CN103229041A - 3d数据分析装置、3d数据分析方法和3d数据分析程序 - Google Patents

3d数据分析装置、3d数据分析方法和3d数据分析程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种3D数据分析装置、3D数据分析方法和3D数据分析程序，其容易并直观地指定作为分析目标的微粒和微粒小群体，而无需参考大量的直方图或细胞图、或回顾3D分布图等。本发明提供了3D数据分析装置，该装置包括：数据存储单元，存储微粒测量数据；输入单元，从测量数据选择独立的三种变量；数据处理单元，计算以该三种变量为其坐标轴的坐标空间中位置和图形，并创建表示微粒特性分布的3D立体图像；以及显示单元，显示3D立体图像。

Description

3D数据分析装置、3D数据分析方法和3D数据分析程序
技术领域
本发明涉及3D数据分析装置、3D数据分析方法和3D数据分析程序。更具体地，本发明涉及用于利用3D立体图像显示微粒测量数据的3D数据分析装置等。
背景技术
为分析包括诸如细胞、微生物、和脂质体这样的生物相关颗粒、以及诸如胶乳颗粒、凝胶颗粒、和工业用途颗粒这样的合成颗粒的微粒，使用了微粒测量装置，该微粒测量装置将微粒的分散液导入流道中，并用光、电或磁的方式测量微粒。
作为一个例子，提供了颗粒分析器，该颗粒分析器根据尺寸或形状区分合成颗粒。可通过颗粒分析器测量的参数（变量）示例包括微粒的基本成分和颗粒直径。
此外，为分析生物相关颗粒，使用了流式细胞仪（流式细胞分析仪）。可以通过流式细胞仪测量的参数示例包括微粒的前向散射光（FS）、侧向散射（SS）、荧光（FL）以及阻抗。前向散射光（FS）、侧向散射（SS）、和荧光（FL）用作指示细胞或微生物（以下简称为“细胞”）的光学特性的参数，而阻抗用作指示细胞电特性的参数。
具体地，首先，前向散射光是在关于激光轴的向前方向上以小角度散射的光，前向散射光包括激光在细胞表面上生成的散射光、衍射光和折射光。前向散射光主要用作指示细胞尺寸的参数。接着，侧向散射是关于激光轴以约90度散射的光，并且是激光在细胞内颗粒体或核中生成的散射光。侧向散射主要用作指示细胞内部结构的参数。此外，荧光是从标记到细胞上的荧光染料生成的光，并用作指示是否存在通过被荧光标记的抗原所识别的细胞表面抗原、荧光染料所结合的核酸量等的参数。此外，阻抗通过电阻方法测量，并用作指示细胞体积的参数。
为分析流式细胞仪的测量数据，使用了数据分析装置，其中以这些参数为坐标轴绘制细胞的测量值，从而创建显示细胞群体中细胞的特性分布的图。使用一个测量参数的一维分布图称为直方图（histogram），其被创建为利用X轴指示测量参数并用Y轴指示细胞数量（计数）。此外，其中使用两个测量参数的二维分布图称为细胞图（cytogram），其通过根据坐标平面中测量值绘制细胞来创建，该坐标平面具有指示一个测量参数的X轴和指示其它测量参数的Y轴。
作为样本的细胞群体包括无需分析的不必要的细胞，所以在从作为样本的细胞群体中选择待分析的细胞小群体之后，进行测量数据分析。待分析的细胞小群体通过指定该细胞小群体在直方图或细胞图上所存在的区域而选择。该操作称为“围选”（“gating”），因为作为目标的细胞被围入在直方图或细胞图上被指定的区域中。
在以一个测量参数作为坐标轴的直方图上，或在以一个组合的测量参数作为坐标轴的细胞图上，在某些情形中，待分析的细胞小群体与不必要的细胞可能存在于重叠的区域。例如，当淋巴细胞与人体***血液（peripheral blood）作为样本一起被分析时，在以前向散射光（FS）和侧向散射（SS）为坐标轴的细胞图上，在某些情形中部分单核细胞存在于与淋巴细胞相同的区域中。因此，当进行围选时，用户不得不指定只有淋巴细胞存在的区域以便不围入单核细胞。
