(57)【要約】【課題】撮像位置にて迅速かつ正確に有形成分に焦点を合わせて鮮明な静止画像を得ることができ効率的な分析処理を行う。【解決手段】供給された被検液を撮像するために当該被検液を展開させる撮像ベース面を有する一体化プレート１２２と、一体化プレート１２２を保持する撮像ステージ１２１と、一体化プレート１２２の撮像ベース面に展開され、静止状態にある被検液の有形成分を撮像する撮像部１３１と、被検液の有形成分に対して撮像部１３１の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出し、撮像部１３１により被検液を撮像する際に、高さ補正値を用いて撮像部１３１または撮像ステージ１２１を高さ方向に相対的に移動制御する制御部１７１、ＸＹステージ１４２、Ｚステージ１４３とを備える。【選択図】        図１
2006138654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された被検液を撮像するために当該被検液を展開させる撮像ベース面を有するプレートと、
前記プレートを保持する撮像ステージと、
前記プレートの前記撮像ベース面に展開され、静止状態にある前記被検液の有形成分を撮像する撮像手段と、
前記被検液の有形成分に対して前記撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出する高さ補正値検出手段と、
前記撮像手段により前記被検液を撮像する際に、前記高さ補正値を用いて前記撮像手段または前記撮像ステージを高さ方向に相対的に移動制御する撮像高さ制御手段と、
を備えたことを特徴とする有形成分分析装置。
【請求項２】
前記高さ補正値検出手段は、前記撮像ベース面の複数の撮像位置ごとに前記有形成分に対する前記撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出し、
前記撮像高さ制御手段は、前記撮像手段により前記被検液を撮像する際に、前記撮像ベース面の複数の撮像位置ごとに前記高さ補正値を用いて前記撮像手段または前記撮像ステージを高さ方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の有形成分分析装置。
【請求項３】
前記撮像ステージに保持された前記プレート上に前記撮像手段を自在に移動させる撮像位置駆動手段と、
前記プレートに対して前記被検液を供給するプローブを有し、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させる供給手段と、
前記プレートに対して当該プレートを洗浄するための洗浄液を供給するプローブを有し、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させる洗浄手段と、
前記洗浄手段により供給され、前記プレートから排出された廃液を受ける廃液手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の有形成分分析装置。
【請求項４】
前記供給手段および前記洗浄手段のプローブは、単一個もしくは複数個のプローブであり、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させて前記被検液あるいは洗浄液のいずれかを供給することを特徴とする請求項３に記載の有形成分分析装置。
【請求項５】
前記プレートは、前記撮像ベース面上にカバーが設けられた中空形状をなし、
前記撮像ベース面の一端に設けられ、前記被検液あるいは洗浄液が供給される供給口と、
前記撮像ベース面の他端に設けられ、前記プレートから前記被検液および洗浄液を排出するための排出口と、
を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の有形成分分析装置。
【請求項６】
前記供給手段および前記洗浄手段は、前記排出口に吸引力を発生させることにより、前記供給口に供給された前記被検液あるいは前記洗浄液を前記プレート内部に導くことを特徴とする請求項５に記載の有形成分分析装置。
【請求項７】
前記撮像手段によって撮像された前記被検液の画像に基づいて、当該被検液に含まれる有形成分を分析する画像分析手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の有形成分分析装置。
【請求項８】
前記被検液が尿であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の有形成分分析装置。
【請求項９】
撮像ステージに保持されたプレートの撮像ベース面に前記被検液を供給する被検液供給工程と、
前記プレートの撮像ベース面に展開され、静止状態となった被検液を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により撮像した前記被検液の画像に基づいて、当該被検液に含まれる有形成分を分析する画像分析工程と、
前記撮像工程による前記被検液の撮像後に前記プレートを洗浄する洗浄工程と、
を含むことを特徴とする有形成分分析方法。
【請求項１０】
前記プレートの前記撮像ベース面に展開された前記被検液に対して前記撮像時の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出する高さ補正値検出工程と、
前記撮像工程により前記被検液を撮像する際に、前記高さ補正値を用いて前記撮像を行う撮像手段または前記プレートを保持する撮像ステージを高さ方向に相対的に移動制御する撮像高さ制御工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の有形成分分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検液中の有形成分を分析する有形成分分析装置および有形成分分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検液中の有形成分の分析、例えば尿沈渣成分の分析は、尿サンプルを遠心分離し、アスピレータまたはピペットを用いて、あるいはデカンテーションによって上澄み液を除去し、残った残渣成分のうち一定量をスライドガラスに塗布し、カバーガラスを載せて標本とし、顕微鏡にセットした後、有形成分を目視で分類する作業からなっている。
【０００３】
近年、これらの検査作業を自動化する自動分析装置として、検体の塗布標本を作製せず検体液に染色液を混和した後、懸濁させたままフローセルに流し、物理統計的な方法や光学的な方法などによって分析するフローサイトメトリー法を用いた装置がある（例えば、下記特許文献１〜３参照。）。
