特許第6233864号(P6233864)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6233864
(24)【登録日】2017年11月2日
(45)【発行日】2017年11月22日
(54)【発明の名称】生体物質の発育を監視するための装置
(51)【国際特許分類】
   C12M 3/00 20060101AFI20171113BHJP
   C12M 1/34 20060101ALI20171113BHJP
【FI】
   C12M3/00 Z
   C12M1/34 A
【請求項の数】32
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2016-522883(P2016-522883)
(86)(22)【出願日】2013年7月5日
(65)【公表番号】特表2016-526887(P2016-526887A)
(43)【公表日】2016年9月8日
(86)【国際出願番号】IB2013055501
(87)【国際公開番号】WO2015001396
(87)【国際公開日】20150108
【審査請求日】2016年6月7日
(73)【特許権者】
【識別番号】515357004
【氏名又は名称】エーティー メディカル リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100163991
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 慎司
(72)【発明者】
【氏名】ペデルセン トーマス ウィリアム
【審査官】 川合 理恵
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第01/040437(WO,A1)
【文献】 特表2013−502233(JP,A)
【文献】 特開2008−076088(JP,A)
【文献】 国際公開第2012/047678(WO,A1)
【文献】 特開2003−029164(JP,A)
【文献】 米国特許第06166761(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C12M 1/00−3/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体物質の発育を監視するための装置(100)であって、前記装置は、使用が意図された方向において、
縦方向(X)における伸長部及び横方向(Y)における伸長部を有するハウジング(2)を備え、前記ハウジングは、
2つ以上の培養皿区分室(4)を備え、各々は、監視される生体物質(8)を備える培養皿(6)を収容するように適合され、前記区分室の各々は、前記他の区分室の各々から分離され、前記2つ以上の区分室は、前記縦方向に沿って配置され、
前記培養皿区分室(4)の各々は、前記培養皿区分室の内部(12)へのアクセスが提供される開放構成と、前記培養皿区分室の内部をその周囲から遮蔽する閉止構成との間で移行され得るように適合された蓋(10)を備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室にガスを供給するための入口(14)と、前記培養皿区分室からガスを除去するための出口(16)とを備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室の内部を加熱するための加熱手段(18)を備え、
前記ハウジングは、培養皿の中の生体物質の画像を取り込むためのカメラ(20)を備え、
前記カメラ(20)は、前記培養皿区分室(4)の位置の領域に沿って前記カメラを移動させるためのカメラ移動手段(46)に取り付けられ、
前記カメラ移動手段は、前記縦方向(X)に平行な方向において、前記培養皿区分室(4)の位置の領域の下方に前記カメラを移動させるように適合され、前記培養皿区分室(4)の1つ以上に関して、前記培養皿区分室の底部(48)の少なくとも一部分が透明であり、これにより、前記カメラが、前記培養皿区分室(4)の下方にある前記カメラの位置から、培養皿の一部分の画像を取り込むことを可能にする、装置。
【請求項2】
請求項1に記載の装置であって、前記培養皿区分室の数は3〜20である、装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の装置であって、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、前記培養皿区分室は、培養皿を収容するように適合された棚(22)を備え、前記棚には、前記棚を加熱するように構成された加熱手段(18)が備えられる、装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の装置であって、前記蓋(10)には、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、加熱手段(18)が備えられる、装置。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか一項に記載の装置であって、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、温度センサ(24)が前記培養皿区分室(4)に設けられる、装置。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか一項に記載の装置であって、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、pHセンサ(26)が前記培養皿区分室に設けられる、装置。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載の装置であって、前記装置は、ガスシリンダからのような外部ソースから1つ以上の異なるタイプのガスを供給するための、1つ以上のコネクタ(28)を備える、装置。
【請求項8】
請求項7に記載の装置であって、前記1つ以上のコネクタ(28)の1つ以上は、装置中へのガスの流れを調整するための、前記コネクタの下流に位置するバルブ(30)に連結される、装置。
【請求項9】
請求項8に記載の装置であって、前記1つ以上のガスのためのガス混合ボックス(32)を備え、前記混合ボックスは、任意に前記バルブに関して下流に位置する、装置。
【請求項10】
請求項9に記載の装置であって、前記混合ボックスは、NDIR−COセンサのようなCOセンサ(34)と、医療グレード化学OセンサのようなOセンサ(36)とを備え、前記ガス混合ボックス(32)から、隔てられた前記培養皿区分室(4)の1つ以上にガスを導くための、1つ以上の導管を更に備える、装置。
【請求項11】
請求項10に記載の装置であって、2つ以上の前記培養皿区分室(4)は、同じガス混合ボックス(32)を共有する、又は、前記培養皿区分室(4)の各々は、それ自身のガス混合ボックス(32)を割り当てられる、装置。
【請求項12】
請求項7から11のいずれか一項に記載の装置であって、前記装置は、前記1つ以上のガス又はガスの混合物を、UV−C放射のようなUV放射にさらすための手段(40)を備え、前記手段は、175〜195nmの波長を有するUV放射のような、180〜190nmの波長を有するUV放射のような、オゾンの生成につながるUV放射をフィルタするためのフィルタを任意に備える、装置。
【請求項13】
請求項7から12のいずれか一項に記載の装置であって、HEPAフィルタ及び/又は炭素フィルタのような、ガス又はガスの混合物をフィルタするための手段(42)を更に備える、装置。
【請求項14】
請求項7から13のいずれか一項に記載の装置であって、前記装置は、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、前記培養皿区分室(4)からガス混合ボックス(32)へガスを導くための、1つ以上の導管(44)を備える、装置。
【請求項15】
請求項1から1のいずれか一項に記載の装置であって、前記培養皿区分室(4)の1つ以上に関して、前記培養皿区分室は前記カメラ(20)を備え、前記カメラは、前記区分室内で、前記培養皿区分室の場所の領域に沿って前記カメラを移動させるためのカメラ移動手段(46)に取り付けられ、前記カメラ移動手段は、少なくとも1つの方向に前記カメラを移動させるように適合される、装置。
【請求項16】
請求項1から1のいずれか一項に記載の装置であって、前記装置は、前記装置の動作の1つ以上のパラメータを測定及び/又は制御するための制御ユニット(50)を備える、装置。
【請求項17】
請求項1に記載の装置であって、前記1つ以上のパラメータは、前記培養皿区分室の1つ以上の内部における温度、前記培養皿区分室の1つ以上の内部におけるO濃度、前記培養皿区分室の1つ以上の内部におけるCO濃度、培養皿に存在する培養媒質におけるpH、ガス流量の大きさ、ガス圧の大きさ、特定の蓋の各々に関する、蓋開放の回数及び蓋開放時間の持続期間、前記カメラによる画像取り込みの周波数、画像取得の時間のような前記カメラのパラメータからなる群から選択される、装置。
【請求項18】
請求項1又は1に記載の装置であって、前記制御ユニットは、ユーザが動作のパラメータを定義することを可能にするための、英数字キ−ボードのような入力装置に連結される、及び/又は、前記制御ユニットは、装置の動作に関連する情報をユーザに提供するための表示装置に連結される、装置。
