JP6680909B2 - 免疫検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、免疫検査装置に関する。

インフルエンザ等のウイルス感染症の検査に、抗原抗体反応を利用して検体中のウイルス等の抗原を検出し又は定量する免疫検査装置が用いられている。この種の免疫検査装置では、典型的には、検体液がクロマトグラフィー試験片に滴下される。滴下された検体液は、試験片を長手方向に流れ、試験片に設けられている反応部を通過する。反応部は検体液中の分析対象物質を抗原抗体反応によって捕捉することにより呈色し、この反応部が撮像され、得られた画像中の反応部の濃度に基づいて抗原が検出され又は定量される。

試験片の長手方向軸が水平に対して傾斜していると、検体液に作用する重力の影響により、試験片を長手方向に流れる検体液の流れが速く又は遅くなり、所定時間内に反応部を通過する検体液の量が変化する。このため、検体液中の抗原の濃度が同じであっても反応部の呈色強度に差が生じ、分析精度が低下する。そこで、特許文献１に記載された検査装置では、試験片の長手軸の水平に対する傾きが検出され、傾きが所定の範囲を超える場合には、試験片の姿勢異常を示す警告が出力され、且つ分析が中止される。

日本国特開２００９−１１５５２１号公報

特許文献１に記載された検査装置では、試験片の短手方向軸の傾きは考慮されていない。試験片の短手方向軸が水平に対して傾いた場合に、試験片の短手方向の両端部のうち相対的に下方に配置される端部側に検体液が偏り、反応部の呈色に短手方向のムラが生じ得る。

分析の基礎とされる反応部の濃度は、例えば試験片に付着したゴミ等に起因するノイズの影響を低減する観点から、短手方向の濃度分布の平均値とされる場合がある。反応部の呈色に短手方向のムラが生じていると、平均化に起因して、反応部の濃度が本来の濃度と異なってしまい、分析精度が低下する。このように、試験片の短手方向の傾きによっても分析精度が低下する虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、クロマトグラフィー試験片の姿勢にかかわらず分析精度を向上させることを目的とする。

本発明の一態様の免疫検査装置は、検体液が長手方向に流されるクロマトグラフィー試験片の画像を取得する撮像部と、上記クロマトグラフィー試験片の短手方向軸の水平に対する傾きを検出する傾き検出部と、上記撮像部によって取得される画像に対して単一の分析領域を設定し、且つ上記傾き検出部によって検出される上記短手方向軸の傾きに基づいて上記分析領域の短手方向の範囲を変更し、変更された上記分析領域の濃度情報に基づいて上記検体液を分析する分析部と、を備える。

本発明によれば、クロマトグラフィー試験片の姿勢にかかわらず分析精度を向上させることができる。

本発明の実施形態を説明するための、クロマトグラフィー試験片を収納したカートリッジの一例の斜視図である。 図１のクロマトグラフィー試験片の模式図である。 本発明の実施形態を説明するための、免疫検査装置の一例のブロック図である。 図３の免疫検査装置の撮像部の模式図である。 反応部が呈色したクロマトグラフィー試験片の一例を示す模式図である。 図５のクロマトグラフィー試験片の画像から生成される濃度情報を示すグラフである。 反応部が呈色したクロマトグラフィー試験片の他の例を示す模式図である。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 図３の免疫検査装置の制御部が実行する処理のフローチャートである。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 クロマトグラフィー試験片の画像に対する分析領域の設定例を示す模式図である。 図３の免疫検査装置の制御部が実行する処理のフローチャートである。

図１及び図２は、本発明の実施形態を説明するための、検体液の分析に用いられるクロマトグラフィー試験片及びクロマトグラフィー試験片を収納したカートリッジの一例を示す。

図１及び図２に示すクロマトグラフィー試験片（以下、試験片という）１は、抗原抗体反応を利用して検体液中のウイルス等の抗原を検出し又は定量する分析に用いられるものである。試験片１は、例えばセルロース等の多孔質材料からなる帯状の薄片であり、典型的には白色である。試験片１は、長手方向ｘの一方側の端部に設けられている滴下部２と、長手方向ｘに滴下部２に隣設されている展開部３とを備える。検体液は滴下部２に滴下され、滴下部２に滴下された検体液は、毛細管現象によって滴下部２から展開部３に流れ、さらに滴下部２とは反対側の端部に向けて展開部３を長手方向ｘに流れる。

滴下部２には、金コロイド粒子によって標識された標識抗体ｂが設けられている。標識抗体ｂは、滴下部２に滴下された検体液に溶解し、検体液に抗原ａが含まれている場合には抗原ａと結合して抗原抗体複合物ａｂを形成する。抗原抗体複合物ａｂは検体液の流れに乗って移動され、抗原ａと結合することなく残った余剰の標識抗体ｂもまた検体液の流れに乗って移動される。

