專利名稱：用于分析體液的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于分析在樣品中的顆粒的方法和系統(tǒng)，并且 更具體地說(shuō)是用于標(biāo)識(shí)和量化在樣品中所述顆粒的方法和系統(tǒng)。 發(fā)明背景用于處理在流體樣品中顆粒的圖象的方法和設(shè)備是眾所周知的。 例如，在美國(guó)專利Nos. 4, 338, 024， 4, 393, 466, 4， 667， 335和 4,612,614中描述了用于分析生物微粒的設(shè)備，上述的生物微粒分析 設(shè)備可以自動(dòng)地-即，沒(méi)有人的干預(yù)-確定在流體樣品中顆粒的特征， 例如顏色、大小和亮度。此外，基于所述被確定的特征，這些設(shè)備可 以將顆粒各自分類為許多類別之一并計(jì)算每種顆粒類型(即，顆粒類 別)的濃度。該自動(dòng)的樣品分析和濃度測(cè)定工藝被稱為自動(dòng)顆粒識(shí)別 (APR) 所述分級(jí)和計(jì)算結(jié)果可以以在美國(guó)專利No. 5, 822,447中所公開(kāi) 方式而被顯示。也就是，采取多個(gè)光學(xué)框，其中每個(gè)框是一部分樣品 的圖像。優(yōu)選地，所述框表示樣品的不同部分。 一個(gè)框由一個(gè)或多個(gè) 影像的"片"構(gòu)成，每個(gè)片含有至少一個(gè)顆粒影像。片識(shí)別可以根據(jù) 美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2004 / 0136593而實(shí)施?；谒鼈兯械挠跋?， 所述片被分類多個(gè)類別之一，并且所述類別通常以一個(gè)或多個(gè)在視覺(jué) 上地可辨別的特征為特征。在一些實(shí)施方案中，如果一個(gè)片含有一個(gè) 以上可辨別的顆粒影像，所述顆粒影像可以被獨(dú)立地分類。在其它實(shí) 施方案中，用更主要顆粒的影像來(lái)對(duì)所述片進(jìn)行分類。在所述自動(dòng)分 類中可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；例如在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2004/0126008 中所公開(kāi)的。在所述分級(jí)之后，每個(gè)顆粒類別的濃度被測(cè)定。從框中取出的所述片可以被顯示在圖形用戶界面上(例如，計(jì)算 機(jī)監(jiān)視器)，優(yōu)選地是以被分級(jí)了的有序排列。在每個(gè)類別之內(nèi)所述顆粒的數(shù)目，或者由此而來(lái)任何參數(shù)(例如，顆粒總數(shù)的百分比)可以被顯示。所述APR工藝測(cè)定了基于該分類的每個(gè)顆粒類型(即，顆 粒類別)的濃度(即，另外被稱作計(jì)數(shù)，其是每單位體積所述樣品的 顆粒數(shù)目)。然后，操作員可以手動(dòng)地檢查所述APR分級(jí)結(jié)果并且校 正任何誤差。在所述手工檢查過(guò)程中，操作員可以將被誤分類的顆粒 從一個(gè)類別中拖出并且將其添加到另 一個(gè)類別中.用于APR的一個(gè)應(yīng)用是從脊髓液樣品中對(duì)紅血球(RBCs)和白血 球(WBCs)(或者被稱為lymphocytes )進(jìn)行計(jì)數(shù)。問(wèn)題是，對(duì)于一 些APR系統(tǒng)，可能難以正確地對(duì)RBCs和WBCs進(jìn)行區(qū)別和量化。需要 有一個(gè)系統(tǒng)和方法用于改善顆粒的分類。本發(fā)明概述在此處公開(kāi)了一種用于改善自動(dòng)顆粒識(shí)別和分析準(zhǔn)確度的方法和 系統(tǒng)。一種分析含有顆粒樣品的方法，包括測(cè)定在所述樣品中顆粒的一 個(gè)被選擇組的笫一集體計(jì)數(shù)；處理所述樣品的至少一部分以改變所述 顆粒被選擇組的子群；測(cè)定在所述樣品被處理的部分中任何顆粒被選 擇組的笫二集體計(jì)數(shù)；以及從所述第一集體計(jì)數(shù)減去所述第二集體計(jì) 數(shù)，以確定對(duì)于由所述樣品的處理而改變的顆粒子群的差異計(jì)數(shù)。