JP2015132550A - 検体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレートの被検体の状態を検査するための検体検査装置であり、検査後であっても再度被検体の状態を確認可能とする。
【解決手段】検体検査装置１は、プレートセット部２と、光源３１〜３３と、撮像部４と、タッチパネル式表示部８と、記憶部９と、出力部１０とを備える。プレートセット部２は、被検体が収容される複数のウェルを持つプレート１２をセットする。光源３１〜３３は、プレートセット部２にセットされたプレート１２に光を照射する。撮像部４は、プレートセット部２にセットされたプレート１２を撮像する。タッチパネル式表示部８は、撮像部４で撮像して得られる画像データを表示すると共に、被検体の状態変化が発生していると判断される位置をタッチした際のタッチ位置を検出可能である。記憶部９は、表示部８でのタッチによる状態変化の検査データと、画像データと、プレート１２の識別データと、を関連付けて記憶する。出力部１０は、記憶部９に記憶されている検査データと画像データとを出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検体の状態変化を目視で検査するための検体検査装置に関する。

近年、細菌又はウイルスなどに基づく検体液の凝集をチェックする凝集像自動判定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、マトリックス状に配置された複数のくぼみ（ウェル）に検体液を収容したマイクロプレートに光を照射し、その透過光をＣＣＤカメラで撮影し、ＣＣＤカメラによって撮影された画像データから画像認識によって被検体の凝集を自動判定している。

また、より簡便な装置として、ユーザーが目視で凝集を確認可能な状態でタッチセンサ部にマイクロプレートをセットし、ユーザーに指摘されたウェル位置をタッチセンサ部により認識するタッチ式マイクロプレートリーダもある。

特開平１０−１７０５１９号公報

しかし、上記の凝集像自動判定装置では、複雑な画像認識回路又はソフトウェアが必要となり、装置構成が複雑になると共にコストが高くなる。さらに、画像の自動認識では、極めて複雑な画像認識回路又はソフトウェアを用いても、十分な検査精度が得られない場合がある。また、タッチセンサ式マイクロプレートリーダでは、ユーザーが検体液の凝集位置を誤って入力する可能性があり、検査の信頼性が低下する場合がある。

そして、従来の凝集検査においては、マイクロプレートが廃棄された後、再度、凝集状態を確認することが困難であった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、画像の自動認識を要することなく被検体の状態変化を検査することができ、ユーザーによる検査結果の誤入力を防止することができ、さらに被検体の検査後であっても再度被検体の状態を確認可能とし、コストの低減及び検査の信頼性向上を実現する検体検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、プレートセット部と、光源と、撮影部と、タッチパネル式表示部と、記憶部と、出力部とを備える。プレートセット部は、被検体が収容される複数のウェルを持つプレートをセットする。光源は、プレートセット部にセットされたプレートに光を照射する。撮影部は、プレートセット部にセットされたプレートを撮影する。タッチパネル式表示部は、撮影部で撮影して得られる画像データを表示すると共に、被検体の状態変化が発生していると判断される位置をタッチした際のタッチ位置を検出可能である。記憶部は、表示部でのタッチによる状態変化の検査結果と、画像データと、プレートの識別データと、を関連付けて記憶する。出力部は、記憶部に記憶されている検査結果と画像データとを出力する。

本発明によれば、タッチパネル式表示部に表示された画像に基づく目視による検査のため、画像の自動認識のための複雑な画像認識回路などは必要とせず、ローコストに実現することができる。また、タッチパネル式表示部を用いることにより、状態変化が生じた被検体を示唆する検査結果をユーザーが表示部に直接入力できるため、ユーザーによる誤入力を防止することができ、検査の信頼性向上を実現することができる。さらに、被検体の検査後であっても再度被検体の状態を確認することができる。

