JPS5833587B2 - リユウシノトクセイジヨウホウオウルホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒子の特性情報を得る方法及び装置、特に自動
粒子分類識別方法及び装置に関するものである。

粒子を自動的に分類識別する２つの一般的方法及び装置
が追求されている。

第１の方法（以後パターン認識法と呼称する）は高解像
度の顕微鏡で基板上の未知の粒子を自動検査する。

基板はビデイコンで走査し、走査した粒子の光学的特徴
を表わすビット情報を記憶する。

粒子を識別し得るように考案したアルゴリズムに従って
通過にプログラムしたコンピュータを用いて得られたデ
ータを処理し、その情報をプログラムした情報と一致さ
せる。

白血球の斯る検査には何千ビットの情報の処理を必要と
し、大記憶容量のコンピュータを含む高価な装置を必要
とする。

斯る方法及び装置は複雑であるにもかかわらず、その粒
子の分類及び識別は絶対に確実であるとは言えない。

現在、粒子の純顕微鏡検査を自動的に行ない得るものは
なく、所定の種類を視覚的に識別するよう訓練された熟
練した細胞学者によっている。

粒子の検査を自動化するのに用いられている第２方法は
後に詳述する粒子検出装置を用いる所謂フロ一方式であ
る。

この方法では、粒子懸濁液が感知区域を通過するとき各
粒子が極めて高速に測定される（粒子懸濁液は粒子の一
致通過が殆んど起らないように充分に希釈されているも
のとする）。

感知区域はある色又は他の色の光で、又は電界で又はそ
の両方で附勢することができる。

この方法で測定し得るパラメータは粒子体積即ち大きさ
、ＤＮＡ含有量、ＲＮＡ含有量、色、蛍光性、光の吸収
率等である。

この場合懸濁液は１個以上の粒子を含まない点滴にする
。

粒子を含有する点滴に予定の電荷を与え帯電した点滴を
適当な捕集器に偏向することによって粒子を識別し種々
の群に群別する。

フロースルー又はオンスドリーム方法では粒子をいくつ
かの群に群別することができ、特に装置によって種々の
粒子をそれらの大きさ又は種類に基づいて物理的に分類
することができる。

これがため各群の粒子を独立に検査することができるが
、オンスドリーム分析により得られた特定の粒子の測定
結果をパターン認識方法によるその粒子の測定結果と関
係づけることは不可能であると思われていた。

特に自動粒子分析用のオンスドリーム方法の欠点は、そ
の結果をパターン認識による結果と比較するとき、得ら
れたデータを熟練した細胞学者の観察により得られたデ
ータと関係づける直接的方法がないことであった。

上述した両方法は倒れも単独では完全に信頼できる所望
の分析を行なうことができない。

本発明は、懸濁液中の粒子の特性についての情報を得る
に当り、前記懸濁液の流れを基板上に堆積して間隔を置
いて並んだ粒子のパターンを形成し、前記懸濁液流の個
々の粒子が基板上に堆積される際のこれら粒子間の順次
の時間関係が堆積パターンの個々の粒子間の順次の空間
関係を決定するようにし、堆積された粒子の個々の粒子
間の空間関係を複数個の粒子について測定して第１の測
定値列を導出し、前記懸濁液流の各粒子の少くとも１つ
の特性をその粒子が前記基板に到達する前に測定すると
共に堆積前のその粒子と少くとも１個の他の粒子との時
間関係を複数個の粒子について測定して個々の粒子の時
間関係と特性に関連する測定値を含む第２測定値列を導
出し、前記第１測定値列と前記第２測定値列との相関を
求めて堆積パターン内の特定の粒子を前記第２測定値列
に含まれ該粒子の少くとも１つの測定特性と照合するこ
とを特徴とする。

本発明は、粒子懸濁液を入れる容器と粒子の通過に応答
して各通過粒子の少くとも１種の物理的特性を表わす信
号を発生する感知区域とを具える粒子走査装置と、懸濁
液を前記感知区域に粒子が時間パターンを発生するよう
に流すと共に前記粒子走査装置からその流れに含まれる
粒子がその長さに沿って互に離間して空間パターンを形
成するように流出させる装置とを具え、懸濁液中の粒子
の特性についての情報を得る装置において、前記粒子走
査装置を記憶装置と共働させて前記時間パターンと前記
信号（各信号は前記時間パターンにおけるその位置によ
って時間パターンにおいて該信号を発生する粒子と一致
する）とを記憶し、前記走査装置から出る懸濁液流を受
けるように基板を配置し、制御装置によって該基板と懸
濁液流とを予定の規則に従って相対的に移動させて懸濁
液流を前記基板の表面上にトラック状に堆積して粒子を
トラックに沿って間隔を置いて配列して基板表面上に粒
子の空間パターンを形成し、相関装置により前記時間パ
ターンを前記空間パターンと前記規則を考慮に入れて相
関させて、堆積トラックの各粒子を前記時間パターンの
発生中に各粒子について測定され記憶されている対応す
る信号と一致させるようにしたことを特徴とする。