展開部３には、反応部４が設けられている。反応部４は、検体液中の抗原ａを検出又は定量するための判定ライン５を有し、さらに本例では、検体液が試験片１に適切に流れたことを検出するためのコントロールライン６を有する。判定ライン５及びコントロールライン６は、長手方向ｘと直交する短手方向ｙに展開部３を横断して設けられており、コントロールライン６は、判定ライン５よりも検体液の流れの下流側に設けられている。

検体液中の抗原ａを検出又は定量するための判定ライン５には、抗原ａと結合する第１捕捉抗体ｃが固定的に設けられている。検体液の流れに乗って移動される抗原抗体複合物ａｂは、判定ライン５の第１捕捉抗体ｃに捕捉され、判定ライン５に固定される。抗原抗体複合物ａｂが判定ライン５に固定されることにより、抗原抗体複合物ａｂの標識抗体ｂに付着している金コロイド粒子によって判定ライン５が呈色し、固定される抗原抗体複合物ａｂが増加するほどに判定ライン５の呈色が強くなる。この判定ライン５の呈色が吸光度の変化として光学的に検出され、検体液中の抗原ａが検出又は定量される。

検体液が試験片１に適切に流れたことを検出するためのコントロールライン６には、標識抗体ｂと結合する第２捕捉抗体ｄが固定的に設けられている。検体液の流れに乗って移動される余剰の標識抗体ｂは、第１捕捉抗体ｃに捕捉されずに判定ライン５を通過し、コントロールライン６の第２捕捉抗体ｄに捕捉され、コントロールライン６に固定される。標識抗体ｂがコントロールライン６に固定されることにより、標識抗体ｂに付着している金コロイド粒子によってコントロールライン６が呈色し、固定される標識抗体ｂが増加するほどにコントロールライン６の呈色が強くなる。すなわち、コントロールライン６は、検体液に抗原ａが含まれているか否かにかかわらず、検体液と接触することによって呈色する。このコントロールライン６の呈色が吸光度の変化として光学的に検出され、検体液が試験片１に適切に流れたことが検出される。

試験片１は、カートリッジ７に収納されて用いられる。カートリッジ７には、収納されている試験片１の滴下部２に対向する開口部８が設けられており、検体液は開口部８を通して滴下部２に滴下される。カートリッジ７は、透明な樹脂材料からなり、試験片１の反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色は、カートリッジ７を通して光学的に検出される。

図３及び図４は、試験片１を用いて分析を実施する免疫検査装置の一例を示す。

免疫検査装置１０は、操作部１１と、撮像部１２と、傾き検出部１３と、報知部１４と、記憶部１５と、これら操作部１１、撮像部１２、傾き検出部１３、報知部１４、及び記憶部１５の動作を統括する制御部１６とを備える。

操作部１１は、オペレータの各種指示（例えば分析開始指示等）を受け付ける。操作部１１は、例えばスイッチ等のハードウェアキーによって構成される。操作部１１によって受け付けられた指示は、制御部１６に入力される。

撮像部１２は、試験片１の反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色を光学的に検出する。撮像部１２は、試験片１を収納したカートリッジ７が設置される設置部２０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源２１と、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子２２とを含む。設置部２０に設置されたカートリッジ７の試験片１は、光源２１によって照明され、照明された状態で撮像素子２２によって撮像される。取得された試験片１の画像は、制御部１６に入力される。

傾き検出部１３は、カートリッジ７が設置される設置部２０の上面２０ａの水平に対する傾きを検出する。設置部２０の上面２０ａの水平に対する傾きが検出されることにより、設置部２０に設置されている試験片１の短手方向ｙに延びる軸Ａｙ（以下、短手方向軸という）の水平に対する傾き、及び長手方向ｘに延びる軸Ａｘ（以下、長手方向軸という）の水平に対する傾きが間接的に検出される。傾き検出部１３は、特に限定されるものではないが、ロードセルと錘とを組み合わせた機械式センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、磁気センサ等のセンサによって構成される。検出された傾きは、制御部１６に入力される。

報知部１４は、オペレータに各種の情報（例えば分析結果等）を報知する。報知部１４は、例えばＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、ＯＥＬＤ(Organic Electro-Luminescence Display）等の表示パネルを含み、表示パネルの表示画面に画像や文字を表示することによって情報を報知してもよい。また、報知部１４は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示灯を含み、表示灯の点灯、点滅等によって情報を報知してもよい。また、報知部１４は、ブザーを含み、音声によって情報を報知してもよい。

記憶部１５は、制御部１６によって実行される制御プログラム及び制御データを記憶しており、また、分析結果等の各種の情報を記憶する。記憶部１５は、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の格納媒体によって構成される。

