DE69126069T2

DE69126069T2 - Gerät zur Teilchenbildanalyse

Info

Publication number: DE69126069T2
Application number: DE69126069T
Authority: DE
Inventors: Tokihiro Kosaka
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2011-07-13
Also published as: EP0466168B1; EP0466168A2; US5159642A; DE69126069D1; EP0466168A3

Description

Diese Erfindung betrifft ein Gerät zur Veranlassung einer Probelösung, wie beispielsweise Blut oder Urin, zu einer flachen, abgedeckten Strömung, Bestrahlung der flachen Strömung der Probelösung mit Impulslicht, um ein Standbild zu erhalten sowie Anwendung der Bildverarbeitung, um eine Analyse der in der Probelösung enthaltenen Partikelkomponenten, wie beispielsweise eine Klassifikation und Zählung derselben, durchzuführen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Partikel-Bildanalysegerät, das zur ständigen Überwachung eines Bildaufnahmebereiches und zur Bestrahlung der Partikel in der Probelösungs-Strömung mit Impulslicht geeignet ist, wenn sie den Bildaufnahmebereich erreichen. Dadurch wird es möglich, in effizienter Weise ein Bild der Partikelkomponenten zu erhalten, selbst wenn die Probe einen geringen Partikelgehalt aufweist.
Wenn die Partikelkomponenten zu untersuchen sind, die in einer von einem lebenden Körper entnommenen Probe von Blut oder Urin enthalten sind, besteht die herkömmliche Praxis darin, eine Probe durch Bestreichen eines Objektträgers aus Glas mit der Probelösung vorzubereiten und den Objektträger unter einem Mikroskop zu betrachten, um die Partikelkomponenten zu klassifizieren und zu zählen. Das herkömmliche Verfahren ist jedoch mühsam und es mangelt ihm an Genauigkeit. Um den Arbeitsaufwand bei der Prüfung zu vermindern und die Genauigkeit zu verbessern, sind daher automatische Analysegeräte entwickelt worden. Spezielle Beispiele solcher Geräte sind in den Beschreibungen der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr.57-500995 sowie des US-Patents 4.338.024 offenbart worden. Das beschriebene Gerät verwendet Impulslicht, um die abgedeckte und zu einer flachen Strömung veranlaßte Probelösung zu bestrahlen, mittels einer Videokamera ein Standbild aufzunehmen und das Bild der Bildverarbeitung zu unterziehen, um die in der Probe enthaltenen Materialkomponenten zur klassifizieren und/oder zu zahlen. Ein automatisches Urin-Analysegerät, bei welchem dieses Verfahren angewandt wird, ist bereits auf dem Markt.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau des herkömmlichen Gerätes der oben beschriebenen Art darstellt. Das Gerät enthält einen Bildprozessor 200, welcher in festen Intervallen ein Impulslicht-Triggersignal erzeugt, um in regelmäßigen Zeitabständen ein Impulslicht 202 zu zünden. Das ausgesandte Impulslicht soll über ein optisches System 204 aus Linsen und anderen Elementen eine Probelösung bestrahlen, welche einen flachen Durchlaß 208 in einer Durchflußzelle 206 durchströmt. Die Probelösung, welche sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene bewegt, strömt in dem flachen Durchlaß 208 mit großer Breite in senkrechter Richtung der Zeichnung, jedoch mit geringer Breite in waagerechter Richtung derselben. Das Licht, welches die Durchflußzelle 206 durchlaufen hat, erzeugt mittels eines optischen Systems 210 auf einem CCD-Lichtempfänger 214 einer Videokamera 212 ein Bild desselben. Die Videokamera 212 erzeugt synchron zu einem Generator-Sperrsignal vom Bildprozessor 200 eine Videosignalausgabe und dieses Videosignal wird im Bildprozessor 200 der Bildverarbeitung unterzogen. Das Impulslicht 202 wird durch eine Impulslicht- Stromversorgung 216 mit Strom versorgt.
Fig. 16 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Probelösungs-Strömung von der Bildaufnahmeseite her gesehen. Die Zahl 220 bezeichnet die flache Strömung der Probelösung, in welcher Partikelkomponenten 222 enthalten sind.
Die Probelösung strömt in Fig. 17, welche eine perspektivische Ansicht des Bildaufnahmebereichs ist, von links nach rechts. Die Zahl 224 bezeichnet einen Bereich der Probelösungs-Strömung, dessen Bild von der Videokamera 212 aufgenommen wird. In Fig. 16 bezeichnet die Zahl 226 einen Bereich der Probelösung, der genau vor dem Bereich 224 aufgenommen wurde und die Zahl 228 einen solchen, der nach dem Bereich 224 aufzunehmen ist.
Normalerweise erfolgt der Bildaufnahmevorgang durch eine Videokamera in solcher Weise, daß ein Fernsehbild eine Dauer von 1/30 Sekunde hat. Wenn die Probe alle 1/30 Sekunde mit Licht bestrahlt wird und die Gesamtmeßzeit 45 Sekunden beträgt, dann können 1350 Fernsehbilder aufgenommen werden. Wenn jedoch die Probelösung einen geringen Gehalt an Partikelkomponenten hat, werden nicht zwangsläufig auf allen Fernsehbildern Partikel erscheinen. Beispielsweise wird angenommen, daß die Probe Blut ist und die Leukozyten analysiert werden sollen. Um die Leukozytenanalyse durchzuführen, ist die Blutprobe eine solche, bei der die roten Blutkörperchen einer hämolytischen Trennung unterzogen und die Leukozyten eingefärbt wurden.
Nun sei angenommen, daß das behandelte Blut bei der zuvor erwähnten Vorbehandlung einen Leukozytengehalt von 5000 Zellen/µl hat und dann auf das Zehnfache verdünnt wurde, d.h. eine Blutprobe mit einem Leukozytengehalt von 500 Zellen/µl wird durch die Durchflußzelle geleitet und analysiert. Weiterhin wird angenommen, daß der Bildaufnahmebereich ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 150 µm ist und die Dicke der abgedeckten flachen Strömung 8 µm beträgt (Das Volumen der Bildaufnahmebereichs beträgt in diesem Falle 150 µm x 150 µm x 8 µm = 1,8 x 10&supmin;&sup4; µl).
Wie oben erwähnt, ist Fig. 17 eine perspektivische Ansicht des Bildaufnahmebereichs. Die Zahl 230 bezeichnet einen Leukozyten. Wenn die Leukozytenzählung pro Fernsehbild unter den oben genannten Bedingungen erfolgt, dann umfaßt das erhaltene Bild 500 Zellen/µl x 1,8 x 10&supmin;&sup4; µl = 0,09 Zellen. Mit anderen Worten: auf 11 Fernsehbildern erscheint nur ein Leukozyt. Nach einer einfachen Berechnung bedeutet dies: sogar, wenn, wie oben erwähnt, 1350 Fernsehbilder erhalten werden, beträgt die Anzahl an Fernsehbildern, in denen Leukozyten erscheinen nur ein 1/11 der Gesamtzahl an Fernsehbildern oder etwa 120 Fernsehbilder. Um die Anzahl der Fensehbilder, in denen Leukozyten erscheinen, zu erhöhen, sind drei Verfahren denkbar: (a) geringere Verdünnung der Probe (d.h. höhere Konzentration); (b) verkürzter Bildaufnahmezyklus und (c) Vergrößerung des Bildaufnahmebereichs (-volumens).
Verfahren (a) ist insofern nachteilig, daß die Hämolyse der roten Blutkörperchen unzureichend ist und daß eine größere Menge Blut benötigt wird. Beim Verfahren (b)) kann eine Videokamera verwendet werden, die 100 oder mehr Aufnahmen pro Sekunde auszuführen vermag, aber eine solche Kamera ist sehr teuer. Ferner ist es notwendig, die Bildverarbeitungsgeschwindigkeit im gleichen Maße zu steigern. Ein anderes Problem besteht darin, daß der Bestrahlungszyklus des Impulslichts verkürzt wird. Die ausgesandte Lichtmenge kann unregelmäßig, und die Lebensdauer der Impulslichtquelle kann verkürzt werden. Wenn der Bildaufnahmebereich nach Verfahren (c) vergrößert wird (d.h. die Vergrößerung reduziert), wird die Größe des Bildes der Zelle relativ kleiner. Wenn zusätzlich die Dicke der schwimmend abgedeckten Strömung vergrößert wird, kommt es zu einer Zunahme der Zellen, die nicht im Fokussierbereich liegen, und das Ergebnis ist eine Verschlechterung in der Auflösung der Abbildung der Zelle.
Somit können unter Nutzung des herkömmlichen Verfahrens, bei welchem jeweils nach 1/30 Sekunde ein Lichtimpuls ausgesandt wird, Zellabbildungen nicht in effizienter Weise erhalten werden.
Um die Zellabbildungen effizienter zu erzeugen, könnte ein brauchbarer Weg darin bestehen, eine Zelle zur Erzeugung ihres Bildes nur dann mit Impulslicht zu bestrahlen, wenn die Zelle den Bildaufnahmebereich erreicht hat und Aufnahmen zu unterlassen, wenn keine Zellen im Bildaufnahmebereich sind. Beispiele für Einrichtungen, mit denen dies möglich ist, weisen einen elektrischen Widerstandsdetektor mit Mikroporen und einem Elektrodenpaar sowie einen optischen Detektor mit Licht aussendenden und Licht empfangenden Elementen auf. Mit einer solchen Anordnung könnte die Anwesenheit einer Zelle durch den Detektor festgestellt werden. Es gibt jedoch keine Gewißheit, ob die Zelle, die den Detektor passiert hat, immer auch den Bildaufnahmebereich passiert. Die Probelösung strömt in der Nähe des Bildaufnahmebereichs mit großer Breitenausdehnung und es gibt daher Fälle, bei denen Zellen den Bildaufnahmebereich während ihrer Passage durch die Durchflußzelle verfehlen. Zusätzlich wird die Zeitdauer vom Moment, zu dem die Zellen den Detektor passieren bis sie den Bildaufnahmebereich erreichen, in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, zu Schwankungen neigen. Aus diesem Grunde können die Zellen nicht immer zum richtigen Zeitpunkt aufgenommen werden.
DE-A-3 705 876 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Im Hinblick auf das bisher Gesagte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Partikel-Bildanalysegrät zu schaffen, durch welches jederzeit effizient der Zugriff auf Abbildungen von Partikelkomponenten erfolgen kann, sogar wenn die Probe einen geringen Gehalt an Partikelkomponenten hat.
Erfindungsgemäß wird durch die vorliegende Erfindung ein Gerät geschaffen, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist.
Gegenüber ersten und zweiten Bildaufnahmeeinrichtungen sind Lichtselektionseinrichtungen (Lichttrenneinrichtungen) vorgesehen und selektieren (trennen) das Licht, um der ersten Bildaufnahmeeinrichtung nur sichtbares Licht und der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung nur Infrarotlicht zuzuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerschaltung einen an die zweite Bildaufnahmeeinrichtung angeschlossenen Verstärker, einen an den Verstärker angeschlossenen Komparator, eine an den Komparator angeschlossene Partikel- Feststellungsschaltung sowie eine an die Partikel-Feststellungsschaltung angeschlossene Impulslicht-Steuerung auf.
Die Impulslicht-Steuerung ist derart eingerichtet, daß sie das Triggersignal ausgibt, wenn ein Partikel-Feststellungsignal von der Partikel-Feststellungsschaltung die Impulslicht- Steuerung während eines Intervalls (einer Periode) vorbereitet, in welcher die erste Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild aufzunehmen vermag.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise zwischen der zweiten Lichtquelle und der Durchflußzelle eine Zylinderlinse vorgesehen. Weiterhin ist die der Messung unterliegende Probe Blut, das einer hämolytischen und Färbebehandlung unterzogen wurde, und die interessierenden Partikel sind Leukozyten. Abweichend davon, kann die der Messung unterliegende Probe auch Urin sein, der einer Färbebehandlung unterzogen wurde, und interessierenden Partikel sind im Urin enthaltene Stoffkomponenten. Zwischen dem Komparator und der Partikel-Analyseschaltung sind vorzugsweise eine an den Komparator angeschlossene Kompressionsschaltung (Schrumpfungsschaltung), eine an die Kompressionsschaltung angeschlossene erste Dehnungsschaltung sowie eine an die erste Dehnungsschaltung angeschlossene zweite Dehnungsschaltung vorgesehen.
