(57)【要約】【課題】in-vivo観察に代表されるような、動的な挙動を示す生体の観察において、試料の周囲に他の臓器等が存在していても、試料を的確に押さえてその挙動を抑制する。【解決手段】試料Ａに密着させられて試料Ａの動きを拘束するスタビライザ５であって、試料Ａに接触させられる接触面５ｃと、該接触面５ｃに向かって先細になる外周面１２ｂとを有するスタビライザ５を提供する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に密着させられて試料の動きを拘束するスタビライザであって、
前記試料に接触させられる接触面と、該接触面に向かって先細になる外周面とを有するスタビライザ。
【請求項２】
前記外周面が、テーパ状に形成されている請求項１に記載のスタビライザ。
【請求項３】
試料に近接配置される対物ユニットを備える光学装置と、
少なくとも該光学装置による観察範囲の周囲において試料に密着させられる請求項１または請求項２に記載のスタビライザとを備える生体観察装置。
【請求項４】
前記対物ユニットが、観察方向に向かって漸次細くなるテーパ状に形成された先端部を有し、
前記スタビライザが、前記接触面に向かって先細になるテーパ内面を備え、
該テーパ内面のテーパ角度が、前記先端部のテーパ角度より大きい請求項３に記載の生体観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタビライザおよび生体観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生物学の研究においては、光学装置を用いて蛍光プローブによるイオン濃度、膜電位などの可視化が行われるようになっており、例えば、標本として実験動物の一個体を用い、生きたままその臓器等を観察するいわゆるin-vivo観察が行われるようになっている。In-vivo観察においては、観察対象が拍動、呼吸動などの動きをもつので観察位置のズレや焦点のボケが生じやすい。
【０００３】
このような観察位置のズレや焦点ボケを解消する方法としては、動的な挙動を示す試料を拘束する手段を備えた観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この観察装置は、対物レンズを有する顕微鏡観察装置と試料に密着させられるスタビライザとを備え、該スタビライザにより試料を押圧して試料の動的挙動を抑制するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３８６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の観察装置では、腎臓などの周辺が他の臓器や脂肪等で覆われている臓器を観察する場合に、スタビライザの臓器接触面の外形が対物レンズの外形より大きいために周辺の他の臓器等が観察の邪魔になるという不都合がある。すなわち、観察対象となる臓器にスタビライザを接触させるためには、予め周辺の他の臓器や組織等を押し退けておくことが必要となり、作業が煩わしい。また、他の臓器等を押し退けられない場合には、スタビライザが観察対象となる臓器を周辺の他の臓器等ごと押し付けてしまうことになり、観察対象となる臓器の動的挙動を十分に抑制することができず、鮮明な画像が得られないという不都合も考えられる。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、in-vivo観察に代表されるような、動的な挙動を示す生体の観察において、試料の周囲に他の臓器等が存在していても、試料を的確に押さえて、その挙動を抑制することができるスタビライザ、および、これにより、試料の鮮明な画像を簡易に得ることのできる生体観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料に密着させられて試料の動きを拘束するスタビライザであって、前記試料に接触させられる接触面と、該接触面に向かって先細になる外周面とを有するスタビライザを提供する。
本発明によれば、観察対象となる試料に接触面を密着させることで、試料の動的挙動を抑制し、ブレのない鮮明な画像により観察することが可能となる。
【０００８】
