生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラム
【課題】サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムを提案する。
【解決手段】サンプルステージに対してステージを追従させることで、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避する。また、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する。
【解決手段】サンプルステージに対してステージを追従させることで、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避する。また、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムに関し、例えば生体サンプルを拡大して観察する分野に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
生体サンプルは、組織切片等をスライドガラスに固定し、必要に応じて染色を施した後に保管される。一般に、保管期間が長期間となると、組織切片の劣化や退色等により生体サンプルに対する顕微鏡での視認性が悪くなる。また、生体サンプルは、作成された病院等の施設以外の施設で診断されることもあるが、該生体サンプルの受け渡しは一般に郵送であり、一定の時間を要する。
【０００３】
このような実情等に鑑み、生体サンプルを画像データとして保存する装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−２２２８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の装置では、生体サンプル全体の像を取得する場合、生体サンプル全体を対物レンズを通じて撮像面に結像することは困難である。したがって、対物レンズの撮像範囲に対して生体サンプルを割り当てて、各サンプル部位の像を取得する必要がある。
【０００６】
一般に、各サンプル部位の像を取得に要する時間を短縮するには、ステージの移動速度を速めることが考えられるが、ステージの高速化は、機械的要因や振動防止等の観点より限界がある。このため、ステージを高速化すること以外で、各サンプル部位の像を取得に要する時間を短縮することが望まれている。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は、生体サンプル像取得装置であって、生体サンプルが配され、該生体サンプルが配される面の方向に移動可能なサンプルステージと、生体サンプルの部位を拡大する対物レンズと、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子と、撮像素子又は対物レンズが配され、当該面の方向と対応する対応方向に移動可能なステージと、生体サンプルの対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、サンプルステージを移動させる第１の移動手段と、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で、対応方向にステージを移動させる第２の移動手段と、第１の移動手段により移動されるサンプルステージが停止する前に、撮像素子の露光を開始させる撮像制御手段とを含む構成とする。
【０００９】
また本発明は、生体サンプル像取得方法であって、生体サンプルが配されるサンプルステージを、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動させる第１のステップと、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は対物レンズが配されるステージを、当該面の方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動させる第２のステップと、第１のステップで移動されるサンプルステージが停止する前に、撮像素子の露光を開始させる第３のステップとを経るようにする。
【００１０】
また本発明は、プログラムであって、生体サンプルが配されるサンプルステージに対して、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動することを実行させ、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は対物レンズが配されるステージに対して、当該面の方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動することを実行させ、撮像素子に対して、移動されるサンプルステージが停止する前に露光を開始することを実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、サンプルステージに対して、撮像素子又は対物レンズが配されるステージを追従させることで、該撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避することができる。また、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮できる。かくして、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】生体サンプル像取得装置の構成を示す略線図である。
