JPS63191044A - 細胞分析装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、フローサイトメトリーを適用した細胞分析
装置の改良に関する。

（ロ）従来の技術 フローサイトメトリーは、大量の細胞を高速度かつ高精
度に分析できる特徴を有しており、近年に至り、癌やそ
の他の疾病の発見又はその治療のモニタリング、細胞周
期の分析、細胞内核酸・蛋白質の定量等に適用されてお
り、医療・細胞工学等の広い分野に亘り、利用されてい
る。

このフローサイトメトリーの原理は、蛍光色素で染色さ
れた細胞を細い液流中に流し、この細胞の１つ１つにレ
ーザ光又は紫外線の光ビームを照射することにより生じ
る散乱光や蛍光の量、すなわち細胞光情報を瞬時に測定
し、その結果より細胞分析を行うものである。

ところで、細胞浮遊液中には、複数種の細胞群が含まれ
ることが多いが、その細胞群の１つについて分析を行い
たい場合がある。−例として、人体血液中のリンパ球サ
ブセットの分析が挙げられる。この場合、細胞浮遊液（
試料）としては、血液を溶血処理したものが用いられる
が、この試料中には、リンパ球の他に、単球、顆粒球が
含まれている。

そこで、細胞光情報検出の際に、１つの細胞について同
時に２つ以上のパラメータ（例えば散乱光強度、蛍光強
度）を測定し、そのうちの１又は２以上のパラメータに
基づいて分析対象の細胞の光情報を選別することが行わ
れる。

上記リンパ球サブセット分析の場合を例に取れば、前方
散乱光強度Ｉ０．９０″散乱光強度Ｉ、。の２つのパラ
メータが用いられる。健常者の血液より得られた試料に
ついては、第４図（ａ）のように、前方散乱光強度ＩＯ
，９０’敗乱光強度Ｉ、。を座標に取り、両パラメータ
を点でプロットすれば（サイトダラム）、各細胞群それ
ぞれの分布が現れる。

ａはリンパ球の分布、ｂは単球の分布、Ｃは顆粒球の分
布である。そこで、破線のようなウィンドウと呼ばれる
領域（細胞選別領域）ｄを設定しておき、この領域ｄに
属するか否かを識別することにより、目的細胞群の細胞
光情報を選別することが可能となる。なお、リンパ球サ
ブセットの分析自体は、細胞光情報中の蛍光強度データ
に基づいて行われる。

上述のように、細胞浮遊液中に含まれる複数細胞群のう
ち、所定の細胞群の分析を自動的に行う細胞分析装置と
しては、以下の１ｘｖｉ項記載の構成を有するものが知
られている。

ｉ：細胞浮遊液が流されるフローセル。

ｉｉ；このフローセル内を流れる細胞に光ビームを照射
する光源（レーザ光源等）。

ｉｉｉ　：　ｉｉ項の光ビームが照射された１つの細胞
について、２以上のパラメータよりなる細胞光情報を検
出する細胞光情報検出手段（例えば、フローセル周囲に
配される複数の光、　倍増管等）。

Ｉｖ：細胞浮遊液中の所定細胞群の細胞光情報を選別す
る、細胞光情報の１又は２以上のパラメータを座標系と
する一次元又は多次元の領域を設定する細胞選別領域設
定手段。

■＝前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報より
、前記細胞選別領域に属する細胞の細胞光情報を選別す
る細胞光情報選別手段。

ｖｉ：前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報及
び前記細胞光情報選別手段で選別された細胞光情報を処
理（例えばヒストグラムの作成等）する細胞光情報処理
手段。

ｖｉ：この細胞光情報処理手段での処理結果を出力する
出力手段く例えばプリンタ等、　ＣＲＴ等の表示器も含
む）。

上記ｉｖ　％　ｖｉ項の構成は、コンピュータに含まれ
ており、細胞光情報領域は、このコンピュータに付属す
るキーボード等からの入力に基づいて設定される。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記細胞浮遊液において、目的細胞群の細胞光情報のう
ち、選別に係るパラメータが、細胞選別領域よりずれて
分布する場合が生じる。この場合に、以前の細胞選別領
域のままで分析を続けると、目的の細胞群についての完
全な細胞光情報が得られず、分析結果に重大なエラーが
含まれる不都合があった。

例えば、リンパ球サブセントの分析において、癌患者等
より採取された試料について、前方散乱光強度Ｉ。（縦
軸）、９０°散乱光強度■、。（横軸）についてのサイ
トグラムを示すと、第４図（ｂ）のようになる。リンパ
球分布ａ゛、単球分布ｂ゛、顆粒球分布Ｃ゛は、健常者
の場合の第４図（ａ）と比べて、その位置がずれている
。従って、第４図（ｂ）に示す破線の領域ｄ、すなわち
標準的に設定された領域ｄに基づいて分析を行っても、
誤った分析結果しか得られない不都合があった。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、選別に
関与するパラメータの異常分布による、不正確な分析を
防止し得る細胞分析装置を提供することを目的としてい
る。

（ニ）問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の細
胞分析装置は、上記１＝ｖｉ項記載の構成を有するもの
において、以下のｖｉｉ　％　Ｘ項記載の構成を特徴的
に設けてなるものである。

