JP4659146B2 - 血液分析装置及び血液分析方法 - Google Patents

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Description

本発明は、血液検体を光学的に測定し、血液検体に含まれる血球を複数に分類する血液分析装置及び血液分析方法に関する。
健常人の末梢血液の白血球には、リンパ球、単球、好中球、好酸球、好塩基球の種類がある。リンパ球はさらにサブセットと呼ばれる3種類(Tリンパ球、Bリンパ球、NKリンパ球)に大別される。
Bリンパ球は、骨髄由来のリンパ球で、表面に免疫グロブリンを持つ。Bリンパ球は、形質細胞に分化し抗体を産生するなど、人体の免疫機能において非常に重要な役割を果たしている。また、Tリンパ球は、胸腺由来のリンパ球で、表面に免疫グロブリンを持たない。Tリンパ球は、免疫系の調節に重要な役割を果たしており、Tリンパ球の障害は、免疫不全、自己免疫、アレルギー及び増殖性免疫疾患が多発することが知られている。
上述のように、Bリンパ球及びTリンパ球は、免疫機構に強く関わっている。そのため、Bリンパ球及びTリンパ球の増減を確認することで、免疫機能の変化を把握することができる。また、Bリンパ球及びTリンパ球は一定の比率で存在するが、疾患の存在により変動することがある。そのため、Bリンパ球及びTリンパ球の比率を測定することで、疾患の存在について、有用な情報を得ることができる。
Bリンパ球の増加を示す疾患としては、多発性骨髄腫、Bリンパ球性慢性リンパ性白血病、伝染性単核球症、及びバーキットリンパ腫などがあげられる。Bリンパ球が減少する疾患としては、AIDS、進行癌、ホジキンリンパ腫、無リンパ球性低免疫グロブリン血症、無免疫グロブリン血症、細網異形性症、麻疹、水痘、及びヘルペスなどがあげられる。
Tリンパ球の増加を示す疾患としては、ATL、セザリー症候群、伝染性単核症及び無免疫グロブリン血症などがあげられる。Tリンパ球が減少する疾患としては、AIDS、進行癌及び無リンパ球性低免疫グロブリン血症などがあげられる。
フローサイトメトリーを用いた白血球の分類方法として、カチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含む溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素で血液試料を処理することで、白血球を5つに分類計数する方法が開示されている(特許文献1)。しかしながら、特許文献1には、Bリンパ球及びTリンパ球の測定について、全く記載されていない。
なお、リンパ球の分類・計数を行う技術として、蛍光標識抗体を用いて標識したリンパ球を、フローサイトメトリーを用いてリンパ球の分類・計数することが既に知られている(特許文献2)。
特開平10−319010 特開昭56−16872
しかしながら、上記特許文献2に開示されている技術では、高価な蛍光標識抗体を測定に使用する必要があり、測定コストが嵩み、また操作が煩雑であり測定に時間がかかるという問題がある。
本発明は、高価な蛍光標識抗体を用いることなく、Bリンパ球及びTリンパ球に関する情報を取得することが可能な血液分析装置及び血液分析方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明の一の態様の血液分析装置は、血液検体を供給する血液検体供給部と、前記血液検体供給部から供給された血液検体と、溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合して、蛍光標識抗体を用いることなく測定試料を調製する試料調製部と、前記試料調製部により調製された測定試料に光を照射する光源と、前記光源により光が照射された測定試料から発せられる蛍光を検出する第1検出器と、前記光源により光が照射された測定試料から発せられる散乱光を検出する第2検出器と、前記第1検出器により検出された蛍光の強度及び前記第2検出器により検出された散乱光の強度に基づいて、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得し、取得されたリンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得する情報処理部と、前記情報処理部によって取得されたBリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を出力する出力部と、を備える。
この態様において、前記情報処理部は、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率を示す値、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率を示す値、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率が所定の範囲に属することを示す情報、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率が所定の範囲に属することを示す情報、又はTリンパ球数とBリンパ球数との比率の異常の有無を示す情報を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の代表値を取得し、取得された前記代表値に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の散布度を取得し、取得された前記散布度に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の分布の偏りを示す値を取得し、取得された前記分布の偏りを示す値に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記分布の偏りを示す値として、リンパ球の蛍光強度の分布の尖度又は歪度を取得し、取得された前記尖度又は歪度に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率を示す値を取得し、取得された前記値を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率を示す値を取得し、取得された前記値を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記第1検出器により検出された蛍光の強度及び前記第2検出器により検出された散乱光の強度に基づいて、前記測定試料に含まれるリンパ球を他の白血球から区別し、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記測定試料に含まれるリンパ球を他の白血球から区別することにより白血球を分類するように構成されており、前記出力部は、前記情報処理部による白血球の分類結果を出力するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記情報処理部は、前記測定試料に含まれる白血球を、リンパ球を含む少なくとも4つの集団に分類するように構成されていてもよい。
上記態様において、前記試料調製部は、前記血液検体供給部から供給された血液検体と、カチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含む溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合することにより、測定試料を調製するように構成されていてもよい。
また、本発明の一の態様の血液分析方法は、血液検体と、溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合して、蛍光標識抗体を用いることなく測定試料を調製するステップと、調製された測定試料に光を照射するステップと、光が照射された測定試料から発せられる蛍光及び散乱光のそれぞれを検出するステップと、検出された蛍光の強度及び散乱光の強度に基づいて、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得するステップと、取得されたリンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するステップと、取得されたBリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を出力するステップと、を有する。
本発明に係る血液分析装置及び血液分析方法によれば、蛍光標識抗体を用いることなく、Bリンパ球及びTリンパ球に関する情報を取得することが可能となる。
実施の形態1に係る血液分析装置の外観を示す斜視図。 検体容器の外観を示す斜視図。 サンプルラックの外観を示す斜視図。 実施の形態1に係る測定ユニットの構成を示すブロック図。 光学検出器の概要構成を示す模式図。 実施の形態1に係る情報処理ユニットの構成を示すブロック図。 実施の形態1に係る血液分析装置の測定工程での動作手順を示すフローチャート。 実施の形態1に係る血液分析装置のデータ処理工程での処理手順を示すフローチャート。 測定データにおける側方散乱光強度及び蛍光強度のスキャッタグラム。 Bリンパ球が多い血液検体における、蛍光強度と細胞数のヒストグラム。 Tリンパ球が多い血液検体における、蛍光強度と細胞数のヒストグラム。 実施の形態1におけるBリンパ球及びTリンパ球の割合が異常な血液検体Aの分析結果画面を示す図。 実施の形態1におけるBリンパ球及びTリンパ球の割合が正常な血液検体Bの分析結果画面を示す図。 実施の形態2に係る血液分析装置の測定工程での動作手順を示すフローチャート。 実施の形態2におけるBリンパ球及びTリンパ球の割合が異常な血液検体Aの分析結果画面を示す図。 実施の形態3に係る血液分析装置の測定工程での動作手順を示すフローチャート。 実施の形態4に係る血液分析装置の測定工程での動作手順を示すフローチャート。 実施の形態5に係る血液分析装置の測定工程での動作手順を示すフローチャート。 Bリンパ球測定用試料及びTリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、細胞数と蛍光強度のヒストグラム。 Bリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、側方散乱光強度と蛍光強度のスキャッタグラム。 Tリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、側方散乱光強度と蛍光強度のスキャッタグラム。 電子顕微鏡による解析結果を示す図。 T/Bリンパ球比率が10:0の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が9:1の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が8:2の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が7:3の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が6:4の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が5:5の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が4:6の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が2:8の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が0:10の場合におけるリンパ球の粒度分布を示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラム。 T/Bリンパ球比率が10:0の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が9:1の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が8:2の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が7:3の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が6:4の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が5:5の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が4:6の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が2:8の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 T/Bリンパ球比率が0:10の場合におけるリンパ球の分布を示す蛍光強度の粒度分布図。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の平均値を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の中央値を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の平均−中央値を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の歪度を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の尖度を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の分散を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の標準偏差を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の標準誤差を示すグラフ。 各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の二乗平均平方根を示すグラフ。 蛍光強度の平均−中央値とBリンパ球の比率との関係を示すグラフと、蛍光強度の粒度分布の実測値との間の相関を説明するための図。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態は、血液検体と、溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合して測定試料を調製し、前記測定試料を光学式フローサイトメータにより測定することにより、前記血液検体中におけるBリンパ球及びTリンパ球に関する情報を取得する血液分析装置である。
