JPH02162236A - 粒度分布処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、血球、細胞、ラテンクス粒子等の微細粒子の
粒度分布の処理装置に関する。

〔従来の技術〕

測定対象である粒子の大きさ分布を求め、粒子の大きさ
に対する出現頻度ヒストグラムとして表わした、いわゆ
る粒度分布図は、工業分野他、様々な分野で利用されて
いる。

特に、粒子を一個ずつ微小な検出部に通過させ、そのと
き得られる粒子−個ごとの大きさに対応する電気信号（
パルス）を検出する自動粒子分析装置によって、そのパ
ルスの高さ情報から、極めて簡単に粒度分布図が得られ
るようになってからは、−段と利用の分野が広がってい
る。

臨床検査分野においても、粒子を検出部の中央部に精度
良く一列に整列させて流し、測定する、いわゆるシース
フロー分析装置が利用されるようになり、極めて正確な
粒度分布図が得られるようになったこともあり、血液中
・の赤血球、白血球、および血小板の粒度分布を測定す
ることによる臨床診断等への積極的な応用がなされてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図は、粒子分析装置により検出された、測定試料中
の各粒子を、検出信号の大きさにしたがって１２８レベ
ルにクラス分けし、その頻度分布を表示したものである
。横軸は粒子の大きさを表し、縦軸は頻度を表す（以下
の粒度分布図においても、横軸、縦軸の意味は同様であ
る）。上記１２８レベルのような、粒度分布図における
粒子の大きさのクラス数のことを、以下、粒度分布の分
解能と呼ぶことにする。通常、粒度分布を表現するため
には、５０〜２００程度の分解能が必要とされている。

第３図のような粒度分布図を一旦記憶装置に記憶してお
き、後に、必要に応して読み出し、粒度分布の確認また
は解析を行うこともよくある。記憶する際には、各大き
さのクラス毎に、その頻度を記憶装置のメモリに蓄積し
ていく。場合によっては、何回検体ないし何千検体の粒
度分布を記憶することもある。したがって、記憶装置は
膨大なメモリ容量を備える必要がある。このことは、上
記記憶装置を粒子分析装置内に内蔵させる場合において
も、あるいは、外部のデータ処理装置内に設ける場合に
おいても、装置の大型化および高価格化をもたらし、好
ましくない。

本発明は、得られた粒度分布の母数を推定し、推定され
た母数を記憶し、必要に応じて、上記母数を用いて元の
粒度分布を復元することにより、記憶装置のメモリ容量
を削減することの−できる粒度分布処理装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の粒度分布処理装
置は、第１図に示すように、粒子検出手段から送られる
粒子検出信号を受け、処理対象粒度分布を検出する粒度
分布検出手段１２と、処理対象粒度分布の母数を推定す
る粒度分布母数算出手段１６と、推定された母数を記憶
する粒度分布母数記憶手段１８と、推定された母数を粒
度分布母数記憶手段から読み出し、上記母数を用いて処
理対象粒度分布を復元する粒度分布復元手段２０とを包
含するように構成したものである。

また、本発明の粒度分布処理装置は、上記の装置に、処
理対象粒度分布と複数分布の各母数とを入力し、複数分
布に分解しきれなかった残余部分を残余分布として出力
する残余分布算出手段２２と、残余分布の分解能を落と
して圧縮化する残余分布圧縮手段２４と、分解能の落と
された残余分布を記憶する圧縮化分布記憶手段２６とを
加えて構成される場合がある。

本発明において、１分解能」とは、前述のように、粒度
分布図における粒子の大きさのクラス数のことを言い、
また、「圧縮化」とは、粒度分布の分解能を落として、
データを圧縮することを言う。

〔作用〕

本発明の粒度分布処理装置においては、粒度分布の母数
のみが記憶されるので、粒度分布のデータをそのまま記
憶する装置と比べて、記憶手段の記憶メモリ容量を削減
できる。

処理対象粒度分布が複数の分布に分解できるときには、
粒度分布母数算出手段１６は複数分布の各母数を算出す
る。

検出された元の粒度分布にノイズがのっている場合には
、元の粒度分布を粒度分布平滑化手段１４に入力し、ノ
イズを除去したものを処理対象粒度分布として粒度分布
母数算出手段１６へ送る。

