JPH07294414A

JPH07294414A - 粒子画像解析方法及び装置

Info

Publication number: JPH07294414A
Application number: JP6086104A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Horiuchi; 秀之堀内; Hidenori Asai; 英規浅井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1995-11-10
Also published as: EP0679889A3; EP0679889A2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は粒子分類の精度向上を図るのに
適した粒子画像解析方法及び装置を提供することにあ
る。【構成】粒子が懸濁した液体試料を清浄液で包囲してフ
ローセル１００中を流し、これの光線を照射して、その
中の粒子を撮像手段１０１で撮像し、撮像した画像を画
像解析して粒子の分類を行うに当たって、液体試料中の
粒子に対し測定対象をそれぞれ定めた複数の測定モード
を有し、フロ−セルの画像撮像領域の上流に粒子検出手
段を有し、得られた粒子検出信号から複数種類の粒子信
号を区別し、それぞれの測定モードで区別された特定の
粒子に関する粒子検出および画像処理を行なう。複数の
測定モードのうち、１つは液体試料中の粒子濃度の小さ
いものを測定対象とし、別の測定モードでは液体試料中
の粒子濃度の大きなものを測定対象とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粒子画像解析方法及び装
置、特に血液や尿中に含まれる細胞や粒子の分類を行う
のに適した粒子画像解析方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液中の細胞や尿中に存在する細
胞や粒子（以下単に粒子と呼ぶ）の分類分析はスライド
ガラス上に標本を作成しこれを顕微鏡にて観察すること
で行われる。尿の場合には、尿中の粒子濃度が薄いた
め、サンプルを予め遠心分離器で遠心濃縮してから観察
している。これらの観察、検査の作業を自動化する装置
としては、血液などのサンプルをスライドガラス上に塗
沫した後顕微鏡にセットし、顕微鏡ステージを自動的に
走査し粒子の存在する位置で顕微鏡ステージを止めて粒
子の静止画像を撮影し、画像処理技術による特徴抽出お
よびパターン認識手法を用い、サンプル中にある粒子の
分類が行われる。

【０００３】しかし、上記手法では標本作成に時間がか
かること、さらに顕微鏡ステージを機械的に移動しなが
ら粒子を見つけ、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ことなどのため、分析に時間を
要したり、機械機構が複雑になる問題点が存在する。

【０００４】そこで、検査の高精度化と省力化を図るた
め、清浄液であるシース液を外層とし、液体試料を極め
て偏平な流れにするフローセルを用いるフロー式粒子画
像解析装置があり、例えば特表昭５７−５００９９５号
公報、特開昭６３−９４１５６号公報、特開平４−７２
５４４号公報に開示されている。

【０００５】このフロー式粒子画像解析装置において
は、フローセル中を移動する液体試料を例えばビデオカ
メラで撮像する。そして、撮像した静止画像を画像処理
することにより液体試料中の粒子分類を行う。

【０００６】さらに、倍率を変更して、液体試料の粒子
を撮像するフロー式粒子画像解析装置として、特開平３
−１０５２３５号公報及び特開平４−３０９８４１号公
報に記載された粒子分析装置がある。

【０００７】液体試料の粒子画像取り込み位置の上流に
設置された粒子検出系により粒子検出を行い、適当なタ
イミングでパルス光を点灯させその粒子静止画像を撮像
するフロー式粒子画像解析装置があり、例えば特開昭６
３−９４１５６号公報、特開平４−７２５４５号公報に
開示されている。この方法は液体試料中の粒子を効率よ
く画像処理することができ、液体試料中の粒子の分類・
計数の測定精度が改善される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した粒子
検出系が画像撮像領域の上流に別に有する粒子画像解析
装置において、測定する液体試料中に含まれている粒子
の種類が複数存在する場合、さらにそれぞれの粒子の粒
子濃度が大きく異なる場合には、粒子検出条件において
次のような問題が存在する。

【０００９】粒子検出レベルを低くしてフロ−セルを通
過した全粒子を検出する粒子検出条件では、粒子検出さ
れ画像処理される粒子の大部分が粒子濃度の大きい方の
粒子だけになり、粒子濃度の小さな粒子はほとんど検出
されない。全粒子の粒子濃度が十分小さな場合には全て
の粒子が検出され、問題はないが、粒子濃度が大きい場
合次に述べるデットタイムのため、各粒子の存在比率は
知ることができても、画像処理された粒子から正確なそ
れぞれの粒子数を知ることができない。

【００１０】一般に静止画像を撮像するＣＣＤ・ＴＶカ
メラによって撮影された画像信号は２フィールドの時間
をかけて信号を読み出すため、読み出しの時間中は次の
粒子画像を撮影できない、いわゆるデットタイムが存在
する。

