JP7798657B2 - コントロールキュベット - Google Patents

コントロールキュベット

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Description

本発明は、液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度管理に用いられるコントロールキュベットに関する。
従来、生体由来の液体試料中に含まれる有形成分の量や種類を、検査者が顕微鏡を用いて目視検査する鏡検法で検査する場合、市販されている既知の含有量で有形成分が分散している液体試料（以下「コントロール物質」）を用い、コントロール物質と、検査対象の液体試料とをそれぞれ撮像して、撮像された画像を比較して検査が行われていた。
また、コントロール物質は、液体試料中の有形成分の検査を自動で実行する測定機器において、コントロール物質を撮像して得られた画像データに基づき検出された有形成分の量と、上記の既知の含有量とを比較することにより、測定機器の測定精度の管理に用いられている。
例えば、下記特許文献１には、尿沈渣分析装置が検体を正しく検出するためには精度管理が必要であること、また、精度管理物質として、尿中に見られる沈査検体（赤血球、白血球、結晶等）の一部が市販されていることが説明されている。
特表２０２０－５３１８５２号公報（［０００３］、［００２０］）
しかしながら、コントロール物質を、液体試料中の有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器の精度管理に使用する場合、容器からコントロール物質を採取前に、容器内のコントロール物質の有形成分を液体試料に念入りに分散させる必要があり、液体試料中の有形成分の分散が不十分な場合は撮像して得られる画像データに基づき検出される有形成分の量にばらつきが生ずることがある。
また、液体試料に含まれる有形成分の種類が多い場合には、測定機器の精度管理に用いるコントロール物質をその種類の数に応じて用意する必要がある。
また、液体試料に含まれる有形成分が希少な成分である場合には、測定機器の精度管理に用いるコントロール物質を入手すること自体が困難である。
また、コントロール物質が生体由来の液体である場合には、長期保存が困難な場合もある。
本開示の実施態様は、液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度の管理に用いることができるコントロールキュベットの提供を目的とする。
本開示の第一態様のコントロールキュベットは、液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度管理に用いられるコントロールキュベットであって、前記液体試料に含まれる前記有形成分の形状を模した観察パターンが、前記キュベットの前記底面に相当する観察面に付されている。
本発明によれば、液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度管理に用いられるコントロールキュベットが提供される。
実施形態のコントロールキュベットを示す平面図である。 実施形態のコントロールキュベットを示す断面図である。 実施形態のコントロールキュベットに付す有形成分の観察パターンを取得するために用いられるキュベットを示す平面図である。 実施形態のコントロールキュベットに付す有形成分の観察パターンを取得するために用いられるキュベットを示す断面図である。 実施形態のコントロールキュベットに付す有形成分の観察パターンを取得するために用いられるキュベットを示す図であり、（Ａ）は、キュベットに有形成分を含む液体試料が供給された様子を示す図、（Ｂ）は、キュベットが遠心処理されることにより有形成分が沈降する様子を示す図、（Ｃ）は、キュベットが遠心処理され、有形成分が底面に沈降した様子を示す図である。 実施形態のコントロールキュベットに付す有形成分の観察パターンを取得するために用いられるキュベットを示す図であり、有形成分を機器で測定する様子を示す図である。 実施形態のコントロールキュベットの作成手順を示す図であり、観察面に有形成分の観察パターンをフォトリソグラフィ加工によって転写する様子を示す図である。
以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同一又は等価な構成要素及び部品には同一の参照符号を付与している。また、各図面は模式的に描かれているので、実際の寸法とは異なる場合がある。
また、各図に示す矢印Ｈは、撮像時におけるコントロールキュベット１０の鉛直方向の上方向を示し、矢印Ｗは、撮像時におけるコントロールキュベット１０の水平方向であって幅方向を示し、矢印Ｄは、撮像時におけるコントロールキュベット１０の水平方向であって奥行き方向を示す。
（コントロールキュベット１０）
図１は、本開示に係るコントロールキュベット１０を示す平面図であり、図２は、図１における１Ａ－１Ａ線方向から視た断面図である。図１及び図２に示すように、本開示に係るコントロールキュベット１０は、一例として平面視で略矩形状をなし、撮像時における鉛直方向の下側の面に入光部２７が、上側の面に観察窓２０が形成された筐体１８と、撮像時における筐体１８の内部に形成された観察部２６と、第一流路２２及び第二流路２３とを有する光透過性材料(樹脂、ガラス等)で成形された中空形状の容器である。
