(57)【要約】  視覚画像に基づく５分画全血球の分析方法が提供される。５分画全血球の分析方法は、２つの経路で実行される。該方法は、標準的な血球計算により血球を計数して血球の量を求めるステップと、画像認識により血球を識別および計数して血球の種類毎の百分率を求めるステップと、その後で２つの経路からの結果を算出して血球の種類毎の数を求めるステップとを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血球計数を含む視覚画像に基づく５分画全血球の分析方法であって、血球計数と血球画像識別および計数との２つの経路を設定し、血球画像識別および計数経路によって求められた様々な種類の血球の百分率と、血球計数経路によって求められた様々な種類の血球の総量とが算出されて、様々な種類の血球の値が求められる方法。
【請求項２】
血球計数経路において白血球計数経路と赤血球／血小板計数経路とをそれぞれ設定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
白血球計数経路に新たなヘモグロビン測定ユニットを追加する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
血球画像識別および計数経路において白血球画像識別および計数経路と赤血球／血小板画像識別および計数経路とをそれぞれ設定する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
血液サンプル中の１００〜８００個の白血球の識別および計数は、白血球画像識別および計数経路に関する画像識別および計数ユニットである、請求項１または４記載の方法。
【請求項６】
血液サンプル中の４００〜６００個の白血球の識別および計数は、白血球画像識別および計数経路に関する画像識別および計数ユニットである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
血液サンプル中の１０００〜２００００個の赤血球の識別および計数は、赤血球画像識別および計数経路に関する画像識別および計数ユニットである、請求項１または４記載の方法。
【請求項８】
血液サンプル中の８０００〜１２０００個の赤血球の識別および計数は、赤血球画像識別および計数経路に関する画像識別および計数ユニットである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記白血球画像識別および計数経路は血液塗抹標本の作製、染色、顕微鏡写真撮影、画像認識、および算出を含み、赤血球画像識別および計数経路は血液生体染色、血液塗抹標本の作製、顕微鏡写真撮影、画像認識、および算出を含む、請求項１または４記載の方法。
【請求項１０】
白血球画像識別および計数経路は好中球、好酸性細胞、好塩基性細胞、リンパ球、単球、未感作顆粒球、および異常赤血球を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
赤血球画像識別および計数経路は血小板、網状赤血球、有核赤血球、幹細胞、および異常赤血球を含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血球の分析方法、特に、５分画全血球の分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
血球アナライザは、光、機械、電気、およびソフトウェアを統合した医療検査機器である。これは、医療機器産業における医療検査機器に属する。血球アナライザは、以前の一般的な血液検査にとって代わるヒトの全血球の分析用に主に使用される。迅速な検出、簡易な作業、およびより多くの検出パラメータなどの利点を有する。白血球分画数に応じて、血球アナライザは、３分画血球アナライザと５分画血球アナライザに分類される。
【０００３】
血球分画分析方法は、血球アナライザの設計および製造の基盤である。様々な血球分画分析方法に基づき、国内メーカーも国外メーカーも様々な種類の血球分画機器を設計および製造してきた。
【０００４】
５分画血球アナライザは１９９０年代中盤に発明された。Ｔｅｃｈｎｉｃｏｎが、１９８１年にフローサイトメトリーに基づく最初の５分画血球アナライザＨ６０００を設計し、１９８５年にＨ１血球計数システムを制作して発表した。
【０００５】
