(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養サンプルの生存能力を評価するための装置であって、
制御された環境下で複数のサンプルを培養するように構成された培養チェンバを含む、少なくとも１つの独立してアクセス可能なモジュールを備え、前記少なくとも１つのモジュールは、光源、および、前記制御された環境の外側に配置され、楕円回転する対物レンズシステムによって移動するように構成された可動式光学検査手段と関連付けられており、前記可動式光学検査手段の移動は、観察領域の掃引を可能にするために前記モジュールを通じた観察軸周りにおいて偏心または環状である装置において、更に、
培養サンプルを収容するための間隔を空けて配置された複数の微小ウェルを含む培養皿であって、前記モジュールの前記培養チェンバ内に配置されるように構成された培養皿と、
前記可動式光学検査手段に対して正確な位置に前記培養皿を配置するための位置合わせ手段と、
を備える装置。
【請求項２】
前記可動式光学検査手段の移動は、
前記観察軸に垂直なＸ−Ｙ面、および、
前記観察軸を含むＺ方向
の一つまたは組み合わせに制限される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのモジュールは、前記モジュール内の制御された環境を有する培養チェンバを密閉するための蓋とラッチ機構とを備える請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記モジュールは、少なくとも培養サンプルを維持するための前記培養チェンバ内のガス組成、湿度、および温度の１つ以上をコントロールするための手段を備える請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのモジュールは、平衡化手段を更に備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記可動式光学検査手段は、前記楕円回転する対物レンズシステムと接続されたカメラおよび顕微鏡の一方、または、組み合わせを備える請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記培養皿は、培養されたサンプル、および、処理流体の少なくとも一方を収容するための湿潤性を改善する表面処理部を更に含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記培養皿は、それぞれの培養サンプルに特有の細部を捉えるために、ＲＦＩＤ、バーコードあるいはＯＣＲシステムの１つまたは組み合わせと関連付けられている請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記捉えられた細部を表示するためのディスプレイを、更に備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス組成、湿度および温度の１つ以上をコントロールするための前記手段は、それらを個々の培養サンプルについてコントロールするように構成される請求項４に記載の装置。
【請求項１１】
生存能力に関して培養サンプルを評価する方法であって、
独立してアクセス可能なモジュールの培養チェンバ内に、楕円配置で生体サンプルを配設する工程と、
個々のサンプルの発達の経時的測定を得るために、モジュールを通じた観察軸に垂直なＸ−Ｙ面内で駆動される、前記培養チェンバの制御された環境の外側に配置される可動式光学検査手段を用いて、前記楕円配置の個々のサンプルを画像化する工程と、
前記可動式光学検査手段に対して正確な位置に培養皿を配置する工程と、
を含み、
前記可動式光学検査手段は、楕円回転する対物レンズシステムによって移動するように構成され、前記可動式光学検査手段の移動が、観察領域の掃引を可能にするために前記モジュールを通じた観察軸周りにおいて偏心または環状である方法。
【請求項１２】
個々のサンプルの画像をデータ処理手段に送信して、前記個々のサンプルの発達の経時的測定を得る工程を更に含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の独立した培養チェンバ内において、温度、ガス供給、ＣＯ２レベル、および、湿度の１つまたは組み合わせを独立してコントロールする請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記個々のサンプルを画像化する工程は、前記経時的測定において、後のサンプル発達イベントを評価するための基準点として、配偶子接合を利用することを含む請求項１１、請求項１２、または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記培養サンプルは、解凍された胚を備え、前記画像化の工程は、胚の拡大および生存能力を評価するための測定を含む請求項１１、請求項１２、または請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
培養サンプルの自動評価を実行するように構成された装置であって、
所定の命令セットに従って動作するように構成されたプロセッサ手段を含み、前記装置は、前記命令セットに従う前記プロセッサ手段の動作を伴って、請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載された方法を実行するように構成された装置。
【請求項１７】
コンピュータプログラム製品であって、
データ処理システム内で培養サンプルの自動評価を行うために、コンピュータ読取可能なプログラムコードおよびコンピュータ読取可能なシステムコードを有するコンピュータ読取可能な媒体を備え、
前記コンピュータ読取可能な媒体内に、請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実行するためのコンピュータ読取可能なコードを含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は「培養サンプル発達モニタリングのための方法およびシステム」のタイトルでＧｅｎｅａ株式会社の名において２０１３年３月１日に出願されたオーストラリア仮特許出願２０１３９００７００号および「培養サンプル発達モニタリングのための方法およびシステム」のタイトルでＧｅｎｅａ株式会社の名において２０１３年１０月１１日に出願されたオーストラリア仮特許出願２０１３９０３９２８号に基づく優先権を主張するものであり、これらの明細書は、その全内容が全目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、生体試料のテストおよび評価の分野に関する。生体試料の画像化および評価、特に、培養スペース内の接合子、胚、卵母細胞、および幹細胞の画像化および評価に関して、本発明を以下に記載することは都合がよいが、本発明がその使用のみに制限されていないことは認識されるべきである。例えば、本発明は更に、胚の発達中に培養（インキュベーション）のための最適で安全な培養条件を同時に提供するのに役立つ。
【０００３】
［背景技術］
本明細書の全体に亘って、用語「発明者」の使用は、本発明の１人（単数）の発明者あるいは１人以上（複数の）発明者のことを指し得る。
【０００４】
本明細書におけるドキュメント、装置、行為または知識の如何なる議論も本発明の文脈を説明するために含まれていると認識されるべきである。更に、この明細書全体に亘る議論は、発明者の認識および／または発明者によるある関連する技術問題の識別により生じる。更に、本明細書におけるドキュメント、装置、行為または知識等のマテリアルの任意の議論は、発明者の知識および経験の点から本発明の文脈を説明するために含まれるのであって、従って、どんなそのような議論も、上記任意のマテリアルが、ここでの開示と特許請求の範囲の優先日以前のオーストラリアあるいは如何なる場所での関連技術における共通一般知識、または、先行技術の基礎の一部を形成することを承認していると、受け取られるべきではない。
【０００５】
補助生殖の手段としての補助生殖技術（ＡＲＴ）は、先進国においてますます重要になってきている。バックグラウンドとしては、１９８１年にアメリカへ導入された後、およそ１５０，０００のＡＲＴサイクルが２０１０年にアメリカで行なわれ、４７，０９０件の出生があり、６１，５６４人が幼児に至った。潜在需要と比較して、ＡＲＴの使用はまだ比較的まれであるが、使用は、今日では、毎年生まれる全新生児の内、米国では１％、他の国々では２−４％ほどが、体外受精（ＩＶＦ）を使用して宿されるほど過去十年間の間に大いに増加した。この点は、米国政府の疾病対策センター（http://www.cdc.gov/art）の最近のインターネット記事に更に述べられている。
【０００６】
ＩＶＦは、多数の卵子を成熟させるために女性の卵巣のホルモン刺激を伴う。卵子は取り除かれ、研究所で受精させられ、２−６日間培養され、妊娠のために彼女の子宮に戻される。１日目で受精させられ、その染色体を複写し、２度細胞の卵割を経験し、２日目の初めまでに４つの細胞ステージに達し、そして３日目の初めまでに８つの細胞ステージに達した卵子は、その染色体を複写し、細胞の卵割を一度だけ経験し、２日目で２つの細胞ステージおよび３日目で４つの細胞ステージに達した卵子より、子を生じさせるより高い可能性を有する。胚の生存能力に対する広く受け入れられた１つの指標、および、後の成功した妊娠結果に対する貢献者（患者の特定因子にもかかわらず）は、適切でタイムリー、即ち、正常な方法で適切な時に細胞の卵割が生じる胚発生パターンである。
【０００７】
初期の人胚発達の基礎的な経路およびイベントについては、発達の成功または失敗の予言を支援する要因を含めて、ほとんど知られていない。従って、十分に証明された有害事象（例えば、Ｐｉｎｂｏｒｇ２００５を参照1）の可能性にもかかわらず、ＩＶＦによって妊娠の機会を増加させるために、多数の胚が子宮にしばしば移植される。＜１．Ｐｉｎｂｏｒｇ  Ａ（２００５）。ＩＶＦ／ＩＣＳＩ  双胎妊娠：危険と予防。人間生殖最新情報（Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｕｐｄａｔｅ）  １１：５−５９３＞
【０００８】
この問題に対する反響として、多くのＩＶＦプログラムが、単一の胚盤胞を移植するために５または６日目まで胚培養を延長する。この実践は、３６歳未満の女性に対する移植胚あたりの、より高い着床／妊娠率を生じさせながら、多くの妊娠の危険を見事に減少させる。しかし、多くの患者からの受精卵は、培養内で胚盤胞を形成しない。更に、よく研究されたマウス胚モデルは、４つの細胞および１６の細胞ステージ間に生体内で生じる急速な開裂速度が、既存の培養条件下で生体外では再生されないということを示している。細胞分裂の数と無関係に、胚盤胞形成が受精後に明確なインターバルで始まるので、生体内で発育されたマウス胚は、培養内で発育された胚より胚盤胞ステージで２倍以上多くの細胞を有する。もし状況が人間の胚に対して同じならば、延長培養は、胎児を形成できる、より少数の細胞を有する胚盤胞に結びつく。−何人かのＩＶＦ新生児に対して報告された出産時低体重の予想される説明。（Ｋｉｅｓｓｌｉｎｇら、１９９１）
【０００９】