【００１１】もしデットタイム中に粒子検出系を粒子が
通過した場合に、上述したパルス光を点灯させると多重
露光となり、正常な画像が撮像できない。粒子濃度が大
きくなるとこの影響が強く出てくる。

【００１２】また、粒子濃度の小さな粒子が粒子解析上
非常に重要な情報を提供する場合がたびたび存在する。
しかも、極端な場合には試料中に１個存在する場合で
も、画像処理を行い正しい解析を実行したい場合には、
上述の数え落としに関する問題は避けて通れない。

【００１３】さらに、測定精度をあげるためには、液体
試料量を増加させ、処理粒子数を増やす必要がある。し
かし、この場合、測定時間を大幅に増大させなければな
らなくなる。

【００１４】測定時間を短くするために試料流速を速く
すると、上述のデットタイムによる粒子画像処理におけ
る数え落としが増大する。このため粒子濃度の小さい種
類の粒子の画像処理個数がさらに減少する。

【００１５】また、顕微鏡画像の倍率を小さくし、ＴＶ
カメラ撮像視野を広くする方法が従来用いられていた
が、この方法では、光学系の倍率切り替えや光量調節が
必要であり、画像周辺の光量不足が生じ、撮像粒子画像
の分解能が低下し、粒子識別能力が悪いなどの問題が発
生する。

【００１６】このような問題が発生する濃度比率が大き
く異なる試料の例としては、血液中の赤血球と白血球、
尿中の沈渣成分では赤血球および白血球に対する円柱な
どがある。

【００１７】本発明の目的は粒子分類の精度向上を図る
のに適した粒子画像解析方法及び装置を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、粒子を
含む１つの液体試料がフロ−セルに流され、このフロ−
セルを流れる前記粒子が検出され、この検出された粒子
が前記フロ−セルの予め定められた測定位置を通るとき
にその検出された粒子の画像が生成されるように前記粒
子検出に応答して前記測定位置を測定光で照射すること
によりその測定位置を通る前記検出された粒子が測定さ
れ、そして前記生成された画像を解析して前記測定位置
を通る粒子の分類が行われる。本発明の特徴的な点は、
このような粒子画像解析に当たって、前記１つの液体試
料の粒子測定が、測定対象粒子に応じて定められた少な
くとも第１及び第２の測定モ−ドにおいてその測定モ−
ドを切り換えて実行されることである。

【００１９】

【作用】第１の測定モ−ドでの測定では測定精度上問題
のある粒子についてはこれを第２の測定モ−ドにおいて
測定することができ、これによってその精度上の問題を
解決することができる。たとえば、低濃度粒子測定に適
する第１の測定モ−ドでは液体試料量を増大させるよう
な状態で低濃度の粒子を測定し、高濃度粒子測定に適す
る第２の測定モ−ドでは液体試料量を少なくするような
状態で高濃度の粒子を測定することができるようにな
り、これによって低濃度粒子及び高濃度粒子を精度低下
を伴うことなしに測定することができる。又、例えば、
全粒子の測定に適する第１の測定モ−ドで全粒子を測定
したときに数え落される可能性がある特定の種類の粒子
についてはこれをその特定粒子の測定に適する第２の測
定モ−ドで測定すれば数え落しの問題が解決され、全粒
子を高精度をもって測定することができる。

【００２０】

【実施例】本発明に基づく一実施例を図１〜図３を用い
て、以下に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例であるフロー式粒
子画像解析装置の全体概略構成図である。

【００２２】図１において、このフロー式粒子画像解析
装置はフローセル１００と、画像撮像部１０１と、粒子
分析部１０２と、粒子検出部１０３と、フロー系制御部
１２４とからなる。

【００２３】画像撮像部１０１はフラッシュランプ駆動
回路１ａと、フラッシュランプ１と、フィールドレンズ
２と、視野絞り１１と、開口絞り１２と、顕微鏡コンデ
ンサレンズ３と、顕微鏡対物レンズ５（粒子検出部１０
３と共用）と、ＴＶカメラ８とを有する。また、粒子分
析部１０２は、ＡＤ変換器２４と、画像メモリ２５と、
画像処理制御回路２６と、特徴抽出回路２７と、識別回
路２８と、粒子数分析部４０と、中央制御部２９とを有
する。

【００２４】さらに、粒子数分析部４０は、図４に示さ
れるように、粒子検出回路４１と、係数回路４２と、粒
子検出論理回路４３とから構成される。

【００２５】フローセル１００は、図２に示すように、
平行流路部１５０と、縮流流路部１５１と、測定流路部
１５２と、減速流路部１５３とからなる。また、フロー
セル１００は通常ガラスから作られる。

