JPH06221986A

JPH06221986A - フロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画像解析装置

Info

Publication number: JPH06221986A
Application number: JP5010875A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Horiuchi; 秀之堀内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】フロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画
像解析装置において、粒子濃度の広い範囲にわたってサ
ンプル液中の粒子の数や粒子濃度が容易に求められ、そ
れらの種類別分布が正確かつ高精度に求められるように
する。【構成】フローセル１００にサンプル液を流し、レーザ
光束１０により粒子の通過を検出し、その検出に基づい
てパルスランプ１を発光させ、粒子の静止画像をＴＶカ
メラ８でインターレス方式により撮像し、画像処理を行
う。そして粒子分析手段１０２の粒子数計算部４０にお
いて、画像処理された全粒子数Ｎ_gとインターレース方
式による撮像条件を含む測定条件データを用いて、Ｃを
定数とする近似式を解くことによりサンプル液中の全粒
子数の近似値Ｎ_apを求める。また、この値を用いて粒子
濃度等を算出し、複数種類の粒子の分類及び分析を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流れているサンプル液
中に懸濁した粒子の画像を撮像し、粒子を分析するフロ
ー式粒子画像解析装置及びフロー式粒子画像解析方法に
係わり、特に血液中や尿中の細胞や粒子を分析するのに
適したフロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画像
解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液や尿等のサンプル液中の細胞
や粒子の分類及び分析は、スライドガラス上に標本を作
成し顕微鏡で観察することにより行われてきた。サンプ
ル液が尿の場合には、含まれる粒子の濃度が薄いため、
サンプル液を予め遠心分離器で遠心分離してから観察し
ていた。そして、これらの観察や検査の作業を自動化す
るために、サンプル液をスライドガラス上に塗沫し顕微
鏡にセットした後、顕微鏡ステージを自動的に走査して
粒子の存在する位置で粒子の静止画像を撮像し、特徴抽
出やパターン認識手法を用いた画像処理技術によりサン
プル液中にある粒子の分類や分析等を行う装置が開発さ
れた。

【０００３】しかし、上記装置では標本作成に時間がか
かり、また顕微鏡ステージを機械的に移動させながら粒
子を見つけ、顕微鏡視野において粒子を適当な画像取り
込み領域へ移動させる作業が必要である。そのため、分
類や分析のために長時間を要したり、機械的機構が複雑
になるという問題点があった。

【０００４】これに対し、上記のような塗沫標本を作成
せず、被検粒子をサンプル液体中に懸濁させたまま連続
的にフローセル中に流し、光学的に分析するフローサイ
トメータによる方法が知られている。フローサイトメー
タによる方法は、サンプル液中の各粒子からの蛍光強度
や散乱光強度を観測するものであり、毎秒数1000個の処
理能力を持っている。しかし、粒子の形態学的特徴を反
映する情報を得ることはむずかしく、従来からの形態学
的特徴による粒子の分類ができない。

【０００５】また、連続的に流れているサンプル液中の
粒子の静止画像を撮像し、個々の粒子の静止画像から粒
子を分類及び分析する試みとして、特公昭５７−５００
９９５号公報や、特開昭６３−９４１５６号公報に記載
のような技術が知られている。

【０００６】特公昭５７−５００９９５号公報において
は、幅広の撮像領域を有する特殊な形状の流路にサンプ
ル液を流し、パルス光源（以下、フラッシュランプとい
う）を発光させてサンプル液中の粒子の静止画像を撮像
し、その静止画像を用い粒子の分類や分析を行う方法が
示されている。また、上記フラッシュランプはＣＣＤカ
メラの動作に同期して周期的に発光し、顕微鏡を用いて
サンプル粒子の拡大画像がＣＣＤＴＶカメラ上に投影さ
れる。このフラッシュランプの発光時間は短く、さらに
ＣＣＤＴＶカメラは毎秒３０枚の静止画像を撮影するこ
とが出来るので、粒子が連続的に流れていてもその静止
画像を得ることができる。

【０００７】特開昭６３−９４１５６号公報において
は、画像取り込み領域よりも上流位置に、静止画像撮像
用の光学系とは別の粒子検出用光学系を有している。ま
た、サンプル液は、焦点深度の影響を低減するために、
静止画像撮像光学系の光軸に対して垂直方向に偏平な断
面形状になるようにフローセルと呼ばれるガラス等で形
成された流路中に流される。そして、予め粒子検出用光
学系において粒子によるレーザ光の散乱光を検出するこ
とで粒子の通過を検出し、その粒子が画像取り込み領域
に丁度達した時にＣＣＤカメラで撮像されるように、粒
子の検出時よりある所定の遅延時間後にフラッシュラン
プを点灯させる。この方法では、フラッシュランプの発
光を周期的に行わずに、粒子検出用光学系で粒子の通過
が検出された時だけタイミングを合わせて静止画像を撮
像するので、効率的に粒子の静止画像を撮像することが
でき、濃度が薄いサンプル液中の粒子の分類や分析の場
合でも粒子の写っていない無意味な画像を撮像すること
はない。

【０００８】ところで、上述のような連続して流れてい
る粒子の静止画像をＣＣＤカメラで撮像し、これを画像
解析してサンプル液中に含まれている複数種類の粒子を
分類したりその数を計数したりするには、次に述べるよ
うな問題点が存在する。即ち、粒子検出系で粒子検出し
た時点から粒子画像をＣＣＤカメラ等のＴＶカメラで撮
像し粒子の濃淡画像に比例する電荷信号に変換し、映像
信号として取り出す（転送する）ためには有限の時間が
かかる。この時間中は画像転送の作業が続いているが、
その間撮像した画像を乱さないようにフラッシュランプ
が点灯しないようになっており、この転送作業が終わる
までは次の粒子が新たに通過しても撮像を行うことがで
きずその情報は捨ててしまわなければならない。このよ
うに、画像を撮像できない不動時間（以下、デッドタイ
ムという）が存在し、このデッドタイム中に通過した粒
子は撮像されず画像処理できないことになる。濃度の薄
いサンプル液では画像取り込み領域に続いて到着する粒
子がこのデッドタイム中に到着する確率が小さいため上
記のようなことは起こりにくいが、粒子濃度の濃いサン
プル液では、測定時間の大部分がデッドタイムで占めら
れてしまうような事態も発生し、画像処理した粒子数か
らサンプル液中に含まれる複数種類の粒子の数を正確に
知ることは困難である。

【０００９】このような問題点に対し、特開平４−７２
５４４号公報に記載の装置においては、通過する粒子数
を計数するカウンタが粒子検出用光学系に設けられてお
り、このカウンタの計数値と画像処理により得られた各
種類の粒子の存在比率とにより、サンプル液中の複数種
類の粒子数が求められる。また、この各々の種類の粒子
数によりサンプル液中の複数種類の粒子濃度を知ること
ができる。

【００１０】尚、粒子の静止画像を撮像しない通常のフ
ローサイトメータや粒子解析装置において、粒子の通過
を検出するための手段を別に設けた例としては、特開昭
６０−２６０８３０号公報、特開昭６３−２３１２４４
号公報、及び特開平１−２４５１３１号公報等に記載の
ようなものが知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、特公昭
５７−５００９９５号公報や特開昭６３−９４１５６号
公報に記載の技術ではデッドタイムの存在により、粒子
濃度が低い場合から高い場合まで広い範囲にわたって正
確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求めるこ
とが困難であると言う問題点がある。

