(57)【要約】【課題】簡易かつ正確な医療診断を可能とする測定システム及び測定方法を提供すること【解決手段】  本技術に係る測定システムは、測定部と、制御部と、検出部と、情報処理部とを具備する。測定部は、検体が保持された測定チップを測定する。制御部は、測定部をファームウェアに基づいて制御する。検出部は、測定チップから、測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出する。情報処理部は、検出部から取得したチップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、チップ識別情報に対応するファームウェアを制御部に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体が保持された測定チップを測定する測定部と、
前記測定部をファームウェアに基づいて制御する制御部と、
前記測定チップから、前記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出する検出部と、
前記検出部から取得した前記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、前記チップ識別情報に対応するファームウェアを前記制御部に供給する情報処理部と
を具備する測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記測定部のハードウェア構成を示すバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、
前記制御部は、前記記憶部から前記バージョン情報を取得し、前記バージョン情報と前記ファームウェアとを比較する
測定システム。
【請求項３】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記制御部は、前記測定部から前記チップ識別情報を取得し、前記チップ識別情報と前記ファームウェアとを比較する
測定システム。
【請求項４】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記測定部のバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、
前記情報処理部は、前記記憶部から前記バージョン情報を取得し、前記バージョン情報とファームウェアバージョン対応リストとを比較する
測定システム。
【請求項５】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記制御部は、ＦＰＧＡである
測定システム。
【請求項６】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記測定チップは遺伝子チップであり、
前記測定部は、前記遺伝子チップの蛍光又は燐光を検出する
測定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の測定システムであって、
前記測定部は、前記遺伝子チップに励起光を照射する励起光源を有し、
前記制御部は、前記ファームウェアに基づいて前記励起光源を制御する
測定システム。
【請求項８】
請求項６に記載の測定システムであって、
前記測定部は、前記遺伝子チップの蛍光又は燐光を撮像するイメージセンサを有し、
前記制御部は、前記ファームウェアに基づいて前記イメージセンサの出力を処理する
測定システム。
【請求項９】
測定部が、検体が保持された測定チップを測定し、
制御部が、前記測定部をファームウェアに基づいて制御し、
検出部が、前記測定チップから、前記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出し、
情報処理部が、前記検出部から取得した前記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、前記チップ識別情報に対応するファームウェアを前記制御部に供給する
測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、多種類の測定チップに対して測定を実施する測定システム及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子検査等の医療診断に用いられる測定システムは、検査技師等の専門家が使用することを前提として、様々な測定条件の設定が可能なように構成されているものが一般的である。例えば、遺伝子検査を例にとれば、多様な病原体等に応じてそれぞれに対応する測定条件が設定される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の検出ハードウェアを備える分析装置が開示されている。当該分析装置においては、複数の検出ハードウェアを用いることより、幅広い分析レンジを実現することが可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、遺伝子検査等の医療診断においては、分析対象に応じて最適な測定条件を設定するためには専門的な病理学的知識が必要であると共に、医療診断の基礎となる分析結果の重要性にも鑑み、正確でありながら簡易な測定システムの実現は困難であった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、簡易かつ正確な医療診断を可能とする測定システム及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る測定システムは、測定部と、制御部と、検出部と、情報処理部とを具備する。