制御部１６は、制御プログラムに従って動作することにより、操作部１１、撮像部１２、傾き検出部１３、報知部１４、及び記憶部１５の動作を統括する。また、制御部１６は、制御プログラムに従って動作することにより、画像処理部２３及び分析部２４としても機能する。

画像処理部２３は、試験片１の画像に表れる反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色強度を、画像の濃度（輝度及び／又は明度）によって数値化した濃度情報を生成する。

分析部２４は、濃度情報によって示される判定ライン５の呈色強度に基づいて検体液中の抗原ａを検出又は定量し、また、濃度情報によって示されるコントロールライン６の呈色強度に基づいて検体液が試験片１に適切に流れたことを検出する。そして、分析部２４は、以上の分析の結果を生成する。

画像処理部２３及び分析部２４として各種の処理を行う制御部１６のハードウェア的な構造は、汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

制御部１６の各処理部（画像処理部２３、分析部２４等）は、処理部毎に、上記各種のプロセッサのうちの一つのプロセッサによって構成されてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）によって構成されてもよい。また、複数の処理部が一つのプロセッサによって構成されてもよい。

複数の処理部を一つのプロセッサによって構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、一つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合せで一つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を一つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを一つ以上用いて構成される。さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

上記構成において、制御部１６は、制御プログラムに従って動作することにより、操作部１１から分析開始指示が入力されると、所定の分析プロセスを実行する。所定の分析プロセスは、分析開始から所定の反応時間の経過を計時するステップと、所定の反応時間経過後に撮像部１２に試験片１を撮像させるステップと、取得された試験片１の画像に表れる反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色強度を画像の濃度によって数値化した濃度情報を生成するステップと、生成した濃度情報に基づいて分析結果を生成するステップとを含む。なお、反応時間は、反応部４が検体液と接触している時間であり、所定の反応時間は、抗原を所定の濃度で含む検体液が水平に置かれた試験片１を流れた場合に、反応部４が検出に十分な強度で呈色する時間であり、適宜設定される。

そして、制御部１６は、上記所定の分析プロセスを経て生成された分析結果を報知部１４に報知させ、また、記憶部１５に記憶させる。

図５は、反応部４が呈色した試験片１の一例を示す。

図５の例は、試験片１が水平に置かれた状態で検体液が試験片１を流れ、上記所定の反応時間が経過した場合を示している。検体液は試験片１を長手方向ｘに流れきっており、すなわち検体液の流れの先端が試験片１の滴下部２とは反対側の端部に達しており、反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）は呈色している。

そして、試験片１が水平であることから、検体液は、試験片１の短手方向ｙの一端側に偏ることなく、短手方向ｙの全長に亘って略均等に試験片１を流れている。試験片１を短手方向ｙに横断している判定ライン５及びコントロールライン６は、短手方向ｙの全長に亘って略均質に呈色している。

検体液が流れていない状態で試験片１は白色であるが、検体液が流れて試験片１が濡れることにより、検体液に濡れた試験片１の領域の色調は白色に比べて暗くなり、呈色した反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の色調は、検体液に濡れた試験片１の領域よりもさらに暗くなる。

図６は、図５の試験片１の画像から生成される濃度情報の一例を示す。

濃度情報は、試験片１の画像を濃度（輝度及び／又は明度）によって数値化したものであり、試験片１の長手方向ｘの濃度変化を示している。

数値化の手法は、特に限定されるものではないが、例えば撮像部１２からＲＧＢ（Ｒ：赤色成分、Ｇ：緑色成分、Ｂ：青色成分）形式の画像信号が出力されるものとして、輝度によって数値化する場合には、画像を構成する各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値と、Ｒ値に対する係数Ｘ、Ｇ値に対する係数Ｙ、Ｂ値に対する係数Ｚとを用い、式（１）によって各画素位置の濃度Ｄを算出することができる。
Ｄ＝Ｘ×Ｒ＋Ｙ×Ｇ＋Ｚ×Ｂ・・・（１）
なお、式（１）のＸ、Ｙ、Ｚは、例えばＸ＝０．２９９、Ｙ＝０．５８７、Ｚ＝０．１４４とすることができるが、これに限定されない。上記の例では、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の全てが輝度に反映されるが、例えばＹ＝０、Ｚ＝０とされてＲ値だけが輝度に反映されてもよいし、Ｚ＝０とされてＲ値とＧ値だけが輝度に反映されてもよい。Ｘ、Ｙ、Ｚは、例えば反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色に対するＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の感度に応じて適宜設定可能である。

また、明度によって数値化する場合には、各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値の最大値Ｍａｘと最小値Ｍｉｎとを用い、下式（２）によって各画素位置の濃度Ｄを算出することができる。
Ｄ＝（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）／２・・・（２）
また、濃度Ｄは、各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値の最大値Ｍａｘとすることもできる。