【請求項19】
請求項1から18のいずれか一項に記載の装置(100)を備える、画像処理ユニット(200)と組み合わせられるシステム(300)であって、
前記画像処理ユニット(200)は、データ処理装置(110)と、ユーザが動作命令を入力することを可能にする英数字キーボードのような入力装置(112)と、情報をユーザに提示するように適合された表示装置(114)とを備え、
前記画像処理ユニットは、複数の画像(116)をアップロードすると共に格納するように構成され、前記画像は、異なる時間ポイントでカメラによって時間順に取り込まれ、前記画像は、複数の培養皿(120)の異なる培養ウェル(118)を描写し、
前記画像処理ユニットは、画像を複数のグループ(122、122’、122”)に分類するように適合され、各グループは、同じ培養ウェルに関連付けられた画像を表し、
前記画像処理ユニットは、各グループの画像(122、122’、122”)に関して、前記画像を、該同じ培養ウェルに由来する時間順の時間経過系列(124、124’、124”)の画像に分類するように適合され、
前記画像処理ユニットは、特定の培養皿の各培養ウェルに関して、前記特定の培養皿(120)の前記培養ウェル(118)の各々に関連付けられた時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する画像(126、126’、126”)を前記表示装置(114)上に提示するための、ユーザからの命令を受け取るように適合され、前記特定の培養皿は、ユーザによって選択され、
前記画像処理ユニットは、前記特定の培養皿の各培養ウェルに関して、ユーザによって選択された前記特定の培養皿(120)の培養ウェル(118)の各々に関連付けられた時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する個々の画像(126、126’、126”)を、前記表示装置上に提示するように適合され、
前記個々の画像は、前記表示装置上で、相対的に小さな「ウィンドウ」(128)に提示され、
前記画像処理ユニットは、ユーザが、前記選択された培養皿(120)の特定の培養ウェル(118)に関連付けられた、1つの時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する、特に選択された個々の画像(126、126’、126”)を、それらの相対的に小さな「ウィンドウ」(128)の中から選択できるように適合され、
前記画像処理ユニットは、前記選択された培養皿(120)の特定の培養ウェル(118)に関連付けられた、1つの時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する、前記特に選択された個々の画像(126、126’、126”)を提示するように適合され、前記特に選択された個々の画像(126、126’、126”)は、前記表示装置上の相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示され、
前記画像処理ユニットは、前記相対的に小さな「ウィンドウ」(128)の各々を提示すると同時に、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)を前記表示装置上に提示するように適合され、各々は、前記選択された培養皿の残りの培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する画像(126、126’、126”)を表し、
前記画像処理ユニットは、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示されている前記個々の画像(126、126’、126”)に関連付けられた、前記時間経過系列の画像(124、124’、124”)を「再生すること」に関連する、ユーザからの命令を受け取るように適合され、 前記画像処理ユニットは、続いて、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示されている前記個々の画像(126、126’、126”)に関連付けられた、前記時間経過系列の画像(124、124’、124”)を「再生する」ように適合される、システム。
【請求項20】
請求項19に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、ユーザによって選択された表示レートで前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示されている前記個々の画像(126、126’、126”)に関連付けられた前記時間経過系列の画像(124、124’、124”)を「再生する」ための、ユーザによる命令を受け取るように適合され、前記表示レートは、1秒当たり0.1〜30フレーム(fps)である、システム。
【請求項21】
請求項19又は2に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、ユーザによる命令を受け取るように適合され、該命令は、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に実際に表されている画像以外の、別の時間経過系列(124、124’、124”)の画像に属する画像(126、126’、126”)を、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示することに関連し、前記画像処理ユニットは、続いて、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)の他の時間経過系列の画像(124、124’、124”)に属する個々の画像(126、126’、126”)を表示するように適合される、システム。
【請求項22】
請求項19から2のいずれか一項に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、ユーザによる命令を受け取るように適合され、該命令は、前記相対的に「大きなウィンドウ」(130)に表示されている前記特定の画像(126、126’、126”)の1つ以上の注釈(132)に関連し、前記画像処理ユニットは、続いて、そのような1つ以上の注釈(132)を前記特定の画像(126、126’、126”)に結び付け、かつ格納するように適合される、システム。
【請求項23】
請求項2に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示されている前記特定の画像(126、126’、126”)に関連付けられる任意の注釈(132)を、前記表示装置(114)上に提示するように適合される、システム。
【請求項24】
請求項2又は2記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、ユーザが、前記相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に表示されている前記特定の画像の1つ以上の注釈(132)を編集、格納及び削除することが可能なように適合され、前記画像処理ユニットは、続いて、1つ以上の注釈(132)の、そのような編集/削除を前記特定の画像に結び付け、かつ格納/削除するように適合される、システム。
【請求項25】
請求項2から2のいずれか一項に記載のシステムであって、任意の注釈(132)が、前記相対的に小さな「ウィンドウ」に提示される画像に関連付けられた、時間経過系列の画像(124、124’、124”)の中の1つ以上の画像(126、126’、126”)に結び付けられた場合、前記画像処理ユニットは、前記相対的に小さな「ウィンドウ」(128)の任意の1つに関して、前記相対的に小さな「ウィンドウ」(128)のマーキング(134)を提示するように適合され、これにより、前記相対的に小さな「ウィンドウ」に関連付けられた、時間経過系列の画像(124、124’、124”)には既に注釈がつけられたことをユーザに通知することが可能になる、システム。
【請求項26】
請求項2から2のいずれか一項に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に提示されている特定の画像(126、126’、126”)に関連付けられた注釈(132)を提示するための、2つの分離した「ウィンドウ」(136)のような、1つ以上のウィンドウを表示するように適合される、システム。
【請求項27】
請求項2から2のいずれか一項に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、相対的に小さな「ウィンドウ」(128)が相対的に大きな「ウィンドウ」(130)を取り囲むように、相対的に小さな「ウィンドウ」及び相対的に大きな「ウィンドウ」(130)を表示するように適合される、システム。
【請求項28】
請求項2から2のいずれか一項に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、ユーザが、注釈(132)のリストをスクロールすると共に1つの注釈(132)を選択できるように適合され、前記画像処理ユニットは、続いて、相対的に大きな「ウィンドウ」(130)に、前記選択された注釈に結び付けられた特定の画像(126、126’、126”)を表示するように適合される、システム。