上記測定部は、検体が保持された測定チップを測定する。
上記制御部は、上記測定部をファームウェアに基づいて制御する。
上記検出部は、上記測定チップから、上記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出する。
上記情報処理部は、上記検出部から取得した上記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、上記チップ識別情報に対応するファームウェアを上記制御部に供給する。
【０００８】
この構成によれば、情報処理部が、測定チップに対応するファームウェアを制御部に供給し、制御部が当該ファームウェアに基づいて測定部を測定するため、測定チップの種類に応じた測定条件で測定を実施することが可能となる。
【０００９】
上記測定システムは、上記測定部のハードウェア構成を示すバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、上記制御部は、上記記憶部から上記バージョン情報を取得し、上記バージョン情報と上記ファームウェアとを比較してもよい。
【００１０】
この構成によれば、制御部において、情報処理部から供給されたファームウェアが、測定部のハードウェア構成に対応しているかどうかを確認することが可能であり、ファームウェアが非対応のハードウェアに対して用いられることを防止することが可能となる。
【００１１】
上記制御部は、上記測定部から上記チップ識別情報を取得し、上記チップ識別情報と上記ファームウェアとを比較してもよい。
【００１２】
上記のように、情報処理部はチップ識別情報に対応したファームウェアを制御部に供給するが、制御部においてもチップ識別情報とファームウェアの対応を確認することにより、二重の確認となり、より確実な測定が可能となる。
【００１３】
上記測定システムは、上記測定部のバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、上記情報処理部は、上記記憶部から上記バージョン情報を取得し、上記バージョン情報とファームウェアバージョン対応リストとを比較してもよい。
【００１４】
情報処理部が、測定チップの種類に応じたファームウェアを選択した場合であっても、当該ファームウェアが、測定部のハードウェア構成に対応していない場合もある。上記構成によれば、情報処理部においてファームウェアとハードウェア構成の対応も確認するため、測定部のハードウェアに非対応のファームウェアの利用を防止することが可能となる。
【００１５】
上記制御部は、ＦＰＧＡであってもよい。
【００１６】
ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）は、実装後においてもファームウェアの書き込みが可能な集積回路であるため、測定チップの種類に応じたファームウェアの利用が可能となる。
【００１７】
上記測定チップは遺伝子チップであり、上記測定部は、上記遺伝子チップの蛍光又は燐光を検出してもよい。
【００１８】
遺伝子チップは、検出対象の遺伝子に応じて多くの種類があり、その種類によって測定条件が異なるものである。したがって本技術を適用することにより、遺伝子チップの種類に応じた測定条件での測定が可能となる。
【００１９】
上記測定部は、上記遺伝子チップに励起光を照射する励起光源を有し、上記制御部は、上記ファームウェアに基づいて上記励起光源を制御してもよい。
【００２０】
制御部が、ファームウェアに基づいて励起光源を制御することにより、励起光の光量、照射時間、波長等の測定条件を遺伝子チップの種類に応じて変更することが可能となる。
【００２１】
上記測定部は、上記遺伝子チップの蛍光又は燐光を撮像するイメージセンサを有し、上記制御部は、上記ファームウェアに基づいて上記イメージセンサの出力を処理してもよい。
【００２２】
制御部が、ファームウェアに基づいてイメージセンサの出力を制御することにより、出力のキャリブレーション処理（取得済ノイズを差し引くかどうか）、デジタルフィルタをいれるかどうか、判定アルゴリズムを実行するかどうか等の測定条件を遺伝子チップの種類に応じて変更することが可能となる。
【００２３】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る測定方法は、測定部が、検体が保持された測定チップを測定する。
制御部が、上記測定部をファームウェアに基づいて制御する。
検出部が、上記測定チップから、上記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出する。
情報処理部が、上記検出部から取得した上記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、上記チップ識別情報に対応するファームウェアを上記制御部に供給する。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本技術によれば、簡易かつ正確な医療診断を可能とする測定システム及び測定方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本技術の実施形態に係る測定システムの構成を示す模式図である。
