JPH0293342A - 核の分葉指数を求めるための粒子分析装置及び方法 - 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、血液等液体試料を適宜調製して白血球等の粒
子を検出領域に流し粒子に対応した信号を検出しその粒
子信号を処理することにより粒子の核の分葉指数を測定
し得る粒子分析装置及び方法に関する。

〔従来の技術〕

ヒトの血液中に存在する白血球は、リンパ球、単球、好
中球、好酸球、好塩基球に分類され、これらの種類に応
じた粒子数または含有比率を求めることは臨床検査上有
益なことである。そこで自動的に白血球の分類・計数を
行うために、血液を希釈液で希釈し、この血球浮遊液を
検出部に供給することにより、血球が検出部を通過する
際に発生する電気的または光学的変化を検出し、分類・
計数する装置が従来から用いられている。

第１の従来の装置としては、赤血球を溶血剤で破壊し白
血球のみが浮遊した電解液を、細孔を設けた検出器に流
し、白血球が通過する際に生ずる細孔部の電気的インピ
ーダンス（例えば電気抵抗）の変化を検出するものがあ
る。この装置では検出された信号の大きさの違いにより
白血球の識別を行うことができる。

第２の従来装置としては、フローセル中央部に血球の浮
遊液を細流にして流し、その細流部分に光を照射するこ
とにより血球が通過する際に生ずる螢光や散乱光等の光
学的変化を検出するものがある。この装置では、白血球
に染色を施すことにより検出された螢光強度の違いや散
乱光強度の違いにより白血球の識別を行うことができる
。

ところで、第１の従来装置の検出部である細孔部は、粒
子の大きさに比べてかなり大きな領域である。このため
、粒子をマクロ的にしか検出できない。例えば、直径数
μｍの粒子を検出する場合には、詰りを予防するために
数１０〜１００μｍ程度の孔径及びパス長を有する細孔
が必要である。

また、得られるのは粒子の大きさに関する情報のみであ
る。

一方、第２の装置の場合、照射する光束を絞ることによ
り検出領域を粒子よりも小さ（することが可能である。

このように検出領域を小さ（することにより、粒子をミ
クロ的に検出することができる。つまり、粒子の持って
いる固有の各種の特徴をより細か（検出し、これらから
多くの情報を抽出することができることになる。

例えば、野村義夫「電総研集報Ｊ、４４巻、６号、１８
５〜１８６頁やエル・エル・ライ−リス（Ｌ、Ｌ、　Ｗ
ｈｅｅｌｅｓｓ　）他［フローサイトメトリー・アンド
・ンーティング（Ｆｌｏｗ　Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ　　ａ
ｎｄＳｏｒｔｉｎｇ　）　Ｊ　１２５−１３５頁に記載
されたような、スリット状のレーザー・ビームを照射す
る装置がある。これは第１０図に示すように、細胞の流
れる方向に垂直な方向から幅約４μｍのスリット状のレ
ーザー・ビーム１２４を照射し、細胞がレーザー・ビー
ム１２４を横切る時の螢光プロフィールを計測するもの
である。このようにして検出された信号を第１１図に示
す。信号の幅Ｃ，Ｎはそれぞれ細胞１２０の径、核１２
２の径に相当する。よって、Ｎ／Ｃにより核径対細胞径
の比率が求められる。スリット・ビームを用いることに
より、他に多核細胞か否か等も計測可能である。

また、エル・エル・ライ−リス（Ｌ、Ｌ、　Ｗｈｅｅｌ
ｅｓ）他［サイトメトリー（Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ）　Ｊ
、５巻、１〜８頁には、細胞の向きに基因する検出誤差
を防ぐためにスリット・ビームを含む平面上にＸ、　Ｙ
軸を取り、細胞の流れる方向をＺ軸とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ方
向の螢光プロフィールを解析するＸ−Ｙ−Ｚスリット・
スキャン方式を用い、さらに、求められたＮ／Ｃ比と核
螢光強度の両パラメータを用いて細胞の判別を行った例
が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１の装置の場合、前述のように粒子の大きさ情報しか
得られない。よって、白血球を分類・計数するためには
、各種類毎の白血球群を他の種類の白血球群と識別でき
る程度の大きさにする必要がある。このため、用いる溶
血剤を厳選し、また、温度等の測定条件を厳しく管理し
た状態で測定しなければならない。しかしながら、元々
検出原理が粒子の大きさに基づいているため、粒子が持
っているいろいろな特徴を検出するＫは無理がある。

