JP2676089B2

JP2676089B2 - 粒度分布処理装置

Info

Publication number: JP2676089B2
Application number: JP63317218A
Authority: JP
Inventors: 繁夫金盛; 隆信井上
Original assignee: 東亜医用電子株式会社
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH02162237A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、血球、細胞、ラテックス粒子等の微細粒子
の粒度分布の処理装置に関する。

〔従来の技術〕

測定対象である粒子の大きさ分布を求め、粒子の大き
さに対する出現頻度ヒストグラムとして表わした、いわ
ゆる粒度分布図は、工業分野他、様々な分野で利用され
ている。

特に、粒子を一個ずつ微小な検出部に通過させ、その
とき得られる粒子一個ごとの大きさに対応する電気信号
（パルス）を検出する自動粒子分析装置によって、その
パルスの高さ情報から、極めて簡単に粒度分布図が得ら
れるようになってからは、一段と利用の分野が広がって
いる。

臨床検査分野においても、粒子を検出部の中央部に精
度良く一列に整列させて流し、測定する、いわゆるシー
スフロー分析装置が利用されるようになり、極めて正確
な粒度分布図が得られるようになったこともあり、血液
中の赤血球、白血球、および血小板の粒度分布を測定す
ることによる臨床診断等への積極的な応用がなされてい
る。

第15図は、粒子分析装置により検出された、測定試料
中の各粒子を、検出信号の大きさにしたがって128レベ
ルにクラス分けし、その頻度分布を表示したものであ
る。横軸は粒子の大きさを表し、縦軸は頻度を表す（以
下の粒度分布図においても、横軸、縦軸の意味は同様で
ある）。上記128レベルのような、粒度分布図における
粒子の大きさのクラス数のことを、以下、粒度分布の分
解能と呼ぶことにする。通常、粒度分布を表現するため
には、50〜200程度の分解能が必要とされている。

第14図は、従来の粒度分布処理装置に用いられてきた
粒度分布検出手段の一例を示す概略図である。粒子検出
信号Ａはピークホルダ30およびピーク検出回路32に入力
され、ピーク検出回路32が粒子検出信号のピークを検出
すると、ピークホルダ30は粒子検出信号のピーク値（波
高値）をホールドする。粒子検出信号の波高値は粒子の
大きさ情報を反映している。ホールドされた波高値は、
A/Dコンバータ34においてアナログ・デジタル変換され
る。A/D変換中はA/Dコンバータ34からBUSY信号が発せら
れ、極めて近接して到来する次の粒子検出信号のピーク
検出およびピーク値のホールドが禁止される。デジタル
値に変換された波高値は、メモリアクセスコントローラ
36に入力される。一方、メモリ38にはA/Dコンバータ34
の分解能に対応する個数の記憶領域が設けられている。
メモリアクセスコントローラ36は、＋１加算器40を動作
させ、上記デジタル値に対応する、メモリ38内の所定記
憶領域の内容に１を加算する。計数制御回路42は、本ブ
ロック外から入力される計数スタートストップ信号を受
け、本粒度分布検出手段が計数スタートストップ信号に
よって規定される所定時間だけ動作するように制御す
る。従って、メモリ38には、上記所定時間内に得られ
る、通常数千〜数万の粒子検出信号の個数が、上記デジ
タル値に対応する記憶領域に分配されて、記憶される。
計数終了後、メモリ38の内容を、表示手段（図示せず）
によって表示すれば、第15図に示すような粒度分布図が
得られる。第14図に示すような粒度分布検出手段を、以
下、従来技術の第１の手段と呼ぶ。

なお、粒度分布検出手段の構成例としては、第14図に
示すようなものの他に、粒度分布の分解能に対応する、
50〜200個程度のコンパレータを並列に配置し、各コン
パレータの一方の入力端子には、所定間隔で少しずつ異
なった比較電圧を入力し、各コンパレータの他方の入力
端子には、粒子検出信号を入力し、各コンパレータの比
較電圧を越える大きさの粒子検出信号の個数を、各コン
パレータに後続するカウンタで計数する構成としたもの
も既知である。この場合には、いわゆる累積粒度分布が
得られるので、第14図に示すような粒度分布が必要な場
合には、変換処理が必要である。このように50〜200個
程度のコンパレータおよびカウンタを並列に配置した上
記手段を、以下、従来技術の第２の手段と呼ぶ。