この場合において、接触面を試料に向けて近接させていくと、接触面に向かって先細に形成された外周面が、観察対象となる試料の周辺に存在している他の臓器や組織等を外周面によって押し退けながら移動するので、接触面を観察対象に近接させ、密着させることができる。これにより、予め他の臓器等を押し退けておく煩わしい作業が不要となり、また、周辺の他の臓器等を一緒に押さえ込んでしまう不都合を防止して、観察対象となる試料の動的挙動を簡易かつ確実に抑制することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記外周面が、テーパ状に形成されていることが好ましい。
このようにすることで、周辺の他の臓器等がテーパ状の外周面を滑って押し退けられることとなり、接触面をスムーズに観察対象に近接させて行くことができる。
【００１０】
また、本発明は、試料に近接配置される対物ユニットを備える光学装置と、少なくとも該光学装置による観察範囲の周囲において試料に密着させられる上記スタビライザとを備える生体観察装置を提供する。
本発明によれば、観察範囲の周辺に他の臓器等が存在していても、スタビライザの接触面を光学装置による観察範囲の周囲に容易に近接させて試料に密着させることができ、観察範囲の動的挙動を効果的に抑制し、対物ユニットと試料との相対距離の変動を低減し、光学装置によりブレのない鮮明な画像を取得することが可能となる。
【００１１】
上記発明においては、前記対物ユニットが、観察方向に向かって漸次細くなるテーパ状に形成された先端部を有し、前記スタビライザが、前記接触面に向かって先細になるテーパ内面を備え、該テーパ内面のテーパ角度が、前記先端部のテーパ角度より大きいこととしてもよい。
このようにすることで、対物ユニットをスタビライザの内側に容易に挿入することが可能となり、作動距離の短い対物ユニットを観察対象に容易に近接させて適正な観察を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るスタビライザによれば、in-vivo観察に代表されるような、動的な挙動を示す生体の観察において、試料の周囲に他の臓器等が存在していても、試料を的確に押さえて、その挙動を抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明に係る生体観察装置によれば、スタビライザにより試料を的確に押さえて、試料の鮮明な画像を簡易に得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係るスタビライザ５および生体観察装置１について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るスタビライザ５は、図１に示されるように生体観察装置１に備えられている。
【００１４】
本実施形態に係る生体観察装置１は、図１に示すように、実験小動物等を始めとする哺乳類の細胞、筋肉等の生体組織、あるいは、心臓、肝臓等の各種臓器等の試料Ａを載置するステージ２と、該ステージ２上に配置され、ステージ２上の試料Ａに対向配置させられ、所定の作動距離を有する対物ユニット３を備える光学装置４と、光学装置４の近傍に配置された本実施形態に係るスタビライザ５とを備えている。
【００１５】
前記ステージ２は、調整ダイヤル６を備え、該調整ダイヤル６を操作することにより、水平２方向、例えば、Ｘ，Ｙ方向に試料Ａを移動させることができるようになっている。さらに、前記ステージ２には、ヒータ２ａが備えられており、該ヒータ２ａでステージ２を加温することにより、ステージ２の上に載置されている試料Ａを温めることができるようになっている。
【００１６】
前記光学装置４は、ベース７から鉛直方向に延びる支柱８に、昇降機構９により上下動可能に取り付けられている。対物ユニット３を鉛直下方に向けて配置することにより、ステージ２上の試料Ａを観察することができるようになっている。また、昇降機構９を作動させることにより対物ユニット３を試料Ａに対して近接・離間させ、ピントを調節することができるようになっている。
前記対物ユニット３は、その一端に、観察方向に向かって漸次細くなるテーパ状に形成された先端部３ａを備えている。
【００１７】
本実施形態に係るスタビライザ５は、同じくベース７から鉛直方向に延びる支柱１０に、昇降機構１１により上下動可能に取り付けられたアーム５ａと、該アーム５ａの先端に配置される先端部５ｂとを備えている。
【００１８】
