JP2959813B2 - Particle image analyzer - Google Patents

Particle image analyzer

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JP2959813B2 JP2185794A JP18579490A JP2959813B2 JP 2959813 B2 JP2959813 B2 JP 2959813B2 JP 2185794 A JP2185794 A JP 2185794A JP 18579490 A JP18579490 A JP 18579490A JP 2959813 B2 JP2959813 B2 JP 2959813B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、血液や尿等の試料液を扁平なシースフロー
にして流し、その試料扁平流にストロボ光を照射して静
止画像を得、画像処理により試料液中の粒子成分の分類
や計数等の分析を行う装置に関し、詳しくは、撮像エリ
ア部分を常時監視し、粒子が来たときにストロボを照射
するようにして粒子成分含有量が少ない場合であって
も、効率よく粒子成分の撮像が行えるようにした粒子画
像分析装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a flat sheath flow of a sample liquid such as blood or urine, and irradiates the sample flat stream with strobe light to obtain a still image. For an apparatus that performs analysis such as classification and counting of particle components in a sample solution by image processing, the details are as follows: the imaging area is constantly monitored, and when a particle comes, a strobe is applied to reduce the particle component content. The present invention relates to a particle image analyzer capable of efficiently imaging a particle component even when the number is small.

[従来の技術] 生体から採取した血液や尿等の試料中に含まれる粒子
成分を検査するとき、従来はスライドガラス上に試料を
塗抹して標本を作製し、顕微鏡で観察することにより粒
子成分の分類や計数を行っていた。しかし、この方法で
は手間がかかり、精度を欠く等の欠点があった。そこ
で、検査の省力化、高精度化を図るため、自動分析装置
が開発された。その具体例は特開昭57−500995号公報、
及び米国特許第4338024号に開示されている。この装置
は、シース液を外層とし、極めて扁平な流れにされた試
料液にストロボ光を照射し、ビデオカメラで静止画像を
撮像し、画像処理することにより試料中の有形成分の分
類・計数を行うようにしたものである。この技術を応用
した多項目自動尿分析装置はすでに商品化されている。
[Prior art] Conventionally, when examining a particle component contained in a sample such as blood or urine collected from a living body, the sample is prepared by smearing the sample on a slide glass and observing with a microscope. Classification and counting. However, this method is troublesome and has disadvantages such as lack of accuracy. Therefore, an automatic analyzer was developed in order to save labor and increase the accuracy of the inspection. Specific examples thereof are disclosed in JP-A-57-500995,
And U.S. Patent No. 4,338,024. This device uses a sheath liquid as the outer layer, irradiates the sample liquid that has been made extremely flat with strobe light, captures a still image with a video camera, and performs image processing to classify and count the formed material in the sample. Is performed. A multi-item automatic urine analyzer using this technology has already been commercialized.

第9図にそのような従来装置の概略図を示す。イメー
ジプロセッサ200から一定時間ごとに出力されるストロ
ボトリガ信号によりストロボ202が一定時間間隔で発光
する。ストロボ光はレンズ等から構成される光学系204
によりフローセル206の扁平流路208を流れる試料液に照
射される。試料は図において紙面表裏方向に流れる。試
料液流は扁平流路208内で図において上下方向には幅広
く、左右方向には幅狭く流れる。フローセル206を透過
した光は光学系210によりビデオカメラ212のCCD受光面2
14上に結像される。イメージプロセッサ200からのゲン
ロック信号に同期してビデオカメラ212からビデオ信号
が出力され、画像処理される。図中216はストロボ電源
である。
FIG. 9 shows a schematic view of such a conventional apparatus. The strobe 202 emits light at fixed time intervals in response to a strobe trigger signal output from the image processor 200 at regular intervals. The strobe light is an optical system 204 composed of a lens and the like.
Thus, the sample liquid flowing through the flat channel 208 of the flow cell 206 is irradiated. The sample flows in the direction of the front and back of the paper in the figure. The sample liquid flows in the flat flow path 208 in the vertical direction in FIG. The light transmitted through the flow cell 206 is transmitted to the CCD light receiving surface 2 of the video camera 212 by the optical system 210.
Imaged on 14. A video signal is output from the video camera 212 in synchronization with the genlock signal from the image processor 200, and image processing is performed. In the figure, reference numeral 216 denotes a strobe power supply.

第10図は撮像側から見た試料液流部分の拡大図であ
る。図中220は試料扁平流、222は試料中の粒子成分であ
る。
FIG. 10 is an enlarged view of a sample liquid flow portion viewed from the imaging side. In the figure, 220 is a flat flow of the sample, and 222 is a particle component in the sample.

試料液は第10図において右方向に流れている。図中22
4はビデオカメラで撮像される試料液流部分である。ま
た、図中226,228はそれぞれ前回撮像された試料液流部
分、次回撮像される試料液流部分である。
The sample liquid flows rightward in FIG. In the figure 22
Reference numeral 4 denotes a sample liquid flow portion imaged by a video camera. In the figure, reference numerals 226 and 228 denote a sample liquid flow portion imaged last time and a sample liquid flow portion imaged next time, respectively.

[発明が解決しようとする課題] 通常、ビデオカメラにおける撮像では1/30秒を1フレ
ーム画面としている。1/30秒ごとに光を照射し計測時間
を45秒とした場合には、1350の画面が撮像できる。しか
し、試料液中の粒子成分含有量が少ない場合には、その
画面すべてに粒子像が写っているとは限らない。例えば
試料を血液とし、白血球の分析を行う場合を考えてみ
る。白血球の分析を行うためには、赤血球を溶血破壊
し、白血球を染色処理した血液試料を用いる。
[Problem to be Solved by the Invention] Normally, 1/30 second is defined as one frame screen in imaging by a video camera. If light is emitted every 1/30 second and the measurement time is 45 seconds, an image of 1350 can be captured. However, when the content of the particle component in the sample liquid is small, the particle image is not always shown on all the screens. For example, consider the case where blood is used as a sample and white blood cells are analyzed. In order to analyze leukocytes, a blood sample obtained by hemolyzing and destructing erythrocytes and staining the leukocytes is used.

今、仮に、白血球含有量5000個/μの血液に上記の
前処理を施し最終的に10倍に希釈された試料、すなわ
ち、白血球を500個/μ含有する血液試料をフローセ
ルに流して分析するとする。ただし、撮像エリアを1辺
150μmの正方形、フラットシースフローの厚みを8μ
mとする(撮像エリアの容積は150μm×150μm×8μ
m=1.8×10-4μとなる。)。
Now, suppose that a blood sample having a leukocyte content of 5000 cells / μ is subjected to the above pretreatment and finally diluted 10-fold, that is, a blood sample containing 500 leukocytes / μ is passed through a flow cell and analyzed. I do. However, the imaging area is one side
150μm square, flat sheath flow thickness 8μ
m (the volume of the imaging area is 150 μm × 150 μm × 8 μ
m = 1.8 × 10 −4 μ ).

ところで、第11図は撮像エリアの斜視図である。図中
230は白血球である。この条件下において、撮像画面1
枚当りの白血球数を求めると、500個/μ×1.8×10-4
μ=0.09個となる。つまり、11画面撮像して白血球細
胞は1個しか写らない。よって、前述のように計1350の
画面が得られても単純計算では白血球の写っている画面
はその1/11すなわち約120となる。白血球の写っている
画面数を多くしようとすれば、(a)試料の希釈倍率を
下げる(濃度を上げる)、(b)撮像サイクルを短かく
する、(c)撮像エリア(容積)を大きくする等の方法
が考えられる。
FIG. 11 is a perspective view of the imaging area. In the figure
230 are white blood cells. Under these conditions, the imaging screen 1
When the number of leukocytes per sheet is calculated, 500 cells / μ × 1.8 × 10 -4
μ = 0.09 pieces. In other words, only one white blood cell is captured in 11 screens. Therefore, as described above, even if a total of 1350 screens are obtained, the screen with the white blood cells is 1/11 of that, that is, about 120 in the simple calculation. To increase the number of screens on which white blood cells are shown, (a) decrease the dilution ratio of the sample (increase the concentration), (b) shorten the imaging cycle, and (c) increase the imaging area (volume). And the like.