[血液分析装置の構成]
図1は、本実施の形態に係る血液分析装置の外観を示す斜視図である。本実施の形態に係る血液分析装置1は、血液検体に含まれる血球を白血球、赤血球、血小板等を検出し、各血球を計数する多項目血球分析装置である。図1に示すように、血液分析装置1は、測定ユニット2と、測定ユニット2の前面側に配置された検体搬送ユニット4と、測定ユニット2及び検体搬送ユニット4を制御可能な情報処理ユニット5とを備えている。
図2は、検体を収容する検体容器の外観を示す斜視図であり、図3は、複数の検体容器を保持するサンプルラックの外観を示す斜視図である。図2に示すように、検体容器Tは、管状をなしており、上端が開口している。内部には患者から採取された血液検体が収容され、上端の開口は蓋部CPにより密封されている。検体容器Tは、透光性を有するガラス又は合成樹脂により構成されており、内部の血液検体が視認可能となっている。また、検体容器Tの側面には、バーコードラベルBL1が貼付されている。このバーコードラベルBL1には、検体IDを示すバーコードが印刷されている。サンプルラックLは、10本の検体容器Tを並べて保持することが可能である。サンプルラックLでは、各検体容器Tが垂直状態(立位状態)で保持される。また、サンプルラックLの側面には、バーコードラベルBL2が貼付されている。このバーコードラベルBL2には、ラックIDを示すバーコードが印刷されている。
<測定ユニットの構成>
次に、測定ユニットの構成について説明する。図4は、測定ユニットの構成を示すブロック図である。図4に示すように、測定ユニット2は、検体である血液を検体容器(採血管)Tから吸引する検体吸引部21と、検体吸引部21により吸引した血液から測定に用いられる測定試料を調製する試料調製部22と、試料調製部22により調製された測定試料から血球を検出する検出部23とを有している。また、測定ユニット2は、検体搬送ユニット4のラック搬送部43によって搬送されたサンプルラックLに収容された検体容器Tを測定ユニット2の内部に取り込むための取込口(図1参照)と、サンプルラックLから検体容器Tを測定ユニット2の内部に取り込み、検体吸引部21による吸引位置まで検体容器Tを搬送する検体容器搬送部25とをさらに有している。
図4に示すように、検体吸引部21は、吸引管211を有している。また、検体吸引部21はシリンジポンプ(図示せず)を備えている。また、吸引管211は、鉛直方向に移動可能であり、下方に移動されることにより、吸引位置まで搬送された検体容器Tの蓋部CPを前記吸引管が貫通し、内部の血液を吸引するように構成されている。
試料調製部22は、混合チャンバMCを備えている。吸引管211は、シリンジポンプ(図示せず)によって検体容器Tから所定量の全血検体を吸引し、吸引された検体は、混合チャンバMCの位置へ移送され、前記シリンジポンプによって、それぞれのチャンバMCへ所定量の全血検体を分配供給する。また、試料調製部22は、混合チャンバMCを加温するためのヒータHを備えている。
試料調製部22は、第1試薬を収容する試薬容器221、第2試薬を収容する試薬容器222及びシース液(希釈液)である第3試薬を収容する試薬容器223にチューブを介して接続されている。また、試料調製部22は、図示しないコンプレッサに接続されており、当該コンプレッサにより発生される圧力により試薬容器221、222、及び223からそれぞれの試薬を分取することが可能となっている。
第1試薬は、赤血球を溶血するため溶血剤を含む試薬である。第1試薬に含まれる溶血剤としては、白血球の測定に使用される公知の溶血剤が使用できる。より具体的な溶血剤としては、カチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含むものが好ましい。
ここで、カチオン性界面活性剤としては、4級アンモニウム塩型界面活性剤又はピリジニウム塩型界面活性剤が好ましい。より具体的には、
(Rは炭素数6〜18のアルキル基又はアルケニル基、RおよびRは炭素数1〜4のアルキル基又はアルケニル基、Rは炭素数1〜4のアルキルおよびアルケニル基又はベンジル基、Xはハロゲン原子である。)
で表される全炭素数9〜30の界面活性剤が挙げられる。
としては、炭素数が6、8、10、12及び14のアルキル基又はアルケニル基が好ましく、特に直鎖のアルキル基が好ましい。より具体的なRとしてはオクチル基、デシル基、及びドデシル基が挙げられる。また、RおよびRとしては、特にメチル基、エチル基、及びプロピル基が好ましい。また、Rとしては、メチル基、エチル基、及びプロピル基が好ましい。
また、ノニオン性界面活性剤としては、以下の構造式(II)で示されるポリオキシエチレン系ノニオン界面活性剤が好ましい。
(式中、Rは炭素数8〜25のアルキル、アルケニル又はアルキニル基;RはO、
またはCOO;nは10〜50の整数を表す。)
で表されるポリオキシエチレン系ノニオン界面活性剤を用いるのが、好ましい。
なお、溶血剤は、上述のカチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤以外の成分を含むことができる。溶血剤に含むことができるその他の成分としては、例えば、有機酸や緩衝剤等が挙げられる。
ここで、有機酸としては、分子内に少なくとも1つの芳香環を有する有機酸又はその塩が好ましい。より具体的には、安息香酸、フタル酸、馬尿酸、サリチル酸、p-アミノベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、及びそれらのその塩等が挙げられる。
また、緩衝剤としては、例えば、クエン酸塩、HEPES及びリン酸塩等が挙げられる。なお、緩衝剤としては、溶血剤のpHを、4.5〜11.0、好ましくは5.0〜10.0に保つ緩衝剤が好ましい。
このような好ましい第1試薬としては、市販の白血球測定用の溶血試薬であるシスメックス(株)製のストマトライザー4DLが挙げられる。
第2試薬は、血液試料中の有核細胞を蛍光染色するための試薬である。かかる第2試薬には、核酸を蛍光色素が含有されている。このような色素を用いることにより、核酸を持たない赤血球はほとんど染色されず、核酸を有する白血球や有核赤血球等の有核の血球が染色される。なお、核酸を染色できる蛍光色素は、光源から照射される光によって適宜選択することができる。
具体的な核酸を染色できる蛍光色素としては、例えば、プロピジウムアイオダイド、エチジウムブロマイド、エチジウム−アクリジンヘテロダイマー、エチジウムジアジド、エチジウムホモダイマー−1、エチジウムホモダイマー−2、エチジウムモノアジド、トリメチレンビス[[3‐[[4‐[[(3‐メチルベンゾチアゾール‐3‐イウム)‐2‐イル]メチレン]‐1,4‐ジヒドロキノリン]‐1‐イル]プロピル]ジメチルアミニウム]・テトラヨージド(TOTO−1)、4‐[(3‐メチルベンゾチアゾール‐2(3H)‐イリデン)メチル]‐1‐[3‐(トリメチルアミニオ)プロピル]キノリニウム・ジヨージド(TO−PRO−1)、N,N,N',N'‐テトラメチル‐N,N'‐ビス[3‐[4‐[3‐[(3‐メチルベンゾチアゾール‐3‐イウム)‐2‐イル]‐2‐プロペニリデン]‐1,4‐ジヒドロキノリン‐1‐イル]プロピル]‐1,3‐プロパンジアミニウム・テトラヨージド(TOTO−3)、又は2‐[3‐[[1‐[3‐(トリメチルアミニオ)プロピル]‐1,4‐ジヒドロキノリン]‐4‐イリデン]‐1‐プロペニル]‐3‐メチルベンゾチアゾール‐3‐イウム・ジヨージド(TO−PRO−3)、及び以下の構造式(I)で示される蛍光色素が挙げられる。この中でも、以下の構造式(I)で示される蛍光色素が好ましい。
(式中、R及びRは、水素原子、アルキル基、又は置換基を有しても良いベンジル基を表し、;R及びRは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基であり;Zは硫黄、酸素、又はメチル基を有する炭素であり;nは0,1,2又は3であり;Xはアニオンである。)
ここで、構造式(I)中、R及びRのいずれか一方が炭素数6〜18のアルキル基の場合、他方は水素原子又は炭素数6未満のアルキル基であることが好ましい。炭素数6〜18のアルキル基としては、炭素数6、8又は10のアルキル基が好ましい。R及びRのベンジル基の置換基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数2〜20のアルキニル基が挙げられる。R及びRのアルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が挙げられ、特にメチル基又はエチル基が好ましい。R及びRのアルケニル基としては、炭素数2〜20のアルケニル基が挙げられる。R及びRのアルキニル基としては、炭素数2〜20のアルキニル基が挙げられる。R及びRのアルコキシ基としては、炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられ、特にメトキシ基又はエトキシ基が好ましい。Xにおけるアニオンとしては、F、Cl、Br、I、CFSO 、及びBF などが挙げられる。
上記の核酸を染色できる蛍光色素の第2試薬中の濃度は、蛍光色素の種類により適宜設定することができる。例えば、構造式(I)で示される蛍光色素の濃度としては、0.2〜0.6pg/μLが好ましく、特に0.3〜0.5pg/μLが好ましい。なお、第2試薬は、核酸を染色できる蛍光色素を1種類又は2種類以上含むこともできる。
このような好ましい第2試薬としては、市販の白血球測定用の染色試薬であるシスメックス(株)製のストマトライザー4DSが挙げられる。
第3試薬は、後述するシースフローセルへと供給されるシース液である。かかるシース液は、希釈液としても使用される。このシース液としては、例えばシスメックス(株)製セルパック(II)が挙げられる。
検出部23は、WBC測定(白血球計数)及びDIFF測定(白血球分類)を行うことができる光学検出部Dを有している。この光学検出部Dは、WBC(成熟白血球)、NRBC(有核赤血球)、及びリンパ芽球(L−Blast)の検出を、半導体レーザを使用したフローサイトメトリー法により行うことが可能であるように構成されている。また、この検出部23を使用することにより、白血球を、LYMPH(リンパ球)、EO(好酸球)、NEUT+BASO(好中球+好塩基球)、及びMONO(単球)の4種類、又はNEUT(好中球)、LYMPH(リンパ球)、EO(好酸球)、BASO(好塩基球)、及びMONO(単球)の5種類に分類することが可能となっている。Bリンパ球及びTリンパ球の測定を行うときには、血液検体と第1試薬及び第2試薬とが混合された測定試料(B・Tリンパ球測定試料)が光学検出部Dに供給される。なお、第1試薬としてストマトライザー4DLを用い、第2試薬としてストマトライザー4DSを用いた場合は、DIFF測定とBリンパ球及びTリンパ球の測定を、同一試料で行うことができる。
図5は、光学検出部Dの概要構成を示している。この光学検出部Dは、フローセル231に測定試料及びシース液を送り込み、フローセル231中に液流を発生させ、フローセル231内を通過する液流に含まれる血球に半導体レーザ光を照射して測定するものであり、シースフロー系232、ビームスポット形成系233、前方散乱光受光系234、側方散乱光受光系235、蛍光受光系236を有している。
