JP6747908B2 - バッファ吸取装置及びがん解析システム - Google Patents

Description

本発明は、線虫を用いたがん検査に用いられるバッファ吸取装置及びがん解析システムの技術に関する。

線虫ががん患者の尿に対して誘引行動をし、健常者の尿に対して忌避行動を示すことを利用したがん検査が提案されている。
特許文献１には、線虫の嗅覚を用いたがん検出方法が記載されている。

国際公開第２０１５／０８８０３９号

現在、線虫を用いたがん検査では、以下のような手順で検査が行われている。
（１）検査者が、プレートに尿検体をプロットするとともに、線虫の麻酔剤としてのアジ化ナトリウムをプロットする。
（２）検査者が、線虫をプレートにプロットする。ここで、線虫は、チューブ内にバッファとともに保管されており、プロットされる際、線虫はバッファごとプロットされる。
（３）検査者が、市販の紙製ウェスでバッファを吸い取る。これは、線虫がバッファ中に存在したままだと、線虫の動きが鈍化し、検査精度を低下させるためである。
（４）線虫が、所定時間、走性される。尿検体ががん患者のものであれば、線虫は尿検体に対して誘引行動を行い、尿検体ががん患者のものでなければ、線虫は尿検体に対して忌避行動を行う。
（５）所定時間後、誘引行動を行った線虫の数、及び、忌避行動を行った線虫の数をカウントし、カウントした各数を基に走性指数を算出する。
（６）算出した走性指数を基に、がんの陽性・陰性を判定する。

ここで、紙製ウェスでバッファを吸い取る際（（３）の手順）、紙製ウェスが線虫に触れると、線虫を傷つけてしまったり、線虫にストレスを与えてしまったりする。この結果、線虫の行動が鈍化し、検査精度を低下させてしまうことがある。
特に、大量の検査を行うために、機械による自動化を導入しようとすると、（３）の手順のような繊細な作業を機械で行うことが困難である。
しかし、このような紙製ウェスでバッファを吸い取る作業は、線虫によるがん検査では一般的に行われているものである。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、線虫を用いたがん検査において、線虫が含まれたバッファの簡便な除去を行うことを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、線虫がバッファとともにプロットされているプレートを載置する載置部と、前記載置部を傾斜させる傾斜部と、前記傾斜部によって傾斜させられた前記載置部に載置されている前記プレートの下部に溜まっている前記バッファを吸い取る吸取部と、を有することを特徴とする。
その他の解決手段については、実施形態中において記載される。

本発明によれば、線虫を用いたがん検査において、線虫が含まれたバッファの簡便な除去を行うことができる。

本実施形態に係るバッファ吸取装置の外形を示す図である。 プレート載置部が傾斜していない状態のバッファ吸取装置を示す図である。 プレート載置部が傾斜している状態のバッファ吸取装置を示す図である。 傾斜によるバッファの動きを示す図である。 本実施形態に係るがん解析システムの構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態で用いられる撮像装置の外観斜視図である。 本実施形態で用いられる撮像装置の外観側面図である。 本実施形態で用いられる撮像装置の断面概略図である。 本実施形態でのがん検査のための詳細な手順の一例を示す図である。 第２−１実施形態に係るがん解析システムが行う処理の手順を示すフローチャートである。 カメラによって撮像された画像の模式図である。 第２−１実施形態で用いられるピクセルの結合処理を示す図である。 ピクセルの結合処理の結果を示す図である。 本実施形態に係るバッファ吸取装置でバッファを吸い取ったプレートで線虫を走性させた際における輝度分布の変化を示す図（プロット直後）である。 本実施形態に係るバッファ吸取装置でバッファを吸い取ったプレートで線虫を走性させた際における輝度分布の変化を示す図（プロット所定時間後）である。 本実施形態に係るバッファ吸取装置によってバッファを吸い取ったプレートにおける輝度的重心の時間変換を示す図である。 これまでの手法でバッファを吸い取ったプレートにおける輝度的重心の時間変化を示す図である。 線虫の選定を示す模式図である。 第２−２実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 第２−２実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 第２−２実施形態で用いられるピクセル除外処理の手法を説明するための図である。 ピクセル除外処理が行われる前（未処理）の結合後ピクセルの模式図である。 ピクセル除外処理が行われた後の結合後ピクセルの模式図である。 第２−３実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 第２−３実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 第２−４実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 第２−４実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャート（その１）である。 第２−４実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャート（その２）である。 第２−４実施形態で用いられるプレート除外処理の模式的な説明図である。 第３実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 第３実施形態で用いられるＤＲ値の説明をするための図である。 第３実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 ＤＲ値の時間変化を示す図（健常者）である。 ＤＲ値の時間変化を示す図（がん患者）である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

＜第１実施形態：システム＞
まず、本発明の第１実施形態として、バッファ吸取装置を備えたがん検査システムについて説明する。
［バッファ吸取装置］
図１は、本実施形態に係るバッファ吸取装置の外形を示す図である。
バッファ吸取装置５は、プレート載置部（載置部）５０１、傾斜部５０２、駆動部５０３、台座部５０４、吸取部５０５を有している。
プレート載置部５０１には、線虫がプロットされているプレートＰが載置される。傾斜部５０２は、プレート載置部５０１を所定角度傾斜させる。台座部５０４は、プレート載置部５０１や、傾斜部５０２等を支持する。吸取部５０５は、傾斜部５０２によって傾斜されたプレートＰの下部に溜まったバッファを吸い取る。バッファの吸い取りについては後記する。なお、プレート載置部５０１にはプレートＰの大きさの窪み又は孔が設けられており、この窪み又は孔にプレートＰが設置・保持される。

図２は、プレート載置部が傾斜していない状態のバッファ吸取装置を示す図であり、図３は、プレート載置部が傾斜している状態のバッファ吸取装置を示す図である。
図２及び図３において、図１と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図２及び図３において、吸取部５０５を図示省略している。
まず、図２のようにプレート載置部５０１が水平な状態で、プレートＰがプレート載置部５０１に載置される。プレートＰには寒天培地が予め設置されている。

その後、プレートＰの寒天培地に線虫がバッファごとプロットされる。プロットされる箇所はプレートＰの中央が一般的であるが、これに限らない。
そして、駆動部５０３及び傾斜部５０２がプレート載置部５０１を傾斜させることにより、図４に示すように、線虫のプロット点６０１からバッファがプレートＰの下部に向けて（矢印方向）に流れ、プレートＰの下部に溜まる。このとき、ほとんどの線虫は、寒天培地にはりついた状態となってバッファとともに流れず、プロット点６０１に留まる。なお、傾斜角度は６０°くらいが望ましい。なお、符号６０２は、尿検体及びアジ化ナトリウムのプロット予定点である。
そして、図１に示すように、傾斜しているプレートＰの下部に溜まったバッファを吸取部５０５が吸い取る。

このようなバッファ吸取装置５とすることにより、線虫に触れたり、傷つけたりするおそれなくバッファを吸い取ることができる。
そして、プレート載置部５０１を傾斜させて、プレートＰの下部に溜まったバッファを吸い取ることにより、バッファの吸い取りを機械化することが可能となる。
これまで行われていた紙製ウェスでバッファを吸い取ることを機械に行わせようとすると、線虫がプロットされた箇所を画像認識しなければならない等、複雑な処理が必要となる。本実施形態に係るバッファ吸取装置５によれば、プレートＰを傾けるだけであるので、画像認識等の複雑な処理を必要とせず、非常に簡便な構成でバッファを吸い取ることができる。