ＩＶＦ手順に必要な卵母細胞は、経膣の超音波ガイド針吸引によって取り出される。１０から２０が典型的であるが、１から４０以上の卵母細胞が取り出され得る。その後、卵母細胞は、人間の卵管の流体に基づいた培地に置かれ、３７℃で培養される。通常約１００，０００から２００，０００の精子が、その後、小滴の培地内の卵母細胞に加えられる、または、単一精子が、細胞質内注入（ＩＣＳＩ）を使用して、卵母細胞に直接注入される。受精が生じたことを示す（精子からの）父および（卵子からの）母である前核の存在によって、受精は１２から２０時間後に確認することができる。受精率は、０から１００％と幅があるが、平均約６から７０％の受精が標準である。「ベスト」の形態グレードを備えた胚は、続いて移植用に選択される。
【００１０】
多くの要因が、生体外での哺乳類の着床前の胚の発達に影響する。適切な温度制御および培地処方に加えて、人間の胚は、酸化ストレスに一般的に影響されやすい。従って、幾つかのセンターはまだ大気酸素濃度（約２０％）を利用するが、人間の胚は、一般には低酸素濃度（約２−７％）下で培養される。
【００１１】
ＩＶＦ手順が増え続ける臨床の重要性を想定しているとすれば、取り出された卵母細胞の形態的評価は、まだかなり表面的である（Ｒｉｅｎｚｉら、２０１１2）。生体外の収集された卵母細胞の典型的な調査は、実体顕微鏡の使用による、卵丘の存在および大まかな形態学上の評価に制限される。続いて、細胞質、囲卵腔および透明帯の評価を含みながら、倒立顕微鏡を使用して迅速な評価も表皮剥脱（卵丘細胞の除去）後に行なわれる（Ｒｉｅｎｚｉら、２０１１）。この評価は、発達ステージ［中期１（ＭＩ）またはＭＩＩ］および（細胞質、極体、または透明帯における変性の兆候を捜すことによる）質に関する非常に表面的な情報を提供する。続いて、ＭＩＩ卵母細胞は、ＩＣＳＩ（Ｉｎｔｒａ  Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ  Ｓｐｅｒｍ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：イントラ細胞質精子注入）に晒され、その時から、得られた胚の発達的潜在能力は、それが由来する卵母細胞の質に関わらず、もっぱら適切な胚の形態に基づいて評価される（Ｒｉｅｎｚｉら、２０１１）。＜２．Ｒｉｅｎｚｉ  Ｌ，  Ｖａｊｔａ  Ｇ，  Ｕｂａｌｄｉ  Ｆ  （２０１１）。人間のＩＶＦ内の卵母細胞形態学の予測値：文献の系統的レビュー。人間生殖最新情報（Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｕｐｄａｔｅ）  １７：３４−４５＞
【００１２】
一旦受精胚が培養下に置かれると、形態的評価は重要な手順になる。繰り返しの倒立顕微鏡調査が、生体外培養の所定のチェックポイントで、毎日または１日おきに定期的に行なわれ、これらのパラメータの予測値に関して幾つかの関心があるが（Ｃｕｍｍｉｎｓら、１９８６3；Ｅｍｉｌｉａｎｉら、２００６4）、国際的に定評ある基準が量的特性評価のために適用される。＜３．Ｃｕｍｍｉｎｓ  ＪＭ、  Ｂｒｅｅｎ  ＴＭ、  Ｈａｒｒｉｓｏｎ  ＫＬら  （１９８６）。体外受精中の人間の胚成長速度をスコアリングするための方式：妊娠を予測するための、胚品質の視覚的評価と比較した、その値。ジャーナル体外受精胚移植（Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｉｎ  Ｖｉｔｒｏ  Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｅｍｂｒｙｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）  ３：２８４−２９５＞＜４．Ｅｍｉｌｉａｎｉ  Ｓ、  Ｆａｓａｎｏ  Ｇ、  Ｖａｎｄａｍｍｅ  Ｂら  （２００６）。単一胚移植ポリシーにおける初期の卵割の評価のインパクト。再生生体臨床医学オンライン（Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ  Ｏｎｌｉｎｅ）  １３：２５５−２６０。＞
【００１３】
高い着床ポテンシャルを有する胚を識別する観点で、多くの異なるアプローチが開発されている。生存可能な胚を選択するための最も広く支持された戦略は、割球の数、および胚移植時の胚の外観グレード（Ｂｅｕｃｈａｔら、２００８5）に依存することであり、この外観グレードは、わずかの国際的に容認された胚グレード基準の１つに従って、胚に与えられるグレードとして定義される。しかしながら、これらの形態上の態様は、妊娠の成功をもたらすことのできる最適な胚の明白な認識を可能にするための、胚の生存能力と十分には関連していない。初期の開裂胚を選択すること（Ｓｈｏｕｋｉｒら、１９９７6）、胚盤胞ステージまで培養すること（Ｇａｒｄｎｅｒら、１９９８7）、前核（ＰＮ）ステージ接合子をスコアリングすること（Ｅｂｎｅｒら、エーブナーら、２００３8）、胚の代謝学的なプロフィールを分析すること、および細胞の生検後のその染色体の組成を検査することを含む、多くの代替戦略が、予後の正確な胚生存能力の評価を改善するために提案された。＜５．Ｂｅｕｃｈａｔ  Ａ、  Ｔｈｅｖｅｎａｚ  Ｐ、  Ｕｎｓｅｒ  Ｍら  （２００８）。人間の前核接合子の量的な形態計測学的特性。人間生殖（Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）  ２３：１９８３−１９９２＞＜６．Ｓｈｏｕｋｉｒ  Ｙ、  Ｃａｍｐａｎａ  Ａ、  Ｆａｒｌｅｙ  Ｔら  （１９９７）。２つの細胞ステージへの生体外受精された人間胚の初期卵割：胚品質および生存能力の新しい指標。人間生殖（Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）  １２：１５３１−１５３６＞＜７．Ｇａｒｄｎｅｒ  ＤＫ、  Ｖｅｌｌａ  Ｐ、  Ｌａｎｅ  Ｍ  （１９９８）。人間の胚盤胞の培養および移植は着床割合を増加させ、多数の胚移植の必要を低減させる。受胎能力と不妊（Ｆｅｒｔｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ）  ６９：８４−８８＞＜８．Ｅｂｎｅｒ  Ｔ、  Ｍｏｓｅｒ  Ｍ、  Ｓｏｏｍｅｒｇｒｕｂｅｒ  Ｍら  （２００３）。着床前の発達の異なるステージでの卵母細胞と胚の形態評価に基づく選択：レビュー。人間生殖最新情報（Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｕｐｄａｔｅ）９：２５１−２６２＞
【００１４】
上記方法論によって提案された改良にもかかわらず、それらはまだ、本質的に主観的な測定であり、多くのアルゴリズムで駆動される自動スコアリングシステムが、胚スコアリングの予後の精度を更に精密にしようとして考案された。これらは、前核接合子スコアリングシステムを含む（Ｂｅｕｃｈａｔら、２００８）。より最近では、卵割タイミング（Ａｒａｖ、  ２００８9）や、胚盤胞発達速度（Ｃｒｕｚら、２０１１10）や、有糸分裂までの時間、細胞質分裂、透明帯厚さ等の表現型測定の組み合わせ（Ｗｏｎｇら、２０１０11）を評価するものを含みながら、経時的（タイムラプス）イメージングが幾つかのスコアリングアルゴリズムに組み込まれている。使用される形態学上のスコアリングシステムに関わらず、タイムラプス画像化（Ｍｏｎｔａｇら、２０１１12）によって可能になる、胚スコアリングの予後の精度には、固有の増加がある。＜９．Ａｒａｖ  Ａ  （２００８）。経時的観察および「ショーテスト・ハーフ（ｓｈｏｒｔｅｓｔ−ｈａｌｆ）」分析による胚の発達能力の予測。生殖生体臨床医学オンライン（Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ  Ｏｎｌｉｎｅ）  １７：６６９−６７５＞＜１０．Ｃｒｕｚ  Ｍ、  Ｇａｄｅａ  Ｂ、  Ｇａｒｒｉｄｏ  Ｎら  （２０１１）。胚がタイムラプス画像化によってモニタリングされた卵母細胞提供患者の胚品質、胚盤胞および進行中の妊娠率。補助生殖と遺伝学のジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ）  ２０：５９−５７３＞＜１１．Ｗｏｎｇ  ＣＣ、  Ｌｏｅｗｋｅ  ＫＥ、  Ｂｏｓｓｅｒｔ  ＮＬら  （２０１０）。胚のゲノム活性前の人間の胚の非侵襲的イメージングは、胚盤胞ステージへの発達を予測する。自然生物工学（Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）  ２８：１１１５‐１１２１＞＜１２．Ｍｏｎｔａｇ  Ｍ、  Ｌｉｅｂｅｎｔｈｒｏｎ  Ｊ、  Ｋｏｓｔｅｒ  Ｍ  （２０１１）。どの形態学上のスコアリングシステムが人間の胚の発達において妥当か。＞
【００１５】
公開された国際特許出願ＷＯ２０１２／０４７６７８（Ａｕｘｏｇｙｎ社）は、人間の胚、卵母細胞、または多能性細胞の自動画像化および評価用のシステムを提供し、そこには自動皿検知およびウェル（井戸）占有判別が記載されている。更には、バイモーダルイメージング用の多重ウェル培養皿および照明アセンブリが記載されている。これらの装置は、生体外の胚および卵母細胞を識別するのに、または、その識別を容易にするのに使用され、それらは人の不妊症を扱うのに役立つ。ＷＯ２０１２／０４７６７８の装置は、複数の画像化システムを保持するための１つ以上の棚を有する標準インキュベータを含んでいる。複数の画像化システムは、複数の荷台を有し、荷台上に取り付けられた皿内に培養された１つ以上の胚を画像化するためにインキュベータの内部に載置される。換言すれば、多くの全画像化システムは、各画像化システムのマウントされた皿に関連付けられた１つまたは多数の胚のためにインキュベータと共に、元から配置される。
【００１６】
概して言えば、患者の取り違え、または生体試料の誤認を最小限にすることは重要である。タイムラプス設備があるものを含む現行のシステムにおいて、多くの場合、生体試料を含む皿の蓋上に手書きラベルを張り付けることが要求され、生体試料は、皿および蓋自体に等しくラベリングされないことがある。胚は、皿上で維持されるので、皿蓋が胚で分離され得ることに留意されたい。その上、皿は取り除かれて、異なる位置に置かれることがあり得るため、それによって、タイムラプス画像はもはや現行の胚と一致しなくなってしまうかもしれない。
【００１７】
胚生存能力に関しては、現在のインキュベータシステムは「セット・アンド・フォーゲット」ベースで操作されているかもしれない。換言すれば、単一の温度が機器全体に対してセットされる。更に、胚の発達は、培養中増進されないかもしれない。
【００１８】
