JPWO2008007725A1 - 分析装置及びその利用 - Google Patents

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Abstract

プレパラート中の試料について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析するために、本発明に係る分析装置は、プレパラート（２０）に保持された試料（２３）の有形成分を分析する分析装置（１００）において、１つの視野において分析対象の有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察して有形成分の有無を確認した後、有形成分が存在する場合は、その有形成分を分析する。さらに異なる視野へ移動し、新たな分析を開始する。その際、上記有形成分が存在した領域近傍のみを分析する。このような分析装置（１００）によれば、有形成分の有無を判定でき、かつ当該有形成分について効率的かつ高精度で分析できる。

Description

本発明は、試料中の有形成分を分析する分析装置及びその利用に関するものであり、特に、多種多様な生体試料中の有形成分について、独自の自動合焦（オートフォーカス）機能により、高効率かつ高精度で分析可能な分析装置及びその利用に関するものである。
医療分野における生体試料中の有形成分の分析は、多種多様な有形成分の分類が必要なため熟練を要し、専門の臨床検査技師養成に時間がかかること、長時間にわたる顕微鏡観察が必要なこと、個人差、施設間差が大きいことなどが課題とされていた。このような生体試料中の有形成分の分析の例として、例えば尿沈渣成分の分析が挙げられる。尿沈渣成分の分析は、(i) 尿検体を遠心分離し、沈渣成分と上清成分に分離する、(ii) 上清除去、(iii) 沈渣成分を一部抜き取りスライドガラスに塗沫し、カバーガラスで封入してプレパラートを作成する、(iv) 光学顕微鏡でプレパラートを分析する、という複数の作業工程から成り立っている。通常、これらの工程は用手で実施されている。このため、検査技師にとって、大きな負担となっている。また、分析判断は、検査技師間の個人差が大きく、正確性に問題がある。
近年、これら諸問題を解消するため、生体試料中の有形成分の分析を自動で行う分析装置が開発され、臨床の場で利用されつつある。例えば、特許文献１には、被検液中、特に尿中の有形成分に焦点を自動に合わせ、精密性、正確性の高い尿中有形成分の分類が可能とすべく、透光板上もしくはフローセル中の被検液を撮像する手段を有し、かつ上記手段において被検液中の有形成分に焦点を自動に合わせる自動合焦機能を装備した尿中有形成分分類装置が開示されている。
また、生体試料中の有形成分の分析を目的とした技術ではないが、例えば、特許文献２には、容器底面を原点とし、そこから一定量だけ離れた位置を合焦点と予め設定し、付着細胞を観察する顕微鏡システムが記載されている。
また、他の自動合焦技術として、予め観察対象が存在するであろう位置を設定しておき、まずその設定位置で焦点調節し、合焦点しなければ次に設定値前後で合焦点するまでピントを微調整する方法が提供されている（特許文献３参照）。
しかしながら、特許文献１はプレパラート等のような検体の塗布標本を作製せず、フローサイトメーターを用いて生体試料中の有形成分の分析を行う分析装置である。このため、このままではプレパラート等の塗布標本を作製して分析を行う装置には利用できない。
また、生体試料中の有形成分はプレパラート内で固定されず流動するものであるが、特許文献２は、プレパラート内に固定化された試料を観察するための技術である。このため、特許文献２の技術は、プレパラート内で流動する試料を分析するには不向きである。また、生体試料中の有形成分の形状・色調は多様であり、また合焦点位置も一定ではない。この点からも、同技術は生体試料中の有形成分の分析に利用できない。
また、特許文献３の技術は、試料中に観察すべき細胞が存在することを前提とした技術である。しかし、生体試料中の有形成分の分析では、有形成分が検体試料中に存在するか否かすら不明である。このため、この技術も生体試料中の有形成分の分析には利用できない。
さらにいえば、上記の課題は、生体試料中の有形成分の分析に限られず、水質検査用の試料等の非生物学的な試料中に含まれる有形成分の分析についても同様のことがいえる。
それゆえ、生体試料・非生物学的試料を問わず、プレパラート中の試料について有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析する分析装置の開発が強く望まれていた。
特開２００１−２５５２６０号公報（２００１年９月２１日公開） 特開２００１−２９６４７８号公報（２００１年１０月２６日公開） 特開平１１−９５０９１号公報（１９９９年４月９日公開）
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレパラート中の試料について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析する分析装置及びその利用を提供することにある。
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、まず１つの視野において分析対象の有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察して有形成分の有無を確認した後、有形成分が存在する場合は、その有形成分を分析する。そして、異なる視野へ移動し、新たな分析を開始するが、その際、上記有形成分が存在した領域近傍のみを観察することにより、有形成分の有無を判定でき、当該有形成分について高精度で分析できるとともに、その他の有形成分の分析についても効率的に分析できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
さらに、本発明者らは、プレパラートを構成する透光板及び被覆透光板には製造誤差により厚みの違いがあり、その影響で対物レンズとプレパラート中の有形成分との距離、すなわち焦点深度が微小に変化し、プレパラート毎にピントがずれてしまい、正確に自動で焦点を合わせることが困難であるという課題を見出した。この課題に対して、本発明者らは、プレパラート毎に該プレパラートに対して合焦点した後、当該合焦位置に基づき分析開始位置を決定することにより、プレパラート毎の厚みの影響を排しつつ、生体試料中の有形成分について、迅速かつ正確に自動合焦を行い分析できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係る分析装置は、透光板と被覆透光板との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための分析装置であって、上記試料を観察するための対物レンズと、上記対物レンズの合焦状態を検出する合焦検出手段と、上記対物レンズと試料との相対位置を３次元方向に変動させる駆動手段と、上記合焦検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動手段を制御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自動合焦手段と、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御する制御手段と、上記自動合焦動作において、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定手段と、を備えており、上記制御手段は、上記判定手段によって有形成分が存在すると判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、上記有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向（透光板と被覆透光板とを結ぶ方向）の所定の距離について、自動合焦動作を行うように制御するものであることを特徴としている。
上記の構成によれば、まず任意の１つの視野において分析対象の有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察して有形成分の有無を確認する。そして、有形成分が存在すると確認された場合は、その有形成分を分析する。さらに、異なる視野へ移動し、新たな分析を開始するが、その際、上記有形成分が存在した領域近傍を分析する。
上記の処理動作により、まず有形成分の有無を高精度で判定できる。また、ある視野領域において、有形成分の存在が確認された場合、他の視野領域についても同じ位置（高さ）に有形成分が存在する可能性が高いという知見を本発明者らは独自に見出している。この知見に基づき、本分析装置では、複数の視野にわたって分析する場合、例えば、２つめ以降の視野における分析では、１つめの視野の分析において有形成分が存在すると確認された位置近傍のみを分析するように構成できる。それゆえ、本発明に係る分析装置によれば、複数の視野を分析する場合、全ての視野について初期設定の分析動作（有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察する動作）を繰り返し行う必要がないため、分析時間を短縮でき、効率的な分析が可能となる。
したがって、本発明に係る分析装置によれば、プレパラート中の試料について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析することができる。
また、本発明に係る分析方法は、透光板と被覆透光板との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための分析方法であって、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行う工程と、上記自動合焦動作において合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定工程と、上記判定工程において有形成分が存在すると判定された場合、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させる工程と、上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う工程において、上記有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向の所定の距離について、自動合焦動作を行う工程と、を有することを特徴としている。
これにより、プレパラート中の試料について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析することができる。
本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
本発明の一実施形態に係る分析装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る分析装置に用いるプレパラートの構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る分析装置における視野変更手法の一例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る分析装置の処理フローの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る分析装置の処理フローの他の一例を示す図である。 カバーガラス一体型スライドガラス３１の斜視図である。 カバーガラス一体型スライドガラス３１の斜視図である。 本発明の有形成分分析装置の一例を示す図である。 本発明の有形成分分析装置の他の例を示す図である。 本発明の有形成分分析方法の一例を示す工程ブロック図である。 本発明の有形成分分析方法の他の例を示す工程ブロック図である。 尿中ＡＴＰ濃度と菌数との相関図である。 本発明における「透光板」としての有形成分分析用の多機能観察プレートの構成の一例を示す斜視図である。 本発明における「透光板」としての有形成分分析用の多機能観察プレートの構成の他の例を示す斜視図である。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではないことを念のため付言しておく。
本発明に係る分析装置は、スライドガラス（透光板）とカバーガラス（透光被覆板）との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための分析装置であり、独自の制御機構により、試料中の有形成分について、迅速かつ正確に自動合焦を行い、有形成分の有無も含めて効率的かつ高精度で分析できるものである。また、プレパラート毎の厚みの影響を排し、高精度の分析を行うことも可能である。
本明細書でいう「試料」とは、有形成分を含む可能性があり、ユーザが検査を希望する、あらゆる試料を意図している。例えば、生物から取得される生体試料や非生物学的な試料を含む。生体試料については特に限定されるものではなく、例えば、全血液、脊髄液、前立腺液、尿、腹水、関節液、涙液、唾液、血清、血漿などを挙げることができる。特に、尿、例えば原尿、濃縮尿、あるいは尿を遠心分離した後の尿沈渣等であることが好ましい。また、非生物学的な試料としては、非生物学的性質の他の流体試料、例えば水質検査用・環境調査用等の試料等を挙げることができる。
また、「有形成分」とは、試料中に含まれる有形の固体成分であればよく、その他の具体的な構成については限定されない。例えば、生体試料中の有形成分としては、生体試料中に分散あるいは懸濁されているものであればよい。例えば、生体試料として尿を用いた場合、正常赤血球、変形赤血球などの赤血球群、Ｐａｌｅ細胞、Ｄａｒｋ細胞、Ｇｌｉｔｔｅｒ細胞などの白血球群、扁平上皮、移行上皮、尿細管上皮、円柱上皮などの上皮群、硝子円柱、顆粒円柱、ろう様円柱、上皮円柱、赤血球円柱、白血球円柱、脂肪円柱、空胞変性円柱、ヘモグロビン円柱、ヘモジデリン円柱、ミオグロビン円柱、ビリルビン円柱、アミロイド円柱、Ｂｅｎｃｅ Ｊｏｎｅｓ円柱、血小板円柱、細菌円柱、塩類円柱、結晶円柱、幅広円柱などの円柱群、球菌、桿菌、真菌、酵母用真菌などの菌類、トリコモナス原虫、マラリア原虫、ダニなどの寄生虫群、シュウ酸カルシウム結晶、尿酸結晶、尿酸塩、尿酸アンモニウム結晶、リン酸カルシウム結晶、リン酸アンモニウムマグネシウム結晶、ビリルビン結晶、チロシン結晶、ロイシン結晶、シスチン結晶、コレステロール結晶、２，８−ジヒドロキシアデニン（ＤＨＡ）結晶、炭酸カルシウム結晶、外因性結晶などの結晶群、無晶性尿酸塩、無晶性リン酸塩などの無晶性塩類、卵円形脂肪体、脂肪球、細胞質内封入体、核内封入体、精子、マクロファージなどを挙げることができる。
