JP2016511424A - 携帯用血液計数モニタ - Google Patents

Abstract

本開示は、白血球の３部分画を含む、赤血球、血小板、および白血球の正確な特性評価が、少量の生物学的サンプルに行われることを可能にする、サンプル調製、測定、および分析方法の開発を説明する。この方法は、サンプル収集が対象の家庭で行われること、および検査室または医師の診察室へのデータの伝送によって分析が他の場所で行われることを可能にする、小型かつ携帯用の計装と互換性がある。本発明のデバイスおよびシステムは、小型かつ携帯用であり、それによって、種々の場所でサンプルの分析を可能にする。いくつかの実施形態では、本発明は、診療所または検査室に通院するように対象に要求することなく、対象の監視を可能にする。

Description

（関連出願）
本願は、２０１３年１０月１１日に出願された米国仮出願第６１／８９０，０７１号、２０１３年９月１６日に出願された米国仮出願第６１／８７８，４３１号、および２０１３年３月１３日に出願された米国仮出願第６１／７８０，７３２号の利益を主張するものであり、これらのそれぞれの内容は、その全体が参照により本明細書中に援用される。

（政府支援研究に関する陳述）
本発明は、全米科学財団によって付与されたＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｇｒａｎｔ（ＮＳＦ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｇｒａｎｔ 第１１２７８８８号、タイトル”Ｃｒｅａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ”、日付２０１１年８月１日〜２０１３年７月３１日）のもとでの、および、協力協定第ＰＨＹ０１２０９９９号のもとでＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ， Ｄａｖｉｓによって管理された指定されたＮＳＦ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣｅｎｔｅｒであるＣｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙからの部分的政府支援のもとで行われた。政府は、本発明における特定の権利を有する。

家庭用または個人用検査は、診療所または検査室で行われる検査を監視する必要性を最小限化し、医療費を削減し、対象の生活の質を向上させることができる。検査は、適切な監視サービスを得て健康を持続するために移動することができない、またはそうすることに気が進まない場合がある、多くの人々、特に、高齢者および弱者にとって、生活の質の重要な側面のままである。家庭用検査は、医療器具の複雑性、使用の困難、費用、および一般大衆への非可用性に悩まされる。いくつかの課題が、検査室外で検査室品質の検査を提供することができる、システム、デバイス、および方法を作成して提供することに存在する。

いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）体液を受容するように構成されるスライドであって、スライドは、ｉ）第１のチャンバであって、第１のチャンバは、体液中の第１の被分析物を検出することが可能な第１の試薬を含有する、第１のチャンバと、ｉｉ）第２のチャンバであって、第２のチャンバは、体液中の第２の被分析物を検出することが可能な第２の試薬を含有する、第２のチャンバとを備える、スライドと、ｂ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムとを備える、デバイスを提供する。

いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）体液を受容するように構成される、スライドと、ｂ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、ｃ）伝送機であって、少なくとも１マイルの距離にわたって取得された視覚データを無線で伝送するように構成される、伝送機とを備える、デバイスを提供する。

いくつかの実施形態では、本発明は、体液を分析するための方法であって、ａ）体液をスライドに提供するステップであって、スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、ステップと、ｂ）第１のチャンバ中で、第１の試薬を用いて、体液中の第１の被分析物を検出するステップと、ｃ）第２のチャンバ中で、第２の試薬を用いて、体液中の第２の被分析物を検出するステップと、ｄ）撮像システムによって、スライドから視覚データを取得するステップと、ｅ）視覚データを少なくとも１つの画像に変換するステップであって、変換は、プロセッサを備えるコンピュータシステムによって行われる、ステップと、ｆ）プロセッサによって、画像内の少なくとも１つの被分析物を列挙するステップとを含む、方法を提供する。

いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）デバイスであって、ｉ）体液を受容するように構成されるスライドと、ｉｉ）スライドから視覚データを取得するように構成される撮像システムと、ｉｉｉ）伝送機であって、伝送機は、取得された視覚データを無線で伝送する、伝送機とを備える、デバイスと、ｂ）伝送機から無線で伝送された視覚データを受信する、受信機であって、伝送機および受信機は、少なくとも１マイルの距離にわたって通信するように構成される、受信機とを備える、システムを提供する。

いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）デバイスであって、ｉ）体液を受容するように構成されるスライドであって、スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、スライドと、ｉｉ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムとを備える、デバイスと、ｂ）体液中の第１の細胞型を検出することが可能な第１の試薬と、ｃ）体液中の第２の細胞型を検出することが可能な第２の試薬とを備える、キットを提供する。

図１は、体液を分析するためのシステムを図示する。 図２は、体液を分析するためのスライドを図示する。パネルＡは、スライド内のチャンバと接続しているチャネルを図示する。パネルＢは、対照チャンバを備えるスライドを図示する。パネルＣは、体液の分析のための複数のチャンバを備えるスライドを図示する。 図３は、体液を分析するためのシステムの略図である。 図４は、可動スライドおよび可動フィルタアセンブリとともに、体液を分析するためのシステムを図示する。パネルＡは、撮像システムに関してスライドをどのようにして位置付けることができるかを図示する。パネルＢおよびＣは、可動フィルタアセンブリを移動させることができる方法を図示する。 図５のパネルＡは、血液サンプル中の白血球の種類を数えて判定するプロセスのフローチャートである。パネルＢは、蛍光に基づいて血液サンプル中の異なる種類の白血球を図示するグラフである。 図６は、血液サンプル中の赤血球の数を数えるプロセスのフローチャートである。 図７は、体液を分析するためのシステムおよびデバイスのブロック図を示す。 図８のパネルＡは、使用される体液収集および分析スライドの上面図を図示する。パネルＢは、指台および身体コレクタを図示する。パネルＣは、本発明の撮像システムと、スライド／チャンバとを備える、筐体を図示する。 図９は、血液サンプルの分析に適用される体液の分析のための自動システムの概略図である。パネルＡは、サンプル調製を図示する。パネルＢは、撮像システムを図示する。パネルＣは、自動血液計数分析を図示する。 図１０は、撮像システムを用いて取得された視覚データを図示する。パネルＡは、白血球の合併蛍光像を図示する。パネルＢは、パネルＡからの目的とする閾値化領域によって形成されたカウントマスクを図示する。パネルＣは、白血球の視覚画像中の各物体に対する蛍光強度の散布図である。パネルＤは、パネルＣ内のデータのヒストグラムである。パネルＥは、表面が３つの２次元ガウス分布と適合されている、パネルＤのパネルのトップダウン図である。パネルＦは、血小板分析に使用される全変動雑音除去蛍光像を図示する視覚画像である。パネルＧは、パネルＦ内の画像から判定されるような全血小板数を図示するグラフである。パネルＨは、赤血球の暗視野視覚画像である。パネルＩは、パネルＨの差し込み図とのテンプレート合致結果のオーバーレイである。 図１１は、自動血液分析器からの臨床結果とのＣＢＣパラメータの画像ベースの判定の比較を図示する。パネルＡは、赤血球の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＢは、赤血球について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。パネルＣは、血小板の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＤは、血小板について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。パネルＥは、白血球の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＦは、白血球について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。パネルＧは、顆粒球の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＨは、顆粒球について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。パネルＩは、リンパ球の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＪは、リンパ球について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。パネルＫは、単球の臨床値と対比した視覚画像分析を図示するグラフである。パネルＬは、単球について方法の平均値に対して描画された２つの方法の間の差異を図示するグラフである。 図１２は、本発明の例示的実施形態に関連して使用することができる、コンピュータシステムの第１の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。 図１３は、本発明の例示的実施形態に関連して使用することができる、コンピュータネットワークを図示する略図である。 図１４は、本発明の例示的実施形態に関連して使用することができる、コンピュータシステムの第２の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。

全血球計算値（ＣＢＣ）は、最も一般的な検査室検査のうちの１つであり、血球数は、多くの疾病に対する重要な第１の疾患の指標であり得る。ＣＢＣは、血液の細胞部分、すなわち、赤血球（ｒｅｄ ｂｌｏｏｄ ｃｅｌｌ（ＲＢＣ））、白血球（ｗｈｉｔｅ ｂｌｏｏｄ ｃｅｌｌ（ＷＢＣ））、および血小板についての情報を提供する。ある細胞型の異常に高いまたは低い計数は、多くの形態の疾患の存在を示すことができる。したがって、血球数は、対象の健康状態ならびに治療への応答の概観を提供することができるため、医学の分野で最も一般的に行われている検査の１つである。

全血球計算値を得ることは、通常、血液が採取されて分析される、診療所への通院を必要とする。この実践は、特に、患者が高齢である、行動不能である、または臨床サービスが容易に利用可能ではない遠隔地域に居住している場合に、患者に不便を掛ける。例えば、農村地域に住んでいる患者は、定期的に日常的検定を得るために、過剰な距離を移動する必要があり得る。この不便は、患者に不満を抱かせるだけでなく、患者コンプライアンスを妨げるリスクも生じる。器具が大型かつ煩雑で、高価であり、臨床経験がない個人にとって非直観的である傾向があるため、血球数計装を家庭内に移動させることは、問題を解決する困難な方法である。

ＣＢＣデータは、３つの細胞型の数についての情報だけでなく、赤血球および白血球の集団および部分母集団のサイズおよび形状についての情報も含むことができる。ＣＢＣは、臨床医が患者についての重要な情報を有することを可能にする。単独で、または臨床および他の検査室データが補充される、ＣＢＣデータは、患者のための鑑別診断を構築することにおいて重要であり得る。診断は、血球数情報を得て、結果を基準、標準、または健康な組織で得られる結果と比較することによって可能である。具体的には、ＣＢＣは、低ＲＢＣ（貧血）、高ＲＢＣ（赤血球増加症）、低ＷＢＣ（白血球減少症）、高ＷＢＣ（白血球増加症）、低血小板（血小板減少症）、高血小板（血小板増加症）についての情報、ならびに異なる白血球型の低いおよび高い計数についてのデータを臨床医に与えることができる。したがって、ＣＢＣは、臨床診断を形成し、患者の健康の変化を検査することにおいて、および疾患の進行の監視または治療のために、重要な始点であり得る。現在、ＣＢＣは、ほとんどの場合、診療所への通院を通して行われる。瀉血専門医が、典型的には、収集された血液が凝固することを防止するように抗凝固剤を含有する、試験管の中へ採血することによって、血液サンプルを収集する。次いで、血液サンプルは、分析のために検査室に輸送される。代替として、血液サンプルは、糖尿病検査で一般的に使用される指先採血等の「指先採血」を使用して採取することができる。血液サンプルの分析は、手動で、または自動分析器で行うことができる。

現在、ほとんどの血液サンプルは、自動血液分析器によって自動的に分析される。そのような自動分析については、血液サンプルが、最初に、通常は抗凝固剤とよく混合させられ、分析器の中のラックの上に配置される。これらの分析器は、数百マイクロリットルの調製された血液を取り込み、流体システム中でそれらをいくつかの試薬と組み合わせる。次いで、調製された細胞は、１つまたはそれを上回るレーザビームを通過させられ、かつ多くの場合、小さい帯電開口を通過させられる。蛍光信号、光散乱信号、およびインピーダンスの変化（コールター効果）の組み合わせを使用して、分析器は、血小板、赤血球、および白血球を検出して列挙する。それらは、赤血球のサイズを分析し、細胞ヘモグロビン濃度を判定する。そのような分析器はさらに、白血球の部分母集団（５部分画については好中球、リンパ球、単球、好酸球、および好塩基球）を鑑別する。これらの分析器は、血液パラメータの高速かつ正確な尺度を提供するが、これらの器具は、特別な（多くの場合、専用の）試薬を必要とし、繊細な光電子増倍管および流動チャネルを含有する。自動血液分析器は、かさばり、高価で、技術的に複雑であり、これらの要因の全てが、自動血液分析器を使用することのアクセス可能性および利便性を制限する。加えて、血液中のある異常な細胞は、通常、自動分析器によって正しく識別されない。これらの場合において、器具が分類することができなかった任意の異常な細胞の識別のために、サンプルの視野の手動精査が必要とされる。

全血球計算値を提供するための代替的な方法は、サンプルの手動計数に、例えば、血球計に依存することができる。手動ＣＢＣは、典型的には、顕微鏡下で対象の血液のサンプルを用いて調製されたスライド（血液塗抹標本または末梢血塗抹標本）を視認することによって行われる。１リットルまたは１マイクロリットルの血液あたりの赤血球および白血球の数を計算するために、（希釈されなければあまりに多すぎる細胞があるため）特定量の希釈血液を保持する、計数チャンバを使用することができる。異なる白血球の数を識別するために、血液塗抹標本を作製することができ、多数の白血球、例えば、少なくとも１００個を数えることができる。この計数は、特定の種類である白血球、例えば、顆粒球および単球の割合を求める。割合を白血球の総数で乗算することによって、各種類の白血球の絶対数を得ることができる。手動計数方法が、多くの場合、手動で難儀して行われ、技術者が顕微鏡下で染色した細胞を手動で検査する。サンプル中の血球の手動計数は、誤差率および分析費用を増加させる。

適時に血球数検査を得ることは、治療を受けるか、または健康を監視する多くの対象のために重要である。例えば、ほとんどの化学療法薬は、典型的には、２１日毎に投与され、骨髄抑制、すなわち、赤血球、白血球、および血小板の抑制を引き起こし得る。骨髄抑制は、通常、対象の循環血球中の２１日間の周期的降下および回復に続く。白血球および血小板が、循環中で約１０日間生存する一方で、赤血球は、約１２０間生存する。循環の約１０日後に、白血球および血小板の数は、通常、それらの最低点または「最低状態」にある。最低状態が低すぎ、患者がその時に熱を有する場合、患者は、「発熱性好中球減少症」を有すると見なされ、典型的には、通常、入院設定中に投与される、抗生物質の積極的な静脈内投与（ＩＶ）を必要とするであろう。そのような骨髄抑制薬を受容する対象における赤血球、白血球、および血小板数の監視が重要であるが、対象が血液サンプルを提供するように定期的に診療所に通院することは困難であり得る。本明細書の本発明は、利便的に達成される、対象の体液から正確で費用効果的かつ効率的な血球数を提供することができる、システム、デバイス、および方法の開発の多大な必要性を満たす。

