JPH0737934B2 - 粒子分析装置の舞戻り信号除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、粒子分析装置の舞戻り信号除去装置に関す
るものである。

（従来の技術） 粒子検出装置のうちで導電式のものは、電解質液中に測
定用の粒子を浮遊させた懸濁液に一対の電極を浸漬し、
第32図に示すように、両電極間を微少な細孔100を有す
る絶縁壁101で隔絶し、両電極間に電位差を与えて細孔1
00を通じてのみ電極間に電流が流れるように構成したも
のである。この粒子検出装置では、両側の液間に水圧差
を与え細孔100を通じて懸濁液とともに粒子を流過させ
ると、粒子径に対する細孔100の径を適切に選ぶことに
より粒子の通過に対応して粒子体積に比例した電流変化
が電極間に生ずる。

このときの粒子検出信号の波形は、第32図に示す細孔10
0における粒子102のたとえば通過経路イ〜ニに対応して
第33図のようになる。ただし、図は粒子の通過を重ねて
表わしており、実際には各状態が別個に起こる程度に懸
濁液の粒子濃度が調整されている。

第33図において、波形イ′は、細孔100の壁面のごく近
くを粒子102が通過する通過経路イの場合であり、細孔1
00の入口および出口で鋭い波高値のピークを示し、２つ
のピークの間にはゆるやかな谷がある。すなわち、この
波形イ′の信号が谷波形信号である。

波形ロ′は、細孔100の中心近くを２つの粒子102が近接
して通過する通過経路ロの場合であり、２つのピークの
間に深い谷がある。

波形ハ′は、細孔100の丁度中心を粒子102が通過する通
過経路ハの場合であり、ピークが１つである対称形のき
れいな波形を示している。この波形ハ′の信号を以下単
一ピーク波形信号と呼ぶ。

波形ニ′は、入口では細孔100の壁面近くを、出口では
中心付近を通るように斜めに通過する通過経路ニの場合
であり、入口付近でのみ鋭いピークを示している。

このように細孔100の入口、出口の壁面近くを粒子102が
通過したときに波形が鋭いピークを示すのは、この付近
（いわゆる細孔100のエッジ部分）の電流密度が高いた
めである。また粒子102が細孔100の中心を通過したとき
よりも細孔100の壁面近くを通過したときの方が波形の
幅が長いのは、壁面近くでは流速が遅くなっており、中
心部を通過したときよりも粒子102の通過に時間がかか
るためである。

以上のことから、仮に同じ大きさの粒子102が細孔100を
通過した場合でも、その通過経路の違いによって波形の
ピークの波高値は異ることになる。このため厳密な意味
では粒子の体積に比例した大きさの検出信号は得られ
ず、このピークの波高値から描いた粒度分布には誤差が
含まれることになる。そこで、粒子分析装置は、一般に
前記誤差を除去する手段を有して、精度よく粒子の大き
さを検出できるようにしている。

しかし、細孔100を通過した粒子が細孔100の近辺に第34
図の符号105,106で示すような流れで舞い戻った場合に
も、粒子の通過に伴う電流よりも小さい電流が電極間に
流れるため、第35図（ａ）のようななだらかな波形の誤
検出信号がさらに発生することとなる。曲線105aは符号
105の流れに対応し、曲線106aは符号106の流れに対応す
る。これらの信号を以下舞戻り信号と呼ぶ。

このような舞戻り信号を検出するため、従来つぎのよう
な手段がとられてきた。

第一の手段は、粒子の細孔を通過する流路を中心部の狭
い範囲に流体力学的に絞り、いわゆる「シースフロー」
を形成するものである。この手段では粒子懸濁液は細孔
100の中心部の狭い範囲に流体力学的に絞られて通過
し、一度通過した粒子は再び細孔付近に舞い戻ってくる
ことがないので、原理的に舞戻り信号は発生しない。し
かし、複雑な流体機構を必要とするため装置が高価とな
る。

これに対して第２の手段は、信号の時間幅によって粒子
の通過による波形と舞戻り波形とを弁別するものであ
り、たとえばKachel,V（1982） Sizing of Cells by th
e Elecrical Resistance Pulse Tecnique,in:Cell Anal
ysis Vol.1（N.Catsimpoolas,ed.）,Plenum Press,New
York,pp.195−331に触れらている。

すなわち、具体的により説明すると、第35図（ａ）に示
す舞戻り信号105aの場合、同図（ｂ）のように粒子検出
信号を低周波成分に微分し、直流再生をかけた波形105b
が基準電圧Vrefを横切る時間をパルス幅Twとし、所定の
フィルタパルスTfと比較して、Tw＜Tfのとき血小板と判
断し反対のとき舞戻り信号と判断するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 前記第二の手段において、舞戻り信号の波形は種々のレ
ベルがあり、舞戻り信号106aの場合その微分の再生信号
106bが基準電圧Vrefを横切る時間のパルス幅Tw′はTw′
＜Tfであるため、血小板と判断される。すなわち、第二
の手段によれば、第36図に示すように血球粒子が血小板
の微分信号の直流再生の波形の場合のパルス幅Twが小さ
いのでパルス幅Twの長い舞戻り信号は血小板と弁別する
ことが可能であるが、狭い舞戻り信号は血小板と弁別す
ることができないという欠点がある。