为了指定区域以使仅围入待分析的细胞小群体而不围入不必要的细胞，通常，用户在参考多个直方图或细胞图的同时不得不进行围选。随着流式细胞仪的性能的改善，可测量的参数数量增加，所以用户不得不参考更多的直方图或细胞图。此外，现今，用户要求在成像其中组合两个细胞图的三维分布图（3D分布图）的同时进行围选操作。
为协助用户进行围选操作，专利文献1提出了“一种分析装置，包括：测量数据获取器件，用于从分析物中获取第一、第二、和第三测量数据项；3D分布图创建器件，用于以第一、第二、和第三测量数据为轴创建指示分析物中所含有的所形成元素的3D分布图；区域设定器件，用于在3D分布图上可变地设定分隔区域；以及参考分布图创建器件，用于关于所形成元素而创建以第一和第二测量数据项为轴的2D分布图和以第一测量数据项为轴的频率分布图中的至少一个，所述所形成元素属于通过区域设定器件设定的分隔区域”（见，专利文献1的权利要求9）。通过分析装置，可以在参考与3D分布图一起显示的2D分布图（细胞图）和频率分布图（直方图）的同时在3D分布图上设定分隔区域。应该注意的是，分析装置的3D分布图并不是被立体观察，而是被二维显示在显示器上。
关于本发明，将描述双透镜立体图像技术（3D立体图像技术）。在双透镜立体图像中，首先，当用右眼和左眼观察对象时准备两个图像。接着，同时显示这些图像，且用于右眼的图像仅对右眼显现，而用于左眼的图像仅对左眼显现。因此，当在3D空间中观察对象时会重建在眼中出现的图像，并使用户立体观察该对象。
对于允许立体观察的3D显示器，主要采用（a）眼镜型、（b）裸眼型、和（c）观察器型。（a）眼镜型包括互补色（anaglyph）型、偏振滤光型和分时型。此外，（b）裸眼型包括视差屏障型和双凸透镜型，而（c）观察器类型包括立体镜型和头戴型。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2006-17497
发明内容
本发明要解决的问题
如上所述，通常在用于流式细胞仪的数据分析装置中，在围选时需要用户在参考大量的直方图或细胞图的同时、或在对通过结合两个细胞图获取的三维分布图（3D分布图）进行成像的同时在分布图上指定待分析的细胞小群体的位置。
鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种数据分析装置，该数据分析装置能够容易并直观地指定分布图上的待分析的微粒和微粒小群体，而无需参考大量的直方图或细胞图，或无需对3D分布图进行成像。
解决问题的手段
为解决上述问题，本发明提供了3D数据分析装置，该3D数据分析装置包括：数据存储单元，存储微粒测量数据；输入单元，选择测量数据中独立的三种变量；数据处理单元，计算以三种变量为坐标轴的坐标空间中位置和图形，并创建表示微粒特性分布的3D立体图像；以及显示单元，显示3D立体图像。
通过3D数据分析装置，可以在立体观察以任意选择的三种参数为坐标轴的3D分布图的同时分析测量数据。
此外，本发明还提供一种3D数据分析方法，该3D数据分析方法包括以下步骤：选择微粒测量数据中独立的三种变量；计算以三种变量为坐标轴的坐标空间中位置和图形，并创建表示微粒特性分布的3D立体图像；以及显示3D立体图像。此外，本发明还提供3D数据分析程序，该3D数据分析程序使计算机执行以下步骤：计算以从微粒测量数据中选出的独立的三种变量为坐标轴的坐标空间中的位置和图形，并创建表示微粒特性分布的3D立体图像；以及显示3D立体图像。
在本发明中，“微粒”广泛地包括，诸如细胞、微生物、和脂质体这样的生物相关颗粒、诸如胶乳颗粒、凝胶颗粒，和工业用途颗粒这样的合成颗粒等。