情：前記細胞光情報選別手段で選別された細胞光情報に
統計学的演算処理を施し、統計学的変数を算出する統計
学的変数算出手段。

ｉ×：この統計学的変数に基づいて、前記細胞浮遊液中
の目的細胞群の選別に関与するパラメータが前記細胞選
別領域内に正常に分布するか否かを識別する細胞光情報
分布識別手段。

Ｘ：この細胞光情報分布識別手段の識別結果に基づいて
作動する報知手段。

（ホ）作用 細胞光情報のパラメータのうち、選別に関与するパラメ
ータの細胞選別領域内での分布が異常な場合に、この領
域内で細胞光情報パラメータ若しくはこのパラメータよ
り算出される細胞の大きさ等について、統計学的演算を
施し、平均値、標準偏差等の統計学的変数を算出すれば
、これらは健常者の場合とは異なった値を示している。

従って、上記分布のずれをこれら統計学的変数に基づい
て識別することが可能となる。

この発明の細胞分析装置は、統計学的演算手段により変
数を算出し、この変数に基づき、選別に関与するパラメ
ータの分布が正常か否かを細胞光情報分布識別手段によ
り識別する。そして、その結果を報知手段により操作者
に報知し、操作者に前記細胞選別領域の変更を促し、不
正確な分析が行われるのを防止する。

（へ）実施例 この発明の一実施例を、第１図乃至第３図、第４図ｆａ
）及び第４図（ｂ）に基づいて、以下に説明する。

この実施例の細胞分析装置は、細胞光情報のパラメータ
としては、前方散乱光強度、９０″散乱光強度、異なる
２色についての蛍光強度を測定するものである（いわゆ
るマルチパラメータ）。また、以下の説明においては、
リンパ球サブセントの分析について述べるが、分析対象
はこれに限定されるものではない。

第２図は、この実施例細胞分析装置の概略構成を示す。

２は、周知のフローセルであり、第２図では、その横断
面図を示している。このフローセル２は、ガラス細管２
ａを備え、試料（細胞浮遊液）及びシース液が、ガラス
細管２ａ中を流される。ガラス細管２ａ内には層流が形
成され、細胞は、１つずつガラス細管２ａ中心軸上を流
れていく。

フローセル２側方には、アルゴンレーザ光源３が設けら
れる。レーザ光源３よりのレーザビームｌは、ガラス細
管２ａ中心軸上の一点に向かって照射される。

また、フローセル２の周囲には、レンズ４　ａ　％４ｂ
が配設されている。レンズ４ａは、レーザビームｌの延
長上に位置し、前方散乱光Ｘ、を光電子倍増管（Ｉｆｌ
胞光情報検出手段）５に収束させる。

一方、レンズ４ｂは、レンズ４ａよりフローセル２を中
心として９０″回転した位置に置かれている。細胞Ｃよ
りの１２は、このレンズ４ｂに捉えられ、赤色蛍光強度
検出用の光電子倍増管（細胞光情報検出手段）６に収束
され、入射する。

光電子倍増管６とレンズ４ｂとの間には、４５゜傾いた
状態でハーフミラ−７ａ、７ｂが設けられる。ハーフミ
ラ−７ａにより反射された光ｌ、は、緑色蛍光強度検出
用の光電子倍増管（細胞光情報検出手段）８に入射する
。

また、ハーフミラ−７ｂにより反射された光１４は、９
０″散乱光強度検出用の光電子倍増管（細胞光情報検出
手段）９に入射する。光電子倍増管５．６．８．９は、
電気信号処理部ｌＯに接続される。なお、細胞光情報検
出手段は光電子倍増管に限定されるものではない。また
、光源も使用する蛍光塗料に合わせて、ダイレーザ等、
適宜変更可能である。

第１図は、電気信号処理部１０のブロック図である。光
電子倍増管５．６．８．９の出力信号は、増幅器１１で
増幅され、さらにアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１２により、デジタル信号に変換される。

このデジタル信号は、記憶回路１３に記憶される。この
記憶回路１３には、１つ１つの細胞について、前方散乱
光強度Ｉ６，９０’散乱光強度Ｉ、。、赤色蛍光強度１
ｒ、緑色蛍光強度１ｇの４つのパラメータが順次記憶さ
れる、いわゆるリスト様式である。なお、通常は、１の
試料について、数万個の細胞の細胞光情報が記憶される
ことになり、記憶回路１３には、大きな容量が必要とな
る。このため、細胞分析装置のコストは比較的高いもの
となるが、よりローコストのものにおいては、これら細
胞光情報を外部記憶装置（例えばフロッピィディスク）
に記憶させるように構成してもよい。

記憶回路１３に記憶された細胞光情報は、ゲート回路１
４、あるいは領域記憶回路１５、ゲート回路１４を経て
、演算回路１６に入力される。また、後述の再演算の場
合には、記憶回路１３から直接演算回路１６に人力され
る。

ゲート回路１４は、ノイズを取除くためのちのである。

領域記憶回路１５は、設定された細胞選別領域を記憶し
、目的の細胞の光情報を選別するためのものである。こ
の細胞選別領域は、リンパ球選別の場合においては、散
乱光強度１．．１．。を座標系とする二次元の領域であ
る〔第４図（ａｌ参照〕。

演算回路１６は、散乱光強度１０．１９０を解析処理す
る機能、蛍光強度Ｉｒ、Ｉｇを解析処理する機能及び散
乱光強度■。、■、。より、後述の統計学的変数を算出
する機、能を備えている。