【請求項29】
請求項2から28のいずれか一項に記載のシステムであって、前記画像処理ユニットは、時間と共に理想的に発育したものに対応する「理想的な時間経過系列」(138)をメモリに格納するように適合され、前記画像処理ユニットは、自身に対して指示されるにあたり、そのような「理想的な時間経過系列」(138)を前記表示装置上に提示するように適合され、任意に、一方の前記特に選択された培養ウェル(118)に対応する時間経過系列の画像(124、124’、124”)と、他方の前記「理想的な時間経過系列」(138)との重ね合わせとして提示するように適合される、システム。
【請求項30】
請求項2から29のいずれか一項に記載のシステムであって、前記「理想的な時間系列」(138)は、本物の時間経過系列であるか、若しくはアニメーションの時間経過系列であるか、又はこれらの組み合わせである、システム。
【請求項31】
生体物質の発育を監視するための、請求項1から18のいずれか一項に記載の装置(100)の使用、又は請求項29又は30記載のシステム(300)の使用。
【請求項32】
請求項3に記載の使用であって、前記生体物質は、哺乳動物の胚又は1つ以上の幹細胞のような、胚又は1つ以上の幹細胞である、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1の態様において、生体物質の発育を監視するための装置に関する。
【0002】
第2の態様において、本発明は、本発明による第1の態様に係る装置を備えるシステムに関し、このシステムは画像処理ユニットと組み合わせられる。
【0003】
第3の態様において、本発明は、それ自体がそのような画像処理ユニットに関する。
【0004】
第4の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による装置を備える部品キット、又は本発明の第2の態様によるシステムを備える部品キットに関し、該部品キットは、生体物質を含むように構成された複数の培養皿と組み合わせられる。
【0005】
第5の態様において、本発明は、生体物質の発育を監視するための、本発明の第1の態様による装置の使用、本発明の第2の態様によるシステムの使用、又は本発明の第4の態様による部品キットの使用に関する。
【0006】
最後に、第6の態様において、本発明は、時間と共に取り込まれた画像を処理するための、第3の態様による画像処理ユニットの使用に関する。
【背景技術】
【0007】
生物質を培養する分野内では、1つ以上の培養皿を収容するための恒温器を使用することが、数十年間実行されており、これらの培養皿の中で、生体物質は特定の条件下で配置される。そのような恒温器は、通常、区分室を備え、この区分室は、制御ユニットによって温度制御してもよい。加えて、区分室の内部は、前記区分室内での望ましい雰囲気を保証するために、1つ以上のガスの外部ソースに接続してもよい。
【0008】
最近、ガス調整を有する多区分室の恒温器が市販されている。多区分室の恒温器のそのようなタイプの例は、モデル名G185の下にK−Systemsによって製造されている。この恒温器は、10の分離した区分室を備え、これらは、区分室の対に関して、5つの共有された対からなる温度調整を有する。
【0009】
体外受精のプロセスにおけるヒト胚のような胚を培養する場合、同じ女性に由来する、かなり多数の懐胎された卵子を培養することが常識である。そうである理由は、女性の子宮へ再挿入される胚(複数を含む)が健康であり、しかも生育力があることは、体外受精治療の成功にとって最高に重要であることによる。
【0010】
この目的のために、カメラシステムが開発されてきたが、該カメラシステムは、そのようなカメラシステムの中に配置される培養皿の、時間経過系列の画像を取り込むように設計される。これら先行技術の時間経過システムにおいては、1つ以上の培養皿がシステムの中に配置され、各培養皿の各ウェルの画像が取り込むことができる。所定の時間間隔でこの手続きを繰り返すことによって、時間経過系列の画像が最終的に生じるであろう。
【0011】
それに関連した時間経過系列の画像を注視することによって、胚の発育を研究することは、発生学の分野における検査技師又は専門家が、特定の胚の健康及び生育力を評価し、その結果として、そのような胚又は複数の胚を選択し、それ/それらを女性の子宮に挿入する観点において役立つであろう。
【0012】
市販されている先行技術のカメラシステムは全て、システムのハウジング内に固定されたカメラを設けるという原理に頼っており、「アーム」上に1つ以上の培養皿を収容すると共に、望ましい画像を取り込むために、続いて、固定されたカメラに関してそのアームを移動させる。
【0013】
最近まで、そのような時間経過システムは、温度調整を提供しておらず、また、それらのシステムは、区分室内部の雰囲気の、いかなるガス調整も提供していなかった。
【0014】
Unisense Fertilitechによって示された装置である胚子鏡ESD2は、以前から利用可能な時間経過システムに関して改善を提供する。胚子鏡ESD2は、ガス調整はもちろんのこと、温度調整を有する単一の区分室を備え、胚子鏡ESD2は、12の胚の各々を収容するための12のウェルを各々が備える、合計6つの培養皿の、時間経過系列の画像を取得することを可能にするカメラ手段を更に備える。6つの培養皿はアーム上に配置され、このアームは、今度は、時間経過系列の画像を取り込むために、固定されたカメラに関して、少なくとも2つの方向に移動する。
【0015】
胚子鏡ESD2は、以前から利用可能な時間経過カメラシステムに関する改良品ではあるが、このシステムは、にもかかわらず、複数の欠点を示す。
【0016】
この記述が拠りどころとする事実は、最適条件と比較して、温度及び雰囲気における小さなずれでさえも、胚の発育の品質に不利な影響を及ぼす可能性があることが分かっている、ということである。
【0017】
胚子鏡ESD2システムの区分室内部の外で、単一培養皿の1つ以上の生体物質を検査することが望まれる場合、特定の培養皿を除去するために、その区分室内部へのアクセスを可能にする蓋を開放する必要があるであろう。そのような操作は、残りの培養皿に収容された生体物質の発育の品質に対して、かなり重大な不利な影響を意味するであろう。
【0018】
従って、胚子鏡ESD2から1つの単一培養皿が除去される場合、変更された温度及び雰囲気のプロファイル(最適なプロファイルからずれている)に関して、大きな、しかも不利な影響が生じるであろう。このことは、今度は、胚子鏡ESD2の区分室の中に残っている生体物質の、最適ではない発育につながるかもしれない。
【0019】
更に、研究目的のために、及び、例えばヒト卵子の体外受精プロセスにおいて、最適化された温度及び雰囲気ガス組成を見出すために、莫大な数の実験を行うことは有利であるかもしれない。それらの実験では、成長条件は、1つの胚から別の胚で変化され、このことは、従って、胚の最も適した成長条件を、少なくとも経験的に及び統計的に評価することを可能にする。
【0020】
胚子鏡ESD2は、そのような最適化実験を可能としておらず、その理由は、様々な培養皿のあらゆる培養ウェルにおけるあらゆる胚は、実質的に同じく制御された成長条件を経験することになるからである。
【0021】
従って、生体物質の発育を監視するための、改良された装置に対する必要性は存続している。
【発明の概要】
【0022】
上で述べた不都合は、第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の態様において、本発明によって克服される。
【0023】
従って、第1の態様において、本発明は、生体物質の発育を監視するための装置に関し、前記装置は、使用が意図された方位において、
縦方向(X)における伸長部及び横方向における伸長部を有するハウジングを備え、前記ハウジングは、
2つ以上の培養皿区分室を備え、各々は、監視される生体物質を備える培養皿を収容するように適合され、前記区分室の各々は、前記他の区分室の各々から分離され、前記2つ以上の区分室は、前記縦方向に沿って配置され、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室の内部へのアクセスが提供される開放構成と、前記培養皿区分室の内部をその周囲から遮蔽する閉止構成との間で移行され得るように適合された蓋を備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室へガスを供給するための入口と、前記培養皿区分室からガスを除去するための出口とを備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室の内部を加熱するための加熱手段を備え、
前記ハウジングは、培養皿における生体物質の画像を取り込むための、1つ以上のカメラを備える。
【0024】
第2の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による装置を備えるシステムに関し、このシステムは画像処理ユニットと組み合わせられ、
