JPH06213797A - Method and system for analyzing particle image in flow system - Google Patents
Method and system for analyzing particle image in flow systemInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、流れているサンプル液
中に懸濁した粒子の画像を撮像し、粒子を分析するフロ
ー式粒子画像解析装置及びフロー式粒子画像解析方法に
係わり、特に血液中や尿中の細胞や粒子を分析するのに
適したフロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画像
解析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow type particle image analyzer and a flow type particle image analyzing method for picking up an image of particles suspended in a flowing sample liquid and analyzing the particles, and in particular to blood. The present invention relates to a flow-type particle image analysis method and a flow-type particle image analysis device suitable for analyzing cells and particles in blood and urine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、血液や尿等のサンプル液中の細胞
や粒子の分類及び分析は、スライドガラス上に標本を作
成し顕微鏡で観察することにより行われてきた。サンプ
ル液が尿の場合には、含まれる粒子の濃度が薄いため、
サンプル液を予め遠心分離器で遠心分離してから観察し
ていた。そして、これらの観察や検査の作業を自動化す
るために、サンプル液をスライドガラス上に塗沫し顕微
鏡にセットした後、顕微鏡ステージを自動的に走査して
粒子の存在する位置で粒子の静止画像を撮像し、特徴抽
出やパターン認識手法を用いた画像処理技術によりサン
プル液中にある粒子の分類や分析等を行う装置が開発さ
れた。2. Description of the Related Art Conventionally, cells and particles in a sample liquid such as blood and urine are classified and analyzed by preparing a sample on a slide glass and observing it with a microscope. When the sample liquid is urine, the concentration of particles contained is low,
The sample solution was previously centrifuged and then observed. Then, in order to automate these observations and inspections, the sample solution is smeared on a slide glass and set on a microscope, and then the microscope stage is automatically scanned to obtain a static image of the particle at the position where the particle exists. An apparatus has been developed for imaging particles and performing classification and analysis of particles in a sample liquid by image processing technology using feature extraction and pattern recognition techniques.
【0003】しかし、上記装置では標本作成に時間がか
かり、また顕微鏡ステージを機械的に移動させながら粒
子を見つけ、顕微鏡視野において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、分
類や分析のために長時間を要したり、機械的機構が複雑
になるという問題点があった。However, in the above-mentioned apparatus, it takes time to prepare a sample, and it is necessary to find particles while mechanically moving the microscope stage and move the particles to an appropriate image capturing area in the microscope visual field. Therefore, there are problems that it takes a long time for classification and analysis and that the mechanical mechanism becomes complicated.
【0004】これに対し、上記のような塗沫標本を作成
せず、被検粒子をサンプル液体中に懸濁させたまま連続
的にフローセル中に流し、光学的に分析するフローサイ
トメータによる方法が知られている。フローサイトメー
タによる方法は、サンプル液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あり、毎秒数1000個
の処理能力を持っている。しかし、粒子の形態学的特徴
を反映する情報を得ることはむずかしく、従来からの形
態学的特徴による粒子の分類ができない。On the other hand, a method using a flow cytometer in which the test particles are suspended in the sample liquid and continuously flowed into the flow cell without performing the above-described smear preparation to optically analyze the particles. It has been known. The method using a flow cytometer is for observing fluorescence intensity and scattered light intensity from each particle in a sample liquid, and has a processing capacity of several thousand per second. However, it is difficult to obtain information that reflects the morphological characteristics of particles, and conventional classification of particles based on morphological characteristics cannot be performed.
【0005】また、連続的に流れているサンプル液中の
粒子の静止画像を撮像し、個々の粒子の静止画像から粒
子を分類及び分析する試みとして、特公昭57−500
995号公報や、特開昭63−94156号公報に記載
のような技術が知られている。Further, as an attempt to capture still images of particles in a continuously flowing sample liquid and classify and analyze the particles from the still images of the individual particles, Japanese Patent Publication No. 57-500.
Techniques such as those described in Japanese Patent Laid-Open No. 995 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-94156 are known.
【0006】特公昭57−500995号公報において
は、幅広の撮像領域を有する特殊な形状の流路にサンプ
ル液を流し、パルス光源(以下、フラッシュランプとい
う)を発光させてサンプル液中の粒子の静止画像を撮像
し、その静止画像を用い粒子の分類や分析を行う方法が
示されている。また、上記フラッシュランプはCCDカ
メラの動作に同期して周期的に発光し、顕微鏡を用いて
サンプル粒子の拡大画像がCCDTVカメラ上に投影さ
れる。このフラッシュランプの発光時間は短く、さらに
CCDTVカメラは毎秒30枚の静止画像を撮影するこ
とが出来るので、粒子が連続的に流れていてもその静止
画像を得ることができる。In Japanese Patent Publication No. 57-500995, a sample solution is caused to flow through a channel having a special shape having a wide imaging area, and a pulsed light source (hereinafter referred to as a flash lamp) is caused to emit light so that particles in the sample solution are discharged. A method of capturing a still image and performing classification and analysis of particles using the still image is shown. Further, the flash lamp periodically emits light in synchronization with the operation of the CCD camera, and a magnified image of sample particles is projected on the CCD TV camera by using a microscope. The flash lamp emits light for a short time, and the CCD TV camera can capture 30 still images per second, so that still images can be obtained even when particles are continuously flowing.
【0007】特開昭63−94156号公報において
は、画像取り込み領域よりも上流位置に、静止画像撮像
用の光学系とは別の粒子検出用光学系を有している。ま
た、サンプル液は、焦点深度の影響を低減するために、
静止画像撮像光学系の光軸に対して垂直方向に偏平な断
面形状になるようにフローセルと呼ばれるガラス等で形
成された流路中に流される。そして、予め粒子検出用光
学系において粒子によるレーザ光の散乱光を検出するこ
とで粒子の通過を検出し、その粒子が画像取り込み領域
に丁度達した時にCCDカメラで撮像されるように、粒
子の検出時よりある所定の遅延時間後にフラッシュラン
プを点灯させる。この方法では、フラッシュランプの発
光を周期的に行わずに、粒子検出用光学系で粒子の通過
が検出された時だけタイミングを合わせて静止画像を撮
像するので、効率的に粒子の静止画像を撮像することが
でき、濃度が薄いサンプル液中の粒子の分類や分析の場
合でも粒子の写っていない無意味な画像を撮像すること
はない。In Japanese Patent Laid-Open No. 63-94156, an optical system for particle detection, which is different from the optical system for capturing a still image, is provided at a position upstream of the image capturing area. In addition, the sample liquid is used to reduce the influence of the depth of focus.
It is made to flow in a flow path formed of glass or the like called a flow cell so as to have a flat cross-sectional shape in the direction perpendicular to the optical axis of the still image pickup optical system. Then, the passage of the particles is detected by detecting the scattered light of the laser light by the particles in advance in the particle detection optical system, and the image of the particles is captured by the CCD camera when the particles just reach the image capturing area. The flash lamp is turned on after a predetermined delay time from the time of detection. In this method, the still image of the particle is efficiently captured because the still image of the particle is captured at a timing only when the passage of the particle is detected by the particle detection optical system without periodically emitting light from the flash lamp. It is possible to take an image, and even in the case of classification or analysis of particles in a sample liquid having a low concentration, a meaningless image without particles is not taken.
【0008】ところで、上述のような連続して流れてい
る粒子の静止画像をCCDカメラで撮像し、これを画像
処理してサンプル液中に含まれている複数種類の粒子を
分類したりその数を計数したりするには、次に述べるよ
うな問題点が存在する。即ち、粒子検出系で粒子検出し
た時点から粒子画像をCCDカメラ等のTVカメラで撮
像し粒子の濃淡画像に比例する電荷信号に変換し、映像
信号として取り出す(転送する)ためには有限の時間が
かかる。この時間中は画像転送の作業が続いているが、
その間撮像した画像を乱さないようにフラッシュランプ
が点灯しないようになっており、この転送作業が終わる
までは次の粒子が新たに通過しても撮像を行うことがで
きずその情報は捨ててしまわなければならない。このよ
うに、画像を撮像できない不動時間(以下、デッドタイ
ムという)が存在し、このデッドタイム中に通過した粒
子は撮像されず画像処理できないことになる。濃度の薄
いサンプル液では画像取り込み領域に続いて到着する粒
子がこのデッドタイム中に到着する確率が小さいため上
記のようなことは起こりにくいが、粒子濃度の濃いサン
プル液では、測定時間の大部分がデッドタイムで占めら
れてしまうような事態も発生し、画像処理した粒子数か
らサンプル液中に含まれる複数種類の粒子の数を正確に
知ることは困難である。By the way, a still image of continuously flowing particles as described above is picked up by a CCD camera and image processing is performed to classify a plurality of kinds of particles contained in a sample liquid or the number thereof. There are the following problems in counting the number. That is, from the time when particles are detected by the particle detection system, a particle image is picked up by a TV camera such as a CCD camera, converted into a charge signal proportional to a grayscale image of particles, and taken out (transferred) as a video signal for a finite time. Takes. Image transfer work continues during this time,
During that time, the flash lamp is not turned on so as not to disturb the imaged image, and until this transfer work is completed, imaging cannot be performed even if the next particle newly passes, and that information is discarded. There must be. Thus, there is a fixed time during which an image cannot be captured (hereinafter referred to as dead time), and particles that have passed during this dead time are not captured and image processing cannot be performed. With a sample solution with a low concentration, the above-mentioned phenomenon is unlikely to occur because the particles arriving next to the image acquisition area have a low probability of arriving during this dead time, but with a sample solution with a high particle concentration, most of the measurement time is However, it is difficult to accurately know the number of plural kinds of particles contained in the sample liquid from the number of particles subjected to image processing.
【0009】このような問題点に対し、特開平4−72
544号公報に記載の装置においては、通過する粒子数
を計数するカウンタが粒子検出用光学系に設けられてお
り、このカウンタの計数値と画像処理により得られた各
種類の粒子の存在比率とにより、サンプル液中の複数種
類の粒子数が求められる。また、この各々の種類の粒子
数によりサンプル液中の複数種類の粒子濃度を知ること
ができる。To solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 4-72
In the apparatus described in Japanese Patent No. 544, a counter for counting the number of passing particles is provided in the particle detection optical system, and the count value of the counter and the existence ratio of each type of particles obtained by image processing are By this, the number of plural kinds of particles in the sample liquid can be obtained. Further, the concentration of a plurality of types of particles in the sample liquid can be known from the number of particles of each type.
【0010】尚、粒子の静止画像を撮像しない通常のフ
ローサイトメータや粒子解析装置において、粒子の通過
を検出するための手段を別に設けた例としては、特開昭
60−260830号公報、特開昭63−231244
号公報、及び特開平1−245131号公報等に記載の
ようなものが知られている。An example in which a means for detecting passage of particles is additionally provided in a normal flow cytometer or particle analysis apparatus that does not capture a static image of particles is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-260830. Kaisho 63-231244
Japanese Patent Laid-Open No. 1-245131 and Japanese Patent Laid-Open No. 1-245131 are known.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、特公昭
57−500995号公報や特開昭63−94156号
公報に記載の技術ではデッドタイムの存在により、粒子
濃度が低い場合から高い場合まで広い範囲にわたって正
確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求めるこ
とが困難であると言う問題点がある。As described above, in the techniques disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-500995 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-94156, due to the presence of dead time, the particle concentration is low to high. There is a problem in that it is difficult to accurately and accurately obtain a plurality of types of particle numbers and particle concentrations over a wide range.
【0012】この問題点に対し、特開平4−72544
号公報に記載の装置によれば粒子濃度の広い範囲にわた
ってサンプル液中の各々の種類の粒子数を知ることがで
きる。この場合には、粒子検出用のカウンタで検出しよ
うとする粒子数の種類別分布と、撮像された静止画像か
ら画像処理された粒子数の種類別分布とが一致すること
が仮定されているが、両者は測定手法が異なるため種類
別分布が一致しないことが多く、例えば、粒子検出用の
カウンタではノイズ信号やサイズが一定でない染色カス
やごみなどの不要粒子をも誤動作により検出し計数して
しまうが、画像処理によればこのような不要粒子は測定
対象外と見なされる。従って、この装置では、上記カウ
ンタの計数結果を基準に各々の種類の粒子数を正確に決
定できないという問題点がある。To solve this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-72544
According to the device described in the publication, the number of particles of each type in the sample liquid can be known over a wide range of particle concentration. In this case, it is assumed that the type-specific distribution of the number of particles to be detected by the particle detection counter matches the type-specific distribution of the number of particles image-processed from the captured still image. However, since the measurement methods of both are different, the distributions by type often do not match.For example, in a particle detection counter, unnecessary signals such as noise signals or stains and dust whose size is not constant are detected and counted by malfunction. However, according to the image processing, such unnecessary particles are regarded as non-measurement targets. Therefore, this device has a problem that the number of particles of each type cannot be accurately determined based on the counting result of the counter.
【0013】また、上記カウンタによって通過する全粒
子を計数したとしても、粒子数の種類別分布の精度は画
像処理による粒子数の精度に依存することになる。従っ
て、通過する全粒子をカウンタで計数しても各々の種類
の粒子数の計数精度や分類精度は良くならない。結局、
通過する全粒子をカウンタで計数しても測定精度は改善
されない。尚、サンプル液中に1種類の粒子しか存在し
ない場合には、画像処理して粒子数の種類別分布を測定
する必要がないことは言うまでもなく、静止画像を撮像
する構成自体が不要となる。Further, even if all the passing particles are counted by the counter, the accuracy of the distribution of the number of particles by type depends on the accuracy of the number of particles by the image processing. Therefore, even if all the passing particles are counted by the counter, the counting accuracy and classification accuracy of the number of particles of each type are not improved. After all,
Even if the counter counts all the passing particles, the measurement accuracy is not improved. Needless to say, when only one type of particle is present in the sample liquid, it is not necessary to perform image processing to measure the type-specific distribution of the number of particles, and the configuration itself for capturing a still image is unnecessary.
