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WO2011117953A1 - 測定システム - Google Patents

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Publication number
WO2011117953A1
WO2011117953A1 PCT/JP2010/007603 JP2010007603W WO2011117953A1 WO 2011117953 A1 WO2011117953 A1 WO 2011117953A1 JP 2010007603 W JP2010007603 W JP 2010007603W WO 2011117953 A1 WO2011117953 A1 WO 2011117953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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blood
disk
liquid
grooves
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/007603
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宣弥 橋爪
北村　圭司
西本　尚弘
倫明 津田
木村　裕一
千江 関
巖 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
National Institutes For Quantum Science and Technology
Original Assignee
Shimadzu Corp
National Institutes For Quantum Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, National Institutes For Quantum Science and Technology filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2012506681A priority Critical patent/JP5298237B2/ja
Publication of WO2011117953A1 publication Critical patent/WO2011117953A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
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    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"

Definitions

  • the present invention relates to a measurement system for measuring light generated from luminescent or fluorescent substances contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured.
  • Measured system is used, for example, in a liquid sampling device.
  • a blood collection device that collects blood, that is, collects blood will be described.
  • Blood collection devices are used for quantitative analysis in nuclear medicine diagnosis (eg, PET (Positron Emission Tomography), SPECT (Single Photon Emission CT), etc.), and in particular, the concentration of radioactivity in arterial blood of small animals (eg mice and rats). Used for measurement.
  • nuclear medicine diagnosis eg, PET (Positron Emission Tomography), SPECT (Single Photon Emission CT), etc.
  • the concentration of radioactivity in arterial blood of small animals eg mice and rats.
  • the following methods (a) to (d) have been employed in the above-described quantitative analysis of small animals.
  • (b) Arterial channel ⁇ -ray detector A blood + radioactivity concentration is measured by installing a ⁇ + -ray detector in the arterial blood channel.
  • the ⁇ + line is detected with a plastic scintillator or PIN diode.
  • the diode has an elongated shape with a length of 30 [mm], and a tube containing blood along the long side direction is connected to increase the detectable area, thereby detecting the diode. Ensures efficiency.
  • Microfluidic device method This is a method of guiding arterial blood spontaneously generated by mouse blood pressure onto a microchip (element) MC as shown in FIG.
  • the microchip MC is fed with one main flow channel F M , a selectable branch flow channel F B , and a mixture H of heparin solution and physiological saline used for flow channel cleaning and blood discharge, or They are arranged side path F N for bleeding the mixture H and blood B heparin solution and saline was used.
  • To each of the previous branch flow paths F B are disposed a container, one of the branch flow paths F B, argon gas Gas pressure of gas supplied to the microchip MC, it is selected by the mechanism of the microchip MC It is comprised so that.
  • Each branch channel of the microchip MC has a negative pressure inside, and a peristaltic pump is mounted to increase the flow rate of the mixed solution H of blood B, heparin solution and physiological saline.
  • Each flow path F M, F B is, are formed in those grooves in a predetermined size with respect to the microchip MC, knowing the groove length or groove area of the blood B was poured, the blood B It is a feature of the microchip MC that a minute volume is defined.
  • blood B is put into a predetermined receiving container (not shown) by press-fitting the mixture H of heparin solution and physiological saline. Is fed together with a mixture H of heparin solution and physiological saline. Then, each flow path F M, washing the F B in a mixture H heparin solution and saline to prepare for the next blood collection.
  • the blood B in the receiving container is washed out in a separate container together with physiological saline, and the radiation in the blood B is counted by a well counter (see, for example, Non-Patent Documents 2 and 3 and Patent Document 1).
  • a flow path through which the liquid to be measured (for example, blood) flows and a gas or a liquid to be measured are provided in the middle of the flow path and specified at a predetermined interval.
  • a take-out means for separating and taking out the liquid to be measured in time series (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 2 it is possible to take out a liquid with a minute volume of, for example, about 1 [ ⁇ L] by continuously inserting a liquid to be measured into a flow path and inserting it with a separator made of gas or liquid. .
  • cleaning liquid heparin solution in the case of blood collection
  • the collection amount of the liquid can be suppressed to the minimum.
  • the operation of inserting the separator is excellent in high speed, it is possible to ensure repeated collection in a short time, that is, frequent collection. As a result, the amount of liquid collected can be reduced to ensure the frequency of collection.
  • the amount of blood collected can be reduced to ensure the frequency of blood collection.
  • the plasma radioactivity concentration can be measured.
  • Patent Document 2 having such a configuration has the following problems. That is, for plasma separation, blood is dropped into a plurality of grooves in a disk (CD well), and the disk is rotated and centrifuged as described above, but the plurality of grooves can be individually identified. There is a problem that it is not possible. Usually, a plurality of grooves formed in the radial direction are provided by radially slicing the grooves along the radial direction of the disk. Therefore, if the disc is rotated for centrifugation, the grooves cannot be individually identified due to the symmetry of the grooves.
  • the image of the imaged disc is superimposed on the ⁇ + ray distribution image, which is the counting information obtained by the imaging plate, to obtain plasma in the image of the disc.
  • the blood cell in the image of the disc is associated with the blood cell in the distribution image of ⁇ + ray, thereby dividing the count of each part by the volume of each part, Obtain the blood radioactivity concentration in each part.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a measurement system that can easily identify a plurality of grooves individually.
  • the present invention has the following configuration. That is, the measurement system according to the present invention is a measurement system that measures light generated from a luminescent or fluorescent substance contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured. Separating means provided with a plurality of grooves for separating the liquid to be measured into a plurality of parts, and identifying means for individually identifying the plurality of grooves, each of the grooves identified by the identifying means is separated. The light or the radiation of the liquid is measured.
  • the identification system for individually identifying the plurality of grooves provided in the separation unit is provided.
  • an identification means it is not necessary to separately perform a process for identifying the groove, and a plurality of grooves can be easily identified individually.
  • the separating means is a flat plate having a plurality of grooves, and the liquid to be measured is separately stored in each groove formed in the flat plate.
  • a flat plate is formed so that each groove is formed symmetrically.
  • An example of the above-described flat plate is a flat disk, and a plurality of grooves formed in the radial direction are provided by radially processing grooves along the radial direction of the disk. Even when the grooves are radially formed along the radial direction of the disk, the plurality of grooves can be easily identified individually by providing the identification means. Further, a rotating means for rotating the disk may be provided at the center of the disk, and the liquid to be measured may be centrifuged using the centrifugal force of the disk by the rotating means. Even if the disk is rotated for centrifugation, the plurality of grooves can be easily identified individually by providing the identification means.
  • an example of the identification unit is a fixing jig that supports the separation unit while fixing and positioning.
  • this fixing jig not only the identification but also the separation means can be fixed and supported while performing positioning.
  • a plurality of separation means are provided, and the fixing jig described above is supported while fixing the plurality of separation means and performing positioning.
  • a plurality of separation means can be fixed and measured at once.
  • two-dimensional image information of light or radiation is obtained by simultaneously detecting two-dimensionally the light or radiation contained in the liquid to be measured and the imaging means for imaging the separation means.
  • a superimposition processing unit that performs superimposition processing by superimposing the image in the groove of the separation unit captured by the imaging unit and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detection unit. It is preferable that the means performs the above-described superimposition processing based on the identification result of the groove identified by the identification means.
  • the identifying means When performing the superimposition process by superimposing the image in the groove of the separating means imaged by the imaging means and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detecting means, the identifying means identifies the groove individually By using the identification result for the superimposition process, the superimposition process can be simplified.
  • an example of the liquid to be measured is blood
  • the separating means separates the blood separated and stored in the plurality of grooves and separates it into plasma and blood cells. Perform plasma separation.
  • a plurality of grooves for performing plasma separation can be easily identified individually.
  • the liquid to be measured is not limited to blood, but may be a liquid containing a fluorescent agent, a mixed liquid used in an analyzer, or the like.
  • the separating means is a flat disk with a plurality of grooves, and the grooves are radially formed along the radial direction of the disk.
  • a plurality of grooves formed in the radial direction are provided.
  • the measurement system according to the present invention is particularly useful in the case where the liquid to be measured is blood and plasma separation is performed, and the disk is configured so that grooves are radially symmetric along the radial direction. It is.
  • a rotating means for rotating the disk is provided at the center of the disk, and the above-described plasma separation is performed using the centrifugal force of the disk by the rotating means. Even if the disk is rotated for centrifugation, the plurality of grooves can be easily identified individually by providing the identification means.
  • the imaging means for imaging the disk and the radiation contained in the blood are two-dimensionally represented.
  • Superimposition processing is performed by superimposing detection means for obtaining two-dimensional image information of radiation by simultaneous detection, an image in a disk groove imaged by the imaging means, and a distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detection means. It is preferable that the superimposition processing unit performs the above-described superimposition processing based on the identification result of the groove identified by the identification unit.
  • the identifying means When performing the superimposition process by superimposing the image in the groove of the separating means imaged by the imaging means and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detecting means, the identifying means identifies the groove individually By using the identification result for the superimposition process, the superimposition process can be simplified.
  • the identification means for individually identifying the plurality of grooves provided in the separation means is provided.
  • an identification means it is not necessary to separately perform a process for identifying the groove, and a plurality of grooves can be easily identified individually.
  • FIG. 1 It is a schematic perspective view of the blood collection apparatus and measurement apparatus which concern on an Example. It is a block diagram of the measuring apparatus which concerns on an Example. It is a schematic perspective view of the scanner in the imaging part of a measuring device. It is a schematic plan view of the disc which concerns on an Example.
  • (A) is a schematic plan view of the U-shaped groove
  • (b) is a schematic expanded sectional view of the U-shaped groove
  • (A) is a schematic plan view of the opening part concerning an Example
  • (b) is a schematic sectional drawing of the opening part concerning an Example. It is a schematic plan view of the fixing jig which concerns on an Example. It is the flowchart which showed the flow of a series of blood collection processes which concern on an Example. It is a top view which shows the whole structure of the microchip at the time of the conventional microfluidic device system.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a blood collection device and a measurement device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of the measurement device according to the embodiment
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a scanner in an imaging unit of the measurement device.
  • blood will be described as an example of a liquid to be measured, and a system including a blood collection device and a measurement device as a measurement system will be described as an example.
  • the blood collection apparatus 10 collects blood to be measured by separating it in time series.
  • a measuring device 30 that measures radiation (for example, ⁇ rays, ⁇ rays, etc.) contained in blood collected by the blood collecting device 10 is provided around the blood collecting device 10.
  • blood after administration of a radiopharmaceutical into the body of a mouse is collected (ie, blood is collected), and the radiation contained in the blood is measured.
  • plasma separation by centrifugation is performed, and radiation contained in the plasma and blood cells separated from the plasma is measured.
  • the blood collection apparatus 10 includes a liquid dividing device 40 configured by vertically stacking PDMS substrates 11 and 12 made of two PDMS resins (Polydimethylsiloxane).
