(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光色素で染色した蛍光粒子を撮像する撮像装置において、
蛍光粒子を底部に集積させて収容する撮像用容器と、
蛍光粒子を励起させる励起光を発生する手段と、
励起光で撮像用容器の底部近傍のみを照明する照明手段と、
撮像用容器の底部を下方から撮像する撮像手段と、
を有することを特徴とする蛍光粒子撮像装置。
【請求項２】
撮像用容器の底部以外を遮蔽物で覆うことを特徴とする請求項１に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項３】
中央にスリット状の開口部が形成されたマスクを配置し、前記開口部を通過する励起光により撮像用容器の底部近傍のみを照明するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項４】
前記照明手段はシリンドリカルレンズを有し、そのシリンドリカルレンズにより励起光が板状にされて撮像用容器の底部近傍のみが照明されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項５】
前記照明手段は走査手段を有し、その走査手段により励起光が撮像用容器の底部近傍に沿って走査されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項６】
前記照明手段は、出射端が直線的に配置されたファイバー束を有し、このファイバー束により撮像用容器の底部近傍のみが照明されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項７】
前記照明手段は、撮像用容器の底部近傍を均一に照明する光学素子を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項８】
前記光学素子が拡散板であることを特徴とする請求項７に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項９】
前記励起光がレーザビームであることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像用容器の底部の外形側面の一部に励起光入射面が形成されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項１１】
前記底部の水平断面形状が矩形ないし長方形であり、その一辺により励起光入射面が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の蛍光粒子撮像装置。
【請求項１２】
前記底部の水平断面形状が円形であり、該底部の励起光照射側に負のシリンドリカルレンズが配置されることを特徴とする請求項１０に記載の蛍光粒子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光粒子撮像装置、更に詳細には、蛍光色素により染色された白血球などの蛍光粒子を撮像する蛍光粒子撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療の分野で血液から血小板及び赤血球を抽出した血小板製剤および赤血球製剤が製造されている。この血小板製剤および赤血球製剤はいずれも輸血に供されるものであり、その中に混入している白血球は好ましいものではない。そのために上記製剤において白血球の混入状況を知ることが重要になる。従来は、ナジェットチャンバーにサンプル血小板製剤を入れ、蛍光色素によって染色したのち励起光を照射し顕微鏡にて白血球の数をかぞえている。具体的には、２００ｍリットルまたは４００ｍリットルの血小板製剤バッグから、サンプルとして５０μリットルをとり、この中の白血球数をかぞえることで全バッグ中の白血球数に換算している。この作業は慣れた人が時間をかけて行わなければならず、非常に非能率的で疲れるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、人手に頼るのではなく、蛍光色素により染色され所定波長の励起光で照射された白血球の像をＣＣＤカメラ等で撮像し、この像を解析して白血球の数を計数する計数装置が提案されている。しかし、染色された白血球が入っている溶液中にも蛍光色素は存在しており蛍光を発する。そのため染色された白血球だけでなく蛍光色素自体も励起光で励起されるので、本来観察ないし撮像したい白血球のコントラストが非常に悪くなり、場合によっては見たいものがバックグラウンドに埋もれてしまい撮像不能となって、白血球の計数自体が不可能になる、という問題があった。
【０００４】