【００２６】平行流路部１５０は入口１１７から縮流流
路部１５１との接合部分までで、液体試料１１１の流れ
方向に垂直な断面が四角形状であり、この平行流路部１
５０の入口１１７の近辺にノズル１１４が設けられてい
るこのノズル１１４は断面形状が後述するフラッシュ光の
通過方向とほぼ同一方向である厚さ方向を短辺とし、こ
の厚さ方向及び液体試料流れ方向とに直交する幅方向を
長辺とする長方形状のもので、この長方形の対角線の交
点は平行流路部１５０の入口１１７の断面形状の四角形
の対角線の交点と一致し、四角形の内側に長方形が含ま
れる形状となる。このノズル１１４の内側が液体試料１
１１の流路となり、外側がシース液１１２の流路とな
る。

【００２７】ノズル１１４は液体試料１１１の流れ方向
に向かってノズル出口１１６まで断面形状がほぼ同一の
長方形状のままである。ノズル出口１１６には液体試料
１１１の流れの幅方向寸法を一定にするための試料ガイ
ド１１３が取り付けられている。この試料ガイド１１３
は、液体試料１１１の流れを間にして互いに対向する一
対の板状部材であり、ノズル出口１１６から平行流路部
１５０の中部付近まで延在している。

【００２８】縮流流路部１５１は平行流路部１５０との
接合部分から測定流路部１５２との接合部分までの、断
面形状が四角形状のもので、幅方向の寸法は変化せず、
厚さ方向の寸法が、測定流路部１５２に向かって徐々に
減少する形状である。

【００２９】測定流路部１５２は縮流流路部１５１との
接合部分から減速流路部１５３との接合部分までの、断
面形状が同一の四角形状のもので、中央部分には粒子検
出領域８０と撮像領域９０とが設けられている。

【００３０】粒子検出領域８０は上記幅方向に延び、ほ
ぼ液体試料流れの幅と同じ長さの細長い形状である。撮
像領域９０は粒子検出領域８０の下流側に配置され、一
辺が液体試料流れの幅とほぼ同じ長さの寸法を有する四
角形状となっている。

【００３１】減速流路部１５３は測定流路部１５２との
接合部分から出口１１８までの、断面が四角形状のもの
で、幅方向の寸法は一定で、厚さ方向の寸法が、液体試
料の流れ方向に沿って徐々に拡大する形状である。

【００３２】次にフローセル１００内における粒子が懸
濁した液体試料１１１とシース液１１２との流動の状態
について説明する。

【００３３】懸濁した粒子１６０が含まれる液体試料１
１１及びシース液Ｓ1は入口１１２は平行流路部１５０
に流入する。平行流路部１５０では、液体試料とシース
液とがノズル１１４の形状に従って流入するため、液体
試料が内層に、シース液が外層（被覆層）となる二重の
流体が形成される。

【００３４】このノズル１１４のガイド１１３はノズル
出口１１６での液体試料の乱れを押さえる。ノズル出口
１１６から出口１１８まで、液体試料の幅はほぼガイド
１１３の幅に保つことができる。また、ガイド１１３に
より液体試料とシース液の流量比が変化すると、この液
体試料の幅の寸法は一定のままで、厚さの寸法だけが変
化する。

【００３５】流体が縮流流路部１５１に流入すると、厚
さ方向にのみ縮流し、幅寸法が２００〜３００μｍ、厚
さ寸法が数μｍ〜数１０μｍ程度の超偏平試料流とな
る。

【００３６】この超偏平試料流が測定流路部１５２を通
過すると、液体試料中の粒子１６０は粒子検出領域８０
により検出され、撮像領域９０で撮像される。そして、
超偏平試料流が減速流路部１５３を通過して出口１１８
に至るまた、フローセル１００においては液体試料とシース液
の流量比に応じて測定流路部１５２の超偏平試料流の厚
さが調整される。例えば液体試料の流量が一定の場合
に、シース液の流量が少なくなると、幅は一定のままで
超偏平試料流の厚さが増加し、シース液の流量が多くな
ると、幅は一定のままで超偏平試料流の厚さが減少す
る。

【００３７】液体試料中の粒子濃度が小さい粒子を測定
する場合には、測定精度をあげるために、液体試料の流
速を速くすることで測定液体試料の体積を多くするのが
よいが、それでも測定体積が不足する場合には、図３
（Ｂ）に示したように、液体試料流れの厚さを厚くして
対応させる。一方、粒子濃度が大きい粒子を対象とした
測定モードでは、液体試料流れの流速を遅くし、必要な
らば液体試料流れの厚さを図３（Ｄ）のように薄くして
対応させる。どちらの測定モードでも、画像の取り込み
領域の大きさは図３（Ａ）、（Ｃ）で示したように一定
で、測定モードを切り換えても幅寸法Ｗ₀は変わらず、
厚み寸法のみ図３（Ｂ）、（Ｄ）に示したようにＴ
₀（厚さが厚い状態）からＴ₁（厚さが薄い状態）または
Ｔ₁からＴ₁に変化する。

