RU2839419C1 - Cell analysis method and cell analyzer - Google Patents
Cell analysis method and cell analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2839419C1 RU2839419C1 RU2023106372A RU2023106372A RU2839419C1 RU 2839419 C1 RU2839419 C1 RU 2839419C1 RU 2023106372 A RU2023106372 A RU 2023106372A RU 2023106372 A RU2023106372 A RU 2023106372A RU 2839419 C1 RU2839419 C1 RU 2839419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processor
- cell
- data
- parallel processing
- cells
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 357
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 175
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 136
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 claims description 110
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 44
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 12
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 462
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 149
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 95
- 238000012549 training Methods 0.000 description 94
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 60
- 230000006870 function Effects 0.000 description 59
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 57
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 54
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 52
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 43
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 43
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 42
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 38
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 37
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 30
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 27
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 24
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 19
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 18
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 17
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 15
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 13
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 12
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 12
- 210000003651 basophil Anatomy 0.000 description 11
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 11
- 239000003219 hemolytic agent Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 238000011478 gradient descent method Methods 0.000 description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 9
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 9
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 8
- 210000003979 eosinophil Anatomy 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 8
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 8
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 239000000306 component Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 description 7
- 208000031261 Acute myeloid leukaemia Diseases 0.000 description 6
- 208000033776 Myeloid Acute Leukemia Diseases 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000002949 hemolytic effect Effects 0.000 description 6
- 210000002935 megaloblast Anatomy 0.000 description 6
- 210000003924 normoblast Anatomy 0.000 description 6
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 6
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 6
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 5
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 5
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 5
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 5
- PGLIUCLTXOYQMV-UHFFFAOYSA-N Cetirizine hydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C1CN(CCOCC(=O)O)CCN1C(C=1C=CC(Cl)=CC=1)C1=CC=CC=C1 PGLIUCLTXOYQMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 4
- 208000006664 Precursor Cell Lymphoblastic Leukemia-Lymphoma Diseases 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 4
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 3
- 210000004460 N cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 3
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 3
- 229940050561 matrix product Drugs 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000007430 reference method Methods 0.000 description 3
- 239000012128 staining reagent Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 208000024893 Acute lymphoblastic leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000014697 Acute lymphocytic leukaemia Diseases 0.000 description 2
- 206010000871 Acute monocytic leukaemia Diseases 0.000 description 2
- 206010000890 Acute myelomonocytic leukaemia Diseases 0.000 description 2
- 208000036762 Acute promyelocytic leukaemia Diseases 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010003445 Ascites Diseases 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 208000010839 B-cell chronic lymphocytic leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000032791 BCR-ABL1 positive chronic myelogenous leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000010833 Chronic myeloid leukaemia Diseases 0.000 description 2
- 208000031637 Erythroblastic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000036566 Erythroleukaemia Diseases 0.000 description 2
- 208000017604 Hodgkin disease Diseases 0.000 description 2
- 208000021519 Hodgkin lymphoma Diseases 0.000 description 2
- 208000010747 Hodgkins lymphoma Diseases 0.000 description 2
- 208000031422 Lymphocytic Chronic B-Cell Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 2
- 208000035490 Megakaryoblastic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000035489 Monocytic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000034578 Multiple myelomas Diseases 0.000 description 2
- 201000003793 Myelodysplastic syndrome Diseases 0.000 description 2
- 208000033761 Myelogenous Chronic BCR-ABL Positive Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000033835 Myelomonocytic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000015914 Non-Hodgkin lymphomas Diseases 0.000 description 2
- 206010035226 Plasma cell myeloma Diseases 0.000 description 2
- 208000002151 Pleural effusion Diseases 0.000 description 2
- 208000033826 Promyelocytic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000021841 acute erythroid leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000013593 acute megakaryoblastic leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000020700 acute megakaryocytic leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000011912 acute myelomonocytic leukemia M4 Diseases 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 208000032852 chronic lymphocytic leukemia Diseases 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 210000000267 erythroid cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 210000004005 intermediate erythroblast Anatomy 0.000 description 2
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 2
- 235000019557 luminance Nutrition 0.000 description 2
- 208000003747 lymphoid leukemia Diseases 0.000 description 2
- 210000001237 metamyelocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000001167 myeloblast Anatomy 0.000 description 2
- 210000003887 myelocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000000633 nuclear envelope Anatomy 0.000 description 2
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 210000004180 plasmocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 210000004765 promyelocyte Anatomy 0.000 description 2
- APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N pyraflufen-ethyl Chemical compound C1=C(Cl)C(OCC(=O)OCC)=CC(C=2C(=C(OC(F)F)N(C)N=2)Cl)=C1F APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000001995 reticulocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000000468 rubriblast Anatomy 0.000 description 2
- 238000007447 staining method Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000003646 Spearman's rank correlation coefficient Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000003705 background correction Methods 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 238000013136 deep learning model Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229940071106 ethylenediaminetetraacetate Drugs 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012757 fluorescence staining Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000005787 hematologic cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000024200 hematopoietic and lymphoid system neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000000777 hematopoietic system Anatomy 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N heparin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](COS(O)(=O)=O)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](O[C@@H]3[C@@H](OC(O)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@H]3O)C(O)=O)O[C@@H]2O)CS(O)(=O)=O)[C@H](O)[C@H]1O ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N 0.000 description 1
- 210000003701 histiocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000003703 image analysis method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000005074 megakaryoblast Anatomy 0.000 description 1
- 210000003593 megakaryocyte Anatomy 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000005033 mesothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 206010061289 metastatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000003003 monocyte-macrophage precursor cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000004983 pleiotropic effect Effects 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001374 small-angle light scattering Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000004085 squamous epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 210000000682 transitional epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- -1 urine Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к способу анализа клеток и анализатору клеток.[0001] The present invention relates to a method for analyzing cells and a cell analyzer.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] В патентном документе 1 описан способ, в котором: данные, полученные посредством измерения клеток крови проточным цитометром, анализируют в системе обработки данных с установленным в ней процессором; и клетки классифицируют по типам. В патентном документе 1 указано, что дополнительно используют информацию об объеме и электрической проводимости клеток, когда клетки невозможно классифицировать в соответствии с оптической информацией, полученной при измерении проточным цитометром.[0002] Patent Document 1 describes a method in which: data obtained by measuring blood cells with a flow cytometer is analyzed in a data processing system with a processor installed therein; and the cells are classified by type. Patent Document 1 states that information on the volume and electrical conductivity of the cells is further used when the cells cannot be classified according to the optical information obtained by measuring with the flow cytometer.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫLIST OF REFERENCES
[ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ][PATENT DOCUMENT]
[0003] Патентный документ 1 выложенная публикация заявки на японский патент №2012-519848 (перевод Международной заявки РСТ)[0003] Patent Document 1 Laid-open Publication of Japanese Patent Application No. 2012-519848 (Translation of PCT International Application)
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0004] Если количество информации, используемой для классификации клеток, увеличивают для улучшения точности классификации клеток, в случае образца, такого как кровь или моча, содержащего множество клеток, объем данных на образец становится огромным из-за увеличения количества информации, полученной от отдельной клетки. Например, для классификации индивидуальных клеток с использованием алгоритма глубокого обучения, количество полученной от индивидуальных клеток информации необходимо значительно увеличивать для извлечения признаков каждой клетки. В патентном документе 1 не описана система, в которой можно обрабатывать значительно увеличенное количество информации в диапазоне требуемой производительности.[0004] If the amount of information used for classifying cells is increased to improve the accuracy of classifying cells, in the case of a sample such as blood or urine containing many cells, the amount of data per sample becomes huge due to the increase in the amount of information obtained from an individual cell. For example, to classify individual cells using a deep learning algorithm, the amount of information obtained from individual cells must be significantly increased to extract the features of each cell. Patent Document 1 does not describe a system that can process a significantly increased amount of information in the range of the required performance.
[0005] Один аспект настоящего изобретения относится к предоставлению способа анализа клеток и анализатора клеток, которые в конфигурации, в которой анализируют данные, полученные от множества клеток, содержащихся в образце, могут удовлетворять требуемой производительности по отношению к данным клеток, имеющим значительно увеличенное количество информации.[0005] One aspect of the present invention relates to providing a method for analyzing cells and a cell analyzer that, in a configuration in which data obtained from a plurality of cells contained in a sample is analyzed, can satisfy the required performance with respect to cell data having a significantly increased amount of information.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМPROBLEM SOLVING
[0006] Для решения вышеуказанной проблемы способ анализа клеток в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения с использованием анализатора (4000, 4000', 4000'') клеток, содержащего ведущий процессор (3001, 4831, 6001, 8111) и процессор (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки, включает: получение, на основании управления ведущим процессором (3001, 4831, 6001, 8111), данных о каждой из множества клеток в образце; исполнение параллельной обработки применительно к этим данным процессором (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки; и создание информации о типе клетки в отношении каждой из множества клеток на основании результата параллельной обработки.[0006] In order to solve the above problem, a method for analyzing cells according to one aspect of the present invention using a cell analyzer (4000, 4000', 4000'') comprising a host processor (3001, 4831, 6001, 8111) and a parallel processing processor (3002, 4833, 6002, 8112) includes: obtaining, based on control of the host processor (3001, 4831, 6001, 8111), data on each of a plurality of cells in a sample; executing parallel processing on the data by the parallel processing processor (3002, 4833, 6002, 8112); and generating cell type information on each of the plurality of cells based on the result of the parallel processing.
[0007] Для решения вышеуказанной проблемы способ анализа клеток в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения включает: выполнение измерения клетки измерительным блоком (400, 400а, 500, 500а, 700); исполнение процессором (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки, соединенным с измерительным блоком (400, 400а, 500, 500а, 700) не через Интернет или интранет, параллельной обработки относящихся к клетке данных, основанных на измерении; и создание информации о типе клетки на основании результата параллельной обработки.[0007] In order to solve the above problem, a method for analyzing cells according to another aspect of the present invention includes: performing a measurement of a cell by a measuring unit (400, 400a, 500, 500a, 700); executing, by a parallel processing processor (3002, 4833, 6002, 8112), connected to the measuring unit (400, 400a, 500, 500a, 700) not via the Internet or an intranet, parallel processing of data related to the cell based on the measurement; and generating cell type information based on the result of the parallel processing.
[0008] Для решения вышеуказанной проблемы способ анализа клеток в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения включает: всасывание образца измерительным блоком (400, 400а, 500, 500а, 700), установленным в анализаторе (4000, 4000', 4000'') клеток; создание данных о клетке в образце, подвергнутом всасыванию; исполнение процессором (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки, установленным в анализаторе (4000, 4000', 4000'') клеток, параллельной обработки применительно к этим данным; и создание информации о типе клетки на основании результата параллельной обработки, исполненной процессором (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки.[0008] In order to solve the above problem, a method for analyzing cells according to another aspect of the present invention includes: aspirating a sample with a measuring unit (400, 400a, 500, 500a, 700) installed in a cell analyzer (4000, 4000', 4000''); generating data about a cell in the sample subjected to aspiration; executing parallel processing with respect to the data by a parallel processing processor (3002, 4833, 6002, 8112) installed in the cell analyzer (4000, 4000', 4000''); and generating cell type information based on the result of the parallel processing executed by the parallel processing processor (3002, 4833, 6002, 8112).
[0009] Для решения вышеуказанной проблемы анализатор клеток в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает: измерительный блок (400, 400а, 500, 500а, 700), выполненный с возможностью измерения множества клеток, содержащихся в образце; процессор (3001, 4831, 6001, 8111), выполненный с возможностью осуществления обработки информации, относящейся к анализу множества клеток; и процессор (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки, причем измерительный блок (400, 400а, 500, 500а, 700) получает данные о каждой из множества клеток, процессор (3002, 4833, 6002, 8112) для параллельной обработки исполняет параллельную обработку применительно к этим данным, а процессор (3001, 4831, 6001, 8111) обрабатывает относящуюся к типу клетки информацию о каждой из множества клеток, которая была создана на основании результата параллельной обработки.[0009] In order to solve the above problem, a cell analyzer according to one aspect of the present invention includes: a measuring unit (400, 400a, 500, 500a, 700) configured to measure a plurality of cells contained in a sample; a processor (3001, 4831, 6001, 8111) configured to process information related to the analysis of the plurality of cells; and a processor (3002, 4833, 6002, 8112) for parallel processing, wherein the measuring unit (400, 400a, 500, 500a, 700) receives data about each of the plurality of cells, the processor (3002, 4833, 6002, 8112) for parallel processing performs parallel processing with respect to this data, and the processor (3001, 4831, 6001, 8111) processes information related to the cell type about each of the plurality of cells that was created based on the result of the parallel processing.
ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION
[0010] В то время как множество клеток анализируют на основании данных, имеющих большой объем, можно удовлетворять требованиям по производительности.[0010] While many cells are analyzed based on large volume data, it is possible to meet the performance requirements.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[0011] [ФИГ. 1] На ФИГ. 1(a) показан пример классификации лейкоцитов в соответствии с обычным способом. На ФИГ. 1(b) показан пример классификации лейкоцитов в соответствии с предложенным способом.[0011] [FIG. 1] FIG. 1(a) shows an example of classifying leukocytes according to a conventional method. FIG. 1(b) shows an example of classifying leukocytes according to the proposed method.
[ФИГ. 2] На ФИГ. 2(a) показан пример подачи света к клетке, протекающей в проточной ячейке. На ФИГ. 2(b) показан пример проведения дискретизации сигнала рассеянного вперед света, сигнала рассеянного вбок света и сигнала флуоресценции. На ФИГ. 2(c) показан пример полученных при дискретизации данных о форме волны.[FIG. 2] FIG. 2(a) shows an example of supplying light to a cell flowing in a flow cell. FIG. 2(b) shows an example of sampling a forward scattered light signal, a side scattered light signal, and a fluorescence signal. FIG. 2(c) shows an example of waveform data obtained by sampling.
[ФИГ. 3] На ФИГ. 3 показан пример способа создания обучающих данных.[FIG. 3] FIG. 3 shows an example of a method for creating training data.
[ФИГ. 4] На ФИГ. 4 показан пример значения метки.[FIG. 4] FIG. 4 shows an example of a label value.
[ФИГ. 5] На ФИГ. 5 показан пример способа анализа для анализа данных.[FIG. 5] FIG. 5 shows an example of an analysis method for analyzing data.
[ФИГ. 6] На ФИГ. 6 показан пример внешнего вида анализатора клеток.[FIG. 6] FIG. 6 shows an example of the external appearance of the cell analyzer.
[ФИГ. 7] На ФИГ. 7 показан пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 7] FIG. 7 shows an example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 8] На ФИГ. 8 показан пример узла всасывания образцов и узла подготовки проб.[FIG. 8] FIG. 8 shows an example of a sample suction unit and a sample preparation unit.
[ФИГ. 9] На ФИГ. 9 показан пример конфигурации оптической системы детектора проточной цитометрии (ПЦМ-детектора).[FIG. 9] FIG. 9 shows an example of the configuration of an optical system of a flow cytometry detector (FCD).
[ФИГ. 10] На ФИГ. 10 показан пример конфигурации обрабатывающего блока.[FIG. 10] FIG. 10 shows an example of the configuration of the processing unit.
[ФИГ. 11] На ФИГ. 11 показан пример конфигурации процессора для параллельной обработки.[FIG. 11] FIG. 11 shows an example of a processor configuration for parallel processing.
[ФИГ. 12] На ФИГ. 12 показан пример внедрения процессора для параллельной обработки в измерительный блок.[FIG. 12] FIG. 12 shows an example of the implementation of a parallel processing processor in a measuring unit.
[ФИГ. 13] На ФИГ. 13 показан другой пример внедрения процессора для параллельной обработки в измерительный блок.[FIG. 13] FIG. 13 shows another example of implementing a parallel processing processor in a measuring unit.
[ФИГ. 14] На ФИГ. 14 показан другой пример внедрения процессора для параллельной обработки в измерительный блок.[FIG. 14] FIG. 14 shows another example of implementing a parallel processing processor in a measuring unit.
[ФИГ. 15] На ФИГ. 15 показан другой пример внедрения процессора для параллельной обработки в измерительный блок.[FIG. 15] FIG. 15 shows another example of implementing a parallel processing processor in a measuring unit.
[ФИГ. 16] На ФИГ. 16 показана общая схема операции, в которой процессор исполняет арифметические процессы для матричных данных с использованием процессора для параллельной обработки.[FIG. 16] FIG. 16 shows a general flow chart of an operation in which a processor executes arithmetic processes for matrix data using a parallel processing processor.
[ФИГ. 17] На ФИГ. 17(a) показана формула расчета произведения матрицы. На ФИГ. 17(b) показан пример арифметических процессов, исполняемых параллельно в процессоре для параллельной обработки.[FIG. 17] FIG. 17(a) shows a formula for calculating a matrix product. FIG. 17(b) shows an example of arithmetic processes executed in parallel in a parallel processing processor.
[ФИГ. 18] На ФИГ. 18 показано, каким образом арифметические процессы исполняются в процессоре для параллельной обработки.[FIG. 18] FIG. 18 shows how arithmetic processes are executed in a processor for parallel processing.
[ФИГ. 19] На ФИГ. 19(a) показан пример данных о форме волны сигнала рассеянного вперед света в качестве данных о форме волны, введенных в алгоритм глубокого обучения. На ФИГ. 19(b) показана общая схема матричной операции между данными о форме волны и фильтром.[FIG. 19] FIG. 19(a) shows an example of waveform data of a forward scattered light signal as waveform data input to a deep learning algorithm. FIG. 19(b) shows a general diagram of a matrix operation between the waveform data and a filter.
[ФИГ. 20] На ФИГ. 20 показан пример операции анализа образца, выполняемой анализатором клеток.[FIG. 20] FIG. 20 shows an example of a sample analysis operation performed by the cell analyzer.
[ФИГ. 21] На ФИГ. 21 показан пример процесса анализа клетки.[FIG. 21] FIG. 21 shows an example of the cell analysis process.
[ФИГ. 22] На ФИГ. 22 показан пример параллельной обработки.[FIG. 22] FIG. 22 shows an example of parallel processing.
[ФИГ. 23] На ФИГ. 23 показан другой пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 23] FIG. 23 shows another example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 24] На ФИГ. 24 показан пример блок-схемы обрабатывающего блока.[FIG. 24] FIG. 24 shows an example of a block diagram of a processing unit.
[ФИГ. 25] На ФИГ. 25 показана общая схема операции, в которой процессор исполняет арифметические процессы для матричных данных с использованием процессора для параллельной обработки.[FIG. 25] FIG. 25 shows a general flow chart of an operation in which a processor executes arithmetic processes for matrix data using a parallel processing processor.
[ФИГ. 26] На ФИГ. 26 показан другой пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 26] FIG. 26 shows another example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 27] На ФИГ. 27 показан другой пример блок-схемы обрабатывающего блока.[FIG. 27] FIG. 27 shows another example of a block diagram of a processing unit.
[ФИГ. 28] На ФИГ. 28 показан пример конфигурации измерительного блока, обрабатывающего блока и блока анализа.[FIG. 28] FIG. 28 shows an example of the configuration of the measuring unit, the processing unit, and the analysis unit.
[ФИГ. 29] На ФИГ. 29 показан другой пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 29] FIG. 29 shows another example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 30] На ФИГ. 30 показан пример блок-схемы блока анализа.[FIG. 30] FIG. 30 shows an example of a block diagram of an analysis unit.
[ФИГ. 31] На ФИГ. 31 показана общая схема операции, в которой процессор исполняет арифметические процессы для матричных данных с использованием процессора для параллельной обработки.[FIG. 31] FIG. 31 shows a general flow chart of an operation in which a processor executes arithmetic processes for matrix data using a parallel processing processor.
[ФИГ. 32] На ФИГ. 32 показан другой пример блок-схемы обрабатывающего блока.[FIG. 32] FIG. 32 shows another example of a block diagram of a processing unit.
[ФИГ. 33] На ФИГ. 33 показан другой пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 33] FIG. 33 shows another example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 34] На ФИГ. 34 показан другой пример блок-схемы блока анализа.[FIG. 34] FIG. 34 shows another example of a block diagram of an analysis unit.
[ФИГ. 35] На ФИГ. 35 показан пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 35] FIG. 35 shows an example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 36] На ФИГ. 36 показан схематический пример оптической системы проточного цитометра.[FIG. 36] FIG. 36 shows a schematic example of an optical system of a flow cytometer.
[ФИГ. 37] На ФИГ. 37 показан схематический пример узла подготовки проб измерительного блока.[FIG. 37] FIG. 37 shows a schematic example of a sample preparation unit of the measuring unit.
[ФИГ. 38] На ФИГ. 38 показан схематический пример системы анализа данных о форме волны.[FIG. 38] FIG. 38 shows a schematic example of a waveform data analysis system.
[ФИГ. 39] На ФИГ. 39 показан пример блок-схемы устройства на стороне поставщика.[FIG. 39] FIG. 39 shows an example of a block diagram of a device on the supplier side.
[ФИГ. 40] На ФИГ. 40 показан пример блок-схемы измерительного блока.[FIG. 40] FIG. 40 shows an example of a block diagram of a measuring unit.
[ФИГ. 41] На ФИГ. 41 показан другой пример блок-схемы блока анализа.[FIG. 41] FIG. 41 shows another example of a block diagram of an analysis unit.
[ФИГ. 42] На ФИГ. 42 показан пример функциональной блок-схемы устройства глубокого обучения.[FIG. 42] FIG. 42 shows an example of a functional block diagram of a deep learning device.
[ФИГ. 43] На ФИГ. 43 показан пример блок-схемы операции узла обработки для создания обучающих данных.[FIG. 43] FIG. 43 shows an example of a flow chart of an operation of a processing node for creating training data.
[ФИГ. 44] На ФИГ. 44 показан схематический рисунок для описания нейронной сети. На ФИГ. 44(a) показан схематический рисунок, показывающий общую схему нейронной сети. На ФИГ. 44(b) показан схематический рисунок, показывающий арифметическую операцию в каждом узле. На ФИГ. 44(c) показан схематический рисунок, показывающий арифметические операции между узлами.[FIG. 44] FIG. 44 is a schematic diagram for describing a neural network. FIG. 44(a) is a schematic diagram showing the overall layout of a neural network. FIG. 44(b) is a schematic diagram showing an arithmetic operation at each node. FIG. 44(c) is a schematic diagram showing arithmetic operations between nodes.
[ФИГ. 45] На ФИГ. 45 показана смешанная матрица результата определения в соответствии с эталонным способом и результата определения с использованием алгоритма глубокого обучения.[FIG. 45] FIG. 45 shows a mixed matrix of a determination result according to a reference method and a determination result using a deep learning algorithm.
[ФИГ. 46] На ФИГ. 46(a) показана кривая ROC нейтрофила. На ФИГ. 46(b) показана кривая ROC лимфоцита. На ФИГ. 46(c) показана кривая ROC моноцита.[FIG. 46] FIG. 46(a) shows the ROC curve of a neutrophil. FIG. 46(b) shows the ROC curve of a lymphocyte. FIG. 46(c) shows the ROC curve of a monocyte.
[ФИГ. 47] На ФИГ. 47(a) показана кривая ROC эозинофила. На ФИГ. 47(b) показана кривая ROC базофила. На ФИГ. 47(c) показана кривая ROC контрольной крови (КОНТР.).[FIG. 47] FIG. 47(a) shows the ROC curve of eosinophil. FIG. 47(b) shows the ROC curve of basophil. FIG. 47(c) shows the ROC curve of control blood (CONT).
[ФИГ. 48] На ФИГ. 48 показан пример конфигурации анализатора клеток в качестве анализатора изображений.[FIG. 48] FIG. 48 shows an example of a configuration of a cell analyzer as an image analyzer.
[ФИГ. 49] На ФИГ. 49 показан пример конфигурации узла обработки.[FIG. 49] FIG. 49 shows an example of a configuration of a processing unit.
[ФИГ. 50] На ФИГ. 50 показан пример способа создания обучающих данных.[FIG. 50] FIG. 50 shows an example of a method for creating training data.
[ФИГ. 51] На ФИГ. 51 показан пример значения метки.[FIG. 51] FIG. 51 shows an example of a label value.
[ФИГ. 52] На ФИГ. 52 показан пример способа анализа изображения.[FIG. 52] FIG. 52 shows an example of a method for analyzing an image.
[ФИГ. 53] На ФИГ. 53 показан вариант результата анализа.[FIG. 53] FIG. 53 shows a variant of the analysis result.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF IMPLEMENTATION OPTIONS
[0012] Далее в настоящем описании общие схемы и варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. В следующем описании и на чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые или сходные компоненты, и поэтому описание одинаковых или сходных компонентов опущено.[0012] Hereinafter, in the present description, general arrangements and embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and in the drawings, the same reference numerals denote the same or similar components, and therefore the description of the same or similar components is omitted.
[1. Способ анализа клеток][1. Method of cell analysis]
[0013] В настоящем варианте осуществления раскрыт способ анализа клеток, включающий: в анализаторе клеток, включающем ведущий процессор и процессор для параллельной обработки, получение данных о каждой из клеток на основании управления ведущим процессором; исполнение параллельной обработки применительно к этим данным процессором для параллельной обработки; и создание информации о типе клетки в отношении каждой из клеток на основании результата параллельной обработки.[0013] In the present embodiment, a method for analyzing cells is disclosed, including: in a cell analyzer including a master processor and a parallel processing processor, obtaining data about each of the cells based on control of the master processor; executing parallel processing with respect to the data by the parallel processing processor; and creating cell type information with respect to each of the cells based on a result of the parallel processing.
[0014] В соответствии с предложенным способом анализа, даже когда анализируют данные, имеющие огромный объем от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт на образец, обработку применительно к данным клеток можно исполнять параллельно процессором для параллельной обработки, предусмотренным отдельно от ведущего процессора. Поэтому, например, даже когда клетки классифицируют посредством алгоритма глубокого обучения, в котором используются данные, имеющие огромный объем, обработка данных заключена только в анализаторе клеток. Например, нет необходимости передавать данные клеток через Интернет или интранет на сервер для анализа с сохраненным на нем алгоритмом глубокого обучения. Поэтому, в соответствии с предложенным способом анализа, нет необходимости передавать большой объем данных из анализатора клеток на сервер для анализа и получать результат анализа, возвращающийся от сервера для анализа. Таким образом, производительность анализатора клеток может сохраняться, в то время как точность классификации клеток улучшается.[0014] According to the proposed analysis method, even when analyzing data having a huge volume of several hundred megabytes to several gigabytes per sample, the processing with respect to the cell data can be performed in parallel by a parallel processing processor provided separately from the master processor. Therefore, for example, even when cells are classified by a deep learning algorithm that uses data having a huge volume, the data processing is contained only in the cell analyzer. For example, there is no need to transmit the cell data via the Internet or an intranet to the server for analysis with the deep learning algorithm stored therein. Therefore, according to the proposed analysis method, there is no need to transmit a large volume of data from the cell analyzer to the server for analysis and to receive the analysis result returned from the server for analysis. Thus, the performance of the cell analyzer can be maintained while the accuracy of cell classification is improved.
[0015] Пример общей схемы настоящего варианта осуществления будет описан со ссылкой на ФИГ. 1. ФИГ. 1(a) - рисунок, схематически показывающий классификацию лейкоцитов в соответствии с обычным способом, а ФИГ. 1(b) - рисунок, схематически показывающий классификацию лейкоцитов в соответствии с предложенным способом. На ФИГ. 1(a) и ФИГ. 1(b) FSC представляет аналоговый сигнал, указывающий интенсивность сигнала рассеянного вперед света, SSC представляет аналоговый сигнал рассеянного вбок света, и SFL представляет аналоговый сигнал, указывающий интенсивность сигнала боковой флуоресценции. Как показано на ФИГ. 1(a), в обычном способе каждую индивидуальную клетку, содержащуюся в образце, измеряют посредством проточного цитометра и получают высоты пиков импульсов аналоговых сигналов соответствующего рассеянного вперед света, рассеянного вбок света и боковой флуоресценции в качестве интенсивности рассеянного вперед света, интенсивности рассеянного вбок света и интенсивность боковой флуоресценции. Затем, на основании интенсивности рассеянного вперед света, интенсивности рассеянного вбок света и интенсивности боковой флуоресценции, каждую клетку классифицируют в специфический тип. Результаты классификации клеток отображаются в виде диаграммы рассеяния, как показано на ФИГ. 1(a). На диаграмме рассеяния на ФИГ. 1(a) по горизонтальной оси отложена интенсивность рассеянного вбок света, а по вертикальной оси интенсивность боковой флуоресценции.[0015] An example of the general scheme of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1(a) is a drawing schematically showing the classification of leukocytes according to a conventional method, and FIG. 1(b) is a drawing schematically showing the classification of leukocytes according to the present method. In FIG. 1(a) and FIG. 1(b), FSC represents an analog signal indicating the signal intensity of forward scattered light, SSC represents an analog signal of side scattered light, and SFL represents an analog signal indicating the signal intensity of side fluorescence. As shown in FIG. 1(a), in the conventional method, each individual cell contained in a sample is measured by a flow cytometer, and the peak heights of the pulses of the analog signals of the corresponding forward scattered light, side scattered light, and side fluorescence are obtained as the forward scattered light intensity, the side scattered light intensity, and the side fluorescence intensity. Then, based on the forward scattered light intensity, the side scattered light intensity, and the side fluorescence intensity, each cell is classified into a specific type. The results of the cell classification are displayed as a scatter diagram, as shown in FIG. 1(a). In the scatter diagram in FIG. 1(a), the horizontal axis represents the side scattered light intensity, and the vertical axis represents the side fluorescence intensity.
[0016] Как показано на ФИГ. 1(a), при обычной классификации лейкоцитов тип каждой клетки крови определяют на основании только информации о высоте пика волны аналогового сигнала. В отличие от этого, в способе по настоящему варианту осуществления в качестве данных, относящихся к клеткам в образце, как показано на ФИГ. 1(b), анализируют всю форму волны аналогового сигнала, полученного от одиночной клетки проточным цитометром, в качестве данных о цели анализа, в результате чего клетку классифицируют. На ФИГ. 1(b) показана форма волны, полученная посредством вычерчивания аналогового сигнала, полученного проточным цитометром. Однако, как описано далее, данные о клетке в образце в настоящем варианте осуществления означают цифровые данные (описанные далее данные о форме волны), в которых в качестве элементов используются значения, указывающие интенсивность сигнала во множестве временных точек, полученные при проведении аналого-цифрового (A/D) преобразования этого аналогового сигнала. Эта группа цифровых данных представляет собой матричные данные, а в настоящем варианте осуществления - матричные данные, состоящие, например, из одного ряда х множество колонок (т.е. одномерный массив данных).[0016] As shown in FIG. 1(a), in the conventional classification of leukocytes, the type of each blood cell is determined based on only the peak height information of the analog signal wave. In contrast, in the method of the present embodiment, as data regarding cells in a sample, as shown in FIG. 1(b), the entire waveform of an analog signal obtained from a single cell by a flow cytometer is analyzed as data on the analysis target, whereby the cell is classified. FIG. 1(b) shows a waveform obtained by plotting the analog signal obtained by the flow cytometer. However, as described later, the data of a cell in a sample in the present embodiment means digital data (waveform data described later) in which values indicating the signal intensity at a plurality of time points obtained by performing analog-to-digital (A/D) conversion of the analog signal are used as elements. This group of digital data represents matrix data, and in the present embodiment, matrix data consisting of, for example, one row x multiple columns (i.e., a one-dimensional data array).
[0017] В настоящем варианте осуществления показанный на ФИГ. 1(b) алгоритм 50 глубокого обучения до его обучения вынуждают обучаться данным о форме волны сигнала для каждого типа клеток. Затем данные о форме волны сигнала каждой клетки, у которой тип клетки является неизвестным и которая содержится в образце, вводят в обучаемый алгоритм 60 глубокого обучения, в результате чего из алгоритма 60 глубокого обучения выводится результат определения типа клетки по отношению к каждой клетке. Алгоритм 50, 60 глубокого обучения представляет собой один из алгоритмов искусственного интеллекта и выполнен в виде нейронной сети, которая включает средний слой, состоящий из множественных слоев. В настоящем варианте осуществления, когда обработка применительно к анализу данных о форме волны подлежит исполнению в соответствии с обученным алгоритмом 60 глубокого обучения, большое количество матричных операций, включенных в алгоритм 60 глубокого обучения, исполняют посредством параллельной обработки, используя процессор для параллельной обработки, установленный в анализаторе клеток. Анализатор клеток включает: процессор для параллельной обработки, способный исполнять параллельную обработку; и процессор для исполнения команд (далее просто называемый «процессором»), который вынуждает процессор для параллельной обработки исполнять параллельную обработку.[0017] In the present embodiment, the deep learning algorithm 50 shown in FIG. 1(b) is made to learn the waveform data of a signal for each cell type before it is trained. Then, the waveform data of a signal for each cell of which the cell type is unknown and which is contained in a sample is input to the deep learning algorithm 60 being trained, whereby a cell type determination result is output from the deep learning algorithm 60 with respect to each cell. The deep learning algorithm 50, 60 is one of the artificial intelligence algorithms and is implemented as a neural network that includes a middle layer composed of multiple layers. In the present embodiment, when processing in connection with the analysis of the waveform data is to be executed according to the trained deep learning algorithm 60, a plurality of matrix operations included in the deep learning algorithm 60 are executed by parallel processing using a parallel processing processor installed in the cell analyzer. The cell analyzer includes: a parallel processing processor capable of performing parallel processing; and an instruction execution processor (hereinafter simply referred to as the "processor") that causes the parallel processing processor to perform parallel processing.
[0018] Далее, каждая индивидуальная клетка в биологической пробе, подвергаемая анализу с целью определения ее типа, может быть также названа «клеткой-целью анализа». Иными словами, биологическая проба может содержать множество клеток-целей анализа. Множество клеток могут включать клетки множества типов, подлежащих анализу.[0018] Further, each individual cell in a biological sample that is analyzed to determine its type may also be referred to as an "analysis target cell." In other words, a biological sample may contain a plurality of analysis target cells. The plurality of cells may include cells of a plurality of types that are to be analyzed.
[0019] Примером биологической пробы является биологическая проба, собранная от субъекта. Например, биологическая проба может включать периферическую кровь, такую как венозная кровь и артериальная кровь, мочу и иную биологическую жидкость, отличную от крови и мочи. Примеры биологической жидкости, отличной от крови и мочи, могут включать аспират костного мозга, асциты, плевральный выпот, спинномозговую жидкость и т.п. Далее биологическая жидкость, отличная от крови и мочи, может называться просто «биологической жидкостью». Образец крови может быть любым образцом крови, который находится в таком состоянии, при котором можно подсчитать число клеток и можно определить типы клеток. Предпочтительно, кровь представляет собой периферическую кровь. Примеры крови включают периферическую кровь, собранную с использованием антикоагулирующего средства, такого как этилендиаминтетраацетат (натриевая соль или калиевая соль), гепарин натрия или т.п. Периферическая кровь может быть взята из артерии или из вены.[0019] An example of a biological sample is a biological sample collected from a subject. For example, a biological sample may include peripheral blood such as venous blood and arterial blood, urine, and other biological fluid other than blood and urine. Examples of a biological fluid other than blood and urine may include bone marrow aspirate, ascites, pleural effusion, cerebrospinal fluid, and the like. Hereinafter, a biological fluid other than blood and urine may be simply referred to as a "biological fluid." A blood sample may be any blood sample that is in a state where the number of cells can be counted and the cell types can be determined. Preferably, the blood is peripheral blood. Examples of blood include peripheral blood collected using an anticoagulant such as ethylenediaminetetraacetate (sodium salt or potassium salt), sodium heparin, or the like. The peripheral blood may be collected from an artery or from a vein.
[0020] Типы клеток, определяемые в настоящем варианте осуществления, - это типы в соответствии с типами клеток, основанными на морфологической классификации, и являются различными, в зависимости от вида биологической пробы. Когда биологическая проба представляет собой кровь и кровь взята у здорового индивидуума, типы клеток, определяемые в настоящем варианте осуществления, включают, например, эритроцит, ядросодержащую клетку, такую как лейкоцит, тромбоцит и т.п. Ядросодержащие клетки включают, например, нейтрофилы, лимфоциты, моноциты, эозинофилы и базофилы. Нейтрофилы включают, например, сегментоядерные нейтрофилы и палочкоядерные нейтрофилы. В то же время, когда кровь взята у нездорового индивидуума, ядросодержащие клетки могут включать, например, по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из незрелого гранулоцита и аномальной клетки. Такие клетки также входят в типы клеток, определяемые в настоящем варианте осуществления. Незрелые гранулоциты могут включать, например, такие клетки, как метамиелоциты, миелоциты, промиелоциты и миелобласты.[0020] The cell types determined in the present embodiment are types according to cell types based on morphological classification, and are different depending on the kind of the biological sample. When the biological sample is blood and the blood is taken from a healthy individual, the cell types determined in the present embodiment include, for example, a red blood cell, a nucleated cell such as a leukocyte, a platelet, and the like. The nucleated cells include, for example, neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils, and basophils. Neutrophils include, for example, segmented neutrophils and band neutrophils. Meanwhile, when the blood is taken from an unhealthy individual, the nucleated cells may include, for example, at least one type selected from the group consisting of an immature granulocyte and an abnormal cell. Such cells are also included in the cell types determined in the present embodiment. Immature granulocytes may include, for example, cells such as metamyelocytes, myelocytes, promyelocytes, and myeloblasts.
[0021] Ядросодержащие клетки могут включать, в дополнение к нормальным клеткам, аномальные клетки, которые не содержатся в периферической крови здорового индивидуума. Примерами аномальных клеток являются клетки, которые появляются, когда индивидуум имеет некоторое заболевание, и такими аномальными клетками являются, например, клетки опухолей. В случае гематопоэтической системы некоторое заболевание может представлять собой заболевание, выбранное из группы, состоящей, например из: миелодиспластического синдрома; лейкоза, такого как острый миелобластный лейкоз, острый миелобластный лейкоз, острый промиелоцитарный лейкоз, острый миеломоноцитарный лейкоз, острый моноцитарный лейкоз, эритролейкоз, острый мегакариобластный лейкоз, острый миелоидный лейкоз, острый лимфоцитарный лейкоз, лимфобластный лейкоз, хронический миелогенный лейкоз или хронический лимфоцитарный лейкоз; злокачественной лимфомы, такой как лимфома Ходжкина или неходжскинская лимфома; и множественной миеломы.[0021] Nucleated cells may include, in addition to normal cells, abnormal cells that are not found in the peripheral blood of a healthy individual. Examples of abnormal cells are cells that appear when an individual has a certain disease, and such abnormal cells are, for example, tumor cells. In the case of the hematopoietic system, the certain disease may be a disease selected from the group consisting of, for example, myelodysplastic syndrome; leukemia such as acute myeloid leukemia, acute myeloblastic leukemia, acute promyelocytic leukemia, acute myelomonocytic leukemia, acute monocytic leukemia, erythroleukemia, acute megakaryoblastic leukemia, acute myeloid leukemia, acute lymphocytic leukemia, lymphoblastic leukemia, chronic myelogenous leukemia, or chronic lymphocytic leukemia; malignant lymphoma, such as Hodgkin's lymphoma or non-Hodgkin's lymphoma; and multiple myeloma.
[0022] Кроме того, аномальные клетки могут включать, например, клетки, которые обычно не наблюдаются в периферической крови здорового индивидуума, такие как: лимфобласты; плазматические клетки; атипичные лимфоциты; реактивные лимфоциты; эритробласты, представляющие собой ядросодержащие эритроциты, такие как проэритробласты, базофильные эритробласты, полихроматические эритробласты, ортохроматические эритробласты, промегалобласты, базофильные мегалобласты, полихроматические мегалобласты и ортохроматические мегалобласты; мегакариоциты, включая микромегакариоциты; и т.п.[0022] Additionally, abnormal cells may include, for example, cells that are not normally observed in the peripheral blood of a healthy individual, such as: lymphoblasts; plasma cells; atypical lymphocytes; reactive lymphocytes; erythroblasts, which are nucleated red blood cells such as proerythroblasts, basophilic erythroblasts, polychromatic erythroblasts, orthochromatic erythroblasts, promegaloblasts, basophilic megaloblasts, polychromatic megaloblasts, and orthochromatic megaloblasts; megakaryocytes, including micromegakaryocytes; and the like.
[0023] Когда биологическая проба представляет собой мочу, типы клеток, определяемые в настоящем варианте осуществления, могут включать, например, эритроцит, лейкоцит, эпителиальную клетку, такую как клетка переходного эпителия, плоского эпителия, и т.п. Примеры аномальных клеток включают, например, бактерии, грибы, такие как мицелиальные грибы и дрожжи, клетки опухолей и т.п.[0023] When the biological sample is urine, the cell types determined in the present embodiment may include, for example, a red blood cell, a white blood cell, an epithelial cell such as a transitional epithelial cell, a squamous epithelial cell, and the like. Examples of abnormal cells include, for example, bacteria, fungi such as filamentous fungi and yeast, tumor cells, and the like.