観察部２６は、図２に示されるように、筐体１８の内部で高さと広さを有する部分であり、水平方向を筐体１８に、鉛直方向の上方を観察窓２０に、鉛直方向の下方を入光部２７に囲われた部分（空間）である。
また、入光部２７、観察部２６及び観察窓２０は、後述する撮像時において、光源６２から照射される光が透過される部分である。より具体的には、図２に示されるように、測定機器を用いる撮像時に、測定機器の載置台６４より下方に配置された光源６２から照射された光が、入光部２７、観察部２６、観察窓２０の順に透過し、コントロールキュベット１０の上方に配置された撮像装置６０によって観察される。また、観察部２６の底部は、観察面３０とされている。この観察面３０の詳細については後述する。
なお、筐体１８は、一例として幅方向に２２ｍｍ、奥行き方向に２０ｍｍ、鉛直方向に３ｍｍの形状とされている。また、観察部２６は、一例として幅方向に１５ｍｍ、奥行き方向に１０ｍｍ、鉛直方向に１ｍｍの形状とされている。
第一流路２２は、一例として、コントロールキュベット１０の撮像時における上方に向かって開けられた供給口２４と、観察部２６とを連通する部分である。
第二流路２３は、第一流路２２と同様に観察部２６と接続しており、一例としてコントロールキュベット１０の撮像時における上方に向かって開けられた空気抜孔２５と、観察部２６とを連通する部分である。
なお、供給口２４は、一例として直径０．７ｍｍの孔であり、空気抜孔２５は、一例として直径０．５ｍｍの孔である。
ここで、図２に示されるように、本開示に係るコントロールキュベット１０では、観察部２６の底部に、有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが付された観察面３０が配置されている。
観察面３０は、一例として観察部２６の幅方向及び奥行き方向に一致すると共に、鉛直方向には後述する撮像時において撮像装置６０における焦点深度Ｆの範囲内に形成されている、光硬化性樹脂で形成された凹凸を備えている。
すなわち、一実施形態に係るコントロールキュベット１０では、観察部２６の観察面３０を光源６２から照射される光が透過して撮像装置６０に達することにより、観察面３０に付された有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが撮像装置６０で撮像される。なお、この観察面３０の形成手順及び具体的な形状は、後述する。
また、コントロールキュベット１０の形状は、後述するように撮像装置６０に用いられる液体試料測定用のキュベット１５と同じ形状にすることが好ましい。コントロールキュベット１０の形状をキュベット１５と同じ形状にすることで、キュベット１５の撮像に用いられる載置台６４などの測定機器の部材をコントロールキュベット１０の撮像に共用でき、撮像装置６０の構成を簡略できる。コントロールキュベット１０の形状をキュベット１５と全く同じにする必要はなく、例えば第一流路２２、第二流路２３、供給口２４、空気抜孔２５などを設けなくてもよい。
続いて、本開示に係るコントロールキュベット１０を作成する手順について説明する。コントロールキュベット１０を作成する手順は、キュベット１５を用いて液体試料５０中の有形成分５２を撮像する手順と、キュベット１５を用いて撮像された有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを観察面３０に転写する手順と、を含む。
（キュベット１５を用いて液体試料５０中の有形成分５２を撮像する手順）
図３は、キュベット１５の平面図であり、図４は、図３における３Ａ－３Ａ線方向から視た断面図である。なお、本説明では、キュベット１５における、コントロールキュベット１０と同一の構成については、同じ符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図３及び図４に示されるように、キュベット１５は、観察部２６の底面２８に観察パターンＰが付されていない以外は、本開示に係るコントロールキュベット１０と同一の構成である。言い換えれば、本開示に係るコントロールキュベット１０は、キュベット１５の底面２８に相当する部分が観察面３０とされたもの、又はキュベット１５の底面２８に観察パターンＰが付されたものと言える。
このキュベット１５の観察部２６の内部には、有形成分５２を含む液体試料５０が供給され、撮像装置６０によって観察部２６内部の液体試料５０に含まれる有形成分５２が撮像される。
図５は、キュベット１５の観察部２６に液体試料５０が供給され、観察するための準備が行われる様子を示す図である。
まず、図５（Ａ）に示されるように、キュベット１５には、供給口２４から有形成分５２を含む液体試料５０が供給され、観察部２６が液体試料５０で満たされる。なお、供給口２４から液体試料５０が供給されると、観察部２６を満たしていた空気は、空気抜孔２５から排出される。なお、液体試料５０は、どのような液体でもよいが、一例としてヒトの尿や、血液等、生体由来の液体が用いられる。
