循環する希少細胞の分析用の画像診断機器
本発明は、富化後、血液からの循環腫瘍細胞を画像処理するためのシステムを提供する。このシステムは、最小限の検査室ベンチトップのスペースでの臨床検査室の設置において、最適な使用を提供するように設計される。操作者の介入は、その他の分析方法に比較して最小限に抑えられる。このシステムは、早期転移前癌のスクリーニングおよび検出のための、サンプル標本中の標的細胞の計数および同定と、療法に応答した疾患寛解のモニタリング、および個々の患者に対するより有効な投薬計画または代替療法の選択に有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権情報）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２００４年８月１７日出願の米国仮出願第６０／６０２５０４号と、２００５年１月２１日出願の第６０／６４５６８３号と、２００５年１月３１日出願の第６０／６４８４７７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般的には自動サンプル画像処理の分野、より詳細には、特定の疾患、特に癌の、診断、モニタリングおよび管理に関する分析用の自動機器による、体液から単離された希少細胞の画像サイトメトリーに関する。
【背景技術】
【０００３】
腫瘍細胞は、しばしば癌腫患者の血液中に、非常に低頻度の希少細胞（＜１０細胞／ｍｌ）として存在する。これらのレベルは、臨床的に有用な情報を提供することができる。しかしながら、循環腫瘍細胞の存在を検出し定量するのに必要とされる面倒な手順と、低値の統計は、高レベルの変動を結果にもたらす。本発明のシステムは、血液サンプルなどの流体サンプル中の希少細胞検出のために（すなわち、上皮由来の循環希少腫瘍細胞）臨床検査室で使用される、画像処理機器を改良する。
【０００４】
一般的には、これらの希少細胞は、標識し、磁気手段により血液から分離することによって、標的とされる。捕捉された細胞を蛍光標識して、非標的細胞および対照細胞からの検出および同定を可能にする。ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）は、血液サンプル中の細胞からの蛍光シグナルに基づいて、免疫磁気選択細胞を計数および同定する半自動蛍光顕微鏡である。
【０００５】
標的希少細胞を含有することが疑われる血液サンプルを、所望の希少細胞を富化させることによって前処理する。富化は、標的細胞に特異的な抗体を磁気粒子に結合することによって得られる。この免疫磁気複合体を、磁場の存在下で血液サンプルと一緒にし、標的細胞の免疫磁気捕獲を行う。標的細胞を含有する富化血液画分を得た後、引き続いての画像処理のために蛍光試薬を添加する。富化細胞を目視用カートリッジ内に置き、次いでこれを磁気機器内に置くが、この機器では、サンプル中の磁気標識された細胞をチャンバーの光学的に透明な平面に向けて、免疫磁気アライメントおよび画像分析を行うものである。本発明で使用される新規なサンプルチャンバー（ＵＳ １０／０７４９００およびＵＳ １０３０３３０９）およびＣｅｌｌ Ｓｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムは、以下の特許および同時係属出願、すなわち米国特許第５１８６８２７号、米国特許第６６９８２７１号、米国特許第６１２０８５６号、米国特許第６５５１８４３号、ＵＳ ０９／７０２１８８、ＵＳ １０／４４９３５５に組み込まれている。次いで磁気機器およびチャンバーを、コンピュータ制御式フィルタセレクタおよびデジタル制御式Ｘ−Ｙ−Ｚステージを備えた蛍光顕微鏡に配置する。画像を、４組の異なる蛍光フィルタでサンプルカートリッジをスキャンすることにより獲得する。獲得した画像を自動ソフトウェア解析により処理して、標的細胞の画像を含むデータをコンパイルする。個々のフレームを目視し、標的細胞を手作業で選択する。この解析は、全ての選択された標的細胞を含有する画像のギャラリーの表示を完備している。
【０００６】
臨床検査室に取り入れる場合、このシステムは、臨床疾患に関連した循環希少細胞を検査するのに使用することができる。例えば、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）の数が転移性乳癌に罹っている患者の疾患の進行に相関する、多施設共同前向き長期臨床試験を容易に確立することができる（米国特許第６３６５３６２号；米国特許第６６４５７３１号；ＵＳ １０／０７９９３９）。
【０００７】
したがって、本発明の主要な概念は、所望の倍率下で細胞のミクロ構造を観察するための顕微鏡システムと共に、生物学的標本中の細胞の検出および計数を評価する検査室診断設備システムから生じる。
【０００８】
顕微鏡視野より広い画像処理領域につきステッピングモータ駆動式ステージを用いる顕微鏡検査技術には、限られた臨床上の有用性がある。例えば、画像サイトメトリー解析で実現可能な画像獲得速度、およびＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムで必要とされる全体的な実験室用ベンチスペースは、その実用的な臨床上の使用を制限する。現在、画像獲得は、スライドまたはサンプルカートリッジを犂耕式にステップごとに進めながら、視野内を移動させることによって実現している。犂耕式移動は、最も速い軸に沿った２つの連続したラインを、反対方向にスキャンする動きである。１つの画像が各ステップごとに得られる。同じサンプルの複数の蛍光画像を得る場合、フィルタキューブを切り替え、それぞれの通過が完了した後に犂耕式移動を繰り返す。このプロセスは、色ごとのスキャンを完了させて、全ての位置および全ての色に関して画像が獲得されるまで繰り返す。フィルタキューブとサンプルとの両方の移動は、獲得速度を厳格に制限するサーボフィードバックを用い、ステッピングモータステージによって実現される。フィルタキューブを隣りに移動させるには、約２秒を要し、さらに０．５秒かけて、２つの連続する位置の間に踏み込む。したがって全獲得時間は、全移動時間に全画像獲得時間を加えたものからなり、獲得は、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）のような画像処理システムの移動時に費やされた大部分の時間になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術では、顕微鏡ステージを駆動するのにステッピングモータ技術を用い、これはステッピングモータでの最大駆動頻度が限定される技術であるので、大面積画像獲得時間を改良するための新しい機器を開発することが求められている。さらに、サンプル（またはカートリッジ）の移動は、流体の慣性によって細胞を移動させる可能性がある。細胞のどのような動きも、獲得ソフトウェアによって画像の解釈を誤らせ、かつ予測不可能な同定によって１つの細胞を２つと数える可能性がある。
【００１０】
従来技術が持つもう一つの問題は、ステージ移動中に、サンプルが絶えず照射されることである。その結果、細胞標識に使用される蛍光色素は、退色することになる。フィコエリトリン（ＰＥ）は、細胞標識で一般的には使用される色素であるが、退色に非常に感受性である。移動時に費やされる時間を短縮することによって、サンプル退色の程度を低減させることになる。