演算回路１６での解析結果は、ＣＲＴ等の表示部（出力
手段）１７に表示され、また、プリンタ（出力手段）１
８により出力される。

一方、前記統計学的変数は、識別回路１９に入力される
。識別回路１９では、統計学的変数をその標準値と比較
し、選別に関与するパラメータが細胞選別領域内に正常
に分布しているか否かを識別する。

識別回路１９において、正常な分布でないと識別された
場合には、ブザー（報知手段）２０を鳴動させ、操作者
に注意を与える。

上述の記憶回路１３、領域記憶回路１５、演算回路１６
等は、制御回路２１により各々制御される。制御回路２
１には、キーボード２２が接続されており、命令や細胞
選別領域等が入力される。

次に、この実施例細胞分析装置の動作を、第３図を主に
参照しながら説明する。

先ず、健常者の試料について測定し、標準的な細胞選別
領域（以下、単に領域という）を設定し、統計学的変数
を算出する〔ステップ（以下ＳＴという）１〜６〕。こ
の処理は、通常、−日一回、検体試料分析の前に行われ
る。

健常者の試料が細胞分析装置にセットされ、測定の開始
命令が入力されると（ＳＴＬ）、この試料がシース液と
共にフローセル２内を流され、１つ１つの細胞について
、散乱光強度Ｉ０、■、。、蛍光強度Ｉｒ、Ｉｇが測定
され、記憶回路１３に記憶される（Ｓｒ１）、記憶され
たパラメータのうち、散乱光強度１０，１９゜データが
読出され、ゲート回路１４を経てノイズが取除かれ、演
算回路１６に入力され、解析処理を施される。この解析
処理の結果は、第４図（ａｌに示すように、■。を縦軸
に、Ｔ９゜を横軸に取り、ドツトプロットパターンのサ
イトグラムとして表示部１７に表示される（Ｓｒ１）。

なお、この表示は、立体表示、等高線表示等、適宜変更
可能である。

この表示結果に基づいて、操作者がリンパ球選別領域が
適切に設定されているかを判断する。領域を変更しない
場合には、キーボード２２よりその旨を入力すれば、細
胞分析装置はＳｒ１の処理に進む（Ｓｒ１）。

領域を変更する場合にはＳｒ１に進み、キーボード２２
よりの入力に基づいて、領域を変更する（Ｓｒ１）。領
域は、通常、多角形であるので、その頂点を入力する。

もちろん、ライトペン、マウス等、他の入力手段を用い
てもよい。入力された領域は、領域記憶回路１５に記憶
される。

続いて、領域内に属する細胞、すなわちリンパ球につい
て、統計学的演算処理が施される（Ｓｒ１）。この統計
学的演算処理は、先ず、記憶回路１３より読出された散
乱光強度Ｉ０、■、。データを、領域記憶回路１５によ
り領域に属するもののみを選別し、ゲート回路１４でノ
イズを取除いた後、演算回路１６に入力する。演算回路
１６では、１つ１つの細胞について、散乱光強度■。、
■、。より、細胞の大きさ、細胞内密度を算出し、また
、領域に属する細胞の総数を算出する。さらに、細胞の
大きさ、細胞内密度については、平均値・標準偏差及び
変動係数がそれぞれ算出され、また、測定された全細胞
数に対する領域内細胞数の割合が算出される。

上述の細胞の大きさ、細胞内密度それぞれについての平
均値、標準偏差、変動係数及び領域内細胞数、その全細
胞に占める割合は、分布の正常・異常を識別するための
統計学的変数（標準値）として、識別回路１９に記憶さ
れる。

続いて、検体試料の測定が行われる。検体試料は、患者
より採取した全血を溶血処理し、赤血球を取除き、リン
パ球を蛍光色素で標識したものである。この標識には、
フルオレセインイソチオシアネート（Ｆ　Ｉ　ＴＣ：緑
色蛍光）標識の０ＫＴ４モノクロ一ナル抗体及びファイ
コニリスリン（ＰＥ：赤色蛍光）標識の０ＫＴ８モノク
ロ一ナル抗体が使用される。なお、蛍光色素やモノクロ
ーナル抗体は、試料に応じて適宜変更される。

検体試料を細胞分析装置にセットし、患者属性データと
共に、検体試料を測定する旨をキーボード２２より人力
すれば、測定が開始される（Ｓｒ１）。先と同様、検体
試料がシース液と共にフローセル２内を流され、１つ１
つの細胞について、散乱光強度Ｉ０、■、。、蛍光強度
１ｒ、Ｉｇを測定し、記憶回路１３に記憶してい＜　　
（Ｓｒ１）。

記憶回路１３より読出された散乱光強度１０．　Ｉ　９
＠は、先と同様、解析処理が施され、Ｉｏ、■、。を座
標としたサイトグラムが、表示部１７に表示される（Ｓ
ｒ１）。

続いて、先に設定された領域に属する細胞について、演
算回路１６で統計学的演算処理が施される（ＳＴＩＯ）
。この処理においても、細胞の大きさと細胞内密度のそ
れぞれについて、平均値・標準偏差・変動係数が算出さ
れ、さらには、領域内細胞数、その割合も算出され、統
計学的変数とされる。

次の５Ｔ１２では、検体試料のリンパ球の散乱光強度Ｉ
。、Ｔ９゜データが、領域内に正しく分布しているか識
別回路１９により識別される。この識別は、検体試料に
ついての統計学的変数を、健常者の試料から得られた標
準値と比較して行われる。

