JP3793685B2

JP3793685B2 - 自動分析システム及びその方法

Info

Publication number: JP3793685B2
Application number: JP2000105619A
Authority: JP
Inventors: 義博三島; 憲志成定
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2000310642A; EP1033573B1; EP1033573A2; EP1033573A3; DE60015830T2; DE60015830D1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、血液や尿等の生体試料を分析する分析システムに関する。さらに詳しくは、複数種の動物の生体試料を、動物種に適した分析条件で分析する動物用分析システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
臨床検査として、ひとの血液や尿等の生体試料を用いて、血液検査、生化学検査、一般検査など種々の検査が行われている。このような検査はひとだけではなく、イヌやラット等の動物に対しても有用であり、同様に行われている。
しかし、動物の種類によって生体試料の成分、例えば赤血球などの細胞の大きさや濃度などがひとと異なるため、ひと用の分析システムをそのままでは用いることができないこともある。その場合は、測定する試料の動物種にあわせて分析システムの分析条件、例えば解析プログラムや測定感度、さらには、反応時間や測定試薬を変更して分析を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
分析条件が異なる試料が混在している場合、これらを測定するためには、１つの分析装置で測定の都度、動物種に応じて分析条件を設定し直すか、動物種ごとに別々の分析装置を用意しなくてはならない。
動物種が異なる試料を同じ分析装置で測定しようとする場合、それらの動物種のいずれをも測定できるように測定範囲が広い分析装置を用いる必要がある。しかし、動物種や測定項目によっては、そのような分析装置を用いることが技術的に困難であったり、分析装置自体が高価になってしまう。
【０００４】
また、異なる動物種の測定対象を１つの分析装置の測定範囲に収めることが出来たとしても、異なる動物種の測定結果に対して同じ解析を行うだけでは信頼できる結果を得られないことがある。例えば、複数の検出信号に基づく２次元以上のスキャッタグラムで複数種類の細胞を分析する場合、各細胞の各検出信号の特性が動物種によって異なる場合がある。検出信号の分析方法をこの特性に対応させなければ信頼できるデータを得ることができない。従って、全ての動物種の解析方法を共通化することは困難である。
【０００５】
さらに、異なる動物種を１つの分析装置で測定する場合、次のような問題がある。図１０は、従来の分析装置における、動物種の入力画面を示す。この入力画面には、動物種を入力するためのウインドウ７１が設けられている。ユーザがウインドウ７１の矢印が押すと、設定可能な動物種の一覧が表示され、測定しようとする動物種を設定することができる。この操作を、毎回測定する度に行う。これでは、異なる動物種の生体試料が混在して測定の度に動物種が変化する場合、操作が非常に煩雑である。また、動物種ごとに分析装置を用意する場合、動物種の数だけ分析装置が複数必要となりコスト高になる。
【０００６】
本発明の目的は、動物種の異なる試料が混在していても容易な操作で分析可能な分析装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記事情を考慮してなされたもので、本願第１発明は、異なる動物種の血液試料中の細胞数を測定する自動分析システムであって、動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する動物種テーブルと、識別情報の入力を受け付ける識別情報入力手段と、入力された識別情報に対応する動物種に適合するように測定感度を設定する分析設定手段と、設定された測定感度に従い、血液試料中の細胞数を測定する分析部と、
を備えた自動分析システムを提供する。
ここで、識別情報の入力は、ユーザによる手入力、バーコードやＩＣチップの読み取りなどによる自動入力、ホストコンピュータからの指示による自動入力など様々な形態が挙げられる。
識別情報は、例えば１〜２文字の数字やアルファベットで構成される。
【０００８】
本願第２発明は、異なる動物種の血液試料中の白血球を分類する自動分析システムであって、動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する動物種テーブルと、識別情報の入力を受け付ける識別情報入力手段と、入力された識別情報に対応する動物種に適合する解析プログラムを選択する分析設定手段と、選択された解析プログラムを用いて血液試料中の白血球を分類する分析部と、を備えた自動分析システムを提供する。
