JPS6036960A - ３つの部分の白血球の差異のあるクラスタを数える方法 - 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】 本発明は試料中の粒子の副母集団（５ｕｂｐｏｐｕｌ　
−ａｔｔｏｎｓ）を区別しそして数えるのに有用な方法
に関し、特に白血球サブクラス（１ｅｕｋｏｃｙｔｅ　
５ｕｂｃ　−１ａ５ｓｅｓ）の数え上げ（ｅｎｕｍｅｒ
ａｔｉｏｎ　）に関する。

従来、流動細胞計測法（ｆｌｏｗ　ｃｙｔｏｍ６ｔｒｙ
　ｍｅｔ　−ｈｏｄｓ）　、即ち、試料内の細胞を流体
力学的に集中（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）　Ｌｌて、フォーカ
シングされた（　ｆｏｒ−ｃｕｓｅｄ　）光源により証
明された検出ゾーンをシングルファイル式（ｓｉｎｏｌ
ｅ　ｆｉｌｅ　ｆａｓｈｉｏｎ　）　ｒ通過せしめ、そ
れにより細胞をそれらの光散乱特性に基づいて区別する
ことができる方法、を使用する臨床機器は、典型的には
希釈された全血液試料から赤血球（ｒｅｄ　ｃｅｌｌ）
計数、白血球（ｗｌｌｉｔｅ　ｃｅｌｌ）計数及び血小
板（ｐｌａｔｅｌｅｔ）計数を導くのに有利に使用れて
きた。信頼性及び最小の複雑性を最適化する努力におい
て、かかる臨床機器は、典型的には、白血球側母集団を
数えるための手段、特にリンパ球（ｌｙｍｐｈｏ　ｃｙ
ｔｅｓ）　、単球（ｍｏｎｏ　ｃｙｔｅｓ）及び顆粒球
（ｇｒａｎｕ＋ｏｃｙｔｅｓ）を数えるための手段を備
えていなかった。従来かかる数える能力（ｅｎｕｍｅｒ
ａｔｉｏｎ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）は一般に研究
銘柄の機器に限定されていた。何故ならば消費者−研究
者の多様な要求により特有に複雑なこれらの機器のみが
追加のソフトウェア及びハードウェア構成部品を支持す
ることができたからである。

本発明の目的は臨床機器を白血球側母集団の教えを遂行
するのに容易に適合することができる。

他の目的はこれらの方法が細胞のクラスター（ＣＩＵＳ
ｔｅｒＳ）を計数するための相対的に費用のかかる遅い
ハードウェア及びソフトウェア手段に頼らしめないとい
うことである。

更に他の目的は分析のためのシングルアナログチャンネ
ル（ｓｉｎｇｌｅ　ａｎａｌｏｇ　ｃｈａｎｎｅｌ　）
　ａ）みを使用することである。

更に他の目的は普通の臨床機器オペレータにより容易に
理解可能な形態でかかる能力を与えることである。

本発明の原理及び目的の更に一層の理解は添付図面を参
照して得られる。

本発明の原理及び目的に従えば、デブリス関連情報（ｄ
ｅｂｒｉｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
）を失なうことなく白血球側母集団（１ｅｕｋｏ６ｙｔ
ｅ　５ｕｂｐｏｐｕｌａｔ　−１ｏｎｓ＞を数える方法
が提供される。計数は２つのライトスキャラターパラメ
ータ（ｌｉｇｈｔ　ｓｃａｔｔｅｒｐａｒａｍｅｔ、ｅ
ｒｓ）を使用しそしてこれらのパラメータを単一パラメ
ータに変換することにより達成される。驚くべきことに
、これは好ましくは形式０式％ （式中、Ｘは直角スキャツター測定値（ｒｉｇｈｔａｎ
ｇｌｅ　５ｃａｔｔｅｒ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　）
の対数に等しく、Ｙは前方角スキャツター測定値（ｆｏ
ｒｗａｒｄ　ａｎｇｌｅｓｃａｔｔｅｒ　ｍｅａｓｕｒ
ｅｍｅｎｔ　）に等しく、定数ｍ、　ｂ、　ａ。

