(57)【要約】【課題】  破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行えるインジェクタ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  シリンダと、前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、連続的な値の変化を入力可能な第１の入力手段と、二値入力が可能な第２の入力手段と、を備えたインジェクタ装置であって、前記第１の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第１の操作モードと、前記第２の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第２の操作モードとを有する。【選択図】  図１
2020089590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、
前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、
連続的な値の変化を入力可能な第１の入力手段と、
二値入力が可能な第２の入力手段と、を備えたインジェクタ装置であって、
前記第１の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第１の操作モードと、前記第２の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第２の操作モードとを有することを特徴とするインジェクタ装置。
【請求項２】
前記第１の入力手段と前記第２の入力手段のいずれの入力手段からの入力を受け付けるかを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ装置。
【請求項３】
第２の操作モードにおいて、撮像手段から出力された画像を解析する画像解析手段の解析の結果、当該画像内の所定の被写体の移動速度が所定の閾値を超えた場合、前記直動手段が自動で停止することを特徴とする請求項１又は２に記載のインジェクタ装置。
【請求項４】
前記画像内の所定の被写体の画像の変化は、前記シリンダと連結されたピペット内の液体の流速の変化であることを特徴とする請求項３に記載のインジェクタ装置。
【請求項５】
前記画像内の所定の被写体の画像の変化が、精子の速度の変化であることを特徴とする請求項３又は４に記載のインジェクタ装置。
【請求項６】
前記画像内の所定の被写体の画像の変化が、卵細胞膜の形状の変化であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のインジェクタ装置。
【請求項７】
前記直動手段は、
振動板と圧電素子とを有する振動子と、
該振動子と摩擦接触する摩擦部材と、
前記振動子を前記摩擦部材に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材と、
前記振動子と前記加圧部材の間に配置され前記加圧部材からの加圧力を前記振動子に伝達する伝達部材とを備る振動モータを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインジェクタ装置。
【請求項８】
前記振動モータは、前記圧電素子に位相差を変更可能な２つの交流電圧を印加してすることによって前記振動子に発生する楕円振動により、前記振動子と前記摩擦部材とが相対移動方向に相対移動することを特徴とする請求項７に記載のインジェクタ装置。
【請求項９】
シリンダと、
前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、
前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、
連続的な値の変化を入力可能な第１の入力手段と、
二値入力が可能な第２の入力手段と、を備えたインジェクタ装置の制御方法であって、
前記第１の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第１の操作モードと、前記第２の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第２の操作モードとを有することを特徴とするインジェクタ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生殖補助医療における、精子を卵子に直接注入する卵細胞質内精子注入法（Ｉｎｔｒａｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ  Ｓｐｅｒｍ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：以下ＩＣＳＩ）に関し、特にインジェクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生殖補助医療では、精子を卵子に直接注入する卵細胞質内精子注入法は、顕微鏡視野下において手動で操作が行われている。
【０００３】