さらに第37図に示すように血球粒子が赤血球の場合で赤
血球の通過直後に舞戻りが発生する場合第38図（ａ）の
ような赤血球の信号（血小板感度で検出した場合粒子が
大きいため信号のピークは飽和している）と舞戻り信号
とが連続する。すなわち、第37図の赤血球の流過過程と
舞戻り信号の流れる過程が同じ時点でS1,S1′〜S4,S4′
を順次経過すると、第38図（ａ）のように信号が重なる
ためである。この信号を微分し直流再生すると、同図
（ｂ）のようになる。すなわち、基準電圧により波形が
赤血球の信号と舞戻り信号とに分割される。ところが、
舞戻り波形の基準電圧を横切るパルス幅Twが短くなり、
そのため血小板として誤弁別されるという欠点がある。

この結果、前記のような各ケースが多発すると粒度分布
が第39図のようになる。すなわち、実線を真の粒度分布
とすると点線のような粒度分布となる。血小板の場合破
線は実線の左側に立ち上がりを示すが、これは第35図の
誤弁別のためであり、また血小板と赤血球の境界の部分
の破線は第38図の誤弁別のためである。

したがって、この発明の目的は、舞戻り信号をより一層
確実に除去することができる粒子分析装置の舞戻り信号
除去装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明の粒子分析装置の舞戻り信号除去装置は、粒子
の細孔への通過に伴って発生する粒子検出信号を出力す
る検出手段と、前記粒子検出信号を微分して微分信号を
出力する微分信号発生手段と、前記粒子検出信号および
前記微分信号を比較して前記微分信号が前記粒子検出信
号よりも小さい場合に前記粒子検出信号を舞戻り信号と
判定する信号を出力する舞戻り信号判定手段と、前記粒
子検出信号を処理するとともに前記舞戻り信号判定手段
の舞戻り信号と判定した信号により前記舞戻り信号とな
る前記粒子検出信号を除去する舞戻り信号除去手段を有
する処理手段とを備えたものである。

（作用） この発明の構成によれば、検出手段の出力する粒子検出
信号が粒子の細孔通過によるものである場合には信号の
立ち上がりが急のため粒子検出信号の微分信号は粒子検
出信号よりも大きくなるが、舞戻り信号は立ち上がりが
緩慢なため舞戻り信号の微分信号は舞戻り信号よりも大
きくならない。このため、舞戻り信号判定手段において
粒子検出信号とその微分信号とを比較して舞戻り信号を
判定し、舞戻り信号除去手段により処理手段の処理対象
から舞戻り信号を除去することにより、より一層確実に
舞戻り信号を除去することができる。

（実施例） この発明の一実施例を第１図ないし第31図にもとづいて
説明する。すなわち、この粒子分析装置の舞戻り信号除
去装置は、第１図において、粒子の細孔への通過に伴っ
て発生する粒子検出信号を出力する検出手段１と、前記
粒子検出信号を微分して微分信号を出力する微分信号発
生手段２と、前記粒子検出信号および前記微分信号を比
較して前記微分信号が前記粒子検出信号よりも小さい場
合に前記粒子検出信号を舞戻り信号と判定する信号を出
力する舞戻り信号判定手段３と、前記粒子検出信号を処
理するとともに前記舞戻り信号判定手段３の舞戻り信号
と判定した信号により前記舞戻り信号となる前記粒子検
出信号を除去する舞戻り信号除去手段を有する処理手段
４とを備えている。

このため、第１図に示すように、検出手段１により粒子
検出信号M1を出力し、微分信号発生手段２により粒子検
出信号M1の微分信号M2を出力し、舞戻り信号判定手段３
により粒子検出信号M1と微分信号M2とを比較して微分信
号M2が小さい場合に舞戻り信号と判定する信号ｅを出力
して、舞戻り信号除去手段により粒子検出信号M1中の舞
戻り信号となる粒子検出信号を処理手段４の処理対象か
ら除去することができる。

したがって、この実施例によれば、検出手段１の出力す
る粒子検出信号が粒子の細孔通過によるものである場合
には信号の立ち上がりが急のため粒子検出信号の微分信
号は粒子検出信号よりも大きくなるが、舞戻り信号は立
ち上がりが緩慢なため舞戻り信号の微分信号は舞戻り信
号よりも大きくならない。このため、舞戻り信号判定手
段３において粒子検出信号とその微分信号とを比較して
舞戻り信号を判定し、舞戻り信号除去手段により処理手
段４の処理対象から舞戻り信号を除去することにより、
より一層確実に舞戻り信号を除去することができる。

以下、この実施例の舞戻り信号除去装置を適用した粒子
分析装置の全体を説明する。第２図において、11は容器
13の粒子が浮懸する液体12に浸漬された検出手段１を構
成する検出器（絶縁壁）で、その下端部近傍に細孔14を
有している。この細孔14は、液体12の液面下に位置し、
その内外にそれぞれ電極15,16を配設している。17は液
体制御装置で、検出器11内に細孔14を通して液体12を吸
引するためのものである。

18は検出回路で、粒子と液体12との電気的インピーダン
スの差に基づいて粒子が細孔12を通過するたびに、粒子
の大きさに比例したパルス状の信号を発生する。

９は検出手段１で検出された粒子検出信号を波形処理す
る波形処理装置であり、この発明の微分信号発生手段2,
舞戻り信号判定手段３および処理手段４を含むものであ
る。

