(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】
(24)【登録日】2022-02-18
(45)【発行日】2022-03-01
(54)【発明の名称】分析装置及び分析方法
(51)【国際特許分類】
G01N 15/14 20060101AFI20220221BHJP
G01N 21/17 20060101ALN20220221BHJP
【ＦＩ】
G01N15/14 B
G01N15/14 C
G01N21/17 A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018099790
(22)【出願日】2018-05-24
(65)【公開番号】P2019035733
(43)【公開日】2019-03-07
【審査請求日】2021-04-13
(31)【優先権主張番号】P 2017155421
(32)【優先日】2017-08-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000141897
【氏名又は名称】アークレイ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126505
【弁理士】
【氏名又は名称】佐貫 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100105407
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】増田 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 由紀夫
【審査官】外川 敬之
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／０５８６９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第９５６２８６０（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開平０６－２８８８９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３２０２８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １５／１４
Ｇ０１Ｎ ２１／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
有形成分を含む検体の流路を有するフローセルと、前記流路を透過した光を少なくとも第一光路と第二光路とに分岐させる分岐部と、
前記第一光路の光と前記第二光路の光とを用いて、前記流路内の前記検体の画像を撮像する第一撮像部及び第二撮像部と、
前記撮像した画像を処理する制御部と、
を備え、
前記第一撮像部と前記第二撮像部とは、同じ視野角を有するが、特性が異なる画像を撮像する、分析装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記第一撮像部によって撮像された画像から前記有形成分の位置情報を生成し、前記位置情報に基づいて前記第二撮像部によって撮像された画像から前記有形成分の画像を切り出す処理を行う、請求項１に記載の分析装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記分岐部から前記第一光路に分岐した光を用いて前記第一撮像部が撮像した画像と、前記分岐部から前記第二光路に分岐した光を用いて前記第二撮像部が撮像した画像とを対比して、前記有形成分の検出処理を行う、請求項１又は２に記載の分析装置。
【請求項4】
前記第一撮像部は、入射光量を減少させる光学部材を備え、前記第一撮像部の被写界深度は前記第二撮像部の被写界深度よりも大きい、請求項１から３の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項5】
前記第二撮像部は所定の波長の光を透過する光学フィルタを備え、前記第一撮像部に入射する光と、前記第二撮像部に入射する光の波長特性が異なる、請求項１から４の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項6】
前記第一撮像部の画素数が、前記第二撮像部の画素数よりも小さい、請求項１から５の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項7】
有形成分を含む検体の流路を有するフローセルに光源からの光を照射する工程と、前記流路を透過した光を少なくとも第一光路と第二光路とに分岐させる工程と、
前記第一光路の光を用いて前記流路内の前記検体の画像である第一画像を撮像する工程と、
前記第二光路の光を用いて前記第一画像と同じ視野角を有するが、特性が異なる第二画像を撮像する工程と、
前記第一画像から前記有形成分を含む第一切り出し画像を切り出し、前記第一切り出し画像の位置情報を特定する工程と、
前記位置情報に基づいて前記第二画像から前記有形成分の第二切り出し画像を切り出す工程と、
を含む分析方法。
【請求項8】
前記第一切り出し画像と前記第二切り出し画像とを対比して、前記有形成分を検出する工程を更に含む、請求項７に記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分析装置及び分析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