前記先端部５ｂは、図２に示されるように、試料Ａ側が小径の略円錐台形の筒状に形成され先端に開口部１２ａを有するフレーム部１２と、該フレーム部１２の開口部１２ａを閉塞する位置に配置された透明な円板状のガラス板１３とを備えている。フレーム部１２の開口部１２ａ周縁に配置される先端面およびガラス板１３の表面が、試料Ａの表面に接触させられる接触面５ｃを構成している。
【００１９】
フレーム部１２は、ある程度の軸方向長さ寸法（例えば、３ｍｍ程度以上）を有し、その開口部１２ａは、前記対物ユニット３による観察範囲より大きく形成されている
また、フレーム部１２は、前記接触面５ｃに向かって先細になるテーパ状の外周面１２ｂとテーパ内面１２ｃとを備えている。テーパ内面１２ｃは、図３に示されるように、対物ユニット３の先端部３ａのテーパ角度θより大きいテーパ角度αを有している。
これにより、前記接触面５ｃを試料Ａに密着させると、フレーム部１２の開口部１２ａ内に対物ユニット３による観察範囲が配置されるようになっている。
【００２０】
このように構成された本実施形態に係るスタビライザ５および生体観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体観察装置１を用いて、実験小動物等の臓器等の試料Ａを観察するには、まず、図３に示されるように、実験小動物等の外皮Ｃを切開して、臓器等の試料Ａを露出させた上で、昇降機構１１を作動させてスタビライザ５を下降させ、スタビライザ５の接触面５ｃを試料Ａの表面に密着させる。この状態で、対物ユニット３の先端部３ａをスタビライザ５のフレーム部１２の内側に挿入して、光学装置４の対物ユニット３をガラス板１３に近接させて焦点合わせを行い、光学装置４により観察を行う。
【００２１】
これにより、スタビライザ５により押圧された試料Ａの表面の動的挙動、特に、対物ユニット３の光軸方向に沿う動的挙動が抑制される。したがって、スタビライザ５により動的挙動が抑制されたガラス板１３内の観察範囲を光学装置４によって観察し、ブレのない鮮明な画像を取得することができる。
【００２２】
また、本実施形態に係るスタビライザ５および生体観察装置１によれば、図３に示されるように、観察対象である試料Ａの周辺が他の臓器や脂肪Ｄ等で覆われている場合に、スタビライザ５の先端部５ｂを試料Ａに向けて近接させていくと、テーパ状の外周面１２ｂの移動に伴って、周辺の脂肪Ｄ等がその外周面１２ｂ上を滑ることにより、半径方向外方に押し退けられることとなる。つまり、スタビライザ５のフレーム部１２の外周面１２ｂによって試料Ａの周辺にある脂肪Ｄ等を押し退けながら、スタビライザ５を試料Ａに向けてスムーズに移動させて、スタビライザ５の接触面５ｃを試料Ａに簡易に密着させることができる。
【００２３】
その結果、スタビライザ５による試料Ａの固定作業に先立って予め脂肪Ｄ等を押し退けておく煩わしい作業が不要となる。また、スタビライザ５を試料Ａに密着させる際に、周辺にある脂肪Ｄ等ごと押し付けてしまうことがないので、観察対象となる試料Ａの動的挙動を確実に抑制することができる。さらに、スタビライザ５のフレーム部１２はある程度の高さを有するので、観察時に周辺の脂肪Ｄ等がフレーム部１２に覆い被さって観察範囲に入り込まないように保持することができる。したがって、周辺の脂肪Ｄ等が観察の邪魔となることを防止でき、ブレのない鮮明な画像を得ることができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る生体観察装置１によれば、スタビライザ５のテーパ内面１２ｃにおけるテーパ角度αが対物ユニット３の先端部３ａのテーパ角度θより大きいことから、対物ユニット３の先端部３ａをフレーム部１２の内側に容易に挿入することができる。したがって、スタビライザ５に干渉することなく、対物ユニット３を試料Ａに十分に近接させて観察を行うことができる。また、このような構成により、フレーム部１２の先端の口径を必要最小限に抑えることができる。すなわち、接触面５ｃが小さくなるので、図３に示されるような周囲を脂肪Ｄ等で覆われた試料Ａであっても、スタビライザ５を確実に密着させてその動的挙動を抑えることができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、スタビライザ５の材質は任意でよいが、臓器等の試料Ａへの侵襲性を低くする観点から、スタビライザ５を、例えば、ポリサルフォンのような生体適合性のある材料により構成することが好ましい。また、観察範囲以外における視認性を良くするため、スタビライザ５を透明材料により構成することとしてもよい
