专利名称：血液分析仪及其血液分析方法
技术领域：
本发明涉及一种血液分析仪及其血样分析方法。
背景技术：
具有光学式流式细胞仪的分析血样用血液分析仪众所周知。流式细胞仪设置有使血样流通的流动室、光照该流动室的光源和受光单元，光源发出的光会被流动室内的粒子打乱。通过在血样中添加溶血剂和荧光试剂对红血球进行荧光处理、对白血球等粒子进行染色处理，经染色的粒子受上述光源照射，发出荧光。受光单元接收此时的散射光和荧光，通过对检测信号进行分析，测定血样中的白血球，并将白血球分类为淋巴球、单核球、颗粒球等。
此种流式细胞仪可以用荧光信号分辨白血球和血影细胞(用溶血剂没有收缩干净的红血球膜)的分类，因此，无需使用将红血球收缩到足以明确区分白血球和血影细胞大小的、溶血能力很高的溶血剂，从而得以减轻白血球受损程度，保持白血球形态。如此一边保持白血球的形态一边溶解红血球并使血样处于适于白血球分类的状态的试剂已经公开(参照美国专利第6,004,816号)。
此外，流式细胞仪对白血球进行分类是根据各白血球的细胞及其核的大小和形态的细微不同来进行的，因此需要测定精度很高的光学系统。加之，血影细胞中也附着有少量荧光色素，有的会发出荧光信号，因此要用荧光信号分辨白血球和血影细胞也要求有测定精度很高的光学系统。为此，荧光用受光单元一般使用高感度光电倍增管(比如参照美国专利第6,365,106号)。使用雪崩光电二极管(APD)作为荧光受光单元的流式细胞仪也已有公开(参照美国专利第5,739,902号)。
雪崩光电二极管单元本身具有的信号放大率比光电倍增管低，因此，必须将设置在元件后段的放大电路的增益设定得很大。但是，以将增益扩大的放大电路放大雪崩光电二极管的输出信号，会产生放大电路发出的高频噪声水平升高、难以对试样进行高精度分析的问题。
发明内容
本发明的范围只由后附权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节本发明的第一部分涉及一种血液分析仪，其包括试样制备部分，用于制备包含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；供测定试样流动的流动室；用于照射在流动室流动的测定试样的光源；散射光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的散射光；具有雪崩光电二极管的荧光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的荧光；信号处理部分，用于处理来自散射光探测器的第一接收信号和来自荧光探测器的第二接收信号，其中信号处理部分可降低放大的第二接收信号中的高频噪声；分析部分，用于根据信号处理部分处理的第一和第二接收信号将血液中的白血球分类。
本发明的第二部分涉及一种血液分析仪，包括试样制备部分，用于制备包含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；供测定试样流动的流动室；用于照射在流动室流动的测定试样的光源；散射光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的散射光；具有雪崩光电二极管的荧光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的荧光；信号处理部分，用于处理来自散射光探测器的第一接收信号和来自荧光探测器的第二接收信号，其中信号处理部分包含低通滤波器，用于降低放大的第二接收信号中的高频噪声；及分析部分，用于根据信号处理部分处理的第一和第二信号将血液中的白血球分类；其中该低通滤波器的高频截频点低于下列算式的频率YY＝17.289EXP(-0.022C)+2(C表示雪崩光电二极管的极间容量)。
本发明的第三部分涉及一种血液分析方法，包括制备含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；使该测定试样受到光源发出的光束照射；接收被光源照射的测定试样发出的散射光；通过雪崩光电二极管接收被光源照射的测定试样发出的荧光；处理从散射光获得的第一接收信号；处理从荧光获得的第二接收信号，对第二接收信号的处理包括降低放大的第二接收信号中的高频噪声；根据处理过的第一接收信号和经处理的第二接收信号将血液中的白血球分类。