【００１２】この問題点に対し、特開平４−７２５４４
号公報に記載の装置によれば粒子濃度の広い範囲にわた
ってサンプル液中の各々の種類の粒子数を知ることがで
きる。この場合には、粒子検出用のカウンタで検出しよ
うとする粒子数の種類別分布と、撮像された静止画像か
ら画像処理された粒子数の種類別分布とが一致すること
が仮定されているが、両者は測定手法が異なるため種類
別分布が一致しないことが多く、例えば、粒子検出用の
カウンタではノイズ信号やサイズが一定でない染色カス
やごみなどの不要粒子をも誤動作により検出し計数して
しまうが、画像処理によればこのような不要粒子は測定
対象外と見なされる。従って、この装置では、上記カウ
ンタの計数結果を基準に各々の種類の粒子数を正確に決
定できないという問題点がある。

【００１３】また、上記カウンタによって通過する全粒
子を計数したとしても、粒子数の種類別分布の精度は画
像処理による粒子数の精度に依存することになる。従っ
て、通過する全粒子をカウンタで計数しても各々の種類
の粒子数の計数精度や分類精度は良くならない。結局、
通過する全粒子をカウンタで計数しても測定精度は改善
されない。尚、サンプル液中に１種類の粒子しか存在し
ない場合には、画像処理して粒子数の種類別分布を測定
する必要がないことは言うまでもなく、静止画像を撮像
する構成自体が不要となる。

【００１４】上記従来技術の問題点を解決するため、本
出願人は、粒子濃度が低い場合から高い場合まで広い範
囲にわたって正確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子
濃度を求めることができる粒子分析装置を先に提案し出
願した（特願平４−３００８０８号；出願日平成４年
１１月１１日）。この先願発明においては、フローセル
上の画像取り込み領域の上流側の近接した位置に粒子検
出用のレーザ光束を照射し、フローセル中を流れるサン
プル液中の粒子による上記レーザ光の散乱光を顕微鏡対
物レンズで集光し検出することにより粒子の通過を検出
し、そしてその粒子が画像取り込み領域に達した時にフ
ラッシュランプを発光させてＣＣＤカメラにより静止画
像を撮像し、その画像に基づき画像解析を行う。そし
て、サンプル液中の各々の種類の粒子数や粒子濃度を以
下のようにして解析する。即ち、画像処理した全粒子数
から濃度補正器を使ってサンプル液中の粒子数を求め、
粒子検出系で検出した全粒子数の計数値を基に画像処理
した粒子数の種類別比率からサンプル液中の粒子濃度を
求め、粒子検出系での検出信号波形を複数の信号クラス
に判別することによって大まかに粒子をクラス分けを行
い、その後画像処理により正しく粒子を分類する。これ
によって全粒子数、及びどの種類の粒子がどのような割
合で存在しているかを推定する。

【００１５】しかし、上記先願発明においては、以下の
ようなさらに改善すべき点があることがわかった。即
ち、粒子数を求めるための式が非線形な複雑な形をして
いるため、解析的に計算することができず、直接画像処
理した粒子数から測定サンプル液中の全粒子数を求める
には、予めカウンタで計数した補正に必要な全粒子数と
撮像及び画像処理した粒子数との関係を計算し、濃度補
正器にそれらの関係、即ち換算テーブルを作り記憶して
おく必要がある。しかし、測定対象サンプル液によって
は、粒子濃度の測定レンジが４〜５桁以上もあるものが
存在し、このような場合には、非常に大きな換算テーブ
ルが必要になり手間と時間を要する。しかも、サンプル
液の流れの条件、染色液の存否、測定時間やその他の測
定条件が変わると、そのたびにこの換算テーブルを書き
換えなければならない。

【００１６】尚、上記のような換算テーブルを作らない
方法として、ニュートン法等の方程式の数値解法を利用
する方法もあるが、これは解が収束するまで繰り返し計
算することが必要となる。

【００１７】本発明の第１の目的は、粒子濃度が低い場
合から高い場合まで広い範囲にわたって正確かつ高精度
に複数種類の粒子の数や粒子濃度を求めることができる
フロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画像解析装
置を提供することである。

【００１８】本発明の第２の目的は、サンプル液中の粒
子の数や粒子濃度を容易に求めることができ、それらの
種類別分布を正確に求めることができるフロー式粒子画
像解析方法及びフロー式粒子画像解析装置を提供するこ
とである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１及び第２の目的
を達成するため、本発明によれば、粒子を懸濁させたサ
ンプル液をフローセルに流し、前記フローセル中の画像
取り込み領域を前記粒子が通過することを検出し、その
検出に基づいてパルス光源よりパルス光を発光させて前
記フローセルに照射し、前記フローセル中の通過粒子の
静止画像をインターレース方式により取り込み、得られ
た静止画像を画像処理し該サンプル液中の粒子の分析を
行うフロー式粒子画像解析方法において、画像処理され
た全粒子数をＮ_g、全測定に要した時間中の前記インタ
ーレース方式における全フレーム数をｎ_f、前記インタ
ーレース方式におけるフレーム時間中に画像取り込み領
域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分のサ
ンプル液の体積との比をｋとして、Ｃを定数とする近似
式

【００２０】

【数２】

【００２１】によりサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを求め
ることを特徴とするフロー式粒子画像解析方法が提供さ
れる。

【００２２】ここで好ましくは、前記全測定に要した時
間をＴ_m、前記インターレース方式におけるフレーム時
間をＴ_fとして、前記ｎ_fにＴ_m／Ｔ_fを代入し、ｎ_fの代
わりにＴ_m及びＴ_fを用いてサンプル液中の全粒子数Ｎ_m
を求める。

【００２３】また、好ましくは、前記定数Ｃの値が0か
ら2.0までの範囲または、1.50から1.65までの範囲、ま
たは1.7から1.8までの範囲である。

【００２４】また、好ましくは、前記画像処理された全
粒子数Ｎ_gに対応した適切な前記定数Ｃの値を選択す
る。

【００２５】また、好ましくは、前記全粒子数、サンプ
ル液の全体積、及び１画像当たりのサンプル液の体積に
より、全粒子濃度及び１画像当たりの体積に含まれる粒
子数を求め、さらに粒子の種類別の存在比率により、サ
ンプル液中に存在する複数種類の粒子の各粒子数、及び
複数種類の粒子の各粒子濃度を求める。

【００２６】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ため、本発明によれば、粒子を懸濁させたサンプル液が
供給されるフローセルと、前記フローセル中の画像取り
込み領域を前記粒子が通過することを検出する粒子検出
手段と、前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス
光束を前記フローセルに照射するパルス光源を有し前記
パルス光束に基づく通過粒子の静止画像をインターレー
ス方式により取り込む画像撮像手段と、得られた静止画
像を画像解析し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子
分析手段とを備えるフロー式粒子画像解析装置におい
て、前記粒子分析手段が、少なくとも１つの定数Ｃを記
憶する定数記憶部と、画像処理された全粒子数Ｎ_gを計
数する画像処理粒子数計数部と、全測定に要した時間中
の前記インターレース方式における全フレーム数ｎ_f及
び前記インターレース方式におけるフレーム時間中に画
像取り込み領域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像
した部分のサンプル液の体積との比ｋを記憶する測定条
件データ部と、前記Ｃ、前記Ｎ_g、前記ｎ_f、及び前記ｋ
を入力しサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを近似式により求
める粒子数計算回路とを有することを特徴とするフロー
式粒子画像解析装置が提供される。

【００２７】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ため、本発明によれば、上記のようなフロー式粒子画像
解析装置において、前記粒子分析手段が、少なくとも１
つの定数Ｃを記憶する定数記憶部と、画像処理された全
粒子数Ｎ_gを計数する画像処理粒子数計数部と、全測定
に要した時間Ｔ_m、前記インターレース方式におけるフ
レーム時間Ｔ_f、及び前記Ｔ_f中に画像取り込み領域を流
れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分のサンプル
液の体積との比ｋを記憶する測定条件データ部と、前記
Ｃ、前記Ｎ_g、前記Ｔ_m、前記Ｔ_f、及び前記ｋを入力し
サンプル液中の全粒子数Ｎ_mを近似式により求める粒子
数計算回路とを有することを特徴とするフロー式粒子画
像解析装置が提供される。

