JP3127111B2 - フロー式粒子画像解析方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフロー式粒子画像解析方
法およびフロー式粒子画像解析装置に係り、特に、流れ
ている液体中に懸濁している粒子の静止粒子画像を撮像
し粒子解析する、血液または尿中の細胞や粒子を解析す
るのに適したフロー式粒子画像解析方法およびフロー式
粒子画像解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の粒子画像解析においては、血液中
の細胞や、尿中の細胞や粒子を分類解析するには、スラ
イドガラス上に標本を作成し、顕微鏡にて観察すること
が行われてきた。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。

【０００３】これらの観察、検査の作業を自動化する方
法または装置としては、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
ージを止めて静止粒子画像を撮影し、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、解析等を行っている。

【０００４】しかし、上記手法では標本作成に時間がか
かり、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。そのため、解析に時間を要した
り、機械機構が複雑になるという欠点がある。

【０００５】上記のような塗沫標本を作成しない粒子画
像解析方法または粒子画像解析装置には、サンプル粒子
を液体中に懸濁させた状態にてフローセル中に流し、光
学的に解析するフローサイトメータ法が知られている。
このフローサイトメータによる方法は、サンプル中の各
粒子からの蛍光強度や散乱光強度を観測するもので、毎
秒数１０００個の処理能力を備えている。

【０００６】しかし、粒子の形態学的特徴を反映する特
徴量を観測することはむずかしく、従来顕微鏡下で行わ
れていた形態学的特徴で粒子を分類することができな
い。

【０００７】これを解決するために、連続的に流れてい
るサンプル中の粒子の静止粒子画像を撮像し、それぞれ
の静止粒子画像から粒子を分類、解析する試みがなされ
ている。この例は例えば特開平７−８３８１７号公報に
記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−８３８１７
号公報に記載された技術によれば、画像撮像系で撮像さ
れた１つの画像中に撮像されている粒子と粒子検出系で
検出された粒子について１対１の対応関係を取ってい
る。また、このために、粒子検出信号の中から、フラッ
シュランプ光源が点灯した時点で画像に写っている粒子
のうちの検出粒子に相当する粒子を計数し、この計数値
と画像中の粒子のうちの検出粒子とを対応させ、これに
よって検出粒子と見なされない粒子を検出粒子から区別
するようにしている。

【０００９】しかし、撮像した粒子画像毎に検出粒子と
粒子画像中の粒子との１対１の対応をとる必要があり、
したがって高速で処理を行うには複雑な回路構成を必要
とする。

【００１０】本発明の目的は高速処理が可能なフロー式
粒子画像解析方法およびフロー式粒子画像解析装置を提
供することにある。

【００１１】本発明のもう１つの目的は粒子検出系で得
られる粒子と粒子画像撮像系で得られる粒子画像中の対
応を容易に取ることが可能なフロー式粒子画像解析方法
およびフロー式粒子画像解析装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、液体
サンプルがフロ−セルに流され、そのフロ−セル中の撮
像領域を測定時間中に通る前記液体サンプル中の粒子が
粒子検出系により検出され、計数される。また、前記撮
像領域を通る粒子は前記粒子検出に基づいて粒子画像撮
像系により撮像され、それによってその粒子の静止画像
が得られる。さらに、前記計数された粒子数を基にして
予想される画像粒子数が計算されるとともに、前記静止
画像中の粒子の中から予め定められた粒子サイズ以下の
粒子を除き、その予め定められた粒子サイズよりも大き
い粒子を処理対象粒子としてその静止画像が計数され、
そして前記予想される画像処理粒子数と前記計数された
静止画像数が所定の関係を満足するようにその両方のう
ちの少なくとも一方が調整される。

【００１３】このような本発明によれば、粒子検出系に
よって検出された粒子と静止画像中の粒子との対応が一
括して取られることになるので、高速処理が可能なフロ
ー式粒子画像解析方法およびフロー式粒子画像解析装置
が提供される。また、予想される画像処理粒子数と計数
された静止画像数が予め定められた関係を満足するよう
にその両方のうちの少なくとも一方が調整されるように
なっているため、粒子検出系で得られる粒子と粒子画像
撮像系で得られる粒子画像中の対応を容易に取ることが
可能なフロー式粒子画像解析方法およびフロー式粒子画
像解析装置が提供される。

【００１４】粒子検出系の周波数特性の影響は装置毎に
異なる。また、粒子検出系のレ−ザ光源として一般的に
使用する半導体レ−ザでは、レ−ザビ−ムの広がりのば
らつきが大きく、レンズで集光したときのビ−ムスポッ
トサイズは素子毎に異なる。すなわち、粒子検出系の検
出条件は装置毎に異なる。以上は装置組立て時の問題で
あるが、実際に装置を運用している中で装置の状態を監
視する場合にも、装置組立て時の調整がとれた状態がく
ずれてしまったり、レ−ザの出力や粒子画像撮像系にお
いて一般的に用いられるフラッシュランプの点灯不良と
いったような問題が生じる。さらに、サンプル液流れの
幅が撮像領域より広い場合には粒子が撮像領域の周辺に
おいて一部切られといった問題も起こる。前述した本発
明はそういった諸問題に対して容易に対処することがで
きる。

【００１５】本発明にあっては、予想される画像処理粒
子数は計数された粒子数に加えて測定条件を考慮して定
められる。予想される画像処理粒子数を得るための計算
式は測定条件で変更可能なため、各種測定条件が変わっ
ても、それに対応して予想される画像処理粒子数を定め
ることが出来る。測定条件としては、サンプル量、サン
プル液流れの流速、測定時間、粒子画像撮影条件等が存
在するが、条件さえ決まれば、統計学的に画像粒子数を
予想することが出来る。

【００１６】本発明にあっては、望ましくは、はじめに
注目している粒子画像の流れ方向の粒子サイズを基にし
て粒子棄却条件を設定し、実際の調整は粒子検出系の粒
子検出レベルおよび粒子検出信号パルス幅を変化させて
粒子検出条件を調整する。これによれば、粒子検出系の
信号条件を左右するレ−ザ出力の違い、光学系の調整条
件等の違いを含めた調整が可能である。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】本発明をさらに具体的に説明する。ただ
し、その説明の中で引用される具体例や限定的と考えら
れる表現は本発明を限定するために用いられたものでは
なく、あくまでも本発明の理解を助けるために用いらた
に過ぎないものであると理解されたい。

【００２４】フローセル中の粒子検出領域を通過した粒
子を検出し、一定時間後に、前記検出粒子が静止画像撮
像領域の所定の位置に到着したとき、フラッシュランプ
を点灯させ、粒子の静止画像を撮影する。

【００２５】一般に、撮像された一枚の静止粒子画像中
には、上記粒子検出系で検出した粒子以外の小さな粒子
も撮像されていることが度々発生する。この現象は、粒
子検出信号レベルを高くすればするほど、この傾向は大
きくなる。このため、撮像した粒子画像のなかのどれと
どれが検出対象粒子であるかを区別する方法が必要であ
る。