しかし、(a)に関しては赤血球の溶血不良の恐れ、
必要血液量の増加といった問題が発生する。また、
(b)に関しては1秒当り100画面以上撮像できる特殊
なビデオカメラもあるが非常に高価である。さらに、画
像処理の高速化も必要となる。さらに、ストロボの照射
サイクルが短かくなるため光量の不安定化や短寿命化を
招く。また、(c)に関して、撮像面積を広くすると
(低倍率化すると)細胞像の大きさが相対的に小さくな
る。また、フラットシースフローの厚みを厚くするとピ
ントの合っていない細胞像が多くなり、いずれも細胞像
の解像能力の低下を招く。
However, regarding (a), there is a risk of poor hemolysis of red blood cells,
Problems such as an increase in required blood volume occur. Also,
As for (b), there is a special video camera capable of capturing 100 or more screens per second, but it is very expensive. Further, it is necessary to speed up image processing. Further, since the strobe irradiation cycle is shortened, the light amount becomes unstable and the life is shortened. Regarding (c), when the imaging area is widened (when the magnification is reduced), the size of the cell image becomes relatively small. In addition, when the thickness of the flat sheath flow is increased, the number of out-of-focus cell images increases, and the resolution of any cell image is reduced.

以上のように、ただ単に1/30秒ごとにストロボ光を照
射して画像を撮像する方法では効率良く細胞像を得るこ
とができない。
As described above, a cell image cannot be obtained efficiently by a method of simply irradiating strobe light every 1/30 second to capture an image.

細胞像を効率良く得るためには、細胞が撮像エリアに
ない時には撮像せず、撮像エリアに到来した時にストロ
ボ光を照射し撮像するようにすればよい。そのために試
料液流の上流側に細胞検出用の検出領域を設ける方法が
考えられる。例えば、微細孔と電極対とからなる電気抵
抗式検出部や発光素子と受光素子とからなる光学式検出
部が考えられる。このようにすれば検出部で細胞の存在
が検出される。しかし、この検出部を通過した細胞が必
ず撮像エリアを通過する保証はない。撮像エリア付近で
は試料液は大きく横に広がって流れており、細胞が撮像
エリアをはずれて通過する場合もある。また、細胞が検
出部を通過してから撮像エリアに到達するまでの時間は
各種条件によってばらつきが出やすい。このため、常に
正しいタイミングで細胞を撮像できるとは限らない。
In order to efficiently obtain a cell image, imaging may be performed by irradiating strobe light when the cell arrives in the imaging area without imaging when the cell is not in the imaging area. For this purpose, a method of providing a detection region for cell detection on the upstream side of the sample liquid flow can be considered. For example, an electric resistance type detection unit including a microhole and an electrode pair and an optical type detection unit including a light emitting element and a light receiving element are conceivable. By doing so, the presence of the cell is detected by the detection unit. However, there is no guarantee that cells that have passed through the detection unit will always pass through the imaging area. In the vicinity of the imaging area, the sample solution flows widely and spreads, and cells may pass out of the imaging area. Further, the time from when the cell passes through the detection unit to when it reaches the imaging area is likely to vary depending on various conditions. For this reason, cells cannot always be imaged at the correct timing.

以上の点に鑑み、本発明は、粒子成分含有量の少ない
試料であっても、常に効率良く粒子成分の像が撮像でき
る粒子画像分析装置を提供することを目的としている。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a particle image analyzer that can always efficiently capture an image of a particle component even in a sample having a small content of the particle component.

[課題を解決するための手段] 本発明の粒子画像分析装置は、細胞等の粒子成分を
含む試料液を、フローセルの扁平な流路中でシース液を
外層とし極めて扁平な流れにして流し、照光手段と撮像
手段とを配置し、試料流の静止画像を撮像し、画像処理
により粒子成分の分類や計数等の分析を行う装置におい
て、静止画像を撮像するための第1の光源、第1の撮像
手段の他に、その第1の撮像領域を通過する粒子を検出
するための第2の光源、第2の撮像手段、及び制御回路
が設けられている。
[Means for Solving the Problems] The particle image analyzer of the present invention flows a sample liquid containing a particle component such as a cell in a flat flow path of a flow cell with a sheath liquid as an outer layer and an extremely flat flow, A first light source for capturing a still image, a first light source for capturing a still image, a first light source for capturing a still image of a sample flow, and performing analysis such as classification and counting of particle components by image processing; In addition to the imaging means, a second light source, a second imaging means, and a control circuit for detecting particles passing through the first imaging area are provided.

第2の撮像手段により試料扁平流部分に形成される第
2の撮像領域は、第1の撮像手段により試料扁平流部分
に形成される第1の撮像領域内に形成されている。
The second imaging region formed in the flat flow portion of the sample by the second imaging means is formed in the first imaging region formed in the flat flow portion of the sample by the first imaging means.

第2の撮像手段は、絵素が一次元的に配置されたライ
ンセンサであって、第2の撮像領域(撮像ライン)は第
1の撮像領域(撮像エリア)を試料の流れに対して横切
るように形成されている。
The second imaging means is a line sensor in which picture elements are arranged one-dimensionally, and the second imaging area (imaging line) crosses the first imaging area (imaging area) with respect to the flow of the sample. It is formed as follows.

第2の光源は常時発光し、その光は第2の撮像領域を
経て、第2の撮像手段に結像される。
The second light source constantly emits light, and the light passes through the second imaging region and forms an image on the second imaging unit.

制御回路は、第2の撮像手段からの信号を受け、粒子
成分の到来を検知し、第1の照光手段であるストロボに
対するトリガ信号を発する。
The control circuit receives a signal from the second imaging unit, detects the arrival of a particle component, and issues a trigger signal for a strobe as the first illumination unit.

第1の光源は前記トリガ信号により短時間発光し、そ
の光は第1の撮像領域を経て、第1の撮像手段に結像さ
れる。
The first light source emits light for a short time in response to the trigger signal, and the light passes through the first imaging region and forms an image on the first imaging unit.

第1の光源の光は可視光を含む。第2の光源の光は可
視光を含まない。第2の光源光は赤外光である。
The light of the first light source includes visible light. The light of the second light source does not include visible light. The second light source light is infrared light.

第1,第2の撮像手段の手前に、第1の撮像手段へ可視
光のみを与え、第2の撮像手段へ赤外光を与えるように
光を選別する光選別手段が設けられている。
In front of the first and second image pickup means, there is provided a light selection means for selecting light so as to apply only visible light to the first image pickup means and to supply infrared light to the second image pickup means.

また、に記載した構成において、第2の光源とフ
ローセルの間に、シリンドカルレンズを設けるのが好ま
しい。
In the configuration described in the above, it is preferable to provide a cylindrical lens between the second light source and the flow cell.

また、又はに記載した構成において、被測定試
料は溶血、染色処理を施した血液とし、対象粒子を白血
球細胞とする。
In the configuration described in or above, the sample to be measured is blood subjected to hemolysis and staining, and the target particles are white blood cells.

また、又はに記載した構成において、被測定試
料は染色処理を施した尿とし、対象粒子を尿中の有形成
分とすることができる。
In the configuration described in or above, the sample to be measured may be urine subjected to a staining treatment, and the target particles may be formed components in the urine.