本発明の第１の実施形態に係わる検体検査装置の外観構成を例示する斜視図。 第１の実施形態に係わる検体検査装置の構成を例示するブロック図。 第１の実施形態に係わる検体検査装置の光学的構成を例示する斜視図。 第１の実施形態に係わるマイクロプレートと撮影部との配置関係を例示する図。 第１の実施形態に係わるマイクロプレートを例示する上面図。 第１の実施形態に係わる凝集検査の動作を例示するフローチャート。 第１の実施形態に係わるマイクロプレートの画像を例示する図。 出力部から送信される送信データの一例を示す模式図。 スタッカーを備えた検体検査装置を例示する概略図。 取り替え可能なプレートセット部の第１の例を示す概略図。 取り替え可能なプレートセット部の第２の例を示す概略図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係わる検体検査装置の外観構成を例示する斜視図である。

図２は、本実施形態に係わる検体検査装置の構成を例示するブロック図である。

検体検査装置１は、プレートセット部２、光源３１〜３３、撮影部４、スライダー５、バーコードリーダー６、処理部７、表示部８、記憶部９、出力部１０、筐体１１、を備える。本実施形態において、検体検査装置１は凝集を検査する場合について説明するが、検体検査装置１は例えば発育などのような他の被検体を検査するとしてもよい。

プレートセット部２は、検査対象のマイクロプレート１２をセットする。プレートセット部２は、例えば、マイクロプレート１２をセットするためのプレート引き出しラックを含む。

光源３１〜３３は、例えば、図３に示される斜視図のように設置される。

光源３１は、セットされたマイクロプレート１２へ向けて下面側から光を照射する。

光源３２は、セットされたマイクロプレート１２へ向けて左側面の上方側から光を照射する。

光源３３は、セットされたマイクロプレート１２へ向けて右側面の上方側から光を照射する。

光源３１〜３３は、輝度の一様性を保つために例えばフラットタイプの白色のエレクトロルミネッセンスとしてもよく、例えば発光ダイオードとしてもよい。

撮影部４は、複数の検体液を収容したマイクロプレート１２の上面画像を撮影し、マイクロプレートの上面の画像信号を処理部７に送る。撮影部４としては、例えば、ＣＣＤカメラなどが用いられる。より具体的に説明すると、撮影部４は、光源３１から照射されマイクロプレート１２を透過した光、光源３２から照射されマイクロプレート１２で反射された光、光源３３から照射されマイクロプレート１２で反射された光、のうちの少なくとも１つを受光し、画像データを生成する。

撮影部４は、スライダー５に搭載される。

バーコードリーダー６は、マイクロプレート１２に付されたバーコードを読み取り、読み取り信号を処理部７に送る。なお、バーコードリーダー６に代えて、他の識別コード用リーダーが用いられてもよい。また、バーコードリーダー６に代えて、例えばマウスなどのようなポインティングデバイス、テンキー、キーボードなど各種の入力部が用いられてもよい。

なお、バーコードリーダー６は省略され、処理部７が、画像データに含まれているマイクロプレート識別データを画像解析により検出してもよい。

処理部７は、撮影部４からの画像信号に基づいて画像データを生成し、バーコードリーダー６からの読み取り信号に基づいてマイクロプレート識別データを生成する。

また、処理部７は、画像データを表示部８に送り、表示部８でのタッチによる被検体の状態変化の指定信号を受ける。具体的には、指定信号は、例えば、どの位置のウェルに凝集が発生したかを表すとする。処理部７は、指定信号に基づいて、凝集の発生したウェルの位置を示す検査データを生成する。

処理部７は、タッチパネル機能を持つ表示部８からの被験者識別信号に基づいて、被験者識別データを生成する。なお、処理部７は、表示部８に代えて、上記のような入力部から、被験者識別信号を受けてもよい。

