有形成分分析装置及び方法
【課題】 炎症や疾患などの有無の推定を容易にする装置を提供する
【解決手段】 本発明は、生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された散乱光に基づき、前記生体試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析部とを有する有形成分分析装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された散乱光に基づき、前記生体試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析部とを有する有形成分分析装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料中の有形成分を分析する装置及び方法に関する。特に本発明は、尿試料中の有形成分を分析する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
尿試料には血球、細菌、円柱、上皮細胞などの有形成分が含まれる。尿試料に含まれる上皮細胞には扁平上皮細胞、移行上皮細胞、及び尿細管上皮細胞がある。尿試料中の扁平上皮細胞は外尿道口付近の粘膜に由来する。尿試料中の移行上皮細胞は腎杯、腎盂から尿管、膀胱、内尿道口迄の粘膜に由来する。尿試料中の尿細管上皮細胞は近位尿細管からヘンレの係蹄、遠位尿細管、集合管、及び腎乳頭までの内腔を覆う上皮に由来する。扁平上皮細胞は、扁平上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型扁平上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型扁平上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型扁平上皮細胞に細分できる。移行上皮細胞は、移行上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型移行上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型移行上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型移行上皮細胞に細分できる。尿細管上皮細胞は、尿細管上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型尿細管上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型尿細管上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型尿細管上皮細胞に細分できる。
【０００３】
一般的に表層型扁平上皮細胞以外の上皮細胞は健常人の尿試料中には殆ど見られず、腎杯・腎盂から内尿道口迄の炎症や腎疾患などの場合尿試料中に多数出現する。一方表層型扁平上皮細胞は炎症や疾患などの場合だけでなく健常人の尿試料中にも多く見られる。その為、上皮細胞を分析して炎症や疾患などの有無を推定するには、上皮細胞全体を計数するだけでは不十分であり、上皮細胞全体のうち炎症や疾患などの有無の推定に有用な上皮細胞を計数する必要がある。
従来から、尿試料中の有形成分（血球、上皮細胞、円柱、細菌等）を分析する方法として、検査技師が顕微鏡によって有形成分を目視して分析する目視分析方法がある。また、従来から、尿試料中の有形成分を分析する装置として、フローセル中の有形成分にレーザ光を照射して得られる光学的情報に基づいて有形成分を自動的に分析する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３２２８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の目視分析方法においては、前処理として、尿試料を遠心分離し、上澄み液を除去して、上澄み液を除去した尿試料の沈渣物のスライド標本を作製する。前記前処理によって作成したスライド標本中の有形成分を検査技師が観察・計数する。この方法では、尿試料中の上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞を計数できる。しかし、前記前処理及び顕微鏡下での有形成分の観察・計数には多くの時間と労力が必要で、検査技師の大きな負担になっている。さらに、検査技師によって有形成分の分析に個人差があるなどの問題点もある。
【０００５】
また前記特許文献１に記載された装置においては、尿試料中の上皮細胞全体をまとめて計数することは可能である。しかし前記特許文献１には、上皮細胞全体のうち炎症や疾患の有無の推定に有用な所定の上皮細胞を計数することについては記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、尿などの生体試料中の炎症や疾患などの有無の推定に有用な上皮細胞を分析することが可能な有形成分分析装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の第一の局面による有形成分分析装置は、尿試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された散乱光に基づき、前記尿試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析部と、を有する有形成分分析装置を提供する。
本発明の第一の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
【０００８】
本発明の第二の局面による有形成分分析装置は、尿試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記尿試料中の全上皮細胞を計数し、前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記尿試料中の表層型扁平上皮細胞を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記表層型扁平上皮細胞の数の割合を算出する分析部と、を有する有形成分分析装置を提供する。
本発明の第二の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち表層型扁平上皮細胞が計数され、全上皮細胞の数に占める表層型扁平上皮細胞の数の割合が算出されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
【０００９】
本発明の第三の局面による有形成分分析方法は、尿試料中の有形成分に光を照射する工程と、前記光を照射された前記有形成分から散乱する散乱光を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された前記散乱光に基づき、前記尿試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析工程と、を有する有形成分分析方法を提供する。
本発明の第三の局面による有形成分分析方法によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による有形成分分析装置１の全体構成を示す斜視図である。有形成分分析装置１は、血球、細菌、円柱、上皮細胞などの有形成分を含む尿試料を測定対象とする。有形成分分析装置１の測定対象となる尿試料は、排泄された尿の他に、原尿、尿管中の尿、膀胱内の尿、及び尿道中の尿など、生体内から採取した尿を含む。
有形成分分析装置１は、測定対象である尿試料に希釈・染色処理を行って測定用試料を作成し、レーザ光を測定用試料中の有形成分に照射し、レーザ光を照射された有形成分によって散乱する散乱光などの光学的情報を検出し解析することによって、測定用試料に含まれる有形成分を分析し、計数する装置である。
本実施形態の有形成分分析装置１は、装置本体１０と、装置本体１０にチューブを介して接続され、装置本体１０に陽圧及び陰圧を供給する空圧源２とを有する。装置本体１０は情報の入力や分析結果の表示などを行うタッチパネル式液晶ディスプレイ１１と、測定を開始するスイッチであるスタートスイッチ１４とを備えている。
【００１２】
図２は装置本体１０の機能的な構成を示すブロック図である。装置本体１０は、タッチパネル式液晶ディスプレイ１１，試料吸引ピペット１２、サンプルシリンジユニット１３、サンプリングバルブ１５、試料調製部３，光源４、検出部５、分析部６、及びシース液容器５９を有する。
試料容器に収容された尿試料は試料吸引ピペット１２からサンプルシリンジユニット１３によって吸引され、サンプリングバルブ１５に収容される。サンプリングバルブ１５に収容された尿試料は、定量され、サンプルシリンジユニット１３によって試料調製部３の反応容器３４に吐出される。
【００１３】
試料調製部３は、尿試料を希釈する為の希釈液を収容する希釈液容器３０と，希釈液容器３０の希釈液を定量して反応容器３４に供給する定量シリンジユニット３１と、尿試料を染色するための染色液を収容する染色液容器３２と，染色液容器３２の染色液を定量して反応容器３４に供給する定量シリンジユニット３３と、反応容器３４とを有する。反応容器３４では、試料吸引ピペット１２を介して供給される尿試料と、希釈液容器３０から供給される希釈液と、染色液容器３２から供給される染色液とが混合され測定用試料が作成される。作成された測定用試料はシースフローセル５０に送られる。
【００１４】
光源４は、シースフローセル５０中を流れる測定用試料中の有形成分にレーザ光を照射する赤色半導体レーザである。
シース液容器５９はシースフローセル５０に供給するシース液を収容する容器である。
