콜터는 혈액 세포를 전기 펄스로 계수했다

1940년대 후반까지도 혈액 세포 계수는 한 세기 동안 그래 왔던 것과 다름없었다. 실험실 기사가 혈액 샘플을 희석하고, 한 방울을 눈금이 새겨진 유리 계수 챔버에 놓은 뒤, 현미경 아래에서 보이는 개별 적혈구와 백혈구를 하나하나 세어 아주 작은 샘플에서 전체로 외삽하는 방식이었다. 계수에는 실제 시간과 숙련이 필요했고, 같은 슬라이드를 세는 기사마다 일상적으로 서로 다른 수치를 보고했는데, 이는 전적으로 자신이 보고 있는 것이 무엇인지에 대한 훈련된 눈의 판단에 달려 있었기 때문이다.

당시 이용 가능한 개선책들은 같은 시각적 방법을 점진적으로 정교화한 것들, 즉 더 나은 염색 시약, 더 엄격한 계수 챔버 기법, 더 철저히 훈련된 기사였으며, 그중 어느 것도 실제로 이 검사를 제한하던 두 가지 문제를 해결하지 못했다. 사람의 눈은 스캔할 수 있는 속도에 한계가 있고, 흐릿하게 겹쳐진 세포 시야를 두 사람이 똑같이 보는 법은 없다는 점이다. 수년간 병원 X선 장비를 정비했고 기사들이 몸을 구부린 채 현미경으로 이 작업을 하는 모습을 지켜본 전기 엔지니어 월리스 콜터는 실험실 안이 아니라 실험실 밖에서 이 문제를 다루고 있었다.

세포를 전류가 흐르는 구멍을 통해 한 번에 하나씩 통과시켰다. 각 세포의 낮은 전도성이 계수 가능한 펄스를 만들어, 시각적 판단을 전기적 계수로 바꾸었다.

세포는 식염수보다 전기를 덜 전도하므로, 구멍을 통과하는 각 세포는 뚜렷한 전압 펄스를 만든다.

회로는 사람의 눈이 세포를 세는 것보다 훨씬 빠르고 일관되게 펄스를 셀 수 있다.

펄스 높이는 세포 부피와 상관관계가 있어 계수뿐 아니라 크기 측정도 가능하게 한다.

신호가 주관적이지 않고 물리적이기 때문에 이 방법은 작업자 간 변동성을 제거한다.

수동 검사를 자동화하려면 사람의 시각을 복제하려 하기보다, 각 항목마다 변하는 측정 가능한 물리적 속성을 찾아야 한다.

콜터는 1949년에 특허를 출원했는데, 처음에는 "구멍은 특허할 수 없다"고 말한 특허 변호사들에게 거절당했고, 특허는 1953년 10월 20일에 승인되었다. 그해에 발표한 자신의 기술 논문에서 이 장치는 15초 간격 동안 6,000개를 초과하는 세포를 계수했는데, 이는 표준 현미경 계수보다 약 100배 큰 표본 크기로, 결과의 통계적 오차를 약 10배 줄였다. 미국 국립보건원(NIH)은 같은 해에 두 대의 시제품을 독립적으로 평가했고, 이 방법의 향상된 정확성과 편의성을 확인하는 연구 결과를 발표했다.