JPH01250037A - 粒子解析装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、血球細胞等の粒子分析において、粒子の特徴
を顕著に表すパラメータを導入することにより、臨床診
断等に有用な情報を提供する粒子解析装置に関するもの
である。

（従来の技術） 測定対象である粒子の大きさ分布を求め１粒子の大きさ
に対する出現頻度ヒストグラムとして表した、いわゆる
粒度分布図は、工業分野他、様々な分野で利用されてい
る。

特に、粒子を一個ずつ微小な検出部に通過させ、そのと
き得られる粒子−個ごとの大きさに対応する電気信号（
パルス）を検出する自動粒子分析装置によって、そのパ
ルスの高さ情報から、極めて簡単に粒度分布図が得られ
るようになってからは。

−段と利用の分野が広がりでいる。

臨床検査分野においても、粒子を検出部の中央部に精度
良く一列に整列させて流し、測定する。

いわゆるシースフロー分析装置が利用されるようになり
、極めて正確な粒度分布図が得られるようになった事も
あり、血液中の赤血球、白血球、および血小板の粒度分
布を測定することによる臨床診断等への積極的な応用が
なされている。

（発明が解決しようとする課題） ところが１粒度分布図では、粒子の大きさ情報すなわち
パルスの高さ情報しか利用していないため、貧血の病名
診断等において、たとえば鉄欠乏性貧血と、サラセミア
症とが粒度分布図の上では。

明確に区別できない等の限界があった。

一方、パルスの高さに加えてパルスの幅も情報として利
用するようにした装置も提案されている。

この種の装置としては、たとえば特開昭５９−２３０１
３９号公報に示されたものがあるが、この装置は、パル
スの高さおよび幅の情報を利用して血球の種類または血
球とノイズとを単に識別するものであって、この公報に
は血球粒度分布解析における上記課題または血球粒度分
布図の改良に関しては何ら言及されておらず、また、改
良された血球粒度分布図の貧血の病名診断等への応用技
術に関しては全く記載されていない。

また、パルスの高さ２面積９幅を検出する回路を備え、
それぞれの出力に対して対数、積、比。

差、和まだはそれらの組み合わせを処理する装置が特開
昭５９−７９８３４号公報および特開昭５９−８１５３
６号公報に開示されているが、これらの公報では具体的
には信号処理回路について記載されているだけであり、
貧血の病名診断等の臨床分野への応用技術に関しては何
ら述べられていない。

すなわち、上記いずれの公報も本発明とは目的が異なる
ことにより、パルスの幅については単に付加情報として
検出することを記載しているのみで、パルスの幅を検出
することの意味およびそめ有用性に関しては関知するも
のでは無かった。

本発明においては、粒子分析装置において粒子が細孔を
通過する際に検出されるパルスの幅が粒子の特性を反映
する有益な情報を有することを見い出し、パルスの高さ
（これは、粒子の大きさを反映する）に加えて、粒子の
特性を反映するパルスの幅をも測定し、さらに、パルス
の高さと幅との比を算出して、粒子分析において有用な
特徴パラメータを導入することにより、臨床診断等に貢
献する粒子解析装置を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明の粒子解析装置は、 Ａ９個々の粒子に対応するパルスを発生する粒子検出装
置 Ｂ０個々のパルスの高さおよび幅を検出する手段Ｃ３上
記検出された個々のパルスの高さと幅とから特徴パラメ
ータを算出する手段 り、特徴パラメータの分布パラメータを算出する手段 さらに、 Ｅ、三次元データ表示装置 を備えている。

なお、特徴パラメータは、パルスの高さと幅との比であ
ることが好ましい。分布パラメータとしては、変動係数
であることが特に好ましい。

（作用） 本発明の粒子解析装置によれば、パルスの高さに加えて
、ノξルスの幅が検出される。粒子検出装置においては
、パルスの高さは、一般に粒子の大きさを反映すると言
われているう特に、粒子検出装置が電気抵抗変化検出方
式（電解質懸濁液中に浮遊された粒子が、細孔を通過す
るときの細孔部の電気抵抗の変化を検出する方式）であ
り、しかもシースフロー測定方式を採用している場合に
は、パルスの高さは、粒子の体積に正確に比例する。

