JP2004309288A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いて試料の分析を行う分析装置において、分析用ディスクの回転むらや振動等によりジッタと呼ばれる時間軸方向のデータずれが生じる。
【解決手段】粒子のサイズ判別１１４を行う前にメモリ１１３に保持されている２トラック分のデータからジッタの影響の有無を検出し、影響を受けている場合はジッタによるデータのずれ量を検出し、補正する１１５ことにより、サイズ判別に用いるウィンドウ８０１の幅を広げることなくジッタの影響を低減できると同時に、ウィンドウ８０１を広げる必要がなくなるため、誤って他の粒子の「１」９０５を捉える可能性を減少させることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いて試料の分析を行う分析装置に関するものであり、特にディスクの回転むら等により発生するトラック間のジッタ検出および補正方法に関するものである
【０００２】
【従来の技術】
図６に分析したい試料をディスク上に載せ、光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いて分析を行う分析装置の概略図を示す。
【０００３】
試料６０１を載せた分析用ディスク６０２を回転させ、トラック６０３に沿って検出光６０５を照射し、その透過光６０６を受光素子６０７で受け取る。検出光６０５の照射部分に試料６０１に含まれる粒子が横切ると、透過光６０６の量が変化する。この変化を用いて試料に含まれる粒子検出６１１を行う。粒子検出６１１では、読み取り位置が時間軸方向にずれないようにするために、トリガーマーク６０９読み取り専用の光センサー６０８が分析用ディスク６０２の外縁に施されたトリガーマーク６０９を検出し、読み出すタイミングを図る（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような分析装置では、血液を分析用ディスク６０２に載せ、回転によって遠心分離を行い、分析用ディスク６０２に予め塗布されている各種の抗体に捕まえられた白血球の数をかぞえることで、同時に数種類の感染の有無を調べることができる。この場合、試料６０１は血液、検出する粒子は白血球となる。
【０００５】
検出する白血球は、サイズが異なるいくつかの種類の細胞から成り立っている。しかし、検出対象となる細胞の種類はそれら全てではなく数種類に限定される。その種類を判別するために細胞のサイズを用いる。そのため、個数カウント６１４ではサイズ判別後、サイズ毎の個数を数える必要がある。サイズは、細胞が何トラック分またがっているかを調べることで判別する。
【０００６】
図７に粒子検出方法、図８にデータからの粒子のサイズ判別および個数カウント方法を示す。
【０００７】
粒子検出６１１では、メモリ６１３に粒子７０１の右輪郭で「１」、その他は「０」を保持させる。サイズ判別６１４では、検出されたデータ上でウィンドウ８０１を走査し、ある場所においてウィンドウ内のデータについて横向きにＯＲ演算を行い、その結果８０２が全て「１」の場合、そのウィンドウ８０１の位置に小さくともウィンドウ８０１のサイズと等しいサイズの粒子が存在することがわかる。その結果を用いて、サイズ別に個数をカウントする。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−０２２６５１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
実際には、分析用ディスク６０２の回転むらや振動によりトリガーマーク６０９の判断が不安定になり、読み取りタイミングが狂うことによって、ジッタと呼ばれるデータのずれが生じるおそれがある。
【００１０】
図９にジッタによって生じる問題点を示す。
【００１１】
図９（ａ）は、ウィンドウ幅がデータのずれ量よりも小さい場合である。ジッタの影響を受けたデータ列９０３の「１」９０２をウィンドウ９０１が捉えることができず、正しいサイズよりも小さく判定している。
【００１２】
また、図９（ｂ）はウィンドウ幅を広めに取った場合である。ずれたデータ列９０３の「１」９０２は捉えているが、ウィンドウ幅が広すぎるために誤って他の粒子の「１」９０５まで捉えている。ジッタによるずれ量が粒子の直径に近いもしくは直径より大きい場合、この問題は避けられない。
【００１３】
このように、ウィンドウ幅を操作するだけでジッタによるデータ列のずれを解決することは難しい。