(57)【要約】【解決手段】カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するための駆動システムが与えられる。この駆動システムは、カートリッジ内に液体流を遠心駆動するために、カートリッジを回転する目的で構成された第１モータを備える。この駆動システムは、カートリッジ調整メンバに結合された第２モータを更に備える。２モータは、検出領域を画像取り込み装置と位置調整する目的で構成される。有利なことに、各モータは、各々に特化した目的に適合され得る。【選択図】図１ａ
2017534859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ハンドリングカートリッジを回転させ、前記カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するための駆動システムであって、
前記カートリッジの回転軸周りの回転を実現するために、前記カートリッジの機構を確実に係合するように構成されたカートリッジ固定メンバと、
前記カートリッジ固定メンバに結合されたモータであって、前記カートリッジが前記カートリッジ係合メンバに係合されたとき前記カートリッジの回転を駆動する第１モータと、
カートリッジ調整メンバであって、前記カートリッジが前記カートリッジ係合メンバに係合されたとき、前記カートリッジ調整メンバの動きが前記カートリッジの前記回転軸周りの回転を引き起こすような第１配置と、前記カートリッジが前記カートリッジ係合メンバに係合されたとき、前記カートリッジが前記カートリッジ調整メンバの動きと独立に前記回転軸周りを自由回転するような第２配置とに、設定可能なカートリッジ調整メンバと、
前記カートリッジ調整メンバに結合されたモータであって、前記カートリッジの前記検出領域を前記画像取り込み装置に対して位置調整するために前記カートリッジ調整メンバを駆動する第２モータと、を備えるシステム。
【請求項２】
前記第１モータと前記カートリッジ固定メンバは、前記第２モータと前記カートリッジ調整メンバより高速でカートリッジを回転させることができ、前記第２モータと前記カートリッジ調整メンバは、前記第１モータと前記カートリッジ固定メンバより高い精度で前記カートリッジを角度位置決めすることができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記カートリッジ調整メンバはホイールを備える、先行する請求項のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記ホイールの角度範囲の第１部分では前記ホイールの外周は略円状であり、前記ホイールの角度範囲の第２部分では前記ホイールの径方向の広がりは、前記第１部分における広がりより小さく、前記第１部分は前記第１配置における前記カートリッジと対面し、前記第２部分は前記第２配置における前記カートリッジと対面する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ホイールは、第１方向を向くときは前記第１配置にあり、第２方向を向くときは前記第２配置にある、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ホイールは、その外周の少なくとも一部に沿って、弾力性のある表面を有する、請求項３から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ホイールは、前記カートリッジとの係合のために構成される、請求項３から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記カートリッジ調整メンバは、前記ホイールの回転により、前記カートリッジの前記検出領域を位置調整するように構成される、請求項３から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記カートリッジ調整メンバは、前記ホイールの回転により前記第１配置と前記第２配置との間を遷移するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムは、前記ホイールにホーム特性と、前記ホーム特性を検知することにより前記ホイールがホーム方向を向く状態を検知するセンサと、を更に備える請求項３から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記カートリッジは略平面状の表面を有し、前記カートリッジが前記カートリッジ固定メンバにより固定されたとき、前記カートリッジ調整メンバは前記第１配置において、前記カートリッジの前記検出領域の前記画像取り込み装置に対する位置調整を行うために、前記略平面状の表面に接触している、先行する請求項のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記カートリッジは略円盤状であり、前記カートリッジが前記カートリッジ固定メンバにより固定されたとき、前記カートリッジ調整メンバは前記第１配置において前記円盤の表面に接触している、先行する請求項のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムはプロセッサを備え、前記プロセッサは、