また、「スライドガラスとカバーガラスとの間に保持された」とは、プレパラート等の検体の塗布標本を意図しており、従来公知のプレパラートを用いた検査標本を対象としており、特に限定されるものではない。
なお、本明細書でいう「分析」とは、有形成分の観察、判定、分類、比較、測定、計測、解析等の従来公知の分析手法のいずれか、又はこれら複数の手法の組み合わせを意図したものである。
以下、図面を用いて、本発明に係る分析装置について、例を挙げて詳細に説明する。図１は、本発明に係る分析装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、分析装置１００は、対物レンズ１，合焦検出部２，駆動部３，自動合焦部４，制御部５，判定部６，撮像部７，分類部８，記憶部９，出力部１０，ステージ１１，光源１２を備えている。ステージ１１上には、プレパラート２０が載置されている。なお、図２に示すように、プレパラート２０は、スライドガラス（透光板）２１とカバーガラス（透光被覆板）２２とから構成されており、これらの間に試料２３が保持されている。
対物レンズ１は、ステージ１１上の試料２３を観察するための対物レンズであればよく、その具体的な構成は特に限定されず、従来公知のレンズを用いることができる。
合焦検出部２は、対物レンズ１の合焦状態、特に、試料２３に対する合焦状態を検出する合焦検出手段として機能するものである。合焦状態を検出する手法については、特に限定されるものではなく、従来公知の合焦状態の検出手法を利用することができる。例えば、合焦検出部２は、自動合焦動作中における輝度レベルの分散値を評価値として決め、この評価値が最小値となるときを検出し、その最小値となったときの対物レンズ１の位置が合焦状態であると判断するように構成できる。なお、合焦状態の検出手法については、後述の自動合焦部４についての説明時でも詳説する。
駆動部３は、対物レンズ１と試料２３と相対位置を３次元方向に変動させる駆動手段として機能するものである。換言すれば、ステージ１１と対物レンズ１との間の相対位置を３次元方向に変動させる駆動手段として機能するものともいえる。かかる駆動部３としては、従来公知の駆動手段を好適に利用可能であり、例えば、サーボモーター、ステッピングモーターやリニアモーターなど機械的に駆動するものを挙げることができる。
また、本実施の形態では、駆動部３は、ステージ１１を移動させることにより、対物レンズ１と試料２３との相対位置を変動させる構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、対物レンズ１を駆動させる構成であってもよいし、対物レンズ１とステージ１１の両方を駆動させてもよい。ただし、構成の容易さ、駆動の安定性等の観点から、ステージ１１を駆動させる構成が好ましい。
また、本明細書では、説明の便宜上、図１に示すように、対物レンズ１と試料２３とを結ぶ鉛直方向をｚ軸方向とし、プレパラート２０に平行な水平方向をｘｙ軸方向とする。
自動合焦部４は、合焦検出部２の検出結果に基づいて、駆動部３を制御して対物レンズ１を自動的に合焦させる自動合焦手段として機能するものである。自動合焦部４が行う自動合焦動作の方式は、従来公知の自動合焦方式を利用することができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、アクティブオートフォーカス方式、パッシブオートフォーカス方式の両方を利用できるが、好ましくは、パッシブオートフォーカス方式である。
また、上記パッシブオートフォーカス方式を用いた場合における、具体的な合焦状態の検出方法としては、(i) 撮影対象の光強度を電気信号に変換して、電気信号の変化を利用して合焦点を検出する方法、(ii) 位相差検出を行い、位相差解析を利用して合焦点を検出する方法、(iii) 光源とは別に補助発光装置を内蔵し撮影対象からの反射光を測定することで距離換算し、算出された距離に基づいて合焦点を検出する方法などが挙げられる。これらの中でも、好ましくは、撮影対象の光強度を電気信号に変換して、電気信号の変化を利用して合焦点を検出する方法である。さらにいえば、撮影対象となる画像撮影用の撮像素子の光強度をコントラストとしてとらえ、コントラストの高周波成分の検出で行う方式、いわゆるコントラスト方式であることが好ましい。すなわち、自動合焦部４による自動合焦動作は、コントラスト方式自動合焦点調節機能により行われることが好ましい。
また、上記(ii) 位相差解析を利用する方法としては銀塩フィルム、光電子変換素子等の撮像素子を配置する撮像面と等価な面の近傍に、ラインセンサー等の撮影画像検出用センサーを一対または複数対配置して対物レンズを透過した光のうち異なる部位の光束を異なるセンサーに導き、対を成すセンサー上の撮影対象の位置のずれから対物レンズの焦点を検出する位相差検出方式が挙げられる。
さらに、上記(iii) 撮影対象からの反射光よりカメラから撮影対象までの距離を算出し、算出された距離に基づいて合焦点を検出する方法としては、赤外線等の補助光を発光する装置を内蔵し、撮影対象から反射された赤外線の入射角度を距離に換算する三角測量に基づいて撮影対象との距離の絶対値を算出する赤外線方式が挙げられる。
つまり、上述した合焦検出部２は、自動合焦部４の自動合焦方式に合わせて、上述した合焦状態の検出方法のうち、適切な手法を選択し構成することができる。
また、本実施の形態では、自動合焦部４は、駆動部３を制御して、ステージ１１を駆動することで対物レンズ１と試料２３とのｚ軸方向の相対距離を変動させて自動合焦動作を行う構成である。このステージ１１の移動方式には、(i) 連続的な移動方式と、(ii) 一定距離ずつ移動する段階的な移動方式があり、どちらの方式を選ぶかについては、特に限定されるものではない。また、どちらの方式を選択しても、その具体的な移動方法については従来公知のものを用いることができ、特に限定されない。例えば、(i) 連続的な移動方式としては、ステージ１１を極めて微小な所定周期毎に移動させ、各周期で、焦点状態を評価し、最も良好な焦点状態を示す位置を合焦状態と設定する方式を挙げることができる。一方、(ii) 段階的な移動方式としては、予め定めた複数の位置にオフセット駆動を行い、その中での焦点状態を評価し、最も良好な焦点状態を示す移動位置を合焦点状態と設定する方式を挙げることができる。
制御部５は、分析装置１００の各手段を制御する制御手段として機能するものである。例えば、制御部５は、自動合焦部４及び／又は駆動部２を制御して、スライドガラス２１とカバーガラス２２との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御する制御手段として機能する。ここで、「分析開始位置」と「分析終了位置」とは、スライドガラスとカバーガラスとの間の鉛直方向の高さ位置（ｚ軸上の位置）が異なるが、水平位置（ｘｙ軸上の位置）は同一な位置である。また、分析開始位置・分析終了位置の具体的な位置については、ユーザが検査目的や検査対象等に応じて任意に設定可能であり、特に限定されるものではない。なお、かかる制御部５における制御動作についての詳細は後述する。
判定部６は、試料２３中に有形成分が存在するか否かを判定する判定手段として機能するものである。例えば、上記自動合焦動作において、合焦検出部２によって合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定手段として機能するものといえる。なお、判定部６における判定動作についても詳細は後述する。
撮像部７は、試料２３についての画像を取得するための撮像手段として機能するものである。例えば、撮像部７は、判定部６によって有形成分が存在すると判定された場合、合焦位置に存在する当該有形成分の画像を取得するものであることが好ましい。さらに、判定部６によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置において、試料の画像を取得するものであることが好ましい。
撮像部７としては、従来公知の撮像手段を用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、光に反応する半導体素子を使って映像を電気信号に変換し、デジタルデータとして記憶媒体に記憶することができる撮像手段を用いることが好ましい。かかる撮像手段としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＣＣＤデジタルカメラ、及びＣＭＯＳデジタルカメラ等を挙げることができる。
分類部８は、撮像部７によって取得された画像に基づき、試料２３中の有形成分を分類する分類手段として機能するものである。分類部８は、試料２３中に含まれる有形成分を撮像部７により撮影した画像を基に、自動で分類及び／又は計測する有形成分分類手段として機能するものと換言できる。かかる分類部８の具体的な分類動作については、従来公知の分類手法を利用することができ、特に限定されるものではない。
例えば、分類部８は、有形成分の大きさ、形態、色などに基づいて分類する分類プログラムを用いて上記分類動作を実施できる。上記分類プログラムは、コンピューターソフトとして提供されること好ましい。上記分類プログラムは、例えば、撮影した有形成分において、(i) ＲＧＢ値を明度と色度に分離する色抽出工程、(ii) 穴埋め、線分の書き込み、画像の分離からなる２値画像処理工程、(iii) 面積、円形度係数、円相当径、周囲長、絶対最大量、フェレ径Ｘ／Ｙ比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短軸長／長軸長比等の特徴量算出工程を実施し、予め設定しておいた有形成分の設定値と比較することで分類するものであることが好ましい。さらに上記分類プログラムは、最適な分類ができるようにこのプログラムに学習機能を有しているものであることが好ましい。かかる分類プログラムとしては、例えば、上記特許文献１に開示のものを利用することができる。
学習機能としては、自己学習能力を有するニューラルネットワーク論理があげられる。例えばラメルハートタイプのニューラルネットワークを用いて、各成分の分類を行うことができる。このニューラルネットワークは、予め専門家の判断に基づく大量のデータを用いて学習を実行しており、各ニューロン間の結合係数は最適化されている。したがって、入力されたパラメータを用いて、ニューラルネットワーク演算を行い、対象となる成分の自動分類を実行することができる。
記憶部９は、撮像部７によって撮影された画像や、上記分類プログラム、分析装置１００の分析結果等の各種データを格納するための記憶手段として機能するものである。かかる記憶部９としては、従来公知のメモリ、記憶部材を用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。また、ハードディスクのように内蔵型であってもよいし、外部記憶装置等の外付型であっても構わない。すなわち、記憶部９としては、例えばハードディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリー、デジタルビデオディスク等を用いることができる。
出力部１０は、自動合焦動作等の機械動作、取得した画像の一覧表示や取得した画像を任意の枚数に重ねあわせたり、格子状に配置するよう合成した画像の表示、画像及び計測結果の保存等の各手段・部材についての付帯制御、並びに、分析結果・分類結果等の分析装置１００に関する各種の情報を外部へ出力・表示するためのものである。重ね合わせる画像は撮影範囲が重ならないよう撮影したもので拡大倍率や撮影画素数は同じものが好ましい。かかる出力部１０としては、従来公知のディスプレイを好適に用いることができる。出力部１０としてディスプレイを用いる場合には、メニュー選択によって、測定結果や画像データの他、時刻、現在の装置の状況（各検体の測定状況、各検体又は選択した検体の測定終了予定時刻又は必要残時間、廃液タンクの廃液量、純水タンクの残量、各試薬の残量、洗剤の残量）等を表示する機能や、選択指定した情報のみを離れた場所から読み取れるように拡大表示する機能を付加してもよい。なお、必要に応じて、従来公知の印刷手段を備えて、必要な情報をハードコピー（紙等）として出力できる構成（印刷手段）を備えていてもよい。
ステージ１１は、プレパラート２０を載置するための試料搭載手段として機能するものである。かかるステージ１１としては、例えば、従来公知の顕微鏡等に用いられる試料ステージを好適に用いることができ、その具体的な構成については特に限定されない。また、ステージ１１は、視野移動を目的としてｘ，ｙ軸方向へ移動可能であり、また焦点調節を目的としてｚ軸方向へ移動可能であるという３次元の移動が可能なように構成されているものであればよい。なお、ステージ１１の３次元移動は、駆動部３によって駆動される構成であればよい。
光源１２は、ステージ１１の下方に配置されており、試料２３を下方から照射し、分析装置１００の分析動作や撮像部７の撮影に十分な光量を示すものであればよく、従来公知の光源を用いることができ、その具体的な構成は特に限定されるものではない。例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、タングステンランプ、発光ダイオード等を用いることができる。これらの中でも、光源寿命の長い発光ダイオードがより好ましい。
また、スライドガラス２１とカバーガラス２２としては、従来公知のプレパラートに使用可能なものを用いることができ、その具体的な構成は特に限定されるものではない。例えば、東洋紡績製のＵ−ＳＣＡＮＮＥＲ（登録商標）専用スライドを好適に用いることができる。