例えば、細胞核の弁葉状態を検出するようなことはでき
ない。

第２の従来装置の場合、前述したように、検出領域を小
さくすることにより１個の粒子から多（の特徴を検出で
きるという利点がある。しかし、先の文献には、白血球
の一つの特徴である白血球の核の分葉指数を求めること
およびそのための技法については全く記載されていない
。

白血球の顆粒球は成熟が進むにつれて核の分集数が増加
する。第１２図は金井正光他「臨床検査法提要」第２８
版、第６４５０頁から引用した好中球の核の分集の説明
図である。分集数の少ない好中球が増加するのを核左方
偏移（１ｅｆｔ　　５ｈｉｆｔ　）といい、このとき白
血球総数の増大が見られる場合には骨髄機能が盛んであ
り白血病が考えられる。

白血球総数の減少が見られる場合には、骨髄機能の障害
が考えられ感染症になりやすい。分集数の多い好中球が
増加するのを核右方偏移（口ｇｈｔｓｈｉｆｔ　）とい
い、この場合にも白血球総数が減少していることが多く
、これは悪性貧血等が考えられる。

以上のように、検査によって各種白血球中の特定の細胞
核の弁葉状態を知ることは臨床上大変意義のあることで
ある。

本発明は、この要請に応えるためのものであり、レーザ
光を細く絞り粒子に照射しその光軸に対し対称方向にて
検出された粒子信号を処理することにより白血球ごとに
細胞核の弁葉状態を示す指数（分葉指数）を得ることが
できる装置及び方法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〕

本発明の粒子分析装置及び方法は、粒子の流れ方向には
狭く流れと直交する方向には広（レーザ光を照射！、た
場合に、粒子の核の形状が複雑になる程検出される信号
も複雑な波形になるという原理に基づき、検出信号の波
形の複雑さ等の特徴を抽出することにより粒子の核の分
葉指数を測定し白血球等の粒子分析をしようとするもの
である。

本発明の粒子分析技術は、浮態した液体をシースフロー
で流し、流れ方向に粒子がほぼ整列して流れる領域に、
粒子の流れ方向と直交する方向からレーザ光を照射する
ことにより検出領域を形成し、粒子がこの検出領域を１
個ずつ通過することにより発生する散乱光や螢光等の光
学的変化を複数の場所で検出することにより、一つの粒
子に対し複数種類の信号を得る粒子分析装置において、
レーザ光を粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒
子の流れと直交する方向には粒子径より広く照射し、 レーザ光軸に対して対称方向に発生した側方散乱光をそ
れぞれ検出することにより一つの粒子に対し２種類の粒
子信号を検出し、 粒子の核の複雑性を求めるために、上記２種類の粒子信
号のうち少なくとも１種類の粒子信号に含まれている高
い周波数領域の成分の量を抽出する第１の特徴量抽出手
段と、粒子の核の対称性を求めるために、上記２種類の
粒子信号の差の量を抽出する第２の特徴量抽出手段と、
を設けてなることを特色とする。また、本発明の粒子分
析方法は、上記第１の特徴量抽出手段により得られた粒
子の核の複雑性のデータ及び上記第２の特徴量抽出手段
により得られた粒子の核のデータを用いて、一つの粒子
の対称性ごとに核の分葉指数を得ることを特色とする。

粒子の核の複雑性を抽出するための第１の特徴量抽出手
段は、入力された粒子信号を微分する微分器と、この微
分器の出力側に接続され信号な全波整流する整流器６４
と、整流器の出力側に接続され信号を積分する積分器と
、この積分器の出力側に接続され信号のアナログ量をデ
ィジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、により構成
することができる。

また、上記特徴量の抽出手段の機能をディジタル信号処
理によって実現するために、入力された粒子信号を等時
間クロックパルスでサンプリングし順次ディジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力
側に接続されデータを一時的に記憶する記憶手段と、上
記Ａ／Ｄ変換器の出力及び記憶手段の出力側に接続され
Ａ／Ｄ変換器から出力される現時点のデータと、上記記
憶手段から出力される現時点よりも１クロック前の時点
のデータとの差の絶対値を１１ｎ次算出する弓算器と、
この引算器の出力側に接続されデータを順次累積加算す
る累算器と、により構成することができる。

また、粒子の核の対称性を抽出するための第２の特徴量
抽出手段としては、入力された２種類の粒子信号の差を
とる差分器と、この差分器の出力側に接続され信号を全
波整流する整流器と、この整流器の出力側に接続され信
号を積分する積分器と、積分器の出力側に接続され信号
のアナログ量をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換
器と、により構成することができる。