【００１１】
ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）技術に包含される設備は、磁気機器（米国特許第５９８５１５３号）内に置かれたサンプルチャンバー（ＵＳ １０／０７４９００、ＵＳ １０／３０３３０９および米国特許第５９９３６６５号）を含み、これは、サンプル中の磁気標識細胞を、チャンバーの光学的に透明な平面に向けるものである。次いで磁気機器およびチャンバーを、コンピュータ制御式フィルタセレクタおよびデジタル制御式Ｘ−Ｙ−Ｚステージを備えた蛍光顕微鏡に配置する。
【００１２】
本発明は、複数の蛍光指示薬を使用して迅速なサンプル解析を行うための、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）自動診断システムの改良である。画像処理機器は、ほとんどの臨床検査室ベンチトップ上に都合良く配置するために、構成部品を単純な箱形にまとめることによってさらに改良される。これは、十分な量の空間がない自動検査室に、実用的な構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、臨床検査室で使用される希少細胞検出用の画像診断機器を改良して、臨床検査室で自動操作を行うための画像システムに関する装置および方法を提供する。本発明の機器は、スペースが最小限に抑えられた検査室のベンチトップに適合するように、単純な外箱状のデザインに設計されたコンパクトな内蔵型のユニットである。照明および集光光学部品は、多数の患者サンプルの分析の際、臨床検査室の技術者が容易に接触し使用できるように構成される。
【００１４】
さらに、フィルタキューブの切替えおよびステージ移動の際に使用されるステッピングモータ技術は、閉フィードバックループでナノモーションモータに代えられている。これらの動きは、１を超えるフィルタキューブが必要な複数の蛍光検出器または色素から１つの画像を作成する場合、極めて重要である。より具体的には、各キューブごとの移動時間は、２つの連続するフィルタキューブに関して２から０．２秒短縮される。２つの連続する位置の間での移動に費やされる時間は、０．５から０．１秒短縮される。画像獲得に必要な面積は、システムの視野よりも広いので、画像全体の獲得は、いくつかの異なる位置での画像獲得を必要とする。ナノモーションモータは、これらの機能に必要とされる時間を短縮し、移動時に費やされる時間である全獲得の一部を制限する。次いで時間の大部分は、サンプルおよび／またはキューブの移動に費やされる時間の代わりに、画像そのものの獲得時に費やされることになる。さらに、全獲得時間が劇的に短縮した状態では、サンプル、特にＰＥを有するサンプルの退色が低減する。獲得時間が十分に短縮されたことにより、画像全体の位置ごとのスキャンが可能になる。位置ごとのスキャンによって、犂耕式移動で隣りの位置に移動する前に、全てのフィルタキューブに関して画像が獲得される。色ごとにスキャンする間、画像のいずれの可能な移動もなくなる。
【００１５】
本発明の自動蛍光光学画像処理機器は、さらに、免疫磁気選択および位置合わせがなされた蛍光標識済み循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）の計数における事前に位置合わせした電球および設置／使用方法を提供する。本発明は、マスターランプ／ステージユニットの設定を通して、ランプハウジングステージの標準化を行う。このマスターランプは、図面に示されるように、調節カラー内に据えられる。カラーは、電球のフィラメントを微調整する、機械加工された隙間を有する。したがってカラーは、任意の機器ユニットに対する電極の正確なアライメント（Ｘ−Ｙ−Ｚの向き）を確実にするのに使用される。アライメントがなされたら、最終的な支持のために、カラー−電球ユニットをＶブロック構造に挿入する。アライメントにおける任意の引き続いてのシフトのさらなる改良は、フレキシブルな接続リードとして編組線（braded wire）を使用することである。これらの組み合わされた改良によって、事前に位置合わせした電球を、任意の対応する画像処理ユニットで使用することが可能になる。これは、それぞれの位置で個々のユニットのアライメントを行うコストを低下させ、効率的な設置を提供する。
【００１６】
したがって、この自動希少細胞画像処理機器は、サンプル分析の速度を改善する。臨床診断検査室でのシステムのコンパクトなデザインにより、転移性癌などの疾患の臨床状態を標的とするための、標的細胞の計数および同定が可能になる。事前に位置合わせした電球構造では、迅速で都合の良い維持を行うことができる。併せて、これらの概念は、限定されるものではないが、初期癌でのスクリーニングおよび検出、療法に応答する疾患寛解のモニタリング、およびより効果的な投薬計画または再発の場合の代替療法の選択のごとき、サンプル標本中の標的細胞の検出および定量に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の装置は、現行のＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）技術を改良して、臨床検査環境により役立つ機器において、使用者がそれほど介入することなく、より強固な適用を提供する。
【００１８】
第１に、全体的なレイアウトは、検査室内での効率的なスペース管理のためにコンパクトなベンチトッププロフィールが得られるような、非顕微鏡タイプのデザインである（図１参照）。このシステムは、接続ケーブルが散乱するのを防止し、かつ検査室の職員が触ろうとしないように、単純な流線形の箱詰めユニットに入れられる（図１Ａ）。内部の構成部品は、限られたスペースで効率的な照明および集光光学部品が得られるように設計される（図１Ｂ）。
【００１９】
第２に、個々の構成部品の改良は、より多様な用途をもたらす。このユニットは、複数の解析のために個々のサンプルをスキャンすることができる。さらに、このユニットは、複数の分析物特異的試薬（ＡＳＲ）および関連するソフトウェアアルゴリズムを含むように拡張可能である。ＭａｇＮｅｓｔ（商標）、すなわち磁気機器は、データボタンインターフェースを通してステージに連絡する（図２参照）。このステージは、正確さ（図３参照）および精度の両方が改良される。プラットフォームの動作は、動作制御器（Ｇａｌｉｌ）、圧電モータ（Ｎａｎｏｍｏｔｉｏｎ）および位置エンコーダ（Ｒｅｎｉｓｈａｗ）を通して機能する。これは、図４に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ平面およびフィルタ（Ｗ）に０．２ミクロンの解像度をもたらす。光学構成部品には、操作者が調節可能な一体型Ｎｉｋｏｎレンズを備えたＯｒｉｅｌランプアセンブリを含む。レンズシステムは、表面反射で失われる光量を減少させるためにほんの少ししか部品がなく、照明の到達は、一般的には使用されているＫｏｈｌｅｒ照明よりも効率的である。１０×対物レンズおよび光源としての１００Ｗ水銀アークランプは、従来の設計と同様である。
【００２０】
