JPH0442056A - 細胞分析装置 - Google Patents

細胞分析装置

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JPH0442056A
JPH0442056A JP2149162A JP14916290A JPH0442056A JP H0442056 A JPH0442056 A JP H0442056A JP 2149162 A JP2149162 A JP 2149162A JP 14916290 A JP14916290 A JP 14916290A JP H0442056 A JPH0442056 A JP H0442056A
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、フローサイトメトリーを適用した細胞分析
装置に関し、詳しく言えば、前回測定時の試料が異常の
場合には、予め設定された分析領域を用いて細胞数を統
一し、信転性の向上を図る細胞分析装置に関する。
(ロ)従来の技術 フローサイトメトリーは、例えば蛍光色素で標識された
細胞(又はこれに準する粒子)を、細い液流中に流し、
流体力学的焦点合わせ効果により1列になって流れる細
胞の一つ一つにレーザ光を照射し、細胞より生じる散乱
光や蛍光の強度、すなわち細胞光情報を瞬時に測定し、
細胞を分析するものである。このフローサイトメトリー
は、大量の細胞を高速度かつ高精度に分析できる特長を
有している。
このフローサイトメトリーを適用した細胞分析装置とし
ては、試料中に複数の細胞集団が含まれている場合に、
1又は2以上の細胞集団についてのみ分析するために、
細胞光情報より分析領域を自動的に設定し、この分析領
域に属する細胞光情報を選別する、いわゆるオー)4リ
ガ機能を備えたものが知られている(例えば特願昭62
−22884号、特願昭63−193033号、特願昭
63−193072号)。
分析の客観性、互換性を保つためには、上記分析領域内
の細胞数が、各試料について均一に揃っていることが望
ましい。そこで、オートトリガ機能を備えた細胞分析装
置において、さらに細胞数統一機能を備えたものが提案
されている(特願昭63−320915号) この細胞分析装置では、直前に測定された試料の分析領
域を記憶しておき、今回の測定時にこの分析領域で細胞
数をカウントする。このカウントは、規定の細胞数n、
。にαを余裕を持たせた(naO+α)まで行う。
カウント数が(na。+α)に達したならば、測定を終
了し、今回得られた細胞光情報に基づいて、今回の試料
の分析領域を自動的に設定する。分析領域は試料毎に異
なるから、今回の分析領域に属する細胞数n°は、前記
(nu。+α)より少なくなる場合がある。しかし、余
裕αを十分にとっておけば、n′がn、。未満になるこ
とは防止できる。
従って、今回の分析領域に属する細胞数を適当な手段で
切り捨て、na6に合わすことが可能となる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 例えば、白血病患者等から採取した異常な試料の場合に
は、設定される分析領域の位置、形状、大きさは、正常
な試料について設定された分析領域とは大きく異なる場
合がある。従って、上記細胞分析装置において、直前に
異常な試料を測定し、その時の分析領域を用いて、今回
測定時の細胞数を統一しようとすると、新しく設定され
た分析領域内に属する細胞の数が規定の値n、。を下回
ったり、今回の分析領域設定自体がうまく行われなくな
るなどの事態が生じ、分析の信転性が低下する問題点が
あった。
この発明は上記に鑑みなされたもので、異常な試料を測
定した後でも、分析の信転性の低下しない細胞分析装置
の提供を目的としている。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用上記課題を解
決するため、この発明の細胞分析装置は、以下の1−x