[0024] Когда биологическая проба представляет собой биологическую жидкость, которая обычно не содержит компонентов крови, такую как асциты, плевральный выпот или спинномозговая жидкость, типы клеток могут включать, например, эритроцит, лейкоцит и крупную клетку. Здесь «крупная клетка» означает клетку, которая отделена от внутренней оболочки полости тела или полости внутреннего органа и которая крупнее, чем лейкоциты. Например, мезотелиальные клетки, гистиоциты, клетки опухолей и т.п. соответствуют «крупной клетке».[0024] When the biological sample is a biological fluid that does not normally contain blood components, such as ascites, pleural effusion, or cerebrospinal fluid, the cell types may include, for example, a red blood cell, a white blood cell, and a large cell. Here, a "large cell" means a cell that is separated from the inner lining of a body cavity or a cavity of an internal organ and that is larger than a white blood cell. For example, mesothelial cells, histiocytes, tumor cells, etc. correspond to a "large cell."
[0025] Когда биологическая проба представляет собой аспират костного мозга, типы клеток, определяемые в настоящем варианте осуществления, могут включать, в качестве нормальных клеток, зрелые клетки крови и незрелые гематопоэтические клетки. Зрелые клетки крови включают, например, эритроциты, ядросодержащие клетки, такие как лейкоциты, тромбоциты и т.п. Ядросодержащие клетки, такие как лейкоциты, включают, например, нейтрофилы, лимфоциты, плазматические клетки, моноциты, эозинофилы и базофилы. Нейтрофилы включают, например, сегментоядерные нейтрофилы и палочкоядерные нейтрофилы. Незрелые гематопоэтические клетки включают, например, гематопоэтические стволовые клетки, незрелые гранулоцитарные клетки, незрелые лимфоидные клетки, незрелые моноцитарные клетки, незрелые эритроидные клетки, мегакариоцитарные клетки, мезенхимальные клетки и т.п. Незрелые гранулоциты могут включать, например, такие клетки, как метамиелоциты, миелоциты, промиелоциты, миелобласты и т.п. Незрелые лимфоидные клетки включают, например, лимфобласты и т.п. Незрелые моноцитарные клетки включают монобласты и т.п. Незрелые эритроидные клетки включают, например, ядросодержащие эритроциты, такие как проэритробласты, базофильные эритробласты, полихроматические эритробласты, ортохроматические эритробласты, промегалобласты, базофильные мегалобласты, полихроматические мегалобласты и ортохроматические мегалобласты. Мегакариоцитарные клетки включают, например, мегакариобласты и т.п.[0025] When the biological sample is a bone marrow aspirate, the cell types determined in the present embodiment may include, as normal cells, mature blood cells and immature hematopoietic cells. Mature blood cells include, for example, red blood cells, nucleated cells such as leukocytes, platelets, and the like. Nucleated cells such as leukocytes include, for example, neutrophils, lymphocytes, plasma cells, monocytes, eosinophils, and basophils. Neutrophils include, for example, segmented neutrophils and band neutrophils. Immature hematopoietic cells include, for example, hematopoietic stem cells, immature granulocyte cells, immature lymphoid cells, immature monocytic cells, immature erythroid cells, megakaryocytic cells, mesenchymal cells, etc. Immature granulocytes may include, for example, cells such as metamyelocytes, myelocytes, promyelocytes, myeloblasts, etc. Immature lymphoid cells include, for example, lymphoblasts, etc. Immature monocytic cells include monoblasts, etc. Immature erythroid cells include, for example, nucleated erythrocytes such as proerythroblasts, basophilic erythroblasts, polychromatic erythroblasts, orthochromatic erythroblasts, promegaloblasts, basophilic megaloblasts, polychromatic megaloblasts, and orthochromatic megaloblasts. Megakaryocytic cells include, for example, megakaryoblasts, etc.
[0026] Примеры аномальных клеток, которые могут входить в состав костного мозга, включают, например, клетки гематопоэтических опухолей при заболевании, выбранном из группы, состоящей из: миелодиспластического синдрома; лейкоза, такого как острый миелобластный лейкоз, острый миелобластный лейкоз, острый промиелоцитарный лейкоз, острый миеломоноцитарный лейкоз, острый моноцитарный лейкоз, эритролейкоз, острый мегакариобластный лейкоз, острый миелоидный лейкоз, острый лимфоцитарный лейкоз, лимфобластный лейкоз, хронический миелогенный лейкоз или хронический лимфоцитарный лейкоз; злокачественной лимфомы, такой как лимфома Ходжкина или неходжскинская лимфома; и множественной миеломы, описанные выше, и клетки метастазирующих опухолей из злокачественной опухоли, развившейся в органе, отличном от костного мозга.[0026] Examples of abnormal cells that may be part of the bone marrow include, for example, cells from hematopoietic tumors in a disease selected from the group consisting of: myelodysplastic syndrome; leukemia such as acute myeloid leukemia, acute myeloblastic leukemia, acute promyelocytic leukemia, acute myelomonocytic leukemia, acute monocytic leukemia, erythroleukemia, acute megakaryoblastic leukemia, acute myeloid leukemia, acute lymphocytic leukemia, lymphoblastic leukemia, chronic myelogenous leukemia, or chronic lymphocytic leukemia; a malignant lymphoma such as Hodgkin's lymphoma or non-Hodgkin's lymphoma; and multiple myeloma, described above, and metastatic tumor cells from a malignant tumor that developed in an organ other than the bone marrow.
[0027] На ФИГ. 1 показан пример использования в качестве сигнала, полученного от каждой клетки, сигнала рассеянного вперед света, сигнала рассеянного вбок света и сигнала боковой флуоресценции, представляющих собой оптические сигналы, полученные при подаче света на клетку, протекающую в проточной ячейке. Однако сигнал конкретно не ограничен при условии, что сигнал указывает на признак каждой клетки и позволяет провести классификацию клеток для каждого типа.[0027] FIG. 1 shows an example of using, as a signal obtained from each cell, a forward scattered light signal, a side scattered light signal, and a side fluorescence signal, which are optical signals obtained by applying light to a cell flowing in a flow cell. However, the signal is not particularly limited as long as the signal indicates a feature of each cell and enables classification of cells for each type.
[0028] Сигнал, полученный от каждой клетки, может быть любым из сигнала, указывающего морфологический признак клетки, сигнала, указывающего ее химический признак, сигнала, указывающего ее физический признак, и сигнала, указывающего ее генетический признак, но, предпочтительно, представляет собой сигнал, указывающий морфологический признак клетки. Сигналом, указывающим морфологический признак клетки, является, предпочтительно, оптический сигнал, полученный от клетки.[0028] The signal obtained from each cell may be any of a signal indicating a morphological feature of the cell, a signal indicating its chemical feature, a signal indicating its physical feature, and a signal indicating its genetic feature, but is preferably a signal indicating a morphological feature of the cell. The signal indicating a morphological feature of the cell is preferably an optical signal obtained from the cell.
[0029] Предпочтительно, оптический сигнал представляет собой световой сигнал, полученный в качестве оптического ответа в результате подачи света на клетку. Световой сигнал может включать по меньшей мере один тип, выбранный из сигнала, основанного на рассеянии света, сигнала, основанного на поглощении света, сигнала, основанного на пропускании света, и сигнала, основанного на флуоресценции.[0029] Preferably, the optical signal is a light signal obtained as an optical response as a result of applying light to the cell. The light signal may include at least one type selected from a signal based on light scattering, a signal based on light absorption, a signal based on light transmission, and a signal based on fluorescence.
[0030] Сигнал, основанный на рассеянии света, может включать сигнал рассеянного света, вызванный подачей света, и сигнал потери света, вызванный подачей света. Сигнал рассеянного света служит в качестве параметра, который указывает на признак клетки и который является разным в соответствии с углом приема рассеянного света по отношению к направлению прохождения подаваемого света. Сигнал рассеянного вперед света используют в качестве параметра, который указывает на размер клетки. Сигнал рассеянного вбок света используют в качестве параметра, который указывает на сложность ядра клетки.[0030] The signal based on light scattering may include a scattered light signal caused by the application of light and a light loss signal caused by the application of light. The scattered light signal serves as a parameter that indicates a cell feature and is different according to the angle of reception of the scattered light relative to the direction of passage of the applied light. The forward scattered light signal is used as a parameter that indicates the cell size. The side scattered light signal is used as a parameter that indicates the complexity of the cell nucleus.
[0031] Термин «вперед» у рассеянного вперед света означает направление прохождения света, излученного из источника света. Когда угол подачи света принимается за 0 градусов, «вперед» может включать угол прямого малоуглового светорассеяния, при котором угол приема света составляет примерно от 0 до 5 градусов, и/или угол прямого высокоуглового светорассеяния, при котором угол приема света составляет примерно от 5 до 20 градусов. Термин «вбок» («боковой») не ограничен при условии, что «вбок» не перекрывается с «вперед». Когда угол подачи света принимается за 0 градусов, «вбок» может включать угол приема света, составляющий примерно от 25 градусов до 155 градусов, предпочтительно, примерно от 45 градусов до 135 градусов, а более предпочтительно, примерно 90 градусов.[0031] The term "forward" in forward scattered light means the direction of travel of light emitted from the light source. When the angle of light emission is taken as 0 degrees, "forward" may include a forward low-angle light scattering angle in which the light receiving angle is approximately 0 to 5 degrees, and/or a forward high-angle light scattering angle in which the light receiving angle is approximately 5 to 20 degrees. The term "sideways" ("lateral") is not limited, provided that "sideways" does not overlap with "forward". When the angle of light emission is taken as 0 degrees, "sideways" may include a light receiving angle of approximately 25 degrees to 155 degrees, preferably approximately 45 degrees to 135 degrees, and more preferably approximately 90 degrees.
[0032] Сигнал, основанный на рассеянии света, может включать поляризованный свет или деполяризованный свет в качестве компонента сигнала. Например, рассеянный свет, вызванный подачей света на клетку, принимают через поляризующую пластину, в результате чего может быть принят только рассеянный свет, поляризованный под конкретным углом. В то же время, когда свет подают на клетку через поляризующую пластину и получаемый рассеянный свет принимают через поляризующую пластину, позволяющую проходить через нее только поляризованному свету, имеющему угол, отличный от угла поляризующей пластины для подачи света, может быть принят только деполяризованный рассеянный свет.[0032] A signal based on light scattering may include polarized light or depolarized light as a component of the signal. For example, scattered light caused by applying light to a cell is received through a polarizing plate, as a result of which only scattered light polarized at a specific angle can be received. At the same time, when light is applied to a cell through a polarizing plate and the resulting scattered light is received through a polarizing plate that allows only polarized light having an angle different from the angle of the polarizing plate for applying light to pass through it, only depolarized scattered light can be received.
[0033] Сигнал потери света указывает на потерянное количество принятого света на основании уменьшения количества принятого света на светоприемной части, которое вызвано подачей света на клетку и рассеянием света. Предпочтительно, сигнал потери света получают в виде потери света в направлении оптической оси подаваемого света (осевой потери света). Сигнал потери света может быть выражен как доля от количества принятого света во время протекания клетки в проточной ячейке, когда количество принятого света на светоприемной части в состоянии, при котором клетка не протекает в проточной ячейке, взято за 100%. Подобно сигналу рассеянного вперед света, осевую потерю света используют в качестве параметра, который указывает на размер клетки, однако получаемый сигнал различен в зависимости от того, обладает ли клетка просвечиваемостью или нет.[0033] The light loss signal indicates the lost amount of received light based on the decrease in the amount of received light at the light receiving portion, which is caused by the light being supplied to the cell and the light being scattered. Preferably, the light loss signal is obtained as the light loss in the direction of the optical axis of the supplied light (axial light loss). The light loss signal can be expressed as a proportion of the amount of received light during the cell flow in the flow cell, when the amount of received light at the light receiving portion in the state in which the cell does not flow in the flow cell is taken as 100%. Like the forward scattered light signal, the axial light loss is used as a parameter that indicates the cell size, but the obtained signal is different depending on whether the cell has translucency or not.
[0034] Сигнал, основанный на флуоресценции, может представлять собой флуоресценцию, возбужденную в результате подачи света на клетку, меченную флуоресцентным веществом, или может представлять собой собственную флуоресценцию, происходящую из неокрашенной клетки. Флуоресцентным веществом может быть флуоресцентный краситель, который связывается с нуклеиновой кислотой или мембранным белком, или может быть меченое антитело, полученное посредством модификации флуоресцентным красителем антитела, которое связывается со специфическим белком клетки.[0034] The fluorescence-based signal may be fluorescence excited by applying light to a cell labeled with a fluorescent substance, or may be intrinsic fluorescence originating from an unstained cell. The fluorescent substance may be a fluorescent dye that binds to a nucleic acid or membrane protein, or may be a labeled antibody obtained by modifying an antibody with a fluorescent dye that binds to a specific cell protein.
[0035] Оптический сигнал можно получать в форме данных изображения, полученных при подаче света на клетку и захвата изображения клетки, на которую был подан свет. Данные изображения можно получать посредством захвата с использованием визуализирующего элемента, такого как камера TDI (time delay and integration) или ПЗС-камера (на приборах с зарядовой связью), изображения каждой индивидуальной клетки, протекающей в протоке, с использованием так называемого визуализирующего проточного цитометра. Альтернативно, образец или пробу для измерения, содержащие клетки, наносят, распыляют или капают на предметное стекло и захватывают изображение предметного стекла визуализирующим элементом, в результате чего можно получать данные изображений клеток.[0035] The optical signal can be obtained in the form of image data obtained by applying light to a cell and capturing an image of the cell to which the light was applied. Image data can be obtained by capturing, using an imaging element such as a TDI (time delay and integration) camera or a CCD (charge-coupled device) camera, an image of each individual cell flowing in a flow path, using a so-called imaging flow cytometer. Alternatively, a sample or measurement probe containing cells is applied, sprayed or dropped onto a glass slide and an image of the glass slide is captured by the imaging element, whereby cell image data can be obtained.
[0036] Сигнал, полученный от клетки, не ограничен оптическим сигналом и может представлять собой электрический сигнал, полученный от клетки. Что касается электрического сигнала, то, например, подают на проточную ячейку постоянный ток, и в качестве электрического сигнала можно использовать изменение импеданса (полного сопротивления), вызванное клеткой, протекающей в проточной ячейке. Полученный таким образом электрический сигнал служит в качестве параметра, отражающего объем клетки. Альтернативно, что касается электрического сигнала, то в качестве электрического сигнала можно использовать изменение импеданса на время подачи радиочастоты на клетку, протекающую в проточной ячейке. Полученный таким образом электрический сигнал служит в качестве параметра, отражающего электрическую проводимость клетки.[0036] The signal obtained from the cell is not limited to an optical signal, and may be an electrical signal obtained from the cell. As for the electrical signal, for example, a constant current is applied to the flow cell, and the change in impedance caused by the cell flowing in the flow cell can be used as the electrical signal. The electrical signal thus obtained serves as a parameter reflecting the volume of the cell. Alternatively, as for the electrical signal, the change in impedance at the time of applying radio frequency to the cell flowing in the flow cell can be used as the electrical signal. The electrical signal thus obtained serves as a parameter reflecting the electrical conductivity of the cell.
[0037] Сигнал, полученный от клетки, может представлять собой комбинацию по меньшей мере двух видов сигналов из вышеописанных сигналов, полученных от клетки. Посредством комбинирования множества сигналов признаки клетки можно подвергать плейотропному анализу, и, таким образом, возможна классификация клеток с более высокой точностью. Что касается такой комбинации, то можно комбинировать, например, по меньшей мере два из множества оптических сигналов, например, сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света и сигнал флуоресценции. Альтернативно, можно комбинировать сигналы рассеянного света с различными углами, например, сигнал малоуглового рассеянного света и сигнал высокоуглового рассеянного света. Кроме того, альтернативно, можно комбинировать оптический сигнал и электрический сигнал. Вид и число комбинируемых сигналов конкретно не ограничены.[0037] The signal obtained from the cell may be a combination of at least two kinds of signals from the above-described signals obtained from the cell. By combining a plurality of signals, the cell features can be subjected to pleiotropic analysis, and thus, cell classification with higher accuracy is possible. Regarding such a combination, it is possible to combine, for example, at least two of a plurality of optical signals, for example, a forward scattered light signal, a side scattered light signal and a fluorescence signal. Alternatively, it is possible to combine scattered light signals with different angles, for example, a low-angle scattered light signal and a high-angle scattered light signal. In addition, it is alternatively possible to combine an optical signal and an electrical signal. The type and number of signals to be combined are not particularly limited.
[0038] В способе анализа клеток по настоящему варианту осуществления способ определения типа клетки не ограничен тем способом, в котором используется алгоритм глубокого обучения. От индивидуальных клеток, проходящих через заданное положение в протоке, получают интенсивность сигнала, для каждой из клеток, во множестве временных точек в период времени, пока клетка проходит через заданное положение, и на основании результата, в котором полученные интенсивности сигналов во множестве временных точек в отношении каждой индивидуальной клетки, распознают в качестве паттерна, можно определять тип клетки. Паттерн можно распознавать в виде числового паттерна интенсивностей сигналов во множестве временных точек, или можно распознавать в виде паттерна формы, полученного при нанесении на график интенсивностей сигналов во множестве временных точек. Когда паттерн распознают в виде числового паттерна, если сравнивают друг с другом числовой паттерн клетки-цели анализа и числовой паттерн, для которого тип клетки уже известен, можно определить тип клетки. Для сравнения между числовым паттерном клетки-цели анализа и контрольным числовым паттерном можно использовать, например, коэффициент ранговой корреляции Спирмена, z-показатель или т.п. Когда сравнивают друг с другом паттерн формы графика клетки-цели анализа и паттерн формы графика, для которого тип клетки уже известен, можно определить тип клетки. Для сравнения между паттерном формы графика клетки-цели анализа и паттерном формы графика, для которого тип клетки уже известен, можно использовать совпадение геометрической формы паттернов, или можно использовать, например, дескриптор признаков, представленный дескриптором SIFT.[0038] In the cell analysis method of the present embodiment, the cell type determination method is not limited to the method in which a deep learning algorithm is used. Signal intensity is obtained from individual cells passing through a predetermined position in the flow path, for each of the cells, at a plurality of time points during the time period in which the cell passes through the predetermined position, and based on a result in which the obtained signal intensities at a plurality of time points with respect to each individual cell are recognized as a pattern, the cell type can be determined. The pattern can be recognized as a numerical pattern of signal intensities at a plurality of time points, or can be recognized as a shape pattern obtained by plotting the signal intensities at a plurality of time points. When the pattern is recognized as a numerical pattern, if the numerical pattern of the analysis target cell and the numerical pattern for which the cell type is already known are compared with each other, the cell type can be determined. For comparison between the numerical pattern of the target cell and the reference numerical pattern, one can use, for example, the Spearman rank correlation coefficient, z-score, etc. When comparing the graph shape pattern of the target cell and the graph shape pattern for which the cell type is already known, the cell type can be determined. For comparison between the graph shape pattern of the target cell and the graph shape pattern for which the cell type is already known, one can use the coincidence of the geometric shape of the patterns, or one can use, for example, a feature descriptor represented by a SIFT descriptor.
<Общая схема способа анализа клеток><General scheme of the cell analysis method>
[0039] Далее, со ссылкой на примеры, показанные на ФИГ. 2 и ФИГ. 3 - ФИГ. 5, будет описан способ создания обучающих данных 75 и способ анализа данных о форме волны.[0039] Next, with reference to the examples shown in FIG. 2 and FIG. 3 to FIG. 5, a method for creating training data 75 and a method for analyzing waveform data will be described.
<Данные о форме волны><Waveform data>
[0040] ФИГ. 2 представляет собой схематический рисунок для описания данных о форме волны, используемых в предложенном способе анализа. Как показано на ФИГ. 2(a), когда образец, содержащий клетку С, вынуждают протекать в проточной ячейке FC и на протекающую в проточной ячейке FC клетку С подают свет, рассеянный вперед свет FSC образуется в прямом направлении по отношению к направлению прохождения света. Подобным образом, рассеянный вбок свет SSC и боковая флуоресценция SFL образуются в боковом направлении по отношению к направлению прохождения света. Рассеянный вперед свет принимается первой светоприемной частью D1, и выводится сигнал, соответствующий количеству принятого света. Рассеянный вбок свет принимается второй светоприемной частью D2, и выводится сигнал, соответствующий количеству принятого света. Боковая флуоресценция принимается третьей светоприемной частью D3, и выводится сигнал, соответствующий количеству принятого света. Соответственно, из каждой из светоприемных частей D1-D3 выводится аналоговый сигнал, представляющий изменение сигнала, связанное с течением времени. Аналоговый сигнал, соответствующий рассеянному вперед свету, будет называться «сигналом рассеянного вперед света», аналоговый сигнал, соответствующий рассеянному вбок свету, будет называться «сигналом рассеянного вбок света», а аналоговый сигнал, соответствующий боковой флуоресценции, будет называться «сигналом флуоресценции». Один импульс каждого аналогового сигнала соответствует одной клетке.[0040] FIG. 2 is a schematic diagram for describing waveform data used in the proposed analysis method. As shown in FIG. 2(a), when a sample containing a cell C is caused to flow in a flow cell FC and light is supplied to the cell C flowing in the flow cell FC, a forward scattered light FSC is generated in a forward direction with respect to the passing direction of the light. Similarly, a side scattered light SSC and a side fluorescence SFL are generated in a side direction with respect to the passing direction of the light. The forward scattered light is received by a first light receiving portion D1, and a signal corresponding to an amount of the received light is output. The side scattered light is received by a second light receiving portion D2, and a signal corresponding to an amount of the received light is output. The side fluorescence is received by a third light receiving portion D3, and a signal corresponding to an amount of the received light is output. Accordingly, an analog signal representing the change in signal associated with the passage of time is output from each of the light-receiving parts D1-D3. The analog signal corresponding to forward-scattered light will be called the "forward-scattered light signal", the analog signal corresponding to side-scattered light will be called the "side-scattered light signal", and the analog signal corresponding to side-scattered fluorescence will be called the "fluorescence signal". One pulse of each analog signal corresponds to one cell.
[0041] Аналоговые сигналы вводятся в A/D преобразователь для преобразования в цифровые сигналы. На ФИГ. 2(b) схематически показано преобразование в цифровой сигнал, выполняемое A/D преобразователем. В данном случае, для упрощения описания, аналоговый сигнал изображен напрямую вводимым в A/D преобразователь. Аналоговый сигнал можно преобразовывать напрямую, без изменения его уровня, в цифровой сигнал. Однако, по необходимости, можно выполнять обработку, такую как как устранение шума, поправка на фон и нормализация. Как показано на ФИГ. 2(b), от начальной точки, представляющей собой временную точку, когда уровень сигнала рассеянного вперед света среди аналоговых сигналов, вводимых из светоприемных частей D1-D3, достиг уровня, установленного в качестве заданного порога, A/D преобразователь дискретизирует сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света и сигнал флуоресценции. A/D преобразователь дискретизирует соответствующие аналоговые сигналы с заданной частотой дискретизации (например, дискретизация в 1024 точках с интервалом 10 наносекунд, дискретизация в 128 точках с интервалом 80 наносекунд, дискретизация в 64 точках с интервалом 160 наносекунд, или т.п.).[0041] Analog signals are input to an A/D converter to be converted into digital signals. FIG. 2(b) schematically shows the conversion into a digital signal performed by the A/D converter. Here, for simplicity of description, the analog signal is shown as being directly input to the A/D converter. The analog signal can be converted directly without changing its level into a digital signal. However, processing such as noise removal, background correction, and normalization can be performed as necessary. As shown in FIG. 2(b), from a start point representing a time point when the level of the forward scattered light signal among the analog signals input from the light receiving portions D1 to D3 has reached a level set as a predetermined threshold, the A/D converter samples the forward scattered light signal, the side scattered light signal, and the fluorescence signal. The A/D converter samples the corresponding analog signals at a given sampling rate (e.g. 1024-point sampling with an interval of 10 nanoseconds, 128-point sampling with an interval of 80 nanoseconds, 64-point sampling with an interval of 160 nanoseconds, etc.).
[0042] На ФИГ. 2(c) схематически показаны данные о форме волны, полученные в ходе дискретизации. В ходе дискретизации в качестве данных о форме волны, соответствующих одной клетке, получают матричные данные, имеющие в качестве элементов значения, в цифровой форме указывающие уровень аналогового сигнала во множестве временных точек. Таким образом, A/D преобразователь создает цифровой сигнал рассеянного вперед света, цифровой сигнал рассеянного вбок света и цифровой сигнал боковой флуоресценции, соответствующие одной клетке. A/D преобразование повторяют до тех пор, пока число клеток в цифровом сигнале не достигает заданного числа, или пока не истечет заданный период времени от начала протекания образца в проточной ячейке. Соответственно, как показано на ФИГ. 2(c), получают цифровой сигнал, полученный посредством комбинирования данных о форме волны для N клеток, содержащихся в одном образце. Данными о форме волны будет называться набор данных дискретизации для каждой клетки (в примере на ФИГ. 2 - набор из 1024 цифровых значений, полученных каждые 10 наносекунд от t=0 не до t=10240 нс), а набор данных о форме волны, полученных из одного образца, будет называться цифровым сигналом.[0042] FIG. 2(c) schematically shows waveform data obtained during sampling. During the sampling, matrix data having values digitally indicating the level of an analog signal at a plurality of time points as elements is obtained as waveform data corresponding to one cell. In this way, the A/D converter creates a digital forward scattered light signal, a digital side scattered light signal and a digital side fluorescence signal corresponding to one cell. The A/D conversion is repeated until the number of cells in the digital signal reaches a predetermined number or until a predetermined period of time has elapsed from the start of flowing the sample in the flow cell. Accordingly, as shown in FIG. 2(c), a digital signal obtained by combining waveform data for N cells contained in one sample is obtained. The waveform data will be referred to as the set of sampling data for each cell (in the example in FIG. 2, the set of 1024 digital values obtained every 10 nanoseconds from t=0 ns to t=10240 ns), and the set of waveform data obtained from a single sample will be referred to as the digital signal.
[0043] Каждому фрагменту данных о форме волны, созданному A/D преобразователем, можно присвоить индекс для идентификации соответствующей клетки. В качестве индексов, например, созданным фрагментам данных о форме волны присваивают целые числа от 1 до N в последовательном порядке, и каждым из данных о форме волны рассеянного вперед света, данных о форме волны рассеянного вбок света и данных о форме волны боковой флуоресценции, полученным от одной и той же клетки, присваивают один и тот же индекс.[0043] Each piece of waveform data generated by the A/D converter can be assigned an index for identifying a corresponding cell. As indices, for example, integers from 1 to N are assigned to the generated pieces of waveform data in sequential order, and the forward scattered light waveform data, the side scattered light waveform data, and the side fluorescence waveform data obtained from the same cell are each assigned the same index.
[0044] Поскольку один фрагмент данных о форме волны соответствует одной клетке, индекс соответствует той клетке, которая была измерена. Поскольку идентичный индекс присваивают фрагментам данных о форме волны, соответствующим одной и той же клетке, описанный далее алгоритм глубокого обучения может анализировать, в качестве одного набора, данные о форме волны рассеянного вперед света, данные о форме волны рассеянного вбок света и данные о форме волны флуоресценции, соответствующие индивидуальной клетке, и может классифицировать тип клетки.[0044] Since one piece of waveform data corresponds to one cell, the index corresponds to the cell that was measured. Since the same index is assigned to the pieces of waveform data corresponding to the same cell, the deep learning algorithm described below can analyze, as one set, the forward scattered light waveform data, the side scattered light waveform data, and the fluorescence waveform data corresponding to an individual cell, and can classify the cell type.
<Создание обучающих данных><Creating training data>
[0045] ФИГ. 3 представляет собой схематический рисунок, показывающий пример способа создания обучающих данных, используемых для обучения алгоритма глубокого обучения, для определения типа клетки. Обучающие данные 75 представляют собой данные о форме волны, созданные на основании аналогового сигнала 70а рассеянного вперед света (FSC), аналогового сигнала 70b рассеянного вбок света (SSC) и аналогового сигнала 70с боковой флуоресценции (SFL), которые были получены в отношении содержащейся в образце клетки посредством измерения образца, проведенного проточным цитометром. Способ получения данных о форме волны был описан выше.[0045] FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a method for creating training data used to train a deep learning algorithm to determine a cell type. The training data 75 is waveform data created based on a forward scattered light (FSC) analog signal 70a, a side scattered light (SSC) analog signal 70b, and a side fluorescence (SFL) analog signal 70c that have been obtained with respect to a cell contained in a sample by measuring the sample with a flow cytometer. The method for obtaining the waveform data has been described above.
[0046] Что касается обучающих данных 75, то, например, образец измеряют посредством проточного цитометра, и могут быть использованы данные о форме волны клетки, определенные в результате анализа содержащихся в образце клеток на основании диаграммы рассеяния в соответствии с обычным способом как имеющие высокую вероятность представлять собой специфический тип клетки. Будет описан пример с использованием счетчика форменных элементов крови. Сначала образец крови измеряют проточным цитометром и собирают данные о форме волны рассеянного вперед света, рассеянного вбок света и флуоресценции каждой индивидуальной клетки, содержащейся в образце. На основании интенсивности рассеянного вбок света (высоты импульса сигнала рассеянного вбок света) и интенсивности флуоресценции (высоты импульса сигнала флуоресценции), каждую клетку классифицируют в группу нейтрофила, лимфоцита, моноцита, эозинофила, базофила, незрелого гранулоцита или аномальной клетки. Данным о форме волны клетки присваивают значение метки, соответствующее классифицированному типу клетки, в результате чего получают обучающие данные. Например, получают моду, среднее значение или медиану интенсивности рассеянного вбок света и интенсивности боковой флуоресценции клеток, включенных в группу нейтрофилов, репрезентативные клетки идентифицируют на основании этого значения и присваивают данным о форме волны этих клеток значение метки «1», соответствующее нейтрофилу, в результате чего можно получать обучающие данные. Способ создания обучающих данных не ограничен этим. Например, выделяют только специфические клетки сортировщиком клеток, каждую клетку измеряют проточным цитометром и присваивают полученным данным о форме волны значение метки для клетки, в результате чего можно получать обучающие данные.[0046] As for the training data 75, for example, a sample is measured by a flow cytometer, and waveform data of a cell determined to have a high probability of being a specific cell type by analyzing the cells contained in the sample based on a scatter diagram in accordance with a conventional method may be used. An example using a blood cell counter will be described. First, a blood sample is measured by a flow cytometer, and waveform data of forward scattered light, side scattered light, and fluorescence of each individual cell contained in the sample are collected. Based on the intensity of the side scattered light (pulse height of the side scattered light signal) and the intensity of fluorescence (pulse height of the fluorescence signal), each cell is classified into a group of a neutrophil, a lymphocyte, a monocyte, an eosinophil, a basophil, an immature granulocyte, or an abnormal cell. A label value corresponding to the classified cell type is assigned to the waveform data of the cell, thereby obtaining training data. For example, the mode, mean or median of the side scattered light intensity and the side fluorescence intensity of the cells included in the neutrophil group are obtained, representative cells are identified based on this value, and the waveform data of these cells are assigned a label value of "1" corresponding to a neutrophil, so that training data can be obtained. The method for creating training data is not limited to this. For example, only specific cells are selected by a cell sorter, each cell is measured by a flow cytometer, and the obtained waveform data are assigned a label value for the cell, so that training data can be obtained.
[0047] Аналоговые сигналы 70а, 70b, 70с соответственно представляют собой сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света и сигнал боковой флуоресценции в то время, когда проточным цитометром был измерен нейтрофил. Когда эти аналоговые сигналы подвергают A/D преобразованию, как описано выше, получают данные 72а о форме волны сигнала рассеянного вперед света, данные 72b о форме волны сигнала рассеянного вбок света и данные 72с о форме волны сигнала боковой флуоресценции. Каждая из ячеек, соседних друг с другом в каждых из данных 72а, 72b, 72с о форме волны, хранит уровень сигнала с интервалом, соответствующим частоте дискретизации, например, с интервалом 10 наносекунд. Каждый из фрагментов данных 72а, 72b, 72с о форме волны комбинируют со значением метки 77, указывающим тип клетки, являющейся источником данных, и эти три фрагмента данных о форме волны, соответствующие клетке, иными словами, данные об интенсивности трех сигналов (интенсивности сигнала рассеянного вперед света, интенсивности сигнала рассеянного вбок света и интенсивности сигнала боковой флуоресценции), вводят так, чтобы сформировать набор, в качестве обучающих данных 75 в алгоритм 50 глубокого обучения. Поскольку в примере на ФИГ. 3 клетка, являющаяся источником обучающих данных, является нейтрофилом, данным 72а, 72b, 72с о форме волны присваивают «1» как значение метки 77, указывающее на то, что клетка представляет собой нейтрофил, в результате чего получают обучающие данные 75. На ФИГ. 4 показан пример значения метки 77. Поскольку обучающие данные 75 создают для каждого типа клеток, в качестве значения метки присваивают разное значение метки 77 в соответствии с типом клетки.[0047] The analog signals 70a, 70b, 70c respectively represent a forward scattered light signal, a side scattered light signal and a side fluorescence signal at the time the neutrophil was measured by the flow cytometer. When these analog signals are subjected to A/D conversion as described above, forward scattered light signal waveform data 72a, side scattered light signal waveform data 72b and side fluorescence signal waveform data 72c are obtained. Each of the cells adjacent to each other in each of the waveform data 72a, 72b, 72c stores a signal level at an interval corresponding to a sampling frequency, for example at an interval of 10 nanoseconds. Each of the pieces of waveform data 72a, 72b, 72c is combined with a label value 77 indicating the type of the cell which is the source of the data, and these three pieces of waveform data corresponding to the cell, in other words, the intensity data of the three signals (the intensity of the forward scattered light signal, the intensity of the side scattered light signal and the intensity of the side fluorescence signal), are input so as to form a set as training data 75 in the deep learning algorithm 50. Since in the example of FIG. 3 the cell which is the source of the training data is a neutrophil, the waveform data 72a, 72b, 72c are assigned "1" as a label value 77 indicating that the cell is a neutrophil, thereby obtaining the training data 75. In FIG. 4 shows an example of the label value 77. Since training data 75 is created for each cell type, different label value 77 is assigned as the label value according to the cell type.
<Общая схема глубокого обучения><General Framework for Deep Learning>
[0048] С использованием ФИГ. 3 в качестве примера будет описана общая схема обучения нейронной сети. Предпочтительно, нейронная сеть 50 представляет собой сверточную нейронную сеть, имеющую сверточный слой. Число узлов входного слоя 50а в нейронной сети 50 соответствует числу элементов массива, включенного в данные о форме волны вводимых обучающих данных 75. Число элементов массива равно сумме числа элементов данных 72а, 72b, 72с о форме волны рассеянного вперед света, рассеянного вбок света и боковой флуоресценции, соответствующих одной клетке. В примере на ФИГ. 3 каждые из данных 72а, 72b, 72с о форме волны включают 1024 элемента, а значит, число узлов входного слоя 50а составляет 1024×3=3072. Данные 72а, 72b, 72с о форме волны вводят во входной слой 50а нейронной сети 50. Значение метки 77 каждого фрагмента данных о форме волны обучающих данных 75 вводят в выходной слой 50b нейронной сети, в результате чего обучают нейронную сеть 50. Ссылочная позиция 50с на ФИГ. 3 представляет средний слой.[0048] Using FIG. 3 as an example, a general scheme for training a neural network will be described. Preferably, the neural network 50 is a convolutional neural network having a convolutional layer. The number of nodes of the input layer 50a in the neural network 50 corresponds to the number of elements of an array included in the waveform data of the input training data 75. The number of elements of the array is equal to the sum of the number of elements of the waveform data 72a, 72b, 72c of forward scattered light, side scattered light, and side fluorescence corresponding to one cell. In the example of FIG. 3, each of the waveform data 72a, 72b, 72c includes 1024 elements, and therefore the number of nodes of the input layer 50a is 1024×3=3072. The waveform data 72a, 72b, 72c are input into the input layer 50a of the neural network 50. The label value 77 of each piece of waveform data of the training data 75 is input into the output layer 50b of the neural network, as a result of which the neural network 50 is trained. The reference numeral 50c in FIG. 3 represents the middle layer.
<Способ анализа данных о форме волны><Waveform data analysis method>
[0049] На ФИГ. 5 показан пример способа анализа данных о форме волны клетки, являющейся целью анализа. В способе анализа данных о форме волны, из аналогового сигнала 80а рассеянного вперед света, аналогового сигнала 80b рассеянного вбок света и аналогового сигнала 80с боковой флуоресценции, полученных от клетки-цели анализа посредством проточного цитометра, создают данные 85 анализа, состоящие из данных о форме волны, полученных вышеописанным способом.[0049] FIG. 5 shows an example of a method for analyzing waveform data of a cell that is an analysis target. In the method for analyzing waveform data, from an analog signal 80a of forward scattered light, an analog signal 80b of side scattered light, and an analog signal 80c of side fluorescence obtained from a cell that is an analysis target by a flow cytometer, analysis data 85 is created consisting of the waveform data obtained in the above-described manner.
[0050] Предпочтительно, данные 85 анализа и обучающие данные 75 имеют одинаковое условие получения, по меньшей мере. Условие получения включает условия измерения содержащихся в образце клеток проточным цитометром, например, условие подготовки пробы для измерения, скорость течения, с которой пробу для измерения вынуждают протекать в проточной ячейке, интенсивность света, подаваемого на проточную ячейку, коэффициент усиления на светоприемных частях, принимающих рассеянный свет и флуоресценцию, и т.п. Условие получения дополнительно включает частоту дискретизации во время выполнения A/D преобразования аналогового сигнала.[0050] Preferably, the analysis data 85 and the training data 75 have at least the same acquisition condition. The acquisition condition includes conditions for measuring cells contained in a sample by a flow cytometer, such as a condition for preparing a sample for measurement, a flow rate at which a sample for measurement is made to flow in a flow cell, an intensity of light supplied to the flow cell, a gain at the light-receiving parts receiving scattered light and fluorescence, and the like. The acquisition condition further includes a sampling frequency during the execution of A/D conversion of an analog signal.
[0051] Когда клетка-цель анализа протекает в проточной ячейке, получают аналоговый сигнал 80а рассеянного вперед света, аналоговый сигнал 80b рассеянного вбок света и аналоговый сигнал 80с боковой флуоресценции. Когда эти аналоговые сигналы 80а, 80b, 80с подвергают A/D преобразованию, как описано выше, те временные точки, когда были получены интенсивности сигналов, синхронизируют для каждой клетки и получают данные 82а о форме волны сигнала рассеянного вперед света, данные 82b о форме волны сигнала рассеянного вбок света и данные 82с о форме волны сигнала боковой флуоресценции. Фрагменты данных 82а, 82b, 82с о форме волны комбинируют так, что фрагменты данных по интенсивности трех сигналов (интенсивности сигнала рассеянного вперед света, интенсивности сигнала рассеянного вбок света и интенсивности сигнала боковой флуоресценции) каждой клетки формируют набор, и получившийся набор вводят в качестве данных 85 анализа в алгоритм 60 глубокого обучения.[0051] When the target cell of the analysis flows in the flow cell, an analog signal 80a of forward scattered light, an analog signal 80b of side scattered light and an analog signal 80c of side fluorescence are obtained. When these analog signals 80a, 80b, 80c are subjected to A/D conversion as described above, the time points when the signal intensities were obtained are synchronized for each cell and data 82a of the waveform of the forward scattered light signal, data 82b of the waveform of the side scattered light signal and data 82c of the waveform of the side fluorescence signal are obtained. The waveform data fragments 82a, 82b, 82c are combined so that the data fragments on the intensity of three signals (the forward scattered light signal intensity, the side scattered light signal intensity, and the side fluorescence signal intensity) of each cell form a set, and the resulting set is input as analysis data 85 into the deep learning algorithm 60.
[0052] Когда данные 85 анализа введены во входной слой 60а нейронной сети 60, образующей обученный алгоритм 60 глубокого обучения, результат 83 анализа выводится из выходного слоя 60b в качестве классификационной информации, относящейся к типу клетки и соответствующей данным 85 анализа. Ссылочная позиция 60с на ФИГ. 5 представляет средний слой. Классификационная информация, относящаяся к типу клетки, представляет собой, например, вероятность, с которой клетка принадлежит к каждому из множества типов клеток. Кроме того, можно определять, что клетка-цель анализа, для которой получены данные 85 анализа, принадлежит к той классификации, которая имеет самое высокое значение среди вероятностей, и результат 83 анализа может включать значение метки 82 или т.п., являющееся идентификатором, представляющим ее тип клетки. Результат 83 анализа может быть собственно значением метки, или же может представлять собой данные, полученные посредством замены значения метки на информацию (например, последовательность символов), которая указывает на тип клетки. В примере на ФИГ. 5, на основании данных 85 анализа, алгоритм 60 глубокого обучения выводит значение метки «1», которое имеет самую высокую вероятность того, что клетка-цель анализа, для которой получены данные 85 анализа, принадлежит к этой классификации. Далее, в качестве результата 83 анализа выводятся символьные данные «нейтрофил», соответствующие этому значению метки. Вывод значения метки может быть выполнен алгоритмом 60 глубокого обучения, но другая компьютерная программа может выводить наиболее предпочтительное значение метки на основании вероятности, рассчитанной алгоритмом 60 глубокого обучения.[0052] When the analysis data 85 is input into the input layer 60a of the neural network 60 forming the trained deep learning algorithm 60, the analysis result 83 is output from the output layer 60b as classification information related to a cell type and corresponding to the analysis data 85. Reference numeral 60c in FIG. 5 represents a middle layer. The classification information related to a cell type is, for example, a probability with which a cell belongs to each of a plurality of cell types. In addition, it can be determined that the analysis target cell for which the analysis data 85 is obtained belongs to the classification that has the highest value among the probabilities, and the analysis result 83 can include a label value 82 or the like that is an identifier representing its cell type. The analysis result 83 can be the label value itself, or can be data obtained by replacing the label value with information (for example, a character sequence) that indicates the cell type. In the example of FIG. 5, based on the analysis data 85, the deep learning algorithm 60 outputs the label value "1" that has the highest probability that the target cell of the analysis for which the analysis data 85 is obtained belongs to this classification. Then, as the analysis result 83, the character data "neutrophil" corresponding to this label value is output. The output of the label value may be performed by the deep learning algorithm 60, but another computer program may output the most preferred label value based on the probability calculated by the deep learning algorithm 60.