  • the PDMS substrates 11 and 12 are grooved with a predetermined dimension, and the main flow path 13 and the side paths 41, 42, and 43 are formed by the grooves.
  • the material of the blood collection device 10 is not limited to PDMS, and may be any material that is optically transparent such as acrylic, polycarbonate, COP (cycloolefin polymer).
  • a catheter 14 is disposed on the blood inlet side of the main flow path 13, and the main flow path 13 and the catheter 14 are connected via a connector 15. Blood is continuously fed from the catheter 14 into the main channel 13 and the amount of inflow is controlled by a valve (not shown).
  • a blood pipe 16 is disposed on the blood outlet side of the main flow path 13, and the main flow path 13 and the blood pipe 16 are connected via a connector 17.
  • a light source 21 and a photodiode 22 are disposed across the main flow path 13.
  • the blood flowing in the main flow path 13 or heparin solution described later is irradiated with light from the light source 21, and the photodiode 22 detects the light shielding by the blood, so that the blood or heparin solution is optically monitored (monitored) as described later.
  • Measure length information of blood or heparin solution
  • the light source 21 and the photodiode 22 have been described as an example of the optical measurement means.
  • any means for measuring the liquid interval while optically monitoring the liquid to be measured can be used as the light source 21 and the photodiode 22. It is not limited.
  • volume information of the liquid to be measured may be acquired by a CCD camera.
  • the light source 21 and the photodiode 22 are so-called “transmission type sensors” that are arranged to face each other with the main flow channel 13 interposed therebetween as shown in FIG.
  • a so-called “reflective sensor” may be used in which light detection means typified by a photodiode is provided on the same side, and detection is performed using reflected light from blood.
  • a dispenser 23 is connected to the downstream side of the blood pipe 16 described above.
  • the liquid is dropped by the dispenser 23, but a capillary such as an injection needle or a glass tube may be used.
  • a disc (also referred to as “CD well”) 24 for receiving and storing blood dropped from the dispenser 23 is provided.
  • a plurality of openings 25 for receiving the dropped blood are arranged radially on the center side of the disc 24.
  • the circular plate 24 is grooved, and a plurality of U-shaped grooves 26 are formed radially by the grooves.
  • Each U-shaped groove 26 is connected to the outer end of the above-described opening 25 on a one-to-one basis, and each U-shaped groove 26 is formed to extend in the radial direction of the disk 24. Yes.
  • the disc 24 is formed so that blood can flow through the main flow path 13.
  • the disc 24 corresponds to the separating means in the present invention, and also corresponds to the flat plate in the present invention. A specific configuration of the disc 24 will be described later with reference to FIG.
  • the measuring device 30 includes a reading unit 31.
  • the reading unit 31 is provided with a cover for inserting the exposed imaging plate IP, and detects ⁇ + rays contained in the blood by reading the light excited from the imaging plate IP.
  • the reading unit 31 includes a laser light source 32 and a photomultiplier tube (photomultiplier tube) 33, and a laser is applied from the laser light source 32 to the imaging plate IP.
  • the photomultiplier tube 33 converts the light excited by the laser irradiation of the imaging plate IP into electrons and multiplies them, thereby detecting ⁇ + rays simultaneously two-dimensionally.
  • the imaging plate IP and the reading unit 31 correspond to detection means in the present invention.
  • the measurement apparatus 30 includes an imaging unit 34, an image processing unit 35, a groove length / groove region calculation unit 36, a volume calculation unit 37, and a superimposition processing unit 38 in addition to the reading unit 31 described above.
  • the imaging unit 34 corresponds to the imaging unit in the present invention
  • the superimposition processing unit 38 corresponds to the superimposition processing unit in the present invention.
  • the imaging unit 34 images the disc 24.
  • a flat head scanner is employed as the imaging unit 34.
  • a flat head scanner is constituted by a linear light source 32a having at least a diameter corresponding to the diameter of the circular plate 24 and a linear photodiode array (that is, a line sensor) 32b arranged to face the light source 32a with the circular plate 24 interposed therebetween.
  • the disk 24 is imaged by scanning the disk 24 with a flat head scanner, and an image of the disk 24 is acquired.
  • the image processing unit 35 performs various processes on the image of the disk 24 obtained by the imaging unit 34. For example, lag correction or dynamic range conversion may be performed.
  • the groove length / groove region calculation unit 36 is centrifuged based on the difference in image density in the U-shaped groove 26 (see FIG. 1) processed by the groove of the disk 24 imaged by the imaging unit 34.
  • the groove length or groove area of each part of the liquid (blood in this embodiment) is obtained.
  • the groove length / groove region calculation unit 36 obtains the groove length or groove region of each part of plasma and blood cells separated from plasma.
  • the volume calculation unit 37 is based on the groove length of each part of the liquid (blood in this embodiment) obtained by the groove length / groove region calculation unit 36 and the cross-sectional area of the groove 26 (see FIG. 1), or the groove Based on the groove region of each part of the liquid (blood) and the depth of the groove 26 (see FIG. 1) obtained by the long / groove region calculation unit 36, the volume of each part is obtained.
  • the volume calculation unit 37 obtains the volume of each part.
  • the superimposition processing unit 38 Based on the volume of the liquid (blood in this embodiment) obtained by the volume calculation unit 37 and the ⁇ + ray count information obtained by the imaging plate IP and the reading unit 31, the superimposition processing unit 38 per unit volume. The counting information of ⁇ + rays is obtained. Specifically, the superimposition processing unit 38 performs superimposition processing by superimposing the image captured by the imaging unit 34 and the distribution image of the ⁇ + ray count information obtained by the imaging plate IP and the reading unit 31. . The superimposition process (superimposition process) is performed based on the identification result of the groove 26 identified by a fixing jig 51 (see FIG. 7) described later.
  • the liquid dividing device 40 includes the main flow path 13 for feeding blood, the side path 41 for feeding a heparin solution which is a kind of anticoagulant for preventing the occurrence of blood coagulation, A side path 42 for feeding air or gas and a side path 43 for discharging blood or heparin solution are provided.
  • a cleaning liquid pipe 44 is arranged on the solution inlet side of the side path 41, and the side path 41 and the cleaning liquid pipe 44 are connected via a connector 45. If necessary, the heparin solution is poured into the main flow path 13 from the cleaning liquid pipe 44 via the side path 41 to clean the flow path. The inflow of heparin solution is controlled by a valve. Anticoagulants are not limited to heparin solutions.
  • a bubble pipe 46 is disposed on the gas inlet side of the side path 42, and the side path 42 and the bubble pipe 46 are connected via a connector 47.
  • the inflow time of air or gas controlled by a pressure generator (not shown) is adjusted by a valve and sent to the main flow path 13 through the side path 42.
  • a pressure generator not shown
  • blood is taken out based on blood length information and waste liquid (blood, heparin solution or a mixture thereof) remaining in the flow path of the liquid dividing device 40 is discharged.
  • the gas to be fed is not limited, and may be any gas that does not react with blood or heparin solution, as exemplified by rare gas such as helium, neon, and argon, or nitrogen gas.
  • the bubble pipe 46 sends gas (for example, air or gas) through the side passage 14 to the main flow path 13 and inserts the gas as bubbles at a specified predetermined interval, whereby the blood to be measured is timed. Separated in series and sent to the disc 24. That is, the bubbles serve as a separator.
  • gas for example, air or gas
  • the liquid to be measured May use another liquid as a separator.
  • a liquid that does not mix with blood such as mineral oil or fluorine oil, may be used as the separator.
  • a liquid is used as a separator, it can be used as a separator because it comes into contact with blood, but it is not desirable in that it is sent to the disk 24 and collected.
  • a waste liquid pipe 48 is disposed on the side of the waste liquid outlet side of the side path 43, and the side path 43 and the waste liquid pipe 48 are connected via a connector 49.
  • the discharge amount is adjusted by a valve, and blood other than blood to be collected, heparin solution after channel cleaning, or a mixed solution thereof is discharged as waste liquid.
  • a valve is disposed downstream of the connector 15 of the main flow path 13, and a valve is disposed upstream of the connector 17, the light source 21, and the photodiode 22 of the main flow path 13.
  • a valve is disposed downstream of the connector 45 of the side passage 41, and a valve is disposed downstream of the connector 47 of the side passage 42.
  • a valve is disposed upstream of the connector 49 in the side passage 43.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a disk according to the embodiment
  • FIG. 5A is a schematic plan view of a U-shaped groove according to the embodiment
  • FIG. FIG. 6A is a schematic enlarged cross-sectional view of such a U-shaped groove
  • FIG. 6A is a schematic plan view of an opening according to the embodiment
  • FIG. 6B is a schematic cross-section of the opening according to the embodiment
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the fixing jig according to the embodiment.
  • the groove 26 of the disk 24 is formed by connecting the opening 25 and the air hole 27 described above.
  • the groove 26 extends from the inside to the outside in the radial direction of the disk 24 from the upstream part to the downstream part.
  • the U-shape is formed by extending and folding back and extending from the outside toward the inside in the radial direction of the disk 24. A plurality of such U-shaped grooves 26 are provided.
  • the disc 24 has two recesses 24 ⁇ / b> A and 24 ⁇ / b> B and is fitted to the fixing jig 51.
  • a motor 28 for rotating the disc 24 is provided at the center of the disc 24. By connecting the rotating shaft 29 of the motor 28 to the disc 24, the centrifugal force of the disc 24 by the motor 28 is used to perform blood separation to separate blood into plasma and blood cells.
  • the motor 28 corresponds to the rotating means in this invention.
  • the plurality of grooves 26 are arranged radially along the radial direction of the disk 24 as shown in FIG. As described above, each of the plurality of grooves 26 is formed by machining the disk 24 with a predetermined dimension.
  • the width of the groove 26 is w, the cross-sectional view of FIG. 5 (b), and FIG. 6 (b).
  • the opening 25 is formed in a tapered shape in which the diameter of the upper surface 25A of the opening 25 is t U , the diameter of the lower surface 25B is t B , and the upper surface 25A is wider than the lower surface 25B.
  • the radius of curvature of the curved portion when the groove 26 is folded is R.
  • the radius of curvature is the distance to the center of the groove 26.
  • the circular plate 24 includes an acrylic plate having a thickness of 0.1 mm and 36 grooves 26 each having a width w of 0.5 mm, a depth d of 0.2 mm, and a length of 40 mm. It is formed by overlapping and pressing a 2 mm acrylic plate on top and bottom to form 36 U-shaped grooves 26 (U-shaped minute volume flow paths).
  • the diameter of the disk 24 is 104 mm, and the radius of curvature R of the curved portion when the groove 26 is folded is 0.75 mm.
  • the inner wall of the groove 26 is subjected to hydrophilic processing using an excimer lamp.
  • the diameter t U of the upper surface 25A of the opening 25 is 2.6 mm, that the diameter t B of the lower surface 25B is formed at 1.5 mm, has an upper surface 25A and wider the tapered shape from the lower surface 25B.