シースフロー系232は、フローセル231内を測定試料がフローセル231内をシース液に包まれた状態で流すように構成されている。ビームスポット形成系233は、半導体レーザ237から照射された光が、コリメータレンズ238とコンデンサレンズ239とを通って、フローセル231に照射されるよう構成されている。また、ビームスポット形成系233は、ビームストッパ240も備えている。
前方散乱光受光系234は、前方への散乱光を前方集光レンズ241によって集光し、ピンホール242を通った光をフォトダイオード(前方散乱光受光部)243で受光するように構成されている。
側方散乱光受光系235は、側方への散乱光を側方集光レンズ244にて集光するとともに、一部の光をダイクロイックミラー245で反射させ、フォトダイオード(側方散乱光受光部)246で受光するよう構成されている。
光散乱は、光の進行方向に血球のような粒子が光の進行方向に障害物として存在すると、粒子により光がその進行方向を変えることによって生じる現象である。この散乱光を検出することによって、粒子の大きさや材質に関する情報を得ることができる。特に、前方散乱光からは、粒子(血球)の大きさに関する情報を得ることができる。また、側方散乱光からは、粒子内部の情報を得ることができる。血球粒子にレーザ光が照射された場合、側方散乱光強度は細胞内部の複雑さ(核の形状、大きさ、密度や顆粒の量)に依存する。したがって、これら散乱光強度は、白血球の分類等に利用することができる。
蛍光受光系236は、ダイクロイックミラー245を透過した光をさらに分光フィルタ247に通し、アバランシェフォトダイオード(蛍光受光部)248で受光するよう構成されている。
蛍光物質により染色された血球に光を照射すると、照射した光の波長より長い波長の光を発する。蛍光の強度はよく染色されていれば強くなり、この蛍光強度を測定することによって血球の染色度合いに関する情報を得ることができる。したがって、(側方)蛍光強度の差は、Bリンパ球及びTリンパ球の測定及び白血球の分類等に利用することができる。
次に、図4に戻って、検体容器搬送部25の構成について説明する。検体容器搬送部25は、検体容器Tを把持可能なハンド部25aを備えている。ハンド部25aは、互いに対向して配置された一対の把持部材を備えており、この把持部材を互いに近接及び離反させることが可能である。かかる把持部材を、検体容器Tを挟んだ状態で近接させることにより、検体容器Tを把持することができる。また、検体容器搬送部25は、ハンド部25aを上下方向及び前後方向(Y方向)に移動させることができ、さらに、ハンド部25aを揺動させることができる。これにより、サンプルラックLに収容され、検体供給位置43aに位置した検体容器Tをハンド部25aにより把持し、その状態でハンド部25aを上方に移動させることによりサンプルラックLから検体容器Tを抜き出し、ハンド部25aを揺動させることにより、検体容器T内の検体を撹拌することができる。
また、検体容器搬送部25は、検体容器Tを挿入可能な穴部を有する検体容器セット部25bを備えている。上述したハンド部25aによって把持された検体容器Tは、撹拌完了後移動され、把持した検体容器Tを検体容器セット部25bの穴部に挿入する。その後、把持部材を離反させることにより、ハンド部25aから検体容器Tが開放され、検体容器セット部25bに検体容器Tがセットされる。かかる検体容器セット部25bは、図示しないステッピングモータの動力によって、図中Y1及びY2方向へ水平移動可能である。
測定ユニット2の内部には、バーコード読取部26が設けられている。検体容器セット部25bは、バーコード読取部26の近傍のバーコード読取位置26a及び検体吸引部21による吸引位置21aへ移動可能である。検体容器セット部25bがバーコード読取位置26aへ移動したときには、セットされた検体容器Tが図示しない回転機構により水平回転され、バーコード読取部26により検体バーコードが読み取られる。これにより、検体容器TのバーコードラベルBL1がバーコード読取部26に対して反対側に位置する場合でも、検体容器Tを回転させることにより、バーコードラベルBL1をバーコード読取部26へ向けることができ、バーコード読取部26に検体バーコードを読み取らせることが可能である。また、検体容器セット部25bが吸引位置へ移動したときには、検体吸引部21により、セットされた検体容器Tから検体が吸引される。
<情報処理ユニットの構成>
次に、情報処理ユニット5の構成について説明する。情報処理ユニット5は、コンピュータにより構成されている。図6は、情報処理ユニット5の構成を示すブロック図である。情報処理ユニット5は、コンピュータ5aによって実現される。図6に示すように、コンピュータ5aは、本体51と、画像表示部52と、入力部53とを備えている。本体51は、CPU51a、ROM51b、RAM51c、ハードディスク51d、読出装置51e、入出力インタフェース51f、通信インタフェース51g、及び画像出力インタフェース51hを備えており、CPU51a、ROM51b、RAM51c、ハードディスク51d、読出装置51e、入出力インタフェース51f、通信インタフェース51g、及び画像出力インタフェース51hは、バス51jによって接続されている。
CPU51aは、RAM51cにロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。そして、後述するような血液分析用並びに測定ユニット2及び検体搬送ユニット4の制御用のコンピュータプログラム54aを当該CPU51aが実行することにより、コンピュータ5aが情報処理ユニット5として機能する。
ROM51bは、マスクROM、PROM、EPROM、又はEEPROM等によって構成されており、CPU51aに実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。
RAM51cは、SRAMまたはDRAM等によって構成されている。RAM51cは、ハードディスク51dに記録されているコンピュータプログラム54aの読み出しに用いられる。また、CPU51aがコンピュータプログラムを実行するときに、CPU51aの作業領域として利用される。
ハードディスク51dは、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU51aに実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。後述するコンピュータプログラム54aも、このハードディスク51dにインストールされている。また、このコンピュータプログラム54aは、イベントドリブン型のコンピュータプログラムである。
読出装置51eは、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、またはDVD−ROMドライブ等によって構成されており、可搬型記録媒体54に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。また、可搬型記録媒体54には、コンピュータを情報処理ユニット5として機能させるためのコンピュータプログラム54aが格納されており、コンピュータ5aが当該可搬型記録媒体54からコンピュータプログラム54aを読み出し、当該コンピュータプログラム54aをハードディスク51dにインストールすることが可能である。
なお、前記コンピュータプログラム54aは、可搬型記録媒体54によって提供されるのみならず、電気通信回線(有線、無線を問わない)によってコンピュータ5aと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供することも可能である。例えば、前記コンピュータプログラム54aがインターネット上のサーバコンピュータのハードディスク内に格納されており、このサーバコンピュータにコンピュータ5aがアクセスして、当該コンピュータプログラムをダウンロードし、これをハードディスク51dにインストールすることも可能である。
また、ハードディスク51dには、例えば米マイクロソフト社が製造販売するWindows(登録商標)等のマルチタスクオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、本実施の形態に係るコンピュータプログラム54aは当該オペレーティングシステム上で動作するものとしている。
入出力インタフェース51fは、例えばUSB,IEEE1394,又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI,IDE,又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びD/A変換器、A/D変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース51fには、キーボード及びマウスからなる入力部53が接続されており、ユーザが当該入力部53を使用することにより、コンピュータ5aにデータを入力することが可能である。また、入出力インタフェース51fは、測定ユニット2及び検体搬送ユニット4に接続されている。これにより、情報処理ユニット5は、測定ユニット2及び検体搬送ユニット4のそれぞれを制御可能となっている。
通信インタフェース51gは、Ethernet(登録商標)インタフェースである。通信インタフェース51gはLANを介してホストコンピュータ6に接続されている(図4参照)。コンピュータ5aは、通信インタフェース51gにより、所定の通信プロトコルを使用して当該LANに接続されたホストコンピュータ6との間でデータの送受信が可能である。
画像出力インタフェース51hは、LCDまたはCRT等で構成された画像表示部52に接続されており、CPU51aから与えられた画像データに応じた映像信号を画像表示部52に出力するようになっている。画像表示部52は、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。
[血液分析装置1の測定動作]
以下、本実施の形態に係る血液分析装置1の動作について説明する。
<検体測定動作>
まず、本実施の形態に係る血液分析装置1の検体測定動作について説明する。血液分析装置1は、光学検出部Dを用いたBリンパ球及びTリンパ球の測定を実行可能である。かかる測定の工程は、B・Tリンパ球測定試料を測定する測定工程と、測定工程によって得られた測定データを解析処理するデータ処理工程によって構成される。
まず、検体容器Tを保持したサンプルラックLがオペレータによって分析前ラック保持部41に載置される。ラック送込部41bが分析前ラック保持部41に載置されたサンプルラックLに係合し、後方へと搬送され、ラック搬送部43へと送られる。その後、ラック搬送部43によって当該サンプルラックLが搬送され、測定対象の検体が収容されている検体容器Tが検体供給位置43aに位置する。次に、測定ユニット2のハンド部25aにより、当該検体容器Tが把持され、サンプルラックLからこの検体容器Tが取り出される。ハンド部25aはその後揺動運動を行い、検体容器Tの内部の検体が撹拌される。次に、検体容器セット部25bにこの検体容器Tが挿入され、Y方向へと検体容器セット部25bが移動し、バーコード読取部26による検体バーコード読み取りを行った後、吸引位置に到達する。その後、以下の測定工程が実行される。
測定工程
まず、測定工程について説明する。血液分析装置1は、測定工程では、全血検体と第1試薬と、第2試薬を混合してB・Tリンパ球測定試料を作成し、このB・Tリンパ球測定試料を光学検出部Dにてフローサイトメトリー法によって測定する。
ここで、第1試薬としては、上述のストマトライザー4DLを用いた。また、第2試薬としては、上述のストマトライザー4DSを用いた。
図7は、測定工程での血液分析装置1の動作手順を示すフローチャートである。まず、CPU51aは、検体吸引部21を制御して、吸引管211により検体容器Tの全血検体を定量吸引する(ステップS101)。ステップS101の処理は、具体的には、吸引管211が検体容器Tの中に挿入され、シリンジポンプの駆動によって、全血検体が定量(39.0μL)吸引される。
次に、CPU51aが測定ユニット2を制御することにより、試薬容器221から第1試薬(1mL)が、試薬容器222から第1試薬(30μL)が、吸引管211から全血検体(11μL)が混合チャンバMCにそれぞれ供給される。より具体的には、まず全血検体がチャンバMCに供給された後に、第1試薬及び第2試薬がチャンバMCに供給される(ステップS102)。
CPU51aは、混合チャンバMCへの第1試薬及び第2試薬の供給から22秒間経過したか否かを判定し(ステップS103)、22秒間待機する。ここで、ヒータにより混合チャンバMCは35℃に加温されており、これにより、第1試薬と第2試薬と血液検体との混合液が35℃で22秒加温され、B・Tリンパ球測定試料が調製される。
