JPH0123727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体に浮濁する血球などの粒子を、
液と粒子との電気的差異または光学的差異に基づ
いて計数する装置、詳しくは、粒子検出装置から
の粒子信号に重畳したノイズによる誤計数を防止
し、より正確な測定を可能にするようにした装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、血球などの粒子を計数する場合、液
体に浮濁する血球などの粒子を液と粒子との電気
的差異または光学的差異により検出し、電気信号
に変換して粒子に相当するパルス信号を計数する
方式がとられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この方式においては、他のノイズ信号や対象外
の小径の粒子と区別する必要性から、回路の途中
に閾値回路を設け、所定の電圧レベル以上のパル
ス信号を通過させるようにしている。ところが粒
子信号よりも小さく、かつ周波数の高いノイズ信
号や小径の粒子の検出信号などが、測定対象の粒
子信号に重畳することにより、一般に第１図に示
すような信号となる。すなわち第１図は、検出回
路の出力信号例であり、大きいパルスＡは血球に
よるパルス、小さいパルスはノイズや他の粒子に
よるパルスである。第１図に示すように、粒子信
号の立ち上り部分Ｄが比較的緩やかでノイズなど
の重畳の影響を受け易いのに対し、粒子信号の終
りの部分Ｅにおいては急激に下降し、ノイズなど
の影響がれそれ程大きくない。これは電気回路の
特性で、基線Ｐを一定にし直流レベルを一定にす
るため、回路を交流結合とし、基線レベルをゼロ
レベルにクランプさせているためである。このた
めに下降時には急速に信号が下降してアンダーシ
ユートが生ずる。この傾向は粒子の大小にかかわ
らず、ほぼ同様であり、これによつて粒子の大き
さと粒子信号との間の関係に非直線性を示すこと
はない。

上記のような特性を示す第１図の粒子信号にお
いて、下記のような欠陥が生じることが判明し
た。すなわち、閾値回路の比較電圧（基準電圧）
以上の入力信号に対し閾値回路がオンして血球信
号が通過するが、ノイズが重畳していることによ
り、後述の第４図や第６図に示すようなチヤタリ
ング状の信号が現われる。これは幅の狭いノイズ
信号や微小粒子による信号によつて、本来の粒子
信号が現われる以前にパルスが幾つか生ずるもの
である。この現象によつて本来の粒子数よりも多
くの粒子が存在しているかのような誤差を生じ、
測定値に重大な影響を与える。またノイズ成分を
カツトすることを目的にして、閾値回路の比較電
圧をレベルアツプすると、かえつてノイズのピー
ク値付近をとらえてしまい、チヤタリング状のノ
イズを多く数えてしまうといつた現象も生じ、単
に比較電圧のレベルアツプを行うことでは解決し
ない。またローパスフイルタ（低域フイルタ）な
どの回路素子によつて、これらのノイズ成分や幅
の狭い小径粒子による信号をカツトし、目的の粒
子信号のみを通過させようという考えもあるが、
ノイズを除去すると同時に目的の粒子信号までを
減衰させたり、あるいは連続して入力する２つの
以上の粒子信号を１個として計数してしまうなど
の欠点が生じ好ましくない。さらに閾値回路の比
較電圧を単にレベルアツプすると、所望の粒子が
必ずしもすべて計数できるとは限らず、大小の幅
を見越して幾分低いレベルに設定せねばならない
という条件がある。

本発明は上記の欠点を解消するためになされた
もので、粒子信号に重畳したノイズ信号を除去し
て誤計数を防止し、正確な計数測定結果を得るこ
とができる粒子計数装置の提供を目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本願の第１の発明の粒子計数装置は、第２図の
よび第３図を参照して説明すれば、粒子と粒子懸
濁液との電気的差異または光学的差異に基づいて
懸濁液中の粒子を１個づつ検出するための粒子検
出装置１と、この粒子検出装置に接続され粒子検
出装置への流体の流通を制御しかつ粒子懸濁液の
定量を行うための流体制御装置２と、この流体制
御装置に接続され流体制御装置の粒子懸濁液の定
量により計数開始信号および計数終了信号を発す
るためのスタート・ストツプ回路３と、このスタ
ート・ストツプ回路および前記粒子検出装置１に
接続され粒子検出装置の粒子信号を電気パルス信
号に変換するための検出回路４と、この検出回路
に接続された閾値回路５と、この閾値回路に接続
され閾値回路の比較電圧となる基準電圧を発生さ
せる基準電圧発生回路６と、前記閾値回路５に接
続された計数回路７と、この計数回路に接続され
た印字・表示回路８とを包含し、前記閾値回路５
は、４〜５マイクロ秒の遅延時定数の移相回路
９、２つのコンパレータ１０，１１および一致回
路１２で構成されたことを特徴としている。