ところで、同じ体積の粒子が細孔を通過する場合でも１
粒子の変形のしやすさによってパルスの幅は変化する。

すなわち、第２図（ａ）に示すように変形しにくい粒子
が細孔を通過する場合には、第２図（ｂ）に示すように
幅の狭いパルスが発生する。

これに対し、第３図（ａ）に示すように変形しやすい粒
子が細孔を通過する場合には、第３図（ｂ）に示すよう
に幅の広いパルスが発生する。

粒子が赤血球の場合には、細胞膜が軟らかく赤血球内ヘ
モグロビン濃度が低いほど、粒子は変形しやすくなる。

この細胞膜の硬軟やヘモグロビン濃度は、健常者と貧血
患者、あるいは貧血患者の中でも貧血の種類によって異
なるから、パルスの幅を検出することにより、疾患に対
応した貧血の正確な診断に有用な知見を与えることがで
きる。

ところで、パルスの幅情報にも粒子の大きさ情報がある
程度は含まれているが、個々のパルスごとにパルスの幅
をパルスの高さで割ると、いわば単位体積当たりの粒子
の特性、すなわち、粒子の大きさに左右されない真の粒
子の特性が得られるので、粒子の特性によって貧血診断
等を行う際にさらに有用となる。なお、パルスの高さを
パルスの幅で割っても実質的に上記と同様の情報が得ら
れるので、パルスの幅／高さまたはパルスの高さ７幅の
いずれを特徴パラメータとするかは、装置内のデータ処
理のしやすさによって適宜選択される。

また、本装置に三次元表示データ処理手段を備えた場合
には、パルスの高さと幅を２軸とした平面に対して垂直
方向に頻度ヒストグラムを表現した三次元分布図を得る
ことが可能となり、従来の二次元の粒度分布図よりも遥
かに多い情報が得られるようになる。その結果、従来１
粒度分布図等だけでは区別できなかった鉄欠乏性貧血患
者とサラセミア症患者との正確な識別が可能になるなど
、臨床診断に大きく貢献′し得るものとなる。

（実施例） 本発明の粒子解析装置の実施例および本装置を用いた測
定例について以下に示す。

第１図は、本発明の一実施例の概略構成図である。

細胞等の粒子が粒子検出装置１２内の粒子検出部（細孔
部）を−個ずつ通過すると、それに対応する粒子検出パ
ルスが発生する。粒子検出パルスは粒子検出装置１２か
ら出力され、パルスの高さ検出手段１４およびパルスの
幅検出手段１６に入力される。

パルスの高さ検出手段１４においては粒子検出パルスの
ピークの波高値（アナログ値）が検出される。

パルスの幅検出手段１６においては粒子検出パルスの＠
（アナログ値）が検出される。検出されたパルスの高さ
および幅はＡ／Ｄ変換手段１８および加においてアナロ
グ−デジタル変換されたのち、演算処理手段ｎへ送られ
る。演算処理手段ｎ内では、パルスの高さおよび幅の値
は、一方で特徴パラメータ算出手段冴へ入力され種々の
特徴パラメータが算出される。特徴パラメータとしては
、各パルスごとのノｑルスの高さと幅との比などがある
。各パルスの特徴パラメータは分布パラメータ算出手段
２６へ送られ、特徴パラメータの各検体ごとの分布に関
する種々分布パラメータが算出される。分布パラメータ
としては、たとえば、平均値、標準偏差、変動係数など
がある。