10は演算処理装置であり、波形処理装置９から送られる
粒子の体積に比例した波高値を示す信号を解析し、粒度
分布図を描いたり粒子数をカウントする等の種々の演算
処理を行うものである。

つぎに、前記波形処理装置９について説明する。波形処
理装置９は、第３図に示されるように第１図の微分信号
発生手段２を含む前処理ブロックＣと、第１図の舞戻り
信号判定手段３および舞戻り信号除去手段を含む制御ブ
ロックＢと、第１図の舞戻り信号除去手段を除く処理手
段を含むボトム出力ブロックＡとから構成される。前処
理ブロックＣは検出回路18から送られる粒子検出信号の
直流レベルを所定のレベルにクランプする直流再生機能
と粒子検出信号を微分する機能を有する。前処理ブロッ
クＣから出力される信号のうち、粒子検出信号の直流再
生信号はボトム出力ブロックＡおよび制御ブロックＢへ
送られ、微分信号は制御ブロックＢへ送られる。制御ブ
ロックＢは、直流再生信号および微分信号を入力とし、
ボトム出力ブロックＡを制御する制御信号を出力する。
ボトム出力ブロックＡは、前処理ブロックＣからの直流
再生信号と制御ブロックＢからの制御信号を入力とし、
直流再生信号が谷波形信号である場合に谷の波高値を出
力する等の機能を有する。

まず、前記処理ブロックＣについて詳述する。第４図は
前処理ブロックＣの一実施例を示す回路図である。この
前処理ブロックＣは、主として第１直流再生ブロックK
1,第１微分ブロックDIF1,第２直流再生ブロックK2,この
発明の微分信号発生手段２を構成する第２微分ブロック
DIF2で構成され、電圧ホロワのオペアンプOP1を介して
それぞれに検出手段１の粒子検出信号（図では単一ピー
ク波形信号）が入力される。なお、この前処理ブロック
Ｃは、参照信号発生ブロックREFを含み、参照信号Ref1,
Ref2を発生するが、参照信号発生ブロックREFは制御ブ
ロックＢ内に配置しても良い。

第１直流再生ブロックK1は、粒子検出信号の直流レベル
を所定のレベルに設定するものであり、オペアンプOP2,
OP3,抵抗R1,R2,コンデンサC1,ダイオードD1,D2で構成さ
れている。粒子検出信号が第１直流再生ブロックK1で直
流再生された直流再生信号DC1は、その波高値がこの波
形処理装置９で検出され、第２図に示す演算処理装置10
で解析される。また、直流再生信号DC1をオペアンプOP4
で反転した反転信号▲▼は、後述の制御ブロック
Ｂにおいて微分信号V1と比較され、細孔14を通過した粒
子を検知するのに適用される。R3,R4は抵抗である。

第１微分ブロックDIF1は、粒子検出信号を微分するもの
であり、オペアンプOP5,OP6,抵抗R5〜R8,コンデンサC2,
C3で構成されている。

この第１微分ブロックDIF1で微分された微分信号V1は、
後述の制御ブロックＢで第１の参照信号Ref1と比較する
ことにより、波高値の低い舞戻り信号およびノイズを除
去するともに、零電位と比較することにより粒子検出信
号のピークおよび谷の位置を検出することができる。す
なわち、舞戻り信号は、一旦細孔14を通過した粒子が検
出器11内を流動したのち、第５図に破線で示すように粒
子20,21が細孔14の近くに舞戻ってきたときに発生する
信号であり、粒子21の場合第６図（ａ）のような波形の
舞戻り信号、粒子20の場合同図（ｂ）のような波形の舞
戻り信号が検出手段１に発生する。このような舞戻り信
号の大きさは粒子が細孔14を通過したときに発生する真
の粒子検出信号の大きさよりは、はるかに小さいので、
同程度の大きさの粒子だけを測定する場合には、信号の
大きさによって舞戻り信号を弁別できるので粒子測定に
影響を及ぼすことは無い。しかし、懸濁液中に大きな粒
子と小さな粒子が混在している場合には、大きな粒子の
無戻り信号は小さな粒子の検出信号にほぼ匹敵する大き
さとなる。したがって小さな粒子の検出信号と大きな粒
子の舞い戻り信号とは信号の大きさによっては弁別でき
ないので、小さな粒子の測定に悪影響を及ぼすことにな
る。

すなわち、第６図（ａ）および（ｂ）の舞戻り信号を微
分すると同図（ａ）に対して同図（ｃ）のような波形に
なり、同図（ｂ）に対して同図（ｄ）のような波形とな
る。そして、参照信号Ref1と比較することにより波高値
の低い同図（ａ）の舞い戻り信号は除去される得る。た
だし、波高値の高い同図（ｂ）の舞い戻り信号は除去で
きない。

また、第１微分ブロックDIF1においては、高周波領域に
おいて積分持性を持たせているので、第７図（ａ）のよ
うにノイズを含む信号の場合微分信号V1は同図（ｂ）の
信号となり、参照信号Ref1と比較することにより、ノイ
ズを除去することができる。

また、第８図（ａ）に示すように単一ピーク波形信号お
よび谷波形信号の粒子検出信号を微分した同図（ｂ）の
微分信号V1が零電位となる点P1〜P3,B1は、元の信号の
ピークＰまたは谷Ｂに相当するから、微分波形と零電位
とを比較して微分波形が零クロスする位置を検知するこ
とにより、粒子検出信号のピークおよび谷の位置を検出
することができる。

