粒子分析装置

【課題】分析装置から出力される分布図の評価・判定を容易にすること。
【解決手段】粒子の特徴を表わすパラメータを検出するための検出部と、検出されたパラメータを処理する処理部と、処理部による処理結果を出力する出力部と、処理部へ処理条件を指令する入力部を備え、処理部は、検出部によって検出されたパラメータについての分布図を作成する分布図作成部と、予め所定の参照用パターン図を格納した領域記憶部と、前記分布図に前記参照パターン図を加えて出力部に出力させる制御部を備え、制御部は入力部からの指令により、参照用パターン図なしで分布図を出力させる参照用パターン図不付加モードと、参照用パターン図付きで分布図を出力させる参照用パターン図付加モードと、を選択可能である粒子分析装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体試料中の粒子（例えば血球）の数や特徴を測定して分析する粒子分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこのような粒子分析装置においては、例えば、血液試料中の赤血球、白血球や血小板などの各細胞の数を計数すると共に、それらの特徴を表わすパラメータを電気的又は光学的に測定し、得られたパラメータによって１次元度数分布図や２次元スキャッタグラムを表示して粒子を分析するようにしている（例えば、特許文献１参照）。特開平７−８５１６８号公報参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８５１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の粒子分析装置においては、表示される各種分布図を見て使用者が評価する場合に、分布状態が正常であるか異常であるかを決定することは容易でなく相当な熟練を要するものであった。この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、使用者が表示される分布図を見て、その分布状態を直感的に評価することが可能な粒子分析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、粒子の特徴を表わすパラメータを検出するための検出部と、検出されたパラメータを処理する処理部と、処理部による処理結果を出力する出力部と、処理部へ処理条件を指令する入力部を備え、処理部は、検出部によって検出されたパラメータについての分布図を作成する分布図作成部と、予め所定の参照用パターン図を格納した領域記憶部と、前記分布図に前記参照パターン図を加えて出力部に出力させる制御部を備え、制御部は入力部からの指令により、参照用パターン図なしで分布図を出力させる参照用パターン図不付加モードと、参照用パターン図付きで分布図を出力させる参照用パターン図付加モードと、を選択可能である粒子分析装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
必要に応じて測定検体の分布図を、所定の意味を有する参照用パターン図と共に出力することができるので、その参照用パターン図を指標にして分布図の分布状態を直感的に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明において分析対象となる粒子は、ヒトを含む哺乳動物の血液や尿などの体液に含まれる有形物である。粒子の特徴を表わすパラメータを検出する検出部には、対象粒子を含む液体試料をシースフローセルに流して光を照射し、得られる透過光や散乱光や蛍光などの光信号を特徴パラメータとして検出する光学式の検出装置や、対象粒子を含む液体試料を細孔に通し、それによって生じる細孔内の電気抵抗又はインピーダンスの変化を特徴パラメータとして検出する電気式の検出装置のような公知のものを用いることができる。
【０００８】
また、検出されたパラメータを処理する処理部は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータによって構成できる。処理部による処理結果を出力する出力部は、ＣＲＴやＬＣＤのような表示装置やレーザプリンタのようなプリンタであってもよい。
【０００９】
処理部の分布図作成部が作成する分布図とは、検出された粒子の数とパラメータに基づいて作成される１次元度数分布図（ヒストグラム）、２次元、３次元スキャッタグラムなどである。
【００１０】
