特許 6134402 生体試料撮像装置及び生体試料撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6134402

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】生体試料撮像装置及び生体試料撮像方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/00 20060101AFI20170515BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20170515BHJP

   G01N 33/493 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/00 B

   G01N35/08 C

   G01N33/493 B

【請求項の数】20

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-16018(P2016-16018)

(22)【出願日】2016年1月29日

【審査請求日】2016年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014960

【氏名又は名称】シスメックス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】福田 正和

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 俊邦

(72)【発明者】

【氏名】家納 一浩

(72)【発明者】

【氏名】劉 彦妍

【審査官】 三木 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４９１１１７２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１３／０５６４１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５２４００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７５３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２６６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０８２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１７９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１５３７２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５３９３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６２３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９０８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１２９９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０７６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２１５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ１５／００〜１５／１４

Ｇ０１Ｎ３３／４８〜３３／９８

Ｇ０１Ｎ３５／００〜３５／１０

Ｇ０１Ｎ２１／００〜２１／０１、２１／１７〜２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粒子を含む液状の生体試料が流通し、前記生体試料に含まれる粒子を撮像するための撮像範囲を所定位置に有する液体流路と、
容器から前記液体流路に導入された前記生体試料を、上流側から下流側に向かう順方向、又はその逆方向に流通させるポンプと、
前記液体流路に導入された前記生体試料を前記順方向に流通させる第１動作、及び、前記生体試料を前記逆方向に流通させる第２動作を、前記ポンプに順に行わせるポンプ制御部と、
前記第２動作の後に前記液体流路に残存する前記生体試料に含まれる粒子を、前記撮像範囲において撮像する撮像部と、
を含む生体試料撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の生体試料撮像装置において、
前記液体流路の第１位置に、前記液体流路に導入された前記生体試料の下流端が到達したことを判断する第１判断部と、
前記液体流路の前記第１位置よりも上流側の第２位置に、前記液体流路に導入された前記生体試料の下流端が到達したことを判断する第２判断部と、を含み、
前記ポンプ制御部は、前記第１動作により前記生体試料の下流端を前記第１位置に到達させ、前記第２動作により前記生体試料の下流端を前記第２位置に到達させる、
ことを特徴とする生体試料撮像装置。

【請求項3】

請求項２に記載の生体試料撮像装置において、
前記第１位置は前記撮像範囲より上流側に設けられ、
前記ポンプ制御部は、前記第２動作の後、前記生体試料を前記順方向に流通させる第３動作を、前記ポンプにさらに行わせ、
前記撮像部は、前記第３動作の後、前記撮像範囲にある前記生体試料に含まれる粒子を撮像する、生体試料撮像装置。

【請求項4】

請求項３に記載の生体試料撮像装置において、
前記ポンプ制御部は、前記第３動作において、前記生体試料の下流端を前記撮像範囲より下流側に到達させ、
前記撮像部は、前記生体試料の下流端が前記撮像範囲より下流側にある状態で、前記撮像範囲にある前記生体試料に含まれる粒子を撮像する、生体試料撮像装置。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の生体試料撮像装置において、
前記第３動作は、前記液体流路の上流端が前記容器の液面より引き上げられた状態で行われる、生体試料撮像装置。

【請求項6】

請求項２に記載の生体試料撮像装置において、
前記第１位置は前記撮像範囲より下流側に設けられ、前記第２位置は前記撮像範囲の下流端又はそれより下流側に設けられる、生体試料撮像装置。

【請求項7】

請求項２乃至６のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記第１判断部は、前記第１位置に前記生体試料の下流端が到達したことを、前記ポンプの吸入量又は吐出量に基づいて判断する、生体試料撮像装置。

【請求項8】

請求項２乃至７のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記第２判断部は、前記第２位置に前記生体試料の下流端が到達したことを、前記ポンプの吸入量又は吐出量に基づいて判断する、生体試料撮像装置。

【請求項9】

請求項２乃至８のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記液体流路を流通する物体の種類に応じたデータを出力する第１センサをさらに含み、
前記第１判断部は、前記第１位置に前記生体試料の下流端が到達したことを、前記第１センサより出力されるデータに基づいて判断する、生体試料撮像装置。

【請求項10】

請求項９に記載の生体試料撮像装置において、
前記液体流路を流通する物体の種類に応じたデータを出力する第２センサをさらに含み、
前記液体流路を流通する物体の前記第２センサによる検出位置は、前記第１センサによる検出位置よりも前記液体流路において上流側に設けられている、生体試料撮像装置。

【請求項11】

請求項２乃至１０のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記液体流路の上流端から前記第２位置までの前記液体流路の内容積は、少なくとも前記撮像範囲における前記液体流路の内容積より大きい、生体試料撮像装置。

【請求項12】

請求項１乃至１１のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記液体流路は、前記生体試料を吸引する吸引ノズルと、前記生体試料が内部空間に充填される撮像セルと、前記吸引ノズルにより吸引される前記生体試料を前記撮像セルに供給するチューブと、を含み、
前記撮像セルは、前記生体試料が導入される、対向する薄板部により挟まれた空間領域を有し、
前記撮像範囲は前記空間領域の全部又は一部に設けられる、生体試料撮像装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の生体試料撮像装置において、
前記薄板部の間隔は、前記チューブ又は前記吸引ノズルの少なくとも一方の内径よりも短い、生体試料撮像装置。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記生体試料は尿である、生体試料撮像装置。

【請求項15】

請求項１乃至１４のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記第１動作は、前記上流端から前記生体試料を前記液体流路に導入する液体導入動作と、該液体導入動作の後に前記上流端から空気を前記液体流路に導入する空気導入動作と、を含む、生体試料撮像装置。

【請求項16】

請求項１０に記載の生体試料撮像装置において、
前記第１動作は、前記上流端から前記生体試料を前記液体流路に導入する液体導入動作と、該液体導入動作の後に前記上流端から空気を前記液体流路に導入する空気導入動作と、を含み、
前記生体試料撮像装置は、
前記空気導入動作の開始後に設けられる監視期間において、前記第２センサにおいて空気が検出される場合には、前記液体導入動作により前記液体流路に導入される前記生体試料が不足していると判断する異常判断部をさらに含む、生体試料撮像装置。

【請求項17】

請求項１５又は１６に記載の生体試料撮像装置において、
前記第２動作は、前記液体流路の上流端が前記容器の液面より引き上げられた状態で行われる、生体試料撮像装置。

【請求項18】

請求項１乃至１７のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記第１動作の前に前記容器内の前記生体試料を攪拌する攪拌手段をさらに含む、生体試料撮像装置。

