(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を含む試料流を形成するフローセルと、
前記試料流に光を照射するための第一および第二光源と、
前記第一および第二光源からの光を前記試料流に導く照射光学系と、
前記フローセルを介して前記照射光学系とは反対側に配置され、かつ前記照射光学系から出射する光の光路上に配置される遮光部材と、
前記遮光部材によって前記第一光源からの直接光が遮光された位置に配置され、前記第一光源からの光によって前記試料流中の粒子からの前方散乱光を検出する検出部と、
前記検出部からの信号に基づき粒子の特徴パラメータを取得する制御部と、
前記遮光部材によって前記第二光源からの直接光の少なくとも一部が遮光された位置に配置され、前記第二光源からの光によって前記試料流中の粒子を撮像する撮像部と、を備えた粒子分析装置。
【請求項２】
前記照射光学系は、前記遮光部材によって前記第二光源からの直接光が部分的に遮光されるように構成されている、請求項１に記載の粒子分析装置。
【請求項３】
前記第一光源からの光を前記照射光学系に入射させる第一光学系と、
前記第二光源からの光を前記照射光学系に入射させる第二光学系と、を備える請求項１または２に記載の粒子分析装置。
【請求項４】
前記第一光学系は、前記第一光源からの光を、前記試料流に垂直及び平行な方向において平行光として前記照射光学系に入射させ、
前記第二光学系は、前記第二光源からの光を、前記試料流に垂直な方向において平行光として、前記試料流に平行な方向において収束光として前記照射光学系に入射させる請求項３に記載の粒子分析装置。
【請求項５】
前記照射光学系は、前記第一光学系からの光を、前記試料流に垂直な方向において前記遮光部材が配置される位置に、前記試料流に平行な方向において前記試料流にそれぞれ集光し、前記第二光学系からの光を、前記試料流に垂直な方向及び平行な方向において前記遮光部材が配置される位置にそれぞれ集光する請求項３又は４に記載の粒子分析装置。
【請求項６】
前記第二光学系及び前記照射光学系は、それぞれ少なくとも１つのシリンドリカルレンズを含む請求項３から５のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【請求項７】
前記試料流中の粒子からの側方散乱光を検出する第二検出部と、
前記試料流中の粒子からの蛍光を検出する第三検出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部、前記第二検出部、及び前記第三検出部からの信号に基づき粒子の特徴パラメータを取得する請求項１から６のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【請求項８】
前記制御部は、特徴パラメータを取得した粒子が対象粒子である場合に当該粒子を照明するよう前記第二光源を制御する請求項１から７のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【請求項９】
記憶部をさらに備え、
前記制御部は、粒子の特徴パラメータと当該粒子の画像を対応付けて前記記憶部に記憶する請求項１から８のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【請求項１０】
表示部をさらに備え、
前記制御部は、粒子の特徴パラメータと当該粒子の画像のうち少なくとも一方を表示するよう前記表示部を制御する請求項１から９のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【請求項１１】
前記試料流中の粒子が細胞である請求項１から１０のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローセルを流れる粒子を含む測定試料に光を照射し、その測定試料中の粒子から生じる光を利用して当該粒子を分析する粒子分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粒子を含む試料液をシース液で包むことで試料流を形成するシースフローセルと、試料流に光を照射する連続光源及びパルス光源と、連続光源により光を照射されることで粒子から生じる前方散乱光や蛍光を検出する検出器と、パルス光源により照明された粒子の画像を撮像するビデオカメラとを備え、検出器によって検出した前方散乱光や蛍光の信号に基づき粒子の特徴パラメータを取得する粒子測定装置が開示されている。
【０００３】
この粒子測定装置において、連続光源からの光及びパルス光源からの光は、シースフローセルに対して互いに直交するように照射されている。また、この粒子測定装置において、連続光源からの光がフローセルの上流側において粒子に照射され、パルス光源からの光がフローセルの下流側において粒子に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０５８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記粒子測定装置においては、撮像対象の粒子が、光を透過する粒子、例えば細胞の場合には画像のコントラストが低くなってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、光を透過する粒子であってもコントラストが高い画像の取得と、少なくとも前方散乱光に基づく粒子の特徴パラメータの取得が可能な粒子分析装置を提供することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の観点にかかる粒子分析装置は、粒子を含む試料流を形成するフローセルと、試料流に光を照射するための第一及び第二光源と、第一及び第二光源からの光を試料流に導く照射光学系と、フローセルを介して照射光学系とは反対側に配置され、かつ照射光学系から出射する光の光路上に配置される遮光部材と、遮光部材によって第一光源からの直接光が遮光され位置に配置され、第一光源からの光によって試料流中の粒子からの前方散乱光を検出する検出部と、検出部からの信号に基づき粒子の特徴パラメータを取得する制御部と、遮光部材によって第二光源からの直接光の少なくとも一部が遮光された位置に配置され、第二光源からの光によって試料流中の粒子を撮像する撮像部と、を備える。
【０００８】
上記構成によれば、粒子からの前方散乱光を検出するための第一光源及び粒子画像を撮像するための第二光源からの光が、単一の照射光学系によって試料流に照射される。さらに、上記構成によれば、照射光学系により試料流に照射された第一光源からの直接光が遮光部材によって遮られるため、検出部に直接光が入り込まない。そのため、少なくとも前方散乱光に基づく粒子の特徴パラメータを取得することができる。さらに、照射光学系により試料流に照射された第二光源からの直接光の少なくとも一部は遮光部材によって遮られる。直接光がカットアウトされた状態（暗視野照明）において粒子の画像を撮像するため、直接光を遮光しない状態（明視野照明）において撮像された画像に比べてバックグラウンドが黒くなり、光を透過する粒子であってもコントラストの高い画像を撮像することができる。したがって、上記構成によれば、光を透過する粒子であっても、コントラストが高い画像の取得と、少なくとも前方散乱光に基づく粒子の特徴パラメータの取得が可能である。さらに、上記構成によれば、粒子の特徴パラメータを取得するための系と粒子の画像を撮像するための系で、光学系のほとんどの部分を共通化することができ、光学系の小型化が可能である。
【０００９】
上記構成において、照射光学系は、遮光部材によって第二光源からの直接光が部分的に遮光されるように構成されていてもよい。
【００１０】
上記構成において、第一光源からの光を照射光学系に入射させる第一光学系と、第二光源からの光を照射光学系に入射させる第二光学系と、を備えていてもよい。
