(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元検出器を用いて生体試料の複数の方向からの蛍光画像を取得する生体画像取得装置において、
試料を保持するための試料保持領域を備えた実質的に透明な試料保持部材、前記試料保持領域の側方を通って前記二次元検出器に導かれる蛍光を通過させるための光通過領域を確保しながら、前記試料保持部材を支持した状態で生体画像取得装置内に配置される支持機構、及び前記試料保持部材に保持された試料の前記二次元検出器とは反対側からの前記蛍光を前記二次元検出器へ導くための反射鏡を備えた試料保持装置と、
前記試料保持装置の周囲に設けられ、試料からの蛍光画像を前記二次元検出器で撮像する際に試料を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する励起光源と、
を備えたことを特徴とする生体画像取得装置。
【請求項２】
前記試料保持部材は透明板、透明フィルム又は試料の被測定部位の大きさに対して無視できる程度に微細な網状部材からなる請求項１に記載の生体画像取得装置。
【請求項３】
前記光通過領域は前記試料保持部材が配置されている領域内の領域である請求項１又は２に記載の生体画像取得装置。
【請求項４】
前記試料保持部材は前記支持機構と同一材質からなる請求項１から３のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項５】
前記試料保持部材は上面に試料を載置するものである請求項１から４のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項６】
前記試料保持部材は上面側が凹状になるように湾曲している請求項５に記載の生体画像取得装置。
【請求項７】
前記試料保持部材とで試料を挟んで固定するための実質的に透明な試料固定部材をさらに備えている請求項１から６のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項８】
前記試料保持部材は内部に試料を収容する容器である請求項１から４のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項９】
前記容器は円筒形状である請求項８に記載の生体画像取得装置。
【請求項１０】
前記試料保持部材は前記支持機構に対して着脱可能に支持されるものである請求項１から９のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項１１】
前記支持機構は生体画像取得装置内へ着脱可能になっている請求項１から１０のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項１２】
前記支持機構が前記反射鏡を備えている請求項１から１１のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項１３】
前記支持機構は、前記試料からの直接光と前記反射鏡からの光との光路長差を補正するための補助レンズを各光路上に備えている請求項１から１２のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項１４】
前記二次元検出器は前記試料保持部材の正面に配置された１つの二次元検出器であり、
前記反射鏡を含んで、前記二次元検出器上で前記試料の複数の方向の光を結像する光学系を備えた請求項１から１３のいずれか一項に記載の生体画像取得装置。
【請求項１５】
試料からの蛍光画像を撮像する際に前記二次元検出器に導かれる光の光路上に配置され、前記励起光を遮光して試料からの蛍光を前記二次元検出器に導くための蛍光側フィルタをさらに備えている請求項１４に記載の生体画像取得装置。
【請求項１６】
前記試料保持装置を支持しながら前記試料保持装置の異なる位置への移動を可能にするガイドをさらに備えている請求項１４又は１５に記載の生体画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小動物を対象とする光バイオイメージング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体中の分子種がどのように分布しているかを画像化する手法は医学、生物学の重要な研究方法である。これまで細胞レベルでは顕微鏡を使い、蛍光色素を付着した分子プローブや、化学発光を用いる分子プローブを用いて、分子種を画像化する方法がひろく行われて来た。今後は細胞レベルからより大きな臓器やさらに動物の個体に対して、注目している分子種が分布している様子を生きたまま観察する装置が要求されている。例えばマウスなど個体におけるガン細胞に蛍光プローブが結合するようにして、注目するガン細胞の増殖の様子を画像化し、毎日とか毎週とかの経時変化として観測する技術である。従来の細胞レベル用の測定装置で動物個体内部のガン細胞の増殖を見るためには、動物を殺して所定の部分を染色したり、蛍光体を付けたりして観察することになるが、それでは１つの個体に対する長期間にわたる細胞の経時的な増殖を見ることができない。この理由で小動物個体の内部情報の分子種を、個体が生きたままの状態で観察できる装置の開発が望まれている。
