JP5698793B2 - 卵殻中に胚を有する複数の卵の胚の性別を同定する方法 - Google Patents

Description

関連出願
本出願は、それらの開示があたかも全体として記載されているように参照して本明細書に組み込まれる２００４年１０月１４日に提出された米国仮特許出願第６０／６１８，８１２号および２００５年４月２６日に提出された米国仮特許出願第６０／６７４，７４２号の利益および前記特許出願に対する優先権を主張する。

発明の分野
本発明は、一般に卵、およびより特別には、卵を処理するための方法および装置に関する。

一部の観察可能な性質に基づく家禽類の卵間の識別は、養鶏業において周知であり、長年にわたり使用されてきた実践である。「キャンドリング」は、最初にキャンドルからの光を用いて卵を検査した実践を基礎とする用語である、１つの技術の一般名である。卵に詳しい当業者には知られているように、卵殻はほとんどの照明条件下では不透明に見えるが、それらは実際にはいくらか透光性であり、直接光線の正面に置かれると、卵の内容物を観察できる。

家禽類を生きて孵化させなければならない卵は、典型的には、透明な卵、腐った卵、および死んでいる卵（本明細書では、集合的に「非生存卵」と呼ぶ）を同定するために胚発生中にキャンドリングされる。非生存卵は、典型的には、利用可能な孵卵器のスペースを増加させるために孵卵から取り除かれる。多くの場合に、インオボ（ｉｎ ｏｖｏ）注射によって、孵化前に生存卵の中に物質を導入するのが望ましい。鳥類の卵の中への様々な物質の注射は、典型的には商業的養鶏業において孵化後死亡率を減少させるため、または孵化した鳥の成長率を増加させるために使用されている。インオボ注射のために使用または提案されてきた物質の例には、ワクチン、抗生物質およびビタミン剤が含まれる。インオボ処理物質の実施例およびインオボ注射方法は、Ｓｈａｒｍａ ｅｔ ａｌ.に付与された米国特許第４，４５８，６３０号およびＦｒｅｄｅｒｉｃｋｓｅｎ ｅｔ ａｌ.に付与された米国特許第５，０２８，４２１号に記載されている。

物質のインオボ注射は、典型的にはそれを貫通する穴を作製するために（例えば、パンチもしくはドリルを用いて）卵殻を穿刺する工程と、その穴に通して卵の内部（時にはその中に含有される鳥類胚）へ注射針を伸長させる工程と、その針に通して１つまたは複数の処理物質を注射する工程とによって行われる。インオボ注射の実施例は、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第４，６８１，０６３号に開示されている。この器具は卵および注射針を相互に固定関係でポジショニングし、複数の卵を高速自動注射するために設計されている。注射処置の部位および時間の両方の選択は、注射される物質の有効性ならびに注射された卵もしくは処置された胚の死亡率に影響を及ぼすことができる。例えば、Ｓｈａｒｍａ ｅｔ ａｌ.,に付与された米国特許第４，４５８，６３０号、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第４，６８１，０６３号、およびＳｈｅｅｋｓ ｅｔ ａｌ.,に付与された米国特許第５，１５８，０３８号を参照されたい。

商業的養鶏業では、商業的ブロイラー卵の約６０％〜９０％しか孵化しない。孵化しない卵には、受精していなかった卵、ならびに死んでいる受精卵が含まれる。無精卵は、１セット内の全卵の約５％〜約２５％を構成する可能性がある。商業的養鶏業において遭遇する非生存卵の数、インオボ注射のための自動化方法の使用の増加、および処置物質の費用のために、生存卵を同定して生存卵だけに選択的に注射する自動化方法が望ましい。

商業的シチメンチョウ製造では、孵化プロセス中にかなりの数の貴重な卵が死亡する。これらの死亡は、ピッピング（雛が卵内で鳴き声を出す）に役立つように気室に亀裂を入れる工程、卵をより酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および／または処置（例、甲状腺ホルモン放出ホルモン）を投与する工程などの様々な介入技術によって予防できる。だがあいにくなことに、介入を必要とする卵を検出するのが困難な可能性がある。

生存および非生存卵を同定できることが重要である他の用途がある。これらの用途の１つは、生存卵内でのワクチンの培養および採取である（ワクチン製造卵と呼ばれる）。例えば、ヒトインフルエンザワクチン製造は、約１１日の胚発生状態にあるニワトリ卵（１１日齢卵）内へ種ウイルスを注射する工程と、このウイルスを約２日間にわたり増殖させる工程と、胚を安楽死させる工程と、次に卵から羊水を採取する工程とによって遂行される。典型的には、卵は、非生存卵の除去を促進するために種ウイルスを注射する前にキャンドリングされる。ワクチン製造卵は、その中に種ウイルスを注射する１日または数日前にキャンドリングすることができる。ワクチン製造における生存卵の同定は、種ワクチンが非生存卵に浪費されるのを防止するため、および非生存卵の輸送および廃棄に関連する費用を減少させるために望ましいために、重要である。

どちらもＨｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第４，９５５，７２８号および第４，９１４，６７２号は、赤外線検出器と無精卵から生存卵を識別するために卵から放出された赤外線とを使用するキャンドリング装置について記載している。ｖａｎ Ａｓｓｅｌｔ ｅｔ ａｌ.,に付与された米国特許第４，６７１，６５２号は、複数の光源および対応する光線検出器が一列で取り付けられており、このとき卵が前記光源と前記光線検出器との間の平面上を通過させられるキャンドリング装置について記載している。