【図２】蛍光像を示す写真である。
【図３】データ処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】生体サンプルに対する領域ごとの画像の取得の説明に供する略線図である。
【図５】生体サンプル像の生成に要する時間の短縮化（１）の説明に供する略線図である。
【図６】サンプル像取得処理手順を示すフローチャートである。
【図７】生体サンプル像の生成に要する時間の短縮化（２）の説明に供する略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序とする。
＜１．実施の形態＞
［１−１．生体サンプル像取得装置の構成］
［１−２．データ処理部の構成］
［１−３．生体サンプル像における生成時間の短縮化対策］
［１−４．サンプル像取得処理手順］
［１−５．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
【００１４】
＜１．実施の形態＞
［１−１．生体サンプル像取得装置の構成］
図１において、本一実施の形態による生体サンプル像取得装置１を示す。この生体サンプル像取得装置１は、顕微鏡１０と、データ処理部２０とを含む構成される。
【００１５】
顕微鏡１０は、組織切片、細胞又は染色体等の生体高分子でなる生体サンプルＳＰＬを配置可能な面をもち、その面に対して平行方向及び直交方向（ｘｙｚ軸方向）に移動可能なステージ（以下、これをサンプルステージとも呼ぶ）１１を有する。
【００１６】
生体サンプルＳＰＬは、この実施の形態ではスライドガラスＳＧに対して所定の固定手法により固定され、必要に応じて染色が施される。この染色には、ＨＥ（ヘマトキシリン・エオジン）染色、ギムザ染色又はパパニコロウ染色等に代表される一般染色のみならず、ＦＩＳＨ(Fluorescence In-Situ Hybridization)や酵素抗体法等の蛍光染色が含まれる。
【００１７】
この顕微鏡１０におけるサンプルステージ１１の一方の面側には光学系１２が配され、該サンプルステージ１１の他方の面側には照明灯１３が配される。照明灯１３の光は、サンプルステージ１１に対して穿設される開口から、該サンプルステージ１１の一方の面に配される生体サンプルＳＰＬに対する照明光として到達する。
【００１８】
顕微鏡１０は、この照明光で得られる生体サンプルＳＰＬにおける一部の像を、光学系１２の第１の対物レンズ１２Ａ及び第２の対物レンズ１２Ｂによって所定の倍率に拡大する。そして顕微鏡１０は、これら対物レンズ１２Ａ，１２Ｂにより拡大される像を、撮像素子３０の撮像面に結像するようになされている。
【００１９】
一方、この顕微鏡１０の所定位置には、蛍光染色に対する励起光を照射する励起光源１４が設けられる。この実施の形態では励起光源１４として、小型化、長寿命化、高輝度化又は省電力化等の観点から発光ダイオード（Light Emitting Diode）が採用される。
【００２０】
顕微鏡１０は、この励起光源１４から励起光が照射された場合、該励起光を、第１の対物レンズ１２Ａ及び第２の対物レンズ１２Ｂ間に設けられるダイクロイックミラー１２Ｃで反射させて第１の対物レンズ１２Ａに導く。そして顕微鏡１０は、この励起光を、第１の対物レンズ１２Ａによってサンプルステージ１１に配されるスライドガラスＳＧに集光する。
【００２１】
スライドガラスＳＧに固定される生体サンプルＳＰＬに対して蛍光染色が施されていた場合、励起光により蛍光色素が発光する。この発光によって得られる光（以下、これを発色光とも呼ぶ）は第１の対物レンズ１２Ａを介してダイクロイックミラー１２Ｃを透過する。そしてこの発色光は、ダイクロイックミラー１２Ｃ及び第２の対物レンズ１２Ｂ間に設けられる吸光フィルタ板１２Ｄを介して、該第２の対物レンズ１２Ｂに到達する。
【００２２】
顕微鏡１０は、発色光に得られる像を第１の対物レンズ１２Ａによって拡大し、該発色光以外の光（以下、これを外光とも呼ぶ）を吸光フィルタ板１２Ｄによって吸収する。そして顕微鏡１０は、外光が喪失された発色光で得られる像を、第２の対物レンズ１２Ｂによって拡大し、該拡大される像を撮像素子３０の撮像面に結像するようになされている。
【００２３】
ここで、この顕微鏡１０によって撮像された生体サンプルＳＰＬの蛍光像の写真を一例として図２に示す。この図２は、乳腺組織におけるＨＥＲ２（Human Epithelial growth factor Receptor type 2）蛋白と、プローブ（abbott社のＨＥＲ−２ＤＮＡプローブキットのPathVysion）とをＦＩＳＨ法によりハイブリダイゼーションさせて得られたものである。図２（Ａ）における乳腺組織は正常人から採取し、図２（Ｂ）における乳腺組織は乳癌患者から採取したものである。