【請求項19】

請求項１乃至１８のいずれかに記載の生体試料撮像装置において、
前記ポンプ制御部は、複数の容器から複数の前記生体試料を前記液体流路に順次導入するとともに、前記生体試料毎に、前記第１動作及び前記第２動作を前記ポンプに行わせ、
前記撮像部は、複数の容器から前記液体流路に順次導入される前記生体試料を順次撮像する、生体試料撮像装置。

【請求項20】

粒子を含む生体試料を液体流路に導入する第１ステップと、
前記液体流路に導入された前記生体試料を上流側から下流側に向かう順方向に流通させる第２ステップと、
前記第２ステップの後、前記生体試料を逆方向に流通させる第３ステップと、
前記第３ステップの後、前記液体流路に残存する前記生体試料に含まれる粒子を、前記液体流路上の撮像範囲において撮像する撮像ステップと、
を含む生体試料撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は生体試料撮像装置及び生体試料撮像方法に関し、特に尿や血液など、粒子を含む液状の生体試料の撮像に関する。

【背景技術】

【0002】

尿試料中には赤血球、白血球、上皮細胞、尿円柱などの粒子が含まれており、尿試料中のこれら粒子を観察することは、腎臓や尿路の疾患の診断に有効である。下記先行技術文献には、尿試料など等の生体試料に含まれる粒子を撮像する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００８／００７７２５号公報

【特許文献2】国際公開第２０１３／０５６４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

尿試料のような液状の生体試料の検査において、チューブやパイプなどの液体流路を通じて、生体試料を容器から撮像セル（撮像範囲）に供給する構成を採用すれば、検査の自動化に有利である。この構成を検討する過程において、本願発明者らは以下の知見を得た。

【0005】

すなわち、上述ように液体流路に生体試料を流通させると、該生体試料中の粒子には集軸効果が働く。すなわち、流体力学によれば、液体流路は中心軸に近づくにつれて生体試料の流速が高くなり、生体試料中の粒子は流速の最も高い、液体流路の中心軸付近に集まる。この集軸効果は、サイズの大きな粒子に対して大きく働く。その結果、サイズの大きな粒子は高い流速で下流側に流されることになり、液体流路を流通する生体試料の下流端付近（生体試料の先頭）においては、サイズの大きな粒子の濃度が高くなる。

【0006】

ここで、尿試料においては、上皮細胞や尿円柱などのサイズの大きな粒子は一般に濃度が低いが、上述の集軸効果を利用すれば、生体試料の下流端部分において、これら粒子の密度を高めることができる。粒子の密度を高めると粒子を効率よく画像に映し出すことができる。しかし、カメラによる撮像では撮像範囲はある程度、平面的な広がりを持つが、生体試料の下流端部分に粒子の撮像範囲を設定すれば、撮像範囲の下流端部分にサイズの大きな粒子が集中して重なって、個々の粒子を画像に映し出すことが困難になる。また、生体試料の下流端部分より上流側に離間して撮像範囲を設定すれば、当該撮像範囲には大きな粒子が十分な数だけ存在しない可能性がある。この場合、十分な数の大きな粒子を画像に映し出すことができない。

【0007】

そこで、本発明の目的の一つは、生体試料中のサイズの大きな粒子を、撮像範囲において十分な数、適度に分散して配置させることができる生体試料撮像装置及び生体試料撮像方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面に係る生体試料撮像装置は、粒子を含む液状の生体試料が流通し、前記生体試料に含まれる粒子を撮像するための撮像範囲を所定位置に有する液体流路と、容器から前記液体流路に導入された前記生体試料を、上流側から下流側に向かう順方向、又はその逆方向に流通させるポンプと、前記液体流路に導入された前記生体試料を前記順方向に流通させる第１動作の後、前記生体試料を前記逆方向に流通させる第２動作を、前記ポンプに順に行わせるポンプ制御部と、前記第２動作の後に前記液体流路に残存する前記生体試料に含まれる粒子を、前記撮像範囲において撮像する撮像部と、を含む。

【0009】

また、本発明の他の側面に係る生体試料撮像方法は、粒子を含む生体試料を液体流路に導入する第１ステップと、前記液体流路に導入された前記生体試料を上流側から下流側に向かう順方向に流通させる第２ステップと、前記第２ステップの後、前記生体試料を逆方向に流通させる第３ステップと、前記第３ステップの後に前記液体流路に残存する前記生体試料に含まれる粒子を、前記液体流路上の撮像範囲において撮像する撮像ステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置の構成図である。

【図2A】ポンプを順方向駆動した場合の液体流路の内部を模式的に示す図である。

【図2B】ポンプを逆方向駆動した場合の液体流路の内部を模式的に示す図である。

【図3】ポンプを順方向駆動した直後の生体試料中の大型粒子及び小型粒子の分布図である。

【図4A】撮像セルを示す斜視図である。

【図4B】生体試料が充填された直後の撮像セルの横断面を模式的に示す図である。

【図4C】生体試料が充填されてから所定時間経過後の撮像セルの横断面を模式的に示す図である。

【図5】データ処理装置の機能ブロック図である。

【図6】液体流路を生体試料等の物質が流通する様子を時系列に示す図である。

【図7A】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置の動作フロー図である。

【図7B】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置の動作フロー図である。

【図8A】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置により生体試料を液体流路において流通させた後の大型粒子の分布図である。

【図8B】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置により生体試料を液体流路において流通させた後の小型粒子の分布図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置による、他のポンプ制御例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る生体試料撮像装置の構成図である。同図に示す生体試料撮像装置１０は、粒子を含む液状の生体試料中の粒子を撮影する装置である。そのような生体試料として、ここでは尿試料を用い、尿試料中の赤血球、白血球、上皮細胞、尿円柱などの粒子を生体試料撮像装置１０により撮影する。上皮細胞は、扁平上皮細胞、移行上皮細胞、尿細管上皮細胞などである。尿円柱は、硝子円柱、上皮円柱、赤血球円柱、白血球円柱、脂肪円柱、顆粒円柱、蝋様円柱などである。

【0013】

生体試料としては、尿の他、血液や体腔液などであってもよい。また、生体試料は、生体から採取された液体そのものであってもよいし、他の液体により希釈されたものであってもよい。さらに生体試料は、生体から採取された粒子を液体に溶いたものであってもよい。

【0014】

なお、尿試料に含まれる粒子のうち、赤血球及び白血球など、粒子径が７μｍ前後の粒子を本実施形態では小型粒子と記す。また、上皮細胞や尿円柱など、粒子径が２０〜４０μｍの粒子を本実施形態では大型粒子と記す。