５Ｔ１２で正常であると識別された場合には、５Ｔ１６
の処理に進む。異常であると識別された場合には、ブザ
ー２０が鳴動され（ＳＴ１３）、操作者に異常であるこ
とを報知する。

操作者は、表示部１７の表示から、領域を変更するか否
かを判断する。変更しない場合には、その旨を人力すれ
ば、５Ｔ１６の処理が開始される（ＳＴ１４）。

領域を変更する場合には、その旨が入力されると（ＳＴ
Ｉ　４）　、Ｓｒ１と同様、キーボード２２の入力に基
づいて、新たな領域が設定される（ＳＴ１５）。

次に、領域に属する細胞の、蛍光光強度１ｒ、１ｇデー
タの解析、すなわち、リンパ球についての蛍光特性解析
が行われる（ＳＴ１６）。その結果は、例えば緑色蛍光
及び赤色蛍光についてのヒストグラムとして、表示部１
７に表示される（Ｓ７１７）。

また、プリントする旨が入力された場合（ＳＴ１８）、
プリンタ１８により上記結果が出力される。さらに続け
て検体試料の測定を行う旨の入力があった時にはＳｒ１
に戻り（ＳＴ２０）、終了の入力があった時には、測定
を終了する。

第３図には示していないが、測定により得られたデータ
を再演算処理したい場合、例えば、問題ある検体試料に
ついて、もう一度演算処理を行うことも可能である。

なお、上記実施例においては、散乱光強度１ｏ。

１９０の分布に異常が生じた場合に、ブザー２０の鳴動
により操作者に報知するように構成しているが、ＬＥＤ
を点灯させたり、表示部１７に表示させて報知する等、
適宜設計変更可能である。

また、測定するパラメータ、このパラメータのうち、目
的の細胞を選別するためのパラメータ及び分布の正常・
異常を識別するための統計学的変数は、上記実施例のも
のに限定されず、適宜変更可能である。

