JPH0444690B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各各レベルの異なる検出可能特性をも
つ或る種の微粒子（以後優勢粒子という）と他の
微粒子（以後劣勢粒子という）との混合物を自動
的に検出し計数するにあたり、両粒子の重複検出
があると優勢粒子の検出可能特性が劣勢粒子を検
出できなくすることにより生じる重複検出誤差を
補正する新しい改良された方法および装置に関す
るものである。

従来から混在する優勢粒子と劣勢粒子との自動
的計数において重複検出による誤差を補正をする
方法および装置は知られているが、真に高精度の
補正機能を達成したものは知られていない。更に
詳細には、従来の方法および装置は一般的にその
機能上、優勢粒子同志および劣勢粒子同志の重複
検出を補正する公知の標準的な補正式を使うこと
に限られていた。この補正式は優勢粒子および劣
勢粒子各各同志の重複検出による計数誤差の改善
はするが、優勢粒子が劣勢粒子に及ぼす特別な重
複検出効果による計数誤差を補正するものではな
いので、劣勢粒子の計数を高精度に補正すること
はできなかつた。

本発明の目的は混在する優勢粒子と劣勢粒子と
を検出し計数するにあたり、両粒子の重複検出が
あると優勢粒子の検出できる特性が劣勢粒子を検
出できなくすることにより生じる重複検出誤差
を、高い精度で補正する新しい改良された方法及
び装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は検出可能な特性が広範囲
に及ぶ粒子の検出および計数に応用できる方法お
よび装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は容易に入手できる既
存の部品のみから成り比較的簡単な構成で操作性
の良い方法および装置を提供することにある。

以下、本発明を以下に添付の図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は例えば本発明の場合と同一の権利者に
譲渡された米国特許3661460号明細書に記載され
ている型の普通の鞘流れフローセル中を通過させ
ることのできる一連の血液試料中に混在する赤血
球及び血小板の自動的検出計数に対する本発明の
代表的応用例を示すものである。この応用例では
赤血球は比較的大きいために優勢粒子であり、血
小板は劣勢粒子である。代表的な血液の試料では
赤血球は血小板に較べて約８倍の容積と約20倍の
頻度即ち存在密度をもつ。

第１図において、粒子計数装置はとりわけ鞘流
れフローセルを含むものであつて番号１０で示し
てあり、そして粒子検出器は番号１２で示してあ
る。検出器１２の出力は増幅器１４の入力に接続
され、その出力は高閾値回路１６および低閾値回
路１８に別れて接続されている。本粒子計数回路
は更に粒子分類論理回路２０、クロツクパルス源
２２、ANDゲート２４およびパルス計数回路２
６，２８，３０，３２を含み、また更に加算回路
３４、ラツチ３６、除算回路３８、乗算回路４０
及び試料が粒子計数装置１０中に存在している時
間である検出時間ITの間粒子検出器１２を動作
状態にするシステム制御器４２及び除算回路４
４，４６を含んでいる。主論理回路４３は前述し
た部品に応答して第１図に示す様な各各重複検出
による誤差を補正した赤血球数Ｒと血小板数Ｐと
を表わす出力を提供する。

第２図Ａおよび第２図Ｂをも参照して以下に動
作を説明する。粒子計数装置１０中に含まれる図
示してない鞘流れフローセルに赤血球または血小
板を通過させつつ、矢印１３方向における探信照
射の散乱を検出器１２で検出し、対応する検出信
号出力を発生する。第２図Ａは鞘流れフローセル
を赤血球が通り、それと時間差Ｔ（＞Tr）で血小
板が通るときに発生する出力信号を示している。
このとき検出器１２により、各各パルス幅Trお
よびTpの赤血球パルス５０および血小板パルス
５２を生じる。赤血球と血小板との実質的な寸法
の違いにより、パルス５０はパルス５２より図示
の通り継続時間も振幅も実質的に大きい。

