WO2022124070A1 - 検査装置、情報処理方法およびプログラム - Google Patents

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WO2022124070A1
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sample
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泰典 松田
祐次 藤岡
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株式会社堀場製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an inspection device, an information processing method and a program.
  • Patent Document 1 Conventionally, various devices for inspecting an inspected object by irradiating the inspected object with light have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a small sample testing device that can easily test a sample such as blood is suitable for POCT (point of care testing) that tests in a place where a patient is present, such as a clinic, and its use is expanding.
  • POCT point of care testing
  • the sample container into which the sample is introduced is loaded into the chip, and the chip is rotated to centrifuge any component (for example, plasma) contained in the sample. Then, the separated components are reacted with the test reagent in the chip, and the test is performed by optically measuring the absorbance of the obtained reaction product.
  • any component for example, plasma
  • sample testing device in order to reliably perform the sample test, whether or not the sample is introduced into the sample container loaded in the chip (presence or absence of the sample) and the amount of the sample introduced into the sample container are inspected. It is necessary to judge whether or not only the required amount is present (sample introduction amount) before measuring the absorbance. Information regarding the presence or absence of a sample and the amount of sample introduced is also referred to as object information here. Since the chip used differs depending on the inspection item of the sample (because the inspection reagent differs depending on the chip used), it is desirable to be able to stably acquire the object information for each chip used. However, in the conventional sample inspection device, the study for stably acquiring the object information for each chip used has been insufficient.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection device, an information processing method, and a program capable of stably acquiring object information for each chip used. To do.
  • the inspection device is a chip in which at least one light source that can be lit at different positions, a light source control unit that controls lighting of the at least one light source, and a storage container for accommodating an inspection object are loaded.
  • the chip located in the illumination area illuminated by the lighting of the at least one light source by the rotation mechanism for rotating the light source is photographed at different timings for each of the different positions of the lighting light source.
  • An imaging unit that acquires a plurality of individual images, an image generation unit that generates an image for analysis based on the plurality of individual images, and a state of the inspection object or the storage container based on the image for analysis.
  • the luminance value of each pixel of the analysis image is calculated by using the luminance value of the pixel at the same position among the plurality of individual images.
  • the information processing method includes a step of rotating a chip in which a storage container for accommodating an inspection object is loaded to be positioned in a lighting area, and lighting of at least one light source in the lighting area.
  • the steps of emitting light toward the located chip, the process of photographing the chip illuminated by the light source to acquire an individual image, and the position of the chip at the time of photographing after the image of the chip are defined.
  • the step of turning on at least one light source at another position to emit light toward the chip located in the illumination area, and taking a picture of the chip illuminated by the light source at the other position are taken separately.
  • the brightness value of each pixel of the analysis image is calculated by using the brightness value of the pixel at the same position among the plurality of individual images.
  • the program according to still another aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the above information processing method.
  • object information can be stably acquired for each chip used.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the internal structure of the sample inspection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is an enlarged front view which shows the sample container and a chip which are put into the said sample inspection apparatus. It is a perspective view when the lighting substrate arranged in the said measurement room is seen from the bottom. It is a block diagram which shows the hardware composition of the said sample inspection apparatus. It is a flowchart which shows the flow of operation by the acquisition method of the object information in the said sample inspection apparatus. It is explanatory drawing which shows typically a plurality of individual images acquired by the said sample inspection apparatus. It is explanatory drawing which shows schematically the image for analysis generated based on the said plurality of individual images.
  • It is explanatory drawing which shows typically the relationship between the object information acquired by taking a picture of the said chip in two steps, and the judgment result of the state of a sample, or the state of a sample container. It is explanatory drawing which shows the model of the said 1st window part analysis image and the other 2nd window part analysis image. It is a top view which shows the measuring part of the said chip enlarged. It is explanatory drawing which shows the distribution of the difference of the luminance value acquired when the measuring part of the said chip has a ripple structure. It is explanatory drawing which shows the distribution of the difference of the luminance value acquired when the said measuring part does not have a ripple structure. It is explanatory drawing which shows the arbitrary individual image of the said measuring part. It is a block diagram schematically showing other configurations of the said sample inspection apparatus.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a sample inspection device 1 which is an example of the inspection device of the present embodiment.
  • the sample inspection device 1 has a measurement chamber 71 in the housing.
  • the measurement chamber 71 accommodates the chip 6 loaded with the sample container 5, and performs various measurements on the sample in the chip 6.
  • the chip 6 housed in the measuring chamber 71 is pressed and held on the first stage 83 by the holder 72.
  • the sample container 5 is an example of a container for accommodating an inspection object, and is also called a capillary or a capillary tube.
  • a sample collected from the subject is introduced into the sample container 5.
  • the above-mentioned sample is an example of a test object to be tested by the sample test device 1, and is, for example, blood (also referred to as whole blood) or plasma.
  • blood also referred to as whole blood
  • plasma As a case where the sample is plasma, for example, it can be assumed that plasma already extracted from the blood by centrifugation is used as the sample.
  • the chip 6 contains a test reagent corresponding to the test item in advance.
  • the test items include Hb (hemoglobin) A1c, which is an index for determining diabetes, CRP (C-reactive protein) and hsCRP (high-sensitivity CRP), which are inflammation markers, and CysC (cystatin C), which is an index for renal function testing. , And so on.
  • the start button (not shown) is pressed while the chip 6 is held on the first stage 83, the rotation of the chip 6 is started and any component (for example, plasma) contained in the sample is centrifuged.
  • the centrifuged component reacts with the test reagent in the chip 6 to produce a reactant.
  • the absorbance of the reaction product is measured by the measuring unit 76 (see FIG. 4), the measurement result is output on paper or the like.
  • FIG. 2 is an enlarged front view showing the sample container 5 and the chip 6.
  • a black marker 5a which is a guideline for the amount required for the inspection of the sample, is attached to the surface of the sample container 5.
  • the required amount of sample depends on the type of sample to be tested. Therefore, the position where the marker 5a is attached in the sample container 5 also differs depending on the type of the sample.
  • a user can introduce a required amount of a sample into the sample container 5 for each sample to be inspected by introducing the sample into the sample container 5 with the target of the marker 5a.
  • the chip 6 is configured by attaching a cover to the base.
  • the material of the base and cover is appropriately set for each chip 6 (test reagent) in consideration of chemical resistance, water repellency in the internal flow path (sample fluidity), heat shrinkage during processing, etc. ing.
  • the chip 6 whose inspection item is HbA1c is made of polypropylene resin (milky white) for both the base and the cover.
  • the polystyrene resin contains carbon black to form a base (black), and the polystyrene resin is coated with fluorine to form a cover (transparent).
  • Such a chip 6 has a container accommodating unit 61, a measured unit 62, a measuring unit 63, and a label 64.
  • the sample container 5 is inserted and stored in the container storage unit 61.
  • the container storage portion 61 is formed in a shape slightly larger than the outer shape of the sample container 5.
  • a microchannel (not shown) is formed inside the chip 6, and the sample in the sample container 5 housed in the container accommodating portion 61 is placed in the microchannel due to the centrifugal force during rotation of the chip 6.
  • a reagent storage unit (not shown) is provided in the middle of the micro flow path, and the centrifugally separated component of the sample flowing in the micro flow path reacts with the test reagent stored in the reagent storage unit. do.
  • the reaction product flows toward the measured unit 62 by the centrifugal force, and the absorbance of the reaction product is measured by the measuring unit 76 in the measured unit 62.
  • the measuring unit 63 is provided at a position where the sample in the sample container 5 flows through the microchannel and reaches it by the rotation of the chip 6 after a predetermined time (for example, 5 minutes) has elapsed from the start of measurement, and the measuring unit 63 is a window unit for sample detection. Is. More specifically, the measuring unit 63 is placed in a flow path in which when the rotation mechanism 80 (see FIG. 4), which will be described later, rotates the chip 6, a sample other than the required amount among the samples in the sample container 5 flows as waste liquid. To position.
  • a predetermined time for example, 5 minutes
  • the sensor unit By optically detecting the presence or absence of the sample that has reached the measuring unit 63 by the sensor unit (not shown) of the apparatus, it is possible to determine the presence or absence of the sample and the amount of the sample introduced into the sample container 5. .. For example, when the sensor unit cannot detect the sample (waste liquid) in the measuring unit 63 5 minutes after the start of measurement, the required amount of the sample has not been introduced into the sample container 5, or the sample has been introduced from the beginning. It can be judged that there is no such thing. However, the viscosity of the reaction product differs for each chip 6 (test item), the color of the reaction product differs depending on the type of sample (whole blood, plasma), and the color of the plasma product differs depending on the person. It is difficult to stably acquire information such as the presence or absence of a sample for all the chips 6 because the plasma is different for each sample. Therefore, in the present embodiment, information such as the presence or absence of a sample is stably acquired by the method described later.
  • the label 64 is attached to the surface of the chip 6 and has a two-dimensional code 64a.
  • the two-dimensional code 64a is identification information for identifying the above-mentioned four test items of the sample as a test object.
  • a test reagent corresponding to the test item indicated by the identification information of the two-dimensional code 64a is housed.
  • the two-dimensional code 64a is read by the image pickup unit 74. As a result, based on the identification information indicated by the read two-dimensional code 64a, the apparatus side determines which of the four inspection items the chip 6 housed in the sample inspection apparatus 1 is the inspection chip. Can be judged by.
  • the label 64 may include information other than the above identification information (for example, information such as the serial number of the chip 6, the date of manufacture, and the manufacturer name).
  • an image pickup unit 74 for reading the two-dimensional code 64a of the chip 6 is provided in the upper part of the measurement chamber 71.
  • the image pickup unit 74 is composed of, for example, a camera that acquires a color image by shooting.
  • the image pickup unit 74 is held in the upper part of the measurement chamber 71 by the holding unit 75.
  • the sample inspection device 1 further has a measurement unit 76 (see FIG. 4).
  • the measuring unit 76 optically measures the absorbance of the reaction product that has flowed through the microchannel in the chip 6 and reached the measured unit 62, and based on the rate of increase in the absorbance, a test item (for example, for example) included in the sample. CRP) concentration is calculated.
  • a rotary table 81 is provided in the measurement chamber 71.
  • the rotary table 81 is rotated about the rotary shaft AX by the motor 82.
  • a first stage 83 and a second stage are provided on the rotary table 81.
  • the first stage 83 and the second stage are arranged at positions that are point-symmetrical with respect to the rotation axis AX when viewed from the rotation axis AX direction.
  • the above-mentioned chip 6 is set in the first stage 83.
  • a balancer chip for balancing with the chip 6 is set in the second stage.
  • the first stage 83 and the second stage are connected to a driving force switching mechanism 85 having a gear and a cam.
  • the driving force switching mechanism 85 switches the transmission of the driving force of the motor 82 to the first stage 83 and the second stage.
  • the rotation / non-rotation of the first stage 83 and the second stage is switched, and the direction of the centrifugal force acting on the chip 6 when the rotary table 81 is rotated is switched.
  • the flow direction of the sample can be controlled in the chip 6.
  • the above-mentioned first stage 83 rotates (rotates) around the first planet shaft portion 86 attached to the rotary table 81.
  • the first planetary shaft portion 86 is located radially away from the rotary shaft AX of the rotary table 81 and is located parallel to the rotary shaft AX. Therefore, the first stage 83 can rotate around the first planetary axis portion 86 and revolve around the rotation axis AX.
  • the second stage rotates (rotates) around the second planetary shaft portion (not shown) attached to the rotary table 81.
  • the second planetary shaft portion is located on the side opposite to the first planetary shaft portion 86 with respect to the rotary shaft portion AX of the rotary table 81, and is located parallel to the rotary shaft portion AX. Therefore, the second stage can rotate around the second planetary axis portion and revolve around the rotation axis AX.
  • FIG. 3 is a perspective view of the lighting substrate 91 when viewed from below.
  • the lighting substrate 91 is formed with a substantially square opening 91a in a plan view.
  • the imaging unit 74 photographs the label 64 of the chip 6 through the opening 91a of the lighting substrate 91 and reads the two-dimensional code 64a. As will be described later, when the sample container 5 housed in the chip 6 is photographed and an image is acquired, the imaging unit 74 photographs the sample container 5 through the opening 91a.
  • a plurality of light sources 92 are attached to the lower surface 91b of the lighting substrate 91 at different positions from each other.
  • a total of 12 light sources 92 are attached to the lighting substrate 91, three along the four sides of the opening 91a, but the number of light sources 92 is not limited to the above twelve.
  • Each light source 92 is, for example, a red LED that emits red light, but may be an LED that emits light having a wavelength other than red.
  • Each light source 92 illuminates the label 64 by emitting light toward the label 64 of the chip 6 mounted on the first stage 83 (see FIG. 1).
  • the image pickup unit 74 can photograph the label 64 under an appropriate brightness and appropriately read the two-dimensional code 64a.
  • the area illuminated by the emission of light from each light source 92 is referred to as an illumination area LA here.
  • the chip 6 is rotated by the motor 82 so that the label 64 is located in the illumination region LA, and the two-dimensional code 64a of the label 64 located in the illumination region LA is read by the image pickup unit 74.
  • the number of light sources 92 may be one.
  • one light source 92 may be moved by a drive unit (for example, a motor) to be arranged at different positions, and the light source 92 may be turned on at each position.
  • a drive unit for example, a motor
  • object information Information regarding the condition of the inspection object or the container for the inspection object is also referred to as "object information" here.
  • object information information such as the presence or absence of a sample in the sample container 5, whether or not a required amount of sample is introduced in the sample container 5, and whether or not the sample container 5 itself is housed in the chip 6 is information on the object.
  • the image data (pixel value) of each pixel constituting the image captured and acquired by the image pickup unit 74 is also referred to as “luminance value” here.
  • the luminance value can be, for example, a value of 0 (dark) to 255 (bright) with 8 bits.
  • the sample inspection device 1 is originally provided with a plurality of light sources 92 and an image pickup unit 74 for reading the label 64 of the chip 6. Therefore, by using the plurality of light sources 92 and the imaging unit 74 to directly photograph the sample container 5 housed in the chip 6 and acquire an image, it is possible to obtain object information based on the acquired image. It is thought that it can be done. For example, when the sample is blood, the blood part appears darker than the other parts (the luminance value is small) in the acquired image. Therefore, the presence or absence of blood and the amount thereof can be determined based on the brightness value of each pixel.
  • the object information can be acquired based on the above image before the components contained in the sample are centrifuged, the sample that reaches the measuring unit 63 after a lapse of a predetermined time from the start of the centrifugation is detected.
  • the object information can be acquired more quickly than the case where only the method of acquiring the object information is used.
  • the object information can be acquired for all the chips 6 without considering the viscosity of the reaction product, the color of the reaction product, and the like. Therefore, it is considered that the object information can be quickly and stably acquired for all the chips 6.
  • the amount of emitted light emitted from each light source 92 is reduced, and (2) the amount of emitted light is equal among the light sources 92.
  • a diffuser plate is placed in the optical path between each light source 92 and the chip 6 (particularly the sample container 5).
  • the object information is accurately acquired based on the image acquired by the imaging unit 74 taking the sample container 5 located in the illuminated area LA. Will be difficult.
  • the method (2) above since high accuracy is required for fine adjustment of the amount of emitted light, it is not easy to reduce the luminance unevenness.
  • the method (3) above it is necessary to secure a space for arranging the diffuser plate, so that there is a concern that the size of the device will be increased. In particular, in order to reduce the size of the device, it is difficult to install the diffuser plate itself in the design in which only a gap of about 2 mm can be secured directly under the lighting substrate 91.
  • the above-mentioned luminance unevenness can occur similarly even in a configuration having only one light source 92 (a configuration in which one light source 92 is moved by a drive unit). That is, when one light source 92 movable by the drive unit is turned on at an arbitrary position and the sample container 5 is photographed by the image pickup unit 74, in the obtained image, a region having high brightness corresponding to the position of the light source 92 is obtained. Appears and uneven brightness occurs.
  • the object information can be stably acquired for each chip 6 having different inspection items, and the brightness can be obtained by a simple method while avoiding the increase in size of the device.
  • the unevenness is reduced so that the object information can be acquired accurately.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the sample inspection device 1.
  • the sample inspection device 1 further includes a rotation mechanism 80 and a control unit 100 in addition to the above-mentioned configuration.
  • the rotation mechanism 80 is a mechanism for rotating the chip 6, and includes an encoder 87 in addition to the motor 82 and the driving force transmission mechanism 85 described above.
  • the encoder 87 is an example of a rotation position detecting unit that detects the rotation position of the motor 82 (driving unit).
  • the control unit 100 is composed of, for example, a central processing unit called a CPU (Central Processing Unit), and includes a main control unit 101, a light source control unit 102, an image generation unit 103, and an information acquisition unit 104. Will be done.
  • the main control unit 101 controls the operation of each unit of the sample inspection device 1.
  • the light source control unit 102 controls the lighting of at least one light source 92.
  • the light source control unit 102 lights the 12 light sources 92 one by one at different timings.
  • the 12 light sources 92 are divided into 6 sets of 2 each, the light source control unit 102 turns on the light sources 92 of the same set at the same time, while the light sources 92 are turned on at different timings in each set. You may. Further, the number of light sources 92 in each set may be three, four, or six. Further, as described above, in the case of the configuration in which one light source 92 is moved to different positions by the drive unit, the light source control unit 102 may turn on the light source 92 at different timings for each different position of the light source 92. .. That is, the sample inspection device 1 of the present embodiment includes a light source control unit 102 that lights at least one light source 92 that can be turned on at different positions at different timings at different positions.
  • the light source control unit 102 constantly lights one light source 92, and the drive unit moves the light source 92 in the lit state to different positions. You may do it.