まな上言ｉｙ）第２の特徴量抽出手段の機能をディジタ
ル信号処理によって実現するために、入力された２種類
の粒子信号を等時間のクロックパルスでそれぞれサンプ
リングし順次ディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器
と、このＡ／Ｄ変換器の出力側に接続され両データの差
の絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出力側
に接続されデータを１１１次累積加算する累算器と、に
より構成することができる。

〔作用〕

血球粒子の浮態液をシースフローで流し、照射幅が粒子
の流れ方向にはこの粒子の核の径より狭（粒子の流れと
直交する方向には粒子径より広（レーザ光を照射し、粒
子がその照射領域である検出領域を通過することにより
、粒子の核の構造に応じた散乱光が発生する。そこで、
この光学的変化を検出することにより核の構造に関する
情報を内在した粒子信号を得ることができる。すなわち
、核の形状の複雑性は粒子信号の波形の複雑さと関係が
ある。そこで、第１の特徴酸抽出手段により粒子信号波
形に含まれている高い周波数領域の成分の量を抽出する
ことによりその波形の複雑さが抽出でき、粒子をある側
面から見た場合の核の複雑性を求めろことができる。

一方、光学的変化を複数の場所で検出すれば、一つの粒
子を多側面から観測することができる１、特に、照射領
域の粒子によりレーザ光軸に対して対称方向に発生され
た側方散乱光をそれぞれ検出し、得られた２種類の粒子
信号を比較すれば核の形状の対称性の度合がわかる。そ
こで、第２の特徴量抽出手段により上記２種類の粒子信
号の差の量が抽出され粒子の核の対称性が求められる。

また、第１、第２の特徴酸抽出手段により得られた核の
複雑性、対称性のデータを用いれば、検出領域を通過す
る際の粒子の向きに関係なく、核の分葉指数を算出する
ことができる。

ところで後述の本発明の実施例に即してさらに上記作用
を説明すると次のようである。

粒子信号は微分器６２により微分されることにより高い
周波数領域の成分が取り出される。次に、この高い周波
数領域の成分に関連する微分信号は整流器６４により全
波整流され、さらに積分器６６により積分され、これに
よって微分信号の波形の面積が求められる。つまり、積
分器６６には粒子信号波形の複雑性の量が出力される。

そこで、Ａ／Ｄ変換器６８によりそのアナログ量がディ
ジタルデータに変換され数値化されることにより、粒子
信号に含まれている高い周波数領域の成分の量が抽出さ
れる。

粒子信号し”ｌ　Ａ　／　Ｄ変換器８０により等時間ク
ロックでサンプリングされ順次ディジタルデータに変換
される。このデータは順次記憶手段８２により一時的に
保持された後１１＠次出力される。Ａ／Ｄ変換器８０に
よりディジタル化された現時点のデータと記憶手段８２
から出力された現時点より１クロック前の時点のデータ
との差の絶対値が引算器８４により順次算出される。上
記差の絶対値は累算器８６により順次累積加算され数値
化されろことにより粒子信号に含まれている高い周波数
領域の成分の量が抽出される。

２種類の粒子信号は差分器７０によりその差がとられる
。次に、その差の信号が整流器７２により全波整流され
、さらに、積分器７４により積分されることにより差の
信号の波形面積が求められる。つまり、積分器７４には
粒子信号波形の差の量を示す信号が出力される。そこで
、Ａ／Ｄ変換器７６によりそのアナログ量がディジタル
データに変換され数値化されることにより２種類の粒子
信号の差の量が抽出される。

２種類の粒子信号はＡ／Ｄ変換器８０．８８によりそれ
ぞれサンプリングされ順次ディジタルデータに変換され
る。両データの差の絶対値が引算器９０により１１１次
算出される。累算器９２により上記差の絶対値が順次累
積加算され数値化されることにより２種類の粒子信号の
差の量が抽出される。

上記差の量は粒子の核の分葉指数と関係づけられて粒子
分析の資料とされる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の粒子分析装置における、つの粒子に
対し複数種類の粒子信号を得るための光学系の一例を示
す概略図である８アルゴンイオンレーザ１０から、第１
図右方向（十（プラス）Ｘ軸方向）に発せられたレーザ
光１２は、フロ−セル１６中央部を紙面に垂直の方向（
＋Ｚｉｌｄ、又は−（マイナス）Ｚ軸方向）に流れる血
液等の検体試料に照射される。レーザ光１２はレンズ１
４により集光され、フロ−セル１６中央部にて上下方向
（＋ｙ軸、−Ｙ軸方向）には粒子の径より広（１００〜
１５０μｍ程度に、＋Ｚ軸、−Ｚ１１４１１方向には粒
子の核の径より狭く２〜３μｍ程度に絞って照射される
。