前記画像処理ユニットは、データ処理装置と、ユーザが動作命令を入力することを可能にする、英数字キーボードのような入力装置と、情報をユーザに提示するように適合された表示装置とを備え、
前記画像処理ユニットは、複数の画像をアップロードすると共に格納するように構成され、前記画像は、異なる時間ポイントで、カメラによって時間順に取り込まれ、前記画像は、複数の培養皿の異なる培養ウェルを描写し、
前記画像処理ユニットは、画像を複数のグループに分類するように適合され、各グループは、同じ培養ウェルに関連付けられた画像を表し、
前記画像処理ユニットは、各グループの画像に関して、前記画像を、同じ培養ウェルに由来する、時間順の時間経過系列の画像に分類するように適合され、
前記画像処理ユニットは、特定の培養皿の各培養ウェルに関して、前記表示装置上に画像を提示するための、ユーザからの命令を受け取るように適合され、ここで該画像は、前記特定の培養皿の培養ウェルの各々に関連付けられた、時間経過系列の画像に属し、前記特定の培養皿は、ユーザによって選択され、
前記画像処理ユニットは、前記特定の培養皿の各培養ウェルに関して、ユーザによって選択された前記特定の培養皿の培養ウェルの各々に関連付けられた時間経過系列の画像に属する個々の画像を、前記表示装置上に提示するように適合され、
前記個々の画像は、前記表示装置上で、相対的に小さな「ウィンドウ」に提示され、
前記画像処理ユニットは、ユーザが、これらの相対的に小さな「ウィンドウ」から、前記選択された培養皿の特定の培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する、特定の選択された個々の画像を選択できるように適合され、
前記画像処理ユニットは、前記選択された培養皿の特定の培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する、前記特に選択された個々の画像を提示するように適合され、前記特に選択された個々の画像は、前記表示装置上の相対的に大きな「ウィンドウ」に提示され、
前記画像処理ユニットは、相対的に小さな「ウィンドウ」の各々を提示すると同時に、前記表示装置上に前記相対的に大きな「ウィンドウ」を提示するように適合され、各々は、前記選択された培養皿の、残りの培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する画像を表し、
前記画像処理ユニットは、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記個々の画像に関連付けられた、前記時間経過系列の画像を「再生すること」に関連する命令をユーザから受け取るように適合され、
前記画像処理ユニットは、続いて、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記個々の画像に関連付けられた、前記時間経過系列の画像を「再生する」ように適合される。
【0025】
第3の態様において、本発明は、第2の態様に従って定義された画像処理ユニットに関する。
【0026】
第4の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による装置を備える部品のキット、又は本発明の第2の態様によるシステムを備える部品のキットに関し、該部品のキットは、監視される生体物質を含むように構成された複数の培養皿と組み合わせられる。
【0027】
第5の態様において、本発明は、生体物質の発育を監視するための、本発明の第1の態様による装置の使用、本発明の第2の態様によるシステムの使用、又は本発明の第4の態様による部品のキットの使用に関する。
【0028】
第6の態様において、本発明は、時間と共に取り込まれた画像を処理するための、第3の態様による画像処理ユニットの使用に関する。
【0029】
本発明の第1の態様による装置において、各培養皿は、それ自身の個々の区分室に割り当てられてもよく、個々の区分室は、温度プロファイル及びガス組成プロファイルの制御を個々に提供してもよい。
【0030】
この特徴は、従って、先行技術システムに関して、上で述べた欠点を克服することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
図1】本発明の第1の態様による装置の実施形態の斜視図である。
図2】本発明の第1の態様による装置の原理を模式的に示す図である。
図3】本発明の第1の態様による装置の制御システムの詳細を模式的に例示する図である。
図4】本発明の第2の態様で使用される画像処理ユニットの原理の一部分を模式的に例示する図である。
図5】本発明の第2の態様で使用される画像処理ユニットの原理の一部分を模式的に例示する図である。
図6】本発明の第2の態様で使用される画像処理ユニットの原理の一部分を模式的に例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
[本発明の第1の態様]
第1の態様において、本発明は、生体物質の発育を監視するための装置に関し、前記装置は、使用が意図された方向において、
縦方向(X)における伸長部及び横方向における伸長部を有するハウジングを備え、前記ハウジングは、
2つ以上の培養皿区分室を備え、各々は、監視される生体物質を備える培養皿を収容するように適合され、前記区分室の各々は、前記他の区分室の各々から分離され、前記2つ以上の区分室は、縦方向に沿って配置され、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室の内部へのアクセスが提供される開放構成と、前記培養皿区分室の内部をその周囲から遮蔽する閉止構成との間で移行され得るように適合された蓋を備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室へガスを供給するための入口と、前記培養皿区分室からガスを除去するための出口とを備え、
前記培養皿区分室の各々は、前記培養皿区分室の内部を加熱するための加熱手段を備え、
前記ハウジングは、培養皿における生体物質の画像を取り込むための、1つ以上のカメラを備える。
【0033】
従って、本発明は、その第1の態様において、生体物質の発育を監視するための装置に関する。本装置は、2つ以上の分離した培養皿区分室を収容するハウジングを備える。前記培養皿区分室の各々は、蓋と、ガス入口と、ガス出口と、加熱手段とを備え、前記ハウジングは、培養皿の中の生体物質の画像を取り込むための、1つ以上のカメラを備える。
【0034】
本発明の第1の態様による装置において、培養皿は培養皿区分室内に静止して配置されるように適合され、カメラは様々な培養皿に対して移動可能であるように適合されることが好ましい。
【0035】
本明細書において、及び添付された請求項において、用語「使用が意図された方向」は、1つの方向を意味すると解釈されるべきであり、この方向に装置が配置され、その結果、培養皿が、これのために意図された棚の1つに収容され、培養皿は、その開放端が上方を指した状態で、略水平の向きに方向が定められるであろう。
【0036】
本装置は、ヒト由来のような哺乳動物起源の胚又は1つ以上の幹細胞のような、胚若又は1つ以上の幹細胞を監視することに特に適していると共に、これらを監視することを意図している。
【0037】
本発明の第1の態様の一実施形態において、本装置の培養皿区分室の数は3〜20であり、これは、4〜19(例えば5〜18)、6〜17(例えば7〜16、例えば8〜15)、9〜14(例えば、10〜13又は11〜12)のような数である。
【0038】
上の範囲に対応する、複数の分離した培養皿区分室を本装置に備えることは、複数の培養皿が同時に監視される可能性があるという点において、大きな柔軟性を保証するであろう。
【0039】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記培養皿区分室は、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、好ましくは前記培養皿区分室の全てに関して、培養皿を収容するように適合された棚を備え、前記棚には、前記棚を加熱するように構成された加熱手段が備えられる。
【0040】
培養皿のための棚を培養皿区分室に備えることは、前記区分室の中にそのような培養皿を容易且つ安全に収容することを可能にする。幾つかの実施形態において、棚は培養皿区分室の底部自体から成ってもよい。加熱手段は、培養皿を直接加熱することを保証する。
【0041】
本発明の第1の態様の一実施形態において、蓋には、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、好ましくは前記培養皿の全てに関して、加熱手段が備えられる。
【0042】
培養皿区分室の蓋に加熱手段を備えることは、区分室の底部、及び頂部から熱が提供される可能性を保証するであろう。このことは、区分室についての、より効率的且つ均一な温度を意味する。
【0043】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、好ましくは前記培養皿全てに関して、温度センサが設けられる。
【0044】
培養皿区分室の中に温度センサを設けることは、互いの培養皿区分室とは無関係な、正確な温度制御を保証するであろう。