Die Bedeutung von "Kompression (Schrumpfung)" wird hier wie folgt verwendet: in einem Fall, wo Binärsignale einen interessierenden Bildpunkt der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung darstellen und die dem interessierenden Bildpunkt auf einer der beiden Seiten benachbarten Bildpunkte zeigen Teile eines Partikels an, dann wird das den interessierenden Bildpunkt darstellende Binärsignal als kennzeichnend für den Partikel angenommen. In allen anderen Fällen wird dieses Binärsignal als für den Hintergrund kennzeichnend angenommen. Die Bedeutung der "Dehnung" ist folgende: in einem Fall, in welchem Binärsignale einen interessierenden Bildpunkt darstellen und mindestens einer der dem interessierenden Bildpunkt auf einer Seite benachbarten Bildpunkte zeigt Teile eines Partikels an, dann wird das den interessierenden Bildpunkt darstellende Binärsignal als kennzeichnend für den Partikel angenommen. In allen anderen Fällen wird dieses Binärsignal als für den Hintergrund kennzeichnend angenommen.
Das Gerät kann vorzugsweise zusätzlich mit einer Partikel-Zählschaltung ausgestattet sein, welche eine an die Partikel-Feststellungsschaltung angeschlossene Selektionsschaltung sowie einen an die Selektionsschaltung angeschlossenen Zähler aufweist. Nach dem ständigen Empfang von Partikel-Feststellungssignalen der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung über mehrere Abtastperioden (Abtastzyklen), gibt die Selektionsschaltung als Signal zur Partikelzählung nur ein Partikel-Feststellungssignal der Anfangs-Abtastperiode aus. Der Zähler zahlt das von der Selektionsschaltung ausgegebene Signal.
Das Gerät kann vorzugsweise zusätzlich mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Impulsbreitensignals ausgestattet sein, welches die Partikelgröße wiedergibt. Diese Schaltung umfaßt einen Zeilenspeicher oder eine Vielzahl von Zeilenspeichern zur zeitweiligen Speicherung eines Binärsignals, eine Zustands-Feststellungsschaltung zur Feststellung, ob ein bestimmter Zustand nach Empfang eines Eingangssignales gehalten wird, das über den Zeilenspeicher eingegangen ist oder nach einem Eingangssignal, das nicht über den Zeilenspeicher eingegangen ist, sowie eine Schaltung, um das Partikel- Feststellungsignal durch ODER-Entscheidung unter der speziellen Bedingung zu erhalten, daß ständig Signale über die oben erwähnten vielfachen Abtastungen empfangen werden.
Das Gerät kann vorzugsweise zusätzlich mit einem Größenzähler zur Messung der Impulsbreite des Partikel-Feststellungssignals, einem an den Größenzahler angeschlossenen Histogrammspeicher zum Speichern des Auftretens von Impulsbreiten, wann immer eine Impulsbreite gemessen wird, sowie mit einer Steuerschaltung zum Steuern von Größenzähler und Histogrammspeicher ausgestattet sein.
Das Gerät kann vorzugsweise zusätzlich mit einem Größenzähler zur Messung der Impulsbreite des Partikel-Feststellungssignals, einem ersten und zweiten Größenregister zur Speicherung des oberen und unteren Grenzwertes der Impulsbreite, einem ersten Komparator, dem der obere Grenzwert aus dem ersten Größenregister als Vergleichswert und die Impulsbreite aus dem Größenzähler als zu bewertender Wert eingegeben werden, einem zweiten Komparator, dem der untere Grenzwert aus dem zweiten Größenregister als Vergleichswert und die Impulsbreite aus dem Größenzähler als zu bewertender Wert eingegeben werden, einer Steuerschaltung zur Steuerung des Größenzahlers, der Größenregister und der Komparatoren sowie mit einer Torschaltung, der die Ausgaben des ersten und zweiten Komparators und eine Ausgabe der Steuerschaltung eingegeben werden, ausgestattet sein. Wenn die Impulsbreite des Partikel-Feststellungssignals in dem vom oberen und unteren Grenzwert eingeschlossenen Bereich liegt, dann gibt die Torschaltung ein Impulslicht-Triggersignal aus.
Das Gerät ist vorzugsweise derart eingerichtet, daß es mit einem Histogrammspeicher versehen werden kann.
Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung soll nun kurz beschrieben werden
(1) Die zweite Lichtquelle sendet ständig Licht aus und bestrahlt die zweite Bildaufnahmezone. Das Licht, das diese Zone passiert hat, erreicht die zweite Bildaufnahmeeinrichtung über die Lichtselektionseinrichtung. Das Signal von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung wird zur Steuerschaltung gesandt und in Echtzeit wird festgestellt, ob ein Partikel die zweite Bildaufnahmezone erreicht hat. Wenn die Ankunft der Partikelkomponente festgestellt wird, gibt die Steuerschaltung als Reaktion darauf ein Triggersignal aus, und die erste Lichtquelle sendet für einen kurzen Zeitraum Licht aus. Dieses Licht von der ersten Lichtquelle bestrahlt den Partikel für einen kurzen Zeitraum. Die zweite Bildaufnahmezone ist innerhalb der ersten Bildaufnahmezone ausgebildet. Die Anordnung ist derart, daß das Infrarotlicht von der zweiten Lichtquelle durch eine Lichtselektionseinrichtung von der Erreichung der ersten Bildaufnahmeeinrichtung zurückgehalten wird. Folglich wird nur das Licht der ersten Lichtquelle selektiert und erreicht die erste Bildaufnahrneeinrichtung, wodurch ein Standbild des Partikels aufgenommen wird.
Das Signal der zweiten Lichtaufnahmeeinrichtung, das zur Steuerschaltung gelangt ist, wird durch den Verstärker verstärkt und durch den Komparator in einen Binärwert umgewandelt. Das binärisierte Signal gelangt zur Partikel-Feststellungsschaltung, in welcher aus dem Zustand des Binärsignals festgestellt wird, ob das Signal für einen Partikel kennzeichnend ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß das Signal Ergebnis eines Partikels ist, dann wird als Ausgabe das Partikel-Feststellungsignal erzeugt. Dieses Signal gelangt zur Impulslicht-Steuerung. Wenn der gegenwartige Zeitpunkt in einem Intervall liegt, in welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild aufzunehmen vermag, dann gibt die Impulslicht-Steuerung das Triggersignal zum Zünden der ersten Lichtquelle und damit zur Lichtaussendung aus.
(2) Durch das Schieberegister wird das serielle Binärsignal in ein Parallelsignal umgewandelt, und der Partikeldiskriminator stellt fest, ob das Signal für einen Partikel kennzeichnend ist. Wenn das Ergebnis der Feststellung ist, daß ein Partikel vorliegt, dann wird das Partikel-Feststellungssignal als Ausgabe erzeugt.
(3) Das Binärsignal wird der Kompressionsschaltung zugeführt, welche nicht notwendige Signalkomponenten, die für Verunreinigungen, Rauschen und dergleichen kennzeichnend sind, ausschließt. Durch die erste Dehnungsschaltung werden lediglich notwendige Bestandteile des Signals gedehnt, wodurch der Ursprungszustand des Signals wiederhergestellt wird. Ein Signal, welches die Ausfüllung des Partikelinneren und die Größe der Zellenabbildung genauer ausdrückt, wird durch die zweite Dehnungsschaltung erhalten.
(4) Falls der gleiche Partikel durch die zweite Bildaufnahmeeinrichtung mehrmals abgetastet wird, werden für einen Partikel entsprechend der Vielzahl der Abtastungen eine Vielzahl von Partikel-Feststellungssignalen erhalten. Wenn Partikel- Feststellungssignale erhalten werden, die aufeinanderfolgenden Abtastungen entsprechen, dann gibt die Selektionsschaltung dementsprechend nur das Anfangs- Partikel-Feststellungsignal als Signal zur Zählung der Partikel aus. Dieses Signal wird vom Zähler gezählt, um die Partikelanzahl zu erhalten.
(5) Falls von aufeinanderfolgenden Abtastungen eines Partikels eine Folge mehrfacher Binärsignale erhalten wird, wird der ODER-Wert (die logische Summe) dieser Signale genommen, wodurch ein Signal erhalten wird, dessen Impulsbreite den Partikeldurchmesser genauer wiedergibt. Jedoch kann ein Partikel-Feststellungssignal nicht nur aus der Ermittlung des ODER-Wertes erhalten werden. Die Anordnung ist derart eingerichtet, daß die Zustands-Feststellungsschaltung anspricht, wenn ein bestimmter Zustand zu einem Zeitpunkt anhält, bei dem der ODER-Wert von den zuvor genannten Signalen genommen wurde, wodurch das Partikel-Feststellungsignal für einen Partikel erhalten wird.
(6) Die Impulsbreiten der Partikel-Feststellungssignale werden einzeln gemessen und durch den Größenzahler in Daten umgewandelt. Die Datensätze der resultierenden Impulsbreitendaten werden zum Histogrammspeicher weitergeleitet, in welchem die Impulsbreitendaten als Speicheradresse gesetzt und die der Adresse entsprechenden Frequenzdaten sequentiell stufenweise erhöht werden. Durch Angabe der Adressen des Histogrammspeichers werden die Frequenzdaten sequentiell ausgelesen, so daß ein Histogramm der Impulsbreite des Partikel-Feststellungssignals erhalten werden kann. Informationen, wie beispielsweise die Partikelanzahl, können ebenfalls unter Verwendung eines solchen Histogramms erhalten werden.
(7) Im ersten Größenregister wird der obere Grenzwert der Impulsbreite gespeichert und im zweiten Größenregister der untere Grenzwert. Die durch den Größenzähler erhaltenen Impulsbreitendaten des Partikel-Feststellungssignals werden mittels des ersten Zählers mit dem oberen Grenzwert verglichen und dieser gibt ein Signal aus, wenn die Impulsbreite kleiner ist als der obere Grenzwert. Mittels des zweiten Zählers werden die Impulsbreitendaten mit dem unteren Grenzwert verglichen, welcher ein Signal ausgibt, wenn die Impulsbreite größer ist als der untere Grenzwert. Wenn sich die erste Bildaufnahmeeinrichtung in einem Intervall befindet, in welchem sie eine Bildaufnahme durchzuführen vermag, gibt die Steuerschaltung unterdessen ein für diese Tatsache kennzeichnendes Signal aus. Die erwähnten Signale werden durch eine UND-Schaltung verknüpft, wodurch es möglich ist, das Triggersignal zum Zünden der ersten Lichtquelle nur dann zu erzeugen, wenn ein Partikel, dessen Größe im Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert liegt, in einem Intervall festgestellt wird, in welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung zur Bildaufnahme bereit ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich werden, wobei gleiche Bezugszeichen in allen Figuren gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Rauptbaugruppen einer ersten Ausführungsform eines Partikel-Bildanalysegerätes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der Strömung einer Probelösung, von der Bildaufnahmeseite von Fig. 1 aus gesehen, darstellt.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil einer ersten Bildaufnahmezone zeigt.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Kennlinie eines dichroitischen Spiegels.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Fernsehbildes in einer Videokamera.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten der Kontrollschaltung von Fig. 1 zeigt.