そして、B・Tリンパ球測定試料を対象に光学検出部Dにて光学測定が行われる(ステップS104)。ステップS104の処理においては、具体的には、B・Tリンパ球測定試料とシース液とが同時に光学検出部Dのフローセル231に供給され、そのときの前方散乱光がフォトダイオード243で受光され、側方散乱光がフォトダイオード246で受光され、アバランシェフォトダイオード248で受光される。このような光学検出部Dの各受光素子により出力される出力信号(アナログ信号)は図示しないA/D変換器によりデジタル信号に変換され、図示しない信号処理回路により所定の信号処理が施されてデジタルデータである測定データに変換され、情報処理ユニット5にこの測定データが送信される。この信号処理においては、測定データに含まれる特徴パラメータとして、前方散乱光信号(前方散乱光強度)、側方散乱光信号(側方散乱光強度)、及び蛍光信号(蛍光強度)が得られる。これにより、測定工程が終了する。また、後述するように、情報処理ユニット5のCPU51aは、測定データに対して所定の解析処理を実行することにより、NEUT、LYMPH、EO、BASO、MONO、及びWBC等の数値データを含む分析結果データを生成し、ハードディスク51dに分析結果データを記憶する。
データ処理工程
次に、データ処理工程について説明する。図8は、データ処理工程での血液分析装置1の処理手順を示すフローチャートである。血液分析装置1の情報処理ユニット5は、測定ユニット2から測定データを受信する(ステップS301)。CPU51aによって実行されるコンピュータプログラム54aはイベントドリブン型のプログラムであり、測定データを受信するイベントが発生すると、ステップS302の処理が呼び出される。
ステップS302において、CPU51aは、測定データを用いてリンパ球と他の血球群とを弁別する(ステップS302)。次に、分類されたリンパ球の蛍光強度と細胞数に基づいて、Bリンパ球及びTリンパ球の割合を測定する(ステップS303)。かかる処理について詳しく説明する。図9は、測定データにおける側方散乱光強度及び蛍光強度のスキャッタグラムである。図10及び図11は、分類されたリンパ球の、蛍光強度と細胞数のヒストグラムである。
図9に示す測定データにおける側方散乱光強度及び蛍光強度のスキャッタグラムでは、単球のクラスター、リンパ球のクラスター、好中球のクラスター、及び好酸球のクラスターが現れる。なお、図9は、白血球をNEUT(好中球)、LYMPH(リンパ球)、EO(好酸球)、BASO(好塩基球)、及びMONO(単球)の5種類に分類したスキャッタグラムである。ステップS302の処理においては、CPU51aは、測定データの側方散乱光強度及び蛍光強度を用いて、リンパ球のクラスターを他のクラスターと弁別する。図10は、Bリンパ球が多い血液検体における、蛍光強度と細胞数のヒストグラムを示す。図11は、Tリンパ球が多い血液検体における、蛍光強度と細胞数のヒストグラムを示す。蛍光強度と細胞数のヒストグラムでは、Bリンパ球は、Tリンパ球より蛍光強度が低いところにピークが現れる。逆に、Tリンパ球は、Bリンパ球より蛍光強度が高いところにピークが現れる。ステップS303の処理においては、CPU51aは、ステップS302で弁別されたリンパ球のクラスターにおける、Bリンパ球及びTリンパ球の割合を、蛍光強度と細胞数の粒度分布の情報に基づいて取得する。
次にステップS304において、CPU51aは、ステップS303において取得したBリンパ球及びTリンパ球の割合が、所定の範囲(正常範囲)であるか否かを判定する(ステップS304)。ここで、正常範囲は、複数の正常な血液検体におけるBリンパ球及びTリンパ球の割合から、予め設定することができる。したがって、この処理においてBリンパ球及びTリンパ球の割合が、正常範囲である場合は(ステップS304においてYES)、血液検体中のリンパ球に異常が無いと判断することができる。よってこの場合には、CPU51aは、RAM51cに設けられたリンパ球フラグに「0」をセットする(ステップS305)。ここで、リンパ球フラグは血液検体におけるリンパ球の異常の有無を示すフラグであり、「1」がセットされている場合にはリンパ球が異常であることを示し、「0」がセットされている場合にはリンパ球が正常であることを示す。その後、CPU51aは、ステップS307へ処理を移す。
一方、ステップS304においてBリンパ球及びTリンパ球の割合が、正常範囲外である場合は(ステップS304においてNO)、血液検体中のリンパ球に異常が有ると判断することができる。よってこの場合には、CPU51aは、リンパ球フラグに「1」をセットする(ステップS306)。その後、CPU51aは、ステップS307へ処理を移す。
ステップS307において、CPU51aは、上述のようにして得た分析結果をハードディスク51dに格納する(ステップS307)。次にCPU51aは、ハードディスク51dに記憶した分析結果を示す分析結果画面を画像表示部52に表示させ(ステップS308)、処理を終了する。
図12及び図13は、血液分析装置1の分析結果画面を示す図である。図12は、血液検体Aの分析結果画面を示している。図13は、血液検体Bの分析結果画面を示している。図12及び図13に示すように、分析結果画面R1及びR2においては、測定された測定項目(WBC、RBC、PLT、NRBC等)の数値データが表示される。血液検体Aは、Bリンパ球及びTリンパ球の割合が異常な検体であり、この血液検体Aに係る分析結果データでは、リンパ球フラグが「1」にセットされている。したがって、血液検体Aの分析結果画面R1では、図12に示すように、リンパ球の異常が存在している可能性を示す情報である「T・B-lymphocyte?」の表示が、Flagの欄Fに付される。一方、血液検体BはBリンパ球及びTリンパ球の割合が正常な検体であり、血液検体Bに係る分析結果データでは、リンパ球フラグが「0」にセットされている。したがって、血液検体Bの分析結果画面R2では、図13のFlagの欄Fに示すように、上記の「T・B−lymphocyte?」の表示は付されない。また、この分析結果画面R1及びR2には、測定データの側方散乱光強度及び蛍光強度のスキャッタグラムであるSL1及びSL2が表示される。さらに、この分析結果画面R1及びR2には、リンパ球の蛍光強度と細胞数のヒストグラムであるSN1及びSN2が表示される。オペレータはこのスキャッタグラムを参照することによって、血液分析装置1によるリンパ球の異常の有無の検出結果の根拠を把握することができる。また血液分析装置1によるリンパ球の異常の有無の検出結果の妥当性を判断することができる。
以上のような構成とすることにより、血液分析装置1は、溶血剤が含有された第2試薬と、血液検体と核酸を染色する蛍光色素が含有された第2試薬とを混合して調製したB・Tリンパ球測定試料を光学検出部Dにより測定することにより、Bリンパ球及びTリンパ球の割合を測定することができる。すなわち、蛍光標識抗体を用いることなく、Bリンパ球及びTリンパ球の割合を測定することができるため、コストを抑制することができる。さらに、血液分析装置1を用いることで、蛍光標識抗体を用いることなく、リンパ球の異常を判定することが可能となる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る血液分析装置は、測定ユニット2及び情報処理ユニット5を備えており、測定ユニット2には、WBC測定(白血球計数)及びDIFF測定(白血球分類)を行うことができる光学検出部Dを有する検出部23が設けられている。本実施の形態に係る光学検出部Dは、WBC(成熟白血球)、NRBC(有核赤血球)、及びリンパ芽球(L−Blast)の検出を、半導体レーザを使用したフローサイトメトリー法により行うことが可能であるように構成されている。また、この検出部23を使用することにより、白血球を、LYMPH(リンパ球)、EO(好酸球)、NEUT+BASO(好中球+好塩基球)、及びMONO(単球)の4種類、又はNEUT(好中球)、LYMPH(リンパ球)、EO(好酸球)、BASO(好塩基球)、及びMONO(単球)の5種類に分類することが可能となっている。Bリンパ球及びTリンパ球の測定を行うときには、血液検体と第1試薬及び第2試薬とが混合された測定試料(B・Tリンパ球測定試料)が光学検出部Dに供給される。
また本実施の形態に係る血液分析装置は、CPU51aに後述する処理を行わせるコンピュータプログラムがハードディスク51dにインストールされている。本実施の形態に係る血液分析装置のその他の構成については、実施の形態1に係る血液分析装置1の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る血液分析装置の動作について説明する。本実施の形態に係る血液分析装置は、測定工程及びデータ処理工程を含む検体測定動作を実行可能である。なお、本実施の形態に係る検体分析装置の測定工程については、実施の形態1に係る検体分析装置1の測定工程と同様であるので、その説明を省略する。
図14は、本実施の形態に係る血液分析装置のデータ処理工程における処理手順を示すフローチャートである。血液分析装置の情報処理ユニット5は、測定ユニット2から測定データを受信する(ステップS321)。CPU51aによって実行される本実施の形態に係るコンピュータプログラムはイベントドリブン型のプログラムであり、測定データを受信するイベントが発生すると、ステップS322の処理が呼び出される。
ステップS322において、CPU51aは、測定データを用いて白血球を4つのグループ(LYMPH、EO、NEUT+BASO、及びMONO)に分類する(ステップS322)。次に、CPU51aは、分類されたリンパ球についての蛍光強度の平均値を算出する(ステップS323)。
詳しくは後述するように、リンパ球についての蛍光強度の代表値(資料の特徴又は傾向を示す客観的な尺度となる数値)である平均値、中央値、平均値と中央値との差、二乗平均平方根(RMS)は、Bリンパ球とTリンパ球との比率に対して単調に変化する。つまり、リンパ球についての蛍光強度の平均値、中央値、平均値と中央値との差、及びRMSは、Bリンパ球とTリンパ球との比率と1対1に対応する。さらに詳しくは、リンパ球についての蛍光強度の平均値、中央値、平均値と中央値との差、及びRMSのそれぞれは、Bリンパ球の比率(Tリンパ球及びBリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率)が増加するにしたがって線形に変化する(図25A、図25B、図25C、及び図25I参照)。本実施の形態に係る血液分析装置においては、ハードディスク51dに、リンパ球についての蛍光強度の平均値と、Bリンパ球の比率との関係を示すルックアップテーブルである平均値参照データが格納されている。CPU51aは、平均値参照データを参照することにより、算出されたリンパ球についての蛍光強度の平均値に対応するBリンパ球の比率Rを取得する(ステップS324)。なお、ここでは平均値参照データをルックアップテーブルとしたが、リンパ球についての蛍光強度の平均値と、Bリンパ球の比率との関係を示す数式を平均値参照データとして記憶しておき、この数式によってリンパ球についての蛍光強度の平均値に対応するBリンパ球の比率Rを取得する構成としてもよい。
次にCPU51aは、Bリンパ球の比率Rが所定の正常範囲にあるか否かを判定する(ステップS325)。ここで、正常範囲は、複数の健常人の正常な血液検体と、Bリンパ球の比率の異常を呈する患者の患者血液検体におけるBリンパ球の比率から予め設定されたものであり、ハードディスク51dに記憶されている。なお、本実施の形態においては、Bリンパ球の比率の正常範囲を「5%〜20%」としている。Bリンパ球の比率Rが正常範囲にある場合には(ステップS325においてYES)、CPU51aは、RAM51cに設けられたリンパ球フラグに「0」をセットする(ステップS326)。その後、CPU51aは、ステップS328へ処理を移す。リンパ球フラグについては、実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
一方、ステップS325においてBリンパ球の比率Rが正常範囲外である場合には(ステップS325においてNO)、CPU51aは、リンパ球フラグに「1」をセットする(ステップS327)。その後、CPU51aは、ステップS328へ処理を移す。
ステップS328において、CPU51aは、上述のようにして得た分析結果をハードディスク51dに格納する(ステップS328)。次にCPU51aは、ハードディスク51dに記憶した分析結果を示す分析結果画面を画像表示部52に表示させ(ステップS329)、処理を終了する。
