(57)【要約】【解決手段】試料処理装置は、関係付けられた機械視覚システムを有している。視覚システムは、少なくとも１つの流体室の画像を捕捉し、その画像は、機械視覚システムによって分析し、及び／又は保存することができる。画像及び／又は画像の分析は、試料処理装置の動作の記録となり、これにより、ユーザーは試料処理装置の正しい作動を確認することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料取扱処理過程を監視するための方法において、
液体試料を流体室（１０、１８）と関係付ける段階と、
前記流体室に関して前記試料で前記試料取扱処理過程を実行する段階であって、前記試料取扱処理過程は、前記流体室に関する前記液体試料の状態の変化を含んでいる、前記試料取扱処理過程を実行する段階と、
機械視覚システム（２０）を使用して、前記試料取扱処理過程の実行前、実行中、及び実行後の前記流体室の少なくとも一部の二次元画像を捕捉する段階と、
前記液体試料の少なくとも一部の状態の変化を前記試料取扱処理過程の結果として後で確認できるようにするため、前記捕捉された画像を保存する段階と、を有する方法。
【請求項２】
前記流体室は、ピペット、フィルタプレート、ウェル、流路、又は管を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像を識別子と関係付ける段階を更に含んでいる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記識別子は、前記液体試料を固有に識別している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記捕捉された画像を分析する段階を更に含んでいる、請求項１から４の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記分析する段階は、前記捕捉された画像を使用して前記状態の変化を判定する段階を含んでおり、前記状態の変化は、前記液体試料の量の変化、前記液体試料の存在、前記液体試料に付帯する気泡の存在、前記液体試料に付帯する色、前記液体試料の一部の動き、及び／又は前記液体試料に付帯する凝塊の存在、を含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記試料取扱処理過程は、濾過、吸引、分注、遠心分離、及び／又はミクロ流体処理を備えている、請求項１から６の何れかに記載の方法。
【請求項８】
試料取扱装置において、
流体試料を保持することができ、試料処理過程の結果として、前記流体室に関する前記液体試料の状態の変化を考慮することができるようになっている、少なくとも１つの流体室（１０、１８）と、
前記流体室の少なくとも一部の二次元画像を捕捉するために配置されている画像捕捉装置（１１）を有する機械視覚システム（２０）であって、前記二次元画像に基づいて、前記少なくとも１つの流体室に関する前記流体試料の状態の変化を、前記試料処理過程の結果として確認することができるようになっている、機械視覚システムと、を備えている試料取扱装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの流体室は、複数の流体室を含んでいる、請求項８に記載の試料取扱装置。
【請求項１０】
前記機械視覚システムは、前記画像に対する画像分析動作を実行することができるようになっている画像分析器（２１）を含んでいる、請求項８又は９に記載の試料取扱装置。
【請求項１１】
前記画像分析器は、前記液体試料の量、前記液体試料の存在、前記液体試料に付帯する気泡の存在、前記液体試料に付帯する色、前記液体試料の一部の動き、前記液体試料に付帯する凝塊の存在、及び／又はフィルタの存在、を判定することができるように構成されている、請求項１０に記載の試料取扱装置。
【請求項１２】
前記状態の変化は、前記液体試料の量の変化、前記液体試料に付帯する色、前記液体試料の一部の動き、及び／又は前記液体試料の位置の変化、を含んでいる、請求項８から１１の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１３】
前記画像捕捉装置は、ＣＣＤカメラを含んでいる、請求項８から１２の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１４】