検出部５は、反応容器３４から送られる測定用試料及びシース液容器５９から供給されるシース液を流すシースフローセル５０と、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって側方に散乱するレーザ光（側方散乱光）を検出するフォトマルチプライヤ５１ａと、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって生じる蛍光を検出するフォトマルチプライヤ５１ｂと、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって前方に散乱するレーザ光（前方散乱光）を検出するフォトダイオード５２とを有する。
フォトマルチプライヤ５１ａは側方散乱光を検出して側方散乱光信号を、フォトマルチプライヤ５１ｂは蛍光を検出して蛍光信号を、フォトダイオード５２は前方散乱光を検出して前方散乱光信号を分析部６に出力する。前方散乱光信号、蛍光信号、及び側方散乱光信号は電気信号である。なお、側方散乱光を検出するためのフォトマルチプライヤ５１ａの代わりにフォトダイオードを用いてもよく、前方散乱光を検出するためのフォトダイオード５２の代わりに、フォトマルチプライヤを用いてもよい。また、蛍光を検出するためのフォトマルチプライヤ５１ｂの代わりにフォトダイオードを用いてもよいが、検出される蛍光は微弱なので、検出感度の高いフォトマルチプライヤが好ましい。
【００１５】
分析部６は解析ユニット６０とマイクロコンピュータ６１とを有する。解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を解析する演算回路を備えている。解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号のノイズ信号を除去し、各信号の波形を解析し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に出力する。マイクロコンピュータ６１は、解析ユニット６０から出力された解析結果に基づき、スキャッタグラムを作成し、測定用試料中の有形成分を分析、計数する。マイクロコンピュータ６１によって作成されたスキャッタグラムや計数した値などは分析結果として装置本体１０のタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に表示される。
【００１６】
ここで、図３を用い、検出部５の構成について説明する。
図３は装置本体１０の光源４，検出部５、シース液容器５９、及び分析部６の構成を示す斜視図である。
光源４は、波長６３５ｎｍのレーザ光を照射する赤色半導体レーザであり、光源４から発せられたレーザ光は照射レンズ系４１によって絞られて、シースフローセル５０を流れる測定用試料中の有形成分に照射される。本実施形態において用いられている赤色半導体レーザは、アルゴンイオンレーザに比べ、小型かつ安価で、発振寿命が長いという利点を有する。
【００１７】
シースフローセル５０は、シース液容器５９から供給されるシース液と、試料調製部３で調製された測定用試料を流すためのものである。シース液は、シースフローセル５０に測定用試料を流す際、測定用試料の流れを囲んで包むように流れる液体である。シース液容器５９から供給されるシース液はシース液導入ノズル５３を介してシースフローセル５０に導入される。試料調製部３から送られた測定用試料は、シースフローセル５０内のシース液流の中心に、サンプルノズル５４から吐出される。これにより測定用試料は、シースフローセル５０内でシース液に包まれ、細く絞られた状態で流れる。フォトマルチプライヤ５１ａは、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって側方に散乱するレーザ光を検出して側方散乱光信号を分析部６に出力し、フォトマルチプライヤ５１ｂは、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって生じる蛍光を検出して蛍光信号を分析部６に出力し、フォトダイオード５２は、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって前方に散乱するレーザ光を検出して前方散乱光信号を分析部６に出力する。シースフローセル５０とフォトマルチプライヤ５１ａとの間の光軸上には、集光レンズ５５ａとダイクロイックミラ５６とが配置されている。ダイクロイックミラ５６とフォトマルチプライヤ５１ｂとの間の光軸上には光学フィルタ５７とピンホール５８ａとが配置されている。シースフローセル５０と、フォトダイオード５２との間の光軸上には、集光レンズ５５ｂとピンホール５８ｂとが配置されている。分析部６は、検出部５から出力された側方散乱光信号から側方散乱光強度及び側方散乱光パルス幅を算出し、検出部５から出力された蛍光信号から蛍光強度及び蛍光パルス幅を算出し、検出部５から出力された前方散乱光信号から前方散乱光強度及び前方散乱光パルス幅を算出し、スキャッタグラムを作成して測定用試料中の有形成分を分析する。
【００１８】
ここで、図４に基づき、側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅について説明する。
図４は、検出部５で検出された光の強度を縦軸とし検出時間を横軸とする図中にそれぞれ前方散乱光信号の波形と蛍光信号の波形と側方散乱光信号の波形とを示した模式図である。図４（ａ）には前方散乱光信号の波形６５が示されている。この波形６５は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって前方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図４（ｂ）には蛍光信号の波形６６が示されている。この波形６６は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって生じる蛍光の強度及び検出時間に基づく。図４（ｃ）には側方散乱光信号の波形６７が示されている。この波形６７は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって側方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図４（ａ）において、前方散乱光信号の波形６５の高さを前方散乱光強度とし波形６５の幅を前方散乱光パルス幅とする。図４（ｂ）において蛍光信号の波形６６の高さを蛍光強度とし波形６６の幅を蛍光パルス幅とする。図４（ｃ）において側方散乱光信号の波形６７の高さを側方散乱光強度とし波形６７の幅を側方散乱光パルス幅とする。
【００１９】
以下、図５に基づき、装置本体１の動作を説明する。
図５は、装置本体１０の動作を説明するフローチャートである。
ステップＳ１では、マイクロコンピュータ６１はスタートスイッチ１４が押されたか否かを判断する。マイクロコンピュータ６１はスタートスイッチ１４が押されたと判断するとステップＳ２の処理を実行する。
【００２０】
ステップＳ２（測定用試料調製）においては、尿試料と染色液と希釈液とから測定用試料を作成する。サンプルシリンジユニット１３によって尿試料が反応容器３４に所定量供給され、定量シリンジユニット３１によって希釈液容器３０から希釈液が反応容器３４に所定量供給され、定量シリンジユニット３３によって染色液容器３２から染色液が反応容器３４に所定量供給されて、測定用試料が作成される。反応容器３４で希釈液によって染色液は４０倍に希釈され、尿試料は４倍に希釈されて測定用試料が作成される。本実施形態では測定用試料７２０μLは、尿試料１８０μLと、希釈液５２２μLと、染色液１８μLとを混合して作成されたものである。
【００２１】
ステップＳ３（光学的情報検出）においては、光源４は測定用試料中の有形成分にレーザ光を照射し、検出部５は光学的情報として側方散乱光、蛍光、及び前方散乱光を検出する。側方散乱光はフォトマルチプライヤ５１ａによって検出され側方散乱光信号が分析部６に出力される。蛍光はフォトマルチプライヤ５１ｂによって検出され蛍光信号が分析部６に出力される。前方散乱光はフォトダイオード５２よって検出され前方散乱光信号が分析部６に出力される。
【００２２】
ステップＳ４（解析）において、分析部６の解析ユニット６０が検出部５より送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を波形解析し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に送る。マイクロコンピュータ６１は解析ユニット６０による解析結果に基づいてスキャッタグラムを作成して分析結果を算出し、タッチパネル式液晶ディスプレイ１１に送信する分析結果画面を作成する。
ステップＳ４のより詳細な説明は図６を用いて後述する。
【００２３】
ステップＳ５（表示）においては、マイクロコンピュータ６１によって作成された分析結果画面はタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に送信され、分析結果画面はタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に表示される。
【００２４】
ここで、図６を用いてステップＳ４の詳細を説明する。
図６はステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ４１において、解析ユニット６０は検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を取得する。
【００２５】
ステップＳ４２において、解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号からノイズ信号を除去する。
【００２６】