図15は、本実施の形態に係る血液分析装置の分析結果画面の一例を示す図である。図15に示すように、分析結果画面R3においては、診断の参考に利用されるリサーチ項目として、Bリンパ球の比率Rが示される。具体的には、リサーチ項目の表示領域REに設けられた項目の欄にBリンパ球の比率を示す「B-cell」が、データの欄にBリンパ球の比率Rの数値データである「20%超」が表示される。なお、本実施の形態に係る血液分析装置においては、Bリンパ球の比率Rが20%を超える場合には「20%超」、5〜20%の場合には「5〜20%」、5%未満の場合には「5%未満」というように、Bリンパ球の比率Rが属する範囲が表示される。オペレータはこのBリンパ球の比率Rを参照することによって、血液分析装置1によるリンパ球においてBリンパ球がどのような比率で存在しているかを把握することができる。本実施の形態に係る血液分析装置の分析結果画面R3のその他の構成は、実施の形態1に係る血液分析装置の分析結果画面R1と同様であるので、その説明を省略する。
(実施の形態3)
本実施の形態に係る血液分析装置は、CPU51aに後述する処理を行わせるコンピュータプログラムがハードディスク51dにインストールされている。本実施の形態に係る血液分析装置のその他の構成については、実施の形態2に係る血液分析装置の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る血液分析装置の動作について説明する。本実施の形態に係る血液分析装置は、測定工程及びデータ処理工程を含む検体測定動作を実行可能である。なお、本実施の形態に係る検体分析装置の測定工程については、実施の形態1に係る検体分析装置1の測定工程と同様であるので、その説明を省略する。
図16は、本実施の形態に係る血液分析装置のデータ処理工程における処理手順を示すフローチャートである。ステップS331及びS332の処理は、実施の形態2において説明したステップS321及びS322の処理と同様であるので、その説明を省略する。ステップS333において、CPU51aは、分類されたリンパ球についての蛍光強度の平均値及び中央値のそれぞれを算出し、得られた平均値及び中央値の差を演算する(ステップS333)。
本実施の形態に係る血液分析装置においては、ハードディスク51dに、リンパ球についての蛍光強度の平均値及び中央値の差と、Bリンパ球の比率との関係を示すルックアップテーブルである参照データが格納されている。CPU51aは、参照データを参照することにより、算出されたリンパ球についての蛍光強度の平均値及び中央値の差に対応するBリンパ球の比率Rを取得する(ステップS334)。なお、ここでは参照データをルックアップテーブルとしたが、リンパ球についての蛍光強度の平均値及び中央値の差と、Bリンパ球の比率との関係を示す数式を参照データとして記憶しておき、この数式によってリンパ球についての蛍光強度の平均値及び中央値の差に対応するBリンパ球の比率Rを取得する構成としてもよい。
ステップS335〜S339の処理は、実施の形態2において説明したステップS325〜S329の処理と同様であるので、その説明を省略する。
(実施の形態4)
本実施の形態に係る血液分析装置は、CPU51aに後述する処理を行わせるコンピュータプログラムがハードディスク51dにインストールされている。本実施の形態に係る血液分析装置のその他の構成については、実施の形態2に係る血液分析装置の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る血液分析装置の動作について説明する。本実施の形態に係る血液分析装置は、測定工程及びデータ処理工程を含む検体測定動作を実行可能である。なお、本実施の形態に係る検体分析装置の測定工程については、実施の形態1に係る検体分析装置1の測定工程と同様であるので、その説明を省略する。
図17は、本実施の形態に係る血液分析装置のデータ処理工程における処理手順を示すフローチャートである。ステップS341及びS342の処理は、実施の形態2において説明したステップS321及びS322の処理と同様であるので、その説明を省略する。ステップS343において、CPU51aは、分類されたリンパ球についての蛍光強度の歪度を算出する(ステップS343)。
後述するように、リンパ球についての蛍光強度の歪度は、Bリンパ球とTリンパ球との比率に対して単調に変化する。つまり、リンパ球についての蛍光強度の歪度は、Bリンパ球とTリンパ球との比率と1対1に対応する。さらに詳しくは、リンパ球についての蛍光強度の歪度は、Bリンパ球の比率が増加するにしたがって線形に増加する(図25D参照)。蛍光強度におけるBリンパ球の出現位置と、Tリンパ球の出現位置とは相違する。これにより、Bリンパ球の比率が高くなるに従い、蛍光強度の集中する位置(ピーク)がBリンパ球の出現位置に近づき、Tリンパ球の比率が高くなるに従い、蛍光強度の集中する位置(ピーク)がTリンパ球の出現位置に近づく(図24A〜図24I参照)。よってBリンパ球とTリンパ球との比率が変化すると、リンパ球についての蛍光強度の分布の形状が変化し、この変化に応じて歪度が変化する。つまり歪度は、リンパ球についての蛍光強度の分布の形状の特徴を表しており、リンパ球についての蛍光強度の分布の偏りを示しているといえる。本実施の形態に係る血液分析装置においては、ハードディスク51dに、リンパ球についての蛍光強度の歪度と、Bリンパ球の比率との関係を示すルックアップテーブルである歪度参照データが格納されている。CPU51aは、歪度参照データを参照することにより、算出されたリンパ球についての蛍光強度の歪度に対応するBリンパ球の比率を取得する(ステップS344)。なお、ここでは歪度参照データをルックアップテーブルとしたが、リンパ球についての蛍光強度の歪度と、Bリンパ球の比率との関係を示す数式を参照データとして記憶しておき、この数式によってリンパ球についての蛍光強度の歪度に対応するBリンパ球の比率を取得する構成としてもよい。
(実施の形態5)
本実施の形態に係る血液分析装置は、CPU51aに後述する処理を行わせるコンピュータプログラムがハードディスク51dにインストールされている。本実施の形態に係る血液分析装置のその他の構成については、実施の形態2に係る血液分析装置の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る血液分析装置の動作について説明する。本実施の形態に係る血液分析装置は、測定工程及びデータ処理工程を含む検体測定動作を実行可能である。なお、本実施の形態に係る検体分析装置の測定工程については、実施の形態1に係る検体分析装置1の測定工程と同様であるので、その説明を省略する。
図18は、本実施の形態に係る血液分析装置のデータ処理工程における処理手順を示すフローチャートである。ステップS351及びS352の処理は、実施の形態2において説明したステップS321及びS322の処理と同様であるので、その説明を省略する。ステップS353において、CPU51aは、分類されたリンパ球についての蛍光強度の尖度及び分散を算出する(ステップS353)。
後述するように、リンパ球についての蛍光強度の尖度は、Bリンパ球とTリンパ球との比率に対して変化する。Bリンパ球の比率が高くなるに従い、蛍光強度におけるBリンパ球の出現位置付近に蛍光強度の分布が集中する。また、Tリンパ球の比率が高くなるに従い、蛍光強度におけるTリンパ球の出現位置付近に蛍光強度の分布が集中する(図24A〜図24I参照)。Bリンパ球の比率が高まれば、蛍光強度の分布の偏りが強まり、またTリンパ球の比率が高まれば、蛍光強度の分布の偏りが強まる。よってBリンパ球とTリンパ球との比率が変化すると、リンパ球についての蛍光強度の分布の形状が変化し、この変化に応じて尖度が変化する。つまり尖度は、リンパ球についての蛍光強度の分布の形状の特徴を表しており、リンパ球についての蛍光強度の分布の偏りを示しているといえる。例えば、図25Eに示される尖度は、Bリンパ球の比率が30%以上の領域において概ね線形に変化する。つまり、リンパ球についての蛍光強度の尖度は、上記領域においてBリンパ球の比率と1対1に対応する。
また、リンパ球についての蛍光強度の散布度(統計データの散らばりの程度を表す数値)である分散、標準偏差、標準誤差は、Bリンパ球とTリンパ球との比率に対して変化する。ここで、分散、標準偏差、又は標準誤差は、上記の尖度と組み合わせることにより、Bリンパ球の比率を特定することが可能である。例えば、図25F、図25G、及び図25Hに示される、分散、標準偏差、標準誤差は、Bリンパ球の比率が40%以下の領域において単調増加し、Bリンパ球の比率が40%以上の領域においてほぼ一定値を示す。つまり、リンパ球についての蛍光強度の分散、標準偏差、標準誤差は、Bリンパ球の比率が40%以下の領域においてBリンパ球の比率と1対1に対応する。したがって、Bリンパ球の比率が40%以上の場合には、尖度を用いてBリンパ球の比率を特定することができ、Bリンパ球の比率が40%未満の場合には、分散、標準偏差、標準誤差を用いてBリンパ球の比率を特定することができる。
本実施の形態に係る血液分析装置においては、ハードディスク51dに、リンパ球についての蛍光強度の尖度と、Bリンパ球の比率との関係を示すルックアップテーブルである尖度参照データが格納されている。また、ハードディスク51dには、リンパ球についての蛍光強度の分散と、Bリンパ球の比率との関係を示すルックアップテーブルである分散参照データが格納されている。本実施の形態においては、図25Eに示す蛍光強度の尖度とBリンパ球の比率との関係が尖度参照データとして記憶され、図25Fに示す蛍光強度の分散とBリンパ球の比率との関係が分散参照データとして記憶されている。CPU51aは、尖度参照データ及び分散参照データを参照することにより、算出されたリンパ球についての蛍光強度の尖度及び分散に対応するBリンパ球の比率を取得する(ステップS354)。この処理においては、CPU51aがまず分散参照データを参照して、取得された分散に対応するBリンパ球の比率を特定する。リンパ球についての蛍光強度の分散では、上述したようにBリンパ球の比率が40%以上の領域においてほぼ一定値を示すため、取得された分散が当該一定値付近である場合には、Bリンパ球の比率を正確に特定することは困難である。このため、分散参照データにより特定されたBリンパ球の比率が40%未満の値の場合には、CPU51aはそのBリンパ球の比率を採用する。一方、分散参照データにより特定されたBリンパ球の比率が40%以上の値の場合には、CPU51aは尖度参照データを参照して、取得された尖度に対応するBリンパ球の比率を特定し、当該Bリンパ球の比率を採用する。なお、ここでは分散参照データをルックアップテーブルとしたが、リンパ球についての蛍光強度の分散と、Bリンパ球の比率との関係を示す数式を分散参照データとして記憶しておき、この数式によってリンパ球についての蛍光強度の分散に対応するBリンパ球の比率を取得する構成としてもよい。また、リンパ球についての蛍光強度の尖度と、Bリンパ球の比率との関係を示す数式を尖度参照データとして記憶しておき、この数式によってリンパ球についての蛍光強度の尖度に対応するBリンパ球の比率を取得する構成としてもよい。
ステップS355〜S359の処理は、実施の形態2において説明したステップS325〜S329の処理と同様であるので、その説明を省略する。
(その他の実施の形態)
なお、試料調製部22における、血液検体と第1試薬と第2試薬との混合の際の反応温度及び反応時間は、血液検体中の血球の損傷や染色の状態により適宜設定すればよく、特に制限されない。具体的には、反応温度が高いときは反応時間を短くし、反応温度が低いときは反応時間を長くするように調整することができる。より具体的には、血液検体と第1試薬及び第2試薬の混合は、20℃〜40℃の温度において、3〜180秒間行うことが好ましい。
また、上述した実施の形態1〜5においては、溶血剤を含む第1試薬、及び核酸を染色できる蛍光色素を含む第2試薬を用いて、測定工程を行う構成について述べたが、これに限定されるものではない。溶血剤及び核酸染色色素の両方を含む試薬を、血液検体と混合してB・Tリンパ球測定試料を調製することもできる。
また、上述した実施の形態1〜5においては、血液検体として、全血検体を用いたが、これに制限されるものではない。血液検体は、リンパ球を含むものであれば良い。例えば、比重遠心を用いて、リンパ球を含む画分を採取して得られた試料を血液検体とすることもできる。リンパ球を含む画分を採取して得られた試料を血液検体とした場合、蛍光強度のみを用いてBリンパ球及びTリンパ球の割合を測定することもできる。
また、上述した実施の形態1〜5においては、CPU51aが上記のコンピュータプログラム54aを実行することにより、測定ユニット2の制御及び測定データの処理を行う構成について述べたがこれに限定されるものではない。上記コンピュータプログラム54aと同様の処理を実行することが可能なFPGA又はASIC等の専用ハードウェアにより、測定ユニット2の制御及び測定データの処理を実行する構成としてもよい。
また、上述した実施の形態1〜5においては、単一のコンピュータ5aによりコンピュータプログラム54aの全ての処理を実行する構成について述べたが、これに限定されるものではなく、上述したコンピュータプログラム54aと同様の処理を、複数の装置(コンピュータ)により分散して実行する分散システムとすることも可能である。