图1为本发明实施方式的血液分析仪的正面结构图。
图2为本发明实施方式的血液分析仪测定单元的外观立体图。
图3为本发明实施方式的血液分析仪测定单元的内部结构立体图。
图4为本发明实施方式的血液分析仪测定单元的内部结构侧视图。
图5为本发明实施方式的血液分析仪测定单元的结构框图。
图6为显示测定单元内置供样器的流路图。
图7为典型的测定单元流动室结构的立体图。
图8为典型的测定单元流式细胞仪构成的简略平面图。
图9为用本实施方式血液分析仪制作的散射图。
图10为图5所示信号处理电路的简要结构框图。
图11为说明用于侧向荧光信号之放大信号分析的范围的模式图。
图12为将噪声的最大容许水平设为80mVp-p时的散射图。
图13为将噪声的最大容许水平设为100mVp-p时的散射图。
图14为将噪声的最大容许水平设为150mVp-p时的散射图。
图15为将噪声的最大容许水平设为200mVp-p时的散射图。
图16为将噪声的最大容许水平设为250mVp-p时的散射图。
图17为将噪声的最大容许水平设为300mVp-p时的散射图。
图18为将噪声的最大容许水平设为400mVp-p时的散射图。
图19为将噪声的最大容许水平设为500mVp-p时的散射图。
图20为将噪声的最大容许水平设为600mVp-p时的散射图。
图21为将噪声的最大容许水平设为700mVp-p时的散射图。
图22为将噪声的最大容许水平设为300mVp-p时雪崩光电二极管极间容量与AD转换器高频截频点的关系图。
图23为将噪声的最大容许水平设为500mVp-p时雪崩光电二极管极间容量与AD转换器高频截频点的关系图。
具体实施例方式下面将参照
本发明的优选实施方案。
图1为本发明实施方式的血液分析仪的正面结构概要图。如图1所示，本实施方式的血液分析仪1为用于检查血液的仪器，主要由测定单元2、数据处理单元3构成，测定单元2对血液检体中所含成份进行一定的测定，数据处理单元3接收测定数据进行分析处理。此血液分析仪1如可放置在医院或病理检查设施等医疗机关内。测定单元2和数据处理单元3通过数据传输线3a连接，可进行数据通信。不仅限于通过数据传输线3a直接连接测定单元2和数据处理单元3这一种模式，比如还可以通过使用电话线路的专用电路、局域网或互联网等通信网络连接测定单元2和数据处理单元3。
图2为测定单元2的外观立体图。如图2所示，测定单元2的正面右下部分有可放置集存血样的采血管20的采血管放置部分2a。此采血管放置部分2a只要用户一按设在其旁边的按钮开关2b就会向前弹出式打开，此时用户可以放置采血管20。放置采血管20后，用户再按前述按钮开关2b，采血管放置部分2a就向后移动关闭。
图3为测定单元2的内部结构立体图，图4为其侧面图。放置有采血管20的采血管放置部分2a如前所述收纳在测定单元2内，采血管20被放到固定的抽取位置。测定单元2的内部设有供样器4，其具有抽取试样的吸移管21和混合配制血液和试剂的混合容器22、23等。吸移管21为上下竖立的管状，其前端尖锐，它还与无图示的注射器连接，可依靠此注射器抽出入一定量的液体，同时它还与移动机构连接，可上下前后移动。采血管20被橡胶制栓塞20a密封，可用吸移管21的尖头刺穿放在前述抽取位置上的采血管20的栓塞20a，从采血管20抽取一定量的血样。另如图4所示，采血管放置部分2a的后面有容器22、23，用前述移动机构将抽取有血样的吸移管21移至容器22、23将血样推出，以此向容器22、23提供血样。
图5为测定单元2的结构框图，图6为供样器4的流路图。如图5所示，测定单元2包括供样器4、WBC检测器5、RBC检测器6、HGB检测器7、控制器8和通信设备9。控制器8有信号处理电路8a和由CPU，ROM，RAM等构成的控制电路8b，处理WBC检测器5、RBC检测器6和HGB检测器7输出的信号，控制测定单元两个部分的工作。通信设备9例如可以是RS-232C接口、USB接口和Ethernet(注册商标)接口，可与数据处理单元3之间传输数据。
