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公開番号2025084108
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2024202031
出願日2024-11-20
発明の名称外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム
出願人三顧股ふん有限公司
代理人個人,個人
主分類G02B 21/00 20060101AFI20250526BHJP(光学)
要約【課題】外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システムを提供する。
【解決手段】システムは、自動ステージモジュール、制御モジュール及び画像位置決めモジュールを含む。自動ステージモジュールは、ステージ調整構造と、移動ステージを含む。ステージ調整構造は、取り外し可能に顕微鏡の一方の側に設けられる。移動ステージは、顕微鏡の対物レンズと載置台の間に位置し、ステージ調整構造の駆動を受けてX軸及びY軸方向に運動する。制御モジュールは、移動ステージを走査方式で移動させるよう制御することで、サンプルシャーレの全部分を順に顕微鏡の対物レンズに通して、複数のサブ画像を取得するために用いられる。画像位置決めモジュールは、顕微鏡のレンズの焦点距離を自動調整するために用いられ、サブ画像の変位を検出すると、サブ画像を正しい位置に自動調整するとともに、画像処理法によりサブ画像を合成して全体画像を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
顕微鏡による細胞サンプルの観察を補助するとともに、前記顕微鏡の震動を回避するための外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システムであって、
ステージ調整構造と、前記ステージ調整構造に接続される移動ステージを含み、前記ステージ調整構造は取り外し可能に前記顕微鏡の一方の側に設けられ、前記移動ステージは、前記ステージ調整構造が前記顕微鏡の一方の側に設けられるときに、前記顕微鏡の対物レンズと載置台の間に位置し、前記ステージ調整構造の駆動を受けてＸ軸及びＹ軸方向に運動する自動ステージモジュールと、
前記ステージ調整構造に接続されて、前記移動ステージを移動させるよう前記ステージ調整構造を制御する制御モジュールであって、前記移動ステージを走査方式で移動させるよう制御することで、サンプルシャーレの全部分を順に前記顕微鏡の前記対物レンズに通して、複数のサブ画像を取得するために用いられる制御モジュールと、
前記制御モジュールに接続される画像位置決めモジュールであって、前記顕微鏡のレンズの焦点距離を自動調整するために用いられ、前記サブ画像の変位を検出すると、前記サブ画像を正しい位置に自動調整するとともに、画像処理法により前記サブ画像を合成して全体画像を生成する画像位置決めモジュール、を含む外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
更に、前記制御モジュール及び前記顕微鏡に接続される画像認識モジュールを含み、前記画像認識モジュールは、前記全体画像を受信して分析することで、前記サンプルシャーレにおける前記細胞サンプルの成長密度及び被覆率を取得する請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項３】
前記移動ステージは、更に、ＸＹ軸ステージを含み、前記ＸＹ軸ステージは、前記ステージ調整構造の駆動を受けて、前記顕微鏡の前記対物レンズと前記載置台の間で、前記サンプルシャーレをＸ軸及びＹ軸方向に水平移動させるために用いられる請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項４】
更に、前記自動ステージモジュールの前記ステージ調整構造及び前記移動ステージを収容するための収容スペースを含む請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項５】
更に、ホールと、前記ホールに対応する密封遮板を含み、前記ホールは、前記自動ステージモジュールの前記ステージ調整構造及び前記移動ステージの出し入れに用いられ、前記密封遮板は、作業環境内の異物による前記ステージ調整構造及び前記移動ステージの汚染を防止するために用いられる請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項６】
前記移動ステージは、更に、取り外し可能な接続ロッドを含む請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項７】
前記ステージ調整構造は、更に、取り外し可能な載置台を含む請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項８】
更に、搬送ベルトを含む請求項１に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項９】
細胞サンプルを観察するための顕微鏡と、