１９９０年代、Ｃｏｕｌｔｅｒ、Ａｂｂｏｔｔ、Ｓｙｓｍｅｘ、ＡＢＸなどの会社が、３分画血球計数機器と、組織化学、免疫組織化学、高頻度導入、レーザー光散乱などの組み合わせとに基づき、一連の５分画多パラメータ血球分析システムを発表した。たとえば、米Ｃｏｕｌｔｅｒ社の５分画血球アナライザＳＴＫＳＩＩは、すべて純粋に物理的な方法であるインピーダンス法、コンダクタンス法、および光散乱法の組み合わせに基づき、米Ａｂｂｏｔｔ社の５分画血球アナライザＡｄｖｉａ１２０はレーザー光散乱および細胞化学的染色法に基づき、日本のＳｙｓｍｅｘ社の５分画血球アナライザＳＦ−３０００はレーザー光フローサイトメトリー検出法と細胞群化学染色法の組み合わせに基づき、同社のＳＥ−９０００は多経路インピーダンス法と無線周波数検出法に基づき、同社のＸＥ−２１００はレーザー光フローサイトメトリー検出法と核酸蛍光染色法に基づき、仏ＡＢＸ社の５分画血球アナライザＰｅｎｔｒａ６０はＤＨＳＳ、二重シースフローシステム、細胞化学染色法、光分析方法の組み合わせに基づき、同社のＰｅｎｔｒａｌ２０ｒｅｔｉｃはレーザー光フローサイトメトリー法、蛍光染色法、シースフローインピーダンス法、および光散乱法の組み合わせに基づき、米Ａｂｂｏｔｔ社の５分画血球アナライザＣＤ−３７００ＲはＭＡＰＳＳ法（多角偏光散乱分離法）に基づき、４つの角度の光散乱を有する。
【０００６】
３分画血球アナライザと同様、５分画血球アナライザは、既存の血球分画分析方法に基づいて設計および製造され、そのグループ分け（分類）方法は、数学モデルを通じて細胞により生成される様々な電気信号を間接的にシミュレートし、細胞分類の結果を算出する。その結果は、細胞電気信号の回収の精度、数学モデルの合理性、およびその他の多くの要因の影響も受け、精度はわずか８５〜９０％であるため、サンプルの約１０％は人為的な顕微鏡再検査のために塗抹および染色される必要がある。
【０００７】
上記の理由により、全血球分析の基準方法である、国際血液学標準化委員会（ＩＣＳＨ）により提案された人為の塗抹染色顕微鏡検査に従い、Ｃｏｕｌｔｅｒ社、Ｓｙｓｍｅｘ社、およびＲｏｃｈｅ社は再検査の作業負荷を低減するため、再検査を必要とするサンプルを自動的に押し出し染色する自動プッシュ機能を有する染色機を開発した。しかしながら、これでは、全白血球アナライザの方法が変わるわけではなく、根本的には当初と同様で、人為による顕微鏡検査の前の前工程が改善されるだけであり、５分画全血球アナライザの完全自動化の問題は完全には解決されずに、なお人為的な要因に大きな影響を受ける。
【０００８】
画像分析方法を通じて単純細胞を分類する機器に関しては、日本のＨｉｔａｃｈｉが１９８０年代に製造した−８２００が代表的な物である。このような機器は、画像分析方法を完全に利用して、血液塗抹標本を染色し、走査レンズ付きの顕微鏡で各視界を操作した後、得られた細胞画像と機器に記憶された標準画像とを比較して、細胞の種類を分析し最終的に判定する。このような純粋な画像分析方法は、コンピュータの計算速度によって制限され実用化できない。
【０００９】
現時点で、血球形態の分類において、５分画またはそれ以上の分画の分類、あるいは特別な未感作細胞分析経路を有する血球アナライザでさえ、血球形態の問題を根本的に解決できず、人為の分類を機器分類の結果に完全には置き換えることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、視覚画像に基づく５分画全血球の新たな分析方法を提供することであるため、５分画全血球分析は人為の顕微鏡検査および分類の効果を達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、画像認識技術と従来の細胞計数技術とを組み合わせ、国際血液学標準化委員会（ＩＣＳＨ）の標準的な基準方法に従い血球を識別および分類することによって達成することができる。
【００１２】
より具体的には、５分画全血球は２つの経路に分割することができる。一方は血液サンプル内の血球を計数して血球の総量を得る従来の血球計数方法を採用する血球計数経路であり、他方は同じ血液サンプルから血球を識別および算出して、様々な種類の血球の百分率を識別および算出する画像認識技術を採用する血球の画像識別・計数経路である。その後、血球計数経路の計数結果と血球の画像識別および算出結果とを算出し、血液サンプル中の様々な種類の血球の数を求める。
【００１３】