【００１１】
また、上記構成において、第一光学系は、第一光源からの光を、試料流に垂直及び平行な方向において平行光として照射光学系に入射させ、第二光学系は、第二光源からの光を、試料流に垂直な方向において平行光として、試料流に平行な方向において収束光として照射光学系に入射させてもよい。なお、ここで、第一光源からの光を、試料流に垂直及び平行な方向において平行光として照射光学系に入射させるとは、第一光源からの光を、試料流に垂直な方向から見ても、試料流に平行な方向から見ても、平行に照射光学系に入射させることである。また、第二光源からの光を、試料流に垂直な方向において平行光として、試料流に平行な方向において収束光として照射光学系に入射させるとは、第二光源からの光を、試料流に垂直な方向から見て平行に、試料流に平行な方向から見て収束させて照射光学系に入射させることである。
【００１２】
また、上記構成において、照射光学系は、第一光学系からの光を、試料流に垂直な方向において遮光部材が配置される位置に、試料流に平行な方向において試料流にそれぞれ集光し、第二光学系からの光を、試料流に垂直な方向及び平行な方向において遮光部材が配置される位置にそれぞれ集光してもよい。
【００１３】
また、上記構成において、第二光学系及び照射光学系は、それぞれ少なくとも１つのシリンドリカルレンズを含んでいてもよい。
【００１４】
また、上記構成において、試料流中の粒子からの側方散乱光を検出する第二検出部と、
試料流中の粒子からの側方蛍光を検出する第三検出部と、をさらに備え、制御部は、検出部、第二検出部、及び第三検出部からの信号に基づき粒子の特徴パラメータを取得してもよい。
【００１５】
また、上記構成において、制御部は、特徴パラメータを取得した粒子が対象粒子である場合に当該粒子を照明するよう第二光源を制御してもよい。
【００１６】
また、上記構成において、記憶部をさらに備え、制御部は、粒子の特徴パラメータと当該粒子の画像を対応付けて記憶部に記憶してもよい。
【００１７】
また、上記構成において、表示部をさらに備え、制御部は、粒子の特徴パラメータと当該粒子の画像のうち少なくとも一方を表示するよう表示部を制御してもよい。
【００１８】
また、上記構成において、試料流中の粒子が細胞であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の粒子分析装置によれば、光を透過する粒子であってもコントラストが高い画像の取得と、少なくとも前方散乱光に基づく粒子の特徴パラメータの取得が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる細胞分析装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる細胞分析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかるシステム制御部を構成するパソコンのブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかる光学検出部の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態にかかる光学検出部の構成を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる第一光源にかかる光学系の側面図である。
【図７】本発明の一実施の形態にかかる第一光源にかかる光学系の平面図である。
【図８】本発明の一実施の形態にかかる第二光源にかかる光学系の側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態にかかる第二光源にかかる光学系の平面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態にかかる撮像部及び検出部にかかる光学系の平面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態にかかる遮光板の構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態にかかるシステム制御部のＣＰＵによる処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施の形態にかかるシステム制御部のＣＰＵによる細胞分析処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施の形態にかかる表示部の画面構成の一例を示す概略図である。
【図１５】本発明の第一及び第二実施形態にかかる光学系の構成を示した図である。
【図１６】細胞を撮像して得られた画像である。
【図１７】細胞を撮像して得られた画像である。
【図１８】細胞を撮像して得られた画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態にかかる粒子分析装置について説明する。上記粒子分析装置は、患者から採取した細胞を含む測定試料をフローセルに流し、このフローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射し、測定試料からの光（前方散乱光、側方蛍光等）を検出・分析することで、上記細胞に癌細胞や異型細胞（以下、これらを「異常細胞」ともいう）が含まれているか否かを判断する細胞分析装置である。具体的には、子宮頸部の上皮細胞を用いて子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられる。
［細胞分析装置の全体構成］
図１は、細胞分析装置１０の斜視図である。細胞分析装置１０は、試料の測定等を行う装置本体１２と、この装置本体１２に接続され、測定結果の分析等を行うシステム制御部１３とを備えている。
【００２２】
図２は、細胞分析装置１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、細胞分析装置１０の装置本体１２は、測定試料から細胞や核のサイズ等の情報を検出し、細胞の画像を撮像するための光学検出部３と、信号処理回路４と、画像処理回路５と、測定制御部１６と、モータ、アクチュエータ、バルブ等の駆動部１７と、各種センサ１８と、を備えている。信号処理回路４は、光学検出部３の出力をプリアンプ（図示せず）により増幅したものに対して増幅処理やフィルタ処理等を行うアナログ信号処理回路と、アナログ信号処理回路の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、デジタル信号に対して所定の波形処理を行うデジタル信号処理回路とを備えている。
【００２３】
また、測定制御部１６がセンサ１８の信号を処理しつつ駆動部１７の動作を制御することにより、測定試料の吸引や測定が行われる。子宮頸癌をスクリーニングする場合、測定試料としては、患者（被検者）の子宮頸部から採取した細胞（上皮細胞）に遠心（濃縮）、希釈（洗浄）、攪拌（タッピング）、ＰＩ染色等の公知の処理を施して調製されたものを用いることができる。調製された測定試料は試験管に収容され、装置本体１２のピペット（図示せず）下方位置に設置され、ピペットにより吸引されてシース液とともにフローセルに供給され、フローセルにおいて試料流が形成される。上記ＰＩ染色は、色素を含んでいる蛍光染色液であるヨウ化プロピジウム（ＰＩ）により行われる。ＰＩ染色では核に選択的に染色が施されるため、核からの蛍光が検出可能となる。
【００２４】
［測定制御部の構成］