ここでは、白血球の特徴と個数を計測しようとしている
ため、フローセル１６に流す血液試料には次の（イ）、
（ロ）の条件が望まれる。

（イ）試料中には白血球と比べて圧倒的多数である赤血
球が破壊されて混在しており、これが白血球の計測に支
障を来たさないこと。

（ロ）赤血球の破壊処理により白血球の形１態変化（膨
潤や収縮、変形等）が生じないこと。

そこで、試料に酸性（例えばｐｈ４．５）で低張（例え
ば浸透圧５０ｍ０５ｍ／に９）の第１液を加えインキュ
ベート（例えば２５℃、２０秒間）した後、アルカリ性
（例えばｐｈ９．８〜９９）で高張（例えば浸透圧２２
００　ｍｏｓｍ／　ｋ！？　）の第２液を加えインキュ
ベート（例えば２５℃、４０秒間）し等張（浸透圧２８
６　ｍ０５ｍ／　ｋｇ　）に戻す処理を行うことが好ま
しい。赤血球は抵抗力が弱いので、この酸性低張処理に
より破壊され、他方白血球は抵抗力が強いので破壊され
ずに残る。なお、第１液に白血球の核を染める螢光染料
が含有されていてもよい。

試料は周囲をシース液で包まれフローセル１６中央部を
細流となって流される。白血球がレーザ光の照射領域で
ある検出領域を流れ方向にほぼ整列して１個ずつ通過す
ることにより、粒子の核の構造に応じて散乱光や螢光が
各方向に発せられる。

核の構造が複雑であれば複雑な光信号が発せられる。

前方（＋Ｘ軸の方向）に発せられた前方散乱光２０は一
部遮光板で遮光されレンズ１８により集光され）オドダ
イオードＤ、で検出される。一方の側方（±ＹＹ軸方向
に発せられた側方散乱光２６、螢光６０．３４はレンズ
２２により集光され、散乱光２６は、波長を選択して透
過、反射のできるダイクロイックミラー２４に反射し光
電子増倍管Ｄ２で検出される。螢光３０．６４はダイク
ロイックミラー２４を透過する。赤色螢光６０はダイク
ロイックミラー２８で反射し光電子増倍管り、で検出さ
れる。緑色螢光３４はダイクロイックミラー２８を透過
し、ダイクロイックミラー３２で反射して光電子増倍管
り、で検出される。

レーザの光軸に対して一方の側方と対称の方向である他
方の側方（−Ｙ軸方向）に発せられた側方散乱光４０は
レンズ６６により集光されダイクロイックミラー３８に
より反射されて光電子増倍管り、で検出される。

このように検出領域を通過する一つの粒子に対して複数
種類の信号が得られる。検出された複数種類の粒子信号
は信号処理部４２へ送られて分析される。本実施例にお
いては、＋ＹＹ軸方向側方散乱光２６、−Ｙ軸方向の側
方散乱光４０をそれぞれ受光素子Ｄ２、Ｄ、で検出し、
得られる２種類の粒子信号を用いて、白血球の核の分葉
指数を求める。

通常、核の形状が複雑であれば複雑な波形の粒子信号が
得られる。そこで、粒子信号を第１の特徴量抽出手段に
入力し、信号波形の複雑さを抽出することにより核の形
状の複雑性を知ることができる。ところが、一方向の散
乱光を検出するだけではある側面から見た場合の核の複
雑性しかわからないため、そのデータのみを用いて核の
分葉指数を求めた場合には測定誤差が生じる。よって、
誤差を少なくするため複数方向の散乱光を検出する必要
がある。散乱光を検出する場所が多ければ多い程より正
しく核の形状を知ることができる。

しかし、それに応じてコストがかかる。そこで、鋭意研
究の結果、レーザ光軸に対して対称方向に発せられた散
乱光を検出するようにすれば、複雑な機器及び操作法を
要することな（またコストがあまりかからず粒子分析の
計測精度が著しく向上することが判明した。

対称方向の散乱光を検出して得られた粒子信号は、粒子
を光軸に対して対称な位置から見た核の形状情報を含ん
でいると考えられ、 第２の特徴量抽出手段によりこの雨粒子信号を比較する
ことにより核の対称性を知ることができる。そして、前
述の核の複雑性のデータと上記の核の対称性のデータを
用いれば、検出領域を通過する粒子の向きに関係な（、
核の形状を好適に知ることができることが判明した。

