癌變信息提供方法及癌變信息提供裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠在癌癥初期階段精確檢測出患者可能患有癌癥的癌變信息提供方法。用于提供細(xì)胞癌變的相關(guān)信息的癌變信息提供方法包括：數(shù)據(jù)獲取步驟，即，就含有采自上皮組織的細(xì)胞的測定試樣中所含有的各細(xì)胞獲取包括與細(xì)胞核大小相關(guān)的第一數(shù)據(jù)及與細(xì)胞質(zhì)大小相關(guān)的第二數(shù)據(jù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)提取步驟，即，根據(jù)就各細(xì)胞獲取的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，從測定試樣中的復(fù)數(shù)個細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)中提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)，其中分析對象細(xì)胞是指在上皮組織中位于基底膜一側(cè)而非表層的細(xì)胞的至少一部分；信息輸出步驟，即，對所提取的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
【專利說明】癌變信息提供方法及癌變信息提供裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分析細(xì)胞并提供該細(xì)胞的癌變相關(guān)信息的癌變信息提供方法及癌變信息提供裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人們已經(jīng)知道有一種分析裝置能夠自動分析受檢者的細(xì)胞并提供該細(xì)胞的癌變相關(guān)信息(比如參照專利文獻(xiàn)廣2)。專利文獻(xiàn)I公開了一種裝置，該裝置讓含有采自受檢者的細(xì)胞的測定試樣流過流動室，用光照射流經(jīng)該流動室的測定試樣，以此獲得各個細(xì)胞的散射光信號，通過分析各散射光信號的波形來提取特征參數(shù)，用該特征參數(shù)從復(fù)數(shù)個細(xì)胞中辨別出癌細(xì)胞及異形細(xì)胞(atypical cell)。
[0003]專利文獻(xiàn)2公開了一種病理診斷輔助裝置，該裝置拍攝流經(jīng)流動室的細(xì)胞，根據(jù)所獲得的圖像數(shù)據(jù)推斷細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)的分布，并根據(jù)所推斷的細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)的分布面積比例(N/C比)，推斷病理組織標(biāo)本中癌部位的分布。
[0004]先行技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開第2006/103920號 專利文獻(xiàn)2:特開(日本專利公開)2004-286666號。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明要解決的課題
比如，在宮頸的組織學(xué)診斷中，從正常狀態(tài)發(fā)展到癌癥的過程有幾個階段，從正常狀態(tài)起依次為“正常(Normal)”、“CIN1”、“CIN2”、“CIN3” 及“癌癥(Cancer)”。其中，“CIN1”、“CIN2”和“CIN3”階段都屬于被稱作“宮頸上皮內(nèi)瘤病變(CIN)”的階段。
[0006]“CIN1”是指由基底層向表層的1/3處有非典型(atypical)副基底細(xì)胞(parabasal cell)增殖的狀態(tài)，這是一種很可能自然消退的狀態(tài)。因此，在“CIN1”階段通常認(rèn)為尚無需治療?！癈IN2”是指由基底層向表層的2/3處有非典型(atypical)副基底細(xì)胞增殖的狀態(tài)，“CIN2”階段是人們認(rèn)為需要治療的狀態(tài)?！癈IN3”是指在基底層與表層之間幾乎隨處都有非典型(atypical)副基底細(xì)胞增殖的狀態(tài)，“CIN3”階段被人們判斷為需要治療。要盡早開始癌癥治療的話，最好在癌癥演變至“癌癥(Cancer)”之前的“CIN2”?“CIN3”的癌癥初期階段檢測出患者患有癌癥的可能性，并且最好能區(qū)分出患者是處于被判斷為無需治療的“CIN1”以前的階段還是處于被判斷為需要治療的“CIN2”以后的階段。
[0007]無論是在判斷為無需治療的“CIN1”階段還是在判斷為需要治療的“CIN2”階段，都會有正常細(xì)胞與癌細(xì)胞或異形細(xì)胞(atypical cell)混合存在。因此，從“CIN1”階段的受檢者宮頸采集細(xì)胞制備測定試樣也好，從“CIN2”階段的受檢者宮頸采集細(xì)胞制備測定試樣也好，測定試樣中都會既有正常細(xì)胞又有癌細(xì)胞或異形細(xì)胞(atypical cell)，僅通過檢測異形細(xì)胞(atypical cell)這一途徑很難在癌癥初期階段精確檢測出患者患有癌癥的可能性。
[0008]在專利文獻(xiàn)I和2所記述的分析裝置中，即使對從癌癥初期階段受檢者宮頸采集、制備的測定試樣進(jìn)行分析，由于癌細(xì)胞或異形細(xì)胞(atypical cell)在用于分析的細(xì)胞數(shù)中所占比例很小，因此很難在癌癥初期階段精確檢測出患者患有癌癥的可能性。