【0045】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、好ましくは前記培養皿区分室の全てに関して、pHセンサが設けられる。
【0046】
培養皿区分室の中にpHセンサを設けることは、前記区分室に収容された培養皿のウェル中の培養媒質の正確なpH制御を可能にするであろう。
【0047】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は、ガスシリンダのような外部ソースから、1つ以上の異なるタイプのガスを供給するための、1つ以上のコネクタを備える。
【0048】
本装置に、外部ソースから1つ以上の異なるタイプのガスを供給するための、1つ以上のコネクタを備えることは、前記区分室の1つ以上の内部が、望ましい雰囲気を有することを可能にするが、この雰囲気は、本装置の培養皿区分室内に収容された培養皿の1つ以上のウェルで培養されるべき生体物質の生育力に適したものであろう。
【0049】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記1つ以上のコネクタの1つ以上は、装置中へのガスの流れを調整するための、前記コネクタの下流に位置するバルブに連結される。
【0050】
本装置に、ガスを供給するためのコネクタの下流に位置するバルブを備えることは、そのコネクタに供給されているガスのタイプに関して、培養皿区分室の内部におけるガス雰囲気の組成を制御することを可能にするであろう。
【0051】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は、前記1つ以上のガスのためのガス混合ボックスを備え、前記ガス混合ボックスは、前記バルブに関して、任意に下流に位置する。
【0052】
ガス混合ボックスは、本装置の培養皿区分室に供給されている、2つ以上のガスの完全な混合を提供する目的にかなうであろう。
【0053】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記ガス混合ボックスは、NDIR−COセンサのようなCOセンサと、医療グレード化学OセンサのようなOセンサとを備え、前記ガス混合ボックスから、分離した前記培養皿区分室の1つ以上へガスを導くための、1つ以上の導管を更に備える。
【0054】
ガス混合ボックスにCOセンサ及びOセンサを設けることは、1つ以上の培養皿区分室の内部に供給されるべきガス雰囲気を制御することを可能にする。
【0055】
本発明の第1の態様の一実施形態において、2つ以上の培養皿区分室は、同じガス混合ボックスを共有するか、又は代わりに、各培養皿区分室は、それ自身のガス混合ボックスを個々に割り当てられる。
【0056】
2つ以上の培養皿区分室に同じガス混合ボックスを共有させることによって、本発明による装置に対する製造上の節約が提供されるであろう。しかしながら、各培養皿区分室が、それ自身のガス混合ボックスを個々に割り当てられるようにすることによって、本装置の個々の培養皿区分室の、より正確な制御が可能になるであろう。
【0057】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は、前記1つ以上のガス又はガスの混合物を、UV−C放射のようなUV放射にさらすための手段を備え、前記手段は、175〜195nmの波長を有するUV放射のような、180〜190nmの波長を有するUV放射のような、オゾンの生成につながる任意の放射をフィルタするためのフィルタを任意に備える。
【0058】
UV放射にガスをさらすことは、ガスに殺菌効果を与えるであろう。
【0059】
本発明の第1の態様の一実施形態において、本装置は、HEPAフィルタ及び/又は炭素フィルタのような、ガス又はガスの混合物をフィルタするための手段を更に備える。
【0060】
この実施形態は、ガスの品質に対して、付加的な殺菌効果を与える。
【0061】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、前記培養皿区分室からガス混合ボックスへガスを導くための、1つ以上の導管を備える。
【0062】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は1つのカメラを備え、前記カメラは、培養皿区分室の場所の領域に沿って前記カメラを移動させるための、カメラ移動手段に取り付けられ、前記カメラ移動手段は、縦方向(X)に平行な少なくとも1つの方向に、前記カメラを移動させるように適合される。
【0063】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記カメラ移動手段は、縦方向(X)に平行な方向において、培養皿区分室の場所の領域の下方に前記カメラを移動させるように適合され、前記培養皿区分室の1つ以上に関して、前記培養皿区分室の底部の少なくとも一部分が透明であり、これにより、カメラが、前記培養皿区分室の下方にある前記カメラの位置から、培養皿の一部分の写真を取り込むことを可能にする。
【0064】
1つの、しかも1つだけのカメラを本装置に設けることが、好ましいであろう。培養皿が本装置の培養皿区分室の内部に収容される場合、このカメラは、好ましくは、培養皿のウェルの位置によって規定される線に沿って移動できるように適合されるであろう。この線は、本装置の縦方向(X)に平行であることが好ましい。
【0065】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記1つ以上の培養皿区分室はカメラを備え、前記カメラは、前記区分室内で、培養皿区分室の場所の領域に沿って前記カメラを移動させるための、カメラ移動手段に取り付けられ、前記カメラ移動手段は、少なくとも1つの方向において前記カメラを移動させるように適合される。
【0066】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記装置は、前記装置の動作の1つ以上のパラメータを測定するための、及び/又は制御するための制御ユニットを備える。
【0067】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記1つ以上のパラメータは、前記培養皿区分室の1つ以上の内部における温度、前記培養皿区分室の1つ以上の内部におけるO濃度、前記培養皿区分室の1つ以上の内部におけるCO濃度、培養皿に存在する培養媒質におけるpH、ガス流量の大きさ、ガス圧力の大きさ、各特定の蓋に関する、蓋開放の回数及び蓋開放の時間持続期間、前記カメラによる画像取り込みの周波数、画像取得の時間のような、前記カメラのパラメータからなる群から選択される。
【0068】
本発明の第1の態様の一実施形態において、前記制御ユニットは、ユーザが動作のパラメータを定義することを可能にするための、英数字キーボードのような入力装置に連結される、及び/又は、前記制御ユニットは、装置の動作に関する情報をユーザに提供するための表示装置に連結される。
【0069】
本装置に、入力装置及び/又は表示装置を任意で更に備える制御ユニットを備えることは、本装置の動作の様々なパラメータを非常に正確に制御することが可能であることを、意味するであろう。
【0070】
[本発明の第2の態様]
第2の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による装置を備えるシステムに関し、このシステムは画像処理ユニットと組み合わせられる。
【0071】
本発明の第2の態様において、前記画像処理ユニットは、データ処理装置と、ユーザが動作命令を入力することを可能にする、英数字キーボードのような入力装置と、ユーザに情報を提示するように適合された表示装置とを備え、
前記画像処理ユニットは、複数の画像をアップロード及び格納し、前記画像は、異なる時間ポイントで、カメラによって時間順に取り込まれ、前記画像は、複数の培養皿の異なる培養ウェルを描写し、
前記画像処理ユニットは、画像を複数のグループに分類するように適合され、各グループは、同じ培養ウェルに関連付けられた画像を表し、
前記画像処理ユニットは、各グループの画像に関して、前記画像を、同じ培養ウェルに由来する、時間順の時間経過系列の画像に分類するように適合され、
前記画像処理ユニットは、特定の培養皿の各培養ウェルに関して、前記表示装置上に画像を提示するための、ユーザからの命令を受け取るように適合され、該画像は、前記特定の培養皿の培養ウェルの各々に関連付けられた、時間経過系列の画像に属し、前記特定の培養皿は、ユーザによって選択され、
前記画像処理ユニットは、前記特定の培養皿の各培養ウェルに関して、ユーザによって選択された前記特定の培養皿の培養ウェルの各々に関連付けられた時間経過系列の画像に属する個々の画像を、前記表示装置上に提示するように適合され、
前記個々の画像は、前記表示装置上で、相対的に小さな「ウィンドウ」に提示され、
前記画像処理ユニットは、ユーザが、これらの相対的に小さな「ウィンドウ」の中から、前記選択された培養皿の特定の培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する、特定の選択された個々の画像を選択できるように適合され、