【０００３】
近赤外光は、生体内部における光の透過率が比較的良いため、６００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の波長を用いる小動物の観察装置が使われている。しかしながら、従来技術の観察法では通常は試料を上部から撮影するだけで同時に多方向の観察ができない。例えば、特定の方向からマウスを観察したとき癌が見えなくても反対側から観察すると癌が検出されるといった場合である。一方向しか観測できない装置を用いるとき、オペレータは止むを得ず、マウスの体軸を中心として少しずつ回転した像を撮影することで、近似的に多方向の観察をするような操作で対処するしかない。しかしこの方法では再現性の有るデータは得られず、各方向を同時に検出することができない。特に、生体からの発光観察では発光強度そのものが非常に弱いので、通常数十秒から数分間二次元検出器上で積分露光を行なう必要がある。一方で発光強度は時間的に変化するから、異なる方向毎に順次切り替えて撮像すると、方向毎の画像の条件が違ってしまい役に立たない。生体の複数方向の像を同時並行に検出器上で長時間積分出来ることが望ましい。蛍光像測定は比較的短時間に行なうことが出来るが、それでも多方向の情報を一度に撮影出来ることは迅速・正確なデータを得るために欠かせない。
【０００４】
多方向の画像を得る方法としては、回転反射鏡を用いて時分割で多数の角度の画像を順次取得する方法が知られている（特許文献１参照。）。この手法は、試料自身の平行移動はあるものの、試料を回転させることなく、また二次元検出器も回転させることもなく、途中のミラーの回転と試料の位置の変化によって多方向の観察を行なう。
【特許文献１】米国特許出願公開２００５０２０１６１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転反射鏡を用いる特許文献１の方法の欠点は、各方向の測定が時分割であるために同時測定ができず、測定に時間を要することに加えて、構造が複雑であることである。
本発明の目的は、多方向の観察を同時に、短時間に測定できる生体画像取得装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の生体画像取得装置で使用される試料保持装置は、二次元検出器を用いて生体試料の複数の方向からの画像を取得する生体画像取得装置の試料保持装置であって、試料を保持するための試料保持領域を備えた実質的に透明な試料保持部材と、試料保持領域の側方を通って二次元検出器に導かれる光を通過させるための光通過領域を確保しながら、試料保持部材を支持した状態で生体画像取得装置内に配置される支持機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記の試料保持装置が設けられる本発明の生体画像取得装置は、上記の試料保持装置と、試料保持装置の試料保持部材に載置された試料を撮像するために試料保持装置の試料保持部材の正面に配置された１つの二次元検出器と、試料保持部材に載置された試料の少なくとも二次元検出器とは反対側の光を二次元検出器に導くための反射鏡を含んで、二次元検出器上で試料の複数の方向の光を結像する光学系と、を備えたものである。
【０００８】
上記の生体画像取得装置では、試料保持装置の試料保持部材の正面に配置された１つの二次元検出器上に試料の複数の方向の光を結像するように構成されているので、試料の複数の方向の観察画像を同時に短時間で取得することができる。
このような多方向同時観察型の生体画像取得装置では、試料保持部材で保持された試料の裏面側の光も二次元検出器に導くため、試料の裏面側が見えている必要がある。そのため、生体試料が載置される試料保持部材を実質的に透明にする必要がある。また、試料の裏面側（二次元検出器とは反対側）の光は光学系によって二次元検出器に導かれて二次元検出器上に結像されるが、二次元検出器に導かれる光の光路上に不透明な部材が配置されていると二次元検出器で撮像される画像にその部材が写りこんで撮像したい部分が撮像できなかったり、画像が紛らわしくなったりするという問題がある。
【０００９】