第２直流再生ブロックK2は、粒子検出信号を直流再生し
て波高値の高い舞戻り信号を除去するための直流再生信
号DC2を出力するものであり、オペアンプOP8,OP9,抵抗R
8,R9,コンデンサC4,ダイオードD3,D4で構成されてい
る。第１直流再生ブロックK1と第２直流再生ブロックK2
とは一般に異るカットオフ周波数を持ち、それぞれ目的
に応じて最適の特性を持つように回路定数が設定され
る。

第２微分ブロックDIF2は粒子検出信号を微分して直流再
生信号DC2との比較のため、この発明の微分信号V2（第
１図の符号M2に対応する）を出力するものであり、オペ
アンプOP10,OP11,抵抗R10〜R13,コンデンサC5,C6で構成
されている。第１微分ブロックDIF1と第２微分ブロック
DIF2も一般には異る微分特性を持つ。

前記直流再生信号DC2と微分信号V2とを比較することに
より、第６図で微分信号V1の処理では波高値が高いため
除去できなかった舞戻り信号を除去することができる。
すなわち、第９図（ａ）に示すように粒子の細孔14の通
過によって発生した通常の粒子検出信号の場合には微分
信号V2が直流再生信号DC2よりも高い（V2＞DC2）ため微
分信号V2が直流再生信号DC2とクロスするが、舞戻り信
号の場合には同図（ｂ）のように微分信号V2が直流再生
信号DC2よりも低くくなる（V2＜DC2）ため微分信号V2が
直流再生信号DC2をクロスすることがない。このように
して、粒子検出信号と舞戻り信号とを弁別することが可
能となる。また赤血球が細孔を通過直後に舞戻りが発生
して（第37図と同様）、粒子検出信号は第17図に示すよ
うに舞戻り信号が連続しても、その粒子検出信号を微分
した微分信号V2は舞戻り信号とクロスしない。

測定用の粒子が血球であり、しかも血球のうちの血小板
を測定する場合には、この舞戻り信号除去機能は必須で
ある。なぜなら、特別な処理を施さない限り血液中には
血小板の他に赤血球と白血球が含まれるからである。す
なわちこの赤血球や白血球は血小板よりも、はるかに大
きな細胞であり、赤血球や白血球が舞戻ったとき発生さ
れる舞戻り信号の波高値は血小板が細孔を通過したとき
発生する粒子検出信号の波高値にほぼ匹敵するからであ
る。このため、血小板測定においては第２直流再生ブロ
ックDC2および第２微分ブロックDIF2は必須のものであ
る。

参照信号発生ブロックREFは、オペアンプOP7,R17〜R21,
コンデンサC8,ツェナーダイオードZDで構成されてい
る。

次に、制御ブロックＢについて詳述する。第10図は第３
図の制御ブロックＢをさらに小ブロックに分割したブロ
ック構成図であり、第11図はその回路図である。この制
御ブロックＢに入力される信号のうち計数スタート信号
を除いた諸信号V1,V2,DC1,▲▼,DC2,Ref1,Ref2は
全て第４図に示される前処理ブロックＣから送られるも
のである。また第11図に示す各ブロックにおいて、COM1
〜COM4はコンパレータ,DQ1〜DQ5はＤラッチ,I1〜I13は
インバータ、NANDはナンド回路、NOは常開のアナログス
イッチ、V1,V2はマルチバイブレータである。

この実施例では、懸濁液中に大粒子と小粒子が混在する
場合たとえば赤血球と白血球と血小板が混在し、その中
から小粒子である血小板のみを測定する場合について説
明する。

第10図および第11図に示すピーク・谷検知ブロックL1
は、コンパレータCOM1により微分信号V1と参照信号Ref1
と比較して、前記第６図および第７図に示すように波高
値の低い舞戻り信号やノイズを除去するとともに、微分
信号V1と零電位とを比較して直流再生信号DC1のピーク
および谷の位置を検知する信号ａを出力するものであ
る。すなわち、微分信号V1が参照信号Ref1よりも小さい
とき信号ａは第12図（ｂ）のように低レベル（以下“L"
と記す。）であるが、反対に大きくなると高レベル（以
下“H"と記す。）となり、信号ａは波高値の低い舞戻り
信号やノイズに応答しない。微分信号V1が参照信号Ref1
よりも大きい時にセンタパルス発生ブロックL5への入力
禁止ブロックL6からのｂ入力がＨならばＤラッチDQ1の
Ｑ出力ｃが第12図（ｄ）に示すようにＨになる。このと
き同時にセンタパルス発生ブロックL5のＤラッチDQ1の
出力によってピーク・谷検知ブロックL1のアナログ
スイッチNOが閉じられ、参照信号Ref1は第12（ａ）に示
すように零電位に落ちる。そのため今度は微分信号V1と
零電位とがコンパレータCOM1で比較されることになるの
で、信号ａは第８図で説明したようにピークＰと谷Ｂの
位置を検知する信号となる。