なお、本実施の形態では図示しないが、分析装置１００には、試料２３を採取し、プレパラート２０に分注する分注部（分注手段）、プレパラートを供給するプレパラート供給部（供給手段）、プレパラート２０をステージ１１まで搬送する搬送部（搬送手段）を備えている構成であってもよい。より好ましくは、これらの部材に加え、試料を採取した容器を複数架設するためのラックを保持するラック保持部（保持手段）と、当該ラックを装置内で搬送するためのラック搬送部（搬送手段）を備えていてもよい。これら構成を有することにより、試料をセットするだけで試料の採取から結果表示まで自動で実施することが可能となる。上記各部材としては、従来公知の自動分析装置に用いられる部材を用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、東洋紡績製のＵ−ＳＣＡＮＮＥＲ（登録商標）に用いられる各種部材を備えることができる。
尿検体中の有形成分を分析する場合、分析装置１００における分注部は、上記で述べた有形成分の標本像の焦点を自動で合わせる機能を有し、当該像を撮像する手段のほかに、さらに好ましくは、サンプル容器中の尿被検液（試料）を撹拌する手段と、攪拌した尿被検液を分注する手段と、尿被検液と混合するための染色液を添加する手段と、尿被検液と染色液との混合液を、スライドガラスとカバーガラスの間隙部分に分注する手段と、スライドガラス上の尿被検液を撮像するための撮像ステージと、尿被検液中の有形成分の標本像を拡大する手段と、撮像された画像を処理して各種成分に識別する手段とを有する。
そのような構成にすることにより、攪拌手段で攪拌された原尿の被検液を、遠心分離工程を行うことなく、攪拌された状態で分注手段に移行することができる。
さらに、撮像された画像を処理して各種成分に識別した結果を記憶しておく手段を有していてもよい。
サンプル容器中の尿被検液を撹拌する手段は、攪拌棒等の別途攪拌用冶具を用いる方法やサンプル容器自体を揺らしたり超音波を用いて攪拌する非接触攪拌方法などが考えられるが、好ましくは、尿被検体液を吸引する冶具を用いる方法が挙げられる。尿被検体液を吸引する冶具としては、例えばプローブが挙げられる。この場合、プローブ自体に攪拌機能をもたせることが考えられる。つまり、尿被検体液吸引時に、１回以上の吸引−吐出を繰り返すことによって攪拌したり、プローブの位置を変えながら前記吸引−吐出を実施したり、プローブ自体を動かし攪拌棒の役割を果たさせることによって攪拌する方法が挙げられる。これらプローブ自体に攪拌機能を持たせることによって、装置の構成上、より単純になり省スペース省コストが達成される。
攪拌した尿被検液を分注する手段は、プローブまたはチップを用いることができ、更にディスポーザブルタイプのものを用いればクロスコンタミをより低減することもできる。
尿被検液と混合するための染色液を添加する手段は、染色液分注専用のプローブまたはチップを用いることができるが、サンプル用のプローブを共用すれば装置の構成上、より単純になり省スペース省コストが達成される。また、染色液とサンプルとの攪拌方法は、前述のサンプル容器内でのサンプル攪拌方法と同じく、予め所定量分注したサンプルあるいは染色液に、染色液あるいはサンプルを所定量吸引したプローブを接触させて、吸引−吐出し攪拌し混合することが好ましい。
被検液と染色液との混合液を、スライドガラスとカバーガラスの間隙部分に分注する手段は、該間隙に混合液を吸引したプローブまたはチップをあて、吐出する方法や、該間隙（を構成するスライドガラスまたはカバーガラスの表面）に接する範囲に混合液を分注し毛細管現象にて分注することができる。
本発明の分析装置においては、被検液（試料）を載置する透光板として、スライドガラスが用いられていたが、透光板は透光性を有し、被検液を載置可能なものであればよい。好適な透光板として、例えば、スライドガラス等が挙げられる。スライドガラスは一回使い切り（ディスポーザブル）であるため、前検体のキャリーオーバや染色剤による汚染の可能性がゼロであり、信頼性の高い測定結果を提供することができる。透光板の材料は、プラスチック（合成樹脂）、ガラスなど透光性を有するものであれば、特に限定されるものではない。なお、プラスチックの場合は、必要に応じて親水性を向上させるための物理化学的処理を施すのがよい。
親水性を向上させる方法としては、界面活性剤等を被検液と接する面に予め塗布しておく方法や、好ましくはプラズマ放電処理あるいはコロナ放電処理を施すことが挙げられる。
透光板に載置された被検液は、被覆透光板で被覆されていてもよい。被覆透光板としては、例えばカバーガラスが挙げられる。被覆透光板の材料としては、上記した透光板と同様のものが挙げられるが、特に限定されるものではない。図６は、被覆透光板となるカバーガラスと、透光板となるスライドガラスとが一体的に形成された、カバーガラス一体型スライドガラス３１の斜視図である。図６（ａ）ではスライドガラス部３２上に載置されたカバーガラス部３３の対向する二辺が接着剤３４などで封止され、残りの対向する二辺が開放状態になっている。図６（ｂ）はスライドガラス部３２上に載置されたカバーガラス部３３の三辺が接着剤３４などで封止され、残りの一辺が開放状態になっている。被検液を開放された一辺から分注すると、毛細管現象によりスライドガラス部３２とカバーガラス部３３との間隙に被検液が注入される。即ち、透光板であるスライドガラス部３２に被検液が載置される。このようにカバーガラス一体型スライドガラス３１を用いれば、簡単に所定量を正確に注入させることができ、カバーガラスをセットする煩雑な標本作製工程を省力化することができる。
また、透光板は、片側に観察部が設けられ、該側の観察部以外の部分に一以上の凹部が設けられた板部材を有する多機能観察プレートであってもよい。上記観察部は、透光板と透光被覆版とからなっている。そして、板部材における観察部以外の部分に、一以上の凹部が設けられている。
上記凹部は、被検液と染色液等の試薬とを混合あるいは反応させ観察対象液（試料）とするための反応槽であってもよいし、被検液あるいは観察対象液を加熱するための加熱槽であってもよいし、観察対象液を観察部まで移送するプローブやチップを洗浄するための洗浄液を貯留した洗浄槽であってもよいし、洗浄した後の洗浄液等を貯留するための廃液槽であってもよい。また、これらの組合せの機能をもつ槽であってもよい。また、必要な染色液等の試薬や洗浄液を予めフィルム等で封入しておいてもよい。
このような有形成分分析用の多機能観察プレートとして、図１２（斜視図）を例示することができる。本発明の多機能観察プレート８０は、片側に観察部７２が設けられ、該側の観察部７２以外の部分に一以上の凹部（７５〜７９）が設けられた板部材７１を有している。観察部７２は板部材７１に透光性のシート部材７３を設置して形成されており、板部材７１とシート部材７３との間に置かれた観察対象液を観察するためのものである。
板部材７１の少なくともシート部材７３が設置され得る部分（観察部７２となる部分）は、一方の側から他方の側へ光が透過するように、透光性の材料で形成されている。シート部材７３は、その周縁の一部（図１２では対向する二辺）において、接着剤７４によって接着することによって板部材７１に接合されている。
凹部７５は被検液と試薬とを反応させて反応液をつくるための反応槽である。凹部７６は試薬を貯留するための試薬槽であり、試薬７６ａが貯留された状態にある。凹部７７、７８（洗浄液槽）には、プローブ（８２、８４）を洗浄するための洗浄液（７７ａ、７８ａ）がそれぞれ貯留されている。凹部７９はプローブ（８２、８４）を洗浄した後の洗浄液を貯留するための廃液槽である。反応槽（凹部７５）及び試薬槽（凹部７６）、さらに洗浄液槽（凹部７７、７８）は、フィルム状のシール部材８１で密封されている。なお、さらに凹部を設け、この凹部に試薬と反応させる前の被検液を貯留しておいてもよい。
図１２においては、次の手順に従って、被検液と試薬とが反応され、観察対象液が観察部７２において観察される。
（１）被検液８３が吸引されたプローブ８２を反応槽（凹部７５）にシール部材８１を破って挿入し、被検液８３を注入する。
（２）プローブ８４を試薬槽（凹部７６）にシール部材８１を破って挿入し、所定量の試薬を吸引する。
（３）プローブ８４を反応槽（凹部７５）に挿入し、吸引していた試薬を注入する。
（４）反応槽（凹部７５）で一定時間、被検液と試薬とを反応させ、所定量の観察対象液（反応液）をプローブ８２または８４で吸引する。
（５）吸引した観察対象液は、観察部７２において、接着剤７４で接合されていない辺に滴下され、毛細管現象によりシート部材７３と板部材７１との間に注入される。
（６）注入され、観察部７２の全体に広がった観察対象液は、検査技師または有形成分分析装置によって観察され、有形成分の分析が行われる。
（７）次に、プローブ８２及び８４を、洗浄液７７ａが貯留されている洗浄液槽（凹部７７）に、シール部材８１を破って挿入し、洗浄液７７ａを吸引する。
（８）プローブ８２及び８４で吸引された洗浄液７７ａを廃液として廃液槽（凹部７９）に注入する。
（９）さらに、プローブ８２及び８４を洗浄液槽（凹部７８）に、シール部材８１を破って挿入し、洗浄液７８ａを吸引する。この吸引した洗浄液も同様に廃液として廃液槽（凹部７９）に注入する。
（１０）全ての工程の終了後、多機能プレート８０を廃棄する。
このように、図１２に示す多機能観察プレート８０を用いれば、一枚のプレートだけで、被検液と試薬との反応からプローブの洗浄までを行うことができる。
図１３は、本発明の有形成分分析用の多機能観察プレートの他の例を示す図であり、斜視図で示している。図１３の例では、多機能観察プレート８０は、板部材７１に一つの観察部７２と一つの凹部７５とを設けて形成されている。板部材７１は透光性の材料でのみ形成されている。凹部７５は、観察対象液が被検液そのものの場合は、被検液を加熱するための加熱槽となる。観察対象液が被検液と試薬とを反応させてなる反応液である場合は、被検液と試薬とを反応させるための反応槽、または、反応槽及び加熱槽となる。観察部７２は板部材７１に透光性のシート部材７３を設置して形成されている。
同図の例では、板部材７１の観察部７２となる部分には、凹部９０が設けられている。透光性のシート部材７３は、凹部９０の開口を一部を除いて塞ぐように、その対向する二辺において板部材７１の上面と接着されている。斜線部は接着剤７４で接着されて接合された部分を示している。被検液又は反応液は、板部材７１と透光性のシート部材７３との間隙から凹部９０に注入され、観察される。
スライドガラス上の被検液を撮像するための撮像ステージは、透光板を載置し得るものであればよく、特に限定されないが、撮像位置を変更できるように移動可能なものであるのが好ましい。移動は手動で行ってもよいが、例えばサーボモータ、ステッピングモータやリニアモータ等を使用して機械的に行うのが好ましい。
撮像手段としては、デジタルカメラ、ＣＣＤカラービデオカメラ等が挙げられる。また、撮像手段には、有形成分の標本像の焦点を自動で合わせる機能（オートフォーカス機能）を付加しておくのが好ましい。拡大手段は、撮像前の標本像を光学的に拡大するものであってもよいし、撮像された標本像の画像をデジタル処理等して拡大するものであってもよい。具体的には、前記カメラに取り付けられるズームレンズや対物レンズ等が挙げられる。
被検液中の有形成分としては、血球類や細菌などの数μｍの大きさのものから、円柱などの数百μｍの大きさのものまでがある。従って、尿被検液中の有形成分の標本像を拡大する拡大手段（対物レンズ）の有する拡大倍率は、一種類のみとするよりも、二種類以上とするのが好ましい。この場合、小型の有形成分から大型の有形成分までをより精度よく解析することができる。また、拡大倍率は連続的に変化するものであってもよい。拡大倍率は有形成分に合わせて適宜決定すればよい。
撮像された画像を処理して各種成分に識別する識別手段は、撮像された画像中の有形成分をその形態等に基づいて分類し、識別するものである。識別手段には、予め設定された視野分の全識別結果から分析結果を算出する機能と、分析結果を出力器から出力する機能とを付加するのが好ましい。なお、ここでいう予め設定された視野分とは、撮像する視野（画像）数のことをいう。また、識別手段には撮像された画像を一旦記憶しておくためのメモリ等を備えておくのが好ましい。
識別手段としては、例えば、上記の識別を行うようにプログラミングされたコンピュータ、論理回路で構成された識別装置等が挙げられる。このうち、識別手段としてコンピュータを用いれば、各工程の動作、画像処理、記憶、計算、出力等すべての制御がソフト上で行えるようになり好ましい。
識別手段は学習機能を有しているのが好ましい。学習認識機能を有することによって、正確性、精密性の高い測定結果が提供される。識別手段は、（１）赤、緑、青を明度と色度とに分離する色抽出の範囲指定、（２）穴埋め、線分の書き込み、画像の切り離しからなる二値画像処理の範囲指定、（３）画像の特徴量（面積、円形度係数、円相当径、周囲長、絶対最大長、フェレ径Ｘ／Ｙ比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短軸長さ／長軸長さ比など）の範囲指定を学習し、識別を行うことができる。
また、識別手段による上記画像処理は、ソフトウェアにより、有形成分の形態に基づいて有形成分を分類分析するため、明らかに形状の違う円柱や扁平上皮などの分類に関しては精度が高いが、小型な腎上皮細胞や赤血球、白血球、細菌などの形態が似かよった場合には、分析能はどうしても低下してしまう。
そこで、本発明の装置においては、被検液に成分識別を助力するための染色剤などの試薬を添加する手段を本発明の装置に更に付加することによって、本発明の方法においては、被検液に成分識別を助力するための染色剤などの試薬を添加する工程を加えることによって、上記の形態の似かよった成分を分類し、分析能を向上させることができる。
試薬は特に限定されないが、一般的に知られているものとしてＳｔｅｒｎｈｅｉｍｅｒ−Ｍａｌｂｉｎ染色法（ＳＭ染色法）、Ｓｔｅｒｎｈｅｉｍｅｒ 染色法（Ｓ染色法、ＮＳ染色法またはＳｔｅｒｎｈｅｉｍｅｒ 染色法の変法）、Ｐｒｅｓｃｏｔｔ−Ｂｒｏｄｉｅ 染色法、Ｂｅｈｒｅ−Ｍｕｈｌｂｅｒｇ染色法（ＢＭ染色法）、ＳｕｄａｎＩＩＩ染色法、Ｌｕｇｏｌ 染色法、ｈｅｍｏｓｉｄｅｒｉｎ 染色法、Ｐａｐａｎｉｃｏｌａｏｕ染色法、４−ｃｈｌｏｒｏ−１−ｎａｐｈｔｈｏｌ 法、Ｆｉｅｌｄ 染色法、Ｑｕａｇｌｉｎｏ−Ｆｌｅｍａｎｓ法、Ｋａｐｌｏｗ法、佐藤・関谷法、ベルリン青法、ギムザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム染色法、コンゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色法、アルシアン青染色法、ショール染色法、フォイルゲン染色法、オイル赤Ｏ染色法、Ｂｒｅｃｋｅｒ 法、ハインツ小体染色法、中性赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリアントクレシル青染色法（「臨床検査アトラス１ 尿沈渣 第２版 医歯薬出版株式会社発行」、「臨床検査技術全書３ 血液検査 医学書院発行」、「臨床検査法提要 金原出版株式会社発行」、「染色法のすべて ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ別冊 医歯薬出版株式会社発行」 ）等のうち少なくとも一法に用いられている成分の一種類または二種類以上を含有するものが挙げられる。例えば、ある一つの染色法で用いられる複種類の染色剤及び添加剤の中から幾つかの染色剤及び添加剤を選択し、これらを組み合わせて試薬としてもよいし、それぞれ別の染色法で用いられている複種類の染色剤を組み合わせて試薬としてもよい。