[作用] 第2の光源は常時発光し、第2の撮像領域を照射し
ている。この透過光は光選別手段により第2の撮像手段
に到達する。第2の撮像手段からの信号は制御回路へ送
られ第2の撮像領域に粒子が到来したか否かがリアルタ
イムで判定される。粒子成分の到来が検知されれば、制
御回路からトリガ信号が発せられ、このトリガ信号によ
り第1の光源は短時間発光する。第1の光源からの光は
第1の撮像領域を短時間照射する。第2の撮像領域は第
1の撮像領域内に形成されている。また、光選別手段に
より第2の光源からの赤外光は第1の撮像手段には到達
しないようになっているので、第1の光源からの光のみ
が選別され第1の撮像手段に到達し、粒子の静止画像が
撮像される。
[Operation] The second light source constantly emits light and irradiates the second imaging region. This transmitted light reaches the second imaging unit by the light selection unit. The signal from the second imaging means is sent to the control circuit, and it is determined in real time whether or not particles have arrived at the second imaging area. When the arrival of the particle component is detected, a trigger signal is issued from the control circuit, and the first light source emits light for a short time by the trigger signal. Light from the first light source illuminates the first imaging area for a short time. The second imaging region is formed in the first imaging region. In addition, since the infrared light from the second light source does not reach the first imaging means by the light selection means, only the light from the first light source is selected and reaches the first imaging means. Then, a still image of the particles is captured.

シリンドリカルレンズにより、第2の光源からの光
は長楕円状に絞られて第2の撮像領域を効率良く照射す
る。
The light from the second light source is narrowed down to an oblong shape by the cylindrical lens, and efficiently irradiates the second imaging region.

[実 施 例] 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の要部ブロック図を示
す。図中22は溶血及び染色処理の施された血液試料をシ
ース液を外層とし極めて扁平に流すためのフローセルを
示す。試料液は紙面とは垂直に表側から裏側に向かって
流れる。フローセル22の流路24は照射光軸と平行な方向
(第1図における左右方向)には100〜200μmオーダの
寸法であり、照射光軸と垂直な方向(第1図における上
下方向)には数mmオーダの寸法である。よって、その扁
平な流路24を流れる試料液も照射光軸方向には極めて薄
く(例えば5〜10μm)、照射光軸と直交する方向には
極めて広い(例えば数百μm)、扁平な流れになる。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 22 denotes a flow cell for flowing a blood sample which has been subjected to hemolysis and staining treatment very flatly with the sheath liquid as an outer layer. The sample liquid flows from the front side to the back side perpendicular to the paper surface. The flow path 24 of the flow cell 22 has a dimension of the order of 100 to 200 μm in a direction parallel to the irradiation optical axis (left-right direction in FIG. 1), and in a direction perpendicular to the irradiation optical axis (vertical direction in FIG. 1). It is of the order of a few mm. Therefore, the sample liquid flowing through the flat flow path 24 is also extremely thin (for example, 5 to 10 μm) in the direction of the irradiation optical axis, and extremely wide (for example, several hundred μm) in the direction orthogonal to the irradiation optical axis. Become.

また、図中10は細胞の静止画像を撮像するための第1
の光源を示し、36は第1の撮像手段を示す。具体的には
第1の光源10はストロボであり、第1の撮像手段36はカ
ラービデオカメラである。図中、40,48は上記静止画像
の撮像エリアに細胞が来たかどうかを常時監視するため
の第2の光源と第2の撮像手段とをそれぞれ示す。具体
的には第2の光源40は波長780〜830nmの近赤外光を発す
る半導体レーザであり、第2の撮像手段48は絵素が一列
に配置されたCCDラインセンサである。
In the figure, reference numeral 10 denotes a first for capturing a still image of a cell.
Reference numeral 36 denotes a first imaging unit. Specifically, the first light source 10 is a strobe, and the first imaging means 36 is a color video camera. In the figure, reference numerals 40 and 48 denote a second light source and a second imaging means for constantly monitoring whether or not cells have come to the imaging area of the still image. More specifically, the second light source 40 is a semiconductor laser that emits near-infrared light having a wavelength of 780 to 830 nm, and the second imaging means 48 is a CCD line sensor in which picture elements are arranged in a line.

半導体レーザ40から出射された光はコリメータレンズ
42によって平行光にされ、シリンドリカルレンズ44によ
って光を試料液の流れ方向に強く収束させることによ
り、第2図に示すようにレーザ光60を試料液62の流れ方
向には狭く、それと直交する方向には広く第1の撮像領
域64に照射させる。ところで第2図は第1図において撮
像側から見た、試料液流部分の拡大図である。
The light emitted from the semiconductor laser 40 is a collimator lens
As shown in FIG. 2, the laser beam 60 is narrowed in the direction of flow of the sample liquid 62 and is directed in a direction orthogonal to the parallel direction by collimating the light into parallel light by the lens 42 and strongly converging the light in the direction of flow of the sample liquid by the cylindrical lens 44. Irradiates the first imaging region 64 widely. FIG. 2 is an enlarged view of the sample liquid flow portion viewed from the imaging side in FIG.

第3図はさらにその第1の撮像領域部分の拡大図を示
す。
FIG. 3 is an enlarged view of the first imaging region.

第3図中64は、第1の撮像手段36による第1の撮像領
域を示し、66は第2の撮像手段48による第2の撮像領域
(左下りの斜線で示している)を示す。第1の撮像領域
64は二次元状であり一列として一辺が150μmの正方形
でる。第2の撮像領域66は粒子の流れ方向と直交して第
1の撮像領域64を横切るように一次元的に形成されてい
る。その幅は1μm、長さは150μmである。以後、第
1の撮像領域を「撮像エリア」、第2の撮像領域を「撮
像ライン」と呼ぶ。第2の光源による照射エリア60は右
下り斜線で示され、撮像ライン66を広くおおっている。
第1の光源による照射エリアは図示していないが、当
然、撮像エリア64を広くおおっている。
In FIG. 3, reference numeral 64 denotes a first image pickup area by the first image pickup means 36, and reference numeral 66 denotes a second image pickup area by the second image pickup means 48 (indicated by oblique lines to the left). First imaging area
Numeral 64 denotes a two-dimensional square, each row being a square having a side of 150 μm. The second imaging region 66 is formed one-dimensionally so as to cross the first imaging region 64 orthogonally to the flow direction of the particles. Its width is 1 μm and its length is 150 μm. Hereinafter, the first imaging area is referred to as an “imaging area”, and the second imaging area is referred to as an “imaging line”. The irradiation area 60 by the second light source is shown by oblique lines descending to the right and covers the imaging line 66 widely.
The irradiation area of the first light source is not shown, but naturally covers the imaging area 64 widely.

このように、第2の光源からの光を細長く絞ることに
より出力の小さな半導体レーザでも効率良く撮像ライン
に光を集中させることができ、受光部におけるS/N比を
向上させることができる。また、撮像ライン方向におけ
る光量変化も少なくすることができるので、後でライン
センサからの信号を2値化する際にシェーディング補正
を不要にできる可能性がある。
As described above, by narrowing the light from the second light source into an elongated shape, even a semiconductor laser with a small output can efficiently concentrate the light on the imaging line, and the S / N ratio in the light receiving unit can be improved. In addition, since a change in the amount of light in the imaging line direction can be reduced, shading correction may not be required when the signal from the line sensor is binarized later.

第1図における16,30は可視光反射、赤外光透過型の
ダイクロイックミラーであり、20はコンデンサレンズで
ある。このダイクロイックミラーの特性図(入射角45
度)の一例を第4図に示す。
In FIG. 1, reference numerals 16 and 30 denote visible light reflecting and infrared light transmitting dichroic mirrors, and reference numeral 20 denotes a condenser lens. Characteristics of this dichroic mirror (incident angle 45
An example of the degree is shown in FIG.

さて、フローセル22を透過した赤外光は対物レンズ2
6、ダイクロイックミラー30、投影レンズ46を経てライ
ンイメージセンサ48に結像される。ラインイメージセン
サ48には第3図に示した撮像ライン66部分の像が結ばれ
る。ラインイメージセンサ48からは各絵素ごとに蓄積さ
れた光の量に応じた電圧が順次出力され制御回路50に入
力される。制御回路50にてラインイメージセンサ48から
の出力は増幅された後、スレシホールドレベルと比較さ
れ2値化され、細胞が到来したか否かの判定がなされ
る。そして、細胞が検出されればストロボトリガ信号を
出力してストロボ10を発光させる。
Now, the infrared light transmitted through the flow cell 22 is
6. An image is formed on the line image sensor 48 via the dichroic mirror 30 and the projection lens 46. An image of the imaging line 66 shown in FIG. 3 is formed on the line image sensor 48. A voltage corresponding to the amount of light accumulated for each picture element is sequentially output from the line image sensor 48 and input to the control circuit 50. After the output from the line image sensor 48 is amplified by the control circuit 50, the output is compared with a threshold level and binarized to determine whether or not cells have arrived. Then, when a cell is detected, a strobe trigger signal is output to cause the strobe 10 to emit light.