前記画像は、前記液体試料の少なくとも一部の出所と関係付けられている、請求項８から１３の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１５】
前記出所は、前記液体試料の少なくとも一部が採取された人物である、請求項１４に記載の試料取扱装置。
【請求項１６】
前記機械視覚システムは、前記液体試料の少なくとも一部が前記流体室に関して吸引又は分注されたことを、前記画像に基づいて確認することができるようになっている、請求項８から１５の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１７】
前記機械視覚システムは、前記液体試料の少なくとも一部が前記流体室で濾過されたことを確認することができるようになっている、請求項８から１６の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１８】
前記流体室を前記液体試料と共に巧みに操作することができるようになっているロボットシステム（１４）を更に備えている、請求項８から１７の何れかに記載の試料取扱装置。
【請求項１９】
前記視覚システムは、前記ロボットシステムの動きを制御するための入力を提供することができるようになっている、請求項８から１８の何れかに記載の試料取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚システム付き試料処置装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料処置装置は、試料ホルダ及び正確な流体量を自動的に巧みに操作するのに使用される。これらの装置は、ゲノミクス、創薬、プロテオミクス、及び診断学の様な数多くの分野において試料を試験し分析できるようにする。例えば、血液試料は、ピペッター又は他の液体取扱装置で吸引し、移動させ、別の場所で分注することができる。試料は、分析プロトコルの一環として、他の化合物と混ぜ合わせ、濾過し、遠心分離し、又は他のやり方で処理することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの態様では、試料処理装置は、試料ホルダ又は他の流体室に関して試料の状態の変化が関与する、試料取扱処置過程の少なくとも１つの様相を確認できるようにする視覚システムを備えている。例えば、視覚システムは、ピペット吸引／分注操作、試料濾過操作、又は試料に関する他の操作を確認できるようにしている。
【０００４】
本発明の別の態様では、試料処置装置に関係付けられている視覚システムは、試料取扱手順の各段階と関係付けられている各画像を捕捉し分析することができる。例えば、液体試料を支持している試料ホルダの画像を処理前に捕捉して、例えば、液体試料が存在していたことを確認する。処理が完了した後に、試料ホルダの別の画像を捕捉して、例えば、液体試料の少なくとも幾分かが試料ホルダに関して移動したことを確認する。例えば、ピペット操作時、第１画像を使用して、第１量の液体試料がピペット先端部に存在していることを確認する。分注操作の後、第２画像を使用して、第２量の液体試料（第１量よりも少量）が先端部に残っていることを確認する。而して、本例では、視覚システムは、試料ホルダに関して、試料の量の変化を確認する、即ち、流体室に関して、試料の状態の変化を確認するのに使用される。幾つかの実施形態では、その様な仕組は、試料の存在、不在、動き、色、位置、又は他の状態の変化、を判定するための、試料ホルダ毎の個別センサ（例えば、複数のピペット先端部それぞれの中の流体を検出するための容量センサなど）の必要性を減らすか無くすことができる。代わりに、視覚システムにより捕捉された１つ又はそれ以上の画像を使用して、複数の試料ホルダと関係付けられている複数の試料を査定することもできる。幾つかの実施形態では、この視覚システムは、液体試料に関係する画像の補足及び／又は分析の他にも多くの目的に使用されている。例えば、視覚システムは、ロボット装置の操作を制御するのに使用することができ、例えば、ロボット操作桿へ位置フィードバックを掛けるのに使用される。
【０００５】
本発明の更に別の態様では、機械視覚システムは、手順の間に試料処置装置の少なくとも一部の画像を捕捉し、捕捉した画像を分析する。分析は、エラーが発生したか否か及びエラーが何時発生したのかを判定するのに、及び／又は手順が正確に行われたことを確認するのに必要な情報をユーザーに提供する。
【０００６】