【0015】

図１に示すように、本実施形態に係る生体試料撮像装置１０は、液体流路４０、光源１２、対物レンズ１６、カメラ１８、データ処理装置２０、表示装置２２、シリンジポンプ２４、洗浄液槽２６、ノズルアクチュエータ３０、洗浄槽３６、廃液槽３８を含んでいる。液体流路４０は、この順で上流側から順に配置された、中空棒状の吸引ノズル３２、第２センサ２８ｂ内の液体流路、第１センサ２８ａ内の液体流路及び撮像セル１４を含み、さらに、それらに連結されたシリコンチューブその他のチューブ４１も含んでいる。撮像セル１４は、透光性を有する材料により平板状に形成されており、扁平した直方体状に設けられた内部空間を尿試料が流通するようになっており、内部空間に尿試料を保持した状態で外部から尿試料を観察できる。液体流路４０の上流端は、吸引ノズル３２の先端であり、下流端はシリンジポンプ２４の吸入吐出口である。なお、液体流路４０の内部空間は、撮像セル１４の部分を除き、すべて断面円形となっている。液体流路４０上、撮像セル１４の上流側には第１位置Ａが設定されており、第１位置Ａよりさらに上流側には第２位置Ｂが設定されている。第１位置Ａ及び第２位置Ｂについては後に詳述する。

【0016】

光源１２は、ＬＥＤその他の発光素子及び凸レンズを備えており、撮像セル１４の直下に配置される。発光素子から出射された光は凸レンズにより平行光になり、透光性を有する材料により形成された撮像セル１４に下方から入射する。カメラ１８は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサであり、対物レンズ１６とともに撮像セル１４の直上に配置される。対物レンズ１６とカメラ１８により顕微カメラを構成し、撮像セル１４内に充填された尿試料の撮像画像データを生成する。表示装置２２は、ＬＣＤやＯＬＥＤなどの表示パネルであり、カメラ１８により生成された画像データその他の情報を表示する。

【0017】

データ処理装置２０は、ＣＰＵやメモリを中心に構成されたコンピュータシステムであり、カメラ１８及び表示装置２２が接続されている。その他、図示しないが、データ処理装置２０には、光源１２、シリンジポンプ２４のピストンアクチュエータ２４ａ、シリンジポンプ２４と洗浄液容器２６の間のチューブに設けられた電磁弁、第１センサ２８ａ、第２センサ２８ｂ、ノズルアクチュエータ３０、洗浄槽３６のドレンチューブに設けられた電磁弁も接続されている。データ処理装置２０には、画像解析プログラム及び各種の制御プログラムがインストールされており、カメラ１８により生成された画像データを表示部２２により表示する。また、カメラ１８により生成された画像データを解析し、そこに映し出された粒子を検出する。加えて、データ処理装置２０は、ピストンアクチュエータ２４ａ、ノズルアクチュエータ３０及び各電磁弁を制御する。なお、データ処理装置２０が担う各種機能のうち、一部又は全部は、それぞれＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの他の種類のハードウェアにより実現されてもよい。

【0018】

シリンジポンプ２４は、液体流路４０に対して負圧又は正圧を発生させ、液体流路４０において液体や気体を上流端から下流端に向かう順方向、またはその逆方向に流通させる。具体的には、シリンジポンプ２４は、尿試料を試験管などの試料容器３４から吸引して尿試料を撮像セル１４の内部空間に充填したり、或は液体流路４０内の液体や気体を逆流させたりする。シリンジポンプ２４は、シリンダ及びシリンダに挿入されるピストンを含んでおり、ピストンにはピストンアクチュエータ２４ａが取り付けられている。モータその他の電気駆動手段であるピストンアクチュエータ２４ａは、データ処理装置２０からの命令に従って、シリンダからピストンを引き出したり（順方向駆動）、逆にピストンをシリンダに押し込んだり（逆方向駆動）する。シリンダの側面には開口が設けられており、該開口には、洗浄液容器２６の内部とシリンジポンプ２４の内部を連通するチューブが接続されている。ピストンがシリンダから引き出され、ピストンとシリンダの間の内部空間が所定容量以上となった場合には、洗浄液容器２６の内部とシリンジポンプ２４の内部とが連通可能となる。

【0019】

ノズルアクチュエータ３０は、データ処理装置２０からの指示に従って吸引ノズル３２を上下左右に移動させる。具体的には、生体試料撮像装置１０の吸引位置には、ラックに保持された複数本の試料容器３４がベルトコンベヤ等の搬送手段により搬送されるようになっており、ノズルアクチュエータ３０は、それら試料容器３４のうち、データ処理装置２０により順次選択された一本に対して吸引ノズル３２を挿入したり、逆に試料容器３４から吸引ノズル３２を引き抜いたりする。また、吸引ノズル３２や液体流路４０の洗浄時には、吸引ノズル３２を洗浄槽３６に挿入する。

【0020】

第１センサ２８ａ及び第２センサ２８ｂは、いずれも液体流路４０におけるセンサ位置を流通する物体（液体又は気体）の種類に応じたデータを出力する。例えば、第１センサ２８ａ及び第２センサ２８ｂとして導電率センサを用いてよい。導電率センサは、液体流路４０を通過する生体試料に接触するよう設けられる。たとえば導電率センサは、上流側及び下流側に離間した２つの管状の電極を備え、これら電極間を流れる物体の導電率を出力する。第１センサ２８ａ及び第２センサ２８ｂとして、導電率センサではなく、光学式のセンサを用いてもよい。光学式センサは、生体試料が流れるチューブを介して対向するように配置された発光部と受光部を備え、チューブを流れる物体に発光部から光を照射し、物体を透過した光の強度を反映した信号を受光部から出力する。

【0021】

ここで、液体流路４０を生体試料が流れる場合に該生体試料中の粒子がどのような挙動を示すか説明する。図２Ａは、シリンジポンプ２４により順方向駆動中のチューブ４１の内部を模式的に示す図である。

【0022】

後に詳述するように、チューブ４１等の液体流路４０には初期状態では洗浄液１０２が満たされており、生体試料１０４を撮像セル１４に充填する場合には、まず若干量の空気１００が吸引され、その後に試料容器３４から生体試料１０４が所定量だけ吸引される。このため、図２Ａに示すように、洗浄液１０２の上流側には空気１００（エアギャップ）が位置し、さらにその上流側に生体試料１０４が位置する。