本明細書では、体液の正確な分析を可能にする、サンプル調製、測定、および分析のための方法の開発を開示する、システム、デバイス、および方法が説明される。いくつかの実施形態では、本発明は、（ｉ）マイクロリットル以下の量の血液、（ｉｉ）単一段階試薬、および（ｉｉｉ）広視野低倍率撮像を使用することによって、赤血球、血小板、および白血球部分母集団を数えるための新規かつ単純な方法を提供する。本発明は、サンプル調製および取扱に必要とされるステップの数を最小限化し、全血球計算値が少量のサンプルから判定されることを可能にする、容易かつ実用的な方法を提供する。サンプルは、唾液サンプル、または指先採血で得られる少量血液サンプル（図１）であり得る。血球数のための非常に少量の血液の使用は、対象にとって本方法の不快感を低減させるだけでなく、全体的な手技を、より単純で利便的、かつより効率的にする。

本発明のデバイスおよびシステムは、小型かつ携帯用であり、それによって、種々の場所でサンプルの分析を可能にする。いくつかの実施形態では、本発明は、診療所または検査室に通院するように対象に要求することなく、対象の監視を可能にする。例えば、本発明のデバイスの携帯用品質は、家庭またはオフィスから出ることなく、対象がサンプルを提供すること、および全血球計算値を得ることを可能にする。いくつかの実施形態では、本発明は、対象の医師による、家庭での対象の健康監視を可能にする。

本発明は、流動ベースのデバイスにおける分析によって必要とされるサンプル調製および取扱の複雑性を低減させる。本発明のキット、システム、およびデバイスは、体液の分析のために構成されるスライドおよびチャンバを含む。そのようなスライドおよびチャンバは、体液中の被分析物または細胞型を検出および識別することが可能な一連の試薬とともに、事前包装することができるか、またはできない。いくつかの実施形態では、被分析物または細胞型を検出することが可能な試薬は、本発明のスライドまたはチャンバ内に事前包装される。スライド内の試薬の事前包装は、サンプル調製の複雑性を低減させる、単一段階処理ステップを提供することができる。いくつかの実施形態では、被分析物または細胞型を検出することが可能な試薬は、本発明のスライドまたはチャンバ内に事前包装されない。試薬は、体液と容易に組み合わせ、本発明のチャンバに追加することができる、「原料」として提供することができる。本発明のスライドまたはチャンバは、撮像システムによる血液サンプルの即時分析に利用することができ、または例えば、病理学者による以降の精査のために、貯蔵して提出することができる。

撮像システムは、チャンバ内またはスライドの中の複数のチャンバ内の体液の視覚画像を取得するために構成することができる。撮像システムは、流動システムより有意に小さく、携帯用であり、かつ堅調であり得る。本発明は、スライドまたはチャンバから高品質視覚データを取得するために、高品質で安価なカメラセンサを利用することができる。本発明のシステムは、取得された視覚画像の分析を提供するように構成することができる。安価な計装を使用して、広視野画像を記録することができる。いくつかの実施形態では、従来の顕微鏡対物レンズのものに接近する解像度を用いた、明視野および蛍光法の両方で広い領域を撮像するために、レンズを含まないホログラフィック再構成または疎再構成技法と併用された、携帯電話画像センサを使用することができる。例えば、安価な機器で行われる測定の質を強調表示する、１７ｍｍ^３撮像体積にわたるサブミクロン精度で、細胞を追跡することができる。消費者グレードのカメラセンサを使用して、２４ｍｍ^２視野および６００ｎｍ解像度で画像を記録することができる。いくつかの実施形態では、センサは、使い捨てであり得る。

本発明のシステムは、従来の画像ベースの細胞学の努力により、自動血液学分析の効率を提供する。本発明のシステムは、培養チャンバの内側の細胞の撮像を可能にし、チャンバ内の細胞型の分析を提供する。いくつかの実施形態では、本発明のシステム、デバイス、および方法は、低解像度画像の取得および分析を、赤血球、白血球、および血小板の正確な計数を提供するとともに、白血球の正確な３部分画を生じる、特異的に設計されたデータ分析方法と結び付ける。いくつかの実施形態では、本発明は、臨床計装で達成される信頼区間内の全血球計算値を提供する、キット、システム、デバイス、および方法を備える。
（デバイスおよびシステム）

全血球計算値分析での異常な結果は、感染症、臓器移植拒絶反応、心臓疾患、自己免疫疾患、白血病、貧血、炎症、および癌を含む、複数の健康状態を示すことができる。本発明は、単純で正確かつ安価な方法で、対象の体液を分析するために使用することができる、デバイスおよびシステムを提供する。体液の非限定的実施例は、血液、全血、血清、血漿、唾液、尿、乳、粘液、および痰を含む。

図１は、血液または唾液サンプル等の体液の分析を行うためのデバイスおよびシステム１０を図示する。システム１０は、体液収集および保持スライド１００、ならびに自動携帯用スライド分析器１５０を図示する。スライド１００は、例えば、対象の指Ｆ上の指先採血Ｐから収集される血液飛沫Ｄから、体液を受容するように構成される。いくつかの実施形態では、約１μＬ〜約５μＬの体液が、スライド１００に提供される。スライド１００は、種々の量の体液を受容するように構成することができ、スライド１００は、例えば、約１μＬ〜約５μＬ、約５μＬ〜約１０μＬ、約１０μＬ〜約１５μＬ、約１５μＬ〜約２０μＬ、約２０μＬ〜約２５μＬ、約２５μＬ〜約３０μＬ、約３０μＬ〜約３５μＬ、約３５μＬ〜約４０μＬ、約４０μＬ〜約４５μＬ、約４５μＬ〜約５０μＬ、約５０μＬ〜約５５μＬ、約５５μＬ〜約６０μＬ、約６０μＬ〜約６５μＬ、約６５μＬ〜約７０μＬ、約７０μＬ〜約７５μＬ、約７５μＬ〜約８０μＬ、約８０μＬ〜約８５μＬ、約８５μＬ〜約９０μＬ、約９０μＬ〜約９５μＬ、または約９５μＬ〜約１００μＬの体液を受容するように構成することができる。いくつかの実施形態では、約２μＬの体液が、スライド１００に提供される。いくつかの実施形態では、体液は、血液である。いくつかの実施形態では、体液は、唾液である。スライド１００は、複数のチャンバおよび形状を有することができる。スライド１００は、長方形、円形、楕円形、円形であり得るか、または他の形状を有することができる。スライド１００は、１個のチャンバ、２個のチャンバ、３個のチャンバ、４個のチャンバ、５個のチャンバ、６個のチャンバ、７個のチャンバ、８個のチャンバ、９個のチャンバ、または１０個のチャンバを有することができる。いくつかの実施形態では、スライド１００は、単一のチャンバから成ることができる。スライド上の明確に異なるチャンバは、体液の挿入のためのポートを伴って、ある距離、例えば、約４ミクロン〜約１００ミクロンの距離で分離することができる。いくつかの実施形態では、スライドは、チャネルを有するように構成され、チャネルは、少なくとも１つのチャンバと連通している。

スライド１００は、染色溶液、溶解溶液、および他の化合物とともに事前包装することができる。検査チャンバの中への血液サンプルの流動を制御するために、マイクロ流体工学および毛管作用を使用することができる。スライド１００の中のチャンバは、１つまたはそれを上回る被分析物と相互作用する、試薬とともに事前包装することができる。いくつかの実施形態では、スライド１００の各チャンバは、明確に異なる試薬とともに事前包装される。

スライド１００は、例えば、光学的に透明なガラス、プラスチック、またはポリカーボネート基材を伴って加工することができる。スライド１００は、スライドの親水性を増加させる、１つまたは複数のコートでコーティングすることができる。スライド１００の種々のサンプリングチャンバの表面は、種々の方法で前処理することができる。いくつかの実施形態では、表面は、親水性環境を提供するように前処理することができる。親水性表面は、スライドの表面を横断するチャネルを通した１つまたは複数のチャンバの中への体液サンプルの流動を促進することができる。親水性表面は、血液または唾液等の少量の体液が、比較的広い領域、例えば、比較的広い表面積および比較的小さい高さを有するチャンバにわたって、拡散することを可能にすることができる。

いくつかの実施形態では、本発明は、スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムを備える。撮像システムは、スライド１００から視覚データを取得することができる。伝送機は、無線ネットワーク、携帯電話ネットワーク、またはインターネットを使用して、取得された視覚データを、複数の地理的場所における１つまたは複数の受信機に伝送することができる。伝送機は、少なくとも１マイル、少なくとも２マイル、少なくとも３マイル、少なくとも４マイル、少なくとも５マイル、少なくとも７マイル、少なくとも１０マイル、少なくとも２５マイル、少なくとも５０マイル、少なくとも１００マイル、少なくとも２５０マイル、少なくとも５００マイル、または少なくとも１０００マイルの距離にわたって、取得された視覚データを伝送することができる。いくつかの実施形態では、伝送機は、少なくとも１マイルの距離にわたって取得された視覚データを無線で伝送する。いくつかの実施形態では、伝送機は、少なくとも１０マイルの距離にわたって取得された視覚データを無線で伝送する。

いくつかの実施形態では、本発明は、スライドからの視覚データを分析するように構成される、自動携帯用スライド分析器を備える。自動携帯用スライド分析器１５０は、ディスプレイ１６０と、制御パネル１７０とを備えることができる。いったん血液サンプルがスライド１００によって収集されると、スライド１００は、例えば、携帯用スライド分析器１５０の中に配置することができ、かつスライド１００は、スライド受容器１５５の上に配置することができる。いくつかの実施形態では、携帯用スライド分析器は、視覚データから形成することができる画像等の視覚データを分析することができる。分析の結果は、スライド分析器１５０のディスプレイ１６０上に示すことができる。スライド分析器は、制御パネル１７０によって操作することができるが、システム１０の動作はまた、制御パネル１７０を使用してシステム１０を操作することが必要ではないように、自動であり得る。

図２は、体液を分析するためのスライドを図示する。パネルＡは、スライド内のチャンバと接続しているチャネルを図示する。パネルＢは、対照チャンバを図示する。パネルＣは、体液の分析のための複数のチャンバと、対照チャンバを備える、スライドを図示する。パネルＡは、ポート１０５と、流体チャネル１１０と、随意的な吸引ポート１３０と、少なくとも２つのサンプリングチャンバとを備える、スライド１００の実施例を図示する。パネルＡは、第１のサンプリングチャンバ１１５、第２のサンプリングチャンバ１２０、および第３のサンプリングチャンバ１２５を図示する。いくつかの実施形態では、血液流体が、ポート１０５においてスライド１００に提供され、体液は、毛管作用を通してサンプリングチャンバ１１５、１２０、および１２５に流入する。スライド１００は、ポート１０５に対する第１のチャンバの配向を示すように、マーキング１０２を備えることができる。いくつかの実施形態では、マーキング１０２はさらに、スライド１００をスライド分析器１５０の中へ配置するための適正な方向を示す。各サンプリングチャンバは、異なる被分析物、例えば、異なる種類の血球について分析することができる。第１のサンプリングチャンバ１１５は、例えば、赤血球の分析のために構成することができ、第２のサンプリングチャンバ１２０は、白血球の分析のために構成することができ、第３のサンプリングチャンバ１２５は、血小板の分析のために構成することができる。

各サンプリングチャンバは、１つまたはそれを上回る試薬とともに事前包装することができる。試薬は、溶液として、または乾燥粉末として、サンプリングチャンバの中へ事前包装することができる。試薬は、サンプル中の体液の分析を促進するように、界面活性剤を含むことができる。試薬は、例えば、サンプリングチャンバ１１５、１２０、または１２５の中へ供給されている被分析物と混合することができる。いくつかの実施形態では、第１のサンプリングチャンバ１１５は、例えば、第１の乾燥型試薬１３５を含有することができ、第２のサンプリングチャンバ１２０は、第２の乾燥型試薬１４０を含有することができ、第３のサンプリングチャンバ１２５は、第３の乾燥型試薬１４５を含有することができる。いくつかの実施形態では、第１のサンプリングチャンバ１１５は、例えば、第１の液状試薬１３５を含有することができ、第２のサンプリングチャンバ１２０は、第２の液状試薬１４０を含有することができ、第３のサンプリングチャンバ１２５は、第３の液状試薬１４５を含有することができる。いくつかの実施形態では、スライド１００は、乾燥および液体試薬の組み合わせを備える。

チャンバは、希釈剤、染料、および他の化学化合物を備えることができる。希釈は、試薬を用いた被分析物の分析のために、最適な濃度を提供することができる。チャンバは、共通チャネルを通して１つまたは複数のチャンバと流体連通することができ、またはチャンバは、他のチャンバから物理的に隔離することができる。体液は、チャンバ中に存在する試薬によって希釈することができ、かつ体液は、チャンバに提供される前に希釈することができる。希釈は、対数様式で濃度の等比数列をもたらし得る、連続希釈であり得る。例えば、１０倍連続希釈は、１Ｍ、０．１Ｍ、０．０１Ｍ、０．００１Ｍ、およびそれらの等比数列であり得る。希釈は、例えば、１倍希釈、２倍希釈、３倍希釈、４倍希釈、５倍希釈、６倍希釈、７倍希釈、８倍希釈、９倍希釈、１０倍希釈、１６倍希釈、２５倍希釈、３２倍希釈、６４倍希釈、および／または１２５倍希釈であり得る。いくつかの実施形態では、体液の希釈は、試薬を用いた被分析物または細胞型の分析のために必要とされず、一定の体液が、本発明のスライド内の部品に直接提供される。

スライドまたはチャンバの表面積を横断して拡散される体液を分析するために、本発明のデバイスおよびシステムを使用することができる。チャンバの表面積は、約０．１ｍｍ^２〜約０．５ｍｍ^２、約０．１ｍｍ^２〜約１ｍｍ^２、約１ｍｍ^２〜約５ｍｍ^２、約５ｍｍ^２〜約１０ｍｍ^２、約１０ｍｍ^２〜約１５ｍｍ^２、約１５ｍｍ^２〜約２０ｍｍ^２、約２０ｍｍ^２〜約２５ｍｍ^２、約２５ｍｍ^２〜約３０ｍｍ^２、約３０ｍｍ^２〜約３５ｍｍ^２、約３５ｍｍ^２〜約４０ｍｍ^２、約４０ｍｍ^２〜約４５ｍｍ^２、約４５ｍｍ^２〜約５０ｍｍ^２、約５０ｍｍ^２〜約５５ｍｍ^２、約５５ｍｍ^２〜約６０ｍｍ^２、約６０ｍｍ^２〜約６５ｍｍ^２、約６５ｍｍ^２〜約７０ｍｍ^２、約７０ｍｍ^２〜約７５ｍｍ^２、約７５ｍｍ^２〜約８０ｍｍ^２、約８０ｍｍ^２〜約８５ｍｍ^２、約８５ｍｍ^２〜約９０ｍｍ^２、約９０ｍｍ^２〜約９５ｍｍ^２、または約９５ｍｍ^２〜約１００ｍｍ^２であり得る。

