Устройство для счета клеток крови или других клеток или частиц

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для подсчета клеток крови при анализе крови по рассеянному излучению, для подсчета любых клеток организма, находящихся в жидкой среде, а также для подсчета частиц в любых органических и неорганических суспензиях и взвесях. Устройство содержит последовательно размещенные источник света, пространственный модулятор интенсивности света и камеру для исследуемого материала, а также фотоприемник и соединенный с ним вычислитель. Оно снабжено перегородкой, размещенной между камерой и фотоприемником с обеспечением попадания на фотоприемник и преобразования в нем только рассеянного в исследуемом материале света. 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для подсчета клеток крови при анализе крови, для подсчета любых клеток организма, находящихся в жидкой среде, а также для подсчета частиц в любых органических и неорганических суспензиях и взвесях.

Известен измеритель количества эритроцитов или сперматозоидов, содержащий последовательно размещенные источник света, пространственный модулятор интенсивности света, камеру для исследуемого материала и фотоприемник, соединенный с вычислителем (см. патент РФ №2130183, МПК 6 G 01 N 33/487, 1999). При движении клеток в камере возникают периодические колебания оптической плотности с частотой, соответствующей скорости перемещения клеток и периоду модуляции интенсивности света. Колебания интенсивности света регистрируются фотоприемником. Анализ флуктуаций оптической плотности, вызванных движением клеток через оптический канал, позволяет вычислить их концентрацию в образце.

Известное устройство не позволяет в реальных системах с достаточной точностью определять количество клеток вследствие нестабильности во времени интенсивности света от когерентных или монохроматических источников.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности счета за счет исключения необходимости контролировать интенсивность света.

Технический результат достигается тем, что устройство для счета клеток крови или других клеток или частиц по рассеянному излучению, содержащее последовательно размещенные источник света, пространственный модулятор интенсивности света и камеру для исследуемого материала, а также фотоприемник и соединенный с ним вычислитель, снабжено перегородкой, размещенной между камерой и фотоприемником с обеспечением попадания на фотоприемник и преобразования в нем только рассеянного в исследуемом материале света.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для счета клеток крови или других клеток или частиц. Источник 1 света может быть когерентным или монохроматичным, например лазерным диодом. Пространственный модулятор 2 интенсивности света создает периодическую структуру луча и может представлять собой дифракционную решетку или голограмму. Далее размещена проточная камера 3, через которую протекает исследуемый материал - суспензия или взвесь, содержащая клетки или частицы. Далее размещены перегородка, выполненная в виде неподвижной шторки 4, перекрывающей прямой поток света от источника 1 света и предотвращающий его попадание на фотоприемник 5, соединенный с вычислителем (на чертеже не показан). Вычислитель может быть цифровым либо аналоговым, способный реализовать вычисление количества клеток или частиц. Алгоритм вычисления известен, например, из авт. свид. СССР №1454083. Он заключается в определении средней интенсивности прошедшего (рассеянного клетками) света и определении относительной дисперсии флуктуаций интенсивности прошедшего света, делении первой величины на вторую и возведении результата в квадрат. Полученный результат зависит от количества клеток в канале и не зависит от оптических свойств и размеров клеток.

Устройство работает следующим образом. Свет от источника 1, пройдя через пространственный модулятор 2, преобразуется в световой поток, распределение мощности которого по фронту является периодической функцией, и попадает в проточную камеру 3, где размещен исследуемый материал (суспензия, содержащая эритроциты или сперматозоиды, или любые клетки, патологическим образом оказавшиеся в моче или спинно-мозговой жидкости, или взвесь липосом, взвесь абразивных материалов или фотоэмульсия). Шторка 4 перекрывает прямой свет от источника 1, и на фотоприемник 5 попадает свет, рассеянный клетками или частицами под разными углами. При перемещении клеток или частиц световой поток модулируется за счет рассеяния и/или поглощения ими света. В фотоприемнике 5 световой поток преобразуется в электрический сигнал, который передается в вычислитель, определяющий концентрацию клеток или частиц.

Предлагаемое устройство позволяет получить более высокую точность по сравнению с известным за счет двух основных моментов.

1. Для определения количества частиц по интенсивности света, прошедшего прямо от источника света, необходимо очень точно измерять и постоянно контролировать интенсивность света без клеток крови (например, заполнив систему водой). Однако осаждение на стенках камеры, например, белковых или других загрязнений, что проконтролировать очень трудно, не позволяет в реальных системах с достаточной точностью определять количество клеток. Более того, интенсивность света от когерентных или монохроматичных источников, например лазерных диодов, чрезвычайно нестабильна во времени, что катастрофически снижает точность определения до уровней, неприемлемых для качественной диагностики различных заболеваний. В случае измерения количества клеток по рассеянному излучению такой проблемы нет. В этом случае если нет частиц, то и интенсивность рассеянного света равна нулю и нет никакой необходимости контролировать интенсивность света без частиц (клеток).

2. Кроме того, интенсивность рассеянного света линейно и прямо пропорционально зависит от количества клеток (частиц), которые находятся в оптическом канале. Интенсивность же прошедшего прямо света является нелинейной функцией количества частиц (закон Ламберта-Бера), что также усложняет вычислительные алгоритмы и снижает точность и воспроизводимость получаемых результатов.

Более высокую точность счета с помощью предлагаемого устройства подтверждает оценка коэффициента вариации (CV) десяти измерений одного и того же образца взвеси клеток предлагаемым методом и с помощью известного устройства. CV отражает максимально достижимую точность метода. Так для известного устройства при измерении количества эритроцитов в одном образце десять раз подряд CV=5,3%, в то время как для нового метода CV=0,86%.

Устройство для счета клеток крови или других клеток или частиц по рассеянному излучению, содержащее последовательно размещенные источник света, пространственный модулятор интенсивности света и камеру для исследуемого материала, а также фотоприемник и соединенный с ним вычислитель, причем оно снабжено перегородкой, размещенной между камерой и фотоприемником с обеспечением попадания на фотоприемник и преобразования в нем рассеянного в исследуемом материале света.