(57)【要約】【課題】包埋ブロックの傾きを予め調整した状態で粗削りを行って、所望する特定面を確実に表面に露出させることができ、粗削り作業の効率を向上して作業者の負担を軽減すること。【解決手段】切断刃３と、包埋ブロックＢをＸ軸及びＹ軸回りに回動させると共にＺ軸方向に移動させる台部２と、落射照明系４及び拡散照明系５と、いずれか一方の照明系を駆動状態とする照明切替部６と、撮像部１０と、落射照明光時の画像データを記憶する第１画像記憶部３１と、拡散照明時の画像データを記憶する第２画像記憶部３２と、２枚の画像を重ね合わせた状態で表示する表示部３３とを有する観察系７と、表示部に表示された画像に基づいて特定された特定面を包埋ブロックの表面に露出させるように、台部の回動機構１１及び移動機構１２を制御して包埋ブロックの高さ及び傾きを調整しながら徐々に薄切を行わせる制御部８とを備えている薄切片作製装置１を提供する。【選択図】図１
2008020293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一仮想平面に沿って移動する切断刃と、
生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックが載置される支持台と、前記一仮想平面上で互いに直交する２軸回りにそれぞれ前記支持台を回動させる回動機構と、前記一仮想平面に直交するＺ方向に前記支持台を移動させる移動機構とを有する台部と、
前記一仮想平面に直交する光軸を有し、前記包埋ブロックに対して落射照明光を照射する落射照明系と、
前記包埋ブロックに対して拡散照明光を照射する光源を有する拡散照明系と、
前記落射照明系又は前記拡散照明系のいずれか一方の照明系を駆動状態とする照明切替部と、
前記光軸と略同一の撮像軸を有する撮像部と、前記落射照明光下で前記撮像部が撮像した撮像データに基づく画像データを記憶する第１画像記憶部と、前記拡散照明光下で前記撮像部が撮像した撮像データに基づく画像データを記憶する第２画像記憶部と、前記第１画像記憶部及び前記第２画像記憶部にそれぞれ記憶された画像データに基づいて落射照明時の画像及び拡散照明時の画像を生成すると共に、両画像を重ね合わせた状態で表示する表示部とを有する観察系と、
前記表示部に表示された画像に基づいて特定された特定面を前記包埋ブロックの表面に露出させるように、前記回動機構及び前記移動機構を制御して前記包埋ブロックの高さ及び傾きを調整しながら前記切断刃により徐々に薄切を行わせる制御部とを備えていることを特徴とする薄切片作製装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄切片作製装置において、
前記制御部は、前記表示部に表示された画像に基づいて入力された情報から前記特定面を特定すると共に、該特定面を前記一仮想平面に対して平行にさせるための補正データを算出する算出部と、
算出された前記補正データに基づいて前記回動機構を制御して前記包埋ブロックの傾きを調整し、前記特定面を前記一仮想平面に対して平行にさせる角度調整部と、
前記包埋ブロックの傾きを調整した後、前記移動機構を制御して包埋ブロックを一旦前記一仮想平面より下方に下げ、その後、所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら前記薄切を行わせて、前記特定面を包埋ブロックの表面に露出させる高さ調整部とを備えていることを特徴とする薄切片作製装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の薄切片作製装置において、
複数の前記台部が、前記切断刃の移動方向に対して移動可能に並んで配置されていることを特徴とする薄切片作製装置。
【請求項４】
生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを切断刃によって粗削りする粗削り工程と、粗削り後の包埋ブロックを所定の厚さで本削りして薄切片を作製する本削り工程とを備える薄切片作製方法であって、
前記粗削り工程が、
一仮想平面に沿って前記切断刃を移動させて、前記包埋ブロックを一旦切削する切削工程と、
前記包埋ブロックに対して、前記一仮想平面に直交する方向から出射された落射照明光と、拡散照明光とを交互に照射する光照射工程と、
前記落射照明光下及び前記拡散照明光下で前記包埋ブロックをそれぞれ撮像して２枚の画像を生成すると共に、これら２枚の画像を重ね合わせた状態で表示する表示工程と、
表示された２枚の画像から表面に露出させたい面を特定面として特定する特定工程と、
前記特定面が前記一仮想平面に対して平行になるように、前記包埋ブロックの傾きを調整する角度調整工程と、
該角度調整工程後、前記包埋ブロックを一旦前記一仮想平面より下方に下げ、その後、所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら前記切断刃による薄切を繰り返して、前記特定面を包埋ブロックの表面に露出させる高さ調整工程と、
を備えていることを特徴とする薄切片作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、理化学実験や顕微鏡観察等に用いられる薄切片標本を作製する前段階として、生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切して薄切片を作製する薄切片作製装置及び薄切片作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
疾病にかかった動物や人の組織等を病理検査する場合には、通常これらの組織を２μｍから５μｍの厚さに薄切して各種の染色を施した後、顕微鏡観察して検査を行っている。この際、過去に取得された知識ベースに基づいて診断が行われている。特に病理学は、疾病と組織の形態変化とに関する膨大な知識の上に成り立っているので、過去の知識を有効に利用するために、検査対象となる試料を特定の断面で切断し、診断に必要な組織が表面に現れるように薄切する必要がある。