図７（Ａ）に従来のインジェクタ装置２０００を示す。インジェクタ装置２０００は、シリンダ２００１と、ピストン２００２と、シリンダ２００１に設けられためねじ部２００３と、ピストン２００２に設けられたおねじ部２００４と、ピストン２００２とは反対側の端部に設けられたダイヤル部２００５とを有する。シリンダ２００１のめねじ部２００３とピストン２００２に設けられたおねじ部２００４が嵌合しているため、ダイヤル部２００５を手動で回すとピストン２００２がシリンダ２００１に対して進退する。また、シリンダ２００１は、図７（Ｂ）に示すインジェクションピペット１００２にチューブ２００６を介して連結されている。これにより、インジェクタ装置２０００は、チューブ２００６を介してインジェクションピペット１００２内の液体１００５の進退量を操作させることができる。
【０００４】
非特許文献１では、卵細胞質内精子注入法の工程のひとつである卵子の卵細胞膜を破膜する方法が開示されている。図７（Ｂ）に従来の実施例における卵細胞膜の破膜方法を図７（Ｂ１）から（Ｂ６）の順に示す。Ｑ１からＱ６は、各工程での時刻を示す。
【０００５】
実線Ｌ１００１は、インジェクションピペット１００２の先端の位置を示す。実線Ｌ１００２は、インジェクションピペット１００２内の液体１００５の進退量を示し、実線Ｌ１００３は、インジェクタ装置２０００の操作量を示す。操作量Ｌ１００３は、例えばダイヤル部２００５の回転角のことである。このとき、インジェクションピペット１００２内の液体の動きを液体１００５の進退量Ｌ１００２といい、それに浮遊する精子１００４の動きとも同一である。液体１００５の進退量Ｌ１００２の符号は、インジェクションピペット１００２の卵子１００１側の方向に液体１００５が進むときをプラス方向とする。インジェクタ装置２０００の操作量Ｌ１００３の符号は、液体１００５がプラス方向に進むように操作する場合を、操作量Ｌ１００３のプラス方向とする。
【０００６】
まず図７（Ｂ１）のように、例えば精子を操作しやすくするためのポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）溶液などの液体１００５とともに精子１００４をインジェクションピペット１００２に吸引する。そして、精子１００４を吸引したインジェクションピペット１００２を、ホールディングピペット１００３に保持された卵子１００１に近づける（Ｑ１）。
【０００７】
次に、インジェクタ装置２０００をプラス方向に手動で操作し、図７（Ｂ２）のように液体１００５とともに精子１００４をインジェクションピペット１００２の先端付近に移動させる（Ｑ２）。
【０００８】
次に図７（Ｂ３）で、図示しないマイクロマニピュレータを用いて、インジェクションピペット１００２を、卵細胞１００１ａに図示の程度押し込む（Ｑ３）。このとき、卵細胞１００１ａの周囲にある透明体１００１ｄは、インジェクションピペット１００２によって破られる。
【０００９】
そして、図７（Ｂ３）から図７（Ｂ４）にかけて、インジェクションピペット１００２内の液体１００５が後退するように、インジェクタ装置２０００のダイヤル部２００５を手動で操作する（Ｑ３からＱ４）。これにより、卵細胞膜１００１ｂがインジェクションピペット１００２内に吸引され、卵細胞膜１００１ｂを破ることができる。
【００１０】
図７（Ｂ４）で、卵細胞膜１００１ｂが破れたことを目視で確認する（Ｑ４）。目視で破膜を確認後、すぐにダイヤル部２００５を手動で反転操作して、液体１００５を卵子１００１側に進ませる。そして、精子１００４がインジェクションピペット１００２から出て、卵細胞質１００１ｃの中に入るまでダイヤル部２００５の操作を続ける（Ｑ４からＱ５）。
【００１１】
図７（Ｂ５）のように、卵細胞質１００１ｃ内に精子１００４が入ったことを確認できたら、ダイヤル部２００５の操作を止める（Ｑ５）。
【００１２】
最後に、マイクロマニピュレータを用いて、インジェクションピペット１００２を、卵子１００１から図７（Ｂ６）の状態まで引き抜き、作業を終える（Ｑ６）。
【００１３】
これらの作業において、インジェクタ装置２０００のダイヤル部２００５の操作量Ｌ１００３に対してインジェクションピペット１００２内の液体１００５の進退量Ｌ１００２は、比例して変化する。
【００１４】
また、特許文献１ではインジェクションピペットに設けられたダイヤフラムを、圧電素子を用いて駆動させ、卵細胞膜の吸引や精子の注入動作を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−２９０３７７号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】荒木康久著、「生殖補助医療技術学テキスト」、医歯薬出版株式会社、２０１５年１月発行、ｐ．９１−９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述の非特許文献１に開示された従来技術では、インジェクタ装置２０００のダイヤル部２００５を手動で操作する際、操作する速さが遅いと卵細胞膜１００１ｂが破れないことがある。しかしながら、ダイヤル部２００５の操作が速すぎても、インジェクションピペット１００２内に吸引される卵細胞膜１００１ｂの動きに遅れが生じ、ダイヤル部２００５を停止後も吸引が停止しない問題があった。そのため、適正な速さでダイヤル部２００５を操作しなければならなかった。また、卵細胞膜１００１ｂが破膜したかどうかは、インジェクションピペット１００２内に吸引された卵細胞質１００１ｃの動きを人が目視で確認し判断しなければならない。さらに、卵細胞膜１００１ｂが破膜したあと、ダイヤル部２００５をすぐに手動で反転操作しないと、インジェクションピペット１００２内に卵細胞膜１００１ｂを多く吸い込んでしまう。このため、破れた卵細胞膜１００１ｂが邪魔をして精子１００４を卵細胞質１００１ｃ内に注入できないことがある。