  • the image generation unit 103 generates an image for analysis based on an individual image captured and acquired by the image pickup unit 74 at different timings for each different position of the light source 92 to be lit.
  • the information acquisition unit 104 acquires the above-mentioned object information based on the analysis image generated by the image generation unit 103.
  • the sample inspection device 1 further includes a storage unit 93.
  • the storage unit 93 is a memory that stores various information as well as the operation program of the control unit 100, and is configured to include a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a non-volatile memory, and the like. ..
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • non-volatile memory and the like. ..
  • the individual image acquired by the imaging unit 74, the analysis image generated by the image generation unit 103, and the object information acquired by the information acquisition unit 104 are stored in the storage unit 93, and are stored in the storage unit 93 as needed. Read from 93.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the method of acquiring the object information.
  • the rotation mechanism 80 rotates the rotary table 81 and the first stage 83 to position the chip 6 in the illumination region LA of each light source 92. (S1).
  • any one of the light sources 92 is turned on to emit light toward the chip 6 located in the illumination region LA (S2).
  • the chip 6 illuminated by the light source 92 in S2 is photographed by the imaging unit 74 to acquire one individual image K1 (S3). Since the image pickup unit 74 originally has an angle of view set within the range in which the two-dimensional code 64a of the label 64 is read, only a part of the chip 6 (for example, the area surrounded by the broken line in FIG. 6) is set, not the entire chip 6. ) Is photographed to acquire the individual image K1.
  • the light source 92 at a position different from the light source 92 lit in S2 is turned on at a timing different from the previously lit light source 92, and the chip located in the illumination region LA is turned on.
  • Light is emitted toward No. 6 (S4).
  • the chip 6 illuminated by another light source 92 in S4 is photographed by the imaging unit 74, and another individual image K2 is acquired (S5).
  • FIG. 6 schematically shows 12 individual images K1 to K12 acquired for each lighting of the 12 light sources 92.
  • the twelve light sources 92 are attached to different positions and illuminate the chip 6 from different directions.
  • a blown-out area w (high-luminance area) peculiar to a point light source is generated corresponding to the position of each light source 92.
  • the image generation unit 103 calculates a simple average of the luminance values for the pixels at the same position between the plurality of individual images K1 to K12, and obtains an analysis image MA composed of a set of pixels having the luminance values of the simple average.
  • Generate (S7) FIG. 7 schematically shows the analysis image MA generated by the image generation unit 103.
  • the information acquisition unit 104 acquires object information based on the luminance values of the pixels arranged in one preset line (A1-A2 direction in FIG. 7) in the analysis image MA generated in S7. do.
  • the information acquisition unit 104 can determine the presence / absence of blood in the sample container 5 based on the presence / absence of pixels whose luminance value is equal to or less than the threshold value TH1 in the above 1 line, and can obtain information regarding the presence / absence of blood. It can be acquired as object information. Further, the information acquisition unit 104 can determine the amount of blood introduced into the sample container 5 by counting the number of pixels whose luminance value is equal to or less than the threshold value TH1 in the above one line of the analysis image MA. can.
  • the information acquisition unit 104 determines whether or not the required amount of blood has been introduced into the sample container 5 by comparing the counted number of pixels with the number of pixels in the above-mentioned one line corresponding to the required amount. And information about the sample amount (blood amount) can be obtained as the object information.
  • the information acquisition unit 104 determines whether or not there is plasma in the sample container 5 and whether or not a required amount of plasma has been introduced into the sample container 5 by the same method as described above. Can be done.
  • the information acquisition unit 104 can also determine whether or not the sample container 5 is stored in the container storage unit 61 of the chip 6 by the same method as described above, and the information regarding the storage state of the sample container 5 can be used as object information. Can be obtained as.
  • the light source 92 is turned on at each of the position before the movement of the light source 92 and the position after the movement (a position different from the position before the movement) (one).
  • a plurality of individual images may be acquired by lighting the light sources 92 at different positions and at different timings).
  • one light source 92 may be moved to a different position while being lit, and the imaging unit 74 may take a picture of the chip 6 at a different timing for each different position to acquire a plurality of individual images.
  • the image generation unit 103 may generate the analysis image MA using a value (luminance value) slightly deviated from the simple average, or may use the median of the brightness value to generate the analysis image MA. May be generated.
  • FIG. 8 is a graph in which the distribution of luminance values for pixels at arbitrary same positions among a plurality of individual images is normalized.
  • the above-mentioned average luminance range is within the range of n ⁇ ⁇ in the graph of FIG. 8, where n is the average luminance value and ⁇ is the standard deviation.
  • Each pixel of the analysis image MA may have a luminance value corresponding to a deviation value within the average luminance range.
  • the sample inspection device 1 of the present embodiment captures the chip 6 located in the illumination region LA illuminated by the lighting of at least one light source 92 at different timings for each different position of the lighting light source 92. Then, the image pickup unit 74 that acquires a plurality of individual images K1 to K12, the image generation unit 103 that generates the image MA for analysis based on the plurality of individual images K1 to K12, and the target based on the image MA for analysis. An information acquisition unit 104 for acquiring object information is provided.
  • the information processing method of the present embodiment includes a step (S1) of rotating the chip 6 (by the rotation mechanism 80) to position it in the illumination region LA, and lighting of at least one light source 92 (by the light source control unit 102).
  • at least one light source 92 is turned on at a position different from the position at the time of shooting of the chip 6, and light is emitted toward the chip 6 located in the illumination region LA.
  • step (S4) a step (S5) of acquiring another individual image (for example, individual image K2) by photographing the chip 6 illuminated by the light source 92 at another position (the imaging unit 74), and (image).
  • the viscosity of the reaction product of any component in the sample and the test reagent is obtained. It is possible to stably acquire object information based on the analysis image MA for any chip 6 without being affected by such factors.
  • the image pickup unit 74 acquires a plurality of individual images K1 to K12 by photographing the container storage unit 61 of the chip 6 located in the illumination region LA by the rotation mechanism 80.
  • object information information on whether or not the sample container 5 is loaded in the container storage unit 61 and whether or not there is a sample in the sample container 5 housed in the container storage unit 61 can be quickly obtained (for example, within a few seconds from the start of measurement). ) Can be obtained.
  • the luminance value of each pixel of the analysis image MA is calculated using the luminance value of the pixel at the same position between the plurality of individual images K1 to K12, as described above, the plurality of individual images K1 to K12.
  • a value obtained by simply averaging the luminance values between the pixels at the same position, a value within the average luminance range, or the like can be used as the luminance value of each pixel of the image MA for analysis.
  • the analysis image MA corresponds to the overexposure region w of the individual images K1 to K12.
  • the information acquisition unit 104 can accurately acquire the object information based on the analysis image MA. Further, in order to reduce the luminance unevenness, it is not necessary to arrange another member such as a diffuser plate in the optical path between the light source 92 and the chip 6, and it is not necessary to finely adjust the amount of emitted light between the plurality of light sources 92. As a result, it is possible to accurately acquire the object information by reducing the luminance unevenness by a simple method while avoiding the increase in size of the device.
  • the object information can be acquired without changing the structure of the chip 6, the burden on the subject at the time of blood collection is reduced without increasing the sample amount due to the change of the chip structure. can do.
  • object information such as the presence or absence of a sample in a short time, usability can be improved.
  • the sample inspection device 1 has a plurality of light sources 92. Then, the light source control unit 102 turns on the plurality of light sources 92 at different timings at different positions. In this case, as compared with the configuration in which one light source 92 is moved to a different position depending on the drive unit and the chip 6 is illuminated from different positions, it is not necessary to secure a space for arranging the drive unit. Can contribute. Further, the control of the drive unit becomes unnecessary.
  • each pixel of the analysis image MA has a luminance value within the average luminance range
  • each of the above pixels has an average luminance value or an average luminance value between the pixels at the same positions of the individual images K1 to K12. Since the value is close to, the luminance value of the region corresponding to the overexposure region w in the analysis image MA can be reliably shifted to the lower luminance side than the luminance value of the overexposure region w. As a result, it is possible to reliably generate an analysis image MA with reduced luminance unevenness.
  • the above average luminance range is a range of luminance values within n- ⁇ or more and n + ⁇ or less in the normal distribution of luminance values for pixels at the same position. Any luminance value within the range of n ⁇ ⁇ can be tolerated as a value representing the average luminance even if it is not the average luminance value itself, and the effect of the above-described embodiment is used by using such a luminance value. Can be obtained.
  • the information acquisition unit 104 acquires object information based on the luminance values of the pixels of one line (A1-A2 direction) set in advance in the analysis image MA (S8).
  • the object information is based on the difference in the brightness value between them. It is possible to acquire the object information more easily than the method described later.
  • the luminance value of each pixel of the analysis image MA is an average luminance value obtained by averaging the luminance values of the pixels at the same position between the plurality of individual images K1 to K12.
  • the luminance value (high luminance value) of the overexposure region w generated due to the lighting of the light source 92 in each of the individual images K1 to K12 is replaced with the average luminance value in the analysis image MA, and as a result, the luminance value is certain.
  • the whiteout area is surely inconspicuous. As a result, the information acquisition unit 104 can surely acquire the object information accurately based on the above-mentioned analysis image MA.
  • the average luminance value is a simple average of the luminance values for the pixels at the same position between the plurality of individual images K1 to K12.
  • the image generation unit 103 can easily generate the analysis image MA based on the plurality of individual images K1 to K12.
  • the above average luminance value may be a weighted average.
  • the average luminance value is a weighting obtained by averaging the luminance values of pixels at the same position between a plurality of individual images K1 to K12 by weighting them based on the position of the light source 92 or the amount of light emitted from the light source 92. It may be average.
  • the above weight is set so that, for example, the light source 92 having a longer distance from the illumination region LA has a larger weight, and the light source 92 having a smaller amount of emitted light has a larger weight.
  • the information acquisition unit 104 can accurately acquire the object information based on the above-mentioned analysis image MA.
  • the test object is a sample
  • the object information includes the presence / absence of loading of the storage container (sample container 5) in the chip 6, the presence / absence of the sample in the storage container, the type of sample (blood, plasma), and the storage. Contains information about at least one of the amount of sample introduced (sample amount) in the container.
  • the information acquisition unit 104 can accurately acquire information such as the presence / absence of the storage container based on the analysis image MA in which the luminance unevenness is reduced.
  • the sample inspection device 1 of this embodiment includes a measurement unit 76.
  • the object information can be accurately acquired by the above-mentioned method.
  • the analysis image MA shown in FIG. 7 is referred to as a first analysis image M1. That is, the analysis image MA generated by the image generation unit 103 with the sample housed in the sample container 5 is referred to as the first analysis image M1.
  • FIG. 9 shows an analysis image MA generated by the image generation unit 103 in a state where the sample is not stored in the sample container 5.
  • the analysis image MA of FIG. 9 is referred to as a second analysis image M2 in order to distinguish it from the first analysis image M1 of FIG. 7.
  • the information acquisition unit 104 acquires the object information based on the difference in the luminance value between the pixels at the same position of the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • FIG. 10 schematically shows the distribution of the difference in luminance value between the first analysis image M1 and the second analysis image M2 in each pixel on one line (A1-A2 direction) of FIGS. 7 and 9. Is shown.
  • the distribution in FIG. 10 is the distribution obtained when the sample contained in the sample container 5 is blood. Further, here, for convenience of explanation, the presence of the marker 5a attached to the surface of the sample container 5 is ignored.
  • each light source 92 There is light source unevenness in each light source 92.
  • the light source unevenness for example, radiation unevenness (unevenness of radiation angle) between each light source 92, mounting unevenness (unevenness of mounting angle with respect to the lighting board 91 between each light source 92), and the like can be considered.
  • the light source unevenness may hinder the information acquisition unit 104 from accurately acquiring the object information based on the analysis image MA.
  • the image generation unit 103 When the image generation unit 103 generates a first analysis image M1 showing an image with a sample and a second analysis image M2 showing an image without a sample as the image MA for analysis, the influence of the above-mentioned light source unevenness. Is reflected in both the first analysis image M1 and the second analysis image M2. Therefore, by taking the difference in the luminance values between the pixels at the same positions of the first analysis image M1 and the second analysis image M2, the influence of the light source unevenness is canceled or reduced. As a result, even in a state where light source unevenness exists, the information acquisition unit 104 can accurately acquire object information based on the difference in the luminance values, and can guarantee stable information acquisition performance. can.
  • FIG. 11 shows the case where the sample is plasma, between the first analysis image M1 and the second analysis image M2 in each pixel on one predetermined line (A1-A2 direction).
  • the distribution of the difference in brightness values is schematically shown. Also in FIG. 11, for convenience of explanation, the presence of the marker 5a attached to the surface of the sample container 5 is ignored.
  • the inspection object is a nearly transparent liquid such as plasma
  • the light incident from the light source 92 is refracted at the end portion (end face) of the plasma in the sample container 5 (so-called lens effect). Therefore, in the analysis image MA, the luminance value becomes high at the position of the pixel corresponding to the end portion of plasma.
  • the information acquisition unit 104 can accurately recognize the length L corresponding to, for example, the amount of plasma introduced into the sample container 5 based on the difference in the luminance values. Become. That is, the method of acquiring the object information based on the difference in the luminance values is very effective especially when the sample is a transparent or near-transparent liquid.
  • the above-mentioned first analysis image M1 and second analysis image M2 are generated by, for example, the following method.
  • the image pickup unit 74 photographs the chip 6 at different timings at different positions of the light source 92 to be lit before the chip 6 is rotated by the rotation mechanism 80, and acquires a plurality of first individual images.
  • the chip 6 is loaded with the sample container 5 containing the sample.
  • the image pickup unit 74 photographs the chip 6 at different timings at different positions of the light source 92 to be lit, and acquires a plurality of second individual images. Since the sample contained in the sample container 5 flows into the microchannel in the chip 6 due to the centrifugal force generated by the rotation of the chip 6, the sample container 5 is in a state without a sample.
  • the image generation unit 103 generates the first analysis image M1 based on the plurality of first individual images, and generates the second analysis image M2 based on the plurality of second individual images. For example, the image generation unit 103 generates a first analysis image M1 composed of a set of the simple average pixels by calculating a simple average of the luminance values of the pixels at the same position among the plurality of first individual images. be able to. Similarly, the image generation unit 103 generates a second analysis image M2 composed of a set of the simple average pixels by calculating a simple average of the luminance values of the pixels at the same position among the plurality of second individual images. can do.
  • the light source 92 has uneven light intensity in which the amount of emitted light decreases due to aging.
  • the time lag when the imaging unit 74 captures the chip 6 and acquires the plurality of first individual images and the plurality of second individual images is sufficiently shorter than the span of performance deterioration due to the aging of the light source 92. Therefore, after acquiring the plurality of first individual images, the imaging unit 74 can acquire the plurality of second individual images in a state where the influence of the light amount unevenness due to the secular variation of the light source 92 is reduced. Then, after the generation of the first analysis image M1, the image generation unit 103 can generate the second analysis image M2 based on the plurality of second individual images in which the influence of the light amount unevenness is reduced. As a result, the information acquisition unit 104 can acquire the object information more accurately based on the first analysis image M1 and the second analysis image M2, and reliably guarantees stable information acquisition performance. Is possible.
  • the plurality of first individual images and the plurality of second individual images are images acquired by photographing the same sample container 5, and the first analysis image M1 and the second analysis image M2 are the same. It is an image generated about the sample container 5. Therefore, for example, even if there is a scratch on the surface of the sample container 5, the information acquisition unit 104 is based on the difference in the brightness value between the pixels at the same position of the first analysis image M1 and the second analysis image M2. By acquiring the object information, it is possible to acquire the object information in a state where the influence of the scratch on the surface of the sample container 5 is cancelled. Therefore, also in this respect, the information acquisition unit 104 can acquire the object information with high accuracy.
  • the above-mentioned second analysis image M2 (luminance value of each pixel) generated by the image generation unit 103, that is, the second analysis image M2 for the chip 6 without a sample is stored in advance by default in the storage unit 93 (FIG. 4). It may be stored in (see). Then, when the first analysis image M1 is generated by the image generation unit 103, the information acquisition unit 104 reads out the second analysis image M2 from the storage unit 93, and reads out the generated first analysis image M1. The object information may be acquired based on the difference in the brightness value between the pixels at the same position in the second analysis image M2.
  • the step of acquiring the plurality of second individual images after the imaging unit 74 acquires the plurality of first individual images, and the image generation unit 103 It is possible to omit the step of generating the second analysis image M2 based on the plurality of second individual images.
  • the information acquisition unit 104 can quickly acquire the object information based on the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • FIG. 12 schematically shows a part of the above-mentioned first analysis image M1 and second analysis image M2 acquired before and after the rotation of the chip 6.
  • the image 5a1 of the black marker 5a attached to the sample container 5 is also included in the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • the position of the image 5a1 is deviated by the distance AH in the direction of one line (A1-A2 direction). This is because the sample container 5 housed in the container storage portion 61 of the chip 6 receives the centrifugal force due to the rotation of the chip 6 and moves inside the container storage portion 61 in the A2 direction by a distance AH.
  • a region including one pixel line in the A1-A2 direction and a plurality of lines parallel to the one line is referred to as a specific region SR here.
  • the width BW in the B direction of the specific region SR corresponds to the width of the sample container 5.
  • the width is set to the number of pixels (for example, 33 pixels).
  • the information acquisition unit 104 sets the luminance value (here, the luminance value within the average luminance range) for each position of each pixel on the one line in each of the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • the width direction average value further averaged among a plurality of pixels arranged in the B direction in the specific area SR is calculated. Then, the information acquisition unit 104 acquires the object information based on the difference in the average value in the width direction between the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • the information acquisition unit 104 acquires the object information based on the difference in the average value in the width direction, so that the object information can be obtained while suppressing the influence of the reflection unevenness in addition to the light source unevenness and the light amount unevenness described above. It can be acquired more accurately.
