JP2002188993A - Particle analyzer - Google Patents

Particle analyzer

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JP2002188993A
JP2002188993A JP2000389350A JP2000389350A JP2002188993A JP 2002188993 A JP2002188993 A JP 2002188993A JP 2000389350 A JP2000389350 A JP 2000389350A JP 2000389350 A JP2000389350 A JP 2000389350A JP 2002188993 A JP2002188993 A JP 2002188993A
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signal waveform
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate a differential integral value of a photodetection signal waveform as a parameter for discriminating a particle of simple shape and structure from a particle of complicated shape and structure or close passing of the particle to enhance classification precision. SOLUTION: The differential integral value of the signal waveform is found by sampling and A/D-converting the photodetection signal waveform of the particle, and by adding cumulatively absolute values of differences between neigboring sampling data. A scatter program, a histogram or the like is prepared using the differential integral value of the signal waveform, and other parameter such as a peak level and a pulse width, to classify the particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、血液や尿等に含ま
れる血球その他の各種細胞といった粒子の分析に用いる
粒子分析装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particle analyzer for analyzing particles such as blood cells and various cells contained in blood and urine.

【0002】[0002]

【従来の技術】血液中の血球や尿中に含まれる細胞・細
菌等の粒子を分析するために、各種粒子分析装置が用い
られている。このような粒子分析装置としてはフローサ
イトメータが公知である。一般的なフローサイトメータ
では、分析対象となる粒子を含有する試料液をシース液
で包んでシースフローセル内で細く絞り込み、粒子を整
列させて通過させ、そこにレーザ光を照射して各粒子か
ら散乱光や蛍光等の光学的情報を得る。得られた光学的
情報は光電変換素子によって光検出信号に変換され、そ
の信号波形を処理することによって粒子の特徴を表すパ
ラメータが算出され、それに基づいて分析対象の粒子が
分類・計数される。
2. Description of the Related Art Various particle analyzers have been used to analyze particles such as cells and bacteria contained in blood cells and urine in blood. A flow cytometer is known as such a particle analyzer. In a general flow cytometer, a sample liquid containing particles to be analyzed is wrapped in a sheath liquid, narrowed down narrowly in a sheath flow cell, the particles are aligned and passed, and a laser beam is irradiated there, and each particle is irradiated. Obtain optical information such as scattered light and fluorescence. The obtained optical information is converted into a light detection signal by a photoelectric conversion element, and a parameter representing a characteristic of the particle is calculated by processing the signal waveform. Based on the parameter, the particles to be analyzed are classified and counted.

【0003】光検出信号からは、信号波形の高さ(ピー
クレベル)や信号波形の幅(パルス幅)等のパラメータ
が算出される。例えば、前方散乱光検出信号のピークレ
ベルは粒子の大きさを表すものである。また前方散乱光
検出信号のパルス幅は粒子長を表す。一方、予め粒子、
例えば有核細胞に蛍光染色を施した場合などには、蛍光
検出信号のピークレベルは核等の染色度合いを表し、パ
ルス幅は蛍光染色部分長を表す。このような各粒子の特
徴を表すパラメータをもとにヒストグラムを作成した
り、複数のパラメータを組合わせて粒子の分布を示すス
キャッタグラムを作成したりして、試料に含まれる粒子
の種類・数などを統計的に解析することが行われてい
る。
From the light detection signal, parameters such as a signal waveform height (peak level) and a signal waveform width (pulse width) are calculated. For example, the peak level of the forward scattered light detection signal indicates the size of the particle. The pulse width of the forward scattered light detection signal indicates the particle length. Meanwhile, particles in advance,
For example, when a nucleated cell is subjected to fluorescent staining, the peak level of the fluorescence detection signal indicates the degree of staining of the nucleus and the like, and the pulse width indicates the length of the fluorescently stained portion. By creating a histogram based on such parameters representing the characteristics of each particle, or by creating a scattergram showing the distribution of particles by combining a plurality of parameters, the type and number of particles contained in the sample Statistical analysis has been performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フローサイ
トメータにおいて形態・構造の単純な粒子から検出され
る光検出信号波形は、図7のような単純なものとなる。
一方、形態・構造が複雑な粒子は信号波形も複雑にな
り、一つあるいは二以上の谷を有するものとなる。ま
た、形態・構造が単純な粒子の場合でも、複数の粒子が
近接した状態でフローサイトメータの検出領域を通過
(近接通過)した場合には、前記形態・構造が複雑な粒
子と同様に、信号波形に谷が生じる。そのような信号波
形の例を図8に示す。
By the way, a light detection signal waveform detected from a particle having a simple form and structure in a flow cytometer has a simple waveform as shown in FIG.
On the other hand, a particle having a complicated shape and structure also has a complicated signal waveform, and has one or more valleys. Further, even in the case of particles having a simple form and structure, when a plurality of particles pass through the detection area of the flow cytometer in a state of being close to each other (close passage), similar to the particles having a complicated form and structure, A valley occurs in the signal waveform. FIG. 8 shows an example of such a signal waveform.