细胞包括动物细胞（造血细胞等）和植物细胞。微生物包括诸如大肠杆菌这样的细菌、诸如烟草花叶病毒这样的病毒、以及诸如酵母这样的真菌。生物相关颗粒包括形成多种细胞的染色体、脂质体、线粒体、细胞器（细胞器官）等。此外，生物相关颗粒可以包括生物相关聚合物，如核酸、蛋白质以及核酸与蛋白质的复合物（complex）。工业用途的颗粒可以是有机或无机聚合物材料、金属等。有机聚合物材料包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物材料包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等。金属包括胶体金、铝等。这些微粒一般具有球状的形态但也可以是非球状的形态。此外，这些微粒的尺寸、质量等也没有具体限制。
发明效果
根据本发明，提供了一种数据分析装置，该数据分析装置能够容易并直观地指定待分析的微粒和微粒小群体，而无需参考大量的直方图或细胞图，或无需对3D分布图进行成像。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的3D分析装置结构的框图，该3D分析装置结构被与流式细胞仪相邻连接设置。
图2是用于说明根据本发明的3D分析装置的功能结构的框图。
图3是用于说明由根据本发明的3D数据分析装置所显示的3D分布图的示意图。
图4是用于说明由根据本发明的3D数据分析装置所显示的双透镜立体图像（3D立体图像）的示意图。
图5是用于说明3D立体图像中对应于微粒的图形形状的示意图。
图6是用于说明受阴影处理影响的图形的立体观察图像的概念图。
图7是用于说明进行阴影处理的方法的示意图。
图8是用于说明坐标轴的立体观察图像的概念图。
图9是用于说明来自各坐标轴的3D分布图中的立体观察图像的概念图。
图10是用于说明通过摇摆对应于微粒的图形而获取的动态图像的立体观察图像的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述实施本发明的优选实施方式。应该注意，下面将描述的实施方式是本发明典型实施方式的示例，所以本发明的保护范围并不由于本实施方式而被狭隘地说明。应该注意，将以下面的次序给出描述。
1.3D数据分析装置的结构
2.3D立体图像的显示
3.3D立体图像的特性
（3-1）图形形状
（3-2）图形的阴影处理
（3-3）坐标轴
（3-4）动态图像
4.3D数据分析程序
1.3D数据分析装置的结构
图1示出了根据本发明的3D数据分析装置的结构。这里，示出的是实施方式，其中，3D数据分析装置与微粒测量装置相邻连接设置，从而构成微粒分析***。此外，图2示出了微粒测量***的功能结构。在下文中，将描述其中流式细胞仪用作微粒测量装置的示例。
附图中附图标记1表示的3D数据分析装置，通过用通信电缆4连接到流式细胞仪2来构成微粒分析***3。3D数据分析装置1包括中央处理单元（CPU）10、存储器20、硬盘30、用户接口等。3D数据分析程序31、微粒的测量数据32、操作***（OS）33等存储并保持在硬盘30中。用户接口包括从用户接收信息输入的鼠标41和键盘42等、以及向用户输出信息的显示器43和打印机44等。应该注意，诸如杆式控制器和手写板这样的输入设备可被设置为代替鼠标41和键盘42，或与这些设备一起工作。
数据存储单元130（硬盘30）存储微粒（细胞）的测量数据32，该数据从流式细胞仪2输出。从流式细胞仪2的输入和输出接口250输出的测量数据通过通信电缆4输入到3D数据分析装置1的输入和输出接口150，并被存储在数据存储单元30（硬盘30）中。
测量数据32在数据处理单元120中处理。数据处理单元120当从输入单元141（鼠标41，键盘42等）接收到用户的输入时开始进行处理。也就是说，当用户选择和输入测量数据32中的独立的三种变量（参数）时，数据处理单元120创建以所选参数为坐标轴的表示微粒特性分布的3D分布图。通过在以所选参数为坐标轴的坐标空间中绘制微粒来创建3D分布图。通过根据所选参数的测量值计算微粒在坐标空间中的位置和图形、并在所计算的位置上绘制所计算的图形，来进行微粒的绘制。