ラインイメージセンサ48には透過光が結像されるので
細胞が写っている部分は光量が少なくなりその部分に対
応する絵素の2値化信号はLOWとなる。
Since the transmitted light is imaged on the line image sensor 48, the light amount is reduced in the portion where the cell is shown, and the binarized signal of the picture element corresponding to the portion becomes LOW.

第7図にその様子を示している。第7図中70は白血球
細胞を示す。このラインイメージセンサ48で撮像エリア
を通過する細胞をもれなく監視するためには対象とする
細胞がラインイメージセンサ48の走査周期時間内に移動
する距離を、その細胞の大きさより小さくしておかなけ
ればならない。つまり、細胞の移動スピードをある程度
以下にしておく必要がある。
FIG. 7 shows this state. In FIG. 7, reference numeral 70 denotes a white blood cell. In order to monitor all cells passing through the imaging area with the line image sensor 48, the distance that the target cell moves within the scanning cycle time of the line image sensor 48 must be smaller than the size of the cell. No. That is, it is necessary to keep the moving speed of the cells to some extent or less.

ラインイメージセンサ48のライン方向における1絵素
当りの撮像範囲を1μmとし、白血球細胞の大きさを15
μmとする。単純には2値化信号列は連続して15回LOW
となる。しかし、実際には白血球の種類ごとに大きさや
染り方が異なったり、溶血により縮小化された赤血球膜
(ゴースト)が存在するので、これらを考慮して、白血
球の判定を行う必要がある。細胞判定の具体例について
は後述する。制御回路50における判定はリアルタイムで
行われ、白血球細胞が来たと判定されれば、ストロボ光
を照射するためのトリガ信号が発せられる。第1図中54
はストロボ電源である。
The imaging range per pixel in the line direction of the line image sensor 48 is 1 μm, and the size of white blood cells is 15 μm.
μm. Simply, the binary signal sequence is LOW 15 times in a row.
Becomes However, in practice, the size and staining of white blood cells are different for each type, or there is a red blood cell membrane (ghost) reduced by hemolysis. Therefore, it is necessary to determine white blood cells in consideration of these factors. A specific example of the cell determination will be described later. The determination in the control circuit 50 is performed in real time, and if it is determined that white blood cells have come, a trigger signal for irradiating strobe light is issued. 54 in FIG.
Is a strobe power supply.

ストロボ光源10からのストロボ光はコリメータレンズ
12、コレクタレンズ14を介し、ダイクロイックミラー16
で反射され、絞り18、コンデンサレンズ20により集光さ
れて撮像エリアに照射される。その透過光は対物レンズ
26を介し、ダイクロイックミラー30で反射され、赤外カ
ットフィルタ32を介し、投影レンズ34により集光されて
ビデオカメラ内の受光面38に結像される。撮像ライン
は、撮像エリアを横切るようにライン状に形成されてい
るので、細胞が検出されてビデオカメラで白血球を撮像
したときには、第5図に示すように撮像画面68中の白血
球細胞70の写っている位置は斜線を施した領域に限定さ
れることになる。このため、画像処理時に画面の全領域
を処理する必要がなくなるので、処理のためのソフトウ
ェアあるいはハードウェアの簡略化が図れ、処理スピー
ドの向上等の効果も発生する(従来法では細胞の写って
いる場所はランダムである。)。ビデオカメラ36からの
ビデオ信号はイメージプロセッサ52からのゲンロック信
号によって相互に同期がとられ、撮像された画像信号は
イメージプロセッサ52に送られ各種の画像処理がなされ
る。
The strobe light from the strobe light source 10 is a collimator lens
12, dichroic mirror 16 via collector lens 14
The light is condensed by the diaphragm 18 and the condenser lens 20 and is irradiated to the imaging area. The transmitted light is the objective lens
The light is reflected by a dichroic mirror 30 via 26, is condensed by a projection lens 34 via an infrared cut filter 32, and is imaged on a light receiving surface 38 in the video camera. Since the imaging line is formed in a line so as to cross the imaging area, when the cells are detected and the white blood cells are imaged by the video camera, the white blood cell 70 in the imaging screen 68 is captured as shown in FIG. Is limited to the hatched area. For this reason, it is not necessary to process the entire area of the screen at the time of image processing, so that software or hardware for processing can be simplified, and an effect such as an improvement in processing speed also occurs. The location is random.) The video signals from the video camera 36 are mutually synchronized by a genlock signal from the image processor 52, and the captured image signals are sent to the image processor 52 to perform various image processing.

次に、細胞が撮像エリアに到来したか否かを判定し、
ストロボ照射のためのコントロールを行う制御回路50の
説明をする。
Next, determine whether the cells have arrived at the imaging area,
The control circuit 50 that performs control for strobe irradiation will be described.

第6図は制御回路50の回路図を示す。 FIG. 6 is a circuit diagram of the control circuit 50.

ラインイメージセンサ(CCDイメージセンサ)48の各
絵素上に結像された光は光電変換され、その電荷はライ
ンイメージセンサ48の走査周期時間分蓄積される。各絵
素ごとに蓄積された電荷は、トランスファークロックに
同期して転送され、各電荷量に応じた電圧がラインイメ
ージセンサ48から出力される。この出力電圧は増幅器72
により増幅され、コンパレータ74によりある適当なスレ
シホールドレベルと比較され、HIGH(以下、単に「H」
と言う。)又はLOW(以下、単に「L」と言う。)に2
値化される。適当なスレシホールドレベルとは、細胞像
と背景を弁別できるように決められたレベルである。
The light imaged on each picture element of the line image sensor (CCD image sensor) 48 is photoelectrically converted, and the electric charge is accumulated for the scanning cycle time of the line image sensor 48. The electric charge accumulated for each picture element is transferred in synchronization with the transfer clock, and a voltage corresponding to each electric charge is output from the line image sensor 48. This output voltage is
, And is compared with a certain appropriate threshold level by a comparator 74, and HIGH (hereinafter simply referred to as “H”)
Say ) Or LOW (hereinafter simply referred to as “L”).
Valued. The appropriate threshold level is a level determined so that the cell image can be distinguished from the background.

第7図は白血球細胞70が図において上方から流れて来
て、撮像ライン66部分に到達したときの様子を示してい
る。2値化信号は白血球信号が撮像ラインを横切ること
によってLとなっている。
FIG. 7 shows a state in which white blood cells 70 flow from above in the figure and reach the imaging line 66 portion. The binarized signal is L due to the white blood cell signal crossing the imaging line.

第6図の説明に戻る。 Returning to the description of FIG.

細胞像が結像されない部分の絵素に対してはHとな
り、細胞像が結像された部分の絵素に対してはLとなっ
た2値化信号は、細胞検出回路82へ送られ、細胞が検出
された場合には細胞検出信号が出力される。細胞検出信
号はストロボコントロール回路84に送られ、その時、撮
像可能期間中であればストロボを発光させるためのスト
ロボトリガ信号が出力される。
The binarized signal, which has become H for the picture element of the part where the cell image is not formed and becomes L for the picture element of the part where the cell image is formed, is sent to the cell detection circuit 82, When a cell is detected, a cell detection signal is output. The cell detection signal is sent to the strobe control circuit 84, and at that time, a strobe trigger signal for causing the strobe to emit light is output during the period in which imaging is possible.