特開平９−１２７０９６号は、生存卵と死んでいる卵を同定するために卵胚の脈拍数を検出する装置について記載している。ＰＣＴ国際特許公開ＷＯ０２／０８６４９５は、心拍数を検出する工程によって卵の生育性を決定するための装置について記載している。ＵＳＳＲ特許出願ＳＵ１２２６３０８Ａ１は、生育性を決定するために血管の存在について卵胚を走査する工程について記載している。米国特許第３，５４０，８２４号は、卵胚を孵卵する際に心拍を検出するための方法および装置について記載している。米国特許第６，４８８，１５６号は、心拍数を測定するために卵の殻上に配置された電気センサの使用について記載している。

ヒトにおけると同様に、ニワトリなどの鳥の心拍数は、その鳥の状態もしくは健康を指示できる。極端には、心拍数がない場合は死を指示できる。ヒトに関しては、１分当たり６０〜１８０拍の範囲内の心拍数は、代謝負荷（すなわち、身体を通して輸送する必要がある酸素量）、健康、および／または心臓自体の状態を指示できる。１８日齢のニワトリ胚の心拍数は、典型的には３７℃の孵卵器内で１分当たり約２００〜３００拍である。孵卵器から２５℃の室温などの低温を備える領域内へ卵を取り出すと、特徴的な心拍数パターンが生成される。第１に、心拍数は、おそらくは動物が運動、光線、またはおそらく音響もしくは振動さえによって覚醒もしくは始動するので、約２０％加速される。２もしくは３分後、胚心拍数は落ち着き、次に図１に示したように、卵がゆっくりと冷却するにつれて４５分間にわたりベースライン時心拍数の約５０％まで緩徐に低下する。そこで、胚心拍数は胚の健康もしくは状態を指示するために使用できるが、卵を取り囲んでいる外部刺激および環境条件が胚に及ぼす影響のために、その精度は影響を受ける可能性がある。

心拍数検出方法に加えて、胚運動の検出も生存卵の指標である可能性がある。胚運動および胚心拍数の検出は、卵がキャンドリング装置からの光線を用いて照明されると卵内の光線レベルにおける変化を監視する工程によって実施することができる。胚運動は、卵キャリアに加えられる外部障害、振動などによって作り出される偽生（すなわち、生存と指示された、非生存胚）がほとんどないように相当に大きな信号を発生させる。しかし、すべての生存胚が所与時間間隔では運動する訳ではないので、偽死（すなわち、死んでいると指示された、生存胚）は１０秒間以内のキャンドリング間隔に対しては一般的な可能性がある。胚心拍数の検出は、胚運動検出に比較して、例えば約１００倍の感受性増加を必要とすることがある。しかし、胚心拍数は、連続的に利用可能な信号を提供する。

外部障害、結果としての偽生の数を減少させるために、心拍数検出キャンドリングシステムは、一般に複数周期の胚心拍数を検出するように構成されている。だがあいにくなことに、キャンドリング時間が長くなるほど一般に卵処理量を減少させ、典型的にはより長いキャンドリング時間を補償するためにより多くのキャンドリング検出器を必要とする。外部震動によって誘発される偽生がより少なく、より迅速な検出時間を可能にする心拍数検出方法が望ましい。

上記の考察に鑑みて、本発明の実施形態による生存卵を同定する方法は、ａ）光源からの光線を用いてキャリア内の卵を照明する工程と、ｂ）光線検出器で各卵を通過する光線を受信する工程と、ｃ）各卵について光線検出器で受信された光線に対応する出力信号を発生させる工程と、ｄ）キャリアに加えられた外部障害の指標（例、騒音、波形など）を同定するために卵についての出力信号を分析する工程と、ｅ）胚心拍数および／または胚運動の存在を同定するために各卵について出力信号を分析する工程と、ｆ）胚心拍数および／または胚運動を同定する工程に応答して卵を生存卵であると指定する工程とを含む。所定数の卵からの出力信号がキャリアに加えられた外部障害の指標を含有することを決定する工程に応答して、工程ａ）〜ｄ）が繰り返される。さらに、生存と指定された卵の数は、予想数と比較することができ、そして生存と指定された卵の数が予想数を越えることを決定する工程に応答して、工程ａ）〜ｆ）が繰り返される。さらに、胚運動が同定された時点が記録され、所定数の卵において胚運動がほぼ同一時点で発生したことを決定する工程に応答して、工程ａ）〜ｆ）が繰り返される。

本発明の実施形態によると、キャリア内の複数の卵間で生存卵を同定するキャンドリング装置は、光線を用いてキャリア内で１つまたは複数の卵を照明する光源と、光源から１つまたは複数の卵を通過する光線を受信し、受信した光線に対応する出力信号を発生させる検出器と、胚心拍数および／または胚運動の存在について各卵について出力信号を分析するように構成されているプロセッサとを含む。さらにプロセッサは、胚心拍数および／または胚運動を同定する工程に応答して卵を生存卵であると指定するように構成されており、プロセッサは、キャリアに加えられた外部障害の指標（例、騒音、波形など）を同定するために各卵について出力信号を分析するように構成されている。プロセッサは、複数の卵が、所定数の卵からの出力信号が外部障害の指標を含有することを決定する工程に応答して再キャンドリングされることを要求するように構成されている。さらに、プロセッサは、生存と指定された卵の数を予想数と比較するように、そして生存と指定された卵の数が予想数を越えていると決定する工程に応答して複数の卵が再キャンドリングされることを要求するように構成されている。プロセッサは、胚運動が各卵について同定される時点を記録し、所定数の卵において胚運動がほぼ同時点で発生したことを決定する工程に応答して複数の卵が再キャンドリングされることを要求するように構成されている。