前記画像処理ユニットは、前記選択された培養皿の特定の培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する、前記特に選択された個々の画像を提示するように適合され、前記特に選択された個々の画像は、前記表示装置上の相対的に大きな「ウィンドウ」に提示され、
前記画像処理ユニットは、相対的に小さな「ウィンドウ」の各々を提示すると同時に、前記表示装置上に前記相対的に大きな「ウィンドウ」を提示するように適合され、各々は、前記選択された培養皿の、残りの培養ウェルに関連付けられた、1つの時間経過系列の画像に属する画像を表し、
前記画像処理ユニットは、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記個々の画像に関連付けられた、前記時間経過系列の画像を「再生すること」に関連する命令をユーザから受け取るように適合され、
前記画像処理ユニットは、続いて、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記個々の画像に関連付けられた、前記時間経過系列の画像を「再生する」ように適合される。
【0072】
従って、本発明の第2の態様によるシステムの画像処理ユニットは、複数の培養皿の複数の培養ウェルに関して、本発明の第1の態様による装置のカメラによって取り込まれた大量の画像を取り扱うことを可能にする。
【0073】
画像処理ユニットは、取り込まれた分量の画像を、複数の時間経過系列の画像に分類するように適合され、分類された時間経過系列の画像の各々は、本発明の第1の態様の前記装置内に収容された単一培養皿の単一培養ウェルに関連して取り込まれた画像に関する。
【0074】
続いて、本発明の第2の態様によるシステムの画像処理ユニットは、ユーザが、様々な系列の時間経過画像の間で選択することを可能にし、それによって、本発明の第1の態様による前記装置内に収容されている様々な培養皿の様々なウェルの中で培養されてきた生体物質の発育を、ユーザは更に精密に調査する。
【0075】
本明細書、及び添付された請求項において、用語「時間経過画像の系列」は、複数の個々の具体的な画像を備える具体的な電子ファイルに関連してもよく、前記電子ファイルは、データ記憶装置に格納してもよいことに留意すべきである。しかしながら、本明細書において、及び添付された請求項において、用語「時間経過画像の系列」はまた、編集されたデータ記憶アドレスを指してもよく、ここで各記憶アドレスは、本発明の第1の態様の前記装置内に収容された単一培養皿の単一培養ウェルに関して取り込まれた画像に関連する、時間経過系列の画像の一部分を形成する単一画像又は複数の単一画像を指す。
【0076】
また本明細書、及び添付された請求項において、用語「画像」は、カメラのような画像取り込み手段によって取り込まれた単一画像を意味するものと解釈されてもよく、又は、代わりに、用語「画像」は、同じ実体を表すと共に、実質的に同じ時間ポイントで取り込まれるが、しかし視野の奥行寸法を増大させるために、異なる焦点ポイントで取り込まれた複数の個々の画像を併合することによる、Zスタックの画像取り込みを意味するものと解釈されてもよいことに留意すべきである。
【0077】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、ユーザによって選択された表示レートで、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記個々の画像に関連付けられた前記時間経過系列の画像を「再生」するための、ユーザによる命令を受け取るように適合され、前記表示レートは、1秒あたり0.1〜30フレーム(fps)であり、この表示レートは時系列順方向又は時系列逆方向のいずれかにおいて、0.5〜29fps(例えば1〜28fps)、2〜27fps(例えば3〜26fps、例えば、4〜25fps)、5〜24fps(例えば6〜23fps)、7〜22fps(例えば8〜21fps)、9〜20fps(例えば10〜19fps)、11〜18fps(例えば12〜17fps、例えば13〜16fps又は14〜15fps)のような表示レートである。
【0078】
時間経過系列の画像として眺めた場合、ユーザが生体物質の発育の品質について良い印象を得ることができることに関連して、表示画像のそのような周波数は有益であることが証明されている。
【0079】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、ユーザによる命令を受け取るように適合され、該命令は、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に実際に表されている画像以外の、別の時間経過系列の画像に属する画像を、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示することに関連し、前記画像処理ユニットは、続いて、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に、前記他の時間経過系列の画像に属する個々の画像を表示するように適合される。
【0080】
この特徴によって、ユーザは、単一培養皿の全ての培養ウェルに関連して取り込まれた、全ての時間経過系列の画像について、同時に良好な全体像を有することが可能である。
【0081】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に表示されている前記特定の画像の、1つ以上の注釈に関連する、ユーザによる命令を受け取るように適合され、前記画像処理ユニットは、続いて、そのような1つ以上の注釈を前記特定の画像に結び付け、かつ格納するように適合される。
【0082】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、前記表示装置上に、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている前記特定の画像に関連付けられた任意の注釈を提示するように適合される。
【0083】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、ユーザが、前記相対的に大きな「ウィンドウ」に表示されている前記特定の画像の1つ以上の注釈を編集、格納、及び削除することができるように適合され、前記画像処理ユニットは、続いて、1つ以上の注釈のそのような編集/削除を、前記特定の画像に結び付け、かつ格納/削除するように適合される。
【0084】
これらの特徴によって、従って、ユーザは、1つ以上のコメントを各画像に結び付けることが可能になり、このことによって、次に、ユーザは興味のある以前の画像に迅速に戻ることが可能になる。
【0085】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、前記相対的に小さな「ウィンドウ」の任意の1つに関連して、前記相対的に小さな「ウィンドウ」のマーキングを提示するように適合されるが、これが起こるのは、任意の注釈が、前記相対的に小さな「ウィンドウ」に提示される画像に関連付けられた、時間経過系列の画像の中の1つ以上の画像に結び付けられた場合である。従って、これによって、相対的に小さな「ウィンドウ」に関連付けられた時間経過系列の画像に、既に注釈が付けられたことをユーザに通知することが可能となる。
【0086】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、相対的に大きな「ウィンドウ」に提示されている特定の画像に関連付けられた注釈を提示するための、2つの分離した「ウィンドウ」のような、1つ以上のウィンドウを表示するように適合される。
【0087】
注釈に関連するこれらの特徴によって、ユーザは、時間経過画像のこれらの系列を容易に認識することが可能になるが、これらの系列に関して、ユーザは、時間経過画像のその特定の系列の、1つ以上の画像に対して、既に注釈を結び付けている。
【0088】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、相対的に小さな「ウィンドウ」が相対的に大きな「ウィンドウ」を取り囲むように、相対的に小さな「ウィンドウ」及び相対的に大きな「ウィンドウ」を表示するように適合される。
【0089】
そのようなレイアウトは、1つの培養皿の様々な培養ウェルに関連して取り込まれた様々な時間経過系列について、非常に良好に構築された全体像を提供するであろう。
【0090】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、ユーザが、注釈のリストをスクロールし、1つの注釈を選択できるように適合され、前記画像処理ユニットは、続いて、相対的に大きな「ウィンドウ」に、前記選択された注釈に結び付けられる特定の画像を表示するように適合される。
【0091】
この特徴によって、ユーザは、特定の時間経過系列に関連して、特別興味のあるイベントに関する特定の画像を迅速に見つけることが可能になる。
【0092】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記画像処理ユニットは、時間と共に起こる理想的な発育に対応する「理想的な時間経過系列」をメモリに格納するように適合され、前記画像処理ユニットは、前記表示装置上に、これに対して命令されるのに応じて、そのような「理想的な時間経過系列」を提示するように適合されるが、ここで、任意に、一方の前記特に選択された培養ウェルに対応する時間経過系列と、他方の前記「理想的な時間経過系列」との重ね合わせとして提示するように適合される。