なお、特徴パラメータ算出手段Ｕにおいては、従来の粒
子分析装置と同様に、パルスの高さ情報のみから既知の
ノξラメータである平均赤血球体積（ＭＣＶ）や赤血球
分布幅（ＲＤＷ）などを算出することも勿論可能である
。

パルスの高さおよび幅の値は、他方で三次元表示データ
処理手段路へ入力され、第４図〜第１４図に測定例が示
されるような三次元表示を可能とするだめのデータ処理
が行われる。

ところで、演算処理手段ｎは、一般にはコンビーータ等
論理演算機能を持った装置で構成される。

また、演算処理手段ｎ内には、パルスの高さや幅の値、
あるいは特徴パラメータ算出手段２４２分布・セラメー
タ算出手段２６．三次元表示データ処理手段路における
処理途中のデータを一時退避するための、さらには、処
理結果を記憶するだめの、記憶手段が必要に応じて設け
られる。

演算処理手段ｎで処理されたデータは表示・記録手段間
へ送られ、種々の特徴パラメータや三次元分布図が表示
あるいは印字記録される。

第４図〜第１４図は、本実施例の装置により粒子を測定
し解析した結果を示す三次元分布図である。

各図において、Ｘ軸はパルスの高さ（単位：　■〔ボル
ト〕）を表し、０．５■から４．５ｖの範囲が表示され
ている。１目盛りは０．ＩＶである。Ｙ＠はパルスの幅
（単位：　μＳ〔マイクロセカンド〕）を表し、５．５
μｓから１３゜５μｓの範囲が表示されている。

１目盛は０．２μｓである。つまり、ＸＹ平面は４０　
Ｘ　４０グリツドで表示されている。Ｚ軸は各グリッド
点に対応するパルスの高さおよび幅を持つ粒子の出現頻
度を表す。各図においては、それぞれ約１０．０００個
の粒子が測定されている。また、各図には、各検体のＨ
ｂ：　ヘモグロビン（単位：１ｎ９／ｄυ）　、　ＭＣ
Ｖ　：　　平均赤血球体積（単位：　ｆｌ〔フェムトリ
ットル））、ＲＤＷ：　　赤血球分布幅（単位：　　ｆ
ｌ）の測定値も記載されている。Ｈｂは、本解析装置と
は別の装置で測定されたものである。

第４図は、装置の精度管理すなわち校正用としてラテッ
クス粒子を測定したときの三次元分布図である。

第５図〜第１４図は、各検体の赤血球を測定したときの
三次元分布図である。

第５図は、健常者の測定結果を示す分布図である。分布
は狭く、整っており、またＸＹ平面のほぼ対角線上に位
置している。

第６図、第７図は、正球性貧血患者の測定結果を示す分
布図である。第６図は、慢性疾患による軽度の貧血患者
の分布図であり、第５図の健常者のものと、はぼ同様の
分布を示している。これは、このような患者の赤血球細
胞膜の特性や血球内ヘモグロビン濃度が、健常者のそれ
らとほぼ同じでちるだめである。一方、第７図は鎌状赤
血球症患者の分布図であり、健常者のものと比べて分布
が乱れており、図の右方へ全体にシフトしている。

第８図〜第１１図は小球性貧血患者の測定結果を示す分
布図である。第８図は、βサラセミア症患者の分布図で
あり、分布は健常者のものよりも図の後方ヘシフトして
いる。しかし、分布は整っており、またＸＹ平面のほぼ
対角線上に位置している点で、健常者のものと類似して
いる。第９図は初期の鉄欠乏性貧血患者のものであり、
ＭＣＶ、ＲＤＷともに第８図のβサラセミア症患者のも
のに極めて近いが、分布は広がりている。第８図と第９
図は、ＭＣＶもＲＤＷもほぼ同じである検体同士でも、
ノξルスの高さおよび幅の分布は異なることがあること
を示す良い例であり、三次元分布図上の差異に注目する
ことが、鉄欠乏性貧血患者とサラセミア症とを識別する
際に有用であることを示している。第１０図は、軽度の
慢性鉄欠乏性貧血患者の分布図であり１分布は健常者の
ものよりも右方ヘシフトしている。第１１図は重症の鉄
欠乏性貧血患者の分布であり、分布は広がっており、右
方ヘシフトしている。

