JP2016099281A - 検体検査装置及び検体検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】 検体容器の鮮明な画像を取得することができ、かつ、検体検査装置を小型化する。
【解決手段】 検体検査装置１は、支持部２と、ミラー６と、撮影部９とを含む。支持部９は、検体容器Ｐを、検体容器Ｐの下側から撮影可能な状態で支持する。ミラー６は、撮影位置に配置された検体容器Ｐより下側で検体容器Ｐを映す。撮影部９は、撮影位置に配置された検査容器Ｐより上に配置されており、検体容器Ｐの下側の画像をミラー６の反射を用いて撮影する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、検体検査装置及び検体検査システムに関する。

細菌などに基づく検体液の凝集をチェックする凝集像自動判定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、マトリックス状に配置された複数のくぼみ（ウェル）に検体液を収容したマイクロプレートに光を照射し、マイクロプレートをＣＣＤカメラで撮影し、ＣＣＤカメラによって撮影された画像データから画像認識によって被検体の凝集を自動判定している。

特開平１０−１７０５１９号公報

マイクロプレートをカメラによって撮影する装置では、マイクロプレートとカメラとの間の距離を十分に確保する必要があり、装置の小型化は困難である。マイクロプレートとカメラとの間の距離を十分に確保しない場合には、撮影されたマイクロプレートの画像にディストーション（ゆがみ）が生じる場合がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、検体容器の鮮明な画像を撮影することができ、かつ、小型化可能な検体検査装置及び検体検査システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の実施形態に係る検体検査装置は、支持部と、ミラーと、撮影部とを含む。支持部は、検体容器を、検体容器の下側から撮影可能な状態で支持する。ミラーは、撮影位置に配置された検体容器より下側で検体容器を映す。撮影部は、撮影位置に配置された検査容器より上に配置されており、検体容器の下側の画像をミラーの反射を用いて撮影する。

本発明によれば、検体容器の鮮明な画像を撮影し、装置を小型化することができる。

第１の実施形態に係る検体検査装置を備える検体検査システムの一例を示すブロック図。 第１の実施形態に係る検体検査システムの撮影処理の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る検体検査装置の一例を示す斜視図。 比較例としてのマイクロプレートの上面画像の一例を示す図。 第１の実施形態に係るマイクロプレートの下面画像の一例を示す図。 第２の実施形態に係るマイクロプレートとプレート識別データとミラーとの関係の一例を示す斜視図。 第２の実施形態に係るマイクロプレートとプレート識別データとミラーとの関係の一例を示す下面図。 第２の実施形態に係るマイクロプレートとプレート識別データとミラーとの関係の一例を示す側面図。 第３の実施形態に係るスタッカーを備えた検体検査装置を例示する概略図。 第３の実施形態に係るスタッカーを備えた検体検査装置を例示する斜視図。 第４の実施形態に係る検体検査装置の一例を示す図。 第５の実施形態に係る検体検査装置の第１の例を示す図。 第５の実施形態に係る検体検査装置の第２の例を示す図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態においては、撮影位置に配置された検体容器の下面を、この検体容器より下に配置されるミラーの反射を用いて、検体容器より上に配置される撮影装置によって撮影する検体検査装置と、当該検体検査装置を備える検体検査システムについて説明する。

本実施形態においては、検体を収容する検体容器は、マイクロプレートである場合を例として説明する。しかしながら、本実施形態は、例えば、マルチタイタープレート、シャーレ、試験管、サンプル管などのような様々な容器に対して適用することができる。

本実施形態において、検体検査装置は凝集を検査する場合について説明するが、検体検査装置は例えば発育などのような他の被検体を検査するとしてもよい。

図１は、本実施形態に係る検体検査装置を備える検体検査システムの一例を示すブロック図である。

検体検査システム１００は、検体検査装置１と情報処理装置２３とを備える。

検体検査装置１は、支持部２、スイッチ３、光源４、ミラー５〜８、撮影部９、筐体２４を備える。

支持部２は、検体容器Ｐを、検体容器Ｐの下側から撮影可能な状態で支持する。例えば、支持部２は、検体検査装置１の筐体２４の外に引き出し可能である。ユーザは、筐体２４の外に引き出された支持部２に、検査対象のマイクロプレートＰを配置する。そして、支持部２は、マイクロプレートＰとともに筐体２４の内に収容され、撮影位置（検査位置）にマイクロプレートＰを配置する。検体検査装置１には、例えば、支持部２を出し入れ可能とするための図示しないレールが備えられている。