コンパクトなデザインにとって極めて重要なのは、独自の照明経路であり、ステージの配置と共に、従来の顕微鏡構造を新しい形状に適合させることが可能になる（図５）。得られる照明経路は、関連するレンズ、フィルタおよび光源への容易な到達を可能にする（図６）。照明システムは、３５０から１０００ｎｍの波長が可能な蛍光励起範囲を有する。強度および均一性は、たとえランプハウジングに後部反射器がないとしても、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）とほぼ同等である。
【００２１】
水銀ランプは、調節ノブの数を３個に減らしたＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同等である（以前の６個ではない）。これは、使用者によるランプ交換を容易にしている。
【００２２】
本願は、事前に位置合わせしたランプシステムの最適な使用も包含する。図７は、ランプ（１）との関係でカラー（２）を示し、調節ねじ（３）、（４）、（５）、（６）および（７）がカラー表面に最適に配置される。図８に示すように、アライメントフィクスチャＦ６００４０を光学コンパレータで使用して（すなわち５０×レンズ）、寸法０．０００にゼロ設定し、調節ねじ（７）を使用してトップ電極位置を２．５１０±０．００１に調節する。調節ねじ３−４−５は、水平公差が底部電極の厚みよりも広くならない状態で、トップ電極（１）を光学コンパレータ上の水平中心線に位置合わせするのに使用する。これらのステップを、トップ電極が光学コンパレータ上の水平中心線に位置合わせされるまで継続する。ランプは、１００Ｗの水銀電球である。図９は、ランプ用の完成した支持装置を示す。パネルＡは、ランプおよび支持体のみを備えた状態を示す。パネルＢは、関連するステージランプ点灯システムを備えた状態を示し、パネルＣは、外部ハウジングを所定位置に備えた状態を示す。
【００２３】
フィルタキューブはＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同様であるが、フィルタキューブの数は、４個から６個に増える。ＤＩＯＣ／ＰＥキューブは変わらない。ここでは、デュアルポジティブの数を減少させると同時に感度が維持されるよう、ＡＰＣキューブに修正を加える。ＤＡＰＩキューブは、このキューブの自動蛍光および漏洩が低下するように改良されている。また、ＡＰＣキューブは、より低い輝度のＣＴＣがＡＰＣチャネル内に生じると同時にＡＰＣ感度が維持される状態で、ＰＥブリードオーバを低下（約５０％）させるように改良されている。ＡＰＣ検出効率は、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同一である。本発明により支持することができる追加のＡＳＲタグには、１種のＡＳＲを用いたＩＲＱドット（Ｅｘ＝３５０ｎｍおよびＥｍ＝８００ｎｍ）、２種のＡＳＲを用いたランタニド（ｅｘ＝３５０ｎｍ、Ｅｍ＝６１５ｎｍ（Ｅｕ）および５５０ｎｍ（Ｔｂ））、および２種のＡＳＲを用いたＵＰＴ（Ｅｘ＝９８０ｎｍ、Ｅｍ約４９０および５８０ｎｍ）が含まれる。さらなる改良には、バーコード付きラテックスおよびスペクトル補正が含まれる。これらの要素は、ＰＥブリードを減少させ（５０％）かつＡＰＣチャネル内のＣＴＣの輝度がより低い状態で、ＡＰＣキューブを改良する（図１０）。さらに、ＡＰＣ効率は、検出される白血球％に損失がなく、同一である。
【００２４】
本発明の機器では、バックライトの設計にさらなる改良点がある。バックライトは、カートリッジの縁部の発見、機器の初期アライメント、および所望による明視野画像処理のために使用される。ＬＥＤは、光源として使用する。均一性は良好である（ＣＶ ２．５％）。
【００２５】
検出システムは、より良好な解像度、感度、ダークノイズ、ダイナミックレンジおよび平坦度（field flatness）を有する状態で、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）にも勝るように改良される。４００から８００ｎｍの波長を検出することができ、それと共に、ＭＴＦ（変調伝達関数）のごく一部を犠牲として４００〜１１００ｎｍまで拡張する選択肢がある。
【００２６】
画像処理経路を図１１に示す。パネルＡが光路を示すのに対し、パネルＢは装置を示している。
【００２７】
チップ幅は３％小さく、その結果、１つのフィルタ当たり１７５フレーム（すなわち、１つ余分な行）で多数回のスキャンが行われる。サンプルチャンバーの幅は５％減少し、そのため３シグマの確実性（certainty）で４行まで回復し（１４０フレーム）、チャンバーの容積が１５μｌ減少する。
【００２８】
本発明の機器は、２ステージＴＥ冷却ＣＣＤチップを有する。冷却によって、暗電流が減少する。本発明の機器は、暗電流の規格（内部システム温度は４０℃未満）を満たすのに十分な、１ステージＴＥ冷却も考慮に入れており、より安価な検出器オプションを提供する。
【００２９】
本発明は、４０×対物レンズの単独での使用、または画像獲得で使用される現行の１０×対物レンズと組み合わせた使用も考慮に入れる。
【００３０】
画像獲得のための全時間は、５つの構成要素から成る。これらには、システムの設定／排出位置への移動、サンプルのｘ−ｙ方向での移動、フィルタキューブの移動、画像の獲得（積分時間）および画像の転送に費やされた時間が含まれる。
【００３１】
色ごとのアプローチでの全獲得時間では、まずカートリッジ全体を第１のキューブで画像処理し、その後、次のキューブで処理する。これを、全ての色につき獲得された画像を各位置ごとに得た後に次の位置に移動させる、位置ごとのアプローチと比較する。獲得時間の線図を、以下の表に示す（表１）。ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）を使用したＤＡＰＩ、ＰＥおよびＡＰＣを例示的な図により示すが、これらは本発明の具体例を限定するものではない。
【００３２】
【表１】
【００３３】
個々の画像の獲得に費やされる時間は、どちらの方法でも同じであるが、異なる色素については異なっており、ＤＡＰＩでは０．１１秒、ＰＥでは０．２２秒、ＦＩＴＣでは０．１１秒、ＡＰＣでは０．６６秒である。色ごとの方法と位置ごとの方法との比較は、主な相違が、費やされた全時間がｘ−ｙ方向のサンプル移動時間によって影響を受けることであることを示す。
【００３４】
色ごとの合計時間は、下式によりモデル化される。
Ｔ色ごと＝Ｔ初期＋１４０×Ｔ獲得＋５６０×（Ｔｘｙ移動／／Ｔ転送）＋４×Ｔフィルタ移動＋Ｔ最終 （１）
【００３５】
位置ごとの場合、そのモデルは下式により与えられる。
Ｔ位置ごと＝Ｔ初期＋１４０×Ｔ獲得＋１４０×（Ｔｘｙ移動／／Ｔ転送／／Ｔフィルタ移動４−１）＋４２０×（Ｔフィルタ移動１−２／２−３／３−３／３−４／／Ｔ転送）＋Ｔ最終 （２）
（式中、（Ａ／／Ｂ）は、（Ａ＞Ｂ）の場合はＡを、（Ａ≦Ｂ）の場合はＢを意味する。）
【００３６】
ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムについて、下記の値であると仮定すると、すなわちＴ初期＋τ最終＝６０秒、Ｔ捕獲＝１．１秒、Ｔ転送＝０．１１秒、Ｔｘｙ移動＝０．５秒、Ｔフィルタ移動＝２秒、Ｔフィルタ移動４−１＝６秒と仮定すると、得られる全獲得時間は、色ごとのアプローチの場合５００秒（８分２０秒）であり、位置ごとのアプローチの場合１９００秒（３１分４０秒）である。
【００３７】
