JP2635125B2 - 核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法 - Google Patents
核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
- G01N15/1456—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
-
- G—PHYSICS
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- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
- G01N2015/1477—Multiparameters
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、血液等液体試料を適宜調製して白血球等の
粒子を検出領域に流し粒子に対応した信号を検出しその
粒子信号を処理することにより粒子の核の分葉指数を測
定し得る粒子分析装置及び方法に関する。
粒子を検出領域に流し粒子に対応した信号を検出しその
粒子信号を処理することにより粒子の核の分葉指数を測
定し得る粒子分析装置及び方法に関する。
ヒトの血液中に存在する白血球は、リンパ球、単球、
好中球、好酸球、好塩基球に分類され、これらの種類に
応じた粒子数または含有比率を求めることは臨床検査上
有益なことである。そこで自動的に白血球の分類・計数
を行うために、血液を希釈液で希釈し、この血球浮遊液
を検出部に供給することにより、血液が検出部を通過す
る際に発生する電気的または光学的変化を検出し、分類
・計数する装置が従来から用いられている。
好中球、好酸球、好塩基球に分類され、これらの種類に
応じた粒子数または含有比率を求めることは臨床検査上
有益なことである。そこで自動的に白血球の分類・計数
を行うために、血液を希釈液で希釈し、この血球浮遊液
を検出部に供給することにより、血液が検出部を通過す
る際に発生する電気的または光学的変化を検出し、分類
・計数する装置が従来から用いられている。
第１の従来の装置としては、赤血球を溶血剤で破壊し
白血球のみが浮遊した電解液を、細孔を設けた検出器に
流し、白血球が通過する際に生ずる細孔部の電気的イン
ピーダンス（例えば電気抵抗）の変化を検出するものが
ある。この装置では検出された信号の大きさの違いによ
り白血球の識別を行うことができる。
白血球のみが浮遊した電解液を、細孔を設けた検出器に
流し、白血球が通過する際に生ずる細孔部の電気的イン
ピーダンス（例えば電気抵抗）の変化を検出するものが
ある。この装置では検出された信号の大きさの違いによ
り白血球の識別を行うことができる。
第２の従来装置としては、フローセル中央部に血球の
浮遊液を細流にして流し、その細流部分に光を照射する
ことにより血球が通過する際に生ずる螢光や散乱光等の
光学的変化を検出するものがある。この装置では、白血
球に染色を施すことにより検出された螢光強度の違いや
散乱光強度の違いにより白血球の識別を行うことができ
る。
浮遊液を細流にして流し、その細流部分に光を照射する
ことにより血球が通過する際に生ずる螢光や散乱光等の
光学的変化を検出するものがある。この装置では、白血
球に染色を施すことにより検出された螢光強度の違いや
散乱光強度の違いにより白血球の識別を行うことができ
る。
ところで、第１の従来装置の検出部である細孔部は、
粒子の大きさに比べてかなり大きな領域である。このた
め、粒子をマスロ的にしか検出できない。例えば、直径
数μｍの粒子を検出する場合には、詰りを予防するため
に数10〜100μｍ程度の孔径及びパス長を有する細孔が
必要である。また、得られるのは粒子の大きさに関する
情報のみである。
粒子の大きさに比べてかなり大きな領域である。このた
め、粒子をマスロ的にしか検出できない。例えば、直径
数μｍの粒子を検出する場合には、詰りを予防するため
に数10〜100μｍ程度の孔径及びパス長を有する細孔が
必要である。また、得られるのは粒子の大きさに関する
情報のみである。
一方、第２の装置の場合、照射する光束を絞ることに
より検出領域を粒子よりも小さくすることが可能であ
る。このように検出領域を小さくすることにより、粒子
をミクロ的に検出することができる。つまり、粒子の持
っている固有の各種の特徴をより細かく検出し、これら
から多くの情報を抽出することができることになる。
より検出領域を粒子よりも小さくすることが可能であ
る。このように検出領域を小さくすることにより、粒子
をミクロ的に検出することができる。つまり、粒子の持
っている固有の各種の特徴をより細かく検出し、これら
から多くの情報を抽出することができることになる。
例えば、野村義夫「電総研彙報」、44巻、３号、185
〜186頁やエル・エル・ウィーリス（L.L.Wheeless）他
「フローサイトメトリー・アンド・ソーティング（Flow
Cytometry and Sorting）」125−135頁に記載されたよ
うな、スリット状のレーザー・ビームを照射する装置が
ある。これは第10図に示すように、細胞の流れる方向に
垂直な方向から幅約４μｍのスリット状のレーザー・ビ
ーム124を照射し、細胞がレーザー・ビーム124を横切る
時の螢光プロフィールを計測するものである。このよう
にして検出された信号を第11図に示す。信号の幅Ｃ、Ｎ
はそれぞれ細胞120の径、核122の径に相当する。よっ
て、N/Cにより核径対細胞径の比率が求められる。スリ
ット・ビームを用いることにより、他の多核細胞か否か
等も計測可能である。
〜186頁やエル・エル・ウィーリス（L.L.Wheeless）他
「フローサイトメトリー・アンド・ソーティング（Flow
Cytometry and Sorting）」125−135頁に記載されたよ
うな、スリット状のレーザー・ビームを照射する装置が
ある。これは第10図に示すように、細胞の流れる方向に
垂直な方向から幅約４μｍのスリット状のレーザー・ビ
ーム124を照射し、細胞がレーザー・ビーム124を横切る
時の螢光プロフィールを計測するものである。このよう
にして検出された信号を第11図に示す。信号の幅Ｃ、Ｎ
はそれぞれ細胞120の径、核122の径に相当する。よっ
て、N/Cにより核径対細胞径の比率が求められる。スリ
ット・ビームを用いることにより、他の多核細胞か否か
等も計測可能である。
また、エル・エル・ウィーリス（L.L.Wheeles）他
「サイトメトリー（Cytometry）」、５巻、１〜８頁に
は、細胞の向きに基因する検出誤差を防ぐためにスリッ
ト・ビームを含む平面上にＸ、Ｙ軸を取り、細胞の流れ
る方向をＺ軸とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の螢光プロフィール
を解析するＸ−Ｙ−Ｚスリット・スキャン方式を用い、
さらに、求められたN/C比と核螢光強度の両パラメータ
を用いて細胞の判別を行った例が記載されている。
「サイトメトリー（Cytometry）」、５巻、１〜８頁に
は、細胞の向きに基因する検出誤差を防ぐためにスリッ
ト・ビームを含む平面上にＸ、Ｙ軸を取り、細胞の流れ
る方向をＺ軸とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の螢光プロフィール
を解析するＸ−Ｙ−Ｚスリット・スキャン方式を用い、
さらに、求められたN/C比と核螢光強度の両パラメータ
を用いて細胞の判別を行った例が記載されている。
第１の装置の場合、前述のように粒子の大きさ情報し
か得られない。よって、白血球を分類・計数するために
は、各種類毎の白血球群を他の種類の白血球群と識別で
きる程度の大きさにする必要がある。このため、用いる
溶血剤を厳選し、また、温度等の測定条件を厳しく管理
した状態で測定しなければならない。しかしながら、元
々検出原理が粒子の大きさに基づいているため、粒子が
持っているいろいろな特徴を検出するには無理がある。
例えば、細胞核の分葉状態を検出するようなことはでき
ない。
か得られない。よって、白血球を分類・計数するために
は、各種類毎の白血球群を他の種類の白血球群と識別で
きる程度の大きさにする必要がある。このため、用いる
溶血剤を厳選し、また、温度等の測定条件を厳しく管理
した状態で測定しなければならない。しかしながら、元
々検出原理が粒子の大きさに基づいているため、粒子が
持っているいろいろな特徴を検出するには無理がある。
例えば、細胞核の分葉状態を検出するようなことはでき
ない。
第２の従来装置の場合、前述したように、検出領域を
小さくすることにより１個の粒子から多くの特徴を検出
できるという利点がある。しかし、先の文献では、白血
球の一つの特徴である白血球の核の分葉指数を求めるこ
とおよびそのための技法については全く記載されていな
い。
小さくすることにより１個の粒子から多くの特徴を検出
できるという利点がある。しかし、先の文献では、白血
球の一つの特徴である白血球の核の分葉指数を求めるこ