这里，“独立参数”是指从微粒的前向散射光（FS）、侧向散射（SS）、荧光（FL）以及阻抗等中选择的且互不相同的参数。荧光（FL）可以被作为对于标记到微粒上的荧光的每种波长都不同的参数进行处理，并且用FL1、FL2到FLn（n：大于等于3的整数）等表示。作为独立的三种参数，前向散射光（FS）、侧向散射（SS）、和荧光（FL1）的组合，或前向散射光（FS）、侧向散射（SS）和阻抗的组合被作为示例给出。此外，独立的三种参数可以是从测量数据中任意选择的组合。
通过数据处理单元120创建的3D分布图被在显示单元142（显示器43）上显示为3D立体图像。可以在显示单元142上显示一个或两个或多个3D立体图像。在显示两个或多个3D立体图像的情形中，通过在多个不同方向上观察相同3D分布图而获取的3D立体图像可被显示，或其中所选三种参数中至少有一个不同的多个3D分布图的3D立体图像可被显示。3D立体图像是将在下面详细描述的双透镜立体图像。
此外，在测量数据32包括多个不同时间点处的测量值的情形中，显示单元142可利用3D立体图像来显示表示在多个时间点处的微粒的特性分布的3D分布图。包括多个时间点处的测量值的测量数据的示例包括：通过利用荧光共振能量转移（FRET）测量细胞表面分子复合物随时间的缔合或解离而获取的数据、通过利用自身荧光波长根据细胞膜的电荷发生变化的荧光染料测量细胞膜随时间的改变而获取的数据、通过与细胞内钙的流入反应相关联来测量细胞表面分子的表达强度而获取的数据；等等。
在多个时间点处的3D分布图的3D立体图像可以同时成行显示，或可以被逐一切换并显示。在进行3D立体显示的切换显示的情形中，切换可以自动地进行，或可以基于用户输入信号进行。通过显示在多个时间点处的3D分布图的3D立体图像，用户可以在确认微粒特性分布随时间推移所发生的改变的同时分析数据，与将时间（时间轴）添加到三种参数（坐标轴）中的情形相比，可以进行多因子分析。
基于来自输入单元141（鼠标41、键盘42等）的用户输入信号，可以通过任意旋转、放大、或缩小来在显示单元142上进行3D立体图像的显示。此外，在基于来自输入单元141的输入信号在3D分布图的坐标空间中设定用于围选的分隔区域的情形中，3D立体图像与表示3D立体图像中显示的分隔区域的3D形状一起旋转、放大、或缩小。
流式细胞仪2可具有与通常公知装置相同的结构，或可以被配置为适当修改该结构，具体地，包括控制单元210、流动***220、检测***230、输入和输出接口250等。
在流动细胞或微芯片中形成的流道中，流动***220使含有微粒的样本液层流流向鞘液层流的中心，从而将层流中的微粒设置为一行。检测***230获取指示流动通过流道的微粒的特性的参数值。具体地，光学检测单元231用光照射流动的微粒，检测从微粒发出的散射光、荧光等，并获取其强度。光学检测单元231包括激光源、透镜、镜子、滤光片、诸如CCD和CMOS元件这样的区域图像拾取元件、PMT（光电倍增管）等。此外，电检测单元232包括设置成与流动微粒相对的电极，并获取微粒的阻抗、电容值、电感等。流式细胞仪2可以具有对根据分析结果被确定具有所期望特性的微粒进行筛分的筛分***240。对于筛分***240，例如可以采用这样一种***，该***喷射含有微粒的液滴到流动细胞外的空间，并控制液滴的移动方向，从而仅将期望的微粒收集到容器中。
在检测***230中检测的散射光、荧光等的强度的测量值，或阻抗、电容值、电感等测量值被转换成电信号，并从输入和输出接口250输出作为测量数据。
2.3D立体图像的显示