【０００３】
一般的には、軟らかい組織や細胞の形態を壊さないように薄切りするために、試料を予めパラフィンに包埋して包埋ブロックとしている。そして、この包埋ブロックを２μｍから５μｍの厚さに薄くスライス（薄切）することで、薄切片を作製している。こうすることで、検査対象物が軟らかい組織等であっても、形態を破壊せずに極薄にスライスすることができる。そして、この薄切片をスライドガラス等の基板上に固定することで、薄切片標本を作製している。通常作業者は、この薄切片標本を顕微鏡観察することで、上述した病理検査を行っている。
【０００４】
ところで、薄切片を作製する際には、粗削り工程と本削り工程という２つの工程を行って、包埋ブロックから薄切片を切り出している。粗削り工程は、包埋ブロックを徐々に薄切りして表面を平滑面にすると共に、パラフィンに包埋されている試料を表面に露出させる工程である。その後、本削り工程により、表面に試料が確実に露出している包埋ブロックをスライスすることで、薄切片を作製している。
特に、上述した病理学からの要求によって、作製された薄切片には、試料が特定の断面で薄切されていることが望まれている。そのため、粗削り工程が重要であり、慎重に行う必要がある。
【０００５】
しかしながら試料を包埋しているパラフィンは、固化した際に結晶化して白濁してしまうので、包埋ブロックとなった後に、試料がどのような姿勢でパラフィン内に包埋されているか包埋ブロックの外部から予め確認することができるものではなかった。そのため、粗削り工程を行う際に、作業者がパラフィンから顔を出した試料の面を常に観察しながら、切断刃の切り込み量や、包埋ブロックを載置している台の角度等を適宜調節して、要求された面が表面に確実に出るように調整する必要があった。この作業は、やり直しができない上、所望の面が出るまで切削を数十回以上繰り返さなければならないものであった。従って、熟練と長時間に亘る注意力が必要とされ、作業者への負担が大きくかかる大変な作業であった。
【０００６】
ここで、粗削り工程を行う際に使用する薄切片作製装置に、観察装置が設けられたものが既に知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置によれば、包埋ブロックを切削しながら、切削面の画像やスペクトル分析を行い、その結果を蓄積することができる。
一方、試料を照明するために、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）を有する昇射光照明装置、落射光照明装置、試料内部照明装置を備えるものも既に知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０６−２６５４５２号公報
【特許文献２】特開２００４−３７４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の装置では、まだ以下の課題が残されていた。
即ち、上記特許文献１に記載の薄切片作製装置は、薄切片標本を作製するために必須である切削面を決定するための制御については考慮されていない。また、組織が透明に近い場合や、組織が小さい場合には、識別可能な画像を得ることができるものではなかった。
また、上記特許文献２に記載の薄切片作製装置は、切削面の観察の結果、包埋ブロックに対する切断刃による切削方向を変更する必要が生じた際に、依然として熟練を要する調整作業が必要であり、作業者への負担が大きくかかるものであった。
【０００８】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、包埋ブロックの傾きを予め調整した状態で粗削りを行って、所望する特定面を確実に表面に露出させることができ、粗削り作業の効率を向上して作業者の負担を軽減することができる薄切片作製装置及び薄切片作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る薄切片作製装置は、一仮想平面に沿って移動する切断刃と、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックが載置される支持台と、前記一仮想平面上で互いに直交する２軸回りにそれぞれ前記支持台を回動させる回動機構と、前記一仮想平面に直交するＺ方向に前記支持台を移動させる移動機構とを有する台部と、前記一仮想平面に直交する光軸を有し、前記包埋ブロックに対して落射照明光を照射する落射照明系と、前記包埋ブロックに対して拡散照明光を照射する光源を有する拡散照明系と、前記落射照明系又は前記拡散照明系のいずれか一方の照明系を駆動状態とする照明切替部と、前記光軸と略同一の撮像軸を有する撮像部と、前記落射照明光下で前記撮像部が撮像した撮像データに基づく画像データを記憶する第１画像記憶部と、前記拡散照明光下で前記撮像部が撮像した撮像データに基づく画像データを記憶する第２画像記憶部と、前記第１画像記憶部及び前記第２画像記憶部にそれぞれ記憶された画像データに基づいて落射照明時の画像及び拡散照明時の画像を生成すると共に、両画像を重ね合わせた状態で表示する表示部とを有する観察系と、前記表示部に表示された画像に基づいて特定された特定面を前記包埋ブロックの表面に露出させるように、前記回動機構及び前記移動機構を制御して前記包埋ブロックの高さ及び傾きを調整しながら前記切断刃により徐々に薄切を行わせる制御部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係る薄切片作製装置においては、包埋ブロックを切断刃によって切削する粗削り作業中に、包埋ブロックの切削面の状態及び包埋ブロックの内部の状態を観察することができる。まず、包埋ブロックを支持台に載置した後、照明切替部により落射照明系と拡散照明系との駆動を交互に切り替えながら、包埋ブロックに対して落射照明光又は拡散照明光を照射する。撮像部は、これら落射照明光又は拡散照明光が照射されているときに、包埋ブロックの撮像を行っている。この際、落射照明光下で撮像した撮像データに基づく画像データは、第１画像記憶部に記憶される。また、拡散照明光下で撮像した撮像データに基づく画像データは、第２画像記憶部に記憶される。そして、これら両画像記憶部に記憶された画像データからそれぞれ生成された画像（落射照明時の画像、拡散照明時の画像）は、重ね合わされた状態で表示部に表示される。