通過検知ブロックL2は、前述のように直流再生信号DC1
を反転した反転信号▲▼と微分信号V1とをコンパ
レータCOM2において比較することにより、粒子の通過を
検知するものである。すなわち、微分信号V1が反転信号
▲▼よりも小さくなったときに出力ｄがＨとな
り、センタパルス発生ブロックL5のＤラッチDQ1のＴ入
力がＬになるのでＱ出力ｃはＬになる。第12図に示すよ
うにＱ出力ｃがＬになるときには、すでに粒子検出信号
のピークは通過しているので、Ｑ出力ｃおよび出力ｄは
粒子一個の通過に対応した信号となる。また出力が
ＨになるのでアナログスイッチNOは開きピーク・谷検知
ブロックL1のコンパレータCOMに参照信号Ref1が入力さ
れる（第12図（ａ））。

第12図は谷波形信号の場合であるが、第13図は単一ピー
ク波形信号の場合、第14図は単一ピーク波形信号が２個
連続した場合を示す。

このように、通過検知ブロックL2は微分信号V1と反転信
号▲▼の比較によって粒子の通過を検知する方式
であるから、第12図の谷波形や第13図の単一ピーク波形
の場合には信号c,dには１パルスしかなく１個の粒子の
通過であると判断され、第14図のように２つの粒子が近
接して通過したときの波形の場合には信号c,dには２パ
ルスが生じ２個の粒子の通過として判断することができ
る。また、粒子検出信号の大きさに応じて微分信号V1も
反転信号▲▼も共に変化するので、粒子検出信号
の通過検知の時間的位置は粒子の大きさに依存せずほぼ
一定となる。

なお、コンパレータCOM2の第６ピンＵに抵抗R22（3.3K
Ω）が接続されているが、この第６ピンはストローブ端
子と呼ばれるものであり、３〜5mAの電流を引き出して
いる間は入力に関係なく出力はＨとなる。この結果、必
要でないときにはコンパレータの動きは止められ、ノイ
ズの発生が防がれる。

舞戻り抜きブロックL3は、第１図の舞戻り判定手段３に
対応するものであり、前述のように粒子検出信号の微分
信号V2および直流再生信号DC2をコンパレータCOM3にお
いて比較し、波高値の高い舞戻り信号には応答しない
が、血小板等の粒子検出信号の再生信号DC2には応答す
る出力ｅを出力するものである。すなわち、第15図に示
すように、血小板N1や赤血球N2のような粒子の通過の場
合にはその粒子検出信号の直流再生信号DC2にその微分
信号V2がクロスするため、出力ｅ（第15図（ｃ））はＨ
になる。舞戻り信号Ｎの場合には微分信号V2が直流再生
信号DC2をクロスすることがないため、コンパレータCOM
3は反転せず舞戻り抜きブロックの出力ｅはＬのままで
ある。

大信号除去ブロックL4は、直流再生信号DC1と参照信号R
ef2とをコンパレータCOM4で比較して、大信号弁別レベ
ルとなる参照信号Ref2を越える信号は大粒子たとえば赤
血球や白血球による信号であると判断するものであり、
直流再生信号DC1が参照信号Ref2を越えると、第15図
（ｄ）のようにコンパレータCOM4の出力ｆがＬになる。

ピークホールド制御ブロックL7は、第１図の処理手段４
に含まれる舞戻り信号除去手段を兼ねたもので、ピーク
ホールドを可能にする制御信号▲▼/Tを出力するも
のである。センタパルス発生ブロックL5の１個の粒子の
通過を示すＱ出力ｃがＨの間に、舞戻り抜きブロックL3
のコンパレータCOM3が反転してＤラッチDQ2のＴ入力ｅ
が立ち上がると、ＤラッチDQ2のＤ入力ｃがＱ出力ｇに
現われてＱ出力ｇがＨとなり（第15図（ｅ））、このＱ
出力ｇがＨの期間中後述のピークホールドを可能とす
る。ＤラッチDQ2はリセットパルス発生ブロックL11のＱ
出力によりリセットされるが、大信号除去ブロックL4の
出力ｆが大信号を検出してＬになることによってもリセ
ットされる（第15図（ｅ））。したがって、大信号の場
合にはｇ信号は一度Ｈになるが粒子の通過検知時点まで
保持されずにＬになってしまうので、後述のように大信
号の波高値が出力されることがない。ピークホールド制
御ブロックL7のＤラッチDQ2のＱ出力ｇはインバータI9
を介して制御信号▲▼/Tを出力させ（第16図
（ｏ））、第３図のボトム出力ブロックＡへ送られて、
第19図の常閉型のアナログスイッチNC1,NC2を制御す
る。

なお、ピークホールド制御ブロックL7のＤラッチDQ2
は、タイミングを以下のように設定する必要がある。す
なわち、ラッチDQ1のＱ出力ｃを受けるＤ入力がＨの時
に舞戻り抜きブロックL3の出力ｅを受けるＴ入力が立ち
上がれば、Ｑ出力ｇがＨになるが、出力ｅが先に立ち上
がった後に、Ｑ出力ｃがＨになってもｇはＬのまま維持
されるので、Ｑ出力ｃの方が出力ｅよりも先に立ち上が
るように、微分信号V1と参照信号Ref1および微分信号V2
と直流再生信号DC2の周波数持性や信号の大きさが設定
される必要がある。