[2. Анализатор клеток и измерение биологической пробы в анализаторе клеток][2. Cell analyzer and measurement of biological sample in cell analyzer]
[0053] Данные о форме волны клетки в соответствии с настоящим вариантом осуществления и аналоговый сигнал клетки, являющейся источником данных о форме волны, могут быть получены в первом анализаторе 4000 клеток или втором анализаторе 4000' клеток. В (а) на ФИГ. 6 показан пример внешнего вида анализатора 4000 клеток. В (b) на ФИГ. 6 показан пример анализатора 4000' клеток. В (а) на ФИГ. 6 анализатор 4000 клеток включает в себя: измерительный блок 400 и обрабатывающий блок 300 для управления настройкой условий измерения пробы и ее измерения в измерительном блоке 400, а также для анализа результата анализа данных каждой клетки посредством алгоритма 60 глубокого обучения. В (b) на ФИГ. 6 анализатор 4000' клеток включает в себя: измерительный блок 500 и обрабатывающий блок 300 для управления настройкой условий измерения пробы и ее измерения в измерительном блоке 500, а также для анализа результата анализа данных каждой клетки посредством алгоритма 60 глубокого обучения. Измерительный блок 400, 500 и обрабатывающий блок 300 могут быть соединены с возможностью коммуникации друг с другом проводным или беспроводным способом. Далее, ниже будет показан пример конфигурации измерительного блока 400, 500, однако настоящий вариант осуществления не следует рассматривать как ограниченный нижеприведенным примером. Обрабатывающий блок 300 может использоваться совместно описанным далее устройством 100 на стороне поставщика.[0053] The waveform data of the cell according to the present embodiment and the analog signal of the cell that is the source of the waveform data may be obtained in the first cell analyzer 4000 or the second cell analyzer 4000'. In (a) of FIG. 6, an example of the appearance of the cell analyzer 4000 is shown. In (b) of FIG. 6, an example of the cell analyzer 4000' is shown. In (a) of FIG. 6, the cell analyzer 4000 includes: a measuring unit 400 and a processing unit 300 for controlling the setting of the measurement conditions of the sample and its measurement in the measuring unit 400, and for analyzing the result of the data analysis of each cell by the deep learning algorithm 60. In (b) of FIG. 6 cell analyzer 4000' includes: a measuring unit 500 and a processing unit 300 for controlling the setting of conditions for measuring a sample and measuring it in the measuring unit 500, and for analyzing the result of analyzing the data of each cell by means of the deep learning algorithm 60. The measuring unit 400, 500 and the processing unit 300 can be connected so as to be communicative with each other by wire or wirelessly. Next, an example of the configuration of the measuring unit 400, 500 will be shown below, but the present embodiment should not be considered as limited to the example below. The processing unit 300 can be used together with the device 100 described below on the supplier side.
<Первый анализатор клеток и подготовка пробы для измерения><First cell analyzer and sample preparation for measurement>
(Конфигурация измерительного блока и обрабатывающего блока)(Configuration of the measuring unit and processing unit)
[0054] Будет описан пример конфигурации, в котором измерительный блок 400 представляет собой анализатор крови, включающий в себя ПЦМ-детектор, являющийся проточным цитометром для детектирования каждой клетки в пробе крови, более конкретно, измерительный блок 400 представляет собой счетчик форменных элементов крови.[0054] An example of a configuration will be described in which the measuring unit 400 is a blood analyzer including a FCM detector that is a flow cytometer for detecting each cell in a blood sample, more specifically, the measuring unit 400 is a blood cell counter.
(Пример конфигурации 1)(Configuration example 1)
[0055] Со ссылкой на ФИГ. 7 - ФИГ. 19 будут описаны примеры конфигурации измерительного блока 400 и обрабатывающего блока 300. На ФИГ. 7 показан пример блок-схемы измерительного блока 400. Как показано на ФИГ. 7, измерительный блок 400 включает в себя: ПЦМ-детектор 410 для детектирования клеток крови; узел 420 аналоговой обработки для обработки аналогового сигнала, выводимого из ПЦМ-детектора 410; контроллер 480 измерительного блока; узел 440 подготовки проб; узел 430 аппаратного механизма; и узел 450 всасывания образцов.[0055] With reference to FIG. 7 to FIG. 19, configuration examples of the measuring unit 400 and the processing unit 300 will be described. FIG. 7 shows an example of a block diagram of the measuring unit 400. As shown in FIG. 7, the measuring unit 400 includes: a PCM detector 410 for detecting blood cells; an analog processing unit 420 for processing an analog signal output from the PCM detector 410; a measuring unit controller 480; a sample preparation unit 440; a hardware mechanism unit 430; and a sample suction unit 450.
[0056] ФИГ. 8 представляет собой схематический рисунок для описания узла 450 всасывания образцов и узла 440 подготовки проб. Узел 450 всасывания образцов включает в себя: наконечник 451 для всасывания образца крови (цельной крови) из пробирки Т для сбора крови; и насос 452 для обеспечения отрицательного давления/положительного давления в наконечнике. Наконечник 451 передвигается вверх и вниз посредством узла 430 аппаратного механизма, чтобы вставляться в пробирку Т для сбора крови. Когда насос 452 обеспечивает отрицательное давление в состоянии, при котором наконечник 451 вставлен в пробирку Т для сбора крови, образец крови всасывается через наконечник 451. Узел 430 аппаратного механизма может включать в себя манипулятор для переворачивания и встряхивания пробирки Т для сбора крови перед всасыванием крови из пробирки Т для сбора крови.[0056] FIG. 8 is a schematic diagram for describing a sample suction unit 450 and a sample preparation unit 440. The sample suction unit 450 includes: a tip 451 for suctioning a blood sample (whole blood) from a blood collection tube T; and a pump 452 for providing a negative pressure/positive pressure at the tip. The tip 451 moves up and down by a hardware mechanism unit 430 to be inserted into the blood collection tube T. When the pump 452 provides a negative pressure in a state in which the tip 451 is inserted into the blood collection tube T, the blood sample is suctioned through the tip 451. The hardware mechanism unit 430 may include a manipulator for inverting and shaking the blood collection tube T before suctioning the blood from the blood collection tube T.
[0057] Узел 440 подготовки проб включает в себя пять реакционных камер 440а-440е. Реакционные камеры 440а-440е используются в каналах измерения DIFF, RET, WPC, PLT-F и WNR соответственно. Каждая реакционная камера имеет соединенный с ней через протоки контейнер для гемолитического средства, содержащий гемолитическое средство, и контейнер для окрашивающей жидкости, содержащий окрашивающую жидкость, которые служат в качестве реагентов для соответствующего канала измерения. Одна реакционная камера и связанные с ней реагенты (гемолитическое средство и окрашивающая жидкость) образуют канал измерения. Например, канал измерения DIFF состоит из: гемолитического средства DIFF и окрашивающей жидкости DIFF, которые служат в качестве реагентов для измерения DIFF; и реакционной камеры DIFF 440а. Другие каналы измерения выполнены сходным образом. Здесь показан пример конфигурации, в котором один канал измерения включает одно гемолитическое средство и одну окрашивающую жидкость. Однако, один канал измерения не обязательно должен включать как гемолитическое средство, так и окрашивающую жидкость, и множество каналов измерения могут совместно использовать один общий реагент.[0057] The sample preparation unit 440 includes five reaction chambers 440a-440e. The reaction chambers 440a-440e are used in the DIFF, RET, WPC, PLT-F and WNR measurement channels, respectively. Each reaction chamber has a hemolytic agent container containing a hemolytic agent and a coloring liquid container containing a coloring liquid, which serve as reagents for the corresponding measurement channel, connected thereto via flow paths. One reaction chamber and the reagents (hemolytic agent and coloring liquid) associated with it form a measurement channel. For example, the DIFF measurement channel consists of: a DIFF hemolytic agent and a DIFF coloring liquid, which serve as reagents for measuring DIFF; and the DIFF reaction chamber 440a. The other measurement channels are configured in a similar manner. An example of a configuration is shown here in which one measurement channel includes one hemolytic agent and one coloring liquid. However, one measurement channel does not necessarily have to include both the hemolytic agent and the staining liquid, and multiple measurement channels may share a single common reagent.
[0058] Посредством горизонтального передвижения и передвижения вверх-вниз узлом 430 аппаратного механизма наконечник 451 с подвергнутым всасыванию образцом крови получает доступ сверху в ту реакционную камеру среди реакционных камер 440а-440е, которая соответствует каналу измерения, соответствующему заказу, и наконечник 451 выгружает подвергнутый всасыванию образец крови. Узел 440 подготовки проб подает соответствующее гемолитическое средство и соответствующую окрашивающую жидкость в реакционную камеру с выгруженным в нее образцом крови для смешивания образца крови, гемолитического средства и окрашивающей жидкости в реакционной камере, тем самым подготавливая пробу для измерения. Подготовленную пробу для измерения подают из реакционной камеры в ПЦМ-детектор 410 через проток, чтобы подвергнуть измерению клеток посредством проточной цитометрии.[0058] By means of the horizontal movement and the up-and-down movement of the hardware mechanism unit 430, the tip 451 with the aspirated blood sample is accessed from above into the reaction chamber among the reaction chambers 440a to 440e which corresponds to the measurement channel corresponding to the order, and the tip 451 discharges the aspirated blood sample. The sample preparation unit 440 supplies the corresponding hemolytic agent and the corresponding coloring liquid into the reaction chamber with the blood sample discharged therein to mix the blood sample, the hemolytic agent and the coloring liquid in the reaction chamber, thereby preparing the sample for measurement. The prepared sample for measurement is supplied from the reaction chamber to the FCM detector 410 through the flow path to subject the cells to measurement by flow cytometry.
[0059] На ФИГ. 9 показан пример конфигурации оптической системы ПЦМ-детектора 410. Как показано на ФИГ. 9, при измерении проточным цитометром, когда каждая клетка, содержащаяся в пробе для измерения, проходит через проточную ячейку (ячейку с обжимным потоком) 4113, представленную в проточном питометре, источник 4111 света подает свет на проточную ячейку 4113, и при этом детектируют рассеянный свет и флуоресценцию, излученные от клетки в проточной ячейке 4113 из-за этого света.[0059] FIG. 9 shows an example of a configuration of an optical system of the FCM detector 410. As shown in FIG. 9, in measurement by a flow cytometer, when each cell contained in a sample to be measured passes through a flow cell (a cell with a pinched flow) 4113 provided in the flow cytometer, a light source 4111 supplies light to the flow cell 4113, and scattered light and fluorescence emitted from a cell in the flow cell 4113 due to this light are detected.
[0060] На ФИГ. 9 свет, излученный от лазерного диода, являющегося источником 4111 света, подают через светоподающую систему 4112 линз на каждую клетку, проходящую через проточную ячейку 4113.[0060] In FIG. 9, light emitted from a laser diode, which is a light source 4111, is supplied through a light delivery lens system 4112 to each cell passing through a flow cell 4113.
[0061] В настоящем варианте осуществления источник 4111 света проточного цитометра конкретно не ограничен, и выбирается источник 4111 света, который имеет длину волны, подходящую для возбуждения флуоресцентного красителя. В качестве такого источника 4111 света используют, например, источник света в виде полупроводникового лазера, включая источник света - полупроводниковый лазер красного свечения и/или источник света - полупроводниковый лазер синего свечения, источник света в виде газового лазера, такой как источник света - аргоновый лазер или гелиево-неоновый лазер, ртутную дуговую лампу или т.п. В частности, источник света - полупроводниковый лазер является подходящим, поскольку он очень недорог по сравнению с источником света - газовым лазером.[0061] In the present embodiment, the light source 4111 of the flow cytometer is not particularly limited, and the light source 4111 is selected to have a wavelength suitable for exciting the fluorescent dye. As such a light source 4111, for example, a semiconductor laser light source including a red semiconductor laser light source and/or a blue semiconductor laser light source, a gas laser light source such as an argon laser light source or a helium-neon laser light source, a mercury arc lamp, or the like is used. In particular, the semiconductor laser light source is suitable because it is very inexpensive compared with the gas laser light source.
[0062] Как показано на ФИГ. 9, рассеянный вперед свет, испущенный от частицы, проходящей через проточную ячейку 4113, принимается принимающим рассеянный вперед свет элементом 4116 через конденсаторную линзу 4114 и деталь 4115 с отверстием малого диаметра. Принимающим рассеянный вперед свет элементом 4116 является фотодиод. Рассеянный вбок свет принимается принимающим рассеянный вбок свет элементом 4121 через конденсаторную линзу 4117, дихроическое зеркало 4118, полосовой фильтр 4119 и деталь 4120 с отверстием малого диаметра. Принимающим рассеянный вбок свет элементом 4121 является фотодиод. Боковая флуоресценция принимается принимающим боковую флуоресценцию элементом 4122 через конденсаторную линзу 4117 и дихроическое зеркало 4118. Принимающим боковую флуоресценцию элементом 4122 является лавинный фотодиод. В качестве принимающего рассеянный вперед свет элемента 4116, принимающего рассеянный вбок свет элемента 4121 и принимающего боковую флуоресценцию элемента 4122 можно использовать фотоумножитель.[0062] As shown in FIG. 9, the forward scattered light emitted from the particle passing through the flow cell 4113 is received by the forward scattered light receiving element 4116 through the condenser lens 4114 and the pinhole member 4115. The forward scattered light receiving element 4116 is a photodiode. The side scattered light is received by the side scattered light receiving element 4121 through the condenser lens 4117, the dichroic mirror 4118, the band pass filter 4119 and the pinhole member 4120. The side scattered light receiving element 4121 is a photodiode. The lateral fluorescence is received by the lateral fluorescence receiving element 4122 through the condenser lens 4117 and the dichroic mirror 4118. The lateral fluorescence receiving element 4122 is an avalanche photodiode. A photomultiplier can be used as the forward scattered light receiving element 4116, the side scattered light receiving element 4121 and the lateral fluorescence receiving element 4122.
[0063] Сигналы принятого света, выводимые из принимающих соответствующий свет элементов 4116, 4121, 4122, вводят в узел 420 аналоговой обработки через усилители 4151, 4152, 4153 соответственно.[0063] The received light signals output from the corresponding light receiving elements 4116, 4121, 4122 are input into the analog processing unit 420 through the amplifiers 4151, 4152, 4153, respectively.
[0064] Со ссылкой снова на ФИГ. 7, узел 420 аналоговой обработки выполняет такие процессы, как устранение шума и сглаживание аналоговых сигналов, вводимых из ПЦМ-детектора 410, и выводит обработанные аналоговые сигналы в контроллер 480 измерительного блока.[0064] Referring again to FIG. 7, the analog processing unit 420 performs processes such as noise removal and smoothing of the analog signals input from the PCM detector 410 and outputs the processed analog signals to the measuring unit controller 480.
[0065] Контроллер 480 измерительного блока включает в себя A/D преобразователь 482, процессор 4831, ОЗУ 4834, хранилище 4835, контроллер 4850 шины, процессор 4833 для параллельной обработки и узел интерфейса 489, соединенный с обрабатывающим блоком 300. Кроме того, контроллер 480 измерительного блока включает в себя узел интерфейса 484, соединенный с A/D преобразователем 482, и узел интерфейса 488, соединенный с узлом 430 аппаратного механизма. Как показано на ФИГ. 7, в данном примере конфигурации процессор 4833 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в измерительный блок 400 виде.[0065] The controller 480 of the measuring unit includes an A/D converter 482, a processor 4831, a RAM 4834, a storage 4835, a bus controller 4850, a processor 4833 for parallel processing and an interface unit 489 connected to the processing unit 300. In addition, the controller 480 of the measuring unit includes an interface unit 484 connected to the A/D converter 482 and an interface unit 488 connected to the hardware engine unit 430. As shown in FIG. 7, in this example of the configuration, the processor 4833 for parallel processing is installed in the cell analyzer 4000 in a built-in form in the measuring unit 400.
[0066] Процессор 4831 соединен с узлом интерфейса 489, узлом интерфейса 488, узлом интерфейса 484, ОЗУ 4834 и хранилищем 4835 через шину 485. Процессор 4831 соединен с процессором 4833 для параллельной обработки через шину 485. Обрабатывающий блок 300 соединен с компонентами измерительного блока 400 через узел интерфейса 489 и шину 485. Шина 485 представляет собой линию передачи со скоростью передачи данных, например, не менее нескольких сотен Мб/с. Шина 485 может быть линией передачи со скоростью передачи данных, например, не менее 1 Гб/с. Шина 485 выполняет передачу данных на основании, например, стандарта PCI-Express или PCI-X.[0066] The processor 4831 is connected to the interface node 489, the interface node 488, the interface node 484, the RAM 4834 and the storage 4835 via the bus 485. The processor 4831 is connected to the processor 4833 for parallel processing via the bus 485. The processing unit 300 is connected to the components of the measuring unit 400 via the interface node 489 and the bus 485. The bus 485 is a transmission line with a data transfer rate of, for example, at least several hundred Mbps. The bus 485 can be a transmission line with a data transfer rate of, for example, at least 1 Gbps. The bus 485 performs data transfer based on, for example, the PCI-Express or PCI-X standard.
[0067] A/D преобразователь 482 преобразует выводимый из узла 420 аналоговой обработки аналоговый сигнал в цифровой сигнал. A/D преобразователь 482 преобразует аналоговый сигнал, который идет от начала измерения образца до окончания измерения, в цифровой сигнал. Когда множество видов аналоговых сигналов (например, аналоговых сигналов, соответственно соответствующих интенсивности рассеянного вперед света, интенсивности рассеянного вбок света и интенсивности флуоресценции) получают посредством измерения в конкретном канале измерения, A/D преобразователь 482 преобразует каждый аналоговый сигнал, идущий от начала измерения до окончания измерения, в цифровой сигнал. Как описано со ссылкой на ФИГ. 9, например, три вида аналоговых сигналов (т.е. сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света и сигнал флуоресценции) вводят через множество соответствующих путей 421 передачи сигналов в A/D преобразователь 482. A/D преобразователь 482 преобразует каждый из аналоговых сигналов, вводимых из множества путей 421 передачи сигналов, в цифровой сигнал. Каждый путь 421 передачи сигнала выполнен с возможностью передачи аналогового сигнала, например, в виде дифференциального сигнала.[0067] The A/D converter 482 converts the analog signal output from the analog processing unit 420 into a digital signal. The A/D converter 482 converts the analog signal, which goes from the start of the sample measurement to the end of the measurement, into a digital signal. When a plurality of analog signals (for example, analog signals respectively corresponding to the forward scattered light intensity, the side scattered light intensity, and the fluorescence intensity) are obtained by measuring in a specific measurement channel, the A/D converter 482 converts each analog signal, which goes from the start of the measurement to the end of the measurement, into a digital signal. As described with reference to FIG. 9, for example, three kinds of analog signals (i.e., the forward scattered light signal, the side scattered light signal, and the fluorescence signal) are input through a plurality of corresponding signal transmission paths 421 to the A/D converter 482. The A/D converter 482 converts each of the analog signals input from the plurality of signal transmission paths 421 into a digital signal. Each signal transmission path 421 is configured to transmit an analog signal, for example, in the form of a differential signal.
[0068] Как описано со ссылкой на ФИГ. 2, A/D преобразователь 482 дискретизирует аналоговые сигналы с заданной частотой дискретизации (например, дискретизация в 1024 точках с интервалом 10 наносекунд, дискретизация в 128 точках с интервалом 80 наносекунд, дискретизация в 64 точках с интервалом 160 наносекунд, или т.п.). Исполняя процессы дискретизации трех видов аналоговых сигналов, соответствующих каждой клетке, A/D преобразователь 482 создает данные о форме волны сигнала рассеянного вперед света, данные о форме волны сигнала рассеянного вбок света и данные о форме волны сигнала флуоресценции для каждой клетки. A/D преобразователь 482 присваивает индекс каждому фрагменту созданных данных о форме волны. Как показано на ФИГ. 2(c), фрагменты созданных данных о форме волны образуют цифровой сигнал, так что фрагменты данных о форме волны N клеток, содержащихся в одном образце, являются смежными друг с другом. Соответственно, создают три цифровых сигнала, соответствующие трем видам аналоговых сигналов (сигналу рассеянного вперед света, сигналу рассеянного вбок света и сигналу флуоресценции), полученным от N клеток.[0068] As described with reference to FIG. 2, the A/D converter 482 samples analog signals at a given sampling frequency (for example, sampling at 1024 points with an interval of 10 nanoseconds, sampling at 128 points with an interval of 80 nanoseconds, sampling at 64 points with an interval of 160 nanoseconds, or the like). By executing the processes of sampling three kinds of analog signals corresponding to each cell, the A/D converter 482 generates forward scattered light signal waveform data, side scattered light signal waveform data, and fluorescence signal waveform data for each cell. The A/D converter 482 assigns an index to each piece of the generated waveform data. As shown in FIG. 2(c), the pieces of the generated waveform data form a digital signal, so that the pieces of waveform data of N cells contained in one sample are adjacent to each other. Accordingly, three digital signals are generated corresponding to three types of analog signals (forward scattered light signal, side scattered light signal, and fluorescence signal) obtained from N cells.
[0069] В дополнение к созданию данных о форме волны из каждого аналогового сигнала, A/D преобразователь 482 может рассчитывать значение пика из импульса аналогового сигнала.[0069] In addition to creating waveform data from each analog signal, the A/D converter 482 can calculate a peak value from a pulse of the analog signal.
[0070] A/D преобразователь 482 вводит созданные цифровые сигналы в шину 485. Контроллер 4850 шины передает цифровые сигналы, выводимые из A/D преобразователя 482, в ОЗУ 4834, например, посредством ПДП-передачи (с прямым доступом к памяти). ОЗУ 4834 сохраняет цифровые сигналы.[0070] The A/D converter 482 inputs the generated digital signals to the bus 485. The bus controller 4850 transfers the digital signals output from the A/D converter 482 to the RAM 4834, such as via a DMA (direct memory access) transfer. The RAM 4834 stores the digital signals.
[0071] Используя процессор 4833 для параллельной обработки, процессор 4831 исполняет процесс анализа данных о форме волны, включенных в созданный цифровой сигнал, в соответствии с алгоритмом 60 глубокого обучения. То есть, процессор 4831 запрограммирован на исполнение процесса анализа данных о форме волны, включенных в цифровой сигнал, в соответствии с алгоритмом 60 глубокого обучения. Аналитическое программное обеспечение 4832 для проведения анализа данных клеток на основании алгоритма 60 глубокого обучения может хранится в хранилище 4835. В этом случае процессор 4831 исполняет аналитическое программное обеспечение 4832, сохраненное в хранилище 4835, тем самым выполняя процесс анализа данных на основании алгоритма 60 глубокого обучения. Процессор 4831 представляет собой, например, центральный процессор (ЦП). Например, в качестве процессора 4831 может использоваться Core i9, Core i7 или Core i5, изготовленные компанией Intel Corporation, Ryzen 9, Ryzen 7, Ryzen 5 или Ryzen 3, изготовленные компанией AMD, или т.п.[0071] Using the processor 4833 for parallel processing, the processor 4831 executes a process of analyzing the waveform data included in the generated digital signal in accordance with the deep learning algorithm 60. That is, the processor 4831 is programmed to execute a process of analyzing the waveform data included in the digital signal in accordance with the deep learning algorithm 60. The analysis software 4832 for performing the analysis of the cell data based on the deep learning algorithm 60 may be stored in the storage 4835. In this case, the processor 4831 executes the analysis software 4832 stored in the storage 4835, thereby performing the data analysis process based on the deep learning algorithm 60. The processor 4831 is, for example, a central processing unit (CPU). For example, the 4831 processor may be a Core i9, Core i7, or Core i5 manufactured by Intel Corporation, a Ryzen 9, Ryzen 7, Ryzen 5, or Ryzen 3 manufactured by AMD, or the like.
[0072] Процессор 4831 управляет процессором 4833 для параллельной обработки. Процессор 4833 для параллельной обработки исполняет параллельную обработку применительно, например, к матричным операциям, под управлением процессора 4831. То есть, процессор 4831 является задающим процессором относительно процессора 4833 для параллельной обработки, а процессор 4833 для параллельной обработки является подчиненным процессору 4831 (ведомым) процессором. Процессор 4831 также называется ведущим процессором или главным процессором.[0072] The processor 4831 controls the parallel processing processor 4833. The parallel processing processor 4833 performs parallel processing, such as matrix operations, under the control of the processor 4831. That is, the processor 4831 is a master processor with respect to the parallel processing processor 4833, and the parallel processing processor 4833 is a subordinate (slave) processor to the processor 4831. The processor 4831 is also called a master processor or a primary processor.
[0073] Процессор 4833 для параллельной обработки исполняет параллельно множество арифметических процессов, представляющих собой по меньшей мере часть обработки, относящейся к анализу данных о форме волны. Процессор 4833 для параллельной обработки представляет собой, например, графический процессор (ГП), программируемую в условиях эксплуатации матрицу логических элементов (FPGA) или специализированную интегральную схему (ASIC). Когда процессор 4833 для параллельной обработки представляет собой FPGA, процессор 4833 для параллельной обработки может иметь запрограммированный в нем заранее арифметический процесс, относящийся, например, к обученному алгоритму 60 глубокого обучения. Когда процессор 4833 для параллельной обработки представляет собой ASIC, процессор 4833 для параллельной обработки может иметь встроенную в него заранее схему для исполнения арифметического процесса, относящегося к обученному алгоритму 60 глубокого обучения, или может иметь, например, программируемый модуль, встроенный в него в дополнение к такой встроенной схеме. В качестве процессора 4833 для параллельной обработки можно использовать, например, GeForce, Quadro, TITAN, Jetson или т.п., изготовленные компанией NVIDIA Corporation. В случае серий Jetson, используют, например, Jetson Nano, Jetson Тх2, Jetson Xavier или Jetson AGX Xavier.[0073] The parallel processing processor 4833 executes in parallel a plurality of arithmetic processes that represent at least a part of the processing related to the analysis of waveform data. The parallel processing processor 4833 is, for example, a graphics processor (GPU), a field programmable gate array (FPGA), or an application-specific integrated circuit (ASIC). When the parallel processing processor 4833 is an FPGA, the parallel processing processor 4833 may have an arithmetic process related to, for example, the trained deep learning algorithm 60 programmed into it in advance. When the parallel processing processor 4833 is an ASIC, the parallel processing processor 4833 may have a circuit for executing an arithmetic process related to the trained deep learning algorithm 60 built into it in advance, or may have, for example, a programmable module built into it in addition to such a built-in circuit. As a 4833 parallel processing processor, you can use, for example, GeForce, Quadro, TITAN, Jetson, etc., manufactured by NVIDIA Corporation. In the case of Jetson series, you can use, for example, Jetson Nano, Jetson Tx2, Jetson Xavier, or Jetson AGX Xavier.
[0074] Процессор 4831 исполняет процесс вычислений, относящийся, например, к управлению измерительным блоком 400. Процессор 4831 исполняет процесс вычислений, относящийся, например, к управляющим сигналам, передаваемым/принимаемым между узлом 430 аппаратного механизма, узлом 440 подготовки проб и узлом 450 всасывания образцов. Процессор 4831 исполняет процесс вычислений, относящийся, например, к передаче/приему информации по отношению к обрабатывающему блоку 300. Процессор 4831 исполняет процессы, относящиеся, например, к считыванию данных программы из хранилища 4835, развертыванию программы в ОЗУ 4834 и передаче/приему данных в отношении ОЗУ 4834. Вышеописанные процессы, исполняемые процессором 4831, необходимо исполнять, например, в заданном последовательном порядке. Например, если процессы, необходимые для управления узлом 430 аппаратного механизма, узлом 440 подготовки проб и узлом 450 всасывания образцов, принять за А, В и С, то в некоторых случаях эти процессы необходимо исполнять в последовательном порядке В, А и С. Поскольку процессор 4831 часто исполняет такие непрерывные процессы, которые зависят от последовательного порядка, даже когда число арифметических блоков (каждый может быть назван «ядром процессора», «ядром» или т.п.) увеличивается, скорость обработки не всегда увеличивается.[0074] The processor 4831 executes a computing process related to, for example, controlling the measuring unit 400. The processor 4831 executes a computing process related to, for example, control signals transmitted/received between the hardware mechanism unit 430, the sample preparation unit 440, and the sample suction unit 450. The processor 4831 executes a computing process related to, for example, transmitting/receiving information with respect to the processing unit 300. The processor 4831 executes processes related to, for example, reading program data from the storage 4835, deploying the program in the RAM 4834, and transmitting/receiving data with respect to the RAM 4834. The above-described processes executed by the processor 4831 must be executed, for example, in a predetermined sequential order. For example, if the processes required to control the hardware mechanism unit 430, the sample preparation unit 440, and the sample suction unit 450 are taken as A, B, and C, then in some cases these processes need to be executed in the sequential order of B, A, and C. Since the processor 4831 often executes such continuous processes that depend on the sequential order, even when the number of arithmetic units (each may be called a “processor core,” “core,” or the like) increases, the processing speed does not always increase.
[0075] В то же время, процессор 4833 для параллельной обработки исполняет большое количество обычных процессов вычислений, например, таких как арифметические операции на матричных данных, включающих большое число элементов. В настоящем варианте осуществления процессор 4833 для параллельной обработки исполняет параллельную обработку, в которой по меньшей мере часть процессов анализа данных о форме волны в соответствии с алгоритмом 60 глубокого обучения запараллелены. Алгоритм 60 глубокого обучения включает в себя, например большое число матричных операций. Например, алгоритм 60 глубокого обучения может включать по меньшей мере 100 матричных операций, или же может включать по меньшей мере 1000 матричных операций. Процессор 4833 для параллельной обработки имеет множество арифметических блоков, и соответствующие арифметические блоки могут одновременно исполнять матричные операции. То есть, процессор 4833 для параллельной обработки может параллельно исполнять матричные операции посредством множества соответствующих арифметических блоков в качестве параллельной обработки. Например, матричную операцию, включенную в алгоритм 60 глубокого обучения, можно разделять на множество арифметических процессов, которые не зависят от последовательного порядка друг относительно друга. Разделенные таким образом арифметические процессы могут параллельно исполняться множеством арифметических блоков соответственно. Каждый из этих арифметических блоков может быть назван «ядром процессора», «ядром» или т.п.[0075] At the same time, the parallel processing processor 4833 executes a large number of conventional calculation processes, such as, for example, arithmetic operations on matrix data including a large number of elements. In the present embodiment, the parallel processing processor 4833 executes parallel processing in which at least part of the processes of analyzing waveform data according to the deep learning algorithm 60 are parallelized. The deep learning algorithm 60 includes, for example, a large number of matrix operations. For example, the deep learning algorithm 60 may include at least 100 matrix operations, or may include at least 1000 matrix operations. The parallel processing processor 4833 has a plurality of arithmetic units, and the respective arithmetic units may simultaneously execute matrix operations. That is, the parallel processing processor 4833 may parallelize matrix operations by a plurality of respective arithmetic units as parallel processing. For example, the matrix operation included in the deep learning algorithm 60 can be divided into a plurality of arithmetic processes that do not depend on the sequential order with respect to each other. The arithmetic processes divided in this way can be executed in parallel by a plurality of arithmetic units respectively. Each of these arithmetic units can be called a "processor core", a "core", or the like.
[0076] В результате исполнения такой параллельной обработки может быть реализовано ускорение арифметической обработки в измерительном блоке 400 в целом. Процесс, такой как матричная операция, включенная в алгоритм 60 глубокого обучения, может называться, например, «обработкой с одним потоком команд и множественными потоками данных (SIMD)». Процессор 4833 для параллельной обработки пригоден, например, для такой операции SIMD. Такой процессор 4833 для параллельной обработки может называться векторным процессором.[0076] As a result of executing such parallel processing, acceleration of arithmetic processing in the measuring unit 400 as a whole can be realized. A process such as a matrix operation included in the deep learning algorithm 60 can be called, for example, "single instruction stream and multiple data streams (SIMD) processing". The processor 4833 for parallel processing is suitable, for example, for such a SIMD operation. Such a processor 4833 for parallel processing can be called a vector processor.
[0077] Как описано выше, процессор 4831 пригоден для исполнения разнообразных и сложных процессов. В то же время, процессор 4833 для параллельной обработки пригоден для параллельного исполнения большого числа обычных процессов. Посредством параллельного исполнения большого числа обычных процессов укорачивается оборотное время (ТАТ), необходимое для процесса вычислений.[0077] As described above, the processor 4831 is suitable for executing various and complex processes. At the same time, the processor 4833 for parallel processing is suitable for executing a large number of normal processes in parallel. By executing a large number of normal processes in parallel, the turnaround time (TAT) required for the computing process is shortened.
[0078] Параллельная обработка, исполняемая процессором 4833 для параллельной обработки, не ограничена матричными операциями. Например, когда процессор 4833 для параллельной обработки исполняет процесс обучения в соответствии с алгоритмом 50 глубокого обучения, целью параллельной обработки могут быть дифференциальные операции или т.п., относящиеся к процессу обучения.[0078] The parallel processing executed by the parallel processing processor 4833 is not limited to matrix operations. For example, when the parallel processing processor 4833 executes the learning process according to the deep learning algorithm 50, the target of the parallel processing may be differential operations or the like related to the learning process.
[0079] Что касается числа арифметических блоков процессора 4831, то применяются, например, двухъядерный (количество ядер: 2), четырехъядерный (количество ядер: 4) или восьмиядерный (количество ядер: 8). В то же время, процессор 4833 для параллельной обработки имеет по меньшей мере десять арифметических блоков (количество ядер: 10) и может исполнять, например, десять матричных операций параллельно. Существует также процессор 4833 для параллельной обработки, который имеет, например, несколько десятков арифметических блоков. Существует также процессор 4833 для параллельной обработки, который имеет, например, по меньшей мере 100 арифметических блоков (количество ядер: 100) и который может исполнять 100 матричных операций параллельно. Существует также процессор 4833 для параллельной обработки, который имеет, например, несколько сотен арифметических блоков. Существует также процессор 4833 для параллельной обработки, который имеет, например, по меньшей мере 1000 арифметических блоков (количество ядер: 1000) и который может исполнять 1000 матричных операций параллельно. Существует также процессор 4833 для параллельной обработки, который имеет, например, несколько тысяч арифметических блоков.[0079] As for the number of arithmetic units of the processor 4831, for example, a dual-core (number of cores: 2), quad-core (number of cores: 4) or eight-core (number of cores: 8) are used. At the same time, the parallel processing processor 4833 has at least ten arithmetic units (number of cores: 10) and can execute, for example, ten matrix operations in parallel. There is also a parallel processing processor 4833 that has, for example, several tens of arithmetic units. There is also a parallel processing processor 4833 that has, for example, at least 100 arithmetic units (number of cores: 100) and which can execute 100 matrix operations in parallel. There is also a parallel processing processor 4833 that has, for example, several hundred arithmetic units. There is also a 4833 parallel processor which has, for example, at least 1000 arithmetic units (number of cores: 1000) and which can execute 1000 matrix operations in parallel. There is also a 4833 parallel processor which has, for example, several thousand arithmetic units.
[0080] На ФИГ. 11 показан пример конфигурации процессора 4833 для параллельной обработки. Процессор 4833 для параллельной обработки включает в себя множество арифметических блоков 4836 и ОЗУ 4837. Соответствующие арифметические блоки 4836 исполняют арифметические процессы на матричных данных параллельно. ОЗУ 4837 хранит данные, относящиеся к арифметическим процессам, исполняемым арифметическими блоками 4836. ОЗУ 4837 представляет собой запоминающее устройство с емкостью по меньшей мере 1 гигабайт. ОЗУ 4837 может представлять собой запоминающее устройство, имеющее емкость 2 гигабайта, 4 гигабайт, 6 гигабайт, 8 гигабайт, 10 гигабайт или более. Каждый арифметический блок 4836 получает данные от ОЗУ 4837 и исполняет арифметический процесс. Арифметический блок 4836 может быть назван «ядром процессора», «ядром» или т.п.[0080] FIG. 11 shows an example of a configuration of a parallel processing processor 4833. The parallel processing processor 4833 includes a plurality of arithmetic units 4836 and a RAM 4837. The respective arithmetic units 4836 execute arithmetic processes on matrix data in parallel. The RAM 4837 stores data related to the arithmetic processes executed by the arithmetic units 4836. The RAM 4837 is a memory device with a capacity of at least 1 gigabyte. The RAM 4837 may be a memory device having a capacity of 2 gigabytes, 4 gigabytes, 6 gigabytes, 8 gigabytes, 10 gigabytes or more. Each arithmetic unit 4836 receives data from the RAM 4837 and executes an arithmetic process. The 4836 arithmetic unit may be referred to as the "processor core", "core", or the like.
[0081] На каждой из ФИГ. 12 - ФИГ. 14 показан пример установки процессора 4833 для параллельной обработки в измерительный блок 400. На каждой из ФИГ. 12 - ФИГ. 14 показан пример, в котором процессор 4833 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в измерительный блок 400 виде. На каждой из ФИГ. 12 и ФИГ. 13 показан пример установки, в котором процессор 4831 и процессор 4833 для параллельной обработки представлены в виде отдельных предметов. Как показано на ФИГ. 12, процессор 4831 установлен, например, на подложке 4838. Процессор 4833 для параллельной обработки установлен на графической плате 4830, и графическая плата 4830 соединена с подложкой 4838, например, через соединитель 4839. Процессор 4831 соединен с процессором 4833 для параллельной обработки через шину 485. Как показано на ФИГ. 13, процессор 4833 для параллельной обработки может быть установлен прямо на подложке 4838 и соединен с процессором 4831, например, через шину 485. На ФИГ. 14 показан пример установки, в котором процессор 4831 и процессор 4833 для параллельной обработки представлены как единое целое. Как показано на ФИГ. 14, процессор 4833 для параллельной обработки может быть, например, встроен в процессор 4831, установленный на подложке 4838.[0081] Each of FIGS. 12 to FIG. 14 shows an example of installing the parallel processing processor 4833 in the measuring unit 400. Each of FIGS. 12 to FIG. 14 shows an example in which the parallel processing processor 4833 is installed in the cell analyzer 4000 in an integrated manner in the measuring unit 400. Each of FIGS. 12 and FIG. 13 shows an example of installing in which the processor 4831 and the parallel processing processor 4833 are represented as separate items. As shown in FIG. 12, the processor 4831 is mounted, for example, on the substrate 4838. The processor 4833 for parallel processing is mounted on the graphics board 4830, and the graphics board 4830 is connected to the substrate 4838, for example, via the connector 4839. The processor 4831 is connected to the processor 4833 for parallel processing via the bus 485. As shown in FIG. 13, the processor 4833 for parallel processing can be mounted directly on the substrate 4838 and connected to the processor 4831, for example, via the bus 485. FIG. 14 shows an example of an installation in which the processor 4831 and the processor 4833 for parallel processing are represented as a single whole. As shown in FIG. 14, the processor 4833 for parallel processing can be, for example, integrated into the processor 4831 mounted on the substrate 4838.
[0082] На ФИГ. 15 показан другой пример установки процессора 4833 для параллельной обработки в измерительный блок 400. На ФИГ. 15 показан пример, в котором процессор 4833 для параллельной обработки установлен в измерительный блок 400 посредством внешнего устройства 4800, соединенного с измерительным блоком 400. Например, процессор 4833 для параллельной обработки смонтирован на внешнем устройстве 4800, представляющем собой устройство USB (универсальной последовательной шины), и это устройство USB соединено с шиной 485 через узел интерфейса 487, в результате чего процессор 4833 для параллельной обработки является установленным в анализатор 4000 клеток. Устройство USB может представлять собой малое устройство, например, такое как USB-адаптер. Узел интерфейса 487 представляет собой интерфейс USB со скоростью передачи несколько сотен Мб/с, например, а более предпочтительно, представляет собой интерфейс USB со скоростью передачи от нескольких Гб/с до нескольких десятков Гб/с или выше. В качестве внешнего устройства 4800 со смонтированным на нем процессором 4833 для параллельной обработки можно использовать, например, нейронный миниатюрный компьютер 2, изготовленный компанией Intel Corporation.[0082] FIG. 15 shows another example of installing the parallel processing processor 4833 in the measuring unit 400. FIG. 15 shows an example in which the parallel processing processor 4833 is installed in the measuring unit 400 via an external device 4800 connected to the measuring unit 400. For example, the parallel processing processor 4833 is mounted on the external device 4800, which is a USB (Universal Serial Bus) device, and this USB device is connected to the bus 485 via an interface unit 487, as a result of which the parallel processing processor 4833 is installed in the cell analyzer 4000. The USB device may be a small device, such as a USB adapter, for example. The interface unit 487 is a USB interface with a transfer rate of several hundred Mbps, for example, and more preferably is a USB interface with a transfer rate of several Gbps to several tens of Gbps or higher. As an external device 4800 with a processor 4833 mounted on it for parallel processing, it is possible to use, for example, a neural miniature computer 2 manufactured by Intel Corporation.