測定制御部１６は、マイクロプロセッサ２０、記憶部２１、Ｉ／Ｏコントローラ２２、センサ信号処理部２３、駆動部制御ドライバ２４、及び外部通信コントローラ２５等を備えている。記憶部２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、ＲＯＭには、駆動部１７を制御するための制御プログラム、及び、制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。マイクロプロセッサ２０は、制御プログラムをＲＡＭにロードし、又はＲＯＭから直接実行することが可能である。
【００２５】
マイクロプロセッサ２０には、センサ１８からの信号がセンサ信号処理部２３及びＩ／Ｏコントローラ２２を通じて伝達される。マイクロプロセッサ２０は、制御プログラムを実行することにより、センサ１８からの信号に応じて、Ｉ／Ｏコントローラ２２及び駆動部制御ドライバ２４を介して駆動部１７を制御することができる。
【００２６】
マイクロプロセッサ２０が処理したデータや、マイクロプロセッサ２０の処理に必要なデータは、外部通信コントローラ２５を介してシステム制御部１３等の外部の装置との間で送受信される。
【００２７】
［システム制御部の構成］
図３は、システム制御部１３のブロック図である。システム制御部１３は、パーソナルコンピュータ等からなり、本体２７と、表示部２８と、入力部２９とから主に構成されている。本体２７は、ＣＰＵ２７ａと、ＲＯＭ２７ｂと、ＲＡＭ２７ｃと、ハードディスク２７ｄと、読出装置２７ｅと、入出力インターフェース２７ｆと、画像出力インターフェース２７ｇと、から主に構成されている。これらの間は、バス２７ｈによって通信可能に接続されている。
【００２８】
ＣＰＵ２７ａは、ＲＯＭ２７ｂに記憶されているコンピュータプログラム及びＲＡＭ２７ｃにロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。ＲＯＭ２７ｂは、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等によって構成されており、ＣＰＵ２７ａに実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が格納されている。ＲＡＭ２７ｃは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等によって構成されている。ＲＡＭ２７ｃは、ＲＯＭ２７ｂ及びハードディスク２７ｄに記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ２７ａの作業領域として利用される。
【００２９】
ハードディスク２７ｄは、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、ＣＰＵ２７ａに実行させるための種々のコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。例えば、ハードディスク２７ｄには、米マイクロソフト社が製造販売するＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等のグラフィカルユーザーインターフェース環境を提供するオペレーティングシステムがインストールされている。また、凝集粒子と非凝集粒子とを判別するためのコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムの実行に用いるデータが、ハードディスク２７ｄにインストールされている。
【００３０】
また、ハードディスク２７ｄには、細胞分析装置１０の測定制御部１６への測定オーダ（動作命令）の送信、装置本体１２で測定した測定結果の受信及び処理、処理した分析結果の表示等を行う操作プログラムがインストールされている。この操作プログラムは、上記オペレーティングシステム上で動作するものとしている。
【００３１】
読出装置２７ｅは、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等によって構成されており、可搬型記録媒体に記録されたコンピュータプログラム又はデータを読み出すことができる。入出力インターフェース２７ｆは、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４等のパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インターフェース２７ｆには、キーボード及びマウスからなる入力部２９が接続されており、ユーザーが入力部２９を使用することにより、パーソナルコンピュータにデータを入力することが可能である。また、入出力インターフェース２７ｆは、装置本体１２と接続されており、装置本体１２との間でデータ等の送受信を行うことが可能である。
【００３２】
画像出力インターフェース２７ｇは、ＬＣＤ又はＣＲＴ等で構成された表示部２８に接続されており、ＣＰＵ２７ａから与えられた画像データに応じた映像信号を表示部２８に出力するようになっている。表示部２８は、入力された映像信号にしたがって、画像（画面）を表示する。
【００３３】
ここで、信号処理回路４でフィルタ処理やＡ／Ｄ変換処理等の信号処理が施されて得られた前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）及び側方蛍光データ（ＳＦＬ）や、これらデータを用いて求められた後述の特徴パラメータは、マイクロプロセッサ２０によって、外部通信コントローラ２５を介して前述したシステム制御部１３へ送られ、ハードディスク２７ｄに記憶される。システム制御部１３では、前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）、側方蛍光データ（ＳＦＬ）及び特徴パラメータに基づいて、細胞や核を分析するためのスキャッタグラムやヒストグラムが作成され、所定の分析が行われる。また、粒子の特徴パラメータが所定の値域の場合、後述する第二光源６７が発光し、後述するCCDカメラ７０によって粒子の画像が撮像される。
【００３４】
［光学検出部及び撮像部の構成］
図４は、光学検出部３の構成を示す上面図（ｙ方向から見た図）である。また、図５は、光学検出部３の構成を示す側面図（ｘ方向から見た図）である。図４及び図５に示すように、この光学検出部３は、半導体レーザからなる第一光源５１を備え、この第一光源５１からｙ方向に放射されたレーザ光は、第一レンズ系５２を経て、ダイクロイックミラー５３によって反射され、照射レンズ系５４を経てフローセル５５を流れる測定試料に集光する。ここで、測定試料は、図４の紙面に直行する方向（ｙ方向）に流れている。第一光源５１放射されたレーザ光によって測定試料中の細胞から生じた前方散乱光は、レンズ５７ａ、ダイクロイックミラー５８、フィルタ５９及びピンホール６０を介してフォトダイオード（検出器）６１に検出される。なお、第一レンズ系５２は、コリメータレンズを含むレンズ群から構成されている。また、第二レンズ系６９は、シリンドリカルレンズを含むレンズ群から構成されている。また、遮光板５６は、第一光源５１から放射された直接光を遮るために配置されている。
【００３５】
さらに、細胞から生じた側方散乱光は、フローセル５５の側方（ｘ方向）に配置されたレンズ５７ｂを介し、ダイクロイックミラー６２により反射され、フィルタ６３を介してフォトマルチプライヤ６４に入射する。これにより、細胞から生じた側方散乱光がフォトマルチプライヤ６４により検出される。また、細胞から生じた側方蛍光は、フローセル５５の側方（ｘ方向）に配置されたレンズ５７ｂを介し、ダイクロイックミラー６２を透過し、フィルタ６５を介してフォトマルチプライヤ６６に入射する。これにより、細胞から生じた側方蛍光がフォトマルチプライヤ６６により検出される。
【００３６】
フォトダイオード６１、フォトマルチプライヤ６４，６６は、検出した光を電気信号に変換し、それぞれ、前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）及び側方蛍光信号（ＳＦＬ）を出力する。これらの信号は、図示しないプリアンプにより増幅された後、上述した信号処理回路４（図２参照）に送られる。