  • FIG. 13 schematically shows the distribution of the difference between the average values in the width direction in the above one line.
  • blood is assumed as a sample.
  • the part without the sample the difference in the width direction average value is near zero
  • the part with the sample the part where the difference in the width direction average value is negative. It can be seen that the way in which the difference in the mean values in the width direction changes is clearly different. Therefore, the information acquisition unit 104 can easily recognize the boundary portion between the presence / absence of the sample and the presence / absence of the sample based on the difference in the average value in the width direction, and can accurately acquire the information regarding the presence / absence of the sample.
  • the singular points indicated by the above Q1, Q2, and Q3 correspond to the regions P1 of the first analysis image M1 and the regions P2 and P3 of the second analysis image M2 in FIG. 12, respectively.
  • the region P1 is a region in which the image 5a1 of the marker 5a is located in the first analysis image M1.
  • the region P2 is a region in which the image 5a1 of the marker 5a is located in the second analysis image M2.
  • the region P3 is a region of the end portion of the sample container 5 that has entered the inside of the container accommodating portion 61 by rotation into the chip 6 in the second analysis image M2.
  • FIG. 14 schematically shows the mechanism by which the singular points Q1 to Q3 are generated.
  • the average value in the width direction of one line is the region where the image 5a1 of the black marker 5a is located. It decreases at P1 and slightly increases in the dark red region where the sample (blood) is present in the sample container 5.
  • the average value in the width direction of one line is the region P2 in which the image 5a1 of the black marker 5a is located. Decreases with. Further, in the region P3 of the second analysis image M2, the milky white cover of the chip 6 and the sample container 5 are overlapped with each other to be slightly darkened, so that the average luminance value is lowered.
  • the region P3 is a region in which the brightness value changes unstable because the light emitted from the light source 92 is refracted at the end of the sample container 5, and may or may not appear at the time of measurement.
  • the image pickup unit 74 is originally provided for reading the two-dimensional code 64a of the label 64 attached to the surface of the chip 6, and is at a position suitable for reading the two-dimensional code 64a in the measuring chamber 71 (for example, 2). It is arranged at a position where the dimension code 64a is read from directly above). Therefore, when the sample container 5 located at the end of the chip 6 is photographed by the image pickup unit 74 arranged in this way, the sample container 5 is photographed in an oblique direction. Therefore, the influence of the aberration of the imaging unit 74 becomes large, and as shown in the enlarged view of the C unit of FIG. 15, in the first analysis image M1, the portion corresponding to the end face of the plasma has the high-luminance distortion D1 and the distortion D1. D2 appears.
  • the high-luminance distortions D1 and D2 cause a large difference in the average value in the width direction, and may hinder the accurate acquisition of object information.
  • the information acquisition unit 104 acquires the object information for the specific chip 6 (inspection item: hsCRP) as follows based on the first analysis image M1 and the second analysis image M2.
  • FIG. 16 schematically shows the distribution of one line of the difference in the average value in the width direction between the first analysis image M1 and the second analysis image M2 obtained for the specific chip 6.
  • the information acquisition unit 104 detects the large section E in the distribution shown in FIG. 16 and then extracts the small section G from the large section E.
  • the large section E is a section defined based on a first threshold value (for example, +13) higher than the reference value (for example, 0) of the difference between the widthwise average values, and includes distortion of the end face in the distribution of the above one line. It corresponds to the section where the sample is considered to exist in the state.
  • the information acquisition unit 104 starts from a point (for example, E1) in which the first threshold value is monotonically increased twice or more from one side (A1 side) to the other side (A2 side) on the above one line.
  • the section up to the point (for example, point E2) that exceeds the first threshold value by monotonically increasing two or more times is detected as the large section E.
  • the positions of the points E1 and E2 in the distribution of FIG. 16 correspond to the positions of e1 and e2 in the first analysis image M1 of FIG. 15, respectively.
  • the small section G is a section defined in the large section E based on a second threshold value (for example, -8) lower than the reference value, and does not include end face distortion in the distribution of the one line. It corresponds to the section where the sample is considered to exist in the state.
  • the information acquisition unit 104 starts from a point (for example, G1) where the first line is monotonically decreased twice or more from one side (A1 side) to the other side (A2 side). Of the points that exceed the second threshold value by monotonically increasing two or more times, the section up to the point closest to A2 (for example, point G2) is extracted as a small section G.
  • the positions of the points G1 and G2 in the distribution of FIG. 16 correspond to the positions of g1 and g2 in the first analysis image M1 of FIG. 15, respectively.
  • the information acquisition unit 104 determines the presence or absence of a sample by calculating the average of the difference between the average values in the width direction in the small section G in the one line direction and comparing it with the third threshold value (for example, -10). , Can be acquired as object information.
  • the third threshold value for example, -10
  • the distortions D1 and D2 caused by the aberration of the imaging unit 74 by extracting the small section G from the large section E in the distribution of one line of the difference in the mean values in the width direction. It is possible to exclude the region where the difference in the mean value in the width direction becomes large due to the influence. Therefore, by acquiring the object information based on the difference in the average value in the width direction in the small section G, the object information can be accurately acquired while the influence of the aberration of the imaging unit 74 is reduced. Therefore, when the sample container 5 has to be photographed under the condition that the aberration of the image pickup unit 74 is greatly affected by the configuration or design of the device, such as the sample container 5 is not located directly under the image pickup unit 74. Is very effective in the above-mentioned method of acquiring an object.
  • the image pickup unit 74 may read in advance the two-dimensional code 64a (identification information) of the label 64 attached to the surface of the chip 6.
  • the information acquisition unit 104 can determine the type (inspection item) of the chip 6 based on the two-dimensional code 64a.
  • the information acquisition unit 104 can determine in advance whether or not the chip 6 to be used is a specific chip 6, and if it is a specific chip 6, the above-mentioned method is executed to execute the object. Information can be obtained.
  • FIG. 17 schematically shows a composite analysis image MA-Co in which a plurality of analysis image MAs are superimposed at the same position on the chip 6.
  • the analysis image MA for example, the analysis image MA described in (6-1. Method using the luminance value itself) can be used.
  • the rotation mechanism 80 rotates the chip 6 by a predetermined angle and stands still.
  • the image pickup unit 74 may repeatedly acquire a plurality of individual images K1 to K12 for a part of the chip 6 and the image generation unit 103 may repeatedly generate an analysis image MA for each different rotation position of the chip 6. ..
  • a part of the chip 6 is photographed at two different rotation positions, and the analysis image MA generated at each rotation position is referred to as an analysis image MA-1 and an analysis image MA-2. do.
  • the image generation unit 103 may superimpose a plurality of analysis images MA-1 and MA-2 at the same position on the chip 6 to generate a composite analysis image MA-Co.
  • the different rotation positions of the chip 6 may be three or more, and the number of analysis image MAs may be three or more.
  • the rotational position of the motor 82 and the photographing area of the chip 6 (the area defined by the coordinate system of FIG. 17) imaged by the imaging unit 74 are associated in advance.
  • the image generation unit 103 can specify the photographing region of the chip 6 based on the rotation position.
  • the plurality of analysis images MA-1 and MA-2 are generated by photographing a part of the chip 6, the plurality of analysis images MA-1 and MA-2 and the plurality of the chip 6 are present.
  • the shooting area corresponds to one-to-one.
  • the image generation unit 103 recognizes the same position of the chip 6 in the plurality of analysis images MA-1 and MA-2 by recognizing the same coordinate position included in each shooting area in the coordinate system of FIG. can do. Then, the image generation unit 103 can superimpose the plurality of analysis images MA-1 and MA-2 at the same position of the recognized chip 6.
  • the information acquisition unit 104 can perform the same as the method described in (6-1. Method using the luminance value itself), for example. Object information can be acquired based on the composite analysis image MA-Co.
  • the individual analysis images MA-1 and MA-2 are images showing the luminance values for a part of the chip 6 (for example, a part of the sample container 5), these analysis images MA-1 and MA-2 By synthesizing MA-2 so that the same positions of the chips 6 overlap, it is possible to obtain an image MA-Co for synthetic analysis having brightness values for all of the sample containers 5.
  • the information acquisition unit 104 is an object for the entire sample container 5 based on the synthetic analysis image MA-Co.
  • Information (for example, information on whether or not the sample is sufficiently contained in the sample container 5) can be acquired.
  • the method for generating the composite analysis image MA-Co by superimposing a plurality of analysis image MAs acquired at different rotation positions of the chip 6 is the above-mentioned first analysis image M1 and second analysis image M2. Can also be applied when using.
  • FIG. 18 schematically shows a temporal flow (sequence) when the chip 6 is photographed by the imaging unit 74 in two stages and the absorbance is measured (photometry).
  • the image pickup unit 74 may acquire a plurality of individual images in each of the first period T1 and the second period T2.
  • the details of the sequence will be described with reference to the configurations shown in FIGS. 1 to 4.
  • the image pickup unit 74 acquires a plurality of individual images of the container storage unit 61 by photographing the container storage unit 61 of the chip 6 located in the illumination region LA by the rotation mechanism 80.
  • the beginning of the first period T1 is, for example, t0 when the chip 6 is housed in the measurement chamber 71 and the start button instructing the start of measurement is pressed.
  • the end of the first period T1 is the time point t3, for example, 15 seconds after the time point t0.
  • the imaging unit 74 takes an image of the container accommodating unit 61, for example, at the time point t1 3 seconds after the time point t0.
  • the rotation of the chip 6 by the rotation mechanism 80 is started, for example, between the time point t1 and the time point t2 described later (for example, 10 seconds after the time point t0).
  • the sample contained in the sample container 5 is introduced into the microchannel of the chip 6.
  • the elapsed time from each time point t1 to t3 starting from the time point t0 is not limited to the above numerical value, and can be set as appropriate.
  • the imaging unit 74 photographs a plurality of individual measuring units 63 (windows for detecting an inspection object) of the chip 6 located in the illumination region LA by the rotation mechanism 80. Get an image.
  • the second period T2 is a period later in time than the first period T1, and the beginning thereof is a time point t4 when, for example, 2 minutes have passed from the time point t0.
  • the end of the second period T2 is the time point t7, for example, 6 minutes after the time point t0.
  • the imaging unit 74 takes a picture of the weighing unit 63 at a time point t6, for example, 5 minutes after the time point t0.
  • the absorbance is measured by the measuring unit 76. Specifically, the absorbance is measured by the measuring unit 76 at the time point t8 after, for example, 7.5 minutes have elapsed from the time point t0.
  • the elapsed time from each time point t4 to t8 starting from the time point t0 is not limited to the above numerical value, and can be set as appropriate.
  • the image generation unit 103 generates an image for analysis based on a plurality of acquired individual images in each of the first period T1 and the second period T2. Then, the information acquisition unit 104 acquires the object information based on the generated analysis image in each of the first period T1 and the second period T2.
  • the method for generating the analysis image and acquiring the object information based on the analysis image is described in [6. Acquisition method of object information] is the same.
  • the container accommodating part 61 by the image pickup unit 74 Shooting will be done at the same time.
  • the rotation of the chip 6 has already started, and the sample has flowed from the sample container 5 into the inside of the chip 6. Therefore, the container is housed in the state where the sample does not exist in the sample container 5. Part 61 is photographed.
  • the imaging unit 74 takes a picture of the measuring unit 63 at the time point t5, for example, 3 minutes after the time point t0.
  • the sample flowing through the microchannel has not reached the measuring unit 63 due to the rotation of the chip 6, so that the measuring unit 63 is photographed without the sample. ..
  • FIG. 19 shows the relationship between the object information acquired (detected) by photographing the two locations (container accommodating unit 61 and measuring unit 63) of the chip 6 and the determination result of the state of the sample or the state of the sample container 5. Is schematically shown. Note that the circles in the figure indicate the case where “with sample” is detected as the object information. Further, the x mark in the figure indicates the case where "no sample” is detected as the object information.
  • the information acquisition unit 104 uses the sample container 5 as the container accommodating unit. It is determined that the container is normally inserted in 61. Further, when “without sample” is detected based on the image taken by the container accommodating unit 61 and “with sample” is detected based on the image taken by the measuring unit 63, the information acquisition unit 104 uses the sample container 5 as the container accommodating unit. It is determined that the container is inserted in the opposite direction to 61.
  • the required amount of sample is contained in the sample container 5, but the sample container 5 is inserted into the container container 61 in the opposite direction. This is because the sample contained in the sample container 5 may be out of the imaging range of the imaging unit 74, and in that case, the detection result based on the imaging of the container container 61 is “no sample”. ..
  • the information acquisition unit 104 determines the sample stored in the sample container 5. Judge that the amount is insufficient (the required amount of sample is not contained). This is because the waste liquid has not reached the measuring unit 63 even though the sample is contained in the sample container 5. Further, when “no sample” is detected based on the image taken by the container container 61 and “no sample” is detected based on the image taken by the measuring unit 63, the information acquisition unit 104 puts the sample in the sample container 5 from the beginning. Is not introduced (sample not introduced).
  • the sample container 5 is hidden in the container container 61 until it is hidden by the upper surface of the chip 6. It may be plugged in.
  • the imaging unit 74 cannot photograph the sample hidden on the upper surface of the chip 6, even if the required amount of the sample is contained in the sample container 5, it is based on the result of photographing the remaining sample that is not hidden. Therefore, there is a possibility that a misjudgment may occur if the sample amount is insufficient.
  • the object information can be acquired in a state where the influence of the scratch is canceled by the above-mentioned (6-2. Method using the difference in luminance value).
  • 6-2. Method using the difference in luminance value it may not be possible to cancel the effect of the scratch. Therefore, if the state of the sample or the state of the sample container 5 is determined based only on the imaging result of the container container 61, an erroneous determination due to the above scratches may occur.
  • the state of the sample or the state of the sample container 5 is comprehensively determined based on the two object information acquired by photographing the container accommodating unit 61 and the measuring unit 63 in two stages as described above. do.
  • the above-mentioned misjudgment regarding the state of the sample or the state of the sample container 5 can be eliminated as much as possible, and the accuracy of the judgment can be improved.
  • the information acquisition unit 104 determines whether or not the required amount of sample is contained in the sample container 5 based on the two object information (acquired in two steps), and thus determines whether or not the sample amount is insufficient. The accuracy of can be improved.
  • a blood cell separation portion is provided in the microchannel of the chip 6 described above.
  • the blood cell separation section is a place where whole blood is contained in the sample container 5 as a sample, and when the whole blood is introduced into the microchannel by the rotation of the chip 6, the blood cells contained in the whole blood are collected by centrifugation.
  • the test item is, for example, CRP
  • plasma from which blood cells have been removed at the blood cell separation part further flows through the microchannel. Then, the plasma reacts with the test reagent to produce a reactant to be measured for absorbance.
  • the measurement accuracy of the absorbance of the reactants may decrease. Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not blood cells are mixed in the plasma by the following method, thereby avoiding a decrease in the measurement accuracy of the absorbance.
  • the sample (waste liquid) reaches the measuring unit 63 at the time point t6 when a predetermined time (for example, 5 minutes) has elapsed from the start of measurement (time point t0).
  • the measuring unit 63 is located in the illumination region LA at the time point t5 before the predetermined time (for example, 5 minutes) elapses from the measurement start (time point t0). Stops the rotation of the chip 6.
  • the imaging unit 74 photographs the measuring unit 63. That is, the imaging unit 74 photographs the measuring unit 63 before the sample reaches the measuring unit 63 due to the rotation of the chip 6.
  • the light sources 92 are turned on at different timings at different positions of the 12 light sources 92, and the measuring unit 63 is photographed.
  • the imaging unit 74 acquires a plurality of individual images of the measuring unit 63 as the first window unit individual image.
  • the rotation mechanism 80 restarts the rotation of the chip 6 and rotates the chip 6 so that the measuring unit 63 is located in the illumination region LA at the time point t6 when the predetermined time has elapsed from the start of measurement (time point t0). Stop it.
  • the imaging unit 74 photographs the measuring unit 63. That is, the imaging unit 74 takes an image of the measuring unit 63 after the sample reaches the measuring unit 63 by the rotation of the chip 6.
  • the light sources 92 are turned on at different timings at different positions of the 12 light sources 92, and the measuring unit 63 is photographed.
  • the imaging unit 74 acquires a plurality of individual images of the measuring unit 63 as the second window unit individual image.
  • the image generation unit 103 generates the first window unit analysis image MA-a as the analysis image MA based on the plurality of first window unit individual images, and also generates the plurality of second window unit individual images. Based on the above, a second window portion analysis image MA-b as an analysis image MA is generated.
  • the generation of the first window analysis image MA-a and the second window analysis image MA-b is described in the above-mentioned [6. It can be performed by the same method as [Method of acquiring object information]. As a result, [6. An effect similar to the effect described in [Method of acquiring object information] can be obtained.
  • an image for analysis for analysis of the first window portion.
  • the overexposure becomes inconspicuous, and it is possible to obtain an analysis image in which the luminance unevenness of the measuring unit 63 is reduced.
  • FIG. 20 shows each model of the first window unit analysis image MA-a and the second window unit analysis image MA-b generated by the image generation unit 103.
  • the sample is not present in the first window analysis image MA-a (analysis image model A). Since it is created based on a plurality of individual images taken in the state, the brightness value of each pixel corresponding to the position of the measuring unit 63 in the first window unit analysis image MA-a is close to 255. ..
  • a virtual grain having a luminance value of 250 is considered as a plurality of pixels corresponding to the positions of the measuring unit 63 in the first window unit analysis image MA-a.