吸取部５０５によるバッファの吸い取りが完了すると、傾斜部５０２はプレート載置部５０１を水平に戻す。その後、尿検体及びアジ化ナトリウムがプレートＰの培地上にプロットされる。そして、プレートＰは撮像装置２（図５）に移され、セットされる。

［システム構成］
図５は、本実施形態に係るがん解析システムの構成を示す機能ブロック図である。図５において、破線矢印はプレート、線虫、尿検体、アジ化ナトリウム等の動きを示し、実線矢印は情報の流れを示す。
がん解析システムＺは、解析装置（解析部）１、撮像装置（撮像部）２、分注装置３、搬送装置４及びバッファ吸取装置５を有する。
撮像装置２は、線虫及び尿検体がプロットされたプレートを撮像し、撮像した画像を解析装置１へ送信する。
解析装置１は、撮像装置２から送られた画像を基に輝度情報を取得し、取得した輝度情報から線虫の走性指数を算出し、算出した走性指数を基に、がんの陽性・陰性を判定する。
分注装置３は、プレートに線虫、尿検体、アジ化ナトリウムをプロットする。
搬送装置４は、プレートをバッファ吸取装置５にセットしたり、バッファ吸取装置５から撮像装置２にプレートをセットしたりする。
バッファ吸取装置５は、図１〜図４で説明したように、プレートを傾斜させて、バッファをプレートの下方向に流れさせ、プレートの下方にたまったバッファを吸い取る。

［解析装置］
図６は、本実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
解析装置１は、ＰＣ（Personal Computer）等により構成されており、メモリ１１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、記憶装置１３、入力装置１４、出力装置１５及び送受信装置１６を有する。
メモリ１１には、記憶装置１３に格納されているプログラムがロードされ、このロードされたプログラムがＣＰＵ１２によって実行されることで、処理部１００及び処理部１００を構成する画像取得部１０１、ピクセル結合部１０２、輝度情報取得部１０３、輝度的重心算出部１０４、走性指数算出部１０５及び検査判定部１０６が具現化している。

画像取得部１０１は、撮像装置２から画像を取得する。
ピクセル結合部１０２は、撮像装置２から取得した画像のピクセルを結合する。ピクセルの結合については後記する。
輝度情報取得部１０３は、ピクセル結合部１０２で結合されたピクセル（結合後ピクセルと称する）から、各結合後ピクセルにおける輝度情報を取得する。
輝度的重心算出部１０４は、輝度情報取得部１０３が取得した輝度情報に基づいて、輝度的重心を算出する。輝度的重心については後記する。
走性指数算出部１０５は、輝度的重心算出部１０４が算出した輝度的重心を基に、線虫の走性指数を算出する。走性指数については後記する。

検査判定部１０６は、走性指数算出部１０５が算出した走性指数に基づいて、がんの陽性、陰性を判定する。

入力装置１４は、キーボードや、マウス等である。
出力装置１５は、ディスプレイや、プリンタ等である。
送受信装置１６は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等である。

［撮像装置］
図７は、本実施形態で用いられる撮像装置の外観斜視図であり、図８は、本実施形態で用いられる撮像装置の外観側面図であり、図９は、本実施形態で用いられる撮像装置の断面概略図である。
図７及び図８に示すように、撮像装置２には、基部２０１の上に光源部２０２が備えられている。光源部２０２は、拡散板付きリングＬＥＤ（Light Emission Diode）光源２２１である。拡散板付きリングＬＥＤ光源２２１はリング状のＬＥＤ光源であり、リングの内側に図９に示すように拡散板２４１が備えられているものである。

そこで、本実施形態の撮像装置２では、図７及び図８に示すように、光源部２０２の上には、プレートＰがセットされるための台座２０３が備えられている。台座２０３にはプレートＰがセットされるための孔が設けられており、この孔にプレートＰが嵌着されることでプレートＰが撮像装置２にセットされる。

そして、図７及び図８に示すように、基部２０１には棒状の第１支持部２０４が備えられ、この第１支持部２０４には、第１支持部２０４に沿って上下方向（Ｚ方向）に可動である第２支持部２０５が備えられている。
第２支持部２０５の先端にはプレートＰを撮像するためのカメラ（撮像部）２０６が備えられている。
さらに、図８に示すようにカメラ２０６の上方には、蛍光灯等といった部屋の照明を遮蔽する遮蔽板２２２が設けられている（図７では遮蔽板２２２を図示省略してある）。
なお、図８において、遮蔽板２２２は、第１支持部２０４に備えられているが、これに限らない。例えば、遮蔽板２２２は、プレートＰに部屋の照明があたらないようにすればよく、例えば、部屋に備えられるようにしてもよい。

光源部２０２からの光が直接プレートＰに照射されると、明るすぎたり、プレートＰの縁等、プレートＰにおける特定の箇所が光ってしまったりする等の理由で画像のＳ／Ｎ（Signal/Noise）比が悪くなるという問題がある。
図７〜図９に示すように、光源部２０２として拡散板付きリングＬＥＤ光源２２１を設けることで、ＬＥＤ光源から照射される光を拡散させることができ、適度な光がプレートＰに照射される。これにより、撮像される画像のＳ／Ｎ比の向上を図ることができ、後記する画像解析が困難になることを防ぐことができる。
また、カメラ２０６の上方に遮蔽板２２２が設けられることで、蛍光灯等といった部屋の照明を遮ることができ、部屋の照明によってプレートＰの培地表面が光ってしまうことを防ぐことができる。

次に、図９を参照して、カメラ２０６で撮像された画像が光源部２０２による影響を受けないための条件、すなわち、画像面において照度むらが小さくなるための条件を説明する。
光源部２０２（拡散板付きリングＬＥＤ光源２２１）の特性によって、プレートＰに照射される光の照度分布が良好となる照明距離Ｚ２が存在する場合、以下の第１条件及び第２条件とが満たされるとき、照度分布が良好となる。ここで、照明距離Ｚ２は、図９に示すように、照明面と、撮像対称面（ここでは、プレートＰの培地表面）との距離である。

また、第１条件は、ｆ１、Ｚ１が、以下の式（１）の条件を満たすことである。ｆ１及びＺ１については後記する。また、第２条件は、光源位置における画角半径Ｙ２に対して、拡散板付きリングＬＥＤ光源２２１の内半径Ｒが大きいことである。第１条件及び第２条件が満たされる場合、カメラ２０６で撮像された画像が光源部２０２による影響を受けない。これにより、後記する輝度情報の取得が容易となる。

Ｙ１＝（Ｚ１×Ｙ０）／ｆ１ ・・・ （１）

ちなみに、式（１）において、ｆ１は撮像レンズ２３１と、前側焦点２３３との距離である前側焦点距離である。また、Ｚ１は前側焦点２３３と、撮像対象面（ここでは、プレートＰにおける培地表面）との距離である。そして、Ｙ０はカメラ２０６における撮像素子２３２の大きさである。さらに、Ｙ１は撮像対象の大きさである。
第１条件及び第２条件が満たされることで、画像における照度むらを減少させることができ、画像のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