図面につき本発明を説明する。

「パターン認識」という言葉は当技術分野においては粒
子の形状、内部物理特性等の識別により粒子を分類する
技術を意味するものとして受は入れられている。

本明細書で用いる「走査パターン」という用語は粒子含
有懸濁液を基板上に規則正しく堆積した結果を意味する
。

本明細書で用いる「時間パターン」という用語は粒子が
フローシステムの感知区域を通過するときのこれら粒子
間の時間関係を意味する。

第１図において、１０は装置全体を示し、その大部分の
機械及び流体素子は図のように台又は台座１２上に装着
する。

粒子走査装置１４は矢の方向に回転し得るスタンド１６
の腕１５に装着する。

腕１７には後述する走査装置４０を支持する。

第１図に実線で示す腕１５及びスタンド１６の位置は適
当な止装置（図示せず）により設定することができる。

研究すべき細胞粒子を電解液中に懸濁し、点滴発生器を
具える粒子走査装置１４に入れる。

粒子感知装置１４において粒子懸濁液を電流が流れてい
る孔を経て流す。

この孔の実効インピーダンスは孔を通る粒子の存在によ
り変化し、この変化により信号が発生し、この信号の持
続時間は粒子が孔を通過するのに要した時間に略々等し
く、その振幅は粒子の大きさに略々比例する。

信号の数は孔を通過した粒子の数を表わすため、この数
を極めて高速度で作動し得る電子計数装置を用いて計数
することができる。

個々の信号は個個の通過粒子を表わし、各信号はこの信
号を発生した粒子の大きさに略々比例した振幅を有する
。

これがため、これら信号をそれらの発生順に記憶するこ
とができる。

これら信号間の時間間隔も情報としてコンピュータの適
当な記憶装置に記憶することができる。

各粒子は信号及び時間間隔情報に対し各別のアドレスを
有する。

粒子に関する他の情報は懸濁液中の電気又は光学感知区
域の粒子通過に応答する変換装置により得ることができ
る。

粒子の所謂総合物理特性は電気アナログ量として測定し
、記録することができる。

これら物理特性は多周波数の孔電流、種々の波長の光、
蛍光、電気的不透明度等に関連させることができる。

装置１４の点滴発生器は点滴帯電リング３０、偏向板３
２及び流れ２７上方の噴流形成口（図示せず）を具える
。

噴流形成口は懸濁液中の個々の粒子が噴流形成口を通過
するように走査孔の下方に配置する。

希釈液、その他の液体の供給装置を点滴発生器に結合し
て液体で懸濁液中の粒子を包囲して粒子が噴流形成口を
通過するときそれらのさやとして作用させる。

振動子（図示せず）を点滴発生器に結合してこれに一様
に振動を与える。

この振動により噴流形成口から噴出する流体の流れを均
一の大きさの点滴の流れ２７に分断する。

粒子の噴流２Ｔが噴流形成口（本例では粒子走査装置の
孔でもある）を通過した後、斯る粒子の噴流は点滴帯電
リング３０を通る。

粒子感知装置及び点滴発生器を作動させる電気回路は図
の左側のブロック３４で示す。

この電気回路を帯電リング３０，３３で示す噴流形成装
置及び偏向板３２に接続する。

クールター粒子検出装置の作動回路も設け、この回路は
孔型流源、感知区域の粒子通過により発生した信号を検
出する回路、これら信号を増幅及び整形する回路等を具
える。

点滴流２７を偏向板３２により偏向して興味のない点滴
は分離することができる。

例えば、白血球及び赤血球を含む懸濁液の場合、白血球
を含む点滴は偏向板を異通させて基板１８上に到達させ
るが、赤血球は排出管３７に偏向して分離することがで
きる。

或は又、感知区域を通過する粒子を感知して得られた情
報を弁別回路に基づいて選択して、排出管３７に捨てら
れる点滴中の粒子に対応する情報を受は入れないように
することもできる。

これは、ある種の粒子からの信号と他種の粒子からの信
号との間に容易に検出し得る差がある場合、例えば信号
の振幅に基づいて容易に行なうことができる。

赤血球と白血球との弁別はそれらには色及び大きさに差
があるので比較的簡単である。

電気アナログ形態の所望の情報（デジタルとすることも
できる）を電子回路３４からコンピュータ３６に供給し
、ここで先に説明したように各粒子に固有のアドレスを
与え、その位置に感知区域で行なわれた測定及び時間間
隔の情報を記憶し、後に呼び出す。

測定中の試料粒子は電解液で、粒子感知装置１４の点滴
発生器が点滴を形成し噴出し基板１８の表面に衝突せし
める際に各点滴が１個以上の粒子を含まないようになる
程度まで希釈する。

基板表面を一定速度で移動させると、粒子間の物理的距
離は粒子が噴出される時間間隔に比例する。

従って、これらの物理的変位は粒子感知装置１４の感知
区域を粒子が通過するときに発生する粒子パルスのラン
ダムな時間間隔に比例する一連の測定値とすることがで
きる。