如图6所示，供样器4是具有容器、多个电磁阀和隔膜泵等的流体单元。容器22用于制备供测定红血球、血小板和测定血红蛋白的试样，容器23用于制备供测定白血球之用的试样。在图6，为了使说明简单扼要，只显示了容器23周围的流路的结构。容器23通过软管等流体通道P1、P2与装有溶血剂的试剂容器FFD和装染色剂的试剂容器FFS等连接。溶血剂使用STROMATOLYSER-4DS或STROMATOLYSER-4DL(希森美康(Sysmex)公司制)，连接容器23和试剂容器FFD的流体通道P1的途中，有电磁阀SV19和SV20，在电磁阀SV19和SV20之间有隔膜泵DP4。隔膜泵DP4接有正压源和负压源，可以受正压源和负压源驱动。连接容器23和试剂容器FFS的流体通道P2的途中，有电磁阀SV40和SV41，电磁阀SV40和SV41之间有隔膜泵DP5。
控制器8可如下控制和操纵这些电磁阀SV19、SV20、SV40、SV41和隔膜泵DP4、DP5，向容器23提供溶血剂和染色剂。首先，打开配置在比隔膜泵DP4更靠近试剂容器FFD一侧的电磁阀SV19，关闭比隔膜泵DP4更靠近容器23一侧的电磁阀SV20，负压驱动隔膜泵DP4，由试剂容器FFD定量抽取溶血剂。然后关闭电磁阀SV19，打开电磁阀SV20，正压驱动隔膜泵DP4，将定量的溶血剂供给容器23。同样，打开配置在比隔膜泵DP5更靠近试剂容器FFS一侧的电磁阀SV40，关闭比隔膜泵DP5更靠近容器23一侧的电磁阀SV41，负压驱动隔膜泵DP5，由试剂容器FFS定量抽取染色剂。然后关闭电磁阀SV40，打开电磁阀SV41，正压驱动隔膜泵DP5，将定量的染色剂供给容器23。如此将血样与试剂(溶血剂、染色剂)混合，制备白血球测定用试样。
容器23通过接有软管和电磁阀SV4的流体通道P3连接到作为流式细胞仪的WBC检测器5。此流体通道P3中途分叉，该分叉前端串联有电磁阀SV1和SV3。电磁阀SV1和SV3之间装有注射器SP2。注射器SP2与步进式电机M2连接，受此步进式电机M2驱动。连接容器23与WBC检测器5的流体通道P3再分叉，该分叉前端接有电磁阀SV29和隔膜泵DP6，当WBC检测器5测定白血球时，在打开电磁阀SV4、SV29的状态下负压驱动隔膜泵DP6，从容器23抽取试样，将该试样注入流体通道P3。试样进料完成后关闭电磁阀SV4、SV29，打开电磁阀SV3驱动注射器SP2，将加入的试样供给WBC检测器5。
如图6所示，供料器4设有鞘液容器24，此鞘液容器24通过流体通道P4连接到WBC检测器5。流体通道P4有电磁阀SV31，鞘液容器24专门用于集存供给WBC检测器5的鞘液，通过含有软管和电磁阀SV33的流体通道P5与集存鞘液的鞘液容器EPK连接。开始测定白血球前，先打开电磁阀SV33，将鞘液供给鞘液容器24，使鞘液预先储存在鞘液容器24中。当白血球测定开始时，在前述向WBC检测器5供给试样的同时，电磁阀SV31打开，预先储存在鞘液容器24的鞘液供应到WBC检测器5。
WBC检测器5是光学式流式细胞仪，可用半导体激光流式细胞术测定白血球。这种WBC检测器5有形成试样液体流动的流动室51。图7为流动室51结构的典型立体图。流动室51由具有透光性的石英、玻璃和合成树脂等材料制成，为管状结构，其内部形成试样和鞘液可以流动的流路。此流动室51有内部空间比其他部分更细的锐孔51a。流动室51的该锐孔51a附近为双重管结构，其内管为试样喷嘴51b。试样喷嘴51b与供样器4的流体通道P3连接，试样从此试样喷嘴51b喷出。试样喷嘴51b的外侧空间为鞘液流通的流路51c，此流路51c与前述流体通道P4连接。鞘液容器24供给的鞘液通过流体通道P4流过流路51c，进入锐孔51a。如此提供给流动室51的鞘液包绕着从试样喷嘴51b喷出的试样射出。而且锐孔51a使试样的流束变得很细，使试样中所含白血球、红血球等粒子在鞘液的包绕下一个一个地通过锐孔51a。