  • the second window analysis image MA-b (analysis image model B) is created based on a plurality of individual images taken in the presence of a sample
  • the second window analysis image MA-b is created. Then, all the above-mentioned virtual grains included in the first window analysis image MA-a are replaced with the grains representing the sample.
  • the virtual grains contained in the first window analysis image MA-a are a grain representing plasma (the brightness value is, for example, 240) and a grain representing blood cells (the brightness value is, for example, 240).
  • the luminance value is, for example, 40).
  • the luminance values are shown in FIG.
  • the information acquisition unit 104 determines the luminance of the pixels at the same position in the first window analysis image MA-a and the second window analysis image MA-b. By creating a distribution showing the relationship between the difference in values and the frequency, and determining whether or not there are a certain number of pixels with a threshold value of Th or more, it is determined whether or not blood cells are mixed in the plasma. be able to. That is, the information acquisition unit 104 is a sample based on the distribution of the difference in the brightness values of the pixels at the same position between the image MA-a for analysis of the first window unit and the image MA-b for analysis of the second window unit.
  • a foreign substance for example, blood cells that should have been separated
  • the sample for example, plasma
  • the user can be urged to remeasure by causing the device to output an error (for example, a warning sound).
  • FIG. 21 is an enlarged plan view showing the measuring unit 63 of the chip 6.
  • the measuring unit 63 has a ripple structure 63a.
  • the ripple structure 63a is a concentric uneven surface in the measuring unit 63 that comes into contact with a sample flowing through the flow path in the chip 6.
  • the total reflection condition of the incident light on the surface of the ripple structure 63a changes depending on whether the sample is present or not in the flow path. For example, when the sample is not present in the flow path, the light incident on the ripple structure 63a from above is totally reflected by the surface of the ripple structure 63a and does not enter the flow path. On the other hand, when the sample is present in the flow path, the light incident on the ripple structure 63a from above is refracted by the ripple structure 63a and incident on the flow path. Therefore, there is a difference in brightness in the captured image of the measuring unit 63 depending on whether the sample is present or not in the stream (a difference appears in the brightness value). As a result, when the analysis image is generated based on the captured image (individual image), the information acquisition unit 104 can easily distinguish (determine) the presence / absence of the sample in the measurement unit 63 based on the analysis image. Can be done.
  • FIG. 22 shows the distribution of the difference in the above-mentioned luminance values acquired when the measuring unit 63 has the ripple structure 63a (corresponding to the histogram in FIG. 20). From the figure, it is possible to widen the difference in brightness value with / without sample (empty chip) regardless of the type of sample (plasma / water), and it is easy to have / without sample based on the above distribution. It can be seen that it can be distinguished.
  • FIG. 23 shows the distribution of the difference in the luminance values acquired when the measuring unit 63 does not have the ripple structure 63a. From the figure, it can be seen that it is difficult to distinguish between plasma and water because the difference in luminance value does not widen between plasma and water and the distributions are similar to each other. In addition, the distribution of plasma and water is similar to the distribution when empty chips are used, and it can be seen that it is difficult to distinguish between plasma and empty chips and water and empty chips.
  • the information acquisition unit 104 described above extracts an edge in an image from a plurality of individual images to be acquired in each of the first period T1 and the second period T2 shown in FIG. Based on this, the presence or absence of abnormality may be determined.
  • FIG. 24 shows an arbitrary individual image of the measuring unit 63.
  • the regular position of the measuring unit 63 in the captured image is shown by a broken line, and the position deviated from the regular position is shown by a solid line. Further, in FIG. 24, for convenience, the illustration of the blown-out area that appears due to the point light source is omitted.
  • the information acquisition unit 104 extracts the position of the edge 63e of the measurement unit 63 by a known edge extraction process for each of the plurality of individual images of the measurement unit 63. If the information acquisition unit 104 has an individual image in which the position of the edge 63e is different from the others among the plurality of individual images, the information acquisition unit 104 can determine that the photographing position of the measuring unit 63 is displaced.
  • the information acquisition unit 104 determines whether or not the measurement unit 63 of the chip 6 is displaced, and if there is a positional deviation, there is an abnormality in the device (sample inspection device 1), or the measurement environment is set. It is possible to determine that there is an abnormality and take necessary measures such as causing the device to output an error (for example, a warning sound). In addition, the information acquisition unit 104 may determine the presence or absence of the positional deviation by using the photographed image (individual image) of the container accommodating unit 61 instead of the photographed image (individual image) of the measuring unit 63.
  • the chip 6 As an abnormality of the device, there is a state in which the chip 6 is positioned at a relative inclination with respect to the image pickup unit 74 due to, for example, vibration of the motor 82 (see FIG. 4) or unstable rotation of the chip 6. .. Further, as an abnormality in the measurement environment, for example, when the rotation mechanism 80 stops the rotation of the chip 6, the actual stop position deviates from the normal stop position of the chip 6. This deviation of the stop position is likely to occur due to the detection accuracy of the encoder 87 (see FIG. 4).
  • FIG. 25 is a block diagram schematically showing another configuration of the sample inspection device 1.
  • the sample inspection device 1 further includes a communication unit 94 and a reading unit 95 in addition to the configuration shown in FIG. 4 and the like.
  • the communication unit 94 is an interface for communicating with the outside, and includes an antenna, a transmission / reception circuit, a modulation circuit, a demodulation circuit, and the like.
  • the reading unit 95 is a device that reads information recorded on the recording medium R (for example, an operation program of the control unit 100), and is composed of a reading device such as a disk drive.
  • the reading unit 7 also includes a connection port into which the connection unit of the non-volatile memory is pointed.
  • the sample inspection device 1 of FIG. 25 can be configured by a computer in which an operation program (application software) is installed.
  • a computer for example, the control unit 100 as a CPU
  • each unit of the sample inspection device 1 can be operated to execute each process (each step) described above.
  • Such a program is acquired by downloading from the outside via, for example, the network and the communication unit 94, and is stored in the storage unit 93.
  • the program is recorded on a computer-readable recording medium R such as a CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory), and the program is read from the recording medium R by the reading unit 95 and stored in the storage unit 93. It may be in the form. That is, the program of this embodiment is a program for causing a computer to execute the above-mentioned information processing method for acquiring object information. Further, the recording medium R of the present embodiment is a computer-readable recording medium on which the above program is recorded.
  • the number of pixels of the analysis image MA does not necessarily have to be the same as the number of pixels of the individual images K1 to K12.
  • the number of pixels of the image MA for analysis may be the number of pixels for one line (A1-A2 direction) of the individual images K1 to K12, or may be the number of pixels for 33 lines.
  • the number of pixels of the individual images K1 to K12 is m ⁇ n (m and n are positive numbers of 2 or more)
  • the number of pixels of the analysis image MA is A ⁇ B (A is a positive number of m-1 or less).
  • B may be a positive number of n-1 or less).
  • the average of the brightness values of all the pixels of the individual image is calculated, the deviation value is calculated for the brightness value of each pixel of the individual image, and a plurality of individual pixels are calculated.
  • the average of the deviation values in the pixels at the same position in the image may be obtained, and the brightness value corresponding to the average deviation value may be used as the brightness value of the pixels at the same position in the analysis image MA.
  • the information processing method for acquiring the object information described in the present embodiment may be realized by a system including the sample test device 1 and an external server. That is, the sample inspection device 11 may transmit the data (luminance value) of each individual image to the server, and the server may execute the process of generating the image MA for analysis and the process of acquiring the object information.