いくつかの実施形態では、本発明のデバイスは、５０ポンド未満、４９ポンド未満、４８ポンド未満、４７ポンド未満、４６ポンド未満、４５ポンド未満、４４ポンド未満、４３ポンド未満、４２ポンド未満、４１ポンド未満、４０ポンド未満、３９ポンド未満、３８ポンド未満、３７ポンド未満、３６ポンド未満、３５ポンド未満、３４ポンド未満、３３ポンド未満、３２ポンド未満、３１ポンド未満、３０ポンド未満、２９ポンド未満、２８ポンド未満、２７ポンド未満、２６ポンド未満、２５ポンド未満、２４ポンド未満、２３ポンド未満、２２ポンド未満、２１ポンド未満、２０ポンド未満、１９ポンド未満、１８ポンド未満、１７ポンド未満、１６ポンド未満、１５ポンド未満、１４ポンド未満、１３ポンド未満、１２ポンド未満、１１ポンド未満、１０ポンド未満、９ポンド未満、８ポンド未満、７ポンド未満、６ポンド未満、５ポンド未満、４ポンド未満、３ポンド未満、２ポンド未満、または１ポンド未満の重さがある。本発明のデバイスは、約４オンス、約８オンス、約１２オンス、約１ポンド、約１．５ポンド、または約２ポンドの最小重量を有することができる。

いくつかの実施形態では、デバイスは、５，０００ｇ未満、４，０００ｇ未満、３，０００ｇ未満、２，０００ｇ未満、１，５００ｇ未満、１，４００ｇ未満、１，３００ｇ未満、１，２００ｇ未満、１，１００ｇ未満、１，０００ｇ未満、９００ｇ未満、８００ｇ未満、７００ｇ未満、６００ｇ未満、または５００ｇ未満の全質量を有する。本発明のデバイスは、約１００ｇ、約２００ｇ、約３００ｇ、約４００ｇ、または約５００ｇの最小全質量を有することができる。

本発明のデバイスは、種々の形状および寸法を有することができる。本発明のデバイスは、例えば、立方体、円筒、円錐、球形、錐体であり得るか、または他の形状を有することができる。本発明のデバイスは、それぞれ、独立して、約１インチ、約２インチ、約３インチ、約４インチ、約５インチ、約６インチ、約７インチ、約８インチ、約９インチ、または約１０インチの高さ（Ｈ）、幅（Ｗ）、または奥行き（Ｄ）を有することができる。いくつかの実施形態では、本発明のデバイスは、立方体である。寸法は、例えば、６インチＨ×６インチＷ×６インチＤ、または６インチＨ×６インチＷ×６インチＤ未満であり得る。

チャンバは、被分析物または細胞型を検出することが可能である、試薬を含有することができる。いくつかの実施形態では、チャンバは、溶解試薬を含むことができる。溶解試薬は、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、サポニン、ヘビの毒、第４級アンモニウム塩、トリトンＸ、または他の溶解剤であり得る。いくつかの実施形態では、チャンバは、フルオロフォアである試薬、例えば、アクリジンオレンジ、７−ＡＡＤ、ヒドロキシスチルバミジン、またはＬＤＳ ７５１等の核酸染色を含むことができる。いくつかの実施形態では、チャンバは、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）緩衝液中に０．１ｍＭ〜０．３ｍＭのＳＤＳを含むことができる。いくつかの実施形態では、試薬は、固定剤であり得る。チャンバ中の試薬を用いた細胞型または被分析物の検出は、体液の分析を促進することができる。固定剤の非限定的実施例は、ホルムアルデヒドおよびグルタルアルデヒド等のアルデヒド、ならびにエタノールおよびメタノール等のアルコールを含む。

本発明のデバイスおよびシステムは、較正スライドを備えることができる。図２のパネルＢは、較正スライド１０１を図示する。較正スライド１０１は、１つまたはそれを上回る較正チャンバ、例えば、第１の較正チャンバ１１６、第２の較正チャンバ１２１、および第３の較正チャンバ１２６を備えることができる。較正チャンバ１１６、１２１、または１２６は、所定数の細胞型、被分析物、または体液の性質に類似する性質を伴う他の可能な標準を含むことができる。較正スライドは、例えば、血液サンプルとして、類似サイズおよび蛍光性質を伴う標準を含むことができる。較正スライドは、較正チャンバ１１６、１２１、または１２６の底部上に塗布または印刷することができる、ポリエチレンビーズまたは細胞複製を含むことができる。いくつかの実施形態では、較正チャンバ１１６は、赤血球の所定数の複製を含むことができ、較正チャンバ１２１は、白血球の所定数の複製を含むことができ、較正チャンバ１２６は、血小板の所定数の複製を含むことができる。いくつかの実施形態では、較正画像が、スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムによって取得される。

いくつかの実施形態では、スライド分析器１５０を較正するために、較正スライド１０１が使用される。スライド分析器１５０を較正するために、スライド分析器１５０は、較正チャンバの画像を撮影することができ、画像は、細胞複製の数を数えるように分析することができ、数えた数は、標準または基準等の所定の数と比較することができる。スライド分析器１５０は、較正目的で必要に応じて調整することができる。スライド１００と同様に、較正スライド１０１はまた、スライド分析器１５０の中へ配置されると、スライド１００の適正な配向および方向を示すように、マーキング１０２を備えることもできる（図２のパネルＢ）。

いくつかの実施形態では、同一のスライドを用いて較正および体液分析を行うことができる。図２のパネルＣは、そのような使用のために構成される、血液収集および分析スライド１００ａを示す。スライド１００ａは、配向および方向指標マーキング１０２と、ポート１０５と、チャネル１１０と、その中に試薬１３５を有する第１のチャンバ１１５と、その中に第２の試薬１４０を有する第２のチャンバ１２０と、その中に第３の試薬１４５を有する第３のチャンバ１２５と、随意的な吸引ポート１３０と、第１の較正チャンバ１１６と、第２の較正チャンバ１２１と、第３の較正チャンバ１２６とを備える。

図３は、体液を分析するためのシステムの略図であり、体液の分析を行うためのシステム１０を図示する。図３は、スライド１００をスライド分析器１５０のスライド受容器１５５に挿入することができる、実施形態を図示する。スライド受容器１５５は、異なるチャンバを異なる時間に分析することができるように、自動的に移動可能であり得る。スライド分析器１５０のプロセッサ３５０からの命令の下で、スライド受容器１５５は、第１のサンプリングチャンバ１１５、第２のサンプリングチャンバ１２０、および／または第３のサンプリングチャンバ１２５を分析することができるように、スライド１００を移動させることができる。スライド分析器１５０に挿入されたスライドが任意の較正チャンバを有する場合、スライド受容器１５５は、任意の所望の較正チャンバも分析することができるように、スライドを移動させることができる。いくつかの実施形態では、撮像システムが、スライドから視覚データを取得し、取得された視覚データを受信機に伝送することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ３５０はさらに、視覚データの分析を提供するように構成される。

スライド１００をスライド受容器１５５の内側で移動させることができる。例えば、スライドをスライド受容器内で回転させることができる。いくつかの実施形態では、スライド受容器１５５は、小さい精密な段階でスライド受容器１５５を移動させることが可能なマイクロマニュピレータを備えることができる。いくつかの実施形態では、スライド１００は、スライド分析器１５０の繰り返しの使用で生じ得る二次汚染のリスクを最小限化するように、スライド分析器１５０から密閉するか、または別様に流体的に隔離することができる。スライド分析器１５０はまた、スライド分析器１５０の機能に悪影響を及ぼすことなく、例えば、紫外線または他の放射線、あるいは種々の清浄および滅菌化学物質への暴露による、滅菌および清浄に耐えるように構成することもできる。

本発明のシステムは、視覚データを取得するように構成される撮像システムを備える、複数の構成要素を備えることができる。本発明のシステムは、一次光源３００と、光学アセンブリ３０４と、スライド１００から視覚データを取得するように構成することができる画像捕捉要素３４５とを備えることができる。

図３は、一次光源３００がスライド１００から視覚データを取得するように構成される、実施形態を図示する。図３は、例えば、スライド１００のサンプリングチャンバのうちのいずれかの側方散乱測定を含む、視覚画像の取得を支援するために利用することができる、第２の光源３０５を図示する。一次光源３００は、サンプリングチャンバ（例えば、図３に示されるようなサンプリングチャンバ１２０）を図示する。一次光源３００、および行われている測定の種類に基づいて一次光源に対して変動し得る角度で配置される二次光源３０５はさらに、平行照射ビームの形成を促進することによって等、スライドおよびその構成要素の照射を促進するように、それぞれ、コンデンサ光学部３００ａおよび３０５ａを備えることができる。

システム１０は、可動フィルタアセンブリ３１０を備えることができる。可動フィルタアセンブリ３１０は、色フィルタおよび空間フィルタ等の１つまたはそれを上回るフィルタを備えることができる。照射されたサンプリングチャンバからの光は、可動フィルタアセンブリ３１０のフィルタのうちの１つを通過することができる。図３に示されるように、可動フィルタアセンブリ３１０は、第１のフィルタ３１５と、第２のフィルタ３２０と、第３のフィルタ３２５とを備える。第１のフィルタ３１５は、例えば、赤色フィルタであり得、第２のフィルタ３２０は、緑色フィルタであり得、第３のフィルタ３２５は、視覚データの光散乱測定を取得するように構成される空間フィルタであり得る。可動フィルタアセンブリ３１０は、画像捕捉および分析を促進するよう所望のフィルタを選択することができるように、プロセッサ３５０からの命令を通して移動させることができる。可動フィルタアセンブリ３１０は、小さい精密な段階で可動フィルタアセンブリ３１０を移動させることが可能なマイクロマニュピレータを備えることができる。可動フィルタアセンブリ３１０は、光学アセンブリ３０４の構成要素であり得る。

所望のフィルタを通過する前に、サンプリングチャンバからの光は、最初に、光学アセンブリ３０４の他の要素を通過することができる。光学アセンブリ３０４は、任意の得られた視覚データを拡大するため、および光学アセンブリ３０４の焦点面を調整するために利用することができる、少なくとも２つのレンズ、すなわち、第１のレンズ３３５および第２のレンズ３４０を備えることができる。視覚データは、例えば、約３倍〜約２０倍に拡大することができる。システム１０は、第１のレンズ３３５と第２のレンズ３４０との間に配置される、可動フィルタアセンブリ３１０を備えることができ、光が、フィルタアセンブリ３１０を通過する前に、最初に第１のレンズ３３５を通過する。

サンプリングチャンバ１２０からの画像は、画像の光が光学アセンブリ３０４を通過した後に、画像捕捉要素３４５によって撮影することができる。画像捕捉要素３４５は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ検出器アレイ、例えば、低費用の高解像度ＣＣＤを備えることができる。システム１０はさらに、画像捕捉要素３４５を冷却するための冷却要素３４５ｃを備えることができる。また、画像捕捉要素３４５および光学アセンブリ３０４は、多くの場合、サンプリングチャンバの焦点面内の種々の視野を横断して走査することができるように、ユニットとして移動可能であり得る。

いくつかの実施形態では、本発明のシステムは、スライド分析器１５０を備え、スライド分析器はさらに、プロセッサ３５０と、メモリモジュール３３５と、通信モジュール３６０と、伝送機３７５と、ディスプレイ１６０と、制御パネル１７０とを備える。順に命令をプロセッサ３５０に送信する、制御パネル１７０を通して、ユーザ入力をスライド分析器１５０に入力することができる。プロセッサ３５０は、例えば、どのサンプリングチャンバを分析するかを判定するように、スライド受容器１５５の位置を調整するため、どの光フィルタを使用するかを判定するように、フィルタアセンブリ３１０の位置を調整するため、光学アセンブリ３０４の倍率および焦点面を調整するため、または１つまたはそれを上回る画像を捕捉するように画像捕捉要素３４５に命令するための種々の命令を送信および受信することができる。プロセッサ３５０は、捕捉された画像の記憶のためにメモリモジュール３５５に連結することができる。メモリモジュール３５５は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードドライブ、または揮発性あるいは不揮発性メモリを備えることができる。プロセッサ３５０は、取得された視覚データを種々の受信機に送信することができる３６５、伝送機３６０に連結することができる。伝送機３７５は、認定された安全な伝送、例えば、ＨＩＰＡＡ（Ｈｅａｌｔｈ Ｉｎｓｕｒａｎｃｅ Ｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ａｃｃｏｕｎｔａｂｉｌｉｔｙ Ａｃｔ；医療保険の携行性と責任に関する法律）によって認定される伝送３６５で、取得された視覚データを伝送することができる。取得および／または伝送された視覚データは、体液中に存在する細胞型または被分析物を判定するように、画像分析ソフトウェアを使用して分析することができる。視覚データの分析は、対象の健康記録に永久的かつ自動的に記録することができる。

取得された視覚データを伝送するために、複数の伝送技法を伝送機３７５によって使用することができる。伝送は、無線伝送または有線伝送であり得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ３５０は、視覚データの分析を提供することができる、コンピュータプログラムコードを伴って構成される。いくつかの実施形態では、伝送された視覚データは、第２のシステム３７０によって分析される。第２のシステムは、例えば、第２のコンピュータシステム３７０であり得る。第２のシステムは、伝送された視覚画像を分析することができ、第２のシステムは、分析データの結果をシステム１０に返信することができる。次いで、プロセッサ３５０は、ディスプレイ１６０上に表示されるデータ分析の結果を有することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ３５０は、取得された画像自体に分析の少なくとも一部またはさらに全体を行い、次いで、ディスプレイ１６０上に分析結果を表示するようにプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、システム１０内のプロセッサ３５０を用いたスライド１００の分析は、伝送機へのアクセスを必要としない。

