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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】
(24)【登録日】2024-12-10
(45)【発行日】2024-12-18
(54)【発明の名称】生細胞又は生細胞のセットを観察するための装置
(51)【国際特許分類】
C12M 1/34 20060101AFI20241211BHJP
C12M 1/00 20060101ALI20241211BHJP
C12Q 1/02 20060101ALI20241211BHJP
G02B 21/36 20060101ALI20241211BHJP
【ＦＩ】
C12M1/34 D
C12M1/00 A
C12Q1/02
G02B21/36
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022502410
(86)(22)【出願日】2020-07-16
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-26
(86)【国際出願番号】 FR2020051277
(87)【国際公開番号】W WO2021009465
(87)【国際公開日】2021-01-21
【審査請求日】2023-04-25
(31)【優先権主張番号】1908163
(32)【優先日】2019-07-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】511133761
【氏名又は名称】ユニヴェルシテ・ドゥ・ヴェルサイユ・サン－クァンタン－アン－イヴェリーヌ
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＤＥ ＶＥＲＳＡＩＬＬＥＳ ＳＡＩＮＴ－ＱＵＥＮＴＩＮ－ＥＮ－ＹＶＥＬＩＮＥＳ
【住所又は居所原語表記】５５ ａｖｎｕｅ ｄｅ Ｐａｒｉｓ， ７８０００ Ｖｅｒｓａｉｌｌｅｓ， Ｆｒａｎｃｅ
(73)【特許権者】
【識別番号】522017427
【氏名又は名称】セントレ ホスピタリア インタコミュナル ドゥ ポワシー－サン－ジェルマン
【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＥ ＨＯＳＰＩＴＡＬＩＥＲ ＩＮＴＥＲＣＯＭＭＵＮＡＬ ＤＥ ＰＯＩＳＳＹ－ＳＡＩＮＴ－ＧＥＲＭＡＩＮ
【住所又は居所原語表記】２０ ｒｕｅ Ａｒｍａｇｉｓ ７８１００ ＳＡＩＮＴ－ＧＥＲＭＡＩＮ－ＥＮ－ＬＡＹＥ Ｆｒａｎｃｅ
(73)【特許権者】
【識別番号】517265288
【氏名又は名称】セントレ ホスピタリエ ユニヴェルシテール ドゥ ボルドー
【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＥ ＨＯＳＰＩＴＡＬＩＥＲ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＩＲＥ ＤＥ ＢＯＲＤＥＡＵＸ
【住所又は居所原語表記】１２， ｒｕｅ Ｄｕｂｅｒｎａｔ， ３３４０４ Ｔａｌｅｎｃｅ
(73)【特許権者】
【識別番号】508136308
【氏名又は名称】サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク
【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＥ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＤＥ ＬＡ ＲＥＣＨＥＲＣＨＥ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＱＵＥ
【住所又は居所原語表記】３， ｒｕｅ Ｍｉｃｈｅｌ Ａｎｇｅ， ７５０１６ Ｐａｒｉｓ Ｆｒａｎｃｅ
(73)【特許権者】
【識別番号】515010235
【氏名又は名称】ユニヴェルシテ ド ボルドー
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＤＥ ＢＯＲＤＥＡＵＸ
【住所又は居所原語表記】３５， Ｐｌａｃｅ Ｐｅｙ Ｂｅｒｌａｎｄ， Ｆ－３３０００ Ｂｏｒｄｅａｕｘ， Ｆｒａｎｃｅ
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴィアラール， フランソワ
(72)【発明者】
【氏名】ジメネッツ， クレマン
(72)【発明者】
【氏名】ジャンドル， クリストフ
(72)【発明者】
【氏名】ヒベルティー， ブルーノ
(72)【発明者】
【氏名】デュクロ， ヒューゴ
【審査官】松井 一泰
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５０４８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－０９８６１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】SUGIMOTO, Ryo et al.，“Contrast enhancement by oblique illumination microscopy with an LED array”，Optik，2019年04月，Vol. 183，pp.92-98，DOI: 10.1016/j.ijleo.2019.02.068
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１２Ｍ １／００－ ３／１０
Ｃ１２Ｑ １／００－ ３／００
Ｇ０２Ｂ １９／００－ ２１／００
Ｇ０２Ｂ ２１／０６－ ２１／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
体外受精（ＩＶＦ）を含む生殖研究において、生細胞（８０）の発達を観察するための撮像装置（１００）であって、－観察される１つ以上の生細胞（８０）の観察のためのカメラ（１２１）を備える撮像システム（１２０）であって、前記１つ以上の生細胞（８０）は、各生細胞（８０）のための特定の区画（６１）を含むペトリ皿（１０）に置かれる、撮像システム（１２０）、
－前記ペトリ皿（１０）を受けることができ、照明システム（１１０）と前記撮像システム（１２０）との間に位置決めされた支持体（１）、
－観察される１つ以上の生細胞（８０）である物体を照明するための３つの光源（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）を備え、中央ソース（１１１ｂ）と、前記中央ソース（１１１ｂ）の第１の側に配置された第１の横方向ソース（１１１ａ）と、前記中央ソース（１１１ｂ）の第２の側に配置された第２の横方向ソース（１１１ｃ）と、を含む、照明システム（１１０）であって、
前記照明システム（１１０）が、以下の特定のタイプの照明：
－前記撮像システム（１２０）によって観察される前記１つ以上の生細胞（８０）を検
出するための「検出」タイプの照明であって、前記「検出」タイプの照明は、前記中央ソース（１１１ｂ）、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）及び前記第２の横方向ソース（１１１ｃ）を使用して生成され、前記光源（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）からの光線は、２６°～３４°の角度開口を有する円錐（α＿ＧＣ）に従って前記物体に集束される、「検出」タイプの照明、
－前記撮像システム（１２０）によって観察される前記１つ以上の生細胞（８０）に存在する前記細胞をカウントするための「輪郭」タイプの照明であって、前記「輪郭」タイプの照明は、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）及び前記第２の横方向ソース（１１１ｃ）を使用して生成され、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）及び前記第２の横方向ソース（１１１ｃ）からの前記光線は、前記ペトリ皿（１０）支持体（１）によって形成された面又は前記ペトリ皿それ自体に対する垂直軸（Ｐ）に対して２つの対称コリメートビーム（１１３、１１４）に分離され、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）からの第１のビーム（１１３）は、前記垂直軸（Ｐ）に対して±１２°の入射角に従って前記物体を照明し、前記第２の横方向ソース（１１１ｃ）からの第２のビーム（１１４）は、前記垂直軸（Ｐ）に対して±１２°の入射角に従って前記物体を照明する、「輪郭」タイプの照明、