Fig. 7 zeigt ein mittels eines Bildsensors erzeugtes Bild.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung zur Beschreibung der Impulslicht-Taktgabe.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, welches die Hauptbaugruppen einer zweiten Ausführungsform einer Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist ein Ablauf-Taktdiagramm entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 11 und 12 sind Blockschaltbilder, welche die Hauptbaugruppen einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die Fig. 13 und 14 sind Wellenformdiagramme beziehungsweise Taktdiagramme zur Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 11.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild der Hauptbaugruppen eines Gerätes nach dem Stand der Technik.
Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der Strömung einer Probelösung, von der Bildaufnahmeseite des Gerätes von Fig. 15 aus gesehen, darstellt, und
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Bildaufnahmebereiches.
Nun sollen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine erste Ausführungsform eines Partikel- Bildanalysegerätes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Gerät von Fig. 1 enthält eine Durchflußzelle 22 für eine Blutprobe, die einer Hämolyse- und Färbebehandlung unterworfen wurde und zu einer extrem flachen Strömung, abgedeckt durch eine Abdeckflüssigkeit, geformt wird. Die Probelösung strömt senkrecht zur Zeichnungsebene von vorne nach hinten. Die Durchflußzelle 22 hat einen Strömungskanal 24, dessen Abmessung in der Richtung parallel zur optischen Bestrahlungsachse (der waagerechten Richtung in Fig. 1) eine Größenordnung von 100 bis 200 µm und dessen Abmessung in der Richtung senkrecht zur optischen Bestrahlungsachse (nämlich der senkrechten Richtung in Fig. 1) eine Größenordnung von einigen Millimetern hat. Demzufolge strömt die Probelösung durch den flachen Strömungskanal 24 und wird dort zu einem in der Richtung der optischen Bestrahlungsachse sehr dünnen Strom (beispielsweise 5 bis 10 µm) und in der Richtung senkrecht zur optischen Bestrahlungsachse sehr breitem Strom (beispielsweise einige hundert Mikrometer) geformt.
Das Gerät von Fig. 1 enthält ferner eine erste Lichtquelle 10, die zur Aufnahme eines Standbildes einer Zelle verwendet wird, sowie eine ersten Bildaufnahmeeinrichtung 36. Im einzelnen ist die erste Lichtquelle 10 eine Impulslichtquelle und die ersten Bildaufnahmeeinrichtung 36 ist eine Farb-Videokamera.
Weiterhin hat das Gerat eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung 48 zur Durchführung einer ständigen Überwachung, um festzustellen, ob eine Zelle (Partikel) den Bildaufnahmebereich für die oben erwähnte Standbildaufnahme erreicht hat. Im einzelnen ist die zweite Lichtquelle 40 ein Halbleiterlaser, welcher Infrarotlicht der Wellenlängen von 780 bis 830 nm aussendet, und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung 48 ist ein CCD-Zeilen-Sensor, dessen Bildpunkte in einer einzigen Zeile angeordnet sind.
Das vom Halbleiterlaser 40 ausgesandte Licht wird durch eine Kollimatorlinse 42 parallel gerichtet und dieses durch eine Zylinderlinse 44 in Richtung der Probenströmung stark gebündelt. Im Ergebnis wird das in Fig. 2 mit der Zahl 60 bezeichnete Laserlicht veranlaßt, eine erste Bildaufnahmezone 64 in der Strömungsrichtung der mit der Zahl 62 bezeichneten Probelösung in einem schmalen Streifen zu bestrahlen. Senkrecht zur Strömungsrichtung ist der Bestrahlungsstreifen breit. Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Probelösungs-Strömung von der Bildaufnahmeseite von Fig. 1 aus gesehen.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten Bildaufnahmezone.
In Fig. 3 bezeichnen die Zahl 64 die erste Bildaufnahmezone, in welcher ein Bild von der ersten Bildaufnahmeeinrichtung 36 aufgenommen wird und die Zahl 66 die zweite Bildaufnahmezone (gekennzeichnet durch eine Schraffur von oben rechts nach unten links), in welcher ein Bild von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung 48 aufgenommen wird. Der erste Bildaufnahmebereich 64 hat eine zweidimensionale Form, beispielsweise die Form eines Quadrates mit einer Kantenlänge von 150 µm. Die zweite Bildaufnahmezone 66 ist eindimensional ausgebildet derart, daß sie die erste Bildaufnahmezone 64 rechtwinklig zur Strömung der Probelösung kreuzt. Die zweite Bildaufnahmezone 66 hat eine Breite von etwa 1 µm und eine Länge von 150 µm. Nachfolgend sollen die erste Bildaufnahmezone als "Bildaufnahmebereich" und die zweite Bildaufnahmezone als "Bildaufnahmezeile" bezeichnet werden. Ein Bestrahlungsbereich 60, der von der zweiten Lichtquelle 40 bestrahlt wird und durch die Schraffur von links oben nach rechts unten gekennzeichnet ist, erstreckt sich weit über die Bildaufnahmezeile 66 hinaus. Obwohl der von der ersten Lichtquelle 10 bestrahlte Bereich nicht dargestellt ist, erstreckt er sich selbstverständlich weit über den Bildaufnahmebereich 64 hinaus.
Durch eine solche Einengung des Lichtes von der zweiten Lichtquelle 40 zu einem schmalen langgestreckten Strahl kann das sogar dann wirksam auf die Bildaufnahmezeile konzentriert werden, wenn die Lichtquelle ein Haibleiterlaser kleiner Leistung ist und der Rauschabstand des Lichtaufnahmeteiles kann verbessert werden. Zusätzlich kann dadurch auch jede Änderung der Lichtmenge in Richtung der Bildaufnahmezeile gering gehalten werden.
Das Gerät von Fig. 1 enthält einen Reflektor 16 für sichtbares Licht, eine Kondensorlinse 20 und einen dichroitischen Spiegel 30 von dem Typ, der Infrarotlicht durchläßt. Ein Beispiel der Kennlinie (Einfallswinkel: 450) des dichroitischen Spiegels 30 ist in Fig. 4 dargestellt.
Das Infrarotlicht, das die Durchflußzelle 22 passiert hat, erzeugt über eine Objektivlinse 26, den dichroitischen Spiegel 30 und eine Projektionslinse 46 sein Bild auf einem Zeilenbildsensor 48. Das in Fig. 3 dargestellte Bild der Bildaufnahmezeile 66 wird auf dem Zeilensensor 48 erzeugt. Der Menge des Bildpunkt für Bildpunkt gespeicherten Lichtes entsprechende Spannungen werden vom Zeilenbildsensor 48 nacheinander ausgegeben und gelangen zur Steuerschaltung 50. Die Ausgabe des Zeilenbildsensors 48 wird von der Steuerschaltung 50 verstärkt und das verstärkte Signal dort mit einem Schwellwert-Pegel verglichen und somit in einen Binärwert umgewandelt, so daß die Steuerschaltung feststellen kann, ob ein Partikel angelangt ist. Wenn die Ankunft eines Partikels festgestellt worden ist, gibt die Steuerschaltung 50 ein Impulslicht-Triggersignal aus, welches die Impulslichtquelle 10 veranlaßt, Licht auszusenden.
Da das übertragene Licht sein Bild auf dem Zeilenbildsensor 48 gebildet hat, erhält der Bereich, in welchem die Zelle erscheint, eine verminderte Lichtmenge, und die Binärsignale der diesem Bereich entsprechenden Bildpunkte nehmen den Pegel TIEF ein.
Diese Situation ist in Fig. 7 dargestellt, in welcher die Zahl 70 einen Leukozyten bezeichnet. Damit diejenigen Zellen, welche den Bildaufnahmebereich passieren, durch den Zeilenbildsensor 48 jederzeit überwacht werden können, ohne daß eine Zelle verfehlt wird, muß der Abstand, den eine interessierende Zelle innerhalb der Abtastperiode des Zeilenbildsensors 48 zurücklegt, kleiner sein als die Größe der Zelle. Mit anderen Worten: es ist erforderlich, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Zelle kleiner ist als ein bestimmter Wert.
Angenommen der Bildaufnahmebereich pro Bildpunkt in der Zeilenrichtung des Zeilenbildsensors 48 ist 1µm und die Größe eines Leukozyten ist 15 µm. Im einfachsten Fall geht das Binärsignal 15 mal hintereinander auf TIEF. Tatsächlich unterscheiden die Leukozyten sich jedoch in Abhängigkeit vom Leukozyten-Typ in Größe und Farbe, und die Probelösung enthält infolge der Hämolyse zusammengedrückte Zellmembrane ("Geister") von roten Blutkörperchen. Daher ist es notwendig, daß die Leukozyten unter Beachtung dieser Faktoren bewertet werden. Nachfolgend soll ein spezielle Beispiel für die Leukozyten-Bewertung beschrieben werden. Die in der Steuerschaltung 50 erfolgenden Bewertungen werden in Echtzeit durchgeführt. Wenn die Ankunft eines Leukozyten festgestellt worden ist, dann gibt die Steuerschaltung 50 das Triggersignal aus, welches die Lichtquelle 10 veranlaßt, Impulslicht auszusenden. Die Lichtquelle 10 wird von einer Stromversorgung 54 gespeist.
Das Impulslicht von der Lichtquelle 10 wird durch eine Kollimatorlinse 12 und eine Kollektorlinse 14 geführt und dann durch den dichroitischen Spiegel 16 reflektiert. Das reflektierte Licht wird durch eine Blende 18 und die Kondensorlinse 20 konzentriert, um den Bildaufnahmebereich zu bestrahlen. Das durch den Bildaufnahmebereich geleitete Licht passiert die Objektivlinse 26 und wird vom dichroitischen Spiegel 30 reflektiert. Das resultierende reflektierte Licht wird auf ein Infrarotfilter 32 gerichtet und dann durch eine Projektionslmse 34 derart konzentriert, daß ein Bild auf einer Lichtemptängerfläche 38 innerhalb der Videokamera entsteht. Da die Bildaufnahmezeile derart ausgebildet ist, daß sie den Bildaufnahmebereich kreuzt, ist die Position, an welcher Leukozyten 70 im Fernsehbild 68 erscheinen, wenn sie von der Videokamera 36 festgestellt und aufgenommen worden sind, auf den in Fig. 5 dargestellten schraffierten Bereich beschränkt. Dies macht es unerläßlich, die gesamte Fläche des Fernsehbildes zu verarbeiten, wenn die Bildverarbeitung durchgeführt wird. Als Ergebnis bietet die Erfindung parallel die Effekte einer einfacheren Verarbeitungs-Hardware und -Software sowie einer höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit. (Das Verfahren nach dem Stand der Technik ist in dieser Hinsicht unzulänglich, da der Ort, an welchem die Zellen erscheinen zufällig ist, was eine umfassendere Verarbeitung erfordert). Das Videosignal von der Videokamera 36 wird durch ein Synchronisiersignal vom Bildprozessor 52 synchronisiert, und das von der Kamera aufgenommene Bild wird zum Bildprozessor 52 geleitet, um verschiedenen Bildverarbeitungen unterzogen zu werden.
Als nächstes soll die Steuerschaltung 50 beschrieben werden, welche feststellt, ob eine Zelle den Bildaufnahmebereich erreicht hat und die Steuerung der Impulsucht-Emission durchführt.
Fig. 6 ist ein Schaltbild, das Einzelheiten der Steuerschaltung 50 zeigt.
Das Licht, das auf jedem Bildpunkt des Zeilenbildsensors (ein CCD-Bildsensor) das Bild ausbildet, wird lichtelektrisch gewandelt und die resultierende elektrische Ladung wird für einen Zeitraum gleich der Abtastperiode des Zeilenbildsensors 48 gespeichert. Die für jeden Bildpunkt gespeicherte elektrische Ladung wird synchron zu einem Übertragungstakt übertragen und eine einer jeden Ladungsmenge entsprechende Spannung wird vom Zeilenbildsensor 48 als Ausgabe geliefert. Die Ausgabespannung wird durch einen Verstärker 72 verstärkt und die verstärkte Spannung durch einen Komparator 74 mit einem geeigneten Schwellwert verglichen, wodurch die Spannung in ein Binär- oder Dualsignal umgewandelt wird, das kennzeichnend für HOCH (nachfolgend vereinfachend als "H" bezeichnet) oder TIEF (nachfolgend vereinfachend als "L" bezeichnet) ist. Ein geeigneter Schwellwert-Pegel wird so gewählt, daß ein Partikelbild und ein Hintergrundbild voneinander unterschieden werden können.