【００２６】ここで、粒子検出系の検出原理として、粒
子検出信号の信号レベルを越えた粒子に対し、さらに、
信号のパルス幅が所定の値を越えたものを、粒子検出信
号と見なす。このパルス幅は、測定粒子が粒子検出系を
通過する時間に相当し、通過粒子のサイズに比例する。

【００２７】この粒子検出系の検出した粒子と、静止画
像中の粒子の対応の仕方には、２つの方法がある。その
うちの１つの方法は特開平７−８３８１７号公報に記載
されているものである。これは、１つの静止画像ごとに
検出粒子との対応をとる方法で、作業は比較的確実に行
えるが、処理そのものが複雑になってしまい、連続して
流れてくる粒子の静止画像の処理に時間がかかる。もう
１つ考えられる方法は、粒子検出系での検出された通過
全粒子数を使って、予想される粒子画像数を計算し、画
像処理された粒子画像を大きいサイズからさきに予想し
た粒子数分だけを、検出粒子と対応すると見なすもので
ある。この方法は、処理が簡単で時間的な制約が少ない
反面、測定終了まで粒子特徴パラメータを蓄積していか
なければならない。また、粒子画像を格納しなければな
らない測定対象では、画像メモリーは大きなものが必要
になる。後者の場合には、この問題を解決するために、
１画像分の処理を行う段階で、画像中の粒子のうち予め
設定した粒子サイズ以下は棄却してしまう処理を行う。

【００２８】本発明は、特に後者の場合に生じる粒子棄
却サイズの設定と、粒子検出系の調整の問題に対処する
ことが出来るものである。

【００２９】すなわち、粒子棄却サイズが小さめに設定
されていると、分類対象となる粒子画像数が増大して、
粒子特徴パラメータ数は増え、画像メモリも大きなもの
が必要である。また、この場合、検出粒子以外の粒子も
入り込んでくるため、粒子分類精度に影響を与えかねな
い問題が生じる。

【００３０】反対に、粒子棄却サイズを大きいところに
設定すると、分類対象粒子画像数が少なくなり、粒子検
出検出された粒子との対応が正しく行われていない結果
になる。

【００３１】よって、粒子検出条件と画像中の粒子を棄
却する粒子棄却サイズとは、適切な状態に調整されてい
なければならない。しかも、粒子検出条件には使用する
レーザのスポットサイズの影響、粒子検出回路の周波数
特性の影響、散乱粒子の散乱特性などの影響を考慮して
粒子検出条件を設定し調整されなければならない。これ
らは、粒子サイズが小さい場合や、フロー系の流速が高
速で有ればあるほど影響が大きい。

【００３２】また、粒子検出レベルを一定とすると、粒
子検出信号の大小で、信号の大きさで正規化していない
ため測定パルス幅が変化すること、装置ごとに粒子検出
系のレーザ出力、検出系感度、光学系調整のバラツキな
ど、さらに、サンプル流れの変動によるパルス幅の変動
がおこる。このようなパルス幅の変動要因を考慮する
と、粒子検出動作が一定と云えなくなる。このような条
件では、製品化したとき、装置ごとに撮像された粒子画
像から得られた粒子サイズ特徴量の切り分け値と、粒子
検出系で定めたパルス幅検出値とは１対１の対応がしな
くなる。装置ごとに、粒子検出系の調整だけでは十分対
処できない。また、レーザの交換、光学系の再調整をす
るたびに、粒子検出系の粒子検出条件を調節する必要も
ある。これら煩雑な調整操作を余り考慮することなく、
粒子検出された粒子と、画像処理した粒子の中で検出粒
子と対応させる方法が必要である。

【００３３】本発明では、上記粒子検出系と画像処理で
の粒子棄却サイズに関す調整上の問題を解決するため
に、次のような方法を採用する。

【００３４】これまで述べてきた構成と同じ粒子検出系
を前提とする。すなわち、粒子検出系を通過した粒子か
らの光散乱を、光検出器にて検出するとし、検出信号の
所定の検出レベルをこえ、かつ、粒子のパルス幅が所定
の値以上、粒子の大きさが指定の大きさ以上のみを粒子
検出系で検出した粒子とする。この測定時間に通過した
検出した全粒子数を計数し、全検出粒子数とする。

【００３５】粒子検出により、フラッシュランプ光源を
点灯させ、検出粒子の静止画像を撮影し、画像中にある
全粒子について画像処理をおこない、粒子分類に必要な
粒子特徴量を抽出し、粒子分類処理を行う。この特徴抽
出および粒子分類識別処理を測定時間に撮像した全画像
粒子に対し実行する。このときに、予め粒子分類上不要
な粒子サイズの小さなものを、画像処理しないで棄却す
る行程を加える。このときの棄却される粒子サイズを、
以後、粒子棄却サイズということにする。

【００３６】測定終了時に、上述した粒子検出系で測定
時間に通過した全検出粒子数より、測定時間にフラッシ
ュランプ点灯による粒子静止画像の内で予想される検出
画像粒子数を計算する。検出画像粒子数はサンプル中の
粒子濃度、測定時間、ＴＶカメラの画像撮像条件によっ
て計算する。この予想される検出画像粒子数をＮgとす
ると、このＮgの計算式の形は、測定条件で変わるが、
粒子通過の発生事象が統計学におけるポアソン過程をす
ることを仮定することで求める事が出来、一般的には、
（１）式の形に表現される。

【００３７】 Ｎg = Ｎf・γ・{λ + exp(- λ・(1 - h))} （１） ここに、Ｎf は測定時間にＴＶカメラが撮像出来るフレ
ーム画像の総数である。測定条件である測定時間をＴ
m、１フレーム時間をＴf とすればＮf ＝ Ｔm／Ｔf で
ある。γの項は、Ｎf のなかで実際のサンプル条件で粒
子検出により撮像されるフレーム数のＮf に対する割合
である。γ の内容は測定条件で変わる。Ｎf・γ の値
は、実際に粒子画像を撮像した予想フレーム数に相当す
る。

【００３８】（１）式の｛・・｝の中は、画像取り込み
領域に存在する検出粒子を含む予想される平均粒子数で
ある。ここで、λ は画像取り込み領域体積に相当する
体積Ｖg に存在する平均粒子数、h は粒子検出によるフ
ラッシュランプ点灯を画像取り込み領域のどこで行うか
により決まる値で、０から１の間の値である。通常は１
に近い値の条件にする。λ は（２）式で表される。Ｖm
は測定サンプル体積である。