【0014】上記従来技術の問題点を解決するため、本
出願人は、粒子濃度が低い場合から高い場合まで広い範
囲にわたって正確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子
濃度を求めることができる粒子分析装置を先に提案し出
願した(特願平4−300808号;出願日 平成4年
11月11日)。この先願発明においては、フローセル
上の画像取り込み領域の上流側の近接した位置に粒子検
出用のレーザ光束を照射し、フローセル中を流れるサン
プル液中の粒子による上記レーザ光の散乱光を顕微鏡対
物レンズで集光し検出することにより粒子の通過を検出
し、そしてその粒子が画像取り込み領域に達した時にフ
ラッシュランプを発光させてCCDカメラにより静止画
像を撮像し、その画像に基づき画像処理を行う。そし
て、サンプル液中の各々の種類の粒子数や粒子濃度を以
下のようにして解析する。即ち、画像処理した全粒子数
から濃度補正器を使ってサンプル液中の粒子数を求め、
粒子検出系で検出した全粒子数の計数値を基に画像処理
した粒子数の種類別比率からサンプル液中の粒子濃度を
求め、粒子検出系での検出信号波形を複数の信号クラス
に判別することによって大まかに粒子をクラス分けを行
い、その後画像処理により正しく粒子を分類する。これ
によって全粒子数、及びどの種類の粒子がどのような割
合で存在しているかを推定する。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the applicant of the present invention can accurately and highly accurately determine a plurality of types of particles and particle concentrations over a wide range from low to high particle concentrations. An analyzer was first proposed and filed (Japanese Patent Application No. 4-300808; filing date November 11, 1992). In the invention of this prior application, a laser beam for particle detection is radiated at a position close to the upstream side of the image capturing area on the flow cell, and the scattered light of the laser light by the particles in the sample liquid flowing in the flow cell is converted into a microscope objective lens. The passage of particles is detected by condensing and detecting with, and when the particles reach the image capturing area, a flash lamp is caused to emit light, a still image is captured by a CCD camera, and image processing is performed based on the image. Then, the number of particles and the particle concentration of each type in the sample liquid are analyzed as follows. That is, the number of particles in the sample liquid is obtained using the concentration corrector from the total number of particles subjected to image processing,
The particle concentration in the sample solution is calculated from the ratio of the number of particles image-processed based on the count value of the total number of particles detected by the particle detection system, and the detection signal waveform in the particle detection system is discriminated into multiple signal classes. By doing so, the particles are roughly classified, and then the particles are correctly classified by image processing. From this, the total number of particles and what kind of particles are present in what proportion are estimated.
【0015】しかし、上記先願発明においては、以下の
ようなさらに改善すべき点があることがわかった。即
ち、粒子数を求めるための式が非線形な複雑な形をして
いるため、解析的に計算することができず、直接画像処
理した粒子数から測定サンプル液中の全粒子数を求める
には、予めカウンタで計数した補正に必要な全粒子数と
撮像及び画像処理した粒子数との関係を計算し、濃度補
正器にそれらの関係、即ち換算テーブルを作り記憶して
おく必要がある。しかし、測定対象サンプル液によって
は、粒子濃度の測定レンジが4〜5桁以上もあるものが
存在し、このような場合には、非常に大きな換算テーブ
ルが必要になり手間と時間を要する。しかも、サンプル
液の流れの条件、染色液の存否、測定時間やその他の測
定条件が変わると、そのたびにこの換算テーブルを書き
換えなければならない。However, it has been found that the above-mentioned prior invention has the following points to be further improved. That is, since the formula for obtaining the number of particles has a non-linear complicated shape, it cannot be calculated analytically, and it is necessary to obtain the total number of particles in the measurement sample liquid from the number of particles directly image-processed. It is necessary to calculate the relationship between the total number of particles necessary for correction and the number of particles that have been imaged and image processed in advance, and create and store the relationship, that is, a conversion table, in the density corrector. However, depending on the sample liquid to be measured, there are those in which the measurement range of the particle concentration is as large as 4 to 5 digits or more, and in such a case, a very large conversion table is required, which requires labor and time. Moreover, the conversion table must be rewritten every time the flow condition of the sample liquid, the presence or absence of the staining liquid, the measurement time, and other measurement conditions change.
【0016】尚、上記のような換算テーブルを作らない
方法として、ニュートン法等の方程式の数値解法を利用
する方法もあるが、これは解が収束するまで繰り返し計
算することが必要となる。As a method of not creating the conversion table as described above, there is a method of using a numerical solution method of an equation such as Newton's method, but this requires repeated calculation until the solution converges.
【0017】本発明の第1の目的は、粒子濃度が低い場
合から高い場合まで広い範囲にわたって正確かつ高精度
に複数種類の粒子の数や粒子濃度を求めることができる
フロー式粒子画像解析方法及びフロー式粒子画像解析装
置を提供することである。A first object of the present invention is to provide a flow-type particle image analysis method capable of accurately and accurately determining the number and particle concentration of a plurality of types of particles over a wide range from low to high particle concentrations. A flow type particle image analysis device is provided.
【0018】本発明の第2の目的は、サンプル液中の粒
子の数や粒子濃度を容易に求めることができ、それらの
種類別分布を正確に求めることができるフロー式粒子画
像解析方法及びフロー式粒子画像解析装置を提供するこ
とである。A second object of the present invention is to provide a flow-type particle image analysis method and flow capable of easily obtaining the number and concentration of particles in a sample liquid and accurately obtaining the distribution of each type. An object of the present invention is to provide a type particle image analysis device.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記第1及び第2の目的
を達成するため、本発明によれば、粒子を懸濁させたサ
ンプル液をフローセルに流し、前記フローセル中の画像
取り込み領域を前記粒子が通過することを検出し、その
検出に基づいてパルス光源よりパルス光を発光させて前
記フローセルに照射し、前記フローセル中の通過粒子の
静止画像をインターレース方式により取り込み、得られ
た静止画像を画像処理し該サンプル液中の粒子の分析を
行うフロー式粒子画像解析方法において、画像処理され
た全粒子数をNg、1つ前の粒子検出による撮像が終了
した時点から次の粒子検出による撮像が終了する時点ま
での時間の平均値を<Tread>、画像の取り込みのため
に前記パルス光の発光が阻止される不動時間の平均値を
<Tdead>として、In order to achieve the above first and second objects, according to the present invention, a sample liquid in which particles are suspended is flown into a flow cell, and an image capturing area in the flow cell is set to the above. Detect that the particles pass, irradiate the flow cell by emitting pulsed light from a pulse light source based on the detection, capture a still image of the passing particles in the flow cell by the interlace method, the obtained still image. In the flow-type particle image analysis method of performing image processing and analyzing particles in the sample liquid, the total number of particles subjected to image processing is N g , and the next particle detection is performed from the time when the imaging by the previous particle detection is completed. the average time to time the imaging is terminated <T read>, an image of the mean value of the immobility time of light emission of the pulsed light is blocked for incorporation as <T dead>
【0020】[0020]
【数9】 [Equation 9]
【0021】によりサンプル液中の全粒子数Nmを求め
ることを特徴とするフロー式粒子画像解析方法が提供さ
れる。According to the above, there is provided a flow type particle image analysis method characterized by obtaining the total number N m of particles in the sample liquid.
【0022】ここで好ましくは、画像処理された画像数
をng、全測定に要した時間をTmとして、Preferably, the number of image-processed images is n g , and the time required for all measurements is T m .
【0023】[0023]
【数10】 [Equation 10]
【0024】により前記<Tread>を求める。<T read > is obtained by the following.
【0025】また、好ましくは、画像処理された画像数
をng、全測定に要した時間をTm、前記インターレース
方式におけるフレーム時間をTfとして、Preferably, the number of image-processed images is n g , the time required for all measurements is T m , and the frame time in the interlace method is T f .
【0026】[0026]
【数11】 [Equation 11]
【0027】により粒子検出までの平均のフィールド数
<n>を求め、前記<n>及び前記Tfから、ポアソン
プロセスによる統計事象に基づく第1の式The average number of fields <n> until particle detection is obtained by the following equation, and the first equation based on the statistical event by the Poisson process is calculated from the above <n> and T f.
【0028】[0028]
【数12】 [Equation 12]
【0029】により1つの粒子が通過してから次の粒子
が通過するまでの平均時間T0を求め、前記T0、前記T
f、及び前記<n>から、ポアソンプロセスによる統計
事象に基づく第2の式[0029] By obtaining an average time T 0 from through one particle to the next particle passes through, the T 0, wherein T
f and the second expression based on the statistical event by the Poisson process from the above <n>
【0030】[0030]
【数13】 [Equation 13]
【0031】により、n番目のフィールド信号が出てか
ら前記パルス光が発光するまでの時間の平均<t>を求
め、前記Tf中に画像取り込み領域を流れるサンプル液
の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積との比
をkとして、前記<t>及び前記Tfから、The average <t> of the time from the output of the n-th field signal to the emission of the pulsed light was obtained, and the image was actually taken with the volume of the sample liquid flowing through the image capturing area during the T f . From the <t> and the T f , where k is the ratio of the portion to the volume of the sample liquid,
【0032】[0032]
【数14】 [Equation 14]
【0033】により、前記<Tdead>を求める。By the above, <T dead > is obtained.
【0034】また、上記第1及び第2の目的を達成する
ため、本発明によれば、上記のようなフロー式粒子画像
解析方法において、画像処理された画像数をng、全測
定に要した時間をTm、前記インターレース方式におけ
るフレーム時間をTfとして、In order to achieve the above first and second objects, according to the present invention, in the above flow type particle image analysis method, the number of image-processed images is n g , which is required for all measurements. as was the time T m, the frame time in the interlace method T f,
【0035】[0035]
【数15】 [Equation 15]
【0036】により粒子検出までの平均のフィールド数
<n>を求め、前記Tf中に画像取り込み領域を流れる
サンプル液の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の
体積との比をk、画像処理された全粒子数をNg、前記
Tm中の全フレーム数をnfとして、前記<n>から、The average number of fields <n> up to particle detection is obtained by the method, and the ratio of the volume of the sample liquid flowing through the image capturing area to the volume of the sample liquid actually imaged during T f is represented by k With the total number of processed particles being N g and the total number of frames in T m being n f , from <n>,
【0037】[0037]
【数16】 [Equation 16]
【0038】によりサンプル液中の全粒子数Nmを求め
ることを特徴とするフロー式粒子画像解析方法が提供さ
れる。According to the above, there is provided a flow-type particle image analysis method characterized by obtaining the total number N m of particles in the sample liquid.
【0039】ここで好ましくは、前記nfにTm/Tfを
代入し、nfの代わりにTfを用いてサンプル液中の全粒
子数Nmを求める。[0039] wherein preferably, the substituting T m / T f to n f, obtaining the total particle number N m of the sample solution using instead T f of n f.
【0040】また、好ましくは、前記全粒子数、サンプ
ル液の全体積、及び1画像当たりのサンプル液の体積に
より、全粒子濃度及び1画像当たりの体積に含まれる粒
子数を求め、さらに粒子の種類別の存在比率により、サ
ンプル液中に存在する複数種類の粒子の各粒子数、及び
複数種類の粒子の各粒子濃度を求める。Preferably, the total particle concentration and the number of particles contained in the volume per image are determined from the total number of particles, the total volume of the sample solution, and the volume of the sample liquid per image, and The number of each type of particles and the concentration of each type of particles existing in the sample liquid are determined from the existence ratio of each type.
【0041】また、上記第1及び第2の目的を達成する
ため、本発明によれば、粒子を懸濁させたサンプル液が
供給されるフローセルと、前記フローセル中の画像取り
込み領域を前記粒子が通過することを検出する粒子検出
手段と、前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス
光束を前記フローセルに照射するパルス光源を有し前記
パルス光束に基づく通過粒子の静止画像をインターレー
ス方式により取り込む画像撮像手段と、得られた静止画
像を画像処理し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子
分析手段とを備えるフロー式粒子画像解析装置におい
て、前記粒子分析手段が、画像処理された画像数ngを
計数する処理画像計数部と、画像処理された全粒子数N
gを計数する画像処理粒子数計数部と、全測定に要した
時間Tm、前記Tm中の全フレーム数nf、及び前記イン
ターレース方式におけるフレーム時間中に画像取り込み
領域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分の
サンプル液の体積との比kを記憶する測定条件データ部
と、前記ng、前記Ng、前記Tm、前記nf、及び前記k
を入力しサンプル液中の全粒子数Nmを求める粒子数計
算回路とを有することを特徴とするフロー式粒子画像解
析装置が提供される。In order to achieve the above first and second objects, according to the present invention, a flow cell to which a sample solution in which particles are suspended is supplied, and an image capturing area in the flow cell is provided with the particles. An image pickup that captures a still image of passing particles based on the pulsed light flux by an interlace method, having a particle detection means for detecting passage and a pulse light source for irradiating the flow cell with a pulsed light flux based on the detection by the particle detection means In the flow-type particle image analysis apparatus, which is provided with a means and a particle analysis means for image-processing the obtained still image to analyze the particles in the sample liquid, the particle analysis means has the number of image-processed images n g. Image counting section for counting the number of particles N
An image processing particle number counting section for counting g , a time T m required for all measurements, a total number of frames n f in the T m , and a volume of a sample liquid flowing in an image capturing area during a frame time in the interlace method. And a measurement condition data section that stores a ratio k between the volume of the sample solution and the volume of the sampled image, and the n g , the N g , the T m , the n f , and the k.