上記の第１の発明において、２つのコンパレー
タ１０，１１の電圧を等しくし、原信号と移相後
の信号とが一致したときに出力信号を発し、計数
表示または（および）印字する。

また本願の第２の発明の粒子計数装置は、第２
図および第５図を参照して説明すれば、粒子と粒
子懸濁液との電気的差異または光学的差異に基づ
いて懸濁液中の粒子を１個づつ検出するための粒
子検出装置１と、この粒子検出装置に接続され粒
子検出装置への流体の流通を制御しかつ粒子懸濁
液の定量を行うための流体制御装置２と、この流
体制御装置に接続され流体制御装置の粒子懸濁液
の定量により計数開始信号および計数終了信号を
発するためのスタート・ストツプ回路３と、この
スタート・ストツプ回路および前記粒子検出装置
１に接続され粒子検出装置の粒子信号を電気パル
ス信号に変換するための検出回路４と、この検出
回路に接続された閾値回路５と、この閾値回路に
接続され閾値回路の比較電圧となる基準電圧を発
生させる基準電圧発生回路６と、前記閾値回路５
に接続された計数回路７と、この計数回路に接続
された印字・表示回路８とを包含し、前記閾値回
路５は、４〜７マイクロ秒の遅延時定数の移相回
路１６、２つのコンパレータ１７，１８、10〜20
マイクロ秒の時定数の単安定マルチバイブレータ
１９および一致回路２０で構成されたことを特徴
としている。

上記の第２の発明において、２つのコンパレー
タ１７，１８の電圧を等しくし、原信号と移相後
の信号とが一致したときに出力信号を発するよう
にする。移相回路１６がパルスを単に遅延させる
のに対して、単安定マルチバイブレータ１９はパ
ルスを一定幅に変換する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図は粒子計数装置の一実施例を示す説明
図である。この粒子計数装置は、粒子と粒子懸濁
液との電気的差異または光学的差異に基づいて懸
濁液中の粒子を１個づつ検出するための粒子検出
装置１と、この粒子検出装置１に接続され粒子検
出装置１への流体の流通を制御しかつ粒子懸濁液
の定量を行うための流体制御装置２と、この流体
制御装置２に接続され流体制御装置２の粒子懸濁
液の定量により計数開始信号および計数終了信号
を発するためのスタート・ストツプ回路３と、こ
のスタート・ストツプ回路３および前記粒子検出
装置１に接続され粒子検出装置１の粒子信号を電
気パルス信号に変換するための検出回路４と、こ
の検出回路４に接続された閾値回路５と、この閾
値回路５に接続され閾値回路５の比較電圧となる
基準電圧を発生させる基準電圧発生回路６と、前
記閾値回路５に接続された計数回路７と、この計
数回路７に接続された印字・表示回路８とからな
つている。またスタート・ストツプ回路３は閾値
回路５、計数回路７、印字・表示回路８に並列に
接続されている。粒子検出装置１としては、一例
として、下部に血球が１個づつ通過できる程度の
微細孔を設けた検出器を、試料容器内の試料（血
球浮濁液）に浸漬し、検出器内と試料容器内に電
極を配置して粒子と試料との電気インピーダンス
の差異に基づいて検出するようにした型式の装置
が用いられる。

第１図は前述のように、検出回路４の出力信号
例で、大きいパルスＡは血球によるパルス、小さ
いパルスはノイズや他の粒子によるパルスであ
る。立ち上りが比較的滑らかで、立ち下りが急な
のは前述のようにアンダーシユートによるもので
ある。第１図において、閾値回路５の比較電圧を
基線Ｐのレベルにした場合には、第４図イのよう
な波形となり、血球信号に重畳したＢ、Ｃのノイ
ズ信号により、B′、C′のようなパルス信号が生ず
る。したがつてA′のパルスに加えてもB′、C′を
も計数回路７で計数してしまい、計数測定値に重
大な誤差を与えることになる。これを解決するた
めには、血球信号A′に比べB′、C′の信号のパル
ス幅が小さいことに着目して、多少位相をずらし
原信号との一致をとることにより、不要なノイズ
成分を除去することができることが判明した。