【００２８】ここで好ましくは、前記定数記憶部には複
数の定数Ｃの値が記憶され、前記粒子分析手段は、前記
画像処理された全粒子数Ｎ_gに対応する適切な定数Ｃの
値を前記定数記憶部から選択して前記粒子数計算回路に
入力する選択手段をさらに有する。

【００２９】また、好ましくは、前記全粒子数、サンプ
ル液の全体積、１画像当たりのサンプル液の体積、及び
粒子の種類別の存在比率により、全粒子濃度、１画像当
たりの体積に含まれる粒子数、サンプル液中に存在する
複数種類の粒子の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒
子濃度を求める粒子濃度計算手段をさらに備える。

【００３０】また、好ましくは、前記サンプル液中の粒
子は生物細胞、または血液中に存在する血球成分であ
る。

【００３１】また、好ましくは、前記サンプル液は尿ま
たは尿中に存在する尿沈渣成分である。

【００３２】

【作用】上記のように構成した本発明のフロー式粒子画
像解析方法においては、まず、フローセル中を流れるサ
ンプル液中を被検粒子が通過したことが画像取り込み領
域に来る前に検出される。粒子通過が検出されると、こ
の検出に基づいてパルス光源よりパルス光がフローセル
に照射され、該サンプル液中の分析粒子が丁度画像取り
込み領域に来た時にフローセル中の通過粒子の静止画像
がインターレース方式による画像取り込み方法によって
取り込まれ、得られた静止画像が画像処理されその後の
分析が行われる。

【００３３】そして、上記画像処理された全粒子数Ｎ_g
と、全測定に要した時間中のインターレース方式におけ
る全フレーム数ｎ_fと、前記インターレース方式におけ
るフレーム時間中に画像取り込み領域を流れるサンプル
液の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積との
比ｋとから、Ｃを定数とする近似式

【００３４】

【数３】

【００３５】によりサンプル液中の全粒子数Ｎ_mの近似
値が簡単な計算で求められる。ここで用いた値のうち、
Ｎ_gは画像処理の結果より容易に知ることが可能であ
り、ｎ_fは予め設定すべきインターレース方式の測定条
件の１つであるから容易に知ることが可能であり、ｋも
サンプル液をフローセル中に流す条件とインターレース
方式の測定条件とから容易に知ることが可能である。従
って、換算テーブルを作ることなく未知であるサンプル
液中の全粒子数Ｎ_mの近似値を容易に求めることが可能
となる。

【００３６】また、全測定に要した時間をＴ_m、インタ
ーレース方式におけるフレーム時間をＴ_fとして、上記
ｎ_fにＴ_m／Ｔ_fを代入し、ｎ_fの代わりにＴ_m及びＴ_fを用
いてサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを求めても同様の結果
となる。

【００３７】近似式（１）における定数Ｃの値は、上記
Ｎ_gの大きさに対応して経験的に決定されるものであ
り、計算によれば0から2.0までの範囲が好ましい。特
に、Ｎ_gが非常に大きい場合にはＣ＝2.0の時に近似度が
よい。また、定数Ｃの値を1.50〜1.65とすることによ
り、広範囲に亘るＮ_gに対して良好な近似度でサンプル
液中の全粒子数Ｎ_mを求めることが可能となる。さら
に、定数Ｃの値を1.7〜1.8とすることにより、いかなる
Ｎ_gに対してもサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを20％の誤差
範囲で求めることが可能となる。

【００３８】また、上記Ｎ_gに対応する適切な定数Ｃの
値を選択して用いることにより、Ｎ_gの大きさに対応し
た適切な定数Ｃの値が近似式に使用され、いかなるＮ_g
に対しても優れた近似度でサンプル液中の全粒子数Ｎ_m
を求めることが可能となる。

【００３９】このように、簡単な近似式を計算するだけ
でサンプル液中の全粒子数Ｎ_mが容易にわかり、換算テ
ーブルを作る必要がないことにより、例えば粒子濃度の
測定レンジが４〜５桁以上もある測定対象サンプル液に
対しても正しい粒子数が容易に求まり、粒子濃度が低い
場合から高い場合まで広い範囲にわたって正確かつ高精
度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求めることが可能と
なる。また、サンプル液の流れの条件、染色液の存否、
測定時間やその他の測定条件が変わったとしても、その
たびに換算テーブルを書き換える必要もなく、計算に必
要な値を変更するだけでＮ_mを決定することができる。

【００４０】また、上記のようにして求めた全粒子数と
予めわかっているサンプル液の全体積、及び１視野（１
画像）当たりのサンプル液の体積とにより、単位体積当
たりの全粒子数、即ち全粒子濃度、及び１画像当たりの
体積に含まれる粒子数が求められる。さらに、粒子の種
類別の存在比率を基にして、サンプル液中に存在する複
数種類の粒子の粒子数、及び複数種類の粒子の各粒子濃
度が求められる。

【００４１】また、前述のように構成した本発明のフロ
ー式粒子画像解析装置の粒子分析手段においては、定数
記憶部に近似式の定数Ｃとして適当な少なくとも１つの
値が記憶され、画像処理粒子数計数部で画像処理された
全粒子数Ｎ_gが計数され記憶される。また、測定条件デ
ータ部には、全測定に要した時間中の全フレーム数
ｎ_f、及び上記Ｔ_f中に画像取り込み領域を流れるサンプ
ル液の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積と
の比ｋが記憶される。そして上記Ｃ，Ｎ_g，ｎ_f，ｋが粒
子数計算回路に入力され、これらを近似式に代入してサ
ンプル液中の全粒子数Ｎ_mが求められる。

【００４２】また、上記ｎ_fの代わりに全測定に要した
時間Ｔ_m及びフレーム時間Ｔ_fを測定条件データ部に記憶
し、これを粒子数計算回路に入力し、ｎ_fの代わりにＴ_m
及びＴ_fを近似式に代入して全粒子数Ｎ_mを求めても同様
の結果となる。この時、前述のようにｎ_fがＴ_m／Ｔ_fで
表されることを利用する。

【００４３】また、上記定数記憶部に複数の定数Ｃの値
を記憶しておき、粒子分析手段に設けられた選択手段
で、上記Ｎ_gに対応した適切な定数Ｃの値をこの定数記
憶部から選択し粒子数計算回路に入力することにより、
Ｎ_gの大きさに対応した適切な定数Ｃの値が近似式に使
用され、いかなるＮ_gに対しても優れた近似度でサンプ
ル液中の全粒子数Ｎ_mを求めることが可能となる。

【００４４】また、粒子濃度計算手段においては、上記
のようにして求めた全粒子数と、サンプル液の全体積、
１画像当たりのサンプル液の体積、及び粒子の種類別の
存在比率により、全粒子濃度、１画像当たりの体積に含
まれる粒子数、サンプル液中に存在する複数種類の粒子
の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒子濃度が求めら
れる。

【００４５】

【実施例】本発明によるフロー式粒子画像解析方法及び
フロー式粒子画像解析装置の一実施例について、図１か
ら図５を参照しながら説明する。まず、図１に示す全体
構成図により本実施例のフロー式粒子画像解析装置の構
成を説明する。図１に示すように、本実施例のフロー式
粒子画像解析装置は、粒子を懸濁させたサンプル液が供
給されるフローセル１００、画像撮像手段１０１、粒子
分析手段１０２、及び粒子検出手段１０３を備える。

