JPH06213798A - 粒子解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流動式の粒子解析装置において、オペレーター
が撮像した粒子の静止画像を目視確認が出来るようにす
ること。 【構成】フローセルを流れる粒子を半導体レーザ４で検
出する。画像取り込み回路１４によってＣＣＤカメラ１
０の信号と粒子検出信号を同期させてパルスランプ１６
を点灯させることにより粒子を撮像する。撮像した画像
は、画像表示回路１３によってＣＲＴ画面に一定時間及
び継続して表示できる。粒子分類は粒子を検出するごと
に画像処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フローセル中を連続的
に流れている測定サンプル内の粒子の静止画像を画像処
理する粒子解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から血液中の細胞や尿中の粒子を検
査するには、スライドガラス上に塗抹染色された細胞，
粒子を顕微鏡を通じて観察する方法が行なわれている。
しかし、この方法では標本作成に時間がかかること、塗
抹標本は面積が限られているので細胞，粒子を多く観察
することが出来ないという問題があった。

【０００３】一方、連続的に流れている粒子の顕微鏡像
を撮影する試みは、いくつか行なわれている。例えば、
特公昭57−500995号では、測定サンプルを流路に流し、
作像領域中に周期的にストロボを点灯させ、ＣＣＤカメ
ラで撮影することにより測定サンプルの粒子の静止画像
を得る。ストロボの点灯はＣＣＤカメラの動作周期と同
期させ周期的にストロボを点灯する。ＣＣＤカメラで
は、毎秒３０枚程度の静止画像を撮影することが出来る
ので多くの粒子を分析することができる。

【０００４】また、特開昭63−94156 号では、測定サン
プルが流れるフローセルと、撮像用レーザーパルス光源
と、撮像用レーザーパルス光源から発せられた光を集光
する集光レンズと、集光された光を測定サンプル中に含
まれる細胞，粒子に照らしたときの静止画像を撮像する
ための対物レンズ及びＣＣＤカメラと、撮像した静止画
像を処理し分析する画像処理装置によって構成される装
置において、静止像撮影用の光学系とは別に、粒子の通
路の上流に粒子検出用の光学系を設け、常時点灯された
トリガー用光源の光束を粒子が横切ったことを検知する
と、その検知信号を一定時間遅延させた後にパルスラン
プを点灯させて細胞，粒子の静止像を得る。この方法だ
と、細胞，粒子が撮像領域を通過しているときにＣＣＤ
カメラが撮像するので無駄な画像処理をすることがない
利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公知
例において、撮像した粒子の静止画像を表示するにあた
り次のような問題点がある。

【０００６】特公昭57−500995号では、ＣＣＤカメラの
動作周期と前記ＣＣＤカメラの作像領域を照らすストロ
ボを同期させ、ストロボを点灯させている。ＣＣＤカメ
ラにおける撮像では普通、１／３０秒を１フレームとし
ているので、ストロボは１／３０秒毎に点灯する。例え
ば、計測時間を１分とした場合には、ＣＣＤカメラが撮
像した静止画像は、１８００画面になる。測定サンプル
に含まれる粒子が非常に少ない場合には、ほとんどその
撮像した画面には粒子が写ってない場合が生じる。この
ように、粒子がほとんどない場合１フレームごとに画面
が切り替わることからＣＲＴ画像を見て粒子画像を確認
する場合、画像を１つ１つ確認することが困難である。

【０００７】特開昭63−94156 号の公知例では、測定サ
ンプルに含まれる粒子を検出した場合だけストロボを点
灯させることにより静止画像を得ることから、先の公知
例のような無駄な画像を取らない利点がある。ところ
が、測定サンプルに含まれる粒子が非常に少ない場合に
は、ストロボが点灯することがほとんどないので、CCD
カメラが撮像する画像数は非常に少ない場合が生じる。
しかも、サンプルの流れの状態をＣＲＴ画面上で確認す
ることを目的とする場合には、ＣＲＴ画面は、ほとんど
黒い画面の状態が続く。反対に、測定サンプルに含まれ
る粒子が非常に多い場合には、ストロボは、ほぼ１フレ
ーム毎に点灯する。同じく、サンプルの流れの状態をＣ
ＲＴ画面上で確認することを目的とする場合には、ＣＲ
Ｔ画面は１秒間に３０画面表示することになる。これで
は、撮像した粒子の静止画像の切り替わりが速いことか
ら粒子画像を１つ１つ確認することが困難である。