图3示意性示出了根据本发明的3D数据分析装置所显示的3D分布图。该3D分布图在显示单元142上被显示为3D立体图像，并可以由用户立体地视觉确认。
3D分布图5示出了以用户所选的三种参数作为坐标轴的坐标空间6中微粒特性分布。在3D分布图5中，在由所选参数的测量值计算的位置处，绘制对应于相应微粒的图形7。
在该图中，三种参数是前向散射光（FS-Lin：X轴）、侧向散射（SS-Lin：Y轴）、和第一荧光（FL1-Lin：Z轴）的组合的情形被作为例子给出。用于各坐标轴的参数可以是任意选择的组合。例如，第一荧光（FL1），第二荧光（FL2）、和阻抗可以分别用于X轴、Y轴和Z轴。
3D分布图的3D立体显示利用双透镜立体图像进行。图4示意性示出通过根据本发明的3D数据分析装置显示的双透镜立体图像。
当用户选择参数时，数据处理单元120创建3D分布图5，并创建当用左眼观察分布图时的图像（左眼图像5L），和当用右眼观察时的图像（右眼图像5R）。显示单元142（显示器43）同时显示左眼图像5L和右眼图像5R，并进行分离呈现，以使左眼图像5L仅对左眼呈现，而右眼图像5R仅对右眼呈现。
例如，在属于上述眼镜类型中的一种的时分***中，通过交替显示具有微小时间差的左眼图像5L和右眼图像5R，并使快门眼镜8与此同步，可以进行分离呈现。此外，对于分离分布，可以使用另一种诸如互补色型和偏振滤光型这样的眼镜型、诸如视差屏障型和双凸透镜型这样的裸眼型、以及诸如立体镜型和头戴型这样的观察器型。
通过进行左眼图像5L和右眼图像5R的分离呈现，当在3D空间中观察3D分布图时，显示器43重建眼睛中看见的图像，并使用户立体观察分布图。
如上所述，在3D数据分析装置1中，用户可以在立体观察以任意选择的三种参数为坐标轴的3D分布图的同时分析测量数据。因此，在3D数据分析装置1中，可以容易并直观地指定分布图上待分析的微粒和微粒小群体，所以无需参考大量的直方图或细胞图，或无需以传统方式对3D分布图进行成像。此外，用于坐标轴的参数被任意组合以显示3D分布图，因此其可以用一个图形获取与微粒的三种特性相关的信息。此外，通过显示在多个不同方向上观察相同3D分布图而获取的3D立体图像，或显示所选的三种参数中的至少有一个不同的多个3D分布图的3D立体图像，可以获取更多信息。因此，在3D分析装置1中，与利用传统直方图或细胞图的显示相比，通过减少将参考的图形的数量来执行有效分析。
3.3D立体图像的特性
在下文中，将按次序描述根据本发明的3D数据分析装置所显示的3D立体图像的特性。
（3-1）图形形状
在图3中均由附图标记7表示的对应于微粒的图形可被计算为由均具有预定形状的多边形构成的多面体，并被显示在3D立体图像中。如上描述，根据用户所选参数的测量值，数据处理单元120计算微粒在坐标空间中的位置和图形7，并创建3D分布图。此时，通过将图形7计算为由具有预定形状的多边形构成的多面体，可以减少数据处理单元120中的计算负荷。此外，通过在3D立体图像中将图形7显示为由具有预定形状的多边形构成的多面体，可以增强观察图像立体时图像的立体效果。
例如，可以采用图5的（A）中所示的由六个三角形构成的六面体、或图5的（B）中所示的八个三角形构成的八面体作为由具有预定形状的多边形构成的多面体。只要设置由均具有预定形状的多边形构成的多面体，图形7的形状没有具体限制。从立体效果和减少计算负荷的角度看，六面体或八面体是优选的。
（3-2）图形阴影处理
在3D立体图像中，当被立体观察时，被观察到靠前的图形7用增强的阴影指示，而被观察到靠后的图形7用减少的阴影指示。以这种方式，下文中图形7的阴影改变处理称为“阴影处理”。
图6示出了被阴影处理的图形7的立体观察图像（下文中，简称为“立体图像”）的概念图。朝着附图中的箭头方向，被观察到靠前的图形7更暗（浓），被观察到靠后的图形7更亮（淡）。以这种方式，通过进行用于图形7的阴影处理，给予3D立体图像中的立体图像以深度，并可以增强立体效果。
