JPS6139620B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心分離した抗凝固血液の標本中の顆
粒球と単核白血球の近似の総数ならびに血小板の
近似の総数を決定する装置に係る。さらに詳しく
は、本発明は抗凝固血液の遠心分離した標本の軟
層成分の線状拡がりを測定する装置とに係るが、
軟層は1976年４月２日付けの米国特許願第673058
号に開示された方法と装置とにより引き伸ばされ
る。

抗凝固血液の遠心分離した標本における顆粒球
と単核白血球の近似総数ならびに血小板の近似総
数を測定する新しい技術（特公昭57−15698号公
報参照）が案出されてきた。この技術は、細長い
体積占有の質量体を収容する管、好ましくは毛細
管の中へ血液標本を入れることを伴い、この細長
い質量体は、血液標本が遠心分離され、かくして
成分血球層（本明細書においては、血球とは、顆
粒球、単核球、血小板、白血球などを総称してい
う）に分離される時に、赤血球層上に浮かんで管
の穴と協同して管の内部に限定された大きさの空
間を形成する。測定すべき総ての種類の血球を含
む血球標本の軟層は、この限定された空間内に沈
降し、したがつてその軸線方向の長さは通常以上
に引き伸ばされる。したがつて、それぞれの軟層
の血球層の界面の間の軸線方向の距離は、それに
応じて増大する。各血球層の上下の界面、すなわ
ち境界の間の増大した距離の測定値は前記空間が
周知の幾何学的形状を呈し、かつ血球が通常の大
きさか、または通常に分布しているならば、血球
層の体積の表示、したがつて血球層内の血球の数
を表示する。

成分血球層の見やすい分離を助長し、かつ隣接
血球層の間の界面を鮮明に画定するのを助けるた
めには、蛍光染料が血液標本に添加されるが、該
染料はそれぞれの血球層がその示差的着色により
互いに区別されるように異なる度合でそれぞれの
血球層により吸収される染料である。アクリジ
ン・オレンジはこの目的にとつて有益であるとさ
れている染料の一つである。

本発明は、前記の新技術によつて強められた遠
心分離されて管の軸線方向に伸長された軟層にお
ける各成分血球層の上下界面の間の距離の線状測
定を十分に正確に行なう装置に係る。

血球標本が前記技術による測定により調製され
る時、隣接した血球層の間の界面、すなわちメニ
スカスは、血球標本を収容する管の周りの円周方
向に観察する時に、血球層の間に起伏のある平ら
でない分割線を提供するかも知れないことが注目
されてきた。この平らでないメニスカスは、メニ
スカスの高位側または低位側から測定をするかに
応じて層容積決定において誤差を招いた。この誤
差は、被測定層の他方のメニスカスもまた平らで
ない、すなわち起伏のあるように形成する場合に
増大される。測定においてこの現象が引き起こす
誤差の程度を最小にするためには、軸方向測定が
行なわれている間管を管の軸線のまわりに回転さ
せることが好ましい。このようにして、管を通し
て見られるメニスカスの縁の曲折が視覚的に平均
化されるので、この技術において生じる最も平ら
でなくて起伏のあるメニスカスでさえも管の長手
方向の軸線に対して垂直な直線であるように見え
る。この視覚平均化が、起伏のあるメニスカスの
測定中において生じる誤差の程度を最小にする。
さらに、これは正しく形成されたメニスカスの外
観を変えない。管は十分高速に回転されてメニス
カスにおける起伏が直線になるようにされるべき
であるが、管内の血球層が乱されまたは変えられ
るような高速で回転されてはならない。必要とさ
れる正確な最小回転速度は照明度で変わり、照明
が明るければ明るい程、メニスカスを“平均化”
するのに必要になる最小回転速度は大きくなる
が、十分な回転速度が管に加えられているかどう
かは測定を行なう人によつて容易に観察される。
一般に、600rpm〜１，200rpmの範囲の回転速度
が測定の実施にとつて満足しうることがわかる。

本発明の装置、すなわち器械は、測定さるべき
遠心分離血液標本を収容する管を保持する支持体
を含む。該支持体は血球層がじやまされないよう
に管の各端で管に係合して、該支持体は基本的に
二つの部分を有する。一方の部分は好適には管の
一端に係合し、それ自体が回転可能または管の回
転を邪魔しない限り回転しないようにされてもよ
い受動部分である。該支持体の他方の部分は、実
際にはチヤツクであり、該チヤツクが管の他方端
を十分にしつかりとつかんで該チヤツクが回転す
る時に所望の回転を管に与える。チヤツクは、好
適にはエラストマ材料から作られ、管の端部の外
側表面を取囲む環形状をなし、小型電動機により
駆動される。

