(57)【要約】【課題】構成を合理的なものとして、分析システム全体の製造コストの低減ならびに小サイズ化などを好適に図る。【解決手段】分析システムＡは、カメラ２５付きの携帯型通信端末Ｂと、分析用補助装置Ｃと、を組み合わせて構成され、分析用補助装置Ｃは、携帯型通信端末Ｂを載置可能な載置部４０を備え、この載置部４０の下側に、チップ装着部２３および光源２１が設けられ、載置部４０は、光源２１から発せられた呈色反応部分１２ａの透過光または反射光をカメラ２５に入射させるための光通過部４１が設けられ、カメラ２５は受光部として利用され、携帯型通信端末Ｂが具備するデータ処理部２８は、濃度演算処理部として利用され、呈色反応部分１２ａの透過光または反射光が光通過部４１を通過してカメラ２５に入射した際には、カメラ２５から出力される撮像画像信号のデータに基づいて濃度演算処理が実行可能である。【選択図】図２
2015129639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、
このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、
この光源から発せられた前記呈色反応部分の透過光または反射光を受光し、かつこの受光量に対応した信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される信号のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃度演算処理を実行する濃度演算処理部と、
を備えている、分析システムであって、
この分析システムは、カメラ付きの携帯型通信端末と、分析用補助装置と、を組み合わせて構成されており、
前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、かつこの載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられた構成を有し、
前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記光源から発せられて前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられており、
前記携帯型通信端末のカメラは、前記受光部として利用されており、
前記携帯型通信端末が具備するデータ処理部は、前記濃度演算処理部として利用され、前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記光通過部を通過して前記カメラに入射した際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能とされていることを特徴とする、分析システム。
【請求項２】
請求項１に記載の分析システムであって、
前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末との間で有線または無線のデータ通信が可能な通信回路を、さらに備えており、
この通信回路に前記携帯型通信端末から制御信号が送信されることにより、前記光源の発光動作が制御されるように構成されている、分析システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の分析システムであって、
前記携帯型通信端末は、前記濃度演算処理の結果に関するデータを、予め指定されたプリンタ、プリンタ以外の装置もしくは機器、またはネックワーク上の所望のアドレスに送信可能とされている、分析システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の分析システムであって、
前記カメラは、前記分析用チップのうち、前記呈色反応部分よりも広い範囲を撮像し、かつ前記カメラによる撮像画像のデータとして、前記呈色反応部分およびその周辺領域が一括して撮像されたメイン画像のデータを得ることが可能とされ、
前記データ処理部は、前記メイン画像のデータから前記呈色反応部分の画像のデータを選出し、かつこの選出したデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するように構成されている、分析システム。
【請求項５】
試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、
このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、
を備えている、分析用補助装置であって、
カメラ付きの携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、
この載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられており、
前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられていることを特徴とする、分析用補助装置。
【請求項６】
カメラと、このカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部と、備えており、
請求項５に記載の分析用補助装置と組み合わせて用いられることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成する、携帯型通信端末であって、
前記データ処理部は、所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定し、かつこの分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能な構成とされていることを特徴とする、携帯型通信端末。
【請求項７】
請求項６に記載の携帯型通信端末であって、
前記分析用補助装置に具備されている通信回路との間でデータ通信が可能とされており、
前記データ処理部は、前記分析処理対応モードが設定された際には、前記分析用補助装置の光源を点灯駆動させるための指令信号を前記通信回路に送信し、かつその後に前記分析用補助装置のチップ装着部に装着されている分析用補助装置において前記呈色反応部分が構築されていることが確認された後には、前記カメラを駆動させて前記呈色反応部分を撮像させる制御を実行するように構成されている、携帯型通信端末。
【請求項８】
請求項６または７に記載の携帯型通信端末であって、
前記分析用補助装置のチップ装着部に分析用チップが装着される前の段階において、前記カメラの出力特性を検査するための予備検査が可能とされており、
この予備検査においては、前記光源から発せられた光を前記カメラに受光させるとともに、その際には前記カメラの受光量が複数段階で変化するように設定されることにより、これら複数段階で変化する受光量に対応して前記カメラから出力される複数の出力信号の値が確認されるとともに、
前記予備検査の後には、前記複数の出力信号の値を前記カメラの複数段階の受光量との相対関係においてリニアの関係に補正するための補正用データが求められ、
前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラによって受光されて前記カメラから撮像画像信号が出力された際には、この出力信号のデータまたはこれに対応するデータを、前記補正用データに基づいて補正し、この補正後のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃度が求められるように構成されている、携帯型通信端末。
【請求項９】
請求項８に記載の携帯型通信端末であって、
前記予備検査において、前記カメラの受光量が複数段階で変化する動作は、前記光源から発せられた光を透過率が異なる複数のＮＤフィルタのそれぞれを通過させて前記カメラに入射させること、前記カメラの露光時間を複数段階で変化させること、または前記光源の発光時間を複数段階で変化させることにより行なわれるように構成されている、携帯型通信端末。
【請求項１０】
カメラおよびこのカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部を備えている携帯型通信端末の前記データ処理部の記憶部に記憶され、かつ前記携帯型通信端末を請求項５に記載の分析用補助装置と組み合わせて用いることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成するのに用いられる携帯型通信端末用の制御プログラムであって、
所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定するステップと、
前記分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するステップと、
を前記データ処理部に実行させるためのデータを含んでいることを特徴とする、携帯型通信端末用の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液などの所望の試料を分析するのに用いられる分析システム、およびこれに関連する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析システムの従来例として、特許文献１，２に記載されたようなものがある。
この従来の分析システムでは、分析用チップが利用される。分析用チップは、たとえば、所定の試薬が内面に塗布された反応室を有する構成とされており、この反応室に血液などの試料が供給されると、試料と試薬とが混合されて、呈色反応を生じる。この呈色反応部分の光学的特性（たとえば、吸光度）を検査することにより、前記試料の特定成分の濃度を求めることが可能である。
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるような不具合があった。
【０００４】
すなわち、従来の分析システムは、具体的には、分析用チップを装着するためのチップ装着部、前記反応室における呈色反応部分に光を照射するための光源、前記呈色反応部分の透過光または反射光を受光する受光部、および受光部から出力される信号のデータに基づいて試料中の特定成分の濃度を演算する濃度演算処理手段を有している。また、分析結果を出力表示するためのディスプレイ、プリンタ、あるいはプリンタなどにデータ送信を行なうための通信回路なども適宜設けられる。このような多くの構成機器を備えた分析システムを製造する場合、その製造コストは高価となりがちである。医療機関や各種の施設などにおいて、ポイントオブケアを普及・促進する上では、分析システムの製造コストをできる限り低くし、ユーザなどの経済的負担を少なくすることが望まれる。また、従来においては、装置全体のサイズも大きくなりがちであり、その取り扱いに際して不便を生じる場合も多くあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２１９１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、構成を合理的なものとして、分析システム全体の製造コストの低減ならびに小サイズ化などを好適に図ることを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明においては、上述した課題を解決するため、次のような技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面により提供される分析システムは、試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、この光源から発せられた前記呈色反応部分の透過光または反射光を受光し、かつこの受光量に対応した信号を出力する受光部と、この受光部から出力される信号のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃
度演算処理を実行する濃度演算処理部と、を備えている、分析システムであって、この分析システムは、カメラ付きの携帯型通信端末と、分析用補助装置と、を組み合わせて構成されており、前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、かつこの載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられた構成を有し、前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記光源から発せられて前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられており、前記携帯型通信端末のカメラは、前記受光部として利用されており、前記携帯型通信端末が具備するデータ処理部は、前記濃度演算処理部として利用され、前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記光通過部を通過して前記カメラに入射した際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能とされていることを特徴としている。
ここで、携帯型通信端末の具体例としては、携帯電話機、スマートフォン、および携帯型タブレット端末などが挙げられる。
【０００９】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、携帯型通信端末のカメラおよびデータ処理部は、従来の分析システムの受光部および濃度演算処理部を構成しており、分析用補助装置には、それらに相当する手段を設ける必要はない。また、分析結果を出力させるための手段としては、携帯型通信端末から外部の適当なプリンタに分析結果のデータを送信して印字出力させるといった手段を採用したり、あるいは携帯型通信端末に具備されているディスプレイに表示させるといった手段を適用することもできる。したがって、分析用補助装置の構成を簡素にすることができる。一方、携帯型通信端末は、分析システムを構成する機器として特化したものである必要はなく、ユーザが所有するスマートフォンなどを有効に利用することができる。このように、本発明に係る分析システムは、分析システムの全ての構成機器をそれ専用の機器として特化させていた従来の分析システムと比較すると、携帯型通信端末を効率よく、かつ有効に利用した合理的な構成とされており、システム全体の実質的な製造コストを従来よりも廉価にし、ポイントオブケアを普及・促進する上で好ましいものとなる。また、全体の小型化を促進し、取り扱い性に優れたものとすることもできる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末との間で有線または無線のデータ通信が可能な通信回路を、さらに備えており、この通信回路に前記携帯型通信端末から制御信号が送信されることにより、前記光源の発光動作が制御されるように構成されている。
【００１１】
このような構成によれば、携帯型通信端末を介して分析用補助装置の光源の発光動作を制御するために、分析システム全体の操作の簡素化ならびに容易化が図られ、使い勝手をよくすることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記携帯型通信端末は、前記濃度演算処理の結果に関するデータを、予め指定されたプリンタ、プリンタ以外の装置もしくは機器、またはネックワーク上の所望のアドレスに送信可能とされている。