【0093】
本発明の第2の態様の一実施形態において、前記「理想的な時間経過系列」は、本物の時間経過系列であるか、若しくはアニメーションの時間経過系列であるか、又はこれらの組み合わせである。
【0094】
これらの特徴によって、ユーザは、特定の培養皿の特定の培養ウェルの特定の生物培養の発育を比較することが可能になるが、その特定の生体物質に属する特定の時間経過系列の画像によって表されるように、「理想的な時間経過系列」は、生体物質の理想的な発育であると考えられているものを表す。この故に、この特徴によって、ユーザは、特定の時間経過系列の発育の品質を評価することが可能になる。
【0095】
明らかになることであるが、本発明の第1の態様によるシステムの一部分として上記で開示された画像処理ユニットは、画像取り込み手段を備える恒温器のような、生体物質の発育を監視するための、任意のそのような装置との組み合わせにおいて使用するのにも、ちょうど適しているであろう。この理由のために、本発明はまた、本発明の第2の態様に関連して定義される画像処理ユニットを備えるシステムに関し、このシステムは、画像取り込み手段を備える恒温器のような、生体物質の発育を監視するための、任意の種類の装置と組み合わせられる。
【0096】
[本発明の第3の態様]
第3の態様において、本発明は、本発明の第2の態様に関連して定義された画像処理ユニットに関する。
【0097】
本発明の第3の態様による発明の詳細は、本発明の第2の態様による発明の一部分である画像処理ユニットに関連して定義される通りである。
【0098】
[本発明の第4の態様]
第4の態様において、本発明は、本発明の第1の態様のいずれかによる装置を備える部品のキット、又は本発明の第2の態様のいずれかによるシステムを備える部品のキットに関し、該部品のキットは、監視される生体物質を含むように構成された複数の培養皿と組み合わせられる。
【0099】
本発明の第4の態様の一実施形態において、前記培養皿は、略直線上に配置された培養ウェル凹部を有する。
【0100】
本発明の第4の態様の一実施形態において、前記培養皿は、好ましくは全てが略直線上に配置される4〜26の培養ウェル凹部を備え、ここで4〜26は、6〜24(例えば8〜22、例えば10〜20)、12〜18又は14〜16のような数である。
【0101】
培養ウェル凹部が略直線上に配置された培養皿を使用することによって、培養皿は、生体物質の発育を監視するための装置の中で使用することが可能になる。この装置は画像取り込み手段を有し、該画像取り込み手段は、様々な培養皿の培養ウェル凹部の線に沿って、単一方向に移動するように適合される。
【0102】
[本発明の第5の態様]
第5の態様において、本発明は、生体物質の発育を監視するための、本発明の第1の態様による装置の使用、又は本発明の第2の態様によるシステムの使用、又は本発明の第4の態様による部品のキットの使用に関する。
【0103】
本発明の第5の態様の一実施形態において、前記生体物質は、哺乳動物の、好ましくは人間の胚又は1つ以上の幹細胞のような、胚又は1つ以上の幹細胞である。
【0104】
本使用は、哺乳動物の、好ましくは人間の胚又は1つ以上の幹細胞のような、胚又は1つ以上の幹細胞を監視するのに、特に適していることが証明されている。
【0105】
[本発明の第6の態様]
第6の態様において、本発明は、第3の態様による画像処理ユニットの使用に関し、この使用は、時間と共に取り込まれた画像を処理するためのものである。
【0106】
ここで本発明の好ましい実施形態を例示する目的で図面を詳細に参照すると、本発明の第1の態様による、生体物質の発育を監視するための装置が、図1に斜視図で示されている。
【0107】
図1は、本発明の第1の態様による装置100の実施形態を斜視図で示す。図1は、装置100のハウジング2を示す。図1に示した実施形態では、装置は6つの独立した培養皿区分室4を備え、各々はそれ自身の蓋10を有する。ハウジングは、縦方向X及び横方向Yに伸長する。6つの独立した培養皿区分室は、X方向に沿って整列される。
【0108】
図2は、本発明の第1の態様による、且つ図1に示した装置の原理を模式的に示す。図2は、装置100のハウジング2が6つの分離した培養皿区分室4を備え、各培養皿区分室は、隣接する培養皿区分室4から区分室壁5によって分離されることを例示する。図2には、培養皿6が、各培養皿区分室4の中に収容されることを示す。培養皿6は棚に載っているが、図2では、棚は単に、培養皿区分室の底部である。培養皿区分室の底部48の部分は透明であり、従って、これにより、カメラ20は、培養皿の1つ以上のウェル(図2には図示せず)に収容される生体物質の画像を、培養皿区分室4の下方の領域から取り込むことが可能である。
【0109】
カメラ20はカメラ移動手段46に取り付けられるが、カメラ移動手段46は、カメラ20が、培養皿区分室4の1つ以上に配置された1つ以上の培養皿の培養ウェルの画像を取り込むための視野を有しつつ、縦方向Xに沿って移動することを可能にする。
【0110】
図2でわかることであるが、各培養皿区分室12は、それ自身専用の蓋10を有しており、この蓋10は、いかなる不利な効果を課すことなく、特定の区分室に収容された培養皿を検査することを可能にする。ここで不利な効果とは、雰囲気の組成を変化させること、又は任意の他の培養皿区分室4の雰囲気の温度を変化させるようなことである。その上、この方法では、特定の1つの検査対象以外の、他の任意の区分室4における培養皿6の中身を汚染するリスクは、全く存在しない。
【0111】
大抵の場合、本装置100に、各培養皿区分室4に望ましいガス雰囲気を供給するための手段を備えることは適切であろう。更に、大抵の場合、装置100に、各培養皿区分室4における温度を調整するための加熱手段及び温度センサを備えることは適切であろう。装置100にはまた、そのようなパラメータを制御するための制御手段を備えるのが好ましいであろう。
【0112】
図3は、本発明の第1の態様による装置100のための、そのような制御システムの詳細を模式的に示す。図3は、ハウジング2を備える装置100を示す。ハウジングは、2つ以上の分離した培養皿区分室4を備える(図3では、簡素化のため、培養皿区分室4を1つだけ示す)。培養皿区分室4には、ガスが供給される。ガスは、ガス混合ボックス32から、導管38中にあるガス用のフィルタ手段42を通って、培養皿区分室4の内部12に流入する。
【0113】
図3では、制御システム及びガス混合ボックスの様々な部品は、本装置のハウジング2の外側に位置するように示している。この設計は可能かもしれない。しかしながら、また、そのような部品は、装置のハウジングの内部に配置するのが、望ましいかもしれない。
【0114】
ガス混合ボックス32は、ガス用の入口14を備える。供給されるべきガスは、図3に示すように、CO及びNが好ましいかもしれない。ガス混合ボックスに供給されるガスの流量の大きさは、バルブ30で調整してもよい。UV波長領域で電磁波放射を発するための手段40は、ガス殺菌目的のために提供してもよい。
【0115】
本装置は、装置の動作の様々なパラメータを制御するための制御ユニットを備えてもよい。そのような制御ユニット50を図3に示す。制御ユニットは、ユーザが、望ましい動作モードに関連する入力データを入力することを可能にする英数字キーボード又は位置指示装置のような、入力手段52に連結される。更に、制御ユニットは、ユーザが、装置の動作の様々な設定を監視することを可能にする表示手段54に連結してもよい。アイテム111は、電気ケーブル又はワイヤレス通信ラインのような、情報を仲介するための手段を指し示す。
【0116】
図3にはまた、COセンサ34及びOセンサ36を示す。センサ32、34は制御ユニット50に連結してもよく、制御ユニット50は、今度は、ガスの入口を調整するためのバルブ30に連結してもよい。このように、分離した培養皿区分室4の各々で、望ましいガス混合物の、かなり一定した雰囲気を維持することが可能であろう。
【0117】
各培養皿区分室4は、それ自身専用のガス混合ボックス32に接続してもよく、又は、代わりに、2つ以上の培養皿区分室4が、同じガス混合ボックス32を共有してもよい。
【0118】
通常、培養皿区分室4の内部12における酸素含有量を、大気中における通常の酸素レベルを超えて供給することは望ましくないであろう。この理由のために、酸素レベルは、CO及びNの量を変化させて供給することによって調整してもよい。COレベルは、今度はNによる希釈によって調整してもよい。
【0119】
培養皿区分室4の内部12からは、ガスを、区分室4の内部12からガス混合ボックス32へ、逆向きに再循環させるための導管44が設けられる。
【0120】
第2の態様において、本発明は、本発明による第1の態様に係る装置100を備えるシステム300に関し、システム300は、画像処理ユニット200と組み合わせられる。
【0121】
画像処理ユニット200は、データ処理装置110と、ユーザが動作命令を入力することを可能にする、英数字キーボードのような入力装置112と、ユーザに情報を提示するように適合された表示装置114とを備える。
【0122】