［検査工程］
図１０は、本実施形態でのがん検査のための詳細な手順の一例を示す図である。ステップＳ１０１〜Ｓ１４１は培養工程を示す図であり、ステップＳ２０１〜Ｓ２１５はがん検査工程を示す図である。適宜、図５を参照する。
図１０に示すように、まず、プレート作成者が、培養プレートを作成する（Ｓ１０１）。そして、必要に応じて、プレート作成者が、線虫植継ぎ作業を行うことで（Ｓ１１１）、新たな培養プレートを作成する（Ｓ１１２）。さらに、プレート作成者は、ステップＳ１１１で作成した培養プレートを基に、線虫植継ぎ作業を行うことで（Ｓ１２１）、新たな培養プレートを作成する（Ｓ１２２）。

そして、ステップＳ１０１，Ｓ１１２，Ｓ１２２で作成された培養プレートにおいて、線虫が培養された後、培養された線虫を用いて検査者ががん検査を行う（Ｓ１４１〜Ｓ１４３）。

ステップＳ２０１〜Ｓ２１５は、ステップＳ１４１〜Ｓ１４３の処理の詳細を示すものである。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２１５は、ステップＳ１４１〜Ｓ１４３のそれぞれで行われる。
図１０に示すように、がん検査において、まず、プレート作成者が、解析用のプレートを作成する（Ｓ２０１）。
続いて、分注装置３が、解析用のプレートに線虫をプロットする（Ｓ２０３）。具体的には、分注装置３は、所定時間静置されていたチューブから線虫をバッファごと吸入し、プレート上の所定の位置（例えば、中央）にプロットする。吸入量は、例えば４μＬである。分注装置３による線虫のプロットが完了すると、搬送装置４がプレートをバッファ吸取装置５の載置部に載置する。なお、ここでは、線虫がプレートにプロットされた後、バッファ吸取装置５にセットされているが、バッファ吸取装置５にプレートがセットされた後、線虫がプロットされてもよい。

そして、バッファ吸取装置５の傾斜部５０２が、プレート載置部５０１を傾斜させる（Ｓ２０４）。この際、バッファ吸取装置５は、例えば、３０秒かけて６０°プレート載置部５０１を傾斜させる。これにより、前記したように、バッファのみがプレートの下方に流れ、線虫の多くはプロットされたところに留まる。
そして、バッファ吸取装置５の吸取部５０５が、プレートの下方に溜まったバッファを吸い取る（バッファ吸取：Ｓ２０５）。

その後、バッファ吸取装置５は、プレート載置部５０１を水平に戻すと、分注装置３が尿検体（例えば、２μＬ）及びアジ化ナトリウムをプレートの所定位置にプロットする（Ｓ２０６）。なお、尿検体と、アジ化ナトリウムは同じ場所にプロットされるとよい。アジ化ナトリウムは線虫に対しては無臭であるので、尿検体とアジ化ナトリウムとが同じ場所にプロットされても問題はない。

続いて、搬送装置４がプレートを撮像装置２（図５）にセットする（Ｓ２１１）。
なお、ここでは、バッファ吸取装置５にセットされているプレートに尿検体及びアジ化ナトリウムをプロットしているが、撮像装置２にプレートがセットされた後に、尿検体及びアジ化ナトリウムがプロットされてもよい。このように、線虫、尿検知及びアジ化ナトリウムがプロットされたプレートを解析用のプレートと適宜称する。

すると、撮像装置２が、解析用のプレートを撮像する（Ｓ２１２）。
撮像装置２が撮像した画像は、解析装置１（図５）に送られる。解析装置１は、送られた画像に基づいて走性解析処理を行う（Ｓ２１３）。場合によっては、再び、撮像が行われ（Ｓ２１２）、その撮像によって得られた画像に対して走性解析が行われる（Ｓ２１３）ことが繰り返される。
そして、解析装置１は、ステップＳ２１３の走性解析の結果に基づいて、がんの陽性、陰性を判定する検査判定処理を行う（Ｓ２１４）。

そして、解析装置１は、ステップＳ２１５の処理の結果を記憶装置１３（図６）に格納する（Ｓ２１５）。

＜第２実施形態：輝度的重心＞
次に、第２実施形態として輝度的重心による走性解析について説明する。
《第２−１実施形態》
［フローチャート］
図１１は、第２−１実施形態に係るがん解析システムが行う処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図５〜図７を参照する。
まず、撮像装置２のカメラ２０６がプレートＰの撮像を行う（Ｓ３０１）。
そして、解析装置２の画像取得部１０１が撮像装置２から画像を取得する画像取得処理を行う（Ｓ３０２）。
次に、ピクセル結合部１０２がピクセル結合処理を行う（Ｓ３０３）。ピクセル結合処理については後記する。
そして、輝度情報取得部１０３が、ステップＳ３０３で結合されたピクセル（結合後ピクセル）から輝度情報を取得する輝度情報取得処理を行う（Ｓ３０４）。
その後、輝度的重心算出部１０４が、ステップＳ３０４で取得された輝度情報を基に、輝度的重心を算出する輝度的重心算出処理を行う（Ｓ３０５）。輝度的重心については後記する。

次に、処理部１００は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理が２回行われたか否かを判定する（Ｓ３１１）。
ステップＳ３１１の結果、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理が２回行われていない場合（Ｓ３１１→Ｎｏ）、処理部１００は、ステップＳ３０５の処理が終了してから所定時間（例えば、１５分）経過したか否かを判定する（Ｓ３１２）。
ステップＳ３１２の結果、ステップＳ３０５の処理が終了してから所定時間経過していない場合（Ｓ３１２→Ｎｏ）、処理部１００はステップＳ３１２へ処理を戻す。
ステップＳ３１２の結果、ステップＳ３０５の処理が終了してから所定時間経過している場合（Ｓ３１２→Ｙｅｓ）、処理部１００はステップＳ３０１へ処理を戻し、撮像装置２にプレートＰの撮像を指示する。

ステップＳ３１１の結果、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理が２回行われている場合（Ｓ３１１→Ｙｅｓ）、走性指数算出部１０５が、ステップＳ３０５で算出された輝度的重心を基に、走性指数を算出する走性指数算出処理を行う（Ｓ３２１）。
続いて、検査判定部１０６が、ステップＳ３２１で算出された走性指数を基に、がんの陽性、陰性を判定する検査判定処理を行う（Ｓ３２２）。

ちなみに、図１１のステップＳ３０１が図１０のステップＳ２１２に相当し、図１１のステップＳ３０２〜Ｓ３２１が図１０のステップＳ２１３に相当し、図１１のステップＳ３２２が図１０のステップＳ２１４に相当する。

［輝度的重心による走性解析］
次に、図１２〜図１４を参照して、第２−１実施形態に係る輝度的重心による線虫の走性解析を説明する。
（画像）
図１２は、カメラによって撮像された画像の模式図を示す。この画像は、図１１のステップＳ３０２で取得される画像である。
図１２では、図面をみやすくするため、培地が白くなっており、線虫Ｅが黒くなっているが、実際には、培地は黒く写り、線虫Ｅは白く写る。

（ピクセル結合処理）
図１３は、第２−１実施形態で用いられるピクセルの結合処理を示す図である。この処理は、図１１のステップＳ３０３に相当する処理である。
ピクセル結合部１０２は、撮像された画像におけるピクセルを所定数結像することで、図１３に示すように１３×１３程度のピクセルにまとめる。なお、１３×１３のピクセルにまとめることは一例であり、これ以外のピクセル数にまとめてもよい。

