JP4503370B2 - 有形成分分析装置及び方法 - Google Patents
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Description
従来から、尿試料中の有形成分(血球、上皮細胞、円柱、細菌等)を分析する方法として、検査技師が顕微鏡によって有形成分を目視して分析する目視分析方法がある。また、従来から、尿試料中の有形成分を分析する装置として、フローセル中の有形成分にレーザ光を照射して得られる光学的情報に基づいて有形成分を自動的に分析する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
本発明の第一の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
本発明の第二の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち表層型扁平上皮細胞が計数され、全上皮細胞の数に占める表層型扁平上皮細胞の数の割合が算出されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
本発明の第三の局面による有形成分分析方法によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上
皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用
な方法が提供される。
有形成分分析装置1は、測定対象である尿試料に希釈・染色処理を行って測定用試料を作成し、レーザ光を測定用試料中の有形成分に照射し、レーザ光を照射された有形成分によって散乱する散乱光などの光学的情報を検出し解析することによって、測定用試料に含まれる有形成分を分析し、計数する装置である。
本実施形態の有形成分分析装置1は、装置本体10と、装置本体10にチューブを介して接続され、装置本体10に陽圧及び陰圧を供給する空圧源2とを有する。装置本体10は情報の入力や分析結果の表示などを行うタッチパネル式液晶ディスプレイ11と、測定を開始するスイッチであるスタートスイッチ14とを備えている。
試料容器に収容された尿試料は試料吸引ピペット12からサンプルシリンジユニット13によって吸引され、サンプリングバルブ15に収容される。サンプリングバルブ15に収容された尿試料は、定量され、サンプルシリンジユニット13によって試料調製部3の反応容器34に吐出される。
シース液容器59はシースフローセル50に供給するシース液を収容する容器である。
検出部5は、反応容器34から送られる測定用試料及びシース液容器59から供給されるシース液を流すシースフローセル50と、測定用試料中の有形成分に光源4からレーザ光が照射されることによって側方に散乱するレーザ光(側方散乱光)を検出するフォトマルチプライヤ51aと、測定用試料中の有形成分に光源4からレーザ光が照射されることによって生じる蛍光を検出するフォトマルチプライヤ51bと、測定用試料中の有形成分に光源4からレーザ光が照射されることによって前方に散乱するレーザ光(前方散乱光)を検出するフォトダイオード52とを有する。
フォトマルチプライヤ51aは側方散乱光を検出して側方散乱光信号を、フォトマルチプライヤ51bは蛍光を検出して蛍光信号を、フォトダイオード52は前方散乱光を検出して前方散乱光信号を分析部6に出力する。前方散乱光信号、蛍光信号、及び側方散乱光信号は電気信号である。なお、側方散乱光を検出するためのフォトマルチプライヤ51aの代わりにフォトダイオードを用いてもよく、前方散乱光を検出するためのフォトダイオード52の代わりに、フォトマルチプライヤを用いてもよい。また、蛍光を検出するためのフォトマルチプライヤ51bの代わりにフォトダイオードを用いてもよいが、検出される蛍光は微弱なので、検出感度の高いフォトマルチプライヤが好ましい。
図3は装置本体10の光源4,検出部5、シース液容器59、及び分析部6の構成を示す斜視図である。
光源4は、波長635nmのレーザ光を照射する赤色半導体レーザであり、光源4から発せられたレーザ光は照射レンズ系41によって絞られて、シースフローセル50を流れる測定用試料中の有形成分に照射される。本実施形態において用いられている赤色半導体レーザは、アルゴンイオンレーザに比べ、小型かつ安価で、発振寿命が長いという利点を有する。
図4は、検出部5で検出された光の強度を縦軸とし検出時間を横軸とする図中にそれぞれ前方散乱光信号の波形と蛍光信号の波形と側方散乱光信号の波形とを示した模式図である。図4(a)には前方散乱光信号の波形65が示されている。この波形65は、一つの有形成分がシースフローセル50内でレーザ光を照射されることによって前方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図4(b)には蛍光信号の波形66が示されている。この波形66は、一つの有形成分がシースフローセル50内でレーザ光を照射されることによって生じる蛍光の強度及び検出時間に基づく。図4(c)には側方散乱光信号の波形67が示されている。この波形67は、一つの有形成分がシースフローセル50内でレーザ光を照射されることによって側方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図4(a)において、前方散乱光信号の波形65の高さを前方散乱光強度とし波形65の幅を前方散乱光パルス幅とする。図4(b)において蛍光信号の波形66の高さを蛍光強度とし波形66の幅を蛍光パルス幅とする。図4(c)において側方散乱光信号の波形67の高さを側方散乱光強度とし波形67の幅を側方散乱光パルス幅とする。