なお、濃度による画像の数値化において、白色を最も高い濃度値とする。上記の輝度による数値化、及び明度による数値化では、Ｒ、Ｇ、Ｂの値域が０〜１であるものとして、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）を黒色とし、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、１、１）を白色とすればよい。

そして、試験片１、カートリッジ７に付着したゴミ等に起因するノイズの影響を軽減する観点から、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、各画素位置の濃度の平均値が算出される。試験片１の長手方向ｘの濃度変化を示す濃度情報は、各ｙ方向画素列の平均値によって生成される。

このようにして生成される濃度情報において、呈色した判定ライン５はピークＰ１となって表れ、呈色したコントロールライン６はピークＰ２となって表れる。分析部２４は、ピークＰ１の濃度値に基づいて検体液中の抗原ａを検出又は定量し、ピークＰ２の濃度値に基づいて検体液が試験片１に適切に流れたことを検出する。

図７は、反応部４が呈色した試験片１の他の例を示す。

図７の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾き、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ａが相対的に下方に配置された状態で検体液が試験片１を流れ、上記所定の反応時間が経過した場合を示している。なお、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ａが相対的に下方に配置されているとは、端部１ａの鉛直方向位置が端部１ｂの鉛直方向位置よりも低いことを言う。検体液は、端部１ａ側に偏って流れており、反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の呈色には、端部１ａ側で呈色強度が相対的に強く、端部１ｂ側で呈色強度が相対的に弱くなるムラが生じている。

この場合、濃度情報が生成される際に、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、短手方向ｙの全長に亘って各画素位置の濃度の平均値が算出されると、例えば判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値には、呈色強度が相対的に低い端部１ｂ側の画素群の濃度値が含まれることになる。上記の輝度及び／又は明度による数値化によれば、呈色強度が相対的に低い（色調が相対的に明るい）端部１ｂ側の画素群の濃度値は高くなるので、ピークＰ１の濃度値は、図６に一点鎖線で示すように、試験片１が水平に置かれた状態で検体液が試験片１を流れた場合に得られる本来の濃度値よりも高くなる。コントロールライン６に対応するピークＰ２の濃度値もまた、同様に、本来の濃度値よりも高くなる。

このように、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きによって、ピークＰ１及びピークＰ２の濃度値が本来の濃度値と異なると、ピークＰ１及びピークＰ２の濃度値に基づく分析の精度が低下する。そこで、以下に説明する濃度情報の生成方法では、試験片１の画像に単一の分析領域が設定され、この分析領域の濃度情報に基づいて分析が行われるものとし、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに基づいて分析領域の短手方向の範囲が変更される。

図８〜図１０は、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに応じた分析領域の設定例を示す。

図８の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平である場合に設定される分析領域を示しており、図９の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ａが相対的に下方に配置されている場合に設定される分析領域を示しており、図１０の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ｂが相対的に下方に配置されている場合に設定される分析領域を示している。

まず、試験片１の画像が短手方向ｙに複数に区分される。なお、図示の例では、短手方向ｙに４つに区分されているが、２つに区分されてもよいし、５つ以上に区分されてもよい。

図８に示すとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平である場合に、分析領域Ｒ１は、４つの区分領域ｒ１〜区分領域ｒ４を覆う範囲、すなわち試験片１の画像の全体に設定されている。

一方、図９に示すとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａが相対的に下方に配置されている場合に、分析領域Ｒ２は、端部１ａ側の隣り合う２つの区分領域ｒ１及び区分領域ｒ２を覆う範囲に設定されている。つまり、分析領域Ｒ２の短手方向ｙの範囲は、図８に示した分析領域Ｒ１に対して、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち相対的に下方に配置されている端部１ａ側に向けて縮小されている。

濃度情報が生成される際には、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、分析領域Ｒ２内で各画素位置の濃度の平均値が算出される。これにより、判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値に、呈色強度が相対的に低い端部１ｂ側の画素群の濃度値が含まれず、ピークＰ１の濃度値と本来の濃度値との差が小さくなる。同様に、コントロールライン６に対応するピークＰ２の濃度値と本来の濃度値との差もまた小さくなる。

また、図１０に示すとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ｂが相対的に下方に配置されている場合に、分析領域Ｒ３は、端部１ｂ側の隣り合う２つの区分領域ｒ３及び区分領域ｒ４を覆う範囲に設定されている。つまり、分析領域Ｒ３の短手方向ｙの範囲は、図８に示した分析領域Ｒ１に対して、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち相対的に下方に配置されている端部１ｂ側に向けて縮小されている。

