(57)【要約】【課題】標本Ｓが受けるダメージを従来よりも高い精度で見積もる技術を提供する。【解決手段】顕微鏡システム１は、タイムラプス撮影システムである。顕微鏡システム１の演算装置３０は、タイムラプス撮影の条件に基づいて、タイムラプス撮影によって標本Ｓが受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する。このとき、演算装置３０は、タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で撮影間隔が短いほど侵襲度評価値を大きく算出する。その後、演算装置３０は、算出した侵襲度評価値を表示装置５０に表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる表示制御手段と、を備え、
前記算出手段は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で撮影間隔が短いほど前記侵襲度評価値を大きく算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項２】
請求項１に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、
前記算出手段は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で、当該期間中のピーク照射強度を強くするほど前記侵襲度評価値を大きく算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、
前記算出手段は、前記タイムラプス撮影システムの利用者が指定した前記侵襲度評価値に基づいて、当該侵襲度評価値が算出されるタイムラプス撮影の条件を算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項４】
請求項３に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、
前記算出手段は、前記利用者が指定した前記侵襲度評価値と、タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値であって前記利用者が指定した設定値と、に基づいて、当該侵襲度評価値が算出されるタイムラプス撮影の条件であって、前記利用者が指定した前記設定項目の前記設定値を含むタイムラプス撮影の条件を算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、
前記算出手段は、前記タイムラプス撮影で採用される観察方法と前記標本の少なくとも一方に基づいて決定された算出式と、前記タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値に基づいて、前記侵襲度評価値を算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項６】
請求項５に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、
前記設定項目の設定値と、当該設定値が前記侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値と、を関連付けて格納する格納手段を備え、
前記算出手段は、前記算出式と、前記設定項目の設定値に関連付けられて前記格納手段に格納されている前記要素値と基づいて、前記侵襲度評価値を算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、
前記タイムラプス撮影の開始前に、前記タイムラプス撮影の条件で少なくとも１回前記標本を撮影するテスト撮影手段を備え、
前記表示制御手段は、前記テスト撮影手段で撮影された前記標本の画像を前記表示装置に表示させる
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、
前記タイムラプス撮影終了後、少なくとも１回前記標本を撮影する検証撮影手段と、
前記検証撮影手段で撮影された前記標本の画像に基づいて、前記タイムラプス撮影によって前記標本が受けたダメージの大きさを測定する測定手段と、を備える
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項９】
タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる表示制御手段と、
前記タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値と、当該設定値が前記侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値と、を関連付けて格納する格納手段を備え、