採取した尿の検査において、透明な部材で形成されたフローセルの流路を流れる尿検体をフローセルの壁越しに撮像することが考えられている。例えば、フローセル内に設けられた流路を流れる尿検体を撮像し、撮像された画像を解析することにより尿中の沈渣成分（血球、上皮細胞、円柱、細菌、結晶などの尿中の有形（固形）成分）の分析を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、検出領域を通過する尿検体中の沈渣成分を検出器でとらえ、遅延時間が経過した後、検出領域よりも下流の撮像領域でパルス光源を発光させると共に沈渣成分を撮像している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平０６－２８８８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、フローセルの流路の中央部と壁面近くとでは沈渣成分が流れる速度が異なるため、フローセル内の沈渣成分の通過位置を検出し、この通過位置によって遅延時間を調整することが行われている。このため、制御が複雑となる。また、沈渣成分を検出領域において検出するための光学系、及び沈渣成分を撮像領域において撮像するための光学系が夫々必要となるため、装置として複雑となり製造コストも高くなる。
【0005】
本発明の目的は、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の態様の一つは、有形成分を含む検体の流路を有するフローセルと、前記流路を透過した光を少なくとも第一光路と第二光路とに分岐させる分岐部と、前記第一光路の光と前記第二光路の光とを用いて、前記流路内の前記検体の画像を撮像する第一撮像部及び第二撮像部と、前記撮像した画像を処理する制御部と、を備え、前記第一撮像部と前記第二撮像部とは、同じ視野角を有するが、特性が異なる画像を撮像する、分析装置である。
【0007】
また、本発明の態様は、上記した分析装置に対応する方法の発明を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る分析装置の概略構成を示した図である。
【図2】フローセルの概略構成を示した図である。
【図3】合流部及びテーパ部付近の概略構成を示した図である。
【図4】第四通路を流通するシース液と検体の分布を示した図である。
【図5】有形成分を分類するフローを示したフローチャートである。
【図6】第２の実施形態に係る分析装置の概略構成を示した図である。
【図7】有形成分を分類するフローを示したフローチャートである。
【図8】第３の実施形態に係る分析装置の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0011】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る分析装置２０の概略構成を示した図である。分析装置２０は、撮像装置１を備えている。撮像装置１は、検体として例えば尿を撮像し、撮像された画像を解析することにより例えば尿中の有形成分の分析を行う。ただし、撮像装置１は、例えば血液や体液などの尿以外の液体検体中の有形成分の分析に対して適用することも可能である。
図１は、第１の実施形態に係る分析装置２０の概略構成を示した図である。分析装置２０は、撮像装置１を備えている。撮像装置１は、検体として例えば尿を撮像し、撮像された画像を解析することにより例えば尿中の有形成分の分析を行う。ただし、撮像装置１は、例えば血液や体液などの尿以外の液体検体中の有形成分の分析に対して適用することも可能である。
【0012】
撮像装置１は、検体を撮像する撮像部１０、撮像用の光源１２、及びフローセルユニット１３を備える。フローセルユニット１３は、検体が流通するフローセル１３Ａを固定配置するステージ（図示省略）を備える。フローセル１３Ａはステージに対して脱着自在としてもよい。
【0013】
撮像装置１は、対物レンズ１０１、分岐部１０２、第一レンズ群１０３Ａ、第二レンズ群１０３Ｂ、マスク１０４、第一カメラ１０５Ａ、第二カメラ１０５Ｂを備えている。第一カメラ１０５Ａ及び第二カメラ１０５Ｂは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）
イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージ
センサなどの撮像素子を用いて撮像を行う。以下では、対物レンズ１０１、分岐部１０２、第一レンズ群１０３Ａ、マスク１０４、第一カメラ１０５Ａを合わせて第一撮像部１００Ａといい、対物レンズ１０１、分岐部１０２、第二レンズ群１０３Ｂ、第二カメラ１０５Ｂを合わせて第二撮像部１００Ｂという。第一レンズ群１０３Ａ及び第二レンズ群１０３Ｂは、夫々接眼レンズを含み、さらに結像レンズを有する場合もある。フローセル１３Ａは、光源１２と対物レンズ１０１との間に配置され、光源１２及び対物レンズ１０１は、第一撮像部１００Ａと第二撮像部１００Ｂとで共用される。
イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージ
センサなどの撮像素子を用いて撮像を行う。以下では、対物レンズ１０１、分岐部１０２、第一レンズ群１０３Ａ、マスク１０４、第一カメラ１０５Ａを合わせて第一撮像部１００Ａといい、対物レンズ１０１、分岐部１０２、第二レンズ群１０３Ｂ、第二カメラ１０５Ｂを合わせて第二撮像部１００Ｂという。第一レンズ群１０３Ａ及び第二レンズ群１０３Ｂは、夫々接眼レンズを含み、さらに結像レンズを有する場合もある。フローセル１３Ａは、光源１２と対物レンズ１０１との間に配置され、光源１２及び対物レンズ１０１は、第一撮像部１００Ａと第二撮像部１００Ｂとで共用される。
【0014】
分析装置２０には、制御部としてのコントローラ１４が設けられている。コントローラ１４は、ＣＰＵ１４Ａ、ＲＯＭ１４Ｂ、ＲＡＭ１４Ｃ、ＥＥＰＲＯＭ１４Ｄ、およびインターフェイス回路１４Ｅを備えており、バス線１４Ｆにより相互に接続されている。
【0015】
ＣＰＵ（central processing unit）１４Ａは、ＲＯＭ（read only memory）１４Ｂに