【００２４】
図２に示すとおり、悪性の乳腺組織では、正常の乳腺組織に比べて、標識物質の蛍光色素（矢印で示す部分）が増量している。この図２からも明らかなように、ＨＥＲ２蛋白は乳がん、卵巣がん、子宮がん、胃がん、膀胱がん、小細胞肺がん又は前立腺がん等の悪性腫瘍では増殖するため、悪性腫瘍の進行の程度を表す指標として生きた細胞のまま視認させることが可能である。
【００２５】
一方、データ処理部２０は、撮像素子３０を用いて、生体サンプルＳＰＬ全体の像（以下、これを生体サンプル像とも呼ぶ）を生成し、これを所定形式のデータ（以下、これをサンプルデータとも呼ぶ）として保存するようになされている。
【００２６】
このようにこの生体サンプル像取得装置１は、スライドガラスＳＧの生体サンプルＳＰＬを、鏡検状態の画像として保存することができるようになされている。したがってこの生体サンプル像取得装置１は、スライドガラスＳＧ自体を保存する場合に比して、固定や染色等の状態を劣化させることなく長期にわたって生体サンプルＳＰＬを保存することが可能となる。
【００２７】
［１−２．データ処理部の構成］
次に、データ処理部２０の構成について説明する。このデータ処理部２０は、図３に示すように、制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)２１に対して各種ハードウェアを接続することにより構成される。
【００２８】
具体的にはＲＯＭ(Read Only Memory)２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとなるＲＡＭ(Random Access Memory)２３、ユーザの操作に応じた命令を入力する操作入力部２４、インターフェイス２５、表示部２６及び記憶部２７がバス２８を介して接続される。
【００２９】
ＲＯＭ２２には、各種の処理を実行するためのプログラムが格納される。インターフェイス２５には、サンプルステージ１１、励起光源１３又は撮像素子３０（図１）がそれぞれ接続される。この撮像素子３０は、光学系１２の光軸に対して、平行方向及び直交方向に移動可能なステージ（以下、これを撮像素子ステージとも呼ぶ）３１（図１）に配されており、該撮像素子ステージ３１もインターフェイス２５に接続される。
【００３０】
表示部２５には、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等が適用される。また記憶部２６には、ＨＤ（Hard Disk）に代表される磁気ディスクもしくは半導体メモリ又は光ディスク等が適用される。
【００３１】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納される複数のプログラムのうち、操作入力部２３から与えられる命令に対応するプログラムをＲＡＭ２３に展開し、該展開したプログラムにしたがって、表示部２５及び記憶部２６を適宜制御する。またＣＰＵ２１は、インターフェイス２５を介してサンプルステージ１１、撮像素子ステージ３１、励起光源１３又は撮像素子３０を適宜制御するようになされている。
【００３２】
この実施の形態では、操作入力部２３から、生体サンプルＳＰＬ全体の像をデータとして取得する命令が与えられた場合、ＣＰＵ２１は、該命令に対応するプログラム（以下、これをサンプル像取得プログラムとも呼ぶ）をＲＡＭ２３に展開する。この場合におけるＣＰＵ２１の処理は、機能的にみると、前処理部２１Ａ、サンプル像生成部２１Ｂ及び記録部２１Ｃとして分類することができる。
【００３３】
前処理部２１Ａは、少なくとも、光学系１２のフォーカス位置を調整することと、撮像素子３０の感度を調整することを前処理として実行するようになされている。
【００３４】
具体的に前処理部２１Ａは、光学系１２のフォーカス位置を調整する場合、撮像素子３０での光電変換結果として得られる撮像データを取得する。そして前処理部２１Ａは、撮像データが示す画素値に基づいて、ステージ１１又は３１を通じて、光学系１２と撮像素子３０の撮像面との光軸方向（ｚ方向）における相対的位置を可変する。
【００３５】
また前処理部２１Ａは、撮像素子３０の感度を調整する場合、撮像素子３０から撮像データを取得する。そして前処理部２１Ａは、撮像データが示す画素値に基づいて、励起光源１４に対する励起光の照射光量（光強度）と、撮像素子３０に対する露光時間と、絞り（図示せず）に対する開口量との全部又は一部を可変する。
【００３６】
サンプル像生成部２１Ｂは、前処理部２１Ａの各種調整が終了した場合、サンプルステージ１１を面方向に移動させる。
【００３７】