前記算出手段は、前記タイムラプス撮影で採用される観察方法と前記標本の少なくとも一方に基づいて決定された算出式と、前記設定項目の設定値に関連付けられて前記格納手段に格納されている前記要素値と基づいて、前記侵襲度評価値を算出する
ことを特徴とするタイムラプス撮影システム。
【請求項１０】
タイムラプス撮影システムがタイムラプス撮影の条件の設定を支援する方法であって、
指定された前記タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する工程と、
算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる工程と、を備え、
前記侵襲度評価値は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で撮影間隔を短くするほど大きく算出される
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイムラプス撮影システム、及び、タイムラプス撮影条件の設定支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＦＰ(Green Fluorescent Protein）やＹＦＰ(yellow Fluorescent Protein)などの蛍光蛋白質の実用化によって蛍光観察法による観察対象が広がっている。このため、生体標本を観察する手法として蛍光観察法の重要性は、ますます高まっている。
【０００３】
その一方で、蛍光観察法は生体標本に与えるダメージが大きいことから、特に蛍光観察法でタイムラプス撮影を行う場合には、標本に対して十分に配慮することが望まれる。このため、タイムラプス撮影の期間中に標本が受けるダメージを許容し得る範囲内に収める技術が求められている。関連技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１には、励起光の照射時間を計時し、計時時間が所定の基準値を超えた場合に、警告動作を行う技術が記載されている。また、警告動作後に強制的に励起光の照射を中止する技術も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、累積照射時間を計時して、累積照射時間が基準値を越えた時点で警告動作を行う技術が記載されている。この記載は、複数回の光照射によって標本が受けるダメージは、標本に照射されたエネルギーの合計（総照射エネルギー）に依存することを前提とするものである。
【０００７】
しかしながら、実際には、撮影期間中に照射された総照射エネルギーが同じであっても、標本が受けるダメージは必ずしも一定ではない。このため、タイムラプス撮影の期間中に標本が受けるダメージをより正確に見積もる技術が求められている。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、標本が受けるダメージを従来よりも高い精度で見積もる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる表示制御手段と、を備え、前記算出手段は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で撮影間隔が短いほど前記侵襲度評価値を大きく算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、前記算出手段は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で、当該期間中のピーク照射強度を強くするほど前記侵襲度評価値を大きく算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、前記算出手段は、前記タイムラプス撮影システムの利用者が指定した前記侵襲度評価値に基づいて、当該侵襲度評価値が算出されるタイムラプス撮影の条件を算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、前記算出手段は、前記利用者が指定した前記侵襲度評価値と、タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値であって前記利用者が指定した設定値と、に基づいて、当該侵襲度評価値が算出されるタイムラプス撮影の条件であって、前記利用者が指定した前記設定項目の前記設定値を含むタイムラプス撮影の条件を算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載のタイムラプス撮影システムにおいて、前記算出手段は、前記タイムラプス撮影で採用される観察方法と前記標本の少なくとも一方に基づいて決定された