とおよびそのための技法については全く記載されていな
い。
白血球の顆粒球は成熟が進むにつれて核の分葉数が増
加する。第12図は金井正光他「臨床検査法堤要」第28
版、第６編50頁から引用した好中球の核の分葉の説明図
である。分葉数の少ない好中球が増加するのを核左方偏
移（left shift）といい、このとき白血球総数の増大が
見られる場合には骨髄機能が盛んであり白血病が考えら
れる。白血球総数の減少が見られる場合には、骨髄機能
の障害が考えられ感染症になりやすい。分葉数の多い好
中球が増加するのを核右方偏移（right shift）とい
い、この場合にも白血球総数が減少していることが多
く、これは悪性貧血等が考えられる。
加する。第12図は金井正光他「臨床検査法堤要」第28
版、第６編50頁から引用した好中球の核の分葉の説明図
である。分葉数の少ない好中球が増加するのを核左方偏
移（left shift）といい、このとき白血球総数の増大が
見られる場合には骨髄機能が盛んであり白血病が考えら
れる。白血球総数の減少が見られる場合には、骨髄機能
の障害が考えられ感染症になりやすい。分葉数の多い好
中球が増加するのを核右方偏移（right shift）とい
い、この場合にも白血球総数が減少していることが多
く、これは悪性貧血等が考えられる。
以上のように、検査によって各種白血球中の特定の細
胞核の分葉状態を知ることは臨床上大変意義のあること
である。
胞核の分葉状態を知ることは臨床上大変意義のあること
である。
本発明は、この要請に応えるためのものであり、レー
ザ光を細く絞り粒子に照射しその光軸に対し対称方向に
て検出された粒子信号を処理することにより白血球ごと
に細胞核の分葉状態を示す指数（分葉指数）を得ること
ができる装置及び方法を提供することを目的とする。
ザ光を細く絞り粒子に照射しその光軸に対し対称方向に
て検出された粒子信号を処理することにより白血球ごと
に細胞核の分葉状態を示す指数（分葉指数）を得ること
ができる装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の粒子分析装置及び方法は、粒子の流れ方向に
は狭く流れと直交する方向には広くレーザ光を照射した
場合に、粒子の核の形状が複雑になる程検出される信号
も複雑な波形になるという原理に基づき、検出信号の波
形の複雑さ等の特徴を抽出することにより粒子の核の分
葉指数を測定し白血球等の粒子分析をしようとするもの
である。
は狭く流れと直交する方向には広くレーザ光を照射した
場合に、粒子の核の形状が複雑になる程検出される信号
も複雑な波形になるという原理に基づき、検出信号の波
形の複雑さ等の特徴を抽出することにより粒子の核の分
葉指数を測定し白血球等の粒子分析をしようとするもの
である。
本発明の粒子分析技術は、浮懸した液体をシースフロ
ーで流し、流れ方向に粒子がほぼ整列して流れる領域
に、粒子の流れ方向と直交する方向からレーザ光を照射
することにより検出領域を形成し、粒子がこの検出領域
を１個ずつ通過することにより発生する散乱光や螢光等
の光学的変化を複数の場所で検出することにより、一つ
の粒子に対し複数種類の信号を得る粒子分析装置におい
て、 レーザ光を粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く
粒子の流れと直交する方向には粒子径より広く照射し、 レーザ光軸に対して対称方向に発生した側方散乱光を
それぞれ検出することにより一つの粒子に対し２種類の
粒子信号を検出し、 粒子の核の複雑性を求めるために、上記２種類の粒子
信号のうち少なくとも１種類の粒子信号に含まれている
高い周波数領域の成分の量を抽出する第１の特徴量抽出
手段と、粒子の核の対称性を求めるために、上記２種類
の粒子信号の差の量を抽出する第２の特徴量抽出手段
と、を設けてなることを特色とする。また、本発明の粒
子分析方法は、上記第１の特徴量抽出手段により得られ
た粒子の核の複雑性のデータ及び上記第２の特徴量抽出
手段により得られた粒子の核のデータを用いて、一つの
粒子の対称性ごとに核の分葉指数を得ることを特色とす
る。
ーで流し、流れ方向に粒子がほぼ整列して流れる領域
に、粒子の流れ方向と直交する方向からレーザ光を照射
することにより検出領域を形成し、粒子がこの検出領域
を１個ずつ通過することにより発生する散乱光や螢光等
の光学的変化を複数の場所で検出することにより、一つ
の粒子に対し複数種類の信号を得る粒子分析装置におい
て、 レーザ光を粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く
粒子の流れと直交する方向には粒子径より広く照射し、 レーザ光軸に対して対称方向に発生した側方散乱光を
それぞれ検出することにより一つの粒子に対し２種類の
粒子信号を検出し、 粒子の核の複雑性を求めるために、上記２種類の粒子
信号のうち少なくとも１種類の粒子信号に含まれている
高い周波数領域の成分の量を抽出する第１の特徴量抽出
手段と、粒子の核の対称性を求めるために、上記２種類
の粒子信号の差の量を抽出する第２の特徴量抽出手段
と、を設けてなることを特色とする。また、本発明の粒
子分析方法は、上記第１の特徴量抽出手段により得られ
た粒子の核の複雑性のデータ及び上記第２の特徴量抽出
手段により得られた粒子の核のデータを用いて、一つの
粒子の対称性ごとに核の分葉指数を得ることを特色とす
る。
粒子の核の複雑性を抽出するための第１の特徴量抽出
手段は、入力された粒子信号を微分する微分器と、この
微分器の出力側に接続され信号を全波整流する整流器64
と、整流器の出力側に接続され信号を積分する積分器
と、この積分器の出力側に接続され信号のアナログ量を
ディジタルデータに変換するA/D変換器と、により構成
することができる。
手段は、入力された粒子信号を微分する微分器と、この
微分器の出力側に接続され信号を全波整流する整流器64
と、整流器の出力側に接続され信号を積分する積分器
と、この積分器の出力側に接続され信号のアナログ量を
ディジタルデータに変換するA/D変換器と、により構成
することができる。
また、上記特徴量の抽出手段の機能をディジタル信号
処理によって実現するために、入力された粒子信号を等
時間クロックパルスでサンプリングし順次ディジタルデ
ータに変換するA/D変換器と、このA/D変換器の出力側に
接続されデータを一時的に記憶する記憶手段と、上記A/
D変換器の出力及び記憶手段の出力側に接続されA/D変換
器から出力される現時点のデータと、上記記憶手段から
出力される現時点よりも１クロック前の時点のデータと
の差の絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出
力側に接続されデータを順次累積加算する累算器と、に
より構成することができる。
処理によって実現するために、入力された粒子信号を等
時間クロックパルスでサンプリングし順次ディジタルデ
ータに変換するA/D変換器と、このA/D変換器の出力側に
接続されデータを一時的に記憶する記憶手段と、上記A/
D変換器の出力及び記憶手段の出力側に接続されA/D変換
器から出力される現時点のデータと、上記記憶手段から
出力される現時点よりも１クロック前の時点のデータと
の差の絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出
力側に接続されデータを順次累積加算する累算器と、に
より構成することができる。
また、粒子の核の対称性を抽出するための第２の特徴
量抽出手段としては、入力された２種類の粒子信号の差
をとる差分器と、この差分器の出力側に接続され信号を
全波整流する整流器と、この整流器の出力側に接続され
信号を積分する積分器と、積分器の出力側に接続され信
号のアナログ量をディジタルデータに変換するA/D変換
器と、により構成することができる。
量抽出手段としては、入力された２種類の粒子信号の差
をとる差分器と、この差分器の出力側に接続され信号を
全波整流する整流器と、この整流器の出力側に接続され
信号を積分する積分器と、積分器の出力側に接続され信
号のアナログ量をディジタルデータに変換するA/D変換
器と、により構成することができる。
また、上記の第２の特徴量抽出手段の機能をディジタ
ル信号処理によって実現するために、入力された２種類
の粒子信号を等時間のクロックパルスでそれぞれサンプ
リングし順次ディジタルデータに変換するA/D変換器
と、このA/D変換器の出力側に接続され両データの差の
絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出力側に
接続されデータを順次累積加算する累算器と、により構
成することができる。
ル信号処理によって実現するために、入力された２種類
の粒子信号を等時間のクロックパルスでそれぞれサンプ
リングし順次ディジタルデータに変換するA/D変換器
と、このA/D変換器の出力側に接続され両データの差の
絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出力側に