【０００４】
さらに、標本像の焦点を自動で合わせることができる自動合焦装置を搭載し、撮像した静止画像中に含まれる成分を識別・集計することで、有形成分の分析を自動で行う有形成分分析装置も知られている（例えば、下記特許文献４〜６参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３３７４６０号公報
【特許文献２】特開平５−２９６９１５号公報
【特許文献３】特開平５−３２２８８５号公報
【特許文献４】特開平１０−１８５８０３号公報
【特許文献５】特開２０００−２８５１４号公報
【特許文献６】特開２００１−２５５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、検査作業を人手により行うのは、検査技師の大きな負担になるとともに、標本のばらつきが大きく、判断に個人差が生じるという問題があった。特許文献１〜３に記載の技術によれば、検査作業を自動で行うことができ、検査技師の負担を軽減することはできるが、被検液を常にフローセルに流しながら分析を行うため、有形成分が常に動いた状態となるため、焦点のあった鮮明な静止画像を得ることは困難であった。
【０００７】
また、前記特許文献４〜６に記載の技術のように、自動合焦装置を備えた構成としても、被検液中にゴミなどが浮遊していた場合、このゴミに焦点が合ってしまい、被検液中に沈降し存在する目的の有形成分に焦点が合わない危険性があった。さらに、複数の撮像位置においてそれぞれ合焦動作させる必要があるため、合焦動作の繰り返しによる合焦動作時間の蓄積が生じて全体の処理速度が低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、被検液を展開するプレートがディスポーザブルタイプであるため、プレートにかかるコストが高くなるとともに、装置中にプレートを挿入したり、使用済みのプレートを排出するための構成が必要であった。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、撮像位置にて迅速かつ正確に有形成分に焦点を合わせて鮮明な静止画像を得ることができ、効率的な分析処理が行える有形成分分析装置および有形成分分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる有形成分分析装置は、供給された被検液を撮像するために当該被検液を展開させる撮像ベース面を有するプレートと、前記プレートを保持する撮像ステージと、前記プレートの前記撮像ベース面に展開され、静止状態にある前記被検液の有形成分を撮像する撮像手段と、前記被検液の有形成分に対して前記撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出する高さ補正値検出手段と、前記撮像手段により前記被検液を撮像する際に、前記高さ補正値を用いて前記撮像手段または前記撮像ステージを高さ方向に相対的に移動制御する撮像高さ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、予め撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を検出しておき、分析中は、予め記録しておいた高さ補正値を読み出して高さを制御する。これにより、常に目的の有形成分に迅速に焦点を合わせることができるようになる。この際、撮像手段は、再度の焦点合わせを行う必要がない。
【００１２】
また、請求項２の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項１に記載の発明において、前記高さ補正値検出手段は、前記撮像ベース面の複数の撮像位置ごとに前記有形成分に対する前記撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出し、前記撮像高さ制御手段は、前記撮像手段により前記被検液を撮像する際に、前記撮像ベース面の複数の撮像位置ごとに前記高さ補正値を用いて前記撮像手段または前記撮像ステージを高さ方向に相対的に移動させることを特徴とする。
【００１３】
この請求項２の発明によれば、撮像位置が複数の場合であっても、各撮像位置ごとの高さ補正値を読み出して高さ補正を行うことができ、常に目的の有形成分に迅速に焦点を合わせることができるようになる。
【００１４】
また、請求項３の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記撮像ステージに保持された前記プレート上に前記撮像手段を自在に移動させる撮像位置駆動手段と、前記プレートに対して前記被検液を供給するプローブを有し、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させる供給手段と、前記プレートに対して当該プレートを洗浄するための洗浄液を供給するプローブを有し、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させる洗浄手段と、前記洗浄手段により供給され、前記プレートから排出された廃液を受ける廃液手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この請求項３の発明によれば、撮像ステージに保持されているプレートに対して、被検液の供給と、プレートの洗浄と、プレートに展開された被検液の撮像とを繰り返し行うことができるため、被検液の分析処理を効率的に行うことができる。
【００１６】
また、請求項４の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項３に記載の発明において、前記供給手段および前記洗浄手段のプローブは、単一個もしくは複数個のプローブであり、当該プローブを前記プレートに対して自在に移動させて前記被検液あるいは洗浄液のいずれかを供給することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項３または４に記載の発明において、前記プレートは、前記撮像ベース面上にカバーが設けられた中空形状をなし、前記撮像ベース面の一端に設けられ、前記被検液あるいは洗浄液が供給される供給口と、前記撮像ベース面の他端に設けられ、前記プレートから前記被検液および洗浄液を排出するための排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項５の発明によれば、プレートの中空内部に供給口から供給された被検液が展開される構成であり、被検液をスライドガラス等に塗る作業を不要にできる。また、供給口から洗浄液を供給して排出口から被検液と洗浄液を排出することができ、プレートを繰り返し使用できるようになる。