【００１３】
このような構成によれば、濃度演算処理の結果に関するデータを、外部機器などに送信し、印字出力させたり、保管・管理するといったことが容易に実現できる。携帯型通信端末のデータ送出機能は、携帯型通信端末に元々具備されている機能を利用すればよいために、構成の煩雑化を招くといった虞もない。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記カメラは、前記分析用チップのうち、前記呈色反応部分よりも広い範囲を撮像し、かつ前記カメラによる撮像画像のデータとして、前記呈色反応部分およびその周辺領域が一括して撮像されたメイン画像のデータを得ることが可能
とされ、前記データ処理部は、前記メイン画像のデータから前記呈色反応部分の画像のデータを選出し、かつこの選出したデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するように構成されている。
【００１５】
このような構成によれば、携帯型通信端末のカメラによって分析用チップの呈色反応部分を撮像する際に、この呈色反応部分のみならず、その周辺領域をも撮像すればよいこととなる。このため、呈色反応部分のみがカメラによって撮像されるようにカメラと呈色反応部分との位置合わせを高精度に行なう必要がなくなる。また、分析用チップに呈色反応部分が複数箇所設けられている場合には、これら複数の呈色反応部分を一纏めにして撮像し、個々の呈色反応部分についての分析を行なうといった処理も可能となる。これは、処理速度を速める上で有利である。また、専用の動作機構を利用することによって光源や携帯型通信端末のカメラの位置を複数の呈色反応部分のそれぞれに対応する箇所に移動させるといった必要もない。
【００１６】
本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置は、試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、を備えている、分析用補助装置であって、カメラ付きの携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、この載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられており、前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成の分析用補助装置は、本発明の第１の側面により提供される分析システムを構築するのに適し、本発明の分析システムについて述べたのと同様な効果を得る上で好ましい。
【００１８】
本発明の第３の側面により提供される携帯型通信端末は、カメラと、このカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部と、備えており、本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わせて用いられることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成する、携帯型通信端末であって、前記データ処理部は、所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定し、かつこの分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能な構成とされていることを特徴としている。
【００１９】
このような構成によれば、本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わされることにより、本発明の第１の側面により提供される分析システムを適切に構築することができ、本発明の分析システムについて述べたのと同様な効果を得る上で好ましい。
【００２０】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置に具備されている通信回路との間でデータ通信が可能とされており、前記データ処理部は、前記分析処理対応モードが設定された際には、前記分析用補助装置の光源を点灯駆動させるための指令信号を前記通信回路に送信し、かつその後に前記分析用補助装置のチップ装着部に装着されている分析用補助装置において前記呈色反応部分が構築されていることが確認された後には、前記カメラを駆動させて前記呈色反応部分を撮像させる制御を実行するように構成されている。
【００２１】
このような構成によれば、分析用補助装置の光源の点灯駆動動作、および携帯型通信端
末のカメラによる呈色反応部分の撮像動作を、携帯型通信端末のデータ処理部の制御により実行させることができる。したがって、操作の容易化が図られ、使い勝手がよい。
【００２２】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置のチップ装着部に分析用チップが装着される前の段階において、前記カメラの出力特性を検査するための予備検査が可能とされており、この予備検査においては、前記光源から発せられた光を前記カメラに受光させるとともに、その際には前記カメラの受光量が複数段階で変化するように設定されることにより、これら複数段階で変化する受光量に対応して前記カメラから出力される複数の出力信号の値が確認されるとともに、前記予備検査の後には、前記複数の出力信号の値を前記カメラの複数段階の受光量との相対関係においてリニアの関係に補正するための補正用データが求められ、前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラによって受光されて前記カメラから撮像画像信号が出力された際には、この出力信号のデータまたはこれに対応するデータを、前記補正用データに基づいて補正し、この補正後のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃度が求められるように構成されている。
【００２３】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、スマートフォンなどの携帯型通信端末のカメラからの出力信号の特性は、撮像画像が人の目に綺麗に見えるようにするなどの観点から、カメラの受光量との関係において非線形とされなっているのが通例である。カメラのそのような特性をもつ出力信号に基づいて呈色反応部分のたとえば吸光度を求め、特定成分の濃度演算処理をそのまま行なったのでは、演算処理結果の値が大きな誤差を含むものとなる。これに対し、前記構成によれば、カメラの受光量と出力信号とを実質的にリニアの関係として前記したような誤差を少なくする補正が可能であり、分析結果を正確な値とすることが可能である。
【００２４】
本発明において、好ましくは、前記予備検査において、前記カメラの受光量が複数段階で変化する動作は、前記光源から発せられた光を透過率が異なる複数のＮＤフィルタのそれぞれを通過させて前記カメラに入射させること、前記カメラの露光時間を複数段階で変化させること、または前記光源の発光時間を複数段階で変化させることにより行なわれるように構成されている。
【００２５】
このような構成によれば、予備検査においてカメラの受光量が複数段階で変化する動作を、容易かつ適切に実現することができる。
【００２６】
本発明の第４の側面により提供される携帯型通信端末用の制御プログラムは、カメラおよびこのカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部を備えている携帯型通信端末の前記データ処理部の記憶部に記憶され、かつ前記携帯型通信端末を本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わせて用いることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成するのに用いられる携帯型通信端末用の制御プログラムであって、所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定するステップと、前記分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するステップと、を前記データ処理部に実行させるためのデータを含んでいることを特徴としている。
【００２７】
このような構成によれば、本発明の第３の側面により提供される携帯型通信端末を好適に実現することができる。
【００２８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る分析システムの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す分析システムの概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す分析システムを構成する携帯型通信端末のハード構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、図１に示す分析システムで用いられる分析用チップの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVｂ−IVｂ断面図である。
【図５】（ａ）は、図１に示す分析システムで用いられる予備検査用チップの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶｂ−Ｖｂ断面図である。
【図６】図１に示す分析システムで用いられる予備検査用チップの他の例を示す平面図である。
【図７】図１に示す分析システムで実行される試料分析の基本的な動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】（ａ），（ｂ）は、図１に示す分析システムにおいて携帯型通信端末のカメラによって撮像される領域の例を模式的に示す説明図である。
【図９】カメラによる撮像画像の例を模式的に示す要部拡大図である。
【図１０】図９に示した画像の列Ｌ１の画素とその信号レベルとの関係を示す図である。
【図１１】カメラによる撮像画像において反応室を特定する動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】携帯型通信端末のデータ処理部による動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】分析用補助装置において実行される動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は、データ補正を行なう場合と行なわない場合との比較例を示す説明図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、データ補正を行なう場合と行なわない場合との比較例を示す説明図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、補正用データを得るための手法の他の例を示すタイムチャートである。
【図２０】（ａ），（ｂ）は、補正用データを得るための手法の他の例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３１】
図１および図２に示す分析システムＡは、カメラ２５を備えた携帯型通信端末Ｂと、分析用補助装置Ｃとを組み合わせて構成されており、分析用チップ１を用いて、試料３を分析する用途に利用される。試料３としては、たとえば血液が用いられる。ただし、後述するように、試料の種類はこれに限定されるものではない。携帯型通信端末Ｂは、たとえばスマートフォンである。
【００３２】
理解の容易のため、図４を参照して、分析用チップ１の構造を先に説明する。ただし、
分析用チップ１としては、その基本的な構成を従来既知のもの（既述した特許文献１，２などに記載のもの）と同様とすることが可能である。したがって、その構成については簡単に説明する。
【００３３】
分析用チップ１は、使い捨てタイプであり、複数の反応室１２を有している。各反応室１２には、呈色反応用の試薬１３が配されており、各反応室１２に試料３が供給されることにより、試料３と試薬１３との呈色反応が生じる。この呈色反応の度合いは、試料３中の特定成分の濃度に対応する。したがって、前記呈色反応の光学的特性に基づき、試料３中の特定成分の濃度を求めることができる。図面においては、４つの反応室１２が設けられた例を示しており、試料３についての４つの項目の検査を纏めて実行することが可能である。ただし、反応室１２の数は、これに限定されない。また、複数の反応室１２のうち、たとえば１つの反応室１２については、試薬１３が配されていない参照用の反応室とし、試料３が呈色反応を生じていない状態で試料３の光学的特性を検査し得る構成とすることもできる。
【００３４】
分析用チップ１は、透明なシート体１０ａ〜１０ｃ、および遮光カバー１４を積層して構成されており、複数の反応室１２は、たとえば平面視円形状に形成されている。分析用チップ１の上面部には、複数の反応室１２と複数の流路１１を介して連通するリザーバ部１５が設けられている。このリザーバ部１５の開口部１５ａに試料３が滴下された状態において、キャップ１６をリザーバ部１５に装着し、キャップ１６を押圧変形させると、試料３は、流路１１から複数の反応室１２に分岐して流れ込む。すると、試料３と試薬１３との呈色反応が開始する。流路１１の終端は、空気抜き用の孔部１１ａとして形成されている。
【００３５】
遮光カバー１４は、たとえば黒色の光不透過性フィルムである。この遮光カバー１４のうち、各反応室１２の直上位置に相当する部分には、開口部１４ａが設けられている。試料３の分析処理に際し、反応室１２において生じる呈色反応は、携帯型通信端末Ｂのカメラ２５によって開口部１４ａの上方から撮像される。開口部１４ａは、反応室１２と同様な円形状であり、その直径は、反応室１２の直径と同一またはそれよりも僅かに小径である。
【００３６】
図１および図２に示すように、分析用補助装置Ｃは、全体の概略形状がたとえば略直方体状に形成された樹脂製の筐体４、携帯型通信端末Ｂを載置させるための載置部４０、筐体４内に設けられたチップ装着部２３、光源２１、制御部５０、通信回路５１、予備検査用チップ４の移載装置５２、および分析用チップ１のキャップ１６を押圧するためのキャップ押圧装置５３などが設けられている。
【００３７】
筐体４は、たとえば下面開口部が蓋体４１を用いて閉塞可能な構造とされており、樹脂製である。この筐体４は、外乱光が内部に進入し難い構造とされている。チップ装着部２３は、筐体２０の側面に差し込み口２３ｃを開口して設けることにより構成されており、この差し込み口２３ｃに分析用チップ１が差し込まれた際に、この分析用チップ１を安定的に固定させて載置させておくための載置台２３ａを有している。載置台２３ａには、温調ヒータ２３ｂが設けられており、試料３と試薬１３との呈色反応を生じさせる際の温度を所定の温度範囲に維持可能とされている。
【００３８】
光源２１（２１ａ〜２１ｄ）は、たとえばＬＥＤ光源であり、チップ装着部２３の下方に設けられている。光源２１ａ〜２１ｄは、光の中心波長が互いに相違している。光源２１ａ〜２１ｄからそれぞれ発せられる光の中心波長は、たとえば４０５ｎｍ、４５０ｎｍ、５７０ｎｍ、および６３０ｎｍである。スマートフォンに搭載されているカメラ２５は、後述するように、ＲＧＢのカラーフィルタ２５ｂを備えているが、このＲＧＢのカラー