[0083] Множество устройств USB, каждое со смонтированным на нем процессором 4833 для параллельной обработки, могут быть соединены с узлом интерфейса 487, в результате чего множество процессоров 4833 для параллельной обработки могут быть установлены в анализатор 4000 клеток. Процессор 4833 для параллельной обработки, смонтированный на одном устройстве USB, в некоторых случаях имеет меньшее число арифметических блоков 4836, чем ГП или т.п. Таким образом, если множество устройств USB соединены с измерительным блоком 400, может быть реализовано масштабирование числа ядер.[0083] A plurality of USB devices, each with a parallel processing processor 4833 mounted thereon, may be connected to the interface node 487, whereby a plurality of parallel processing processors 4833 may be installed in the cell analyzer 4000. The parallel processing processor 4833 mounted on one USB device may, in some cases, have a smaller number of arithmetic units 4836 than a GPU or the like. Thus, if a plurality of USB devices are connected to the measuring unit 400, scaling of the number of cores may be realized.
[0084] На каждой из ФИГ. 16, ФИГ. 17 и ФИГ. 18 показана общая схема арифметических процессов, исполняемых процессором 4833 для параллельной обработки на основании контроля аналитического программного обеспечения 4832, функционирующего на процессоре 4831. На ФИГ. 16 показан пример конфигурации процессора 4833 для параллельной обработки, исполняющего арифметические процессы. Процессор 4833 для параллельной обработки включает в себя множество арифметических блоков 4836 и ОЗУ 4837. Процессор 4831, исполняющий аналитическое программное обеспечение 4832, может направлять команду процессору 4833 для параллельной обработки, вынуждая процессор 4833 для параллельной обработки исполнять по меньшей мере часть арифметических процессов, необходимых для анализа данных о форме волны в соответствии с алгоритмом 60 глубокого обучения. Процессор 4831 приказывает процессору 4833 для параллельной обработки исполнять арифметические процессы, относящиеся к анализу данных о форме волны, на основании алгоритма глубокого обучения. Все или по меньшей мере часть данных о форме волны, соответствующих сигналам, детектированным ПЦМ-детектором 410, хранятся в ОЗУ 4834. Данные, хранящиеся в ОЗУ 4834, передаются в ОЗУ 4837 процессора 4833 для параллельной обработки. Данные, хранящиеся в ОЗУ 4834, передаются в ОЗУ 4837, например, методом ПДП (прямого доступа к памяти). Множество арифметических блоков 4836 процессора 4833 для параллельной обработки соответственно исполняют параллельно арифметические процессы применительно к данным, хранящимся в ОЗУ 4837. Каждый из множества арифметических блоков 4836 получает необходимые данные из ОЗУ 4837 для исполнения арифметического процесса. Данные, соответствующие арифметическому результату, сохраняются в ОЗУ 4837 процессора 4833 для параллельной обработки. Данные, соответствующие арифметическому результату, передаются из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834, например, методом ПДП.[0084] Each of FIG. 16, FIG. 17, and FIG. 18 shows a general diagram of arithmetic processes executed by the parallel processing processor 4833 based on the control of the analytical software 4832 running on the processor 4831. FIG. 16 shows an example of a configuration of the parallel processing processor 4833 executing arithmetic processes. The parallel processing processor 4833 includes a plurality of arithmetic units 4836 and a RAM 4837. The processor 4831 executing the analytical software 4832 can send a command to the parallel processing processor 4833, causing the parallel processing processor 4833 to execute at least a portion of the arithmetic processes necessary for analyzing the waveform data in accordance with the deep learning algorithm 60. The processor 4831 causes the processor 4833 to execute arithmetic processes related to the analysis of waveform data based on a deep learning algorithm for parallel processing. All or at least part of the waveform data corresponding to the signals detected by the DMD detector 410 are stored in the RAM 4834. The data stored in the RAM 4834 are transferred to the RAM 4837 of the processor 4833 for parallel processing. The data stored in the RAM 4834 are transferred to the RAM 4837, for example, by a DMA (direct memory access) method. A plurality of arithmetic units 4836 of the processor 4833 for parallel processing respectively execute arithmetic processes in parallel with respect to data stored in the RAM 4837. Each of the plurality of arithmetic units 4836 receives necessary data from the RAM 4837 for executing the arithmetic process. Data corresponding to the arithmetic result is stored in the RAM 4837 of the processor 4833 for parallel processing. Data corresponding to the arithmetic result is transferred from the RAM 4837 to the RAM 4834, for example, by the DMA method.
[0085] На ФИГ. 17 показана общая схема матричной операции, исполняемой процессором 4833 для параллельной обработки. Перед проведением анализа данных о форме волны в соответствии с алгоритмом 60 глубокого обучения исполняют расчет произведения матрицы (матричную операцию). Процессор 4833 для параллельной обработки исполняет параллельно множество арифметических процессов, например, относящихся к матричной операции. В (а) на ФИГ. 17 показана формула расчета произведения матрицы. В формуле расчета, показанной в (а), матрицу с получают посредством произведения матрицы а из n строк × n столбцов и матрицы b из n строк × n столбцов. Как показано в качестве примера на ФИГ. 17, формула расчета описана в синтаксисе иерархического цикла. В (b) из ФИГ. 17 показан пример арифметических процессов, исполняемых параллельно в процессоре 4833 для параллельной обработки. Формулу расчета, показанную в качестве примера на ФИГ. 17(a), можно разделить на n × n арифметических процессов, где n × n представляет собой, например, число комбинаций переменной цикла i для первого иерархического уровня и переменной цикла j для второго иерархического уровня. Такие разделенные арифметические процессы представляют собой арифметические процессы, которые не зависят друг от друга, и поэтому могут быть выполнены параллельно.[0085] FIG. 17 shows a general diagram of a matrix operation executed by the parallel processing processor 4833. Before analyzing the waveform data in accordance with the deep learning algorithm 60, a matrix product calculation (matrix operation) is executed. The parallel processing processor 4833 executes a plurality of arithmetic processes, such as those related to the matrix operation, in parallel. In (a) of FIG. 17, a matrix product calculation formula is shown. In the calculation formula shown in (a), a matrix c is obtained by product of an n-row × n-column matrix a and an n-row × n-column matrix b. As shown as an example in FIG. 17, the calculation formula is described in the syntax of a hierarchical loop. In (b) of FIG. 17, an example of arithmetic processes executed in parallel in the parallel processing processor 4833 is shown. The calculation formula shown as an example in FIG. 17(a) can be divided into n × n arithmetic processes, where n × n represents, for example, the number of combinations of loop variable i for the first hierarchical level and loop variable j for the second hierarchical level. Such divided arithmetic processes are arithmetic processes that are independent of each other and can therefore be executed in parallel.
[0086] ФИГ. 18 представляет собой концептуальную схему, показывающую, что множество арифметических процессов, показанных в качестве примера в (b) на ФИГ. 17, исполняют параллельно в процессоре 4833 для параллельной обработки. Как показано на ФИГ. 18, каждый из множества арифметических процессов назначают одному из множества арифметических блоков 4836 процессора 4833 для параллельной обработки. Соответствующие арифметические блоки 4836 исполняют параллельно назначенные арифметические процессы. То есть, соответствующие арифметические блоки 4836 одновременно исполняют разделенные арифметические процессы.[0086] FIG. 18 is a conceptual diagram showing that a plurality of arithmetic processes, shown as an example in (b) of FIG. 17, are executed in parallel in the processor 4833 for parallel processing. As shown in FIG. 18, each of the plurality of arithmetic processes is assigned to one of the plurality of arithmetic units 4836 of the processor 4833 for parallel processing. The respective arithmetic units 4836 execute the assigned arithmetic processes in parallel. That is, the respective arithmetic units 4836 simultaneously execute the divided arithmetic processes.
[0087] Посредством арифметических операций, показанных в качестве примера на ФИГ. 17 и ФИГ. 18, выполняемых процессором 4833 для параллельной обработки, получают, например, информацию о вероятности, с которой клетка, соответствующая данным о форме волны, принадлежит к каждому из множества типов клеток. На основании результатов арифметических операций процессор 4831, исполняющий аналитическое программное обеспечение 4832, выполняет относящийся к типу клетки анализ клетки, соответствующей данным о форме волны. Арифметические результаты сохраняются в ОЗУ 4837 процессора 4833 для параллельной обработки, чтобы передаваться из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834. Процессор 4831 передает результат анализа, выполненного на основании арифметических результатов, сохраненных в ОЗУ 4834, в обрабатывающий блок 300 через шину 485 и узел интерфейса 489.[0087] By means of arithmetic operations shown as an example in FIG. 17 and FIG. 18, performed by the processor 4833 for parallel processing, information on the probability with which a cell corresponding to the waveform data belongs to each of a plurality of cell types is obtained, for example. Based on the results of the arithmetic operations, the processor 4831, executing the analysis software 4832, performs an analysis related to the cell type of the cell corresponding to the waveform data. The arithmetic results are stored in the RAM 4837 of the processor 4833 for parallel processing, to be transmitted from the RAM 4837 to the RAM 4834. The processor 4831 transmits the result of the analysis performed on the basis of the arithmetic results stored in the RAM 4834 to the processing unit 300 via the bus 485 and the interface unit 489.
[0088] Арифметические операции применительно к вероятности, с которой клетка принадлежит к каждому из множества типов клеток, могут выполняться процессором, отличным от процессора 4833 для параллельной обработки. Например, арифметические результаты от процессора 4833 для параллельной обработки могут передаваться из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834, и на основании арифметических результатов, считанных с ОЗУ 4834, процессор 4831 может выполнять арифметические операции с информацией, относящейся к вероятности, с которой клетка, соответствующая каждому фрагменту данных о форме волны, принадлежит к каждому из множества типов клеток. Альтернативно, арифметические результаты от процессора 4833 для параллельной обработки могут передаваться из ОЗУ 4837 в обрабатывающий блок 300, и процессор, установленный в обрабатывающем блоке 300, может выполнять арифметические операции с информацией, относящейся к вероятности, с которой клетка, соответствующая каждому фрагменту данных о форме волны, принадлежит к каждому из множества типов клеток.[0088] The arithmetic operations with respect to the probability with which a cell belongs to each of the plurality of cell types may be performed by a processor other than the parallel processing processor 4833. For example, the arithmetic results from the parallel processing processor 4833 may be transferred from the RAM 4837 to the RAM 4834, and based on the arithmetic results read from the RAM 4834, the processor 4831 may perform arithmetic operations with information related to the probability with which a cell corresponding to each piece of waveform data belongs to each of the plurality of cell types. Alternatively, the arithmetic results from the processor 4833 for parallel processing may be transmitted from the RAM 4837 to the processing unit 300, and the processor installed in the processing unit 300 may perform arithmetic operations with information related to the probability with which a cell corresponding to each piece of waveform data belongs to each of the plurality of cell types.
[0089] В настоящем варианте осуществления процессы, показанные на ФИГ. 17 и ФИГ. 18, применимы, например, к арифметическому процессу (также называемому процессом фильтрации), относящемуся к сверточному слою в алгоритме 60 глубокого обучения.[0089] In the present embodiment, the processes shown in FIG. 17 and FIG. 18 are applicable, for example, to an arithmetic process (also called a filtering process) related to a convolutional layer in the deep learning algorithm 60.
[0090] На ФИГ. 19 показана общая схема арифметического процесса, относящегося к сверточному слою. Б (а) на ФИГ. 19 показан пример данных о форме волны рассеянного вперед света (FSC) в качестве данных о форме волны, подлежащих введению в алгоритм 60 глубокого обучения. Как показано на ФИГ. 2, данные о форме волны по настоящему варианту осуществления представляют собой данные в виде одномерной матрицы. Для более простого изложения этого, данные о форме волны представляют собой массив, в котором элементы расположены в строку. При этом, для удобства описания, число элементов данных о форме волны принимается равным n (n - целое число 1 или более). В (а) на ФИГ. 19 показано множество фильтров. Каждый фильтр создан посредством процесса обучения алгоритма 50 глубокого обучения. Каждый из множества фильтров представляет собой одномерные матричные данные, указывающие признаки данных о форме волны. Хотя каждый фильтр, показанный в (а) на ФИГ. 19, представляет собой матричные данные из 1 ряда × 3 столбца, число столбцов не ограничено тремя. Матричную операцию выполняют на каждом фильтре и данных о форме волны, которые вводятся в алгоритм 60 глубокого обучения, в результате чего рассчитывают признаки, соответствующие типу клетки данных о форме волны. В (b) на ФИГ. 19 показана общая схема матричной операции между данными о форме волны и фильтром. Как показано в (b) на ФИГ. 19, матричную операцию исполняют в то время, как каждый фильтр сдвигают относительно элементов данных о форме волны, один за другим. Расчет матричной операции исполняют в соответствии с нижеприведенной формулой 1.[0090] FIG. 19 shows a general diagram of an arithmetic process related to a convolutional layer. In (a) of FIG. 19, an example of forward scattered light (FSC) waveform data is shown as the waveform data to be input to the deep learning algorithm 60. As shown in FIG. 2, the waveform data of the present embodiment is data in the form of a one-dimensional matrix. To explain this more simply, the waveform data is an array in which elements are arranged in a row. Here, for convenience of description, the number of elements of the waveform data is taken to be n (n is an integer of 1 or more). In (a) of FIG. 19, a plurality of filters are shown. Each filter is created through the training process of the deep learning algorithm 50. Each of the plurality of filters is one-dimensional matrix data indicating features of the waveform data. Although each filter shown in (a) of FIG. 19, is a matrix data of 1 row × 3 columns, the number of columns is not limited to three. A matrix operation is performed on each filter and the waveform data, which are input to the deep learning algorithm 60, whereby features corresponding to a cell type of the waveform data are calculated. (b) of FIG. 19 shows an overall diagram of a matrix operation between the waveform data and a filter. As shown in (b) of FIG. 19, a matrix operation is performed while each filter is shifted relative to the elements of the waveform data, one by one. The matrix operation calculation is performed in accordance with the following formula 1.
[Математическое выражение 1][Mathematical expression 1]
В формуле 1 суффиксы х - это переменные, указывающие номер строки и номер столбца данных о форме волны. Суффиксы h - это переменные, указывающие номер строки и номер столбца фильтра. В примере, показанном на ФИГ. 19, данные о форме волны представляют собой одномерные матричные данные, и фильтр представляет собой матричные данные из 1 строки × 3 столбца, и таким образом, L=1, М=3, р=0, q=0, 1, 2, i=0, и j=0, 1, …, n-1.In Formula 1, the x suffixes are variables indicating the row number and the column number of the waveform data. The h suffixes are variables indicating the row number and the column number of the filter. In the example shown in FIG. 19, the waveform data is one-dimensional matrix data, and the filter is a 1 row × 3 column matrix data, and thus, L=1, M=3, p=0, q=0, 1, 2, i=0, and j=0, 1, …, n-1.
[0091] Процессор 4833 для параллельной обработки параллельно исполняет матричную операцию, представленную формулой 1, посредством множества соответствующих арифметических блоков 4836. На основании арифметических процессов, исполняемых процессором 4833 для параллельной обработки, создают относящуюся к типу клетки классификационную информацию о каждой клетке. Созданную классификационную информацию передают в обрабатывающий блок 300, который используется для создания и отображения результата тестирования образца на основании классификационной информации.[0091] The parallel processing processor 4833 parallelly executes the matrix operation represented by formula 1 by means of a plurality of corresponding arithmetic units 4836. Based on the arithmetic processes executed by the parallel processing processor 4833, classification information related to a cell type is generated about each cell. The generated classification information is transmitted to the processing unit 300, which is used to generate and display a test result of a sample based on the classification information.
[0092] Измерительный блок 400 может обрабатывать данные о форме волны и идентификационную информацию так, чтобы они были связаны друг с другом. Конкретно, измерительный блок 400 может создавать результат анализа (т.е. относящуюся к типу клетки классификационную информацию о каждой клетке) по данным о форме волны и идентификационной информации так, чтобы они были связаны друг с другом. Измерительный блок 400 передает в обрабатывающий блок 300, например, относящуюся к типу клетки классификационную информацию о каждой клетке и идентификационную информацию в связи друг с другом. Примеры идентификационной информации включают: (1) идентификационную информацию биологической пробы, соответствующей данным о форме волны; (2) идентификационную информацию клетки, соответствующей данным о форме волны (например, описанный выше индекс); (3) идентификационную информацию пациента, соответствующего данным о форме волны; (4) идентификационную информацию теста, соответствующего данным о форме волны; (5) идентификационную информацию анализатора клеток, которым измерены данные о форме волны; и (6) идентификационную информацию предприятия (далее называемого «связанным с тестированием предприятием»), такого как больница или отделение тестирования, где были измерены данные о форме волны. Следует отметить, что (1) идентификационная информация биологической пробы, соответствующей данным о форме волны, может включать информацию для определения приоритета параллельной обработки, такую как: информация о моменте времени, в который был зарегистрирован заказ на измерение биологической пробы; информация о моменте времени, в который анализатор идентифицировал биологическую пробу; информация о моменте времени, в который анализатор начал измерение биологической пробы; информация для идентификации того, является ли биологическая проба срочным образцом или плановым образцом; и информация для идентификации того, является ли измерение биологической пробы повторным измерением или новым измерением. Когда измерительный блок 400 принимает заказ на тест, например, от LIS (информационной системы лаборатории) или обрабатывающего блока 300, измерительный блок 400 может получать по меньшей мере одну из вышеуказанной идентификационной информации (1) - (6) или их комбинацию из LIS или обрабатывающего блока 300. Например, по меньшей мере одну из (1) - (6), показанных в качестве примеров, передают в обрабатывающий блок 300 в связи с классификационной информацией и предоставляют в качестве результата теста пользователю через обрабатывающий блок 300. Множество комбинаций (1) - (6), показанных в качестве примеров, можно передавать в обрабатывающий блок 300 в связи с классификационной информацией. Сам измерительный блок 400 также может создавать, например, по меньшей мере одну из вышеуказанной идентификационной информации (1) - (6) или их комбинацию.[0092] The measuring unit 400 may process the waveform data and the identification information so that they are related to each other. Specifically, the measuring unit 400 may create an analysis result (i.e., classification information related to a cell type about each cell) from the waveform data and the identification information so that they are related to each other. The measuring unit 400 transmits, for example, the cell type classification information about each cell and the identification information in relation to each other to the processing unit 300. Examples of the identification information include: (1) identification information of a biological sample corresponding to the waveform data; (2) identification information of a cell corresponding to the waveform data (for example, the index described above); (3) identification information of a patient corresponding to the waveform data; (4) identification information of the test corresponding to the waveform data; (5) identification information of the cell analyzer by which the waveform data was measured; and (6) identification information of an entity (hereinafter referred to as a “test-related entity”), such as a hospital or a testing department, where the waveform data was measured. It should be noted that (1) the identification information of the biological sample corresponding to the waveform data may include information for determining the priority of parallel processing, such as: information on the time point at which an order for measuring the biological sample was registered; information on the time point at which the analyzer identified the biological sample; information on the time point at which the analyzer started measuring the biological sample; information for identifying whether the biological sample is an urgent sample or a scheduled sample; and information for identifying whether the measurement of the biological sample is a repeat measurement or a new measurement. When the measuring unit 400 receives a test order, for example, from a LIS (laboratory information system) or the processing unit 300, the measuring unit 400 can receive at least one of the above-mentioned identification information (1) to (6) or a combination thereof from the LIS or the processing unit 300. For example, at least one of (1) to (6), shown as examples, is transmitted to the processing unit 300 in connection with the classification information and is provided as a test result to the user via the processing unit 300. A plurality of combinations (1) to (6), shown as examples, can be transmitted to the processing unit 300 in connection with the classification information. The measuring unit 400 itself can also create, for example, at least one of the above-mentioned identification information (1) to (6) or a combination thereof.
[0093] Связь между данными о форме волны и вышеуказанной идентификационной информацией (по меньшей мере одной из вышеуказанных (1) - (6) или их комбинацией) может выполняться обрабатывающим блоком 300. Когда обрабатывающий блок 300 принимает заказ на тест, например, от LIS, обрабатывающий блок 300 получает идентификационную информацию биологической пробы или идентификационную информацию пациента. Обрабатывающий блок 300 дает команду измерительному блоку 400 выполнить измерение, соответствующее вышеуказанному заказу на тест. Когда обрабатывающий блок 300 получил из измерительного блока 400 результат (т.е. данные о форме волны), соответствующий инструкции на измерение, обрабатывающий блок 300 связывает результат (т.е. данные о форме волны) с вышеуказанной идентификационной информацией.[0093] The association between the waveform data and the above-mentioned identification information (at least one of the above (1) to (6) or a combination thereof) can be performed by the processing unit 300. When the processing unit 300 receives a test order, for example, from the LIS, the processing unit 300 receives the identification information of the biological sample or the identification information of the patient. The processing unit 300 instructs the measuring unit 400 to perform a measurement corresponding to the above-mentioned test order. When the processing unit 300 has received from the measuring unit 400 a result (i.e., the waveform data) corresponding to the measurement instruction, the processing unit 300 associates the result (i.e., the waveform data) with the above-mentioned identification information.
[0094] Со ссылкой снова на ФИГ. 6, обрабатывающий блок 300 соединен с процессором 4831 через узел интерфейса 489 и шину 485 и может принимать результаты анализа из процессора 4831 и процессора 4833 для параллельной обработки. Узел интерфейса 489 представляет собой, например, интерфейс USB.[0094] Referring again to FIG. 6, the processing unit 300 is connected to the processor 4831 via the interface node 489 and the bus 485 and can receive the analysis results from the processor 4831 and the processor 4833 for parallel processing. The interface node 489 is, for example, a USB interface.
[0095] На ФИГ. 10 показана конфигурация обрабатывающего блока 300. Обрабатывающий блок 300 включает в себя процессор 3001, шину 3003, хранилище 3004, узел интерфейса 3006, узел 3015 отображения и операционный узел 3016. Обрабатывающий блок 300 в качестве аппаратных средств реализован персональным компьютером общего назначения и функционирует в качестве обрабатывающего блока анализатора 4000 клеток, исполняя специализированную программу, хранящуюся в хранилище 3004.[0095] FIG. 10 shows the configuration of the processing unit 300. The processing unit 300 includes a processor 3001, a bus 3003, a storage 3004, an interface unit 3006, a display unit 3015, and an operation unit 3016. The processing unit 300 is implemented as hardware by a general-purpose personal computer and functions as a processing unit of the cell analyzer 4000 by executing a specialized program stored in the storage 3004.
[0096] Процессор 3001 представляет собой ЦП и может исполнять программу, хранящуюся в хранилище 3004.[0096] Processor 3001 is a CPU and can execute a program stored in storage 3004.
[0097] Хранилище 3004 включает в себя устройство с жестким диском. Хранилище 3004 хранит по меньшей мере программу 60 для обработки классификационной информации о каждой клетке, переданной из измерительного блока 400, и для создания результата теста образца. Результат теста образца означает, как описано далее, результат подсчета клеток крови, содержащихся в образце, на основании результата 83 анализа и классификационной информации 82 о каждой индивидуальной клетке, полученных измерительным блоком 400.[0097] The storage 3004 includes a hard disk device. The storage 3004 stores at least a program 60 for processing classification information about each cell transmitted from the measuring unit 400 and for generating a sample test result. The sample test result means, as described below, a result of counting the blood cells contained in the sample based on the analysis result 83 and the classification information 82 about each individual cell obtained by the measuring unit 400.
[0098] Узел 3015 отображения включает экран компьютера. Узел 3015 отображения соединен с процессором 3001 через узел интерфейса 3006 и шину 3003. Узел 3015 отображения может принимать сигнал изображения, вводимый из процессора 3001, и может отображать результат 83 анализа, принятый из измерительного блока 400, и результат теста, полученный процессором 3001, анализирующим результат 83 анализа.[0098] The display unit 3015 includes a computer screen. The display unit 3015 is connected to the processor 3001 via the interface unit 3006 and the bus 3003. The display unit 3015 can receive an image signal input from the processor 3001 and can display the analysis result 83 received from the measuring unit 400 and the test result obtained by the processor 3001 analyzing the analysis result 83.
[0099] Операционный узел 3016 включает указательное устройство, включая клавиатуру, мышь или сенсорную панель. Пользователь, такой как врач или лаборант, эксплуатирует операционный узел 3016 для ввода заказа (например, разового заказа) на измерение в анализатор 4000 клеток, при этом имея возможность вводить инструкцию на измерение в соответствии с заказом на измерение. Операционный узел 3016 может также принимать инструкцию на отображение результата теста от пользователя. Работая с операционным узлом 3016, пользователь может видеть различные типы информации, относящейся к результату теста, такие как график, таблица или сигнальная информация, присвоенные образцу.[0099] The operating unit 3016 includes a pointing device, including a keyboard, a mouse, or a touch pad. A user, such as a physician or a laboratory technician, operates the operating unit 3016 to enter an order (e.g., a single order) for a measurement into the cell analyzer 4000, while being able to enter a measurement instruction in accordance with the measurement order. The operating unit 3016 can also receive an instruction to display a test result from the user. By operating the operating unit 3016, the user can see various types of information related to the test result, such as a graph, a table, or signal information assigned to a sample.
[0100] Описанный выше измерительный блок 400 соединен с обрабатывающим блоком 300 через узел интерфейса 3006. Процессор 4831 измерительного блока 400 может передавать процессору 3001 обрабатывающего блока 300 классификационную информацию о каждой индивидуальной клетке, созданную алгоритмом 60 глубокого обучения, в связи с идентификационной информацией образца. Процессор 3001 сохраняет в хранилище 3004 результат 83 анализа каждой клетки, принятый из измерительного блока 400, в связи с идентификационной информацией образца.[0100] The measuring unit 400 described above is connected to the processing unit 300 via the interface node 3006. The processor 4831 of the measuring unit 400 can transmit to the processor 3001 of the processing unit 300 the classification information about each individual cell created by the deep learning algorithm 60 in connection with the identification information of the sample. The processor 3001 stores in the storage 3004 the analysis result 83 of each cell received from the measuring unit 400 in connection with the identification information of the sample.
<Функционирование анализатора клеток><Functioning of the cell analyzer>
[0101] Со ссылкой на ФИГ. 20 - ФИГ. 22 будет описана операция анализа образца, выполняемая анализатором 4000 клеток.[0101] With reference to FIG. 20 to FIG. 22, a sample analysis operation performed by the 4000 cell analyzer will be described.
[0102] Когда процессор 3001 обрабатывающего блока 300 принял заказ на измерение и инструкцию на измерение от пользователя через операционный узел 3016, процессор 3001 передает команду на измерение в измерительный блок 400 (стадия S1).[0102] When the processor 3001 of the processing unit 300 receives a measurement order and a measurement instruction from the user via the operation unit 3016, the processor 3001 transmits a measurement command to the measuring unit 400 (step S1).
[0103] После приема команды на измерение процессор 4831 измерительного блока 400 начинает измерение образца. Процессор 4831 вынуждает узел 450 всасывания образцов всасывать образец из пробирки Т для сбора крови (стадия S10). Затем процессор 4831 вынуждает узел 450 всасывания образцов распределять подвергнутый всасыванию образец в одну из реакционных камер 440а-440е узла 440 подготовки проб. Команда на измерение, переданная от обрабатывающего блока 300 на стадии S1, включает информацию о канале измерения, для которого запрашивается измерение по заказу на измерение. На основании информации о канале измерения, включенной в команду измерения, процессор 4831 управляет узлом 450 всасывания образцов таким образом, чтобы выгружать образец в реакционную камеру соответствующего канала измерения.[0103] After receiving the measurement command, the processor 4831 of the measuring unit 400 starts measuring the sample. The processor 4831 causes the sample aspiration unit 450 to aspirate the sample from the blood collection tube T (step S10). Then, the processor 4831 causes the sample aspiration unit 450 to distribute the aspirated sample into one of the reaction chambers 440a-440e of the sample preparation unit 440. The measurement command transmitted from the processing unit 300 in step S1 includes information about the measurement channel for which the measurement of the measurement order is requested. Based on the information about the measurement channel included in the measurement command, the processor 4831 controls the sample aspiration unit 450 so as to discharge the sample into the reaction chamber of the corresponding measurement channel.
[0104] Процессор 4831 вынуждает узел 440 подготовки проб подготавливать пробу для измерения (стадия S11). Конкретно, после приема заказа от процессора 4831, узел 440 подготовки проб подает реагенты (гемолитическое средство и окрашивающую жидкость) в реакционную камеру с выгруженным в нее образцом для смешивания образца с реагентами. Соответственно, в реакционной камере подготавливается проба для измерения, в которой эритроциты подвергаются гемолизу гемолитическим средством и в которой клетки, такие как лейкоциты или ретикулоциты, служащие в качестве мишени для канала измерения, окрашиваются окрашивающей жидкостью.[0104] The processor 4831 causes the sample preparation unit 440 to prepare a sample for measurement (step S11). Specifically, after receiving an order from the processor 4831, the sample preparation unit 440 supplies reagents (a hemolytic agent and a coloring liquid) to a reaction chamber with a sample discharged therein to mix the sample with the reagents. Accordingly, a sample for measurement is prepared in the reaction chamber in which red blood cells are hemolyzed by a hemolytic agent and in which cells such as leukocytes or reticulocytes serving as a target for the measurement channel are colored with a coloring liquid.
[0105] Процессор 4831 вынуждает ПЦМ-детектор 410 измерять подготовленную пробу для измерения (стадия S12). Конкретно, процессор 4831 управляет узлом 430 аппаратного механизма для отправки пробы для измерения, находящейся в реакционной камере узла 440 подготовки проб, в ПЦМ-детектор 410. Реакционная камера и ПЦМ-детектор 410 соединены друг с другом протоком, и отправленная из реакционной камеры проба для измерения протекает в проточной ячейке 4113 и облучается лазерным светом посредством источника 4111 света (см. ФИГ. 9). Когда содержащаяся в пробе для измерения клетка проходит через проточную ячейку 4113, на клетку воздействуют светом. Рассеянный вперед свет, рассеянный вбок свет и боковая флуоресценция, образованные клеткой, детектируются соответственно принимающими свет элементами 4116, 4121, 4122, и выводятся аналоговые сигналы, соответствующие интенсивности видов принятого света. Аналоговые сигналы выводятся в A/D преобразователь 482 через узел 420 аналоговой обработки.[0105] The processor 4831 causes the PCM detector 410 to measure the prepared measurement sample (step S12). Specifically, the processor 4831 controls the hardware mechanism unit 430 to send the measurement sample located in the reaction chamber of the sample preparation unit 440 to the PCM detector 410. The reaction chamber and the PCM detector 410 are connected to each other by a flow path, and the measurement sample sent from the reaction chamber flows in the flow cell 4113 and is irradiated with laser light by the light source 4111 (see FIG. 9). When a cell contained in the measurement sample passes through the flow cell 4113, the cell is exposed to light. The forward scattered light, the side scattered light and the side fluorescence generated by the cell are detected by the light receiving elements 4116, 4121, 4122, respectively, and analog signals corresponding to the intensity of the received light types are output. The analog signals are output to the A/D converter 482 via the analog processing unit 420.
[0106] A/D преобразователь 482 дискретизирует каждый аналоговый сигнал с заданной частотой, создавая цифровой сигнал, включающий данные о форме волны каждой индивидуальной клетки (стадия S13). Способы создания данных о форме волны и цифрового сигнала описаны выше. Процессор 4831 принимает каждый цифровой сигнал, созданный A/D преобразователем 482, в ОЗУ 4834. Например, процессор 4831 управляет контроллером 4850 шины, вынуждая принимать созданный A/D преобразователем 482 цифровой сигнал в ОЗУ 4834 посредством ПДП-передачи. Посредством ПДП-передачи цифровой сигнал напрямую передается в ОЗУ 4834, не через процессор 4831. Конкретно, процессор 4831 принимает в ОЗУ 4834 цифровой сигнал сигнала рассеянного вперед света, цифровой сигнал рассеянного вбок света и цифровой сигнал сигнала флуоресценции, которые были получены от каждой клетки, содержащейся в целевом образце тестирования. Каждый цифровой сигнал сохраняется в ОЗУ 4834.[0106] The A/D converter 482 samples each analog signal at a given frequency, creating a digital signal including waveform data of each individual cell (step S13). The methods for creating the waveform data and the digital signal are described above. The processor 4831 receives each digital signal generated by the A/D converter 482 into the RAM 4834. For example, the processor 4831 controls the bus controller 4850, causing the digital signal generated by the A/D converter 482 to be received into the RAM 4834 via DMA transmission. By means of the DMA transmission, the digital signal is directly transmitted to the RAM 4834, not through the processor 4831. Specifically, the processor 4831 receives in the RAM 4834 the digital signal of the forward scattered light signal, the digital signal of the side scattered light and the digital signal of the fluorescence signal, which were obtained from each cell contained in the target test sample. Each digital signal is stored in the RAM 4834.
[0107] Процессор 4831 исполняет классификацию клеток на основании данных о форме волны, включенных в каждый созданный цифровой сигнал, используя алгоритм 60 глубокого обучения (стадия S14). Процесс стадии S14 будет описан далее.[0107] The processor 4831 performs cell classification based on the waveform data included in each generated digital signal using the deep learning algorithm 60 (step S14). The process of step S14 will be described later.
[0108] Процессор 4831 передает результат 83 анализа, включая классификационную информацию 82 о каждой индивидуальной клетке, полученную в качестве результата стадии S14, в обрабатывающий блок 300 в связи с идентификационной информацией образца (стадия S15). Что касается результатов 83 анализа, то, например, результат 83 анализа каждой из множества содержащихся в одном образце клеток посылается в связи с идентификационной информацией образца в обрабатывающий блок 300.[0108] The processor 4831 transmits the analysis result 83 including the classification information 82 about each individual cell obtained as the result of step S14 to the processing unit 300 in association with the identification information of the sample (step S15). Regarding the analysis results 83, for example, the analysis result 83 of each of a plurality of cells contained in one sample is sent in association with the identification information of the sample to the processing unit 300.
[0109] После приема результатов 83 анализа из измерительного блока (стадия S2), процессор 3001 обрабатывающего блока 300 анализирует результаты 83 анализа с использованием хранящейся в хранилище 3004 программы и создает результат теста образца (стадия S3). В процессе стадии S3, например, на основании значений метки, включенных в результаты 83 анализа индивидуальных клеток, подсчитывается число клеток для каждого типа клеток. Например, применительно к одному образцу, когда присутствует N фрагментов классификационной информации с присвоенным значением метки «1», которое указывает на нейтрофил, в качестве результата теста образца получают результат подсчета, что число нейтрофилов=N.[0109] After receiving the analysis results 83 from the measuring unit (step S2), the processor 3001 of the processing unit 300 analyzes the analysis results 83 using the program stored in the storage 3004 and creates a sample test result (step S3). During step S3, for example, based on the label values included in the analysis results 83 of individual cells, the number of cells for each cell type is counted. For example, with respect to one sample, when there are N pieces of classification information with an assigned label value of "1" that indicates a neutrophil, the count result that the number of neutrophils=N is obtained as the sample test result.
[0110] Процессор 3001 получает результат подсчета применительно к параметру измерения, соответствующему каналу измерения, на основании результатов 83 анализа и сохраняет результат подсчета, совместно с идентификационной информацией образца, в хранилище 3004. Параметр измерения, соответствующий каналу измерения, представляет собой параметр, результат подсчета которого запрошен в заказе на измерение. Например, параметр измерения, соответствующий каналу DIFF, представляет собой количества по пяти классификациям лейкоцитов, т.е. моноцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, эозинофилов и базофилов. Параметр измерения, соответствующий каналу RET, представляет собой количество ретикулоцитов. Параметр измерения, соответствующий каналу PLT-F, представляет собой количество тромбоцитов. Параметр измерения, соответствующий WPC, представляет собой количество гематопоэтических клеток-предшественников. Параметр измерения, соответствующий WNR, представляет собой количества лейкоцитов и ядросодержащих эритроцитов. Результат подсчета не ограничен результатом по тому параметру (также называемому «регистрируемым параметром»), для которого запрошено измерение, как перечислено выше, и может включать результат подсчета другой клетки, измерение которой можно проводить в том же самом канале измерения. Например, когда канал измерения представляет собой DIFF, как показано на ФИГ. 4, в результат подсчета также включаются незрелые гранулоциты (IG) и аномальные клетки в дополнение к пяти классификациям лейкоцитов. Кроме того, процессор 3001 анализирует полученный результат подсчета для создания результата теста образца и сохраняет этот результат в хранилище 3004. Анализ результата подсчета включает выполнение определения того, например, лежит ли результат подсчета в диапазоне нормальных значений, детектированы ли какие-либо аномальные клетки, лежит ли отличие от результата предшествующего теста в допустимом диапазоне, и т.п.[0110] The processor 3001 obtains a count result for a measurement parameter corresponding to a measurement channel based on the analysis results 83 and stores the count result, together with the sample identification information, in the storage 3004. The measurement parameter corresponding to the measurement channel is the parameter whose count result is requested in the measurement order. For example, the measurement parameter corresponding to the DIFF channel is the counts of five classifications of white blood cells, i.e., monocytes, neutrophils, lymphocytes, eosinophils, and basophils. The measurement parameter corresponding to the RET channel is the count of reticulocytes. The measurement parameter corresponding to the PLT-F channel is the count of platelets. The measurement parameter corresponding to the WPC is the count of hematopoietic progenitor cells. The measurement parameter corresponding to the WNR is the counts of white blood cells and nucleated red blood cells. The count result is not limited to the result of the parameter (also called the "recorded parameter") for which the measurement is requested, as listed above, and may include the count result of another cell that can be measured in the same measurement channel. For example, when the measurement channel is DIFF, as shown in FIG. 4, the count result also includes immature granulocytes (IG) and abnormal cells in addition to the five classifications of leukocytes. In addition, the processor 3001 analyzes the obtained count result to generate a test result of the sample and stores this result in the storage 3004. Analyzing the count result includes making a determination, for example, whether the count result is within the normal range, whether any abnormal cells are detected, whether the difference from the previous test result is within the acceptable range, and the like.
[0111] Процессор 3001 отображает созданный результат теста на узле 3015 отображения (стадия S4).[0111] The processor 3001 displays the generated test result on the display unit 3015 (step S4).
[0112] Далее, со ссылкой на ФИГ. 21, будет описан процесс классификации клеток на стадии S14. Процесс классификации клеток на стадии S14 представляет собой процесс, выполняемый процессором 4831 в соответствии с функционированием аналитического программного обеспечения 4832. Процессор 4831 вынуждает передавать каждый цифровой сигнал, принятый в ОЗУ 4834 на стадии S13, в процессор 4833 для параллельной обработки (S101). Как показано на ФИГ. 16, процессор 4831 вынуждает передавать цифровой сигнал методом ПДП из ОЗУ 4834 в ОЗУ 4837. Например, процессор 4831 управляет контроллером 4850 шины для ПДП-передачи цифрового сигнала из ОЗУ 4834 в ОЗУ 4837.[0112] Next, with reference to FIG. 21, the cell classification process in step S14 will be described. The cell classification process in step S14 is a process executed by the processor 4831 in accordance with the operation of the analysis software 4832. The processor 4831 causes each digital signal received in the RAM 4834 in step S13 to be transmitted to the processor 4833 for parallel processing (S101). As shown in FIG. 16, the processor 4831 causes the digital signal to be transmitted in a DMA manner from the RAM 4834 to the RAM 4837. For example, the processor 4831 controls the bus controller 4850 to DMA transmit the digital signal from the RAM 4834 to the RAM 4837.
[0113] Процессор 4831 дает команду процессору 4833 для параллельной обработки исполнять параллельную обработку данных о форме волны, включенных в цифровой сигнал (S102). Процессор 4831 дает команду на исполнение параллельной обработки, например, посредством вызова функции ядра процессора 4833 для параллельной обработки. Процесс, исполняемый процессором 4833 для параллельной обработки, будет описан далее со ссылкой на блок-схему, показанную в качестве примера на ФИГ. 22. Процессор 4831 дает команду процессору 4833 для параллельной обработки на исполнение матричной операции, например, относящейся к алгоритму 60 глубокого обучения. Цифровой сигнал разбивается на множество фрагментов данных о форме волны для их последовательного введения в алгоритм 60 глубокого обучения. Индекс, соответствующий каждой клетке и включенный в цифровой сигнал, не вводится в алгоритм 60 глубокого обучения. Данные о форме волны, введенные в алгоритм 60 глубокого обучения, подвергаются арифметическим операциям, выполняемым процессором 4833 для параллельной обработки.[0113] The processor 4831 instructs the parallel processing processor 4833 to execute parallel processing of the waveform data included in the digital signal (S102). The processor 4831 instructs the execution of the parallel processing by, for example, calling a function of the core of the parallel processing processor 4833. The process executed by the parallel processing processor 4833 will be described below with reference to a flow chart shown as an example in FIG. 22. The processor 4831 instructs the parallel processing processor 4833 to execute a matrix operation, for example, related to the deep learning algorithm 60. The digital signal is divided into a plurality of pieces of waveform data for sequentially inputting them to the deep learning algorithm 60. An index corresponding to each cell and included in the digital signal is not input to the deep learning algorithm 60. The waveform data input to the deep learning algorithm 60 is subjected to arithmetic operations performed by the processor 4833 for parallel processing.