なお、上記染色剤には、染色剤の保存安定性や防腐性能を高めるために、一般的に知られている防腐（抗菌）剤（各種抗生物質、ＥＤＴＡ塩類、ホウ酸、クエン酸、ＮａＮ3、プロクリン、ベンツイソチアゾロン、ピリチオン、Ｎ−メチルイソチアゾール等）を添加してもよい。また、染色液を至適ｐＨに保つ為に各種緩衝液を添加したり、有形成分の形態を保持するために各種塩類（ＥＤＴＡ塩類、石炭酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ2、ＡｌＣｌ3等）、各種糖類（グルコース、フラクトース、ガラクトース、マルトース、キシリトール、ソルビトール）、シクロデキストリン類、グルタルアルデヒドを添加してもよい。更に、測定の妨げとなる不溶性物質を除くために各種界面活性剤や酵素類を添加してもよい。
さらに、形態による分類分析では十分な結果が期待できない場合には、本発明の装置においては、識別手段に、有形成分に起因する光学的特徴量に基づいて有形成分の量を算出する機能を付加するのが、又本発明の方法においては、有形成分に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算出することが好ましい。
例えば、被検液中の細菌類などの微生物の量を測定する際、分析精度をより向上させることを目的として発光試薬を被検液中に添加することができる。しかし、細菌類はその状態（死菌、生菌）によって染色度合いが異なるため、分析能が低下してしまう。そこで、さらに分析能を向上させるため、微生物がＡＴＰ（アデノシン三リン酸）を産出することを利用し、被検液中のＡＴＰを測定する工程を加えることによって細菌類の量を正確に測定することができる。ＡＴＰの測定は、ルシフェラーゼ、ルシフェリンなどを含むＡＴＰ試薬を利用し、ＡＴＰ量に応じた発光量（光学的特徴量）を検知することによって行うことができる（下記化学式参照）。
Figure 2008007725
 また、本発明の装置には、撮像された画像を処理して各種成分に識別した結果を記憶しておく手段（画像記憶装置）が備えられているのが好ましい。記憶しておく手段としては、記憶容量の大きい光磁気ディスク、固定ディスク、デジタルビデオディスク、ＣＤ−Ｒ等の補助記憶装置が挙げられる。本発明の装置に用いられる出力器としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プリンタ等の出力装置や上記補助記憶装置が挙げられる。
なお、出力装置としてディスプレイを用いる場合には、メニュー選択によって、測定結果や画像データの他、時刻、現在の装置の状況（各検体の測定状況、各検体又は選択した検体の測定終了予定時刻又は必要残時間、廃液タンクの廃液量、純水タンクの残量、各試薬の残量、洗剤の残量、スライドガラスの残数）等を表示する機能や、選択指定した情報のみを離れた場所から読み取れるように拡大表示する機能を付加してもよい。
本発明の装置においては、識別手段に、分類不可能な有形成分について「その他成分」なる項目に分類する機能、又はその画像を後に呼び出して、技師が直接目視により判断し、その判断結果をデータに付け加えたり修正したりできる機能を付加してもよい。
本発明の装置には、ディスプレイの表示メニューの選択や当該装置の操作をリモコン装置を用いて遠隔操作できる機能を付加してもよい。更に、本発明の装置には、何らかのアクシデントが発生した場合、廃液タンクが満杯になった場合、純水、各試薬、洗剤、スライドガラス等の残りが少なくなった場合等には、画面表示、音又は信号によって警告を発する機能を付加してもよい。
本発明の装置には、緊急の分析に対応するため、分析中の検体の次に緊急検体（緊急の分析を要する検体）を優先して割り込ませる機能、又は分析を一時停止して直ちに緊急検体を分析する機能を付加してもよい。なお、緊急の分析は迅速に行う必要があるため、例えば緊急分析用ボタンを設置し、該ボタンの操作のみで装置に緊急の分析を行わせるようにするのが好ましい。
本発明の方法は、上記した本発明の装置を用いれば容易に行うことができる。即ち、自動で透光板上に被検液を載置する工程が行われ、拡大手段により被検液中の有形成分の標本像を拡大する工程が行われ、撮像手段により有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標本像を撮像する工程が行われ、識別手段により撮像された画像を処理して、各種成分に識別する工程が行われる。このように本発明の装置を用いれば、本発明の方法を全自動で行うことができる。
次に、分析装置１００の具体的な分析動作について説明する。なお、以下、説明の便宜上、本実施の形態では、尿中の有形成分を分析する場合を例に挙げて説明する。勿論、本発明はこれに限定されるものではない。
最初に、試料２３のプレパラート２０を作成する手順から説明する。まず、不図示の容器（例えば、試験管）を複数架設するラックから尿を、所定の反応槽（不図示）に必要量分注する。このとき、均一な試料を分注するため、尿を攪拌操作後に採取し、分注してもよい。また、予めバーコードなど個体識別手段が貼付してある容器を用いる場合はバーコード読取装置にて分注時に読み取ることができる。
次に、尿中の有形成分を染色するための染色液（例えば、東洋紡績製のＵ−ＳＣＡＮＮＥＲ（登録商標）専用染色液）を上記反応槽に分注し、尿中有形成分の染色を実施する。反応槽中にて、よく混和後、反応槽から染色後の尿を一定量採取し、スライドガラス２１に分注し、カバーガラス２２を載置して、均一に展開させるために数分静置して、試料２３が保持されたプレパラート２０を作成する。
上述の手順で作成されたプレパラート２０をステージ１１に載置する。上述したように、ステージ１１は、プレパラート２０をｘｙｚ軸座標方向、すなわち３次元方向に自在に移動・停止できるように構成されている。プレパラート２０をステージ１１に載置後、光源１２からの照射光をプレパラート２０に集光させる。この処理以降が、本発明に係る分析装置の特徴的な制御動作となる。そこで、以降の処理については図４、図５に示す処理フローにしたがって、詳細に説明する。
まず、図４のステップ１（以下、ステップのことを単に“Ｓ”と称する。）において、制御部５は、自動合焦部４を制御して、対物レンズ１をプレパラート２０に対して合焦させる。この合焦点調整は、スライドガラス２１又はカバーガラス２２のいずれに対して合焦させても構わない。合焦点調整の手法については、上述した各種自動合焦方法を利用することができる。また、例えば、上記特許文献２に記載されているように、スライドガラス２１又はカバーガラス２２の一方の面に焦点位置を合わせる際の参照位置となる合焦マークを設けておいてもよい。この合焦マークに焦点を合わせるように合焦点調整を行うことにより、簡易にスライドガラス２１又はカバーガラス２２に合焦させることができる。
なお、このプレパラート２０に対する合焦点調整工程は、反応槽から試料２３を一定量採取し、分注して均一に展開させるためにプレパラート２０を数分静置している間に実施すれば分析装置１００の処理時間を遅らせることなく実施可能であり、好ましい。このＳ１の処理により、プレパラート２０毎に焦点を合わせることができる。それゆえ、プレパラート２０の製造誤差により生じる問題（厚みの違いによって焦点深度が微小に変化し、プレパラート毎にピントがずれてしまい、正確に自動で焦点を合わせられないという問題）を解決できる。
次に、Ｓ２において、制御部５は、駆動部３を制御して、対物レンズ１が上記合焦位置から鉛直方向（ｚ軸方向）に所定の距離だけ移動するように、対物レンズ１とプレパラート２０との相対位置を変動させる。本実施の形態では、ステージ１１をｚ軸方向へ駆動してプレパラート２０と対物レンズ１との距離を変化させることになるが、これに限られるものではなく、対物レンズ１を移動させてもよい。
この処理は、いわゆる対物レンズ１を所定の距離だけオフセット移動させて、有形成分の観察を開始する分析開始位置を設定するものである。つまり、制御部５は、対物レンズ１をスライドガラス２１又はカバーガラス２２に対して合焦させた位置から、所定の距離だけオフセット移動した位置を、所定の分析開始位置として設定する。
ここで、上記「所定の距離」とは、プレパラートや試料の種類、分析対象の有形成分や分析条件等に応じて適宜設定可能であり、特に限定されるものではない。つまり、Ｓ２の処理は、Ｓ１にて対物レンズ１をプレパラート２０に合焦させた後、対物レンズ１の観察位置を当該合焦位置から、スライドガラス２１とカバーガラス２２の間における“分析を開始したい位置”にまでオフセット移動させることを意図する。
具体的には、例えば、比重の軽い有形成分を分析したい場合は、カバーガラス２２の直下近傍まで移動させて分析開始位置を設定すればよい。逆に、比重の重い有形成分を観察したい場合は、スライドガラス２１付近の位置まで移動させればよい。また比重が中程度の有形成分を分析したい場合は、スライドガラス２１とカバーガラス２２との、ちょうど中間の位置まで移動させて分析開始位置とすればよい。
なお、上記Ｓ１，２の処理は、プレパラート毎の製造誤差によるピントのずれ発生という問題を回避するための処理である。このため、例えば、プレパラートが高品質で、製造誤差がほとんど無視できる場合、Ｓ１，Ｓ２の処理は省略することができる。例えば、プレパラート毎の製造誤差を考慮する必要がない場合は、分析開始位置を予め初期値として設定しておくことにより、Ｓ１，２の処理を省略できる。Ｓ１，２の処理を省略することにより、分析処理速度を高め、効率を向上させることができる。
次いで、Ｓ３において、制御部５は、自動合焦部４及び／又は駆動部３を制御して、Ｓ２にて設定した分析開始位置から、予め設定した分析終了位置まで自動合焦動作を行うように制御する。すなわち、制御部５は、Ｓ２にて対物レンズ１の観察位置をオフセット移動させた後、当該移動後の観察位置から予め設定した観察位置まで、つまり予め設定されたｚ軸方向の距離分だけ、対物レンズ１の位置を移動させて自動合焦動作を行うように制御する。なお、本工程で行う自動合焦動作は、上述した方式を好適に利用できる。
この処理は、Ｓ２で設定した分析開始位置から分析したい領域について、自動合焦動作を行う工程である。Ｓ３における「予め設定された分析終了位置」についても、試料の種類、分析対象の有形成分や分析条件等に応じて適宜設定可能であり、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、上記分析開始位置から、分析対象の有形成分が存在すると思われる距離（数十μｍ〜数百μｍ程度）だけ移動しつつ自動合焦動作を行うように設定すればよい。つまり、このＳ３では、上記分析開始位置から分析終了位置まで自動合焦動作を行い、有形成分について分析することになる。このような「分析開始位置」と「分析終了位置」とは、任意に設定可能であり特に限定されないが、例えば、「分析開始位置」と「分析終了位置」との距離（ｚ軸方向）は、例えば、３０μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０μｍ〜８００μｍ、さらには８０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。これは、例えば、汎用されているプレパラートの規格の一例では、スライドガラス表面からカバーガラスの裏面（実質的に測定物質が入る領域）はｚ軸方向で８０μｍであり、スライドガラス表面からカバーガラス表面（カバーガラスの外面までの距離であり、カバーガラスの厚みを含む）までの距離が４７０μｍとなるため、上述の範囲を分析することにより、プレパラート間に存在する有形成分を確実に分析できるからである。
続いて、Ｓ４にて、合焦検出部２が、Ｓ３の自動合焦動作において合焦状態となるか否かを検出する。例えば、自動合焦動作として所定周期毎に極めて微小ずつＺ軸方向にステージ１１を移動させる方式を採用する場合、合焦検出部２は、各周期で求まる輝度レベルの分散値を評価値として設定し、この評価値が最小値となるときを検出し、その最小値となったときの位置が合焦点状態であると判断するように構成できる。
次に、Ｓ５において合焦検出部２により合焦状態が検出された場合、Ｓ６にて判定部６は、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する。続いて、Ｓ７にて、撮像部７が当該合焦位置において有形成分の画像を取得し、Ｓ８へ移行する。
Ｓ８では、Ｓ７において画像を取得した後、当該視野領域における分析動作を停止する。続けて、Ｓ９において、制御部５は、駆動部３を制御して、異なる視野領域へ移動して分析を行う。すなわち、Ｓ６において、判定部６によって有形成分が存在すると判定された場合、制御部５は、自動合焦部４及び／又は駆動部３を制御して、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズ１と試料２３との相対位置を水平方向（ｘｙ軸座標方向）に変動させることになる。なお、視野変更は、後述するように、予め設定した視野数に達するまで繰り返すことが好ましいが、特に、ステージ１１の移動量を最小限にし、この工程にかかる時間をできる限り短縮するため、図３に示したような動きで実行されることが好ましい。
また、「異なる視野領域」へどのように移動するかについては、特に限定されず様々な方法で行うことができる。ただし、視野がかぶるのを防止するために「隣接した場所は避ける」ことが好ましい。例えば、ある方向（ｘｙ軸方向）に数視野分析を行い、次いで別の方向に数視野分析を行う等、ユーザが恣意的に任意に設定してもよいし、あるいは乱数表等を用いてランダムに分析する視野を決定してもよい。