細胞検出回路82はシフトレジスタ76、細胞判定部80、
カウンタ78から構成されている。2値化信号は、シフト
レジスタ76に順次入力され、トランスファークロックに
同期して1ビットずつシフトされパラレル出力b5〜b0
得る(ビットb5が最新の2値化信号であり、以下b4,b3,
b2,b1,b0の順で古くなる。)。第6図中78はカウンタで
あり一例としてビットb5によってトランスファークロッ
クをカウントアップするか、カウントアップせずホール
ドするかの制御を行っている。ビットb5がHのときはホ
ールドであり、Lのときはカウントアップである。2値
化信号はトランスファークロックに同期しているのでカ
ウンタ78では2値化信号がLとなる絵素数が計数され、
その計数値は4ビットデータQ3,Q2,Q1,Q0として出力さ
れ細胞判定部80に入力される。計数値が所定値以上にな
れば細胞判定部80から細胞検出信号が出力される。例え
ば計数値が9以上で細胞検出信号HITを発するようにす
るには、細胞判定部80において次のロジックを用いる。
細胞検出信号HIT=(Q3×Q0)+(Q3×Q1)+(Q3×
Q2)、ただしQ3が最上位ビットである。
The cell detection circuit 82 includes a shift register 76, a cell determination unit 80,
It comprises a counter 78. Binarization signal is sequentially input to the shift register 76, bit by bit in synchronization with a transfer clock to obtain a shifted parallel outputs b 5 ~b 0 (bits b 5 is the most recent of the binary signal, the following b 4 , b 3 ,
It becomes old in the order of b 2 , b 1 , b 0 . ). Or Figure 6 of 78 counts up the transfer clock by the bit b 5 as an example be a counter, is performed of the control hold not count up. If the bit b 5 is H is held, when the L is a count-up. Since the binary signal is synchronized with the transfer clock, the counter 78 counts the number of picture elements where the binary signal is L,
The counted value is output as 4-bit data Q 3 , Q 2 , Q 1 , Q 0 and input to the cell determination unit 80. When the count value becomes equal to or more than a predetermined value, a cell detection signal is output from the cell determination unit 80. For example, to generate the cell detection signal HIT when the count value is 9 or more, the following logic is used in the cell determination unit 80.
Cell detection signal HIT = (Q 3 × Q 0 ) + (Q 3 × Q 1) + (Q 3 ×
Q 2 ), where Q 3 is the most significant bit.

カウンタ78のクリアは、シフトされたパラレルデータ
b5〜b0を基に作られたクリア信号により行われる。カウ
ンタ78ではクリアがかかるまでの間、計数が行われる。
クリア信号は背景部分に対応した絵素の出力が出ている
時にはクリア信号がLとなりカウンタ78にクリアがかか
るようになっている。細胞部分に対応した絵素の出力が
出ているときにはクリア信号がHとなりカウンタ78で計
数が行われる。クリア信号は一例として次のロジックで
作られる。
The counter 78 is cleared by the shifted parallel data.
The b 5 ~b 0 is performed by clearing signal generated based on. The counter 78 performs counting until it is cleared.
When the output of the picture element corresponding to the background portion is output, the clear signal becomes L and the counter 78 is cleared. When the output of the picture element corresponding to the cell portion is output, the clear signal becomes H and the counter 78 performs counting. The clear signal is generated by the following logic as an example.

このロジックにおいて(b5×b4)は2つの連続した絵
素が背景部分の信号を出力した場合にクリア信号をアク
ティブ(L)にするためのものであり、 は4つの連続した絵素がH,L,H,Lの信号を出力した場合
にクリア信号をLにするためのものである。
In this logic, (b 5 × b 4 ) is for making the clear signal active (L) when two consecutive picture elements output the signal of the background portion, Is to set the clear signal to L when four consecutive picture elements output H, L, H, L signals.

単純には、白血球細胞がラインセンサの撮像ライン上
に来れば、その部分に対応する絵素からは細胞の信号が
出力される。つまり、連続した複数の絵素から細胞の信
号が出力される。よって、2値化信号が連続してLとな
る数を計数すればよい。しかし、現実には核、顆粒、細
胞質の染色状態等により細胞に対応する絵素の出力が必
ずしもLにならない場合もある(第7図参照)。そこ
で、目的とする細胞の種類、大きさ、染色状態等によ
り、前述のスレシホールドレベル、細胞判定ロジックを
最適化しておく必要がある。本実施例では細胞判定部に
カウンタを用いた例を示したが、カウンタ用いずシフト
レジスタのパラレル出力ビット数を増やし、そのパラレ
ルデータを入力とし判定することもできる。これら以外
にも、仕様に応じて各種実施例が考えられる。
Simply, when a white blood cell comes on an imaging line of a line sensor, a cell signal is output from a picture element corresponding to that part. That is, cell signals are output from a plurality of continuous picture elements. Therefore, the number of times that the binarized signal continuously becomes L may be counted. However, in reality, the output of the picture element corresponding to the cell may not always be L depending on the staining state of the nucleus, granules, cytoplasm, and the like (see FIG. 7). Therefore, it is necessary to optimize the above-mentioned threshold level and cell determination logic depending on the type, size, staining state and the like of the target cell. In the present embodiment, an example in which a counter is used in the cell determination unit has been described. However, it is also possible to increase the number of parallel output bits of the shift register without using the counter and determine the parallel data as input. In addition to these, various embodiments can be considered according to the specifications.

第6図右下に示す細胞判定部80に入力される選択信号
Sは、対象となる細胞が数種類考えられる場合、あるい
は、判定条件の微調整が必要な場合に、最適な判定条件
を選択するための信号である。この選択信号Sはイメー
ジプロセッサ52から、その内容が指示される。また、細
胞判定部80のロジックは市販のプログラマブルアレイロ
ジックIC(PAL)1個で容易に実現できる。シフトレジ
スタやカウンタ部分も合せて細胞検出回路82を1個のIC
内に納めることもできる。
The selection signal S input to the cell determination unit 80 shown in the lower right of FIG. 6 selects an optimum determination condition when several types of target cells are considered or when fine adjustment of the determination condition is necessary. Is a signal for The content of the selection signal S is instructed from the image processor 52. Further, the logic of the cell determination unit 80 can be easily realized with one commercially available programmable array logic IC (PAL). The cell detection circuit 82 is a single IC, including the shift register and counter.
You can put it inside.

次に、細胞判定部80からの細胞検出信号により、スト
ロボを発光させるためのトリガ信号をつくる。このトリ
ガ信号によりストロボが発光される。ビデオカメラとし
て奇数フィールド画面と偶数フィールド画面とから1フ
レーム画面が構成されるタイプのものを使用する場合に
は、フレーム蓄積型のビデオカメラを使用する必要があ
る。フィールド蓄積型のビデオカメラを使用する場合に
は、1つのフィールド画面を1つの画面としなければな
らないので垂直解像度が半分になってしまい、解像度が
低下する。
Next, based on the cell detection signal from the cell determination unit 80, a trigger signal for emitting a strobe light is generated. The strobe is fired by this trigger signal. When a video camera of a type in which one frame screen is composed of an odd field screen and an even field screen is used, it is necessary to use a frame accumulation type video camera. When a field accumulation type video camera is used, one field screen must be one screen, so that the vertical resolution is halved and the resolution is reduced.

フレーム蓄積型のビデオカメラを使用する場合には、
ストロボを偶数フィールド期間中に照射するようにしな
ければならない。第8図はストロボ照射のタイミングを
説明するためのチャート図である。
When using a frame accumulation type video camera,
The strobe must be fired during even field periods. FIG. 8 is a chart for explaining the timing of strobe irradiation.