【００３９】 λ = （Ｎm/Ｖm)・Ｖg （２） 具体的な γ の式の形の例を以下に示す。

【００４０】フラッシュランプの点灯タイミングの制
約、すなわち、ＴＶカメラの奇数フィールドまたは偶数
フィールドでのみ点灯可能という制約がない一番効率よ
く粒子画像を撮像する場合を考える。フラッシュランプ
点灯後、２フィールドかけてＣＣＤ・ＴＶカメラに蓄積
された画像を画像メモリに読みだす場合には、γ の式
の形は（３）式で示される。

【００４１】 γ = 2・{1 - exp(- Ｎm・Ｔf/2・Ｔm)}/{2 - exp(- Ｎm・Ｔf/2・Ｔm)} （３） この式でＴf は、ＴＶカメラ系の１フレーム時間を表
す。また、画像読みだしおよび画像処理に３フィールド
必要な条件、この場合にはデット・タイムが１フィール
ド増加するが、この場合の γ の式の形は（４）式で示
される。

【００４２】 γ = 2・{1 - exp(- Ｎm・Ｔf/2・Ｔm)}/{3 - 2・exp(- Ｎm・Ｔf/2・Ｔm)} （４） いずれにしても、γ の式の形は、粒子濃度、測定時
間、ＴＶカメラ撮像系の条件で変わる。この予想される
検出画像粒子数は、統計的なバラツキは避けられない
が、比較的正しい検出画像粒子数を得る。

【００４３】また、（１）式においてＮf・γ の値は、
測定時間中にフラッシュランプ発光平均回数、すなわ
ち、粒子検出によって粒子撮像されたＴＶ画像の平均フ
レーム数に相当する。よって、実際に画像処理した全画
像数、すなわち、粒子画像を撮像した全フレーム数 n_f'
に置き換えたほうが、実際の装置においてはＮf・γの
値の計算をしなくてすみ、処理が簡単になる。（１）式
においてＮf・γ を n_f' に置き換えるとＮg は（５）
式で示される。

【００４４】 Ｎg = n_f'・{λ + exp(- λ・(1 - h))} （５） 上で述べたように、Ｎf・γ の値は、実際に粒子画像を
撮像した予想フレーム数に相当する。これを（６）式と
する。

【００４５】 n_f = Ｎf・γ （６） なお、測定条件によっては、（１）式から（５）式にお
いて、近似式を導きだし、計算処理を簡単にすることも
可能である。

【００４６】具体的な調整方法を次に示す。

【００４７】先ずはじめに、粒子分類対象粒子を決め、
その粒子が占める粒子サイズの下限を決め、その値を画
像処理で棄却する粒子サイズの上限とする。この棄却サ
イズより小さいサイズの粒子画像は、処理対象画像粒子
とは考えない。よって、その粒子については粒子画像特
徴パラメータおよび粒子画像の蓄積は行われない。

【００４８】適当な粒子検出条件、すなわち、粒子検出
レベルとパルス幅を定めて、粒子測定を始める。粒子検
出系で上の検出条件を満足する粒子信号の総数を計数す
る。測定終了時に、測定時間内に通過した全粒子数を得
る。この全粒子数と測定条件をもとに、（１）式および
（３）式、または（４）式を使って、測定時間内に粒子
画像として処理さてたであろう予想画像数Ｎg を計算す
る。

【００４９】次に、実際に画像処理した全粒子数をＮg'
とし、予想画像数Ｎg との大小比較を行う。Ｎg' がＮ
g より大ならば、粒子検出条件を厳しくして小さな信号
を有する粒子は検出しないように粒子検出条件を変更す
る。反対に、Ｎg' がＮgより小ならば粒子検出条件をゆ
るめ、多くの粒子が粒子検出系で検出する条件に変更す
る。

【００５０】調整が合っている条件はＮg がＮg' に等
しいように、粒子検出系の検出レベルと検出パルス幅を
設定することである。Ｎg'／Ｎg が１になるようにする
ことである。しかし、実際には統計的なデータのバラツ
キは避けられないため、Ｎg'／Ｎg が１より幾分大きく
設定するのが良い。また、１回の測定結果で判断しない
で、複数回測定した結果を平均化して判断した方が安全
である。また、Ｎg'／Ｎg で判断する限り、複数測定の
サンプルは同一サンプルである必要はない。

【００５１】勿論、粒子検出系の粒子検出条件を先に設
定し、調整作業は画像処理における粒子棄却サイズにつ
いて行っても良い。粒子の棄却サイズは、粒子の流れ方
向の長さを基準に考えるのが、粒子検出系の検出条件か
ら適当である。

【００５２】また、粒子解析モードが複数個の存在する
場合は、各測定モードごとに上述した調整作業が必要で
ある。測定モードの違いは通常は測定対象粒子の違いで
あるから、粒子検出条件が一般に異なるためである。

【００５３】通常、上述の議論では、サンプル流れの幅
が静止画像撮像系の幅より狭い場合に成立する。しか
し、サンプル流れの条件が撮像視野より大きい場合に
は、一定比率の粒子が視野の外を流れることで、粒子画
像数が少なくなる。この減少割合を考慮して、粒子検出
系の粒子検出条件および粒子画像の棄却サイズ条件を調
整する必要がある。

【００５４】フロー式粒子画像解析装置において、前記
調整手段で使用した各種パラメータを使って、上記フロ
ー式粒子画像解析装置使用状態のチェックを行うことが
できる。

【００５５】粒子検出部を測定時間中に通過した全粒子
数計数値から、通過した全粒子数から予想される画像処
理粒子数を計算することができるから、この値が、画像
処理された全粒子画像数と比較される。比較結果とし
て、計算で予想した画像粒子数の方が実際の画像処理し
た粒子数が多ければ問題がない。しかし、統計的な変動
や装置の不具合で、画像処理した粒子数が少ない場合に
は、統計的な誤差なのか装置の不具合なのか状態判定を
行う。問題がなければ、通常の分類結果、分類比率をも
とに粒子数補正を行う。問題があれば、粒子数補正を中
止し、問題がある旨、オペレータに知らせる。

【００５６】このような状態が発生するのは、粒子検出
用レーザの出力低下、粒子検出系の不具合、調整ずれ、
フラッシュランプの点灯不良などが原因となる。また、
レーザの交換や、装置の再調整の場合には、その都度、
装置が正常に動作しているか調べる手段および再調整手
段として、上述したパラメータをチェックすることで調
整状態を把握することが出来る。

【００５７】また、フラッシュランプの点灯不良につい
ても、（数６）で予想されるパルス点灯回数に対する実
際のフラッシュランプ点灯回数の割合を調べることで、
ランプの制御系、ランプの寿命などの状態を知ることが
出来る。すなわち、測定時間中に粒子画像を撮像したフ
レーム総数に関して行うことが出来る。粒子検出部を測
定時間中に通過した全粒子数計数値から、予想される画
像処理フレーム数を（数６）から計算することができ、
この値と実際に処理した画像フレーム数と比較すること
により、装置の状態を知ることが出来る。計算値とのず
れは、フラッシュランプ点灯制御系のタイミング不良で
も発生する。