【0023】

既に説明したように、チューブ４１等の液体流路４０の内部においては、その中心軸に近づくにつれて流速が早くなる。そして、生体試料中の粒子は流速の最も高い、液体流路４０の中心軸付近に集まる。この集軸効果は、上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子に対して大きく働く。その結果、上皮細胞１１４や尿円柱１１６は高い流速で下流側に流されることになり、図２Ａに示すように、液体流路４０を流通する生体試料１０４の下流端１０４ａ付近においては、上皮細胞１１４や尿円柱１１６の密度が高くなる。なお、赤血球１１２や白血球１１０は、液体流路４０の流速プロファイルに比して十分に粒径が小さいので、集軸効果を無視し得る。

【0024】

図３は、シリンジポンプ２４を順方向駆動した直後の生体試料１０４中の大型粒子及び小型粒子の分布図である。縦軸は、液体流路４０内の粒子密度（単位体積あたりの粒子数）を、試料容器３４内の粒子密度で除した値を示す。また、横軸は、生体試料１０４の下流端１０４ａからの体積を示す。同図に示すように、生体試料１０４の上流端から下流側に移動するにつれて（図中左側に移動するにつれて）、上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子の粒子密度は増加する。すなわち、大型粒子の粒子密度比は、生体試料１０４の下流端１０４ａの近傍では３００％近くに達する。すなわち、液体流路４０に生体試料１０４を流通させることにより、大型粒子を濃縮する効果が得られる。このため、液体流路４０を流通させた後に生体試料１０４の下流端１０４ａ付近を撮影することにより、上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子を効率よく撮影することが可能となる。

【0025】

なお、大型粒子とは逆に、赤血球１１２や白血球１１０などの小型粒子の粒子密度比は、生体試料１０４の上流端から下流側に移動するにつれて減少する。また、どの位置においても、小型粒子の粒子密度比は１００％未満である。これは、上述のように小型粒子には集軸効果は殆ど作用しないこと、また液体流路４０の内壁面に付着している洗浄液１０２により、下流に移動するほど生体試料１０４が希釈されること、が理由として考えられる。

【0026】

以上のように液体流路４０に生体試料１０４を流通させれば、上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子については、その密度を生体試料１０４の下流端１０４ａ付近において高めることができる。そして、粒子の密度を高めると粒子を効率よく画像に映し出すことができる。但し、撮像セル１４は、後に詳述するように水平方向に広がりをもつ内部空間を有し、この内部空間の全部又は一部がカメラ１８による撮像範囲として設定されている。この撮像範囲内に、生体試料１０４の下流端ａを位置させれば、撮像範囲の一部に大型粒子が集中して、上下に重なり合ってしまい、個々の粒子を画像に映し出すことが困難になる。また、生体試料１０４の下流端ａから一定の距離だけ離れた部分を撮像範囲内に位置させれば、そのような部分には大型粒子が十分な数だけ存在しない可能性がある。この場合、十分な数の大型粒子を画像に映し出すことができない。

【0027】

そこで、本実施形態では、生体試料１０４の下流端ａ付近に集中した大型粒子を再度分散させるポンプ制御を実行している。すなわち、本実施形態では、生体試料１０４を撮像セル１４の内部空間に進入させる直前でシリンジポンプ２４の順方向駆動を一旦停止している。すなわち、生体試料１０４の下流端１０４ａが撮像セル１４の上流側に設定されている第１位置Ａ（図１参照）に達すると、シリンジポンプ２４の動作を停止する。次に、生体試料１０４の下流端１０４ａが第２位置Ｂに達するまで、シリンジポンプ２４を逆方向駆動する。第２位置Ｂは第１位置Ａよりさらに上流側に設定されている。すなわち、生体試料１０４は上流側に押し戻される。

【0028】

図２Ｂは、シリンジポンプ２４を逆方向駆動中の液体流路４０の内部を模式的に示す図である。逆方向にシリンジポンプ２４を駆動すると、生体試料１０４は、今度は上流側、すなわち吸引ノズル３２側に向けて移動する。このときにも集軸効果は、上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子に大きく作用する。このため、下流端１０４ａ付近に集中いていた大型粒子は、図２Ｂに示すように、小型粒子に対して相対的に、上流方向に移動する。このため、一定容量だけシリンジポンプ２４を逆方向駆動すれば、下流端１０４ａに集中していた大型粒子を下流端１０４ａから離れた部分にまで好適に分散させることができる。

【0029】

生体試料１０４の下流端１０４ａが第２位置Ｂに達すると、シリンジポンプ２４を一旦停止し、今度は生体試料１０４の下流端１０４ａが第３位置Ｃに達するまで、シリンジポンプ２４を順方向駆動する。第３位置Ｃは、液体流路４０における撮像セル４０の下流側に設定されている。こうすることにより、撮像セル１４の内部空間に生体試料１０４を充填することができる。

【0030】

ここで、撮像セル１４について説明する。図４Ａは、撮像セル１４の斜視図である。同図に示すように、撮像セル１４は尿試料を保持する内部空間１４ｅ、内部空間１４ｅと外部とを連絡する流入路１４ｆ及び流出路１４ｇを有している。撮像セル１４は、扁平で一方向に延伸する直方体状の外形状を有している。また、内部空間１４ｅも扁平に一方向に延伸する直方体形状を有しており、撮像セル１４の外形状に沿うよう設けられている。撮像セル１４は、内部空間１４ｅの底面が水平となるように設置される。

【0031】

内部空間１４ｅは、互いに平行に設けられ、対向配置された薄板部１４ａ及び薄板部１４ｂにより上下挟まれている。ここで、撮像セル１４の少なくとも薄板部１４ａ及び薄板部１４ｂは、ガラスや樹脂などの透光性を有する材料により構成されている。

【0032】

内部空間１４ｅは上述のように一方向に延伸する直方体形状を有しているが、その長手方向の一端側の面が上流端１４ｃであり、他端側の面が下流端１４ｄである。撮像セル１４の側壁のうち、内部空間１４ｅの上流端１４ｃのすぐ横の部分には、撮像セル１４の側面の開口に連なる流入路１４ｆが形成されている。同様に、撮像セル１４の側壁のうち、内部空間１４ｅの下流端１４ｄのすぐ横の部分には、撮像セル１４の側面の開口に連なる流出路１４ｇが形成されている。流入路１４ｆには第１センサ２８ａと連通させるチューブ４１が接続され、流出路１４ｇにはシリンジポンプ２４と連通させるチューブ４１が接続される。