濃度情報が生成される際には、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、分析領域Ｒ３内で各画素位置の濃度の平均値が算出され、判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値と本来の濃度値との差が小さくなり、コントロールライン６に対応するピークＰ２の濃度値と本来の濃度値との差もまた小さくなる。

図１１は、制御部１６が実行する、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに応じて分析領域の範囲を変更する処理のフローを示す。

制御部１６は、分析開始指示が入力されると、分析開始から所定の反応時間ｔ_１の経過を計時する（ステップＳ１）。所定の反応時間ｔ_１は、抗原を所定の濃度で含む検体液が水平に置かれた試験片１に流れた場合に、反応部４が検出に十分な強度で呈色する時間であり、例えば１０分とすることができる。

所定の反応時間経過後、制御部１６は、撮像部１２に試験片１を撮像させる（ステップＳ２）。撮像部１２によって取得された試験片１の画像は、制御部１６（画像処理部２３）に入力される。

そして、制御部１６は、傾き検出部１３から、撮像部１２の設置部２０の水平に対する傾きを取得し、設置部２０に設置された試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きθを検出する（ステップＳ３）。

制御部１６は、ステップＳ２にて取得された試験片１の画像に対し、ステップＳ３にて検出した試験片１の短手方向軸Ａｙの傾きθに基づいて分析領域を設定する（ステップＳ４）。本例では、制御部１６は、傾きθに対して二つの閾値θ_１及び閾値θ_２を適用し、分析領域の設定を行う。なお、閾値θ_１及び閾値θ_２は、いずれも正の値であり、θ_１＜θ_２である。また、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ａが相対的に下方に配置される傾き方向を正方向とする。

傾きθが−θ_１≦θ≦θ_１である場合に、制御部１６は、検体液の偏よりが生じていないものと判定する。閾値θ_１は、特に限定されないが、例えば１０°とすることができる。そして、制御部１６は、分析領域を、図８に示した分析領域Ｒ１、すなわち試験片１の画像の全体に設定する（ステップＳ５）。

傾きθがθ_１＜θ≦θ_２である場合に、制御部１６は、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ側に検体液の偏よりが生じているものと判定する。閾値θ_２は、特に限定されないが、例えば４５°とすることができる。そして、制御部１６は、分析領域を、図９に示した分析領域Ｒ２に設定する（ステップＳ６）。

傾きθが−θ_２≦θ＜−θ_１である場合に、制御部１６は、試験片１の短手方向ｙの端部１ｂ側に検体液の偏よりが生じているものと判定する。そして、制御部１６は、分析領域を、図１０に示した分析領域Ｒ３に設定する（ステップＳ７）。

そして、制御部１６は、ステップＳ５、ステップＳ６、又はステップＳ７にて設定した分析領域の濃度情報を生成し（ステップＳ８）、生成した濃度情報に基づいて分析（検体液中の抗原の検出又は定量、検体液が試験片１に適切に流れたことの検出）を行い、得られた分析結果を報知部１４に報知させる（ステップＳ９）。

一方、傾きθがθ＜−θ_２であるか又はθ＞θ_２である場合には、制御部１６は、検体液の偏りが生じており且つ偏りが過度であるものと判定し、分析を中止し、試験片１の姿勢異常を示す情報を報知部１４に報知させる（ステップＳ１０）。

このように、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに基づいて画像に設定される分析領域の短手方向ｙの範囲を変更することにより、画像から取得される反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の濃度値が、検体液の偏りに起因して本来の濃度値から乖離してしまうことを抑制でき、濃度値に基づく分析の精度を向上させることができる。

なお、上述した例では、１つの閾値θ_１との関係で、試験片１の短手方向軸Ａｙの傾きθに基づき、図８に示した分析領域Ｒ１と、図９に示した分析領域Ｒ２又は図１０に示した分析領域Ｒ３との二段階に分析領域の短手方向ｙの範囲を変更するものとして説明したが、複数の閾値を用いて、さらに多段階に分析領域の短手方向ｙの範囲を変更するようにしてもよい。

図１２は、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに応じた分析領域の他の設定例を示す。

図１２の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いている場合に設定される分析領域を示し、分析領域Ｒ４は、短手方向ｙの中央部の隣り合う２つの区分領域ｒ２及び区分領域ｒ３を覆う範囲に設定されている。分析領域Ｒ４の短手方向ｙの範囲は、試験片１の短手方向軸Ａｙの傾き方向にかかわりなく、図８に示した分析領域Ｒ１に対して、試験片１の短手方向ｙの中央部に向けて縮小されている。

濃度情報が生成される際には、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、分析領域Ｒ４内で各画素位置の濃度の平均値が算出されるが、本設定例によっても、例えば判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値に、呈色強度が相対的に低い端部側の画素群の濃度値が含まれず、ピークＰ１の濃度値と本来の濃度値との差が小さくなる。これにより、濃度情報に基づく分析の精度を向上させることができる。

