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公開番号2025133876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025113232,2022530666
出願日2025-07-03,2020-11-23
発明の名称デジタル撮像システム及び方法
出願人ホロジックインコーポレイティド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 21/36 20060101AFI20250904BHJP(光学)
要約【課題】従来のシステムや方法では、検体全体を走査する際に停止して焦点を合わせるのに時間がかかるため、撮影に時間がかかった。
【解決手段】スライドの表面に貼り付けられた検体内に分布する物体の画像を取得するためのシステム及び方法であって、スライドの面と非直交角をなす光軸を有する対物レンズを有するカメラを用いて、スライド面に対して不均一な高さを有する検体から、検体の第1の直線部分の第1の複数の画像を取得することと、第1の複数の画像に撮像された検体の直線部分内の物体の焦点を評価することと、及び、第1の直線部分又は第1の直線部分とは異なる検体の第2の直線部分の第2の複数の画像を取得することと、を含み、第2の複数の画像の取得中に、第1の複数の画像に撮像された物体の評価された焦点に基づいて、スライド面に対する対物レンズの高さを変化させる、方法。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
スライド面に貼り付けられた検体内に分布する物体の画像を、前記スライド面と非直交角をなす光軸を有する対物レンズを有するカメラを使用して取得する方法であって、前記検体は前記スライド面に対して不均一な高さを有し、
前記検体の第１の直線部分の第１の複数の画像を取得することと、
前記第１の複数の画像に撮像された前記検体の前記第１の直線部分内の物体の焦点を評価することであって、焦点外物体の総数が閾値数を超えるかを決定することと、前記第１の直線部分に沿った前記検体の最適な焦点高さを決定することとを含む、評価することと、
前記第１の直線部分に沿った前記検体の前記最適な焦点高さのｚ焦点高さ曲線を計算することと、
前記第１の複数の画像内の焦点外物体の前記総数が前記閾値数を超える場合に、前記検体の前記第１の直線部分を再撮影して第２の複数の画像を取得することであって、前記ｚ焦点高さ曲線に基づいて、前記第２の複数の画像の取得中に前記スライド面に対する前記対物レンズの高さを変化させることと、
前記第１の複数の画像内の焦点外物体の前記総数が前記閾値数を超えない場合に、前記第１の直線部分に直接隣接する前記検体の第２の直線部分の第２の複数の画像を取得することであって、前記ｚ焦点高さ曲線に基づいて、前記第２の複数の画像の取得中に前記スライド面に対する前記対物レンズの高さを変化させることと、を含む方法。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記第１の複数の画像の取得中に、前記スライド面に対する前記対物レンズの高さがほぼ一定である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の複数の画像に撮像された前記物体の焦点を評価することは、前記スライド面に対する前記焦点外物体の各々の高さを決定することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の複数の画像における前記物体の焦点を評価することは、前記第１の複数の画像における取得中に、各々の焦点外物体が前記対物レンズの合焦範囲外である前記スライド面に対する高さに位置するかを決定することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の複数の画像における前記物体の焦点を評価することは、前記第１の複数の画像における取得中に、各々の焦点外物体が、前記対物レンズの合焦範囲の最大高さよりも高い又は最小高さよりも低い前記スライド面に対する高さに位置するかを決定することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の複数の画像における前記物体の焦点を評価することは、前記第１の直線部分内の焦点外物体の各々の位置を決定することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