また、上記の実施の形態2〜5においては、リンパ球についての蛍光強度の平均値、リンパ球についての蛍光強度の平均値と中央値との差、リンパ球についての蛍光強度の歪度、並びにリンパ球についての蛍光強度の尖度及び分散の組み合わせと対応するBリンパ球の比率を取得する構成について述べたが、これに限定されるものではない。リンパ球についての蛍光強度の平均値、リンパ球についての蛍光強度の平均値と中央値との差、リンパ球についての蛍光強度の歪度、又はリンパ球についての蛍光強度の尖度及び分散の組み合わせと、Tリンパ球の比率(Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球の比率)との関係を示すデータを記憶しておき、リンパ球についての蛍光強度の平均値、平均値と中央値との差、歪度、又は尖度及び分散の組み合わせを取得し、上記データを参照して、Tリンパ球の比率を取得する構成としてもよい。この場合、Tリンパ球の比率が正常範囲にあるか否かを判定することにより、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常を検出することができる。また、Tリンパ球の比率を分析結果として表示することもできる。
また上記の実施の形態2〜5においては、リンパ球についての蛍光強度の平均値、リンパ球についての蛍光強度の平均値と中央値との差、リンパ球についての蛍光強度の歪度、並びにリンパ球についての蛍光強度の尖度及び分散の組み合わせと対応するBリンパ球の比率を取得する構成について述べたが、これに限定されるものではない。上記の統計データ以外のリンパ球についての蛍光強度の統計データを使用して、Bリンパ球とTリンパ球との比率を取得する構成としてもよい。統計データのうち代表値は、Bリンパ球とTリンパ球との比率と1対1に対応するため、中央値、又は二乗平均平方根(RMS)を単独で使用して、Bリンパ球とTリンパ球との比率を取得する構成とすることができる。さらに詳しくは、リンパ球についての蛍光強度の中央値又はRMSを取得し、中央値又はRMSとBリンパ球の比率との対応関係を示すデータから、取得された中央値又はRMSに対応するBリンパ球の比率を取得する構成とすることができる。
また、統計データのうち散布度は、特定の範囲においてBリンパ球とTリンパ球との比率に対して単調に変化し、それ以外の範囲においてBリンパ球とTリンパ球との比率に対して概ね一定値を取る。より具体的に説明すると、分散及び標準偏差は、Bリンパ球の比率が0〜40%の範囲において概ね線形に単調増加し、Bリンパ球の比率が40〜100%の範囲において概ね一定値を取る(図25F及び図25G参照)。また分散及び標準偏差は、Bリンパ球の比率が0〜40%の範囲において変化率(傾き)が大きく、この範囲においては分散又は標準偏差に対応するBリンパ球の比率を高精度に特定することができる。一般的に、Bリンパ球の比率の正常範囲は5〜20%であると言われている。よって、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常の有無を判別するだけであれば、分散又は標準偏差を単独で使用することが可能である。
一方、標準誤差は、Bリンパ球の比率が0〜40%の範囲において概ね一定値を取り、Bリンパ球の比率が0〜40%の範囲において概ね線形に単調増加する(図25H参照)。また標準誤差は、Bリンパ球の比率が40〜100%の範囲において変化率(傾き)が大きく、この範囲においては標準誤差に対応するBリンパ球の比率を高精度に特定することができる。よって、分散又は標準偏差と、標準誤差とを組み合わせて、Bリンパ球の比率を高精度に取得することが可能である。より具体的には、分散又は標準偏差により特定されるBリンパ球の比率が0〜40%の値の場合には、そのBリンパ球の比率を採用し、分散又は標準偏差により特定されるBリンパ球の比率が40〜100%の値の場合には、標準誤差により特定されるBリンパ球の比率を採用する構成とすることが可能である。また、リンパ球についての蛍光強度の分散又は標準偏差とTリンパ球の比率との関係、及びリンパ球についての蛍光強度の標準誤差とTリンパ球の比率との関係を使用することも同様に可能である。
また、実施の形態5において説明したように、リンパ球についての蛍光強度の尖度は、Bリンパ球の比率が30%以上の領域において概ね線形に変化する。したがって、リンパ球についての蛍光強度の尖度及び標準偏差を組み合わせることにより、Bリンパ球の比率を特定する構成とすることも可能である。
また上記の実施の形態2〜5においては、Bリンパ球の比率を含んだ分析結果画面を表示する構成について述べたが、これに限定されるものではない。Tリンパ球の比率、Bリンパ球数、又はTリンパ球数の少なくとも1つを、Bリンパ球の比率に代えて、又はBリンパ球の比率と共に表示することもできる。Bリンパ球及びTリンパ球の総数がリンパ球数に近似することができることから、Bリンパ球数はリンパ球数にBリンパ球の比率を乗じることで求められる。また、Tリンパ球数は、リンパ球数にTリンパ球の比率を乗じることで求められる。
また上記の実施の形態2〜5においては、Bリンパ球の比率Rを取得し、Bリンパ球の比率Rが所定の正常範囲にあるか否かを判定することで、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常の有無を判別する構成について述べたが、これに限定されるものではない。Bリンパ球の比率Rの取得に用いた、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標が、所定の範囲にあるか否かを判定することで、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常の有無を判別することもできる。すなわち、リンパ球の蛍光強度の代表値、分散値、及び分布の偏りを示す値から選択される少なくとも一つの値と、閾値とを比較することで、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常の有無を判別することもできる。例えば、実施の形態2の場合、リンパ球についての蛍光強度の平均値を、閾値と比較することで、Bリンパ球とTリンパ球との比率の異常の有無を判別することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1]
(測定用試料の調製)
健常人から、血液学検査用のEDTA−2K入り採血管を用いて、50mLの血液を採血した。採血した血液50mLを、600rpmで15分間遠心し、上清(濃厚血小板層)を除去した。濃厚血小板除去後の血液を、リン酸緩衝生理食塩水で全量が100mLになるように希釈した。ナカライテクス株式会社製のリンパ球分離溶液(d=1.119、d=1.077)を、取扱説明書に従って重層し、さらに希釈した血液を重層した。リンパ球分離溶液及び希釈した血液を重層した試料を、比重遠心(1900rpmで15分間)し、リンパ球及び単球を含む画分(60mL)を採取した。
採取したリンパ球及び単球を含む画分(単核球層)60mLを10mLずつに分け、リン酸緩衝生理食塩水をそれぞれに40mL添加し、1900rpmで15分間遠心し、上清を除去することで、単核球層の洗浄を行った。この洗浄は二回行った。
洗浄後の単核球層を用い、StemCell Technologies社製のHuman Bell Enrichment Kit及びHuman Tell Enrichment Kitで、取扱説明書に従って磁気細胞分離を行った。この磁気細胞分離により0.5mLのBリンパ球を多く含む試料(Bリンパ球試料)と0.5mLのTリンパ球を多く含む試料(Tリンパ球試料)とを取得した。
50μlのBリンパ球試料に、FITCで標識した抗CD19抗体(Dako社製)を5μl添加した。また、50μlのTリンパ球試料に、FITCで標識した抗CD3抗体(Dako社製)を5μl添加した。
標識抗体を添加したBリンパ球試料(9μl)と、ストマトライザー4DL(442μl)と、ストマトライザー4DS(9μl)を混合し、室温で2分間インキュウベートすることで、Bリンパ球測定用試料を調製した。同様に、標識抗体を添加したTリンパ球試料(9μl)と、ストマトライザー4DL(442μl)と、ストマトライザー4DS(9μl)を混合し、室温で2分間インキュウベートすることで、Tリンパ球測定用試料を調製した。
(フローサイトメトリーによる測定試料の分析)
上述の測定用試料の調製で得られた、Bリンパ球測定用試料及びTリンパ球測定用試料を、それぞれFACS Calibur(BD社製)を使用し、細胞取り込み数2000に設定し、フローサイトメトリーにより分析した。
図19は、Bリンパ球測定用試料及びTリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、細胞数と蛍光強度の粒度分布図である。図20は、Bリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、側方散乱光強度と蛍光強度のスキャッタグラムである。図21は、Tリンパ球測定用試料を用いた、フローサイトメトリーの分析から得られた、側方散乱光強度と蛍光強度のスキャッタグラムである。 図19、図20及び図21から、Bリンパ球はTリンパ球よりも低い蛍光強度に分布し、逆に、Tリンパ球はBリンパ球よりも高い蛍光強度に分布することが明らかとなった。このことから、Bリンパ球及びTリンパ球を蛍光強度の差に基づいて検出できることが示唆された。
(電子顕微鏡による解析)
溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素で処理した、Bリンパ球及びTリンパ球の形態学的変化を、電子顕微鏡を用いて解析した。溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素で処理した、Bリンパ球は、実施例1で取得したBリンパ球試料(9μl)と、ストマトライザー4DL(442μl)と、ストマトライザー4DS(9μl)を混合し、35℃で22秒間インキュウベートすることで調製した。同様に、溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素で処理した、Tリンパ球は、実施例1で取得したTリンパ球試料(9μl)と、ストマトライザー4DL(442μl)と、ストマトライザー4DS(9μl)を混合し、35℃で22秒間インキュウベートすることで調製した。
溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素で処理した、Bリンパ球試料に含まれるBリンパ球を、1.5%グルタールアルデヒドで固定し、電子顕微鏡試料作製の方法(Mari Kono et al.(2009)"Morphological definition of CD71 positive reticulocytes by various staining techniques and electron microscopy compared to reticulocytes detected by an automated hematology analyzer",
Clinica Chimica Acta , Vol.404, p105-110.)に従い、走査型電子顕微鏡(日本電子 JSM-7500TFEA)及び透過型電子顕微鏡(日立 H-7500)を用いて解析した。溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素で処理した、Tリンパ球試料に含まれるTリンパ球も、同様に走査型電子顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を用いて解析した。
また、対照として、溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素による処理前の、Bリンパ球試料及びTリンパ球試料に含まれる、Bリンパ球及びTリンパ球も同様に電子顕微鏡を用いて解析した。
電子顕微鏡による解析結果を図22に示す。図22から、ストマトライザー4DLとストマトライザー4DSによる処理後の、Bリンパ球及びTリンパ球を比較すると、Bリンパ球はTリンパ球よりも、細胞質の量が減ることが明らかとなった。また、Bリンパ球は、Tリンパ球よりも、表面の凹凸が多数存在することが明らかとなった。このことから、溶血剤及び核酸を染色する蛍光色素による処理による、Bリンパ球及びTリンパ球の形態学的変化により、Bリンパ球及びTリンパ球の蛍光強度の差が生じることが示唆された。
[実施例2]
<Bリンパ球試料及びTリンパ球試料の調製>
本願発明者らは、次のような手順によりBリンパ球試料及びTリンパ球試料の調製を行った。まず、健常人から、血液学検査用のEDTA−2K入り採血管を用いて、50mLの血液を採取した。採取した血液49mLを、600rpmで15分間遠心し、上清(濃厚血小板層)を除去した。濃厚血小板除去後の血液を、リン酸緩衝生理食塩水で全量が98mLになるように希釈した。ナカライテクス株式会社製のリンパ球分離溶液(d=1.119、d=1.077)を、取扱説明書に従って重層し、さらに希釈した血液を重層した。リンパ球分離溶液及び希釈した血液を重層した試料を、比重遠心(1900rpmで15分間)し、リンパ球及び単球を含む画分を採取した。