接続されデータを順次累積加算する累算器と、により構
成することができる。
血球粒子の浮懸液をシースフローで流し、照射幅が粒
子の流れ方向にはこの粒子の核の径より狭く粒子の流れ
と直交する方向には粒子径より広くレーザ光を照射し、
粒子がその照射領域である検出領域を通過することによ
り、粒子の核の構造に応じた散乱光が発生する。そこ
で、この光学的変化を検出することにより核の構造に関
する情報を内在した粒子信号を得ることができる。すな
わち、核の形状の複雑性は粒子信号の波形の複雑さと関
係がある。そこで、第１の特徴量抽出手段により粒子信
号波形に含まれている高い周波数領域の成分の量を抽出
することによりその波形の複雑さが抽出でき、粒子をあ
る側面から見た場合の核の複雑性を求めることができ
る。
子の流れ方向にはこの粒子の核の径より狭く粒子の流れ
と直交する方向には粒子径より広くレーザ光を照射し、
粒子がその照射領域である検出領域を通過することによ
り、粒子の核の構造に応じた散乱光が発生する。そこ
で、この光学的変化を検出することにより核の構造に関
する情報を内在した粒子信号を得ることができる。すな
わち、核の形状の複雑性は粒子信号の波形の複雑さと関
係がある。そこで、第１の特徴量抽出手段により粒子信
号波形に含まれている高い周波数領域の成分の量を抽出
することによりその波形の複雑さが抽出でき、粒子をあ
る側面から見た場合の核の複雑性を求めることができ
る。
一方、光学的変化を複数の場所で検出すれば、一つの
粒子を多側面から観測することができる。特に、照射領
域の粒子によりレーザ光軸に対して対称方向に発生され
た側方散乱光をそれぞれ検出し、得られた２種類の粒子
信号を比較すれば核の形状の対称性の度合がわかる。そ
こで、第２の特徴量抽出手段により上記２種類の粒子信
号の差の量が抽出され粒子の核の対称性が求められる。
また、第１、第２の特徴量抽出手段により得られた核の
複雑性、対称性のデータを用いれば、検出領域を通過す
る際の粒子の向きに関係なく、核の分葉指数を算出する
ことができる。
粒子を多側面から観測することができる。特に、照射領
域の粒子によりレーザ光軸に対して対称方向に発生され
た側方散乱光をそれぞれ検出し、得られた２種類の粒子
信号を比較すれば核の形状の対称性の度合がわかる。そ
こで、第２の特徴量抽出手段により上記２種類の粒子信
号の差の量が抽出され粒子の核の対称性が求められる。
また、第１、第２の特徴量抽出手段により得られた核の
複雑性、対称性のデータを用いれば、検出領域を通過す
る際の粒子の向きに関係なく、核の分葉指数を算出する
ことができる。
ところで後述の本発明の実施例に即してさらに上記作
用を説明すると次のようである。
用を説明すると次のようである。
粒子信号は微分器62により微分されることにより高い
周波数領域の成分が取り出される。次に、この高い周波
数領域の成分に関連する微分信号は整流器64により全波
整流され、さらに積分器66により積分され、これによっ
て微分信号の波形の面積が求められる。つまり、積分器
66には粒子信号波形の複雑性の量が出力される。そこ
で、A/D変換器68によりそのアナログ量がディジタルデ
ータに変換され数値化されることにより、粒子信号に含
まれている高い周波数領域の成分の量が抽出される。
周波数領域の成分が取り出される。次に、この高い周波
数領域の成分に関連する微分信号は整流器64により全波
整流され、さらに積分器66により積分され、これによっ
て微分信号の波形の面積が求められる。つまり、積分器
66には粒子信号波形の複雑性の量が出力される。そこ
で、A/D変換器68によりそのアナログ量がディジタルデ
ータに変換され数値化されることにより、粒子信号に含
まれている高い周波数領域の成分の量が抽出される。
粒子信号はA/D変換器80により等時間クロックでサン
プリングされ順次ディジタルデータに変換される。この
データは順次記憶手段82により一時的に保持された後順
次出力される。A/D変換器80によりディジタル化された
現時点のデータと記憶手段82から出力された現時点より
１クロック前の時点のデータとの差の絶対値が引算器84
により順次算出される。上記差の絶対値は累算器86によ
り順次累積加算され数値化されることにより粒子信号に
含まれている高い周波数領域の成分の量が抽出される。
プリングされ順次ディジタルデータに変換される。この
データは順次記憶手段82により一時的に保持された後順
次出力される。A/D変換器80によりディジタル化された
現時点のデータと記憶手段82から出力された現時点より
１クロック前の時点のデータとの差の絶対値が引算器84
により順次算出される。上記差の絶対値は累算器86によ
り順次累積加算され数値化されることにより粒子信号に
含まれている高い周波数領域の成分の量が抽出される。
２種類の粒子信号は差分器70によりその差がとられ
る。次に、その差の信号が整流器72により全波整流さ
れ、さらに、積分器74により積分されることにより差の
信号の波形面積が求められる。つまり、積分器74には粒
子信号波形の差の量を示す信号が出力される。そこで、
A/D変換器76によりそのアナログ量がディジタルデータ
に変換され数値化されることにより２種類の粒子信号の
差の量が抽出される。
る。次に、その差の信号が整流器72により全波整流さ
れ、さらに、積分器74により積分されることにより差の
信号の波形面積が求められる。つまり、積分器74には粒
子信号波形の差の量を示す信号が出力される。そこで、
A/D変換器76によりそのアナログ量がディジタルデータ
に変換され数値化されることにより２種類の粒子信号の
差の量が抽出される。
２種類の粒子信号はA/D変換器80、88によりそれぞれ
サンプリングされ順次ディジタルデータに変換される。
両データの差の絶対値が引算器90により順次算出され
る。累算器92により上記差の絶対値が順次累積加算され
数値化されることにより２種類の粒子信号の差の量が抽
出される。
サンプリングされ順次ディジタルデータに変換される。
両データの差の絶対値が引算器90により順次算出され
る。累算器92により上記差の絶対値が順次累積加算され
数値化されることにより２種類の粒子信号の差の量が抽
出される。
上記差の量は粒子の核の分葉指数と関係づけられて粒
子分析の資料とされる。
子分析の資料とされる。
第１図は、本発明の粒子分析装置における、一つの粒
子に対し複数種類の粒子信号を得るための光学系の一例
を示す概略図である。アルゴンイオンレーザ10から、第
１図右方向（＋（プラス）×軸方向）に発せられたレー
ザ光12は、フローセル16中央部を紙面に垂直の方向（＋
Ｚ軸、又は−（マイナス）Ｚ軸方向）に流れる血液等の
検体試料に照射される。レーザ光12はレンズ14により集
光され、フローセル16中央部にて上下方向（＋Ｙ軸、−
Ｙ軸方向）には粒子の径より広く100〜150μｍ程度に、
＋Ｚ軸、−Ｚ軸方向には粒子の核の径より狭く２〜３μ
ｍ程度に絞って照射される。
子に対し複数種類の粒子信号を得るための光学系の一例
を示す概略図である。アルゴンイオンレーザ10から、第
１図右方向（＋（プラス）×軸方向）に発せられたレー
ザ光12は、フローセル16中央部を紙面に垂直の方向（＋
Ｚ軸、又は−（マイナス）Ｚ軸方向）に流れる血液等の
検体試料に照射される。レーザ光12はレンズ14により集
光され、フローセル16中央部にて上下方向（＋Ｙ軸、−
Ｙ軸方向）には粒子の径より広く100〜150μｍ程度に、
＋Ｚ軸、−Ｚ軸方向には粒子の核の径より狭く２〜３μ
ｍ程度に絞って照射される。
ここでは、白血球の特徴と個数を計測しようとしてい
るため、フローセル16に流す血液試料には次の（イ）、
（ロ）の条件が望まれる。
るため、フローセル16に流す血液試料には次の（イ）、
（ロ）の条件が望まれる。
（イ）試料中には白血球と比べて圧倒的多数である赤血
球が破壊されて混在しており、これが白血球の計測に支
障を来たさないこと。
球が破壊されて混在しており、これが白血球の計測に支
障を来たさないこと。
（ロ）赤血球の破壊処理により白血球の形態変化（膨潤
や収縮、変形等）が生じないこと。
や収縮、変形等）が生じないこと。
そこで、試料に酸性（例えばph4.5）で低張（例えば
浸透圧50mOsm/kg）の第１液を加えインキュベート（例
えば25℃、20秒間）した後、アルカリ性（例えばpH9.8
〜9.9）で高張（例えば浸透圧2200mOsm/kg）の第２液を
加えインキュベート（例えば25℃、40秒間）し等張（浸
透圧286mOsm/kg）に戻す処理を行うことが好ましい。赤
血球は抵抗力が弱いので、この酸性低張処理により破壊
され、他方白血球は抵抗力が強いので破壊されずに残
る。なお、第１液に白血球の核を染める螢光染料が含有
されていてもよい。
浸透圧50mOsm/kg）の第１液を加えインキュベート（例
えば25℃、20秒間）した後、アルカリ性（例えばpH9.8
〜9.9）で高張（例えば浸透圧2200mOsm/kg）の第２液を
加えインキュベート（例えば25℃、40秒間）し等張（浸