（輝度情報取得処理）
図１４は、ピクセルの結合処理の結果を示す図である。
図１４に示すように、ピクセルを結合した結果、結合後のピクセル（結合後ピクセル）において線虫が多いところほど白いピクセルとなり、線虫が少ないところほど黒に近くなる。すなわち、結合後ピクセルでは、線虫が多いピクセルほど輝度が高くなる。図１４では、結合後ピクセルにおける線虫の数の大小を５段階のドットで示しているが、実際には、例えば、２５６段階の輝度で示される。
図１１のステップＳ３０４において、輝度情報取得部１０３は、図１４に示すような結合後ピクセルにおける輝度情報を取得する。ｘ軸及びｙ軸については後記する。

（輝度的重心算出処理）
そして、図１１のステップＳ３０５において、輝度的重心算出部１０４は、図１４に示す結合後のピクセルにおける輝度から輝度的重心を算出する。輝度的重心とは、以下の式（２）によって算出される、ピクセル結合処理後の画像における輝度の重心である。

式（２）において、図１４の左からｉ番目の結合後ピクセルにおけるｘ座標をｘ_ｉとし、そのピクセルにおける輝度をＢｘ_ｉとする。同様に、図１４において、下からｊ番目の結合後ピクセルにおけるｙ座標をｙ_ｊとし、そのピクセルにおける輝度をＢｙ_ｊとする。ここで、ｘ座標及びｙ座標は、図１４のｘ軸及びｙ軸に基づくものである。また、式（２）において、ｎ，ｍは、結合後ピクセルのｘ軸方向及びｙ軸方向の数である。図１４の例では、ｎ＝１３、ｍ＝１３となる。
ここで、Ｂｘ_ｉは、ｘ_ｉに属する結合後ピクセルの輝度をｙ軸方向について累積した値であり、Ｂｙ_ｊは、ｙ_ｊに属する結合後ピクセルの輝度をｘ軸方向について累積した値である。
つまり、（ｉ，ｊ）の位置における（つまり、図１４において、左からｉ番目、下からｊ番目に位置する）結合後ピクセルの輝度をＢｉｊとすると、式（２）におけるＢｘｉ，Ｂｙｊは、以下の式（３）及び式（４）で定義される。

算出した（ｘ，ｙ）の位置における（つまり、図１４において、左からｘ番目、下からｙ番目に位置する）結合後ピクセルの輝度的重心を（Ｃ_ｘ，Ｃ_ｙ）とする。また、時刻ｔでの輝度的重心を（Ｃ_ｘｔ，Ｃ_ｙｔ）とする。

（走性指数算出処理）
図１１のステップＳ３２１において、走性指数算出部１０５が、以下に示す手法で、輝度的重心を用いた走性指数ＣＩを算出する。走性指数ＣＩの算出方法は、以下の式（５）による方法と、式（６）による方法との２通りがある。なお、（Ｃ_ｘ０，Ｃ_ｙ０）は、時刻ｔ＝０、すなわち、プロット直後における輝度的重心を示す。

ＣＩ＝Ｃ_ｘ０−Ｃ_ｘｔ ・・・ （５）

式（５）は、ｘ軸方向における輝度的重心の時間変化を算出しており、式（６）は、ｘ軸方向及びｙ軸方向における輝度的重心の時間変化を算出している。なお、ｔとしては、例えば、１５分であるが、これに限らない。

そして、検査判定部１０６は、算出した走性指数ＣＩを基に、被検者におけるがんの陽性・陰性を判定する。

図１５及び図１６は、本実施形態に係るバッファ吸取装置でバッファを吸い取ったプレートで線虫を走性させた際における輝度分布の変化を示す図である。
なお、図１５及び図１６において、ｘ軸及びｙ軸は、撮像装置２（図５）から送られた画像を示し、図１５及び図１６のグリッドは結合後ピクセルを示している。そして、図１５及び図１６において縦軸は輝度を示している。また、図１５及び図１６において、プロット直後の輝度的重心を原点としている。これは、バッファ吸取装置５（図１）によって、プレートが傾斜されるため、所定範囲に線虫が広がり、培地上における線虫のプロット点が検査毎に異なってしまうためである。座標変位は、プロット直後の輝度的重心と、所定時間後の輝度的重心とから算出される。すなわち、プロット直後の輝度的重心をスタート点としている。これにより、プレートの傾斜によるプロット点のゆらぎを解消することができる。

そして、図１５は、尿検体をプロットした直後における輝度分布を示し、図１６は、尿検体をプロットした後、１５分間、線虫の走性を行った際の輝度分布を示している。なお、図１５及び図１６では、ｘ軸の紙面左側にがん患者の尿検体がプロットされており、線虫が尿検体に対して誘引行動を示している。
図１５及び図１６に示すように、本実施形態に係るバッファ吸取装置５でバッファを吸い取ったプレートにおける線虫の走性行動は概ね問題ないようにみえる。

次に、図１７及び図１８を参照して、本実施形態に係るバッファ吸取装置５によってバッファを吸い取ったプレートにおける線虫の走性行動と、これまでの手法でバッファを吸い取ったプレートにおける線虫の走性行動とを比較する。
なお、これまでの手法とは、プレートを水平状態のまま市販の紙製ウェスによってバッファを手作業で吸い取る手法である。
図１７は、本実施形態に係るバッファ吸取装置によってバッファを吸い取ったプレートにおける輝度的重心の時間変換を示す図である。また、図１８は、これまでの手法でバッファを吸い取ったプレートにおける輝度的重心の時間変化を示す図（比較例）である。
なお、図１７及び図１８において、横軸は時間を示し、縦軸は輝度的重心のｘ座標値（輝度的重心ｘ座標）を示す。

図１７における線６１１〜６１５は、プレート毎における輝度的重心の時間変換を示している。このうち、線６１５は、健常者の尿検体（忌避物質）をプロットした場合における輝度的重心の時間変化を示し、その他の線６１１〜６１４は、がん患者の尿検体（誘引物質）をプロットした場合における輝度的重心の時間変化を示している。
また、図１８における線６２１〜６２３は、いずれもがん患者の尿検体（誘引物質）をプロットした場合における輝度的重心の時間変化を示している。

図１７の線６１４及び図１８の線６２３が明確な誘引行動を示していないが、それ以外の線６１１〜６１３（図１７）と、線６２１〜６２２（図１８）とを比較すると、明らかに線６１１〜６１３の方が線虫の走性行動が活発であることを示している。また、線６１５に示されるように、本実施形態に係るバッファ吸取装置５を用いたプレートは、忌避行動も活発であることが示されている。

これは、これまでの手法では、紙製ウェスでバッファを吸い取った際、線虫に触れることで、線虫を傷つけたり、ストレスを与えたりしてしまっているのに対し、本実施形態に係るバッファ吸取装置５では、線虫にふれることなくバッファを吸い取ることができるためである。
また、バッファ吸取装置５でバッファを吸い取ることにより、線虫を傷つけたり、ストレスを与えたりすることがないので、安定かつ再現性の高いデータを得ることができる。

また、第２−１実施形態によれば、輝度を基に走性指数を算出することで、個々の線虫をカウントすることなく、簡便なアルゴリズムで走性指数を算出することができ、撮像装置１で撮像された画像の解析を効率的に行うことができる。