また、現在のシステムは、生体試料の培養環境の混乱レベルを多様にしてしまうかもしれない。例えば、タイムラプスのない「ベンチトップ」インキュベータは、皿が制御環境から定期的に取り出されることを要求するかもしれない。ＷＯ２０１２／０４７６７８（Ａｕｘｏｇｙｎ社）によって開示された特別なタイムラプスシステムに関して、このシステムは、単にタイムラプス装置だけを提供し、この装置では、多数の装置が１つの大きなインキュベータに入れられ、従って、インキュベータ環境は、患者の如何なる個々の生体試料のためにもコントロールされない。例えば、Ｕｎｉｓｅｎｓｅ  ＦｅｒｔｉｌｉＴｅｃｈ  Ａ／ＳのＥｍｂｒｙｏｓｃｏｐｅTMインキュベータシステム、より一般的な用語では、タイムラプスシステムは、全ての皿が、共有される環境内に載置されることを要求するかもしれず、１人の患者の皿が取り除かれる場合、他の患者サンプルは影響を受けるかもしれない。その上、これらのシステムは単一カメラおよび共有環境を伴う。その結果、例えば、カメラを１台のみ有する機器のせいで患者サンプルは妨害され、サンプルは絶えず移動し、従って、それらの環境内で妨害される。
【００１９】
［発明の概要］
ここに記載される実施形態の１つの目的は、関連する技術システムの上述の欠点の少なくとも１つを克服または緩和すること、または、関連する技術システムに対する有用な代替案を少なくとも提供することである。
【００２０】
本明細書に記載の実施形態の第１局面では、培養サンプルの自動評価装置であって、複数のサンプルの少なくとも１つを培養（インキュベーティング）するように構成された少なくとも１つの独立してアクセス可能なモジュールを備え、前記少なくとも１つのモジュールが、光源、および、観察領域の掃引を可能にするために前記モジュールを通じて観察軸の回りを移動するように構成された可動式光学検査手段、と動作可能に（有効に）関連付けられた装置が提供される。
【００２１】
可動式光学検査手段の移動は、観察軸に垂直なＸ−Ｙ面、および観察軸を含むＺ方向の一方またはその組み合わせに制限され得る。好ましくは、可動式光学検査手段に利用可能な移動は、光学検査手段の光学観察方向に直角なＸ−Ｙ面内で自由に平行移動可能な光学検査手段であって、光学観察方向を含む直交Ｚ方向の移動の更なる自由度を有する光学検査手段を備える。具体的な実施形態において、可動式光学検査手段の移動は、本質的に、偏心または環状である。
【００２２】
好ましくは、前記可動式光学検査手段は、楕円回転する対物レンズシステム、または、更に一般的には、回転対物レンズシステム、によって移動するように構成される。前記少なくとも１つのモジュールは、前記モジュール内の制御環境を有する培養チェンバを密閉するための蓋とラッチ機構とを備える。モジュールは、培養サンプルを維持するための、少なくとも前記培養チェンバ内のガス組成および温度をコントロールするための手段を備える。好ましくは、前記少なくとも１つのモジュールは、平衡化手段を更に備える。 前記光学検査手段は、楕円回転する対物レンズシステムと動作接続されたカメラおよび顕微鏡の一方またはその組み合わせを備えていてもよい。前記好ましい装置は、培養されたサンプルを収容するために間隔を空けて配置された複数の微小（マイクロ）ウェルを含む培養皿を更に備えていてもよく、培養皿は、前記モジュール内に配置されるように構成される。更に、前記装置は、前記光学検査手段に対して正確な位置に前記培養皿を配置するための位置合わせ手段も備えてもよい。
【００２３】
本明細書に記載される実施形態の別側面において、独立してアクセス可能なモジュールの培養チェンバ内に実質的に楕円配置で生体サンプルを配設する工程と、個々のサンプルの発達の経時的（タイムラプス）記録または測定結果を得るために、モジュールを通じて観察軸に垂直なＸ−Ｙ面内で光学検査手段を使用して前記実質的に楕円配置の個々のサンプルを画像化する工程と、を含む、生存能力に関して培養サンプルを評価する方法が提供される。
【００２４】
上記方法は、個々のサンプルの発達の経時的記録または測定結果を得るために個々のサンプルの画像をデータ処理手段に送信することを更に含んでいてもよい。また、前記方法は、独立した培養チェンバ内で温度、ガス供給、ＣＯ２レベルおよび湿度の１つまたは組み合わせを独立してコントロールする工程を含んでいてもよい。前記個々のサンプルを画像化する工程は、経時的（タイムラプス）測定における、後のサンプル発達イベントを評価するために、基準点として配偶子接合を利用することを含んでいるのが好ましい。
【００２５】
他の態様および好ましい形式が、明細書に開示され、および／または、添付された特許請求の範囲において定義され、本発明の説明の一部を形成している。
【００２６】
要するに、本発明の実施形態は、コントロールされた条件で培養されるサンプルのために安定した環境を提供および維持することができ、そこでは生存能力の観察および培養されたサンプルの評価を、隣接または近接のサンプルの発達を妨害することなく可動式検査手段で得ることができる、という認識に由来する。
【００２７】
本発明は、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞の維持および画像化のためのモジュラーシステムであって、高度にコントロールされた最適な環境においてそれらの細胞を高処理培養可能なモジュラーシステムを提供し、モジュラーシステムは、画像キャプチャとリモート処理を有する光学検査（顕微鏡／カメラ）システムを内蔵する。光学検査システムは、発達中の培養サンプル（例えば、胚）を妨害することなく多重ウェルをスキャン可能な特有の楕円回転対物レンズを内蔵する。
【００２８】
本発明の実施形態の適用性の更なる範囲は、以下に与えられた詳細な説明から明白になるであろう。しかし、開示の精神および範囲内の様々な修正および変更がこの詳細な説明から当業者に明らかになることから、詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しつつも、例示のみの方法により与えられていると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
例示のみの方法で与えられ、ここでの開示を制限するものではない添付図面と共に読まれる実施形態の次の説明を参照することにより、本願の好ましいならびに他の実施形態の、更なる開示、目的、利点および態様は、関連技術の当業者により一層よく理解されるであろう。
【図１】本発明の好ましい実施形態による生体試料培養システムを示す。
【図２】本発明の好ましい実施形態による１つのタイムラプスインキュベータモジュールが取り除かれて示される、図１に示されるような生体試料培養システムを示す。
【図３】本発明の好ましい実施形態による図２のタイムラプスインキュベータモジュールの断面図を示す。
【図４】本発明の実施形態による回転レンズアセンブリを備えるカメラを示す。
【図４ａ】本発明の好ましい実施形態による培養チェンバの環境コントロールのための好ましいシステムを示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態による、多数の培養皿に移動する回転レンズアセンブリを備えるカメラを示す。
【図６】本発明の好ましい実施形態による、多数の培養皿および皿上の多数の位置にｘおよびｙ軸で移動する固定レンズアセンブリを備えたカメラを示す。
【図７】本発明の好ましい実施形態による、各々の胚位置に移動する回転レンズを示し、各々の胚位置は個々のサンプルを識別するためのインデックスを備える。
【図８】本発明の好ましい実施形態によるその最も単純な形式での培養皿を示し、培養サンプル皿には、個々のサンプルを識別するためにインデックスが設けられ、且つ、ユーザのための把持手段が含まれる。
【図９】本発明の好ましい実施形態の培養皿の分解拡大断面図を示す。
【図９Ａ】本発明の実施形態の代替培養皿の分解拡大断面図を示す。
【図１０】本発明の実施形態による改善された培養皿を示す。
【図１１】皿が正確な位置に繰り返し再配置されることを確実にするために、方位ピンであるアバットメントを備えた好ましい実施形態による培養皿を示す。
【図１２】本発明の実施形態を使用して達成可能な画質を示し、図１２（ａ）は２ＰＮ胚を示し、図１２（ｂ）は２細胞胚を示し、図１２（ｃ）は孵化する胚盤胞を示し、図１２（ｄ）は、孵化したおよび孵化する胚を示す。
【図１３】ＰＯＣ２を使用して、本発明の好ましい実施形態においてキャプチャされた画像を示し、ａ）はマスキングがない状態、ｂ）は円形暗視野型マスクがある状態を示す。
【図１４】本発明の別の好ましい実施形態による胚のための代替生体試料培養システムを示す。
【図１５】本発明の好ましい代替実施形態による１つのタイムラプスインキュベータモジュールが取り除かれて示される、図１４に示されるような胚培養システムを示す。
【図１６】本発明の好ましい代替実施形態による、図１５のタイムラプスインキュベータモジュールの断面図を示す。
【図１７】本発明の代替実施形態による回転レンズアセンブリを備えたカメラを示す。
【図１８】本発明の別の代替実施形態による培養チェンバの環境コントロールのための別の好ましいシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本説明の文脈において用語の次の定義が適用される。
【００３１】
胚は、二倍体全能細胞、例えば受精卵を形成するために２個の半数体配偶子細胞（例えば受精していない卵母細胞および精子細胞）が結合する時に形成される接合子と、直後の細胞分裂、即ち、桑実胚、つまり（分化した栄養外胚葉および内細胞塊を有する）１６個の細胞ステージおよび胚盤胞ステージまで経た、胚分裂に起因する胚と、の両方を指すのに使用される。
【００３２】
卵母細胞は、受精していない女性の生殖細胞または配偶子を指すのに使用される。
【００３３】
接合子は、２つの半数体配偶子細胞（例えば、受精していない卵母細胞および精子細胞）が結合して二倍体全能細胞を形成するときに形成される単細胞を指すのに使用される。
【００３４】
多能性細胞は、有機体内の多数のタイプの細胞に分化する能力を有するあらゆる細胞を意味するのに使用される。多能性細胞の例には、幹細胞卵母細胞および１細胞胚（即ち、接合子）が含まれる。
【００３５】
幹細胞は、（ａ）自己再生能力を有し、（ｂ）分化された細胞タイプを生じさせるポテンシャルを有する、細胞または細胞集団を指すのに使用される。
【００３６】
有糸分裂または有糸分裂細胞サイクルは、細胞の染色体の重複と、２つの娘細胞へのそれらの染色体および細胞の細胞質物質の分裂と、に帰着する細胞のイベントを指す。有糸分裂細胞サイクルは、２つのフェーズ、間期および有糸分裂に分割される。
【００３７】
第１の卵割イベントは、第１分裂、即ち２つの娘細胞への卵母細胞の分裂、即ち、細胞周期１を指す。第１の卵割イベントが完了すると、胚は、２つの細胞から成る。
【００３８】
第２の卵割イベントは、分裂の第２のセット、即ち、先導娘細胞の２つの孫娘細胞への分裂である。第２の卵割が完了すると、胚は、４つの細胞から成る。
【００３９】
細胞質分裂／細胞分裂は、細胞が細胞分裂を経験する有糸分裂のフェーズ、即ち、２つの娘細胞を生み出すために、細胞の区画化された核物質とその細胞質材料とが分割される有糸分裂のステージである。
【００４０】
第１の細胞質分裂は、受精後、即ち２つの娘細胞を生む受精した卵母細胞の分裂後の第１の細胞分裂イベントである。第１の細胞質分裂は、通常受精後約１日で生じる。
【００４１】
第２の細胞質分裂は、胚の中で観察される第２の細胞分裂イベント、即ち、受精した卵母細胞の娘細胞の、孫娘細胞の第１のセットへの分裂である。
【００４２】