本実施形態において、支持部２は、マイクロプレートＰをマイクロプレートＰの枠部分により支持し、枠部分ではない部分は開口しているとする。換言すれば、支持部２は、マイクロプレートＰの全てのウェルを下から視認可能な状態で支持している。

スイッチ３は、支持部２が撮影位置に配置された場合にＯＮ状態となり、支持部２が撮影位置から引き出された場合に、ＯＦＦ状態となる。スイッチ３がＯＮ状態となると、光源４及び撮影部９が動作し、スイッチ３がＯＦＦ状態となると、光源４及び撮影部９が動作を停止する。

光源４は、検体検査装置１に収容された撮影位置のマイクロプレートＰの上から、マイクロプレートＰに対して光を照射する。光源４は、輝度の一様性を保つために例えばフラットタイプの白色のエレクトロルミネッセンスとしてもよく、例えば発光ダイオードとしてもよい。

ミラー５は、検体検査装置１に収容された撮影位置のマイクロプレートＰの側面に付されているプレート識別データ１７を映す。

本実施形態において、プレート識別データ１７としては、例えば、バーコードが用いられる。しかしながら、プレート識別データ１７は、例えば、２次元コード、文字コード、数字コードなどでもよい。

ミラー６は、撮影位置のマイクロプレートＰより下に配置されている。ミラー６は、光源４から照射された光を、マイクロプレートＰ経由で映すとともに、ミラー５に映るプレート識別データ１７を映す。

ミラー６に映るマイクロプレートＰの下面、及び、プレート識別データ１７は、ミラー７、ミラー８によって反射される。

撮影部９は、撮影位置のマイクロプレートＰより上に配置されている。撮影部９は、ミラー８に映るマイクロプレートＰの下面、及び、プレート識別データ１７を撮影する。

換言すれば、撮影位置のマイクロプレートＰより上に配置されている撮影部９は、光源３１から照射されマイクロプレート１２を透過した光（マイクロプレートＰの下面の画像）を、撮影位置のマイクロプレートＰより下に配置されているミラー６と、ミラー７，８との反射を利用して、マイクロプレートＰの下面の画像を撮影する。さらに、撮影部９は、プレート識別データ１７を、ミラー５と、マイクロプレートＰより下に配置されているミラー６と、ミラー７，８とを経由して、撮影する。撮影部９としては、例えば、ＣＣＤカメラなどが用いられる。

そして、撮影部９は、画像信号を情報処理装置２３に出力する。

情報処理装置２３は、例えば、タブレット型端末、パーソナルコンピュータなどの各種処理装置である。情報処理装置２３は、プロセッサ１０、記憶部１１、表示部１２、通信部１３を備える。

プロセッサ１０は、例えば記憶部１１などに記憶されているプログラムを実行することにより、識別部１４、画像生成部１５、出力制御部１６として機能する。なお、識別部１４、画像生成部１５、出力制御部１６は、ハードウェアによって実現されてもよい。

識別部１４は、撮影部９から受けた画像信号に基づいて、プレート識別データ１７を識別する。

画像生成部１５は、撮影部９から受けた画像信号に基づいて、撮影された画像からマイクロプレートＰのウェル部分（ウェル配置領域）の画像を選択したプレート画像データを生成する。

出力制御部１６は、プレート識別データ１７とプレート画像データとを関連付けて、記憶部１１に記憶し、表示部１２に表示する。また、出力制御部１６は、プレート識別データ１７とプレート画像データとを関連付けた通信信号を、通信部１３を用いて、例えばサーバなどの外部装置に送信してもよい。

図２は、本実施形態に係る検体検査システム１００の撮影処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、スイッチ３は、支持部２が引き出された状態の場合、ＯＦＦ状態である。このように、スイッチ３がＯＦＦ状態の場合には、検体検査装置１は、撮影の待ち状態となる。

支持部２が収容された場合、スイッチ３は、ＯＮ状態となり、検体検査システム１００の処理は、ステップＳ２に進む。

スイッチ３がＯＮ状態となると、ステップＳ２において、光源４は、マイクロプレートＰに対して光を照射する。

ステップＳ３において、マイクロプレートＰより上に配置されている撮影部９は、マイクロプレートＰより下に配置されているミラー６と、ミラー７，８とによる反射を用いて、マイクロプレートＰの下面の画像を撮影するとともに、ミラー５〜８の反射を用いて、プレート識別データ１７の画像を撮影する。そして、撮影部９は、画像信号を情報処理装置２３に送る。