また、領域記憶部に予め格納される参照用パターン図とは、例えば、測定対象粒子が血球である場合には、白血球（ＷＢＣ）、好酸球（ＥＯ）や好塩基球（ＢＡＳＯ）などのヒストグラムにおいて特定の意味を持つ領域例えば正常な検体について分布する領域や異常な検体について分布する領域を示す正常検体パターン図や異常検体パターン図であり、また白血球のリンパ球、単球や顆粒球などの多次元スキャッタグラムにおいて、特定の意味をもつ領域例えば正常な検体の血球が出現する領域を示す正常検体パターン図や異常な検体の血球が出現する領域を示す異常検体パターン図である。
【００１１】
なお、領域記憶部に予め格納される参照用パターン図は、例えば、鏡検で確認された多数の正常な検体と異常な検体をこの装置で測定し、統計的に決定されることが好ましい。
【００１２】
また、領域記憶部には、上記参照用パターン図が格納されているが、その場合、処理部の処理条件を指定するために、例えばキーボードやマウスのような入力手段を備え、制御部が測定検体の分布図に参照用パターン図を加えて出力部に出力させることができる。その場合に、測定検体の分布図に加えられる参照用パターン図を入力手段からの指令によって選択できるようにすることが好ましい。すなわち、分布図を参照用パターン図なしで出力する参照用パターン図不付加モードと、参照用パターン図付きで出力する参照用パターン図付加モードとを選択できるようにすることが好ましい。さらに、上記のように参照用パターン図を複数備え（正常検体パターン図や異常検体パターン図）、各参照用パターン図を出力する各モード（正常検体パターン図付加モードや異常検体パターン図付加モード）を有することが好ましい。
【００１３】
また、制御部は出力部が出力する分布図と領域図を入力手段からの指令によって、拡大・縮小する機能を備えてもよい。この発明の特徴は、分布図と参照用パターン図とを同時に出力部に出力させる点にあり、これによって使用者は、その参照用パターン図を指標にして分布図の分布状態を直感的に評価することができる。なお、参照用パターン図付加モードがわずらわしいときには参照用パターン図不付加モードを選択しておけばよい。
【００１４】
（実施例１）この実施例は、血液分析装置にこの発明を実施したもので、図１に示すように検出部１を有している。この検出部１は、測定のために、希釈、溶血剤の添加等の前処理が施された検体である懸濁液をサンプルとして各血球を測定するものである。この検出部１では、各血球が個々に測定され、個々の血球に対してそれぞれ複数種類のパラメータが検出される。
【００１５】
検出部１においては、チャンバ１ａに懸濁液を収容し、電極１ｃ、１ｄを介して直流定電流電源１ｅと高周波定電流電源１ｆからチャンバ１ａの細孔１ｂに直流電流と高周波電流とを同時に供給し、細孔１ｂに各血球を通過させ、各血球ごとに抵抗の変化に基づく信号と、インピーダンスの変化に基づく信号とを得るものを使用している。直流電流を細孔１ｂに流しておいた場合、細孔１ｂを、血球が通過すると、その細胞質の大きさに比例した信号Ｓ１が得られる。
【００１６】
また、高周波電流を細孔１ｂに流しておいた場合、血球の細胞質のような密度の低い物質のインピーダンスは小さくなり、核や顆粒のような密度の高い物質のインピーダンスは高くなるので、細孔１ｂを通過した血球の核や顆粒の密度と大きさを総合した信号Ｓ２が得られる。
【００１７】
なお、ローパスフィルタ１ｋは電極１ｃ、１ｄ間の電圧から直流成分のみを検出して信号Ｓ１を得るために高周波成分を除去するものであり、コンデンサ１ｎは逆に、電極１ｃ、１ｄ間の電圧から直流成分を除去して交流成分のみを得るためのものである。また、検波回路１ｍは電極１ｃ、１ｄ間の電圧の交流成分を検波して信号Ｓ２を得るためのものである。
【００１８】
２種類の信号Ｓ１、Ｓ２は、増幅器１ｇ、１ｈで増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１ｉ、１ｊでそれぞれディジタル信号のパラメータＰ１、Ｐ２に変換される。即ち量子化が行われる。
【００１９】
この量子化によって、血球の細胞質の大きさを表しているパラメータＰ１は、０から２５５までの合計２５６個のチャンネルのいずれか（以下これをｉチャンネルと称する。）に分類され、同様に血球の核や顆粒の密度と大きさを総合したパラメータＰ２も０から２５５までの合計２５６個のチャンネルのいずれか（以下これをｊチャンネルと称する。）に分類される。
【００２０】
これらのパラメータＰ１、Ｐ２は、処理部２に供給される。なお、処理部２は、パーソナルコンピュータまたはマイクロコンピュータによって構成され、出力部３と入力部４が付属しているものである。ここで、出力部３にはＣＲＴが、入力部４にはキーボードが用いられる。