ところで、第１図に示すよう、にレーザ光軸に対し９０
度方向（＋Ｙ＠方向）の散乱光２６と９０度方向（−Ｙ
軸方向）の散乱光４０を検出する場合には、特に核の対
称性がよ（わかる。

次に、粒子内部の核の複雑性、核の対称性を求めるため
の具体的な手段の例について説明する。

第２図は、核の複雑性を求めるための第１の特徴量抽出
手段５０と核の対称性を求めるための第２の特徴量抽出
手段５２の一実施例のブロック図である。＋ＹＹ軸方向
散乱光を検出して得られた粒子信号（以後第１の粒子信
号と呼ぶ）は微分器６２に入力される。第６図に示すよ
うに、核の分集が進行した白血球の場合、その粒子信号
はＳ、のように凹凸の激しい複雑な波形となり、分集の
進行していない白血球の場合にはその粒子信号はＳ２の
ように滑らかな波形となる。粒子信号Ｓ１、Ｓ２は微分
器６２により微分されることにより、それぞれ粒子信号
中の高い周波数領域の成分が強調されそれぞれ第７図に
示す信号Ｓ、ａ、　Ｓｅａが取り出される。この微分信
号Ｓ、ａ、　Ｓ２ａの面積（斜線部分）はそれぞれ粒子
信号Ｓ１、Ｓ２の複雑性に対応している。そこで、微分
信号Ｓ、ａ、　Ｓ２ａを整流器６４で全波整流し、さら
に積分器６６で積分することにより上記面積に対応した
アナログ信号が得られる。

その信号がＡ／Ｄ変換器６８でディジタルデータに変換
されることにより、第１の粒子信号の波形の複雑性が簡
単かつ適確に数値化される。その後、各素子は初期状態
に戻る。

−Ｙ軸方向の散乱光を検出して得られた粒子信号（以後
第２の粒子信号と呼ぶ）は第１の粒子信号との差を求め
るために用いる。第８図に示すように、第１の粒子信号
Ｓ、と第２の粒子信号Ｓ、との差は斜線で示す面積に対
応している。第１の粒子信号と第２の粒子信号は共に差
分器７０に入力されてその差がとられ、整流器７２で全
波整流された後積分器７４で積分され、Ａ／Ｄ変換器７
６でディジタルデータに変換されることにより、第１の
粒子信号と第２の粒子信号の差の量が簡単にかつ良好に
数値化される。その後、各素子は初期状態に戻る。以上
のようにして２種類の粒子信号から抽出され数値化され
た、粒子内部の核の複雑性のデータＦ（１）、対称性の
データ゛１’（１，２）から演算により１個の白血球ご
とに弁葉状態を示す分葉指数Ｂが定義され求められる。

例えば、Ｂ＝Ｋ　（Ｆ（１）＋　Ｔ（１，２））　十Ｃ
やＢ＝に、／Ｆ醪王下πη＋Ｃとすることができる。

あるいはまた、第２の粒子信号についても第１の特徴音
の抽出手段を用いて複雑性を求め、第１の粒子信号から
得られた複数性のデータＦ　ｆ１＋、第２の粒子信号か
ら得られた複雑性のデータＦ（２）を用いることもでき
る。例えば、分葉指数Ｂは、Ｂ＝Ｋ　（−＋Ｔ（１，２
）　）　＋Ｃもしくは　ＢにヤｒＵ１圧四画ツＦ〒Ｔ（
１，２）”　＋　Ｃ又は、Ｂ＝Ｋ（Ｍａｘ（Ｆ（１）、
Ｆ（２）　’）　＋　Ｔ（１，２）ｌ　＋　Ｃもしくは
Ｂ＝Ｋ　　ｆＭａｘ　　Ｆｆ＋）、Ｆｆ２））　　”＋
Ｔ　Ｉ、２　’＋Ｃとすることもできる。ただし、Ｍａ
ｘ（Ｆ（＋）、Ｆ’　ｆ２１）である。また、Ｂ　＝　
Ｋ　（ＦＤ）十Ｆｆ２）　）　＋　ＣもしくはＢ＝Ｋ　
Ｊゴゴ刀１１−Ｙ不ヴ−十Ｃとしてもある程度良好に核
の分葉指数を表わすことができる。ただしに、Ｃはそれ
ぞれ定数である。