本発明では、これらの時間は下記の通りである；Ｔ捕獲＝０．６秒、Ｔ転送＝０．１１秒、Ｔｘｙ移動＝０．１秒、Ｔフィルタ移動＝０．２秒、Ｔフィルタ移動４−１＝０．５秒。
【００３８】
ＩＣＸ２８５チップのＱＥがより高くなると、Ｔ捕獲時間が短縮し、一方、Ｔｘｙ移動およびＴフィルタ移動についての時間の短縮は、それぞれナノモーションステージおよびフィルタチェンジャに起因する。これらの時間の短縮の結果、色ごとおよび位置ごとのアプローチでは、合計時間がそれぞれ２００秒（３分２０秒）および３００秒（５分）になる。両方のアプローチについての全獲得時間は、実質的に短縮する。このように、色ごとのアプローチは依然として速いが、その差は、位置ごとのアプローチをより実用的なものにするのに十分小さい。実際、短縮された獲得時間によって、退色による著しい影響を受けることなくＰＥによって画像処理することが可能になる。
【００３９】
位置ごとのアプローチのさらなる利点は、セルが位置合わせされたままであることである。
【００４０】
最後に、本発明の機器は、迅速な低コストのサービスコールを可能にするための分野で容易に交換可能なユニットが提供されるように設計される。これらのユニットは、電源、Ｘ−Ｙステージアセンブリ、Ｚステージアセンブリ、フィルタ（Ｗ）ステージアセンブリ、サーボ増幅器（４）、ＣＣＤカメラ、画像処理および照明光学部品アセンブリ、対物レンズ、フィルタキューブ、ランプおよびハウジング、コンピュータおよび周辺機器、シャッタ／ＮＤフィルタアセンブリ、エアフィルタ、主回路基板およびケーブルを含む。
【００４１】
安全確保には、エンクロージャインターロッククロージングシステムシャッタが含まれる。ランプハウジングのインターロックは、ランプ供給を不可能にする。ＵＶフィルタの安全メガネが機器と共に供給される。この機器は、米国、欧州および日本において、いかなる構成部品も切り替えることなく操作することができる。
【００４２】
これらの改良点は、当業者が思い描くことができる装置および方法の、多数のさらなる可能性がある適用を単に例示したものであり、したがって、何ら本発明の範囲を限定するものではないことを、理解し認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ベンチトッププロフィルの全体的なデザインを示す図である。（Ａ）箱状ユニットの外観図。（Ｂ）システム構成部品の内部構造図。
【図２】ＭａｇＮｅｓｔ（商標）と画像処理システムとの間の連絡のために修正を加えたステージを示す図である。
【図３】位置的な正確さを提供するために、リニアモータとリニアエンコーダの関係を示す図である。
【図４】フィルタキューブ（Ｗ）、対物レンズ（Ｚ）およびカートリッジ（ＸおよびＹ）が移動する軸方向を図示したものである。
【図５】機器の構成部品に関する照明経路を示す図である。
【図６】光路を示す照明経路の図である。
【図７】支持カラー（２）と共にランプ（１）を示す、事前に位置合わせした構造の図である。調節ねじ（３）、（４）および（５）はカラーの最上にあるが、調節ねじ（６）は外側面に位置付けられ、調節ねじ（７）は底部にある。
【図８】所定位置に電極を有するランプを備えたアライメントフィクスチャ−Ｆ６００４０の概略図である。
【図９】ランプ用の完成した支持装置の図である。パネルＡは、ランプを備えた支持装置を示す。パネルＢは、所定位置にステージランプ点灯システムを有する装置を示す。パネルＣは、外部ハウジングを有する装置を示す。
【図１０】ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ ＡＰＣキューブと、本発明のＡＰＣキューブとの比較を示す図である。
【図１１】カメラ、レンズ、ミラー、キューブおよび対物レンズに対する光の方向を示した画像処理経路の図である（パネルＡ）。所定位置の装置に関して示される画像処理経路を示す図である（パネルＢ）。
【技術分野】
【０００１】
（優先権情報）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２００４年８月１７日出願の米国仮出願第６０／６０２５０４号と、２００５年１月２１日出願の第６０／６４５６８３号と、２００５年１月３１日出願の第６０／６４８４７７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般的には自動サンプル画像処理の分野、より詳細には、特定の疾患、特に癌の、診断、モニタリングおよび管理に関する分析用の自動機器による、体液から単離された希少細胞の画像サイトメトリーに関する。
【背景技術】
【０００３】
腫瘍細胞は、しばしば癌腫患者の血液中に、非常に低頻度の希少細胞（＜１０細胞／ｍｌ）として存在する。これらのレベルは、臨床的に有用な情報を提供することができる。しかしながら、循環腫瘍細胞の存在を検出し定量するのに必要とされる面倒な手順と、低値の統計は、高レベルの変動を結果にもたらす。本発明のシステムは、血液サンプルなどの流体サンプル中の希少細胞検出のために（すなわち、上皮由来の循環希少腫瘍細胞）臨床検査室で使用される、画像処理機器を改良する。
【０００４】
一般的には、これらの希少細胞は、標識し、磁気手段により血液から分離することによって、標的とされる。捕捉された細胞を蛍光標識して、非標的細胞および対照細胞からの検出および同定を可能にする。ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）は、血液サンプル中の細胞からの蛍光シグナルに基づいて、免疫磁気選択細胞を計数および同定する半自動蛍光顕微鏡である。
【０００５】
標的希少細胞を含有することが疑われる血液サンプルを、所望の希少細胞を富化させることによって前処理する。富化は、標的細胞に特異的な抗体を磁気粒子に結合することによって得られる。この免疫磁気複合体を、磁場の存在下で血液サンプルと一緒にし、標的細胞の免疫磁気捕獲を行う。標的細胞を含有する富化血液画分を得た後、引き続いての画像処理のために蛍光試薬を添加する。富化細胞を目視用カートリッジ内に置き、次いでこれを磁気機器内に置くが、この機器では、サンプル中の磁気標識された細胞をチャンバーの光学的に透明な平面に向けて、免疫磁気アライメントおよび画像分析を行うものである。本発明で使用される新規なサンプルチャンバー（ＵＳ １０／０７４９００およびＵＳ １０３０３３０９）およびＣｅｌｌ Ｓｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムは、以下の特許および同時係属出願、すなわち米国特許第５１８６８２７号、米国特許第６６９８２７１号、米国特許第６１２０８５６号、米国特許第６５５１８４３号、ＵＳ ０９／７０２１８８、ＵＳ １０／４４９３５５に組み込まれている。次いで磁気機器およびチャンバーを、コンピュータ制御式フィルタセレクタおよびデジタル制御式Ｘ−Ｙ−Ｚステージを備えた蛍光顕微鏡に配置する。画像を、４組の異なる蛍光フィルタでサンプルカートリッジをスキャンすることにより獲得する。獲得した画像を自動ソフトウェア解析により処理して、標的細胞の画像を含むデータをコンパイルする。個々のフレームを目視し、標的細胞を手作業で選択する。この解析は、全ての選択された標的細胞を含有する画像のギャラリーの表示を完備している。
【０００６】