【００１９】
また、請求項６の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項５に記載の発明において、前記供給手段および前記洗浄手段は、前記排出口に吸引力を発生させることにより、前記供給口に供給された前記被検液あるいは前記洗浄液を前記プレート内部に導くことを特徴とする。
【００２０】
この請求項６の発明によれば、排出口から吸引力を発生させて内部に被検液を取り込むことができ、吸引力を止めて取り込んだ被検液を静止させ、有形成分を沈降させた状態にできる。これにより目的の有形成分に焦点を合わせた撮像が行えるようになる。
【００２１】
また、請求項７の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記撮像手段によって撮像された前記被検液の画像に基づいて、当該被検液に含まれる有形成分を分析する画像分析手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この請求項７の発明によれば、撮像手段によって撮像された画像は、高さ補正により被検液の有形成分に焦点が合った状態のものであり、画像の分析を精度よく行うことができ、正確な分析結果を出力できるようになる。
【００２３】
また、請求項８の発明にかかる有形成分分析装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記被検液が尿であることを特徴とする。
【００２４】
この請求項８の発明によれば、尿を被検液とした有形成分の分析処理を正確かつ効率的に行えるようになる。
【００２５】
また、請求項９の発明にかかる有形成分分析方法は、撮像ステージに保持されたプレートの撮像ベース面に前記被検液を供給する被検液供給工程と、前記プレートの撮像ベース面に展開され、静止状態となった被検液を撮像する撮像工程と、前記撮像工程により撮像した前記被検液の画像に基づいて、当該被検液に含まれる有形成分を分析する画像分析工程と、前記撮像工程による前記被検液の撮像後に前記プレートを洗浄する洗浄工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
この請求項９の発明によれば、撮像ステージに保持されているプレートに対して、被検液の供給と、プレートの洗浄と、プレートに展開された被検液の撮像とを繰り返し行うことができるため、被検液の分析処理を効率的に行うことができる。また、取り込んだ被検液を静止させ、有形成分を沈降させた状態にでき、目的の有形成分に焦点を合わせた撮像が行え、正確な分析が行えるようになる。
【００２７】
また、請求項１０の発明にかかる有形成分分析方法は、請求項９に記載の発明において、前記プレートの前記撮像ベース面に展開された前記被検液に対して前記撮像時の焦点を合わせるための高さ補正値を予め検出する高さ補正値検出工程と、前記撮像工程により前記被検液を撮像する際に、前記高さ補正値を用いて前記撮像を行う撮像手段または前記プレートを保持する撮像ステージを高さ方向に相対的に移動制御する撮像高さ制御工程と、を含むことを特徴とする。
【００２８】
この請求項１０の発明によれば、予め撮像手段の焦点を合わせるための高さ補正値を検出しておき、分析中は、検出された高さ補正値を用いて高さを制御する。これにより、常に目的の有形成分に迅速に焦点を合わせることができるようになる。この際、撮像手段は、再度の焦点合わせを行う必要がない。
【発明の効果】
【００２９】
本発明にかかる有形成分分析装置および有形成分分析方法によれば、固定プレートを用いて高さ補正を行い、高さ補正値を記憶することにより、撮像位置にて迅速に有形成分に焦点を合わせ、鮮明な静止画像を得ることができるとともに処理速度の飛躍的な向上を図ることができるという効果を奏する。また、被検液中に沈降した目的の有形成分以外に焦点が合う危険性が極めて低く、より正確で信頼性のある撮像が可能となる。さらに、自動でプレートを洗浄することができ、繰り返し同一のプレートを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる有形成分分析装置および有形成分分析方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
（有形成分分析装置の全体構成）
まず、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の内容について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の全体構成を示す斜視図である。有形成分分析装置１００は、サンプル供給部１０１と、プレート固定部１０２と、画像取込部１０３と、撮像位置駆動部１０４と、洗浄部１０５と、廃液部１０６と、データ処理部１０７とを有する。
【００３２】
サンプル供給部１０１は、サンプルテーブル１１１と、サンプル容器１１２と、プローブアーム１１３と、プローブ１１４と、試薬ボトル１１５とにより構成される。サンプルテーブル１１１は、回転動作が可能で、サンプル容器１１２を複数個セットすることができる。サンプル容器１１２には、被検液が注入される。被検液としては、例えば、尿、血液、髄液等の体液が挙げられる。なお、有形成分を含む可能性のある体液であれば、上記に限定されるものではない。サンプル容器１１２についても、プローブ１１４が挿入でき、被検液を蓄えられるものであれば、形状等が特に限定されるものではない。
【００３３】
このサンプルテーブル１１１を回転させることにより、サンプル容器１１２は、プローブアーム１１３のプローブ１１４の直下の位置まで移動できる。サンプルテーブル１１１を用いない場合は、サンプルラックなどを使用することも可能である。サンプル容器１１２がセットされたサンプルラックが縦、横いずれかの１軸、もしくは縦横を組み合わせた２軸を使って移動し、プローブアーム１１３のプローブ１１４がサンプル容器１１２の真上に位置するような動作とすることも可能である。
【００３４】
プローブアーム１１３は、回転および昇降動作が可能であり、端部にプローブ１１４を有する。プローブアーム１１３は、目的の被検液が注入されているサンプル容器１１２の真上に移動し、プローブ１１４をこのサンプル容器１１２に下降させて目的の被検液を吸引することができる。この後、プローブアーム１１３のプローブ１１４を一体化プレート１２２の上まで回転移動させることにより、吸引した被検液を一体化プレート１２２に分注することができる。なお、一体化プレート１２２に対する被検液の供給と後述する洗浄液の供給は、単一個のプローブ１１４を用いて行うことができ、構成を簡単にすることができる。