奇数フィールド蓄積期間K21で蓄積された電荷は奇
数フィールド期間T21で出力され、偶数フィールド
蓄積期間K22で蓄積された電荷は偶数フィールド期間T
22で出力される。よって、期間K21と期間K22がラップす
る期間T12中にストロボ光を照射すると、その静止画像
の奇数フィールド画面は奇数フィールド期間T21に出
力され、偶数フィールド画面は偶数フィールド期間T
22に出力され、1フレーム画面が構成される。同様に、
期間T22中にストロボ光を照射すると、その静止画面
は、奇数フィールド期間T31及び偶数フィールド期
間T32に出力される。
Charges accumulated in the odd field accumulation period K 21 is outputted in an odd field period T 21, the even field accumulation period charges accumulated in K 22 is the even field period T
Output at 22 . Therefore, the period K 21 and duration K 22 irradiates flash light during the period T 12 to wrap, odd field screen of the still image is output to the odd field period T 21, the even field screen even field period T
22 to form a one-frame screen. Similarly,
Is irradiated with strobe light during T 22, the still picture is output to the odd field period T 31 and the even field period T 32.

しかし、奇数フィールド期間T11とT21でストロボを照
射すると、フレーム画面の奇数フィールド画面は、奇
数フィールド期間T11に照射されて得られる画面とな
り、フレーム画面の偶数フィールド画面は、奇数フィ
ールド期間T21に照射されて得られる画面となり、正
しいフレーム画面が構成できない。
However, when irradiated with strobe the odd field period T 11 and T 21, the odd field screen frame screen becomes the screen obtained is irradiated on the odd field period T 11, the even field screen frame screen, odd field period T The screen is obtained by irradiating 21 and a correct frame screen cannot be constructed.

また、偶数フィールド期間T12と奇数フィールド
期間T21でストロボを照射すると、フレーム画面の偶
数フィールド画面は2重露出された画面となってしま
う。
Moreover, when irradiated with strobe even field period T 12 and the odd field period T 21, the even field screen frame screen becomes double exposed screen.

このように、奇数フィールド画面と偶数フィールド画
面とから1フレーム画面を構成するようにしている場合
には、ストロボを照射できる期間とできない期間があ
り、この照射可能な期間中にストロボ光を照射する必要
がある。
As described above, when one frame screen is composed of the odd field screen and the even field screen, there is a period in which the strobe can be irradiated and a period in which the strobe cannot be irradiated. There is a need.

このため、奇数フィールド期間中はストロボの照射を
禁止する必要がある。また、1つの偶数フィールド期間
中に2回以上の照射を禁止する必要がある。
For this reason, it is necessary to inhibit strobe irradiation during the odd field period. Further, it is necessary to prohibit irradiation more than once during one even field period.

この、正しい撮像が可能な状態において細胞検出信号
が検出された場合にストロボトリガ信号を発するための
ストロボコントロール回路84を第6図に示す。図中86は
D型フリップフロップである。偶数フィールド開始時に
発せられる垂直フィールド同期信号の立ち上がりにより
フリップフロップ86のQ出力はHとなる。このQ出力信
号と細胞検出信号(H)とのANDをとることによりスト
ロボトリガ信号を得ている。このストロボトリガ信号は
フリップフロップ86のクリア端子にフィードバックされ
ているので、ストロボトリガ信号が出力されるとクリア
がかかりQ出力はLとなる。このため、同じ偶数フィー
ルド期間中に再び細胞検出信号が得られてもストロボト
リガ信号は出力されない。また、奇数フィールド期間開
始時の垂直同期信号によってもフリップフロップ86はク
リアされるので、フリップフロップ86のQ出力がLとな
り、ストロボトリガ信号は出力されない。
FIG. 6 shows a strobe control circuit 84 for generating a strobe trigger signal when a cell detection signal is detected in a state where correct imaging is possible. In the figure, reference numeral 86 denotes a D-type flip-flop. The Q output of the flip-flop 86 becomes H due to the rise of the vertical field synchronization signal generated at the start of the even field. A strobe trigger signal is obtained by ANDing the Q output signal and the cell detection signal (H). Since this strobe trigger signal is fed back to the clear terminal of the flip-flop 86, when the strobe trigger signal is output, the strobe trigger signal is cleared and the Q output becomes L. Therefore, even if a cell detection signal is obtained again during the same even field period, no strobe trigger signal is output. The flip-flop 86 is also cleared by the vertical synchronizing signal at the start of the odd field period, so that the Q output of the flip-flop 86 becomes L and no strobe trigger signal is output.

フリップフロップ86のQ出力は次の偶数フィールド垂
直同期信号によりHとなる。
The Q output of the flip-flop 86 becomes H by the next even field vertical synchronization signal.

次に、本発明を実施したときの有用性を説明する。 Next, usefulness when the present invention is implemented will be described.

シースフロー中を流れる粒子の粒子間隔の確率密度関
数は一般に次式で表わされる。
The probability density function of the space between particles flowing in the sheath flow is generally expressed by the following equation.

β(t)=βe−βt ………(1) ただし、tは粒子間隔である。βは各種条件によって
決まる定数である。
f β (t) = βe -βt ......... (1) However, t is the particle interval. β is a constant determined by various conditions.

(1)式において粒子間隔の平均値tavで正規化する
と、確率密度関数f(t)は f(t)=e-t ………(2) で表わされ、取り扱いが簡単になる。以下、tはtav
対する比を表わすものとする。
When normalized by the average value t av of the particle intervals in the equation (1), the probability density function f (t) is represented by f (t) = e− t (2), which simplifies the handling. Hereinafter, t indicates a ratio to t av .

粒子間隔がti以上である確率をF(ti)とすると、 で表わされる。If the probability that the particle interval is equal to or greater than t i is F (t i ), Is represented by

上式より、1フィールド周期内に撮像エリアを粒子
(細胞)が通過する確率が求められる。
From the above equation, the probability that particles (cells) pass through the imaging area within one field period is determined.

ここで、粒子の平均間隔をフィールド周期で割った値
をtcとすると、 (イ) tc=3、すなわち、粒子の平均間隔が1フィー
ルド周期1/60秒の1/3のとき、近似式による演算により
撮像確率は98.7%となり、 (ロ) tc=2、すなわち、粒子の平均間隔が1フィー
ルド周期の1/2のとき、撮像確率は95%となり、 (ハ) tc=1、すなわち、粒子の平均間隔が1フィー
ルド周期と同じとき、撮像確率は77%となる。
Here, assuming that the value obtained by dividing the average interval of particles by the field period is t c , (a) t c = 3, ie, when the average interval of particles is 1/3 of 1/60 second of one field period, approximation The imaging probability becomes 98.7% by the calculation according to the formula, and (b) t c = 2, that is, when the average interval of the particles is の of the period of one field, the imaging probability becomes 95%, and (c) t c = 1 That is, when the average particle interval is equal to one field period, the imaging probability is 77%.

次に実例を上げて、tcを求め、白血球細胞の撮像確率
を算出してみる。ただし、条件は次の通りである。
Then raise the examples to obtain the t c, try to calculate the imaging probabilities of white blood cells. However, the conditions are as follows.

試料……5000個/μの白血球を含有する血液 測定用試料…上記血液試料に溶血、染色処理を施し10
倍希釈された試料(500個/μの白血球を含有する) 撮像エリア…150μm×150μm×8μm=1.8×10-4
μ ラインセンサ走査周期…33μsec フラットシース流速…10μm/33μsec=5mm/フィール
ド、ただし1フィールドは1/60秒 ラインセンサの走査周期は、ラインセンサの応答性能
や必要な光蓄積時間等から決められるが、なるべく短か
くなるようにする。一方、フラットシースフローの流
速、すなわち、粒子の移動速度はラインセンサの走査周
期期間に粒子の大きさ以上に移動しない程度にしておく
必要がある。これは、移動量が大きすぎると、ラインセ
ンサで撮像ラインを通過する細胞を明確に検出できなく
なるからである。
Sample: Blood measurement sample containing 5000 white blood cells / μm: The above blood sample was subjected to hemolysis and staining treatment.
Double-diluted sample (containing 500 leukocytes / μm) Imaging area: 150 μm × 150 μm × 8 μm = 1.8 × 10 −4
μ Line sensor scanning cycle: 33 μsec Flat sheath flow rate: 10 μm / 33 μsec = 5 mm / field, where 1 field is 1/60 second The scanning cycle of the line sensor is determined by the response performance of the line sensor and the required light accumulation time. Try to be as short as possible. On the other hand, the flow rate of the flat sheath flow, that is, the moving speed of the particles, needs to be set so as not to move more than the size of the particles during the scanning cycle of the line sensor. This is because if the movement amount is too large, the line sensor cannot clearly detect cells passing through the imaging line.