【０００８】このような問題があるため、対物レンズの
焦点ずれ、フローセル内の粒子の通過領域において測定
サンプルの流れが通過領域の中心を通らない状態や、測
定サンプル内の異常粒子存在の確認、粒子検出系が正常
に動作しているかどうかなどの問題を発見することが出
来ない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
従来技術の難点を解決するものであって、本発明の粒子
解析装置では、測定サンプル流れの上流の位置に、連続
的に点灯している粒子検出用光学系を設け、前記粒子検
出光学系において粒子を検出し一定時間遅延させて、粒
子が丁度ＣＣＤカメラの画像取り込み視野に到達したと
きにパルスランプが点灯する。パルスランプが点灯する
ことにより顕微鏡像をＣＣＤカメラが撮影する。撮影し
た画像信号をＡ／Ｄ変換した後に、画像記憶装置に画像
信号を記憶する。画像記憶装置は２つあり、撮影した静
止画像をＣＲＴ画面に表示するための画像信号を記憶す
る第１の画像記憶装置と、撮影した静止画像を画像処理
をして分類するための画像信号を記憶する第２の画像記
憶装置から成り立っている。撮影した静止画像をＣＲＴ
画面に表示する場合には、第１の画像記憶装置に記憶さ
れている画像信号をＤ／Ａ変換した後ＣＲＴ画面に表示
する。ここで、粒子濃度が低い場合には、撮影した画像
を次の画像を取り込むまで継続して表示させる。反対に
粒子濃度が高い場合には、画像の切り換えが速くて画像
の確認が出来ない場合があるから、撮影した静止画像を
あらかじめ設定した時間の間表示するようにする。この
時、粒子の画像処理等は第２の画像記憶装置に記憶され
ている画像でもって粒子を検出するごとに実行する。一
方、粒子濃度が高い場合、低い場合が混在する場合に
は、ＣＲＴ画像表示の継続時間は次のように制御するの
が良い。粒子を検出したら一定時間ＣＲＴ画面に表示
し、その一定時間経過後、さらに次の粒子が検出される
まで継続して同一画像を表示する。粒子を検出した場合
には、次の画像に変わり再び一定時間表示するようにす
る。

【００１０】

【作用】本発明の粒子解析装置において、撮像した粒子
の静止画像を表示するときに粒子濃度により異なった画
像の表示をする。

【００１１】粒子濃度が高い場合には、ＣＣＤカメラ
は、ほぼ１フレームごとに粒子の静止画像を撮影する。
しかし、第１の画像記憶装置には、粒子をＣＲＴ画面に
表示するための画像が記憶されており、この記憶装置に
書き込まれた画像信号をＤ／Ａ変換した後でＣＲＴ画面
に一定時間表示する。ＣＲＴ画面に撮像した粒子を表示
している期間中に、ＣＣＤカメラが別な粒子を撮像した
としてもＣＲＴ画面に表示することは出来ない。又、表
示時間は、画像表示装置に表示時間切り替え器が設けら
れており、表示時間を任意に変更することが出来る。一
方、第２の画像記憶装置には、撮像した粒子を分類する
ための画像を記憶するので、粒子を撮像するごとに画像
信号が書き込まれ、画像処理装置により撮像した粒子を
画像処理する。

【００１２】また、粒子濃度が低い場合には、ＣＣＤカ
メラが撮像する画像数は非常に少ない。第１の画像記憶
装置に書き込まれた画像信号は、Ｄ／Ａ変換した後でＣ
ＲＴ画面に表示し、次の画像を取り込むまで継続して表
示することができる。

【００１３】一方、粒子濃度が高い場合，低い場合が混
在したいくつかのサンプルを処理する場合には、ＣＣＤ
カメラが撮像する画像数はサンプルごとに非常に少なか
ったり、多かったりする。この場合には、第１の画像記
憶装置に書き込まれた画像信号は、Ｄ／Ａ変換した後で
ＣＲＴ画面に撮像した粒子を一定時間表示し、その一定
時間経過後に次の粒子を検出するまで、さらに同一画像
を表示する。そして、次の粒子を検出した時点で、次の
粒子画像を一定時間表示するようにすることにより、粒
子濃度の高いサンプル，低いサンプルに対して、少なく
ともあらかじめ決めた時間は粒子の静止画像を表示させ
ることができる。

【００１４】その結果、撮像した画像を切れ目なく一定
時間表示することが出来る。また、撮像した画像を目で
確認することにより対物レンズの焦点ずれ、フローセル
内の粒子の通過領域において測定サンプルの流れが通過
領域の中心を通らない状態や、測定サンプルの中に気泡
やゴミが入っていること、測定サンプル染色状態が良好
であるかを発見することが出来る。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００１６】図１は第１実施例の粒子解析装置の構成を
示す図である。