【００５８】このように、粒子検出系の検出した全検出
粒子数をもとに、予想される画像処理される粒子画像数
や予想画像フレーム数と、実際の粒子画像数や画像フレ
ーム数と比較することにより、装置が正常に動作してい
るか、問題が生じているかを知ることが出来る。

【００５９】上述した装置のチェック作業を、フロー式
粒子画像解析装置の測定開始前に行って、前記各種パラ
メータを測定し、装置状態の把握および各種補正データ
とすると、測定装置の信頼性向上および測定データの補
正条件を知ることが出来る。

【００６０】また、上述した装置のチェック作業を、フ
ロー式粒子画像解析装置による実サンプル測定中に、測
定サンプル毎に前記各種パラメータを測定し、装置の使
用状態が正常に動作しているかどうかを監視することも
できる。統計的な変動が大きい場合には、複数のサンプ
ルにおける平均値を計算して、装置の調整状態を調べる
ことが出来る。この場合、測定サンプルは同一のもの、
同一の粒子濃度のものを用意する必要はない。

【００６１】サンプル測定モードに複数モードが存在す
る場合には、各測定モード毎に前記各種パラメータを測
定し調整を行うことが必要である。

【００６２】

【発明の実施の形態】図１において、１００はフローセ
ル、１０１は画像撮像手段、１０２は粒子検出手段、１
０３は粒子解析手段、１はフラッシュランプ、１ａはフ
ラッシュランプ駆動回路、２はフィールドレンズ、３は
顕微鏡コンデンサレンズ、５は顕微鏡対物レンズ、６は
結像位置、７は投影レンズ、８はＴＶカメラ、１１は視
野絞り、１２は開口絞り、１５は半導体レーザ、１６は
コリメータレンズ、１７はシリンドリカルレンズ、１８
は反射鏡、１９は微小反射鏡、２０はビームスプリッ
タ、２１は絞り、２２は光検出回路、２３はフラッシュ
ランプ点灯制御回路、２４はＡＤ変換器、２５は画像メ
モリ、２６は画像処理制御回路、２７は特徴抽出回路、
２８は識別回路、２９は中央制御部、４０は粒子検出系
調整部、５０は表示部である。

【００６３】図１の実施例に係る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と、フローセル１００中のサンプル液を撮
像する画像撮像手段１０１と、撮像された画像から粒子
を検出する粒子検出手段１０２と、検出された粒子を分
析する粒子解析手段１０３とを備えている。

【００６４】フローセル１００は、サンプル液１１０と
共にシース液１１１が供給され、サンプル液１１０がシ
ース液１１１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（後述）の顕微
鏡光軸９（後述）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、いわゆるシースフローとなり、
前記フローセル１００の中心を紙面の上方から下方へ向
かって流下する。このサンプル液流れ１１０の流速は、
中央制御部２９（後述）により制御される。

【００６５】画像撮像手段１０１は、顕微鏡としての機
能を有し、パルス光源であるフラッシュランプ１と、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１ａと、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と、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
と、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と、投影レンズ７を介して投影した結像
位置６の粒子像を、いわゆる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と、パルス光束１０の幅を制限する視野絞り１
１および開口絞り１２とを具備している。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。

【００６６】粒子検出手段１０２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と、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と、コリメータレンズ１６
からのレーザ光束１４の一方向のみを集束させるシリン
ドリカルレンズ１７と、シリンドリカルレンズ１７から
のレーザ光束１４を反射させる反射鏡１８と、顕微鏡コ
ンデンサレンズ３とフローセル１００との間に位置し、
前記反射鏡１８からのレーザ光束１４をサンプル液流れ
１１０上の画像取り込み領域の上流側近傍に導く微小反
射鏡１９とから構成されている。

【００６７】さらに、粒子によるレーザ光束１４の散乱
光を集光する顕微鏡対物レンズ５（この顕微鏡対物レン
ズ５は、画像撮像手段１０１の結像用の顕微鏡対物レン
ズ５と共用される）と、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と、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回路２
２と、光検出回路２２からの電気信号に基づいて前記フ
ラッシュランプ駆動回路１ａを作動させるフラッシュラ
ンプ発光制御回路２３とを具備している。

【００６８】粒子解析手段１０３は、上記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ＡＤ変換器２４と、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
と、画像メモリにおけるデータの書き込みおよび読み出
しの制御を行う画像処理制御回路２６と、画像メモリ２
５からの信号に基づき画像処理を行い粒子数や分類を行
う特徴抽出回路２７と、識別回路２８と、中央制御部２
９と、サンプル液１１０中の粒子数を決定し粒子検出系
を調整する粒子検出系調整部４０と、画像処理の結果で
ある粒子数や分類を表示する表示部５０とからなってい
る。

【００６９】中央制御部２９は、ＴＶカメラ８の撮影条
件やフローセル１００のサンプル液流れの条件、画像処
理制御回路２６の制御、識別回路２８からの画像処理結
果の記憶、粒子検出系調整部４０とのデータの授受、表
示部５０への表示等を行うように構成されている。

【００７０】次に、図２を参照して、粒子検出系調整部
４０の構成について説明する。図中、図１と同一符号
は、同等部分であるので、詳細な説明を省略する。

【００７１】図２において、４４は粒子検出回路、４１
は検出レベル設定部、４２は検出パルス幅設定部、４３
は検出粒子カウンタ、７０は粒子画像数計算部、７１は
フラッシュランプ点灯回数計算部、７２は粒子画像数計
数部、７３はフラッシュランプ点灯数計数部、７４はサ
イズ棄却条件設定部である。７５は粒子検出系調整部全
体を制御する検出系制御部である。

【００７２】図２において、粒子検出系調整部４０を構
成する粒子検出回路４４は、光検出回路２２からの所定
の信号レベル以上の粒子検出信号を検出する。粒子検出
回路４４の粒子検出レベルは検出レベル設定部４１およ
び検出パルス幅設定部４２で設定された検出条件と比較
され、この条件を満たすものを粒子検出信号とみなす。
検出粒子カウンタ４３は、粒子検出回路４４で検出した
パルス数を数え上げる。測定終了時には検出粒子カウン
タ４３の計数値は、検出系を通過した全粒子数になる。

【００７３】測定終了時の検出粒子カウンタ４３の粒子
計数値Ｎm を使って、粒子画像数計算部７０にて、測定
時間中に画像処理されることが期待される画像処理粒子
数Ｎg、および,フラッシュランプ点灯数計算部７１に
て、測定時間中にフラッシュランプが点灯することが期
待される点灯回数ｎf を計算する。