そこで、試料保持装置の支持機構は、試料保持領域とは異なる領域を通って二次元検出器に導かれる光を通過させるための光通過領域を確保しながら試料保持部材を支持するように構成されている。「支持機構が光通過領域を確保する」とは、二次元検出器に導かれる光の光路を避けるように支持機構が設けられていることを意味する。したがって、二次元検出器に導かれる光が支持機構によって遮られないため、二次元検出器上で結像される像の中に支持機構が映り込むことがない。
【００１０】
本願特許請求の範囲及び明細書において「試料保持部材が実質的に透明である」とは、試料を試料保持部材を介して光学的に測定できることを意味し、試料保持部材が完全に透明である場合に限定されない。そのような実質的に透明な試料保持部材としては、透明板、透明フィルム又は試料の被測定部位の大きさに対して無視できる程度に微細な網状の部材が挙げられる。透明板の一例はガラス板であり、透明フィルムの一例は透明な樹脂フィルムであり、網状部材の一例は繊維からなる網や細い針金からなる金網である。なお、ここでの網状とは、格子状や蜂の巣状や同じ方向に平行に線が配列されたものも含む。
【００１１】
ここで、試料保持部材の材質についての要求される性質として、
（１）多方向観察のため、透明性を有すること、
（２）蛍光を出さないこと、
（３）多数の試料保持部材を取り替えて使いたいため、試料保持部材が安価であること、
が挙げられる。一般に安価なプラスチックやガラス材料は蛍光を出しやすい。これらを透明な試料支持体として使うには一方で曲がりにくくするために厚さを増やす必要があるが、厚さに比例して蛍光が増える。蛍光を減らすために厚さを薄くすれば良いが機械的支持力が不足する。
【００１２】
そこで、例えば枠状の支持機構で試料保持部材の周辺を囲って試料保持部材を補強することで、薄い材料や網状の材料でも試料保持部材として使うことができる。試料保持部材を薄い材料や網状構造にすることで蛍光が出る可能性を減らし、実質的な透明性を保持することができる。
【００１３】
なお、光通過領域は試料保持部材が配置されている領域内の領域であってもよい。試料保持部材は実質的に透明であるため、二次元検出器に導かれる光が試料保持部材が配置されている領域内を通過しても測定上問題ない。したがって、試料保持部材を光通過領域をも網羅する試料保持領域よりも広い領域に配置することができる。試料保持部材上の試料保持領域に生体試料を載置する際、生体試料である小動物に予め麻酔をかけて動かないようにするが、試料保持領域の側方の光通過領域に何もないと小動物がけいれんを起こして試料保持部材から落下する虞がある。この問題は、試料保持領域の側方の光通過領域にも実質的に透明な部材を配置することによって解決することができる。この場合、試料保持部材を光通過領域を網羅するように広い領域に配置することで、試料保持部材と光通過領域との間の隙間をなくして隙間から試料が落下することを防止できる。
【００１４】
その実施例を示しているのが図５である。この実施例では、試料保持領域及び光通過領域を含む領域に、共通の実質的に透明な繋ぎ目のない共通の部材を配置している。その場合、試料を載置した部分を試料保持領域、その周囲部分を光通過領域と見なすことができる。なお、図５（Ａ）では試料保持部材として透明板を用い、（Ｂ）では試料保持部材として網を用いている。
【００１５】
試料保持部材としては、上面に試料を載置するものが最も簡単である。そのような試料保持部材としてはガラス板や金網などを用いることができるが、そのような単なる平板状の部材では小動物がけいれんを起こしたときに試料保持部材から落下する虞がある。そこで、試料保持部材として、上面側が凹状になるように湾曲しているものを用いてもよい。そうすれば、小動物がけいれんを起こした場合でも試料保持部材から落下しにくくなる。そのような試料保持部材として、例えば湾曲したガラス板や弛んだ透明シール、網状部材が挙げられる。
【００１６】
また、試料の麻酔が緩い状態又は試料が覚醒状態となった場合にも試料の落下や動きを積極的に防止するために、試料保持部材とで試料を挟んで固定するための実質的に透明な試料固定部材を設けることもできる。試料を試料保持部材と試料固定部材とで挟み込むことで、試料の動きを封じることができる。試料保持部材がガラス板などの可撓性のない板状部材である場合には、試料を変形させることなく試料に接して保持する必要があるため、試料固定部材は可撓性のある網などであることが望ましい。逆に、試料保持部材が可撓性のある弛んだ網などである場合には、試料固定部材は可撓性のある部材であってもよいし、ガラス板など可撓性のない板状部材であってもよい。
【００１７】
試料保持部材は内部に試料を収容する容器であってもよい。容器内に試料を収容して保持すれば、確実に試料の落下を防止できるとともに、容器内に麻酔ガスを連続的に供給して、長時間の間も生体試料を麻酔状態にした状態で撮像を行なうことも可能になる。