ii項に列挙する構成を有している。
i:細胞浮遊液が流されるフローセルど、ii:このフ
ローセル内を流れる細胞に光ビームを照射する光源と、 ii:この光ビームが照射されたそれぞれの細胞につい
て、複数のパラメータよりなる細胞光情報を検出する細
胞光情報検出手段と、 iv:この細胞光情報検出手段で得られる、1又は2以
上のパラメータに基づいて分析領域を設定する分析領域
設定手段と、 V:この分析領域設定手段で設定された分析領域内で、
目的とする細胞集団の細胞光情報を収集する細胞光情報
収集手段と、 vi:前記細胞光情報検出手段で検出された細胞光情報
及び前記細胞光情報収集手段で収集された目的細胞集団
の細胞光情報を演算処理する細胞光情報演算処理手段と
、 vi:前回測定時に、前記分析領域設定手段で設定され
た分析領域を記憶する第1の分析領域記憶手段と、 vii:今回測定時に、この第1の分析領域記憶手段に
記憶されている前回測定時の分析領域を再び設定し、こ
の分析領域内に属する細胞を計数する細胞計数手段と、 ix:この細胞計数手段で計数された細胞数が所定の値
に達した時、前記分析領域設定手段で今回測定について
演算された新たな分析領域での細胞光情報の数を揃える
細胞数統一手段とを備えてなるものにおいて、 X:予め設定される分析領域を記憶する第2の分析領域
記憶手段と、 Xi:前回測定時の分析領域が正常か否かを判定する分
析領域判定手段とを備え、 xii:この分析領域判定手段で正常でないと判定され
た時に、前記細胞計数手段は、前記第2の分析領域記憶
手段に記憶されている分析領域を設定し、細胞を計数す
ることを特徴とするものである。
この発明の細胞分析装置では、第2の分析領域記憶手段
には、例えば手動で設定した分析領域が記憶される。直
前測定の試料が異常であると判定された場合には、この
分析領域を用いる代わりに、第2の分析領域記憶手段に
記憶されている分析領域を用いて細胞をカウントし、分
析の信軌性が低下するのを防止する。
(ホ)実施例 この発明の一実施例を図面を用いて以下に説明する。
第2図は、実施例細胞分析装置の構成を示す図である。
2は、オートサンプラーであり、その試料ラック2aに
は複数の試料容器3、・・・ 3が装填されている。こ
の試料ラック2aは、図示しない駆動機構により駆動さ
れ、指定の試料を、試料吸引チューブ4直下に位置させ
る。さらに、このオートサンプラー2は、図示しない振
とう機構、冷却機構を備えており、定時的に試料を振と
うすると共に、装填された試料容器3、・・・、3内の
試料を低温(例えば4°C〜10℃)に保持する。
前記試料吸引チューブ4は、三方弁5の1つのボートに
接続されている。三方弁5の他の2つのボートには、試
料送液チューブ6a、6bがそれぞれ接続されており、
試料送液チューブ6aと試料吸引チューブ4、あるいは
試料送液チューブ6aと6bとを連通させることができ
る。試料送液チューブ6aの他端には、試料ポンプ7が
設けられている。一方、試料送液チューブ6bの他端は
、シース液送液チューブ8内に開口している。
このシース液送液チューブ8は、一端が送液ポンプ9に
接続され、他端がフローセル10に接続されている。フ
ローセル10は、石英ガラス等により構成され、内部の
フローチャネル10a内にシースフローが形成され、流
体力学的焦点合わせ効果により、試料中の細胞又は粒子
がフローチャネル10a中心軸上を一列になって流され
る。
フローセル10より流出した液は、廃液チューブ11に
導かれて、廃液タンク12に収容される。
なお、この細胞分析装置は、図示しないシース液タンク
を備えており、前記試料ポンプ7、送液ポンプ9にシー
ス液が補充される。また、オートサンプラー2、ポンプ
7.9等を含む送液系は密閉可能で、バイオハザードを
防止できる。
フローセル10の周囲には、レーザ(li) 14、光
検出器(細胞光情報検出手段)15a、15b、15c
、15dが配設される。レーザ14よりのレーザビーム