第３図は、第２図における信号処理をディジタル信号処
理によって実現したものであり、技術的思想は第２図の
ブロック図のそれと同じである。

粒子信号の変化よりも充分速い等時間間隔のクロックパ
ルスがクロック発生器７８から供給されている。第１の
粒子信号は高速Ａ／Ｄ変換器８０に入力され、第２の粒
子信号は高速Ａ／Ｄ変換器８８に入力され、いずれも上
記等時間クロックパルスごとに各粒子信号がサンプリン
グされディジタルデータに変換される。その第１の粒子
信号のサンプリングデータは一時記憶手段であるバッフ
ァ８２に入力され、クロックごとにデータが一時的に保
持され出力される。Ａ／Ｄ変換器８０から出力される現
時点のす／ブリングデータ及びバッファ８２から出力さ
れる現時点より１クロック前の時点のサンプリングデー
タは引算器８４に入力され、両者の差の絶対値が出力さ
れる。引算器８４は例えば、補数による加算により計算
を行う二とができる。例としてバッファ８２からのサン
プリングデータな２の補数で表現しなおし、Ａ／Ｄ変換
器８０からのサンプリングデータと加算することＫより
減算処理を行う。処理結果の正負は符号ビットにて検出
する。負の場合には、２の補数で表現しなおして絶対値
化する。このようにして、両データ（現時点のサンプリ
ングデータと現時点より一つ前のサンプリングデータ）
の差の絶対値が求められる。引算器８４から出力される
データは累算器８６に入力され累積加算される。その後
書素子は初期状態に戻る。

第１３図は以上を説明するための図であり、粒子信号Ｓ
、はサンプリングクロックごとにサンプリングされＡ／
Ｄ変換されて粒子信号のディジタルデータＤ　Ｄ）、Ｄ
（２）、・・・・・・、ＤｆＮ）が頓次得られる。この
データはバッファ８２、引算器８４により１１次Ｄｆｋ
）−Ｄ（ｋ−１）ｌなる差の絶対値が求められる。

ただし、ｋ　＝　１．２．・・・・・・、Ｎである。そ
して、累算められる。

Ａ／Ｄ変換器８０、Ａ／Ｄ変換器８８からそれぞれ出力
される第１の粒子信号のサンプリングデ−タ、第２の粒
子信号のサンプリングデータは引算器９０に入力され、
前述と同様に、両データの差の絶対値が求められ、累算
器９２により累積加算される。このように、ディジタル
信号処理をすることにより計測精度が良くなりノイズに
も強（なる。

また、粒子信号の波形の複雑さを数値化するために次の
ような考え方をすることもできる。第９図に示すごとく
、粒子信号Ｓ、とその粒子信号Ｓ、かも高い周波数領域
の信号成分を除去した信号Ｓ５ａとの差をとることによ
り粒子信号Ｓ、から高い周波数領域の信号成分を取り出
すことができる。その差の面積（斜線部分）を粒子信号
Ｓ、の波形の複雑さとすることができる。以下にその手
段について説明する。

第４図は、第１の％微量抽出手段の他の実施例のブロッ
ク図であり、第２図における微分器６２を低周波通過フ
ィルタ９４、遅延器９６、差分器９８で置換したもので
ある。第１の粒子信号は低い周波数の帯域通過フィルタ
９４及び遅延器９６に入力される。低い周波数帯域の通
過フィルタ９４に入力された粒子信号は高い周波数領域
の成分が除去されることにより波形の凹凸が除かれ滑ら
かな波形が得られる。遅延器９６では粒子イサ号は低い
周波通過フィルタ９４で生じる位相遅れと同量の位相だ
け遅延させられる。位相のそろった低い周波数帯域の通
過信号と元の信号とは差分器９８に入力されて両者の差
が求められ、　整流器１００により全波整流され、さら
に積分器１０２にて積分される。そして、Ａ／Ｄ変換器
１０４にて数値化される。

第５図は、第１の特徴量抽出手段の他の実施例のブロッ
ク図であり、第４図に示された第１の特徴量抽出手段の
機能をディジタル信号処理にて実現したものである。技
術的思想は第４のブロック図のそれと同じである。粒子
信号はクロック発生器１０６にて発せられるクロックパ
ルスごとに高速Ａ／Ｄ変換器１０８にてサンプリングさ
れディジタル化された粒子信号は一時記憶手段であるバ
ンファ１１０に送出され、上記クロックパルスに同期し
て一時記憶された後１１＠次出力される。また、上記デ
ィジタル化された粒子信号はディジタルフィルタ１１２
に送出され、低域通過フィルタと同じ効果のフィルタリ
ングがなされる。ディジタルフィルタ１１２は乗算器、
累算器等から構成されるかまたはソフトウェアで実現す
ることができる。