  • the hydrophilic processing is not limited to the excimer lamp, and is not particularly limited as long as it is a commonly used hydrophilic processing such as chemical processing, plasma processing, and hydrophilic processing by ultraviolet irradiation.
  • a fixing jig 51 is provided as shown in FIG.
  • the fixing jig 51 is provided with an opening 52 into which the disc 24 (see FIG. 1) is fitted, and the two protrusions 52A and 52B are provided in the opening 52.
  • the fixing jig 51 is circular.
  • the plate 24 is fixed and supported while positioning.
  • two openings 52 are provided in order to support the two disks 24 while fixing and positioning them.
  • the fixing jig 51 corresponds to the identification means in this invention.
  • the length of the fixing jig 51 in the longitudinal direction is L
  • one of the discs 24 (see FIG. 1) and the opening 52 for fitting it are provided.
  • the opening 52 is provided so that the center is at a position of 1 / 4L
  • the opening 52 is provided so that the center of the other disk 24 and the opening 52 that fits the center is at a position of 3 / 4L.
  • a notch 51A is provided in the fixing jig 51 at the upper left of the drawing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a series of blood collection processes according to the embodiment.
  • Step S1 Blood is fed into the main flow path
  • the catheter 14 (see FIG. 1) is inserted into the mouse artery, and the arterial blood self-extracted by the mouse blood pressure is passed through the catheter 14 through the main flow path 13 (FIG. 1). The blood is continuously fed into the main flow path 13 by guiding to the reference).
  • Step S2 Separation Control of Separator
  • a photodiode 22 disposed opposite the light source 21 (see FIG. 1) with the main flow path 13 interposed therebetween. Since the light emitted from the light source 21 is incident on the detector signal, the detector signal photoelectrically converted by the photodiode 22 becomes a high level and is output from the photodiode 22. Conversely, when blood is flowing through the main flow path 13, the light emitted from the light source 21 is blocked by the blood, so that the light is not incident on the photodiode 22, and the detector signal becomes a low level and photo Output from the diode 22.
  • the photodiode 22 detects light shielding by blood
  • the blood length information is measured while optically monitoring the blood
  • the valve is turned on based on the measurement result by the photodiode 22.
  • Control By controlling the valve, the interval of air or gas sent from the side passage 42 to the main channel 13, that is, the interval of the separator is controlled. Since the main channel 13 is formed by grooving with a predetermined dimension, the volume of blood to be taken out can be obtained from the blood length information obtained by optical monitoring (monitoring).
  • Step S3 Transfer to Disk A trace amount of blood taken out in step S2 is sent to the dispenser 23 (see FIG. 1) via the blood piping 16 (see FIG. 1).
  • the dispenser 23 drops each small amount of blood taken out into the opening 25 (see FIG. 1) of the disc (CD well) 24 (see FIG. 1). By this dripping, the extracted trace blood is transferred to the disc 24.
  • Step S4 End of Blood Collection It is determined whether or not blood collection is completed at a predetermined time. If blood collection has not ended, the process returns to step S1. If the blood collection has been completed, the process proceeds to the next step S5.
  • Step S5 Plasma Separation After all blood collection at a predetermined time is completed, when blood is transferred to the disc 24 (see FIG. 1), plasma separation is performed by rotating the disc 24 to separate it into plasma and blood cells. Do.
  • the catheter 14 (see FIG. 1) is washed or a heparin solution, air or gas is fed into the waste liquid (blood, heparin solution or a mixture thereof) remaining in the flow path of the liquid dividing device 40. (Liquid) is discharged.
  • Step S6 Support of disk
  • the disk 24 (see FIG. 1) separated into plasma and blood cells is supported by the fixing jig 51 (see FIG. 7) while being positioned.
  • the fixing jig 51 fixes and supports the disk 24 while positioning it, whereby the direction and position of each groove 26 (see FIG. 1) of the disk 24 are also fixed. Therefore, even if the disk 24 rotates for plasma separation in step S5, each groove 26 can be identified individually.
  • Step S ⁇ b> 7 Imaging of Disks
  • the two disks 24 are supported by the fixing jig 51 (see FIG. 7), and the two disks 24 and the fixing jig 51 are supported.
  • a cassette (not shown) is opened and accommodated, and an imaging plate IP (see FIG. 1) is accommodated thereon, and the cassette is closed to perform exposure.
  • electrons are captured by lattice defects of the phosphor (not shown) of the imaging plate IP due to the ionizing ability of ⁇ + rays contained in the blood.
  • the imaging plate IP is taken out from the cassette, inserted into the cover portion of the reading unit 31 (see FIG. 1) of the measuring device 30 (see FIG. 1), and the imaging plate IP is irradiated with light. Perform exposure.
  • a laser is irradiated from the laser light source 32 (see FIG. 1) of the reading unit 31 (see FIG. 1) to the imaging plate IP (see FIG. 1).
  • the trapped electrons are excited to the conductor by this irradiation and recombine with holes, and are excited as light from the phosphor.
  • the photomultiplier tube 33 (see FIG. 1) converts the light excited by the laser irradiation to the imaging plate IP into electrons and multiplies it, so that it is simultaneously detected and counted two-dimensionally as an electric pulse. .
  • the captured electrons are erased by irradiating the imaging plate IP with light from an erasing light source (not shown) for reuse. Based on the count information of the obtained beta + line in the imaging plate IP and reading unit 31, obtains the radiation dose in the blood which is count information on beta + line.
  • the imaging unit 34 (see FIG. 2 and FIG. 3) images the plasma and blood cells separated from each plasma for each disc 24 (see FIG. 1).
  • the two disks 24 and the fixing jig 51 (see FIG. 7) that supports them are imaged.
  • plasma and blood cells appear as a difference in density on the imaged image due to the difference in absorbance and easily on the image. Be identifiable. Based on the image density difference (that is, the difference in absorbance) in the groove 26 (see FIG.
  • the groove length or groove region of each part of plasma and blood cells is determined as the groove length /
  • the groove area calculation unit 36 obtains it. By converting the number of one-dimensional pixels having a difference in density into a groove length and converting the two-dimensional number of pixels into a groove region, the groove length or groove region of each part of plasma and blood cells is obtained.
  • the volume calculation part 37 obtains the volume of each part.
  • Step S8 Superimposition Processing Based on the plasma volume obtained by the volume calculation unit 37 (see FIG. 2), the blood cell volume, and the ⁇ + ray count information obtained by the imaging plate IP and the reading unit 31,
  • the superposition processing unit 38 obtains the blood radioactivity concentration, which is count information of ⁇ + rays per unit volume.
  • the superimposition processing unit 38 superimposes the image captured by the imaging unit 34 and the distribution image of ⁇ + ray count information obtained by the imaging plate IP and the reading unit 31, and plasma in the image of the disk 24. Is associated with the plasma in the ⁇ + ray distribution image, and the blood cells in the image of the disc 24 are associated with the blood cells in the ⁇ + ray distribution image, thereby dividing the count of each part by the volume of each part.
  • the blood radioactivity concentration in each part is determined.
  • the disk 24 is fixed by the fixing jig 51 and supported while being positioned. Imaging is performed using the two disks 24 and the fixing jig 51 as samples. Therefore, even if the grooves 26 are formed symmetrically, each groove 26 can be individually identified, and the superimposition processing in the superimposition processing unit 38 can be easily performed. Further, since the recesses 24A and 24B are provided in the disc 24 and the projections 52A and 52B are provided in the opening 52 of the fixing jig 51, the orientations are aligned with reference to the recesses 24A and 24B and the projections 52A and 52B. Thus, the superimposition process can be easily performed.
  • the measurement system according to the present embodiment includes identification means (fixing jig 51 in the present embodiment) for individually identifying the plurality of grooves 26 provided in the separating means (disk 24 in the present embodiment).
  • identification means fixing jig 51 in the present embodiment
  • the separating means is a flat plate having a plurality of grooves (in this embodiment, a circular plate 24).
  • the flat plate (disk 24) is configured so as to separate and store the liquid to be measured (blood in this embodiment) in each groove 26 formed in the flat plate (disk 24).
  • a flat plate (disk 24) is formed so that the grooves 26 are grooved symmetrically.
  • the grooves 26 cannot be individually identified due to the symmetry of the grooves 26, but the identification means (in this embodiment) By providing the fixing jig 51), the plurality of grooves 26 can be easily identified individually. Therefore, the present invention is particularly useful when the flat plate (disk 24) is configured so that the grooves 26 are symmetrically machined as in the present embodiment.
  • the flat plate is a flat disk 24.
  • a plurality of grooves 26 formed in the radial direction are provided by radially processing grooves along the radial direction of the disk 24. Even when the grooves are radially formed along the radial direction of the disc 24, the plurality of grooves 26 can be easily identified individually by providing the identification means (the fixing jig 51 in this embodiment).
  • a rotating means (motor 28 in this embodiment) for rotating the disk 24 is provided at the center of the disk 24, and the centrifugal force of the disk 24 by the rotating means (motor 28) is used.
  • the liquid to be measured (blood in this embodiment) is centrifuged. Even if the disk 24 is rotated for centrifugal separation, the plurality of grooves 26 can be easily identified individually by providing the identification means (fixing jig 51).
  • the identification means is a fixing jig 51 that supports the separation means (disk 24 in this embodiment) while fixing and positioning.
  • this fixing jig 51 not only the identification but also the separating means (disk 24) can be fixed and supported while positioning.
  • a plurality of (two in this embodiment) separation means (disks 24) are provided, and the above-mentioned fixing jig 51 has a plurality (two) of separation.
  • the means (disk 24) is fixed and supported while positioning.
  • a plurality of (two) separation means (disks 24) can be fixed and measured in a lump.
  • Detection means in this embodiment, imaging plate IP and reading unit 31
  • separation means in this embodiment
  • a superimposition processing unit 38 that superimposes the image in the groove 26 of the disk 24) and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detection means (imaging plate IP and reading unit 31) is provided. ing.
  • the superimposition processing unit 38 performs the above-described superimposition processing based on the identification result of the groove 26 identified by the identification means (the fixing jig 51 in this embodiment).
  • the image in the groove 26 of the separation means (disk 24) imaged by the imaging means (imaging part 34) and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detection means (imaging plate IP and reading part 31) are superimposed.
  • the superimposition process can be simplified by individually identifying the grooves 26 by the identification means (fixing jig 51) and using the identification result for the superimposition process.
  • the separating means when the liquid to be measured is blood, the separating means (the disk 24 in the present embodiment) centrifuges the blood separated and stored in the plurality of grooves 26 and plasmas it. And plasma separation to separate blood cells.
  • the plurality of grooves 26 for plasma separation can be easily identified individually.
  • the separating means is a planar disk 24 having a plurality of grooves, which extends along the radial direction of the disk 24.
  • a plurality of grooves 26 formed in the radial direction are provided by radially grooving the grooves.
  • the grooves 26 cannot be individually identified due to the symmetry of the grooves 26.
