JP5196683B2 - フローセルサイトメーター用静電分類器の粒子軌跡の変動補償のための方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、フローサイトメーターシステムおよびそれのサブシステムに関し、特に、本発明は、それを通って進行する粒子(例えば、血液細胞)の存在について流体輸送チャンバ内の粒子感知ゾーンを監視するように、かつ出力パルスを生成するように動作し、その幅は軌跡を代表し、それによって、粒子が流体輸送チャンバを通って進行する時に粒子感知ゾーン内にある時間の長さを表す、新しい改善された信号処理およびそのための制御機構を目的とする。次いで、この出力パルスは、粒子を感知したときから粒子を含有する流体液滴が担体流体から離脱する時間までの複合時間遅延を導出するために、粒子が通過する粒子流体輸送チャンバの連続時間遅延ゾーンの形状パラメータに従って処理される。複合時間遅延は、その時間に液滴が担体流体から離脱するように、粒子が制御可能に荷電された時間を正確に確立するために利用される。
フローサイトメーターは、疾患の診断および治療の補助的手段として、患者の体液中の粒子(例えば、血液細胞)を分析するために、医療業界において一般的に用いられている機器である。非限定的な一実施例として、化学療法治療中に、このような機器は、化学療法の前に患者の骨髄から取り除かれたある量の血液から、健康な血液細胞(幹細胞)を分類して収集するために使用されてもよい。化学療法治療期間が完了すると、移入および健康な血液細胞の再生を容易にするために、収集された多量のこれらの細胞が、次いで、患者に再注入される。
一般に、粒子Aがゾーン22と23との間の距離を横断するのに必要な時間Td23Aは、次式で定義される。
粒子がオリフィス15から一旦出ると、流体流れの軸に沿って等しい出口速度V2Aで進行している。出口オリフィスから液滴荷電場所までの距離D5をこの速度で割ったものは、粒子が距離D5を進行するのに必要な時間T d45Aである。
(項目1)
フローサイトメーターとともに使用するために、分類されるべき粒子を含有する担体流体は、粒子流体輸送チャンバを通って流れ、該チャンバは、出力オリフィスであって、液滴が制御可能に荷電されて該出力オリフィスから出る該担体流体から離脱する時点を制御する液滴発生器に連結される、出力オリフィスと、液滴分類器であって、選択された液滴を偏向させ、それによって、未分類の液滴の流れがそれに沿って進行する未分類液滴経路とは別の、分類液滴偏向経路に沿って分類されるように動作する、液滴分類器とを有している、液滴が制御可能に荷電されて該担体流体から離脱する該時点を制御する方法であって、
(a)そこを通って進行する粒子の存在について該粒子流体輸送チャンバ内の所定のゾーンを監視し、該粒子が該粒子流体輸送チャンバを通って進行する時に、該所定のゾーン内にある時間の長さを表す幅を有する、出力パルスを生成することと、
(b)該所定のゾーン内にあるとして該粒子がステップ(a)において感知される時間と、該粒子を含有する液滴が該担体流体から離脱する時間との間で、該粒子流体輸送チャンバの形状パラメータに従って複合時間遅延を計算することと、
(c)該粒子が該担体流体から離脱する時に該粒子を制御可能に荷電するために、ステップ(b)において計算される該複合時間遅延を使用することと
を含む、方法。
(項目2)
ステップ(b)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記複合時間遅延を計算することを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
ステップ(b)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンの形状パラメータと関連する各時間遅延の合計として、前記複合時間遅延を計算することを含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記担体流体中の粒子は、該粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る、それらの進行過程において加速を受ける、項目2に記載の方法。
(項目5)
ステップ(b)は、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算することを含む、項目4に記載の方法。
(項目6)
ステップ(b)は、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの複合時間遅延を計算することを含み、
ここで、
T d Aは、該複合時間遅延であり、
D 2 は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V 1 Aは、該所定のゾーンを通る該粒子の速度であり、
D 3 は、該所定のゾーンと前記出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
は、該所定のゾーンと該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと間の該粒子Aの速度であり、
D 4 は、該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと該出力オリフィスの下流の場所との間の、該出力オリフィスを通る距離であり、
は、該出力オリフィスを通る該粒子Aの速度であり、
D 5 は、該出力オリフィスの下流の該場所から、該粒子Aを含有する滴が、荷電されて前記担体流体から分離される場所までの距離であり、