また、図１９に示すように、培養条件を均一にして線虫Ｅが幼虫の状態（符号Ｅ１）から、成虫の線虫Ｅ（符号Ｅ２）になるまで培養しても、すべての線虫の状態を良好にすることはできない。従って、状態のよい線虫Ｅ（符号Ｅ３）を選別する必要がある。ここで、状態のよい線虫Ｅ３とは、動きが活発な線虫Ｅである。

しかしながら、個々の線虫Ｅの動きを計測することは、アルゴリズム的に煩雑になる。第２−１実施形態に係るがん解析システムＺであれば、画像において線虫Ｅが多くいる箇所が明るくなるという性質を利用した輝度的重心を用いることで、計算負荷を軽減することができる。

また、前記したようにバッファ吸取装置５においてプレートが傾斜され、バッファが吸い取られるため、線虫をプロットした箇所は広がりをもつことになり、プロット点は正確に原点となるとは限らない。式（１）及び式（２）に示すように、線虫のプロット直後の輝度的重心と、所定時間後の輝度的重心との差を走性指数とすることで、プロット点のずれの問題が解消され、２次元的広がりを有することの問題も解消される。
つまり、線虫のプロット直後における輝度的重心を原点として考えることで、走性指数を正しく評価することができる。

さらに、ピクセル結合処理を行うことで、ピクセル数を減少させることができ、画像の容量を減少させることができ、大量の画像を保存することが可能となる。例えば、５００万画素で１５分間撮像を行うと、１ＧＢ程度の容量が必要となるが、第２−１実施形態のようにピクセル結合処理を行うことで、画像の容量を大幅に減少させることができる。
また、ピクセル結合処理を行うことで、ゴミ等のノイズを平均化することができ、その影響を除くことができる。

なお、特許文献１には、線虫に蛍光タンパク質遺伝子を導入し、線虫の傾向強度を測定することが記載されている。特許文献１に記載の技術は、線虫を蛍光させることで、画像のＳ／Ｎ比を向上させているが、個々の線虫をカウントしているため、前記した問題点を解決することはできない。第２−１実施形態に係る技術は、画像における輝度を基に線虫の量を推測している点で、特許文献１に記載の技術とは異なっている。

第２−１実施形態では、プロット直後の輝度的重心と、所定時間後の輝度的重心との差から走性指数を算出しているが、所定時間後の輝度的重心と、プレートの中心位置との差から走性指数が算出されてもよい。
また、第２−１実施形態では、精細な撮像画像のピクセルを結合させているが、これに限らない。例えば、画素数の少ないカメラ２０６（図７〜図９）で撮像することで、ピクセル結合処理が省略されてもよい。このように、画素数の少ないカメラ２０６を用いることによって、コストの大幅な削減も可能となる。

《第２−２実施形態》
［解析装置］
図２０は、第２−２実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
図２０に示す解析装置１ａにおいて、図６に示す解析装置１と異なる点は、処理部１００ａが、結合後ピクセルにおける中心付近のピクセルを除外するピクセル除外部１０７を有している点である。

［フローチャート］
図２１は、第２−２実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図２０を参照する。
図２１において、図１１に示すフローチャートと異なる点は、ステップＳ３０４の後に、ピクセル除外部１０７が、ピクセル除外処理（Ｓ３３１）を行っている点である。ピクセル除外処理については後記する。

（ピクセル除外処理）
次に、図２２〜図２３を参照して図２１のステップＳ３３１におけるピクセル除外処理を説明する。
図２２は、第２−２実施形態で用いられるピクセル除外処理の手法を説明するための図である。
図２２に示すピクセルは結合後ピクセルを示している。
図２２に示すように、ピクセル除外部１０７は、走性開始から所定時間後における結合後画像の中心（符号３０１）から所定範囲の結合後ピクセル（斜線領域）を除外する。これは、状態のよくない線虫は、中心領域（すなわち、線虫がプロットされた場所）から動かないことによる。ピクセル除外処理を行うことで、状態のよくない線虫による影響を除外することができ、輝度的重心の精度及び走性指数の精度を向上させることができる。

削除領域は、例えば、
（Ａ１）（線虫プロット後からの経過時間×遅い線虫の速度）を直径とする円（図２２における破線円３０２）にかかる結合後ピクセル
（Ａ２）作業員が設定する領域の結合後ピクセル
等がある。

図２３は、ピクセル除外処理が行われる前（未処理）の結合後ピクセルの模式図を示し、図２４は、ピクセル除外処理が行われた後の結合後ピクセルの模式図を示す。
図２３及び図２４では、図１４と同様、結合後ピクセルの輝度を５段階のドットで示す。
図２３は、図１４に示すものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。そして、ピクセル除外部１０７が、ピクセル結合処理後の画像の中心領域において、図２３で破線円がかかっている結合後ピクセルを除外することによって、図２４に示すような結合後画像が得られる。なお、図２３の破線円は図２２における破線円３０２と同様のものである。

状態のよい線虫、すなわち、動きが活発な線虫は動く速度が速いため、個々の線虫の動きを計測することで、状態のよい線虫を選別することは可能である。
第２−２実施形態によれば、中心から所定範囲を除外することにより、状態の悪い（動きの悪い）線虫の影響を除外することができる。これにより、走性指数の精度を向上させることができる。このような中心領域のピクセル除外は、所定範囲の結合後ピクセルの輝度を０にするだけでよいので、非常に簡便な処理で行うことができる。

《第２−３実施形態＞
［解析装置］
図２５は、第２−３実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
図２５に示す解析装置１ｂにおいて、図２０に示す解析装置１ａと異なる点は、処理部１００ｂが、輝度的重心の時間変化が所定の条件を満たす時、輝度的重心の算出を停止する撮像停止判定処理部１０８を有している点である。

［フローチャート］
図２６は、第２−３実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図７及び図２５を参照する。
図２６において、図２１の処理と異なる点は、以下の点である。
ステップＳ３０５において、輝度的重心算出部１０４が輝度的重心を算出した後、撮像停止判定処理部１０８は、輝度的重心の時間変位Ｄｔを算出する時間変位算出処理を行う（Ｓ３４１）。輝度的重心の時間変位Ｄｔは、現在の輝度的重心と、１つ前の輝度的重心との差分値である。なお、プレートＰの中心に対して、尿検体がプロットされている方向をｘ軸方向とした場合、輝度的重心の時間変位Ｄｔはｘ軸方向のみを考えればよいが、ｘ軸方向に加えて、ｙ軸方向を考慮してもよい。

そして、撮像停止判定処理部１０８は、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位と、１つ前の輝度的重心の時間変位の符号との符号が逆転しているか、又は、ステップＳ３４１で算出した（現在の）輝度的重心の時間変位Ｄｔと、１つ前の輝度的重心の時間変位Ｄｔｐとの差の絶対値（｜Ｄｔ−Ｄｔｐ｜）が所定の値（ｅ）未満であるか否かを判定する（Ｓ３４２）。なお、ステップＳ３４２において、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位Ｄｔと、１つ前の輝度的重心の時間変位Ｄｔｐとの差の絶対値（｜Ｄｔ−Ｄｔｐ｜）が所定の値（ｅ）未満であるか否かの条件は省略されてもよい。