[0009]本發(fā)明有鑒于此，其目的在于提供一種能夠在癌癥初期階段精確檢測出患者患有癌癥的可能性的癌變信息提供方法及癌變信息提供裝置。
[0010]解決問題的手段
(I)本發(fā)明的癌變信息提供方法是一種提供細(xì)胞癌變的相關(guān)信息的癌變信息提供方法，其特征在于包括以下步驟:數(shù)據(jù)獲取步驟，即，就含有采自上皮組織的細(xì)胞的測定試樣中所含有的各細(xì)胞獲取包括與細(xì)胞核大小相關(guān)的第一數(shù)據(jù)及與細(xì)胞質(zhì)大小相關(guān)的第二數(shù)據(jù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)提取步驟，即，根據(jù)就各細(xì)胞獲取的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，從測定試樣中的復(fù)數(shù)個細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)中提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)，其中分析對象細(xì)胞是指在上皮組織中位于基底膜一側(cè)而非表層的細(xì)胞的至少一部分；信息輸出步驟，即，對所提取的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
[0011]宮頸和口腔等部位的細(xì)胞的存在狀態(tài)是復(fù)數(shù)種細(xì)胞分別由表層一側(cè)向基底膜一側(cè)呈層狀排列。比如，在宮頸上皮細(xì)胞中，由基底膜一側(cè)向表層一側(cè)依次存在著由基底細(xì)胞形成的層(基底層)、由副基底細(xì)胞形成的層(副基底層)、由中層細(xì)胞形成的層(中層)、以及由表層細(xì)胞形成的層(表層)，基底膜附近的基底細(xì)胞分化為副基底細(xì)胞，副基底細(xì)胞分化為中層細(xì)胞，中層細(xì)胞分化為表層細(xì)胞。在宮頸上皮細(xì)胞中，與癌變相關(guān)的細(xì)胞是基底細(xì)胞，在發(fā)展至癌癥的過程中，基底細(xì)胞非典型增生，成為異形細(xì)胞(atypical cell)。異形細(xì)胞(atypical cell)獲得增殖能力，并由基底層一側(cè)起占據(jù)表層一側(cè)。此外,非典型(atypical)化的基底細(xì)胞會分化，因此，在癌變的過程中會出現(xiàn)非典型(atypical)化的副基底細(xì)胞、中層細(xì)胞。在向癌癥發(fā)展的初期階段，非典型(atypical)化的細(xì)胞多存在于基底一側(cè)，表層一側(cè)則很少，表層一側(cè)多為正常表層細(xì)胞。本案發(fā)明人正是著眼于此而完成了本發(fā)明。
[0012]關(guān)于本發(fā)明的癌變信息提供方法，在數(shù)據(jù)提取步驟中從測定試樣中的細(xì)胞中提取可能癌變的分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)，其中的分析對象細(xì)胞即位于基底一側(cè)而非表層的細(xì)胞中的至少一部分。換言之，將DNA含量無異常的位于表層的細(xì)胞排除在外。然后，對提取了測定數(shù)據(jù)的細(xì)胞進(jìn)行分析，輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。因此，能夠增大癌變細(xì)胞或處于癌變過程中的細(xì)胞在用于分析的細(xì)胞中所占的比例，能夠提高上述癌變細(xì)胞或處于癌變過程中的細(xì)胞的檢測靈敏度。
[0013](2)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:第一數(shù)據(jù)為表示細(xì)胞核大小的數(shù)值，第二數(shù)據(jù)為表示細(xì)胞質(zhì)大小的數(shù)值，在數(shù)據(jù)提取步驟中就測定試樣中所含有的各細(xì)胞算出第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)之比，根據(jù)求出的比值提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
[0014](3)根據(jù)(2)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在數(shù)據(jù)提取步驟中提取求出的比值在第一閾值以上的細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)作為分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
[0015](4)根據(jù)(2)或(3)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在數(shù)據(jù)提取步驟中根據(jù)求出的比值和第二數(shù)據(jù)提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
[0016](5)根據(jù)(4)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在數(shù)據(jù)提取步驟中提取第二數(shù)據(jù)在第二閾值以下的細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)作為分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