（ト）発明の詳細 な説明したように、この発明の細胞分析装置は、細胞選
別領域内における選別に関与するパラメータの異常分布
を、統計学的変数に基づいて識別し、その結果を操作者
に報知するものであるから、目的細胞について、正確な
分析が行える利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る細胞分析装置の回
路構成を示すブロック図、第２図は、同細胞分析装置の
光学系を示す図、第３図は、同細胞分析装置の動作を説
明するフロー図、第４図（ａ）は、正常な試料の前方散
乱光強度と９０″散乱光強度についてのサイトグラムを
示す図、第４図（ｂ）は、異常な試料の前方散乱光強度
と９０°敗乱光強度についてのサイトグラムを示す図で
ある。 ２：フローセル、　　３：レーザ光源、５・６・８・９
：光電子倍増管、 １５：領域記憶回路、１６：演算回路、１７：表示部、
　　　１８：プリンタ、１９：識別回路、　　　２０：
ブザー。 特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　信第２図 第４図＜ａ＞ 第４図（ｂ） Ｉ９０□ 手糸左ネ１１１正ｊ種（自発） １．事件の表示 昭和６２年特許１（ｉｌ第２２１３１３５　号２４発明
の名称 細胞分析装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　京都市右京区花園土堂町１０番地名称　　　（
２９４）立石電機株式会社代表者　立石義羅 ４、代理人　　◎６０４ 住所　　京都市中京区壬生賀陽御所町３番地の１京都室
ビル５Ｆ ７、補正の内容 （１）別添付の訂正全文明細書の通り （補正の対象の欄に記載した事項以外に変更なし）（２
）第２図及び第３図をそれぞれ別紙の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （１）訂正全文明細書　　　　　　　　　　１通（２）
図面〔第２図、第３図〕　　　　　　１通以上 （訂正） 明細書 １、発明の名称 細胞分析装置 ２、特許請求の範囲 （１）細胞浮遊液が流されるフローセルと、このフロー
セル内を流れる細胞に光ビームを照射する光源と、 この光ビームが照射された１つの細胞について、２以上
のパラメータよりなる細胞光情報を検出する細胞光情報
検出手段と、 前記細胞浮′ｉｉ液中の目的細胞群の細胞光情報を選別
する、前記パラメータのうちの１又は２以上のパラメー
タを座標系とする一次元又は多次元の領域を設定する細
胞選別領域設定手段と、前記細胞光情報検出手段で得ら
れた細胞光情報より、前記細胞選別領域に属する細胞群
の細胞光情報を選別する細胞光↑ｎ報選別手段と、前記
細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報及び前記細胞
光情報選別手段で選別された細胞光情報を処理する細胞
光情報処理手段と、この細胞光情報処理手段での処理結
果を出力する出力手段とを備えてなる細胞分析装置にお
いて、前記細胞光情報選別手段で選別された細胞光情報
に統計学的演算処理を施し、統計学的変数を算出する統
計学的変数算出手段と、 この統計学的変数に基づいて、前記細胞浮ｉｔ液中の目
的細胞群の選別に関与するパラメータが、前記細胞選別
領域内に正常に分布するか否かを識別する細胞光情報分
布識別手段と、 この細胞光情報分布識別手段の識別結果に基づいて作動
する報知手段とを設けたことを特徴とする細胞分析装置
。 （２）前記統計学的変数は、細胞選別領域内の細胞数と
、この細胞数が細胞光情報検出に係る全細胞数に占める
割合と、細胞選別領域に属する細胞の大きさ及び細胞内
ｍｌｔ密度のそれぞれについての平均値及び標準偏差及
び変動係数とである特許請求の範囲第１項記載の細胞分
析装置。 （３）前記報知手段は、責且仁号発生塁である特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の細胞分析装置。 （４）前記報知手段は、ヱヱ煎表丞器である特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の細胞分析装置。 ３、発明の詳細な説明 （イ）産業上の利用分野 この発明は、フローサイトメトリーを適用した細胞分析
装置の改良に関する。 （ロ）従来の技術 フローサイトメトリーは、大量の細胞を高速度且つ高精
度に分析できる特徴を有しており、近年に至り、癌やそ
の他の疾病の発見又はその治療のモニタリング、細胞周
期の分析、細胞内核酸、蛋白質の定量等に適用されてお
り、医療・細胞工学等の広い分野に亘り、利用されてい
る。 このフローサイトメトリーの原理は、蛍光色素で染色さ
れた細胞を細い液流中に流し、この細胞の１つ１つにレ
ーザ光又は放電管の光ビームを照射することにより生じ
る散乱光や蛍光の量、すなわち細胞光情報を瞬時に測定
し、その結果より細胞分析を行うものである。 ところで、細胞浮遊液中には、複数種の細胞群が含まれ
ることが多いが、その細胞群の１つについて分析を行い
たい場合がある。−例として、人体血液中のリンパ球サ
ブセットの分析が挙げられる。この場合、細胞浮遊液（
試料）としては、血液を溶血処理したものが用いられる
が、この試料中には、リンパ球の他に、単球、顆粒球が
含まれている。 そこで、細胞光情報検出の隙に、１つの細胞について同
時に２つ以上のパラメータ（例えば散乱光強度、蛍光強
度）を測定し、そのうちの１又は２以上のパラメータに
基づいて分析対象の細胞の光情報を選別することが行わ
れる。 上記リンパ球サブセット分析の場合を例に取れば、前方
散乱光強度ｌ０１９０’散乱光強度■、。 の２つのパラメータが用いられる。健常者の血液より得
られた試料については、第４図（ａ）のように、前方散
乱光強度１ａ、９０°散乱光強度Ｉ、。を座標に取り、
両パラメータを点でプロットすれば（サイトグラム）、
各細胞群それぞれの分布が現れる。 ａはリンパ球の分布、ｂは単球の分布、Ｃは顆粒球の分
布である。そこで、破線のようなウィンドウと呼ばれる
領域（細胞選別領域）ｄを設定しておき、この領域ｄに
属するか否かを識別することにより、目的細胞群の細胞
