JPS59230139A - 粒子計数装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は懸濁液中に浮遊している粒子の計数および大き
さ、体積等の分布を求める装置に係り、特に粒子懸濁液
が微細な検出部を通過する際に発生する粒子と懸濁液と
の間の電気的または光学的差違に基づいて粒子数を計数
する粒子計数装置に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の粒子計数装置は、大小粒子の混在する懸濁液が
微細な検出部を通過する際に粒子の検出がされ計数され
るものである。従来これらの粒子計数装置では大小粒子
の分離、識別が困難で、例えば血液中の白血球、赤血球
、血小板等の細胞の計数および細胞の頻度分布を測定す
る装置においては赤血球と血小板、あるいは血小板とバ
ックグラウンド、ノイズとの分離が問題となっていた。

これに関する公知例としては特開昭５５−３０６９４号
公報があるが、これについて以下説明する。

まず、光散乱を利用した典型的な既知の血球計数装置は
少量の稀釈した血液試料をほぼ細胞１個分の幅の狭い流
速の中へ細胞を１個ずつ通過させる。光束の焦点がその
細い試料流の部分へ合わせられ、細胞がこの部分を通過
する時に発する散乱光が利用される。

散乱光から得られるパルス信号の振幅は計数される細胞
の大きさとある種の直線関係が得られることが判明して
おり、例えば正常人においては典型的な赤血球に対する
パルス信号の振幅は典型的な血小板に対するパルス信号
の振幅の数〜数十倍に相当する。しかし、臨床的には正
常人以外の赤血球や血小板においてはパルス信号の振幅
のみでは赤血球、血小板、バックグラウンドノイズの正
確な区別ができない。すなわち、小さな赤血球と大きな
血小板の分離、小さな血小板とバックグラウンドノイズ
等との区別を正確に行う必要がある。

本公知例ではこれらを解決するため赤血球と血小板が各
々一定速度で、試料流部に平行に照射されかつ焦点が合
わせられた検知部を通過せられる時に発する散乱光から
得られるパルス信号の通過時間を考慮した二次元の信号
分析によ、り区別が行われている。第１図において、細
胞が検知部を通過する原発する散乱光に基づき１つのパ
ルス信号１０が得られる。このパルス信号１０は増幅器
１を通過した後、積分回路４と比較回路２へ導かれる。

比較回路２ではパルス信号１０は雑音閾値３と比較され
、パルス信号１０が雑音閾値３より大きければ目的の細
胞として検出され積分回路４が開かれパルス信号１０は
積分される。積分回路４の出力信号は赤血球比較回路５
および血小板比較回路７へ導かれると共に、赤血球基漁
６および血φ板基準８と比較される。このとき積分回路
４からの出力信号が血小板基準８より小さければ異物と
して処理され、血小板基準８および赤血球基準６の両者
より太きければ赤血球として処理される。

また血小板基準８と赤血球基憔６の間の細胞は血小板と
して処理され各々表示器９に表示されるようになってい
る。

しかしながら、このような構成からなる粒子計数装置は
、 １、単にパルス信号の面積のみで区別しているためパル
スの振幅状報とパルスの形態に関係する幅情報を単独で
利用できない。

２、積分信号は二次元であるが、判別基準信号が一次元
であるためバックグラウンドノイズ、血小板、赤血球の
区別が正確ではない。

３、赤血球基準以上の区別がつかないため、連結赤血球
、あるいは白血球測定時の異常白血球等の検出ができな
い。

という欠点を有し、これらの欠点は第２図に示すように
、入力信号２１は血小板信号、２２はバックグラウンド
ノイズ信号、２３．２５は異物、気泡等による信号、２
４は赤血球信号とすると、血小板信号２１と異物信号２
３はほぼ同じ積分電圧となり、異物信号２３を誤って血
小板と判別したり、同様の理由で異物信号２５を赤血球
と誤判別したり、大きな異物を誤判別したりすると−う
問題につながっていた。

〔発明の目的〕

本発明は前記問題点に鑑み、粒子が検知部を通過する際
にイ；↑られるパルス信号の振幅の差異と、細胞が検知
部を通過するときの通過時間の差異を効果的に抽出する
ことにより粒子の正確な体積情報を求めると共に粒子の
識別精度を向上させ、さらには異常粒子の検出をも可能
な粒子計数装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するため本発明では、検知部を通
過する際に得られるパルス信号の振幅が粒子の大きさと
かなり良好な相関があること、またこのパルス信号の時
間幅が粒子の大きさと良好な相関があることを実験で確
認し、粒子の大きさに比例したパルス信号の振幅と時間
幅の二種の粒度分布機能を有す新規な粒子計数装置を構
成する。