図１３及び図１４は、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに応じた分析領域の他の設定例を示す。

図１３の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平である場合に設定される分析領域を示しており、図１４の例は、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち端部１ａが相対的に下方に配置されている場合に設定される分析領域を示している。

図１３に示すとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平である場合に、分析領域Ｒ５は、４つの区分領域ｒ１〜区分領域ｒ４のうち、短手方向ｙの中央部の隣り合う２つの区分領域ｒ２及び区分領域ｒ３を覆う範囲に設定されている。

一方、図１４に示すとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾いており、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ａが相対的に下方に配置されている場合に、分析領域Ｒ６は、端部１ａ側の隣り合う２つの区分領域ｒ１及び区分領域ｒ２を覆う範囲に設定されている。つまり、分析領域Ｒ６の短手方向ｙの範囲は、図１３に示した分析領域Ｒ５に対して、短手方向ｙの長さを固定された状態で、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち相対的に下方に配置されている端部１ａ側に向けてシフトされている。

なお、図示は省略するが、試験片１の短手方向軸Ａｙが水平に対して傾き、且つ試験片１の短手方向ｙの端部１ｂが相対的に下方に配置される場合には、分析領域は、端部１ｂ側の隣り合う２つの区分領域ｒ３及び区分領域ｒ４を覆う範囲に設定され、換言すれば、図１３に示した分析領域Ｒ５に対して、試験片１の短手方向ｙの端部１ａ及び端部１ｂのうち相対的に下方に配置されている端部１ｂ側に向けてシフトされる。

濃度情報が生成される際には、試験片１の短手方向ｙに延びるｙ方向画素列毎に、分析領域Ｒ６内で各画素位置の濃度の平均値が算出されるが、本設定例によっても、例えば判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値に、呈色強度が相対的に低い端部側の画素群の濃度値が含まれず、ピークＰ１の濃度値と本来の濃度値との差が小さくなる。これにより、濃度情報に基づく分析の精度を向上させることができる。

ここまで、試験片１の画像が取得されるタイミングが、分析開始から所定の反応時間ｔ_１を経過したタイミングに固定されているものとして説明したが、試験片１の画像の取得タイミングは、試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きに応じて変更されてもよい。

まず、試験片１の長手方向軸Ａｘが水平である場合の検体液の流れを基準とする。試験片１の長手方向軸Ａｘが水平に対して傾き、且つ検体液の流れの下流側が相対的に上方に配置される場合に、検体液の流れは重力の影響によって遅くなる。一方、検体液の流れの下流側が相対的に下方に配置される場合には、検体液の流れは重力の影響によって速くなる。

上記所定の反応時間ｔ_１は、抗原を所定の濃度で含む検体液が水平に置かれた試験片１を流れた場合に反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）が検出に十分な強度で呈色する時間であるところ、検体液の流れが遅くなると、所定の反応時間ｔ_１内に反応部４を通過する検体液の量が少なくなり、反応部４の呈色は弱まる。一方、検体液の流れが速くなると、所定の反応時間ｔ_１内に反応部４を通過する検体液の量が多くなくなり、反応部４の呈色は強まる。

試験片１の画像の取得タイミングが所定の反応時間ｔ_１に固定されていると、取得された画像から生成される濃度情報において、判定ライン５に対応するピークＰ１の濃度値、及びコントロールライン６に対応するピークＰ２の濃度値が、同じ検体液であっても試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きによって変動する虞があり、ピークＰ１の濃度値及びピークＰ２の濃度値に基づく分析の精度が低下する虞がある。そこで、以下に説明する濃度情報の生成方法では、試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きに基づいて、試験片１の画像の取得タイミングが変更される。

図１５は、制御部１６が実行する、試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きに応じて画像の取得タイミングを変更する処理のフローを示す。

制御部１６は、分析開始指示が入力されると、傾き検出部１３から、撮像部１２の設置部２０の水平に対する傾きを取得し、設置部２０に設置された試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きφを検出する（ステップＳ１１）。

制御部１６は、ステップＳ１１にて検出した試験片１の長手方向軸Ａｘの傾きφに基づいて画像取得タイミングｔを設定する（ステップＳ１２）。本例では、制御部１６は、傾きφに対して二つの閾値φ_１及び閾値φ_２を適用し、画像取得タイミングｔの設定を行う。なお、閾値φ_１及び閾値φ_２は、いずれも正の値であり、且つφ_１＜φ_２である。また、検体液の流れの下流側が相対的に下方に配置される傾き方向を正方向とする。