【００２６】
また、本実施形態においては、臓器等の試料Ａへの侵襲性を低くする観点から、フレーム部１２の先端面は、そのエッジ部が面取りされていることが好ましい。
また、対物ユニット３とフレーム部１２との干渉を回避するために、ガラス板１３の厚さを対物ユニット３の作動距離内に収めることが好ましい。
【００２７】
また、本実施形態においては、スタビライザ５のフレーム部１２の開口部１２ａにガラス板１３を備え、フレーム部１２の先端面およびガラス板１３の表面を接触面５ｃとして試料Ａへ密着させることとしたが、これに代えて、ガラス板１３を設けずに、フレーム部１２の先端面のみを接触面５ｃとして試料Ａへ密着させることにしてもよい。また、ガラス板１３に代えて、他の透明部材を備えることにしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、フレーム部１２を略円錐台型の筒状に形成することとしたが、フレーム部１２の形状としては特に限定されるものではなく、他の任意の形状を採用することができる。例えば、図４に示されるような略三角錐台状や、図５に示されるような略四角錐台状に形成することにしてもよい。また、図６に示されるように、フレーム部１２を略円錐台状部分と略円筒状部分を組み合わせた形状にしてもよい。
【００２９】
また、本実施形態においては、スタビライザ５のフレーム部１２の外周面１２ｂおよびテーパ内面１２ｃをテーパ状に形成することとしたが、これに代えて、図７に示されるように、接触面５ｃに向かって段階的に先細になるように形成することにしてもよい。
【００３０】
また、剛性向上の観点から、図８に示されるように、フレーム部１２の外周面１２ｂをテーパ内面１２ｃのテーパ角度αより大きいテーパ角度βとなるように形成することにしてもよい。
また、図９に示されるように、フレーム部１２の先端面に凹凸部１２ｄを設けることにしてもよい。このような構成により、凹凸部１２ｄを試料Ａの表面に食い込ませて摩擦力を高め、試料ＡのＸ−Ｙ方向の挙動を抑制することができる。
また、図１０に示されるように、フレーム部１２の先端面にスタビライザ５の材質よりも摩擦係数の高い部材、例えば、シリコーンからなるリング状のシート１２ｅを備えることにしてもよい。
【００３１】
また、図１１に示されるように、フレーム部１２の先端面に吸引溝１６を設け、該吸引溝１６に接続する管路をスタビライザ５のアーム５ａおよび先端部５ｂを中空構造にすることで構成してもよい。この場合、図１２に示されるように、生体観察装置１は、スタビライザ５のアーム５ａに接続されたチューブ１７を介して空気を吸引する吸引ポンプ１９を備えることとすればよい。
【００３２】
そして、吸引溝１６を塞ぐようにフレーム部１２の先端面を試料Ａの表面に接触させた状態で、吸引ポンプ１９を作動させることにより、フレーム部１２の先端面を試料Ａに吸着させ、試料Ａの変位量が大きい場合においても、試料Ａの動的挙動を確実に抑制することができる。
【００３３】
また、図１２に示されるように、スタビライザ５と吸引ポンプの間に吸引タンク１８を設けることにより、臓器等を観察対象とする場合でも、血液や粘液等が吸引ポンプ１９に入り込むことを防ぐことができる。
吸引溝１６の形状および個数としては特に限定されるものではなく、例えば、図１３に示されるように略円環状の吸引溝１６を１つ設けることにしてもよいし、略円形の吸引溝を複数設けることにしてもよい。また、臓器等の試料Ａの過度の吸い込みを押さえるために、吸引溝１６に多孔質弾性部材を設けることにしてもよい。
【００３４】
また、この場合に、スタビライザ５の接触面５ｃに圧力センサを設け、検出された吸引圧に基づいて吸引圧を制御することにしてもよい。このようにすることで、過剰な吸引による臓器等の試料Ａへの影響を防止することができる。また、圧力センサを設け、吸引圧を検出することにより、作業者が過剰な吸引や不完全な吸引が発生していないことを確認することができる。この場合、圧力センサにより検出された吸引圧に基づいて吸引状態を表示したり、音などで知らせたりしてもよい。
【００３５】
また、過剰圧を防止するために、過剰吸引防止機構を設けてもよい。過剰吸引防止機構はチューブ１７に分岐ポートを設け、その開閉により、吸引溝１６における吸引圧が過剰になるのを防止する。例えば、吸引溝１６の吸引圧が設定された下限圧力よりも低下した場合に分岐ポートが開かれて大気解放され、吸引圧が上昇した場合に閉じられるようにすればよい。