－前記撮像システム（１２０）によって観察される前記１つ以上の生細胞（８０）に存在する前記細胞のテクスチャ及び粒度を視認するための「レリーフ」タイプの照明であって、前記「レリーフ」タイプの照明は、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）を使用して生成され、前記第１の横方向ソース（１１１ａ）からの単一のコリメートされた光ビーム（１１５）は、前記垂直軸（Ｐ）に対して８°～１６°の角度で傾斜した軸に沿って伝搬する、「レリーフ」タイプの照明の各々を実装するように構成されている、照明システム（１２０）、
－前記ペトリ皿（１０）の異なる区画に位置する１つ以上の生細胞（８０）を観察することができるように、前記照明システム（１１０）及び前記カメラ（１２１）によって形成されたアセンブリに対する前記ペトリ皿（１０）の相対移動のための手段（１６０）を備えることを特徴とし、
前記カメラ（１２１）は、前記ペトリ皿（１０）の前記区画のうちの１つの少なくとも全表面積をカバーする視界を有し、前記撮像装置（１００）は、前記照明システム（１１０）及び前記カメラ（１２１）によって形成された前記アセンブリに対する前記移動手段（１６０）を用いる前記ペトリ皿の相対移動なしで、前記ペトリ皿（１０）において、その前記区画における任意の位置の１つ以上の生細胞を撮像する、撮像装置（１００）。
【請求項2】
前記１つ以上の生細胞が１つ以上の胚である、請求項１に記載の撮像装置（１００）。
【請求項3】
前記照明システムの前記光源（１１１）が、前記ペトリ皿（１０）を受けることができる前記支持体（１）によって規定された水平面と平行な面に配設され、前記少なくとも１つの光源（１１１）によって放出された前記ビームを成形するための装置が、前記光源（１１１）と前記ペトリ皿（１０）との間に配設される、請求項１又は２に記載の撮像装置（１００）。
【請求項4】
前記移動手段（１６０）が、前記ペトリ皿（１０）に対して前記照明システム（１１０）及び前記撮像システム（１２０）の前記カメラ（１２１）によって形成された前記アセンブリを移動させることができ、観察される前記１つ以上の生細胞（８０）が置かれている、請求項１又は２に記載の撮像装置（１００）。
【請求項5】
焦点距離を前記生細胞の深さの方向に制御するように構成された液体レンズ（１７０）をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の撮像装置（１００）。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項で規定される撮像装置（１００）によって生細胞の前記発達を観察するための方法であって、
－前記撮像装置（１００）の前記支持体（１）に配設された少なくとも１つのペトリ皿から選択することができるペトリ皿（１０）に１つ以上の生細胞を連続的に置き、その後に、前記ペトリ皿（１０）において培地（６２）の滴下が続き、動作は、観察される１つ以上の生細胞の求められる数に従って必要な回数繰り返し、次いで、前記生細胞と前記培地の全体を液体（６３）で覆う、準備ステップ（Ｓ３００）と、
－専用のリーダーを使用して、観察される前記生細胞（８０）を含有する前記ペトリ皿（１０）の識別要素（５０）を検出及び視認する前記ペトリ皿（１０）の識別ステップ（Ｓ３０２）と、
－前記撮像システム（１２０）を使用する１つ以上の第１の生細胞（８０）の観察ステップ（Ｓ３０４）と、を含む、方法。
【請求項7】
識別ステップ（Ｓ３０２）の前に、移動手段を使用して、選択されたペトリ皿１０に対して照明システム（１１０）及び撮像システム（１２０）の前記カメラ（１２１）によって形成されたアセンブリに対する前記選択されたペトリ皿（１０）の位置を決める近似位置決めステップ（Ｓ３０１）をさらに含み、前記ペトリ皿（１０）が前記照明システム（１１０）及び前記撮像システム（１２０）の前記カメラ（１２１）によって形成されたアセンブリと位置合わせされるようにする、請求項６に記載の生細胞の発達を観察するための方法。
【請求項8】
１つ以上の第１の生細胞を観察するステップの後に、ペトリ皿（１０）の別の区画（６１）に位置する別の１つ以上の生細胞を観察するために、照明システム（１１０）及び撮像システム（１２０）のカメラ（１２１）によって形成されたアセンブリに対する前記ペトリ皿（１０）の相対移動ステップ（Ｓ３１０）を含む、請求項６又は７に記載の生細胞の発達を観察するための方法。
【請求項9】
撮像装置（１００）が液体レンズ（１７０）をさらに備える場合において、１つ以上の第１の生細胞（８０）を観察するステップが、ペトリ皿（１０）を受けることができる支持体（１）に平行で、前記１つ以上の第１の生細胞の深さの方向に対して垂直な水平観察面で実行され、前記面は、前記液体レンズの構成によって追加の決定ステップ（Ｓ３１２）において決定される、請求項６又は７のいずれか一項に記載の生細胞の発達を観察するための方法。
【請求項10】
前記１つ以上の第１の生細胞（８０）の観察面（Ｓ３１２）を決定するステップは、液体レンズの異なる構成によって、前記１つ以上の第１の生細胞（８０）の深さの方向に対して垂直な異なる面について繰り返されて、決定された異なる観察面での１つ以上の第１の生細胞（８０）を観察するようにする、請求項９に記載の生細胞の発達を観察するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生殖を研究する文脈において、具体的には体外受精（ＩＶＦ）のために、生細胞又は生細胞のセットを観察するための撮像装置に関する。
【0002】
より具体的には、本発明は、生細胞又は生細胞のセットを観察するための撮像装置、関連するペトリ皿、ならびにこの観察に好適な方法及びコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【0003】
胚などの生細胞又は生細胞のセットを観察するための現在の撮像装置は、ほとんどの場合、異なる倍率のレンズ、単眼又は両眼の直接観察システム、及び一般に生細胞又は生細胞のセットをビデオ画面上で視認するためのオフセット観察システムを装備した顕微鏡である。
【0004】
生細胞又は生細胞のセットを支持体上に置き、得られた画像のサイズを拡大又は縮小するために異なるレンズを使用して観察し、このようにして異なる倍率に従って、すなわち詳細に又は全体的に生細胞又は生細胞のセットを観察する。
【0005】
これらの装置は、取り扱いの点であまり正確ではなく、使いやすくない。生細胞又は生細胞のセットを低い倍率で視認して、それの位置を特定することによって開始し、それを手動で移動して顕微鏡視野においてそれを中央にし、次いで、高い倍率を使用するレンズに変更して詳細に生細胞又は生細胞のセットを視認する必要がある。
【0006】
胚の発達を観察し、体外受精（ＩＶＦ）を実行する特定の例では、移植される予定の胚は、その細胞の質、すなわち、その細胞数、その規則性（異なるサイズの細胞かどうか）、及びその断片化に従って選択される。選択された胚は、優先順位として、細胞分裂の時系列が観察され、通常の細胞があり、断片化されていないものである。これらのパラメータは、妊娠のより良い可能性のインジケータとなっている。
【0007】
この観察は、一般に、良好な胚の発達のために、温度及びガス濃度において理想的な環境を再現するように適合された胚培養エンクロージャー外で実行される。文書ＵＳ２０１５／０２７８６２５Ａ１は、インキュベーター外でのそのような観察モードを説明する。しかし、チャンバー外での観察、特に胚の環境の突然の変化は、その発達において潜在的に有害な役割を果たすことが実証された。
【0008】
したがって、胚撮像装置は、受精後、その発達に理想的なこのタイプの環境での胚の発達のインビトロ観察を可能にするために、体外受精（ＩＶＦ）技術の文脈において開発されてきた。
【0009】
この観察は、ＩＶＦセンターに応じて、２～５日間継続される可能性があり、胚のより良い選択を患者の生殖管に移すことができるため、ＩＶＦの成功率を向上させるのに役立つ。
【0010】
観察装置には２つの既存のカテゴリーがあり、観察装置が、良好な胚の発達のための理想的な環境を再現するように適合されたシステムに直接一体化され、それに含まれる個々の培養チャンバーが各装置について特定の皿を受けるものか、又は、観察装置が、個別であり、観察専用でもある皿を備える既存のエンクロージャーの中に配置されるものである。
【0011】
これらすべての特殊性により、現在の装置とその使用は非常にコストがかかるため、予算が制限されている医療施設のアクセスを制限するか、又はＩＶＦ受精者の治療費及び／又は治療コストの増加が必要になる。
【0012】
いずれにせよ、生細胞又は生細胞のセットの場合、あるいは胚の特定の場合であるかどうかにかかわらず、画像の光学的品質、生細胞又は生細胞のセットの正確な識別、及びその発達の定期的な時間的追跡は、これらの方法を使用するための重要なパラメータである。しかし、一方で、現在のシステムでは、生細胞又は生細胞のセットの正確な位置を特定することを可能にせず、後者は、ｘ、ｙ、及びｚの三軸の観察視野を制限する縮小されたスペースに閉じ込められる。胚の場合、その自然移動により、再配置するオプションがなく観察可能なゾーンから出て行き、又は光学収差が大きい視野エッジに表示する可能性があり、一方、単一の入射での観察は、これまで、解釈を支援することができるアルゴリズムを作成することを可能にしている。