【００３８】粒子検出部１０３は半導体レーザ源１５
と、コリメータレンズ１６と、シリンドリカルレンズ１
７と、反射鏡１８と、微小反射鏡１９と、顕微鏡対物レ
ンズ５と、ビームスプリッタ２０と、絞り２１と、光検
出回路２２と、フラッシュランプ点灯制御回路２３とを
有する。半導体レーザ源１５からのレーザ光は、コリメ
ータレンズ１６により平行なレーザ光束１４にされ、レ
ーザ光束１４はシリンドカルレンズ１７により一方向の
みが集束される。この集束されたレーザ光束は反射鏡１
８を介し、顕微鏡レンズ３とフローセル１００の間に配
置された微小反射鏡１９により、フローセル１００中の
粒子検出領域８０を照射する。

【００３９】粒子分析部１０２はＴＶカメラ８から出力
される画像データ信号をＡＤ変換器２４でデジタル信号
に変換し、これにもとづくデータを画像処理制御回路２
６の制御のもとに画像メモリ２５の所定のアドレスに記
憶する。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、
中央制御部２９にその結果が供給される。供給されるの
は粒子分類結果と粒子分類に使われた粒子識別特徴パラ
メータデータである。粒子の分類識別処理は通常行われ
ているパターン認識処理により自動的に行われる。この
画像処理結果と測定条件、及び画像処理された画像情報
は中央制御部２９から粒子数分析部４０に送られる。粒
子数分析部４０では中央制御部２９、光検出回路２２か
らの粒子検出信号、中央制御部２９からのモ−ド切り換
え信号をもとに、粒子検出回路４１において粒子検出が
行われ、引き続いて計数回路４２において粒子計数を行
う。光検出回路２２からの電気信号により粒子検出論理
切り換え回路４３が指定する検出論理にしたげって粒子
検出回路４１において粒子検出がなされる。粒子検出論
理回路４３においては中央制御部２９により、複数存在
する測定モ−ドごとに粒子検出条件が変更される。粒子
検出回路４１において粒子が検出されるたびに、計数回
路４２の内容は１だけ増加され、測定終了時には、測定
対象粒子の総数を知ることができる。結果は中央制御部
２９に送られ、粒子画像処理による粒子分類結果と対応
関係を調べ、最終的な分類識別結果のまとめを行う。そ
の結果は必要に応じて表示部５０に出力され、表示され
る。また、粒子検出回路４１の粒子検出信号はフレッシ
ュランプ点灯店頭制御回路２３に送られ、フラッシュラ
ンプの点灯の可否、点灯のタイミングの制御が行われ
る。

【００４０】これらの測定結果をもとにして、液体試料
中の粒子濃度計算、視野換算粒子数計算を行い、分析結
果を中央制御部２９に返す。

【００４１】フロー系制御部１２４は中央制御部２９か
らの信号によりフローセル１００に流入する液体試料と
シース液との流量比を調整する。

【００４２】次に、本発明にもとづく一実施例のフロー
式粒子画像解析装置の動作について説明する。

【００４３】図１において、フローセル１００には液体
試料及びシース液が図の上方から下方に流れている。そ
して、半導体レーザ源１５からのレーザ光がコリメータ
レンズ１６を通過してレーザ光束１４となり、このレー
ザ光束１４はシリンドリカルレンズ１７、反射板１８及
び反射板１９を介してフローセル２００に照射される。
そして、フローセル２００を通過したレーザ光は顕微鏡
対物レンズ５を介しビームスプリッタ２０で反射され、
絞り２１を介し、光検出回路２２によって検出される。

【００４４】液体試料中の粒子がフローセル１００内の
レーザ光通過位置に到達すると、光検出回路２２から粒
子数分析部４０に検出信号が送られる。この検出信号は
フラッシュランプ点灯制御回路２３に送られ、この回路
の制御のもとフラッシュランプ駆動回路１ａによりフラ
ッシュランプ１が点灯する。フラッシュランプ１からの
フラッシュ光はレンズ２を通過し、視野絞り１１、開口
絞り１２、顕微鏡コンデンサレンズ３を介してフローセ
ル１００中の粒子を照射する。この照射された粒子の像
が顕微鏡対物レンズ５を介して、ＴＶカメラ８に送られ
る。このＴＶカメラ８からの情報にしたがって、画像処
理制御回路２６は画像メモリ２５と粒子数分析部４０に
指令信号を供給する。また、ＴＶカメラ８で得られた像
の情報はＡＤ変換器２４を介し画像メモリ２５に供給さ
れる。画像情報は画像メモリ２５から特徴抽出回路２７
と識別回路２８とを介し、中央制御部２９に送られる。