  • test object and the test device are not limited to the sample and the sample test device 1, respectively.
  • an analysis image is generated based on a plurality of individual images and a target is generated based on the generated analysis image, as in the present embodiment. It is possible to acquire object information.
  • the present invention can be used, for example, as a sample inspection device for inspecting a sample as a test object.
  • Specimen inspection device 1 Specimen inspection device (inspection device) 5 Specimen container (containment container) 6 Tip 61 Container housing 63 Weighing section (window for detecting inspected objects) 64 Label 64a 2D code (identification information) 74 Imaging unit 76 Measuring unit 80 Rotating mechanism 82 Motor (driving unit) 87 Encoder (Rotation position detector) 92 Light source 93 Storage unit 102 Light source control unit 103 Image generation unit 104 Information acquisition unit

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Abstract

検体検査装置は、異なる位置で点灯可能な少なくとも1つの光源と、少なくとも1つの光源の点灯を制御する光源制御部と、チップ6を回転させる回転機構と、回転機構による回転により、少なくとも1つの光源の点灯によって照明される照明領域に位置させたチップ6を、点灯する光源の異なる位置ごとに異なるタイミングで撮影して、複数の個別画像K1~K12を取得する撮像部と、複数の個別画像K1~K12に基づいて、解析用画像を生成する画像生成部と、解析用画像に基づいて、検査物または収容容器の状態に関する対象物情報を取得する情報取得部と、を備える。解析用画像の各画素の輝度値は、複数の個別画像間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出される。

Description

検査装置、情報処理方法およびプログラム
 本発明は、検査装置、情報処理方法およびプログラムに関する。
 従来、検査物に向けて光を照射して検査物を検査する装置が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。中でも、血液などの検体を簡易に検査することができる小型の検体検査装置は、診療所などの患者のいる場所で検査を行うPOCT(point of care testing)に好適であり、その利用が広がりつつある。
 上記の検体検査装置では、検体が導入された検体容器をチップに装填し、チップを回転させて、検体に含まれる任意の成分(例えば血漿)を遠心分離する。そして、分離された成分をチップ内の検査試薬と反応させ、得られる反応物の吸光度を光学的に測定することにより検査が行われる。
特開2000-9655号公報
 ところで、検体検査装置においては、検体検査を確実に行うため、チップに装填された検体容器に検体が導入されているか否か(検体の有無)、および検体容器に導入された検体の量が検査に必要な量だけ存在しているか否か(検体導入量)を、吸光度の測定前に判断することが必要である。検体の有無および検体導入量に関する情報を、ここでは対象物情報とも称する。検体の検査項目によって用いるチップは異なるため(用いるチップごとに検査試薬が異なるため)、用いるチップごとに対象物情報を安定して取得できるようにすることが望ましい。しかし、従来の検体検査装置では、用いるチップごとに対象物情報を安定して取得するための検討が不十分であった。
 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、用いるチップごとに、対象物情報を安定して取得することができる検査装置、情報処理方法およびプログラムを提供することにある。
 本発明の一側面に係る検査装置は、異なる位置で点灯可能な少なくとも1つの光源と、前記少なくとも1つの光源の点灯を制御する光源制御部と、検査物を収容する収容容器が装填されるチップを回転させる回転機構と、前記回転機構による回転により、前記少なくとも1つの光源の点灯によって照明される照明領域に位置させた前記チップを、点灯する前記光源の前記異なる位置ごとに異なるタイミングで撮影して、複数の個別画像を取得する撮像部と、前記複数の個別画像に基づいて、解析用画像を生成する画像生成部と、前記解析用画像に基づいて、前記検査物または前記収容容器の状態に関する対象物情報を取得する情報取得部と、を備え、前記解析用画像の各画素の輝度値は、前記複数の個別画像間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出される。
 本発明の他の側面に係る情報処理方法は、検査物を収容する収容容器が装填されるチップを回転させて照明領域に位置させる工程と、少なくとも1つの光源を点灯させて、前記照明領域に位置する前記チップに向けて光を出射させる工程と、前記光源によって照明された前記チップを撮影して、個別画像を取得する工程と、前記チップの撮影後、前記チップの撮影時の位置とは別の位置で少なくとも1つの光源を点灯させて、前記照明領域に位置する前記チップに向けて光を出射させる工程と、前記別の位置の前記光源によって照明された前記チップを撮影して、別の個別画像を取得する工程と、取得した複数の前記個別画像に基づいて、解析用画像を生成する工程と、前記解析用画像に基づいて、前記検査物または前記収容容器の状態に関する対象物情報を取得する工程と、を含み、前記解析用画像の各画素の輝度値は、前記複数の個別画像間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出される。
 本発明のさらに他の側面に係るプログラムは、上記の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
 本発明によれば、用いるチップごとに、対象物情報を安定して取得することができる。
本発明の実施の一形態に係る検体検査装置の内部構成を示す断面図である。 上記検体検査装置に投入される検体容器およびチップを拡大して示す正面図である。 上記測定室に配置される照明基板を下方から見たときの斜視図である。 上記検体検査装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 上記検体検査装置における対象物情報の取得方法による動作の流れを示すフローチャートである。 上記検体検査装置で取得される複数の個別画像を模式的に示す説明図である。 上記複数の個別画像に基づいて生成される解析用画像を模式的に示す説明図である。 上記複数の個別画像間での任意の同一位置の画素についての輝度値の分布を正規化したグラフである。 上記検体容器に検体を収容していない状態で生成される解析用画像を模式的に示す説明図である。 検体が血液である場合の、第1解析用画像と第2解析用画像との間での輝度値の差の分布を模式的に示す説明図である。 検体が血漿である場合の、第1解析用画像と第2解析用画像との間での輝度値の差の分布を模式的に示す説明図である。 上記チップの回転の前後で取得される第1解析用画像および第2解析用画像の一部分をそれぞれ模式的に示す説明図である。 幅方向平均値の差の分布を模式的に示す説明図である。 特異箇所が生成されるメカニズムを模式的に示す説明図である。 上記解析用画像の他の例を示す説明図である。 特定のチップについて得られる、第1解析用画像と第2解析用画像との間での幅方向平均値の差の1ラインの分布を模式的に示す説明図である。 合成解析用画像を模式的に示す説明図である。 上記チップの撮影を2段階で行って吸光度測定を行う場合の時間的な流れを模式的に示す説明図である。 上記チップの撮影を2段階で行って取得した対象物情報と、検体の状態または検体容器の状態の判断結果との関係を模式的に示す説明図である。 上記第1窓部解析用画像および他の第2窓部解析用画像のモデルを示す説明図である。 上記チップの計量部を拡大して示す平面図である。 上記チップの計量部が波紋構造を有する場合に取得される輝度値の差の分布を示す説明図である。 上記計量部が波紋構造を持たない場合に取得される輝度値の差の分布を示す説明図である。 上記計量部の任意の個別画像を示す説明図である。 上記検体検査装置の他の構成を模式的に示すブロック図である。
 以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
 〔1.検体検査装置の概要〕
 図1は、本実施形態の検査装置の一例である検体検査装置1の内部構成を示す断面図である。検体検査装置1は、筐体内に測定室71を有する。測定室71は、検体容器5を装填したチップ6を収容するとともに、チップ6内の検体に対して各種の測定を行う。測定室71内に収容されたチップ6は、ホルダ72によって第1ステージ83上に押さえ付けられ、保持される。
 検体容器5は、検査物を収容する収容容器の一例であり、キャピラリーまたはキャピラリーチューブとも呼ばれる。この検体容器5には、被験者から採取した検体が導入される。上記の検体は、検体検査装置1によって検査される検査物の一例であり、例えば血液(全血とも呼ばれる)または血漿である。検体が血漿である場合としては、例えば遠心分離によって血液中から既に抽出された血漿を検体として用いる場合を想定することができる。
 チップ6には、検査項目に応じた検査試薬が予め収容されている。検査項目としては、糖尿病の判断の指標となるHb(ヘモグロビン)A1c、炎症マーカーであるCRP(C-リアクディブ・プロテイン)およびhsCRP(高感度CRP)、腎機能検査の指標となるCysC(シスタチンC)、などの4項目を挙げることができる。
 第1ステージ83上にチップ6を保持した状態で、スタートボタン(図示せず)を押圧すると、チップ6の回転が開始され、検体に含まれる任意の成分(例えば血漿)が遠心分離される。遠心分離された成分は、チップ6内の検査試薬と反応し、その結果、反応物が生成される。測定部76(図4参照)によって上記反応物の吸光度が測定されると、その測定結果が用紙等に出力される。
 〔2.検体容器およびチップについて〕
 図2は、検体容器5およびチップ6を拡大して示す正面図である。検体容器5の表面には、検体の検査に必要な量の目安となる黒色のマーカー5aが付されている。検体の必要量は、検査する検体の種類に応じて異なる。そのため、検体容器5においてマーカー5aが付される位置も、検体の種類に応じて異なる。ユーザ(医師、臨床検査技師など)は、マーカー5aを目標にして検体を検体容器5に導入することにより、検査する検体ごとに、必要量の検体を検体容器5に導入することができる。
 チップ6は、基台にカバーを貼り合わせて構成される。基台およびカバーの素材は、耐薬品性、内部の流路における撥水性(検体の流動性)、加工時の熱収縮性等を考慮して、チップ6(検査試薬)ごとに適切に設定されている。例えば、検査項目がHbA1cであるチップ6は、基台およびカバーともポリプロピレン樹脂(乳白色)で形成される。他の3つの検査項目のチップ6については、ポリスチレン樹脂にカーボンブラックを含有させて基台(黒色)が構成され、ポリスチレン樹脂にフッ素コートが施されてカバー(透明)が構成されている。
 このようなチップ6は、容器収容部61と、被測定部62と、計量部63と、ラベル64と、を有する。容器収容部61には、検体容器5が差し込まれて収容される。検体容器5の差し込みを容易にするため、容器収容部61は検体容器5の外形よりも若干大きい形状で形成されている。
 チップ6の内部には、マイクロ流路(図示せず)が形成されており、容器収容部61に収容された検体容器5内の検体が、チップ6の回転時の遠心力によってマイクロ流路内を流れる。マイクロ流路の途中には、試薬収容部(図示せず)が設けられており、マイクロ流路内を流れる検体のうち、遠心分離された成分が、試薬収納部に収容された検査試薬と反応する。反応物は、上記遠心力によって被測定部62に向かって流れ、被測定部62において、反応物の吸光度が測定部76によって測定される。
 計量部63は、測定開始から所定時間(例えば5分)経過後に、検体容器5内の検体がチップ6の回転によってマイクロ流路を流れて到達する位置に設けられた、検体検出用の窓部である。より詳しくは、計量部63は、後述する回転機構80(図4参照)がチップ6を回転させたときに、検体容器5内の検体のうちで必要量以外の検体が廃液として流れる流路に位置する。計量部63に到達した検体の有無を、装置が有するセンサ部(図示せず)によって光学的に検知することにより、検体の有無および検体容器5に導入された検体の量を判断することができる。例えば、測定開始から5分経過後に、センサ部が計量部63で検体(廃液)を検出できなかったとき、検体容器5に必要量の検体が導入されていないか、検体が最初から導入されていないと判断することができる。ただし、上記反応物の粘度がチップ6(検査項目)ごとに異なる、検体の種類(全血、血漿)によって上記反応物の色が異なる、人によって血漿の色が異なるために上記反応物の色が検体ごとに異なる、などの理由により、全てのチップ6について、検体の有無等の情報を安定して取得することは困難である。そのため、本実施形態では、後述の手法により、検体の有無等の情報を安定して取得するようにしている。
 ラベル64は、チップ6の表面に付されており、2次元コード64aを有する。2次元コード64aは、検査物としての検体の上述した4つの検査項目を識別するための識別情報である。チップ6の内部には、2次元コード64aの識別情報が示す検査項目に応じた検査試薬が収容される。
 2次元コード64aは、撮像部74によって読み取られる。これにより、読み取った2次元コード64aが示す識別情報に基づき、検体検査装置1に収容されたチップ6が、4つの検査項目のうち、どの項目についての検査用のチップであるかを、装置側で判断することができる。なお、ラベル64には、上記の識別情報以外の情報(例えば、チップ6の製造番号、製造年月日、製造者名などの情報)が含まれてもよい。
 〔3.検体検査装置の詳細について〕
 次に、検体検査装置1の詳細について、再び図1を参照して説明する。測定室71の上部には、上述したようにチップ6の2次元コード64aを読み取るための撮像部74が設けられる。撮像部74は、例えば撮影によってカラー画像を取得するカメラで構成される。撮像部74は、保持部75によって測定室71の上部に保持される。
 検体検査装置1は、測定部76(図4参照)をさらに有する。測定部76は、チップ6内のマイクロ流路を流れて被測定部62に到達した上記反応物の吸光度を光学的に測定し、吸光度の増加速度に基づいて、検体に含まれる検査項目(例えばCRP)の濃度を算出する。
 測定室71には、回転テーブル81が設けられる。回転テーブル81は、モータ82によって回転軸AXを中心に回転する。回転テーブル81上には、第1ステージ83と、第2ステージ(図示せず)とが設けられる。第1ステージ83と第2ステージとは、回転軸AX方向から見て、回転軸AXに対して点対称となる位置に配置される。
 第1ステージ83には、上述したチップ6がセットされる。第2ステージには、チップ6とバランスをとるためのバランサーチップがセットされる。第1ステージ83および第2ステージは、ギアおよびカムを有する駆動力切替機構85と連結される。駆動力切替機構85により、第1ステージ83および第2ステージへの、モータ82の駆動力の伝達が切り替えられる。これにより、第1ステージ83および第2ステージの回転/非回転が切り替えられ、回転テーブル81の回転時にチップ6に働く遠心力の方向が切り替えられる。このように第1ステージ83および第2ステージの回転を切り替えることにより、チップ6内で検体の流れる方向を制御することができる。
 なお、上記の第1ステージ83は、回転テーブル81に取り付けられた第1遊星軸部86を中心に回転(自転する)。第1遊星軸部86は、回転テーブル81の回転軸AXから径方向に離れて位置し、かつ、回転軸AXと平行に位置する。したがって、第1ステージ83は、第1遊星軸部86を中心に自転し、回転軸AXを中心に公転することができる。同様に、第2ステージは、回転テーブル81に取り付けられた第2遊星軸部(図示せず)を中心に回転(自転する)。第2遊星軸部は、回転テーブル81の回転軸AXに対して第1遊星軸部86とは反対側に位置し、かつ、回転軸AXと平行に位置する。したがって、第2ステージは、第2遊星軸部を中心に自転し、回転軸AXを中心に公転することができる。
 測定室71には、チップ6のラベル64を照明するための照明基板91が取り付けられている。図3は、照明基板91を下方から見たときの斜視図である。照明基板91には、平面視で略正方形状の開口部91aが形成されている。撮像部74は、照明基板91の開口部91aを介してチップ6のラベル64を撮影し、2次元コード64aを読み取る。なお、後述するように、チップ6に収容される検体容器5を撮影して画像を取得する際も、撮像部74は開口部91aを介して検体容器5を撮影する。
 照明基板91の下面91bには、互いに異なる位置に複数の光源92が取り付けられている。本実施形態では、開口部91aの4つの辺に沿って3つずつ、合計12個の光源92が照明基板91に取り付けられているが、光源92の数は上記の12個には限定されない。各光源92は、例えば赤色光を出射する赤色LEDであるが、赤色以外の波長の光を出射するLEDであってもよい。各光源92は、第1ステージ83(図1参照)上に載置されたチップ6のラベル64に向かって光を出射することにより、ラベル64を照明する。これにより、撮像部74は、適切な明るさのもとでラベル64を撮影して、2次元コード64aを適切に読み取ることができる。
 なお、各光源92からの光の出射によって照明される領域を、ここでは照明領域LAと称する。上記のチップ6は、ラベル64が照明領域LAに位置するようにモータ82によって回転され、照明領域LAに位置するラベル64の2次元コード64aが撮像部74によって読み取られる。
 なお、ここでは、光源92の個数が12個(複数個)である場合を例として説明するが、光源92の個数は1個であってもよい。例えば、1つの光源92を駆動部(例えばモータ)によって動かして異なる位置に配置し、各位置で光源92を点灯させるようにしてもよい。
 〔4.対象物情報の取得について〕
 検査物または検査物の収容容器の状態に関する情報を、ここでは「対象物情報」とも称する。例えば、検体容器5における検体の有無、検体容器5に必要量の検体が導入されているか否か、検体容器5自体がチップ6に収容されているか否か、などの情報は、対象物情報の例である。また、撮像部74によって撮影されて取得された画像を構成する各画素の画像データ(画素値)を、ここでは「輝度値」とも称する。輝度値は、例えば8ビットで0(暗)~255(明)の値を取り得る。
 検体検査装置1には、上記のように、複数の光源92と、チップ6のラベル64を読み取るための撮像部74とが元々設けられている。したがって、複数の光源92と撮像部74とを利用して、チップ6に収容された検体容器5を直接撮影して画像を取得することにより、取得した画像に基づいて対象物情報を得ることができると考えられる。例えば、検体が血液である場合、取得した画像において、血液の部分は他の部分よりも暗く現れる(輝度値が小さい)。したがって、各画素の輝度値に基づいて、血液の有無およびその量を判断することができる。また、検体に含まれる成分を遠心分離する前に、上記画像に基づいて対象物情報を取得することができるため、遠心分離を開始してから所定時間経過後に計量部63に到達した検体を検知して対象物情報を取得する方法のみを用いる場合に比べて、対象物情報を迅速に取得することができる。さらに、対象物情報の取得は、反応物の生成前であるため、全てのチップ6について、反応物の粘度および反応物の色等を考慮することなく対象物情報を取得することができる。よって、全てのチップ6について、対象物情報を迅速にかつ安定して取得することができると考えられる。
 ただし、複数の光源92を同時に点灯させて撮像部74によって検体容器5を撮影すると、得られる画像には、「白飛び」と呼ばれる輝度値の高い領域が各光源92に対応して現れ、画像に顕著な輝度ムラが発生する。上記の輝度ムラは、上記画像に基づいて対象物情報を正確に取得する際の妨げとなるため、これを低減することが必要とされる。
 複数の光源92の同時点灯に起因する輝度ムラを低減する手法としては、例えば(1)各光源92の出射光量を低下させる、(2)各光源92の間で同一輝度となるように出射光量を微調整する、(3)各光源92とチップ6(特に検体容器5)との間の光路中に拡散板を配置する、などの方法が考えられる。
 しかし、上記(1)の方法では、照明領域LAが暗くなるため、照明領域LAに位置する検体容器5を撮像部74が撮影して取得した画像に基づいて、対象物情報を正確に取得することが困難となる。また、上記(2)の方法では、出射光量の微調整に高精度が要求されるため、輝度ムラを低減することが容易ではない。さらに、上記(3)の方法では、拡散板の配置空間を確保することが必要となるため、装置の大型化が懸念される。特に、装置の小型化のために、照明基板91の直下に2mm程度の隙間しか確保できない設計では、拡散板の設置自体も困難となる。