次に、Ｓ１０において、制御部５は、Ｓ９にて移動した“異なる視野領域”において新たな有形成分の分析を行う場合、Ｓ６にて有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向（ｚ軸方向）の所定の距離（領域）についてのみ、自動合焦動作を行うように制御する。この処理は、複数の視野領域について分析する場合、２つめ以降の視野での分析は、１つめの視野の分析において有形成分が存在すると確認された位置近傍のみを分析することを意図する。これは、本発明者らが独自に見出した、「ある視野領域において、有形成分の存在が確認された場合、他の視野領域についても同じ位置（ｚ軸上の位置）に有形成分が存在する可能性が高いという知見」に基づく。この処理により、視野を変えるたびに初期の分析動作を繰り返すという無駄を省くことができ、効率的な分析が可能となる。
具体的な処理としては、例えば、Ｓ６にて有形成分が存在すると判定された合焦位置を中心として、ｚ軸方向にそって前後所定の距離だけ自動合焦動作を行うようにすればよい。ここで本工程における「所定の距離」とは、任意に設定可能であり、特に限定されないが、例えば、５μｍ〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜８０μｍ、さらには３０μｍ〜６０μｍであることが好ましい。これは、例えば、上述したプレパラートの規格で尿検体の分析を行う場合、比重、有形成分の含有量、粘性等により、有形成分が分布するｚ軸方向の位置が個人によって異なることがわかっているためである。実験的には、おおよそ３０μｍ〜６０μｍの範囲で分布することが確かめられている。このため、上述のような範囲で分析すれば、個人差に影響されることなく確実に有形成分を分析できる。
Ｓ１１において合焦状態が検出されれば、Ｓ６と同様に判定部６は、有形成分が存在すると判定する（Ｓ１２）。そして、Ｓ１３では、Ｓ７と同様に、撮像部７が当該有形成分の画像を取得し、Ｓ１６へ移行する。
一方、Ｓ１１において合焦状態が検出されずに自動合焦動作が完了した場合、判定部６は、当該視野領域には有形成分が存在しないと判定する（Ｓ１４）。そして、撮像部７は、自動合焦動作が完了した位置（分析終了位置）にて試料２３の画像を取得し（Ｓ１５）、Ｓ１６へ移行する。
Ｓ１６では、Ｓ１３又はＳ１５において画像を取得した後、当該視野領域における分析動作を停止する。その後、Ｓ１７において、制御部５は、所定の数の視野領域（例えば、数十視野、より好ましくは５０視野〜１００視野等）について分析が終了したか否か判断する。所定の数に達していれば、処理を終了する。一方、所定の数に達していなければ、Ｓ９に戻り、再度、異なる視野にて自動合焦動作を実行する処理（Ｓ１０〜Ｓ１７）を繰り返す。
続いて、Ｓ５において、合焦検出部２により合焦状態が検出されずに自動合焦動作が終了した場合の処理について説明する。
図４のＳ１８に示すように、Ｓ５において、合焦検出部２により合焦状態が検出されずに自動合焦動作が終了した場合、判定部６は、当該視野領域に有形成分が存在しないと判定する。
次いで、Ｓ１９において、撮像部７は、自動合焦動作が終了した位置、つまり分析終了位置にて試料２３の画像を取得する。そして、Ｓ２０では、Ｓ１９において画像を取得した後、当該視野領域における分析動作を停止する。
その後、Ｓ２１において、制御部５は、所定の数の視野領域（例えば、数十視野、より好ましくは５０視野〜１００視野等）について分析が終了したか否か判断する。所定の数に達していれば、処理を終了する。一方、所定の数に達していなければ、Ｓ２２に移り、次の異なる視野へ移動するように制御する。
Ｓ２２では、制御部５は、駆動部３を制御して、異なる視野領域へ移動して分析を行うように制御する。すなわち、Ｓ１８にて判定部６によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、制御部５は、自動合焦部４及び／又は駆動部３を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズ１と試料２３との相対位置を水平方向（ｘｙ軸座標方向）に変動させることになる。
次いで、制御部５は、Ｓ２２にて移動した“異なる視野領域”において新たな有形成分の分析を行う場合、再度、上記自動合焦部４及び／又は駆動部３を制御して、Ｓ２にて設定した分析開始位置から、予め設定した分析終了位置まで自動合焦動作を行うように制御する。つまり、Ｓ２２の後、Ｓ３に戻り、再度、自動合焦動作を行い有形成分について分析を行うことになる。この“異なる視野領域”における以降の処理は、上述した説明（Ｓ３〜Ｓ２１）と同様の処理となるため、ここではその説明を省略する。
以上のように、本分析装置１００によれば、プレパラート２０中の試料２３について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析することができる。
また、ある視野において有形成分が存在しないと確認された場合、他の視野について改めて有形成分の有無を確認すべく、再度、初期設定の分析動作（有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察する動作）を繰り返し行うことになる。それゆえ、有形成分を見つける確率を高めることができ、検出感度・分析精度を向上させることができる。なお、上記異なる視野での分析動作は、有形成分が確認されるまで繰り返し行われてもよい。また、一度又は数回だけ異なる視野で有形成分を確認し、それでも有形成分が見出されない場合、分析動作をとり止める構成でも構わない。この点はユーザが目的に応じて適宜設定可能である。
〔実施の形態２〕
上述した実施形態１では、図４の処理フローのＳ５において、合焦状態が検出できずに自動合焦動作が終了した場合、Ｓ３に戻り、異なる視野領域にて再度初期設定の分析動作を行う実施形態について説明した。しかし、本発明は上述の処理動作に限られるものではなく、例えば、合焦状態が検出できずに自動合焦動作が終了した場合、異なる視野領域において分析終了位置近傍についてのみ分析する実施形態も本発明に含まれる。以下、この処理動作を行う一実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態では、上記実施形態１との相違点について説明するものとする。
本実施形態では、上記実施形態１と構成が同一の分析装置を用いるため、装置の構成についての説明は省略する。また、本実施の形態における処理フローは、図４の処理フローと、Ｓ１〜Ｓ２１までは共通する。このため、以下の説明では、上記実施形態１と異なる部分、特に、図４のフローと異なるＳ２２以降についてのみ説明する。
図５は、本実施の形態に係る分析装置の処理フローを示す図であり、図４のＳ２０から出ている矢印Ａの後に続く処理フローを示す図である。つまり、本実施の形態において、図５に示さないＳ１〜Ｓ２０については、図４と同様である。
すなわち、図４に示すＳ２０にて、１つめの視野領域における分析動作を停止した後、制御部５は、駆動部３を制御して、異なる視野領域へ移動して分析を行うように制御する（図５のＳ２１）。すなわち、図５に示すＳ２１では、Ｓ１８にて判定部６によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、制御部５は、自動合焦部４及び／又は駆動部３を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズ１と試料２３との相対位置を水平方向（ｘｙ軸座標方向）に変動させることになる。
次に、図５のＳ２２において、制御部５は、Ｓ２１にて移動した“異なる視野領域”において新たな有形成分の分析を行う場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置近傍の所定の距離（領域）についてのみ、自動合焦動作を行うように制御する。この処理は、複数の視野領域について分析する場合であって、１つめの視野において有形成分が存在しないと確認された場合、２つめ以降の視野領域に関しては分析終了位置近傍についてのみ自動合焦動作を行い分析することを意図する。これは、本発明者らが独自に見出した「ある視野に有形成分が存在しない場合、他の視野についても存在しない可能性が高いという知見」に基づくものである。この処理により、１つめの視野領域において有形成分が存在しないことが確認された場合、他の視野について改めて有形成分の有無を確認するための初期設定の分析動作（有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察する動作）を行う必要がなくなるため、分析の処理速度が向上し、効率的な分析が可能となる。
具体的な処理としては、例えば、上記分析終了位置を中心として、ｚ軸上、前後所定の距離だけ自動合焦動作を行うようにすればよい。ここで本工程における「所定の距離」とは、任意に設定可能であり、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、さらに１μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。これは、以下の理由による。
すなわち、分析すべき有形成分として、上皮や円柱の他に血球や細菌等も存在するが、これら有形成分によって分析の手法が若干異なる。例えば、上皮や円柱は、一部分の外観的な大きさや核の大きさ等である程度の分析が可能である。一方、赤血球や白血球は比較的大きさが揃っており、それぞれ大きさで赤血球か白血球かを分類した後、細胞質の染色性、細胞膜の円形性等のパラメータで細分類する。このため、血球の分析ではジャストフォーカスを行うことが非常に好ましい（ピントがボケると輪郭がぼやけてしまい、血球が大きく観察されてしまうためである）。そして、赤血球は直径８μｍ、白血球の場合は直径１０μｍである。それゆえ、赤血球や白血球については、８μｍ〜１０μｍ程度の距離で合焦位置（ジャストフォーカス位置）を探すことが好ましい。また、細菌はその大きさが１μｍ〜３μｍ程度であるため、最低でも１μｍ程度の分解能を有することが好ましいといえる。したがって、上述した範囲で「所定の距離」を設定することにより、種々の有形成分の有無を正確に判定できる。
Ｓ２３において合焦状態が検出されずに自動合焦動作が完了した場合、判定部６は、当該視野領域には有形成分が存在しないと判定する（Ｓ２４）。そして、撮像部７は、自動合焦動作が完了した位置（分析終了位置）にて試料２３の画像を取得し、Ｓ２８へ移行する。
一方、Ｓ２３において合焦状態が検出されれば、判定部６は、有形成分が存在すると判定する（Ｓ２６）。そして、Ｓ２７では、撮像部７が当該有形成分の画像を取得し、Ｓ２８へ移行する。
Ｓ２８では、Ｓ２５又はＳ２７において画像を取得した後、当該視野領域における分析動作を停止する。その後、Ｓ２９において、制御部５は、所定の数の視野領域（例えば、数十視野、好ましくは５０視野〜１００視野等）について分析が終了したか否か判断する。所定の数に達していれば、処理を終了する。一方、所定の数に達していなければ、Ｓ２１に戻り、再度、異なる視野にて自動合焦動作を実行する処理（Ｓ２１〜Ｓ２９）を繰り返す。
上述した分析動作を行う本分析装置１００によれば、ある視野において有形成分が存在しないと確認された場合、分析終了位置近傍について分析を行う。本発明者らは、ある視野に有形成分が存在しない場合、他の視野についても存在しない可能性が高いという知見を独自に見出した。上記構成は、かかる知見に基づいており、他の視野について改めて有形成分の有無を確認するための初期設定の分析動作を行わないため、分析の処理速度が向上し、効率的な分析が可能となる。
また、本分析装置１００は、上述した図４，図５の処理フローが終了した後、分析結果を出力部１０から出力してもよい。
さらに、有形成分の画像を順次記憶部９に記録しておき、その後、分類部８によって有形成分を分類してもよい。例えば、記憶部９に保存された画像や分析結果は、分類部８に送られた後、分類部８が(i) ＲＧＢ値を明度と色度に分離する色抽出工程、(ii) 穴埋め、線分の書き込み、画像の分離からなる２値画像処理工程、(iii) 面積、円形度係数、円相当径、周囲長、絶対最大量、フェレ径Ｘ／Ｙ比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短軸長／長軸長比等の特徴量算出工程を実施し、予め設定しておいた有形成分の設定値と比較することで分類して、この分類結果及び／又は撮影画像を出力部１０に出力する構成とすることができる。上記のように、分類部８を備えることにより、生体試料中に含まれる有形成分の画像を取得し、種類毎に自動で分類及び計測等する分析装置（いわゆる有形成分分類装置）を得ることができる。
また、本発明には、以下の分析装置も含まれる。すなわち、生体試料中に含まれる有形成分をデジタルカメラにより撮影し、撮影した画像を基に自動で分類および計測する分析装置において、該生体試料を封入したプレパラートを設置するためのステージ部と、該ステージ部の上方に位置する対物レンズと、該対物レンズの上方に位置するデジタルカメラと、該ステージ部の下方に位置する光源部とを備え、該ステージ部が３次元駆動することで自動合焦点調節した画像を複数の視野で取得可能であり、該プレパラート毎に該プレパラートに対して合焦点した後、予め設定した駆動距離だけ該ステージ部を駆動させることで該自動合焦点調節を実行することを特徴とする分析装置。
上記の構成において、上記合焦点は、コントラスト方式自動合焦点調節機能により認識されることが好ましい。また、上記プレパラートは、該生体試料と、該生体試料の上方に位置するカバーガラス部と、下方に位置するスライドガラス部からなることが好ましい。また、上記プレパラートに対して行なわれる合焦点は、該スライドガラス部表面に合焦点することが好ましい。
また、上記予め設定した距離は、該カバーガラス部と該スライドガラス部間の距離と同じあるいはそれ以下であることが好ましい。また、上記生体試料中に含まれる有形成分の種類に応じて該予め設定した駆動距離を変更することなく、一定条件下で撮影可能であることが好ましい。また、上記生体試料中に含まれる有形成分の種類に応じて該対物レンズの交換をすることなく、一定条件下で撮影可能であることが好ましい。
〔実施の形態３〕
図７は、本発明の有形成分分析装置の一例を示す図であり、尿沈渣成分の分析装置を示す。