【0033】

撮像セル１４の下方には光源１２が設置されており、薄板部１４ｂ側から平行光が入射される。また、撮像セル１４の上方には対物レンズ１６及びカメラ１８からなる顕微カメラが設置されており、顕微カメラは、薄板部１４ａを通じて、内部空間１４ｅに充填されている尿試料を撮影する。ここでは、顕微カメラの撮像範囲（表示や画像解析に利用される範囲をいう。）は、直方体形状の内部空間１４ｅの全体とするのが好ましいが、もちろんその一部であってもよい。

【0034】

図４Ｂは、生体試料１０４が充填された直後の撮像セル１４の横断面を模式的に示す図であり、図４Ｃは、生体試料１０４が充填されてから所定時間経過後の撮像セル１４の横断面を模式的に示す図である。図４Ｂに示すように、生体試料１０４が充填された直後は、薄板部１４ａ及び薄板部１４ｂの間の空間において、粒子が浮遊している状態であるが、所定時間が経過すると、図４Ｃに示すように、粒子は底部に沈殿することになる。対物レンズ１６及びカメラ１８からなる顕微カメラは、底部に沈殿した粒子の表面付近に焦点を合わせ、拡大写真を撮影するものである。本実施形態によれば、薄板部１４ａ及び薄板部１４ｂの間において、大型粒子が十分な数だけ存在し、しかもそれらが好適に分散されるので、底部に沈殿した場合にも大型粒子同士が上下に重なることが極めて少ない。このため、個々の大型粒子を明瞭に撮影することが可能となる。

【0035】

なお、内部空間１４ｅの横幅は十分に広いが、内部空間１４ｅの高さ、すなわち薄板部１４ａ及び薄板部１４ｂの間隔は、液体流路４０の撮像セル１４以外のどの部分の寸法よりも小さく、特に撮像セル１４より上流側に設けられた吸引ノズル３２やチューブ４１の内径より小さい。このような構成を採用することで、内部空間１４ｅ内の粒子を速やかに沈殿させ、撮影可能な状態にすることができる。

【0036】

図５は、データ処理装置２０の機能ブロック図である。上述のように、データ処理装置２０はコンピュータシステムにより構成されており、プログラムを実行することにより各種の機能を実現している。図５に示すように、データ処理装置２０の機能的には、第１判断部２０ａ、第２判断部２０ｂ、ポンプ制御部２０ｃ、撮像制御部２０ｄ、異常判断部２０ｅ、吸引ノズル制御部２０ｆ及び攪拌制御部２０ｇが含まれる。

【0037】

第１判断部２０ａは、液体流路４０に設けられた第１位置Ａに生体試料１０４の下流端１０４ａが到達したことを判断する。例えば、第１判断部２０ａは、第１位置Ａに生体試料１０４の下流端１０ａが到達したことを、シリンジポンプ２４の吸入量又は吐出量に基づいて判断してよい。シリンジポンプ２４の吸入量又は吐出量は、ピストンアクチュエータ２４ａの動作量により判断できる。また、液体流路４０の断面積は既知であり、液体流路４０の上流端から第１位置Ａまでの内容積も既知である。従って、シリンジポンプ２４の吸入量が当該既知の内容量に達すれば、第１判断部２０ａは、液体流路４０に設けられた第１位置Ａに生体試料１０４の下流端１０４ａが到達したことを判断できる。

【0038】

また、第１判断部２０ａは、液体流路４０上に設けたセンサの出力に基づいて、第１位置Ａに生体試料１０４の下流端１０４ａが到達したことを判断してよい。例えば、第１位置Ａに導電率センサを配置し、該導電率センサにより出力される導電率により、生体試料１０４の下流端１０４ａが第１位置Ａに到達したことを判断してよい。本実施形態によれば、生体試料１０４の下流側に空気１００を隣接させているので、空気１００の導電率が検出されている最中に、生体試料１０４の導電率が検出されれば、そのタイミングで生体試料１０４の下流端１０４ａが導電率センサの位置、すなわち第１位置Ａに到達したと判断できる。

【0039】

或は、センサの出力とシリンジポンプ２４の吸入量又は吐出量の両方に基づいて、生体試料１０４の下端部１０４ａが第１位置Ａに到達したことを判断してよい。例えば、第１センサ２８ａは第１位置Ａより上流側に取り付けられており、第１センサ２８ａの検出位置から第１位置Ａまでの液体流路４０の内容積は既知である。そこで、第１センサ２８ａにより生体試料１０４の下流端１０４ａが第１センサ２８ａの検出位置に到達したと判断されるタイミング以降のシリンジポンプ２４の吸引量が、当該既知の内容積に達すれば、第１判断部２０ａは、生体試料１０４の下流端１０４ａが第１位置Ａに到達したと判断できる。

【0040】

第２判断部２０ｂは、液体流路４０に設けられた第２位置Ｂに生体試料１０４の下流端１０４ａが到達したことを判断する。この判断は、第１判断部２０ａと同様に行うことができる。例えば、第１位置Ａから第２位置Ｂまでの液体流路４０の内容積は既知である。このため、生体試料１０４の下流端１０４ａが第１位置Ａに位置している状態から、シリンジポンプ２４を逆方向駆動し、その吐出量が前記既知の内容積に達すれば、下流端１０４ａが第２位置Ｂに到達したと判断できる。

【0041】

また、第２判断部２０ｂは、液体流路４０上に設けたセンサの出力に基づいて、第２位置Ｂに生体試料１０４の下流端１０４ａが到達したことを判断してよい。例えば、第２位置Ｂに導電率センサを配置し、該導電率センサにより出力される導電率により、生体試料１０４の下流端１０４ａが第２位置Ｂに到達したことを判断してよい。本実施形態によれば、生体試料１０４の下流側に空気１００を隣接させているので、生体試料１０４の導電率が検出されている最中に、空気１００の導電率が検出されれば、そのタイミングで生体試料１０４の下流端１０４ａが導電率センサの位置、すなわち第２位置Ｂに到達したと判断できる。

【0042】

ポンプ制御部２０ｃは、ピストンアクチュエータ２４ａに対して動作を指示する。特に、ポンプ制御部２０ｃは、撮像セル１４に生体試料１０４を充填する際、液体流路４０に導入された生体試料１０４を順方向に流通させ、下流端１０４ａを第１位置Ａに到達させる第１動作（順方向駆動）の後、生体試料１０４を逆方向に流通させ、下流端１０４ａを第２位置Ｂに到達させる第２動作（逆方向駆動）を、シリンジポンプ２４に順に行わせる。第１動作は、吸引ノズル３２の先端から生体試料１０４を所定量だけ液体流路４０に導入する液体導入動作と、該液体導入動作の後、吸引ノズル３２を試料容器３４から引き上げ、その先端から空気を液体流路４０に導入する空気導入動作と、を含んでいる。このように、生体試料１０４の上流側に空気を流通させれば、撮影に必要な生体試料１０４の量を少なくすることができる。また、ポンプ制御部２０ｃは、第２動作の後、生体試料１０４を再び順方向に流通させる第３動作を行わせる。これにより、生体試料１０４の下流端１０４ａを第３位置Ｃに到達させる。第３位置Ｃは、撮像セル１４の内部空間１４ｅの下流端１４ｄ、又はそれより下流側における撮像セル１４の近傍であれば、どこに設定されてもよい。第３動作は、吸引ノズル３２の先端が試料容器３６の液面より引き上げられた状態で行われる。