本発明に記載される血球計数経路は、２つの分岐経路、すなわち、白血球計数経路と赤血球／血小板計数経路を設定することができる。概して、白血球を計数する必要がある場合、白血球計数経路を設定する。赤血球／血小板を計数する必要がある場合、赤血球／血小板計数経路を設定する。白血球と赤血球／血小板とを同時に計数する必要がある場合、白血球計数経路と赤血球／血小板計数経路とを同時に設定する。
【００１４】
本発明では、ヘモグロビン測定項目を追加するように白血球計数経路でヘモグロビン測定を設定することもできる。
【００１５】
本発明に記載される血球計数経路は、従来の血球計数方法を使用することができる。すなわち、従来のインピーダンス方法も従来のフローサイトメトリー方法も採用することができる。言い換えれば、本発明に記載される血球計数経路は、既存の標準的な３分画血球アナライザの計数方法を通じて達成することができる。
【００１６】
本発明に記載される標準的な３分画血球アナライザから成る血球計数経路は、以下のようにして実現することができる。まず血液サンプルが白血球計数に一致する割合に応じて希釈された後、２つの分岐経路に分割され、一方の経路では、溶血薬が添加されて、計数／色の比較が行われて白血球計数およびヘモグロビン測定の結果が求められる。他方の経路では、２度目の希釈が行われ、赤血球および血小板が計数されて、赤血球および血小板の計数結果が求められる。
【００１７】
本発明に記載される血球画像識別および計数経路は、２つの分岐経路、すなわち、白血球画像識別および計数経路と、赤血球／血小板画像識別および計数経路とを設定することができる。概して、白血球を画像識別し計数する必要がある場合、白血球画像識別および計数経路を設定する。赤血球／血小板を画像識別し計数する必要がある場合、赤血球／血小板画像識別および計数経路を設定する。白血球と赤血球／血小板を同時に画像識別し計数する必要がある場合、白血球画像識別および計数経路と赤血球／血小板画像識別および計数経路とを同時に設定する。
【００１８】
本発明の血球画像識別および計数経路における白血球画像認識および算出の場合、血液サンプル中の１００〜８００個の白血球を識別および計数することは、画像認識および算出の１画像認識および算出ユニットである。しかしながら、この範囲は本発明を限定するものではなく、統計結果の精度を満たし、白血球の十分な画像認識速度を確保しつつ、あるいは白血球の画像認識速度の要件がさほど高くない場合、白血球の画像認識および算出ユニットの量は拡張することができる。本発明では、４００〜６００個の白血球が最適である。
【００１９】
本発明の血球画像識別および計数経路における赤血球画像認識および算出の場合、血液サンプル中の１０００〜２００００個の赤血球を識別および計数することは、画像認識および算出の１画像認識および算出ユニットである。しかしながら、この範囲は本発明を限定するものではなく、統計結果の精度を満たし、赤血球の十分な画像認識速度を確保しつつ、あるいは赤血球の画像認識速度の要件がさほど高くない場合、赤血球の画像認識および算出ユニットの量は拡張することができる。本発明では、８０００〜１２０００個の赤血球が最適である。
【００２０】
本発明に記載される白血球画像識別および計数経路は、最初に血液塗抹標本を作製し、染色し、その後で顕微鏡写真撮影を実行し、最後に白血球画像認識および算出を実行する方法を通じて実行することができる。
【００２１】
本発明に記載される白血球画像認識および算出は、以下の数種類の白血球、すなわち、好中球、好酸性細胞、好塩基性細胞、リンパ球、単球、未感作顆粒細胞、および上記細胞に含まれないその他の異常白血球を対象とすることができる。しかしながら、本発明に記載される白血球の種類は本発明の方法を限定するものではなく、可能であれば、異常白血球もさらに分類することができる。
【００２２】
本発明に記載される白血球分類に基づき、白血球は現行の白血球５分画分類基準に従って好中球、好酸性細胞、好塩基性細胞、リンパ球、単球に分類することができる。５種類の細胞が画像識別され算出されるが、未感作顆粒細胞およびその他の異常白血球の識別および算出は他の細胞に含められる。
【００２３】
本発明に記載される赤血球／血小板画像識別および計数経路は、最初に生体染色を実行し、血液塗抹標本を作製して染色し、その後、顕微鏡写真撮影を実行し、赤血球／血小板の画像認識および算出を実行する方法を通じて達成することができる。
【００２４】