【００７４】一方、実際に測定時間中に画像処理した粒
子画像数Ｎg’とフラッシュランプ点灯回数ｎf’は、そ
れぞれ画像処理制御回路２６およびフラッシュランプ点
灯制御回路２３から、粒子画像計数部７２およびフラッ
シュランプ点灯数計数部７３にセットされる。

【００７５】予め粒子画像中の小さいサイズの粒子につ
いては、画像処理する段階で、サイズ棄却条件設定部７
４の条件を基に、画像処理を中止する。

【００７６】粒子の検出条件、画像処理におけるサイズ
棄却条件、および、測定終了時における計算値ｎｆおよ
びＮｇと、実測値であるｎｆ’とＮｇ’の比較を行い、
粒子検出条件の変更などの粒子検出系調整部全体を制御
するのが検出系制御部７５である。

【００７７】検出粒子カウンタ４３では、測定時間内に
粒子検出された全粒子数を計数しているから、この値を
基にして粒子画像数計算部７０において実際に測定時間
内に画像処理される予想粒子画像の総数を所定の数式を
使って計算する。計算式は、測定条件に左右される。計
算式の例が、（１）式から（４）式に示されている。フ
ラッシュランプ点灯数計算部７１では測定時間にＴＶカ
メラが撮像したフレーム総数の予想値も計算する機能を
有する。計算式は（６）式を使う。

【００７８】上記構成のフロー式粒子画像解析方法とそ
れに用いられるフロー式粒子画像解析装置の働きを説明
する。

【００７９】まず、画像撮像手段１０１と、粒子検出手
段１０２との動作を説明する。半導体レーザ１５は、常
時連続的に発振しており、つねにサンプル液流れ１１０
中の粒子が検出領域を通過するのを観測している。

【００８０】半導体レーザ１５からのレーザ光束１４
は、コリメータレンズ１６において平行なレーザ光束に
変換され、シリンドリカルレンズ１７において前記光束
１４の１方向のみ集束される。レーザ光束１４は、反射
鏡１８および微小反射鏡１９で反射されフローセル１０
０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
１４が集束する粒子検出位置であり、サンプル液流れ１
１０上の画像取り込み領域の上流側近傍の位置である。

【００８１】解析対象である粒子が上記レーザ光束１４
を横切ると、このレーザ光束１４は散乱される。レーザ
光束の散乱光は、ビームスプリッタ２０で反射され、光
検出回路２２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。さらに、光検出回路２２出力は、粒
子検出系調整部４０に送られ、信号のうち所定のレベ
ル、所定のパルス幅以上のものを、検出粒子とみなし、
結果をフラッシュランプ点灯制御回路２３に伝える。粒
子検出がなされると、画像処理対象粒子が通過したもの
とし、検出信号はフラッシュランプ発光制御回路２３に
伝送される。所定の遅延時間は、粒子検出位置と画像取
り込み領域との距離およびサンプル液１１０の流速等に
より決定される。

【００８２】フラッシュ発光信号が前記フラッシュラン
プ駆動回路１ａに伝送されると、前記フラッシュランプ
駆動回路１ａは前記フラッシュランプ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により平行光とな
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１１０上に照射される。

【００８３】なお、視野絞り１１および開口絞り１２に
よりパルス光束１０の幅が制限される。

【００８４】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、前記顕微鏡対物レンズ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。このようにして、サンプル液流れ１１０
内の粒子の静止粒子画像が撮像されたことになる。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、この撮像条件によって前記ＴＶカメラ８
の撮像動作が制御される。

【００８５】粒子解析手段１０３について説明する。

【００８６】ＴＶカメラ８により撮像され、インターレ
ース方式により変換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による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の制御に
より読み出され、特徴抽出回路２７および識別回路２８
に入力されて画像処理が行われ、中央制御部２９にその
結果が記憶される。中央制御部２９に記憶される内容
は、粒子分類に用いられた粒子識別特徴パラメータと粒
子分類結果データとである。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および画像処理された
画像数情報が、前記画像処理制御回路２６から粒子検出
系調整部４０に送られる。

【００８７】ここで、図３を参照して、一画像粒子計数
における粒子検出位置と静止粒子画像取り込み位置の関
係について説明する。

【００８８】図３に示す如く、Ｔg は、粒子が画像のＢ
端からＡ端まで流れるに要する時間、Ｔe は、粒子が静
止粒子画像取り込み視野のフラッシュランプ発光位置Ｐ
からＢ端まで流れるに要する時間、Ｔo は、粒子が画像
のＡ端からフラッシュランプ発光位置Ｐまで流れるに要
する時間とすれば、 Ｔg ＝ Ｔe ＋ Ｔo 測定サンプル中の粒子が粒子検出位置を通過し、粒子検
出信号が所定のレベル以上であれば、検出パルス信号を
出力する。検出パルス信号を出力後、粒子が静止粒子画
像取り込み領域の所定の位置まで達するまでのディレイ
時間Ｔｄ経過後、フラッシュランプ１を発光させる。

【００８９】フラッシュランプ１の発光条件は、次のと
おりである。

【００９０】１つ前の粒子検出による静止粒子画像取り
込みが終了し、すなわち、フラッシュランプ１発光後の
フラッシュランプ１発光を禁止状態にし、二つのフィル
ド読みだし信号により画像信号を一静止粒子画像転送さ
せたのち、再びフラッシュランプ１を発光可能状態にす
る。この状態にするのがランプ発光レデイ信号であり、
フラッシュランプ制御回路２３でつくられる。ランプ発
光レデイ信号の信号レベルが、”ｏｎ”であれば、フラ
ッシュランプ１は発光レデイ状態、”ｏｆｆ”であれば
発光禁止状態である。

【００９１】図４においては、ｙ粒子が検出されたの
ち、Ｔd 時間経過後、フラッシュランプ１を発光させて
いるが、ｙ粒子検出前に通過した粒子が、流れの下流側
に存在する可能性がある。

【００９２】前記粒子として、ｙ粒子通過以前の時間間
隔Ｔｅの位置に存在するもので、例えば、ｘ粒子が相当
する。Ｐ点からＢ端までサンプル粒子が流れていく時間
Ｔｅの間において、ランプ発光レディ信号がまだ”ｏ
ｎ”状態になっていない場合があるためである。これ
は、サンプル中の粒子濃度が濃い場合に顕著に現われ
る。このような状態が発生する区間を図４のランプ発光
レディ信号の斜線区間で示した。

【００９３】前記ランプ発光レディ信号が”ｏｎ”にな
ってからランプ発光までの時間がＴｅより大となると、
下流側の粒子、例えば、ｘ粒子が画像上から流れ去り、
この斜線の部分はなくなる。一画像粒子計数の時間間隔
は、粒子が静止粒子画像取り込み領域を通過する時間Ｔ
ｇの間である。