lは、フローチャネル10aを流れる細胞(又は粒子)
に照射される。この細胞よりは、信号光が発生するが、
その内前方方向ノモのは、前方散乱光として、レンズ1
6aに集光されて、光検出器15aに入射する。17は
、レーザビームlが直接光検出器15aに入射するのを
防止するビームブロッカである。
一方、細胞よりの90”方向の信号光は、レンズ16b
で集光される。この信号光はその一部がグイクロイック
ミラー18aで反射されて、90″散乱光検出用の光検
出器15bに入射する。ダイクロイ、7クミラー18a
を透過した信号光は、さらにその一部がもう一つのグイ
クロイックミラー18bにより反射されて、フィルタ1
9aを透過して、緑色蛍光用の光検出器15cに受光さ
れる。
グイクロイックミラー18bを透過した光は、フィルタ
19bを透過して赤色蛍光用の光検出器15dに受光さ
れる。なお、例えばレーザ14には、アルゴンレーザや
ヘリウムネオンレーザ、前方散乱光用の光検出器15a
にはホトダイオード、その他の検出器15b、15c、
15dには光電子増倍管が適用される。
光検出器15a、15b、15c、15dの受光信号は
、信号処理回路部20で増幅されノイズを取除かれた後
、アナログ/デジタル(A/D )変換器21によりデ
ジタル信号に変換されて、MPU22に取り込まれる。
MPU22は、大きく分けてオートトリガに関する機能
、細胞数カウント・統一に関する機能及びその他の機能
を有している。オートトリガに関する機能としては、前
方散乱光強度I。、9o。
散乱光強度I9゜についてのサイトグラム及びそれぞれ
のヒストグラムを作成する機能、これらヒストグラムよ
り橿小点を抽出し、細胞光情報を画分に分画する機能、
目的細胞集団を含む両分内で最終の画分を決定する機能
等を有している。
細胞数カウント・統一に関する機能としては、予め手動
設定された両分及び直前測定の最終画分を記憶する機能
、今回測定時に直前測定時の最終画分又は予め手動設定
された両分を用いて細胞数をカウントする機能、今回測
定時に得られた最終画分内の細胞数を規定の数n、。に
揃える機能、直前測定時の最終画分が正常か否かを判定
する判定機能等を備えている。
その他の機能としては、細胞数が揃えられた目的細胞集
団の光情報について蛍光特性解析を行う機能、前記試料
ポンプ7、送液ポンプ9及びオートサンプラー2を制御
する機能等を有している。
MPU22には、フロッピディスクドライブ23、キー
ボード24、CRT25及びプリンタ26が接続されて
いる。フロッピディスクドライブ23は、測定条件(プ
ロトコル)や測定データ等を、フロンピディスクに保存
させるためのものである。キーボード24は、プロトコ
ルの選択・設定あるいはその他の指令をMPU22に入
力するためのものである。CRT25は、測定をモニタ
するためのものであり、プリンタ26は、MPU22の
処理結果、例えばサイトグラムやヒストグラム等をプリ
ントアウトするためのものである。
なお、図示しないが、入力手段としてマウス等も接続さ
れる。
次に、実施例細胞分析装置の動作を説明する。
まず、分析目的に応じた処理が施された試料が、それぞ
れ試料容器3に入れられて、試料ラック2aに装填され
る。例えば、リンパ球すブセ・7トの解析を行う試料は
、患者の血液にフルオレセインイソチオシアネート(F
rTC)で標識した0KT4モノクロ一ナル抗体及びフ
ァイコニリスリン(PE)で標識した0KT8モノクロ
一ナル抗体を反応させた後、溶血処理して得られる。
細胞分析装置の電源がオンされると、図示しないROM
よりMPU22にプログラムが読込まれ、システムが立
上がる〔ステップ(以下STという)1、第1図(a)
参照〕。次に、測定する試料に適合するプロトコルが選
択・設定される。このプロトコ/lzには、光検出器1
5a、15bs 15c、15dの検出ゲインや補正演
算等の測定条件を内容とするものである。これは、試料
の処理方法が測定目的に応じて異なるためであり、例え