フィルタ２５ｂは、トータルすると、３８０〜７００ｎｍの波長域の光を高い透過率で透過させる。前記した光源２１は、そのような波長域内の光を発するものである。好ましくは、光源２１ａ〜２１ｄは、個別に点灯駆動させることが可能であり、試料３の分析に際し、呈色反応の種類などに応じて適切な中心波長の光が選択される。波長の切り替えは、光源２１ａ〜２１ｄを個別に点灯駆動させることに代えて、たとえば光源２１ａ〜２１ｄのそれぞれから発せられる光を個別に遮ることが可能なシャッタ機構を用いることもできる。光源２１から発せられた光は、光散乱板２２を介して拡散されてから、分析用チップ１の複数の反応室１２およびその周辺領域に対してその下方から略均一に照射される。
【００３９】
筐体４の上面部は、携帯型通信端末Ｂ用の載置部４０とされている。この載置部４０には、たとえば図１に示すような位置決め用のガイド４２，４３が設けられており、載置部４０上に携帯型通信端末Ｂを載置した際にその位置決めが可能とされている。載置部４０には、分析用チップ１の反応室１２を透過してきた光を通過させて携帯型通信端末Ｂのカメラ２５に入射させるための光通過部４１が設けられている。この光通過部４１は、たとえば載置部４０を構成する筐体４の上壁部に貫通孔を設けることにより形成されている。この光通過部４１を透光性に優れるカバー部材によって塞ぎ、ダスト類が光通過部４１を介して筐体４の外部から内部に進入することを阻止した構成とすることができる。位置決め用のガイド４２は、携帯型通信端末Ｂの先端部を付き当てるための部分であり、他の一対のガイド４３は、携帯型通信端末Ｂをその両側から挟み込むための部分である。好ましくは、ガイド４２は、携帯型通信端末Ｂの長手方向に位置調整自在とされ、かつ一対のガイド４３は、携帯型通信端末Ｂの幅方向に位置調整自在とされる。このことにより、全体のサイズやカメラ２５の位置が相違する複数種類の携帯型通信端末Ｂを用いる場合であっても、カメラ２５を光通過部４１の直上位置に適切に配置させることが可能となる。
【００４０】
図２において、通信回路５１は、携帯型通信端末Ｂとの間で無線通信を可能とするものであり、たとえばＷｉ-Ｆｉ対応である。ただし、この通信回路５１と携帯型通信端末Ｂとを有線接続させた状態でデータ通信を実行させてもかまわない。制御部５０は、携帯型通信端末Ｂからの指令を受けて分析用補助装置Ｃの各部の動作制御を行なうものである。本実施形態の分析システムＡにおいては、後述するように、各部の動作制御や演算処理を携帯型通信端末Ｂのデータ処理部２８に負担させることができるため、制御部５０としては、かなり小型の廉価なマイコンを用いた構成とすることが可能であり、さらにはマイコンを用いた制御部５０自体が実質的に用いられていないような構成とすることもできる。
【００４１】
予備検査用チップ４は、試料３の分析処理に先立って実行される後述の予備検査に用いられるものである。この予備検査用チップ４は、たとえば図５に示すように、チップ本体４０と、このチップ本体４０に設けられた複数の貫通孔４１内に装着されている複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７とを備えている。また、ＮＤフィルタが装着されていない貫通孔４１（４１ａ）も設けられている。複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の光の透過率は互いに相違しており、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の順序で透過率は徐々に低くなっている。予備検査用チップ４を用いた予備検査の詳細については後述する。
【００４２】
予備検査用チップ４の移載装置５２は、チップ装着部２３に分析用チップ１が装着されていない状態において、予備検査用チップ４をチップ装着部２３に配置させる動作と、チップ装着部２３から退避させる動作とが可能なものである。図２においては、移載装置５２を模式的に示し、また予備検査用チップ４が上下方向に比較的大きく移動する様子に示されているが、実際には、予備検査用チップ４は、たとえばチップ装着部２３の横（図２の紙面と直交する方向）に退避した位置から略水平に移動してチップ装着部２３上に配置される動作と、チップ装着部２３上の位置から元の退避位置に略水平に移動する動作を行なわせるだけでよい。移載装置５２は、予備検査用チップ４を略水平方向に往復動させる機構を備えた構成とすることができる。
ただし、移載装置５２は、省略することが可能である。たとえば、図６に示す予備検査用チップ４Ａは、チップ本体４０Ａが図５に示すチップ本体４０よりも長寸法とされており、ユーザがチップ本体４０Ａの一端部を指で摘んで分析用補助装置Ｃの外部からチップ装着部２３に装着脱可能である。このような予備検査用チップ４Ａを用いる場合には、移載装置５２は不要である。
【００４３】
キャップ押圧装置５３は、分析用チップ１のキャップ１６を押圧するための装置であり、キャップ１６の上部に当接させるための当接部材５３ａと、この当接部材５３ａを昇降させるアクチュエータ５３ｂとを用いて構成されている。既述したように、分析用チップ１は、キャップ１６が押圧されることにより、試料３が反応室１２側に流れ、この反応室１２において試料３と試薬１３との呈色反応を生じさせることができる。
ただし、キャップ押圧装置５３は、省略することが可能である。たとえば、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着させた際に、キャップ１６が筐体４の外部に位置する構成としておけば（図２においては、筐体４内にキャップ１６が位置している）、キャップ１６をユーザが指で押圧することが可能である。このような方式を採用する場合には、キャップ押圧装置５３は不要である。
【００４４】
携帯型通信端末Ｂは、既述したように、たとえばスマートフォンであるが、図３に示すように、データ処理部２８の記憶部２８ａに試料分析処理用の制御プログラムＰ１が記憶されている点を除くと、それ以外の構成は一般のスマートフォンと同様である。すなわち、携帯型通信端末Ｂは、前記したデータ処理部２８やカメラ２５に加え、通信回路７０、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどを用いて構成された表示部７１、タッチパネル方式の操作部７２、およびスピーカ７３を備えている。データ処理部２８は、携帯型通信端末Ｂの各部の動作処理やデータ処理を実行するものであるが、試料分析処理用の制御プログラムＰ１を記憶していることにより、試料３の特定成分の濃度を演算する濃度演算処理部としても機能する。制御プログラムＰ１による具体的な動作制御内容については後述する。
【００４５】
カメラ２５は、試料分析処理を行なう際には、光源２１から発せられて呈色反応部分１２ａを透過してきた光を受光するための受光部として利用され、呈色反応部分１２ａを撮像可能である。このカメラ２５は、具体的には、集光レンズ２５ａ、ＲＧＢのカラーフィルタ２５ｂ、およびイメージセンサ２５ｃを組み合わせて構成されている。イメージセンサ２５ｃは、たとえばＣＣＤまたはＣＭＯＳなどのエリアイメージセンサである。カラーフィルタ２５ｂは、イメージセンサ２５ｃの複数の受光素子のそれぞれに対応して設けられており、ＲＧＢの３種類がある。このため、イメージセンサ２５ｃからは、撮像画像信号として、ＲＧＢのそれぞれの受光量に対応した出力レベル（電圧レベル）の３種類の信号を出力可能である。カメラ２５から出力されるアナログの撮像画像信号は、増幅部２６によって増幅された後に、Ａ／Ｄ変換部２７によってデジタル信号に変換されてからデータ処理部２８に入力する。
【００４６】
携帯型通信端末Ｂが載置部４０上に載置された状態においては、カメラ２５の撮像範囲は、分析用チップ１の複数の反応室１２が設けられている領域よりも広い範囲となっている。このため、カメラ２５は、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着させた状態で撮像する場合、複数の反応室１２とその周辺領域とを一括して撮像可能である。カメラ２５が受ける光は、光源２１から発せられて分析用チップ１を透過してきた光とすることができるため、カメラ２５で撮像された画像の信号レベルに基づき、分析用チップ１の所定部位の吸光度を測定することが可能である。
【００４７】
光源２１は、その点灯駆動時間を複数段階で変更可能とされている。カメラ２５による撮像画像としては、光源２１の点灯駆動時間が長い場合には明るめの撮像画像が得られ、前記時間が短い場合には暗めの撮像画像が得られる。試料３と試薬１３との呈色反応部分
の色彩およびその明度などは一様ではないため、呈色反応部分の吸光度を求めるのに最適な明るさの撮像画像が得られるように、光源２１の点灯駆動時間が制御される。あるいは、明るさが異なる複数の画像を撮像した後に、それらの中から最適と判断される画像が選択され、この選択された画像に基づいて吸光度が求められる。
【００４８】
次に、前記した分析システムＡの作用について説明する。
【００４９】
なお、本実施形態の分析システムＡにおいては、試料の分析処理に先立ち、カメラ２５の出力特性を検査するための予備検査が実行される。ただし、理解の容易のため、この予備検査については後述することとし、分析用チップ１をカメラ２５で撮像して試料３中の特定成分の濃度を求める場合の基本的な動作処理手順を、図７のフローチャートを参照しつつ先に説明する。
【００５０】
〔試料分析の基本的な動作〕
まず、光源２１が点灯駆動された状態において、分析用チップ１の複数の反応室１２を試料３が未だ供給されていない状態でカメラ２５により撮像する（Ｓ１，Ｓ２）。この場合、複数の反応室１２に加えてその周辺領域も一括して撮像する。このことにより、たとえば図８（ａ）に示すように、分析用チップ１のうち、複数の反応室１２の全てとその周辺領域とを一括して撮像したサブ画像Ｉａのデータが得られる。
【００５１】
各反応室１２の周辺領域は、黒色の遮光カバー１４であるのに対し、各反応室１２は、内部に試薬１３を有するものの、透光性を有する部分である。データ処理部２８は、各反応室１２とその周辺領域との透光性の相違を利用し、サブ画像Ｉａのデータ中における各反応室１２の位置を特定する（Ｓ３）。ただし、その詳細については、後述する。サブ画像Ｉａを撮像する際には、光源２１ａ〜２１ｄのいずれか１つのみを点灯駆動させるだけでもよい。その後、各反応室１２に試料３が供給されると、各反応室１２において試料３と試薬１３とが混合されて呈色反応を生じる。この呈色反応を生じた状態においても、カメラ２５による撮像がなされる。このことにより、たとえば図８（ｂ）に示すように、呈色反応部分１２ａ（反応室１２）の全てとその周辺領域とを一括して撮像したメイン画像Ｉｂのデータが得られる（Ｓ４：ＹＥＳ，Ｓ５）。メイン画像Ｉｂとサブ画像Ｉａとは、撮像範囲が同一であり、これらは各反応室１２において呈色反応を生じている画像であるか否かが相違するだけである。
【００５２】
データ処理部２８は、前記したメイン画像Ｉｂを撮像した後には、この画像データの中から、各呈色反応部分１２ａの画像データを選出する（Ｓ６）。この選出処理は、メイン画像Ｉｂのデータの中から、ステップＳ３において特定した各反応室１２の画像データと位置が同一のデータを選出することにより行なう。メイン画像Ｉｂのデータにおいては、各呈色反応部分１２ａとその周辺領域との明度差が小さくなる可能性があり、各呈色反応部分１２ａの位置を正確に特定する処理が煩雑化するが、本実施形態の処理方法によれば、そのような不具合が解消される。
【００５３】
次いで、データ処理部２８は、前記した呈色反応部分１２ａの画像のデータから気泡やダスト類の画像データなどの異常データを排除する処理を実行する（Ｓ７）。図示説明は省略するが、呈色反応部分１２に気泡が混入した場合、この気泡の周縁部は、光源２１から進行してきた光を高い反射率で反射する。したがって、撮像画像において、気泡の画像の周縁部は正常な呈色反応部分の画像領域よりも暗い画像となる。一方、気泡の中央寄り部分は、光源２１から進行してきた光を多く透過させる特性をもち、気泡の画像５の中央寄り部分は、いわゆる白抜け状態の画像となる。したがって、このような画像の有無を判断し、該当する画像があれば、この部分の画像は気泡の画像などの異常データであるとして除外することができる。
【００５４】
データ処理部２８は、呈色反応部分１２ａの画像のデータのうち、前記した異常データを排除した後には、その残余のデータに基づいて、試料３の特定成分の濃度を演算する（Ｓ８）。この演算処理は、まず呈色反応部分１２ａの吸光度を求めた後に、この吸光度を記憶部２８ａに記憶されている検量線のデータと照合することにより行なわれる。
【００５５】
〔各反応室１２の位置特定処理〕
前記した一連の動作手順のうち、ステップＳ３における各反応室１２の位置特定処理は、たとえば次のような手法を用いて実行される。
【００５６】
まず、図９に示す画像Ｉａ’は、サブ画像Ｉａの一部（２つの反応室１２とその周辺領域の画像）が模式的に示されたものであり、複数の画素４０の集合体である（同図の格子によって囲まれた細かい桝目のそれぞれは画素４０に相当する）。同図において、列Ｌ１の各画素４０の信号レベルは、図１０に示すような状態である。同図において、信号レベルの高低が「カウント値」で示されているが、この「カウント値」は、カメラ２５から出力されるアナログ信号のレベルを一定の規則にしたがって数値化（デジタル化）した値である。カウント値が大きいほど、画素４０の信号レベルが高い（画素４０が明るい）。
同図においては、列Ｌ１の複数の画素４０のうち、反応室１２の領域に相当する画素４０ａ，４０ｂ間、および画素４０ｃ，４０ｄ間に位置する画素４０の信号レベルは高く、それ以外の画素４０の信号レベルは低い。これは、反応室１２は、透光性を有しているのに対し、反応室１２の周辺領域には、遮光カバー１４が位置しているからである。
【００５７】
データ処理部２８は、前記したような状況の下、図１１のフローチャートに示すような動作処理を実行する。
すなわち、データ処理部２８は、サブ画像Ｉａのデータを取り込んだ後には、所定のカウント値（たとえば、図１０では、カウント値「１００，０００」）を閾値ＴＨ１として設定し、複数の画素４０のデータの中から、閾値ＴＨ１を超える信号レベルの画素データを選出する（Ｓ２０，Ｓ２１）。このことにより、受光量が多い画素データが選出される。次いで、データ処理部２８は、そのようにして選出された画素データの信号レベルの平均値または中央値を求めてから、この平均値または中央値に基づき乖離範囲（分散範囲）を設定し、この乖離範囲内にある画素データの集合を、反応室１２の画像のデータであると仮判断する（Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００５８】
その後は、前記の仮判断の妥当性が判断される（Ｓ２４）。この判断においては、たとえば反応室１２の画像のデータであると仮判断されたデータのサイズや位置が、所定の範囲から大きく逸脱していないか否かといったことが判断され、データのサイズや位置が明らかに異常であるような場合には、前記データは反応室１２の画像のデータではないと判断される（Ｓ２４：ＮＯ，Ｓ２７）。このことにより、たとえば分析用チップ１の空気抜き用の孔部１１ａや、分析用チップ１の周囲の領域が、反応室１２であると過誤判断されることは回避される。前記の仮判断が妥当であると判断される場合には、その判断が確定され、反応室１２の画像のデータの位置が記憶部２８ａに記憶される（Ｓ２４：ＹＥＳ，Ｓ２５）。前記した処理は、サブ画像Ｉａのデータの全てについて終了するまで繰り返し実行される（Ｓ２６）。このため、複数の反応室１２のそれぞれの位置が適切に特定される。