〔発明が解決しようとする課題〕

第15図のような粒度分布図を、一旦記憶装置に記憶し
ておき、後に、必要に応じて読み出し、粒度分布の確認
または解析を行うこともよくある。記憶する際には、各
大きさのクラス毎に、その頻度を記憶装置のメモリに蓄
積していく。場合によっては、何百検体ないし何千検体
の粒度分布を記憶することもある。したがって、記憶装
置は膨大なメモリ容量を備える必要がある。このこと
は、上記記憶装置を粒子分析装置内に内蔵させる場合に
おいても、あるいは、外部のデータ処理装置内に設ける
場合においても、装置の大型化および高価格化をもたら
し、好ましくない。

また、従来技術の第１の手段は、回路構成が複雑であ
り、使用する素子も高速応答可能なものが要求され、高
価となる。さらに、高速な素子を使用したとしても、粒
子検出信号の到来間隔が極めて短くなると、A/D変換が
追いつかなくなるため、粒子の数え落としが生じる。

従来技術の第２の手段は、第１の手段ほどには高速の
素子を備えなくとも、到来間隔の極めて短い粒子検出信
号をも数え落とすことなく検出できるが、50〜200個程
度のコンパレータおよびカウンタを並列に配置するた
め、装置が大型化し高価格となる。

なお、出願人は、上記コンパレータおよびカウンタを
数個程度に減じた回路によって粒子を計数する方法を特
願昭63-50495号において出願しているが、同出願におい
ては、第15図に示すような、必要な分解能を有する粒度
分布を得る方法については、発明の課題とされておら
ず、何ら述べられていない。

また、従来技術の第１および第２の手段ともに、粒度
分布検出時におけるサンプリング誤差等の原因によっ
て、得られた粒度分布の曲線上にガタツキが見られるこ
とがある。これは、粒度分布のノイズ成分となるため、
得られたままの粒度分布を用いて粒度分布の解析を行う
と、間違った解析結果を導く危険性がある。したがっ
て、得られた粒度分布に先ず平滑化処理を施し、上記ノ
イズ成分を除去した後、粒度分布解析を行うことが一般
的である。

本発明は、簡単な構成の粒度分布検出手段により、分
解能の粗い粒度分布を得、これを記憶し、記憶した粒度
分布の分解能を上げることを可能とすることにより、記
憶装置のメモリ容量を削減でき、高速で高価な素子を必
要とせず、平滑化処理を別途必要としない粒度分布処理
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の粒度分布処理
装置は、第１図に示すように、粒子検出手段から送られ
る、粒子の大きさに応じた大きさの粒子検出信号を受
け、粒子検出信号ごとにその信号強度を粗く検出する粒
度分布検出手段12と、得られた粗粒度分布を記憶する記
憶手段14と、粗粒度分布を記憶手段から読み出し、補間
処理により、粗粒度分布より密で必要な分解能を有する
とともに、平滑化された粒度分布を得る補間手段16とを
包含するように構成したものである。

上記粒度分布検出手段12は、一方の入力端子には上記
粒子検出信号が入力され、他方の入力端子には各々異な
る比較電圧が入力される複数のコンパレータと、各コン
パレータに後続するカウンタとを包含する。