And a particle number calculation circuit for calculating the total number N m of particles in the sample liquid.
【0042】また、上記第1及び第2の目的を達成する
ため、本発明によれば、上記のようなフロー式粒子画像
解析装置において、前記粒子分析手段が、画像処理され
た画像数ngを計数する処理画像計数部と、画像処理さ
れた全粒子数Ngを計数する画像処理粒子数計数部と、
全測定に要した時間Tm、前記インターレース方式にお
けるフレーム時間Tf、及び前記Tf中に画像取り込み領
域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分のサ
ンプル液の体積との比kを記憶する測定条件データ部
と、前記ng、前記Ng、前記Tm、前記Tf、及び前記k
を入力しサンプル液中の全粒子数Nmを求める粒子数計
算回路とを有することを特徴とするフロー式粒子画像解
析装置が提供される。Further, in order to achieve the above first and second objects, according to the present invention, in the above flow type particle image analyzing apparatus, the particle analyzing means has the number of processed images n g. A processed image counting unit for counting the number of image-processed particles, an image-processed particle number counting unit for counting the total number of image-processed particles N g ,
The time T m required for the entire measurement, the frame time T f in the interlace method, and the ratio k of the volume of the sample liquid flowing through the image capturing area during the T f and the volume of the sample liquid of the actually imaged portion are stored. Measurement condition data part, and the ng , the Ng , the Tm , the Tf , and the k.
And a particle number calculation circuit for calculating the total number N m of particles in the sample liquid.
【0043】ここで好ましくは、前記パルス光源は、前
記インターレース方式におけるフレーム時間の1/2以
下の周期でパルス光束を発生させる能力を有する。Here, preferably, the pulsed light source has a capability of generating a pulsed light beam at a cycle of ½ or less of a frame time in the interlace system.
【0044】また、好ましくは、前記粒子分析手段は、
前記インターレース方式の画像撮像手段における偶数フ
ィールドから転送された画像データと奇数フィールドか
ら転送された画像データとをそれぞれ所定のアドレスに
記憶させる画像メモリをさらに有する。Preferably, the particle analysis means is
The interlaced image pickup means further includes an image memory for storing the image data transferred from the even field and the image data transferred from the odd field at predetermined addresses.
【0045】また、好ましくは、前記全粒子数、サンプ
ル液の全体積、1画像当たりのサンプル液の体積、及び
粒子の種類別の存在比率により、全粒子濃度、1画像当
たりの体積に含まれる粒子数、サンプル液中に存在する
複数種類の粒子の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒
子濃度を求める粒子濃度計算手段をさらに備える。Further, preferably, the total particle concentration is included in the volume per image, depending on the total number of particles, the total volume of the sample liquid, the volume of the sample liquid per image, and the abundance ratio by type of particles. The apparatus further comprises particle concentration calculation means for obtaining the number of particles, the number of each type of particles existing in the sample liquid, and the concentration of each type of particles.
【0046】また、好ましくは、前記サンプル液中の粒
子は生物細胞、または血液中に存在する血球成分であ
る。Further, preferably, the particles in the sample solution are biological cells or blood cell components existing in blood.
【0047】また、好ましくは、前記サンプル液は尿ま
たは尿中に存在する尿沈渣成分である。Further, preferably, the sample liquid is urine or a urine sediment component existing in urine.
【0048】[0048]
【作用】上記のように構成した本発明のフロー式粒子画
像解析方法においては、まず、フローセル中を流れるサ
ンプル液中を被検粒子が通過したことが画像取り込み領
域に来る前に検出される。粒子通過が検出されると、こ
の検出に基づいてパルス光源よりパルス光がフローセル
に照射され、該サンプル液中の分析粒子が丁度画像取り
込み領域に来た時にフローセル中の通過粒子の静止画像
がインターレース方式による画像取り込み方法によって
取り込まれ、得られた静止画像が画像処理されその後の
分析が行われる。In the flow type particle image analysis method of the present invention configured as described above, it is first detected that the test particles have passed through the sample liquid flowing in the flow cell before the image capturing area is reached. When particle passage is detected, pulsed light is emitted from the pulse light source to the flow cell based on this detection, and when the analysis particles in the sample solution have just come to the image acquisition area, a still image of the passing particles in the flow cell is interlaced. The still image obtained by the image capturing method according to the method is subjected to image processing and subsequent analysis.
【0049】そして、上記画像処理された全粒子数Ng
と、インターレース方式における1つ前の粒子検出によ
る撮像が終了した時点から次の粒子検出による撮像が終
了する時点までの時間の平均値<Tread>と、インター
レース方式における画像の取り込みのために前記パルス
光の発光が阻止される不動時間の平均値<Tdead>とか
ら、Then, the total number of particles N g subjected to the image processing described above.
And an average value <T read > of the time from the time when the imaging by the previous particle detection in the interlace method ends to the time when the imaging by the next particle detection ends, and the above for capturing the image in the interlace method. From the average value of immovable time <T dead > at which the emission of pulsed light is blocked,
【0050】[0050]
【数17】 [Equation 17]
【0051】によりサンプル液中の全粒子数Nmが求め
られる。即ち、<Tread>および<Tdead>の値が間接
的な方法によってでも測定条件により独立に求められれ
ば、NgとNmに関して一次式である(1)式を用いて計
算することにより、換算テーブルを作ることなく未知で
あるサンプル液中の全粒子数Nmを容易に求めることが
可能となる。The total number of particles N m in the sample liquid can be determined by That is, if the values of <T read > and <T dead > can be independently obtained by the measurement conditions even by an indirect method, N g and N m can be calculated by using the linear equation (1). It is possible to easily obtain the unknown total particle number N m in the sample liquid without creating a conversion table.
【0052】上記<Tread>の値は、画像処理された画
像数ng及び全測定に要した時間Tmから、The value of <T read > is calculated from the number of image-processed images n g and the time T m required for all measurements.
【0053】[0053]
【数18】 [Equation 18]
【0054】によって求められる。このうち、ngは実
際に画像処理した画像の数その物であり、Tmは予め設
定すべきインターレース方式の測定条件の1つであるか
ら容易に知ることが可能である。従って、<Tread>の
値は簡単に求まる。Is calculated by Of these, n g is the number of actually processed images, and T m is one of the interlace measurement conditions that should be set in advance, so that it can be easily known. Therefore, the value of <T read > can be easily obtained.
【0055】また、上記<Tdead>の値は、次のように
して求められる。即ち、まず、上記ng及びTm、さらに
インターレース方式におけるフレーム時間Tfとから、Further, the value of <T dead > is obtained as follows. That is, first, from the above n g and T m , and the frame time T f in the interlace system,
【0056】[0056]
【数19】 [Formula 19]
【0057】により粒子検出までの平均のフィールド数
<n>を求める。次に、この<n>及び上記Tfから、
ポアソンプロセスによる統計事象に基づく第1の式The average number of fields <n> until particle detection is obtained by the following. Next, from this <n> and the above T f ,
First formula based on statistical events by Poisson process
【0058】[0058]
【数20】 [Equation 20]
【0059】により1つの粒子が通過してから次の粒子
が通過するまでの平均時間T0を求める。次に、このT0
と、上記Tf及び<n>とから、ポアソンプロセスによ
る統計事象に基づく第2の式The average time T 0 from the passage of one particle to the passage of the next particle is obtained in accordance with. Then this T 0
And the above T f and <n>, the second equation based on the statistical event by the Poisson process
【0060】[0060]
【数21】 [Equation 21]
【0061】により、n番目のフィールド信号が出てか
らパルス光が発光するまでの時間の平均<t>を求め
る。次に、この<t>と、上記Tf中に画像取り込み領
域を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分のサ
ンプル液の体積との比kと、上記Tfとから、Thus, the average <t> of the time from the output of the nth field signal to the emission of the pulsed light is obtained. Next, from this <t>, the ratio k between the volume of the sample liquid flowing through the image capturing region during the above T f and the volume of the sample liquid of the actually imaged portion, and above T f ,
【0062】[0062]
【数22】 [Equation 22]
【0063】により、<Tdead>を求める。ここで用い
た値のうち、ng及びTmは前述のように容易に知ること
が可能であり、Tfは予め設定すべきインターレース方
式の測定条件の1つであるから容易に知ることが可能で
あり、kもサンプル液をフローセル中に流す条件とイン
ターレース方式の測定条件とから容易に知ることが可能
である。従って、<Tdead>の値は簡単に求まる。By the above, <T dead > is obtained. Among the values used here, n g and the T m is capable of easily known, as described above, T f is easily know since it is one of the measurement condition interlace be preset It is possible, and k can be easily known from the conditions of flowing the sample solution into the flow cell and the measurement conditions of the interlace method. Therefore, the value of <T dead > can be easily obtained.
【0064】また、画像処理された画像数ng、全測定
に要した時間Tm、及びインターレース方式におけるフ
レーム時間をTfから、From the number of image-processed images n g , the time T m required for all measurements, and the frame time in the interlace system from T f ,
【0065】[0065]
【数23】 [Equation 23]
【0066】により粒子検出までの平均のフィールド数
<n>を求め、この<n>とTm中の全フレーム数nfと
上記k及びNgとから、The average number of fields <n> up to particle detection is obtained by the following. From this <n>, the total number of frames n f in T m , and the above k and N g ,
【0067】[0067]
【数24】 [Equation 24]
【0068】によりサンプル液中の全粒子数Nmが求め
られる。この(8)式はNgとNmに関して簡単な一次式
であり、さらにこの式に含まれる値のうち、ngは実際
に画像処理した画像の数その物であり、Tm及びTfは予
め設定すべきインターレース方式の測定条件であり、k
はサンプル液をフローセル中に流す条件とインターレー
ス方式の測定条件とから決まる定数であるから、それぞ
れの値は容易に知ることが可能である。従って、(8)
式を用いて計算することにより、換算テーブルを作るこ
となく未知であるサンプル液中の全粒子数Nmを容易に
求めることが可能となる。The total number of particles N m in the sample solution can be determined by This equation (8) is a simple linear equation with respect to N g and N m , and among the values included in this equation, n g is the number of actually image-processed images, T m and T f. Is an interlaced measurement condition that should be set in advance, and k
Is a constant determined by the condition of flowing the sample solution into the flow cell and the measurement condition of the interlace method, and therefore each value can be easily known. Therefore, (8)
By using the formula, it is possible to easily obtain the unknown total particle number N m in the sample liquid without creating a conversion table.
【0069】また、上記nfにTm/Tfを代入し、nfの
代わりにTfを用いてサンプル液中の全粒子数Nmを求め
ても同様の結果となる。[0069] Further, by substituting the T m / T f to the n f, be calculated on the total particle number N m of the sample solution using instead T f of n f the same result.
【0070】このように、簡単な一次式を解くだけでサ
ンプル液中の全粒子数Nmが容易にわかり、換算テーブ
ルを作る必要がないことにより、例えば粒子濃度の測定
レンジが4〜5桁以上もある測定対象サンプル液に対し
ても正しい粒子数が容易に求まり、粒子濃度が低い場合
から高い場合まで広い範囲にわたって正確かつ高精度に
複数種類の粒子数や粒子濃度を求めることが可能とな
る。また、サンプル液の流れの条件、染色液の存否、測
定時間やその他の測定条件が変わったとしても、そのた
びに換算テーブルを書き換える必要もなく、計算に必要
な値を変更するだけでNmを決定することができる。As described above, the total number of particles N m in the sample liquid can be easily known only by solving a simple linear equation, and it is not necessary to prepare a conversion table. For example, the measurement range of particle concentration is 4 to 5 digits. The correct number of particles can be easily obtained for sample liquids to be measured, and it is possible to accurately and accurately obtain multiple types of particle numbers and particle concentrations over a wide range from low to high particle concentrations. Become. Further, even if the conditions of the flow of the sample solution, the presence or absence of the staining solution, the measurement time and other measurement conditions are changed, it is not necessary to rewrite the conversion table each time, and the value necessary for the calculation is simply changed to N m. Can be determined.
【0071】また、上記のようにして求めた全粒子数と
予めわかっているサンプル液の全体積、及び1画像(顕
微鏡1視野)当たりのサンプル液の体積とにより、単位
体積当たりの全粒子数、即ち全粒子濃度、及び1画像当
たりの体積に含まれる粒子数が求められる。さらに、粒
子の種類別の存在比率を基にして、サンプル液中に存在
する複数種類の粒子の粒子数、及び複数種類の粒子の各
粒子濃度が求められる。The total number of particles per unit volume is determined by the total number of particles obtained as described above, the total volume of the sample solution known in advance, and the volume of the sample solution per image (one field of view of the microscope). That is, the total particle concentration and the number of particles contained in the volume per image are obtained. Further, the number of particles of a plurality of types of particles existing in the sample liquid and the concentration of each of the plurality of types of particles are obtained based on the existence ratio of each type of particles.
【0072】また、前述のように構成した本発明のフロ
ー式粒子画像解析装置の粒子分析手段においては、処理
画像計数部で画像処理された画像数ngが計数され、画
像処理粒子数計数部で画像処理された全粒子数Ngが計
数される。また、測定条件データ部には、全測定に要し
た時間Tm、このTm中の全フレーム数nf、及び上記Tf
中に画像取り込み領域を流れるサンプル液の体積と実際
に撮像した部分のサンプル液の体積との比kが記憶され
る。そして上記ng,Ng,Tm,nf,kが粒子数計算回
路に入力され、これらを用いてサンプル液中の全粒子数
Nmが求められる。Further, in the particle analyzing means of the flow type particle image analyzing apparatus of the present invention configured as described above, the number of images ng image-processed by the processed image counting unit is counted and the image processing particle number counting unit is counted. The total number of particles N g subjected to the image processing in is counted. In the measurement condition data section, the time T m required for all measurements, the total number of frames n f in this T m , and the above T f.