【００３５】
さらに、プローブアーム１１３の回転により、プローブ１１４が軌跡を描く円周上には、試薬ボトル１１５が配置される。この試薬とは、被検液中に含まれる有形成分の識別能力を向上させるためのものである。例えば、尿を被検液とした場合は染色液が使用される。代表的な尿染色液としてステルンハイマー染色、ステルンハイマー・マルビン染色、ズダンIII染色、ベルリン青染色、ルゴール染色、Ｐ−Ｂ染色、ハンセル染色などが挙げられる。なお、試薬ボトル１１５は、プローブ１１４が挿入でき、前記試薬を蓄えられるものであれば、形状等は特に限定されない。
【００３６】
次に、プレート固定部１０２の構成について説明する。プレート固定部１０２は、撮像ステージ１２１と、この撮像ステージ１２１上に載置される一体化プレート１２２によって構成される。
【００３７】
撮像ステージ１２１は、撮像部１３１と光源１３３の間に設けられ、載置された一体化プレート１２２を水平に保持固定する。この撮像ステージ１２１は、光源１３３から投光された光を妨げることなく撮像部１３１まで透過させる。撮像ステージ１２１は、このような条件を満たすものであれば、形状は特に限定されないが、材質は、形状変化を起こしにくく、透過光の反射を極力抑えることができるものが好ましい。
【００３８】
一体化プレート１２２は、透明な材質、ガラスにより形成されたものであり、プローブ１１４によって吸引された被検液が分注される。分注された被検液は、この一体化プレート１２２の内部に展開され、撮像部１３１による撮像が可能となる。一体化プレート１２２の詳細は後述する。
【００３９】
次に、画像取込部１０３の構成について説明する。画像取込部１０３は、撮像部１３１と、拡大部１３２と、光源１３３と、メモリ１３４とによって構成されている。撮像部１３１は、一体化プレート１２２に展開された被検液中に含まれる有形成分の標本画像を撮像する。撮像部１３１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等が挙げられる。拡大部１３２は、展開された被検液中に含まれる有形成分の標本画像を拡大する。拡大部１３２としては、標本画像を光学的に拡大するものであってもよいし、撮像された画像をデジタル処理して拡大するものでもよい。具体的には、前記カメラなどに取り付け可能な、対物レンズやズームレンズ等が挙げられる。
【００４０】
光源１３３は、撮像に必要な透過光を照射する。光源１３３としては、撮像に必要な透過光を照射することが可能なものであれば、特に限定されるものではないが、代表的な例としてハロゲンランプ、ＬＥＤ照明が挙げられる。メモリ１３４は、撮像部１３１によって撮像され、拡大部１３２によって拡大された画像データを記録、保持する。このメモリ１３４は、後述する制御部１７１に内蔵されたメモリ１７３を用いてもよい。
【００４１】
次に、撮像位置駆動部１０４の構成について説明する。撮像位置駆動部１０４は、アーム１４１と、ＸＹステージ１４２と、Ｚステージ１４３とにより構成される。アーム１４１は、先端に画像取込部１０３の撮像部１３１を保持している。また、ＸＹステージ１４２は、アーム１４１を前後（Ｙ軸方向）左右（Ｘ軸方向）に移動させ、このアーム１４１の先端に取り付けられている撮像部１３１による撮像位置をこの前後左右方向に変更、決定することができる。
【００４２】
ＸＹステージ１４２の下部には、Ｚステージ１４３が設けられている。Ｚステージ１４３は、アーム１４１（撮像部１３１）を高さ方向（Ｚ軸方向）に移動させる。後述する駆動制御部３１１（図４参照）は、撮像部１３１による撮像時の撮像ベース面上に焦点が合うように高さ補正値を求め、各撮像位置のＸＹ座標と共に、Ｚ軸方向の高さ補正値を後述するメモリ１７３に出力する。Ｚステージ１４３は、この高さ補正値に基づいてアーム１４１を高さ方向に移動させる。これらＸＹステージ１４２およびＺステージ１４３は、駆動源としてパルスモーター、サーボモーター、ステッピングモーター、リニアモーター等を用いる。
【００４３】
このような撮像位置駆動部１０４は、撮像部１３１による撮像位置を前後左右自在に移動できる構成であればよい。したがって、撮像部１３１を移動させるのではなく、撮像ステージ１２１を前後左右に移動させる構成とすることもできる。また、Ｚステージ１４３は必ずしも撮像位置駆動部１０４に一体化していなくてもよく、撮像ステージ１２１が高さ方向（Ｚ軸方向）に移動してもよい。
【００４４】
次に、洗浄部１０５の構成について説明する。洗浄部１０５は、一体化プレート１２２に対して洗浄液を供給する。この洗浄部１０５は、チューブ１５１と、電磁弁１５２と、ポンプ１５３と、ボトルチューブ１５４と、洗浄液ボトル１５５とにより構成される。チューブ１５１は、一端がプローブアーム１１３のプローブ１１４に接続されており、他端が電磁弁１５２およびポンプ１５３に接続されている。電磁弁１５２を切り替えることにより、ボトルチューブ１５４側に流路を切り替えることができる。ボトルチューブ１５４の末端には洗浄液ボトル１５５が設置されており、洗浄液ボトル１５５内の洗浄液を吸引することができる。この洗浄液は、一体化プレート１２２に付着した有形成分を、より強力に洗浄できるものが好ましく、被検液の種類および付着した成分の種類に対応して洗浄液の種類が決められる。例えば、アルカリ洗浄液、酸性洗浄液、強アルカリ電解水、強酸性電解水、次亜塩素酸、オゾン水、水素水などが挙げられる。なお、洗浄液ボトル１５５は、ボトルチューブ１５４を挿入でき、上記洗浄液を蓄えられるものであればよい。
【００４５】
次に、廃液部１０６の構成について説明する。廃液部１０６は、チューブ１６１と、電磁弁１６２と、ポンプ１６３と、ボトルチューブ１６４と、廃液ボトル１６５とにより構成される。廃液部１０６は、一体化プレート１２２から排出される廃液を処理する。
【００４６】
チューブ１６１は、一端が一体化プレート１２２と接続され、他端が電磁弁１６２およびポンプ１６３に接続されている。一体化プレート１２２内に被検液を分注している際に、ポンプ１６３を動作させたときには、一体化プレート１２２内に被検液を展開することができる。そして、電磁弁１６２を介してチューブ１６４の末端には廃液ボトル１６５が設置されている。電磁弁１６２を切り替えることで、ボトルチューブ１６４側に流路を切り替え、一体化プレート１２２から排出される廃液を廃液ボトル１６５に排出することができる。ここで、廃液とは、一体化プレート１２２の洗浄時に排出される被検液や洗浄液である。なお、廃液ボトル１６５は、ボトルチューブ１６４を挿入でき、前記廃液を受け入れることができるものであればよい。