图8为WBC检测器5结构的典型概要平面图。在WBC检测器5中，半导体激光光源52会向流动室51的锐孔51a照射激光。半导体激光光源52与流动室51之间有数个透镜构成的照射透镜系统53，这个照射透镜系统53把半导体激光光源52射出的平行光束会聚为聚束光。在半导体激光光源52直线延长的光路上有一半透射反射镜54a挟流动室51与照射透镜系统53相对，半导体激光光源52射出的直线光被半透射反射镜54a遮光。在半透射反射镜54a的光路下侧配有光电二极管54。
试样流到流动室51，会因激光而产生散射光和荧光等光信号。此时，前向的信号光向前述光电二极管54照射。沿半导体激光光源52直线光路照射的光束中，半导体激光光源52的直接光束被半透射反射镜54a反射，只有基本上沿前述光束方向照射的散射光(以下称前向散射光)射入光电二极管54。流动室51产生的前向散射光经光电二极管54进行光电转换，由此产生的电信号经放大器54b放大，放大后的信号(以下称前向散射光信号)被送往控制器8。此前向散射光信号反映血球的大小，通过控制器8对此前向散射光信号进行信号处理即可得到血球大小等数据。
在流动室51的侧面、面对从半导体激光光源52到光电二极管54的直线延长线的光束直行的方向上配置有侧向聚光镜55，半导体激光束照射到从流动室51内通过的血球上时产生的侧向光(向与前述光束交叉方向射出的光))被该侧向聚光镜55聚光。侧向聚光镜55的后端配有二向色镜56，侧向聚光镜55发出的信号光经二向色镜56分成散射光成份和荧光成份。二向色镜56的侧面(与连接侧向聚光镜55和二向色镜56的光束方向交叉的方向)有接收侧向散射光的光电二极管57，二向色镜56的前述光束下端还有滤光片58a和雪崩光电二极管58。被二向色镜56分出来的侧向散射光成份经光电二极管57进行光电转换，转换成的电信号经放大器57a放大，放大后的信号(以下称侧向散射光信号)输出到控制器8。此侧向散射光信号反映血球的内部信息(核的大小等)，通过控制器8对此侧向散射光信号进行信号处理，即可得出血球核的大小等。二向色镜56发出的侧向荧光成份经滤光片58a选择波长后，由雪崩光电二极管58进行光电转换，转换产生的电信号经放大器58b放大，放大后的信号(侧向荧光信号)被输出到控制器8。此侧向荧光信号反映有关血球的染色程度的信息，通过对此侧向荧光信号进行信号处理，即可得出血球的染色性等。
RBC检测器6可用鞘流DC检测法(鞘流直流阻抗法)对红血球数及血小板进行计数。此RBC检测器6有流动室，由上述容器22向此流动室供应试样。测定红血球和血小板时，在容器22将稀释液混合到血液中制备试样。这种试样与鞘液一起由供样器4提供给流动室，在流动室中试样形成被鞘液包绕的液流。流动室中的流路中途设有一带电极的孔，当试样中的血球单个从该孔通过时在孔产生直流阻抗，检测该直流阻抗将这一电信号输送到控制器8。前述直流阻抗当血球通过孔时会增大，因此，这一电信号反映血球通过孔时的信息，对此电信号进行信号处理就可对红血球和血小板进行计数。
HGB检测器7可用SLS血红蛋白法测定血色素量。HGB检测器7设有稀释试样室，由容器22向其供应试样。测定血红蛋白时，在容器22将稀释液和溶血剂混合到血液中制备试样。此溶血剂具有使血液中的血红蛋白向SLS-血红蛋白转化的性质。发光二极管和光电二极管中间夹稀释试样室相对配置，发光二极管发出的光被光电二极管接收。发光二极管发出的光的波长易被SLS血红蛋白吸收，稀释试样室用透光性好的塑料材料制作，因此，光电二极管可以接收到发光二极管发出的、基本上只被稀释试样吸收的透射光，并不断地向控制器8输出与受光量(吸光度)相应的电信号，控制器8比较此吸光度和预设的只有稀释液的吸光度，计算出血红蛋白值。
控制器8如上所述从WBC检测器5、RBC检测器6和HGB检测器7接收电信号，取得表示细胞大小、细胞核大小、细胞的染色性、红血球数、血小板数和血红蛋白值等测定数据。如图5所示，控制器8具有信号处理电路8a和控制电路8b，由信号处理电路8a分别对WBC检测器5的输出信号(侧向荧光信号、前向散射光信号和侧向散射光信号)、RBC检测器6的输出信号和HGB检测器7的输出信号进行信号处理，取得测定数据，由控制电路8b向数据处理单元3传送测定数据。