【００４５】中央制御部２９は粒子数分析部４０と、画
像処理制御回路２６と、フロー系制御部１２４との動作
を制御するとともに、画像処理した像を表示部５０に表
示させる。また、中央制御部２９はフロー系制御部１２
４に制御信号を供給し、シース液の流量と液体試料の流
量との流量比を変化し、フローセル１００中の液体試料
流れの幅方向寸法は一定で、厚さ方向寸法を変化させ
る。

【００４６】次に、粒子測定モ−ドと粒子検出論理との
関係を述べる。粒子測定モ−ドは複数存在する。ここで
は、説明を簡単にするために２つ存在する場合について
述べる。第１の測定モ−ドでは存在比率の小さい、すな
わち粒子濃度の小さい粒子を対象とする。第２の測定モ
−ドでは存在比率の大きい、すなわち粒子濃度の大きい
粒子を対象とする。また、第２の測定モ−ドでは、試料
中の全粒子を測定対象としても、存在比率の小さい粒子
の影響は小さい。

【００４７】粒子検出は第１の測定モ−ドでの測定対象
粒子を検出する論理と第２の測定モ−ドの測定対象粒子
を検出する論理を各測定モ−ドで切り換えて実行する。

【００４８】粒子検出論理には粒子サイズ情報を用い
る。粒子サイズ情報としては粒子検出系を粒子が通過す
る時間を指標にするか、又は光照射による粒子からの散
乱光情報を利用する方法がある。粒子通過時間の大小は
粒子の大小関係を表し、光散乱情報の大小は同じく通過
粒子の大小関係を表す。さらに、これらの２種類の粒子
検出論理を併用する方法がある。

【００４９】また、別な粒子検出手段としては、粒子か
らの蛍光情報の信号大小関係を利用する方法がある。さ
らに、粒子検出系に１次元イメ−ジセンサを利用し、通
過粒子の複雑な形態情報を利用する方法もある。また、
液体試料に染色液を加える場合には、通過粒子の色彩レ
ベルにより粒子を検出し、測定する粒子の径の大小に応
じて判断色彩レベルを変える方法もある。

【００５０】具体的な例として、尿沈渣成分を分析する
場合を述べる。尿沈渣成分の分析では、第１の測定モ−
ドでは円柱のような粒子濃度が小さく、粒子サイズが大
きい粒子を分析する。こな場合、粒子検出には粒子サイ
ズの情報を使う。これは粒子検出系を粒子が通過する時
間、または光散乱信号の大小関係を検出するものであ
る。第１の測定モ−ドでは第２の測定モ−ドノ場合より
も粒子検出系の検出レベルを高く設定する。粒子濃度が
小さいため、液体試料の流速を速くし、かつ液体試料の
厚さを厚くして液体試料量を増加させる。これにより、
測定粒子の計数個数を増大させ、測定再現性を改善す
る。第２の測定モ−ドでは、粒子サイズは小さいが、粒
子濃度の大きい円柱以外の粒子成分を処理する。粒子検
出には同じく粒子サイズ情報を用いるのが適当で、サイ
ズの小さい粒子だけを検出する。測定対象粒子は赤血球
や白血球であるため、粒子濃度が大きく、測定すべき液
体試料量が少なくても十分再現性はよい。そのため、液
体試料の流速を遅くし、その厚さも薄くすることができ
る。液体試料の流速、流量はフロ−制御部１２４の制御
のもとに設定される。第２の測定モ−ドが液体試料中の
通過全粒子を対象とするものであるとしても、上述のよ
うに、存在比率が小さいため測定に影響しない。むし
ろ、第１の測定モ−ド対象の重要な粒子を１個でも検出
することが期待される場合には、全粒子を測定対象にし
た方がよい。

【００５１】血液中の赤血球及び白血球を対象とする場
合には、血球に蛍光染色を施し、血球からの蛍光の大小
関係を調べて粒子検出を行う方法がある。アクリジン・
オレンジなどの蛍光色素は白血球から蛍光を発する。一
方、赤血球からはほとんど蛍光を発しない。尿沈渣成分
を分析する場合の上述の例に沿って述べると、第１の測
定モ−ドで白血球を処理し、第２の測定モ−ドで赤血球
を処理すればよいことになる。粒子検出は蛍光信号の有
無で可能である。白血球及び赤血球の粒子通過は光散乱
信号で対応できる。液体試料中の白血球濃度は非常に小
さいから、上述した液体試料の流量などの制御関係も同
じである。