格納されてＲＡＭ（random access memory）１４Ｃに読み込まれたプログラムに基づいて動作し、分析装置２０の全体を制御する。ＲＯＭ１４Ｂには、ＣＰＵ１４Ａを動作させるためのプログラムやデータが格納されている。ＲＡＭ１４Ｃは、ＣＰＵ１４Ａにワーク領域を提供するとともに、各種のデータやプログラムを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）１４Ｄは、各種の設定データ
などを記憶する。インターフェイス回路１４Ｅは、ＣＰＵ１４Ａと各種回路との間の通信を制御する。
格納されてＲＡＭ（random access memory）１４Ｃに読み込まれたプログラムに基づいて動作し、分析装置２０の全体を制御する。ＲＯＭ１４Ｂには、ＣＰＵ１４Ａを動作させるためのプログラムやデータが格納されている。ＲＡＭ１４Ｃは、ＣＰＵ１４Ａにワーク領域を提供するとともに、各種のデータやプログラムを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）１４Ｄは、各種の設定データ
などを記憶する。インターフェイス回路１４Ｅは、ＣＰＵ１４Ａと各種回路との間の通信を制御する。
【0016】
インターフェイス回路１４Ｅには、第一撮像部１００Ａ、第二撮像部１００Ｂ、光源１２、第一ポンプ１５Ａ及び第二ポンプ１５Ｂの制御線が接続されており、これらの機器が、コントローラ１４からの制御信号によって制御される。第一ポンプ１５Ａは、第一供給管１３２Ａを介してフローセル１３Ａにシース液を供給するポンプであり、第二ポンプ１５Ｂは、第二供給管１３３Ａを介してフローセル１３Ａに検体を供給するポンプである。
シース液とは、フローセル１３Ａ中の検体の流れを制御する液体であり、例えば検体が尿である場合に生理食塩水が適用される。但し、生理食塩水以外の溶液をシース液として用いてもよい。
シース液とは、フローセル１３Ａ中の検体の流れを制御する液体であり、例えば検体が尿である場合に生理食塩水が適用される。但し、生理食塩水以外の溶液をシース液として用いてもよい。
【0017】
分岐部１０２は、フローセル１３Ａからの光を２以上の方向に分岐させる。分岐部１０２は、例えばハーフミラーなどのスプリッタであり、対物レンズ１０１を通過した光の一部を透過させ、残りを反射することにより、光を２方向に分岐している。そして、分岐された光のうち、分岐部１０２を透過した光が第一レンズ群１０３Ａに入射され、第一カメラ１０５Ａが有する撮像素子の撮影面に入射する。すなわち、第一撮像部１００Ａにおいて撮像に供される。一方、分岐部１０２で反射された光が第二レンズ群１０３Ｂに入射され、第二カメラ１０５Ｂが有する撮像素子の撮像面に入射する。すなわち、第二撮像部１００Ｂにおいて撮像に供される。分岐部１０２と第一カメラ１０５Ａとの間の光の光路を第一光路といい、分岐部１０２と第二カメラ１０５Ｂとの間の光の光路を第二光路という。また、図１に示すように、分岐部１０２は対物レンズ１０１の光軸１１Ｂ上に配置されている。また、図１では、第一光路の光軸を１１１Ａで示し、第二光路の光軸を１１１Ｂで示している。
【0018】
マスク１０４は、分岐部１０２と第一レンズ群１０３Ａとの間に配置されている（すなわち、第一光路に挿入されている）。マスク１０４は、板に円形の穴を開けて形成され、第一レンズ群１０３Ａの光軸１１１Ａがマスク１０４の穴の中心軸を通り、第一光路の光軸１１１Ａと直交する位置に配置されている。マスク１０４は、第一光路において光の一部を遮ることにより第一カメラ１０５Ａへ向かう光の光量を減少させる絞りとして機能する。マスク１０４によって第一カメラ１０５Ａの被写界深度が深くなる。
【0019】
図２は、フローセル１３Ａの概略構成を示した図である。フローセル１３Ａは、第一板１３０と第二板１３１とを接合（例えば熱圧着）することにより形成される。図２は、第一板１３０側からフローセル１３Ａを見た図である。なお、図２に示すフローセル１３Ａの幅方向を直交座標系におけるＸ軸方向、長さ方向をＹ軸方向、厚さ方向をＺ軸方向とする。撮像される検体はフローセル１３Ａ内でＹ軸方向に流れる。対物レンズ１０１の光軸１１Ｂは、Ｚ軸方向に配置されている。
【0020】
フローセル１３Ａの材料には、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、石英ガラスといった例えば９０％以上の可視光透過性がある材料を採用することができる。
【0021】
第一板１３０には、シース液を供給するための第一供給口１３２、検体を供給するための第二供給口１３３、シース液及び検体を排出するための排出口１３４が設けられている。第一供給口１３２、第二供給口１３３、排出口１３４は、夫々第一板１３０を貫通している。第一供給口１３２は第一板１３０の長手方向の一端側に設けられており、第二供給口１３３は第一板１３０の長手方向の他端側に設けられおり、排出口１３４は第一板１３０の長手方向の第一供給口１３２と第二供給口１３３との間に設けられている。
【0022】
第一供給口１３２、第二供給口１３３、排出口１３４は、互いに通路１３５Ａ、１３５Ｂ、１３６、１３８によって連通されている。これら通路１３５Ａ、１３５Ｂ、１３６、１３８は、第一板１３０の接合面側の表面から断面が矩形となるように凹んで形成されている。また、これら通路１３５Ａ、１３５Ｂ、１３６、１３８の断面は、深さ方向（図２のＺ軸方向）よりも幅方向（図２のＸ軸方向）のほうが大きくなるように形成されている。第一板１３０と第二板１３１とを接合すると、第二板１３１は、通路１３５Ａ、１３５Ｂ、１３６、１３８を形成する壁材となる。
【0023】