【００２１】
処理部２においては、分布図作成部２ａが、白血球をリンパ球、単球及び顆粒球に分類し、これらのパラメータＰ１、Ｐ２に基づいて、図２２に示すように、ｉチャンネルをＸ軸とし、ｊチャンネルをＹ軸とする分布図を得る。
【００２２】
この分布図は、Ｘ軸、Ｙ軸が共に２５６のチャンネルを持つので、合計２５６×２５６の血球の状態を表す基本要素からなり、各基本要素には、その基本要素に該当する血球の数が記憶されている。例えばＸ軸が１チャンネルで、Ｙ軸が２チャンネルの基本要素の値が６であるとすると、血球の細胞質の大きさのパラメータＰ１が１で、核や顆粒の密度と大きさを総合したパラメータＰ２が２である血球が６個存在することを表している。
【００２３】
この分布図データに基づいて図２のフローチャートで示すような処理を分布図作成部２ｄが行って分類、計数を行う。予めリンパ球、顆粒、単球などの各集団（クラスタ）の重心（初期重心）をそれぞれ分布図データ中に設定し（ステップＳ１）、各血球と各クラスタの重心位置までの距離を算出し、距離が最小である血球についてその血球のそのクラスタへの帰属度を１とし、他のクラスタへの帰属度を０として、各血球の各クラスタへの帰属度を求める（ステップＳ２）。
【００２４】
次に、各粒子は各クラスタへの帰属度に応じて各クラスタに属するものとして、各クラスタごとに新しい重心位置を求める（ステップＳ３）。前回の重心位置と今回の重心位置との差が所定値より小でない場合には（ステップＳ４）、ステップＳ２とステップＳ３をくり返し、前回の重心位置と今回の重心位置との差が所定値より小になると、そのとき得られている各血球の各クラスタへの帰属度によって各血球の帰属クラスタを決定し（ステップＳ４，Ｓ５）、各クラスタに属する血球数を算出する（ステップＳ６）。
【００２５】
一方、処理部２の領域記憶部２ｂには、予め各種パターンの領域図が分布図の座標系に対応して記憶されている。各種パターンの領域図とは、出力部３によって分布図と共に出力され、その領域図の領域内に出現する血球に正常とか異常というような意味付けを行い、使用者が出力部３に出力される分布図を見るとき、その分布図を直感的に評価できるように使用者の判断を支援するためのものである。
【００２６】
Ａ．白血球内のリンパ球、単球および顆粒球の測定１つの検体の血液を白血球分類用試薬で希釈して赤血球を溶血した後、図１に示す装置のチャンバ１ａに収容して測定を行う。
【００２７】
この場合、領域記憶部２ｂには、予め図４に示すように正常な検体についての「リンパ球」「単球」「顆粒球」および「ゴースト」がそれぞれ現れる領域のパターン（正常検体パターン図）１０１、１０２、１０３および１０４が格納される共に、図５に示すように、異常な検体についての「異型リンパ球および芽球」、「未成熟顆粒球」、「血小板凝集」および「有核赤血球」がそれぞれ現れる領域のパターン（異常検体パターン図）１１１、１１２、１１３および１１４が格納されている。
【００２８】
使用者は入力部４に備えられた所定のキーを入力することにより、参照用パターン図不付加モード、正常検体パターン図付加モード、異常検体パターン図付加モードのいずれかを選択する。正常検体パターン図付加モードが選択されていた場合には、図６に示すように、分布図作成部２ａの作成した測定検体の分布図と共に正常検体パターン図が出力部３に出力される。ここで、×はリンパ球、△は単球、○は顆粒球、黒○はゴーストをそれぞれ表している。これらの各集団（クラスタ）は領域パターン１０１〜１０４の中にそれぞれ存在するので、使用者は、図６からこの検体は、リンパ球、単球および顆粒球が正常であることを直ちに知ることができる。
【００２９】
次に、他の検体の血液を前記と同様に希釈して赤血球を溶血し、図１に示す装置のチャンバ１ａに収容して測定を行う。そして使用者が前述のように入力部４を操作すると出力部３は図７に示すような分布図を出力する。
【００３０】
使用者は、必要に応じてキー入力により正常検体パターン図付加モードから異常検体パターン図付加モードに変更することができる。その場合には、図８に示すように、測定検体の分布図と共に異常検体パターン図が出力部３に出力される。使用者は、図８の領域パターン１１２内に血球が存在することから、この検体は「未成熟顆粒球」を含む異常検体であることを直ちに知ることができる。このとき、使用者は、さらに入力部４を操作して図８の要部を図９および図１０のように拡大して出力部３に出力させることもできる。