支持体と電動機は台上に取付けられ、該台は器
械のケーシング内に可動に配置される。ケーシン
グ内における台の運動は線状往復動であり、そし
て該台はケーシングに対して台を線往復運動させ
るような通常の方法でケーシング内に取付けられ
てもよい。好適には、ねじ型アクチユエータが台
に連結され、該アクチユエータが、回転時に台を
ケーシングに対して直線状に動かすように作動す
る。内部に基準線を備える好適な視差のない光学
装置が含まれて、測定中に各メニスカスと一線に
なる。ねじの回転の度合を測定する電気装置がア
クチユエータねじに作動連結され、該回転の度合
は台の線形運動の大きさに比例する。それぞれの
被測定成分層の厚さを記憶しかつ読み取る装置を
提供する別の電気装置が器械の好適実施例に含ま
れる。

したがつて、本発明の目的は、遠心分離された
抗凝固血液標本の血球成分層における上下メニス
カスの間の距離を測定する装置を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、実際のメニスカスが事実
上平坦でなく、または傾斜しているか、または平
坦である場合に、平らに見えるメニスカスを作る
特性の装置を提供することである。メニスカス
は、各血球層の間の界面である。血球標本が遠心
分離されると、メニスカスは直線状であることも
あり、または波状になつていたり、または平坦で
はなくなつていたり、または管、すなわち毛細管
の軸線に対し傾斜していることもある。管がその
軸線のまわりに回転すると、形成されるメニスカ
スは眼で見ると平坦にみえものである。

さらに、本発明の他の目的は、それぞれの種類
の血球が相異なる大きさと相異なる充てん特性を
有する時に、いくつかの白血球層界面の間の距離
をそれぞれの白血球成分の近似総数の計数表示へ
自動的に変換させる器械を提供することである。

本発明の他の目的は、遠心分離された血球標本
の軟層におけるいくつかの種類の血球層の視覚的
数値指示を電気的に生じさせる特性の装置を提供
することである。

本発明の前記およびその他の目的および利点
は、本発明の好適実施例を添付図面に関連させて
説明した以下の詳細な説明から容易に明白にな
る。

さて図面を参照すると、第１図および第２図に
本発明により作動する血液試験器械の好適実施例
を示す。該器械はケーシング２を含み、該ケーシ
ング内に器械の作動要素が収容される。ケーシン
グ２はピアノ蝶番６によりケーシングに取付けら
れたドア４を含む。ドア４は開かれて被試験毛細
管を適所に据付けさせ、次に閉じられて周囲の光
がケーシングの内部に入るのを防ぐ。レンズ・ハ
ウジング８がケーシングに取付けられ、かつ血球
層の厚さ測定中に血球層のメニスカスを適当に整
合するのに使用する好適な光学器械を含む。簡単
な目盛尺度１０がケーシング２に配置されて該毛
細管を器械内に挿入する前に毛細管内の遠心分離
した血球標本の赤血球層厚の概略測定を行なう。
目盛１０は前もつて較正されて、毛細管内の遠心
分離された赤血球層の観測厚さに基づいた近似へ
マトリツクス法総数を提供する。オン・オフ・ス
イツチ１２がケーシング上に配置されて、器械を
回転させたり、回転停止させたりする。台前進ダ
イヤル１６がケーシングから突出して、以下に一
層詳細に説明するように、標本保持台をケーシン
グ２内で前進させる。３個のデータ記憶電気スイ
ツチボタン１８，２０および２２がケーシング２
から突出して、以下に詳しく説明する方法で使用
される。電気始動ボタン２４がケーシング上に位
置決めされ、以下に詳しく説明する方法で作動す
る。３個のデータ読み取り電気スイツチボタン２
６，２８および３０がケーシング上に配置され、
以下に詳しく説明する方法で作動する。ケーシン
グ２はまた窓３２を含み、該窓を通してデイジタ
ル読み取り装置３４を見ることができる。