【００５２】以上のように、本発明の一実施例によれ
ば、粒子を懸濁した液体試料を清浄液であるシ−ス液で
包囲してフローセル中を流し、その液体試料に光線を照
射して、その中の粒子を撮像手段で撮像し、撮像した画
像を画像解析して粒子の分類を行うフロー式粒子画像解
析装置において、複数の測定モードで測定対象粒子を定
め、画像撮像領域の上流に粒子検出手段を有し、得られ
た粒子検出信号から複数種類の粒子信号を区別し、各々
の測定モードで区別された特定の粒子に関する粒子検出
および画像処理を行なわせるため、各測定モードで処理
される粒子画像は、予め決められた特定粒子だけであ
る。

【００５３】また、測定モードのそれぞれに対して、異
なる粒子有無判断論理を粒子検出手段に適用することに
より、複数の測定モードに適合した粒子の有無を判断す
る粒子判断論理にしたがって粒子が検出できる。

【００５４】例えば、粒子検出を粒子サイズ情報を用い
て行うことができる。粒子サイズ情報としては、粒子検
出系を粒子が通過する時間または光照射による粒子から
の散乱光情報を利用できる。また、別な粒子検出手段で
は粒子からの蛍光情報が利用できる。

【００５５】また、複数の測定モードのうち、１つの測
定モードでは粒子検出系で液体試料中の粒子濃度の小さ
いものを測定対象とし、別の測定モードでは液体試料中
の粒子濃度の大きなものを測定対象とするようにできる
ため、濃度の大きく異なる粒子が複数種類存在する場合
でも、効率よく濃度の小さい粒子を検出し画像処理が行
える。一方、濃度の大きい粒子では、別な粒子検出論理
で処理されるため、液体試料中の粒子分布状態を正しく
知ることができる。

【００５６】このため、複数の測定モードにおいて、粒
子濃度の小さい粒子を測定するモードでは液体試料を増
大させることにより、また、粒子濃度の大きい粒子を測
定するモードでは液体試料を少なくすることにより、粒
子濃度に関係なく各測定モードで測定精度を維持するこ
とができる。

【００５７】また、複数の測定モードのうち、１つは液
体試料中の特定の粒子種類を対象とし、別の測定モード
では液体試料中の全粒子を測定対象とするように粒子検
出系を構成できるから、全粒子を測定対象としたモード
において、処理した粒子中に特定の粒子が含まれていて
も、測定結果に反映できる。特に、特定粒子の濃度が小
さく、かつ重要な粒子である場合、このような複数の測
定モードをもたせることにより重要粒子の数え落としを
少なくすることができる。

【００５８】上述したように、これまでの説明では液体
試料の幅が、複数の測定モードでの液体試料送液条件に
より大きく変化しない特性を有するフローセルを用いる
場合を述べた。この場合、結果として、複数の測定モー
ドに対して粒子画像撮像手段の撮像倍率を同一として撮
像することが可能になる。よって、複数の測定モードで
あっても、同一の画像処理手段、粒子画像識別手段を使
用できる。

【００５９】この場合は、複数の測定モードにて、液体
試料および清浄液の流量を制御し、液体試料の流速およ
び撮像位置での液体試料の光軸方向の厚さを変えても、
液体試料の幅変化が小さいため、、画像処理手段を変更
することなく、液体試料の体積を測定モードごとに大き
く変化させられる。

【００６０】なお、この場合、液体試料の流量比の変化
に伴いその流速が変化するので、光線発生制御手段は液
体試料の流速に応じて、光線発生手段の駆動開始を調整
する手段が必要である。

【００６１】本実施例によれば、測定モードを切り換え
るごとに、レンズの倍率、光量を調整する必要がないた
め、ＮＤフィルタが不要となり、開口絞り、投影レン
ズ、ＴＶカメラのゲインの調節、シェーディング補正回
路も不要となる。したがって、構成が簡単で低価格とな
り、調整動作を短時間で実行できる。また、モード切り
換えにおける光学的な画像倍率が変化しないため、画像
撮像面積を変化させる必要がなくなり、装置の制御動作
を簡単にすることができる。

【００６２】なお、粒子検出手段として、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により粒子を検出する
方法を利用することもできる。

【００６３】また、本実施例では、液体試料の幅が一定
となるフローセルを用いているが、本発明は撮像領域に
おいて、液体試料の幅が徐々に拡大又は縮小するような
フローセルを用いる場合にも適用可能である。