その場合、容器の形状を円筒形など、端面のない筒形にすることが好ましい。生体試料の側方からの観察方向を含んでいる場合、試料保持部材に端面があると、試料保持部材の端面で光の反射が起こり、それが観察画像に写ってしまうことがある。容器の形状を円筒形にし、その周面方向に沿った複数の観察方向からの撮像がなされるようにすれば、試料保持部材に端面が存在しなくなり、上記の問題が解決される。
【００１８】
試料保持部材は支持機構に対して着脱可能に支持されるものであることが好ましい。そうすれば、測定する生体試料が複数ある場合に、各生体試料をそれぞれ試料保持部材に載置しておき、試料保持部材ごと交換しながら効率よく各生体試料の画像を撮像することができる。
また、支持機構を生体画像取得装置内へ着脱可能にしてもよい。
【００１９】
ところで、本発明の生体画像取得装置で使用される試料保持装置は、支持機構が試料保持部材に保持された試料の二次元検出器とは反対側からの光を二次元検出器へ導くための反射鏡を備えていてもよい。そうすれば、二次元検出器と結像レンズを備えて単方向のみの観察を行なう形式の装置にこの試料保持装置を配置するだけで、多方向同時観察型の生体画像取得装置にすることができる。
【００２０】
上記の場合、支持機構が試料からの直接光と反射鏡からの光との光路長差を補正するための補助レンズを各光路上にさらに備えていることが好ましい。そうすれば、各観察方向からの画像の光の焦点を合わせることができ、各観察方向からの光の光路長差に起因した画像のボケをなくすことができる。
【００２１】
ところで、本発明の生体画像取得装置は試料保持装置を備えたものであるが、その生体画像取得装置は、試料保持装置の周囲に設けられて試料からの蛍光画像を撮像する際に試料を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する励起光源と、試料からの蛍光画像を撮像する際に二次元検出器に導かれる光の光路上に配置され、励起光を遮光して試料からの蛍光を二次元検出器に導くための蛍光側フィルタと、をさらに備えていてもよい。
【００２２】
また、生体画像取得装置は、試料保持装置を支持しながら試料保持装置の異なる位置への移動を可能にするガイドをさらに備えていてもよい。試料保持装置の周囲には反射鏡などの部品が配置されている。そのような状態では、試料保持装置の試料保持部材に試料を搭載しにくく、また、試料を設置する際に反射鏡に手が接触して反射鏡からの光の光路がずれてしまうこともありうる。試料保持装置が異なる位置へ移動できるように構成されていれば、周囲に反射鏡などの部品のない環境に試料保持装置を移動させることができるようになり、試料保持装置に試料を搭載することが容易になる。
【００２３】
また、生体画像取得装置に、光学系によって二次元検出器に導かれる各方向からの光の光路長差を補正するための補助レンズを各光路上に備えていることが好ましい。そうすれば、各観察方向からの光の焦点を合わせることができ、各観察方向からの光の光路長差に起因した画像のボケをなくすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の生体画像取得装置は、試料保持装置の試料保持部材の正面に配置された１つの二次元検出器上に試料の複数の方向の光を結像するように構成されているので、試料の複数の方向の観察画像を同時に短時間で取得することができる。
このような多方向同時観察型の生体画像取得装置に用いられる試料保持装置は、試料保持部材が実質的に透明であるとともに、試料保持部材を支持する支持機構は、試料保持部材の試料保持領域の側方を通って二次元検出器に導かれる光を通過させるための光通過領域を確保するように設けられているので、二次元検出器で撮像した画像に試料保持部材や支持機構が写りこむことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に多方向同時観察型の生体画像取得装置の一実施例を示す。
この実施例の生体画像取得装置は、試料保持部材２上に載置された試料４の多方向の光を、その周囲に配置された複数の反射鏡Ｍ２〜Ｍ５を用いて共通の結像レンズ８に導くことによって複数の光を２次元検出器６上で結像するものである。
【００２６】
中央に配置された実質的に透明な試料保持部材２の試料保持領域に生体試料としての小動物（典型的にはマウス）４が載置されている。試料保持部材２上の試料４の上方に二次元検出器（例えばＣＣＤ撮像素子）６と結像レンズ８からなる撮像部が配置されている。なお、図では励起光成分を遮蔽して蛍光成分を透過させる蛍光側フィルタ１０が図示されているが、蛍光側フィルタ１０は試料４からの蛍光を測定する際に結像レンズ８の入射側に配置されるものであり、蛍光観察以外の場合には配置されない。