[0017](6)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:數(shù)據(jù)獲取步驟包括信號獲取步驟，信號獲取步驟是指獲取表示光照測定試樣所產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度的散射光信號和表示熒光強(qiáng)度的熒光信號的步驟；第一數(shù)據(jù)是以信號獲取步驟中獲取的熒光信號波形為基礎(chǔ)的、關(guān)于細(xì)胞核大小的數(shù)據(jù)，第二數(shù)據(jù)是以信號獲取步驟中獲取的散射光信號的波形為基礎(chǔ)的、關(guān)于細(xì)胞質(zhì)大小的數(shù)據(jù)。
[0018](7)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在信息輸出步驟中，就數(shù)據(jù)提取步驟中提取的作為分析對象的細(xì)胞計算出反映DNA含量的值，并根據(jù)計算出的值決定細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
[0019](8)根據(jù)(7)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在信息輸出步驟中，根據(jù)反映DNA含量的值，將作為分析對象提取的各個細(xì)胞分類為顯示正常DNA含量的第一組和顯示大于正常DNA含量范圍的DNA含量的第二組，計算出第一組的細(xì)胞數(shù)目和第二組的細(xì)胞數(shù)目之比，根據(jù)計算出的比值決定細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
[0020](9)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:將作為分析對象提取的細(xì)胞的數(shù)目與第三閾值進(jìn)行比較，如果該細(xì)胞的數(shù)目小于第三閾值，則禁止輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，或者是在輸出癌變相關(guān)信息時附加上表示細(xì)胞數(shù)目很少的信息。
[0021 ] ( 10)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:該方法在數(shù)據(jù)獲取步驟之前還包括分散測定試樣中的凝集細(xì)胞的分散步驟。
[0022](11)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:將單個上皮細(xì)胞的數(shù)目與第四閾值進(jìn)行比較，如果該單個上皮細(xì)胞的數(shù)目小于第四閾值，則禁止輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，或者是在輸出癌變相關(guān)信息時附加上表示細(xì)胞數(shù)目很少的信息。
[0023]( 12)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:細(xì)胞為宮頸的細(xì)胞，且位于表層的細(xì)胞為表層細(xì)胞。
[0024]( 13)根據(jù)(I)所述的癌變信息提供方法，還可以如下設(shè)計:在信息輸出步驟中，輸出是否需要復(fù)檢的相關(guān)信息作為細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
[0025](14)本發(fā)明的癌變信息提供裝置是一種提供細(xì)胞癌變的相關(guān)信息的癌變信息提供裝置，其特征在于:該裝置包括數(shù)據(jù)獲取部件和控制部件，其中數(shù)據(jù)獲取部件就含有采自上皮組織的細(xì)胞的測定試樣中所含有的各細(xì)胞獲取包括關(guān)于細(xì)胞核大小的第一數(shù)據(jù)和關(guān)于細(xì)胞質(zhì)大小的第二數(shù)據(jù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)；控制部件根據(jù)就各細(xì)胞獲取的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，從測定試樣中的復(fù)數(shù)個細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)中提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)并分析所提取的測定數(shù)據(jù)，輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，其中分析對象細(xì)胞是指在上皮組織中位于基底膜一側(cè)而非表層的細(xì)胞的至少一部分。
[0026](15)根據(jù)(14)所述的癌變信息提供裝置，還可以如下設(shè)計:該裝置還具有供測定試樣流過的流動室、以及用光照射流經(jīng)該流動室的測定試樣并獲取測定試樣中所含有的細(xì)胞的光學(xué)信息的光學(xué)信息獲取部件；數(shù)據(jù)獲取部件根據(jù)光學(xué)信息獲取第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