【００４７】
次に、データ処理部１０７の構成について説明する。データ処理部１０７は、制御部１７１と、ディスプレイ１７５、プリンタ１７６等によって構成される。制御部１７１は、汎用のコンピュータ装置を用いて構成することができる。この制御部１７１は、ＣＰＵ１７２と、メモリ１７３と、ハードディスク（ＨＤＤ）１７４等を備えている。
【００４８】
制御部１７１は、ＸＹステージ１４２を制御して画像取込部１０３の撮像部１３１を一体化プレート１２２の上部位置（撮像位置）まで移動させる。そして、メモリ１７３に記録された高さ補正値を読み出してＺステージ１４３を高さ方向に上下させ、撮像高さを決定する。これらの制御は、メモリ１７３等に予め記憶されている制御プログラムを実行して行われる。
【００４９】
ここで、一体化プレート１２２は、洗浄により繰り返し使用可能なものであり、撮像ベース面の上部にカバーガラスが設けられ、これらが一体化されたものである。撮像部１３１は、被検液の撮像時には、上部のカバーガラスを透過して撮像ベース面上に展開された被検液に含まれる有形成分に焦点を合わせる。この一体化プレート１２２は、ディスポーザブルではなく、撮像ステージ１２１に固定保持して使用され、撮像ベース面の厚みは常時一定である。これにより、後述するように、制御部１７１に予め高さ補正値を記憶しておき、実際の測定時にこの高さ補正値を利用して高さ補正を正確に行うことができるようになる。
【００５０】
この制御部１７１には、画像取込部１０３（撮像部１３１）によって撮像された画像を分析し、その画像に含まれる有形成分を、その形態等に基づいて分類・識別を行う画像分析プログラムを内蔵している。さらに、制御部１７１は、予め設定された視野分の全識別結果から、分析結果を算出する機能を有し、分析結果や撮像された画像データをハードディスク１７４に蓄積したり、ディスプレイ１７５に表示出力したり、プリンタ１７６から印刷出力することができる。ディスプレイ１７５としては、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等を用いることができる。記録、蓄積に関しては、ハードディスク１７４の他にＭＯディスク、ＣＤ−Ｒ等の記憶装置を用いることもできる。なお、上記「予め設定された視野分」とは、撮像する視野（画像）数のことである。また、有形成分を識別する手段としては、ディスプレイ１７５やプリンタ１７６等に出力した画像をオペレーターが目視により判断する構成としてもよい。
【００５１】
（一体化プレートについて）
次に、一体化プレート１２２について説明する。図２−１は、有形成分分析装置の一体化プレートを示す斜視図、図２−２は、一体化プレートを示す縦断面図である。
【００５２】
図２−２に示すように、一体化プレート１２２は、カバーガラス２０１と撮像ベース面２０２とを一体化した中空状に形成され、撮像ベース面２０２の上面に被検液が展開される。この一体化プレート１２２には、分注ポット２０３が設けられている。分注ポット２０３には、プローブアーム１１３のプローブ１１４によって、目的の被検液（被検液および試薬）が分注される。また、分注ポット２０３は、被検液と試薬の反応槽としても使用することができる。この分注ポット２０３内に分注された被検液のサンプル（被検液および試薬）は、外部から力を加えられることがなければ、表面張力の影響で分注ポット２０３内に溜められ、一体化プレート１２２の内部には流れ込まない。そして、ポンプ１６３によって分注ポット２０３内のサンプル（反応した被検液および試薬）が吸引されることにより、一体化プレート１２２内にこのサンプルが展開されるようになっている。この一体化プレート１２２の内部において被検液が展開される部分や廃液口２０４は、開放した形状に形成してもよい。また、分注ポット２０３は一体化プレート１２２に直接設けるものとせずに、別の場所に設けてもよい。
【００５３】
図２−３は、一体化プレートを示す側断面図である。図示の構成例においては、一体化プレート１２２の撮像ベース面２０２には、被検液２１０が展開される展開面２０２ａが形成されている。なお、撮像ベース面２０２に凸部２０２ｂを形成しないときには、撮像ベース面２０２の上面全体が展開面２０２ａとなる。
【００５４】
この展開面２０２ａは、撮像ベース面２０２の中央部に形成された凸部２０２ｂの上面である。ポンプ１６３によって分注ポット２０３内の被検液２１０が展開されると、被検液２１０に含まれる目的の有形成分が展開面２０２ａに沈降する。この撮像ベース面２０２は、透光性を有し、被検液中の有形成分が付着しにくい材質によって形成されている。本実施の形態では、撮像ベース面２０２の材料として、洗浄液の種類に応じた耐薬品性の高いガラスを使用している。さらに液展開性の向上を目的とした場合、展開面２０２ａに親水性を長期確保するためのコーティングを施してもよい。この他、一体化プレート１２２は、プラスチック（合成樹脂）によって形成することも可能であるが、この場合には耐薬品性とともに展開面に親水処理が必須となる。
【００５５】
図２−３に示すように、この一体化プレート１２２は、撮像ベース面２０２上に平板状のカバーガラス２０１を設けて接合して構成することができる。そして、展開面２０２ａと、カバーガラス２０１の裏面２０１ｂとの間の隙間（厚み）ｈを一定にすることができ、この部分に被検液２１０が展開される。被検液２１０は、これら展開面２０２ａと、カバーガラス２０１の裏面２０１ｂとの間の隙間ｈ部分に表面張力を有して保持することができる。図２−３の形状によれば、被検液２１０の側部には壁（撮像ベース面２０２の側面）が位置していないため、一体化プレート１２２が汚れにくい利点を有している。
【００５６】
この一体化プレート１２２は、撮像ステージ１２１の上に固定され、移動しないようになっている。
【００５７】
（ハードウェア構成）
次に、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置のハードウェア構成について説明する。図３は、有形成分分析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５８】
制御部１７１には、撮像部１３１によって撮像された画像データが入力される。撮像部１３１によって撮像された画像データはメモリ１３４に蓄積後に入力することもできる。この制御部１７１は、入力された画像データを画像分析する画像分析プログラムや、各ステージ等の駆動制御プログラム等のプログラムを実行するＣＰＵ１７２と、メモリ１７３と、駆動制御プログラムや画像分析プログラム、サンプルの画像データ等を蓄積するハードディスク１７４を備えている（図１参照）。