【００１１】
ここで、照射された落射照明光は、パラフィン等の包埋剤の部分では鏡面反射するのに対して、生体試料がある部分では散乱する。つまり、包埋ブロックの切削面に生体試料が露出している場合には、生体試料の部分と包埋剤の部分とで反射光の強度に差が生じる。よって、作業者は、表示部に表示された落射照明時の画像から、包埋ブロックの切削面の状態を把握することができる。即ち、切削面にどの程度の生体試料が実際に露出しているのかを把握することができる。
【００１２】
一方、照射された拡散照明光は、包埋ブロックの内部にまで入り込んで、まだ切削面に露出していない生体試料に当たって反射する。よって、作業者は、表示部に表示された拡散照明時の画像から、包埋ブロックの内部の状態、即ち、深さ方向の状態を把握することができる。つまり、内部に包埋されている生体試料の姿勢を確認することができる。
しかも、これら落射照明時の画像と拡散照明時の画像とが重ね合わされた状態で表示されているので、作業者は一目で包埋ブロック内に包埋されている生体試料の姿勢を立体的に把握することができると共に、生体試料のどの部分が実際に切削面に露出しているのかを確認することができる。
【００１３】
そして、作業者は、表示された両画像から、後に切削面として包埋ブロックの表面に露出させたい面を特定面として特定する。例えば、包埋されている生体試料の断面積が最大となる面を特定面として特定する。すると、制御部は、特定面が一仮想平面に平行になるように回動機構を制御して支持台を２軸回りに回動させる。これにより、包埋ブロックの傾きが変化して、特定面を一仮想平面に対して平行にすることができる。また、制御部は、同時に移動機構を制御して包埋ブロックの高さの調整を行い、切断刃による包埋ブロックの薄切を徐々に行わせる。その結果、作業者が先ほど特定した特定面を包埋ブロックの表面に露出させることができる。
【００１４】
このように、本発明に係る薄切片作製装置によれば、表示部に表示された画像に基づいて作業者が所望する特定面を特定するだけで、制御部が一仮想平面に対して特定面が平行になるように予め包埋ブロックの傾きを調整すると共に、包埋ブロックの高さ調整を行いながら薄切を徐々に行わせて、確実に特定面を包埋ブロックの表面に露出させることができる。
従って、従来のように作業者が切削面の状態を確認しながら包埋ブロックの角度調整等を行う必要がない。よって、粗削り作業における作業者の負担を軽減することができ、効率の良い作業を行うことができる。なお、粗削り作業後に、本削りを行うことで薄切片を作製することができる。
【００１５】
また、本発明に係る薄切片作製装置は、上記本発明の薄切片作製装置において、前記制御部が、前記表示部に表示された画像に基づいて入力された情報から前記特定面を特定すると共に、該特定面を前記一仮想平面に対して平行にさせるための補正データを算出する算出部と、算出された前記補正データに基づいて前記回動機構を制御して前記包埋ブロックの傾きを調整し、前記特定面を前記一仮想平面に対して平行にさせる角度調整部と、前記包埋ブロックの傾きを調整した後、前記移動機構を制御して包埋ブロックを一旦前記一仮想平面より下方に下げ、その後、所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら前記薄切を行わせて、前記特定面を包埋ブロックの表面に露出させる高さ調整部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明に係る薄切片作製装置においては、まず、表示部に表示された落射照明時の画像と拡散照明時の画像とに基づいて、作業者が特定面として包埋ブロックの表面に露出させたい複数のポイントや、各ポイントの深さ量等の情報を入力する。すると算出部は、入力された情報に基づいて特定面を特定すると共に、傾き角度等の補正データを算出する。そして角度調整部は、回動機構を制御して先ほど算出された傾き角度だけ包埋ブロックを傾け、特定面を一仮想平面に対して平行にさせる。包埋ブロックを傾けた後、高さ調整部は、包埋ブロックを一旦一仮想平面よりも下方に下げるように移動機構を制御すると共に、その位置から所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら切断刃による薄切を行わせる。この際高さ調整部は、特定面が露出するまで包埋ブロックを徐々に上昇させて、薄切を繰り返し行わせる。
【００１７】
その結果、作業者が特定した複数のポイントを通る特定面を確実に包埋ブロックの表面に露出させることができる。特に、包埋ブロックを傾けた後、一仮想平面よりも下方に下げた状態から徐々に包埋ブロックを上昇させて少しずつ薄切を行いながら特定面を露出させるので、切断刃のびびり等を防止でき、特定面を極力滑らかに仕上げることができる。
【００１８】
また、本発明の薄切片作製装置は、上記本発明の薄切片作製装置において、複数の前記台部が、前記切断刃の移動方向に対して移動可能に並んで配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る薄切片作製装置においては、台部を光軸及び撮像軸の下方に次々と移動させることができるので、複数の包埋ブロックを連続して効率良く粗削りすることができる。よって、作業者の負担をさらに軽減することができる。