１１及びｋは最も良く合うように周知の方法に従って選
ばれる）の数学的、非線形変換（ｎｏｎｌｉｎｅａｒｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を使用するこトニよッテ
達成され得ることが見出された。こうすると、多重ライ
トスキャラターパラメータにより区別される細胞側母集
団（ｃｅｌｌｕｌａｒ　５ｕｂｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ
　）は定数Ｃの各ラインに沿って位置した細胞をすべて
計数することによってシングルアナログチャンネルにお
いて数えることができる。

典型的臨床機器はニューシャーシー州、ラリタン（Ｒａ
Ｎｔａｎ）のオルソダイアグノスチツク社（ＯｒｔｌＩ
ｏ　Ｄ　１ａＯｎＯ３ｔｉｏ　３　ｙＳｔｅｍＳ　Ｉ　
ｒ＋ｃ）から入手可能なＥＬＴ−８へマトロジーアナラ
イザ（ＥＬ　Ｔ　−８ｈｅｍａｔｏｌｏｇｙ　ａｎａｌ
ｙｚｅｒ）　テある。コ（７）　ｆｉｌ器はＲＢＣ（赤
血球）　（ｒｅｄ　ｂｌｏｏｄ　ｃｅｌｌｓ　ｏｒｅｒ
ｙｔｈｒｏｃｙｔｅｓ）　、ＷＢ　Ｃ＜白血球＞　（ｗ
ｈｉｔｅ　ｂｌｏ−ｏｄ　ｃｅｌｌｓ　ｏｒ　＋ｅｕｔ
ｔｏｃｙｔｅｓ）及び血小板（Ｄｌａｔｅｌｅｔ　）計
数＋５つの他の慣用のパラメータＨＧＢ、ＨｅＴ、ＭＣ
Ｖ、ＭＣＨ，及びＭＣＨＣを与エルコトができる。それ
はレーザの如きフーオカシングされた光源により証明さ
れたゾーンを通過するため約１個の細胞の幅の試料流に
血液細胞を流体力学的に集中する（　ｆｏｃｕｓｉｎｇ
）ことによりこのタスクを達成する。各細胞が照明ゾー
ンを通過するにつれて、光は各タイプの細胞に対して特
徴的方法で散乱される。特に散乱された光は実質的に前
方角度（ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎ、ｇｌｅ　）及び広角位
＠　（ｗｉｄｅ　ａｎｇｌｅｌｏｃａｔｉｏｎｓ）で検
出され、そして白血球はそれに応じて識別される。異な
るタイプの白血球の相対的に広角度スキャッター特性は
少なくとも３２゜〜１４８°の範囲にわたる測定の角度
に対して相対的に非感受性である。理論的及び実験的考
察［１−１ａｎｓｅｎ、　ｅｔ　ａｌ、“Ｌ　ｉｇｔ＋
ｔ　３ｃａｔｔｅｒ　ａｓ　ａｎＡｄｊｕｎｃｔｔｏＣ
ｅｌｌｕｌａｒ　Ｊｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃ
ｅＩｎ　Ｆｌｏｗ　Ｃｙｔｏｍｅｔｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”　、　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｃ１１ｎｉｃａｌ　Ｉ
　ｍｍｕｎｏｌｏｇＶ、２　：　３２ｓ　−４ｌｓ（１
９８２）］は２°より小さい散乱角度は主として寸法情
報（ｓｉｚｅ自＋ｆｏｒｍａｔ　ｉｏｎ　）を与え、４
゜より大きい角度は細胞の粒状性（ｇｒａｎｕｌａｒｉ
ｔｙ　）特性に依存していることを示づ−０このように
して検出された散乱された光はシングルアナログチャン
ネルにより処理される。結果として、白血球の種類は単
球、顆粒球及びリンパ球に区別することができる。

