JP2005091098A

JP2005091098A - 血球計数装置

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Publication number: JP2005091098A
Application number: JP2003323288A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Miyamura; 和宏宮村; Narihiro Oku; 成博奥
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP3909050B2

Abstract

【課題】流量センサなどを用いることなく、きわめて簡単に検体血液の流量測定を行うことができる再現性に優れた血球計数装置を提供すること。
【解決手段】流路３２の途中にアパ−チャ３２ｃを形成するとともに前記流路３２内に二個の電極３３，３４を設けてなるセンサ部１を備え、このセンサ部３に対して希釈液中に血液を希釈させた検体血液Ｓを供給して一方の流路３２ａ側からアパーチャ３２ｃを経て他方の流路３２ｂ側に移動させ、前記検体血液Ｓが前記アパ−チャ３２ｃを通過するときに生ずるインピーダンス変化を前記電極３３，３４によって検出し、この検出結果に基づいて前記血液中の血球数を計数するようにした血球計数装置において、前記検体血液Ｓ中に粒径が既知である標準粒子９を一定量混入し、この標準粒子９を混入した検体血液Ｓを前記センサ部１に供給して前記標準粒子９の数を計数し、その計数結果に基づいて前記検体血液Ｓの流量を測定するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、血液中の血球を計数する血球計数装置に関する。

従来から、血液中の赤血球、白血球、血小板などの血球を計数する手法の一つとして電気抵抗法が知られている。この電気抵抗法は、血液細胞を等張性希釈液に懸濁させ、粒子がアパーチャを通過するときに、血球が占める容積に比例した電気抵抗（インピーダンス）の変化が生じる。このインピーダンス変化に対応して生ずるパルス数を計数することにより、血球の個数を検出することができ、また、前記パルスの高さを検出することにより、血球の容積（白血球、赤血球、血小板であるかの種類）を検出することができる。

ところで、近年においては、血球計数装置のマイクロ化が進められており、前記電気抵抗法に則ったチップ状のマイクロ血球計数装置が開発されるに至っており、例えば、特許文献１に示すようなものが実用化されつつある。このマイクロ血球計数装置のセンサ部では、シリコン基板に測定対象である検体血液が流れる流入側の流路および流出側の流路と、これら流路の途中に狭隘部が形成されることにより得られるアパーチャと、このアパーチャの両側の流路に設けられる電極とが備えられている。

図４は、この種の従来のマイクロ血球計数装置における測定部としてのセンサ部３０の構成を概略的に示すもので、この図において、３１はシリコン基板で、例えば厚さが５００μｍ、長さが１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度の大きさに形成されている。３２はシリコン基板３１の上面に、例えば、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）プロセスなどによる加工技術を用いて形成される適宜の深さの流路である。

前記流路３２は、そのほぼ中間において形成されて流路幅が狭くなった狭隘部としての３２ｃと、この狭隘部３２ｃの両側に形成されて流路幅が比較的幅広である、狭隘部３２ｃより上流側の流路３２ａおよび狭隘部３２ｃより下流側の流路３２ｂとからなる。なお、前記狭隘部３２ｃは、シリコン基板３１の上方から流路３２を覆うようにしてシリコン基板３１に密着するように設けられるガラス板などの蓋体（図示していない）の下面と共働してアパーチャを構成する。以下、狭隘部３２ｃをアパーチャとも呼ぶ。

３３は上流側の流路３２ａの底部の表面に形成される電極であり、３４は下流側の流路３２ｂの底部の表面に形成される電極である。これらの電極３３，３４は、検出回路３５に接続されており、検体血液Ｓがアパーチャ３２ｃを通過するときに生ずるインピーダンス変化を検出するように構成されている。

上記構成のマイクロ血球計数装置のセンサ３０部において、検体血液Ｓの測定を行う場合、適宜の希釈液で希釈された検体血液Ｓがサンプル導入口（図示していない）から上流側の流路３２ａに導入される。そして、この検体血液Ｓが上流側の流路３２ａからアパーチャ３２ｃを通過して下流側の流路３２ｂに導入され、サンプル流出口（図示していない）から導出される。

ここで、検体血液Ｓがアパーチャ３２ｃを通過するとき、電極３３，３４間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化を示す検出信号が計器本体（図示していない）に入力され、計器本体において所定の演算が行われることによって、赤血球、白血球、血小板などの血球が計数される。
特開２００２−２７７３８０号公報

ところで、電気抵抗法に則って血球を計数する血球計数装置においては、流入する検体血液Ｓの流量が明確になれば、その測定精度が向上する。このため、
（１）センサ部に流入する検体血液の流速は常に一定であると考え、測定時間に想定される流速を乗ずることにより流量を決定する手法や、
（２）センサ部とは別に流量センサを設け、検体血液の流量を実測する手法や、
（３）一定時間ごとに校正用サンプルを用いて流量校正を行う手法
などが考えられる。