本発明に記載される赤血球／血小板画像識別および計数経路の場合、赤血球／血小板の顕微鏡写真撮影、画像認識、および算出は、以下の種類：赤血球、血小板、網状赤血球、有核赤血球、幹細胞画像、および異常赤血球を対象とすることができる。しかしながら、本発明に記載される血球の分類は本発明の方法を限定するものではなく、可能であれば、血球の分類をさらに分割することもできる。
【００２５】
本発明に記載される赤血球／血小板画像認識および算出は、血小板の識別および計数、赤血球の識別および計数、網状赤血球の画像認識、有核赤血球の画像認識、幹細胞の画像認識、異常赤血球の画像認識、血小板および赤血球の百分率算出を含む。
【００２６】
本発明に記載される方法に従い、新たな５分画全血球分析機器（またはシステム）は視覚画像に基づき構成することができる。
【００２７】
本発明に係る５分画全血球アナライザは以下のユニット、すなわち、血球計数ユニット、血球識別および計数ユニット、結果出力ユニットを含む。
【００２８】
本発明に係る５分画全血球アナライザのこれらのユニットはさらに以下のように説明することができる。
【００２９】
本発明に係る５分画全血球アナライザの血球計数ユニットは、白血球計数、ヘモグロビン測定、赤血球計数、および血小板計数を含む。白血球計数は、血液サンプルの希釈、溶血薬の添加、血球計数を含む。ヘモグロビン測定は、血液サンプルの希釈、溶血薬の添加、ヘモグロビン指数測定を含む。赤血球計数および血小板計数も、血液サンプルの希釈、赤血球と血小板それぞれの計数を含む。
【００３０】
本発明に係る５分画全血球アナライザの血球画像識別および計数ユニットは２つの経路を含む。一方の経路は、血液塗抹標本の作製、染色、顕微鏡写真撮影、５分画白血球画像識別および計数、未感作顆粒細胞画像識別および計数、異常白血球画像識別および計数、および各種白血球の百分率算出を含む白血球画像識別経路である。他方の経路は、血液サンプルの生体染色、塗抹、顕微鏡写真撮影、血小板および赤血球の識別、計数および百分率算出、網状赤血球の画像識別、有核赤血球の画像識別、幹細胞の画像識別、および異常赤血球の画像識別を含む赤血球／血小板画像識別経路である。
【００３１】
本発明に記載される結果出力ユニットは、血球計数ユニットから出力される白血球の総量と、同じ血液サンプルの血球画像識別ユニットから出力される各種白血球の百分率とを算出して、血液サンプルを検査する際の各種白血球の具体的な値を求め、血球計数ユニットから出力される赤血球の総量と、同じ血液サンプルの血球画像から出力される血小板／赤血球の百分率とを算出して、画像に基づき血液サンプルを検査する際の血小板の具体的な値を求める。したがって、５分画全血球分析は、人為の顕微鏡検査および分類の効果を達成することができる。
【００３２】
本発明に記載される５分画全血球アナライザは、血液サンプル導入ユニットも含む。血液サンプル導入は自動導入を採用することができ、手動導入も採用することができる。自動導入ユニットは、血液サンプルの自動伝送、バーコード識別、混合、穿刺サンプリング、剪断バルブによる血液の分離を含むことができる。
【００３３】
本発明は、画像識別技術と従来の細胞計数技術とを組み合わせ、国際血液学標準化委員会（ＩＣＳＨ）の標準的基準方法に倣って、白血球を識別および分類する。本発明は、視覚画像に基づく新たな５分画全血球分析システムを提供する。本発明は、人為の顕微鏡検査および分類の効果を達成する５分画全血球分析を可能とし、血球分類結果の精度と全血球分析の自動化レベルを大幅に向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】サンプル導入ユニット、血球計数ユニット、白血球識別および計数ユニット、赤血球／血小板識別および計数ユニット、および結果出力ユニットを含む本発明の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態、（１）自動導入と手動導入とを含むサンプル導入ユニット、（２）血球計数およびヘモグロビン測定ユニット、（３）白血球識別および計数ユニット、（４）赤血球および血小板識別および計数ユニット、（５）結果出力ユニットの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明を以下の実施形態を通じてさらに説明する。
【実施例】
【００３６】
図２は、具体的な実施形態の概略図である。
【００３７】
本実施形態は、サンプル導入ユニット、血球計数ユニット、血球識別および計数ユニット、結果出力ユニットを含む。血球計数ユニットは、ヘモグロビン測定を含む。血球識別および計数ユニットは、白血球識別および計数と赤血球および血小板識別および計数の２つの分岐経路を含む。