【0005】しかしピークレベルやパルス幅といったパ
ラメータには、信号波形の谷の状態が反映されないた
め、ピークレベルやパルス幅の値を比較しただけでは形
態・構造が単純な粒子と複雑な粒子とを区別できないこ
とがある。また複数の粒子が近接通過した場合は、大型
で形態・構造が複雑な粒子と区別できないことがある。
However, parameters such as the peak level and pulse width do not reflect the state of the valley of the signal waveform. Sometimes they cannot be distinguished. When a plurality of particles pass close to each other, they may not be distinguished from large particles having complicated shapes and structures.

【0006】本発明はこれらの問題点に鑑み、従来のピ
ークレベルやパルス幅等に加え、信号波形の谷を反映し
たパラメータを算出する機能を有する粒子分析装置を提
供するものである。
In view of these problems, the present invention provides a particle analyzer having a function of calculating a parameter reflecting a valley of a signal waveform in addition to a conventional peak level and pulse width.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、粒子を含む試
料液をシースフローセルに流し、前記シースフローセル
にレーザ光を照射して前記粒子から光検出信号を検出す
る検出部と、前記検出部で検出された光検出信号の信号
波形を処理して粒子の特徴を表すパラメータを算出する
信号処理部と、前記信号処理部によって算出されたパラ
メータをもとに粒子の分析を行う分析部と、を備えた粒
子分析装置において、前記信号処理部がパラメータとし
て前記信号波形の差分積分値を算出することを特徴とし
た粒子分析装置を提供するものである。
According to the present invention, there is provided a detecting unit for flowing a sample liquid containing particles into a sheath flow cell, irradiating the sheath flow cell with laser light to detect a light detection signal from the particles, and a detecting unit. A signal processing unit that processes the signal waveform of the photodetection signal detected in the calculation of parameters representing the characteristics of the particles, and an analysis unit that analyzes the particles based on the parameters calculated by the signal processing unit. In the particle analyzer provided with the above, there is provided a particle analyzer in which the signal processing unit calculates a difference integral value of the signal waveform as a parameter.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明において分析の対象となる
粒子には、血液中の血球や尿中の細胞・細菌などといっ
た粒子が含まれる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Particles to be analyzed in the present invention include particles such as blood cells in blood and cells and bacteria in urine.

【0009】検出部は、粒子を含む試料液をシース液で
包んでシースフローセルに流し、そのシースフローセル
にレーザ光を照射し、各粒子からの散乱光や蛍光等を光
検出信号として検出するためのものである。この検出部
には公知の光学式検出器を用いることができる。具体的
には、シースフローセルは、その内部を通過する粒子か
ら光学的情報を得るため、透明で表面が滑らかなものが
好適であり、ガラス等の材質が用いられる。また照射す
るレーザ光としては、半導体レーザやアルゴンレーザ等
が用いられる。粒子からの光学的情報を光電変換して光
検出信号を検出するための光電変換素子としては、フォ
トダイオードやフォトトランジスタ、フォトマルチプラ
イヤチューブ等が用いられる。その他、レンズ、ミラー
等の各種光学部品が必要に応じて用いられる。
The detecting section wraps a sample liquid containing particles in a sheath liquid, flows the same through a sheath flow cell, irradiates the sheath flow cell with laser light, and detects scattered light, fluorescence, and the like from each particle as a light detection signal. belongs to. A known optical detector can be used for the detection unit. Specifically, the sheath flow cell is preferably transparent and has a smooth surface in order to obtain optical information from particles passing through the inside thereof, and a material such as glass is used. A semiconductor laser, an argon laser, or the like is used as the laser light for irradiation. A photodiode, a phototransistor, a photomultiplier tube, or the like is used as a photoelectric conversion element for photoelectrically converting optical information from particles to detect a light detection signal. In addition, various optical components such as lenses and mirrors are used as needed.