A ratio k between the volume of the sample liquid flowing through the image capturing area and the volume of the sample liquid in the actually imaged portion is stored. Then, the above n g , N g , T m , n f , and k are input to the particle number calculation circuit, and using these, the total number N m of particles in the sample liquid is obtained.
【0073】また、上記nfの代わりにインターレース
方式におけるフレーム時間Tfを測定条件データ部に記
憶し、これを粒子数計算回路に入力し、nfの代わりに
Tfを用いて全粒子数Nmを求めても同様の結果となる。
この時、前述のようにnfがTm/Tfで表されることを
利用する。[0073] In addition, stored in the measurement condition data unit frame time T f in interlaced mode in place of the n f, which enter into the particle number calculating circuit, the total number of particles using the T f instead of n f The same result can be obtained by obtaining N m .
At this time, the fact that n f is represented by T m / T f as described above is used.
【0074】また、本発明ではインターレース方式を採
用していることから、1回パルス光束が発生すると、そ
れによる2フィールド分の画像を乱さないようにするた
めこれら2フィールド分の画像転送が終了するまでは次
のパルス光束の発生を阻止する必要がある。このため1
回のパルス光束発生から次のパルス光束発生までの最小
の時間は1フィールド時間、即ちフレーム時間の1/2
となる。本発明のパルス光源は、上記最小の時間である
フレーム時間の1/2以下の周期でパルス光束を発生さ
せる能力を有することにより、1フレーム毎に1枚の粒
子の画像を撮像する必要があるときでも、1フレーム当
たり1回のパルス光束を発生させてこれに対応させるこ
とが可能となる。Further, since the present invention adopts the interlace system, when the pulsed light flux is generated once, the image transfer for these two fields is completed so as not to disturb the image for two fields. Until then, it is necessary to prevent the generation of the next pulsed light flux. Therefore 1
The minimum time from the generation of one pulse luminous flux to the generation of the next pulse luminous flux is one field time, that is, 1/2 of the frame time.
Becomes Since the pulsed light source of the present invention has the ability to generate a pulsed light flux at a cycle of 1/2 or less of the frame time which is the minimum time, it is necessary to capture an image of one particle for each frame. Even at this time, it is possible to generate a pulsed light flux once per frame and deal with it.
【0075】また、インターレース方式における偶数フ
ィールドからの画像データと奇数フィールドからの画像
データとを予め画像メモリの所定のアドレスに記憶させ
ることにより、粒子検出のタイミングとの関係で画像取
り込みがどちらのフィールドから始まってもその後の画
像処理がそれに対応して行われ、各フィールドの画像デ
ータが入れ替わって画像が乱れることがない。By storing the image data from the even field and the image data from the odd field in the interlace system at a predetermined address of the image memory in advance, which field is used for image capture in relation to the particle detection timing. Even after the start, the subsequent image processing is performed correspondingly, and the image data in each field is not replaced and the image is not disturbed.
【0076】また、粒子濃度計算手段においては、上記
のようにして求めた全粒子数と、サンプル液の全体積、
1画像当たりのサンプル液の体積、及び粒子の種類別の
存在比率により、全粒子濃度、1画像当たりの体積に含
まれる粒子数、サンプル液中に存在する複数種類の粒子
の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒子濃度が求めら
れる。Further, in the particle concentration calculation means, the total number of particles obtained as described above and the total volume of the sample liquid,
The total particle concentration, the number of particles contained in the volume per image, the number of particles of a plurality of kinds of particles existing in the sample liquid, and the volume of the sample liquid per image and the existence ratio of each type of particles, and Each particle concentration of a plurality of types of particles is obtained.
【0077】[0077]
【実施例】本発明によるフロー式粒子画像解析方法及び
フロー式粒子画像解析装置の一実施例について、図1か
ら図3を参照しながら説明する。まず、図1に示す全体
構成図により本実施例のフロー式粒子画像解析装置の構
成を説明する。図1に示すように、本実施例のフロー式
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、画像撮像手段101、粒子
分析手段102、及び粒子検出手段103を備える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a flow type particle image analysis method and a flow type particle image analysis apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the flow-type particle image analysis apparatus of this embodiment will be described with reference to the overall configuration diagram shown in FIG. As shown in FIG. 1, the flow-type particle image analysis apparatus of this embodiment includes a flow cell 100 to which a sample liquid in which particles are suspended is supplied, an image capturing means 101, a particle analysis means 102, and a particle detection means 103. Prepare
【0078】画像撮像手段101は顕微鏡としての機能
を持ち、パルス光源であるフラッシュランプ1、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1
a、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、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、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、投影レンズ7を介して投影した結像位置6の像を
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、パルス光束10の
幅を制限する視野絞り11及び開口絞り12を有する。
上記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。The image pickup means 101 has a function as a microscope and is a flash lamp 1 which is a pulse light source, and a flash lamp driving circuit 1 for causing the flash lamp 1 to emit light.
a, a field lens 2 for making the pulsed light flux from the flash lamp 1 parallel, a microscope condenser lens 3 for focusing the parallel pulsed light flux 10 from the field lens 2 on a sample liquid flow 110 in the flow cell 100, a sample liquid in the flow cell 100 Image data that is an electrical signal that captures the image of the imaging position 6 projected through the microscope objective lens 5 and the projection lens 7 that collects the pulsed light flux irradiated on the stream 110 and forms the image at the imaging position 6 by the interlace method. It has a TV camera 8 for converting it into a signal, a field stop 11 for limiting the width of the pulsed light beam 10 and an aperture stop 12.
As the TV camera 8, a CCD camera or the like having a small afterimage is generally used.
【0079】粒子分析手段102は、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A
D変換器24、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、画像メ
モリ25におけるデータの書き込み及び読み出しの制御
を行う画像処理制御回路26、画像メモリ25からの信
号に基づき画像処理を行い粒子数や粒子の分類等の分析
を行う特徴抽出回路27及び識別回路28、サンプル液
中の粒子数の計算を行う粒子数計算部40、TVカメラ
8の撮像条件やフローセル100中のサンプル液流れの
条件の設定、画像処理制御回路26の制御、識別回路2
8からの画像処理結果の記憶、粒子数計算部40とのデ
ータの授受、及び表示部50への表示等を行う中央制御
部29を有する。The particle analysis means 102 converts the image data signal transferred from the TV camera 8 into a digital signal A
An image memory 25 that stores data based on signals from the D converter 24 and the AD converter 24 at a predetermined address, an image processing control circuit 26 that controls writing and reading of data in the image memory 25, and an image memory 25 A feature extraction circuit 27 and an identification circuit 28 that perform image processing based on the signal to analyze the number of particles, classification of particles, and the like, a particle number calculation unit 40 that calculates the number of particles in the sample liquid, imaging conditions of the TV camera 8, and the like. Setting conditions for the flow of sample liquid in the flow cell 100, control of the image processing control circuit 26, identification circuit 2
It has a central control unit 29 for storing the image processing result from 8, the data exchange with the particle number calculation unit 40, the display on the display unit 50, and the like.
【0080】粒子検出手段103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、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、コリメータレンズ16から
のレーザ光束の1方向のみ集束させるシリンドリカルレ
ンズ17、シリンドリカルレンズ17からの光束を反射
させる反射鏡18、顕微鏡コンデンサレンズ3とフロー
セル101の間に設けられ反射鏡19からのレーザ光束
をサンプル液流れ110上の画像取り込み領域の上流側
の近接した位置に導く微小反射鏡19、粒子による上記
レーザ光束の散乱光を集光する顕微鏡対物レンズ5、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、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
出力する光検出器22、光検出器22からの電気信号に
基づいてフラッシュランプ駆動回路1aを制御するフラ
ッシュランプ点灯制御回路23を有する。尚、顕微鏡対
物レンズ5は画像撮像手段101と共用される。The particle detecting means 103 includes a semiconductor laser 15 which is a detection light source for emitting a laser beam as a detection beam, a collimator lens 16 for converting the laser beam from the semiconductor laser 15 into a parallel laser beam 14, and a laser from the collimator lens 16. A cylindrical lens 17 that focuses the light flux in only one direction, a reflecting mirror 18 that reflects the light flux from the cylindrical lens 17, and a laser light flux from a reflecting mirror 19 that is provided between the microscope condenser lens 3 and the flow cell 101, on the sample liquid flow 110. A micro-reflecting mirror 19 which guides the light to the adjacent position on the upstream side of the image capturing area, a microscope objective lens 5 which collects the scattered light of the laser light flux by particles, and a beam splitter which reflects the scattered light collected by the microscope objective lens 5. 20, the scattered light from the beam splitter 20 through the diaphragm 21 Having a flash lamp lighting control circuit 23 for controlling the flash lamp driving circuit 1a based on the received electrical signal from the photodetector 22, the photodetector 22 outputs an electrical signal based on the intensity. The microscope objective lens 5 is also used as the image pickup means 101.
【0081】また、フローセル100には、サンプル液
と共にシース液が供給され、サンプル液がシース液に包
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の光軸(顕微鏡光軸)9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(シー
スフロー)となり、フローセル100の中心を紙面の下
方へ向かって送られる。このサンプル液流れ110の流
速は中央制御部29において設定された条件に従って制
御される。Further, the sheath liquid is supplied to the flow cell 100 together with the sample liquid to form a flow in which the sample liquid is wrapped in the sheath liquid. Then, the sample liquid flow 110 becomes a stable steady flow (sheath flow) having a flat cross-sectional shape in the direction perpendicular to the optical axis (microscope optical axis) 9 of the image pickup means 101, and the center of the flow cell 100 is directed downward in the plane of the drawing. Sent to you. The flow velocity of the sample liquid flow 110 is controlled according to the conditions set by the central control unit 29.
【0082】次に、図2により粒子数計算部40の構成
について説明する。粒子数計算部40は、処理画像計数
部41、測定条件データ部42、画像処理粒子数計数部
43、粒子数計算回路44により構成されており、画像
処理制御回路26からの画像処理された画像数を計数
し、特徴抽出回路27及び識別回路で28画像処理され
た粒子数情報を中央制御部29から入力して計数し、さ
らに中央制御部29からインターレース方式の撮像条件
を含めた測定条件データを入力し、これらの値を用いて
測定時間中にサンプル液中に存在する全粒子数の計算を
実行し、その計算結果を再び中央制御部29に送る部分
である。Next, the configuration of the particle number calculation unit 40 will be described with reference to FIG. The particle number calculation unit 40 includes a processed image counting unit 41, a measurement condition data unit 42, an image processing particle number counting unit 43, and a particle number calculation circuit 44, and the image processed image from the image processing control circuit 26. The number of particles is counted, and the information of the number of particles subjected to 28 image processing by the feature extraction circuit 27 and the identification circuit is input from the central control unit 29 to be counted, and further the measurement condition data including the interlaced imaging conditions from the central control unit 29. Is input, the calculation of the total number of particles existing in the sample liquid during the measurement time is executed using these values, and the calculation result is sent again to the central control unit 29.
【0083】図1に戻り、上記構成を有するフロー式粒
子画像解析装置の基本的な動作を説明する。半導体レー
ザ15は常時連続的に発振しており、常にサンプル中の
粒子が検出領域を通過するのを観測している。半導体レ
ーザ15からのレーザ光束は、コリメータレンズ16で
平行なレーザ光束14に変換され、シリンドリカルレン
ズ17で光束の1方向のみ集束させる。このレーザ光束
は反射鏡18および微小反射鏡19で反射されフローセ
ル4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
が集束する粒子検出位置であり、サンプル液流れ110
上の画像取り込み領域の上流側の近接した位置である。Returning to FIG. 1, the basic operation of the flow type particle image analysis device having the above configuration will be described. The semiconductor laser 15 constantly oscillates continuously, and always observes that particles in the sample pass through the detection region. The laser light flux from the semiconductor laser 15 is converted into a parallel laser light flux 14 by the collimator lens 16 and is focused by the cylindrical lens 17 in only one direction. This laser beam is reflected by the reflecting mirror 18 and the minute reflecting mirror 19 and is irradiated onto the sample liquid flow 110 in the flow cell 4. This irradiation position is a particle detection position where the laser beam is focused by the cylindrical lens 17, and the sample liquid flow 110
It is a position close to the upstream side of the upper image capturing area.
【0084】測定対象である粒子が上記レーザ光束を横
切ると、レーザ光束は散乱され、この散乱光は画像撮像
手段101において共用される顕微鏡対物レンズ5で集
光され、ビームスプリッタ20で反射され、絞り21で
サンプル液流れ110上の観測領域が制限されて、光検
出器22に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。When the particles to be measured cross the laser beam, the laser beam is scattered, the scattered light is condensed by the microscope objective lens 5 shared by the image pickup means 101, and is reflected by the beam splitter 20. The observation area on the sample liquid flow 110 is limited by the diaphragm 21, and the light is received by the photodetector 22 and converted into an electric signal based on its intensity.