図5は、装置本体10の動作を説明するフローチャートである。
ステップS1では、マイクロコンピュータ61はスタートスイッチ14が押されたか否かを判断する。マイクロコンピュータ61はスタートスイッチ14が押されたと判断するとステップS2の処理を実行する。
ステップS4のより詳細な説明は図6を用いて後述する。
図6はステップS4の詳細を示すフローチャートである。
ステップS41において、解析ユニット60は検出部5から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を取得する。
さらに、マイクロコンピュータ61は蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅に対応する座標にプロットし、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムを作成する。マイクロコンピュータ61は作成されたスキャッタグラム中に円柱の出現する領域CASTと上皮細胞の出現する領域EC2とを測定用試料に応じて作成する。図8はスキャッタグラム中に領域CAST及び領域EC2を示した模式図である。図8のスキャッタグラムにおいて蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅が共に小さく座標平面の原点付近に現れる有形成分は、測定用試料中の小型の有形成分(血球、細菌など)である。
マイクロコンピュータ61は、作成したスキャッタグラム中に、所定の上皮細胞が出現する領域(第一領域及び第二領域)を配置する。図9は作成されたスキャッタグラム中に第一領域68及び第二領域69を設定した図である。
第一領域68及び第二領域69は様々な測定用試料の分析を行い予め設定された固定領域であり、マイクロコンピュータ61に記憶されている。
第一領域68は主に、表層型尿細管上皮細胞、表層型移行上皮細胞、中層型上皮細胞(中層型上皮細胞は、中層型尿細管上皮細胞、中層型移行上皮細胞、及び中層型扁平上皮細胞を含む)、及び深層型上皮細胞(深層型上皮細胞は、深層型尿細管上皮細胞、深層型移行上皮細胞、及び深層型扁平上皮細胞を含む)が出現する領域である。第二領域69には主に表層型扁平上皮細胞が出現する領域である。以下、第一領域68に出現する上皮細胞を第一領域上皮細胞とし、第二領域69に出現する上皮細胞を第二領域上皮細胞とする。
<式1>
REC1=DECN1/ECN
また、本実施形態ではステップS46において作成する第一領域68及び第二領域69は予めマイクロコンピュータ61に記憶されているが、測定用試料に応じて作成してもよい。この場合、マイクロコンピュータ61は予め第一領域68及び第二領域69に対応する初期領域を記憶しておき、スキャッタグラム上の各上皮細胞がいずれの初期領域に属するかを決定し、それに基づいて初期領域を変形させて第一領域68及び第二領域69を作成しても良い。
この場合、分析部6は全上皮細胞数ECNが所定数以上であり且つ割合REC1が所定の値以上であった場合にステップS51に進む。
またこの場合、分析部6は、ステップS51において、全上皮細胞数ECNが所定数以上であり且つ割合REC1が所定の値以上である旨を示すフラグをステップS49において作成した分析結果画面に追加する。
この場合、計数された第二領域上皮細胞の数はDECN2となる。
またこの場合、分析部6がステップS48において求める割合は、以下の式2に示すように全上皮細胞数ECNのうちの第二領域上皮細胞の数DECN2の割合REC2となる。
<式2>
REC2=DECN2/ECN
割合REC2が所定の値以下であれば、尿試料中に存在する全上皮細胞のうちの炎症や疾患の有無の推定に有用な上皮細胞(第一領域上皮細胞)の割合が所定の値以上であることを示し、割合REC2が所定の値よりも高ければ、全上皮細胞のうちの第一領域上皮細胞の割合が所定の値よりも低いことを示す為、割合REC2は炎症や疾患の有無の推定に有用である。
またこの場合、分析部6は、ステップS49において、ステップS44で作成した前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムと、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムと、ステップS45で計数した赤血球、白血球、細菌及び円柱の計数値と全上皮細胞の計数値ECNと、ステップS46で作成した前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムと、第二領域69内の第二領域上皮細胞の計数値DECN2と、割合REC2とを含む分析結果画面を作成する。