さて第２図を参照すると、ケース２の内部に配
置された器械の構成要素が示される。光源３６が
ケーシング２内に配置され、集光レンズ装置がハ
ウジング３８内に配置される。被試験血液標本を
収容する毛細管Ｔはケーシング２内の支持組立体
に取付けられる。支持組立体は三角形形状の１個
の端部プレート部分４０を含む。三角形の上部先
端には、貫通路４２が形成され、該通路内におい
て毛細管Ｔの一方の端部が回転運動するように軸
受される。プレート４０の下部先端には、貫通路
４４が形成されて、台５０上に取付けられたブロ
ツク４８へプレート４０を連結する役目を果すロ
ツド４６を受け入れる。電動機５２がブロツク４
８に隣接して台５０上に取付けられ、該電動機の
シヤフトがブロツク４８の中央軸線方向の通路を
貫通する。エラストマ材料製のカラー５６が電動
機シヤフト５４の端部に取付けられる。カラー５
６は、チヤツクを形成する凹部５８を含み、該チ
ヤツクは毛細管Ｔの他方端を収容する。プリジム
６０は、血液標本中の染料の最適蛍光を測定レン
ズハウジング８内のレンズの方へ生じさせる方向
から光源３６の光を管Ｔへ向かつて方向づけるよ
うにケーシング２内に取り付けられ位置決めされ
る。歯車箱６２が台５０の下方に配置され、かつ
ポテンシヨメータ６４が歯車箱６２に隣接して配
置される。台前進ダイヤル１６が、以下に詳しく
述べる方法で歯車箱６２内の歯車とポテンシヨメ
ータとに作動可能に連結される。ダイヤル１６は
また台５０を往復動させうるように台５０に作動
連結される。

さて第３図を参照すると、本発明により作動す
る装置の作動実施例を幾分概略的に示す。前記の
ように、スピナ電動機５２が台５０上に取付けら
れ、該台はベース部分Ｂに往復動可能に取付けら
れる。管支持体の受動部分、すなわちプレート４
０が台５０に取付けられる。チヤツク５６は毛細
管Ｔの他端を保持し、電動機５２により回転駆動
させられる。器械ケーシングの一部分である固定
ベースＢには直立フランジ１が形成され、該直立
フランジを貫通してねじ穴３が延びる。ダイヤル
１６はそれに作動ロツド５を固定し、該作動ロツ
ドは内ねじつき端部分７を有し、該ねじつき端部
分がねじ穴３内にねじ込まれる。ロツド５の内方
端６８は台５０の一方の端部に対して支持し、台
５０はロツドへ向かつてばねＳにより偏倚させ
る。シヤフト５に該シヤフトと一緒に回転するよ
うにキー止めされた、第１歯車７０がシヤフト５
に取付けられている。第２歯車７２が第１歯車に
かみあい、そして第１歯車と一緒に１：３の比で
回転する。第２歯車７２はポテンシヨメータ６４
の駆動部を形成するシヤフト７４にキー止めされ
る。このようにして、ポテンシヨメータの駆動部
７４の回転が台５０の線状運動に比例する。光源
３６は、ハウジング３８内に取付けられた集光レ
ンズ３９により集束される。ろ光器４１がハウジ
ング３８内に取付けられて、光の所望の励起光波
長を透過させて染料を最大に励起させるが、他の
波長はしや断する。ハウジング８内に取けられた
光学観測測置は接眼レンズ組体体１１と、毛筋基
準線１３と、フイルタ１５と、対物レンズ組立体
１７とを含む組立体９から構成される。該組立体
９のレンズ装置の拡大倍率の範囲は好適には４〜
20xである。毛筋十字線（reticle）１３は好適に
は組立体９が視差なしになるように接眼レンズ組
立体１１の焦点面に位置決めされる。フイルタ１
５が照明励起光の波長を取除き、毛細管Ｔ内の蛍
光染料された血球が放射する光の蛍光波長のみを
伝達する。

さて第４図を参照すると、器械の作動様式が電
子機器と一緒に説明される。“オン・オフ”スイ
ツチが“オン”に入れられた後、読取りプロセス
を開始させるためには、毛細管Ｔがチヤツク内に
置かれ、台５０がダイヤル１６により手動で調整
されて基準線を赤血球／顆粒球界面に一致させ
る。始動ボタン（スイツチ）２４が押されて、電
動機５２を始動し、かつ“オート・ゼロ”増幅器
７３を作動させる。増幅器７３への入力電圧は電
圧分割ポテンシヨメータ６４から引き出される
が、該電圧分割ポテンシヨメータ６４は前記のよ
うに台５０の位置に比例した電圧を生じる。“オ
ート・ゼロ”増幅器７３の作動が現存す入力電圧
E₁を自動的に雰にしてしまう。入力電圧E₁のそ
の後の変化が増幅器７３の出力E₂に現われる。
該出力電圧E₂は標本および記憶増幅器７５，７
６，７８の入力となる。