第一供給口１３２には、第一通路１３５Ａ及び第二通路１３５Ｂが接続されている。第一通路１３５Ａ及び第二通路１３５Ｂは、夫々逆回りに、第一板１３０の外縁に沿って第二供給口１３３側に向かい、合流部１３７において合流している。また、第二供給口１３３には、第三通路１３６が接続されており、第三通路１３６は、合流部１３７において、第一通路１３５Ａ及び第二通路１３５Ｂと合流している。合流部１３７は、第四通路１３８を介して排出口１３４に接続されている。第四通路１３８には、合流部１３７から排出口１３４に向かって第四通路１３８の深さ（第一板１３０の板厚方向（Ｚ軸方向）の長さ）が徐々に小さくなるテーパ形状に形成されたテーパ部１３８Ａが形成されている。テーパ部１３８Ａには、例えば２°～８°の傾斜が設けられている。
【0024】
第一供給口１３２には、図１に示した第一供給管１３２Ａが接続され、第二供給口１３３には、図１に示した第二供給管１３３Ａが接続され、排出口１３４には、排出管（図示省略）が接続されている。第一供給管１３２Ａから第一供給口１３２に供給されたシース液は、第一通路１３５Ａ及び第二通路１３５Ｂを流通する。第二供給管１３３Ａから第二供給口１３３に供給された検体は第三通路１３６を流通する。そして、シース液及び検体が合流部１３７において合流して第四通路１３８を流通し、排出口１３４から排出管に排出される。
【0025】
図３は、合流部１３７及びテーパ部１３８Ａ付近の概略構成を示した図である。合流部１３７においては、第三通路１３６が第二板１３１側に偏って配置されており、検体は、合流部１３７において、第二板１３１に沿って流れる。
【0026】
図４は、第四通路１３８を流通するシース液と検体の分布を示した図である。図４における上側からシース液と検体とが別々に供給された後、合流部１３７で合流している。合流部１３７においてシース液と検体とが合流した直後では、シース液内の検体は、第二板１３１の壁面側の比較的狭い範囲に集中している（図４のＡ－Ａ断面参照）。その後、検体がテーパ部１３８Ａを流通すると、検体がシース液に押されて第二板１３１の壁面近くで壁面に沿って扁平状に広がる（図４のＢ－Ｂ断面参照）。さらに検体が流れると、Tubular-pinch効果により検体が第二板１３１の壁面から離れて、第四通路１３８の中央方向
へ持ち上げられる（図４のＣ－Ｃ断面参照）。
へ持ち上げられる（図４のＣ－Ｃ断面参照）。
【0027】
有形成分の分布は、シース液中での検体流体の分布の影響を受ける。より多くの有形成分を撮像可能な位置において撮像を行うことにより、有形成分の分析精度を高めることができる。フローセル１３Ａ中では、図４の断面図に示されるように、Ｙ軸方向の位置によって検体の流れが変化する。図４のＣ－Ｃ断面の位置では、Ｂ－Ｂ断面の位置よりも、Ｚ軸方向における検体の幅が大きくなる。図４のＣ－Ｃ断面の位置では、検体中の有形成分がＺ軸方向に広がって分布するため、有形成分の撮像には不向きである。
【0028】
一方、図４のＢ－Ｂ断面の位置では、上方からシース液が検体を第二板１３１に押しつけるように流れ、検体がシース液で押しつぶされて薄く広がる。そのため、図４のＢ－Ｂ断面の位置では、検体中の有形成分がＺ軸方向に広がらずに存在しており、焦点が合いやすい。なお、シース流体、検体流体とも層流を形成しており、ほとんど混ざり合うことはない。このようなＢ-Ｂ断面の位置は、有形成分を撮像するのに適したＹ軸方向の位置で
あるため、このＹ軸方向の位置で検体を撮像する。この位置を撮像位置といい、この撮像位置に対物レンズ１０１の光軸１１Ｂを合わせている。
あるため、このＹ軸方向の位置で検体を撮像する。この位置を撮像位置といい、この撮像位置に対物レンズ１０１の光軸１１Ｂを合わせている。
【0029】
第一撮像部１００Ａでは、第一光路にマスク１０４が挿入されて第一カメラ１０５Ａへ向かう光量が絞られる（開口数が減少する）。一方、第二光路には、マスク１０４に相当する絞りは設けられていない。このため、第一撮像部１００Ａで撮像される画像の被写界深度は、第二撮像部１００Ｂで撮像される画像の被写界深度よりも深くなっている。これ
に対し、第二撮像部１００Ｂの分解能は、第一撮像部１００Ａの分解能よりも高くなっている。なお、マスク１０４に形成する穴の直径は、第一撮像部１００Ａにおいて所望の開口数になるように設定する。所望の開口数は、第一撮像部１００Ａに要求される被写界深度に応じて設定することができる。
に対し、第二撮像部１００Ｂの分解能は、第一撮像部１００Ａの分解能よりも高くなっている。なお、マスク１０４に形成する穴の直径は、第一撮像部１００Ａにおいて所望の開口数になるように設定する。所望の開口数は、第一撮像部１００Ａに要求される被写界深度に応じて設定することができる。
【0030】
また、第二撮像部１００Ｂで撮像される画像の被写界深度が、第一撮像部１００Ａで撮像される画像の被写界深度に含まれるように、第二撮像部１００Ｂの被写界深度が設定されている。
【0031】
第一カメラ１０５Ａ及び第二カメラ１０５Ｂで、フローセル１３Ａを流通する検体中の有形成分の静止画像を同時に撮像する。撮像は、拡大撮像であり、光源１２の点灯時間と第一カメラ１０５Ａ及び第二カメラ１０５Ｂの撮像時間（露光時間）は、コントローラ１４により同期される。光源１２からフローセル１３Ａには平行光が入射する。撮像に際して光源１２を１～複数回点灯させる。光源１２の点灯時間は検体の流速に依存し、被写体ぶれが許容範囲内となるように、例えば０．１～１０μｓｅｃに設定される。１露光に対して、光源１２を複数回発光させることにより、一画像に含まれる有形成分の数を多くしてもよい。より多くの有形成分を撮像することにより、有形成分の分析精度をさらに高めることができる。この場合の光源１２の点滅タイミングは、同じ検体が撮像されないように、検体の流速と光源１２の点灯時間との関係を考慮して決定する。光源１２は、例えばキセノンランプまたは白色ＬＥＤを採用することができるが、これに限らず、他の光源を採用することも可能である。このような画像を複数撮像する。
【0032】
