JP2018117639A - 異常判定装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】細胞容器が置かれた空間内における環境因子を好適に把握して異常を判定することが可能な異常判定装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】異常判定装置は、算出手段と、判定手段とを有し、細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定する。算出手段は、空間内に配置され、環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した環境因子の計測値に基づき、計測値の計測時刻以外の時刻の環境因子の予測値を算出する。判定手段は、算出手段が算出した予測値に基づき、計測時刻以外の時刻での空間内の環境因子の異常を判定する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、細胞の環境因子の異常を判定するシステムに関する。

従来から、培養装置等に格納された細胞容器の温度などの環境因子を管理する技術が知られている。例えば、特許文献１には、培養トレイが収納されるインキュベータ内で検出されたＣＯ_２濃度、温度、湿度などの環境因子を記録するシステムが開示されている。また、特許文献２には、生体組織を含む医療用器を輸送する際に、生体組織の容器等に温度センサ付きのＩＣタグを取り付け、当該ＩＣタグから読み取った温度に異常があると判定した場合にディスプレイにその旨を表示する輸送装置が開示されている。

特開２００２−２６９１８０号公報 特許第４４８４７３２号

細胞の輸送や培養では、温度等の環境管理は厳密に管理されるべきであり、特に受精卵の管理や再生医療細胞の管理など健康にかかわる分野では極めて厳密に管理されるべきである。そして、インキュベータ等の培養装置内に保管された細胞の環境因子をきめ細かく管理する場合、輸送や培養の際に利用するシャーレなどの細胞容器全てにセンサを付けて個品管理するのが望ましい。しかしながら、一般に、培養装置内には数百から数千の細胞容器を格納可能であり、これらの細胞容器全てにセンサを取り付けるのは困難であり、また、管理の煩雑さなどの問題が生じる。一方、細胞容器を格納した格納装置にセンサを配置して環境因子を管理する場合、センサの時間間隔によらず環境因子を管理できると便宜である。

そこで、本発明は、細胞容器が置かれた空間内における環境因子を好適に把握して異常を判定することが可能な異常判定装置及びプログラムを提供することを主な目的とする。

本発明の１つの観点では、細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定する異常判定装置であって、前記空間内に配置され、前記環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した前記環境因子の計測値に基づき、前記計測値の計測時刻以外の時刻の前記環境因子の予測値を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した予測値に基づき、前記計測時刻以外の時刻での前記空間内の環境因子の異常を判定する判定手段と、を有する。

上記異常判定装置は、算出手段と、判定手段とを有し、細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定する。算出手段は、空間内に配置され、環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した環境因子の計測値に基づき、計測値の計測時刻以外の時刻の環境因子の予測値を算出する。判定手段は、算出手段が算出した予測値に基づき、計測時刻以外の時刻での空間内の環境因子の異常を判定する。この態様により、異常判定装置は、計測間隔によらず、計測手段による計測時刻間での異常の有無の判定や、異常の有無の事前予測などを好適に実行することができる。従って、異常判定装置は、細胞容器が配置される空間内の環境因子を好適に把握し、当該空間内の環境因子の異常を的確に判定することができる。

上記異常判定装置の一態様では、異常判定装置は、前記予測値を算出する時間間隔を示す情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記算出手段は、前記時間間隔を示す情報に基づき、前記予測値を算出すべき時刻を決定する。好適な例では、前記時間間隔を示す情報は、前記計測手段による前記計測値の計測間隔を分割する分割数を示す情報である。

上記異常判定装置の他の一態様では、前記算出手段は、前記計測値と、前記計測値の各々に対応する前記計測時刻とに基づき、時間軸での前記環境因子の局所回帰を行うことで、前記予測値を算出する。この態様により、異常判定装置は、突出した値となった計測値を、不必要に全ての予測値の算出に用いることを防ぐことができる。

上記異常判定装置の一態様では、前記算出手段は、前記計測値と、前記計測値の各々に対応する前記計測時刻とに基づき、現在時刻から所定時間後の時刻における前記予測値を算出する。

上記異常判定装置の好適な例では、前記環境因子は、温度、湿度、振動量、又はＣＯ_２濃度の少なくともいずれか１つである。

本発明の他の観点では、細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定するコンピュータが実行するプログラムであって、前記空間内に配置され、前記環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した前記環境因子の計測値に基づき、前記計測値の計測時刻以外の時刻の前記環境因子の予測値を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した予測値に基づき、前記計測時刻以外の時刻での前記空間内の環境因子の異常を判定する判定手段として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、細胞容器が配置される空間内の環境因子を好適に把握し、当該空間内の環境因子の異常を的確に判定することができる。