数据处理单元3由具备CPU、ROM、RAM、硬盘、通信接口、键盘和鼠标等输入部分及显示器的计算机构成。通信接口比如可以是RS-232C接口、USB接口和Ethernet(注册商标)接口，可与测定单元2之间进行数据传输。数据处理单元3的硬盘中装有操作系统和分析处理从测定单元2接收的测定数据的应用程序。数据处理单元3通过在CPU上运行该应用程序，分析处理测定数据，计算白血球数(WBC)、红血球总数(RBC)、血色素量(HGB)、红细胞压积容量(HCT)、平均红细胞体积(MCV)、平均血红蛋白含量(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)、血小板总数(PLT)，用侧向荧光信号、前向散射光信号和侧向散射光信号制作散射图，将白血球分类为嗜中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球。
图9为用本实施方式的血液分析仪制作的散射图。图9纵坐标表示侧向荧光强度(受光水平)，横坐标表示侧向散射光强度(受光水平)。在本实验中，用同一种正常血液试样进行测定。本实施方式的血液分析仪1如上所述，可以一次性地将白血球分为嗜中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球五种，如图9所示，从本血液分析仪1制作的散射图得知，嗜中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球各种类分明，白血球分类精度高。
在此，就控制器8的信号处理电路8a的结构更详细地加以说明。图10为图5所示信号处理电路8a的结构概要框图。如图10所示，信号处理电路8a有放大器81a～81c、信号处理滤波器82a～82c和A D转换器83a～83c。信号处理滤波器82a～82c又分降低高频噪音的低通滤波(滤掉高频)84a～84c、降低信号的基频波动的高通滤波85a～85c和将信号基频调节到一定水平的基频调节器86a～86c。放大器81a、信号处理滤波器82a和AD转换器83a负责处理WBC检测器5输出的侧向荧光信号，放大器81b、信号处理滤波器82b和AD转换器83b负责处理WBC检测器5输出的前向散射光信号，放大器81c、信号处理滤波器82c和AD转换器83c负责处理WBC检测器5输出的侧向散射光信号。图10为了简化说明只显示了处理WBC检测器5的输出信号的电路，实际上信号电路8a还设有处理RBC检测器6和HGB检测器7的输出信号的电路。
放大器81a～81c的增益可根据测定模式(白血球分类模式、网状红血球测定模式等)切换设定值。这种增益的调节是将增益调节至标准粒子(比如CONTROL血液、校准品)出现在已预知增益适当时在散射图上的位置。低通滤波器84a～84c已设定了适当的高频截频点，使侧向荧光信号、前向散射光信号和侧向散射光信号的噪音得到有效衰减。例如，低通滤波器84a的高频截频点设定在根据以下算式(5)算出的频率Y以下。
Y＝10.482EXP(-0.018C)+1.3…(5)C雪崩光电二极管的极间容量其根据是以下本申请发明人的见解。图11为说明用于侧向荧光信号放大信号分析的范围的模式图。如图11所示，本实施方式的血液分析仪1其AD转换器83a的满量程输入电压设为4V，分辨率为8bit。上述白血球分类用散射图的纵坐标的清晰度为250，从AD转换器83a输出得到的256阶的数据中除去了前6阶。即在数据处理单元3的分析中使用放大器81a输出电压的范围为250×4000/256＝3906.25mV。本申请发明人在上述条件的情况下，设定数个低通滤波器84a的高频截频点进行实验，调查了在低通滤波器84a降低噪音后的信号中所含噪声最大容许水平设为多少才能取得良好的分析结果。图12～图21为分别将噪声最大容许水平设为80mVp-p、100mVp-p、150mVp-p、200mVp-p、250mVp-p、300mVp-p、400mVp-p、500mVp-p、600mVp-p和700mVp-p时所得到的散射图。在图12～图21中，实线封闭的区域分别表示嗜中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球出现的区域。可以看出，在噪声水平为300mVp-p时，中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球在出现区域重影少，这一程度的噪声水平可以清晰地将白血球分类为五种。即，在数据处理单元3的分析中，相对于放大器81a输出电压(放大电压)的使用范围(3906.25mV)，放大电压所含噪声的最大容许水平约为8％(100×300/3906.25＝7.68％)以下时可以极好地进行分析。