算出式と、前記タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値に基づいて、前記侵襲度評価値を算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第５の態様に記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、前記設定項目の設定値と、当該設定値が前記侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値と、を関連付けて格納する格納手段を備え、前記算出手段は、前記算出式と、前記設定項目の設定値に関連付けられて前記格納手段に格納されている前記要素値と基づいて、前記侵襲度評価値を算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、前記タイムラプス撮影の開始前に、前記タイムラプス撮影の条件で少なくとも１回前記標本を撮影するテスト撮影手段を備え、前記表示制御手段は、前記テスト撮影手段で撮影された前記標本の画像を前記表示装置に表示させるタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のタイムラプス撮影システムにおいて、さらに、前記タイムラプス撮影終了後、少なくとも１回前記標本を撮影する検証撮影手段と、前記検証撮影手段で撮影された前記標本の画像に基づいて、前記タイムラプス撮影によって前記標本が受けたダメージの大きさを測定する測定手段と、を備えるタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１６】
本発明の第９の態様は、タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる表示制御手段と、前記タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目の設定値と、当該設定値が前記侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値と、を関連付けて格納する格納手段を備え、前記算出手段は、前記タイムラプス撮影で採用される観察方法と前記標本の少なくとも一方に基づいて決定された算出式と、前記設定項目の設定値に関連付けられて前記格納手段に格納されている前記要素値と基づいて、前記侵襲度評価値を算出するタイムラプス撮影システムを提供する。
【００１７】
本発明の第１０の態様は、タイムラプス撮影システムがタイムラプス撮影の条件の設定を支援する方法であって、指定された前記タイムラプス撮影の条件に基づいて、前記タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値を算出する工程と、算出した前記侵襲度評価値を表示装置に表示させる工程と、を備え、前記侵襲度評価値は、前記タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で撮影間隔を短くするほど大きく算出されることを特徴とする方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、標本が受けるダメージを従来よりも高い精度で見積もる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る顕微鏡システムの構成を例示した図である。
【図２】実施例１に係る顕微鏡システムが行う処理のフローを示したフローチャートである。
【図３】画質検証処理のフローを示したフローチャートである。
【図４】侵襲度評価処理のフローを示したフローチャートである。
【図５】侵襲度評価処理で参照する評価テーブルの一例を示した図である。
【図６】侵襲度評価値が表示された画面の一例を示した図である。
【図７】条件算出処理のフローを示したフローチャートである。
【図８】侵襲度検証処理のフローを示したフローチャートである。
【図９】実施例２に係る顕微鏡システムの構成を例示した図である。
【図１０】侵襲度評価処理で参照する評価テーブルの別の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例に係る顕微鏡システム１の構成を例示した図である。顕微鏡システム１は、タイムラプス撮影を実行するタイムラプス撮影システムであり、顕微鏡１０と、顕微鏡１０の動作を制御するコントロールユニット２０と、演算装置３０と、入力装置４０と、表示装置５０を備えている。撮影対象物である標本Ｓは、生体標本である。
【００２１】
顕微鏡１０は、ワイドフィールド型の蛍光顕微鏡であり、対物レンズ１６を含む複数の対物レンズを備えている。顕微鏡１０では、図示しないレボルバーの回転により異なる仕様の対物レンズが切り替えて使用される。なお、図１には、対物レンズ１６が使用される例が示されている。