【図２】同測定システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本実施形態に係る測定システムについて説明する。
【００２７】
［測定システムの構成］
図１は、測定システムの構成を示す模式図である。同図に示すように、測定システム１は、測定部１１、制御部１２、検出部１３、情報処理部１４及び記憶部１５を有する。測定部１１、検出部１３、記憶部１５はそれぞれ制御部１２に接続され、制御部１２及び検出部１３は情報処理部１４に接続されている。測定部１１には、測定対象として測定チップＣがセットされている。
【００２８】
測定部１１、制御部１２、検出部１３及び記憶部１５は一つの筐体に収容された測定装置であるものとすることができ、以下、この測定装置を測定装置１０として示す。測定装置１０は、例えばＰＯＣ検査（Point of Care：即時臨床検査）の測定装置である。情報処理部１４はＰＣ(personal computer)等の情報処理装置であるものとすることができる。測定システム１による測定チップＣの測定手段は特に限定されないが、ここでは蛍光／燐光測定を例にとって説明する。即ち、測定チップＣは遺伝子チップであり、測定部１１は測定チップＣに励起光（図１にＥとして示す）を照射し、遺伝子チップにおいて生じた蛍光又は燐光（図１にＦとして示す）を検出するものである。
【００２９】
測定部１１は、制御部１２の制御を受けて測定チップＣを測定する。測定部１１は、蛍光／燐光測定を実施可能な構成を有し、具体的には励起光源１１１、ダイクロイックミラー１１２、イメージセンサ１１３を有するものとすることができる。
【００３０】
励起光源１１１は、レーザダイオードや紫外線ランプ等であり、測定チップＣに照射される励起光を生成する。また、励起光源１１１は複数の光源を有するものであってもよい。励起光源１１１は制御部１２による制御を受け、励起光の照射条件、例えば、励起光の光量、照射時間、波長等を指定されるものとすることができる。また、励起光源１１１が複数の光源を備える場合には、制御部１２によっていずれの光源を用いるかを指定されるものとすることも可能である。
【００３１】
ダイクロイックミラー１１２は、励起光源１１１と測定チップＣの間に配置され、励起光源１１１から放出された励起光を透過し、測定チップＣにおいて生じた蛍光又は燐光を反射してイメージセンサ１１３に導くものである。
【００３２】
イメージセンサ１１３はＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサであり、測定チップＣにおいて生じた蛍光又は燐光を検出可能なものである。イメージセンサ１１３は、その出力を制御部１２に出力する。また、イメージセンサ１１３は制御部１２による制御を受け、その検出条件、例えば、露光時間（電荷蓄積時間）等を指定されるものとすることも可能である。また、詳細は後述するが、イメージセンサ１１３は測定チップＣに記録されている「チップ識別情報」を読み取り可能なものとすることができる。
【００３３】
測定部１１は以上のような構成を有するものとすることができる。ここに示した測定部１１の構成は一例であり、他に図示しない光学系やステージ等が備えられているものとすることができる。
【００３４】
制御部１２は、情報処理部１４から供給され、制御部１２に書き込まれたファームウェア（組み込みソフトウェア）に基づいて測定部１１を制御する。制御部１２は、実装後においてもファームウェアの書き換えが可能な集積回路であり、典型的にはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）である。制御部１２は、測定部１１の各部、例えば上記の励起光源１１１やイメージセンサ１１３に対して制御信号を出力し、これらを制御する。また、制御部１２は、イメージセンサ１１３の出力に対してフィルタ処理等の処理を実行するものとすることも可能である。制御部１２の詳細な動作については後述する。
【００３５】
検出部１３は、測定チップＣに記録されている「チップ識別情報」を検出し、情報処理部１４に供給する。チップ識別情報は、バーコードやＩＣ（Integrated Circuit)タグ等といった任意の方法で測定チップＣに記録されているものとすることができ、検出部１３はその読み取りが可能なものとすることができる。
【００３６】
情報処理部１４は、メモリやプロセッサ等のハードウェアと、これらのハードウェア上で動作するプログラム、記憶されているファイル等の協働によって実現されるものとすることができる。情報処理部１４は、「チップ識別情報リスト」及び「ファームウェアバージョン対応リスト」を保持している。チップ識別情報リストは、各種チップ識別情報に対応するファームウェアのリストであり、制御部１２に供給すべきファームウェアの特定に利用される。ファームウェアバージョン対応リストは、各種ファームウェアに対応するハードウェア（測定部１１の各部）のリストであり、特定したファームウェアが実際のハードウェアに対応しているかどうかの確認に利用される。
【００３７】
情報処理部１４は、上記リストを用いて特定、確認したファームウェアを制御部１２に書き込むことが可能に構成されている。ファームウェアは、予めストレージに保存された種々のファームウェアから選択され、又はネットワークからダウンロードされることによって準備されるものとすることができる。