またこの場合、分析部6は、ステップS50において、ステップS48で求められた割合REC2が所定の値以下であるか否かを判断する。割合REC2が所定の値以下の場合、ステップS51へ進む。
またこの場合、分析部6は、ステップS51において、割合REC2が所定の値以下であった旨を示すフラグをステップS49において作成した分析結果画面に追加する。
2 空圧源
3 試料調製部
4 光源
5 検出部
6 分析部
10 装置本体
11 タッチパネル式液晶ディスプレイ
12 試料吸引ピペット
13 サンプルシリンジユニット
14 スタートスイッチ
15 サンプリングバルブ
30 希釈液容器
31 定量シリンジユニット
32 染色液容器
33 定量シリンジユニット
34 反応容器
41 照射レンズ系
50 シースフローセル
51a、51b フォトマルチプライヤ
52 フォトダイオード
53 シース液導入ノズル
54 サンプルノズル
55a、55b 集光レンズ
56 ダイクロイックミラ
57 光学フィルタ
58a、58b ピンホール
59 シース液容器
60 解析ユニット
61 マイクロコンピュータ
65 前方散乱光信号の波形
66 蛍光信号の波形
67 側方散乱光信号の波形
68 第一領域
69 第二領域
Claims (11)
- 生体試料中の染色された有形成分に光を照射するための光源と、
有形成分に光が照射されることによって散乱する前方散乱光及び側方散乱光、並びに有形成分に光が照射されることによって生じる蛍光を検出する検出部と、
検出部によって検出された前方散乱光及び蛍光に基づいて、生体試料中の有形成分から全上皮細胞を分類し、前方散乱光及び側方散乱光に基づいて、分類された全上皮細胞から所定の上皮細胞をさらに分類し、分類された所定の上皮細胞を計数する処理を実行する分析部と、
を有する有形成分分析装置。 - 光源が半導体レーザである、請求項1記載の有形成分分析装置。
- 所定の上皮細胞が表層型扁平上皮細胞以外の上皮細胞である、請求項1または請求項2に記載の有形成分分析装置。
- 所定の上皮細胞が尿細管上皮細胞を含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の有形成分分析装置。
- 分析部が、分類された全上皮細胞を計数し、全上皮細胞の数に占める所定の上皮細胞の数の割合を算出する処理を実行する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の有形成分分析装置。
- 検出部が、前方散乱光に基づいて前方散乱光信号を分析部に出力し、側方散乱光に基づいて側方散乱光信号を分析部に出力し、
分析部が、前方散乱光信号から前方散乱光強度を取得し、側方散乱光信号から側方散乱光強度を取得し、前方散乱光強度及び側方散乱光強度に基づいて、全上皮細胞から所定の上皮細胞を分類する処理を実行する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の有形成分分析装置。 - 表示部をさらに備え、
分析部は、所定の上皮細胞が出現する領域が設定され、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とする分布図を作成し、作成された分布図を表示部に表示させる処理を実行する請求項6に記載の有形成分分析装置。 - 検出部が、前方散乱光に基づいて前方散乱光信号を分析部に出力し、蛍光に基づいて蛍光信号を分析部に出力し、
分析部が、前方散乱光信号から前方散乱光パルス幅を取得し、蛍光信号から蛍光パルス幅を取得し、前方散乱光パルス幅及び蛍光パルス幅に基づいて、有形成分から全上皮細胞を分類する処理を実行する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の有形成分分析装置。 - 表示部をさらに備え、
分析部は、全上皮細胞が出現する領域が設定され、前方散乱光パルス幅及び蛍光パルス幅を軸とする分布図を作成し、作成された分布図を表示部に表示させる処理を実行する請求項8に記載の有形成分分析装置。 - 生体試料中の染色された有形成分に光を照射するための光源と、
有形成分に光が照射されることによって散乱する前方散乱光及び側方散乱光、並びに有形成分に光が照射されることによって生じる蛍光を検出する検出部と、
検出部によって検出された前方散乱光及び蛍光に基づいて、生体試料中の有形成分から全上皮細胞を分類して計数し、前方散乱光及び側方散乱光に基づいて、分類された全上皮細胞から表層型扁平上皮細胞をさらに分類し、分類された表層型扁平上皮細胞を計数し、全上皮細胞の数に占める表層型扁平上皮細胞の数の割合を算出する処理を実行する分析部と、
を有する有形成分分析装置。 - 生体試料中の染色された有形成分に、光を照射する照射工程と、
有形成分に光が照射されることによって散乱する前方散乱光及び側方散乱光、並びに有形成分に光が照射されることによって生じる蛍光を検出する検出工程と、
検出工程で検出された前方散乱光及び蛍光に基づいて、生体試料中の有形成分から全上皮細胞を分類し、前方散乱光及び側方散乱光に基づいて、分類された全上皮細胞から所定の上皮細胞をさらに分類し、分類された所定の上皮細胞を計数する分析工程と、
を有する有形成分分析方法。
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