【００６４】また、本実施例では、撮像倍率を複数測定
モードで同一にした場合について述べてきたが、撮像倍
率が変わる場合についても適用可能である。

【００６５】以上の説明から明らかであるが、効果をま
とめてみると次のようになる。複数の測定モードを有
し、そのそれぞれの測定モードでの粒子検出の検出論理
を変更しているため、各モードでの画像処理では異なる
粒子を処理することができる。このため、粒子濃度が大
きく異なる粒子を処理する場合、ある１つのモードで粒
子濃度の小さい粒子だけを画像処理することができるた
め、粒子濃度の大きい粒子の影響を受けることなく、粒
子解析が可能になる。

【００６６】このため、複数の測定モードにおいて、粒
子濃度の小さい粒子を測定するモードでは液体試料を増
大させ、また、粒子濃度の大きい粒子を測定するモード
では液体試料を少なくすることができ、液体試料中の粒
子濃度に関係なく各測定モードで測定精度を維持するこ
とができる。

【００６７】また、複数の測定モードのうち、１つは液
体試料中の特定の粒子種類を対象とし、別の測定モード
では液体試料中の全粒子を測定対象とするように粒子検
出系を構成できる。全粒子を測定対象としたモードにお
いて、処理した粒子中に特定の粒子が含まれていても、
測定結果に反映できる。特に、特定粒子の濃度が小さ
く、かつ重要な粒子である場合、このような複数の測定
モードをもたせることにより重要粒子の数え落としを少
なくすることができる。

【００６８】画像解析は複数の測定モードにおいて撮像
倍率を一定にしたまま、液体試料に含まれる粒子を解析
できる。測定モードを切り換えるごとに、レンズの倍
率、光量を調整する必要がないため、ＮＤフィルタが不
要となり、開口絞り、投影レンズ、ＴＶカメラのゲイン
の調節、シェーディング補正回路も不要となる。したが
って、構成が簡単で低価格となり、調整動作を短時間で
実行できる。また、モード切り換えにおける光学的な画
像倍率が変化しないため、画像撮像面積を変化させる必
要がなくなり、装置の制御動作を簡単にすることができ
る。

【００６９】

【発明の効果】第１の測定モ−ドでの測定では測定精度
上問題のある粒子についてはこれを第２の測定モ−ドに
おいて測定することができ、これによってその精度上の
問題を解決することができる。たとえば、低濃度粒子測
定に適する第１の測定モ−ドでは液体試料量を増大させ
るような状態で低濃度の粒子を測定し、高濃度粒子測定
に適する第２の測定モ−ドでは液体試料量を少なくする
ような状態で高濃度の粒子を測定することができるよう
になり、これによって低濃度粒子及び高濃度粒子を精度
低下を伴うことなしに測定することができる。又、例え
ば、全粒子の測定に適する第１の測定モ−ドで全粒子を
測定したときに数え落される可能性がある特定の種類の
粒子についてはこれをその特定粒子の測定に適する第２
の測定モ−ドで測定すれば数え落しの問題が解決され、
全粒子を高精度をもって測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す粒子画像解析装置の全
体構成図である。