【００４６】画像撮像手段１０１は顕微鏡としての機能
を持ち、パルス光源であるフラッシュランプ１、フラッ
シュランプ１を発光させるフラッシュランプ駆動回路１
ａ、フラッシュランプ１からのパルス光束を平行にする
フィールドレンズ２、フィールドレンズ２からの平行な
パルス光束１０をフローセル１００内のサンプル液流れ
１１０に集束させる顕微鏡コンデンサレンズ３、フロー
セル１００内のサンプル液流れ１１０に照射されたパル
ス光束を集光し結像位置６に結像させる顕微鏡対物レン
ズ５、投影レンズ７を介して投影した結像位置６の像を
インターレース方式により取り込み電気信号である画像
データ信号に変換するＴＶカメラ８、パルス光束１０の
幅を制限する視野絞り１１及び開口絞り１２を有する。
上記ＴＶカメラ８としては、残像の少ないＣＣＤカメラ
等が一般に用いられる。

【００４７】粒子分析手段１０２は、ＴＶカメラ８から
転送された画像データ信号をデジタル信号に変換するＡ
Ｄ変換器２４、ＡＤ変換器２４からの信号に基づくデー
タを所定のアドレスに記憶する画像メモリ２５、画像メ
モリ２５におけるデータの書き込み及び読み出しの制御
を行う画像処理制御回路２６、画像メモリ２５からの信
号に基づき画像処理を行い粒子数や粒子の分類等の分析
を行う特徴抽出回路２７及び識別回路２８、サンプル液
中の粒子数の計算を行う粒子数計算部４０、ＴＶカメラ
８の撮像条件やフローセル１００中のサンプル液流れの
条件の設定、画像処理制御回路２６の制御、識別回路２
８からの画像処理結果の記憶、粒子数計算部４０とのデ
ータの授受、及び表示部５０への表示等を行う中央制御
部２９を有する。

【００４８】粒子検出手段１０３は、検出光としてのレ
ーザ光を発する検出光源である半導体レーザ１５、半導
体レーザ１５からのレーザ光を平行なレーザ光束１４に
するコリメータレンズ１６、コリメータレンズ１６から
のレーザ光束の１方向のみ集束させるシリンドリカルレ
ンズ１７、シリンドリカルレンズ１７からの光束を反射
させる反射鏡１８、顕微鏡コンデンサレンズ３とフロー
セル１０１の間に設けられ反射鏡１９からのレーザ光束
をサンプル液流れ１１０上の画像取り込み領域の上流側
の近接した位置に導く微小反射鏡１９、粒子による上記
レーザ光束の散乱光を集光する顕微鏡対物レンズ５、顕
微鏡対物レンズ５で集光された散乱光を反射させるビー
ムスプリッタ２０、ビームスプリッタ２０からの散乱光
を絞り２１を介して受光しその強度に基づく電気信号を
出力する光検出器２２、光検出器２２からの電気信号に
基づいてフラッシュランプ駆動回路１ａを制御するフラ
ッシュランプ点灯制御回路２３を有する。尚、顕微鏡対
物レンズ５は画像撮像手段１０１と共用される。

【００４９】また、フローセル１００には、サンプル液
と共にシース液が供給され、サンプル液がシース液に包
まれる流れを形成する。そしてサンプル液流れ１１０は
画像撮像手段１０１の光軸（顕微鏡光軸）９に対して垂
直方向に偏平な断面形状を有する安定した定常流（シー
スフロー）となり、フローセル１００の中心を紙面の下
方へ向かって送られる。このサンプル液流れ１１０の流
速は中央制御部２９において設定された条件に従って制
御される。

【００５０】次に、図２により粒子数計算部４０の構成
について説明する。粒子数計算部４０は、定数記憶部と
してのＣ値記憶部４１、測定条件データ部４２、画像処
理粒子数計数部４３、粒子数計算回路４４により構成さ
れており、中央制御部２９から予め近似式の定数Ｃ（後
述する）を入力し、特徴抽出回路２７及び識別回路で２
８画像処理された粒子数情報を中央制御部２９から入力
して計数し、さらに中央制御部２９からインターレース
方式の撮像条件を含めた測定条件データを入力し、各値
を近似式に代入して測定時間中にサンプル液中に存在す
る全粒子数の計算を実行し、その計算結果を再び中央制
御部２９に送る部分である。

【００５１】図１に戻り、上記構成を有するフロー式粒
子画像解析装置の基本的な動作を説明する。半導体レー
ザ１５は常時連続的に発振しており、常にサンプル中の
粒子が検出領域を通過するのを観測している。半導体レ
ーザ１５からのレーザ光束は、コリメータレンズ１６で
平行なレーザ光束１４に変換され、シリンドリカルレン
ズ１７で光束の１方向のみ集束させる。このレーザ光束
は反射鏡１８および微小反射鏡１９で反射されフローセ
ル４内のサンプル液流れ１１０上に照射される。この照
射位置はシリンドリカルレンズ１７によってレーザ光束
が集束する粒子検出位置であり、サンプル液流れ１１０
上の画像取り込み領域の上流側の近接した位置である。

【００５２】測定対象である粒子が上記レーザ光束を横
切ると、レーザ光束は散乱され、この散乱光は画像撮像
手段１０１において共用される顕微鏡対物レンズ５で集
光され、ビームスプリッタ２０で反射され、絞り２１で
サンプル液流れ１１０上の観測領域が制限されて、光検
出器２２ににおいて受光されその強度に基づく電気信号
に変換される。

【００５３】光検出器２２からの電気信号はフラッシュ
ランプ点灯制御回路２３に入力され、ここでこの電気信
号が所定の信号レベル以上有るかどうかが判断され、所
定の信号レベル以上有れば画像処理対象の粒子が通過し
たものとみなされて検出信号がフラッシュランプ駆動回
路１ａに送られる。この検出信号は、粒子がＴＶカメラ
８の画像取り込み領域の所定の位置に丁度達した時にフ
ラッシュランプ１が発光し撮像が行われるように、粒子
検出位置と画像取り込み領域との距離及びサンプル液の
流速で決まる所定の遅延時間の後にフラッシュランプ駆
動回路１ａに送られる。但し、この遅延時間は、粒子検
出位置と画像取り込み領域との距離がわずかであるため
に非常に短い時間であり、粒子の検出や分析精度がサン
プル液の流速や粒子濃度の影響を受けることはない。ま
た、フラッシュランプ点灯制御回路２３からは上記検出
信号と同時に後述するランプ発光レディ信号が送られ、
インターレース方式のフィールド信号のタイミングに基
づいてフラッシュランプの発光タイミングが制御され
る。さらに、上記フラッシュランプ点灯制御回路２３の
検出信号は画像処理制御回路２６にも送られる。

【００５４】検出信号がフラッシュランプ駆動回路１ａ
に送られると、フラッシュランプ駆動回路１ａはフラッ
シュランプ１を発光させる。フラッシュランプ１より発
せられたパルス光は顕微鏡光軸９上を進み、フィールド
レンズ２で平行光となり顕微鏡コンデンサレンズ３によ
り集束されてフローセル１００内のサンプル液流れ１１
０上に照射される。尚、視野絞り１１および開口絞り１
２によりパルス光束１０の幅が制限される。

【００５５】フローセル１００内のサンプル液流れ１１
０に照射されたパルス光束は顕微鏡対物レンズ５で集光
され、結像位置６に像を結像する。この結像位置６の像
は投影レンズ７によりＴＶカメラ８の撮像面上に投影さ
れ、インターレース方式により画像データ信号に変換さ
れる。これで粒子の静止画像を撮像したことになる。こ
のＴＶカメラ８における撮像条件は中央制御部２９に予
め設定されておりこれによってＴＶカメラ８の撮像動作
が制御される。このインターレース方式の撮像に関して
は後述する。