第２図Ａおよび第２図Ｂに示した破線Vhおよ
びVlは各各高閾値レベルおよび低閾値レベルに
よる検出を示す。第２図Ａで示す状態ではパルス
５０とパルス５２とは時間差Ｔ（＞Tr）だけ離れ
ているので重複検出による誤差は生じない。赤血
球パルス５０は低閾値レベルVlおよび高閾値レ
ベルVhを図示の４点，，，において横
切り、これにより赤血球として検出計数される。
一方、血小板パルス５２は低閾値レベルVlを２
点，において横切るだけであり、これにより
血小板として計数される。

第２図Ｂは粒子計数装置による血小板の検出が
完了する前に赤血球が現われパルス５３とパルス
５４とが重複する状態を示す。更に詳述すると、
血小板パルス５３が血小板として検出計数される
のに必要な低閾値レベルVlとの２回目の交叉を
超す前に赤血球パルス５４が現われて重複し、そ
の結果血小板と赤血球とが赤血球１個として計数
され、血小板の計数合計に誤差を生ずる。図示し
てないが、同様に鞘流れフローセルを赤血球に続
いて血小板が僅かに遅れてすなわち重複して通る
とき、血小板パルス５３は必要な低閾値レベル
Vlの２回交叉を果すことができず、赤血球に反
応する増幅器１４の出力が高閾値レベルVhを越
えるだけの結果となり、血小板は計数されず赤血
球のみ計数される。

赤血球と血小板との即ち優勢粒子と劣勢粒子と
の重複検出による計数誤差だけで無く、赤血球即
ち優勢粒子同志および血小板即ち劣勢粒子同志の
重複検出による計数誤差もまた起り得る。

後者の場合は先行する粒子は検出計数される
が、追行する粒子は計数されない。一方、前者の
優勢粒子と劣勢粒子との重複検出の場合は何れが
先行するかに拘らず、優勢粒子のみが検出計数さ
れ劣勢粒子は計数されない。

従来技術による重複検出誤差補正方法では計数
されない追行粒子の計数の補正をするが、計数さ
れない劣勢粒子の計数の補正はしない。従来技術
による重複検出誤差補正方法は次の公知の標準式
に従うものである。

Ｒ＝Ra／１−（DWT／IT） (1) Ｐ＝Pa／１−（DWT／IT） (2) （式中、Ｒは補正後の赤血球計数値であり、
Raは補正前の赤血球の計数値であり、DWTは検
出信号が低閾値レベルVlより上にある時間の合
計値であり、ITは検出器が動作状態になつてい
る検出時間の合計値であり、Ｐは推定補正後の血
小板計数値であり、Paは補正前の血小板計数値
である。〕 上述の補正の結果、赤血球同志および血小板同
志の重複検出については計数値の補正はできる
が、第２図Ｂに関して前記したように、赤血球と
血小板との重複検出による計数値の誤差は補正で
きない。すなわち従来技術の方法では血小板即ち
劣勢粒子の正確な計数値Ｐは得られない。従来技
術の方法では血小板の計数値Ｐは真の計数値より
必らず低い値となる。

本発明は赤血球と血小板との重複検出による％
誤差はこの種の重複に関連する検出誤差のため
に、赤血球同志の重複検出による誤差の頻度より
も、１倍半から２倍多いことに着目したものであ
る。赤血球との重複検出誤差に関して血小板計数
値の補正ができない従来技術の方法では、補正後
の血小板計数値Ｐの有効性に関して特に不利な結
果となることは明らかである。更に明確には、本
発明方法によれば、血小板即ち劣勢粒子の見掛け
の計数値Paを赤血球との重複検出に関して血小
板パルス５２の平均時間値Tpmにより、そして
重複検出誤差の補正後の赤血球即ち優勢粒子の計
数値Ｒにより補正することができる。詳しくは、
見掛けの血小板計数値Paは次式により正確に補
正することができることが見出された。