図１を参照すると、本発明の実施形態は、培養、および、生物学的または培養されたサンプルの連続モニタリングのためのモジュラーシステムである装置１０を備える。装置は、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞の培養および画像化に特に適している。
【００４３】
好ましい装置は、独立して操作しコントロールすることができる、図１に示されるような蓋１３および開放ラッチ１２を有する多数のインキュベータモジュール２０を含み、各モジュールは、温度モニタリングおよびコントロール、ガスのモニタリングおよびコントロール、顕微鏡観察および画像キャプチャ、タイムラプス画像処理、ならびに、外部データ分析装置への接続が可能である。
【００４４】
図３に示されるような１つの好ましい形式をより詳細に説明すると、各モジュール２０は、蓋ラッチ３２によって操作される蓋３３を有し、蓋は、外的環境から、示されるようなインキュベーションチェンバ３６を密閉し、前述のチェンバ３６への独立したアクセスを可能にする。これは、近隣のモジュール２０を妨害することなく適切に培養サンプルを効率的に除去する。これは、ドア／蓋３３が培養を回収するために開かれる場合、変化する大気および温度条件に全ての細胞培養を露出する従来の大きいインキュベータに比べて重要な利点をもたらす。図１は、通常１０として示されるそのような装置の例を示している。実際上、各装置１０に組み込まれるモジュール２０の数に制限はない。図３による詳細に示されるように、各モジュールは、１枚あるいは複数のタイムラプス培養皿３９および平衡皿３１を収容するための個々の培養チェンバ３６と、環境をコントロールするための加熱されたＰＣＢ３７および４６とを含む。モジュール２０と動作可能に関連付けられるのは、例えば、図３に示されるように、カメラ４３と、（好ましくはＺスタックおよび焦点Ｙ軸移動コントロールである）移動メカニズム４２と、レンズポジショニングモータ４４と、光源３４との組み合わせにより働く回転レンズ４１と、を含む光学検査手段である。
【００４５】
図２を参照すると、各インキュベータモジュール２０は、例えば修理またはサービスのために他のモジュール２０と独立して装置１０から取り除かれてもよい。モジュール２０の除去は、装置１０内の他のモジュール２０の機能に影響しない。図３は、装置１０内での使用を意図した、インキュベータモジュール２０の実施形態を示し、モジュール２０は、前記装置１０内に確実に位置決め可能である。各インキュベーションチェンバ３６の内部環境温度は、ヒータ３７、４６および温度センサを使用して、所定の値にコントロールされる。好ましい実施形態では、一方が蓋３７上に、他方がステージ４６上に位置する２つのヒータが、前記チェンバを加熱するのに使用される。好ましい実施形態では、温度は３７℃にセットされる。各モジュール２０には、ガス供給用の入口３８と所定の気体流速を維持するためのバルブと、が設けられている。好ましい実施形態では、酸素、二酸化炭素および窒素の、１つまたは組み合わせから通常成る予混合ガスが、前記入口およびバルブを介してインキュベーションチェンバ３６内へ供給される。
【００４６】
別の実施形態では、インキュベーションチェンバ３６内への供給に先立って、ガス、通常、酸素、二酸化炭素および窒素が、別々の入口を介して装置に供給され、ボード上で混合される。この実施形態では、前記混合により、約５％の酸素、約６％の二酸化炭素、および約８９％の窒素から成る雰囲気が提供される。更なる実施形態では、ガスが混合されて、約２０％の酸素、約５％の二酸化炭素、および約７５％の窒素から成る雰囲気が提供される。
【００４７】
前述のガスは、インキュベーションチェンバ３６内への供給に先立って加湿されてもよく、その目的は、前記チェンバ内で湿潤雰囲気を維持することである。図４ａでは、ガスは、チューブを通って瓶内の水系溶液内に流れる。その後、湿度ガスは、瓶を上がって制御環境培養チェンバ内へと流れる。図４ａで示されるように、ガスの加湿は、水系溶液を含む瓶内へチューブを通してガスを直接供給することにより達成される。図４ａは、水系溶液が入った瓶５３を含むモジュール２０の一部を示す。湿潤ガスは、インキュベーションチェンバまたは個々の培養チェンバ５２内へ、瓶５３内の水系溶液を通って上昇する。１つの実施形態では、水系溶液は水からのみ成る。代替実施形態では、水系溶液は、グリセロール等の添加物を有する水を含んでいてもよい。気泡の存在を検知して、ガス詰まりがないことを確認するために、光学センサ５４は、チューブの一端に、または瓶５３内に取り付けられる。気泡の存在を検知するために、光学センサ５４は、チューブの一端に、または瓶５３内に取り付けられる。
【００４８】
各モジュール２０には、細胞または組織を一貫して観察し画像化するために、培養期間中、細胞培養皿を略不動に保持することができるオブジェクト・ホルダが設けられる。図１１を参照すると、好ましい実施形態では、培養皿の正確な位置は、位置合わせ（アライメント）手段またはアバットメント１１１を使用して、例えば３つのロケート（位置決め）ピンおよび可動ラッチの形式で、達成される。他の実施形態では、オブジェクト・ホルダは、任意の数のロケートピンおよび／またはラッチ１１１をも含んでいてよい。オブジェクト・ホルダは、光が顕微鏡の対物レンズに通過することができる開口部またはウィンドウを有する。
【００４９】
各モジュール２０は、インキュベーションチェンバに追加培養皿用のエリアを含む。前記培養皿エリアは、培養皿に含まれ得る細胞培養の顕微鏡観察を許さないが、ユーザがモニタされない培養サンプルを培養することや、細胞培養での使用に先立って培地を平衡化することを可能にする。
【００５０】
モジュールには、それぞれ光学検査手段が設けられ、光学検査手段は、培養サンプル、細胞または組織をモニタするために、カメラシステム、および顕微鏡の一方、またはその組み合わせを含み得る。顕微鏡またはカメラシステムは、当技術において知られているような任意の適切な設計であり得る。好ましい実施形態では、顕微鏡は、単純なチューブ顕微鏡である。代替実施形態では、顕微鏡設計は、単純チューブ顕微鏡、ホフマン変調コントラスト顕微鏡、微分干渉コントラスト顕微鏡、暗視野顕微鏡、位相差顕微鏡のいずれから選択されてもよい。
【００５１】
顕微鏡の使用例において、単純チューブ顕微鏡は、１０×対物レンズと、光透過開口部またはアパーチャ（孔）を備えたスペーサチューブと、画像キャプチャ用のＣＭＯＳセンサと、を備える。１つの実施形態において、斜光でサンプルを照らし且つ、キャプチャされた画像内において増加したコントラストを提供するために、拡散器および円形アパーチャが光源とサンプルとの間に位置決めされる。更に、必要に応じて追加フィルタあるいは拡散マスクも光路へ導入することができる。好ましい実施形態では、焦光レンズシステムが、サンプルを照らす光の均一性を高めるために使用され得る。卵割、胚盤胞拡張および孵化のようなイベントに加えて、極体、核支持、核小体および内細胞塊（ＩＣＭ）等の培養サンプルの特徴の識別を可能にするために、好ましい実施形態における光学設計は、収集された画像内に十分なコントラストを提供する。代替実施形態では、光学検査手段は、ＣＣＤカメラ等のイメージセンサーを備える。
【００５２】
好ましくは、各顕微鏡には、自動および／または手動焦点合わせのための対物レンズポジショニングモータが設けられる。
【００５３】
本実施形態において、顕微鏡用の照明源は、５５０ｎｍの波長および可変強度を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）によって提供される。他の実施形態では、光源は、異なる波長を有していてもよい。当業者によって理解されるように、照明源の波長およびパワー出力は、光毒破損、または、関心のある培養サンプル、細胞もしくは組織へのストレスを最小限にするために選択されてもよい。照明関連のストレスを更に最小限にするために、培養プロセス中、照明源のスイッチは、好ましくは、観察あるいは画像化期間のみに入れられてもよい。光学検査手段のセンサによってキャプチャされた画像は、外部データ処理もしくはコンピュータシステムによって、または、装置と動作可能に（有効に）関連付けられたイメージ処理手段によって、ある実施形態では、装置内で、処理され分析されてもよい。
【００５４】
本発明の実施形態の特に有利な１つの特徴は、観察領域の掃引を可能にする光学検査手段の偏心的運動を提供するために、顕微鏡の一部としての、楕円回転する対物レンズシステムおよび／またはカメラ光学検査手段を提供することである。図４は、楕円回転のための例示的な駆動機構を示す。このイノベーションによって与えられる利点は、培養容器を移動させずに、多数の胚または生体試料を画像化できるということである。図４に示されるように、対物レンズ４７の移動のために用意されるレンズポジショニングモータ４４によって駆動されるモータベルト４８を含むモータベルト・アセンブリに至るスペーサチューブ４９を備えたカメラサポート５１内に、カメラ４３が設けられる。図４の回転レンズアセンブリは、画像化エリアを掃引する偏心的な運動を提供する。良好な画質を維持しながらこのように対物レンズを移動させる能力は、低パワーの対物レンズの使用に依存し、斜めの照明パスによって支援される。好ましい実施形態では、レンズ移動は、単純なステッピングモータによって容易にされてもよい。
【００５５】
図５は、本発明の更なる実施形態を示し、多数の培養容器またはタイムラプス培養皿５７がモジュラー装置内に含まれる。この実施形態において、回転レンズアセンブリ５６を備えた顕微鏡／楕円駆動機構ユニットは、多数の培養容器からの画像収集を、前記容器の妨害なしに可能にするために、ガイド機構に沿って移動される。典型的には、図６に例示されるように、そのような駆動機構は、２方向（ＸおよびＹ）の移動を可能にし、従って、画像位置調整および品質に対する細かいスケールでのコントロールを可能にする。
【００５６】
図７は、タイムラプス皿上の複数の培養サンプル位置の夫々への光学検査手段の位置決めを可能にする、回転レンズの例示的な移動を示す。例えば、多くの胚は、この手段によって条件つきの環境内で検査され得る。図８は、タイムラプス検査培養サンプル皿用の複数の培養サンプルウェル１０３を収納する例示的な培養皿９０を示し、準備ウェル９４は、ユーザに対して、培地または胚を準備する自由度を与える。更に、図９は、図８の皿の分解拡大図であり、流体コントロール壁９１、培養サンプル、例えば胚を配置するためのディボット９２、および、個々のサンプルを識別するためにインデックス９０を有する培養サンプルウェル１０３を示している。
【００５７】
図９Ａは、流体コントロール壁９１、チャネル９３、および、培養されたサンプル、例えば胚、を配置するためのディボット９２を示す、改善された培養サンプルウェルの分解拡大図である。
【００５８】
図１０および１１は、ユーザが把持するエリア１０１がラベリングエリア１０２と共に提供される改善された培養皿の設計を示す。更に図１１は、好ましい手段を示していて、この手段により、本発明の１つ実施形態は、信頼できる光学検査のために、装置１０内での培養皿の正確な位置決めおよび再配置を提供し得る。アライメント１１１またはアバットメントは、皿が正確な位置に繰り返し再配置されることを確実にするために、図１１に示されるように方位ピンによって提供される。チェンバの支持床もしくは壁内の、または、チェンバの支持床もしくは壁と動作可能に（有効に）関連付けられた、戻り止め、くぼみ、または、その他の等価手段等の代替アライメントが正確な再配置を提供するために使用されてもよい。