透圧286mOsm/kg）に戻す処理を行うことが好ましい。赤
血球は抵抗力が弱いので、この酸性低張処理により破壊
され、他方白血球は抵抗力が強いので破壊されずに残
る。なお、第１液に白血球の核を染める螢光染料が含有
されていてもよい。
試料は周囲をシース液で包まれフローセル16中央部を
細流となって流される。白血球がレーザ光の照射領域で
ある検出領域を流れ方向にほぼ整列して１個ずつ通過す
ることにより、粒子の核の構造に応じて散乱光や螢光が
各方向に発せられる。核の構造が複雑であれば複雑な光
信号が発せられる。
細流となって流される。白血球がレーザ光の照射領域で
ある検出領域を流れ方向にほぼ整列して１個ずつ通過す
ることにより、粒子の核の構造に応じて散乱光や螢光が
各方向に発せられる。核の構造が複雑であれば複雑な光
信号が発せられる。
前方（＋Ｘ軸の方向）に発せられた前方散乱光20は一
部遮光板で遮光され（レンズ18により集光され）オトダ
イオードD1で検出される。一方の側方（＋Ｙ軸方向）に
発せられた側方散乱光26、螢光30、34はレンズ22により
集光され、散乱光26は、波長を選択して透過、反射ので
きるダイクロイックミラー24に反射し光電子増倍管D2で
検出される。螢光30、34はダイクロイックミラー24を透
過する。赤色螢光30はダイクロイックミラー28で反射し
光電子増倍管D3で検出される。緑色螢光34はダイクロイ
ックミラー28を透過し、ダイクロイックミラー32で反射
して光電子増倍管D4で検出される。
部遮光板で遮光され（レンズ18により集光され）オトダ
イオードD1で検出される。一方の側方（＋Ｙ軸方向）に
発せられた側方散乱光26、螢光30、34はレンズ22により
集光され、散乱光26は、波長を選択して透過、反射ので
きるダイクロイックミラー24に反射し光電子増倍管D2で
検出される。螢光30、34はダイクロイックミラー24を透
過する。赤色螢光30はダイクロイックミラー28で反射し
光電子増倍管D3で検出される。緑色螢光34はダイクロイ
ックミラー28を透過し、ダイクロイックミラー32で反射
して光電子増倍管D4で検出される。
レーザの光軸に対して一方の側方と対称の方向である
他方の側方（−Ｙ軸方向）に発せられた側方散乱光40は
レンズ36により集光されダイクロイックミラー38により
反射されて光電子増倍管D5で検出される。
他方の側方（−Ｙ軸方向）に発せられた側方散乱光40は
レンズ36により集光されダイクロイックミラー38により
反射されて光電子増倍管D5で検出される。
このように検出領域を通過する一つの粒子に対して複
雑種類の信号が得られる。検出された複数種類の粒子信
号は信号処理部42へ送られて分析される。本実施例にお
いて、＋Ｙ軸方向の側方散乱光26、−Ｙ軸方向の側方散
乱光40をそれぞれ受光素子D2、D5で検出し、得られる２
種類の粒子信号を用いて、白血球の核の分葉指数を求め
る。
雑種類の信号が得られる。検出された複数種類の粒子信
号は信号処理部42へ送られて分析される。本実施例にお
いて、＋Ｙ軸方向の側方散乱光26、−Ｙ軸方向の側方散
乱光40をそれぞれ受光素子D2、D5で検出し、得られる２
種類の粒子信号を用いて、白血球の核の分葉指数を求め
る。
通常、核の形状が複雑であれば複雑な波形の粒子信号
が得られる。そこで、粒子信号を第１の特徴量抽出手段
に入力し、信号波形の複雑さを抽出することにより核の
形状の複雑性を知ることができる。ところが、一方向の
散乱光を検出するだけではある側面から見た場合の核の
複雑性しかわからないため、そのデータのみを用いて核
の分葉指数を求めた場合には測定誤差が生じる。よっ
て、誤差を少なくするため複数方向の散乱光を検出する
必要がある。散乱光を検出する場所が多ければ多い程よ
り正しく核の形状を知ることができる。しかし、それに
応じてコストがかかる。そこで、鋭意研究の結果、レー
ザ光軸に対して対称方向に発せられた散乱光を検出する
ようにすれば、複雑な機器及び操作性を要することなく
またコストがあまりかからず粒子分析の計測精度が著し
く向上することが判明した。
が得られる。そこで、粒子信号を第１の特徴量抽出手段
に入力し、信号波形の複雑さを抽出することにより核の
形状の複雑性を知ることができる。ところが、一方向の
散乱光を検出するだけではある側面から見た場合の核の
複雑性しかわからないため、そのデータのみを用いて核
の分葉指数を求めた場合には測定誤差が生じる。よっ
て、誤差を少なくするため複数方向の散乱光を検出する
必要がある。散乱光を検出する場所が多ければ多い程よ
り正しく核の形状を知ることができる。しかし、それに
応じてコストがかかる。そこで、鋭意研究の結果、レー
ザ光軸に対して対称方向に発せられた散乱光を検出する
ようにすれば、複雑な機器及び操作性を要することなく
またコストがあまりかからず粒子分析の計測精度が著し
く向上することが判明した。
対称方向の散乱光を検出して得られた粒子信号は、粒
子を光軸に対して対称な位置から見た核の形状情報を含
んでいると考えられ、 第２の特徴量抽出手段によりこの両粒子信号を比較す
ることにより核の対称性を知ることができる。そして、
前述の核の複雑性のデータと上記の核の対称性のデータ
を用いれば、検出領域を通過する粒子の向きに関係な
く、核の形状を好適に知ることができることが判明し
た。
子を光軸に対して対称な位置から見た核の形状情報を含
んでいると考えられ、 第２の特徴量抽出手段によりこの両粒子信号を比較す
ることにより核の対称性を知ることができる。そして、
前述の核の複雑性のデータと上記の核の対称性のデータ
を用いれば、検出領域を通過する粒子の向きに関係な
く、核の形状を好適に知ることができることが判明し
た。
ところで、第１図に示すように、にレーザ光軸に対し
90度方向（＋Ｙ軸方向）の散乱光26と−90度方向（−Ｙ
軸方向）の散乱光40を検出する場合には、特に核の対称
性がよくわかる。
90度方向（＋Ｙ軸方向）の散乱光26と−90度方向（−Ｙ
軸方向）の散乱光40を検出する場合には、特に核の対称
性がよくわかる。
次に、粒子内部の核の複雑性、核の対称性を求めるた
めの具体的な手段の例について説明する。第２図は、核
の複雑性を求めるための第１の特徴量抽出手段50と核の
対称性を求めるための第２の特徴量抽出手段52の一実施
例のブロック図である。＋Ｙ軸方向の散乱光を検出して
得られた粒子信号（以後第１の粒子信号と呼ぶ）は微分
器62に入力される。第６図に示すように、核の分葉が進
行した白血球の場合、その粒子信号はS1のように凹凸の
激しい複雑な波形となり、分葉の進行していない白血球
の場合にはその粒子信号はS2のように滑らかな波形とな
る。粒子信号S1、S2は微分器62により微分されることに
より、それぞれ粒子信号中の高い周波数領域の成分が強
調されそれぞれ第７図に示す信号S1a、S2aが取り出され
る。この微分信号S1a、S2aの面積（斜線部分）はそれぞ
れ粒子信号S1、S2の複雑性に対応している。そこで、微
分信号S1a、S2aを整流器64で全波整流し、さらに積分器
66で積分することにより上記面積に対応したアナログ信
号が得られる。その信号がA/D変換器68でディジタルデ
ータに変換されることにより、第１の粒子信号の波形の
複雑性が簡単かつ適確に数値化される。その後、各素子
は初期状態に戻る。
めの具体的な手段の例について説明する。第２図は、核
の複雑性を求めるための第１の特徴量抽出手段50と核の
対称性を求めるための第２の特徴量抽出手段52の一実施
例のブロック図である。＋Ｙ軸方向の散乱光を検出して
得られた粒子信号（以後第１の粒子信号と呼ぶ）は微分
器62に入力される。第６図に示すように、核の分葉が進
行した白血球の場合、その粒子信号はS1のように凹凸の
激しい複雑な波形となり、分葉の進行していない白血球
の場合にはその粒子信号はS2のように滑らかな波形とな
る。粒子信号S1、S2は微分器62により微分されることに
より、それぞれ粒子信号中の高い周波数領域の成分が強
調されそれぞれ第７図に示す信号S1a、S2aが取り出され
る。この微分信号S1a、S2aの面積（斜線部分）はそれぞ
れ粒子信号S1、S2の複雑性に対応している。そこで、微
分信号S1a、S2aを整流器64で全波整流し、さらに積分器
66で積分することにより上記面積に対応したアナログ信
号が得られる。その信号がA/D変換器68でディジタルデ
ータに変換されることにより、第１の粒子信号の波形の
複雑性が簡単かつ適確に数値化される。その後、各素子
は初期状態に戻る。
−Ｙ軸方向の散乱光を検出して得られた粒子信号（以
後第２の粒子信号と呼ぶ）は第１の粒子信号との差を求
めるために用いる。第８図に示すように、第１の粒子信
号S3と第２の粒子信号S4との差は斜線で示す面積に対応
している。第１の粒子信号と第２の粒子信号は共に差分
器70に入力されてその差がとられ、整流器72で全波整流
された後積分器74で積分され、A/D変換器76でディジタ
ルデータに変換されることにより、第１の粒子信号と第
２の粒子信号の差の量が簡単にかつ良好に数値化され
る。その後、各素子は初期状態に戻る。以上のようにし