前記画像の取得中に、前記カメラ及び前記スライドの一方又は両方が、他方に対して側面方向に移動する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記スライド面に対する前記対物レンズの高さは、前記直線部分の各々の長さ方向の位置に対する前記カメラの直線位置の関数として、前記カメラに対する前記スライド面の高さを増加及び／又は減少させることによって変化する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スライド面に対する前記対物レンズの高さは、前記第１又は第２の直線部分の各々の長さ方向の位置に対する前記カメラの直線位置の関数として、前記スライド面に対する前記カメラの高さを増加及び／又は減少させることによって変化する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の直線部分から前記第２の複数の画像が取得される、請求項１に記載の方法。
（【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】
本出願は、２０１９年１１月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０１６３号に対して米国特許法第１１９条に基づく利益を主張し、その内容を参照により本出願に援用する。
続きを表示（約 3,300 文字）【０００２】
本開示は、概して、撮像装置の被写界深度を超える厚さを有する細胞学的（細胞性）検体など、スライドの面に貼り付けられた検体のデジタル画像を取得するためのシステム及び方法に関する。
【０００３】
何れかの目的のために本明細書で特定された全ての米国及びＰＣＴ特許及び特許公報は、その全体が参照により援用される。
【背景技術】
【０００４】
細胞学は、細胞の形成、構造及び機能を研究する生物学の一分野である。実験室の設定における適用として、細胞学者、細胞検査技師、及び他の医療専門家は、患者の細胞試料の目視検査に基づいて患者の状態の医学的診断を行う。このような試料は本明細書では「細胞学的」検体と呼ばれる。典型的な細胞学的手法には、子宮頸がんの発症の前兆である異常な細胞の存在を検出するために女性の子宮頸部から細胞を掻き取り、分析する「パップスミア」試験がある。人体の他の部分における異常な細胞及び疾患を検出するためにも細胞学的手法は使用される。
【０００５】
細胞学的手法が広く採用されているのは、本明細書で「病理学的」検体と呼ばれる固体組織試料を、スプリング装填された並進可能なスタイレットや固定カニューレなどを有する特殊な生検針を用いて患者から切除する生検などの伝統的な外科的病理学的手順と比べて、分析のために細胞検体を採取することは概して侵襲性が低いためである。細胞試料は、例えば、ある領域を掻き取る若しくは拭き取るか、又は、針を用いて胸腔、膀胱、脊柱管、若しくは他の適切な領域から体液を吸引することを含む様々な技術によって患者から採取され得る。採取された細胞試料は、典型的には保存液に入れられ、続いて保存液から抽出されてスライドガラスに移される。その後の染色及び検査を容易にするため、細胞試料に固定剤を塗布し、細胞がスライドガラスに確実に固定されるようにする。
【０００６】
概して、スライド上の細胞は、個々の細胞を検査できるように、適切な空間分布を有していることが望ましい。通常、単層の細胞が好ましい。したがって、多くの細胞（例えば、数万個）を含む液体試料から細胞学的検体を調製するには、典型的には、細胞を機械的分散、液体せん断、又は他の手法によって最初に互いに分離し、薄い単層の細胞を回収してスライド上に堆積させることができるようにすることを必要とする。このようにすることで、細胞検査技師は、患者試料中の任意の異常な細胞の存在をより容易に識別することができる。また、適切な数の細胞が評価されたことを確認するために、細胞を数えることもできる。
【０００７】
液体試料容器から細胞の薄い単層を作り、次にこの薄層を目視検査に有利な「検体スライド」に移すための特定の方法及び装置は、米国特許第５１４３６２７号、５２４０６０６号、５２６９９１８号、５２８２９７８号、６５６２２９９号、６５７２８２４号及び７５７９１９０号明細書に開示されている。これらの特許に開示されている方法の一つに、保存液に懸濁させて試料容器に保存されている患者の細胞を、容器に挿入した回転式サンプルコレクターで分散させる方法がある。サンプルコレクターに制御された真空をかけ、所望の細胞の量及び空間分布がサンプルコレクターのスクリーンフィルターに捕集されるまで、フィルターを通して液体を吸引する。