【００５９】
本発明の実施形態によって達成される光学検査の例が図１２、１３に示される。例えば、図１３は、マスキングシステムを使用しない場合と円形暗視野型ストップを使用した場合のキャプチャされた画像間の違いを示している。
【００６０】
特に図７から１１に示されるように、本発明の更に好ましい実施形態は、例えば、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞等のサンプルを培養するための複数の微小ウェルがある基本構造を備える培養皿を、更に提供する。培養皿は更に、上述したように、皿を正確にモジュール装置内に配置し、患者の安全性を向上させるための、ユーザビリティを高める多くの特徴を備える。
【００６１】
培養皿は、例えば、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞のメンテナンスおよび画像化のための、同時係属中のオーストラリアの仮特許出願番号２０１３９０００３９に記載されているモジュラー機器と共に作動し、高度にコントロールされた最適な環境でそれらの細胞の高生産性培養を可能にするように設計されていて、モジュラー装置は、画像キャプチャおよびリモート処理を有する組み込み顕微鏡システムを内蔵する。顕微鏡システムは、成長中の胚を妨害することなく、多重ウェルスキャンを可能にする特有の楕円回転対物レンズを内蔵する。
【００６２】
図８には、培養皿の最も単純な形式の実施形態が示されている。培養皿の最も単純な形は、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞等のサンプルを培養するための複数の微小ウェルの基本構造を備えている。図８、９、９Ａを参照すると、好ましい実施形態では、この基本構造の微小ウェルは、円形パターンで配置され、個々の微小ウェルは、培地が毛管現象により流れることができるチャネル９３の基部に位置決めされている。これらの構造は、培養皿の所望の領域内で培地を保持するために提供された流体コントロール壁９１に囲まれている。胚がもしこの表面上に載置された場合、微小ウェルの方向に移動するのを重力が支援するように、チャネル９３の基部は、微小ウェルから流体コントロール壁９１まで傾斜していてもよい。他の胚が載置または移動される間の皿の運搬中に、および、培地の吸引または投与中に、胚がウェルから移動しないことを確実にするために、微小ウェルは、十分な深さおよび形状を有している。これらの特徴は図９Ａにより詳細に示される。そして、培地は、インキュベーション期間の培地の蒸発を制限するために、培養皿の壁によって保持される適切な油で覆われてもよい。
【００６３】
本発明の最も単純な形式の特徴によって、培養皿は培地で容易に満たされ、所望の部位に培地を保持することができる。培地は、油層の下から、培養皿から取り除くことができ、また培養過程中に所望通り交換することができ、これは、培地の新しい培養皿を平衡化し、新しい培養皿に胚を転送する必要性を回避する。微小ウェルは、本発明の好ましい形式のモジュラー機器を使用して観察することができ、個別に識別することができる位置で、胚を維持することを確実にする。この培養皿の設計は、本発明のモジュラー機器の好ましい実施形態を使用して、実体顕微鏡、倒立顕微鏡で、胚を観察可能であることを保証する。胚は、培養皿の材料が透明なので、蓋を取り除くことなくモニタすることができる。
【００６４】
好ましい実施形態では、図１０および１１に示されるように、培養皿の最も単純な形式が改良デザインに組み込まれる。この実施形態は、ユーザビリティを高め、培養皿を正確にモジュラー装置内に配置し、かつ患者の安全性を改善するという多くの特徴を有する。培養皿には、多くの構成において培養皿が安全に扱われるのを可能にする幾つかの把持エリア１０１が設けられている。明瞭な患者識別および追跡可能性を確実するために、大きなエリア１０２がラベルを配置するために設けられる。好ましくは、培養皿は、その培養皿を単一の向きでのみモジュラー機器内に載置することができるように設計され、培養されたサンプル（例えば、胚）が正確に識別され、モジュラー機器を用いて視覚化されることを確実にする。これは、モジュラー機器上のロケートピンおよびラッチと協調する、培養皿上の特徴１１１を使用して達成される。このシステムは更に、培養皿が機器内に正確に配置されることを確実にする。上述の通り、これらの特徴は図１０および１１に示されているが、これらの図と異なっていてもよいことは当業者には明らかである。
【００６５】
好ましい実施形態では、培養皿は単一タイプのプラスチック、好ましくはポリスチレンから構築される。代替実施形態において、培養皿は、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞の用途に適切であると当業者が認識する任意のプラスチックを使用して構築され得る。プラスチック培養皿の表面の全てまたは一部は、細胞培養容器に適切な、プラズマプロセシング等のプロセスを使用して処理されてもよい。他の事柄の中で、この表面処理の目的は、培地で培養皿を満たすのを高めるために、表面の湿潤性を改善することである。代替実施形態において、培養皿の前述の改良デザインは、図８に示す断面を有する多数の異なるタイプのプラスチックから構築されていてもよく、１つのタイプのプラスチックから造られ、残りは別のタイプから形成されていてもよい。
【００６６】
好ましい実施形態において、本発明において利用されるような微細ウェルは、以下にリストされるような利点を備えた次の仕様に従う。
＊個別の識別およびグループ培養が許されるべきである。
＊回転レンズでの観察を容易にするために、微小ウェル（複数）は、円をなして、または、円のまわりにグループで配置される。
＊外乱中、ウェル内に胚を維持するための十分な深さ／形状。
＊機器に皿を配置するための特徴。
＊許される唯一の向き。
＊正確で精密な配置。
＊容易且つ安全操作のための特徴 − 流出の偶然を減らす。
＊培地を保持するための流体コントロール壁。
＊油コントロール壁。
＊好ましくは、培養されたサンプルがウェル内に落ちるのを支援するために、傾斜壁が設けられる。
＊オートフォーカスをアシストするための、ウェルの壁上のマーキング／ステップ。
＊培地変更。
＊キャリオーバを最小限にするための皿内の特徴。
＊「チャネル」を通して培地の流れを向上させる特徴。
【００６７】
特に好ましい実施形態において、本発明は、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞のメンテナンスおよび画像化のためのモジュラーシステムとして利用される。従って、装置は、複数のモジュールを備え、各モジュールは、細胞の生存性にふさわしい適切なガスおよび温度コンディションを維持する手段と、チェンバ湿度を平衡にする手段と、培養スペースで使用される顕微鏡ユニットと、多数の視野が画像化されることを可能にする楕円駆動機構と、画像キャプチャユニットと、更なる処理のための画像転送手段と、を含んでいる。
【００６８】
システムは、装置内に一体的に設けられている画像処理のための手段を含む。
【００６９】
更に、好ましい実施形態は、培養スペースにある細胞または組織の画像をデータ処理手段に送信する方法を提供する。この方法は、顕微鏡／インキュベータモジュールのオブジェクト・ホルダ上の培養容器内に細胞または組織を載置する工程と、モジュールハウジング内に顕微鏡／インキュベータモジュールを配置する工程と、培養（インキュベーション）期間に細胞または組織を本質的に不動に保持する工程と、楕円駆動路レンズ系によって培養容器内で個々の細胞または組織を画像化する工程と、を含む。
【００７０】
更なる態様において、好ましい実施形態は、後の胚発達イベントの時間評価のための基準点として、配偶子接合を使用する。これに関して、生存能力の評価には、後の胚発達イベントの時間評価のための基準点として配偶子接合を使用した培養中の胚のレビュー（検討）が含まれ得て、これは、現在知られているＩＶＦ技術と比較すると、イベントのより正確な計時が可能になるかもしれないことが考えられる。従って、配偶子接合からのイベントの計時により、胚の発達の改善された分析が可能になり得る。
【００７１】
更なる態様において、好ましい実施形態は、患者の体内へ戻す移植に先立つ解凍中に、胚の拡大、従って生存能力を評価するために、測定としてタイムラプスを使用する。タイムラプスイメージングは、とりわけ、拡大等の特性に基づいて解凍中の胚の生存能力を評価するために使用される。解凍中の胚に対する評価のそのような新しい方法は、最良の胚の改善された選択に繋がるかもしれない。
【００７２】
使いやすく、胎生学者による胚の検討時間を低減する胚レビュー能力がもたらされる。これに関して、先行技術システムは、胎生学者にかなりの時間の投資を要求する複雑なレビュー方法を利用している。本発明に従う好ましいシステムは、下記の１つまたは組み合わせを利用してもよい。
【００７３】
胚の発達を示すタイムラプス画像のハイライトパッケージの作成または生成。このパッケージは、ユーザによって定義されてもよいし、認識されたイベントに基づいて自動的に生成されてもよいし、胚構造／コンポーネントの測定に基づいて自動的に生成されてもよい。イベントがその期間に生じたか、または、組み合わせを識別するために、それは、あらかじめ定義された期間の始点および終点、または、その期間を挟む窓からの画像を使用してもよい。
【００７４】
短いビデオクリップが、例えば、配偶子接合、卵割、胞胚形成等の胚の発達の重要なステージで生成されてもよい。クリップは、デフォルト値およびユーザにより定義された「時間窓」、または、これらのいずれか一方に基づく。その後、これらのクリップは、ユーザの分別で別々に、あるいは一緒にレビューされてもよい。
【００７５】
赤、琥珀および緑の色は運命を決定するために使用されてもよく、重要なイベントに注目すべきであり、例えば、赤は、生存可能でないことを示すために選択され、琥珀は、不都合な事象が観察された時に選択され、緑は、良好な発達を示すのに選択される。
【００７６】
レビューは、培養中に（必要に応じて）、例えば、毎日、あるいは重要なイベントが生じたと予想される時、実施され得る。その後、全てのイベントの概要が運命選択のための最終ポイントで提供されてもよい。
【００７７】
エラーを最小限にし、正しくないアイテムを選択する機会を減らすために、ユーザインターフェースが皿の物理的な配置と一致するように配置されてもよい。チェンバの物理的なレイアウトは、大きなディスプレイスクリーンに映される。皿の円形状の胚レイアウトは、大きなディスプレイ上で円形状の配置で表わされる。
【００７８】
電子的に読み取り（もしくは光学的に変換）可能な培養皿上のまたは培養皿中の、ＲＦＩＤ、バーコード、ＯＣＲ、または、その他の識別子が利用されてもよい。このシステムは、皿（従って胚）に関連付けられた全てのデータにアクセスすることができ、従って、正しくない胚が患者へ移植されてしまうかもしれない、ラベル付与の誤りおよび可能性のある取り違えを最小限にすることができる。システムは、全てのタイムラプス画像に正確な患者ＩＤを関連付けるのに使用され得る。
【００７９】