本発明の実施形態によると、胚心拍数および／または胚運動は、生存卵のための診断ツールとして使用できる。例えば、複数の発生中の卵の各々の胚心拍数が測定され、複数の卵についての平均胚心拍数が決定される。各卵についての各胚心拍数は、平均心拍数から逸脱する心拍数を備える胚を有する卵を同定するために、平均胚心拍数と比較される。逸脱している心拍数（すなわち、平均より高い心拍数または平均より低い心拍数）は、例えば胚の不良な健康状態を明示する可能性がある。逸脱している心拍数を有する卵を同定する工程に応答して、例えばピッピングに役立つように卵の気室に亀裂を入れる工程、卵を酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および卵内へ物質（例、ワクチン、医薬品、栄養素、ホルモンなど）を注射する工程などの卵の不良な健康状態を改良するために設計された一部の機能を実施できる。類似の心拍数を備える卵は、特別な孵卵条件またはその後の処置のために分類できる。

本発明の実施形態によると、キャリア内の複数の卵の各々について胚運動が測定され、次に複数の卵についての平均胚運動が決定される。各卵についての各胚運動は、平均運動から逸脱する運動を備える胚を有する卵を同定するために、平均胚運動と比較される。逸脱している運動量（すなわち、平均より少ない運動または平均より高い運動）は、例えば胚の不良な健康状態を明示する可能性がある。逸脱している胚運動量を有する卵を同定する工程に応答して、例えばピッピングに役立つように卵の気室に亀裂を入れる工程、卵を酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および卵内へ物質（例、ワクチン、医薬品、栄養素、ホルモンなど）を注射する工程などの卵の不良な健康状態を改良するために設計された一部の機能を実施できる。

本発明の他の実施形態によると、複数の卵の性別を同定する工程は、複数の卵の各々の心拍数を測定する工程と、複数の卵についての平均心拍数を決定する工程と、各卵の性別または極度の心拍数を備えるサブセットの卵を同定するために各卵について各心拍数を平均心拍数と比較する工程とによって実施できる。

本発明の他の実施形態によると、複数の卵の胚の健康を診断する工程は、複数の卵の各々の胚運動を測定する工程と、複数の卵についての平均胚運動を決定する工程と、平均胚運動から逸脱する胚運動を有する卵を同定するために各卵についての各胚運動を平均胚運動と比較する工程とを含む。

本発明の他の実施形態によると、複数の卵の胚の健康を診断する工程は、複数の卵の各々の心拍数を測定する工程と、複数の卵の各々の温度を測定する工程と、複数の卵についての平均心拍数および平均温度を決定する工程と、平均心拍数および平均温度から逸脱する心拍数および温度を備える胚を有する卵を同定するために、各卵についての各心拍数および温度を平均胚心拍数および温度と比較する工程とを含む。

本発明の他の実施形態によると、複数の卵の胚の健康を診断する工程は、複数の卵の各々の心拍数を測定する工程と、複数の卵の各々の卵殻サイズを測定する工程と、複数の卵について平均心拍数および卵殻サイズを決定する工程と、平均心拍数および平均卵殻サイズから逸脱する心拍数および卵殻サイズを備える胚を有する卵を同定するために、各卵についての各心拍数および卵殻サイズを平均胚心拍数および卵殻サイズと比較する工程とを含む。

本発明の他の実施形態によると、複数の卵の胚の健康を診断する工程は、複数の卵の各々の心拍数を測定する工程と、複数の卵の各々の卵重を測定する工程と、複数の卵について平均心拍数および卵重を決定する工程と、平均心拍数および平均卵重から逸脱する心拍数および卵重を備える胚を有する卵を同定するために、各卵についての各心拍数および卵重を平均胚心拍数および卵重と比較する工程とを含む。

環境の変化がニワトリ胚の心拍数に影響を及ぼす方法を例示した図である。 本発明の実施形態による、生存卵を同定する装置のブロック図である。 本発明の実施形態による、生存卵を同定するための作業のフローチャートである。 本発明の実施形態による、生存卵を同定するための作業のフローチャートである。 本発明の実施形態による、卵胚の状態を決定するための作業のフローチャートである。 本発明の実施形態による、卵胚の状態を決定するための作業のフローチャートである。 本発明の実施形態による、卵胚の状態を決定するための作業のフローチャートである。 本発明の実施形態による、卵胚の状態を決定するための作業のフローチャートである。

以下では、本発明の実施形態が図示されている添付の図面を参照して、本発明をより詳細に記載する。しかし本発明は、多数の様々な形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると見なすべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が完全かつ完璧であるように、かつ、当業者に本発明の範囲を詳細に伝えるように提供する。

同様の番号は、全体を通して同様の要素を意味する。図面において、線の太さ、層の厚さ、構成成分、要素もしくは機能は明確にするために誇張されていることがある。破線は、他に特に規定していない限り、任意の機能もしくは作動を例示している。本明細書に言及したすべての出版物、特許出願、特許、および他の参考文献は、全体として参照することによって本明細書に組み込まれる。

本明細書において本発明の説明に使用する用語は、特定の実施形態だけを記載する目的のためであり、本発明を限定することは意図されていない。本明細書で使用するように、単数形「ある（ａ）」、「ある（ａｎ）」および「その（又は前記）（ｔｈｅ）」は、文脈上明らかにそうでないことを示さない限り、複数形を含むことが意図されている。さらに、用語「含む」および／または「含んでいる」は、本明細書で使用する場合は、規定された機能、整数、工程、作動、要素、および／または構成成分の存在を規定するが、１つまたは複数の他の機能、整数、工程、作動、要素、構成成分、および／またはそれらの群の存在もしくは付加を排除しないことは理解される。本明細書で使用する用語「および／または」は、関連する列挙した項目の１つまたは複数の任意および全部の組み合わせを含む。本明細書で使用する「Ｘ〜Ｙの間」および「約Ｘ〜Ｙの間」などの言い回しは、ＸおよびＹを含むと解釈されたい。本明細書で使用する「約Ｘ〜Ｙの間」などの言い回しは、「約Ｘ〜約Ｙの間」を意味する。本明細書で使用する「約Ｘ〜Ｙ」などの言い回しは、「約Ｘ〜約Ｙ」を意味する。