限界周波数を超えない１以上の回転周波数で前記カートリッジを回転させることにより、前記カートリッジの前記検出領域を前記画像取り込み装置に対して位置調整するために前記第２モータを制御し、
前記検出領域と前記画像取り込み装置との位置調整が完了している状態のとき、前記画像取り込み装置から１以上の画像を受信し、
前記検出領域と前記画像取り込み装置との位置調整が完了している状態のときに前記画像取り込み装置から１以上の画像を受信した後、前記第２モータを制御して、前記第１モータによる回転のために前記カートリッジを開放する目的で、前記カートリッジ調整メンバを前記第１配置から前記第２配置に遷移させ、
前記第１モータによる回転のために前記カートリッジを開放した後、前記カートリッジ内に液体流を遠心駆動するために、前記第１モータを制御して、前記限界周波数を超える回転周波数で前記カートリッジを回転させるように構成される、先行する請求項のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記液体ハンドリングカートリッジは、マイクロ流体デバイスである、先行する請求項のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
液体ハンドリングカートリッジ上の検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するための方法であって、前記カートリッジは前記カートリッジの回転軸を定義する第１メンバに固定され、前記方法は、
前記カートリッジと第２メンバとを係合するステップと、
前記カートリッジ内に液体流が遠心駆動されることを実質的に回避するために限界周波数を超えない１以上の回転周波数で前記カートリッジを回転させることにより、前記カートリッジ上の前記検出領域を前記画像取り込み装置に対して位置調整するために、第２メンバを駆動するステップと、
前記検出領域と前記画像取り込み装置との位置調整が完了している状態のとき、前記画像取り込み装置から１以上の画像を受信するステップと、
前記カートリッジから前記第２メンバを開放するステップと、
前記限界周波数を超える１以上の回転周波数で前記カートリッジを回転させ、前記カートリッジ内に液体流を遠心駆動させるために、前記第１メンバを駆動するステップと、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するシステム及び方法に関する。上記は液体サンプルを検出領域で画像化することを目的とするが、これに限らない。
【背景技術】
【０００２】
液体サンプル、より具体的には血液サンプルの分析は、様々な健康状態における診断の場で広く行われている。特にマイクロ流体液体ハンドリング上のサンプル、例えばカートリッジ上に供給されるサンプルを処理することは広く使われている技術である。このような処理は、回転によりカートリッジ内に液体流を遠心駆動することを含んでよい。
【０００３】
血液サンプルの処理は、サンプル及びそこに含まれる細胞を画像化することを含んでもよい。サンプルをこのように画像化することは、血液細胞数や血液細胞の異なる型の数を数える目的で利用することができる。一般に処理においては一滴の血液のみが使用され、カートリッジのマイクロ流体液体ハンドリング構造のサイズはマイクロメートルのオーダである。例えば、画像化中に血液が置かれる検出領域の幅は５００μｍであり得る。このような検出領域に置かれたサンプルの画像を取得するためには、当該検出領域が画像取り込み装置に対して位置調整される必要がある。一般に画像取り込み装置の視野は、幅が２００μｍと考えられる。検出領域と画像取り込み装置の視野とを位置調整するためには、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して角度位置決めするにあたって十分な精度が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように血液サンプルの処理は、カートリッジを回転することによりカートリッジ内に液体流を遠心駆動することも含むだろう。液体流を遠心駆動するためには、画像取り込み装置に対してカートリッジが位置決めされるときに通常使われる周波数より高い周波数で、カートリッジが回転される必要がある。このようなより高い周波数でカートリッジを回転させるために、モータ、典型的にはＤＶＤやＣＤドライブ内でディスクを回転させるために使われるモータ、例えばブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モータが使われてもよい。このタイプのモータを使用することの利点は、実験室内の実験でしばしば使われるより特化したモータに比較して、これらのモータが安価で広く入手できるという点である。