基板１８には点滴が射突した後これらが移動し得ないよ
うに保持する表面を有するものとしてそれらの射突位置
を保持する。

基板１８はこの作用のためにつや消し又はフリットガラ
スの特殊の表面を有するものとすることができる。

或は又、基板１８は圧縮紙のような吸収材で作製して点
滴の液体を構成する希釈液を毛細管作用により吸い取る
か、真空導管３８により基板１８を介して吸収する。

本例では基板材料を多孔性材料とする。第１図の例では
スライドである基板１Ｂをキャリッジ２０上に装着する
。

キャリッジ２０は２２で示す任意の適当な駆動機構によ
り機械的に駆動されて点滴流２γに対し相対的に移動す
る。

本例ではキャリッジ２０は点滴流２Ｔに対し矢２４で示
すように前から後及び後から前に振動運動すると共に、
矢２６で示すような左右に移動する。

これにより２８で示すようなへび状の点滴パターンが得
られる。

この走査パターンは形成し得る多くのパターンの１つに
すぎない。

他の例では基板１８を堆積された粒子を移動することな
く保持し得るシートの幅狭リボン又は細条とすることが
できる。

透明な合成樹脂を、液体を吸収して粒子を走査に供し得
る紙として用いることもできる。

予定の点滴パターンを有するスライド１８を腕１７上に
装着された顕微鏡４２を具える走査装置４０で走査する
。

スライド１８を粒子が堆積されているへび状パターン２
８と一致する走査パターンに従って再び移動させる。

パターン２８上の粒子間の空間間隔を走査装置４０で測
定し、コンピュータ３６に記録する。

コンピュータ３６はスライド上の粒子間の空間測定値を
粒子が点滴発生器１４を通過するときに発生した粒子ノ
！ルス間の時間関係と互に関係づけるようプログラムす
る。

走査処理中粒子を走査する速度は一定にする必要はない
。

この速度はスライドの形成及び検査中同一にする必要が
あるだけで、例えば螺旋状にトラッキングする必要があ
るときは非直線速度とすることができる。

−例では螺旋トラックを用いることができる。

その理由は、この場合Ｘ及びＹ移動は略々正弦状で、ス
ライドの加速が最小となるため、駆動機構の精度及び寿
命を高めることができるためである。

スライドキャリッジ２０を駆動する走査機構、即ち装置
２２には走査の方向を各幅の終点で余弦状に逆転させ（
正弦状移動とは位相が相違する）、■走査線から次の走
査線に正弦状に段進させる装置を設けて方向の逆転中速
度を一定に保つと共に次の走査線へ進めるようにするこ
とができる。

スライドの反対側においても走査を逆転し、即ち横移動
を余弦状に逆転し、長さ方向移動を正弦状に進める。

余弦及び正弦状駆動の使用は、走査方向の速度を一定に
維持する他に機構の寿命の短縮を最小にすると共に堆積
粒子を振り落す惧れを最小にする。

基板１８が粒子で覆われたら、これを走査ステージから
手動又は自動的に取り外し、定着浴４４に通すことがで
きる。

定着が終了し粒子がスライド上のその位置に固定された
ら、スライドを可動キャラリッジ２０上に戻し、光学顕
微鏡４２をその位置に設定する。

スライド１８上のパターンの始点における顕微鏡の位置
決めはスライド１８上に堆積された１個又は数個の点滴
について行なうことができ、顕微鏡を単一の点滴上に正
確に位置させる。

この単一点滴はスライドの左上コーナ上のものとして装
置１４を顕微鏡４２と切り換えるときこれに位置合わせ
する。

これを行なったら、点滴が装置１４の点滴発生部からス
ライド１Ｂ上に落下するまでに要した時間を検査する。

粒子が粒子感知装置１４を通過するとき、順次の点滴間
の時間間隔を測定する。

これら時間間隔は先に述べたように各粒子から導出した
情報の１部として記録する。

これら時間間隔は関連する粒子の前又は後の時間間隔を
記録する。

粒子を基板上に堆積する際その時間間隔を走査パターン
の走査速度と結合して基板上に比例する空間パターンを
形成する。

顕微鏡を正確な同一速度で走査パターン上を走行させて
、空間パターンをもとの時間パターンに戻す。

このようにしてスライド１８上の粒子間の空間パターン
を測定し、次いで興味ある粒子が点滴発生器の粒子感知
装置を通過したときに予め測定した時間パターンと比較
する。

両パターンはコンピュータ３６で記録し比較する。

粒子パルス間の時間関係より戊る第１パターンをへび状
パターン２８上の興味ある粒子間の空間間隔より戊る第
２パターンと一致させて、スライド１８上の特定の粒子
を第１パターンに含まれるその特定の電気測定値と一致
させることができる。

例えば粒子間の時間間隔は次の順序であるものとする。

時間間隔列Ａ：１０，１８，４５，６，１１゜８．２０
，４，１３，１９，７゜ １５．２７，４，３２，１２゜ ２７．１８．・・・ この時間間隔列は粒子が粒子感知装置１４の感知区域を
通過するときの粒子間の時間間隔をマイクロ秒で表わす
。

粒子がスライド１８上に堆積されるとき、これら粒子は
同一順序で現われる。

スライド上の粒子を定着させた後にこのスライドを検査
したとき粒子間の時間間隔は次の順序であったものとす
る。

時間間隔列Ｂ：１２，８，２４，１６，１０゜１８．４
５，６，１１，８゜ ２０．４，１３，１９，７゜ １５．２７，４゜ これら両時間間隔を見れば明らかなように、第１列（列
Ａ）の最初の数１０は第２列（列Ｂ）の５番目に現われ
、それ以後は一致する。

粒子のランダム到達は装置１４の噴流形成口３３及びス
ライドにおいてともに同一であるため、１０マイクロ秒
の間隔を終了し１８マイクロ秒の間隔を開始する粒子は
噴流形成口を通って２番目に測定された粒子であること
明らかである。