スライドから視覚データを取得するように構成される撮像システムによって直接的に、またはスライド分析器１５０によってのいずれかで、スライド１００が分析された後、スライド１００を非毒性廃棄物として処分することができ、またはさらなる分析のためにスライド１００を保存することができる。容器を随意に提供し、本発明のキットとともにスライドを処分するために使用することができる。

上記で議論されるように、フィルタアセンブリ３１０、およびスライド１００を伴うスライド受容器１５５は、使用される特定の光フィルタ、および分析される特定のサンプリングチャンバを選択するように選択的に移動させることができる。図４は、可動スライドおよび可動フィルタアセンブリとともに、体液を分析するためのシステムを図示する。パネルＡは、撮像システムに関してスライドをどのようにして位置付けることができるかを図示する。パネルＢおよびＣは、可動フィルタアセンブリを移動させることができる方法を図示する。

図４のパネルＡに示されるように、スライド受容器１５５は、第３のサンプリングチャンバ１２５を分析することができるように位置付けることができ、フィルタアセンブリ３１０は、視覚画像を取得するプロセスで第２のフィルタ３２０を使用することができるように位置付けることができる。パネルＢに示されるように、フィルタアセンブリ３１０は、第３のフィルタ３２５を代わりに使用することができるように、方向４０１へ移動させることができ、スライド受容器１５５は、第２のサンプリングチャンバ１２０を分析することができるように、方向４０４へ移動させることができる。パネルＣに示されるように、フィルタアセンブリ３１０は、第１のフィルタ３１５を使用することができるように、方向４０７へ移動させることができる。加えて、フィルタアセンブリ３１０上の特定のフィルタおよびスライド１００の特定のサンプリングチャンバの任意の数の組み合わせを、光学的整合の中へ移動させることができる。
（本発明の方法）

体液の分析のための方法およびプロセスは、対象の全般的健康状態の概観を提供することができる。例えば、全血球計算値は、対象の血液中の細胞についての情報を提供することができる。異常に高いまたは低い計数は、多くの形態の疾患の存在を示し得、したがって、血球数は、医学の分野で最も一般的に行われている血液検査の１つである。体液の分析のための方法およびプロセスは、通常、多段階プロトコルを必要とする。例えば、全血球計算値を取得するための代表的な方法は、多くの場合、正確な計数を取得するために、過剰な赤血球の溶解を必要とする。さらに、多くの場合、特定の様式で取り扱われる必要がある染料の組み合わせを使用して、白血球分化が達成され、例えば、使用するまで特定の温度以内に保たれる必要がある濃縮原料として、白血球分化で使用するための抗体共役染料を提供することができる。

本発明のシステムは、対照的に、血液または唾液等の体液の分析のための実用的かつアクセス可能な方法を提供する。本発明の方法は、スライド（またはチャンバ）内の希釈液の中へマイクロリットル未満の量の全血を希釈するステップと、分析のためにスライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムの取得範囲内にスライドを配置するステップとを含むことができる。希釈剤は、アクリジンオレンジ（ＡＯ）等の核酸染料、およびドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）等のアニオン性界面活性剤を含む、リン酸緩衝生理食塩水緩衝液であり得る。いくつかの実施形態では、本発明は、スライドまたはチャンバの底部に細胞の一様な単層を形成するように希釈を使用するため、および白血球および血小板を染色してそれらを赤血球と区別するように蛍光染料を使用するための方法を効果的に提供する。

赤血球が、細胞チャンバ内でランダム配向を有し得る円盤様形状を有するため、未調製赤血球を数えることは計算上困難なタスクである。したがって、赤血球を球状にするために、第２の試薬、すなわち、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）が使用される。ＳＤＳは、赤血球膜の表面張力を低減させる、アニオン性界面活性剤である。適切な濃度で血液に添加されたとき、これは、細胞を等容性に球形にするように作用し、それらの両凹円盤形状を失わせ、一様な球形にさせる。球状赤血球は、一様に単層内で密集し、それらの一貫した形状は、単純な視覚データ処理技法を使用して、それらが容易かつ正確に数えられることを可能にする。本発明の撮像システムを用いて、好適な視覚データを取得することができる。いくつかの実施形態では、本発明は、サンプル中の赤血球の分析のための方法を効果的に提供し、赤血球の球状化は、血球配向による視覚データ内の赤血球画像の変動性を最小限化する。

白血球、血小板、および球状赤血球の正確な計数を提供するために、希釈剤を使用することができる。スライド内またはチャンバ内の血球の密度を制御するために、希釈剤を使用することができ、かつチャンバの内側に細胞の単層を形成するために、希釈剤を使用することができる。本発明の方法は、細胞が沈殿すること、およびチャンバ中で単層を形成することができるときに、単一の画像内の全ての赤血球の正確な計数を提供することができる。希釈係数は、例えば、体液中の赤血球および白血球の分析を同時に提供するように、最適化することができる。白血球が赤血球と比較して全血中で数が約１０００倍少ないため、十分な数の白血球が数えられるように、希釈係数を最適化することができる。いくつかの実施形態では、全血の５〜１０倍希釈は、赤血球および白血球の同時分析に好適である、細胞の単層を提供する。

核酸に対する天然親和性を有する単一の安定した染料を含む、試薬を用いて、スライドまたはチャンバ内の体液を分析することができる。安定した染料は、例えば、アクリジンオレンジであり得る。ＤＮＡに結合するとき、アクリジンオレンジは、単量体としてＤＮＡと介在し、青色励起下で強い緑色蛍光を生じる。ＲＮＡおよびタンパク質に結合するとき、これは、青色励起下で赤色蛍光を生じる、多量体型で静電錯体を形成する。結合したアクリジンオレンジが非結合染料より強く蛍光を発するため、本発明の方法を用いた体液の染色は、洗浄ステップを必要としない。異なる白血球の種類が異なる量のＤＮＡおよびＲＮＡを有するため、白血球集団は、異なる相対量の赤色および緑色蛍光を生じることができる。これは、それらの色に基づいて細胞型の分離を可能にする。血小板が、多くの場合、少量のＲＮＡによって特徴付けられるため、血小板をアクリジンオレンジでかすかに染色することができる。血小板内の少量のＲＮＡは、本発明の方法を用いた血小板の検出を可能にする。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、少量の体液中の全血球計算値の判定を可能にする。

いくつかの実施形態では、サンプルの分析は、約０．５ｎＬ〜約５０ｎＬの体液、約１ｎＬ〜約１００ｎＬの体液、約１００ｎＬ〜約１５０ｎＬの体液、約１５０ｎＬ〜約２００ｎＬの体液、約２００ｎＬ〜約２５０ｎＬの体液、約２５０ｎＬ〜約３００ｎＬの体液、約３００ｎＬ〜約３５０ｎＬの体液、約３５０ｎＬ〜約４００ｎＬの体液、約４００ｎＬ〜約４５０ｎＬの体液、約４５０ｎＬ〜約５００ｎＬの体液、約５００ｎＬ〜約５５０ｎＬの体液、約５５０ｎＬ〜約６００ｎＬの体液、約６００ｎＬ〜約６５０ｎＬの体液、約６５０ｎＬ〜約７００ｎＬの体液、約７００ｎＬ〜約７５０ｎＬの体液、約７５０ｎＬ〜約８００ｎＬの体液、約８００ｎＬ〜約８５０ｎＬの体液、約８５０ｎＬ〜約９００ｎＬの体液、約９００ｎＬ〜約９５０ｎＬの体液、約９５０ｎＬ〜約１μＬの体液、約０．５μＬ〜約１μＬの体液、約１μＬ〜約５μＬの体液、約５μＬ〜約１０μＬの体液、約１０μＬ〜約２０μＬの体液、約２０μＬ〜約３０μＬの体液、約３０μＬ〜約４０μＬの体液、または約４０μＬ〜約５０μＬの体液を利用する。

いくつかの実施形態では、本発明の方法は、例えば、単層として表面積を横断して拡散される、少量の体液を分析することができる。少量の体液は、約１００ｎＬ未満の体液、約２００ｎＬ未満の体液、約３００ｎＬ未満の体液、約４００ｎＬ未満の体液、約５００ｎＬ未満の体液、約６００ｎＬ未満の体液、約７００ｎＬ未満の体液、約８００ｎＬ未満の体液、約９００ｎＬ未満の体液、約１μＬ未満の体液、約２μＬ未満の体液、約３μＬ未満の体液、約４μＬ未満の体液、約５μＬ未満の体液、約６μＬ未満の体液、約７μＬ未満の体液、約８μＬ未満の体液、約９μＬ未満の体液、または約１０μＬ未満の体液であり得る。
（視覚画像を取得する）

いったん体液がチャンバ内で、あるいは２つまたはそれを上回るチャンバを備えるスライド内で適切に希釈されると、体液の視覚画像を取得して分析することができる。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、リン酸緩衝生理食塩水、ドデシル硫酸ナトリウム、およびアクリジンオレンジを含む、単一の希釈剤中で血液サンプルを希釈するステップを含み、その後に、例えば、低倍率対物レンズを使用する蛍光および暗視野撮像を用いた、体液からの視覚データの取得が続く。いくつかの実施形態では、取得された視覚画像の分析は、サンプルの全血球計算値を提供する。

視覚画像は、例えば、ハロゲン電球、暗視野コンデンサ、および大判カメラを用いて撮影することができる。視覚画像取得は、例えば、１つのチャンバ内で、白血球、血小板、および赤血球を数えて区別するように、暗視野および蛍光視覚画像の組み合わせを取得することを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つの視覚画像が取得される。いくつかの実施形態では、複数の視覚画像が取得される。本発明の撮像システムは、例えば、少なくとも１つの暗視野視覚画像、少なくとも２個の暗視野視覚画像、少なくとも３個の暗視野視覚画像、少なくとも４個の暗視野視覚画像、少なくとも５個の暗視野視覚画像、少なくとも６個の暗視野視覚画像、少なくとも７個の暗視野視覚画像、少なくとも８個の暗視野視覚画像、少なくとも９個の暗視野視覚画像、または少なくとも１０個の暗視野視覚画像を取得することができる。本発明の撮像システムは、例えば、少なくとも１つの明視野視覚画像、少なくとも２個の明視野視覚画像、少なくとも３個の明視野視覚画像、少なくとも４個の明視野視覚画像、少なくとも５個の明視野視覚画像、少なくとも６個の明視野視覚画像、少なくとも７個の明視野視覚画像、少なくとも８個の明視野視覚画像、少なくとも９個の明視野視覚画像、または少なくとも１０個の明視野視覚画像を取得することができる。本発明の撮像システムは、例えば、少なくとも１つの蛍光視覚画像、少なくとも２個の蛍光視覚画像、少なくとも３個の蛍光視覚画像、少なくとも４個の蛍光視覚画像、少なくとも５個の蛍光視覚画像、少なくとも６個の蛍光視覚画像、少なくとも７個の蛍光視覚画像、少なくとも８個の蛍光視覚画像、少なくとも９個の蛍光視覚画像、または少なくとも１０個の蛍光視覚画像を取得することができる。本発明の撮像システムは、暗視野、明視野、または蛍光視覚画像の任意の組み合わせを取得することができる。いくつかの実施形態では、明視野視覚画像または暗視野視覚画像は、赤血球を撮像するために使用される。いくつかの実施形態では、１チャネル蛍光視覚画像または２チャネル蛍光視覚画像が、白血球または血小板を撮像するために使用される。いくつかの実施形態では、最終画像生成物は、少なくとも３つの画像からのデータを含む。

本発明の撮像システムは、細胞型の２チャネル蛍光視覚画像を取得するように構成することができる。例えば、４倍対物レンズおよび４７０ｎｍ励起光を使用して、白血球を含む視覚画像を取得することができ、赤色および緑色チャネルは、自動的にカメラの前に配置される発光フィルタを変更することによって、連続的に取得される。例えば、チャンバを移動させ、画像視野をともに傾転させることによって、細胞チャンバの全体を撮像することができる。

本発明の撮像システムは、細胞型の１チャネル蛍光視覚画像を取得するように構成することができる。例えば、１０倍対物レンズを用いて、血小板細胞を含む視覚画像を取得することができる。いくつかの実施形態では、白血球の視覚画像を取得するために利用されるものと同一の励起源および赤色発光フィルタを用いて、血小板の視覚画像を取得することができる。いくつかの実施形態では、同一の対物レンズを使用して、異なる細胞型の暗視野画像を撮影することができる。例えば、４倍対物レンズを使用して、例えば、同一の励起で赤血球および白血球の暗視野画像を撮影することができる。

視覚画像は、チャンバの表面積の区画から取得することができ、または視覚画像は、チャンバの表面積の全体から取得することができる。いくつかの実施形態では、細胞集団の密度は、分析のために必要とされる視覚画像の数と関連付けられる。例えば、係数チャンバの中心から撮影された単一の画像は、赤血球集団の正確な分析のための一貫した視覚情報を提供するために十分であった。対照的に、チャンバの異なる表面からの少なくとも２つの視覚画像が、血小板集団の分析のために必要とされ得る。本発明のデバイス、システム、および方法を使用して撮影される代表的な画像が、図１０でさらに詳細に示され、説明されている。視覚データは、受信機に伝送することができる。いくつかの実施形態では、受信機は、プロセッサを備えるコンピュータシステムと通信しており、コンピュータシステムは、視覚データの分析を行うようにプログラムされる。
（データ分析）

取得された視覚画像から全血球計算値（赤血球、白血球、および血小板のうちのいずれかまたは全てを含む）を提供するために、本発明のシステムは、視覚データから個々の細胞型を識別して定量化するアルゴリズムを利用することができる。視覚データ内の特定の物体が、例えば、白血球であるかどうかを判定するために、本システムは、例えば、特定のフィルタを用いて、および／または特定の発光波長内で、一式の視覚画像を識別することができる。システムは、蛍光に基づいて、一式の取得された視覚データをグループ化することができる。特定の画像からの平均または中央蛍光強度は、背景蛍光信号を含む基準画像から差し引くことができる。次いで、閾値化または流域区分化を使用して、細胞領域を識別することができ、各細胞に対する平均チャネル強度を計算することができる。