【００２２】
顕微鏡１０は、照明光路上に、光源１１と、シャッター１２と、可変ＮＤ（Neutral Density）フィルタ１３と、レンズ１４と、蛍光フィルタキューブ１５と、対物レンズ１６を備えていて、ケーラー照明により標本Ｓを励起するように構成されている。光源１１は、例えば、水銀ランプやハロゲンランプである。シャッター１２の開閉及び可変ＮＤフィルタ１３の透過率は、コントロールユニット２０によって制御される。蛍光フィルタキューブ１５は、ダイクロイックミラー１５ａと、光源１１を出射した光から励起波長の光（励起光）を選択的に透過させる励起フィルタ１５ｂと、励起光を遮断し蛍光を透過させるバリアフィルタ１５ｃを含んでいる。蛍光フィルタキューブ１５内において、ダイクロイックミラー１５ａは照明光路と検出光路が交わる位置に、励起フィルタ１５ｂは照明光路上に、バリアフィルタ１５ｃは検出光路上に配置されている。
【００２３】
顕微鏡１０は、さらに、検出光路上には、上述した蛍光フィルタキューブ１５及び対物レンズ１６に加えて、結像レンズ１７と、ＣＣＤカメラ１８を備えていて、標本Ｓからの蛍光を検出して蛍光画像を取得するように構成されている。結像レンズ１７は、ＣＣＤカメラ１８に蛍光を集光し標本Ｓの光学像を形成する。ＣＣＤカメラ１８は、２次元イメージセンサであるＣＣＤイメージセンサを備える撮像装置であり、ＣＣＤカメラ１８の動作は、コントロールユニット２０によって制御される。
【００２４】
演算装置３０は、プロセッサ３１と、メモリ３２と、ストレージ３３を備えたコンピュータである。プロセッサ３１は、メモリ３２が提供するワーク領域を利用してプログラムを実行する。ストレージ３３は、プログラムや各種データを格納する格納手段である。ストレージ３３には、後述する評価テーブルが格納されている。ストレージ３３は、演算装置３０外に設けられてもよい。
【００２５】
演算装置３０は、後述するように、タイムラプス撮影によって標本Ｓが受けるダメージの大きさを示す侵襲度評価値をタイムラプス撮影前に算出する算出手段であり、算出した襲度評価値を表示装置５０に表示させる表示制御手段である。また、タイムラプス撮影の条件を算出する算出手段でもある。さらに、演算装置３０は、タイムラプス撮影によって標本Ｓが受けたダメージの大きさをタイムラプス撮影後に測定する測定手段としても機能する。
入力装置４０は、例えば、キーボードやマウスなどであり、利用者が直接操作する。表示装置５０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどである。
【００２６】
以下、図２から図８を参照しながら、顕微鏡システム１が行う処理について説明する。なお、図２は、顕微鏡システム１が行う処理の全体のフローを示したフローチャートである。図３、図４、図７、図８は、顕微鏡システム１が行う処理のうちの画質検証処理、侵襲度評価処理、条件算出処理、侵襲度検証処理のフローを示したフローチャートである。図５は、顕微鏡システム１が侵襲度評価処理で参照する評価テーブルの一例を示した図である。図６は、侵襲度評価値が表示された画面の一例を示した図である。
【００２７】
まず、顕微鏡システム１は、タイムラプス撮影の条件を設定する（図２のステップＳ１０）。タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目には、例えば、単位面積当たりの照射強度、１回の撮影当たりの露光時間、露光間隔（撮影間隔）、撮影回数、励起波長、開口数（つまり、ＣＣＤカメラ１０に入射する光束の開口数）、総合光学倍率、その他、観察面の深さ、ＣＣＤカメラ１８に関する項目（例えば、ビニング設定）などが含まれる。
【００２８】
ここでは、例えば、次のようにして各設定項目が設定される。照射強度は、利用者が入力した照射強度の設定値に応じてコントロールユニット２０が可変ＮＤフィルタ１３の透過率を変更することにより、設定される。また、露光時間及び露光間隔も、利用者が入力した露光時間及び露光間隔の設定値に従って設定される。励起波長は、利用者が入力した励起波長の設定値に応じてコントロールユニット２０が励起フィルタ１５ｂ（蛍光フィルタキューブ１５）を切り替えることにより、設定される。開口数及び総合光学倍率は、利用者が選択した対物レンズが照明光路上に位置するようにコントロールユニット２０がレボルバーを回転させて対物レンズを切り替えることで、設定される。なお、利用者は、各設定項目について個別に指定する代わりに、過去に行われたタイムラプス撮影の条件を指定することで、顕微鏡システム１がその指定された条件を設定してもよい。
【００２９】
条件設定が完了すると、顕微鏡システム１は、画質検証処理を実行する（図２のステップＳ２０）。画質検証処理は、ステップＳ１０で設定した条件で取得される画像が利用者の要求する画質を有しているか否かをタイムラプス撮影開始前に検証する処理である。