１０マイクロ秒の時間間隔を終了し１８マイクロ秒の時
間間隔を開始するスライドの６番目の粒子が上記２番目
にと同一粒子である。

一般に、時間間隔列は位相がつれただけの２つの無限ラ
ンダム数列の１部と考えることができる。

実際の装置では、同時間間隔列をランの開始時に相関さ
せることはスライド走査機構及び粒子感知装置１４の点
滴発生器の噴流形成口の初期過渡現象のために困難で、
点滴発生器１４から出た第１粒子がスライド上の第１粒
子となるようにする技術的問題の解消は不可能ではない
が極めて困難である。

これがため、相関を試る前に初めのいくつかの粒子は無
視し、装置が平衡するまで待つのが最も好適である。

更に、両装置の限界値が異なるパラメータに応答し、一
方の装置はある粒子に応答し得るが他方の装置はこれに
応答し得ないという複雑な事態又はその逆の事態が起り
得るが、後に明らかとなるように時間間隔パターンの検
査により斯る事態が起ったことを知ることができる。

粒子が装置１４の感知区域を通過する度に、その粒子に
ついて上述したパラメータを含むデータが得られる。

これらのアナログ形態の全測定値をコンピュータの各粒
子に指定したアドレスに記憶する。

このアドレスに入れる他種のデータ（即ちコンピュータ
技術で既知の「バイト」）は隣接粒子間の時間間隔であ
る。

上述したように、スライドが作製され、定着され、分析
に対し準備された後に、空間測定値を導出し、各測定値
をコンピュータの各粒子に対応するアドレスに記憶する
。

即ち各粒子がその隣接粒子から離間する間隔即ち距離も
記憶装置に記憶する。

上記の列Ａ及びＢに戻り説明すると、第１列の第２粒子
は第２列の第６粒子であること明らかである。

これがため、両列からのこの粒子の測定値は結合するこ
とができる。

コンピュータ３６は上述したような読取者のメンタル処
理を代行し、第１列のある数を随意に選択し、次いで第
２列の間隔をアドレス順に検索して一致を検出する。

上述した例ではこの検出を１０の時間間隔値について行
なう。

次いでコンピュータは各列において１位置迄み、次の比
較を行なう。

この場合両列に１８が現われることが検出される。

次いで再び１位置迄み、両列に４５が現われることが検
出される。

この時点において、コンピュータは各粒子が確実に一致
する順序を検出したものと予想される。

コンピュータは多数の時間間隔についてこの比較を行な
い、不一致の確率を所望の如く略々零に減少させること
ができる。

同一時間間隔が同一列において１度以上現われる可能性
があり、例えば時間間隔４は第１列の８番目と１４番目
に現われる。

コンピュータはこの時間間隔のときに停止させ、コンピ
ュータが１位置迄み一方の列の次の間隔が３２で他方の
列の次の間隔が１３であることを検出したときはこの間
隔は不適当として除去する。

更に、コンピュータが１位置迄むと、一方の列の次の間
隔は１２で他方の間隔は１９であることが検出される。

コンピュータはこの間隔を除去し、再び上記の検出を行
なう。

これはコンビュータが正しい一致を検出するまで続く。

これを行なうようにコンピュータをプログラムすること
は比較的簡単である。

粒子感知装置１４が粒子の小寸法又は低蛍光のために充
分に応答しないとき又は他の伺らかの理由で粒子列の１
個の粒子に応答しないとき、第１時間間隔列は、例えば １０．１８，４５，６，１１，８，２０，１７゜１９．
７，１５，２７，４，３２，１２，２７゜１８、・・・ となる。

又、得られたスライドを顕微鏡で検査するとき、下記の
時間間隔が検出されたものとする。

１２．８，２４，１６，１０，１８，４５，６，１１゜
８．２０，４，１３，１９，７，１５，２７．・・・共
通の間隔１０の次は両場合において共通の間隔１８、そ
の次は４５、その次は６、その次は１１、その次は８、
その次は２０である。

次の比較では一方の列は４、他方の列は１７であること
が解る。

この場合、このように多くの一致を検出したコンピュー
タをここで停止させ、別のループに進め、隣接するいく
つかの間隔を互に比較するようにプログラムする。

これにより第２列の４と１３の和は第１列の１７と同一
であることが解る。

これから２列の間隔４及び１３を発生する粒子が第１列
において伺らかの理由で抜けていることが解る。

この事実を信号し、プログラムを続行する。この場合、
第２列の５番目の数が第１列の第１番の数と一致する代
りに第２列の１４番目の数が第１列の９番目の数と一致
し、両列において１９が１９と、７が７と１５が１５と
一致する。

自動走査顕微鏡４０が粒子を抜かし、点滴発生器１４内
の粒子感知装置がその粒子を検出することもある。

しかし如何なる場合にもコンピュータはその事実を検出
し、不完全データを信号し、プログラムを続行すること
ができる。

上述したシステムと関連する第３の問題は、粒子が粒子
感知装置１４の点滴発生器から出る時間とそれらがスラ
イド上に到着する時間との間の遅延時間に点滴が形成さ
れる前の噴流の特性のために僅かな差があることである
。