V 2 Aは、該出力オリフィスの下流の該粒子の速度である、項目1に記載の方法。
(項目7)
フローサイトメーターとともに使用するために、分類されるべき粒子を含有する担体流体は、粒子流体輸送チャンバを通って流れ、該チャンバは、出力オリフィスであって、液滴が荷電されて該出力オリフィスから出る該担体流体から離脱する時点を制御する液滴発生器に連結される、出力オリフィスと、液滴分類器であって、選択された液滴を偏向させ、それによって、未分類の液滴の流れがそれに沿って進行する未分類液滴経路とは別の、分類液滴偏向経路に沿って分類されるように動作する、液滴分類器とを有する、液滴が制御可能に荷電されて該担体流体から離脱する該時点を制御するためのサイトメーターサブシステムであって、
そこを通って進行する粒子の存在について前記粒子流体輸送チャンバ内の所定のゾーンを監視し、前記粒子が前記粒子流体輸送チャンバを通って進行する時に、前記所定のゾーン内にある時間の長さを表す幅を有する、出力パルスを生成するように動作する、粒子センサと、
前記粒子センサから前記出力パルスを受信するように連結され、前記所定のゾーン内にあるとして前記粒子が感知される時間と、前記粒子を含有する液滴が前記担体流体から離脱する時間との間で、前記粒子流体輸送チャンバの形状パラメータに従って、複合時間遅延を計算するように動作する、信号プロセッサと、
前記信号プロセッサによって計算される前記複合時間遅延の終了時に、前記粒子を含有する液滴を制御可能に荷電するように動作する、液滴荷電器と、
を備える、サブシステム。
(項目8)
前記信号プロセッサは、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記複合時間遅延を計算するように動作する、項目7に記載のサイトメーターサブシステム。
(項目9)
前記信号プロセッサは、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンの形状パラメータと関連する、各時間遅延の合計として、前記複合時間遅延を計算するように動作する、項目8に記載のサイトメーターサブシステム。
(項目10)
前記担体流体中の粒子は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る、それらの進行過程において、加速を受ける、項目8に記載のサイトメーターサブシステム。
(項目11)
前記信号プロセッサは、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算するように動作する、項目10に記載のサイトメーターサブシステム。
(項目12)
前記信号プロセッサは、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの複合時間遅延を計算するように動作し、
ここで、
T d Aは、該複合時間遅延であり、
D 2 は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V 1 Aは、該所定のゾーンを通る該粒子の速度であり、
D 3 は、該所定のゾーンと前記出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
は、該所定のゾーンと該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと間の該粒子Aの速度であり、
D 4 は、該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと該出力オリフィスの下流の場所との間の、該出力オリフィスを通る距離であり、
は、該出力オリフィスを通る該粒子Aの速度であり、
D 5 は、該出力オリフィスの下流の該場所から、該粒子Aを含有する滴が荷電されて該担体流体から分離される場所までの距離であり、
V 2 Aは、該出力オリフィスの下流の該粒子の速度である、項目7に記載のサイトメーターサブシステム。
(項目13)
フローサイトメーターとともに使用するために、分類される粒子を含有する担体流体は、粒子流体輸送チャンバを通って流れ、該チャンバは、出力オリフィスであって、液滴が制御可能に荷電され、該出力オリフィスから出る該担体流体から離脱する時点を制御する液滴発生器に連結される、出力オリフィスと、液滴分類器であって、選択された液滴を偏向させ、それによって、未分類の液滴の流れがそれに沿って進行する未分類液滴経路とは別の、分類液滴偏向経路に沿って分類されるように動作する、液滴分類器とを有する、液滴が制御可能に荷電されて該担体流体から離脱する該時点を制御する方法であって、
(a)該粒子を含有する液滴が荷電され、該担体流体から分離する時点への推移の過程において、該粒子が通過する該粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンを通る、分類されるべき粒子の進行時間を計算することと、
(b)ステップ(a)において計算される該進行時間に従って、複合時間遅延を計算することと、
(c)該粒子が該担体流体から離脱する時に該粒子を制御可能に荷電するために、ステップ(b)において計算される該複合時間遅延を使用することと
を含む、方法。
(項目14)
ステップ(a)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記進行時間を計算するステップを含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記担体流体中の粒子は、該粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る、それらの進行過程において、加速を受ける、項目14に記載の方法。