各チェンバは、これに限らないが、患者ＩＤ、環境状態、アラームステータス、警告あるいはその組み合わせ等の情報を示すことができる独立したディスプレイを有する。チェンバ上の患者ＩＤの表示は、正しくない胚が患者へ移植されてしまうかもしれない潜在的な取り違えのリスクを最小限にする。ディスプレイは、ＬＣＤスクリーン、電子ペーパ、または、他の電子表示装置であってもよい。好ましくは、それはＬＣＤスクリーンである。
【００８０】
温度、ガス、湿度、移動、音、またはその組み合わせを含む各チェンバの環境は、自動的にコントロールされ、培養中のプロフィールに応じて変更されてもよい。この自動プロセスは、培養期間中、胚に対するコンディションを最適化する機会を提供する。システムは、次の方法で実装されてもよい。
【００８１】
所与の機器セットのために、ユーザによってあらかじめ定義されたユニバーサル環境プロフィールは、その後、この機器セットにおいて培養された全ての胚に適用される。このプロフィールは、サーカディアンリズムサイクリングに基づいていてもよい。
【００８２】
環境プロフィールは、ユーザによって設定されるが、個々の患者のためにカスタマイズされる。このカスタマイズは、患者の体温等の測定、および／または、観察に基づいていてもよい。
【００８３】
更に、このカスタマイズされたプロフィールは、場合により、ある種のアプリケーションまたはロガーを使用して収集される、患者によって提供されるデータを使用して、システムにより自動的に生成されてもよい。
【００８４】
環境プロフィールは、患者の胚のタイムラプス画像の自動分析に基づいて、培養期間中に「すぐさま」生成および／または修正される。
【００８５】
タイムラプス画像は、全てのチェンバに亘って並列にキャプチャされることにより、ｚ−スタック内の画像間の時間差を縮小してもよい。これは、例えば、ｚ−スタックを横断して配偶子接合を探すときに重要である。これは、機器内部のＵＳＢハブの使用によっても可能になり、ＵＳＢハブは、多数のカメラがＰＣに単一接続によって接続されるのを可能にする。並列キャプチャ用のカメラおよびチェンバの好ましい数は、６である。好ましい実施形態では、ＰＣは、システム内に含まれる。
【００８６】
多くの他の機能が次のものを含めて提供されてもよい。
＊チェンバ毎に独立した湿度管理
＊チェンバ毎に独立したガス供給
＊ガスが流れており詰まりがないということを判別するための泡検知
＊コントロールされた皿の配置
＊ドアラッチロック
＊二酸化炭素の感知。各チェンバは少なくとも１つの専用二酸化炭素センサを有するのが好ましい。
＊強化されたコントラスト用の集光レンズシステムおよび全ての微小ウェルに亘る均等照明
＊照明源の正確な配置を保証するための蓋ロケートピンが提供され、ここでは、チェンバのステージの蓋ロケートピンが、蓋および照明源の正確な配置を保証するのに使用される。
＊胚インキュベータ内でＰＣＢを使用して加熱すること。
＊６つまでのチェンバを単一システムに統合するためのメカニズムとして、６台のカメラをＰＣに単一接続によって接続することを可能にするＵＳＢハブが機器内部に設けられることが想定される。単一システム内へのカメラの同時管理が生じるかもしれない。
＊ｚ−スタックと画像キャプチャとの間の最小時間を可能にすること。６つのモジュールに亘る画像の並列キャプチャが提供されて、ｚ−スタックと画像キャプチャとの間の最小時間が可能になる。従って、これは、ｚ−スタック内の画像間の時間差を低減する。これは、例えば、配偶子接合を探索するためにｚ−スタックを横断するときに重要である。
＊ 先行技術では、胚は画像キャプチャに必要な時間よりはるかに長い時間、照明される。これに対処するために、ソフトウェアをスケジューリングすることによりＬＥＤのオン時間を最小限にし、帯域幅使用を最小限にする。１つの方法として、これは視野を調節する間、照明を切ることにより達成される。
＊ユーザが定義したイベントおよび／または自動的に認識されたイベントに基づいたハイライトパッケージを生成すること。
＊再生中においてユーザが定義可能な焦点面、即ち、焦点面が全再生のために単一位置にある場合。現在のシステムにおいて、それはＺ−スタックが単に断続的（例えば、４番目の画像毎に単に集められたｚ−スタック）に利用可能であるという場合かもしれない。解決として、以前に取り込まれたｚ−スタックからの画像が、タイムラプス再生中に多数の焦点面を見ることを可能にするために使用されるのが好ましい。有利には、これは、胚が移動しても、あるいはそれが大きく成長するにつれても、胚は再生中、常に焦点が合っているということを確実にするかもしれない。更に、それは、その全発達の初めから終わりまで、胚の異なる部分をユーザが分析するのを可能にする。「急いで」焦点合わせを行う手段として、ユーザは、再生中に手動で焦点プレイを調節してもよい。
＊再生時の焦点面の自動選択−再生時の焦点面の自動選択はタイムラプス分析に基づいて達成されてもよい。この意味で、システムは、胚が焦点に合ったままであることを確実にするために焦点面を自動的に選択する。
＊卵割を判定する方法は、イベント判定における補助、または、絶対的な検知であってもよい。
＊ｚ−スタック画像キャプチャのマージによって３Ｄ画像化を提供すること。従って、Ｚ−スタック画像は、胚の３Ｄ画像を提供するために照合され変換される。
【００８７】
各チェンバの環境条件の個別コントロール、例えば、各チェンバの温度、湿度、および／または、ガス供給の、１つまたは組み合わせを独立してコントロールすることによって各患者のコンディションをカスタマイズすることができる。更に、仮に１つのチェンバがある理由で、失敗しても、他のすべての患者の胚は影響されないであろう。
【００８８】
以下に制限されないが、インキュベータチェンバのステージまたはその一部を移動させる／傾けること等、胚が優しく移動するメカニズムを提供することにより、ステージ／培地の微動作または傾斜が可能になり、卵母細胞／胚の生体内の微環境がシミュレートされる。従って、生体内の微環境を模倣することによって胚培養性能を高めることが可能であるかもしれない。
【００８９】
また、よりよい評価を可能にする目的で、胚をウェル内で転がすためのメカニズムが提供されてもよい。これは、この操作に先立って画像で見ることができない特徴を観察するために、ユーザが胚に干渉することを可能にする。
【００９０】
同様に、インキュベータチェンバ内で胚が音および／または音楽に晒されるメカニズムが提供されてもよい。胚培養性能の向上は、胚を音／音楽に晒すことによって、可能になるかもしれない。
【００９１】
人間によるプロセスによって導入されてしまうかもしれないエラーまたはミスを回避するために、皿内で電子的に読み取り（もしくは光学的に変換）可能なＲＦＩＤ、バーコード、またはその他の識別子を埋め込むことが可能である。皿が機器に載置される場合、そのような識別子を使用して、皿に関連した全てのデータはデータベースからアクセスすることができる。
【００９２】
同様に、機器は、対応する患者のＩＤに全ての画像（および他のロギングされたデータ）を関連付けてもよく、これは、画像と関連する患者の詳細のエントリに関するヒューマンエラーを回避する。
【００９３】
更に、機器には、患者名、個々の環境条件、および／または、チェンバのモニタリングに関係のある他のパラメータ、または、アラームコンディション等の評価中の皿に関する情報を表示するために接続された小さなディスプレイスクリーンが設けられてもよい。そのような特徴の提供は、現在の状態を理解するのに機器とのインタラクションがユーザに要求されないことを意味し、ホワイトボード等に情報が外部的に記載される必要がない。
【００９４】
発明者は、タイムラプス（経時）データおよび他のロギングされたデータが、通常研究所のデータベースの外で格納されることに注目した。好ましくは、研究所データベースへの等級（Ｇｒａｄｉｎｇ）の直接のエクスポートは、データの更なる使用を可能にし、データへのアクセスを単純化し、データへの一貫したアクセス方法を保証する。
【００９５】
更に、培養中に環境プロフィールを自動的にコントロールすることが可能であり、個々のチェンバの温度、ガス、湿度、運動、音、または、その組み合わせを含む環境は、培養期間中変更される。例えば、以下のプロフィールが利用されてもよい。
【００９６】
プロフィールは、所定サイト／クリニックで全患者に対してユーザによってあらかじめ定義されてもよく、ユニバーサル環境プロフィールは、所与の機器セットのためにユーザによって設定され、その後、プロフィールは、この機器セットにおいて培養された全ての胚に適用されてもよい。
【００９７】
プロフィールは、卵母細胞および胚の生体内微環境をシミュレートするために、温度の正確なコントロールによるサーカディアンリズム温度サイクリングに基づくものであってもよい。
【００９８】
プロフィールは、個々の患者に対してカスタマイズされてもよく、その場合、環境プロフィールは、ユーザによってセットされ、個々の患者に対してカスタマイズされる。
【００９９】
プロフィールは、体温のような患者の測定、および／または、観察に基づいていてもよい。
【０１００】
プロフィールは、ドナー（アプリケーション、ロガー等）から得られたデータを活用した、ドナーに基づくものであってもよく、その場合、カスタマイズされたプロフィールは、患者の測定、および／または、観察に基づくものであり、システムによって自動的に生成される。
【０１０１】
プロフィールは、培養過程中に記録された胚のタイムラプス画像の、自動分析、測定、および／または、観察に基づくものであってもよく、その場合、環境プロフィールは、患者の胚のタイムラプス画像の自動分析に基づいて、培養期間に「すぐさま」生成、および／または、修正される。
【０１０２】
胚相互作用に関する追跡調査は、わずかで且つ紙面上であるということが発明者によって認識されている。サンプルのセキュリティもまた心配の種である。この点において、胎生学者の識別は、例えば、ＱＣ、電子署名、証言等の目的で、システムとのインタラクションで記録することができる。胎生学者を識別して、彼らに対する機器とのインタラクション全てを記録するために、胎生学者は、好ましくは、ＲＦＩＤ、バーコード（または他の光学認識可能なＩＤ）、スキャナ上の指紋、スキャンされた網膜、または、入力されたＰＩＮの内の１つまたは組み合わせを使用する。有利には、誰が、何を、いつ相互作用が各皿上で行われたかの監査が提供される。有益なことには、適切なインタラクションだけが機器の各ユーザに許可される。
【０１０３】
上記概念を詳述すると、好ましい実施形態では、胎生学者がインキュベータにアクセスする際に胎生学者の指紋スキャンが行われてもよい。使用が承認された機器とのインタラクションを可能にするために、再び、胎生学者はＲＦＩＤ、バーコード（または他の光学認識可能なＩＤ）、スキャナ上の指紋、スキャンされた網膜、あるいは、入力されたＰＩＮの内の１つまたは組み合わせを使用する。
【０１０４】
先行技術では、複雑な光学系が良好な品質の画像を得るために要求されるかもしれない。そこで、好ましい実施形態において、発明者は、コントラストを強化するために集光レンズシステムを設けた。全ての微小ウェルに亘って強化されたコントラストおよび均等照明を提供するために使用される単純な集光レンズシステムによって、全ての微小ウェルに亘る均等照明が提供される。