ここで、輝度的重心の時間変位と、１つ前の輝度的重心の時間変位の符号との符号が逆転しているかは、線虫がこれまでと逆方向に進みはじめているか否かを判定している。そして、輝度的重心の時間変位Ｄｔと、１つ前の輝度的重心の時間変位Ｄｔｐとの差の絶対値（｜Ｄｔ−Ｄｔｐ｜）が所定の値（ｅ）未満であるか否かは、線虫の動きが鈍くなってきているか否かを判定している。

ステップＳ３４２の結果、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位と、１つ前の輝度的重心の時間変位の符号との符号が逆転しているか、又は、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位Ｄｔと、１つ前の輝度的重心の時間変位Ｄｔｐと差の絶対値（｜Ｄｔ−Ｄｔｐ｜）が所定の値（ｅ）未満である場合（Ｓ３４２→Ｙｅｓ）、処理部１００ｂはステップＳ３４５へ処理を進める。

ステップＳ３４２の結果、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位と、１つ前の輝度的重心の時間変位の符号との符号が逆転しておらず、かつ、ステップＳ３４１で算出した輝度的重心の時間変位Ｄｔと、１つ前の輝度的重心の時間変位Ｄｔｐとの差の絶対値（｜Ｄｔ−Ｄｔｐ｜）が所定の値（ｅ）以上である場合（Ｓ３４２→Ｎｏ）、処理部１００ｂは、走性開始から所定時間（例えば、１５分）経過したか否かを判定する（Ｓ３４３）。

ステップＳ３４３の結果、走性開始から所定時間経過していない場合（Ｓ３４３→Ｎｏ）、撮像停止判定処理部１０８は、撮像間隔時間（例えば、１分）経過したか否かを判定する（Ｓ３４４）。
ステップＳ３４４の結果、撮像間隔時間経過していない場合（Ｓ３４４→Ｎｏ）、撮像停止判定処理部１０８はステップＳ３４４へ処理を戻す。
ステップＳ３４４の結果、撮像間隔時間経過している場合（Ｓ３４４→Ｙｅｓ）、処理部１００ｂはステップＳ３０１へ処理を戻し、撮像装置２にプレートＰの撮像を指示する。

一方、ステップＳ３４３の結果、走性開始から所定時間経過している場合（Ｓ３４３→Ｙｅｓ）、撮像停止判定処理部１０８は撮像装置２に撮像停止を指示する（Ｓ３４５）。撮像停止を指示された撮像装置２は撮像を停止する。
そして、走性指数算出部１０５は、直近で算出された輝度的重心を基に、走性指数を算出する走性指数算出処理を行う（Ｓ３２１ａ）。

線虫の動きが鈍ってきたり、線虫が、これまでと判定方向に進みはじめたりすると、これ以上、線虫を走性させても、あまり意味がないといえる。
そこで、撮像停止判定処理部１０８は、所定時間毎における輝度的重心を監視し、線虫の動きが鈍くなるか、輝度的重心が原点側（線虫のプロット点）に戻ると、そこで撮像を打ち切る。

そして、走性指数算出部１０５は、撮像を打ち切った時点より１つ前の輝度的重心を用いて、走性指数を算出する。

第２−３実施形態によれば、これ以上、線虫を走性させても、あまり意味がないといえる時点で撮像を打ち切るので、検査時間を短くすることができる。
また、第２−３実施形態によれば、最も＋側もしくは−側に線虫が走性した時点の輝度的重心を基に、走性指数を算出するため、走性指数の精度を向上させることができる。

なお、第２−３実施形態において、図２６のステップＳ３３１のピクセル除外処理が省略されてもよい。
第２−３実施形態では、検査毎に輝度的重心の時間変化を監視し、輝度的重心が原点側に戻ったときの輝度的重心で走性指数を算出しているが、これに限らない。例えば、予め、実験によって輝度的変化が原点側に戻る時間の平均値等を算出しておき、この時間だけ線虫の走性を行わせてもよい。すなわち、第２−１実施形態や、第２−２実施形態における所定時間を、実験によって算出された輝度的変化が原点側に戻る時間の平均値としてもよい。このようにすることで、検査時間の短縮を図ることができる。

そして、尿検体のにおい物質が蒸発することで、線虫が原点側に戻ってしまうという事態が発生しても、第２−３実施形態によれば、尿検体のにおい物質の蒸発前における輝度的重心を基に走性指数を算出することができる。これにより、走性指数の精度を向上させることができる。

＜第２−４実施形態＞
［解析装置］
図２７は、第２−４実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
図２７に示す解析装置１ｃにおいて、図２５に示す解析装置１ｂと異なる点は、処理部１００ｃが、輝度的重心の時間変化がみられないプレートＰ（図７）を除外プレートとして選択するプレート除外処理部１０９を有している点である。

［フローチャート］
図２８及び図２９は、第２−４実施形態に係る解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図７及び図２７を参照する。
図２８及び図２９において、図２６に示す処理と異なる点は、以下の点である。
すなわち、ステップＳ３０５において、輝度的重心算出部１０４が輝度的重心を算出した後、プレート除外処理部１０９は、走性開始から第１時間（例えば、２分）経過したか否かを判定する（図２８のＳ３５１）。
ステップＳ３５１の結果、走性開始から第１時間経過していない場合（Ｓ３５１→Ｎｏ）、処理部１００ｃは、撮像間隔時間（例えば、１分）経過したか否かを判定する（Ｓ３５２）。
ステップＳ３５２の結果、撮像間隔時間経過していない場合（Ｓ３５２→Ｎｏ）、処理部１００ｃはステップＳ３５２へ処理を戻す。
ステップＳ３５２の結果、撮像間隔時間経過している場合（Ｓ３５２→Ｙｅｓ）、処理部１００ｃはステップＳ３０１へ処理を戻し、撮像装置２にプレートＰの撮像を指示する。

ステップＳ３５１の結果、走性開始から第１時間経過している場合（Ｓ３５１→Ｙｅｓ）、プレート除外処理部１０９がプレート除外処理を行った（Ｓ３５３）後、処理部１００ｃがステップＳ３６１へ処理を進める。
ステップＳ３５３において、プレート除外処理部１０９は、第１時間経過しても、線虫のプロット直後の輝度的重心との変位が所定値以下であるプレートＰを検査対象から除外するよう指示する。プレートＰの除外指示は、解析装置１ｃの出力装置１５において出力されてもよいし、撮像装置２の近傍等に表示装置（不図示）を設置し、その表示装置に表示させてもよい。あるいは、搬送装置４（図５）が除外してもよい。

ステップＳ３６１〜Ｓ３６６は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５と同様の処理であるので、ここでの説明を省略する。ステップＳ３６６の後、処理部１００ｃはステップＳ３４１へ処理を進める。ステップＳ３４１，Ｓ３４２の処理は、図２６に示すステップＳ３４１，Ｓ３４２の処理と同様の処理であるため、ここでの説明を省略する。
そして、ステップＳ３４２の処理において、「Ｎｏ」が判定されると、撮像停止判定処理部１０８は、第１時間が経過後、第２時間（例えば、１３分）経過したか否かを判定する（図２９のＳ３７１）。
ステップＳ３７１の結果、第２時間経過している場合（Ｓ３７１→Ｙｅｓ）、撮像停止判定処理部１０８は、ステップＳ３４５へ処理を進める。