【００３８】
記憶部１５は、測定部１１のハードウェア構成を示す「バージョン情報」を記憶する。バージョン情報は、測定装置１０の製造時に記憶部１５に書き込まれるものとすることができ、測定装置１０の型番、あるいは搭載されているハードウェア（励起光源１１１、イメージセンサ１１３等）を特定する情報とすることができる。記憶部１５は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）であるものとすることができる。
【００３９】
測定チップＣは、検体が保持されたチップであり、遺伝子検出用チップ（以下、遺伝子チップ）であるものとすることができる。遺伝子チップは、複数のセルが設けられており、各セルにはそれぞれ異なる遺伝子（プローブ遺伝子）が固着されている。遺伝子チップに試料を滴下すると、試料に含まれた遺伝子がプローブ遺伝子に相補的に結合する。この結合体に作用する蛍光標識を導入すると、蛍光標識が結合体に導入され、蛍光又は燐光による検出が可能となる。
【００４０】
このため、測定チップＣの種類（プローブ遺伝子の種類等）によっては励起光波長や露光時間等の測定条件が異なる。本実施形態においては、後述するように測定チップＣの種類に応じて最適な測定条件が設定されるため、簡易な測定が可能となる。なお、測定チップＣは遺伝子チップに限られず、チップの種類によって測定条件が変更され得るあらゆる測定システムに本実施形態を適用することが可能である。
【００４１】
また上述のように、測定チップＣには、チップの種類を特定するための「チップ識別情報」がバーコードやＩＣタグ等の手段によって記録されている。チップ識別情報は、予め測定チップＣに記録されていてもよく、測定チップＣの準備者（プローブ遺伝子を固着させた者等）が記録してもよい。
【００４２】
測定システム１は以上のような構成を有する。なお、上記構成は一例であり、異なる構成とすることも可能である。例えば、情報処理部１４は測定装置１０に搭載されていてもよく、あるいはネットワーク上に実装されていてもよい。
【００４３】
［測定システムの動作］
測定システム１の動作について説明する。図２は、測定システム１の動作を示すフローチャートである。測定システム１には、上記チップ識別情報が記録された測定チップＣがセットされているものとする。
【００４４】
測定が開始されると、検出部１３によって測定チップＣが検出され、「チップ識別情報」が取得される（Ｓｔ１）。チップ識別情報は上述のように、バーコードやＩＣタグの読み取りによってなされる。検出部１３は、チップ識別情報を情報処理部１４に供給する。
【００４５】
情報処理部１４は、チップ識別情報とチップ識別情報リストとを比較し、チップ識別情報に対応するファームウェアを特定する（Ｓｔ２）。チップ識別情報がチップ識別情報リストに掲載されていない場合にはファイルエラーとする。
【００４６】
ファームウェアは上述のように、制御部１２が測定部１１の各部、励起光源１１１やイメージセンサ１１３を制御する際に利用する組み込みソフトウェアであり、次のような制御情報を含む。即ち、励起光源１１１については、励起光の光量、照射時間、波長（励起光源が複数ある場合）等である。また、イメージセンサ１１３については、その出力のキャリブレーション処理（取得済ノイズを差し引くかどうか）、デジタルフィルタをいれるかどうか、判定アルゴリズムを実行するかどうか等である。これらの制御情報は、測定チップＣの種類毎に設定されており、本実施形態においてはチップ識別情報を用いてファームウェアが特定されることにより、測定チップＣの種類に応じた制御情報が選択される。
【００４７】
続いて情報処理部１４は、記憶部１５に記憶されている、測定部１１のハードウェア構成を示す「バージョン情報」を、制御部１２を経由して取得する。情報処理部１４は、ファームウェアバージョン対応リストを用いて、特定したファームウェアが測定部１１のハードウェア構成に対応しているかどうかを確認する（Ｓｔ３）。ファームウェアが対応していなければボードエラーとする。
【００４８】
このファームウェアのハードウェア対応の確認は、ファームウェアが非対応のハードウェアに利用されることを防止するためのものであり、省略できる場合もある。例えば、ハードウェアにバージョンが存在しない場合、あるいはファームウェアがいずれのバージョンのハードウェアにも利用できる場合等には省略することも可能である。
【００４９】
上記のようにして測定部１１のハードウェア構成に対応するファームウェアが特定されると、情報処理部１４はそのファームウェアを準備する。情報処理部１４は、例えばストレージに保存されている各種ファームウェアから抽出し、あるいはネットワークからダウンロードすることによって当該ファームウェアを準備することができる。情報処理部１４は、そのファームウェアを制御部１２に書き込む（Ｓｔ４）。
【００５０】
制御部１２は、記憶部１５からバージョン情報を取得し、書き込まれたファームウェア
が測定部１１のハードウェア構成に対応するかをさらに確認するものとすることができる（Ｓｔ５）。具体的には、制御部１２は、ファームウェアに含まれている対応可能なハードウェアバージョンのリストとバージョン情報とを比較することによって、これを確認するものとすることができる。ファームウェアが対応していなければボードエラーとする。この確認によって、上記情報処理部１４でのファームウェアの対応ハードウェアバージョンの確認（Ｓｔ３）と合わせて、二重にファームウェアとハードウェアバージョンの整合性を確認することが可能となっている。