  • the identification means in this embodiment, the fixing jig) 51
  • the plurality of grooves 26 can be easily identified individually.
  • the disk 24 when the liquid to be measured is blood and plasma separation is performed as in the present embodiment, the disk 24 is configured so as to be radially symmetric along the radial direction.
  • a rotating means (motor 28 in the present embodiment) for rotating the disk 24 is provided at the center of the disk 24, and the above-described plasma separation is performed using the centrifugal force of the disk 24 by the rotating means (motor 28). It is carried out.
  • the image pickup means for imaging the disk 24 (in this embodiment, the image pickup) Unit 34), detection means (in this embodiment, imaging plate IP and reading unit 31) for obtaining two-dimensional image information of radiation by simultaneously detecting two-dimensionally the radiation contained in blood, and imaging means (imaging) Superimposition processing for performing superimposition processing by superimposing the image in the groove 26 of the disk 24 captured by the section 34) and the distribution image of the two-dimensional image information obtained by the detection means (imaging plate IP and reading section 31).
  • the superimposition processing unit 38 performs the above-described superimposition processing based on the identification result of the groove 26 identified by the identification means (the fixing jig 51 in this embodiment).
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the measurement target liquid in the measurement system.
  • the measurement target liquid is not limited to blood and includes radioactive substances and fluorescent agents. Or a liquid mixture used in an analyzer.
  • the separating means is a plurality of grooved flat plates (disk 24 in the embodiment), but in order to separate the liquid to be measured (blood in the embodiment) into a plurality of parts. If it is the structure which provided multiple groove
  • the disk 24 and the rotating means are provided in order to apply the centrifugal separation of the liquid (blood in the embodiment) in the liquid collection (blood collection in the embodiment).
  • the disk 24 and the rotating means are not necessarily provided.
  • the flat plate is not limited to the circular plate 24 but may be a square plate, a polygonal plate, or the like, but it is preferable that the center of rotation has a center of gravity considering rotation.
  • a plurality of grooves 26 formed in the radial direction are provided by radially processing the grooves along the radial direction of the disk 24. Absent. For example, you may arrange
  • the identification means is the fixing jig 51.
  • the separation means (the disk 24 in the embodiment) is fixed and positioned. It is not limited to the fixing jig to support.
  • the fixing jig to support.
  • a superimposing process may be performed by pasting a member having different light or radiation transmissivity as a marker on a predetermined portion of the disk 24 and aligning the direction of the captured image with the marker portion as a reference.
  • the identifying means is the fixing jig 51
  • the fixing jig 51 is provided with the notches 51A and the protrusions 52A and 52B. It is not limited to notches and protrusions.
  • a superimposing process may be performed by attaching a member having different light or radiation transmissivity as a marker to a predetermined portion of the fixing jig 51 and aligning the direction of the captured image with the marker portion as a reference.
  • the fixing jig 51 is supported while fixing and positioning the two separating means (the disk 24 in the embodiment).
  • the fixing jig 51 is positioned by fixing three or more separating means. It may be supported while performing, or it may be supported while positioning by fixing a single separating means.
  • the fixing jig may be of a type that supports the separating means by suction, or may be a type that supports a plurality of separating means stacked on top and bottom.
  • the image pickup means (the image pickup unit 34 in the embodiment) for picking up the separation means (the disk 24 in the embodiment) and the light or the radiation are simultaneously detected in a two-dimensional manner.
  • detection means for obtaining two-dimensional image information
  • superimposition processing means superimposition processing unit 38 in the embodiment
  • it is not necessarily imaging means, detection means, and superimposition processing means. It is not necessary to have.
  • the optical imaging unit such as a flat head scanner has been described as an example of the imaging unit.
  • the imaging unit may be a radiation imaging unit including a radiation irradiation unit and a radiation detection unit.
  • the radioactivity concentration is different in each part of the centrifuged liquid, and the different points are used.
  • the liquid is blood, it appears as a difference in density on the image of plasma and blood cells due to the difference in radioactivity concentration, and can be easily identified on the image.
  • the detection means (imaging plate IP and reading unit 31 in the embodiment) simultaneously detects (simultaneously counts) radiation contained in the liquid to be measured (blood in the embodiment).
  • a liquid containing a fluorescent agent may be used.
  • a fluorescent substance that is a fluorescent agent is included in the liquid, and the measuring device measures light generated from the fluorescent substance with a CCD camera or the like. Therefore, the information of light per unit volume is accurately obtained.
  • a two-dimensional radiation sensor such as a scintillator array and a photomultiplier or a semiconductor detector
  • the light generated from the luminescent material may be measured in the same manner.
  • the automatic blood collection by the blood collection device 10 is described as an example in the measurement system, but the liquid collection method is not limited to the automatic liquid collection device.
  • the liquid may be dropped into the groove 26 of the disk 24 by the operator's technique.
  • the present invention is suitable for a measurement system that measures light emitted from a luminescent or fluorescent substance contained in a liquid to be measured or radiation contained in the liquid to be measured.

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Abstract

　円板に設けられた複数の溝を個別に識別するために、円板を固定して位置決めを行いつつ支持する固定治具を備える。固定治具には、円板が嵌合する開口部が設けられており、その開口部に２つの突起部が設けられている。突起部に円板の窪みを嵌合することで、固定治具は円板を固定して位置決めを行いつつ支持する。さらに、固定治具に切り欠きを設ける。このような固定治具を備えることで、溝を識別する処理を別に行う必要がなく、簡単に複数の溝を個別に識別することができる。

Description

測定システム
　この発明は、測定対象の液体中に含まれている発光あるいは蛍光物質から発生した光あるいは測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する測定システムに関する。
　測定システムは、例えば液体採取装置に用いられる。液体採取装置として、血液を採取する、すなわち採血する採血装置を例にとって説明する。採血装置は、核医学診断（例えば、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）など）における定量解析で用いられ、特に小動物（例えばマウスやラットなど）の動脈血中の放射能濃度の測定に用いられている。従来、上述した小動物の定量解析では、以下のような(a)～(d)の方式が採用されている。
　(a)手採血
　マウス動脈に挿入したカテーテルの他端から、血圧によって自出された血液を適当な容器に受け取る。続いて、容器内の血液のうち一定体積を定量ピペットによって吸い上げ、吸い上げられた血液中の放射線を計数（すなわちカウント）して、全血中放射能濃度を測定する。さらに、容器内に残った血液を遠心分離させて血漿を得て、同様に、定量ピペットによって採取して、血漿中放射能濃度を測定する。
　(b)動脈流路β線検出器
　動脈血流路にβ＋線検出器を設置することで、血中放射能濃度を測定する。β＋線をプラスチックシンチレータやＰＩＮダイオードで検出する。例えば、非特許文献１では、ダイオードは、長さが30[mm]の細長い形状を有し、長辺方向に沿って血液が入ったチューブを配管することで、検出可能面積を増加させ、検出効率を確保している。
　(c)微小流体素子方式
　マウス血圧にて自出された動脈血を、図９に示すようにマイクロチップ（素子）ＭＣ上に導く方式である。マイクロチップＭＣには、１本の主流路ＦＭ、選択可能な支流路ＦＢ、および流路洗浄や血液排出用に使用するヘパリン(heparin)溶液と生理食塩水の混合液Ｈを流し込み、あるいは使用されたヘパリン溶液と生理食塩水の混合液Ｈや血液Ｂを流し出すための側路ＦＮを配設している。支流路ＦＢの各々の先には容器を配設しており、支流路ＦＢのいずれか１つが、マイクロチップＭＣに供給されるアルゴンガスＧａｓのガス圧、マイクロチップＭＣのメカニズムによって選択されるように構成されている。支流路ＦＢのいずれか１つが選択された状態で血液Ｂを流し込む。マイクロチップＭＣの各支流路は内部を陰圧にし、さらに蠕動ポンプを搭載することで血液Ｂやヘパリン溶液と生理食塩水の混合液Ｈの流速を上げている。各々の流路ＦＭ，ＦＢが、マイクロチップＭＣに対して所定の寸法で溝加工したもので形成されており、流し込まれた血液Ｂの溝長あるいは溝領域がわかれば、その血液Ｂの微小体積が規定されるのがマイクロチップＭＣの特徴である。その規定された微小体積によって、予め定められた体積の血液Ｂが流路内に満ちた状況で、ヘパリン溶液と生理食塩水の混合液Ｈの圧入によって所定の受け容器（図示省略）に血液Ｂをヘパリン溶液と生理食塩水の混合液Ｈとともに送り込む。その後、各流路ＦＭ，ＦＢをヘパリン溶液と生理食塩水の混合液Ｈで洗浄し、次の採血に備える。受け容器内の血液Ｂを、生理食塩水とともに別容器に洗い出し、ウェルカウンタによって血液Ｂ中の放射線を計数する（例えば、非特許文献２、３、特許文献１参照）。
　(d)ＰＥＴ画像からの放射能時間変化計測
　撮像されたＰＥＴのダイナミック画像の左心室に関心領域を設定して、その領域内の放射能濃度の時間変化を求める手法である（例えば、非特許文献４参照）。
　しかしながら、上述の手法を小動物の動脈血中の放射能測定に適用した場合には、次のような問題がある。
　(a)手採血
　手採血の場合、得られた血液から全血中の放射能濃度と遠心分離した血漿から血漿中放射能濃度も正確に求めることが可能である。しかし、術者の手技の問題により採血間隔に制限があり、薬剤投与直後に現れる放射能濃度の急激な変化（数秒オーダー）のデータを取得することはできない。また、１回の採血量も多いので小動物が失血死することを避けるために採血回数は限られる。
　(b)動脈流路β線検出器
　β＋線検出器の間に動脈血が流れるチューブを通して全血中の放射能濃度の細かい時間変化を追うことが可能であるが、定量解析モデルの入力関数となる血漿の放射能濃度を求めることができない。
　(c)微小流体素子方式
　本方式は、微小量の血液中の放射能濃度の細かい時間変化を追うことが可能である。採血されたデータについては別容器に洗い出すが、それを遠心分離して定量解析モデルの入力関数となる血漿の放射能濃度を測定する機能は搭載されていない。
　(d)ＰＥＴ画像からの放射能時間変化計測
　本方式では、全血放射能濃度の時間変化しか得られない。さらに左心室に関心領域をおく作業において、左心室周辺組織からの部分容積効果のために左心室から得られる放射能濃度の定量性が損なわれる。また左心室の特定が、特にマウスなどの小個体において容易ではないこと、心臓周辺組織への集積が大きい薬剤では解剖学的情報無しで左心室に関心領域をおくことが困難なことも問題である。
　そこで、これらの問題を解決するために、測定対象の液体（例えば血液）が流れる流路と、その流路の途中に設けられ、指定された所定の間隔で気体または測定対象の液体とは別の液体をセパレータとして挿入することで、測定対象の液体を時系列に分離して取り出す取り出し手段とを備える（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２では、測定対象の液体を流路に連続的に送り込みつつ、気体または液体からなるセパレータで挿入することで、例えば1[μL]程度の微小体積の液体を取り出すことが可能となる。そして、従来のような採取毎の洗浄液（採血の場合にはヘパリン溶液）に伴う測定対象の液体の消費を抑え、その液体の採取量を最小限に抑えることができる。また、セパレータを挿入する作業は高速性にも優れているので、短時間の繰り返し採取、すなわち採取の頻回性を確保することができる。その結果、液体の採取量を減らして採取の頻回性を確保することができる。測定対象の液体を血液に適用した場合には、採血量を減らして採血の頻回性を確保することができる。
　さらに、測定対象の液体を血液に適用した場合において、血液を遠心分離させて血漿分離された血漿および血球に含まれている放射線をそれぞれ分離して計数している。したがって、血漿中放射能濃度を測定することができる。
国際公開第ＷＯ２００７－０４４９３８号 国際公開第ＷＯ２００９－０９３３０６号
L. Convert, G. M. Brassard, J. Cadorette, D. Rouleau, E. Croteau, M. Archambault, R. Fontaine, and R. Lecomte, "A microvolumetric β blood counter for pharmacokinetic PET studies in small animals," IEEE Nuclear Sci, vol. 54, no. 1, 2007. H. -M. Wu, G. Sui, C. -C. Lee, M. L. Prins, W. Ladno, H. -D. Lin, A. S. Yu, M. E. Phelps, and S. -C. Huang, "In vivo quantitation of glucose metabolism in mice using small-animal PET and a microfluidic device", J Nucl Med, vol. 48, pp. 837-845, 2007. H. -M. Wu, R. W. Silverman, N. G. Harris, and R. L. Sutton, "Performing Longitudinal Measurements in Rodents Using Small Animal PET Imaging", Conf Rec IEEE NSS & MIC, M10-398, 2008. Hiroshi Toyama, Masanori Ichise, Jeih-San Liow, Douglass C. Vines, Nicholas M. Seneca, Kendra J. Modell, Jurgen Seidel, Michael V. Green, Robert B. Innis, "Evaluation of anesthesia effects on [18F]FDG uptake in mouse brain and heart using small animal PET", Nuclear Medicine and Biology, 31, 251-256, 2004.
