(57)【要約】  顕微鏡を用いた試料の撮影を高速化する技術を提供すること。  本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を提供する。また、本技術は、前記流路構造を含む撮像用部材も提供する。本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路において当該撮像対象を撮像することを含む撮像方法も提供する。本技術は、前記撮像用部材を含む撮像対象分析用装置及び撮像対象分析用システムも提供する。
2018198470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用装置。
【請求項２】
前記撮像用部材が取り替え可能である、請求項１に記載の撮像対象分析用装置。
【請求項３】
前記撮像用流路の横断面の面積が、前記対物レンズの視野の面積よりも大きい、請求項１に記載の撮像対象分析用装置。
【請求項４】
撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造。
【請求項５】
前記撮像用流路に前記流体を導入する流体導入流路を少なくとも１つ備えている、請求項４に記載の流路構造。
【請求項６】
前記流体導入流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なる、請求項５に記載の流路構造。
【請求項７】
前記流体導入流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体導入流路が前記光軸上で合流している、請求項５に記載の流路構造。
【請求項８】
前記撮像用流路を通過した前記流体を前記流路構造外に排出する流体排出流路を少なくとも１つ備えている、請求項４に記載の流路構造。
【請求項９】
前記流体排出流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なる、請求項８に記載の流路構造。
【請求項１０】
前記流体排出流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体排出流路が前記撮像用流路から分岐している、請求項８に記載の流路構造。
【請求項１１】
前記流体が液体である、請求項４に記載の流路構造。
【請求項１２】
前記流体が生体から得られる液体である、請求項４に記載の流路構造。
【請求項１３】
前記流体が尿又は尿由来の液体である、請求項４に記載の流路構造。
【請求項１４】
前記流路構造が振動子を備えられている、請求項４に記載の流路構造。
【請求項１５】
請求項４に記載の流路構造を含む撮像用部材。
【請求項１６】
撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路において当該撮像対象を撮像することを含む撮像方法。
【請求項１７】
前記撮像用流路の位置が前記対物レンズに対して固定された状態で前記撮像が行われる、請求項１６に記載の撮像方法。
【請求項１８】
前記撮像が複数回行われる、請求項１６に記載の撮像方法。
【請求項１９】
前記複数回の撮像のフレームレートが、前記撮像において焦点が合わせられた領域での前記流体の流速を被写界深度で除して得られた商の数値以上である、請求項１８に記載の撮像方法。
【請求項２０】
前記複数回の撮像により得られた画像データに基づき、前記撮像対象の立体形状に関する像を得ることをさらに含む、請求項１８に記載の撮像方法。
【請求項２１】
撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像対象分析用装置、流路構造、撮像用部材、撮像方法、及び撮像対象分析用システムに関する。より詳細には、流体中の撮像対象の撮像方法、流体中の撮像対象の撮像に用いられる流路構造、当該流路構造を含む撮像用部材、並びに流体中の撮像対象の分析に用いられる装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
健康診断又は人間ドックにおける尿蛋白検査又は尿潜血検査などの尿に関する検査において検査結果が陽性である場合に、尿を遠心分離して得られた沈殿物に対する尿沈渣検査が行われる。当該尿沈渣検査は、例えば赤血球、白血球、尿酸結晶、細胞、及び細菌などの固形成分の種類、数、及び／又は量を調べるために行われる。【０００３】
尿沈渣検査の結果、固形成分に関する数値が正常値より高い場合又は円柱細胞などの異常細胞が見られる場合には、例えば尿路又は腎臓における病気が疑われる。また、尿沈渣検査の結果は、全身の様々な病気を診断するための判断材料としても有効である。尿沈渣検査において異常値が出た場合には、さらに腎機能検査又は尿路系のＸ線検査若しくは画像検査などの二次検査が行われる。【０００４】
尿沈渣検査は例えばフローサイトメトリー法又は鏡検法などによって行われる。【０００５】
フローサイトメトリー法では、尿にレーザ光を照射し、そして、照射により生じた光を解析することで尿中の固形成分が自動定量される。フローサイトメトリー法は、スクリーニング検査としては有用である。しかしながら、フローサイトメトリー法で解析できる固形成分は限定されている。また、フローサイトメトリー法では、固形成分の形態情報を得ることができない。そのため、より詳細な解析のために、顕微鏡での検査（鏡検法）が併用されることがある。【０００６】
鏡検法では、尿の遠心分離により得られた沈殿物をスライドガラスに載せ、当該沈殿物にカバーガラスをかけ、そして顕微鏡によって当該沈殿物中の固形成分の形態情報が観察される。例えば、一視野内に、赤血球が０〜４個、白血球が０〜４個、及びその他上皮細胞及び結晶が少量程度観察される場合、正常と判定されうる。【０００７】
鏡検法の自動化を目的に尿中有形成分分析装置が提案されており、及び、実用化されている。例えば、下記特許文献１には、「透光板と被覆透光板との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための装置」が記載されている（請求項１）。当該装置は、「上記試料を観察するための対物レンズと、上記対物レンズの合焦状態を検出する合焦検出手段と、上記対物レンズと試料との相対位置を3次元方向に変動させる駆動手段と、上記合焦検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動手段を制御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自動合焦手段と、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御する制御手段と、上記自動合焦動作において、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定手段」を備えている（請求項１）。実用化されている装置として、例えばUSCANNER（登録商標）(E)（東洋紡株式会社）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００８／００７７２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
顕微鏡を用いた検査において、一般的には、対象物の立体構造を認識し及びフォーカスを調整しながら対象物が観察される。しかしながら、或るフォーカス面を選択して撮影した場合、フォーカス位置を変化させたそれぞれの場合の画像データを得ることはできない。フォーカス位置を変化させた場合それぞれの画像データを得るためには撮影枚数を増やす必要がある。各フォーカス位置で撮影を行うことは、撮影に要する時間の増大をもたらす。【００１０】
また、顕微鏡を用いた試料のデジタル画像取得において、複数の視野及び複数のフォーカス位置で撮影を行うためには、通常以下のようなワークフローで行うのが一般的である。以下のワークフローにおいて、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、撮影対象を載せたスライドガラスを保持するステージの移動方向である。Ｘ方向及びＹ方向は、対物レンズの光軸に対して垂直な方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は互いに垂直である。Ｚ方向は、対物レンズの光軸方向である。
１．ステージをＸ方向及びＹ方向に移動させて、撮影したい視野を選択する。
２．必要に応じてステージをＺ方向に移動させて、フォーカスを調整する。
３．撮影によりデジタル画像を得る。
４．上記２及び３を繰り返して、選択された視野においてフォーカスが変更された画像を複数得る。
５．上記１〜４を繰り返して、撮影したい複数の視野における画像を得る。
このワークフローにおいて、ステージをＸ方向及びＹ方向に移動させる上記１の工程は機械的な移動が必要であるため、時間を要する。また、上記２のフォーカス調整工程は、ステージの機械的な移動を伴わない場合は上記１よりも時間はかからないが、やはり時間を要する。また、上記４において得るべき画像の数が多くなる場合は、上記２のフォーカス調整工程に要する時間も多くなる。