光情報を選別することが可能となる。なお、リンパ球サ
ブセットの分析自体は、細胞光情報中の蛍光強度データ
に基づいて行われる。 上述のように、細胞浮遊液中に含まれる複数細胞群のう
ち、所定の細胞群の分析を自動的に行う細胞分析装置と
しては、以下のｉ〜ｖｉ項記載の構成を有するものが知
られている。 ｉ：ｊｆｆｉ胞浮遊液が流されるフローセル、ｉｉ：こ
のフローセル内を流れる細胞に光ビームを照射する光源
（レーザ光源等）、 ｉｉｉ　：　ｉｉ項の光ビームが１（（射された１つの
細胞について、２以上のパラメータよりなる細胞光情報
を検出する細胞光情報検出手段（例えば、フローセル周
囲に配される複数の光電子増倍管等）、 １ｖ：細胞浮遊液中の所定細胞群の細胞光情報を選別す
る、細胞光情報の１又は２以上のバラメークを座標系と
する一次元又は多次元の領域を設定する細胞選別領域設
定手段、Ｖ：前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光
情報より、前記細胞選別領域に属する細胞の細胞光情報
を選別する細胞光情報選別手段、 ｖｉ：前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報及
び前記細胞光情報選別手段で選別された細胞光情報を処
理（例えばヒストグラムの作成等）する細胞光情報処理
手段、ガニこの細胞光情報処理手段での処理結果を出力
する出力手段（例えばプリンタ等、ＣＲＴ等の表示器も
含む）。 上記ｉｖ　−ｖｉ項の構成は、コンピュータに含まれて
おり、細胞光情報領域は、このコンピュータに付属する
キーボード等からの入力に基づいて設定される。 （ハ）発明が解決しようとする問題点 上記細胞浮遊液において、目的細胞群の細胞光情報のう
ち、選別に係るパラメータが、細胞選別領域よりずれて
分布する場合が生じる。この場合に、以前の細胞選別領
域のままで自動的に分析を続けると、目的の細胞群につ
いての完全な細胞光情報が得られず、分析結果に重大な
エラーが含まれる不都合があった。 例えば、リンパ球サブセットの分析において、癌患者等
より採取された試料について、前方散乱光強度■。（縦
軸）、９０°散乱光強度■９゜（横軸）についてのサイ
トグラムを示すと、第４図（ｂ）のようになる。リンパ
球分布ａｔ、単球分布ｂ＋、顆粒球分布Ｃ”は、健常者
の場合の第４図（ａ）と比べて、その位置がずれている
。従って、第４図ら）に示す破線の領域ｄ、すなわち標
準的に設定された領域ｄに基づいて自動的に分析を行っ
ても、誤った分析結果しか得られない不都合があった。 この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、選別に
関与するパラメータの異常分布による、不正確な分析を
防止し得る細胞分析装置を提供することを目的としてい
る。 （ニ）問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の細
胞分析装置は、上記ｉ−■項記載の構成を有するものに
おいて、以下の帽〜Ｘ項記載の構成を特徴的に設けてな
るものである。 ｖｒｎ：前記細胞光情報選別手段で選別された細胞光情
報に統計学的演算処理を施し、統計学的変数を算出する
統計学的変数算出手段、ｉＸ：この統計学的変数に基づ
いて、前記細胞浮遊液中の目的細胞群の選別に関与する
パラメータが前記細胞選別領域内に正常に分布するか否
かを識別する細胞光情報分布識別手段、 Ｘ：この細胞光情報分布識別手段の識別結果に基づいて
作動する報知手段。 （ホ）作用 細胞光情報のパラメータのうち、選別に関与するパラメ
ータの細胞選別領域内での分布が異常な場合に、この領
域内で細胞光情報パラメータ若しくはこのパラメータよ
り算出される細胞の大きさ等について、統計学的演算を
施し、平均値、標準偏差等の統計学的変数を算出すれば
、これらは健常者の場合とは異なった値を示している。 従って、上記分布のずれをこれら統計学的変数に基づい
て識別することが可能となる。 この発明の細胞分析装置は、統計学的演算手段により変
数を算出し、この変数に基づき、選別に関与するパラメ
ータの分布が正常か否かを細胞光情報分布識別手段によ
り識別する。そして、その結果を報知手段により操作者
に報知し、操作者に前記細胞選別領域の変更を促し、不
正確な分析が行われるのを防止する。 （へ）実施例 この発明の一実施例を、第１図乃至第３図、第４図（ａ
）及び第４図（ｂ）に基づいて、以下に説明する。 この実施例の細胞分析装置は、細胞光情報のバラメーク
としては、前方散乱光強度、９０°敗乱光強度、異なる
２色についての蛍光強度を測定するものである（いわゆ
るマルチパラメータ）。また、以下の説明においては、
リンパ球サブセットの分析について述べるが、分析対象
はこれに限定されるものではない。 第２図は、この実施例細胞分析装置の概略構成を示す、
２は、周知のフローセルであり、第２図では、その横断
面図を示している。このフローセル２は、ガラス細管２
ａを備え、試料（細胞浮遊液）及びシース液が、ガラス
細管２ａ中を流される。ガラス細管２ａ内には層流が形
成され、細胞は、１つずつガラス細管２ａの中心軸上を
流れていく。 フローセル２側方には、アルゴンレーザ光源３が設けら
れる。レーザ光源３よりのレーザビームｌは、ガラス細
管２ａ中心軸上の一点に向かって照射される。 また、フローセル２の周囲には、レンズ４ａ。 ４ｂが配設されている。レンズ４ａは、レーザビーム２
の延長上に位置し、前方散乱光２Ｉを光電子増倍管（細
胞光情報検出手段）５に収束させる。 ４ｃはビームストッパであり、フローセル２を透過した
レーザビームｌがホトダイオード５へ入射するのを防止
する。 一方、レンズ４ｂは、レンズ４ａよりフローセル２を中
心として９０°回転した位置に置かれている。細胞Ｃよ
りの信号光１２は、このレンズ４ｂに捉えられ、赤色蛍
光検出用の光電子増倍管（細胞光情報検出手段）６に収
束され、入射する。 光電子増倍管６とレンズ４ｂとの間には、４５゜傾いた
状態でグイクロイックミラー７ａ、７ｂが設けられる。 グイクロイックミラー７ａにより反射された光！！、３
