerung gehalten werden.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Bildanalyse­ vorrichtung für Strömungspartikel zeigt, die vergleichbar mit dieser Ausführungsform ist.

In Fig. 5 strömen ein Probenfluid SO und eine Umhüllungslösung S1 durch eine Strömungskammer 200 von dem oberen Teil von Fig. 5 in Richtung deren unterem Teil. Die Strömungskammer 200 hat dieselbe Struktur wie eine herkömmliche Strömungskammer. Ein Strömungspfad für ein Probenfluid hat einen Querschnitt, der sich verjüngt und dann allmählich in Richtung einer Bildaufnahmezone expandiert.

Ein Laserstrahl, der aus einer Halbleiterlaserquelle 15 austritt, läuft durch eine Kollimationslinse 16 und wird so zu einem Lichtleuchtfluß 14. Der Laserlichtfluß 14 wird zu der Strömungskammer 200 über eine zylindrische Linse 17 und Reflektoren 18 und 19 geführt. Der Laserlicht­ fluß, der durch die Strömungskammer 200 hindurchläuft, wird von einem Strahlteiler 20 über eine mikroskopische Objektivlinse 5 reflektiert und zu einem Fotodetektor 22 über eine Blende 21 geführt.

Wenn Partikel in dem Probenfluid SO eine Position in der Strömun­ gskammer 200 erreichen, an der der Laserlichtfluß läuft, überträgt der Fotodetektor 22 ein erkanntes Signal zu einer Partikelzähl-Analysier­ einheit 40 und zu einer Blitzlampenaktivierungs-Steuerschaltung 23. In Antwort auf das erkannte Signal aktiviert die Blitzlampenaktivierungs- Steuerschaltung 23 eine Blitzlampe 1 unter Benutzung einer Blitzlampen- Treiberschaltung Ia. Blitzlicht, das aus der Blitzlampe 1 tritt, wird durch eine Linse 2 übertragen und zu den Partikeln in der Strömungskammer 200 über eine Sehfeldblende 11, ein ND-Filter 120, das von einem Antrieb 1 angetrieben wird, eine Blende 12 und eine mikroskopische Kondensorlinse 3 geführt. Bilder der bestrahlten Partikel werden an einer Bildformungsposition 6 von der mikroskopischen Objektivlinse 5 gebildet. Die Bilder; die an der Bildformungsposition 6 gebildet werden, werden zu einer TV-Kamera 8 über eine Projektionslinse 7 gesendet, die von einem Antrieb 2 angetrieben wird. Basierend auf der von der TV-Kame­ ra 8 zur Verfügung gestellten Information führt eine Bildverarbeitungs- Steuerschaltung 26 ein Kommandosignal zu einem Bildspeicher 25 und zu der Partikelzähl-Analysiereinheit 40. Von der TV-Kamera 8 gelieferte Bildinformationen werden dem Bildspeicher 25 über einen A/D-Konverter 24 zugeführt und wenn notwendig, durch eine Schattenkompensations­ schaltung 123 korrigiert. Korrigierte Bildinformationen werden von dem Bildspeicher 25 zu einer zentralen Steuereinheit 29 über eine Schaltung 27, die charakteristische Parameter extrahiert, und zu einer Identifizie­ rungsschaltung 28 geführt.

Die zentrale Steuereinheit 29 steuert den Betrieb der Partikelzähl-Analy­ siereinheit 40, der Bildverarbeitungs-Steuerschaltung 27 und der Antriebe 121 und 122, und zeigt verarbeitete Bilder auf einer Anzeigeeinheit 50 an.

In dem vorgenannten vergleichbaren Beispiel wird, wenn Projektionslinsen zur Änderung der Leistungsparameter geschaltet werden, das Verhältnis einer Strömungsrate eines Probenfluids, das in eine Strömungskammer strömt, zu der Strömungsrate einer Umhüllungslösung, die dort hinein­ strömt, modifiziert, so daß die Dicke des Probenfluids an die Feldtiefe abhängig von dem Typ des Probenfluids angepaßt wird.

Danach werden ein ND-Filter und eine Blende bewegt, die Größe der Blende wird variiert und ein erneutes Einstellen des Brennpunktes wird durchgeführt.

In einer Niederleistungsbetriebsweise ist eine Lichtmenge, die ein auf­ zunehmendes Bild umgibt, ungenügend. Dies führt zu einer Schattenbil­ dung in einem Bildsignal. Eine Schattenkompensationsschaltung ist daher erforderlich, um die Schattenbildung des Bildsignals zu kompensieren. Zur elektrischen Schattenkompensation, die durchzuführen ist, um eine unzureichende Menge von Umgebungslicht zu kompensieren, wird die Produktion von Daten, die für die Kompensation und die Schattenkom­ pensation auf der Basis der Daten notwendig sind, für jedes Bild ausge­ führt.

In einem Hochleistungsbetrieb ist eine Lichtmenge, die im Niedriglei­ stungsbetrieb erforderlich ist, unzureichend. Ein Lichtwert-Steuermechanis­ mus ist daher erforderlich, um eine Lichtmenge in unterschiedlicher Weise zwischen dem Hochleistungs- und dem Niedrigleistungsbetrieb zu steuern.