デジタル画像を撮影するセンサが高速化することによって上記３の処理は高速化が期待できる。しかしながら、機械的な移動を伴う上記１及び２の工程は時間がかかるので、顕微鏡を用いた試料のデジタル画像を取得するための処理全体には時間がかかる。【００１１】
本技術は、顕微鏡を用いた試料の撮影を高速化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、特定の流路構造を用いることで、上記の課題を解決できることを見出した。【００１３】
すなわち、本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を提供する。
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造は、前記撮像用流路に前記流体を導入する流体導入流路を少なくとも１つ備えていてよい。
本技術の一つの実施態様において、前記流体導入流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なりうる。
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造は、前記流体導入流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体導入流路が前記光軸上で合流していてよい。
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造は、前記撮像用流路を通過した前記流体を前記流路構造外に排出する流体排出流路を少なくとも１つ備えていてよい。
本技術の一つの実施態様において、前記流体排出流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なりうる。
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造は、前記流体排出流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体排出流路が前記撮像用流路から分岐していてよい。
本技術の一つの実施態様において、前記流体が液体でありうる。
本技術の一つの実施態様において、前記流体が生体から得られる液体でありうる。
本技術の一つの実施態様において、前記流体が尿又は尿由来の液体でありうる。
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造が振動子を備えられていてよい。【００１４】
また、本技術は、前記流路構造を含む撮像用部材も提供する。【００１５】
また、本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路において当該撮像対象を撮像することを含む撮像方法も提供する。
本技術の一つの実施態様において、前記撮像用流路の位置が前記対物レンズに対して固定された状態で前記撮像が行われうる。
本技術の一つの実施態様において、前記撮像が複数回行われうる。
本技術の一つの実施態様において、前記複数回の撮像のフレームレートが、前記撮像において焦点が合わせられた領域での前記流体の流速を被写界深度で除して得られた商の数値以上でありうる。
本技術の一つの実施態様において、前記方法は、前記複数回の撮像により得られた画像データに基づき、前記撮像対象の立体形状に関する像を得ることをさらに含みうる。【００１６】
また、本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用装置を提供する。
本技術の一つの実施態様において、前記撮像用部材が取り替え可能でありうる。
本技術の一つの実施態様において、前記撮像用流路の横断面の面積が、前記対物レンズの視野の面積よりも大きくてよい。【００１７】
また、本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用システムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本技術によれば、顕微鏡を用いた試料の撮影を高速化することができる。なお、本技術により奏される効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】顕微鏡のステージの移動方向を示す図である。
【図２】本技術の基本概念を示す図である。
【図３】連続的な複数回の撮像により得られた画像を重ねるように画像データを処理することで得られる立体的な画像データの概念図である。
【図４】本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【図５】本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【図６】本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【図７】本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【図８】本技術の撮像用部材の模式図である。
【図９】本技術の撮像用部材の模式図である。
【図１０】本技術の撮像方法のフロー図である。
【図１１】本技術の撮像方法のフロー図である。
【図１２】本技術の撮像対象分析用装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
１．従来技術の説明
２．本技術の基本概念
３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）
（１）第１の実施形態の説明
（２）第１の実施形態の第１の例（流路構造）
（３）第１の実施形態の第２の例（流路構造）
（４）第１の実施形態の第３の例（流路構造）
（５）第１の実施形態の第４の例（流路構造）
（６）第１の実施形態の第５の例（流路チップ）
（７）第１の実施形態の第６の例（流路チップ）
４．第２の実施形態（撮像方法）
（１）第２の実施形態の説明
（２）第２の実施形態の第１の例（撮像方法）
（３）第２の実施形態の第２の例（撮像方法）
５．第３の実施形態（撮像対象分析用装置）
（１）第３の実施形態の説明
（２）第３の実施形態の例（撮像対象分析用装置）
６．第４の実施形態（撮像対象分析用システム）
（１）第４の実施形態の説明
（２）第４の実施形態の例（撮像対象分析用システム）
【００２１】
１．従来技術の説明
【００２２】
顕微鏡を用いた試料の撮影に関する従来技術を、図１を参照しながら以下に説明する。
【００２３】
図１は、顕微鏡１００のステージ１０１の移動方向を示す図である。図１に示されるとおり、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、観察したい標本を載せたステージ１０１の移動方向である。Ｘ方向及びＹ方向は、対物レンズ１０２の光軸に対して垂直な方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は互いに垂直である。Ｚ方向は、対物レンズ１０２の光軸方向である。観察したい標本を載せたステージ１０１は、顕微鏡１００と接続されたステージ位置制御部１０３によって任意の位置に移動される。
【００２４】
ステージ位置制御部１０３は、まずステージ１０１をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させて、或る視野を対物レンズの視野内に移動させる。次に、ステージ位置制御部１０３は、Ｚ方向にステージ１０１を移動させて、或るフォーカス位置に標本を移動させる。そして、デジタルカメラによって、当該フォーカス位置で、当該顕微鏡を介して標本を撮影して、標本のデジタル画像を得る。次に、ステージ位置制御部１０３は、ステージ１０１をＺ方向に移動させて、別のフォーカス位置に標本を移動させる。そして、デジタルカメラによって、当該フォーカス位置で当該顕微鏡を介して標本を撮影して、デジタル画像を得る。以上の処理を複数回繰り返すことで、上記或る視野における、複数のフォーカス位置での標本のデジタル画像が得られる。
次に、ステージ位置制御装置１０３は、ステージをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させて、別の視野を、対物レンズの視野内に移動させる。そして、この視野についても、上記のとおり、複数のフォーカス位置での標本のデジタル画像を得る。
以上のように標本のデジタル画像を複数取得するには、ステージ１０１の機械的な移動を必要とするため時間がかかる。
【００２５】
２．本技術の基本概念
【００２６】