【００１７】フローセル１は、染色処理の施された尿や
血液試料等をシース液（粒子を含まない清浄な液）を外
層とし極めて扁平に流す。フローセル１には、サンプル
液入口２とシース液入口３の２つの入口がある。サンプ
ル液入口２にはサンプル液供給手段により一定流量のサ
ンプル液が供給される。シース液入口３には、シース液
供給手段により一定流量のシース液が供給される。フロ
ーセル１の中では、サンプル液をシース液が包み込んだ
層流が形成され、その中を粒子が一定速度で通過してい
く。

【００１８】粒子の通過領域を照射する光学系は、パル
スランプ１６，ダイクロイックミラー５，コンデンサレ
ンズ６からなり、パルスランプ１６を出た光はダイクロ
イック５を通ってコンデンサレンズ６で集められ、フロ
ーセル１内のサンプル流れ上を照射する。パルスランプ
１６は、発光時間が十分短いためにサンプル試料の流速
が速い場合でも粒子の静止画像が得られる。

【００１９】粒子検出用光学系は、半導体レーザ４，ダ
イクロイックミラー５，コンデンサレンズ６からなり、
半導体レーザ４は連続的に点灯し、常にサンプル中に含
まれる粒子が検出領域を通過するのを監視している。半
導体レーザ４の光束は、フローセル１内のサンプル流れ
上に集光させ、サンプル中に含まれる粒子がレーザ光束
を横切ると散乱光を発生し、散乱光は、対物レンズ７を
通過し、ハーフミラー８で反射させ、粒子検出器９に入
射する。

【００２０】粒子検出器９では、粒子通過による散乱光
強度に比例する電気信号に変換され、その電気信号レベ
ルが所定の値以上であれば、粒子を検出したことを意味
する。光検出器としては、フォトダイオードが一般的で
ある。

【００２１】その粒子検出信号とＣＣＤカメラ１０の信
号の垂直同期信号，水平同期信号を同期信号発生回路１
４で同期させる。その同期信号がランプ駆動回路１５に
送られパルスランプ１６が点灯すると、ＣＣＤカメラ１
０は静止画像を撮像したことになる。同期信号発生回路
１４で粒子検出信号とＣＣＤカメラ１０の信号を同期さ
せたことにより、パルスランプ１６はＣＣＤカメラ１０
の動作周期中に一回のみ点灯する。

【００２２】ＣＣＤカメラ１０で撮像した静止画像の出
力信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１でデジタル信号に変換
し、画像記憶部に送られる。画像記憶部は、第１画像記
憶装置１２，第２画像記憶装置１８からなる。第１画像
記憶装置１２は、ＣＣＤカメラ１０で撮像した静止画像
をＣＲＴ画面に表示するための画像信号を１フレーム分
記憶する。第２画像記憶装置１８は、画像処理をするた
めの画像信号を記憶し、撮像した静止画像の画像信号を
逐次記憶する。第２画像記憶装置１８に貯えられた画像
信号は、特徴抽出回路１９，粒子識別回路２０によって
粒子の種類分けを行なった後、書き替えられる。第１画
像記憶装置１２に記憶された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回
路１７でアナログ信号に変換して、ＣＲＴ画面に撮像し
た粒子の静止画像を表示する。粒子画像処理制御部２１
は、画像処理や画像表示の制御を行なう。

【００２３】サンプル液の粒子濃度が低い場合には、粒
子の通過によってパルスランプ１６が点灯し、ＣＣＤカ
メラ１０が撮像する画像数は非常に少ない。この場合に
は、粒子をＣＣＤカメラ１０が撮像すると、Ａ／Ｄ変換
回路１１でデジタル信号に変換し、第１画像記憶装置１
２，第２画像記憶装置１８に書き込まれる。第１画像記
憶装置１２に書き込まれた画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路
１７でアナログ信号に変換し、次の粒子をＣＣＤカメラ
１０が撮像するまで継続して表示する。第２画像記憶装
置１８に書き込まれた画像信号は、特徴抽出回路１９，
粒子識別回路２０によって撮像した画像を画像処理をす
る。

【００２４】サンプル液の粒子濃度が高い場合には、Ｃ
ＣＤカメラ１０はほぼ１フレームごとに粒子を撮像する
ことになる。この場合には、第１画像記憶装置１２に書
き込まれた画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路１７でアナログ
信号に変換し、ＣＲＴ画面に一定時間表示する。画像表
示装置は、表示時間切り替え器１３，画像表示回路２２
からなる。表示時間切り替え器１３は、任意に表示時間
を１フィールドごとに変更することが出来る。ＣＲＴ画
面に、撮像した粒子を表示している期間中にＣＣＤカメ
ラ１０が粒子を撮像したとしてもＣＲＴ画面に表示する
ことは出来ないので、撮像した粒子の静止画像を全てＣ
ＲＴ画面に表示することは出来ないことになる。しか
し、第２画像記憶装置１８には、ＣＣＤカメラ１０が撮
像した粒子の画像信号が逐次書き込まれ、特徴抽出回路
１９，粒子識別回路２０によって撮像した画像を画像処
理する。