第１２図〜第１４図は大球性貧血患者の測定結果を示す
分布図である。これら三つの図においては、いずれの分
布も図の手前側にシフトしている。これは、これらの検
体のパルスの高さ（粒子の体積に比例する）が健常者の
ものよりも高いためである。第１２図は、軽度の葉酸欠
乏性貧血患者の分布図であり、健常者のものと比べて図
の左方へシフトＩ−ている。第１３図は、細胞毒素性化
学療法を受けている慢性腎不全患者の分布図であり、分
布は乱れ、広がっている。第１４図は、異常溶血性貧血
、赤血球５′−ヌクレオチターゼ欠乏症患者の分布図で
あり、分布は図の前方ヘシフトしているものの、分布の
乱れや右方または左方へのシフトは見られない。

第１５図〜第２１図は、（ａ）パルスの高さ、（ｂ）パ
ルスの幅、および（Ｃ）パルスの高さ７幅に関する二次
元分布図である。各図における（ａ１図は、パルスの高
さ（ＰＵＬＳＥ　Ｉ（Ｅ査横軸）についての頻度分布図
、すなわち−数的には粒度分布図として良く知られたも
のである。（ｂ）図は、パルスの幅（ＰＵＬＳＥＷＩＤ
Ｔ）１　；横軸）についての頻度分布図であり、粒度分
布図はどには一般に用いられていない。（Ｃ１図は、各
パルスの高さをパルスの幅で割ったもの（ＰＵＬＳＥ　
ＨＧＴ／ＷＤＴＨ；横軸）をノξラメータとして、その
頻度分布を示した図である。このパルスの高さ７幅のパ
ラメータは、臨床分野においては本発明で初めて提案さ
れた特徴的パラメータであり、臨床的に顕著な知見を得
ることが可能なものである。

なお、各図において、ＭＥＡＮは分布の平均、　ＳＴＤ
は分布の標準偏差、　＃Ｃ０ＵＮＴ　０ＦＦＳＣＡＬＥ
は、オーツ；−スケールのため図の中には書くことので
きなかった粒子の個数を表す。

表１には１例として種々の検体を測定したときの、パル
スの高さ１幅、高さ７幅の各分布についての平均値（Ｍ
ＥＡＮ）、標準偏差（ＳＴＤ　）　、変動係数（ＣＶ　
）を計算した結果を示す。表１には、各検体の病名、お
よび、対応する図があるものＫついては三次元分布図お
よび二次元分布図の図番も示［７である。変動係数（Ｇ
Ｖ）は−周知のように１００ＸＳＴＤ／ＭＥＡＮ　（チ
）により計算される。

検体Ａ−Ｄは異なる健常者であり、第５図および第１５
図は検体Ｃのものである。検体Ｆ、Ｇはいずれも鎌状赤
血球患者であり、第７図および第１７図は検体Ｆのもの
である。他の検体にも同様に表１に明示されている各図
が対応している。

表１において、パルスの高さまたは幅の分布の変動係数
（ＧＶ　’）を健常者と貧血患者との間で比較すると、
貧血患者の方が若干Ｃ■が大きい（分布のばらつきが大
きい）傾向があるものの、顕著な差はない。ところが、
パルスの高さ７幅の分布のＣｖを比較すると、検体Ｅの
軽度の貧血患者を除いて、貧血患者の方が健常者よりも
遥かに大きなＣｖ値を示している。

なお、パルスの高さ７幅の分布のＳＴＤ値も貧血患者の
方が健常者よりも大きい値を示しているので、有用な情
報が得られていると言えるが、パルスの高さ７幅の絶対
値に影響されない点で、そのＣｖ値を利用する方がより
有用である。