これは一般に「ジッター」と称されている。

この遅延時間の差は、「窓」（限界値の幅）を設けて時
間間隔の僅かな変化が時間間隔の数値に影響をしないよ
うにすることにより克服することができ、この際、粒子
が丁度窓の一方の限界値に発生して時間間隔が次の大き
い方の範囲内又は小さい方の範囲内の倒れに入るかわか
らないことがないようにする必要がある。

別の方法を次の第１及び第２列について説明する。

第１列は前記の列Ａと同一で、１０．１８，４５，６，
１１，８，２０，４゜１３．１９，７，１５，２７，４
，３２，１２゜２７．１８．・・・ 第２列は １２．８，２４，１６，１０，１８，４５，５゜１２
８ ２０ ４ １３．１９，７，１５゜ツツ５２ ２７．４．・・・ であるものとする。

第２列の８番目及び９番目の数５及び１２は第１列と相
違し、前者の時間間隔は小さく、後者の時間間隔は大き
い。

これは粒子が平均より１秒の何分の１か早くスライドに
到達することにより発生し、その前の時間間隔はそれだ
け短かくなり、次の時間隔はそれだけ長くなる。

コンピュータでこの事態を認識する１方法は順次の間隔
を２つづつ又は３つづつ加算する方法である。

第１列の順次の間隔を２つづつ加算すると次の列が発生
する。

２８．６３，５１，１７，１９，２８，２４゜１７．３
２，２６，２２，４２，３１，３６゜４４．３９，４５
゜ 順次の間隔を２つづつを加算して得られる第２列は次の
通りである。

２０．３２，４０，２６，２８，６３，５０゜１７．２
０，２８，２４，１７，３２，２６゜２２．４２，３１
゜ この第２列において、５番目の数は第１列の１番目の数
と一致し、６番目の数が２番目の数と一致する。

しかし、第２列の７番目の数は第１列の３番目の数と１
だけ相違する。

第２列の８番目の数は第１列の４番目の数と同一であり
、第２列の９番目の数は第１列の５第目の数と１だけ相
違する。

従って順次の間隔を２つづつ加算することによりもとの
第２列の８番目及び９番目の数はともにもとの第１列の
４番目及び５番目の数と相違することがわかる。

順次の間隔を２つづつ加算して形成された第２列の８番
目の数は同様に加算され。

た第１列の４番目の数と同一であるため、プログラムを
１対の時間間隔列に対し、両列の順次の２数が相違する
場合にこれら相違する２数の和を第１列からの対応する
時間間隔の和から検出するように書き表わすことができ
る。

両列の和が等しい場合、遅延時間の差により発生する問
題は無視できる。

この場合、第１列の４番目の時間間隔を終了し５番目の
時間間隔を開始する粒子は第２列の８番目の時間間隔を
終了し９番目の時間間隔を開始する粒子と同一の粒子で
ある。

適正位相を識別する他種の技術を第１列の３つづつの第
２組を加算することによって行なうことができる。

他方の列における同相の数と一致しない一方の列におけ
る数か時間遅延を受けた粒子を表わす数から更に離れて
位置することが起り得る。

両列において一致する時間間隔はそのままにし、一致し
ない時間間隔をコンピュータで加算して、その和が一方
の列のある時間間隔と一致するまで、又は両列の和が一
致するまでこの加算を試み、この一致が検出されたとき
次のプログラムを続行する。

適正位相を検出する他の方法は一方の列の時間間隔値を
１２個程度の時間間隔づつ他方の列の時間間隔値から引
算する方法である。

これら時間間隔の差を加算する。

１２個の時間間隔の列の位相は順次にずらせる。

適正な位相が検出されると、前記時間間隔の差の絶対値
の和は極めて小さくなる。

この場合、検査する１２個の時間間隔は前記差の和が零
にならないことにより粒子損失又はジッターが指示され
るまで順次にずらせる。

第１図に戻り説明する。

キャリッジ駆動機構２２、従ってスライド１８をそのも
との出発位置に戻し、顕微鏡４２を柱１６を回転させて
スライド１８上に位置させる。

次いでスライド１８を点滴が形成された速度と同一速度
で同一の周期で移動させる。

顕微鏡により点滴形成装置３３で堆積された個々の粒子
を検鏡する度に、前の粒子との時間間隔を測定し、この
情報をコンピュータの他の位置に記憶する。

この情報を後で上述したように用い個々の粒子を識別す
る。

スライド上の粒子間の間隔の列を測定し、全ての粒子を
識別した後、キャリッジ駆動機構２２によりスライド１
８をもう１度山発位置に戻し、粒子を１個づつ走査し、
その度に観察者又は適当な装置が原試料の粒子の種類に
応じて必要とされる他の粒子認識処理を行なうのに必要
な時間だけ停止させる。

粒子認識処理から得られたデータをコンピュータのメモ
リにその粒子のアドレスに記憶する。

コンピュータのプログラムは上述したようにこの追加の
情報を点滴形成中に得られた対応する情報と一緒に記憶
するようにする。

上述した処理は各粒子の研究に有用な情報量を著しく増
大する。

他の方法として、キャリッジ駆動機構２２を興味ある粒
子上に停止させ、パターン認識走査を行ない、粒子の種
々の特性データをコンピュータメモリに記憶することも
できる。