　しかしながら、このような構成を有する特許文献２の場合には、次のような問題がある。
　すなわち、血漿分離するには円板（ＣＤウェル）の複数の溝に血液を滴下して、その円板を回転させて上述のように遠心分離するが、複数の溝を個別に識別することができないという問題点がある。通常、円板の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すことで、径方向に形成された溝を複数に設けている。したがって、遠心分離のために円板を回転させると、溝の対称性から溝を個別に識別することができなくなる。
　また、血中放射能濃度を求める際に、撮像された円板の画像と、イメージングプレートで得られた計数情報であるβ＋線の分布像とを重ね合わせて、円板の画像中の血漿とβ＋線の分布像中の血漿とを対応付けるとともに、円板の画像中の血球とβ＋線の分布像中の血球とを対応付けることで、各部の計数を各部の体積で除算して、各部の血中放射能濃度をそれぞれ求める。この重ね合わせを行う際に、溝を個別に識別できない場合には、溝を識別する処理を行う必要があり、重ね合わせ処理（重畳処理）が複雑になる恐れがある。
　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単に複数の溝を個別に識別することができる測定システムを提供することを目的とする。
　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、この発明に係る測定システムは、測定対象の液体中に含まれている発光あるいは蛍光物質から発生した光あるいは測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する測定システムであって、前記測定対象の液体を複数に分離するための溝を複数に設けた分離手段と、前記複数の溝を個別に識別する識別手段とを備え、その識別手段で識別された各々の溝ごとに分離された液体の前記光あるいは前記放射線をそれぞれ測定することを特徴とするものである。
　［作用・効果］この発明に係る測定システムによれば、分離手段に設けられた複数の溝を個別に識別する識別手段を備える。このような識別手段を備えることで、溝を識別する処理を別に行う必要がなく、簡単に複数の溝を個別に識別することができる。
　上述したこの発明に係る測定システムにおいて、分離手段は、複数本の溝加工された平板であって、その平板に溝加工された各々の溝に測定対象の液体をそれぞれ分離して収納するように平板を構成するとともに、各々の溝を対称に溝加工するように平板を構成する。各々の溝を対称に溝加工するように平板を構成した場合において、溝の対称性から溝を個別に識別することができなくなるが、識別手段を備えることで簡単に複数の溝を個別に識別することができる。したがって、この発明に係る測定システムは、各々の溝を対称に溝加工するように平板を構成した場合において特に有用である。
　上述の平板の一例は平面状の円板であって、円板の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで、径方向に形成された溝を複数に設ける。円板の径方向に沿って溝加工を放射状に施した場合においても、識別手段を備えることで簡単に複数の溝を個別に識別することができる。また、円板の中央に円板を回転させる回転手段を備え、その回転手段による円板の遠心力を利用して、測定対象の液体を遠心分離してもよい。遠心分離のために円板を回転させたとしても、識別手段を備えることで簡単に複数の溝を個別に識別することができる。
　さらに、上述したこれらの発明に係る測定システムにおいて、識別手段の一例は、分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持する固定治具である。この固定治具によって、識別のみならず、分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持することもできる。また、分離手段を複数に備え、上述の固定治具は、複数の分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持するのが好ましい。複数の分離手段を固定して一括して測定することができる。
　上述したこれらの発明に係る測定システムにおいて、分離手段を撮像する撮像手段と、測定対象の液体に含まれている光あるいは放射線を２次元的に同時検出して光あるいは放射線の２次元画像情報を求める検出手段と、撮像手段によって撮像された分離手段の溝における画像と、検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理手段とを備え、重畳処理手段は、識別手段で識別された溝の識別結果に基づいて上述の重畳処理を行うのが好ましい。撮像手段によって撮像された分離手段の溝における画像と、検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う際に、識別手段によって溝を個別に識別してその識別結果を重畳処理に用いることで、重畳処理を簡略化することができる。
　上述したこれらの発明に係る測定システムにおいて、測定対象の液体の一例は血液であって、分離手段は、複数の溝にそれぞれ分離されて収納された血液を遠心分離させて血漿および血球に分離する血漿分離を行う。この場合には、血漿分離を行う複数の溝を簡単に個別に識別することができる。なお、測定対象の液体であれば、血液に限定されずに、蛍光剤が含まれた液体や、分析装置に用いられる混合液などであってもよい。
　測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合においても、分離手段は、複数本の溝加工された平面状の円板であって、円板の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すことで、径方向に形成された溝を複数に設ける。円板の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施した場合において、溝の対称性から溝を個別に識別することができなくなるが、識別手段を備えることで簡単に複数の溝を個別に識別することができる。したがって、この発明に係る測定システムは、測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合で、径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すように円板を構成した場合において特に有用である。また、円板の中央に円板を回転させる回転手段を備え、その回転手段による円板の遠心力を利用して、上述の血漿分離を行う。遠心分離のために円板を回転させたとしても、識別手段を備えることで簡単に複数の溝を個別に識別することができる。
　さらに、測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合で、分離手段が円板である場合においても、円板を撮像する撮像手段と、血液に含まれている放射線を２次元的に同時検出して放射線の２次元画像情報を求める検出手段と、撮像手段によって撮像された円板の溝における画像と、検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理手段とを備え、重畳処理手段は、識別手段で識別された溝の識別結果に基づいて上述の重畳処理を行うのが好ましい。撮像手段によって撮像された分離手段の溝における画像と、検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う際に、識別手段によって溝を個別に識別してその識別結果を重畳処理に用いることで、重畳処理を簡略化することができる。
　この発明に係る測定システムによれば、分離手段に設けられた複数の溝を個別に識別する識別手段を備える。このような識別手段を備えることで、溝を識別する処理を別に行う必要がなく、簡単に複数の溝を個別に識別することができる。
実施例に係る採血装置および測定装置の概略斜視図である。 実施例に係る測定装置のブロック図である。 測定装置の撮像部におけるスキャナの概略斜視図である。 実施例に係る円板の概略平面図である。 （ａ）は実施例に係るＵ字型の溝の概略平面図、（ｂ）は実施例に係るＵ字型の溝の概略拡大断面図である。 （ａ）は実施例に係る開口部の概略平面図、（ｂ）は実施例に係る開口部の概略断面図である。 実施例に係る固定治具の概略平面図である。 実施例に係る一連の採血処理の流れを示したフローチャートである。 従来の微小流体素子方式のときのマイクロチップの全体構成を示す平面図である。
　２４　…　円板
　２６　…　溝
　２８　…　モータ
　３１　…　読取部
　３４　…　撮像部
　３８　…　重畳処理部
　５１　…　固定治具
　ＩＰ　…　イメージングプレート
　以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
　図１は、実施例に係る採血装置および測定装置の概略斜視図であり、図２は、実施例に係る測定装置のブロック図であり、図３は、測定装置の撮像部におけるスキャナの概略斜視図である。本実施例では、測定対象の液体として血液を例に採って説明するとともに、測定システムとして採血装置および測定装置を備えたシステムを例に採って説明する。
　図１に示すように、本実施例に係る採血装置１０は、測定対象の血液を時系列に分離して採取する。また、採血装置１０の周辺には、採血装置１０で採取された血液中に含まれている放射線（例えばβ線やγ線など）を測定する測定装置３０を備えている。本実施例では、マウスの体内への放射性薬剤の投与後の血液を採取（すなわち採血）して、血液中に含まれている放射線を測定する。また、遠心分離による血漿分離を行い、血漿分離された血漿および血球に含まれている放射線をそれぞれ測定する。
　採血装置１０は、２枚のＰＤＭＳ樹脂（Polydimethylsiloxane）からなるＰＤＭＳ基板１１，１２を上下に重ねて構成された液体分割デバイス４０を備えている。ＰＤＭＳ基板１１，１２に対して所定の寸法で溝加工を施しており、その溝加工の溝によって主流路１３および側路４１，４２，４３をそれぞれ形成している。ここで、採血装置１０の素材はＰＤＭＳに限定されず、アクリル、ポリカーボネート、COP（シクロオレフィンポリマー）など樹脂光学的に透明なものであれば良い。
　主流路１３の血液入口側にはカテーテル１４を配設しており、主流路１３とカテーテル１４とを、コネクタ１５を介して接続している。血液はカテーテル１４から主流路１３に連続的に送り込まれ、流入量はバルブ（図示省略）で制御される。主流路１３の血液出口側には血液用配管１６を配設しており、主流路１３と血液用配管１６とを、コネクタ１７を介して接続している。
　主流路１３を挟んで光源２１およびフォトダイオード２２を配設している。主流路１３を流れる血液あるいは後述するヘパリン溶液に光源２１から光を照射し、血液による遮光をフォトダイオード２２が検知することで、その血液あるいはヘパリン溶液を光学的に監視（モニタ）しながら後述する血液あるいはヘパリン溶液の長さ情報を測定する。ここでは光学測定手段として光源２１およびフォトダイオード２２を例に採って説明したが、測定対象の液体を光学的に監視しながら液体の間隔を測定する手段であれば、光源２１およびフォトダイオード２２に限定されない。例えば、ＣＣＤカメラによって測定対象の液体の体積情報を取得してもよい。また、光源２１およびフォトダイオード２２は、図１に示すように主流路１３を挟んで互いに対向配置される構成で、血液による遮光で検知する、いわゆる「透過型センサ」であったが、光源に対してフォトダイオードに代表される光検出手段を同じ側に配設し、血液による反射光で検知する、いわゆる「反射型センサ」であってもよい。