図２に、本技術の基本概念を示す。図２において、矢印２０１は、流体の流れる方向である。対物レンズ２０２の視野及び焦点は、領域２０３に合わせられている。対物レンズの被写界深度は、光軸方向の距離２０４である。光源２０５から、照明光学系２０６を介して、撮像対象２０７に向かって光が照射されている。本技術において、撮像対象２０７は、対物レンズの光軸と同じ方向に流される。流れている撮像対象のうち、撮像のときに領域２０３内に存在する撮像対象が、対物レンズ２０２を介して撮像される。図２の状態で撮像が行われた場合、領域２０３を通過している撮像対象２０８が撮像される。本技術において、対物レンズ２０２の焦点は、領域２０３に固定されていてよい。
本技術において、上記「１．従来技術の説明」で述べたようにＸ方向及び／又はＹ方向に視野を移動させなくてよい。本技術に従い複数回撮像を行うことで、対物レンズの視野を移動することなく、複数の視野において撮像を行ったときと同様の画像情報が得られる。
また、本技術において、上記「１．従来技術の説明」で述べたように対物レンズを操作して焦点を撮像対象に合わせる必要がない。本技術において、領域２０３に焦点が合わせられた後は、対物レンズの焦点を調整する工程を行うことなく、撮像対象を撮像することが可能である。
【００２７】
また、前記複数回の撮影は連続的に行われうる。連続的な複数回の撮影により得られた画像を重ねるように画像データを処理することで、例えば図３に示すような立体的な画像データが得られる。図３は、視野３０３において複数回撮像を行い得られた画像データを重ねて得られた立体的な画像データ３０４の概念図である。図３において、矢印３０５の方向が、画像が重ねられる方向である。このような立体的な画像データに基づき、撮像対象の立体形状をより正確に観察することが可能となる。また、所定体積の試料中に存在する撮像対象の数を決定することも可能となる。
【００２８】
３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）
【００２９】
（１）第１の実施形態の説明
【００３０】
本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を提供する。本技術において、撮像用流路内の或る領域に対物レンズの焦点が合わせられており、当該対物レンズを介して撮像したときに当該領域に存在する撮像対象が撮像される。本技術の流路構造を撮像対象の撮像に用いた場合、撮像対象を含んだ流体が前記撮像用流路内を前記対物レンズの光軸と同じ方向に流れている。焦点が所定の領域に合わせられた後は、対物レンズを操作して焦点を撮像対象に合わせる工程は行われなくてよい。
【００３１】
本技術において、撮像用流路とは、本技術に従う撮像に用いられる対物レンズの焦点が合わせられている領域を有する流路をいう。当該対物レンズを介した撮像を行うことで、当該領域内に存在する固形物の画像又は画像データが得られる。本技術において、撮像は、対物レンズを介して行われる。当該撮像は例えば、顕微鏡、例えば光学顕微鏡など、に備えられた撮像装置、例えばデジタルカメラなど、により行われうる。
前記領域は、対物レンズの視野と被写界深度とにより規定されうる。例えば、視野が円形である場合、当該領域は、被写界深度を高さとする円柱状の領域でありうる。
対物レンズの視野は、当業者により適宜選択されてよく、例えば撮像用流路内の横断面のいずれかの範囲をカバーするように選択されてよく、又は、撮像用流路内の横断面の全てをカバーするように選択されていてもよい。
被写界深度は、当業者により適宜選択されてよく、例えば対物レンズの種類を選択することで所望の被写界深度が選択されうる。
【００３２】
本技術において、対物レンズの光軸とは、対物レンズの中心と焦点とを通る直線である。本技術において、撮像用流路内の少なくとも一部において、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れていればよい。例えば、撮像用流路内において、撮像用流路内の中心部分においてのみ、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れており、撮像用流路の壁面付近では、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と異なる方向に流れていてもよい。
また、本技術において、撮像対象を含んだ流体は、撮像用流路内を、光源から対物レンズに向かって流れてもよく又は対物レンズから光源に向かって流れてもよい。本技術の流路構造は、撮像用流路の方向が重力の作用方向若しくは当該作用方向となるように構成されていてよく、又は、重力の作用方向に対して水平方向若しくはななめ方向となるように構成されていてもよい。
【００３３】
本技術において、流体とは、撮像対象を流れるように移動させることができるものであればよい。流体は、例えば液体状の物質、特には液体、又は気体状の物質、特には気体でありうる。また、流体は真空であってもよい。前記液体状の物質の例として例えば、生体から得られる液体、飲料、液状食品、微生物を含む液体、及び粒子を含む液体を挙げることができるがこれらに限定されない。生体から得られる液体の例として、尿及び尿由来の液体、血液及び血液由来の液体、例えば血しょう及び血清など、リンパ液及びリンパ液由来の液体、並びにこれら液体の希釈物及び濃縮物を挙げることができるが、これらに限定されない。
本技術の流路構造を用いた１回の撮像処理において前記撮像用流路内を流される流体の量は、例えば０．１μｌ〜１０ｍｌ、特には０．２μｌ〜１ｍｌ、特には０．３μｌ〜５００μｌ、より特には０．５μｌ〜１００μｌ、より特には１μｌ〜５０μｌでありうる。例えば、尿に対する一般的な鏡検法において、約４．５μｌの尿を濃縮した試料が顕微鏡観察に付される。本技術の流路構造を用いた１回の撮像処理に、上記量の尿が、濃縮されることなく付されうる。当該撮像処理によって、従来よりも短い時間で、尿中の固形成分の画像を得ること及び／又は尿中の固形成分の解析を行うことが可能となる。
【００３４】
本技術において、撮像対象とは、流体に含まれた状態で流路内を流れることができ且つ対物レンズを介した撮像によってその像を撮像できる固形物でありうる。
【００３５】
本技術において撮像対象は例えば、顕微鏡で観察可能である粒子でありうる。当該粒子として例えば、細胞、微生物、生体由来固形成分、及びリポソームなどの生物学的微小粒子、並びに、ラテックス粒子、ゲル粒子、及び工業用粒子などの合成粒子などを挙げることができるがこれらに限定されない。また、当該粒子として、大気汚染の指標として用いられる微小粒子状物質、例えばＰＭ２．５など、を挙げることもできる。
前記細胞には、動物細胞(尿に含まれる細胞及び血球系細胞など)および植物細胞が含まれうる。前記生体由来固形成分として、例えば、生体中で生成される結晶類を挙げることができる。前記微生物には、大腸菌などの細菌類、イースト菌などの菌類などが含まれうる。前記合成粒子は、例えば有機若しくは無機高分子材料又は金属などからなる粒子でありうる。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、及びポリメチルメタクリレートなどが含まれうる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、及び磁性体材料などが含まれうる。金属には、金コロイド及びアルミなどが含まれうる。
【００３６】
本技術において、撮像対象の好適な例として例えば、生体由来固形成分及び微生物を挙げることができるが、これらに限定されない。生体由来固形成分の例として、例えば細胞及び生体由来結晶を挙げることができる。撮像に付される流体が尿又は尿由来の液体である場合、撮像対象は例えば、赤血球、白血球、その他の細胞、例えば上皮細胞及び円柱細胞など、結晶類、及び細菌から選ばれる１つ又は２つ以上でありうる。結晶類として例えば、シュウ酸カルシウム結晶、尿酸結晶、リン酸カルシウム結晶、リン酸アンモニウムマグネシウム結晶、尿酸アンモニウム結晶、尿酸ナトリウム結晶、炭酸カルシウム結晶、ビリルビン結晶、チロシン結晶、ロイシン結晶、コレステロール結晶、シスチン結晶、及び２，８−ジヒドロキシアデニン結晶（DHA結晶）を挙げることができる。
【００３７】
本技術において、本技術の流路構造を形成する流路の横断面の形状は当業者により適宜定められてよく、例えば長方形、正方形、円形、半円形、楕円形、半楕円形、又は台形でありうるが、これらに限定されない。本技術の好ましい実施態様において、流路の横断面の形状は、長方形、正方形、円形、又は楕円形でありうる。なお、円形は略円形を包含する。
【００３８】
本技術の流路構造を形成する流路のサイズは、例えば撮像対象のサイズを考慮して当業者により適宜設定されうる。本技術の流路構造中の撮像用流路のサイズは、対物レンズの視野を考慮して設定されてもよい。