さて、上記条件から、偶数フィールド期間中(1/60
秒)に撮像エリアを通過するサンプル液量は、 150μm×8μm×5mm=6×10-3μ である。これにより偶数フィールド期間中に撮像エリア
を通過する白血球細胞数は平均して 500個/μ×6×10-3μ=3個 となる。
Now, from the above conditions, during the even field period (1/60
The amount of the sample liquid passing through the imaging area at (sec) is 150 μm × 8 μm × 5 mm = 6 × 10 −3 μm. As a result, the number of white blood cells passing through the imaging area during the even field period is on average 500 cells / μ × 6 × 10 −3 μ = 3.

したがって、隣り合う粒子の間隔の平均値はフィール
ド期間の1/3となり、tc=3となる。すなわち、撮像確
率は98.7%となる。この値は、従来の、単に一定周期で
撮像する方法における撮像確率9%と比べると大幅な改
善となる。計測時間を45秒とすると、約1350個の白血球
細胞像が撮像されることになる。
Therefore, the average value of the interval between adjacent particles is 3 of the field period, and t c = 3. That is, the imaging probability is 98.7%. This value is a great improvement as compared with the conventional imaging probability of 9% in the conventional method of imaging at a fixed cycle. Assuming that the measurement time is 45 seconds, about 1350 white blood cell images are captured.

本発明のさらなる長所は、撮像エリア(容積)を小さ
くしても、高い撮像確率が維持できることである。例え
ば前記の例で、撮像エリアを100μm×100μm×4μm
=4×10-5μと1/4.5にした場合であっても、偶数フ
ィールド期間中(1/60秒)に、撮像エリアを通過するサ
ンプル液の容積は、 100μm×4μm×5mm=2×10-3μ で、偶数フィールド期間中に、撮像エリアを通過する白
血球の平均数は、 500個/μ×2×10-3μ=1個/フィールド となり、tc=1となる。このため、撮像確率は約77%と
なる。従来法では撮像確率は元の1/4.5の2%と大きく
落ち込んでしまう。
A further advantage of the present invention is that a high imaging probability can be maintained even when the imaging area (volume) is reduced. For example, in the above example, the imaging area is 100 μm × 100 μm × 4 μm
= 4 × 10 −5 μ and 1 / 4.5, the volume of the sample solution passing through the imaging area during the even field period (1/60 sec) is 100 μm × 4 μm × 5 mm = 2 × At 10 −3 μ, the average number of white blood cells passing through the imaging area during the even field period is 500 / μ × 2 × 10 −3 μ = 1 / field, and t c = 1. For this reason, the imaging probability is about 77%. In the conventional method, the imaging probability drops greatly to 2% of 1 / 4.5 of the original.

撮像エリアを小さくすることにより、相対的に大き
な、あるいは、試料液流の厚みを薄くすることによって
ピントの合った細胞像が得られるので、信頼性の高い分
析が行える。
By reducing the imaging area, a relatively large or in-focus cell image can be obtained by reducing the thickness of the sample liquid flow, so that highly reliable analysis can be performed.

ところで本発明による細胞像の撮像は一定周期で行わ
れる訳ではなく、作為的に細胞を撮像するようにしてい
るので撮像画面中の細胞像を計数しても正しく単位体積
当りの白血球数を求めることはできない。しかし、ライ
ンセンサによる細胞の判定結果、すなわち、第6図にお
ける細胞検出回路82から出力される細胞検出信号数を計
数することにより単位体積当りの白血球数を求めること
ができる。撮像された細胞が白血球であったかどうかを
調べ、撮像された細胞像中の白血球の率を求め、上記の
細胞通過数に乗ずることによりより正しい白血球数を算
出することができる。前記の例で計数時間を45秒とすれ
ば約8000個の白血球数を計数することができ、血球計数
器としての役目もはたすことができる可能性がある。従
来法では撮像できる白血球数は100個程度であり、血球
計数器としては使用できない。
By the way, the imaging of the cell image according to the present invention is not performed at a fixed cycle, but the cells are intentionally imaged. Therefore, even if the cell images in the imaging screen are counted, the number of white blood cells per unit volume is correctly obtained. It is not possible. However, the number of white blood cells per unit volume can be obtained by counting the determination result of cells by the line sensor, that is, by counting the number of cell detection signals output from the cell detection circuit 82 in FIG. It is possible to determine whether or not the imaged cells are white blood cells, determine the percentage of white blood cells in the imaged cell image, and calculate a more accurate white blood cell count by multiplying the above cell passage number. If the counting time is 45 seconds in the above example, it is possible to count about 8000 white blood cells, and it may also be able to serve as a blood cell counter. In the conventional method, the number of white blood cells that can be imaged is about 100, and cannot be used as a blood cell counter.

また、前記実施例では血液を試料として用いる場合を
示したが、本発明の装置で分析の対象とできるのは、当
然血液だけに限らず、試料を尿とし尿中の粒子成分(血
球等の細胞や円柱等)を分析する際にも本装置を用いる
ことができる。
In the above embodiment, the case where blood is used as a sample has been described. However, the analysis target of the apparatus of the present invention is not limited to blood, of course, and the sample may be urine, and particle components in urine (such as blood cells). The present apparatus can also be used when analyzing cells, columns, and the like.

尿中には大きさの著しく異なる粒子成分が含まれてい
る。このため、効率良く、精度良くこの尿試料を分析し
ようとすれば測定中に倍率を切り換えて撮像することが
必要となる。詳しくは本出願人による、特願平1−2431
07号を参照されたい。
Urine contains particulate components of significantly different sizes. Therefore, in order to efficiently and accurately analyze the urine sample, it is necessary to change the magnification during the measurement and take an image. For details, refer to Japanese Patent Application No. 1-2431, filed by the present applicant.
See Issue 07.

ここでは、高倍率モードに対してのみ適用する場合を
考えてみる(低倍率モード、高倍率モード、両モードに
適用しようとすると光学系が複雑になる。)。
Here, let us consider a case where the present invention is applied only to the high magnification mode (the optical system becomes complicated if it is applied to both the low magnification mode and the high magnification mode).

まず言えることは、細胞の撮像確率が著しく向上する
ことである。特に高倍率モードにおいてはその効果は大
きい。細胞撮像確率が向上するということは、実質的に
分析する尿試料が多くなったとみなせ、分析精度が向上
する。
First of all, the probability of imaging cells is significantly improved. In particular, the effect is large in the high magnification mode. An improvement in the cell imaging probability can be regarded as substantially increasing the number of urine samples to be analyzed, and the analysis accuracy is improved.

また、高倍率モードで分析尿量が多くなる分だけ、高
倍率モードでの計測時間を少し短くして、低倍率モード
での計測時間を長くして、限られた計測時間を有効利用
することもできる。
In addition, the measurement time in the high-magnification mode should be slightly shortened, and the measurement time in the low-magnification mode should be lengthened to effectively use the limited measurement time, as the amount of urine analyzed in the high-magnification mode increases. Can also.

[発明の効果] 本発明の粒子画像分析装置は、第2の光源、撮像手段
及び制御回路が設けられ、粒子が撮像領域に到来したと
きにストロボを照射し静止画像を撮像するように構成し
た。したがって、粒子含有量の少ない試料であっても撮
像確率を著しく向上させることができる。このため、装
置の分析精度や処理能力が向上する。
[Effects of the Invention] The particle image analyzer of the present invention is provided with a second light source, an imaging means, and a control circuit, and is configured to irradiate a strobe when a particle reaches an imaging area to capture a still image. . Therefore, even if the sample has a small particle content, the imaging probability can be significantly improved. For this reason, the analysis accuracy and processing capability of the device are improved.