【００９４】各信号のタイミングを図４を参照して示
す。

【００９５】粒子検出信号には、粒子ｘ，ｙ，ｚの３個
から検出信号が発生するとする。タイミングよくフラッ
シュランプ１を発光させるには、粒子が検出後、時間Ｔ
ｄ遅らせた粒子検出ディレイＴｄ信号を発信させればよ
い。

【００９６】ここで、ランプ発光レディ信号が”ｏｎ”
または”ｏｆｆ”状態でランプ発光すべきかどうかが決
まる。

【００９７】図４において、一つ前のフレームで静止粒
子画像を取り込み中であったため、ランプ発光レディ信
号が始めから”ｏｎ”になっておらず、垂直同期信号に
よりランプ発光レディ信号がレディ”ｏｎ”になった。
このため、粒子ｘではフラッシュランプは発光せず、次
のｙ粒子で発光され、ランプ発光レディ信号は”ｏｆ
ｆ”になる。

【００９８】次に、図２を参照して粒子検出系調整部４
０を説明する。

【００９９】検出粒子カウンタ４３は、光検出回路２２
からの粒子検出信号を粒子検出レベル設定部４１および
粒子検出パルス幅設定部４２の値と比較し、この設定条
件以上のサイズの粒子を検出粒子とみなし、測定終了時
には全検出粒子数を得る。この全検出粒子数を基にし
て、上述した計算式を使って画像処理粒子数計算部７０
およびフラッシュランプ点灯回数計算部７１で、全通過
粒子数から予想される画像処理された粒子画像数および
フラッシュランプ点灯回数を計算する。 ここで計算し
た値と、実際に画像処理した粒子画像数およびフラッシ
ュランプ点灯回数の比較を、粒子検出系制御部７５で行
う。具体的には、計算値と実測値の大小関係を計算す
る。

【０１００】画像処理粒子数について注目すれば、計算
値の方が実測値より大きい場合には、何らかの原因で粒
子画像処理の段階で棄却されたことになる。すなわち、
画像処理段階で、サイズ棄却条件設定部で設定させた棄
却サイズが粒子検出系で設定した粒子検出条件よりも大
きいことが考えられる。反対に、計算値の方が実測値よ
りも小さい場合には、画像処理における粒子棄却条件設
定が小さな粒子まで画像処理する条件になっているため
である。

【０１０１】よって、粒子検出系の粒子検出条件と画像
処理系で設定する粒子画像のサイズ棄却条件を、上述し
た全検出粒子数から画像処理粒子数を計算した値と、実
際に画像処理した粒子画像数が等しくなるように調整す
るのが最良である。この状態に粒子検出系と画像処理に
おけるサイズ棄却条件が調整されておれば、粒子検出系
での検出粒子と画像処理した粒子が対応させることが出
来る。

【０１０２】実際に粒子検出系および画像処理における
サイズ棄却条件の設定は次のように行う。先ず、画像処
理において処理対象粒子を決める。処理対象粒子を決め
ると、その粒子の最小粒子サイズが決まる。とくに、フ
ロー式粒子画像処理を考えている場合には、粒子の流れ
方向の直径を基準にして、サイズ棄却条件を設定するの
が適当である。粒子画像の棄却条件を設定したら、次に
粒子検出系の検出条件を設定する。粒子検出レベルは、
微小少粒子を検出しないように目的の粒子だけが検出さ
れるレベルに設定し、粒子検出パルス幅を適当な値に先
ず設定する。この状態で、１回粒子計数および画像処理
を実行し、粒子検出カウンタ４３の計数値を基に、上述
した計算式を使って画像処理粒子数計算部７０において
予想される画像処理粒子数を計算する。 ここで計算し
た値と、実際に画像処理した粒子画像数を比較する。計
算値と実測値の大小関係を計算する。２つの値が一致す
る場合は、粒子検出系の検出条件と画像処理におけるサ
イズ棄却条件に関し調整が取れている。一致しなけれ
ば、これらの値が一致する方向に粒子検出パルス幅設定
部４２の値を変更して、もう一度粒子サンプルを測定す
る。この操作を、計算値と実測値が一致するまで繰り返
す。大小判断および粒子検出パルス幅の制御は粒子検出
系制御部７５で行う。

【０１０３】以上述べた内容を図５のフロ−チャ−トを
用いて説明する。図５における粒子検出系の調整ステッ
プは次のとおりである。

【０１０４】第１ステップ（Ｓ１）：粒子画像処理する
粒子サンプルのサイズ条件を考慮して、粒子画像処理に
おける、粒子サイズ棄却条件を設定する。このサイズ以
下の粒子については画像処理されない。

【０１０５】第２ステップ（Ｓ２）：粒子検出系の検出
レベルを設定する。粒子検出系の信号の大きさ、背景に
存在する雑音成分や、微小サイズ粒子を検出しないよう
に検出レベルを決める。

【０１０６】第３ステップ（Ｓ３）：これから決めよう
としている、粒子検出系の粒子検出パルス幅の初期値を
設定する。このパルス幅以下の粒子検出信号は測定対象
粒子信号でないとみなされ、粒子検出段階で捨てられ
る。

【０１０７】第４ステップ（Ｓ４）：実際に測定アンプ
ルをフロ−セルに流し、粒子画像を連続的に撮像し、画
像処理を行うステップである。

【０１０８】第５ステップ（Ｓ５）：測定が終了する
と、粒子検出系で検出された全粒子数すなわち粒子検出
値Ｎm および測定条件を使って、粒子画像処理で粒子画
像処理されたであろう画像粒子数Ｎg を計算により求め
る。計算式としては（１）式及び（５）式を使用する。

【０１０９】第６ステップ（Ｓ６）：実際に画像処理に
おいてサイズ棄却条件で捨てられずに残った粒子画像数
Ｎg' を調べる。

【０１１０】第７ステップ（Ｓ７）：粒子検出系の粒子
検出条件が画像処理におけるサイズ棄却条件と合ってい
るかどうかの判定を行う。図５では、Ｎg とＮg' が等
しいかどうかで判定している。しかし、厳密に等しくな
ることはまれであるから、一定の幅を設けてその範囲に
入っているかどうかで判断するのが実際的である。Ngと
Ng' が等しければ調整終了と判断する。しかし、終了の
前に次の第８ステップを実行する。もし、Ｎg = Ｎg'
でない場合は第１０ステップを実行する。

【０１１１】第８ステップ（Ｓ８）：粒子検出のパルス
幅設定条件を最終的に決定するために、統計的な誤差を
考慮するかどうかの判定をする。

【０１１２】第９ステップ（Ｓ９）：第８ステップで誤
差分を考慮して、粒子検出パルス幅を幾分狭くし、粒子
検出数を増加させて、統計的な変動分を考慮に入れるス
テップである。

【０１１３】第１０ステップ（Ｓ１０）：上述したＮg
とＮg' の大小比較をするステップである。Ｎg がＮg'
より大ならば第１１ステップ、反対に小ならばステップ
１２を実行する。