【００３１】
Ｂ．幼若白血球の測定１つの検体の血液を幼若球測定用試薬で希釈し、赤血球を溶血させると共に、幼若球以外の白血球を裸核化、縮小させた後、図１に示す装置のチャンバ１ａに収容して測定を行う。この場合、領域記憶部２ａには、予め図１１に示すように正常な検体についての「ゴースト」が現れる領域のパターン１０５が格納されると共に、図１２に示すように異常な検体についての「芽球」、「未成熟顆粒球」「左方移動」および「血小板凝集」がそれぞれ現れる領域のパターン１１５、１１６、１１７および１１８が格納されている。
【００３２】
そこで、使用者が入力部４を操作して、図１１の領域パターンを選択すると、出力部３は図１３に示す分布図を出力する。図１３において黒○はゴーストを表している。図１３の集団は領域パターン１０５内に存在するので、使用者はこの検体は、幼若球を含まず、正常であることを直ちに知ることができる。
【００３３】
次に、他の検体の血液を同様に赤血球を溶血させ、幼若球以外の白血球を裸核化・縮小させた後に、図１に示す装置のチャンバ１ａに収容して測定を行い、出力部は図１４に示すような分布図を出力する。使用者は、分布の一部が領域パターン１０５からはみ出していることを認めると、さらに入力部４を操作して図１２に示す領域パターン図と共に分布図を出力させ、図１５に示す分布図を得る。使用者は、図１５から、この検体は、「芽球」、「未成熟顆粒球」および「左方移動」を含む異常検体であることを直ちに認識することができる。
【００３４】
（実施例２）この実施例は、他の血液分析装置にこの発明を実施したもので、図３に示すように検出部１１を有している。検出部１１は検体である懸濁液をサンプルとして各血球（細胞）を測定するものである。
【００３５】
検出部１１において、チャンバ１１ａに懸濁液を収容し、電極１１ｃ、１１ｄを介して直流定電流電源１ｅからチャンバ１ａの細孔１１ｂに直流電流を供給し、細孔１ｂを血球が通過すると、その細胞質の大きさに比例した信号Ｓ３が得られる。信号Ｓ３は増幅器１１ｇで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１１ｉでディジタル信号のパラメータＰ３に変換され量子化される。
【００３６】
パラメータＰ３は処理部１２に供給される。ここで処理部１２は、パーソナルコンピュータまたはマイクロコンピュータによって構成され、付属する出力部１３と入力部１４にはそれぞれＣＲＴとキーボードが用いられる。処理部１２においては、分布図作成部１２ａがパラメータＰ３に基づいてその１次元度数分布図を作成する。
【００３７】
一方、領域記憶部１２ｂには予め各種パターン図が分布図の座標系に対応して記憶されている。各種パターン図とは、出力部１３に分布図と共に出力され、その領域内に出現する血球に、正常とか異常というような意味付けを行い、使用者が出力部１３に出力される分布図を見るとき、その分布図を直感的に評価できるように使用者の判断を支援するためのものである。
【００３８】
Ａ．血液中の白血球数の測定１つの検体の血液を白血球数測定用試薬で希釈して赤血球を溶血させ、血小板を収縮させた後、図３示す装置のチャンバ１１ａに収容して測定を行う。この場合、領域記憶部１２ｂには、予め図１６に示すように正常な検体についての白血球の粒度分布が現れる参照用パターン図１０６が格納されている。
【００３９】
そこで、使用者が入力部１４を操作して、このパターン図１０６を分布図作成部１２ａの作成した粒度分布図と共に出力部１３に出力させると、出力部３は図１７又は図１８に示すような分布図を出力する。
【００４０】
使用者は、図１７のような分布図が出力された場合には、粒度分布が参照用パターン図１０６内に納まっているので、検体の白血球の粒度が正常に分布していることを直ちに知ることができ、図１８のような分布図が出力された場合には、粒度分布が参照用パターン図１０６からはみ出しているので、検体の白血球の粒度が異常に分布していることを直ちに知ることができる。
【００４１】
Ｂ．血液中の好塩基球の測定他の１つの検体の血液を好塩基球測定用試薬で希釈して、赤血球を溶血させると共に、好塩基球以外の白血球を裸核化、縮小させた後、図３に示す装置のチャンバ１１ａに収容して測定を行う。
【００４２】
この場合、領域記憶部１２ｂには、予め、図１９に示すように正常な検体についての好塩基球の粒度分布が現れる参照用パターン図１０７が格納されている。そこで、使用者が入力部１４を操作して、参照用パターン図１０７を分布図作成部１２ａの作成した粒度分布図と共に出力部１３に出力させると、出力部３は図２０又は図２１に示すような分布図を出力する。