(項目16)
ステップ(a)は、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算することを含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
ステップ(b)は、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの前記複合時間遅延を計算することを含み、
ここで、
T d Aは、該複合時間遅延であり、
D 2 は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V 1 Aは、該所定のゾーンを通る該粒子の速度であり、
D 3 は、該所定のゾーンと該出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
は、該所定のゾーンと該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと間の該粒子Aの速度であり、
D 4 は、該出力オリフィスに隣接する該ゾーンと該出力オリフィスの下流の場所との間の、該出力オリフィスを通る距離であり、
は、該出力オリフィスを通る該粒子Aの速度であり、
D 5 は、該出力オリフィスの下流の該場所から、該粒子Aを含有する滴が荷電されて該担体流体から分離される場所までの距離であり、
V 2 Aは、該出力オリフィスの下流の該粒子の速度である、項目7に記載の方法。
本発明による一実施形態を示して説明したが、該実施形態は、同一のものがそれに限定されるのではなく、当業者に知られている多数の変更および修正を許容し、したがって、本明細書に示して説明した詳細に限定しようとするものではなく、当業者には明白であるものとして、そのような全ての変更および修正を網羅することを意図していることを理解されたい。
Claims (17)
- 液滴が制御可能に荷電されて担体流体から離脱する時点を制御する方法であって、前記方法は、フローサイトメーターとともに使用するための方法であり、前記担体流体は、分類されるべき粒子を含有し、
前記方法は、
(a)粒子流体輸送チャンバを通って進行する粒子の存在について前記粒子流体輸送チャンバ内の所定のゾーンを監視し、前記粒子が前記粒子流体輸送チャンバを通って進行する時に、前記粒子が前記所定のゾーン内にある時間の長さを表す幅を有する出力パルスを生成するステップと、
(b)前記所定のゾーン内にあるとして前記粒子がステップ(a)において感知される時間と、前記粒子を含有する液滴が前記担体流体から離脱する時間との間で、前記担体流体の流れの軸に対する前記粒子の位置に基づいて、前記粒子流体輸送チャンバの形状パラメータに従って前記粒子に対する複合時間遅延を計算するステップと、
(c)前記粒子が前記担体流体から離脱する時に前記粒子を制御可能に荷電するために、ステップ(b)において計算される前記複合時間遅延を使用するステップと
を含む、方法。 - ステップ(b)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記複合時間遅延を計算することを含む、請求項1に記載の方法。
- ステップ(b)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンの形状パラメータと関連する各時間遅延の合計として、前記複合時間遅延を計算することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記担体流体中の粒子は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る進行過程において加速を受ける、請求項2に記載の方法。
- ステップ(b)は、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算することを含む、請求項4に記載の方法。
- ステップ(b)は、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの複合時間遅延を計算することを含み、
TdAは、前記複合時間遅延であり、
D2は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V1Aは、前記所定のゾーンを通る前記粒子の速度であり、
D3は、前記所定のゾーンと出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
D4は、前記出力オリフィスに隣接する前記ゾーンと前記出力オリフィスの下流の場所との間の、前記出力オリフィスを通る距離であり、
D5は、前記出力オリフィスの下流の前記場所から、前記粒子Aを含有する滴が、荷電されて前記担体流体から分離される場所までの距離であり、
V2Aは、前記出力オリフィスの下流の前記粒子の速度である、請求項1に記載の方法。 - 液滴が制御可能に荷電されて担体流体から離脱する時点を制御するためのサイトメーターサブシステムであって、前記サブシステムは、フローサイトメーターとともに使用するためのサブシステムであり、前記担体流体は、分類されるべき粒子を含有し、
前記サブシステムは、
粒子流体輸送チャンバを通って進行する粒子の存在について前記粒子流体輸送チャンバ内の所定のゾーンを監視し、前記粒子が前記粒子流体輸送チャンバを通って進行する時に、前記粒子が前記所定のゾーン内にある時間の長さを表す幅を有する出力パルスを生成するように動作する粒子センサと、