Fig. 7 illustriert die Art und Weise, in welcher ein Leukozyt 70 von oben herankommt und die Bildaufnahmezeile 66 erreicht. Als Ergebnis der Passage des Leukozyten durch die Bildaufnahmezeile nimmt das Binärsignal den Pegel "L" an.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird ein Binärsignal, das bei einem Bildpunkt für einen Bereich, an welchem keine Zellabbildung vorliegt, den Pegel "H" und bei einem Bildpunkt für einen Bereich, an welchem eine Zellabbildung vorliegt, den Pegel "L" annimmt, vom Komparator 74 zu einer Zellen-Feststellungsschaltung 82 geleitet, die ein Zellen-Feststellungssignal ausgibt, wenn eine Zelle festgestellt worden ist. Das Zellen-Feststellungssignal HIT wird einer Impulslicht-Steuerschaltung 84 zugeführt. Wenn das übliche Intervall ein solches ist, in welchem eine Bildaufnahme möglich ist, dann gibt die Impulslicht-Steuerschaltung 84 das Impulslicht-Triggersignal aus, welches die Lichtquelle 10 veranlaßt, das Impulslicht auszusenden.
Die Zellen-Feststellungsschaltung 82 umfaßt ein Schieberegister 76, einen Zellen- Diskriminator 80 und einen Zähler 78. Die Binärsignale gelangen in das Schieberegister 76 und werden synchron zum Übertragungstakt Takt für Takt verschoben, um parallele Ausgaben b5 bis b0 zu erhalten (Der Bit b5 ist das letzte Binärsignal, und die Bits b4, b3, b2, bl und bO sind in dieser Reihenfolge älter). In Abhängigkeit vom Zustand des Bits b5 zählt der Zähler 78 den Übertragungstakt zusammen oder hält den Übertragungstakt ohne Zählen. Der Zähler 78 hält den Wert, wenn Bit b5 gleich "H" ist und zählt zusammen, wenn Bit bS gleich "L" ist. Da die Binärsignale mit dem Übertragungstakt synchronisiert sind, werden die Bildpunkte, für welche das Binärsignal "L" ist, durch den Zähler 78 gezählt und der Wert der Zählung wird als Vier-Bit- Datenwert Q&sub3;, Q&sub2;, Q&sub1;, Q&sub0; ausgegeben und gelangt in den Zellen-Diskriminator 80. Wenn der Zählwert größer ist als ein vorgegebener Wert, dann gibt der Diskriminator 80 das Zellen-Feststellungssignal HIT. Beispielsweise wird die folgende logische Beziehung im Zellen-Diskriminator 80 benutzt, um ein Zellen-Feststellungssignal HIT bei einem Zählwert von 9 oder darüber auszugeben:
HIT = (Q&sub3; x Q&sub0;) + (Q&sub3; x Q&sub1;) + (Q&sub3; x Q&sub2;),
wobei Q&sub3; das höchstwertige Bit ist.
Der Zähler 78 wird durch ein Freigabesignal gelöscht, das auf der Grundlage der Paralleldaten b5 bis b0 gebildet wird. Der Zähler 78 setzt das Zählen fort, bis das Freigabesignal bei ihm angelegt wird. Wenn die Ausgabe eines dem Hintergrund entsprechenden Bildpunktes erfolgt, nimmt das Freigabesignal den Pegel "L" an, wodurch der Zähler 78 gelöscht wird. Wenn die Ausgabe eines einem Teil einer Zelle entsprechenden Bildpunktes erfolgt, nimmt das Freigabesignal den Pegel "H" an und der Zähler 78 führt das Zählen durch.
Das Freigabesignal wird unter Verwendung der folgenden logischen Beziehung gebildet, welche als ein Beispiel dient:
Bei dieser logischen Beziehung dient (b5 x b4) dazu, das Freigabesignal in einem Fall aktiv ("L") zu machen, in welchem zwei aufeinanderfolgende Bildpunkte für den Hintergrund kennzeichnende Signale ausgeben und die Bits (b&sub5; x x b&sub3; x ) dienen dazu, das Freigabesignal in einem Fall auf "L" zu stellen, in welchem für aufeinanderfolgende Signale ausgeben: "H", "L", "H", "L".
Einfach ausgedrückt: Wenn ein Leukozyt an der Bildaufnahmezeile ankommt, geben die diesem Teil entsprechenden Bildpunkte für die Zelle kennzeichnende Signale aus. Mit anderen Worten: Eine Vielzahl aufeinanderfolgender Bildpunkte gibt Zellensignale aus. Daher müßte es ausreichen, die Anzahl der Binärsignale zu zählen, welche aufeinanderfolgend den "L"-Pegel einnehmen. Tatsächlich gibt es jedoch auch Fälle, in denen die Ausgabe eines einer Zelle entsprechenden Bildpunktes infolge des Färbezustandes des Zellkernes, als Granahe oder Zytoplasma (siehe Fig. 7) nicht immer den "L"-Pegel einnimmt. Demzufolge ist es erforderlich, daß der oben erwähnte Schwellwertpegel und die Zellen-Bewertungslogik in Abhängigkeit von Typ, Größe und Färbezustand der interessierenden Zelle optimiert werden. Bei dieser Ausführungsform ist ein Beispiel dargestellt, bei dem ein Zähler als Zellendiskriminator verwendet wird. Es kann jedoch anstelle des Zählers auch eine Einrichtung verwendet werden, bei welcher parallele Ausgabebits eines Schieberegisters in ihrer Anzahl vergrößert werden, und eine Bewertung erfolgt nach Eingabe dieser Paralleldaten. Entsprechend den speziellen Anforderungen sind auch andere Ausführungsformen denkbar.
Ein Selektionssignal S, welches in den Zellendiskriminator 80 von Fig. 6 unten rechts eintritt, dient zur Auswahl der optimalen Bewertungsbedingungen, wenn von interessierenden Zellen angenommen wird, daß sie verschiedenen Typen angehören oder wenn eine Feineinstellung der Bewertungsbedingungen erforderlich ist. Der Inhalt des Selektionssignals S wird vom Bildprozessor 52 bestimmt. Weiterhin kann die Logik des Zellendiskriminators 80 in einfacher Weise auch durch eine einfache handelsübliche, programmierbare integrierte Matrix-Logikschaltung (PAL) realisiert werden. Die Zellen- Feststellungsschaltung 82 kann auch zusammen mit dem Schieberegister und dem Zähler in eine einzige integrierte Schaltung eingebaut sein.
Als nächstes wird als Reaktion auf das Zellen-Feststellungsignal vom Zellendiskriminator 80 das Triggersignal zur Aussendung des Impulslichtes erzeugt. Falls die Videokamera von dem Typ ist, bei welchem das Fernsehbild aus einem ungeradzahligen Halbbild und einem geradzahligen Halbbild besteht, ist es notwendig, eine Bildspeicher-Videokamera einzusetzen.
Wenn eine Videokamera vom Halbbildspeicher-Typ verwendet würde, würde ein Halbbild als ein Bild aufgefaßt. Dies würde die vertikale Auflösung aufweisen und zu einer geringeren Auflösung führen.
Falls eine Bildspeicher-Videokamera verwendet wird, muß das Impulslicht während des geradzahligen Halbbild-Intervalls ausgesandt werden.
Fig. 8 ist ein Zeitablaufplan zur Beschreibung der Taktgabe der Impulslicht-Abgabe. Die in einem Speicherintervall (Periode) K&sub2;&sub1; eines ungeradzahligen Halbbildes gespeicherte elektrische Ladung wird in einen Intervall (Periode) T&sub2;&sub1; des ungeradzahligen Halbbildes ausgegeben, und eine in einem Speicherintervall (Periode) K&sub2;&sub2; eines geradzahligen Halbbildes gespeicherte elektrische Ladung wird in einem Intervall (Periode) T&sub2;&sub2; des geradzahligen Halbbildes ausgegeben. Wenn dementsprechend das Impulslicht in einem Intervall (Periode) T&sub1;&sub2; ausgesandt wird, in welchem sich die Intervalle K&sub2;&sub1; und K&sub2;&sub2; überlappen, dann wird das ungeradzahlige Halbbild des resultierenden Standbildes im Intervall T&sub2;&sub1; des ungeradzahligen Ralbbildes ausgegeben, und das geradzahlige Halbbild wird im Intervall T&sub2;&sub2; des geradzahligen Halbbildes ausgegeben. Somit wird ein Fernsehbild gebildet. In gleicher Weise wird, wenn das Impulslicht während des Intervalls (Periode) T&sub2;&sub2; ausgesandt wird, das resultierende Standbild in einem Intervall (Periode) T&sub3;&sub1; eines ungeradzahligen Halbbildes und in einem Intervall (Periode) T&sub3;&sub2; eines geradzahligen Halbbildes ausgegeben.
Wenn jedoch das Impulslicht in den ungeradzahligen Ralbbild-Intervallen (Perioden) T&sub1;&sub1; und T&sub2;&sub1; ausgesandt würde, dann würde das ungeradzahlige Halbbild eines Fernsehbildes durch eine im Intervall T&sub1;&sub1; eines ungeradzahligen Halbbildes erfolgende Bestrahlung erhalten, und das geradzahlige Ralbbild des Fernsehbildes würde durch eine im Intervall (Periode) T&sub2;&sub1; eines ungeradzahligen Halbbildes erfolgende Bestrahlung erhalten. Somit könnte die Aufnahme des korrekten Fernsehbildes aufgebaut werden.
Wenn ferner das Impulslicht im Intervall T&sub1;&sub2; des geradzahligen Halbbildes und im Intervall T&sub2;&sub1; des ungeradzahligen Halbbildes ausgesandt würde, dann würde die Aufnahme des geradzahligen Fernsehbildes doppelt belichtet.
Somit gibt es bei einer Anordnung derart, daß eine Aufnahme eines Fernsehbildes aus einer Aufnahme eines ungeradzahligen Fernsehbildes und einer Aufnahme eines geradzahligen Fernsehbildes gebildet wird, Intervalle, in denen das Impulslicht ausgesandt werden kann und solche, in denen dies nicht erfolgen kann. Es ist erforderlich, daß das Impulslicht in einem Intervall ausgesandt wird, in dem dies möglich ist.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Aussendung des Impulslichts in den ungeradzahligen Halbbild-Intervallen (Perioden) zu unterbinden. Zusätzlich ist es notwendig, zwei oder mehr Lichtaussendungen in einem geradzahligen Halbbild-Intervall (Periode) zu unterbinden.
Fig. 6 zeigt die Impulslicht-Steuerschaltung 84 zur Erzeugung des Impulslicht- Triggersignals in einem Fall, in welchem das Zellen-Feststellungsignal in einem Zustand erfolgt, in welchem eine korrekte Bildaufnahme möglich ist. Die Impulslicht- Steuerschaltung 84 enthält einen Flip-Flop 86 vom D-Typ, dessen Q-Ausgang den "H"- Pegel als Reaktion auf die Vorderkante eines Vertikal-Halbbild-Synchronsignals einnimmt, das am Start eines geradzahligen Haibbildes erzeugt wird. Das Impulslicht- Triggersignal wird als UND-Verknüpfung dieses Signals des Q-Ausganges und des Zellen-Feststellungssignals ("H") erhalten. Das Impulslicht-Triggersignal wird zum Löschanschluß des Flip-Flops 86 rückgekoppelt und der Flip-Flop demzufolge gelöscht, und der Q-Ausgang kehrt zum "L"-Pegel zurück, wenn das Impulslicht-Triggersignal erzeugt wird. Dies bedeutet, daß das Impulslicht-Triggersignal sogar dann nicht erzeugt wird, wenn das Zellen-Feststellungssignal im geradzahligen Halbbild-Intervall nochmals auftritt.
Der Flip-Flop 86 wird auch durch eine Vertikal-Synchronsignal am Start eines ungeradzahligen Halbbild-Intervalls gelöscht. Im Ergebnis nimmt der Q-Ausgang den "L"-Pegel ein und es wird kein Impulslicht-Triggersignal erzeugt.
Der Q-Ausgang des Flip-Flops 86 nimmt als Reaktion auf das nächste Vertikal- Synchronsignal eines geradzahligen Halbbildes den "H"-Pegel ein.
Der Nutzen der vorliegenden Erfindung bei der praktischen Anwendung soll nun beschrieben werden.
Eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Partikelintervalls von Partikeln, welche sich in einem abgedeckten Strom bewegen, wird allgemein durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
fβ(t) = βe -βt ... (1)
wobei t das Partikelintervall und β eine von verschiedenen Bedingungen abhängende Konstante darstellen.
Wenn die Gleichung (1) unter Verwendung eines Durchschnittswertes tav des Partikelintervalls normiert wird, kann die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wie folgt ausgedrückt werden:
f(t) = e-t ... (2)
Dies macht die Berechnungen besser handhabbar Nachfolgend soll t eine Verhältniszahl in bezug auf tav darstellen.