ステップＳ４において、識別部１４は、撮影部９から受けた画像信号に基づいて、プレート識別データ１７を生成する。

ステップＳ５において、画像生成部１４は、画像信号に基づいて、撮影された画像からマイクロプレートＰのウェル部分の画像を選択したプレート画像データを生成する。

ステップＳ６において、出力制御部１６は、プレート識別データ１７とプレート画像データとを関連付けて、記憶部１１に記憶し、表示部１２により表示し、又は、通信部１３により外部装置に送信する。

ステップＳ７において、スイッチ３は、支持部２が引き出されるまで、ＯＮ状態であり、検体検査装置１は、撮影終了の待ち状態となる。

支持部２が引き出された場合、スイッチ３は、ＯＦＦ状態となり、検体検査システム１００の撮影処理は終了する。

図３は、本実施形態に係る検体検査装置１の一例を示す斜視図である。

検体検査装置１の筐体２４の側面の中央部近傍から支持部２が引き出される。支持部２には、開口部がある。換言すれば、支持部２のトレイ部は、くり抜かれた構造を持つ。マイクロプレートＰが支持部２に配置されると、支持部２の開口部とマイクロプレートＰのウェル部分の領域とは、垂直方向に重なる。マイクロプレートＰは、支持部２の枠部分によって支持される。

この図３では、マイクロプレートＰの短辺方向と同じ方向に、支持部２が引き出される。これにより、支持部２の移動距離を短くすることができ、移動による振動などを抑制することができる。

以下で、比較例としてのマイクロプレートＰを上側から撮影した画像と、本実施形態に係るマイクロプレートＰを下側から撮影した画像とを比較して説明する。

図４は、比較例としてのマイクロプレートＰの上面の画像の一例を示す図である。

これに対して、図５は、本実施形態に係るマイクロプレートＰの下面の画像の一例を示す図である。

マイクロプレートＰは、検体液を収容するための複数のウェルを有している。具体的には、マイクロプレートＰは、行方向に１２個のウェルを持ち、列方向に８個のウェルを持ち、複数のウェルがマトリクス状に配置されている。例えば、行方向に並ぶ８個のウェルが、一人の被験者に用いられる。行方向に並ぶ８個のウェルは、同一被験者に対する検体液の異なる条件や異なる試薬に対応する。本実施形態においては、マイクロプレートＰの側面に、プレート識別データ１７が貼り付けられている。

図４のマイクロプレートＰの上面画像においては、ウェルの輪郭があいまいになる場合がある。図４のマイクロプレートＰの上面画像では、ウェル内に細菌が凝集した白い沈殿物が撮影されている。

これに対して、図５のマイクロプレートＰの下面画像においては、ウェルの輪郭が明確である。また、マイクロプレートＰより上から光が照射され、光がマイクロプレートＰを経由し、マイクロプレートＰより下のミラー６に映った画像が撮影されるため、マイクロプレートＰの下面画像においては、ウェル内の白い沈殿物が黒く撮影される。

このため、図５のマイクロプレートＰの下面画像を用いた場合には、マイクロプレートＰの上面画像を用いた場合よりも、沈殿物の有無をユーザが視認することが容易であり、解析プログラムによる自動判定を高精度に実行することができる。

以上説明した本実施形態に係る検体検証装置１においては、マイクロプレートＰより下に配置されたミラー６を含むミラー折り返し構造を持つことにより、光学系をコンパクト化することができ、検体検査装置１を小型化することができる。例えば、本実施形態に係る検体検査装置１は、比較例のようにマイクロプレートＰを上から撮影する装置のおよそ１／４程度まで小型化することができる。

本実施形態においては、マイクロプレートＰの画像にゆがみが発生することを防止することができ、１ショットでマイクロプレートＰを撮影することができる。

本実施形態においては、マイクロプレートＰの下面画像を撮影することにより、ウェルの底部及び検査液の水面によって光が乱反射し、画像が不明確になることを防止することができる。

本実施形態においては、マイクロプレートＰの下面画像を撮影することにより、ウェルの壁部分が撮影されず、ウェルの輪郭が明確な画像を撮影することができる。

本実施形態においては、沈殿物及びウェルを明確に撮影することができるため、例えば情報処理装置２３によるプレート画像データに対する解析プログラムの解析精度を向上させることができる。