特に規定しない限り、本明細書において使用する全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般に理解される意味と同一の意味を有する。さらに、一般に使用される辞書に規定されている用語などの用語は、本明細書および関連分野の状況におけるそれらの意味に一致する意味を有すると解釈すべきであり、本明細書に明示的にそのように規定されていない限り理想的もしくは過度に形式的意味で解釈されるべきではないと理解されたい。周知の機能もしくは構造は、簡潔さおよび／または明確さのために詳述されないことがある。

１つの要素がまた別の要素の「上に」、「取り付けられて」、「接続されて」、「結合されて」、「接触して」などと言及される場合は、１つの要素は他の要素の直接上に、取り付けられて、接続されて、結合されて、接触していてよい、または介在要素もまた存在していてよいと理解される。これとは対照的に、１つの要素が、例えばまた別の要素の「直接上に」、「直接取り付けられて」、「直接接続されて」、「直接結合されて」、または「直接接触して」いると言われる場合は、介在要素は存在しない。当業者には、他の機能に「隣接して」配置されている構造もしくは機能についての言及は、隣接機能に重複する、もしくはその下にある部分を有する可能性があることもまた理解される。

「下方」、「より下」、「低い」、「上方」、「上部」などの空間的相対語は、本明細書では図面に例示した１つの要素もしくは機能のまた別の要素もしくは機能との関係を記載するための説明を容易にするために使用することができる。空間的相対語は、図面に描出した方向に加えて使用もしくは操作における器具の相違する方向を含むことが意図されている。例えば、図面の中の器具が逆転すると、他の要素もしくは機能の「下方」もしくは「下の」として記載された要素は、他の要素もしくは機能の「上方」に方向付けられる。そこで、典型的用語「下方」は、「上方」および「下方」の両方の方向を含むことができる。本器具は、別な方向（９０度回転させて、または他の方向）に方向付けることができ、本明細書で使用した空間的相対記述子はそれに合わせて解釈できる。同様に、用語「上向きに」、「下向きに」、「垂直」、「水平」などは、詳細に他のことを指示していない限り、本明細書では説明することを目的に使用されている。

用語「第１」、「第２」などは本明細書では様々な要素、構成成分、領域、層、および／または区域を記載するために使用できるが、これらの要素、構成成分、領域、層、および／または区域はこれらの用語によって限定されてはならない。これらの用語は、１つの要素、構成成分、領域、層もしくは区域を他の要素、構成成分、領域、層もしくは区域から識別するためにのみ使用される。そこで、以下で考察する「第１」要素、構成成分、領域、層、もしくは区域は、本発明の教示から逸脱せずに「第２」要素、構成成分、領域、層、もしくは区域と呼ぶこともできよう。作動（もしくは工程）の順序は、他に特別に記載しない限り、特許請求項もしくは図面に提示した順序に限定されない。

鳥類胚心拍数および／または運動の検出は、本発明の実施形態によると、胚発生（孵卵期間とも呼ばれる）中の任意の時点に発生することがある。本発明の実施形態は、特定の日（例、第１１日）または胚発生期間中の期間のみの心拍数および／または運動検出に限定されない。さらに、本発明の実施形態による方法および装置は、ニワトリ、シチメンチョウ、アヒル、ガチョウ、ウズラ、キジの卵、外国産の鳥の卵などを含むがそれらに限定されない任意のタイプの鳥類の卵と一緒に使用できる。

インオボ胚運動および／または心拍数が測定される商業的孵化場などの環境では、複数の卵が同時に慣習的に処理される。例えば、エッグフラット内の複数の卵は、同時に胚運動および／または胚心拍数について従来法でキャンドリングされる。本発明の実施形態によると、胚心拍数および／または胚運動を測定する様々な方法を使用できる。例えば、各卵は、光源からの光線（例えば、可視光線および赤外線波長の一方または両方）を用いて照明できる。各卵を離れた光線は、その後で典型的には各卵に隣接してポジショニングされた光線検出器によって受信される。各光線検出器は、各卵を離れた光線の強度に対応する出力信号を発生させる。出力信号は、各卵の胚心拍数を決定するために処理される。例えば、胚心拍数に対応する光線強度における周期的変動の存在を決定するために出力信号を処理できる。さらに、卵内の胚運動に対応する光線強度における非周期的変動の存在を決定するために出力信号を処理できる。

図２は、本発明の実施形態による、生存卵を同定する装置５のブロック図である。卵１２のキャリア（例えば、エッグフラット）１０は、胚心拍数および／または運動の検出、またはそれらが存在しないことに基づいて、フラット１０内の各卵１２を「生存／非生存」のいずれかに指定するように構成されているキャンドリングステーション３０へコンベヤ２２によって運ばれる。卵のフラットを運ぶために適合する任意のタイプの輸送システムは、本発明の実施形態によって利用できる。卵輸送システムは、当業者には周知であり、本明細書でこれ以上記載する必要はない。

卵はエッグフラットで従来とおりに運ばれるが、経時的にキャンドリングステーション３０へ、ならびに他の卵処理装置へ複数の卵を提示する任意の手段を使用できる。本発明の実施形態によって、実質的に任意のタイプのエッグフラットを使用できる。フラットは、７列などの任意の数の列の卵を含有することができるが、６および７列が最も一般的である。さらに、隣接する列の卵は、「長方形」フラットにおけるように相互に並行であってよい、または「オフセット」フラットにおけるように千鳥格子関係にあってよい。適合する商業的フラットの例には、「ＣＨＩＣＫＭＡＳＴＥＲ ５４」フラット、「ＪＡＭＥＳＷＡＹ ４２」フラットおよび「ＪＡＭＥＳＷＡＹ ８４」フラット（各々の場合に、数字はフラットによって運ばれる卵の数を示している）が含まれるが、それらに限定されない。エッグフラットは、当業者には周知であり、本明細書でこれ以上記載する必要はない。