具体的には、生体サンプルＳＰＬの対象とすべき部位（以下、これをサンプル部位とも呼ぶ）が撮像範囲ＡＲに位置するように、サンプルステージ１１を順次移動させ、例えば図４に示すように、該撮像範囲ＡＲに対して生体サンプルＳＰＬを割り当てる。この図４では、撮像範囲ＡＲに割り当てるべき生体サンプルＳＰＬの領域が重ならない態様となっているが、隣接する領域の一部が重なる態様であってもよい。
【００３８】
そしてサンプル像生成部２１Ｂは、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに移動されるごとに、当該部位を撮像素子３０に撮像させ、この結果得られる各サンプル部位の像を連結して生体サンプル像を生成する。
【００３９】
記録部２１Ｃは、生体サンプル像が生成された場合、該生体サンプル像の全部又は生体サンプル像を復元可能な一部を示す画素情報を含むサンプルデータを生成する。
【００４０】
そして記録部２１Ｃは、このサンプルデータに対して、生体サンプル像に関する識別情報を示すデータを付加し、該データが付加されたサンプルデータを記憶部２７に記録する。
【００４１】
この識別情報は、例えば、生体サンプルＳＰＬの採取者名、採取者性別、採取者年齢及び採取日付等といった情報である。記録部２１Ｃは、この識別情報を入力すべきことを、生体サンプルＳＰＬのデータ保存命令が与えられたタイミングや、スライドガラスＳＧをセットすべきタイミング等といった所定のタイミングで通知するようになされている。
【００４２】
また記録部２１Ｃは、生体サンプルデータデータが生成されたときに識別情報が得られていない場合には、該識別情報を入力すべきことを警告するようになされている。ちなみに、識別情報を入力すべきことの通知又は警告は、例えば音声や、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面等により実行される。
【００４３】
［１−３．生体サンプル像における生成時間の短縮化対策］
ところで、この実施の形態におけるサンプル像生成部２１Ｂでは、生体サンプル像を生成するまでに要する時間を短縮化する対策が講じられている。
【００４４】
上述したように、サンプル像生成部２１Ｂは、生体サンプルＳＰＬを部位ごとに撮像する場合、該生体サンプルＳＰＬの対象とすべき部位が対物レンズ１２Ｂの撮像範囲ＡＲに位置するように、サンプルステージ１１を順次移動させる。
【００４５】
この場合、サンプル像生成部２１Ｂは、図５に示すように、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに位置するまで移動させたサンプルステージ１１の停止時点よりも前から、撮像素子３０に対して露光を開始させる（撮像を開始させる）。
【００４６】
したがって、対象とすべき部位を撮像するまでに要するサンプルステージ１１の移動時間と、撮像素子３０の露光時間との一部は重複することになる。このことから、これら移動時間及び露光時間の合計時間ｔｘは、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１が完全に停止した時点からとする場合の合計時間ｔｙに比して短縮される。
【００４７】
この結果、サンプル像生成部２１Ｂは、生体サンプルＳＰＬにおける部位の像を連結して生体サンプル像を生成するまでの生成時間を短縮化することが可能となる。
【００４８】
またサンプル像生成部２１Ｂは、撮像素子３０が配される撮像素子ステージ３１を、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの合計倍率を考慮した移動速度で、サンプルステージ１１の移動方向に移動させることで、生体サンプルＳＰＬに対して撮像素子３０を追従させる。
【００４９】
具体的にサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の駆動モータから所定のサンプリング周期ごとに位置データを取得し、当該位置に基づいてサンプルステージ１１の移動速度及び移動方向を算出する。またサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の移動速度を対物レンズ１２Ａ及び１２Ｂの倍率と乗算する。
【００５０】
そしてサンプル像生成部２１Ｂは、この乗算結果として得られる移動速度で、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に移動させるべき制御データを生成し、これを撮像素子ステージ３１の駆動モータに与えるようになされている。
【００５１】
したがって、サンプルステージ１１と撮像素子ステージ３１との相対位置は、これらステージ１１，３１が静止している場合の位置関係と同一又は実質上同一となるため、サンプルステージ１１の停止時点よりも前から撮像素子３０に対して露光を開始させることに起因する画像のぶれは生じないことになる。
【００５２】
このようにサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に、対物レンズ１２の倍率を考慮した移動速度で撮像素子ステージ３１を移動させるとともに、該サンプルステージ１１の停止前から撮像素子３０の露光を開始させる。これによりこのサンプル像生成部２１Ｂは、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を短縮化することができる。