【００５９】
制御部１７１は、駆動制御プログラムにより、サンプルテーブル１１１と、プローブアーム１１３と、電磁弁１５２，１６２と、ポンプ１５３，１６３と、撮像部１３１と、ＸＹステージ１４２と、Ｚステージ１４３を制御する。この制御部１７１には、ディスプレイ１７５と、プリンタ１７６が接続されており、分析結果や撮像された画像データの表示および印刷が行える。
【００６０】
（制御部の機能的構成）
次に、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の制御部の機能的構成について説明する。図４は、有形成分分析装置の機能的構成を示すブロック図である。制御部１７１のＣＰＵ１７２（図３参照）が実行する機能について記載してある。
【００６１】
制御部１７１は、画像分析部３０１と、処理手順制御部３１０と、駆動制御部３１１とにより構成されている。処理手順制御部３１０は、有形成分分析装置１００全体の動作を統括制御するものであり、画像分析部３０１による画像分析処理と、駆動制御部３１１により各機構に対する駆動の手順とタイミングとを制御する。ＣＰＵ１７２は、画像分析プログラムの実行により、画像分析部３０１を機能させ、駆動制御プログラムの実行により駆動制御部３１１を機能させる。
【００６２】
撮像部１３１によって撮像された被検液２１０の画像データは、画像分析部３０１の入力部３０２に入力される。画像分析部３０１は、入力部３０２に入力された画像データを画像処理部３０３により画像分析し、画像データと分析結果を出力部３０４から出力する。出力部３０４から出力されるデータは、ハードディスク（ＨＤＤ）１７４に蓄積したり、ディスプレイ１７５に表示出力したり、プリンタ１７６から印刷出力できる。また、他の分析機器等にデータ出力することもできる。この撮像部１３１は、被検液２１０の有形成分に焦点を合わせた状態で撮像し画像データを出力する。この焦点合わせは後述するように、一体化プレート１２２に対して１回行えばよい。
【００６３】
駆動制御部３１１は、処理手順制御部３１０による手順の指示に基づいて、機構部であるサンプルテーブル１１１と、プローブアーム１１３と、アーム１４１と、ＸＹステージ１４２と、Ｚステージ１４３と、電磁弁１５２，１６２と、ポンプ１５３，１６３とをそれぞれ必要なタイミングで駆動制御する。また、この駆動制御部３１１は、高さ補正値検出部３１１ａと、撮像高さ制御部３１１ｂとを備えている。高さ補正値検出部３１１ａは、被検液２１０の撮像前に撮像部１３１が焦点合わせのときに用いる高さ補正値を検出する。撮像高さ制御部３１１ｂは、被検液２１０の撮像時に高さ補正値を用いてアーム１４１のＸＹステージ１４２と、Ｚステージ１４３を駆動制御し、焦点合わせを行う。撮像ステージ１２１が高さ方向に移動自在な場合には、この撮像ステージ１２１を高さ方向に移動させて焦点を合わせることもできる。
【００６４】
（有形成分分析装置の分析動作）
次に、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の分析動作について説明する。
【００６５】
はじめに、被検液の測定開始前における高さ補正値の検出および設定動作について、図１を参照して説明する。有形成分分析装置１００の起動時には、一体化プレート１２２にコントロール検体等を展開させる。このコントロール検体とは、固定化赤血球等、実際に撮像する被検液の有形成分に近い大きさのものを用いる。この他にプレート展開面２０２ａ上に目印（ラインなど）をつけておき、コントロール検体の有形成分の代わりとする方法があるが、この場合は予め有形成分を含まない尿（水でもよい）を展開させておく必要がある。
【００６６】
次に、ＸＹステージ１４２を駆動して、アーム１４１先端の撮像部１３１を一体化プレート１２２上の撮像位置に移動させる。また、Ｚステージ１４３を高さ方向に制御して、一体化プレート１２２の撮像ベース面２０２（図２−３に示す展開面２０２ａ）上に沈降し、存在する有形成分に、手動で焦点を合わせる。その後、Ｚステージ１４３の高さ（高さ補正値）を、ＸＹステージの位置（ＸＹ座標）と共に、メモリ１７３に記録する。ここで記録される高さ補正値は、その撮像位置における撮像高さとなる。これにより、後に実際に被検液を分析する際には、予め記録された高さ補正値をメモリ１７３から読み出す。したがって、複数の撮像位置があっても、これら複数の撮像位置ごとの合焦動作を行うことなく、ピンポイントで撮像ベース面２０２の高さ位置に移動させることができるため、処理速度の飛躍的な向上を図ることができるようになる。
【００６７】
なお、展開面２０２ａ（図２−３参照）上における複数の撮像位置において検出したそれぞれの高さ補正値をメモリ１７３に記録しておくことができる。この場合、各撮像位置に移動すると同時に、各撮像位置（Ｘ，Ｙ軸位置）に対応した高さ補正値（Ｚ軸の高さ補正値）を用いて撮像部１３１またはＺステージ１４３の高さを調整すればよい。
【００６８】
このように、予め高さ補正値を記憶しておき、後の分析でこの高さ補正値を利用することができるのは、図２−１〜図２−３を用いて説明したように、一体化プレート１２２のカバーガラス２０１と撮像ベース面２０２とを一体化して、カバーガラス２０１と撮像ベース面２０２の厚みが一定であることと、単一の一体化プレート１２２が洗浄により繰り返し使用できるためである。また、撮像高さが予め検出できるため、被検液中に沈降した目的の有形成分以外に焦点が合う危険性が極めて低くでき、撮像ベース面２０２上に沈降して存在する目的の有形成分の画像をより正確に得ることができる。
【００６９】
次に、高さ補正値設定後の有形成分自動分析の分析動作について、図１、図４、図５（図５−１〜図５−６）、図６を参照して説明する。図５（図５−１〜図５−６）は、有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である。図６は、有形成分分析装置の分析動作を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、図５−１に示すように、被検液２１０の入ったサンプル容器１１２をサンプルテーブル１１１にセットする。サンプルテーブル１１１に複数のサンプル容器１１２をセットする場合もある。サンプル容器１１２をセットし（ステップＳ６０１：Ｎｏのループ）、セットが完了すると（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）、次に、被検液の分注のための処理を行う。まず、サンプルテーブル１１１を回転させ、サンプル容器１１２をプローブアーム１１３が回転する円周上の位置に移動させる。そして、プローブアーム１１３を回転させ、プローブ１１４をサンプル容器１１２の上部に移動させる。さらに、プローブアーム１１３を上下させることにより、プローブ１１４をサンプル容器１１２内まで下降させ、被検液２１０を吸引する。その後、プローブ１１４を分注ポット２０３の上部に移動させ、被検液２１０を分注する（ステップＳ６０２）。