数えられた白血球側母集団に対する臨実験室による要求
を満足し、且つ臨床機器をできる限り簡単で商業的に許
容し得る形態に保持するために、本発明者は驚くべきこ
とにシングルアナログチャンネルを使用して同じことを
達成する新規な方法を発見した。従来は、かかる細胞計
数は規定されたクラスター（第１図に示された広角スキ
ャッタ一対前方角スキャッターのヒストグラムから生じ
る）内の細胞を計数することにより達成することができ
る。しかしながら、これをするためには、２つのパラメ
ータを適応させるために相当なハードウェア及びソフト
ウェアが必要とされた。

別法として、第１図に示された如きヒストグラムは、軸
を回転しそれによりクラスターを動かすがそれらの同一
の関係を保持し、次いで表示を１つの軸に減じるために
軸の１つを廃棄しく　ｔｈｒｏｗ−ｉｎｇ　ａｗａｙ）
　、それにより副母集団の数に関する情報を与えること
により線形に変換されることができた。この線形変換技
術は、保持されたヒストグラム軸上のクラスター間の分
離を最適化するシングル線形度Ｍｋ（ｓｉｎｇｌｅ　１
ｉｎｅａｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｉ＋ａｔｉｏｎ）がない
という欠点を有する。機器が正しく機能していることを
決定し、そして白血球からデブリス（’ｄｅｂｒｉｓ＞
を区別するためにデブリスを検査することはしばしば役
に立つ。デブリス′が臨床的に重要な明示を表すかどう
かは現在では明らかでないけれども、もしかかる情報が
保証される通りの将来の使用に対して保持され得るなら
ば明白な利益を得るであろう。

本発明者は驚くべきことに、本発明の目的は直角及び前
方角ライトスキャラター測定値を検出しそしてこれらの
２つのパラメータを非線形変換（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　
ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を使用することによっ
てシングルパラメータに変形する（　ｒｅｄｕｃｅ）こ
とにより達成され得ることを見出した。かかる方法は３
つの部分の差ｎ　（３−ｐａｒｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌ）を・与えそして既に述べた方法の欠点を回避す
る。

直角スキャッター測定値の対数に対して前方角スキャッ
ター測定値をプロットすることによってクラスターは第
２図に示された如く再配列することができる。点で囲ま
れた区域は待時見出される“死んり″顆粒球（ｄｅａｄ
　ｇｒａｎｕ＋ｏｃｙｔｅｓ　）の予想される位置を示
す。

第１図において誘導され、与えられたクラスターを結ぶ
ことによって、得られる曲線（ｔｒａｊｅｃ−ｔｏｒｙ
＞は実質的に対数関係を示すことがわかる。

事実、第２図に示された、直角スキャッターの対数に対
する前方角スキャッターのプロットはクラスター間のよ
り大きい分解能を生じ、更により簡単なりラスター整列
を生じ、従ってより容易に取扱うことができ又は変換す
ることができる。理想的な非線形関数はシングルパラメ
ータにおいてこの分離及び区別を保持し、顆粒球クラス
タにおける゛死んだ″顆粒球を含み且つ性質においては
依然としてアナログでなければならならい。

これらの条件及び目的のすべてを最適化するために本発
明者により見出された変換の好ましい形式は、 Ｃ（ｘ、ｙ　）　＝　（１−ｍＸｊ　ｂＹＶ２−十ａＸ
’　＋　ｌ＋Ｘ＋　ｋ（式中、Ｘは直角スキャッター測
定値の対数に等しく、Ｙは前方角スキャッター測定値に
等しく、そしてｍ、　ｂ、　ａ、　ｈ及びｈは最も良く
合うように調節される定数である）により与えられる。