【0010】信号処理部は、検出部により得られた各粒
子毎の光検出信号についての波形を処理し、差分積分値
をはじめ各種パラメータを算出する回路からなるもので
ある。また差分積分値の他、ピークレベル、パルス幅等
がパラメータとして算出されてもよい。ピークレベル、
パルス幅等のパラメータは公知のピークホールド回路や
カウンタ回路等によって算出できる。
The signal processing section comprises a circuit for processing the waveform of the light detection signal for each particle obtained by the detection section and calculating various parameters including a difference integral value. In addition to the difference integrated value, a peak level, a pulse width, or the like may be calculated as a parameter. Peak level,
Parameters such as the pulse width can be calculated by a known peak hold circuit, counter circuit, or the like.

【0011】本発明において差分積分値とは、信号波形
を微分し、その絶対値を足し合わせた値である。すなわ
ち、図7に示したような波形に谷の無い信号の差分積分
値は、その信号のピークレベルHを2倍した値と同じに
なる。
In the present invention, the difference integral value is a value obtained by differentiating a signal waveform and adding its absolute value. That is, the difference integrated value of a signal having no valley in the waveform as shown in FIG. 7 is equal to a value obtained by doubling the peak level H of the signal.

【0012】一方、波形に谷の有る信号の差分積分値
は、その信号のピークレベルを2倍した値よりも大きく
なる。図8を用いてその算出例を示す。すなわち、図8
の信号の差分積分値は、H1・H2・H3・H4の和で
求められるところ、以下の式が成り立つ。 (H1+H2+H3+H4)=(H1×2+H3×2)
>(H1×2)
On the other hand, the difference integrated value of a signal having a valley in the waveform is larger than a value obtained by doubling the peak level of the signal. An example of the calculation will be described with reference to FIG. That is, FIG.
Is obtained by the sum of H1, H2, H3, and H4, the following equation holds. (H1 + H2 + H3 + H4) = (H1 × 2 + H3 × 2)
> (H1 × 2)

【0013】H1は図8の信号のピークレベルであるの
で、波形に谷の有る信号の差分積分値は、その信号のピ
ークレベルを2倍した値よりも大きくなるということが
上記の式からわかる。また、この差分積分値は、波形に
谷が多いほど、また谷が深いほど大きい値となり、ピー
クレベルを2倍した値との差も大きくなる。
Since H1 is the peak level of the signal shown in FIG. 8, it can be seen from the above equation that the difference integrated value of the signal having a trough in the waveform is larger than the value obtained by doubling the peak level of the signal. . The difference integrated value becomes larger as the waveform has more valleys and deeper, and the difference from the value obtained by doubling the peak level becomes larger.

【0014】上記のような差分積分値の性質から、粒子
の形態・構造の複雑さ、あるいは粒子の近接通過を反映
するパラメータとして信号波形の差分積分値が有用であ
ることがわかる。
The nature of the difference integral value as described above indicates that the difference integral value of the signal waveform is useful as a parameter that reflects the complexity of the morphology and structure of the particle or the near passage of the particle.

【0015】信号波形の差分積分値は、信号を一定の周
期でサンプリングし、隣り合うデータの差の絶対値を累
積加算する回路を用いることで算出できる。なお、従来
のアナログ信号処理方式では回路が複雑になり、また信
号ゲインの温度変化や経年変化が生じやすいため差分積
分値の信頼性を確保するのは難しい。そこでアナログ信
号をその信号周波数帯域よりも十分高い周波数でサンプ
リングA/D変換し、その波形データをデジタル信号処
理することによって差分積分値を算出することが好まし
い。
The difference integral value of the signal waveform can be calculated by sampling the signal at a constant cycle and using a circuit for cumulatively adding the absolute value of the difference between adjacent data. In the conventional analog signal processing method, the circuit becomes complicated, and the temperature change and the secular change of the signal gain are apt to occur, so that it is difficult to secure the reliability of the difference integrated value. Therefore, it is preferable that the analog signal is sampled and A / D converted at a frequency sufficiently higher than the signal frequency band, and that the waveform data is digitally processed to calculate the difference integral value.

【0016】なお検出された信号のS/N比が悪い場合
には、高周波のノイズ信号が混じるために形態・構造の
単純な粒子の信号であっても波形に微少な谷を多数含む
こととなり、形態・構造の複雑な粒子との区別が困難に
なる。従って、パラメータとして差分積分値を有効に活
用するには、検出された信号からノイズ信号を除去する
必要がある。その対策としては、信号処理部において差
分積分値を算出する処理の前処理として、ハイカットフ
ィルタを設ける等の方法が考えられる。
If the S / N ratio of the detected signal is poor, a high-frequency noise signal is mixed, so that even a signal of a particle having a simple form and structure contains many minute valleys in the waveform. This makes it difficult to distinguish particles having complicated shapes and structures. Therefore, in order to effectively use the difference integral value as a parameter, it is necessary to remove a noise signal from the detected signal. As a countermeasure, a method of providing a high-cut filter as a pre-process before the process of calculating the difference integral value in the signal processing unit can be considered.