そして、処理部７は、画像データと、マイクロプレート識別データと、検査データと、被験者識別データとを関連付けて記憶部９に記憶する。

処理部７は、スライダー５を制御し、撮影部４の位置を前後に移動することにより、マイクロプレート１２の画像を拡大又は縮小する。

処理部７は、光源３１〜３３の発光を制御し、精度よく撮影可能な検体種類の範囲を広げる。例えば、処理部７は、サンプル透明度又はその他の条件に基づいて、発光させる光源３１〜３３を選択し、適切な照明を提供する。より具体的には、処理部７は、例えば、ユーザーの指示にしたがって、透明サンプルを検査する場合に下の光源３１のみを発光させ、不透明サンプルを検査する場合に左右の光源３２，３３のみを発光させ、半透明サンプルを検査する場合に全ての光源３１〜３３を発光させる。

表示部８は、タッチパネル機能を備えている。表示部８は、画像データを表示すると共にタッチ入力を受け、被検体の状態変化の指定信号を生成する。また、表示部８は、タッチ入力による被験者識別信号を受ける。表示部８は、被験者識別信号と指定信号とを処理部７に送る。表示部８は、例えば、液晶モニタとペンタブレットを統合したいわゆる液晶タブレットとしてもよい。表示部８の表示内容に対する凝集位置の指定及び被験者の指定は、タッチパネルに代えて、上記のような各種の入力部によって行われてもよい。

記憶部９は、不揮発性メモリであり、上述のように、マイクロプレート１２の画像データ、マイクロプレート識別データ、検査データ、被験者識別データを関連付けて記憶する。

出力部１０は、サーバー（上位ホスト）１３からの指示にしたがって、マイクロプレート１２の画像データ、マイクロプレート識別データ、検査データ、被験者識別データをサーバー１３に出力する。例えば、出力部１０は、サーバー１３から検査データ読み出し指示と読み出す対象のマイクロプレート識別データとを受けた場合に、マイクロプレート識別データに対応する検査データを記憶部９から読み出し、検査データをサーバー１３へ送る。例えば、出力部１０は、サーバー１３から画像データ読み出し指示と読み出す対象のマイクロプレート識別データとを受けた場合に、マイクロプレート識別データに対応する画像データを記憶部９から読み出し、画像データをサーバー１３へ送る。

プレートセット部２、光源３１〜３３、撮影部４、スライダー５、バーコードリーダー６、処理部７、記憶部９、出力部１０を含む検体検査装置本体は筐体１１内に収容される。図１では、表示部８は、筐体１１の一側面に取り付けられているが、例えば、筐体１１に直接取り付けるのではなく、フレキシブルアームに取り付け、ユーザーが使用しやすい位置に調整可能としてもよい。

図４は、本実施形態に係わるマイクロプレート１２と撮影部４との配置関係を例示する図である。

光源３１は、プレートセット部２にセットされたマイクロプレート１２に対して、下方から光を照射する。光源３２，３３は、マイクロプレート１２に対して側面上方から斜め方向に光を照射する。光源３１〜３３は、輝度の一様性を保つために、例えばフラットタイプの白色エレクトロルミネッセンスである。また、撮影部４とマイクロプレート１２との間には、ミラー１４１〜１４３が設置されている。

マイクロプレート１２の上面画像は、ミラー１４１〜１４３で反射され、撮影部４に入射される。これにより、撮影部４とマイクロプレート１２との光学距離を確保しながら検体検査装置１を小型化することができる。上記の光学距離を長くすることにより、マイクロプレート１２のウェルの底まで十分に撮影することができる。上記の光学距離が短くても十分高い精度で撮影が可能な場合は、反射ミラー１４１〜１４３の何れか又は全部を省略することも可能である。

図５は、本実施形態に係わるマイクロプレート１２を例示する上面図である。

マイクロプレート１２は、検体液を収容するための複数のウェル１５を有している。具体的には、マイクロプレート１２は、行方向に１〜１２個のウェル１５を持ち、列方向にＡ〜Ｈのウェル１５を持ち、複数のウェル１５がマトリクス状に配置されている。ここで、１行目のＡ〜Ｈが、一人の被験者に用いられる。Ａ〜Ｈは、同一被験者に対する検体液の異なる条件や異なる試薬に対応する。同様に、２行目のＡ〜Ｈが、他の被験者の検査に用いられる。３〜１２行目も同様である。また、本実施形態においては、マイクロプレート１２の上面に、プレート番号などの識別のためのバーコード１６が貼り付けられている。