しかしながら、上記（１）の手法では、流量が変化すると測定値がバラツクといった欠点があり、前記（２）の手法では、センサ部以外に流量センサを別途設ける必要があり、それだけ大掛かりになり、特に、前記図３に示したような掌上に置くことができる所謂パームトップタイプのマイクロ血球計数装置には不向きである。さらに、前記（３）の手法では、例えばディスポーザブルなセンサのように測定ごとに出力がバラツクような場合には不向きであり、この場合、毎回校正する必要があり、非常に煩雑である。

この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、流量センサなどを用いることなく、きわめて簡単に検体血液の流量測定を行うことができる再現性に優れた血球計数装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明は、流路の途中にアパ−チャを形成するとともに前記流路内に二個の電極を設けてなるセンサ部を備え、このセンサ部に対して希釈液中に血液を希釈させた検体血液を供給して一方の流路側からアパーチャを経て他方の流路側に移動させ、前記検体血液が前記アパ−チャを通過するときに生ずるインピーダンス変化を前記電極によって検出し、この検出結果に基づいて前記血液中の血球数を計数するようにした血球計数装置において、前記検体血液中に粒径が既知である標準粒子を一定量混入し、この標準粒子を混入した検体血液を前記センサ部に供給して前記標準粒子の数を計数し、その計数結果に基づいて前記検体血液の流量を測定するようにしたことを特徴としている（請求項１）。

前記血球計数装置において、標準粒子の出力と血球の出力との比較結果に基づいて血球サイズの測定を行うようにしてもよい（請求項２）。

前記血球計数装置において、センサ部がパームトップタイプまたは／およびディスポーザブルタイプであってもよい（請求項３）。

この発明の血球計数装置においては、流量センサなどを用いなくても検体血液の流量測定を行うことができ、しかも、きわめて簡単かつ再現性よく所望の流量測定を行うことができる。そして、標準粒子の信号強度を同時に測定することができるので、標準粒子の出力と血球の出力との比較結果に基づいて血球サイズの測定を行うことができる。また、この発明においては、センサ以外に流量センサを別途設ける必要ないので、ディスポーザブルでパームトップタイプのマイクロ血球計数装置に好適に適用することができる。

図１および図２は、この発明の一つの実施例を示す。そして、図１は、この発明の血球計数装置としてのマイクロ血球計数装置の全体構成を概略的に示す図であり、図２は、前記マイクロ血球計数装置の作動原理を説明するための図である。

図１において、１はセンサで、前記図４に示したセンサ３０と同様の構成を備えており、パームトップ型かつディスポーザブルタイプに構成されている。２はこのセンサ１を制御したりセンサ１からの検出信号を適宜処理する演算制御機能を有する演算制御装置としてのパソコンである。３はパソコン２とセンサ１とを着脱自在に接続するための信号ケーブルで、特に、センサ１とはコネクタ３ａを介して着脱自在に接続できるように構成されている。

前記センサ１の一端には、検体血液Ｓを供給するためのサンプル供給路４が着脱自在に接続され、他端には、測定済みの検体血液Ｓを排出するサンプル排出路５が着脱自在に接続されている。これらのサンプル供給路４およびサンプル排出路５は、図３に示した上流側流路３２ａおよび下流側流路３２ｂにそれぞれ連なっている。

そして、センサ１の上流側に接続されるサンプル供給路４には、検体血液Ｓを収容するサンプル槽６が設けられている。また、センサ１の下流側に接続されるサンプル排出路５には、吸引ポンプ７が設けられ、さらにその下流側のサンプル排出路５の下流端は液回収槽８に接続されている。

前記サンプル槽６内には、例えば生理食塩水などの希釈液に血液を希釈させてなる一定量（１回の測定に見合う量）の検体血液Ｓに、粒径が既知である例えばポリスチレン製のの標準粒子９を一定量（１回の測定に見合う量）混入し、検体血液Ｓと標準粒子９とが混合された状態で収容される。この場合、標準粒子９としては、血液中の赤血球や白血球などの血球と異なる粒径のものが用いられ、このようなものとしては、赤血球や白血球よりの大径（例えば１２μｍ）の標準粒子９が用いられる。

上記構成の血球計数装置の作動について、図２をも参照しながら説明する。１回分の血液（例えば１ｍＬ）を所定量の希釈液と混合して検体血液Ｓとしたものをサンプル槽６内に収容する。そして、粒径が既知である（例えば１２μｍ）の標準粒子９を所定量（例えば１００個）サンプル槽６に収容する。この場合、検体血液Ｓ中において標準粒子９が均一に分布されるように十分攪拌しておくのが好ましい。これにより、所定量の標準粒子９を混入した検体血液Ｓがサンプル槽６内に収容される。

前記状態で、吸引ポンプ７を動作させると、サンプル槽６内の検体血液Ｓがサンプル供給路４を介してセンサ１方向に流れ、標準粒子９を含んだ検体血液Ｓが上流側の流路３２ａ（図４参照）からアパーチャ３２ｃ（図４参照）を通過して下流側の流路３２ｂ（図４参照）に導入され、サンプル流出口（図示していない）からサンプル排出路５に導出され、その下流側の液回収槽８に回収される。