しかしながらこのようなモータは、液体流の遠心駆動に必要な周波数での回転には適する一方、カートリッジの角度位置決めの点、すなわち幅カートリッジの５００マイクロメートルの検出領域を、画像取り込み装置の幅２００マイクロメートルの視野に対して位置調整するという点に関しては、その精度は十分ではない。典型的にＤＶＤやＣＤドライブ内でディスクを回転することに使われるこれらのモータ、例えばブラシレスＤＣモータは、前述の検出領域と画像取り込み装置とを位置調整するという目的に対しては、その精度が十分ではない。カートリッジ内の液体流の遠心駆動を目的として十分高い周波数でカートリッジを回転させることと、検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整することとを、両方とも実現することのできるモータは入手可能ではあるだろう。しかしそのようなモータは、ＤＶＤやＣＤドライブに使われるモータに比べ高価であると考えられる。
【０００５】
分析カートリッジのための駆動システムにあっては、高いデザイン自由度と柔軟性が与えられる方仕方で、及び／又は、コスト効果が高い仕方で、カートリッジを正確に位置決めすることができ、カートリッジを十分な速度で駆動することができることができることが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の諸態様は独立請求項に記載される。更に本発明の諸態様の選択的特徴は従属請求項に記載される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、液体ハンドリングカートリッジを回転させ、当該カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するための駆動システムが与えられる。この駆動システムは、カートリッジの回転軸周りの回転を実現するために、カートリッジの機構を確実に係合するように構成されたカートリッジ固定メンバを備える。この駆動システムは、カートリッジ固定メンバに結合されたモータであって、カートリッジがカートリッジ固定メンバに係合されたときカートリッジの回転を駆動する第１モータを更に備える。この駆動システムは、カートリッジ調整メンバを更に備える。カートリッジ調整メンバは第１配置を有する。この第１配置では、カートリッジがカートリッジ固定メンバに係合されたとき、当該カートリッジ調整メンバの動きがカートリッジの回転軸周りの回転を引き起こす。カートリッジ調整メンバはまた第２配置を有する。この第２配置では、カートリッジがカートリッジ固定メンバに係合されたとき、当該カートリッジは、カートリッジ調整メンバの動きと独立に回転軸周りを自由回転する。この駆動システムは、カートリッジ調整メンバに結合されたモータであって、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するためにカートリッジ調整メンバを駆動する第２モータを更に備える。いくつかの実施形態では、第１及び第２モータのいずれか一方又は両方はステッピングモータであってよい。いくつかの実施形態では、第１モータは、ＤＶＤやＣＤドライブに使われるモータ、例えばブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モータであってよい。
【０００８】
有利なことに、回転と位置調整という各々の目的に対して別個のモータを使うことにより、デザイン並びにモータ及び関連する部品の選択に対し、より高い柔軟性が与えられる。更に、単一のモータを使った場合と比較して、より高速かつより高精度の組み合わせが達成されるだろう。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第２モータとカートリッジ調整メンバのカートリッジ角度位置決めに関する最大精度は、第１モータとカートリッジ固定メンバのカートリッジ角度位置決めに関する最大精度より高い。有利なことに、２つの別個のモータを使うことにより、コスト効果が高い仕方で速度と精度とを組み合わせることができる。第１モータは、第２モータより高い周波数でカートリッジの回転を駆動することができる。第２モータは、カートリッジを画像取り込み装置に対して角度位置決めすることに関しては、第１モータより高い精度を持つ。しかし第２モータは、第１モータと対照的に、十分な高周波数でカートリッジの回転を駆動することはできないだろう。２つの別個のモータ、すなわち各々が２つの機能のいずれかを実現するように構成された２つのモータを使うことにより、上記の両機能を実現するように構成された単一のモータを使う場合に比べて、コストを低減することができるだろう。
【００１０】
いくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバはホイールを備える。より具体的な実施形態では、ホイールは以下のような形状であってよい。