【0013】
別の重要なパラメータは、サンプルを形成する生細胞又は生細胞のセットの観察時間であり、これは、サンプルに対して実行される分析の効率に影響を与える。現在の装置は、一般に、サンプルを最適に位置決めするために、サンプルの深さの方向において、通常、ｘ、ｙ（観察されるサンプルを含む水平面を画定する）及びｚ（前の平面に垂直な方向）と称される三軸に沿った機械的移動のための手段を有する。これらの機械的移動手段は、潜在的に時間のかかる移動をすることを意味する。深さの移動時間を短縮するための従来技術における解決策は、液体レンズを使用することであり、歯科分野に関する特許出願、オートフォーカス頬内カメラに関するＵＳ２０１４／０００２６２６Ａ１、及び歯科用カメラに関連するＥＰ２１６１６０７Ａ１におけるもののように、液体レンズの焦点距離を電子的に変動させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
したがって、従来技術の欠落、欠点、及び障害を克服する撮像装置、特に、装置の製造及び使用のコストを低減しながら、生細胞又は生細胞のセットの観察の光学的品質及び時間的効率を改善することを可能にする装置及び方法に対する真の必要性が存在する。ＩＶＦの特定の場合に、関係者のために、コストの削減を通じたより良いアクセス性が求められている。
【0015】
上記の欠点の１つ以上を解決するために、出願人は特に、
生殖研究の文脈において、特に体外受精（ＩＶＦ）のために、生細胞又は生細胞のセット（８０）の発達を観察するための撮像装置であって、
－観察される１つ以上の生細胞又は生細胞のセットの同定観察に適合された広視野カメラを備える撮像システムであって、生細胞又は生細胞のセットは、各生細胞又は生細胞のセットのための特定の区画を含むペトリ皿に置かれる、撮像システム、
－ペトリ皿を受けることができ、照明システムと撮像システムとの間に位置決めされた支持体、
－観察される生細胞又は生細胞のセットである物体を照明するように適合された３つの光源を備え、中央ソースと、中央ソースの第１の側に配置された第１の横方向ソースと、中央ソースの第２の側に配置された第２の横方向ソースと、を含む、照明システムであって、
照明システムが、以下のタイプの照明：
－「検出」タイプの照明であって、光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットを検出するために構成されており、該「検出」タイプの照明は、中央ソース、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースを使用して生成され、光源からの光線は、２６°～３４°の角度開口を有する円錐に従って物体に集束される、「検出」タイプの照明、
－「輪郭」タイプの照明であって、該光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞をカウントするために構成されており、該「輪郭」タイプの照明は、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースを使用して生成され、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースからの光線は、ペトリ皿支持体によって形成された面又はペトリ皿それ自体に対する垂直軸に対して２つの対称コリメートビームに分離され、第１の横方向ソースからの第１のビームは、垂直軸に対して１０°～１４°の入射角に従って物体を照明し、第２の横方向ソースからの第２のビームは、垂直軸に対して１０°～１４°の入射角に従って物体を照明する、「輪郭」タイプの照明、
－「レリーフ」タイプの照明であって、該光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞のテクスチャ及び粒度を視認するために構成されており、該「レリーフ」タイプの照明は、第１の横方向ソースを使用して生成され、第１の横方向ソースからの単一のコリメートされた光ビームは、垂直軸に対して８°～１６°の角度で傾斜した軸に沿って伝搬する、「レリーフ」タイプの照明の各々を実装するように構成されている、照明システム、
－ペトリ皿の異なる区画に位置する生細胞又は生細胞のセットを観察することができるように、照明システム及び該広視野カメラによって形成されたアセンブリに対するペトリ皿の相対移動のための手段を備えることを特徴とし、
該広視野カメラは、ペトリ皿の区画のうちの１つの少なくとも全表面積をカバーする視界を有し、該撮像装置は、照明システム及び該広視野カメラによって形成されたアセンブリに対する移動手段を用いる該ペトリ皿の相対移動なしで、ペトリ皿において、区画における任意の位置の生細胞又は生細胞のセットを撮像するように適合され、該広視野カメラは、生細胞又は生細胞のセットの詳細を観察するように適合された解像度を有し、該詳細は、マイクロメートルサイズを有する、撮像装置を提案する。
生殖研究の文脈において、特に体外受精（ＩＶＦ）のために、生細胞又は生細胞のセット（８０）の発達を観察するための撮像装置であって、
－観察される１つ以上の生細胞又は生細胞のセットの同定観察に適合された広視野カメラを備える撮像システムであって、生細胞又は生細胞のセットは、各生細胞又は生細胞のセットのための特定の区画を含むペトリ皿に置かれる、撮像システム、
－ペトリ皿を受けることができ、照明システムと撮像システムとの間に位置決めされた支持体、
－観察される生細胞又は生細胞のセットである物体を照明するように適合された３つの光源を備え、中央ソースと、中央ソースの第１の側に配置された第１の横方向ソースと、中央ソースの第２の側に配置された第２の横方向ソースと、を含む、照明システムであって、
照明システムが、以下のタイプの照明：
－「検出」タイプの照明であって、光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットを検出するために構成されており、該「検出」タイプの照明は、中央ソース、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースを使用して生成され、光源からの光線は、２６°～３４°の角度開口を有する円錐に従って物体に集束される、「検出」タイプの照明、
－「輪郭」タイプの照明であって、該光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞をカウントするために構成されており、該「輪郭」タイプの照明は、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースを使用して生成され、第１の横方向ソース及び第２の横方向ソースからの光線は、ペトリ皿支持体によって形成された面又はペトリ皿それ自体に対する垂直軸に対して２つの対称コリメートビームに分離され、第１の横方向ソースからの第１のビームは、垂直軸に対して１０°～１４°の入射角に従って物体を照明し、第２の横方向ソースからの第２のビームは、垂直軸に対して１０°～１４°の入射角に従って物体を照明する、「輪郭」タイプの照明、
－「レリーフ」タイプの照明であって、該光源（１１１）は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞のテクスチャ及び粒度を視認するために構成されており、該「レリーフ」タイプの照明は、第１の横方向ソースを使用して生成され、第１の横方向ソースからの単一のコリメートされた光ビームは、垂直軸に対して８°～１６°の角度で傾斜した軸に沿って伝搬する、「レリーフ」タイプの照明の各々を実装するように構成されている、照明システム、
－ペトリ皿の異なる区画に位置する生細胞又は生細胞のセットを観察することができるように、照明システム及び該広視野カメラによって形成されたアセンブリに対するペトリ皿の相対移動のための手段を備えることを特徴とし、
該広視野カメラは、ペトリ皿の区画のうちの１つの少なくとも全表面積をカバーする視界を有し、該撮像装置は、照明システム及び該広視野カメラによって形成されたアセンブリに対する移動手段を用いる該ペトリ皿の相対移動なしで、ペトリ皿において、区画における任意の位置の生細胞又は生細胞のセットを撮像するように適合され、該広視野カメラは、生細胞又は生細胞のセットの詳細を観察するように適合された解像度を有し、該詳細は、マイクロメートルサイズを有する、撮像装置を提案する。
【0016】
本発明による装置の特定の照明システムは、装置をコンパクトで多機能にすることを可能にし、あるタイプの照明から別のタイプの照明に切り替えるためにいかなる部品の取り外しも必要としない。取り扱い動作は厳密に必要なものに削減され、長期間、胚の破壊のリスクなしにインキュベーター内で直接使用しやすくすることで、理想的な観察条件が提供される。
【0017】
「輪郭」タイプの照明は、セルが積み重ねられているときを含め、単一のビューでセルの数を簡単にカウントすることを可能にする。
【0018】