[0114] Процессор 4831 принимает результаты арифметических операций, исполняемых процессором 4833 для параллельной обработки (S103). Арифметические результаты передаются методом ПДП из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834, например, как показано на ФИГ. 16.[0114] The processor 4831 receives the results of arithmetic operations executed by the processor 4833 for parallel processing (S103). The arithmetic results are transferred by a DMA method from the RAM 4837 to the RAM 4834, for example, as shown in FIG. 16.
[0115] На основании арифметических результатов от процессора 4833 для параллельной обработки, процессор 4831 создает результат анализа типа клетки для каждой измеренной клетки (S104).[0115] Based on the arithmetic results from the parallel processing processor 4833, the processor 4831 generates a cell type analysis result for each measured cell (S104).
[0116] На ФИГ. 22 показан пример функционирования арифметических процессов процессора 4833 для параллельной обработки, исполняемых на основании инструкции от процессора 4831, в соответствии с функционированием аналитического программного обеспечения 4832.[0116] FIG. 22 shows an example of the operation of the arithmetic processes of the parallel processing processor 4833, executed based on an instruction from the processor 4831, in accordance with the operation of the analytical software 4832.
[0117] Процессор 4831, исполняющий аналитическое программное обеспечение 4832, вынуждает процессор 4833 для параллельной обработки исполнять назначение арифметических процессов арифметическим блокам 4836 (S110). Например, процессор 4831 вынуждает процессор 4833 для параллельной обработки исполнять назначение арифметических процессов арифметическим блокам 4836 посредством вызова функции ядра процессора 4833 для параллельной обработки. Как показано на ФИГ. 18, например, матричную операцию, относящуюся к алгоритму 60 глубокого обучения, разделяют на множество арифметических процессов, и соответствующие разделенные арифметические процессы назначают арифметическим блокам 4836. Множество фрагментов данных о форме волны последовательно вводят в алгоритм 60 глубокого обучения. Матричную операцию, соответствующую данным о форме волны, разделяют на множество арифметических процессов, подлежащих назначению арифметическим блокам 4836.[0117] The processor 4831 executing the analytical software 4832 causes the parallel processing processor 4833 to execute the assignment of arithmetic processes to the arithmetic units 4836 (S110). For example, the processor 4831 causes the parallel processing processor 4833 to execute the assignment of arithmetic processes to the arithmetic units 4836 by calling a function of the core of the parallel processing processor 4833. As shown in FIG. 18, for example, a matrix operation related to the deep learning algorithm 60 is divided into a plurality of arithmetic processes, and the respective divided arithmetic processes are assigned to the arithmetic units 4836. A plurality of pieces of waveform data are sequentially input to the deep learning algorithm 60. The matrix operation corresponding to the waveform data is divided into a plurality of arithmetic processes to be assigned to the arithmetic units 4836.
[0118] Арифметические процессы обрабатываются параллельно множеством арифметических блоков 4836 (S111). Арифметические процессы исполняют на множестве фрагментов данных о форме волны.[0118] Arithmetic processes are processed in parallel by a plurality of arithmetic units 4836 (S111). The arithmetic processes are executed on a plurality of pieces of waveform data.
[0119] Арифметические результаты, созданные посредством параллельной обработки множеством арифметических блоков 4836, передаются из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834 (S112). Например, арифметические результаты передаются методом ПДП из ОЗУ 4837 в ОЗУ 4834.[0119] The arithmetic results generated by parallel processing by the plurality of arithmetic units 4836 are transferred from the RAM 4837 to the RAM 4834 (S112). For example, the arithmetic results are transferred by a DMA method from the RAM 4837 to the RAM 4834.
(Пример конфигурации 2)(Configuration example 2)
[0120] Со ссылкой на ФИГ. 23 и ФИГ. 24 будет описан другой пример конфигурации анализатора 4000 клеток, состоящего из измерительного блока 400 и обрабатывающего блока 300. В настоящем примере конфигурации процессор для параллельной обработки представлен в обрабатывающем блоке 300.[0120] With reference to FIG. 23 and FIG. 24, another configuration example of a cell analyzer 4000 consisting of a measuring unit 400 and a processing unit 300 will be described. In the present configuration example, a processor for parallel processing is provided in the processing unit 300.
[0121] На ФИГ. 23 показан другой пример блок-схемы измерительного блока 400. За исключением того, что измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 23, не снабжен A/D преобразователем 482, процессором 4831, ОЗУ 4834, хранилищем 4835 и процессором 4833 для параллельной обработки, а снабжен соединительным портом 4201, измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 23, имеет конфигурации и функции, сходные с измерительным блоком 400, описанным со ссылкой на ФИГ. 6 и ФИГ. 7 и в относящемся к ним описании. Соединительный кабель 4202 соединен с соединительным портом 4201.[0121] FIG. 23 shows another example of a block diagram of the measuring unit 400. Except that the measuring unit 400 shown in FIG. 23 is not provided with the A/D converter 482, the processor 4831, the RAM 4834, the storage 4835 and the processor 4833 for parallel processing, but is provided with the connection port 4201, the measuring unit 400 shown in FIG. 23 has configurations and functions similar to the measuring unit 400 described with reference to FIG. 6 and FIG. 7 and in the description related thereto. The connection cable 4202 is connected to the connection port 4201.
[0122] На ФИГ. 24 показан пример блок-схемы обрабатывающего блока 300. Как показано на ФИГ. 24, обрабатывающий блок 300 включает в себя процессор 3001, процессор 3002 для параллельной обработки, хранилище 3004, ОЗУ 3005, узел интерфейса 3006, A/D преобразователь 3008, контроллер 4850 шины, узел интерфейса 3009, и они соединены с шиной 3003. То есть, в примере на ФИГ. 24 процессор 3002 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в обрабатывающий блок 300 виде. Шина 3003 представляет собой линию передачи со скоростью передачи данных, например, не менее нескольких сотен Мб/с. Шина 3003 может представлять собой линию передачи со скоростью передачи данных не менее 1 Гб/с. Шина 3003 выполняет передачу данных, например, на основании стандарта PCI-Express или PCI-X. Конфигурации процессора 3001, процессора 3002 для параллельной обработки, хранилища 3004 и ОЗУ 3005 и исполняемые ими процессы сходны с конфигурациями и процессами процессора 4831, процессора 4833 для параллельной обработки, хранилища 4835 и ОЗУ 4834, описанными со ссылкой на ФИГ. 11 - ФИГ. 19 выше. A/D преобразователь 3008 дискретизирует каждый аналоговый сигнал, выводимый из измерительного блока 400, как описано выше, и создает цифровой сигнал, включающий данные о форме волны клеток. Способ создания цифрового сигнала был описан выше. В примере по ФИГ. 23 и ФИГ. 24 соединительный кабель 4202 снабжен путями передачи, число которых соответствует видам аналоговых сигналов, передаваемых, например, из измерительного блока 400 в обрабатывающий блок 300. Например, соединительный кабель 4202 реализован посредством кабелей с витыми парами и имеет пары проводов, причем число пар соответствует видам аналоговых сигналов, передаваемых в обрабатывающий блок 300. Путь передачи из соединительного порта 3007 в A/D преобразователь 3008 может также иметь провода, число которых соответствует видам аналоговых сигналов, передаваемых в обрабатывающий блок 300. В пути передачи из соединительного порта 3007 в A/D преобразователь 3008 аналоговые сигналы передаются, например, в виде дифференциальных сигналов.[0122] FIG. 24 shows an example of a block diagram of a processing unit 300. As shown in FIG. 24, the processing unit 300 includes a processor 3001, a parallel processing processor 3002, a storage 3004, a RAM 3005, an interface unit 3006, an A/D converter 3008, a bus controller 4850, an interface unit 3009, and they are connected to a bus 3003. That is, in the example of FIG. 24, the parallel processing processor 3002 is installed in the cell analyzer 4000 in an integrated manner in the processing unit 300. The bus 3003 is a transmission line with a data transfer rate of, for example, not less than several hundred Mbps. The bus 3003 can be a transmission line with a data transfer rate of not less than 1 Gbps. The bus 3003 performs data transfer, for example, based on the PCI-Express or PCI-X standard. The configurations of the processor 3001, the processor 3002 for parallel processing, the storage 3004 and the RAM 3005 and the processes executed by them are similar to the configurations and processes of the processor 4831, the processor 4833 for parallel processing, the storage 4835 and the RAM 4834 described with reference to FIG. 11 - FIG. 19 above. The A/D converter 3008 samples each analog signal output from the measuring unit 400, as described above, and creates a digital signal including data on the waveform of the cells. The method for creating the digital signal was described above. In the example of FIG. 23 and FIG. 24 connecting cable 4202 is provided with transmission paths, the number of which corresponds to the types of analog signals transmitted, for example, from measuring unit 400 to processing unit 300. For example, connecting cable 4202 is implemented by means of cables with twisted pairs and has pairs of wires, wherein the number of pairs corresponds to the types of analog signals transmitted to processing unit 300. The transmission path from connecting port 3007 to A/D converter 3008 can also have wires, the number of which corresponds to the types of analog signals transmitted to processing unit 300. In the transmission path from connecting port 3007 to A/D converter 3008, analog signals are transmitted, for example, in the form of differential signals.
[0123] Как показано на ФИГ. 25, процессор 3001 и процессор 3002 для параллельной обработки имеют конфигурации и функции, сходные с описанными выше процессором 4831 и процессором 4833 для параллельной обработки. Процессор 3002 для параллельной обработки включает в себя множество арифметических блоков 3200 и ОЗУ 3201. Аналитическое программное обеспечение 3100 для анализа типа клетки у каждой измеренной клетки исполняется в процессоре 3001. Процессор 3002 для параллельной обработки не обязательно должен быть напрямую соединен с шиной 3003. Например, процессор 3002 для параллельной обработки может быть смонтирован на устройстве USB, и это устройство USB может быть соединено с шиной 3003 через узел интерфейса (не показан), в результате чего процессор 3002 для параллельной обработки может быть установлен в качестве части обрабатывающего блока 300 в анализатор 4000 клеток. Это устройство USB может быть малым устройством, таким как, например, USB-адаптер.[0123] As shown in FIG. 25, the processor 3001 and the parallel processing processor 3002 have configurations and functions similar to the processor 4831 and the parallel processing processor 4833 described above. The parallel processing processor 3002 includes a plurality of arithmetic units 3200 and a RAM 3201. The analysis software 3100 for analyzing the cell type of each measured cell is executed in the processor 3001. The parallel processing processor 3002 does not necessarily have to be directly connected to the bus 3003. For example, the parallel processing processor 3002 can be mounted on a USB device, and this USB device can be connected to the bus 3003 via an interface node (not shown), whereby the parallel processing processor 3002 can be installed as part of the processing unit 300 in the cell analyzer 4000. This USB device may be a small device such as a USB adapter.
[0124] Как показано на ФИГ. 23 и ФИГ. 24, обрабатывающий блок 300 соединен с узлом интерфейса 489 измерительного блока 400 через узел интерфейса 3006. Обрабатывающий блок 300 передает сигналы управления узлом 430 аппаратного механизма и узлом 440 подготовки проб в измерительный блок 400 через узел интерфейса 3006. Узел интерфейса 3006 представляет собой, например, интерфейс USB.[0124] As shown in FIG. 23 and FIG. 24, the processing unit 300 is connected to the interface node 489 of the measuring unit 400 via the interface node 3006. The processing unit 300 transmits control signals for the hardware mechanism node 430 and the sample preparation node 440 to the measuring unit 400 via the interface node 3006. The interface node 3006 is, for example, a USB interface.
[0125] В примере, показанном на ФИГ. 23 и ФИГ. 24, обрабатывающий блок 300 соединен с соединительным портом 4201 измерительного блока 400 через соединенный с A/D преобразователем 3008 соединительный порт 3007 и соединенный с соединительным портом 3007 соединительный кабель 4202, в дополнение к узлу интерфейса 3006. Соединительный порт 4201 соединен с узлом 420 аналоговой обработки. Каждый аналоговый сигнал, выводимый из соединительного порта 4201 в обрабатывающий блок 300, представляет собой сигнал, полученный в качестве результата вывода ПЦМ-детектора 410 измерительного блока 400, обработанного узлом аналоговой обработки 420, как описано выше. Узел 420 аналоговой обработки выполняет процесс, включающий устранение шума, на аналоговом сигнале, вводимом из ПЦМ-детектора 410. Аналоговый сигнал, обработанный узлом 420 аналоговой обработки, передается в обрабатывающий блок 300 через соединительный порт 4201 и соединительный кабель 4202. Соединительный кабель 4202 выполнен имеющим длину, например, 1 метр или менее, для уменьшения шума в ходе передачи сигнала. Аналоговый сигнал передают в виде, например, дифференциального сигнала в обрабатывающий блок 300 через соединительный кабель 4202. Обрабатывающий блок 300 может включать множество соединительных портов 3007. Обрабатывающий блок 300 может получать аналоговые сигналы из множества измерительных блоков 400 через множество соединительных портов 3007.[0125] In the example shown in FIG. 23 and FIG. 24, the processing unit 300 is connected to the connection port 4201 of the measuring unit 400 via the connection port 3007 connected to the A/D converter 3008 and the connection cable 4202 connected to the connection port 3007, in addition to the interface unit 3006. The connection port 4201 is connected to the analog processing unit 420. Each analog signal output from the connection port 4201 to the processing unit 300 is a signal obtained as a result of the output of the DAC detector 410 of the measuring unit 400, processed by the analog processing unit 420, as described above. The analog processing unit 420 performs a process including noise elimination on the analog signal input from the DMD detector 410. The analog signal processed by the analog processing unit 420 is transmitted to the processing unit 300 via the connection port 4201 and the connection cable 4202. The connection cable 4202 is made having a length of, for example, 1 meter or less, to reduce noise during signal transmission. The analog signal is transmitted in the form of, for example, a differential signal to the processing unit 300 via the connection cable 4202. The processing unit 300 can include a plurality of connection ports 3007. The processing unit 300 can receive analog signals from a plurality of measuring units 400 via a plurality of connection ports 3007.
[0126] Каждый аналоговый сигнал, переданный из измерительного блока 400 через соединительный кабель 4202, преобразуется в цифровой сигнал A/D преобразователем 3008 обрабатывающего блока 300. Как описано со ссылкой на ФИГ. 2, например, A/D преобразователь 3008 дискретизирует передаваемый аналоговый сигнал с заданной частотой дискретизации (например, дискретизация в 1024 точках с интервалом 10 наносекунд, дискретизация в 128 точках с интервалом 80 наносекунд, дискретизация в 64 точках с интервалом 160 наносекунд, или т.п.) и создает данные о форме волны для каждой клетки. Данные о форме волны сохраняются в хранилище 3004 или ОЗУ 3005 через шину 3003. Данные о форме волны передаются методом ПДП, например, в ОЗУ 3005. Процессор 3001 и процессор 3002 для параллельной обработки исполняют арифметические процессы на данных о форме волны, сохраненных в хранилище 3004 или ОЗУ 3005.[0126] Each analog signal transmitted from the measuring unit 400 via the connecting cable 4202 is converted into a digital signal by the A/D converter 3008 of the processing unit 300. As described with reference to FIG. 2, for example, the A/D converter 3008 samples the transmitted analog signal at a given sampling frequency (for example, sampling at 1024 points with an interval of 10 nanoseconds, sampling at 128 points with an interval of 80 nanoseconds, sampling at 64 points with an interval of 160 nanoseconds, or the like) and creates waveform data for each cell. The waveform data is stored in the storage 3004 or RAM 3005 via the bus 3003. The waveform data is transmitted by the DMA method, for example, to the RAM 3005. The processor 3001 and the processor 3002 for parallel processing perform arithmetic processes on the waveform data stored in the storage 3004 or RAM 3005.
[0127] Аналитическое программное обеспечение 3100, работающее в процессоре 3001, имеет функции, сходные с функциями аналитического программного обеспечения 4832, показанного на ФИГ. 16. Процессор 3001 исполняет аналитическое программное обеспечение 3100, тем самым создавая относящуюся к типу клетки классификационную информацию о каждой измеренной клетке, посредством операций, сходных с операциями, описанными со ссылкой на ФИГ. 16, ФИГ. 17, ФИГ. 18, ФИГ. 21 и ФИГ. 22 и в связанном с ними описании.[0127] The analytical software 3100 running in the processor 3001 has functions similar to the functions of the analytical software 4832 shown in FIG. 16. The processor 3001 executes the analytical software 3100, thereby creating cell type-related classification information about each measured cell, through operations similar to the operations described with reference to FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, FIG. 21 and FIG. 22 and in the associated description.
[0128] В случае анализатора 4000 клеток из примера конфигурации 2, показанного на ФИГ. 23 и ФИГ. 24, в блок-схеме, показанной на ФИГ. 20, стадию S13 (создание цифрового сигнала) и стадию S14 (классификацию клеток) выполняют в обрабатывающем блоке 300. Стадия S15 (передача классификационной информации) исключена. Процессы на ФИГ. 21 и ФИГ. 22 выполняют процессором 3001 и процессором 3002 для параллельной обработки из обрабатывающего блока 300.[0128] In the case of the cell analyzer 4000 of the configuration example 2 shown in FIG. 23 and FIG. 24, in the flow chart shown in FIG. 20, step S13 (creating a digital signal) and step S14 (classifying cells) are performed in the processing unit 300. Step S15 (transmitting classification information) is excluded. The processes in FIG. 21 and FIG. 22 are performed by the processor 3001 and the processor 3002 for parallel processing from the processing unit 300.
[0129] Процессор 3001 может обрабатывать данные о форме волны и идентификационную информацию так, чтобы они были связаны друг с другом. Конкретно, процессор 3001 может связывать друг с другом результат анализа (т.е. относящуюся к типу клетки классификационную информацию о каждой клетке) данных о форме волны и идентификационную информацию. Примеры идентификационной информации включают: (1) идентификационную информацию биологической пробы, соответствующей данным о форме волны; (2) идентификационную информацию клетки, соответствующей данным о форме волны; (3) идентификационную информацию пациента, соответствующего данным о форме волны; (4) идентификационную информацию теста, соответствующего данным о форме волны; (5) идентификационную информацию анализатора клеток, которым измерены данные о форме волны; и (6) идентификационную информацию связанного с тестированием предприятия, где были измерены данные о форме волны. Когда процессор 3001 принимает заказ на тест, например, от LIS, процессор 3001 может получать по меньшей мере одну из вышеуказанной идентификационной информации (1) - (6) или их комбинацию от LIS. Например, по меньшей мере одну из (1) - (6), показанных в качестве примеров, предоставляют пользователю в качестве результата теста в связи с классификационной информацией. Множество комбинаций (1) - (6), показанных в качестве примеров, можно предоставлять пользователю в качестве результата теста в связи с классификационной информацией.[0129] The processor 3001 may process the waveform data and the identification information so that they are associated with each other. Specifically, the processor 3001 may associate with each other an analysis result (i.e., classification information related to a cell type about each cell) of the waveform data and the identification information. Examples of the identification information include: (1) the identification information of a biological sample corresponding to the waveform data; (2) the identification information of a cell corresponding to the waveform data; (3) the identification information of a patient corresponding to the waveform data; (4) the identification information of a test corresponding to the waveform data; (5) the identification information of a cell analyzer by which the waveform data was measured; and (6) the identification information of a testing facility where the waveform data was measured. When the processor 3001 receives a test order, for example, from the LIS, the processor 3001 can receive at least one of the above identification information (1) - (6) or a combination thereof from the LIS. For example, at least one of (1) - (6), shown as examples, is provided to the user as a test result in connection with the classification information. A plurality of combinations of (1) - (6), shown as examples, can be provided to the user as a test result in connection with the classification information.
(Пример конфигурации 3)(Configuration example 3)
[0130] Со ссылкой на ФИГ. 26 и ФИГ. 27 будет описан другой пример конфигурации анализатора 4000 клеток, состоящего из измерительного блока 400 и обрабатывающего блока 300. В настоящем примере конфигурации также процессор 3002 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в обрабатывающий блок 300 виде.[0130] With reference to FIG. 26 and FIG. 27, another configuration example of the cell analyzer 4000, consisting of the measuring unit 400 and the processing unit 300, will be described. In the present configuration example, also the processor 3002 for parallel processing is installed in the cell analyzer 4000 in a built-in form in the processing unit 300.
[0131] На ФИГ. 26 показан другой пример блок-схемы измерительного блока 400. За исключением того, что измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 26, не снабжен процессором 4831, ОЗУ 4834, хранилищем 4835 и процессором 4833 для параллельной обработки и снабжен узлом интерфейса 4851 и линией 4852 передачи для передачи созданных в A/D преобразователе 482 цифровых сигналов в обрабатывающий блок 300, измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 26, имеет конфигурации и функции, сходные с измерительным блоком 400, описанным со ссылкой на ФИГ. 6 и ФИГ. 7 и в относящемся к ним описании. Узел интерфейса 4851 представляет собой интерфейс, служащий в качестве специализированной линии, имеющей ширину полосы канала связи, например, не менее 1 гигабит/секунду. Например, узел интерфейса 4851 представляет собой интерфейс, в соответствии с Gigabit Ethernet, USB 3.0 или Thunderbolt 3. Когда узел интерфейса 4851 соответствует Gigabit Ethernet, линия 4852 передачи представляет собой, например, кабель LAN. Когда узел интерфейса 4851 соответствует USB 3.0, линия 4852 передачи представляет собой кабель USB в соответствии с USB 3.0. Линия 4852 передачи представляет собой специализированную линию передачи для передачи цифровых сигналов, например, между измерительным блоком 400 и обрабатывающим блоком 300.[0131] FIG. 26 shows another example of a block diagram of the measuring unit 400. Except that the measuring unit 400 shown in FIG. 26 is not provided with the processor 4831, the RAM 4834, the storage 4835 and the processor 4833 for parallel processing and is provided with an interface unit 4851 and a transmission line 4852 for transmitting digital signals generated in the A/D converter 482 to the processing unit 300, the measuring unit 400 shown in FIG. 26 has configurations and functions similar to the measuring unit 400 described with reference to FIG. 6 and FIG. 7 and in the description related thereto. The interface unit 4851 is an interface serving as a dedicated line having a communication channel bandwidth of, for example, not less than 1 gigabit/second. For example, the interface node 4851 is an interface in accordance with Gigabit Ethernet, USB 3.0 or Thunderbolt 3. When the interface node 4851 corresponds to Gigabit Ethernet, the transmission line 4852 is, for example, a LAN cable. When the interface node 4851 corresponds to USB 3.0, the transmission line 4852 is a USB cable in accordance with USB 3.0. The transmission line 4852 is a specialized transmission line for transmitting digital signals, for example, between the measuring unit 400 and the processing unit 300.
[0132] На ФИГ. 27 показан другой пример блок-схемы обрабатывающего блока 300. За исключением того, что обрабатывающий блок 300, показанный на ФИГ. 27, не снабжен A/D преобразователем 3008 и соединительным портом 3007 и снабжен узлом интерфейса 3010, обрабатывающий блок 300, показанный на ФИГ. 27, имеет конфигурации и функции, сходные с обрабатывающим блоком 300, описанным со ссылкой на ФИГ. 24 и в относящемся к ней описании. Обрабатывающий блок 300 может быть соединен с множеством измерительных блоков 400 через множество узлов интерфейса 3010 и множество узлов интерфейса 3006.[0132] FIG. 27 shows another example of a block diagram of the processing unit 300. Except that the processing unit 300 shown in FIG. 27 is not provided with the A/D converter 3008 and the connection port 3007 and is provided with the interface node 3010, the processing unit 300 shown in FIG. 27 has configurations and functions similar to the processing unit 300 described with reference to FIG. 24 and in the description related thereto. The processing unit 300 can be connected to a plurality of measuring units 400 through a plurality of interface nodes 3010 and a plurality of interface nodes 3006.
[0133] Процессор 3001 и процессор 3002 для параллельной обработки имеют конфигурации и функции, сходные с процессором 3001 и процессором 3002 для параллельной обработки, описанными со ссылкой на ФИГ. 25 и в относящемся к ней описании. На ФИГ. 27 процессор 3002 для параллельной обработки не обязательно должен быть напрямую соединен с шиной 3003. Например, процессор 3002 для параллельной обработки может быть смонтирован на устройстве USB, и это устройство USB может быть соединено с шиной 3003 через узел интерфейса (не показано). Это устройство USB может представлять собой малое устройство, например, такое как USB-адаптер.[0133] The processor 3001 and the parallel processing processor 3002 have configurations and functions similar to the processor 3001 and the parallel processing processor 3002 described with reference to FIG. 25 and in the description related thereto. In FIG. 27, the parallel processing processor 3002 does not necessarily have to be directly connected to the bus 3003. For example, the parallel processing processor 3002 can be mounted on a USB device, and this USB device can be connected to the bus 3003 via an interface node (not shown). This USB device can be a small device, such as a USB adapter, for example.
[0134] Аналитическое программное обеспечение 3100, работающее на процессоре 3001, имеет функции, сходные с функциями аналитического программного обеспечения 4832, показанного на ФИГ. 16. Аналитическое программное обеспечение 3100 анализирует тип клетки для каждой измеренной клетки посредством операций, сходных с описанными со ссылкой на ФИГ. 16, ФИГ. 17, ФИГ. 18, ФИГ. 21 и ФИГ. 22 и в относящемся к ним описании.[0134] The analysis software 3100 running on the processor 3001 has functions similar to the functions of the analysis software 4832 shown in FIG. 16. The analysis software 3100 analyzes the cell type for each measured cell by operations similar to those described with reference to FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, FIG. 21 and FIG. 22 and in the description related thereto.
[0135] В случае анализатора 4000 клеток из примера конфигурации 3, показанного на ФИГ. 26 и ФИГ. 27, в блок-схеме, показанной на ФИГ. 20, стадию S14 (классификацию клетки) выполняют в обрабатывающем блоке 300. Стадия S15 (передача классификационной информации) исключена. Процессы на ФИГ. 21 и ФИГ. 22 выполняют процессором 3001 и процессором 3002 для параллельной обработки обрабатывающего блока 300.[0135] In the case of the cell analyzer 4000 of the configuration example 3 shown in FIG. 26 and FIG. 27, in the flow chart shown in FIG. 20, step S14 (cell classification) is performed in the processing unit 300. Step S15 (transmission of classification information) is omitted. The processes in FIG. 21 and FIG. 22 are performed by the processor 3001 and the processor 3002 for parallel processing of the processing unit 300.
[0136] В конфигурации на ФИГ. 26 и ФИГ. 27 аналоговые сигналы (сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света, сигнал боковой флуоресценции) каждой клетки, созданные в ПЦМ-детекторе 410, преобразуют в цифровые сигналы в A/D преобразователе 482 в измерительном блоке 400. Цифровые сигналы посылают в обрабатывающий блок 300 через узел интерфейса 484, шину 485, узел интерфейса 4851 и линию 4852 передачи. Линия 4852 передачи представляет собой специализированную линию передачи для осуществления передачи цифровых сигналов между измерительным блоком 400 и обрабатывающим блоком 300, как описано выше. Например, измерительный блок 400 и обрабатывающий блок 300 соединены по принципу «один к одному» через линию 4852 передачи. Иными словами, линия 4852 передачи представляет собой линию передачи, не обеспечивающую передачу данных, например, относящихся к устройству, отличному от образующих анализатор 4000 клеток компонентов (например, измерительного блока 400 и обрабатывающего блока 300). Линия 4852 передачи представляет собой линию передачи, например, отличную от интранета или Интернета. Соответственно, даже когда цифровые сигналы, созданные посредством A/D преобразования в измерительном блоке 400, передают в обрабатывающий блок 300, можно избежать узкого места в скорости коммуникации при передаче цифровых сигналов.[0136] In the configuration of FIG. 26 and FIG. 27, the analog signals (forward scattered light signal, side scattered light signal, side fluorescence signal) of each cell generated in the PCM detector 410 are converted into digital signals in the A/D converter 482 in the measuring unit 400. The digital signals are sent to the processing unit 300 via the interface unit 484, the bus 485, the interface unit 4851, and the transmission line 4852. The transmission line 4852 is a dedicated transmission line for transmitting digital signals between the measuring unit 400 and the processing unit 300, as described above. For example, the measuring unit 400 and the processing unit 300 are connected on a one-to-one basis via the transmission line 4852. In other words, the transmission line 4852 is a transmission line that does not transmit data, for example, related to a device other than the components constituting the cell analyzer 4000 (for example, the measuring unit 400 and the processing unit 300). The transmission line 4852 is a transmission line other than an intranet or the Internet, for example. Accordingly, even when the digital signals created by the A/D conversion in the measuring unit 400 are transmitted to the processing unit 300, a bottleneck in the communication speed in transmitting the digital signals can be avoided.
(Пример конфигурации 4)(Configuration example 4)
[0137] Со ссылкой на ФИГ. 28, ФИГ. 29, ФИГ. 30, ФИГ. 31 и ФИГ. 32 будет описан другой пример конфигурации анализатора 4000 клеток.[0137] With reference to FIG. 28, FIG. 29, FIG. 30, FIG. 31 and FIG. 32, another example of the configuration of the cell analyzer 4000 will be described.
[0138] В настоящем примере конфигурации, как показано в качестве примера на ФИГ. 28, предусмотрен блок 600 анализа между измерительным блоком 400 и обрабатывающим блоком 300. То есть, в конфигурации на ФИГ. 28, ФИГ. 29, ФИГ. 30, ФИГ. 31 и ФИГ. 32 анализатор 4000 клеток состоит из измерительного блока 400, обрабатывающего блока 300 и блока 600 анализа. Блок 600 анализа анализирует тип клетки у каждой измеренной клетки. Как описано далее, в настоящем примере конфигурации процессор 6002 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в блок 600 анализа виде.[0138] In the present configuration example, as shown as an example in FIG. 28, an analysis unit 600 is provided between the measuring unit 400 and the processing unit 300. That is, in the configuration in FIG. 28, FIG. 29, FIG. 30, FIG. 31 and FIG. 32, the cell analyzer 4000 is composed of the measuring unit 400, the processing unit 300 and the analysis unit 600. The analysis unit 600 analyzes the cell type of each measured cell. As described later, in the present configuration example, the processor 6002 for parallel processing is installed in the cell analyzer 4000 in a built-in manner in the analysis unit 600.
[0139] Измерительный блок 400, показанный в качестве примера на ФИГ. 29, имеет конфигурации и функции, сходные с измерительным блоком 400, описанным со ссылкой на ФИГ. 26 и в относящемся к ней описании. Блок 600 анализа предусмотрен между измерительным блоком 400 и обрабатывающим блоком 300. Блок 600 анализа может быть соединен с множеством измерительных блоков 400. Блок 600 анализа может быть соединен с множеством обрабатывающих блоков 300. Узел интерфейса 4851 представляет собой интерфейс, имеющий ширину полосы канала связи, например, не менее 1 гигабит/секунду. Например, узел интерфейса 4851 представляет собой интерфейс, в соответствии с Gigabit Ethernet, USB 3.0, или Thunderbolt 3. Когда узел интерфейса 4851 соответствует Gigabit Ethernet, линия 4852 передачи представляет собой, например, кабель LAN. Когда узел интерфейса 4851 соответствует USB 3.0, линия 4852 передачи представляет собой кабель USB в соответствии с USB 3.0. Линия 4852 передачи представляет собой специализированную линию передачи для осуществления передачи цифровых сигналов между измерительным блоком 400 и обрабатывающим блоком 300, как описано выше. Например, измерительный блок 400 и обрабатывающий блок 300 соединены по принципу «один к одному» через линию 4852 передачи.[0139] The measuring unit 400 shown as an example in FIG. 29 has configurations and functions similar to the measuring unit 400 described with reference to FIG. 26 and in the description related thereto. The analysis unit 600 is provided between the measuring unit 400 and the processing unit 300. The analysis unit 600 can be connected to a plurality of measuring units 400. The analysis unit 600 can be connected to a plurality of processing units 300. The interface node 4851 is an interface having a communication channel bandwidth of, for example, not less than 1 gigabit/second. For example, the interface node 4851 is an interface corresponding to Gigabit Ethernet, USB 3.0, or Thunderbolt 3. When the interface node 4851 corresponds to Gigabit Ethernet, the transmission line 4852 is, for example, a LAN cable. When the interface unit 4851 corresponds to USB 3.0, the transmission line 4852 is a USB cable in accordance with USB 3.0. The transmission line 4852 is a specialized transmission line for carrying out the transmission of digital signals between the measuring unit 400 and the processing unit 300, as described above. For example, the measuring unit 400 and the processing unit 300 are connected on a one-to-one basis via the transmission line 4852.
[0140] На ФИГ. 30 показан пример конфигурации блока 600 анализа. Блок 600 анализа включает в себя, например, процессор 6001, процессор 6002 для параллельной обработки, шину 6003, хранилище 6004, ОЗУ 6005, узел интерфейса 6006 и узел интерфейса 6007, и они соединены с шиной 6003. Шина 6003 представляет собой линию передачи со скоростью передачи данных, например, не менее нескольких сотен Мб/с. Шина 3003 может представлять собой линию передачи со скоростью передачи данных не менее 1 Гб/с. Шина 3003 выполняет передачу данных, например, на основе стандарта PCI-Express или PCI-X. Блок 600 анализа может быть соединен с множеством измерительных блоков 400 через множество узлов интерфейса 6006. Когда представлено множество измерительных блоков 400, блок 600 анализа может быть соединен с каждым из измерительных блоков 400 (например, множество измерительных блоков 400 и множество блоков 600 анализа соединены по принципу «один к одному» соответственно).[0140] FIG. 30 shows an example of a configuration of an analysis unit 600. The analysis unit 600 includes, for example, a processor 6001, a parallel processing processor 6002, a bus 6003, a storage 6004, a RAM 6005, an interface unit 6006, and an interface unit 6007, and they are connected to the bus 6003. The bus 6003 is a transmission line with a data transfer rate of, for example, not less than several hundred Mbps. The bus 3003 may be a transmission line with a data transfer rate of not less than 1 Gbps. The bus 3003 performs data transfer based on the PCI-Express or PCI-X standard, for example. The analysis unit 600 may be connected to a plurality of measuring units 400 via a plurality of interface nodes 6006. When a plurality of measuring units 400 are provided, the analysis unit 600 may be connected to each of the measuring units 400 (for example, the plurality of measuring units 400 and the plurality of analysis units 600 are connected on a one-to-one basis, respectively).
[0141] Как показано на ФИГ. 31, процессор 6001 и процессор 6002 для параллельной обработки имеют конфигурации и функции, сходные с описанными выше процессором 4831 и процессором 4833 для параллельной обработки. Процессор 6002 для параллельной обработки включает множество арифметических блоков 6200 и ОЗУ 6201. Аналитическое программное обеспечение 6100, анализирующее тип клетки для каждой измеренной клетки, функционирует на процессоре 6001. Аналитическое программное обеспечение 6100, работающее на процессоре 6001, имеет функции, сходные с функциями аналитического программного обеспечения 4832, показанного на ФИГ. 16. Аналитическое программное обеспечение 6100 анализирует тип клетки у каждой измеренной клетки посредством операций, сходных с описанными со ссылкой на ФИГ. 16, ФИГ. 17, ФИГ. 18, ФИГ. 21 и ФИГ. 22 и в относящемся к ним описании. Аналитическое программное обеспечение 6100 передает классификационную информацию о каждой измеренной клетке в обрабатывающий блок 300 через узел интерфейса 6007. Узел интерфейса 6007 соответствует, например, Ethernet (зарегистрированный товарный знак) или USB. Узел интерфейса 6007 может представлять собой интерфейс, способный осуществлять беспроводную связь (например, WiFi (зарегистрированный товарный знак) или Bluetooth (зарегистрированный товарный знак)).[0141] As shown in FIG. 31, the processor 6001 and the parallel processing processor 6002 have configurations and functions similar to the processor 4831 and the parallel processing processor 4833 described above. The parallel processing processor 6002 includes a plurality of arithmetic units 6200 and a RAM 6201. The analysis software 6100 that analyzes the cell type of each measured cell operates on the processor 6001. The analysis software 6100 running on the processor 6001 has functions similar to the functions of the analysis software 4832 shown in FIG. 16. The analysis software 6100 analyzes the cell type of each measured cell through operations similar to those described with reference to FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, FIG. 21, and FIG. 22 and in the description relating thereto. The analytical software 6100 transmits the classification information about each measured cell to the processing unit 300 via the interface node 6007. The interface node 6007 corresponds to, for example, Ethernet (registered trademark) or USB. The interface node 6007 may be an interface capable of wireless communication (for example, WiFi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark)).
[0142] На ФИГ. 32 показан пример конфигурации обрабатывающего блока 300. Обрабатывающий блок 300, показанный на ФИГ. 32, не обязательно должен включать процессор 3002 для параллельной обработки, в отличие от обрабатывающего блока 300, показанного на ФИГ. 24 и ФИГ. 27. Кроме того, аналитическое программное обеспечение 3100, показанное на ФИГ. 24 и ФИГ. 27, не обязательно должно функционировать на процессоре 3001, показанном на ФИГ. 32. Обрабатывающий блок 300 принимает результаты анализа из блока 600 анализа через узел интерфейса 3006. Узел интерфейса 3006 соответствует, например, Ethernet или USB. Узел интерфейса 3006 может представлять собой интерфейс, способный осуществлять беспроводную связь (например, WiFi или Bluetooth).[0142] FIG. 32 shows an example of a configuration of the processing unit 300. The processing unit 300 shown in FIG. 32 does not necessarily have to include a processor 3002 for parallel processing, unlike the processing unit 300 shown in FIG. 24 and FIG. 27. In addition, the analysis software 3100 shown in FIG. 24 and FIG. 27 does not necessarily have to operate on the processor 3001 shown in FIG. 32. The processing unit 300 receives the analysis results from the analysis unit 600 via an interface node 3006. The interface node 3006 corresponds to, for example, Ethernet or USB. The interface node 3006 can be an interface capable of wireless communication (for example, WiFi or Bluetooth).
[0143] В конфигурации на ФИГ. 29, ФИГ. 30, ФИГ. 31 и ФИГ. 32 аналоговые сигналы (сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света, сигнал боковой флуоресценции) каждой клетки, созданные в ПЦМ-детекторе 410, преобразуют в цифровые сигналы посредством A/D преобразователя 482 в измерительном блоке 400. Данные о форме волны посылают в блок 600 анализа через узел интерфейса 484, шину 485, узел интерфейса 4851 и линию 4852 передачи. Узел интерфейса 4851 представляет собой специализированный интерфейс, соединяющий измерительный блок 400 и блок 600 анализа друг с другом, как описано выше, а узел интерфейса 4851 соединяет измерительный блок 400 и блок 600 анализа по принципу «один к одному». Иными словами, линия 4852 передачи представляет собой линию передачи, не обеспечивающую передачу данных, например, относящихся к устройству, отличному от образующих анализатор 4000 клеток компонентов (например, измерительного блока 400 и обрабатывающего блока 300). Линия 4852 передачи представляет собой линию передачи, например, отличную от интранета или Интернета. Соответственно, даже когда цифровые сигналы, созданные посредством A/D преобразования в измерительном блоке 400, передают в обрабатывающий блок 300, можно избежать узкого места в скорости коммуникации при передаче цифровых сигналов.[0143] In the configuration of FIG. 29, FIG. 30, FIG. 31 and FIG. 32, the analog signals (forward scattered light signal, side scattered light signal, side fluorescence signal) of each cell generated in the PCM detector 410 are converted into digital signals by the A/D converter 482 in the measuring unit 400. The waveform data is sent to the analyzing unit 600 via the interface node 484, the bus 485, the interface node 4851 and the transmission line 4852. The interface node 4851 is a dedicated interface connecting the measuring unit 400 and the analyzing unit 600 to each other as described above, and the interface node 4851 connects the measuring unit 400 and the analyzing unit 600 on a one-to-one basis. In other words, the transmission line 4852 is a transmission line that does not transmit data, for example, related to a device other than the components constituting the cell analyzer 4000 (for example, the measuring unit 400 and the processing unit 300). The transmission line 4852 is a transmission line other than an intranet or the Internet, for example. Accordingly, even when the digital signals created by the A/D conversion in the measuring unit 400 are transmitted to the processing unit 300, a bottleneck in the communication speed in transmitting the digital signals can be avoided.