【００４３】
使用者は、図２０のような分布図が出力された場合には、粒度分布が参照用パターン図１０７内に納まっているので、検体の好塩基球の粒度が正常に分布していることを直ちに知ることができ、図２１のような分布図が出力された場合には、粒度分布が参照用パターン図１０７からはみ出しているので、好塩基球の粒度が異常に分布していることを直ちに知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施例１の構成を示す説明図である。
【図２】実施例１の動作の一部を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施例２の構成を示す説明図である。
【図４】実施例１の領域パターンを示す説明図である。
【図５】実施例１の領域パターンを示す説明図である。
【図６】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図７】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図８】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図９】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１０】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１１】実施例１の領域パターンを示す説明図である。
【図１２】実施例１の領域パターンを示す説明図である。
【図１３】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１４】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１５】実施例１において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１６】実施例２の領域パターンを示す説明図である。
【図１７】実施例２において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１８】実施例２において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図１９】実施例２の領域パターンを示す説明図である。
【図２０】実施例２において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図２１】実施例２において出力された分布図の例を示す説明図である。
【図２２】実施例１の分布図の座標系を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１検出部
１ａチャンバ
１ｂ細孔
１ｃ電極
１ｄ電極
１ｅ直流定電流電源
１ｆ高周波定電流電源
１ｇ増幅器
１ｈ増幅器
１ｉＡ／Ｄ変換器
１ｊＡ／Ｄ変換器
２処理部
２ａ分布図作成部
２ｂ領域記憶部
２ｃ制御部
３出力部
４入力部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子の特徴を表わすパラメータを検出するための検出部と、検出されたパラメータを処理する処理部と、処理部による処理結果を出力する出力部と、処理部へ処理条件を指令する入力部を備え、処理部は、検出部によって検出されたパラメータについての分布図を作成する分布図作成部と、予め所定の参照用パターン図を格納した領域記憶部と、前記分布図に前記参照パターン図を加えて出力部に出力させる制御部を備え、制御部は入力部からの指令により、参照用パターン図なしで分布図を出力させる参照用パターン図不付加モードと、参照用パターン図付きで分布図を出力させる参照用パターン図付加モードと、を選択可能である粒子分析装置。
【請求項２】
前記領域記憶部が複数種類の参照用パターン図を格納するとき、前記制御部は入力部から指令された参照用パターン図を選択して出力部に出力させる機能を備えた請求項１記載の粒子分析装置。
【請求項３】
前記制御部は入力部から指令されたサイズに分布図および参照用パターン図を拡大又は縮小して出力部に出力させる機能を備えた請求項１または請求項２記載の粒子分析装置。
【請求項４】
前記分布図作成部は、各粒子を各集団に分類し、分類された各集団を識別可能に出力部に出力する請求項１〜３の何れか１項に記載の粒子分析装置。

【図１】