【００２７】
試料保持部材２の周囲の互いに異なる位置に、試料４の各観察方向の光（画像）を結像レンズ８に導く反射鏡Ｍ２〜Ｍ５が配置されている。反射鏡Ｍ２〜Ｍ５は、試料４を基準にして二次元検出器６の方向を０°として反時計回りに７２°ごとの方向の生体試料の光を反射して結像レンズ８に導くものである。すなわち、反射鏡Ｍ２は７２°、反射鏡Ｍ３は１４４°、反射鏡Ｍ４は２１６°、反射鏡Ｍ５は２８８°の方向の試料４の光を結像レンズ８に導くものである。
【００２８】
結像レンズ８に導かれた各方向の光は二次元検出器６上で結像され、二次元検出器６上では図２に示されるような像ができる。図２の画像では、右端から７２°，１４４°，０°，２１６°，２８８°の方向の像の順番に並んでいる。中央の０度の像は、反射鏡を介さないので結像レンズ８からの距離が近く大きな像になる。反射鏡Ｍ２〜Ｍ５を介する残りの４つの像は０°方向の像に比べてサイズが小さくなるとともに左右が反転している。また、反射鏡Ｍ２〜Ｍ５を介して結像レンズ８に導かれる光はそれぞれ光路長が異なるため、二次元検出器６上でのボケを生じるが、この問題は各光路上にわずかに焦点距離の異なる視野別モザイクレンズ（補助レンズ）Ｌ１〜Ｌ５を挿入することにより解決できる。
【００２９】
試料保持部材２として例えばガラス板を用いることができる。その場合、試料保持部材２の機械的強度を保つためにガラス板の厚みを厚くすると、側方からの観察時にガラス板の厚みによって光の反射が生じるなどの不都合がある。ガラス板の厚みを１ｍｍ以下にすればそのような不都合を避けられるが、そうすると試料保持部材２の機械的強度が不足する。
【００３０】
図３に示されるように、試料保持部材２を枠状の支持機構１２で支持して試料保持部材２の強度を補強することができる。しかし、試料保持部材２の周囲すべてを単純に太い支持枠で補強するなら側方からの観察時に支持枠が観察視野を遮ってしまい、邪魔になる。そこで、支持機構１２は試料保持部材２の対向する一対の端部（例えば、載置される試料４の頭部側と尾部側）の２カ所だけを支持するようにする。このため支持機構１２は意図的に余裕を持った大きさにして試料保持部材２の支持されていない端部との間に隙間１４ができるようにし、その隙間１４を試料保持部材２の裏面側の反射鏡Ｍ３，Ｍ４からの反射光を通過させるための光通過領域とする。なお、試料保持部材２と支持機構１２とで試料保持装置を構成している。
【００３１】
図４（Ａ）〜（Ｆ）はそのような試料保持装置の例を示す斜視図である。
図４（Ａ）の例では、支持機構１２の中央部で、試料保持部材２として試料を載置できる大きさの例えばガラス板からなる透明板２ａの一対の端部を支持している。透明板２ａの側方の透明板２ａと支持機構１２との間に隙間（光通過領域）１４が設けられている。ここでのポイントは、透明板２ａに載置された試料の裏側の光が支持機構１２によって遮られるのを防ぐために、支持機構１２として枠状の部材と試料保持部材２との間に隙間１４を設け、反射鏡Ｍ３，Ｍ４で反射した裏面側からの１４４°，２１６°の光を通すようにしたことである。
【００３２】
なお、試料保持部材２としては、図４（Ａ）に示した透明板２ａのほか、試料載置側が凹状となるように湾曲したガラス板などの透明部材２ｂ（図４（Ｂ）を参照。）や網状部材２ｅ（図４（Ｅ）を参照。）を用いることもできる。試料載置側が凹状となっていることにより、載置された動物のけいれんなどによる落下を防止することができる。また、載置される試料の被測定部位に対して無視できる程度に微細な、例えば網や金網などの網状部材２ｃ（図４（Ｃ）を参照。）を用いることもできる。すなわち、支持枠１２にピンとまたは緩く張って観測すべき所定の位置で試料を保持できればよい。網やフィルムは引っ張り強度さえあれば、支持機構の機械強度を使って支えることができるためである。そのような部材を使うことで、ガラス板などの透明板を用いたときに不可避的に生じる表面反射を避けることができるほか、蛍光も少なくなる。
【００３３】
図４（Ｄ）は試料保持部材２として内部に試料を収容する容器を用いた例である。この例に示されるように、ガラスなどの円筒容器２ｄを試料保持部材２として用いることで、麻酔ガスを円筒２ｄ内に連続的に供給して動物を長時間の間も麻酔状態で保持することができる。さらに、円筒形状の容器２ｄを用いることで、ガラス板などの透明板を試料保持部材２として用いたときに生じる端面の反射の不都合を解消することができる。なお、試料の落下を防止できる試料保持部材２として、（Ｆ）に示されるように、微細な網で容器２ｆを構成することもできる。
【００３４】