【００３０】
画質検証処理では、顕微鏡システム１は、まず、標本Ｓを撮影する（図３のステップＳ２１）。ここでは、テスト撮影手段である顕微鏡１０が、ステップＳ１０で設定されたタイムラプス撮影の条件で少なくとも１回標本を撮影する。その後、顕微鏡システム１は、撮影した標本Ｓの画像を表示する（図３のステップＳ２２）。つまり、表示制御手段である演算装置３０が画像を表示装置５０に表示させる。また、画像のＳ／Ｎを算出して画像とともに表示してもよい。また、複数回撮影した場合であれば、輝度値の変化を算出して画像とともに表示してもよい。これにより、利用者は、表示された画像及びその他の情報に基づいて、ステップＳ１０で設定した条件でタイムラプス撮影を実行した場合に、要求する画質の画像が得られるか否かを判断することができる。そして、利用者が要求する画質の画像が得られないと判断し、入力装置４０を操作して条件変更を要求すると（図２のステップＳ３０ＹＥＳ）、タイムラプス撮影の条件の再設定が行われる（図２のステップＳ１０）。再設定では、例えば、ＣＣＤカメラ１１８のビニング機能を有効化してもよく、また、照射強度の設定値を変更してもよい。
【００３１】
利用者から条件変更の要求がない場合には（図２のステップＳ３０ＮＯ）、顕微鏡システム１は、侵襲度評価処理を実行する（図２のステップＳ４０）。侵襲度評価処理は、ステップＳ１０で設定した条件でタイムラプス撮影を実行した場合に、タイムラプス撮影によって試料Ｓが受けるダメージを見積もる処理である。
【００３２】
侵襲度評価処理では、顕微鏡システム１は、まず、侵襲度評価値を算出する（図４のステップＳ４１）。なお、侵襲度評価値は、タイムラプス撮影によって標本が受けるダメージの大きさを示す値である。ここでは、算出手段である演算装置３０が、ステップＳ１０で設定された条件に基づいて侵襲度評価値を算出する。
【００３３】
このとき、演算装置３０は、タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で、撮影間隔が短いほど侵襲度評価値を大きく算出するように構成されている。これは、総照射エネルギーが同じ場合には、間隔を空けずに光が照射されるほど標本Ｓが受けるダメージは大きくなるからである。また、演算装置３０は、タイムラプス撮影の期間中に照射される総照射エネルギーが一定である条件下で、その期間中のピーク照射強度が強いほど侵襲度評価値を大きく算出するように構成されることが望ましい。これは、総照射エネルギーが同じ場合には、一定の照射強度で時間的に均一に照射されるよりも、一時的であってもより強い照射強度で照射される方が、標本Ｓが受けるダメージは大きくなるからである。
【００３４】
演算装置３０は、具体的には、次のようにして侵襲度評価値を算出する。まず、演算装置３０は、算出式を決定する。算出式は、タイムラプス撮影で採用される観察方法によって決定されてもよく、標本Ｓ（標本Ｓそのものやその状態）によって決定されてもよい。また、それらの少なくとも一方に基づいて決定されてもよい。さらに、標本Ｓの周りの測定環境が考慮されてもよい。測定環境には、例えば、インキュベータを用いたときの雰囲気の温湿度、標本Ｓを浸す溶液中のＣＯ２濃度、酸素濃度、ＰＨ、成分濃度などが含まれる。
【００３５】
なお、以下の２式は、算出式の例であり、例えば、観察方法に応じてこれら２式の一方が選択される。ここで、Ｄａ及びＤｂは、侵襲度評価値である。ｆ１からｆ６は、それぞれ異なる設定項目の設定値が侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値である。ｆ１は、照射強度σの値に対応する要素値であり、ｆ２は、露光時間ｔの値に対応する要素値であり、ｆ３は、露光間隔ｉの値に対応する要素値である。ｆ４は、撮影回数ｎに対応する要素値であり、撮影回数そのもの（ｆ４（ｎ）＝ｎ）である。ｆ５は、励起波長λの値に対応する要素値であり、ｆ６は、開口数ＮＡ及び総合光学倍率βの値に対応する要素値である。
Ｄａ＝（ｆ１×ｆ２×ｆ５＋ｆ３／ｆ５）×ｆ４／ｆ６         ・・・（１）
Ｄｂ＝（ｆ１１／２×ｆ２２×ｆ５＋ｆ３／ｆ５）×ｆ４／ｆ６    ・・・（２）
【００３６】
算出式が決定されると、演算装置３０は、その算出式とステップＳ１０で決定した条件に含まれる設定項目の設定値に基づいて、侵襲度評価値を算出する。ストレージ３３には、図５に示すように、設定項目毎にテーブル（評価テーブル）が設けられていて、ストレージ３３の各テーブルには、設定項目の設定値と要素値が関連付けて格納されている。演算装置３０は、設定値に対応する要素値をストレージ３３に設けられたテーブルを参照して決定し、それを算出式に代入することにより、侵襲度評価値を算出する。