す々わち、検知部より得られた粒子の大きさに比例した
パルス信号は増幅された後、雑音閾値比較器へ導かれ雑
音基準と比較されることによりすべての粒子が検出され
る。雑音閾値比較器が動作すのピーク保持回路はパルス
信号の振幅のピーク状態を保持しパルス振幅の比較器で
ピーク位置を検出したときから一定電流で按分し、第３
の比較器が第１のピーク・デテクト回路の出力電圧と一
致するまでのクロックパルスを計数しアナログデジタル
変換を行なう。このとき積分回路と第２のピーク・デテ
クト回路が導通状態となっているため第１の比較器で検
出されたパルス信号の雑音基準以上の信号が積分され、
前述と同様な方法により積分信号のピーク値のアナログ
デジタル変換が行なわれることになる。前記三者のアナ
ログデジタル変換値をデータメモリのアドレス部とし、
アドレス部の上位あるいは下位を各々の変換値と対応さ
せると共にデータメモリのアドレスがアクセスされる度
に１を加える。

このようにすることにより従来検知部より得られるパル
ス信号の振幅のみ、あるいは振幅と幅を、粒子に対応し
た基準電圧によるアナログ量に基づき粒子の大きさを区
別する方法に比べ、パルス信月の振幅に対応する粒度分
布と、パルス信号の幅に対応する粒度分布を二次元の平
面で考慮することにより識別精度が高く、かつ粒子数の
識別と粒度分布を効率的に行なえるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第３図は本発明による粒子計数装置の一実施例であって
光散乱法を用いた血球カウンタに活用した例を示す回路
ブロック図である。光検出器３１とこの光検出器３１か
らのパルス状の電気信号は抵抗器３２で電圧信号に変換
され直流阻止用コンデンサ３３により交流信号のみが抽
出され増幅器３４により適切々パルス信号に増幅される
ようになっている。増幅器３４の出力信号は雑音閾値比
較器３５、パルス振幅ピーク保持回路３６、パルス幅積
分回路３７へ導かれるようになっている。

雑音閾値比較器３５では増幅器３４の出力信号が基準電
圧３８より抵抗器３９および可変抵抗器４０で分割した
雑音基準電圧と比較されすべての粒子が検出されるよう
になっている。雑音閾値比較器３５からの出力信号に基
づきスイッチ回路４９を介して、パルス振幅ピーク保持
回路３６、パルス幅積分回路３７、パルス幅ピーク保持
回路５０が導通状態となるようになっている。パルス振
幅ピーク保持回路３６はこの導通状態におけるパルス４
８号のピーク信号を保持し、第１のピーク検出比較器４
１へ導くと共に第１の積分基準比較器４２へ導くように
なっている。

第１のピーク検出比較器４１では増幅器３４がらのパル
ス信号とパルス振幅ピーク保持回路３６の出カイ計号が
比較され、パルス信号の振幅のピーク位置が検出される
ようになっている。この際の第１のピーク検出比較器４
１と第１の積分基準比較器４２の論理櫃４３がとられそ
の出方信号で第１のリニア・スイープ回路４４の出力信
号は第１の積分基準比較５４２へ導かれパルス振幅ピー
ク保持回路３６の出方信号を越える位置が検出され論理
ａｊ’ｊ　４３の人力となるようになっている。論理：
ｌｆｆＩ４３の出力信号はンリップ・フロップ回路４５
によりクロックパルス発生回路４６から送られる一定周
期を持ったクロックパルスで周期がとられｆｉｉＮ理れ
Ｉ４７を介して第１のカウンタ回路４８の入力信号へ導
かれアナログ・デジタル変換が開始されるようになって
いる。

さらに、雑音閾値比較器３５からの出力信号に基づきパ
ルス幅積分回路３７およびパルス幅ピーク保持回路５０
が導通状態となり増幅器３４の出力信号が雑音閾値を越
えた部分のパルス信号のみが積分されるようになってい
る。パルス幅積分回路３７の出力信号はパルス幅ピーク
保持回路５０および第２のピーク検出比較器５１へ導か
れるようになっている。この後前記動作と同様にしてア
ナログデジタル変換が行なわれ、第２のカウンタ回路５
７に変換値が記憶されるようになっている。