【0085】光検出器22からの電気信号はフラッシュ
ランプ点灯制御回路23に入力され、ここでこの電気信
号が所定の信号レベル以上有るかどうかが判断され、所
定の信号レベル以上有れば画像処理対象の粒子が通過し
たものとみなされて検出信号がフラッシュランプ駆動回
路1aに送られる。この検出信号は、粒子がTVカメラ
8の画像取り込み領域の所定の位置に丁度達した時にフ
ラッシュランプ1が発光し撮像が行われるように、粒子
検出位置と画像取り込み領域との距離及びサンプル液の
流速で決まる所定の遅延時間の後にフラッシュランプ駆
動回路1aに送られる。但し、この遅延時間は、粒子検
出位置と画像取り込み領域との距離がわずかであるため
に非常に短い時間であり、粒子の検出や分析精度がサン
プル液の流速や粒子濃度の影響を受けることはない。ま
た、フラッシュランプ点灯制御回路23からは上記検出
信号と同時に後述するランプ発光レディ信号が送られ、
インターレース方式のフィールド信号のタイミングに基
づいてフラッシュランプの発光タイミングが制御され
る。さらに、上記フラッシュランプ点灯制御回路23の
検出信号は画像処理制御回路26にも送られる。The electric signal from the photodetector 22 is input to the flash lamp lighting control circuit 23, where it is judged whether or not the electric signal has a predetermined signal level or more. If the electric signal has a predetermined signal level or more, image processing is performed. It is considered that the particles of interest have passed and a detection signal is sent to the flash lamp drive circuit 1a. This detection signal indicates the distance between the particle detection position and the image capturing area and the sample liquid so that the flash lamp 1 emits light to capture an image when the particles have just reached a predetermined position in the image capturing area of the TV camera 8. It is sent to the flash lamp driving circuit 1a after a predetermined delay time determined by the flow velocity. However, this delay time is very short because the distance between the particle detection position and the image capture area is very short, and the accuracy of particle detection and analysis is not affected by the flow velocity and particle concentration of the sample solution. Absent. Further, the flash lamp lighting control circuit 23 sends a lamp light emission ready signal, which will be described later, simultaneously with the above detection signal,
The light emission timing of the flash lamp is controlled based on the timing of the interlaced field signal. Further, the detection signal of the flash lamp lighting control circuit 23 is also sent to the image processing control circuit 26.
【0086】検出信号がフラッシュランプ駆動回路1a
に送られると、フラッシュランプ駆動回路1aはフラッ
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で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11
0上に照射される。尚、視野絞り11および開口絞り1
2によりパルス光束10の幅が制限される。The detection signal is the flash lamp drive circuit 1a.
Then, the flash lamp drive circuit 1a causes the flash lamp 1 to emit light. The pulsed light emitted from the flash lamp 1 travels on the optical axis 9 of the microscope, becomes parallel light by the field lens 2, is focused by the condenser lens 3 of the microscope, and flows in the sample solution 11 in the flow cell 100.
0 is illuminated. The field stop 11 and the aperture stop 1
2 limits the width of the pulsed light flux 10.
【0087】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。これで粒子の静止画像を撮像したことになる。こ
の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れによってTVカメラ8の撮像動作
が制御される。このインターレース方式の撮像に関して
は後述する。Sample liquid flow 11 in flow cell 100
The pulsed light flux irradiated to 0 is condensed by the microscope objective lens 5 to form an image at the image forming position 6. The image at the image forming position 6 is projected onto the image pickup surface of the TV camera 8 by the projection lens 7 and converted into an image data signal by the interlace method. This means that a still image of the particles has been captured. The image pickup conditions of the TV camera 8 are preset in the central control unit 29, and the image pickup operation of the TV camera 8 is controlled by this. This interlaced imaging will be described later.
【0088】TVカメラ8のから出力される画像データ
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の制御のもとに
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粒子数や粒子の分
類等の分析処理が実行され、中央制御部29にその結果
が記憶される。この画像処理結果とインターレース方式
の撮像条件を含めた測定条件データ、及び画像処理制御
回路26からの処理された画像数が粒子数計算部40に
入力され、粒子数計算部40において全粒子数が計算さ
れる。この計算結果は中央制御部29に入力され、識別
回路28からの画像処理結果と総合して表示部50より
表示される。The image data signal output from the TV camera 8 is converted into a digital signal by the AD converter 24, and the data based on this is stored in a predetermined address of the image memory 25 under the control of the image processing control circuit 26. Remembered. The data stored in the image memory 25 is read out under the control of the image processing control circuit 26, is input to the feature extraction circuit 27 and the identification circuit 28, and is subjected to image processing to analyze the number of particles and the classification of particles. The processing is executed, and the result is stored in the central control unit 29. The measurement condition data including the image processing result and the imaging condition of the interlace method, and the number of processed images from the image processing control circuit 26 are input to the particle number calculation unit 40, and the particle number calculation unit 40 calculates the total number of particles. Calculated. The calculation result is input to the central control unit 29, and is displayed on the display unit 50 together with the image processing result from the identification circuit 28.
【0089】次に、TVカメラ8におけるインターレー
ス方式の撮像条件と、この撮像条件を含む測定条件デー
タ及び画像処理結果を用いた粒子数計算部40における
計算について説明する。TVカメラ8としては、一般的
な2次元撮像素子として残像の少ないCCDカメラが用
いられる。前述のように粒子検出手段103で粒子を検
出した時だけ粒子の静止画像を撮像するためにフラッシ
ュランプ1が発光するが、TVカメラ8はこの粒子検出
手段103とは無関係に連続的に動作しているものとす
る。Next, the interlace type imaging condition in the TV camera 8 and the calculation in the particle number calculating section 40 using the measurement condition data including this imaging condition and the image processing result will be described. As the TV camera 8, a CCD camera having a small afterimage is used as a general two-dimensional image pickup device. As described above, the flash lamp 1 emits light to capture a still image of a particle only when the particle detecting unit 103 detects the particle, but the TV camera 8 operates continuously regardless of the particle detecting unit 103. It is assumed that
【0090】図3に、TVカメラ8のフィールド信号、
偶数フィールド(e)及び奇数フィールド(o)におけ
るCCD転送信号、光検出器22からの電気信号、フラ
ッシュランプの発光、ランプ発光レディ信号、画像取り
込みにより発生するデッドタイムの関係を示す。FIG. 3 shows the field signal of the TV camera 8,
The relationship between the CCD transfer signal in the even field (e) and the odd field (o), the electric signal from the photodetector 22, the light emission of the flash lamp, the lamp light emission ready signal, and the dead time generated by the image capturing is shown.
【0091】図3において、フィールド時間Tfを周期
とするフィールド信号はTVカメラ8に内蔵されたクロ
ックより発生する。画像の取り込みは偶数フィールド
(e)と奇数フィールド(o)で行われ、これら2つの
フィールドを組み合わせて1つのフレームが構成され
る。偶数フィールド(e)及び奇数フィールド(o)に
おいては、フレームの周期、即ちTf/2だけずらせて
交替で画像の取り込み(蓄像)及び転送が行われる。従
って1フィールド時間は1フレーム時間の半分のTf/
2である。このフレーム時間は、例えば1/30秒に設
定される。それぞれのフィールドには1枚の画像を得る
フレーム時間の間に蓄像時間と転送時間とがあり、蓄像
時間に撮像面に入射した光の量を電荷として蓄積し、転
送時間にこの蓄積した電荷を転送する。転送後は電荷量
が0になり、再び蓄像期間に入る。図3においては偶数
フィールド(e)及び奇数フィールド(o)のCCD転
送信号が示されているが、これらの転送時間はごく短時
間である。In FIG. 3, a field signal having a field time T f as a cycle is generated from a clock built in the TV camera 8. An image is captured in an even field (e) and an odd field (o), and these two fields are combined to form one frame. In the even field (e) and the odd field (o), image capture (accumulation) and transfer are performed alternately by shifting the frame period, that is, T f / 2. Therefore, one field time is half the frame time T f /
It is 2. This frame time is set to 1/30 seconds, for example. In each field, there is an image storage time and a transfer time during a frame time for obtaining one image. The amount of light incident on the image pickup surface is accumulated as electric charge during the image storage time, and this accumulated during the transfer time. Transfer charge. After the transfer, the charge amount becomes 0, and the image storage period starts again. In FIG. 3, CCD transfer signals of even field (e) and odd field (o) are shown, but the transfer time of these is very short.
【0092】図3に示したCCD転送信号は、簡単のた
めに、粒子検出があってその粒子の画像を撮像した時の
画像に関するものだけ示してあるが、実際には各CCD
転送信号はフィールド信号が出るたびに常時出ている。
また、1つ前の検出粒子に関する処理は図中左端のフィ
ールド信号の0の位置で既に終了しているものとする。The CCD transfer signal shown in FIG. 3 shows only the image when the image of the particle is detected and the image of the particle is picked up for simplification, but each CCD is actually shown.
The transfer signal is always output every time a field signal is output.
Further, it is assumed that the process relating to the preceding detection particle has already been completed at the position of 0 of the field signal at the left end in the figure.
【0093】各フィールドのCCD転送信号はA/D変
換器24でデジタル化されて画像メモリ25の所定のア
ドレスにそれぞれ一旦格納され、その後2つのフィール
ドの画像データを合成して1枚の画像が作られる。粒子
の画像取り込みのタイミング、即ち画像の取り込みが偶
数フィールド(e)から始まるか、奇数フィールド
(o)から始まるかは、粒子検出のタイミングとその時
のフィールド信号の関係から決まる。そして、これらの
フィールドからの画像データが画像メモリ25の所定の
アドレス、即ち偶数フィールド画像分と奇数フィールド
画像分に対して決められたアドレスに格納されることに
より、画像取り込みがどちらのフィールドから始まって
も、その後の画像処理が各フィールドに対応して行わ
れ、各フィールドの画像データが入れ替わることがな
く、画像が乱れることはない。The CCD transfer signal of each field is digitized by the A / D converter 24 and temporarily stored in each predetermined address of the image memory 25, and then the image data of the two fields are combined to form one image. Made The timing of image capturing of particles, that is, whether image capturing starts from the even field (e) or the odd field (o) depends on the relationship between the particle detection timing and the field signal at that time. Then, the image data from these fields is stored in a predetermined address of the image memory 25, that is, at an address determined for the even field image and the odd field image, so that the image capturing starts from which field. However, the subsequent image processing is performed for each field, the image data in each field is not replaced, and the image is not disturbed.
【0094】1つ前の粒子検出後nフィールドが経過し
た後(n番目のフィールド信号の出た後)に、次の粒子
検出が行われて光検出器22から電気信号が発せられ、
その粒子が画像取り込み領域の適当な位置に来るまでの
遅延時間Td後にフラッシュランプ1が発光する。この
時、n番目のフィールド信号が出てからパルスランプが
発光するまでの時間は図中tで表される。ランプ発光レ
ディ信号は粒子検出による光検出器22からの電気信号
が出た時から2フィールド(1フレーム)経過して(n
+2)番目のフィールド信号が出るまでの時間offさ
れ、このoffの時間に到着する次の粒子が検出されて
もフラッシュランプ1の発光は阻止される。このように
フラッシュランプ1の発光が阻止されることにより、次
の検出粒子によって粒子の画像が乱されることがない。
尚、この(n+2)番目のフィールド信号が出た時点で
この粒子に関する処理は終了し、次の検出粒子に関する
フィールド信号のカウントが0より再開する。After n fields have passed after the detection of the previous particle (after the nth field signal is output), the next particle is detected and the photodetector 22 emits an electric signal.
The flash lamp 1 emits light after a delay time T d until the particles come to an appropriate position in the image capturing area. At this time, the time from the output of the nth field signal to the light emission of the pulse lamp is represented by t in the figure. The lamp emission ready signal has passed two fields (one frame) from the time when the electric signal from the photodetector 22 for particle detection is output (n
The time until the +2) th field signal is output is turned off, and the emission of the flash lamp 1 is blocked even if the next particle that arrives at this time is detected. Since the light emission of the flash lamp 1 is blocked in this way, the particle image is not disturbed by the next detected particles.
When the (n + 2) th field signal is output, the process for this particle ends, and the count of the field signal for the next detected particle restarts from 0.
【0095】ランプ発光レディ信号のoff時間の最小
の時間は2つのフィールドの画像データが転送されるの
に要する最小の時間である1フィールド時間(Tf/
2)となる。フラッシュランプ1は、上記最小の時間で
ある1フィールド時間以下の周期でパルス光束を発生さ
せる能力を有し、例えば1フレーム毎に1枚の粒子の画
像を撮像する必要があるときでも、1フレーム当たり1
回のパルス光束を発生させてこれに対応させることがで
きる。The minimum off time of the lamp light emission ready signal is the minimum time required to transfer the image data of two fields, that is, one field time (T f /
2). The flash lamp 1 has the ability to generate a pulsed light flux at a cycle of one field time or less, which is the minimum time, and for example, even when it is necessary to capture an image of one particle for each frame, one frame Per 1
It is possible to generate the pulsed light flux of the number of times and respond to it.
【0096】ここで、フレーム時間Tf中に撮像領域を
流れるサンプル溶液の体積と実際に撮像した部分のサン
プルの体積との比をkとすると、Tf/kの時間は実際
に粒子の撮像が行われている時間(有効部分)である。
上記ランプ発光レディ信号がoffされている時間から
このTf/kの時間を除いた時間が、画像取り込みのた
めにフラッシュランプの発光が阻止される実際の不動時
間、即ち図中斜線を付したデッドタイムTdeadとなる。
尚、上記kはサンプル液をフローセル中に流す条件(流
速や画像取り込み範囲の大きさ等)とフレーム時間Tf
によって決まるものである。Here, when the ratio of the volume of the sample solution flowing in the imaging region during the frame time T f to the volume of the sample in the actually imaged portion is k, the time of T f / k is the actual imaging of particles. Is the time (effective part).
The time obtained by excluding this time of T f / k from the time when the lamp light emission ready signal is turned off is the actual immovable time during which the light emission of the flash lamp is blocked for image capture, that is, a shaded line in the figure. The dead time is T dead .