ば各処理に用いられるモノクローナル抗体の細胞との反
応性はそれぞれ異るため、光検出器15a、15b、1
5c、15dの検出ゲインを変更する必要があり、また
各モノクローナル抗体と蛍光色素の結合様式がそれぞれ
異なるため補正演算もそれに応じて変更する必要がある
次にSr2では、キーボード24より(又はマウス等よ
り)オートトリガを行う旨の指令が入力されているか否
かが判定される。この判定がYESの場合には、Sr1
へ分岐し、Noの場合には5TIOへ分岐する。
Sr1では、今回の測定が新規が否かが判定される。こ
の判定がYESの場合には5TIOへNoの場合にはS
r1へ分岐する。
Sr1では、直前測定時の最終画分をウィンドウとして
使うか否かを判定する。この判定は、直前測定の最終画
分内についてのみ、例えば■。、■、。のヒストグラム
をそれぞれ作成し、これらヒストグラムのピーク位置、
平均値、標準偏差(SD)、変動係数(CV)等を算出
し、基準値と比較して異常か否かを判定する。異常であ
る場合には、直前ウィンドウを使わないとして5TIO
に分岐し、異常でない場合には、直前ウィンドウを使う
としてSr1に分岐する。なお、この判定は操作者が行
うようにすることもできる。
今5TIOに分岐したものとして説明を進める。
5TIOでは、新たにウィンドウを手動設定するか否か
を判定する。Sr1.3より5TIOに分岐した場合に
は、この判定はYESとなり5TI2に分岐する。一方
、Sr1より5TIOに分岐した場合には、この判定は
NOとなり、5TIIに分岐する。
5T12では、操作者が例えばマウスを用いて、■、。
−■。サイトグラム上にウィンドウB0を設定する〔第
3図(a)参照〕。このウィンドウB0はMPU22内
のメモリ(又はフロッピディスク)に格納される。一方
、5TIIでは、このメモリに格納されたウィンドウB
0を読み出し、I9゜−■。サイトグラム上に設定する
。5TII又は5T12の処理が終われば、5T13に
進み測定が開始される。
5T13では、試料ラック2aが駆動され、最初に測定
を行う試料が入れられた試料容器3を試料9引チューブ
4直下に位置させる。そして、三方弁5が試料吸引チュ
ーブ4と試料送液チューブ6aとを連通ずるように切り
替えられ、試料吸引チューブ4が試料容器3内に降下し
、試料ポンプ7が吸引側に駆動されて、試料が試料送液
チューブ6aに吸引される。
次に、三方弁5が試料送液チューブ6aと6bとを連通
ずるように切り替えられ、試料ポンプ7が送液側に駆動
され、試料が送液チューブ8に送られる。一方、送液ポ
ンプ9が送液側に駆動され、シース液−がフローセル1
0に送られる。フローチャネル10a内では、シースフ
ローが形成され流体力学的焦点合わせ効果により、細胞
はフローチャネル10a中心軸上を一列になって流れて
いく。この細胞の一つ一つについてレーザビーム!が照
射され、前方散乱光強度1..90°散乱光強度■、。
、緑色蛍光強度Ig、赤色蛍光強度■7がそれぞれ測定
されていく。これら細胞光情報は、フロッピディスク等
に順次記憶されていく。
測定中は、上記手動で設定されたウィンドウB0に属す
る細胞の数が所定の(nm。+α)に達したか否かを判
定し、NOの場合にはこの5T14の判定を繰り返す。
5T14の判定がYESになれば、5T15へ分岐して
測定を終了する。
5TI6では、ウィンドウB0内の細胞光情報について
演算を行い、最終画分80°を決定する。
この演算には、前記特願昭63−193033号、特願
昭63−193072号等の方式が適用される。
特願昭63−193033号の方式は、第5図(a)に
示すように、I、。−10サイトグラム上のウィンドウ
B内で、例えば1.。軸に平行なうイン!!、iを設定
し、各ラインPi上でヒストグラムを作成して、このヒ
ストグラムより極小点又は所定のしきい値となる点を抽
出し、これら抽出された点を結んで得られる領域を最終
画分B′とするものである。
一方、特願昭63−193072号の方式は、第5図(