また、試料の麻酔が切れた場合でも試料の動きを積極的に封じる方法として、図１１に示されているように、実質的に透明な部材（試料固定部材）１５を設けて試料保持部材２（ここでは透明板２ａ）とで試料４を挟み込む方法もある。試料保持部材２がガラス板など可撓性のない部材である場合には試料固定部材１５として網など可撓性のある部材を用い、逆に試料保持部材２が可撓性のある部材である場合には試料固定部材１５として可撓性のある部材でもない部材でもよい。このような試料固定部材１５を用いることで、試料に圧力を加えることなく試料を捕捉しておくことができる。なお、試料を挟みこむことが肝要であり、試料固定部材と試料保持部材の上下左右は問わない。
【００３５】
なお、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示した試料保持部材２ａ〜２ｆは支持機構１２に対して着脱可能に取り付けられていることが好ましい。そうすれば、試料４を搭載した試料保持部材２を複数用意しておき、試料４の交換を試料保持部材２ごと取り替えることができ、試料４の交換にかかる時間の短縮を図ることができる。
【００３６】
なお、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示した例における試料保持部材２は試料を保持するための試料保持領域のみを有するものであり、試料保持領域の側方の光通過領域１４には何も配置されていない。しかし、光通過領域１４は実質的に透明であれば試料保持部材２の裏面側からの光を通過させることができるため、図５に示されているように、試料保持領域と光通過領域１４の両方の領域を網羅する大きさの透明板２ｇ（図５（Ａ）を参照。）や微細な網状部材２ｈ（図５（Ｂ）を参照。）を試料保持部材として配置することもできる。このように試料保持領域と同一の実質的に透明な部材を光通過領域１４にも配置することで、試料の落下を防止することができる上、試料保持部材２とそれ以外の領域との境目がなくなって試料保持部材２の端部が撮像画像に写らないという利点もある。
【００３７】
また、支持機構１２は図６に示されているように移動可能であることが好ましい。図６の例では支持機構１２が装置内に設けられたガイド１６上に取り付けられて移動可能になっている。これにより、手前に引き出した状態で試料となる小動物を試料保持部材２に搭載してから支持機構１２を元の測定位置まで押し込んでセットするといった使い方ができる。したがって、反射鏡などの部品に邪魔されることなく容易に試料の搭載を行なうことができる。なお、図６においては試料保持部材２として透明板２ａを図示しているが、これに限定されるものではない。
【００３８】
ところで、試料の蛍光測定を行なう場合には蛍光用励起光源を配置する必要があるが、特に本発明のような多方向同時観察型の生体画像取得装置においては、複数の励起光源を試料の周囲に配置して多方向から励起光を照射することがある。図７は複数の励起光源を配置した例を概略的に示す構成図であり、図８は図７の例における支持機構の具体的な構造の一例を示す斜視図である。図７に示した構成のうち試料保持部材２を支持する支持機構１２ａと励起光源Ｓ１〜Ｓ５以外の構成は図３と同じであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３９】
蛍光用励起光源Ｓ１〜Ｓ５が反射鏡Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の隙間から試料保持部材２上に載置された試料４に対して励起光を照射するように配置されている。励起光源Ｓ１，Ｓ５は試料４の上方から、励起光源Ｓ２，Ｓ４は試料４の側方から、励起光源Ｓ３は試料４の下方から励起光を照射する。このような励起光源Ｓ１〜Ｓ５の配置に対して試料保持部材２を支持する支持機構１２ａは、図８に示されているように、立体的な形状をなす枠体として構成されている。
【００４０】
試料保持部材２の側方には試料保持部材２の下方の反射鏡Ｍ３，Ｍ４で反射された光を通過させるための隙間（光通過領域）１４ａが設けられている。支持機構１２ａをこのような立体的な形状にすることで、各光源Ｓ１〜Ｓ５、特に光源Ｓ２，Ｓ４と試料４との間に支持機構１２ａの枠部分が存在しなくなり、支持機構１２ａが側方からの励起光の照射を遮ることを防止できる。
【００４１】
この場合も、試料保持部材２が支持機構１２ａに対して着脱可能に取り付けられるようになっていることで、試料保持部材２上に試料４を載置した状態で複数用意しておき、次の測定時に試料保持部材２ごと取り替えることができ、試料４の交換にかかる時間の短縮を図ることができる。
なお、図８では試料保持部材２としては、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示されているような種々の部材２ａ〜２fを用いることができる。
【００４２】