【００２０】
また、本発明の薄切片作製方法は、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを切断刃によって粗削りする粗削り工程と、粗削り後の包埋ブロックを所定の厚さで本削りして薄切片を作製する本削り工程とを備える薄切片作製方法であって、前記粗削り工程が、一仮想平面に沿って前記切断刃を移動させて、前記包埋ブロックを一旦切削する切削工程と、前記包埋ブロックに対して、前記一仮想平面に直交する方向から出射された落射照明光と、拡散照明光とを交互に照射する光照射工程と、前記落射照明光下及び前記拡散照明光下で前記包埋ブロックをそれぞれ撮像して２枚の画像を生成すると共に、これら２枚の画像を重ね合わせた状態で表示する表示工程と、表示された２枚の画像から表面に露出させたい面を特定面として特定する特定工程と、前記特定面が前記一仮想平面に対して平行になるように、前記包埋ブロックの傾きを調整する角度調整工程と、該角度調整工程後、前記包埋ブロックを一旦前記一仮想平面より下方に下げ、その後、所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら前記切断刃による薄切を繰り返して、前記特定面を包埋ブロックの表面に露出させる高さ調整工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係る薄切片作製方法においては、包埋ブロックを切断刃によって粗削りする粗削り工程と、粗削りした包埋ブロックを所定の厚さで本削りする本削り工程とを行うことで、薄切片を作製することができる。上記粗削り工程では、まず包埋ブロックを支持台等にセットした後、一仮想平面に沿って切断刃を移動させて包埋ブロックを一旦切削する切削工程を行う。これにより、包埋ブロックの表面に切削面が現れる。
【００２２】
次いで、この包埋ブロックに対して落射照明光と拡散照明光とを交互に照射する光照射工程を行う。なお、落射照明光は、一仮想平面に直交する方向から出射されている。そして、落射照明光下及び拡散照明光下で包埋ブロックをそれぞれ撮像して２枚の画像（落射照明時の画像、拡散照明時の画像）を生成すると共に、これら２枚の画像を重ね合わせた状態でモニタ等の表示部に表示する表示工程を行う。
【００２３】
ここで、照射された落射照明光は、パラフィン等の包埋剤の部分では鏡面反射するのに対して、生体試料がある部分では散乱する。つまり、包埋ブロックの切削面に生体試料が露出している場合には、生体試料の部分と包埋剤の部分とで反射光の強度に差が生じる。よって、作業者は、表示された落射照明時の画像から、包埋ブロックの切削面の状態を把握することができる。即ち、切削面にどの程度の生体試料が実際に露出しているのかを把握することができる。
【００２４】
一方、照射された拡散照明光は、包埋ブロックの内部にまで入り込んで、まだ切削面に露出していない生体試料に当たって反射する。よって、作業者は、表示された拡散照明時の画像から、包埋ブロックの内部の状態、即ち、深さ方向の状態を把握することができる。つまり、内部に包埋されている生体試料の姿勢を確認することができる。しかも、これら落射照明時の画像と拡散照明時の画像とが、重ね合わされた状態で表示されているので、作業者は一目で包埋ブロック内に包埋されている生体試料の姿勢を立体的に把握することができると共に、生体試料のどの部分が実際に切削面に露出しているのかを確認することができる。
【００２５】
そして、作業者は、表示された２枚の画像から、後に切削面として包埋ブロックの表面に露出させたい面を特定面として特定する特定工程を行う。例えば、包埋されている生体試料の断面積が最大となる面を特定面として特定する。次いで、この特定された特定面が一仮想平面に平行になるように包埋ブロックの傾きを調整する調整工程を行う。次いで、包埋ブロックを一旦一仮想平面よりも下方に下げ、その位置から所定量ずつ包埋ブロックを上昇させながら切断刃による薄切を繰り返し行って、特定面を表面に露出させる高さ調整工程を行う。その結果、作業者が先ほど特定した特定面を包埋ブロックの表面に露出させることができる。
【００２６】
このように、本発明に係る薄切片作製方法によれば、表示された２枚の画像に基づいて作業者が所望する特定面を特定するだけで、一仮想平面に対して特定面が平行になるように予め包埋ブロックの傾きを調整すると共に、包埋ブロックの高さ調整を行いながら薄切を徐々に行わせて、確実に特定面を包埋ブロックの表面に露出させることができる。
従って、従来のように作業者が切削面の状態を確認しながら包埋ブロックの角度調整等を行う必要がない。よって、粗削り作業における作業者の負担を軽減することができ、効率の良い作業を行うことができる。また、包埋ブロックを傾けた後、一仮想平面よりも下方に下げた状態から徐々に包埋ブロックを上昇させて、少しずつ薄切を行いながら特定面を露出させるので、切断刃のびびり等を防止でき、特定面を極力滑らかに仕上げることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る薄切片作製装置及び薄切片作製方法によれば、包埋ブロックの傾きを予め調整した状態で粗削りを行って、所望する特定面を確実に表面に露出させることができ、粗削り作業の効率を向上して作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る薄切片作製装置及び薄切片作製方法の第１実施形態を、図１から図７を参照して説明する。