ステップＳ４３において、解析ユニット６０は、ノイズ信号が除去された側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号の波形に基づき、測定用試料中のそれぞれの有形成分について側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅を算出し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に送る。
【００２７】
ステップＳ４４において、マイクロコンピュータ６１は、解析ユニット６０から送られた側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、側方散乱光パルス幅、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅を取得する。マイクロコンピュータ６１は前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を前方散乱光強度及び蛍光強度に対応する座標にプロットし、前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムを作成する。マイクロコンピュータ６１は作成されたスキャッタグラム中に赤血球の出現する領域ＲＢＣと、白血球の出現する領域ＷＢＣと、細菌の出現する領域ＢＡＣＴと、上皮細胞の出現する領域ＥＣ１とを測定用試料に応じて作成する。図７はスキャッタグラム中に領域ＲＢＣと領域ＷＢＣと領域ＢＡＣＴと領域ＥＣ１とを示した模式図である。
さらに、マイクロコンピュータ６１は蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅に対応する座標にプロットし、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムを作成する。マイクロコンピュータ６１は作成されたスキャッタグラム中に円柱の出現する領域ＣＡＳＴと上皮細胞の出現する領域ＥＣ２とを測定用試料に応じて作成する。図８はスキャッタグラム中に領域ＣＡＳＴ及び領域ＥＣ２を示した模式図である。図８のスキャッタグラムにおいて蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅が共に小さく座標平面の原点付近に現れる有形成分は、測定用試料中の小型の有形成分（血球、細菌など）である。
【００２８】
ステップＳ４５において、マイクロコンピュータ６１は、図７の領域ＲＢＣに出現する赤血球数と、領域ＷＢＣに出現する白血球数と、領域ＢＡＣＴに出現する細菌数と、図８の領域ＣＡＳＴに出現する円柱数と、領域ＥＣ２に出現する上皮細胞数とを計数する。図８の領域ＥＣ２に出現する全上皮細胞数は検出に用いられる所定量の測定用試料に含まれる全上皮細胞の数ＥＣＮ（扁平上皮細胞、移行上皮細胞、及び尿細管上皮細胞の総数）となる。
【００２９】
ステップＳ４６において、マイクロコンピュータ６１は、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とする座標平面を作成する。図８の領域ＥＣ２に出現する各々の上皮細胞を前方散乱光強度及び側方散乱光強度に基づいてこの座標平面にプロットし、スキャッタグラムを作成する。
マイクロコンピュータ６１は、作成したスキャッタグラム中に、所定の上皮細胞が出現する領域（第一領域及び第二領域）を配置する。図９は作成されたスキャッタグラム中に第一領域６８及び第二領域６９を設定した図である。
第一領域６８及び第二領域６９は様々な測定用試料の分析を行い予め設定された固定領域であり、マイクロコンピュータ６１に記憶されている。
第一領域６８は主に、表層型尿細管上皮細胞、表層型移行上皮細胞、中層型上皮細胞（中層型上皮細胞は、中層型尿細管上皮細胞、中層型移行上皮細胞、及び中層型扁平上皮細胞を含む）、及び深層型上皮細胞（深層型上皮細胞は、深層型尿細管上皮細胞、深層型移行上皮細胞、及び深層型扁平上皮細胞を含む）が出現する領域である。第二領域６９には主に表層型扁平上皮細胞が出現する領域である。以下、第一領域６８に出現する上皮細胞を第一領域上皮細胞とし、第二領域６９に出現する上皮細胞を第二領域上皮細胞とする。
【００３０】
ステップＳ４７において、第一領域上皮細胞の数を計数する。本ステップで計数する上皮細胞は尿試料中の第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１となる。
【００３１】
ステップＳ４８において、以下の式１に示すように、全上皮細胞数ＥＣＮと、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１とから、測定用試料中の全上皮細胞に対する第一領域上皮細胞の割合ＲＥＣ１を求める。
＜式１＞
ＲＥＣ１＝ＤＥＣＮ１／ＥＣＮ
【００３２】
ステップＳ４９において、ステップＳ４４で作成した前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムと蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムと、ステップＳ４５で計数した赤血球、白血球、細菌及び円柱の計数値と全上皮細胞の計数値ＥＣＮと、ステップＳ４６で作成した前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムと、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１と、割合ＲＥＣ１とを含む分析結果画面を作成する。
【００３３】
ステップＳ５０において、ステップＳ４８で求められた割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否か判断する。割合ＲＥＣ１が所定の値以上の場合、ステップＳ５１へ進む。
【００３４】
ステップＳ５１において、割合ＲＥＣ１が所定の値以上であった旨を示すフラグ（炎症や疾患の可能性が高いことを示すメッセージ）をステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００３５】
第一領域６８内に出現する第一領域上皮細胞は、炎症や疾患などの場合尿試料中に多数出現するが、健常人の尿試料中には殆ど見られない細胞である。一方、第二領域６９内に出現する第二領域上皮細胞は健常人の尿試料中にも多数見られる細胞である。よって測定用試料中の全上皮細胞を計数するのみでは炎症や疾患などの有無の推定をするには不十分であり、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１及び／又は全上皮細胞のうちの第一領域上皮細胞の割合ＲＥＣ１を求めることが炎症や疾患などの有無の推定に有用である。
【００３６】
本実施形態では、図８に示したように蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅に対応する座標にプロットして、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムを作成する。このスキャッタグラムに上皮細胞が出現する領域ＥＣ２を設定して上皮細胞を分類し、領域ＥＣ２内の上皮細胞を計数する。そして前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とする座標平面を作成し、領域ＥＣ２内の上皮細胞を前方散乱光強度及び側方散乱光強度に対応する座標にプロットして、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラム（図９）を作成する。このスキャッタグラムに、予めマイクロコンピュータ６１に記憶してある第一領域上皮細胞が出現する第一領域６８を読み出し、配置して上皮細胞を分類し、第一領域６８内の第一領域上皮細胞を計数しているので、上皮細胞以外の有形成分から確実に分類することができ、第一領域上皮細胞を精度良く計数できる。
【００３７】
図１０に尿細管上皮細胞のみを含む測定用試料を分析したスキャッタグラムを示す。図１１に表層型扁平上皮細胞のみを含む測定用試料を分析したスキャッタグラムを示す。図１０及び図１１に示すように、尿細管上皮細胞の殆どは第一領域６８内に出現し、表層型扁平上皮細胞の殆どは第二領域６９内に出現している。このことから第一領域６８及び第二領域６９は適切に設定されていることが確認できる。
【００３８】
なお、本実施形態では生体試料として尿試料を用いているが、血液、髄液などの生体試料を用いてもよい。
【００３９】
なお、本実施形態では光源４として赤色半導体レーザを用いているが、アルゴンイオンレーザやヘリウムネオンレーザなどのガスレーザ、青色半導体レーザ、緑色半導体レーザなどを用いてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態ではステップＳ４４においては、領域ＲＢＣ，ＷＢＣ，ＢＡＣＴ，ＣＡＳＴ，ＥＣ１，ＥＣ２は測定用試料に応じて作成されるが、予め決定された固定領域を作成し、マイクロコンピュータ６１に記憶しておいてもよい。
また、本実施形態ではステップＳ４６において作成する第一領域６８及び第二領域６９は予めマイクロコンピュータ６１に記憶されているが、測定用試料に応じて作成してもよい。この場合、マイクロコンピュータ６１は予め第一領域６８及び第二領域６９に対応する初期領域を記憶しておき、スキャッタグラム上の各上皮細胞がいずれの初期領域に属するかを決定し、それに基づいて初期領域を変形させて第一領域６８及び第二領域６９を作成しても良い。
【００４１】