採取したリンパ球及び単球を含む画分(単核球層)にリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を添加し、1900rpmで15分間遠心し、上清を除去することで、単核球層の洗浄を行った。この洗浄は二回行った。
洗浄後の単核球層試料を用い、StemCell Technologies社製のHuman B cell Enrichment Kit及びHuman T cell Enrichment Kitで、取扱説明書に従って磁気細胞分離を行った。この磁気細胞分離により0.5mLのBリンパ球を多く含む試料(Bリンパ球試料)と0.5mLのTリンパ球を多く含む試料(Tリンパ球試料)とを取得した。
<Bリンパ球試料及びTリンパ球試料の分離状況の確認>
50μLのBリンパ球試料を2つ準備し、一方にはFITCで標識された抗CD19抗体(Dako製)を1μL添加し、もう一方にはコントロールとしてFITCで標識されたマウスIgG(Dako製)を1μL添加した。
また、50μLのTリンパ球試料を2つ準備し、一方にはFITCで標識された抗CD3抗体(Dako製)を1μL添加し、もう一方にはコントロールとしてFITCで標識されたマウスIgG(Dako製)を1μL添加した。
調製した試料を、それぞれフローサイトメータ(FACS Calibur(BD社製))を使用し、細胞取り込み数2000の条件により分析することでBリンパ球およびTリンパ球を測定し、Bリンパ球およびTリンパ球の分離状況を確認した。その結果、Bリンパ球試料はBリンパ球86.7%の精製度であり、Tリンパ球試料はTリンパ球97.3%の精製度であることが確認された。
<測定用試料の解析>
調製されたBリンパ球試料およびTリンパ球試料を、自動血球分析装置XE−2100(シスメックス製)を用いて白血球4分類の測定を行った。測定試薬としては、ストマトライザー4DL、ストマトライザー4DS(いずれもシスメックス製)を使用した。
(T/Bリンパ球比率10:0及び0:10のデータ取得)
次に、測定により得られた蛍光強度と側方散乱光の情報を、カレイダグラフ(ヒューリンクス社製)を用いて解析した。まず、Tリンパ球試料の測定により得られた蛍光強度と側方散乱光の情報とから、Tリンパ球試料のスキャッタグラムを作成した。同様に、Bリンパ球試料の測定により得られた蛍光強度と側方散乱光の情報とから、Bリンパ球試料のスキャッタグラムを作成した。次に、Tリンパ球試料のスキャッタグラムを用い、リンパ球領域内に出現したドットをTリンパ球として計数し、Tリンパ球試料に含まれるTリンパ球数(1057個)を求めた。同様に、Bリンパ球試料のスキャッタグラムを用い、リンパ球領域内に出現したドットをBリンパ球として計数し、Bリンパ球試料に含まれるBリンパ球数(749個)を求めた。また、Tリンパ球として計数した各ドットと、それらの蛍光強度の情報から、Tリンパ球の蛍光強度の粒度分布図を作成した。同様に、Bリンパ球として計数した各ドットと、それらの蛍光強度の情報から、Bリンパ球の蛍光強度の粒度分布図を作成した。さらに、Tリンパ球及びBリンパ球の、それぞれの蛍光強度の粒度分布図の平均値、中央値、歪度、尖度、分散、標準偏差、標準誤差、二乗平均平方根(RMS)、平均−中央値(平均値から中央値を引いた値)を算出した。ここで、Tリンパ球試料の測定から得られた、スキャッタグラム、蛍光強度の粒度分布図及び算出値(平均値、中央値、歪度、尖度、分散、標準偏差、標準誤差、二乗平均平方根(RMS)、平均−中央値)を、Tリンパ球とBリンパ球との比率(以下、「T/Bリンパ球比率」という。)が10:0のデータとした。また、Bリンパ球試料の測定から得られた、スキャッタグラム、蛍光強度の粒度分布図及び算出値を、T/Bリンパ球比率が0:10のデータとした。
(T/Bリンパ球比率9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6および2:8のデータ取得)
次に、T/Bリンパ球比率が9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6および2:8の、データ(スキャッタグラム、蛍光強度の粒度分布図及び算出値)を、以下のようにして取得した。
T/Bリンパ球比率が9:1のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報を、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個から任意に選択された118個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報を、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(1057個)及びBリンパ球(118個)の合計1175の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が9:1のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が8:2のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個から任意に選択された265個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(1057個)及びBリンパ球(265個)の合計1322の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が8:2のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が7:3のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個から任意に選択された454個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(1057個)及びBリンパ球(454個)の合計1511の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が7:3のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が6:4のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個から任意に選択された703個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(1057個)及びBリンパ球(703個)の合計1760の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が6:4のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が5:5のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個から任意に選択された750個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(750個)及びBリンパ球(749個)の合計1499の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が5:5のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が4:6のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個から任意に選択された500個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(500個)及びBリンパ球(749個)の合計1249の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が4:6のデータを取得した。
T/Bリンパ球比率が2:8のデータの取得
上述のTリンパ球として計数された1057個から任意に選択された188個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Tリンパ球の情報として抽出した。また、Bリンパ球として計数された749個の各ドットから、それぞれの蛍光強度と側方散乱光の情報とを、Bリンパ球の情報として抽出した。そして、Tリンパ球(188個)及びBリンパ球(749個)の合計937の情報に基づき、T/Bリンパ球比率が2:8のデータを取得した。
図23A〜図23Iは、各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の粒度分布のそれぞれを示す蛍光強度及び側方散乱光情報のスキャッタグラムである。図24A〜図24Iは、各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の分布のそれぞれを示す蛍光強度の粒度分布図(ヒストグラム)である。各T/Bリンパ球比率における、平均値、中央値、歪度、尖度、分散、標準偏差、標準誤差、二乗平均平方根(RMS)、及び平均−中央値のそれぞれを表1に示す。また、図25A〜図25Iは、各T/Bリンパ球比率におけるリンパ球の蛍光強度の平均値、中央値、歪度、尖度、分散、標準偏差、標準誤差、二乗平均平方根(RMS)、及び平均−中央値のそれぞれの変化を示すグラフである。
図24A〜図24Iから、Tリンパ球の比率が高いほど、蛍光強度の粒度分布のピークは右側(高い蛍光強度を示す方向)にシフトすることが分かる。逆に、Bリンパ球の比率が高いほど、蛍光強度の粒度分布のピークは左側(低い蛍光強度を示す方向)にシフトすることが分かる。さらに、表1及び図25A〜図25Iから、リンパ球についての蛍光強度の平均値、中央値、歪度、尖度、分散、標準偏差、標準誤差、二乗平均平方根(RMS)及び/又は平均−中央値を用いることで、試料中のT/Bリンパ球比率の測定が可能であることが示唆された。
図25A、図25B及び図25Iから、蛍光強度の平均値、中央値及び二乗平均平方根(RMS)は、試料中のBリンパ球の比率の増加に伴い、値が低下することが分かる。また、図25C及び図25Dから、蛍光強度の平均−中央値及び歪度は、試料中のBリンパ球の比率の増加に伴い、その値が増加することが分かる。従って、核酸を染色する蛍光色素で処理した血液検体における、リンパ球の蛍光強度の平均値、中央値及び二乗平均平方根(RMS)又は平均−中央値から、血液検体中のBリンパ球の比率を求めることが可能であることが示唆される。また、求めたリンパ球の比率が、正常範囲(5〜20%)から逸脱している場合、血液検体のBリンパ球の比率が異常であると判定することが可能であることが示唆される。
図25Eから、蛍光強度の尖度は、試料中のBリンパ球の比率が約30〜100%では、試料中のBリンパ球の比率の増加に伴い、その値が増加することが分かる。従って、核酸を染色する蛍光色素で処理した血液検体におけるリンパ球の蛍光強度の尖度から、Bリンパ球の比率が約30〜100%の範囲内において、血液検体中のBリンパ球の比率を求めることが可能であることが示唆される。また、図25Hから、蛍光強度の標準誤差は、試料中のBリンパ球の比率が約40〜100%では、試料中のBリンパ球の比率の増加に伴い、その値が増加することが分かる。従って、核酸を染色する蛍光色素で処理した血液検体におけるリンパ球の蛍光強度の標準誤差から、Bリンパ球の比率が約40〜100%の範囲内において、血液検体中のBリンパ球の比率を求めることが可能であることが示唆される。
図25F及び図25Gから、蛍光強度の分散及び標準偏差は、試料中のBリンパ球の比率が0〜約40%の範囲では、試料中のBリンパ球の比率の増加に伴い、その値が増加することが分かる。従って、核酸を染色する蛍光色素で処理した血液検体における、リンパ球の蛍光強度の分散又は標準偏差から、Bリンパ球の比率が0〜約40%の範囲において、血液検体中のBリンパ球の比率を求めることが可能であることが示唆される。また、求めたリンパ球の比率が、正常範囲(5〜20%)から逸脱している場合、血液検体のBリンパ球の比率が異常であると判定することが可能であることが示唆される。また、リンパ球の蛍光強度の分散又は標準偏差と、リンパ球の蛍光強度の歪度、尖度又は標準誤差とを組み合わせることで、血液検体中のBリンパ球の0〜100%範囲の比率を求めることが可能であることが示唆される。
[実施例3]
<健常人の血液の解析>
(T/Bリンパ球比率の確認)
50μLの単核球層試料を3つ準備し、1つ目にはFITCで標識された抗CD19抗体(Dako製)を1μL添加し、2つ目にはFITCで標識された抗CD3抗体(Dako製)を1μL添加し、3つ目にはコントロールとしてFITCで標識されたマウスIgG(Dako製)を1μL添加した。