「粗粒度分布」とは、分解能（粒度分布図における粒
子の大きさのクラス数）数個ないし二、三十個程度の粗
い粒度分布のことである。

上記の本発明の装置において、平滑化された粒度分布
の間に閾値を設定し、閾値によって分けられた領域の粒
子数を求めることができる。

〔作用〕

本発明における粒度分布検出手段12により、分解能数
個ないし二、三十個程度の粗粒度分布が得られ、粗粒度
分布が記憶手段14に記憶されるので、必要な分解能を有
する粒度分布のデータをそのまま記憶する装置と比べ
て、記憶手段の記憶メモリ容量を削減できる。粗粒度分
布は、補間手段16により補間可能となっており、粗粒度
分布より密で必要な分解能を有する粒度分布が得られ
る。補間手段により粒度分布の平滑化も同時に行われる
ため、粒度分布の平滑化を別途必要としない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に、本発明の粒度分布処理装置10の一例の概略
構成図を示す。粒子検出手段11から送られる粒子検出信
号Ａを受け、粒度分布検出手段12は、分解能数個ないし
二、三十個程度の粗粒度分布Ｂを検出する。粗粒度分布
Ｂは記憶手段14に記憶される。その後、粗粒度分布Ｂ
は、補間手段16によって記憶手段14から読み出され、補
間処理により、粗粒度分布より密で必要な分解能を有す
るとともに、平滑化された粒度分布Ｃが作成される。

粒度分布検出手段12が受ける粒子検出信号Ａは、周知
の、光学的粒子検出手段または電気的粒子検出手段によ
って得られるものである。ただし、粒子の大きさを忠実
に反映した粒子検出信号を得るためには、電気的粒子検
出手段の方が好ましく、さらに、それが前述のシースフ
ロー方式であれば、最も好ましい。

粒度分布検出手段12の構成例を第２図の概略図に示
す。粒子検出信号Ａは、波形処理部18に入力され、波形
整形される。粒度分布を得る上では、粒子検出信号の高
さ情報が重要であるから、高さ以外の情報をカットし
て、図中A₁で示されるような、もとの粒子検出信号Ａと
等しい波高値を有する方形波に整形されることも多い。
信号A₁はコンパレータC₀ないしC₄の一方の入力端子に入
力される。第２図においてはコンパレータが５個の場合
を示したが、もちろん５個に限定されることなく、数個
ないし二、三十個程度の好適な数が選ばれる。各コンパ
レータC₀ないしC₄の他方の入力端子には比較電圧D₀ない
しD₄が入力される。比較電圧D₀ないしD₄は、基準電圧源
22から供給される基準電圧を抵抗R₀ないしR₄によって分
割することによって得られる。

各コンパレータにおいて、比較電圧D₀ないしD₄を越え
る波高値の粒子検出信号が入力されたときに、カウンタ
C₁₀ないしC₁₄へパルスが出力される。カウンタC₁₀ない
しC₁₄は、第14図に示されるものと同様の計数制御回路
（第２図には図示せず）により制御され、計数スタート
ストップ信号によって規定される所定時間だけ動作し、
上記入力されるパルスの個数をカウントする。

上記粒度分布検出手段12により血液試料を測定した結
果の例を第３図に示す。図の横軸はC₁₀ないしC₁₄等のカ
ウンタを表わし、縦軸は各カウンタにおけるカウント数
である。ただし、第３図においては、コンパレータおよ
びカウンタの個数はそれぞれ６とした場合の結果が示さ
れている。第３図はいわゆる累積粒度分布（粗い累積粒
度分布）と言われるものである。第３図において、隣り
合うカウンタのカウント数の差を計算して、縦軸を書き
直すと、第４図に示す粒度分布（粗粒度分布）が得られ
る。記憶手段14には、累積粒度分布を記憶してもよい
し、粗粒度分布を記憶してもよい。ただし、粗粒度分布
を記憶するようにするためには、第２図に示す粒度分布
検出手段12において、カウンタC₁₀ないしC₁₄に後続し
て、隣り合うカウンタのカウント数の差を計算する演算
回路（図示せず）を備える必要がある。第１図において
は粗粒度分布Ｂを計算し、これを記憶手段14に記憶する
場合が示されている。