以上のように、パルスの高さおよび幅から導出される高
さ７幅パラメータを特徴パラメータとし。

さらに、その分布の変動係数を分布パラメータとして選
ぶと、貧血診断に特に有用な情報が得られることが示さ
れた。

なお、実施例には示さなかったが、パルスの幅／高さを
パラメータとするなど、本発明は、用いる特徴パラメー
タにいくつかの変形例があり得るだけでなく、それに応
じて粒子の種類を変えその特性をそれぞれ正確に解析し
得るので様々な応用に適合し得るものである。

（発明の効果） 本発明の粒子解析装置によれば、以下に述べる効果が奏
せられる。

（１）粒子の大きさを反映するものである、パルスの高
さに加えて、細胞膜の硬軟やヘモグロビン濃度等の粒子
の特性を反映するものである。パルスの幅をも検出する
ことにより、貧血の診断に有用な情報を得ることが可能
となる。

（２）パルスの高さおよび幅から導出される高さ７幅パ
ラメータあるいは幅／高さパラメータを特徴パラメータ
とし、さらに、それらの分布の変動、係数を分布パラメ
ータとして選ぶことにより、疾患に対応した貧血の正確
な診断に特に有用な情報を得ることが可能となる。

（３）本発明の装置において、パルスの高さおよび幅を
パラメータとした三次元分布図を得る場合には、従来、
粒度分布図等だけでは区別できなかった鉄欠乏性貧血患
者とサラセミア症患者との識別が可能になるなど、臨床
診断に大きく貢献することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒子解析装置の一実施例の概略構成図
、第２図は変形しにくい粒子が細孔を通過する場合の様
子および発生するパルスを示す模式図、第３図は変形し
やすい粒子が細孔を通過する場合の様子および発生する
パルスを示す模式図、第４図〜第１４図はパルスの高さ
および幅をパラメータとした三次元分布図であり、第４
図はラテックス粒子による分布図、第５図は健常者の赤
血球による分布図、第６図〜第１４図は各疾病患者の赤
血球による分布図、第１５図〜第２１図は二次元分布図
であり、各図における（ａ）図は、パルスの高さについ
ての頻度分布図、（ｂ）図は、パルスの幅についての頻
度分布図、（Ｃ１図は、・ｇルスの高さ７幅についての
頻度分布図を示し、第１５図は健常者の赤血球による分
布図、第１６図〜第２１図は各疾病患者の赤血球による
分布図である。 １ｏ＝−粒子解析装置　　　　１２・・・粒子検出装置
１４・・・パルスの高さ検出手段 １６・・パルスの幅検出手段　１８．２０・・・Ａ／Ｄ
変換手段ｎ・・・演算処理手段 ２４・・特徴パラメータ算出手段 ２６・・分布／ミラメータ算出手段 路・・・三次元表示データ処理手段 （９）・・・表示・記録手段 特許出願人　　東亜医用電子株式会社 尾２区 尾３凶 ネ１４凹 謬、１７■ Ｉぐル入１本”ｓｌｔ＆ ８．７８図 一＼９ル入＃Ｔ本々ｔＷ） 一＼０Ｉレス６↑ｗ（／Ｊｓン 尾２０閉 Ｉずルスの′島ＪＩ／−１１４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検物中の個々の粒子に対応するパルスを発生する
   粒子検出装置、上記個々の粒子に対応して発生した個々
   のパルスの高さおよびパルスの幅を検出する手段、検出
   されたパルスの高さと幅とからパルスの高さと幅との比
   またはパルスの幅と高さとの比を特徴パラメータとして
   算出する手段、上記特徴パラメータの分布パラメータと
   して変動係数を算出する手段、上記検出されたデータお
   よびまたは算出されたデータを表示記録するデータ表示
   記録手段、によって構成されたことを特徴とする粒子解
   析装置。