台５０が、次に基準線１３が顆粒球層と単核血
球層との間の界面に正確に一致するまでダイヤル
１６により進する。この時点で増幅器７３の出力
電圧E₂が顆粒球の数すなわち顆粒球層の軸線方
向の寸法に比例した値を表わす。“顆粒球記憶”
ボタン（スイツチ）１８が次に押され、電圧E₂
が増幅器７５に記憶される。ポテンシヨメータ６
４がさらに運動しても増幅器７３の出力に変化を
生じさせない。“オート・ゼロ”増幅器７３は
“顆粒球記憶”スイツチ１８を押すことによつて
も作動されて、“オート・ゼロ”増幅器７３の出
力E₂を零にリセツトする。

台５０が、次に前進して基準線１３を単核血球
層と血小板層との間の界面に一致させる。“単核
球記憶”スイツチ２０が、次に押されて増幅器７
６に新出力E₂を記憶させ、“オート・ゼロ”増幅
器７３の出力E₂を零にリセツトする。このよう
に、増幅器７５，７６は“オート・ゼロ”増幅器
７３の出力、即ち被測定血球層の長さの電気的表
示を記憶する記憶装置を構成する。

台５０が、次に再び前進して基準線１３を血小
板血球層と血漿層との間の界面に一致させる。
“血小板記憶”スイツチ２２が、次に押されて新
出力E₂を増幅器７８に記憶させ、“オート・ゼ
ロ”増幅器７３の出力E₂が次に零に戻される。
この読取りの全ては、行なわれて記憶され、読出
されるようにされる。

結果を読み取るためには“読取り”スイツチ２
６，２８と３０を任意の順序で押してもよい。白
血球の総数（WBC）は顆粒球層と単核層との合
計である。それぞれ増幅器７５と７６の出力電圧
E₃とE₄は加算増幅器８０で合計される。抵抗器
R₂とR₃が選択されて顆粒球と単核球の特定のパ
ツキング係数を表わす。即ち、抵抗器R₂，R₃の
抵抗値を適当に選ぶことにより、加算増幅器８０
に供給される電圧が調節される。このように、抵
抗器R₂，R₃は測定すべき特定の種類の血球の既
知のパツキング係数を表わすように前記記憶装置
の出力を変更する装置を構成する。例えば、抵抗
器R₂は高い抵抗値の場合は加算増幅器８０に小
さい電流を供給し、低い抵抗値の場合は大きい電
流を加算増幅器８０に供給する。加算増幅器８０
に供給される電流は単位体積当りの血球の数を表
わすから、個々の血球が小さい場合単位体積当り
の血球の数が多いので、大きさの小さい血球を有
する血球層には抵抗器R₂の抵抗値として小さい
ものが選ばれる。対照的に、個々の血球が大きい
ことが分つている場合には抵抗器R₂の抵抗値と
して大きいものが選ばれる。こゝで、顆粒球や単
核球のような種々の血球の大きさは周知の科学的
事実であり、パツキン係数は血球の大きさを表わ
す。このことが、異なる種類の血球が異なる寸法
と充てん特性である事実にも拘らず、測定された
血球層に対して計数パネルに血球数を表示させ
る。例えば、測定値0.00254cm（0.001inch）当り
顆粒球血球数500であるが、0.00254cm
（0.001inch）層内には単核血球数１，000が詰め
込まれている。目盛は増幅器８７とポテンシヨメ
ータAwにより調整されて血球数／立方ミリに較
正された出力を提供する。“白血球数読取り
（WBC）”スイツチ２６を押すと、目盛増幅器８
７の出力電圧を計数パネルメータ８２へ移し、該
メータは好適にはフエアチヤイルド
（Fairchild）320359のメータである。スイツチ２
６を押すと、また電動機５２の回転を停止させ
る。

“％顆粒球読取り（read％gran）”スイツチ２
８を押すと、計数パネルメータ８２を切換えて出
力電圧E₉を読み取ると同時に積分器S₁とS₂をリ
セツトする。積分器S₁は全白血球数を表わす出力
電圧E₆から駆動される。積分器S₂は顆粒球数を
表わす出力電圧E₃から駆動される。積分器S₁の
出力は比較器Ｃに行く。積分器S₁の出力電圧E₇
が基準値（Ref）２の電圧に達する時、S₂の出力
電圧はその時に現われる電圧に保持される。基準
値（Ref）２は、血球の全てが顆粒球である場
合、すなわちE₄が零に等しい場合にE₉が読取り
100を計数パネルメータ８２に生じさせるように
選択される。したがつて、E₉は比E₃×100／（E₃
＋E₄）になる。