【００３７】
なお、第一光源５１として、上記半導体レーザに代えてガスレーザを用いることもできるが、低コスト、小型、かつ低消費電力である点で半導体レーザを採用するのが好ましく、半導体レーザの採用により製品コストを低減させるとともに、装置の小型化及び省電力化を図ることができる。本実施の形態では、ビームを狭く絞ることに有利な波長の短い青色半導体レーザを用いている。青色半導体レーザは、ＰＩ等の蛍光励起波長に対しても有効である。
【００３８】
光学検出部３は、さらに、半導体レーザからなりパルスレーザ光を出射する第二光源６７とＣＣＤカメラ７０とを備えており、パルスレーザ６７からのレーザ光は、光ファイバ束６８、第二レンズ系６９、ダイクロイックミラー５３、照明レンズ系５４を経てフローセル５５に入射し、さらにレンズ５７ａを透過し、ダイクロイックミラー５８によって反射されてカメラ７０に結像する。なお、第二光源６７からｚ方向に放射される直接光は、遮光板５６によって遮られる。第二光源６７は、後述するように前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）及び側方蛍光データ（ＳＦＬ）から求められた特徴パラメータに基づき弁別された異常細胞をカメラ７０によって撮像するタイミングで発光する。
【００３９】
ここで、上記半導体レーザに代えてガスレーザを用いることもできるが、低コスト、小型、かつ低消費電力である点で半導体レーザを採用するのが好ましく、半導体レーザの採用により製品コストを低減させるとともに、装置の小型化及び省電力化を図ることができる。また、本実施の形態では、第二光源６７として赤色半導体レーザを用いている。
【００４０】
ここで、第一光源５１から出射される光と第二光源６７から出射される光とが同一波長のレーザ光である場合、例えば、細胞の画像を撮像するときだけ第一光源５１からの連続光の出射を止めるなどの制御が必要となる。そのため、第二光源６７から出射される光の波長は、第一光源５１から出射される光の波長と異なることが好ましい。また、第二光源６７から出射される光の波長は、試料流中の粒子から生じる蛍光の波長とも異なることが好ましい。
【００４１】
図２に示すように、カメラ７０によって撮像された異常細胞の画像は、画像処理回路５と、マイクロプロセッサ２０によって、外部通信コントローラ２５を介してシステム制御部１３へ送られる。そして、異常細胞の画像は、システム制御部１３において、前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）及び側方蛍光データ（ＳＦＬ）に基づいて求められた特徴パラメータに対応づけてハードディスク２７ｄ（記憶部）に記憶される。
【００４２】
［光学系の説明］
次に、第一光源にかかる光学系Ａについて詳細に説明する。図６は、第一光源５１にかかる光学系Ａの側面図（ｘ方向から見た図）であり、図７は、第一光源５１にかかる光学系Ａの平面図（ｙ方向から見た図）である。図６及び図７に示すように、第一光源５１にかかる光学系Ａは、ウインドウ５２ａ及び両凸単レンズ（コリメータレンズ）５２ｂを備える第一レンズ系５２と、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａ、両Ｒ球面レンズ５４ｂ、両Ｒ球面シリンドリカルレンズ５４ｃを備える照明レンズ系５４と、を含む。
【００４３】
図６に示すように、第一光源５１から出射されたレーザ光を側面（ｘ方向）から見ると、第一光源５１から出射されて拡散するレーザ光は、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａ及び両Ｒ球面レンズ５４ｂによってフローセル５５を流れる試料流で集光する。
【００４４】
一方、図７に示すように、第一光源５１から出射されたレーザ光を上面（ｙ方向）から見ると、第一光源５１から出射されて拡散するパルスレーザ光は、ウインドウ５２ａによってコリメートされ、両凸単レンズ５２ｂに入射して平行光に変化され、ダイクロイックミラー５３によって反射され、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａ、両Ｒ球面レンズ５４ｂ、及び両Ｒ球面シリンドリカルレンズ５４ｃにより、フローセル５５よりも後方の遮光板５６で集光する。
【００４５】
次に、第二光源６７にかかる光学系Ｂについて詳細に説明する。図８は、第二光源６７にかかる光学系Ｂの側面図（ｘ方向から見た図）であり、図９は、第二光源６７にかかる光学系Ｂの平面図（ｙ方向から見た図）である。図８及び図９に示すように、第二光源６７にかかる光学系Ｂは、両凸単レンズ６９ａ及び平凸シリンドリカルレンズ６９ｂを備える第二レンズ系６９と、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａ、両Ｒ球面レンズ５４ｂ、両Ｒ球面シリンドリカルレンズ５４ｃを備える照明レンズ系５４と、を含む。
【００４６】
図８に示すように、光ファイバ束６８から出射されたパルスレーザ光を側面（ｘ方向）から見ると、光ファイバ束６８から出射されて拡散するパルスレーザ光は、両凸単レンズ６９ａで平行光に変換され、平凸シリンドリカルレンズ６９ｂで測定試料の流れ方向Ｆに収束された後に拡散し、両Ｒシリンドリカルレンズ６０ｃを通過した後、両Ｒ球面レンズ５４ａ及び両Ｒ球面シリンドリカルレンズ５４ｂによってフローセル５１よりも後方の遮光板５６で集光する。
【００４７】
一方、図９に示すように、光ファイバ束６８から出射されたパルスレーザ光を上方（ｙ方向）から見ると、光ファイバ束６８から出射されて拡散するパルスレーザ光は、両凸単レンズ（コリメータレンズ）６９ａに入射して平行光に変化され、平凸シリンドリカルレンズ６９ｂを通過し、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａ、両Ｒ球面レンズ５４ｂ、及び両Ｒ球面シリンドリカルレンズ５４ｃにより、フローセル５５よりも後方の遮光板５６で集光する。
【００４８】
次に、フォトダイオード６１及びカメラ７０にかかる光学系Ｃについて説明する。図１０は、フォトダイオード６１及びカメラ７０にかかる光学系Ｃの上面図（ｙ方向から見た図）である。まず、第一光源５１から出射された光が照射されることで試料流中の細胞から生じる前方散乱光は、レンズ５７ａによって集光され、ダイクロイックミラー５８及びフィルタ５９を透過し、ピンホール６０を通過してフォトダイオード６１に入射する。これにより、フォトダイオード６１によって細胞から生じる前方散乱光信号が検出される。
【００４９】
また、第二光源６７から出射された光が試料流中の細胞に照射されることで生じる散乱光は、レンズ５７ａによって集光され、ダイクロイックミラー５８によって反射され、カメラ７０で集光（結像）する。ここで、第一光源５１及び第二光源６７から出射される直接光は、上述したように遮光板５６によって遮られる。そのため、カメラ７０は、第二光源６７からからの直接光がカットアウトされた状態（暗視野照明）において、細胞画像を撮像することができる。この場合、背景が黒色であり、細胞が白色である画像が得られる。
【００５０】
図１１は、遮光板５６の構成を示す図である。図１１に示すように、遮光板５６は、その中央部に円形開口５６２が形成され、円形開口５６２中央に遮光部５６１が設けられている。遮光部５６１は試料流に対して平行方向（ｙ方向）に延びて円形開口５６２を縦断し、試料流に対して垂直方向（ｘ方向）に狭い幅を有している。このため、第一光源５２及び第二光源６７からの直接光は、遮光部５６１に遮られる。また、試料流中の粒子から生じた散乱光は、遮光板５６の円形開口５６２を介してレンズ５７ａに入射する。このような遮光板５６は黒色塗装した金属板等を加工することで容易に形成できる。