図4に、そのような画像処理ユニット200の動作モードの一部分を模式的に例示する。
【0123】
図4aは、カメラ20による取り込み画像の動作を例示する。この特定の例で、画像は、2つの培養皿D1及びD2の異なる培養ウェル118の中で培養された生体物質の画像に関する。カメラ20は、2つの培養皿D1及びD2の培養ウェル118の2つ以上によって規定される線に沿って移動する。
【0124】
これは、図4bに例示するように、時間順に取り込まれた画像116の範囲に帰着するであろう。時間順に取り込まれた画像116は、2つの皿D1及びD2の個々のウェル118に関して、未だ分類されないであろう。取り込まれた画像116は、時間順にのみ分類される。
【0125】
画像処理ユニット200は、取り込まれた画像116の範囲が6つのセットの時間経過系列に分割されることになるシステムに従って画像116を分類するための手段を備え、ここで3つのセット124、124’及び124”の各々はそれぞれ、図4cに示すように、第1培養皿D1の各ウェルW1、W2及びW3に関連する。別の3つのセット124、124’及び124”の各々はそれぞれ、図4cに示すように、第1培養皿D1の各ウェルW1、W2及びW3に関連する。
【0126】
これは、様々な培養皿の様々な培養ウェルに関する、画像を取り込む特定の順番の知識に基づいて、容易に遂行されるかもしれない。
【0127】
従って、画像処理ユニット200は、時間順の、分類されていない画像116を時間経過系列の画像124、124’及び124”に分類するための手段を備え、ここで各時間経過系列は、装置100の中の培養皿の1つの培養ウェルに関連する。
【0128】
本発明の第2の態様によるシステム、及び、この故にまた、本発明の第3の態様による画像取り込みユニットは、調査対象となる生体物質の健康及び生育力の対象評価を特に意図していないので(このことは、この特定の生体物質を選択するために、自動化された手段に頼るというよりも、人間の決定が、最も価値がありそうな生体物質を選択することに、かなりの程度まで関与することを意味する)、システム及び/又は画像処理ユニットに、取り込まれた画像に関する情報を提示するための手段を、備えることが望ましいであろう。
【0129】
そのような情報提示の特徴を、図5及び図6に模式的に例示する。
【0130】
時間経過系列の画像が、体外受精されたヒト卵子の時間経過画像に関連する場合、1つの培養皿を1人の単一女性の卵子専用とするのが通例である。いったん培養皿(D1又はD2)が選択されると、時間経過画像(124、124’、124”)は更なる精密な調査を受けることになり、画像処理ユニットは、図5に示すような方法で、時間経過画像124、124’、124”を提示するように適合されることができる。
【0131】
図5は、ユーザに情報を提示する好ましい方法を例示するが、ここでの情報は、3つの培養ウェル118又はW1、W2及びW3を有する培養皿D1の取り込まれた画像に関連する、取り込まれた時間経過画像124、124’、124”に関する。
【0132】
図5では、4つの円又はウィンドウが見られる。3つの相対的に小さな円又はウィンドウ128、及び1つの相対的に大きな円又はウィンドウ130は、表示装置114上で、ユーザに提示される。相対的に小さなウィンドウの各々には、時間経過画像124、124’、124”のそれぞれの系列に属する1つの特定の画像126、126’、126”が示される。各画像126、126’、126”は、体外受精で懐胎されたヒト胚の単一画像を示す。
【0133】
画像処理ユニット200は、ユーザが、専用の相対的に小さなウィンドウ128に提示されている時間経過系列124、124’、124”の1つを選択できるように適合される。これは、入力装置112によって行ってもよく、入力装置112は、英数字キーボード、コンピュータマウス又は圧力感応モニタ画面のような位置指示装置であってもよい。選択された時間経過系列124、124’、124”は、培養皿D1の特定の単一培養ウェルに関して取り込まれた画像に属する。
【0134】
特定の時間経過系列を選択することによって、画像処理ユニット200は、ユーザが、特に選択された、その時間経過系列を注意深く見ることができるように適合される。
【0135】
これは図6に例示されるが、図6は、更なる精密な調査のために、その時間経過系列124”が、ユーザよって選択されたことを示す。
【0136】
画像処理ユニット200は、選択された時間経過系列124”の単一画像126”が、相対的に大きなウィンドウ130の中に、拡大された画像として現れるように適合される。いったん相対的に大きなウィンドウ130の中に現れると、画像処理装置200は、ユーザが、相対的に大きなウィンドウ130に現われている時間経過系列124”で、前後にスクロールできるように適合される。相対的に大きなウィンドウ130に現れる場合、時間経過系列の画像124、124’、124”に関連付けられた画像126、126’、126”は、それの元の小さなウィンドウ128では消失するのが好ましい。
【0137】
更に、画像処理ユニット200は、ユーザが、相対的に大きなウィンドウ130に現れる個々の画像に注釈を付けることができるように適合される。
【0138】
このことは有利であるが、その理由は、精密な調査下での胚の発育における重要なイベントは、注目されると共に、そのイベントが起こった画像に結び付けられる可能性があるからである。
【0139】
画像処理ユニット200は、そのような注釈を、時間経過系列の画像124、124’、124”の、1つ以上の個々の画像に結び付け、かつ格納するように適合される。
【0140】
更に、画像処理ユニット200は、ユーザが、任意の注釈を編集及び削除することができるように適合され、その後、画像処理ユニット200は、行われた修正を保存するであろう。
【0141】
図6には注釈ウィンドウ136を示すが、注釈ウィンドウ136は、ユーザが、相対的に大きなウィンドウ130の中に提示されている特定の画像に注釈を付けることを可能にする。
【0142】
図6では、ユーザは、相対的に大きなウィンドウ130の中に現れている画像126”に対して、時間が18.55時間での細胞分裂T2のイベントに注釈を付けた。
【0143】
ユーザが、同じ培養皿の別の培養ウェルに関連付けられた、時間経過系列の画像を精密に調査したい場合、画像処理ユニット200は、そのユーザが、その時間経過系列124、124’、124”に関連する特定の小さなウィンドウ128を、入力装置112によって簡単に選択できるように適合される。
【0144】
続いて、画像処理ユニット200によって、その選択された時間経過系列124、124’、124”に属する特定の画像126、126’、126”が、相対的に大きなウィンドウ130の中に現れるであろう。
【0145】
破線の「雲」は、各画像126、126’、126”が、それに関連する時間経過系列124、124’、124”に属することを例示するために、図5及び図6に含まれるのに過ぎない。時間経過系列124、124’、124”を象徴的に例示する「雲」の内容は、ユーザに表示されてもよいし、又はユーザに表示されなくてもよい。
【0146】
本発明の広い発明概念から外れることなく、上で説明された実施形態に対して変更がなされ得ることは、当業者によって正しく認識されるであろう。それ故に、本発明は、開示された特別な実施形態に限定されないが、しかし、添付された請求項によって定義されるような、本発明の精神及び範囲内での変更例に及ぶことが意図されているのは理解される。
【符号の説明】
【0147】
2 ハウジング
4 培養皿区分室
5 区分室壁
6 培養皿
8 生体物質
10 培養皿区分室の蓋
12 培養皿区分室の内部
14 ガス用の入口
16 ガス用の出口
18 加熱手段
20 カメラ
22 培養皿区分室の棚
24 温度センサ
26 pHセンサ
28 ガスを供給するためのコネクタ
30 ガスの入口を調整するためのバルブ
32 ガス混合ボックス
34 COセンサ
36 Oセンサ
38 ガス導管
40 UV放射を提供するための手段
42 ガス用のフィルタ手段
44 ガス用の導管
46 カメラ移動手段
48 培養皿区分室の底部
50 制御ユニット
52 入力手段
54 表示手段
100 装置
111 情報を仲介するための手段
110 データ処理装置
112 入力装置
114 表示装置
116 1つの画像記録セッションの時間順に取り込まれた画像
118 培養皿の培養ウェル
120 培養皿
122 同じ培養ウェルに属する画像を表す画像グループ
122’ 同じ培養ウェルに属する画像を表す画像グループ
122” 同じ培養ウェルに属する画像を表す画像グループ
124 同じ培養ウェルに属する画像を表す時間経過系列の画像
124’ 同じ培養ウェルに属する画像を表す時間経過系列の画像
124” 同じ培養ウェルに属する画像を表す時間経過系列の画像
126 時間経過系列の画像の個々の画像
126’ 時間経過系列の画像の個々の画像
126” 時間経過系列の画像の個々の画像
128 表示装置上の相対的に小さなウィンドウ
130 表示装置上の相対的に大きなウィンドウ
132 注釈
134 ウィンドウのマーキング
136 注釈ウィンドウ
138 理想的な時間経過系列の画像
200 画像処理ユニット
300 システム
400 部品キット
D1 第1培養皿
D2 第2培養皿

図1
図2
図3
図4
図5
図6