なお、本実施形態では第一領域上皮細胞を計数する為に前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムを用いているが、レーザ光を第一領域上皮細胞に照射することによって側方に散乱する光と、レーザ光を第二領域上皮細胞に照射することによって側方に散乱する光とには強度の相違があるので、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムに代えて側方散乱光強度と有形成分の出現数とを軸とする頻度分布図を用いてもよい。また、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムに代えて側方散乱光強度と蛍光強度と軸とするスキャッタグラムを用いてもよい。
【００４２】
なお、本実施形態では、ステップＳ４６において、図９に示されるように分析部６は第一領域６８及び第二領域６９の両方の領域を設定しているが、ここで設定する領域は第一領域６８又は第二領域６９のどちらか一方のみでもよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、ステップＳ５０において、分析部６は割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否かを判断しているが、分析部６は全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否かを判断してもよい。
この場合、分析部６は全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上であった場合にステップＳ５１に進む。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５１において、全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上である旨を示すフラグをステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００４４】
なお、本実施形態では、分析部６は、炎症や疾患の有無の推定に有用な上皮細胞として第一領域上皮細胞を計数しているが、第二領域上皮細胞を計数してもよい。
この場合、計数された第二領域上皮細胞の数はＤＥＣＮ２となる。
またこの場合、分析部６がステップＳ４８において求める割合は、以下の式２に示すように全上皮細胞数ＥＣＮのうちの第二領域上皮細胞の数ＤＥＣＮ２の割合ＲＥＣ２となる。
＜式２＞
ＲＥＣ２＝ＤＥＣＮ２／ＥＣＮ
割合ＲＥＣ２が所定の値以下であれば、尿試料中に存在する全上皮細胞のうちの炎症や疾患の有無の推定に有用な上皮細胞（第一領域上皮細胞）の割合が所定の値以上であることを示し、割合ＲＥＣ２が所定の値よりも高ければ、全上皮細胞のうちの第一領域上皮細胞の割合が所定の値よりも低いことを示す為、割合ＲＥＣ２は炎症や疾患の有無の推定に有用である。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ４９において、ステップＳ４４で作成した前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムと、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムと、ステップＳ４５で計数した赤血球、白血球、細菌及び円柱の計数値と全上皮細胞の計数値ＥＣＮと、ステップＳ４６で作成した前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムと、第二領域６９内の第二領域上皮細胞の計数値ＤＥＣＮ２と、割合ＲＥＣ２とを含む分析結果画面を作成する。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５０において、ステップＳ４８で求められた割合ＲＥＣ２が所定の値以下であるか否かを判断する。割合ＲＥＣ２が所定の値以下の場合、ステップＳ５１へ進む。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５１において、割合ＲＥＣ２が所定の値以下であった旨を示すフラグをステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００４５】
なお、本実施形態では、図８の領域ＥＣ２に出現する有形成分を全上皮細胞数ＥＣＮとしているが、第一領域に出現する有形成分数と第二領域に出現する有形成分数の和を全上皮細胞数ＥＣＮとしてもよい。
【００４６】
なお、本実施形態における有形成分分析装置１は、測定用試料として、所定の上皮細胞以外の有形成分を予め試薬で溶解、変形するなどして検出できない様にしたものを用いてもよい。これによって、所定の上皮細胞の分類や計数などの分析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による有形成分分析装置１の全体構成を示す斜視図である。
【図２】装置本体１０の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】装置本体１０の光源４，検出部５、シース液容器５９、及び分析部６の構成を示す斜視図である。
【図４】前方散乱光信号の波形と蛍光信号の波形と側方散乱光信号の波形とを示した模式図である。
【図５】装置本体１０の動作を説明するフローチャートである。
【図６】ステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。
【図７】領域ＲＢＣと領域ＷＢＣと領域ＢＡＣＴと領域ＥＣ１とを示した模式図である。
【図８】領域ＣＡＳＴ及び領域ＥＣ２を示した模式図である。
【図９】第一領域６８及び第二領域６９を設定した図である。
【図１０】尿細管上皮細胞のみを含む測定用試料を分析した分析結果を示すスキャッタグラムである。
【図１１】表層型扁平上皮細胞のみを含む測定用試料を分析した分析結果を示すスキャッタグラムである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 有形成分分析装置
２ 空圧源
３ 試料調製部
４ 光源
５ 検出部
６ 分析部
１０ 装置本体
１１ タッチパネル式液晶ディスプレイ
１２ 試料吸引ピペット
１３ サンプルシリンジユニット
１４ スタートスイッチ
１５ サンプリングバルブ
３０ 希釈液容器
３１ 定量シリンジユニット
３２ 染色液容器
３３ 定量シリンジユニット
３４ 反応容器
４１ 照射レンズ系
５０ シースフローセル
５１ａ、５１ｂ フォトマルチプライヤ
５２ フォトダイオード
５３ シース液導入ノズル
５４ サンプルノズル
５５ａ、５５ｂ 集光レンズ
５６ ダイクロイックミラ
５７ 光学フィルタ
５８ａ、５８ｂ ピンホール
５９ シース液容器
６０ 解析ユニット
６１ マイクロコンピュータ
６５ 前方散乱光信号の波形
６６ 蛍光信号の波形
６７ 側方散乱光信号の波形
６８ 第一領域
６９ 第二領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料中の有形成分を分析する装置及び方法に関する。特に本発明は、尿試料中の有形成分を分析する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
尿試料には血球、細菌、円柱、上皮細胞などの有形成分が含まれる。尿試料に含まれる上皮細胞には扁平上皮細胞、移行上皮細胞、及び尿細管上皮細胞がある。尿試料中の扁平上皮細胞は外尿道口付近の粘膜に由来する。尿試料中の移行上皮細胞は腎杯、腎盂から尿管、膀胱、内尿道口迄の粘膜に由来する。尿試料中の尿細管上皮細胞は近位尿細管からヘンレの係蹄、遠位尿細管、集合管、及び腎乳頭までの内腔を覆う上皮に由来する。扁平上皮細胞は、扁平上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型扁平上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型扁平上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型扁平上皮細胞に細分できる。移行上皮細胞は、移行上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型移行上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型移行上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型移行上皮細胞に細分できる。尿細管上皮細胞は、尿細管上皮細胞によって構成される上皮の表層部に由来する表層型尿細管上皮細胞、前記上皮の中層部に由来する中層型尿細管上皮細胞、及び前記上皮の深層部に由来する深層型尿細管上皮細胞に細分できる。
【０００３】
一般的に表層型扁平上皮細胞以外の上皮細胞は健常人の尿試料中には殆ど見られず、腎杯・腎盂から内尿道口迄の炎症や腎疾患などの場合尿試料中に多数出現する。一方表層型扁平上皮細胞は炎症や疾患などの場合だけでなく健常人の尿試料中にも多く見られる。その為、上皮細胞を分析して炎症や疾患などの有無を推定するには、上皮細胞全体を計数するだけでは不十分であり、上皮細胞全体のうち炎症や疾患などの有無の推定に有用な上皮細胞を計数する必要がある。
従来から、尿試料中の有形成分（血球、上皮細胞、円柱、細菌等）を分析する方法として、検査技師が顕微鏡によって有形成分を目視して分析する目視分析方法がある。また、従来から、尿試料中の有形成分を分析する装置として、フローセル中の有形成分にレーザ光を照射して得られる光学的情報に基づいて有形成分を自動的に分析する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３２２８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の目視分析方法においては、前処理として、尿試料を遠心分離し、上澄み液を除去して、上澄み液を除去した尿試料の沈渣物のスライド標本を作製する。前記前処理によって作成したスライド標本中の有形成分を検査技師が観察・計数する。この方法では、尿試料中の上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞を計数できる。しかし、前記前処理及び顕微鏡下での有形成分の観察・計数には多くの時間と労力が必要で、検査技師の大きな負担になっている。さらに、検査技師によって有形成分の分析に個人差があるなどの問題点もある。