【００５９】
次に、携帯型通信端末Ｂと分析用補助装置Ｃとの協働による具体的な動作処理手順の一連について、図１２および図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６０】
〔携帯型通信端末と分析用補助装置との協働動作〕
まず、携帯型通信端末Ｂの操作部７２において、ユーザにより所定のスイッチ操作がな
されると、携帯型通信端末Ｂは、分析処理対応モードに設定され、その旨が表示部７１に画面表示される（Ｓ３１：ＹＥＳ，Ｓ３２）。なお、携帯型通信端末Ｂが分析処理対応モードに設定されるための条件としては、スイッチ操作に代えて、たとえば携帯型通信端末Ｂと分析用補助装置Ｃとが配線を介して通信接続される仕様である場合に、この配線接続されることを条件としてもよい。データ処理部２８は、前記した分析処理対応モードになると、分析用補助装置Ｃに対して測定準備を開始すべき旨を指令するデータ送信を行ない、表示部７１には待機画面を表示させる（Ｓ３３）。この指令に対応し、分析用補助装置Ｃにおいては、光源２１および温調ヒータ２３ｂがともにオンとされる（Ｓ５１：ＹＥＳ，Ｓ５２）。
【００６１】
分析用補助装置Ｃにおいて前記の測定準備が完了すると、データ処理部２８は、分析用補助装置Ｃに対して予備検査用の補助動作を行なうべき旨を指令するデータ送信を行ない、かつ表示部７１には今から予備検査が実行される旨の画面表示を行なわせる（Ｓ３４：ＹＥＳ，Ｓ３５）。分析用補助装置Ｃにおいて前記測定準備が完了したか否かは、たとえば分析用補助装置Ｃから測定準備が完了した旨の信号を送信させることにより判断させることができる。また、測定準備開始指令がなされてから所定時間が経過した時点で、準備が完了したものと判断させるようにしてもよい。
【００６２】
予備検査は、カメラ２５の受光量とその出力信号との関係を検査し、これらをリニアの関係に補正するための補正用データを取得するためのものである。携帯型通信端末Ｂに搭載されているカメラ２５の出力特性は、撮像画像が人の目にとって綺麗に見えるようにするといった観点から、受光量とその出力信号との相対関係はリニアではないのが通例であるため、このことに起因する測定誤差を少なくすることが要望される。予備検査はそのような要望に応えるためのものである。
【００６３】
分析用補助装置Ｃにおいては、データ処理部２８から予備検査用の補助動作を行なうべき旨の指令を受けると、予備検査用チップ４をチップ装着部２３に装着させる（Ｓ５３：ＹＥＳ，Ｓ５４）。また、光源２１を予備検査用に点灯駆動させる（Ｓ５５）。この際の光源２１の点灯駆動は、たとえば複数の光源２１（２１ａ〜２１ｄ）のそれぞれを単独で順次駆動させるようにして行なわれる。また、その際にはカメラ２５の露光時間あるいはＩＳＯを変更しながら、前記した各光源２１の単独駆動が複数回にわたって繰り返される。一方、前記した光源２１の点灯駆動が行なわれる際には、カメラ２５を利用して予備検査用チップ４が撮像される（Ｓ３６：ＹＥＳ，Ｓ３７）。予備検査用チップ４の撮像画像Ｉｄの範囲は、たとえば図５に示すような範囲であり、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７、貫通孔４１ａ、およびその周辺部分が撮像される。周辺部分の画像データは、先に述べた手法と同様な手法で除外し、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７および貫通孔４１ａに関するデータのみを選出し、または区別化することが可能である。データ処理部２８は、このような撮像画像のデータに基づき、カメラ出力特性の補正用データを作成する（Ｓ３８）。この補正用データの作成手法は、次のとおりである。
【００６４】
まず、図１４（ａ）に示すようなデータを作成する。同図に示すデータは、光源２１ｄを駆動させて、中心波長が６３０ｎｍの光（赤色光）を予備検査用チップ４に照射することにより得られた撮像画像から、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の吸光度（測定Ａｂｓ）を算出し、これをプロットしたものである（同図のＦ１〜Ｆ７の符号で示された各ドットは、図５のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の測定Ａｂｓを示す）。また、同図に示されたデータは、予備検査用チップ４の撮像を３回行なったものである。予備検査用チップ４の貫通孔４１ａの吸光度は、ゼロであり、この貫通孔４１ａの撮像画像の信号は、測定Ａｂｓの算出基準として利用される。図１４（ａ）に示すように、測定Ａｂｓは、リニアではなく、カメラ２５の受光量と出力信号とはリニアの関係にはないことが理解できる。
【００６５】
次いで、補正用データを作成するには、図１４（ａ）に示したデータに基づき、同図（ｂ）に示すデータを作成する。このデータは、同図（ａ）に示したグラフの縦軸と横軸とを入れ替えたものである。同図（ｂ）において、曲線Ｌａは、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の測定Ａｂｓの近似曲線であり、この近似曲線Ｌａの方程式は、たとえば次の式１のとおりである。
ｙ＝０.０９７１３５ｘ3−０.５１５４９７ｘ2＋１.６４５７９１ｘ  …式１
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９６６１４である。このような近似曲線の方程式を得ると、この方程式のｘの値として、測定Ａｂｓの値を代入することにより、誤差の殆どない正確な吸光度の値を得ることができる。したがって、式１は、本発明でいう補正用データの一例に相当する。
【００６６】
前記した例は、光源２１ｄから発せられる中心波長６３０ｎｍの赤色光について述べたが、これ以外の光源２１ａ〜２１ｃから発せられる他の波長域の光についても、前記と同様な手法を用いて、補正用データとしての方程式を求める。光源２１ａから発せられる青色光については便宜上省略するが、光源２１ｃから発せられる中心波長５７０ｎｍの緑色光、および光源２１ｂから発せられる中心波長４０５ｎｍの青色光については、たとえば図１５および図１６に示すようなデータとなり、正確な吸光度を得るための方程式の例（近似曲線Ｌｂ，Ｌｃの方程式）としては、次の式２，式３となる。
ｙ＝０．１３６９８３ｘ3−０.６４９０１５ｘ2＋１.７２２０１１ｘ  …式２
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９８１７７である。
ｙ＝０．１４６０７６ｘ3−０.８１６４０４ｘ2＋１.９３９３００ｘ  …式３
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９９３１７である。
【００６７】
前記したような補正用データを求めた後には、データ処理部２８は、測定項目（たとえば、ＡＭＹ（アミラーゼ）測定、ＴＧ（中性脂肪）測定、血糖値測定など）やこれに関連する項目を表示部７１に表示して、ユーザが要望する測定項目を選択させる（Ｓ３９）。この選択操作が終了すると、分析用補助装置Ｃに試料分析用の補助動作の実行指令を行なうとともに、表示部７１には、待機画面を表示させる（Ｓ４０：ＹＥＳ，Ｓ４１）。その際、好ましくは、ユーザには、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着することを促す旨のメッセージなども表示される。なお、分析用補助装置Ｃにおいては、予備検査用チップ４の撮像を終えた段階で、予備検査用チップ４は元の待機状態に復帰させる動作が行なわれており、分析用チップ１の装着に支障を生じないようにされる。分析用補助装置Ｃは、前記の試料分析用の補助動作実行指令を受けると、分析用チップ１のキャップ１６を押圧する動作を実行し、試料分析用の光源点灯駆動を行なわせる（Ｓ５７：ＹＥＳ，Ｓ５８，Ｓ５９）。この場合、点灯駆動対象となる光源２１は、試料の測定項目に好ましい中心波長の光を発する光源とされる。
【００６８】
キャップ１６の押圧により、試料３が反応室１２に供給されると、その後はこの反応室１２において呈色反応が発生するが、そのようなタイミングでカメラ２５により分析用チップ１が撮像され、そのデータがデータ処理部２８に取り込まれる（Ｓ４２：ＹＥＳ，Ｓ４３）。その後は、図７などを参照して説明したように、撮像画像データの中から呈色反応部分１２ａの画像データを選出し、かつ呈色反応部分１２ａの吸光度を求めるが、この吸光度の値については、既述した補正用データを用いて補正し、この補正後の吸光度に基づいて試料３の特定成分の濃度を求める（Ｓ４４）。このようにして求められた分析結果のデータは、測定対象項目やその他の関連事項と一緒に表示部７１に表示出力させ、また携帯型通信端末Ｂに予め登録されているプリンタ９０（図１を参照）に無線送信し、このプリンタ９０を利用して印字出力させる（Ｓ４６）。勿論、プリンタ９０以外のパソコン９１などの装置・機器類に前記データを送信し、データ管理を行なうこともできる。また、携帯型通信端末Ｂにネットワーク上のアドレスを登録しておくことにより、この登録先のアドレスに前記データを送信するといったこともできる。
【００６９】
分析結果のデータ送信などが終了した後には、分析用補助装置Ｃに動作終了の指令を発し、その後は携帯型通信端末Ｂの分析処理対応モードを解除する。その際には、表示部７１に分析処理対応モードが終了した旨の表示を行なわせ、その後に携帯型通信端末Ｂを通常状態の画面表示に復帰させる（Ｓ４７，Ｓ４８）。分析用補助装置Ｃにおいては、前記した動作終了の指令を受けると、光源２１および温調ヒータ２３ｂをオフとする（Ｓ６０：ＹＥＳ，Ｓ６１）。
【００７０】
〔利点など〕
本実施形態の分析システムＡによれば、携帯型通信端末Ｂのカメラ２５およびデータ処理部２８は、呈色反応部分１２ａなどを透過してきた光を受ける受光部および濃度演算処理部として利用されている。このため、分析用補助装置Ｃには、それらに相当する手段を設ける必要はない。分析結果のデータを出力させるための手段としては、携帯型通信端末Ｂの表示部７１を利用できる他、携帯型通信端末Ｂが本来有する通信機能を利用して、外部のプリンタ９０などに適宜送信するといった手段が簡易に採用することができる。分析用補助装置Ｃにプリンタ９０を具備させる必要もなく、分析用補助装置Ｃの全体構成を簡素にすることが可能である。一方、携帯型通信端末Ｂは、分析システムＡを構成する機器として特化したものではなく、日常において通話、メール送受信、あるいはインターネット接続などに支障なく使用することが可能である。その結果、たとえば分析システムの全体を専用機器で構成した場合と比較すると、本実施形態の分析システムＡは携帯型通信端末Ｂを有効に利用した合理的な構成とされており、システム全体の実質的な製造コストを廉価にすることが可能である。また、システム全体の小型化が容易であり、取り扱い性に優れたものとすることもできる。
【００７１】
分析用補助装置Ｃの各部は、携帯型通信端末Ｂのデータ処理部２８を介して制御されているために、分析用補助装置Ｃに多くの操作スイッチを設け、かつこの操作スイッチをユーザが操作するといった煩わしさを無くすことができる。したがって、操作が容易であり、使い勝手もよい。
【００７２】
カメラ２５によって分析用チップ１の呈色反応部分１２ａを撮像する際には、この呈色反応部分１２ａのみならず、その周辺領域をも撮像されるために、呈色反応部分１２ａのみがカメラによって撮像されるようにカメラ２５と呈色反応部分１２ａとの位置合わせを高精度に行なう必要がなくなる。また、分析用チップ１に設けられている複数の呈色反応部分１２ａを一纏めに撮像して処理することも可能となるために、測定速度を速めることもできる。光源２１や携帯型通信端末Ｂのカメラ２５の位置を、複数の呈色反応部分１２ａのそれぞれに対応する箇所に移動させるといった必要もない。
【００７３】
カメラ２５から出力される撮像画像の信号レベルは、カメラ２５の受光量とリニアの関係にはないものの、本実施形態においては、そのような関係を解消するための補正処理が実行されている。このため、分析結果のデータをかなり正確なものとすることが可能である。
【００７４】
図１７および図１８は、そのような補正処理が行なわれた場合と行なわれていない場合との具体例を示している。
図１７（ａ）は、分析システムＡ（携帯型通信端末Ｂとして通常のスマートフォンを使用）を利用してＡＭＹの吸光度を求めた例を示しているが、データ補正は行なわれていない。この場合には、高精度の専用検査装置を用いて得られるＡＭＹの吸光度との差がかなり大きいものとなっている。これに対し、同図（ｂ）に示すように、分析システムＡを利用した場合であって、前述したような補正を行なった場合には、ＡＭＹの吸光度の値が、専用検査装置を用いた得られるＡＭＹの吸光度にかなり近いものとなっている。
図１８（ａ），（ｂ）は、ＡＭＹに代えて、ＴＧを対象としてその吸光度を求めた場合の例を示しているが、やはり同図（ａ）に示す補正なしの場合と比較して、同図（ｂ）に示す補正ありの場合には、ＴＧの吸光度の値が、専用検査装置を用いた場合の値にかなり近いものとなっている。
このような例からも理解されるように、本実施形態の分析システムＡでは、カメラ２５の出力特性に起因して分析結果の精度が低いものになるといった不具合も好適に解消することができ、精度が高く信頼のおける分析結果を得ることが可能である。
【００７５】
図１９および図２０は、補正用データを求める手法の他の例を示している。
【００７６】
これらの図に示す手法では、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７を備えた予備検査用チップ４を使用する必要はなく、光源２１から発せられた光をそのままカメラ２５で撮像させるようにしている。ただし、図１９に示す手法においては、光源２１の点灯駆動時間を長くし、光源２１の点灯駆動期間中に、カメラ２５の露光時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…を順次変化させるようにしている。このような態様においては、カメラ２５の受光量が複数段階で変化することとなり、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７を用いてカメラ２５の受光量を複数段階で変化させたのと同様な作用を得ることが可能であり、図１４〜図１６に示したような処理により補正用データを得ることができる。
図２０に示す手法においては、カメラ２５の露光時間を長くし、露光期間中に、光源２１の点灯駆動時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ…を順次変化させるようにしている。このような態様においても、カメラ２５の受光量が複数段階で変化することとなる。したがって、やはり図１９の場合と同様に、図１４〜図１６に示したような処理により補正用データを得ることができる。図１９および図２０に示すような手法で補正用データを得る場合、ＩＳＯを変化させてカメラ２５による撮像動作を複数回にわたって行なわせ、標本となるデータを多く取得することが好ましい。