この場合、同時に使用する時間間隔測定クロックを停止
させる。

キャリッジ駆動機構２２の移動を再び開始させるとき、
時間間隔測定クロックのクロック発振器を附勢して計数
を再び開始させる。

これにより走査パターンの１通路の全てのデータを取得
できる。

第２図は本発明技術を用いる全自動パターン認識−粒子
識別を行なう別の装置４６を示す。

本例装置は全体を４６で示し、第１図の装置１０と対応
する部分は第１図と同一の符号で示す。

本例では基板は堆積された粒子を保持し得る硬質紙又は
多孔性樹脂のような適当な吸収性又は多孔性材料の細長
いリボン又は細条４８とする。

粒子の液体は基材４８を介して６６で示すような真空装
置で吸収する。

この基板細条４８を左側の供給リール５０上に巻装し、
プラテン又はキャリッジ２２′上を通し、キャプスタン
５２を経て下方の自動定着装置５６に通し、この定着装
置の後側から取り出し、キャプスタン５４を経て顕微鏡
４２の下方で制御駆動される一連のピンチロール５５゜
５７．５９及び６２に通して巻取りリール６４に巻取る
。

上記ピンチロール及びキャプスタンは同一速度で駆動す
ることができ、この際蓄積手段を定着装置５６内に組み
入れて速度差を吸収することができる。

適当な感知装置１４の一例はクールタエレクトロンクス
インコーホレーテッド（米国、フロリダ州、ハイアレ
ー）で製造され、「クールターカウンター」なる商標名
で市販されているものである。

試料噴出装置３３から噴出され基板４８に射突する試料
懸濁液流２７を発生するものであれば他の既知のオンス
ドリーム感知区域を用いることもできる。

感知区域で発生された信号を電子回路３４で通常の如く
処理し、コンピュータ３６に供給する。

装置５６は自動定着装置で、基板４８はこの装置を通過
して上述したキャプスタン機構に至る。

ピンチロール５７及び５９は矢８２で示すように基板４
８の長さ方向に対し直角方向に前後に駆動し得るキャリ
ッジ８０上に装着する。

駆動機構５８からコンピュータ３６に至る８４で示す電
気接続はキャリッジ８０の移動を粒子流２７の横方向の
遊走に追従させて顕微鏡４２の対物レンズが常に正確に
粒子トラック２８に追従するように指示するためである
。

これがため試料ラインは常に顕微鏡の対物レンズの中心
の下方に正確に位置する。

任意の既知の位置合わせ手段を装置４０内に組み入れて
基板４８の横方向位置をキャリッジ８０において適正走
査位置にして直線走査パターンとテープ基板４８との不
並行又はキャプスタンの不精密を補償することができる
。

トラック方向のタイミングは重要でない。

その理由は粒子感知装置１４から取り出された情報は適
正なアドレスに記憶されており、顕微鏡４２から取り出
される情報はコンピュータにより同一粒子に適正に一致
され同一アドレスに供給されるためである。

本例では装置４０は閉回路テレビジョン走査装置で、顕
微鏡４２と共働して受信情報をコンピュータに伝送する
よう構成されている。

ピンチロール５５，５７，５９及び６２間のテープのル
ープは上述した理由によるキャリッジ８０の横方向移動
を許容するためと、テレビジョンカメラ−コンピュータ
装置により粒子をパターン認識する間テープを停止し得
るようにするためである。

移動が粒子間の適正な規則（本例では一定）に従ってい
る限り、時間間隔の測定値は影響を受けない。

装置の他の部分は自明である。試料保持テープ用に２個
のリールを用いる代りに４個のリールを用い、テープ上
への試料の堆積及びパターン認識処理を異な゛る機械上
で、且／又異なる時間及び場所で行なうようにすること
もできる。

上述した両場合において、情報の記憶はコンピュータと
関連して作動するディスク又はテープで行なうことがで
きる。

この場合、粒子が感知区域を通過したとき粒子感知装置
１４から取り出された情報を斯る記憶装置に記憶し、こ
の情報をパターン認識コンピュータデータと比較すると
きコンピュータのメモリに読み込むことができる。

第３図は２個の各別の走査段を具える本発明の他の例を
示す。

噴流点滴形成装置３３を具える粒子走査装置１４は帯電
リング３０、偏向板３２を通過して基板１８に射突する
点滴流２７を形成する。

基板１８は第１図と同様の機構２２で駆動されるキャリ
ッジ２０に装着して基板１８の表面上に粒子のトラック
２８を発生させる。

排出管３７は粒子を含まない又は興味のない粒子を含む
偏向された点滴を受ける。

ブロック３４は「試料供給装置」及び「電子回路」の２
部分より戊る。

この２部分の分割はいくつかの機械的及び電気的作用を
互に関連して行なう装置が必要であることを示すにすぎ
ず、これに限定されない。

これがため、粒子走査装置１４及び点滴形成装置３３に
、試料流体の供給構造、制御装置、流体処理弁及び導管
、点滴形成用附勢回路、フィルタ、検出器、増幅器、分
析論理回路、帯電回路、偏向電子回路、電源、コンピュ
ータ及びキャリッジ駆動機構とのインターフェース回路
等を含めることができる。