另一方面，最大容许水平超过600mVp-p时，如图20和图21所示，淋巴球出现区域与血影出现区域重叠，500mVp-p时如图19所示，淋巴球出现区域与血影出现区域未重叠。使用诸如STROMATOLYSER-4DS和STROMATOLYSER-4DL那种溶血能力不太高的溶血剂，能够一方面适度打破白血球，在保持白血球的形态的同时确保高染色性，另一方面由于红血球的溶解程度低，仅凭侧向散射光，由于淋巴球出现区域与血影出现区域会重叠，无法清晰地分辨他们。如此，在白血球分类中正确分辨淋巴球和血影显得尤为重要，为了用侧向荧光强度精确地分辨二者，最好他们各自在侧向荧光强度中的出现位置不重叠。从这种观点出发，当最大容许噪声水平为500mVp-p以下时如上所述，淋巴球与血影的出现位置不重叠，可以良好地分辨二者，从而精确地分类白血球。另，嗜碱性球通常个数很少，只占整个白血球的1％，只要能够分选出中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球四种就十分实用了，因此，有时也不进行嗜碱性球的分选。也有时在进行上述白血球四种分类的同时单独测定嗜碱性球，再将两者并在一起成为五种分类。可以知道，在这一点上也如图19所示，噪声水平为500mVp-p以下时，中性球、淋巴球、单核球和嗜酸性球的出现区域没有重影，可以精确地将白血球分为四种。因此，相对于在数据处理单元3分析中放大电压的使用范围，放大电压所含噪声的最大容许水平约为13％(100×500/3906.25＝12.8％)以下时可以进行良好的分析。
雪崩光电二极管具有其受光面越大极间容量就越大，因此输出信号的S/N比就越小的特性。因此，雪崩光电二极管具有其受光面越大，侧向荧光信号所含的噪声成份就越大，低通滤波器84a的高频截频点就应设定得越低。即，与同一噪声最大容许水平相应的高频截频点随雪崩光电二极管的极间容量而变化。
图22和图23显示了噪声最大容许水平为300mVp-p和500mVp-p时雪崩光电二极管极间容量与低通滤波器84a的高频截频点的关系。实验结果如图22所示，与极间容量为0pF时的噪声最大容许水平300mVp-p对应的高频截频点为10.28MHz。同样，在噪声最大容许水平为300mVp-p的情况下，当极间容量为1pF、3pF、5pF、10pF、18pF、36pF、56pF、120pF、240pF、470pF时，其对应的高频截频点分别为10.11MHz、9.6MHz、9.14MHz、7.97MHz、6.62MHz、5.19MHz、4.18MHz、2.22MHz、1.55MHz、1.35MHz、0.87MHz。而且，如果求噪声最大容许水平为300mVp-p时的极间容量与临界频率的关系的近似式，则如上述(5)算式。图22中用实线表示了(5)式的曲线。另一方面，如图23所示，在噪声最大容许水平设定为500mVp-p的情况下，当极间容量为0pF、1pF、3pF、5pF、10pF、18pF、36pF、56pF、120pF、240pF、470pF时，其高频截频点分别为18.86MHz、18.62MHz、16.94MHz、16.35MHz、13.47MHz、10.48MHz、8.09MHz、6.32MHz、3.46MHz、2.47MHz、2.18MHz、1.52MHz。而且，噪声最大容许水平为500mVp-p时的极间容量与临界频率的关系的近似式如(6)算式。图23中用实线表示(6)式的曲线。