ピーク制御ブロックL9は、直流再生信号DC1の最初のピ
ークをホールドする制御信号PCを出力するものであり、
ピークホールド制御ブロックL7のＱ出力ｇを受けるＤラ
ッチDQ3のＤ入力がＨのときにピーク・谷検知ブロックL
1のピーク・谷の位置を検知した信号ａの反転信号を
受けるＴ入力が立ち上がると出力がＬで、制御信号PC
がＨになる（第16図（ｈ）〜（ｊ））。制御信号PCはボ
トム出力ブロックＡの第19図の常開型のアナログスイッ
チNO1を制御し、制御信号PCがＨの時に最初のピークを
ホールドする。

谷制御ブロックL8は、直流再生信号DC1の谷をホールド
するとともに谷波形信号と単一ピーク波形信号とを区別
する制御信号BC1,▲▼を出力するものであり、ピ
ークホールド制御ブロックL7のＱ出力ｇを受けるＤラッ
チDQ4のＤ入力がＨのときに前記信号ａの２回反転した
信号ａ′を受けるＴ入力が立ち上がると、Ｑ出力がＨ
に、Ｑ出力がＬになる。Ｑ出力のＨにより制御信号▲
▼がＬとなり、Ｑ出力のＬにより制御信号BC1がＨ
になる（第16図（ｈ），（ｋ）〜（ｍ））。なお、制御
信号▲▼の立ち下がりは抵抗R23およびコンデン
サC9よりなる遅延回路により制御信号BC1の立ち上がり
よりも若干遅らされて、後述のようにフローティング防
止している。制御信号BC1,▲▼ともにボトム出力
ブロックＡへ送られ、制御信号BC1は常開型のアナログ
スイッチNO2,NO3を制御し、制御信号▲▼は常閉
型のアナログスイッチNC3を制御する。

出力制御ブロックL10は、ボトム制御ブロックＡの出力
信号を制御する制御信号▲▼を出力するもの
であり、ピークホールド制御ブロックL7のＱ出力ｇを受
ける単安定マルチバイブレータV1のＢ入力がＨのときに
１個の粒子の通過を検知するセンタパルス発生ブロック
L5のＱ出力ｃを受けるＡ入力が立ち下がると、Ｑ出力よ
りtsの時間幅を持つパルスが出力され、第16図（ｎ）の
制御信号▲▼が出力される。この出力▲
▼もボトム出力ブロックＡへ送られ、第19図の常
閉型のアナログスイッチNC4を制御し、▲▼
信号のts時間中、ボトム出力ブロックＡより波高値を示
す出力信号がパルス的に出力される。

入力禁止ブロックL6は、出力制御ブロックL10の出力
によってＤラッチDQ5がセットされるのでＱ出力ｂがＬ
になり、センタパルス発生ブロックL5へのａ入力を禁止
するものであり、粒子が連続して細孔を通過した場合の
近接通過パルスによって波高値出力が誤動作させられる
ことを防いでいる。なお、入力禁止ブロックL6のＤラッ
チDQ5の出力ｂがＬの場合には本回路は動作しなくな
るので、計数スタート前には必ずＨにしておく必要があ
るが、この場合ＤラッチDQ5のＤ入力をプルダウンし、
Ｔ入力を外部からの計数スタート信号（立ち上がり信
号）に接続すれば、計数開始時には必ず信号ｂがＨとな
り、禁止がかからない状態にすることが出来る。

リセットパルス発生ブロックL11は、出力制御ブロックL
10のＱ出力によってその出力時間tsが経過すると単安定
マルチバイブレータV2のＱ出力および出力からリセッ
トパルスが出力されて、ピークホールド制御ブロックL7
のＤラッチDQ2,ピーク制御ブロックL9のＤラッチDQ3、
谷制御ブロックL8のＤラッチDQ4,入力禁止ブロックL6の
ＤラッチDQ5へ送り、これらをリセットするものであ
る。

次に、第３図のボトム出力ブロックＡについて詳述す
る。第18図はボトム出力ブロックＡをさらに小ブロック
に分割した構成図であり、第19図はその回路図である。
このボトム出力ブロックＡに入力される信号のうち波形
処理対象となる直流再生信号DC1は第３図の前処理ブロ
ックＣから送られるものであり、それ以外のPC,▲
▼/T,BC1,▲▼，▲▼で表される制御
信号は制御ブロックＢから送られるものである。

第１ピークホールドブロックKL1は、オペアンプOP13,OP
14,抵抗R24〜R26,コンデンサC10〜C12,ダイオードD5,D
6,常開型のアナログスイッチNO1,常閉型のアナログスイ
ッチNC1から構成される。直流再生信号DC1は電圧ホロワ
のオペアンプOP21を介してオペアンプOP13に入力され、
第１ピークホールド値P/HがオペアンプOP14から出力さ
れる。この場合、常閉型のアナログスイッチNC1が制御
信号▲▼/Tによって閉じているとピークホールド値
は得られず出力は入力に追従する（トラッキングモー
ド）。制御信号▲▼/Tによって常閉型のアナログス
イッチNC1が開くとピークが来るまで出力は入力に追従
するが、ピークが来るとピーク値をホールドする（ピー
クホールドモード）。第20図は例として粒子が連続して
細孔を通過した場合の近接通過パルスSPに対する第１ピ
ークホールドブロックKL1の追従の様子を示す図であ
る。制御信号▲▼/Tによって常閉型のアナログスイ
ッチNC1が開閉され、制御信号▲▼/TがＬのときピ
ークホールドモードに、制御信号▲▼/TがＨのとき
トラッキングモードに入る。第20図では、最初ピークP/
Hをホールドしたのち、トラッキングモードに移り入力
波形にすみやかに追従し、近接して来た次のピークP/H
を忠実にホールドしていることが良くわかる。