これら全部をブロック３４で示す。

素子間の種々の接続も図示する。

コンピュータ３６は２部分より成り、一方の部分はフロ
ー作動及び測定に関連し、他方の部分はビデオ測定及び
データに関連する。

原理的には、粒子が感知区域において走査されて得られ
た測定値はそれらの時間パターンと一緒にコンピュータ
３６の「フロー」部分に供給し、記憶する。

これがためそこには測定されたパラメータ及びパルス到
達時間又は時間間隔が記憶される。

スライド１８が作製された後に、このスライド１８をキ
ャリッジ２０から取り外し、定着装置４４に転送し、次
いで第２走査段９２により支持されたキャリッジ９０上
に置く。

この第２走査段９２は第１段２２と同一にすることがで
き、或は又微調整バーニヤ制御装置で手動的に移動させ
ることもできる。

例えば、キャリッジ９０に結合されたノブ９４の形態の
Ｘ制御部材及び可視レジスタ９６（右側に示す）及びキ
ャリッジ９０を制御部材９４による移動に対し直角方向
に移動するレジスタ１ＣＯ付きＹ制御部材９８（左側に
示す）により顕微鏡４２を任意の粒子上に正確に位置さ
せることができる。

顕微鏡は厳密に手作業とすることができ、又これと関連
するテレビジョンビデオ走査装置４０を用いることがで
き、情報はコンピュータのビデオ記憶部分に供給する。

スライド１８の位置は２個のカウンタ又はレジスタ９６
及び１００で表示される。

これらはリセットボタン１０２及び１０４で示される出
発点からの距離に比例する数を表示する。

動作に当っては、顕微鏡４２をトラック２８の基準粒子
上に位置させ、カウンタ９６及び１００をリセットする
。

斯る後に物理的移動ノブ９８を１粒子が顕微鏡４２の下
方に、好適にはその視野の中心に現われるまで進め、こ
のときカウンタ１００にはＹ座標としての数が現われる
。

この粒子を検査し終たら、Ｙ移動ノブ９８を再び回して
次の粒子を視野に入れる。

このときこれら２個の粒子間の相対距離はレジスタ１０
０上の前後の読みの差で知ることができる。

或は、各粒子を位置させた後にリセットボタン１０４を
押してカウンタ１００をリセットして零にしてレジスタ
上に現われる数が粒子間の距離に比例するようにするこ
ともできる。

粒子列の終端に到達したとき、ノブ９４を回してスライ
ド１８を次のＹ座標粒子列に進め、上記の処理を逆に進
める。

Ｘ移動量はレジスタ９６で読み取ることができる。

このようにしてトラック２８の全粒子の位置を測定する
ことができ、これらの距離を手動的にコンピュータ３６
のビデオ記憶部及び／又は空間パターン部に記憶する。

顕微鏡４２が各粒子上に停止する度に、スイッチをレジ
スタ９６及び１００と無関係に、又は同期させて閉じて
所望の測定値をコンピュータ３６のビデオ記憶部に記憶
する。

例えば、順次の各粒子が顕微鏡４２内に位置する度に、
「記憶」ボタン１０３を押してその座標をコンピュータ
３６にチャンネル１０５を経て記録する。

適当な回路によりＸ及びＹ座標を粒子感知装置１４から
取り出された時間パターンと同一種類の空間パターン情
報に変換して両パターンの所望の一致を検出し得るよう
にすることが容易にできる。

或は又、ビデオ走査装置４０をアイピースとし、技術者
が粒子を自分で識別しそれを手動的に記録して粒子感知
装置からその粒子に対して得られた情報に付加すること
もできる。

空間パターンと時間パターンの一致検出はコンピュータ
により又はそれから読み出された座標を比較して行なう
ことができる。

要するに、本発明の原理は１個づつ粒子を認識し分類す
る技術では達威し得ない高速粒子走査技術により得られ
た情報を高速粒子走査技術では達成し得ない１個づつの
粒子認識分類技術で得られた情報とを結合することに基
づいている。