光路を分岐部１０２で第一光路と第二光路とに分岐させ、第一光路と第二光路とのうちの第一光路のみにマスク１０４を設けることで、フローセル１３Ａを透過した光源１２からの光の像を第一撮像部１００Ａと第二撮像部１００Ｂとで同時に撮像すると、視野角が同じで被写界深度及び分解能などの特性が異なる２つの画像を取得することができる。被写界深度が第二撮像部１００Ｂより深い第一撮像部１００Ａで撮像した画像は、有形成分にピントが合う範囲が広いため、有形成分の位置、数を求めるのに適している。一方、分解能がより高い第二撮像部１００Ｂで撮像した画像は、細胞核等の形態観察や種類別に分類した有形成分をさらに詳細に分類をするのに適している。
【0033】
ＣＰＵ１４Ａは、第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂを用いたフローセル１３Ａを流れる検体の撮像を行い、第一撮像部１００Ａにより撮像された画像から、有形成分の位置、大きさ、数を把握し、把握された有形成分の大きさから画像の切り出しサイズを決定し、切り出し画像を生成する。切り出し画像は、背景画像と撮像した画像とを比較し、差異がある箇所を四角で囲ってその内部の画像を切り出した画像である。
【0034】
ＣＰＵ１４Ａは、切り出し画像の生成に先立って、記憶された画像のデータを用いて、画像ごとに、各画素の画素値を平均化したものを背景画像として作成する。画素値は各画素の輝度でも良くＲＧＢ値でもよい。切り出し画像は、ＣＰＵ１４ＡがＲＯＭ１４Ｂに格納されているプログラム（切り出し処理）を実行することにより生成される。切り出し画像は、切り出し位置、切り出しサイズと共にＲＡＭ１４Ｃに記憶される。例えば、ＣＰＵ１４Ａは、撮像された画像に含まれるすべての有形成分について切り出し画像を生成する。
【0035】
ＣＰＵ１４Ａは、第一撮像部１００Ａにより撮像された画像から生成された切り出し画像（以下、第一切り出し画像という）と同じ切り出し位置及び同じ切り出しサイズの画像を、第二撮像部１００Ｂにより撮像された画像から切り出して切り出し画像（以下、第二切り出し画像という）を生成する。そして、第一切り出し画像と第二切り出し画像とを関連付けてＲＡＭ１４Ｃに記憶させる。第一切り出し画像及び第二切り出し画像は、ＣＰＵ
１４Ａにより各種分析に供される。
１４Ａにより各種分析に供される。
【0036】
第一撮像部１００Ａで撮像された画像から有形成分を認識可能なため、第二撮像部１００Ｂで撮像した画像から有形成分を認識する処理を実施する必要がない。このように、第一撮像部１００Ａにより撮像された画像に基づいて、有形成分が存在する位置、大きさ、数を把握し、第二撮像部１００Ｂにより撮像された画像に基づいて、有形成分の細かな形態観察を実施する。この形態観察により、有形成分を高精度に分析及び分類することができる。
【0037】
図５は、有形成分を分類するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＣＰＵ１４Ａによって実行される。
【0038】
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ１４Ａは、第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂによって撮像される画像を取得する。以下では、第一撮像部１００Ａによって撮像された画像を第一画像といい、第二撮像部１００Ｂによって撮像された画像を第二画像という。
【0039】
ステップＳ１０１の処理が完了するとステップＳ１０２へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、第一画像から有形成分を切り出して第一切り出し画像を生成し、ＲＡＭ１４Ｃに記憶させる。
【0040】
ステップＳ１０２の処理が完了するとステップＳ１０３へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、第一切り出し画像の位置情報及び特徴量を取得する。第一切り出し画像の位置情報及び特徴量は、第一切り出し画像と関連付けてＲＡＭ１４Ｃに記憶される。特徴量には、色、形状、大きさを例示できる。特徴量の取得には、予めＲＯＭ１４Ｂに記憶されたプログラムが用いられる。
【0041】
ステップＳ１０３の処理が完了するとステップＳ１０４へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、第二画像から有形成分を切り出して切り出し画像（第二切り出し画像）を生成する。第二切り出し画像は、複数の第一切り出し画像の夫々の位置情報に基づいて、第一切り出し画像と同じ位置で同じサイズの画像を切り出すことにより生成される。
【0042】
ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１０５へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、第二切り出し画像の特徴量を取得する。第二切り出し画像の特徴量は、第二切り出し画像と関連付けてＲＡＭ１４Ｃに記憶される。
【0043】
ステップＳ１０５の処理が完了するとステップＳ１０６へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５で取得された特徴量に基づいて、有形成分の分類を行う。分類には、予めＲＯＭ１４Ｂに記憶されたプログラムが用いられる。例えばＣＰＵ１４Ａは、第一切り出し画像の特徴量または第二切り出し画像の特徴量と、予めＲＯＭ１４Ｂに記憶されている有形成分毎の特徴量と、を比較することにより有形成分の分類を行う。
【0044】
ステップＳ１０６の処理が完了するとステップＳ１０７へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、ステップＳ１０６で分類された有形成分の種類毎に有形成分を計数し、次いでステップＳ１０８へ進んでステップＳ１０７での計数結果を出力する。この計数結果に基づいて、ＣＰＵ１４Ａが、各種分析を行ってもよい。