傾きφが−φ_１≦φ≦φ_１である場合に、制御部１６は、検体液の流れの速さは、水平な試験片１を流れる場合の流れの速さと同視し得るものと判定する。閾値φ_１は、特に限定されないが、例えば１０°とすることができる。そして、制御部１６は、画像取得タイミングｔを、上記所定の反応時間ｔ_１に設定する（ステップＳ１３）。

傾きφがφ_１＜φ≦φ_２である場合に、制御部１６は、検体液の流れの速さは、水平な試験片１を流れる場合の流れの速さよりも速くなっているものと判定する。閾値φ_２は、特に限定されないが、例えば４５°とすることができる。そして、制御部１６は、画像取得タイミングｔを、上記所定の反応時間ｔ_１よりも短い時間ｔ_２に設定する（ステップＳ１４）。

傾きφが−φ_２≦φ＜−φ_１である場合に、制御部１６は、検体液の流れの速さは、水平な試験片１を流れる場合の流れの速さよりも遅くなっているものと判定する。そして、制御部１６は、画像取得タイミングｔを、上記所定の反応時間ｔ_１よりも長い時間ｔ_３に設定する（ステップＳ１５）。

そして、制御部１６は、ステップＳ１３、ステップＳ１４、又はステップＳ１５にて設定した画像取得タイミングｔの経過を計時する（ステップＳ１６）。

画像取得タイミングｔ経過後、制御部１６は、撮像部１２に試験片１を撮像させる（ステップＳ１７）。撮像部１２によって取得された試験片１の画像は、制御部１６（画像処理部２３）に入力される。

そして、制御部１６は、画像の分析領域の濃度情報を生成し（ステップＳ１８）、生成した濃度情報に基づいて分析（検体液中の抗原の検出又は定量、検体液が試験片１に適切に流れたことの検出）を行い、得られた分析結果を報知部１４に報知させる（ステップＳ１９）。

なお、分析領域は、上記のとおり、試験片１の短手方向軸Ａｙの水平に対する傾きに応じて、図８から図１０に示した設定例、図１２に示した設定例、又は図１３及び図１４に示した設定例のうち、いずれかの設定例によって適宜設定される。

一方、傾きφがφ＜−φ_２であるか又はφ＞φ_２である場合には、制御部１６は、検体液の流れが過度に遅いか又は過度に速くなっているものと判定し、分析を中止し、試験片１の姿勢異常を示す情報を報知部１４に報知させる（ステップＳ２０）。

このように、試験片１の長手方向軸Ａｘの水平に対する傾きに基づいて画像取得タイミングを変更することにより、画像取得タイミングまでに反応部４を通過する検体液の量を検体液の流れの速さにかかわらず安定させることができる。これにより、同じ検体液に対して画像から取得される反応部４（判定ライン５及びコントロールライン６）の濃度値を安定させることができ、濃度値に基づく分析の精度をさらに向上させることができる。

なお、上述した例では、１つの閾値φ_１との関係で、試験片１の長手方向軸Ａｘの傾きφに基づき、画像取得タイミングを早める場合にはｔ１とｔ２との二段階に画像取得タイミングを変更し、また画像取得タイミングを遅らせる場合にはｔ１とｔ３との二段階に画像取得タイミングを変更するものとして説明したが、複数の閾値を用いて、さらに多段階に画像取得タイミングを変更するようにしてもよい。

以上、説明したとおり、本明細書に開示された免疫検査装置は、検体液が長手方向に流されるクロマトグラフィー試験片の画像を取得する撮像部と、上記クロマトグラフィー試験片の短手方向軸の水平に対する傾きを検出する傾き検出部と、上記撮像部によって取得される画像に対して単一の分析領域を設定し、且つ上記傾き検出部によって検出される上記短手方向軸の傾きに基づいて上記分析領域の短手方向の範囲を変更し、変更された上記分析領域の濃度情報に基づいて上記検体液を分析する分析部と、を備える。

また、上記分析部は、上記短手方向軸が傾いている場合に、上記短手方向軸が水平である場合の上記分析領域に対して、上記クロマトグラフィー試験片の上記短手方向の両端部のうち相対的に下方に配置される端部側に向けて上記分析領域を縮小する。

また、上記分析部は、上記短手方向軸が傾いている場合に、上記短手方向軸が水平である場合の上記分析領域に対して、上記クロマトグラフィー試験片の上記短手方向の中央部に向けて上記分析領域を縮小する。

また、上記分析部は、上記短手方向軸が傾いている場合に、上記短手方向軸が水平である場合の上記分析領域に対して、上記クロマトグラフィー試験片の上記短手方向の両端部のうち相対的に下方に配置される端部側に向けて上記分析領域を上記短手方向にシフトさせる。