【０００５】
また前記特許文献１に記載された装置においては、尿試料中の上皮細胞全体をまとめて計数することは可能である。しかし前記特許文献１には、上皮細胞全体のうち炎症や疾患の有無の推定に有用な所定の上皮細胞を計数することについては記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、尿などの生体試料中の炎症や疾患などの有無の推定に有用な上皮細胞を分析することが可能な有形成分分析装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の第一の局面による有形成分分析装置は、尿試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された散乱光に基づき、前記尿試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析部と、を有する有形成分分析装置を提供する。
本発明の第一の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
【０００８】
本発明の第二の局面による有形成分分析装置は、尿試料中の有形成分に光を照射するための光源と、前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、前記尿試料中の全上皮細胞を計数し、前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記尿試料中の表層型扁平上皮細胞を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記表層型扁平上皮細胞の数の割合を算出する分析部と、を有する有形成分分析装置を提供する。
本発明の第二の局面による有形成分分析装置によれば、上皮細胞のうち表層型扁平上皮細胞が計数され、全上皮細胞の数に占める表層型扁平上皮細胞の数の割合が算出されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な装置が提供される。
【０００９】
本発明の第三の局面による有形成分分析方法は、尿試料中の有形成分に光を照射する工程と、前記光を照射された前記有形成分から散乱する散乱光を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された前記散乱光に基づき、前記尿試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析工程と、を有する有形成分分析方法を提供する。
本発明の第三の局面による有形成分分析方法によれば、上皮細胞のうち例えば尿細管上皮細胞などを含む所定の上皮細胞が計数されるので、炎症や疾患などの有無の推定に有用な方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による有形成分分析装置１の全体構成を示す斜視図である。有形成分分析装置１は、血球、細菌、円柱、上皮細胞などの有形成分を含む尿試料を測定対象とする。有形成分分析装置１の測定対象となる尿試料は、排泄された尿の他に、原尿、尿管中の尿、膀胱内の尿、及び尿道中の尿など、生体内から採取した尿を含む。
有形成分分析装置１は、測定対象である尿試料に希釈・染色処理を行って測定用試料を作成し、レーザ光を測定用試料中の有形成分に照射し、レーザ光を照射された有形成分によって散乱する散乱光などの光学的情報を検出し解析することによって、測定用試料に含まれる有形成分を分析し、計数する装置である。
本実施形態の有形成分分析装置１は、装置本体１０と、装置本体１０にチューブを介して接続され、装置本体１０に陽圧及び陰圧を供給する空圧源２とを有する。装置本体１０は情報の入力や分析結果の表示などを行うタッチパネル式液晶ディスプレイ１１と、測定を開始するスイッチであるスタートスイッチ１４とを備えている。
【００１２】
図２は装置本体１０の機能的な構成を示すブロック図である。装置本体１０は、タッチパネル式液晶ディスプレイ１１，試料吸引ピペット１２、サンプルシリンジユニット１３、サンプリングバルブ１５、試料調製部３，光源４、検出部５、分析部６、及びシース液容器５９を有する。
試料容器に収容された尿試料は試料吸引ピペット１２からサンプルシリンジユニット１３によって吸引され、サンプリングバルブ１５に収容される。サンプリングバルブ１５に収容された尿試料は、定量され、サンプルシリンジユニット１３によって試料調製部３の反応容器３４に吐出される。
【００１３】
試料調製部３は、尿試料を希釈する為の希釈液を収容する希釈液容器３０と，希釈液容器３０の希釈液を定量して反応容器３４に供給する定量シリンジユニット３１と、尿試料を染色するための染色液を収容する染色液容器３２と，染色液容器３２の染色液を定量して反応容器３４に供給する定量シリンジユニット３３と、反応容器３４とを有する。反応容器３４では、試料吸引ピペット１２を介して供給される尿試料と、希釈液容器３０から供給される希釈液と、染色液容器３２から供給される染色液とが混合され測定用試料が作成される。作成された測定用試料はシースフローセル５０に送られる。
【００１４】
光源４は、シースフローセル５０中を流れる測定用試料中の有形成分にレーザ光を照射する赤色半導体レーザである。
シース液容器５９はシースフローセル５０に供給するシース液を収容する容器である。
検出部５は、反応容器３４から送られる測定用試料及びシース液容器５９から供給されるシース液を流すシースフローセル５０と、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって側方に散乱するレーザ光（側方散乱光）を検出するフォトマルチプライヤ５１ａと、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって生じる蛍光を検出するフォトマルチプライヤ５１ｂと、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光が照射されることによって前方に散乱するレーザ光（前方散乱光）を検出するフォトダイオード５２とを有する。
フォトマルチプライヤ５１ａは側方散乱光を検出して側方散乱光信号を、フォトマルチプライヤ５１ｂは蛍光を検出して蛍光信号を、フォトダイオード５２は前方散乱光を検出して前方散乱光信号を分析部６に出力する。前方散乱光信号、蛍光信号、及び側方散乱光信号は電気信号である。なお、側方散乱光を検出するためのフォトマルチプライヤ５１ａの代わりにフォトダイオードを用いてもよく、前方散乱光を検出するためのフォトダイオード５２の代わりに、フォトマルチプライヤを用いてもよい。また、蛍光を検出するためのフォトマルチプライヤ５１ｂの代わりにフォトダイオードを用いてもよいが、検出される蛍光は微弱なので、検出感度の高いフォトマルチプライヤが好ましい。
【００１５】
分析部６は解析ユニット６０とマイクロコンピュータ６１とを有する。解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を解析する演算回路を備えている。解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号のノイズ信号を除去し、各信号の波形を解析し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に出力する。マイクロコンピュータ６１は、解析ユニット６０から出力された解析結果に基づき、スキャッタグラムを作成し、測定用試料中の有形成分を分析、計数する。マイクロコンピュータ６１によって作成されたスキャッタグラムや計数した値などは分析結果として装置本体１０のタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に表示される。
【００１６】
ここで、図３を用い、検出部５の構成について説明する。
図３は装置本体１０の光源４，検出部５、シース液容器５９、及び分析部６の構成を示す斜視図である。
光源４は、波長６３５ｎｍのレーザ光を照射する赤色半導体レーザであり、光源４から発せられたレーザ光は照射レンズ系４１によって絞られて、シースフローセル５０を流れる測定用試料中の有形成分に照射される。本実施形態において用いられている赤色半導体レーザは、アルゴンイオンレーザに比べ、小型かつ安価で、発振寿命が長いという利点を有する。
【００１７】