続いて図５（Ｂ）に示されるように、キュベット１５に、キュベット１５よりも上側を回転の軸とする遠心処理が施される。この遠心処理によって、観察部２６内部では、図５（Ｃ）に示されるように、液体試料５０に含まれる有形成分５２が、遠心力によって観察部２６の底面２８に沈降する。
なお、キュベット１５が遠心処理にかけられる時間及び回転速度は、観察される液体試料５０の量、種類、又は有形成分５２の種類等によって適宜決定される。
図６はキュベット１５が載置台６４に載せられ、光源６２から光が照射されて撮像装置６０で有形成分５２が観察される様子を示す図である。
図６に示されるように、有形成分５２は、観察部２６の底部に沈降している状態で撮像装置６０の焦点深度Ｆの範囲に位置するため、撮像装置６０は、観察部２６の底部に位置する有形成分５２の形状を撮像することができる。ここで、撮像装置６０で撮像された有形成分５２の形状は、一例として電子データ化される。
（キュベット１５を用いて撮像された有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを観察面３０に転写する手順）
続いて、図７を適宜参照しながら、キュベット１５を用いて撮像された有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを観察面３０に転写する手順を説明する。
図７は、フォトリソグラフィ装置より、有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを観察面３０に形成する手順を示す図である。
まず、図７に示されるように、フォトリソグラフィ装置は、光を発生させる照射装置７０と、照射装置７０から発せされた光を集光する集光レンズ７２と、集光レンズ７２を透過した光の一部を遮蔽するフォトマスク７４と、フォトマスク７４を通過した光を、観察面３０に投影する投影レンズ７６と、を備えている。
図７に示されるフォトマスク７４には、遮光性インクによって上述の電子データ、すなわち図６で撮像された液体試料５０中の有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが印刷されている。換言すれば、フォトマスク７４には、観察パターンＰに相当する部分を除く箇所に遮光性インクが塗布されている。この遮光性インクは、照射装置７０から発せられた光を遮るものであれば種類は問わない。
また、図７において、観察面３０には、照射装置７０から発せられた光に反応して硬化する光硬化性樹脂が塗布されている。そして、照射装置７０から発せられた光が照射された部分のみ光硬化性樹脂が硬化する。
そして図７に示すように、フォトマスク７４から露光する光により観察面３０に塗布された光硬化性樹脂を硬化させた後に、観察面３０を洗浄することで、光硬化性樹脂は、観察パターンＰに相当する部分にのみ残り、他の部分は除去される。その結果、有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが観察面３０に転写される。光硬化性樹脂が残った部分は除去された部分よりも光硬化性樹脂の層が厚いため、光硬化性樹脂が残った部分を通って観察面３０の裏面から表面に抜ける光量は、光硬化性樹脂が除去された部分を通って観察面３０の裏面から表面に抜ける光量よりも少なくなる。
なお、フォトマスク７４上に形成される観察パターンＰは、有形成分５２を撮像して得られた形状の濃淡に応じて、遮光性インクが塗布される量を適宜設定されていてもよい。
また、上述の説明では、コントロールキュベット１０には、有形成分５２の形状を模した模様が観察面３０に形成されていたが、観察面３０を透過した光によって、有形成分５２の形状を模した観察パターンＰの模様が観察可能とされていれば、これに限られない。
例えば、上述の説明において、観察面３０には光硬化性樹脂が塗布されているとしたが、これに変えて、光分解性樹脂を設けてもよい。この場合、フォトマスク７４から露光する光が照射された部分のみ、光分解性樹脂が分解されることによって、除去される。
また、観察面３０に有形成分５２の形状を模した模様が形成されたフィルムを貼付することで、コントロールキュベット１０を検鏡した場合に有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが観察されるように形成されていてもよい。
このようにしてコントロールキュベット１０の観察面３０に任意の有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを任意の数だけ転写できる。そしてコントロールキュベット１０の観察面３０に付された観察パターンＰを測定機器で撮像することで、図６に示すキュベット１５を用いて撮像された有形成分５２の形状は観察パターンＰとして撮像される。
（コントロールキュベット１０の使用例）
続いて、本開示に係るコントロールキュベット１０の使用例として、本開示に係るコントロールキュベット１０が、液体試料５０中の有形成分５２を検査する測定機器の精度管理に用いられる場合の手順を示す。