本発明の更に別の態様では、試料処置装置と関係付けられている視覚システムによって捕捉された画像には、識別子のタグが付けられるか、別のやり方で特定の身分証明と関係付けられる。例えば、視覚システムによって捕捉された１つ又は複数の画像は、少なくとも部分的には特定の人物から採取された特定の液体試料の処理と関係付けられる。画像は、その液体試料に付与されている識別子（例えば、英数字テキストの固有の文字列）と関係付けてもよい。この様に、画像は、後で、液体試料及びその試料が採取された人物と関係付けてもよい。これにより、人物又は何か他のエンティティは、特定の処理が当該試料に対して行われたことを確認することができるようになる。
【０００７】
本発明の１つの態様は、液体試料を流体室（例えば、ピペット先端部又はマルチウェルプレートのウェルなど）と関係付けること、そして流体室に関して前記液体試料を使用した試料取扱処理過程を実行すること、を含む試料取扱処理過程を監視する方法を提供している。試料取扱処理過程には、流体室に関して、液体試料の状態の変化、例えば、試料の色、位置、量、又は他の特性の変化など、が含まれる。機械視覚システムは、試料取扱処理過程の前、間、又は後の、少なくとも流体室の一部の二次元画像を捕捉するのに使用され、捕捉された画像は、少なくとも液体試料の一部の状態の変化を試料取扱処理過程の結果として後で確認することができるように、保存される。
【０００８】
本発明の別の態様では、試料取扱装置は、液体試料を保持することができ、流体室に関する液体試料の状態の変化を試料処理過程の結果として考慮することができるようになっている、少なくとも１つの流体室を含んでいる。機械視覚システムは、少なくとも流体室の一部の二次元画像を捕捉するために配置されている画像捕捉装置を有しており、前記画像に基づいて、前記少なくとも１つの流体室に関する前記液体試料の状態の変化を試料処理過程の結果として確認することができるようになっている。
【０００９】
本発明の上記及びその他の態様は、以下の説明並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面は、縮尺を合わせて描いているものではない。図面では、各図に例示している同一又はほぼ同一の各構成要素を、同様の符号で表している。分かり易くするため、全ての構成要素を全ての図面で符号表示しているわけではない。
【００１１】
本発明は、その適用において、以下の説明に述べ又は図面に例示している構成要素の構造及び配置の詳細に限定されるものではない。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々なやり方で実用化又は実施することができる。また、ここで使用している熟語及び用語の語法は、説明を目的としており、限定と捉えるべきではない。「含んでいる」「備えている」又は「有している」「保有している」「関与している」及びそれらの派生語は、ここでは、その後に掲げる項目及びそれらの等価物のみならず追加の項目も包含するという意味である。
【００１２】
上で論じたように、試料処理装置は、例えば、ピペット操作、遠心分離処理、混和、濾過、電気泳動ゲル分離、ミクロ流体流路通過、等々の様な様々な処理を、試料を使用して行うことができるように、流体試料を巧みに操作するために使用される。上記各処理は、複数の試料に対して自動的に且つ同時進行で行われるので、高いスループットと迅速な試験プロトコルが可能になる。しかしながら、試料処理中に装置が作動不良になることもある。例えば、ピペットが、試料を吸引しないか又は分注しない、詰まる、又は気泡を吸い込むことがある。試料トレイが最適ではない位置に置かれる、遠心分離機が十分に長く又は速く回転しない、又はプレートが正しく洗浄されないということもある。これらのエラーは何れも、不正確又は誤解を招く結果につながる恐れがある。
【００１３】