It should be noted that k is a condition (flow velocity, size of image capturing range, etc.) of flowing the sample liquid in the flow cell and frame time T f.
It is decided by.
【0097】図3よりデッドタイムTdeadは次式で表さ
れる。From FIG. 3, the dead time T dead is expressed by the following equation.
【0098】[0098]
【数25】 [Equation 25]
【0099】(9)式において、時間tは粒子検出のタ
イミングによってランダムな分布をする値であるが、粒
子濃度が薄く粒子検出の間隔が長い場合、検出のタイミ
ングが1フィールド時間Tf/2中に一様に分布するも
のと考えられ、その平均値はTf/4に近づき、逆に粒
子濃度が濃く粒子検出の間隔が短い場合、検出のタイミ
ングが1フィールド時間Tf/2中に稠密に分布するも
のと考えられ、その平均値は0に近づく。tの平均値を
<t>とすると、デッドタイムの平均値<Tdead>は次
式のように表される。In the equation (9), the time t is a value that is randomly distributed depending on the particle detection timing. When the particle concentration is low and the particle detection interval is long, the detection timing is 1 field time T f / 2. It is thought that the average value approaches T f / 4, and conversely, when the particle concentration is high and the particle detection interval is short, the detection timing is within 1 field time T f / 2. It is considered to be densely distributed, and its average value approaches 0. Letting the average value of t be <t>, the average value of dead time <T dead > is expressed by the following equation.
【0100】[0100]
【数26】 [Equation 26]
【0101】一方、1つ前の粒子検出による撮像が終了
した時点、即ち図中フィールド信号の0の位置からCC
D転送信号の転送終了までの時間の平均値<Tread>
は、nの平均値、即ち粒子検出までの平均のフィールド
数を<n>として、On the other hand, when the image pickup by the previous particle detection is completed, that is, from the position of 0 of the field signal in the figure, CC
Average value of time until transfer end of D transfer signal <T read >
Is the average value of n, that is, the average number of fields until particle detection is <n>,
【0102】[0102]
【数27】 [Equation 27]
【0103】で表される。ここに、Tmは全測定に要し
た時間、ngは画像処理された画像数、即ち画像の枚数
である。It is represented by Here, T m is the time required for all measurements, and ng is the number of images that have been image-processed, that is, the number of images.
【0104】1回の画像取り込みによって生ずる上記デ
ッドタイムTdeadによる通過粒子の数え落としの割合は
平均で<Tdead>/<Tread>であるから、実際に画像
処理された全粒子数をNg、測定サンプル液中の全粒子
数をNmとすると、これらの関係は次式のようになる。Since the ratio of the number of passing particles counted down due to the dead time T dead generated by one-time image capturing is <T dead > / <T read >, the total number of particles actually image-processed is N. If g and the total number of particles in the measurement sample liquid are N m , these relationships are as follows.
【0105】[0105]
【数28】 [Equation 28]
【0106】この(12)式により測定サンプル液中の
全粒子数をNmを求めることができる。但し、1つの画
像中に複数種類の粒子が存在している時には、Nmはこ
れらを加えたものである。From this equation (12), N m can be obtained as the total number of particles in the measurement sample liquid. However, when a plurality of types of particles are present in one image, N m is the sum of these.
【0107】<Tread>は(11)式により容易に求め
ることができる。また、<Tdead>は、<t>がわかれ
ば(10)式より求められる。以下にその算出方法を説
明する。フローセルを通過する粒子を計数する統計事象
においては、ポアソンプロセスが仮定されるのが一般的
である。この仮定が成立する場合、1つの粒子が通過し
てから次の粒子が通過するまでの平均時間をTOとする
と<n>及び<t>は次のように表される。<T read > can be easily obtained by the equation (11). Further, <T dead > is obtained from the equation (10) if <t> is known. The calculation method will be described below. The Poisson process is commonly assumed in statistical events that count particles passing through a flow cell. If this assumption is satisfied, the average time from one particle passes until the next particle passes through a T O <n> and <t> is expressed as follows.
【0108】[0108]
【数29】 [Equation 29]
【0109】上記(14)式においてTO及び<n>が
わかれば<t>が求まる。まず、(11)式により<n
>を求め、この結果を(13)式に代入してTOについ
て解く。そして、このTOの解と先般(11)式により
求めた<n>の解を(14)式に代入すると<t>が求
まる。さらに、この<t>の値を(10)式に代入する
ことにより<Tdead>が求められる。If T o and <n> are known in the above equation (14), <t> can be obtained. First, according to equation (11), <n
> Look, solving for T O by substituting this result into equation (13). Then, substituting the solutions of <n> obtained by resolution with recent (11) of the T O to (14) is <t> obtained. Further, <T dead > is obtained by substituting the value of <t> into the equation (10).
【0110】上記のように<Tread>および<Tdead>
の値が測定条件により独立に求められるので、NmはNg
に関して一次式を解くだけで容易に知ることができる。As described above, <T read > and <T dead >
N m is equal to N g because the value of
Can be easily known by solving the linear equation for.
【0111】図2に戻り、粒子数計算部40において、
画像処理が1枚行われるごとに画像処理制御回路26か
ら処理画像数計数部41に信号が送られ、処理画像数計
数部41の計数値が1つずつ増加する。そして、測定終
了時には処理画像数計数部41に全計数値、即ち測定時
間中に画像処理された画像数ngが記憶されることにな
る。Returning to FIG. 2, in the particle number calculation unit 40,
Every time one image processing is performed, a signal is sent from the image processing control circuit 26 to the processed image number counting section 41, and the count value of the processed image number counting section 41 is incremented by one. At the end of the measurement, the processed image number counting unit 41 stores the total count value, that is, the number ng of images subjected to image processing during the measurement time.
【0112】また、測定条件データ部42には中央制御
部29からインターレース方式の撮像条件を含めた測定
条件データ、即ち前述のTf,Tm,kが入力され記憶さ
れる。Further, the measurement condition data section 42 receives and stores the measurement condition data including the interlaced imaging conditions, that is, the above-mentioned T f , T m and k from the central control section 29.
【0113】また、画像処理が1枚行われるごとに、特
徴抽出回路27及び識別回路28において画像処理され
た粒子数が中央制御部29を介して画像処理粒子数計数
部43に送られ、画像処理粒子数計数部43の計数値に
順次加算される。そして、測定終了時には画像処理粒子
数計数部43に画像処理された全粒子数Ngが記憶され
ることになる。Further, every time one image processing is performed, the number of particles image-processed in the feature extraction circuit 27 and the identification circuit 28 is sent to the image-processed particle number counting section 43 via the central control section 29, and the image is processed. It is sequentially added to the count value of the processed particle number counting unit 43. Then, at the end of the measurement, the total number of particles N g subjected to image processing is stored in the image processing particle number counting section 43.
【0114】粒子数計算回路44には上記した(10)
式から(14)式及びその計算手順が格納されており、
処理画像数計数部41のng、測定条件データ部42の
Tf,Tm,k、画像処理粒子数計数部43のNgの値が
入力され、(10)式から(14)式を用いてサンプル
液中の全粒子数Nmが計算される。The above-mentioned (10) is applied to the particle number calculation circuit 44.
Expression (14) and its calculation procedure are stored,
The values of ng of the processed image number counting unit 41, T f , T m , and k of the measurement condition data unit 42, and the value of N g of the image processed particle number counting unit 43 are input, and equation (10) is changed to equation (14). It is used to calculate the total number of particles N m in the sample liquid.
【0115】このようにして求められたサンプル液中の
全粒子数は中央制御部29に返される。そして、必要に
応じ、この全粒子数と、中央制御部29に記憶された測
定サンプル液の全体積及び1画像(顕微鏡1視野)当た
りのサンプル液の体積とを用いて、単位体積当たりの全
粒子数、即ち全粒子濃度及び顕微鏡1視野当たりの体積
に含まれる粒子数が計算される。さらに、複数種類の粒
子が存在する時には、識別回路28で得られた粒子の種
類別の存在比率を用いて、各種類の粒子の個数や粒子濃
度等が計算される。それらの結果は前述のように表示部
50に出力される。これらの計算は中央制御部29に備
えられた粒子濃度計算手段(図示せず)において行われ
る。The total number of particles in the sample liquid thus obtained is returned to the central controller 29. Then, if necessary, the total number of particles, the total volume of the measurement sample solution stored in the central control unit 29, and the volume of the sample solution per image (one field of view of the microscope) are used to determine the total volume per unit volume. The number of particles, that is, the total particle concentration and the number of particles contained in the volume per one field of the microscope are calculated. Further, when a plurality of types of particles are present, the number of particles of each type, particle concentration, etc. are calculated using the existence ratio of each type of particles obtained by the identification circuit 28. The results are output to the display unit 50 as described above. These calculations are performed by a particle concentration calculating means (not shown) provided in the central control unit 29.
【0116】以上のように本実施例によれば、<Tread
>の値及び<Tdead>の値を、画像処理された結果及び
インターレース方式の撮像条件を含む測定条件から求め
ることができるので、換算テーブルを作る複雑な手順を
必要とせずに上記<Tread>及び<Tdead>の比を用い
てNgとNmに関する一次式を解くだけでサンプル液中の
全粒子数Nmを容易に求めることができる。従って、例
えば粒子濃度の測定レンジが4〜5桁以上もある測定対
象サンプル液に対しても正しい粒子数が容易に求まり、
粒子濃度の広い範囲にわたって正確かつ高精度に複数種
類の粒子数や粒子濃度を求めることができる。また、測
定条件が変わったとしても、そのたびに換算テーブルを
書き換える必要もなく、計算に必要な値を変更するだけ
でNmを決定することができる。As described above, according to this embodiment, <T read
Since the value of <> and the value of <T dead > can be obtained from the measurement result including the image processing result and the imaging condition of the interlace method, the above-mentioned <T read can be performed without requiring a complicated procedure for creating a conversion table. The total number of particles N m in the sample solution can be easily obtained by only solving the linear equations relating to N g and N m using the ratio of> and <T dead >. Therefore, for example, the correct number of particles can be easily obtained even for a sample liquid to be measured having a particle concentration measuring range of 4 to 5 digits or more,
It is possible to accurately and accurately obtain the number of different types of particles and the particle concentration over a wide range of particle concentration. Further, even if the measurement conditions change, it is not necessary to rewrite the conversion table each time, and N m can be determined only by changing the value required for calculation.
【0117】また、上記のようにして求めた全粒子数と
予めわかっているサンプル液の全体積、及び1画像(顕
微鏡1視野)当たりのサンプル液の体積とにより、全粒
子濃度や1画像当たりの体積に含まれる粒子数を求める
ことができる。さらに、粒子の種類別の存在比率を基に
して、サンプル液中に存在する複数種類の粒子の粒子
数、及び複数種類の粒子の各粒子濃度を求めることがで
きる。Further, the total particle concentration and the per image are determined by the total number of particles obtained as described above, the total volume of the sample liquid known in advance, and the volume of the sample liquid per one image (one field of view of the microscope). The number of particles contained in the volume of can be calculated. Further, the number of particles of a plurality of types of particles existing in the sample liquid and the concentration of each of the plurality of types of particles can be obtained based on the existence ratio of each type of particles.
【0118】また、フラッシュランプ1が、パルス光束
発光のための最小の時間である1フィールド時間(Tf
/2)以下の周期でパルス光束を発生させる能力を有す
るので、1フレーム毎に1枚の粒子の画像を撮像する必
要があるときでも、画像を乱すことなく確実に1フレー
ム当たり1回のパルス光束を発生させてこれに対応させ
ることができる。In addition, the flash lamp 1 has a minimum field time (T f
/ 2) Since it has the ability to generate a pulsed light flux with a cycle of the following, even when it is necessary to capture an image of one particle per frame, one pulse per frame can be assured without disturbing the image. A luminous flux can be generated and dealt with.
【0119】また、偶数フィールド(e)及び奇数フィ
ールド(o)からのそれぞれの画像データを画像メモリ
25の所定のアドレスに記憶させるので、粒子検出のタ
イミングとの関係で画像取り込みがどちらのフィールド
から始まってもその後の画像処理がそれに対応して行わ
れ、フィールドの画像データが入れ替わって画像が乱れ
ることがない。Further, since the respective image data from the even field (e) and the odd field (o) are stored in a predetermined address of the image memory 25, which field is used for image capture in relation to the timing of particle detection. Even if it starts, the subsequent image processing is performed correspondingly, and the image data in the field is not replaced and the image is not disturbed.
【0120】次に、本発明によるフロー式粒子画像解析
方法及びフロー式粒子画像解析装置の他の実施例につい
て、図4を参照しながら説明する。本実施例のフロー式
粒子画像解析装置は、粒子数計算部で用いられる測定条
件データと粒子数計算回路に格納された計算式及びその
計算手順が異なること以外は、前述の実施例と同様であ
る。図4に示すように、粒子数計算部40aは、処理画
像計数部41、測定条件データ部42a、画像処理粒子
数計数部43、粒子数計算回路44aにより構成され
る。Next, another embodiment of the flow type particle image analysis method and flow type particle image analysis apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The flow-type particle image analysis device of the present embodiment is the same as the above-described embodiment, except that the measurement condition data used in the particle number calculation unit and the calculation formula and the calculation procedure stored in the particle number calculation circuit are different. is there. As shown in FIG. 4, the particle number calculation unit 40a includes a processed image counting unit 41, a measurement condition data unit 42a, an image processing particle number counting unit 43, and a particle number calculation circuit 44a.