検体検査装置１は、マイクロプレート１２の被験者に対応するそれぞれの行において、Ａ〜Ｈのどのウェル１５に凝集が発生するかをチェックするための装置である。

次に、検体検査装置１を用いた凝集検査の動作について説明する。

図６は、本実施形態に係わる凝集検査の動作を例示するフローチャートである。

ステップＳ１において、プレートセット部２は、ユーザーの操作にしたがって、筐体１１からプレート引き出しラックを引き出し、検体液が収容されたマイクロプレート１２をプレート引き出しラック上に載置し、プレート引き出しラックを筐体１１内の元の位置に戻す。

ステップＳ２において、バーコードリーダー６は、マイクロプレート１２のバーコード１６を読み取り、撮影部４は、マイクロプレート１２の画像を撮影する。撮影部４による撮影に際しては、光源３１の点灯によりマイクロプレート１２の透過光を検出してもよく、光源３２，３３の点灯によりマイクロプレート１２の反射光を検出してもよい。光源３１と光源３２，３３との点灯を選択することにより、検体液の検査に適した点灯を実現する。撮影部４は、光源３１からのマイクロプレート１２の透過光と、光源３２，３３からのマイクロプレート１２の反射光とのうちの一方又は両方を検出する。

また、撮影部４は、基本的にはマイクロプレート１２の全体を１画面で撮影するが、より高い精度を要求される場合などでは、マイクロプレート１２の全体を複数に分割（例えば６分割）して撮影することも可能である。この場合、検体検査装置１は、撮影部４とプレートセット部２とのうちの少なくとも一方を移動する機構を備えるとすればよい。本実施形態では、マイクロプレート１２の上面にバーコード１６が貼り付けられているため、必ずしもバーコードリーダー６は必要なく、処理部７が画像データに基づいて画像認識によりマイクロプレート識別データを検出することも可能である。

ステップＳ３において、処理部７は、撮影部４からの画像信号に基づいて、画像データを生成する。

ステップＳ４において、処理部７は、画像データを表示部８へ送る。表示部８は、画像データに基づいて、例えば図７に例示されるようなマイクロプレート１２の画像を表示する。

マイクロプレート１２の各ウェル１５において、ウイルスの存在等により凝集が生じると、検体液の透過率、反射率、吸収率などが大きく変わるため、ユーザーは光照射による撮影画像から凝集を認識することができる。また、凝集によって色が変わる場合もあり、凝集による色の変化もユーザーが容易に認識することができる。

ユーザーは、表示部８に表示されたマイクロプレート１２の画像を観察し、凝集が発生していると判断される検体液に対応するウェル位置を指定する。本実施形態では、ユーザーは、凝集を確認した検体液に対して表示部８の画像をタッチする。ここで、タッチしたウェル位置をブレークポイントとして認識し、更に表示画像上で該ポイントに対応するウェル上に円形マーカを表示することにより、検査状況を確認できるようにしてもよい。また、薬剤濃度範囲外の表示に関しては、円形マーカの色により識別できるようにしてもよい。

ここで、画面タッチする代わりに、マウスでウェル位置を選択することも可能である。

ステップＳ５において、表示部８は、ユーザーによるタッチ位置を検出し、タッチ位置を示す指定信号を処理部７に送る。処理部７は、指定信号に基づいて、例えば１行目のＢ列目に凝集がある、２行目のＣ列目に凝集があるなどの検査データを生成し、検査データを処理部７に送る。

なお、表示部８によるタッチ位置の検出は、電界方式でもよく、発光体と光センサとに基づいて光学的に検出してもよい。また、表示部８においては、マイクロプレート１２の画像のウェル１５以外の位置を黒色などで覆ってもよい。これにより、マイクロプレート１２のウェル１５における凝集状態を観察しやすくなる。