【００５３】
[１−４．サンプル像取得処理手順]
次に、サンプル像取得プログラムをＲＡＭ２３に展開したＣＰＵ２１のサンプル像取得処理手順を説明する。ただし、記録部２１Ｃについて上述した事項のうち、識別情報を入力すべきことの通知又は警告については、便宜上、省略する。
【００５４】
すなわち、ＣＰＵ２１は、生体サンプルＳＰＬ全体の像をデータとして取得する命令が操作入力部２３から与えられた場合、サンプル像取得処理を開始し、ステップＳＰ１に進む。
【００５５】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ１では、少なくとも、光学系１２のフォーカス位置を調整することと、撮像素子３０の感度を調整することとを前処理として実行し、次のステップＳＰ２に進む。
【００５６】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ２では、生体サンプルＳＰＬのうち、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに位置するようにサンプルステージ１１の移動を開始させ、次のステップＳＰ３に進む。
【００５７】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ３では、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に、該サンプルステージ１１の移動速度に対して対物レンズ１２（１２Ａ及び１２Ｂ）の倍率を乗算した移動速度で、撮像素子ステージ３１を移動させる。
【００５８】
そしてＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４に進んで、サンプルステージ１１における極大となる移動速度を基準として、該サンプルステージ１１を減速させ始めた時点から停止する時点までの間に撮像素子３０に対する露光を開始させ、次のステップＳＰ５に進む。
【００５９】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ５では、生体サンプルＳＰＬにおけるすべての部位を撮像し終えたか否かを判定する。ここで、すべての部位を撮像し終えていない場合、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４で開始させた露光が終了した時点でステップＳＰ２に戻る。
【００６０】
これに対して、すべての部位を撮像し終えた場合、ＣＰＵ２１は、次のステップＳＰ６に進んで、生体サンプルＳＰＬにおける各部位の像を連結して生体サンプル像を生成する。
【００６１】
そしてＣＰＵ２１は、ステップＳＰ７に進んで、生体サンプル像をサンプルデータとして生成し、該サンプルデータを、識別情報を示すデータを付加した状態で記憶部２７に記録した後、このサンプル像取得処理を終了する。
【００６２】
このようにしてＣＰＵ２１は、サンプル像取得プログラムにしたがってサンプル像取得処理を実行するようになされている。
【００６３】
［１−５．効果等］
以上の構成において、この生体サンプル像取得装置１は、サンプルステージ１１の移動によって、対象とすべきサンプル部位を撮像範囲に位置させる場合、該サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１を追従させる。
【００６４】
そして生体サンプル像取得装置１は、対象とすべきサンプル部位を撮像範囲に位置させたサンプルステージ１１が完全に停止する前から、撮像素子３０の露光を開始させる（図５参照）。
【００６５】
生体サンプル像取得装置１は、サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１を追従させることで、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避することができる。
【００６６】
また生体サンプル像取得装置１は、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮できる。
【００６７】
したがって、生体サンプル像取得装置１は、生体サンプルＳＰＬを対物レンズ１２Ｂの撮像範囲に割り当て、その割り当て分のサンプル部位の像を得るまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００６８】
サンプルステージ１１の移動開始時点からその直後までの期間（立ち上がり期間）と、停止直前から停止時点までの期間（立ち下がり期間）との速度は、機械的構造又は振動防止等の要因により緩やかである（図５参照）。いいかえると、移動開始時点から停止時点までの移動時間全体に占める、立ち上がり期間又は立ち下がり期間の割合は、当該期間以外よりも高いものとなる。