【００１８】
これらのことから、ＩＣＳＩの成功率は、人の目視による判断と手動操作の速さにより左右されてしまうため、熟練した技術が必要であった。
【００１９】
また上述の特許文献１に開示されたインジェクタ装置は、インジェクションピペットに設けられたダイヤフラムを圧電素子の伸縮により吸引および注入動作を行うことができる。しかしながら、圧電素子の伸縮ではインジェクションピペット内の液体の進退量に限界があることや、破膜したかどうかの判断は目視によらなければならなかった。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行えるインジェクタ装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダと、前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、連続的な値の変化を入力可能な第１の入力手段と、二値入力が可能な第２の入力手段と、を備えたインジェクタ装置であって、前記第１の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第１の操作モードと、前記第２の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第２の操作モードとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行えるインジェクタ装置及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係るＩＣＳＩを行うマニピュレータシステムのブロック線図である。
【図２】本発明の一実施例に係るインジェクタ装置の断面図である。
【図３】実施例１における破膜操作方法を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例に係る別の形態のインジェクタ装置の断面図である。
【図５】実施例２、実施例３における破膜操作方法を説明するための図である。
【図６】実施例４における破膜操作方法を説明するための図である。
【図７】従来のインジェクタ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。各図面において同一部分は同一符号で示してある。また、以下説明する実施例は、本発明を例示するものであり、限定するものでないことは言うまでもない。
【００２５】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例にかかわるＩＣＳＩを行うマニピュレータシステム１のブロック線図である。
【００２６】
マニピュレータシステム１は、顕微鏡２と、撮像部３と、ディスプレイ４と、コントローラ１００と、第１のマニピュレータ２００と、第１のインジェクタ装置３００と、第２のマニピュレータ４００と、第２のインジェクタ装置５００とを有する。
【００２７】
顕微鏡２は、卵子１００１や第１のマニピュレータ２００に保持されたインジェクションピペット２０３や第２のマニピュレータ４００に保持されたホールディングピペット４０３に焦点を合わせる焦点合わせ機構２ａを有する。
【００２８】
撮像部３は、顕微鏡２の光学素子を介して入射した光束を光電変換して被写体の画像を出力することができ、卵子１００１やインジェクションピペット２０３やホールディングピペット４０３などの画像を取得する。撮像部３で取得された画像は、コントローラ１００の画像入力部１０９に入力される。
【００２９】
コントローラ１００は、表示パネル１０１と、操作パネル１０２と、画像入力部１０９と、画像解析部１０７と、画像出力部１０８と、変位検出部１０３と、演算部１０４と、記憶部１０５と、制御部１０６とを有している。
【００３０】
操作パネル１０２には、制御部１０６の制御パラメータを入力するための例えば図示しないダイヤルやスイッチなどが設けられている。
【００３１】
表示パネル１０１は、例えば、操作パネル１０２で設定する制御パラメータや後述する操作モードなどを表示する。
【００３２】
画像入力部１０９は、撮像部３から送られてきた画像が入力される。入力された画像は、画像解析部１０７と画像出力部１０８に送られる。
【００３３】
画像解析部１０７は、撮像部３で得られた画像を解析する。画像解析部１０７の解析した結果は、演算部１０４と画像出力部１０８に送られる。
【００３４】