本発明の１つの態様は、液体試料を或る試料ホルダから別の試料ホルダに移すという様な試料処理過程の正しい操作を確認するのに使用することのできる、付帯する機械視覚システムを備えた試料処理装置に関する。試料ホルダ（又は流体室）の例を幾つか挙げると、ピペット、管類（例えば、遠心分離管、試料管、及び毛細管）、シリンジ、流体チャネル、及びプレート（例えば、フィルタプレート及びサンプルウェルプレート）がある。機械視覚システムは、少なくとも試料ホルダの一部を含んでいる二次元画像を捕捉するために配設されている画像捕捉装置を含んでいる。画像捕捉装置が試料ホルダの画像を捕捉した後、前記画像は、試料の状態の動き又は他の変化が正しく起きたことを確認するため、保存され及び／又は分析される。識別と検索をやり易くするため、画像は、画像を保存するとき又は捕捉時に、１つ又は複数の試料と関係付けられ、例えば、試料に対応する識別子と関係付けられる。代わりに又は追加的に、画像から抽出した（又は他の画像分析により修得した）データに識別子のタグを付けて保存してもよい。画像分析には、画像の各部分を切断すること、画像に注釈を付けること、２つ又はそれ以上の画像を互いに比較すること、画像に表れた物理的状態を査定すること（例えば、画像情報を使用してホルダ内の試料の量を推定すること）、その他が含まれる。画像分析は、画像分析ソフトウェアにより、又はユーザーと画像分析器との対話を通すなどして、全自動式で行われる。例えば、画像分析器が、ユーザーが検閲するために１つ又はそれ以上の画像を提示し、ユーザーが画像内に示された１つ又はそれ以上の状態を査定し、その査定に関して情報を画像分析器に提供する、というようにしてもよい。
【００１４】
機械視覚システムは、画像から異なる種類のデータを抽出するように構成することができる。例えば、ピペット先端部に関して、機械視覚システムは、正しい吸引、完全な分注、吸引量、ピペット内の気泡及び／又は凝塊の不在、吸引中のフィルタの存在、サンプルウェルトレイの正しい位置決めなど、を確認する。この柔軟性のおかげで、機械視覚システムは、数多くの器具及び／又はセンサに取って代わり、又はそれらを補完することができる。凝塊を検知するために圧力センサを、そして濃度を判定するためにＵＶ吸収又は蛍光測定システムを必要とする代わりに、単一の機械視覚システムから両方のデータを抽出することができる。これにより、精度を犠牲にすること無しに、試料処理装置の空間要件と費用を軽減することができる。
【００１５】
更に、機械視覚システムは、形状、大きさ、又は向きに関わらず、多種多様な流体室に容易に対応することができる。視覚システムは、遠心分離管、ピペット（大きさに関わらず）、サンプルウェルプレート、又はその他、の１つ又は複数の画像を捕捉し分析することができ、場合によっては、システムを大幅に変更する必要無しに、これを行うことができる。代わりに又は追加的に、視覚システムは、異なる流体室内の異なる特性、例えば、遠心分離管内の量、ピペット内の凝塊の不在、サンプルウェルへの正しい分注、及びアガロースゲル上の試料の存在など、を判定するために、画像分析能力を含んでいてもよい。
【００１６】
画像を保存し後でこれを分析することができる能力のおかげで、ユーザーは、試料取扱処理過程が完了した後でも、追加情報を検索できるようになる。例えば、試料処理装置は、吸引後に試料ホルダを撮影し、試料が幾らか吸引されたことを確認することができる。しかしながら、この手順が完了した後、ユーザーは、吸引量を算出し、試料内の気泡及び／又は凝塊を調べ、及びフィルタの存在を確認したいと決心するかもしれない。吸引時に撮影した画像を呼び出すことにより、ユーザーは、試料処理過程が完了していても、所望する追加情報を抽出することができる。
【００１７】
この様に、機械視覚は、試料取扱エラーが発生したか否かを判定し、試験又は手順の結果に間違いがありそうな場合には、それが何処で起こっているかを判定する、精度の高いやり方を提供することができる。結果に疑問がある場合には何時でも試料を再試験せねばならないのではなく、視覚システムは、処理の異なる段階で試験された各試料の視覚記録を自動的に維持することもできる。更に、機械視覚システムは、ユーザーに、画像捕捉の時期と回数を選定する柔軟性を提供する。ユーザーは、一回の試料取扱処理過程の間に１つの時点を記録するのか複数の時点を記録するのかを選定することができる。更には、画像及び／又はデータに識別子のタグを付ける能力は、ユーザーが、１人の患者、試料及び／又は記録からの結果を迅速にグループにまとめ、所望の情報を迅速に探して手に入れることができるようにする。
【００１８】