Wenn F(ti) die Wahrscheinlichkeit darstellen soll, daß das Partikelintervall ti überschritten wird, dann gilt:
Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Partikel (eine Zelle) den Bildaufnahmebereich innerhalb der Periode eines Haibbildes passiert, wird aus der obigen Gleichung erhalten.
tc sei ein Wert, der durch Division des durchschnittlichen Partikelintervalls durch die Periode des Halbbildes erhalten wird. Dann ergibt sich folgendes:
(a) wenn tc = 3 eingehalten wird, nämlich wenn das Partikel-Durchschnittsintervall 1/3 der Periode eines Halbbildes von 1/60 s ist, dann wird durch Näherung eine Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit von 95 % erhalten.
(b) wenn tc = 2 eingehalten wird, nämlich wenn das Partikel-Durchschnittsintervall 1/2 der Periode eines Halbbildes ist, dann ist die Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit 86,5 %.
(c) wenn tc = 1 eingehalten wird, nämlich wenn das Partikel-Durchschnittsintervall gleich der Periode eines Halbbildes ist, dann ist die Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit 63,2 %.
Nun soll ein konkretes Beispiel dargestellt werden, bei welchem tC ermittelt und die Bildaufnahmewahrscheinlichkeit eines Leukozyten berechnet wird. Die Bedingungen sind folgende:
Probe: Blut, das Leukozyten in einem Umfang von 5000 Zellen/µl enthält.
Probe für die Messung: Probe, die aus der oben erwähnten Blutprobe durch hämolytische und Färbebehandlung und anschließende Verdünnung der Probe auf das Zehnfache erhalten wurde (woraus eine Lösung resultiert, die Leukozyten in einem Umfang von 500 Zellen/µl enthält).
Bildaufnahmekapazität: 150 µm x 150 µm x 8 µm = 1,8 x 10&supmin;&sup4; µl.
Zeilensensor-Abtastperiode: 33 µs.
Flachabdeckungs-Strömungsgeschwindigkeit: 10 µm/33 µs = 5mm/ Halbbild, wobei die Periode eines Haibbildes 1/60 s ist.
Die Abtastperiode des Zeilensensors, die durch solche Faktoren, wie beispielsweise die Reaktionszeit des Zeilensensors und die erforderlichen Lichtspeicherzeiten, bestimmt wird, soll so kurz wie möglich gemacht werden. Es ist erforderlich, die Strömungsgeschwindigkeit der Abdeckströmung, insbesondere die Durchlaufgeschwindigkeit der Partikel so einzustellen, daß ein Partikel innerhalb einer Abtastperiode des Zeilensensors keine Entfernung zurücklegt, die größer als sein Durchmesser ist. Der Grund dafür liegt darin, daß der Zeilensensor nicht in der Lage wäre, eine Zelle eindeutig festzustellen, wenn der Betrag der Zellenbewegung zu groß ist.
Auf der Grundlage der obigen Bedingungen ist die Strömungsgeschwindigkeit einer Probe durch den Bildaufnahmebereich eines geradzahligen Halbbild-Intervalls (1/60 s): 150µm x 8µm x 5 mm = 6x10³ µl.
Die Anzahl der Leukozyten, welche den Bildaufnahmebereich in einem Intervall eines geradzahligen Halbbildes passiert ist durchschnittlich:
500 Zellen/µl x 6 x 10&supmin;³ µl = 3 Zellen.
Dementsprechend ist der Durchschnittswert des Intervalls zwischen benachbarten Partikeln 1/3 des Feldintervalls und tc = 3. Mit anderen Worten: Die Bildaufnahme- Wahrscheinlichkeit ist 95 %. Dieser Wert ist die hauptsächliche Verbesserung gegenüber der Wahrscheinlichkeit von 9 % beim herkömmlichen Verfahren der Bildaufnahme, die lediglich in einer festgelegten Periode erfolgt. Unter der Annahme, daß die Messung über 45 s durchgeführt wird, werden etwa 1350 Leukozyten aufgenommen.
Ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine hohe Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit sogar dann aufrechterhalten werden kann, wenn der Bildaufnahmebereich (Volumen) klein gehalten wird. Sogar, wenn beispielsweise der Bildaufnahmebereich im vorhergehenden Beispiel um den Faktor 4,5 auf 100 µm x 100 µm x 4 µm = 4 x 10&supmin;³ µl verkleinert wird, dann ist das Volumen der Probelösung, welche den Bildaufnahmebereich im Intervall eines geradzahligen Halbbildes passiert
100 µm x 4 µm x 5 mm = 2 x 10&supmin;³ µl
und die Durchschnittszahl von Leukozyten, welche den Bildaufnahmebereich im Intervall eines geradzahligen Halbbildes passiert, ist
500 Zellen/µl x 2 x 10&supmin;³ µl = 1 Zelle/Halbbild.
Weiterhin ist tc = 1. Daher wird die Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit etwa 63,2 % betragen. Beim herkömmlichen Verfahren würde die Bildaufnahme-Wahrscheinlichkeit von dem ursprünglichen Wert von 1/4,5 deutlich auf 2 % abfallen.
Durch Verminderung der Größe des Bildaufnahmebereichs können Zellabbildungen erhalten werden, die relativ groß sind oder die durch Verminderung der Dicke der Probenlösungs-Strömung besser fokussiert werden können. Dies ermöglicht eine Analyse mit hoher Zuverlässigkeit.
Die Bildaufnahme von Zellen erfolgt nach der vorliegenden Erfindung nicht in festgelegten Perioden, sondern in der Weise, daß die Zellen in gewollter und wohlüberlegter Art und Weise aufgenommen werden. Dies bedeutet, daß sogar wenn Zellabbildungen in einem aufgenommenen Fernsehbild gezählt werden, die Leukozytenanaahl pro Volumeneinheit nicht korrekt erhalten werden kann. Hingegen kann die Leukozytenanzahl pro Volumeneinheit auf der Grundlage der Zellbestimmung mittels Zeilensensor erhalten werden, nämlich durch Zählen der Zellen- Feststellungsignale, die von der Zellen-Feststellungsschaltung 82 in Fig. 6 ausgegeben werden. Durch Untersuchung, ob eine aufgenommene Zelle ein Leukozyt ist, erhält man den Anteil an Leukozyten in der erhaltenen Zellaufnahme und durch Multiplikation desselben mit der Anzahl von Zellen, welche den Bildaufnahmebereich passieren, kann eine genauere Leukozytenanzahl berechnet werden. Beim oben erwähnten Beispiel können in einer Meßzeit von 45 5 etwa 8000 Leukozyten gezählt werden. Daher ist für das Gerät auch möglich, die Funktion eines Blutzellenzählers zu erfüllen. Beim herkömmlichen Verfahren beträgt die Anzahl von Leukozyten, die in diesem Zeitraum aufgenommen werden können, etwa 100, und deshalb kann das Verfahren nicht zur Blutzellenzählung angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung ist für einen Fall dargestellt worden, bei welchem Blut als Probe eingesetzt wurde. Es braucht jedoch nicht besonders betont zu werden, daß die Proben, die mit dem erfindungsgemäßen Gerät geprüft werden können, nicht auf Blut beschränkt sind. Das Gerät kann auch angewandt werden, wenn die Probe Urin ist und im Urin befindliche Partikelkomponenten (wie beispielsweise Blutzellen, Blutgerinnsel usw.) analysiert werden sollen.
Urin enthält Partikelkomponenten stark unterschiedlicher Größen. Um eine Urinprobe effizient und genau zu analysieren, ist es daher notwendig, die Partikelkomponenten während der Messung mit wechselnder Vergrößerung aufzunehmen. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf die Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr.1-243 1Q7 verwiesen, die vom gleichen Anmelder eingereicht wurde.
Es soll nun ein Fall beschrieben werden, bei welchem die Erfindung ausschließlich in einem Modus mit starker Vergrößerung angewandt wird.
Was zuerst gesagt werden kann ist, daß die Zellabbildungs-Aufnahme-Zuverlässigkeit im starkem Maße gesteigert wird. Dieser Effekt tritt im Modus mit starker Vergrößerung besonders in Erscheinung. Die Tatsache, daß die Zellabbildungs-Aufnahme- Zuverlässigkeit gesteigert wird, kann im wesentlichen als Ausdruck einer Vergrößerung der analysierten Urinprobe angesehen werden, und dadurch wird die Genauigkeit der Analyse gesteigert.
Beim Modus mit starker Vergrößerung wird die Meßzeit geringfügig abgekürzt und zwar um einen Betrag, welcher der Vergrößerung der analysierten Urinmenge entspricht. Im Modus mit geringer Vergrößerung ist die Meßzeit verlängert, so daß eine begrenzte Meßzeit effektiv genutzt werden kann.
Nun soll eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform ist die zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung 50 zusätzlich mit einer Korrekturverarbeitungsfunktion und mit einer Zellen-Zählfunktion ausgestattet ist.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das die Hauptbaugruppen der Steuerschaltung 50 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In Fig. 9 bezeichnen mit der Fig. 6 identische Bezugszahlen gleiche oder entsprechende Teile.
Fig. 10 ist ein Taktdiagramm, welches verschiedene Wellenformen im Zusammenhang mit Fig. 9 zeigt. Mit Fig. 9 identische Symbole bezeichnen gleiche Wellenformen.
Das Taktdiagramm von Fig. 10 umfaßt einen Moment, in welchem ein Bild zusätzlich zu einer Zelle 300 noch ein Staubteilchen 301 enthält. In Fig. 10 bezeichnet die Zahl 302 ein Bild, welches den Zeilensensor während eines Zeilen-Abtastzyklus 1 überstreicht, und 303 bezeichnet ein Bild, welches den Zeilensensor während eines Zeilen- Abtastzyklus 2 überstreicht.
Die Arbeitsweise, welche für die so aufgebaute zweite Ausführungsform charakteristisch ist, soll nun beschrieben werden.
Allerdings ist die Arbeitsweise ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform: in einer Abtastperiode wird eine Spannung entsprechend der Menge des Bildpunkt für Bildpunkt gespeicherten Lichts vom Zeilenbildsensor 48 synchron zu einem Übertragungstakt (TCLK) ausgegeben. Dieses Signal wird durch einen Verstärker 72 (zu einem Signal IS) verstärkt, bevor es durch den Komparator 74 binärisiert wird. Das resultierende Binärsignal wird durch einen Inverter 100 (zu einem Signal BIND) invertiert. Das vom Inverter 100 ausgegebene Binärsignal BIND nimmt, wie in Fig. 10 dargestellt, bezüglich eine Teiles der Probe, das eine Zelle darstellt, den Pegel "H" an. Das Binärsignal BIND wird eventuell einer Zellen-Feststellungsschaltung 124 zugeführt, die ein Schieberegister 120 und einen Zellen-Diskriminator 122 umfaßt. Die Zellen-Feststellungsschaltung führt die Zellen-Feststellung durch.
Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß als Vorstufe zur Zellunterscheidung eine Korrekturverarbeitung des Binärsignals BIND erfolgt, wodurch die Zellunterscheidung einfacher durchzuführen ist.
Die Korrekturverarbeitung umfaßt eine Signalkompression und eine Signaldehnung.
Bei der Kompression wird der für den interessierenden Bildpunkt kennzeichnende Datenwert zu "L" gemacht, wenn auch nur ein Datenwert von den Daten des interessierenden Bildpunktes kennzeichnend für den Hintergrund ist und die Bildpunkte zu beiden Seiten Hintergrundbereiche darstellen (mit anderen Worten, wenn der entsprechende Bildpunkt kennzeichnend für den Hintergrund ist).
Das invertierte Binärsignal BIND wird durch eine Kompressionsschaltung 102 komprimiert, die ein Schieberegister 104 und eine UND-Schaltung 106 umfaßt. Im einzelnen werden dem Schieberegister die Bits b&sub0;, b&sub1;, b&sub2; in der angegebenen Reihenfolge eingegeben, so daß bei der Ausgabe des Registers das Bit b&sub2; das letzte ist. Die UND- Schaltung 106 bildet den UND-Wert der Bits b&sub2;, b&sub1;, b&sub0;, so daß das Signal BIND komprimiert wird, wie durch ein Signal SHD in Fig. 10 dargestellt. Ein Bit 304 im Signal BIND, das, wie aus Fig. 10 ersichtlich, ein Staubteilchen darstellt, wird durch die Kompression aus dem Signal SHD entfernt. Auf diese Weise werden Daten, welche Staubteilchen darstellen, ausgeschlossen.