なお、以上において説明した試料保持装置の実施例では、試料保持部材２を枠状の支持機構１２で支持する例を示したが、図１２に示されているように、試料保持部材２ｉが光通過領域１４の内側で支持機構１２ｂによって支持されていてもよい。また、図１３に示されているように、試料保持部材２ｊの一端が支持機構１２ｃで支持され、他端が糸などの引張部材１３で立体的に支持されていてもよい。
【００４３】
また、上記の実施例では、試料保持部材２が支持機構１２とは別体として設けられているが、試料保持部材２は樹脂やガラスによって支持機構１２とともに一体成型されたものであってもよい。
【００４４】
以上のように、試料保持部材２を支持機構１２と組み合わせて使うことによって、試料保持部材２の曲げ強さを支持機構１２によって補強し、試料保持部材２の厚みを薄くすることができる。これにより、境界の写り込みの問題を解決すると同時に試料保持部材２から発生する蛍光を減らすことができる。また、試料保持部材２として網を使用し、網の材質として十分に細い金属やプラスチックを用いれば、光は網の隙間をとおることで実質上透明であって線材料を細くすることで金属、プラスチックにかかわらず蛍光を減らすことができる。しかも、網は可堯性が高いので、試料保持部材２とで試料を挟み込んで試料の動きを封じる試料固定部材１５としても使用することができる。すなわち、微細な網は、試料を動かないように拘束しながら、光を通し、蛍光を出さないようにする材料として好適である。
【００４５】
なお、支持機構１２ａについても、図６に示した例と同様に、装置にガイドを設けるなどして測定位置とは異なる位置への移動が可能であるようにすることが好ましい。特にこの例の生体画像取得装置では、反射鏡Ｍ２〜Ｍ５や蛍光励起光源Ｓ１〜Ｓ５が密に配置されているので、支持機構１２ａを測定位置に配置した状態では試料４の取り替えが困難である。支持機構１２ａを移動可能にして測定位置とは異なる位置へ移動させることで、試料保持部材２の保持と試料４の交換容易化の両方を満たすことができる。
【００４６】
このような生体画像取得装置の結像レンズ８の入射側に配置されている蛍光側フィルタ１０は、励起光成分を遮光して励起光によって試料から発光した蛍光成分を透過させるものである。二次元検出器６では蛍光側フィルタ１０の透過域に入るものだけが検出される。励起光に含まれる波長成分のうち波長が変わることなくそのまま散乱される成分はバックグランド光となって測定を邪魔するため、そのような波長成分を透過させないように励起光源の波長と蛍光側フィルタ１０の特性が選択されている。
【００４７】
なお、上記の実施例では、試料の複数の方向の光を二次元検出器６に導くための反射鏡Ｍ２〜Ｍ５が装置内部に備え付けられているように記載されているが、試料保持装置とともに装置に対して着脱可能に配置されるものであってもよい。図９にその例を示す。
【００４８】
図９（Ａ），（Ｂ）に示されている試料保持装置１８は、試料保持部材２を支持する支持機構をなすとともに、試料保持部材２上に載置された試料４の裏面側の光を反射して試料保持部材２の上方に配置された二次元検出器に導くための反射鏡Ｍ６，Ｍ７を保持している。
【００４９】
（Ａ）の例は、図４（Ａ）と同様の方法により、ガラス板などの透明板を試料保持部材２として用い、その対向する一対の端部を枠状の部材により支持するように構成した例である。試料保持部材２の側方に反射鏡Ｍ６，Ｍ７で反射した光を通過させるための光通過領域が隙間として設けられている。なお、試料載置部２としては、ガラス板のほか、微細な網状部材や透明シートなど実質的に透明な部材であればよく、さらには透明な円筒容器であってもよい。
【００５０】
（Ｂ）の例は、図５に示したものと同様に、反射鏡Ｍ６，Ｍ７で反射された光が通過する光通過領域にも試料保持部材２をなす実質的に透明な部材を配置したものである。この例では試料保持部材２としてガラス板などの透明板を用いている。
【００５１】
次に、図１０を用いて図９に示した試料保持装置１８の使い方を説明する。同図において、（Ａ）は単一方向の観察画像を取得する公知の形式の生体画像取得装置である。なお、ここでは試料保持部２０に３頭の試料４ａ，４ｂ，４ｃを並べてそれらの上方に配置された二次元検出器２２及び結像レンズ２４で撮影する例を示しているが、生体試料の数はいくつでもよい。（Ｂ）は（Ａ）の試料保持部２０を試料保持装置１８に取り替えた状態を示している。
【００５２】