Y＝17.289EXP(-0.022C)+2…(6)C雪崩光电二极管的极间容量因此，在本实施方式中，虽然将高频截频点设为(5)式所给予的频率Y以下，将低通滤波器84a降低噪声后的信号所含噪声水平控制在300mVp-p以下，但并非仅限于此，将高频截频点设为(6)式所给予的频率Y以下，将噪声水平控制在500mVp-p以下也可以，此种情况下也可以得出良好的分析结果。特别是将白血球分为四种的时候，将上述噪声水平控制在500mVp-p以下即可得到足够的分析精度。
如上所述，雪崩光电二极管58的极间容量越小，越能减少输出信号中所含的噪声。尽管提高半导体激光光源52发出的光束强度也可以改善S/N比，但其效果不如缩小雪崩光电二极管58受光面(即极间容量)，况且提高输出光的强度还造成能源消耗增大，从消耗电力的观点看也不可取。因此，尽可能缩小雪崩光电二极管58受光面非常重要。但同时，过于缩小雪崩光电二极管58的受光面，可能造成该受光面比侧向聚光镜55投影到雪崩光电二极管58受光面的粒子影像还小，从而无法得到正确反映粒子相关信息的侧向荧光信号。当然也可考虑缩小侧向聚光镜55的倍率，使粒子的影像小于受光面，但是受光面过小会导致与光束的位置调整困难，要求更高的组装精度，增大制造成本。因此，本实施方式考虑到雪崩光电二极管的输出信号噪声水平、光学透镜的制造成本和WBC检测器5的组装精度等，使用了有直径1.5mm圆形受光面的雪崩光电二极管58，本雪崩光电二极管58的极间容量为8.4pF。本实施方式将低通滤波器84a高频截频点设为2.3MHz。
在本实施方式中，雪崩光电二极管58的受光面为直径1.5mm的圆形，但并非仅限于此，比如，直径为0.1mm～2mm的圆形也可，一边长为0.1～2mm的正方形也可，也可以是有相同面积的长方形等其他形状。
另外，在本实施方式中，测定单元2和数据处理单元3分别设置，并且仅就此种结构的血液分析仪1作了说明，但并非仅限于此，也可以是集测定单元2的功能和数据处理单元3的功能为一体的血液分析仪。
权利要求
1.一种血液分析仪，包括试样制备部分，用于制备包含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；供测定试样流动的流动室；用于照射在流动室流动的测定试样的光源；散射光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的散射光；具有雪崩光电二极管的荧光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的荧光；信号处理部分，用于处理来自散射光探测器的第一接收信号和来自荧光探测器的第二接收信号，其中信号处理部分降低经放大的第二接收信号中的高频噪声；以及分析部分，用于根据信号处理部分处理的第一和第二接收信号将血液中的白血球分类。
2.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，信号处理部分包括一个低通滤波器，以降低高频噪声。
3.根据权利要求2描述的血液分析仪，其中，信号处理部分还包括高通滤波器，用于降低经放大的第二接收信号的基频波动；及基频调节器，用于调节预设水平的基频。
4.根据权利要求2描述的血液分析仪，其中，信号处理部分还包括用于放大第二接收信号的放大器，以获得放大的第二接收信号。
5.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，所述分析部分将白血球至少分为四种。
6.根据权利要求5描述的血液分析仪，其中，该分析部分将白血球分为嗜中性球、淋巴球、单核球和嗜酸性球。
7.根据权利要求5描述的血液分析仪，其中，该分析部分将白血球分为嗜中性球、淋巴球、单核球、嗜酸性球和嗜碱性球。
8.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，所述信号处理部分降低高频噪声，使放大的第二接收信号中的噪声低于该放大的第二接收信号的信号水平使用范围的13％。
9.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，所述信号处理部分降低高频噪声，使放大的第二接收信号中的噪声低于该放大的第二接收信号的信号水平使用范围的8％。