この薄切片作製装置１は、図１に示すように、生体試料Ｓがパラフィン（包埋剤）Ｐに包埋された包埋ブロックＢを粗削りすると共に、粗削り後の包埋ブロックＢを本削りすることで薄切片を作製する装置である。なお、生体試料Ｓとしては、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器等の組織であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野等で適時選択されたものである。
【００２９】
本実施形態の薄切片作製装置１は、図１に示すように、包埋ブロックＢが固定される台部２と、一仮想平面Ｈに沿って移動する切断刃３と、包埋ブロックＢに対して落射照明光を照射する落射照明系４と、包埋ブロックＢに対して拡散照明光を照射する拡散照明系５と、これら落射照明系４又は拡散照明系５のいずれか一方の照明系４、５を駆動状態とする照明切替部６と、包埋ブロックＢを観察する観察系７と、これら各構成品を総合的に制御する制御部８とを備えている。
【００３０】
上記台部２は、包埋ブロックＢが載置される支持台１０と、一仮想平面Ｈ上で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の２軸回りにそれぞれ支持台１０を回動させる回動機構１１と、一仮想平面Ｈに直交するＺ軸方向に支持台１０を移動させる移動機構１２とを有している。また、この台部２は、落射照明系４の光軸Ｃ上に配置されている。
回動機構１１は、支持台１０をＹ軸回りに回動させるＹ軸回動機構１１ａと、支持台１０をＸ軸回りに回動させるＸ軸回動機構１１ｂとから構成されており、制御部８からの指示に基づいて作動するようになっている。移動機構１２は、回動機構１１及び支持台１０を共にＺ軸方向に上下させるものであり、回動機構１１と同様に制御部８からの指示に基づいて作動するようになっている。
【００３１】
上記切断刃３は、Ｘ軸方向に移動する移動機構１５に接続されている。これにより、切断刃３は、一仮想平面Ｈに沿って移動するようになっている。この移動機構１５は、制御部８からの指示を受けて作動するようになっており、移動速度（切削速度）や切削タイミング等が制御されている。
【００３２】
上記落射照明系４は、一仮想平面Ｈに直交する光軸Ｃを有しており、複数のＬＥＤ２０が面状に配された面光源２１と、面光源２１から照射された光を平行光にするための図示しない光学系と、平行光を台部２に向かうように反射させると共に包埋ブロックＢからの反射光を透過させるハーフミラー２２とを有している。なお、光源としては、面光源２１ではなく、点光源からの光をピンホール及びコリメートレンズを通過させて平行光にするものであっても構わない。また、面光源２１は、電気配線２３及び上記照明切替部６を介して照明用電源２４に電気的に接続されている。
上記拡散照明系５は、拡散照明光を照射する光源２５を有している。この光源２５も落射照明系４と同様に、電気配線２６及び照明切替部６を介して照明用電源２４に電気的に接続されている。
【００３３】
照明切替部６は、１つの入力端子６ａと２つの出力端子６ｂとを有し、入力端子６ａといずれかの出力端子６ｂとを電気的に接続するスイッチである。入力端子６ａは、照明用電源２４に電気的に接続されている。また、一方の出力端子６ｂが面光源２１に接続されている電気配線２３に電気的に接続されており、他方の出力端子６ｂが光源２５に接続されている電気配線２６に電気的に接続されている。そして入力端子６ａと出力端子６ｂとの接続を切り替えることで、照明用電源２４からの電力を落射照明系４或いは拡散照明系５のいずれかに供給することができるようになっている。これにより、いずれか一方の照明系４、５を駆動状態にしている。なお、出力端子６ｂの切替タイミングは、制御部８によって制御されている。
【００３４】
上記観察系７は、光軸Ｃと同一の撮像軸を有する図示しない撮像素子が配された撮像部３０と、該撮像部３０で撮像された撮像データに基づく画像データを記憶する第１画像記憶部３１及び第２画像記憶部３２と、両画像記憶部３１、３２に記憶された画像データに基づいて生成された画像を表示する表示部３３と、撮像部３０からの画像データを第１画像記憶部３１或いは第２画像記憶部３２のいずれかに出力させる画像切替部３４とを備えている。
【００３５】
画像切替部３４は、照明切替部６と同様に、１つの入力端子３４ａと２つの出力端子３４ｂとを有し、入力端子３４ａといずれかの出力端子３４ｂとを電気的に接続するスイッチである。入力端子３４ａは、撮像部３０に接続されている。また、一方の出力端子３４ｂが第１画像記憶部３１に電気的に接続されており、他方の出力端子３４ｂが第２画像記憶部３２に電気的に接続されている。そして入力端子３４ａと出力端子３４ｂとの接続を切り替えることで、撮像部３０と第１画像記憶部３１、或いは、撮像部３０と第２画像記憶部３２とを接続することができるようになっている。
【００３６】
また、この画像切替部３４は、照明切替部６と同期して出力端子３４ｂを切り替えるように設定されている。つまり、落射照明系４が駆動しているときに撮像部３０と第１画像記憶部３１とが接続されるようになっており、拡散照明光が駆動しているときに撮像部３０と第２画像記憶部３２とが接続されるようになっている。
これにより、落射照明光下で撮像部３０が撮像した撮像データに基づく画像データが第１画像記憶部３１に記憶され、拡散照明光下で撮像部３０が撮像した撮像データに基づく画像データが第２画像記憶部３２に記憶されるようになっている。
【００３７】
また、表示部３３は、第１画像記憶部３１及び第２画像記憶部３２にそれぞれ記憶された画像データに基づいて落射照明時の画像及び拡散照明時の画像を生成すると共に、両画像を重ね合わせた状態で表示するようになっている。
【００３８】
上記制御部８は、表示部３３に表示された２枚の画像に基づいて特定された特定面Ｗを包埋ブロックＢの表面に露出させるように、回動機構１１及び移動機構１２を制御して包埋ブロックＢの高さ及び傾きを調整しながら切断刃３により徐々に薄切を行わせるように制御を行っている。