一種用于分析含有顆粒樣品的裝置，其包括用于捕獲樣品被處 理和未處理部分的影像并從所述捕獲的影像建立電子影像的成像裝 置，其中在所述樣品的被處理部分中所述樣品顆粒的一個(gè)被選擇組的 子群被改變，和處理器。所述處理器適于測(cè)定在所述樣品的未處理 部分中被選擇組顆粒的第一集體計(jì)數(shù)，測(cè)定在所述樣品被處理部分中 任何被選擇組顆粒的第二集體計(jì)數(shù)，以及從所述第一集體集體減去所 述第二集體計(jì)數(shù)，以確定在所述樣品的處理部分中被改變的顆粒子群的差異計(jì)數(shù)。本發(fā)明的其它目的和特性將通過(guò)下面的說(shuō)明、權(quán)利要求和附圖而 被清楚表述。


圖l是一種粒子分析器的示意圖。圖2是顯示顆粒分析的一個(gè)實(shí)施方案的方法步驟的流程圖。 圖3是顯示顆粒分析的第二實(shí)施方案的方法步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
在此處所描述的系統(tǒng)和方法增強(qiáng)了難于區(qū)分的顆粒的分級(jí)精確 性，特別是適用于自動(dòng)化顆粒分析器系統(tǒng)。如圖l所示意性說(shuō)明的，所述增強(qiáng)的系統(tǒng)和方法可以利用自動(dòng)顆粒識(shí)別(APR)技術(shù)，其使用了 具有成像系統(tǒng)2和處理器4的粒子分析器。 成像系統(tǒng)和處理器成像系統(tǒng)2被用來(lái)產(chǎn)生含有感興趣顆粒的樣品的視野影像。成像 系統(tǒng)2優(yōu)選是公知的流動(dòng)顯微鏡，例如在美國(guó)專利4， 338， 024、 4， 393， 466、 4， 538， 299和4， 612， 614中所描述的，其全部在此結(jié)合做 為參考。這樣的系統(tǒng)包括流動(dòng)單元10、顯微鏡12和相機(jī)14，如圖1 所示。含有感興趣的顆粒的樣品流體通過(guò)流動(dòng)單元10的檢測(cè)區(qū)域，在 此所述顆粒的影像通過(guò)流動(dòng)顯微鏡12而變?yōu)榭捎^察的。當(dāng)所述顆粒流 動(dòng)通過(guò)所述流動(dòng)單元10時(shí)，相機(jī)14 (其優(yōu)選是CCD相機(jī))借助顯微鏡 12捕獲所述顆粒的連續(xù)視野影像，并且將它們轉(zhuǎn)化為數(shù)字的顆粒影 像。由相機(jī)14所取得的每個(gè)數(shù)字顆粒影像包括數(shù)千乃至數(shù)百萬(wàn)個(gè)單獨(dú) 的像素。優(yōu)選使用光源16 (例如頻閃儀)照亮(通過(guò)前面和/或背面照 明)所述流動(dòng)單元10的檢測(cè)區(qū)域。應(yīng)當(dāng)指出，在此處所描述的方法和 系統(tǒng)還可以被用于分析非流動(dòng)的樣品流體(例如置于檢測(cè)片之上的樣 品流體)。處理器4可以是任何微處理器和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或多個(gè)微處理器 和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其能夠處理如下所述的數(shù)字顆粒影像.上述的處理 器的例子包括但不局限于數(shù)據(jù)處理器、DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)、微控 制器、以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理器，其中的每一個(gè)可以是CISC和/或RISC 型。所述處理器4處理所述數(shù)字顆粒影像以探測(cè)、分類、量化、和/或 顯示所述顆粒的影像，優(yōu)選地使用在美國(guó)專利4， 338， 024、 4, 393, 466、 4， 667， 335及4， 612， 614、和5， 822， 44、以及美國(guó)專利 申請(qǐng)公開(kāi)2004/0136593和2004/0126008中的一些或全部所公開(kāi)的技 術(shù)，上述文獻(xiàn)在此被結(jié)合以作為參考。增強(qiáng)的粒子探測(cè)如上所述的處理器4包括進(jìn)一步的功能以進(jìn)行如下所述和在圖2 中所述的方法，其增強(qiáng)了對(duì)難以被彼此識(shí)別的顆粒所作計(jì)數(shù)的精確 性。