また、粒子検出のための第2の撮像領域はライン状で
あり、二次元状の第1の撮像領域内に領域を横切るよう
に形成した。したがって、撮像画面中の細胞の写ってい
る位置が限定されることになる。このため、画像処理の
際画面全体を処理する必要はなく、限定された領域を処
理すればよいので、処理の簡略化、スピード化等が図れ
る。
In addition, the second imaging region for detecting particles is linear, and is formed in the two-dimensional first imaging region so as to cross the region. Therefore, the position where the cell is shown in the imaging screen is limited. Therefore, it is not necessary to process the entire screen at the time of image processing, and it is sufficient to process a limited area, so that the processing can be simplified, speeded, and the like.

また、第1の撮像領域の容積を小さくしても撮像確率
はあまり低下しない。これを利用して、撮像面積を小さ
くし、つまり、倍率を上げて相対的に細胞画像を大きく
したり、また、試料液流の厚みを薄くしてよりピントの
合った画像を得たりすることができ、より信頼性の高い
画像処理、分析ができる。
Further, even if the volume of the first imaging region is reduced, the imaging probability does not decrease so much. By taking advantage of this, it is possible to reduce the imaging area, that is, to increase the magnification to make the cell image relatively large, or to reduce the thickness of the sample liquid flow to obtain a more focused image. And more reliable image processing and analysis.

さらに、第2の撮像領域はライン状であって、その撮
像領域に第2の光源からの光を長楕円状にして照射する
ように構成した。したがって、第2の撮像領域に光を集
中させることができS/N比の良い信号が検出できる。ま
た、ライン方向の光強度変化も少なくできるので信号処
理等が行いやすい。
Further, the second imaging region has a line shape, and is configured to irradiate the imaging region with light from the second light source in an oblong shape. Therefore, light can be concentrated on the second imaging region, and a signal having a good S / N ratio can be detected. In addition, since a change in light intensity in the line direction can be reduced, signal processing and the like can be easily performed.

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

第1図は、本発明の第一実施例の要部ブロック構成図。 第2図は、第1図において撮像側から見た試料液流部分
の拡大図。 第3図は、第1の撮像領域部分の拡大図。 第4図は、ダイクロイックミラーの特性の一例を示す
図。 第5図は、ビデオカメラでの撮像を示す図。 第6図は、本発明の第一実施例の制御部50の詳細を示す
ブロック図。 第7図は、イメージセンサによる結線と制御部50内の各
ブロックの出力波形の関係を示す図。 第8図は、ストロボ照射のタイミングの説明図。 第9図は、従来装置の要部ブロック図。 第10図は、第9図の装置の撮像側から見た試料液流部分
の拡大図。 第11図は、撮像エリアの斜視図。 10……第1の光源、38……第1の撮像手段 40……第2の光源、48……第2の撮像手段 50……制御回路
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a sample liquid flow portion viewed from the imaging side in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a first imaging region. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of characteristics of a dichroic mirror. FIG. 5 is a diagram showing imaging by a video camera. FIG. 6 is a block diagram showing details of a control unit 50 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the connection by the image sensor and the output waveform of each block in the control unit 50. FIG. 8 is an explanatory diagram of strobe irradiation timing. FIG. 9 is a block diagram of a main part of a conventional device. FIG. 10 is an enlarged view of a sample liquid flow portion viewed from the imaging side of the apparatus of FIG. FIG. 11 is a perspective view of an imaging area. 10 first light source, 38 first imaging means 40 second light source 48 second imaging means 50 control circuit

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検出粒子成分を含む試料液を偏平な流れ
にするための偏平な流路が形成されたフローセルと、 前記フローセル中を流れる前記試料液に瞬間的な光を照
射するための第1の光源と、 前記第1の光源により照射された前記試料液中の前記被
検出粒子の静止画像を撮像するための第1の撮像手段
と、 前記第1の撮像手段からの撮像データに基づいて所望の
分析処理を行う処理手段と、 を含む粒子画像分析装置において、 前記フローセル中の前記試料液を常時照射する第2の光
源と、 前記第2の光源により照射された前記フローセル中の前
記試料液を撮像するための第2の撮像手段と、 前記第2の撮像手段からの像データに基づいて前記被検
出粒子成分が前記第1の撮像手段の撮像領域に存在する
ことを検出し、この検出に基づいて前記第1の光源を前
記第1の撮像手段の所定の撮像期間に動作させる制御手
段と、 を備え、 さらに、前記第1の撮像手段が前記試料液の流れ上に2
次元の撮像領域を有し、前記第2の撮像手段が前記試料
液の流れ上にライン状の撮像領域を有し、該第2の撮像
手段の撮像領域が前記第1の撮像手段の撮像領域内に形
成されたこと、 を特徴とする粒子画像分析装置。
1. A flow cell in which a flat flow path for forming a flat flow of a sample liquid containing a particle component to be detected is formed, and a flow path for irradiating the sample liquid flowing in the flow cell with instantaneous light. A first light source; a first imaging unit configured to capture a still image of the particles to be detected in the sample liquid irradiated by the first light source; and a first imaging unit configured to capture image data from the first imaging unit. Processing means for performing a desired analysis process based on: a second light source that constantly irradiates the sample liquid in the flow cell; and a processing unit that irradiates the sample liquid in the flow cell irradiated by the second light source. A second imaging unit for imaging the sample liquid; and detecting that the detected particle component is present in an imaging region of the first imaging unit based on image data from the second imaging unit. , Based on this detection And control means for operating the first light source during a predetermined imaging period of the first imaging means, further comprising:
A second imaging means having a linear imaging area on the flow of the sample liquid, wherein an imaging area of the second imaging means is an imaging area of the first imaging means. A particle image analyzer, wherein the particle image analyzer is formed inside.
【請求項2】前記第2の撮像手段の撮像領域が前記第1
の撮像手段の撮像領域内で前記試料液の流れる方向を横
切るように形成されたことを特徴とする請求項1項に記
載の粒子画像分析装置。
2. An image pickup area of said second image pickup means is said first image pickup area.
The particle image analyzer according to claim 1, wherein the particle image analyzer is formed so as to cross the direction in which the sample liquid flows in an imaging region of the imaging unit.
【請求項3】前記第1の光源の照射光は可視光であり、
前記第2の光源の光は否可視光であることを特徴とする
請求項第1項または第2項のいずれかに記載の粒子画像
分析装置。
3. An irradiation light of the first light source is a visible light,
3. The particle image analyzer according to claim 1, wherein the light of the second light source is non-visible light.
【請求項4】前記第1の撮像手段に可視光のみを与え、
前記第2の撮像手段に否可視光のみを与えるように前記
第1および第2の光源光を選別する光選別手段を備えた
ことを特徴とする請求項第1項乃至第3項のいずれかに
記載の粒子画像分析装置。
4. A method according to claim 1, wherein only visible light is applied to said first imaging means.
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a light selecting unit that selects the first and second light sources so as to provide only the invisible light to the second imaging unit. 3. The particle image analyzer according to item 1.
【請求項5】第2の光源と前記フローセルとの間にシリ
ンドリカルレンズが設けられたことを特徴とする請求項
第1項乃至第4項のいずれかに記載の粒子画像分析装
置。
5. The particle image analyzer according to claim 1, wherein a cylindrical lens is provided between the second light source and the flow cell.
【請求項6】前記試料液が溶血染色処理を施した血液で
あり、前記被検出粒子が白血球細胞であることを特徴と
する請求項第1項乃至第5項のいずれかに記載の粒子画
像分析装置。
6. The particle image according to claim 1, wherein said sample solution is blood subjected to hemolytic staining, and said particles to be detected are white blood cells. Analysis equipment.
【請求項7】前記試料液が染色処理を施した尿であり、
前記被検出粒子が尿中の有形成分であることを特徴とす
る請求項第1項乃至第6項のいずれかに記載の粒子画像
分析装置。
7. The sample liquid is urine subjected to a staining treatment,
The particle image analyzer according to any one of claims 1 to 6, wherein the particles to be detected are formed components in urine.
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