図１に示すように、本発明の１つの実施形態による試料処理装置１は、ピペット先端部１０、マルチウェルプレート１８内のウェル、又は何らかのやり方で液体試料を支持するために配設されている他の装置、の様な１つ又は複数の流体室又は試料ホルダを含んでいる。試料ホルダは、どの様な適したやり方で、装置１と共に使用できるように巧みに操作してもよい。例えば、マルチチャネルピペットヘッド１２を、ピペット先端部１０の幾つか又は全てを支持し及び／又は作動させるために配設して、例えば、複数の先端部１０を一緒に第１位置から第２位置まで動かし、液体試料を吸引及び／又は分注するように作動させることができるようにしてもよい。ピペットヘッド１２自体は、ロボット装置又はピペットヘッド１２を支持し、動かし、及び／又は作動させるようになっている他の機器によって巧みに操作される。装置１には、試料ホルダを保管場所から活動位置に動かすことのできるロボットマニプレータ１４の様な、試料ホルダを巧みに操作するための他の装置を組み込んでもよい。例えば、ロボットマニプレータ１４は、サンプルウェルプレート１８を保管ラック５から場所１７へ動かし、そこで、試料は、サンプルウェルプレート１８内に入れられ／そこから取り出される。ロボットマニプレータ１４は、ロボットアーム又は他の適した装置を含んでいてもよいし、１又はそれ以上の自由度を有していてもよい。更に、ロボットマニプレータ１４は、ピペットヘッド１２又は装置１の他の工具と係合し、それらを巧みに操作することができるようになっていてもよい。
【００１９】
試料処理装置１は、ピペットヘッド１２、マニプレータ１４、又は装置１の他の部分の様な、試料処理装置１の様々な部分の動作を調整し又は他のやり方で制御する制御器２０を含んでいる。更に、制御器２０は、画像捕捉装置１１と画像分析器２１を含んでいる機械視覚システムを有している。画像捕捉装置１１は、ホルダと関係付けられている１つ又は複数の試料の処理の間、試料が入っている１つ又は複数の試料ホルダの少なくとも一部を撮影することができるように作られ配設されている。１つの実施形態では、画像捕捉装置は、カメラを含んでおり、例えば、ＣＣＤ撮像装置、又は、可視又は他の電磁放射を利用して画像を捕捉するのに適した他の装置を含んでいる。画像捕捉装置１１は、高速で連続して画像を捕捉し動画の切り抜きを記録することができ、及び／又は静止画像を捕捉することができる。
【００２０】
１つの実施形態では、画像分析器２１は、画像捕捉装置１１によって捕捉された画像を分析するのに使用され、例えば、数多くの何らかの、画像の状態及び／又は特徴を検出するのに使用される。例えば、画像分析器１は、試料ホルダ内の試料の有無を判定するのに使用される。画像分析器２１は、試料ホルダの表示を補完することにより、又はメニスカスの高さに基づいて量を計算することにより、試料ホルダ内の試料の量を推定するのにも使用される。画像分析器２１は、例えば、試料ホルダ内のより暗いか又はより明るい領域を観察することにより、液体試料内の凝塊又は気泡を検出するのにも使用される。代わりに又は追加的に、画像を使用して、処理が正確に行われたことを確認してもよい。例えば、画像を使用して、吸引時にフィルタが使用されたことを確認してもよい。その様な画像分析は、例えば、コンピュータ又は他のデータ処理装置上で作動しているソフトウェアモジュールによって、及び／又は表示画像を観察しそれに反応したユーザーからの情報入力によって、自動的に行われる。画像分析に関する情報の提供の他に、ユーザーは、画像及び／又は対応する試料に関係付けられている他の情報を提供することができ、例えば、そうでなければ記録されない処理条件に注釈を加えることができる。この情報は、画像と共に及び／又は試料に関する他の情報と共にメモリ２２に保存される。
【００２１】
用途の中には、試料ホルダが大きなグループに配列されていて、それらを撮影するのが難しい場合もある。例えば、ピペット先端部１０の形態を採っている試料ホルダは、図２に示すように複数の行と列に配列されることがある。その場合、画像捕捉装置１１は、試料ホルダのサブセットを撮影することになる。例えば、ピペットヘッド１２は、複数の支持器１２Ａ、１２Ｂを有しており、各支持器が少なくとも１つのピペット先端部１０を保持している。図３に示すように、支持器１２Ａ、１２Ｂは、互いに独立して動かすことができる。第１支持器１２Ａは、自身のピペットの各サブセットを下降させ、一方、残りのピペット（例えば、第２支持器１２Ｂに取り付けられているもの）は上昇位置に留まっていてもよい。画像捕捉装置１１が、下降位置のピペットの画像を捕捉するように配置されている場合、試料処理装置１は、第１支持器１２Ａを下降させて、画像捕捉装置１１がそれらの試料ホルダ１０の画像を捕捉できるようにする。次いで、試料処理装置１は、第１支持器１２Ａを引き上げ、第２支持器１２Ｂに接続されている試料ホルダの画像を捕捉するため、第２支持器１２Ｂを下降させる。