そして、前記標準粒子９を含んだ検体血液Ｓがアパーチャ３２ｃを通過するとき、電極３３，３４間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化を示す検出信号がパソコン２に入力される。この場合、前記検出信号としては、例えば図２に示すようなパルス出力（電圧信号）Ｐ_B，Ｐ₉が得られる。

すなわち、前記図２において、横軸は経過時間を示し、縦軸は電圧の大きさを示すもので、標準粒子９を含んだ検体血液Ｓがアパーチャ３２ｃを通過するに際して、２種のパルス出力Ｐ_B，Ｐ₉が得られる。この実施例では、検体血液Ｓに対して、その血球よりの大径の標準粒子９を混入しているため、パルス出力Ｐ_B，Ｐ₉としては２種Ｐ_B，Ｐ₉が得られる。より具体的には、符号Ｐ₉で示すパルス信号が混入した標準粒子９に対応するものであり、電圧レベルＭ〜Ｈの間の大きさであり、符号Ｐ_Bで示すパルス信号が血球に対応するものであり、電圧レベルＬ〜Ｍの間の大きさである。

そして、所定時間内における電圧レベルＭ〜Ｈの間の大きさのパルス信号Ｐ₉の個数を計数することにより、測定に供された検体血液Ｓの流量を求めることができる。例えば、１０秒間に標準粒子９に対応するパルス信号Ｐ₉が５０個計数され、血球に対応するパルス信号Ｐ_Bが１００個計数されたものとする。前記標準粒子９は、全体として１００個あり、そのうちの５０個が計数されたことにより、センサ１を通過した検体血液Ｓは、０．５ｍＬ（＝１ｍＬ×５０／１００）となる。したがって、このときの血球の数に対応する数は１００個であるから、血球の個数（濃度）は、２００個／ｍＬ（＝１００×１／０．５）となる。

上述のように、検体血液Ｓ中に粒径が既知である標準粒子９を一定量混入したものをセンサ１に供給し、前記標準粒子９の一定時間内におけるセンサ１を通過する個数を計数することにより、前記一定時間内おいてセンサ１を通過した（供給された）検体血液Ｓの量、つまり、流量を求めることができる。

そして、前記パルス信号Ｐ₉，Ｐ_Bのパルス高さと標準粒子９および血球の体積とが比例していることから、標準粒子９、血球にそれぞれ対応するパルス信号Ｐ₉，Ｐ_Bの信号強度を測定し、これらの信号強度に基づいて血球の体積（血球の大きさ）を求めることができ、例えば白血球の場合、前記求められた体積（血球の大きさ）を用いて、溶血剤添加後の白血球容積ヒストグラム（粒径分布）を得ることができ、検体血液Ｓが正常であるか、リンパ球増多症であるか、好中球増多症かなどの診断に用いることができる。

図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、前記白血球容積ヒストグラムの例を示すもので、横軸が容積を、縦軸が相対度数を表し、それぞれ、正常検体、リンパ球増多症検体、好中球増多症検体を示している。

上述したように、この発明の血球計数装置においては、流量センサなどを用いなくても検体血液Ｓの流量測定を簡単かつ再現性よく行うことができる。そして、標準粒子９および血球にそれぞれ対応するパルス信号Ｐ₉，Ｐ_Bの信号強度から検体血液Ｓにおける血球粒子の大きさを併せて測定することができるので、その測定結果を検体血液Ｓの診断に用いることができる。

この発明の血球計数装置としてのマイクロ血球計数装置の全体構成を概略的に示す図である。前記マイクロ血球計数装置の作動原理を説明するための図である。前記マイクロ血球計数装置によって求められた血球の大きさに基づいて得られる白血球容積ヒストグラムの例を示す図である。前記マイクロ血球計数装置のセンサ部の一例を示す図である。

符号の説明

１センサ部９標準粒子３２流路３２ｃアパ−チャ３３，３４電極Ｓ検体血液

Claims

流路の途中にアパ−チャを形成するとともに前記流路内に二個の電極を設けてなるセンサ部を備え、このセンサ部に対して希釈液中に血液を希釈させた検体血液を供給して一方の流路側からアパーチャを経て他方の流路側に移動させ、前記検体血液が前記アパ−チャを通過するときに生ずるインピーダンス変化を前記電極によって検出し、この検出結果に基づいて前記血液中の血球数を計数するようにした血球計数装置において、前記検体血液中に粒径が既知である標準粒子を一定量混入し、この標準粒子を混入した検体血液を前記センサ部に供給して前記標準粒子の数を計数し、その計数結果に基づいて前記検体血液の流量を測定するようにしたことを特徴とする血球計数装置。
標準粒子の出力と血球の出力との比較結果に基づいて血球サイズの測定を行う請求項１に記載の血球計数装置。
センサ部がパームトップタイプまたは／およびディスポーザブルタイプである請求項１または２に記載の血球計数装置。