Ｐ＝Pa（１＋Ｒ・Tpm／IT）／（１−DWT／IT） (3) 第１図の粒子計数回路について第３図を参照し
つつ詳細に説明する。クロツクパルス源２２の出
力波形をCPで示し、検出器１２からの信号を増
幅器１４で増幅した信号をS′で示す。赤血球パル
ス５０においては増幅した信号S′は赤血球パルス
５０の立上りで低閾値レベルVlを第３図の点
で越える。低閾値回路１８は信号Tlを発生し、
図示したようにANDゲート２４の入力の１方に
加えられる。ANDゲート２４は『イネーブル』
となつてクロツクパルス源２２からのクロツクパ
ルスCPを図示の信号波形Dtの形で２つの計数回
路２６，２８に送る。信号S′が第３図の点に示
すように高閾値レベルVhを越すと高閾値回路１
６は信号Thを発生し、これは赤血球分類に入る
べき信号として粒子分類論理回路２０に加えられ
る。

信号S′が第３図の点に示すように低閾値レベ
ルVlよりに下ると、低閾値回路１８の出力信号
Tlは終り、ANDゲート２４が閉じ、計数回路２
６，２８によるクロツクパルスCPの計数が停止
する。また、粒子分類論理回路２０は赤血球判断
パルス信号Rdを発生して加算回路３２即ち赤血
球計数回路を増分する。パルス信号Rdの立下り
で粒子分類論理回路２０は第３図の点に示すよ
うな計数回路２８をクリヤするためのパルスCC
を発生する。

血小板パルス５２の場合は信号S′は血小板パル
ス５２の立上りで低閾値レベルVlを第３図の点
で越し、低閾値回路１８が信号Tlを発生し、
これがANDゲート２４を再び『イネーブル』に
して、クロツクパルス源２２からのクロツクパル
スCPを図示の信号波形Dtの形で計数回路２６，
２８に加える。その後に信号S′の立下りが第３図
の点で低閾値レベルVlより下ると低閾値回路
１８の出力信号TlはANDゲート２４を閉じ、計
数回路２６，２８によるクロツクパルスCPの計
数動作を停止させる。このとき粒子分類論理回路
２０は血小板判断パルスPdを発生し、これが図
示したように加算回路３０を増分する。更に血小
板検出パルスPdは図示したようにラツチ３６に
も加えられ、ラツチ３６の電流値をこれに計数回
路２８の計数値を加算回路３４で加算した値と
し、この値が続いてラツチ３６に貯えられる。ま
た、粒子分類論理回路２０により、もう１つのク
リヤパルスCCが発せられて計数回路２８をクリ
ヤする。

第１図に示す回路の上記の動作は、システム制
御器４２の定めるところにより個個の血液試料の
赤血球および血小板の計数が完了するまで、続け
られる。時間ITの間に計数されたすべての血小
板パルス（第３図）の幅Tpの合計値はラツチ３
６にTTpとして、補正前の赤血球の計数値Raは
計数回路３２に、補正前の血小板の計数値は計数
回路３０に、そして時間DWTは計数回路２６に
計数されたクロツクパルスCPのパルス数の形で
貯えられる。ここで明らかなことは、粒子計数装
置１０の鞘流れフローセルを通つた血小板の全数
が計数値Paに含まれてはいないことである。血
小板の計数値Paが真の血小板の数を示さないこ
とは、主として第２図Ｂに示した形の赤血球と血
小板との重複検出による計数誤差による。ここで
血小板同志の重複の頻度は非常に小さいので結果
的に影響が小さいからである。

以上の状態の下で、時間ITおよびDWTをそれ
ぞれシステム制御器４２および検出器１２から第
１図に示すように除算回路４６に加え、停止時間
割合DWT／ITを計算する。この割合DWT／IT
を主論理回路４３に加える。

また、補正前の赤血球計数値Raを第１図に示
すように計数回路３２から主論理回路４３に加
え、赤血球計数値の補正後の値Ｒを公知の標準式
(1)によつて算定する。本発明による見掛けの血小
板計数値Paの重複検出による計数誤差の補正は
次のように行なわれる。即ち、第１図に示すよう
に見掛けの血小板計数値Paを計数回路３０から
主論理回路４３および除算回路３８に加える。計
数された血小板のパルス幅合計値TTpをラツチ
回路３６から除算回路３８に加え、見掛けの血小
板計数値Paで除算して平均血小板パルス幅Tpm
を計算して乗算回路４０に加える。