臨床検査室に取り入れる場合、このシステムは、臨床疾患に関連した循環希少細胞を検査するのに使用することができる。例えば、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）の数が転移性乳癌に罹っている患者の疾患の進行に相関する、多施設共同前向き長期臨床試験を容易に確立することができる（米国特許第６３６５３６２号；米国特許第６６４５７３１号；ＵＳ １０／０７９９３９）。
【０００７】
したがって、本発明の主要な概念は、所望の倍率下で細胞のミクロ構造を観察するための顕微鏡システムと共に、生物学的標本中の細胞の検出および計数を評価する検査室診断設備システムから生じる。
【０００８】
顕微鏡視野より広い画像処理領域につきステッピングモータ駆動式ステージを用いる顕微鏡検査技術には、限られた臨床上の有用性がある。例えば、画像サイトメトリー解析で実現可能な画像獲得速度、およびＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムで必要とされる全体的な実験室用ベンチスペースは、その実用的な臨床上の使用を制限する。現在、画像獲得は、スライドまたはサンプルカートリッジを犂耕式にステップごとに進めながら、視野内を移動させることによって実現している。犂耕式移動は、最も速い軸に沿った２つの連続したラインを、反対方向にスキャンする動きである。１つの画像が各ステップごとに得られる。同じサンプルの複数の蛍光画像を得る場合、フィルタキューブを切り替え、それぞれの通過が完了した後に犂耕式移動を繰り返す。このプロセスは、色ごとのスキャンを完了させて、全ての位置および全ての色に関して画像が獲得されるまで繰り返す。フィルタキューブとサンプルとの両方の移動は、獲得速度を厳格に制限するサーボフィードバックを用い、ステッピングモータステージによって実現される。フィルタキューブを隣りに移動させるには、約２秒を要し、さらに０．５秒かけて、２つの連続する位置の間に踏み込む。したがって全獲得時間は、全移動時間に全画像獲得時間を加えたものからなり、獲得は、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）のような画像処理システムの移動時に費やされた大部分の時間になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術では、顕微鏡ステージを駆動するのにステッピングモータ技術を用い、これはステッピングモータでの最大駆動頻度が限定される技術であるので、大面積画像獲得時間を改良するための新しい機器を開発することが求められている。さらに、サンプル（またはカートリッジ）の移動は、流体の慣性によって細胞を移動させる可能性がある。細胞のどのような動きも、獲得ソフトウェアによって画像の解釈を誤らせ、かつ予測不可能な同定によって１つの細胞を２つと数える可能性がある。
【００１０】
従来技術が持つもう一つの問題は、ステージ移動中に、サンプルが絶えず照射されることである。その結果、細胞標識に使用される蛍光色素は、退色することになる。フィコエリトリン（ＰＥ）は、細胞標識で一般的には使用される色素であるが、退色に非常に感受性である。移動時に費やされる時間を短縮することによって、サンプル退色の程度を低減させることになる。
【００１１】
ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）技術に包含される設備は、磁気機器（米国特許第５９８５１５３号）内に置かれたサンプルチャンバー（ＵＳ １０／０７４９００、ＵＳ １０／３０３３０９および米国特許第５９９３６６５号）を含み、これは、サンプル中の磁気標識細胞を、チャンバーの光学的に透明な平面に向けるものである。次いで磁気機器およびチャンバーを、コンピュータ制御式フィルタセレクタおよびデジタル制御式Ｘ−Ｙ−Ｚステージを備えた蛍光顕微鏡に配置する。
【００１２】
本発明は、複数の蛍光指示薬を使用して迅速なサンプル解析を行うための、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）自動診断システムの改良である。画像処理機器は、ほとんどの臨床検査室ベンチトップ上に都合良く配置するために、構成部品を単純な箱形にまとめることによってさらに改良される。これは、十分な量の空間がない自動検査室に、実用的な構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、臨床検査室で使用される希少細胞検出用の画像診断機器を改良して、臨床検査室で自動操作を行うための画像システムに関する装置および方法を提供する。本発明の機器は、スペースが最小限に抑えられた検査室のベンチトップに適合するように、単純な外箱状のデザインに設計されたコンパクトな内蔵型のユニットである。照明および集光光学部品は、多数の患者サンプルの分析の際、臨床検査室の技術者が容易に接触し使用できるように構成される。
【００１４】
さらに、フィルタキューブの切替えおよびステージ移動の際に使用されるステッピングモータ技術は、閉フィードバックループでナノモーションモータに代えられている。これらの動きは、１を超えるフィルタキューブが必要な複数の蛍光検出器または色素から１つの画像を作成する場合、極めて重要である。より具体的には、各キューブごとの移動時間は、２つの連続するフィルタキューブに関して２から０．２秒短縮される。２つの連続する位置の間での移動に費やされる時間は、０．５から０．１秒短縮される。画像獲得に必要な面積は、システムの視野よりも広いので、画像全体の獲得は、いくつかの異なる位置での画像獲得を必要とする。ナノモーションモータは、これらの機能に必要とされる時間を短縮し、移動時に費やされる時間である全獲得の一部を制限する。次いで時間の大部分は、サンプルおよび／またはキューブの移動に費やされる時間の代わりに、画像そのものの獲得時に費やされることになる。さらに、全獲得時間が劇的に短縮した状態では、サンプル、特にＰＥを有するサンプルの退色が低減する。獲得時間が十分に短縮されたことにより、画像全体の位置ごとのスキャンが可能になる。位置ごとのスキャンによって、犂耕式移動で隣りの位置に移動する前に、全てのフィルタキューブに関して画像が獲得される。色ごとにスキャンする間、画像のいずれの可能な移動もなくなる。
【００１５】
本発明の自動蛍光光学画像処理機器は、さらに、免疫磁気選択および位置合わせがなされた蛍光標識済み循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）の計数における事前に位置合わせした電球および設置／使用方法を提供する。本発明は、マスターランプ／ステージユニットの設定を通して、ランプハウジングステージの標準化を行う。このマスターランプは、図面に示されるように、調節カラー内に据えられる。カラーは、電球のフィラメントを微調整する、機械加工された隙間を有する。したがってカラーは、任意の機器ユニットに対する電極の正確なアライメント（Ｘ−Ｙ−Ｚの向き）を確実にするのに使用される。アライメントがなされたら、最終的な支持のために、カラー−電球ユニットをＶブロック構造に挿入する。アライメントにおける任意の引き続いてのシフトのさらなる改良は、フレキシブルな接続リードとして編組線（braded wire）を使用することである。これらの組み合わされた改良によって、事前に位置合わせした電球を、任意の対応する画像処理ユニットで使用することが可能になる。これは、それぞれの位置で個々のユニットのアライメントを行うコストを低下させ、効率的な設置を提供する。
