JP5711276B2 - 粒子分析器におけるパルスパラメータの生成 - Google Patents
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Description
本特許出願は、米国仮特許出願第61/312,616号(2010年3月10日出願)の米国特許法第119条第(e)項の優先権の利益を主張し、この出願の開示は、その全体が参照することによって本明細書に援用される。
本発明は、粒子分析器を使用した粒子サンプルの分析に関する。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
粒子分析器の中の粒子サンプルに対して測定パラメータを生成する方法であって、
(a)調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて該粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
(b)該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスと、該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスとを備える、ことと、
(c)該始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(d)該一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて、該二次パルスを見出すための検査間隔を決定することと、
(e)該第1の粒子の調査に基づいて動的に、レーザ遅延変動に対して該検査間隔を調整することと、
(f)該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
(g)該二次パルスのピーク値を決定するように該二次パルスを処理することと
を含む、方法。
(項目2)
(h)前記二次パルスのパルス幅値を決定するように該二次パルスを処理することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記パルス幅値は、前記二次パルスの前記ピーク値の所定の割合である、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記調整するステップ(e)は、
前記第1の粒子の調査に基づいて、調整のサイズを決定することと、
該調整のサイズに比例して前記検査間隔を増加させることと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記調整するステップ(e)は、
該二次パルス検出ウィンドウの中の前記二次パルスの部分を識別することと、
該二次パルス検出ウィンドウの外側の該二次パルスの部分を含むように、該検査間隔を拡張することと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記二次パルス検出ウィンドウの継続時間は、前記一次パルス検出ウィンドウの継続時間に所定のウィンドウ拡張を加えたものに実質的に等しい、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記二次パルスを処理するステップ(g)は、
(i)前記二次パルス検出ウィンドウの内側の該二次パルスの部分に基づいて、該二次パルスに対する初期ピーク値を決定することと、
(ii)該初期ピーク値の所定の閾値において、該二次パルスを検出することと、
(iii)該二次パルスに対して検出される最高値を繰り返し記憶することと
を含む、項目5に記載の方法。
(項目8)
ステップ(ii)−(iii)は、前記二次パルスの再処理中に行われる、項目7に記載の方法。
(項目9)
検査間隔を決定するステップ(d)は、
前記一次パルス検出ウィンドウの発生時間を決定することと、
前記始動調査器と前記二次調査器との間の前記レーザ遅延を決定することと、
該一次パルス検出ウィンドウの該発生時間および該レーザ遅延に基づいて、前記二次パルス検出ウィンドウの発生時間を計算することと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目10)
前記レーザ遅延は、前記一次調査器から前記二次調査器までの分離距離、および前記第1の粒子の速度に基づいて決定される、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記検査間隔を決定するステップ(d)は、
前記一次パルス検出ウィンドウの継続時間を決定することと、
該一次パルス検出ウィンドウの該継続時間に基づいて、前記二次パルス検出ウィンドウの継続時間を設定することと
をさらに含む、項目9に記載の方法。
(項目12)
前記二次パルス検出ウィンドウの前記継続時間を設定することは、所定のウィンドウ拡張にさらに基づいている、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記距離は、前記一次パルス検出ウィンドウの中心から測定される、項目10に記載の方法。
(項目14)
ステップ(c)は、
所定のパルス閾値に対応する前記始動パルスにおける第1および第2の位置を検出することと、
該第1および第2の位置に基づいて、前記一次パルス検出ウィンドウを決定することと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目15)
前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記調整するステップ(e)は、
前記第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
該一次パルス検出ウィンドウおよび該摂動信号の特性を含む因子に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目16)
前記摂動信号は、前記粒子サンプルが通過させられるノズルに印加され、該ノズルは、前記調査器の前に設置される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記特性は、前記信号が前記第1の粒子に印加されている間の前記摂動信号の位相を含む、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記摂動信号は、正弦波である、項目17に記載の方法。
(項目19)
(i)前記二次パルスの前記ピーク値を報告することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目20)
粒子分析器の中の粒子サンプルの測定パラメータを生成する方法であって、
(a)調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて該粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