本発明によれば、異常判定装置は、計測手段が計測する時間間隔によらず、細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を的確に判定することができる。

各実施形態に係る異常判定システムの概略構成を示す。 センサの配置例を示す。 センサ位置情報のデータ構造を示す。 計測情報ＤＢのデータ構造を示す。 第１実施形態における異常判定処理のフローチャートの一例である。 局所回帰式を表すグラフの一例である。 局所回帰分析に基づくシミュレーション結果を示す表である。 局所回帰分析に基づくシミュレーション結果を示すグラフである。 変形例に係る異常判定システムの概略構成を示す。 変形例に係る保管装置のブロック図である。 変形例に係る異常判定システムの概略構成を示す。 第２実施形態における異常判定処理のフローチャートの一例である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る第１及び第２実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。以後において、「環境因子」とは、細胞の生存に影響する環境の種々の数値化された条件を指すものとする。

［システム構成］
図１は、第１実施形態に係る異常判定システム１０の概略構成を示す図である。図１に示すように、異常判定システム１０は、主に、細胞の培地となる複数の細胞容器８を保管する保管装置２と、保管装置２内の気温などの環境因子を監視するサーバ装置５と、を備え、細胞の輸送時や培養時に保管装置２内の環境因子の異常を判定する。保管装置２とサーバ装置５は、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク９を介して接続している。

保管装置２は、細胞容器８を格納するための空間（「対象空間Ｖｔａｇ」とも呼ぶ。）を有し、対象空間Ｖｔａｇ内には１又は複数種類の環境因子を計測するためのセンサが設けられる。保管装置２は、例えばインキュベータであり、細胞の培養を目的とするものであってもよく、輸送時等での保管を目的としたものであってもよい。また、細胞容器８に格納される細胞は、例えば、各種細胞バンクで保管される細胞や再生医療での採取細胞であってもよく、診断用の細胞片などの生体組織の検体や食品検査等を目的とする細菌などの検体であってもよい。

図２は、対象空間Ｖｔａｇ内でのセンサ３（３Ａ〜３Ｉ）の配置例を示す。図２の例では、直方体又は立方体の対象空間Ｖｔａｇの角にセンサ３Ａ〜３Ｈが配置され、さらに対象空間Ｖｔａｇの中心部分にセンサ３Ｉが配置されている。各センサ３は、１又は複数種類の環境因子を所定間隔（例えば１分）ごとに計測し、生成した計測値、計測日時の情報、及び当該センサ３の識別情報（「センサＩＤ」とも呼ぶ。）を含む検出信号「Ｓｄ」を、ネットワーク９を介してサーバ装置５に送信する。センサ３は、好適には、細胞容器８と一体に構成されるか、対象空間Ｖｔａｇに積み込まれる細胞容器８の容器形状に合わせて形成される。

なお、各センサ３が検出信号Ｓｄをサーバ装置５に個別に送信するのに代えて、保管装置２内に設けられた図示しない制御装置が各センサ３から計測値等を受信し、当該計測値等を含む検出信号Ｓｄをサーバ装置５へ送信してもよい。

再び図１に戻りサーバ装置５について説明する。サーバ装置５は、ＣＰＵ等のプロセッサや、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリを有する。サーバ装置５は、各センサ３の計測値を含む検出信号Ｓｄを受信し、受信した検出信号Ｓｄ内の計測値に基づき、計測時刻ごとに、対象空間Ｖｔａｇを格子（メッシュ）状に区切った単位空間ごとの環境因子の予測値を算出する。また、サーバ装置５は、各センサ３のセンサＩＤと配置場所とを関連付けた情報（「センサ位置情報」とも呼ぶ。）、及び、検出信号Ｓｄに含まれる計測値のデータベース（「計測情報ＤＢ」とも呼ぶ。）を記憶する。また、サーバ装置５は、対象空間Ｖｔａｇ内で予測値を算出する各単位領域の大きさを指定する情報（「メッシュ情報」とも呼ぶ。）、後述する局所回帰分析に必要なパラメータ、算出した環境因子の予測値の正常値又は異常値の範囲を示す情報等を記憶する。サーバ装置５は、病院等の施設ごとの保管装置２を管理するものであってもよく、全国の施設が所有する保管装置２を一括して管理するものであってもよい。サーバ装置５は、本発明における「異常判定装置」の一例であり、サーバ装置５のＣＰＵ等は、本発明における「算出手段」、「判定手段」、及びプログラムを実行する「コンピュータ」の一例である。