【0045】
このように第一切り出し画像に基づいて、有形成分の位置や数を特定することができ、第二切り出し画像に基づいて、有形成分の分類を行うことにより、有形成分の分析精度を高めることができる。また、第一画像及び第二画像という異なる特性を備える画像を取得する際に、光源１２及び対物レンズ１０１が夫々１つで済む。また、視野角が同じである
第一画像と第二画像とを同時に撮像することにより、第一画像と第二画像との撮像に遅延時間を設ける必要ないため、装置及び制御を簡略化することができる。これにより、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することができる。
第一画像と第二画像とを同時に撮像することにより、第一画像と第二画像との撮像に遅延時間を設ける必要ないため、装置及び制御を簡略化することができる。これにより、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することができる。
【0046】
なお、上記説明では、光量を減少させる光学部材としてマスク１０４を採用しているが、これに代えて、光学スリットを採用することもできる。
【0047】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、マスク１０４によって第一画像の被写界深度及び分解能を変化させているが、第２の実施形態では、第一撮像部１００Ａにマスク１０４を配置することに代えて、第二撮像部１００Ｂに光学フィルタ１０６を配置する。以下では、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。
第１の実施形態では、マスク１０４によって第一画像の被写界深度及び分解能を変化させているが、第２の実施形態では、第一撮像部１００Ａにマスク１０４を配置することに代えて、第二撮像部１００Ｂに光学フィルタ１０６を配置する。以下では、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。
【0048】
図６は、第２の実施形態に係る分析装置２０の概略構成を示した図である。第一撮像部１００Ａにおいて、マスク１０４が設けられていない。第二撮像部１００Ｂにおいて、第二カメラ１０５Ｂと第二レンズ群１０３Ｂとの間に光学フィルタ１０６が設けられている。光学フィルタ１０６は、例えば、所定の波長の光のみを透過する光学フィルタである。
【0049】
例えば、尿検体中の沈渣成分として赤血球を検出する場合について説明する。赤血球は緑色を吸収するため、緑色を透過する光学フィルタ１０６を設けることで、検体中の赤血球以外の有形成分を第二カメラ１０５Ｂにより撮像することができる。このときに同時に第一カメラ１０５Ａによって撮像された画像には、赤血球を含む有形成分が撮像されている。そして、第一画像において認知できる有形成分が、第二画像では認知できない場合には、この有形成分は赤血球であると分類できる。したがって、赤血球と、赤血球によく似たシュウ酸カルシウム結晶などとを精度よく区別することができる。光学フィルタ１０６の透過波長は、検体流体や有形成分に応じて、適宜選択することが可能である。光学フィルタ１０６は、区別したい有形成分に応じて容易に付け替え可能である。
【0050】
このように、光学フィルタ１０６を用いることにより、検体中の有形成分の分類が容易に可能となる。ＣＰＵ１４Ａは、第一画像から第一切り出し画像を生成し、第一切り出し画像と同じ位置及びサイズの第二切り出し画像を第二画像から生成して第一切り出し画像と比較し有形成分の分類を行う。
【0051】
図７は、有形成分を分類するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＣＰＵ１４Ａによって実行される。
【0052】
ステップＳ２０１からステップＳ２０５までは、ＣＰＵ１４Ａが、図５に示したステップＳ１０１からステップＳ１０５と同じ処理を実行する。
【0053】
ステップＳ２０５の処理が完了するとステップＳ２０６へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、ステップＳ２０３及びステップＳ２０５で取得された特徴量に基づいて、有形成分の分類を行う。例えば、第一切り出し画像では有形成分が認知できるが、対応する同じ位置の第二切り出し画像では有形成分が認知できない場合には、光学フィルタ１０６によって透過できなかった波長の光に対応する有形成分であると分類される。分類には、予めＲＯＭ１４Ｂに記憶されたプログラムが用いられる。
【0054】
ステップＳ２０６の処理が完了するとステップＳ２０７へ進み、ＣＰＵ１４Ａは、ステップＳ２０６で分類された有形成分を計数し、次いでステップＳ２０８へ進んでステップＳ２０７の計数結果を出力する。この計数結果に基づいて、ＣＰＵ１４Ａが、各種分析を行ってもよい。また、ＣＰＵ１４Ａは、分類した第一切り出し画像に基づいて有形成分を
分析してもよく、第二切り出し画像の中で有形成分が認識できる画像に基づいて有形成分を分析してもよい。
分析してもよく、第二切り出し画像の中で有形成分が認識できる画像に基づいて有形成分を分析してもよい。
【0055】
このように第一切り出し画像及び第二切り出し画像に基づいて、有形成分の分類を行うことにより、有形成分の分析精度を高めることができる。また、複数の光路のうち一方に光学フィルタ１０６を挿入することにより、第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂに入射する光の波長特性が異なる。そのため、第一画像及び第二画像という異なる特性を備える画像を取得する際に、光源１２及び対物レンズ１０１が夫々１つで済む。また、同じ視野範囲を同時に撮影することにより、第一画像と第二画像との撮像に遅延時間を設ける必要ないため、装置及び制御を簡略化することができる。これにより、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することができる。