従って、本発明は、バックグラウンド光の影響を低減させ、蛍光粒子を良好に撮像できる蛍光粒子撮像装置を提供することをその課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するために、蛍光色素で染色した蛍光粒子を撮像する撮像装置において、蛍光粒子を底部に集積させて収容する撮像用容器と、蛍光粒子を励起させる励起光を発生する手段と、励起光で撮像用容器の底部近傍のみを照明する照明手段と、撮像用容器の底部を下方から撮像する撮像手段とを有する構成を採用している。
【０００６】
このような構成では、標的物体となる蛍光粒子が撮像用容器の底部に集積して収納されており、この容器底部のみが励起光で照射されるので、バックグラウンド光を減少させることができ、撮像された画像のコントラストを向上させることができる。
【０００７】
容器底部のみを照射する方法としては、撮像用容器の上部に励起光が当たらないように遮蔽する遮蔽物を配置する、あるいはスリット状の開口遮蔽物のような同様の効果のある遮蔽物を別途配置することが考えられる。
【０００８】
この場合、細いレーザビームを励起光として用いビーム形状をシリンドリカルレンズなどによって横方向に拡大し扁平にして底部のみを照射することによりより効果的に蛍光粒子を照明することができる。同様な効果は、励起光を底部に沿って走査することによっても、あるいは出射端が直線的に配置されたファイバー束を用いて照明することによっても得られる。
【０００９】
このようにバックグラウンド光の光量を大幅に減少してコントラストの高い蛍光粒子を撮像できるので、蛍光粒子の計数がより確実に行えるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１、図２には、本発明の１実施形態が図示されており、符号１で示すものは、レーザ光源で、例えば緑色の波長のレーザビームを発生するＹＡＧレーザが用いられる。このレーザ光源１からのレーザビームは、拡散機能を有する部材、例えばスリガラス等で形成される拡散板２に入射して拡散され、上部がカバー４で覆われた撮像用容器３の底部３’を照射する。この撮像用容器３の底部には蛍光粒子が集積しており、蛍光粒子がレーザビームで照射され蛍光を発するようになる。レーザビームで照射された蛍光粒子の像は、カバーガラス５、対物レンズ６を経てミラー７で反射され、バリアフィルタ８で所定帯域の帯域光が通過され、ＣＣＤカメラ９で撮像される。
【００１２】
ＣＣＤカメラ９で撮像された蛍光粒子の像は、図２に示すように、信号線１０を介してコンピュータ１２のビデオキャプチャ１１でコンピュータに取り込まれ、画像処理回路１３で画像処理されて、蛍光粒子が認識される。この認識は、蛍光粒子のところでは輝度が変化するので、例えば、信号値を微分することにより蛍光粒子の座標位置を検出して行なうことができる。認識された蛍光粒子は、モニタ１４に表示される。図２には、容器の底部の像１５並びにその中の複数の蛍光粒子１５ａがモニタ１４に表示されている状態が図示されている。また、この蛍光粒子１５ａの数が計数され、その計数値がモニタ１４の下方部１６にも表示される。
【００１３】
撮像用容器３は、透明なポリスチレン樹脂、ガラス、アクリル樹脂、特に好ましくは、ポリスチレン樹脂で一体成型される。この撮像用容器３には、サンプルの血小板製剤（例えば１００μリットル）が入れられ、血小板および白血球の細胞質を分解する薬液（トライトンＸ）が入れられ、さらに白血球の細胞核を染色する蛍光色素（プロピディウムイオダイド）が入れられ、次に、遠心分離機（不図示）によって白血球の核が容器３の底部に沈められる。所定のＧをかけるとすべての白血球核は撮像用容器３の底部３’に集積するようになる。
【００１４】
このように蛍光色素で染色した白血球を底部３’に集積させて収容した撮像用容器３はカバー４でカバーされて撮像装置に設置される。撮像時には、レーザ光源１が点灯され、レーザ光源１からのレーザビームは、拡散板２で拡散されて、撮像用容器３の底部３’を照射する。この撮像用容器３の底部には蛍光色素で染色された白血球が集積しており、染色された白血球の核は、入射したレーザビームで励起されると、６００ｎｍ付近の蛍光を発する。これを容器下部からカバーガラス５、対物レンズ６、ミラー７、バリアフィルタ８を介してＣＣＤカメラ９で撮像する。なお、バリアフィルタ８で蛍光波長の帯域光を透過させるので、ここでも有害波長光をカットすることができる。
【００１５】
レーザビームは、蛍光粒子の集積している容器底部だけを照明し、その底部に集積している白血球を効果的に照明しているので、蛍光色素がなお容器３内の溶液中に浮遊していても、これがバックグラウンドとして有害光となるのを防止でき、撮像された画像のコントラストを向上させることができる。
【００１６】
ＣＣＤカメラ９で撮像された蛍光粒子の像は、図２に示すように、信号線１０を介してコンピュータ１２のビデオキャプチャ１１でコンピュータに取り込まれ、画像処理回路１３で画像処理されて、白血球１５ａの数が計数される。
【００１７】
上記のような構成で、レーザビームは撮像用容器の底部近傍のみを照射するので、上部がレーザビームで照明されることはないが、図３に示すように、レーザビームを遮蔽する遮蔽部材２０を設け、この遮蔽部材で照明しようとする底部以外を遮蔽すると、容器底部のみをさらに効果的に照明することができる。