図３は、センサ位置情報のデータ構造を示す。図３に示すように、サーバ装置５は、センサ位置情報として、各センサ３の識別情報であるセンサＩＤと、センサ３が設置された保管装置２の識別情報を示す保管装置識別情報と、ＸＹＺ座標により定められる位置情報と、計測対象となる環境因子を示す種別情報とを関連付けて記憶する。図３の例では、図２に示すセンサ３Ａ〜３ＩがそれぞれセンサＩＤ「０００１」〜「０００９」に対応し、ＸＹＺ座標は、センサ３Ａの設置位置を原点とし、かつ、図２に示すように各ＸＹＺ軸の正方向を定める。

図４は、計測情報ＤＢのデータ構造を示す。図４に示すように、サーバ装置５は、計測情報ＤＢ内に、検出信号Ｓｄにそれぞれ含まれるセンサＩＤ、日時情報、及び計測値を関連付けて記憶する。図４の例では、サーバ装置５は、検出信号Ｓｄを受信するごとに、当該検出信号Ｓｄに含まれる各情報を含むレコードを計測情報ＤＢに加えている。なお、サーバ装置５は、図４の例に代えて、計測情報ＤＢを、センサＩＤごとに分けて記憶してもよい。

［処理フロー］
次に、第１実施形態における処理の概要について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態における異常判定処理のフローチャートの一例である。

まず、保管装置２内の各センサ３は、計測値を生成すると共に当該計測値をメモリに記録する（ステップＳ１０１）。次に、センサ３は、記録した計測値の送信タイミングであるか否か判定する（ステップＳ１０２）。例えば、センサ３は、ステップＳ１０１で計測値を生成するごとに当該計測値の送信タイミングであると判定してもよく、所定回数（例えば１０回）だけステップＳ１０１を実行するごとにこれらの計測値の送信タイミングであると判定してもよい。そして、センサ３は、計測値の送信タイミングであると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、当該計測値、センサＩＤ、及び、計測日時を示す検出信号Ｓｄをサーバ装置５に送信する（ステップＳ１０３）。一方、センサ３は、計測値の送信タイミングでないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、再びステップＳ１０１の処理を行う。

センサ３の検出信号Ｓｄの送信後、サーバ装置５は、検出信号Ｓｄを受信し、検出信号Ｓｄに含まれるセンサＩＤ、計測値、及び計測日時の情報を関連付けて計測情報ＤＢに記録する（ステップＳ２０１）。次に、サーバ装置５は、環境因子の予測値を算出する単位領域の大きさを定めたメッシュ情報、及び、各センサＩＤに対応するセンサ３の配置場所の情報を示すセンサ位置情報等をメモリから読み込む（ステップＳ２０２）。

次に、サーバ装置５は、検出信号Ｓｄ及びセンサ位置情報に基づき、各センサ３の設置位置での計測値を認識し、局所回帰分析を行うことにより、対象空間Ｖｔａｇ内の各単位空間での各予測値を算出する（ステップＳ２０３）。局所回帰分析については、図６を参照して後述する。

その後、サーバ装置５は、予めメモリに記憶した環境因子の正常値又は異常値の範囲を示す情報を参照し、各単位空間での環境因子の予測値のうち、異常値となる予測値が存在するか否か判断する（ステップＳ２０４）。そして、サーバ装置５は、異常値となる予測値が存在すると判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、異常発生に関する通知処理や記録処理を行う（ステップＳ２０５）。

例えば、サーバ装置５は、通知処理として、予め登録されている保管装置２の管理者が使用する端末のメールアドレスを送信先に指定して異常がある旨及び異常の詳細情報をメールにより送信する。他の例では、サーバ装置５は、保管装置２に所定の制御信号を送信することにより、保管装置２の図示しないインジケータ又はディスプレイ等に所定の表示をさせる。また、サーバ装置５は、記録処理として、異常がある旨及び異常の詳細情報をメモリに記憶する。

なお、サーバ装置５は、保管装置２が環境因子の調整機構を有する場合には、当該調整機構を制御するための制御信号を保管装置２に送信し、調整機構により環境因子が正常値になるように調整してもよい。

［予測値の算出方法］
次に、サーバ装置５が図５のステップＳ２０３で実行する対象空間Ｖｔａｇ内の各単位空間での予測値の算出方法について説明する。概略的には、サーバ装置５は、局所回帰分析により、対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子を部分ごとにモデル化した局所回帰式を算出することで、対象空間Ｖｔａｇ内の各単位空間での予測値を算出する。これにより、サーバ装置５は、局所的な特性を的確に表した環境因子の予測値を算出する。