て２種類の粒子信号から抽出され数値化された、粒子内
部の核の複雑性のデータＦ（１）、対称性のデータＴ
（1,2）から演算により１個の白血球ごとに分葉状態を
示す分葉指数Ｂが定義され求められる。例えば、Ｂ＝Ｋ
｛Ｆ（１）＋Ｔ（1,2）｝＋Ｃや とすることができる。
後第２の粒子信号と呼ぶ）は第１の粒子信号との差を求
めるために用いる。第８図に示すように、第１の粒子信
号S3と第２の粒子信号S4との差は斜線で示す面積に対応
している。第１の粒子信号と第２の粒子信号は共に差分
器70に入力されてその差がとられ、整流器72で全波整流
された後積分器74で積分され、A/D変換器76でディジタ
ルデータに変換されることにより、第１の粒子信号と第
２の粒子信号の差の量が簡単にかつ良好に数値化され
る。その後、各素子は初期状態に戻る。以上のようにし
て２種類の粒子信号から抽出され数値化された、粒子内
部の核の複雑性のデータＦ（１）、対称性のデータＴ
（1,2）から演算により１個の白血球ごとに分葉状態を
示す分葉指数Ｂが定義され求められる。例えば、Ｂ＝Ｋ
｛Ｆ（１）＋Ｔ（1,2）｝＋Ｃや とすることができる。
あるいはまた、第２の粒子信号についても第１の特徴
量の抽出手段を用いて複雑性を求め、第１の粒子信号か
ら得られた複数性のデータＦ（１）、第２の粒子信号か
ら得られた複雑性のデータＦ（２）を用いることもでき
る。例えば、分葉指数Ｂは、 もしくは 又は、Ｂ＝Ｋ｛Max（Ｆ（１）、Ｆ（２））＋Ｔ（1,
2）｝Ｃもしくは とすることもできる。ただし、Max（Ｆ（１）、 である。また、Ｂ＝Ｋ｛Ｆ（１）＋Ｆ（２）｝＋Ｃもし
くは としてもある程度良好に核の分葉指数を表わすことがで
きる。ただしＫ、Ｃはそれぞれ定数である。
量の抽出手段を用いて複雑性を求め、第１の粒子信号か
ら得られた複数性のデータＦ（１）、第２の粒子信号か
ら得られた複雑性のデータＦ（２）を用いることもでき
る。例えば、分葉指数Ｂは、 もしくは 又は、Ｂ＝Ｋ｛Max（Ｆ（１）、Ｆ（２））＋Ｔ（1,
2）｝Ｃもしくは とすることもできる。ただし、Max（Ｆ（１）、 である。また、Ｂ＝Ｋ｛Ｆ（１）＋Ｆ（２）｝＋Ｃもし
くは としてもある程度良好に核の分葉指数を表わすことがで
きる。ただしＫ、Ｃはそれぞれ定数である。
第３図は、第２図における信号処理をディジタル信号
処理によって実現したものであり、技術的思想は第２図
のブロック図のそれと同じである。
処理によって実現したものであり、技術的思想は第２図
のブロック図のそれと同じである。
粒子信号の変化よりも充分速い等時間間隔のクロック
パルスがクロック発生器78から供給されている。第１の
粒子信号は高速A/D変換器80に入力され、第２の粒子信
号は高速A/D変換器88に入力され、いずれも上記等時間
クロックパルスごとに各粒子信号がサンプリングされデ
ィジタルデータに変換される。その第１の粒子信号のサ
ンプリングデータは一時記憶手段であるバッファ82に入
力され、クロックごとにデータが一時的に保持され出力
される。A/D変換器80から出力される現時点のサンプリ
ングデータ及びバッファ82から出力される現時点より１
クロック前の時点のサンプリングデータは引算器84に入
力され、両者の差の絶対値が出力される。引算器84は例
えば、補数による加算による計算を行うことができる。
例としてバッファ82からのサンプリングデータを２の補
数で表現しなおし、A/D変換器80からのサンプリングデ
ータと加算することにより減算処理を行う。処理結果の
正負は符号ビットにて検出する。負の場合には、２の補
数で表現しなおして絶対値化する。このようにして、両
データ（現時点のサンプリングデータと現時点より一つ
前のサンプリングデータ）の差の絶対値が求められる。
引算器84から出力されるデータは累算器86に入力され累
積加算される。その後各素子は初期状態に戻る。
パルスがクロック発生器78から供給されている。第１の
粒子信号は高速A/D変換器80に入力され、第２の粒子信
号は高速A/D変換器88に入力され、いずれも上記等時間
クロックパルスごとに各粒子信号がサンプリングされデ
ィジタルデータに変換される。その第１の粒子信号のサ
ンプリングデータは一時記憶手段であるバッファ82に入
力され、クロックごとにデータが一時的に保持され出力
される。A/D変換器80から出力される現時点のサンプリ
ングデータ及びバッファ82から出力される現時点より１
クロック前の時点のサンプリングデータは引算器84に入
力され、両者の差の絶対値が出力される。引算器84は例
えば、補数による加算による計算を行うことができる。
例としてバッファ82からのサンプリングデータを２の補
数で表現しなおし、A/D変換器80からのサンプリングデ
ータと加算することにより減算処理を行う。処理結果の
正負は符号ビットにて検出する。負の場合には、２の補
数で表現しなおして絶対値化する。このようにして、両
データ（現時点のサンプリングデータと現時点より一つ
前のサンプリングデータ）の差の絶対値が求められる。
引算器84から出力されるデータは累算器86に入力され累
積加算される。その後各素子は初期状態に戻る。
第13図は以上を説明するための図であり、粒子信号S6
はサンプリングクロックごとにサンプリングされA/D変
換されて粒子信号のディジタルデータＤ（１）、Ｄ
（２）、……、Ｄ（Ｎ）が順次得られる。このデータは
バッファ82、引算器84により順次|D（ｋ）−Ｄ（ｋ−
１）｜なる差の絶対値が求められる。ただし、ｋ＝1,2,
……、Ｎである。そして、累算器86により なる累算値が求められる。
はサンプリングクロックごとにサンプリングされA/D変
換されて粒子信号のディジタルデータＤ（１）、Ｄ
（２）、……、Ｄ（Ｎ）が順次得られる。このデータは
バッファ82、引算器84により順次|D（ｋ）−Ｄ（ｋ−
１）｜なる差の絶対値が求められる。ただし、ｋ＝1,2,
……、Ｎである。そして、累算器86により なる累算値が求められる。
A/D変換器80、A/D変換器88からそれぞれ出力される第
１の粒子信号のサンプリングデータ、第２の粒子信号の
サンプリングデータは引算器90に入力され、前述と同様
に、両データの差の絶対値が求められ、累算器92により
累算加算される。このように、ディジタル信号処理をす
ることにより計測精度が良くなりノイズにも強くなる。
１の粒子信号のサンプリングデータ、第２の粒子信号の
サンプリングデータは引算器90に入力され、前述と同様
に、両データの差の絶対値が求められ、累算器92により
累算加算される。このように、ディジタル信号処理をす
ることにより計測精度が良くなりノイズにも強くなる。
また、粒子信号の波形の複雑さを数値化するために次
のような考え方をすることもできる。第９図に示すごと
く、粒子信号S5とその粒子信号S5から高い周波数領域の
信号成分を除去した信号S5aとの差をとることにより粒
子信号S5から高い周波数領域の信号成分を取り出すこと
ができる。その差の面積（斜線部分）を粒子信号S5の波
形の複雑さとすることができる。以下にその手段につい
て説明する。
のような考え方をすることもできる。第９図に示すごと
く、粒子信号S5とその粒子信号S5から高い周波数領域の
信号成分を除去した信号S5aとの差をとることにより粒
子信号S5から高い周波数領域の信号成分を取り出すこと
ができる。その差の面積（斜線部分）を粒子信号S5の波
形の複雑さとすることができる。以下にその手段につい
て説明する。
第４図は、第１の特徴量抽出手段の他の実施例のブロ
ック図であり、第２図における微分器62を低周波通過フ
ィルタ94、遅延器96、差分器98で置換したものである。
第１の粒子信号は低い周波数の帯域通過フィルタ94及び
遅延器96に入力される。低い周波数帯域の通過フィルタ
94に入力された粒子信号は高い周波数領域の成分が除去
されることにより波形の凹凸が除かれ滑らかな波形が得
られる。遅延器96では粒子信号は低い周波通過フィルタ
94で生じる位相遅れと同量の位相だけ遅延させられる。
位相のそろった低い周波数帯域の通過信号と元の信号と
は差分器98に入力されて両者の差が求められ、整流器10
0により全波整流され、さらに積分器102にて積分され
る。そして、A/D変換器104にて数値化される。
ック図であり、第２図における微分器62を低周波通過フ
ィルタ94、遅延器96、差分器98で置換したものである。
第１の粒子信号は低い周波数の帯域通過フィルタ94及び
遅延器96に入力される。低い周波数帯域の通過フィルタ
94に入力された粒子信号は高い周波数領域の成分が除去
されることにより波形の凹凸が除かれ滑らかな波形が得
られる。遅延器96では粒子信号は低い周波通過フィルタ
94で生じる位相遅れと同量の位相だけ遅延させられる。
位相のそろった低い周波数帯域の通過信号と元の信号と
は差分器98に入力されて両者の差が求められ、整流器10
0により全波整流され、さらに積分器102にて積分され
る。そして、A/D変換器104にて数値化される。
第５図は、第１の特徴量抽出手段の他の実施例のブロ
ック図であり、第４図に示された第１の特徴量抽出手段