本実施形態においては、スイッチ３を備えることにより、マイクロプレートＰを支持する支持部２が検体検査装置１内の撮影位置に配置された場合に、自動で、撮影が実行される。これにより、ユーザは画像撮影の操作を省略することができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

本実施形態において、被検体又はサンプルの種類によっては、光源４、ミラー８などの光学系、又は、撮影部９などの配置又は角度を切り替え可能とし、マイクロプレートＰの下面画像ではなく、上面画像を撮影可能としてもよい。

本実施形態において、例えば、プレート識別データ１７がバーコードの場合には、バーコードリーダを備え、このバーコードリーダによりプレート識別データ１７が識別されるとしてもよい。

本実施形態において、情報処理装置２３は、例えばマウスなどのようなポインティングデバイス、テンキー、キーボード、タッチパネルなど各種の入力部を備えていてもよい。

本実施形態において、情報処理装置２３がタブレット型端末の場合には、情報処理装置２３を小型化することができる。また、ユーザは、表示部１２に表示された画像に対して凝集の発生したウェルの位置をタッチパネルによって入力することにより、検査結果を正確に指定することができ、検査の信頼性を向上させることができる。

本実施形態においては、プレート画像データが記憶されているため、マイクロプレートＰが廃棄された後に検査結果を再度確認する必要が生じた場合であっても、再度凝集状態を確認することができ、有効である。

本実施形態においては、検査データ、プレート識別データ１７、プレート画像データを外部装置に送信し、外部装置側で管理・処理することにより、検査データ、プレート識別データ１７、プレート画像データを複数人で共有することができる。

プレート識別データ１７については、マイクロプレートＰを識別可能であれば画像の鮮明度は問題にならないため、マイクロプレートＰとは異なる光学系のルートで撮影部９によって撮影されてもよい。

［第２の実施形態］
本実施形態は、上記第１の実施形態の変形例について説明する。

図６乃至図８は、本実施形態に係るマイクロプレートＰとプレート識別データ１７とミラー５との関係の例を示すそれぞれ斜視図、下面図、側面図である。

上記第１の実施形態では、マイクロプレートＰの側面に付されているプレート識別データ１７の画像がミラー５によって下に送られている。

これに対して、図６乃至図８では、マイクロプレートＰの４つの側面を映す４つのミラー５が備えられている。４つのミラー５の少なくとも１つによってプレート識別データ１７の画像が下に送られる。

本実施形態においては、プレート識別データ１７がマイクロプレートＰのどの側面に付されていてもマイクロプレートＰを識別可能である。なお、顧客の仕様に応じて、４つのミラー５のうちの１つのミラー５が選択されてもよい。

［第３の実施形態］
本実施形態では、上記第１及び第２の実施形態の変形例について説明する。

図９は、スタッカーを備えた検体検査装置を例示する概略図である。

また、図１０は、スタッカーを備えた検体検査装置を例示する斜視図である。

上記第１の実施形態においては、支持部２にマイクロプレートＰを１枚ずつ配置したが、この図９及び図１０では、複数のマイクロプレートＰを順次撮影位置に配置するためのスタッカー１８，１９が検体検査装置本体２２に配置されている。

スタッカー１８はマイクロプレートＰの供給側の装置であり、スタッカー１９はマイクロプレートＰの回収側の装置である。検体検査装置本体２２に隣接して、供給側のスタッカー１８及び回収側のスタッカー１９が配置されている。各々のスタッカー１８，１９は複数枚のマイクロプレートＰを収納可能なマガジンを持つ。そして、供給側スタッカー１８内に収納された複数のマイクロプレートＰが１枚ずつ検体検査装置本体２２内に搬送され、先に説明した撮影が実施される。撮影が終了すると、検体検査装置本体２２内のマイクロプレートＰは回収側スタッカーＰに搬送され、回収側スタッカー１９内のマガジンに収容される。これと同時に、供給側スタッカー１８から次のマイクロプレートＰが搬送され、検体検査装置本体２２内に配置される。そして、次の撮影が実施される。このように、スタッカー１８，１９を用いることにより、複数のマイクロプレートＰを連続して撮影することができ、多数のマイクロプレートＰ及び多数の被験者について、効率的に凝集検査を行うことができる。