は、緑色蛍光検出用の光電子増倍管（細胞光情報検出手
段）８に入射する。 また、グイクロイックミラー７ｂにより反射された光１
４は、９０°散乱光検出用の光電子増倍管（細胞光情報
検出手段）９に入射する。光電子増倍管５．６．８．９
は、電気信号処理部１０に接続される。なお、細胞光情
報検出手段は光電子増（Ｑ管に限定されるものではない
。また、光源も使用する蛍光色素に合わせて、ダイレー
ザ等、適宜変更可能である。 第１図は、電気信号処理部１０のブロック図である。光
電子増倍管５．６．８．９の出力信号は、増幅器１１で
増幅され、さらにアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１２により、デジタル信号に変換される。 このデジタル信号は、記憶回路１３に記憶される。この
記憶回路１３には、１つ１つの細胞について、前方散乱
光強度Ｉ０．９０°散乱光強度■、。、赤色蛍光強度Ｉ
ｒ、緑色蛍光強度１ｇの４つのパラメータが順次記憶さ
れる、いわゆるリスト様式である。なお、通常は、１つ
の試料について、数万個の細胞の細胞光情報が記憶され
ることになり、記憶回路１３には、大きな容量が必要と
なる。このため、細胞分析装置のコストは比較的高いも
のとなるが、よりローコストのものにおいては、これら
細胞光情報を外部記憶装置（例えばフロッピィディスク
）に記憶させるように構成してもよい。 記憶回路１３に記憶された細胞光情報は、ゲート回路１
４あるいは領域記憶回路１５、ゲート回路１４を経て、
演算回路１６に入力される。また、後述の再、演算の場
合には、記憶回路１３から直接演算回路１６に入力され
る。 ゲート回路工４は、ノイズを取除くためのものである。 領域記憶回路１５は、設定された細胞選別領域を記憶し
、目的の細胞の光情報を選別するためのものである。こ
の細胞選別領域は、リンパ球選別の場合においては、散
乱光強度Ｉ０、■、。を座標系とする二次元の領域であ
る〔第４図（ａ）参照〕。 演算回路１６は、散乱光強度■。、Ｉｑ。を解析処理す
る機能、蛍光強度１ｒ、Ｉｇを解析処理する機能及び散
乱光強度１．、■、。より、後述の統計学的変数を算出
する機能を備えている。 演算回路１６での解析結果は、ＣＲＴ等の表示部（出力
手段）１７に表示され、また、プリンタ（出力手段）１
８により出力される。 一方、前記統計学的変数は、識別回路１９に入力される
。識別回路１９では、統計学的変数をその標準値と比較
し、選別に関与するパラメータが細胞選別領域内に正常
に分布しているか否かを識別する。 識別回路１９において、正常な分布でないと識別された
場合には、ブザー（報知手段）２０を鳴動させ、操作者
に注意を与える。 上述の記憶回路１３、領域記憶回路１５、演算回路１６
等は、制御回路２１により各々制御される。制御回路２
１には、キーボード２２が接続されており、命令や細胞
選別領域等が入力される。 次に、この実施例細胞分析装置の動作を、第３図を主に
参照しながら説明する。 先ず、健常者の試料について測定し、標準的な細胞選別
領域（以下、単に領域という）を設定し、統計学的変数
を算出する〔ステップ（以下ＳＴという）１〜６〕。こ
の処理は、通常、−日一回、検体試料分析の前に行われ
る。 健常者の試料が細胞分析装置にセットされ、測定の開始
命令が入力されると（ＳＴＩ）、この試料がシース液と
共にフローセル２内を流され、１つ１つの細胞について
、散乱光強度■。、■９゜、蛍光強度！ｒ、ｒｇが測定
され、記憶回路１３に記憶される（Ｓｒ２）。記憶され
たパラメータのうち、散乱光強度■。、Ｔ９゜データが
読出され、ゲート回路１４を経てノイズが取除かれ、演
算回路１６に人力され、解析処理を施される。この解析
処理の結果は、第４図（ａ）に示すように、Ｉｏを縦軸
に、■、。を横軸に取り、ドツトプロットパターンのサ
イトグラムとして表示部１７に表示される（Ｓｒ３）。 なお、この表示は、立体表示、等高線表示等、適宜変更
可能である。 この表示結果に基づいて、操作者がリンパ球選別領域が
適切に設定されているかを判断する。領域を変更しない
場合には、キーボード２２よりその旨を入力すれば、細
胞分析装置はＳｒ１の処理に進む（Ｓｒ４）。 領域を変更する場合にはＳｒ１に進み、キーボード２２
よりの入力に基づいて、領域を変更する（Ｓｒ１）。領
域は、通常、多角形であるので、その頂点を入力するが
、任意の形状も可能であり、その場合には、ライトペン
、マウス等、他の入力手段を用いてもよい。入力された
領域は、領域記憶回路１５に記憶される。 続いて、領域内に属する細胞、すなわちリンパ球につい
て、統計学的演算処理が施される（Ｓｒ１）。この統計
学的演算処理は、先ず記憶回路１３より読出された散乱
光強度■。、ｌ、。データを、領域記憶回路１５により
領域に属するもののみを選別し、ゲート回路１４でノイ
ズを取除いた後、演算回路１６に入力する。演算回路１
６では、１つ１つの細胞について、散乱光強度■。、１
９０より、細胞の大きさ、細胞内顆粒密度を算出し、ま
た、領域に属する細胞の総数を算出する。さらに、細胞
の大きさ、細胞内顆粒密度については、平均値、標準偏
差及び変動係数がそれぞれ算出され、また、測定された
全細胞数に対する領域内細胞数の割合が算出される。 上述の細胞の大きさ、細胞内顆粒密度それぞれについて
の平均値、標準偏差、変動係数及び領域内細胞数、その
全細胞に占める割合は、分布の正常・以上を識別するた
めの統計学的変数（標準値）として、識別回路１９に記
憶される。 続いて、検体試料の測定が行われる。検体試料は、患者
より採取した全血を溶血処理し、赤血球を取除き、リン
パ球を蛍光色素で標識したものである。この標識には、
フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ：緑色蛍
光）標識の０ＫＴ４モノクロ一ナル抗体及びファイコニ
リスリン（ＰＥ：赤色蛍光）標識の０ＫＴ８モノクロ一
ナル抗体が使用される。なお、蛍光色素やモノクローナ
ル抗体は、試料に応じて適宜変更される。 検体試料を細胞分析装置にセットし、患者属性データと
共に、検体試料を測定する旨をキーボード２２より入力