[0027](16)根據(jù)(15)所述的癌變信息提供裝置，還可以如下設(shè)計:該裝置還具有對流經(jīng)流動室的測定試樣中所含有的細(xì)胞進(jìn)行拍攝的拍攝部件；第一數(shù)據(jù)是拍攝部件拍攝到的細(xì)胞核的面積，第二數(shù)據(jù)是拍攝部件拍攝到的細(xì)胞質(zhì)的面積。[0028]發(fā)明的效果
通過本發(fā)明的癌變信息提供方法和裝置能夠在癌癥初期階段精確地檢測出患者患有癌癥的可能性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的癌變信息提供裝置的斜視說明圖；
圖2為圖1所示癌變信息提供裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為構(gòu)成圖1所示癌變信息提供裝置中的數(shù)據(jù)處理裝置的個人計算機(jī)(personalcomputer)的框圖；
圖4為圖1所示癌變信息提供裝置中的流式細(xì)胞儀的結(jié)構(gòu)框圖；
圖5為說明癌變信息提供方法的流程的一例的流程圖；
圖6為測定數(shù)據(jù)的說明圖；
圖7為散點(diǎn)圖的一例的示圖；
圖8為信號波形與特征參數(shù)的關(guān)系說明圖；
圖9為數(shù)據(jù)處理裝置的顯示部件的顯示例示圖；
圖10為宮頸上皮細(xì)胞的示意圖；
圖11為宮頸各種上皮細(xì)胞的細(xì)胞大小與N/C比的關(guān)系圖；
圖12為提取的細(xì)胞的DNA含量的直方圖；
圖13是將細(xì)胞周期與DNA含量直方圖聯(lián)系起來進(jìn)行說明的示圖；
圖14為在細(xì)胞周期中各階段與DNA含量的關(guān)系的說明圖；
圖15為數(shù)據(jù)處理裝置的顯示部件的顯示例示圖；
圖16為數(shù)據(jù)處理裝置的顯示部件的顯示例示圖；
圖17是就所有單個細(xì)胞繪制的直方圖的一例的示圖；
圖18是就所有單個細(xì)胞繪制的直方圖的其他例子的示圖；
圖19為在步驟S9繪制的直方圖的一例；
圖20為在步驟S9繪制的直方圖的其他例子。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的癌變信息提供裝置及癌變信息提供方法的實(shí)施方式。
[0031][癌變信息提供裝置的整體結(jié)構(gòu)]在圖1和圖2所示癌變信息提供裝置I中，讓含有采自患者(受檢者)的細(xì)胞的測定試樣流經(jīng)流動室，檢測、分析用激光照射流經(jīng)此流動室的測定試樣時從測定試樣獲得的光(前向散射光、側(cè)向熒光等)，由此判斷細(xì)胞中是否含有癌變細(xì)胞或處在癌變過程中的細(xì)胞(以下也將其統(tǒng)稱為“癌變細(xì)胞”)，并輸出其結(jié)果。具體而言，癌變信息提供裝置I用于通過采自患者的宮頸上皮細(xì)胞篩查宮頸癌。癌變信息提供裝置I具有進(jìn)行試樣測定等的測定裝置2、以及與此測定裝置2連接并分析和顯示(輸出)測定結(jié)果等的數(shù)據(jù)處理裝置4。如圖1所示，癌變信息提供裝置I還包括用于放置復(fù)數(shù)個盛放混合液的試管(無圖示)的樣本放置部件50，其中所述混合液是以甲醇為主要成份的保存液和采自患者的生物試樣的混合液。[0032]如圖2所示，癌變信息提供裝置I的測定裝置2具有:從測定試樣檢測出細(xì)胞及其細(xì)胞核的大小等信息的光學(xué)信息獲取部件一也就是由流式細(xì)胞儀構(gòu)成的光學(xué)檢測部件3、信號處理線路5、測定控制部件16、包括電機(jī)、致動器(actuator)和閥(Valve)等的驅(qū)動部件17、各種傳感器18、以及拍攝細(xì)胞圖像的拍攝部件26。信號處理線路5具有:對前置放大器(無圖示)放大后的流式細(xì)胞儀3的輸出內(nèi)容進(jìn)行放大處理和濾波處理等的模擬信號處理線路、將模擬信號處理線路的輸出內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器、以及對數(shù)字信號進(jìn)行一定波形處理的數(shù)字信號處理線路。測定控制部件16在處理傳感器18的信號的同時控制驅(qū)動部件17的作業(yè)，以此進(jìn)行測定試樣的吸移和測定。在篩查宮頸癌時，測定試樣可以使用對采自患者宮頸的細(xì)胞(上皮細(xì)胞)進(jìn)行離心、稀釋、攪拌和PI染色等處理而制備的測定試樣。所制備的測定試樣裝在試管中并放置到所述樣本放置部件50中的一定位置處，進(jìn)而被運(yùn)送到測定裝置2的移液管(無圖示)下方位置，然后被該移液管吸移，與鞘液一起供應(yīng)至流動室。以此在流動室形成試樣流。PI染色(DNA染色)是用含有紅色色素的熒光染色液碘化丙啶(PI)進(jìn)行的。PI染色是有選擇地對細(xì)胞核進(jìn)行染色，因此能夠檢測出來自細(xì)胞核的紅色熒光。
[0033][測定控制部件的結(jié)構(gòu)]測定控制部件16具有微處理器20、存儲部件21、1/0控制器22、傳感器信號處理部件23、驅(qū)動部件控制驅(qū)動器24和外部通信控制器25等。存儲部件 21 由 ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory,隨機(jī)存取存儲器)等構(gòu)成，ROM中存儲著用于控制驅(qū)動部件17的控制程序和執(zhí)行該控制程序所需要的數(shù)據(jù)。微處理器20能夠?qū)⒖刂瞥绦蛳螺d到RAM中或直接從ROM執(zhí)行控制程序。
[0034]傳感器18的信號通過傳感器信號處理部件23和1/0控制器22傳送到微處理器20。微處理器20通過執(zhí)行控制程序就能與傳感器18的信號相應(yīng)地通過1/0控制器22和驅(qū)動部件控制驅(qū)動器24控制驅(qū)動部件17。通過外部通信控制器25與數(shù)據(jù)處理裝置4等外部裝置傳輸微處理器20處理后的數(shù)據(jù)和微處理器20進(jìn)行處理所需要的數(shù)據(jù)。