図７の例では、透光板としてはスライドガラス３５が用いられている。スライドガラス３５は、図６（ａ）に示したようにカバーガラスと一体的に形成されて、カバーガラス一体型スライドガラスとなっている。スライドガラス３５は撮像ステージとなるＸＹテーブル３６上に載置されている。ＸＹテーブル３６には駆動源としてステップモータが組み込まれている。ＸＹテーブル３６は駆動回路４１からの信号を受けて駆動され、スライドガラス３５をＸ座標軸方向及びＹ座標軸方向に自在に移動、停止させて撮像位置を変更する。
撮像手段としては自動焦点機能付きのＣＣＤカメラ４０が用いられている。ＣＣＤカメラ４０には拡大手段として、対物レンズが取り付けられている。識別手段は、画像処理制御回路４２、画像メモリ４４、特徴抽出回路４５、識別演算回路４６、中央制御部４７および演算回路５２で構成されており、同図では点線で囲まれている。５３は、出力装置として用いられているディスプレイである。４８は各種成分に識別した結果を記憶するための画像記憶装置である。次に、本発明の装置で行われる処理を時系列に説明する。
最初に、被検液となる尿検体をサンプル容器からプローブによって、三本の反応管４９ａ、４９ｂ、４９ｃに必要量分注する。なお、より均一に分注するため、尿検体は分注前に攪拌している。サンプル容器として予めバーコードが貼り付けられた容器を用いるのであれば、バーコード読み取り装置にて、予めバーコードを読み取る。バーコードを使用することによってサンプルの有無、種類、検体番号を読み取れば、以後の処理データおよびサンプルの識別を容易に行える。次に、染色液を反応管４９ａに必要量注入し、有形成分の染色を行う。約２分後、反応管４９ａから被検液と染色液との反応液を分取し、カバーガラス一体型スライドガラス（スライドガラス３５）に注入する。なお、染色反応時間や反応温度は任意に設定している。
次に、被検液を撮像するため、光源となるランプ３７から光を照射する。ランプ３７から照射された光（点線部）は光軸上を進み、コンデンサレンズ３８を通ってスライドガラス３５上の被検液上に集光される。被検液中の有形成分の標本像は対物レンズ３９により結像位置に形成され、この結像位置の標本像は、ＣＣＤカメラ４０の撮像面上に画像として投影され、光電変換される。
画像処理制御回路４２は、駆動回路４１を制御してＸＹテーブル３６の移動又は停止を制御するとともに、ＸＹテーブル３６が停止した際に、ＣＣＤカメラ４０に撮像を行わせる。ＣＣＤカメラ４０で得られた画像は、Ａ／Ｄ変換器４３によりデジタル化される。画像処理制御回路４２は、このデジタル化された画像データを画像メモリ４４に格納する。
画像処理制御回路４２は、画像メモリ４４への格納の終了後、さらにＸＹテーブル３６を移動させて撮像位置（視野）を変え、上記と同様に撮像、Ａ／Ｄ変換、メモリへの格納を行う。画像処理制御回路４２は、この一連の動作を予め設定された視野数になるまで繰り返し行う。なお、撮像位置を変更するためのＸＹテーブル３６の移動は、一視野分の画像解析が終了してから行うように制御してもよい。
次に、画像処理制御回路４２は、画像メモリ４４に格納された画像データを、特徴抽出回路４５へ入力する。特徴抽出回路４５は、画像の特徴量（例えば、有形成分の面積、円形度係数、円相当径、周囲長、絶対最大長、フェレ径Ｘ／Ｙ比、最大弦長Ｘ／Ｙ比、短軸長さ／長軸長さ比など）を一次パラメータとして抽出する。画像処理制御回路４２は、これら一次パラメータ及びこれらの組合せ演算で生じる二次パラメータを識別演算回路４６に入力する。
識別演算回路４６は、ニューラルネットワークを用いて有形成分の分類を行う。ニューラルネットワークは、予め専門家の判断にもとづいて大量のデータを用いて学習を実行し、各ニューロン間の結合係数を最適化するものである。従って、識別演算回路４６は、入力された一次および二次パラメータを用いてニューラルネットワーク演算を行い、対象となる有形成分の自動分類を実施する。なお、ニューラルネットワーク演算の代わりに、識別演算回路４６には統計的学習認識方法を用いた有形成分の自動分類を行わせてもよい。
中央制御部４７は、分類結果及び画像データを画像記憶装置４８に記憶させる。本実施例では、画像記憶装置４８として、記憶容量が大きい光磁気ディスクが用いられている。
一方、尿検体中の細菌などの微生物量を測定するために、反応管４９ｂ中にトリクロロ酢酸を添加し、その一部の検体試料を分取してＡＴＰ測定試薬を添加し、発光させる。反応管４９ｃ中にはトリクロロ酢酸を添加せずに、その一部の検体試料をブランクとして分取し、上記と同様にＡＴＰ測定試薬を添加して発光させる。発光はルミノメータ５０により検知する。積算回路５１は、所定時間内にルミノメータ５０にて検知された発光をカウントし、積算する。次に、演算回路５２は、積算回路５１により積算された発光の数（フォトン数）の情報を、予めＡＴＰの標準品によって算出された計算式に基づいてＡＴＰ量に変換して微生物の数を算出し、算出結果を中央制御部４７に入力する。
中央制御部４７は、撮像された画像の各視野ごとの分類結果を全視野分積算し、演算回路５２から入力される微生物の数と共に、予め入力された境界値（有形成分の標準値）に基づいて定性データ（例えば−、±、＋、＋＋、＋＋＋など）に変換し、得られた定性データや画像データをディスプレイやプリンタ等の出力装置５３に出力する。
図９は、本発明の有形成分分析方法の一例を示す工程ブロック図であり、図７に示す装置を使用して分析が行われている。以下、図９を各工程ごとに説明する。
〔尿検体採取工程〕本工程においては、尿原液２００検体を遠心分離せずに攪拌後、各検体０．７５ｍｌをそれぞれ三本の所定の反応管に分注する。
〔染色工程〕本工程においては、尿検体を採取した反応管のうちの一本に、Ｓ（Sternheimer）染色液を０．２５ｍｌ添加し攪拌する。
〔標本作製工程〕本工程は、透光板上に被検液を載置する工程である。なお、本工程においては、被検液となる染色液を添加した液から０．０１５ｍｌを分取し、カバーガラス一体型スライドガラスの間隙部分に分注し標本を作製している。
〔標本移動工程〕本工程においては、作製した標本を撮像ステージにセットしている。撮像ステージはセットされた標本を撮像位置まで移動させる。
〔撮像工程〕本工程は、被検液中の有形成分の標本像を拡大する工程と、拡大された有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標本像を撮像する工程とである。本工程においては、最初に、ＣＣＤカメラに取り付けられた対物レンズ（拡大手段）によって標本像を拡大している。次に、撮像ステージにセットされたＣＣＤカメラによって、自動で焦点を合せ、拡大画像を撮像している。
〔画像処理・記憶工程〕本工程は撮像された画像を処理して各種成分に識別する工程である。本工程においては、最初に、撮像した画像を光磁気ディスクに記憶する。次に、過去のデータを学習認識する機能を有した演算回路等を用いて、この記憶された画像データから尿中有形成分を各種成分に分類し、各種成分ごとに計数する。分類結果及び係数結果は制御計算工程へ伝達される。なお、上記した撮像工程、画像処理・記憶工程は、撮像ステージを移動させて撮像位置を変更しながら視野数が１００になるまで繰り返し行われる。
〔微生物量分析工程〕本工程は、有形成分に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算出する工程である。本工程においては、最初に尿検体採取工程で尿検体を分注した反応管三本のうち一本に、０．４％トリクロロ酢酸を０．７５ｍｌ添加する。残りの一本にはなにも添加せずブランクとする。各反応管から尿検体０．０１ｍｌを分取し、これにＡＴＰ測定試薬〔３０ｍＭグリシルグリシンバッファ（ｐＨ７．８）、５ｍＭ硫酸マグネシウム、０．１ｍＭ硫酸ルシフェリン、１０Ｕ／ｍｌルシフェラーゼを含有する。〕を０．５ｍｌ添加して発光を生じさせる。この発光をルミノメータを用いて検知し、積算回路等を用いて発光をカウントし、積算する。
次に、予めＡＴＰの標準品によって算出した計算式によって、各検体中のＡＴＰ量を求める。その後、トリクロロ酢酸を添加した検体中のＡＴＰ量と、ブランクとした検体中のＡＴＰ量との差を求め、検体中の微生物起源のＡＴＰ量を算出する。その結果を制御計算工程へ伝達する。図１１に尿中ＡＴＰ濃度と菌数との相関図を示す。
〔制御計算工程〕本工程においては、画像処理・記憶工程および微生物量分析工程の各工程から得られた結果を統合し、ディスプレイやプリンタ等に出力する。表１は、その出力（印字）例を示している。
Figure 2008007725
 この実施例における画像処理による検査結果の一致率を表２にまとめた。即ち、撮像された各画像を目視して、画像処理により分類分析された成分名（白血球、赤血球など）と一致しているか否かを判断した。
Figure 2008007725
 〔実施の形態４〕
図８は、本発明の有形成分分析装置の他の例を示す図である。図８の例では、図７の例と異なり、ＡＴＰ測定試薬の添加はなく、よって図７の例で用いられているルミノメータ、積算回路、演算回路は備えられていない。従って、図８の例に示すように、尿検体は反応管４９にのみ必要量が分取されている。それ以外の構成については図７に示した装置と同様である。
図１０は、本発明の有形成分分析方法の他の例を示す工程ブロック図であり、図８に示す装置を使用して分析が行われている。以下、図１０を各工程ごとに説明する。
〔尿検体採取工程〕本工程においては、尿原液検体を遠心分離せずに攪拌した後、この検体０．７５ｍｌを反応管に分取する。
〔染色工程〕本工程においては、尿検体を分注した反応管に、Ｓ（Sternheimer ）染色液を０．２５ｍｌ添加し攪拌する。
〔標本作製工程〕本工程においては図９の例と同様に、染色液を添加した液から０．０１５ｍｌを分取し、カバーガラス一体型スライドガラスの間隙部分に分注し標本を作製する。
〔標本移動工程〕本工程においては図９の例と同様に、作製した標本を撮像ステージにセットし、撮像位置まで移動させる。
〔撮像工程〕本工程においては図９の例と同様に、拡大された有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、撮像ステージにセットされたＣＣＤカメラによって拡大画像を撮像している。
〔画像処理・記憶工程〕本工程においては図９の例と同様に、撮像した画像を記憶し、画像データから尿中有形成分を各種成分に分類し、各種成分ごとに計数している。分類結果及び係数結果は制御計算工程へ伝達される。なお、撮像工程、画像処理・記憶工程は、撮像ステージを移動させて撮像位置を変更しながら視野数が１００になるまで繰り返し行われる。
〔制御計算工程〕本工程においては画像処理・記憶工程から得られた結果を統合し、ディスプレイやプリンタ等に出力する。表３は、その出力（印字）例を示しており、強拡大視野（ＨＰＦ）における結果が記号で示されている。
Figure 2008007725
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
最後に、上記分析装置１００の各ブロック、特に合焦検出部２，自動合焦部４，制御部５，判定部６，及び分類部８は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、分析装置１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである分析装置１００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記分析装置１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、分析装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明に係る分析装置は、上述した構成を有するゆえに、生体試料・非生物学的試料を問わず、プレパラート中の試料について有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析することができるという効果を奏する。
また、本発明に係る分析装置において、上記判定手段は、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出されずに上記自動合焦動作が完了した場合には、当該視野領域内には有形成分は存在しないと判定するものであり、上記制御手段は、上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、再度、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、上記透光板と被覆透光板との間（の鉛直方向）における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御するものであることが好ましい。
上記の構成によれば、ある視野領域において有形成分が存在しないと確認された場合、他の視野領域について改めて有形成分の有無を確認すべく、再度、初期設定された分析動作（有形成分が存在すると思われる領域を広範囲に観察する動作）を行うことになる。それゆえ、有形成分を発見する確率を高めることができ、検出感度・分析精度を向上させることができる。なお、上記異なる視野での分析動作は、有形成分が確認されるまで初期設定の分析動作を繰り返し行う構成でもよい。一方、一度又は数回だけ異なる視野で有形成分の有無を確認し、それでも有形成分が見出されない場合は、初期設定の分析動作をとり止める構成でも構わない。
また、本発明に係る分析装置において、上記判定手段は、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出されずに上記自動合焦動作が完了した場合には、当該視野領域内には有形成分は存在しないと判定するものであり、上記制御手段は、上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置近傍の所定の距離（領域）について、自動合焦動作を行うように制御するものであることが好ましい。
上記の構成によれば、ある視野において有形成分が存在しないと確認された場合、分析終了位置近傍について分析を行う。本発明者らは、ある視野に有形成分が存在しない場合、他の視野についても存在しない可能性が高いという知見を独自に見出した。上記構成は、かかる知見に基づいており、他の視野について改めて有形成分の有無を確認するための初期設定の分析動作を行わない。このため、分析の処理速度が向上し、効率的な分析が可能となる。