【０１０５】
これまで、トレーニング材料は、手動で集められてきている。しかし、記録されたレビュー／格付結果を使用することによって、ＱＣトレーニングパッケージは、自動的に製作され、従って、トレーニングはより少ない努力ですむ。更に、ＱＣトレーニングは、しばしば十分ではない。胚のイベント／タイプに関してユーザによって定義され得るＱＣイメージライブラリの自動生成は、クリニックの全ての胎生学者に警報を出すことができる電子メール／内部サイトを自動生成し得て、規則的なＱＣおよびトレーニング目的を達成し得る。
【０１０６】
現在のシステムでは、患者は彼女ら／彼らの胚の発達を見ることができない。しかし好ましい実施形態では、患者のための遠隔のモニタリングが、安全なネットワークインタラクションを使用して提供され、患者が胚の発達を見ることができるように、許可された胚が患者により遠隔的に表示され得る。好ましい実施形態では、予備ヒータ手段が各ＰＣＢに設けられ、２つのヒータ回路が、一方が落ちた場合にも他方が引き継ぐように利用される。ＰＣＢ回路は、これらヒータ内の一方が機能しなくなった場合に、環境温度のコントロールを継続可能な冗長性を有している。これは、胚環境が危険に晒されないことを確保するために、ソフトウェアによって自動的にコントロールされる。
【０１０７】
皿は、培地準備および培地交換を容易にするように設計されている。図８では、皿は、培地準備を可能にする予備の取り扱いウェルを有して設計されている。図９Ａでは、胚を皿に残したまま培地の除去や交換を容易にするために、皿は、流体がコントロールされるバリア９１およびチャネル９３をディボット９の隣に有するように設計される。従って、培養期間中、胚は新しい皿に移る必要がなく、胚の発達への妨害を最小限にする。胚が「完全に乾ききること」を確実に防止しながら、設計は、培地のキャリオーバを最小限にする。
【０１０８】
モジュールのソフトウェアは、一度に１つのモジュールのファームウェア（Ｆ／Ｗ）のアップグレードを可能にするように形成されてもよく、機会が発生するたびに（即ち、モジュールの休止時間中）、予定されてもよい。
【０１０９】
Ｚ−スタックがいくつかのタイムラプスに対してのみ利用可能である場合に、画像キャプチャを最適化することは、全てのタイムラプスがｚ−スタックを含むことを可能にする。従って、Ｚ−スタックは、タイムラプスの任意フレームに対して見ることができ、ビデオ再生は、任意のｚ−スタックで行うことができ、また、ビデオ再生は、ｚ−スタック・プロフィールを使用して行うことができる。
【０１１０】
更に、現在のシステムでは、長いビデオを見ることによってのみイベントを見つけることができる。特徴的な量の違い（連続するイメージ間の違い）は、タイムラプスフレーム間の違いを時間に亘ってグラフ化することにより確立される。これによりレビューの時間が短縮される。
【０１１１】
記録画像が記憶装置の大きな容量を占めるとき、タイムラプス画像は、タイムラプス画像に必要な保存スペースを低減するために、時間圧縮および（イメージ内およびｚ−スタックに亘る）空間圧縮の一方または組み合わせを利用する。
【０１１２】
加湿フラスコ内の水位検知が、加湿フラスコ内での液位検出方法によって提供され、水位が測定されてもよい。これにより、水が不足して低湿度環境に至るのを確実に防止する。
【０１１３】
培養皿の正確な配置は、例えば、３つのロケートピンおよび１つの可動ラッチの形式で、アライメント（位置合わせ）手段またはアバットメント１１１を使用して達成される。
【０１１４】
更に、各モジュールは、外的環境からインキュベーションチャンバを密閉し、前記チャンバへの独立したアクセスを可能にする蓋ラッチによって操作される蓋を、ドアラッチ／ロック機構として有していてもよい。このようにして、個々のチャンバは、完全に外的環境から密閉され、外部影響が最小限にされ、ガス濃度が安定レベルで維持されることが確実になる。
【０１１５】
先行技術システムでは、物理的な１つ（または複数の）アイテムがディスプレイ上のどのアイテムで表わされるか不明瞭であるかもしれない。好ましい実施形態における解決は、エラーを最小化するための、ＧＵＩと一致する物理的な配置である。これによりチャンバのレイアウトの規則が大きなディスプレイ上に反映される。皿の円形状の胚レイアウトは、大きなディスプレイ上で円形状の配置で表わされ、これにより正しくないアイテムを選択する機会が低減する。
【０１１６】
本発明の代替実施形態を含む生体試料培養ための代替システムが図１４から２５に示されていて、同様の番号は図１から１１の実施例の同様の特徴を示している。
【０１１７】
図１４を参照すると、本発明の代替実施形態は、図１の実施形態に類似した生物学的サンプリング装置１０を含む。この装置は、生物学的、または、培養サンプルの培養および連続モニタリング用のモジュラーシステムであり、接合子、胚、卵母細胞および多能性細胞の培養および画像化に特に適している。
【０１１８】
好ましい装置は、図１４に示されるような蓋１３および開放ラッチ１２を有する多数のインキュベータモジュール２０を含み、それは独立して操作されコントロールされ得て、各モジュールは、温度モニタリングおよびコントロール、ガスのモニタリングおよびコントロール、顕微的観察および画像キャプチャ、タイムラプス画像処理、ならびに、外部データ分析装置への接続ができる。
【０１１９】
図１６に示されるような１つの好ましい形式のより詳細な点において、各モジュール２０は、示されるようなインキュベーションチャンバ３６を外的環境から密閉し、前記チャンバ３６への独立したアクセスを可能にする蓋ラッチ３２によって操作される蓋３３を有している。（好ましくはＺ−スタックおよび焦点Ｙ軸移動コントロールである）図３の移動メカニズム４２は示されていない。
【０１２０】
図１７は、図４のカメラアセンブリの代替実施形態を示している。スペーサチューブには、ｃｃｄカメラが最適な焦点のために正確な距離に確実に位置決めされることが要求される。
【０１２１】
図１８では、図４ａで示されるものの代替実施形態が図示され、ガスの加湿が、水系溶液を含んでいる瓶内へチューブを通ってガスを直接供給することにより達成されることを示している。図４ａの図示のような図１８は、水系溶液を有する瓶５３を含むモジュール２０の一部を示している。湿潤ガスは、インキュベーションチャンバまたは個々の培養チャンバ内へ、ガラス瓶５３内の水系溶液を通って上昇する。１つの実施形態では、水系溶液は水からのみ成る。代替実施形態では、水系溶液は、グリセロール等の添加物を有する水から構成されていてもよい。光学センサ５４が、ガス詰まりがないことを確実にする目的で、気泡の存在を検知するために、チューブの一端に、または瓶５３内に取り付けられる。光学センサ５４は、気泡の存在を検知するために、チューブの一端に、または瓶５３内に取り付けられる。
【０１２２】
患者の取り違いを最小限にすることに関して、本発明の実施形態は、以下の役目をしてもよい。
〇患者の取り違い、画像の取り違いがないことを確実にするために、装置が自動的にプログラムによって患者の詳細を読み込むことが可能であるように、ＲＦＩＤ、バーコード、またはＯＣＲを含む培養皿を使用して、胚および患者のセキュリティを向上させる。これは、患者の詳細をタイプインすることをユーザに要求しない、この読み込み方法によって達成される。
○機器は、独立したＬＣＤスクリーン上に、患者情報を読み込み表示する。
【０１２３】
胚の生存性向上に関して、本発明の実施形態は、以下の役目をしてもよい。
〇個々に（温度、湿度およびガスが）コントロールされる各患者チャンバを有する。
〇タイムラプス画像からのフィードバックは、温度、湿度およびガス濃度レベルを変更して、発達のために最良環境をカスタマイズするために、インキュベータ内へ直接フィードバックされる。
〇更に胚発達を向上させる、即ち、サーカディアンリズムを利用／刺激するために、音、振動を使用する。
〇胚の最良条件（音、振動、温度、湿度およびガス）をカスタマイズするためにタイムラプスからフィードバックする。
〇胚評価を向上させるために、明視野および暗視野の両方を組み合わせる能力。
【０１２４】
環境への混乱を最小限にすることに関して、本発明の実施形態は、以下の役目をしてもよい。
〇各患者のため個々の環境およびカメラを有する。
〇患者サンプルは、インキュベーション中において静的である。
〇皿内にありながら、培地の除去および置換を容易にする改善された培地交換技術。これは、回りまわって機器内への自動培地交換を可能にする。
〇自動培地交換によって、機器は、胚のための最良の培地コンディションをカスタマイズするために、タイプラプスからのフィードバックを使用する可能性を有し、患者サンプルの妨害を更に低減する。
【０１２５】
本発明をその特定の実施形態に関連して説明してきたが、更なる変更が可能であることが理解されるであろう。この適用は、本発明に属する技術における公知または慣行の実務内にあるような、これまでに説明された基本的特徴に適用されるような如何なる逸脱も含む、本発明の原理に概して従った、本発明の任意バリエーションの使用または適応もカバーするように意図される。
【０１２６】
本発明の基本的特徴の原理から逸脱することなく、本発明が幾つかの形態で具体化されてもよいが、特に明記されない限り、上述の実施形態は本発明を制限するものではなく、むしろ、添付された特許請求の範囲に定義されるような本発明の原理および範囲内で広く解釈されるべきである。記載された実施形態は、全ての点において例示のみであり、制限するものではないと解釈されるべきである。
【０１２７】
様々な変更や均等な配置が、本発明および添付された特許請求の範囲の原理および範囲内に含まれることが意図される。従って、特定の実施形態は、本発明の原理が実行される多数の方法の例示であると理解されるべきである。以下の特許請求の範囲では、ミーンズプラスファンクションの節は、定義された機能を実行するような構造、および、構造的等価物だけでなく、等価な構造をも含むように意図されている。例えば、釘は、円筒状の表面を有し、木製部分を固定するのに対して、螺子は、螺旋形の表面を有し木製部分を固定する点において、釘と螺子は構造的な等価物ではないが、木製部分を固定する環境では、釘と螺子とは等価な構造である。
【０１２８】
用語「サーバ」、「安全なサーバ」、または類似する用語がここでは使用されているが、文脈が要求しない限り、通信装置は、通信システムで使用されるものとして記載されているのであって、本発明を如何なる特定タイプの通信装置にも制限するように解釈すべきではないと、いうことに留意すべきである。従って、通信装置は、安全であっても、なくても、ブリッジ、ルータ、ブリッジルータ（ルータ）、スイッチ、ノード、またはその他の通信装置を、限定なく、含んでいてもよい。更には、当業者によって理解されるように、その他のソフトウェアパッケージあるいはアプリケーションは、クラウドベースのシステムを含むために、可能な実装と共に利用されてもよい。
【０１２９】