【００７７】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る分析システム、分析用補助装置、および携帯型通信端末の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更可能である。本発明に係る制御プログラムの具体的な内容も、本発明の意図する範囲内において種々に変更可能である。
【００７８】
上述した実施形態では、呈色反応部分の画像のデータを特定するための手段として、反応室１２に試料３が供給されていない状態で反応室１２の位置を特定する処理を実行しているが、これに限定されない。本発明においては、反応室１２に試料３が供給された後の撮像画像に基づいて、反応室１２の位置（呈色反応部分１２ａの位置）を特定してもよい。反応室１２の周辺領域を黒色またはそれに近い色彩にしておけば、血液などの試料との濃淡差を比較的大きくし、呈色反応部分１２ａとその周辺領域とを適切に区別することが可能である。
なお、反応室１２の位置を特定するための手法としては、反応室およびその周辺領域の撮像画像のうち、明るい画像領域の中心位置を求めて、この中心から所定の半径内の領域を反応室とする手法を用いることができる。さらに、これとは異なる手法として、連続して並ぶ複数の画素のそれぞれの信号レベルの差分（または微分）を求め、その値が所定以上の幅で急変した箇所を、反応室とその周辺領域との境界部分とする手法を用いることもできる。反応室とその周辺領域との境界部分では、それらの光学的特性の相違に起因して、画素データの信号レベルが急変するからである。
【００７９】
本発明においては、分析用チップを透過した光を利用して分析用チップを撮像することに代えて、分析用チップによって反射された光を利用して分析用チップを撮像する構成とすることもできる。試料と試薬との呈色反応の光学的特性を検査する場合、呈色反応部分１２ａの吸光特性に代えて、または加えて、呈色反応部分１２ａの光反射率や色彩に基づ
いた検査とすることもできる。
【００８０】
分析用補助装置は、携帯型通信端末のデータ処理部を介して制御することが好ましいものの、やはりこれに限定されない。たとえば、分析用補助装置に操作スイッチを設けて、この操作によって分析用補助装置に所定の動作を行なわせるように構成することもできる。携帯型通信端末の具体的な種類は問わない。スマートフォンに代えて、携帯電話機、タブレット型端末などを用いることもできる。カメラおよびデータ処理部を有する携帯型通信端末であればよい。試料としては、血液以外として、たとえば尿を用いることができ、その具体的な種類も問わない。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ  分析システム
１  分析用チップ
３  試料
４  予備検査用チップ
１２  反応室
１２ａ  呈色反応部分（反応室）
１３  試薬
２１  光源
２５  カメラ（受光部）
２８  データ処理部（濃度演算処理部）
４０  載置部
４１  光通過部
５１  通信回路
【図１】
2015129639.tif 000003
【図２】
2015129639.tif 000004
【図３】
2015129639.tif 000005
【図４】
2015129639.tif 000006
【図５】
2015129639.tif 000007
【図６】
2015129639.tif 000008
【図７】
2015129639.tif 000009
【図８】
2015129639.tif 000010
【図９】
2015129639.tif 000011
【図１０】
2015129639.tif 000012
【図１１】
2015129639.tif 000013
【図１２】
2015129639.tif 000014
【図１３】
2015129639.tif 000015
【図１４】
2015129639.tif 000016
【図１５】
2015129639.tif 000017
【図１６】
2015129639.tif 000018
【図１７】
2015129639.tif 000019
【図１８】
2015129639.tif 000020
【図１９】
2015129639.tif 000021
【図２０】
2015129639.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月7日(2015.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
請求項６に記載の携帯型通信端末であって、
前記分析用補助装置に具備されている通信回路との間でデータ通信が可能とされており、
前記データ処理部は、前記分析処理対応モードが設定された際には、前記分析用補助装置の光源を点灯駆動させるための指令信号を前記通信回路に送信し、かつその後に前記分析用補助装置のチップ装着部に装着されている分析用チップにおいて前記呈色反応部分が構築されていることが確認された後には、前記カメラを駆動させて前記呈色反応部分を撮像させる制御を実行するように構成されている、携帯型通信端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液などの所望の試料を分析するのに用いられる分析システム、およびこれに関連する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析システムの従来例として、特許文献１，２に記載されたようなものがある。
この従来の分析システムでは、分析用チップが利用される。分析用チップは、たとえば
、所定の試薬が内面に塗布された反応室を有する構成とされており、この反応室に血液などの試料が供給されると、試料と試薬とが混合されて、呈色反応を生じる。この呈色反応部分の光学的特性（たとえば、吸光度）を検査することにより、前記試料の特定成分の濃度を求めることが可能である。
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるような不具合があった。
【０００４】
すなわち、従来の分析システムは、具体的には、分析用チップを装着するためのチップ装着部、前記反応室における呈色反応部分に光を照射するための光源、前記呈色反応部分の透過光または反射光を受光する受光部、および受光部から出力される信号のデータに基づいて試料中の特定成分の濃度を演算する濃度演算処理手段を有している。また、分析結果を出力表示するためのディスプレイ、プリンタ、あるいはプリンタなどにデータ送信を行なうための通信回路なども適宜設けられる。このような多くの構成機器を備えた分析システムを製造する場合、その製造コストは高価となりがちである。医療機関や各種の施設などにおいて、ポイントオブケアを普及・促進する上では、分析システムの製造コストをできる限り低くし、ユーザなどの経済的負担を少なくすることが望まれる。また、従来においては、装置全体のサイズも大きくなりがちであり、その取り扱いに際して不便を生じる場合も多くあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２１９１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、構成を合理的なものとして、分析システム全体の製造コストの低減ならびに小サイズ化などを好適に図ることを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明においては、上述した課題を解決するため、次のような技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面により提供される分析システムは、試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、この光源から発せられた前記呈色反応部分の透過光または反射光を受光し、かつこの受光量に対応した信号を出力する受光部と、この受光部から出力される信号のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃度演算処理を実行する濃度演算処理部と、を備えている、分析システムであって、この分析システムは、カメラ付きの携帯型通信端末と、分析用補助装置と、を組み合わせて構成されており、前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、かつこの載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられた構成を有し、前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記光源から発せられて前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられており、前記携帯型通信端末のカメラは、前記受光部として利用されており、前記携帯型通信端末が具備するデータ処理部は、前記濃度演算処理部として利用され、前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記光通過部を通過して前記カメラに入射した際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能とされていることを特徴としている。
ここで、携帯型通信端末の具体例としては、携帯電話機、スマートフォン、および携帯型タブレット端末などが挙げられる。
【０００９】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、携帯型通信端末のカメラおよびデータ処理部は、従来の分析システムの受光部および濃度演算処理部を構成しており、分析用補助装置には、それらに相当する手段を設ける必要はない。また、分析結果を出力させるための手段としては、携帯型通信端末から外部の適当なプリンタに分析結果のデータを送信して印字出力させるといった手段を採用したり、あるいは携帯型通信端末に具備されているディスプレイに表示させるといった手段を適用することもできる。したがって、分析用補助装置の構成を簡素にすることができる。一方、携帯型通信端末は、分析システムを構成する機器として特化したものである必要はなく、ユーザが所有するスマートフォンなどを有効に利用することができる。このように、本発明に係る分析システムは、分析システムの全ての構成機器をそれ専用の機器として特化させていた従来の分析システムと比較すると、携帯型通信端末を効率よく、かつ有効に利用した合理的な構成とされており、システム全体の実質的な製造コストを従来よりも廉価にし、ポイントオブケアを普及・促進する上で好ましいものとなる。また、全体の小型化を促進し、取り扱い性に優れたものとすることもできる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置は、前記携帯型通信端末との間で有線または無線のデータ通信が可能な通信回路を、さらに備えており、この通信回路に前記携帯型通信端末から制御信号が送信されることにより、前記光源の発光動作が制御されるように構成されている。
【００１１】
このような構成によれば、携帯型通信端末を介して分析用補助装置の光源の発光動作を制御するために、分析システム全体の操作の簡素化ならびに容易化が図られ、使い勝手をよくすることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記携帯型通信端末は、前記濃度演算処理の結果に関するデータを、予め指定されたプリンタ、プリンタ以外の装置もしくは機器、またはネックワーク上の所望のアドレスに送信可能とされている。
【００１３】
このような構成によれば、濃度演算処理の結果に関するデータを、外部機器などに送信し、印字出力させたり、保管・管理するといったことが容易に実現できる。携帯型通信端末のデータ送出機能は、携帯型通信端末に元々具備されている機能を利用すればよいために、構成の煩雑化を招くといった虞もない。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記カメラは、前記分析用チップのうち、前記呈色反応部分よりも広い範囲を撮像し、かつ前記カメラによる撮像画像のデータとして、前記呈色反応部分およびその周辺領域が一括して撮像されたメイン画像のデータを得ることが可能とされ、前記データ処理部は、前記メイン画像のデータから前記呈色反応部分の画像のデータを選出し、かつこの選出したデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するように構成されている。
【００１５】
このような構成によれば、携帯型通信端末のカメラによって分析用チップの呈色反応部分を撮像する際に、この呈色反応部分のみならず、その周辺領域をも撮像すればよいこととなる。このため、呈色反応部分のみがカメラによって撮像されるようにカメラと呈色反応部分との位置合わせを高精度に行なう必要がなくなる。また、分析用チップに呈色反応部分が複数箇所設けられている場合には、これら複数の呈色反応部分を一纏めにして撮像し、個々の呈色反応部分についての分析を行なうといった処理も可能となる。これは、処理速度を速める上で有利である。また、専用の動作機構を利用することによって光源や携
帯型通信端末のカメラの位置を複数の呈色反応部分のそれぞれに対応する箇所に移動させるといった必要もない。
【００１６】
本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置は、試料と試薬との呈色反応を生じさせるための分析用チップが装着されるチップ装着部と、このチップ装着部に装着された分析用チップの呈色反応部分に光を照射するための光源と、を備えている、分析用補助装置であって、カメラ付きの携帯型通信端末を載置可能な載置部を備え、この載置部の下側に、前記チップ装着部および前記光源が設けられており、前記載置部には、この載置部上に前記携帯型通信端末が載置された状態において、前記呈色反応部分の透過光または反射光を前記携帯型通信端末のカメラに入射させるための光通過部が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成の分析用補助装置は、本発明の第１の側面により提供される分析システムを構築するのに適し、本発明の分析システムについて述べたのと同様な効果を得る上で好ましい。
【００１８】
本発明の第３の側面により提供される携帯型通信端末は、カメラと、このカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部と、備えており、本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わせて用いられることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成する、携帯型通信端末であって、前記データ処理部は、所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定し、かつこの分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行可能な構成とされていることを特徴としている。
【００１９】