・ホイールの角度範囲の第１部分では、ホイールの外周は略円状であり、かつ
・ホイールの角度範囲の第２部分では、ホイールの径方向の広がりは、第１部分における広がりより小さい。
【００１１】
有利なことに、ホイールの角度範囲の第２部分で径方向の広がりがより小さいということは、以下を意味する。すなわち、カートリッジとともに回転軸周りを回転する表面、例えばカートリッジ自身に第２部分が対面しているときは、ホイールは当該表面に接触しておらず、カートリッジはホイールの動きと独立に自由回転できる。この方向を向くときは、ホイールは前述の第２配置にある。逆に当該表面にホイールの角度範囲の第１部分が対面しているときは、ホイールはこの表面に接触している。この方向を向くときは、ホイールは前述の第１配置、すなわち、ホイールの回転がカートリッジの回転を引き起こす配置にある。このようにホイールは、第１方向を向くときは第１配置にあり、第２方向を向くときは第２配置にあり、更に回転により両配置の間を遷移することができる。
【００１２】
前述のホイールの特徴的な形状は以下の方法でも説明できる。すなわち、このホイールのホイール面内における断面形状は略円状であるが、この断面におけるある一部分における径方向の最外部の点については、これらの各点と円の中心との距離が円の半径より小さい。ホイールの角度範囲の第２部分で径方向の広がりがより小さい部分については、円状又は実質的に円状のホイールの外側部分を除去することにより得ることができる。特定の実施形態では、ホイールの角度範囲の第２部分におけるホイールの外周は、ホイールの半径と直交する直線であってよい。別の実施形態では、ホイールの角度範囲の第２部分におけるホイールの外周は曲線であってよい。
【００１３】
いくつかの実施形態ではホイールは、その外周の少なくとも一部に沿って、弾力性のある表面を有する。いくつかのより具体的な実施形態では、ホイールの外周の一部分であって、該部分に沿ってホイールが弾力性のある表面を有する部分は、ホイールの角度範囲の第１部分におけるホイールの外周を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバは、ホイールの回転により、カートリッジの検出領域を位置調整するよう構成される。検出領域と画像取り込み装置とを調整するために必要なカートリッジの回転量に応じて、ホイールは１回転以上回転するように駆動されてよい。前述のホイールの形状に起因して、ホイールが複数回回転した場合は、カートリッジは１回の滑らかな運動となるようには回転されないだろう。しかしながら、１回の滑らかな運動となるようなカートリッジの回転が必ずしも要求されるものではない。
【００１５】
有利なことに、ホイールのサイズ、より具体的にはホイールの直径は、ホイールの角度位置決めに関する精度と、第２モータにより駆動され得るカートリッジの回転速度とのバランスをコントロールするように選択され得る。例えば小さなホイールの完全１回転は、より大きなホイールの完全１回転に比べて、より小さな量でカートリッジを回転するだろう。従って小さなホイールを用いたときは、より大きなホイールを用いたときと比べて、第２モータの回転子の１回転によるカートリッジの回転量はより小さいものとなる。しかし同じモータでカートリッジを一定の角度回転させるためには、より小さなホイールを使ったときは、より大きなホイールを使ったときより長い時間を要するだろう。
【００１６】
前述のようにいくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバは、ホイールの回転により第１配置と第２配置との間を遷移するように構成される。ホイールの回転による第１配置と第２配置との間を遷移することは、カートリッジの回転を駆動するためには、ホイールはいかなる場合も回転するように構成されるという点で有利である。従って、カートリッジ調整メンバが第１配置と第２配置との間を遷移するためには、いかなる付加的な可動部品も不要である。
【００１７】
いくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバ、例えばホイールは、ホイールの直線運動により、あるいは例えばある点の周りの傾き、例えばホイールの回転軸を傾けることにより、第１配置と第２配置との間を遷移するように構成される。これは、ホイール単体を動かすこと、あるいはホイールと第２モータの両方を備える部品を動かすことを含んでよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、駆動システムはセンサを更に備える。いくつかの実施形態では、駆動システムはホイールにホーム特性を更に備える。このホーム特性は、ホイールが第２配置にあるときセンサによって検知される。いくつかの実施形態では、ホーム特性はホイール中の穴を備える。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ホイールではなくカートリッジ調整メンバが、材料、例えばゴムなどのフィンガーを備えてもよい。このフィンガーはカートリッジとの係合のために構成されるもので、第１配置においてカートリッジに接触している。第１配置において、カートリッジの回転軸周りのフィンガーの回転は、同じ軸周りのカートリッジの回転を駆動する。第１配置と第２配置との間の移動において、フィンガーは最早カートリッジに接触しなくなるように直線的に移動されてもよい。この動きは、フィンガーと第２モータの両方を備える部品を動かすこと、あるいはフィンガー単体を動かすことを含んでよい。