例えば、白血球を分析する場合、白血球の５分類を解析するためのパラメータや基準値が動物種ごとに異なる。
この場合、自動分析システムは、入力された識別情報に対応する動物種に適したパラメータや基準値を用いて測定データを分析する。
【０００９】
本願第３発明は、前記第１発明において、前記分析部によって得られた測定結果を動物種ごとのファイルに出力する出力部をさらに備える自動分析システムを提供する。
本願第４発明は、前記第１発明において、前記動物種テーブルにおける動物種と、前記動物種を特定する識別情報との対応付けの設定を受け付ける設定手段をさらに備える自動分析システムを提供する。
このシステムは、ユーザがユーザ自身の自動分析システムの運用に併せて動物種と識別情報との対応付けを設定出来る利点がある。
【００１０】
本願第５発明は、前記第１発明において、前前記識別情報は、前記血液試料を特定するための検体番号に含まれている自動分析システムを提供する。
検体番号を設定するだけで、その検体の動物種に応じた分析条件の設定がソフトウェアによって自動的に設定されるため、複数種の動物について容易に分析操作をすることができる。
本願第６発明は、前記第１〜５のいずれか１項に発明において、前記識別情報は、数字またはアルファベットで構成される、自動分析システムを提供する。
【００１１】
本願第７発明は、前記第２発明において、前記解析プログラムは、２種以上の測定データに基づく２次元以上のスキャッタグラムを分画解析する自動分析システムを提供する。
例えば、この解析プログラムは、フローサイトメトリーによる測定データから分析対象物の大きさ及び内部構造情報を２次元グラフに表し、グラフ上のクラスタの位置及び大きさから分析対象物を特定する。
本願第８発明は、前記第１〜７のいずれか１項に発明において、前記動物種テーブルを備えるホストコンピュータと、入力された識別情報に対応する動物種を前記ホストコンピュータに問い合わせる問合せ手段とをさらに備える、自動分析システムを提供する。
【００１２】
本願第９発明は、異なる動物種の血液試料中の細胞数を測定する自動分析方法であって、動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する蓄積ステップと、識別情報の入力を受け付ける入力受付ステップと、入力された識別情報に対応する動物種に適合するように測定感度を設定する分析設定ステップと、設定された分析条件測定感度に従い、血液試料中の細胞数を測定する分析ステップと、を含む自動分析方法を提供する。
【００１３】
前記第１発明と同様の作用効果を奏する。
本願第１２発明は、前記自動分析方法を実行するためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
ここで記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能なフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク（ＭＯ）、その他のものが挙げられる。
【００１４】
本願第１３発明は、前記自動分析方法を実行するためのプログラムを伝送する伝送媒体を提供する。
ここで伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット、無線通信ネットワーク）システムにおける通信媒体（光ファイバ、無線回線、その他）が挙げられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を適用可能な分析システムとしては、血液分析システムや生化学測定システムなどを挙げることができる。測定する動物種としては、イヌ、ネコ、ラット、マウスなどがあり、ひとも含まれる。
動物種テーブルには、動物種と、前記動物種を特定する識別情報とが対応付けられている。識別情報としては、例えば１〜２文字の数字やアルファベットからなるＩＤ番号を用いることができる。動物種テーブルは、ホストコンピュータがある場合はホストコンピュータにもたせても、また自動分析システムを構成する各制御部にもたせても良い。ホストコンピュータとは、複数の分析部及び制御部とネットワークを介して接続され、これらを管理する情報端末である。
【００１６】
識別情報入力手段としては、測定試料の動物種のＩＤをマニュアル入力するキーボードや、ホストコンピュータからＩＤを受信する受信手段、ＩＤを自動読み取りする読取手段などが挙げられる。自動読み取りとは、例えば試料容器のバーコードやＩＣチップからＩＤを読み取ることが考えられる。以下、本発明の一実施形態例を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
自動分析システムとして多項目自動血液分析システムＳＦ−３０００（シスメックス株式会社製）を用いて説明をする。図１（ａ）は、本実施形態例に係る自動分析システムの斜視図である。図１（ｂ）は、図（ａ）の分析システムにおいて、試料がセットされる部分を示している。