【0121】以下、粒子数計算回路44aに格納された
サンプル液中の全粒子数の計算式及びその計算手順につ
いて説明する。前述のTO、即ち1つの粒子が通過して
から次の粒子が通過するまでの平均時間は、全測定に要
した時間Tmをサンプル液中の全粒子数Nmで割った値で
あるからTm/Nmでおきかえてもよい。このことを用い
て(10)式から(14)式をまとめることにより、測
定サンプル中に全粒子数Nmと、実際に画像処理された
全粒子Ngとの関係は次の式のようになる。The formula for calculating the total number of particles in the sample liquid stored in the particle number calculating circuit 44a and the calculation procedure will be described below. The above-mentioned T O , that is, the average time from the passage of one particle to the passage of the next particle is the value obtained by dividing the time T m required for all measurements by the total number of particles N m in the sample liquid. To T m / N m . Using these facts, by summarizing the equations (10) to (14), the relation between the total number of particles N m in the measurement sample and the actual image-processed total particles N g is expressed by the following equation. Become.
【0122】[0122]
【数30】 [Equation 30]
【0123】ここに、nfは全測定に要した時間Tm中の
全フレーム数である。この(15)式において、<n>
はNmによって変化する量であるが、この<n>は前述
の(11)式の関係から求められる。それ以外の値nf
とkは撮像条件及び測定条件で予め設定されている値で
あるから、NmはNgに関して一次式を解くだけで容易に
知ることができる。但し、上記nfは全測定に要した時
間Tmをフレーム時間Tfで割った値であるからTm/Tf
で置き換えることができる。Here, n f is the total number of frames in the time T m required for all measurements. In this equation (15), <n>
Is an amount that changes depending on N m , and this <n> is obtained from the relationship of the above-mentioned equation (11). Any other value n f
Since k and k are values preset in the imaging condition and the measurement condition, N m can be easily known by solving a linear equation with respect to N g . However, the above n f is a value obtained by dividing the time T m required for all the measurements by the frame time T f , so T m / T f
Can be replaced with
【0124】図4において、測定条件データ部42aに
は中央制御部29から測定条件データとして、フレーム
時間Tf中に撮像領域を流れるサンプル溶液の体積と実
際に撮像した部分のサンプルの体積との比k、及び全測
定に要した時間Tmの他、上記Tm中の全フレーム数nf
が入力され記憶される。処理画像計数部41及び画像処
理粒子数計数部43における動作は図2と同様で、画像
処理された画像数ng及び画像処理された全粒子数Ngが
それぞれ計数され記憶される。In FIG. 4, in the measurement condition data section 42a, as the measurement condition data from the central control unit 29, the volume of the sample solution flowing in the imaging region during the frame time T f and the volume of the sample of the portion actually imaged are recorded. The ratio k and the time T m required for all measurements, as well as the total number of frames n f in T m
Is input and stored. The operations in the processed image counting unit 41 and the image processed particle number counting unit 43 are the same as those in FIG. 2, and the image processed image number ng and the image processed total particle number Ng are respectively counted and stored.
【0125】粒子数計算回路44aには上記した(1
1)式及び(15)式及びその計算手順が格納されてお
り、処理画像数計数部41のng、測定条件データ部4
2aのnf,Tm,k、画像処理粒子数計数部43のNg
の値が入力され、(11)式及び(15)式を用いてサ
ンプル液中の全粒子数Nmが計算される。但し、上記nf
はTm/Tfで置き換えることができるので、nfに代え
てTfを中央制御部29から測定条件データ部42aを
介して粒子数計算回路44aに入力してもよい。この場
合は、(15)式でnfをTm/Tfに置き換えて計算さ
れる。The above-mentioned (1
The equations 1) and (15) and the calculation procedure thereof are stored, and n g of the processed image number counting unit 41 and the measurement condition data unit 4 are stored.
2 f n f , T m , k, N g of the image processing particle number counting unit 43
Is input, and the total number of particles N m in the sample liquid is calculated using the equations (11) and (15). However, the above n f
Can be replaced by T m / T f , so that T f instead of n f may be input from the central control unit 29 to the particle number calculation circuit 44a via the measurement condition data unit 42a. In this case, n f is replaced with T m / T f in the equation (15) for calculation.
【0126】このようにして求められたサンプル液中の
全粒子数は、中央制御部29に返され、中央制御部29
に備えられた粒子濃度計算手段(図示せず)において、
前述の実施例と同様に全粒子濃度、顕微鏡1視野当たり
の体積に含まれる粒子数、及び複数種類の粒子の個数や
粒子濃度等が計算される。それらの結果は表示部50に
出力される。The total number of particles in the sample liquid thus obtained is returned to the central control unit 29, and the central control unit 29
In the particle concentration calculation means (not shown) provided in
Similar to the above-described embodiment, the total particle concentration, the number of particles contained in the volume of one field of view of the microscope, the number of plural types of particles, the particle concentration, etc. are calculated. The results are output to the display unit 50.
【0127】以上のように本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られる他、計算の手順が簡単にな
り、サンプル液中の全粒子数Nmをさらに容易に求める
ことができる。As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained, the calculation procedure is simplified, and the total number of particles N m in the sample liquid can be obtained more easily. You can
【0128】尚、以上の実施例では、粒子数計算部40
または40aにおいて、サンプル液中の全粒子数Nmを
求め、これを中央制御部29に返して全粒子濃度、顕微
鏡1視野当たりの体積に含まれる粒子数、及び複数種類
の粒子数や粒子濃度等を求めたが、粒子数計算部40ま
たは40aにおいて上記全粒子濃度、顕微鏡1視野当た
りの体積に含まれる粒子数、及び複数種類の粒子数や粒
子濃度等を求めてもよい。この場合は、中央制御部29
より測定条件データ部42に入力する測定条件データと
して測定サンプル液の全体積や1画像(顕微鏡1視野)
当たりのサンプル液の体積を追加し、粒子数計算回路4
4または44aにおいてこれらの値とサンプル液中の全
粒子数Nmとを用いて計算すればよい。In the above embodiment, the particle number calculation unit 40
Alternatively, in 40a, the total number of particles N m in the sample liquid is obtained and returned to the central control unit 29, and the total particle concentration, the number of particles contained in the volume of one field of view of the microscope, and the number of particles and the particle concentration of a plurality of types are obtained. However, the total particle concentration, the number of particles contained in the volume per one field of view of the microscope, and the number and types of particles of a plurality of types may be calculated in the particle number calculation unit 40 or 40a. In this case, the central control unit 29
As the measurement condition data to be input to the measurement condition data section 42, the entire volume of the measurement sample liquid or one image (one field of view of the microscope)
Add the volume of sample solution per
4 or 44a may be calculated using these values and the total number of particles N m in the sample liquid.
【0129】また、本発明のフロー式粒子画像解析方法
及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及び分析
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、正常サンプルと異常サンプル
とで存在する粒子数は数桁以上違う場合があるが、上述
の粒子検出手段による検出と画像撮像手段及び粒子分析
手段による画像処理結果から、サンプル液中の全粒子数
を知ることができるので、粒子濃度が大きく異なる上記
のような場合でも分析しようとする種類の粒子数を正し
く求めることができる。The flow type particle image analysis method and flow type particle image analysis device of the present invention are present in biological samples and cells suspended in a liquid, blood cell components such as red blood cells and white blood cells in blood, or urine. It is effective in classifying and analyzing urinary sediment components. In particular, in counting the number of particles of the urinary sediment component in urine and classifying the particles, the number of particles present in a normal sample and an abnormal sample may differ by several digits or more. Since it is possible to know the total number of particles in the sample liquid from the image processing result by the image pickup means and the particle analysis means, it is possible to correctly obtain the number of particles of the kind to be analyzed even in the above cases where the particle concentrations are greatly different. it can.
【0130】また、以上の実施例では、フローセル中を
連続して流れているサンプル液に含まれている粒子の静
止画像を得、その画像処理を行う場合について述べた
が、顕微鏡下で連続して移動しているスライド標本の粒
子画像解析にこの方法を応用することもできる。さら
に、粒子検出手段におい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の
散乱光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などにより粒子を検出する方法
を利用することもできる。In the above embodiments, the case where a still image of particles contained in the sample liquid continuously flowing in the flow cell is obtained and the image processing is performed is described. This method can also be applied to particle image analysis of moving slide specimens. Furthermore, the case where the laser light flux from the semiconductor laser is used as the detection light in the particle detection means and the scattered light of the laser light flux scattered by the particles is used has been described, but the present invention is not limited to this, and fluorescence or transmitted light from the particles is used. You can also do 1
A method of detecting particles by a three-dimensional image sensor or a method of detecting particles by a change in electric resistance due to passage of particles can also be used.
【0131】[0131]
【発明の効果】本発明によれば、1つ前の粒子検出によ
る撮像が終了した時点から次の粒子検出による撮像が終
了するまでの時間の平均値<Tread>と画像の取り込み
のためにパルス光の発光が阻止される不動時間の平均値
<Tdead>とを測定条件から求めることができるので、
換算テーブルを作る必要なく一次式を解くだけでサンプ
ル液中の全粒子数Nmを容易に求めることができる。従
って、測定レンジの大きなサンプル液に対しても正しい
粒子数が容易に求まり、粒子濃度の広い範囲にわたって
正確かつ高精度に複数種類の粒子数や粒子濃度を求める
ことができる。また、測定条件が変わったとしても、そ
のたびに換算テーブルを書き換える必要もない。According to the present invention, the average value <T read > of the time from the end of the image pickup by the previous particle detection to the end of the image pickup by the next particle detection and the acquisition of the image Since the average value of immovable time <T dead > at which the emission of pulsed light is blocked can be obtained from the measurement conditions,
The total number of particles N m in the sample liquid can be easily obtained only by solving the linear equation without making a conversion table. Therefore, the correct number of particles can be easily obtained even for a sample solution having a large measurement range, and a plurality of types of particles and particle concentrations can be obtained accurately and highly accurately over a wide range of particle concentrations. Further, even if the measurement conditions change, it is not necessary to rewrite the conversion table each time.
【0132】また、この全粒子数と、予めわかっている
サンプル液の全体積、1画像(顕微鏡1視野)当たりの
サンプル液の体積、及び粒子の種類別の存在比率を用い
て、全粒子濃度、1画像当たりの体積に含まれる粒子
数、及びサンプル液中に存在する複数種類の粒子数やそ
れらの粒子濃度を求めることができる。The total particle concentration, the total volume of the sample solution, the volume of the sample solution per image (one field of view of the microscope), and the abundance ratio of each type of particle are used to determine the total particle concentration. It is possible to obtain the number of particles contained in the volume per image, the number of plural kinds of particles existing in the sample liquid, and their particle concentrations.
【0133】また、パルス光源が、フレーム時間の1/
2以下の周期でパルス光束を発生させる能力を有するの
で、画像を乱すことなく最低1フレーム当たり1回のパ
ルス光束を発生させることができる。Further, the pulse light source is 1 / of the frame time.
Since it has the ability to generate a pulsed light flux at a cycle of 2 or less, it is possible to generate a pulsed light flux at least once per frame without disturbing the image.
【0134】また、偶数フィールド及び奇数フィールド
から転送されたそれぞれの画像データを画像メモリの所
定のアドレスに記憶させるので、粒子検出のタイミング
との関係で画像取り込みがどちらのフィールドから始ま
っても画像が乱れることがない。Further, since the image data transferred from the even field and the image data transferred from the odd field are stored in a predetermined address of the image memory, no matter which field the image capture starts in relation to the timing of particle detection, the image will be displayed. Not disturbed.
【0135】従って、本発明によれば、粒子濃度の広い
範囲にわたってサンプル液中の粒子の数や粒子濃度を容
易に求めることができ、それらの種類別分布を正確かつ
高精度に求めることができる。Therefore, according to the present invention, the number of particles in the sample liquid and the particle concentration can be easily obtained over a wide range of the particle concentration, and their kind-based distributions can be obtained accurately and highly accurately. .
【図1】本発明によるフロー式粒子画像処理方法及びフ
ロー式粒子画像処理装置の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a flow type particle image processing method and a flow type particle image processing apparatus according to the present invention.
【図2】粒子分析手段における粒子数計算部の構成及び
その周辺のデータのやりとりを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a particle number calculation unit in a particle analysis unit and an exchange of data around the particle number calculation unit.
【図3】TVカメラにおけるインターレース方式の撮像
条件、粒子検出のタイミング及びフラッシュランプの発
光タイミング等を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing an interlaced imaging condition, particle detection timing, flash lamp emission timing, and the like in a TV camera.
【図4】本発明によるフロー式粒子画像処理方法及びフ
ロー式粒子画像処理装置の他の実施例を示す図であっ
て、粒子分析手段における粒子数計算部の構成及びその
周辺のデータのやりとりを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the flow-type particle image processing method and the flow-type particle image processing device according to the present invention, showing the configuration of the particle number calculation unit in the particle analysis means and the exchange of data around it. FIG.