まず、検査者は、液体試料５０中に含まれていると推定される有形成分５２の観察パターンＰが付されたコントロールキュベット１０を選定する。
次に、検査者は、図２に示されるように、コントロールキュベット１０に備わった有形成分５２の観察パターンＰを測定機器で撮像する。そして、検査者は、撮像されたコントロールキュベット１０の画像データに含まれる観察パターンＰを、測定機器が液体試料５０中の有形成分５２として認識されているかを確認する。
この時点で、測定機器が撮像したコントロールキュベット１０の画像データに含まれる観察パターンＰの形状を液体試料５０中の有形成分５２の形状と認識していない場合、並びに、コントロールキュベット１０に付された液体試料５０中の有形成分５２とは異なる種類の有形成分５２の形状であると認識している場合、又は、コントロールキュベット１０を測定して測定機器が出力する有形成分５２の密度の測定値が、液体試料５０中の有形成分５２の密度（すなわち、コントロールキュベット１０に付した観察パターンＰの密度）に相当していない場合、検査者は、測定機器がキュベット１５に供給される液体試料５０中の有形成分５２を測定する感度が変化していると判断する。
また、検査者は、測定機器が液体試料５０中の有形成分５２を検鏡する感度が変化していると判断した場合、測定機器の測定感度を調整する等の処置を行う。なお、感度が変化していないと判断した場合には、測定機器の調整が完了したと判断する。
次に、検査者は、再びコントロールキュベット１０に付された有形成分５２の観察パターンＰを撮像し、測定機器が撮像したコントロールキュベット１０の画像データに含まれる観察パターンＰを液体試料５０中の有形成分５２の模様と認識するように、測定機器の調整を繰り返す。
そして、測定機器の調整が完了した後、検査者は、液体試料５０をキュベット１５内に供給して、調整後の測定機器を用いてキュベット１５内の液体試料５０に含まれる有形成分５２の測定を行う。
このようにして、検査者は、測定機器が液体試料５０中の有形成分５２を測定する際の感度確認や感度調整に、本開示に係るコントロールキュベット１０を用いる。なお、上述の説明におけるコントロールキュベット１０は１つに限られず、検査対象の液体試料５０に含まれる有形成分５２の種類や濃度によって複数のコントロールキュベット１０を用意し、適宜選択されていてもよい。
（効果）
上述した実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、次に示す効果を得ることができる。
本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０は、液体試料５０に含まれる有形成分５２をキュベット１５の底面２８に沈降させて該有形成分５２を観察する測定機器の測定精度管理に用いられるコントロールキュベット１０であって、キュベット１５と同じ形状を有するともに、液体試料５０に含まれる有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが、キュベット１５の底面２８に相当する観察面３０に付されている。
このコントロールキュベット１０によれば、液体試料５０に含まれる有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが測定機器で観察される観察面３０に付されているため、コントロールキュベット１０の観察パターンＰを撮像することにより、キュベット１５で有形成分５２を撮像した場合と同様の画像データを取得することができる。したがって、このコントロールキュベット１０は、キュベット１５の底面に有形成分５２を沈降させて該有形成分５２を撮像する測定装置の測定精度の管理に用いることができる。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、液体試料５０に含まれる有形成分５２の模様が付されたコントロールキュベット１０を複数用意することで、目的の種類の有形成分５２の模様が目的の数だけ付されたコントロールキュベット１０を任意に選択して、精度管理に用いることができる。換言すれば、検査者は、観察目的とされる有形成分５２を複数含む液体試料５０を測定する場合において、それぞれ目的の有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが付されたコントロールキュベット１０を用意することにより、検査に必要なコストを低減することが可能である。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、希少な有形成分５２においても、測定精度の管理に繰り返し用いることができる。換言すれば、コントロール物質の入手が困難である希少な有形成分５２を測定する場合においても、目的の有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが付されたコントロールキュベット１０を用意すれば、希少な有形成分５２の測定における測定精度の管理が可能である。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０自体は劣化しにくいため、保管が容易である。