第３図は閾値回路５の一例を示しており、数マ
イクロ秒すなわち４〜５マイクロ秒の短い遅延時
定数をもつ移相回路９と、２つのコンパレータ１
０，１１と、一致回路１２とで構成されている。
コンパレータ１０，１１の比較電圧は端子１３に
与えられ、入力信号は端子１４に与えられ、出力
信号は端子１５に現われる。上記２つのコンパレ
ータ１０，１１の電圧を等しくし、原信号と移相
後の信号とが一致したときに出力信号を発し、計
数表示または（および）印字するように構成され
ている。第４図イのような入力信号に対し、移相
回路９により位相をずらすことによつて、第４図
ロのような遅延された信号となり、第４図イ，ロ
の一致回路１２によつて求めることにより、第４
図ハのような出力が得られる。

しかし時定数が４マイクロ秒未満と短かすぎる
と、第７図ハのように、ノイズも計数されてしま
う。一方、時定数が長すぎて５マイクロ秒を越え
る場合は、第８図に示すように、ノイズの遅延さ
れた信号C″とA′とが重なるので、やはり誤計数
されてしまう。このため、移相回路９の時定数は
４〜５マイクロ秒とするのが適正である。

第３図に示す回路によるノイズ成分の除去方式
は、原信号に近いパルス幅が得られるため、パル
ス高さから粒子の体積を測定する際のパルス通過
のためのゲート信号などとしても利用できる。

上記の回路によつて殆どの不要パルスの除去が
可能であるが、まれに第４図におけるC′の信号が
血球信号A′に非常に接近して生ずることがあり、
その場合には移相回路９を通過したC′の信号が原
信号の血球信号A′に重なる現象が生じ、出力に
も不要なパルスが含まれてしまうことがある。こ
のパルスが生ずる確率は非常に小さいが、これを
完全に除去するためには、第５図に示すような装
置を用いるのが効果的である。すなわち、４〜７
マイクロ秒の遅延時定数の移相回路１６と、２つ
のコンパレータ１７，１８と、単安定マルチバイ
ブレータ（ワンシヨツトマルチバイブレータ）１
９と、一致回路２０とで構成され、入力信号が端
子２１に与えられると、移相回路１６で信号が遅
延させられ、コンパレータ１８を通過後のパルス
の立ち上りで、単安定マルチバイブレータ１９を
トリガーし、Ｔ時間のパルス信号を発生する。一
方、原信号はコンパレータ１７によりコンパレー
タ１８と同じレベルの比較電圧と比較され、第６
図イに示すようなパルスを発生する。このパルス
と単安定マルチバイブレータ１９の出力との一致
した部分を１個の血球信号として計数回路７へ送
り出す（第６図ロ，ハ参照）。一致回路２０を設
けることにより、誤つて幅の狭い単発のノイズ信
号によつて単安定マルチバイブレータ１９をトリ
ガーしても、一致回路２０で対応する原信号が現
われないのでノイズ成分は完全に除去される。通
常、血球信号は10〜30マイクロ秒程度であり、単
安定マルチバイブレータ１９の時定数Ｔを10〜20
マイクロ秒に選ぶ必要がある。

移相回路１６の時定数が４マイクロ秒未満と短
かすぎると、第９図に示すように、閾値回路５の
出力にはノイズも出てしまう。一方、時定数が長
すぎて７マイクロ秒を越える場合は、第１０図に
示すように、血球信号自身が消えてしまうことが
ある。このため、移相回路１６の時定数は４〜７
マイクロ秒とするのが適正である。

単安定マルチバイブレータ１９の作用は、前述
のように、移相回路がパルスを単に遅延させるの
に対して、単安定マルチバイブレータ１９はパル
スを一定幅に変換することである。たとえば、原
信号の比較回路出力が、第１１図に示すものであ
るとき、このうち第１２図に示すように、ノイズ
信号に対して一定幅Ｔのパルスを発生し、第１３
図に示すように、血球信号に対しても一定幅Ｔの
パルスを発生する。

したがつて、原信号に対しては第１４図の下側
に示すようなパルスを発生し、結局、ノイズは血
球信号に吸収されてしまう。

また単安定マルチバイブレータ１９の時定数が
10マイクロ秒未満と短かすぎると、第１５図ハに
示すように、ノイズも計数されてしまうことにな
る。一方、時定数が長すぎて20マイクロ秒を越え
ると、第１６図に示すように、血球信号の直後の
ノイズも数えてしまうことになる。このため、単
安定マルチバイブレータ１９の時定数は10〜20マ
イクロ秒とするのが適正である。