変位検出部１０３は、第１のマニピュレータの出力部２０１と入力部２０２と、第１のインジェクタ装置の出力部３０１と第１の入力部３０２との変位をそれぞれ検出する。また、変位検出部１０３は、第２のマニピュレータの出力部４０１と入力部４０２と、第２のインジェクタ装置の出力部５０１と入力部５０２との変位もそれぞれ検出する。変位検出部１０３で検出された変位検出結果は、演算部１０４に送られる。
【００３５】
演算部１０４は、画像解析部１０７の解析結果と変位検出部１０３が検出した変位と第１のインジェクタ装置の第２の入力部３２３の入力値とを演算する。演算部１０４で演算された結果は、制御部１０６と記憶部１０５に送られる。
【００３６】
制御部１０６は、演算部１０４の演算結果や記憶部１０５から読み出された情報から、出力部２０１、３０１、４０１、５０１に、それぞれの駆動量を出力する。
【００３７】
画像出力部１０８は、画像解析部１０７の解析結果と画像入力部１０９から入力された画像を、ディスプレイ４に出力する。
【００３８】
記憶部１０５は、演算部１０４で演算された結果と、制御部１０６で求められた駆動量を記憶する。また、記憶部１０５は、演算部１０４と制御部１０６以外の情報も記憶する。例えば、画像入力部１０９に入力された画像や、画像解析部１０７の解析結果や、変位検出部１０３で検出された変位量や、操作パネル１０２へ入力された入力量などを記憶することもできる。
【００３９】
ディスプレイ４は、画像出力部１０８から出力された画像を表示する。これにより、顕微鏡ではなくディスプレイ４を観察しながら操作することもできる。
【００４０】
第１のマニピュレータ２００は、３軸駆動可能な出力部２０１と３軸それぞれの軸に連続的な値の変化を入力可能な入力部２０２とを有している。
【００４１】
第１のマニピュレータの出力部２０１は、インジェクションピペット２０３を支持するインジェクションピペット用ホルダー２０４を有している。図面において、インジェクションピペットの先端の軸方向をＸ軸方向、顕微鏡の光軸方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向とＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向と規定する。第１のマニピュレータの出力部２０１は、Ｘ方向と、Ｙ軸方法と、Ｚ軸方法の３つの並進駆動が行える。そして、それぞれの変位を計測できる変位計測部を有しており、その変位量は、変位検出部１０３によって検出され、第１のマニピュレータの出力部２０１の制御に用いられる。
【００４２】
第１のマニピュレータの入力部２０２は、第１のマニピュレータの出力部２０１のＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向とに対応した例えばジョイスティックを有する。そして、第１のマニピュレータの入力部２０２は、それぞれの変位を計測できる変位計測部を有しており、その変位量は、変位検出部１０３によって検出される。これにより、第１のマニピュレータの入力部２０２は、変位量を連続的な値の変化として入力可能となる。なお、実施例１では、連続的な値の変化を入力可能な入力部２０２としたが、別の例として、性能上問題のない程度の分解を持った多段階の入力部としてもよい。
【００４３】
第１のインジェクタ装置３００は、インジェクションピペット２０３内の液体１００５の進退量Ｌ２を操作する出力部３０１と連続的な値の変化を入力可能な第１の入力部３０２と、二値入力が可能な第２の入力部３２３とを有する。
【００４４】
図２（Ａ）に、実施例１の第１のインジェクタ装置の出力部３０１の断面図を示す。図２（Ｂ）に、図２（Ｃ）の断面線Ａ―Ａにおける断面図を示す。
【００４５】
第１のインジェクタ装置の出力部３０１は、チューブ３０３を連結可能なシリンダ３０４と、シリンダ３０４内を進退することによって容量を調整可能なピストン３０５と、ピストン３０５を進退駆動可能な直動部３０６とを有している。
【００４６】
チューブ３０３は、シリンダ３０４に一方を連結されており、他方は第１のマニピュレータ２００のインジェクションピペット用ホルダー２０４を介して、インジェクションピペット２０３に連結されている。シリンダ３０４は、固定部材３１０によって支持されている。
【００４７】
直動部３０６は、シリンダ３０４に設けられためねじ部３０８と、ピストン３０５の軸部に設けられたおねじ部３０７と、おねじ部３０７のピストン３０５とは反対側の端部に設けられた回転部材３０９と、回転部材３０９を駆動する振動モータ３１７とを有する。
【００４８】
振動モータ３１７は、振動板３１１と圧電素子３１２とを有する振動子３１９と、振動子３１９と摩擦接触する摩擦部材３１３とを有する。また、振動モータ３１７は、振動子３１９を摩擦部材３１３に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材３１４と、振動子３１９と加圧部材３１４の間に配置され加圧部材３１４からの加圧力を振動子３１９に伝達する加圧力伝達部材３１５とを有する。
【００４９】
振動モータ３１７は、圧電素子３１２に位相差を変更可能な２つの交流電圧３１６を印加することによって振動子３１９に発生する楕円振動により、振動子３１９と摩擦部材３１３とが相対移動方向に相対移動する。