【００５６】ＴＶカメラ８から出力される画像データ信
号はＡＤ変換器２４でデジタル信号に変換され、これに
基づくデータが画像処理制御回路２６の制御のもとに画
像メモリ２５の所定のアドレスに記憶される。画像メモ
リ２５に記憶されたデータは画像処理制御回路２６の制
御のもとに読み出され、特徴抽出回路２７及び識別回路
２８に入力されて画像処理が行われ粒子数や粒子の分類
等の分析処理が実行され、中央制御部２９にその結果が
記憶される。この画像処理結果とインターレース方式の
撮像条件を含めた測定条件データ、及び近似式の定数Ｃ
が粒子数計算部４０に入力され、粒子数計算部４０にお
いて近似式によって全粒子数が計算される。この計算結
果は中央制御部２９に入力され、識別回路２８からの画
像処理結果と総合して表示部５０より表示される。

【００５７】次に、ＴＶカメラ８におけるインターレー
ス方式の撮像条件と、この撮像条件を含む測定条件デー
タ及び画像処理結果を用いた粒子数計算部４０における
計算について説明する。ＴＶカメラ８としては、一般的
な２次元撮像素子として残像の少ないＣＣＤカメラが用
いられる。前述のように粒子検出手段１０３で粒子を検
出した時だけ粒子の静止画像を撮像するためにフラッシ
ュランプ１が発光するが、ＴＶカメラ８はこの粒子検出
手段１０３とは無関係に連続的に動作しているものとす
る。

【００５８】図３に、ＴＶカメラ８のフィールド信号、
偶数フィールド（ｅ）及び奇数フィールド（ｏ）におけ
るＣＣＤ転送信号、光検出器２２からの電気信号、フラ
ッシュランプの発光、ランプ発光レディ信号、画像取り
込みにより発生するデッドタイムの関係を示す。

【００５９】図３において、フィールド時間Ｔ_fを周期
とするフィールド信号はＴＶカメラ８に内蔵されたクロ
ックより発生する。画像の取り込みは偶数フィールド
（ｅ）と奇数フィールド（ｏ）で行われ、これら２つの
フィールドを組み合わせて１つのフレームが構成され
る。偶数フィールド（ｅ）及び奇数フィールド（ｏ）に
おいては、フレームの周期、即ちＴ_f／２だけずらせて
交替で画像の取り込み（蓄像）及び転送が行われる。従
って１フィールド時間は１フレーム時間の半分のＴ_f／
２である。このフレーム時間は、例えば１／３０秒に設
定される。それぞれのフィールドには１枚の画像を得る
フレーム時間の間に蓄像時間と転送時間とがあり、蓄像
時間に撮像面に入射した光の量を電荷として蓄積し、転
送時間にこの蓄積した電荷を転送する。転送後は電荷量
が０になり、再び蓄像期間に入る。図３においては偶数
フィールド（ｅ）及び奇数フィールド（ｏ）のＣＣＤ転
送信号が示されているが、これらの転送時間はごく短時
間である。

【００６０】図３に示したＣＣＤ転送信号は、簡単のた
めに、粒子検出があってその粒子の画像を撮像した時の
画像に関するものだけ示してあるが、実際には各ＣＣＤ
転送信号はフィールド信号が出るたびに常時出ている。
また、１つ前の検出粒子に関する処理は図中左端のフィ
ールド信号の０の位置で既に終了しているものとする。

【００６１】各フィールドのＣＣＤ転送信号はＡ／Ｄ変
換器２４でデジタル化されて画像メモリ２５の所定のア
ドレスにそれぞれ一旦格納され、その後２つのフィール
ドの画像データを合成して１枚の画像が作られる。１つ
前の粒子検出後ｎフィールドが経過した後（ｎ番目のフ
ィールド信号の出た後）に、次の粒子検出が行われて光
検出器２２から電気信号が発せられ、その粒子が画像取
り込み領域の適当な位置に来るまでの遅延時間Ｔ_d後に
フラッシュランプ１が発光する。この時、ｎ番目のフィ
ールド信号が出てからパルスランプが発光するまでの時
間は図中ｔで表される。ランプ発光レディ信号は粒子検
出による光検出器２２からの電気信号が出た時から２フ
ィールド（１フレーム）経過して（ｎ＋２）番目のフィ
ールド信号が出るまでの時間ｏｆｆされ、このｏｆｆの
時間に到着する次の粒子が検出されてもフラッシュラン
プ１の発光は阻止される。このようにフラッシュランプ
１の発光が阻止されることにより、次の検出粒子によっ
て粒子の画像が乱されることがない。尚、この（ｎ＋
２）番目のフィールド信号が出た時点でこの粒子に関す
る処理は終了し、次の検出粒子に関するフィールド信号
のカウントが０より再開する。

【００６２】ここで、フレーム時間Ｔ_f中に撮像領域を
流れるサンプル溶液の体積と実際に撮像した部分のサン
プルの体積との比をｋとすると、Ｔ_f／ｋの時間は実際
に粒子の撮像が行われている時間（有効部分）である。
上記ランプ発光レディ信号がｏｆｆされている時間から
このＴ_f／ｋの時間を除いた時間が、画像取り込みのた
めにフラッシュランプの発光が阻止される実際の不動時
間、即ち図中斜線を付したデッドタイムＴ_deadとなる。
尚、上記ｋはサンプル液をフローセル中に流す条件（流
速や画像取り込み範囲の大きさ等）とフレーム時間Ｔ_f
によって決まるものである。

【００６３】上記のようなインターレース方式の撮像条
件のもとに画像処理が行われ、この結果に基づき上記デ
ッドタイムＴ_dead中に通過する粒子をも考慮したサンプ
ル液中の全粒子数（Ｎ_mと表す）が求められる。以下
に、そのＮ_mを求める式（近似式）の導出を行う。ま
ず、測定サンプル液の全体積をＶ_m、実際に撮像した部
分のサンプル液の体積（１視野当たりのサンプル液）の
体積をｖとすると、１視野当たりのサンプル液の体積に
含まれる平均の粒子数λはサンプル液中の全粒子数Ｎ_m
にｖ／Ｖ_mを乗じたものであるから、

【００６４】

【数４】

【００６５】と表される。ここでフレーム時間Ｔ_f中に
画像取り込み領域を流れるサンプル液の体積をＶ_f、全
測定に要した時間中の全フレーム数をｎ_fとすると、Ｖ_m
はＶ_fとｎ_fとの積であるから、λは、

【００６６】

【数５】

【００６７】と表される。ここでｋがＶ_f／ｖであるこ
とを考慮すると、さらにλは、

【００６８】

【数６】

【００６９】と表される。

【００７０】一方、撮像される全粒子数Ｎ_gの期待値
は、

【００７１】

【数７】

【００７２】と表される。ここに、Ｓ_fは粒子を検出し
て撮像した時に一画像内に含まれる粒子数の期待値であ
り、Ｐ_fはフィールドの撮像確率、即ちフィールド周期
の間に粒子が通過して撮像される確率である。ここで、
サンプル粒子の流れの統計事象はポアソンプロセスに従
うものと仮定すると、Ｓ_f及びＰ_fは次のように表され
る。

【００７３】

【数８】

【００７４】ここで、ｈは撮像の条件で決まり、０≦ｈ
≦１を満たす定数である。尚、本出願人が平成４年１１
月１１日に出願した特願平４−３００８０８号において
も、上記の式（５）〜（７）と同様の式が導かれてい
る。