b)に示すように、■、。−10サイトグラムのウィン
ドウB内で最高度数値点qを決定し、この点qより放射
状にライン1jを引き、各ラインljでヒストグラムを
作成し、各ヒストグラムより極小点又は所定のしきい値
となる点を抽出し、これら抽出された点を結んで得られ
る領域を最終画分B″とする。なお、最終画分を決定す
る方法には、その他輪郭追跡法等があり、適宜変更可能
である。
5T17では、細胞数統一処理を行う。これは、第6図
に示すように最終画分80′内の細胞光情報の内、nl
。を超える部分を切り捨てることにょり行われる。切り
捨てられる部分は、第6図(a)に示すように後ろの部
分を切り捨てたり、(b)のように最初の部分を切り捨
てたり、あるいは(C)のように最初と最後の部分を切
り捨てる等の方法がある。
5T17で細胞数が統一されたデータについては、さら
に蛍光特性解析が行われる(ST18)。
この蛍光特性解析では、最終画分B61に属する細胞に
ついて、緑色蛍光強度I9、赤色蛍光強度I、について
それぞれヒストグラムを作成し、陽性率の算出等が行わ
れる。この蛍光特性解析の結果は、CRT25に表示さ
れ(ST19)、プリンタ26よりプリントアウトされ
る(ST20)。
ST21では、さらに測定すべき試料があるか否かが判
定される。この判定がYESの場合にはSTIへ戻り、
NOの場合には分析を終了する。
さて、STIへ戻り、直前の測定と同じプロトコルで、
かつオートトリガを行う場合には、ST1.2.3の順
に進みST4へ分岐する。直前の最終画分B。゛が正常
で利用でき得るならばST4よりST5へ分岐する。S
T5では、この最終画分B0′を再び190  IOサ
サイトグラム上ウィンドウとして設定する〔第3図(b
)参照〕。そして、5T13と全く同様に測定を開始し
く5T6)、ウィンドウB0°に入る細胞をカウントし
、これが所定数n°に達したか否かを判定する(S T
 7 )。
ST7の判定がYESの場合には、ST8へ進み測定を
終了する。続(ST9では、オートトリガ演算が行われ
る。このオートトリガ算出では、■9゜、I0データに
基づき、■、。ヒストグラム、■。ヒストグラム〔第4
図(a)■)参照〕及びI9゜■。サイトグラム〔第3
図(′b)参照〕を作成する。
そして、■、。ヒストグラムより極小点p8、Pz、P
3、I。ヒストグラムより極小点P4、P、をそれぞれ
抽出し、これらに基づき■、。−10サイトグラム上に
画分B、を設定し、この画分B1に属する細胞のデータ
を収集する。さらにこの画分B1について、特願昭63
−193033号、特願昭63−193072号等の方
式を適用し、最終画分B、l を決定する。そして、こ
の最終画分Bl ’について細胞数統一処理を行い(S
TI7)、先と同様に蛍光特性解析等の処理が行われる
(ST1B〜21)。
このようにして、以下順に試料の分析が進められていく
。異常な試料がない限り、ST4からST5へ分岐し、
STI〜4→ST5〜9→5TIO〜2l−STIの順
で測定が行われていく。
もし、直前に異常な試料が測定された場合には、ST4
から5TIOへ分岐する。この場合には5TIOの判定
がNOとなって5TIIへ分岐し、最初に手動設定され
たウィンドウB0を、再び■、。−I0サイトグラム上
に設定する。以陣先と同様に5T13〜16の処理が行
われる。このため、直前に異常な試料を測定した場合で
も、分析の信頼性が損なわれることがなくなる。
なお、上記実施例では、リンパ球の分析を例にあげて説
明しているが、単球等白血球全般、赤血球、培養細胞等
の広範囲の試料の分析について、本発明は適用可能であ
る。
(へ)発明の詳細 な説明したように、この発明の細胞分析装置は、予め設
定される分析領域を記憶する第2の分析領域記憶手段と
、前回測定時の分析領域が正常か否かを判定する分析領
域判定手段とを備え、この分析領域判定手段で正常でな
いと判定された時に、細胞計数手段は、前記第2の分析
領域記憶手段に記憶されている分析領域を設定し、細胞