(b)該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスおよび該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスを備える、ことと、
(c)該始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(d)該一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて、二次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(e)該第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
(f)該摂動信号の特性に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと、
(g)調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
(h)該二次パルスの測定パラメータを決定するように該二次パルスを処理することと
を含む、方法。
(項目21)
少なくとも1つのプロセッサと、
該少なくとも1つのプロセッサに連結される粒子調査器であって、該粒子調査器は、
流動粒子の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスおよび該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスを備える、ことと
を行うように構成される、粒子調査器と、
該少なくとも1つのプロセッサに連結されるパルス分析器であって、該パルス分析器は、
一次パルス検出ウィンドウ作成器であって、
該始動パルスに基づいて一次パルス検出ウィンドウを決定するように構成される一次パルス検出ウィンドウ作成器と、
二次パルス検出ウィンドウ作成器であって、
該一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて、該二次パルスを見出すための検査間隔を決定することと、
該第1の粒子に基づいて動的に、レーザ遅延変動に対して該検査間隔を調整することと
を行うように構成される二次パルス検出ウィンドウ作成器と、
二次パルスパラメータ発生器であって、
該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
該二次パルスのピーク値を決定するために、該二次パルスを処理することと
を行うように構成される二次パルスパラメータ発生器と
を備える、パルス分析器と
を備える、粒子分析器。
(項目22)
前記少なくとも1つのプロセッサに連結され、前記パルス分析器からパラメータを受信するように構成されるデータ分析器と、
該少なくとも1つのプロセッサに連結されるディスプレイと
をさらに備える、項目21に記載の装置。
(項目23)
前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記二次パルス検出ウィンドウ作成器は、
該二次パルス検出ウィンドウの中の前記二次パルスの部分を識別することと、
該二次パルス検出ウィンドウの外側の該二次パルスの部分を含むように該検査間隔を拡張することと
を行うようにさらに構成される、項目21に記載の装置。
(項目24)
前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記二次パルス検出ウィンドウ作成器は、
前記第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
該一次パルス検出ウィンドウおよび該摂動信号の特性を含む因子に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと
を行うようにさらに構成される、項目21に記載の装置。
(項目25)
コンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該媒体は、調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて粒子サンプルのパラメータをコンピュータに生成させるための記憶された制御論理をその中に有し、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備え、該制御論理は、
始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定することと、
該一次パルス検出ウィンドウおよびレーザ遅延を含む因子に基づいて、二次パルスを見出すための検査間隔を決定することと、
第1の粒子に基づいて動的に、レーザ遅延変動に対して該検査間隔を調整することと、
該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
該二次パルスのピーク値を決定するように該二次パルスを処理することと
を含む、製品。
図1は、本発明の実施形態による粒子分析器100の説明図である。粒子分析器100は、例えば、分類フローサイトメータとなり得る。粒子分析器100は、1つ以上のプロセッサ102と、メモリ103と、記憶装置104と、粒子調査器105と、パルス分析器106とを備える。いくつかの実施形態において、粒子分析器100はまた、データ分析器107と、ディスプレイ108とを含むことができる。
図3は、多大のレーザ遅延が調査器の間に存在するように、複数の光学調査器が調査領域に沿って設置されるときに、摂動を粒子の流れに導入することによって引き起こすことができる差の説明図である。上記で説明されたように、摂動は、粒子の流れに導入される圧力波であってもよい。摂動は、ノズル113の中に、またはノズル113に近接して設置される摂動発生器124を使用して導入することができる。グラフ301は、摂動がないときの始動調査器に対応するパルスに基づく、FITC(一種の蛍光)および側方散乱の測定値を図示する。グラフ305は、摂動が導入されたときの第1の調査器に対応するパルスに基づく、同じサンプルの同じ測定値を図示する。グラフ301および305は、始動調査器に対応するパルスが、実質的に摂動の影響を受けない、すなわち、摂動があるにもかかわらず第1の調査器に対応するパルスを正確に決定できることを図示する。この実施例では、始動調査器は、7つの調査器のうちの第1、すなわち、ノズルに最も近いものとして構成される。
図5は、パルス分析器106の説明図である。実施形態によれば、パルス分析器106は、一次パルス検出ウィンドウ作成器502と、一次パルスパラメータ発生器504と、二次パルス検出ウィンドウ作成器506と、二次パルスパラメータ発生器508とを備える。生成されたパラメータに基づいて粒子調査器105を制御する制御モジュール(図示せず)等の他の構成要素をパルス分析器106に含むことができると理解される。パルス分析器106は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装することができる。実施形態において、パルス分析器106は、FPGAファームウェアに実装される。