Das aus der Kompression resultierende Signal SHD wird durch eine Dehnungsschaltung 108, die ein Schieberegister 110 und eine ODER-Schaltung 112 umfaßt, (zum Signal EX1D) gedehnt. Eine nochmalige Dehnung erfolgt (um ein Signal EX2D zu ergeben) durch eine Dehnungsschaltung 114, die ein Schieberegister 116 und eine ODER- Schaltung 118 umfaßt.
Dehnung ist das Gegenteil der Kompression. Das heißt: selbst wenn ein Datenwert von den für Bildpunkte kennzeichnenden an einer Seite des interessierenden Bildpunktes "H" ist (mit anderen Worten: wenn der entsprechende Bildpunkt kennzeichnend für einen Zellbestandteil ist), dann wird der Datenwert des interessierenden Bildpunktes zu gemacht. Die erste Dehnungsschaltung 108 dient zur Wiederherstellung des zuvor komprimierten Signais in seiner Ursprungsform (wobei natürlich die durch die Kompressionsschaltung 102 eliminierten Daten eliminiert bleiben). Falls das Innere einer Zelle einen Bereich aufweist, der die gleiche Helligkeit wie der Hintergrund zeigt, dann "füllt" die zweite Expansionsschaltung 114 diesen Bereich auf (siehe Signal EX2D in Fig. 10).
Das aus zwei Expansionsvorgängen resultierende Signal EX2D gelangt in das Schieberegister 120, in welchem es einer Serien-Parallel-Wandlung unterzogen wird. Die Paralleldaten b&sub0; bis b&sub7; werden dem Zelldiskriminator 122 zugeführt, in welchem die Zellunterscheidung durchgeführt wird. Wenn beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Bits der Daten alle den Pegel "H" aufweisen, dann wird entschieden, daß eine Zelle vorliegt und als Ausgabe wird ein Zellen-Feststellungssignal CLS erzeugt. Das Zellen- Feststellungssignal CLS wird zur Impulslicht-Steuerschaltung 84 gesandt, in welcher das Impulslicht-Triggersignal erzeugt wird. Die schon früher bei der ersten Ausführungsform beschriebene Schaltung kann als Impulslicht-Steuerschaltung 84 verwendet werden.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich eine Zählerschaltung 126 zum Zählen der Zellen vorgesehen. Wenn ein Zellen-Feststellungssignal immer bezüglich einer Zelle erzeugt wird, dann brauchen nur diese Signale von einem Zähler gezählt zu werden. Wenn jedoch der Betrag der Zellbewegung innerhalb der Abtastzeit des Zeilensensors ein klein wenig kleiner als der Zelldurchmesser eingestellt sein sollte, kann eine Situation auftreten, bei welcher zwei Abtastungen einer Zelle erfolgen, wie in Fig. 10 dargestellt. Es ist demzufolge notwendig, eine Steuerung in der Weise durchzuführen, daß, selbst wenn zwei oder mehr Zellen-Feststellungsignale bezüglich der gleichen Zelle erhalten werden, nur eines dieser Signale als ein Zellen-Zählsignal genommen wird. Beispielsweise kann eine Anordnung genommen werden, in welcher das Anfangs-Feststellungssignal CLS bezüglich einer bestimmten Zelle als Zellen- Zählsignal CLC verwendet und ein zweites Feststellungssignal, das dem ersten folgt, nicht beachtet wird, wenn das erste eingegangen ist.
Die Steuerung kann durch Verwendung eines Flip-Flop leicht realisiert werden. Ein Flip- Flop 130 wird durch ein Zeilen-Synchronsignal LSYNC vom Zeilensensor periodisch gelöscht. Ein Flip-Flop 132 wird durch den Bildprozessor 52 gelöscht, wann immer eine Messung startet. Der Anfangszustand des Q-Ausganges CLL des Flip-Flop 130 ist "L" und der Anfangszustand eines -Ausganges CEN des Flip-Flop 132 ist "H". Als Reaktion auf die Anstiegskante des ersten Feststellungssignals CLS bezüglich einer bestimmten Zelle, steigt der Ausgang CLL des Flip-Flop 130 von "L" auf den Pegel "H". Der Ausgang CEN des Flip-Flop 132 bleibt auf dem Pegel "H". Eine UND- Schaltung 134 bildet den UND-Wert des Zellen-Feststellungssignals CLS und des Ausgangssignals CEN des Flip-Flop 132 und gibt das Zellen-Zählsignal CLC aus, das zum Zähler 128 gelangt.
Der Zustand des Signals CLL wird an der Anstiegskante des nächsten Zeilen- Synchronsignals LSYNC abgefragt. Mit anderen Worten: Wenn das Zellen- Feststellungssignal CLS in der vorhergehenden Periode festgestellt worden ist, wird das Signal CLL auf "H" stehen und der Ausgang CEN des Flip-Flop 132 wird auf "L" stehen. Der Flip-Flop 130 wird dann gelöscht und das Signal CLL kehrt vom Pegel "H" zum Anfangspegel "LU zurück. Wenn in der Folge dieser Periode das Zellen- Feststellungssignal CLS erhalten wird, dann wird kein Zellen-Zählsignal CLC erzeugt, weil der Ausgang CEN des Flip-Flop 132 "L" ist.
Von diesem Punkt ausgehend und in ähnlicher Weise wird das Zellen-Zählsignal CLC nicht erzeugt, sogar wenn in folgenden Abtastperioden ein Zellen-Feststellungssignal erhalten wird. Wenn daher in der Folge Zellen-Feststellungssignale erhalten werden, wird ein Zellen-Zähisignal nur bezüglich des ersten Zellen-Feststellungssignals erhalten.
Wenn ein Zellen-Feststellungssignal noch nicht erhalten worden ist, bleibt der Ausgang CLL des Flip-Flop 130 auf dem Pegel "L". Daher steigt der Ausgang CEN des Flip- Flop 132 mit der Anstiegskante des Zeilen-Synchronsignals LSYNC der nächsten Periode von "L" auf "H". Wenn dann ein Zellen-Feststellungssignal CLS erhalten wird, wird das Zellen-Zählsignal CLC ausgegeben.
Nun soll eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Im Vergleich zur zweiten Ausführungsform der Erfindung, ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung 50 sowohl mit einer Impulsbreiten- Korrekturfunktion ausgerustet ist, um die genaue Größe (Außendurchmesser) eines Partikels, beispielsweise einer Zelle, zu erhalten, als auch mit einer Funktion zur Erstellung der Teichengrößenverteilung und um Teilchen nach der Größe zu selektieren.
Die Fig. 11 und 12 sind Blockschaltbilder, welche die Hauptbaugruppen der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Fig. 13 und 14 sind ein Wellenform-Diagramm beziehungsweise ein Zeitablaufplan zur Beschreibung der Arbeitsweise der in Fig. 11 dargestellten Schaltung.
In Fig. 11 kennzeichnen mit der Fig. 9 identische Zeichen gleiche oder entsprechende Teile.
Die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform, die wie dargestellt aufgebaut ist, soll für den Fall beschrieben werden, daß die Abtastung einer Zelle 200 in einer Vielzahl von Zyklen erfolgt, wie in Fig. 13(a) dargestellt. Im einzelnen illustriert Fig. 13(a) einen Fall, bei welchem die Zelle 200 den Zeilenbildsensor 48 in je drei Zeilen-Abtastzyklen (n - 1), (n), (n + 1) passiert.
Bei der dritten Ausführungsform gleichen die Vorgänge bis zur Erzeugung der gedehnten Signale denjenigen der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform Im einzelnen wird, wie in Fig. 13(b) dargestellt, vom Zeilenbildsensor in einer Abtastperiode synchron zum Übertragungstakt TCLK eine der gespeicherten Lichtmenge entsprechende Spannung Bildpunkt für Bildpunkt ausgegeben. Dieses Signal wird durch den Verstärker 72 verstärkt, bevor es durch den Komparator 74, wie in Fig. 13(c) dargestellt, binarisiert wird. Die gestrichelte Linie in Fig. 13(b) kennzeichnet die im Komparator verwendete Schwellwertspannung. Das erhaltene Binärsignal wird durch den Inverter 100 invertiert. Das vom Inverter 100 ausgegebene Binärsignal BIND wird durch die Kompressionsschaltung 102 komprimiert, und danach wird durch die Dehnungsschaltungen 108 und 114 die Dehnungsverarbeitung durchgeführt, um für eine Ein-Zeilen-Abtastung ein gedehntes Signal LD zu erhalten, wie es in Fig. 13(d) dargestellt ist.
In Fig. 13(d) ist das gedehnte Signal mit LD bezeichnet, um es von der in Fig. 10 dargestellten zweiten Ausführungsform zu unterscheiden. LD bedeutet im Unterschied dazu ein gedehntes Signal für eine Zeile der Abtastung. Zusätzlich zeigt Fig. 13(d) nur gedehnte Signale, die jeweils einem der in Fig. 13(a) dargestellten Zeilen-Abtastzyklen entsprechen. Dagegen bleibt, wie schon früher beschrieben, in einem Zeilen- Abtastzyklus (n - 2) und in einem Zeilen-Abtastzyklus (n + 2) (keiner von beiden ist dargestellt), in denen die Zelle 200 den Zeilenbildsensor 48 nicht passiert, der Sensorausgang auf dem Pegel "H" und das Binärsignal BIND nimmt den Pegel "L" ein. Das gedehnte Signal LD geht in jedem der drei Fälle auf den Pegel "L".
Die durch die Dehnungsschaltung 114 ausgeführte zweite Dehnung dient nicht zur Auffüllung heller Bereiche innerhalb der Zelle, sonder vielmehr zur Erzeugung einer Impulsbreite, die genau die Größe der Zellabbildung wiedergibt. Das bedeutet: da die Helligkeit des auf den Zeilensensor abgebildeten Hintergrundbereiches zu einer leichten Abschattung in Richtung der Zeilenabtastung führt, muß der Schwellwertpegel recht dicht am Spannungspegel des Zellbereiches eingestellt werden, um diesen Abschattungseffekt zu berücksichtigen. Aus diesem Grunde wird die Impulsbreite des Zellbereiches nach der Binärisierung etwas kleiner als sie tatsächlich sein müßte. Dementsprechend wird dies bei der zweiten Dehnung korrigiert, um eine Breite des Binärsignals zu erhalten, die genauer dem Zelldurchmesser entspricht. Jedoch hat das gedehnte Signal keine Impulsbreite, die genau der Größe der Zelle entspricht.
Entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Impulsbreitenkorrektur einzig und allein, um ein Zellen-Feststellungssignal zu erhalten, das die Größe einer Zelle genau wiedergibt. Dieses Signal wird aus den Binärsignalen einer Vielzahl von Zeilenabtastungen einer Zelle erhalten, die der oben erwähnten Dehnungsverarbeitung unterzogen wurden. Im einzelnen ist die dritte Ausführungsform so ausgebildet, daß beim Abtasten einer Zelle durch den Zeilenbildsensor 48 die interessierende Abtastzeile festgelegt wird. Wenn dann das Binärsignal BIND dieser interessierenden Abtastzeile schneller ansteigt als die Binärsignale BIND, die den Abtastungen vor und nach der interessierenden Abtastzeile entsprechen, dann wird der ODER-Wert dieser drei Binärsignale genommen und das Ergebnis des ODER-Vorganges wird als Zellen-Feststellungssignal genommen.
Dies soll nun an Hand der Fig. 11, 13 und 14 beschrieben werden.
In Fig. 14 stellt L3D ein gedehntes Signal dar, das den Abtastdaten des Zeilensensors 48 für die momentane Abtastzeile entspricht; L2D stellt ein gedehntes Signal dar, das den Abtastdaten des Zeilensensors 48 für die Abtastzeile der Periode zuvor entspricht; und LiD stellt ein gedehntes Signal dar, das den Abtastdaten des Zeilensensors 48 für die Abtastzeile zwei Perioden zuvor entspricht. Die anderen Bezeichnungen in Fig. 14 entsprechen den in Fig. 11 dargestellten Signalen.
Unter diesen Bedingungen gibt die Dehnungsschaltung 114 ein gedehntes Signal L3D aus. Das Signal L3D gelangt in einen ersten Zeilenspeicher 140, welcher dieses Signal nach einer Abtastperiode des Zeilenbildsensors 48 als das Signal L2D ausgibt. Das Signal L2D gelangt in einen zweiten Zeilenspeicher 142, welcher dieses Signal nach einer weiteren Abtastperiode des Zeilenbildsensors 48 als das Signal LiD ausgibt.
Nach diesem Verfahren werden ein Satz Abtastdaten (Signal L2D) der interessierenden Abtastzeile sowie Sätze von Abtastdaten (Signale L3D und LiD) von Abtastzeilen vor und nach der interessierenden Abtastzeile erhalten.