キャンドリングステーション３０は、光線を用いてキャリア内で各卵を照明する光源と光源から各卵を通過する光線を受信し、受信した光線に対応する出力信号を発生させる検出器とを含む。本発明の実施形態によって利用できる代表的な光線キャンドリングシステムは、Ｈｅｂｒａｎｋらに付与された米国特許第５，７４５，２２８号に記載されている。適切な商業用光線キャンドリングシステムには、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｐａｒｋ）に所在するＥｍｂｒｅｘ， Ｉｎｃ．から入手できるＶａｃｃｉｎｅ Ｓａｖｅｒ（商標）ワクチン送達システムのＳビーム光線キャンドリングシステムが含まれる。キャンドリングステーション３０は、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第６，８６０，２２５号に記載されているような各卵を照明して各卵から放出される光線を測定する光学システムをさらに含むことができる。

図示した実施形態におけるキャンドリングステーション３０は、キャンドリングステーション３０の作動を制御し、各検出器からの出力信号を分析し、各卵１２についてのキャンドリングステーション３０から受信した情報を保存するプロセッサ４０へ操作可能に接続されている。オペレータがプロセッサ４０と情報をやりとりできるように、オペレータインターフェース（例、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、または他のタイプのディスプレイ）４２を用意することができる。プロセッサ４０は、卵除去ステーション５０および充填ステーション６０を含む、他の様々な下流卵処理作業を制御することができる。

プロセッサ４０は、胚拍動および／または胚運動の存在を同定するために各卵についての出力信号を分析し、次にそれに応答して卵を生存もしくは非生存卵であると指定する。本発明の実施形態によると、プロセッサ４０は、エッグフラット１０に加えられた外部障害の指標を同定するために各卵についての出力信号を分析する。例えば、プロセッサ４０は、外部障害の指標である雑音および／または１つまたは複数の波形についての出力信号を分析する。所定数以上の卵からの出力信号が外部障害の指標を含有する場合は、プロセッサ４０は、キャンドリングステーションに卵１２を再キャンドリングするように指令する。プロセッサ４０は、さらに生存と指定された卵の数を予想数と比較し、生存と指定された卵の数が予想数を越えていることを決定する工程に応答してキャンドリングステーション３０にフラット１０内の卵１２を再キャンドリングするように指令する。プロセッサ４０は、さらに胚運動が同時に複数の卵で検出された場合は、キャンドリングステーション３０に卵１２を再キャンドリングするように指令する。

本発明の実施形態によると、プロセッサ４０は、各卵について特定波形部分が検出される時間を統計的に相関させ、これを使用してフラット内の一部もしくは全部の卵に単一外部事象が影響を及ぼした可能性を予測するように構成されている。例えば、プロセッサ４０は、特定出力信号（例、波形最大値、波形ゼロ交差など）が各卵について発生した時間を記録するように構成できる。プロセッサ４０は、さらに所定数の卵において特定の出力信号がほぼ同一時点に発生したことを決定する工程に応答してキャンドリングステーション３０に卵１２を再キャンドリングするように指令する。当業者には理解されるように、用語「波形ゼロ交差」は、波形が「Ｘ」軸に交差する（すなわち、ゼロの「Ｙ」値）場所を意味する。そこで、フラット内の卵の大多数が同一時点に発生する波形ピークを有する場合は、プロセッサ４０は、キャンドリングステーションに卵を再キャンドリングするように指令する。

非生存と指定された卵１２は、卵除去ステーション５０でキャンドリングステーション３０から下流でフラット１０から取り除かれる。本発明の実施形態によると、プロセッサ４０は、非生存と決定された卵について選択的除去信号を発生する。非生存卵は、フラット１０から除去され、廃棄される、または他の目的のために使用される。

卵除去ステーション５０は、指定された非生存卵が手で除去される、または後に除去するためにマーキングされる手動ステーションであってよい。または、卵除去ステーション５０は、自動的およびロボットを使用して作動できる。例えば、卵除去ステーション５０は、Ｋｅｒｏｍｎｅｓ ｅｔ ａｌ.,に付与された米国特許第４，６８１，０６３号または米国特許第５，０１７，００３号に開示された吸引型昇降デバイスを使用できる。フラットから卵を自動的およびロボットを使用して除去し、同一物を他の場所へ輸送するための様々な器具および方法は、制限なく本発明の実施形態とともに利用できる。卵除去ステーション５０の機能に役立つ可能性がある典型的な卵除去装置は、米国特許第６，１４５，６６８号；第６，１４９，３７５号；第６，２１３，７０９号；および第６，２２４，３１６号に記載されている。または、生存卵をフラット１０から除去して、非生存卵をフラット１０に残すこともできる。

例示した実施形態では、非生存卵を除去することによって作り出されたフラット１０内の空間は、充填ステーション６０によってまた別の供給源からの生存卵が充填される。充填ステーション６０は、卵が手動で移動させられる手動ステーションであってよい、または卵を自動的およびロボットを使用して移動させる自動化ステーションであってよい。

コンベヤ２２上のこのポイントでのフラット１０は、生存卵１２しか含有しておらず、処理工程（例、接種、ワクチン製造など）へ進行できる。本発明の実施形態によって複数の卵内へ物質をインオボ注射するための典型的な器具は、ＩＮＯＶＯＪＥＣＴ（登録商標）自動注射システム（Ｅｍｂｒｅｘ， Ｉｎｃ．、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク）である。しかし、本発明の実施形態によって使用するために任意のインオボ注射器具が適合する可能性がある。適切な注射器具は、好ましくは商業的卵キャリア器具もしくはフラットと連動して作動するように設計されている。