まず、サーバ装置５は、ステップＳ２０２で読み込んだメッシュ情報に基づき、対象の環境因子の各予測値を算出する対象空間Ｖｔａｇ内の各単位領域を認識する。そして、サーバ装置５は、対象空間Ｖｔａｇ内の所定の区分ごとの環境因子をモデル化した局所回帰式を算出する。ここで、局所回帰式では、算出対象となる予測値の地点と計測値の計測地点との距離（「地点間距離ＬＢ」とも呼ぶ。）が短いほど、計測値に乗算される重み付けが大きくなる。

ここで、局所回帰式の概要について、図６を参照して説明する。図６は、直線状に６個のセンサ３を並べた場合において、センサ３の温度の計測値に基づき生成した局所回帰式を表すグラフの一例である。ここで、図６の縦軸は温度を示し、横軸はセンサ３が並べられた直線上の位置を示す。また、各プロット３０ａ〜３０ｆは各センサ３の計測値と計測位置との関係を示し、各プロット３０ａ〜３０ｅを中心とする円３１ａ〜３１ｅは、破線３２に示す位置（即ち、「０．６」の位置）での温度の予測値を算出する際の各計測値に対する重み付けの大きさを示す。

図６の例では、サーバ装置５は、線形の回帰式を所定の区分ごとに局所的に算出している。ここで、円３１ａ〜３１ｅが示す各計測値に対する重み付けは、図６に示すように、地点間距離ＬＢが短い計測値ほど大きくなる。なお、破線３２が示す地点から最も遠いセンサ３ｆの計測値は、地点間距離ＬＢが所定距離よりも長いことから、破線３２が示す地点の予測値を算出する際に用いられていない。このように、サーバ装置５は、局所回帰式を算出することで、近傍の計測値を重視した回帰モデルを生成することができる。従って、サーバ装置５は、特定領域で突出した値となった計測値を、不必要に全ての対象空間Ｖｔａｇの予測値の算出に用いることを防ぐことができる。

次に、局所回帰分析に基づくシミュレーション結果について、図７及び図８を参照して説明する。図７（Ａ）は、対象空間ＶｔａｇのＸＹＺ座標をそれぞれ「０ｍ」から「１．５ｍ」とし、２７個の温度センサをセンサ３として設置した場合の所定時刻における各センサ３の計測値、平均値、最大値及び最小値を示した表である。また、図７（Ｂ）は、局所回帰分析により「０．０２ｍ」をメッシュ幅とする各単位空間での予測値を算出した場合の予測値の平均値、最小値、及び最大値を示す。また、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、局所回帰式により算出した「Ｚ＝０」、「Ｚ＝０．７５」、「Ｚ＝０」に対応するＸＹ平面上の温度を濃淡により表した図である。なお、ここでは、３９度以上の温度を異常値であると判定するものとする。

図７（Ａ）に示すように、センサ３の計測値は、全て３９度未満であり、異常値が存在しない。一方、図７（Ｂ）に示すように、局所回帰分析により算出した予測値の最大値は、異常値と判断される３９度以上となっている。具体的には、図８（Ａ）に示す破線枠及び図８（Ｃ）に示す破線枠内に予測値が異常値と判定された地点が存在する。このように、サーバ装置５は、局所回帰分析により、対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子の予測値を網羅的に算出し、異常の発生をより的確に判定することができる。

［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態によれば、サーバ装置５は、保管装置２から受信した検出信号Ｓｄに基づき、センサ３間の各位置における環境因子の予測値を算出することで、対象空間Ｖｔａｇ内に環境因子の異常があるか否か判定する。これにより、異常判定システム１０は、対象空間Ｖｔａｇ内での環境因子の異常を好適に判定することができる。

また、サーバ装置５は、対象空間Ｖｔａｇ内の予測値を算出する際、局所回帰分析を用いることで、算出対象の予測値の地点から近傍にある地点の計測値を重視した環境因子の回帰モデルを生成する。これにより、サーバ装置５は、局所的な特性を的確に表した環境因子の予測値を、対象空間Ｖｔａｇ内で好適に算出することができる。従って、サーバ装置５は、大幅な増大や減少が生じた特定領域での計測値を、不必要に全ての対象空間Ｖｔａｇの予測値の算出に用いることを防ぐことができる。