なお単安定マルチバイブレータとしては再トリ
ガー可能なものの方が、いわゆる原信号に近いパ
ルス幅が得られる。しかし厳密には、パルス幅か
大幅に変更されたものであり、連続して２個の血
球が接近して検出される場合には、この方式では
１個として数えてしまうおそれがあり、むしろ前
述した第３図に示す装置を用いる方が適してい
る。また上記の２つの方法とも、赤血球や白血球
による信号からノイズ成分などを除去する方法で
あるが、血小板などのより小さい信号からノイズ
成分などを除去する際には、パルス幅も比較的小
さく、パルス間隔も小さいことを考慮し、前述し
た第３図に示す装置を用いる方が好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、第１の発明は非常に接近
したまれに生ずるノイズ成分に対しては、誤差を
生ずるおそれはあるが、原信号のパルス幅に対し
てはより忠実であり、比較的幅の狭い血小板など
の信号に対しても有効に作用し、またさらに血球
信号の高さが血球の大きさに比例することから、
平均の体積を求める際などのいわゆるゲート信号
などにも応用することができる。一方、第２の発
明は原信号に忠実ではない反面、ノイズなどの不
要な信号を完全に除去するために、赤血球、白血
球などの比較的大きいパルス信号をより正確に計
数側定するのに適している。このように本発明
は、粒子信号に重畳したノイズ信号を除去するこ
とができ、このため正確な計数測定結果を得るこ
とが可能であり、また閾値のレベル以上の単発的
なノイズ信号に対しても除去するように作用する
という効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は検出回路の出力信号の一例を示す図、
第２図は粒子計数装置の一例を示す説明図、第３
図は本発明の装置における閾値回路の一例示す説
明図、第４図は第３図の閾値回路を用いて出力信
号を得る過程を示す説明図、第５図は本発明の装
置における閾値回路の他の例を示す説明図、第６
図は第５図の閾値回路を用いて出力信号を得る過
程を示す説明図、第７図〜第１６図は時定数を説
明するための波形図である。 １……粒子検出装置、２……流体制御装置、３
……スタート・ストツプ回路、４……検出回路、
５……閾値回路、６……基準電圧発生回路、７…
…計数回路、８……印字・表示回路、９……移相
回路、１０，１１……コンパレータ、１２……一
致回路、１３，１４，１５……端子、１６……移
相回路、１７，１８……コンパレータ、１９……
単安定マルチバイブレータ、２０……一致回路、
２１……端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒子と粒子懸濁液との電気的差異または光学
   的差異に基づいて懸濁液中の粒子を１個づつ検出
   するための粒子検出装置と、この粒子検出装置に
   接続され粒子検出装置への流体の流通を制御しか
   つ粒子懸濁液の定量を行うための流体制御装置
   と、この流体制御装置に接続され流体制御装置の
   粒子懸濁液の定量により計数開始信号および計数
   終了信号を発するためのスタート・ストツプ回路
   と、このスタート・ストツプ回路および前記粒子
   検出装置に接続され粒子検出装置の粒子信号を電
   気パルス信号に変換するための検出回路と、この
   検出回路に接続された閾値回路と、この閾値回路
   に接続され閾値回路の比較電圧となる基準電圧を
   発生させる基準電圧発生回路と、前記閾値回路に
   接続された計数回路と、この計数回路に接続され
   た印字・表示回路とを包含し、前記閾値回路は、
   ４〜５マイクロ秒の遅延時定数の移相回路、２つ
   のコンパレータおよび一致回路で構成され、２つ
   のコンパレータの電圧を等しくし、原信号と移相
   後の信号とが一致したときに出力信号を発し、計
   数表示または（および）印字するようにしたこと
   を特徴とする粒子計数装置。 ２ 粒子と粒子懸濁液との電気的差異または光学
   的差異に基づいて懸濁液中の粒子を１個づつ検出
   するための粒子検出装置と、この粒子検出装置に
   接続され粒子検出装置への流体の流通を制御しか
   つ粒子懸濁液の定量を行うための流体制御装置
   と、この流体制御装置に接続され流体制御装置の
   粒子懸濁液の定量により計数開始信号および計数
   終了信号を発するためのスタート・ストツプ回路
   と、このスタート・ストツプ回路および前記粒子
   検出装置に接続され粒子検出装置の粒子信号を電
   気パルス信号に変換するための検出回路と、この
   検出回路に接続された閾値回路と、この閾値回路
   に接続され閾値回路の比較電圧となる基準電圧を
   発生させる基準電圧発生回路と、前記閾値回路に
   接続された計数回路と、この計数回路に接続され
   た印字・表示回路とを包含し、前記閾値回路は、
   ４〜７マイクロ秒の遅延時定数の移相回路、２つ
   のコンパレータ、10〜20マイクロ秒の時定数の単
   安定マルチバイブレータおよび一致回路で構成さ
   れ、２つのコンパレータの電圧を等しくし、原信
   号と移相後の信号とが一致したときに出力信号を
   発し、計数表示または（および）印字するように
   したことを特徴とする粒子計数装置。