ここで第１のカウンタ回路４８、第２のカウンタ回路５
７の出力信号はデジタル制御回路５８でコントロールさ
れゲート回路５９を介してデジタルメモリ回路６０のア
ドレス部へ供給されるようになっている。デジタルメモ
リ回路６０ではデジタル制御回路５８からのコントロー
ル信号に基づきアドレスがアクセスされる度にインクリ
メント回路６１によりメモリの内容が＋１される。ここ
で例えはメモリ回路６０のアドレス部が２″ビツトで（
；・）成されるとすれば下位部２０〜２５を第２のカウ
ンタ回路５７の出力信号に、また上位部２６〜２目を第
１０カウンタ回路４８の出力信号に対応させるように寿
っている。これによりパルス振幅のピーク値、パルス幅
のピーク値が各々６４段階に変換されたことになり、デ
ジタルメモリ回路６０をアクセスすればアドレス部がパ
ルス振幅、パルス幅のピーク値に対応し、内容が頻度に
対応することになる。このデジタルメモリ回路６０の内
容をコンピュータ回路６２により二次元処理を行ない、
表示装置６３にて表示する。

ｇｒｃ　４図は本実施例から求めたバンクグラウンドノ
イズ、血小板、赤血球信号のパルス振幅、パルス幅分布
を求めた一例である。同図によるとバックグラウンドノ
イズ分布７０、血小板分布７１、赤血球分布７２がパル
ス振幅、パルス幅の二次元ＩＩ″３報により有効に分割
できるのが分かる。（ａ）は正常検体の場合、（ｂ）は
異常検体の一例を示す。

このように本実施例によれば光検出部を粒子が通過する
際に発生する散乱光に基づくパルス信号の振幅、幅情報
を二次元的に独立させて考慮すること、さらにはこれら
の二次元情報を１検体終了後に総括的に見直すことによ
り異常検体の早期検出および識別精度を向上できる。

〔発明の効果〕

以上述べたことから明らかなように、本発明による粒子
計数装置によれば、識別精度を向上させさらには異常粒
子の検出をも可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の粒子計数装置の一例を示すブロック図、
第２図は従来の粒子計数装置の欠点を示す図、第３図は
本発明による粒子計数装置の他の実施例を示す図、第４
図（ａ）、　（ｂ）は本発明による粒子計数装置の一実
施例によって得られる粒子の大きさおよび幅情報の二次
元情報を示す図である。 ３１・・・光検出器、３２．３９・・・抵抗器、３３・
・・直流阻止用コンデンサ、３４・・・増幅器、３５・
・・雑音閾値比較器、３６・・・パルス振幅ピーク保持
回路、３７・・・パルスＣ積分回路、３８・・・基準電
圧、４゜・・・可変抵抗器、４１・・・第１のピーク検
出比較器、４２・・・第１の積分基率比較器、４３，４
７，５３゜５６・・・論理積、４４・・・第１のリニア
・スイープ回路、４５・・・フリップフロップ回路、４
６・・・クロックパルス発生回路、４８・・・第１のカ
ウンタ回路、４９・・・スイッチ回路、５０・・・パル
ス幅ピーク保持回路、５１・・・第２のピーク検出比較
器、５２・・・第２の穣分基準比較器、５４・・・第２
のりニアスイープ回路、５５・・・フリッフロップ回路
、５７・・・第２のカウンタ回路、５８・・・デジタル
制御回路、５９・・・ゲート回路、６０・・・デジタル
メモリ回路、６１・・・インクリメント回路、６２・・
・コンピュータ回路、６３・・・表示装置。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 弔Ｌ （σ） パ１しス怜 図 （ｂ） パル人憧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、容液中に懸濁する粒子を微細な検出部を通過させる
   ことにより粒子と粒子懸濁液との間の物理的変化に基づ
   いて粒子を検出する粒子検出手段と、この粒子検出手段
   からの変化分を電気信号に変換し粒子の大きさに比例し
   たパルス信号を発生するパルス信号変換手段と、このパ
   ルス信号変換手段からのパルス信号のすべてを通過させ
   る閾値レベルを有する比較手段と、この比較手段を通過
   したパルス信号の高さの頻度分布を測定する粒子幅分布
   測定手段と、前記比較手段を通過したパルス信号の閾値
   レベルより高い部分のみを積分しパルス信号の幅の分布
   を測定する粒子幅分布測定手段と、前記二測定手段から
   の測定値を記憶する記憶手段と、これらから求まる粒子
   数や粒子頻度分布を表示する表示手段とからなることを
   特徴とする粒子計数装置。