その後、サンプルコレクターをサンプル容器から取り出し、フィルター部分をスライドガラスに押し当て、採取した細胞を採取時とほぼ同じ空間分布でスライドガラスに移す。これらの特許の１つ以上の教示に従って製造された装置は、マサチューセッツ州マルボロを拠点とするＨｏｌｏｇｉｃ社で製造、販売されているＴｈｉｎＰｒｅｐ（登録商標）２０００Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（患者試料から１つずつ処理する検体スライド）、ＴｈｉｎＰｒｅｐ（登録商標）５０００Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（患者試料からバッチ処理する検体スライド）など商業的に成功を収めている。さらに、米国特許第７５５６７７７号及び７７７１６６２号明細書も参照する。
【０００８】
検体スライドが調製されると、検体は、典型的には倍率下で、且つ、各種照明源を用いて或いは用いずに、細胞検査技師によって目視で検査され得る。加えて又はそれに代えて、細胞検査プロセスを補助する自動スライド撮像システムも使用されている。例えば、自動スライド撮像システムは、細胞検査技師をスライド上の潜在的に最も関連性の高い細胞に誘導して綿密な検査を実施することができるように、スライドに固定された細胞学的検体内の個々の細胞の全て又は実質的に全ての画像を撮像し、画像処理技術を用いて細胞の予備評価を実施する。このような撮像システムの例は、米国特許第７５８７０７８号、６６６５０６０号、７００６６７４号、７３６９３０４号及び７５９０４９２号明細書に開示されている。実際の検体スライドを拡大して検査する場合でも、検体の拡大画像を検査する場合でも、検体は通常、細胞検査技師によって「正常」又は「異常」のいずれかに分類され、異常試料は通常、子宮頸部／膣の細胞学的診断を報告するためのベセスダシステムで定義された主要分類のいずれかに該当する。
【０００９】
しかしながら、生体検体のデジタル画像を取得するための従来のシステムや方法には、多くの欠点がある。例えば、従来のシステムや方法では、検体全体を走査する際に停止して焦点を合わせるのに時間がかかるため、撮影に時間がかかった。さらに、焦点を合わせるために停止しない従来のシステム及び方法では、通常、検体全体にわたって単一の焦点面のみを提供する。細胞学的検体及び病理学的検体の両方の生体検体は実際には３次元的なものである（すなわち、奥行きを有する）。したがって、生体検体のデジタル画像を得るためには高倍率且つ焦点距離が必要なため、画像の被写界深度は非常に限られる。そのため、焦点面内の被写界深度の外側にある検体の部分は、焦点が合っていない、又は、画像で視認できなくなる。検体の複数の異なる深度で焦点の合ったデジタル画像を得るためには、検体又はカメラを移動させるか、又は、焦点レンズを調整することによって、焦点面を調整する必要がある。しかしながら、これには焦点面ごとに検体の追加走査が必要になったり、焦点を合わせ直すために一定期間毎に停止したりする必要があるためさらに取得時間がかかる。
【００１０】
従来技術の撮像システムの前述の問題の多くは、ＰＣＴ国際公開第２０２０／０９１９６５（Ａ２）号パンフレット（国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１９／５５４５８、２０１９年１０月９日出願）に開示及び説明されている撮像システム及び方法によって対処され、解決される。国際公開第２０２０／０９１９６５（Ａ２）号パンフレットに開示された撮像システム及び方法の主要な態様は、以下に説明及び議論されるが、検体の厚さ全体を含む焦点範囲内の画像を撮像するためにスライド面に対して傾斜した対物レンズを有するカメラの一度の走査経路によって、焦点の合った検体内で異なる深度の細胞の画像を撮像する性能を含む。しかしながら、一部の検体スライドでは、国際公開第２０２０／０９１９６５（Ａ２）号パンフレットでは対処されていない特定の問題が生じる。例えば、カバースリップが不均一であること、又は初めにスライドを調製する際の他の側面によって、検体の厚み、すなわちスライド面に対する検体の高さが不均一な場合である。この場合、検体中の細胞の一部（おそらくかなりの量）が焦点範囲外になる。したがって、国際公開第２０２０／０９１９６５（Ａ２）号パンフレットに開示される撮像システム及び技術のさらなる改良は、この焦点外の細胞の問題を解決するのに有用であろう。
【発明の概要】
（【００１１】以降は省略されています）

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