[0144] В случае анализатора 4000 клеток из примера конфигурации 4, показанного на ФИГ. 29, ФИГ. 30, ФИГ. 31 и ФИГ. 32, в блок-схеме, показанной на ФИГ. 20, стадию S14 (классификацию клетки) и стадию S15 (передачу классификационной информации) выполняют в блоке 600 анализа. То есть, цифровые сигналы, созданные на стадии S13, передают из измерительного блока 400 в блок 600 анализа, и классификационную информацию передают в обрабатывающий блок 300 на стадии S15. Процессы на ФИГ. 21 и ФИГ. 22 выполняют процессором 6001 и процессором 6002 для параллельной обработки блока 600 анализа.[0144] In the case of the cell analyzer 4000 of the configuration example 4 shown in FIG. 29, FIG. 30, FIG. 31 and FIG. 32, in the flow chart shown in FIG. 20, step S14 (cell classification) and step S15 (classification information transmission) are performed in the analysis unit 600. That is, the digital signals generated in step S13 are transmitted from the measuring unit 400 to the analysis unit 600, and the classification information is transmitted to the processing unit 300 in step S15. The processes in FIG. 21 and FIG. 22 are performed by the processor 6001 and the processor 6002 for parallel processing of the analysis unit 600.
(Пример конфигурации 5)(Configuration example 5)
[0145] Со ссылкой на ФИГ. 28, ФИГ. 33 и ФИГ. 34, описан другой пример конфигурации анализатора 4000 клеток. Подобно примеру конфигурации 4, описанному выше, анализатор клеток из этого примера конфигурации 5 также включает измерительный блок 400, обрабатывающий блок 300 и блок 600 анализа. Измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 33, имеет функции и конфигурации, сходные с измерительным блоком 400, описанным со ссылкой на ФИГ. 23 и в относящемся к ней описании. Измерительный блок 400, показанный на ФИГ. 33, соединен с блоком 600 анализа через соединительный кабель 4202. Например, соединительный кабель 4202 реализован посредством кабеля с витыми парами и имеет пары проводов, причем число пар соответствует видам аналоговых сигналов, передаваемых в обрабатывающий блок 300. Соединительный кабель 4202 выполнен имеющим длину, например, 1 метр или менее, для уменьшения шума в ходе передачи сигнала. Измерительный блок 400 передает аналоговые сигналы в блок 600 анализа через соединительный кабель 4202.[0145] With reference to FIG. 28, FIG. 33 and FIG. 34, another configuration example of the cell analyzer 4000 is described. Like the configuration example 4 described above, the cell analyzer of this configuration example 5 also includes a measuring unit 400, a processing unit 300 and an analysis unit 600. The measuring unit 400 shown in FIG. 33 has functions and configurations similar to the measuring unit 400 described with reference to FIG. 23 and in the description related thereto. The measuring unit 400 shown in FIG. 33, is connected to the analysis unit 600 via the connecting cable 4202. For example, the connecting cable 4202 is implemented by means of a twisted-pair cable and has pairs of wires, wherein the number of pairs corresponds to the types of analog signals transmitted to the processing unit 300. The connecting cable 4202 is made having a length of, for example, 1 meter or less, in order to reduce noise during signal transmission. The measuring unit 400 transmits analog signals to the analysis unit 600 via the connecting cable 4202.
[0146] Блок 600 анализа, показанный на ФИГ. 34, имеет функции и конфигурации, сходные с блоком 600 анализа, описанным со ссылкой на ФИГ. 30 и в относящемся к ней описании. То есть, в примере на ФИГ. 34 процессор 6002 для параллельной обработки установлен в анализаторе 4000 клеток во встроенном в блок 600 анализа виде. Блок 600 анализа, показанный на ФИГ. 34, дополнительно включает соединительный порт 6008 и A/D преобразователь 6009. Аналоговые сигналы, переданные из блока 600 анализа через соединительный кабель 4202, вводят в A/D преобразователь 6009 через соединительный порт 6008. A/D преобразователь 6009 преобразует аналоговые сигналы в цифровые сигналы посредством процесса, сходного с процессом, выполняемым A/D преобразователем 482.[0146] The analysis unit 600 shown in FIG. 34 has functions and configurations similar to the analysis unit 600 described with reference to FIG. 30 and in the description related thereto. That is, in the example of FIG. 34, the processor 6002 for parallel processing is installed in the cell analyzer 4000 in an integrated manner in the analysis unit 600. The analysis unit 600 shown in FIG. 34 further includes a connection port 6008 and an A/D converter 6009. The analog signals transmitted from the analysis unit 600 through the connection cable 4202 are input to the A/D converter 6009 through the connection port 6008. The A/D converter 6009 converts the analog signals into digital signals through a process similar to the process performed by the A/D converter 482.
[0147] Блок 600 анализа может быть соединен с множеством измерительных блоков 400 через множество соединительных портов 6008. Когда представлено множество измерительных блоков 400, блок 600 анализа может быть соединен с каждым из измерительных блоков 400 (например, множество измерительных блоков 400 и множество блоков 600 анализа соединены по принципу «один к одному» соответственно).[0147] The analysis unit 600 may be connected to a plurality of measuring units 400 via a plurality of connection ports 6008. When a plurality of measuring units 400 are provided, the analysis unit 600 may be connected to each of the measuring units 400 (for example, the plurality of measuring units 400 and the plurality of analysis units 600 are connected on a one-to-one basis, respectively).
[0148] Как показано на ФИГ. 31, процессор 6001 и процессор 6002 для параллельной обработки имеют конфигурации и функции, сходные с описанными выше процессором 4831 и процессором 4833 для параллельной обработки. Аналитическое программное обеспечение 6100, анализирующее тип клетки у каждой измеренной клетки, функционирует на процессоре 6001. Аналитическое программное обеспечение 6100, работающее на процессоре 6001, имеет функции, сходные с функциями аналитического программного обеспечения 4832, показанного на ФИГ. 16. Аналитическое программное обеспечение 6100 анализирует тип клетки для каждой измеренной клетки посредством операций, сходных с описанными со ссылкой на ФИГ. 16, ФИГ. 17, ФИГ. 18, ФИГ. 21 и ФИГ. 22 и в относящемся к ним описании. Аналитическое программное обеспечение 6100 передает результат анализа типа клетки у каждой измеренной клетки в обрабатывающий блок 300 через узел интерфейса 6007. Узел интерфейса 6007 соответствует, например, Ethernet или USB. Узел интерфейса 6007 может представлять собой интерфейс, способный осуществлять беспроводную связь (например, WiFi или Bluetooth).[0148] As shown in FIG. 31, the processor 6001 and the parallel processing processor 6002 have configurations and functions similar to the processor 4831 and the parallel processing processor 4833 described above. The analysis software 6100 that analyzes the cell type of each measured cell operates on the processor 6001. The analysis software 6100 running on the processor 6001 has functions similar to the functions of the analysis software 4832 shown in FIG. 16. The analysis software 6100 analyzes the cell type of each measured cell by operations similar to those described with reference to FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, FIG. 21 and FIG. 22 and in the description related thereto. The analysis software 6100 transmits the result of the analysis of the cell type of each measured cell to the processing unit 300 via the interface node 6007. The interface node 6007 corresponds to, for example, Ethernet or USB. The interface node 6007 may be an interface capable of wireless communication (for example, WiFi or Bluetooth).
[0149] В случае анализатора 4000 клеток из примера конфигурации 5, показанного на ФИГ. 33 и ФИГ. 34, в блок-схеме, показанной на ФИГ. 20, стадию S13 (создание цифрового сигнала), стадию S14 (классификацию клетки) и стадию S15 (передачу классификационной информации) выполняют в блоке 600 анализа. То есть, создание цифровых сигналов (стадию S13) выполняют в A/D преобразователе 6009 блока 600 анализа, классификацию клетки (стадию S14) на основании цифровых сигналов выполняют процессором 6001 и процессором 6002 для параллельной обработки, и классификационную информацию передают из блока 600 анализа в обрабатывающий блок 300 (стадия S15). Процессы на ФИГ. 21 и ФИГ. 22 выполняют процессором 6001 и процессором 6002 для параллельной обработки блока 600 анализа.[0149] In the case of the cell analyzer 4000 of Configuration Example 5 shown in FIG. 33 and FIG. 34, in the flow chart shown in FIG. 20, step S13 (digital signal generation), step S14 (cell classification), and step S15 (classification information transmission) are performed in the analyzing unit 600. That is, digital signal generation (step S13) is performed in the A/D converter 6009 of the analyzing unit 600, cell classification (step S14) based on the digital signals is performed by the processor 6001 and the processor 6002 for parallel processing, and the classification information is transmitted from the analyzing unit 600 to the processing unit 300 (step S15). The processes in FIG. 21 and FIG. 22 are performed by the processor 6001 and the processor 6002 for parallel processing of the analysis block 600.
(Объем данных о форме волны и цифрового сигнала)(Amount of waveform and digital signal data)
[0150] Далее будут описаны объемы данных у данных о форме волны и цифрового сигнала. В настоящем варианте осуществления, например, применительно к каждому из аналогового сигнала рассеянного вперед света (FSC), аналогового сигнала рассеянного вбок света (SSC) и аналогового сигнала боковой флуоресценции (SFL), дискретизацию выполняют для каждой клетки во множестве временных точек с определенным интервалом. Примеры частоты дискретизации включают дискретизацию в 1024 точках с интервалом 10 наносекунд, дискретизацию в 128 точках с интервалом 80 наносекунд, дискретизацию в 64 точках с интервалом 160 наносекунд, и т.п. Количество данных составляет, например, 2 байта на дискрет. По отношению к каждому из FSC, SSC и SFL получают данные (в случае частоты 1024 точек, 2 байта×1024=2048 байтов) в количестве, соответствующем частоте дискретизации. Это количество данных представляет собой объем данных в расчете на одну клетку. В одном измерении измеряют FSC, SSC и SFL по отношению к по меньшей мере 100 клеткам, например. Альтернативно, в одном измерении FSC, SSC и SFL можно измерять по отношению к по меньшей мере 1000 клеток, например. Альтернативно, в одном измерении FSC, SSC, SFL можно измерять, например, по отношению к от примерно 10000 до примерно 140000 клеток. Таким образом, например, когда число измеренных в одном измерении клеток составляет 100000 и частота дискретизации составляет 1024, объем данных цифрового сигнала каждого из FSC, SSC и SFL составляет 2 байта×1024×100000=204800000 байт, а объем данных для FSC, SSC и SFL в сумме составляет 614400000 байт.[0150] Next, the data volumes of the waveform data and the digital signal will be described. In the present embodiment, for example, with respect to each of the forward scattered light analog signal (FSC), the side scattered light analog signal (SSC), and the side fluorescence analog signal (SFL), sampling is performed for each cell at a plurality of time points at a certain interval. Examples of the sampling frequency include sampling at 1024 points at an interval of 10 nanoseconds, sampling at 128 points at an interval of 80 nanoseconds, sampling at 64 points at an interval of 160 nanoseconds, and the like. The amount of data is, for example, 2 bytes per sampling. With respect to each of the FSC, SSC, and SFL, data (in the case of a frequency of 1024 points, 2 bytes×1024=2048 bytes) in an amount corresponding to the sampling frequency are obtained. This amount of data is the data volume per cell. In one dimension, FSC, SSC and SFL are measured with respect to at least 100 cells, for example. Alternatively, in one dimension, FSC, SSC and SFL can be measured with respect to at least 1000 cells, for example. Alternatively, in one dimension, FSC, SSC, SFL can be measured, for example, with respect to from about 10000 to about 140000 cells. Thus, for example, when the number of cells measured in one dimension is 100000 and the sampling frequency is 1024, the data volume of the digital signal of each of FSC, SSC and SFL is 2 bytes×1024×100000=204800000 bytes, and the data volume for FSC, SSC and SFL in total is 614400000 bytes.
[0151] Кроме того, FSC, SSC и SFL измеряют для каждого канала измерения. Таким образом, например, когда число измеренных в одном измерении клеток составляет 100000, частота дискретизации составляет 1024, а число каналов измерения составляет 5, объем данных для каждого из FSC, SSC и SFL составляет 2 байта×1024×100000×5=1024000000 байт, а объем данных для FSC, SSC и SFL в сумме составляет 3072000000 байт.[0151] In addition, FSC, SSC and SFL are measured for each measurement channel. Thus, for example, when the number of cells measured in one measurement is 100000, the sampling frequency is 1024, and the number of measurement channels is 5, the data volume for each of FSC, SSC and SFL is 2 bytes×1024×100000×5=1024000000 bytes, and the data volume for FSC, SSC and SFL in total is 3072000000 bytes.
[0152] Таким образом, объем каждого цифрового сигнала составляет, например, от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт на образец, и составляет по меньшей мере 1 гигабайт, в зависимости от числа клеток, частоты дискретизации и числа каналов измерения.[0152] Thus, the volume of each digital signal is, for example, from several hundred megabytes to several gigabytes per sample, and is at least 1 gigabyte, depending on the number of cells, the sampling frequency and the number of measurement channels.
[0153] В соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда анализируют цифровой сигнал, имеющий огромный объем от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт на образец, процесс анализа с использованием алгоритма 60 глубокого обучения заключен внутри анализатора 4000 или 4000' клеток, как описано выше, и цифровой сигнал не передается на сервер для анализа, представленный вне анализатора 4000 или 4000' клеток, через Интернет или интранет. Поэтому можно избежать уменьшения производительности, связанного с увеличением коммуникационной загрузки, вызванной передачей цифрового сигнала из анализатора 4000 или 4000' клеток на сервер для анализа.[0153] According to the present embodiment, when a digital signal having a huge volume of several hundred megabytes to several gigabytes per sample is analyzed, the analysis process using the deep learning algorithm 60 is contained within the cell analyzer 4000 or 4000' as described above, and the digital signal is not transmitted to a server for analysis provided outside the cell analyzer 4000 or 4000' via the Internet or an intranet. Therefore, a decrease in productivity associated with an increase in the communication load caused by transmitting the digital signal from the cell analyzer 4000 or 4000' to the server for analysis can be avoided.
<Второй анализатор клеток и измерение биологической пробы во втором анализаторе клеток><The second cell analyzer and the measurement of biological sample in the second cell analyzer>
[0154] В качестве примера конфигурации второго анализатора 4000' клеток показан пример блок-схемы анализатора частиц мочи или анализатора биологической жидкости, в котором измерительный блок 500 включает в себя проточный цитометр для измерения пробы мочи или пробы биологической жидкости.[0154] As an example of the configuration of the second cell analyzer 4000', an example of a block diagram of a urine particle analyzer or a biological fluid analyzer is shown, in which the measuring unit 500 includes a flow cytometer for measuring a urine sample or a biological fluid sample.
[0155] ФИГ. 35 - это пример блок-схемы измерительного блока 500. На ФИГ. 35 измерительный блок 500 включает в себя: узел 501 распределения образцов; узел 502 подготовки проб; оптический детектор 505; усиливающую схему 550, которая усиливает выходной сигнал (выходной сигнал, усиленный предусилителем) оптического детектора 505; фильтрующую схему 506, которая выполняет процесс фильтрации выходного сигнала из усиливающей схемы 550, A/D преобразователь 507, который преобразует выходной сигнал (аналоговый сигнал) из фильтрующей схемы 506 в цифровой сигнал; процессор 4831; процессор 4833 для параллельной обработки; ОЗУ 4834; контроллер 4850 шины; устройство-хранилище 511а; и адаптер 512 LAN (локальной сети). Процессор 4831, процессор 4833 для параллельной обработки, ОЗУ 4834, контроллер 4850 шины, устройство-хранилище 511а и адаптер 512 LAN соединены с шиной 508. Алгоритм 60 глубокого обучения и аналитическое программное обеспечение на основании алгоритма 60 глубокого обучения хранятся в устройстве-хранилище 511а.[0155] FIG. 35 is an example of a block diagram of a measuring unit 500. In FIG. 35, the measuring unit 500 includes: a sample distribution unit 501; a sample preparation unit 502; an optical detector 505; an amplifying circuit 550 that amplifies an output signal (an output signal amplified by a preamplifier) of the optical detector 505; a filtering circuit 506 that performs a process of filtering the output signal from the amplifying circuit 550, an A/D converter 507 that converts the output signal (an analog signal) from the filtering circuit 506 into a digital signal; a processor 4831; a parallel processing processor 4833; a RAM 4834; a bus controller 4850; a storage device 511a; and a LAN (local area network) adapter 512. The processor 4831, the parallel processing processor 4833, the RAM 4834, the bus controller 4850, the storage device 511a and the LAN adapter 512 are connected to the bus 508. The deep learning algorithm 60 and the analytical software based on the deep learning algorithm 60 are stored in the storage device 511a.
[0156] Как описано на основании примера первого анализатора 4000 клеток, процессор 4831 выполняет заданные арифметические процессы на цифровом сигнале, выводимом из A/D преобразователя 507. Процессор 4831 анализирует данные о форме волны с использованием процессора 4833 для параллельной обработки. Примеры конфигурации процессора 4831 и процессора 4833 для параллельной обработки и функционирования процессора 4833 для параллельной обработки являются сходными с описанными выше со ссылкой на ФИГ. 11 - ФИГ. 19 и в относящемся к ним описании.[0156] As described based on the example of the first cell analyzer 4000, the processor 4831 performs specified arithmetic processes on the digital signal output from the A/D converter 507. The processor 4831 analyzes the waveform data using the parallel processing processor 4833. Examples of the configuration of the processor 4831 and the parallel processing processor 4833 and the operation of the parallel processing processor 4833 are similar to those described above with reference to FIG. 11 to FIG. 19 and in the description related thereto.
[0157] Обрабатывающий блок 300 соединен с измерительным блоком 500, например, посредством кабеля LAN через адаптер 512 LAN, и этим обрабатывающим блоком 300 выполняется создание результата теста на основе данных измерения, полученных измерительным блоком 500. Оптический детектор 505, усиливающая схема 550, фильтрующая схема 506, A/D преобразователь 507, процессор 4831, процессор 4833 для параллельной обработки и устройство-хранилище 511а образуют узел 510 оптического измерения, который измеряет пробу для измерения и создает данные измерения.[0157] The processing unit 300 is connected to the measuring unit 500, for example, via a LAN cable through the LAN adapter 512, and the processing unit 300 performs the creation of a test result based on the measurement data obtained by the measuring unit 500. The optical detector 505, the amplifying circuit 550, the filtering circuit 506, the A/D converter 507, the processor 4831, the processor 4833 for parallel processing and the storage device 511a form an optical measurement unit 510, which measures the sample for measurement and creates the measurement data.
[0158] На ФИГ. 36 показана конфигурация оптического детектора 505 измерительного блока 500. На ФИГ. 36 конденсаторная линза 552 конденсирует в проточной ячейке 551 лазерный свет, излученный от источника 553 света в виде полупроводникового лазера, служащего в качестве источника света, и конденсаторная линза 554 конденсирует на принимающем рассеянный вперед свет узле 555 рассеянный вперед свет, излученный от частицы в пробе для измерения. Другая конденсаторная линза 556 конденсирует на дихроическом зеркале 557 рассеянный вбок свет и флуоресценцию, излученные от частицы. Дихроическое зеркало 557 отражает рассеянный вбок свет к принимающему рассеянного вбок свет узлу 558 и позволяет флуоресценции проходить сквозь него к принимающему флуоресценцию узлу 559. Эти световые сигналы отражают характеристики частицы в пробе для измерения. Принимающий рассеянный вперед свет узел 555, принимающий рассеянного вбок свет узел 558 и принимающий флуоресценцию узел 559 преобразуют световые сигналы в электрические сигналы и выводят сигнал рассеянного вперед света, сигнал рассеянного вбок света и сигнал флуоресценции соответственно. Эти выходные сигналы усиливаются предусилителем и затем подвергаются последующей обработке. Что касается каждого из принимающего рассеянный вперед свет узла 555, принимающего рассеянный вбок свет узла 558 и принимающего флуоресценцию узла 559, то можно осуществлять переключение вывода с низкой чувствительностью и вывода с высокой чувствительностью посредством переключения управляющего напряжения. Переключение этих чувствительностей выполняется описанным далее процессором 4831. В настоящем варианте осуществления в качестве принимающего рассеянный вперед свет узла 555 можно использовать фотодиод, в качестве принимающего рассеянный вбок свет узла 558 и принимающего флуоресценцию узла 559 можно использовать фотоумножители, или же в качестве принимающего рассеянный вбок свет узла 558 и принимающего флуоресценцию узла 559 можно использовать фотодиоды. Сигнал флуоресценции, выводимый из принимающего флуоресценцию узла 559, усиливается предусилителем и затем предоставляется разветвленным двум каналам сигналов. Два канала сигналов соединены с усиливающей схемой 550, описанной выше со ссылкой на ФИГ. 35. Флуоресценцию, вводимую в один из каналов сигналов, усиливается усиливающей схемой 550 так, чтобы иметь высокую чувствительность.[0158] FIG. 36 shows a configuration of an optical detector 505 of a measuring unit 500. In FIG. 36, a condenser lens 552 condenses in a flow cell 551 laser light emitted from a light source 553 in the form of a semiconductor laser serving as a light source, and a condenser lens 554 condenses on a forward scattered light receiving unit 555 the forward scattered light emitted from a particle in a sample to be measured. Another condenser lens 556 condenses on a dichroic mirror 557 the side scattered light and fluorescence emitted from the particle. The dichroic mirror 557 reflects the side scattered light to the side scattered light receiving unit 558 and allows fluorescence to pass through it to the fluorescence receiving unit 559. These light signals reflect characteristics of the particle in the sample to be measured. The forward scattered light receiving unit 555, the side scattered light receiving unit 558 and the fluorescence receiving unit 559 convert light signals into electrical signals and output a forward scattered light signal, a side scattered light signal and a fluorescence signal, respectively. These output signals are amplified by a preamplifier and then subjected to subsequent processing. As for each of the forward scattered light receiving unit 555, the side scattered light receiving unit 558 and the fluorescence receiving unit 559, it is possible to perform switching of the low sensitivity output and the high sensitivity output by switching the control voltage. Switching of these sensitivities is performed by the processor 4831 described later. In the present embodiment, a photodiode may be used as the forward scattered light receiving unit 555, photomultipliers may be used as the side scattered light receiving unit 558 and the fluorescence receiving unit 559, or photodiodes may be used as the side scattered light receiving unit 558 and the fluorescence receiving unit 559. The fluorescence signal output from the fluorescence receiving unit 559 is amplified by a preamplifier and then provided to branched two signal channels. The two signal channels are connected to an amplifying circuit 550 described above with reference to FIG. 35. The fluorescence input to one of the signal channels is amplified by the amplifying circuit 550 so as to have a high sensitivity.
(Подготовка пробы для измерения)(Preparing the sample for measurement)
[0159] ФИГ. 37 представляет собой схематический рисунок, показывающий функциональную конфигурацию узла 502 подготовки проб и оптического детектора 505, показанных на ФИГ. 35. Узел 501 распределения образцов, показанный на ФИГ. 35 и ФИГ. 37, включает в себя всасывающую трубку 517 и шприцевой насос. Узел 501 распределения образцов всасывает образец (мочу или биологическую жидкость) 00b через всасывающую трубку 517 и распределяет образец в узел 502 подготовки проб. Узел 502 подготовки проб включает в себя реакционную камеру 512u и реакционную камеру 512b. Узел 501 распределения образцов распределяет количественно оцененную пробу для измерения в каждую из реакционной камеры 512u и реакционной камеры 512b.[0159] FIG. 37 is a schematic diagram showing a functional configuration of the sample preparation unit 502 and the optical detector 505 shown in FIG. 35. The sample distribution unit 501 shown in FIG. 35 and FIG. 37 includes a suction tube 517 and a syringe pump. The sample distribution unit 501 sucks a sample (urine or biological fluid) 00b through the suction tube 517 and distributes the sample to the sample preparation unit 502. The sample preparation unit 502 includes a reaction chamber 512u and a reaction chamber 512b. The sample distribution unit 501 distributes a quantified sample for measurement to each of the reaction chamber 512u and the reaction chamber 512b.
[0160] В реакционной камере 512и, распределенный биологический образец смешивают с первым реагентом 519u в качестве разбавителя и третьим реагентом 518u, содержащим краситель. Благодаря красителю, содержащемуся в третьем реагенте 518u, частицы в образце окрашиваются. Когда биологический образец представляет собой мочу, подготовленную в реакционной камере 512u пробу используют в качестве первой пробы для измерения для проведения анализа частиц мочи, которые являются относительно крупными, таких как эритроциты, лейкоциты, эпителиальные клетки или клетки опухолей. Когда биологический образец представляет собой биологическую жидкость, подготовленную в реакционной камере 512u пробу используют в качестве третьей пробы для измерения для проведения анализа эритроцитов в биологической жидкости.[0160] In the reaction chamber 512i, the distributed biological sample is mixed with the first reagent 519u as a diluent and the third reagent 518u containing a dye. Due to the dye contained in the third reagent 518u, the particles in the sample are colored. When the biological sample is urine, the sample prepared in the reaction chamber 512u is used as a first sample for measurement for analyzing urine particles that are relatively large, such as red blood cells, white blood cells, epithelial cells, or tumor cells. When the biological sample is a biological fluid, the sample prepared in the reaction chamber 512u is used as a third sample for measurement for analyzing red blood cells in the biological fluid.
[0161] В то же время, в реакционной камере 512b распределенный биологический образец смешивают со вторым реагентом 519b в качестве разбавителя и четвертым реагентом 518b, содержащим краситель. Как описано далее, второй реагент 519b оказывает гемолитическое действие. Благодаря красителю, содержащемуся в четвертом реагенте 518b, частицы в образце окрашиваются. Когда биологический образец представляет собой мочу, подготовленная в реакционной камере 512b проба служит в качестве второй пробы для измерения для проведения анализа бактерий в моче. Когда биологический образец представляет собой биологическую жидкость, подготовленная в реакционной камере 512b проба служит в качестве четвертой пробы для измерения для проведения анализа ядросодержащих клеток (лейкоцитов и крупных клеток) и бактерий в биологической жидкости.[0161] At the same time, in the reaction chamber 512b, the distributed biological sample is mixed with the second reagent 519b as a diluent and the fourth reagent 518b containing a dye. As described later, the second reagent 519b has a hemolytic effect. Due to the dye contained in the fourth reagent 518b, the particles in the sample are colored. When the biological sample is urine, the sample prepared in the reaction chamber 512b serves as a second measurement sample for analyzing bacteria in the urine. When the biological sample is a biological fluid, the sample prepared in the reaction chamber 512b serves as a fourth measurement sample for analyzing nucleated cells (leukocytes and large cells) and bacteria in the biological fluid.
[0162] От реакционной камеры 512и до проточной ячейки 551 оптического детектора 505 проходит трубка, в результате чего подготовленная в реакционной камере 512u проба для измерения может подаваться в проточную ячейку 551. На выходе из реакционной камеры 512u предусмотрен соленоидный клапан 521u. От реакционной камеры 512b также проходит трубка, и эта трубка соединена с частью трубки, проходящей от реакционной камеры 512u. Соответственно, подготовленная в реакционной камере 512b проба для измерения может подаваться в проточную ячейку 551. На выходе из реакционной камеры 512u предусмотрен соленоидный клапан 521b.[0162] A tube extends from the reaction chamber 512u to the flow cell 551 of the optical detector 505, as a result of which the sample for measurement prepared in the reaction chamber 512u can be supplied to the flow cell 551. A solenoid valve 521u is provided at the outlet of the reaction chamber 512u. A tube also extends from the reaction chamber 512b, and this tube is connected to a part of the tube extending from the reaction chamber 512u. Accordingly, the sample for measurement prepared in the reaction chamber 512b can be supplied to the flow cell 551. A solenoid valve 521b is provided at the outlet of the reaction chamber 512u.
[0163] Трубка, проходящая от реакционных камер 512u, 512b до проточной ячейки 551, разветвляется перед проточной ячейкой 551, и ответвленная трубка соединена со шприцевым насосом 520а. Между шприцевым насосом 520а и точкой ответвления предусмотрен соленоидный клапан 521с.[0163] The tube extending from the reaction chambers 512u, 512b to the flow cell 551 branches before the flow cell 551, and the branched tube is connected to the syringe pump 520a. A solenoid valve 521c is provided between the syringe pump 520a and the branch point.
[0164] Между точкой соединения трубок, проходящих от соответствующих реакционных камер 512u, 512b, и точкой ответвления трубка дополнительно разветвляется, и ответвленная трубка соединена со шприцевым насосом 520b. Между точкой ответвления трубки, проходящей от шприцевого насоса 520b, и точкой соединения, предусмотрен соленоидный клапан 521d.[0164] Between the connection point of the tubes passing from the respective reaction chambers 512u, 512b and the branch point, the tube is further branched, and the branched tube is connected to the syringe pump 520b. Between the branch point of the tube passing from the syringe pump 520b and the connection point, a solenoid valve 521d is provided.
[0165] Узел 502 подготовки проб имеет соединенный с ним узел 522 хранения обжимающей жидкости, который хранит обжимающую жидкость, и узел 522 хранения обжимающей жидкости соединен с проточной ячейкой 551 посредством трубки. Узел 522 хранения обжимающей жидкости имеет соединенный с ним компрессор 522а, и когда компрессор 522а приводят в действие, сжатый воздух подается в узел 522 хранения обжимающей жидкости, и обжимающую жидкость подают из узла 522 хранения обжимающей жидкости в проточную ячейку 551.[0165] The sample preparation unit 502 has a sheath fluid storage unit 522 connected thereto, which stores the sheath fluid, and the sheath fluid storage unit 522 is connected to the flow cell 551 via a tube. The sheath fluid storage unit 522 has a compressor 522a connected thereto, and when the compressor 522a is driven, compressed air is supplied to the sheath fluid storage unit 522, and the sheath fluid is supplied from the sheath fluid storage unit 522 to the flow cell 551.
[0166] Что касается двух видов суспензий (проб для измерений), подготовленных в соответствующих реакционных камерах 512u, 512b, то суспензию (первую пробу для измерения, когда биологический образец представляет собой мочу; третью пробу для измерения, когда биологический образец представляет собой биологическую жидкость) в реакционной камере 512u проводят в оптический детектор 505, формируя окруженный обжимающей жидкостью тонкий поток в проточной ячейке 551, и воздействуют на тонкий поток лазерным светом. Затем, аналогичным образом, суспензию (вторую пробу для измерения, когда биологический образец представляет собой мочу; четвертую пробу для измерения, когда биологический образец представляет собой биологическую жидкость) в реакционной камере 512b проводят в оптический детектор 505, формируя тонкий поток в проточной ячейке 551, и воздействуют на тонкий поток лазерным светом. Такие операции выполняют автоматически, вынуждая соленоидные клапаны 521а, 521b, 521с, 521d, узел 503 привода и т.п. функционировать под управлением процессора 4831 (контроллера).[0166] Regarding the two kinds of suspensions (measurement samples) prepared in the respective reaction chambers 512u, 512b, the suspension (the first measurement sample when the biological sample is urine; the third measurement sample when the biological sample is a biological fluid) in the reaction chamber 512u is introduced into the optical detector 505, forming a thin stream surrounded by a sheathing liquid in the flow cell 551, and the thin stream is exposed to laser light. Then, similarly, the suspension (the second measurement sample when the biological sample is urine; the fourth measurement sample when the biological sample is a biological fluid) in the reaction chamber 512b is introduced into the optical detector 505, forming a thin stream in the flow cell 551, and the thin stream is exposed to laser light. Such operations are performed automatically, forcing solenoid valves 521a, 521b, 521c, 521d, drive unit 503, etc. to function under the control of processor 4831 (controller).
[0167] Далее будет подробно описаны реагенты с первого по четвертый. Первый реагент 519u представляет собой реагент с буфером в качестве главного компонента, содержит средство для компенсации осмотического давления с тем, чтобы обеспечить получение стабильного сигнала флуоресценции без гемолиза эритроцитов, и доведен до 100-600 мОсм/кг с тем, чтобы реализовать осмотическое давление, подходящее для классификационного измерения. Предпочтительно, первый реагент 519u не оказывает гемолитического действия на эритроциты в моче.[0167] The first to fourth reagents will be described in detail hereinafter. The first reagent 519u is a reagent with a buffer as a main component, contains an osmotic pressure compensation agent so as to ensure the production of a stable fluorescence signal without hemolysis of erythrocytes, and is adjusted to 100-600 mOsm/kg so as to realize an osmotic pressure suitable for classification measurement. Preferably, the first reagent 519u does not have a hemolytic effect on erythrocytes in urine.
[0168] В отличие от первого реагента 519u, второй реагент 519b оказывает гемолитическое действие. Это предназначено для облегчения прохождения описанного далее четвертого реагента 518b через клеточные мембраны бактерий с тем, чтобы способствовать окрашиванию. Кроме того, это предназначено также для ограничения контаминантов, таких как слизистые волокна и фрагменты эритроцитов. Второй реагент 519b содержит поверхностно-активное вещество, чтобы приобрести гемолитическое действие. В качестве поверхностно-активного вещества можно использовать множество анионных, неионных и катионных поверхностно-активных веществ, однако катионное поверхностно-активное вещество является особенно подходящим. Поскольку поверхностно-активное вещество может разрушать клеточные мембраны бактерий, нуклеиновые кислоты из бактерий можно эффективно окрашивать красителем, содержащимся в четвертом реагенте 518b. В результате, измерение бактерий можно выполнять посредством кратковременного способа окрашивания.[0168] Unlike the first reagent 519u, the second reagent 519b has a hemolytic effect. This is intended to facilitate the passage of the fourth reagent 518b described below through the cell membranes of bacteria so as to promote staining. In addition, this is also intended to limit contaminants such as mucus fibers and red blood cell fragments. The second reagent 519b contains a surfactant to acquire a hemolytic effect. A variety of anionic, nonionic and cationic surfactants can be used as the surfactant, but a cationic surfactant is particularly suitable. Since the surfactant can destroy the cell membranes of bacteria, nucleic acids from bacteria can be effectively stained with the dye contained in the fourth reagent 518b. As a result, the measurement of bacteria can be performed by a short-term staining method.
[0169] В качестве другого варианта осуществления, второй реагент 519b может приобретать гемолитическое действие не с помощью поверхностно-активного вещества, а в результате доведения до кислого или имеющего низкий рН. Имеющий низкий рН означает, что рН является более низким, чем рН первого реагента 519u. Когда первый реагент 519u лежит в диапазоне от нейтрального или слабо кислого до слабо щелочного, второй реагент 19b является кислым или сильно кислым. Когда рН первого реагента 519u составляет 6,0-8,0, рН второго реагента 519b является более низким, чем этот, и предпочтительно составляет 2,0-6,0.[0169] As another embodiment, the second reagent 519b may acquire a hemolytic effect not by means of a surfactant, but by being adjusted to an acidic or low pH. Having a low pH means that the pH is lower than the pH of the first reagent 519u. When the first reagent 519u is in the range from neutral or slightly acidic to slightly alkaline, the second reagent 19b is acidic or strongly acidic. When the pH of the first reagent 519u is 6.0-8.0, the pH of the second reagent 519b is lower than this, and is preferably 2.0-6.0.
[0170] Второй реагент 519b может содержать поверхностно-активное вещество и может быть доведен до низкого рН.[0170] The second reactant 519b may comprise a surfactant and may be adjusted to a low pH.
[0171] В качестве другого варианта осуществления, второй реагент 519b может приобретать гемолитическое действие за счет наличия более низкого осмотического давления, чем первый реагент 19u.[0171] As another embodiment, the second reagent 519b may acquire its hemolytic effect by having a lower osmotic pressure than the first reagent 19u.
[0172] В то же время, первый реагент 519u не содержит какого-либо поверхностно-активного вещества. В другом варианте осуществления первый реагент 519u может содержать поверхностно-активное вещество, но его вид и концентрацию необходимо корректировать так, чтобы не подвергать эритроциты гемолизу. Таким образом, предпочтительно, первый реагент 519u не содержит такого же поверхностно-активного вещества, как и у второго реагента 519b, или даже если первый реагент 519u содержит такое же поверхностно-активное вещество, как и у второго реагента 519b, концентрация поверхностно-активного вещества в первом реагенте 519и является более низкой, чем во втором реагенте 519b.[0172] At the same time, the first reagent 519u does not contain any surfactant. In another embodiment, the first reagent 519u may contain a surfactant, but its type and concentration need to be adjusted so as not to subject the red blood cells to hemolysis. Thus, it is preferable that the first reagent 519u does not contain the same surfactant as the second reagent 519b, or even if the first reagent 519u contains the same surfactant as the second reagent 519b, the concentration of the surfactant in the first reagent 519i is lower than in the second reagent 519b.
[0173] Третий реагент 518и представляет собой окрашивающий реагент для применения в измерении частиц мочи (эритроцитов, лейкоцитов, эпителиальных клеток, цилиндры или т.п.). В качестве красителя, содержащегося в третьем реагенте 518u, выбирают краситель, который окрашивает мембраны, чтобы окрашивать также частицы, не имеющие нуклеиновых кислот. Предпочтительно, третий реагент 518u содержит средство для компенсации осмотического давления с целью предотвращения гемолиза эритроцитов и с целью получения стабильной интенсивности флуоресценции и доведен до 100-600 мОсм/кг с тем, чтобы реализовать осмотическое давление, подходящее для классификационного измерения. Клеточную мембрану и ядро (мембрану) частиц мочи окрашивают посредством третьего реагента 518u. В качествен окрашивающего реагента, содержащего краситель, который окрашивает мембраны, используют производное конденсированного бензола, и можно использовать, например, краситель на основе цианина. Третий реагент 518u окрашивает не только клеточные мембраны, но и ядерные мембраны. Когда третий реагент 518u используют в ядросодержащих клетках, таких как лейкоциты и эпителиальные клетки, интенсивность окрашивания в цитоплазме (клеточная мембрана) и интенсивность окрашивания в ядре (ядерная мембрана) объединяются, в результате чего интенсивность окрашивания становится выше, чем в частицах мочи, не имеющих нуклеиновых кислот. Соответственно, ядросодержащие клетки, такие как лейкоциты и эпителиальные клетки, можно отличать от частиц мочи, не имеющих нуклеиновых кислот, таких как эритроциты. В качестве третьего реагента можно использовать реагенты, описанные в публикации патента США № US 5891733. Содержание публикации патента США № US 5891733 включено сюда по ссылке. Третий реагент 518u смешивают с мочой или биологической жидкостью, совместно с первым реагентом 519u.[0173] The third reagent 518u is a coloring reagent for use in measuring urine particles (erythrocytes, leukocytes, epithelial cells, casts, or the like). As the dye contained in the third reagent 518u, a dye that colors membranes is selected in order to also color particles that do not have nucleic acids. Preferably, the third reagent 518u contains an osmotic pressure compensation agent for the purpose of preventing hemolysis of erythrocytes and for the purpose of obtaining a stable fluorescence intensity, and is adjusted to 100-600 mOsm/kg so as to realize an osmotic pressure suitable for classification measurement. The cell membrane and the core (membrane) of the urine particles are colored by the third reagent 518u. As the coloring reagent containing the dye that colors membranes, a condensed benzene derivative is used, and, for example, a cyanine-based dye can be used. The third reagent 518u stains not only cell membranes but also nuclear membranes. When the third reagent 518u is used in nucleated cells such as leukocytes and epithelial cells, the staining intensity in the cytoplasm (cell membrane) and the staining intensity in the nucleus (nuclear membrane) are combined, resulting in a staining intensity higher than that of urine particles lacking nucleic acids. Accordingly, nucleated cells such as leukocytes and epithelial cells can be distinguished from urine particles lacking nucleic acids such as red blood cells. As the third reagent, reagents described in U.S. Patent Publication No. US 5,891,733 can be used. The contents of U.S. Patent Publication No. US 5,891,733 are incorporated herein by reference. The third reagent 518u is mixed with urine or a biological fluid, together with the first reagent 519u.
[0174] Четвертый реагент 518b представляет собой окрашивающий реагент, который позволяет точно измерять бактерии, даже когда образец содержит контаминанты, имеющие размеры, эквивалентные размерам бактерий и грибов. Четвертый реагент 518b подробно описан в публикации заявки на европейский патент № ЕР 1136563. В качестве красителя, содержащегося в четвертом реагенте 518b, подходящим образом используют краситель, окрашивающий нуклеиновые кислоты. В качестве окрашивающего реагента, содержащего краситель, который окрашивает ядра, можно использовать, например, краситель на основе цианина из патента США № US 7309581. Четвертый реагент 518b смешивают с мочой или образцом, совместно со вторым реагентом 519b. Содержания публикации заявки на европейский патент № ЕР 1136563 и патента США № US 7309581 включены сюда по ссылке.[0174] The fourth reagent 518b is a staining reagent that allows bacteria to be accurately measured even when the sample contains contaminants that are equivalent in size to bacteria and fungi. The fourth reagent 518b is described in detail in European Patent Application Publication No. EP 1 136 563. A dye that stains nucleic acids is suitably used as the dye contained in the fourth reagent 518b. For example, the cyanine-based dye of U.S. Patent No. US 7,309,581 can be used as the staining reagent containing the dye that stains nuclei. The fourth reagent 518b is mixed with urine or a sample, together with the second reagent 519b. The contents of European Patent Application Publication No. EP 1 136 563 and U.S. Patent No. US 7,309,581 are incorporated herein by reference.