本技術に従う流路構造の一つの実施態様において、本技術の流路構造中の撮像用流路の横断面の形状は、対物レンズの視野の形状と同じであるか又は対物レンズの視野を全てカバーするような形状でありうる。例えば、前記撮像用流路の横断面の面積は、対物レンズの視野の面積より大きくてよく、例えば対物レンズの視野の面積の１．０１倍〜４倍、特には１．１倍〜３倍、より特には１．２倍〜２．５倍でありうる。
また、本技術に従う流路構造の他の実施態様において、本技術の流路構造中の撮像用流路は、例えば１つ〜５つ、特には１つ〜３つ、より特には１つの撮像対象、例えば細胞など、が通ることができる大きさを有しうる。
【００３９】
本技術の流路構造を形成する流路の横断面が円形である場合、流路の横断面の直径は、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．２ｍｍ〜５ｍｍ、より特には０．５ｍｍ〜３ｍｍでありうる。本技術の流路構造を形成する流路の横断面が楕円形である場合、当該流路の横断面の短軸は、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．２ｍｍ〜５ｍｍ、より特には０．５ｍｍ〜３ｍｍでありうる。
本技術の流路構造の一つの実施態様において、対物レンズの視野が円である場合、本技術の流路構造中の撮像用流路の横断面は、対物レンズの視野の円の直径と同じ直径を有する円であるか、又は、対物レンズの視野の円の直径より大きな直径、例えば１．０１倍〜２倍の直径、特には１．０５倍〜１．７倍の直径、より特には１．１倍〜１．５倍の直径、を有する円でありうる。例えば、対物レンズの視野が直径１ｍｍの円である場合、本技術の流路構造中の撮像用流路の横断面は、例えば直径１ｍｍ〜２ｍｍ、特には直径１．０５ｍｍ〜１．７ｍｍ、特には直径１．１〜１．５ｍｍの円でありうる。
【００４０】
本技術の流路構造を形成する流路の横断面が正方形である場合、流路の横断面の一辺は、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．２ｍｍ〜５ｍｍ、より特には０．５ｍｍ〜３ｍｍでありうる。本技術の流路構造を形成する流路の横断面が長方形である場合、流路の横断面の短辺は、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．２ｍｍ〜５ｍｍ、より特には０．５ｍｍ〜３ｍｍでありうる。
【００４１】
本技術の一つの実施態様において、本技術の流路構造は、前記撮像用流路に流体を導入する流体導入流路を少なくとも１つ備えうる。すなわち、当該流体導入流路は、前記撮像用流路と連通されており、当該流体導入流路を流れてきた流体が、前記撮像用流路へと流れる。流体導入流路の数は、例えば１〜４つであるが、流路構造の製造の容易さの観点から、好ましくは１つ又は２つである。
【００４２】
前記流体導入流路の方向は、前記撮像用流路の方向と異なりうる。前記流体導入流路の方向とは、当該流路内を流れる流体の流れ方向又は当該流路の軸の方向である。本技術において、流路の横断面が円形又は楕円形である場合において、流路の軸とは、横断面の中心を通る線をいう。
【００４３】
前記流体導入流路の方向は、例えば光軸に対して１０〜９０度の角度を形成するものであってよく、好ましくは３０〜９０度、好ましくは４５〜９０度、より好ましくは６０〜９０度の角度を形成するものでありうる。流体導入流路と光軸とがこのような角度を有することで、対物レンズ又は光源と撮像用流路との間を流体導入流路が遮らなくなり、より良い観察ができる。
【００４４】
本技術の一つの実施態様において、本技術の流路構造は、前記流体導入流路を少なくとも２つ、好ましくは前記流体導入流路を２つ、備えており、当該少なくとも２つの流体導入流路が前記光軸上で合流していてもよい。この実施態様において、当該少なくとも２つの流体導入流路を流れる流体が合流し、そして、撮像用流路へと流れる。当該合流した流体は、当該撮像用流路内において光軸方向に流れる。
【００４５】
本技術の一つの実施態様において、本技術の流路構造は、前記撮像用流路を通過した前記流体を前記流路構造外に排出する流体排出流路を少なくとも１つ備えうる。すなわち、当該流体排出流路は、前記撮像用流路と連通されており、当該撮像用流路を通過した流体が、当該流体排出流路を通って流路構造外へ排出される。流体排出流路の数は、例えば、１〜４つであるが、流路構造の製造の容易さの観点から、好ましくは１つまたは２つである。
【００４６】
前記流体排出流路の方向は、前記撮像用流路の方向と異なりうる。前記流体排出流路の方向とは、当該流路内を流れる流体の流れ方向又は当該流路の軸の方向である。
【００４７】
前記流体排出流路の方向は、例えば光軸に対して１０〜９０度の角度を形成するものであってよく、好ましくは３０〜９０度、好ましくは４５〜９０度、より好ましくは６０〜９０度の角度を形成するものでありうる。流体排出流路と光軸とがこのような角度を有することで、光源又は対物レンズと撮像用流路との間を流体排出流路が遮らなくなり、より良い観察ができる。
【００４８】
本技術の一つの実施態様において、本技術の流路構造は、前記流体排出流路を少なくとも２つ、好ましくは前記流体排出流路を２つ、備えており、当該少なくとも２つの流体排出流路が前記撮像用流路から分岐していてもよい。この実施態様において、撮像用流路を通過した流体が当該分岐した少なくとも２つの流体排出流路へと流れる。
【００４９】
本技術の一つの実施態様において、前記流路構造は振動子を備えられていてよい。振動子は例えば、流体導入流路又は撮像用流路の外側の壁面に取り付けられうる。当該振動子によって、流路構造に振動を与えることで、流路構造内での撮像対象の沈殿を抑制することが可能である。この実施態様において、焦点を合わせられている撮像流路内の領域が振動に伴い移動する。そのため、この実施態様において、撮像するタイミングと振動の位相とが同一となるように撮像タイミング及び／又は振動の位相を制御することで、振動による撮像への影響が減少されうる。
【００５０】
本技術の流路構造は、当技術分野で既知の材料により形成されうる。本技術の流路構造を形成する材料として例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス、及びシリコンが挙げられるがこれらに限定されない。
【００５１】
本技術の流路構造は、当技術分野で既知の方法により製造されうる。例えば、流体導入流路及び撮像用流路が形成された１枚の基板と、撮像用流路及び流体排出用流路が形成された１枚の基板とを、撮像用流路の位置が一致するように張り合わせることにより製造されうる。
【００５２】
本技術はまた、本技術の流路構造を含む撮像用部材を提供する。当該撮像用部材は、例えば、顕微鏡を介した試料の撮像に用いられる部材でありうる。当該撮像用部材として、例えば、チップ、カートリッジ、及びスライドガラスを挙げることができるがこれらに限定されない。本技術の撮像用部材は、上記流路構造に関して述べた材料を用いて、上記流路構造に関して述べた製造方法により製造されうる。
【００５３】
（２）第１の実施形態の第１の例（流路構造）
【００５４】
以下で、本技術の流路構造を、図４を参照しながら説明する。図４は、本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【００５５】
図４において、流路構造４００は、流体導入流路４０１及び４０２、撮像用流路４０３、並びに流体排出流路４０４及び４０５を備えられている。流路構造４００内を撮像対象４０６、例えば生体由来固形物など、を含んだ流体が流れている。対物レンズ４０７及び光源４０８が、撮像用流路４０３を挟むように配置されている。流体導入流路４０１及び４０２の方向は、対物レンズ４０７の光軸に対して９０度の角度を形成している。また、流体排出流路４０４及び４０５の方向も、対物レンズ４０７の光軸に対して９０度の角度を形成している。
光源４０８から発せられた光は、照明光学系４０９を介して撮像用流路４０３に当てられる。また、撮像用流路４０３内に、対物レンズ４０７の焦点が合わせられている領域４１０がある。領域４１０の像が、対物レンズ４０７を介して観察可能である。領域４１０の像は、結像光学系４１１を介してイメージセンサ４１２により画像データとして取得される。取得された画像データは、イメージセンサ４１２から制御部４１３に送られる。
液体導入流路４０１及び４０２への流体の導入は、ポンプ４１４により行われる。流体の流速は、流量センサ４１５により測定される。流量センサ４１５により測定された流体の流速に関するデータは、制御部４１３に送られる。制御部４１３は、当該流速に関するデータに基づき、例えばポンプ４１４による送液量などを制御する。これにより、流体の流速が制御されうる。
本技術において、流体導入流路と撮像用流路との間に明確な境界は設定されなくてもよい。例えば、或る流路が、本技術に従う撮像が行われる領域を有していれば、当該流路は撮像用流路と言え、当該流路が、当該領域に流体を流すものであれば、当該流路は流体導入流路とも言える。また、本技術において、撮像用流路と流体排出流路との間にも明確な境界は設定されなくてよい。例えば、或る流路が、本技術に従う撮像が行われる領域を有していれば、当該流路は撮像用流路と言え、当該流路が、当該撮像用流路を通過した流体を流路構造外に排出するものであれば、当該流路は流体排出流路とも言える。