前記顕微鏡に外部から接続されて、前記顕微鏡による前記細胞サンプルの観察を補助するとともに、前記顕微鏡の震動を回避するために用いられる外付け式シャーレ移動装置、を含み、
前記外付け式シャーレ移動装置は、
ステージ調整構造と、前記ステージ調整構造に接続される移動ステージを含み、前記ステージ調整構造は取り外し可能に前記顕微鏡の一方の側に設けられ、前記移動ステージは、前記ステージ調整構造が前記顕微鏡の一方の側に設けられるときに、前記顕微鏡の対物レンズと載置台の間に位置し、前記ステージ調整構造の駆動を受けてＸ軸及びＹ軸方向に運動する自動ステージモジュールと、
前記ステージ調整構造に接続されて、前記移動ステージを移動させるよう前記ステージ調整構造を制御する制御モジュールであって、前記移動ステージを走査方式で移動させるよう制御することで、サンプルシャーレの全部分を順に前記顕微鏡の前記対物レンズに通して、複数のサブ画像を取得するために用いられる制御モジュールと、
前記制御モジュールに接続される画像位置決めモジュールであって、前記顕微鏡のレンズの焦点距離を自動調整するために用いられ、前記サブ画像の変位を検出すると、前記サブ画像を正しい位置に自動調整するとともに、画像処理法により前記サブ画像を合成して全体画像を生成する画像位置決めモジュール、を含む外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
【請求項１０】
更に、前記制御モジュール及び前記顕微鏡に接続される画像認識モジュールを含み、前記画像認識モジュールは、前記全体画像を受信して分析することで、前記サンプルシャーレにおける前記細胞サンプルの成長密度及び被覆率を取得する請求項９に記載の外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞顕微鏡撮影・分析システムに関し、特に、外付けのシャーレ移動式自動細胞顕微鏡撮影・分析システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
細胞培養期間には、頻繁に細胞培養装置から細胞培養シャーレを人為的な方式で定期的に取り出して、顕微鏡により細胞の成長状態を観察することで、細胞の回収時期を判断するとともに、そのロットの細胞培養品質を評価する必要がある。細胞培養過程において、細胞培養品質は、主に、細胞形態の観察、細胞生存率の測定、細胞増殖の分析、細胞汚染の検出等により評価される。中でも、顕微鏡による細胞形態の観察は、現在のところ、細胞培養品質の評価において最も一般的で直接的且つ迅速な方法の一つとなっている。細胞の形状及び大きさ、細胞培養シャーレの底部への細胞の付着度合い、及び、シャーレ内の細胞の成長密度（コンフルエンシー）を観察することで、細胞培養品質を評価し、細胞の回収時期を予測する。
【０００３】
従来の一般的なコンフルエンシー評価では、主に、実験の作業者が細胞培養シャーレを顕微鏡の載置台に載置し、接眼レンズを通して、顕微鏡下方の細胞培養シャーレにおける細胞の分布状況及び成長密度を人為的に肉眼で観察する。また、作業者の手部が行う載置台上での細胞培養シャーレの移動と、顕微鏡の摘みを用いて調整される顕微鏡装置での細胞培養シャーレのＸＹＺ軸の移動を組み合わせることで、細胞培養シャーレ内の細胞の成長状態を完全に観察するとともに、作業者の作業経験に基づいてコンフルエンシー分析を行う。しかしながら、細胞培養期間に顕微鏡で細胞のコンフルエンシーを観察する場合には、以下の欠点が生じる可能性がある。
【０００４】
１．観察過程で、作業者の手部が何度も細胞培養シャーレを移動させたり、細胞培養シャーレに接触したりすることで、細胞培養シャーレ内の細胞汚染のリスクが増大する可能性がある。
【０００５】
２．人為的な観察時間が長いため、人の体温又は環境温度に起因して細胞培養シャーレ内の細胞に温度変化が生じる可能性がある。
【０００６】
３．位置決めせずに人為的に手動でシャーレを移動させて観察することで、観察又は撮影の死角が生じる結果、細胞の全面的な観察及び分析が不可能となる場合がある。
【０００７】
作業者の手部でシャーレを移動させることで細胞汚染が発生するとの問題を解決するために、昨今の市場には、自動シャーレ移動機能を有する顕微鏡観察システムが存在する。大部分の自動シャーレ移動機能は、顕微鏡の構成部品に対し直に取り付け及び設置されることで、自動シャーレ移動機能を備える顕微鏡観察システムを形成している。しかしながら、通常、こうしたタイプの顕微鏡観察システムは以下の欠点を有する。
【０００８】
１．一般的な市販の顕微鏡装置に対し、単独で直に取り付け及び設置することができないため、顕微鏡装置ごとに設計し直す必要があり、製造コストが増大する。
【０００９】
２．自動シャーレ移動機能は、顕微鏡の構成部品に対し直に取り付け及び設置されるため、顕微鏡装置の元の設計が変更される結果、手動シャーレ移動と自動シャーレ移動を並存させられなくなる。
【００１０】
３．自動シャーレ移動装置のモータは、動作過程で顕微鏡装置に震動を発生させる場合がある。これにより、画像の位置合わせ不能やフォーカスエラー、又は、細胞培養シャーレの変位が発生しやすくなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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