【0017】分析部は、信号処理部で算出された各種パ
ラメータに基づき、統計解析することで試料液中に存在
する粒子を分析するものであり、マイクロコンピュータ
やパーソナルコンピュータ等によって構成できる。統計
解析の際にはヒストグラムや、複数のパラメータを組合
わせてなるスキャッタグラム等が作成されてもよい。
The analyzing section analyzes particles present in the sample liquid by performing statistical analysis based on various parameters calculated by the signal processing section, and can be constituted by a microcomputer, a personal computer, or the like. At the time of statistical analysis, a histogram, a scattergram formed by combining a plurality of parameters, or the like may be created.

【0018】また分析部による分析結果を出力するた
め、本発明はさらに出力部を備えてもよい。出力部には
CRTやLCD等の表示手段、あるいはプリンタ等を用
いることができる。
The present invention may further include an output unit for outputting an analysis result by the analysis unit. A display unit such as a CRT or an LCD, a printer, or the like can be used for the output unit.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。なお本発明が以下の実施例に限定されるわ
けではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

【0020】図1は本実施例の構成を示す図である。検
出部1では、レーザ光源11から発せられたレーザ光が
コンデンサレンズ12により楕円形に絞られてシースフ
ローセル13内を通過する粒子に照射される。試料液に
尿を用いる場合などは、その楕円形のサイズは、試料液
の流れの方向には被検粒子径と同程度、例えば10μm
前後であり、試料の流れ方向と直交する方向には被検粒
子径より十分大きく、例えば150〜400μm程度で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of this embodiment. In the detection unit 1, the laser light emitted from the laser light source 11 is squeezed into an elliptical shape by the condenser lens 12 and is applied to particles passing through the sheath flow cell 13. In the case where urine is used for the sample liquid, the size of the ellipse is approximately the same as the diameter of the particle to be detected in the direction of flow of the sample liquid, for example,
Before and after, in the direction orthogonal to the flow direction of the sample, the diameter is sufficiently larger than the diameter of the particle to be detected, for example, about 150 to 400 μm.

【0021】その後、前方散乱光は集光レンズ14を介
してフォトダイオード15により検出され、前方散乱光
信号として信号処理部2へ送られる。またシースフロー
セル13から集光レンズ16を介し、ダイクロイックミ
ラー17により反射された側方散乱光はフォトマルチプ
ライヤチューブ18に、ダイクロイックミラー17を通
過した側方蛍光はフォトマルチプライヤチューブ19に
よってそれぞれ側方散乱光信号、側方蛍光信号として検
出され、信号処理部2へ送られる。
Thereafter, the forward scattered light is detected by the photodiode 15 via the condenser lens 14 and sent to the signal processing section 2 as a forward scattered light signal. The side scattered light reflected by the dichroic mirror 17 from the sheath flow cell 13 via the condenser lens 16 is supplied to the photomultiplier tube 18, and the side fluorescence passed through the dichroic mirror 17 is supplied to the side by the photomultiplier tube 19. The scattered light signal and the side fluorescence signal are detected and sent to the signal processing unit 2.

【0022】以下、信号処理部2における波形処理にお
いて差分積分値を算出する回路について説明する。本実
施例の信号処理部2はピークレベル、パルス幅といった
パラメータを算出する回路も有するが、これらは公知で
あるため説明を省略する。
Hereinafter, a circuit for calculating the difference integral value in the waveform processing in the signal processing unit 2 will be described. The signal processing unit 2 of the present embodiment also has a circuit for calculating parameters such as a peak level and a pulse width, but these are well known and will not be described.

【0023】図2は信号処理部2の差分積分値算出回路
を示す図である。また図3は本回路におけるタイミング
チャートの概略である。本実施例の差分積分値算出回路
においては、連続した光検出信号波形のうち粒子を検出
した部分(粒子信号)の信号波形サンプリングデータ
の、隣り合うデータの差の絶対値を累積加算することに
よって差分積分値を求める。
FIG. 2 is a diagram showing a difference integral value calculation circuit of the signal processing unit 2. FIG. 3 is a schematic timing chart of the present circuit. In the difference integral value calculation circuit according to the present embodiment, the absolute value of the difference between adjacent data of the signal waveform sampling data of the portion (particle signal) where the particle is detected in the continuous light detection signal waveform is cumulatively added. Find the difference integral value.