【００５６】
流体導入流路４０１及び４０２内の流体は、対物レンズ４０７の光軸に向かって流れる。そして、流体導入流路４０１及び４０２内の流れが、当該光軸上で合流し、そして、撮像用流路４０３へ流れる。撮像用流路４０３を通過した流体は、流体排出流路４０４及び４０５へと分岐して流れる。撮像用流路４０３内に、対物レンズ４０７の焦点が合わせられている領域４１０がある。領域４１０において、流体は光軸と同じ方向に流れている。領域４１０を、対物レンズ４０７を介して撮像した場合、この撮像のときに領域４１０を通過している撮像対象の画像が得られる。図４の状態で撮像した場合、撮像対象４１５の画像が得られる。
【００５７】
図４において、領域４１０の対物レンズ４０７を介した撮像は、流体を流しながら連続的に複数回行われうる。当該連続撮像により得られた画像を重ねるように画像データを処理することで、図３に示すような、立体的な画像データが作成される。
例えば、対物レンズの開口数ＮＡが０．５である場合、被写界深度は約４μｍである。そこで、撮像対象が約４μｍ移動する毎に撮像を行うことで得られた画像を重ねるように画像データを処理することで、撮像対象の立体的な画像データが得られる。被写界深度が４μｍであり且つ領域４１０での流速が０．５ｍｍ／ｓであるならば、撮像フレームレートを０．５ｍｍ／ｓ÷４μｍ＝１２５ｆｐｓ（１秒当たりのフレーム数）と設定することにより立体的な画像データの作成に適した複数の画像データが得られる。また、被写界深度及び撮像フレームレートが固定されている場合は、流速を所定の値に設定することによって、立体的な画像データの作成に適した複数の画像データを得ることが可能となる。
なお、撮像用流路４０２内の流速は、当該流路の中央部分で最も速く、流路の壁面に近づくにつれて遅くなりうる。撮像フレームレートは、例えば流路の中央部分での最も速い流速に基づき設定されうる。これにより、より遅い流速部分での立体的な画像データの作成も可能となる。
【００５８】
（３）第１の実施形態の第２の例（流路構造）
【００５９】
本技術の流路構造の他の例を、図５を参照しながら説明する。図５は、本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【００６０】
制御部４１３に接続された振動子４１６が流路構造４００に備えられていること以外は、図５は図４と同じである。図５において、振動子４１６は流路構造を振動させる。振動子は例えばピエゾ振動子である。振動子４１６の振動によって、特には比重の高い撮像対象が流路内を流される場合に、撮像対象が流路内で沈降することが抑制される。
また、振動子４１５は、制御部４１３に接続されている。制御部４１３は、振動の位相と撮像のタイミングとを同期させる。これにより、対物レンズに対して、焦点が合わせられている領域を一定とすることができる。その結果、振動による撮像への影響が減少される。
【００６１】
（４）第１の実施形態の第３の例（流路構造）
【００６２】
本技術の流路構造の他の例を、図６を参照しながら説明する。図６は、本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
図６において、流路構造６００は、流体導入流路６０１及び６０２、撮像用流路６０３、並びに流体排出流路６０４を備えられている。流路構造６００内を撮像対象６０６、例えば生体由来固形物など、が流れている。対物レンズ６０７及び光源６０９が、撮像用流路６０３を挟むように配置されている。流体導入流路６０１及び６０２の方向は、対物レンズ６０７の光軸に対して９０度未満の角度を形成してよい。図６では、当該方向は、約３０〜９０度の角度を形成している。また、流体排出流路６０４の方向は、光軸に対して例えば４５〜９０度の角度を形成してよい。図６では、当該方向は、９０度の角度を形成している。流体排出流路は、図６では１つであるが、例えばもう１つの流体排出流路を、流体排出流路６０４と反対側に設けてもよい。光源６０９、照明光学系６１０、及び結像光学系６１１は、対物レンズ６０７による領域６０８の結像を可能とするように適宜配置されうる。
光源６０９から発せられた光は、照明光学系６１０を介して撮像用流路６０３に当てられる。また、撮像用流路６０３内に、対物レンズ６０７の焦点が合わせられている領域６０８がある。領域６０８の像が、対物レンズ６０７を介して観察可能である。領域６０８の像は、結像光学系６１１を介してイメージセンサ６１２により画像データとして取得される。取得された画像データは、イメージセンサ６１２から制御部（図示せず）に送られる。
【００６３】
流体導入流路６０１及び６０２内の流体は、撮像用流路６０３に向かって、すなわち光軸に近づくように流れる。そして、流体導入流路６０１及び６０２内の流れが、当該光軸上で合流し、そして、撮像用流路６０３へ流れる。撮像用流路６０３を通過した流体は、流体排出流路６０４へと流れる。撮像用流路６０３内に、対物レンズ６０７の焦点が合わせられている領域６０８がある。領域６０８において、流体は光軸と同じ方向に流れている。領域６０８を、対物レンズ６０７を介して撮像した場合、この撮像のときに領域６０８に存在する撮像対象の画像が得られる。図６の状態で撮像した場合、撮像対象６１３の画像が得られる。
【００６４】
図６において、領域６０８の対物レンズ６０７を介した撮像は、流体を流しながら連続的に複数回行われうる。当該連続撮像により得られた画像を重ねるように画像データを処理することで、図３に示すような、立体的な画像データが作成される。
【００６５】
また、図６の流路構造は、撮像用流路内の流れ方向は重力の作用方向と同じように配置されうる。これにより、粒子が沈降して流路内に堆積することが抑制されうる。その結果、流路が詰まることが回避される。
図６の流路構造において、流体の流速はポンプにより制御されてよい。又は、前記光軸の方向が重力の作用方向と同じとなるように流路構造を配置した場合、流体が導入される投入口の高さと流体が排出される排出口の高さとの差によって、流体の流速を制御することもできる。
【００６６】
（５）第１の実施形態の第４の例（流路構造）
【００６７】
本技術の流路構造の他の例を、図７を参照しながら説明する。図７は、本技術の流路構造及び当該流路構造を用いた撮像の状況を示す模式図である。
【００６８】
１つの流体排出流路６０４に代えて２つの流体排出流路７０１及び７０２が設けられていること以外は、図６と同じである。このように流体排出流路を分岐させることで、撮像流路を通過した流体の流れをよりスムーズにすることができる。
【００６９】
（６）第１の実施形態の第５の例（流路チップ）
【００７０】
本技術の撮像用部材の例を、図８を参照しながら説明する。図８は、本技術の撮像用部材の模式図である。
【００７１】
図８において、撮像用流路チップ８００は、流体導入流路８０１及び８０２、撮像用流路８０３、並びに流体排出流路８０４を備えられている。撮像用流路チップ８００の撮像は、紙面の手前側又は奥側に対物レンズが配置され且つ紙面の奥側又は手前側に光源が配置された状態で行われる。流体は、撮像用流路８０３内を光軸方向に流れる。すなわち、流体は紙面の手前側から奥側へ又は奥側から手前側へ流れる。顕微鏡の対物レンズにより観察可能な領域が８０５である。流体導入流路８０１及び８０２の方向は、対物レンズの光軸に対して９０度の角度を形成している。また、流体排出流路８０４の方向は、対物レンズの光軸に対して９０度の角度を形成している。流体導入流路８０１及び８０２の方向は、流体排出流路８０４の方向と９０度の角度を形成している。流体は、チューブ８０６を介して、例えばチューブ８０６に接続されたポンプ（図示せず）により、流路チップ８００内に供給される。対物レンズの焦点は、撮像用流路８０３内の或る領域に合わせられている。撮像用流路８０３内を撮像対象が光軸と同じ方向に流れ、撮像のときに当該領域に存在する撮像対象の画像が得られる。
【００７２】
（７）第１の実施形態の第６の例（流路チップ）
【００７３】
本技術の撮像用部材の例を、図９を参照しながら説明する。図９は、本技術の撮像用部材の模式図である。
【００７４】
図９において、撮像用流路チップ９００は、流体導入流路９０１及び９０２、撮像用流路９０３、並びに流体排出流路９０４を備えられている。撮像用流路チップ９００の撮像は、紙面の手前側又は奥側に対物レンズが配置され且つ紙面の奥側又は手前側に光源が配置された状態で行われる。流体は、撮像用流路９０３内を光軸方向に流れる。すなわち、流体は紙面の手前側から奥側へ又は奥側から手前側へ流れる。顕微鏡の対物レンズにより観察可能な領域が９０５である。流体導入流路９０１及び９０２の方向は、対物レンズの光軸に対して９０度の角度を形成している。また、流体排出流路９０４の方向は、対物レンズの光軸に対して９０度の角度を形成している。流体導入流路９０１及び９０２の方向は、流体排出流路９０４の方向と９０度の角度を形成している。流路チップ９００は、撮像対象を含む流体９０６と直接接触させられる。流体排出流路９０４の下流にポンプ（図示せず）が接続されている。当該ポンプによる吸引によって、流体が流路チップ９００内に導入される。