必要に応じて、例えば表示部８のタッチパネル機能、又は、図示しないキーボードなどの入力部は、マイクロプレート１２の行方向の番号１〜１２に対応する被験者番号などを入力する。表示部８又は入力部は、被験者識別信号を処理部７に送る。処理部７は、被験者識別信号に基づいて被験者識別データを生成する。

ステップＳ６において、処理部７は、検査データと、画像データと、マイクロプレート識別データと、被験者識別データとを関連付けて記憶部９に記憶する。

ステップＳ７において、出力部１０は、サーバー１３からの指示にしたがって、画像データと、マイクロプレート識別データと、検査データと、被験者識別データとのうち、指示されたデータをサーバー１３に出力する。例えば、検査が終了したら、ユーザーは例えばキーボードの「送信」アイコンを押す。すると、出力部１０は、検査データと被験者識別データと画像データとを関連付けて、サーバー１３に送信する。サーバー１３では、マイクロプレート１２の検査において、目視判定された情報の収集と集計を自動化することが可能になる。

また、例えば、出力部１０は、画像データのデータ量は多いため、サーバー１３から画像送信命令を受けた場合にのみ、画像データをサーバー１３に送信してもよい。検体検査装置１とサーバー１３との間の通信は、例えば、ＵＳＢ端子へ出力されたデータを変換し、ＲＳ−２３２Ｃによって実行される。

そして、検体液の凝集検査が終了する。

図８は、出力部１０から送信される送信データの一例を示す模式図である。

スタート（ＳＴＸ）、エンド（ＥＴＸ）、ベリファイフラグはデータ長１ビットであり、識別子、送信モード、データ識別はデータ長２ビットであり、各列のウェル情報はデータ長１０ビットである。ウェル情報では、Ａ〜Ｈのタッチ位置で、タッチ無しは「０」、タッチ有りは「１」としている。

プレート管理コードは、上記のマイクロプレート識別データに相当し、プレートに貼り付けられたバーコード１６の情報、又は、テンキーで入力された管理コードデータである。プレート管理コードの情報は１０桁程度で、桁数が小さい場合は右詰めにする。例えば、「１２３４５６」の情報は、「００００１２４３５６」となる。

サムチェック（ＳＵＭ１，ＳＵＭ２）は、ＳＴＸの直後からＥＴＸまで（ＳＴＸは含まず、ＥＴＸは含む）の範囲をＳＵＭした結果の開１バイトをＨＥＸ展開する。

本実施形態では、マイクロプレート１２の列ごとに、ウェル情報が管理される。

以上説明した本実施形態においては、画像自動認識ではなく、タッチパネル式表示部８の画面へのタッチ操作で凝集の発生している位置が特定されるため、画像自動認識のための機構が不要であり、検体検査装置１のコストを下げることができ、さらに検査を高精度化することができる。

本実施形態においては、ユーザーは表示部８に表示された画像に対して凝集の発生したウェルの位置を直接入力するため、検査結果の誤入力を確実に防止することができ、検査の信頼性を向上させることができる。

本実施形態においては、画像データが保存されているため、プレート１２が廃棄された後に検査結果を再度確認する必要が生じた場合であっても、再度凝集状態を確認することができ、有効である。

本実施形態においては、検査データとマイクロプレート１２の画像データとをサーバー１３に送信し、サーバー１３側で管理・処理することにより、検査データと画像データとを複数人で共有することもできる。