参考图7，将描述阴影处理方法。在显示器43上，左眼图像和右眼图像同时显示，当被立体观察时，在显示器43的屏幕上的位置处所观察的图形70的左眼图像和右眼图像以重叠的方式被显示（见图7（B））。
在显示器43上显示的左眼图像与右眼图像相比位置靠右的情形中（见图7（A）），与显示器43的屏幕上的位置相比，图形被立体显示得靠前。被以从屏幕位置处弹出的方式观察到的图形的立体图像在图中以附图标记71表示，而在显示器43上显示的图形71的左眼图像和右眼图像分别以符号71L和71R表示。另一方面，在显示器43上显示的左眼图像与右眼图像相比位置靠左的情形（见图7（C））中，图形被立体地观察到从显示器43的屏幕上的位置靠后。被以弹出的方式从屏幕位置观察到的图形的立体图像被以附图标记72表示，在显示器43上显示的图形71的左眼图像和右眼图像分别以符号72L和72R表示。
在阴影处理中，被观察到靠前的图形71的左眼图像71L和右眼图像71R被显示得更暗，而被观察到靠后的图形72的左眼图像72L和右眼图像72R被显示得更亮。
（3-3）坐标轴
在3D立体图像中，当进行立体观察时，坐标轴被观察到靠前的部分被显示得更粗，坐标轴被观察到靠后的部分被显示得更细。图8示出了具有变化的粗度的坐标轴的立体图像的概念图。以这种方式，通过改变坐标轴的粗度，经由给予3D立体图像的立体图像以深度可以增强立体效果。
此外，如图8所示，当进行立体观察时，作为，坐标轴的刻度间隔的被观察到靠前的部分被设定得更宽，而其刻度间隔的被观察到靠后的部分则被设定得更窄，可以给予立体图像以进一步的深度。此外，坐标轴的名称（附图中SS-Lin）和刻度值字符（附图中200、400、600、800、1000）朝向前面显示得更大，朝向后面则显示得更小，因此可以获取相同的效果。应该注意，坐标轴的粗度、比例间隔尺寸和字符尺寸的改变处理也可通过应用上述的阴影处理来执行。
坐标轴可以是具有线性轴和对数轴的结合特性的双指数轴。双指数轴的细节例如在“A New“Logicle”Display Method Avoids Deceptive Effectsof Logarithmic Scaling for Low Signals and Compensated Data.Cytometrypart A69A:541-551,2006”中被说明。
在双指数轴中，关于被选为坐标轴的参数的测量值小于预定值的这类数据，应用其主函数元素是线性函数的函数，从而获取对应于微粒的图形7的位置。此外，关于测量值大于预定值的这类数据，应用其主函数元素是对数函数的函数，从而获取图形7的位置。更简单地说，双指数轴可被设定为使大于预定区域的区域是对数轴，而小于预定区域的区域是线性轴。通过使用双指数轴作为3D分布图的坐标轴，可以在使用对数轴特性的更广的动态范围进行显示，并同时由于线性轴特性而进行负数显示。应该注意的是，3D分布图坐标轴中的至少一个可以是双指数轴。
（3-4）动态图像
如上所述，基于来自输入单元141（鼠标41、键盘42等）的用户的输入信号，通过任意旋转、放大、或缩小可以进行3D立体图像到显示单元142（显示器43）的显示。当3D立体图像旋转时，如图3所示，优选地，坐标轴在形成坐标空间6的3D配置（附图中立方体）的各边上显示。由于这些坐标轴，坐标空间6的3D配置变得更清晰，所以当3D立体图像旋转时，3D分布图的方向改变易于识别。
在显示器43上显示的3D立体图像可以可选地通过来自用户的输入旋转，或可以在某一方向上或不确定方向上一直缓慢地旋转。通过将3D立体图像显示为总是旋转的动态图像，相比于具有静态图像的显示，立体效果可被增强。