【００７１】
次に、図５−２に示すように、プローブアーム１１３を回転させ、プローブ１１４を試薬ボトル１１５の上部に移動させる。さらに、プローブアーム１１３を上下させることにより、プローブ１１４を試薬ボトル１１５内まで下降させ、試薬を吸引させる。その後、プローブ１１４を一体化プレート１２２の分注ポット２０３の上部に移動させ、試薬を分注し、被検液２１０と試薬を反応させる（ステップＳ６０３）。
【００７２】
次に、図５−３に示すように、ポンプ１６３により、分注ポット２０３内の被検液（反応後の被検液および試薬）２１０を吸引し、一体化プレート１２２内に展開させる（ステップＳ６０４）。この際、電磁弁１６２は、ポンプ１６３の吸引力が一体化プレート１２２につながるように流路を切り替えている。
【００７３】
被検液の展開後、ＸＹステージ１４２によって、画像取込部１０３の撮像部１３１を撮像位置に移動させる（ステップＳ６０５）。また、Ｚステージ１４３は、メモリ１７３から撮像位置の高さ補正値を読み出し、高さ補正を設定する（ステップＳ６０６）。
【００７４】
そして、図５−４に示すように、画像取込部１０３の撮像部１３１により、撮像ベース面２０２上の被検液２１０に含まれる有形成分の標本画像を撮像し、制御部１７１のメモリ１７３に画像を格納する（ステップＳ６０７）。この際、撮像部１３１は、有形成分に焦点を合わせる焦点合わせの制御を不要にすることができる。すなわち、撮像部１３１は、オートフォーカス機構の機能を持たなくても、被検液２１０に含まれる有形成分に焦点を合わせることができるようになる。
【００７５】
次に、図５−５に示すように、制御部１７１により、撮像された画像データをメモリ１７３から読み出し、画像分析処理（分類、識別処理）を行い、画像中に含まれる有形成分を形態等に基づいて分類、識別する（ステップＳ６０８）。この分類、識別結果および画像データはハードディスク１７４に蓄積される（ステップＳ６０９）。
【００７６】
一体化プレート１２２の展開面２０２ａ上における設定視野分の撮像が終了するまでの間は（ステップＳ６１０：Ｎｏ）、ステップＳ６０５〜ステップＳ６０９における撮像の処理が繰り返される。
【００７７】
一体化プレート１２２の展開面２０２ａ上における設定視野分の撮像が終了すると（ステップＳ６１０：Ｙｅｓ）、図５−６に示すように、制御部１７１は、画像分析処理（分析処理）を行う。分析処理では、全識別結果から、例えば、画像データに雑音除去、二値化、ラベリング等の前処理を施した後、画像中に含まれるそれぞれの成分の特徴（面積、円形度、周囲長、色等）を抽出し、予め記憶された各有形成分別の特徴量と比較し、合致するものを選択、分類する方法で分析結果を算出する（ステップＳ６１１）。この分析結果は、ハードディスク１７４に蓄積される（ステップＳ６１２）。この分析結果と画像データは、ディスプレイ１７５に出力表示される。また、必要に応じてプリンタ１７６から印刷できる。分析終了後、一体化プレート１２２内を洗浄する（ステップＳ６１３）。洗浄動作の詳細は後述する。
【００７８】
以上の動作により、一体化プレート１２２に被検液２１０を展開して１回の分析処理を実行することができる。そして、サンプルテーブル１１１にセットされた全てのサンプル（被検液）に対する分析が終了したか判断し（ステップＳ６１４）、残りのサンプルに対する処理を継続するときには（ステップＳ６１４：Ｎｏ）、ステップＳ６０２以降の処理を上記同様に実行する。また、全てのサンプルに対する処理が終了すると（ステップＳ６１４：Ｙｅｓ）、上記一連の分析処理を終了する。
【００７９】
（有形成分分析装置の洗浄動作）
次に、この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の一体化プレートの自動洗浄手順について説明する。図７（図７−１、図７−２）は、有形成分分析装置の洗浄動作を示す工程図である。図８は、有形成分分析装置の一体化プレートの洗浄手順を示すフローチャートである。
【００８０】
はじめに、一体化プレート１２２に展開されているサンプルの分析結果が出力（図６のステップＳ６１１の処理）されたか否かを判断する（ステップＳ８０１）。そして、分析結果が出力されるのを待ち（ステップＳ８０１：Ｎｏのループ）、分析結果が出力されると（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、プローブ１１４を一体化プレート１２２の分注ポット２０３の上部に移動させる（ステップＳ８０２）。
【００８１】
そして、図７−１に示すように、電磁弁１５２を切り替え、洗浄液ボトル１５５側に流路を切り替える（ステップＳ８０３）。そして、ポンプ１５３により、ボトルチューブ１５４を介して洗浄液ボトル１５５内の洗浄液（サンプルと洗浄液）を吸引する（ステップＳ８０４）。この後、再度、電磁弁１５２を切り替え、チューブ１５１側に流路を切り替える（ステップＳ８０５）。そして、吸引した洗浄液を分注ポット２０３内に分注する（ステップＳ８０６）。
【００８２】
次に、図７−２に示すように、ポンプ１６３により、分注ポット２０３内の洗浄液および一体化プレート１２２内の被検液２１０を吸引する（ステップＳ８０７）。これにより、一体化プレート１２２内を洗浄する。次に、予め設定された回数の洗浄を行ったか判断する（ステップＳ８０８）。洗浄の回数が予め設定された回数に達していない場合には（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、ステップＳ８０２以降の処理を繰り返す。一方、予め設定された回数の洗浄を行った場合には（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、洗浄の処理を終了する。
【００８３】
以上説明したように、有形成分分析装置によれば、単一の一体化プレート内部に被検液を展開して撮像し、分析することを繰り返して行う。そして、一体化プレートに対する高さ補正値を予め記憶しておき、撮像時に高さ補正値を用いて迅速に有形成分に焦点を合わせ、鮮明な静止画像を得ることができるようになる。これにより、分析処理にかかる処理時間を短縮でき処理の効率化を図ることができるようになる。また、撮像時に撮像高さが予め判っているので、被検液中に沈降した目的の有形成分以外に焦点が合う危険性が極めて低く、より正確で信頼性のある撮像および分析が行えるようになる。また、分析結果の出力ごとに一体化プレートを洗浄して繰り返し同一の一体化プレートを用いることができプレートにかかるコストを抑えることもできる。