　一方、上述した血液用配管１６の下流側にはディスペンサ２３を接続している。ここで、液体をディスペンサ２３で滴下しているが、注射針やガラス管など毛細管であってもよい。このディスペンサ２３から滴下した血液を受け取って収容する円板（「ＣＤウェル」とも呼ばれる）２４を配設している。円板２４の中央側には、滴下された血液を受け取る複数の開口部２５を放射状に配設している。円板２４に対しても、上述したＰＤＭＳ基板１１，１２と同様に、溝加工を施しており、その溝加工の溝によって複数本のＵ字型の溝２６を放射状に形成している。各々のＵ字型の溝２６は、上述した開口部２５の外側一端に一対一でそれぞれ接続されており、各々のＵ字型の溝２６は、円板２４の径方向に延びて形成されている。このように、ディスペンサ２３を介在させることで、主流路１３に対して血液が流通可能に円板２４が形成されることになる。円板２４は、この発明における分離手段に相当し、この発明における平板にも相当する。円板２４の具体的な構成については、図４以降で後述する。
　一方、測定装置３０は、読取部３１を備えている。この読取部３１には、露光後のイメージングプレートＩＰを挿入するためのカバー部を設けており、イメージングプレートＩＰから励起された光を読み取ることで血液中に含まれているβ＋線を検出する。具体的には、図１（ｂ）に示すように、読取部３１は、レーザ光源３２とフォトマルチプライヤチューブ（光電子増倍管）３３とを備えており、レーザ光源３２からイメージングプレートＩＰにレーザを照射して、イメージングプレートＩＰへのレーザ照射によって励起された光をフォトマルチプライヤチューブ３３が電子に変換して増倍させることで、β＋線を２次元的に同時に検出する。イメージングプレートＩＰおよび読取部３１は、この発明における検出手段に相当する。
　続いて、測定装置３０のブロック図について説明する。図２に示すように、測定装置３０は、上述した読取部３１の他に、撮像部３４と画像処理部３５と溝長・溝領域算出部３６と体積算出部３７と重畳処理部３８とを備えている。撮像部３４は、この発明における撮像手段に相当し、重畳処理部３８は、この発明における重畳処理手段に相当する。
　図３に示すように、撮像部３４は円板２４を撮像する。本実施例では、撮像部３４としてフラットヘッドスキャナを採用する。円板２４の直径分の長さを少なくとも有する線状の光源３２ａと円板２４を挟んで光源３２ａに対して対向配置された線状のフォトダイオードアレイ（すなわちラインセンサ）３２ｂでフラットヘッドスキャナを構成する。フラットヘッドスキャナで円板２４上を走査（スキャン）することで円板２４を撮像して、円板２４の画像を取得する。
　画像処理部３５は、撮像部３４で得られた円板２４の画像に対して各種の処理を行う。例えば、ラグ補正やダイナミックレンジ変換等を行えばよい。
　溝長・溝領域算出部３６は、撮像部３４によって撮像された円板２４の溝加工されたＵ字型の溝２６（図１を参照）における画像の濃淡差に基づいて、遠心分離された液体（本実施例では血液）の各部の溝長あるいは溝領域を求める。本実施例のように測定対象の液体が血液の場合には、血漿分離された血漿および血球の各部の溝長あるいは溝領域を溝長・溝領域算出部３６は求める。
　体積算出部３７は、溝長・溝領域算出部３６で求められた液体（本実施例では血液）の各部の溝長と溝２６（図１を参照）の断面積とに基づいて、あるいは溝長・溝領域算出部３６で求められた液体（血液）の各部の溝領域と溝２６（図１を参照）の深さとに基づいて、各部の体積をそれぞれ求める。本実施例のように測定対象の液体が血液の場合には、溝長・溝領域算出部３６で求められた血漿および血球の各部の溝長と溝２６の断面積とに基づいて、あるいは溝長・溝領域算出部３６で求められた血漿および血球の各部の溝領域と溝２６の深さとに基づいて、体積算出部３７は各部の体積をそれぞれ求める。
　重畳処理部３８は、体積算出部３７で求められた液体（本実施例では血液）の体積と、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１で求められたβ＋線の計数情報に基づいて、単位体積当たりのβ＋線の計数情報を求める。具体的には、重畳処理部３８は、撮像部３４で撮像された画像と、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１で得られたβ＋線の計数情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う。この重ね合わせ処理（重畳処理）の際には、後述する固定治具５１（図７を参照）で識別された溝２６の識別結果に基づいて行う。
　図１の説明に戻り、上述したように、液体分割デバイス４０は、血液を送り込む主流路１３と、血液凝固の発生を防ぐための抗凝固剤の一種であるヘパリン溶液を送り込む側路４１と、空気あるいはガスを送り込む側路４２と、血液あるいはヘパリン溶液を排出する側路４３とを備えている。
　側路４１の溶液入口側には洗浄液用配管４４を配設しており、側路４１と洗浄液用配管４４とを、コネクタ４５を介して接続している。必要に応じて主流路１３にヘパリン溶液を洗浄液用配管４４から側路４１を介して流し込むことで流路を洗浄する。ヘパリン溶液の流入量はバルブで制御される。抗凝固剤はヘパリン溶液に限定されない。
　側路４２の気体入口側には気泡用配管４６を配設しており、側路４２と気泡用配管４６とを、コネクタ４７を介して接続している。圧力発生器（図示省略）で制御された空気あるいはガスの流入時間をバルブで調整して、側路４２を通して主流路１３に送り込む。この気泡によって血液の長さ情報に基づく血液の取り出しと液体分割デバイス４０の流路に残留する廃液（血液、ヘパリン溶液あるいはこれらの混合液）の排出を行う。ここで、送り込まれるガスについては限定されず、ヘリウムやネオンやアルゴンなどの希ガス、あるいは窒素ガスに例示されるように、血液やヘパリン溶液と反応しないガスであれば良い。
　気泡用配管４６は、側路１４を通って主流路１３に気体（例えば空気やガスなど）を送り込み、指定された所定の間隔でその気体を気泡として挿入することで、測定対象の血液を時系列的に分離して円板２４に送り出す。つまり、気泡は、セパレータとしての機能を果たす。なお、セパレータとして気体を使用したが、気体に限定されずに、測定対象の液体（本実施例では血液）に対して混合する可能性が少ない、あるいは可能性がなければ、測定対象の液体とは別の液体をセパレータとして使用してもよい。本実施例のように測定対象の液体が血液の場合には、ミネラルオイルやフッ素系のオイルなどに代表されるように血液と相互に混ざり合わない液体をセパレータとして使用してもよい。但し、液体をセパレータとして使用する場合には、血液と接触するのでセパレータとして使用できるが、円板２４に送り出して採取する点では望ましくない。
　側路４３の廃液出口側には廃液用配管４８を配設しており、側路４３と廃液用配管４８とを、コネクタ４９を介して接続している。バルブで排出量を調整して採血されるべき血液以外の血液や、流路洗浄後のヘパリン溶液や、これらの混合液を廃液として排出する。
　また、主流路１３のコネクタ１５よりも下流にバルブを配設し、主流路１３のコネクタ１７、光源２１およびフォトダイオード２２よりも上流にバルブを配設している。側路４１のコネクタ４５よりも下流にバルブを配設し、側路４２のコネクタ４７よりも下流にバルブを配設している。また、側路４３のコネクタ４９よりも上流にバルブを配設している。
　次に、円板２４および固定治具５１の具体的な構成について、図１も含めて図４～図７を参照して説明する。図４は、実施例に係る円板の概略平面図であり、図５（ａ）は、実施例に係るＵ字型の溝の概略平面図であり、図５（ｂ）は、実施例に係るＵ字型の溝の概略拡大断面図であり、図６（ａ）は、実施例に係る開口部の概略平面図であり、図６（ｂ）は、実施例に係る開口部の概略断面図であり、図７は、実施例に係る固定治具の概略平面図である。
　円板２４の溝２６は、図４～図６に示すように、上述の開口部２５と空気穴２７とをつないで形成されている。血液の導入口である開口部２５を血液の上流部、空気穴２７を下流部としたときに、上流部から下流部へは、溝２６は、円板２４の径方向に内側から外側に向かって延びて、折り返して円板２４の径方向に外側から内側に向かって延びて形成されたＵ字型となっている。かかるＵ字型の溝２６を複数に備えている。なお、円板２４には２箇所の窪み２４Ａ，２４Ｂがあり、固定治具５１に嵌合される。
　図１に示すように、円板２４の中央に円板２４を回転させるモータ２８を備えている。モータ２８の回転軸２９を円板２４に連結させることで、モータ２８による円板２４の遠心力を利用して、血液を遠心分離させて血漿および血球に分離する血漿分離を行う。モータ２８は、この発明における回転手段に相当する。
　本実施例では、複数の溝２６を、図４に示すように、円板２４の径方向に沿って放射状にそれぞれ配設している。上述したように複数の各溝２６を、円板２４に対して所定の寸法で溝加工したもので形成している。
　より具体的には、図５（ａ）の平面図、図６（ａ）の平面図に示すように、溝２６の幅をｗとし、図５（ｂ）の断面図、図６（ｂ）の断面図に示すように、溝２６の深さをｄとする。また、図６に示すように、開口部２５の上面２５Ａの直径をｔＵとし、下面２５Ｂの直径をｔＢとし、上面２５Ａを下面２５Ｂよりも広く形成したテーパ形状で開口部２５を形成する。また、図５（ａ）の平面図に示すように、溝２６の折り返しにおける曲線部分の曲率半径をＲとする。ここでの曲率半径は溝２６中心までの距離である。
　本実施例では、円板２４は、幅ｗが０．５ｍｍ、深さｄが０．２ｍｍ、長さが４０ｍｍの溝２６が３６本加工された厚さ１ｍｍのアクリル板と、厚さ０．２ｍｍのアクリル板とを上下に重ねて圧着して形成されており、３６本のＵ字型の溝２６（Ｕ字型微小体積流路）を形成している。円板２４の直径は１０４ｍｍであり、溝２６の折り返しにおける曲線部分の曲率半径Ｒは０．７５ｍｍである。溝２６の内壁にはエキシマランプによる親水加工を施している。さらに、開口部２５の上面２５Ａの直径ｔＵが２．６ｍｍ、下面２５Ｂの直径ｔＢが１．５ｍｍで形成することで、上面２５Ａを下面２５Ｂよりも広く形成したテーパ形状となっている。なお、親水加工については、エキシマランプに限定されず、例えば薬品、プラズマ処理や紫外線照射による親水加工のように、通常において用いられる親水加工であれば特に限定されない。
　かかる円板２４を固定して位置決めを行いつつ支持するために、図７に示すように固定治具５１を備えている。固定治具５１には、円板２４（図１を参照）が嵌合する開口部５２が設けられており、その開口部５２に２つの突起部５２Ａ，５２Ｂが設けられている。突起部５２Ａに円板２４の窪み２４Ａ（図１を参照）を嵌合し、突起部５２Ｂに円板２４の窪み２４Ｂ（図１を参照）を嵌合することで、固定治具５１は円板２４を固定して位置決めを行いつつ支持する。本実施例では、２つの円板２４を固定して位置決めを行いつつ支持するために、開口部５２を２つ設けている。固定治具５１は、この発明における識別手段に相当する。
　本実施例では、図７に示すように、固定治具５１の長手方向の長さをＬとしたときに、一方の円板２４（図１を参照）ならびにそれを嵌合する開口部５２の中心が１／４Ｌの位置になるように開口部５２を設けるとともに、他方の円板２４ならびにそれを嵌合する開口部５２の中心が３／４Ｌの位置になるように開口部５２を設けている。また、図面の左上には固定治具５１に切り欠き５１Ａを設けている。