「レリーフ」タイプの照明は、細胞外皮のテクスチャについての情報を提供する。この照明は、２つの反対方向（上／下）に存在し、胚の形状を理解するのに役立つことがある追加情報を提供し、このように第３の組み合わせを形成する。
【0019】
したがって、ペトリ皿の区画のうちの１つの少なくとも全表面積をカバーする広視野カメラの視界は、このように移動手段なしで、ペトリ皿の区画内の任意の位置に位置決めされた生細胞又は生細胞のセットを直接撮像することを可能にする。
【0020】
本発明による「広視野」カメラは、特に、１ｍｍ２超える視界を有し、ピクセル解像度が１μｍ未満であるカメラを意味する。
【0021】
好ましくは、観察される生細胞又は生細胞のセットは、１つ以上の胚である。
【0022】
好ましくは、本発明による撮像装置では、照明システムは、以下の特定のタイプの照明：
－「検出」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットを検出するために構成されているもの、
－「輪郭」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞をカウントするために構成されているもの、
－「テクスチャ」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞のテクスチャ及び粒度を視認するために構成されているもののうちの少なくとも１つから選択することができる。
－「検出」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットを検出するために構成されているもの、
－「輪郭」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞をカウントするために構成されているもの、
－「テクスチャ」タイプの照明であって、該光源は、撮像システムによって観察される生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞のテクスチャ及び粒度を視認するために構成されているもののうちの少なくとも１つから選択することができる。
【0023】
本発明による装置の実施形態では、照明システムの該光源が、ペトリ皿を受けることができる支持体によって規定された水平面と平行な面に配設することができ、該少なくとも１つの光源によって放出されたビームを成形するための装置が、該光源とペトリ皿との間に配設される。
【0024】
代替の実施形態によれば、移動手段は、ペトリ皿を移動させることができ、観察される生細胞又は生細胞のセットは、照明システム及び撮像システムの広視野カメラによって形成されたアセンブリに対して置かれる。
【0025】
別の代替の実施形態によれば、移動手段が、ペトリ皿に対して照明システム及び撮像システムの広視野カメラによって形成されたアセンブリを移動させることができ、観察される生細胞又は生細胞のセットは置かれている。
【0026】
有利には、撮像システムは、観察された生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞の数をカウントするように適合されている。
【0027】
また、有利には、システムは、観察された生細胞又は生細胞のセットに存在する細胞のテクスチャ及び粒度を視認するように適合されている。
【0028】
一実施形態では、撮像装置は、生細胞又は生細胞のセットの焦点距離をその深さの方向に制御するように適合された液体レンズをさらに備えることができる。
【0029】
本出願はまた、本発明による撮像装置による、生細胞又は生細胞のセットの発達を観察するためのペトリ皿に関し、該ペトリ皿は、
－観察される１つ以上の生細胞又は生細胞のセットを受けるように適合された受容体
－ふた
－観察された生細胞又は生細胞のセットを識別するために適合された識別要素
－生細胞又は生細胞のセットを置くことを意図とした特定の区画又はウェルであって、該区画又はウェルは、カップ内の生細胞又は生細胞のセットに加えて、培地の滴下を受けるように適合されたカップの形態で生成される、区画又はウェルを備える。
－観察される１つ以上の生細胞又は生細胞のセットを受けるように適合された受容体
－ふた
－観察された生細胞又は生細胞のセットを識別するために適合された識別要素
－生細胞又は生細胞のセットを置くことを意図とした特定の区画又はウェルであって、該区画又はウェルは、カップ内の生細胞又は生細胞のセットに加えて、培地の滴下を受けるように適合されたカップの形態で生成される、区画又はウェルを備える。
【0030】
本出願はまた、本発明による撮像装置による、生細胞又は生細胞のセットの発達を観察するための方法に関し、以下のステップ：
－上記で規定され、撮像装置の支持体に配設された少なくとも１つのペトリ皿から選択することができるペトリ皿に生細胞又は生細胞のセットを連続的に置き、その後に、該ペトリ皿において培地の滴下が続き、動作は、観察される生細胞又は生細胞のセットの求められる数に従って必要な回数繰り返し、次いで、全体を油又は水などの液体で覆う、準備ステップと、
－専用のリーダーを使用して、観察される生細胞又は生細胞のセットを含有するペトリ皿の識別要素を検出及び視認するペトリ皿の識別ステップと、
－撮像システムを使用する第１の生細胞又は生細胞のセットの観察ステップと、を含む。
－上記で規定され、撮像装置の支持体に配設された少なくとも１つのペトリ皿から選択することができるペトリ皿に生細胞又は生細胞のセットを連続的に置き、その後に、該ペトリ皿において培地の滴下が続き、動作は、観察される生細胞又は生細胞のセットの求められる数に従って必要な回数繰り返し、次いで、全体を油又は水などの液体で覆う、準備ステップと、
－専用のリーダーを使用して、観察される生細胞又は生細胞のセットを含有するペトリ皿の識別要素を検出及び視認するペトリ皿の識別ステップと、
－撮像システムを使用する第１の生細胞又は生細胞のセットの観察ステップと、を含む。
【0031】
有利には、ペトリ皿を識別するステップの前に、移動手段を使用して、ペトリ皿に対して照明システム及び撮像システムの広視野カメラによって形成されたアセンブリに対するペトリ皿の近似位置決めの任意選択のステップが行われ、ペトリ皿が照明システム及び撮像システムの広視野カメラと粗く位置合わせされるようにする。
【0032】
有利には、生細胞又は生細胞のセットの発達を観察するための方法は、第１の生細胞又は第１の生細胞のセットを観察するステップの後に、ペトリ皿の別の区画に位置する別の生細胞又は別の生細胞のセットを観察するために、照明システムと撮像システムの広視野カメラによって形成されたアセンブリに対するペトリ皿の相対移動のステップを含むことができる。
【0033】
本発明による撮像装置が液体レンズをさらに含む実施形態において、生細胞又は生細胞のセットの発達を観察するための方法において、第１の生細胞又は生細胞のセットを観察するステップは、ペトリ皿を受けることができる支持体に平行であり、かつ該第１の生細胞又は該生細胞のセットの深さの方向に垂直な水平観察面において実行することができ、該面は、液体レンズの構成によって追加の決定ステップにおいて決定される。
【0034】
有利には、本発明による撮像装置が液体レンズをさらに備える同じ実施形態において、該第１の生細胞又は該生細胞のセットの観察面を決定するステップは、液体レンズの異なる構成によって、該第１の生細胞又は該生細胞のセットの深さの方向に対して垂直な異なる面について繰り返されて、決定された異なる観察面での第１の生細胞又は第１の生細胞のセットを観察するようにする。
【0035】
したがって、本発明による撮像装置内の液体レンズの存在によって可能になる、該第１の生細胞又は該生細胞のセットの深さの方向に垂直な異なる面での観察は、該第１の生細胞又は該生細胞のセットの深さの方向における移動をなくす、すなわち、生細胞又は生細胞のセットを分析及び観察するための手順の時間を節約することを可能にする。
【0036】
本出願はまた、通信ネットワークからダウンロード可能であり、及び／又はコンピュータ可読媒体に記録され、及び／又はプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品に関し、本発明による生細胞又は生細胞のセットを観察及び発達させるための方法を実装するためのプログラムコード命令を備えることを特徴とする。
【0037】
本発明のさらなる利点及び特異性は、添付の図を参照して、非限定的な例として与えられた以下の説明からもたらされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【発明を実施するための形態】
【0039】
図１６～１７ｂは、その範囲を限定することなく本発明を説明する以下の実施例においてより詳細にコメントされている。装置、ペトリ皿、及び本発明による観察方法の異なる実施形態を説明し、例で使用又は実装される他の図は、以下に詳述される。
【0040】
本発明による撮像装置
図１に示されるような本発明の第１の実施形態による撮像装置１００は、以下の要素から具現化される。
－照明システム１１０：ＬＥＤ（発光ダイオード）タイプの照明