【0043】

第３位置Ｃを撮像セル１４の内部空間１４ｅより下流側に設定すれば、撮像範囲に生体試料１０４の下流端１０４ａが入らないようにできる。生体試料１０４の下流端１０４ａ付近には、液体流路４０のない壁面に付着している洗浄液１０２などが混入している可能性がある、第３位置Ｃを撮像セル１４の内部空間１４ｅより下流側に設定すれば、そのような部分を避けて生体試料１０４の撮影ができる。

【0044】

なお、本実施形態では上述の第２動作を行っているので、第１動作により生体試料１０４の下流端１０４付近に集中した大型粒子が、下流側に押し戻されており、撮像範囲において大型粒子の数を十分確保できる。また、第２動作により、撮像範囲において大型粒子を好適に分散させることができる。

【0045】

また、第１位置Ａは撮像範囲である撮像セル１４の内部空間１４ｅより上流側に設けられる。こうすれば、撮像セル１４の上流側で大型粒子を液体流路４０で分散させ、その後に生体試料１０４を撮像セル１４に充填できるので、撮像セル１４で上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子が詰まることを予防できる。すなわち、撮像セル１４の内部空間１４ｅの高さは上述のように非常に低いので、大型粒子の詰まりが懸念されるが、本実施形態によれば詰まりを予防できる。

【0046】

また、第２位置Ｂから吸引ノズル３２の先端までの内容積は、少なくとも撮像範囲における液体流路４０の内容積（ここでは、撮像セル１４の内部空間１４ｅの内容積）より大きいことが望ましい。そうでないと、第２動作により、吸引ノズル３２の先端から既に吸入した生体試料１０４が吐出してしまうからである。

【0047】

また、第２位置Ｂから撮像セル１４の上流端１４ｃまでの液体流路４０の内容積は、撮像範囲における液体流路４０の内容積、すなわち撮像セル１４の内部空間１４ｅの内容積の１０倍以下であることが望ましい。こうすれば、第３動作における生体試料１０４の移動量を抑えることができ、第３動作により、再度、生体試料１０４の下流端１０４ａ付近に大型粒子が集中しないようにできる。

【0048】

なお、第２動作は、吸引ノズル３２の先端が試料容器３４の液面より引き上げられた状態で行われる。こうすれば、試料容器３４中に空気が供給されずに済む。

【0049】

また、第１位置Ａから第２位置Ｂまでの液体流路４０の内容積は、吸引ノズル３２の先端から第１位置Ａまでの内容積の１０分の１以下であることが望ましい。大型粒子を逆方向に押し戻す程度を相対的に小さくすることで、集軸効果による粒子の濃縮効果を残存させ、撮像範囲内に十分な数の大型粒子を確保することができる。

【0050】

ポンプ制御部２０ｃによる第３動作の後、シリンジポンプ２４の動作が停止すると、撮像制御部２０ｄは、粒子の沈殿に必要な所定時間の経過を待ってから、撮像範囲、すなわち撮像セル１４の内部空間１４ｅにある生体試料１０４中の粒子をカメラ１８により撮像する。こうして撮像された生体試料１０４の画像は、表示装置２２により表示されたり、画像解析に用いられたりする。

【0051】

なお、撮像制御部２０ｄは、ラックに保持される複数の試料容器３４のそれぞれについて、生体試料１０４の撮影を行う。この際、ポンプ制御部２０ｃは、生体試料１０４毎に、上述した第１動作乃至第３動作を行う。

【0052】

異常判断部２０ｅは、生体試料１０４を撮像セル１４に供給する際、試料容器３４から吸引される生体試料１０４の量が規定量に満たないという異常を検知する。具体的には、第１動作における空気導入動作の開始後に設けられる、ショート監視期間において、第２センサ２８ｂにおいて空気が検出される場合には、生体試料１０４が不足していると判断する。ショート監視期間は、規定量の生体試料１０４が第２センサ２８ｂの検出位置を通過すべき期間である。このような異常が検知されると、例えば表示装置２２によりその旨が表示される。異常判断部２０ｅを設けることにより、生体試料１０４の画像の信頼性を高めることができる。吸引ノズル制御部２０ｆは、吸引ノズルアクチュエータ３０に対して動作を指示する。

【0053】

攪拌制御部２０ｇは、ポンプ制御部２０ｃによる第１動作の前に、試料容器３４内の生体試料１０４を攪拌する。例えば、図示しない攪拌ノズルを試料容器３４に挿入し、一定量の生体試料１０４を図示しない攪拌ポンプにより吸引し、その後、吸引した生体試料１０４を攪拌ポンプにより試料容器３４に戻すことにより、試料容器３４内の生体試料１０４を攪拌してよい。或は、攪拌ノズルから空気を吐出させることにより、試料容器３４内の生体試料１０４を攪拌してよい。同様にして、シリンジポンプ２４及び吸引ノズル３２で生体試料１０４を攪拌してよい。ここでは、攪拌ノズル（不図示）が吸引ノズル３２と一体的に形成され、シリンジポンプ２４とは別の攪拌ポンプ（不図示）により、試料容器３４内の生体試料１０４を攪拌する構成を一例として採用する。一体化された攪拌ノズルと吸引ノズル３２は、吸引ノズルアクチュエータ３０により共に駆動できる。

【0054】

ここで、生体試料撮像装置１０の動作を時系列に説明する。図６は、液体流路４０を生体試料１０４が流通する様子を時系列に示す図である。また、図７Ａ及び図７Ｂは、生体試料撮像装置１０の動作フロー図である。

【0055】

生体試料撮像装置１０により尿試料中の粒子を撮像する場合、上述のようにラックにより複数の試料容器３４が吸引位置に搬送される。液体流路４０は、初期状態でその全体が洗浄液１０２で満たされている（図６（ａ））。次に、ポンプ制御部２０ｃは、吸引ノズル３２が試料容器３４に挿入されない状態で、シリンジポンプ２４により空気１００を一定容量だけ吸引し、液体流路４０の先端に一定容量の空気１００を導入してエアギャップを形成する（図７ＡのＳ１０１及び図６（ｂ））。一例として、空気１００は２５μＬ程度、液体流路４０に吸引されてよい。

