(57)【要約】      （修正有）【課題】光断層画像取得装置において、正確な断層画像を取得することができるシャーレの提供。【解決手段】従来の光断層画像取得装置では、測定対象の断層画像情報を取得するために、光を測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を測定光としてＯＣＴヘッドより取り込んでいたが、光断層画像取得装置の光学素子の感度バラツキの影響で、実際の寸法に対して誤差を生じてしまい、正確な光断層画像が取得できないのであった。その課題を解決するため、底板部４４と、この底板部４４の周部から立ち上がった側壁部４６と、を備え、前記底板部４４を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部４４の下面には上方に向けて窪んだ凹部４５を設けた構成とした。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板部と、この底板部の周部から立ち上がった側壁部と、を備え、
前記底板部を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部の下面には上方に向けて窪んだ凹部を設けたシャーレ。
【請求項２】
前記凹部の代わりに底板部と屈折率が異なる光透過性材料を、底板部に埋めこんだ請求項１に記載のシャーレ。
【請求項３】
前記凹部の代わりに底板部に散乱体を埋め込んだ請求項１に記載のシャーレ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、細胞培養用として活用されるシャーレに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞培養用として活用されるシャーレは、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、底板部と、この底板部の周部から立ち上がる側壁部と、からなる本体と、天板部と、この天板部の周部から下垂するスカート部が前記側壁部の外側にくるように本体と組み合わされる蓋体と、を備えた構成となっていた。最近では樹脂製の使い捨てのシャーレもある（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例における課題は、正確な光断層画像が取得できないことであった。
【０００６】
すなわち、上記従来のシャーレ内に、被検体を設置し、この被検体の断層構造を確認するために、光断層画像取得装置を用いていた。この光断層画像取得装置では、測定対象の断層画像情報を取得するために、光を測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を測定光としてＯＣＴヘッドより取り込んでいたが、光断層画像取得装置の光学素子の感度バラツキの影響で、実際の寸法に対して誤差を生じてしまい、正確な光断層画像が取得できないのであった。
【０００７】
そこで本発明は、正確な断層画像を取得することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、底板部と、この底板部の周部から立ち上がった側壁部と、を備え、前記底板部を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部の下面には上方に向けて窪んだ凹部を設けた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、底板部と、この底板部の周部から立ち上がった側壁部と、を備え、前記底板部を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部の下面には上方に向けて窪んだ凹部を設けたので、正確な光断層画像を取得することができる。
【００１０】
すなわち、光断層画像取得装置では、測定光として、測定対象に光を照射し、この測定光に対する測定対象からの反射光を取り込んだ光を測定光として、測定対象の断層情報を取得するものであるが、測定対象の断層を測定する前に、シャーレの底板部に設けた、所定の深さを有する凹部の深さ寸法を測定し、この寸法について誤差補正を行った上で、測定対象の断層を計測するので、正確な断層画像を取得することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の使用例を示す斜視図
【図２】その主要部の断面図
【図３】その分解斜視図
【図４】その表示部の表示を示す図
【図５】その主要部の斜視図
【図６】その主要部の断面図
【図７】その表示部の表示を示す図
【図８】その主要部の断面図
【図９】その主要部の断面図
【図１０】その主要部の断面図
【図１１】そのブロック図
【図１２】本発明の別の形態を示す図
【図１３】本発明の別の形態を示す図
【図１４】本発明の別の形態を示す図
【図１５】本発明の一実施形態の電気的なブロック図
【図１６】本発明の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における光断層画像取得装置全体の外観斜視図を示す。
【００１４】
また、図２は、ＯＣＴ本体１の内部構造を示す断面図となっている。