[0035][數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)]如圖3所示，數(shù)據(jù)處理裝置4由個人計算機(jī)(personalcomputer)等構(gòu)成,主要由主機(jī)27、顯示部件28和輸入部件29構(gòu)成。主機(jī)27主要由CPU(Central Processing Unit,中央處理器)27a、R0M27b、RAM27c、硬盤 27d、讀取裝置 27e、I/O接口 27f、圖像輸出接口 27g構(gòu)成。上述各部分均通過總線27h進(jìn)行了可通信連接。
[0036]CPU27a執(zhí)行存儲在R0M27b中的計算機(jī)程序和下載到RAM27c中的計算機(jī)程序等。CPU27a充當(dāng)著獲取后述關(guān)于細(xì)胞核大小的數(shù)據(jù)和關(guān)于細(xì)胞質(zhì)大小的數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)獲取部件，還充當(dāng)著對所提取的細(xì)胞進(jìn)行分析并輸出癌變相關(guān)信息的控制部件。
[0037]R0M27b由掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM等構(gòu)成，其用于存儲由CPU27a執(zhí)行的計算機(jī)程序及其所需要的數(shù)據(jù)等。RAM27c由SRAM或DRAM等構(gòu)成。RAM27c用于讀取存儲在R0M27b和硬盤27d中的計算機(jī)程序。在執(zhí)行這些計算機(jī)程序時，RAM27c還作為CPU27a的工作空間使用。
[0038]硬盤27d中安裝有操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等供CPU27a執(zhí)行的各種計算機(jī)程序和執(zhí)行上述計算機(jī)程序時所需要的數(shù)據(jù)。比如，硬盤27d中安裝有美國微軟公司生產(chǎn)銷售的Windows (注冊商標(biāo))等提供圖形用戶界面的操作系統(tǒng)。用于制作后述波形數(shù)據(jù)、計算N/C比等的計算機(jī)程序及執(zhí)行該計算機(jī)程序所需要的數(shù)據(jù)安裝在硬盤27d中。
[0039]硬盤27d中還安裝有操作程序，該操作程序用于向癌變信息提供裝置I的測定控制部件16傳送測定指令(作業(yè)命令)、接受并處理測定裝置2測得的測定結(jié)果、顯示處理后的分析結(jié)果等。此操作程序在上述操作系統(tǒng)上運(yùn)行。
[0040]讀取裝置27e由軟盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器或DVD — ROM驅(qū)動器等構(gòu)成，能夠讀取移動式存儲介質(zhì)中存儲的計算機(jī)程序或數(shù)據(jù)。I/o接口 27f由例如USB、IEEE1394、RS —232C等串行接口、SCS1、IDE、IEEE1284等并行接口、以及由D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器等組成的模擬接口等構(gòu)成。I/O接口 27f連接著由鍵盤和鼠標(biāo)構(gòu)成的輸入部件29，用戶能夠通過操作輸入部件29向個人計算機(jī)(personal computer)輸入數(shù)據(jù)。I/O接口 27f與測定裝置2連接，能夠與該測定裝置2傳輸數(shù)據(jù)等。
[0041]圖像輸出接口 27g連接著由IXD或CRT等構(gòu)成的顯示部件28，并且將與從CPU27a接收的圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的影像信號和與波形數(shù)據(jù)相應(yīng)的波形信號輸出到顯示部件28。顯示部件28按照輸入的影像信號和波形信號顯示圖像(界面)。
[0042][流式細(xì)胞儀和拍攝部件的結(jié)構(gòu)]圖4為構(gòu)成光學(xué)信息獲取部件的光學(xué)檢測部件
3、以及拍攝部件26的結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)檢測部件3由流式細(xì)胞儀構(gòu)成，且光學(xué)檢測部件3具有由半導(dǎo)體激光器組成的光源53。由此光源53射出的激光經(jīng)過透鏡系統(tǒng)52后聚集于流經(jīng)流動室51的測定試樣。在此激光照射下測定試樣中的細(xì)胞所產(chǎn)生的前向散射光經(jīng)過物鏡54和過濾器57被光電二極管(受光部件)55檢測出來。透鏡系統(tǒng)52由包括準(zhǔn)直透鏡、柱面透鏡和聚光透鏡等在內(nèi)的透鏡群構(gòu)成。
[0043]細(xì)胞產(chǎn)生的側(cè)向熒光和側(cè)向散射光通過配置在流動室51側(cè)面的物鏡56射入分色鏡61。此分色鏡61反射的側(cè)向熒光和側(cè)向散射光射入分色鏡62。
[0044]從分色鏡62透射而出的側(cè)向熒光經(jīng)過過濾器63后被光電倍增管59檢測出來。分色鏡62反射的側(cè)向散射光經(jīng)過過濾器64后被光電倍增管58檢測出來。
[0045]光電二極管55、光電倍增管58和光電倍增管59將檢測出的光轉(zhuǎn)換為電信號并分別輸出前向散射光信號(FSC)、側(cè)向散射光信號(SSC)和側(cè)向熒光信號(SFC)。這些信號在被無圖示的前置放大器放大后輸送到上述信號處理線路5 (參照圖2)。