【００５０】
摩擦部材３１３は、回転部材３０９に設けられている。
【００５１】
めねじ部３０８とおねじ部３０７は嵌合しているため、回転部材３０９が回転すると、ピストン３０５がシリンダ３０４に対して進退する。このとき、回転部材３０９は、めねじ部３０８の軸回りに回転し、この回転方向を、第１のインジェクタ装置３００では、Ｒｏｌｌ方向とし、めねじ部３０８の軸方向をＸ軸方向とする。
【００５２】
振動モータ３１７は、支持部材３２１に支持されている。支持部材３２１は、スライド部材３２２にＸ軸方向に案内可能に保持されている。また、図示しない保持部材により、回転部材３０９が回動可能に振動モータ３１７と連結されている。これにより、回転部材３０９が回転して進退しても、振動モータ３１７は回転部材３０９と離れることなく進退できる。
【００５３】
これらの構成により、振動モータ３１７が回転部材３０９を回転させることで、ピストン３０５がシリンダ３０４に対してＸ軸方向に進退可能となる。
【００５４】
図２に示す第１のインジェクタ装置３００では、振動モータ３１７を４個使用しているが、１個でもよく、これに限られるものではない。
【００５５】
また、第１のインジェクタ装置の出力部３０１は、回転部材３０９の回転量を検出する計測部として、例えば図示しないエンコーダなどを有している。その回転量は、変位検出部１０３によって検出され、第１のインジェクタ装置の出力部３０１の制御に用いられる。このとき、回転部材３０９の回転量ではなく、シリンダ３０４の直進量を計測するための図示しないエンコーダを有していてもよく、その直進量が変位検出部１０３によって検出され、第１のインジェクタ装置の出力部３０１の制御に用いられてもよい。
【００５６】
第１のインジェクタ装置の第１の入力部３０２は、例えばダイヤル部３２０などの操作部と、ダイヤル部３２０の操作量を計測する例えば図示しないエンコーダなどの計測部とを有する。これにより、第１のインジェクタ装置３００は、連続的な値の変化を入力可能な第１の入力部３０２を有することができる。
【００５７】
計測された第１の入力部３０２の操作量は、変位検出部１０３に送られる。そして、変位検出部に送られた第１の入力部３０２の操作量は、演算部１０４と制御部１０６を経て第１のインジェクタ装置の出力部３０１に送られる。これにより、第１の入力部３０２に入力された操作量に応じた量だけ直動部３０６が移動することができる。
【００５８】
なお、実施例１では、連続的な値の変化を入力可能な第１の入力部３０２としたが、別の例として、性能上問題のない程度の分解を持った多段階の入力部としてもよい。
【００５９】
第１のインジェクタ装置の第２の入力部３２３は、例えばオルタネイト動作するトグルスイッチが用いられ、オフとオンの二値の信号が入力可能な入力部となる。オフとオンどちらかの信号は、演算部１０４に送られ、後述する第１のインジェクタ装置３００の操作モードの制御に用いられる。
【００６０】
第２のマニピュレータ４００は、第１のマニピュレータ２００と同様の構成となっており、図示は省略する。ただし、第２のマニピュレータ４００は、インジェクションピペット２０３ではなく、図３に示すホールディングピペット４０３を有している。
【００６１】
第２のインジェクタ装置５００は、第１のインジェクタ装置３００と同様の構成となっており、図示は省略する。ただし、図示しないチューブが、第２のインジェクタ装置５００と第２のマニピュレータ４００のホールディングピペット４０３と連結され、ホールディングピペット４０３の内圧を操作する。
【００６２】
次に、第１のインジェクタ装置３００の操作モードについて説明する。
【００６３】
第１のインジェタ装置３００は、第１の入力部３０２に入力される値に応じた量だけ直動部３０６が移動する第１の操作モードＨ１を有する。また、第１のインジェタ装置３００は、第２の入力部３２３に所定の信号が入力されると直動部３０６が所定のシーケンスで直進し停止する第２の操作モードＨ２を有する。所定の信号とは、例えば第２の入力部３２３のスイッチが押されたことを検出した信号などである。詳細は、図３を用いて説明する。
【００６４】
図３は、実施例１における破膜操作について示す。図３（Ｓ１）から（Ｓ６）の順に、破膜の操作工程を説明する。Ｔ１からＴ８は、各工程での時刻を示す。実線Ｌ１は、インジェクションピペット２０３の先端の位置を示す。実線Ｌ２は、直動部３０６が移動することによるインジェクションピペット２０３内の液体１００５の進退量を示す。実線Ｌ３は、第１のインジェクタ装置３００の第１の入力部３０２の操作量を示す。また、実線Ｌ４は、第２の入力部３２３のスイッチに入力されるオフオン信号を示す。
【００６５】
液体１００５の進退量Ｌ２とは、インジェクションピペット２０３内の液体の動きをいい、それに浮遊する精子１００４の動きとも同一である。
【００６６】
液体１００５の進退量Ｌ２の符号は、卵子１００１側の方向に液体１００５が進むときをプラス方向とする。第１のインジェクタ装置３００の操作量Ｌ３の符号は、液体１００５がプラス方向に進むようにダイヤル部３２０を操作する場合を、操作量Ｌ３のプラス方向とする。
【００６７】