如在本文中使用，"計(jì)數(shù)"或"計(jì)數(shù)"是指確定在已知體積的樣品流體中或在單位體積的樣品流體中所感興趣的顆粒的數(shù)目。僅作為一個(gè)例子，該方法就在樣品例如脊髓液中的紅血球(RBCs)和白血球 (WBCs)而被描述。但是，在其它流體樣品中其它難以被辨別的顆粒 可以按類似方式而被分類和計(jì)數(shù)，并且所述權(quán)利要求并不應(yīng)當(dāng)基于該 例子而被限制在量化脊髓液樣品中的RBCs和WBCs。在步驟1中，所述樣品中顆粒的被選擇組(例如RBCs和WBCs) 被集體地辨識(shí)，并且通過(guò)使所述樣品的一部分經(jīng)歷常規(guī)的APR技術(shù)而 被計(jì)數(shù)，得到第一計(jì)數(shù)值FC。該第一計(jì)數(shù)FC表示在存在于所述樣品之 中的所述被選擇組中全部顆粒的總的顆粒計(jì)數(shù)(例如在所述樣品中紅 血球和白血球總的計(jì)數(shù))。在這個(gè)步驟，不必求得在所述顆粒的被選 擇組中不同的顆粒類型之間的差異(例如，在這時(shí)候不需要對(duì)RBCs和 WBCs做單獨(dú)的計(jì)數(shù))。在步驟2中，所述樣品的一部分被處理，從而使來(lái)自所述被選擇 組顆粒的一個(gè)或多個(gè)顆粒類型的子群被改變(例如變化、碎裂、破壞、 或從所述樣品去掉)，從而使用于辨識(shí)被選擇顆粒的組的APR技術(shù)不 再對(duì)顆粒的所述子群進(jìn)行辨認(rèn)和計(jì)數(shù)。在樣品中具有RBCs和WBCs情 況下，所述樣品被溶解試劑處理，其破壞了在所述樣品中RBCs，僅僅 留下來(lái)自所述被選擇組顆粒的WBCs。用于集體地計(jì)數(shù)RBCs和WBCs的 APR技術(shù)不再對(duì)所述破壞了的RBCs進(jìn)行辨認(rèn)和計(jì)數(shù).在步驟3中，在使用常規(guī)的APR技術(shù)而被處理的樣品部分上進(jìn)行 第二計(jì)數(shù)，以辨識(shí)和計(jì)數(shù)留存于所述處理樣品中顆粒的被選擇組中的 顆粒(例如WBCs)，得到第二計(jì)數(shù)值SC。該第二計(jì)數(shù)SC表示那些在 最初的被選擇組中存在并且留存在所述處理步驟2之后的樣品中的顆 粒的總的顆粒計(jì)數(shù)(例如僅指在所述樣品中WBCs的總的計(jì)數(shù))。在被 選擇組為RBCs和WBCs的情況下，在所述樣品中沒(méi)有RBCs留下而可能 被錯(cuò)誤地辨識(shí)為并包括在WBCs的計(jì)數(shù)內(nèi)。這樣，所述第二計(jì)數(shù)SC更 準(zhǔn)確地表示在最初的中WBCs的實(shí)際計(jì)數(shù)。在很多情況下，該WBC計(jì)數(shù) 比在這兩個(gè)類型的顆粒一起存在的分析樣品中用APR技術(shù)區(qū)分所得結(jié) 果要精確的多。在步驟4中，從所述第一計(jì)數(shù)FC減去所述第二計(jì)數(shù)SC，得到差異 計(jì)數(shù)DC，其準(zhǔn)確地表示在所述樣品中經(jīng)過(guò)步驟2而被改變的顆粒的顆 粒計(jì)數(shù)。在被選擇組為RBCs和WBCs情況下，所述差異計(jì)數(shù)DC準(zhǔn)確地表示在最初的樣品中RBC的計(jì)數(shù)。以上的技術(shù)，即集體地計(jì)數(shù)被選擇顆粒的組、處理所述樣品以改 變這些顆粒的子群、計(jì)數(shù)在所述被選擇顆粒組中剩余的顆粒、以及將 所述兩個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)果相減，對(duì)于通過(guò)樣品處理而被改變的顆粒以及對(duì)于 留在所述樣品處理之后的樣品中的顆粒來(lái)說(shuō)，都提供了遠(yuǎn)為精確的顆 粒計(jì)數(shù)。進(jìn)一步地，所使用的APR技術(shù)只需能夠正確且集體地標(biāo)識(shí)和 計(jì)數(shù)在被選擇顆粒的組中的顆粒，而不必使用那些設(shè)法辨別在所述被 選擇顆粒的組之內(nèi)的顆粒的4支術(shù)。