【００７５】上記式（６）において、撮像の条件で決ま
る定数ｈに関しては大部分のサンプル液の条件で概ねｈ
＝１が成立する。従って式（６）は

【００７６】

【数９】

【００７７】と書きかえられ、以上の式（４），
（５），（７），（８）をまとめることにより次の式が
得られる。

【００７８】

【数１０】

【００７９】但し、上記ｎ_fは全測定に要した時間をＴ_m
とすれば、Ｔ_mをＴ_fで割った値であるからＴ_m／Ｔ_fで置
き換えることができる。

【００８０】式（９）はＮ_mとＮ_gに関して非線形で複雑
な形をしており、Ｎ_gを知ってから解析的な計算により
サンプル液中の全粒子数Ｎ_mを求めることは出来ない。
従って、この式を利用するためには予め換算テーブルを
作りＮ_mとＮ_gとの関係を記憶しておく必要がある。そこ
で、このような煩雑な作業を回避するため、本実施例で
は式（９）をもとに次のような近似式を導く。

【００８１】

【数１１】

【００８２】但し、この近似式（１０）ではＮ_mは近似
値を表すものとしてＮ_apで置き換えてあり、またＣは近
似式（１０）を導くに当たって導入した定数である。こ
の定数Ｃの値は後述のようにＮ_gの大きさに対応して経
験的に決定されるものであり、０から２までの範囲の数
値となる。式（１０）を利用してＮ_gを知ってからＮ_ap
を求めることは、Ｎ_apに関する２次方程式を解くだけの
作業となり、容易にＮ_mの近似値を求めることができ
る。即ち、式（１０）のＮ_apの正の根を求めると、

【００８３】

【数１２】

【００８４】となる。

【００８５】図２に戻り、粒子数計算部４０において、
Ｃ値記憶部４１には予め中央制御部２９から適切な定数
Ｃが送られ、ここで記憶される。また、測定条件データ
部４２には中央制御部２９からインターレース方式の撮
像条件を含めた測定条件データ、即ち前述のｎ_f及びｋ
が入力され記憶される。

【００８６】また、画像処理が１枚行われるごとに、特
徴抽出回路２７及び識別回路２８において画像処理され
た粒子数が中央制御部２９を介して画像処理粒子数計数
部４３に送られ、画像処理粒子数計数部４３の計数値に
順次加算される。そして、測定終了時には画像処理粒子
数計数部４３に画像処理された全粒子数Ｎ_gが記憶され
ることになる。

【００８７】粒子数計算回路４４には上記した式（１
１）が格納されており、Ｃ値記憶部の定数Ｃ、測定条件
データ部４２のｎ_f及びｋ、画像処理粒子数計数部４３
のＮ_gの値が入力され、式（１１）を用いてサンプル液
中の全粒子数Ｎ_mの近似値Ｎ_apが計算される。

【００８８】但し、上記ｎ_fはＴ_m／Ｔ_fで置き換えるこ
とができるので、ｎ_fに代えてＴ_m及びＴ_fを中央制御部
２９から測定条件データ部４２を介して粒子計算回路４
４に入力してもよい。この場合は、式（１１）でｎ_fを
Ｔ_m／Ｔ_fに置き換えて計算される。

【００８９】このようにして求められたサンプル液中の
全粒子数は中央制御部２９に返される。そして、必要に
応じ、この全粒子数と、中央制御部２９に記憶された測
定サンプル液の全体積及び１視野（１画像）当たりのサ
ンプル液の体積とを用いて、単位体積当たりの全粒子
数、即ち全粒子濃度及び顕微鏡１視野当たりの体積に含
まれる粒子数が計算される。さらに、複数種類の粒子が
存在する時には、識別回路２８で得られた粒子の種類別
の存在比率を用いて、各種類の粒子の個数や粒子濃度等
が計算される。それらの結果は前述のように表示部５０
に出力される。これらの計算は中央制御部２９に備えら
れた粒子濃度計算手段（図示せず）において行われる。

【００９０】次に、定数Ｃをパラメータとした時の、上
記近似式（１１）から計算される近似値Ｎ_apの近似度に
ついて図４及び図５により説明する。図４は、式（９）
を用いて計算した換算テーブルに基づくサンプル液中の
全粒子数Ｎ_mの理論値、及び定数Ｃをパラメータとした
時の近似式（１１）から計算された近似値Ｎ_apと、Ｎ_g
との関係を示す図である。ここで、ｎ_f＝645，ｋ＝25.6
9とし、定数Ｃの値は0，1.0，1.2，1.4，1.6，1.8，2.0
と変化させている。図４に示すように、定数Ｃの値とし
ては、0から2.0の範囲、好ましくは1.0から2.0の範囲
が、近似値と理論値とが接近し適当であると考えられ
る。

【００９１】図５は、上記理論値に対する上記近似値の
近似度をわかりやすく表すため、定数Ｃをパラメータと
した時のＮ_ap／Ｎ_mの値を算出し、その値とＮ_gとの関係
を示した図である。尚、ｎ_f及びｋの値は図４と同一で
あり、定数Ｃの値は1.40，1.45，1.50，1.55，1.60，1.
65，1.70，1.80，2.00と変化させている。図５に示すよ
うに、Ｎ_gの大きさによってＮ_ap／Ｎ_mの値、即ち近似度
は変化するが、その度合いは定数Ｃの値の違いによって
異なる。Ｎ_gが2×10³以上と非常に大きい場合には、定
数Ｃの値が2.0の時に近似度が非常に優れている。ま
た、定数Ｃの値が1.50〜1.65程度の時、Ｎ_gが10³近傍で
最高40％程度の誤差はあるが、全般的にみて広範囲に亘
り近似度が良好である。また、いかなるＮ_gの大きさに
対しても±20％の近似値の誤差範囲を許容するならば、
定数Ｃの値は1.7〜1.8程度であればよい。

【００９２】以上のように本実施例によれば、粒子数計
算部４０において、定数Ｃを含むＮ_mの近似値Ｎ_apとＮ_g
に関する簡単な形の近似式に、画像処理された結果及び
インターレース方式の撮像条件を含む測定条件を代入し
てＮ_mの近似値Ｎ_apを求めるので、換算テーブルを作る
複雑な手順を必要とせずに容易な方法で、しかも良好な
近似度でサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを推定することが
できる。従って、例えば粒子濃度の測定レンジが４〜５
桁以上もある測定対象サンプル液に対しても正しい粒子
数が容易に求まり、粒子濃度の広い範囲にわたって正確
かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求めること
ができる。また、測定条件が変わったとしても、そのた
びに換算テーブルを書き換える必要もなく、計算に必要
な値を変更するだけでＮ_mを決定することができる。

【００９３】また、近似式における定数Ｃの値を0から
2.0までの範囲、好ましくは1.0から2.0の範囲とするの
で、良好な近似度で全粒子数の近似値を求めることがで
きる。特に、Ｎ_gが2×10³以上と非常に大きい場合に定
数Ｃの値を2.0とすることにより、優れた近似度が得ら
れる。また、定数Ｃの値を1.50〜1.65とするので、広範
囲に亘るＮ_gに対して良好な近似度が得られる。さら
に、定数Ｃの値を1.7〜1.8とするので、いかなるＮ_gに
対しても20％の誤差範囲の近似度が得られる。

【００９４】また、上記のようにして求めた全粒子数と
予めわかっているサンプル液の全体積、及び１視野（１
画像）当たりのサンプル液の体積とにより、全粒子濃度
や１画像当たりの体積に含まれる粒子数を求めることが
できる。さらに、粒子の種類別の存在比率を基にして、
サンプル液中に存在する複数種類の粒子の粒子数、及び
複数種類の粒子の各粒子濃度を求めることができる。