いったん識別されると、細胞を数えることができる。例えば、基準データベース中に存在する種々の基準画像との比較によって、１つの画像または一式の画像内の赤血球または白血球あるいは血小板の数を識別することができる。いったん赤血球または白血球あるいは血小板の数が数えられると、部分母集団および関連割合を判定することができる。２つまたはそれを上回る周波数にわたる蛍光応答の範囲に従って、異なる部分母集団をグループ化することができる。加えて、緑色および赤色蛍光強度の２次元ヒストグラムの混合ガウスモデリングを生成して分析することができる。高次元ヒストグラム、例えば、異なる波長または波長範囲における蛍光強度、および散乱光測定を含む、ヒストグラムもまた、作成して分析することができる。データを分析するために、この多次元データ上の主成分分解を行うことができ、少なくとも１つの次元を、例えば、ガウスモデル、スキューＴモデル、または対数正規モデルに適合させることができる。監視または非監視クラスタリング技法等のデータマイニング技法およびアルゴリズムを、細胞部分母集団の識別および列挙に適用することができる。

データ分析で使用することができるスライド中の体液の回折パターンを得るように、フーリエ変換または他の数学的変換を取得された視覚画像に行うことができる。回折パターンは、例えば、細胞半径の分布を判定するように分析することができる。細胞分析に基づいて、赤血球の体積分布、平均細胞体積（ＭＣＶ）、および赤血球分布幅（ＲＤＷ）を、視覚画像から判定することができる。いくつかの実施形態では、チャンバに提供されるサンプルサイズの体積が把握され、ヘマトクリット（ＨＣＴ）数を判定するために、ＭＣＶおよびＲＢＣを使用することができる。

取得された視覚画像のデータ分析は、視覚画像のテンプレート合致を含むことができる。例えば、撮像システムを用いて、非染色血液の明視野または暗視野画像を取得することができ、取得された視覚データを基準データベース内の視覚データと比較することができる。視覚データは、低倍率および高倍率で取得して分析することができる。例えば、高倍率では、血小板は、サイズに基づいて他の細胞から区別可能である、小さな塵のような物体として、画像内で可視的であり得る。

本発明の方法およびシステムを用いたデータ分析は、血球の複数の集団および部分母集団を識別することができる。例えば、分析は、サンプルの平均赤血球ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ）を識別することができる。光の複数の波長または波長範囲を使用して、血液サンプルを撮像することができ、細胞型による光の平均吸収を計算することができる。コンピュータシステムは、例えば、ランベルト・ベールの法則モデルを血球の球状形状に適用し、ＭＣＨＣを判定することができる。
（全血球計算値を用いて検出することができる症状）

全血球計算値は、血液中の細胞の種類および数、特に、赤血球、白血球、および血小板に関する重要な情報を提供する。ＣＢＣは、医師が、衰弱、疲労、あざの形成、または癌等の症状の生理学的原因を識別することに役立つことができる。ＣＢＣは、貧血、感染症、または癌等の症状を診断するために使用することができる。ＣＢＣは、臨床医が、治療への対象の生理学的応答を監視することを可能にすることができ、かつＣＢＣは、対象が治療への対象自身の応答を監視することを可能にすることができる。ＣＢＣは、対象の白血球、赤血球、および血小板集団の分析を提供することができる。

全血球計算値を用いて臨床実践で診断することができる一般的な異常は、貧血、多血症、白血球減少症、白血球増加症、および血小板減少症を含む。ＣＢＣを用いて診断することができる一般的な種類の貧血の非限定的実施例は、鉄欠乏性貧血、サラセミア、（鎌状赤血球貧血のような）異常ヘモグロビン症、薬物関連貧血、および慢性疾患関連貧血を含む。

白血球は、感染症から対象を保護することにおいて重要な生理学的役割を果たす。対象が、感染症、例えば、細菌性感染症を有する場合、白血球の数が非常に迅速に上昇する。したがって、悪性腫瘍または治療への生理学的応答を判定するために、白血球の数を使用することができる。循環内の白血球の総数、および白血球分画の判定は、白血病等のいくつかの血液悪性腫瘍の診断を提供することができる。

赤血球は、肺から身体の他の部分に酸素を運搬し、呼気のために二酸化炭素を肺に戻す。ＲＢＣ計数が低い場合、例えば、貧血の場合、対象の身体は酸素を奪われ得る。計数が高すぎる、すなわち、多血症と呼ばれる症状である場合、赤血球は、ともに凝集し、毛細血管および血管を遮断し得る。したがって、ＣＢＣを用いて対象の血液中のヘモグロビンの量を判定することにより、身体の全体を通して酸素を運搬する血液の能力の分析を提供することができる。

血小板は、血液中の最小形成要素である。それらは、例えば、血液凝固、アテローム性動脈硬化症、および血小板減少症において重要である。出血が起こるときに、血小板は、膨張し、ともに凝集し、出血を防止することに役立つ粘着性の栓を形成する。血小板が少なすぎる対象は、無制御出血に悩まされ得る。多すぎる血小板から形成される血栓は、血管を詰まらせる。

本発明の助けにより、臨床医は、本発明のシステムによって臨床医に伝送される、全血球計算値を遠隔で受信することができる。その結果として、臨床医は、診療所または病院に通院するように対象に要求することなく、治療への対象の応答を監視することができる。臨床医は、例えば、医師、看護師、診療看護師、または対象の健康を監視する責任がある個人であり得る。対象は、例えば、高齢者、成人、青少年、思春期前の子供、小児、幼児、乳児であり得る。本発明は、治療への対象の応答を監視するため、または対象の健康を監視するために、対象によって利用することができる、システム、デバイス、および方法を提供する。本発明は、治療への対象の応答を監視するため、または対象の健康を監視するために、臨床医によって利用することができる、システム、デバイス、および方法を提供する。

（実施例１）本発明の方法
フローチャート５００（図５）は、体液をチャンバに提供するステップと、試薬を用いて体液中の被分析物を分析するステップと、スライドから視覚データを取得するステップと、視覚データを分析するステップとを含む、体液を分析するための方法を図示する。実施例は、体液が血液サンプルである、代表的な実施形態を図示する。

５０５では、対象が少量の血液サンプルをチャンバに提供する。対象は、皮膚を貫通するため、および一滴の血液を回収するために、指先採血針を使用することができる。比較的少量の血液が必要とされ、一滴の血液は、例えば、マイクロリットル未満の量の血液、または約１μＬ〜約５μＬの量の血液であり得る。対象は、一滴の血液を本明細書で説明されるチャンバ等のチャンバに追加することができる５１０。

チャンバは、血液サンプルを染色する試薬とともに事前包装することができる５１５。試薬は、例えば、アクリジンオレンジ等の蛍光染料、およびドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）等の界面活性剤を含むことができる。染色サンプルは、例えば、以前に説明されたような光源３００を用いて、照射することができる５２０。サンプルは、第１の波長で照射することができ、撮像システムは、照射されたサンプルから視覚データを取得することができる５２５。第１の波長または波長範囲での染色サンプルの蛍光応答を、撮像システムによって測定することができる。例えば、第１の波長は、アクリジンオレンジ等のチャンバ内の細胞型と関連付けられるフルオロフォアを励起させることができる。フルオロフォアの励起および視覚画像の取得は、特定の細胞型または被分析物中のＤＮＡの濃度と関連付けられる視覚画像を提供することができる。サンプルを照射するために、第２の波長を使用することができ、撮像システムは、第２の波長で照射されたサンプルから視覚データを取得することができる５３０。異なる波長で放射する、１つまたはそれを上回る付加的な光源を使用した、付加的な波長での染色サンプルの蛍光放射も測定することができる。血液サンプルの明視野および暗視野画像もまた、撮像システムによって取得することができる。チャンバから視覚データを取得するように構成される、撮像システム５２５および５３０は、画像を取得する前にレンズを用いて視野を拡大するように構成することができる。５２５および５３０は、視覚データの分析中に追加してともに合併することができる視野または複数の視野から、視覚データを取得することができる。

取得された視覚データは、グループ化して分析することができる５３５。例えば、チャンバを照射するために使用される波長に基づいて、一式の視覚データをグループ化することができる。取得された視覚データのグループ化は、画像の合併を提供することができる。コンピュータプログラム製品による視覚データの分析は、全血球計算値を提供することができる５４０。

図５のパネルＢは、取得された視覚データ５５０上の白血球の蛍光に基づいて、本発明の方法を用いて識別することができる、血液サンプル中の異なる種類の白血球を図示するグラフである。緑色蛍光応答および赤色蛍光応答の量に基づいて、個々の細胞、またはそれらの代表を、グラフ５５０上に配置することができる。グラフ５５０では、ｘ軸は、緑色蛍光応答のレベルを表し、ｙ軸は、赤色蛍光応答のレベルを表す。グラフ５５０上に配置される細胞は、それらの蛍光に基づいて、複数の明確に異なる群に分割することができる。例えば、第１の群５５５は、好中球の数に対応することができ、第２の群５６０は、リンパ球の数に対応することができ、第３の群５６５は、単球の数に対応することができ、第４の群５７０は、血小板の数に対応することができる。

図６は、血液サンプル中の赤血球の数を数える方法を図示する、プロセス６００のフローチャートである。６０５では、対象が、少量の血液サンプルをチャンバに提供する。対象は、皮膚を貫通するため、および一滴の血液を回収するために、指先採血針を使用することができる。比較的少量の血液が必要とされ、一滴の血液は、例えば、マイクロリットル未満の量の血液、または約１μＬ〜約５μＬの量の血液であり得る。対象は、一滴の血液を本明細書で説明されるチャンバ等のチャンバに追加することができる。

６１０では、サンプルの少なくとも一部分を、赤血球サンプリングチャンバ、例えば、１１５で説明される第１のサンプリングチャンバの中へ供給することができる。６１５では、血液サンプル中の赤血球を球形にするために、界面活性剤等の試薬を使用することができる。界面活性剤と反応した後に、サンプリングチャンバ中の赤血球は、それらの正常な両凹円盤様形状を失い、丸い球状形状になる。６２０では、スライドから視覚データを取得するように構成される撮像システムが、サンプリングチャンバから取り出される。チャンバは、所望される測定の種類に応じて、１つまたはそれを上回る波長または波長範囲で撮像することができる。サンプリングチャンバの底面における丸みを帯びた赤血球は、例えば、テンプレート合致を介して、それらの形状によって容易に識別することができる。適切な希釈で、６２０で取得される視覚データは、適切な希釈で１００，０００個より多くの球形赤血球の視覚表現を含むことができる。６２５では、赤血球数（ＲＢＣ）を判定するように、視覚データ内で識別される赤血球の数を数えることができる。
（実施例２）本発明のシステム

本発明のシステムは、本発明のデバイスから視覚データを取得するように明確に異なる様式で構成される、複数の撮像システムを備えることができる。

図７は、体液を分析するためのシステム１０４およびデバイスのブロック図を示す。システム１０４、具体的には、自動携帯用スライド分析器１５０Ａは、図３を参照して説明されるシステム１０および自動携帯用スライド分析器１５０に類似し得る。しかしながら、本実施例は、撮像システムが、チャンバ内または明確に異なるチャンバ内の異なる場所から視覚データを捕捉することを可能にするように、血液収集および分析スライド１００Ｒが、平行移動の代わりに回転を介して移動する、システム１０４を図示する。

システム１０４は、スライド１００Ｒを連結し、スライド１００Ｒの所望のサンプリングチャンバを可視化するためにスライド１００Ｒを回転させるように構成される、モータ１００Ｍを備える。図７に示されるように、モータ１００Ｍは、スライド１００Ｒのサンプリングチャンバ１１５Ｒを、光源３００、３０５、ならびに光学アセンブリ３３０と整合させることができる。

プロセッサ３５０からの命令の下で、サンプリングチャンバ１２０Ｒを代わりに分析することができるように、モータ１００Ｍは、サンプリングチャンバ１２０Ｒを代わりにこれらの構成要素と整合させることができるように、スライド１００Ｒを回転させることができる。モータ１００Ｍはまた、スライド１００Ｒの付加的なチャンバまたは較正チャンバ等の種々の他の特徴を分析のために可視化することができるように、スライド１００Ｒを回転させることもできる。

システム１０４の他の構成要素を、平行移動の代わりに回転によって移動させることができる。図７に示されるように、例えば、システム１０４はさらに、回転可能なフィルタアセンブリ３１０Ｒに連結されるモータ３１０Ｍを備えることができる。モータ３１０Ｍは、フィルタアセンブリ３１０Ｒのフィルタ３１５Ｒを、光学アセンブリ３３０、ならびに光源３００および３０５によって照射されるサンプリングチャンバ１１５Ｒと整合させることができる。プロセッサ３５０の命令の下で、モータ３１０Ｍは、フィルタ３２０Ｒを代わりにこれらの構成要素と整合させることができるように、フィルタアセンブリ３１０Ｒを回転させることができる。モータ３１０Ｍはまた、フィルタアセンブリ３１０Ｒの他のフィルタ等の種々の他の特徴が、システム１０４の光学構成要素と整合させられ得るように、フィルタアセンブリ３１０Ｒを回転させることもできる。一次光源３００および二次光源３０５の両方はさらに、平行照射ビームの形成を促進することによって等、スライドおよびその構成要素の照射を促進するように、それぞれ、コンデンサ光学部３００ａおよび３０５ａを備えることができる。いくつかの実施形態では、自動携帯用スライド分析器１５０Ａはさらに、統合血液コレクタ３８０を備えることができる。統合血液コレクタ３８０は、自分の血液を収集するように医学的に訓練されていない対象およびシステム１０４のユーザによる、血液サンプルの収集を促進することができる。

システム１０４は、第１のレンズ３３５と、第２のレンズ３４０とを備えることができる。画像捕捉要素３４５は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ検出器アレイ、例えば、低費用の高解像度ＣＣＤを備えることができる。システム１０４はさらに、画像捕捉要素３４５を冷却するための冷却要素３４５ｃを備えることができる。本発明のシステムは、プロセッサ３５０と、通信モジュール３６０と、伝送機３７５と、ディスプレイ１６０と、制御パネル１７０とを備えることができる。プロセッサ３５０は、取得された視覚データを種々の受信機に伝送することができる３６５、伝送機３６０に連結することができる。受信機は、視覚データを分析するようにプログラムされるコンピュータシステム３７０と連結することができる。