Wenn Leistungsparameter zum Abbilden geändert werden, variiert eine Lichtmenge an einer Abbildungsoberfläche einer TV-Kamera, die als eine Abbildungseinrichtung dient, und schwankt die Intensität eines Bildaus­ gabesignals. Die TV-Kamera schließt gewöhnlicherweise eine Einrichtung zur Steuerung einer Verstärkung ein. Wenn in einer Bildanalysevorrich­ tung für Strömungspartikel die Verstärkungssteuerung unterschiedlich in der Hochleistungs- und in der Niedrigleistungsbetriebsweise durchgeführt wird, können optimale Bilder nicht erzeugt werden. D.h., da ein effekti­ ver Verstärkungssteuerbereich Grenzen hat und das Einstellen der Ver­ stärkung viel Zeit erfordert, ist eine hohe Antwortgeschwindigkeit nicht verfügbar. Optimale Bilder können daher nicht erzeugt werden.

Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung brauchen Lei­ stungsparameter von Linsen oder Lichtmengen nicht jeweils geändert zu werden, wenn Zeitmessungsbetriebsweisen geschaltet werden. Dies macht ND-Filter überflüssig. Außerdem sind eine Blende, eine Projektionslinse und eine Verstärkungssteuerschaltung sowie eine Schattenkompensations­ schaltung für eine TV-Kamera nicht mehr erforderlich. Dies führt zu einer einfachen Konfiguration, einem geringen Preis und zu einer schnel­ len Steuerung. Da weiterhin Leistungparameter zum Abbilden nicht mit dem Schalten der Messungsbetriebsweisen geändert werden, ist eine Bildaufnahmefläche nicht zu modifizieren. Die Vorrichtung kann daher in einfacher Weise gesteuert werden.

In der vorgenannten Partikel-Erkennungseinrichtung wird ein Laserlicht­ fluß, der aus einem Halbleiterlaser heraustritt, als ein Erkennungslicht genutzt und der Laserlichtfluß, der durch Partikel gestreut wird, wird für die Analyse benutzt. Alternativ wird Fluoreszenzlicht oder übertragenes Licht, das von den Partikeln ausgeht, für die Analyse genutzt. Es ist auch ein Verfahren anwendbar; in welchem ein eindimensionaler Bildsen­ sor benutzt wird, um Partikel zu erkennen bzw. ein Verfahren, in dem eine Variation im Widerstand, der von dem Durchlaufen der Partikel herrührt, analysiert wird, um die Partikel zu erkennen.

In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Leistung (Ver­ größerung) 20 als eine Leistung zum Abbilden verwendet. Alternativ kann auch die Leistung 40 verwendet werden.

Die Leistung zum Abbilden ist nicht auf die Leistungen 20 und 40 eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung kann eine Leistung zum Ab­ bilden verwenden, die in einem Leistungsbereich von 10 bis 100 liegt.

Die vorliegende Erfindung hat die nachstehend genannten Vorteile aufgrund des vorgenannten Aufbaus.

Eine Strömungskammer ist in der Weise strukturiert, daß die Ausdeh­ nung der Breite eines Strömungspfades von stromaufwärts nach strom­ abwärts in einer Abbildungsfläche im wesentlichen konstant ist und eine Abbildungsleistung wird fest auf eine hohe Leistung gesetzt, die für kleine Partikel geeignet ist, und die Dicke eines Probenfluids wird so bemessen (gedickt), um eine ausreichende Anzahl großer Partikel zu erhalten, wenn große Partikel gemessen werden.

Demgemäß kann die vorliegende Erfindung ein Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel und eine Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikei realisieren, wobei die Messungsbetriebsweisen gegeneinander ausgetauscht werden können, ohne daß die Verstärkungsleistung eines optischen Systems geändert wird und es kann eine Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsbildanalyse mittels eines einfachen Aufbaus erzielt werden.

Claims (15)

1. Bildanalyseverfahren für Strömungspartikel, bei welchem ein Probe­ fluid, das suspendierte Partikel enthält, strömt, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu dem Probefluid geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbildungseinrichtung abgebildet werden, wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Strömen des Probefluids in einer Strömungskammer für das Strömen des Probefluids, das von der reinen Lösung umschlossen ist, in einer Weise, daß eine Ausdehnung des Probefluids in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung des Licht­ strahls im wesentlichen konstant bleibt;
Abbilden von Partikeln in diesem Probefluid durch die Abbil­ dungseinrichtung mit einer festen Leistung; und
Analysieren und Kategorisieren abgebildeter Partikel.

2. Bildanalyseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis einer Strömungsrate eines in die Strömungskammer fließenden Probefluids zu der Strömungsrate einer in diese strömen­ den reinen Lösung gesteuert wird, um die Ausdehnung des Probe­ fluids in der Richtung zu steuern, in der ein Strahl läuft, so daß eine Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in Zuordnung zu Typen von zu messenden Partikeln eingestellt werden kann, und daß Ab­ bilden mit derselben Leistung erzielt wird, die für das Abbilden in irgendeiner der Vielzahl der Messungsbetriebsweisen verwendet wird.

3. Bildanalyseverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß erkannt wird, ob oder ob nicht Partikel in einer vorgegebenen Zone stromaufwärts zu der Partikelabbildungszone vorhanden sind, und daß die Abbildungszone nur abgebildet wird, wenn das Vorhandensein von Partikeln erkannt wird.

4. Bildanalyseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbilden erzielt wird, wenn die Abbildungseinrichtung auf eine Leistung (Vergrößerung) zum Abbilden gesetzt wird, die im Bereich von 10 bis 100 liegt.

5. Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel, bei welcher ein Probe­ fluid, das suspendierte Partikel enthält, strömt, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu der Probe­ flüssigkeit geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbildungseinrichtung abgebildet werden, wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren, wobei diese Bildanalysevorrichtung aufweist:
eine Lichtstrahl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strahls, der zu dem Probefluid zu führen ist;
eine Strömungskammer; die so entworfen ist, daß das Probefluid strömt, während es von der reinen Lösung umschlossen ist, und welche so strukturiert ist, daß eine Ausdehnung eines Strömungs­ pfades für das Probefluid in einer Richtung im wesentlichen senk­ recht zu der Richtung des Lichtstrahls im wesentlichen konstant bleibt; und
eine Bildanalyseeinrichtung zum Analysieren von Bildern, die mit derselben Leistung zum Abbilden von der Abbildeeinrichtung erzeugt werden, um die Partikel in der Probeflüssigkeit zu kategorisieren.

6. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Strömungskanal-Steuereinrichtung aufweist, die das Verhältnis einer Strömungsrate eines in die Strömungskammer strö­ menden Probefluids zu der Strömungsrate einer in diese strömenden reinen Lösung steuert, um eine Ausdehnung des Probefluids in der Richtung zu steuern, in weicher ein Strahl läuft, und die somit ermöglicht, eine Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in Zuordnung zu den Typen der zu messenden Partikeln einzustellen.

7. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbilden mit der Abbildungseinrichtung erzielt wird, die auf eine Leistung (Vergrößerung) zum Abbilden eingestellt wird, die 10 bis 100 beträgt.

8. Bildanalysevorrichtung für Strömungspartikel, bei welcher ein Probe­ fluid, die suspendierte Partikel enthält, strömt, während es von einer reinen Lösung eingeschlossen ist, wobei ein Lichtstrahl zu dem Probefluid geführt wird, wobei die Partikel in dem Probefluid durch eine Abbildungseinrichtung abgebildet werden, wobei erzeugte Bilder analysiert werden, um die Partikel zu kategorisieren, wobei diese Bildanalysevorrichtung aufweist:
eine Lichtstrahl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strahls, der zu dem Probefluid zu führen ist;
eine Strömungskammer; die so entworfen ist, daß das Probefluid strömt, während es von der reinen Lösung umschlossen ist, und welche so strukturiert ist, daß eine Ausdehnung eines Strömungs­ pfades für das Probefluid in einer Richtung im wesentlichen senk­ recht zu der Richtung des Lichtstrahls im wesentlichen konstant bleibt;
eine Partikel-Erkennungseinrichtung zum Erkennen, ob oder ob nicht Partikel in einer vorgegebenen Zone stromaufwärts der Parti­ kelabbildungszone in der Strömungskammer vorhanden sind;
eine Strahlerzeugungs-Steuereinrichtung zum Treiben der Strah­ lerzeugungs-Einrichtung gemäß einem erkannten Signal, das von der Partikel-Erkennungseinrichtung ausgesendet worden ist; und
eine Bildanalyseeinrichtung zum Analysieren von Bildern, die mit derselben Leistung zum Abbilden von der Abbildeeinrichtung erzeugt werden, um die Partikel in dem Probefluid zu kategorisieren.

9. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Strömungskanal-Steuereinrichtung aufweist, die das Verhältnis einer Strömungsrate eines in die Strömungskammer strö­ menden Probefluids zu der Strömungsrate einer in diese hineinströ­ menden reinen Lösung steuert, um eine Ausdehnung des Probefluids in der Richtung zu steuern, in welcher ein Strahl läuft, und die somit ermöglicht, eine Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in Zu­ ordnung zu den Typen der zu messenden Partikeln einzustellen.

10. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbilden mit der Abbildungseinrichtung erzielt wird, die auf eine Leistung (Vergrößerung) zum Abbilden eingestellt wird, die 10 bis 100 beträgt.

11. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Arten von Partikel-Erkennungslogiken in Zuordnung zu der Vielzahl von Messungsbetriebsweisen in der Partikel-Erken­ nungseinrichtung implementiert sind.

12. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildanalyseeinrichtung Bildverarbeitung und Partikeikategorisie­ rung ausführt, die auf derselben Logik basieren, die die Partikelkate­ gorisierung in irgendeiner der Vielzahl der Messungsbetriebsweisen definiert.

13. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Partikel lebende Zellen sind.

14. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Partikel Blutzellen sind.

15. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Partikel Urinsedimente sind.