図6は、本発明の一実施形態による粒子分析器の中の粒子サンプルのパルスピーク、パルス幅、およびパルス面積等の測定パラメータを生成するための方法600のフローチャートである。
図7は、対応するパルス検出ウィンドウを越えて拡張する検査間隔を作成する方法700の説明図である。実施形態において、方法700は、上記で説明された調整するステップ616についての処理ステップを実行する。
図8は、本発明の一実施形態によれば、二次パルスのピーク値を決定する方法800である。実施形態において、方法800は、ステップ620において実行することができる。
図9は、本発明の一実施形態による、検査間隔および/または二次パルス検出ウィンドウを作成するための方法900を図示する。実施形態において、方法900は、検査間隔および/または二次パルス検出ウィンドウを作成するために上記で説明されたステップ614の処理に含まれることができる。
図10は、細胞の流れに導入された、摂動発生器124によって粒子の流れに印加される摂動信号等の摂動信号の位相が、それぞれの調査器における粒子の到着にどのように影響を与えるかについての説明図1000である。示された実施例において、始動調査器が、第1の調査器(すなわち、ノズルに最も近い調査器)になるように構成された。グラフ1002、1004、1006、および1008はそれぞれ、始動調査器までの距離が増加するように位置する調査器2、4、5、および7についてのレーザ遅延分散の変化を示す。同様に、グラフ1010、1012、1014、および1016は、細胞の流れに印加される摂動信号の位相の関数として、それぞれ、調査器2、4、5、および7において見られるレーザ遅延分散の対応を示す。グラフは、一次調査器からの距離が増加させられるにつれて、レーザ遅延の分散、すなわち、到着時間の分散が増加することを図示する。グラフはまた、レーザ遅延、例えば、二次ウィンドウにおける粒子の到着時間が、摂動信号の位相に関係することも図示する。例えば、グラフ1010−1016は、摂動信号の事象位相の関数として、各二次ウィンドウにおけるレーザ遅延を表す波形を図示する。摂動信号は、正弦波の形状の波形となり得る。例えば、摂動波の振幅の変動は、正弦波となり得る。グラフ1010−1016は、摂動信号を細胞の流れに導入する摂動発生器において生成される正弦波に対応する正弦波を示す。グラフ1018は、静的に設定されたウィンドウ1020の中間点の前に到着した粒子1021、および後に到着した粒子1022を図示する。集団1021および1022は、それぞれ、グラフ1010−1016に示される正弦波の一番上および下におけるカラーゲート値の集約に対応する。したがって、二次調査器における静的に設定されたウィンドウに対する到着は、摂動信号、またはより具体的には摂動信号の位相の関数として見なされることができることが観察される。
Claims (24)
- 粒子分析器の中の粒子サンプルに対して測定パラメータを生成する方法であって、
(a)調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて該粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
(b)該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスと、該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスとを備える、ことと、
(c)該始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(d)該一次パルス検出ウィンドウおよび該第1の粒子の速度を含む因子に基づいて、該二次パルスを見出すための検査間隔を決定することと、
(e)該第1の粒子の調査に基づいて動的に、該第1の粒子の速度の変動に対して該検査間隔を調整することと、
(f)該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
(g)該二次パルスのピーク値を決定するように該二次パルスを処理することと
を含む、方法。 - (h)前記二次パルスのパルス幅値を決定するように該二次パルスを処理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記パルス幅値は、前記二次パルスの前記ピーク値の所定の割合である、請求項2に記載の方法。
- 前記調整するステップ(e)は、
前記第1の粒子の調査に基づいて、調整のサイズを決定することと、
該調整のサイズに比例して前記検査間隔を増加させることと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよび前記第1の粒子の速度を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記調整するステップ(e)は、
該二次パルス検出ウィンドウの中の前記二次パルスの部分を識別することと、
該二次パルス検出ウィンドウの外側の該二次パルスの部分を含むように、該検査間隔を拡張することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記二次パルス検出ウィンドウの継続時間は、前記一次パルス検出ウィンドウの継続時間に所定のウィンドウ拡張を加えたものに実質的に等しい、請求項5に記載の方法。
- 前記二次パルスを処理するステップ(g)は、
(i)前記二次パルス検出ウィンドウの内側の該二次パルスの部分に基づいて、該二次パルスに対する初期ピーク値を決定することと、
(ii)該初期ピーク値の所定の閾値において、該二次パルスを検出することと、
(iii)該二次パルスに対して検出される最高値を繰り返し記憶することと
を含む、請求項5に記載の方法。 - 検査間隔を決定するステップ(d)は、
前記一次パルス検出ウィンドウの発生時間を決定することと、
前記始動調査器と前記二次調査器との間のレーザ遅延を決定することと、
該一次パルス検出ウィンドウの該発生時間および該レーザ遅延に基づいて、前記二次パルス検出ウィンドウの発生時間を計算することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記レーザ遅延は、前記一次調査器から前記二次調査器までの分離距離、および前記第1の粒子の速度に基づいて決定される、請求項8に記載の方法。
- 前記検査間隔を決定するステップ(d)は、
前記一次パルス検出ウィンドウの継続時間を決定することと、
該一次パルス検出ウィンドウの該継続時間に基づいて、前記二次パルス検出ウィンドウの継続時間を設定することと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記二次パルス検出ウィンドウの前記継続時間を設定することは、所定のウィンドウ拡張にさらに基づいている、請求項10に記載の方法。