視覚システムは、而して、関係付けられている試料を有する全てのピペット先端部１０が撮影されるように作動させることができる。当業者には理解頂けるように、画像捕捉装置１１が適した画像を捕捉することができる限り、画像は、代わりに又は追加的に、支持器１２Ａ、１２Ｂが上昇位置又は何れか他の位置にあるときに捕捉してもよい。図２と図３は、２つの支持器１２Ａ、１２Ｂを示しているが、どの様な数の支持器を使用してもよい。また、図２及び図３は、単一の支持器１２Ａ、１２Ｂ上の２つのオフセットした試料ホルダ１０の列を示している。しかしながら、当業者には自明のように、所望する画像捕捉を得ることができる限り、一列又は任意の列数の試料ホルダを、単一の支持器上に配設することもできる。
【００２２】
代わりの試料ホルダ構成も、本発明の範囲内に含まれ、例えば、試料ホルダは、図４及び図５に示すように多角形又は円形様に配列してもよい。全ての試料ホルダを撮影するために、画像捕捉装置１１は、一度に試料ホルダの半分を撮影してもよい。例えば、スクリーン３１を使用し、試料ホルダのサブセット１０Ｆが見えないように遮って、残りの試料ホルダ１０Ｅの明瞭な画像を捕捉するようにしてもよい。試料ホルダ１０Ｅのサブセットの画像を捕捉した後、支持器１２を、図５に示すように回転させる。支持器を回転させたら、画像捕捉装置１１は試料ホルダ１０Ｆの残りのサブセットを捕捉する。当業者には自明のように、他の試料ホルダ及び撮影構成も可能である。
【００２３】
画像捕捉装置１１は、試料処理装置１の異なる領域の画像を捕捉するため可動式になっていてもよい。例えば、画像捕捉装置１１は、試料ホルダを移動させること無しには得ることができない１つ又は複数の試料ホルダの画像を捕捉するために動かすことができる。図２から図５の例示的な実施形態に示すように、撮影のために試料ホルダ１０を動かすのではなく、画像捕捉装置１１を動かし又は他のやり方で操作して、所望の画像を得ることもできる。異なる領域の画像を捕捉する能力は、広い視野を有する画像捕捉装置を使用することによって、又は図１に示すように、画像捕捉装置１１を適切に位置決めするためのマニプレータ１６を設けることによって、達成される。マニプレータ１６は、画像捕捉装置１１を、矢印１６０で示すように傾けることができ、矢印１６１で示すように昇降させることができ、又は他のやり方で何れの適した方向にでも動かすことができる。マニプレータ１６は、画像捕捉装置１１を所望の方向に動かすことができる限り、どの様な設計であってもよい。代わりに又は追加的に、ミラー、レンズ、又は他の光学器（図示せず）を使用して、画像捕捉装置１１の視野を変化させてもよい。例えば、試料処理装置は、画像捕捉装置１１の焦点距離を変えるために、レンズを画像捕捉装置の視野まで動かしてもよい。（代わりに、画像捕捉装置１１は、内蔵型ズーム機能を有していてもよい。）また、異なる領域の視覚画像を得るために複数の画像捕捉装置を使用してもよく、同時画像が求められている場合には特にそうである。当業者には、画像捕捉装置の視野を変えるための他の手段も自明であろうが、それらも本発明の範囲内に含まれる。上記に関わらず、画像捕捉装置１１は、静止させて、固定（又は可変）視野を有するようにしてもよい。
【００２４】
機械視覚システムは、試料処理装置１の画像捕捉装置１１以外の部分の動作の制御にも使用することができる。例えば、図６に示すように、機械視覚システムは、試料を一方のホルダから別のホルダに移動させる際に、二組の試料ホルダを互いに対して適切に位置決めするのに使用することができる。この例示的な実施形態では、試料トレイ１８は、格子４０が描かれた面上に置かれており、画像捕捉装置１１の一部であるカメラ１１Ａが試料トレイ１８を撮影し、格子４０情報を使用してトレイ１８の位置を求める。機械視覚システムは、ピペットヘッド１２のピペット先端部１０の位置を撮影するため第２カメラ１１Ｂを含んでいてもよい。試料処理装置は、トレイ１８と先端部１０の位置を使用して両者の相対位置を求め、ヘッドを動かして、所望の先端部１０をトレイ１８のウェルに対して適切に位置決めすることができるようになっている。その様な制御に機械視覚システムを利用することは、当技術では広く知られているので、ここではこれ以上説明しない。無論、機械視覚システムは、試料ホルダと関係付けられていない部分を含めて、試料処理装置１の他の部分を制御するのに使用してもよいものと理解頂きたい。
【００２５】