また、本発明に係る分析装置において、上記制御手段は、上記対物レンズを透光板又は被覆透光板に対して合焦させた位置から、所定の距離だけオフセット移動した位置を、上記所定の分析開始位置として設定するものであることが好ましい。
上述したように、プレパラートを構成する透光板及び被覆透光板には製造誤差により厚みの違いがあり、その影響でプレパラート毎にピントがずれてしまい、正確に自動で焦点を合わせられないという問題があった。しかし、上記の構成によれば、まず対物レンズをプレパラート（透光板又は被覆透光板）毎に合焦させて駆動開始点を設定（いわゆるゼロ点調整）することができる。このため、プレパラートの製造誤差に起因した焦点深度のズレの発生を防止できる。また、上記の構成によれば、駆動開始点を設定した後、対物レンズと試料との間の距離を、所定の距離だけオフセット移動する。それゆえ、このオフセット移動により分析を開始する分析開始位置を任意に設定できる。例えば、比重の軽い有形成分を分析したい場合、プレパラート毎に合焦した後、プレパラートの上方に位置するカバーガラス近傍までオフセット移動し、その後スライドガラスに向かって下方へ分析動作を行えばよい。したがって、上記の構成によれば、プレパラートの製造誤差による問題を解消でき、任意の領域を効率的かつ高精度に分析できる。
また、本発明に係る分析装置において、さらに、上記判定手段によって有形成分が存在すると判定された場合、合焦位置に存在する当該有形成分の画像を取得する撮像手段を備えることが好ましい。
上記の構成によれば、観察された有形成分について、焦点の合った鮮明な画像を取得することができる。それゆえ、かかる画像を用いて、有形成分の分類・計測等の処理を行うことができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記撮像手段は、上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置において、試料の画像を取得するものであることが好ましい。
上記の構成によれば、分析を行った視野には有形成分が存在しなかった場合に、当該視野領域には有形成分が存在していないという結果を示す画像を取得することができる。かかる画像は、後日、有形成分の有無を再確認する際の有用な資料として利用できる。
また、本発明に係る分析装置において、さらに、上記取得した画像に基づき、有形成分を分類する分類手段を備えることが好ましい。
上記の構成によれば、画像から把握できる形態特徴量（色、形等）を指標として、有形成分を自動で分類することができる。それゆえ、検査技師等の負担を減らし、検査を効率的に行うことができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記取得した画像を任意の枚数重ね合わせて合成画像を作成し、該合成画像を表示し出力する出力手段を備えたことが好ましい。
上記の構成によれば、一画像中の有形成分が少ない場合でも、画像を重ね合わせることによってひと目で多くの有形成分を確認することができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記取得した画像、またはそれを任意の枚数重ね合わせた合成画像を、格子状に一覧配置し、該一覧配置した画像を表示し出力する出力手段を備えたことが好ましい。
上記構成によれば、特定の成分を確認したい場合、その成分が撮像されている画像を直ちに見つけることができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記撮像手段により取得された画像を処理して各種成分に識別する識別手段を備え、上記識別手段は、予め設定された視野分の全識別結果から分析結果を算出する機能と、分析結果を出力器から出力する機能とを有していることが好ましい。
上記構成によれば、多くの視野を撮像し、存在する有形成分を識別、算出する工程を全自動で行うことができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記識別手段が学習認識機能を有することが好ましい。
学習機能を有することにより、識別能力が向上し、より正確な識別ができるようになる。
また、本発明に係る分析装置において、上記識別手段は、有形成分の特徴量の範囲指定を学習し、識別するものであることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記識別手段は、有形成分に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算出する機能を有していることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、光学的特徴量は、赤、緑、青を明度と色度に分離する色抽出を行い、穴埋め、線分の書き込み、画像の切り離しからなる２値画像処理を行うことにより得られる画像の特徴量であることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、光学的特徴量がＡＴＰ測定用試薬による発光量であることが好ましい。
上記構成によれば、大きさが小さく見落とす可能性のある微生物（有形成分）を検出することができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記試料に成分識別力を助力するための試薬を添加する添加手段を備えたことが好ましい。
上記構成によれば、光学的特徴量が向上し、有形成分の見落としや誤認のリスクを低減させ、より正確な識別ができる。
また、上記成分識別を助力するための試薬が、Sternheimer-Malbin染色法、Sternheimer 染色法、Prescott-Brodie 染色法、Behre-Muhlberg染色法、SudanIII染色法、Lugol 染色法、hemosiderin 染色法、Papanicolaou染色法、4-chloro-1-naphthol 法、Field 染色法、Quaglino-Flemans法、Kaplow法、佐藤・関谷法、ベルリン青法、ギムザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム染色法、コンゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色法、アルシアン青染色法、ショール染色法、フォイルゲン染色法、オイル赤Ｏ染色法、Brecker 法、ハインツ小体染色法、中性赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリアントクレシル青染色法のうち少なくとも一法に用いられている成分の一種類または二種類以上を含有する試薬であることが好ましい。
上記構成によれば、それぞれの染色試薬のもつ長所を相乗させたり、あるいは短所を改善、相補させたりでき、より高性能な染色を行うことができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記対物レンズが二種類以上の拡大倍率を有していることが好ましい。
上記構成によれば、分析対象である各有形成分の大きさの分布が広くても、適切な倍率にて撮像することができ、より見落としや誤認が少ない識別ができる。
また、本発明に係る分析装置により分析できる上記試料としては、尿、血液、血清、血漿、随液、精液、前立腺液、関節液、胸水、または腹水が挙げられる。
特に、上記試料として、尿を分析する場合、上記尿が、原尿、濃縮尿、または遠心分離後の沈渣であることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光板が、スライドガラスであることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光板が、上記試料を被覆する被覆透光板と一体的に形成されたものであることが好ましい。
上記構成によれば、煩雑なプレパラート作製作業が大幅に省力化できる。
また、本発明に係る分析装置において、透光板および被覆透光板のうち少なくとも一つの材料が、ガラス、プラスチック、物理化学的処理を施したガラスまたは物理化学的処理を施したプラスチックであることが好ましい。
また、上記物理化学的処理が、界面活性剤等を被検液と接する面に予め塗布しておく処理方法や、プラズマ放電処理あるいはコロナ放電処理であることが好ましい。
上記処理方法を用いることにより、簡便に親水性を付与することができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光板は、片側に観察部が設けられ、該側の観察部以外の部分に一以上の凹部が設けられた板部材を有する多機能観察プレートであって、多機能観察プレートにおける観察部は前記板部材に透光性のシート部材を設置して形成されたものであり、板部材の少なくとも前記シート部材が設置され得る部分は、一方の側から他方の側へ光が透過するように、透光性の材料で形成されていることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、多機能観察プレートにおける上記板部材が透光性の材料でのみ形成されていることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記多機能観察プレートにおける上記凹部の少なくとも一つが、試料を加熱するための加熱槽であることが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記多機能観察プレートにおける凹部の少なくとも一つが被検液と試薬とを反応させて試料とするための反応槽であることが好ましい。
上記構成によれば、従来のように槽を別途設ける必要がなく、分析装置においては省スペース化等を図ることができる。さらに、この槽は、観察部に置かれる観察対象液ごとに設けられているため、洗浄の必要がなく、洗浄が不十分であることが原因で生じる測定誤差を抑制することができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記多機能観察プレートにおける上記凹部の少なくとも一つが、試薬を貯留した試薬槽であることが好ましい。
この試薬槽には被検液と試薬とを反応させて観察対象液（試料）とする場合に必要な一以上の試薬が必要量だけ貯留されている。よって、有形成分の分析を円滑に行うことができ、又被検液が少数の場合に新たに試薬を購入し、それを余らせてしまうという不経済な事態を回避することもできる。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光板は、さらに、試料を観察部まで移送する器具を洗浄するための洗浄液を貯留した洗浄液槽を有することが好ましい。
上記構成によれば、加熱槽や反応槽の中の観察対象液を観察部に移送するための器具（例えば、プローブやチップ）の洗浄もプレート上で行える。よって、一層円滑に分析を行うことができる。また、別途洗浄槽を設けておく必要がないため、有形成分分析装置においては更に省スペース化等を図ることができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光板は、さらに、上記器具を洗浄した後の洗浄液を貯留するための廃液槽を有することが好ましい。
上記構成によれば、装置に廃液槽を設けなくても良く、従来の装置に比べて省スペース化、軽量化、コストの低減を図ることができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記透光性のシート部材が、その周縁の一部で上記板部材に接合されたことが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記凹部がシール部材で密封されたことが好ましい。
また、本発明に係る分析装置において、上記洗浄液槽がシール部材で密封されたことが好ましい。
シール部材で密封されていることにより、振動等で漏れるリスクがなく、また使用時、プローブで破ったり、使用直前に穴あけ用の冶具等で簡単に開封することができる。
また、本発明に係る分析装置において、上記自動合焦手段による自動合焦動作は、コントラスト方式自動合焦点調節機能により行われることが好ましい。
上記の構成によれば、正確に自動合焦動作を実施することができる。それゆえ、大きな有形成分から小さな有形成分まで鮮明に分析できる。
なお、上記分析装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記分析装置をコンピュータにて実現させる分析装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
すなわち、本発明に係る分析プログラムは、上記の分析装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための分析プログラムである。また、当該分析プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明に含まれる。
また、本発明に係る分析方法は、以上のように、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行う工程と、上記自動合焦動作において合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定工程と、上記判定工程において有形成分が存在すると判定された場合、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させる工程と、上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う工程において、上記有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向の所定の距離について、自動合焦動作を行う工程と、を有する構成である。
それゆえ、プレパラート中の試料について、有形成分の有無を判定するとともに、有形成分が存在する場合は、当該有形成分について効率的かつ高精度で分析することができる。
また、本発明に係る分析方法において、透光板上に試料を載置する載置工程と、試料中に含まれる有形成分の標本像を拡大する拡大工程と、有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標本像を撮像する撮像工程と、撮像された画像を処理して、各種成分に識別する識別工程とを有することが好ましい。