前方スキャッタ一対直角スキャッターの対数のヒストグ
ラムにおける値の対、ｘ、ｙにより表わされたすべての
細胞は変換されたパラメータＣ（ｘ、　ｙ　）の−次元
ヒストグラムのいくつかのチャンネルに現われるであろ
う。Ｃのヒストグラムの特定のチャンネル、即ちＣ−Ｃ
ｏ、はＣ（ｘ、ｙ）により変換されるとき、同じ数１ａ
　ＣＯを与える値ｘ、ｙを有するすべてのｍｌ胞を計数
として含む。変換はラインの群によりグラで表わずこと
ができ、各ラインは、Ｃ（ｘ、　ｙ　）により変換され
たとき同一の値Ｃを与えるｘ、ｙ値の位置である。第３
図はＣ＝０．１．２．　・・・１０に対する典型的ライ
ンを示す。各Ｃラインはクラスターを結ぶ線の曲線に対
して実質的に垂直であることに留意することは肝要であ
る。かくして、各Ｃ定数ラインに沿った細胞は計数され
て所望の副母集団計数を与えることができる。これらの
計数は第４図に示された如きヒストグラムフォルマット
に容易に射影する（Ｄｒｏｊｅｃｔ　）ことができる。

第４図におけるＸ軸上の数は第３図で描かれたＣの値に
対応する。かくして、たとえばＣが８に等しいとき、ラ
インは実質的に顆粒球クラスターの中心を通って描かれ
ており、そして該ライン上にあたる（ｆａｌｌ　ｏｎ　
）細胞は計数される。得られる計数は有利には、次いで
第４図に示されたフォーマットにおいて射影される。定
数Ｃのラインは、変換されたパラメータにおけるクラス
ターの分離を確実にするために主要なりラスターを結ぶ
曲線に対して実質的に直交していることに留意されたい
。更に、“死んだ″顆粒球は顆粒球内に含まれることに
留意することができる。

変換Ｃ（ｘ、　ｙ　）は前方及び直角スキャツターパラ
メータを結合する（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　）連続関数を
表わすことに留意するべきである。Ｃの小さな値（即ち
Ｃ＝Ｏ〜２）に対して、上記変換はデブリス及びリンパ
球クラスターの付近における主として前方スキャッター
成分を表わす。より大きいＣの値（即ちＣ＝７〜１０）
に対しては、上記変換は主として直角スキャッターを表
わす。Ｃの中間的値（即ちＣ＝２〜７）に対しては上記
変換は前方スキャツターから直角スキャツターへの連続
的な且つ滑らかに変る関数を表わす。

前記変換Ｃ（Ｘ、ｌ／）はこの特定の場合にアナログド
メイン（ａｎａｌｏｇ　ｄｏｍａｉｎ　）においてイン
プリメントされるけれども、そのように限定されるもの
ではなくそしてディジタルドメインにおいてもインプリ
メントされることができる。当業者には容易に認められ
る通り、これは十分な速度及び容量の計算器が使用され
るとの条件下で計棹機アルゴリズムにより達成され得る
。