図２は、自動分析システムの機能を示すブロック図である。自動分析システムは、分析部とこれを制御する制御部とからなる。分析部は、試料定量分配部、試料処理部及び試料測定部を有している。試料測定部は、赤血球及び血小板分析部、白血球分析部、ヘモグロビン（ＨＧＢ）測定部を備えている。試料処理部は、試料測定部による測定に適するように試料を処理するために、赤血球用希釈処理部、ＨＧＢ用希釈溶血処理部、ＤＩＦＦ用希釈溶血処理部及びＷＢＣ／ＢＡＳＯ用希釈溶血処理部を有している。
【００１８】
自動分析システムの分析動作を説明する。図１は本分析システムの概観図である。分析する血液は採血した真空採血管のままラックに収納して、分析システムのサンプル部Ｓにセットされる。セットされた採血管は試料吸引部に順次供給される。試料吸引部（図示せず）では、採血管に貼られたバーコードがバーコードリーダで読み取られ、採血管のＩＤが分析システムに記録される。そして採血管は攪拌されて、試料吸引ピアサーが突き刺されて、採血管内の血液が吸引される。吸引された血液は試料定量分配部であるサンプリングバルブによって、おのおの定められた量の４つの試料に定量分配される。
【００１９】
第一の血液試料は赤血球用希釈処理部に送られ、希釈液で希釈処理される。そして赤血球及び血小板分析部に送られ、血球が検出部を通過する際の電気信号変化により赤血球および血小板が計測される。本実施形態例においては、血球の分析を、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）検出方式により行う。ＤＣ検出方式では、直流電流を流した検出部細孔の中を細胞が通過するときの電極間のインピーダンス変化をパルスとして表す。パルスの高さは、検出された細胞の大きさを反映する。図３（ａ）及び（ｂ）は、赤血球と血小板とが細胞の大きさによって識別して測定された結果の一例を示している。図（ｂ）は、図（ａ）における血小板の測定結果の拡大図である。
【００２０】
第二の血液試料はＨＧＢ（ヘモグロビン）用希釈溶血処理部に送られ、希釈液とＨＧＢ測定用溶血剤とで希釈溶血処理される。そしてヘモグロビン測定部に送られて、試料の吸光度を計測することによりＨＧＢ濃度が算出される。
第三の血液試料は、ＤＩＦＦ用希釈溶血処理部へ送られ、白血球分類用溶血剤で約１０秒間の希釈溶血処理が行われる。この結果、赤血球は溶血され、白血球は形態を保持し、白血球亜集団の好酸球が染色される。処理液は白血球分析部に送られる。白血球分析部はフローサイトメトリーによる測定を行う。図４は、フローサイトメトリーによる測定原理を示す。図に示すように、血球をフローセルでひとつひとつ流し、その血球にレーザ光を照射して得られる低角度散乱光と高角度散乱光とを検出する。低角度散乱光は血球の大きさを反映し、高角度散乱光は核や顆粒など血球の内部情報を反映する。この測定の結果得られるスキャッタグラムの一例を図５に示す。図５のＤＩＦＦｃｈでは、リンパ球（Ｌｙｍｐｈ）、単球（Ｍｏｎｏ）、好酸球（Ｅｏ）および好中球と好塩基球（Ｎｅｕ＋Ｂａｓｏ）の亜集団が、白血球の大きさと血球の内部情報の違いとにより分画測定されている。縦軸は高角度散乱光強度、横軸は低角度散乱光強度である。
【００２１】
第四の血液試料はＷＢＣ／ＢＡＳＯ用希釈溶血処理部へ送られ、好塩基球測定用溶血剤で約３０秒間の希釈溶血処理を施される。その結果、赤血球は溶血され、好塩基球以外の白血球は裸核化・収縮される。処理液は白血球分析部に送られ、前述と同様にフローサイトメトリーにより低角度散乱光と高角度散乱光とが測定される。この試料測定の結果得られるスキャッタグラムの一例を図５に示す。図５のＷＢＣ／ＢＡＳＯｃｈでは、好塩基球（Ｂａｓｏ）、単核球（Ｌｙｍｐｈ＋Ｍｏｎｏ）及び好塩基球以外の多核球（Ｎｅｕｔ＋Ｅｏ）の亜集団が分画測定されている。縦軸は高角度散乱光強度、横軸は低角度散乱光強度である。
【００２２】
第三の血液試料の測定結果と第四の血液試料の測定結果より、白血球数および白血球５分類の粒子数及び比率が算出される。
自動分析システムは、分析可能な動物種とその動物種を指定するためのＩＤとが対応付けられた動物種テーブルを保持している。図６に動物種テーブルの概念説明図を示す。本実施形態例においては、動物種テーブルは制御部にもたせておく。複数の分析部及び制御部を有しそれらをホストコンピュータで管理する自動分析システムの場合、ホストコンピュータに動物種テーブルをもたせてもよい。ホストコンピュータに動物種テーブルをもたせる場合、制御部は入力されたＩＤに対応する動物種をＩＤの入力ごとにホストコンピュータに問い合わせる。
【００２３】
測定対象の動物種は、何らかの方法でＩＤを入力することにより、測定に先立って指定される。ＩＤの入力方法としては、試料容器に貼り付けたバーコードやＩＣチップからＩＤを自動的に読み取ることによる自動入力も可能である。具体的には、例えば１〜２桁の数字や文字によるＩＤとして動物種を試料の検体番号に含めておき、検体番号の所定の位置にあるＩＤを読み取る。また、自動分析システム全体における検体の流れを管理しているホストコンピュータから、ネットワークを介してＩＤを受信することも考えられる。