此外，在显示器43上显示的3D立体图像自动旋转到一个方向上，以使在用户旋转操作或自动旋转期间，在任何的时序处根据用户的输入信号提供自用户所选的坐标轴方向的立体观察图像。图9示出了来自各坐标轴的3D分布图的立体观察图像。图9的（A）、（B）、和（C）分别指示来自Z轴方向、X轴方向、和Y轴方向的观察图像。来自各坐标轴的视点切换可以设定为：例如通过用键盘42的Z键输入，图像在Z轴方向上的视点旋转，而通过X键输入，图像从Z轴方向到X轴方向上的视点旋转。此外，通过用例如鼠标41点击显示器43上显示的图标，可以执行来自各坐标轴的视点切换。以这种方式，通过简单的输入，来自坐标轴的视点可以切换，从而使其可以观察3D立体图像，因此用户易于把握3D分布图中微粒的特性分布。
应该注意，在3D立体图像总是旋转并在显示器43上显示的情形中，优选地，3D立体图像旋转为保持3D分布图的垂直方向。也就是说，3D立体图像以3D分布图的XY平面、YZ平面、和ZX平面中选择的任意一个平面总是在分布图中朝向下方的方式进行旋转。具体地，例如在图9（A）示出的3D立体图像总是旋转的情形中，图像旋转为使ZX平面总是设置在3D分布图的底表面上。此时，可以在倾斜3D分布图的旋转轴或改变其倾斜角度的同时旋转图像。以这种方式，通过在3D立体图像的旋转方向上施加一定的限制，用户更易于感知用户关于3D分布图的视点方向，因此可以防止用户不能把握3D分布图方向的情形。
在显示器43上显示的3D立体图像可以以摇摆对应于微粒的图形的这种动态图像进行显示。此时，当执行立体观察时，与被观察到靠后的图形相比，被观察到靠前的图形摇摆强度更大。图10中示出了被给出摇摆操作的图形的立体图像概念图。图形71和72如附图中箭头所示左右摇摆，左右摇摆的幅度对于被观察到靠前的图形71更大，对于被观察到靠后的图形72更小。以这种方式，当执行立体观察时，与被观察到靠后的图形相比，被观察到靠前的图形以强度更大的摇摆方式被显示，因此给予3D立体图像的立体图像以深度，且可以增强立体效果。
此外，在用动态图像显示3D立体图像的情形中，对应于微粒的图形可以以闪烁的方式显示。此时，通过在立体观察时以比被观察到靠后的图形更频繁的闪烁方式显示被观察到靠前的图形，可以进一步增强3D立体图像的立体效果。
此外，在测量数据32包括多个时间点处的测量值的情形中，可以用动态图像显示3D分布图在时间点处的3D立体图像。因此，在如上所述测量细胞表面分子复合物的缔合或解离的例子中，可以确认在动态图像上细胞表面分子复合物的缔合等的随着时间推移的变化。
如上所述，根据本发明的3D数据分析装置被设计为增强所显示的3D立体图像的立体效果。因此，即使在仅由点（对应于微粒的图形）和线（坐标轴）构成的3D分布图的情形中，用户也可以在优选地视觉确认立体图像的同时分析测量数据，并且容易和直观地在分布图上指定待分析的微粒和微粒小群体。
4.3D数据分析程序
根据本发明的3D数据分析程序使计算机执行以下步骤：计算以从微粒测量数据中选择的三种变量为坐标轴的坐标空间中位置和图形，并创建表示微粒特性分布的3D立体图像；以及显示3D立体图像。
再次参考图1和图2，根据上述实施方式将给出描述。3D数据分析程序被存储并保持在硬盘30中（参考附图中的附图标记31）。在操作***（OS）33的控制下在存储器20中读取3D数据分析程序，并执行数据处理单元120中3D分布图的3D立体图像的创建处理、和显示单元142上3D立体图像的显示处理。
3D数据分析程序可被记录在计算机可读记录介质中。只要记录介质是计算机可读的，记录介质就没有具体限制。例如，使用诸如软盘和CD-ROM这样的磁盘型记录介质。此外，可以使用磁带型记录介质如磁带。
产业适用性
通过根据本发明的3D数据分析装置，可以容易并直观地指定待分析的微粒和微粒小群体，而无需参考大量的直方图或细胞图，或无需对3D分布图进行成像。因此，根据本发明的3D数据分析装置与例如流式细胞仪一起使用，并可以在医疗、公共卫生、药物发现（drug discovery）等领域方便地高精度地分析细胞或微生物的特性。