當(dāng)樣品帶有RBCs和WBCs時(shí)，可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩種類型顆粒的精確計(jì)數(shù)，而不需使用任何試圖在這兩種共 存于所述樣品中的顆粒之間進(jìn)行辨別的APR技術(shù)。事實(shí)上，同樣的APR 處理可以被用于步驟1和3，其中都不需要在紅血球或白血球之間作出 辨別。這樣，對(duì)于相比于通過(guò)APR識(shí)別技術(shù)而言更容易通過(guò)樣品處理 來(lái)進(jìn)行區(qū)別的顆粒來(lái)說(shuō)，用以上方法來(lái)對(duì)這些的顆粒進(jìn)行辨別和計(jì)數(shù) 是理想的。以上的方法參照具有兩個(gè)成分(RBCs和WBCs )的顆粒的被選擇組 而被描述。然而，其它難于辨別的顆粒可以按照類似方式而被分類和 計(jì)數(shù)。而且，不僅所述顆粒類型可以與所述被選擇組的顆粒類型數(shù)目 不同，計(jì)數(shù)數(shù)目和處理步驟也是可以變化的，以得到更復(fù)雜的樣品附 加信息。例如，如果所述顆粒的被選擇組具有5種成分，則可能有多 個(gè)處理步驟(例如步驟2)來(lái)有區(qū)別地影響不同的顆粒成分，并繼之以 多個(gè)識(shí)別/計(jì)數(shù)步驟(例如步驟3)。
此外，對(duì)來(lái)自相同的最初樣品的 不同部分可以使用所述方法的不同步驟(例如，被用作步驟2和3的 樣品部分與被用作步驟l的樣品部分不同)，或者同樣的部分可以被 重復(fù)地用于多個(gè)步驟(例如，被用作步驟2和3的樣品部分與被用作 步驟1的樣品部分相同)。圖3說(shuō)明了以上所描述方法另一替代的實(shí)施方案，由此所述第二 計(jì)數(shù)SC可以根據(jù)所述樣品處理步驟的作用而被改性。在所述RBC和WBC 例子中，對(duì)于某些樣品來(lái)說(shuō)用于破壞RBCs的溶解試劑也會(huì)損傷或改變 一些WBCs，如此在圖2的步驟3中造成了低計(jì)數(shù)。為了對(duì)這種情況進(jìn) 行補(bǔ)救，如圖3所示，在圖2的處理中增加了步驟3A。 步驟3A涉及 檢測(cè)所述樣品處理是如何影響意圖留存在所述后處理樣品中的顆粒 的，以及從而調(diào)整所述第二計(jì)數(shù)SC。在帶有RBCs和WBCs樣品中，步驟3A涉及在步驟2的所述溶解處理前后對(duì)所述樣品進(jìn)行分析，以及量 化有多少WBCs被損害到步驟3的APR計(jì)數(shù)技術(shù)不能適當(dāng)?shù)貥?biāo)識(shí)和計(jì)數(shù) 其存在的程度。然后，步驟3A將通過(guò)把這個(gè)值(損害的WBCs)與所述 第二計(jì)數(shù)值SC相加而得出結(jié)論。在步驟3中的分析可以由操作員和/ 或通過(guò)其它技術(shù)被手動(dòng)地進(jìn)行，并且被推廣到同樣類型樣品所有的其 它樣品，其將通過(guò)本發(fā)明所涉及的處理而被同樣地影響。雖然在上文已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)該 理解，在此處所教導(dǎo)的基本發(fā)明構(gòu)思的許多變形和/或修改也同樣落在 本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。例如，圖1中步驟1和3所述的APR技術(shù) 可以不變或可以被改變。另外，所述樣品不必總是，或曾經(jīng)是流體形 式的。
權(quán)利要求
1.一種分析含有顆粒的樣品的方法，包含測(cè)定在所述樣品中顆粒的被選擇組的第一集體計(jì)數(shù)；處理所述樣品的至少一部分以改變所述顆粒被選擇組的子群；測(cè)定在所述樣品的被處理部分中顆粒的任何被選擇組的第二集體計(jì)數(shù)；以及從所述第一集體計(jì)數(shù)減去所述第二集體計(jì)數(shù)，以確定對(duì)于由所述樣品的處理改變的顆粒子群的差異計(jì)數(shù)。
2. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述第一集體計(jì)數(shù)的測(cè)定包含 建立所述樣品的第一電子影像；并且集體地辨識(shí)和計(jì)數(shù)在所述第一電子影像中顆粒被選擇組的影像.