10.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，雪崩光电二极管包括受光直径约0.1mm到2mm之间的圆形受光面的光束。
11.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，雪崩光电二极管包括边长约0.1mm到2mm之间的矩形受光面的光束。
12.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，所述光源包括一激光二极管。
13.根据权利要求12描述的血液分析仪，其中，所述激光二极管发射红光。
14.根据权利要求1描述的血液分析仪，其中，所述散射光探测器包含一个针状光电二极管(PIN photodiode)用于接收散射光。
15.一种血液分析仪，包括试样制备部分，用于制备包含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；供测定试样流动的流动室；用于照射在流动室流动的测定试样的光源；散射光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的散射光；具有雪崩光电二极管的荧光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的荧光；信号处理部分，用于处理来自散射光探测器的第一接收信号和来自荧光探测器的第二接收信号，其中信号处理部分包含低通滤波器，用于降低放大后的第二接收信号中的高频噪声；及分析部分，用于根据信号处理部分处理的第一和第二接收信号将血液中的白血球分类；其中该低通滤波器的高频截频点低于下列算式的频率YY＝17.289EXP(-0.022C)+2(C表示雪崩光电二极管的极间容量)。
16.根据权利要求15所述血液分析仪，其中低通滤波器的截频点低于下列算式的频率YY＝10.482EXP(-0.018C)+1.3(C表示雪崩光电二极管的极间容量)。
17.一种血液分析方法，包括制备含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；使该测定试样受到光源发出的光束照射；接收被光源照射的测定试样发出的散射光；通过雪崩光电二极管接收被光源照射的测定试样发出的荧光；处理从散射光获得的第一接收信号；处理从荧光获得的第二接收信号，对第二接收信号的处理包括降低放大的第二接收信号中的高频噪声；以及根据处理过的第一接收信号和经处理的第二接收信号将血液中的白血球分类。
18.根据权利要求17所述血液分析方法，其中，对第二接收信号的处理还包括放大第二接收信号，以获得放大的第二接收信号；及对放大的第二接收信号进行信号处理。
19.根据权利要求18所述血液分析方法，其中，对第二接收信号的处理还包括降低高频噪声；减少放大的第二接收信号的基频波动；及调节预设水平的基频。
20.根据权利要求17所述血液分析方法，其中，白血球在分类步骤被分成至少四种。
全文摘要
血液分析仪，其包括试样制备部分，用于制备包含血液、溶血剂和染色剂的测定试样；供测定试样流动的流动室；用于照射在流动室流动的测定试样的光源；散射光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的散射光；具有雪崩光电二极管的荧光探测器，用于接收被测试样在光源照射下产生的荧光；信号处理部分，用于处理来自散射光探测器的第一接收信号和来自荧光探测器的第二接收信号，其中信号处理部分降低放大的第二接收信号中的高频噪声；分析部分，用于根据信号处理部分处理的第一和第二接收信号将血液中的白血球分类。一种血液分析方法。
文档编号G01N15/05GK1967244SQ20061013814
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月14日 优先权日2005年11月15日
发明者植野邦男, 滨田雄一 申请人:希森美康株式会社