－観察される１マイクロメートル当たり５ピクセルのオーダーの解像度を有する画像センサーを装備した広視野カメラ１２１を備える撮像システム１２０
－支持体１：ガラス板
－電動プレートなどの相対移動手段
図１に示されるような本発明の第１の実施形態による撮像装置１００は、以下の要素から具現化される。
－照明システム１１０：ＬＥＤ（発光ダイオード）タイプの照明
－観察される１マイクロメートル当たり５ピクセルのオーダーの解像度を有する画像センサーを装備した広視野カメラ１２１を備える撮像システム１２０
－支持体１：ガラス板
－電動プレートなどの相対移動手段
【0041】
これらの要素は例として示され、本発明による装置は、異なるパラメータを有する要素を用いて具体化することができる。
【0042】
具現化された撮像装置１００は、支持体１上に配置されたペトリ皿１０に含有された生細胞又は生細胞のセット８０を観察することを意図している。「観察する」という用語は、構造の詳細を検出して区別することを意味する。
【0043】
図１に示される実施形態では、装置１００は、「倒立顕微鏡」構成で具体化される。すなわち、観察される細胞又は生細胞のセット８０は、上から照明され、撮像システム１２０は、下に位置し、半透明の物体である生細胞又は生細胞のセット８０によって透過された光を観察する。以下、本説明では、この構成が保持されるが、装置１００は、「倒立」構成のように、「通常の」構成（標準的な顕微鏡のように下から照明され、上から観察される細胞又は生細胞のセット８０）で具現化することもできる。
【0044】
広視野カメラ１２１による画像キャプチャは、細胞又は生細胞のセット８０を通した透過において、すなわち、いわゆるガラス圧診技術によって実行される。これは、照明が撮像される物体の一方側に位置し、カメラがオブジェクトの他方側に位置することを意味する。
【0045】
［３７］したがって、観察される生細胞又は生細胞のセット８０を含有するペトリ皿１０は、生細胞又は生細胞のセット８０を照明するために使用される光に対して透明でなければならない。図１に記載された実施形態のように、ペトリ皿１０は支持体１上に配置される。この支持体１はまた、光が可視範囲で発光する電球である従来の顕微鏡のためのガラス板など、生細胞又は生細胞のセット８０を照明するために使用される光に対して透明でなければならない。ここに示されている装置では、この支持体１は、ガラス板であるが、１つ以上のペトリ皿１０を配設することができるスライド式引き出しにすることもできる。
【0046】
有利には、この支持体１は、事前に画定された位置にペトリ皿１０を事前に位置決めするための接触ブロック又はリムを備えることができる。この場合、広視野カメラの広い視界のおかげで、生細胞又は生細胞のセット８０を観察するために、予備的な横方向セッティング、すなわち、支持体１によって画定される面に平行な面でのセッティングは必要なく、ペトリ皿１０のウェル又はカップとも称される区画６１の少なくとも全体をカバーする広視野カメラ１２１により、区画内のそれらの位置に関係なく、生細胞又は生細胞のセット８０を直接検出することを可能にする。
【0047】
有利には、照明システム１１０及び広視野カメラ１２１は、図１のように、照明システム１１０が広視野カメラ１２１に面するように、しっかりと接続され、「Ｕ」字型の構造に取り付けられる。
【0048】
有利には、照明システム１１０は、以下の特定のタイプの照明：
－「検出」タイプの照明であって、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０を検出するために構成されているもの、
－「輪郭」タイプの照明であって、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞をカウントするために構成されているもの、
－「レリーフ」タイプの照明では、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞のテクスチャ及び粒度を表示するように構成されるもののうちの少なくとも１つから選択される。
－「検出」タイプの照明であって、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０を検出するために構成されているもの、
－「輪郭」タイプの照明であって、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞をカウントするために構成されているもの、
－「レリーフ」タイプの照明では、少なくとも１つの光源１１１が、撮像システム１２０によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞のテクスチャ及び粒度を表示するように構成されるもののうちの少なくとも１つから選択される。
【0049】
「検出」タイプの照明は、好ましくは、撮像システム１２０によって検出及び視認するため、ペトリ皿１０に存在する識別要素５０を撮像及び分析するため、ならびに観察される生細胞又は生細胞のセット８０を識別するために使用される。したがって、少なくとも１つの光源１１１及び広視野カメラ１２１の選択を設定しなければならない。例えば、広視野カメラ１２１の感度は、光源１１１によって放出される波長に従って最適化されなければならない。
【0050】
この「検出」タイプの照明はまた、広視野カメラ１２１及び撮像システム１２０による生細胞又は生細胞のセット８０の検出を支援するために使用することができる。
【0051】
図２は、「検出」タイプの照明の実施形態を表す。この図２では、ペトリ皿の識別要素５０、又は図２のように、生細胞又は生細胞のセット８０であることができる、広視野カメラ１２１及び撮像システム１２０を使用して識別又は検出される物体が、均一又は拡散タイプの照明で照明される。光源１１０からの光線１１２は、３０°のオーダーの角度開口α＿ＧＣを有する円錐内で、識別又は検出される物体に集中又は集束される。したがって、観察された物体（識別要素５０又は生細胞又は生細胞のセット８０）は、支持体１によって形成される面又はペトリ皿１０自体に対する垂直軸Ｐに対して－１５°～＋１５°で変動する入射角に従って照明される。
【0052】
角度開口α＿ＧＣの円錐は、３０°±４°のオーダーである。入射角は、－１５°±２°～＋１５°±２°で変動する。
【0053】
図３は、「輪郭」タイプの照明の実施形態を表す。この図３では、広視野カメラ１２１によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０は、ペトリ皿の支持体１によって形成される面又はペトリ皿１０自体に対する垂直軸Ｐに対して好ましくは対称な軸に沿って照明することができる。したがって、少なくとも１つの光源１１１からの光線は、２つのコリメートされたビーム１１３及び１１４に分離される。第１のビーム１１３は、垂直軸Ｐに対する入射角β＿ＰＣ１に従って胚８０を照明し、第２のビーム１１４は、入射角β＿ＰＣ２に従って胚８０を照明する。前述のように、角度β＿ＰＣ１とβ＿ＰＣ２は、等しく、反対であることが好ましい（すなわち、β＿ＰＣ１＝－β＿ＰＣ２）。すなわち、ビーム１１３及び１１４は、垂直軸Ｐに対して対称であることが好ましい。典型的には、角度β＿ＰＣ１及びβ＿ＰＣ２は、＋／－１２°±２°のオーダーである。したがって、ビーム１１３と１１４によって形成される２つの方向の間の全角度は、典型的には、２４°±４°のオーダーである。広視野カメラ１２１の高解像度（生細胞又は生細胞のセット８０の詳細を観察するためであり、該詳細はマイクロメートルサイズを有する）は、この「輪郭」タイプの照明と協調する。
【0054】
「テクスチャ」タイプの照明は、好ましくは、撮像システム１２０による、観察された生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞のテクスチャ及び粒度の観察を最適化して、そのレリーフ及びその深さを評価するために使用される。
【0055】
図４は、「テクスチャ」タイプの照明の実施形態を表す。この図４では、広視野カメラ１２１によって観察される生細胞又は生細胞のセット８０、ならびにそのテクスチャ及び粒度が、単一の光ビーム１１５によって照明され得る。このビーム１１５はコリメートされ、垂直軸Ｐに対して角度γ＿ＰＣだけ傾斜した軸に沿って伝播する。この角度γ＿ＰＣの絶対値は、典型的には、８°～１６°で変動する。垂直軸Ｐ又は生細胞又は生細胞のセット８０に対して、入射方向は好ましいものではない。
【0056】
これらの異なる照明の実施形態を容易にするために、照明システム１１０は、ＬＥＤタイプの１つ以上の光源１１１から構成することができる。これらの光源１１１の各々は、個別に制御することができる。ＬＥＤは、ＬＥＤが生細胞又は生細胞のセット８０を照明するように、ＬＥＤのセットによる照明を複製することが可能であるように、非常にコンパクトであるという利点を有することに留意されたい。
【0057】