［第１実施形態の変形例］
以下では、上記した第１実施形態の変形例について説明する。なお、下記の変形例は、任意に組み合わせて第１実施形態に適用することができる。

（変形例１）
サーバ装置５は、局所回帰式に基づき、環境因子の予測値を算出した。しかし、本発明が適用可能な環境因子の予測値の算出方法はこれに限定されない。

例えば、サーバ装置５は、対象空間Ｖｔａｇを四面体（対象空間Ｖｔａｇが２次元の場合には三角形）により分割し、分割した空間又は領域ごとに算出した線形式を用いて各地点での予測値を算出してもよい。他の例では、サーバ装置５はラグランジュ補間により計測値から多項式を算出し、当該多項式に基づき環境因子の予測式を算出してもよい。さらに別の例では、３次元スプライン補間により隣り合う計測地点に挟まれた区間ごとに多項式を算出し、当該多項式に基づき環境因子の予測値を算出してもよい。さらに別の例では、サーバ装置５は、回帰式を算出することなく、地点間距離ＬＢを重み付けとする計測値の加重平均により、各予測値を算出してもよい。

このように、サーバ装置５は、局所回帰式以外の方法により環境因子の予測値を算出する場合であっても、計測地点間の環境因子の予測値を算出し、対象空間Ｖｔａｇ内の異常の発生の有無を好適に判定することができる。

（変形例２）
本発明が適用可能な環境因子は、温度に限定されない。これに代えて、又は、これに加えて、本発明に基づき予測値の算出対象となる環境因子は、対象空間Ｖｔａｇ内の湿度、振動量、ＣＯ_２濃度などの対象空間Ｖｔａｇ内の種々の環境因子であってもよい。また、サーバ装置５は、複数種類の環境因子を計測する場合、環境因子ごとに予測値を算出し、異常値が存在するか否かの判定を環境因子ごとに行ってもよい。

なお、予測値の算出対象となる環境因子は、計測情報ＤＢに記憶した計測値から所定の演算を行うことで求める必要がある環境因子であってもよい。この場合、例えば、サーバ装置５は、計測情報ＤＢから計測値を抽出後、当該計測値に所定の演算を行い、演算後の計測値を対象に局所回帰分析等を行って予測値の算出を行う。

（変形例３）
図５のフローチャートでは、サーバ装置５は、保管装置２から検出信号Ｓｄを受信した際に、当該検出信号Ｓｄに含まれる計測値を対象に予測値の算出を行い、異常を判定した。これに代えて、サーバ装置５は、ネットワーク９に接続する端末からの要求信号に基づき、任意の時刻を対象にして異常判定を行ってもよい。

図９は、本変形例に係る異常判定システム１０Ａの概略構成を示す。図９に示すように、異常判定システム１０Ａは、サーバ装置５とネットワーク９を介して接続する端末装置４を有する。端末装置４は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、ディスプレイ、キーボード等の入力部を備える。

そして、端末装置４は、入力部により、異常判定を行うべき時刻等を指定する入力を受け付け、指定された情報を含む要求信号「Ｉｒ」をサーバ装置５へ送信する。この場合、要求信号Ｉｒには、異常判定を行うべき時刻の他、メッシュ情報、環境因子の種別を指定する情報、予測値の算出に必要なパラメータ等が含まれていてもよい。そして、サーバ装置５は、要求信号Ｉｒで指定された時刻の計測値を計測情報ＤＢから抽出し、対象空間Ｖｔａｇ内の各単位空間での予測値を算出し、異常値の有無を判定する。そして、サーバ装置５は、異常判定の結果を示す表示情報「Ｉｄ」を端末装置４へ送信し、端末装置４は受信した表示情報Ｉｄに基づく表示を行う。この場合、表示情報Ｉｄには、対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子の予測値を可視化するための表示情報（例えば図８のグラフを表示するための情報）が含まれていてもよい。

（変形例４）
図１に示す構成に代えて、異常判定システム１０は、サーバ装置５を有さず、保管装置２のみから構成されてもよい。

図１０は、本変形例に係る保管装置２Ａの概略構成を示す。図１０に示す保管装置２Ａは、サーバ装置５の代わりに対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子（ここでは温度とする）の予測値を算出する。そして、保管装置２Ａは、計測情報ＤＢやセンサ位置情報などを記憶する記憶部２１と、ディスプレイなどの表示部２２と、対象空間Ｖｔａｇ内の温度調整を行う温度調整部２３と、制御部２４とを備える。