の機能をディジタル信号処理にて実現したものである。
技術的思想は第４のブロック図のそれと同じである。粒
子信号はクロック発生器106にて発せられるクロックパ
ルスごとに高速A/D変換器108にてサンプリングされディ
ジタル化された粒子信号は一時記憶手段であるバッファ
110に送出され、上記クロックパルスに同期して一時記
憶された後順次出力される。また、上記ディジタル化さ
れた粒子信号はディジタルフィルタ112に送出され、低
域通過フィルタと同じ効果のフィルタリングがなされ
る。ディジタルフィルタ112は乗算器、累算器等から構
成されるかまたはソフトウエアで実現することができ
る。一時記憶されたディジタル信号及びフィルタリング
されたディジタル信号は順次引算器114に送出されて両
者の差の絶対値が順次算出される。そして、累算器116
で累積加算される。
ック図であり、第４図に示された第１の特徴量抽出手段
の機能をディジタル信号処理にて実現したものである。
技術的思想は第４のブロック図のそれと同じである。粒
子信号はクロック発生器106にて発せられるクロックパ
ルスごとに高速A/D変換器108にてサンプリングされディ
ジタル化された粒子信号は一時記憶手段であるバッファ
110に送出され、上記クロックパルスに同期して一時記
憶された後順次出力される。また、上記ディジタル化さ
れた粒子信号はディジタルフィルタ112に送出され、低
域通過フィルタと同じ効果のフィルタリングがなされ
る。ディジタルフィルタ112は乗算器、累算器等から構
成されるかまたはソフトウエアで実現することができ
る。一時記憶されたディジタル信号及びフィルタリング
されたディジタル信号は順次引算器114に送出されて両
者の差の絶対値が順次算出される。そして、累算器116
で累積加算される。
以上のようにして、粒子は個々にその核の分葉程度を
示す指数が求められる。一方、他の手段により、例え
ば、粒子個々に粒子信号の波高値も求めることができる
から、横軸に波高値、縦軸に度数をとって描いた分布図
内に分画線を引き、好中球を他の白血球と識別すること
ができる。これにより、好中球として認識された粒子に
ついて分葉指数の分布状況や平均の分葉指数等臨床上有
益な情報を提供することができる。
示す指数が求められる。一方、他の手段により、例え
ば、粒子個々に粒子信号の波高値も求めることができる
から、横軸に波高値、縦軸に度数をとって描いた分布図
内に分画線を引き、好中球を他の白血球と識別すること
ができる。これにより、好中球として認識された粒子に
ついて分葉指数の分布状況や平均の分葉指数等臨床上有
益な情報を提供することができる。
第１図の光学系を用いる場合、各白血球をその種類に
応じて染め分ける染料を用いて異なる波長の螢光を検出
するように構成することもできる。それらの異なる種類
の粒子信号の波高値または面積値をそれぞれ求め、波長
の異なる螢光どうしもしくは螢光と前記散乱光を軸とし
て二次元分布図上に分布させたうえさらに分画線を設け
ることにより各白血球を分類することができる。
応じて染め分ける染料を用いて異なる波長の螢光を検出
するように構成することもできる。それらの異なる種類
の粒子信号の波高値または面積値をそれぞれ求め、波長
の異なる螢光どうしもしくは螢光と前記散乱光を軸とし
て二次元分布図上に分布させたうえさらに分画線を設け
ることにより各白血球を分類することができる。
本発明の粒子分析装置及び方法により求められた、個
々の粒子の核の分葉指数を総合的に利用することによ
り、粒子をより高精度に分類計数するができ、また、こ
れは異常粒子の適確な検出算定にも有効に活用すること
ができるのである。
々の粒子の核の分葉指数を総合的に利用することによ
り、粒子をより高精度に分類計数するができ、また、こ
れは異常粒子の適確な検出算定にも有効に活用すること
ができるのである。
以上説明したように、本発明の粒子分析技術によれ
ば、粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒子の流
れと直交する方向には粒子径より広くレーザ光を照射
し、さらにレーザ光の光軸に対して対称方向に粒子から
発せられた２つの側方散乱光を検出して粒子信号として
活用するので、粒子内の核の構造をよく反映した情報が
得られる。そして核の分葉指数を求めるために有用な核
の複雑性、対称性がそれぞれ第１の特徴量抽出手段、第
２の特徴量抽出手段により求められ、これら複雑性及び
対称性のデータを用いて簡単な演算をするだけで流れ内
の分析中の粒子の向きに関係なく、核の分葉状態を良く
示す指数（分葉指数）が粒子個々について適確に求めら
れるので、総合的にこれらを利用して臨床検査上極めて
有益な粒子測定技術を実現し得る。
ば、粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒子の流
れと直交する方向には粒子径より広くレーザ光を照射
し、さらにレーザ光の光軸に対して対称方向に粒子から
発せられた２つの側方散乱光を検出して粒子信号として
活用するので、粒子内の核の構造をよく反映した情報が
得られる。そして核の分葉指数を求めるために有用な核
の複雑性、対称性がそれぞれ第１の特徴量抽出手段、第
２の特徴量抽出手段により求められ、これら複雑性及び
対称性のデータを用いて簡単な演算をするだけで流れ内
の分析中の粒子の向きに関係なく、核の分葉状態を良く
示す指数（分葉指数）が粒子個々について適確に求めら
れるので、総合的にこれらを利用して臨床検査上極めて
有益な粒子測定技術を実現し得る。
ところで、請求項１における第１の特徴量抽出手段
は、構成が簡単であり粒子の核の複雑性を適確に求めら
れるという効果があり、請求項３によりこの第１の特徴
量抽出手段は、請求項２の手段をディジタル的に実現し
ているのでさらに計測精度が向上し、ノイズに対して強
化される効果がある。
は、構成が簡単であり粒子の核の複雑性を適確に求めら
れるという効果があり、請求項３によりこの第１の特徴
量抽出手段は、請求項２の手段をディジタル的に実現し
ているのでさらに計測精度が向上し、ノイズに対して強
化される効果がある。
請求項４における第２の特徴量抽出手段は、構成が簡
単であり粒子の核の対称性を適確に求められる効果があ
り、請求項５によりこの第２の特徴量抽出手段は、請求
項４の手段をディジタル的に実現しているのでさらに計
測精度が高くノイズに強くなる効果がある。
単であり粒子の核の対称性を適確に求められる効果があ
り、請求項５によりこの第２の特徴量抽出手段は、請求
項４の手段をディジタル的に実現しているのでさらに計
測精度が高くノイズに強くなる効果がある。
第１図は、本発明の粒子分析装置における光学系の一例
を示す概略図である。 第２図、第３図は、第１の特徴量抽出手段及び第２の特
徴量抽出手段を併用した特徴量抽出手段の実施例のブロ
ック図である。 第４図、第５図は第１の特徴量抽出手段の他の実施例で
ある。 第６図、第７図は第１の特徴量抽出手段を説明するため
の図であり、第６図は粒子信号、第７図は粒子信号の微
分信号を示す。 第８図は第２の特徴量抽出手段を説明するための図であ
り２種類の粒子信号を示す。 第９図は第１の特徴量抽出手段の他の例を説明するため
の図であり粒子信号から高い周波数領域の成分を除去し
た信号と元の粒子信号を示す。 第10図、第11図は照射ビームと信号との関係に係り、第
10図は粒子とスリットビームの関係を示す図であり、第
11図は螢光を検出して得られた粒子信号を示す図であ
る。 第12図は好中球の核の分葉を示す図である。 第13図は、粒子信号をサンプリングした図である。 10……レーザ 12……レーザ光 14、18、22、36……レンズ 16……フローセル 20、26、40……散乱光 24、28、32、38……ダイクロイックミラー 30……赤螢光 34……緑螢光 42……信号処理部 D1、D2、D3、D4、D5……受光素子 50、54……第１の特徴量抽出手段 52、56……第２の特徴量抽出手段 62……微分器 64、72、100……整流器 66、74、102……積分器 68、76、80、88、104、108……A/D変換器 70、98……差分器 78、106……クロック発生器 82、100……バッファ（記憶手段） 84、90、114……引算器 86、92、116……累算器 94……低域通過フィルタ 96……遅延器 112……ディジタルフィルタ 120……細胞 122……核 124……スリットビーム S1、S2、S3、S4、S5、S6……粒子信号 S1a、S2a……粒子信号を微分した信号 S5a……粒子信号から高い周波数領域の成分を除去した
信号 Ｃ……細胞径 Ｎ……核径
を示す概略図である。 第２図、第３図は、第１の特徴量抽出手段及び第２の特
徴量抽出手段を併用した特徴量抽出手段の実施例のブロ
ック図である。 第４図、第５図は第１の特徴量抽出手段の他の実施例で
ある。 第６図、第７図は第１の特徴量抽出手段を説明するため
の図であり、第６図は粒子信号、第７図は粒子信号の微
分信号を示す。 第８図は第２の特徴量抽出手段を説明するための図であ