【００５１】
［特徴パラメータの内容］
（分析対象細胞の分類に使用する特徴パラメータ）
測定試料中には、分析対象細胞以外に、粘液、血液の残りカス、細胞の破片等のデブリスや白血球等（以下、これらを「デブリス等」ともいう）が含まれることがある。このデブリス等が測定試料中に多量に含まれていると、そのデブリス等からの蛍光がノイズとして検出され、測定精度を低下させることになる。そのため、本実施の形態では、信号処理回路４が、フォトダイオード５５から出力された前方散乱光信号から分析対象細胞を含む粒子の大きさを反映した複数の特徴パラメータとして、前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）と、前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）とを取得する。
【００５２】
前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）は、検出された前方散乱光の最大強度を表す。また、前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）は、ベースラインより大きい強度を有する前方散乱光の信号波形の幅を表す。システム制御部１３は、前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）と前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）とを含む前方散乱光データを、外部通信コントローラ２５を介して装置本体１２から受信する。そして、システム制御部１３は、前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）と前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）とを用いたスキャッタグラムを作成し、そのスキャッタグラムに基づいて、分析対象細胞と、分析対象細胞以外の粒子等（デブリス等）とを分類する。
【００５３】
デブリス等は分析対象細胞に比べてサイズが小さいことから、粒子の大きさを反映する、前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）及び前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）のそれぞれは分析対象細胞よりも小さくなる。したがって、ＦＳＣＰＧ及びＦＳＣＷの値が、それぞれ所定の範囲内の細胞を以降の分析対象とすることにより、異常細胞であるか否かの弁別精度を向上させることができる。
【００５４】
（非凝集細胞と凝集細胞の分類に使用する特徴パラメータ）
本実施の形態では、フローセル５５を流れる測定試料からの蛍光をフォトマルチプライヤ６６が検出し、信号処理回路４は、フォトマルチプライヤ６６から出力された蛍光信号から複数の特徴パラメータとして、信号の波形の高さを反映した値である蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）を取得するとともに、信号の波形の稜線の長さを反映した値である信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）を取得する。蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）は、検出された蛍光の最大強度を表し、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）は、基準となる値より大きい強度を有する蛍光信号波形の長さを表す。
【００５５】
システム制御部１３は、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）と蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）とを含む側方蛍光データを、外部通信コントローラ２５を介して受信し、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）を蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）を所定の閾値と比較することにより、その細胞が凝集細胞であるか、非凝集細胞であるかを判別する。
【００５６】
差分積分値は、信号波形を微分し、その絶対値を足し合わせた値であり、波形に谷のない信号の差分積分値は、その信号のピーク値を２倍した値とほぼ同じになる。一方、波形に谷のある信号の差分積分値は、その信号のピーク値を２倍した値よりも大きくなり、波形に谷が多いほど、また谷が深いほどピーク値を２倍した値との差も大きくなる。
【００５７】
そこで、システム制御部１３は、信号に重畳されるノイズ等を考慮して、「２」よりも若干大きめの値である「２．６」を、分析対象細胞が凝集細胞であるか非凝集細胞であるかを判別する基準値となる上記「所定の閾値」としている。なお、所定の閾値は２．６に限られないが、２．０に近い値であることが好ましい。蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）を蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）が所定の閾値よりも大きいということは、蛍光信号の波形に少なくとも１つの谷が存在するということであり、これにより分析対象細胞を、複数の細胞が凝集した凝集細胞として分類することができる。ここで、前方散乱光の信号波形や側方散乱光の信号波形に比べて、蛍光信号の波形の方が、そのピークや谷の部分が明瞭であることから、凝集細胞と非凝集細胞とを高精度に分類することができる。
【００５８】
（ＤＮＡ量異常細胞の分類に使用する特徴パラメータ）
細胞が癌化すると、細胞分裂が活発化する結果、ＤＮＡ量が正常細胞に比べて多くなる。そこで、このＤＮＡ量を癌化・異型化の指標とすることができる。核中のＤＮＡ量を反映する値としては、レーザ光が照射される分析対象細胞からの蛍光信号のパルスの面積（蛍光量）（ＳＦＬＩ）とすることができる。蛍光信号のパルスの面積（蛍光量）（ＳＦＬＩ）は、基準値と蛍光信号波形とで囲まれた部分の面積を表す。信号処理回路４は、フォトマルチプライヤ６６から出力された蛍光信号から、特徴パラメータとして分析対象細胞の核のＤＮＡ量を反映した値である蛍光信号のパルスの面積（蛍光量）（ＳＦＬＩ）を取得する。そして、システム制御部１３は、この蛍光量が所定の閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上である場合には、対象の細胞を異常なＤＮＡ量を有するＤＮＡ異常細胞として分類する。
【００５９】
本実施形態では、ＤＮＡ量異常細胞を分類する際に、標準試料から得られる蛍光信号のピークとなる蛍光量の２．５倍以上の蛍光量を示す細胞をＤＮＡ量異常細胞として分類することとしている。
【００６０】
（異常細胞の弁別）
２個以上の細胞が互いに凝集した状態でレーザ光のビームスポットを通過すると、複数の核からの蛍光がフォトマルチプライヤ６６で検出され、全体として大きな面積のパルスが出力されると考えられる。しかしながら、前述したように、本実施の形態によれば、蛍光信号波形の差分積分値をピーク値で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）を利用して、凝集細胞によるデータを高精度に除外することができる。したがって、本実施の形態では、ＤＮＡ量異常細胞に分類された細胞のうち、凝集細胞にも分類されたものを除外することによって、真に異常細胞である癌・異型細胞を弁別する。これにより、凝集細胞であるが故に大きなＤＮＡ量を有するものとして測定された細胞を、異常細胞として誤って分類するのを防止することができる。