【0024】まず、検出部1で検出された光検出信号
(アナログ信号)がA/Dコンバータ21によってサン
プリングA/D変換される。この際に用いられるサンプ
リングクロックは、アナログ信号の周波数帯域よりも十
分に周波数の高いものである。サンプリング周期毎にA
/D変換された波形サンプリングデータD1は、比較器
22において、それが粒子信号か否かを検知するために
予め設定されたディスクリレベルと比較され、このディ
スクリレベルより大きくなったらその信号が粒子を検出
したものとみなし、比較器出力信号S1がHIGHにな
る。同時にサンプリングクロックに同期して波形サンプ
リングデータD1がサンプリングデータレジスタ23に
ラッチされる。
First, the A / D converter 21 performs sampling A / D conversion on the light detection signal (analog signal) detected by the detection unit 1. The sampling clock used at this time has a frequency sufficiently higher than the frequency band of the analog signal. A for each sampling cycle
The / D-converted waveform sampling data D1 is compared with a preset discrimination level in the comparator 22 in order to detect whether or not the signal is a particle signal. It is assumed that particles have been detected, and the comparator output signal S1 becomes HIGH. At the same time, the waveform sampling data D1 is latched in the sampling data register 23 in synchronization with the sampling clock.

【0025】差分器24にはA/Dコンバータ21から
の波形サンプリングデータD1及びサンプリングデータ
レジスタ23にラッチされていた波形サンプリングデー
タD2が送られる。ここで、サンプリングデータレジス
タ23にラッチされていたデータD2はA/Dコンバー
タ21からのデータD1より1クロック前のデータであ
るので、これら二つの波形サンプリングデータの差の絶
対値が差分器24で算出される。
To the differentiator 24, the waveform sampling data D1 from the A / D converter 21 and the waveform sampling data D2 latched in the sampling data register 23 are sent. Here, since the data D2 latched in the sampling data register 23 is one clock before the data D1 from the A / D converter 21, the absolute value of the difference between these two waveform sampling data is calculated by the differentiator 24. Is calculated.

【0026】比較器出力信号S1がHIGHになること
で制御回路25が働き、加算イネーブル信号S2を発す
る。これにより、差分器24から次々と出力される差分
器出力データD3を足し合わせるための累積加算器26
の動作が開始する。波形サンプリングデータD1がディ
スクリレベルより小さくなり比較器22の比較器出力信
号S1がLOWになると、それに呼応して制御回路25
の加算イネーブル信号S2がLOWになり、累積加算器
26の動作が停止する。
When the comparator output signal S1 becomes HIGH, the control circuit 25 operates to generate an addition enable signal S2. As a result, the accumulator 26 for adding the differentiator output data D3 successively output from the differentiator 24 is added.
Operation starts. When the waveform sampling data D1 becomes smaller than the discrete level and the comparator output signal S1 of the comparator 22 becomes LOW, the control circuit 25 responds accordingly.
Becomes low, and the operation of the accumulator 26 stops.

【0027】累積加算器26の出力データD4は、波形
サンプリングデータD1がディスクリレベルより大きい
期間での差分積分値である。そこで加算器27により、
さらにディスクリレベルの2倍値が加算される。そのデ
ータ(加算器出力データD5)は、前記加算イネーブル
信号S2がLOWになったのに呼応して制御回路25か
ら出力されたラッチイネーブル信号S3に同期し、差分
積分レジスタ28にラッチされる。
The output data D4 of the accumulator 26 is a difference integrated value during a period when the waveform sampling data D1 is larger than the discrete level. Then, by the adder 27,
Further, a double value of the discrete level is added. The data (adder output data D5) is synchronized with the latch enable signal S3 output from the control circuit 25 in response to the addition enable signal S2 being LOW, and is latched by the difference integration register 28.

【0028】一つの粒子信号波形の差分積分値につい
て、差分積分レジスタ28へのラッチが完了したら、次
の粒子信号に備えるため累積加算器26をクリアする。
このクリア動作は前記ラッチイネーブル信号S3に呼応
して制御回路25から出力されたクリア信号S4に基づ
く。
When the latching of the difference integrated value of one particle signal into the difference integration register 28 is completed, the accumulator 26 is cleared to prepare for the next particle signal.
This clear operation is based on the clear signal S4 output from the control circuit 25 in response to the latch enable signal S3.