 なお、上記の輝度ムラは、光源92を1つのみ備えた構成(1つの光源92を駆動部によって移動させる構成)であっても同様に生じ得る。つまり、駆動部によって移動可能な1つの光源92を任意の位置で点灯させて、撮像部74によって検体容器5を撮影すると、得られる画像において、上記光源92の位置に対応して高輝度の領域が現れ、輝度ムラが発生する。
 そこで、本実施形態では、以下の構成を採用することにより、検査項目の異なるチップ6ごとに、対象物情報を安定して取得するとともに、装置の大型化を回避しつつ、簡単な方法で輝度ムラを低減して、対象物情報を正確に取得するようにしている。
 〔5.検体検査装置のハードウェア構成〕
 図4は、検体検査装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。検体検査装置1は、上述の構成に加えて、回転機構80と、制御部100と、をさらに備える。回転機構80は、チップ6を回転させる機構であり、上述のモータ82および駆動力伝達機構85のほか、エンコーダ87を含んで構成される。エンコーダ87は、モータ82(駆動部)の回転位置を検出する回転位置検出部の一例である。
 制御部100は、例えばCPU(Central Processing Unit)と呼ばれる中央演算処理装置で構成され、主制御部101と、光源制御部102と、画像生成部103と、情報取得部104と、を含んで構成される。主制御部101は、検体検査装置1の各部の動作を制御する。
 光源制御部102は、少なくとも1つの光源92の点灯を制御する。特に、光源制御部102は、12個の光源92を1個ずつ異なるタイミングで点灯させる。なお、12個の光源92を、2個ずつ6組に分けたとき、光源制御部102は、同一組の光源92を同時に点灯させる一方、各組同士では異なるタイミングで光源92を点灯させるようにしてもよい。また、各組の光源92の個数は、3個であってもよいし、4個であってもよいし、6個であってもよい。さらに、上述したように、1つの光源92を駆動部によって互いに異なる位置に移動させる構成の場合、光源制御部102は、光源92の異なる位置ごとに異なるタイミングで、光源92を点灯させてもよい。すなわち、本実施形態の検体検査装置1は、異なる位置で点灯可能な少なくとも1つの光源92を、異なる位置ごとに異なるタイミングで点灯させる光源制御部102を備える。
 また、1つの光源92を駆動部によって互いに異なる位置に移動させる構成では、光源制御部102が1個の光源92を常時点灯させ、駆動部が、点灯状態の光源92を異なる位置に移動させるようにしてもよい。
 画像生成部103は、点灯する光源92の異なる位置ごとに異なるタイミングで撮像部74が撮影して取得した個別画像に基づいて、解析用画像を生成する。情報取得部104は、画像生成部103によって生成された解析用画像に基づいて、上記の対象物情報を取得する。
 また、検体検査装置1は、記憶部93をさらに備える。記憶部93は、制御部100の動作プログラムを記憶するとともに、各種の情報を記憶するメモリであり、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリなどを含んで構成される。例えば、撮像部74によって取得された個別画像、画像生成部103によって生成された解析用画像、情報取得部104によって取得された対象物情報は、記憶部93に記憶され、必要に応じて記憶部93から読み出される。
 〔6.対象物情報の取得方法〕
 以下、上記構成による対象物情報の具体的な取得方法について説明する。
 (6-1.輝度値そのものを用いる方法)
 図5は、対象物情報の取得方法の流れを示すフローチャートである。まず、測定室71の第1ステージ83上にチップ6がセットされると、回転機構80が回転テーブル81および第1ステージ83を回転させて、チップ6を各光源92の照明領域LAに位置させる(S1)。
 次に、光源制御部102の制御により、いずれか1つの光源92を点灯させて、照明領域LAに位置するチップ6に向けて光を出射させる(S2)。続いて、S2にて光源92によって照明された上記のチップ6を、撮像部74によって撮影して、一の個別画像K1を取得する(S3)。なお、撮像部74は、元々、ラベル64の2次元コード64aを読み取る範囲で画角が設定されているため、チップ6の全体ではなく、一部のみ(例えば図6の破線で囲まれた領域)を撮影して個別画像K1を取得する。
 次に、光源制御部102の制御により、S2で点灯させた光源92とは異なる位置の光源92を、先に点灯させた光源92とは異なるタイミングで点灯させて、照明領域LAに位置するチップ6に向けて光を出射させる(S4)。続いて、S4にて別の光源92によって照明されたチップ6を、撮像部74によって撮影して、別の個別画像K2を取得する(S5)。
 上記したS4およびS5の工程を、12個の光源92の全てについて行う(S6)。その結果、異なるタイミングでの光源92の点灯ごとに、12個の個別画像K1~K12が撮像部74によって取得される。
 図6は、12個の光源92の点灯ごとに取得される12個の個別画像K1~K12を模式的に示している。上述したように、照明基板91において、12個の光源92は互いに異なる位置に取り付けられており、互いに異なる方向からチップ6を照明する。この結果、各個別画像K1~K12には、各光源92の位置に対応する、点光源特有の白飛び領域w(高輝度領域)が発生している。
 次に、画像生成部103は、複数の個別画像K1~K12間で同一位置の画素について輝度値の単純平均を算出し、上記単純平均の輝度値を有する画素の集合からなる解析用画像MAを生成する(S7)。図7は、画像生成部103が生成した解析用画像MAを模式的に示す。
 続いて、情報取得部104は、S7で生成された解析用画像MAにおいて、予め設定された1ライン(図7ではA1-A2方向)に並ぶ画素の輝度値に基づいて、対象物情報を取得する。
 例えば、検体が血液である場合、解析用画像MAにおいて、血液の部分は暗くなる(輝度値が低下する)。このため、情報取得部104は、上記1ラインにおいて、輝度値が閾値TH1以下となる画素の有無に基づいて、検体容器5中の血液の有無を判断することができ、血液の有無に関する情報を対象物情報として取得することができる。また、情報取得部104は、解析用画像MAの上記1ラインにおいて、輝度値が閾値TH1以下となる画素の数をカウントすることにより、検体容器5に導入された血液の量を判断することができる。そして、情報取得部104は、カウントした画素の数と、必要量に相当する上記1ラインの画素の数とを比較することにより、必要量の血液が検体容器5に導入されたか否かを判断することができ、検体量(血液の量)に関する情報を対象物情報として取得することができる。
 なお、検体が血漿である場合でも、情報取得部104は、上記と同様の手法により、検体容器5中の血漿の有無および必要量の血漿が検体容器5に導入されたか否かを判断することができる。
 さらに、情報取得部104は、上記と同様の手法により、チップ6の容器収容部61に対する検体容器5の収容の有無についても判断することができ、検体容器5の収容状態に関する情報を対象物情報として取得することができる。
 以上では、12個の光源92を1個ずつ順次点灯させて、12個の個別画像K1~K12を取得する例について説明したが、光源92を2個ずつ、3個ずつ、4個ずつ、順次点灯させて、それぞれ6個、4個、3個の個別画像を取得するようにしてもよい。
 また、1つの光源92を駆動部によって移動させる構成では、光源92の移動前の位置および移動後の位置(移動前の位置とは別の位置)のそれぞれにおいて光源92を点灯させて(1つの光源92を互いに異なる位置で異なるタイミングで点灯させて)、複数の個別画像を取得してもよい。また、1つの光源92を点灯させたまま異なる位置に移動させ、異なる位置ごとに異なるタイミングで撮像部74がチップ6を撮影して、複数の個別画像を取得してもよい。
 なお、画像生成部103は、単純平均から多少ずれた値(輝度値)を用いて解析用画像MAを生成してもよいし、輝度値の中央値(メディアン)を用いて解析用画像MAを生成してもよい。
 図8は、複数の個別画像間での任意の同一位置の画素についての輝度値の分布を正規化したグラフである。上記した平均輝度範囲は、図8のグラフにおいて、平均輝度値をnとし、標準偏差をσとして、n±σの範囲内に収まる。解析用画像MAの各画素は、上記平均輝度範囲内の偏差値に相当する輝度値をそれぞれ有していてもよい。
 以上のように、本実施形態の検体検査装置1は、少なくとも1つの光源92の点灯によって照明される照明領域LAに位置させたチップ6を、点灯する光源92の異なる位置ごとに異なるタイミングで撮影して、複数の個別画像K1~K12を取得する撮像部74と、複数の個別画像K1~K12に基づいて、解析用画像MAを生成する画像生成部103と、解析用画像MAに基づいて対象物情報を取得する情報取得部104と、を備える。
 また、本実施形態の情報処理方法は、(回転機構80が)チップ6を回転させて照明領域LAに位置させる工程(S1)と、(光源制御部102が)少なくとも1つの光源92を点灯させて、チップ6に向けて光を出射させる工程(S2)と、(撮像部74が)チップ6を撮影して個別画像(例えば個別画像K1)を取得する工程(S3)と、上記チップ6の撮影後、上記チップ6の撮影時の位置とは別の位置で少なくとも1つの光源92を(光源制御部102が)点灯させて、照明領域LAに位置するチップ6に向けて光を出射させる工程(S4)と、(撮像部74が)上記別の位置の光源92によって照明されたチップ6を撮影して、別の個別画像(例えば個別画像K2)を取得する工程(S5)と、(画像生成部104が)取得した複数の個別画像に基づいて、解析用画像MAを生成する工程(S7)と、(情報取得部104が)解析用画像MAに基づいて対象物情報を取得する工程(S8)と、を含む。
 チップ6を撮像部74によって直接撮影して個別画像K1~K12を取得し、解析用画像MAを生成することにより、上述のように、検体中の任意の成分と検査試薬との反応物の粘度等の影響を受けることなく、どのチップ6についても、解析用画像MAに基づいて対象物情報を安定して取得することができる。
 特に、撮像部74は、回転機構80によって照明領域LAに位置させたチップ6の容器収容部61を撮影することにより、複数の個別画像K1~K12を取得する。これにより、対象物情報として、容器収容部61への検体容器5の装填の有無、容器収容部61に収容された検体容器5内の検体の有無の情報を迅速に(例えば測定開始から数秒で)取得することができる。
 また、解析用画像MAの各画素の輝度値は、複数の個別画像K1~K12間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出されるため、上述したように、複数の個別画像K1~K12の同一位置の画素間で輝度値を単純平均した値、または平均輝度範囲内の値等を、解析用画像MAの各画素の輝度値とすることができる。これにより、各個別画像K1~K12において、光源92の点灯に起因する白飛び領域w(図6参照)が現れても、解析用画像MAでは、個別画像K1~K12の白飛び領域wに対応する領域の輝度値が上記白飛び領域wの輝度値よりも低輝度側にシフトするため、「白飛び」が目立たなくなる。したがって、情報取得部104は、上記解析用画像MAに基づいて、対象物情報を正確に取得することが可能となる。また、輝度ムラを低減するにあたって、拡散板などの別部材を光源92とチップ6との間の光路中に配置する必要がなく、複数の光源92間で出射光量を微調整する必要もない。これにより、装置の大型化を回避しつつ、簡単な方法で輝度ムラを低減して、対象物情報を正確に取得することができる。
 また、拡散板が不要であるため、省スペース化に貢献することができるとともに、部品点数の減少によって装置の故障率を下げることもできる。さらに、本実施形態の手法では、チップ6の構造を変えることなく対象物情報を取得することができるため、チップ構造の変更による検体量の増加を伴わず、採血時の被験者への負担を軽減することができる。また、短い時間で検体の有無等の対象物情報を取得することができるため、ユーザビリティの向上を図ることもできる。
 特に、検体検査装置1は複数の光源92を有する。そして、光源制御部102は、複数の光源92を異なる位置ごとに異なるタイミングで点灯させる。この場合、1個の光源92を駆動部によって異なる位置に移動させて、異なる位置からチップ6を照明する構成に比べて、駆動部の配置空間を確保する必要がないため、装置の小型化に寄与することができる。また、上記駆動部の制御も不要となる。
 また、解析用画像MAの各画素が、平均輝度範囲内の輝度値をそれぞれ有することにより、上記各画素が個別画像K1~K12の同一位置の画素間での輝度値の平均値、または平均値に近い値となるため、解析用画像MAにおいて色飛び領域wに対応する領域の輝度値を、白飛び領域wの輝度値よりも確実に低輝度側にシフトさせることができる。これにより、輝度ムラを低減した解析用画像MAを確実に生成することができる。
 上記の平均輝度範囲は、上述のように、同一位置の画素についての輝度値の正規分布において、n-σ以上n+σ以下に収まる輝度値の範囲である。n±σの範囲に含まれる輝度値であれば、平均輝度値そのものでなくても平均輝度を表す値として許容することができ、そのような輝度値を用いて、上述した本実施形態の効果を得ることができる。
 情報取得部104は、解析用画像MAにおける、予め設定された1ライン(A1-A2方向)の画素の輝度値に基づいて、対象物情報を取得する(S8)。解析用画像MAの1ラインの画素の輝度値そのものを用いて対象物情報を取得するため、例えば、複数の解析用画像を生成してこれらの間での輝度値の差に基づいて対象物情報を取得する後述の方法よりも、簡便に対象物情報を取得することができる。
 解析用画像MAの各画素の輝度値は、複数の個別画像K1~K12間で同一位置の画素について輝度値を平均した平均輝度値である。各個別画像K1~K12において光源92の点灯に起因して発生した白飛び領域wの輝度値(高輝度値)は、解析用画像MAでは平均輝度値に置き換えられ、結果的に輝度値が確実に低下して、白飛び領域が確実に目立たなくなる。これにより、情報取得部104は、上記の解析用画像MAに基づいて、対象物情報を正確に取得することが確実に可能となる。
 特に、平均輝度値は、複数の個別画像K1~K12間で同一位置の画素についての輝度値の単純平均である。この場合、演算により平均輝度値を求めることが容易となるため、画像生成部103は複数の個別画像K1~K12に基づいて、解析用画像MAを容易に生成することができる。
 ところで、上記の平均輝度値は、重み付け平均であってもよい。例えば、平均輝度値は、複数の個別画像K1~K12間で同一位置の画素についての輝度値を、光源92の位置または光源92からの光の出射量に基づいて重みを付けて平均化した重み付け平均であってもよい。上記の重みは、例えば、照明領域LAとの距離が長い光源92ほど大きく、出射光量が少ない光源92ほど大きくなるように設定される。
 このような重み付け平均を用いても、解析用画像MAでは、各画素の輝度値が、複数の個別画像K1~K12間で平均化されるため、白飛び領域wに対応する領域での「白飛び」が目立たなくなる。その結果、情報取得部104は、上記の解析用画像MAに基づいて、対象物情報を正確に取得することが可能となる。
 本実施形態では、検査物は検体であり、対象物情報は、チップ6への収容容器(検体容器5)の装填の有無、収容容器における検体の有無、検体の種類(血液、血漿)、収容容器における検体の導入量(検体量)、の少なくともいずれかについての情報を含む。この場合、情報取得部104は、輝度ムラが低減された解析用画像MAに基づいて、収容容器の有無等の情報を正確に取得することができる。
 本実施形態の検体検査装置1は測定部76を備える。測定部76によって測定された吸光度に基づいて検体を検査する構成において、上述した手法により、対象物情報を正確に取得することができる。
 (6-2.輝度値の差を用いる方法)
 次に、対象物情報を取得する別の方法として、2つの解析用画像における輝度値の差を用いる方法について説明する。まず、図7で示した解析用画像MAを、第1解析用画像M1とする。つまり、検体容器5に検体を収容した状態で画像生成部103が生成した解析用画像MAを、第1解析用画像M1とする。一方、図9は、検体容器5に検体を収容していない状態で画像生成部103が生成した解析用画像MAを示す。ここでは、図9の解析用画像MAを、図7の第1解析用画像M1と区別するために、第2解析用画像M2と称する。
 情報取得部104は、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2の同一位置の画素間での輝度値の差に基づいて、対象物情報を取得する。図10は、図7および図9の1ライン(A1-A2方向)上の各画素における、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2との間での輝度値の差の分布を模式的に示している。なお、図10の分布は、検体容器5に収容される検体が血液である場合に得られる分布とする。また、ここでは、説明の便宜上、検体容器5の表面に付されているマーカー5aの存在を無視する。
 個々の光源92には、光源ムラが存在する。光源ムラとしては、例えば、各光源92間での放射ムラ(放射角度のムラ)、実装ムラ(各光源92間での照明基板91に対する取付角度のムラ)、などを考えることができる。このように、各光源92に光源ムラが存在していると、その光源ムラの影響が解析用画像MAにも反映される。したがって、光源ムラは、情報取得部104が解析用画像MAに基づいて対象物情報を精度よく取得する際の妨げとなり得る。
 画像生成部103が、解析用画像MAとして、検体ありの画像を示す第1解析用画像M1と、検体なしの画像を示す第2解析用画像M2とを生成した場合、上記の光源ムラの影響は、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2の両方に反映される。したがって、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2の同一位置の画素間で輝度値の差を取ることにより、上記の光源ムラの影響がキャンセルまたは低減される。その結果、光源ムラが存在する状態であっても、情報取得部104は上記輝度値の差に基づいて、対象物情報を精度よく取得することができ、安定した情報取得性能を保証することができる。
 また、図11は、検体が血漿である場合において、予め定められた1ライン(A1-A2方向)上の各画素における、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2との間での輝度値の差の分布を模式的に示している。なお、図11においても、説明の便宜上、検体容器5の表面に付されているマーカー5aの存在を無視する。
 検査物が血漿などの透明に近い液体である場合、検体容器5における血漿の端部(端面)では、光源92から入射する光が屈折することによって明るくなる(いわゆるレンズ効果)。このため、解析用画像MAでは、血漿の端部に相当する画素の位置において、輝度値が高くなる。
 上記のように、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2との間で輝度値の差を取ることにより、光源ムラの影響がキャンセルされるため、上記輝度値の差の分布では、血漿の端部に相当する画素の位置において、輝度値の高い部分が明確に現れる。したがって、検体が血漿である場合には、情報取得部104が上記輝度値の差に基づいて、例えば検体容器5への血漿の導入量に相当する長さLを精度よく認識することが可能となる。つまり、上記輝度値の差に基づいて対象物情報を取得する方法は、特に、検体が透明または透明に近い液体である場合に非常に有効となる。
 上記した第1解析用画像M1および第2解析用画像M2は、例えば以下の方法によって生成される。まず、撮像部74は、回転機構80によるチップ6の回転前に、点灯する光源92の異なる位置ごとに異なるタイミングでチップ6を撮影して、複数の第1個別画像を取得する。このとき、チップ6には、検体を収容した検体容器5が装填されているとする。そして、撮像部74は、回転機構80によるチップ6の回転後に、点灯する光源92の異なる位置ごとに異なるタイミングでチップ6を撮影して、複数の第2個別画像を取得する。なお、チップ6の回転によって生じる遠心力により、検体容器5に収容された検体はチップ6内のマイクロ流路に流れ込むため、検体容器5は検体なしの状態となる。
 画像生成部103は、複数の第1個別画像に基づいて、第1解析用画像M1を生成し、複数の第2個別画像に基づいて、第2解析用画像M2を生成する。例えば、画像生成部103は、複数の第1個別画像間で同一位置の画素の輝度値の単純平均を算出することにより、上記単純平均の画素の集合からなる第1解析用画像M1を生成することができる。同様に、画像生成部103は、複数の第2個別画像間で同一位置の画素の輝度値の単純平均を算出することにより、上記単純平均の画素の集合からなる第2解析用画像M2を生成することができる。
 光源92には、経年変化によって出射光量が低下する光量ムラが存在する。撮像部74がチップ6を撮影して複数の第1個別画像および複数の第2個別画像をそれぞれ取得するときのタイムラグは、光源92の経年変化による性能低下のスパンに比べて十分に短い。このため、撮像部74は、複数の第1個別画像の取得後、光源92の経年変化による光量ムラの影響を低減した状態で、複数の第2個別画像を取得することができる。そして、画像生成部103は、第1解析用画像M1の生成後、光量ムラの影響が低減された複数の第2個別画像に基づいて、第2解析用画像M2を生成することができる。その結果、情報取得部104は、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2に基づいて、対象物情報をより精度よく取得することができ、安定した情報取得性能を確実に保証することが可能となる。