このような構成によれば、本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わされることにより、本発明の第１の側面により提供される分析システムを適切に構築することができ、本発明の分析システムについて述べたのと同様な効果を得る上で好ましい。
【００２０】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置に具備されている通信回路との間でデータ通信が可能とされており、前記データ処理部は、前記分析処理対応モードが設定された際には、前記分析用補助装置の光源を点灯駆動させるための指令信号を前記通信回路に送信し、かつその後に前記分析用補助装置のチップ装着部に装着されている分析用チップにおいて前記呈色反応部分が構築されていることが確認された後には、前記カメラを駆動させて前記呈色反応部分を撮像させる制御を実行するように構成されている。
【００２１】
このような構成によれば、分析用補助装置の光源の点灯駆動動作、および携帯型通信端末のカメラによる呈色反応部分の撮像動作を、携帯型通信端末のデータ処理部の制御により実行させることができる。したがって、操作の容易化が図られ、使い勝手がよい。
【００２２】
本発明において、好ましくは、前記分析用補助装置のチップ装着部に分析用チップが装着される前の段階において、前記カメラの出力特性を検査するための予備検査が可能とされており、この予備検査においては、前記光源から発せられた光を前記カメラに受光させるとともに、その際には前記カメラの受光量が複数段階で変化するように設定されることにより、これら複数段階で変化する受光量に対応して前記カメラから出力される複数の出力信号の値が確認されるとともに、前記予備検査の後には、前記複数の出力信号の値を前記カメラの複数段階の受光量との相対関係においてリニアの関係に補正するための補正用データが求められ、前記呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラによって受光さ
れて前記カメラから撮像画像信号が出力された際には、この出力信号のデータまたはこれに対応するデータを、前記補正用データに基づいて補正し、この補正後のデータに基づいて前記試料中の特定成分の濃度が求められるように構成されている。
【００２３】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、スマートフォンなどの携帯型通信端末のカメラからの出力信号の特性は、撮像画像が人の目に綺麗に見えるようにするなどの観点から、カメラの受光量との関係において非線形とされなっているのが通例である。カメラのそのような特性をもつ出力信号に基づいて呈色反応部分のたとえば吸光度を求め、特定成分の濃度演算処理をそのまま行なったのでは、演算処理結果の値が大きな誤差を含むものとなる。これに対し、前記構成によれば、カメラの受光量と出力信号とを実質的にリニアの関係として前記したような誤差を少なくする補正が可能であり、分析結果を正確な値とすることが可能である。
【００２４】
本発明において、好ましくは、前記予備検査において、前記カメラの受光量が複数段階で変化する動作は、前記光源から発せられた光を透過率が異なる複数のＮＤフィルタのそれぞれを通過させて前記カメラに入射させること、前記カメラの露光時間を複数段階で変化させること、または前記光源の発光時間を複数段階で変化させることにより行なわれるように構成されている。
【００２５】
このような構成によれば、予備検査においてカメラの受光量が複数段階で変化する動作を、容易かつ適切に実現することができる。
【００２６】
本発明の第４の側面により提供される携帯型通信端末用の制御プログラムは、カメラおよびこのカメラから出力される撮像画像信号のデータ処理が実行可能なデータ処理部を備えている携帯型通信端末の前記データ処理部の記憶部に記憶され、かつ前記携帯型通信端末を本発明の第２の側面により提供される分析用補助装置と組み合わせて用いることにより、試料中の特定成分の濃度演算処理を実行可能な分析システムを構成するのに用いられる携帯型通信端末用の制御プログラムであって、所定の操作がなされたときに、この携帯型通信端末を分析処理対応モードに設定するステップと、前記分析処理対応モードの設定時において、前記分析用補助装置側の光源から発せられた呈色反応部分の透過光または反射光が前記カメラに入射して前記呈色反応部分が撮像された際には、前記カメラから出力される撮像画像信号のデータに基づいて前記濃度演算処理を実行するステップと、を前記データ処理部に実行させるためのデータを含んでいることを特徴としている。
【００２７】
このような構成によれば、本発明の第３の側面により提供される携帯型通信端末を好適に実現することができる。
【００２８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る分析システムの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す分析システムの概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す分析システムを構成する携帯型通信端末のハード構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、図１に示す分析システムで用いられる分析用チップの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVｂ−IVｂ断面図である。
【図５】（ａ）は、図１に示す分析システムで用いられる予備検査用チップの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶｂ−Ｖｂ断面図である。
【図６】図１に示す分析システムで用いられる予備検査用チップの他の例を示す平面図である。
【図７】図１に示す分析システムで実行される試料分析の基本的な動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】（ａ），（ｂ）は、図１に示す分析システムにおいて携帯型通信端末のカメラによって撮像される領域の例を模式的に示す説明図である。
【図９】カメラによる撮像画像の例を模式的に示す要部拡大図である。
【図１０】図９に示した画像の列Ｌ１の画素とその信号レベルとの関係を示す図である。
【図１１】カメラによる撮像画像において反応室を特定する動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】携帯型通信端末のデータ処理部による動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】分析用補助装置において実行される動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、補正用データを作成する手法の一例を示す説明図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は、データ補正を行なう場合と行なわない場合との比較例を示す説明図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、データ補正を行なう場合と行なわない場合との比較例を示す説明図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、補正用データを得るための手法の他の例を示すタイムチャートである。
【図２０】（ａ），（ｂ）は、補正用データを得るための手法の他の例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３１】
図１および図２に示す分析システムＡは、カメラ２５を備えた携帯型通信端末Ｂと、分析用補助装置Ｃとを組み合わせて構成されており、分析用チップ１を用いて、試料３を分析する用途に利用される。試料３としては、たとえば血液が用いられる。ただし、後述するように、試料の種類はこれに限定されるものではない。携帯型通信端末Ｂは、たとえばスマートフォンである。
【００３２】
理解の容易のため、図４を参照して、分析用チップ１の構造を先に説明する。ただし、分析用チップ１としては、その基本的な構成を従来既知のもの（既述した特許文献１，２などに記載のもの）と同様とすることが可能である。したがって、その構成については簡単に説明する。
【００３３】
分析用チップ１は、使い捨てタイプであり、複数の反応室１２を有している。各反応室１２には、呈色反応用の試薬１３が配されており、各反応室１２に試料３が供給されることにより、試料３と試薬１３との呈色反応が生じる。この呈色反応の度合いは、試料３中の特定成分の濃度に対応する。したがって、前記呈色反応の光学的特性に基づき、試料３中の特定成分の濃度を求めることができる。図面においては、４つの反応室１２が設けられた例を示しており、試料３についての４つの項目の検査を纏めて実行することが可能である。ただし、反応室１２の数は、これに限定されない。また、複数の反応室１２のうち
、たとえば１つの反応室１２については、試薬１３が配されていない参照用の反応室とし、試料３が呈色反応を生じていない状態で試料３の光学的特性を検査し得る構成とすることもできる。
【００３４】
分析用チップ１は、透明なシート体１０ａ〜１０ｃ、および遮光カバー１４を積層して構成されており、複数の反応室１２は、たとえば平面視円形状に形成されている。分析用チップ１の上面部には、複数の反応室１２と複数の流路１１を介して連通するリザーバ部１５が設けられている。このリザーバ部１５の開口部１５ａに試料３が滴下された状態において、キャップ１６をリザーバ部１５に装着し、キャップ１６を押圧変形させると、試料３は、流路１１から複数の反応室１２に分岐して流れ込む。すると、試料３と試薬１３との呈色反応が開始する。流路１１の終端は、空気抜き用の孔部１１ａとして形成されている。
【００３５】
遮光カバー１４は、たとえば黒色の光不透過性フィルムである。この遮光カバー１４のうち、各反応室１２の直上位置に相当する部分には、開口部１４ａが設けられている。試料３の分析処理に際し、反応室１２において生じる呈色反応は、携帯型通信端末Ｂのカメラ２５によって開口部１４ａの上方から撮像される。開口部１４ａは、反応室１２と同様な円形状であり、その直径は、反応室１２の直径と同一またはそれよりも僅かに小径である。
【００３６】
図１および図２に示すように、分析用補助装置Ｃは、全体の概略形状がたとえば略直方体状に形成された樹脂製の筐体４、携帯型通信端末Ｂを載置させるための載置部４ａ、筐体４内に設けられたチップ装着部２３、光源２１、制御部５０、通信回路５１、予備検査用チップ４８の移載装置５２、および分析用チップ１のキャップ１６を押圧するためのキャップ押圧装置５３などが設けられている。
【００３７】
筐体４は、たとえば下面開口部が蓋体４１を用いて閉塞可能な構造とされており、樹脂製である。この筐体４は、外乱光が内部に進入し難い構造とされている。チップ装着部２３は、筐体４の側面に差し込み口２３ｃを開口して設けることにより構成されており、この差し込み口２３ｃに分析用チップ１が差し込まれた際に、この分析用チップ１を安定的に固定させて載置させておくための載置台２３ａを有している。載置台２３ａには、温調ヒータ２３ｂが設けられており、試料３と試薬１３との呈色反応を生じさせる際の温度を所定の温度範囲に維持可能とされている。
【００３８】
光源２１（２１ａ〜２１ｄ）は、たとえばＬＥＤ光源であり、チップ装着部２３の下方に設けられている。光源２１ａ〜２１ｄは、光の中心波長が互いに相違している。光源２１ａ〜２１ｄからそれぞれ発せられる光の中心波長は、たとえば４０５ｎｍ、４５０ｎｍ、５７０ｎｍ、および６３０ｎｍである。携帯型通信端末Ｂに搭載されているカメラ２５は、後述するように、ＲＧＢのカラーフィルタ２５ｂを備えているが、このＲＧＢのカラーフィルタ２５ｂは、トータルすると、３８０〜７００ｎｍの波長域の光を高い透過率で透過させる。前記した光源２１は、そのような波長域内の光を発するものである。好ましくは、光源２１ａ〜２１ｄは、個別に点灯駆動させることが可能であり、試料３の分析に際し、呈色反応の種類などに応じて適切な中心波長の光が選択される。波長の切り替えは、光源２１ａ〜２１ｄを個別に点灯駆動させることに代えて、たとえば光源２１ａ〜２１ｄのそれぞれから発せられる光を個別に遮ることが可能なシャッタ機構を用いることもできる。光源２１から発せられた光は、光散乱板２２を介して拡散されてから、分析用チップ１の複数の反応室１２およびその周辺領域に対してその下方から略均一に照射される。
【００３９】
筐体４の上面部は、携帯型通信端末Ｂ用の載置部４ａとされている。この載置部４ａには、たとえば図１に示すような位置決め用のガイド４２，４３が設けられており、載置部
４ａ上に携帯型通信端末Ｂを載置した際にその位置決めが可能とされている。載置部４ａには、分析用チップ１の反応室１２を透過してきた光を通過させて携帯型通信端末Ｂのカメラ２５に入射させるための光通過部４１が設けられている。この光通過部４１は、たとえば載置部４ａを構成する筐体４の上壁部に貫通孔を設けることにより形成されている。この光通過部４１を透光性に優れるカバー部材によって塞ぎ、ダスト類が光通過部４１を介して筐体４の外部から内部に進入することを阻止した構成とすることができる。位置決め用のガイド４２は、携帯型通信端末Ｂの先端部を付き当てるための部分であり、他の一対のガイド４３は、携帯型通信端末Ｂをその両側から挟み込むための部分である。好ましくは、ガイド４２は、携帯型通信端末Ｂの長手方向に位置調整自在とされ、かつ一対のガイド４３は、携帯型通信端末Ｂの幅方向に位置調整自在とされる。このことにより、全体のサイズやカメラ２５の位置が相違する複数種類の携帯型通信端末Ｂを用いる場合であっても、カメラ２５を光通過部４１の直上位置に適切に配置させることが可能となる。
【００４０】
図２において、通信回路５１は、携帯型通信端末Ｂとの間で無線通信を可能とするものであり、たとえばＷｉ-Ｆｉ対応である。ただし、この通信回路５１と携帯型通信端末Ｂとを有線接続させた状態でデータ通信を実行させてもかまわない。制御部５０は、携帯型通信端末Ｂからの指令を受けて分析用補助装置Ｃの各部の動作制御を行なうものである。本実施形態の分析システムＡにおいては、後述するように、各部の動作制御や演算処理を携帯型通信端末Ｂのデータ処理部２８に負担させることができるため、制御部５０としては、かなり小型の廉価なマイコンを用いた構成とすることが可能であり、さらにはマイコンを用いた制御部５０自体が実質的に用いられていないような構成とすることもできる。
【００４１】
予備検査用チップ４８は、試料３の分析処理に先立って実行される後述の予備検査に用いられるものである。この予備検査用チップ４８は、たとえば図５に示すように、チップ本体４９と、このチップ本体４９に設けられた複数の貫通孔４１内に装着されている複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７とを備えている。また、ＮＤフィルタが装着されていない貫通孔４１（４１ａ）も設けられている。複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の光の透過率は互いに相違しており、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の順序で透過率は徐々に低くなっている。予備検査用チップ４８を用いた予備検査の詳細については後述する。
【００４２】