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いてディスク内に展開された液体試料中に存在する微小粒子の大きさおよび数を計測することで試料の分析を行う分析装置において、光ビームが液体試料中の微小粒子を横断したことを検出する粒子検出手段と、粒子検出手段の出力情報を二値データとして蓄えるメモリ手段を有し、メモリ手段に蓄えられた第１のトラックに相当する第１データ列と、第１のトラックに隣接する第２のトラックに相当する第２データ列を比較することにより、第１データ列と第２データ列間の時間軸方向の測定誤差の有無を検出するジッタ検出手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分析装置において、ジッタ検出手段として、第２データ列の「１」の個数に対する、第１データ列の「１」と隣接していない第２データ列の「１」の個数の割合からジッタ検出を行うことにより、複雑な処理を行うことなく高速にジッタ検出を行うことができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いてディスク内に展開された液体試料中に存在する微小粒子に大きさおよび数を計測することで試料の分析を行う分析装置において、光ビームが液体試料中の微小粒子を横断したことを検出する粒子検出手段と、粒子検出手段の出力情報を二値データとして蓄えるメモリ手段を有し、メモリ手段に蓄えられた第１のトラックに相当する第１データ列と、第１のトラックに隣接する第２のトラックに相当する第２データ列を比較することにより、第１データ列と第２データ列間の時間軸方向の測定誤差によるずれ量を検出し、第２データ列を補正するジッタ補正手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の分析装置において、ジッタ補正手段が、第２データ列のある「１」と「１」との組合せからなる間隔Ｂの幅に近い間隔を第１データ列の「１」と「１」との全ての組合せからなる間隔から検索し、見つかった間隔うち間隔Ｂに最も近い距離にある間隔の位置に間隔Ｂが重なるように第２データ列を移動させることを特徴としたものである。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３、４に記載の分析装置においてジッタ補正手段が、補正後の第２データ列の「１」の全個数に対する第１データ列の「１」と隣接していない補正後の第２データ列の「１」の個数の割合を求め、補正前よりも割合の値が大きい場合、次に近い距離にある間隔の位置にずらし、他にずらす先がない場合、前記第２データ列の他の「１」と「１」との組合せからなる間隔を用いて再度検索を行うことを特徴としたものである。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３、４、５に記載の分析装置においてジッタ補正手段が、第２データ列のある「１」と「１」との組合せからなる間隔の幅に近い間隔を第１データ列の「１」と「１」との全ての組合せからなる間隔から検索する際に、予め分かっている時間軸方向のずれの最大量をしきい値とし、前記しきい値以上離れた位置にある間隔は検索しないようにすることを特徴としたものである。
【００２０】
これによって、粒子サイズ検出用ウィンドウの幅を広げることなくジッタによるデータのずれを克服することができる。また、ウィンドウ幅を広げる必要がなくなるので、他の粒子の「１」を捉える可能性が減り、サイズ別個数カウントの精度が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、請求項１、２に記載の発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態における分析装置の概略図を示すものである。
試料の読み取り方法、トリガーマークの検出方法およびメモリへの保持方法は、前記従来の技術に示す分析装置と同様である。違いは、メモリ１１３内のデータからジッタ検出およびジッタ補正を行う手段１１５を有する点である。
【００２３】
以上のように構成された分析装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
図２は、図１に示す分析装置より得たデータからのジッタ検出の一例を示す図である。
【００２５】
２０１、２０３は第１データ列、２０２、２０４は第２データ列、２０５ａ，ｂ，ｃは第１データ列の「１」から孤立した「１」を表す。ジッタ検出では、初めに第１データ列の「１」から孤立している第２データ列の「１」の個数を調べる。孤立しているかどうかの判断は、第１データ列において、第２データ列の「１」と同じ位置もしくはその前後１ビットに「１」が存在している場合は隣接しており、「１」が存在しない場合は孤立しているとする。
【００２６】
次に、孤立した「１」２０５の個数がしきい値以上の場合、ジッタの影響を受けていると判断し、しきい値未満の場合、ジッタの影響は受けていないと判断する。データの性質上、ジッタの影響を受けていない場合は、セルの最上部に相当する場合を除き、上のトラックと「１」が隣接する。しかし、ジッタによりデータがずれている場合、孤立した「１」が多く発生する。そこで、「１」がセルの最上部を表す確率に近い値をしきい値とし、その値を越えた場合ジッタの影響を受けていると判断することができる。
【００２７】
例えば、しきい値を０．２５とした場合、図２（ｂ）の孤立「１」の割合が０．６０であるため、第２データ列２０４はジッタの影響を受けていると判断する。
【００２８】
以上のように、本実施の形態では、第２データ列２０４の孤立した「１」２０５の個数の割合を求めることで、第２データ列２０４がジッタの影響を受けているかいないかを容易に判断することができる。
【００２９】