観察される生細胞のセットが胚である特定の場合において、使用される少なくとも１つの光源１１１（ＬＥＤ又は他のもの）の波長は、好ましくは、胚８０にとって最も害の少ない範囲である赤色範囲（約６３０ｎｍ）に位置することができる。さらに、光源１１１は、胚８０の光への累積曝露時間を１日当たり数十秒に制限して損傷を与えないように、パルスモードで制御することが好ましい。
【0058】
図５は、本発明の実施形態を示し、照明システム１１０がいくつかの光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、この例では３つ、すなわち中央ソース１１１ｂ、中央ソース１１１ｂの第１の側に配置された第１の横方向ソース１１１ａ、及び中央ソース１１１ｂの第２の側に配置された第２の横方向ソース１１１ｃを備える。図５の面Ａは、図２～４の直交面Ｐに対応する。面Ａは中央ソース１１１ｂを通る。
【0059】
光源１１１によって放出された光をコリメートし、均一な光を放出するか、又は拡散した光を放出するために、照明システム１１０は、レンズ又はレンズアレイ、フィルタなどの光源１１１によって放出される光ビームを成形するための光学システム１４０をさらに備えてもよい。
【0060】
照明されるゾーンを調整するために、この光学成形システム１４０はまた、光源１１１からの光が通過して後者が観察される生細胞又は生細胞のセット８０を照明することを可能にするように移動することができる、穴のあるプレートなどのマスクを備えてもよい。これは、少なくとも１つの光源１１１が拡張されている場合、又は照明システム１１０が、任意選択で別々に制御することができるいくつかの光源１１１を含む場合に特に当てはまる可能性がある。さらに、そのようなマスクの使用はまた、生細胞又は生細胞のセット８０の観察を妨害する可能性のある寄生光をフィルタリングすることを可能にする。
【0061】
したがって、図５の文脈において、「テクスチャ」タイプの照明を生成し、側方で観察される生細胞又は生細胞のセット８０を照明するために、胚８０の上に位置する光源１１１ｂのスイッチをオフにし、中央光源１１１ｂの側方に位置する２つの光源１１１ａ又は１１１ｃのうちの１つのスイッチをオンにし、このように生細胞又は生細胞のセット８０に斜めの光を投射することができる。
【0062】
撮像システム１２０は、図１及び５の場合、ペトリ皿１０の下に位置し、したがって、観察される生細胞又は生細胞のセット８０の下に位置する（倒立顕微鏡の原理）。それは、観察される生細胞又は生細胞のセット８０を識別するように適合された広視野カメラ１２１を備え、生細胞又は生細胞のセット８０は、適合されたペトリ皿１０に置かれている。
【0063】
このため、広視野カメラ１２１は、ペトリ皿１０上に存在する識別要素５０を後者が撮像できるようにセットすることができ、このように観察される生細胞又は生細胞のセット８０の識別を観察する。このため、撮像システム１２０は、広視野カメラ１２１によってキャプチャされた画像を分析して、識別要素５０の位置及びペトリ皿１０の特徴を使用して生細胞又は生細胞のセット８０の位置を検出する処理ユニットをさらに備えることができる。
【0064】
生細胞又は生細胞のセット８０が１つ以上の胚である場合、この処理ユニットはまた、移動手段１６０を使用して、広視野カメラ１２１が位置決めされたときに広視野カメラ１２１によってキャプチャされた画像を分析することを可能にし、ペトリ皿１０の識別要素５０を撮像するようにし、以前に完成したデータベースにおいて、ペトリ皿１０の内容に関する情報、すなわち、胚８０、例えば、胚８０が属するカップル、皿に存在する胚８０の数、胚８０の調製及び挿入の日付などを見つけるようにする。
【0065】
その高解像度のおかがで、広視野カメラ１２１は、照明された生細胞又は生細胞のセット８０を撮像し、その発達を観察するように適合されている。広視野カメラ１２１は、典型的には、観察される１μｍ当たり５ピクセルのオーダーの解像度の画像センサーを装備し、よく観察される表面積全体をカバーすることができる量のピクセルを設け、この表面積は、位置決めの不確実性を予測するという観点から安全マージンを確保する表面積によって補足される。
【0066】
さらに、生細胞又は生細胞のセット８０に存在する異なる細胞層を分離することができるようにするために、広視野カメラ１２１は、１００μｍのオーダーの比較的小さな被写界深度を有さなければならない。
【0067】
異なる細胞層を視認し、したがってその深さ方向において生細胞又は生細胞のセット８０を観察するために、撮像装置１００は、生細胞又は生細胞のセット８０の焦点距離を、その深さの方向に、すなわち、ペトリ皿１０によって画定されるか又は支持体１によって画定される面に垂直な軸Ｚに沿って制御するように適合された液体レンズをさらに備えることができる。例えば、エレクトロウェッティングによる作動によって構成されたか、電気活性高分子膜を使用したか、又は圧電アクチュエータによって構成された液体レンズ１７０を使用することができる。エレクトロウェッティングによる作動によって構成された液体レンズ１７０の場合、電圧を使用して、２つの異なる液体を分離する界面の形状を変更して、このように液体レンズ１７０の焦点距離を変更する。電気活性高分子膜を使用する液体レンズ１７０の場合、液体レンズ１７０の焦点距離も電極と基板との間に電圧を印加することによって変更され、このように液体レンズ１７０の曲率を変更する。圧電アクチュエータによって構成された液体レンズ１７０の場合、圧電アクチュエータは、液体で満たされた膜を膨潤させる効果を有する。したがって、観察される細胞層に対応する面は、液体レンズを設定することによって構成されている。したがって、利点は、ｚ軸に沿って移動するための手段をなくすことができることであり、その作動は時間がかかる。
【0068】
処理ユニットのおかげで、撮像システム１２０を使用して、観察された生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞の数をカウントすることができる。このため、撮像システム１２０の処理ユニットは、広視野カメラ１２１によってキャプチャされた画像を分析することができ、輪郭検出などの撮像処理動作を介することで、観察された生細胞又は生細胞セット８０に存在する細胞の数をカウントすることが可能になる。
【0069】
観察された生細胞又は生細胞のセット８０が「輪郭」タイプの照明を使用して照明されるときに、カウント、特に画像処理動作が最適である。
【0070】
撮像システム１２０はまた、観察された胚８０に存在する細胞のテクスチャ及び粒度を観察するために使用することができる。このため、撮像システム１２０の処理ユニットは、広視野カメラ１２１によってキャプチャされた画像を分析し、観察された生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞のテクスチャ及び粒子の視覚的レンダリングを最適化する画像処理動作でそれらを処理する。
【0071】
図５に示されるように、撮像システム１２０、特に広視野カメラ１２１は、装置１００をよりコンパクトにするために、光学戻りシステム１５０を使用して有利にオフセットすることができる。この光学戻りシステム１５０は、例えば、図５の点線で、撮像装置１００の光軸Ａに対して４５°で位置決めされたレンズ１５１及び戻りミラー１５２からなることができる。
【0072】
図６に示すように、生細胞又は生細胞のセット８０が胚又はいくつかの胚である場合、撮像装置１００の寸法は、ＩＶＦセンターに見られるインキュベーター２００と適合性があることが好ましく、そのようなインキュベーター２００の内部に配設することができるようにする。したがって、装置１００の高さ及び深さは、３０ｃｍのオーダーとすることができ、装置１００の幅は、約３０ｃｍ～５５ｃｍのオーダーとすることができる。
【0073】
図６の撮像装置１００は、スライド式引き出しを含み、その上に、１つ以上のペトリ皿１０を上記のように置くことができる。
【0074】
図７ａ及び７ｂは、それぞれ、インキュベーター２００に存在する図６の撮像装置１００の縦断図及び上面図を表す。この場合、撮像装置１００の全幅をカバーする支持体１は、少なくとも照明システム１１０と、支持体１によって画定される面と平行な面（Ｘ，Ｙ）において相対移動手段１６０によって移動する「細長いＵ」字型の構造に固定された広視野カメラ１２１とによって形成されたアセンブリであり、同じペトリ皿１０からの別の胚８０、又は別のペトリ皿１０内の胚８０のいずれかを視認することができるようにする。
【0075】
本発明によるペトリ皿
第２に、上記で定義されたような撮像装置１００による生細胞又は生細胞のセット８０の発達の観察に適合されたペトリ皿１０が以下に詳述される。
第２に、上記で定義されたような撮像装置１００による生細胞又は生細胞のセット８０の発達の観察に適合されたペトリ皿１０が以下に詳述される。
【0076】
第１の実施形態によれば、そのようなペトリ皿１０は、
・観察される１つ以上の胚８０を受けるように適合されたレセプタクル２０と、
・ふた３０と、を備えることができる。