［第４の実施形態］
本実施形態においては、上記第１乃至第３の実施形態の変形例について説明する。

図１１は、本実施形態に係る検体検査装置の一例を示す図である。

検体検査装置１ａは、光源４が、撮影位置のマイクロプレートＰよりも下に配置されている。これにより、撮影部９は、マイクロプレートＰの透過光ではなく、マイクロプレートＰの下面からの反射光を、ミラー６〜８経由で、撮影する。

これにより、マイクロプレートＰの下面からの反射光を撮影する場合においても、検体検査装置１ａを小型化することができる。

例えば、マイクロプレートＰにバイオハザードの危険のある試料が収容され、マイクロプレートＰの上面にシール又は蓋が備えられているとする。このような場合であっても、本実施形態においては、シール又は蓋を取り外すことなく、マイクロプレートＰの下面の画像を撮影することができる。したがって、危険のある試料を収容するマイクロプレートＰを安全に撮影することができる。

［第５の実施形態］
本実施形態においては、上記第１乃至第４の実施形態の変形例について説明する。

本実施形態においては、検体容器の種別に応じて支持部２の開口部の形状が異なることを説明する。

図１２は、本実施形態に係る検体検査装置の第１の例を示す図である。

図１２では、検体検査装置１の支持部２ａに、シャーレ２０が配置される。このため、支持部２ａの開口部は、円形である。

図１３は、本実施形態に係る検体検査装置の第２の例を示す図である。

図１３では、検体検査装置１の支持部２ｂに、試験管２１が配置される。例えば、試験管は、長手方向（深さ方法）が水平になるように横に寝かした状態で、検体検査装置１の支持部２ｂに配置される。このため、支持部２ｂの開口部は、試験管を横に寝かした状態に合うように成形されている。

ユーザは支持部２，２ａ，２ｂを自由に選択し、取り替え可能とすることで、検体容器にあった撮影を行うことができる。

上記各実施形態は自由に組み合わせて適用することができる。また、上記各実施形態の構成要素は、適宜変更可能である。例えば、ミラー７，８の数は変更可能である。例えば、プレート識別データ１７は、マイクロプレートＰの側面ではなく、他の場所に付されていてもよい。

１００…検体検査システム、１，１ａ…検体検査装置、２３…情報処理装置、２，２ａ，２ｂ…支持部、３…スイッチ、４…光源、５〜８…ミラー、９…撮影部、１０…プロセッサ、１１…記憶部、１２…表示部、１３…通信部、１４…識別部、１５…画像生成部、１６…出力制御部、１７…プレート識別データ、Ｐ…マイクロプレート、１８，１９…スタッカー、２０…シャーレ、２１…試験管、２２…検体検査装置本体、２４…筐体

Claims (5)

1. 検体容器を、前記検体容器の下側から撮影可能な状態で支持する支持部と、
   撮影位置に配置された前記検体容器より下側で前記検体容器を映すミラーと、
   前記撮影位置に配置された前記検査容器より上に配置されており、前記検体容器の下側の画像を前記ミラーの反射を用いて撮影する撮影部と、
   を具備する検体検査装置。
2. 前記撮影位置に配置された前記検査容器に対して光を照射する光源をさらに具備し、
   前記撮影部は、前記撮影位置に配置された前記検査容器の透過光又は反射光を、前記ミラー経由で、撮影する、
   ことを特徴とする請求項１の検体検査装置。
3. 前記検体容器が前記検体位置に配置された場合にＯＮ状態となり、前記検体容器が前記検体位置に配置されていない場合にＯＦＦ状態となるスイッチをさらに具備し、
   前記撮影部は、前記スイッチがＯＮ状態になった場合に、前記撮影位置の前記検査容器の前記下面を撮影し、前記スイッチがＯＦＦ状態になった場合に、撮影を中止する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２の検体検査装置。
4. 前記撮影部は、前記検体容器に付されている識別データを撮影する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検体検査装置。
5. 検体検査装置と、
   情報処理装置と、
   を具備し、
   前記検体検査装置は、
   検体容器を、前記検体容器の下側から撮影可能な状態で支持する支持部と、
   撮影位置に配置された前記検体容器より下側で前記検体容器を映すミラーと、
   前記撮影位置に配置された前記検査容器より上に配置されており、前記検体容器の下側の画像を前記ミラーの反射を用いて撮影する撮影部と、
   を具備し、
   前記情報処理装置は、
   前記撮影部から受けた前記画像信号に基づいて、前記検体容器の下面画像の画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データを記憶する記憶部と、
   を具備する、
   ことを特徴とする検体検査システム。

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