図８のパネルＡは、本明細書で説明される体液収集部および分析スライドの上面図を図示する。パネルＢは、指台および身体コレクタを図示する。パネルＣは、本発明の撮像システムと、スライド／チャンバとを備える、筐体を図示する。パネルＢで図示されるように、統合血液コレクタ３８０は、対象の指Ｆを刺してそこから血液を収集するための針３８０Ｌを有する、指台を備えることができる。汚染を回避するために、統合血液コレクタ３８０は、図８のパネルＣに示されるように、自動携帯用スライド分析器１５０Ａの外部に搭載することができる（スライド分析器１５０Ａ上の血液コレクタ３８０の場所を参照）。統合血液コレクタ３８０は、収集された血液をスライド１００Ｒの中へ供給するように、図８のパネルＡに示されるスライド１００Ｒに連結することができる。いったん血液が一連の分析のために収集されると、統合血液コレクタ３８０を自動携帯用スライド分析器１５０Ａから除去し、別の統合血液コレクタ３８０と交換することができる。

図８は、血液収集および分析スライド１００Ｒの上面図を示す。スライド１００Ｒは、スライド１００Ｒが中心ハブ８００の周囲で回転することができるように、モータ１００Ｍをスライド１００Ｒに連結するための中心ハブ８００を備える。スライド１００Ｒは、使い捨てであり得、血液サンプルを収集して分析し、種々の試薬を貯蔵するために使用され、概して、上記で説明される平行移動可能なスライド１００Ｒに類似する多くの機能を有することができる。加えて、モータ１００Ｍは、混合を促進するように、および種々の血液成分の物理的分離を提供するように、スライド１００Ｒを回転させることができる。モータ１００Ｍはまた、サンプリングチャンバ１１５Ｒおよび１２０Ｒの焦点面内の種々の視野を連続的に撮像することができるように、かつ多くの場合、光学アセンブリ３３０、フィルタアセンブリ３１０または３１０Ｒ、および画像捕捉要素３４５等のシステム１０Ａの光学構成要素を走査する必要なく、小さい精密な増分でスライド１００Ｒを回転させることもできる。上記で議論されるように、分析することができるサンプリングチャンバ全体の広視野画像を形成するように、種々の視野の画像をともにデジタルで繋ぎ合わせることができる。

スライド１００Ｒは、平行移動させられたスライド１００の構成要素に類似するが、円形の回転させられたスライド１００Ｒとともに使用するために適合される、種々の構成要素を備えることができる。例えば、スライド１００Ｒは、入口１３０Ｒと、混合チャンバ８１５と、第１の試薬貯蔵チャンバ８０５と、第２の試薬貯蔵チャンバ８１０と、弁８２０と、第１のサンプリングチャンバ１１５Ｒと、第２のサンプリングチャンバ１２０Ｒと、第１の較正チャンバ１１６Ｒと、第２の較正チャンバ１２１Ｒとを備える。第１および第２の較正チャンバ１１６Ｒおよび１２１Ｒは、それぞれ、上記で説明される第１および第２の較正チャンバ１１６および１２１に類似し得、白血球および赤血球の複製等の細胞複製を含むことができる。第１および第２の試薬貯蔵チャンバ８０５および８１０は、種々の試薬、例えば、界面活性剤、乾燥剤、溶解剤、乾燥型試薬、液体試薬、または所定量の希釈剤のうちの１つまたはそれを上回るものを含有することができる。

弁８２０は、第１および第２のサンプリングチャンバ１１５Ｒおよび１２０Ｒから、試薬貯蔵チャンバ８０５および８１０ならびに混合チャンバ８１５を分離することができる。血液が入口１３０Ｒを通して収集された後、スライド１００Ｒの回転は、試薬貯蔵チャンバ８０５および８１０から、試薬、血液、および希釈剤が混合することができる混合チャンバ８１５の中へ、試薬、および場合によっては希釈剤を抽出する、遠心効果を生成することができる。遠心効果はまた、血液成分を分離するために使用することもできる。次いで、弁８２０は、この混合が第１および第２のサンプリングチャンバ１１５Ｒおよび１２０Ｒの中へ供給されるために開放することができる。

いくつかの実施形態では、サンプリングチャンバのうちの１つまたはそれを上回るチャンバは、種々の付加的な試薬を含むことができる。例えば、第１のサンプリングチャンバ１１５Ｒは、白血球を分析するためのものであり得、白血球分析を促進するように、赤血球を溶解させる溶解剤を含むことができる。弁８２０は、溶解剤が第１のサンプリングチャンバ１１５Ｒから混合チャンバ８１５の中へ入ることを防止することができる。遠心効果を使用する液体の供給に加えて、回転可能なスライド１００Ｒとともに、例えば、吸引の使用、マイクロ流体工学、圧力機構、毛管作用、電気泳動、およびその他を含む、サンプルを操作する多くの他の方法も使用することができる。血液サンプルは、スライドの平行移動または回転を伴うものだけでなく多くの他の方法で撮像することができる。
（実施例３）本発明のデバイス、システム、および方法の臨床用途

本発明のデバイス、システム、および方法を用いて、サンプル調製、画像取得、および画像分析の質を評価するために、１３人の健康および不健康なボランティアの研究を行い、本発明および市販の自動血液分析器を用いて得られた結果の間の比較分析を行った。各ボランティアについて、１）臨床自動血液分析器上で、および２）本明細書で説明される本発明の実施形態を使用して、血液を１回採取して測定した。

図９は、血液サンプルの分析に適用される体液の分析のためのシステムの概略図である。パネルＡは、マイクロリットル未満の量の全血からのサンプル調製を図示する。マイクロリットル未満の量の全血を第１の試薬中で２０倍に希釈し、次いで、本発明の厚さ１００μｍのチャンバに血液サンプルを注入することによって、サンプルが調製された。第１の試薬は、少量の核酸染料であるアクリジンオレンジ（ＡＯ、６．２５μＭ）およびアニオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、０．３ｍＭ）を伴うリン酸緩衝生理食塩水（ｐＨ７〜７．２）から成った。第１の試薬の組成は、サンプル調製プロトコルにおけるステップの数を最小限化しながら、取得された視覚画像から抽出することができる、パラメータの数を最大限化した。本明細書で説明されるような第１の試薬の使用は、赤血球が球形として成形されることを可能にしながら、アクリジンオレンジが白血球および血小板を蛍光染色することを可能にした。本明細書で説明されるような第１の試薬の使用はまた、細胞の一様な単層が、厚さ１００μｍのチャンバであって、１００ｍｍ^２の表面積を有するチャンバの底部で形成することを可能にした。プロトコルは、各対象の血液の３つの別個のアリコートで繰り返された。各対象の単一の測定について、視覚画像を同一のチャンバから取得した。

図９のパネルＢは、小型で低倍率の広視野撮像システムを図示する。静脈血を、静脈穿刺を介して１３人のボランティアから採取し、ＥＤＴＡで処理した収集管の中に貯蔵した。サンプルは、即時に、Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＨ５００ Ｈｅｍａｔｏｌｏｇｙ^ＴＭ上で実行された。これに続いて、血液のマイクロリットル未満のアリコートを管から取り出し、結果として生じる混合物の全体積が１０マイクロリットルであるように、０．１ｍＭ〜０．３ｍＭのドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、および３μＭ〜１２μＭのアクリジンオレンジ（ＡＯ）を含有する、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）の溶液中で５〜２０倍に希釈した。溶液は、十分な希釈および染色を確保するように、数分間置かれた。次いで、希釈溶液は、１０マイクロリットル容量を伴う市販の厚さ１００ミクロンの細胞計数チャンバ内に配置された。チャンバの小さい高さにより、細胞は、毛管力によって引き込まれ、チャンバ底に一様な層を形成した。

一貫した様式で、これらの画像から最大量の情報を抽出するために、自動データ分析技法が利用された。視覚撮像システムは、広い視野を利用し、蛍光染色が、形態学的差異よりもむしろ化学的差異に基づいて、白血球の種類の分離を可能にしたため、詳細な細胞内形態の識別のために高解像度を必要としなかった。所与の軸に沿ったその位置が、ある蛍光チャネル中のその強度を表す、多次元点として各細胞を表すことができるように、複数のチャネル中の蛍光強度が、画像内の各細胞について判定された。各画像について、各細胞は、２つの蛍光チャネルの平均の閾値化バージョンに基づいてカウントマスクを作成することによって、視覚画像内で識別された。

視覚画像が、パネルＢの撮像システムを用いて取得され、伝送機が、取得された視覚画像を受信機に伝送した。パネルＣは、視覚画像データ分析のプロセスの選択ステップ、および視覚撮像システムの選択構成要素を図示する。各細胞チャンバが、自動蛍光顕微鏡９０１（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｌｔａｖｉｓｉｏｎ^ＴＭ、 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）のステージの上に配置され、５分間定着させられた。白血球測定については、チャンバ９２０全体が、４×０．１３ＮＡ対物レンズ９３５を使用して撮像された。励起が、４７０±２０ｎｍフィルタ９４５を伴うキセノンランプ９００によって行われた。顕微鏡の側面ポートに取り付けられたＰｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃｓ ＣｏｏｌｓｎａｐＥＳ^ＴＭカメラを使用して、画像が取得された。２つの連続蛍光画像が、各視野について取得され、１つは、カメラの前に配置された緑色（５２８±１９ｎｍ）９０５フィルタを用いて、第２の画像は、カメラの前に配置された赤色（６８５±２０ｎｍ）９２０フィルタを用いて取得される。血小板画像については、対物レンズが１０×０．２５ＮＡ対物レンズ９０４に交換され、チャンバ９２５全体の一部分のみが撮像された。カメラの前に配置された赤色フィルタを用いた単一の画像が、各視野について記録された。最終的に、赤血球画像については、９１５チャンバが撮像され、フーリエ面内にリングマスクを伴うコンデンサを通過させられたタングステン電球からの暗視野照明と併せて、４×０．１３ＮＡ対物レンズ９３５が使用された。照明は、対物レンズの収集範囲を越える角度を含有した。Ｎｉｋｏｎ Ｄ８００^ＴＭ大判カメラを使用して、単一のカラー画像が記録された。

図１０は、上記で説明される視覚画像のための計数マスクを図示する。図１０のパネルａ、パネルｆ、およびパネルｈは、それぞれ、白血球、血小板、および赤血球について取得された広視野画像を示す。差し込み図は、より大きい画像内の囲んだ領域の拡大を示す。白血球画像では、細胞は、様々な量の赤色および緑色強度を伴う点状ドットとして出現する。血小板は、はるかに大きく明るい白血球と一緒に薄暗い物体として出現する。その一方で、赤血球は、明るい輪として出現する。赤血球は球形にされているが、赤血球の暗視野撮像は、膜において画像コントラストを提供した。したがって、赤血球は、不透明な円盤よりもむしろ輪として出現した。

各白血球の蛍光強度は、計数マスクの各要素内で平均赤色または緑色強度を求めることによって、画像の各チャネルについて計算された。画像内の全ての細胞について赤色対緑色強度を描画することにより、図１０のパネルＣに示されるようなプロットを生じた。この画像は、細胞が３つの明確に異なる領域（視覚基準として提供される影付きの領域）にクラスタ化したことを図示する。１つの細胞群は、少量のＲＮＡを示すが、細胞中の大量で高濃度のＤＮＡを示す、低い赤色蛍光および強い緑色蛍光によって特徴付けられた。これらは、それらの静止状態で活発な転写がほとんどない、リンパ球である。別の細胞群は、高い赤色蛍光および低い緑色蛍光によって特徴付けられた。このパターンは、大量のＲＮＡ、ならびに試薬１のアクリジンオレンジで赤色に染色した顆粒を有する、顆粒球に対応した。別の細胞群、すなわち、パネルＣの中心群は、適度な染色によって特徴付けられた。これらの細胞は、単球であり、適度な転写活性によって特徴付けられる。

群内の重複をより良好に区別するために、データは、ガウス混合モデルを用いてモデル化された。細胞レベルデータおよび個々のデータ点が、２次元ヒストグラムに取り込まれた。そのプロセスは、図１０のパネルＤに示されるように、３次元表面を生じた。パネルｄ内のこれらのピークを２次元ガウスモデルと適合させることによって、各クラスタ中の総白血球数の相対的割合が判定された。このモデルベースのアプローチは、たとえ器具によって測定された細胞の総数が、従来の流量計によって必要とされる細胞の総数より有意に小さくても、血液中の細胞の基礎的分布が正確に推定されることを可能にした。

図１０のパネルｅは、未加工データ上のガウス適合のオーバーレイを図示する。このトップダウン図では、ピークの高さは、ガウス適合の中心に向かって増加する高さとともに、様々な陰影レベルによって示されている。各ガウス１／ｅ輪郭は、厚い白線で印付けられる。

血小板は、全血球計算値において判定される重要なパラメータである。アクリジンオレンジで染色されたとき、血小板蛍光は、各血小板内のより少量の核酸により、概して、他の細胞型によって提供される蛍光より薄暗い。血小板からより薄暗い蛍光を正確に検出することができる、視覚画像を取得するために、これらの測定を行うために、より大きい開口数を伴う対物レンズを使用した。血小板の視覚画像の信号対雑音比が比較的低いため、視覚画像は、最初に、全変動制約雑音除去技法を使用して、雑音除去された。雑音除去アルゴリズムは、小さくて薄暗い血小板を識別するために必要であった、画像内の鋭い縁を保存しながら雑音を取り除いた、Ｌ１ノルム最小化を利用した。雑音除去アルゴリズムを適用した後、特定の閾値を設定することによって、画像が２値化され、白血球分析について上記で説明されたものと同様に、計数マスクを使用して、血小板の数が数えられた。各粒子のサイズが、計数マスクにおいて分析され、非常に大きいサイズを伴う物体が、血小板数から（同様に蛍光赤色である）白血球を除外するように破棄された。異なる対象が異なる量の血小板蛍光を有するため（蛍光強度が血小板齢と強く相関するために）、全ての対象に対する単一の強度閾値を選択することは可能ではなかった。この課題を解決するために、各血小板画像については、計数が広範囲の閾値で行われた。これは、図１０のパネルｇに示されるように、計数対閾値曲線を生成した。この曲線に沿った最大値は、雑音ピクセルからの寄与を排除し、同時に、最も弱い蛍光を伴う血小板を見落とすことを回避した。