図８ａは、本発明の範囲で使用することができるペトリ皿の例の二次元上面図及び縦断図ならびに面ＡＡを示す。レセプタクル２０の例及び対応するふた３０の例がそこで観察される。図８ｂは、図８ａのレセプタクル２０及びふた３０のレリーフ表現を示す。
・観察される１つ以上の胚８０を受けるように適合されたレセプタクル２０と、
・ふた３０と、を備えることができる。
図８ａは、本発明の範囲で使用することができるペトリ皿の例の二次元上面図及び縦断図ならびに面ＡＡを示す。レセプタクル２０の例及び対応するふた３０の例がそこで観察される。図８ｂは、図８ａのレセプタクル２０及びふた３０のレリーフ表現を示す。
【0077】
ペトリ皿１０のこの第１の実施形態の概略図が図９ａに示される。
【0078】
ペトリ皿１０を通して生細胞又は生細胞のセット８０を視認することができるように、ペトリ皿１０は、上記のように照明システム１１０によって放出される光に対して透過な材料で作製することができる。この光は一般に可視範囲（つまり、約４００ｎｍ～８００ｎｍ）にある。したがって、使用される材料は、例えば、プラスチック材料のガラスとすることができる。
【0079】
図９ｂを参照すると、レセプタクル２０の底部は、観察された生細胞又はセット又は生細胞８０を識別するように適合された識別要素５０を備える。
【0080】
図９ｂに示される実施形態によれば、ペトリ皿１０は長方形の形状である。
【0081】
識別要素５０は、例えば、図９ｂに示されるようなデータマトリックスタイプのバーコード又は２Ｄコードとすることができる。この識別要素５０は、特に、ペトリ皿１０の内容、すなわち、そこに含有される生細胞又は生細胞のセット８０に関する情報を知ることを可能にする。生細胞又は生細胞のセット８０が１つ以上の胚である場合、ペトリ皿１０の内容に関する情報は、以前に完成したデータベースを介して、例えば、胚８０が属するカップル、さらに存在する胚８０の数、胚８０の準備又は挿入の日付などとすることができる。
【0082】
この実施形態によれば、生細胞又は生細胞のセット８０は、図９ｂに示される長方形のペトリ皿１０の場合のように、１つ以上の行にわたって直線状に分布している。
【0083】
図１０に示されるペトリ皿１０の特定の実施形態によれば、レセプタクル２０の底部は、有利には、少なくとも１つの胚リザーバ６０を備え、そのリザーバ６０は、生細胞又は生細胞のセット８０を受けるように適合された、カップ６１、区画又はウェルをその中央に備え、そのリザーバ６０はまた、カップ６１内の生細胞又は生細胞のセット８０に加えて、培地６２の滴下（典型的には６μｌのオーダー）を受けるように適合されている。カップの直径は典型的には１ｍｍのオーダーであり、その容量は０．７５μｌのオーダーとすることができる。培地６２が位置するゾーンは、レセプタクル２０の底部又はバルジ６４の隆起によって区切られる。
【0084】
次に、少なくとも生細胞又は生細胞のセット８０、培地６２の滴下によって形成されたアセンブリは、次いで、油又は水などの液体６３で覆われ得る。このため、レセプタクル２０のエッジは、十分に高くなければならず、典型的には５～１０ｍｍのオーダーである。
【0085】
図１１ａから１１ｃに示され、図９ａ及び９ｂに示されるものと同様の別の実施形態によれば、ペトリ皿１０は、ペトリ皿１０の容易な取り扱いを可能にする把持ラグ１２を備える透明板１１に堅固に接続することができる。これは、胚８０の観察及び装置１００によってキャプチャされた画像の品質を妨げるであろうふた３０又はレセプタクル２０の底部を汚すリスクを防ぐ。有利には、把持ラグ１２は、タグ付け領域１３を備え、その上に、レセプタクル２０の底部ではなく、識別要素５０を貼付することが可能である。
【0086】
最後に、レセプタクル２０のエッジは、培地６２の滴下と生細胞又は生細胞のセット８０によって形成されたアセンブリを覆う油又は水などのある量の液体６３を置くことができるように十分に高く、典型的には５～１０ｍｍのオーダーである。
【0087】
実施形態によれば、識別要素５０は、レセプタクル２０の底部をその内面又は外面に機械加工することによって、又はラベル及び／又は自己接着マーカーをレセプタクル２０の外側の底部に貼付することによって、材料内で直接生成することができる。
【0088】
本発明による観察方法
第３に、上記で定義された撮像装置１００によって生細胞又は生細胞のセット８０の発達を観察するための方法が、以下に詳述される。
第３に、上記で定義された撮像装置１００によって生細胞又は生細胞のセット８０の発達を観察するための方法が、以下に詳述される。
【0089】
【0090】
準備ステップＳ３００は、上記で定義され、装置の支持体に配設された少なくとも１つのペトリ皿から選択することができるペトリ皿１０において、生細胞又は生細胞のセット８０を連続的に置き、その後に、培地６２の滴下が続き（又は逆に、培地６２の滴下の後に、生細胞又は生細胞のセット８０が続く）、次いで、動作を、観察される生細胞又は生細胞のセット８０の求められた数に従って必要な回数繰り返し、最後に、油又は水などの液体６３で全体を覆うことを伴う。
【0091】
生細胞又は生細胞のセット８０は、カップ６１内に置かれ、次いで、生細胞又は生細胞のセットリザーバ６０において培地６２の滴下で覆われ得る。
【0092】
有利には、そして特に生細胞又は生細胞のセット８０が胚又は複数の胚である場合に、胚８０を準備又は置く動作に続いて、データベースは、ペトリ皿１０の特徴で準備技術者によって、特に、例えば、胚８０が属するカップル、皿に存在する胚８０の数、胚８０の準備及び挿入の日付などのペトリ皿１０に置かれた胚８０と関連するデータで充填することができる。
【0093】
観察される生細胞又は生細胞のセット８０の識別ステップＳ３０２は、撮像システム１２０を使用して、観察される生細胞又は生細胞のセット８０を含有するペトリ皿１０の識別要素５０を撮像及び分析することを伴う。
【0094】
有利には、近似位置決めステップＳ３０１と称される任意選択のステップＳ３０１は、識別ステップＳ３０２と称されるステップの前に実行することができ、該任意選択のステップＳ３０１は、移動手段１６０を使用して、照明システム１１０及び撮像システム１２０の広視野カメラ１２１によって形成されたアセンブリと、ペトリ皿１０とを互いに対して移動させて、選択されたペトリ皿１０が、照明システム（１１０）及び撮像システム（１２０）の広視野カメラ（１２１）によって形成されたアセンブリと粗く位置合わせされるようにすることを伴う。
【0095】
したがって、複数のペトリ皿１０が支持体に配設される場合に、任意選択のステップＳ３０１中に、選択されたペトリ皿１０の上方に、撮像システム１２０を位置決めして、選択されたペトリ皿１０が、照明システム１１０及び撮像システム１２０の広視野カメラ１２１によって形成されたアセンブリを移動させることによって、広視野カメラ１２１で識別要素５０を識別することによって直接識別されるようにすることが単に必要である。
【0096】
次いで、第１の撮像システム１２０の処理ユニットは、広視野カメラ１２１によってキャプチャされた画像を分析することができ、識別要素５０を分析して、以前に充填されたデータベースを介して観察されたペトリ皿１０の特性とリンクすることを可能にする。
【0097】
観察ステップＳ３０４は、撮像システム１２０を使用して、第１の生細胞又は生細胞のセット８０を撮像することを伴う。
【0098】
支持体１が、事前に画定された位置にペトリ皿１０を事前に位置決めするための接触ブロックもしくはリム、又はノッチを含む構成では、ノッチは、そこに事前に位置決めされる。広視野カメラ１２１の広い視界がペトリ皿１０の区画６１又はウェルの少なくとも全体をカバーするため、予備的な横方向セッティング、すなわち、支持体１によって画定される面と平行な面におけるセッティングが、ペトリ皿１０に対して撮像システム１２０及び広視野カメラ１２１を位置決めするために必要ではない。これにより、撮像システム１２０の起動から、広視野カメラ１２１を設定することによって生細胞又は生細胞のセット８０の観察面を画定した後、所定の位置にペトリ皿１０の区画６１の１つに位置決めされた生細胞又は生細胞のセット８０を、ペトリ皿１０の区画６１の１つにおける生細胞又は生細胞のセット８０の位置にかかわらず、直接検出することが可能になる。したがって、照明システム１１０は、第１の生細胞又は生細胞のセット８０を照明し、広視野カメラ１２１は、その画像をキャプチャする。図１３は、上記の観察方法で得られた胚の完全な画像を示し、その画像は、特にステップＳ３０４の後に得られる。その中で、ペトリ皿１０においてその区画６１の左側に位置する胚を観察し、その構成細胞を区別することが可能である。
【0099】
有利には、この観察ステップＳ３０４中、観察された生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞の数をカウントするか、又は撮像システム１２０のおかげで、また適合された照明のおかげでこれらの生細胞又は生細胞のセットのテクスチャ及び粒子を観察することができる。
【0100】
生細胞又は生細胞のセット８０が胚である特定の場合において、全体として発達の進化を観察することができるように、広視野カメラ１３１によってキャプチャされた画像が、胚８０の識別と画像キャプチャの日時に注意しながら、記録されてもよい。