同様な結果を達成する他の非線形変換が見出され得るこ
と及び本発明の原理、精神及び範囲は上記した変換の形
式そのものに限定されるべきではなく、許容し得る均等
物の全範囲を包含することは当業者には容易に認められ
るべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は前方角及び直角ライトスキャラター測定値に基
づく白血球副母集団の通常のヒストグラム表示を示す図
である。 第２図は前方角ライトスキャラター測定値及び直角ライ
トスキャラター測定値の対数に基づく同じヒストグラム
を示す図である。 第３図は定数Ｇ変換ラインの選択を示す図である。 第４図は第３図に示された結合したスキャッターパラメ
ータ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ　５ｃａｔｔｅｒ　ｐａｒａｍ
ｅｔｅｒ）　Ｃに沿っての細胞計数をヒストグラム的に
示す図である。 図においてｐ工、ｐ、は母集団であり、Ｆｓ　（Ｙ）は
前方角スキャツター測定値である。 特許出願人　オーツ・ダイアグノスティック・ＦＩＧ、
　Ｉ ＦＩＧ、２ 遺角スキャ・ツター剛定値のＪ１秋 Ｐ２　ＦＳ（ｙ）　１寸通角つ文寸畢ＬＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ （当合したスキャツタイラメータ゛Ｃ゛′第１頁の続き ０発　明　者　アーサー・シー・ダニ　アメエルズ　カ
口・ リカ合衆国マサチュセツツ州０２０２１カントン・レベ
ッード３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前方ライトスキャラター及び直角ライトスキャラタ
   ーパラメータ測定値を、試料の細胞サブクラス（ｃｅｌ
   ｌｕｌａｒ　５ｕｂｃｌａｓｓｅｓ　）の量を定めるた
   めの結合した一次元パラメータに変換する方法であって
   、 ａ）副母集団に区別されそして計数されるべき細胞をフ
   ォーカシングされた光源により照明されたゾーンを実質
   的に、１度に１個通過せしめ、ｂ）該細胞が該ゾーンを
   通過することにより散乱された光を実質的に前方角方向
   において検出し、Ｃ）該細胞が該ゾーンを通過すること
   により散乱された光を実質的に直角方向において更に検
   出し、それにより各々の細胞は前方角ライトスキャラタ
   ー及び直角ライトスキャラター測定値により表わずこと
   ができ、 ｄ）該前方角及び直角ライトスキャンター測定値により
   表わされた細胞を結ぶ曲線（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を
   公式化しく　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｌｌｊ）　）、ｅ）下
   記非線形変換に従う前記曲線に直交する一連のラインを
   計算し、 Ｃ（Ｘ、ｙ　）　＝　（Ｉ−ｍＸ）　ｂｙ”＋　ａＸ’
   　＋Ｉ＋Ｘ十ｋ〈式中、Ｘは直角スキャッター測定値の
   対数に等しく、Ｙは前方角スキャッター測定値に等しく
   、そしてｍ、　ｂ、　ａ、　ｈ及びｋは前記曲線に対す
   る前記ラインの直交性を実質的に最適化するように選ば
   れた定数である〉、 ｆ）定数Ｃの各ラインに沿って前記細胞を計数し、それ
   により細胞副母集団を数えることができることを含む方
   法 ２、該試料は白血球を含有し、そして計数されるべき副
   母集団は顆粒球、リンパ球及び単球を含んで成る特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、少なくとも２つのライトスキャッターバラメ−夕の
   シングルパラメータへの非線形変換により少なくとも２
   つのライトスキャラターパラメータをシングルパラメー
   タに変形すること（ｒｅｄｕｃｔ　＋−ｏｎ）を含むシ
   ングルアナログチャンネル機器を使用して、それらの光
   散乱特性に基づき白血球側母集団を計数する方法。 ４、ライトスキャラターパラメータが前方角及び直角ラ
   イトスキャラター測定値である特許請求の範囲第３項記
   載の方法。 ５、非線形変換が形式Ｃ（ｘ、ｙ　）　＝　（１−ｍＸ
   ）ｂＹＩ／２＋　ａｘ”　＋　ｈＸ＋　ｋ（式中、ｘは
   直角スキャツター測定値の刃数に等しく、モしてＹは前
   方角スキャツター測定値に等しい）である特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 ６、前方ライトスキャラター及び直角ライトスキャラタ
   ーパラメータ測定値を試料の細胞サブクラス（ｃｅｌｌ
   ｕｌａｒ　５ｕｂｃｌａｓｓｅｓ　）の量を定めるため
   の結合した１次元パラメータに変換する方法であって、 ａ）副母集団に区別されそして計数されるべき細胞をフ
   ォーカシングされた光源により照明されたゾーンを実質
   的に一度に１個通過せしめ１、ｂ）該細胞が該ゾーンを
   通過することにより散乱された光を実質的に前方角方向
   において検出し、Ｃ〉、該細胞が該ゾーンを通過するこ
   とにより散乱された光を実質的に直角方向において更に
   検出し、それにより各細胞は前方角ライトスキャラター
   及び直角ライトスキャラター測定値により表わすことが
   でき、 ｄ〉前記前方角及び直角ライトスキャラター測定値によ
   り表わされた細胞を結７５（曲線（ｔｒａｊｅｃｔｏｒ
   ｙ＞を公式化しく　ｆｏｒｍｕｌａＮｔ＋ｇ　）、ｅ）
   非線形関数により記述することができる該曲線に直交す
   る一連のラインを決定し、そしてｆ〉該直交するライン
   の各々に沿って細胞を８１数し、それにより細胞側母集
   団を数えることができるこ、とを含む方法。