【００２０】
いくつかの実施形態ではカートリッジ調整メンバは、第１配置においてカートリッジに接触している。カートリッジ調整メンバがホイールを備える実施形態では、該ホイールがカートリッジに接触していてもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態ではホイールは、該ホイールのカートリッジとの摩擦係合を促進するように構成される。例えばホイールは、ゴムその他の適切な材料で構成されてよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、カートリッジは略平面状の表面を有してよい。この場合、カートリッジがカートリッジ固定メンバにより固定されたとき、調整メンバは第１配置において、カートリッジの検出領域の画像取り込み装置に対する位置調整を行うために、該略平面状の表面に接触している。代替的にいくつかの実施形態では、カートリッジがカートリッジ固定メンバにより固定されたとき、調整メンバは第１配置において、カートリッジの検出領域の画像取り込み装置に対する位置調整を行うために、カートリッジの前記略平面状の表面と略直交する表面に接触していてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、カートリッジは略円盤状である。この場合、カートリッジがカートリッジ固定メンバにより固定されたとき、カートリッジ調整メンバは第１配置において該円盤の表面に接触している。代替的に、カートリッジが略円盤状であるいくつかの実施形態では、カートリッジがカートリッジ固定メンバにより固定されたとき、カートリッジ調整メンバは第１配置において該円盤の縁に接触している。
【００２４】
カートリッジ自身に接触しているホイール、より一般的にはカートリッジ自身に接触しているカートリッジ調整メンバが有する利点は、カートリッジ調整メンバがカートリッジに接触している間、カートリッジ調整メンバはスペーサとして機能し、これが画像取り込み装置とカートリッジの検出領域との間の間隔を一定に保つという点である。
【００２５】
いくつかの実施形態ではカートリッジは円状又は略円状であってよいが、別の実施形態では別の形状を備えてもよい。例えばカートリッジは正方形又は長方形であってもよい。更にカートリッジは平面状でなくてもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態ではカートリッジは、マイクロ流体デバイス、例えば英国特許出願ＧＢ１４１７１７８．９号又は国際公開ＷＯ２０１３１３５７１３号に記載されているようなマイクロ流体デバイスを備えてよい。これらはいずれも、参照により本出願に組み込まれる。
【００２７】
前述の実施形態ではカートリッジ調整メンバは、第１配置においてカートリッジに接触している。代替的にいくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバは、第１配置においてカートリッジ固定メンバに接触していてもよい。例えばカートリッジ固定メンバがスピンドル、すなわち円盤状カートリッジの中心穴に係合するように構成されたスピンドルであるような実施形態では、カートリッジ調整メンバは、第１配置において該スピンドルに接触していてもよい。カートリッジ調整メンバは該スピンドルの回転を駆動してもよく、同様に該スピンドルの回転がカートリッジの回転を駆動する。
【００２８】
更にいくつかの実施形態では、カートリッジ調整メンバは第１モータの回転子に接触していてもよい。カートリッジ調整メンバは第１モータの回転子の回転を駆動してもよく、同様に該回転子の回転はカートリッジ係合メンバの回転を駆動し、同様に該カートリッジ係合メンバの回転はカートリッジの回転を駆動する。カートリッジ調整メンバが第１配置において、システムの一部分であってカートリッジ自身以外の一部分に接触しているように駆動システムを構成することにより、以下のような実施形態、すなわち、カートリッジがその全角度範囲に亘って平面状となっている部分を持たないような実施形態、あるいはその角度範囲の少なくとも一部でさえ平面状となっている部分を持たないような実施形態で有利となるであろう。第１配置においてカートリッジ調整メンバがカートリッジに接触しているような実施形態の場合、このカートリッジの全角度範囲に亘って平面状となっているカートリッジ部分については、カートリッジの回転軸周りの回転中、当該部分のカートリッジ表面がホイールの中心から一定の距離を保つことが要求されるだろう。
【００２９】