【００１６】
したがって、この自動希少細胞画像処理機器は、サンプル分析の速度を改善する。臨床診断検査室でのシステムのコンパクトなデザインにより、転移性癌などの疾患の臨床状態を標的とするための、標的細胞の計数および同定が可能になる。事前に位置合わせした電球構造では、迅速で都合の良い維持を行うことができる。併せて、これらの概念は、限定されるものではないが、初期癌でのスクリーニングおよび検出、療法に応答する疾患寛解のモニタリング、およびより効果的な投薬計画または再発の場合の代替療法の選択のごとき、サンプル標本中の標的細胞の検出および定量に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の装置は、現行のＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）技術を改良して、臨床検査環境により役立つ機器において、使用者がそれほど介入することなく、より強固な適用を提供する。
【００１８】
第１に、全体的なレイアウトは、検査室内での効率的なスペース管理のためにコンパクトなベンチトッププロフィールが得られるような、非顕微鏡タイプのデザインである（図１参照）。このシステムは、接続ケーブルが散乱するのを防止し、かつ検査室の職員が触ろうとしないように、単純な流線形の箱詰めユニットに入れられる（図１Ａ）。内部の構成部品は、限られたスペースで効率的な照明および集光光学部品が得られるように設計される（図１Ｂ）。
【００１９】
第２に、個々の構成部品の改良は、より多様な用途をもたらす。このユニットは、複数の解析のために個々のサンプルをスキャンすることができる。さらに、このユニットは、複数の分析物特異的試薬（ＡＳＲ）および関連するソフトウェアアルゴリズムを含むように拡張可能である。ＭａｇＮｅｓｔ（商標）、すなわち磁気機器は、データボタンインターフェースを通してステージに連絡する（図２参照）。このステージは、正確さ（図３参照）および精度の両方が改良される。プラットフォームの動作は、動作制御器（Ｇａｌｉｌ）、圧電モータ（Ｎａｎｏｍｏｔｉｏｎ）および位置エンコーダ（Ｒｅｎｉｓｈａｗ）を通して機能する。これは、図４に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ平面およびフィルタ（Ｗ）に０．２ミクロンの解像度をもたらす。光学構成部品には、操作者が調節可能な一体型Ｎｉｋｏｎレンズを備えたＯｒｉｅｌランプアセンブリを含む。レンズシステムは、表面反射で失われる光量を減少させるためにほんの少ししか部品がなく、照明の到達は、一般的には使用されているＫｏｈｌｅｒ照明よりも効率的である。１０×対物レンズおよび光源としての１００Ｗ水銀アークランプは、従来の設計と同様である。
【００２０】
コンパクトなデザインにとって極めて重要なのは、独自の照明経路であり、ステージの配置と共に、従来の顕微鏡構造を新しい形状に適合させることが可能になる（図５）。得られる照明経路は、関連するレンズ、フィルタおよび光源への容易な到達を可能にする（図６）。照明システムは、３５０から１０００ｎｍの波長が可能な蛍光励起範囲を有する。強度および均一性は、たとえランプハウジングに後部反射器がないとしても、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）とほぼ同等である。
【００２１】
水銀ランプは、調節ノブの数を３個に減らしたＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同等である（以前の６個ではない）。これは、使用者によるランプ交換を容易にしている。
【００２２】
本願は、事前に位置合わせしたランプシステムの最適な使用も包含する。図７は、ランプ（１）との関係でカラー（２）を示し、調節ねじ（３）、（４）、（５）、（６）および（７）がカラー表面に最適に配置される。図８に示すように、アライメントフィクスチャＦ６００４０を光学コンパレータで使用して（すなわち５０×レンズ）、寸法０．０００にゼロ設定し、調節ねじ（７）を使用してトップ電極位置を２．５１０±０．００１に調節する。調節ねじ３−４−５は、水平公差が底部電極の厚みよりも広くならない状態で、トップ電極（１）を光学コンパレータ上の水平中心線に位置合わせするのに使用する。これらのステップを、トップ電極が光学コンパレータ上の水平中心線に位置合わせされるまで継続する。ランプは、１００Ｗの水銀電球である。図９は、ランプ用の完成した支持装置を示す。パネルＡは、ランプおよび支持体のみを備えた状態を示す。パネルＢは、関連するステージランプ点灯システムを備えた状態を示し、パネルＣは、外部ハウジングを所定位置に備えた状態を示す。
【００２３】
フィルタキューブはＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同様であるが、フィルタキューブの数は、４個から６個に増える。ＤＩＯＣ／ＰＥキューブは変わらない。ここでは、デュアルポジティブの数を減少させると同時に感度が維持されるよう、ＡＰＣキューブに修正を加える。ＤＡＰＩキューブは、このキューブの自動蛍光および漏洩が低下するように改良されている。また、ＡＰＣキューブは、より低い輝度のＣＴＣがＡＰＣチャネル内に生じると同時にＡＰＣ感度が維持される状態で、ＰＥブリードオーバを低下（約５０％）させるように改良されている。ＡＰＣ検出効率は、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）と同一である。本発明により支持することができる追加のＡＳＲタグには、１種のＡＳＲを用いたＩＲＱドット（Ｅｘ＝３５０ｎｍおよびＥｍ＝８００ｎｍ）、２種のＡＳＲを用いたランタニド（ｅｘ＝３５０ｎｍ、Ｅｍ＝６１５ｎｍ（Ｅｕ）および５５０ｎｍ（Ｔｂ））、および２種のＡＳＲを用いたＵＰＴ（Ｅｘ＝９８０ｎｍ、Ｅｍ約４９０および５８０ｎｍ）が含まれる。さらなる改良には、バーコード付きラテックスおよびスペクトル補正が含まれる。これらの要素は、ＰＥブリードを減少させ（５０％）かつＡＰＣチャネル内のＣＴＣの輝度がより低い状態で、ＡＰＣキューブを改良する（図１０）。さらに、ＡＰＣ効率は、検出される白血球％に損失がなく、同一である。
【００２４】
本発明の機器では、バックライトの設計にさらなる改良点がある。バックライトは、カートリッジの縁部の発見、機器の初期アライメント、および所望による明視野画像処理のために使用される。ＬＥＤは、光源として使用する。均一性は良好である（ＣＶ ２．５％）。
【００２５】
検出システムは、より良好な解像度、感度、ダークノイズ、ダイナミックレンジおよび平坦度（field flatness）を有する状態で、ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）にも勝るように改良される。４００から８００ｎｍの波長を検出することができ、それと共に、ＭＴＦ（変調伝達関数）のごく一部を犠牲として４００〜１１００ｎｍまで拡張する選択肢がある。
【００２６】
画像処理経路を図１１に示す。パネルＡが光路を示すのに対し、パネルＢは装置を示している。