予備検査用チップ４８の移載装置５２は、チップ装着部２３に分析用チップ１が装着されていない状態において、予備検査用チップ４８をチップ装着部２３に配置させる動作と、チップ装着部２３から退避させる動作とが可能なものである。図２においては、移載装置５２を模式的に示し、また予備検査用チップ４８が上下方向に比較的大きく移動する様子に示されているが、実際には、予備検査用チップ４８は、たとえばチップ装着部２３の横（図２の紙面と直交する方向）に退避した位置から略水平に移動してチップ装着部２３上に配置される動作と、チップ装着部２３上の位置から元の退避位置に略水平に移動する動作を行なわせるだけでよい。移載装置５２は、予備検査用チップ４８を略水平方向に往復動させる機構を備えた構成とすることができる。
ただし、移載装置５２は、省略することが可能である。たとえば、図６に示す予備検査用チップ４８Ａは、チップ本体４９Ａが図５に示すチップ本体４９よりも長寸法とされており、ユーザがチップ本体４９Ａの一端部を指で摘んで分析用補助装置Ｃの外部からチップ装着部２３に装着脱可能である。このような予備検査用チップ４８Ａを用いる場合には、移載装置５２は不要である。
【００４３】
キャップ押圧装置５３は、分析用チップ１のキャップ１６を押圧するための装置であり、キャップ１６の上部に当接させるための当接部材５３ａと、この当接部材５３ａを昇降させるアクチュエータ５３ｂとを用いて構成されている。既述したように、分析用チップ１は、キャップ１６が押圧されることにより、試料３が反応室１２側に流れ、この反応室１２において試料３と試薬１３との呈色反応を生じさせることができる。
ただし、キャップ押圧装置５３は、省略することが可能である。たとえば、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着させた際に、キャップ１６が筐体４の外部に位置する構成としておけば（図２においては、筐体４内にキャップ１６が位置している）、キャップ１６をユーザが指で押圧することが可能である。このような方式を採用する場合には、キャップ押圧装置５３は不要である。
【００４４】
携帯型通信端末Ｂは、既述したように、たとえばスマートフォンであるが、図３に示すように、データ処理部２８の記憶部２８ａに試料分析処理用の制御プログラムＰ１が記憶されている点を除くと、それ以外の構成は一般のスマートフォンと同様である。すなわち、携帯型通信端末Ｂは、前記したデータ処理部２８やカメラ２５に加え、通信回路７０、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどを用いて構成された表示部７１、タッチパネル方式の操作部７２、およびスピーカ７３を備えている。データ処理部２８は、携帯型通信端末Ｂの各部の動作処理やデータ処理を実行するものであるが、試料分析処理用の制御プログラムＰ１を記憶していることにより、試料３の特定成分の濃度を演算する濃度演算処理部としても機能する。制御プログラムＰ１による具体的な動作制御内容については後述する。
【００４５】
カメラ２５は、試料分析処理を行なう際には、光源２１から発せられて呈色反応部分１２ａを透過してきた光を受光するための受光部として利用され、呈色反応部分１２ａを撮像可能である。このカメラ２５は、具体的には、集光レンズ２５ａ、ＲＧＢのカラーフィルタ２５ｂ、およびイメージセンサ２５ｃを組み合わせて構成されている。イメージセンサ２５ｃは、たとえばＣＣＤまたはＣＭＯＳなどのエリアイメージセンサである。カラーフィルタ２５ｂは、イメージセンサ２５ｃの複数の受光素子のそれぞれに対応して設けられており、ＲＧＢの３種類がある。このため、イメージセンサ２５ｃからは、撮像画像信号として、ＲＧＢのそれぞれの受光量に対応した出力レベル（電圧レベル）の３種類の信号を出力可能である。カメラ２５から出力されるアナログの撮像画像信号は、増幅部２６によって増幅された後に、Ａ／Ｄ変換部２７によってデジタル信号に変換されてからデータ処理部２８に入力する。
【００４６】
携帯型通信端末Ｂが載置部４ａ上に載置された状態においては、カメラ２５の撮像範囲は、分析用チップ１の複数の反応室１２が設けられている領域よりも広い範囲となっている。このため、カメラ２５は、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着させた状態で撮像する場合、複数の反応室１２とその周辺領域とを一括して撮像可能である。カメラ２５が受ける光は、光源２１から発せられて分析用チップ１を透過してきた光とすることができるため、カメラ２５で撮像された画像の信号レベルに基づき、分析用チップ１の所定部位の吸光度を測定することが可能である。
【００４７】
光源２１は、その点灯駆動時間を複数段階で変更可能とされている。カメラ２５による撮像画像としては、光源２１の点灯駆動時間が長い場合には明るめの撮像画像が得られ、前記時間が短い場合には暗めの撮像画像が得られる。試料３と試薬１３との呈色反応部分の色彩およびその明度などは一様ではないため、呈色反応部分の吸光度を求めるのに最適な明るさの撮像画像が得られるように、光源２１の点灯駆動時間が制御される。あるいは、明るさが異なる複数の画像を撮像した後に、それらの中から最適と判断される画像が選択され、この選択された画像に基づいて吸光度が求められる。
【００４８】
次に、前記した分析システムＡの作用について説明する。
【００４９】
なお、本実施形態の分析システムＡにおいては、試料の分析処理に先立ち、カメラ２５の出力特性を検査するための予備検査が実行される。ただし、理解の容易のため、この予備検査については後述することとし、分析用チップ１をカメラ２５で撮像して試料３中の特定成分の濃度を求める場合の基本的な動作処理手順を、図７のフローチャートを参照し
つつ先に説明する。
【００５０】
〔試料分析の基本的な動作〕
まず、光源２１が点灯駆動された状態において、分析用チップ１の複数の反応室１２を試料３が未だ供給されていない状態でカメラ２５により撮像する（Ｓ１，Ｓ２）。この場合、複数の反応室１２に加えてその周辺領域も一括して撮像する。このことにより、たとえば図８（ａ）に示すように、分析用チップ１のうち、複数の反応室１２の全てとその周辺領域とを一括して撮像したサブ画像Ｉａのデータが得られる。
【００５１】
各反応室１２の周辺領域は、黒色の遮光カバー１４であるのに対し、各反応室１２は、内部に試薬１３を有するものの、透光性を有する部分である。データ処理部２８は、各反応室１２とその周辺領域との透光性の相違を利用し、サブ画像Ｉａのデータ中における各反応室１２の位置を特定する（Ｓ３）。ただし、その詳細については、後述する。サブ画像Ｉａを撮像する際には、光源２１ａ〜２１ｄのいずれか１つのみを点灯駆動させるだけでもよい。その後、各反応室１２に試料３が供給されると、各反応室１２において試料３と試薬１３とが混合されて呈色反応を生じる。この呈色反応を生じた状態においても、カメラ２５による撮像がなされる。このことにより、たとえば図８（ｂ）に示すように、呈色反応部分１２ａ（反応室１２）の全てとその周辺領域とを一括して撮像したメイン画像Ｉｂのデータが得られる（Ｓ４：ＹＥＳ，Ｓ５）。メイン画像Ｉｂとサブ画像Ｉａとは、撮像範囲が同一であり、これらは各反応室１２において呈色反応を生じている画像であるか否かが相違するだけである。
【００５２】
データ処理部２８は、前記したメイン画像Ｉｂを撮像した後には、この画像データの中から、各呈色反応部分１２ａの画像データを選出する（Ｓ６）。この選出処理は、メイン画像Ｉｂのデータの中から、ステップＳ３において特定した各反応室１２の画像データと位置が同一のデータを選出することにより行なう。メイン画像Ｉｂのデータにおいては、各呈色反応部分１２ａとその周辺領域との明度差が小さくなる可能性があり、各呈色反応部分１２ａの位置を正確に特定する処理が煩雑化するが、本実施形態の処理方法によれば、そのような不具合が解消される。
【００５３】
次いで、データ処理部２８は、前記した呈色反応部分１２ａの画像のデータから気泡やダスト類の画像データなどの異常データを排除する処理を実行する（Ｓ７）。図示説明は省略するが、呈色反応部分１２ａに気泡が混入した場合、この気泡の周縁部は、光源２１から進行してきた光を高い反射率で反射する。したがって、撮像画像において、気泡の画像の周縁部は正常な呈色反応部分の画像領域よりも暗い画像となる。一方、気泡の中央寄り部分は、光源２１から進行してきた光を多く透過させる特性をもち、気泡の画像の中央寄り部分は、いわゆる白抜け状態の画像となる。したがって、このような画像の有無を判断し、該当する画像があれば、この部分の画像は気泡の画像などの異常データであるとして除外することができる。
【００５４】
データ処理部２８は、呈色反応部分１２ａの画像のデータのうち、前記した異常データを排除した後には、その残余のデータに基づいて、試料３の特定成分の濃度を演算する（Ｓ８）。この演算処理は、まず呈色反応部分１２ａの吸光度を求めた後に、この吸光度を記憶部２８ａに記憶されている検量線のデータと照合することにより行なわれる。
【００５５】
〔各反応室１２の位置特定処理〕
前記した一連の動作手順のうち、ステップＳ３における各反応室１２の位置特定処理は、たとえば次のような手法を用いて実行される。
【００５６】
まず、図９に示す画像Ｉａ’は、サブ画像Ｉａの一部（２つの反応室１２とその周辺領
域の画像）が模式的に示されたものであり、複数の画素４０の集合体である（同図の格子によって囲まれた細かい桝目のそれぞれは画素４０に相当する）。同図において、列Ｌ１の各画素４０の信号レベルは、図１０に示すような状態である。同図において、信号レベルの高低が「カウント値」で示されているが、この「カウント値」は、カメラ２５から出力されるアナログ信号のレベルを一定の規則にしたがって数値化（デジタル化）した値である。カウント値が大きいほど、画素４０の信号レベルが高い（画素４０が明るい）。
同図においては、列Ｌ１の複数の画素４０のうち、反応室１２の領域に相当する画素４０ａ，４０ｂ間、および画素４０ｃ，４０ｄ間に位置する画素４０の信号レベルは高く、それ以外の画素４０の信号レベルは低い。これは、反応室１２は、透光性を有しているのに対し、反応室１２の周辺領域には、遮光カバー１４が位置しているからである。
【００５７】
データ処理部２８は、前記したような状況の下、図１１のフローチャートに示すような動作処理を実行する。
すなわち、データ処理部２８は、サブ画像Ｉａのデータを取り込んだ後には、所定のカウント値（たとえば、図１０では、カウント値「１００，０００」）を閾値ＴＨ１として設定し、複数の画素４０のデータの中から、閾値ＴＨ１を超える信号レベルの画素データを選出する（Ｓ２０，Ｓ２１）。このことにより、受光量が多い画素データが選出される。次いで、データ処理部２８は、そのようにして選出された画素データの信号レベルの平均値または中央値を求めてから、この平均値または中央値に基づき乖離範囲（分散範囲）を設定し、この乖離範囲内にある画素データの集合を、反応室１２の画像のデータであると仮判断する（Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００５８】
その後は、前記の仮判断の妥当性が判断される（Ｓ２４）。この判断においては、たとえば反応室１２の画像のデータであると仮判断されたデータのサイズや位置が、所定の範囲から大きく逸脱していないか否かといったことが判断され、データのサイズや位置が明らかに異常であるような場合には、前記データは反応室１２の画像のデータではないと判断される（Ｓ２４：ＮＯ，Ｓ２７）。このことにより、たとえば分析用チップ１の空気抜き用の孔部１１ａや、分析用チップ１の周囲の領域が、反応室１２であると過誤判断されることは回避される。前記の仮判断が妥当であると判断される場合には、その判断が確定され、反応室１２の画像のデータの位置が記憶部２８ａに記憶される（Ｓ２４：ＹＥＳ，Ｓ２５）。前記した処理は、サブ画像Ｉａのデータの全てについて終了するまで繰り返し実行される（Ｓ２６）。このため、複数の反応室１２のそれぞれの位置が適切に特定される。
【００５９】
次に、携帯型通信端末Ｂと分析用補助装置Ｃとの協働による具体的な動作処理手順の一連について、図１２および図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６０】
〔携帯型通信端末と分析用補助装置との協働動作〕
まず、携帯型通信端末Ｂの操作部７２において、ユーザにより所定のスイッチ操作がなされると、携帯型通信端末Ｂは、分析処理対応モードに設定され、その旨が表示部７１に画面表示される（Ｓ３１：ＹＥＳ，Ｓ３２）。なお、携帯型通信端末Ｂが分析処理対応モードに設定されるための条件としては、スイッチ操作に代えて、たとえば携帯型通信端末Ｂと分析用補助装置Ｃとが配線を介して通信接続される仕様である場合に、この配線接続されることを条件としてもよい。データ処理部２８は、前記した分析処理対応モードになると、分析用補助装置Ｃに対して測定準備を開始すべき旨を指令するデータ送信を行ない、表示部７１には待機画面を表示させる（Ｓ３３）。この指令に対応し、分析用補助装置Ｃにおいては、光源２１および温調ヒータ２３ｂがともにオンとされる（Ｓ５１：ＹＥＳ，Ｓ５２）。
【００６１】
分析用補助装置Ｃにおいて前記の測定準備が完了すると、データ処理部２８は、分析用
補助装置Ｃに対して予備検査用の補助動作を行なうべき旨を指令するデータ送信を行ない、かつ表示部７１には今から予備検査が実行される旨の画面表示を行なわせる（Ｓ３４：ＹＥＳ，Ｓ３５）。分析用補助装置Ｃにおいて前記測定準備が完了したか否かは、たとえば分析用補助装置Ｃから測定準備が完了した旨の信号を送信させることにより判断させることができる。また、測定準備開始指令がなされてから所定時間が経過した時点で、準備が完了したものと判断させるようにしてもよい。
【００６２】
予備検査は、カメラ２５の受光量とその出力信号との関係を検査し、これらをリニアの関係に補正するための補正用データを取得するためのものである。携帯型通信端末Ｂに搭載されているカメラ２５の出力特性は、撮像画像が人の目にとって綺麗に見えるようにするといった観点から、受光量とその出力信号との相対関係はリニアではないのが通例であるため、このことに起因する測定誤差を少なくすることが要望される。予備検査はそのような要望に応えるためのものである。
【００６３】
分析用補助装置Ｃにおいては、データ処理部２８から予備検査用の補助動作を行なうべき旨の指令を受けると、予備検査用チップ４８をチップ装着部２３に装着させる（Ｓ５３：ＹＥＳ，Ｓ５４）。また、光源２１を予備検査用に点灯駆動させる（Ｓ５５）。この際の光源２１の点灯駆動は、たとえば複数の光源２１（２１ａ〜２１ｄ）のそれぞれを単独で順次駆動させるようにして行なわれる。また、その際にはカメラ２５の露光時間あるいはＩＳＯを変更しながら、前記した各光源２１の単独駆動が複数回にわたって繰り返される。一方、前記した光源２１の点灯駆動が行なわれる際には、カメラ２５を利用して予備検査用チップ４８が撮像される（Ｓ３６：ＹＥＳ，Ｓ３７）。予備検査用チップ４８の撮像画像Ｉｄの範囲は、たとえば図５に示すような範囲であり、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７、貫通孔４１ａ、およびその周辺部分が撮像される。周辺部分の画像データは、先に述べた手法と同様な手法で除外し、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７および貫通孔４１ａに関するデータのみを選出し、または区別化することが可能である。データ処理部２８は、このような撮像画像のデータに基づき、カメラ出力特性の補正用データを作成する（Ｓ３８）。この補正用データの作成手法は、次のとおりである。