処理対象粒度分布が、数個の分布では完全には分解しき
れない場合には、処理対象粒度分布と複数分布の各母数
とを残余分布算出手段２２へ入力し、複数分布に分解し
きれなかった残余部分を残余分布として、残余分布圧縮
手段２４へ出力する。

残余分布圧縮手段においては、残余分布の分解能が落と
される０分解能の落とされた残余分布は圧縮化分布記憶
手段２６によって記憶される。残余分布が存在する場合
には、粒度分布復元手段２０は、推定された母数を粒度
分布母数記憶手段１８から読み出し、さらに、圧縮化さ
れた残余分布を圧縮化分布記憶手段２６から読み出し、
処理対象粒度分布を復元する。

母数が推定された分布が、・上記のように複数ではなく
、一つのみであっても、残余部分がある場合には、上記
と同様に残余分布の処理が行われる。

このように、残余分布が存在する場合には、残余分布が
圧縮されて記憶されるので、記憶手段の記憶メモリ容量
を削減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に、本発明の粒度分布処理装置１０の一例の概略
構成図を示す。粒子検出手段１１から送られる粒子検出
信号Ａを受け、粒度分布検出手段１２は、分解能５０〜
２００程度の粒度分布Ｂを検出する。粒度分布Ｂを受け
た粒度分布平滑化手段１４は、粒度分布Ｂにのったノイ
ズ等を除去し、粒度分布を平滑化し、処理対象粒度分布
Ｃとする。

粒度分布ＢＷノイズ等がのらないことが保証されている
場合には、粒度分布Ｂ自身を処理対象粒度分布Ｃとし、
粒度分布平滑化手段１４を削除してもよい。

処理対象粒度分布Ｃは粒度分布母数算出手段１６へ人力
され、粒度分布の母数（典型的には、平均値μおよび標
準偏差σ）が推定される。処理対象粒度分布が複数の分
布に分解できるときには、粒度分布母数算出手段１６は
複数分布の各母数を算出する。推定された母数は粒度分
布母数記憶手段１８に記憶される。粒度分布復元手段２
０は推定された母数を、粒度分布母数記憶手段１８から
読み出し、上記母数を用いて処理対象粒度分布Ｇを復元
する。

処理対象粒度分布Ｃが数個の分布では完全には分解しき
れない場合には、処理対象粒度分布Ｃと複数分布の各母
数とを残余分布算出手段２２へ入力し、複数分布に分解
しきれなかった残余部分を残余分布りとして、残余分布
圧縮手段２４へ出力する。残余分布圧縮手段２４におい
ては、残余分布りの分解能が落とされる。分解能の落と
された残余分布Ｅは圧縮化分布記憶手段２６によって記
憶される。残余分布が存在する場合には、粒度分布復元
手段２０は、推定された母数を粒度分布母数記憶手段１
８から読み出し、さらに、圧縮化された残余分布Ｅを圧
縮化分布・記憶手段２６から読み出し、処理対象粒度分
布Ｇを復元する。

母数が推定された分布が、上記のように複数ではなく、
一つのみであっても、残余部分がある場合には、上記と
同様に残余分布の処理が行われる。

残余分布が存在しないような単純な分布のみを対象とす
る場合には、残余分布算出手段２２、残余分布圧縮手段
２４および圧縮化分布記憶手段２６は削除してもよい。

粒度分布検出手段１２が受ける粒子検出信号Ａは、周知
の、光学的粒子検出手段または電気的粒子検出手段によ
って得られるものである。ただし、粒子の大きさを忠実
に反映した粒子検出信号を得るためには、電気的粒子検
出手段の方が好ましく、さらに、それが前述のシースフ
ロ一方式であれば、最も好ましい。

次に、粒度分布検出手段１２の一例を、第２図に示す概
略図に基づいて説明する０粒子検出信号Ａはピークホル
ダ３０およびピーク検出回路３２に人力され、ピーク検
出回路３２が粒子検出信号のピークを検出すると、ピー
クホルダ３ｏは粒子検出信号のピーク値（波高値）をホ
ールドする。