【０１１４】第１１ステップ（Ｓ１１）：このステップ
に入ってくるのは、粒子検出系の粒子検出条件得小さな
粒子まで検出し、結果として、予想される粒子画像数が
多く計算されたが、実際の画像処理で残っている粒子数
が少ない場合である。この場合は、粒子検出条件を厳し
くする方向、すなわち、粒子検出パルス幅を広く設定し
なおすことになる。新たに設定された粒子検出条件で、
再び第４ステップに戻って、これまでの手順を繰り返
す。

【０１１５】第１２ステップ（Ｓ１２）：このステップ
に入ってくるのは、粒子検出系の粒子検出条件で大きい
粒子しか検出せず、結果として、予想される粒子画像数
が少なく計算されたが、実際に画像処理で残っている粒
子数が多い場合である。この場合には、粒子検出条件を
ゆるめる方向、すなわち、粒子検出パルス幅を狭く設定
された粒子検出条件で、再び第４ステップに戻って、こ
れまでの手順を繰り返す。

【０１１６】上述のフロ−チャ−トでは、粒子検出系の
検出パルス幅を変化させて粒子検出系を調整する場合に
ついて示したが、粒子検出レベルを変化させる場合、ま
たは、検出パルス幅と検出レベルを共に変化させる場合
についても同じように行える。

【０１１７】なお、予想される画像粒子数を調整するの
に代えて、計数された静止画像数（処理対象粒子数）を
調整するようにしても良いし、もちろん必要があれば、
両方を調整するようにしても良い。

【０１１８】実際には、計算値は予想される平均値にす
ぎないから、実測値には統計的な変動を伴う。そのた
め、計算値との一致は、変動分を考慮して判定するのが
よい。また、複数回の測定による平均値でもって判定す
ると誤差を小さくすることが出来る。統計的な変動分を
考慮すると、計算値よりも実測値である粒子画像数が幾
分大きくなるように設定した方が良い場合もある。

【０１１９】さらに、計算値に対する実測値の割合でも
って判定すれば、粒子濃度に関係なく、粒子検出系の調
整状態を判定することが出来る。割合が１ならば調整が
取れた状態である。

【０１２０】上述した調整方法では、画像処理における
サイズ棄却条件を固定して、粒子検出パルス幅を変化さ
せて粒子検出系を調整する方法を示したが、逆に、粒子
検出パルス幅を固定して、画像処理における棄却サイズ
を変化させる方法でも目的は達せられる。

【０１２１】上述した調整手段と同じ手続きを用いて、
通過した全粒子数から予想される画像処理粒子数を計算
し、処理対象粒子として残った粒子画像数が測定時間に
通過した全粒子数から予想される画像粒子数より少ない
場合、その比率を計算し、粒子分類および解析結果に反
映させる補正定数とすることが出来る。このような現象
は、サンプル流れがＴＶカメラの撮像視野からずれ一部
が粒子画像が正しく撮像されない場合が考えられる。ま
た、フラッシュランプの点灯回数が制御系の不具合で正
常に動作していない場合も考えられる。このような場合
には、粒子画像数が計算から予想される画像数より少な
くなり、粒子分類解析結果が正しく得られないが、この
画像数減少比率を計算して、粒子分類および解析結果に
反映出来る。

【０１２２】この画像数減少比率を基にして、粒子画像
解析装置の動作状況を監視することが出来る。この比率
が、統計的な変動範囲を越えて変動するような現象が生
じた場合には、上述したサンプル流れの位置変動ならび
にフラッシュランプ点灯回路系の制御に異常があること
が考えられる。

【０１２３】これまでの説明では、粒子画像数に着目し
て述べてきたが、フラッシュランプの点灯回数に着目し
て、粒子検出系を調整することができる。

【０１２４】検出粒子カウンタ４３において測定時間中
に通過した全粒子数を計数し、フラッシュランプ点灯回
数計算部７１にて粒子検出系を通過した全粒子数と測定
条件から予想されるフラッシュランプ点灯回数を計算す
る。また、実際にフラッシュランプが点灯した回数をフ
ラッシュランプ点灯回数計数部７３において計数する。
予想されるフラッシュランプ点灯回数と、実際にフラッ
シュランプが点灯した回数を比較し、粒子検出系の検出
条件を調整する。さらに、粒子検出系の調整状態や制御
系の不具合の発見に使うことが出来る。また、定常的に
実際のフラッシュランプ点灯回数が計算値より少ない場
合には、その比率分を使って、粒子分析データを補正す
ることも可能である。

【０１２５】粒子検出系を通過した全粒子数と測定条件
から予想されるフラッシュランプ点灯回数計算には、
（６）式を使用する。

【０１２６】画像数の場合と同じように、統計的な変動
が避けられないから、複数の粒子サンプルの平均値でも
って評価するのが良い。また、計算値と実測値の比率を
計算するようにすれば、相異なる粒子サンプルを使って
上記作業を行うことも可能である。

【０１２７】上述したフロー式粒子画像解析装置におい
て、調整手段で使用した各種パラメータを使って、フロ
ー式粒子画像解析装置使用状態のチェックを行うことが
できる。パラメータとしては、検出粒子数、画像処理粒
子数計算値および実際の画像処理された粒子画像数、フ
ラッシュランプ点灯回数計算値および実際のフラッシュ
ランプ点灯回数数、および、これらの値から計算される
２次的なパラメータ、例えば計算値に対する実測値の比
率をパラメータとして使用する。

【０１２８】上述したフロー式粒子画像解析装置の測定
開始前に、前記各種パラメータを測定し、装置状態の把
握および各種補正データとすることが出来る。

【０１２９】上記フロー式粒子画像解析装置による実サ
ンプル測定中に、前記各種パラメータを測定し、装置の
使用状態が正常に動作しているかどうかを監視すること
も出来る。

【０１３０】なお、サンプル測定モードに複数モードが
存在する場合には、各測定モード毎に調整を行なった
り、装置の動作チェックを各々の測定モードに対して実
行させることも出来る。

【０１３１】本発明の一実施例に係るフロー式粒子画像
解析方法およ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
類およ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、サンプル毎に存
在する粒子数は数桁以上違う場合があるため、粒子検出
手段により検出した粒子に対し画像処理することは、サ
ンプル液中の粒子数情報を知る上で効果的である。

【０１３２】しかし、尿沈渣成分では粒子の種類と大き
さが非常にバラエティに富み、粒子検出系の検出粒子と
静止粒子画像中の粒子との対応を正確に取ることが出来
ないが、本実施例により、正確な粒子計数、粒子分類、
粒子濃度を解析出来る。

【０１３３】また、粒子検出系の粒子検出として、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
ともで出来る、一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出来る。

【０１３４】なお、これまでは画像取り込みにおいてＴ
Ｖカメラ撮像方式としてインターレース走査について説
明したが、ノンインターレース走査方式でも発明の作
用、効果は変わらない。