図１０（Ａ）の構成では、一度に３頭の試料４ａ，４ｂ，４ｃの正面像を取得することができるものの、単一方向からの観察画像しか得ることができないため、裏面側の情報を取得するためには各試料４ａ，４ｂ，４ｃを裏返して再度、撮影を行なう必要がある。一方、（Ｂ）の構成によれば、二次元検出器２２には試料４の正面の光と反射鏡Ｍ６，Ｍ７を介した裏面側の２方向の光が導かれるため、同時に３方向の観察画像を取得することができる。なお、光路長の違いによって生じる試料４の正面の光と反射鏡Ｍ６，Ｍ７を介した裏面側の光との焦点位置の相違が問題になる場合には、図に示すように、各光路上にそれらの光路長を補正するための補助レンズＬ１’，Ｌ６，Ｌ７も着脱可能にしておくことでその問題を解決することができる。試料４からの蛍光・発光強度が強いときは、結像レンズ２４を絞って（絞り値を大きくして）焦点深度を大きくすることにより、補助レンズＬ１’，Ｌ６，Ｌ７を使用しないことも可能である。
【００５３】
このように、試料保持部材２上の試料の裏面側の光を反射する反射鏡Ｍ６，Ｍ７を備えた試料保持装置１８を用いることにより、公知の単方向観察型の生体画像取得装置を多方向同時観察型の生体画像取得装置とすることができる。特に、図９及び図１０に示した３方向の観察画像を同時に取得する実施例では、試料保持装置１８に２枚の反射鏡Ｍ６，Ｍ７を取り付けるだけで試料４の裏面側の情報を得ることができるので、簡便で有用であるといえる。このような試料保持装置１８を用意しておくことにより、２種類の異なる測定方法（単方向観察型と多方向同時観察型）を容易に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】多方向同時観察型の生体画像取得装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例の生体画像取得装置で取得された画像の一例を示す図である。
【図３】試料保持部材を支持する支持機構と二次元検出器に導かれる光の光路との関係を示す図である。
【図４】支持機構を試料保持部材とともに示す斜視図であり、（Ａ）は試料保持部材としてガラス板を用いた例、（Ｂ）は試料保持部材として曲率を持つ透明板を用いた例、（Ｃ）は試料保持部材として網状部材を用いた例、（Ｄ）は試料保持部材として円筒容器を用いた例、（Ｅ）は試料保持部材として曲率をもつ網状部材を用いた例、（Ｆ）は試料保持部材として網で構成された円筒容器を用いた例をそれぞれ示している。
【図５】支持機構を試料保持部材とともに示す斜視図であり、（Ａ）は試料保持部材としての透明板を光通過領域にまで配置した例、（Ｂ）は試料保持部材としての網状部材を光通過領域にまで配置した例、をそれぞれ示している。
【図６】支持機構を移動可能にする構成を示す斜視図である。
【図７】試料に対して励起光を照射するための励起光源を備えた場合の構成の一例を示す概略構成図である。
【図８】支持機構の他の例を試料保持部材とともに示す斜視図である。
【図９】反射鏡を備えた試料保持装置の例を示す図であり、（Ａ）は試料保持部材との間に反射鏡からの反射光を通過する領域に隙間を設けた状態で試料保持部材を支持する構成の例、（Ｂ）は反射鏡からの反射光を通過させる領域まで試料保持部材である透明板を配置した例、を示す断面図である。
【図１０】反射鏡を備えた試料保持装置の使い方を説明するための図であり、（Ａ）は公知の生体画像取得装置の例、（Ｂ）は（Ａ）の生態画像取得装置の試料保持部に代えて反射鏡を備えた試料保持装置を取り付けた例、を示す概略構成図である。
【図１１】試料保持部材の上に試料固定部材を設けた例を示す図であり、（Ａ）は試料を試料保持部材上に載置していない状態、（Ｂ）は試料を試料保持部材上に載置して試料固定部材で固定した状態を示す斜視図である。
【図１２】支持機構の変形例を示す図である。
【図１３】支持機構のさらなる変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００５５】
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２０  試料保持部材
４，４ａ，４ｂ，４ｃ  生体試料
６，２２  二次元検出器
８，２４  結像レンズ
１０  蛍光側フィルタ
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  支持機構
１４，１４ａ  光通過領域
１６  ガイド
１８  試料保持装置
Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７  補助レンズ
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７  反射鏡
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５  励起光源
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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