また、本発明に係る分析方法において、予め設定された視野数になるまで、上記拡大工程から上記撮像工程まで、または上記拡大工程から識別工程までを、撮像位置を変えて繰り返すことが好ましい。
また、本発明に係る分析方法において、上記載置工程から識別工程まで、または上記拡大工程から識別工程までを全自動で行うことが好ましい。
なお、本発明は、特開平１０−１８５８０３号公報（平成１０(1998)年７月１４日公開）、及び特開２０００−３５３８４号公報（平成１２(2000)年２月２日公開）の記載内容を援用することが可能である。
以上のように、本発明によれば、多種多様な試料中の有形成分について、独自の自動合焦機能により、高効率かつ高精度で分析可能である。このため、医療・診断機器等の医療分野をはじめとして、製薬、食品、環境分野等の広範な分野において産業上の利用可能性が存在する。

Claims (41)

  1. 透光板と被覆透光板との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための分析装置であって、
    上記試料を観察するための対物レンズと、
    上記対物レンズの合焦状態を検出する合焦検出手段と、
    上記対物レンズと試料との相対位置を３次元方向に変動させる駆動手段と、
    上記合焦検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動手段を制御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自動合焦手段と、
    上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御する制御手段と、
    上記自動合焦動作において、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定手段と、を備えており、
    上記制御手段は、
    上記判定手段によって有形成分が存在すると判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、
    上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、上記有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向の所定の距離について、自動合焦動作を行うように制御するものであることを特徴とする分析装置。
  2. 上記判定手段は、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出されずに上記自動合焦動作が完了した場合には、当該視野領域内には有形成分は存在しないと判定するものであり、
    上記制御手段は、
    上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、
    上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、再度、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行うように制御するものであることを特徴とする請求の範囲１に記載の分析装置。
  3. 上記判定手段は、上記合焦検出手段によって合焦状態が検出されずに上記自動合焦動作が完了した場合には、当該視野領域内には有形成分は存在しないと判定するものであり、
    上記制御手段は、
    上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦手段及び／又は駆動手段を制御して、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、上記対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させ、
    上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置近傍の所定の距離について、自動合焦動作を行うように制御するものであることを特徴とする請求の範囲１に記載の分析装置。
  4. 上記制御手段は、上記対物レンズを透光板又は被覆透光板に対して合焦させた位置から、所定の距離だけオフセット移動した位置を、上記所定の分析開始位置として設定するものであることを特徴とする請求の範囲１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
  5. さらに、上記判定手段によって有形成分が存在すると判定された場合、合焦位置に存在する当該有形成分の画像を取得する撮像手段を備えることを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれか１項に記載の分析装置。
  6. 上記撮像手段は、上記判定手段によって当該視野領域内には有形成分が存在しないと判定された場合、上記自動合焦動作が完了した分析終了位置において、試料の画像を取得するものであることを特徴とする請求の範囲５に記載の分析装置。
  7. さらに、上記取得した画像に基づき、有形成分を分類する分類手段を備えることを特徴とする請求の範囲５又は６に記載の分析装置。
  8. 上記取得した画像を任意の枚数重ね合わせて合成画像を作成し、該合成画像を表示し出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求の範囲５〜７の何れか１項に記載の分析装置。
  9. 上記取得した画像、またはそれを任意の枚数重ね合わせた合成画像を、格子状に一覧配置し、該一覧配置した画像を表示し出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求の範囲５〜７の何れか１項に記載の分析装置。
  10. 上記撮像手段により取得された画像を処理して各種成分に識別する識別手段を備え、
    上記識別手段は、予め設定された視野分の全識別結果から分析結果を算出する機能と、分析結果を出力器から出力する機能とを有していることを特徴とする請求の範囲５に記載の分析装置。
  11. 上記識別手段が学習認識機能を有することを特徴とする請求の範囲１０に記載の分析装置。
  12. 上記識別手段は、有形成分の特徴量の範囲指定を学習し、識別するものであることを特徴とする請求の範囲１０に記載の分析装置。
  13. 上記識別手段は、有形成分に起因する光学的特徴量に基づいて、有形成分の量を算出する機能を有していることを特徴とする請求の範囲１０に記載の分析装置。
  14. 光学的特徴量は、赤、緑、青を明度と色度に分離する色抽出を行い、穴埋め、線分の書き込み、画像の切り離しからなる２値画像処理を行うことにより得られる画像の特徴量であることを特徴とする請求の範囲１３に記載の分析装置。
  15. 光学的特徴量がＡＴＰ測定用試薬による発光量であることを特徴とする請求の範囲１３に記載の分析装置。
  16. 上記試料に成分識別力を助力するための試薬を添加する添加手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１〜１５の何れか１項に記載の分析装置。
  17. 上記成分識別を助力するための試薬が、Sternheimer-Malbin染色法、Sternheimer 染色法、Prescott-Brodie 染色法、Behre-Muhlberg染色法、SudanIII染色法、Lugol 染色法、hemosiderin 染色法、Papanicolaou染色法、4-chloro-1-naphthol 法、Field 染色法、Quaglino-Flemans法、Kaplow法、佐藤・関谷法、ベルリン青法、ギムザ染色法、ライト染色法、パッペンハイム染色法、コンゴー赤染色法、メチル緑・ピロニン染色法、アルシアン青染色法、ショール染色法、フォイルゲン染色法、オイル赤Ｏ染色法、Brecker 法、ハインツ小体染色法、中性赤・ヤーヌス緑超生体染色法、ブリリアントクレシル青染色法のうち少なくとも一法に用いられている成分の一種類または二種類以上を含有する試薬であることを特徴とする請求の範囲１６に記載の分析装置。
  18. 上記対物レンズが二種類以上の拡大倍率を有していることを特徴とする請求の範囲１〜１７の何れか１項に記載の分析装置。
  19. 上記試料として、尿、血液、血清、血漿、随液、精液、前立腺液、関節液、胸水、または腹水を分析することを特徴とする請求の範囲１〜１８の何れか１項に記載の分析装置。
  20. 上記試料として、尿を分析するとともに、
    上記尿が、原尿、濃縮尿、または遠心分離後の沈渣であることを特徴とする請求の範囲１〜１８の何れか１項に記載の分析装置。
  21. 上記透光板が、スライドガラスであることを特徴とする請求の範囲１〜２０の何れか１項に記載の分析装置。
  22. 上記透光板が、上記試料を被覆する被覆透光板と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求の範囲１〜２１の何れか１項に記載の分析装置。
  23. 透光板および被覆透光板のうち少なくとも一つの材料が、ガラス、プラスチック、物理化学的処理を施したガラスまたは物理化学的処理を施したプラスチックであることを特徴とする請求の範囲１〜２２の何れか１項に記載の分析装置。
  24. 上記物理化学的処理が、界面活性剤等を被検液と接する面に予め塗布しておく処理方法や、プラズマ放電処理あるいはコロナ放電処理であることを特徴とする請求の範囲２３に記載の分析装置。
  25. 上記透光板は、片側に観察部が設けられ、該側の観察部以外の部分に一以上の凹部が設けられた板部材を有する多機能観察プレートであって、
    多機能観察プレートにおける観察部は前記板部材に透光性のシート部材を設置して形成されたものであり、板部材の少なくとも前記シート部材が設置され得る部分は、一方の側から他方の側へ光が透過するように、透光性の材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲１〜２４の何れか１項に記載の分析装置。
  26. 多機能観察プレートにおける上記板部材が透光性の材料でのみ形成されていることを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  27. 上記多機能観察プレートにおける上記凹部の少なくとも一つが、試料を加熱するための加熱槽であることを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  28. 上記多機能観察プレートにおける凹部の少なくとも一つが被検液と試薬とを反応させて試料とするための反応槽であることを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  29. 上記多機能観察プレートにおける上記凹部の少なくとも一つが、試薬を貯留した試薬槽であることを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  30. 上記透光板は、さらに、試料を観察部まで移送する器具を洗浄するための洗浄液を貯留した洗浄液槽を有することを特徴とする請求の範囲２７〜２９の何れか１項に記載の分析装置。
  31. 上記透光板は、さらに、上記器具を洗浄した後の洗浄液を貯留するための廃液槽を有することを特徴とする請求の範囲３０に記載の分析装置。
  32. 上記透光性のシート部材が、その周縁の一部で上記板部材に接合されたことを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  33. 上記凹部がシール部材で密封されたことを特徴とする請求の範囲２５に記載の分析装置。
  34. 上記洗浄液槽がシール部材で密封されたことを特徴とする請求の範囲３０に記載の分析装置。
  35. 上記自動合焦手段による自動合焦動作は、コントラスト方式自動合焦点調節機能により行われることを特徴とする請求の範囲１〜３４のいずれか１項に記載の分析装置。
  36. 請求の範囲１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための分析プログラム。
  37. 請求の範囲３６に記載の分析プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  38. 透光板と被覆透光板との間に保持された試料中に含まれる有形成分を分析するための分析方法であって、
    上記透光板と被覆透光板との間における、所定の分析開始位置から予め設定された分析終了位置まで、自動合焦動作を行う工程と、
    上記自動合焦動作において合焦状態が検出された場合、当該合焦位置に有形成分が存在すると判定する判定工程と、
    上記判定工程において有形成分が存在すると判定された場合、当該有形成分が存在すると判定された合焦位置において上記自動合焦動作を中止し、異なる視野領域で新たな有形成分の分析を行うために、対物レンズと試料との相対位置を水平方向に変動させる工程と、
    上記異なる視野領域において新たな有形成分の分析を行う工程において、上記有形成分が存在すると判定された合焦位置近傍における垂直方向の所定の距離について、自動合焦動作を行う工程と、を有することを特徴とする分析方法。
  39. 透光板上に試料を載置する載置工程と、
    試料中に含まれる有形成分の標本像を拡大する拡大工程と、
    有形成分の標本像の焦点を自動で合せ、有形成分の標本像を撮像する撮像工程と、
    撮像された画像を処理して、各種成分に識別する識別工程とを有することを特徴とする請求の範囲３８に記載の分析方法。
  40. 予め設定された視野数になるまで、上記拡大工程から上記撮像工程まで、または上記拡大工程から識別工程までを、撮像位置を変えて繰り返すことを特徴とする請求の範囲３９に記載の分析方法。
  41. 上記載置工程から識別工程まで、または上記拡大工程から識別工程までを全自動で行うことを特徴とする請求の範囲３９に記載の分析方法。
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