【0056】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、撮像部として第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂを設けているが、さらに多くの撮像部を設けることもできる。また、第１の実施形態に係るマスク１０４と第２の実施形態に係る光学フィルタ１０６とは、組み合わせることができる。また、穴径の異なる複数のマスクを異なる撮像部に夫々設けることもできる。また、透過する光の波長が異なる複数の光学フィルタを異なる撮像部に夫々設けることもできる。また、スリットを備えることもできる。以下、撮像部を３つ設ける構成について説明する。
第１の実施形態及び第２の実施形態では、撮像部として第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂを設けているが、さらに多くの撮像部を設けることもできる。また、第１の実施形態に係るマスク１０４と第２の実施形態に係る光学フィルタ１０６とは、組み合わせることができる。また、穴径の異なる複数のマスクを異なる撮像部に夫々設けることもできる。また、透過する光の波長が異なる複数の光学フィルタを異なる撮像部に夫々設けることもできる。また、スリットを備えることもできる。以下、撮像部を３つ設ける構成について説明する。
【0057】
図８は、第３の実施形態に係る分析装置２０の概略構成を示した図である。撮像装置１は、第一撮像部１００Ａ、第二撮像部１００Ｂ、第三撮像部１００Ｃを備えている。また、撮像装置１は、第一分岐部１０２Ａ及び第二分岐部１０２Ｂを備えている。第一撮像部１００Ａは、対物レンズ１０１、第一分岐部１０２Ａ、第一レンズ群１０３Ａ、マスク１０４、第一カメラ１０５Ａを備えている。第二撮像部１００Ｂは、対物レンズ１０１、第一分岐部１０２Ａ、第二分岐部１０２Ｂ、第二レンズ群１０３Ｂ、光学フィルタ１０６、第二カメラ１０５Ｂを備えている。第三撮像部１００Ｃは、対物レンズ１０１、第一分岐部１０２Ａ、第二分岐部１０２Ｂ、第三レンズ群１０３Ｃ、第三カメラ１０５Ｃを備えている。
【0058】
第一レンズ群１０３Ａ、第二レンズ群１０３Ｂ、第三レンズ群１０３Ｃは、夫々接眼レンズを含み、さらに結像レンズを有する場合もある。対物レンズ１０１および光源１２は、第一撮像部１００Ａと第二撮像部１００Ｂと第三撮像部１００Ｃとで共用される。
【0059】
第一分岐部１０２Ａ及び第二分岐部１０２Ｂは、例えばハーフミラーなどのスプリッタである。第一分岐部１０２Ａは、対物レンズ１０１を通過した光の一部を透過させ、残りを反射することにより、光を２方向に分岐している。第一分岐部１０２Ａを透過する光が第一レンズ群１０３Ａに入射され、第一撮像部１００Ａにおいて撮像に供される。
【0060】
第二分岐部１０２Ｂは、第一分岐部１０２Ａで反射した光の一部を透過させ、残りを反射することにより、光を更に２方向に分岐している。第二分岐部１０２Ｂを透過する光が第二レンズ群１０３Ｂに入射され、第二撮像部１００Ｂにおいて撮像に供される。第二分岐部１０２Ｂで反射される光が第三レンズ群１０３Ｃに入射され、第三撮像部１００Ｃにおいて撮像に供される。
【0061】
コントローラ１４には、第一撮像部１００Ａ、第二撮像部１００Ｂ、第三撮像部１００Ｃ、光源１２、及び、第一ポンプ１５Ａ及び第二ポンプ１５Ｂが接続されており、これらの機器が、コントローラ１４によって制御される。
【0062】
ＣＰＵ１４Ａは、第一撮像部１００Ａ、第二撮像部１００Ｂ、及び第三撮像部１００Ｃによって同じ視野角の画像を同時に撮像する。そして、第一撮像部１００Ａにより撮像された画像から、有形成分の位置、大きさ、数を把握し、第二撮像部１００Ｂ及び第三撮像部１００Ｃにより撮像された画像から検体中の有形成分の分類を実施し、第三撮像部１００Ｃにより撮像された画像に基づいて、有形成分の細かな形態観察を実施する。マスク１０４の穴径や光学フィルタ１０６の種類は、有形成分の種類や分析内容に応じて適宜選択する。有形成分の分析では、図５または図７に示したフローチャートと同様の処理を行えばよい。
【0063】
以上説明したように、３つ以上の撮像部を備える場合であっても、同じ視野角の画像を同時に撮像することができるため、装置及び制御を簡略化することができる。これにより、検体中の有形成分の検出及び分析を、より低コストで実現することができる。
【0064】
なお、上記実施形態では、例えば、第一撮像部１００Ａに第一カメラ１０５Ａへの入射光量を減少させる光学部材を設けたり、第二撮像部１００Ｂに光学フィルタ１０６を設けたりしているが、これはどこか１つの撮像部に光学部材または光学フィルタを設ければよいことは言うまでもない。
【0065】
また、上記実施形態では、フローセル１３Ａのテーパ部１３８Ａ通過後の検体は、フローセル１３Ａの壁面に接触している態様を一例として説明したが、フローセルの構造及び検体の流れについてはこの態様だけに限定されない。例えば、フローセル１３Ａのテーパ部１３８Ａ通過後に、検体の周りをシース液が取り囲み、シース液の中心部で検体が薄く引き伸ばされる構造のフローセルを用いてもよい。なお、上記の実施形態で使用される第一カメラ１０５Ａ、第二カメラ１０５Ｂについては特に制限がなく、同じカメラを用いてもよいし、性能の異なるカメラを用いてもよいことは言うまでもない。
【0066】
（第４の実施形態）