1 フラッシュランプ 1a フラッシュランプ駆動回路 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 14 レーザ光束 15 半導体レーザ 17 シリンドリカルレンズ 19 微小反射鏡 22 光検出器 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 40,40a 粒子数計算部 41,41a 処理画像計数部 42 測定条件データ部 43 画像処理粒子数計数部 44,44a 粒子数計算回路 50 表示部 100 フローセル 101 画像撮像手段 102 粒子分析手段 103 粒子検出手段 110 サンプル流れ Ng 画像処理された全粒子数 Nm サンプル液中の全粒子数 ng 画像処理された画像数 Tm 全測定に要した時間 Tf インターレース方式におけるフレーム時間 nf 測定に要した時間中の全フレーム数 k Tf中に撮像領域を流れる体積と実際に撮像した部
分の体積との比1 Flash Lamp 1a Flash Lamp Driving Circuit 3 Microscope Condenser Lens 5 Microscope Objective Lens 8 TV Camera 14 Laser Beam 15 Semiconductor Laser 17 Cylindrical Lens 19 Micro Reflector 22 Photodetector 23 Flash Lamp Lighting Control Circuit 24 AD Converter 25 Image Memory 26 Image processing control circuit 27 Feature extraction circuit 28 Discrimination circuit 29 Central control unit 40, 40a Particle number calculation unit 41, 41a Processed image counting unit 42 Measurement condition data unit 43 Image processing particle number counting unit 44, 44a Particle number calculation circuit 50 Display Part 100 Flow cell 101 Image capturing means 102 Particle analyzing means 103 Particle detecting means 110 Sample flow N g Total number of particles image-processed N m Total number of particles in sample solution n g Number of image-processed images T m Required for all measurements Time T f Inter Frame time in the race system n f Total number of frames in time required for measurement k T f Ratio of the volume flowing in the imaging region to the volume of the actually imaged part during T f
Claims (14)
ルに流し、前記フローセル中の画像取り込み領域を前記
粒子が通過することを検出し、その検出に基づいてパル
ス光源よりパルス光を発光させて前記フローセルに照射
し、前記フローセル中の通過粒子の静止画像をインター
レース方式により取り込み、得られた静止画像を画像処
理し該サンプル液中の粒子の分析を行うフロー式粒子画
像解析方法において、 画像処理された全粒子数をNg、1つ前の粒子検出によ
る撮像が終了した時点から次の粒子検出による撮像が終
了する時点までの時間の平均値を<Tread>、画像の取
り込みのために前記パルス光の発光が阻止される不動時
間の平均値を<Tdead>として、 【数1】 によりサンプル液中の全粒子数Nmを求めることを特徴
とするフロー式粒子画像解析方法。1. A sample solution in which particles are suspended is flown into a flow cell, it is detected that the particles pass through an image capturing area in the flow cell, and pulse light is emitted from a pulse light source based on the detection. In the flow-type particle image analysis method of irradiating the flow cell, capturing a still image of passing particles in the flow cell by an interlace method, performing image processing on the obtained still image, and analyzing particles in the sample liquid, image processing The total number of particles is N g , the average value of the time from the time when the imaging by the previous particle detection is finished to the time when the imaging by the next particle detection is finished is <T read >, for capturing the image. Let <T dead > be the average value of the immovable time during which the emission of the pulsed light is blocked, and A flow-type particle image analysis method, characterized in that the total number of particles N m in the sample liquid is calculated by
要した時間をTmとして、 【数2】 により前記<Tread>を求めることを特徴とする請求項
1記載のフロー式粒子画像解析方法。2. The number of image-processed images is n g , and the time required for all measurements is T m , where The flow-type particle image analysis method according to claim 1, wherein the <T read > is obtained by
要した時間をTm、前記インターレース方式におけるフ
レーム時間をTfとして、 【数3】 により粒子検出までの平均のフィールド数<n>を求
め、前記<n>及び前記Tfから、ポアソンプロセスに
よる統計事象に基づく第1の式 【数4】 により1つの粒子が通過してから次の粒子が通過するま
での平均時間T0を求め、前記T0、前記Tf、及び前記
<n>から、ポアソンプロセスによる統計事象に基づく
第2の式 【数5】 により、n番目のフィールド信号が出てから前記パルス
光が発光するまでの時間の平均<t>を求め、前記Tf
中に画像取り込み領域を流れるサンプル液の体積と実際
に撮像した部分のサンプル液の体積との比をkとして、
前記<t>及び前記Tfから、 【数6】 により、前記<Tdead>を求めることを特徴とする請求
項1記載のフロー式粒子画像解析方法。3. The number of image-processed images is n g , the time required for all the measurements is T m , and the frame time in the interlace method is T f , The average number of fields <n> until particle detection is obtained by the following equation, and from the above <n> and T f , the first equation based on statistical events by the Poisson process The average time T 0 from the passage of one particle to the passage of the next particle is calculated by the following equation , and from the T 0 , the T f , and the <n>, the second equation based on the statistical event by the Poisson process is obtained. [Equation 5] The average time from out n-th field signal to said pulse light is emitted seek <t>, wherein T f
Let k be the ratio of the volume of the sample liquid flowing in the image capturing area to the volume of the sample liquid in the portion actually imaged,
From the <t> and the T f , The flow-type particle image analysis method according to claim 1, wherein the <T dead > is obtained.
ルに流し、前記フローセル中の画像取り込み領域を前記
粒子が通過することを検出し、その検出に基づいて光源
よりパルス光を発光させて前記フローセルに照射し、前
記フローセル中の通過粒子の静止画像をインターレース
方式により取り込み、得られた静止画像を画像処理し該
サンプル液中の粒子の解析を行うフロー式粒子画像解析
方法において、 画像処理された画像数をng、全測定に要した時間を
Tm、前記インターレース方式におけるフレーム時間を
Tfとして、 【数7】 により粒子検出までの平均のフィールド数<n>を求
め、前記Tf中に画像取り込み領域を流れるサンプル液
の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積との比
をk、画像処理された全粒子数をNg、前記Tm中の全フ
レーム数をnfとして、前記<n>から、 【数8】 によりサンプル液中の全粒子数Nmを求めることを特徴
とするフロー式粒子画像解析方法。4. A sample solution in which particles are suspended is flown into a flow cell, it is detected that the particles pass through an image capturing area in the flow cell, and pulse light is emitted from a light source based on the detection, and the light is emitted. In a flow type particle image analysis method of irradiating a flow cell, capturing a still image of passing particles in the flow cell by an interlace method, and processing the obtained still image to analyze particles in the sample liquid, image processing is performed. The number of images is n g , the time required for all measurements is T m , and the frame time in the interlace method is T f. The average number of fields <n> up to particle detection was obtained by means of k, and the ratio of the volume of the sample liquid flowing through the image capturing area during T f to the volume of the sample liquid of the actually imaged portion was subjected to image processing. Letting N g be the total number of particles and n f be the total number of frames in T m , from <n>, A flow-type particle image analysis method, characterized in that the total number of particles N m in the sample liquid is calculated by
りにTfを用いてサンプル液中の全粒子数Nmを求めるこ
とを特徴とする請求項4記載のフロー式粒子画像解析方
法。5. substituting T m / T f to the n f, the flow of claim 4, wherein the using the T f instead of n f seek total particle number N m of the sample liquid Particle image analysis method.
び1画像当たりのサンプル液の体積により、全粒子濃度
及び1画像当たりの体積に含まれる粒子数を求め、さら
に粒子の種類別の存在比率により、サンプル液中に存在
する複数種類の粒子の各粒子数、及び複数種類の粒子の
各粒子濃度を求めることを特徴とする請求項1または4
記載のフロー式粒子画像解析方法。6. The total particle concentration and the number of particles contained in the volume per image are obtained from the total number of particles, the total volume of the sample liquid, and the volume of the sample liquid per image, and further, it is determined according to the type of particles. The number of particles of a plurality of types of particles existing in the sample liquid and the concentration of each particle of a plurality of types of particles are determined from the abundance ratio.
The flow-type particle image analysis method described.
るフローセルと、前記フローセル中の画像取り込み領域
を前記粒子が通過することを検出する粒子検出手段と、
前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス光束を前
記フローセルに照射するパルス光源を有し前記パルス光
束に基づく通過粒子の静止画像をインターレース方式に
より取り込む画像撮像手段と、得られた静止画像を画像
処理し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子分析手段
とを備えるフロー式粒子画像解析装置において、 前記粒子分析手段は、画像処理された画像数ngを計数
する処理画像計数部と、画像処理された全粒子数Ngを
計数する画像処理粒子数計数部と、全測定に要した時間
Tm、前記Tm中の全フレーム数nf、及び前記インター
レース方式におけるフレーム時間中に画像取り込み領域
を流れるサンプル液の体積と実際に撮像した部分のサン
プル液の体積との比kを記憶する測定条件データ部と、
前記ng、前記Ng、前記Tm、前記nf、及び前記kを入
力しサンプル液中の全粒子数Nmを求める粒子数計算回
路とを有することを特徴とするフロー式粒子画像解析装
置。7. A flow cell to which a sample liquid in which particles are suspended is supplied, and a particle detection means for detecting passage of the particles through an image capturing area in the flow cell,
An image capturing unit that has a pulse light source that irradiates the flow cell with a pulsed light flux based on the detection by the particle detection unit and captures a still image of passing particles based on the pulsed light flux by an interlace method, and image processing the obtained still image. In a flow-type particle image analysis device comprising a particle analysis means for analyzing particles in the sample liquid, the particle analysis means includes a processed image counting section for counting the number of image-processed images ng , and an image processing means. An image processing particle number counting section for counting the total number of particles N g , a time T m required for all measurements, a total number of frames n f in the T m , and an image capturing area during a frame time in the interlace method. A measurement condition data section that stores a ratio k of the volume of the sample liquid flowing through the sample liquid to the volume of the sample liquid of the actually imaged portion,
A particle number calculation circuit for calculating the total particle number N m in the sample liquid by inputting the n g , the N g , the T m , the n f , and the k. apparatus.
るフローセルと、前記フローセル中の画像取り込み領域
を前記粒子が通過することを検出する粒子検出手段と、
前記粒子検出手段による検出に基づいてパルス光束を前
記フローセルに照射するパルス光源を有し前記パルス光
束に基づく通過粒子の静止画像をインターレース方式に
より取り込む画像撮像手段と、得られた静止画像を画像
処理し該サンプル液中の粒子の分析を行う粒子分析手段
とを備えるフロー式粒子画像解析装置において、 前記粒子分析手段は、画像処理された画像数ngを計数
する処理画像計数部と、画像処理された全粒子数Ngを
計数する画像処理粒子数計数部と、全測定に要した時間
Tm、前記インターレース方式におけるフレーム時間
Tf、及び前記Tf中に画像取り込み領域を流れるサンプ
ル液の体積と実際に撮像した部分のサンプル液の体積と
の比kを記憶する測定条件データ部と、前記ng、前記
Ng、前記T m、前記Tf、及び前記kを入力しサンプル
液中の全粒子数Nmを求める粒子数計算回路とを有する
ことを特徴とするフロー式粒子画像解析装置。8. A sample liquid in which particles are suspended is supplied.
Flow cell and image capturing area in the flow cell
Particle detection means for detecting that the particles pass through,
Based on the detection by the particle detection means,
The pulsed light having a pulsed light source for irradiating the flow cell
Interlaced still images of passing particles based on bundles
Image capturing means that captures more and the obtained still image
Particle analysis means for processing and analyzing particles in the sample liquid
In the flow-type particle image analysis device including:gCounting
A processed image counting unit for performing the image processing, and the total number N of particles subjected to image processinggTo
Image processing particle number counting section to count and time required for all measurements
Tm, Frame time in the interlace method
Tf, And the above TfA sump that flows through the image capture area inside
Volume of the sample solution and the volume of the sample solution of the part actually imaged
A measurement condition data section for storing a ratio k ofg, The above
Ng, Said T m, Said Tf, And input k and sample
Total number of particles in liquid NmAnd a particle number calculation circuit for obtaining
A flow type particle image analysis device characterized by the above.
方式におけるフレーム時間の1/2以下の周期でパルス
光束を発生させる能力を有することを特徴とする請求項
7または8記載のフロー式粒子画像解析装置。9. The flow type particle image analyzer according to claim 7, wherein the pulsed light source has a capability of generating a pulsed light flux at a cycle of 1/2 or less of a frame time in the interlace method. .
ース方式の画像撮像手段における偶数フィールドから転
送された画像データと奇数フィールドから転送された画
像データとをそれぞれ所定のアドレスに記憶させる画像
メモリをさらに有することを特徴とする請求項7または
8記載のフロー式粒子画像解析装置。10. The particle analysis means further comprises an image memory for storing image data transferred from an even field and image data transferred from an odd field in the interlaced image pickup means at respective predetermined addresses. The flow type particle image analysis device according to claim 7 or 8, characterized in that.
1画像当たりのサンプル液の体積、及び粒子の種類別の
存在比率により、全粒子濃度、1画像当たりの体積に含
まれる粒子数、サンプル液中に存在する複数種類の粒子
の各粒子数、及び複数種類の粒子の各粒子濃度を求める
粒子濃度計算手段をさらに備えることを特徴とする請求
項7または8記載のフロー式粒子画像解析装置。11. The total number of particles, the total volume of the sample liquid,
The total particle concentration, the number of particles contained in the volume per image, the number of particles of a plurality of kinds of particles existing in the sample liquid, and the volume of the sample liquid per image and the existence ratio of each type of particles, and 9. The flow-type particle image analysis device according to claim 7, further comprising a particle concentration calculation unit that calculates each particle concentration of a plurality of types of particles.
あることを特徴とする請求項7から11のうちいずれか
1項記載のフロー式粒子画像解析装置。12. The flow-type particle image analyzer according to claim 7, wherein the particles in the sample liquid are biological cells.
在する血球成分であることを特徴とする請求項7から1
1のうちいずれか1項記載のフロー式粒子画像解析装
置。13. The particles in the sample liquid are blood cell components present in blood, according to claim 7.
1. The flow type particle image analysis device according to any one of 1.
する尿沈渣成分であることを特徴とする請求項7から1
1のうちいずれか1項記載のフロー式粒子画像解析装
置。14. The sample liquid according to claim 7, which is urine or a urinary sediment component present in urine.
1. The flow type particle image analysis device according to any one of 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU712853B2 (en) * | 1995-12-27 | 1999-11-18 | Ken Ishihara | Noninvasive blood analyzer |
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JPH0565326U (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-31 | 良治 中島 | Casket |
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1993
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