Das Signal L3D gelangt über Inverter 201, 202 und 203 in eine UND-Schaltung 144; das Signal L2D gelangt über Inverter 204 und 205 in die UND-Schaltung 144, und das Signal LiD gelangt über einen Inverter 206 in die UND-Schaltung 144. Als Ergebnis liefert die UND-Schaltung 144 nur dann ein Signal LEDG, wenn das den Abtastdaten der interessierenden Abtastzeile entsprechende Signal L2D den Pegel "H" hat.
Mit der Anstiegskante des Signals LEDG nimmt ein Q-Ausgang eines Flip-Flop 146 den Pegel "H" an. Der Flip-Flop 146 wird, im Ergebnis der Rückkehr des Signals L2D der interessierenden Abtastzeile zum Pegel "L", gelöscht.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, muß angemerkt werden, daß das Taktsignal LEDG den Pegel "H" nicht nur dann einnimmt, wenn das Signal L2D zu ersten Mal ansteigt, sondern auch, wenn das Signal L2D zum letzten Mal abfällt. Es ist notwendig, zwischen beiden Fällen zu unterscheiden. Der Q-Ausgang STP des Flip-Flop 146 steigt mit der Anstiegskante des Taktsignals LEDG an und fällt ab, wenn das Signal L2D den Pegel "L2" annimmt. Falls dementsprechend das Signal L2D früher ansteigt als die anderen Signale L1D und L3D, dann wird das Signal STP mit dem Signal L2D identisch. Mit anderen Worten: ein Hauptunterschied liegt in dem Zeitpunkt, zu welchem das Signal STP ansteigt. Unter Berücksichtigung dieses Unterschiedes wird das Zellen- Feststellungssignal erhalten.
Das Signal L2D gelangt in einen Flip-Flop 148 und als Ergebnis dessen wird ein um einen Takt verzögertes Signal L2DD erhalten. Falls das Signal L2D der interessierenden Zeile eher als die Signale L1D oder L3D ansteigt, dann steigt das Signal STP, wie oben beschrieben, gleichzeitig mit dem Signal L2D an. Dies ist einen Takt früher als das Signal L2DD. Mit anderen Worten: sa sich das Signal STP an der Anstiegskante des Signals L2DD auf dem "R" -Pegel befindet, nimmt ein Zellen-Feststellungssignal PWD, das dem Q-Ausgang des Flip-Flop 150 entspricht, mit der Anstiegskante des Signais L2DD den Pegel "H" ein. Eine ODER-Schaltung 152 bildet den ODER-Wert der Signale LiD, L2D und L3D. Der Flip-Flop 150 wird durch ein Signal CLR gelöscht, was das Ergebnis des ODER-Vorganges ist, und daher kehrt das Zellen- Feststellungssignal PWD zum Pegel "L" zurück.
Der Grund dafür, daß die Eingabeseite der UND-Schaltung 144 mit einer Vielzahl verzögernder Inverter versehen ist, welche auf die Daten L1D, L2D und L3D unterschiedliche Verzögerungszeiten anwenden, liegt darin, daß einer Fehlfunktion vorgebeugt werden soll, welche auftreten könnte, wenn diese drei Datenketten gleichzeitig den Pegel "H" einnehmen würden.
Es müßte deutlich geworden sein, daß es auch zulässig ist, das Triggersignal der Impulslicht-Stromquelle 10 in dem Intervall zuzuführen, während welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung 36 zur Bildaufnahme bereit ist, indem die Impulslicht- Steuerschaltung 84 durch das Zellen-Feststellungssignal betätigt wird.
Somit kann das Zellen-Feststellungssignal PWD erhalten werden, bei welchem die Zellgröße durch die Impulsbreite wiedergegeben wird.
Wenn das Zellen-Feststellungssignal, das die Zellgröße korrekt wiedergibt, verwendet wird, kann eine Partikelgrößenverteilung erstellt werden, und der Lichtimpuls kann in der Weise gesteuert werden, daß nur Zellen innerhalb eines gewünschten Größenbereiches von der Videokamera selektiert und aufgenommen werden.
Selbstverständlich kann die Anzahl der Zellen, die den Bildaufnahmebereich passiert aus dem Histogramm berechnet werden. Es kann aber auch ein Zähler zum Zählen der Zellen vorgesehen sein.
Die Erstellung der Partikelgrößenverteilung sowie eine Größenselektionsfunktion werden nun unter Bezugnahme auf das Schaltbild von Fig. 12 beschrieben.
Das Zellen-Feststellungssignal PWD gelangt zum Größenzähler 160, welcher die Taktimpulse zählt, für die das Signal PWD ständig auf dem "H"-Pegel ist. Wenn das Signal PWD zum Pegel "L" zurückkehrt und das Zählen endet, dann wird der im Zähler 160 festgestellte Wert in einem Adressenregister 162 gehalten und der Adressenleitung eines Histogrammspeichers 164 zugeführt. An den bezeichneten Adressen gespeicherte Frequenzdaten werden aus dem Ristogrammspeicher 164 ausgelesen. Die gelesene Frequenz wird durch ein Inkrementglied 166 um eins erhöht und die erhöhten Frequenzdaten werden wieder in den Speicher 164 eingelesen.
Der Grund dafür, daß das Adressenregister 162 vorgesehen wird, besteht darin, sicherzustellen, daß selbst wenn zwei Zellen-Feststellungssignale PWD eng beieinander liegen, diese ohne Überschneidung verarbeitet werden. Mit anderen Worten: die Lieferung des Wertes aus dem Größenzähler 160 an das Adressenregister 162 ermöglicht es, sofort die Zellgrößen dicht aufeinanderfolgend ankommender Zellen- Feststellungssignale zu zählen.
Nun soll die Steuerung beschrieben werden, die es ermöglicht, ausschließlich Zellen aufzunehmen, deren Größen innerhalb eine bestimmten Bereiches liegen. Dazu ist es erforderlich, daß der obere und untere Grenzwert der Zellgröße zuvor eingestellt werden. Die gewünschten oberen und unteren Grenzwerte werden in den jeweiligen Größenregistern 168 und 170 eingestellt. Der im Register 162 eingestellte Zellgrößenwert wird jeweils mittels Komparatoren 172 und 174 mit dem oberen und unteren Grenzwert verglichen. Wenn die Zellgröße innerhalb des gewünschten Bereiches liegt, wird von einer Steuerschaltung 163 ein Ausgangssignal gegeben und das Triggersignal zur Auslösung des Impulslichts wird über eine UND-Schaltung 176 ausgegeben. Die Steuerschaltung 163 enthält eine Steuerschaltung ähnlich derjenigen der Impulslicht-Steuerschaltung 84, die im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben wurde.
Wenn der obere Grenzwert groß genug eingestellt ist, können Zellen, die eine gewisse Größe überschreiten, selektiert werden. Wenn der untere Grenzwert klein genug eingestellt ist, können Zellen, die eine gewisse Größe unterschreiten, selektiert werden.
Die Selektion aufzunehmender Zellen auf der Grundlage der Größe ist in solchen Fällen sehr nützlich, in denen in einer Probelösung eine sehr große Vielfalt von Partikeln enthalten ist.
Zusätzlich werden mit Ziel der Zellzählung die Zellen-Feststellungssignale PWD eins nach dem anderen durch einen Zähler 161 gezählt. Dies ermöglicht es, die Anzahl der Zellen, welche den Bildaufnahmebereich passieren, sehr genau zu zählen.
Die Steuerschaltung 163 in Fig. 12 dient zur Steuerung der oben beschriebenen Vorgänge. Die Anordnung von Fig. 12 enthält ferner eine Busschnittstelle 165 zum Anschluß des Bildprozessors.
Nun sollen die Vorteile der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Partikel-Bildanalysegerät mit einer zweiten Lichtquelle, einer zweiten Bildaufnahmeeinrichtung und einer Steuerschaltung vorgesehen und derart eingerichtet, daß es ein Standbild eines Partikels aufzunehmen vermag, wenn das Partikel den Bildaufnahmebereich erreicht hat. Dementsprechend kann sogar eine Probe mit geringen Partikelgehalt, aber interessierenden Zellen, mit viel höherer Zuverlässigkeit aufgenommen werden. Im Ergebnis werden die Analysegenauigkeit und die Verarbeitungseignung verbessert.
Zusätzlich ist die zweite Bildaufnahmezone zur Partikelfeststellung zeilenförmig derart ausgebildet, daß sie eine erste, zweidimensionale Bildaufnahmezone kreuzt. Demzufolge sind die Positionen, in welchen in einem Fernsehbild Zellen erscheinen, begrenzt. Das bedeutet, daß es nicht notwendig ist, zum Zeitpunkt der Bildverarbeitung das ganze Fernsehbild zu verarbeiten, da es ausreicht, lediglich eine begrenzte Fläche zu verarbeiten. Daraus resultieren eine vereinfachte Verarbeitung und eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Dabei ist die Abnahme der Bildaufnahme-Zuverlässigkeit nicht groß, obwohl das Volumen der ersten Bildaufnahmezone klein ausgeführt ist. Dies kann benutzt werden, um die Oberfläche der Bildaufnahme zu reduzieren, insbesondere um die Vergrößerung zu steigern und eine relativ größere Zellabbildung zu erhalten. Zusätzlich kann die Dicke der Probelösungs-Strömung gering gehalten werden, um ein besser fokussiertes Bild zu erhalten. Dies wiederum ermöglicht eine zuverlässigere Bildverarbeitung und -analyse.
Da das erfindungsgemäße Bildanalysegerät ferner zusätzlich mit Kompressions- und Dehnungsschaltungen versehen ist, kann eine Korrekturbearbeitung, beispielsweise eine Rauschunterdrückung und ein Ausfüllen, durchgeführt werden, so daß die Partikelfeststellung genauer erfolgen kann.
Weiterhin ist die Anordnung der Erfindung derart, daß wenn ein Partikel durch die zweite Bildaufnahmeeinrichtung mehrfach abgetastet wird, die Abtastdaten der interessierenden Abtastzeile und diejenigen von der Abtastzeile davor und danach durch den Einsatz von Zeilenspeichern zusammen erfaßt werden. Von diesen mehreren Datensätzen von Abtastdaten werden ODER-Werte gebildet, wenn die Abtastdaten der interessierenden Abtastzeile ihre erste Anstiegsflanke haben und als Ergebnis des ODER- Vorganges wird ein Partikel-Feststellungssignal gebildet. Dies ermöglicht es, ein Partikel-Feststellungsignal zu bilden, bei dem die Partikelgröße durch die Impulsbreite auf einmal genau wiedergegeben wird.
Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Gerät derart eingerichtet, daß für ein Partikel ein Partikel-Zählsignal erhalten wird und das Partikel-Zählsignal wird von einem Zähler gezählt. Als Ergebnis kann eine Zahl der Partikel erhalten werden, welche den Bildaufnahmebereich passieren.
Weiterhin können die Impulsbreiten der Partikel-Feststellungsignale in einem Histogrammspeicher über einen Größenzähler nach und nach gespeichert werden. Demzufolge kann ein Histogramm der Impulsbreiten erhalten werden. Wenn ein solches Ristogramm benutzt wird, erlangt man Zugriff zu einer neuen Information, nämlich zur Verteilung der Partikelgrößen.
Ferner ist die Anordnung derart, daß die Daten, welche die Impulsbreite eines durch den Größenzähler erhaltenen Partikel-Feststellungssignals darstellen, mit den Daten verglichen werden, die für die in einem Größenregister gespeicherten oberen und unteren Grenzwerte kennzeichnend sind. Dies ermöglicht es, Partikel-Feststellungsignale zu erhalten, deren Impulsbreite in einen Bereich zwischen dem oberen und unteren Grenzwert fällt und somit können allein diejenigen Partikel selektiv aufgenommen werden, deren Größe in einen bestimmten Bereich fällt. In Fällen, bei denen die Probelösung eine Vielfalt von Partikelkomponenten mit unterschiedlichen Größen enthält ist dieses Merkmal der Erfindung besonders wichtig, weil es erlaubt, allein Partikel einer gewünschten Größe zum Gegenstand der Analyse zu machen.
Wie sicherlich sehr deutlich geworden ist, können sehr unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung realisiert werden, ohne deren Erfindungsgedanken und Schutzumfang zu verlassen, so wie es selbstverständlich ist, daß die Erfindung nicht auf bestimmte Ausführungsformen beschränkt ist, sondern nur darauf, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.