　次に、一連の採血処理について、図８を参照して説明する。図８は、実施例に係る一連の採血処理の流れを示したフローチャートである。
　（ステップＳ１）血液の主流路への送り込み
　マウス動脈にカテーテル１４（図１を参照）を挿入して、マウス血圧にて自出された動脈血を、カテーテル１４を介して主流路１３（図１を参照）に導くことで、主流路１３に血液を連続的に送り込む。
　（ステップＳ２）セパレータの間隔制御
　主流路１３（図１を参照）を血液が流れていないときには、主流路１３を挟んで光源２１（図１を参照）に対向配置されたフォトダイオード２２（図１を参照）に光源２１から照射された光が入射されるので、フォトダイオード２２で光電変換された検出器信号がHighレベルとなってフォトダイオード２２から出力される。逆に、主流路１３を血液が流れているときには、光源２１から照射された光がその血液によって遮られるので、フォトダイオード２２に光が入射されずに、検出器信号がLowレベルとなってフォトダイオード２２から出力される。このように、血液による遮光をフォトダイオード２２が検知することで、その血液を光学的に監視（モニタ）しながら血液の長さ情報を測定し、そのフォトダイオード２２による測定結果に基づいてバルブを制御する。バルブを制御することで、側路４２から主流路１３に送り込まれる空気あるいはガスの間隔、すなわちセパレータの間隔を制御する。主流路１３は所定の寸法で溝加工したもので形成されているので、光学的に監視（モニタ）して得られる血液の長さ情報から、取り出されるべき血液の体積を得ることができる。
　（ステップＳ３）円板へ移送
　ステップＳ２で取り出された微量血液を、血液用配管１６（図１を参照）を介してディスペンサ２３（図１を参照）に送り込む。ディスペンサ２３は円板（ＣＤウェル）２４（図１を参照）の開口部２５（図１を参照）に、取り出された微量血液毎にそれぞれ滴下する。この滴下によって、取り出された微量血液が円板２４に移送される。
　（ステップＳ４）採血終了
　予め決められた時刻で採血が終了したか否かを判断する。採血が終了していなければステップＳ１に戻る。採血が終了していれば次のステップＳ５に進む。
　（ステップＳ５）血漿分離
　予め決められた時刻における採血がすべて終了した後に、円板２４（図１を参照）に血液を移送したら、円板２４を回転させて血漿および血球に分離する血漿分離を行う。
　なお、必要に応じて、カテーテル１４（図１を参照）を洗浄したり、ヘパリン溶液や空気あるいはガスを送り込んで、液体分割デバイス４０の流路に残留する廃液（血液、ヘパリン溶液あるいはこれらの混合液）の排出を行う。
　（ステップＳ６）円板の支持
　血漿および血球に血漿分離された円板２４（図１を参照）を固定治具５１（図７を参照）は固定して位置決めを行いつつ支持する。固定治具５１が円板２４を固定して位置決めを行いつつ支持することで、円板２４の各々の溝２６（図１を参照）の向きや位置も固定される。したがって、ステップＳ５で血漿分離のために円板２４が回転しても、各々の溝２６を個別に識別することができる。
　（ステップＳ７）円板の撮像
　本実施例では、２つの円板２４（図１を参照）を固定治具５１（図７を参照）は支持して、２つの円板２４および固定治具５１をサンプルとして、図示を省略するカセッテを開いて収容して、その上にイメージングプレートＩＰ（図１を参照）を収容して、カセッテを閉じて露光を行う。この露光によって、血液中に含まれているβ＋線の電離能により、イメージングプレートＩＰの蛍光体（図示を省略）の格子欠陥に電子が捕獲される。一定時間の露光後にイメージングプレートＩＰをカセッテから取り出して、測定装置３０（図１を参照）の読取部３１（図１を参照）のカバー部に挿入して、イメージングプレートＩＰに光を照射して露光を行う。
　読取部３１（図１を参照）のレーザ光源３２（図１を参照）からイメージングプレートＩＰ（図１を参照）にレーザを照射する。捕獲された電子がこの照射によって伝導体に励起され正孔と再結合し、蛍光体から光として励起される。このイメージングプレートＩＰへのレーザ照射によって励起された光をフォトマルチプライヤチューブ３３（図１を参照）が電子に変換して増倍させることで、電気パルスとして２次元的に同時に検出して計数する。なお、レーザ光源３２からイメージングプレートＩＰへ照射した後には、再利用するために消去用光源（図示省略）から光をイメージングプレートＩＰへ照射することで、捕獲された電子を消去する。イメージングプレートＩＰと読取部３１で求められたβ＋線の計数情報に基づいて、β＋線の計数情報である血中の放射線量を求める。
　撮像部３４（図２および図３を参照）は、血漿分離された血漿および血球を円板２４（図１を参照）ごとに撮像する。本実施例では、２つの円板２４およびそれらを支持した固定治具５１（図７を参照）ごと撮像する。撮像部３４のフラットヘッドスキャナの光源３２ａ（図３を参照）から光を照射することで、吸光度の相違によって血漿および血球が撮像された画像上で濃淡差となって現れ、画像上で容易に識別可能である。その撮像部３４によって撮像された円板２４の溝２６（図１を参照）における画像の濃淡差（すなわち吸光度の相違）に基づいて、血漿および血球の各部の溝長あるいは溝領域を溝長・溝領域算出部３６は求める。濃淡差のある１次元の画素数を溝長に変換して、２次元の画素数を溝領域に変換することで、血漿および血球の各部の溝長あるいは溝領域を求める。
　溝長・溝領域算出部３６（図２を参照）で求められた血漿および血球の各部の溝長と溝２６（図１を参照）の断面積とに基づいて、あるいは溝長・溝領域算出部３６で求められた血漿および血球の各部の溝領域と溝２６の深さとに基づいて、体積算出部３７（図２を参照）は各部の体積をそれぞれ求める。
　（ステップＳ８）重畳処理
　体積算出部３７（図２を参照）で求められた血漿の体積、血球の体積と、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１で求められたβ＋線の計数情報に基づいて、単位体積当たりのβ＋線の計数情報である血中放射能濃度を重畳処理部３８は求める。重畳処理部３８は、撮像部３４で撮像された画像と、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１で得られたβ＋線の計数情報の分布像とを重ね合わせて、円板２４の画像中の血漿とβ＋線の分布像中の血漿とを対応付けるとともに、円板２４の画像中の血球とβ＋線の分布像中の血球とを対応付けることで、各部の計数を各部の体積で除算して、各部の血中放射能濃度をそれぞれ求める。
　イメージングプレートＩＰおよび読取部３１での撮像（計数）においても、撮像部３４（フラットヘッドスキャナ）での撮像においても、固定治具５１によって円板２４を固定して位置決めを行いつつ支持した状態で２つの円板２４および固定治具５１をサンプルとして撮像を行っている。したがって、溝２６が対称に形成されていても、各々の溝２６を個別に識別することができ、重畳処理部３８での重畳処理を容易に行うことができる。さらに、円板２４に窪み２４Ａ，２４Ｂを設け、固定治具５１の開口部５２に突起部５２Ａ，５２Ｂを設けているので、これら窪み２４Ａ，２４Ｂや突起部５２Ａ，５２Ｂを基準として向きをそろえて重畳処理を簡易に行うことができる。
　なお、図７に示す固定治具５１の場合には１８０°回転させると溝２６の対称性から上下左右を間違えて重畳処理を行う恐れがあるが、切り欠き５１Ａを図面の左上に設けることで、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１で得られた画像も、撮像部３４（フラットヘッドスキャナ）で得られた画像も、切り欠き５１Ａを基準として向きをそろえて重畳処理を簡易に行うことができる。したがって、重畳処理を正確に行って、各部の血中放射能濃度をそれぞれ正確に求めることができる。
　本実施例に係る測定システムによれば、分離手段（本実施例では円板２４）に設けられた複数の溝２６を個別に識別する識別手段（本実施例では固定治具５１）を備える。このような識別手段（固定治具５１）を備えることで、溝２６を識別する処理を別に行う必要がなく、簡単に複数の溝２６を個別に識別することができる。
　本実施例では、分離手段は、複数本の溝加工された平板（本実施例では円板２４）である。その平板（円板２４）に溝加工された各々の溝２６に測定対象の液体（本実施例では血液）をそれぞれ分離して収納するように平板（円板２４）を構成するとともに、各々の溝２６を対称に溝加工するように平板（円板２４）を構成している。各々の溝２６を対称に溝加工するように平板（円板２４）を構成した場合において、溝２６の対称性から溝２６を個別に識別することができなくなるが、識別手段（本実施例では固定治具５１）を備えることで簡単に複数の溝２６を個別に識別することができる。したがって、この発明は、本実施例のように各々の溝２６を対称に溝加工するように平板（円板２４）を構成した場合において特に有用である。
　本実施例では、平板は平面状の円板２４である。図４に示すように円板２４の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで、径方向に形成された溝２６を複数に設ける。円板２４の径方向に沿って溝加工を放射状に施した場合においても、識別手段（本実施例では固定治具５１）を備えることで簡単に複数の溝２６を個別に識別することができる。また、本実施例では、円板２４の中央に円板２４を回転させる回転手段（本実施例ではモータ２８）を備え、その回転手段（モータ２８）による円板２４の遠心力を利用して、測定対象の液体（本実施例では血液）を遠心分離している。遠心分離のために円板２４を回転させたとしても、識別手段（固定治具５１）を備えることで簡単に複数の溝２６を個別に識別することができる。
　さらに、本実施例では識別手段は、分離手段（本実施例では円板２４）を固定して位置決めを行いつつ支持する固定治具５１である。この固定治具５１によって、識別のみならず、分離手段（円板２４）を固定して位置決めを行いつつ支持することもできる。また、本実施例では好ましくは、図７に示すように分離手段（円板２４）を複数（本実施例では２つ）に備え、上述の固定治具５１は、複数（２つ）の分離手段（円板２４）を固定して位置決めを行いつつ支持している。複数（２つ）の分離手段（円板２４）を固定して一括して測定することができる。
　本実施例では、分離手段（本実施例では円板２４）を撮像する撮像手段（本実施例では撮像部３４）と、測定対象の液体（本実施例では血液）に含まれている放射線を２次元的に同時検出して放射線の２次元画像情報を求める検出手段（本実施例ではイメージングプレートＩＰと読取部３１）と、撮像手段（撮像部３４）によって撮像された分離手段（本実施例では円板２４）の溝２６における画像と、検出手段（イメージングプレートＩＰと読取部３１）で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理部３８とを備えている。重畳処理部３８は、識別手段（本実施例では固定治具５１）で識別された溝２６の識別結果に基づいて上述の重畳処理を行っている。撮像手段（撮像部３４）によって撮像された分離手段（円板２４）の溝２６における画像と、検出手段（イメージングプレートＩＰと読取部３１）で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う際に、識別手段（固定治具５１）によって溝２６を個別に識別してその識別結果を重畳処理に用いることで、重畳処理を簡略化することができる。