【0101】
本発明による観察方法の第２の一般的な実施形態によれば、図１４に示されるように、ペトリ皿１０の別の区画６１に位置する別の生細胞又は生細胞のセット８０を観察することが可能である。したがって、追加のステップＳ３１０は、その総観が図１２に示されている観察方法の第１の実施形態に対して実行することができる。ペトリ皿１０と、少なくとも照明システム１１０及び狭視野カメラ１３１によって形成されたアセンブリは、移動手段１６０を用いて互いに対して移動することができる。移動は、ペトリ皿１０によって画定される水平面、又はペトリ皿１０が配置される支持体１によって画定される水平面と平行な面に沿って実行される。移動は、少なくとも照明システム１１０及び広視野カメラ１２１によって形成されたアセンブリが、観察される新しい生細胞又は生細胞のセット８０の区画６１に位置決めされるように実行される。図１４は、ペトリ皿の別の区画６１に位置する別の生細胞又は生細胞のセット８０の観察のこの実施形態の総観を示す。
【0102】
複数の生細胞又は生細胞のセット８０を観察するときの時間を節約するために、撮像システム１２０の処理ユニットは、観察された生細胞又は生細胞のセット８０の以前の位置をメモリに記憶して、移動手段にこれらの位置に直接行くように命令することができる。したがって、同じ生細胞又は生細胞のセット８０の２つの画像キャプチャ間の時間経過が低減され、生細胞又は生細胞のセット８０の経時的な進化がより効果的に観察される。
【0103】
撮像装置１００が液体レンズ１７０をさらに備える場合に、生細胞又は生細胞のセット８０の観察面は、液体レンズ１７０の設定によって決定することができる。
【0104】
本発明による観察方法の第３の実施形態によれば、生細胞又は生細胞のセット８０をその深さにおいて観察することが可能である。この目的のために、液体レンズ１７０を備える撮像装置１００が使用される。それらの使用は、支持体１によって画定される水平面に垂直に画定されるｚ軸に沿った機械的移動のための手段をなくし、したがって、生細胞又は生細胞のセット８０を観察するための撮像装置の設定時間を削減することを可能にする。典型的には、研究された生細胞又は生細胞のセット８０の深さ範囲は、数十マイクロメートルのオーダーである（例えば、１０μｍ～１００μｍ、典型的には２０μｍ）。観察面は、ステップＳ３１２における液体レンズ１７０の設定によって決定される。液体レンズ１７０の設定は、液体レンズ１７０の焦点距離を画定するための電圧などの制御パラメータのセッティングとして理解されるべきである。例えば、上記の観察方法の実施形態を実装するために、Ｖａｒｉｏｐｔｉｃブランドの液体レンズモデルＣ－ｕ－２５Ｈ０－０７５を使用することができる。
【0105】
したがって、液体レンズ１７０を設定することによって観察面を決定する追加のステップＳ３１２を複数回繰り返して、液体レンズ１７０の異なる設定によって決定される深さの方向に対する複数の垂直面で生細胞又は生細胞のセット８０を観察することができる。図１５は、生細胞又は生細胞のセット８０のその深さにおける観察のこの実施形態の総観を示す。
【0106】
本発明によるコンピュータプログラム製品
本発明はまた、通信ネットワークからダウンロード可能であり、及び／又はコンピュータ可読媒体に記録され、及び／又はプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品に関する。このプログラムは、上記で定義されたような生細胞又は生細胞のセット８０の発達を観察するための方法を実装するためのプログラムコード命令を含む。
本発明はまた、通信ネットワークからダウンロード可能であり、及び／又はコンピュータ可読媒体に記録され、及び／又はプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品に関する。このプログラムは、上記で定義されたような生細胞又は生細胞のセット８０の発達を観察するための方法を実装するためのプログラムコード命令を含む。
【0107】
生細胞又は生細胞のセット８０の観察を最適化し、特に広視野カメラ１２１によってキャプチャされた各画像間の偏差を最小化するために、コンピュータプログラムは、生細胞又は生細胞のセット８０の以前に記録された位置の知識のおかげで、少なくとも照明システム１１０及び広視野カメラ１２１によって形成されたアセンブリの移動を最適化することができる。
【0108】
有利なことに、コンピュータプログラムはまた、生細胞又は生細胞のセット８０のキャプチャされた画像を、経時的にその進化を追跡するビデオの形式で、又は画像ごとに視認することを可能にしてもよい。
【実施例】
【0109】
実施例１：本発明による撮像装置を用いて、異なるタイプの照明を有する本発明による観察方法を使用する胚の観察
図１６は、本発明による撮像装置１００を用いて、かつ本発明による観察方法の第１の実施形態により、それぞれ「輪郭」タイプの照明及び「テクスチャ」タイプの照明を使用して得られた胚８０の２つの画像を示す。「輪郭」タイプの照明を用いる画像では、胚８０を形成する細胞のエッジ及びそのエッジ、「テクスチャ」タイプの照明を用いる画像では、これらの要素のレリーフ及びテクスチャがそれぞれ区別される。
図１６は、本発明による撮像装置１００を用いて、かつ本発明による観察方法の第１の実施形態により、それぞれ「輪郭」タイプの照明及び「テクスチャ」タイプの照明を使用して得られた胚８０の２つの画像を示す。「輪郭」タイプの照明を用いる画像では、胚８０を形成する細胞のエッジ及びそのエッジ、「テクスチャ」タイプの照明を用いる画像では、これらの要素のレリーフ及びテクスチャがそれぞれ区別される。
【0110】
実施例２：本発明による撮像装置を用いた、かつ本発明による観察方法の第３の実施形態による、胚のその深さにおける観察
図１８ａ及び１８ｂは、Ｖａｒｉｏｐｔｉｃブランド（Ｃ－ｕ－２５Ｈ０－０７）の４０Ｖの印加電圧に対して７．５ｍｍの焦点距離を有する液体レンズモデルを含む撮像装置を用いて得られた、異なる深さでの胚の異なる横断面を示す。図１７ａは、「輪郭」タイプの照明を用いる一連の面を示し、液体レンズの定義された電圧範囲を適用することにより、切断面が約３０ミクロン離間している。図１７ｂは、レリーフタイプの照明を用いる一連の面を示し、切断面が３０μｍ離間している。これらの一連の画像において、図１６と同じプロパティ、及び各横断面の鮮明さを観察することができる。
図１８ａ及び１８ｂは、Ｖａｒｉｏｐｔｉｃブランド（Ｃ－ｕ－２５Ｈ０－０７）の４０Ｖの印加電圧に対して７．５ｍｍの焦点距離を有する液体レンズモデルを含む撮像装置を用いて得られた、異なる深さでの胚の異なる横断面を示す。図１７ａは、「輪郭」タイプの照明を用いる一連の面を示し、液体レンズの定義された電圧範囲を適用することにより、切断面が約３０ミクロン離間している。図１７ｂは、レリーフタイプの照明を用いる一連の面を示し、切断面が３０μｍ離間している。これらの一連の画像において、図１６と同じプロパティ、及び各横断面の鮮明さを観察することができる。
【0111】
上述の発明は複数の利点を有する。
【0112】
撮像装置には、現在の顕微鏡のように手動で取り扱われる倍率の異なるレンズのセットは装備されていないが、ペトリ皿１０の区画６１内の任意の位置に配置された第１の細胞又は細胞のセット８０の予備的なセッティング又は移動なしで直接観察を可能にする単一のカメラが装備されており、観察は、生細胞もしくは生細胞のセット８０の高解像度観察である。
【0113】
したがって、ペトリ皿１０内のそれらの区画６１内を移動することができる生細胞又は生細胞のセット８０を置くことに対する制約は、広視野カメラ１２１が区画６１の少なくともの表面積全体をカバーするという点で緩和される。これにより、生細胞又は生細胞のセット８０をそれらの区画６１において観察するために撮像装置１００を動かす必要がないことが可能になる。
【0114】
撮像装置に含めることができる異なるタイプの照明により、ペトリ皿１０、したがって生細胞又は生細胞のセット８０を識別する、撮像システム１２０によるその検出、又は観察された生細胞又は生細胞のセット８０に存在する細胞の数をカウントするなど、観察プロセスの異なる段階と関連する画像処理動作を設定することが可能になる。
【0115】
ここで説明する撮像装置１００及び生細胞又は生細胞のセットを観察するための方法は、画像の光学的品質、ならびに材料効率、すなわち、従来技術で知られた装置に対して簡略化された機器の使用、ならびに装置の製造及び使用のコストを削減しながら、特に体外受精に関して、生殖研究プロセスの、移動手段の制限及び深さにおける移動の除去による時間的効率を強化することが可能になる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図8a】
【図8b】
【図9a】
【図9b】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17a】
【図17b】