図９の流路チップ９００は、流体に直接接触させられる。流体毎に、流路チップを交換することで、流体間でのコンタミネーションが回避される。
【００７５】
４．第２の実施形態（撮像方法）
【００７６】
（１）第２の実施形態の説明
【００７７】
本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路において当該撮像対象を撮像することを含む撮像方法を提供する。すなわち、撮像用流路内の或る領域に対物レンズの焦点が合わせられた状態で当該対物レンズを介して当該領域を撮像したときに、当該領域内に存在する撮像対象が撮像される。本技術の撮像方法では、撮像用流路内を、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れている。焦点が所定の領域に合わせられた後は、対物レンズを操作して焦点を撮像対象に合わせる工程は行われなくてよい。
本技術の撮像方法において用いられる撮像用流路は、上記「３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）」において説明したとおりであるので、当該撮像用流路に関する説明は省略する。
【００７８】
本技術の撮像方法の一つの実施態様において、前記撮像用流路の位置が前記対物レンズに対して固定された状態で前記撮像が行われうる。より特には、前記撮像用流路内の前記或る領域が、前記対物レンズに対して固定された状態で前記撮像が行われうる。すなわち、本技術の撮像方法において、前記領域に焦点が合わせられた後は、対物レンズを操作して焦点を撮像対象に合わせることが行われてなくてよい。
本技術において、撮像用流路の位置が対物レンズに対して固定された状態とは、撮像時の前記位置と前記対物レンズとの相対的な位置関係が固定されていることをいう。前記固定された状態とは、撮像用流路の位置が対物レンズに対して物理的に固定されていること、及び、撮像用流路の位置が対物レンズに対して各撮像の間で同じであることを包含する。後者の例は、例えば、撮像用流路が振動子により所定間隔で振動され、且つ、当該振動子による振動の位相と対物レンズを介した撮像間隔とが同期されている場合である。当該位相と当該撮像間隔との同期により、当該対物レンズを介した撮像において焦点が合わせられている領域が各撮像の間で同一となりうる。
【００７９】
本技術の撮像方法の一つの実施態様において、前記撮像は複数回行われうる。本技術の撮像方法では、撮像用流路内を、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れているので、複数回撮像が行われることで、上記「１．従来技術の説明」で述べた顕微鏡のステージのＸ方向及び／又はＹ方向の機械的な移動を行うことなく、複数の視野の画像、特にはデジタル画像など、が得られた場合と同じ又はそれ以上の情報量を有する画像データが得られる。
また、当該複数回の撮影は連続的に行われうる。連続的な複数回の撮影により得られた画像を重ねるように画像データを処理することで、図３に示すような立体的な画像データが得られる。当該立体的な画像データに基づき、撮像対象の立体形状の把握をより正確に行なうことが可能となる。
連続的な複数回の撮影により得られた画像を重ねるように画像データを処理する技術として、当業者に既知の手法が用いられてよい。当該手法の例として、いわゆるＺスタックに関する技術を挙げることができる。当該技術として、例えば特開２０１７−０５８７０４号公報に記載されたものを挙げることができるが、この文献に記載されたものに限定されない。
【００８０】
本技術の撮像方法の一つの実施態様において、或る撮像の後に撮像対象が被写界深度分だけ光軸方向に移動した後に、次の撮像が行われうる。すなわち、本技術の撮像方法の一つの実施態様において、撮像間隔は、撮像対象が被写界深度分だけ光軸方向に移動するのに要する時間でありうる。
すなわち、本技術の撮像方法の一つの実施態様において、前記複数回の撮像のフレームレートは、前記撮像において焦点が合わせられた領域での前記流体の流速を被写界深度で除して得られた商の数値以上でありうる。
前記撮像フレームレートと前記流速と前記被写界深度とがこの関係を満たすことで、得られる複数の画像データを重ねたときに、立体的な画像データのより正確な作成が可能となる。当該関係は、前記領域の少なくとも一部において成立していることが好ましい。当該関係は、前記領域の最も流速が速い部分、例えば撮像用流路の横断面の中心部分など、において成立していることが好ましい。
本技術の撮像方法の他の実施態様において、撮像間隔は、撮像対象が被写界深度分だけ光軸方向に移動するのに要する時間よりも長くてもよく、又は、短くてもよい。当該撮像間隔は、所望の画像データに応じて、当業者により適宜選択されうる。
【００８１】
本技術の撮像方法は、前記複数回の撮像により得られた画像データに基づき、前記撮像対象の立体形状に関する像を得ることをさらに含みうる。これにより、撮像対象の立体形状のより正確な把握が可能となる。本技術の撮像方法によって得られた撮像対象の立体的な画像によって、例えばより正確な細胞の分析が可能としうる。加えて、より正確に把握された細胞の立体的な画像によって、自動的に細胞分析することも可能となりうる。
【００８２】
本技術の撮像方法の一つの実施態様において、本技術の撮像方法はさらに、前記撮像により得られた画像データを解析することを含みうる。例えば、当該解析において、撮像対象の画像データに基づき、撮像対象のサイズ、色、及び／又は平面的又は立体的形状に関するデータが得られる。さらに、当該データに基づき、撮像対象の種類が判定されうる。また、当該解析において、撮像対象の画像データに基づき、撮像対象の数、特には特定の種類の撮像対象の数、がカウントされうる。当該カウント結果に基づき、所定体積の流体中における特定の撮像対象の含有率が計算されてもよい。また、当該カウント結果に基づき、撮像対象のサイズに関する分布状況、例えば粒径分布など、が決定されうる。
さらに、前記解析において、判定された撮像対象の種類及び数に基づき、当該撮像対象を含む流体を提供した個体、例えばヒトなど、が疾患を有するかどうか、当該個体が有する疾患の種類、及び当該個体の体調が判定されうる。
【００８３】
例えば、流体が尿又は尿由来試料である場合、撮像対象は、例えば赤血球、白血球、血小板、その他細胞、例えば上皮細胞、円柱細胞、及びがん細胞など、及び、結晶、例えば尿酸結晶など、の固形成分の１つ又は２つ以上の組み合わせでありうる。上記解析において、得られた画像データに基づき、撮像対象がこれら固形成分のいずれであるかが判定されうる。さらに、上記解析において、得られた画像データに基づき、所定量の尿中のこれら固形成分の数がカウントされうる。
さらに、当該尿又は尿由来試料中に含まれる固形成分の種類及び数に基づき、当該尿又は尿由来試料を提供した個体、例えばヒトなど、が疾患を有するかどうか、当該個体が有する疾患の種類、及び当該個体の体調が判定されうる。
判定される疾患の例として、例えば腎炎、腎結石、腎腫瘍、心不全、動脈硬化、尿路系の炎症、尿路結石、尿路腫瘍、ネフローゼ症候群、尿道炎、膀胱炎、及び高血圧などを挙げることができるがこれらに限定されない。
従来の尿沈渣では、所定数の視野における特定の細胞の数に基づき、健康状態の判定又は特定の疾患の有無が判断されていた。本技術において、より正確な固形成分のカウントが可能となるので、より正確な健康状態の判定又は特定の疾患の有無が行われうる。
【００８４】
（２）第２の実施形態の第１の例（撮像方法）
【００８５】
以下で、本技術の撮像方法を、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本技術の撮像方法のフロー図である。
【００８６】
ステップＳ１０１において、本技術の撮像方法が開始される。
【００８７】
ステップＳ１０２において、撮像対象を含んだ流体が撮像用流路内に流される。当該流体は例えば、当該撮像用流路の上流にある流体導入流路から、当該撮像用流路内へ流れ、そして、当該撮像用流路の下流にある流体排出流路へと流れうる。当該当該流体の流速の制御は、例えばポンプにより行われうる。当該ポンプは、当業者により適宜選択されうる。当該ポンプは、例えば流体導入流路の上流又は流体排出流路の下流に接続されうる。
【００８８】