本明細書に記載の本発明の他の実施形態によると、プロセッサ４０は、診断ツールとして胚心拍数を利用する。例えば、プロセッサ４０は、複数の推定発生卵の各々の胚心拍数を測定し、複数の卵についての平均胚心拍数を決定するように構成されている。プロセッサ４０は、平均心拍数から逸脱する心拍数を備える胚を有する卵を同定するために、各卵についての各胚心拍数を平均胚心拍数と比較する。逸脱している心拍数（すなわち、平均より高い心拍数または平均より低い心拍数）は、例えば胚の不良な健康状態を明示する可能性がある。プロセッサ４０は、さらにまた複数の卵についての胚運動を測定し、複数の卵についての平均運動を計算するように構成することもできる。プロセッサ４０は、次に平均胚運動から逸脱する運動を備える胚を有する卵を同定するために、各卵についての各胚運動を平均胚運動と比較する。逸脱している運動量（すなわち、平均より少ない運動または平均より高い運動）は、例えば胚の不良な健康状態を明示する可能性がある。

外部起源からの卵キャリアへの障害（例えば、環境的振動、機械振動、物理的衝撃など）は、ほぼ同時点にキャリア内の大多数もしくは全部の卵に影響を及ぼす。例えば、エッグフラットが物理的障害（例、揺さぶり、外部振動、オペレータが不注意でエッグフラットに衝突するなど）を経験すると、フラット内の卵は全部が物理的障害を経験し、キャンドリング中の各卵から発生する光信号はおそらくその物理的障害の発生の指標（例、雑音および／または１つまたは複数の波形）を含有する。本発明の実施形態によると、多数の卵からの光信号における雑音／波形を検出することによって、胚運動の外観を与える外部障害が発生した、そして偽生指標を回避するために卵を再キャンドリングすべきであると決定できる。

図３を参照すると、本発明の実施形態による、外部障害が同定されて原因が明らかにされる、生存卵および非生存卵を同定するための作動が図示されている。エッグフラットが要求され、キャンドリングステーション（例、図２のキャンドリングステーション３０）へ運ばれる（ブロック１００）。エッグフラットが正位置に着くと、フラット内の１つまたは複数の卵を胚心拍数および／または胚運動についてキャンドリングできるように、検出ツール（すなわち、光源および／または検出器）が下降させられる（または上昇させられる）。検出ツールに結び付けられたアナログフィルタは、当業者には理解されるように安定化され（ブロック１１０）、次に検出ツールが胚心拍数および／または胚運動についてサンプリングする（ブロック１１５）。検出ツールは、各卵についてデータを収集し（ブロック１２０）、次にこのデータを記憶装置へアップロードする（ブロック１２５）。プロセッサ（例えば、図２のプロセッサ４０）は、相関した振動および／または胚運動を示している過剰数の卵についてデータを分析する（ブロック１３０）。図４に関して以下に記載するように、エッグフラットへの外部障害は、フラット内の卵が、実際には胚運動が全くなかったのに胚運動を模擬することを誘発することがある。外部障害がエッグフラットに加えられたことが疑われる場合は、卵の再キャンドリングが要求される（ブロック１１５）。次に、検出された心拍数および／または運動に基づく卵が生存か非生存かについての結果は、次に報告される（ブロック１３５）。

ここで図４を参照すると、本発明の実施形態による、生存卵および非生存卵を同定する方法が例示されている。最初は、キャリア（例、エッグフラット）内の複数の推定発生卵の各々が、胚運動および／または胚心拍数を検出するためにキャンドリングされる。キャンドリングは、光源からの光線を用いてフラット内の卵を照明する工程（ブロック２００）および検出器で各卵を通過する光線を受信する工程（ブロック２０５）によって実施される。各卵について検出器で受信された光線に対応する出力信号が発生させられる（ブロック２１０）。１群の卵内の各卵について胚運動および／または心拍数を測定するための典型的なキャンドリング方法は、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第６，８６０，２２５号に記載されたような各卵を照明して各卵から放出される光線を測定する光学システムを使用する。しかし、胚運動および／または心拍数を測定するための他の様々な方法および装置は、限定されることなく利用できる。

各卵についての出力信号は、フラットに加えられた外部障害（例えば、振動、フラットが衝突されるなど）の指標（例えば、雑音および／または波形など）を同定するために（例えば、図２のプロセッサ４０によって）分析される（ブロック２１５）。所定数の卵からの出力信号が外部障害の指標を含有するかどうかが決定される（ブロック２２０）。答えがはいの場合は、フラット内の卵は、フラット内の卵が何らかのタイプの外部障害を経験していた可能性があるために、再キャンドリングされる（ブロック２００〜２１５）。答えがいいえの場合は、各卵についての出力信号が、胚心拍数および／または胚運動の存在を同定するために（例えば、図２のプロセッサ４０によって）分析される（ブロック２２５）。胚運動が検出されると、胚運動が検出された時点が記録される（ブロック２３０）。次に、各卵は胚心拍数および／または胚運動の同定、または同定の失敗に応答して生存、または非生存と指定され（ブロック２３５）、生存／非生存データが記憶される。

生存と指定されたフラット内の卵の数は予想数と比較され（ブロック２４０）、その数が予想数を越えた場合は、フラット内の卵は、エッグフラットがより多くの生存卵を誤って指示する何らかのタイプの外部障害を経験していた可能性が高いので、再キャンドリングされる（ブロック２００〜２１５）。その数が予想数より少ない場合は、胚運動が所定数の卵において同時に発生したかどうかが決定される（ブロック２４５）。答えがはいの場合は、フラット内の卵は、フラット内の卵がより多くの生存卵を誤って指示する何らかのタイプの外部障害を経験していた可能性が高いために、再キャンドリングされる（ブロック２００〜２１５）。答えがいいえの場合は、現行エッグフラットがその後の処理工程のために移動させられ、新規フラットがキャンドリングのために移動させられ（ブロック２５０）、上述したようにブロック２００〜２４５の作動が繰り返される。