【００３７】
尚、図５（ａ）に示すテーブルＴ１には、照射強度と要素値が関連付けられている。テーブルＴ１では、要素値は、照射強度が大きいほど大きな値であるが、照射強度と要素値は比例関係にはない。図５（ｂ）に示すテーブルＴ２には、露光時間と要素値が関連付けられている。テーブルＴ２では、要素値は、概して露光時間が長いほど大きな値であるが、露光時間が所定時間以下では要素値が同じ値を示す。図５（ｃ）に示すテーブルＴ３には、露光間隔と要素値が関連付けられている。テーブルＴ３では、要素値は、露光間隔が長いほど小さな値であり、露光間隔が所定時間以上ではマイナスの値を示している。この評価テーブルＴ３によって、露光間隔（撮影間隔）が短いほど要素値が大きく決定され、その結果、侵襲度評価値が大きく算出される。図５（ｄ）に示すテーブルＴ４には、励起波長と要素値が関連付けられている。テーブルＴ４では、要素値は、励起波長が長いほど小さな値である。図５（ｅ）に示すテーブルＴ５には、開口数と総合光学倍率の組み合わせと要素値が関連付けられている。
【００３８】
侵襲度評価値が算出されると、顕微鏡システム１は、算出した侵襲度評価値を表示装置５０に表示する（図４のステップＳ４２）。ここでは、表示制御手段である演算装置３０が、ステップＳ４１で算出した侵襲度評価値を、例えば、図６に示すように表示装置５０に表示させる。これにより、利用者は、表示された侵襲度評価値に基づいて、ステップＳ１０で設定した条件でタイムラプス撮影を実行した場合に、標本Ｓが受けるダメージが許容し得る範囲内のものか否かを判断することができる。
【００３９】
尚、図６には、表示装置５０の表示画面５１の一例が示されている。表示領域５２は、ステップＳ２０のテスト撮影で撮影された標本Ｓの画像が表示される画像表示領域である。表示領域５３は、各種の設定情報が表示される設定表示領域であり、観察方法を表示する領域と、標本Ｓの情報を表示する領域と、ステップＳ１０で設定されたタイムラプス撮影の条件を表示する領域が含まれている。表示領域５４は、ステップＳ４１で算出した侵襲度評価値を表示する領域である。
【００４０】
標本Ｓが受けるダメージが許容範囲外であると利用者が判断し、入力装置４０を操作して条件変更を要求すると（図２のステップＳ５０ＹＥＳ）、顕微鏡システム１は、条件算出処理を実行する（図２のステップＳ６０）。条件算出処理は、侵襲度評価値からタイムラプラス撮影の条件を算出する処理である。
【００４１】
条件算出処理では、顕微鏡システム１は、まず、侵襲度評価値についての入力を受け付ける（図７のステップＳ６１）。ここでは、利用者が、標本Ｓが許容し得るダメージの大きさを判断し、入力装置４０を操作してそのダメージに対応する侵襲度評価値を指定する。これを受けて、演算装置３０が指定された侵襲度評価値を特定する。
【００４２】
さらに、顕微鏡システム１は、タイムラプス撮影の条件の一部についての入力を受け付ける（図７のステップＳ６２）。ここでは、利用者が、タイムラプス撮影の条件に含まれる設定項目のうち任意に決定されるべきではない設定項目について、設定値を指定する。例えば、一定の期間中に一定の間隔で画像を取得する場合であれば、利用者は、少なくとも、露光間隔（撮影間隔）、撮影回数を指定する。これを受けて、演算装置３０が指定された設定項目の設定値を特定する。
【００４３】
その後、顕微鏡システム１は、タイムラプス撮影の条件を算出する（ステップＳ６３）。ここでは、演算装置３０は、ステップＳ６１で指定された侵襲度評価値と、ステップＳ６２で指定された設定項目の設定値に基づいて、タイムラプス撮影の条件を算出する。
【００４４】
例えば、ステップＳ６２で露光間隔、撮影回数が指定されている場合には、ステップＳ４１で使用された算出式（式（１）または（２））に、指定された侵襲度評価値（ＤａまたはＤｂ）と、指定された設定値に対応する要素値（ｆ３、ｆ４）を代入する。そして、残りの要素値（ｆ１、ｆ２、ｆ５、ｆ６）を算出し、それらの要素値から設定値（露光時間、照射強度、波長、開口数及び倍率）の組み合わせを算出する。これにより、指定された侵襲度評価値が算出されるタイムラプス撮影の条件であって、指定された設定項目の設定値を含むタイムラプス撮影の条件が算出される。
【００４５】
タイムラプス撮影の条件が算出されると、顕微鏡システム１は、算出された条件を設定する（図７のステップＳ６４）。なお、タイムラプス撮影の条件は複数算出されてもよく、ステップＳ６４では、それらの中から利用者が選択した一の条件を設定してもよい。
【００４６】
ステップＳ５０で条件変更の要求がない場合（図２のステップＳ５０ＮＯ）、又は、ステップＳ６０の条件算出処理が終了すると、顕微鏡システム１は、タイムラプス処理を実行する（図２のステップＳ７０）。タイムラプス処理は、設定されたタイムラプス撮影の条件に従ってタイムラプス撮影を実行し、標本Ｓの画像を取得する処理である。