 また、複数の第1個別画像および複数の第2個別画像は、同一の検体容器5についての撮影によって取得される画像であり、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2は、同一の検体容器5について生成される画像である。このため、例えば検体容器5の表面に傷が存在していても、情報取得部104が第1解析用画像M1および第2解析用画像M2の同一位置の画素間での輝度値の差に基づいて対象物情報を取得することにより、検体容器5の表面の傷の影響をキャンセルした状態で対象物情報を取得することが可能となる。したがって、この点でも、情報取得部104は、対象物情報を精度よく取得することが可能となる。
 画像生成部103によって生成される上記の第2解析用画像M2(各画素の輝度値)、つまり、検体なしのチップ6についての第2解析用画像M2は、デフォルトで予め記憶部93(図4参照)に記憶されてもよい。そして、情報取得部104は、画像生成部103によって第1解析用画像M1が生成されると、記憶部93から第2解析用画像M2を読み出し、生成された第1解析用画像M1と、読み出した第2解析用画像M2とにおける同一位置の画素間での輝度値の差に基づいて、対象物情報を取得してもよい。
 第2解析用画像M2を予め記憶部93に記憶させておくことにより、撮像部74が複数の第1個別画像を取得した後に複数の第2個別画像を取得する工程、および画像生成部103が複数の第2個別画像に基づいて第2解析用画像M2を生成する工程を省くことができる。これにより、情報取得部104は、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2とに基づいて、対象物情報を迅速に取得することが可能となる。
 (6-3.輝度値を幅方向で平均化することによる対象物情報の取得方法)
 図12は、チップ6の回転の前後で取得される上記した第1解析用画像M1および第2解析用画像M2の一部分をそれぞれ模式的に示している。ここでは、検体容器5に付された黒色のマーカー5aの像5a1も第1解析用画像M1および第2解析用画像M2に含まれるとする。
 なお、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2とでは、像5a1の位置が1ラインの方向(A1-A2方向)に距離AHだけずれている。これは、チップ6の容器収容部61に収容された検体容器5が、チップ6の回転による遠心力を受けて、容器収容部61の内部をA2方向に距離AHだけ移動することによる。
 また、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2において、A1-A2方向の画素1ラインおよびその1ラインと平行な複数ラインを含む領域を、ここでは、特定領域SRと称する。第1解析用画像M1および第2解析用画像M2において、上記1ラインと垂直に並ぶ画素方向をB方向としたとき、特定領域SRのB方向の幅BWは、検体容器5の幅に対応する画素数分(例えば33画素分)の幅に設定されている。
 情報取得部104は、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2のそれぞれにおいて、上記1ライン上の各画素の位置ごとに、輝度値(ここでは平均輝度範囲内の輝度値)を、特定領域SR内でB方向に並ぶ複数の画素間でさらに平均した幅方向平均値を算出する。そして、情報取得部104は、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2との間での幅方向平均値の差に基づいて、対象物情報を取得する。
 光源92によるチップ6の照明時には、チップ6に収容された検体容器5の素材および製造精度(傷、表面粗さ)に起因して、検体容器5の表面で反射ムラが起こる場合がある。そのような場合でも、1ラインの各画素の位置ごとに、特定領域SR内でB方向に並ぶ複数の画素間で、平均輝度範囲内の輝度値をさらに平均することにより、反射ムラによる輝度値のばらつきが抑えられる。したがって、情報取得部104は、上記幅方向平均値の差に基づいて対象物情報を取得することにより、上述した光源ムラ、光量ムラに加えて、反射ムラの影響を抑えながら、対象物情報をさらに精度よく取得することができる。
 図13は、上記1ラインにおける幅方向平均値の差の分布を模式的に示している。なお、ここでは、検体として血液を想定する。図13のグラフより、Q1、Q2、Q3で示す特異箇所を除けば、検体なし部分(幅方向平均値の差がゼロ付近)と、検体あり部分(幅方向平均値の差がマイナスの部分)とで、幅方向平均値の差の変化の仕方が明確に異なっていることがわかる。したがって、情報取得部104は、幅方向平均値の差に基づいて、検体なしと検体ありとの境界部分を容易に認識することができ、検体の有無に関する情報を精度よく取得することができる。
 なお、上記のQ1、Q2、Q3で示す特異箇所は、図12の第1解析用画像M1の領域P1、第2解析用画像M2の領域P2およびP3にそれぞれ対応する。領域P1は、第1解析用画像M1において、マーカー5aの像5a1が位置する領域である。領域P2は、第2解析用画像M2において、マーカー5aの像5a1が位置する領域である。領域P3は、第2解析用画像M2において、チップ6に回転によって容器収容部61の内部に入り込んだ検体容器5の端部の領域である。
 図14は、特異箇所Q1~Q3が生成されるメカニズムを模式的に示している。チップ6の回転前に取得される第1解析用画像M1では、同図の(1)のグラフで示すように、1ラインの幅方向平均値は、黒色のマーカー5aの像5a1が位置する領域P1で低下し、検体容器5内で検体(血液)が存在する暗赤色の領域で若干増加する。
 チップ6の回転後に取得される第2解析用画像M2では、同図の(2)のグラフで示すように、1ラインの幅方向平均値は、黒色のマーカー5aの像5a1が位置する領域P2で低下する。また、第2解析用画像M2の領域P3では、チップ6の乳白色のカバーと検体容器5とが重なることによって若干暗くなることにより、平均輝度値が低下する。なお、領域P3は、光源92から照射される光が検体容器5の端部で屈折するために輝度値が不安定に変化する領域であり、測定時に現れたり、現れなかったりする。
 1ラインの各画素の位置で、チップ6の回転前の幅方向平均値((1)のグラフ参照)から、チップ6の回転後の幅方向平均値((2)のグラフ参照)を差し引くと、(3)のグラフが得られる。つまり、(1)のグラフに、(2)のグラフを上下反転させたグラフを足し合わせたグラフが得られる。この(3)のグラフより、領域P1、P2およびP3が、幅方向平均値の差のグラフにおいて特異箇所Q1、Q2およびQ3と対応することは明らかである。
 (6-4.撮像部の収差の影響を低減して対象物情報を取得する方法)
 検査物が血漿などの透明に近い液体である場合、レンズ効果によって血漿の端面が明るくなることは前述の通りである。特に、測定室71内で撮像部74側から見てチップ6の背景色が黒色である場合(例えば検査項目がhsCRPのチップ6を用いた場合)、血漿の端面の明るさは、より目立つ。
 一方、撮像部74は、元々、チップ6の表面に付されたラベル64の2次元コード64aを読み取るために設けられており、測定室71において2次元コード64aの読み取りに適した位置(例えば2次元コード64aを直上から読み取る位置)に配置されている。したがって、このように配置された撮像部74により、チップ6の端部に位置する検体容器5を撮影すると、検体容器5を斜め方向に撮影することになる。このため、撮像部74が有する収差の影響が大きくなり、図15のC部の拡大図に示すように、第1解析用画像M1において、血漿の端面に相当する部分に高輝度の歪みD1およびD2が現れる。高輝度の歪みD1およびD2は、幅方向平均値の差を大きく広げる原因となり、対象物情報を精度よく取得する際の妨げとなり得る。
 そこで、情報取得部104は、特定のチップ6(検査項目:hsCRP)については、第1解析用画像M1および第2解析用画像M2に基づいて、以下のようにして対象物情報を取得する。図16は、特定のチップ6について得られる、第1解析用画像M1と第2解析用画像M2との間での幅方向平均値の差の1ラインの分布を模式的に示す。
 まず、情報取得部104は、図16の分布において、大区間Eを検出した後、大区間Eから小区間Gを抽出する。大区間Eは、幅方向平均値の差の基準値(例えば0)よりも高い第1閾値(例えば+13)に基づいて規定される区間であり、上記1ラインの分布において、端面の歪みを含んだ状態で検体が存在すると考えられる区間に相当する。ここでは、情報取得部104は、上記1ラインを一方の側(A1側)から他方の側(A2側)に向かって、第1閾値を2回以上単調増加で超える点(例えばE1)から、次に第1閾値を2回以上単調増加で超える点(例えば点E2)までの区間を大区間Eとして検出する。なお、図16の分布における点E1および点E2の位置は、図15の第1解析用画像M1におけるe1およびe2の位置にそれぞれ対応する。
 一方、小区間Gは、大区間E内で、上記基準値よりも低い第2閾値(例えば-8)に基づいて規定される区間であり、上記1ラインの分布において、端面の歪みを含まない状態で検体が存在すると考えられる区間に相当する。ここでは、情報取得部104は、上記1ラインを一方の側(A1側)から他方の側(A2側)に向かって、第2閾値を2回以上単調減少で下回る点(例えばG1)から、第2閾値を2回以上単調増加で超える点のうち、最もA2寄りの点(例えば点G2)までの区間を小区間Gとして抽出する。なお、図16の分布における点G1および点G2の位置は、図15の第1解析用画像M1におけるg1およびg2の位置にそれぞれ対応する。
 そして、情報取得部104は、小区間Gにおける幅方向平均値の差の、1ライン方向での平均を算出し、第3閾値(例えば-10)と比較することにより、検体の有無を判断し、対象物情報として取得することができる。
 特定のチップ6については、幅方向平均値の差の1ラインの分布において、大区間Eから小区間Gを抽出することにより、撮像部74の収差によって生じる歪みD1およびD2(図15参照)の影響を受けて幅方向平均値の差が高くなる領域を排除することができる。したがって、小区間Gにおける幅方向平均値の差に基づいて対象物情報を取得することにより、撮像部74の収差の影響を低減した状態で、対象物情報を正確に取得することができる。よって、撮像部74の直下に検体容器5が位置していないなど、装置の構成または設計上、撮像部74の収差の影響が大きく生じる条件下で検体容器5を撮影せざるを得ない場合には、上述した対象物の取得方法が非常に有効となる。
 撮像部74は、チップ6の表面に付されたラベル64の2次元コード64a(識別情報)を予め読み取っていてもよい。この場合、情報取得部104は上記2次元コード64aに基づいて、チップ6の種類(検査項目)を判断することができる。これにより、情報取得部104は、用いるチップ6が特定のチップ6であるか否かを事前に判断することができ、特定のチップ6である場合には、上記した方法を実行して対象物情報を取得することができる。
 (6-5.解析用画像の重ね合わせについて)
 図17は、複数の解析用画像MAをチップ6の同一位置で重ね合わせた合成解析用画像MA-Coを模式的に示している。なお、上記解析用画像MAは、例えば(6-1.輝度値そのものを用いる方法)で説明した解析用画像MAを用いることができる。
 図4等で示したように、検体検査装置1が回転機構80を有し、回転機構80がモータ82およびエンコーダ87を有する構成では、回転機構80によってチップ6を所定角度ずつ回転させて静止し、撮像部74によるチップ6の一部についての複数の個別画像K1~K12の取得と、画像生成部103による解析用画像MAの生成とを、チップ6の異なる回転位置ごとに繰り返し行ってもよい。ここでは、互いに異なる2か所の回転位置でチップ6の一部をそれぞれ撮影し、それぞれの回転位置で生成された解析用画像MAを、解析用画像MA-1、解析用画像MA-2とする。そして、画像生成部103は、複数の解析用画像MA-1およびMA-2を、チップ6の同一位置で重ね合わせて合成解析用画像MA-Coを生成してもよい。なお、チップ6の異なる回転位置は3か所以上であってもよく、解析用画像MAの数は、3つ以上であってもよい。
 なお、モータ82の回転位置と、撮像部74によって撮影されるチップ6の撮影領域(図17の座標系で規定される領域)とは予め対応付けられているとする。この場合、モータ82の回転位置がエンコーダ87によって検出されると、画像生成部103は、上記回転位置に基づいて、チップ6の撮影領域を特定することができる。一方、複数の解析用画像MA-1およびMA-2は、チップ6の一部の撮影によってそれぞれ生成されることから、複数の解析用画像MA-1およびMA-2と、チップ6の複数の撮影領域とは、1対1に対応する。したがって、画像生成部103は、図17の座標系で、各撮影領域に含まれる同じ座標位置を認識することにより、複数の解析用画像MA-1およびMA-2でチップ6の同一位置を認識することができる。そして、画像生成部103は、複数の解析用画像MA-1およびMA-2を、認識したチップ6の同一位置で重ね合わせることができる。
 このようにして画像生成部103が合成解析用画像MA-Coを生成することにより、情報取得部104は、例えば(6-1.輝度値そのものを用いる方法)で説明した方法と同様にして、上記合成解析用画像MA-Coに基づいて対象物情報を取得することができる。
 また、個々の解析用画像MA-1およびMA-2がチップ6の一部(例えば検体容器5の一部)についての輝度値を示す画像であっても、これらの解析用画像MA-1およびMA-2をチップ6の同一位置が重なるように合成することにより、検体容器5の全てについての輝度値を有する合成解析用画像MA-Coを取得することができる。これにより、撮像部74が1回で検体容器5の一部しか撮影できない条件であっても、情報取得部104は、合成解析用画像MA-Coに基づいて、検体容器5全体についての対象物情報(例えば検体容器5に検体が十分に収容されているか否かの情報)を取得することができる。
 なお、チップ6の異なる回転位置で取得される複数の解析用画像MAを重ね合わせて合成解析用画像MA-Coを生成する手法は、前述した第1解析用画像M1、第2解析用画像M2を用いる場合にも適用することができる。
 〔7.計量部の撮影の併用〕
 図18は、撮像部74によるチップ6の撮影を2段階で行って吸光度測定(測光)を行う場合の時間的な流れ(シーケンス)を模式的に示している。撮像部74は、第1期間T1と第2期間T2とのそれぞれにおいて、複数の個別画像を取得してもよい。以下、図1~図4で示した構成を参照しながら、シーケンスの詳細について説明する。
 第1期間T1では、撮像部74は、回転機構80によって照明領域LAに位置させたチップ6の容器収容部61を撮影することにより、容器収容部61について複数の個別画像を取得する。第1期間T1の始期は、例えばチップ6を測定室71に収容して、測定開始を指示するスタートボタンを押圧した時点t0である。第1期間T1の終期は、時点t0から例えば15秒が経過する時点t3である。撮像部74による容器収容部61の撮影は、例えば時点t0から3秒経過後の時点t1で行われる。その後、例えば時点t1と後述時点t2(時点t0から例えば10秒経過後)との間で、回転機構80によるチップ6の回転が開始される。これにより、検体容器5に収容された検体が、チップ6のマイクロ流路内に導入される。なお、時点t0を起点とする各時点t1~t3までの経過時間は、上記の数値に限定されるわけではなく、適宜設定可能である。
 第2期間T2では、撮像部74は、回転機構80によって照明領域LAに位置させたチップ6の計量部63(検査物検出用の窓部)を撮影することにより、計量部63について複数の個別画像を取得する。第2の期間T2は、第1期間T1よりも時間的に後の期間であり、その始期は、時点t0から例えば2分が経過した時点t4である。第2期間T2の終期は、時点t0から例えば6分経過後の時点t7である。撮像部74による計量部63の撮影は、時点t0から例えば5分経過後の時点t6で行われる。そして、第2期間T2が経過した後、測定部76による吸光度測定が行われる。具体的には、時点t0から例えば7.5分が経過した後の時点t8で、測定部76による吸光度測定が行われる。なお、時点t0を起点とする各時点t4~t8までの経過時間は、上記の数値に限定されるわけではなく、適宜設定可能である。
 なお、第1期間T1および第2期間T2で複数の個別画像を取得するにあたって、光源92の異なる位置ごとに、異なるタイミングで光源92を点灯させる点は、前述の〔6.対象物情報の取得方法〕と同様である。
 画像生成部103は、第1期間T1および第2期間T2のそれぞれにおいて、取得された複数の個別画像に基づいて解析用画像を生成する。そして、情報取得部104は、第1期間T1および第2期間T2のそれぞれにおいて、生成された解析用画像に基づいて対象物情報を取得する。なお、解析用画像の生成および解析用画像に基づく対象物情報の取得方法は、前述の〔6.対象物情報の取得方法〕と同様である。
 特に、上述した(6-2.輝度値の差を用いる方法)を採用する場合、第1期間T1では、時点t0から例えば10秒経過後の時点t2で、撮像部74による容器収容部61の撮影が併せて行われる。この時点t2では、上述したようにチップ6の回転が既に始まっており、これによって検体が検体容器5からチップ6の内部に流れ込んでいるため、検体容器5に検体が存在しない状態で、容器収容部61が撮影される。また、第2期間T2では、時点t0から例えば3分経過後の時点t5で、撮像部74による計量部63の撮影が併せて行われる。この時点t5では、理論上(マイクロ流路の設計により)、チップ6の回転によってマイクロ流路を流れる検体が計量部63に到達していないため、検体なしの状態で計量部63が撮影される。
 図19は、チップ6の2つの箇所(容器収容部61、計量部63)を撮影して取得(検出)された対象物情報と、検体の状態または検体容器5の状態の判断結果との関係を模式的に示している。なお、図中の○印は、対象物情報として「検体あり」が検出された場合を示す。また、図中の×印は、対象物情報として「検体なし」が検出された場合を示す。
 例えば、容器収容部61の撮影に基づいて「検体あり」が検出され、計量部63の撮影に基づいて「検体あり」が検出された場合、情報取得部104は、検体容器5が容器収容部61に正常に挿入されていると判断する。また、容器収容部61の撮影に基づいて「検体なし」が検出され、計量部63の撮影に基づいて「検体あり」が検出された場合、情報取得部104は、検体容器5が容器収容部61に逆方向に挿入されていると判断する。計量部63の撮影に基づいて「検体あり」が検出されているため、必要量の検体が検体容器5に収容されていることになるが、検体容器5が容器収容部61に逆方向に挿入されていると、検体容器5に収容された検体が、撮像部74の撮影範囲から外れる場合があり、その場合、容器収容部61の撮影に基づく検出結果が「検体なし」となるためである。
 容器収容部61の撮影に基づいて「検体あり」が検出され、計量部63の撮影に基づいて「検体なし」が検出された場合、情報取得部104は、検体容器5に収容された検体の量が不足している(必要量の検体が収容されていない)と判断する。検体容器5に検体が収容されているにもかかわらず、廃液が計量部63に到達していないためである。また、容器収容部61の撮影に基づいて「検体なし」が検出され、計量部63の撮影に基づいて「検体なし」が検出された場合、情報取得部104は、検体容器5に最初から検体が導入されていない(検体未導入)と判断する。
 このように、チップ6の異なる部分(容器収容部61、計量部63)を、時間的に異なる2段階(第1期間T1、第2期間T2)で撮影し、各段階において、複数の個別画像をそれぞれ取得することにより、各段階において解析用画像を生成して対象物情報(上記の例では「検体あり」、「検体なし」の情報)を取得することができる。そして、2つの段階で取得した対象物情報に基づいて、上述のように検体の状態(検体量不足、検体未導入)または検体容器5の状態(正常挿入、逆挿入)を適切に判断することができる。
 また、例えば、検体容器5を容器収容部61に挿入する(差し込む)作業はユーザ(医師、臨床検査技師など)が行うため、検体容器5がチップ6の上面で隠れる位置まで容器収容部61に差し込まれる場合があり得る。この場合、撮像部74はチップ6の上面で隠れた検体を撮影することができないため、必要量の検体が検体容器5に収容されていたとしても、隠れていない残りの検体の撮影結果に基づいて、検体量が不足していると誤判断が生じる可能性がある。
 また、検体容器5の表面に傷がある場合には、上述した(6-2.輝度値の差を用いる方法)により、傷の影響をキャンセルした状態で対象物情報を取得することができる。しかし、傷の程度および形成範囲によっては、傷の影響をキャンセルしきれない場合があり得る。したがって、容器収容部61の撮影結果だけに基づいて、検体の状態または検体容器5の状態を判断すると、上記の傷に起因する誤判断も生じる可能性がある。
 本実施形態では、上記のように容器収容部61および計量部63を2段階で撮影して取得される2つの対象物情報に基づいて、検体の状態または検体容器5の状態を総合的に判断する。これにより、検体の状態または検体容器5の状態についての上記の誤判断を極力無くして、判断の精度を向上させることができる。
 特に、情報取得部104は、(2段階で取得した)2つの対象物情報に基づいて、必要量の検体が検体容器5に収容されているか否かを判断するため、検体量不足についての判断の精度を向上させることができる。
 〔8.ヒストグラムに基づく検体の状態の判断手法〕
 上記したチップ6のマイクロ流路には、血球分離部が設けられている。血球分離部とは、検体として全血が検体容器5に収容され、チップ6の回転によってマイクロ流路内に導入されたときに、全血に含まれる血球が遠心分離によって溜まる箇所である。検査項目が例えばCRPである場合、血球分離部で血球が取り除かれた血漿がマイクロ流路をさらに流れる。そして、上記血漿が検査試薬と反応して、吸光度の測定対象となる反応物が生成される。
 このとき、血球分離部にて血球と血漿とが完全に分離されず、検査試薬と反応する血漿中に血球が混在していると、反応物の吸光度の測定精度が低下する虞がある。そこで、本実施形態では、以下の方法によって、血漿の中に血球が混在しているか否かを判断し、これによって吸光度の測定精度の低下を回避するようにしている。なお、ここでは、測定開始(時点t0)から所定時間(例えば5分)が経過した時点t6で、検体(廃液)が計量部63に到達するものとする。