そして、制御部２４は、センサ３から検出信号Ｓｄを受信した場合、図５のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４に基づき、対象空間Ｖｔａｇ内の予測値の算出や異常判定などを行う。そして、制御部２４は、異常値を示す予測値が存在すると判断した場合、異常を検知した旨を表示部２２に表示させる。また、好適には、制御部２４は、温度調節部２３を制御することで、対象空間Ｖｔａｇ内の温度調整を行う。

本変形例によれば、保管装置２Ａが細胞の輸送時等に用いられる保管装置であって、ネットワーク９と接続できない環境に存在する場合であっても、保管装置２Ａは、好適に対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子の予測値を算出し、異常判定を行うことができる。図１０の例では、保管装置２Ａは、本発明における異常判定装置の一例であり、制御部２４は、本発明における「算出手段」、「判定手段」、及びプログラムを実行する「コンピュータ」の一例である。

また、他の例では、異常判定システム１０は、保管装置２と、保管装置２から検出信号Ｓｄを受信可能な携帯端末とから構成されてもよい。図１１は、本変形例に係る異常判定システム１０Ｂの構成例を示す。図１１に示す異常判定システム１０Ｂは、保管装置２と、保管装置２と通信可能な携帯端末４Ｂとを備える。携帯端末４Ｂは、ＣＰＵなどのプロセッサや、計測情報ＤＢやセンサ位置情報などを記憶するメモリなどを有する。そして、携帯端末４Ｂは、保管装置２から検出信号Ｓｄを受信した場合、図５のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４に基づき、対象空間Ｖｔａｇ内の予測値の算出や異常判定などを行う。そして、携帯端末４Ｂは、異常値を示す予測値が存在すると判断した場合、異常を検知した旨をディスプレイに表示させたり、保管装置２の温度調節部を制御するための制御信号を保管装置２に送信したりする。図１１の例では、携帯端末４Ｂは、本発明における異常判定装置の一例であり、携帯端末４ＢのＣＰＵ等は、本発明における「算出手段」、「判定手段」、及びプログラムを実行する「コンピュータ」の一例である。

（変形例５）
サーバ装置５は、保管装置２から検出信号Ｓｄを受信することで、計測情報ＤＢを生成した。これに代えて、サーバ装置５は、他の装置により生成された計測情報ＤＢを予め記憶してもよい。即ち、この場合、サーバ装置５は、保管装置２から検出信号Ｓｄを直接受信しなくともよい。

（変形例６）
サーバ装置５は、センサ３が送信する検出信号Ｓｄに含まれる日時情報を、計測情報ＤＢの日時情報として記憶した。これに代えて、サーバ装置５は、検出信号Ｓｄの受信後、当該検出信号Ｓｄが示す計測値を計測情報ＤＢに記憶する際に、自ら生成した現在日時を示す日時情報を計測値と共に計測情報ＤＢに記憶してもよい。

（変形例７）
図５のステップＳ２０５において、サーバ装置５は、細胞容器８ごとに、環境因子の異常を判定し、異常がある細胞容器８を対象にして上述の記録処理又は通知処理を行ってもよい。

この場合、好適には、サーバ装置５は、ステップＳ２０３で対象空間Ｖｔａｇ内の各単位領域での予測値を算出する代わりに、各細胞容器８の配置場所での予測値を算出する。具体的には、サーバ装置５は、実施形態と同様に局所回帰式を算出した後、当該局所回帰式を用いて、各細胞容器８の配置場所での予測値を算出する。この場合、サーバ装置５は、各細胞容器８の識別情報と、対象空間Ｖｔａｇ内での当該細胞容器８の配置場所とを関連付けた情報を予めメモリに記憶しておく。そして、サーバ装置５は、算出した予測値に異常値が存在する場合、異常値となった予測値の算出地点に設置された細胞容器８の環境因子に異常があると判断する。

このように、本変形例では、サーバ装置５は、環境因子に異常があったか否かを細胞容器８ごとに好適に判定することができる。

（変形例８）
異常判定システム１０は、サーバ装置５を機能ごとに複数台有してもよい。例えば、異常判定システム１０は、対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子の予測値を算出するサーバ装置５と、計測情報ＤＢ等を記憶するサーバ装置５とを有してもよい。この場合、複数のサーバ装置５は、割り当てられた機能を実行するため、必要に応じて他のサーバ装置５と通信を行う。

（変形例９）
サーバ装置５は、異なるセンサ３から送信された検出信号Ｓｄに含まれる計測時刻が所定時間差となる場合、これらのセンサ３による計測値は、同一の計測時刻に計測されたとみなしてもよい。