[0046]如圖2所示，在信號處理線路5經(jīng)過了濾波處理和A/D轉(zhuǎn)換處理等信號處理后所獲得的前向散射光數(shù)據(jù)、側(cè)向散射光數(shù)據(jù)和側(cè)向熒光數(shù)據(jù)由微處理器20通過外部通信控制器25傳送至所述數(shù)據(jù)處理裝置4并存入硬盤27d。數(shù)據(jù)處理裝置4根據(jù)前向散射光數(shù)據(jù)、側(cè)向散射光數(shù)據(jù)和側(cè)向熒光數(shù)據(jù)計算出細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的寬度及N/C比等。
[0047]關(guān)于光源53，也可以使用氣體激光器來代替半導(dǎo)體激光器，但從低成本、小型化且低耗電的觀點(diǎn)來看，以采用半導(dǎo)體激光器為宜。采用半導(dǎo)體激光不僅能夠降低產(chǎn)品成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和省電化。在本實(shí)施方式中使用的是有利于將光線收束為較窄的光束的、波長較短的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器。藍(lán)色半導(dǎo)體激光器對PI等的熒光勵起波長也有效。另外，光源53也可以使用半導(dǎo)體激光器中低成本、壽命長且廠商供應(yīng)穩(wěn)定的紅色半導(dǎo)體激光器。
[0048]在本實(shí)施方式中，除流式細(xì)胞儀3以外還設(shè)有拍攝部件26。此拍攝部件26如圖4所示，具有由脈沖激光器構(gòu)成的光源66和CCD照相機(jī)65。脈沖激光器66發(fā)出的激光經(jīng)過透鏡系統(tǒng)60后射入流動室51，再通過物鏡56和分色鏡61，并在照相機(jī)65成像。脈沖激光器66能夠在一定時間發(fā)光并使照相機(jī)65能夠進(jìn)行拍攝。
[0049]如圖2所示，照相機(jī)65拍攝到的細(xì)胞圖像由微處理器20通過外部通信控制器25輸送到數(shù)據(jù)處理裝置4。細(xì)胞的圖像在數(shù)據(jù)處理裝置4中與該細(xì)胞的所述前向散射光數(shù)據(jù)、側(cè)向散射光數(shù)據(jù)和側(cè)向熒光數(shù)據(jù)相對應(yīng)地存入硬盤27d。
[0050][癌變信息提供方法]下面參照圖5，說明本實(shí)施方式中通過癌變信息提供裝置I所使用的癌變信息提供方法的流程的一例。
[0051]用癌變信息提供裝置I進(jìn)行分析時，首先由用戶對采自患者宮頸的細(xì)胞(上皮細(xì)胞)進(jìn)行去除凝集細(xì)胞、PI染色等前處理，制備測定試樣。然后，裝有經(jīng)過前處理的測定試樣和以甲醇為主要成分的保存液的試管被用戶放置到樣本放置部件50，開始用癌變信息提供裝置I進(jìn)行分析。
[0052]盡管單個細(xì)胞的DNA含量正常，但復(fù)數(shù)個細(xì)胞凝集起來會導(dǎo)致測定DNA含量顯示為異常值，由此會造成分析精度下降，去除凝集細(xì)胞正是為了防止這一情況。這種去除凝集細(xì)胞的作業(yè)可以通過將分散操作和過濾操作組合而成的處理以及對生物試樣施加超聲波振動的處理來實(shí)現(xiàn)，其中所述分散操作是用電機(jī)旋轉(zhuǎn)配置在稀釋后的生物試樣中的轉(zhuǎn)軸來分散該生物試樣中的細(xì)胞，所述過濾操作是讓分散后的生物試樣通過過濾器并由此除去凝集細(xì)胞。關(guān)于后一處理(超聲波振動處理)，超聲波振動在生物試樣中引起空洞現(xiàn)象(cavitation，小氣泡的產(chǎn)生與氣泡的破裂)，此時所伴隨的沖擊(壓力變動)能夠分散凝集細(xì)胞。
[0053]圖5為本實(shí)施方式的癌變信息提供裝置I的測定裝置2的微處理器20與數(shù)據(jù)處理裝置4的CPU27a所實(shí)施的、從用戶向數(shù)據(jù)處理裝置4的CPU27a下達(dá)測定開始指示后開始到提供癌變信息為止的處理的流程圖。在接通數(shù)據(jù)處理裝置4的電源并對存儲在該數(shù)據(jù)處理裝置4中的計算機(jī)程序進(jìn)行完初始化等作業(yè)后，用戶才下達(dá)測定開始指示。用戶向CPU27a下達(dá)測定開始指示后，CPU27a將測定開始指示傳送到測定裝置2的微處理器20。然后，在微處理器20接收到測定開始指示后，在測定裝置2中，移液管吸移裝在試管內(nèi)的測定試樣，并將其供應(yīng)至圖4所示流動室51，形成試樣流(步驟SI)。
[0054]然后，激光照射流經(jīng)流動室51的測定試樣中的細(xì)胞，來自該細(xì)胞的前向散射光由光電二極管55檢測出來，側(cè)向散射光由光電倍增管58檢測出來，側(cè)向熒光則由光電倍增管59檢測出來。
[0055]然后，流式細(xì)胞儀3輸出的前向散射光信號、側(cè)向散射光信號和側(cè)向熒光信號輸送到信號處理線路5，在信號處理線路5經(jīng)過一定處理，由此獲得反映前向散射光強(qiáng)度的前向散射光數(shù)據(jù)、反映側(cè)向散射光強(qiáng)度的側(cè)向散射光數(shù)據(jù)、反映側(cè)向熒光強(qiáng)度的側(cè)向熒光數(shù)據(jù)、以及后述特征參數(shù)(步驟S2 )。