【００２７】
チップ幅は３％小さく、その結果、１つのフィルタ当たり１７５フレーム（すなわち、１つ余分な行）で多数回のスキャンが行われる。サンプルチャンバーの幅は５％減少し、そのため３シグマの確実性（certainty）で４行まで回復し（１４０フレーム）、チャンバーの容積が１５μｌ減少する。
【００２８】
本発明の機器は、２ステージＴＥ冷却ＣＣＤチップを有する。冷却によって、暗電流が減少する。本発明の機器は、暗電流の規格（内部システム温度は４０℃未満）を満たすのに十分な、１ステージＴＥ冷却も考慮に入れており、より安価な検出器オプションを提供する。
【００２９】
本発明は、４０×対物レンズの単独での使用、または画像獲得で使用される現行の１０×対物レンズと組み合わせた使用も考慮に入れる。
【００３０】
画像獲得のための全時間は、５つの構成要素から成る。これらには、システムの設定／排出位置への移動、サンプルのｘ−ｙ方向での移動、フィルタキューブの移動、画像の獲得（積分時間）および画像の転送に費やされた時間が含まれる。
【００３１】
色ごとのアプローチでの全獲得時間では、まずカートリッジ全体を第１のキューブで画像処理し、その後、次のキューブで処理する。これを、全ての色につき獲得された画像を各位置ごとに得た後に次の位置に移動させる、位置ごとのアプローチと比較する。獲得時間の線図を、以下の表に示す（表１）。ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）を使用したＤＡＰＩ、ＰＥおよびＡＰＣを例示的な図により示すが、これらは本発明の具体例を限定するものではない。
【００３２】
【表１】
【００３３】
個々の画像の獲得に費やされる時間は、どちらの方法でも同じであるが、異なる色素については異なっており、ＤＡＰＩでは０．１１秒、ＰＥでは０．２２秒、ＦＩＴＣでは０．１１秒、ＡＰＣでは０．６６秒である。色ごとの方法と位置ごとの方法との比較は、主な相違が、費やされた全時間がｘ−ｙ方向のサンプル移動時間によって影響を受けることであることを示す。
【００３４】
色ごとの合計時間は、下式によりモデル化される。
Ｔ色ごと＝Ｔ初期＋１４０×Ｔ獲得＋５６０×（Ｔｘｙ移動／／Ｔ転送）＋４×Ｔフィルタ移動＋Ｔ最終 （１）
【００３５】
位置ごとの場合、そのモデルは下式により与えられる。
Ｔ位置ごと＝Ｔ初期＋１４０×Ｔ獲得＋１４０×（Ｔｘｙ移動／／Ｔ転送／／Ｔフィルタ移動４−１）＋４２０×（Ｔフィルタ移動１−２／２−３／３−３／３−４／／Ｔ転送）＋Ｔ最終 （２）
（式中、（Ａ／／Ｂ）は、（Ａ＞Ｂ）の場合はＡを、（Ａ≦Ｂ）の場合はＢを意味する。）
【００３６】
ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ（登録商標）システムについて、下記の値であると仮定すると、すなわちＴ初期＋τ最終＝６０秒、Ｔ捕獲＝１．１秒、Ｔ転送＝０．１１秒、Ｔｘｙ移動＝０．５秒、Ｔフィルタ移動＝２秒、Ｔフィルタ移動４−１＝６秒と仮定すると、得られる全獲得時間は、色ごとのアプローチの場合５００秒（８分２０秒）であり、位置ごとのアプローチの場合１９００秒（３１分４０秒）である。
【００３７】
本発明では、これらの時間は下記の通りである；Ｔ捕獲＝０．６秒、Ｔ転送＝０．１１秒、Ｔｘｙ移動＝０．１秒、Ｔフィルタ移動＝０．２秒、Ｔフィルタ移動４−１＝０．５秒。
【００３８】
ＩＣＸ２８５チップのＱＥがより高くなると、Ｔ捕獲時間が短縮し、一方、Ｔｘｙ移動およびＴフィルタ移動についての時間の短縮は、それぞれナノモーションステージおよびフィルタチェンジャに起因する。これらの時間の短縮の結果、色ごとおよび位置ごとのアプローチでは、合計時間がそれぞれ２００秒（３分２０秒）および３００秒（５分）になる。両方のアプローチについての全獲得時間は、実質的に短縮する。このように、色ごとのアプローチは依然として速いが、その差は、位置ごとのアプローチをより実用的なものにするのに十分小さい。実際、短縮された獲得時間によって、退色による著しい影響を受けることなくＰＥによって画像処理することが可能になる。
【００３９】
位置ごとのアプローチのさらなる利点は、セルが位置合わせされたままであることである。
【００４０】
最後に、本発明の機器は、迅速な低コストのサービスコールを可能にするための分野で容易に交換可能なユニットが提供されるように設計される。これらのユニットは、電源、Ｘ−Ｙステージアセンブリ、Ｚステージアセンブリ、フィルタ（Ｗ）ステージアセンブリ、サーボ増幅器（４）、ＣＣＤカメラ、画像処理および照明光学部品アセンブリ、対物レンズ、フィルタキューブ、ランプおよびハウジング、コンピュータおよび周辺機器、シャッタ／ＮＤフィルタアセンブリ、エアフィルタ、主回路基板およびケーブルを含む。
【００４１】
安全確保には、エンクロージャインターロッククロージングシステムシャッタが含まれる。ランプハウジングのインターロックは、ランプ供給を不可能にする。ＵＶフィルタの安全メガネが機器と共に供給される。この機器は、米国、欧州および日本において、いかなる構成部品も切り替えることなく操作することができる。
【００４２】
これらの改良点は、当業者が思い描くことができる装置および方法の、多数のさらなる可能性がある適用を単に例示したものであり、したがって、何ら本発明の範囲を限定するものではないことを、理解し認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ベンチトッププロフィルの全体的なデザインを示す図である。（Ａ）箱状ユニットの外観図。（Ｂ）システム構成部品の内部構造図。
【図２】ＭａｇＮｅｓｔ（商標）と画像処理システムとの間の連絡のために修正を加えたステージを示す図である。
【図３】位置的な正確さを提供するために、リニアモータとリニアエンコーダの関係を示す図である。
【図４】フィルタキューブ（Ｗ）、対物レンズ（Ｚ）およびカートリッジ（ＸおよびＹ）が移動する軸方向を図示したものである。
【図５】機器の構成部品に関する照明経路を示す図である。
【図６】光路を示す照明経路の図である。
【図７】支持カラー（２）と共にランプ（１）を示す、事前に位置合わせした構造の図である。調節ねじ（３）、（４）および（５）はカラーの最上にあるが、調節ねじ（６）は外側面に位置付けられ、調節ねじ（７）は底部にある。
【図８】所定位置に電極を有するランプを備えたアライメントフィクスチャ−Ｆ６００４０の概略図である。
【図９】ランプ用の完成した支持装置の図である。パネルＡは、ランプを備えた支持装置を示す。パネルＢは、所定位置にステージランプ点灯システムを有する装置を示す。パネルＣは、外部ハウジングを有する装置を示す。
【図１０】ＣｅｌｌＳｐｏｔｔｅｒ ＡＰＣキューブと、本発明のＡＰＣキューブとの比較を示す図である。
【図１１】カメラ、レンズ、ミラー、キューブおよび対物レンズに対する光の方向を示した画像処理経路の図である（パネルＡ）。所定位置の装置に関して示される画像処理経路を示す図である（パネルＢ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体サンプルから希少細胞を検出するための、臨床検査室用自動画像処理システムであって、
ａ．コンパクトなデザインを可能にする最適な照明経路を有する照明システム；