ステップＳ１０３において、対物レンズを介した撮像対象の撮像が行われる。対物レンズは、例えば顕微鏡に備えられたものでありうる。顕微鏡は例えば光学顕微鏡であるが、これに限定されない。対物レンズの種類は、撮像対象によって当業者により適宜選択されうる。撮像は、イメージセンサを備えた撮像装置、例えばデジタルカメラにより行われうる。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）又はＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）でありうる。撮像により得られた画像は、当該撮像装置に格納されてもよく、又は、当該撮像装置に有線又は無線で接続された外部のデータ格納装置に格納されてもよい。
ステップＳ１０３において、複数回の撮像により得られた複数の画像データが、撮像対象の立体的な画像を形成するように処理されてもよい。そして、当該処理により得られた撮像対象の立体形状に関するデータが、上記撮像装置又は上記データ格納装置に格納されてもよい。
ステップＳ１０３は、ステップＳ１０２と同時に行われてもよい。
【００８９】
ステップＳ１０４において、Ｓ１０３において得られた撮像対象の画像が出力される。ステップＳ１０４は、必要に応じて行われるものであり、ステップＳ１０４を行わずに、本技術の撮像方法を終了してもよい。当該出力は、上記撮像装置と有線又は無線で接続された画像出力部、例えばディスプレイなど、により行われてもよく、又は、上記撮像装置と有線又は無線で接続された外部の出力装置、例えば印刷装置など、により行われてもよい。出力された画像に基づき、例えば医療従事者によって、撮像された細胞の分析が行われうる。
【００９０】
ステップＳ１０５において、撮像方法が終了される。
【００９１】
（３）第２の実施形態の第２の例（撮像方法）
【００９２】
以下で、本技術の撮像方法を、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本技術の撮像方法のフロー図である。図１１のＳ２０１〜Ｓ２０３は図１０のＳ１０１〜Ｓ１０３と同じであり且つＳ２０６は図１０のＳ１０５と同じであるので、Ｓ２０１〜Ｓ２０３及びＳ２０６についての説明は省略する。
【００９３】
ステップＳ２０４において、撮像されたデータの解析が行われる。撮像データの解析は、上記撮像装置に備えられた解析部などにより行われてよく、又は、上記撮像装置に有線又は無線で接続された外部の解析装置などにより行われてもよい。解析内容の具体例は、上記「（１）第２の実施形態の説明」において述べたとおりである。
また、ステップＳ２０４において、上記「（１）第２の実施形態の説明」においてステップＳ１０３に関して述べた立体的画像形成処理が行われてもよい。
【００９４】
ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４における解析の結果が出力される。ステップＳ２０５において、当該解析結果に加えて、撮像により得られた画像データが出力されてもよい。
【００９５】
５．第３の実施形態（撮像対象分析用装置）
【００９６】
（１）第３の実施形態の説明
【００９７】
本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部を備える撮像対象分析用装置を提供する。
本技術の撮像対象分析用装置に含まれる撮像用部材は、上記「３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）」において説明したとおりであるので、当該撮像用部材に関する説明は省略する。
【００９８】
本技術の撮像対象分析用装置は、対物レンズを介して撮像対象の撮像を行う撮像部を備えている。撮像対象分析用装置の例として、例えば顕微鏡、特には光学顕微鏡を挙げることができるがこれらに限定されない。当該撮像部は例えば、対物レンズ、結像光学系、及びイメージセンサを備えているものでありうる。撮像対象の像に関する画像データが、対物レンズ及び結像光学系を介して、イメージセンサにより取得される。
【００９９】
本技術の一つの実施態様において、前記撮像用部材は取り替え可能でありうる。取り替え可能であることによって、例えば撮像に付される試料のコンタミネーションが回避されうる。そのため、前記撮像用部材が取り替え可能であることは、ヒトの生体試料の分析及びヒトの健康状態の評価において、特に有益である。
【０１００】
（２）第３の実施形態の例（撮像対象分析用装置）
【０１０１】
本技術の撮像対象分析用装置の例を、図１２を参照しながら説明する。図１２は、本技術の撮像対象分析用装置のブロック図である。
【０１０２】
図１２に示される通り、本技術の撮像対象分析用装置１２００は、撮像部１２０１及び撮像用部材１２０２を含む。さらに、撮像対象分析用装置１２００は、光源部１２０３及び制御部１２０４を含みうる。制御部１２０４は、撮像制御部１２０５、流量制御部１２０６及び解析部１２０７を含みうる。解析部１２０７は、画像解析部１２０８、撮像対象判定部１２０９及び撮像対象カウント部１２１０を含みうる。また、撮像対象分析用装置１２００は、さらにポンプ１２１１及び流量センサ１２１２を備えられていてもよい。これら構成要素は、一つの装置に備えられていてもよく、又は、複数の装置に備えられ且つ本技術の効果を奏するように接続されていてもよい。
【０１０３】
撮像部１２０１は、対物レンズを含む。撮像部１２０１は、撮像用部材１２０２中の撮像用流路内の撮像対象の撮像を行うための撮像装置が備えられていてよい。撮像部１２０１は例えば、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ１０３及びＳ２０３を行う。撮像部１２０１には、データ格納装置（図示せず）が備えられていてもよい。
【０１０４】
撮像用部材１２０２は、撮像対象を含む流体が流される撮像用流路を含む。当該撮像用流路内に、前記撮像部１２０１に含まれる前記対物レンズの焦点が合わせられうる。撮像用部材１２０２は例えば、上記「３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）」で述べたとおりのものである。
【０１０５】
光源部１２０３は例えば、撮像用部材１２０２中の前記撮像用流路内を流れる流体、特には撮像対象、に光を照射することで、撮像部１２０１による当該撮像対象の撮像を可能にする。光源部１２０３は、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ１０３及びＳ２０３における撮像において撮像対象に光を当てる。光源部は例えば、光源及び照明光学系を含みうる。光源は例えばＬＥＤであるが、これに限定されない。照明光学系は、一般的な顕微鏡において用いられるものでありうる。
【０１０６】
制御部１２０４は、撮像制御部１２０５、流量制御部１２０６、及び解析部１２０７を含みうる。また、制御部１２０４は、出力部（図示せず）に有線又は無線で接続されていてもよい。出力部は、撮像部１２０１により取得された画像データ及び／又は解析部１２０７による解析結果を出力しうる。出力部は、撮像対象分析用装置１２００に備えられていてもよい。
【０１０７】
撮像制御部１２０５は、撮像部１２０２による撮像を制御する。撮像制御部１２０５は例えば、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ１０３及びＳ２０３における撮像部１２０２による撮像を制御しうる。撮像制御部１２０５は例えば、例えば撮像が所定の時間間隔で連続的に複数回行われるように、撮像部１２０１を制御しうる。また、撮像制御部１２０５は例えば、撮像用部材１２０２に備えられた振動子（図示せず）による振動の位相と同期して撮像を行うように、撮像部１２０１を制御しうる。
【０１０８】
流量制御部１２０６は、撮像用部材１２０２内の流路、例えば撮像用流路など、を流れる流体の流速及び／又は流量を制御する。流量制御部１２０６は例えば、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ１０２及びＳ２０２においてポンプ１２１０により行われる撮像用流路内への流体の供給を制御しうる。流量制御部１２０６は例えば、流量センサ１２１２により測定された流量に基づき、ポンプ１２１１による送液量を制御しうる。
【０１０９】
解析部１２０７は、画像解析部１２０８、撮像対象判定部１２０９、及び／又は撮像対象カウント部１２１０を含みうる。解析部１２０７は例えば、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ２０４における撮像データの解析を行いうる、また、解析部１２０７により、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップ１０３における撮像対象の立体的な画像の形成のための処理が行われてもよい。
【０１１０】
画像解析部１２０８は、撮像部１２０１により得られた画像データを解析する。また、画像解析部１２０８では、上記「４．第２の実施形態（撮像方法）」で述べたステップＳ１０３に関して述べた撮像対象の立体的な画像の形成のための処理が行われてもよい。画像解析部１２０８は、撮像対象の形状、特には立体形状、色、及びサイズに関するデータを取得しうる。取得された当該データは、解析部と有線又は無線で接続された撮像対象分析用装置１２００外のデータ格納装置又は撮像対象分析用装置１２００内に備えられたデータ格納装置（図示せず）に格納されうる。