【0056】

次に、吸引ノズルアクチュエータ３０は吸引ノズル３２を図示しない攪拌ノズルとともに１つの試料容器３４に挿入する（図７ＡのＳ１０２）。そして、攪拌制御部２０ｇは、試料容器３４に保持されている生体試料１０４を攪拌する（図７ＡのＳ１０３）。

【0057】

その後、ポンプ制御部３０ｃは、ピストンアクチュエータ２４ａを順方向駆動し、規定量の生体試料１０４を試料容器３４から吸引する（図７ＡのＳ１０４）。一例として、生体試料１０４は３００μＬ程度、液体流路４０に吸引されてよい。なお、この吸引過程で、異常判断部２０ｅは、第２センサ２８ｂから出力される導電率の急減を、すなわちエアギャップの通過を監視する。導電率が急減しなければ、シリンジポンプ２４の動作が異常であると判断し、処理を終了する。

【0058】

規定量の生体試料１０４の吸引が完了すると（図６（ｃ））、異常判断部２０ｅは、第２センサ２８ｂから出力される導電率が所定閾値以上であるか否かを判断する（図７ＡのＳ１０５）。導電率が所定閾値未満であれば、生体試料１０４に異常があると判断し、処理を終了する。

【0059】

その後、吸引ノズル制御部２０ｆは、吸引ノズルアクチュエータ３０を用いて、吸引ノズル３２を試料容器３４から引き上げる（図７ＡのＳ１０６）。次に、ポンプ制御部２０ｃは、吸引ノズル３２から空気を吸引する（図７ＡのＳ１０７）。この吸引過程の初期にはショート監視期間が設定されており、異常判断部２０ｅは、第２センサ２８ｂから出力される導電率の急減を監視する。導電率が急減すれば、生体試料１０４が規定量に足りないと判断し、処理を終了する。

【0060】

ポンプ制御部２０ｃは空気の吸引を、第１センサ２８ａにより空気１００が検出されるまで行う（図７ＡのＳ１０８）。空気を吸引することにより、すでに液体流路４０に導入されている生体試料１０４が下流側に移動する。第１センサ２８ａから出力される導電率が急減すれば、第１センサ２８ａの検出位置にある物体が洗浄液１０２から空気１００に代わったと判断できる。このタイミングで、空気１００（エアギャップ）の下流端が第１センサ２８ａの検出位置に到達していることになる（図６（ｄ））。

【0061】

その後、ポンプ制御部２０ｃは、空気をさらに所定量だけ吸引する（図７ＡのＳ１０９，図６（ｅ））。具体的には、第１判断部２０ａは、シリンジポンプ２４の吸引量が所定量に達したか否かを判断し、所定量に達していれば、ポンプ制御部２０ｃはシリンジポンプ２４の動作を停止する。ここで、Ｓ１０９におけるシリンジポンプ２４の吸引量は、第１センサ２８ａの検出位置から第１位置Ａまでの内容量と空気１００（エアギャップ）の体積を加算した値となる。これにより、生体試料１０４の下流端１０４ａは第１位置Ａに到達することになる。なお、第１位置Ａは、撮像セル１４の内部区間１４ｅの上流端１４ｃから、例えば６０μＬほど上流側に設けられてよい。Ｓ１０４〜Ｓ１０９までの動作がシリンジポンプ２４の第１動作に相当する。

【0062】

その後、ポンプ制御部２０ｃは、ピストンアクチュエータ２４ａに逆方向駆動を指示し、液体流路４０の上流端から所定量だけ空気を吐出させる（図７ＢのＳ１１０）。具体的には、第２判断部２０ｂは、シリンジポンプ２４の吐出量が所定量に達したか否かを判断し、所定量に達していれば、ポンプ制御部２０ｃはシリンジポンプ２４の動作を停止する。ここでのシリンジポンプ２４の吐出量は、第１位置Ａから第２位置Ｂまでの内容量と同じになる。例えば、この吐出量は３０μＬ程度であってよい。これにより、生体試料１０４の下流端１０４ａは第２位置Ｂに到達することになる（図６（ｆ））。Ｓ１１０の動作がシリンジポンプ２４の第２動作に相当する。

【0063】

次に、ポンプ制御部２０ｃは、ピストンアクチュエータ２４ａに順方向駆動を指示し、所定量だけ空気を吸引する（図７ＢのＳ１１１）。具体的には、シリンジポンプ２４の吸引量が所定量に達したか否かを判断し、所定量に達していれば、ポンプ制御部２０ｃはシリンジポンプ２４の動作を停止する。ここでのシリンジポンプ２４の吸引量は、第２位置Ｂから第３位置Ｃまでの液体流路４０の内容量と同じになる。例えば、この吸引量は１２０μＬ程度であってよい。これにより、生体試料１０４の下流端１０４ａは第３位置Ｃに到達することになる（図６（ｇ））。例えば、撮像範囲である撮像セル１４の下流端１４ｃと第３位置Ｃとの間の容量を２０μＬとしてよい。この場合、撮像セル１４の内部空間１４ｅの容量を１５μＬとすれば、撮像セル１４の内部空間１４ｅには、生体試料１０４の下流端１０４ｅから２０μＬ〜３５μＬの部分が充填されることになる。Ｓ１１１の動作がシリンジポンプ２４の第３動作に相当する。

【0064】

以上のポンプ制御により、撮像セル１４の内部空間１４ｅには生体試料１０４が充填され、撮像制御部２０ｄは生体試料１０４の画像データを生成する（図７ＢのＳ１１２）。

【0065】

撮像後、液体流路４０及びシリンジポンプ２４の洗浄が行われる（図７ＢのＳ１１３）。すなわち、吸引ノズル制御部２０ｆは、吸引ノズルアクチュエータ３０により、吸引ノズル３２を洗浄槽３２内に挿入するよう指示する。このタイミングで、シリンジポンプ２４のピストンは十分に引き出されており、シリンジポンプ２４と洗浄液容器２６の間の電磁弁を開くことにより、洗浄液容器２６内の洗浄液がシリンジポンプ２４内に流入する。洗浄液はそのまま吸引ノズル３２の先端にまで至り、液体流路４０及びシリンジポンプ２４の内部がすべて洗浄される。吸引ノズル３２からは空気、尿試料、洗浄液が吐出し、それらは廃液容器３８に貯留される。その後、洗浄槽３６のドレンに設けられた電磁弁が一旦閉じられ、洗浄槽３６に洗浄液が貯留され、その後電磁弁が解放される。これにより、吸引ノズル３２の外側も洗浄される。なお、洗浄槽３６には、吸引ノズル３２から洗浄液が供給されてもよいし、専用の流路から洗浄液が供給されてもよい。液体流路４０及びシリンジポンプ２４の洗浄が終了すると、吸引ノズル３２は洗浄槽３６から引き抜かれ、次の試料容器３４から尿試料を吸引するため、待機位置に移動する。