　本実施例のように、測定対象の液体が血液の場合には、分離手段（本実施例では円板２４）は、複数の溝２６にそれぞれ分離されて収納された血液を遠心分離させて血漿および血球に分離する血漿分離を行う。この場合には、血漿分離を行う複数の溝２６を簡単に個別に識別することができる。
　測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合においても、本実施例では分離手段は、複数本の溝加工された平面状の円板２４であって、円板２４の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すことで、径方向に形成された溝２６を複数に設けている。円板２４の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施した場合において、溝２６の対称性から溝２６を個別に識別することができなくなるが、識別手段（本実施例では固定治具５１）を備えることで簡単に複数の溝２６を個別に識別することができる。したがって、この発明は、本実施例のように測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合で、径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すように円板２４を構成した場合において特に有用である。また、円板２４の中央に円板２４を回転させる回転手段（本実施例ではモータ２８）を備え、その回転手段（モータ２８）による円板２４の遠心力を利用して、上述の血漿分離を行っている。
　さらに、本実施例のように測定対象の液体が血液であって血漿分離を行う場合で、分離手段が円板２４である場合においても、円板２４を撮像する撮像手段（本実施例では撮像部３４）と、血液に含まれている放射線を２次元的に同時検出して放射線の２次元画像情報を求める検出手段（本実施例ではイメージングプレートＩＰと読取部３１）と、撮像手段（撮像部３４）によって撮像された円板２４の溝２６における画像と、検出手段（イメージングプレートＩＰと読取部３１）で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理部３８とを備え、重畳処理部３８は、識別手段（本実施例では固定治具５１）で識別された溝２６の識別結果に基づいて上述の重畳処理を行っている。
　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した実施例では、測定システムにおいて、測定対象の液体として血液を例に採って説明したが、測定対象の液体であれば、血液に限定されずに、放射性物質や蛍光剤が含まれた液体や、分析装置に用いられる混合液などであってもよい。
　（２）上述した実施例では、分離手段は、複数本の溝加工された平板（実施例では円板２４）であったが、測定対象の液体（実施例では血液）を複数に分離するための溝を複数に設けた構造であれば、平板に限定されない。また、各々の溝を非対称に設けた分離手段であってもよい。
　（３）上述した実施例では、液体採取（実施例では採血）において液体（実施例では血液）の遠心分離に適用するために、円板２４と回転手段（実施例ではモータ２８）とを備えたが、遠心分離を行わない場合には、必ずしも円板２４と回転手段とを備える必要はない。また、平板は円板２４に限定されずに方形の板や多角形の板などであってもよいが、回転させることを考慮すれば回転中心が重心となっている形状であるのが好ましい。
　（４）上述した実施例では、円板２４の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで、径方向に形成された溝２６を複数に設けたが、必ずしも放射状に配設する必要はない。例えば、互いに平行に配設してもよい。
　（５）上述した実施例では、識別手段は固定治具５１であったが、溝を個別に識別する機能であれば、分離手段（実施例では円板２４）を固定して位置決めを行いつつ支持する固定治具に限定されない。例えば、図４に示すように窪みを円板２４自体に設ける、あるいは切り欠きや突起部を円板２４自体に設けることで、その窪みを基準として重畳の対象となる画像の向きを揃えてもよい。また、円板２４の所定の箇所に光や放射線の透過性の異なる部材をマーカとして貼り付けて、撮像された画像でマーカ部分を基準として向きを揃えて重畳処理を行ってもよい。
　（６）上述した実施例では、識別手段は固定治具５１であって、固定治具５１に切り欠き５１Ａや突起部５２Ａ，５２Ｂを設けたが、溝を個別に識別する機能であれば、切り欠きや突起部に限定されない。例えば、固定治具５１の所定の箇所に光や放射線の透過性の異なる部材をマーカとして貼り付けて、撮像された画像でマーカ部分を基準として向きを揃えて重畳処理を行ってもよい。
　（７）上述した実施例では、固定治具５１は、２つの分離手段（実施例では円板２４）を固定して位置決めを行いつつ支持したが、３つ以上の分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持してもよいし、単数の分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持してもよい。また、図７に示すような支持形態に限定されない。固定治具は分離手段を吸着支持するタイプでもよいし、上下に複数の分離手段を積層して支持するタイプであってもよい。
　（８）上述した実施例では、分離手段（実施例では円板２４）を撮像する撮像手段（実施例では撮像部３４）と、光あるいは放射線を２次元的に同時検出して光あるいは放射線の２次元画像情報を求める検出手段（実施例ではイメージングプレートＩＰおよび読取部３１）と、重畳処理手段（実施例では重畳処理部３８）とを備えたが、必ずしも撮像手段と検出手段と重畳処理手段とを備える必要はない。また、撮像手段としてフラットヘッドスキャナのような光学撮像手段を例に採って説明したが、放射線照射手段および放射線検出手段で構成される放射線撮像手段であってもよい。放射線撮像手段の場合には、遠心分離された液体の各部においては、放射能濃度が互いに異なるので、その異なる点を利用する。特に、液体が血液の場合には、放射能濃度の相違によって血漿および血球が撮像された画像上で濃淡差となって現れ、画像上で容易に識別可能である。
　（９）上述した実施例では、検出手段（実施例ではイメージングプレートＩＰおよび読取部３１）は、測定対象の液体（実施例では血液）に含まれている放射線を同時検出（同時計数）していたが、上述した変形例（１）でも述べたように、蛍光剤が含まれた液体などであってもよい。例えば、蛍光剤が含まれた液体の場合には、液体中に蛍光剤である蛍光物質が含まれていることになり、測定装置では、蛍光物質から発生した光をＣＣＤカメラなどで測定して、単位体積当たりの光の情報を正確に求めることになる。また、イメージングプレートＩＰおよび読取部３１のかわりに、２次元の放射線センサ（シンチレータアレイとフォトマルチプライヤ、あるいは半導体検出器など）を使用してもよい。発光物質から発生した光についても同様に測定すればよい。
　（１０）上述した実施例では、測定システムにおいて、採血装置１０による自動採血を例に採って説明したが、液体の採取方法は自動的な液体採取装置に限定されない。液体は円板２４の溝２６に作業者の手技で滴下する方法でもよい。
　以上のように、本発明は、測定対象の液体中に含まれている発光あるいは蛍光物質から発生した光あるいは測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する測定システムに適している。

Claims (11)

  1. 　測定対象の液体中に含まれている発光あるいは蛍光物質から発生した光あるいは測定対象の液体中に含まれている放射線を測定する測定システムであって、前記測定対象の液体を複数に分離するための溝を複数に設けた分離手段と、前記複数の溝を個別に識別する識別手段とを備え、その識別手段で識別された各々の溝ごとに分離された液体の前記光あるいは前記放射線をそれぞれ測定することを特徴とする測定システム。
  2. 　請求項１に記載の測定システムにおいて、前記分離手段は、複数本の溝加工された平板であって、その平板に溝加工された各々の溝に前記測定対象の液体をそれぞれ分離して収納するように前記平板を構成するとともに、各々の溝を対称に溝加工するように前記平板を構成することを特徴とする測定システム。
  3. 　請求項２に記載の測定システムにおいて、前記平板は平面状の円板であって、円板の径方向に沿って溝加工を放射状に施すことで、前記径方向に形成された溝を複数に設けることを特徴とする測定システム。
  4. 　請求項３に記載の測定システムにおいて、前記円板の中央に円板を回転させる回転手段を備え、その回転手段による円板の遠心力を利用して、前記測定対象の液体を遠心分離させることを特徴とする測定システム。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定システムにおいて、前記識別手段は、前記分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持する固定治具であることを特徴とする測定システム。
  6. 　請求項５に記載の測定システムにおいて、前記分離手段を複数に備え、前記固定治具は、複数の分離手段を固定して位置決めを行いつつ支持することを特徴とする測定システム。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載の測定システムにおいて、前記分離手段を撮像する撮像手段と、前記測定対象の液体に含まれている前記光あるいは放射線を２次元的に同時検出して光あるいは放射線の２次元画像情報を求める検出手段と、前記撮像手段によって撮像された分離手段の溝における画像と、前記検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理手段とを備え、前記重畳処理手段は、前記識別手段で識別された溝の識別結果に基づいて前記重畳処理を行うことを特徴とする測定システム。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載の測定システムにおいて、前記測定対象の液体は血液であって、前記分離手段は、前記複数の溝にそれぞれ分離されて収納された前記血液を遠心分離させて血漿および血球に分離する血漿分離を行うことを特徴とする測定システム。
  9. 　請求項８に記載の測定システムにおいて、前記分離手段は、複数本の溝加工された平面状の円板であって、円板の径方向に沿って溝加工を放射状に対称に施すことで、前記径方向に形成された溝を複数に設けることを特徴とする測定システム。
  10. 　請求項９に記載の測定システムにおいて、前記円板の中央に円板を回転させる回転手段を備え、その回転手段による円板の遠心力を利用して、前記血漿分離を行うことを特徴とする測定システム。
  11. 　請求項９または請求項１０に記載の測定システムにおいて、前記円板を撮像する撮像手段と、前記血液に含まれている前記放射線を２次元的に同時検出して放射線の２次元画像情報を求める検出手段と、前記撮像手段によって撮像された円板の溝における画像と、前記検出手段で得られた２次元画像情報の分布像とを重ね合わせて重畳処理を行う重畳処理手段とを備え、前記重畳処理手段は、前記識別手段で識別された溝の識別結果に基づいて前記重畳処理を行うことを特徴とする測定システム。
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