シースフローセル５０は、シース液容器５９から供給されるシース液と、試料調製部３で調製された測定用試料を流すためのものである。シース液は、シースフローセル５０に測定用試料を流す際、測定用試料の流れを囲んで包むように流れる液体である。シース液容器５９から供給されるシース液はシース液導入ノズル５３を介してシースフローセル５０に導入される。試料調製部３から送られた測定用試料は、シースフローセル５０内のシース液流の中心に、サンプルノズル５４から吐出される。これにより測定用試料は、シースフローセル５０内でシース液に包まれ、細く絞られた状態で流れる。フォトマルチプライヤ５１ａは、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって側方に散乱するレーザ光を検出して側方散乱光信号を分析部６に出力し、フォトマルチプライヤ５１ｂは、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって生じる蛍光を検出して蛍光信号を分析部６に出力し、フォトダイオード５２は、測定用試料中の有形成分に光源４からレーザ光を照射することによって前方に散乱するレーザ光を検出して前方散乱光信号を分析部６に出力する。シースフローセル５０とフォトマルチプライヤ５１ａとの間の光軸上には、集光レンズ５５ａとダイクロイックミラ５６とが配置されている。ダイクロイックミラ５６とフォトマルチプライヤ５１ｂとの間の光軸上には光学フィルタ５７とピンホール５８ａとが配置されている。シースフローセル５０と、フォトダイオード５２との間の光軸上には、集光レンズ５５ｂとピンホール５８ｂとが配置されている。分析部６は、検出部５から出力された側方散乱光信号から側方散乱光強度及び側方散乱光パルス幅を算出し、検出部５から出力された蛍光信号から蛍光強度及び蛍光パルス幅を算出し、検出部５から出力された前方散乱光信号から前方散乱光強度及び前方散乱光パルス幅を算出し、スキャッタグラムを作成して測定用試料中の有形成分を分析する。
【００１８】
ここで、図４に基づき、側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅について説明する。
図４は、検出部５で検出された光の強度を縦軸とし検出時間を横軸とする図中にそれぞれ前方散乱光信号の波形と蛍光信号の波形と側方散乱光信号の波形とを示した模式図である。図４（ａ）には前方散乱光信号の波形６５が示されている。この波形６５は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって前方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図４（ｂ）には蛍光信号の波形６６が示されている。この波形６６は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって生じる蛍光の強度及び検出時間に基づく。図４（ｃ）には側方散乱光信号の波形６７が示されている。この波形６７は、一つの有形成分がシースフローセル５０内でレーザ光を照射されることによって側方に散乱するレーザ光の強度及び検出時間に基づく。図４（ａ）において、前方散乱光信号の波形６５の高さを前方散乱光強度とし波形６５の幅を前方散乱光パルス幅とする。図４（ｂ）において蛍光信号の波形６６の高さを蛍光強度とし波形６６の幅を蛍光パルス幅とする。図４（ｃ）において側方散乱光信号の波形６７の高さを側方散乱光強度とし波形６７の幅を側方散乱光パルス幅とする。
【００１９】
以下、図５に基づき、装置本体１の動作を説明する。
図５は、装置本体１０の動作を説明するフローチャートである。
ステップＳ１では、マイクロコンピュータ６１はスタートスイッチ１４が押されたか否かを判断する。マイクロコンピュータ６１はスタートスイッチ１４が押されたと判断するとステップＳ２の処理を実行する。
【００２０】
ステップＳ２（測定用試料調製）においては、尿試料と染色液と希釈液とから測定用試料を作成する。サンプルシリンジユニット１３によって尿試料が反応容器３４に所定量供給され、定量シリンジユニット３１によって希釈液容器３０から希釈液が反応容器３４に所定量供給され、定量シリンジユニット３３によって染色液容器３２から染色液が反応容器３４に所定量供給されて、測定用試料が作成される。反応容器３４で希釈液によって染色液は４０倍に希釈され、尿試料は４倍に希釈されて測定用試料が作成される。本実施形態では測定用試料７２０μLは、尿試料１８０μLと、希釈液５２２μLと、染色液１８μLとを混合して作成されたものである。
【００２１】
ステップＳ３（光学的情報検出）においては、光源４は測定用試料中の有形成分にレーザ光を照射し、検出部５は光学的情報として側方散乱光、蛍光、及び前方散乱光を検出する。側方散乱光はフォトマルチプライヤ５１ａによって検出され側方散乱光信号が分析部６に出力される。蛍光はフォトマルチプライヤ５１ｂによって検出され蛍光信号が分析部６に出力される。前方散乱光はフォトダイオード５２よって検出され前方散乱光信号が分析部６に出力される。
【００２２】
ステップＳ４（解析）において、分析部６の解析ユニット６０が検出部５より送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を波形解析し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に送る。マイクロコンピュータ６１は解析ユニット６０による解析結果に基づいてスキャッタグラムを作成して分析結果を算出し、タッチパネル式液晶ディスプレイ１１に送信する分析結果画面を作成する。
ステップＳ４のより詳細な説明は図６を用いて後述する。
【００２３】
ステップＳ５（表示）においては、マイクロコンピュータ６１によって作成された分析結果画面はタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に送信され、分析結果画面はタッチパネル式液晶ディスプレイ１１に表示される。
【００２４】
ここで、図６を用いてステップＳ４の詳細を説明する。
図６はステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ４１において、解析ユニット６０は検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号を取得する。
【００２５】
ステップＳ４２において、解析ユニット６０は、検出部５から送られた側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号からノイズ信号を除去する。
【００２６】
ステップＳ４３において、解析ユニット６０は、ノイズ信号が除去された側方散乱光信号、蛍光信号、及び前方散乱光信号の波形に基づき、測定用試料中のそれぞれの有形成分について側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅を算出し、解析結果をマイクロコンピュータ６１に送る。
【００２７】
ステップＳ４４において、マイクロコンピュータ６１は、解析ユニット６０から送られた側方散乱光強度、蛍光強度、前方散乱光強度、側方散乱光パルス幅、蛍光パルス幅、及び前方散乱光パルス幅を取得する。マイクロコンピュータ６１は前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を前方散乱光強度及び蛍光強度に対応する座標にプロットし、前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムを作成する。マイクロコンピュータ６１は作成されたスキャッタグラム中に赤血球の出現する領域ＲＢＣと、白血球の出現する領域ＷＢＣと、細菌の出現する領域ＢＡＣＴと、上皮細胞の出現する領域ＥＣ１とを測定用試料に応じて作成する。図７はスキャッタグラム中に領域ＲＢＣと領域ＷＢＣと領域ＢＡＣＴと領域ＥＣ１とを示した模式図である。
さらに、マイクロコンピュータ６１は蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅に対応する座標にプロットし、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムを作成する。マイクロコンピュータ６１は作成されたスキャッタグラム中に円柱の出現する領域ＣＡＳＴと上皮細胞の出現する領域ＥＣ２とを測定用試料に応じて作成する。図８はスキャッタグラム中に領域ＣＡＳＴ及び領域ＥＣ２を示した模式図である。図８のスキャッタグラムにおいて蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅が共に小さく座標平面の原点付近に現れる有形成分は、測定用試料中の小型の有形成分（血球、細菌など）である。
【００２８】
ステップＳ４５において、マイクロコンピュータ６１は、図７の領域ＲＢＣに出現する赤血球数と、領域ＷＢＣに出現する白血球数と、領域ＢＡＣＴに出現する細菌数と、図８の領域ＣＡＳＴに出現する円柱数と、領域ＥＣ２に出現する上皮細胞数とを計数する。図８の領域ＥＣ２に出現する全上皮細胞数は検出に用いられる所定量の測定用試料に含まれる全上皮細胞の数ＥＣＮ（扁平上皮細胞、移行上皮細胞、及び尿細管上皮細胞の総数）となる。
【００２９】
ステップＳ４６において、マイクロコンピュータ６１は、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とする座標平面を作成する。図８の領域ＥＣ２に出現する各々の上皮細胞を前方散乱光強度及び側方散乱光強度に基づいてこの座標平面にプロットし、スキャッタグラムを作成する。
マイクロコンピュータ６１は、作成したスキャッタグラム中に、所定の上皮細胞が出現する領域（第一領域及び第二領域）を配置する。図９は作成されたスキャッタグラム中に第一領域６８及び第二領域６９を設定した図である。
第一領域６８及び第二領域６９は様々な測定用試料の分析を行い予め設定された固定領域であり、マイクロコンピュータ６１に記憶されている。
第一領域６８は主に、表層型尿細管上皮細胞、表層型移行上皮細胞、中層型上皮細胞（中層型上皮細胞は、中層型尿細管上皮細胞、中層型移行上皮細胞、及び中層型扁平上皮細胞を含む）、及び深層型上皮細胞（深層型上皮細胞は、深層型尿細管上皮細胞、深層型移行上皮細胞、及び深層型扁平上皮細胞を含む）が出現する領域である。第二領域６９には主に表層型扁平上皮細胞が出現する領域である。以下、第一領域６８に出現する上皮細胞を第一領域上皮細胞とし、第二領域６９に出現する上皮細胞を第二領域上皮細胞とする。
【００３０】
ステップＳ４７において、第一領域上皮細胞の数を計数する。本ステップで計数する上皮細胞は尿試料中の第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１となる。
【００３１】