また、上記分析部は、上記短手方向軸の傾きが所定角度を超える場合に分析を中止し、分析の中止を報知する報知部をさらに備える。

また、上記傾き検知部は、上記クロマトグラフィー試験片の長手方向軸の水平に対する傾きをさらに検出し、上記撮像部は、上記長手方向軸が水平である場合の上記画像の取得タイミングに対して、上記クロマトグラフィー試験片を上記長手方向に流れる上記検体液の流れの下流側が相対的に上方に配置される場合に上記画像の取得タイミングを遅くし、上記検体液の流れの下流側が相対的に下方に配置される場合に上記画像の取得タイミングを早くする。

また、上記分析部は、上記長手方向軸の傾きが所定角度を超える場合に分析を中止し、分析の中止を報知する報知部をさらに備える。

本発明は、クロマトグラフィー試験片の姿勢にかかわらず分析精度を向上させることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。本出願は、２０１７年２月８日出願の日本特許出願（特願２０１７−０２１６１１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ クロマトグラフィー試験片
１ａ 短手方向の端部
１ｂ 短手方向の端部
２ 滴下部
３ 展開部
４ 反応部
５ 判定ライン
６ コントロールライン
７ カートリッジ
８ 開口部
１０ 免疫検査装置
１１ 操作部
１２ 撮像部
１３ 傾き検出部
１４ 報知部
１５ 記憶部
１６ 制御部
２０ 設置部
２０ａ 設置部の上面
２１ 光源
２２ 撮像素子
２３ 画像処理部
２４ 分析部
ａ 抗原
ｂ 標識抗体
ａｂ 抗原抗体複合物
ｃ 第１捕捉抗体
ｄ 第２捕捉抗体
Ａｘ 長手方向軸
Ａｙ 短手方向軸
Ｐ１ ピーク
Ｐ２ ピーク
ｒ１ 区分領域
ｒ２ 区分領域
ｒ３ 区分領域
ｒ４ 区分領域
Ｒ１ 分析領域
Ｒ２ 分析領域
Ｒ３ 分析領域
Ｒ４ 分析領域
Ｒ５ 分析領域
Ｒ６ 分析領域
ｔ 画像取得タイミング
ｔ１ 反応時間
ｔ２ 時間
ｔ３ 時間
ｘ 長手方向
ｙ 短手方向
θ_１ 閾値
θ_２ 閾値
φ_１ 閾値
φ_２ 閾値

Claims (7)

1. 検体液が長手方向に流されるクロマトグラフィー試験片の画像を取得する撮像部と、
   前記クロマトグラフィー試験片の短手方向軸の水平に対する傾きを検出する傾き検出部と、
   前記撮像部によって取得される画像に対して単一の分析領域を設定し、且つ前記傾き検出部によって検出される前記短手方向軸の傾きに基づいて前記分析領域の短手方向の範囲を変更し、変更された前記分析領域の濃度情報に基づいて前記検体液を分析する分析部と、
   を備える、免疫検査装置。
2. 請求項１記載の免疫検査装置であって、
   前記分析部は、前記短手方向軸が傾いている場合に、前記短手方向軸が水平である場合の前記分析領域に対して、前記クロマトグラフィー試験片の前記短手方向の両端部のうち相対的に下方に配置される端部側に向けて前記分析領域を縮小する免疫検査装置。
3. 請求項１記載の免疫検査装置であって、
   前記分析部は、前記短手方向軸が傾いている場合に、前記短手方向軸が水平である場合の前記分析領域に対して、前記クロマトグラフィー試験片の前記短手方向の中央部に向けて前記分析領域を縮小する免疫検査装置。
4. 請求項１記載の免疫検査装置であって、
   前記分析部は、前記短手方向軸が傾いている場合に、前記短手方向軸が水平である場合の前記分析領域に対して、前記クロマトグラフィー試験片の前記短手方向の両端部のうち相対的に下方に配置される端部側に向けて前記分析領域を前記短手方向にシフトさせる免疫検査装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載の免疫検査装置であって、
   前記分析部は、前記短手方向軸の傾きが所定角度を超える場合に分析を中止し、
   分析の中止を報知する報知部をさらに備える免疫検査装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載の免疫検査装置であって、
   前記傾き検知部は、前記クロマトグラフィー試験片の長手方向軸の水平に対する傾きをさらに検出し、
   前記撮像部は、前記長手方向軸が水平である場合の前記画像の取得タイミングに対して、前記クロマトグラフィー試験片を前記長手方向に流れる前記検体液の流れの下流側が相対的に上方に配置される場合に前記画像の取得タイミングを遅くし、前記検体液の流れの下流側が相対的に下方に配置される場合に前記画像の取得タイミングを早くする免疫検査装置。
7. 請求項６記載の免疫検査装置であって、
   前記分析部は、前記長手方向軸の傾きが所定角度を超える場合に分析を中止し、
   分析の中止を報知する報知部をさらに備える免疫検査装置。
   

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