粒子検出信号の波高値は粒子の大きさ情報を反映してい
る。ホールドされた波高値は、Ａ／Ｄコンバータ３４に
おいてアナログ・デジタル変換される。

Ａ／Ｄ変換中はＡ／Ｄコンバータ３４がらＢｔｌＳＹ信
号が発せられ、極めて近接して到来する次の粒子検出信
号のピーク検出およびピーク値のホールドが禁止される
。デジタル値に変換された波高値は、メモリアクセスコ
ントローラ３６に入力される。

方、メモリ３８にはＡ／ロコンバータ３４の分解能に対
応する個数の記憶領域が設けられている。メモリアクセ
スコントローラ３６は、＋ｌ＋Ｘ１４０を動作させ、上
記デジタル値に対応する、メモリ３８内の所定記憶領域
の内容に１を加算する。

計数制御回路４２は、本ブロック外から入力される計数
スタートストップ信号を受け、零粒度分布検出手段１２
が計数スタートストップ信号にょって規定される所定時
間だけ動作するように制御する。従って、メモリ３８に
は、上記所定時間内に得られる、通常数千〜致方の粒子
検出信号の個数が、上記デジタル値に対応する記憶領域
に分配されて、記憶される。計数終了後、メモリ３８の
内容を、表示手段（図示せず）によって表示すれば、第
３図に示すような粒度分布図が得られる。

なお、粒度分布検出手段１２の構成例としては、第２図
に示すようなものの他に、粒度分布の分解能に対応する
、５０〜２００個程度のコンパレータを並列に配置し、
各コンパレータの一方の入力端子には、所定間隔で少し
ずつ異なった比較電圧を入力し、各コンパレータの他方
の入力端子には、粒子検出信号を入力し、各コンパレー
タの比較電圧を越える大きさの粒子検出信号の個数を、
各コンパレータに後続するカウンタで計数する構成とし
たものも既知である。この場合には、いわゆる累積粒度
分布が得られるので、第３図に示すような粒度分布が必
要な場合には、変換処理が必要である。

粒度分布平滑化手段１４は、処理対象粒度分布Ｃを平滑
化するものである。平滑化の手法としては、重みづけ移
動平均法、適応化平滑化法、周波数領域法、スプライン
関数による方法などが知られている。粒度分布平滑化手
段１４には、これらの手法の内の少なくとも一つが組み
込まれている。

粒度分布母数算出手段１６は、処理対象粒度分布Ｃの母
数（本実施例においては、平均値μおよび標準偏差σ）
を推定する。処理対象粒度分布が複数の分布に分解でき
るときには、粒度分布母数算出手段１６は複数分布の各
母数を算出する。

第４図は、粒度分布母数算出方法の一つである、ｌｓｄ
高さ法を示す説明図である。図中の実線の曲線が、粒度
分布を表す。このような粒度分布は、血液中の赤血球を
溶解させ、白血球を測定したときによく得られる。第４
図においては、白血球は三つの山（ｐ、　ｑ、ｒ）に分
かれて現れている。

図中Ｓで示される分布は、赤血球のゴースト等、白血球
以外の小粒子によるものである。ｌｓｄ高さ法において
は、ｐ、ｑ、ｒそれぞれの山が本来、正規分布や対数正
規分布等の理論分布にしたがうものと仮定して、その分
布の平均値μおよび標準偏差σを求める。第４図にお゛
いては、正規分布を仮定している。まず、平均値μ９、
μ９、μ、は冬山の最頻値（山のピークの位Ｎ）として
定められる６次に、各平均値より１ｓｄ（標準偏差）の
ところの度数は平均値μの度数の６０．６５％であるこ
とを利用して、標準偏差σ２、σ９、σ、を推定する。

粒度分布が第４図に示されるような三つの山に分かれず
、第３図に示されるような単一の山の分布であっても、
同様に平均値μおよび標準偏差σの推定が行われる。

粒度分布の母数を算出する方法としては、上記ｌｓｄ高
さ法の他にも、たとえば、特開昭６３−３２３４７号公
報に記載されたものがある。この方法においては、粒度
分布の自然対数をとり、その導関数の直線部分から推定
分布の平均値μおよび標準偏差σが求られる。