[0175] Таким образом, предпочтительно, третий реагент 518u содержит краситель, который окрашивает клеточные мембраны, в то время как четвертый реагент 518b содержит краситель, который окрашивает нуклеиновые кислоты. Частицы мочи могут включать не имеющие ядра частицы, такие как эритроциты. Таким образом, с помощью третьего реагента 518u, содержащего краситель, который окрашивает клеточные мембраны, можно детектировать частицы мочи, включая частицы, не имеющие ядра. Поскольку второй реагент может разрушать клеточные мембраны бактерий, нуклеиновые кислоты бактерий и грибов можно эффективно окрашивать красителем, содержащимся в четвертом реагенте 18b. В результате измерение бактерий можно выполнять посредством кратковременного способа окрашивания.[0175] Thus, preferably, the third reagent 518u contains a dye that stains cell membranes, while the fourth reagent 518b contains a dye that stains nucleic acids. The urine particles may include non-nucleated particles such as red blood cells. Thus, by using the third reagent 518u containing a dye that stains cell membranes, urine particles including non-nucleated particles can be detected. Since the second reagent can destroy the cell membranes of bacteria, nucleic acids of bacteria and fungi can be effectively stained with the dye contained in the fourth reagent 18b. As a result, the measurement of bacteria can be performed by a short-term staining method.
[3. Первая система анализа данных о форме волны][3. The First Waveform Data Analysis System]
<Конфигурация первой системы анализа данных о форме волны><Configuration of the first waveform data analysis system>
[0176] Другой вариант осуществления относится к системе анализа данных о форме волны. Со ссылкой на ФИГ. 38 первая система анализа данных о форме волны включает в себя устройство 100А глубокого обучения. В качестве устройства 100А глубокого обучения функционирует устройство 100 на стороне поставщика. Устройство 100А глубокого обучения вынуждает нейронную сеть 50 обучаться с использованием обучающих данных и предоставляет пользователю алгоритм 60 глубокого обучения, обученный на обучающих данных. Алгоритм 60 глубокого обучения, выполненный в виде обученной нейронной сети, предоставляют из устройства 100А глубокого обучения в измерительный блок 400 посредством носителя 98 или коммуникационной сети 99. Измерительный блок 400 выполняет анализ данных о форме волны для клетки-цели анализа с использованием алгоритма 60 глубокого обучения, выполненного в виде обученной нейронной сети.[0176] Another embodiment relates to a waveform data analysis system. With reference to FIG. 38, a first waveform data analysis system includes a deep learning device 100A. A device 100 on the provider side functions as the deep learning device 100A. The deep learning device 100A causes a neural network 50 to learn using training data and provides a deep learning algorithm 60 trained on the training data to a user. The deep learning algorithm 60, implemented as a trained neural network, is provided from the deep learning device 100A to the measuring unit 400 via a medium 98 or a communication network 99. The measuring unit 400 performs waveform data analysis for an analysis target cell using the deep learning algorithm 60, implemented as a trained neural network.
[0177] Устройство 100А глубокого обучения реализовано, например, в виде компьютера общего назначения и выполняет процесс глубокого обучения на основании блок-схемы, описанной далее. Измерительный блок 400 выполняет процесс анализа данных о форме волны на основании блок-схемы, описанной далее. Носитель 98 представляет собой, например, машиночитаемый невременный материальный носитель данных, такой как DVD-ROM или память USB.[0177] The deep learning device 100A is implemented, for example, as a general-purpose computer and performs a deep learning process based on the flow chart described below. The measuring unit 400 performs a process of analyzing waveform data based on the flow chart described below. The carrier 98 is, for example, a machine-readable non-transitory tangible storage medium such as a DVD-ROM or a USB memory.
[0178] Устройство 100А глубокого обучения соединено с измерительным блоком 400а или измерительным блоком 500а. Конфигурация измерительного блока 400а или измерительного блока 500а является сходной с конфигурацией описанных выше измерительного блока 400 или измерительного блока 500. Устройство 100А глубокого обучения получает обучающие данные о форме волны, полученные измерительным блоком 400а или измерительным блоком 500а. Способ создания обучающих данных о форме волны является таким, как описано выше.[0178] The deep learning device 100A is connected to the measuring unit 400a or the measuring unit 500a. The configuration of the measuring unit 400a or the measuring unit 500a is similar to the configuration of the measuring unit 400 or the measuring unit 500 described above. The deep learning device 100A receives training data about a waveform obtained by the measuring unit 400a or the measuring unit 500a. The method for creating the training data about a waveform is as described above.
[0179] Как показано на ФИГ. 38, измерительный блок 400а или измерительный блок 500а включает в себя проточную ячейку 4113, 551. В измерительном блоке 400а или измерительном блоке 500а биологическую пробу отправляют в проточную ячейку 4113, 551. Биологическую пробу, поданную в проточную ячейку 4113, 551, облучают светом от источника 4112, 553 света, и рассеянный вперед свет, рассеянный вбок свет и боковую флуоресценцию, излученные от каждой клетки в биологической пробе, детектируют светодетекторами (4116, 4121, 4122, 555, 558, 559). Измерительный блок 400а или измерительный блок 500а создает данные о форме волны из сигнала рассеянного вперед света, сигнала рассеянного вбок света и сигнала боковой флуоресценции, полученных посредством детектирования света светодетекторами (4116, 4121, 4122, 555, 558, 559), и передает данные о форме волны в устройство 100 на стороне поставщика.[0179] As shown in FIG. 38, the measuring unit 400a or the measuring unit 500a includes a flow cell 4113, 551. In the measuring unit 400a or the measuring unit 500a, a biological sample is sent to the flow cell 4113, 551. The biological sample supplied to the flow cell 4113, 551 is irradiated with light from a light source 4112, 553, and forward scattered light, side scattered light and side fluorescence emitted from each cell in the biological sample are detected by light detectors (4116, 4121, 4122, 555, 558, 559). The measuring unit 400a or the measuring unit 500a generates waveform data from the forward scattered light signal, the side scattered light signal and the side fluorescence signal obtained by detecting light by the light detectors (4116, 4121, 4122, 555, 558, 559), and transmits the waveform data to the device 100 on the supplier side.
<Конфигурация аппаратных средств устройства глубокого обучения><Deep Learning Device Hardware Configuration>
[0180] На ФИГ. 39 показан пример блок-схемы устройства 100 на стороне поставщика (устройства 100А глубокого обучения). Устройство 100 на стороне поставщика включает в себя узел 10 (10А) обработки, узел 16 ввода и узел 17 вывода.[0180] FIG. 39 shows an example of a block diagram of a device 100 on the provider side (deep learning device 100A). The device 100 on the provider side includes a processing node 10 (10A), an input node 16, and an output node 17.
[0181] Узел 10 обработки включает в себя, например: ЦП 11, который выполняет описанную далее обработку данных, память 12, используемую в качестве рабочей среды для обработки данных; хранилище 13, которое хранит программу и обрабатываемые данные, описанные далее; шину 14, которая передает данные между узлами; узел интерфейса (узел I/F) 15, который выполняет ввод/вывод данных по отношению к внешнему устройству; и ГП 19. Узел 16 ввода и узел 17 вывода соединены с узлом 10 обработки через узел интерфейса 15. Например, узел 16 ввода представляет собой устройство ввода, такое как клавиатура или мышь, а узел 17 вывода представляет собой устройство отображения, такое как жидкокристаллический дисплей. ГП 19 функционирует в качестве ускорителя, помогающего арифметическим процессам (например, параллельным арифметическим процессам), выполняемым посредством ЦП 11. То есть, в нижеприведенном описании процессы, выполняемые ЦП 11, также включают процессы, выполняемые ЦП 11 с использованием ГП 19 в качестве ускорителя. ГП 19 имеет функцию, эквивалентную функции описанного выше процессора 4833 для параллельной обработки. В данном случае, вместо ГП 19, может быть установлен чип, который является пригодным для вычислений в нейронной сети. Примеры такого чипа включают FPGA, ASIC и Myriad X (Intel).[0181] The processing unit 10 includes, for example: a CPU 11 that performs the data processing described below, a memory 12 used as a working medium for data processing; a storage 13 that stores a program and the data to be processed described below; a bus 14 that transfers data between the units; an interface unit (I/F unit) 15 that performs input/output of data with respect to an external device; and a GPU 19. An input unit 16 and an output unit 17 are connected to the processing unit 10 via the interface unit 15. For example, the input unit 16 is an input device such as a keyboard or a mouse, and the output unit 17 is a display device such as a liquid crystal display. The GPU 19 functions as an accelerator that assists arithmetic processes (for example, parallel arithmetic processes) performed by the CPU 11. That is, in the description below, the processes performed by the CPU 11 also include the processes performed by the CPU 11 using the GPU 19 as an accelerator. The GPU 19 has a function equivalent to that of the above-described 4833 processor for parallel processing. In this case, instead of the GPU 19, a chip that is suitable for neural network computing may be installed. Examples of such a chip include FPGA, ASIC, and Myriad X (Intel).
[0182] Для выполнения процесса каждой стадии, описанной ниже со ссылкой на ФИГ. 43, узел 10 обработки имеет предварительно сохраненные в хранилище 13 программу и алгоритм 50 глубокого обучения, выполненные в виде нейронной сети до подвергания обучению в соответствии с настоящим вариантом осуществления, например, в исполняемой форме. Исполняемая форма представляет собой форму, созданную посредством преобразования языка программирования компилятором, например. Узел 10 обработки использует программу, хранящуюся в хранилище 13, для выполнения процессов обучения нейронной сети 50 перед ее обучением.[0182] To perform the process of each stage described below with reference to FIG. 43, the processing unit 10 has a program and a deep learning algorithm 50 previously stored in the storage 13, which are implemented as a neural network before being trained according to the present embodiment, for example, in an executable form. The executable form is a form created by converting a programming language by a compiler, for example. The processing unit 10 uses the program stored in the storage 13 to perform training processes of the neural network 50 before training it.
[0183] В нижеприведенном описании, если не указано иное, процессы, выполняемые узлом 10 обработки, означают процессы, выполняемые ЦП 11 на основании программы и нейронной сети 50, хранящихся в хранилище 13 или памяти 12. ЦП 11 временно хранит необходимые данные (промежуточные данные, подвергаемые обработке, и т.д.) с использованием памяти 12 в качестве рабочей среды и, по необходимости, сохраняет в хранилище 13 данные, подлежащие хранению в течение длительного времени, такие как арифметические результаты.[0183] In the following description, unless otherwise specified, the processes executed by the processing unit 10 mean the processes executed by the CPU 11 based on the program and the neural network 50 stored in the storage 13 or the memory 12. The CPU 11 temporarily stores necessary data (intermediate data to be processed, etc.) using the memory 12 as a working medium and, as necessary, stores data to be stored for a long time, such as arithmetic results, in the storage 13.
<Конфигурация аппаратных средств анализатора><Analyzer hardware configuration>
[0184] Конфигурация измерительного блока 400 или 500, который обрабатывает данные о форме волны на основании алгоритма, предоставленного от устройства 100 на стороне поставщика, эквивалентна описанной выше конфигурации. Измерительный блок 400 или 500 может также иметь функцию устройства 100 на стороне поставщика (устройства 100А глубокого обучения), чтобы вынуждать нейронную сеть 50 обучаться с использованием обучающих данных. В этом случае устройство 100 на стороне поставщика (устройство 100А глубокого обучения) не является необходимым.[0184] The configuration of the measuring unit 400 or 500, which processes the waveform data based on the algorithm provided by the device 100 on the supplier side, is equivalent to the configuration described above. The measuring unit 400 or 500 may also have the function of the device 100 on the supplier side (deep learning device 100A) to force the neural network 50 to learn using the training data. In this case, the device 100 on the supplier side (deep learning device 100A) is not necessary.
[0185] Для того чтобы выполнять процесс каждой стадии в описанном ниже процессе анализа данных о форме волны, контроллер 480 измерительного блока имеет предварительно сохраненные в хранилище 4835 программу и алгоритм 60 глубокого обучения, выполненные в виде обученной нейронной сети в соответствии с настоящим вариантом осуществления, например, в исполняемой форме. Исполняемая форма представляет собой форму, созданную посредством преобразования языка программирования компилятором, например. Контроллер 480 измерительного блока использует программу и алгоритм 60 глубокого обучения, сохраненные в хранилище 4835, для выполнения процессов.[0185] In order to execute the process of each stage in the waveform data analysis process described below, the measuring unit controller 480 has a program and a deep learning algorithm 60, implemented as a trained neural network according to the present embodiment, in an executable form, previously stored in the storage 4835, for example. The executable form is a form created by converting a programming language by a compiler, for example. The measuring unit controller 480 uses the program and the deep learning algorithm 60 stored in the storage 4835 to execute the processes.
[0186] Как показано на ФИГ. 40, контроллер 480 измерительного блока может обновлять программу и алгоритм 60 глубокого обучения, сохраненные в хранилище 4835, посредством коммуникационной сети, например, через адаптер 481 LAN. Как показано на ФИГ. 41, описанный выше блок 600 анализа может передавать цифровые сигналы и результаты анализа, принятые из измерительного блока 400, в устройство 100А глубокого обучения через узел интерфейса 6011. Например, блок 600 анализа передает данные о форме волны и классификационную информацию, соответствующую данным о форме волны, в устройство 100А глубокого обучения через Интернет. Устройство 100А глубокого обучения выполняет процесс обучения на основании данных о форме волны и классификационной информации, соответствующей данным о форме волны, переданной из блока 600 анализа, для обновления алгоритма 60 глубокого обучения. Устройство 100А глубокого обучения передает обновленный алгоритм 60 глубокого обучения в блок 600 анализа. Блок 600 анализа обновляет хранящийся в хранилище 6004 алгоритм посредством алгоритма 60 глубокого обучения, переданного из устройства 100А глубокого обучения. Например, в то время как процессор 6001 и процессор 6002 для параллельной обработки обрабатывают данные о форме волны, переданные из измерительного блока 400, параллельно с этим блок 600 анализа передает данные о форме волны в устройство 100А глубокого обучения. После завершения анализа данных о форме волны, т.е. после завершения создания классификационной информации, блок 600 анализа передает классификационную информацию в устройство 100А глубокого обучения.[0186] As shown in FIG. 40, the measuring unit controller 480 may update the program and the deep learning algorithm 60 stored in the storage 4835 via a communication network, for example, via the LAN adapter 481. As shown in FIG. 41, the above-described analysis unit 600 may transmit digital signals and analysis results received from the measuring unit 400 to the deep learning device 100A via the interface node 6011. For example, the analysis unit 600 transmits waveform data and classification information corresponding to the waveform data to the deep learning device 100A via the Internet. The deep learning device 100A performs a learning process based on the waveform data and the classification information corresponding to the waveform data transmitted from the analysis unit 600 to update the deep learning algorithm 60. The deep learning device 100A transmits the updated deep learning algorithm 60 to the analysis unit 600. The analysis unit 600 updates the algorithm stored in the storage 6004 by means of the deep learning algorithm 60 transmitted from the deep learning device 100A. For example, while the processor 6001 and the processor 6002 for parallel processing process the waveform data transmitted from the measuring unit 400, in parallel with this, the analysis unit 600 transmits the waveform data to the deep learning device 100A. After completing the analysis of the waveform data, i.e. after completing the creation of the classification information, the analysis unit 600 transmits the classification information to the deep learning device 100A.
[0187] В нижеприведенном описании, если не указано иное, процессы, выполняемые контроллером 480 измерительного блока, означают, фактически, процессы, выполняемые процессором 4831 и процессором 4833 для параллельной обработки на основании программы и алгоритма 60 глубокого обучения, хранящихся в хранилище 4835 или ОЗУ 4834. Процессор 4831 временно хранит необходимые данные (такие как промежуточные данные, подвергаемые обработке, результаты измерения, результаты анализа и т.д.), например, с использованием ОЗУ 4834 в качестве рабочей среды, и, по необходимости, сохраняет в хранилище 4835 данные, подлежащие хранению в течение длительного времени, такие как арифметические результаты.[0187] In the description below, unless otherwise specified, the processes executed by the measuring unit controller 480 actually mean the processes executed by the processor 4831 and the processor 4833 for parallel processing based on the deep learning program and algorithm 60 stored in the storage 4835 or the RAM 4834. The processor 4831 temporarily stores necessary data (such as intermediate data to be processed, measurement results, analysis results, etc.) by, for example, using the RAM 4834 as a working environment, and, as necessary, stores data to be stored for a long time, such as arithmetic results, in the storage 4835.
<Функциональный блок и процедура обработки><Functional block and processing procedure>
(Процесс глубокого обучения)(Deep learning process)
[0188] На ФИГ. 42 показан пример функционального блока устройства 100А глубокого обучения, который выполняет глубокое обучение. Со ссылкой на ФИГ. 42 узел 10А обработки устройства 100А глубокого обучения в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя узел 101 создания обучающих данных, узел 102 ввода обучающих данных и узел 103 обновления алгоритма. Эти функциональные блоки реализуются, когда: программа для вынуждения компьютера исполнять процесс глубокого обучения установлена в хранилище 13 или памяти 12 узла 10А обработки, показанного на ФИГ. 39; и программа исполняется ЦП 11 и ГП 19. В хранилище 13 или памяти 12 узла 10А обработки хранятся база 104 данных (БД) обучающих данных и база 105 данных (БД) алгоритмов.[0188] FIG. 42 shows an example of a functional block of the deep learning device 100A that performs deep learning. Referring to FIG. 42, the processing unit 10A of the deep learning device 100A according to the present embodiment includes a training data creation unit 101, a training data input unit 102, and an algorithm updating unit 103. These functional blocks are implemented when: a program for causing a computer to execute a deep learning process is installed in a storage 13 or a memory 12 of the processing unit 10A shown in FIG. 39; and the program is executed by the CPU 11 and the GPU 19. The storage 13 or the memory 12 of the processing unit 10A stores a training data base (DB) 104 and an algorithm data base (DB) 105.
[0189] Обучающие данные 76а, 76b, 76с о форме волны получают заранее, например, посредством измерительного блока 400, 500, и сохраняют заранее в хранилище 13 или памяти 12 узла 10А обработки. Алгоритм 50 глубокого обучения сохраняют в базе 105 данных алгоритмов заранее.[0189] The training data 76a, 76b, 76c about the waveform are obtained in advance, for example, by means of the measuring unit 400, 500, and are stored in advance in the storage 13 or memory 12 of the processing node 10A. The deep learning algorithm 50 is stored in the algorithm database 105 in advance.
[0190] Узел 10А обработки устройства 100А глубокого обучения выполняет процессы, показанные на ФИГ. 43. Со ссылкой на функциональные блоки, показанные на ФИГ. 42, процессы стадий S211, S214 и S216, показанные на ФИГ. 43, выполняют узлом 101 создания обучающих данных. Процесс стадии S212 выполняют узлом 102 ввода обучающих данных. Процессы стадий S213 и S215 выполняют узлом 103 обновления алгоритма.[0190] The processing unit 10A of the deep learning device 100A executes the processes shown in FIG. 43. With reference to the functional blocks shown in FIG. 42, the processes of steps S211, S214, and S216 shown in FIG. 43 are executed by the training data creation unit 101. The process of step S212 is executed by the training data input unit 102. The processes of steps S213 and S215 are executed by the algorithm update unit 103.
[0191] Со ссылкой на ФИГ. 43 будет описан пример процесса глубокого обучения, выполняемого узлом 10А обработки. Сначала узел 10А обработки получает обучающие данные 72а, 72b, 72с о форме волны. Обучающие данные 72а о форме волны представляют собой данные о форме волны рассеянного вперед света, обучающие данные 72b о форме волны представляют собой данные о форме волны рассеянного вбок света, и обучающие данные 72с о форме волны представляют собой данные о форме волны боковой флуоресценции. Обучающие данные 72а, 72b, 72с о форме волны получают, например, посредством выполнения операции оператором, из измерительного блока 400, 500, из носителя 98 или через узел 15 I/F посредством коммуникационной сети. Когда получают обучающие данные 72а, 72b, 72с о форме волны, получают также информацию о том, на какой тип клетки указывают обучающие данные 72а, 72b, 72с о форме волны. Информация о том, какой тип клетки указан, может быть связанной с обучающими данными 72а, 72b, 72с о форме волны, или же может быть введена оператором посредством узла 16 ввода.[0191] With reference to FIG. 43, an example of a deep learning process performed by the processing unit 10A will be described. First, the processing unit 10A obtains training data 72a, 72b, 72c about a waveform. The training data 72a about a waveform is data about a waveform of forward scattered light, the training data 72b about a waveform is data about a waveform of sideways scattered light, and the training data 72c about a waveform is data about a waveform of sideways fluorescence. The training data 72a, 72b, 72c about a waveform are obtained, for example, by performing an operation by an operator, from the measuring unit 400, 500, from the carrier 98, or through the I/F unit 15 via a communication network. When the training data 72a, 72b, 72c about the wave form are received, information about what type of cell the training data 72a, 72b, 72c about the wave form indicates is also received. The information about what type of cell is indicated can be associated with the training data 72a, 72b, 72c about the wave form, or can be input by the operator via the input unit 16.
[0192] На стадии S211 узел 10А обработки создает обучающие данные 75 из данных 72а, 72b, 72с о форме волны и полученного значения метки 77.[0192] In step S211, the processing unit 10A creates training data 75 from the waveform data 72a, 72b, 72c and the obtained label value 77.
[0193] На стадии S212 узел 10А обработки вводит обучающие данные 75 в нейронную сеть 50, чтобы получить результат испытания. Результат испытания накапливают каждый раз, когда каждый из множества фрагментов обучающих данных 75 вводится в нейронную сеть 50.[0193] In step S212, the processing unit 10A inputs the training data 75 into the neural network 50 to obtain a test result. The test result is accumulated each time each of the plurality of pieces of the training data 75 is input into the neural network 50.
[0194] В способе анализа типа клетки в соответствии с настоящим вариантом осуществления используют сверточную нейронную сеть и используют метод стохастического градиентного спуска. Таким образом, на стадии S213 узел 10А обработки определяет, накоплены или нет результаты испытаний из предварительно установленного заданного количества раз испытаний. Когда результаты испытаний из заданного количества раз испытаний накоплены (ДА), узел 10А обработки переходит к процессу стадии S214. Когда результаты испытаний из заданного количества раз испытаний не накоплены (НЕТ), узел 10А обработки переходит к процессу стадии S215.[0194] In the cell type analysis method according to the present embodiment, a convolutional neural network is used and a stochastic gradient descent method is used. Thus, in step S213, the processing unit 10A determines whether or not the test results of a predetermined set number of test times have been accumulated. When the test results of the set number of test times have been accumulated (YES), the processing unit 10A proceeds to the process of step S214. When the test results of the set number of test times have not been accumulated (NO), the processing unit 10A proceeds to the process of step S215.
[0195] Затем, когда результаты испытаний из заданного количества раз испытаний были накоплены, узел 10А обработки обновляет на стадии S214 вес w связи нейронной сети 50, используя результаты обучения, накопленные на стадии S212. В способе анализа типа клетки в соответствии с настоящим вариантом осуществления, поскольку используют метод стохастического градиентного спуска, вес w связи нейронной сети 50 обновляют на том этапе, когда были накоплены результаты испытаний из заданного количества раз испытаний. Конкретно, процесс обновления веса w связи представляет собой процесс проведения вычислений в соответствии с методом градиентного спуска, представленным описанными далее формулой 12 и формулой 13.[0195] Then, when the test results of a predetermined number of test times have been accumulated, the processing unit 10A updates, in step S214, the link weight w of the neural network 50 using the training results accumulated in step S212. In the cell type analysis method according to the present embodiment, since a stochastic gradient descent method is used, the link weight w of the neural network 50 is updated in the step when the test results of a predetermined number of test times have been accumulated. Specifically, the process of updating the link weight w is a process of performing calculations in accordance with the gradient descent method represented by formula 12 and formula 13 described below.
[0196] На стадии S215 узел 10А обработки определяет, была или нет нейронная сеть 50 обучена с использованием заданного количества фрагментов обучающих данных 75. Когда обучение было выполнено с использованием заданного количества фрагментов обучающих данных 75 (ДА), процесс глубокого обучения заканчивается.[0196] In step S215, the processing unit 10A determines whether or not the neural network 50 has been trained using the predetermined number of pieces of training data 75. When training has been performed using the predetermined number of pieces of training data 75 (YES), the deep learning process ends.
[0197] Когда нейронная сеть 50 не была обучена с использованием заданного количества фрагментов обучающих данных 75 (НЕТ), узел 10А обработки переходит от стадии S215 к стадии S216 и выполняет процессы от стадии S211 до стадии S215 по отношению к следующим обучающим данным о форме волны.[0197] When the neural network 50 has not been trained using the specified number of pieces of training data 75 (NO), the processing unit 10A proceeds from step S215 to step S216 and performs the processes from step S211 to step S215 with respect to the next training waveform data.
[0198] В соответствии с процессами, описанными выше, обучают нейронную сеть 50, в результате чего получают алгоритм 60 глубокого обучения.[0198] In accordance with the processes described above, the neural network 50 is trained, resulting in a deep learning algorithm 60.
(Структура нейронной сети)(Neural network structure)
[0199] Как описано выше, в настоящем варианте осуществления используют сверточную нейронную сеть. В (а) на ФИГ. 44 показан пример структуры нейронной сети 50. Нейронная сеть 50 включает в себя входной слой 50а, выходной слой 50b и средний слой 50с между входным слоем 50а и выходным слоем 50b. Средний слой 50с состоит из множества слоев. Число слоев, образующих средний слой 50с, может составлять, например, 5 или более, предпочтительно 50 или более, а более предпочтительно 100 или более.[0199] As described above, in the present embodiment, a convolutional neural network is used. In (a) of FIG. 44, an example of the structure of the neural network 50 is shown. The neural network 50 includes an input layer 50a, an output layer 50b, and a middle layer 50c between the input layer 50a and the output layer 50b. The middle layer 50c is composed of a plurality of layers. The number of layers forming the middle layer 50c may be, for example, 5 or more, preferably 50 or more, and more preferably 100 or more.
[0200] В нейронной сети 50 между слоями соединено множество узлов 89, ранжированных по слоям. Соответственно, информация распространяется только в одном направлении, указанном стрелкой D на рисунке, от входного слоя 50а к выходному слою 50b.[0200] In the neural network 50, a plurality of nodes 89, ranked by layers, are connected between the layers. Accordingly, information propagates in only one direction, indicated by arrow D in the figure, from the input layer 50a to the output layer 50b.
(Арифметическая операция в каждом узле)(Arithmetic operation at each node)
[0201] (b) на ФИГ. 44 представляет собой схематический рисунок, показывающий арифметические операции, выполняемые в каждом узле. Каждый узел 89 принимает множество вводов и рассчитывает один вывод (z). В случае примера, показанного в (b) на ФИГ. 44, узел 89 принимает четыре ввода. Общий ввод (u), принятый узлом 89, представлен формулой 2 ниже в качестве примера. В настоящем варианте осуществления в качестве обучающих данных 75 и данных 85 анализа используют одномерные матричные данные. Таким образом, когда переменные арифметического выражения соответствуют двумерным матричным данным, выполняют процесс преобразования переменных таким образом, чтобы они соответствовали одномерным матричным данным.[0201] (b) in FIG. 44 is a schematic diagram showing arithmetic operations performed in each node. Each node 89 receives a plurality of inputs and calculates one output (z). In the case of the example shown in (b) in FIG. 44, the node 89 receives four inputs. The total input (u) received by the node 89 is represented by formula 2 below as an example. In the present embodiment, one-dimensional matrix data is used as the training data 75 and the analysis data 85. Thus, when the variables of the arithmetic expression correspond to two-dimensional matrix data, a process of transforming the variables so that they correspond to one-dimensional matrix data is performed.
[Математическое выражение 2][Mathematical expression 2]
Каждый ввод умножают на различный вес. В формуле 2 b - это значение, называемое смещением. Вывод (z) узла служит в качестве вывода заданной функции f по отношению к общему вводу (и), представленному формулой 2, и представлен формулой 3 ниже. Функция f называется функцией активации.Each input is multiplied by a different weight. In formula 2, b is a value called the bias. The output (z) of the node serves as the output of a given function f with respect to the overall input (s) represented by formula 2, and is represented by formula 3 below. The function f is called the activation function.
[Математическое выражение 3][Mathematical expression 3]
(с) на ФИГ. 44 представляет собой схематический рисунок, показывающий арифметические операции между узлами. В нейронной сети 50 узлы, каждый из которых выводит результат (z), представленный формулой 3, по отношению к общему вводу (u) в узел 89, представленному формулой 2, ранжированы по слоям. Выводы из узлов предшествующего слоя служат вводами в узлы следующего слоя. В примере, показанном в (с) на ФИГ. 44, выводы узла 89а в левом слое служат вводами в узлы 89b в правом слое. Каждый узел 89b принимает выводы из узлов 89а. Связь между каждым узлом 89а и каждым узлом 89b умножают на различный вес. Когда соответствующие выводы из множества узлов 89а определяются как x1-x4, вводы в соответствующие три узла 89b представлены формулами с 4-1 по 4-3 ниже.(c) in FIG. 44 is a schematic diagram showing arithmetic operations between nodes. In the neural network 50, nodes, each of which outputs a result (z), represented by formula 3, with respect to a common input (u) to node 89, represented by formula 2, are ranked by layers. Outputs from nodes of a previous layer serve as inputs to nodes of the next layer. In the example shown in (c) in FIG. 44, outputs of node 89a in the left layer serve as inputs to nodes 89b in the right layer. Each node 89b receives outputs from nodes 89a. The connection between each node 89a and each node 89b is multiplied by a different weight. When the corresponding outputs from a plurality of nodes 89a are determined as x1-x4, the inputs to the corresponding three nodes 89b are represented by formulas 4-1 through 4-3 below.
[Математическое выражение 4][Mathematical expression 4]
При обобщении формул с 4-1 по 4-3 получается формула4-4. Здесь i=1, …, I, j=1,…, J (I - общее число вводов, и J - общее число выводов).Generalizing formulas 4-1 through 4-3 yields formula 4-4. Here i=1, …, I, j=1,…, J (I is the total number of inputs, and J is the total number of outputs).
[Математическое выражение 5][Mathematical expression 5]
При применении формулы 4-4 к функции активации получается вывод. Вывод представлен формулой 5 ниже.When applying the 4-4 formula to the activation function, the output is given by the formula 5 below.
[Математическое выражение 6][Mathematical expression 6]
(Функция активации)(Activation function)
В способе анализа типа клетки в соответствии с вариантом осуществления в качестве функции активации используют функцию блока линейной ректификации. Функция блока линейной ректификации представлена формулой 6 ниже.In the cell type analysis method according to the embodiment, a linear rectification block function is used as the activation function. The linear rectification block function is represented by formula 6 below.
[Математическое выражение 7][Mathematical expression 7]
Формула 6 представляет собой функцию, полученную при установке u=0 в часть u<0 в линейной функции с z=u. В примере, показанном в (с) на ФИГ. 44, с использованием формулы 6, вывод из узла j=1 представлен нижеприведенной формулой.Formula 6 is the function obtained by setting u=0 to the u<0 portion of the linear function with z=u. In the example shown in (c) of FIG. 44, using Formula 6, the output from node j=1 is represented by the formula below.
[Математическое выражение 8][Mathematical expression 8]
(Обучение нейронной сети)(Neural network training)
Если функцию, выраженную с использованием нейронной сети, определяют как y(x:w), функция y(x:w) изменяется, когда изменяется параметр w нейронной сети. Коррекция функции y(x:w) таким образом, что нейронная сеть выбирает более подходящий параметр w применительно к вводу х, называется тренировкой/обучением нейронной сети. Принимают, что представлено множество пар ввода и вывода функции, выраженной с использованием нейронной сети. Если желательный вывод для ввода х определяют как d, пары ввода/вывода приведены как {(x1,d1), (x2,d2), …, (xn,dn)}. Набор пар, где каждая выражена как (x,d), называется обучающими данными. Конкретно, набор фрагментов данных о форме волны (данных о форме волны рассеянного вперед света, данных о форме волны рассеянного вбок света, данных о форме волны флуоресценции), показанный на ФИГ. 3, представляет собой обучающие данные, показанные на ФИГ. 3.If a function expressed using a neural network is defined as y(x:w), the function y(x:w) changes when the parameter w of the neural network changes. Correcting the function y(x:w) such that the neural network selects a more appropriate parameter w with respect to the input x is called training/educating the neural network. It is assumed that a plurality of pairs of input and output of a function expressed using a neural network are represented. If a desired output for an input x is defined as d, the input/output pairs are given as {(x1,d1), (x2,d2), ..., (xn,dn)}. A set of pairs where each is expressed as (x,d) is called training data. Specifically, a set of pieces of waveform data (forward scattered light waveform data, side scattered light waveform data, fluorescence waveform data) shown in FIG. 3 is the training data shown in FIG. 3.
[0202] Обучение нейронной сети означает коррекцию веса w таким образом, что, применительно к любой паре ввода/вывода (xn,dn), вывод y(xn:w) нейронной сети при данном вводе xn становится как можно ближе к выводу dn. Функция ошибок является показателем близости[0202] Training a neural network means adjusting the weight w such that, for any input/output pair (xn,dn), the output y(xn:w) of the neural network for a given input xn becomes as close as possible to the output dn. The error function is a measure of the closeness
[Математическое выражение 9][Mathematical expression 9]
между обучающими данными и функцией, выраженной с использованием нейронной сети. Функцию ошибок также называют функцией потерь. Функция ошибок E(w), используемая в способе анализа типа клетки в соответствии с вариантом осуществления, представлена нижеприведенной формулой 7. Формула 7 называется перекрестной энтропией.between the training data and the function expressed using the neural network. The error function is also called the loss function. The error function E(w) used in the cell type analysis method according to the embodiment is represented by the following formula 7. Formula 7 is called the cross entropy.
[Математическое выражение 10][Mathematical expression 10]
Далее будет описан способ расчета перекрестной энтропии формулы 7. В выходном слое 50b нейронной сети 50, используемой в способе анализа типа клетки в соответствии с вариантом осуществления, т.е. в последнем слое нейронной сети, используют функцию активации для классификации ввода х на конечное количество классов в соответствии с содержимым. Функция активации обозначена как функция softmax и представлена ниже формулой 8. Принимают, что в выходном слое 50b узлы ранжированы по такому же числу, как число классов k. Принимают, что общий ввод и из каждого узла k (k=1, …, K) выходного слоя L дан как uk(L) из выводов из предшествующего слоя L-1. Соответственно, вывод из k-того узла в выходном слое представлен ниже формулой 8.Next, a method for calculating the cross entropy of formula 7 will be described. In the output layer 50b of the neural network 50 used in the cell type analysis method according to the embodiment, i.e., in the last layer of the neural network, an activation function is used to classify the input x into a finite number of classes according to the content. The activation function is denoted as a softmax function and is represented below by formula 8. It is assumed that in the output layer 50b, the nodes are ranked by the same number as the number of classes k. It is assumed that the total input u from each node k (k=1, …, K) of the output layer L is given as uk (L) from the outputs from the previous layer L-1. Accordingly, the output from the k-th node in the output layer is represented below by formula 8.
[Математическое выражение 11][Mathematical expression 11]
Формула 8 представляет собой функцию softmax. Сумма выводов y1, …, yK, определенная по формуле 8, всегда составляет 1.Formula 8 is a softmax function. The sum of the outputs y1, …, yK, determined by formula 8, is always 1.
[0203] Когда каждый класс выражается как С1, …, CK, вывод yK из узла k в выходном слое L (т.е. uk(L) представляет вероятность, с которой данный ввод х принадлежит к классу CK См. формулу 9 ниже. Ввод х классифицируют в тот класс, в котором вероятность, представленная формулой 9, становится наивысшей.[0203] When each class is expressed as C1, …, CK, the output yK from node k in the output layer L (i.e., uk (L)) represents the probability with which a given input x belongs to class CK See Formula 9 below. The input x is classified into the class in which the probability represented by Formula 9 becomes highest.
[Математическое выражение 12][Mathematical expression 12]
При обучении нейронной сети функцию, выраженную нейронной сетью, рассматривают в качестве модели апостериорной вероятности каждого класса, и правдоподобие веса w применительно к обучающим данным оценивают в такой вероятностной модели, и выбирают вес w, максимизирующий правдоподобие.When training a neural network, the function expressed by the neural network is regarded as a model of the posterior probability of each class, and the likelihood of the weight w with respect to the training data is estimated in such a probability model, and the weight w that maximizes the likelihood is selected.
[0204] Принимают, что целевой вывод dn посредством функции softmax формулы 8 составляет 1 только тогда, когда вывод представляет собой правильный класс, а в ином случае целевой вывод dn составляет 0. Когда целевой вывод выражен в векторной форме dn=[dn1, …, dnK], если, например, правильный класс ввода xn представляет собой С3, только целевой вывод dn3 становится 1, а другие целевые выводы становятся 0. Когда выполняют кодирование этим способом, апостериорное распределение представлено ниже формулой 10.[0204] It is assumed that the target output dn by the softmax function of formula 8 is 1 only when the output is the correct class, and otherwise, the target output dn is 0. When the target output is expressed in the vector form dn=[dn1, …, dnK], if, for example, the correct class of the input xn is C3, only the target output dn3 becomes 1, and the other target outputs become 0. When encoding in this way, the posterior distribution is represented below by formula 10.
[Математическое выражение 13][Mathematical expression 13]
Правдоподобие L(w) веса w применительно к обучающим данным {(xn, dn)}(n=1,…, N) представлено ниже формулой 11. При взятии логарифма правдоподобия L(w) и смене знака выводится функция ошибок формулы 7.The likelihood L(w) of weight w applied to training data {(xn, dn)}(n=1,…, N) is given below by formula 11. Taking the logarithm of the likelihood L(w) and changing the sign yields the error function of formula 7.
[Математическое выражение 14][Mathematical expression 14]
Обучение означает минимизацию функции ошибок E(w), рассчитанной на основании обучающих данных, применительно к параметру w нейронной сети. В способе анализа типа клетки в соответствии с вариантом осуществления функция ошибок E(w) представлена формулой 7.Training means minimizing the error function E(w) calculated based on the training data with respect to the parameter w of the neural network. In the cell type analysis method according to the embodiment, the error function E(w) is represented by formula 7.
[0205] Минимизация функции ошибок E(w) применительно к параметру w имеет такое же значение, как и нахождение точки локального минимума функции E(w). Параметр w представляет собой вес связи между узлами. Точку локального минимума веса w получают посредством итерационного расчета повторяющегося обновления параметра w от произвольного исходного значения, используемого в качестве начальной точки. Одним примером такого расчета является метод градиентного спуска.[0205] Minimizing the error function E(w) with respect to a parameter w has the same meaning as finding a local minimum point of the function E(w). The parameter w represents the weight of the connection between nodes. The local minimum point of the weight w is obtained by iteratively calculating a repeated update of the parameter w from an arbitrary initial value used as the starting point. One example of such a calculation is the gradient descent method.
[0206] В методе градиентного спуска используют вектор, представленный ниже формулой 12.[0206] The gradient descent method uses a vector represented by formula 12 below.
[Математическое выражение 15][Mathematical expression 15]
В методе градиентного спуска процесс продвижения значения текущего параметра w в направлении отрицательного градиента (т.е. -VE) повторяют множество раз. Когда текущий вес составляет w(t), а вес после продвижения составляет w(t+1), арифметическая операция в соответствии с методом градиентного спуска представлена нижеприведенной формулой 13. Значение t означает число раз продвижения параметра w.In the gradient descent method, the process of advancing the value of the current parameter w in the direction of the negative gradient (i.e., -VE) is repeated many times. When the current weight is w (t) and the weight after advancing is w (t+1) , the arithmetic operation according to the gradient descent method is represented by the following formula 13. The value t means the number of times the parameter w is advancing.
[Математическое выражение 16][Mathematical expression 16]
СимволSymbol
[Математическое выражение 17][Mathematical expression 17]
представляет собой константу, которая определяет размах обновленной величины параметра w и называется коэффициентом обучения. В результате повторения арифметической операции, представленной формулой 13, функция ошибок E(w(t)) уменьшается в связи с увеличением значения t, и параметр w достигает точки локального минимума.is a constant that determines the range of the updated value of the parameter w and is called the learning coefficient. As a result of repeating the arithmetic operation represented by formula 13, the error function E(w (t) ) decreases due to the increase in the value of t, and the parameter w reaches a local minimum point.
[0207] Следует отметить, что арифметическую операцию в соответствии с формулой 13 можно выполнять для всех обучающих данных (n=1, …, N) или можно выполнять только для части обучающих данных. Метод градиентного спуска, выполняемый только для части обучающих данных, называется методом стохастического градиентного спуска. В способе анализа типа клетки в соответствии с вариантом осуществления используют метод стохастического градиентного спуска.[0207] It should be noted that the arithmetic operation according to formula 13 can be performed for all training data (n=1, …, N) or can be performed only for part of the training data. The gradient descent method performed only for part of the training data is called a stochastic gradient descent method. In the cell type analysis method according to the embodiment, the stochastic gradient descent method is used.