更に、フローチャートは、本発明の様々な態様を実証するためにここで使用されているが、それは本発明を、いかなる特定のロジックフローあるいはロジック実装にも限定するようには解釈されるべきではない、ということも留意すべきである。説明されたロジックは、全体的な結果を変更、または、さもなければ本発明の真の範囲から逸脱することなく、異なるロジックブロック（例えば、プログラム、モジュール、関数、またはサブルーチン）に区画化されてもよい。全体的な結果を変更、または、さもなければ本発明の真の範囲から逸脱することなく、しばしば、論理要素は加えられ、修正され、省略され、異なる順序で行なわれ、または、様々な論理構成物（例えば、論理ゲート、ルーピングプリミティブ、条件付きロジック、または、その他の論理構成物）を使用して実施されてもよい。
【０１３０】
本発明の様々な実施形態は、様々な形式で具体化されてもよく、プロセッサと共に使用するコンピュータプログラムロジック（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサまたは汎用コンピュータ、更に言えば、システムにおいてシングルプロセッサ、シリアルまたはパラレルのプロセッサセットとして任意の商用プロセッサも本発明の実施形態を実施するために使用されもよく、そういうものとして、商用プロセッサの例には、次のものに制限されないが、ＭｅｒｃｅｄTM、ＰｅｎｔｉｕｍTM、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩTM、ＸｅｏｎTM、ＣｌｅｒｏｎTM、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＰｒｏTM、ＥｆｆｉｃｅｏｎTM、ＡｔｈｌｏｎTM、ＡＭＤTM等が含まれる）や、プログラマブルロジックデバイスと共に使用されるプログラマブルロジック（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のＰＬＤ）や、ディスクリート部品や、集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））や、その任意の組み合わせを含む、他の如何なる手段も含んでいてよい。本発明の例示的な実施形態において、ユーザとサーバとの間のコミュニケーションの全ては、コンピュータ実行可能な形態に変換され、コンピュータ読み取り可能な媒体にそういうものとして格納され、オペレーティングシステムの管理下でマイクロプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム命令のセットとして、主に実行される。
【０１３１】
ここに記載された機能の全てまたは一部を実施するコンピュータプログラムロジックは、ソースコード形式、コンピュータ実行可な形式、および様々な中間形式（例えば、アセンブラ、コンパイラ、リンカーまたはロケータによって生成された形式）を含む、様々な形式で具体化されてもよい。ソースコードは、様々なオペレーティングシステム、または、オペレーティング環境での使用のために、様々なプログラミング言語のうちの任意のいずれかで実行される一連のコンピュータプログラム命令を含んでいてもよい（例えば、オブジェクトコード、アセンブリ言語、または、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｃ、Ｃ＋＋、ＪＡＶＡもしくはＨＴＭＬ等の高水準言語。更に、本発明の実施形態を実施するために使用され得る何百もの利用可能なコンピュータ言語があり、より一般的ものの中では、Ａｄａ、Ａｌｇｏｌ、ＡＰＬ、ａｗｋ、Ｂａｓｉｃ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃｏｎｏｌ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｅｉｆｆｅｌ、Ｅｕｐｈｏｒｉａ、Ｆｏｒｔｈ、Ｆｏｒｔｒａｎ、ＨＴＭＬ、Ｉｃｏｎ、Ｊａｖａ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、Ｌｉｓｐ、Ｌｏｇｏ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ、ＭａｔＬａｂ、Ｍｉｒａｎｄａ、Ｍｏｄｕｌａ−２、Ｏｂｅｒｏｎ、Ｐａｓｃａｌ、Ｐｅｒｌ、ＰＬ／Ｉ、Ｐｒｏｌｏｇ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｅｘｘ、ＳＡＳ、Ｓｈｅｍｅ、ｓｅｄ、Ｓｉｍｕｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｓｎｏｂｏｌ、ＳＱＬ、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋、Ｌｉｎｕｘ、およびＸＭＬ、ＱＴ、Ｐｙｔｈｏｎがある）。ソースコードは、様々なデータ構造、および、コミュニケーションメッセージを定義し使用してもよい。ソースコードは、（例えばインタープリタを介する）コンピュータ実行可能な形式であってもよいし、ソースコードは（例えば、トランスレータ、アセンブラ、またはコンパイラを介して）コンピュータ実行可能な形式に変換されてもよい。
【０１３２】
コンピュータプログラムは、任意の形式（例えばソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、または中間形式）で、半導体記憶装置（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュプログラマブルＲＡＭ）、磁気メモリデバイス（例えば、ディスケットまたは固定ディスク）、光メモリデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＰＣカード（例えば、ＰＣＭＣＩＡカード）、または他のメモリデバイス等の、有形の記憶媒体内に、永久的にまたは一時的に固定されてもよい。コンピュータプログラムは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ネットワーキング技術、およびインターネットワーキング技術等を含むが、これらに限定されない様々な通信技術のいずれを使用して、コンピュータに伝達可能な信号に、任意の形式で固定されてもよい。コンピュータプログラムは、印刷または電子ドキュメント（例えば、圧縮包装ソフトウェア（ｓｈｒｉｎｋ  ｗｒａｐｐｅｄ  ｓｏｆｔｗａｒｅ））を伴うリムーバブル記憶媒体として、任意の形式で配布されてもよいし、コンピュータシステム（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスク上）であらかじめロードされてもよいし、通信システム（例えば、インターネットまたはワールド・ワイド・ウェブ）上で、サーバまたは電子掲示板から配布されてもよい。
【０１３３】
本明細書に記載された機能の全て、または一部を実施するハードウェアロジック（プログラマブルロジックデバイスと共に使用されるプログラマブルロジックを含む）は、従来の手作業の方法を使用して設計されてもよいし、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）、ハードウェア記述言語（例えば、ＶＨＤＬまたはＡＨＤＬ）、またはＰＬＤプログラミング言語（例えば、ＰＡＬＡＳＭ、ＡＢＥＬ、またはＣＵＰＬ）等の様々なツールを使用して設計され、キャプチャされ、シミュレートされ、または、電子的に記録されてもよい。ハードウェアロジックも本発明の実施形態を実施するためのディスプレイスクリーンに内蔵されていてもよく、ディスプレイスクリーンは、セグメント化されたディスプレイスクリーン、アナログディスプレイスクリーン、デジタルディスプレイスクリーン、ＣＲＴ、ＬＥＤスクリーン、プラズマスクリーン、液晶ダイオードスクリーン等であってもよい。
【０１３４】
プログラマブルロジックは、半導体記憶装置（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュプログラマブルＲＡＭ）、磁気メモリデバイス（例えば、ディスケットまたは固定ディスク）、光メモリデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ）、または、その他のメモリデバイス等の、有形の記憶媒体に、永久または一時的に固定されてもよい。プログラマブルロジックは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ネットワーキング技術、およびインターネットワーキング技術等を含むが、これらに限定されない様々な通信技術のいずれを使用して、コンピュータに伝達可能な信号に固定されてもよい。プログラマブルロジックは、印刷または電子ドキュメント（例えば、圧縮包装ソフトウェア）を伴うリムーバブル記憶媒体として配布されてもよいし、コンピュータシステム（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスク上）であらかじめロードされていてもよいし、通信システム（例えば、インターネットまたはワールド・ワイド・ウェブ）上に、サーバまたは電子掲示板から配布されてもよい。
【０１３５】
本明細書で使用される場合の「備える／備えている」および「含む／含んでいる」は、述べられた特徴、整数（ｉｎｔｅｇｅｒ）、工程、またはコンポーネントの存在を明示するものと解釈され、１つ以上の他の特徴、整数、工程、コンポーネント、または、それらのグループの存在や追加を除外するものではない。従って、文脈が明細書と特許請求の範囲全体に亘って明白に要求しなければ、用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」等は、排他的なものあるいは排他的な意味に対立するものとしての、包括的な意味、即ち「これらに限定されずに含む」の意味で、解釈されるべきである。
【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４ａ】
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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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【図９】
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【図９ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ）】
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【図１２ｂ）】
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【図１２ｃ）】
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【図１２ｄ）】
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【図１３ａ）】
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【図１３ｂ）】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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