具体的に本実施形態の制御部８は、算出部８ａと角度調整部８ｂと高さ調整部８ｃとを有している。算出部８ａは、表示部３３に表示された画像に基づいて作業者により入力された入力情報から特定面Ｗを特定すると共に、該特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にさせるための補正データを算出している。また、角度調整部８ｂは、算出された補正データに基づいて回動機構１１を制御して包埋ブロックＢの傾きを調整し、特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にさせている。また、高さ調整部８ｃは、包埋ブロックＢの傾きが調整された後、移動機構１２を制御して包埋ブロックＢを一旦一仮想平面Ｈより下方に下げ、その後、所定量ずつ包埋ブロックＢを上昇させながら切断刃３による薄切を行わせて、特定面Ｗを包埋ブロックＢの表面に露出させている。この特定面Ｗを露出させる方法については、後に詳細に説明する。
【００３９】
次に、上述した薄切片作製装置１を利用して包埋ブロックＢから薄切片を作製する薄切片作製方法について説明する。
本実施形態の薄切片作製方法は、包埋ブロックＢを切断刃３によって粗削りする粗削り工程と、粗削り後の包埋ブロックＢを所定の厚さで本削りして薄切片を作製する本削り工程とを備えている。この２つの工程のうち粗削り工程は、包埋ブロックＢを徐々に薄切して表面を平滑面にすると共に、パラフィンＰに包埋されている生体試料Ｓを表面に露出させる工程である。特に本実施形態では、生体試料Ｓを単に露出させるのではなく、作業者が特定した特定面Ｗが表面に露出するように粗削りを行っている。
本実施形態の粗削り工程は、切削工程と光照射工程と表示工程と特定工程と角度調整工程と高さ調整工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。
【００４０】
まず、生体試料ＳをパラフィンＰで包埋した包埋ブロックＢを支持台１０上に載置する。載置した後、移動機構１２により包埋ブロックＢをＺ方向に適宜移動させて高さ調整を行い、一仮想平面Ｈから包埋ブロックＢの表面を所定量だけ突出させる。
そして、移動機構１５を駆動して切断刃３を一仮想平面Ｈに沿うＸ軸方向に移動させて、包埋ブロックＢを一旦切削する上記切削工程を行う。これにより包埋ブロックＢは、所定の厚さで薄切され、表面に切削面が現れる。
【００４１】
次いで、この包埋ブロックＢに対して落射照明光と拡散照明光とを交互に照射する上記光照射工程を行う。具体的には、照明用電源２４を作動させると共に、照明切替部６の入力端子６ａと出力端子６ｂとの接続を一定の時間毎に切り替える。つまり、一定の時間毎に、落射照明光或いは拡散照明系５に電力を供給して、いずれかの照明系４、５を駆動状態にする。これにより、包埋ブロックＢに落射照明光と拡散照明光とを交互に照射することができる。また、この際画像切替部３４は、照明切替部６と同期して作動するので、落射照明系４が駆動しているときに撮像部３０と第１画像記憶部３１とが接続され、拡散照明系５が駆動しているときに撮像部３０と第２画像記憶部３２とが接続されている。
【００４２】
次いで、落射照明光下及び拡散照明光下で包埋ブロックＢをそれぞれ撮像して２枚の画像（落射照明時の画像、拡散照明時の画像）を生成すると共に、これら２枚の画像を重ね合わせた状態で表示部３３に表示する上記表示工程を行う。
つまり、撮像部３０は、落射照明光又は拡散照明光が照射されているときに、包埋ブロックＢの撮像を行っている。この際、画像切替部３４が上述したように照明切替部６と同期して作動しているので、落射照明光下で撮像した撮像データに基づく画像データが第１画像記憶部３１に記憶される。一方、拡散照明光下で撮像した撮像データに基づく画像データは、第２画像記憶部３２に記憶される。そして、これら両画像記憶部３１、３２に記憶された画像データからそれぞれ生成された２枚の画像が、重ね合わされた状態で表示部３３に表示される。
【００４３】
ここで落射照明光は、パラフィンＰが存在する部分では鏡面反射するのに対して、生体試料Ｓがある部分では散乱する。つまり、包埋ブロックＢの切削面に生体試料Ｓが露出している場合には、生体試料Ｓの部分とパラフィンＰの部分とで反射光の強度に差が生じる。よって、作業者は、表示された落射照明時の画像から包埋ブロックＢの切削面の状態を把握することができる。即ち、切削面にどの程度の生体試料Ｓが実際に露出しているのかを把握することができる。
【００４４】
一方、拡散照明光は、包埋ブロックＢの内部にまで入り込んで、まだ切削面に露出していない生体試料Ｓに当たって反射する。よって、作業者は、表示された拡散照明時の画像から、包埋ブロックＢの内部の状態、即ち、深さ方向の状態を把握することができる。つまり、パラフィンＰの内部に包埋されている生体試料Ｓの姿勢を確認することができる。
しかも、これら落射照明時の画像と拡散照明時の画像とが重ね合わされた状態で表示されているので、作業者は一目で包埋ブロックＢ内に包埋されている生体試料Ｓの姿勢を立体的に把握することができると共に、生体試料Ｓのどの部分が実際に切削面に露出しているのかを確認することができる。
【００４５】
ここで図２は、落射照明時の画像と拡散照明時の画像とが重なった状態で表示部３３に表示されている画像の一例を示している。なお、本実施形態では、パラフィンＰ内にサイズの異なる３つの生体試料Ｓが包埋されている例を挙げて説明する。この図２に示すように、作業者は、実際に切削面に２つの生体試料Ｓが露出していると共に、内部に１つの生体試料Ｓが包埋されている状況を一目で確認することができる。しかも、まだ切削面に露出していない生体試料Ｓのサイズや位置を正確に把握することができる。
【００４６】