【００３６】
また、本実施形態においては、光学装置４とスタビライザ５とをそれぞれ別個の支柱８，１０に昇降可能に取り付けることにより別体としたが、図１４に示されるように、スタビライザ５をステージ２に取り付けることにしてもよい。また、ステージ２に固定されたＸ−Ｙ−Ｚ方向に動作可能なアーム５ａにスタビライザ５を取り付けることにしてもよい。このようにすることで、スタビライザ５が試料Ａを乗せたステージ２とともに動作させられるので、観察の際にステージ２の作動により試料Ａを動かしても、常に同じ箇所をスタビライザ５によって抑えることができる。
【００３７】
また、図１５に示されるように、スタビライザ５を対物ユニット３と一体的に構成することにしてもよい。この場合、対物ユニット３の焦点位置に合わせて、対物ユニット３とスタビライザ５との位置関係を予め調節しておくことで、スタビライザ５の先端部５ｂを試料Ａに密着させると、同時に対物ユニット３の焦点位置が試料Ａに一致させられるので、観察の都度に焦点位置合わせを行う手間を省くことができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、試料Ａを載置するためのステージ２にヒータ２ａを設けた場合を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、ヒータ２ａを設けないこととしてもよいし、他の加温手段を設けることにしてもよい。
また、スタビライザ５は、先端部５ｂをアーム５ａに対してネジ等により着脱可能に設けることにしてもよい。試料Ａの種類に応じて、先端部５ｂの形状を変更することにより、より適正に試料Ａを抑えて、観察を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体観察装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体観察装置に備えられる本実施形態に係るスタビライザの先端部の構造を示す縦断面図である。
【図３】図１の生体観察装置における試料とスタビライザとの関係を示す縦断面図である。
【図４】図１のスタビライザの第１の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１のスタビライザの第２の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１のスタビライザの第３の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図１のスタビライザの第４の変形例を示す縦断面図である。
【図８】図１のスタビライザの第５の変形例を示す縦断面図である。
【図９】図１のスタビライザの第６の変形例を示す縦断面図である。
【図１０】図１のスタビライザの第７の変形例を示す縦断面図である。
【図１１】図１のスタビライザの第８の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】図１１のスタビライザを備える生体観察装置の変形例を示す全体構成図である。
【図１３】図１１のスタビライザの先端部を接触面側から見た正面図である。
【図１４】図１の生体観察装置の変形例を示す全体構成図である。
【図１５】図１の生体観察装置の他の変形例を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  試料
Ｂ  観察範囲
１  生体観察装置
３  対物ユニット
４  光学装置
５  スタビライザ
５ｃ  接触面
１２ｂ  外周面
１２ｃ  テーパ内面
１３  ガラス板
【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】
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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】
2008287189.tif 000012
【図１１】
2008287189.tif 000013
【図１２】
2008287189.tif 000014
【図１３】
2008287189.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008287189.tif 000017