【００２５】第２実施例として、サンプル液の粒子濃度
が高い場合、低い場合が混在したいくつかのサンプルを
処理する場合の動作説明を説明する。

【００２６】フローセル１中を流れる粒子は、どのよう
に流れてくるか判らないので、CCDカメラ１０が撮像す
る画像数は、サンプルごとに非常に多い場合があった
り、少ない場合がある。このような場合においては次の
ように対処する。図２は、第２実施例の動作説明図であ
る。粒子を検出すると、次のフィールドからその粒子画
像を表示し始め、あらかじめ設定したＴ時間（ｎフィー
ルド分）の間表示する。Ｔ時間経過後、次の粒子を検出
しない場合には、再び同一画像を表示し続ける。次の粒
子を検出した場合には、これまでの粒子画像の表示を止
め、次の粒子画像を表示開始し、再びＴ時間の間表示す
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、測定サンプルの粒子濃
度が低い場合には、ＣＣＤカメラが撮影した静止画像を
ＣＲＴ画面に表示し次の粒子を撮影するまで継続的に表
示する。一方、測定サンプルの粒子濃度が高い場合に
は、撮影した静止画像をＣＲＴ画面にあらかじめ決めた
時間、ＣＲＴ画面に表示することが出来る。その結果、
撮像した画像を切れ目なく一定時間表示することが出来
る。また、ＣＲＴ画面には撮影した静止画像が写ってい
るので、測定サンプル中に含まれる粒子の形状を確認す
ることができ、オペレーターが粒子の識別することが可
能となる。

【００２８】更に、対物レンズの焦点ずれ、フローセル
内の粒子の通過領域において測定サンプルの流れが通過
領域の中心を通らない状態や、測定サンプルの中に空気
やゴミが入っていること、測定サンプル染色状態が良好
であるかを発見することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の粒子解析装置の構成を示
す図である。

【図２】本発明の第２実施例の動作説明図である。

【符号の説明】 １…フローセル、２…サンプル液入口、３…シース液入
口、４…半導体レーザ、５…ダイクロイックミラー、６
…コンデンサレンズ、７…対物レンズ、８…ハーフミラ
ー、９…粒子検出器、１０…ＣＣＤカメラ、１１…Ａ／
Ｄ変換回路、１２…第１画像記憶装置、１３…画像表示
時間切り替え器、１４…同期信号発生回路、１５…ラン
プ駆動回路、１６…パルスランプ、１７…Ｄ／Ａ変換回
路、１８…第２画像記憶装置、１９…特徴抽出回路、２
０…粒子識別回路、２１…粒子画像処理制御部、２２…
画像表示回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フローセル内に測定サンプル中に含まれる
   粒子を流す流路系機構部と、粒子の通過領域に設置され
   た顕微鏡装置と前記顕微鏡装置が映し出した像を撮像す
   る撮像装置と、粒子を検知する粒子検出手段と、前記通
   過領域を照らす光学系と、前記撮像装置の画像信号を分
   析する画像処理装置を有する粒子解析装置において、前
   記撮像装置で撮像された粒子画像を記憶する記憶装置
   と、前記粒子検出手段によって次の粒子を検出するまで
   前記記憶部に蓄積された画像信号を継続的に表示する画
   像表示装置を備えたことを特徴とする粒子解析装置。
2. 【請求項２】フローセル内に測定サンプル中に含まれる
   粒子を流す流路系機構部と、粒子の通過領域に設置され
   た顕微鏡装置と前記顕微鏡装置が映し出した像を撮像す
   る撮像装置と、前記通過領域を照らす光学系と、粒子を
   検知する粒子検出手段と、前記撮像装置の画像信号を分
   析する画像処理装置を有する粒子解析装置において、前
   記撮像装置で撮像された粒子画像を記憶する記憶装置
   と、前記粒子検出手段によって次の粒子を検出するまで
   前記記憶装置に蓄積された画像信号を一定時間表示する
   画像表示装置を備えたことを特徴とする粒子解析装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記記憶装置に蓄積さ
   れた画像信号を一定時間表示し、かつ、次の粒子を検出
   するまで表示を延長することを特徴とする粒子解析装
   置。
4. 【請求項４】請求項２又は請求項３において、画像表示
   装置に設けられた表示時間切り換え部を有し、前記粒子
   検出手段によって次の粒子を検出するまで前記記憶装置
   に蓄積された画像信号を一定時間表示する際の表示時間
   を任意に設定することを特徴とする粒子解析装置。