前記粒子センサから前記出力パルスを受信するように連結される信号プロセッサであって、前記所定のゾーン内にあるとして前記粒子が感知される時間と、前記粒子を含有する液滴が前記担体流体から離脱する時間との間で、前記担体流体の流れの軸に対する前記粒子の位置に基づいて、前記粒子流体輸送チャンバの形状パラメータに従って、複合時間遅延を計算するように動作する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサによって計算される前記複合時間遅延の終了時に、前記粒子を含有する液滴を制御可能に荷電するように動作する液滴荷電器と、
を備える、サブシステム。 - 前記信号プロセッサは、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記複合時間遅延を計算するように動作する、請求項7に記載のサイトメーターサブシステム。
- 前記信号プロセッサは、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンの形状パラメータと関連する、各時間遅延の合計として、前記複合時間遅延を計算するように動作する、請求項8に記載のサイトメーターサブシステム。
- 前記担体流体中の粒子は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る進行過程において、加速を受ける、請求項8に記載のサイトメーターサブシステム。
- 前記信号プロセッサは、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算するように動作する、請求項10に記載のサイトメーターサブシステム。
- 前記信号プロセッサは、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの複合時間遅延を計算するように動作し、
TdAは、前記複合時間遅延であり、
D2は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V1Aは、前記所定のゾーンを通る前記粒子の速度であり、
D3は、前記所定のゾーンと出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
D4は、前記出力オリフィスに隣接する前記ゾーンと前記出力オリフィスの下流の場所との間の、前記出力オリフィスを通る距離であり、
D5は、前記出力オリフィスの下流の前記場所から、前記粒子Aを含有する滴が荷電されて前記担体流体から分離される場所までの距離であり、
V2Aは、前記出力オリフィスの下流の前記粒子の速度である、請求項7に記載のサイトメーターサブシステム。 - 液滴が制御可能に荷電されて担体流体から離脱する時点を制御する方法であって、前記方法は、フローサイトメーターとともに使用するための方法であり、前記担体流体は、分類されるべき粒子を含有し、
前記方法は、
(a)前記粒子を含有する液滴が荷電され、前記担体流体から分離する時点への推移の過程において、前記粒子が通過する粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンを通る、分類されるべき粒子の進行時間を計算するステップであって、前記計算することは、前記粒子流体輸送チャンバ内の所定のゾーンを監視することと、前記ゾーンを通る前記担体流体の流れの軸と比較した、前記流れにおける前記ゾーン内の粒子の位置に基づいて、前記粒子に対する時間遅延を計算することとを含む、ステップと、
(b)ステップ(a)において計算される前記進行時間に従って、前記粒子に対する複合時間遅延を計算するステップと、
(c)前記粒子が前記担体流体から離脱する時に前記粒子を制御可能に荷電するために、ステップ(b)において計算される前記複合時間遅延を使用するステップと
を含む、方法。 - ステップ(a)は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの連続ゾーンの形状パラメータに従って、前記進行時間を計算することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記担体流体中の粒子は、前記粒子を含有する担体流体が通過する前記粒子流体輸送チャンバの前記連続ゾーンのうちの少なくとも1つを通る進行過程において、加速を受ける、請求項14に記載の方法。
- ステップ(a)は、前記ゾーンの対向端の間で加速関数の積分を行うことによって、前記担体流体が加速を受ける、前記粒子流体輸送チャンバのゾーンについて、前記複合時間遅延の各時間遅延成分を計算することを含む、請求項15に記載の方法。
- ステップ(b)は、次式に従って、前記担体流体中に含有される任意の粒子Aの前記複合時間遅延を計算することを含み、
TdAは、前記複合時間遅延であり、
D2は、前記所定のゾーンを通る距離であり、
V1Aは、前記所定のゾーンを通る前記粒子の速度であり、
D3は、前記所定のゾーンと出力オリフィスに隣接するゾーンとの間の距離であり、
D4は、前記出力オリフィスに隣接する前記ゾーンと前記出力オリフィスの下流の場所との間の、前記出力オリフィスを通る距離であり、
D5は、前記出力オリフィスの下流の前記場所から、前記粒子Aを含有する滴が荷電されて前記担体流体から分離される場所までの距離であり、
V2Aは、前記出力オリフィスの下流の前記粒子の速度である、請求項13に記載の方法。
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