【0029】以上のようなステップで算出された各粒子
信号波形の差分積分値は、別途算出されたピークレベル
やパルス幅等のパラメータとともに時系列に、メモリ
(図示せず)に記憶される。
The difference integrated values of the respective particle signal waveforms calculated in the above steps are stored in a memory (not shown) in time series together with separately calculated parameters such as a peak level and a pulse width.

【0030】一試料に対する測定が終了したら、前記メ
モリに記憶された差分積分値、その他のパラメータが読
み出され、分析部3においてスキャッタグラムの作成、
統計解析が行われる。
When the measurement for one sample is completed, the difference integral value and other parameters stored in the memory are read out, and the analysis unit 3 creates a scattergram,
Statistical analysis is performed.

【0031】図4は、本実施例を用いた粒子分析装置に
おいて分析対象の粒子を含む試料液として尿を用いた際
に作成されたスキャッタグラムの一例であり、座標の縦
軸には前方散乱光検出信号の波形の差分積分値の1/2
の値を、横軸には前方散乱光検出信号の波形のピークレ
ベルをとったものである。
FIG. 4 is an example of a scattergram created when urine is used as a sample solution containing particles to be analyzed in the particle analyzer using this embodiment, and the vertical axis of the coordinate indicates forward scatter. 1/2 of the difference integrated value of the light detection signal waveform
The horizontal axis indicates the peak level of the waveform of the forward scattered light detection signal.

【0032】波形に谷の無い信号の差分積分値はその信
号のピークレベルを2倍した値と同じになり、波形に谷
の有る信号の差分積分値はその信号のピークレベルを2
倍した値よりも大きくなることは前記の通りである。こ
れらのことを利用した図4のスキャッタグラム上におい
て、形態・構造の単純な粒子は傾きが1である直線上付
近に分布し、この直線より上側に分布する粒子は形態・
構造の複雑な粒子又は複数の粒子が近接通過したものと
判断できる。
The difference integrated value of a signal having no valley in the waveform is the same as a value obtained by doubling the peak level of the signal, and the difference integrated value of a signal having a valley in the waveform has a peak level of 2
As described above, the value becomes larger than the multiplied value. On the scattergram of FIG. 4 utilizing these facts, simple particles having a morphology / structure are distributed near a straight line having a slope of 1, and particles distributed above this straight line are morphology / structure.
It can be determined that particles having a complicated structure or a plurality of particles have passed close to each other.

【0033】尿中に含まれる粒子としては、赤血球・白
血球・上皮細胞・円柱・連鎖状球菌・細菌等の各種細胞
が挙げられる。これらのうち、赤血球・白血球・細菌な
どは形態・構造が単純な粒子であり領域4aに分布する
可能性が高く、円柱・連鎖状球菌など形態・構造が複雑
な粒子、あるいは形態・構造が単純な粒子が検出部を近
接通過した場合は領域4bに分布する可能性が高い。
Examples of particles contained in urine include various cells such as erythrocytes, leukocytes, epithelial cells, casts, streptococci, and bacteria. Among them, erythrocytes, leukocytes, bacteria, etc. are particles having a simple form and structure and are likely to be distributed in the region 4a, and particles having a complicated form and structure such as cylinders and streptococci, or simple forms and structures. When a large particle passes close to the detection unit, it is highly possible that the particle is distributed in the region 4b.

【0034】このように、パラメータとして信号波形の
差分積分値を用いることにより、形態・構造が単純な粒
子と複雑な粒子、もしくは近接通過した粒子とを分類す
ることが可能となる。また、この分析結果を従来より行
われている分析による結果と組合わせて用いることで、
粒子の分類精度を向上させることができる。
As described above, by using the difference integral value of the signal waveform as a parameter, it is possible to classify a particle having a simple form and structure from a complicated particle, or a particle that has passed closely. In addition, by using the results of this analysis in combination with the results of conventional analysis,
Particle classification accuracy can be improved.

【0035】ところで、パラメータにピークレベルと差
分積分値のみを用いただけでは、形態・構造が複雑な粒
子と、単純な粒子が近接通過した場合とを区別するのが
困難であることが考えられる。図5は、円柱の前方散乱
光検出信号の波形と、二つの白血球が近接通過した場合
の前方散乱光検出信号の波形とを比較したものである
が、これらは前記図4のスキャッタグラム上ではいずれ
も領域4bに出現することになる。
By using only the peak level and the difference integral value as parameters, it may be difficult to distinguish between a particle having a complicated form and structure and a case where a simple particle has passed close. FIG. 5 shows a comparison between the waveform of the forward scattered light detection signal of the cylinder and the waveform of the forward scattered light detection signal when two leukocytes pass close to each other. These are shown in the scattergram of FIG. All appear in the area 4b.