ｂ．画像処理用の磁気機器およびサンプルカートリッジを位置決めするための、プレート形を有するＸ−Ｙ−Ｚステージアセンブリ；
ｃ．検出システム；および
ｄ．関連周辺機器を備えたコンピュータを含み、
システムの要素ａ、ｂ、ｃおよびｄが、検査室のベンチトップで使用するのに最適なサイズでコンパクトな内蔵型構造を形成する該システム。
【請求項２】
ＣＣＤカメラ、照明光学部品アセンブリ、対物レンズ、フィルタキューブ、ハウジングを備えたランプおよびシャッタ／ＮＤフィルタアセンブリからなる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
該ランプが事前に位置合わせされている、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
該照明経路が、関連するレンズフィルタおよび光源への容易な到達を可能にする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
３５０から１０００ナノメーターの間の蛍光励起波長を生成する能力を有する請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
該ステージの動きが、０．２ミクロンの解像度を供することが可能な圧電モータによるものである、請求項１に記載のＸ−Ｙ−Ｚステージアセンブリ。
【請求項７】
該サンプルカートリッジの位置合わせ用のバックライト構造を含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
チップ幅が、フィルタ当たり１７５フレームをスキャンするのに十分小さいものである、請求項１に記載の検出システム。
【請求項９】
色ごとのアプローチによって、サンプルカートリッジから複数の画像を獲得するための方法であって、
ａ．システムを画像位置に設定し；
ｂ．カートリッジサンプルを、該位置に対応するｘ−ｙ方向に移動させ；
ｃ．フィルタキューブを位置決めし；
ｄ．該画像を獲得し；
ｅ．該画像を転送し；次いで
ｆ．ｘ−ｙ位置につき要素ｃからｅまでを反復し、該反復が、各フィルタキューブごとに行われることを特徴とする該方法。
【請求項１０】
位置ごとのアプローチによって、サンプルカートリッジから複数の画像を獲得するための方法であって、
ａ．第１のフィルタキューブを位置決めし；
ｂ．システムを画像位置に設定し；
ｃ．カートリッジサンプルを、該位置に対応するｘ−ｙ方向に移動させ；
ｄ．該画像を獲得し；
ｅ．該画像を転送し；
ｆ．各ｘ−ｙ位置ごとに、要素ｂからｅまでを反復し；次いで
ｇ．もう一つのフィルタキューブを位置決めして、要素ｂからｆまでを完了し、該要素が各キューブごとに反復されることを特徴とする該方法。
【請求項１】
生体サンプルから希少細胞を検出するための、臨床検査室用自動画像処理システムであって、
ａ．コンパクトなデザインを可能にする最適な照明経路を有する照明システム；
ｂ．画像処理用の磁気機器およびサンプルカートリッジを位置決めするための、プレート形を有するＸ−Ｙ−Ｚステージアセンブリ；
ｃ．検出システム；および
ｄ．関連周辺機器を備えたコンピュータを含み、
システムの要素ａ、ｂ、ｃおよびｄが、検査室のベンチトップで使用するのに最適なサイズでコンパクトな内蔵型構造を形成する該システム。
【請求項２】
ＣＣＤカメラ、照明光学部品アセンブリ、対物レンズ、フィルタキューブ、ハウジングを備えたランプおよびシャッタ／ＮＤフィルタアセンブリからなる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
該ランプが事前に位置合わせされている、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
該照明経路が、関連するレンズフィルタおよび光源への容易な到達を可能にする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
３５０から１０００ナノメーターの間の蛍光励起波長を生成する能力を有する請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
該ステージの動きが、０．２ミクロンの解像度を供することが可能な圧電モータによるものである、請求項１に記載のＸ−Ｙ−Ｚステージアセンブリ。
【請求項７】
該サンプルカートリッジの位置合わせ用のバックライト構造を含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
チップ幅が、フィルタ当たり１７５フレームをスキャンするのに十分小さいものである、請求項１に記載の検出システム。
【請求項９】
色ごとのアプローチによって、サンプルカートリッジから複数の画像を獲得するための方法であって、
ａ．システムを画像位置に設定し；
ｂ．カートリッジサンプルを、該位置に対応するｘ−ｙ方向に移動させ；
ｃ．フィルタキューブを位置決めし；
ｄ．該画像を獲得し；
ｅ．該画像を転送し；次いで
ｆ．ｘ−ｙ位置につき要素ｃからｅまでを反復し、該反復が、各フィルタキューブごとに行われることを特徴とする該方法。
【請求項１０】
位置ごとのアプローチによって、サンプルカートリッジから複数の画像を獲得するための方法であって、
ａ．第１のフィルタキューブを位置決めし；
ｂ．システムを画像位置に設定し；
ｃ．カートリッジサンプルを、該位置に対応するｘ−ｙ方向に移動させ；
ｄ．該画像を獲得し；
ｅ．該画像を転送し；
ｆ．各ｘ−ｙ位置ごとに、要素ｂからｅまでを反復し；次いで
ｇ．もう一つのフィルタキューブを位置決めして、要素ｂからｆまでを完了し、該要素が各キューブごとに反復されることを特徴とする該方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２００８−５１０９６２（Ｐ２００８−５１０９６２Ａ）
【公表日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２７９７６（Ｐ２００７−５２７９７６）
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２９２６０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２３５６３
【国際公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（３９９０１２９６３）イムニベスト・コーポレイション (10)
【氏名又は名称原語表記】ＩＭＭＵＮＩＶＥＳＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２９２６０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２３５６３
【国際公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（３９９０１２９６３）イムニベスト・コーポレイション (10)
【氏名又は名称原語表記】ＩＭＭＵＮＩＶＥＳＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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