【００６４】
まず、図１４（ａ）に示すようなデータを作成する。同図に示すデータは、光源２１ｄを駆動させて、中心波長が６３０ｎｍの光（赤色光）を予備検査用チップ４８に照射することにより得られた撮像画像から、複数のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の吸光度（測定Ａｂｓ）を算出し、これをプロットしたものである（同図のＦ１〜Ｆ７の符号で示された各ドットは、図５のＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の測定Ａｂｓを示す）。また、同図に示されたデータは、予備検査用チップ４８の撮像を３回行なったものである。予備検査用チップ４８の貫通孔４１ａの吸光度は、ゼロであり、この貫通孔４１ａの撮像画像の信号は、測定Ａｂｓの算出基準として利用される。図１４（ａ）に示すように、測定Ａｂｓは、リニアではなく、カメラ２５の受光量と出力信号とはリニアの関係にはないことが理解できる。
【００６５】
次いで、補正用データを作成するには、図１４（ａ）に示したデータに基づき、同図（ｂ）に示すデータを作成する。このデータは、同図（ａ）に示したグラフの縦軸と横軸とを入れ替えたものである。同図（ｂ）において、曲線Ｌａは、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７の測定Ａｂｓの近似曲線であり、この近似曲線Ｌａの方程式は、たとえば次の式１のとおりである。
ｙ＝０.０９７１３５ｘ3−０.５１５４９７ｘ2＋１.６４５７９１ｘ  …式１
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９６６１４である。このような近似曲線の方程式を得ると、この方程式のｘの値として、測定Ａｂｓの値を代入することにより、誤差の殆どない正確な吸光度の値を得ることができる。したがって、式１は、本発明でいう補正用データの一例に相当する。
【００６６】
前記した例は、光源２１ｄから発せられる中心波長６３０ｎｍの赤色光について述べたが、これ以外の光源２１ａ〜２１ｃから発せられる他の波長域の光についても、前記と同様な手法を用いて、補正用データとしての方程式を求める。光源２１ａから発せられる青色光については便宜上省略するが、光源２１ｃから発せられる中心波長５７０ｎｍの緑色光、および光源２１ｂから発せられる中心波長４０５ｎｍの青色光については、たとえば図１５および図１６に示すようなデータとなり、正確な吸光度を得るための方程式の例（近似曲線Ｌｂ，Ｌｃの方程式）としては、次の式２，式３となる。
ｙ＝０．１３６９８３ｘ3−０.６４９０１５ｘ2＋１.７２２０１１ｘ  …式２
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９８１７７である。
ｙ＝０．１４６０７６ｘ3−０.８１６４０４ｘ2＋１.９３９３００ｘ  …式３
ばらつきは、Ｒ2＝０.９９９３１７である。
【００６７】
前記したような補正用データを求めた後には、データ処理部２８は、測定項目（たとえば、ＡＭＹ（アミラーゼ）測定、ＴＧ（中性脂肪）測定、血糖値測定など）やこれに関連する項目を表示部７１に表示して、ユーザが要望する測定項目を選択させる（Ｓ３９）。この選択操作が終了すると、分析用補助装置Ｃに試料分析用の補助動作の実行指令を行なうとともに、表示部７１には、待機画面を表示させる（Ｓ４０：ＹＥＳ，Ｓ４１）。その際、好ましくは、ユーザには、分析用チップ１をチップ装着部２３に装着することを促す旨のメッセージなども表示される。なお、分析用補助装置Ｃにおいては、予備検査用チップ４８の撮像を終えた段階で、予備検査用チップ４８は元の待機状態に復帰させる動作が行なわれており、分析用チップ１の装着に支障を生じないようにされる（Ｓ５６）。分析用補助装置Ｃは、前記の試料分析用の補助動作実行指令を受けると、分析用チップ１のキャップ１６を押圧する動作を実行し、試料分析用の光源点灯駆動を行なわせる（Ｓ５７：ＹＥＳ，Ｓ５８，Ｓ５９）。この場合、点灯駆動対象となる光源２１は、試料の測定項目に好ましい中心波長の光を発する光源とされる。
【００６８】
キャップ１６の押圧により、試料３が反応室１２に供給されると、その後はこの反応室１２において呈色反応が発生するが、そのようなタイミングでカメラ２５により分析用チップ１が撮像され、そのデータがデータ処理部２８に取り込まれる（Ｓ４２：ＹＥＳ，Ｓ４３）。その後は、図７などを参照して説明したように、撮像画像データの中から呈色反応部分１２ａの画像データを選出し、かつ呈色反応部分１２ａの吸光度を求めるが、この吸光度の値については、既述した補正用データを用いて補正し、この補正後の吸光度に基づいて試料３の特定成分の濃度を求める（Ｓ４４）。このようにして求められた分析結果のデータは、測定対象項目やその他の関連事項と一緒に表示部７１に表示出力させ、また携帯型通信端末Ｂに予め登録されているプリンタ９０（図１を参照）に無線送信し、このプリンタ９０を利用して印字出力させる（Ｓ４６）。勿論、プリンタ９０以外のパソコン９１などの装置・機器類に前記データを送信し、データ管理を行なうこともできる。また、携帯型通信端末Ｂにネットワーク上のアドレスを登録しておくことにより、この登録先のアドレスに前記データを送信するといったこともできる。
【００６９】
分析結果のデータ送信などが終了した後には、分析用補助装置Ｃに動作終了の指令を発し、その後は携帯型通信端末Ｂの分析処理対応モードを解除する。その際には、表示部７１に分析処理対応モードが終了した旨の表示を行なわせ、その後に携帯型通信端末Ｂを通常状態の画面表示に復帰させる（Ｓ４７，Ｓ４８）。分析用補助装置Ｃにおいては、前記した動作終了の指令を受けると、光源２１および温調ヒータ２３ｂをオフとする（Ｓ６０：ＹＥＳ，Ｓ６１）。
【００７０】
〔利点など〕
本実施形態の分析システムＡによれば、携帯型通信端末Ｂのカメラ２５およびデータ処理部２８は、呈色反応部分１２ａなどを透過してきた光を受ける受光部および濃度演算処
理部として利用されている。このため、分析用補助装置Ｃには、それらに相当する手段を設ける必要はない。分析結果のデータを出力させるための手段としては、携帯型通信端末Ｂの表示部７１を利用できる他、携帯型通信端末Ｂが本来有する通信機能を利用して、外部のプリンタ９０などに適宜送信するといった手段が簡易に採用することができる。分析用補助装置Ｃにプリンタ９０を具備させる必要もなく、分析用補助装置Ｃの全体構成を簡素にすることが可能である。一方、携帯型通信端末Ｂは、分析システムＡを構成する機器として特化したものではなく、日常において通話、メール送受信、あるいはインターネット接続などに支障なく使用することが可能である。その結果、たとえば分析システムの全体を専用機器で構成した場合と比較すると、本実施形態の分析システムＡは携帯型通信端末Ｂを有効に利用した合理的な構成とされており、システム全体の実質的な製造コストを廉価にすることが可能である。また、システム全体の小型化が容易であり、取り扱い性に優れたものとすることもできる。
【００７１】
分析用補助装置Ｃの各部は、携帯型通信端末Ｂのデータ処理部２８を介して制御されているために、分析用補助装置Ｃに多くの操作スイッチを設け、かつこの操作スイッチをユーザが操作するといった煩わしさを無くすことができる。したがって、操作が容易であり、使い勝手もよい。
【００７２】
カメラ２５によって分析用チップ１の呈色反応部分１２ａを撮像する際には、この呈色反応部分１２ａのみならず、その周辺領域をも撮像されるために、呈色反応部分１２ａのみがカメラによって撮像されるようにカメラ２５と呈色反応部分１２ａとの位置合わせを高精度に行なう必要がなくなる。また、分析用チップ１に設けられている複数の呈色反応部分１２ａを一纏めに撮像して処理することも可能となるために、測定速度を速めることもできる。光源２１や携帯型通信端末Ｂのカメラ２５の位置を、複数の呈色反応部分１２ａのそれぞれに対応する箇所に移動させるといった必要もない。
【００７３】
カメラ２５から出力される撮像画像の信号レベルは、カメラ２５の受光量とリニアの関係にはないものの、本実施形態においては、そのような関係を解消するための補正処理が実行されている。このため、分析結果のデータをかなり正確なものとすることが可能である。
【００７４】
図１７および図１８は、そのような補正処理が行なわれた場合と行なわれていない場合との具体例を示している。
図１７（ａ）は、分析システムＡ（携帯型通信端末Ｂとして通常のスマートフォンを使用）を利用してＡＭＹの吸光度を求めた例を示しているが、データ補正は行なわれていない。この場合には、高精度の専用検査装置を用いて得られるＡＭＹの吸光度との差がかなり大きいものとなっている。これに対し、同図（ｂ）に示すように、分析システムＡを利用した場合であって、前述したような補正を行なった場合には、ＡＭＹの吸光度の値が、専用検査装置を用いた得られるＡＭＹの吸光度にかなり近いものとなっている。
図１８（ａ），（ｂ）は、ＡＭＹに代えて、ＴＧを対象としてその吸光度を求めた場合の例を示しているが、やはり同図（ａ）に示す補正なしの場合と比較して、同図（ｂ）に示す補正ありの場合には、ＴＧの吸光度の値が、専用検査装置を用いた場合の値にかなり近いものとなっている。
このような例からも理解されるように、本実施形態の分析システムＡでは、カメラ２５の出力特性に起因して分析結果の精度が低いものになるといった不具合も好適に解消することができ、精度が高く信頼のおける分析結果を得ることが可能である。
【００７５】
図１９および図２０は、補正用データを求める手法の他の例を示している。
【００７６】
これらの図に示す手法では、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７を備えた予備検査用チップ４８を
使用する必要はなく、光源２１から発せられた光をそのままカメラ２５で撮像させるようにしている。ただし、図１９に示す手法においては、光源２１の点灯駆動時間を長くし、光源２１の点灯駆動期間中に、カメラ２５の露光時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…を順次変化させるようにしている。このような態様においては、カメラ２５の受光量が複数段階で変化することとなり、ＮＤフィルタＦ１〜Ｆ７を用いてカメラ２５の受光量を複数段階で変化させたのと同様な作用を得ることが可能であり、図１４〜図１６に示したような処理により補正用データを得ることができる。
図２０に示す手法においては、カメラ２５の露光時間を長くし、露光期間中に、光源２１の点灯駆動時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ…を順次変化させるようにしている。このような態様においても、カメラ２５の受光量が複数段階で変化することとなる。したがって、やはり図１９の場合と同様に、図１４〜図１６に示したような処理により補正用データを得ることができる。図１９および図２０に示すような手法で補正用データを得る場合、ＩＳＯを変化させてカメラ２５による撮像動作を複数回にわたって行なわせ、標本となるデータを多く取得することが好ましい。
【００７７】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る分析システム、分析用補助装置、および携帯型通信端末の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更可能である。本発明に係る制御プログラムの具体的な内容も、本発明の意図する範囲内において種々に変更可能である。
【００７８】
上述した実施形態では、呈色反応部分の画像のデータを特定するための手段として、反応室１２に試料３が供給されていない状態で反応室１２の位置を特定する処理を実行しているが、これに限定されない。本発明においては、反応室１２に試料３が供給された後の撮像画像に基づいて、反応室１２の位置（呈色反応部分１２ａの位置）を特定してもよい。反応室１２の周辺領域を黒色またはそれに近い色彩にしておけば、血液などの試料との濃淡差を比較的大きくし、呈色反応部分１２ａとその周辺領域とを適切に区別することが可能である。
なお、反応室１２の位置を特定するための手法としては、反応室およびその周辺領域の撮像画像のうち、明るい画像領域の中心位置を求めて、この中心から所定の半径内の領域を反応室とする手法を用いることができる。さらに、これとは異なる手法として、連続して並ぶ複数の画素のそれぞれの信号レベルの差分（または微分）を求め、その値が所定以上の幅で急変した箇所を、反応室とその周辺領域との境界部分とする手法を用いることもできる。反応室とその周辺領域との境界部分では、それらの光学的特性の相違に起因して、画素データの信号レベルが急変するからである。
【００７９】
本発明においては、分析用チップを透過した光を利用して分析用チップを撮像することに代えて、分析用チップによって反射された光を利用して分析用チップを撮像する構成とすることもできる。試料と試薬との呈色反応の光学的特性を検査する場合、呈色反応部分１２ａの吸光特性に代えて、または加えて、呈色反応部分１２ａの光反射率や色彩に基づいた検査とすることもできる。
【００８０】
分析用補助装置は、携帯型通信端末のデータ処理部を介して制御することが好ましいものの、やはりこれに限定されない。たとえば、分析用補助装置に操作スイッチを設けて、この操作によって分析用補助装置に所定の動作を行なわせるように構成することもできる。携帯型通信端末の具体的な種類は問わない。スマートフォンに代えて、携帯電話機、タブレット型端末などを用いることもできる。カメラおよびデータ処理部を有する携帯型通信端末であればよい。試料としては、血液以外として、たとえば尿を用いることができ、その具体的な種類も問わない。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ  分析システム
１  分析用チップ
３  試料
４８  予備検査用チップ
１２  反応室
１２ａ  呈色反応部分（反応室）
１３  試薬
２１  光源
２５  カメラ（受光部）
２８  データ処理部（濃度演算処理部）
４ａ  載置部
４１  光通過部
５１  通信回路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015129639.tif 000023
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2015129639.tif 000024
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2015129639.tif 000025
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015129639.tif 000026
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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