ステップＳ４８において、以下の式１に示すように、全上皮細胞数ＥＣＮと、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１とから、測定用試料中の全上皮細胞に対する第一領域上皮細胞の割合ＲＥＣ１を求める。
＜式１＞
ＲＥＣ１＝ＤＥＣＮ１／ＥＣＮ
【００３２】
ステップＳ４９において、ステップＳ４４で作成した前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムと蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムと、ステップＳ４５で計数した赤血球、白血球、細菌及び円柱の計数値と全上皮細胞の計数値ＥＣＮと、ステップＳ４６で作成した前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムと、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１と、割合ＲＥＣ１とを含む分析結果画面を作成する。
【００３３】
ステップＳ５０において、ステップＳ４８で求められた割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否か判断する。割合ＲＥＣ１が所定の値以上の場合、ステップＳ５１へ進む。
【００３４】
ステップＳ５１において、割合ＲＥＣ１が所定の値以上であった旨を示すフラグ（炎症や疾患の可能性が高いことを示すメッセージ）をステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００３５】
第一領域６８内に出現する第一領域上皮細胞は、炎症や疾患などの場合尿試料中に多数出現するが、健常人の尿試料中には殆ど見られない細胞である。一方、第二領域６９内に出現する第二領域上皮細胞は健常人の尿試料中にも多数見られる細胞である。よって測定用試料中の全上皮細胞を計数するのみでは炎症や疾患などの有無の推定をするには不十分であり、第一領域上皮細胞の総数ＤＥＣＮ１及び／又は全上皮細胞のうちの第一領域上皮細胞の割合ＲＥＣ１を求めることが炎症や疾患などの有無の推定に有用である。
【００３６】
本実施形態では、図８に示したように蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とする座標平面を作成し、測定用試料中のそれぞれの有形成分を蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅に対応する座標にプロットして、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムを作成する。このスキャッタグラムに上皮細胞が出現する領域ＥＣ２を設定して上皮細胞を分類し、領域ＥＣ２内の上皮細胞を計数する。そして前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とする座標平面を作成し、領域ＥＣ２内の上皮細胞を前方散乱光強度及び側方散乱光強度に対応する座標にプロットして、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラム（図９）を作成する。このスキャッタグラムに、予めマイクロコンピュータ６１に記憶してある第一領域上皮細胞が出現する第一領域６８を読み出し、配置して上皮細胞を分類し、第一領域６８内の第一領域上皮細胞を計数しているので、上皮細胞以外の有形成分から確実に分類することができ、第一領域上皮細胞を精度良く計数できる。
【００３７】
図１０に尿細管上皮細胞のみを含む測定用試料を分析したスキャッタグラムを示す。図１１に表層型扁平上皮細胞のみを含む測定用試料を分析したスキャッタグラムを示す。図１０及び図１１に示すように、尿細管上皮細胞の殆どは第一領域６８内に出現し、表層型扁平上皮細胞の殆どは第二領域６９内に出現している。このことから第一領域６８及び第二領域６９は適切に設定されていることが確認できる。
【００３８】
なお、本実施形態では生体試料として尿試料を用いているが、血液、髄液などの生体試料を用いてもよい。
【００３９】
なお、本実施形態では光源４として赤色半導体レーザを用いているが、アルゴンイオンレーザやヘリウムネオンレーザなどのガスレーザ、青色半導体レーザ、緑色半導体レーザなどを用いてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態ではステップＳ４４においては、領域ＲＢＣ，ＷＢＣ，ＢＡＣＴ，ＣＡＳＴ，ＥＣ１，ＥＣ２は測定用試料に応じて作成されるが、予め決定された固定領域を作成し、マイクロコンピュータ６１に記憶しておいてもよい。
また、本実施形態ではステップＳ４６において作成する第一領域６８及び第二領域６９は予めマイクロコンピュータ６１に記憶されているが、測定用試料に応じて作成してもよい。この場合、マイクロコンピュータ６１は予め第一領域６８及び第二領域６９に対応する初期領域を記憶しておき、スキャッタグラム上の各上皮細胞がいずれの初期領域に属するかを決定し、それに基づいて初期領域を変形させて第一領域６８及び第二領域６９を作成しても良い。
【００４１】
なお、本実施形態では第一領域上皮細胞を計数する為に前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムを用いているが、レーザ光を第一領域上皮細胞に照射することによって側方に散乱する光と、レーザ光を第二領域上皮細胞に照射することによって側方に散乱する光とには強度の相違があるので、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムに代えて側方散乱光強度と有形成分の出現数とを軸とする頻度分布図を用いてもよい。また、前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムに代えて側方散乱光強度と蛍光強度と軸とするスキャッタグラムを用いてもよい。
【００４２】
なお、本実施形態では、ステップＳ４６において、図９に示されるように分析部６は第一領域６８及び第二領域６９の両方の領域を設定しているが、ここで設定する領域は第一領域６８又は第二領域６９のどちらか一方のみでもよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、ステップＳ５０において、分析部６は割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否かを判断しているが、分析部６は全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上であるか否かを判断してもよい。
この場合、分析部６は全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上であった場合にステップＳ５１に進む。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５１において、全上皮細胞数ＥＣＮが所定数以上であり且つ割合ＲＥＣ１が所定の値以上である旨を示すフラグをステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００４４】
なお、本実施形態では、分析部６は、炎症や疾患の有無の推定に有用な上皮細胞として第一領域上皮細胞を計数しているが、第二領域上皮細胞を計数してもよい。
この場合、計数された第二領域上皮細胞の数はＤＥＣＮ２となる。
またこの場合、分析部６がステップＳ４８において求める割合は、以下の式２に示すように全上皮細胞数ＥＣＮのうちの第二領域上皮細胞の数ＤＥＣＮ２の割合ＲＥＣ２となる。
＜式２＞
ＲＥＣ２＝ＤＥＣＮ２／ＥＣＮ
割合ＲＥＣ２が所定の値以下であれば、尿試料中に存在する全上皮細胞のうちの炎症や疾患の有無の推定に有用な上皮細胞（第一領域上皮細胞）の割合が所定の値以上であることを示し、割合ＲＥＣ２が所定の値よりも高ければ、全上皮細胞のうちの第一領域上皮細胞の割合が所定の値よりも低いことを示す為、割合ＲＥＣ２は炎症や疾患の有無の推定に有用である。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ４９において、ステップＳ４４で作成した前方散乱光強度及び蛍光強度を軸とするスキャッタグラムと、蛍光パルス幅及び前方散乱光パルス幅を軸とするスキャッタグラムと、ステップＳ４５で計数した赤血球、白血球、細菌及び円柱の計数値と全上皮細胞の計数値ＥＣＮと、ステップＳ４６で作成した前方散乱光強度及び側方散乱光強度を軸とするスキャッタグラムと、第二領域６９内の第二領域上皮細胞の計数値ＤＥＣＮ２と、割合ＲＥＣ２とを含む分析結果画面を作成する。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５０において、ステップＳ４８で求められた割合ＲＥＣ２が所定の値以下であるか否かを判断する。割合ＲＥＣ２が所定の値以下の場合、ステップＳ５１へ進む。
またこの場合、分析部６は、ステップＳ５１において、割合ＲＥＣ２が所定の値以下であった旨を示すフラグをステップＳ４９において作成した分析結果画面に追加する。
【００４５】
なお、本実施形態では、図８の領域ＥＣ２に出現する有形成分を全上皮細胞数ＥＣＮとしているが、第一領域に出現する有形成分数と第二領域に出現する有形成分数の和を全上皮細胞数ＥＣＮとしてもよい。
【００４６】
なお、本実施形態における有形成分分析装置１は、測定用試料として、所定の上皮細胞以外の有形成分を予め試薬で溶解、変形するなどして検出できない様にしたものを用いてもよい。これによって、所定の上皮細胞の分類や計数などの分析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による有形成分分析装置１の全体構成を示す斜視図である。