図４に例示した実施形態では、再キャンドリングが必要な場合、再キャンドリング間隔は典型的には卵は既にキャンドリングのための位置にあり、キャンドラーフィルタ回路が既にスイッチの入っている照明ランプの移動から安定されているので、初回キャンドリング間隔より短い。

本発明の１つの実施形態によると、運動／心拍数キャンドリングシステムは、マイクロプロセッサを各もしくは数個の卵へ専念させ、検出マイクロプロセッサの全部は、キャンドリング工程を調整して各卵についての生存／死んでいる情報をフラットから卵を取り上げる（例えば、図２の卵除去ステーション５０）、および／または卵にマーキングするための装置へ送信する中心プロセッサと連絡している。この中心プロセッサは、運動検出時間、設定値より大きなすべての光線変動の時間などの特定情報についてマイクロプロセッサの各々にクエリーするように構成されている。図２では、プロセッサ４０は、中心プロセッサおよびそれと連絡している任意のマイクロプロセッサを包括的に表すことが意図されている。

本発明の第２実施形態によると、運動／心拍数キャンドリングシステムは、アナログフィルタシステムを各卵へ専念させ、各アナログフィルタシステムからの信号は、１つまたは複数の中心プロセッサ内で、したがって運動および心拍動情報を引き出すために単一中央システムの処理能力を利用してデジタル化され、記憶され、分析される。集合的分析のために利用できる各卵についての波形をデジタル化すると、時間における類似性または記録された信号の特性を相関させることによって多数の卵に影響を及ぼす環境振動の検出が単純化される。中心プロセッサは、さらにキャンドリング工程を調整し、フラットから卵を取り上げるため（例、図２の卵除去ステーション５０）および／または卵にマーキングするための装置へ各卵についての生存／死んでいる情報を送信する。図２では、プロセッサ４０は、包括的に中心プロセッサを表すことが意図されている。

以下で記載するように、診断目的で心拍数検出が決定される場合は、運動アーチファクトの連絡および相関付けは、心拍数計算が運動アーチファクトから歪曲される可能性を少なくすることができる。ウイルス増殖に役立つように卵が冷却孵卵器内で保持されるインフルエンザワクチン製造では、冷却胚はおそらく余り運動しない。したがって、多数の卵に影響を及ぼす外部振動はより容易に検出可能なはずである。

生存卵の最高に迅速な検出が胚運動もしくはほんの１、２拍の心拍動を感知することによって達成される状況では、振動から偽心拍動を除去することは偽生の減少にとって極めて重要な可能性がある。

ここで図５を参照すると、本発明の実施形態による、診断ツールとして胚心拍数を使用する方法が例示されている。キャリア（例えば、エッグフラット）内の複数の推定発生卵の各々の胚心拍数が最初に測定される（ブロック３００）。１群の卵内の各卵について胚心拍数を測定するための典型的な方法は、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第６，８６０，２２５号に記載されたような各卵を照明して各卵から放出される光線を測定する光学システムを使用する。しかし、胚心拍数を測定するための他の様々な方法および装置は、限定されることなく利用できる。

次に平均心拍数が複数の卵について決定される（ブロック３１０）。各卵についての各心拍数は、平均心拍数から逸脱する心拍数を備える胚を有する卵を同定するために、平均心拍数と比較される（ブロック３２０）。逸脱している心拍数（すなわち、平均より高い心拍数または平均より低い心拍数）は、例えば胚の不良な健康状態を明示する可能性がある。逸脱している心拍数（および、おそらく不良な健康状態、または何らかの他の状態）を備える胚を有する卵を同定する工程に応答して、胚の負（または他のタイプ）の健康状態を改善するために設計されているその卵の処理を実施できる（ブロック３３０）。代表的な処理には、ピッピングに役立つように卵の気室に亀裂を入れる工程、卵を酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および物質を卵内へ注射する工程が含まれるが、それらに限定されない。卵の健康状態を改善するために卵内に注射できる代表的な物質には、ワクチン、医薬品、栄養素、およびホルモンが含まれるが、それらに限定されない。例えば、胚の孵化の可能性を高めるために甲状腺放出ホルモン（ＴＲＨ；甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）を卵内に注射できる。

ここで図６を参照すると、本発明の実施形態による、診断ツールとして胚運動を使用する方法が例示されている。キャリア（例、エッグフラット）内の複数の推定発生卵の各々の胚運動が最初に測定される（ブロック４００）。１群の卵内の各卵について胚運動を測定するための典型的な方法は、Ｈｅｂｒａｎｋに付与された米国特許第６，８６０，２２５号に記載されたような各卵を照明して各卵から放出される光線を測定する光学システムを使用する。しかし、胚運動を測定するための他の様々な方法および装置は、限定されることなく利用できる。

次に平均運動が複数の卵について決定される（ブロック４１０）。各卵についての運動は、数秒間のモニタ中の最大振幅値として測定できる、または約０．２Ｈｚ〜約２Ｈｚの周波数でのスペクトルエネルギーであってよい。各卵についての各胚運動は、平均運動から逸脱する運動を備える胚を有する卵を同定するために、平均胚運動と比較される（ブロック４２０）。逸脱している運動量（すなわち、平均より少ない運動または平均より高い運動）は、胚の不良な健康状態（または他のタイプの状態）を明示する可能性がある。逸脱している運動（および、おそらく不良な健康状態、または何らかの他の状態）を備える胚を有する卵を同定する工程に応答して、胚の不良な健康状態（または他のタイプの状態）を改善するために設計されているその卵の処置を実施できる（ブロック４３０）。上述したように、代表的な処置には、ピッピングに役立つように卵の気室に亀裂を入れる工程、卵を酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および物質を卵内へ注射する工程が含まれるが、それらに限定されない。卵の健康状態を改善するために卵内に注射できる代表的な物質には、ワクチン、医薬品、栄養素、およびホルモンが含まれるが、それらに限定されない。例えば、胚の孵化の可能性を高めるためにＴＲＨを卵内に注射できる。