前述のようにいくつかの実施形態では、カートリッジ固定メンバはスピンドルを備えてよい。このような実施形態ではカートリッジは、該スピンドルに係合するように構成された中心穴を備えてよい。いくつかの実施形態ではカートリッジ固定メンバは、駆動システムの動作中にカートリッジが固定されるターンテーブルを備えてよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では駆動システムは、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するために第１及び第２モータをＮＣＳ制御し、画像を取り込むために画像取り込み装置を制御するように構成されたプロセッサを備えてよい。特にプロセッサは、限界周波数を超えない１以上の回転周波数でカートリッジを回転させることにより、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整するために第２モータを制御するように構成される。一旦位置調整が済んで検出領域が画像取り込み装置に対して位置調整されると、プロセッサは画像取り込み装置に画像を取り込ませる。画像の取り込みの後プロセッサは、第１モータによる回転のためにカートリッジを開放する目的で、カートリッジ調整メンバを第１配置から第２配置に遷移させる。その後プロセッサは、カートリッジ内に液体流を遠心駆動するために、第１モータを制御して、限界周波数を超える回転周波数でカートリッジを回転させる。
【００３１】
いくつかの実施形態ではプロセッサは、第２モータを制御して検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整させるのに先立って、第１モータを制御して、１以上の限界周波数を超えない回転周波数でカートリッジを回転することにより、第１モータの角度精度内で検出領域を画像取り込み装置に対して位置調整させるように構成される。これにより、第１モータの角度精度内での粗位置調整に続けて、第２モータによる精密位置調整が行われる。代替的に検出領域と画像取り込み装置は、カートリッジ調整メンバと第２モータとのみで位置調整されてもよいし、カートリッジ調整メンバと第２モータとで位置調整されるのに先立って手動で粗位置調整されてもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、駆動システムはマーカを備えてよく、カートリッジはこれに対応するマーカを備えてよい。駆動システムの動作中カートリッジがユーザによって該駆動システムに挿入されるとき、ユーザは、カートリッジの検出領域を画像取り込み装置に対して粗位置調整する目的で、駆動システム上のマーカをカートリッジ上のマーカに対して位置調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら、例を用いて実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
【図１ａ】第１配置における駆動システムを、カートリッジと画像取り込み装置とともに示す概略的な側立面図である。
【図１ｂ】第２配置における図１ａの駆動システムの概略的な側立面図である。
【図１ｃ】上面から見た、カートリッジと画像取り込み装置に関する駆動システムの部品の概略図である。
【図２】カートリッジを画像取り込み装置に対して角度位置決めするためのホイールの形状を示す図である。
【図３】駆動システムの動作方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１ａを参照すると、駆動システム２は円盤状のカートリッジ４を受けるように構成される。カートリッジ４自身は、液体サンプル、より具体的には血液サンプルを受けるように構成される。駆動システム２は、カートリッジ４の中心穴と係合するように構成されたスピンドル６を備える。スピンドル６には第１モータ８が結合する。この第１モータ８は、通常ＤＶＤやＣＤのドライブに使われるモータ、例えばＢＬＤＣモータである。カートリッジ４は検出領域１０を備える。駆動システム２の動作中、血液サンプルは検出領域１０で画像化される。画像取り込み装置１２は、検出領域１０、より具体的には血液サンプルを画像化できるように配置される。特定の例では、検出領域は幅が５００μｍであり、画像取り込み装置の視野は幅が２００μｍである。駆動システムは、ホイール１４と、ホイール１４に結合された第２モータ１６と、を更に備える。ホイール１４は、スピンドル６により定義される軸から半径調整された回転軸を持つように構成される。ホイール１４は穴１８を備える。センサ２０は、ホイール１４がホーム方向を向く状態を検知するように、ホイール１４に対して配置される。センサ２０は光バリアを備える。この光バリアは、ホイールがホーム方向を向いて、穴１８が該光バリアに整列するときを除いては、ホイール１４によって遮断される。駆動システム２は、プロセッサ２４に関連するメモリ２２を更に備える。プロセッサ２４は、処理のための画像データを受信するために画像取り込み装置１２に結合し、第１モータ８、第２モータ１６及びセンサ２０に結合する。プロセッサ２４は、第１モータ８、第２モータ１６、画像取り込み装置１２及びセンサ２０を制御するように構成される。