Claims

1. Partikel-Bildanalysegerat mit:

einer Durchflußzelle (22), deren Form einen flachen Strömungskanal (24) ergibt, um Partikelkomponenten einer Probelösung in einer flachen Strömung festzustellen;

einer ersten Lichtquelle (10), die auf einer Seite der Durchflußzelle angeordnet ist, um die durch die Durchflußzelle strömende Probelösung mit Impulslicht zu bestrahlen;

einer ersten Bildaufnahmeeinrichtung (36), die auf der zweiten Seite der Durchflußzelle angeordnet ist, um ein Standbild der Partikelkomponenten in der von der ersten Lichtquelle bestrahlten Probelösung aufzunehmen;

einer Verarbeitungseinrichtung (52) zur Durchführung der gewünschten analytischen Verarbeitung der Bilddaten der ersten Bildaufnahmeeinrichtung;

einer zweiten Lichtquelle (40) zur ständigen Bestrahlung der Probelösung in der Durchflußzelle;

einer zweiten Bildaufnahmeeinrichtung (48) zur Aufnahme eines Bildes der, in der Durchflußzelle von der zweiten Lichtquelle bestrahlten, Probelösung;

einer Steuereinrichtung (50), um auf Grund der Bildaufnahmedaten der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung festzustellen, ob eine festzustellende Partikelkomponente in der Bildaufnahmezone (64) der ersten Bildaufnahmeeinrichtung (36) vorhanden ist oder nicht und um die erste Lichtquelle (10) auf Grund der Feststellung der Partikelkomponente in einem vorgegebenen Bildaufnahmeintervall der ersten Bildaufnahmeeinrichtung blitzen zu lassen;

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle auf der ersten Seite der Durchflußzelle angeordnet ist;

die zweite Bildaufnahmeeinrichtung auf der zweiten Seite der Durchflußzelle angeordnet ist; und

die Aufnahmezone der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung innerhalb der Aufnahmezone der ersten Bildaufnahmeeinrichtung ausgebildet ist.

2. Partikel-Bildanalysegerät nach Anspruch 1, bei welchem die Steuereinrichtung umfaßt: eine erste Einrichtung zum Vergleich der Daten eines jeden Bildpunktes in einer Abtastzeile eines Bildes mit einem vorgegebenen Bezugspegel, wobei die Daten von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung sequentiell ausgegeben werden, und ein Unterscheidungssignal ausgegeben wird, welches anzeigt, ob die Daten des Bildpunkts diejenigen einer Partikelkomponente oder einer Nicht-Partikelkomponente sind;

eine Partikel-Feststellungseinrichtung zur Ausgabe eines Partikel-Feststellungssignals, falls eine Ausgabe der ersten Einrichtung eine vorgegebene Anzahl Male hintereinander für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist; und

eine zweite Einrichtung zur Ausgabe eines Signals, das die erste Lichtquelle blitzen läßt, wenn das Partikel-Feststellungsignal in einem Intervall ausgegeben wird, in welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild aufzunehmen vermag.

3. Partikel-Bildanalysegerät nach Anspruch 1, bei welchem die Steuereinrichtung umfaßt: eine Kompressionsschaltung, welche an die erste Einrichtung angeschlossen ist und drei Bildpunktbereiche des Unterscheidungssignals der ersten Einrichtung hält und als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halbem Wege zwischen zwei anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das fur eine Partikelkomponente kennzeichnend ist, wenn alle drei Bildpunktbereiche des Unterscheidungssignals die Partikelkomponente darstellen und in allen anderen Fällen ein Unterscheidungssignal, welches für eine Nicht-Partikelkomponente kennzeichnend ist;

eine an die erste Kompressionsschaltung angeschlossene erste Dehnungsschaltung, die zur Ausgabe als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halbem Wege zwischen zwei anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das für eine Partikelkomponente in einem Fall kennzeichnend ist, bei dem mindestens eine von drei aufeinanderfolgenden Ausgaben der Kompressionsschaltung ein Unterscheidungssignal ist, das für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist;

eine an die erste Dehnungsschaltung angeschlossene zweite Dehnungsschaltung, die zur Ausgabe als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halben Wege zwischen anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das für eine Partikelkomponente in einem Fall kennzeichnend ist, bei dem mindestens eine von drei aufeinanderfolgenden Ausgaben der ersten Dehnungsschaltung ein Unterscheidungssignal ist, das für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist;

eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Bildpunkt-Unterscheidungssignals Zeile für Zeile von drei benachbarten Abtastzeilen als Reaktion auf eine Ausgabe der zweiten Dehnungsschaltung;

eine dritte Einrichtung, welche in dem Falle, daß das Bildpunkt-Unterscheidungssignal der zweiten Einrichtung für eine mittlere von drei Abtastzeilen zuerst die Partikelkomponente anzeigt, ein Partikel-Feststellungssignal im Moment der Feststellung der Partikelkomponente zu erzeugen beginnt und die Erzeugung des Partikel- Feststellungssignals in dem Moment beendet, wenn alle drei Abtastzeilen des Bildpunkt- Unterscheidungssignals eine Nicht-Partikelkomponente anzeigen; und

eine vierte Einrichtung zur Ausgabe eines Triggersignals, welches die erste Lichtquelle blitzen läßt, wenn das Partikel-Feststellungsignal in einem Intervall ausgegeben wird, in welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild aufzunehmen vermag.

4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung eine zweidimensionale Bildaufnahmezone in der Strömung der Probelösung und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung eine zeilenförmige Bildaufnahmezone in der Strömung der Probelösung haben.

5. Gerät nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei welchem die Bildaufnahmezone der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die Strömungsrichtung der Probelösung innerhalb des Bildaufnahmebereiches der ersten Bildaufnahmeeinrichtung kreuzt.

6. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem das von der ersten Lichtquelle ausgesandte Licht sichtbares Licht und das von der zweiten Lichtquelle ausgesandte Licht unsichtbares Licht ist.

7. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, welches weiterhin Lichtselektionseinrichtungen (30) zur Selektion von Licht von der ersten Lichtquelle und Licht von der zweiten Lichtquelle aufweist derart, daß der ersten Bildaufnahmeeinrichtung ausschließlich sichtbares Licht und der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung ausschließlich unsichtbares Licht zugeführt wird.

8. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem zwischen der zweiten Lichtquelle und der Durchflußzelle eine Zylinderlinse (44) vorgesehen ist.

9. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem die Probelösung Blut ist, das hämolytischen und Färbebehandlungen unterworfen wurde, und die festzustellenden Partikelkomponenten Leukozyten sind.

10. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem die Probelösung Urin ist, der einer Färbebehandlung unterworfen wurde, und die festzustellenden Partikelkomponenten im Urin enthaltene Stoffkomponenten sind.

11. Gerät nach Anspruch 2, welches weiterhin umfaßt:

eine Kompressionsschaltung (102), welche an die erste Einrichtung angeschlossen ist und drei Bildpunktbereiche des Unterscheidungssignals der ersten Einrichtung hält und als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halbem Wege zwischen zwei anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist, wenn alle drei Bildpunktbereiche des Unterscheidungssignals die Partikelkomponente darstellen und in allen anderen Fällen ein Unterscheidungssignal, welches für eine Nicht-Partikelkomponente kennzeichnend ist;

eine an die erste Kompressionsschaltung angeschlossene erste Dehnungsschaltung (108), die zur Ausgabe als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halbem Wege zwischen zwei anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das für eine Partikelkomponente in einem Fall kennzeichnend ist, bei dem mindestens eine von drei aufeinanderfolgenden Ausgaben der Kompressionsschaltung ein Unterscheidungssignal ist, das für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist;

eine an die erste Dehnungsschaltung angeschlossene zweite Dehnungsschaltung (114), die zur Ausgabe als ein Unterscheidungssignal, das für einen Bildpunkt auf halben Wege zwischen anderen Bildpunkten kennzeichnend ist, ein Unterscheidungssignal ausgibt, das für eine Partikelkomponente in einem Fall kennzeichnend ist, bei dem mindestens eine von drei aufeinanderfolgenden Ausgaben der ersten Dehnungsschaltung ein Unterscheidungssignal ist, das für eine Partikelkomponente kennzeichnend ist.

12. Gerät nach Anspruch 2 oder 11, das weiterhin eine Partikel-Zählschaltung aufweist, welche enthält:

eine Schaltung, welche in dem Falle, daß das Partikel-Feststellungsignal in einer Vielzahl von Bildaufnahmeperioden der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung aufeinanderfolgend ausgegeben wird, als ein Partikel-Zählsignal einzig ein in einer Anfangs-Bildaufnahmeperiode der Vielzahl von Bildaufnahmeperioden eingegebenes Partikel-Feststellungsignal ausgibt; und

eine Zählschaltung (126) zum Zählen der Partikel-Zählsignale.

13. Gerät nach Anspruch 3, welches weiterhin umfaßt:

einen Zähler (160) zur Messung der Impulsbreite des Partikel-Feststellungssignals; und

einen an den Zähler angeschlossenen Histogrammspeicher (164), wobei, wann immer eine Impulsbreite gemessen wird, der Histogrammspeicher dessen Frequenz speichert.

14. Partikel-Bildanalysegerät nach Anspruch 3 oder 13, welches weiterhin umfaßt:

einen Größenzähler (160) zur Messung der Impulsbreite des Partikel- Feststellungssignals;

ein erstes Größenregister (168) zur Speicherung eines oberen Grenzwertes der Impulsbreite;

ein zweites Größenregister (170) zur Speicherung eines unteren Grenzwertes der Impulsbreite;

einen ersten Komparator (172), dem der obere Grenzwert als Referenzwert und die Impulsbreite des Größenzählers als zu bewertender Wert eingegeben werden;

einen zweiten Komparator (174), dem der untere Grenzwert als Referenzwert und die Impulsbreite des Größenzählers als zu bewertender Wert eingegeben werden;

eine Steuerschaltung (163) zur Erzeugung eines Steuersignals, welches das Intervall anzeigt, in welchem die erste Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild aufzunehmen vermag; und

eine Einrichtung (176) zur Ausgabe des Triggersignales, welches die erste Lichtquelle blitzen läßt, wenn vom ersten und zweiten Komparator Ausgaben vorliegen, die anzeigen, daß die Impulsbreite innerhalb des eingestellten Bereichs liegt sowie weiterhin eine Ausgabe der Steuerschaltung vorliegt.