り２種類の粒子信号を示す。 第９図は第１の特徴量抽出手段の他の例を説明するため
の図であり粒子信号から高い周波数領域の成分を除去し
た信号と元の粒子信号を示す。 第10図、第11図は照射ビームと信号との関係に係り、第
10図は粒子とスリットビームの関係を示す図であり、第
11図は螢光を検出して得られた粒子信号を示す図であ
る。 第12図は好中球の核の分葉を示す図である。 第13図は、粒子信号をサンプリングした図である。 10……レーザ 12……レーザ光 14、18、22、36……レンズ 16……フローセル 20、26、40……散乱光 24、28、32、38……ダイクロイックミラー 30……赤螢光 34……緑螢光 42……信号処理部 D1、D2、D3、D4、D5……受光素子 50、54……第１の特徴量抽出手段 52、56……第２の特徴量抽出手段 62……微分器 64、72、100……整流器 66、74、102……積分器 68、76、80、88、104、108……A/D変換器 70、98……差分器 78、106……クロック発生器 82、100……バッファ（記憶手段） 84、90、114……引算器 86、92、116……累算器 94……低域通過フィルタ 96……遅延器 112……ディジタルフィルタ 120……細胞 122……核 124……スリットビーム S1、S2、S3、S4、S5、S6……粒子信号 S1a、S2a……粒子信号を微分した信号 S5a……粒子信号から高い周波数領域の成分を除去した
信号 Ｃ……細胞径 Ｎ……核径
Claims (6)
- 【請求項１】粒子が整列して流れる領域に、領域の流れ
方向と直交する方向からレーザ光を照射することにより
検出領域を形成し、粒子がその検出領域を１個ずつ通過
する際にこの検出領域に発生する光学的変化を複数の場
所で検出することにより、一つの粒子に対し複数種類の
信号を得る粒子分析装置において、上記レーザ光を粒子
の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒子の流れと直交
する方向には粒子径より広くして照射するレーザ光照射
領域と、上記レーザ光の光軸に対して対称方向に発生さ
れた側方散乱光をそれぞれ検出することにより一つの粒
子に対し複数の種類の粒子信号を得る光検出手段と、粒
子の核の複雑性を求めるために、上記２種類の粒子信号
のうち少なくとも１種類の粒子信号に含まれている高い
周波数領域の信号成分の量を抽出する第１の特徴量抽出
手段と、粒子の核の対称性を求めるために、上記２種類
の粒子信号の差の量を抽出する第２の特徴量抽出手段
と、が設けられたことを特徴とする粒子の核の分葉指数
を求めるための粒子分析装置。 - 【請求項２】第１の特徴量抽出手段が、入力された粒子
信号を微分する微分器と、この微分器の出力側に接続さ
れその出力信号を全波整流する整流器と、この整流器の
出力側に接続されその出力信号を積分する積分器と、こ
の積分器の出力側に接続されその出力信号のアナログ量
をディジタルデータに変換するA/D変換器と、により構
成されたことを特徴とする請求項１記載の粒子分析装
置。 - 【請求項３】第１の特徴量抽出手段が、入力された粒子
信号を等時間クロックパルスでサンプリングし順次ディ
ジタルデータに変換するA/D変換器と、このA/D変換器の
出力側に接続され上記ディジタルデータを一時的に記憶
する記憶手段と、上記A/D変換器の出力側及び上記記憶
手段の出力側に接続され上記A/D変換器から出力される
現時点のデータと上記記憶手段から出力される現時点よ
り１クロック前の時点のデータとの差の絶対値を順次算
出する引算器と、この引算器の出力側に接続され上記絶
対値のデータを順次累積加算する累算器と、により構成
されたことを特徴とする請求項１記載の粒子分析装置。 - 【請求項４】第２の特徴量抽出手段が、入力された２種
類の粒子信号の差をとる差分器と、この差分器の出力側
に接続され差信号を全波整流する整流器と、この整流器
の出力側に接続され整流された信号を積分する積分器
と、この積分器の出力側に接続され積分された信号のア
ナログ量をディジタルデータに変換するA/D変換器と、
により構成されたことを特徴とする請求項１ないし３の
いずれか一に記載の粒子分析装置。 - 【請求項５】第２の特徴量抽出手段が、入力された２種
類の粒子信号を等時間クロックパルスでそれぞれサンプ
リングし順次それぞれのディジタルデータに変換するA/
D変換器と、このA/D変換器の出力側に接続され両データ
の差の絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出
力側に接続され上記勢対値のデータを順次累積加算する
累算器と、により構成されたことを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか一に記載の粒子分析装置。 - 【請求項６】粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く
粒子の流れと直交する方向には粒子の径より広い照射領
域でレーザ光を照射し、該レーザ光の光軸に対して対称
方向に発生された二つの側方散乱光を一つの粒子による
複数の粒子信号として検出し、該検出された信号により
上記粒子の核の複雑性及び核の対称性のデータを作成
し、これら両データを用いて一つの粒子ごとに核の分葉
指数を算定することを特徴とする粒子分析方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246538A JP2635125B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法 |
| US07/402,866 US5050987A (en) | 1988-09-30 | 1989-09-01 | Particle analyzing apparatus and method for determining nuclear shift index |
| DE68917064T DE68917064T2 (de) | 1988-09-30 | 1989-09-29 | Vorrichtung zur Teilchenanalyse und Verfahren zur Bestimmung des Kernverschiebungsindex. |
| EP89118037A EP0361504B1 (en) | 1988-09-30 | 1989-09-29 | Particle analyzing apparatus and method for determining nuclear shift index |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246538A JP2635125B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293342A JPH0293342A (ja) | 1990-04-04 |
| JP2635125B2 true JP2635125B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17149898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246538A Expired - Lifetime JP2635125B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5050987A (ja) |
| EP (1) | EP0361504B1 (ja) |
| JP (1) | JP2635125B2 (ja) |
| DE (1) | DE68917064T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300459A (ja) * | 2009-09-29 | 2009-12-24 | Sysmex Corp | 粒子測定装置 |
Families Citing this family (24)
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|---|---|---|---|---|
| US5548395A (en) * | 1991-09-20 | 1996-08-20 | Toa Medical Electronics Co., Ltd. | Particle analyzer |
| JP3187129B2 (ja) * | 1992-04-01 | 2001-07-11 | シスメックス株式会社 | 粒子分析装置 |
| US5512757A (en) * | 1992-04-06 | 1996-04-30 | Rosemount Analytical, Inc. | Spectrophotometer and optical system therefor |
| JP3145487B2 (ja) * | 1992-06-12 | 2001-03-12 | シスメックス株式会社 | 粒子分析装置 |