【００３６】
ホイール１４は、第１配置と第２配置とを有する。図１ａは、第１配置にあるときのホイール１４を示す。この第１配置では、ホイール１４は、ホイール１４の回転がカートリッジ４の回転を駆動するようにカートリッジ４の表面に接触している。
【００３７】
ホイール１４がカートリッジ４の表面に接触していることの利点は、カートリッジ４の検出領域６と画像取り込み装置１２との間隔が、ホイール回転軸に関するホイール１４の径方向の広がりの最大値より小さくならないことであろう。
【００３８】
これによる効果は、画像取り込み装置１２を検出領域１０内のサンプルにフォーカスすることに関して有効である。一般にマイクロ流体液体ハンドリング構造に収容された血液サンプルを画像化するには短い焦点距離を持つ画像取り込み装置１２が使われるが、このような場合前記の効果は特に顕著である。特定の例では、カメラとオートフォーカスレンズとを備える部材が使われてもよい。任意のデジタルカメラが使われてもよい。一例として、ＣＣＤグローバルシャッターデジタルカメラ、例えばＰｏｉｎｔ  Ｇｒｅｙ  Ｃｈａｍｅｌｅｏｎ（登録商標）カメラが使われてよい。
【００３９】
図１ｂを参照すると、第２配置にあるホイール１４は、カートリッジ４に接触していない。これは、ホイール１４がこの第２配置にあるときは、カートリッジ４内に液体流を遠心駆動するためにモータ８がカートリッジ４の回転を駆動している間、カートリッジ４がホイール１４の動きと独立に自由回転できることを意味する。いくつかの実施形態では、穴１８が、ホーム方向に相当するように配置される。これにより、センサ２０を使用して、カートリッジが自由回転するための肯定確認を得ることが可能となる。
【００４０】
図１ａ−ｃは、いくつかの実施形態でカートリッジ４の検出領域１０を画像取り込み装置１２に対する位置決めすることに関与する駆動システム２の部品を概略的に示す。説明の明確化のため、以下のようなＣＤやＤＶＤ等のドライブにおいて共通的に見られる特徴、すなわち、ドライブハウジング、駆動システム２の部品を保持するマウント、カートリッジ４を駆動システム２にロードするためのローディングメカニズム、例えばＤＶＤドライブにしばしば実装されているスライディングトレイ、及びカートリッジへの回転の命令方法の詳細については、説明を割愛する。図面では、明確化のためこれらの標準的な態様は割愛されている。
【００４１】
図２は、いくつかの実施形態に係るホイールの形状を示す。ホイール１４は、２つの円状表面を有する円柱状である。該円状表面の半径は、該円柱の高さより大きい。ホイール１４の外周に関しては、ホイール１４の外周は、ホイール１４の角度範囲の第１部分２６では略円状である。ホイール１４の角度範囲の第２部分２８では、ホイールの径方向の広がりは、第１部分２６における広がりより小さい。特に（あるいは実質的に）この形状は、２つの円状の表面を有する円柱状のホイールから始めて、該ホイールの外側部分を除去することにより得ることができる。このような外側部分の該ホイール面内における断面は、例えば円の小さい方の弓形（ｍｉｎｏｒ  ｓｅｇｍｅｎｔ）であってよい。いくつかの特定の実施形態では穴１８は、ホイールの角度範囲の第２部分２８の反対側であって、ホイール１４の中心穴とホイールの外周との中間に位置する。
【００４２】
図３は、駆動システム２の動作中、プロセッサ２４によって実行されるステップを示す。動作のフローは、カートリッジ内を毛細管効果により流動するサンプルを備えたカートリッジ４が、駆動システム２にロードされたところから開始する。最初はホイール１４は第２配置、すなわちホイール１４がカートリッジ４対して非係合の状態にある。いくつかの実施形態ではこの状態は、センサ２０からの信号によって示されるホーム方向を向く状態である。しかしながらこの非係合状態は、ホームポジションに対するオフセットによっても同様に定義することができる。
【００４３】
検出領域１０を画像取り込み装置１２の視野に対して位置調整する目的で、ステップ３０でプロセッサ２４は、第２モータ１６に、第２モータ１６がホイール１４の回転を駆動するための信号を送信する。いくつかの実施形態では、モータ１６はステッピングモータであり、該信号はホーム方向に関する１以上のステップの形を取る。プロセッサ２４はまた画像取り込み装置１２に、画像取り込み装置１２が画像の取り込みを開始するための信号を送信する。画像は、位置調整のためのフィードバックとして、プロセッサ２４に返信される。プロセッサ２４は、各画像に関する１以上の画像パラメータ値を決定し、この値をプロセッサ２４に関連するメモリ２２に保存する。
【００４４】