追加して又は代わりに、試料ホルダは、使用ホルダが所望の位置（図示せず）にある場合に正確な位置に照準を合わせたレーザーの様な、少なくとも１つの光源を含んでいてもよい。例えば、レーザーは、試料トレイの隅で光るように構成することが考えられる。画像捕捉装置は、トレイが正しく設置されたときに、正確に位置決めされたことを記録するために、トレイの画像を捕捉することになる。
【００２６】
制御器２０は、ユーザーが制御器及び試料処理装置１と対話できるように、ユーザーインターフェースを有していてもよい。１つの実施形態では、制御器は、キーボード、マウス又は他のユーザーポインティングシステム、タッチスクリーン、表示装置、プリンタ、及び／又は他の構成要素を含めたユーザーインターフェースを提供するコンピュータシステムを含んでいる。本発明の１つの実施形態では、ユーザーインターフェースは、ユーザーが制御器２０から情報を受け取り、制御器２０に情報を入力できるようにするグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を含んでいる。図７は、本発明の１つの実施形態に含まれるＧＵＩの例示的な実施形態を示している。具体的には、ＧＵＩは、ユーザーが、例えば、１つ又は複数の機能ボタン５１をクリックし又は他のやり方で選択することにより、画像分析器の１つ又は複数の分析機能を所与の単数又は複数の画像５２又は画像部分に関して起動させることができるようにしている。例えば、画像５２が、或る試料ホルダ１０Ｃの量が相対的に少ないことを示している場合、ユーザーは画像分析器２１を制御して、問題の試料ホルダ１０Ｃ内の試料の量を求める。画像分析は、１つの画像を使って行ってもよいし、或いは２つ又はそれ以上の画像を使用して行ってもよい。代わりに、画像分析器は、捕捉された画像に対して画像分析を自動的に行うように、例えば、画像内に含まれている各試料の試料量を自動的に算出することができるように、構成されていてもよい。その様な分析の結果は、他の情報５３及び画像５２と共に表示される。表示される情報５３には、画像、画像内に示される試料、画像内の１つ又は複数の試料と関係付けられている患者、試料を処理するのに使用されるプロトコル、又はその他、に関する情報が含まれる。ユーザーは、必要に応じて、例えば、特定の試料に関する解説、画像に記録されていない処理条件、その他を提供するために、（例えば、ＧＵＩを使用して）情報５３を修正し及び／又は情報５３に追加することができる。また、ユーザーは、画像を、例えば、患者の身分証明、画像内に示される１つ又は複数の試料の出所、試料を試験するのに使用されるプロトコルなどの様な、１つ又は複数の識別子と関係付けることができる。画像５２及び関係付けられた情報５３は、後で参照又はその他に利用するのに備えて、データベース又は他の適した記憶装置に保存される。
【００２７】
ユーザーは、試料処理装置をプログラムすること、又はそうでなければ、ＧＵＩを介して、例えば、ピペットヘッド１２、ロボットマニプレータ１４、及びマニプレータ１６の動作、吸引及び／又は分注される試料の量、及び／又は他の動作を特定することにより、制御器に使用される作動命令を変更することもできる。オペレータは、この他にも、画像捕捉装置を使って何時、何を捕捉するか、画像にどの様にタグを付け及び／又は保存するか、及びどの画像分析を実行するか、をプログラムすることができる。当業者には自明であろうが、ユーザーインターフェースは、追加的に又は代わりに、ボタン、ダイヤル、又は他の非ＧＵＩ手段を備えていてもよい。
【００２８】
図８に示すように、ユーザーは、試料処理装置を、１つ又は複数の液体試料に関して、濾過、吸引、分注、遠心分離、ミクロ流体処理、細胞平板培養、ゲル化又は他の処理の実行、を含む試料取扱処理過程を実行するように設定することができる。一例として、試料取扱処理過程は、特定のタンパク質又はＤＮＡ配列について１つ又は複数の試料を試験するのに使用される。ステップＳ６０１では、試料処理装置の制御器は、機械視覚システムを、処理過程の或る特定の時点で試料又は試料ホルダの画像を捕捉するために方向決めする。画像を捕捉した後、ステップＳ６０３で、画像を分析する。例えば、画像分析器は、試料の状態の変化を判定するわけであるが、例えば、試料ホルダ内の試料量を推定し、試料の量の変化を求め、試料の色又は色の変化を求め、試料の位置又は位置の変化を求め、試料ホルダ内の試料の有無を調べ、又は何か他の特性を評価する。ステップＳ６０５では、画像を正しい試料と関係付けることができるように、分析結果及び／又は画像に識別子のタグを付ける。識別子タグは、英数字符号、バーコードの様な光学コード、又はその他の識別子を備えており、識別子は、他の画像で使用される少なくても何か他の識別子と対比して固有であればよい。ステップＳ６０６では、画像分析データ及び／又は画像は、後で検索できるように保存される。代わりに、画像は、分析結果がエラーの発生を示している場合にのみ保存してもよい。