［第２の実施形態］
本実施形態では、上記第１の実施形態の変形例について説明する。

図９は、スタッカーを備えた検体検査装置を例示する概略図である。

上記第１の実施形態においては、プレートセット部２にマイクロプレート１２を１枚ずつセットしたが、この図９では、複数のマイクロプレート１２を順次撮影位置にセット可能なスタッカー１７１，１７２が検体検出装置本体１８に設置されている。検体検査装置本体１８に隣接して、供給側のスタッカー１７１及び回収側のスタッカー１７２が設置されている。各々のスタッカー１７１，１７２は複数枚のマイクロプレート１２を収納可能なマガジンを持つ。そして、供給側スタッカー１７１内に収納された複数のマイクロプレート１２が１枚ずつ検体検査装置本体１８のプレートセット部２に搬送され、先に説明した検査が実施される。検査が終了すると、プレートセット部２のマイクロプレート１２は回収側スタッカー１７２に搬送され、回収側スタッカー１７２内のマガジンに収容される。これと同時に、供給側スタッカー１７１から次のマイクロプレート１２が搬送され、検体検査装置本体１８のプレートセット部２にセットされる。そして、次の検査が実施される。このように、スタッカー１７１，１７２を用いることにより、連続して検査を行うことが可能となり、多数のマイクロプレート１２及び多数の被験者について、効率的に凝集検査を行うことができる。

図１０は、取り替え可能なプレートセット部の第１の例を示す概略図である。

図１１は、取り替え可能なプレートセット部の第２の例を示す概略図である
プレートセット部１９，２０は、マイクロプレート１２の挿入方向に応じて取り替え可能としてもよい。図１０の第１のプレートセット部１９は、マイクロプレート１２を短辺側（Ａ〜Ｈの配列側）から挿入・引き出し可能である。図１１のプレートセット部１９は、マイクロプレート１２を長辺側（１〜１２の配列側）から挿入・引き出し可能である。ユーザーは、プレートセット部１９，２０のいずれかを適宜選択して用いることができる。

上記各実施形態において、タッチパネル式の表示部８は、必ずしも筐体１１に設ける必要はない。筐体１１とタッチパネル式の表示部８とを分離構造とすることにより、作業スペースが狭くても検査を効率的に行うことができ、ユーザーの作業性を向上させることができる。

上記各実施形態では、検体液の凝集による輝度や色の変化を観察したが、必ずしも免疫学的凝集反応が生じるものに限らず、例えば、形状、色変化、その他の何らかの状態変化が生じる検体の検査に適用することが可能である。

上記各実施形態において、処理部７と出力部１０とは、組み合わせてもよい。

このように本発明の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。各実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…検体検査装置、２，１９，２０…プレートセット部、３１〜３３…光源、４…撮影部、５…スライダー、６…バーコードリーダー、７…処理部、８…表示部、９…記憶部、１０…出力部、１１…筐体、１２…マイクロプレート、１３…サーバー、１４１〜１４３…ミラー、１５…ウェル、１６…バーコード、１７１，１７２…スタッカー、１８…検体検査装置本体。

Claims (6)

1. 被検体が収容される複数のウェルを持つプレートをセットするためのプレートセット部と、
   前記プレートセット部にセットされた前記プレートに光を照射する光源と、
   前記プレートセット部にセットされた前記プレートを撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像して得られる画像データを表示すると共に、前記被検体の状態変化が発生していると判断される位置をタッチした際のタッチ位置を検出可能なタッチパネル式表示部と、
   前記表示部でのタッチによる状態変化の検査データと、前記画像データと、前記プレートの識別データと、を関連付けて記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている前記検査データと前記画像データとを出力する出力部と、
   を具備したことを特徴とする検体検査装置。
2. 前記光源、前記撮像部、前記記憶部、及び前記出力部は同一の筐体に設置され、前記表示部は前記筐体とは別の筐体に設置されていることを特徴とする、請求項１記載の検体検査装置。
3. 前記撮像部と前記プレートセット部との間に、光路長を確保するための反射ミラーが設置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の検体検査装置。
4. 前記出力部は、サーバーからの要求により前記検査データと前記画像データを独立に送信することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検体検査装置。
5. 前記プレートを複数枚収容するスタッカーを有し、該スタッカーから前記プレートを前記プレートセット部に１枚ずつ順次搬送することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の検体検査装置。
6. 前記プレートは長方形状の平板体であり、前記プレートセット部は、前記プレートを長手方向と平行な方向に移動してセット、又は前記プレートを長手方向と直交する方向に移動してセットすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の検体検査装置。

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