まず、図３（Ｓ１）で、精子１００４を操作しやすくするための例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）溶液などの液体１００５とともに精子１００４をインジェクションピペット２０３に吸引する。そして、精子１００４を吸引したインジェクションピペット２０３を、ホールディングピペット４０３に保持された卵子１００１に近づける（Ｔ１）。
【００６８】
次に、図３（Ｓ２）のように、第１のインジェクタ装置３００のダイヤル部３２０をプラス方向に操作する。そして、ダイヤル部３２０の操作量Ｌ３に応じて液体１００５とともに精子１００４をプラス方向に進ませ、インジェクションピペット２０３の先端付近まで移動させる（Ｔ２）。
【００６９】
この時刻Ｔ１からＴ２にかけては、第１のインジェクタ装置３００は、ダイヤル部３２０の操作量Ｌ２に応じた量だけ直動部３０６が移動し液体１００５が進退する第１の操作モードＨ１で動作する。
【００７０】
精子１００４を移動完了後、第１のマニピュレータ２００を操作して、図３（Ｓ３）のようにインジェクションピペット２０３を卵細胞１００１ａに図示の程度押し込む（Ｔ２からＴ３）。このとき、卵細胞１００１ａの周囲にある透明体１００１ｄは、インジェクションピペット２０３によって破られる。
【００７１】
図３（Ｓ３）の時刻Ｔ３から図３（Ｓ４）の時刻Ｔ６にかけて、第２の操作モードＨ２について説明する。
【００７２】
インジェクションピペット２０３を卵細胞１００１ａに押し込めたら、第１のマニピュレータ２００の操作から、第２の入力部３２３の操作に移る（Ｔ３からＴ４）。そして、第２の入力部３２３のスイッチをオフからオンに変更する（Ｔ４）。すると、第２の入力部３２３からオンの信号が、演算部１０４に送られ、制御部１０６を経て出力部３０１に駆動量として出力される。この駆動量は、駆動部３０６が液体１００５を適正な速さで進退させることができるような所定の加速度で駆動するように定められている。
【００７３】
駆動量の指令を受けた出力部３０１の直動部３０６は、所定の加速度で駆動し、適正な速さで液体１００５を進退させ、インジェクションピペット２０３内に卵細胞膜１００１ｂを吸引させる（Ｔ４−Ｔ５）。
【００７４】
吸引された卵細胞膜１００１ｂの破膜を確認したら、第２の入力部３２３のスイッチをオフにする（Ｔ５）。すると、直動部３０６が停止し、それにともない液体１００５の進退も停止する。
【００７５】
以上より、第２の入力部３２３に手動でオンの信号を入力すると、直動部３０６が所定の加速度で駆動し、手動でオフの信号を入力すると直動部３０６が直ちに停止する操作モードを第２の操作モードＨ２という。
【００７６】
卵細胞膜１００１ｂを吸引中の時刻Ｔ４からＴ５にかけて、他の時刻の操作に比べ、短い時間の操作となっている。これは、卵細胞膜１００１ｂが破膜しなやすい適正な速さで液体１００５を進退させないといけないためである。図３の破線Ｌ２ａは、手動で第１の入力部３０２のダイヤル部３２０を操作した時の液体１００５の進退量を示す。時刻Ｔ４の進退の開始時は、手動の操作では、液体１００５の直進速度が低速かつ不安定であり、停止時は、ダイヤル部３２０を止めるのに遅れが生じる。
【００７７】
よって、実施例１を用いれば、駆動開始時は安定した加速度で直動部３０６が液体１００５を適正な速さで進退させる。また、停止時は急な停止をさせることができる。よって、手動の場合と比較し、操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作が可能になる。
【００７８】
次に図３（Ｓ４）で、精子１００４の注入操作について説明する。
【００７９】
卵細胞膜１００１ｂが破膜したことを確認したら、精子１００４を卵子１００１に注入するために、第１の入力部３０２を操作し、液体１００５を進退させる（Ｔ６）。精子１００４の注入は、第１の入力部３０２に入力される値に応じた量だけ移動する第１の操作モードＨ１で行われる。
【００８０】
そして、図３（Ｓ５）のように、卵細胞質１００１ｃ内に精子１００４が入ったことを確認したら第１の入力部３０２の操作を止める（Ｔ７）。
【００８１】
最後に、図３（Ｓ６）で、第１のマニピュレータ２００を操作し、インジェクションピペット２０３を卵子１００１から引き抜く（Ｔ８）。
【００８２】
以上のことから、実施例１を用いれば、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。
【００８３】
次に、実施例１に用いられるインジェクタ装置の出力部３０１の別の形態のインジェクタ装置の出力部６０１について図４を用いて説明する。図４（Ｃ）は、インジェクタ装置の出力部６０１の断面図を示す。図４（Ｄ）は、断面線Ｂ−Ｂにおける断面図を示す。
【００８４】
インジェクタ装置の出力部６０１は、チューブ６０３を連結可能なシリンダ６０４と、シリンダ６０４内を進退することによって容量を調整可能なピストン６０５と、ピストン６０５を進退駆動可能な直動部６０６とを有している。
【００８５】
チューブ６０３は、シリンダ６０４に一方を連結されており、他方は第１のマニピュレータ２００のインジェクションピペット用ホルダー２０４を介して、インジェクションピペット２０３に連結されている。シリンダ６０４は、固定部材６０９によって支持されている。