【００６１】
［細胞分析方法］
次に、細胞分析装置１０（図１参照）による細胞の分析について説明する。まず、フローセルに流す測定試料の調製が使用者の手動により行われる。具体的には、患者の子宮頸部から採取した細胞（上皮細胞）に遠心（濃縮）、希釈（洗浄）、攪拌（タッピング）、ＰＩ染色等の公知の処理を施すことで測定試料が調製される。次いで、使用者により、調製された測定試料が試験管（図示せず）に収容され、試験管が装置本体のピペット（図示せず）下方位置に設置される。
【００６２】
次に、図１２及び図１３を参照して、システム制御部１３及び装置本体１２の処理の流れについて説明する。まず、システム制御部１３の電源が入れられると、システム制御部１３のＣＰＵ２７ａは、システム制御部１３に格納されているコンピュータプログラムの初期化を行う（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ２７ａは、使用者からの測定指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ１０２）、測定指示を受け付けた場合には（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、Ｉ／Ｏインターフェース２７ｆを介して、測定開始信号を装置本体１２に送信する（ステップＳ１０３）。
【００６３】
システム制御部１３から送信された測定開始信号が装置本体１２の測定制御部１６によって受信されると（ステップＳ２０１）、装置本体１２において、試験管に収容された測定試料がピペットにより吸引されてフローセル５５に供給され、試料流が形成される（ステップＳ２０２）。そして、フローセル５５を流れる測定試料中の細胞にレーザ光が照射され、当該細胞からの前方散乱光がフォトダイオード６１により検出され、側方散乱光がフォトマルチプライヤ６４で検出され、側方蛍光がフォトマルチプライヤ６６により検出される（ステップＳ２０３）。
【００６４】
ついで、光学検出部３から出力された前方散乱光信号、側方散乱光信号、蛍光信号が信号処理回路４に送られ、信号処理回路４で所定の処理を施すことによって前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）及び側方蛍光データ（ＳＦＬ）が取得されるとともに、前述したこれらの特徴パラメータが取得される（ステップＳ２０４）。取得された各特徴パラメータは、記憶部２１に記憶される。そして、測定制御部１６は、取得された各特徴パラメータを、測定データとしてシステム制御部１２に送信する処理を実行する（ステップＳ２０５）。
【００６５】
次いで、測定制御部１６は、当該細胞が撮像対象細胞であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２０６）。ここで、当該細胞のＦＳＣＷとＦＳＣＰとが所定の範囲内にある場合に当該細胞が撮像対象細胞であると判定される。当該細胞が撮像対象細胞でないと判定した場合（ステップＳ２０６においてＮＯ）、処理をステップＳ２０９に進める。
【００６６】
測定制御部１６は、当該細胞が撮像対象細胞であると判定した場合（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、撮像処理を実行する（ステップＳ２０７）。撮像処理は、光源６７を発光させ、この発光による照明を利用してフローセル５５中の当該細胞の画像をカメラ７０によって取り込むことにより行う。次いで、測定制御部１６は、外部通信コントローラ２５を介して当該細胞の画像データをシステム制御部１３に送信する処理を行う（ステップＳ２０８）。
【００６７】
次いで、測定制御部１６は、フローセル５１を流れる試料流が終了したか否かを判断し（ステップＳ２０９）、終了した場合にはその旨の情報（終了信号）をシステム制御部１３に送信する（ステップＳ２１０）。試料流が終了していない場合にはステップＳ２０３に処理を戻す。
【００６８】
一方、システム制御部１２のＣＰＵ２７ａは、測定制御部１６から送信された測定データを受信し、ハードディスク２７ｄなどに記憶する処理を実行する（ステップＳ１０５）。次いで、システム制御部１２のＣＰＵ２７ａは、受信した粒子の特徴パラメータに基づき異常細胞の弁別処理を実行する。
【００６９】
まず、ＣＰＵ２７ａは、装置本体１２から受信した当該細胞の前方散乱光データの特徴パラメータうち、前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）と、前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）とをハードディスク２７ｄからＲＡＭ２７ｃに読み出す（ステップＳ１０５１）。次いで、ＣＰＵ２７ａは、当該細胞が分析対象の細胞であるかを分類する（ステップＳ１０５２）。ここで、ＣＰＵ２７ａは、当該細胞の前方散乱光の信号波形のパルス幅（ＦＳＣＷ）と、前方散乱光の信号波形のピーク値（ＦＳＣＰ）とが所定の範囲内にあれば分析対象の細胞として分類し、所定の範囲外にあれば分析対象細胞以外のデブリス等として除去する。
【００７０】
次に、ＣＰＵ２７ａは、分析対象とされた当該細胞の側方蛍光データの特徴パラメータのうち、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）と蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）とをハードディスク２７ｄからＲＡＭ２７ｃに読み出し、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）を蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）を取得するとともに、分析対象細胞の側方散乱光データのうち、側方散乱光の信号波形のパルス幅（ＳＳＣＷ）をハードディスク２７ｄからＲＡＭ２７ｃに読み出す（ステップＳ１０５３）。なお、側方散乱光の信号波形のパルス幅（ＳＳＣＷ）は、ベースラインより大きい強度
を有する側方散乱光の信号波形の幅を表す。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ２７ａは、蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）を蛍光信号波形のピーク値（ＰＥＡＫ）で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）を、閾値の２．６と比較することにより、当該細胞を凝集細胞と非凝集細胞のいずれかに分類する（ステップＳ１０５４）。ここで、次の式（１）が成立している場合は、その細胞は非凝集細胞であり、式（１）が成立していない場合は、その細胞は凝集細胞である。
ＤＩＶ／ＰＥＡＫ≦２．６・・・（１）
【００７２】
次に、ＣＰＵ２７ａは、ステップＳ１０５４において非凝集細胞であると分類された細胞の、側方蛍光データの特徴パラメータとしての、細胞の核のＤＮＡ量を反映した値である蛍光信号のパルスの面積を示す蛍光量（ＳＦＬＩ）をハードディスク２７ｄからＲＡＭ２７ｃに読み出す（ステップＳ１０５５）。また、ハードディスク２７ｄには、標準試料の蛍光信号の蛍光量が記憶されており、この蛍光量についてもＲＡＭ２７ｃに読み出す。
【００７３】
次いで、ＣＰＵ２７ａは、非凝集細胞であると分類された細胞の蛍光量（ＳＦＬＩ）が、標準試料の蛍光量（ＳＦＬＩＰ）の２．５倍以上であるか否か、すなわち、次の式（２）が成立しているか否かを判断する。
ＳＦＬＩ≧ＳＦＬＩＰ・２．５・・・（２）
【００７４】