【００１５】
図１において、１はＯＣＴ本体で、このＯＣＴ本体１の内部には、図２に示すところの、ＯＣＴヘッド２が収納されている。ＯＣＴヘッド２の上方には、光入出部３が装着されている。
【００１６】
ＯＣＴは、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層計の略語である。
【００１７】
光入出部３の上方には、細胞シートの入ったシャーレ４を設置するための設置部５が設けられている。そして、この設置部５の上方には、設置部５に置かれたシャーレ４内の細胞シートを上から観察するためのカメラ部６が、カメラ保持部７に保持された状態で設けられている。
【００１８】
次に、ＯＣＴヘッド２内には、光入出部３からの入出力光を、測定対象である細胞シートに対して走査を行う光走査部１４が設けられている。この光走査部１４についての詳細は図３を用いて後述する。
【００１９】
ＯＣＴヘッド２の下方には、干渉計ユニット８が設けられている。干渉計ユニット８内には、図１において、ＯＣＴヘッド２とケーブル９で接続された光源１０からの光を、２つに分割する分割部と、参照鏡ユニットと、干渉部と、が設けられている。
【００２０】
分割部によって２つに分割された一方の光は、光入出部３から測定対象である細胞シートに向けて照射され、その測定対象からの反射光は、再び光入出部３から測定光として取り込まれる。分割部によって分割された他方の光は、参照鏡ユニットで経路補正が行われる。この参照鏡によって経路補正された光と、前記ＯＣＴヘッドが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部が、干渉計ユニット８内に設けられている。
【００２１】
そして、光入出部３を測定対象に対して、ＸＹＺ軸において自在に可動させるためのＸ軸可動ステージ１１、Ｙ軸可動ステージ１２、Ｚ軸可動ステージ１３が設けられている。
【００２２】
ＯＣＴヘッド２内に設けた光走査部１４について、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３では、光源１０より、ケーブル９を経由して入力された測定用の近赤外光（中心波長８５０ナノメートル）を平行光とするコリメータレンズ１５を有し、このコリメータレンズ１５からの近赤外光は、光走査部１４で一軸方向に走査され、続いて、それに直交する方向に移動後、再び一軸方向に走査される、つまり、従来のブラウン管テレビにおける画像形成のための走査状態と同じ状態で走査される。
【００２４】
そして、この走査された光が、スキャンレンズ１６を介して光入出部３より、図２に示す測定対象としてのシャーレ４内の細胞シートの測定点に照射される。
【００２５】
そして、細胞シートの測定点に照射された光は、後方散乱光として照射時とは逆の経路を経由して、光入出部３、スキャンレンズ１６、光走査部１４、コリメータレンズ１５、ケーブル９を介して、分割部に入り、干渉部、受光部を経て、断層画像演算部で演算され、表示部に、図４のごとく、細胞シートの断面画像として表示される。このあたりの信号処理については、図１１において詳述する。
【００２６】
図５に細胞シートを入れるシャーレ４の斜視図、図６に細胞シートに照射された測定光の光路を示す。シャーレ４には、細胞シート１７と、培養液１８が入っている。光入出部３より照射した測定光１９は、シャーレ４の蓋を経て、細胞シート１７に照射され、後方散乱光２０が再び光入出部３に戻る。このとき、測定光１９は、細胞シート１７に照射されることで、前方散乱光２１も発生する。前方散乱光は、後方散乱光よりも光強度が強く、細胞シート１７のような測定対象が薄い場合、前方散乱光が十分な光強度を維持したまま測定対象を通過することが可能となる。細胞シート１７を通過した前方散乱光は、細胞シート１７と接しているシャーレ４の底板２２の上界面で反射し、反射光２３のような経路を経て、光入出部３に入力される。
【００２７】
その結果として、図７に示すように、細胞シート１７と接するシャーレ４の底板２２の上界面を示す断層画像２４は、細胞シートを示す断層画像２５よりも信号強度が強くなり、正確な断層画像が表示できなくなってしまうのである。
【００２８】
その課題を解決するために、図８に示すように、光入出部３より照射した測定光１９を設置部５およびシャーレ４の底板２２を経て細胞シート１７に照射することによって、細胞シート１７で発生する前方散乱光２１は、シャーレ４に照射されなくなり、シャーレ４での反射光による断層画像への影響を低減させることができるのである。
【００２９】
さらに、シャーレ４内に培養液１８を注入することにより、シャーレ４の底板２２の上界面における屈折率変化が小さくなり、シャーレ４の底板２２の上界面からの反射光を低減させることができる。培養液１８の屈折率は、シャーレ４の屈折率に近い程、シャーレ４の底板２２の上界面からの反射光を低減させることができる。
【００３０】
図９に光入出部３より照射された測定光の光線軌跡を示す、上述したように、光入出部３より照射した測定光のマージナル光線２６は、シャーレ４の底板２２の下界面を経て、細胞シート１７に照射される。このとき、シャーレ４の底板２２に対して測定光の光軸２７を垂直に照射した場合、測定光のマージナル光線２６はシャーレ４の底板２２において正反射光する。この正反射光線２８は、スキャンレンズ１６を介して干渉部に入力され、受光部で光電変換する際にサチレーションが発生してしまう。