を計数することを特徴とするものであるから、直前に異
常な試料を測定しても、分析の信頼性が低下しない利点
を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び第1図(b)は、この発明の一実施例
に係る細胞分析装置の動作を説明するフロー図、第2図
は、同細胞分析装置の構成を説明するブロック図、第3
図(a)及び第3図(b)は、それぞれ同細胞分析装置
のオートトリガ演算を説明するための90°敗乱光強度
−前方散乱光強度のサイトグラム、第4図(al及び第
4図(b)は、それぞれ同細胞分析装置で得られた90
°散乱光強度及び前方散乱光強度のヒストグラムの一例
を示す図、第5図(a)及び第5図(bJは、それぞれ
同細胞分析装置における最終画分の決定を説明する図、
第6図は、同細胞分析装置の細胞数統一を説明する図で
ある。 10:フローセル、  14:レーザ、15a15b1
5c・15d:光検出器、22:MPU、     2
5:CRT。 26:プリンタ。 特許出願人      オムロン株式会社代理人   
弁理士  中 村 茂 信(b) 第 図 (a) 第 図 (b) 1’1 第 図(a) 1o (ch) − 第 図 (a) 第 図(b) 第 図 渕定す門□ 手 続 補 正 書 (自発) 平成3年4月9日 平成 2年特許願第149162号 2゜ 発明の名称 細胞分析装置 3、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)細胞浮遊液が流されるフローセルと、このフロー
    セル内を流れる細胞に光ビームを照射する光源と、 この光ビームが照射されたそれぞれの細胞について、複
    数のパラメータよりなる細胞光情報を検出する細胞光情
    報検出手段と、 この細胞光情報検出手段で得られる、1又は2以上のパ
    ラメータに基づいて分析領域を設定する分析領域設定手
    段と、 この分析領域設定手段で設定された分析領域内で、目的
    とする細胞集団の細胞光情報を収集する細胞光情報収集
    手段と、 前記細胞光情報検出手段で検出された細胞光情報及び前
    記細胞光情報収集手段で収集された目的細胞集団の細胞
    光情報を演算処理する細胞光情報演算処理手段と、 前回測定時に、前記分析領域設定手段で設定された分析
    領域を記憶する第1の分析領域記憶手段と、 今回測定時に、この第1の分析領域記憶手段に記憶され
    ている前回測定時の分析領域を再び設定し、この分析領
    域内に属する細胞を計数する細胞計数手段と、 この細胞計数手段で計数された細胞数が所定の値に達し
    た時、前記分析領域設定手段で今回測定について演算さ
    れた新たな分析領域での、細胞光情報の数を揃える細胞
    数統一手段とを備えてなる細胞分析装置において、 予め設定される分析領域を記憶する第2の分析領域記憶
    手段と、 前回測定時の分析領域が正常か否かを判定する分析領域
    判定手段とを備え、 この分析領域判定手段で正常でないと判定された時に、
    前記細胞計数手段は、前記第2の分析領域記憶手段に記
    憶されている分析領域を設定し、細胞を計数することを
    特徴とする細胞分析装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002088635A1 (ja) * 2001-04-27 2004-08-19 松下電器産業株式会社 有意信号の抽出方法、記録媒体およびプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002088635A1 (ja) * 2001-04-27 2004-08-19 松下電器産業株式会社 有意信号の抽出方法、記録媒体およびプログラム

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