[0056]圖6為在步驟S2獲得的測定數(shù)據(jù)的說明圖。圖6顯示了含有細(xì)胞核的細(xì)胞的示意圖以及從該細(xì)胞獲得的前向散射光信號的波形和側(cè)向熒光信號的波形。在圖6中，圖表的縱坐標(biāo)表示各種光的強(qiáng)度。前向散射光強(qiáng)度的波形的寬度表示的是反映細(xì)胞質(zhì)寬度的數(shù)值(與細(xì)胞質(zhì)大小相關(guān)的第二數(shù)據(jù))，側(cè)向熒光強(qiáng)度的波形的寬度表示的是反映細(xì)胞核寬度的數(shù)值(與細(xì)胞核大小相關(guān)的第一數(shù)據(jù))。側(cè)向熒光強(qiáng)度波形和一定的基線所包圍的圖6中陰影區(qū)域的面積表示的是細(xì)胞的DNA含量。在CPU27a計算出各細(xì)胞的第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)之比N/C比，即計算出細(xì)胞核大小與細(xì)胞大小之比(=側(cè)向熒光信號波形的寬度與前向散射光信號波形的寬度之比)。
[0057]步驟S2之后，微處理器20將包括在步驟S2獲得的前向散射光數(shù)據(jù)、側(cè)向散射光數(shù)據(jù)、側(cè)向熒光數(shù)據(jù)和特征參數(shù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)通過外部通信控制器25傳送至數(shù)據(jù)處理裝置4 (步驟S3)，然后結(jié)束處理。
[0058]然后，CPU27a判斷是否從微處理器20收到了測定數(shù)據(jù)(步驟S4)。在步驟S4，如果CPU27a判斷未從微處理器20收到測定數(shù)據(jù)(步驟S4為否)，則反復(fù)進(jìn)行步驟S4的處理直到收到測定數(shù)據(jù)為止。另一方面，在步驟S4，如果CPU27a判斷從微處理器20收到了測定數(shù)據(jù)(步驟S4為是)，則將處理推進(jìn)到步驟S5。
[0059]在步驟S5，CPU27a繪制如圖7所示的散點(diǎn)圖。繪制的散點(diǎn)圖能夠顯示在數(shù)據(jù)處理裝置4的顯示部件28上。此散點(diǎn)圖的縱坐標(biāo)為細(xì)胞大小，橫坐標(biāo)為所述N/C比。當(dāng)用癌變信息提供裝置I分析采自正常人的宮頸上皮細(xì)胞時，在步驟S5繪制的散點(diǎn)圖如圖7所示，呈右邊下垂的新月形分布。
[0060]在步驟S5繪制出散點(diǎn)圖后，在步驟S6，CPU27a判斷獲取了測定數(shù)據(jù)的細(xì)胞中是否存在5000個(第四閾值)以上的單個上皮細(xì)胞。在本實(shí)施方式中，此判斷用專利文獻(xiàn)I所述以下方法進(jìn)行。
[0061]即，可以使用下述數(shù)值:從前向散射光的波形信號獲得的用差分積分值除以峰值所得到的特征參數(shù)B、或者是標(biāo)準(zhǔn)化(normalized) 二階矩，即特征參數(shù)M。例如以20nsec為取樣周期在X0、X1、X2、……Xn由無圖示的A/D轉(zhuǎn)換器對波形信號取樣，將最大電壓IOV與基線(Base Line)電壓0.05V之間的測量電壓以8比特(bit)分辨率電子化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0062]特征參數(shù)B用以下公式(I)表示。
[0063][數(shù)I]
【權(quán)利要求】
1.一種提供細(xì)胞癌變的相關(guān)信息的癌變信息提供方法，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)獲取步驟，就含有采自上皮組織的細(xì)胞的測定試樣中所含有的各細(xì)胞獲取包括與細(xì)胞核大小相關(guān)的第一數(shù)據(jù)及與細(xì)胞質(zhì)大小相關(guān)的第二數(shù)據(jù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)提取步驟，根據(jù)就各細(xì)胞獲取的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，從測定試樣中的復(fù)數(shù)個細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)中提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)，其中分析對象細(xì)胞是指在上皮組織中位于基底膜一側(cè)而非表層的細(xì)胞的至少一部分； 信息輸出步驟，對所提取的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 第一數(shù)據(jù)為表示細(xì)胞核大小的數(shù)值，第二數(shù)據(jù)為表示細(xì)胞質(zhì)大小的數(shù)值，在數(shù)據(jù)提取步驟中就測定試樣中所含有的各細(xì)胞計算出第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)之比，根據(jù)求出的比值提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 在數(shù)據(jù)提取步驟中提取求出的比值在第一閾值以上的細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)作為分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的癌變信息提供方法 ，其特征在于: 在數(shù)據(jù)提取步驟中根據(jù)求出的比值和第二數(shù)據(jù)提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 