一方、常開型のアナログスイッチNO1は、谷波形信号の
最初のピークをホールドすると同時にＨになる制御信号
PC（第16図（ｊ））によって閉じられる。このため、第
21図に示されるようにオペアンプOP13に入力された直流
再生信号DC1のプラス入力は強制的に零電位に落とされ
るので、谷波形の２番目のピーク値の方が高い場合でも
最初のピーク値がホールドされる。この結果、第１ピー
クホールドブロックKL1からは第21図に示す第１ピーク
ホールド値P/Hが出力される。これは第１図の符号M2に
対応する。

第１の差信号発生ブロックKL2は、オペアンプOP15,抵抗
R27〜R30から構成される。第１ピークホールド値P/Hか
ら直流再生信号DC1が引算され、第22図に破線で示すよ
うに第１の差信号B1が出力される。これは第１図の符号
M4に対応する。なお第１ピークホールドブロックKL1が
トラッキッグ動作をしているときは第１の差信号B1は零
である。

第２ピークホールドブロックKL3は、オペアンプOP16,OP
17,抵抗R31〜R33,コンデンサC13〜C15,ダイオードD7,D
8,常開型のアナログスイッチNO2,常閉型のアナログスイ
ッチNC2から構成される。この第２のピークホールドブ
ロックKL3の基本的動作は第１ピークホールドブロックK
L1と同じであり、第１の差信号B1の最初のピークがホー
ルドされたのち、谷波形信号の谷の位置でＨとなる制御
信号BC1によってオペアンプOP16のプラス入力は強制的
に零電位に落とされるので、第２ピークホールドブロッ
クKL3からは第23図に示す第２ピークホールド値B/Hが出
力される。これは第１図の符号M5に対応する。この第２
ピークホールド値B/Hの高さh₂は直流再生波形D1の谷の
深さh₁に等しい。

判定ブロックKL6は、オペアンプOP18,常開型のアナログ
スイッチNO3,常閉型のアナログスイッチNC3,抵抗R34で
構成され、常開型のアナログスイッチNO3が谷を検出す
る制御信号BC1によって制御され、常閉型のアナログス
イッチNC3が同じく制御信号▲▼によって制御さ
れ、したがって第24図（ａ）のような谷波形信号の場合
には第２ピークホールド値B/Hが第２の差信号発生ブロ
ックKL4に出力されるが、同図（ｂ）のような単一ピー
ク波形信号の場合にはオペアンプOP18のプラス入力が零
電位となる。

なお、常開型のアナログスイッチNO3,常閉型のアナログ
スイッチNC3は、制御信号▲▼を前述のように制
御信号BC1よりも遅延することにより第25図のタイミン
グで開閉し、オペアンプOP18のプラス入力がフローティ
ングにならないようにし、第２の差信号発生ブロックKL
4の出力が一時的に不安定にならないようにしている。

第２の差信号発生ブロックKL4は、オペアンプOP19,抵抗
R35〜R38で構成され、谷波形信号の場合には第１ピーク
ホールド値P/Hから第２ピークホールド値B/Hを引算し、
第24図（ａ）に示すよう第２の差信号B2が出力される。
これは第１図の符号M6に対応する。また第24図（ｂ）の
単一ピーク波形信号の場合には引き算は行われず、第１
ピークホールド値P/Hが出力される。

出力ブロックKL5はオペアンプOP20,抵抗R39,常閉型のア
ナログスイッチNC4から構成され、▲▼信号
により、求める波高値を有する第２の差信号B2を一定時
間パルス波形で出力する。

第26図〜第30図にボトム出力ブロックＡの各部の信号の
波形を示す。図中の点線の波形は直流再生信号DC1を示
す。

第26図は直流再生信号CD1が谷波形信号である場合を示
す。この場合には制御信号BC1,▲▼が発生するた
め判定ブロックKL6により第２ピークホールド値B/Hが入
力され、第２の差信号発生ブロックKL4により第１ピー
クホールド値P/Hと第２ピークホールド値B/Hが引算さ
れ、前述のように谷の波高値が出力される。

なお、第32図および第33図に示された粒子通過経路ニの
波形ニ′も、谷波形の谷に相当する部分に平坦部がある
限り、谷波形信号の処理と同じように処理されて、前記
平坦部を波高値として出力する。

第27図は直流再生信号DC1が単一ピーク波形信号である
場合を示す。この場合には制御信号BC1,▲▼が発
生せず、第２の差信号発生ブロックKL4は第１ピークホ
ールド値P/Hすなわち直流再生信号DC1の最初のピークの
波高値が出力される。

第28図は、直流再生信号DC1に粒子検出信号がなく、ノ
イズのみの波形の場合を示している。この場合には、ノ
イズは制御ブロックＢにおいて弁別されているので、▲
▼/T信号が発生せずピークはホールドされない。ま
た、▲▼信号も発生しないので波高値は出力
されない。