【００２９】
幾つかの用途では、捕捉した直後に画像を分析するのは望ましくない場合もある。その様な場合は、画像を捕捉したら、タグを付けて保存する。上で説明したように、画像には、バッチ番号、試料番号、患者番号、又はその他の識別子のタグを付けることができる。
【００３０】
追加して又は代わりに、画像分析の結果、何らかの動作が、試料処理装置によって、例えばステップＳ６０４でトリガされることもある。例えば、分析により、試料が不適切に又は不完全に吸引されたことが判明した場合、試料処理装置１は、停止し、アラームを発し、及び／又は吸引をやり直すことになる。試料処理過程が失敗した場合は、試料を再処理又は廃棄するように指示が出される。試料処理装置１は、代わりに又は追加的に、オペレータが後で検討できるように、リストにエラーを記録してもよい。図８に示すように、ステップＳ６０４で或る動作がトリガされた後、試料処理装置は、追加して、画像及び／又はデータにタグを付け及び／又は保存してもよい。
【００３１】
例えば、ユーザーは、試料処理装置を、ピペットトレイから試料を吸引し、それらをマルチウェルプレートの一組のウェルに分注するように設定してもよい。ロボットアームが、所望の試料トレイを保管場所から活動場所まで動かす。次いで、ピペットヘッドが、少なくとも１つのピペットをサンプルトレイまで下ろして、例えば、機械視覚システムの制御の下に、複数の液体試料の吸引を開始する。吸引の間、画像捕捉装置は、ピペット先端部の画像を捕捉する。吸引が完了した後、試料処理装置は再度ピペットの画像を捕捉し、それらに識別子のタグを付けて、メモリに保存する。その後、試料処理装置は、試料を異なる組のウェルに分注し、ピペットの別の画像を捕捉し、更に、分注された資料で試験が行われる。オペレータが試験結果を検討したとき、或る試料又は或る数の試料の結果が予想したものではないことに気付くかもしれない。その時点で、オペレータは、捕捉されている画像を調べ（問題の試料と関係付けられている識別子に基づいてそれらを検索し）、適正量の試料が吸引され分注されたか否かを判定することができる。試料処理装置は、分注処理の前及び／又は後に各ピペットの量を計算し、オペレータにピペッターが正しく作動したか否かを示すことができる。
【００３２】
上に説明した方法は、視覚能力を備えた試料処理装置の多くの可能性の１つである。多くの変型例が、同様に本発明の範囲に含まれ、それらは当業者には自明であろう。
以上、本発明の少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様について説明してきたが、当業者には、様々な修正、変更及び改良が容易に想起されるものと考えられる。その様な、修正、変更及び改良は、本開示の一部であるものとし、本発明の精神及び範囲内に含まれるものとする。従って、前述の説明及び各図面は一例に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の１つの実施形態による試料処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の１つの実施形態による支持器及び試料ホルダの斜視図である。
【図３】図２に示す支持器及び試料ホルダの、一方の支持器を下げた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態よる、支持器に支持されている一組の試料ホルダの斜視図である。
【図５】図４に示す試料ホルダ及び支持器の、支持器を回転させた状態の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態による試料処理装置の斜視図である。
【図７】本発明の１つの実施形態による試料グラフィカルユーザーインターフェースの正面図である。
【図８】本発明の１つの実施形態による操作手順のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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