在數(shù)據(jù)提取步驟中提取第二數(shù)據(jù)在第二閾值以下的細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)作為分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 數(shù)據(jù)獲取步驟包括信號獲取步驟，該信號獲取步驟是指獲取表示散射光強(qiáng)度的散射光信號和表示熒光強(qiáng)度的熒光信號的步驟，所述散射光信號和所述熒光信號是通過光照測定試樣所產(chǎn)生的；第一數(shù)據(jù)是以信號獲取步驟中獲取的熒光信號波形為基礎(chǔ)的、關(guān)于細(xì)胞核大小的數(shù)據(jù)，第二數(shù)據(jù)是以信號獲取步驟中獲取的散射光信號的波形為基礎(chǔ)的、關(guān)于細(xì)胞質(zhì)大小的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 在信息輸出步驟中，就數(shù)據(jù)提取步驟中提取的作為分析對象的細(xì)胞計算出反映DNA含量的值，并根據(jù)計算出的值決定細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 在信息輸出步驟中，根據(jù)反映DNA含量的值，將作為分析對象提取的各個細(xì)胞分類為顯示正常DNA含量的第一組和顯示大于正常DNA含量范圍的DNA含量的第二組，計算出第一組的細(xì)胞數(shù)目和第二組的細(xì)胞數(shù)目之比，根據(jù)計算出的比值決定細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 將作為分析對象提取的細(xì)胞的數(shù)目與第三閾值進(jìn)行比較，如果該細(xì)胞的數(shù)目小于第三閾值，則禁止輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，或者是在輸出癌變相關(guān)信息時附加上表示細(xì)胞數(shù)目很少的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 該方法在數(shù)據(jù)獲取步驟之前還包括分散測定試樣中的凝集細(xì)胞的分散步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于:將單個上皮細(xì)胞的數(shù)目與第四閾值進(jìn)行比較，如果該單個上皮細(xì)胞的數(shù)目小于第四閾值，則禁止輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，或者是在輸出癌變相關(guān)信息時附加上表示細(xì)胞數(shù)目很少的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 細(xì)胞為宮頸的細(xì)胞，且位于表層的細(xì)胞為表層細(xì)胞。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的癌變信息提供方法，其特征在于: 在信息輸出步驟中，輸出是否需要復(fù)檢的相關(guān)信息作為細(xì)胞癌變的相關(guān)信息。
14.一種提供細(xì)胞癌變相關(guān)信息的癌變信息提供裝置，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)獲取部件，就含有采自上皮組織的細(xì)胞的測定試樣中所含有的各細(xì)胞獲取包括關(guān)于細(xì)胞核大小的第一數(shù)據(jù)和關(guān)于細(xì)胞質(zhì)大小的第二數(shù)據(jù)在內(nèi)的測定數(shù)據(jù)； 控制部件，根據(jù)就各細(xì)胞獲取的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，從測定試樣中的復(fù)數(shù)個細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)中提取分析對象細(xì)胞的測定數(shù)據(jù)并分析所提取的測定數(shù)據(jù)，輸出細(xì)胞癌變的相關(guān)信息，其中分析對象細(xì)胞是指在上皮組織中位于基底膜一側(cè)而非表層的細(xì)胞的至少一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的癌變信息提供裝置，其特征在于: 該裝置還具有供測定試樣流過的流動室、以及用光照射流經(jīng)該流動室的測定試樣并獲取測定試樣中所含有的細(xì)胞的光學(xué)信息的光學(xué)信息獲取部件；其中數(shù)據(jù)獲取部件根據(jù)光學(xué)信息獲取第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的癌變信息提供裝置，其特征在于: 該裝置還具有對流經(jīng)流動室的測定試樣中所含有的細(xì)胞進(jìn)行拍攝的拍攝部件；第一數(shù)據(jù)是拍攝部件拍攝到的細(xì)胞核的面積，第二數(shù)據(jù)是拍攝部件拍攝到的細(xì)胞質(zhì)的面積。
【文檔編號】G01N33/48GK103703367SQ201280036084
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】海老龍一郎, 田島功規(guī), 阿部滋樹, 川野雅典 申請人:希森美康株式會社