【００５１】
続いて、制御部１２は測定部１１から測定チップＣのチップ識別情報を取得し、書き込まれたファームウェアが測定チップＣに対応するかをさらに確認するものとすることができる（Ｓｔ６）。具体的には、制御部１２は、ファームウェアに含まれている対応可能な測定チップの種類とチップ識別情報とを比較することによって、これを確認するものとすることができる。ファームウェアが対応していなければチップエラーとする。測定部１１を介したチップ識別情報の取得は、例えば、測定チップＣの特定の場所に埋め込まれた凹凸や蛍光物質による標識をイメージセンサ１１３によって撮像することによってすることができる。この確認によって、ファームウェアが測定チップＣに対応するかどうかの最終確認をすることが可能となっている。
【００５２】
以上のプロセスによって、制御部１２に、測定チップＣ及び測定部１１のハードウェア構成に対応するファームウェアが書き込まれる。制御部１２が当該ファームウェアに基づいて、測定部１１の各部（励起光源１１１やイメージセンサ１１３）を制御することにより、測定チップＣの種類に応じた測定条件（励起光量等）によって測定が実施される（Ｓｔ７）。
【００５３】
操作者側からみれば、測定装置１０に測定チップＣをセットするだけで、自動的に測定チップＣに適した測定条件が設定されるため、簡易な操作で測定を実行することが可能となる。また、ファームウェアが測定部１１のハードウェア構成及び測定チップＣに対応するかどうかも測定装置１０において確認され、非対応であればエラーとなるため、間違った測定条件での測定を防止することが可能である。
【００５４】
本技術は、上記各実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
【００５５】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
【００５６】
（１）
検体が保持された測定チップを測定する測定部と、
上記測定部をファームウェアに基づいて制御する制御部と、
上記測定チップから、上記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出する検出部と、
上記検出部から取得した上記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、上記チップ識別情報に対応するファームウェアを上記制御部に供給する情報処理部と
を具備する測定システム。
【００５７】
（２）
上記（１）に記載の測定システムであって、
上記測定部のハードウェア構成を示すバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、
上記制御部は、上記記憶部から上記バージョン情報を取得し、上記バージョン情報と上記ファームウェアとを比較する
測定システム。
【００５８】
（３）
上記（１）又は（２）に記載の測定システムであって、
上記制御部は、上記測定部から上記チップ識別情報を取得し、上記チップ識別情報と上記ファームウェアとを比較する
測定システム。
【００５９】
（４）
上記（１）から（３）のうちいずれか一つに記載の測定システムであって、
上記測定部のバージョン情報を保持する記憶部をさらに具備し、
上記情報処理部は、上記記憶部から上記バージョン情報を取得し、上記バージョン情報とファームウェアバージョン対応リストとを比較する
測定システム。
【００６０】
（５）
上記（１）から（４）のうちいずれか一つに記載の測定システムであって、
上記制御部は、ＦＰＧＡである
測定システム。
【００６１】
（６）
上記（１）から（５）のうちいずれか一つに記載の測定システムであって、
上記測定チップは遺伝子チップであり、
上記測定部は、上記遺伝子チップの蛍光又は燐光を検出する
測定システム。
【００６２】
（７）
上記（１）から（６）のうちいずれか一つに記載の測定システムであって、
上記測定部は、上記遺伝子チップに励起光を照射する励起光源を有し、
上記制御部は、上記ファームウェアに基づいて上記励起光源を制御する
測定システム。
【００６３】
（８）
上記（１）から（７）のうちいずれか一つに記載の測定システムであって、
上記測定部は、上記遺伝子チップの蛍光又は燐光を撮像するイメージセンサを有し、
上記制御部は、上記ファームウェアに基づいて上記イメージセンサの出力を処理する
測定システム。
【００６４】
（９）
測定部が、検体が保持された測定チップを測定し、
制御部が、上記測定部をファームウェアに基づいて制御し、
検出部が、上記測定チップから、上記測定チップの種類を表すチップ識別情報を検出し、
情報処理部が、上記検出部から取得した上記チップ識別情報をチップ識別情報リストと比較し、上記チップ識別情報に対応するファームウェアを上記制御部に供給する
測定方法。
【符号の説明】
【００６５】
１…測定システム
１０…測定装置
１１…測定部
１２…制御部
１３…検出部
１４…情報処理部
１５…記憶部
１１１…励起光源
１１３…イメージセンサ
Ｃ…測定チップ
【図２】
2013152108.tif 000003
【図１】
2013152108.tif 000004