【００２４】
自動分析システムでは、図７に示すように、動物種とＩＤとの対応付けをユーザ設定可能であることが好ましい。ユーザは、自身の自動分析システムの運用に合わせて各ＩＤに対応する動物種を設定することができる。この例では、検体番号の最初のハイフンの前の数字が動物種を指定するＩＤとなっている。この図では、ＩＤがそれぞれ「２」，「３」，「５」，「７」，「８」，「９」に対してチェックボックスがチェックされており、動物種の設定がなされている。例えば、２−ｘｘｘはサルを、３−ｘｘｘはラットを指定するように設定されている。
【００２５】
前述のようにして入力されたＩＤに対応する動物種に応じ、分析システムは測定感度や解析方法を設定する。まず、赤血球分析部について説明する。ひとでは赤血球の平均の大きさ（ＭＣＶ）は８０〜９０ｆｌである。一方、血小板の平均の大きさ（ＭＰＶ）は１０ｆｌ前後とかなり小さい。数について見ると、赤血球は数百万／μｌであり、血小板の１０〜３０万／μｌより１けた多い。各動物の赤血球の平均大きさ（ＭＣＶ）は、例えばイヌやラビットでは７０ｆｌ前後、ラットやマウスでは５０ｆｌ前後と小さくなる。赤血球分析部は赤血球と血小板とを同時に測定するため、血小板の測定結果は小さい赤血球及びノイズの影響を受け易い。そのため、動物種によっては、両者を測定範囲内に入れたときに血小板と小さな赤血球やノイズとを識別できるように、信号の検出感度を設定する必要がある。
【００２６】
そこで、本分析システムでは、ラットやマウスなどの動物種に応じ、赤血球分析部の測定感度を自動的に設定する。具体的には、信号の分解能を測定対象細胞のサイズ分布に適合させる。例えば、ゲイン切り替えによる分解能の調整方法を、図８を用いて説明する。図８は、得られた検出信号を処理する信号処理部の回路図の一例である。分析システムでは、Ｄ／Ａコンバータが識別された動物種に応じて基準電流を切り替える。これにより、Ａ／Ｄ変換部で処理される検出信号の分解能が動物種に適合される。例えば基準電流を半分にすると、処理できる信号の最大値も半分になるが、信号の分解能が倍にあがる。その結果、血小板のような小さな細胞も精度よく検出できるようになる。このようにして、赤血球検出部の検出感度を自動的に識別された動物種に適合させる。
【００２７】
次に、白血球分析部について説明する。白血球は大きさが３０ｆｌ〜２５０ｆｌと広い分布幅をとる。しかし白血球は血小板のような小さな細胞を含まないので、本分析システムの白血球分析部では動物種に応じて測定感度を変更しなくてもよい。
しかし、ＤＩＦＦやＷＢＣ／ＢＡＳＯの分析結果を得るためには、２次元スキャッタグラムにおける複数の集団を分画解析しなくてはならない。図９は、正常なラット、マウス、ビーグル犬、ラビット及びサルについてのＤＩＦＦ及びＷＢＣ／ＢＡＳＯのスキャッタグラムの一例である。図９に示すように、動物種によって白血球亜集団の比率や各細胞の大きさ、顆粒などの内部情報が異なる。
【００２８】
例えば、図９のＤＩＦＦのスキャッタグラムにおいて、白血球亜集団のうち数の多いリンパ球の集団（図中ピンク色）に対する、好中球＋好塩基球の集団（図中水色）の位置を動物種ごとに比較してみる。サルでは斜め上に表れるが、ビーグル犬ではすぐ上に表れ、マウスではそれらの中間くらいの位置である。そしてラビットでは横に離れた位置に表れ、好酸球が表れる位置に近い。さらに比率を見ても、マウスでは好中球＋好塩基球集団の個数は他の動物種と比べてかなり少ない。
【００２９】
この違いは、動物種によって、各細胞の大きさの比や内部情報、特に顆粒の比が異なることに由来する。なお、ラビットの好中球は好酸球と染色性が似通っている性質を持つため、偽好酸球と呼ぶこともある。
ヒト用の分析システムは、様々なひとのスキャッタグラムを予め解析し、基準となるスキャッタグラムを有している。そして、ひとの固体差、症例、血液の保存状態などの要因により、測定された各集団が通常とはやや異なる位置に表れても、基準スキャッタグラムをその位置に追従させることにより分画解析できる。しかし、このように異なる動物種にまで追従させると、分画解析の精度が低くなり、異常な症例の検体さえも正常のごとく解析してしまうことも起こる。
【００３０】
そこで、本分析システムでは、各動物種のスキャッタグラムを解析した基準スキャッタグラム及び追従させるパラメータを準備しておく。そして測定対象として選択された動物種に対応したスキャッタグラム解析方法を用い、測定したスキャッタグラムを解析する。
さらに、動物種によって個数が少ない細胞を測定する場合は、試料を分析する時間を増やすことによって分析精度をあげることができる。
【００３１】
図９に示す動物種はひとと同じ試薬条件で測定することができたが、動物種によっては試料の希釈溶血の条件を変更する必要がある。具体的には、溶血剤の量や処理時間を、動物種ごとに変更させる場合がある。この場合、動物種に応じて試薬の種類や検出部を変更させることも可能である。