粗粒度分布Ｂは、補間手段16によって記憶手段14から
読み出され、補間処理により、粗粒度分布より密で必要
な分解能を有するとともに、平滑化された粒度分布Ｃが
作成される。第５図は、記憶手段14から読み出された粗
粒度分布を示すものであり、第４図のものと同じであ
る。第５図に示される粗粒度分布を補間し、分解能64の
粒度分布を求めた結果を第６図に示す。補間法としては
種々の方法が知られているが、本実施例においては、３
次のスプライン補間（市田浩三、吉本富士市、スプライ
ン関数とその応用、教育出版、東京、1979、p.43-59.参
照）を使用した。補間手段16には３次のスプライン補間
式が組み込まれている。第６図に示される粒度分布と比
較するために、第７図に従来の粒度分布検出手段（第14
図）により検出した粒度分布を示す。分解能は64であ
る。第６図および第７図において、ｐは血小板の分布、
ｑは小赤血球の分布を表す。第６図において血小板の分
布ｐと小赤血球の分布ｑとの間に粒度分布の僅かなウネ
リが見られるが、この点を除いて、第７図に示される粒
度分布と良く一致している。また、第７図に見られる粒
度分布のガタツキが、第６図においては全く見られな
い。このように平滑化された粒度分布が得られるのが、
本発明の粒度分布処理装置の特徴である。第６図におい
て、血小板の分布ｐと小赤血球の分布ｑとの間に閾値ｔ
を設定し、閾値ｔ以下の粒子数の総和（分布ｐの面積）
を求めれば、測定血液試料中の血小板数を求めることが
できる。また、分布ｐを粒度分布解析すれば、平均血小
板体積あたりは血小板粒度分布幅等の粒度分布解析値が
得られる。

第８、９、10図および第11、12、13図に別の血液試料
を測定した場合の結果を示す。第８、９、10図の関係
は、第５、６、７図の関係と同じである。また、第11、
12、13図の関係も第５、６、７図の関係と同じである。
図中の記号ｐ、ｑ、ｔの意味も同じである。第９図と第
10図とを、または、第12図と第13図とを比較すると、本
発明の装置によって、従来手段によるものとほぼ一致し
た粒度分布が得られることがわかる。さらに、本発明の
装置によると、良好に平滑化された粒度分布が得られる
ことが顕著に示されている。

そして、平滑化された粒度分布が得られることから、
従来手段により得られた粒度分布に比べ、上述した閾値
ｔを容易に設定することができ、粒度分布の解析も容易
になる。

〔発明の効果〕

本発明の粒度分布処理装置によれば、以下の効果が奏
せられる。

（１）補間処理によって粒度分布の平滑化も同時に行
われるので、平滑化処理手段を別途設ける必要がない。
（２）平滑化された粒度分布が得られることから、従来
手段により得られた粒度分布に比べ、閾値を容易に設定
することができ、粒度分布の解析も容易になる。（３）
補間処理によって、粗粒度分布より密な任意の分解能を
有する粒度分布を得ることができる。（４）装置構成が
簡単となり、高速の素子を不要とするので、装置が安価
となる。（５）粒子検出信号が極めて近接して到来する
場合においても、粒子検出信号を数え落とすことなく処
理できる。（６）粒度分布データを記憶するメモリ容量
を大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒度分布処理装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は粒度分布検出手段の一例を示す概略
図、第３図は累積粒度分布の一例を示す図、第４図は粗
粒度分布の一例を示す図、第５、８、11図はそれぞれ異
なる血液試料を測定したとき得られる粗粒度分布を示す
図、第６、９、12図はそれぞれ第５、８、11図に示され
る粗粒度分布を補間処理して得られる粒度分布を示す
図、第７、10、13図は従来装置により得られた粒度分布
を示す図であり、第７、10、13図はそれぞれ第６、９、
12図と対応する図、第14図は従来の粒度分布検出手段の
例を示す図、第15図は粒度分布を説明するための図であ
る。 10……粒度分布処理装置、11……粒子検出手段、12……
粒度分布検出手段、14……記憶手段、16……補間手段、
C₀〜C₄……コンパレータ、C₁₀〜C₁₄……カウンタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子検出手段から送られる、粒子の大きさ
に応じた大きさの粒子検出信号を受け、粒子検出信号ご
とにその信号強度を粗く検出する粒度分布検出手段と、
得られた粗粒度分布を記憶する記憶手段と、粗粒度分布
を記憶手段から読み出し、補間処理により、粗粒度分布
より密で必要な分解能を有するとともに、平滑化された
粒度分布を得る補間手段とを包含することを特徴とする
粒度分布処理装置。
【請求項２】平滑化された粒度分布の間に閾値を設定
し、閾値によって分けられた領域の粒子数を求めること
を特徴とする請求項１記載の粒度分布処理装置。