次いで、作業者はこの画像から、後に切削面として包埋ブロックＢの表面に露出させたい面を特定面Ｗとして特定する上記特定工程を行う。
具体的には、まず作業者が特定面Ｗのサイズを決定する４つのポイント（ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４）を入力する。この際、３つの生体試料Ｓを囲むように４つのポイント（ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４）を入力する。なお、図２に示す符号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、包埋ブロックＢの４つの角部を示している。
次に、作業者は回転基点となる２点（Ａ、Ｂ）を入力する。本実施形態では、既に表面に露出している２つの生体試料Ｓ上に２点（Ａ、Ｂ）をそれぞれ選択している。次に作業者、面を持ち上げたい点（Ｃ）を入力する。本実施形態では、包埋ブロックＢの内部にまだ包埋されている生体試料Ｓ上にこの点（Ｃ）を選択している。そして、図３に示すように、いま入力した点（Ｃ；面を持ち上げたい点）の変位量（深さ量）Δｈを入力する。
【００４７】
なお、上述した各情報を入力する際には、表示部３３の画面上を直接タッチして入力するタッチパネル方式でも構わないし、画面上に表示されたクロスカーソルをマウスで動かし、クリックすることで入力するカーソル制御方式でも構わない。いずれにしても、表示部３３に表示された画像を見ながら情報を入力できれば、どのような入力方式でも構わない。
【００４８】
すると算出部８ａは、これら入力された情報に基づいて特定面Ｗを特定する。即ち、先ほど入力した点Ａ、Ｂと点ＣにΔｈを加えた点の計３点の近傍を通る面を特定面Ｗとして特定する。また算出部８ａは、この特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にさせるための傾き角度等の補正データを算出する。本実施形態では、図３に示すように、特定面Ｗに直交する法線（Ｌ）を補正データとして算出する。
【００４９】
次いで、特定面Ｗが一仮想平面Ｈに平行になるように包埋ブロックＢの傾きを調整する上記調整工程を行う。つまり、図４に示すように、角度調整部８ｂが回動機構１１を制御して、先ほど算出した法線（Ｌ）が装置の垂線（Ｚ軸）に一致するように包埋ブロックＢをＸ軸回り及びＹ軸回りに傾ける。これにより、特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にすることができる。なお、包埋ブロックＢを傾けたので、包埋ブロックＢの角部（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）のうち少なくともいずれか１つの角部は、一仮想平面Ｈよりも上方に飛び出た状態となっている。本実施形態では、角部Ｒ３、Ｒ４が、一仮想平面Ｈの上方に飛び出ている。
【００５０】
そこで、包埋ブロックＢを傾けた後、高さ調整部８ｃが４つの角部（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）のＺ座標をそれぞれ算出すると共に、特定面Ｗのサイズを決定するために入力した４つのポイント（ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４）のＺ座標をそれぞれ算出する。
なお、算出した４つの角部（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）のうち、一仮想平面Ｈから最も飛び出している角部（Ｒ３、Ｒ４）と一仮想平面Ｈとの距離をＤＭＡＸとし、算出した４つのポイント（ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４）のうち、一仮想平面Ｈよりも最も低い位置にあるポイント（ｒ１）と一仮想平面Ｈとの距離をＤＭＩＮとする。
【００５１】
ＤＭＡＸ及びＤＭＩＮを算出した後、包埋ブロックＢを一旦一仮想平面Ｈよりも下方に下げ、その位置から所定量ずつ包埋ブロックＢを上昇させながら切断刃３による薄切を繰り返し行って、特定面Ｗを表面に露出させる高さ調整工程を行う。
具体的には、図５に示すように、高さ調整部８ｃが移動機構１２を制御して、包埋ブロックＢを先ほど算出したＤＭＡＸ分だけ下方に移動させる。これにより、包埋ブロックＢの最も飛び出している部分（角部Ｒ３、Ｒ４）が一仮想平面Ｈよりも下方に下がる。
次いで、図６に示すように、高さ調整部８ｃは、この位置から包埋ブロックＢを所定量ずつ上昇させると共に、移動機構１５を作動させて切断刃３による薄切、即ち、粗削りを行わせる。この際、高さ調整部８ｃは、包埋ブロックＢの上昇量が（ＤＭＡＸ＋ＤＭＩＮ）になるまで包埋ブロックＢを上昇させながら粗削りを繰り返し行わせる。
【００５２】
その結果、図７に示すように、作業者が先ほど特定した特定面Ｗを包埋ブロックＢの表面に露出させることができる。このように特定面Ｗが露出した時点で、粗削り工程が終了する。その後、同じ切断刃３、或いは、新しい切断刃３により薄切を行って本削り工程を行う。これにより、薄切片を作製することができる。
【００５３】
上述したように、本実施形態の薄切片作製装置１及び薄切片作製方法によれば、表示部３３に表示された２枚の画像（落射照明時の画像、拡散照明時の画像）に基づいて、作業者が所望する特定面Ｗを特定するだけで、一仮想平面Ｈに対して特定面Ｗが平行になるように予め包埋ブロックＢの傾きを調整すると共に、包埋ブロックＢの高さ調整を行いながら薄切を徐々に行わせて、確実に特定面Ｗを包埋ブロックＢの表面に露出させることができる。
【００５４】