【００３１】
その結果として、正確な測定対象の断層画像が表示できなくなってしまうのである。
【００３２】
その課題を解決するために、図１０のようにシャーレ４の底板２２の法線に対してＯＣＴヘッド２の光入出部３から出力される測定光の光軸角２９をスキャンレンズ１６の集光角３０より大きくすることによって、シャーレ４の底板２２による正反射光線２８は、干渉部に入力されなくなり、測定対象までに存在する界面からの反射光の強度を低減できるため、正確な断層画像を取得することができるのである。
【００３３】
図１１に本実施形態の光断層画像取得装置の制御ブロック図を示す。
【００３４】
まず、光源１０は波長掃引光源で、この光源１０から出た光は、干渉計ユニット８内に設けられた分割部３１で分割され、その一方の光がケーブル９を介して光走査部１４に供給され、細胞シート１７に対するＸ軸方向とＹ軸方向への走査が行われるものとなる。
【００３５】
また、分割部３１で分割された残りの光は、参照鏡ユニット３２で反射され、それが干渉部３３に供給される。干渉部３３では、参照鏡ユニット３２で反射された光と、光走査部１４、ケーブル９を介して戻った光とを干渉をさせて干渉光を生成する。この干渉光は、受光部３４で電気信号に変換し、さらにこの電気信号をＡ／Ｄ変換した後に、その結果を、制御部３５を経由して、パーソナルコンピュータ３６内の断層画像用演算部３７に供給する。
【００３６】
断層画像用演算部３７では、干渉光のＡ／Ｄ変換結果に対してＦＦＴ演算を行い、測定対象である細胞シート１７の表面形状と、その断層画像情報を取得する。
【００３７】
また、設置部５に置かれたシャーレ４内の細胞シート１７を上から観察する為のカメラ部６が設けられている。
【００３８】
このカメラ部６より取り込んだ画像情報について、カメラ画像用演算部３８を制御し、表示部３９に観察画像をリアルタイムに表示させる。また、断層画像用演算部３７は、制御部３５で制御され、表示部３９に断層画像を表示させる。
【００３９】
さて、図１２に示すように、細胞シート１７は、光断層画像取得装置の光走査部１４の走査範囲よりも大きいので、複数回に分割して断層情報を取り込んで、これらの断層情報を合成して細胞シートの断層情報として表示している。
【００４０】
図１２においては、４回の走査を行い、４枚の断層情報を合成している。この合成においては、図１１における制御部３５が、設置部５に対して、細胞シート１７のＸＹＺ方向の位置の制御を行い、細胞シート１７の全体の形状認識を、断層画像用演算部３７内の形状認識処理部４０で行う。
【００４１】
次に、制御部３５は、形状認識処理部４０で算出した細胞シート１７の全体の形状について、どのように分割測定するかについての走査範囲を決定し、その走査範囲に従ってＸ軸可動ステージ１１、Ｙ軸可動ステージ１２、Ｚ軸可動ステージの制御を行いながらＯＣＴヘッド２の位置を移動させ、細胞シート１７の分割情報を取り込んでいく。
【００４２】
次に、強度補正処理部４１において、光源１０の出力光のコヒーレント長、もしくは、デフォーカスによる反射強度補正により、細胞シート１７の複数の分割情報について、反射光の強度補正を行う。
【００４３】
次に、強度補正処理部４１において、補正された細胞シート１７の複数の分割情報を、画像結合処理部４２において結合、合成していく。
【００４４】
そして、断層画像処理部４３において、表示制御された１枚の画像情報が、表示部３９に表示される構成となるのである。
【００４５】
この点において、更に詳しく説明をする。
【００４６】
光源１０の光はＯＣＴヘッド２の光入出部３から出力された後、測定対象である細胞シート１７に到達する過程でレンズのデフォーカスの影響や光干渉におけるコヒーレンス性の影響を受け干渉信号が減衰する。そのため同じ細胞シート１７であっても光入出部３に近い部分はより強く、遠い部分は弱い干渉信号となる。
【００４７】
今回のシステム構成では、ＯＣＴヘッド２の光入出部３を傾けるため、細胞シート１７の表面までの距離が走査位置によって異なるため、上記課題により正しい画像を得ることができない。
【００４８】
そこで、前記断層画像用演算部３７の強度補正処理部４１は、光入出部３から測定対象までの距離より算出した反射強度補正により、干渉信号の強度補正を行う構成とした。
【００４９】
光入出部３から測定対象までの距離と、反射強度補正値の関係は、製品の出荷時に、予め計測しておき、制御部３５の有するメモリに記録しておく。
【００５０】
このようにして、補正された細胞シート１７の複数の分割情報を、画像結合処理部４２において結合し、１枚の細胞シート１７全体の画像に合成し、その断層画像を断層画像処理部４３において、表示部３９に表示制御するのである。
【００５１】
このようなプロセスを行うことで、複数に分割した情報を合成可能とする。さらには、光入出部３は測定対象に対して傾斜した状態で断層情報を取り込むので、測定対象の走査する面は、光入出部３からの距離が異なるため、この距離に応じて反射光の強度を補正することで正確な断層画像を取得することが可能となるのである。