ステップ３２でプロセッサ２４は、位置調整状態を評価することにより、位置調整が完了しているかのチェックを行う。例えばプロセッサ２４は、画像パラメータ値の顕著な変化、あるいは位置調整完了を示す特定のパラメータ値に関して、画像パラメータ値をモニタする。関心領域で見出されることが期待されるものが何かに応じて、位置調整中、画像に関する別のパラメータがモニタされることもある。これらのパラメータは、光強度、色、コントラスト、特定のパターンなどであってよい。チェックの結果位置調整が未完了だった場合は、プロセッサ２４はステップ３０にループバックし、引き続きホイール１４を駆動して、検出領域１０の画像取り込み装置１２の視野に対する位置調整を行わせる。位置調整状態が、検出領域１０と画像取り込み装置１２の視野との位置調整が完了していることを示した場合は、ステップ３４でプロセッサ２４は、第２モータ１６にそれ以上駆動信号を送信することを停止する。すなわち、検出領域１０の画像取り込み装置１２の視野に対する位置調整は完了しているため、プロセッサ２４はホイール１４の回転を停止させる。これによりホイール１４とカートリッジとは回転を停止する。
【００４５】
サンプルが血液サンプルの場合例えば血球数測定を目的として、ステップ３６でプロセッサ２４は、画像取り込み装置からの受信画像をメモリ２２に保存することを開始する。いくつかの実施形態では、プロセッサ２４は、画像取り込み装置１２から受信した画像を保存するとともに分析する。
【００４６】
サンプルが検出領域１０に到達することを確実化する目的で、いくつかの実施形態ではステップ３６は、カートリッジがロードされてから所定の時間が経過することを保証するための待ちループを含む。あるいは画像処理によりサンプルの到達が確認されてもよい。
【００４７】
画像は所定の時間、例えば１分間あるいは数分間取り込まれ、メモリ２２に保存されてもよい。ステップ３８でプロセッサ２４は、この所定の時間が経過したか（あるいは停止条件を満足するか）のチェックを継続的に実行してもよい。停止条件を満足しない場合、処理はステップ３６にループバックする。停止条件を満足するとプロセッサ２４が判断した場合、ステップ４０でプロセッサ２４は、第２モータ１６に、第２モータ１６がホイール１４の回転を駆動し、ホイール１４がパーク方向、すなわちカートリッジが自由回転するための方向を向くまで回転するための信号を送信する。例えばいくつかの実施形態では、センサがホイール１４の穴１８を検知したときは、ホイール１４は第２配置、すなわちカートリッジ４に対して非係合の状態にあり、センサ２０はプロセッサ２４に信号を送信する。これを受けてプロセッサ２４は第２モータ１６への信号の送信を停止し、これによりホイール１４はそれ以上の回転駆動を停止する。
【００４８】
ホイール１４がカートリッジ４に対して非係合の状態になると、ステップ４２でプロセッサ２４は、第１モータ８に、第１モータ８がカートリッジ４の回転を駆動するための信号を送信する。この回転は位置調整のために使われた回転より高速の回転であり、典型的には別のタイプのサンプル処理のためにカートリッジ内に液体流を遠心駆動するために使われる。
【００４９】
更なる実施形態。  
前述の特定の実施形態では、駆動システムは円盤状のカートリッジを受けるように構成される。しかし駆動システムが他の形状のカートリッジを受けるように構成されてもよいことは理解できるであろう。更にカートリッジは平面状である必要もない。
【００５０】
同様に前述の特定の実施形態のホイールは、円状の表面を有する略円柱の形状をなす。円柱の表面と円柱の縁との交差が直交するのではなく、より緩やかに移行するように、ホイールが曲線状の縁を有してもよい。
【００５１】
前述の特定の実施形態では、プロセッサは、取り込んだ画像のパラメータ、例えば光強度をモニタし、位置調整状態を評価する。モニタされる画像パラメータは、同様に色やコントラストであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、特定のパターンを認識することにより、画像取り込み装置と検出領域との位置調整を検知してもよい。
【００５２】
前述の特定の実施形態では、プロセッサが画像取り込み装置に対し、プロセッサに関連するメモリ内への画像の保存を開始し、所定の時間経過後に画像の取り込みを停止するように命令する。同様に、所定の時間画像を取り込むのではなく、所定の数の画像が撮影されてもよい。同様に、所定の数の画像がプロセッサに関連するメモリに保存されてもよく、その後プロセッサが画像取り込み装置に、画像の取り込みを停止するための信号を送信してもよい。画像は終始取り込まれてもよく、サンプル分析に使われる画像のみの保存が行われてもよい。
【００５３】
前述の実施形態は例示のみを用いて説明される。当業者は、記載された特徴に関する種々の改良、変形、併合を想起する。従って上記の説明は本発明の実施形態を概説することのみを目的としており、添付の請求項で規定される本発明を限定するものではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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