従って、従来のように作業者が切削面の状態を確認しながら包埋ブロックＢの角度調整等を行う必要がない。よって、粗削り作業における作業者の負担を軽減することができ、効率の良い作業を行うことができる。また、包埋ブロックＢを傾けた後、一仮想平面Ｈよりも下方に下げた状態から徐々に包埋ブロックＢを上昇させて、少しずつ薄切を行いながら特定面Ｗを露出させるので、切断刃３のびびり等を防止でき、特定面Ｗを極力滑らかに仕上げることができる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る薄切片作製装置及び薄切片作製方法の第２実施形態を、図８を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では台部２が１つであったのに対し、第２実施形態の薄切片作製装置４０では切断刃３の切断方向に対して３つの台部２が移動可能に並んで配置されている点である。これら各台部２は、切断刃３の移動方向上に延びる図示しないガイドレール上に一列に配されており、切断刃３の移動方向とは逆の方向に所定の速度で同時に移動するようになっている。
【００５６】
このように構成された薄切片作製装置４０においても、１つの台部２に対する粗削り工程は上述した第１実施形態と同様である。しかしながら、台部２を光軸Ｃ及び撮像軸の下方に次々と効率良く移動させることができるので、３つの包埋ブロックＢを連続して効率良く粗削りすることができる。よって、作業効率を大幅に高めることができると共に作業者の負担をさらに軽減することができる。
【００５７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５８】
例えば、上記各実施形態では、作業者が３つの点（Ａ、Ｂ、Ｃ）と、点Ｃの深さ量（Δｈ）とを入力することで、算出部８ａが補正データを算出した例を示したが、作業者が入力する情報はこの場合に限定されるものではない。例えば、作業者が２点を入力すると、算出部８ａがこの２点から特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にさせるための補正データの算出を行っても構わない。この場合には、例えば作業者によって入力された２点を結ぶ直線に対して、垂直な直線回りに回転するように予め算出条件を算出部８ａにプログラミングしておけば良い。
【００５９】
また、２点ではなく作業者が１点を入力すると、算出部８ａがこの１点から特定面Ｗを一仮想平面Ｈに対して平行にさせるための補正データの算出を行っても構わない。この場合も同様に、予め算出条件を算出部８ａにプログラミングしておくことで、入力された１点に基づいて補正データの算出を行うことが可能である。  
このように入力条件に合わせて算出部８ａに予め所定のプログラムをプログラミングしておくことで、様々な入力条件に対応することができ、使い易さをさらに向上することができる。
【００６０】
また、上記各実施形態では、生体試料Ｓが３つ包埋されている包埋ブロックＢを例に挙げて説明したが、この包埋ブロックＢに限定されるものではない。例えば、生体試料Ｓが１つだけ包埋されている包埋ブロックＢであっても構わない。この場合であっても、作業者が所望する特定面Ｗを確実に表面に露出させることができるので、例えば、生体試料Ｓがどのような姿勢で包埋されていたとしても、できるだけ大きな断面積を確保した状態で生体試料Ｓを表面に露出させることができる。
【００６１】
また、上記第２実施形態において、切断刃３を直線上に移動させるのではなく、円弧上に移動させても構わない。この場合には、各台部２を切断刃３の移動軌跡に沿って配置すると共に、移動可能となるように構成すれば構わない。また、台部２の数は、３つに限られず、複数設けて構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る薄切片作製装置の第１実施形態を示す構成ブロック図である。
【図２】図１の薄切片作製装置の表示部に表示された包埋ブロックの画像を示す図であって、落射照明時の画像と拡散照明時の画像とを重ね合わせた包埋ブロックの画像である。
【図３】図２に示す状態のときにおける、包埋ブロックの実際の断面図である。
【図４】図３に示す状態の後、包埋ブロックを傾けて、一仮想平面に対して特定面を平行した状態を示す図である。
【図５】図４に示す状態の後、包埋ブロックを下降させて、包埋ブロックの角部を一仮想平面よりも下方に下げた状態を示す図である。
【図６】図５に示す状態の後、包埋ブロックを所定量ずつ上昇させながら、切断刃によって薄切を行っている状態を示す図である。
【図７】図６に示す状態の後、所望する特定面を包埋ブロックの表面に露出させた状態を示す図である。
【図８】本発明に係る薄切片作製装置の第２実施形態を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ｂ    包埋ブロック
Ｃ    光軸
Ｈ    一仮想平面
Ｐ    パラフィン（包埋剤）
Ｓ    生体試料
Ｗ    特定面
１、４０    薄切片作製装置
２    台部
３    切断刃
４    落射照明系
５    拡散照明系
６    照明切替部
７    観察系
８    制御部
８ａ    算出部
８ｂ    角度調整部
８ｃ    高さ調整部
１０    支持台
１１    回動機構
１２    移動機構
３０    撮像部
３１    第１画像記憶部
３２    第２画像記憶部
３３    表示部
【図１】
2008020293.tif 000003
【図２】
2008020293.tif 000004
【図３】
2008020293.tif 000005
【図４】
2008020293.tif 000006
【図５】
2008020293.tif 000007
【図６】
2008020293.tif 000008
【図７】
2008020293.tif 000009
【図８】
2008020293.tif 000010