第29図は、直流再生信号DC1が大信号すなわち制御ブロ
ックＢにおいて参照信号Ref2を越えると判断された場合
である。たとえば、血小板測定において赤血球や白血球
による大信号が入力された場合である。この場合には制
御信号▲▼/Tは一旦Ｌに落ち第１ピークホールドブ
ロックKL1はピークホールドモードになるが、直流再生
信号DC1はそのピークに達する以前に参照信号Ref2を越
えるため、制御信号▲▼/Tは直ちにＨに戻り、トラ
ッキングモードに入るため直流再生信号DC1のピークは
ホールドされない。また▲▼信号も発生しな
いため波高値は出力されない。このようにして、たとえ
ば血小板測定の場合に不要な赤血球や白血球の信号は除
去される。

第30図は、直流再生信号DC1が舞戻り信号の場合を示し
ているが、前述のようにこの場合もピークはホールドさ
れないし、波高値も出力されない。

この実施例の波形処理装置９による血液試料の粒度分布
を測定した例を第31図に示す。第31図において、横軸は
波高値、縦軸は頻度を表す。左側のピークは血小板を示
し、右側の波高値の大きい分布は赤血球粒度分布の一部
を示し、実線が舞戻り信号除去後の粒度分布曲線、破線
が舞戻り信号除去前の粒度分布曲線であり、舞戻り信号
は約99％以上除去されるためより一層歪の少ない真の粒
度分布が得られるようになる。

（発明の効果） この発明の粒子分析装置の舞戻り信号除去装置によれ
ば、検出手段の出力する粒子検出信号が粒子の細孔通過
によるものである場合には信号の立ち上がりが急のため
粒子検出信号の微分信号は粒子検出信号よりも大きくな
るが、舞戻り信号は立ち上がりが緩慢なため舞戻り信号
の微分信号は舞戻り信号よりも大きくならない。このた
め、舞戻り信号判定手段において粒子検出信号とその微
分信号とを比較して舞戻り信号を判定し、舞戻り信号除
去手段により処理手段の処理対象から舞戻り信号を除去
することにより、より一層確実に舞戻り信号を除去する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概略説明図、第２図はこの発明の一
実施例を適用した粒子分析装置の説明図、第３図は波形
処理装置のブロック図、第４図は前処理ブロックの回路
図、第５図は舞戻り信号の発生原因を説明する説明図、
第６図は舞戻り信号およびその微分信号の波形図、第７
図はノイズを含む粒子検出信号およびその微分信号の波
形図、第８図は単一ピーク波形信号および谷波形信号な
らびにこれらの微分信号の波形図、第９図は粒子の大き
い大信号，その舞戻り信号および微分信号の波形図、第
10図は制御ブロックのブロック図、第11図はその回路
図、第12図は谷波形信号の場合の一部ブロックの波形
図、第13図は単一ピーク波形信号の場合の一部ブロック
の波形図、第14図は単一ピーク波形信号が連続した場合
の一部ブロックの波形図、第15図は血小板，赤血球およ
び粒子の舞い戻りの場合の一部ブロックの波形図、第16
図は谷波形信号の場合の各部の波形図、第17図は赤血球
が細孔を通過直後に舞戻りがあった場合の粒子検出信号
とその微分信号とを示す波形図、第18図はボトム出力ブ
ロックのブロック図、第19図はその回路図、第20図はピ
ークホールド状態を示す説明図、第21図は最初のピーク
をホールドした状態を説明する説明図、第22図は第１の
差信号を検出した状態を説明する説明図、第23図は第１
の差信号のピークをホールドした状態を説明する説明
図、第24図は第２の差信号発生ブロックの出力波形を説
明する説明図、第25図は判定ブロックの動作を説明する
説明図、第26図は谷波形信号の各部の波形図、第27図は
単一ピーク波形信号の各部の波形図、第28図はノイズの
場合の各部の波形図、第29図は大きい粒子の粒子検出信
号の場合の各部の波形図、第30図は舞戻り信号の場合の
各部の波形図、第31図は波形処理装置から出力される信
号の波高値に対する頻度の特性図、第32図は粒子が細孔
を通過する過程を説明する説明図、第33図はその各粒子
に対応する粒子検出信号の波形図、第34図は舞戻り信号
の発生を説明する説明図、第35図は舞戻り信号およびそ
の微分の再生信号を示す波形図、第36図は血小板の検出
信号の微分の再生信号の波形図、第37図は赤血球が細孔
を通過直後に舞戻りがあった場合の動作過程を説明する
説明図、第38図はその検出信号およびその微分の再生信
号の波形図、第39図は粒度分布曲線図である。 １……検出手段、２……微分信号発生手段、３……舞戻
り信号判定手段、４……処理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子の細孔への通過に伴って発生する粒子
   検出信号を出力する検出手段と、前記粒子検出信号を微
   分して微分信号を出力する微分信号発生手段と、前記粒
   子検出信号および前記微分信号を比較して前記微分信号
   が前記粒子検出信号よりも小さい場合に前記粒子検出信
   号を舞戻り信号と判定する信号を出力する舞戻り信号判
   定手段と、前記粒子検出信号を処理するとともに前記舞
   戻り信号判定手段の舞戻り信号と判定した信号により前
   記舞戻り信号となる前記粒子検出信号を除去する舞戻り
   信号除去手段を有する処理手段とを備えた粒子分析装置
   の舞戻り信号除去装置。