調製した試料を、それぞれフローサイトメータ(FACS Calibur(BD社製))を使用し、細胞取り込み数2000の条件で分析することでBリンパ球およびTリンパ球を測定した。その結果、単核球層試料の、CD3陽性細胞、すなわちTリンパ球の割合は20.7%であり、CD19陽性細胞、すなわちBリンパ球の割合は2.59%であった。この結果から、実施例2における、健常人の血液のT/Bリンパ球比率は、8:1(すなわちBリンパ球比率が約11%)であることを確認した。
(リンパ球数の確認)
実施例2で採血した健常人の血液を、XE−2100を用い、白血球4分類の測定を行った。測定試薬としては、ストマトライザー4DL、ストマトライザー4DS(いずれもシスメックス製)を使用した。測定の結果、健常人の血液に含まれる、リンパ球数は1550/μLであった。
(平均−中央値の算出)
測定により得られた蛍光強度と側方散乱光の情報を、カレイダグラフ(ヒューリンクス社製)を用いて解析した。まず、測定により得られた蛍光強度と側方散乱光の情報から、全血試料のスキャッタグラムを作成した。次に、全血試料のスキャッタグラムを用い、リンパ球領域内に出現したドットをリンパ球として計数したところ、1004個であった。この1004個のドットについて、それらの蛍光強度の情報から、全血試料中のリンパ球について、蛍光強度の粒度分布の平均−中央値を算出した。蛍光強度の粒度分布の平均−中央値は、0.502488であった。ここで、健常人の血液のBリンパ球の比率は11%である。従って、Bリンパ球の比率11%における、蛍光強度の粒度分布の平均−中央値の実測値は、0.502488となる。
<モデル血液の解析>
(モデル血液の調製)
実施例2で採血した健常人の血液を、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で10倍希釈し、10倍希釈全血試料を調製した。また、実施例2で調製したBリンパ球試料400μLを1000rpm、3分遠心した。遠心後、上清を除き、Bリンパ球のペレットを取得した。取得したBリンパ球のペレットを、10倍希釈全血試料200μLに分散し、モデル血液を調整した。
(リンパ球数の確認)
上述の健常人の血液の解析における、リンパ球数の確認と同様の手法で、調製したモデル血液のリンパ球数を測定した。測定の結果、モデル血液に含まれる、リンパ球数は5230/μLであった。
(平均−中央値の算出)
上述の健常人の血液の解析における、平均−中央値の算出と同様の手法で、調製したモデル血液の蛍光強度の粒度分布の平均−中央値を算出した。蛍光強度の粒度分布の平均−中央値は、3.166529であった。なお、リンパ球領域内に出現したドットは、4038個であった。
ここで、健常人の血液に含まれる、リンパ球数は1550/μLである。従って、10倍希釈全血試料のリンパ球数は、155/μLとなる。また、モデル血液のリンパ球数は、5230/μLである。10倍希釈全血試料に由来するリンパ球数は、155/μLである。従って、Bリンパ球試料に由来するモデル血液中のBリンパ球数は、5075/μLとなる。さらに、健常人の血液のBリンパ球の比率は11%である。理論上、このBリンパ球の比率は、10倍希釈全血試料でも同じである。従って、10倍希釈全血試料におけるBリンパ球数は、155/μLの11%なので、17/μLとなる。モデル血液において、Bリンパ球試料に由来するBリンパ球数は5075/μLであり、10倍希釈全血試料に由来するBリンパ球数は17/μLであるから、モデル血液の全Bリンパ球数は、5092/μLとなる。モデル血液のリンパ球数は5230/μLであるから、Bリンパ球の比率は97%となる。Bリンパ球の比率97%における、蛍光強度の粒度分布の平均−中央値の実測値は、3.166529となる。
<平均−中央値の変化を示すグラフと実測値の相関の確認>
実施例2で得られた、図25Cに示される蛍光強度の平均−中央値とBリンパ球の比率との関係を示すグラフに、健常人の血液及びモデル血液の蛍光強度の粒度分布の実測値をプロットしたグラフを、図26に示す。図26中、「■」は、実測値のプロットを示す。図26から、蛍光強度の平均−中央値とBリンパ球の比率との関係を示すグラフと、蛍光強度の粒度分布の実測値との間に相関があることが分かる。
本発明の血液分析装置及び血液分析方法は、血液検体を光学的に測定し、血液検体に含まれる細胞群を複数に分類する血液分析装置及び血液分析方法として有用である。
1 血液分析装置
2 測定ユニット
22 試料調製部
221,222,223 試薬容器
23 検出部
231 フローセル
237 半導体レーザ
243 フォトダイオード
246 フォトダイオード
248 アバランシェフォトダイオード
5 情報処理ユニット
5a コンピュータ
51 本体
51a CPU
51b ROM
51c RAM
51d ハードディスク
51h 画像出力インタフェース
52 画像表示部
54a コンピュータプログラム
MC 混合チャンバ
H ヒータ
D 光学検出器
R1,R2,R3 分析結果画面
SL1,SL2 側方散乱光強度及び蛍光強度のスキャッタグラム
SN1,SN2 リンパ球の蛍光強度と細胞数のヒストグラム

Claims (14)

  1. 血液検体を供給する血液検体供給部と、
    前記血液検体供給部から供給された血液検体と、溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合して、蛍光標識抗体を用いることなく測定試料を調製する試料調製部と、
    前記試料調製部により調製された測定試料に光を照射する光源と、
    前記光源により光が照射された測定試料から発せられる蛍光を検出する第1検出器と、
    前記光源により光が照射された測定試料から発せられる散乱光を検出する第2検出器と、
    前記第1検出器により検出された蛍光の強度及び前記第2検出器により検出された散乱光の強度に基づいて、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得し、取得されたリンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得する情報処理部と、
    前記情報処理部によって取得されたBリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を出力する出力部と、
    を備える、血液分析装置。
  2. 前記情報処理部は、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率を示す値、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率を示す値、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率が所定の範囲に属することを示す情報、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率が所定の範囲に属することを示す情報、又はTリンパ球数とBリンパ球数との比率の異常の有無を示す情報を取得するように構成されている、
    請求項1に記載の血液分析装置。
  3. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の代表値を取得し、取得された前記代表値に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されている、
    請求項1又は2に記載の血液分析装置。
  4. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の散布度を取得し、取得された前記散布度に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されている、
    請求項1乃至3の何れかに記載の血液分析装置。
  5. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標として、リンパ球の蛍光強度の分布の偏りを示す値を取得し、取得された前記分布の偏りを示す値に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されている、
    請求項1乃至4の何れかに記載の血液分析装置。
  6. 前記情報処理部は、前記分布の偏りを示す値として、リンパ球の蛍光強度の分布の尖度又は歪度を取得し、取得された前記尖度又は歪度に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するように構成されている、
    請求項5に記載の血液分析装置。
  7. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、
    前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されている、
    請求項1乃至6の何れかに記載の血液分析装置。
  8. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するBリンパ球数の比率を示す値を取得し、取得された前記値を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、
    前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されている、
    請求項1乃至6の何れかに記載の血液分析装置。
  9. 前記情報処理部は、前記リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球及びTリンパ球の総数に対するTリンパ球数の比率を示す値を取得し、取得された前記値を所定の閾値と比較することにより、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であるか否かを判定するように構成されており、
    前記出力部は、前記情報処理部によりBリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であると判定された場合に、前記Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報として、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率が異常であることを示す情報を出力するように構成されている、
    請求項1乃至6の何れかに記載の血液分析装置。
  10. 前記情報処理部は、前記第1検出器により検出された蛍光の強度及び前記第2検出器により検出された散乱光の強度に基づいて、前記測定試料に含まれるリンパ球を他の白血球から区別し、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得するように構成されている、
    請求項1乃至9の何れかに記載の血液分析装置。
  11. 前記情報処理部は、前記測定試料に含まれるリンパ球を他の白血球から区別することにより、白血球を分類するように構成されており、
    前記出力部は、前記情報処理部による白血球の分類結果を出力するように構成されている、
    請求項10に記載の血液分析装置。
  12. 前記情報処理部は、前記測定試料に含まれる白血球をリンパ球を含む少なくとも4つの集団に分類するように構成されている、
    請求項11に記載の血液分析装置。
  13. 前記試料調製部は、前記血液検体供給部から供給された血液検体と、カチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含む溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合することにより、測定試料を調製するように構成されている、
    請求項1乃至12の何れかに記載の血液分析装置。
  14. 血液検体と、溶血剤と、核酸を染色する蛍光色素とを混合して、蛍光標識抗体を用いることなく測定試料を調製するステップと、
    調製された測定試料に光を照射するステップと、
    光が照射された測定試料から発せられる蛍光及び散乱光のそれぞれを検出するステップと、
    検出された蛍光の強度及び散乱光の強度に基づいて、リンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標を取得するステップと、
    取得されたリンパ球の蛍光強度の粒度分布に関する指標に基づいて、Bリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を取得するステップと、
    取得されたBリンパ球数とTリンパ球数との比率に関する情報を出力するステップと、
    を有する、血液分析方法。
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