【００８６】
直動部６０６は、シリンダ６０４に設けられた開口部６０８を連通する軸部６０７と、軸部６０７に設けられた振動モータ６１５とを有する。
【００８７】
振動モータ６１５は、振動板６１０と圧電素子６１１とを有する振動子６１６と、振動子６１６と摩擦接触する摩擦部材６１２とを有する。さらに、振動モータ６１５は、振動子６１６を摩擦部材６１２に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材６１３と、振動子６１６と加圧部材６１３の間に配置され加圧部材６１３からの加圧力を振動子６１６に伝達する加圧力伝達部材６１４とを有する。また、振動モータ６１５は、固定部材６０９に支持された筐体部材６１８に保持されている。
【００８８】
振動モータ６１５は、圧電素子６１１に位相差を変更可能な２つの交流電圧６１７を印加することによって振動子６１６に発生する楕円振動により、振動子６１６と摩擦部材６１２とが相対移動方向に相対移動する。詳細は、特開２０１２−１６１０７号公報などに記載されているため、省略する。
【００８９】
これらの構成により、振動モータ６１５を含む直動部６０６によって、ピストンがＸ軸方向に進退可能となり、チューブ６０３と接続されたインジェクションピペット２０３内の液体１００５の進退量を操作可能となる。
【００９０】
実施例１の図２と図４とでは、振動モータを含む直動部を説明したが、振動モータに限らず、ステッピングモータやボイスコイルモータなどの直動部を用いてよい。
【００９１】
以上より、実施例１を用いれば、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。
【００９２】
（実施例２）
実施例１では、第２の入力部３２３に手動でオンの信号を入力すると、直動部３０６が所定の加速度で駆動し、手動でオフの信号を入力すると停止する第２の操作モードＨ２について説明した。実施例２では、別の形態の第２の操作モードＪ２を用いた破膜操作について説明する。図５に実施例２を用いた破膜操作を示す。図５において図３と同様の箇所は説明を省略する。
【００９３】
図５（Ｓ３）において、インジェクションピペット２０３を卵細胞１００１ａに押し込む（Ｔ３）。その後、第２の入力部３２３のスイッチを操作する（ＴＳ４）。実施例２のスイッチは、スイッチを押している間だけオンになり手を離すとオフになる例えばモーメンタリ動作するタクトスイッチなどが用いられる。
【００９４】
第２の入力部３２３のスイッチを押すと、直動部３０６が所定の加速度で駆動し、卵細胞膜１００１ｂを適正な速さで吸引し破膜する（ＴＳ４からＴＳ５）。その後、液体１００５が所定の進退量になると自動で停止する（ＴＳ５）。所定の加速度は、破膜しやすい適正な速さを予め求めておき、その速さになるよう設定する。また、所定の進退量は、破膜後に卵細胞膜１００１ｂを多く吸い込んでしまうことがないように進退量を予め求めておき設定する。
【００９５】
時刻ＴＳ５で卵細胞膜１００１ｂが破膜したことが確認できたら、第１の入力部３０２を操作し精子１００４の注入動作に移る（ＴＳ６）。
【００９６】
以上より、第２の操作モードＪ２とは、第２の入力部３２３のスイッチを押すことで、直動部３０６を所定の加速度で駆動させ、適正な速さで所定の量の液体１００５が進退したら自動停止する操作モードをいう。
【００９７】
よって、第２の操作モードＪ２を用いることで、実施例１では、直進の開始のみ自動で、停止は目視によっていたが、実施例２では直進も停止も所定のシーケンスで行うことができる。そのため、実施例２では実施例１よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。
【００９８】
（実施例３）
実施例１では、第２の入力部３２３に手動でオンの信号を入力すると、直動部３０６が所定の加速度で適正な速さになるよう駆動し、手動でオフの信号を入力すると停止する第２の操作モードＨ２について説明した。実施例２では、第２の入力部３２３に手動でオンの信号を入力すると直動部３０６が所定の加速度で駆動し、適正な速さで所定の量の液体１００５が進退したら自動で停止する第２の操作モードＪ２について説明した。
【００９９】
実施例３では、第２の操作モードにおいて、撮像部３の取得した画像内の所定の部分（被写体）の移動速度が所定の閾値を超えたと画像解析部１０７が判断したら、直動部３０６が自動で停止する第２の操作モードＫ２について図５を用いて説明する。
【０１００】
実施例３では、実施例２と同様にスイッチを押している間だけオンになり手を離すとオフになる例えばタクトスイッチなどが用いられる。
【０１０１】
第２の入力部３２３のスイッチを押すと、実施例２と同様に直動部３０６が所定の加速度で駆動し、卵細胞膜１００１ｂを吸引する（ＴＳ４からＴＳ５）。このとき、撮像部３は画像を取得しており、取得した画像内の所定の部分の移動速度が所定の閾値を超えたと画像解析部１０７が判断したら、直動部３０６が自動で停止し、液体１００５の進退も停止する（ＴＳ５）。
【０１０２】