- 前記距離は、前記一次パルス検出ウィンドウの中心から測定される、請求項9に記載の方法。
- ステップ(c)は、
所定のパルス閾値に対応する前記始動パルスにおける第1および第2の位置を検出することと、
該第1および第2の位置に基づいて、前記一次パルス検出ウィンドウを決定することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよび前記第1の粒子の速度を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記調整するステップ(e)は、
前記第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
該一次パルス検出ウィンドウおよび該摂動信号の特性を含む因子に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記摂動信号は、前記粒子サンプルが通過させられるノズルに印加され、該ノズルは、前記調査器の前に設置される、請求項14に記載の方法。
- 前記特性は、前記信号が前記第1の粒子に印加されている間の前記摂動信号の位相を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記摂動信号は、正弦波である、請求項16に記載の方法。
- (i)前記二次パルスの前記ピーク値を報告することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 粒子分析器の中の粒子サンプルの測定パラメータを生成する方法であって、
(a)調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて該粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
(b)該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスおよび該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスを備える、ことと、
(c)該始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(d)該一次パルス検出ウィンドウおよび該第1の粒子の速度を含む因子に基づいて、二次パルス検出ウィンドウを決定することと、
(e)該第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
(f)該摂動信号の特性に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと、
(g)調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
(h)該二次パルスの測定パラメータを決定するように該二次パルスを処理することと
を含む、方法。 - 少なくとも1つのプロセッサと、
該少なくとも1つのプロセッサに連結される粒子調査器であって、該粒子調査器は、
粒子流動の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて粒子サンプルを調査することであって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備える、ことと、
該粒子サンプルからの第1の粒子の調査に基づいて、それぞれのパルスを生成することであって、該パルスは、該始動調査器に対応する始動パルスおよび該二次調査器のうちの1つに対応する二次パルスを備える、ことと
を行うように構成される、粒子調査器と、
該少なくとも1つのプロセッサに連結されるパルス分析器であって、該パルス分析器は、
一次パルス検出ウィンドウ作成器であって、
該始動パルスに基づいて一次パルス検出ウィンドウを決定するように構成される一次パルス検出ウィンドウ作成器と、
二次パルス検出ウィンドウ作成器であって、
該一次パルス検出ウィンドウおよび該第1の粒子の速度を含む因子に基づいて、該二次パルスを見出すための検査間隔を決定することと、
該第1の粒子に基づいて動的に、該第1の粒子の速度の変動に対して該検査間隔を調整することと
を行うように構成される二次パルス検出ウィンドウ作成器と、
二次パルスパラメータ発生器であって、
該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別することと、
該二次パルスのピーク値を決定するために、該二次パルスを処理することと
を行うように構成される二次パルスパラメータ発生器と
を備える、パルス分析器と
を備える、粒子分析器。 - 前記少なくとも1つのプロセッサに連結され、前記パルス分析器からパラメータを受信するように構成されるデータ分析器と、
該少なくとも1つのプロセッサに連結されるディスプレイと
をさらに備える、請求項20に記載の粒子分析器。 - 前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよび前記第1の粒子の速度を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記二次パルス検出ウィンドウ作成器は、
該二次パルス検出ウィンドウの中の前記二次パルスの部分を識別することと、
該二次パルス検出ウィンドウの外側の該二次パルスの部分を含むように該検査間隔を拡張することと
を行うようにさらに構成される、請求項20に記載の粒子分析器。 - 前記検査間隔は、前記一次パルス検出ウィンドウおよび前記第1の粒子の速度を含む因子に基づいて決定される二次パルス検出ウィンドウを備え、前記二次パルス検出ウィンドウ作成器は、
前記第1の粒子に印加される摂動信号の特性を検出することと、
該一次パルス検出ウィンドウおよび該摂動信号の特性を含む因子に基づいて、該二次パルス検出ウィンドウをシフトすることと
を行うようにさらに構成される、請求項20に記載の粒子分析器。 - 調査領域の長さに沿ってそれぞれ設置された調査器を用いて粒子サンプルのパラメータをコンピュータに生成させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記憶媒体であって、該調査器は、始動調査器および1つ以上の二次調査器を備え、該プログラムは、
始動パルスに基づいて、一次パルス検出ウィンドウを決定するステップと、
該一次パルス検出ウィンドウおよび第1の粒子の速度を含む因子に基づいて、二次パルスを見出すための検査間隔を決定するステップと、
該第1の粒子に基づいて動的に、該第1の粒子の速度の変動に対して該検査間隔を調整するステップと、
該調整された検査間隔の中の該二次パルスを識別するステップと、
該二次パルスのピーク値を決定するように該二次パルスを処理するステップと
を該コンピュータに実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
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