【００５２】
以上により、本発明の実施の形態の基本的な構成を説明したところで、シャーレ４について、さらに具体的な説明を行う。
【００５３】
上記構成の光断層画像取得装置を用いて細胞シート１７を測定する場合、光源１０や他の光学素子は感度バラツキを持っており実際の寸法に対して誤差が生じてしまう。通常、装置出荷時にこれらのバラツキを補正し一定となるように調整をおこなうが、経年変化等で出荷調整時のパラメータでは正しく補正できなくなることがある。そこで、図１２に示すようにシャーレの底板部４４にパラメータ調整用の凹部４５を設けた。
【００５４】
図１２で示すように、本実施形態でのシャーレの構成は、シャーレの底板部４４と、この底板部４４の周部から立ち上がった側壁部４６と、を備え、底板部４４を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部４４の下面には上方に向けて窪んだ凹部４５を設けた。この凹部４５は深さ方向に予め所定の深さ寸法に形成されており、この凹部４５の深さ寸法を断層情報として測定しておき、測定した寸法と、所定の深さ寸法を比較し、その差を構成することで、正確な光断層画像を取得することができる。
【００５５】
すなわち、本実施形態の光断層画像取得装置では、測定光として、測定対象に光を照射し、この測定光に対する測定対象からの反射光を取り込んだ光を測定光として、測定対象の断層情報を取得するものであるが、測定対象の断層を測定する前に、シャーレの底板部４４に設けた、所定の深さを有する凹部４５の深さ寸法を測定し、この寸法について誤差補正を行った上で、測定対象の断層を計測するので、正確な断層画像を取得することができるのである。
【００５６】
補正パラメータを更新するための測定対象は断層画像上で形状が認識できれば良いので、凹部４５に限定されるものではなく、例えば図１３のように底板部４４内に底板部４４と屈折率が異なる光透過性材料４８を埋め込み、この光透過性材料４８の断層情報として、寸法を算出することで、この寸法と実際の寸法の差を補正パラメータとして使っても良い。
【００５７】
また、図１４に示すように光透過性材料４８の代わりに散乱体４７を用いることで散乱体４７の反射強度を断層画像から得ることができ、得られた反射強度が所定の強度となるよう強度補正を行うこともできる。
【００５８】
また、図１５に示すように光透過性材料４８と散乱体４７を同一のシャーレに設けてもよいし、それぞれの大きさを変えても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように本発明は、底板部と、この底板部の周部から立ち上がった側壁部と、を備え、前記底板部を光透過性材料にて構成するとともに、この底板部の下面には上方に向けて窪んだ凹部を設けたので、正確な光断層画像を取得することができる。
【００６０】
すなわち、光断層画像取得装置では、測定光として、測定対象に光を照射し、この測定光に対する測定対象からの反射光を取り込んだ光を測定光として、測定対象の断層情報を取得するものであるが、測定対象の断層を測定する前に、シャーレの底板部に設けた、所定の深さを有する凹部の深さ寸法を測定し、この寸法について誤差補正を行った上で、測定対象の断層を計測するので、正確な断層画像を取得することができるのである。
【００６１】
したがって、たとえば、細胞シート検査用のシャーレとして、広く活用が期待されるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１  ＯＣＴ本体
２  ＯＣＴヘッド
３  光入出部
４  シャーレ
５  設置部
６  カメラ部
７  カメラ保持部
８  干渉計ユニット
９  ケーブル
１０  光源
１１  Ｘ軸可動ステージ
１２  Ｙ軸可動ステージ
１３  Ｚ軸可動ステージ
１４  光走査部
１５  コリメータレンズ
１６  スキャンレンズ
１７  細胞シート
１８  培養液
１９  測定光
２０  後方散乱光
２１  前方散乱光
２２  底板
２３  反射光
２４  断層画像
２５  断層画像
２６  測定光のマージナル光線
２７  測定光の光軸
２８  正反射光線
２９  光軸角
３０  集光角
３１  分割部
３２  参照鏡ユニット
３３  干渉部
３４  受光部
３５  制御部
３６  パーソナルコンピュータ
３７  断層画像用演算部
３８  カメラ画像用演算部
３９  表示部
４０  形状認識処理部
４１  強度補正処理部
４２  画像結合処理部
４３  断層画像処理部
４４  底板部
４５  凹部
４６  側壁部
４７  散乱体
４８  光透過性材料
【図１】
2015047129.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015047129.tif 000012
【図１１】
2015047129.tif 000013
【図１２】
2015047129.tif 000014
【図１３】
2015047129.tif 000015
【図１４】
2015047129.tif 000016
【図１５】
2015047129.tif 000017
【図１６】
2015047129.tif 000018