【0036】しかし、尿中に含まれる粒子においては、
形態・構造の複雑な粒子はそのサイズが大型であってパ
ルス幅も非常に大きいものとなり、形態・構造の単純な
粒子が近接通過した場合のパルス幅よりもさらに大きい
ことが一般的である。例えば、円柱の粒子長は通常10
0〜300μm程度であり、白血球の粒子長は10〜1
5μm程度であるため、円柱のパルス幅と、白血球が近
接通過した場合のパルス幅は、図5に示したように明ら
かに異なる大きさとなる。そこで差分積分値・ピークレ
ベルを用いた分析に、更にパルス幅をパラメータとした
分析を加味することにより、形態・構造が複雑な粒子
と、単純な粒子が近接通過した場合との分類精度を向上
することができる。
However, in the particles contained in urine,
Particles having complicated morphology and structure have a large size and a very large pulse width, and are generally larger than the pulse width when a simple particle having a simple morphology and structure passes closely. For example, the particle length of a cylinder is usually 10
About 0 to 300 μm, and the particle length of leukocytes is 10 to 1
Since it is about 5 μm, the pulse width of the cylinder and the pulse width when white blood cells pass close to each other are clearly different from each other as shown in FIG. Therefore, by adding analysis using the pulse width as a parameter to the analysis using the difference integrated value and peak level, the classification accuracy between particles with complicated morphology and structure and those when simple particles pass close to each other is improved. can do.

【0037】まず分析部3において、図4のスキャッタ
グラム上で形態・構造が複雑な粒子と、形態・構造が単
純な粒子が近接通過した場合とが混在しているとされる
領域4bを切り出す。次にその領域内に分布する粒子群
につき、パルス幅をパラメータとしたヒストグラム、あ
るいはパルス幅とピークレベルをパラメータとしたスキ
ャッタグラム等を作成する。
First, in the analysis unit 3, an area 4b is assumed on the scattergram of FIG. 4 in which particles having complicated morphology and structure and particles having simple morphology and structure are mixed. . Next, a histogram using the pulse width as a parameter or a scattergram using the pulse width and the peak level as parameters is created for the particle group distributed in the region.

【0038】図6はこうして作成されたヒストグラムの
一例である。座標の縦軸には粒子の度数を、横軸にはパ
ルス幅をとり、前記図4のスキャッタグラムの領域4b
内に分布する粒子の度数をパルス幅毎に算出する。ここ
で粒子の種類に対応した閾値を予め設定しておくことに
より、形態・構造が複雑な粒子、近接通過した粒子各々
の計数・分類が可能となる。またこの結果を従来より行
われている分析による結果と組合わせて用いることで、
粒子の分類精度を向上させることができる。
FIG. 6 shows an example of the histogram thus created. The vertical axis of the coordinates indicates the frequency of the particles, and the horizontal axis indicates the pulse width. The area 4b of the scattergram in FIG.
Is calculated for each pulse width. Here, by setting a threshold value corresponding to the type of particle in advance, it is possible to count and classify particles each having a complicated form and structure and particles that have passed close to each other. In addition, by using this result in combination with the results of conventional analysis,
Particle classification accuracy can be improved.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明は、粒子の特徴を
反映するパラメータとして差分積分値を用いることで、
粒子の形態・構造の複雑さ、あるいは複数の粒子の近接
通過という観点から粒子の分類を可能にするものであ
る。
As described above, according to the present invention, the difference integral value is used as a parameter reflecting the characteristics of particles,
Particles can be classified from the viewpoint of the complexity of the morphology and structure of the particles or the close passage of a plurality of particles.

【0040】また本発明の粒子分析装置は、差分積分値
をピークレベルやパルス幅といった従来のパラメータと
組合わせて用いることにより、より分類精度の高い粒子
分析を可能にするものである。
Further, the particle analyzer of the present invention enables particle analysis with higher classification accuracy by using the difference integral value in combination with conventional parameters such as a peak level and a pulse width.

【0041】[0041]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の構成の概略を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the present invention.

【図2】差分積分値算出回路を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a difference integral value calculation circuit;

【図3】差分積分値算出回路におけるタイミングチャー
トを示す図
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart in a differential integration value calculation circuit.