粒度分布母数算出手段１６には、上記１ｓｄ高さ法や特
開昭６３−３２３４７号公報に記載された方法等、粒度
分布の母数を算出するための式が組み込まれている。

粒度分布母数記憶手段１８は、粒度分布の母数、本実施
例においては平均値μおよび標準偏差σ、を記憶する。

第４図に示されるように粒度分布が複数分布に分解され
る場合には、各々の分布の母数が記憶される。

粒度分布復元手段２０は、上記記憶された母数を読み出
し、処理対象粒度分布を復元する。処理対象粒度分布が
、正規分布や対数正規分布等の理論分布によって完全に
記述できる場合には、分布の母数によって処理対象粒度
分布Ｃを完全に復元することができる。

次に、処理対象粒度分布Ｃが一個または数個の分布では
完全には分解しきれない場合について述べる。第５図は
、第４図と同様に白血球の粒度分布を示す図であるが、
この場合は、上記特開昭６３３２３４７号公報に記載さ
れた方法により、白血球を複数分布に分解している。図
中の濃い曲線が処理対象粒度分布Ｃである。白血球を三
つの分布ｐ、ｑ、ｒに分解したあとに、分布ｓ、ｔが残
っている。・図中Ｓで示される分布は、前述の通り、赤
血球のゴースト等、白血球以外の小粒子によるものであ
る。ｔで示される分布は、分布ｐ、ｑ、ｒ以外の、残り
の白血球によるものである。白血球の粒度分布のなかで
、分布ｐ、ｑ、ｒがもちろん主要な分布であり、これら
は、前述の通り、記憶された母数によって完全に復元す
ることができる。

ところが、分布Ｓやｔ、すなわち残余分布についてのデ
ータも何らかの形で記憶しておき、粒度分布を復元する
ときに重ね合わさないと、もとの処理対象粒度分布を忠
実に復元することができない。

残余分布算出手段２２は、この残余分布を求めるための
ものであり、粒度分布母数算出手段１６より処理対象粒
度分布Ｃそのもののデータおよび分布の母数の情報を受
け、母数を用いて分布を推定し、推定した分布を処理対
象粒度分布Ｃから差し引いて残余分布りを求める。第５
図のような場合には、分布ｐ、ｑ、ｒを各々の母数から
推定し、処理対象粒度分布Ｃから推定分布ｐ、ｑ、ｒを
差し引いて残余分布Ｄ（具体的には分布Ｓおよびｔ）を
求める。

求めた残余分布りをそのままの分解能で記憶したのでは
、多くの記憶容量が必要になり、必要メモリ容量を削減
するという本発明の目的が達せられなくなる。そこで、
残余分布りはデータを圧縮して記憶される。残余分布圧
縮手段２４はそのためのものである。

第３図に示された分布は、第１図に示された処理対象粒
度分布Ｃに相当するものであるが、これを便宜上第１図
に示される残余分布りであるものとして、以下、説明す
る。残余分布りの分解能は、元の処理対象粒度分布Ｃの
分解能と同じであり、通常、５０〜２００程度である。

残余分布圧縮手段２４は、上記残余分布りの分解能を数
個ないし二、：＋側に落とし、データを圧縮する。具体
的には、残余分布の横軸（粒子の大きさを表す）を数個
ないし二、三十個のセグメントに分割し、各セグメント
内の粒子数（頻度）の合計を各々求め、その各合計を各
セグメントの幅で割ることにより、各セグメント内の粒
子数（頻度）の平均値を求めて、残余分布データの圧縮
は行われる。残余分布圧縮手段２４によって、第３図に
示す残余分布を圧縮した例を第６図に示す、セグメント
数は８である。

第６図の棒グラフが圧縮化分布Ｅである。各棒は、各セ
グメントの幅の中心位置に描いである。点線の曲線は元
の残余分布りである。また、圧縮化分布のピークの高さ
と、元の残余分布のピークの高さとを一致させて描いて
いる。

圧縮化分布記憶手段２６は、上記圧縮化分布Ｅを記憶す
るものである。圧縮化分布の各セグメントの頻度が、記
憶手段２６内にある各セグメントに対応する記憶領域に
記憶される。一つの圧縮化分布を記憶するのに数個ない
し二、三十個の記憶領域が使用されるだけなので、残余
分布りを記憶するよりも、海かにメモリ容量を削減でき
る。