図１を用いて本実施形態について説明する。本実施形態では、第一撮像部１００Ａの第一カメラ１０５Ａが有する撮像素子の画素数（以下、第一カメラ１０５Ａの画素数、または、第一撮像部１００Ａの画素数ともいう。）が、第二撮像部１００Ｂの第二カメラ１０５Ｂが有する撮像素子の画素数（以下、第二カメラ１０５Ｂの画素数、または、第二撮像部１００Ｂの画素数ともいう。）よりも小さい。第一撮像部１００Ａには、マスク１０４が備えられているため、第一撮像部１００Ａで撮像される画像の被写界深度は、第二撮像部１００Ｂで撮像される画像の被写界深度よりも深くなっている。一方、第二撮像部１００Ｂの分解能は、第一撮像部１００Ａの分解能よりも高くなっている。また、第一撮像部１００Ａの視野角と第二撮像部１００Ｂの視野角とは同じである。
図１を用いて本実施形態について説明する。本実施形態では、第一撮像部１００Ａの第一カメラ１０５Ａが有する撮像素子の画素数（以下、第一カメラ１０５Ａの画素数、または、第一撮像部１００Ａの画素数ともいう。）が、第二撮像部１００Ｂの第二カメラ１０５Ｂが有する撮像素子の画素数（以下、第二カメラ１０５Ｂの画素数、または、第二撮像部１００Ｂの画素数ともいう。）よりも小さい。第一撮像部１００Ａには、マスク１０４が備えられているため、第一撮像部１００Ａで撮像される画像の被写界深度は、第二撮像部１００Ｂで撮像される画像の被写界深度よりも深くなっている。一方、第二撮像部１００Ｂの分解能は、第一撮像部１００Ａの分解能よりも高くなっている。また、第一撮像部１００Ａの視野角と第二撮像部１００Ｂの視野角とは同じである。
【0067】
ここで、撮像部の分解能に対して適当なカメラの画素数が存在するため、各撮像部の分解能を考慮していない画素数のカメラを用いた場合には、分解能に対して画素数が小さく（少なく）なりすぎたり、または、大きく（多く）なりすぎたりする場合がある。分解能に対して画素数が大きく（多く）なりすぎるとは、分解能に対して一画素のサイズが小さすぎる状態をいう。分解能に対して画素数が小さく（少なく）なりすぎるとは、分解能に対して一画素のサイズが大きすぎる状態をいう。仮に、第二撮像部１００Ｂの分解能に応じた画素数のカメラを第一撮像部１００Ａに用いると、第一撮像部１００Ａでは分解能に対して画素数が必要以上に大きくなる場合がある。一方、第一撮像部１００Ａの分解能に応じた画素数のカメラを第二撮像部１００Ｂに用いると、第二撮像部１００Ｂでは分解能に対して画素数が小さくなり過ぎる場合がある。
【0068】
これに対して、第一カメラ１０５Ａの画素数を第二カメラ１０５Ｂの画素数よりも小さくすることで、第一撮像部１００Ａ及び第二撮像部１００Ｂの夫々の分解能に応じた画素
数のカメラを配置することができる。なお、第一カメラ１０５Ａと第二カメラ１０５Ｂとの画素数の組み合わせには、例えば、（１）第一カメラ１０５Ａの画素数を２００万～３００万画素とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を１８００万～２０００万画素とする組み合わせ、（２）第一カメラ１０５Ａの画素数を２００万～３００万画素とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を５００万～１２００万画素とする組み合わせ、（３）第一カメラ１０５Ａの画素数を１００万画素以下とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を２００万～３００万画素とする組み合わせなどが考えられるが、画素数の組み合わせはこれらに限らない。例えば、第一カメラ１０５Ａの画素数は、有形成分の位置、数を求めるのに適した画素数であればよい。一方、第二カメラ１０５Ｂの画素数は、有形成分の細かな形態観察に適した画素数であればよい。このような画素数を選択することにより、第一カメラ１０５Ａの画素数が第二カメラ１０５Ｂの画素数よりも小さくなる。
数のカメラを配置することができる。なお、第一カメラ１０５Ａと第二カメラ１０５Ｂとの画素数の組み合わせには、例えば、（１）第一カメラ１０５Ａの画素数を２００万～３００万画素とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を１８００万～２０００万画素とする組み合わせ、（２）第一カメラ１０５Ａの画素数を２００万～３００万画素とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を５００万～１２００万画素とする組み合わせ、（３）第一カメラ１０５Ａの画素数を１００万画素以下とし、第二カメラ１０５Ｂの画素数を２００万～３００万画素とする組み合わせなどが考えられるが、画素数の組み合わせはこれらに限らない。例えば、第一カメラ１０５Ａの画素数は、有形成分の位置、数を求めるのに適した画素数であればよい。一方、第二カメラ１０５Ｂの画素数は、有形成分の細かな形態観察に適した画素数であればよい。このような画素数を選択することにより、第一カメラ１０５Ａの画素数が第二カメラ１０５Ｂの画素数よりも小さくなる。
【0069】
一般に、カメラの画素数が小さくなるほどカメラの価格が低くなるため、第一カメラ１０５Ａの画素数を第二カメラ１０５Ｂの画素数よりも小さくすることにより、第一カメラ１０５Ａの価格を低下させるせることができ、以て分析装置２０全体としてのコストを削減することができる。また、一般に、画素数が小さくなるほど画像処理の負荷が小さくなるため、第一カメラ１０５Ａの画素数を第二カメラ１０５Ｂの画素数よりも小さくすることにより、第一カメラ１０５Ａで撮像した画像の処理速度を高めることができ、以て分析装置２０全体としての処理速度を高めることができる。
【符号の説明】
【0070】
１ 撮像装置
１２ 光源
１３Ａ フローセル
１４ コントローラ
２０ 分析装置
１００Ａ 第一撮像部
１００Ｂ 第二撮像部
１０１ 対物レンズ
１０２ 分岐部
１０４ マスク
１２ 光源
１３Ａ フローセル
１４ コントローラ
２０ 分析装置
１００Ａ 第一撮像部
１００Ｂ 第二撮像部
１０１ 対物レンズ
１０２ 分岐部
１０４ マスク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】