補正後の赤血球計数値Ｒを主論理回路４３の計
算論理部から乗算回路４０に加え、平均血小板パ
ルス幅Tpmと乗算してＲ・Tpmを発生して除算
回路４４に導く。測定時間ITを図示のようにシ
ステム制御４２から除算回路４４に加えてＲ・
Tpm／ITを発生して主論理回路４３に加える。
こうして式(3)のすべての項が主論理回路４３に加
えられ、血小板の重複検出による計数誤差の補正
値Ｐの計算が正しく行なわれる。

以上述べたところから、一連の血液試料を個個
に順次に自動測定するにあたり、上述の操査と計
算とが各資料毎に完結することが理解できるであ
ろう。

また上記の例では血液試料の赤血球および血小
板の計数に際しての重複検出による計数誤差の補
正について説明したが、本発明にはこれに限られ
ることなく他の混合粒子群中の優勢粒子および劣
勢粒子の計数において、優勢粒子の検出できる特
性が重複検出条件下で劣勢粒子を検出ができなく
する場合に生ずる計数誤差の補正用としても、応
用できるものである。検出できる特性とは粒子の
形、容積、寸法および光その他のエネルギの散
乱、吸収および反射の能力に限られない。例えば
エネルギレベルの違う高または低エネルギのアイ
ソトープをそれぞれのエネルギレベルに従つて定
量することにも応用できる。この場合、高エネル
ギのアイソトープの特性により、高エネルギのア
イソトープとエネルギ検出手段において重複検出
されなければ検出計数できる低エネルギアイソト
ープであつても、検出できなくなる。また、劣勢
粒子同志の重複検出による計数誤差が大きく、そ
の劣勢粒子計数精度を上げるために補正する必要
がある場合についても、標準の誤差補正式(2)を主
論理回路４３において利用することにより劣勢粒
子の計数誤差に追加の補正を加えることができ
る。

以上本発明の実施態様について詳細に説明した
が、本発明は決してそれに限定されることなく本
発明の範囲内で種種の変化変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により重複検出誤差を補正する
回路の１例を含む粒子計数回路を示す回路図であ
り、第２図Ａおよび第２図Ｂは第１図の粒子計数
回路の動作を説明するための粒子検出波形を示す
線図的説明図であり、第３図は第１図の回路の動
作を示す同一時間軸上の一連の信号波形を示す線
図的説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 混在する優勢粒子と劣勢粒子とが重複して検
   出されると優勢粒子の検出できる特性が劣勢粒子
   を検出できなくするために生じる重複検出誤差を
   補正するにあたり、 (イ) 優勢粒子の検出に相当する第１の信号を発生
   しそしてこの第１の信号を計数する工程、 (ロ) 劣勢粒子の検出に相当する第２の信号を発生
   しそしてこの第２の信号を計数する工程、 (ハ) 検出され計数された劣勢粒子の検出持続時間
   積算値に相当する補正信号を発生する工程、及
   び (ニ) 劣勢粒子の計数値を該補正信号に従つて補正
   する工程 を含んで成り、 該補正工程(ニ)を式 Ｐ＝Pa（１＋Ｒ・Tpm／IT）／（１−DWT／IT） （式中、Ｐは重複検出による誤差を補正した後
   の劣勢粒子計数値であり、Ｒは優勢粒子同志の重
   複検出による誤差を補正した後の優勢粒子計数値
   であり、Tpmは検出され計数された劣勢粒子の
   検出信号の平均持続時間値であり、Paは劣勢粒
   子の計数値であり、ITは粒子の検出にかけた測
   定時間の合計値であり、DWTは信号が検出され
   た時間の合計値である） に従つて行う混在する粒子の重複検出による誤
   差を補正する方法。