【００４７】
タイムラプス処理が終了後、利用者が入力装置４０を操作して侵襲度の検証を要求した場合には（図２のステップＳ８０ＹＥＳ）、顕微鏡システム１は、さらに、侵襲度検証処理を実行する（図２のステップＳ９０）。侵襲度検証処理は、タイムラプス処理によって標本Ｓが実際に受けたダメージ（侵襲度）を検証する処理である。
【００４８】
侵襲度検証処理では、顕微鏡システム１は、まず、検証条件を設定する（図８のステップＳ９１）。検証条件には、観察方法、撮影回数、撮影時間などが含まれる。顕微鏡システム１は、利用者が指定した検証条件を設定する。例えば、利用者が、蛍光観察法に比べて標本Ｓに与えるダメージを抑えることができる位相差観察法を観察方法として指定すると、顕微鏡システム１は、レボルバーを回転させて位相差対物レンズを光路上に配置し、図示しない透過照明手段を準備する。
【００４９】
条件設定後、顕微鏡システム１は、検証処理を実行する（図８のステップＳ９２）。ここでは、検証撮影手段である顕微鏡１０が、ステップＳ９１で設定された検証条件で少なくとも１回標本を撮影し、標本Ｓの画像（例えば、位相差画像）を取得する。その後、測定手段である演算装置３０が、取得した画像に基づいて、タイムラプス撮影によって標本Ｓが受けたダメージの大きさ（侵襲度）を測定し、ステップＳ４０で見積もった侵襲度評価値の妥当性を検証する。具体的には、例えば、タイムラプス撮影の条件よりも過酷な条件で撮影を継続する加速試験を行い、取得した画像から特定される加速試験期間中の標本Ｓの輝度値の時間変化、細胞増殖率、細胞形状などから侵襲度を測定してもよい。また、加速試験期間中のミトコンドリアの活性、活性酸素、その他の副次生成物の量を測定してもよい。
【００５０】
最後に、顕微鏡システム１は、検証結果を記録する（図８のステップＳ９３）。ここでは、タイムラプス処理の撮影の条件とともに、検証結果をストレージ３３に記録する。なお、ストレージ３３に記録された検証結果は、演算装置３０で算出される侵襲度評価値がより妥当な値を示すように、評価テーブルのデータや算出式の見直し等に利用される。  
【００５１】
以上、本実施例に係る顕微鏡システム１によれば、タイムラプス撮影を実行する前に、撮影により標本Ｓが受けるダメージを見積ることができる。このため、標本Ｓが許容し得ないダメージを受ける可能性がある場合には、事前に撮影の条件を見直すことができる。また、標本Ｓが受けるダメージの大きさを標本Ｓに照射されるエネルギー以外の要素を加味して算出することで、標本が受けるダメージを従来よりも高い精度で見積もることができる。また、ストレージ３３に設定値と設定値が侵襲度評価値に及ぼす影響の大きさを示す要素値との関係が予め格納されている点も、標本が受けるダメージを従来よりも高い精度で見積もることに寄与する。また、標本Ｓが許容し得るダメージの大きさと必要最小限の設定項目の設定値を指定することで、適切な撮影の条件を自動的に算出することができる。このため、経験の少ない利用者でも、容易にタイムラプス撮影の条件の設定を行うことができる。
【実施例２】
【００５２】
図９は、本実施例に顕微鏡システム２の構成を例示した図である。顕微鏡システム２は、タイムラプス撮影を実行するタイムラプス撮影システムであり、ワイドフィールド型の蛍光顕微鏡である顕微鏡１０の代わりに共焦点レーザー走査型の蛍光顕微鏡である顕微鏡６０を備えている点が、実施例１に係る顕微鏡システム１と異なっている。なお、撮影対象物である標本Ｓは、生体標本である。
【００５３】
顕微鏡６０は、照明光路上に、レーザー６１、ＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter）６２、ダイクロイックミラー６３、ＸＹスキャナ６４、リレー光学系６５、及び、対物レンズ６６を備えている。ＡＯＴＦ６２が透過する波長は、コントロールユニット２０によって制御される。ダイクロイックミラー６３は、照明光路と検出光路が交わる位置に配置されている。ＸＹスキャナ６４は、例えば、それぞれ対物レンズ６６の光軸と直交するＸ方向、Ｙ方向に標本Ｓを走査する２つのガルバノメータミラーである。リレー光学系６５は、ＸＹスキャナ６４を対物レンズ６６の瞳位置に投影するように構成されている。
【００５４】
顕微鏡１０は、検出光路上に、上述した対物レンズ６６、リレー光学系６５、ＸＹスキャナ６４、ダイクロイックミラー６３に加えて、共焦点レンズ６７、共焦点絞り６８、バリアフィルタ６９、及び光電子増倍管（ＰＭＴ）７０を備えている。共焦点絞り６８には、対物レンズ６６の焦点位置と共役な位置に共焦点ピンホールが形成されている。バリアフィルタ６９は、レーザー光を遮断する光学特性を有する。ＰＭＴ７０は、蛍光を検出する光検出器である。
【００５５】