【図２】装置本体１０の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】装置本体１０の光源４，検出部５、シース液容器５９、及び分析部６の構成を示す斜視図である。
【図４】前方散乱光信号の波形と蛍光信号の波形と側方散乱光信号の波形とを示した模式図である。
【図５】装置本体１０の動作を説明するフローチャートである。
【図６】ステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。
【図７】領域ＲＢＣと領域ＷＢＣと領域ＢＡＣＴと領域ＥＣ１とを示した模式図である。
【図８】領域ＣＡＳＴ及び領域ＥＣ２を示した模式図である。
【図９】第一領域６８及び第二領域６９を設定した図である。
【図１０】尿細管上皮細胞のみを含む測定用試料を分析した分析結果を示すスキャッタグラムである。
【図１１】表層型扁平上皮細胞のみを含む測定用試料を分析した分析結果を示すスキャッタグラムである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 有形成分分析装置
２ 空圧源
３ 試料調製部
４ 光源
５ 検出部
６ 分析部
１０ 装置本体
１１ タッチパネル式液晶ディスプレイ
１２ 試料吸引ピペット
１３ サンプルシリンジユニット
１４ スタートスイッチ
１５ サンプリングバルブ
３０ 希釈液容器
３１ 定量シリンジユニット
３２ 染色液容器
３３ 定量シリンジユニット
３４ 反応容器
４１ 照射レンズ系
５０ シースフローセル
５１ａ、５１ｂ フォトマルチプライヤ
５２ フォトダイオード
５３ シース液導入ノズル
５４ サンプルノズル
５５ａ、５５ｂ 集光レンズ
５６ ダイクロイックミラ
５７ 光学フィルタ
５８ａ、５８ｂ ピンホール
５９ シース液容器
６０ 解析ユニット
６１ マイクロコンピュータ
６５ 前方散乱光信号の波形
６６ 蛍光信号の波形
６７ 側方散乱光信号の波形
６８ 第一領域
６９ 第二領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、
前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の上皮細胞のうち所定の上皮細胞を計数する分析部と、
を有する有形成分分析装置。
【請求項２】
前記光源が半導体レーザである、請求項１記載の有形成分分析装置。
【請求項３】
前記散乱光が側方散乱光を含む、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項４】
前記散乱光が側方散乱光及び前方散乱光を含む、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項５】
前記所定の上皮細胞が疾患の有無の推定に有用な上皮細胞である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項６】
前記所定の上皮細胞が尿細管上皮細胞を含む、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項７】
前記分析部が、前記生体試料中の全上皮細胞を計数し、さらに前記生体試料中の前記所定の上皮細胞の数を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記所定の上皮細胞の数の割合を算出する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項８】
前記検出部が、染色された前記有形成分に前記光源から前記光を照射することによって生じる蛍光をさらに検出し、前記散乱光として前方散乱光及び側方散乱光を検出し、
前記分析部が、前記前方散乱光及び前記蛍光に基づいて前記有形成分から上皮細胞を分類し、分類された前記上皮細胞のうち前記所定の上皮細胞を前記前方散乱光及び前記側方散乱光に基づいて計数する、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項９】
前記検出部が、前記散乱光として前方散乱光及び側方散乱光を検出し、前記前方散乱光に基づいて前方散乱光信号を前記分析部に出力し、前記側方散乱光に基づいて側方散乱光信号を前記分析部に出力し、
前記分析部が、前記前方散乱光信号から前方散乱光強度を取得し、前記側方散乱光信号から側方散乱光強度を取得し、前記前方散乱光強度及び前記側方散乱光強度を軸とする分布図を作成し、前記分布図に前記所定の上皮細胞が出現する領域を設定し、前記領域内の前記所定の上皮細胞を計数する請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項１０】
生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、
前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、
前記生体試料中の全上皮細胞を計数し、前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の表層型扁平上皮細胞を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記表層型扁平上皮細胞の数の割合を算出する分析部と、
を有する有形成分分析装置。
【請求項１１】
生体試料中の有形成分に、光を照射する照射工程と、
前記光を照射された前記有形成分から散乱する散乱光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析工程と、
を有する有形成分分析方法。
【請求項１】
生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、
前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の上皮細胞のうち所定の上皮細胞を計数する分析部と、
を有する有形成分分析装置。
【請求項２】
前記光源が半導体レーザである、請求項１記載の有形成分分析装置。
【請求項３】
前記散乱光が側方散乱光を含む、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項４】
前記散乱光が側方散乱光及び前方散乱光を含む、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項５】
前記所定の上皮細胞が疾患の有無の推定に有用な上皮細胞である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項６】
前記所定の上皮細胞が尿細管上皮細胞を含む、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項７】
前記分析部が、前記生体試料中の全上皮細胞を計数し、さらに前記生体試料中の前記所定の上皮細胞の数を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記所定の上皮細胞の数の割合を算出する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項８】
前記検出部が、染色された前記有形成分に前記光源から前記光を照射することによって生じる蛍光をさらに検出し、前記散乱光として前方散乱光及び側方散乱光を検出し、
前記分析部が、前記前方散乱光及び前記蛍光に基づいて前記有形成分から上皮細胞を分類し、分類された前記上皮細胞のうち前記所定の上皮細胞を前記前方散乱光及び前記側方散乱光に基づいて計数する、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項９】
前記検出部が、前記散乱光として前方散乱光及び側方散乱光を検出し、前記前方散乱光に基づいて前方散乱光信号を前記分析部に出力し、前記側方散乱光に基づいて側方散乱光信号を前記分析部に出力し、
前記分析部が、前記前方散乱光信号から前方散乱光強度を取得し、前記側方散乱光信号から側方散乱光強度を取得し、前記前方散乱光強度及び前記側方散乱光強度を軸とする分布図を作成し、前記分布図に前記所定の上皮細胞が出現する領域を設定し、前記領域内の前記所定の上皮細胞を計数する請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の有形成分分析装置。
【請求項１０】
生体試料中の有形成分に光を照射するための光源と、
前記光を照射された前記有形成分によって散乱する散乱光を検出する検出部と、
前記生体試料中の全上皮細胞を計数し、前記検出部によって検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の表層型扁平上皮細胞を計数し、前記全上皮細胞の数に占める前記表層型扁平上皮細胞の数の割合を算出する分析部と、
を有する有形成分分析装置。
【請求項１１】
生体試料中の有形成分に、光を照射する照射工程と、
前記光を照射された前記有形成分から散乱する散乱光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記散乱光に基づいて前記生体試料中の上皮細胞のうち、所定の上皮細胞を計数する分析工程と、
を有する有形成分分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１７５５５（Ｐ２００６−１７５５５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９４８７７（Ｐ２００４−１９４８７７）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
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