換言すれば、有形成分５２の測定精度の管理において、キュベット１５及びコントロール物質を用いる場合と比して、検査に必要なコストを低減することが可能である。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０の観察面３０には有形成分５２を含む液体試料５０をキュベット１５で撮像した画像データに基づいて形成した有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが付されており、コントロールキュベット１０の観察面３０はキュベット１５の底面２８に相当するため、コントロールキュベット１０の観察面３０に付される観察パターンＰの密度は液体試料５０で撮像される有形成分の密度に相当する。したがって、このコントロールキュベット１０を用いることで測定装置の測定精度を、形状及び密度について判断することができる。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、鏡検を行う検査者が異なった場合においても、同様の観察結果を得ることができる。
これにより、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、有形成分の大きさや形状を観察して有形成分の種類や数を特定する経験が少ない検査者に対して、キュベット１５で観察される有形成分５２の形状を示す見本として用いたり、有形成分の検査の訓練用の試料として用いることが可能である。
また、本開示の実施態様に係るコントロールキュベット１０によれば、液体試料５０として、尿又は血液に含まれる有形成分５２の形状を模した観察パターンＰが観察面３０に付されている。
このコントロールキュベット１０によれば、尿又は血液に含まれる有形成分５２の観察パターンＰが付されているため、生体由来の液体試料５０においても精度管理に用いることができる。
（変形例）
なお、上述の説明では、液体試料５０に含まれる有形成分５２を、キュベット１５を用いて検鏡する場合について説明したが、本開示に係る技術は、これに限られない。
例えば、検鏡に用いる器具をキュベット１５に変えて、スライドガラスを用いて検鏡を行う場合においても、上述したコントロールキュベット１０と同様に、スライドガラスの観察部に、有形成分５２の形状を模した観察パターンＰを付すことで、本開示に係るコントロールキュベット１０と同様の効果を得ることができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態を説明したが、本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、以下に本開示の好ましい態様をさらに示す。
（付記１）
液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度管理に用いられるコントロールキュベットであって、
前記液体試料に含まれる前記有形成分の形状を模した観察パターンが、前記キュベットの前記底面に相当する観察面に付されている、
コントロールキュベット。
（付記２）
前記観察パターンは、尿又は血液に含まれる前記有形成分の形状を模している、
付記１に記載のコントロールキュベット。
（付記３）
前記コントロールキュベットは前記キュベットと同じ形状である、付記１又は付記２に記載のコントロールキュベット。
（付記４）
前記観察パターンは、前記液体試料に含まれる前記有形成分を観察した密度に相当する前記密度で前記観察面に付されている、
付記１から付記３までのいずれかに記載のコントロールキュベット。
本発明は、液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度の管理に利用可能である。
１０ コントロールキュベット
１５ キュベット
１８ 筐体
２０ 観察窓
２２ 第一流路
２３ 第二流路
２４ 供給口
２５ 空気抜孔
２６ 観察部
２７ 入光部
２８ 底面
３０ 観察面
５０ 液体試料
５２ 有形成分
６０ 撮像装置
６２ 光源
６４ 載置台
７０ 照射装置
７２ 集光レンズ
７４ フォトマスク
７６ 投影レンズ

Claims (3)

  1. 液体試料に含まれる有形成分をキュベットの底面に沈降させて該有形成分を観察する測定機器において、測定精度管理に用いられ、前記キュベットと同じ形状であり、前記キュベットの前記底面に相当する観察面を有するコントロールキュベットであって、
    前記液体試料に含まれていると推定される前記有形成分の形状を模した観察パターンが、前記観察面に付されている、
    コントロールキュベット。
  2. 前記観察パターンは、尿又は血液に含まれていると推定される前記有形成分の形状を模している、
    請求項１に記載のコントロールキュベット。
  3. 前記観察パターンは、前記液体試料に含まれていると推定される前記有形成分を観察した密度に相当する密度で前記観察面に付されている、
    請求項１又は請求項２に記載のコントロールキュベット。
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