画像解析部１０７が判断に用いる所定部分の画像の変化の例として、インジェクションピペット２０３内の液体の流速の変化を用いてもよい。ピペット内の液体は、卵細胞質１００１ｃやＰＶＰ溶液などで構成され、卵細胞膜１００１ｂが破膜することによって卵細胞質１００１ｃやＰＶＰ溶液などの流体は流速が変化するため、画像解析部１０７の判断に用いることができる。
【０１０３】
また、その他の所定部分の画像の変化の例として、精子１００４の速度の変化や卵細胞膜１００１ｂの形状の変化としてもよい。
【０１０４】
時刻ＴＳ５で卵細胞膜１００１ｂが破膜し液体１００５の進退の停止が確認できたら、第１の入力部３０２を操作し精子１００４の注入動作に移る（ＴＳ６）。
【０１０５】
以上より第２の操作モードＫ２は、第２の入力部３２３に手動でオンの信号を入力すると、直動部３０６が所定の加速度で駆動し、画像解析部１０７が所定の部分の移動速度が所定の閾値を超えたら停止する操作モードをいう。
【０１０６】
よって、実施例１では、目視で判断して停止する操作モード、実施例２では、所定の進退量になったら停止する操作モードであったが、実施例３の第２の操作モードＫ２を用いることで、画像解析部１０７が破膜を判断して停止することができるようになる。そのため、実施例３では実施例２よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。
【０１０７】
（実施例４）
実施例１から３では、第２の入力部を第１のインジェクタ装置３００に設けたが、第１の入力部３０２に第２の入力部３２３のスイッチを設けてもよく、また第２の入力部３２３を操作パネル１０２に設けてもよい。さらに、図示しないフットペダルを設け第２の入力部３２３として操作してもよい。
【０１０８】
ただし、例えば第２の入力部３２３としてフットペダルを設けた場合、第１の入力部３０２を手動で操作しながら、フットペダルを足で操作することも可能になる。このため、第１の入力部３０２の操作量と第２の入力部３２３の信号が、同時にコントローラ１００に入力される可能性がある。つまり第１の操作モードＨ１と第２の操作モードＨ２、Ｊ２、Ｋ２とで、同時に操作可能になってしまう。
【０１０９】
そこで、第１の入力部３０２と第２の入力部３２３のいずれの入力部からの入力を受け付けるかを切り替える切り替え手段を有する実施例４を説明する。
【０１１０】
切り替え手段は、操作パネル１０２や第１の入力部３０２などに図示しない例えばオルタネイト動作するトグルスイッチなどの二値入力可能なスイッチが設けられる。
【０１１１】
図６を用いて、切り替え手段を用いた破膜方法について説明する。図６において図３と同様の箇所は説明を省略する。図６Ｌ３の破線部は、第１の入力部３０２のダイヤル部３２０を操作しても操作量が入力できないことを示す。図６Ｌ４の破線部は、第２の入力部３２３のスイッチを押しても信号が入力できないことを示す。
【０１１２】
まず、図６（Ｓ１）から（Ｓ３）において、第１の入力部３０２が操作できるように切り替え手段を設定する。そうすると、第２の入力部３２３は、信号が入力できないようになり、第１の操作モードＨ１のみで操作可能となる。
【０１１３】
図６（Ｓ３）で、卵細胞１００１ａにインジェクションピペット２０３を押し込めたら、第２の入力部３２３に信号が入力できるように、切り替えスイッチを設定する（Ｔ３）。そうすると、第１の入力部３０２を操作できなくなり、第２の操作モードＨ２、Ｊ２、Ｋ２のみで操作可能となる。
【０１１４】
そこで、第２の入力部３２３にオンの信号を入力する（Ｔ４）。そうすると、直動部３０６が所定の加速度で駆動し液体１００５を適正な速さで吸引して卵細胞膜１００１ｂを破膜する。
【０１１５】
その後、直動部３０６が停止ししたことを確認したら、再度切り替え手段を操作し、第１の入力部３０２を操作可能な状態にし、第２の入力部３２３に信号を入力不可能な状態にする（ＴＴ５）。つまり、第１の操作モードＨ１でのみ操作可能な状態にする。そして、第１の入力部３０２を操作し精子１００４の注入する（Ｔ６）。
【０１１６】
よって、実施例４の切り替え手段を用いることで、第１の操作モードＨ１と第２の操作モードＨ２、Ｊ２、Ｋ２が同時に操作可能な状態にならなくなる。
【０１１７】
以上より、実施例１乃至３では、第１の操作モードと第２の操作モードが同時に入力可能であったが、実施例４を用いることで、同時に操作ができなくなる。そのため、実施例４では実施例３よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。
【符号の説明】
【０１１８】
３  撮像部
１０７  画像解析部
３００  第１のインジェクタ装置
３０２  第１の入力部
３２３  第２の入力部
３０４  シリンダ
３０５  ピストン
３０６  直動部
Ｈ１  第１の操作モード
Ｈ２  第２の操作モード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020089590.tif 000007
【図６】
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【図７】
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