附图标号说明
1：3D数据分析装置
10：中央处理单元
110：控制单元
120：数据处理单元
130：数据存储单元
141：输入单元
142：显示单元
150：输入和输出接口
2：流式细胞仪
210：控制单元
220：流动***
230：检测***
231：光学检测单元
232：电检测单元
240：筛分***
250：输入和输出接口
3：微粒分析***
30：硬盘
31：3D数据分析程序
32：测量数据
33：操作***
4：通信电缆
41：鼠标
42：键盘
43：显示器
44：打印机
5：3D分布图
6：坐标空间
7：图形
8：快门眼镜

Claims (14)

1.一种3D数据分析装置，包括：
数据存储单元，存储对微粒的测量数据；
输入单元，选择所述测量数据中的独立的三种变量；
数据处理单元，计算以所述三种变量为坐标轴的坐标空间中的位置和图形，并创建表征所述微粒的特性分布的3D立体图像；以及
显示单元，显示所述3D立体图像。
2.根据权利要求1所述的3D数据分析装置，其中，
基于来自所述输入单元的输入信号，所述显示单元通过旋转、放大和缩小所述3D立体图像来显示所述3D立体图像。
3.根据权利要求2所述的3D数据分析装置，基于来自所述输入单元的输入信号，通过旋转所述显示单元中的所述3D立体图像，使得从任意选择的坐标轴方向进行对所述3D立体图像的立体图像观察成为可能。
4.根据权利要求3所述的3D数据分析装置，其中，
所述图形是分别由具有预定形状的多边形构成的多面体。
5.根据权利要求4所述的3D数据分析装置，其中，
在所述3D立体图像中，在所述3D立体图像的立体图像观察时被观察到靠前的所述图形被显示得更暗，而被观察到靠后的所述图形被显示得更亮。
6.根据权利要求5所述的3D数据分析装置，其中，
在所述3D立体图像中，所述坐标轴被显示在形成所述坐标空间的3D形状的各个边上。
7.根据权利要求6所述的3D数据分析装置，其中，
在所述3D立体图像中，在所述3D立体图像的立体图像观察时被观察到靠前的所述坐标轴的一部分被显示得更粗，而被观察到靠后的所述坐标轴的一部分被显示得更细。
8.根据权利要求7所述的3D数据分析装置，其中，
所述坐标轴中的至少一个是双指数轴。
9.根据权利要求8所述的3D数据分析装置，其中，
所述3D立体图像被显示为其中所述图形摆动的动态图像，且在所述动态图像的立体图像观察时，与被观察到靠后的所述图形相比，被观察到靠前的所述图形摆动更大的角度。
10.根据权利要求9所述的3D数据分析装置，其中，
所述3D立体图像被显示为其中所述图形闪烁的动态图像，且在所述动态图像的立体图像观察时，与被观察到靠后的所述图形相比，被观察到靠前的所述图形闪烁得更频繁。
11.根据权利要求10所述的3D数据分析装置，其中，
所述显示单元是显示器，以及
所述3D数据分析装置包括：眼镜，用于立体观察所述显示器上显示的3D立体图像。
12.一种微粒分析***，通过连接设置根据权利要求1至11中任一项所述的3D数据分析装置与微粒测量装置被配置而成。
13.一种3D数据分析方法，包括以下步骤：
选择微粒的测量数据中的独立的三种变量；
计算以所述三种变量为坐标轴的坐标空间中的位置和图形，并创建表征所述微粒的特性分布的3D立体图像；以及
显示所述3D立体图像。
14.一种3D数据分析程序，使计算机执行以下步骤：
计算以从微粒测量数据中选择的独立的三种变量为坐标轴的坐标空间中的位置和图形，并创建表征所述微粒的特性分布的3D立体图像；以及
显示所述3D立体图像。
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