蛍光強度はまた、赤血球集団についても計算された。各画像内の各赤血球は、テンプレート合致によって識別された。いくつかのテンプレート画像が作成され、各テンプレートは、黒色背景上の単一の赤血球から成った。赤血球は、ドデシル硫酸ナトリウムで処理された後に形状が一様であったため、赤血球集団を特徴付けるために、わずかに異なるサイズの細胞の３つのテンプレートを使用することが十分であった。赤血球の視覚画像が、視野の縁から領域を除去するように切り取られた後（視野依存性収差が有意になり得る場合、または細胞の一部分のみが可視的である場合）、各テンプレートと視覚画像との間で正規化相互相関が計算された。テンプレート細胞内の細胞が視覚画像内の細胞に類似したとき、画像間の相互相関は、画像内の細胞の場所におけるいくつかの鋭いピークから成った。

各細胞を識別して数えるために、拡張最大値変換（ＭＡＴＬＡＢ関数ｉｍｅｘｔｅｎｄｅｄｍａｘ）を使用して、それらの局所近傍より高い相互相関マップの領域が画定された。各テンプレートについて、２値画像が作成され、相互相関における拡張最大値の領域が１として定義され、画像の全ての他の部分が０として定義された。全てのテンプレートからの全ての２値画像は、「または」基準を使用して組み合わせられた。しかしながら、この分析は、画像内のほぼ全ての細胞を正確に識別したが、それらの近傍より大きい相関値を有する背景の領域も識別することができた。正確に数えられた領域から、これらの背景領域を分離するために、複合２値拡張最大値マップに基づいて、計数マスクが作成された。このマスクの各構成要素について、元の画像の平均値、および相互相関マップの平均値の両方が求められた。真の細胞は、高い画像強度または高い相関値のいずれかを有することが期待された一方で、背景計数は、これらの軸の両方の上で低いことが期待された。したがって、空間を４つの四分円に区分化して、閾値画像強度および閾値相関値が設定された。次いで、低い方の左四分円内の全ての計数が除外された。画像内の各細胞の場所に「ドット」を有する、最終強度および相関フィルタにかけた２値画像、および元の暗視野画像のオーバーレイが、図１０のパネルｉに示されている。

データ取得に続いて、画像は、細胞を列挙して区別するように、自動ルーチンに提出された。全ての処理は、社内で開発されたカスタムスクリプトを使用するＭＡＴＬＡＢ（Ｔｈｅ ＭａｔｈＷｏｒｋｓ， Ｎａｔｉｃｋ， ＭＡ）を用いて行われた。各画像によって表される体積を判定するために、ＵＳＡＦ１９５１解像度標的を使用して、撮像システムの正確な倍率が較正された。これは、細胞計数チャンバの既知の高さと組み合わせて、各画像によって測定されるサンプルの体積の計算を可能にした。

図１１は、自動血液分析器から得られた臨床結果との本発明の方法を用いて得られたＣＢＣパラメータの画像ベースの判定の比較を図示する。全血球計算値の各構成要素について、図１１は、本明細書で説明される方法を用いて得られた結果と臨床結果との間の相関を示す。図１１はまた、本明細書で説明される方法を用いて得られた結果および自動臨床器具を用いて得られた結果のテューキー平均差プロットを図示する。相関プロット（図１１のパネルａ、パネルｃ、パネルｅ、パネルｇ、パネルｉ、およびパネルｋ）について、ｘ軸が、臨床器具によって報告される値を表す一方で、ｙ軸は、本方法によって予測される値を表す。各図中の中央の対角線は、２つの方法の間の完璧な一致を表す。中央線の上方および下方の線は、製造業者によって報告されるような、±２標準偏差として定義される、臨床測定の誤差範囲を表す。各血球数パラメータについて、予測における二乗平均平行根誤差（ＲＭＳＥＰ）、すなわち、測定間の平均誤差の尺度が計算された。ＲＭＳＥＰは、以下のように定義され、

ＲＭＳＥＰ＝ｓｑｒｔ（ｓｕｍ ｉ＝１＾Ｎ（Ｃｉ−Ｍ１）＾２）

Ｎは、患者の数であり、Ｃは、ｉ番目の患者の臨床値であり、Ｍは、その患者に対する本方法からの予測である。これらの誤差は、表１で提示される。

単球分画を除く全てのパラメータについて、臨床測定および方法は、臨床器具の誤差限界内で一致する結果を生じた。図１１のパネルｅで図示されるように、単球および顆粒球は、わずかに重複し、重複の程度は、対象によってわずかに変動する。この重複は、データのガウス混合モデリングの誤差につながり得る。場合によっては、単球の数の過剰計数および顆粒球の数の過小計数につながり得る、モデリングの系統的誤差が観察された。

本発明を用いて得られる結果が、標準臨床測定を用いて得られる結果と適合する程度をさらに査定するために、テューキー平均差プロットが作成され、図１１のパネルｂ、パネルｄ、パネルｆ、パネルｈ、パネルｊ、およびパネルｌで図示されている。これらのプロットでは、ｘ軸が、臨床および画像ベースの測定の平均を表す一方で、ｙ軸は、２つの測定の間の差異を表す。全てのサンプルにわたる平均差は、赤色で示され、±１．９６標準偏差線（９５％信頼区間を表す）は、緑色で示され、２つの方法の間の最大期待不一致を表す。各計数群に対する臨床測定からの観察された最大偏差は、特に、全血球計算値の臨床的に有意な変動と比較したときに低かった。
（実施例４）視覚画像の分析のためのコンピュータアーキテクチャ

シークエンシングデータは、種々のコンピュータアーキテクチャを用いて、複数のコンピュータによって分析することができる。種々のコンピュータアーキテクチャは、本発明とともに使用するために好適である。図１２は、本発明の例示的実施形態に関連して使用することができる、コンピュータシステム１２００の第１の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。図１２で描写されるように、例示的コンピュータシステムは、命令を処理するためのプロセッサ１２０２を含むことができる。プロセッサの非限定的実施例は、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ７^ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ５^ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ３^ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ^ＴＭプロセッサ、ＡＭＤ Ｏｐｔｅｒｏｎ^ＴＭプロセッサ、Ｓａｍｓｕｎｇ ３２ビットＲＩＳＣ ＡＲＭ １１７６ＪＺ（Ｆ）−Ｓ ｖ１．０^ＴＭプロセッサ、ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ−Ａ８ Ｓａｍｓｕｎｇ Ｓ５ＰＣ１００^ＴＭプロセッサ、ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ−Ａ８ Ａｐｐｌｅ Ａ４^ＴＭプロセッサ、Ｍａｒｖｅｌｌ ＰＸＡ ９３０^ＴＭプロセッサ、または機能的に同等のプロセッサを含む。複数の実行のスレッドを並列処理に使用することができる。いくつかの実施形態では、単一のコンピュータシステム内であろうと、クラスタ内であろうと、または複数のコンピュータ、携帯電話、および／または携帯用情報端末を備えるネットワークを経由してシステムにわたって分配されようと、複数のプロセッサ、または複数のコアを伴うプロセッサを使用することができる。

図１２で図示されるように、プロセッサ１２０２によって最近使用された、または頻繁に使用される、命令またはデータのための高速メモリを提供するように、高速キャッシュ１２０１を、プロセッサ１２０２に接続するか、またはそれに組み込むことができる。プロセッサ１２０２は、プロセッサバス１２０５によって、ノースブリッジ１２０６に接続される。ノースブリッジ１２０６は、メモリバス１２０４によってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０３に接続され、プロセッサ１２０２によるＲＡＭ１２０３へのアクセスを管理する。ノースブリッジ１２０６はまた、チップセットバス１２０７によってサウスブリッジ１２０８に接続される。サウスブリッジ１２０８は、順に、周辺機器用バス１２０９に接続される。周辺機器用バスは、例えば、ＰＣＩ、ＰＣＩ−Ｘ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、または他の周辺機器用バスであり得る。ノースブリッジおよびサウスブリッジは、多くの場合、プロセッサチップセットと称され、プロセッサ、ＲＡＭ、および周辺機器用バス１２０９上の周辺構成要素間のデータ転送を管理する。いくつかのアーキテクチャでは、別個のノースブリッジチップを使用する代わりに、ノースブリッジの機能性をプロセッサに組み込むことができる。

いくつかの実施形態では、システム１２００は、周辺機器用バス１２０９に取り付けられたアクセラレータカード１２１２を含むことができる。アクセラレータは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはある処理を加速するための他のハードウェアを含むことができる。

ソフトウェアおよびデータは、外部記憶装置１２１３に記憶され、プロセッサによる使用のために、ＲＡＭ１２０３および／またはキャッシュ１２０１にロードすることができる。システム１２００は、システムリソースを管理するためのオペレーティングシステムを含み、オペレーティングシステムの非限定的実施例は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＭＡＣＯＳ^ＴＭ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ ＯＳ^ＴＭ、ｉＯＳ^ＴＭ、および他の機能的に同等なオペレーティングシステム、ならびにオペレーティングシステムの上で作動するアプリケーションソフトウェアを含む。

本実施例では、システム１２００はまた、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）および分散型並列処理に使用することができる他のコンピュータシステム等の外部記憶装置にネットワークインターフェースを提供するための周辺機器用バスに接続されたネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）１２１０および１２１１も含む。

図１３は、複数のコンピュータシステム１３０２ａおよび１３０２ｂ、複数の携帯電話および携帯用情報端末１３０２ｃ、ならびにネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）１３０１ａおよび１３０１ｂとともに、ネットワーク１３００を示す略図である。いくつかの実施形態では、システム１３０２ａ、１３０２ｂ、および１３０２ｃは、データ記憶を管理し、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）１３０１ａおよび１３０２ｂに記憶されたデータのためにデータアクセスを最適化することができる。数学的モデルをデータに使用し、コンピュータシステム１３０２ａおよび１３０２ｂ、ならびに携帯電話および携帯用情報端末システム１３０２ｃにわたって分散型並列処理を使用して評価することができる。コンピュータシステム１３０２ａおよび１３０２ｂ、ならびに携帯電話および携帯用情報端末システム１３０２ｃはまた、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）１３０１ａおよび１３０１ｂに記憶されたデータの適応データ再構成のための並列処理を提供することもできる。図１３は、実施例のみを図示し、多種多様の他のコンピュータアーキテクチャおよびシステムを、本発明の種々の実施形態と併せて使用することができる。例えば、並列処理を提供するために、ブレードサーバを使用することができる。並列処理を提供するように、バックプレーンを通してプロセッサブレードを接続することができる。記憶装置もまた、バックプレーンに、または別個のネットワークインターフェースを通してネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）として接続することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、別個のメモリ空間を維持し、他のプロセッサによる並列処理のために、ネットワークインターフェース、バックプレーン、または他のコネクタを通してデータを伝送することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサのうちのいくつかまたは全ては、共有仮想アドレスメモリ空間を使用することができる。

図１４は、共有仮想アドレスメモリ空間を使用する、マルチプロセッサコンピュータシステムのブロック図である。本システムは、共有メモリサブシステム１４０２にアクセスすることができる、複数のプロセッサ１４０１ａ−ｆを含む。本システムは、複数のプログラマブルハードウェアメモリアルゴリズムプロセッサ（ＭＡＰ）１４０３ａ−ｆをメモリサブシステム１４０２に組み込む。各ＭＡＰ１４０３ａ−ｆは、メモリ１４０４ａ−ｆと、１つまたはそれを上回るフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１４０５ａ−ｆとを備えることができる。ＭＡＰは、構成可能な機能ユニットを提供し、特定のアルゴリズムまたはアルゴリズムの部分を、それぞれのプロセッサと密接に協調して処理するためにＦＰＧＡ１４０５ａ−ｆに提供することができる。本実施例では、各ＭＡＰは、これらの目的でプロセッサの全てによって大域的にアクセス可能である。１つの構成では、各ＭＡＰは、関連メモリ１４０４ａ−ｆにアクセスするためにダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）を使用することができ、それぞれのマイクロプロセッサ１４０１ａ−ｆから独立し、かつそれらとは非同期的に、タスクを実行することを可能にする。この構成では、ＭＡＰは、アルゴリズムのパイプライン化および並列実行のために、結果を別のＭＡＰに直接供給することができる。

上記のコンピュータアーキテクチャおよびシステムは実施例にすぎず、一般プロセッサ、コプロセッサ、ＦＰＧＡおよび他のプログラマブル論理デバイス、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ならびに他の処理および論理要素の任意の組み合わせを使用するシステムを含む、多種多様の他のコンピュータ、携帯電話、および携帯用情報端末アーキテクチャおよびシステムを、例示的実施形態に関連して使用することができる。ランダムアクセスメモリ、ハードドライブ、フラッシュメモリ、テープドライブ、ディスクアレイ、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、ならびに他のローカルまたは分散型データ記憶デバイスおよびシステムを含む、任意の種々のデータ記憶媒体を、例示的実施形態に関連して使用することができる。

例示的実施形態では、コンピュータシステムは、上記または他のコンピュータアーキテクチャおよびシステムのうちのいずれかで実行する、ソフトウェアモジュールを使用して実装することができる。他の実施形態では、システムの機能は、部分的または完全に、ファームウェア、図１４で参照されるようなフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラマブル論理デバイス、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または他の処理および論理要素で実装することができる。例えば、図１２で図示されるアクセラレータカード１２１２等のハードウェアアクセラレータカードの使用を通したハードウェア加速を伴って、セットプロセッサおよびオプティマイザを実装することができる。
（実施形態）

以下の非限定的実施形態は、本発明の例証的実施例を提供するが、本発明の範囲を限定しない。

実施形態１．いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）体液を受容するように構成されるスライドであって、スライドは、ｉ）第１のチャンバであって、第１のチャンバは、体液中の第１の被分析物を検出することが可能な第１の試薬を含有する、第１のチャンバと、ｉｉ）第２のチャンバであって、第２のチャンバは、体液中の第２の被分析物を検出することが可能な第２の試薬を含有する、第２のチャンバとを備える、スライドと、ｂ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムとを備える、デバイスを提供する。

実施形態２．伝送機をさらに備え、伝送機は、取得された視覚データを受信機に伝送するように構成される、実施形態１に記載のデバイス。

実施形態３．伝送は、無線である、実施形態２に記載のデバイス。

実施形態４．体液は、尿である、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態５．体液は、血液である、実施形態１〜４のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態６．第１の被分析物は、赤血球である、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態７．第２の被分析物は、白血球である、実施形態６に記載のデバイス。

実施形態８．スライドおよび撮像システムは、共通の筐体に含有される、実施形態１〜７のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態９．スライドは、可撤性である、実施形態８に記載のデバイス。