【図２】図１中のフローセルの斜視図である。

【図３】測定モードを切り換えたときの液体試料の幅及
び厚み変化の説明図である。

【図４】図１中の粒子数分析部のブロック図である。

【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、２：フィールドレンズ、３：顕微鏡コンデンサレン
ズ、５：顕微鏡対物レンズ、８：ＴＶカメラ、１１：視
野絞り、１２：開口絞り、１５：半導体レーザ源、１
６：コリメータレンズ、１７：シリンドリカルレンズ、
１８、１９：反射鏡、２０：ビームスプリッタ、２１：
絞り２２：光検出回路、２３：フラッシュランプ点灯
制御回路、２４：ＡＤ変換器、２５：画像メモリ、２
６：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：粒子数分析部、４
１：粒子検出器、４２：計数回路、４３：粒子検出論理
切換回路、５０：表示部、８０：粒子検出領域、９０：
画像撮像領域、１００：フローセル、１０１：画像撮像
部、１０２：粒子分析部、１０３：粒子検出部、１１
０：液体試料流れ、１１２：シース液入り口、１１３：
試料ガイド、１１４：ノズル、１５０：平行流路部、１
５１：縮流流路部、１５２：測定流路部、１５３：減速
流路部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子を含む１つの液体試料をフロ−セルに
流し、このフロ−セルを流れる前記粒子を検出し、この
検出された粒子が前記フロ−セルの予め定められた測定
位置を通るときにその検出された粒子の画像を生成する
ように前記粒子検出に応答して前記測定位置を測定光で
照射することによりその測定位置を通る前記検出された
粒子を測定し、前記生成された画像を解析して前記測定
位置を通る粒子を分類する粒子画像解析方法であって、
前記１つの液体試料の粒子測定を、測定対象粒子に応じ
て定められた少なくとも第１及び第２の測定モ−ドにお
いてその測定モ−ドを切り換えて実行することを特徴と
する粒子画像解析方法。
【請求項２】前記第１及び第２の測定モ−ドにおける測
定対象粒子は濃度範囲が異なる粒子であることを特徴と
する請求項１に記載された粒子画像解析方法。
【請求項３】前記第１の測定モ−ドにおける測定対象粒
子は前記１つの液体試料に含まれている実質的に全部の
粒子であり、前記第２の測定モ−ドにおける測定対象粒
子は前記全粒子中の特定の種類の粒子であることを特徴
とする請求項１に記載された粒子画像解析方法。
【請求項４】前記フロ−セルにシ−ス液を流して、その
フロ−セル内において前記液体試料の層とこの液体試料
の両面にそれぞれ接する前記シ−ス液の層とを前記測定
光を横切るように形成することを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載された粒子画像解析方法。
【請求項５】前記第１及び第２のモ−ドにおいて前記液
体試料及び前記シ−ス液の流量を制御して前記液体試料
の層の厚さ及びその層を形成している液体試料の流速を
変えることを特徴とする請求項４に記載された粒子画像
解析方法。
【請求項６】前記第１及び第２のモ−ドおいて前記フロ
−セルを流れる液体試料の量を変えることを特徴とする
請求項１〜５に記載された粒子画像解析方法。
【請求項７】前記生成される画像の倍率は前記第１及び
第２の検出モ−ドにおいて同じであることを特徴とする
請求項１〜６に記載された粒子画像解析方法。
【請求項８】前記粒子検出は前記フロ−セルを粒子検出
光をもって照射し、それによってそのフロ−セルを通る
前記粒子から散乱される散乱光を検出することによって
達成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに
記載された粒子画像解析方法。
【請求項９】前記粒子検出は前記フロ−セルを粒子検出
光をもって照射し、それによってそのフロ−セルを通る
前記粒子から得られる蛍光を検出することによって達成
されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
された粒子画像解析方法。
【請求項１０】粒子を含む１つの試料液をフロ−セルに
流す手段と、このフロ−セルを流れる前記粒子を検出す
る手段と、前記粒子が前記フロ−セルの予め定められた
測定位置を通るときにその粒子の画像を生成するように
前記粒子検出手段による粒子検出に応答して前記測定位
置を測定光をもって照射するすることによってその測定
位置を通る粒子を測定する手段と、前記生成された画像
を解析して前記粒子を分類する手段と、前記測定手段に
よる前記１つの液体試料の粒子測定を実行している間に
測定対象粒子に応じて定められた少なくとも第１及び第
２の測定モ−ドの切り換えを行う手段とを備えているこ
とを特徴とする粒子画像解析装置。
【請求項１１】前記第１及び第２の測定モ−ドにおける
前記測定対象粒子は濃度範囲の異なる粒子であることを
特徴とする請求項１０に記載された粒子画像解析装置。
【請求項１２】前記第１の測定モ−ドにおける測定対象
粒子は前記１つの液体試料に含まれている実質的に全部
の粒子であり、前記第２の測定モ−ドにおける測定対象
粒子は前記全粒子中の特定の種類の粒子であることを特
徴とする請求項１０に記載された粒子画像解析装置。
【請求項１３】前記フロ−セルにシ−ス液を流して、そ
のフロ−セル内において前記液体試料の層とこの液体試
料の層の両面にそれぞれ接する前記シ−ス液の層とを前
記測定光を横切るように形成する手段を備えていること
を特徴とする請求項１０〜１２に記載された粒子画像解
析装置。
【請求項１４】前記第１及び第２のモ−ドにおいては前
記液体試料の層の厚さ及びその層を形成している液体試
料の流速が異なることを特徴とする請求項１３に記載さ
れた粒子画像解析装置。
【請求項１５】前記第１及び第２のモ−ドおいては前記
フロ−セルを流れる液体試料の量が異なることを特徴と
する請求項１０〜１４のいずれかに記載された粒子画像
解析装置。
【請求項１６】前記生成される画像の倍率は前記第１及
び第２の検出モ−ドにおいて同じであることを特徴とす
る請求項１０〜１５のいずれかに記載された粒子画像解
析装置。
【請求項１７】前記粒子検出手段は前記フロ−セルを粒
子検出光をもって照射し、それによってそのフロ−セル
を通る前記粒子から散乱される散乱光を検出する手段を
含むことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記
載された粒子画像解析装置。
【請求項１８】前記粒子検出手段は前記フロ−セルを粒
子検出光をもって照射し、それによってそのフロ−セル
を通る前記粒子から得られる蛍光を検出する手段を含む
ことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載さ
れた粒子画像解析装置。