【図4】本発明において作成されたスキャッタグラムを
示す図
FIG. 4 is a diagram showing a scattergram created in the present invention.

【図5】円柱の信号波形と白血球が近接通過した場合の
信号波形とを比較する図
FIG. 5 is a diagram comparing a signal waveform of a cylinder with a signal waveform when white blood cells pass close to each other.

【図6】本実施例におけるヒストグラムを示す図FIG. 6 is a diagram showing a histogram according to the embodiment.

【図7】波形に谷の無い信号の一例を示す図FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a signal having no trough in a waveform;

【図8】波形に谷の有る信号の一例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of a signal having a trough in a waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出部 11レーザ光源 12コンデンサレンズ 13シースフローセル 14集光レンズ 15フォトダイオード 16集光レンズ 17ダイクロイックミラー 18フォトマルチプライヤチューブ 19フォトマルチプライヤチューブ 2 信号処理部 21A/Dコンバータ 22比較器 23サンプリングデータレジスタ 24差分器 25制御回路 26累積加算器 27加算器 28差分積分レジスタ D1波形サンプリングデータ D2波形サンプリングデータ D3差分器出力データ D4累積加算器出力データ D5加算器出力データ S1比較器出力信号 S2加算イネーブル信号 S3ラッチイネーブル信号 S4クリア信号 2 信号処理部 3 分析部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection part 11 Laser light source 12 Condenser lens 13 Sheath flow cell 14 Condensing lens 15 Photodiode 16 Condensing lens 17 Dichroic mirror 18 Photomultiplier tube 19 Photomultiplier tube 2 Signal processing part 21A / D converter 22 Comparator 23 Sampling data Register 24 Difference device 25 Control circuit 26 Cumulative adder 27 Adder 28 Difference integration register D1 waveform sampling data D2 waveform sampling data D3 difference device output data D4 Cumulative adder output data D5 adder output data S1 comparator output signal S2 addition enable Signal S3 latch enable signal S4 clear signal 2 signal processing unit 3 analysis unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒子を含む試料液をシースフローセルに
流し、前記シースフローセルにレーザ光を照射して前記
粒子から光検出信号を検出する検出部と、前記検出部で
検出された光検出信号の信号波形を処理して粒子の特徴
を表すパラメータを算出する信号処理部と、前記信号処
理部によって算出されたパラメータをもとに粒子の分析
を行う分析部と、を備えた粒子分析装置において、前記
信号処理部がパラメータとして前記信号波形の差分積分
値を算出することを特徴とした粒子分析装置。
1. A detection unit for flowing a sample liquid containing particles through a sheath flow cell, irradiating the sheath flow cell with laser light to detect a light detection signal from the particles, and detecting a light detection signal detected by the detection unit. A signal processing unit that processes a signal waveform to calculate a parameter representing the characteristics of the particles, and an analysis unit that analyzes the particles based on the parameters calculated by the signal processing unit. The particle analyzer according to claim 1, wherein the signal processing unit calculates a difference integral value of the signal waveform as a parameter.
【請求項2】 前記信号処理部が、前記検出部で検出さ
れた光検出信号をその周波数帯域よりも周波数の高い周
期でサンプリングA/D変換し、隣り合うデータの差の
絶対値を累積加算することによって前記信号波形の差分
積分値を算出することを特徴とする請求項1に記載の粒
子分析装置。
2. The signal processing section performs sampling A / D conversion on a photodetection signal detected by the detection section at a cycle higher in frequency than its frequency band, and cumulatively adds the absolute value of the difference between adjacent data. The particle analyzer according to claim 1, wherein a difference integral value of the signal waveform is calculated by performing the calculation.
【請求項3】 前記信号処理部において、差分積分値を
算出する処理の前処理としてハイカットフィルタを設け
たことを特徴とする請求項1に記載の粒子分析装置。
3. The particle analyzer according to claim 1, wherein the signal processing unit includes a high-cut filter as a pre-process of a process for calculating a difference integral value.
【請求項4】 前記信号処理部はパラメータとしてさら
に信号波形のピークレベルを算出し、前記分析部は前記
信号波形の差分積分値及び前記信号波形のピークレベル
に基づきスキャッタグラムを作成することを特徴とする
請求項1に記載の粒子分析装置。
4. The signal processing unit further calculates a peak level of a signal waveform as a parameter, and the analysis unit creates a scattergram based on a difference integrated value of the signal waveform and a peak level of the signal waveform. The particle analyzer according to claim 1, wherein
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