【００３８】
本実施形態のサンプル導入ユニットは、自動サンプル導入と手動サンプル導入との組み合わせを採用し、自動サンプル導入は、血液サンプルの自動導入、バーコード識別、混合、穿刺サンプリング、血液分離バルブを含む。手動サンプル導入では、サンプルが手動で導入され、機器サンプリングの後、血液分離バルブが自動的に血液を分離する。
【００３９】
本実施形態の血球計数およびヘモグロビン測定ユニットは２つの分岐経路に分割され、一方は赤血球および血小板計数経路であり、他方は白血球計数およびヘモグロビン測定経路である。プロセスは以下の通りである。血液サンプルが１：２００の比で希釈され、次に、希釈した血液の一部が赤血球および血小板計数経路に入り、その後、この経路に入った血液サンプルが１：４００００の比で希釈され、赤血球計数と血小板計数がそれぞれ実行され、赤血球計数と血小板計数の結果が出力され、血液サンプルへ溶血薬が添加され白血球計数およびヘモグロビン測定経路にまず入り、次に、白血球計数とヘモグロビンの比色測定が実行され、白血球計数とヘモグロビン測定の結果がそれぞれ出力される。
【００４０】
本実施形態の血球計数およびヘモグロビン測定ユニットの機能は、実際には従来の３分画血球アナライザで実行される機能である。すなわち、本実施形態の血球計数およびヘモグロビン測定ユニットは、既存の３分画血球アナライザの方法を採用することによって実現される。
【００４１】
本実施形態の白血球識別および計数ユニットは、血液塗抹標本染色、顕微鏡写真撮影、画像識別、および計数を含む。血液塗抹標本を染色した後、赤血球を取り除き、顕微鏡写真撮影を行い、最後に画像識別および計数を実行する。上述の画像識別および計数は、白血球の分類、特徴抽出、特徴分類、および計数を含む。主に白血球の識別を通じて、白血球は好中球、好酸性細胞、好塩基性細胞、リンパ球、単球、未感作顆粒細胞、および異常白血球に分割することができる。識別された各種細胞を別々に算出し、それらの総量を算出し、４００個の細胞が識別および計数ユニットとして設定されて様々な種類の細胞の百分率を算出する。
【００４２】
本実施形態の赤血球／血小板識別および計数分岐ユニットは、血液サンプルの生体染色、塗抹標本の作製、顕微鏡写真撮影、および画像識別および計数を含む。血液サンプルの生体染色後、血液塗抹標本を作成し、次に顕微鏡写真撮影を行い、最後に画像識別および計数を実行する。上述の画像識別および計数は、赤血球の分類、特徴抽出、特徴分類、および計数を含む。主に赤血球の識別を通じて、赤血球は網状赤血球、有核赤血球、幹細胞、異常赤血球に分割することができ、その間に血小板および赤血球の百分率を算出して、１００００個の赤血球を識別および計数ユニットとして設定し、血小板および赤血球の百分率を算出する。
【００４３】
本実施形態の結果出力ユニットは、血球計数およびヘモグロビン測定ユニット、白血球識別および計数分岐ユニット、赤血球／血小板識別および計数分岐ユニットから求められた部分的な結果を回収する。詳細に言うと、血球計数およびヘモグロビン測定ユニットから求められた白血球計数結果に白血球識別および計数分岐ユニットから求められた各種細胞の百分率を掛けた値が、血液サンプル中の各種白血球の数である。赤血球／血小板計数ユニットから求められた赤血球／血小板計数結果に血小板識別および計数ユニットから求められた血小板および赤血球の百分率を掛けた値が、画像識別に基づく血液サンプル中の血小板の数である。
【００４４】
同時に、本実施形態は、ヘモグロビンの測定結果、未感作顆粒細胞の画像識別結果、異常白血球の画像識別結果、網状赤血球の画像識別結果、有核赤血球の画像識別結果、幹細胞の画像識別結果、および異常赤血球の画像識別結果も得ることができる。
【図１】
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【図２】
2010506175.tif 000004
【国際調査報告】
2010506175.tif 000005
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2010506175.tif 000010
2010506175.tif 000011
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