【0066】

図８Ａは、生体試料撮像装置１０により生体試料１０４を液体流路４０において流通させた後の大型粒子の分布図である。また、図８Ｂは、生体試料撮像装置１０により生体試料１０４を液体流路４０において流通させた後の小型粒子の分布図である。図８Ａにおいて、破線はフローサイトメータにより測定された大型粒子の単位体積あたりの個数（約７０個／μＬ）であり、試料容器３４における大型粒子の単位体積あたりの個数を示す。同図に示すように、液体流路４０において流通させた後では、大型粒子の単位体積あたりの個数は、生体試料１０４の下流端１０４ａから１６５μＬの範囲であれば、どの位置でも１．５倍以上となっている。従って、撮像範囲においても大型粒子の単位体積あたりの個数は元のそれに比し、１．５倍以上となっていることが分かる。

【0067】

また、図８Ｂにおいて、破線はフローサイトメータにより測定された小型粒子の単位体積あたりの個数（約７９０個／μＬ）であり、元のそれに比し、８０％以上が確保されていることが分かる。

【0068】

以上説明した生体試料撮像装置１０によれば、ポンプ制御部２０ｃがシリンジポンプ２４に第１動作を行わせることで、生体試料１０４の下流端１０４ａ付近に上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型細胞を集中させることができる。その後、ポンプ制御部２０ｃがシリンジポンプ２４に第２動作を行わせることで、生体試料１０４の下流端１０４ａ付近に集中していた大型粒子を上流側に分散させることができる。撮像セル１４の内部空間１４ｅには、液体流路４０における順方向の流通、及び逆方向の流通の双方を経た生体試料１０４が充填される。このため、撮像セル１４内には大型粒子が十分な数だけ存在しつつ、それらが適度に分散していることになり、個々の大型粒子をカメラ１８による画像に映し出すことが可能となる。この結果、尿検査の精度を向上させることができる。

【0069】

なお、生体試料撮像装置１０で撮影される尿試料中の大型粒子のうち、上皮細胞１１４は、腎や尿路の損傷に起因して尿中に現れるものであり、その画像は、腎や尿路のどの部分にどの程度の障害があるのかを判断するための重要な情報となる。例えば、上皮細胞１１４の画像は膀胱炎や尿道炎などの疾患の診断に用いられる。また、尿円柱１１６は、尿細管腔が一時的に閉塞され、その後に尿の再流があった場合に尿中に現れるものであり、その画像も、腎や尿路のどの部分にどの程度異常があるかを判断するための重要な情報となる。例えば、尿円柱１１６の画像は慢性腎炎、糸球体腎炎、腎盂腎炎、ネフローゼ症候群などの疾患の診断に用いられる。上皮細胞１１４や尿円柱１１６などの大型粒子は、一般的には尿試料において少数しか含まれないが、以上のように、少数ではあっても臨床的に非常に重要な所見を与える。本生体試料撮像装置１０によれば、そのような重要な所見を与える尿試料中の大型粒子を、上述した濃縮及び分散というプロセスにより、効率的に、且つ大型粒子同士が重ならないようにして、画像に映し出すことができるようになる。こうして、本実施形態によれば、尿検査の信頼性を大きく向上させることができる。

【0070】

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能であり、それら変形も本発明の範囲の属する。例えば、以上の説明では、第１センサ２８ａ及び第２センサ２８ｂを用いたが、生体試料１０４の下流端１０４ａの位置制御には、それらは必ずしも必要ない。

【0071】

また、ポンプ制御部２０ｃによる第３動作は必ずしも必要ない。すなわち、図９に示すように、第１位置Ａを撮像セル１４の撮像範囲より下流側に設け、第２位置Ｂを撮像セル１４の撮像範囲の下流端又はそれより下流側に設ければ、第２動作を行った直後に撮像セル１４の内部空間１４ｅには生体試料１０４が充填されていることになる。こうすれば、生体試料１０４の吸引開始からカメラ１８による撮影までの時間を短くすることが可能となる。

【符号の説明】

【0072】

１０ 生体試料撮像装置、１２ 光源、１４ 撮像セル、１４ａ，１４ｂ 薄板部、１４ｃ 上流端、１４ｄ 下流端、１４ｅ 内部空間、１４ｆ 流入口、１４ｇ 流出口、１６ 対物レンズ、１８ カメラ、２０ データ処理装置、２０ａ 第１判断部、２０ｂ 第２判断部、２０ｃ ポンプ制御部、２０ｄ 撮像制御部、２０ｅ 異常判断部、２０ｆ 吸引ノズル制御部、２０ｇ 攪拌制御部、２２ 表示装置、２４ シリンジポンプ、２４ａ ピストンアクチュエータ、２６ 洗浄液容器、２８ａ 第１センサ、２８ｂ 第２センサ、３０ 吸引ノズルアクチュエータ、３２ 吸引ノズル、３４ 試料容器、３６ 洗浄槽、３８ 廃液容器、４０ 液体流路、４１ チューブ、１００ 空気（エアギャップ）、１０２ 洗浄液、１０４ 生体試料、１１０ 白血球、１１２ 赤血球、１１４ 上皮細胞、１１６ 尿円柱、Ａ 第１位置、Ｂ 第２位置、Ｃ 第３位置。

【要約】      （修正有）

【課題】生体試料中のサイズの大きな粒子を、撮像範囲において十分な量、適度に分散して配置させることができる生体試料撮像装置及び撮像方法を提供する。
【解決手段】粒子を含む生体試料１０４を液体流路４１に導入する第１ステップ（ａ〜ｃ）と、液体流路４１に導入された生体試料１０４を順方向に流通させる第２ステップ（ｄ〜ｅ）と、第２ステップの後、生体試料１０４を逆方向に流通させる第２ステップ（ｆ）と、第３ステップの後に液体流路４１に残存する生体試料１０４に含まれる粒子を、撮像セル１４において撮像する撮像ステップと、を含む、生体試料撮像方法。
【選択図】図６

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】