【００９５】次に、本発明によるフロー式粒子画像解析
方法及びフロー式粒子画像解析装置の他の実施例につい
て、図６を参照しながら説明する。本実施例のフロー式
粒子画像解析装置は、粒子分析手段に備えられた粒子数
計算部の構成が異なり、これ以外の構成は前述の実施例
と同様である。即ち、図６に示すように、粒子数計算部
４０ａにおいて、Ｃ値記憶部４１ａと粒子数計算回路４
４ａの間に選択手段としての選択回路４５が設けられ、
画像処理粒子数計数部４３から入力されるＮ_gの値に対
応した定数Ｃの値が粒子数計算回路４４ａに入力される
構成となっている。粒子数計算回路４４ａには前述の実
施例と同様の式（１１）が格納されている。また、測定
条件データ部４２及び画像処理粒子数計数部４３の構成
及び機能は前述の実施例と同様である。

【００９６】Ｃ値記憶部４１ａには予め中央制御部２９
から適切な複数個の定数Ｃが送られ、ここで記憶され
る。この複数個の定数Ｃは、求めるべきサンプル液中の
全粒子数の近似値の近似度を考慮して、前述した0から
2.0の範囲の値のうち適当な値である。また、図２と同
様に、画像処理粒子数計数部４３に画像処理された全粒
子数Ｎ_gが計数され記憶され、さらに、測定条件データ
部４２には中央制御部２９からｎ_f及びｋが入力され記
憶される。

【００９７】選択回路４５では画像処理粒子数計数部４
３のＮ_gが入力され、このＮ_gに対応する適切な定数Ｃの
値が選択されて粒子計算回路４４ａに入力される。即
ち、式（１１）による近似値の近似度は前述のようにＮ
_gの大きさに対応して変化するが、いかなるＮ_gに対して
も優れた近似度が得られるように定数Ｃの値が選択され
る。例えば、Ｎ_gが8×10²以下ではＣ＝1.65、Ｎ_gが8×1
0²から2×10³の間ではＣ＝1.70、Ｎ_gが2×10³以上では
Ｃ＝2.00が選択される。そして、粒子計算回路４４ａに
おいて、選択回路４５で選択された定数Ｃと、測定条件
データ部４２からのｎ_f及びｋと、画像処理粒子数計数
部４３からのＮ_gとにより、式（１１）を用いてサンプ
ル液中の全粒子数Ｎ_mの近似値Ｎ_apが計算される。

【００９８】但し、上記ｎ_fはＴ_m／Ｔ_fで置き換えるこ
とができるので、ｎ_fに代えてＴ_m及びＴ_fを中央制御部
２９から測定条件データ部４２を介して粒子計算回路４
４に入力してもよい。この場合は、式（１１）でｎ_fを
Ｔ_m／Ｔ_fに置き換えて計算される。

【００９９】このようにして求められたサンプル液中の
全粒子数は、中央制御部２９に返され、中央制御部２９
に備えられた粒子濃度計算手段（図示せず）において、
前述の実施例と同様に全粒子濃度、顕微鏡１視野当たり
の体積に含まれる粒子数、及び複数種類の粒子の個数や
粒子濃度等が計算される。それらの結果は表示部５０に
出力される。

【０１００】以上のように本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られる他、選択回路４５でＮ_gに
対応した適切な定数Ｃの値を選択し粒子数計算回路４４
ａに入力するので、Ｎ_gの大きさに対応した適切な定数
Ｃの値が近似式に使用され、いかなるＮ_gに対しても優
れた近似度でサンプル液中の全粒子数の近似値Ｎ_apを求
めることができる。

【０１０１】尚、以上の実施例では、粒子数計算部４０
または４０ａにおいて、サンプル液中の全粒子数の近似
値を求め、これを中央制御部２９に返して全粒子濃度、
顕微鏡１視野当たりの体積に含まれる粒子数、及び複数
種類の粒子数や粒子濃度等を求めたが、粒子数計算部４
０または４０ａにおいて上記全粒子濃度、顕微鏡１視野
当たりの体積に含まれる粒子数、及び複数種類の粒子数
や粒子濃度等を求めてもよい。この場合は、中央制御部
２９より測定条件データ部４２に入力する測定条件デー
タとして測定サンプル液の全体積や１画像（顕微鏡１視
野）当たりのサンプル液の体積を追加し、粒子数計算回
路４４または４４ａにおいてこれらの値とサンプル液中
の全粒子数の近似値とを用いて計算すればよい。

【０１０２】また、本発明のフロー式粒子画像解析方法
及びフロー式粒子画像解析装置は、液体中に懸濁した生
物サンプルや細胞、血液中の赤血球や白血球などの血球
成分、または尿中に存在する尿沈渣成分の分類及び分析
に有効である。特に、尿中の尿沈渣成分の粒子数の計数
や粒子の分類においては、正常サンプルと異常サンプル
とで存在する粒子数は数桁以上違う場合があるが、上述
の粒子検出手段による検出と画像撮像手段及び粒子分析
手段による画像処理結果から、サンプル液中の全粒子数
を知ることができるので、粒子濃度が大きく異なる上記
のような場合でも分析しようとする種類の粒子数を正し
く求めることができる。

【０１０３】また、以上の実施例では、フローセル中を
連続して流れているサンプル液に含まれている粒子の静
止画像を得、その画像処理を行う場合について述べた
が、顕微鏡下で連続して移動しているスライド標本の粒
子画像解析にこの方法を応用することもできる。さら
に、粒子検出手段において半導体レーザからのレーザ光
束を検出光として用い、粒子で散乱されたレーザ光束の
散乱光を利用する場合について述べたが、これに限らず
粒子からの蛍光や透過光を利用することもできるし、１
次元イメージセンサにより粒子を検出する方法や、粒子
通過による電気抵抗変化などにより粒子を検出する方法
を利用することもできる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明によれば、定数を含む簡単な形の
近似式に、画像処理された結果及びインターレース方式
の撮像条件を含む測定条件を代入してサンプル液中の全
粒子数の近似値を求めるので、換算テーブルを作る複雑
な手順を必要とせずに容易な方法で、しかも良好な近似
度でサンプル液中の全粒子数を推定することができる。
従って、測定レンジの大きなサンプル液に対しても正し
い粒子数が容易に求まり、粒子濃度の広い範囲にわたっ
て正確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求め
ることができる。また、測定条件が変わったとしても、
そのたびに換算テーブルを書き換える必要もない。

【０１０５】また、近似式における定数Ｃを、画像処理
された全粒子数の大きさに対して適切な値とするので、
良好な近似度で全粒子数の近似値を求めることができ
る。さらに、複数の定数Ｃのうちから画像処理された全
粒子数の大きさに対応する適切な値を選択するので、優
れた近似度でサンプル液中の全粒子数の近似値を求める
ことができる。

【０１０６】また、この全粒子数と、予めわかっている
サンプル液の全体積、１視野（１画像）当たりのサンプ
ル液の体積、及び粒子の種類別の存在比率を用いて、全
粒子濃度、１画像当たりの体積に含まれる粒子数、及び
サンプル液中に存在する複数種類の粒子数やそれらの粒
子濃度を求めることができる。

【０１０７】従って、本発明によれば、粒子濃度の広い
範囲にわたってサンプル液中の粒子の数や粒子濃度を容
易に求めることができ、それらの種類別分布を正確かつ
高精度に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフロー式粒子画像解析方法及びフ
ロー式粒子画像解析装置の一実施例を示す図である。