ここで、ＣＰＵ２７ａは、式（２）が成立している場合には、当該細胞を核のＤＮＡ量が異常なＤＮＡ量異常細胞として分類し、計数する（ステップＳ１０５６）。そして、ＣＰＵ２７ａは、ステップＳ１２６においてＤＮＡ異常細胞と分類された細胞を異常細胞として弁別する（ステップＳ１０５７）。
【００７５】
図１２に戻って、システム制御部１３のＣＰＵ２７ａは、装置本体１２から送信された画像データを受信し、当該画像が、ステップＳ１０５において異常細胞であると判定された細胞の画像である場合、当該細胞の特徴パラメータと画像とを対応付けてハードディスク２７ｄに記憶する（ステップＳ１０６）。
【００７６】
次いで、システム制御部１３は、終了信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ１０７）、終了信号を受信していない場合（ステップＳ１０７においてＮＯ）、処理をステップＳ１０２に戻す。終了信号を受信した場合（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、異常細胞比率を計算する処理を行う（ステップＳ１０８）。
【００７７】
この異常細胞比率は、ステップ１０５における異常細胞の弁別処理において取得した異常細胞の総数Ｘと、非凝集細胞の総数Ｙとの比率である。また、非凝集細胞の総数Ｙは、異常細胞の総数Ｘと正常細胞の総数Ｚとを加算した数となる。したがって、異常細胞比率Ｗは次の式（３）により求めることができる。
Ｗ＝Ｘ／Ｙ×１００（％）＝Ｘ／（Ｘ＋Ｚ）×１００（％）・・・（３）
【００７８】
なお、この異常細胞比率とは、細胞分析装置１０で分析された測定試料中に所定数以上の癌・異型細胞が存在するか否かを判断する指標となる数値である。例えば、異常細胞比率が０．１％以上である場合には、測定試料中に所定数以上の癌・異型細胞があることにより、患者が癌に侵されている可能性が高いと判断することができる。
また、異常細胞比率Ｗは、次の式（４）によるものであってもよい。
Ｗ＝Ｗ／Ｚ×１００（％）・・・（４）
【００７９】
次いで、システム制御部１３は、ステップＳ１０８において求めた異常細胞比率、異常細胞の画像、及びその他の情報を表示部２８に表示する処理を行う（ステップＳ１０９）。また、このとき、システム制御部１３は、異常細胞の弁別処理における特徴パラメータを用いてスキャッタグラムを作成する。ここで、システム制御部１３は、横軸がパルス幅（ＦＳＣＷ）、縦軸がピーク値（ＦＳＣＰ）のＦＳＣＷ−ＦＳＣＰスキャッタグラム及び縦軸が蛍光信号波形の差分積分値（ＤＩＶ）をピーク値（ＰＥＡＫ）で除した値（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）、横軸が側方散乱光の信号波形のパルス幅（ＳＳＣＷ）の（ＤＩＶ／ＰＥＡＫ）−ＳＳＣＷスキャッタグラムなどを作成する。
【００８０】
図１４は、表示部２８の画面構成の一例を示す概略図である。表示部２８の画面の上段には、ツールバーやメニューバー等を表示する表示部７１が設けられ、その下方には、患者（被験者）の氏名や患者ＩＤ等、患者の属性に関する情報を表示する患者属性情報表示部７２が設けられている。患者属性情報表示部７２の下側には、上述したスキャッタグラムやその他のグラフ等Ｄを表示する図表表示部７３、異常細胞の数や異常細胞比率等分析結果を表示する分析結果表示部７４、異常細胞の画像Ｐ等を表示する画像表示部７５が設けられている。
【００８１】
使用者は、分析結果表示部７４に表示された分析結果を確認することによって、その患者が、癌等に侵されている可能性があるか否かを判断することができる。
【００８２】
画像表示部７５には、複数枚（図示例では６枚）の画像Ｐを同時に表示可能であり、細胞検査士等の使用者は、画像表示部７５に表示された細胞の画像Ｐを直接目で見ることによって、細胞の形態を把握することができる。そして、その細胞の画像から、当該細胞が真に異常細胞であるか否かを確認することができる。
【００８３】
また、画像表示部７５には、「正常」選択ボタン７６、「削除」選択ボタン７７が設けられている。使用者は、画像表示部７５に表示された細胞の画像Ｐを見て、当該細胞が異常細胞ではなく正常細胞の画像であると判断した場合には、その画像Ｐをクリックして選択した状態で「正常」選択ボタン７６を押すことによって、当該画像Ｐにかかる細胞を異常細胞から除外し、正常細胞として弁別し直すことが可能となっている。
【００８４】
また、画像表示部７５に表示された画像Ｐが、異常細胞でも正常細胞でもなく、凝集細胞やデブリス等の画像（すなわち、分析対象外の画像）であった場合には、その画像Ｐを選択した状態で「削除」選択ボタン７７を押すことによって、その画像Ｐにかかる細胞を異常細胞からも正常細胞からも除外（削除）することが可能となっている。
【００８５】
なお、画像表示部７５には頁送りボタン７８が設けられており、この頁送りボタン７８を押すと、画像表示部７５内で細胞の画像Ｐが前頁又は後頁に頁送りされ、全ての異常細胞の画像を画像表示部７５内に順次表示させることが可能となっている。
【００８６】
上記実施の形態によれば、粒子からの光信号を検出するための第一光源５１及び粒子画像を撮像するための第二光源６７からの光が、照射光学系５４によって試料流に照射される。これにより、照射光学系５４によって試料流に照射された第一光源５１及び第二光源６７からの直接光が遮光部材によって遮られるため、フォトダイオード６１及びＣＣＤカメラ７０に直接光が入り込まない。すなわち、直接光がカットアウトされた状態（暗視野照明）において粒子の画像を撮像するため、バックグラウンドが黒くなり、光を透過する粒子であってもコントラストの高い画像を撮像することができる。これにより、上記実施の形態によれば、光を透過する粒子であっても、コントラストが高い画像の取得と、少なくとも前方散乱光に基づく粒子の特徴パラメータの取得が可能である。また、粒子の特徴パラメータを取得するための系と粒子の画像を撮像するための系で、光学系のほとんどの部分を共通化することができるため、光学系の小型化が可能である。
【００８７】
なお、上記実施形態では、撮像部を、遮光部材によって第２光源からの直接光が完全に遮断される位置に配置することにより、完全暗視野の状態で粒子の画像を撮像する形態を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、撮像部を、遮光部材によって第２光源からの直接光の少なくとも一部が遮断される位置に配置した形態としてもよい。このような形態について、図１５を参照して説明する。
【００８８】
図１５は、第１実施形態における第２光源にかかる光学系と、第２実施形態における第２光源にかかる光学系の構成を比較して示した図である。（ａ−１）は第１実施形態における光学系の平面図、（ａ−２）は第１実施形態における光学系の側面図、（ｂ−１）は第２実施形態における光学系の平面図、（ｂ−２）は第２実施形態における光学系の側面図を示している。
【００８９】
第１の実施形態では、図１５に矢印で示したように、光ファイバ束６８から出射した直接光が全て遮光板５６の遮光部５６１に収束し、直接光は開口部５６２を透過しないように光ファイバ束６８の光出射端６８ａを配置した。このときの光ファイバ束６８の光出射端６８ａと両凸単レンズ６９ａとの距離ａとする。この状態でカメラ７０によって粒子像を撮像すると、光ファイバ束６８からの直接光は入射せず、粒子によって散乱した光のみがカメラ７０に入射するため、バックグラウンドが暗い完全暗視野の粒子画像が得られる。
このときの遮光部５６１のｘ方向の幅をｂとし、遮光板５６に到達した直接光のｘ方向の光の幅（遮光板５６の位置において光が投影されたときの投影像のｘ方向の長さ）をｃとすると、ｂ≧ｃの関係が成り立つ。なお、第１の実施形態では遮光部５６１に集光するようにしているため、ｃ＝０である。
【００９０】