すれば、測定が開始される（ＳＴＹ）。先と同様、検体
試料がシース液と共にフローセル２内を流され、１つ１
つの細胞について、散乱光強度Ｉ。、■、。、蛍光強度
Ｉｒ、ｒｇを測定し、記憶回路１３に記憶してい＜　（
ＳＴＹ）。 記憶回路１３より読出された散乱光強度■。、■、。は
、先と同様、解析処理が施され、■。、■、。を座標と
したサイトグラムが、表示部１７に表示される（Ｓｒ９
）。 続いて、先に設定された領域に属する細胞について、演
算回路１６で統計学的演算処理が施される（ＳＴＩＯ）
。この処理においても、細胞の大きさと細胞内顆粒密度
のそれぞれについて、平均値・標準偏差・変動係数が算
出され、さらには、領域内細胞数、その割合も算出され
、統計学的変数とされる。 次の５Ｔ１２では、検体試料のリンパ球の散乱光強度Ｌ
、Ｔ、。データが、領域内に正しく分布しているか識別
回路１９により識別される。この識別は、検体試料につ
いての統計学的変数を、健常者の試料から得られた標準
値と比較して行われる。 ５Ｔ１２で正常であると識別された場合には、５Ｔ１６
の処理に進む。異常であると識別された場合には、ブザ
ー２０が鳴動され（ＳＴ１３）、操作者に異常であるこ
と報知する。 操作者は、表示部エフの表示から、領域を変更するか否
かを判断する。変更しない場合には、その旨を入力すれ
ば、５Ｔ１６の処理が開始される（ＳＴ１４）。 領域を変更する場合には、その旨が入力されると（ＳＴ
Ｉ　４）、ＳＴ５と同様、キーボード２２の入力に基づ
いて、新たな領域が設定される（ＳＴ１５）。 次に、領域に属する細胞の蛍光強度１ｒ、１ｇデータの
解析、すなわち、リンパ球についての蛍光特性解析が行
われる（ＳＴ１６）。その結果は、例えば緑色蛍光及び
赤色蛍光についてのヒストグラムとして、表示部１７に
表示される（ＳＴ１７）。 また、プリントする旨が入力された場合（ＳＴ１８）、
プリンタ１８により上記結果が出力される。さらに続け
て検体試料の測定を行う旨の入力があった時にはＳＴ７
に戻り（ＳＴ２０）、終了の入力があった時には、測定
を終了する。 第３図には示していないが、測定により得られたデータ
を再演算処理したい場合、例えば、問題ある検体試料に
ついて、もう一度演算処理を行うことも可能である。 なお、上記実施例においては、散乱光強度■。、■、。 の分布に異常が生じた場合に、ブザー２０の鳴動により
操作者に報知するように構成しているが、ＬＥＤを点灯
させたり、表示部１７に表示させて報知する等、適宜設
計変更可能である。 また、測定するパラメータ、このパラメータのうち、目
的の細胞を選択するためのパラメータ及び分布の正常・
異常を識別するための統計学的変数は、上記実施例のも
のに限定されず、適宜変更可能である。 （ト）発明の詳細 な説明したように、この発明の細胞分析装置は、細胞選
別領域内における選別に関与するパラメータの異常分布
を、統計学的変数に基づいて識別し、その結果を操作者
に報知するものであるから、目的細胞について、自動的
に正確な分析が行える利点を有している。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、この発明の一実施例に係る細胞分析装置の回
路構成を示すブロック図、第２図は、同細胞分析装置の
光学系を示す図、第３図は、同細胞分析装置の動作を説
明するフロー図、第４図（ａ）は、正常な試料の前方散
乱光強度と９０’散乱光強度についてのサイトグラムを
示す図、第４図（ｂ）は、異常な試料の前方散乱光強度
と９０°散乱光強度についてのす・イトダラムを示す図
である。 ２：フローセル、　３：レーザ光源、 ５・６・８・９：光電子増倍管、 １５：領域記憶回路、１６：演算回路、１７；表示部、
　　　１８：プリンタ、１９：識別回路、　　２０：ブ
ザー。 特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）細胞浮遊液が流されるフローセルと このフローセル内を流れる細胞に光ビームを照射する光
   源と、 この光ビームが照射された１つの細胞について、２以上
   のパラメータよりなる細胞光情報を検出する細胞光情報
   検出手段と、 前記細胞浮遊液中の目的細胞群の細胞光情報を選別する
   、前記パラメータのうちの１又は２以上のパラメータを
   座標系とする一次元又は多次元の領域を設定する細胞選
   別領域設定手段と、 前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報より、前
   記細胞選別領域に属する細胞群の細胞光情報を選別する
   細胞光情報選別手段と、 前記細胞光情報検出手段で得られた細胞光情報及び前記
   細胞光情報選別手段で選別された細胞光情報を処理する
   細胞光情報処理手段と、 この細胞光情報処理手段での処理結果を出力する出力手
   段とを備えてなる細胞分析装置において、前記細胞光情
   報選別手段で選別された細胞光情報に統計学的演算処理
   を施し、統計学的変数を算出する統計学的変数算出手段
   と、 この統計学的変数に基づいて、前記細胞浮遊液中の目的
   細胞群の選別に関与するパラメータが、前記細胞選別領
   域内に正常に分布するか否かを識別する細胞光情報分布
   識別手段と、 この細胞光情報分布識別手段の識別結果に基づいて作動
   する報知手段とを設けたことを特徴とする細胞分析装置
   。
2. （２）前記統計学的変数は、細胞選別領域内の細胞数と
   、この細胞数が細胞光情報検出に係る全細胞数に占める
   割合と、細胞選別領域に属する細胞の大きさ及び細胞内
   密度のそれぞれについての平均値及び標準偏差及び変動
   係数とである特許請求の範囲第１項記載の細胞分析装置
   。
3. （３）前記報知手段は、ブザーである特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の細胞分析装置。
4. （４）前記報知手段は、発光ダイオード素子である特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の細胞分析装置。