粒度分布復元手段２０は、圧縮化分布記憶手段２６から
圧縮化粒度分布Ｅを読み出し、残余分布りを復元し、母
数から推定される分布、たとえば、第５図の分布ｐ、ｑ
、ｒに重畳して、処理対象粒度分布Ｇを復元する。圧縮
化分布Ｅがら、元の残余分布りと同じ分解能の分布を復
元するためには、補間法を用いる。補間法としては種々
の方法が知られているが、本実施例においては、３次の
スプライン補間（市田浩三、吉本富士市、スプライン関
数とその応用、教育出版、東京、１９７９、ｐ、４３−
５９、参照）を使用した。第６図に示された圧縮化粒度
分布Ｅを、３次のスプライン補間式を用いて補間し、復
元した残余分布Ｆを第７図に示す０元の残余分布Ｄ（第
３図）とほぼ一致した残余分布Ｆが復元されることが示
された。

粒度分布復元手段２０には、３次のスプライン補間式が
記憶されている。

ところで、第５図に示す処理対象粒度分布Ｃをそのまま
圧縮することも有用な方法であるが、第３図に示すよう
な比較的簡単な粒度分布を圧縮し、復元した場合にも、
復元された粒度分布は第７図Ｆに示されるように、元の
第３図に示される粒度分布とは僅かに異なっている。処
理対象粒度分布が第５図に示されるような複雑な分布で
ある場合には、粒度分布の圧縮および復元は更に難しく
なる。したがって、本実施例において示されたように、
主要な分布ｐ、ｑ、ｒのみを推定し、その分布の母数を
記憶し、主要ではない残りの分布Ｓ１ｔのみを圧縮して
記憶し、必要なときに、分布Ｓ、ｔを復元し、上記母数
から推定分布ｐ、、ｑ、「を復元し、分布ｐ、ｑ、ｒ、
３、Ｌを重ね合わせて、もとの処理対象粒度分布を復元
することが、より有用となる。主要な分布は推定分布に
よって完全に復元され、一方、主要でない残余分布の復
元に若干の誤差があったとしても、処理対象粒度分布全
体の復元に与える影響は少ないからである。

〔発明の効果〕

本発明の粒度分布処理装置においては、元の粒度分布は
記憶されずに、粒度分布の母数が推定され記憶されるの
で、粒度分布のデータをそのまま記憶する装置と比べて
、記憶手段の記憶メモリ容量を削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒度分布処理装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は粒度分布検出手段の一例を示す概略
図、第３図は粒度分布の一例を示す図、第４図はｌｓｄ
高さ法を説明する図、第５図は白血球粒度分布を複数分
布に分解した様子を示す図、第６図は残余分布および圧
縮化分布を示す図、第７図は復元された残余分布を示す
図である。 １０・・・粒度分布処理装置、１１・・・粒子検出手段
、１２・・・粒度分布検出手段、１４・・・粒度分布平
滑化手段、１６・・・粒度分布母数算出手段、１８・・
・粒度分布母数記憶手段、２０・・・粒度分布復元手段
、２２・・・残余分布算出手段、２４・・・残余分布圧
縮手段、２６・・・圧縮化分布記憶手段、３０・・・ピ
ークホルダ、３２・・・ピーク検出回路、３４・・・Ａ
／Ｄコンバータ、３６・・・メモリアクセスコントロー
ラ、３８・・・メモリ、４０・・・＋１加算器、４２・
・・計数制御回路Ｆ ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粒子検出手段から送られる粒子検出信号を受け、処
   理対象粒度分布を検出する粒度分布検出手段（１２）と
   、処理対象粒度分布の母数を推定する粒度分布母数算出
   手段（１６）と、推定された母数を記憶する粒度分布母
   数記憶手段（１８）と、推定された母数を粒度分布母数
   記憶手段から読み出し、上記母数を用いて処理対象粒度
   分布を復元する粒度分布復元手段（２０）とを包含する
   ことを特徴とする粒度分布処理装置。 ２　請求項１記載の粒度分布処理装置に、処理対象粒度
   分布と複数分布の各母数とを入力し、複数分布に分解し
   きれなかった残余部分を残余分布として出力する残余分
   布算出手段（２２）と、残余分布の分解能を落として圧
   縮化する残余分布圧縮手段（２４）と、分解能の落とさ
   れた残余分布を記憶する圧縮化分布記憶手段（２６）と
   を加えたことを特徴とする粒度分布処理装置。