【０１１１】
撮像対象判定部１２０９は、画像解析部１２０８により取得された撮像対象に関するデータに基づき、撮像対象の種類を判定しうる。撮像対象判定部１２０９により例えば、撮像対象がどの細胞であるか、撮像対象が細胞以外の固形物であるかどうか、及び／又は撮像対象が何の結晶であるかが判定されうる。判定結果に関するデータは、解析部と有線又は無線で接続された撮像対象分析用装置１２００外のデータ格納装置又は撮像対象分析用装置１２００内に備えられたデータ格納装置（図示せず）に格納されうる。
【０１１２】
撮像対象カウント部１２１０は、撮像対象判定部１２０９により判定された特定の細胞又は特定の固形物の数をカウントする。例えば、撮像に付される流体が尿又は尿由来試料である場合、撮像対象カウント部１２１０により、赤血球、白血球、血小板、結晶類、その他の細胞、例えば上皮細胞、円柱細胞、及びがん細胞など、及び細菌から選ばれる１つ又は２つ以上の数がカウントされうる。カウント結果に関するデータは、解析部と有線又は無線で接続された撮像対象分析用装置１２００外のデータ格納装置又は撮像対象分析用装置１２００内に備えられたデータ格納装置（図示せず）に格納されうる。
【０１１３】
６．第４の実施形態（撮像対象分析用システム）
【０１１４】
（１）第４の実施形態の説明
【０１１５】
本技術は、本技術は、撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部を備える撮像対象分析用システムを提供する。
本技術の撮像対象分析用システムに含まれる撮像用部材は、上記「３．第１の実施形態（流路構造及び撮像用部材）」において説明したとおりであるので、当該撮像用部材に関する説明は省略する。
また、本技術の撮像対象分析用システムに含まれる撮像部は、上記「５．第３の実施形態（撮像対象分析用装置）」において説明したとおりであるので、当該撮像部に関する説明は省略する。
【０１１６】
（２）第４の実施形態の例（撮像対象分析用システム）
【０１１７】
本技術の撮像対象分析用システムは、上記「５．第３の実施形態（撮像対象分析用装置）」において図１２を参照して説明した撮像部１２０１及び撮像用部材１２０２を含む。撮像部１２０１及び撮像用部材１２０１は、一つの装置に備えられていなくてもよい。例えば本技術の撮像対象分析用システムは、撮像部１２０１を備える装置と撮像用部材１２０１を備える装置（例えば顕微鏡）とが、本技術の撮像方法を実行できるように構成されたシステムでありうる。
【０１１８】
また、本技術の撮像対象分析用システムは、上記「５．第３の実施形態（撮像対象分析用装置）」において図１２を参照して説明した光源部１２０３、制御部１２０４、ポンプ１２１１、及び流量センサ１２１２を含みうる。これらの構成要素についても、一つの装置に備えられていなくてもよい。本技術の撮像対象分析用システムは、これらの構成要素を、本技術の撮像方法を実行できるように構成されたシステムでありうる。
【０１１９】
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
〔１〕撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用装置。
〔２〕前記撮像用部材が取り替え可能である、上記〔１〕に記載の撮像対象分析用装置。
〔３〕前記撮像用流路の横断面の面積が、前記対物レンズの視野の面積よりも大きい、上記〔１〕に記載の撮像対象分析用装置。
〔４〕撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造。
〔５〕前記撮像用流路に前記流体を導入する流体導入流路を少なくとも１つ備えている、上記〔４〕に記載の流路構造。
〔６〕前記流体導入流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なる、上記〔５〕に記載の流路構造。
〔７〕前記流体導入流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体導入流路が前記光軸上で合流している、上記〔５〕又は〔６〕に記載の流路構造。
〔８〕前記撮像用流路を通過した前記流体を前記流路構造外に排出する流体排出流路を少なくとも１つ備えている、上記〔４〕〜〔７〕のいずれか一つに記載の流路構造。
〔９〕前記流体排出流路の方向が前記撮像用流路の方向と異なる、上記〔８〕に記載の流路構造。
〔１０〕前記流体排出流路を少なくとも２つ備えており、当該少なくとも２つの流体排出流路が前記撮像用流路から分岐している、上記〔８〕又は〔９〕に記載の流路構造。
〔１１〕前記流体が液体である、上記〔４〕〜〔１０〕のいずれか一つに記載の流路構造。
〔１２〕前記流体が生体から得られる液体である、上記〔４〕〜〔１０〕のいずれか一つに記載の流路構造。
〔１３〕前記流体が尿又は尿由来の液体である、上記〔４〕〜〔１０〕のいずれか一つに記載の流路構造。
〔１４〕前記流路構造が振動子を備えられている、上記〔４〕〜〔１３〕のいずれか一つに記載の流路構造。
〔１５〕上記〔４〕〜〔１４〕のいずれか一つに記載の流路構造を含む撮像用部材。
〔１６〕撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路において当該撮像対象を撮像することを含む撮像方法。
〔１７〕前記撮像用流路の位置が前記対物レンズに対して固定された状態で前記撮像が行われる、上記〔１６〕に記載の撮像方法。
〔１８〕前記撮像が複数回行われる、上記〔１６〕又は〔１７〕に記載の撮像方法。
〔１９〕前記複数回の撮像のフレームレートが、前記撮像において焦点が合わせられた領域での前記流体の流速を被写界深度で除して得られた商の数値以上である、上記〔１８〕に記載の撮像方法。
〔２０〕前記複数回の撮像により得られた画像データに基づき、前記撮像対象の立体形状に関する像を得ることをさらに含む、上記〔１８〕又は〔１９〕に記載の撮像方法。
〔２１〕撮像対象を含んだ流体が対物レンズの光軸と同じ方向に流れる撮像用流路を備える流路構造を有する撮像用部材、及び
前記対物レンズを介して前記撮像対象の撮像を行う撮像部
を備える撮像対象分析用システム。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  顕微鏡
１０１  ステージ
１０２  対物レンズ
１０３  ステージ位置制御装置
２０１  流体の流れる方向
２０２  対物レンズ
２０３  焦点が合わせられている領域
２０４  被写界深度の光軸方向の距離
２０５、２０６  撮像対象
３０３  視野
４００、６００  流路構造
４０１、４０２、６０１、６０２  流体導入流路
４０３、６０３  撮像用流路
４０４、４０５、６０４、７０１、７０２  流体排出流路
４０６、６０６  撮像対象
４０７、６０７  対物レンズ
４０８  光源
４０９  照明光学系
４１０、６０８  焦点が合わせられている領域
４１１  結応光学系
４１２  イメージセンサ
４１３  制御部
４１４  ポンプ
４１５  流量センサ
４１６  振動子
８００、９００  撮像用流路チップ
８０１、８０２、９０１、９０２  流体導入流路
８０３、９０３  撮像用流路
８０４、９０４  流体排出流路
８０５、９０５  顕微鏡の対物レンズにより観察可能な領域
８０６  チューブ
９０６  撮像対象を含む流体
１２００  撮像対象分析用装置
１２０１  撮像部
１２０２  撮像用部材
１２０３  光源部
１２０４  制御部
１２０５  撮像制御部
１２０６  流量制御部
１２０７  解析部
１２０８  画像解析部
１２０９  撮像対象判定部
１２１０  撮像対象カウント部
１２１１  ポンプ
１２１２  流量センサ
【図１】
2018198470.tif 000003
【図２】
2018198470.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018198470.tif 000007
【図６】
2018198470.tif 000008
【図７】
2018198470.tif 000009
【図８】
2018198470.tif 000010
【図９】
2018198470.tif 000011
【図１０】
2018198470.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018198470.tif 000014
【国際調査報告】
2018198470.tif 000015
2018198470.tif 000016
2018198470.tif 000017
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