−時記憶されたディジタル信号及びフィルタリングされ
たディジタル信号は順次引算器１１４に送出されて両者
の差の絶対値が順次算出される。そして、累算器１１６
で累積加算される。

以上のようにして、粒子は個々にその核の分集程度を示
す指数が求められる。一方、他の手段により、例えば、
粒子側々に粒子信号の波高値も求めることができるから
、横軸に波高値、縦軸に度数をとって描いた分布図内に
分画線を引き、好中球を他の白血球と識別することがで
きる。これにより、好中球として認識された粒子につい
て分葉指数の分布状況や平均の分葉指数等臨床上有益な
情報を提供することができる。

第１図の光学系を用いる場合、各白血球をその種類に応
じて染め分ける染料を用いて異なる波長の螢光を検出す
るように構成することもできる。

それらの異なる種類の粒子信号の波高値または面積値を
それぞれ求め、波長の異なる螢光どうしもしくは螢光と
前記散乱光を軸として二次元分布図上に分布させたうえ
さらに分画線を設けることにより各白血球を分類するこ
とができる。

本発明の粒子分析装置及び方法により求められた、個々
の粒子の核の分葉指数を総合的に利用することにより、
粒子をより高精度に分類計数するができ、また、これは
異常粒子の適確な検出算定にも有効に活用することがで
きるのである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の粒子分析技術によれば、
粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒子の流れと
直交する方向には粒子径より広くレーザ光を照射し、さ
らにレーザ光の光軸に対して対称方向に粒子から発せら
れた２つの側方散乱光を検出して粒子信号として活用す
るので、粒子内の核の構造をよく反映した情報が得られ
る。そして核の分葉指数を求めるために有用な核の複雑
性、対称性がそれぞれ第１の特徴量抽出手段、第２の特
徴量抽出手段により求められ、これら複雑性及び対称性
のデータを用いて簡単な演算をするだけで流れ内の分析
中の粒子の向きに関係な（、核の弁葉状態を良く示す指
数（分葉指数）が粒子側々について適確に求められるの
で、総合的にこれらを利用して臨床検査上極めて有益な
粒子測定技術を実現し得る。

ところで、請求項１における第１の特徴量抽出手段は、
構成が簡単であり粒子の核の複雑性を適確に求められる
という効果があり、請求項６によりこの第１の特徴量抽
出手段は、請求項２０手段をディジタル的に実現してい
るのでさらに計測精度が向上し、ノイズに対して強化さ
れる効果がある。

請求項４における第２の特徴量抽出手段は、構成が簡単
であり粒子の核の対称性を適確に求められる効果があり
、請求項５によりこの第２の特徴量抽出手段は、請求項
４０手段をディジタル的に実現しているのでさらに計測
精度が高（ノイズに強くなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の粒子分析装置における光学系の一例
を示す概略図である。 第２図、第３図は、第１の特徴量抽出手段及び第２の特
徴量抽出手段を併用した特徴量抽出手段の実施例のブロ
ック図である。 第４図、第５図は第１の特徴量抽出手段の他の実施例で
ある。 第６図、第７図は第１の特徴量抽出手段を説明するため
の図であり、第６図は粒子信号、第７図は粒子信号の微
分信号を示す。 第８図は第２の特徴量抽出手段を説明するための図であ
り２種類の粒子信号を示す。 第９図は第１の特徴量抽出手段の他の例を説明するため
の図であり粒子信号から高い周波数領域の成分を除去し
た信号と元の粒子信号を示′ｆ。 第１０図、第１１図は照射ビームと信号との関係に係り
、第１０図は粒子とスリットビームの関係を示す図であ
り、第１１図は螢光を検出して得られた粒子信号を示す
図である。 第１２図は好中球の核の弁葉を示す図である。 第１３図は、粒子信号をサンプリングした図である。 １０・・・レーザ １２・・・レーザ光 １４．１８．２２．３６・・・レンズ １６・・・７０−セル ２０．２６．４０・・・散乱光 ２４．２８．６２．３８・・・ダイクロイックミラー６
０・・・赤螢光 ６４・・・緑螢光 ４２・・・信号処理部 り７、Ｄ７、Ｄ、、Ｄ、、Ｄイ・・受光素子５０．５４
・・・第１の特徴量抽出手段５２．５６・・・第２の特
徴量抽出手段６２・・・微分器 ６４．７２．１００・・・整流器 ６６．７４．１０２・・・積分器 ６８．７６．８０．８８．１０４．１０８・・・Ａ／Ｄ
変換器７０．９８・・・差分器 ７８．１０６・・・クロック発生器 ８２．１００・・・バッファ（記憶手段）８４．９０．
１１４・・・引算器 ８６．９２．１１６・・・累算器 ９４・・・低域通過フィルタ ９６・・・遅延器 １１２・・・ディジタルフィルタ １２０・・・細胞 １２２・・・核 １２４・・・スリットビーム Ｓ４、Ｓ２．Ｓ、、Ｓ４、Ｓ２、Ｓ、・・・粒子信号Ｓ
、ａ、　Ｓ２ａ・・・粒子信号を微分した信号Ｓ５ａ・
・・粒子信号から高い周波数領域の成分を除去した信号 Ｃ・・・細胞径 Ｎ・・・核径 第１ 図 第２ 図 第３図 Ｓｓａ 第１３図 −２　　Ｎ 第１０図 第１１ 第１２図 手 続