【００１８】
また、このような遮蔽部材を設ける代りに、中央にスリット状の開口部２１ａを有する遮蔽マスク２１を配置し、開口部２１ａにレーザ光源１からのレーザビームを通過させ、撮像用容器の底部３’のみを照明するようにしてもよい。
【００１９】
また、撮像用容器の底部を点状ではなく、線状に照明すると、より広範に底部を照明できるので、図５に示したように、レーザビーム３０をシリンドリカルレンズ系３１、３２を介して板状の偏平なビーム３３にし、この板状のビームにより撮像用容器の底部３’を照明するようにしてもよい。
【００２０】
あるいは、図６に示すように、走査ミラー４０でレーザビーム３０を振ることによりレンズ４１を介してレーザビームを偏向し、この走査ビームにより撮像用容器の底部近傍を走査させることもできる。
【００２１】
更に図７に図示したように、レーザビームの入射端５０が円形に、また出射端５１が直線的に配置されたファイバー束を用い、この出射端５１を撮像用容器の底部近傍に近接して配置し、該底部を照明するようにすることもできる。
【００２２】
いずれの実施形態でも、撮像用容器の底部あるいはその近傍のみが帯状に照明されるので、蛍光粒子の像を良好に撮像することが可能になる。また、このとき拡散板２によりレーザビームを拡散しておくと、撮像用容器底部を均一に照明できるようになる。
【００２３】
図８には、撮像用容器３の好ましい実施形態が図示されている。この撮像用容器は、同様に好ましくは、ポリスチレン樹脂で一体成型され、上部３ａが円環状のつばとなっており、その一部に位置決め用の切り欠け部３ｆを有している。撮像用容器３は、円環状の上部３ａから垂直に下方に延びる円筒部３ｂが続き傾斜部３ｃを経て小径の円筒部３ｄとなり、その下方部にほぼ矩形ないし長方形のブロック部３ｅが形成されている。このブロック部３ｅの一辺が矢印で示したレーザより照明されるように構成されている。測定に際して、切り欠け部３ｆを位置決めして取り付けると、ブロック部３ｅの平坦な一面がレーザビームの照射方向と直交し、レーザビームの入射面となる。これにより撮像用容器の底部３ｇのみがレーザビームで照明されるようになる。
【００２４】
また、撮像用容器のブロック部３ｅの水平断面形状を図９に示すように円形にし、その底部の励起光照射側に負のシリンドリカルレンズ６０を配置して底部を照明するようにしてもよい。
【００２５】
更に、図１０に図示したように、撮像用容器３の底部以外を遮蔽部材７０で被覆するようにすると、図３に示したように撮像装置側に遮蔽部材２０を設置するのを省略することができる。この遮蔽機能は、遮蔽膜を容器に塗布したりあるいは遮蔽色で塗色することによっても実現できる。
【００２６】
なお、上記例では、蛍光粒子として白血球として説明したが、他の蛍光粒子であっても本発明が適用できることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、標的物体となる蛍光粒子が撮像用容器の底部に集積して収納され、この容器底部のみが励起光で照射され、下方部から底部が撮像されるので、底部に集積した蛍光粒子をバックグラウンド光を減少して高コントラストで撮像することができ、蛍光粒子の画像解析並びにその計数精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蛍光粒子撮像装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】撮像された蛍光粒子の像を解析並びに表示する装置を示した正面図である。
【図３】撮像用容器の上部を遮蔽する構成を示した構成図である。
【図４】撮像用容器の上部を遮蔽する他の構成を示した構成図である。
【図５】帯状の励起光を形成する光学系を示した構成図である。
【図６】帯状の励起光を形成する他の光学系を示した構成図である。
【図７】帯状の励起光を形成する光学素子を示した構成図である。
【図８】（Ａ）は撮像用容器の外観を示す斜視図、（Ｂ）はその断面図、（Ｃ）はその底面図である。
【図９】撮像用容器の他の構成を示した断面図である。
【図１０】撮像用容器の更に他の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
２  拡散板
３  撮像用容器
８  バリアフィルタ
９  ＣＣＤカメラ
２０  遮蔽部材
２１  遮蔽マスク
３１、３２  シリンドリカルレンズ
４０  走査ミラー
５０、５１  ファイバー束
７０  遮蔽部材
【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】
0003731700.tif 000009
【図９】
0003731700.tif 000010
【図１０】
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