実施形態１０．スライドはさらに、スライドの表面を横断してチャネルを備え、チャネルは、第１のチャンバおよび第２のチャンバと接続している、実施形態１〜９のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態１１．スライドはさらに、ポートを備え、ポートは、体液を受容し、体液を少なくとも１つのチャンバまでチャネルに通過させるように構成される、実施形態１０に記載のデバイス。

実施形態１２．スライドはさらに、第３のチャンバを備え、第３のチャンバは、体液中の第３の被分析物を検出することが可能な第３の試薬を含有する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態１３．第３の被分析物は、血小板である、実施形態１２に記載のデバイス。

実施形態１４．スライドはさらに、少なくとも１つの対照チャンバを備え、対照チャンバは、対照被分析物を含有する、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態１５．スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態１６．いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）体液を受容するように構成される、スライドと、ｂ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、ｃ）少なくとも１マイルの距離にわたって取得された視覚データを無線で伝送するように構成される、伝送機とを備える、デバイスを提供する。

実施形態１７．デバイスは、わずか２，０００ｇの質量を有する、実施形態１６に記載のデバイス。

実施形態１８．撮像システムは、スライドの少なくとも２つの異なる部分から視覚データを取得する、実施形態１６〜１７のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態１９．スライドおよび撮像システムは、共通の筐体に含有される、実施形態１６〜１８のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態２０．スライドは、可撤性である、実施形態１９に記載のデバイス。

実施形態２１．体液は、唾液である、実施形態１６〜２０のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態２２．体液は、血液である、実施形態１６〜２１のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態２３．撮像システムは、体液中の被分析物を検出するように構成される、実施形態１６〜２２のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態２４．被分析物は、赤血球である、実施形態２３に記載のデバイス。

実施形態２５．被分析物は、白血球である、実施形態２３に記載のデバイス。

実施形態２６．被分析物は、血小板である、実施形態２３に記載のデバイス。

実施形態２７．スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、実施形態１６〜２６のいずれか１つに記載のデバイス。

実施形態２８．いくつかの実施形態では、本発明は、体液を分析するための方法であって、ａ）体液をスライドに提供するステップであって、スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、ステップと、ｂ）第１のチャンバ中で、第１の試薬を用いて、体液中の第１の被分析物を検出するステップと、ｃ）第２のチャンバ中で、第２の試薬を用いて、体液中の第２の被分析物を検出するステップと、ｄ）撮像システムによって、スライドから視覚データを取得するステップと、ｅ）伝送機によって、取得された視覚データを受信機に伝送するステップとを含む、方法を提供する。

実施形態２９．約１マイクロリットル〜約５マイクロリットルの体液が、スライドに提供される、実施形態２８に記載の方法。

実施形態３０．伝送は、無線である、実施形態２８〜２９のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３１．伝送機および受信機は、少なくとも１マイル離れている、実施形態３０に記載の方法。

実施形態３２．体液は、唾液である、実施形態２８〜３１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３３．体液は、血液である、実施形態２８〜３１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３４．第１の被分析物は、赤血球である、実施形態２８〜３１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３５．第２の被分析物は、白血球である、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３６．スライドはさらに、第３のチャンバを備え、本方法はさらに、第３のチャンバ中で、第３の試薬を用いて、体液中の第３の被分析物を検出するステップを含む、実施形態３５に記載の方法。

実施形態３７．第３の被分析物は、血小板である、実施形態３６に記載の方法。

実施形態３８．スライドはさらに、スライドの表面を横断してチャネルを備え、チャネルは、第１のチャンバおよび第２のチャンバと接続している、実施形態２８〜３７のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３９．デバイスはさらに、ポートを備え、ポートは、体液を受容し、体液を少なくとも１つのチャンバまでチャネルに通過させるように構成される、実施形態２８〜３８のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４０．取得された視覚データを画像に変換するステップをさらに含む、実施形態２８〜３９のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４１．いくつかの実施形態では、本発明は、ａ）デバイスであって、ｉ）体液を受容するように構成されるスライドと、ｉｉ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、ｉｉｉ）伝送機であって、伝送機は、取得された視覚データを無線で伝送する、伝送機とを備える、デバイスと、ｂ）伝送機から無線で伝送された視覚データを受信する、受信機であって、伝送機および受信機は、少なくとも１マイルの距離にわたって通信するように構成される、受信機とを備える、システムを提供する。

実施形態４２．デバイスは、わずか２，０００ｇの質量を有する、実施形態４１に記載のシステム。

実施形態４３．撮像システムは、スライドの少なくとも２つの異なる部分から視覚データを取得するように構成される、実施形態４１〜４２のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４４．スライド、撮像システム、および伝送機は、共通の筐体に含有される、実施形態４１〜４３のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４５．体液は、唾液である、実施形態４１〜４４のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４６．体液は、血液である、実施形態４１〜４４のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４７．スライドは、少なくとも２つのチャンバを備える、実施形態４１〜４６のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４８．スライドはさらに、スライドの表面を横断してチャネルを備え、チャネルは、第１のチャンバおよび第２のチャンバと接続している、実施形態４１〜４７のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態４９．撮像システムは、体液中の被分析物を検出するように構成される、実施形態４１〜４８のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態５０．被分析物は、赤血球である、実施形態４９に記載のシステム。

実施形態５１．被分析物は、白血球である、実施形態４９に記載のシステム。

実施形態５２．被分析物は、血小板である、実施形態４９に記載のシステム。

実施形態５３．スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、実施形態４１〜５２のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態５４．受信機は、取得された視覚データに基づいて画像を生成するように構成される、コンピュータシステムと通信している、実施形態４１〜５３のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態５５．ａ）デバイスであって、ｉ）体液を受容するように構成されるスライドであって、スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、スライドと、ｉｉ）スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムとを備える、デバイスと、ｂ）体液中の第１の細胞型を検出することが可能な第１の試薬と、ｃ）体液中の第２の細胞型を検出することが可能な第２の試薬とを備える、キット。

実施形態５６．スライドはさらに、スライドの表面を横断してチャネルを備え、チャネルは、第１のチャンバおよび第２のチャンバと接続している、実施形態５５に記載のキット。

実施形態５７．スライドはさらに、ポートを備え、ポートは、体液を受容し、体液を少なくとも１つのチャンバまでチャネルに通過させるように構成される、実施形態５５〜５６のいずれか１つに記載のキット。

実施形態５８．記第１の細胞型は、赤血球である、実施形態５５〜５７のいずれか１つに記載のキット。

実施形態５９．第２の細胞型は、白血球である、実施形態５８に記載のキット。

実施形態６０．スライドはさらに、第３のチャンバを備え、キットは、体液中の第３の細胞型を検出することが可能な第３の試薬を備える、実施形態５９に記載のキット。

実施形態６１．第３の細胞型は、血小板である、実施形態６０に記載のキット。

Claims (61)

1. ａ）体液を受容するように構成されるスライドであって、前記スライドは、
   ｉ）第１のチャンバであって、前記第１のチャンバは、前記体液中の第１の被分析物を検出することが可能な第１の試薬を含有する、第１のチャンバと、
   ｉｉ）第２のチャンバであって、前記第２のチャンバは、前記体液中の第２の被分析物を検出することが可能な第２の試薬を含有する、第２のチャンバと、
   を備える、スライドと、
   ｂ）前記スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、
   を備える、デバイス。
2. 伝送機をさらに備え、前記伝送機は、前記取得された視覚データを受信機に伝送するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記伝送は、無線である、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記体液は、尿である、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記体液は、血液である、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記第１の被分析物は、赤血球である、請求項１に記載のデバイス。
7. 前記第２の被分析物は、白血球である、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記スライドおよび前記撮像システムは、共通の筐体に含有される、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記スライドは、可撤性である、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記スライドはさらに、前記スライドの表面を横断してチャネルを備え、前記チャネルは、前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバと接続している、請求項９に記載のデバイス。
11. 前記スライドはさらに、ポートを備え、前記ポートは、前記体液を受容し、前記体液を少なくとも１つのチャンバまで前記チャネルに通過させるように構成される、請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記スライドはさらに、第３のチャンバを備え、前記第３のチャンバは、前記体液中の第３の被分析物を検出することが可能な第３の試薬を含有する、請求項１に記載のデバイス。
13. 前記第３の被分析物は、血小板である、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記スライドはさらに、少なくとも１つの対照チャンバを備え、前記対照チャンバは、対照被分析物を含有する、請求項１に記載のデバイス。
15. 前記スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、請求項１に記載のデバイス。
16. ａ）体液を受容するように構成される、スライドと、
    ｂ）前記スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、
    ｃ）少なくとも１マイルの距離にわたって前記取得された視覚データを無線で伝送するように構成される、伝送機と、
    を備える、デバイス。
17. 前記デバイスは、わずか２，０００ｇの質量を有する、請求項１６に記載のデバイス。
18. 前記撮像システムは、前記スライドの少なくとも２つの異なる部分から視覚データを取得する、請求項１６に記載のデバイス。
19. 前記スライドおよび前記撮像システムは、共通の筐体に含有される、請求項１６に記載のデバイス。
20. 前記スライドは、可撤性である、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記体液は、唾液である、請求項１６に記載のデバイス。
22. 前記体液は、血液である、請求項１６に記載のデバイス。
23. 前記撮像システムは、前記体液中の被分析物を検出するように構成される、請求項１６に記載のデバイス。
24. 前記被分析物は、赤血球である、請求項２３に記載のデバイス。
25. 前記被分析物は、白血球である、請求項２３に記載のデバイス。
26. 前記被分析物は、血小板である、請求項２３に記載のデバイス。
27. 前記スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、請求項１６に記載のデバイス。
28. 体液を分析するための方法であって、
    ａ）前記体液をスライドに提供するステップであって、前記スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、ステップと、
    ｂ）前記第１のチャンバ中で、第１の試薬を用いて、前記体液中の第１の被分析物を検出するステップと、
    ｃ）前記第２のチャンバ中で、第２の試薬を用いて、前記体液中の第２の被分析物を検出するステップと、
    ｄ）撮像システムによって、前記スライドから視覚データを取得するステップと、
    ｅ）伝送機によって、前記取得された視覚データを受信機に伝送するステップと、
    を含む、方法。
29. 約１マイクロリットル〜約５マイクロリットルの体液が、前記スライドに提供される、請求項２８に記載の方法。
30. 前記伝送は、無線である、請求項２８に記載の方法。
31. 前記伝送機および前記受信機は、少なくとも１マイル離れている、請求項３０に記載の方法。
32. 前記体液は、唾液である、請求項２８に記載の方法。
33. 前記体液は、血液である、請求項２８に記載の方法。
34. 前記第１の被分析物は、赤血球である、請求項２８に記載の方法。
35. 前記第２の被分析物は、白血球である、請求項３４に記載の方法。
36. 前記スライドはさらに、第３のチャンバを備え、前記方法はさらに、前記第３のチャンバ中で、第３の試薬を用いて、前記体液中の第３の被分析物を検出するステップを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 前記第３の被分析物は、血小板である、請求項３６に記載の方法。
38. 前記スライドはさらに、前記スライドの表面を横断してチャネルを備え、前記チャネルは、前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバと接続している、請求項２８に記載の方法。
39. 前記デバイスはさらに、ポートを備え、前記ポートは、前記体液を受容し、前記体液を少なくとも１つのチャンバまで前記チャネルを通過させるように構成される、請求項２８に記載の方法。
40. 前記取得された視覚データを画像に変換するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
41. ａ）デバイスであって、
    ｉ）体液を受容するように構成されるスライドと、
    ｉｉ）前記スライドから視覚データを取得するように構成される撮像システムと、
    ｉｉｉ）伝送機であって、前記伝送機は、前記取得された視覚データを無線で伝送する、伝送機と、
    を備える、デバイスと、
    ｂ）前記伝送機から前記無線で伝送された視覚データを受信する、受信機であって、前記伝送機および前記受信機は、少なくとも１マイルの距離にわたって通信するように構成される、受信機と、
    を備える、システム。
42. 前記デバイスは、わずか２，０００ｇの質量を有する、請求項４１に記載のシステム。
43. 前記撮像システムは、前記スライドの少なくとも２つの異なる部分から視覚データを取得するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
44. 前記スライド、前記撮像システム、および前記伝送機は、共通の筐体に含有される、請求項４１に記載のシステム。
45. 前記体液は、唾液である、請求項４１に記載のシステム。
46. 前記体液は、血液である、請求項４１に記載のシステム。
47. 前記スライドは、少なくとも２つのチャンバを備える、請求項４１に記載のシステム。
48. 前記スライドはさらに、前記スライドの表面を横断してチャネルを備え、前記チャネルは、前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバと接続している、請求項４１に記載のシステム。
49. 前記撮像システムは、前記体液中の被分析物を検出するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
50. 前記被分析物は、赤血球である、請求項４９に記載のシステム。
51. 前記被分析物は、白血球である、請求項４９に記載のシステム。
52. 前記被分析物は、血小板である、請求項４９に記載のシステム。
53. 前記スライドは、わずか５マイクロリットルの体液を保持する、請求項４１に記載のシステム。
54. 前記受信機は、前記取得された視覚データに基づいて画像を生成するように構成される、コンピュータシステムと通信している、請求項４１に記載のシステム。
55. ａ）デバイスであって、
    ｉ）体液を受容するように構成されるスライドであって、前記スライドは、第１のチャンバと、第２のチャンバとを備える、スライドと、
    ｉｉ）前記スライドから視覚データを取得するように構成される、撮像システムと、
    を備える、デバイスと、
    ｂ）前記体液中の第１の細胞型を検出することが可能な第１の試薬と、
    ｃ）前記体液中の第２の細胞型を検出することが可能な第２の試薬と、
    を備える、キット。
56. 前記スライドはさらに、前記スライドの表面を横断してチャネルを備え、前記チャネルは、前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバと接続している、請求項５５に記載のキット。
57. 前記スライドはさらに、ポートを備え、前記ポートは、前記体液を受容し、前記体液を少なくとも１つのチャンバまで前記チャネルを通過させるように構成される、請求項５５に記載のキット。
58. 前記第１の細胞型は、赤血球である、請求項５５に記載のキット。
59. 前記第２の細胞型は、白血球である、請求項５８に記載のキット。
60. 前記スライドはさらに、第３のチャンバを備え、前記キットは、前記体液中の第３の細胞型を検出することが可能な第３の試薬を備える、請求項５９に記載のキット。
61. 前記第３の細胞型は、血小板である、請求項６０に記載のキット。