本実施形態例においては、測定感度、解析プログラム、試薬条件のいずれかを変更させる例を挙げて説明したが、本発明に係る自動分析システムは、動物種によってはこれらの全てまたはいずれか任意の組み合わせを変更して分析することも可能である。
【００３２】
また、自動分析システムは、測定結果を、すべての動物種を含むファイルに出力することもでき、動物種ごとに別のファイルに出力することもできる。
＜その他の実施形態例＞
（Ａ）前述した本発明の処理を実行するプログラムを記録した記録媒体は、本発明に含まれる。記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能なフロッピーディスク、ハードディスク、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク（ＭＯ）を例示することが出来る。
【００３３】
（Ｂ）前述した本発明の処理を実行するプログラムを伝送する伝送媒体は、本発明に含まれる。伝送媒体とは、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を含んでいる。コンピュータネットワークとしては、ＬＡＮ、インターネット、無線通信ネットワークなどが挙げられる。通信媒体としては、光ファイバ、無線回線を例示することが出来る。
【００３４】
【発明の効果】
本発明を用いれば、動物種の識別が容易に行えるので、測定の度に動物種が変化する場合であっても分析操作の負担を軽減することができる。例えば検体番号を設定するだけで、その検体の動物種に応じた分析条件の設定がソフトウエアによって自動的に設定されるため、複数種の動物について容易に分析操作をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態例を示す自動分析システムの斜視図。
【図２】この発明の一実施形態例を示す自動分析システムの構成説明図。
【図３】赤血球と血小板との測定例。
【図４】白血球分析部に用いるフローサイトメトリーの原理図。
【図５】ひとの白血球の測定結果の一例を示すスキャッタグラム。
【図６】動物種テーブルの概念説明図。
【図７】動物種テーブルの設定画面例。
【図８】検出信号を処理する信号処理部の回路図の一例。
【図９】各種動物の白血球の測定結果の一例を示すスキャッタグラム。
【図１０】従来の動物種の入力方法を示す説明図。

Claims

異なる動物種の血液試料中の細胞数を測定する自動分析システムであって、
動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する動物種テーブルと、
識別情報の入力を受け付ける識別情報入力手段と、
入力された識別情報に対応する動物種に適合するように測定感度を設定する分析設定手段と、
設定された測定感度に従い、血液試料中の細胞数を測定する分析部と、
を備えた自動分析システム。
異なる動物種の血液試料中の白血球を分類する自動分析システムであって、
動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する動物種テーブルと、
識別情報の入力を受け付ける識別情報入力手段と、
入力された識別情報に対応する動物種に適合する解析プログラムを選択する分析設定手段と、
選択された解析プログラムを用いて血液試料中の白血球を分類する分析部と、
を備えた自動分析システム。
前記分析部によって得られた測定結果を動物種ごとのファイルに出力する出力部をさらに備える請求項１記載の自動分析システム。
前記動物種テーブルにおける動物種と、前記動物種を特定する識別情報との対応付けの設定を受け付ける設定手段をさらに備える、請求項１に記載の自動分析システム。
前記識別情報は、前記血液試料を特定するための検体番号に含まれている、請求項１に記載の自動分析システム。
前記識別情報は、数字またはアルファベットで構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動分析システム。
前記解析プログラムは、２種以上の測定データに基づく２次元以上のスキャッタグラムを分画解析する、請求項２に記載の自動分析システム。
前記動物種テーブルを備えるホストコンピュータと、
入力された識別情報に対応する動物種を前記ホストコンピュータに問い合わせる問合せ手段とをさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動分析システム。
異なる動物種の血液試料中の細胞数を測定する自動分析方法であって、
動物種と、前記動物種を特定する識別情報とを対応付けて蓄積する蓄積ステップと、
識別情報の入力を受け付ける入力受付ステップと、
入力された識別情報に対応する動物種に適合するように測定感度を設定する分析設定ステップと、
設定された分析条件測定感度に従い、血液試料中の細胞数を測定する分析ステップと、
を含む自動分析方法。