例えば、サーバ装置５は、所定のセンサ３（「基準センサ」とも呼ぶ。）が計測した計測値に対応する計測時刻から前後所定秒差（例えば２秒差）以内の計測時刻となる他のセンサ３の計測値を、基準センサの計測値と同一時刻に計測されたとみなす。なお、基準センサの計測値と同一時刻に計測されたとみなされた計測値を複数有するセンサ３が存在する場合、サーバ装置５は、当該複数の計測値のうち、基準センサの計測時刻と最も近い計測時刻に対応する計測値を、基準センサの計測値と同一時刻に計測されたとみなすとよい。

（変形例１０）
図５のステップＳ２０５において、サーバ装置５は、算出した予測値が異常値であるか否か判定するのに加えて、予測値を算出するために使用した計測値が異常値であるか否か判定してもよい。そして、サーバ装置５は、計測値が異常値を示す場合、ステップＳ２０５に基づき、異常の通知処理や記録処理を行う。これにより、サーバ装置５は、より確実に、環境因子の異常を検知することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、サーバ装置５は、センサ３の計測値に基づき、センサ３が計測していない時刻における環境因子の予測値を算出する。これにより、サーバ装置５は、センサ３が計測する時間間隔によらず、好適に環境因子の異常の有無を判定する。

図１２は、第２実施形態における異常判定処理のフローチャートの一例である。図１２のフローチャートは、センサ３の計測時刻間の各時刻における対象空間Ｖｔａｇでの環境因子の予測値を算出する例を示す。なお、保管装置２が実行するステップＳ１０１〜ステップＳ１０３は、図５のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様であるため、その説明を省略する。

保管装置２による検出信号Ｓｄの送信後、サーバ装置５は、検出信号Ｓｄを受信し、検出信号Ｓｄに含まれるセンサＩＤ、計測値、及び日時情報を関連付けて計測情報ＤＢに記録する（ステップＳ２１１）。次に、サーバ装置５は、時間軸に関するメッシュ情報をメモリから読み込み、予測値を算出すべき各時刻（「予測対象時刻」とも呼ぶ。）を認識する（ステップＳ２１２）。ここで、「時間軸に関するメッシュ情報」とは、予測値を算出する時間間隔を示す情報、言い換えるとセンサ３による計測間隔を分割する分割数を示す情報である。例えば、センサ３による計測間隔が「５分」であり、上述のメッシュ情報が示す分割数が「５」の場合、サーバ装置５は、１分間隔により環境因子の予測値を算出する。

次に、サーバ装置５は、時間軸でのメッシュ情報に基づき予測対象時刻を認識し、予測値の算出に必要な計測値をセンサ３ごとに計測情報ＤＢから取得する（ステップＳ２１３）。ここで、予測対象時刻は、例えば、ステップＳ２１１で受信した検出信号Ｓｄが示す計測時刻とその前に受信した検出信号Ｓｄが示す計測時刻との間の時刻に設定される。他の例では、予測対象時刻は、現在時刻から所定時間だけ前に受信した検出信号Ｓｄが示す計測時刻とその前後の計測時刻との間の時刻に設定される。上述の「所定時間」は、予測対象時刻での予測値を所定の精度により算出するのに必要な時間幅であり、後述するステップＳ２１６で採用される予測値の算出方法に応じて定められる。

次に、サーバ装置５は、予測対象時刻における各センサ３の設置位置での予測値を算出する（ステップＳ２１４）。例えば、サーバ装置５は、センサ３ごとに当該センサ３の計測値を用いて時間軸での局所回帰式を算出し、算出した局所回帰式に基づき、当該センサ３の各予測対象時刻における予測値を算出する。即ち、サーバ装置５は、第１実施形態における図５のステップＳ２０３で行った３次元の対象空間Ｖｔａｇを対象にした環境因子の局所回帰分析を、１次元の時間軸を対象にして行う。なお、サーバ装置５は、局所回帰分析に限らず、変形例１等で述べた種々の補間法により各予測対象時刻における予測値を算出してもよい。

次に、サーバ装置５は、第１実施形態における図５のステップＳ２０２と同様、対象空間Ｖｔａｇを分割するためのメッシュ情報等の読み込みを行う（ステップＳ２１５）。そして、サーバ装置５は、予測対象時刻ごとに算出した各センサ３の設置位置での予測値と、ステップＳ２１５で読み出したメッシュ情報と、センサ位置情報等とに基づき、局所回帰分析を行うことにより、対象空間Ｖｔａｇ内の各単位空間での予測値を予測対象時刻ごとに算出する（ステップＳ２１６）。