一方、第２実施形態では、光ファイバ束６８の光出射端６８ａと両凸単レンズ６９ａとを距離ａ´（ａ＜ａ´）を隔てて配置している。一般的に、レンズと光源との距離が長くなると、レンズと結像位置（光が収束する位置）との距離は短くなる。そのため、第２実施形態では、図１５に矢印で示すように、光ファイバ６８から出射した直接光は遮光部５６１より手前の位置で一度収束し再び拡散する。そして、拡散した直接光の一部は遮光部５６１により遮光され、遮光部５６１によって遮光されなかった他の一部は開口部５６２を透過する。この状態でカメラ７０によって粒子像を撮像すると、完全暗視野の状態で撮像された画像に比べてバックグラウンドが明るい画像が得られる。
このときの遮光部５６１のｘ方向の幅をｂとし、遮光板５６に到達した直接光のｘ方向の光の幅をｃとすると、ｂ＜ｃの関係が成り立つ。
【００９１】
このように、直接光の一部が遮光部５６１によって遮光されるようにすることで、画像のバックグラウンドの明るさを調節することができる。バックグラウンドの明るさは、上記ｂとｃの比率を変更することで定量的に調整することができる。具体的には、ｃ／ｂを０≦ｃ／ｂ≦１とすることで完全暗視野の状態とすることができ、ｃ／ｂを１≦ｃ／ｂとすることで完全暗視野よりバックグラウンドが明るい画像を得ることができる。ｃ／ｂを１よりさらに大きくすることにより、バックグラウンドをさらに明るくすることができる。ただし、遮光部５６１を取り除いたり（ｂ＝０）、遮光部５６１の幅を狭めすぎると、第１光源５１からの直接光がフォトダイオード７１に入射して前方散乱光の検出が困難になるため、バックグラウンドの明るい画像を得るためのｃ／ｂの比率としては、１＜ｃ／ｂ＜１７の範囲とすることが好ましい。さらに、暗視野に近い状態を作り出す場合には、例えばｃ／ｂ＝２であることが好ましい。さらに、明視野に近い状態を作り出す場合には、例えばｃ／ｂ＝４であることが好ましい。
ｂとｃの比率は、図１５を参照して説明したように、光ファイバ束６８の光出射端６８ａと両凸単レンズ６９ａとの距離を任意に変更することにより調整できる。
【００９２】
図１６〜１８は粒子分析装置によって上皮細胞を撮像して得られた撮像画像を示す図である。図１６は、第１実施形態に示した完全暗視野の状態（ｃ／ｂ＝０）で撮像した画像である。図１７は、第２実施形態の一例として暗視野に近い状態（ｃ／ｂ＝２）で
撮像した画像である。図１８は、第２実施形態の一例として明視野に近い状態（ｃ／ｂ＝４）で撮像した画像である。
【００９３】
図１６に示すように、完全暗視野で撮像した画像では、光を透過する上皮細胞であっても、核が明るく、バックグラウンドが暗く写るため、コントラストが高い画像が得られる。
図１７に示すように、暗視野に近い状態で撮像した画像では、完全暗視野で撮像した画像に比べてバックグラウンドが明るい画像が得られる。
図１８に示すように、明視野に近い状態で撮像した画像では、暗視野に近い状態で撮像した画像に比べてさらにバックグラウンドが明るい画像が得られる。
図１７及び図１８に示すように、暗視野に近い状態または明視野に近い状態で画像を撮像すると、完全暗視野の画像に比べて核の明るさが低下してコントラストが僅かに低下するものの、バックグラウンドが明るくなるため核以外の細胞の内部が目視し易い画像が得られる。
【００９４】
なお、第２実施形態では、光ファイバ束６８からの直接光の一部を円形開口５６２を介してカメラ７０に入射させるために、光ファイバ束６８の光出射端６８ａと両凸単レンズ６９ａとの距離を第１実施形態に比べて長くする形態を示したが、これに限られるものではない。例えば、遮光部５６１の幅ｂを狭める形態でもよいし、遮光板５６を第１実施形態における位置よりも光ファイバ束６８から遠ざける（図１５におけるｚ方向下流側に移動させる）形態でもよいし、あるいは、両Ｒシリンドリカルレンズ５４ａを第１実施形態における位置よりも光ファイバ束６８に近づける（図１５におけるｚ方向上流側に移動させる）形態でもよい。このように構成すると、光ファイバ束６８から出射された直接光は遮光部５６１に至る手前で収束し、遮光板５６１に到達する光の幅が大きくなるため、直接光の一部が円形開口５６２を介してカメラ７０に入射するようになる。
【００９５】
なお、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９６】
例えば、上記した実施の形態では、被検者から採取された測定試料中に所定数以上の子宮頸部の癌・異型細胞が存在するか否かを判定しているが、本発明の細胞分析装置は、これに限定されるものではなく、血球細胞、尿中有形成分、口腔細胞、膀胱や咽頭等他の上皮細胞の癌・異型細胞、さらには臓器の癌・異型細胞が、被検者から採取された測定試料中に所定数以上存在するか否か判定するために用いることができる。
【００９７】
また、上記した実施の形態の異常細胞の弁別処理では、非凝集細胞及び凝集細胞の分類を行った後に、ＤＮＡ量異常細胞の分類を行っているが、逆の順番でもよい。また、異常細胞の弁別に使用する特徴パラメータについても、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００９８】
また、上記した実施の形態では、装置本体１２の測定制御部１６が、光信号から粒子の特徴パラメータを取得し、取得した粒子の特長パラメータをシステム制御部１３に送信し、システム制御部のＣＰＵ２７が粒子の特徴パラメータに基づき異常細胞を弁別している。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、装置本体１２の測定制御部１６が、粒子の特徴パラメータを取得し、粒子の特徴パラメータに基づき異常細胞を弁別してもよい。
【００９９】
また、上記した実施の形態では、装置本体１２の測定制御部１６が、ステップＳ２０６において、当該細胞のＦＳＣＷとＦＳＣＰとが所定の範囲内にある場合に当該細胞が撮像対象細胞であると判定している。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、上記式（１）が成立する場合や上記式（２）が成立する場合に当該細胞が撮像対象細胞であると判定されてもよい。このとき、標準試料の蛍光信号の蛍光量については記憶部２１にも記憶されている。
【０１００】
また、上記した実施の形態では、異常細胞の画像だけでなく、数値情報（分析結果）やスキャッタグラムを表示しているが、これらは表示部に表示せず、印刷によって紙等に出力してもよい。
【０１０１】
また、上記した実施の形態では、本発明の実施形態として、細胞分析装置によって、被験者のから採取された子宮頸部細胞を含む測定試料の分析を行う例を示している。しかし、本発明はこれに限らず、尿中有形成分分析装置によって、被験者から採取された尿中有形成分を含む測定試料の分析を行ってもよい。
【０１０２】
また、上記した実施の形態では、第二光源６７として、パルス光を出射するパルスレーザ光源を用いている。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、第二光源６７として、連続光を出射するレーザ光源を用いてもよい。
【０１０３】
また、上記した実施の形態では、第一レンズ系５２にシリンドリカルレンズが含まれていない。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、第一レンズ系５２にシリンドリカルレンズが含まれていてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
３  光学検出部
１０  細胞分析装置
１２  装置本体
１３  システム制御部
１６  測定制御部
２８  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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