ステップＳ３７１の結果、走性開始から第２時間経過していない場合（Ｓ３７１→Ｎｏ）、処理部１００ｃは、撮像間隔時間（例えば、１分）経過したか否かを判定する（Ｓ３７２）。
ステップＳ３７２の結果、撮像間隔時間経過していない場合（Ｓ３７２→Ｎｏ）、処理部１００ｃはステップＳ３７２へ処理を戻す。
ステップＳ３７２の結果、撮像間隔時間経過している場合（Ｓ３７２→Ｙｅｓ）、処理部１００ｃはステップＳ３６１へ処理を戻し、撮像装置２にプレートＰの撮像を指示する。

図３０は、第２−４実施形態で用いられるプレート除外処理の模式的な説明図である。
図３０では、１つの培養プレートＰｚから４つの解析用のプレートＰａ〜Ｐｄが生成される例を示している。ここで、培養プレートＰｚとは、線虫が培養されているプレートＰ（図７）であり、解析用のプレートＰａ〜Ｐｄとは尿検体と線虫が載置され、撮像装置２（図５）にセットされるプレートＰである。
図３０に示すように、同じ培養プレートＰｚで培養されていた線虫が、４つの解析用のプレートＰａ〜Ｐｄに分注される。

４つの解析用のプレートＰａ〜Ｐｄは、撮像装置２にセットされ、撮像、解析され、廃棄される。ここで、解析とは、輝度的重心の算出及び走性指数の算出である。
このうち、線虫のプロット直後における輝度的重心と、所定時間後の輝度的重心の位置との距離が、所定値以下の解析用のプレートＰｃは、線虫が弱っている可能性があり、検査対象としてふさわしくないので除外される。

第２−４実施形態によれば、所定時間過ぎても輝度的重心の変化が少ないプレートを除外することで、検査判定の精度を向上させることができる。

なお、第２−４実施形態は、第２−３実施形態にプレート除外処理を加えた形式となっている。すなわち、第２−４実施形態は、所定間隔（例えば、１分）毎に輝度的重心を求めている形式となっているが、これに限らない。例えば、第２−１実施形態や、第２−２実施形態のように、線虫のプロット直後と、所定時間後（例えば、１５分後）とで撮像を行い、プロット直後と、所定時間後とにおける輝度的重心の差が所定値以下のプレートを除外するようにしてもよい。

なお、第１〜４実施形態では、輝度的重心に基づいて、走性指数を求めているが、カメラ２０６によって撮像された画像における輝度に関する情報であれば、輝度的重心に限らない。例えば、結合後ピクセルにおいて、線虫のプロット直後において最も輝度の高い結合後ピクセルと、走性開始後、所定時間後において最も輝度の高い結合後ピクセルとの距離を基に、走性指数が算出されてもよい。

また、図１５〜図１７に示すようなグラフや、表や、輝度的重心の時間遷移を示すものが、出力装置１５に出力（表示）されてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、図３１〜図３４を参照して、ＤＲ（Density Ratio）値による走性解析について説明する。
ＤＲ法は、輝度的重心に代わって用いられる走性解析手法である。
［解析装置］
図３１は、第３実施形態で用いられる解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
図２０に示す解析装置１ｄにおいて、図６に示す解析装置１と異なる点は、図６の処理部１００における輝度的重心算出部１０４及び走性指数算出部１０５が、処理部１００ｄではＤＲ値算出部１１０となっている点である。

［ＤＲ値］
図３２は、第３実施形態で用いられるＤＲ値の説明をするための図である。
図３２は、撮像装置によって撮像された画像を示し、符号６３１に示すようにプレートＰの中央に線虫がプロットされ、符号６３２に示す点に尿検体がプロットされている。
そして、画像が図３２に示すように、画像を所定の大きさをもった区画に分割する。図３２の例では、１２×１２に分割されている。これらの区画は、ピクセルが結合された結合後ピクセルである。
この区画のうち、尿検体のプロット点６３２の周囲の所定の範囲を選択する。図３２の例では、尿検体の周囲３×４の範囲６４１が選択されている。

そして、走性指数算出部１０５は、範囲６４１中の各区画の輝度の合算値を基に、ＤＲ値を算出する。
範囲６４１中の各区画の輝度の合算値をＳ１、範囲６４１以外の各区画の輝度の合算値をＳ２とすると、ＤＲ値の算出は、以下の式（１１）で表わされる方法と、式（１２）で表わされる方法との２通りがある。

ＤＲ＝Ｓ１ ・・・ （１１）
ＤＲ＝Ｓ１／Ｓ２ ・・・ （１２）

［フローチャート］
図３３は、第３実施形態で用いられる解析装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図３１を参照する。また、図３３では、図１１と異なる処理を中心に説明を行う。
まず、処理部１００ｄが線虫の走性開始から所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ３８１）。
ステップＳ３８１の結果、所定時間経過していない場合（Ｓ３８１→Ｎｏ）、処理部１００ｄは、ステップＳ３８１へ処理を戻す。
ステップＳ３８１の結果、所定時間経過している場合（Ｓ３８１→Ｙｅｓ）、カメラ２０６、画像取得部１０１、ピクセル結合部１０２がステップＳ３０１〜Ｓ３０３のそれぞれの処理を行う。

その後、輝度情報取得部１０３が、ステップＳ３０３で結合されたピクセル（結合後ピクセル）から輝度情報を取得する輝度情報取得処理を行う（Ｓ３０４ａ）。
このとき、ＤＲ値を式（１１）にて算出する場合、輝度情報取得部１０３は図３２の範囲６４１中の結合後ピクセル（区画）それぞれの輝度情報を取得する。
また、ＤＲ値を式（１２）にて算出する場合、輝度情報取得部１０３は、図３２の範囲６４１中の結合後ピクセルそれぞれの輝度情報と、範囲６４１以外の結合後ピクセルそれぞれの輝度情報とを取得する。

そして、ＤＲ値算出部１１０が式（１１）又は式（１２）に従ってＤＲ値を算出する（Ｓ３８２）。
続いて、検査判定部１０６が、ステップＳ３８２で算出されたＤＲ値を基に、がんの陽性、陰性を判定する検査判定処理を行う（Ｓ３２２ａ）。
このとき、検査判定部１０６は、算出されたＤＲ値が、予め設定されている閾値以上であれば陽性と判定し、閾値未満であれば陰性と判定する。

ちなみに、図３３のステップＳ３０１が図１０のステップＳ２１２に相当し、図３３のステップＳ３０２〜Ｓ３８２が図１０のステップＳ２１３に相当し、図３３のステップＳ３２２ａが図１０のステップＳ２１４に相当する。

図３４及び図３５は、ＤＲ値の時間変化を示す図であり、図３４は健常者の尿検体（忌避物質）をプロットした場合を示し、図３５はがん患者の尿検体（誘引物質）をプロットした場合を示す。なお、使用したＤＲ値は式（１２）によるものである。
なお、図３４及び図３５では、横軸が時間を示し、縦軸はＤＲ値を示している。
図３４では、忌避物質がプロットされているため、図３２の範囲６４１に線虫が存在しない。そのため、図３４の線６５１に示すように、ＤＲ値は、ほぼ０となっている。