その後、サーバ装置５は、予めメモリに記憶した異常値か否かを判断する閾値等を参照し、各単位空間での環境因子の予測値のうち、異常値となる予測値が存在するか否か判断する（ステップＳ２１７）。そして、サーバ装置５は、異常値となる予測値が存在すると判断した場合（ステップＳ２１７；Ｙｅｓ）、異常発生に関する通知処理や記録処理等を第１実施形態と同様に行う（ステップＳ２１８）。

［第２実施形態の作用・効果］
第２実施形態によれば、サーバ装置５は、環境因子の計測時刻以外の時刻での対象空間Ｖｔａｇ内の環境因子の予測値を算出し、当該時刻での環境因子の異常の有無を判定する。従って、サーバ装置５は、センサ３による計測間隔によらず、任意の時刻での環境因子の予測値を算出し、環境因子の異常の有無を高精度に判定することができる。

また、第２実施形態では、サーバ装置５は、時間軸を対象とした環境因子の予測値の算出後に対象空間Ｖｔａｇを対象とした環境因子の予測値を算出する。これにより、時間軸を対象とした環境因子の予測値の算出前に対象空間Ｖｔａｇを対象とした環境因子の予測値を算出する場合と比較して、予測値の算出精度を高めることができる。その他、第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第２実施形態の変形例］
次に、第２実施形態の変形例について説明する。第２実施形態では、第１実施形態の変形例１〜１０に加え、以下の変形例１１を任意に組み合わせて適用可能である。

（変形例１１）
サーバ装置５は、現在時刻より先の時刻を予測対象時刻に設定し、当該予測対象時刻での予測値を算出してもよい。

例えば、サーバ装置５は、所定時間前（例えば一時間前）から現在時刻までに取得された計測値を用いて、所定時間後（例えば一時間後）における環境因子の予測値を算出してもよい。この場合、サーバ装置５は、例えば任意の外挿法を用い、計測情報ＤＢに登録された計測値から、各センサ３の設置位置での予測対象時刻における予測値を算出する。その後、サーバ装置５は、算出した予測値に基づき対象空間Ｖｔａｇの各単位空間での予測値を算出し、算出した予測値に異常値が存在する場合、異常が発生する可能性がある旨の通知処理や記録処理等を行う。

このように、本変形例によれば、サーバ装置５は、現在時刻より先の時刻を予測対象時刻に設定することで、異常の発生を予測し、異常の発生を防ぐための警告等を好適に実行することができる。

２ 保管装置
３ センサ
４、４Ｂ 端末装置
５ サーバ装置
８ 細胞容器
９ ネットワーク
１０、１０Ａ、１０Ｂ 異常判定システム

Claims (7)

1. 細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定する異常判定装置であって、
   前記空間内に配置され、前記環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した前記環境因子の計測値に基づき、前記計測値の計測時刻以外の時刻の前記環境因子の予測値を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した予測値に基づき、前記計測時刻以外の時刻での前記空間内の環境因子の異常を判定する判定手段と、
   を有することを特徴とする異常判定装置。
2. 前記予測値を算出する時間間隔を示す情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記算出手段は、前記時間間隔を示す情報に基づき、前記予測値を算出すべき時刻を決定することを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
3. 前記時間間隔を示す情報は、前記計測手段による前記計測値の計測間隔を分割する分割数を示す情報であることを特徴とする請求項２に記載の異常判定装置。
4. 前記算出手段は、前記計測値と、前記計測値の各々に対応する前記計測時刻とに基づき、時間軸での前記環境因子の局所回帰を行うことで、前記予測値を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の異常判定装置。
5. 前記算出手段は、前記計測値と、前記計測値の各々に対応する前記計測時刻とに基づき、現在時刻から所定時間後の時刻における前記予測値を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の異常判定装置。
6. 前記環境因子は、温度、湿度、振動量、又はＣＯ_２濃度の少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の異常判定装置。
7. 細胞を格納した細胞容器が配置される空間内の環境因子の異常を判定するコンピュータが実行するプログラムであって、
   前記空間内に配置され、前記環境因子を計測する計測手段が時系列により計測した前記環境因子の計測値に基づき、前記計測値の計測時刻以外の時刻の前記環境因子の予測値を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した予測値に基づき、前記計測時刻以外の時刻での前記空間内の環境因子の異常を判定する判定手段
   として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。