| NO930980L (no) * | 1993-03-18 | 1994-09-19 | Flowtech As | Optisk konfigurasjon for væskeströmcytofotometer |
| EP0644414B1 (en) * | 1993-08-19 | 2001-11-21 | Hitachi, Ltd. | Classification and examination device of particles in fluid |
| US5675517A (en) * | 1995-04-25 | 1997-10-07 | Systemix | Fluorescence spectral overlap compensation for high speed flow cytometry systems |
| EP1017987B1 (en) | 1997-01-31 | 2005-06-15 | The Horticulture And Food Research Institute Of New Zealand Limited | Optical apparatus and method |
| US6149867A (en) | 1997-12-31 | 2000-11-21 | Xy, Inc. | Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm |
| US7208265B1 (en) | 1999-11-24 | 2007-04-24 | Xy, Inc. | Method of cryopreserving selected sperm cells |
| US7713687B2 (en) | 2000-11-29 | 2010-05-11 | Xy, Inc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
| AU2002237689B2 (en) | 2000-11-29 | 2008-01-10 | Xy, Llc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing populations |
| EP1545203B1 (en) | 2002-08-01 | 2016-10-19 | Xy, Llc | Low pressure sperm cell separation system |
| US8486618B2 (en) | 2002-08-01 | 2013-07-16 | Xy, Llc | Heterogeneous inseminate system |
| BRPI0313476B1 (pt) | 2002-08-15 | 2015-06-23 | Xy Llc | Citômetro de fluxo de alta resolução |
| US7169548B2 (en) | 2002-09-13 | 2007-01-30 | Xy, Inc. | Sperm cell processing and preservation systems |
| EP2306174B1 (en) | 2003-03-28 | 2016-05-11 | Inguran, LLC | Flow cytometry nozzle for orienting particles and corresponding method |
| NZ544103A (en) | 2003-05-15 | 2010-10-29 | Xy Llc | Efficient haploid cell sorting for flow cytometer systems |
| WO2005095590A2 (en) | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Monsanto Technology Llc | Sperm suspensions for sorting into x or y chromosome-bearing enriched populations |
| US7833147B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-11-16 | Inguran, LLC. | Process for enriching a population of sperm cells |
| US7800742B2 (en) * | 2007-10-03 | 2010-09-21 | Sysmex Corporation | Cell analyzer and cell analyzing method |
| US8349256B2 (en) * | 2008-11-21 | 2013-01-08 | Sysmex Corporation | Blood cell analyzer, blood cell analyzing method, and computer program product |
| EP2409133A1 (en) | 2009-03-20 | 2012-01-25 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Serial-line-scan-encoded multi-color fluorescence microscopy and imaging flow cytometry |
| CN103063626A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-24 | 江西科技师范大学 | 一种光路自动校正的细胞激光激发检测装置及其方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3822095A (en) * | 1972-08-14 | 1974-07-02 | Block Engineering | System for differentiating particles |
| US4173415A (en) * | 1976-08-20 | 1979-11-06 | Science Spectrum, Inc. | Apparatus and process for rapidly characterizing and differentiating large organic cells |
| EP0138591A3 (en) * | 1983-10-14 | 1986-02-12 | Ortho Diagnostic Systems Inc. | Screening method for red blood cell abnormality |
| US4790653A (en) * | 1986-05-22 | 1988-12-13 | Becton Dickinson And Company | Housing for a flow cytometry apparatus with particle unclogging feature |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246538A patent/JP2635125B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-01 US US07/402,866 patent/US5050987A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-29 EP EP89118037A patent/EP0361504B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-29 DE DE68917064T patent/DE68917064T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2009300459A (ja) * | 2009-09-29 | 2009-12-24 | Sysmex Corp | 粒子測定装置 |
Also Published As
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|---|---|
| DE68917064D1 (de) | 1994-09-01 |
| JPH0293342A (ja) | 1990-04-04 |
| EP0361504A3 (en) | 1991-05-15 |
| DE68917064T2 (de) | 1995-01-05 |
| EP0361504B1 (en) | 1994-07-27 |
| US5050987A (en) | 1991-09-24 |
| EP0361504A2 (en) | 1990-04-04 |
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