顕微鏡システム２では、演算装置３０が、ＸＹスキャナ６４の信号とＰＭＴ７０から出力された信号に基づいて、２次元の蛍光画像を生成するように構成されている。また、異なるＺ位置における２次元の蛍光画像に基づいて、標本Ｓの３次元データを生成するように構成されている。
【００５６】
顕微鏡システム２でも、顕微鏡システム１と同様に図２に示す処理を実行する。ただし、顕微鏡システム１とは観察方法が異なるため、顕微鏡システム２では、ステップＳ４０において、例えば、下記の算出式に基づいて侵襲度評価値を算出する。ここで、Ｄｃは、侵襲度評価値である。ｆ１は、照射強度σの値に対応する要素値であり、ｆ２は、撮像時間（２次元の蛍光画像を取得するための走査時間）ｔの値に対応する要素値であり、ｆ３は、撮像面積（ＸＹ平面上での走査面積）ｓの値に対応する要素値である。ｆ４は、Ｚスタック数ｎに対応する要素値であり、Ｚスタック数そのもの（ｆ４（ｎ）＝ｎ）である。ｆ５は、３次元データの取得間隔ｉの値に対応する要素値である。ｆ６は、３次元データの取得回数ｎ２に対応する要素値であり、取得回数そのもの（ｆ６（ｎ２）＝ｎ２）である。なお、設定項目の設定値と要素値の関係は、図１０に示す、設定項目毎に設けられた評価テーブル（テーブルＴ６からテーブルＴ９）で管理されている。利用者は、照射強度σ、撮像時間ｔ、撮像面積ｓを直接指定する代わりに、対物レンズの倍率やＮＡ、ＸＹスキャナの光学ズーム倍率などを指定して、演算装置３０が算出する照射強度σ、撮像時間ｔ、撮像面積ｓを間接的に指定してもよい。ここで、指定された条件に対応する照射強度σは、ある特定の条件（対物レンズの倍率、ＮＡ、ＸＹスキャナの光学ズーム倍率を含む）で予め測定された照射強度（基準照射強度）と指定された条件に基づいて算出される。
Ｄｃ＝（ｆ１×ｆ２×ｆ３×ｆ４＋ｆ５）／ｆ６１／２         ・・・（３）
以上、本実施例に係る顕微鏡システム２によっても、実施例１に係る顕微鏡システム１と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。タイムラプス撮影システム、及び、タイムラプス撮影の条件の設定を支援する方法は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。
【００５８】
例えば、図５及び図１０には、評価テーブルが例示されているが、ストレージ３３は、評価テーブルの代わりに、設定項目の設定値と要素値の関係を示す関数を格納してもよい。また、算出式中の照射強度は、平均照射強度であってもよくピーク照射強度であってもよい。また、図２では、条件算出処理を実行後にタイムラプス処理を実行しているが、タイムラプス処理を実行する前に画質検証処理を実行し、画質検証結果が良好である場合にタイムラプス処理を実行してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１、２                顕微鏡システム
１０、６０            顕微鏡
１１                  光源
１２                  シャッター
１３                  可変ＮＤフィルタ
１４                  レンズ
１５                  蛍光フィルタキューブ
１５ａ、６３          ダイクロイックミラー
１５ｂ                励起フィルタ
１５ｃ、６９          バリアフィルタ
１６、６６            対物レンズ
１７                  結像レンズ
１８                  ＣＣＤカメラ
２０                  コントロールユニット
３０                  演算装置
３１                  プロセッサ
３２                  メモリ
３３                  ストレージ
４０                  入力装置
５０                  表示装置
５１                  表示画面
５２、５３、５４      表示領域
６１                  レーザー
６２                  ＡＯＴＦ
６４                  ＸＹスキャナ
６５                  リレー光学系
６７                  共焦点レンズ
６８                  共焦点絞り
７０                  ＰＭＴ
Ｓ                    標本
【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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