【図２】粒子分析手段における粒子数計算部の構成及び
その周辺のデータのやりとりを示す図である。

【図３】ＴＶカメラにおけるインターレース方式の撮像
条件、粒子検出のタイミング及びフラッシュランプの発
光タイミング等を示すタイムチャートである。

【図４】サンプル液中の全粒子数Ｎ_mの理論値、及び定
数Ｃをパラメータとした時の近似式から計算された近似
値Ｎ_apと、画像処理された全粒子数Ｎ_gとの関係を示す
図である。

【図５】定数Ｃをパラメータとした時のＮ_ap／Ｎ_mの値
とＮ_gとの関係を示す図である。

【図６】本発明によるフロー式粒子画像解析方法及びフ
ロー式粒子画像解析装置の他の実施例を示す図であっ
て、粒子分析手段における粒子数計算部の構成及びその
周辺のデータのやりとりを示す図である。

【符号の説明】

１フラッシュランプ１ａフラッシュランプ駆動回路３顕微鏡コンデンサレンズ５顕微鏡対物レンズ８ＴＶカメラ１４レーザ光束１５半導体レーザ１７シリンドリカルレンズ１９微小反射鏡２２光検出器２３フラッシュランプ点灯制御回路２４ＡＤ変換器２５画像メモリ２６画像処理制御回路２７特徴抽出回路２８識別回路２９中央制御部４０，４０ａ粒子数計算部４１，４１ａＣ値記憶部４２測定条件データ部４３画像処理粒子数計数部４４，４４ａ粒子数計算回路４５選択回路５０表示部１００フローセル１０１画像撮像手段１０２粒子分析手段１０３粒子検出手段１１０サンプル流れＮ_g 画像処理された全粒子数Ｎ_ap 画像処理された全粒子数の近似値ｎ_f 測定に要した時間中の全フレーム数ｋフレーム時間に撮像領域を流れる体積と実際に撮像
した部分の体積の比Ｃ定数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子を懸濁させたサンプル液をフローセ
ルに流し、前記フローセル中の画像取り込み領域を前記
粒子が通過することを検出し、その検出に基づいてパル
ス光源よりパルス光を発光させて前記フローセルに照射
し、前記フローセル中の通過粒子の静止画像をインター
レース方式により取り込み、得られた静止画像を画像処
理し該サンプル液中の粒子の分析を行うフロー式粒子画
像解析方法において、画像処理された全粒子数をＮ_g、全測定に要した時間中
の前記インターレース方式における全フレーム数を
ｎ_f、前記インターレース方式におけるフレーム時間中
に画像取り込み領域を流れるサンプル液の体積と実際に
撮像した部分のサンプル液の体積との比をｋとして、Ｃ
を定数とする近似式【数１】によりサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを求めることを特徴
とするフロー式粒子画像解析方法。
【請求項２】前記全測定に要した時間をＴ_m、前記イ
ンターレース方式におけるフレーム時間をＴ_fとして、
前記ｎ_fにＴ_m／Ｔ_fを代入し、ｎ_fの代わりにＴ_m及びＴ_f
を用いてサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを求めることを特
徴とする請求項１記載のフロー式粒子画像解析方法。
【請求項３】前記定数Ｃの値が0から2.0までの範囲で
あることを特徴とする請求項１または２記載のフロー式
粒子画像解析方法。
【請求項４】前記定数Ｃの値が1.50から1.65までの範
囲であることを特徴とする請求項１または２記載のフロ
ー式粒子画像解析方法。
【請求項５】前記定数Ｃの値が1.7から1.8までの範囲
であることを特徴とする請求項１または２記載のフロー
式粒子画像解析方法。
【請求項６】前記画像処理された全粒子数Ｎ_gに対応
した適切な前記定数Ｃの値を選択することを特徴とする
請求項１または２記載のフロー式粒子画像解析方法。
【請求項７】前記全粒子数、サンプル液の全体積、及
び１画像当たりのサンプル液の体積により、全粒子濃度
及び１画像当たりの体積に含まれる粒子数を求め、さら
に粒子の種類別の存在比率により、サンプル液中に存在
する複数種類の粒子の各粒子数、及び複数種類の粒子の
各粒子濃度を求めることを特徴とする請求項１または２
記載のフロー式粒子画像解析方法。
【請求項８】粒子を懸濁させたサンプル液が供給され
るフローセルと、前記フローセル中の画像取り込み領域
を前記粒子が通過することを検出する粒子検出手段と、
前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス光束を前
記フローセルに照射するパルス光源を有し前記パルス光
束に基づく通過粒子の静止画像をインターレース方式に
より取り込む画像撮像手段と、得られた静止画像を画像
解析し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子分析手段
とを備えるフロー式粒子画像解析装置において、前記粒子分析手段は、少なくとも１つの定数Ｃを記憶す
る定数記憶部と、画像処理された全粒子数Ｎ_gを計数す
る画像処理粒子数計数部と、全測定に要した時間中の前
記インターレース方式における全フレーム数ｎ_f及び前
記インターレース方式におけるフレーム時間中に画像取
り込み領域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した
部分のサンプル液の体積との比ｋを記憶する測定条件デ
ータ部と、前記Ｃ、前記Ｎ_g、前記ｎ_f、及び前記ｋを入
力しサンプル液中の全粒子数Ｎ_mを近似式により求める
粒子数計算回路とを有することを特徴とするフロー式粒
子画像解析装置。
【請求項９】粒子を懸濁させたサンプル液が供給され
るフローセルと、前記フローセル中の画像取り込み領域
を前記粒子が通過することを検出する粒子検出手段と、
前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス光束を前
記フローセルに照射するパルス光源を有し前記パルス光
束に基づく通過粒子の静止画像をインターレース方式に
より取り込む画像撮像手段と、得られた静止画像を画像
解析し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子分析手段
とを備えるフロー式粒子画像解析装置において、前記粒子分析手段は、少なくとも１つの定数Ｃを記憶す
る定数記憶部と、画像処理された全粒子数Ｎ_gを計数す
る画像処理粒子数計数部と、全測定に要した時間Ｔ_m、
前記インターレース方式におけるフレーム時間Ｔ_f、及
び前記Ｔ_f中に画像取り込み領域を流れるサンプル液の
体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積との比ｋ
を記憶する測定条件データ部と、前記Ｃ、前記Ｎ_g、前
記Ｔ_m、前記Ｔ_f、及び前記ｋを入力しサンプル液中の全
粒子数Ｎ_mを近似式により求める粒子数計算回路とを有
することを特徴とするフロー式粒子画像解析装置。
【請求項１０】前記定数記憶部には複数の定数Ｃの値
が記憶され、前記粒子分析手段は、前記画像処理された
全粒子数Ｎ_gに対応する適切な定数Ｃの値を前記定数記
憶部から選択して前記粒子数計算回路に入力する選択手
段をさらに有することを特徴とする請求項８または９記
載のフロー式粒子画像解析装置。
【請求項１１】前記全粒子数、サンプル液の全体積、
１画像当たりのサンプル液の体積、及び粒子の種類別の
存在比率により、全粒子濃度、１画像当たりの体積に含
まれる粒子数、サンプル液中に存在する複数種類の粒子
の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒子濃度を求める
粒子濃度計算手段をさらに備えることを特徴とする請求
項８または９記載のフロー式粒子画像解析装置。
【請求項１２】前記サンプル液中の粒子は生物細胞で
あることを特徴とする請求項８から１１のうちいずれか
１項記載のフロー式粒子画像解析装置。
【請求項１３】前記サンプル液中の粒子は血液中に存
在する血球成分であることを特徴とする請求項８から１
１のうちいずれか１項記載のフロー式粒子画像解析装
置。
【請求項１４】前記サンプル液は尿または尿中に存在
する尿沈渣成分であることを特徴とする請求項８から１
１のうちいずれか１項記載のフロー式粒子画像解析装
置。