【０１３５】

【発明の効果】本発明によれば、高速処理可能なフロ−
式粒子画像解析方法および装置が提供され、さらに粒子
検出系で得られる粒子と粒子画像撮像系で得られる粒子
画像中の粒子との対応を容易に取ることが出来るフロ−
式粒子画像解析方法および装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフロー式粒子画像解析
装置の構成を示す略示説明図である。

【図２】図１の実施例における粒子検出系調整部の構成
を示すブロック図である。

【図３】粒子検出および静止粒子画像取り込みの概略説
明図である。

【図４】図１の実施例における一画像粒子計数の信号タ
イミング関係を示す線図である。

【図５】本発明に基づく粒子検出の動作フロ−チャ−ト
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 ６：結像位置 ７：投影レンズ ８：ＴＶカメラ １１：視野絞り １２：開口絞り １５：半導体レーザ １６：コリメータレンズ １７：シリンドリカルレンズ １８：反射鏡 １９：微小反射鏡 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 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：粒子検出系調整部 ４１：粒子検出レベル設定部 ４２：粒子検出パルス幅設定部 ４３：検出粒子カウンタ ４４：粒子検出回路 ５０：表示部 ７０：画像処理粒子数計算部 ７１：フラッシュランプ点灯回数計算部 ７２：画像処理粒子数計数部 ７３：フラッシュランプ点灯回数計数部 ７４：サイズ棄却条件設定部 ７５：粒子検出系制御部 １００：フローセル １０１：粒子画像撮像手段 １０２：粒子解析手段 １０３：粒子検出手段 １１０：サンプル液流れ １１１：シース液 Ｎf : 測定時間にＴＶカメラが撮像出来るフレーム画像
の総数 Ｔm : 測定時間 Ｔf : １フレーム時間 γ : Ｎf のなかで実際のサンプル条件で粒子検出によ
り撮像されるフレーム数のＮf : に対する割合である Ｖg : 画像取り込み領域体積に相当する体積 λ : 画像取り込み領域体積に相当する体積Ｖｇに存在
する平均粒子数 h : 粒子検出によるフラッシュランプ点灯を画像取り込
み領域のどこで行うかにより決まる値で、０から１の間
の値 Ｖm: 測定サンプル体積 Ｔd : 粒子検出ディレイ時間 Ｔe : 粒子画像がフラッシュランプ発光位置ＰからＡ端
まで流れるのに要する時間 Ｔg : 粒子画像が画像のＢ端からＡ端まで流れるのに要
する時間 Ｔo : 粒子画像が画像のＢ端からフラッシュランプ発光
位置Ｐまで流れるのに要する時間

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次のステップを含むフロ−式粒子画像解析
   方法。 （１）液体サンプルをフロ−セルに流し、そのフロ−セ
   ル中の撮像領域を測定時間中に通る前記液体サンプル中
   の粒子を粒子検出系により検出し、計数すること、 （２）その粒子検出に基づいて前記撮像領域を通る粒子
   を粒子画像撮像系により撮像して、その静止画像を得る
   こと、 （３）前記計数された粒子数を基にして予想される画像
   処理粒子数を計算すること、 （４）前記静止画像中の粒子の中から予め定められた粒
   子サイズ以下の粒子を強制的に除き、その予め定められ
   た粒子サイズよりも大きい粒子を処理対象粒子としてそ
   の静止画像を計数すること、 （５）前記予想される画像処理粒子数と前記計数された
   静止画像数が所定の関係を満足するようにその両方のう
   ちの少なくとも一方を調整すること。
2. 【請求項２】 前記粒子検出は前記粒子の前記撮像領域の
   通過時間を基にして実行されることを特徴とする請求項
   １に記載されたフロー式粒子画像解析方法。
3. 【請求項３】 はじめに前記粒子画像中の処理対象粒子の
   大きさを決めて、前記粒子検出系の粒子検出条件を変化
   させて前記予想される画像処理粒子数を調整することを
   特徴とする請求項１に記載されたフロー式粒子画像解析
   方法。
4. 【請求項４】 液体サンプルをフローセル中に流し、粒子
   検出系により前記サンプル中の粒子数を計数する粒子検
   出ステップと、前記フローセル中の撮像領域を通過する
   粒子の静止画像をフラッシュランプを含む粒子画像撮像
   系により撮像する撮像ステップと、粒子画像解析手段に
   より前記静止画像中の粒子を解析する粒子解析ステップ
   とを含むフロー式粒子画像解析方法において、測定時間
   中に前記撮像領域を通過した全粒子数を計数するステッ
   プと、該全粒子数と測定条件とから予想される前記フラ
   ッシュランプの点灯回数を計算するステップと、前記フ
   ラッシュランプの実際の点灯回数を計数するステップ
   と、前記フラッシュランプの予想点灯回数と実際の点灯
   回数を比較し、その結果に基づいて前記粒子検出系の検
   出条件を調整するステップとを有することを特徴とする
   フロー式粒子画像解析方法。
5. 【請求項５】 液体サンプルをフローセル中に流し、その
   サンプル中の粒子数を計数する粒子検出手段と、測定時
   間中に前記フローセル中の撮像領域を通過する全粒子の
   静止画像を撮像する粒子画像撮像手段、前記静止画像中
   の粒子を解析する粒子画像解析手段とを含むフロー式粒
   子画像解析装置において、前記静止画像中の粒子の中か
   ら予め定められた粒子サイズ以下の粒子を強制的に除
   き、その予め定められた粒子サイズよりも大きい粒子を
   処理対象粒子としてその静止画像数を計算し、前記検出
   された前記粒子数から予想される画像処理粒子数を計算
   し、前記計算された処理対象粒子の静止画像数が前記計
   算された予想される画像処理粒子数と同じかまたは統計
   的な変動分だけ多くなるように前記計算された処理対象
   粒子の静止画像数かまたは前記計算された予想される画
   像処理粒子数を調整するように構成したことを特徴とす
   るフロー式粒子画像解析装置。
6. 【請求項６】 液体サンプルをフローセル中に流し、その
   サンプル中の粒子数を計数する粒子検出手段と、測定時
   間中に前記フローセル中の撮像領域を通過する全粒子の
   静止画像を撮像する、フラッシュランプを含む粒子画像
   撮像手段と、前記静止画像中の粒子を解析する粒子画像
   解析手段とを含むフロー式粒子画像解析装置において、
   測定時間中に通過した全粒子数を計数する手段と、前記
   全粒子数と測定条件とから予想されるフラッシュランプ
   点灯回数を計算するとともに前記フラッシュランプが実
   際に点灯した回数を計数してその両者を比較し、その結
   果に基づいて前記粒子検出手段の検出条件を調整するよ
   うに構成したことを特徴とするフロー式粒子画像解析装
   置。