これがため所謂総合物理特性を所謂パターン又は像認識
データと結合して任意の個々の粒子に対して従来達成で
きなかった情報を提供することができる。

これにより医学及び生物学において細胞の識別及び分類
を著しく明確にすることができる。

上記の結合は高速走査の時間パターンを感知区域から出
て直ちに基板上に堆積された粒子の空間パターンと一致
させることにより達成される。

この一致により感知区域を出た各粒子が該区域で走査さ
れた粒子と同一であるものと確認して得られた２種の情
報を結合する。

この一致は多くの手段、即ち手動的に、電子的に又は両
者を組み合わせて行なうことができる。

本発明は上述した方法及び装置に限定されるものでない
。

上述した本発明方法及び装置に加え得る変更の１つは電
子的粒子感知装置の代りに光学的粒子感知装置を用いる
ことである。

懸濁液の流れ２７は点滴の代りに連続的に流れる液体と
することもできる。

例えば、粒子感知装置からの流れはパイプ又はペン内の
粒子感知区域から出る一様の液体流とし、これを移動す
る基板上に直接流すことができる。

これを第２Ａ図に示し、この例では粒子走査装置１４“
から流れをペン３３“に噴出し、ここには感知区域を組
み込むことができる。

ペン３３“により懸濁液流２８“の線を支持台２２“上
に支持されたテープ４８“上に形成し、台２２“により
液体をテープ本体を経て吸収することができる。

この場合、液体の流れは極めて短かく、ペン３３“の遊
端とテープ４８“の表面との間の長さである。

この寸法は毛細管の長さとすることができ、この場合ペ
ンは実際上テープに載せる。

この場合、流れは感知区域とテープ面との間のペン内部
に発生する流れと考えることができる。

斯る流れにより発生した線は連続的であるが、粒子はこ
の線に沿って互に離間して位置し、空間測定及び粒子認
識は容易である。

従って、本明細書で用いる「液体の流れ（液流）」とい
う表現は一様の連続した液体の流れ、個別の点滴の流れ
又は両者が混合した流れを意味するものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を１部ブロックで示す斜視図
、第２図は本発明装置の他の例の全自動パターン認識−
粒子識別装置を示す斜視図、第２Ａ図は第２図の装置の
変形例の１部を示す斜視図、第３図は本発明装置の更に
他の変形例を示す斜視図である。 １２・・・・・・走査台、１４・・・・・・粒子走査（
感知）装置、１６・・・・・・スタンド、１５，１７・
・・・・・腕、１８・・・・・・基板（スライド）、２
０・・・・・・キャリッジ、２２・・・・・・キャリッ
ジ駆動機構、２７・・・・・・懸濁液（点滴）流、２８
・・・・・・粒子（空間）パターン、３０・・・・・・
帯電リング、３２・・・−・・偏向板、３３・・・・・
・点滴形成装置、３４・・・・・・電子回路、３６・・
・・・・コンピュータ、３７・・・・・・排出管、３８
・・・・・・真空導管、４０・・・・・・走査装置、４
２・・・・・・顕微鏡、４４・・・・・・定着装置、４
８・・・・・・基板（リボン又は細条）、２２′・・・
・・−プラテン（キャリッジ）、２８′・・・・・・粒
子トラック、５０・・・・・・供給リール、６４・・・
・・・巻取リール、５２．５４・・・・・・キャプスタ
ン、５６・・・・・・定着装置、５５．５７，５９，６
２・・・・・・ピンチロール、５８・・・・・・駆動機
構、８０・・・・・・キャリッジ、６０・・・・・・読
取装置、９０・・・・・・キャリッジ、９２・・・・・
・第２走査台、９４〜１００・・・−・・微調整バーニ
ヤ制御装置、９４・・・・・・ノブ（Ｘ制御部材）、９
８・・・・・・Ｙ制御部材、９６．１００・・・・・・
レジスタ（カウンタ）、１０２゜１０４・・・・・・リ
セットボタン、１０３・・・・・・記憶ボタン、１４“
・・・・・・粒子走査装置、２２μ・−・・・支持台、
３３“・・・・・・ペン、２８”・・・・・・懸濁液線
、４８“・・・・・・テープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 懸濁液中の粒子の特性についての情報を得るに当り
   、前記懸濁液の流れを基板上に堆積して間隔を置いて並
   んだ粒子のパターンを形威し、前記懸濁液流の個々の粒
   子が基板上に堆積される際のこれら粒子間の順次の時間
   関係が堆積パターンの個々の粒子間の順次の空間関係を
   決定するようにし、堆積された粒子の個々の粒子間の空
   間関係を複数個の粒子について測定して第１の測定値列
   を導出し、前記懸濁液流の各粒子の少くとも１つの特性
   をその粒子が前記基板に到達する前に測定すると共に堆
   積前のその粒子と少くとも１個の他の粒子との時間関係
   を複数個の粒子について測定して個々の粒子の時間関係
   と特性に関連する測定値を含む第２測定値列を導出し、
   前記第１測定値列と前記第２測定値列との相関を求めて
   堆積パターン内の特定の粒子を前記第２測定値列に含ま
   れ該粒子の少くとも１つの測定特性と照合することを特
   徴とする粒子の特性情報を得る方法。 ２ 粒子懸濁液を入れる容器と粒子の通過に応答して各
   通過粒子の少くとも１種の物理的特性を表わす信号を発
   生する感知区域とを具える粒子走査装置１４と、懸濁液
   を前記感知区域に粒子が時間パターンを発生するように
   流すと共に前記粒子走査装置からその流れに含まれる粒
   子がその長さに沿って互に離間して空間パターンを形成
   するように流出させる装置３３とを具え、懸濁液中の粒
   子の特性についての情報を得る装置において、前記粒子
   走査装置を記憶装置３４，３６と共働させて前記時間パ
   ターンと前記信号（各信号は前記時間パターンにおける
   その位置によって時間パターンにおいて該信号を発生す
   る粒子と一致する）とを記憶し、前記走査装置から出る
   懸濁液流を受けるように基板１８を配置し、制御装置２
   ０，２２によって該基板と懸濁液流とを予定の規則に従
   って相対的に移動させて懸濁液流を前記基板の表面上に
   トラック２８状に堆積して粒子をトラックに沿って間隔
   を置いて配置１ルて基板表面上に粒子の空間パターンを
   形威し、相関装置４０，３６，４２゜２７；４０，４２
   ，３６，５８；４０，４２゜３６．９０，９２により前
   記時間パターンを前記空間パターンと前記規則を考慮に
   入れて相関させて、堆積トラックの各粒子を前記時間パ
   ターンの発生中に各粒子について測定され記憶されてい
   る対応する信号と一致させるようにしたことを特徴とす
   る粒子の特性情報を得る装置