【００８４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更、変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、プローブアーム１１３は、プローブ１１４をサンプル容器１１２の真上の位置から一体化プレート１２２上の分注ポット２０３まで移動させる際、回転および昇降動作により移動を行うが、プローブアーム１１３を分注ポット２０３の真上の分注可能な位置まで直線的に移動をさせる機構をとってもよい。この場合、プローブ１１４が軌跡を描く直線上に試薬ボトル１１５が配置される。
【００８５】
また、上記実施の形態では、有形成分分析装置１００の洗浄動作において、吸入した洗浄液をチューブ１５１およびプローブアーム１１３およびプローブ１１４を介して分注ポット２０３に分注していたが、プローブアーム１１３を介さず、分注ポット２０３の真上に固定された別のプローブからチューブ１５１を介して洗浄液を分注してもよい。したがって、有形成分分析装置１００に用いるプローブ１１４は単一個ではなく、被検液供給と洗浄の動作に関して複数個のプローブを用いてもよい。
【００８６】
また、撮像ステージ１２１は、長方形や円形の形状を有してもよい。すなわち、大量の検液を処理する場合や処理速度の向上を目的とした場合に、一体化プレート１２２が横に連続した多連続型プレートを撮像ステージ１２１上に配置したり、円形状の撮像ステージ１２１に一体化プレート１２２を複数配置することができる。
【００８７】
また、上記実施の形態では、チューブ１６１は、常時、一体化プレート１２２に接続されているが、廃液時にのみ一体化プレート１２２に接続され、撮像時にはチューブ１６１は一体化プレート１２２から離れるような構成としてもよい。
【００８８】
なお、本実施の形態で説明した有形成分の分析にかかる方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる有形成分分析装置および有形成分分析方法は、被検液に含まれる有形成分に焦点を合わせて画像を撮像し分析する分析機器に有用であり、特に、プレートを繰り返し使用できるのでプレートの使い捨てるという無駄を防止しつつ、短時間で迅速に分析結果の出力が必要な分析機器に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の実施の形態にかかる有形成分分析装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２−１】有形成分分析装置の一体化プレートを示す斜視図である。
【図２−２】一体化プレートを示す縦断面図である。
【図２−３】一体化プレートを示す側断面図である。
【図３】有形成分分析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】有形成分分析装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図５−１】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その１）。
【図５−２】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その２）。
【図５−３】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その３）。
【図５−４】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その４）。
【図５−５】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その５）。
【図５−６】有形成分分析装置の分析動作を示す工程図である（その６）。
【図６】有形成分分析装置の分析動作を示すフローチャートである。
【図７−１】有形成分分析装置の洗浄動作を示す工程図である（その１）。
【図７−２】有形成分分析装置の洗浄動作を示す工程図である（その２）。
【図８】有形成分分析装置の一体化プレートの洗浄手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１００  有形成分分析装置
１０１  サンプル供給部
１０２  プレート固定部
１０３  画像取込部
１０４  撮像位置駆動部
１０５  洗浄部
１０６  廃液部
１０７  データ処理部
１１１  サンプルテーブル
１１２  サンプル容器
１１３  プローブアーム
１１４  プローブ
１１５  試薬ボトル
１２１  撮像ステージ
１２２  一体化プレート
１３１  撮像部
１３２  拡大部
１３３  光源
１４１  アーム
１４２  ＸＹステージ
１４３  Ｚステージ
１５１，１６１  チューブ
１５２，１６２  電磁弁
１５３，１６３  ポンプ
１５４，１６４  ボトルチューブ
１５５  洗浄液ボトル
１６５  廃液ボトル
１７１  制御部
１７２  ＣＰＵ
１７３  メモリ
１７４  ハードディスク（ＨＤＤ）
１７５  ディスプレイ
１７６  プリンタ
２０１  カバーガラス
２０２  撮像ベース面
２０２ａ  展開面
２０３  分注ポット
【図１】
2006138654.tif 000003
【図２−１】
2006138654.tif 000004
【図２−２】
2006138654.tif 000005
【図２−３】
2006138654.tif 000006
【図３】
2006138654.tif 000007
【図４】
2006138654.tif 000008
【図５−１】
2006138654.tif 000009
【図５−２】
2006138654.tif 000010
【図５−３】
2006138654.tif 000011
【図５−４】
2006138654.tif 000012
【図５−５】
2006138654.tif 000013
【図５−６】
2006138654.tif 000014
【図６】
2006138654.tif 000015
【図７−１】
2006138654.tif 000016
【図７−２】
2006138654.tif 000017
【図８】
2006138654.tif 000018