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）粒子が整列して流れる領域に、粒子の流れ方向と直
   交する方向からレーザ光を照射することにより検出領域
   を形成し、粒子がその検出領域を１個ずつ通過する際に
   この検出領域に発生する光学的変化を複数の場所で検出
   することにより、一つの粒子に対し複数種類の信号を得
   る粒子分析装置において、上記レーザ光を粒子の流れ方
   向には粒子の核の径より狭く粒子の流れと直交する方向
   には粒子径より広くして照射するレーザ光照射領域と、
   上記レーザ光の光軸に対して対称方向に発生された側方
   散乱光をそれぞれ検出することにより一つの粒子に対し
   複数の種類の粒子信号を得る光検出手段と、粒子の核の
   複雑性を求めるために、上記２種類の粒子信号のうち少
   なくとも１種類の粒子信号に含まれている高い周波数領
   域の信号成分の量を抽出する第１の特徴量抽出手段と、
   粒子の核の対称性を求めるために、上記２種類の粒子信
   号の差の量を抽出する第２の特徴量抽出手段と、が設け
   られたことを特徴とする粒子の核の分葉指数を求めるた
   めの粒子分析装置。 ２）第１の特徴量抽出手段が、入力された粒子信号を微
   分する微分器と、この微分器の出力側に接続されその出
   力信号を全波整流する整流器と、この整流器の出力側に
   接続されその出力信号を積分する積分器と、この積分器
   の出力側に接続されその出力信号のアナログ量をディジ
   タルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、により構成され
   たことを特徴とする請求項１記載の粒子分析装置。 ３）第１の特徴量抽出手段が、入力された粒子信号を等
   時間クロックパルスでサンプリングし順次ディジタルデ
   ータに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出
   力側に接続され上記ディジタルデータを一時的に記憶す
   る記憶手段と、上記Ａ／Ｄ変換器の出力側及び上記記憶
   手段の出力側に接続され上記Ａ／Ｄ変換器から出力され
   る現時点のデータと上記記憶手段から出力される現時点
   より１クロック前の時点のデータとの差の絶対値を順次
   算出する引算器と、この引算器の出力側に接続され上記
   絶対値のデータを順次累積加算する累算器と、により構
   成されたことを特徴とする請求項１または２記載の粒子
   分析装置。４）第２の特徴量抽出手段が、入力された２
   種類の粒子信号の差をとる差分器と、この差分器の出力
   側に接続され差信号を全波整流する整流器と、この整流
   器の出力側に接続され整流された信号を積分する積分器
   と、この積分器の出力側に接続され積分された信号のア
   ナログ量をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と
   、により構成されたことを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれか一に記載の粒子分析装置。 ５）第２の特徴量抽出手段が、入力された２種類の粒子
   信号を等時間クロックパルスでそれぞれサンプリングし
   順次それぞれのディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換
   器と、このＡ／Ｄ変換器の出力側に接続され両データの
   差の絶対値を順次算出する引算器と、この引算器の出力
   側に接続され上記絶対値のデータを順次累積加算する累
   算器と、により構成されたことを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか一に記載の粒子分析装置。 ６）粒子の流れ方向には粒子の核の径より狭く粒子の流
   れと直交する方向には粒子の径より広い照射領域でレー
   ザ光を照射し、該レーザ光の光軸に対して対称方向に発
   生された二つの側方散乱光を一つの粒子による複数の粒
   子信号として検出し、該検出された信号により上記粒子
   の核の複雑性及び核の対称性のデータを作成し、これら
   両データを用いて一つの粒子ごとに核の分葉指数を算定
   することを特徴とする粒子分析方法。