本発明の実施形態によると、胚心拍数および胚運動を測定する様々な方法を使用できる。例えば、各卵は、光源からの光線（例えば、可視光線および赤外線波長の一方または両方）を用いて照明できる。各卵を離れた光線は、その後で各卵に隣接して配置された光線検出器によって受信される。各光線検出器は、各卵を離れた光線の強度に対応する出力信号を発生させる。出力信号は、各卵の胚心拍数を決定するために処理できる。例えば、胚心拍数に対応する光線強度における周期的変動の存在を決定するために出力信号を処理できる。さらに、卵内の胚運動に対応する光線強度における非周期的変動の存在を決定するために出力信号を処理できる。

ここで図７を参照すると、本発明の実施形態による、診断ツールとして胚心拍数および胚運動を使用する方法が例示されている。キャリア（例、エッグフラット）内の複数の推定発生卵の各々の胚心拍数が最初に測定される（ブロック５００）。次に平均胚心拍数が複数の卵について決定される（ブロック５１０）。各卵についての各胚心拍数は、平均心拍数から逸脱する心拍数を備える胚を有する卵を同定するために、平均胚心拍数と比較される（ブロック５２０）。逸脱している心拍数（すなわち、平均より高い心拍数または平均より低い心拍数）は、胚の不良な健康状態（または他のタイプの状態）を明示する可能性がある。複数の卵の各々の中の胚の運動もまた測定され（ブロック５３０）、複数の卵について平均運動が計算される（ブロック５４０）。各卵についての各胚運動は、平均運動から逸脱する運動を備える胚を有する卵を同定するために、平均胚運動と比較される（ブロック５５０）。逸脱している運動量（すなわち、平均より少ない運動または平均より高い運動）は、胚の不良な健康状態（または他のタイプの状態）を明示する可能性がある。

心拍数検出もしくは運動検出のいずれか（または両方の組み合わせ）による不良な健康状態（または他のタイプの状態）を備える胚を有する卵を同定する工程に応答して、胚の不良な健康状態（または他のタイプの状態）を改善するために設計されている卵の処置を実施できる（ブロック５６０）。上述したように、代表的な処置には、ピッピングに役立つように卵の気室に亀裂を入れる工程、卵を酸素に富む環境に置く工程、卵をより暖かい環境に置く工程、および物質を卵内へ注射する工程が含まれるが、それらに限定されない。卵の健康状態を改善するために卵内に注射できる代表的な物質には、ワクチン、医薬品、栄養素、およびホルモンが含まれるが、それらに限定されない。例えば、胚の孵化の可能性を高めるためにＴＲＨを卵内に注射できる。

ここで図８を参照すると、本発明の実施形態による性別の指標として胚心拍数を使用する方法が例示されている。キャリア（例、エッグフラット）内の複数の推定発生卵の各々の胚心拍数が最初に測定される（ブロック６００）。次に平均胚心拍数が複数の卵について決定される（ブロック６１０）。各卵についての各胚心拍数は、各卵における胚の性別を同定するために、平均胚心拍数と比較される（ブロック６２０）。ワクチンもしくは他の処置物質を性別によって卵内に注射できる（または卵から物質を除去できる）（ブロック６３０）。さらに、卵は胚の性別にしたがって分類できる（ブロック６４０）。性別に基づく分類は、卵内へ物質を注射する前または後に行なわれてよい。

分類には、卵を雄、雌または雌雄不明であると指定する工程を含むことができる。雌雄不明と指定された卵は、例えば、より確実に性別を決定するために、手動ハンドリングなどの詳細な作業を受けさせることができる。例えば、米国特許第６，７５０，９５４号を参照。

本明細書に記載するように、性別分類および健康診断とともに使用することに加えて、本発明の実施形態はインフルエンザワクチン製造を促進できる。例えば、インフルエンザワクチンの製造に使用される複数の卵の平均心拍数から逸脱する胚心拍数の同定は、感染した卵および／または不適切に接種された卵（例えば、尿嚢内に種ウイルスが正しく置かれなかった卵）を明示できる。

本発明の他の実施形態によると、胚心拍数と卵の１つまたは複数の他の特徴との相関を利用すると、健康状態、性別および卵の他の態様を正確に検出することができる。例えば、心拍数は、胚の状態を検出するために卵の温度と相関させることができる。さらに、心拍数は、胚の状態を検出するために卵殻サイズおよび／または卵重と相関させることができる。

上記は本発明の例示であり、それを限定すると見なされてはならない。本発明の少数の典型的実施形態を記載してきたが、当業者であれば、本発明の新規の教示および長所から実質的に逸脱せずに典型的実施形態において多数の修飾が可能であることを容易に理解する。したがって、すべてのそのような修飾は、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本発明は、本明細書に含まれる特許請求項の同等物とともに、以下の特許請求項によって規定される。

Claims (7)

1. 卵殻中に胚を有する複数の卵の胚の性別を同定する方法であって、
   前記複数の卵の各々の心拍数を測定する工程と、
   前記複数の卵について平均心拍数を決定する工程と、
   前記各卵の性別を同定するために前記各卵についての各心拍数を前記平均心拍数と比較する工程とを含む、方法。
2. 性別によって前記卵内へ物質を選択的に注射する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 性別によって前記卵から物質を選択的に取り出す工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記卵内へ物質を注射する前記工程の前に、性別によって前記卵を分類する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記卵から物質を取り出す前記工程の前に、性別によって前記卵を分類する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記卵内へ物質を注射する前記工程の後に、性別によって前記卵を分類する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
7. 前記卵から物質を取り出す前記工程の後に、性別によって前記卵を分類する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。

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