また、初めにジッタ検出を行い、その結果ジッタによりずれていると判断した場合にのみジッタ補正を行うことで、第２データ列２０４がずれていない場合に余計なジッタ補正処理をさけることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
以下、請求項３、４、５、６に記載の発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。装置の構成は前記実施の形態１に示す分析装置と同様であるので、説明を省略する。
【００３１】
図３は、図１に示す分析装置より得たデータからのジッタ補正の一例を示す図である。
【００３２】
３０１、３０７は第１データ列、３０２は第２データ列、３０３ａ，ｂ、３０４ａ，ｂは移動先候補、３０５はジッタ補正量、３０６ジッタ補正後孤立している「１」、３０８はジッタ補正後の第２データ列を表す。
【００３３】
ジッタ補正では、初めに移動先となる間隔の候補を第１データ列から探し、次にその候補の中から最適な移動先候補を選択し、第２データ列を補正する。
【００３４】
図４は移動先候補検索のフローチャート、図５は移動先候補選択のフローチャートを示す図である。データの性質上「１」は縦に隣接して並ぶ。また、ジッタの影響を受けたデータは、ほぼ同じデータを保ったまま左右どちらかにずれる。そのため、第１データ列の「１」の間隔と第２データ列の「１」の間隔を用いることで、第２データ列がどの程度ずれているか推定することができる。その推定結果を基にジッタ補正を行い、粒子のサイズ判別を行う。
【００３５】
以下、移動先候補検索について説明する。
初めに４０１において第２データ列に候補を検索していない「１」と「１」との間隔が残っているかどうかを判断する。この段階で、全ての「１」と「１」との組合せについて候補を調べ上げている場合、候補が見つからず、これ以上処理を続けることができないことを意味するため、その第２データ列のジッタ補正を中止する。一方、残っている場合は、４０２においてその中の一組の間隔をＢｉとする。
【００３６】
次に４０３において第１データ列でＢｉを用いた検索に使われていない「１」と「１」との間隔が残っているかどうかを判断する。残っていない場合は、Ｂｉを用いた候補検索がこれ以上続けられないことを意味する。その場合、４０４において既に候補が見つかっているかいないかを判断し、見つかっている場合は候補検索を終了し、見つかっていない場合はＢｉを変更してもう一度検索をやり直す。残っている場合は、４０５においてその中の一組の間隔をＡｊとする。
４０６において、ＡｊとＢｉを比較し、値が近い場合は４０７においてＡｊを候補に加える。引き続き、Ａｊを変更し検索を行う。例えば、図２（ａ）において、Ｂ０の移動先候補はＡ１とＡ３となり、また図２（ｂ）において、Ｂ１の移動先候補はＡ０とＡ２となる。
【００３７】
以下、移動先候補選択について説明する。
初めに、５０１において移動先候補までの距離がしきい値以上の候補を外す。ジッタによりずれる範囲がある程度わかっている場合、その範囲を超えた距離の候補を選択してしまわないよう、またそれらの候補が正しいかどうかの余計な確認処理をしないよう、初めに候補から外す。
【００３８】
ここで言う距離とは、各間隔を構成する左の「１」同士の距離である。
【００３９】
例えば、図３（ａ）におけるＢ０とＡ１との距離は間隔Ｂ０の左の「１」と間隔Ａ１の左の「１」との距離３０３ａであり、この場合は６となる。ここで、ジッタによる最大のずれ量が５とすると、３０３ａ、ｂ、３０４ｂはこの量を超えており、これらは５０１で移動先候補から外される。
【００４０】
次に５０２において、候補が残っているかどうかを確認する。候補が残っていない場合は、４０２で得たＢｉの移動先として適当な候補が見つからなかったことを意味するため、Ｂｉを変更してもう一度移動先候補検索をやり直す。
【００４１】
前記の例によると、図３（ａ）は、候補が残らないので間隔Ｂ０の移動先候補を見つけることはできない。一方、図３（ｂ）はＢ１の移動先候補としてＡ０が残る。
【００４２】
候補が残っている場合は、５０４において距離が最小の移動先候補にＢｉをずらすが、このとき最小の移動先候補が複数存在する場合、どちらに合わせるべきか判断できないため、Ｂｉを変更してもう一度移動先候補検索をやり直す。
【００４３】
５０４において第２データ列をずらした後、孤立した「１」の個数の割合を求め、ずらす前の割合をしきい値として、しきい値未満ならばずれ補正が成功したものとし、処理を終了する。一方、しきい値以上ならばＡｊが移動先候補としては不適切であるため、５０６においてＡｊを候補から外し、他の候補の中から移動先を選択する。
【００４４】
図３（ｃ）は、Ｂ１をＡ０にずらした場合である。孤立している「１」の割合は０．２０なので、ずれ補正は成功したと判断し、処理を終了する。
【００４５】
以上にように、本実施の形態では第１データ列の「１」と「１」との間隔と第２データ列の「１」と「１」との間隔を用いることで、第２データ列がジッタの影響でどの程度ずれているかを推定でき、その結果からずれを補正することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、メモリに保持されている２トラック分のデータからジッタによる影響を受けているかどうかを推定することができ、さらにその影響によりどの程度データがずれているかを推定し、補正することによって、ウィンドウ幅を広げることなくジッタによる影響を克服することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分析装置の概略図