“顆粒球読取り”スイツチ２８を押すと、出力
電圧E₈を計数パネルメータに接続する。記憶さ
れた血小板電圧E₅に増幅器８４により計られて
１立方ミリ当りの血小板の読取りを１，000倍す
る電圧E₈を生じさせる。適当なスケールフアク
タはポテンシヨメータApにより与えられる。

“フリツプ・フロツプ”スイツチ８６は前記ス
イツチにより制御された双安定スイツチである。
該スイツチが入れられると、その出力E₁₀は状態
を低から高へ変化させる。この出力が積分器S₃を
駆動する。S₃の出力がスピナ電動機５２を励起す
る。積分器S₃の緩慢なランプアツプとランプダウ
ンが電動機５２を緩慢な調整速度で始動および停
止させ、このようにして血球層が乱されるのを阻
止する。調節Awが最大出力電圧S₃を制御し、こ
のようにして最大電動機速度制御として作用す
る。

本発明の器械が記録のために正確に表示される
正確な血球数を提供することは容易に評価され
る。数字で表わした血球数読取りを提供する好適
な電気装置の代りに、所望ならより簡単な機械装
置を使用しうる。電気的記憶・読取り装置の開示
した実施例の細部に関し、台の運動の感知し、感
知した運動を電気信号へ変換し、該信号を明瞭な
表示へ変換する他の装置を本発明の範囲から逸脱
することなく使用しうる。

本発明の開示した実施例の多くの変化と変形
が、本発明の概念から逸脱することなくなされて
もよいので、本発明を特許請求の範囲で要求され
るようなもの以外に限定する意図はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠心分離した血液標本の血球層のメニ
スカスの間の距離を測定する器械の本発明による
好適実施例の斜視図、第２図は第１図に類似する
斜視図であるが、器械の内部構成要素を開示する
ために破断した器械のケースを示す図、第３図は
第１図の器械の作動部品の細部を示す幾分概略的
な図、および第４図は第１図に示す器械に使用す
る好適な電気回路の一部の線図表示である。 ２……器械ケーシング、４……ドア、８……レ
ンズハウジング、１０……目盛、１１……接眼レ
ンズ、１２……オン・オフスイツチ、１３……基
準線、１５，４１……フイルタ、１６……台前進
ダイヤル、１７……対物レンズ、１８，２０，２
２……データ記憶電気スイツチボタン、２４……
電気始動ボタン、２６，２８，３０……データ読
取り電気スイツチボタン、３２……窓、３４……
読取り装置、３６……光源、３９……集光レン
ズ、４０……支持端部プレート、５０……台、５
２……電動機、６０……プリズム、６４……ポテ
ンシヨメータ、７３……“オート・ゼロ”増幅
器、７５，７６，７８……記憶増幅器、８０……
加算増幅器、８２……計数パネルメータ、８７…
…目盛増幅器、Ｂ……ベース、Ｓ……ばね、S₁，
S₂，S₃……積分器、Ｔ……毛細管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 螢光染料で示差的に着色され、かつ透明な毛
   細管内に配置された遠心分離された抗凝固血液標
   本内に収容された所定成分の血球層の近似血球数
   を測定するのに使用する器械において、 ａ 所定成分の血球層の観察を妨げないように毛
   細管と係合し、かつこれを支持する取付装置と ｂ 支持された毛細管内の血球層に焦点を合わせ
   るように取付けられ、隣接血球層の間の界面に
   合わせられる基準線を含む光学装置と、 ｃ 毛細管へ向かう進路に沿つて光線を向けて血
   液標本中の染料が螢光を発するよう位置決めさ
   れた光源と、 ｄ 毛細管をその長手方向の軸線の方向において
   動かす装置と、 ｅ 毛細管の移動量を感知し、かつ移動量をそれ
   に比例した血球数の可視指示に変換するモニタ
   装置と、 ｆ 測定中に毛細管をその長手方向の軸線のまわ
   りに回転させて、血球界面が平らに見えるよう
   に血球界面の明瞭な光学的平均化を生じさせる
   装置と を含む所定成分の血球層の近似血球数を測定する
   のに使用する器械。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の器械におい
   て、前記モニタ装置が、被測定血球層の長さの電
   気的表示を記憶する記憶装置と、測定すべき特定
   の種類の血球の既知のパツキング係数を表すよう
   に前記記憶装置の出力を変更する装置とを含むこ
   とを特徴とする所定成分の血球層の近似血球数を
   測定するのに使用する器械。