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二集體計(jì)數(shù)的測(cè)定包含 建立所述樣品處理部分的笫二電子影像；并且 集體地辨識(shí)和計(jì)數(shù)在所述第二電子影像中顆粒被選擇組的影像。
4. 權(quán)利要求3所迷的方法，其中所述第一集體計(jì)數(shù)的測(cè)定還包括 使所述樣品的至少一部分通過(guò)流動(dòng)單元；并且 在所述流動(dòng)單元中用相機(jī)捕獲所述樣品的影像。
5. 權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二集體計(jì)數(shù)的測(cè)定還包括 使所述樣品的被處理部分通過(guò)流動(dòng)單元；并且 在所述流動(dòng)單元中用相機(jī)捕獲所述樣品處理部分的影像。
6. 權(quán)利要求l所述的方法，還包括測(cè)定在除所述顆粒被選擇組的所述子群以外的顆粒被選擇組上所述 樣品處理的效果，并且調(diào)整所述第二集體計(jì)數(shù)以補(bǔ)償所測(cè)定的樣品處理的效果。
7. 權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二集體計(jì)數(shù)的調(diào)整是在所述 從第一集體計(jì)數(shù)減去第二集體計(jì)數(shù)之前進(jìn)行的。
8. 權(quán)利要求l所述的方法，其中 所述顆粒的被選擇組包含紅血球和白血球；并且 所述顆粒被選擇組的子群包含紅血球。
9. 權(quán)利要求8所述的方法，其中所述樣品至少一部分的處理包含用 溶解試劑處理所述樣品。
10. 權(quán)利要求9所述的方法，其中所述樣品是脊髓液。
11. 一種用于分析含有顆粒的樣品的裝置，包含用于捕獲樣品被處理和未處理部分的影像并從所述捕獲的影像建立 電子影像的成像裝置，其中在所述樣品的被處理部分中所述樣品顆粒 的被選擇組的子群被改變；處理器，其適于測(cè)定在所述樣品的未處理部分中顆粒的被選擇組的第一集體計(jì)數(shù)， 測(cè)定在所述樣品被處理部分中顆粒的任何被選擇組的笫二集體計(jì) 數(shù)，以及從所述第一集體集體減去所述第二集體計(jì)數(shù)，以確定在所述樣品的 被處理部分中被改變的顆粒子群的差異計(jì)數(shù).
12. 權(quán)利要求ll所述的裝置，其中所述成像裝置包含 使所述樣品可以經(jīng)其通過(guò)的流動(dòng)單元；和用于捕獲所述樣品的被處理和未處理部分的影像的相機(jī)。
全文摘要
一種分析含有難于被區(qū)分的顆粒的樣品的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)和方法測(cè)定在所述樣品中顆粒的被選擇組的第一集體計(jì)數(shù)，處理所述樣品的至少一部分以改變所述顆粒被選擇組的子群，測(cè)定在所述樣品的被處理部分中顆粒的任何被選擇組的第二集體計(jì)數(shù)，以及從所述第一集體計(jì)數(shù)減去所述第二集體計(jì)數(shù)，以確定對(duì)于由所述樣品的處理而被改變的顆粒子群的差異計(jì)數(shù)。所述方法和系統(tǒng)以測(cè)定在樣品(如脊髓液)中紅血球和白血球的濃度為例而被描述，使用自動(dòng)顆粒識(shí)別技術(shù)，而不必試圖區(qū)分和計(jì)數(shù)在相同的樣品部分中共存的紅血球/白血球。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101583959SQ200680005287
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者E·沙普洛, H·卡斯丹, R·H·特納 申請(qǐng)人:艾里斯國(guó)際有限公司