 図18で示した第2期間T2において、回転機構80は、測定開始(時点t0)から所定時間(例えば5分)が経過する前の時点t5で、照明領域LAに計量部63が位置するようにチップ6の回転を停止させる。この状態で、撮像部74は計量部63を撮影する。つまり、撮像部74は、チップ6の回転によって検体が計量部63に到達する前に、計量部63を撮影する。このとき、12個の光源92の異なる位置ごとに、異なるタイミングで各光源92を点灯させて計量部63を撮影する。これにより、撮像部74は、計量部63についての複数の個別画像を第1窓部個別画像として取得する。
 続いて、回転機構80は、チップ6の回転を再開させ、測定開始(時点t0)から上記所定時間が経過した時点t6で、照明領域LAに計量部63が位置するようにチップ6の回転を停止させる。この状態で、撮像部74は計量部63を撮影する。つまり、撮像部74は、チップ6の回転によって検体が計量部63に到達した後に、計量部63を撮影する。このとき、12個の光源92の異なる位置ごとに、異なるタイミングで各光源92を点灯させて計量部63を撮影する。これにより、撮像部74は、計量部63についての複数の個別画像を第2窓部個別画像として取得する。
 次に、画像生成部103は、複数の第1窓部個別画像に基づいて、解析用画像MAとしての第1窓部解析用画像MA-aを生成するとともに、複数の第2窓部個別画像に基づいて、解析用画像MAとしての第2窓部解析用画像MA-bを生成する。なお、第1窓部解析用画像MA-aおよび第2窓部解析用画像MA-bの生成は、前述の〔6.対象物情報の取得方法〕と同様の方法で行うことができる。これにより、〔6.対象物情報の取得方法〕で述べた効果と同様の効果を得ることができる。例えば、個々の個別画像(第1窓部個別画像、第2窓部個別画像)において、複数の光源92の点灯に起因する白飛びが発生しても、解析用画像(第1窓部解析用画像MA-a、第2窓部解析用画像MA-b)では、その白飛びが目立たなくなり、計量部63について輝度ムラを低減した解析用画像を得ることができる。
 図20は、画像生成部103が生成する第1窓部解析用画像MA-aおよび第2窓部解析用画像MA-bの各モデルを示している。上述のように、輝度値が8ビットで0(暗)~255(明)の値を採り得る場合、第1窓部解析用画像MA-a(解析用画像モデルA)は、検体が存在しない状態で撮影された複数の個別画像に基づいて作成されるため、第1窓部解析用画像MA-aにおいて、計量部63の位置に対応する各画素の輝度値は、255に近い値となる。ここでは、説明の理解を容易にするために、第1窓部解析用画像MA-aにおいて、計量部63の位置に対応する複数の画素として、輝度値が250である仮想の粒を考える。
 第2窓部解析用画像MA-b(解析用画像モデルB)は、検体が存在する状態で撮影された複数の個別画像に基づいて作成されるため、第2窓部解析用画像MA-bでは、第1窓部解析用画像MA-aに含まれる上記の仮想の粒が、本来であれば、検体を表す粒に全て置き換わる。しかし、血漿に血球が混在していると、第1窓部解析用画像MA-aに含まれる仮想の粒は、血漿を表す粒(輝度値を例えば240とする)と、血球を表す粒(輝度値を例えば40とする)とに置き換えられる。この場合、第1窓部解析用画像MA-aと第2窓部解析用画像MA-bとで同一位置の画素の輝度値の差の分布(ヒストグラム)を作成すると、図20では、輝度値の差が10(=250-240)となる粒が例えば18個存在し、輝度値の差が210(=250-40)となる粒が例えば4個存在する分布となっている。
 したがって、輝度値の差の閾値Thとして例えば150を設定すると、情報取得部104は、第1窓部解析用画像MA-aおよび第2窓部解析用画像MA-bにおける同一位置の画素の輝度値の差とその度数との関係を表す分布を作成し、閾値Th以上である画素が一定数以上存在するか否かを判断することにより、血漿に血球が混在しているか否かを判断することができる。つまり、情報取得部104は、第1窓部解析用画像MA-aと第2窓部解析用画像MA-bとの間での同一位置の画素の輝度値の差の分布に基づいて、検体の状態を判断することにより、検体(例えば血漿)の中に異物(例えば分離されているはずの血球)が混在しているか否かを容易に判断することができる。そして、血漿に血球が混在している場合には、装置にエラー(例えば警告音)を出力させるなどして、再測定をユーザに促すことができる。
 〔9.計量部の波紋構造について〕
 図21は、チップ6の計量部63を拡大して示す平面図である。計量部63は、波紋構造63aを有する。波紋構造63aは、計量部63において、チップ6内の流路を流れる検体と接触する同心円状の凹凸面である。
 計量部63が波紋構造63aを有することにより、流路に検体が存在する場合と存在しない場合とで、波紋構造63aの表面での入射光の全反射条件が変わる。例えば、流路に検体が存在しない場合には、波紋構造63aに上方から入射する光は波紋構造63aの表面で全反射され、流路には入射しない。一方、流路に検体が存在する場合には、波紋構造63aに上方から入射する光は波紋構造63aで屈折して流路に入射する。したがって、流に検体が存在しない場合と存在する場合とで、計量部63の撮影画像に明暗が生じる(輝度値に差が現れる)。これにより、撮影画像(個別画像)に基づいて解析用画像を生成したときに、情報取得部104は、解析用画像に基づいて、計量部63における検体のあり/なしの区別(判断)を容易に行うことができる。
 図22は、計量部63が波紋構造63aを有する場合に取得される前述の輝度値の差の分布(図20のヒストグラムに対応)を示している。同図より、検体の種類(血漿/水)に関係なく、検体あり/検体なし(空チップ)で輝度値の差を広げることができており、上記分布に基づいて検体あり/検体なしを容易に区別できることがわかる。
 図23は、計量部63が波紋構造63aを持たない場合に取得される輝度値の差の分布を示している。同図より、血漿と水とでは、輝度値の差が広がらず、しかも分布が互いに類似していることから、血漿と水の区別が困難であることがわかる。また、血漿および水の分布は、空チップを用いた場合の分布と類似しており、血漿と空チップ、水と空チップの区別も困難であることがわかる。
 〔10.装置異常、測定環境異常の検出について〕
 上記した情報取得部104は、図18で示した第1期間T1および第2期間T2のそれぞれにおいて、取得される複数の個別画像から、画像中のエッジを抽出し、抽出したエッジの位置ズレに基づいて、異常の有無を判断してもよい。
 図24は、計量部63の任意の個別画像を示している。なお、図24では、撮影画像における計量部63の正規の位置を破線で示し、正規の位置からずれた位置を実線で示す。また、図24では、便宜的に、点光源に起因して現れる白飛び領域の図示を省略している。
 情報取得部104は、計量部63の複数の個別画像の各々について、計量部63のエッジ63eの位置を、公知のエッジ抽出処理によって抽出する。情報取得部104は、複数の個別画像のうち、エッジ63eの位置が他と異なる個別画像が存在すれば、計量部63の撮影位置にズレが生じていると判断することができる。
 このように、情報取得部104がチップ6の計量部63の位置ズレの有無を判断することにより、位置ズレがある場合には、装置(検体検査装置1)に異常がある、または測定環境に異常があると判断して、装置にエラー(例えば警告音)を出力させるなどの必要な措置を講じることができる。なお、情報取得部104は、計量部63の撮影画像(個別画像)の代わりに容器収容部61の撮影画像(個別画像)を用いて位置ズレの有無を判断してもよい。
 なお、装置の異常としては、例えばモータ82(図4参照)の振動またはチップ6の回転が不安定になることにより、撮像部74に対してチップ6が相対的に傾いて位置する状態がある。また、測定環境の異常としては、例えば回転機構80がチップ6の回転を停止させるときの、チップ6の正規の停止位置に対する実際の停止位置のズレなどがある。この停止位置のズレは、エンコーダ87(図4参照)の検知精度に起因して起こりやすい。
 以上、本実施形態の構成および制御によれば、血球分離後の血漿への血球の混在および上記した装置の機械的な振動の問題にも対処することができる。これにより、検体検査装置1において、検量線(吸光度の変化率)が直線的に変化しない、いわゆるタイムコースエラーが生じる事態を低減することができる。
 〔11.検体検査装置の他の構成〕
 図25は、検体検査装置1の他の構成を模式的に示すブロック図である。検体検査装置1は、図4等で示した構成に加えて、通信部94および読取部95をさらに備える。通信部94は、外部と通信するためのインターフェースであり、アンテナ、送受信回路、変調回路、復調回路などを含んで構成される。
 読取部95は、記録媒体Rに記録された情報(例えば制御部100の動作プログラム)を読み取る装置であり、ディスクドライブなどの読取装置で構成される。なお、記録媒体Rが可搬型の不揮発性メモリである場合、上記不揮発性メモリの接続部が指し込まれる接続ポートも読取部7に含まれるとする。
 図25の検体検査装置1は、動作プログラム(アプリケーションソフトウェア)をインストールしたコンピュータで構成することができる。上記プログラムをコンピュータ(例えばCPUとしての制御部100)が読み取って実行することにより、検体検査装置1の各部を動作させて上述した各処理(各工程)を実行させることができる。このようなプログラムは、例えばネットワークおよび通信部94を介して外部からダウンロードすることによって取得されて記憶部93に記憶される。上記プログラムは、例えばCD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)などのコンピュータ読取可能な記録媒体Rに記録され、この記録媒体Rから上記プログラムを読取部95で読み取って記憶部93に記憶される形態であってもよい。すなわち、本実施形態のプログラムは、対象物情報を取得するための上述した情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。また、本実施形態の記録媒体Rは、上記のプログラムを記録した、コンピュータ読取可能な記録媒体である。
 〔12.その他〕
 解析用画像MAの画素数は必ずしも個別画像K1~K12の画素数と同じでなくてもよい。例えば、解析用画像MAの画素数は、個別画像K1~K12の1ライン分(A1-A2方向)の画素数であってもよいし、33ライン分の画素数であってもよい。また、個別画像K1~K12の画素数がm×n(m、nは2以上の正数)であるとき、解析用画像MAの画素数はA×B(Aはm-1以下の正数、Bはn-1以下の正数)であってもよい。
 また、解析用画像MAの各画素の輝度値を算出する方法として、個別画像の全画素における輝度値の平均を算出し、個別画像の各画素の輝度値について偏差値を算出し、複数の個別画像の同一位置の画素における偏差値の平均を求め、平均偏差値に対応する輝度値を解析用画像MAの同一位置の画素の輝度値としてもよい。
 本実施形態で説明した、対象物情報を取得するための情報処理方法は、検体検査装置1と外部のサーバーとを含むシステムによって実現されてもよい。つまり、検体検査装置11からサーバーに各個別画像のデータ(輝度値)を送信し、サーバーが解析用画像MAの生成処理および対象物情報の取得処理を実行してもよい。
 検査物および検査装置はそれぞれ、検体および検体検査装置1には限定されない。例えば、検査物を水とし、検査装置として、水質を検査する装置においても、本実施形態と同様に、複数の個別画像に基づいて解析用画像を生成し、生成した解析用画像に基づいて対象物情報を取得することが可能である。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。
 本発明は、例えば検査物としての検体を検査する検体検査装置に利用可能である。
   1   検体検査装置(検査装置)
   5   検体容器(収容容器)
   6   チップ
  61   容器収容部
  63   計量部(検査物検出用の窓部)
  64   ラベル
  64a  2次元コード(識別情報)
  74   撮像部
  76   測定部
  80   回転機構
  82   モータ(駆動部)
  87   エンコーダ(回転位置検出部)
  92   光源
  93   記憶部
 102   光源制御部
 103   画像生成部
 104   情報取得部

Claims (20)

  1.  異なる位置で点灯可能な少なくとも1つの光源と、
     前記少なくとも1つの光源の点灯を制御する光源制御部と、
     検査物を収容する収容容器が装填されるチップを回転させる回転機構と、
     前記回転機構による回転により、前記少なくとも1つの光源の点灯によって照明される照明領域に位置させた前記チップを、点灯する前記光源の前記異なる位置ごとに異なるタイミングで撮影して、複数の個別画像を取得する撮像部と、
     前記複数の個別画像に基づいて、解析用画像を生成する画像生成部と、
     前記解析用画像に基づいて、前記検査物または前記収容容器の状態に関する対象物情報を取得する情報取得部と、を備え、
     前記解析用画像の各画素の輝度値は、前記複数の個別画像間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出される、検査装置。
  2.  前記光源を複数有し、
     前記光源制御部は、前記複数の光源を前記異なる位置ごとに異なるタイミングで点灯させる、請求項1に記載の検査装置。
  3.  前記解析用画像の各画素は、前記複数の個別画像間で同一位置の画素についての平均輝度として許容される平均輝度範囲内の輝度値をそれぞれ有する、請求項1または2に記載の検査装置。
  4.  前記平均輝度範囲は、前記複数の個別画像間での前記同一位置の画素についての輝度値の分布を正規化したときに、平均輝度値をnとし、標準偏差をσとして、n-σ以上n+σ以下に収まる輝度値の範囲である、請求項3に記載の検査装置。
  5.  前記情報取得部は、前記解析用画像における、予め設定された1ラインの画素の前記輝度値に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項1から4のいずれかに記載の検査装置。
  6.  前記画像生成部が、前記収容容器への前記検査物の収容状態で生成した前記解析用画像を第1解析用画像とし、前記収容容器への前記検査物の非収容状態で生成した前記解析用画像を第2解析用画像としたとき、
     前記情報取得部は、前記第1解析用画像および前記第2解析用画像の同一位置の画素間での前記輝度値の差に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項1から4のいずれかに記載の検査装置。
  7.  前記撮像部は、前記検査物を収容した前記収容容器が装填された前記チップを前記回転機構によって回転させる前に、点灯する前記光源の前記異なる位置ごとに異なるタイミングで前記チップを撮影して、複数の第1個別画像を取得する一方、前記回転機構による前記チップの回転によって前記検査物が前記収容容器から前記チップ内に流れ込んだ後に、点灯する前記光源の前記異なる位置ごとに異なるタイミングで前記チップを撮影して、複数の第2個別画像を取得し、
     前記画像生成部は、前記複数の第1個別画像に基づいて、前記第1解析用画像を生成し、前記複数の第2個別画像に基づいて、前記第2解析用画像を生成する、請求項6に記載の検査装置。
  8.  前記第2解析用画像を予め記憶する記憶部をさらに備え、
     前記情報取得部は、前記第1解析用画像と、前記記憶部に記憶された前記第2解析用画像とにおける同一位置の画素間での前記輝度値の差に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項6に記載の検査装置。
  9.  前記情報取得部は、前記第1解析用画像および前記第2解析用画像のそれぞれにおいて、予め設定された1ラインの各画素の位置ごとに、前記1ラインおよび前記1ラインと平行な複数ラインを含む特定領域内で、前記1ラインと垂直な幅方向に並ぶ複数の画素間で輝度値を平均した幅方向平均値を算出し、前記第1解析用画像と前記第2解析用画像との間での前記幅方向平均値の差に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項6から8のいずれかに記載の検査装置。
  10.  前記情報取得部は、特定の前記チップについて得られる、前記第1解析用画像と前記第2解析用画像との間での前記幅方向平均値の差の前記1ラインの分布において、基準値よりも高い第1閾値に基づいて規定される大区間内で、前記基準値よりも低い第2閾値に基づいて規定される小区間を抽出し、前記小区間における前記幅方向平均値の差に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項9に記載の検査装置。
  11.  前記チップには、前記検査物の検査項目を識別するための識別情報を含むラベルが付されており、
     前記撮像部は、予め前記ラベルを撮影して前記識別情報を読み取り、
     前記情報取得部は、前記撮像部が読み取った前記識別情報に基づいて、前記チップの種類を判断する、請求項10に記載の検査装置。
  12.  前記回転機構は、
     前記チップを回転させる駆動力を発生する駆動部と、
     前記駆動部の回転位置を検出する回転位置検出部と、を備え、
     前記撮像部は、前記チップの異なる回転位置ごとに、前記チップの一部を撮影して前記複数の個別画像を取得し、
     前記画像生成部は、前記チップの異なる回転位置ごとに、前記複数の個別画像に基づいて前記解析用画像を取得するとともに、前記回転位置検出部によって検出される前記回転位置に基づいて、前記チップの同一位置で前記複数の解析用画像を重ね合わせて合成解析用画像を生成し、
     前記情報取得部は、前記合成解析用画像に基づいて、前記対象物情報を取得する、請求項1から11のいずれかに記載の検査装置。
  13.  前記チップは、
     前記収容容器が装填される容器収容部と、
     前記回転機構が前記チップを回転させたときに前記収容容器内の前記検査物のうちで必要量以外の検査物が廃液として流れる流路に位置する、検査物検出用の窓部と、を有し、
     前記撮像部は、前記複数の個別画像を、第1期間と、前記第1期間よりも時間的に後の第2期間とのそれぞれにおいて取得し、
     前記第1期間では、前記撮像部は、前記回転機構によって前記照明領域に位置させた前記チップの前記容器収容部を撮影することにより、前記複数の個別画像を取得し、
     前記第2期間では、前記撮像部は、前記回転機構によって前記照明領域に位置させた前記チップの前記窓部を撮影することにより、前記複数の個別画像を取得する、請求項1から12のいずれかに記載の検査装置。
  14.  前記画像生成部は、前記第1期間および前記第2期間のそれぞれにおいて、取得された前記複数の個別画像に基づいて前記解析用画像を生成し、
     前記情報取得部は、前記第1期間および前記第2期間のそれぞれにおいて、生成された前記解析用画像に基づいて前記対象物情報を取得し、取得した2つの前記対象物情報に基づいて、前記検査物の状態または前記収容容器の状態を総合的に判断する、請求項13に記載の検査装置。
  15.  前記情報取得部は、2つの前記対象物情報に基づいて、必要量の前記検査物が前記収容容器に収容されているか否かを判断する、請求項14に記載の検査装置。
  16.  前記撮像部は、前記第2期間において、前記チップの回転によって前記検査物が前記窓部に到達する前に前記窓部を撮影することにより、前記複数の個別画像の各々を、第1窓部個別画像として取得するとともに、前記チップの回転によって前記検査物が前記窓部に到達した後に前記窓部を撮影することにより、前記複数の個別画像の各々を、第2窓部個別画像として取得し、
     前記画像生成部は、前記複数の第1窓部個別画像に基づいて、前記解析用画像としての第1窓部解析用画像を生成するとともに、前記複数の第2窓部個別画像に基づいて、前記解析用画像としての第2窓部解析用画像を生成し、
     前記情報取得部は、前記第1窓部解析用画像と前記第2窓部解析用画像との間での同一位置の画素の輝度値の差の分布に基づいて、前記検査物の状態を判断する、請求項13から15のいずれかに記載の検査装置。
  17.  前記情報取得部は、前記第1期間および前記第2期間のそれぞれにおいて、取得される前記複数の個別画像から、画像中のエッジを抽出し、抽出したエッジの位置ズレに基づいて、異常の有無を判断する、請求項13から16のいずれかに記載の検査装置。
  18.  前記解析用画像の各画素の輝度値は、前記複数の個別画像間で前記同一位置の画素について輝度値を平均した平均輝度値である、請求項1から18のいずれかに記載の検査装置。
  19.  検査物を収容する収容容器が装填されるチップを回転させて照明領域に位置させる工程と、
     少なくとも1つの光源を点灯させて、前記照明領域に位置する前記チップに向けて光を出射させる工程と、
     前記光源によって照明された前記チップを撮影して、個別画像を取得する工程と、
     前記チップの撮影後、前記チップの撮影時の位置とは別の位置で少なくとも1つの光源を点灯させて、前記照明領域に位置する前記チップに向けて光を出射させる工程と、
     前記別の位置の前記光源によって照明された前記チップを撮影して、別の個別画像を取得する工程と、
     取得した複数の前記個別画像に基づいて、解析用画像を生成する工程と、
     前記解析用画像に基づいて、前記検査物または前記収容容器の状態に関する対象物情報を取得する工程と、を含み、
     前記解析用画像の各画素の輝度値は、前記複数の個別画像間で同一位置の画素の輝度値を用いて算出される、情報処理方法。
  20.  請求項19に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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