【図２】実施の形態１におけるデータからのジッタ検出の例を示す図
【図３】実施の形態２におけるデータからのジッタ補正の例を示す図
【図４】実施の形態２における移動先候補検索のフローチャート
【図５】実施の形態２における移動先候補選択のフローチャート
【図６】従来の分析装置の概略図
【図７】分析装置の粒子データ検出方法を示す図
【図８】分析装置のデータからの粒子サイズ判別方法を示す図
【図９】サイズ判別におけるジッタによる影響を示す図
【符号の説明】
１０１、６０１ 試料
１０２、６０２ 分析用ディスク
１０３、６０３ 分析用ディスクに設けらているトラック
１０４、６０４ 発光素子
１０５、６０５ 粒子検出光
１０６、６０６ 粒子検出光１０５の透過光
１０７、６０７ 受光素子
１０８、６０８ トリガーマーク専用光センサ
１０９、６０９ トリガーマーク
１１０、６１０ モータ
２０１、２０３、３０１、３０７ 第１トラック相当の第１データ列
２０２、２０４、３０２ 第２トラック相当の第２データ列
２０５ 孤立している「１」
３０３、３０４ 移動先候補
３０５ ジッタ補正量
３０６ ジッタ補正後孤立している「１」
３０８ ジッタ補正後の第２データ列
７０１ 試料内の粒子
７０２ 分析ディスクに刻まれているトラック
７０３ メモリに格納されたデータ
８０１ 粒子サイズ検出用ウィンドウ
８０２ ウィンドウ内のデータを横向きにＯＲ演算した結果
９０１ ジッタによるずれ量よりも幅が狭いウィンドウ
９０２ ウィンドウに捉えられなかった「１」
９０３ ジッタの影響を受けているデータ

Claims (6)

1. 回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いて前記ディスク内に展開された液体試料中に存在する微小粒子の大きさおよび数を計測することで試料の分析を行う分析装置において、前記光ビームが前記液体試料中の微小粒子を横断したことを検出する粒子検出手段と、前記粒子検出手段の出力情報を二値データとして蓄えるメモリ手段を有し、前記メモリ手段に蓄えられた第１のトラックに相当する第１データ列と、前記第１のトラックに隣接する第２のトラックに相当する第２データ列を比較することにより、前記第１データ列と前記第２データ列間の時間軸方向の測定誤差の有無を検出するジッタ検出手段を備えたことを特徴とする分析装置。
2. 前記ジッタ検出手段は、前記第２データ列の「１」の個数に対る、前記第１データ列の「１」と隣接していない前記第２データ列の「１」の個数の割合からジッタ検出を行う手法を特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 回転するディスク上に設けた螺旋状もしくは同心円上のトラック溝に沿って光ビームを照射し、その透過光もしくは反射光を用いて前記ディスク内に展開された液体試料中に存在する微小粒子に大きさおよび数を計測することで試料の分析を行う分析装置において、前記光ビームが前記液体試料中の微小粒子を横断したことを検出する粒子検出手段と、前記粒子検出手段の出力情報を二値データとして蓄えるメモリ手段を有し、前記メモリ手段に蓄えられた第１のトラックに相当する第１データ列と、前記第１のトラックに隣接する第２のトラックに相当する第２データ列を比較することにより、前記第１データ列と前記第２データ列間の時間軸方向の測定誤差によるずれ量を検出し、前記第２データ列を補正するジッタ補正手段を備えたことを特徴とする分析装置。
4. 前記ジッタ補正手段は、前記第２データ列のある「１」と「１」との組合せからなる間隔Ｂの幅に近い間隔を前記第１データ列の「１」と「１」との全ての組合せからなる間隔から検索し、見つかった間隔のうち前記間隔Ｂに最も近い距離にある間隔の位置に、前記間隔Ｂが重なるように前記第２データ列を移動させることで補正する手法を特徴とする請求項３に記載の分析装置。
5. 前記ジッタ補正手段は、補正後の前記第２データ列の「１」の個数に対する、前記第１データ列の「１」と隣接していない補正後の前記第２データ列の「１」の個数の割合を求め、補正前よりも割合の値が大きい場合、次に近い距離にある間隔の位置にずらし、他にずらす先がない場合、前記第２データ列の他の「１」と「１」との組合せからなる間隔を用いて再度検索を行う手法からなることを特徴とする請求項３、４に記載の分析装置。
6. 前記ジッタ補正手段は、前記第２データ列のある「１」と「１」との組合せからなる間隔の幅に近い間隔を前記第１データ列の「１」と「１」との全ての組合せからなる間隔から検索する際に、予め分かっている時間軸方向のずれの最大量をしきい値とし、前記しきい値以上離れた位置にある間隔は検索しない手法からなることを特徴とする請求項３、４、５に記載の分析装置。

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