[4. Конструирование модели глубокого обучения][4. Designing a Deep Learning Model]
[0208] Используя Sysmex XN-1000, кровь, собранную от здорового индивидуума, измеряли в качестве пробы здоровой крови, а в качестве пробы нездоровой крови измеряли XN CHECK Lv2 (контрольную кровь из Streck (подвергнутую обработке, такой как фиксация)). В качестве окрашивающего реагента для флуоресценции использовали Fluorocell WDF, изготовленный компанией Sysmex Corporation. В качестве гемолитического средства использовали Lysercell WDF, изготовленный компанией Sysmex Corporation. Для каждой клетки, содержащейся в каждом биологическом образце, данные о форме волны рассеянного вперед света, рассеянного вбок света и боковой флуоресценции получали в 1024 точках с интервалом 10 наносекунд от начала измерения рассеянного вперед света. Применительно к пробе здоровой крови, данные о форме волны клеток в крови, собранной от 8 здоровых индивидуумов, пулировали в форме цифровых сигналов. Применительно к данным о форме волны каждой клетки, классификацию нейтрофилов (НЕЙТР.), лимфоцитов (ЛИМФ.), моноцитов (МОНОЦ.), эозинофилов (ЭОЗ.), базофилов (BASO) и незрелых гранулоцитов (IG) выполняли вручную, и каждому фрагменту данных о форме волны присваивали аннотацию (присваивание метки) типа клетки. Временную точку, в которой интенсивность сигнала рассеянного вперед света превышала порог, определяли как временную точку начала измерения, и временные точки получения фрагментов данных о форме волны рассеянного вперед света, рассеянного вбок света и боковой флуоресценции синхронизировали друг с другом, создавая обучающие данные. Кроме того, контрольную кровь снабжали аннотацией «происходящая из контрольной крови клетка (КОНТР.)». Обучающие данные вводили в алгоритм глубокого обучения с тем, чтобы провести его обучение.[0208] Using the Sysmex XN-1000, blood collected from a healthy individual was measured as a healthy blood sample, and XN CHECK Lv2 (control blood from Streck (subjected to treatment such as fixation)) was measured as an unhealthy blood sample. Fluorocell WDF manufactured by Sysmex Corporation was used as a fluorescence staining reagent. Lysercell WDF manufactured by Sysmex Corporation was used as a hemolytic agent. For each cell contained in each biological sample, forward scattered light, side scattered light, and side fluorescence waveform data were acquired at 1024 points at an interval of 10 nanoseconds from the start of forward scattered light measurement. For the healthy blood sample, waveform data of cells in the blood collected from 8 healthy individuals were pooled in the form of digital signals. For each cell waveform data, the classification of neutrophils (NEUTR), lymphocytes (LYMPH), monocytes (MONOC), eosinophils (EOS), basophils (BASO), and immature granulocytes (IG) was performed manually, and each piece of waveform data was annotated with a cell type label. The time point at which the forward scattered light signal intensity exceeded the threshold was defined as the measurement start time point, and the acquisition times of the forward scattered light, side scattered light, and side fluorescence waveform data pieces were synchronized with each other to create training data. In addition, the control blood was annotated with a “control blood-derived cell (CONTR)”. The training data was input into the deep learning algorithm to train it.
[0209] Применительно к клеткам крови другого здорового индивидуума, отличного от того здорового индивидуума, от которого получили обучающие данные клеток, аналитические данные о форме волны получали посредством Sysmex XN-1000 способом, сходным со способом для обучающих данных. Данные о форме волны, происходящие из контрольной крови, смешивали, создав данные анализа. Эти данные анализа вводили в сконструированный алгоритм глубокого обучения и получали данные о типах индивидуальных клеток.[0209] For blood cells from a different healthy individual than the healthy individual from which the training cell data was obtained, waveform analysis data was obtained using the Sysmex XN-1000 in a manner similar to that for the training data. Waveform data from the control blood were mixed to create analysis data. These analysis data were fed into a constructed deep learning algorithm to obtain individual cell type data.
[0210] На ФИГ. 45 показан результат в виде смешанной матрицы. Горизонтальная ось представляет результат определения сконструированным алгоритмом глубокого обучения, а вертикальная ось представляет результат определения, полученный вручную человеком (эталонного способа). Несмотря на то, что применительно к результату определения сконструированным алгоритмом глубокого обучения наблюдали небольшую путаницу между базофилами и лимфоцитами и между базофилами и тенями, результат определения сконструированным алгоритмом глубокого обучения продемонстрировал степень совпадения 98,8% с результатом определения эталонным способом.[0210] FIG. 45 shows the result in the form of a mixed matrix. The horizontal axis represents the determination result of the designed deep learning algorithm, and the vertical axis represents the determination result obtained manually by a human (reference method). Although a slight confusion was observed between basophils and lymphocytes and between basophils and ghosts in the determination result of the designed deep learning algorithm, the determination result of the designed deep learning algorithm demonstrated a match rate of 98.8% with the determination result of the reference method.
[0211] Затем, применительно к каждому типу клеток выполняли анализ ROC и оценивали чувствительность и специфичность. В (а) на ФИГ. 46 показана кривая ROC нейтрофила, в (b) на ФИГ. 46 показана кривая ROC лимфоцита, в (с) на ФИГ. 46 показана кривая ROC моноцита, в (а) на ФИГ. 47 показана кривая ROC нейтрофила, в (b) на ФИГ. 47 показана кривая ROC базофила, и в (с) на ФИГ. 47 показана кривая ROC контрольной крови (КОНТР.). Чувствительность и специфичность составляли, соответственно, 99,5% и 99,6% для нейтрофилов, 99,4% и 99,5% для лимфоцитов, 98,5% и 99,9% доя моноцитов, 97,9% и 99,8% для эозинофилов, 71,0% и 81,4% для базофилов и 99,8% и 99,6% для контрольной крови (КОНТР.). Это было хорошими результатами.[0211] Then, for each cell type, ROC analysis was performed and the sensitivity and specificity were evaluated. In (a) of FIG. 46, the ROC curve of neutrophil is shown, in (b) of FIG. 46, the ROC curve of lymphocyte is shown, in (c) of FIG. 46, the ROC curve of monocyte is shown, in (a) of FIG. 47, the ROC curve of neutrophil is shown, in (b) of FIG. 47, the ROC curve of basophil is shown, and in (c) of FIG. 47, the ROC curve of control blood (CONTR). The sensitivity and specificity were, respectively, 99.5% and 99.6% for neutrophils, 99.4% and 99.5% for lymphocytes, 98.5% and 99.9% for monocytes, 97.9% and 99.8% for eosinophils, 71.0% and 81.4% for basophils and 99.8% and 99.6% for control blood (CONTR). These were good results.
[0212] Из вышеприведенных результатов выяснили, что типы клеток можно определять с высокой точностью классификации, используя алгоритм глубокого обучения, на основании сигналов, полученных от клеток, содержащихся в биологическом образце, и на основании данных о форме волны.[0212] From the above results, it was found that cell types can be determined with high classification accuracy using a deep learning algorithm based on signals obtained from cells contained in a biological sample and based on waveform data.
[0213] Кроме того, в некоторых случаях, где клетки нездоровой крови, такой как контрольная кровь, смешивались с клетками здоровой крови, было сложно по обычной диаграмме рассеяния определять тип каждой индивидуальной клетки. Однако было показано, что при использовании алгоритма глубокого обучения из настоящего варианта осуществления даже тогда, когда клетки нездоровой крови смешивались с клетками здоровой крови, можно было определить каждую индивидуальную клетку.[0213] Furthermore, in some cases where unhealthy blood cells such as control blood were mixed with healthy blood cells, it was difficult to determine the type of each individual cell from a conventional scatter plot. However, it was shown that by using the deep learning algorithm of the present embodiment, even when unhealthy blood cells were mixed with healthy blood cells, it was possible to determine each individual cell.
[5. Система анализа с использованием анализатора изображений][5. Analysis system using image analyzer]
[0214] Далее будет описан вариант осуществления, в котором в качестве анализатора клеток использован анализатор изображений. Третий анализатор 4000'' клеток, представляющий собой анализатор изображений, анализирует данные захваченных изображений, таким образом оценивая тип клетки для каждой клетки, изображение которой было захвачено.[0214] Next, an embodiment will be described in which an image analyzer is used as a cell analyzer. The third cell analyzer 4000'', which is an image analyzer, analyzes the captured image data, thereby estimating the cell type for each cell whose image was captured.
[0215] На ФИГ. 48 показан пример конфигурации анализатора 4000'' клеток. Анализатор 4000'' клеток, показанный на ФИГ. 48, включает в себя измерительный блок 700 и обрабатывающий блок 800, измеряет пробу 901, подготовленную посредством предварительной обработки устройством 900 предварительной обработки, и выполняет анализ.[0215] FIG. 48 shows an example of a configuration of a cell analyzer 4000''. The cell analyzer 4000'' shown in FIG. 48 includes a measuring unit 700 and a processing unit 800, measures a sample 901 prepared by pre-processing by a pre-processing device 900, and performs analysis.
[0216] Измерительный блок 700 включает в себя проточную ячейку 710, источники 720-723 света, конденсаторные линзы 730-733, дихроические зеркала 740-741, конденсаторную линзу 750, оптический блок 751, конденсаторную линзу 752 и визуализирующий узел 760. Пробу 701 вынуждают протекать в протоке 711 проточной ячейки 710.[0216] The measuring unit 700 includes a flow cell 710, light sources 720-723, condenser lenses 730-733, dichroic mirrors 740-741, a condenser lens 750, an optical unit 751, a condenser lens 752, and an imaging unit 760. The sample 701 is caused to flow in the flow path 711 of the flow cell 710.
[0217] Каждый из источников 720-723 света подает свет на пробу 701, протекающую в проточной ячейке 710. Каждый из источников 720-723 света реализован, например, источником света в виде полупроводникового лазера. Свет с длинами волн λ11-λ14 излучают соответственно из источников 720-723 света. Конденсаторные линзы 730-733 конденсируют свет с длинами волн λ11-λ14, излученный соответственно из источников 720-723 света. Дихроическое зеркало 740 позволяет проходить сквозь него свету с длиной волны λ11 и отражает свет с длиной волны λ12. Дихроическое зеркало 741 позволяет проходить сквозь него свету с длиной волны λ11 и λ12 и отражает свет с длиной волны λ13. Таким образом, разным светом с длинами волн λ11-λ14 воздействуют на пробу 701, протекающую в протоке 711 проточной ячейки 710. Количество источников света в виде полупроводниковых лазеров измерительного блока 700 конкретно не ограничено, при условии, что их число составляет 1 или более. Количество источников света в виде полупроводниковых лазеров может быть выбрано, например, из 1, 2, 3, 4, 5 или 6.[0217] Each of the light sources 720-723 supplies light to the sample 701 flowing in the flow cell 710. Each of the light sources 720-723 is implemented, for example, by a light source in the form of a semiconductor laser. Light with wavelengths λ11-λ14 is emitted from the light sources 720-723, respectively. The condenser lenses 730-733 condense the light with wavelengths λ11-λ14 emitted from the light sources 720-723, respectively. The dichroic mirror 740 allows light with a wavelength of λ11 to pass through it and reflects light with a wavelength of λ12. The dichroic mirror 741 allows light with a wavelength of λ11 and λ12 to pass through it and reflects light with a wavelength of λ13. Thus, different light with wavelengths λ11-λ14 acts on the sample 701 flowing in the flow channel 711 of the flow cell 710. The number of light sources in the form of semiconductor lasers of the measuring unit 700 is not particularly limited, provided that their number is 1 or more. The number of light sources in the form of semiconductor lasers can be selected, for example, from 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
[0218] В случае, когда проба 701, протекающая в проточной ячейке 710, была окрашена флуоресцентным красителем, когда разным светом с длинами волн λ11-λ13 воздействуют на пробу 701, образуется флуоресценция от флуоресцентного красителя, окрашивающего каждую клетку. Например, образуется флуоресценция с длинами волн λ21, λ22, λ23, соответствующими длинам волн λ11, λ12, λ13 соответственно. Когда светом с длиной волны λ14 воздействуют на пробу 701, протекающую в проточной ячейке 710, этот свет проходит через каждую клетку. Пропускаемый свет, имеющий длину волны λ14 и прошедший через клетку, используют для создания светлопольного изображения.[0218] In the case where the sample 701 flowing in the flow cell 710 has been stained with a fluorescent dye, when different light with wavelengths of λ11-λ13 is exposed to the sample 701, fluorescence from the fluorescent dye staining each cell is generated. For example, fluorescence with wavelengths of λ21, λ22, λ23 corresponding to wavelengths of λ11, λ12, λ13, respectively, is generated. When light with a wavelength of λ14 is exposed to the sample 701 flowing in the flow cell 710, this light passes through each cell. The transmitted light having a wavelength of λ14 and having passed through the cell is used to create a bright field image.
[0219] Конденсаторная линза 750 конденсирует флуоресценции, образовавшиеся от пробы 701, протекающей в протоке 711 проточной ячейки 710, и пропускаемый свет, прошедший через пробу 701, протекающую в протоке 711 проточной ячейки 710. Оптический блок 751 имеет конфигурацию, в которой скомбинированы четыре дихроических зеркала. Четыре дихроических зеркала оптического блока 751 отражают флуоресценции и пропускаемый свет под углами, немного отличающимися друг от друга, чтобы разделять их на принимающей свет поверхности визуализирующего узла 760. Конденсаторная линза 752 конденсирует флуоресценции и пропускаемый свет.[0219] The condenser lens 750 condenses the fluorescence generated from the sample 701 flowing in the flow path 711 of the flow cell 710 and the transmitted light that has passed through the sample 701 flowing in the flow path 711 of the flow cell 710. The optical unit 751 has a configuration in which four dichroic mirrors are combined. The four dichroic mirrors of the optical unit 751 reflect the fluorescence and the transmitted light at angles slightly different from each other in order to separate them on the light-receiving surface of the imaging unit 760. The condenser lens 752 condenses the fluorescence and the transmitted light.
[0220] Визуализирующий узел 760 реализован камерой TDI (с временной задержкой и накоплением). Визуализирующий узел 760 может захватывать изображения флуоресценций и пропускаемого света и выводить в обрабатывающий блок 800 изображение флуоресценции, соответствующее флуоресценциям, и светлопольное изображение, соответствующее пропускаемому свету, в качестве сигналов визуализации.[0220] The imaging unit 760 is implemented by a TDI (time delay and accumulation) camera. The imaging unit 760 can capture images of fluorescences and transmitted light and output to the processing unit 800 a fluorescence image corresponding to the fluorescences and a bright field image corresponding to the transmitted light as imaging signals.
[0221] Обрабатывающий блок 800 включает в себя узел 811 обработки, хранилище 812, узел интерфейса 816 и шину 815, в качестве конфигурации аппаратных средств. Узел 811 обработки, хранилище 812 и узел интерфейса 816 соединены с шиной 815. Данные изображений (например, изображения флуоресценции, светлопольного изображения), сформированные сигналами визуализации, захваченными визуализирующим узлом 760 измерительного блока 700, сохраняются в хранилище 812 через узел интерфейса 816. Узел 811 обработки считывает данные изображений из хранилища 812 и анализирует эти данные изображений.[0221] The processing unit 800 includes a processing unit 811, a storage 812, an interface unit 816, and a bus 815 as a hardware configuration. The processing unit 811, the storage 812, and the interface unit 816 are connected to the bus 815. Image data (for example, fluorescence images, bright field images) generated by imaging signals captured by the imaging unit 760 of the measuring unit 700 are stored in the storage 812 via the interface unit 816. The processing unit 811 reads the image data from the storage 812 and analyzes this image data.
[0222] На ФИГ. 49 показан пример конфигурации узла 811 обработки. Узел 811 обработки включает в себя, например, процессор 8111, процессор 8112 для параллельной обработки и ОЗУ 8113. Процессор 8111, процессор 8112 для параллельной обработки и ОЗУ 8113 имеют конфигурации и функции, сходные с описанными выше процессором 4831, процессором 4833 для параллельной обработки и ОЗУ 4834 соответственно. Данные изображений, захваченные визуализирующим узлом 760, анализируют процессором 8111 и процессором 8112 для параллельной обработки. Процессор 8112 для параллельной обработки исполняет, например, посредством процессов, показанных в качестве примера на ФИГ. 16, ФИГ. 17 и ФИГ. 18, арифметические процессы для матричных данных, относящихся к данным изображений, параллельно множеством арифметических блоков.[0222] FIG. 49 shows an example of a configuration of the processing unit 811. The processing unit 811 includes, for example, a processor 8111, a parallel processing processor 8112, and a RAM 8113. The processor 8111, the parallel processing processor 8112, and the RAM 8113 have configurations and functions similar to the above-described processor 4831, the parallel processing processor 4833, and the RAM 4834, respectively. The image data captured by the imaging unit 760 is analyzed by the processor 8111 and the parallel processing processor 8112. The parallel processing processor 8112 executes, for example, the processes shown as an example in FIG. 16, FIG. 17, and FIG. 18, arithmetic processes for matrix data related to image data in parallel by a plurality of arithmetic units.
[0223] Обрабатывающий блок 800 не обязательно должен иметь функции (процессора 8111, процессора 8112 для параллельной обработки и ОЗУ 8113) узла 811 обработки, и эти функции может иметь измерительный блок 700.[0223] The processing unit 800 does not necessarily have to have the functions (processor 8111, processor 8112 for parallel processing and RAM 8113) of the processing unit 811, and these functions may be provided by the measuring unit 700.
<Создание обучающих данных><Creating training data>
[0224] Далее будет описан пример создания обучающих данных в настоящем варианте осуществления.[0224] Next, an example of creating training data in the present embodiment will be described.
[0225] Предпочтительно, обучающие изображения, подлежащие использованию для обучения алгоритма глубокого обучения, захватывают в цветах RGB, в цветах CMY или т.п.Предпочтительно, в отношении цветного изображения, темноту/бледность или яркость каждого из первичных цветов, таких как красный, зеленый и синий, или голубой, пурпурный и желтый, выражают 24-битным значением (8 бит × 3 цвета). Достаточно, чтобы каждое обучающее изображение включало по меньшей мере один оттенок и темноту/бледность или яркость такого оттенка, но более предпочтительно, оно включает по меньшей мере два оттенка и темноту/бледность или яркость каждого оттенка. Информацию, включающую оттенок и темноту/бледность или яркость оттенка, также называют тоном.[0225] Preferably, training images to be used for training the deep learning algorithm are captured in RGB colors, CMY colors, or the like. Preferably, with respect to the color image, the darkness/paleness or brightness of each of the primary colors such as red, green, and blue, or cyan, magenta, and yellow is expressed by a 24-bit value (8 bits x 3 colors). It is sufficient for each training image to include at least one hue and the darkness/paleness or brightness of such a hue, but more preferably, it includes at least two hues and the darkness/paleness or brightness of each hue. Information including a hue and the darkness/paleness or brightness of a hue is also called a tone.
[0226] Информацию о тоне каждого пикселя в обучающем изображении преобразуют, например, из цветов RGB в формат, который включает информацию о яркости и информацию об оттенке. Примеры формата, включающего информацию о яркости и информацию об оттенке, включают YUV (YCbCr, YPbPr, YIQ и т.д.). Здесь будет описан пример преобразования в формат YCbCr. Обучающее изображение, захваченное в цветах RGB, преобразуют в данные изображений, основанные на яркости, данные изображений, основанные на первом оттенке (например, синеватом цвете), и данные изображений, основанные на втором оттенке (например, красноватом цвете). Преобразование из RGB в YCbCr может выполняться известным способом. Например, преобразование из RGB в YCbCr можно выполнять в соответствии с международным стандартом ITU-R ВТ.601. Данные изображений, основанные на яркости, данные изображений, основанные на первом оттенке, и данные изображений, основанные на втором оттенке, можно выражать в форме матричных данных значений градации, как показано на ФИГ. 50 (далее также называемых матричными данными 72у, 72cb, 72cr тона). Данные изображений, основанные на яркости, данные изображений, основанные на первом оттенке, и данные изображений, основанные на втором оттенке, можно выражать в 256 градациях, состоящих, например, из градаций от 0 до 255. В данном случае, вместо яркости, первого оттенка и второго оттенка, обучающее изображение можно конвертировать в три первичных цвета из красного R, зеленого G и синего В, или в три первичных цвета пигмента голубого С, пурпурного М и желтого Y.[0226] The tone information of each pixel in the training image is converted, for example, from RGB colors to a format that includes brightness information and hue information. Examples of a format that includes brightness information and hue information include YUV (YCbCr, YPbPr, YIQ, etc.). An example of conversion to the YCbCr format will be described here. The training image captured in RGB colors is converted to image data based on brightness, image data based on a first hue (for example, a bluish color), and image data based on a second hue (for example, a reddish color). The conversion from RGB to YCbCr can be performed in a known manner. For example, the conversion from RGB to YCbCr can be performed in accordance with the international standard ITU-R BT.601. The image data based on the brightness, the image data based on the first hue, and the image data based on the second hue can be expressed in the form of gradation value matrix data as shown in FIG. 50 (hereinafter also referred to as tone matrix data 72y, 72cb, 72cr). The image data based on the brightness, the image data based on the first hue, and the image data based on the second hue can be expressed in 256 gradations consisting of, for example, gradations from 0 to 255. In this case, instead of the brightness, the first hue, and the second hue, the training image can be converted into three primary colors of red R, green G, and blue B, or into three primary colors of pigment cyan C, magenta M, and yellow Y.
[0227] Затем, на основании матричных данных 72у, 72cb, 72cr тона, для каждого пикселя создают векторные данные 74 тона посредством комбинирования трех значений градации яркости 72у, первого оттенка 72cb и второго оттенка 72cr.[0227] Then, based on the tone matrix data 72y, 72cb, 72cr, tone vector data 74 is created for each pixel by combining three gradation values 72y, the first hue 72cb, and the second hue 72cr.
[0228] Затем, например, предполагая, что в обучающем изображении захвачено изображение сегментоядерного нейтрофила, каждому фрагменту векторных данных 74 тона, созданных из обучающего изображения, присваивают «1» в качестве значения метки 77, указывающего на сегментоядерный нейтрофил, в результате чего получают обучающие данные 75. На ФИГ. 50, для удобства, обучающие данные 75 выражены в виде 3 пикселя × 3 пикселя. Однако, фактически, векторные данные тона существуют по числу пикселей, с которым было захвачено обучающее изображение.[0228] Then, for example, assuming that an image of a segmented neutrophil is captured in the training image, each piece of tone vector data 74 created from the training image is assigned "1" as a label value 77 indicating a segmented neutrophil, thereby obtaining training data 75. In FIG. 50, for convenience, the training data 75 is expressed as 3 pixels × 3 pixels. However, in fact, the tone vector data exists according to the number of pixels with which the training image was captured.
[0229] На ФИГ. 51 показан пример значения метки 77. Что касается значения метки, то присваивают значение метки 77, которое является различным в соответствии с типом клетки и присутствием или отсутствием признака каждой клетки.[0229] FIG. 51 shows an example of a label value 77. Regarding the label value, a label value 77 is assigned that is different according to the cell type and the presence or absence of a feature of each cell.
<Общая схема глубокого обучения><General Framework for Deep Learning>
[0230] Со ссылкой на ФИГ. 50, используемую в качестве примера, будет описана общая схема обучения нейронной сети. Нейронная сеть 50 предпочтительно представляет собой сверточную нейронную сеть. Количество узлов входного слоя 50а в нейронной сети 50 соответствует произведению числа пикселей в обучающих данных 75, подлежащих введению, и числа яркостей и оттенков, включенных в изображение (например, в вышеуказанном примере - трех, т.е. яркости 72у, первого оттенка 72cb и второго оттенка 72cr). Фрагменты векторных данных 74 тона вводят в форме их набора 76 во входной слой 50а нейронной сети 50. Нейронную сеть 50 обучают с использованием, для выходного слоя 50b нейронной сети, значения метки 77 каждого пикселя обучающих данных 75.[0230] With reference to FIG. 50, used as an example, a general scheme for training a neural network will be described. The neural network 50 is preferably a convolutional neural network. The number of nodes of the input layer 50a in the neural network 50 corresponds to the product of the number of pixels in the training data 75 to be input and the number of luminances and hues included in the image (for example, in the above example, three, i.e., luminance 72y, the first hue 72cb and the second hue 72cr). The fragments of tone vector data 74 are input in the form of a set 76 thereof into the input layer 50a of the neural network 50. The neural network 50 is trained using, for the output layer 50b of the neural network, the value of the label 77 of each pixel of the training data 75.
[0231] На основании обучающих данных 75 нейронная сеть 50 извлекает количественные значения признака, относящегося к морфологическим типам клеток и признакам клетки. Выходной слой 50b нейронной сети выводит результат, отражающий эти количественные значения признака.[0231] Based on the training data 75, the neural network 50 extracts quantitative feature values related to the morphological cell types and cell features. The output layer 50b of the neural network outputs a result reflecting these quantitative feature values.
[0232] Ссылочная позиция 50с на ФИГ. 50 представляет средний слой.[0232] Reference numeral 50c in FIG. 50 represents a middle layer.
[0233] Алгоритм 60 глубокого обучения с обученной таким образом нейронной сетью 60 используют в качестве дискриминатора для идентификации того, какому из множества типов клеток, которые принадлежат к заданной группе клеток и которые морфологически классифицированы, соответствует клетка-цель анализа.[0233] The deep learning algorithm 60 with the neural network 60 trained in this manner is used as a discriminator to identify which of a plurality of cell types that belong to a given group of cells and that are morphologically classified corresponds to the target cell of the analysis.
<Способ анализа изображения><Image Analysis Method>
[0234] На ФИГ. 52 показан пример способа анализа изображения. В способе анализа изображения данные 81 анализа создают из изображения для анализа, полученного при захвате изображения клетки-цели анализа. Изображение для анализа - это изображение, полученное при захвате изображения клетки-цели анализа.[0234] FIG. 52 shows an example of a method for analyzing an image. In the method for analyzing an image, analysis data 81 is created from an image for analysis obtained by capturing an image of an analysis target cell. The image for analysis is an image obtained by capturing an image of an analysis target cell.
[0235] Например, предпочтительно, в настоящем варианте осуществления изображение, захваченное визуализирующим устройством, выполнено в цветах RGB, цветах CMY и т.п. Предпочтительно, что касается цветного изображения, темноту/бледность или яркость каждого из первичных цветов, таких как красный, зеленый и синий, или голубой, пурпурный и желтый, выражают 24-битным значением (8 бит × 3 цвета). Достаточно, чтобы изображение для анализа включало по меньшей мере один оттенок и темноту/бледность или яркость такого оттенка, но более предпочтительно, оно включает по меньшей мере два оттенка и темноту/бледность или яркость каждого оттенка. Информацию, включающую оттенок и темноту/бледность или яркость оттенка, также называют тоном.[0235] For example, in the present embodiment, it is preferable that the image captured by the imaging device is in RGB colors, CMY colors, and the like. Preferably, with respect to the color image, the darkness/paleness or brightness of each of the primary colors such as red, green, and blue, or cyan, magenta, and yellow is expressed by a 24-bit value (8 bits x 3 colors). It is sufficient that the image for analysis includes at least one hue and the darkness/paleness or brightness of such a hue, but more preferably, it includes at least two hue and the darkness/paleness or brightness of each hue. Information including the hue and the darkness/paleness or brightness of the hue is also called a tone.
[0236] Например, выполняют преобразование из цветов RGB в формат, который включает информацию о яркости и информацию об оттенке. Примеры формата, включающего информацию о яркости и информацию об оттенке, включают YUV (YCbCr, YPbPr, YIQ и т.д.). Здесь будет описан пример преобразования в формат YCbCr. Обучающее изображение в цветах RGB преобразуют в данные изображения, основанные на яркости, данные изображения, основанные на первом оттенке (например, синеватом цвете), и данные изображения, основанные на втором оттенке (например, красноватом цвете). Преобразование из RGB в YCbCr можно выполнять известным способом. Например, преобразование из RGB в YCbCr можно выполнять в соответствии с международным стандартом ITU-R ВТ.601. Фрагменты данных изображения, соответствующие яркости, первому оттенку и второму оттенку соответственно, можно выражать в форме матричных данных значений градации, как показано на ФИГ. 52 (далее называемых матричными данными 79у, 79cb, 79cr тона). Яркость, первый оттенок и второй оттенок 72Cr можно выражать в 256 градациях, состоящих из градаций от 0 до 255. В данном случае, вместо яркости, первого оттенка и второго оттенка, обучающее изображение можно конвертировать в три первичных цвета из красного R, зеленого G и синего В, или в три первичных цвета пигмента голубого С, пурпурного М и желтого Y.[0236] For example, conversion is performed from RGB colors to a format that includes brightness information and hue information. Examples of a format that includes brightness information and hue information include YUV (YCbCr, YPbPr, YIQ, etc.). An example of conversion to the YCbCr format will be described here. A training image in RGB colors is converted into image data based on brightness, image data based on a first hue (for example, a bluish color), and image data based on a second hue (for example, a reddish color). Conversion from RGB to YCbCr can be performed in a known manner. For example, conversion from RGB to YCbCr can be performed in accordance with the international standard ITU-R BT.601. Portions of image data corresponding to brightness, the first hue, and the second hue, respectively, can be expressed in the form of matrix data of gradation values, as shown in FIG. 52 (hereinafter referred to as 79y, 79cb, 79cr tone matrix data). The brightness, first hue and second hue of 72Cr can be expressed in 256 gradations consisting of gradations from 0 to 255. In this case, instead of brightness, first hue and second hue, the training image can be converted into three primary colors of red R, green G and blue B, or into three primary colors of pigment cyan C, magenta M and yellow Y.
[0237] Затем, на основании матрицы 79у, 79cb, 79cr тона, для каждого пикселя создают векторные данные 80 тона комбинированием трех значений градации яркости 79у, первого оттенка 79cb и второго оттенка 79cr. В качестве данных 81 анализа создают набор векторных данных 80 тона, созданный из одного изображения для анализа.[0237] Then, based on the tone matrix 79y, 79cb, 79cr, for each pixel, tone vector data 80 is created by combining three gradation values 79y, the first hue 79cb and the second hue 79cr. As analysis data 81, a set of tone vector data 80 created from one image for analysis is created.
[0238] Предпочтительно, создание данных 81 анализа и создание обучающих данных 75 выполняют по меньшей мере при таких же условиях захвата изображения и таких же условиях создания векторных данных, которые вводятся из каждого изображения в нейронную сеть.[0238] Preferably, the creation of the analysis data 81 and the creation of the training data 75 are performed under at least the same conditions of image capture and the same conditions of creating the vector data that are input from each image into the neural network.
[0239] Данные 81 анализа вводят во входной слой 60а нейронной сети 60, образующей обученный алгоритм 60 глубокого обучения. Алгоритм глубокого обучения извлекает количественные значения признака из данных 81 анализа и выводит результат из выходного слоя 60b нейронной сети 60. Значение, выводимое из выходного слоя 60b, представляет собой вероятность, с которой клетка-цель анализа, включенная в изображение для анализа, принадлежит к каждой из морфологических классификаций клеток и признаков, введенных в качестве обучающих данных.[0239] The analysis data 81 are input to the input layer 60a of the neural network 60 forming the trained deep learning algorithm 60. The deep learning algorithm extracts quantitative feature values from the analysis data 81 and outputs the result from the output layer 60b of the neural network 60. The value output from the output layer 60b represents the probability with which the analysis target cell included in the image for analysis belongs to each of the morphological classifications of cells and features input as training data.
[0240] Клетка-цель анализа, включенная в изображение для анализа, определяется как принадлежащая к морфологической классификации, имеющей самое высокое значение среди вероятностей, и выводится значение метки, связанное с морфологическим типом клетки или признаком клетки. Само значение метки или данные, полученные путем замены значения метки на информацию (например, термин), указывающую(ий) морфологический тип клетки или присутствие или отсутствие признака клетки, выводят в качестве результата 83 анализа в отношении морфологии клетки. На ФИГ. 52, на основании данных 81 анализа, значение метки «1» выводится дискриминатором в качестве значения метки 82, имеющего наибольшую вероятность, и в качестве результата 83 анализа в отношении морфологии клетки выводятся символьные данные «сегментоядерный нейтрофил», соответствующие этому значению метки.[0240] An analysis target cell included in the image for analysis is determined as belonging to a morphological classification having the highest value among probabilities, and a label value associated with the morphological type of the cell or the cell feature is output. The label value itself or data obtained by replacing the label value with information (e.g., a term) indicating the morphological type of the cell or the presence or absence of the cell feature is output as the analysis result 83 regarding the cell morphology. In FIG. 52, based on the analysis data 81, the label value "1" is output by the discriminator as the label value 82 having the highest probability, and the character data "segmented neutrophil" corresponding to this label value is output as the analysis result 83 regarding the cell morphology.
[0241] Ссылочная позиция 60с на ФИГ. 52 представляет средний слой.[0241] Reference numeral 60c in FIG. 52 represents a middle layer.
[6. Другие варианты осуществления][6. Other embodiments]
[0242] Хотя были описаны общие схемы и конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничено описанными выше общими схемами и вариантами осуществления.[0242] Although general arrangements and specific embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the general arrangements and embodiments described above.
[0243] В вышеуказанных вариантах осуществления функциональные блоки узла 101 создания обучающих данных, узла 102 ввода обучающих данных, узла 103 обновления алгоритма, узла 201 создания данных анализа, узла 202 ввода данных анализа и узла 203 анализа исполняются в единственном процессоре 4831 и единственном процессоре 4833 для параллельной обработки. Однако эти функциональные блоки не обязательно должны исполняться в единственном процессоре и единственном процессоре для параллельной обработки, и они могут исполняться распределенным образом множеством процессоров и множеством процессоров для параллельной обработки.[0243] In the above embodiments, the functional blocks of the training data creation unit 101, the training data input unit 102, the algorithm update unit 103, the analysis data creation unit 201, the analysis data input unit 202, and the analysis unit 203 are executed in a single processor 4831 and a single processor 4833 for parallel processing. However, these functional blocks do not necessarily have to be executed in a single processor and a single processor for parallel processing, and they may be executed in a distributed manner by a plurality of processors and a plurality of processors for parallel processing.
[0244] В вышеуказанных вариантах осуществления программа для выполнения процесса стадий, описанных со ссылкой на ФИГ. 43, заранее сохранена в хранилище 4835. Вместо этого, программа может быть установлена в контроллер 480 измерительного блока с машиночитаемого невременного материального носителя 98 информации, например, такого как DVD-ROM или память USB. Альтернативно, контроллер 480 измерительного блока может быть соединен с коммуникационной сетью 99, и программа может быть загружена и инсталлирована через коммуникационную сеть 99, например, с внешнего сервера (не показан).[0244] In the above embodiments, the program for performing the process of the steps described with reference to FIG. 43 is previously stored in the storage 4835. Instead, the program can be installed in the controller 480 of the measuring unit from a machine-readable non-transitory tangible storage medium 98, such as, for example, a DVD-ROM or a USB memory. Alternatively, the controller 480 of the measuring unit can be connected to the communication network 99, and the program can be downloaded and installed via the communication network 99, for example, from an external server (not shown).
[0245] На ФИГ. 53 показан вариант результата анализа. На ФИГ. 53 показаны: типы клеток, содержащихся в биологической пробе, измеренной методом проточной цитометрии, которым присвоены значения метки, показанные на ФИГ. 4; и число клеток каждого типа. Вместо отображения числа клеток, или совместно с отображением числа клеток, можно выводить долю (например, %) каждого типа клеток относительно суммарного числа клеток, которые были подсчитаны. Счет числа клеток можно получить путем подсчета числа значений метки (числа одинаковых значений метки), соответствующих каждому типу клетки, который был выведен. В итоговом результате может быть выведено предупреждение, указывающее, что в биологической пробе содержатся аномальные клетки. На ФИГ. 53 показан пример, в котором в качестве предупреждения в столбце аномальной клетки представлен восклицательный знак, однако такое предупреждение не ограничено этим. Кроме того, распределение каждого типа клеток можно наносить на график в форме диаграммы рассеяния, и диаграмму рассеяния можно выводить. При выведении диаграммы рассеяния, например, самые высокие значения во время получения интенсивностей сигнала могут быть нанесены на график, например, где вертикальная ось представляет интенсивность боковой флуоресценции, а горизонтальная ось представляет интенсивность рассеянного вбок света.[0245] FIG. 53 shows an embodiment of the analysis result. FIG. 53 shows: the cell types contained in the biological sample measured by the flow cytometry method, which are assigned the label values shown in FIG. 4; and the number of cells of each type. Instead of displaying the number of cells, or together with displaying the number of cells, it is possible to output a proportion (for example, %) of each cell type relative to the total number of cells that were counted. The cell count can be obtained by counting the number of label values (the number of identical label values) corresponding to each cell type that was output. In the final result, a warning may be output indicating that abnormal cells are contained in the biological sample. FIG. 53 shows an example in which an exclamation mark is provided as a warning in the abnormal cell column, but such a warning is not limited to this. In addition, the distribution of each cell type can be plotted in the form of a scatter plot, and the scatter plot can be output. When plotting a scatterplot, for example, the highest values during signal intensities can be plotted on a graph such that the vertical axis represents the intensity of sideward fluorescence and the horizontal axis represents the intensity of sideward scattered light.
ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙDESCRIPTION OF REFERENCE POSITIONS
[0246] 50 - алгоритм глубокого обучения до подвергания обучению[0246] 50 - deep learning algorithm before training
60 - обученный алгоритм глубокого обучения60 - trained deep learning algorithm
400, 400а, 500, 500а, 700 - измерительный блок400, 400a, 500, 500a, 700 - measuring unit
410 - ПЦМ-детектор410 - PCM detector
450 - узел всасывания образцов450 - sample suction unit
482, 507, 3008, 6009 - AID преобразователь482, 507, 3008, 6009 - AID converter
3001, 4831, 6001, 8111 - процессор (ведущий процессор)3001, 4831, 6001, 8111 - processor (master processor)
3002, 4833, 6002, 8112 - процессор для параллельной обработки3002, 4833, 6002, 8112 - parallel processing processor
4000, 4000', 4000'' - анализатор клеток4000, 4000', 4000'' - cell analyzer
3200, 6200, 4836 - арифметический блок3200, 6200, 4836 - arithmetic block
Claims (39)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-157930 | 2020-09-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2839419C1 true RU2839419C1 (en) | 2025-05-05 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2096827C1 (en) * | 1988-04-08 | 1997-11-20 | Ньюромедикал Системз, Инк. | Computer system and method for classification of cytological samples using neural networks |
| RU2303812C2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПФ РЕНАМ" | Method for identifying and calculating cells in human and animal biological media and device for its implementation |
| US20090276186A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Inguran, Llc | Flow cytometer remote monitoring system |
| US20190347467A1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-11-14 | Juntendo Educational Foundation | Image analysis method, apparatus, non-transitory computer readable medium, and deep learning algorithm generation method |
| US20190360910A1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Sysmex Corporation | Reagent selection support apparatus, cell analysis system, reagent selection support method, and storage medium storing computer program |
| US20200150022A1 (en) * | 2017-05-02 | 2020-05-14 | Thinkcyte, Inc. | System and method for cell evaluation, and cell evaluation program |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2096827C1 (en) * | 1988-04-08 | 1997-11-20 | Ньюромедикал Системз, Инк. | Computer system and method for classification of cytological samples using neural networks |
| RU2303812C2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПФ РЕНАМ" | Method for identifying and calculating cells in human and animal biological media and device for its implementation |
| US20090276186A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Inguran, Llc | Flow cytometer remote monitoring system |
| US20200150022A1 (en) * | 2017-05-02 | 2020-05-14 | Thinkcyte, Inc. | System and method for cell evaluation, and cell evaluation program |
| US20190347467A1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-11-14 | Juntendo Educational Foundation | Image analysis method, apparatus, non-transitory computer readable medium, and deep learning algorithm generation method |
| US20190360910A1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Sysmex Corporation | Reagent selection support apparatus, cell analysis system, reagent selection support method, and storage medium storing computer program |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220003745A1 (en) | Cell analysis method, training method for deep learning algorithm, cell analyzer, training apparatus for deep learning algorithm, cell analysis program, and training program for deep learning algorithm | |
| US20230314300A1 (en) | Cell analysis method and cell analyzer | |
| US20260071950A1 (en) | Cell analysis method and cell analyzer | |
| US20220291199A1 (en) | Analysis method and analyzer | |
| AU2005207302A1 (en) | Methods for altering one or more parameters of a measurement system | |
| EP4246123B1 (en) | Specimen analyzer, specimen analysis method, and program | |
| RU2839419C1 (en) | Cell analysis method and cell analyzer | |
| RU2839415C1 (en) | Cell analysis method and cell analyzer | |
| JP7774966B2 (en) | Analysis method and analysis device | |
| US20240331814A1 (en) | Analysis method, specimen analyzer, and program | |
| JP7813165B2 (en) | Sample analyzer, sample analysis method, and program | |
| JP7721289B2 (en) | Analysis method and analysis device | |
| JP7824031B2 (en) | Analysis method and analysis device | |
| RU2820983C2 (en) | Cellular analysis method, training method for deep learning algorithm, cellular analysis device, training device for deep learning algorithm, cellular analysis program and training program for deep learning algorithm | |
| JP2023137000A (en) | Specimen analyzer, specimen analysis method and program |