これに対し、図３５では、誘引物質がプロットされているため、図３２の範囲６４１に線虫が多く存在する。そのため、図３５の線６５２に示すように、ＤＲ値が大きな値となっている。
このように、忌避物質（健常者の尿検体）がプロットされている場合、ＤＲ値は、ほぼ０となる。実際の検査では線虫が尿検体に誘引されているか否かがわかればよいため、忌避物質（健常者の尿検体）がプロットされている場合、ＤＲ値は０となっても問題はない。
このようなＤＲ値を用いた解析では、所定の閾値を設け、ＤＲ値がこの閾値を超えたら陽性と判定する。
なお、ＤＲ値による解析は、バッファ吸取装置５を備えたがん解析システム以外にも適用可能である。

このように、ＤＲ値を用いた手法は、輝度的重心よりシンプルに算出できるため、処理負荷を軽減することが可能となる。このため、効率的な解析が可能となる。特に、式（１１）による算出手法では、尿検体の周辺のみを撮像すればよいので、カメラ２０６の設定が容易となる。
なお、このようなＤＲ値は、図７〜図９に示す撮像装置２でプレートＰが撮像されることによって算出可能である。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、前記した各構成、機能、各部１００〜１１０、各記憶装置部４１〜４７等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図２５で示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、図２５に示すようにＨＤ２０４に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１，１ａ〜１ｄ 解析装置（解析部）
２ 撮像装置（撮像部）
３ 分注装置
４ 搬送装置
５ バッファ吸取装置
１００，１００ａ〜１００ｄ 処理部
１０１ 画像取得部
１０２ ピクセル結合部
１０３ 輝度情報取得部
１０４ 輝度的重心算出部
１０５ 走性指数算出部
１０６ 検査判定部
１０７ ピクセル除外部
１０８ 撮像停止判定処理部
１０９ プレート除外処理部
１１０ ＤＲ値算出部
２０１ 基部
２０２ 光源部
２０３ 台座
２０４ 第１支持部
２０５ 第２支持部
２０６ カメラ（撮像部）
２２１ 拡散板付きリングＬＥＤ光源
２２２ 遮蔽板
２３１ 撮像レンズ
２３２ 撮像素子
２３３ 前側焦点
２４１ 拡散板
３０１ 結合後画像の中心
３０２ 破線円
４０１，４１１ 原点（プロット直後の輝度的重心）
４０２，４１２ 線虫の動きが鈍る点
５０１ プレート載置部（載置部）
５０２ 傾斜部
５０３ 駆動部
５０４ 台座部
５０５ 吸取部
Ｅ，Ｅ１〜Ｅ３ 線虫
Ｐ プレート
Ｐｚ 培養プレート
Ｐａ〜Ｐｃ 解析用のプレート
Ｚ がん解析システム

Claims (15)

1. 寒天培地が充填され、前記寒天培地上に線虫がバッファとともにプロットされているプレートを載置する載置部と、
   前記載置部を傾斜させることにより、前記寒天培地上の前記バッファが前記プレートの下部に流れるように構成される傾斜部と、
   前記傾斜部によって傾斜させられた前記載置部に載置されている前記プレートの下部に溜まっている前記バッファを吸い取る吸取部と、
   を有することを特徴とするバッファ吸取装置。
2. 寒天培地が充填され、前記寒天培地上に線虫がバッファとともにプロットされているプレートを載置する載置部と、
   前記載置部を傾斜させることにより、前記寒天培地上の前記バッファが前記プレートの下部に流れるように構成される傾斜部と、
   前記傾斜部によって傾斜させられた前記載置部に載置されている前記プレートの下部に溜まっている前記バッファを吸い取る吸取部と、
   前記吸取部によるバッファの吸い取り後のプレートについて、前記線虫の走性解析を行う解析部と、
   を有することを特徴とするがん解析システム。
3. 前記線虫及び尿検体がプロットされている前記プレートを下方から照射する光源部と、
   前記光源部によって照射された前記プレートを、撮像する撮像部と、
   を有し、
   前記解析部は、
   前記撮像部で撮像された画像における輝度に関する情報を基に、前記走性解析を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載のがん解析システム。
4. 前記輝度に関する情報は、前記画像における輝度分布の重心である輝度的重心である
   ことを特徴とする請求項３に記載のがん解析システム。
5. 前記走性解析は、前記線虫の走性に関する評価値である走性指数に基づいて行われ、前記走性指数は、以下の式（１）に基づく
   ことを特徴とする請求項４に記載のがん解析システム。
   ＣＩ＝Ｃ_ｘ０−Ｃ_ｘｔ ・・・ （１）
   ここで、ＣＩは走性指数を示し、Ｃ_ｘ０は、プロット直後における前記輝度的重心のｘ座標を示し、Ｃ_ｘｔは、前記線虫の走性開始から時間ｔが経過した後における前記輝度的重心のｘ座標を示す。なお、前記プレートの中心に対し、前記尿検体がプロットされている方向をｘ座標の方向とする。
6. 前記走性解析は、前記線虫の走性に関する評価値である走性指数に基づいて行われ、前記走性指数は、以下の式（２）に基づく
   ことを特徴とする請求項４に記載のがん解析システム。
   ここで、ＣＩは走性指数を示し、（Ｃ_ｘ０，Ｃ_ｙ０）は、プロット直後における前記輝度的重心のｘ座標及びｙ座標を示し、（Ｃ_ｘｔ，Ｃ_ｙｔ）は、前記線虫の走性開始から時間ｔが経過した後における前記輝度的重心のｘ座標及びｙ座標を示す。なお、前記プレートの中心に対し、前記尿検体がプロットされている方向をｘ座標の方向とし、該ｘ座標に直交する方向をｙ座標の方向とする。
7. 前記解析部は、
   前記輝度的重心の時間毎における前記輝度的重心の位置変化を観測し、
   前記輝度的重心が戻りかけたら解析を停止する
   ことを特徴とする請求項４に記載のがん解析システム。
8. 前記輝度的重心の位置変化は、前記線虫のプロット直後における輝度的重心と、所定時間後の輝度的重心とから算出される
   ことを特徴とする請求項７に記載のがん解析システム。
9. 前記解析部は、
   所定時間経過しても、前記輝度的重心の変化が一定量以下である前記プレートを、前記走性解析の対象から除外する
   ことを特徴とする請求項４に記載のがん解析システム。
10. 前記解析部は、
    前記画像のピクセルを所定数結合した後、前記輝度に関する情報を算出する
    ことを特徴とする請求項３に記載のがん解析システム。
11. 前記解析部は、
    前記画像の中心から、一定距離にある画像を前記輝度に関する情報の算出対象から除外する
    ことを特徴とする請求項３に記載のがん解析システム。
12. 前記解析部は、
    前記尿検体がプロットされている点から所定の範囲における輝度に関する情報を基に、前記線虫の走性解析を行う
    ことを特徴とする請求項３に記載のがん解析システム。
13. 前記輝度に関する情報は、
    前記尿検体がプロットされている点から所定の範囲における輝度に関する情報である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のがん解析システム。
14. 前記所定の範囲における輝度に関する情報は、
    前記尿検体がプロットされている点から所定の範囲における輝度の合算値である
    ことを特徴とする請求項１３に記載のがん解析システム。
15. 前記輝度に関する情報は、
    前記尿検体がプロットされている点から所定の範囲における輝度の合算値を、前記所定の範囲以外における輝度の合算値で除したものである
    ことを特徴とする請求項１３に記載のがん解析システム。