【００６９】
したがって、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前にできるということは、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する観点では特に有用となる。また、減速を一定にさせるといった特別な制御を要することなく、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する観点でも有用となる。
【００７０】
なお、撮像素子の撮像面サイズとして、３６[mm] ×２４[mm]のフルサイズを用いた場合、該フルサイズよりも小さい撮像面サイズを用いた場合に比べると、生体サンプルＳＰＬ全体に対する、撮像すべき部位の画像枚数（撮像回数）は少なくなる。
【００７１】
したがって、この実施の形態における撮像素子３０の撮像面サイズとして、３６[mm] ×２４[mm]以上のサイズを適用すれば、生体サンプル像における生成時間をより一段と短縮化することが可能となる。
【００７２】
以上の構成によれば、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を高速化でき、かくして、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置１が実現できる。
【００７３】
＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では、現に対象とされるサンプル部位の撮像（露光）が終了した時点から、次に対象とすべきサンプル部位が撮像範囲に位置するように、サンプルステージ１１の移動が開始された（図６：ステップＳＰ５（ＮＯ）の場合の説明参照）。
【００７４】
このサンプルステージ１１の移動の開始時期は、現に対象とされる部位の撮像が終了（露光が終了）する前としてもよい。すなわち、図６について上述したように、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４で開始させた露光が終了した時点でステップＳＰ２に戻るのではなく、該終了前にステップＳＰ２に戻ることができる。
【００７５】
このようにした場合、図７からも明らかなように、対象とすべき部位を撮像するまでに要するサンプルステージ１１の移動時間と、撮像素子３０の露光時間との重複期間は、上述の実施の形態の場合（図５）よりも短縮されることになる。したがって、ＣＰＵ２１は、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を上述の実施の形態の場合（図５）に比べてより一段と短縮化することができる。
【００７６】
また上述の実施の形態では、撮像素子３０の露光開始時期は、サンプルステージ１１の停止時期よりも前とされた。どの程度前かという点については、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲内にある程度に、サンプルステージ１１の停止時期よりも前であればよい。
【００７７】
好ましくは、サンプルステージ１１における極大となる移動速度を基準として、該サンプルステージ１１を減速させ始めた時点から停止する時点までの間がよい。より好ましくは、極大となる移動速度を基準として、サンプルステージ１１を一定に減速させ始め、その減速が緩やかとなる時期よりも前がよい。
【００７８】
また上述の実施の形態では、生体サンプルＳＰＬにおけるすべての部位に対する撮像が終了してから、当該撮像される各部位の像が連結された。しかしながら連結態様はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、１又は規定数の部位を単位とする像が撮像されるごとに連結するといった連結態様が適用されてもよい。
【００７９】
また上述の実施の形態では、２つの対物レンズ１２Ａ，１２Ｂが用いられた。しかしながら対物レンズは１つであってもよい。また、各対物レンズ１２Ａ，１２Ｂを、レボルバー等を適用して倍率が可変できるようにしてもよい。さらに、対物レンズ１２Ｂは接眼レンズとすることもできる。
【００８０】
ちなみに、対物レンズ１２Ｂを接眼レンズとする場合、該接眼レンズを通じて目視可能にするためには撮像素子ステージ３１の配する位置の変更が必要となる。例えば、光学系１２の光路上にビームスプリッタが配され、該ビームスプリッタにより分離される一方の光の光軸上に接眼レンズが配されるようにする。また、他方の光の光軸に対して平行方向及び直交方向に移動可能な撮像素子ステージ３１が配され、該撮像素子ステージ３１に撮像素子３０が配されるようにする。このようにすれば、接眼レンズを通じて目視可能としながらも、上述の実施の形態の効果を奏することが可能である。
【００８１】
なお、このようにする場合又は上述の実施の形態の場合のいずれの場合であっても、サンプルステージ１１と、撮像素子ステージ３１とを平行に設けなければならないといった制約はない。
【００８２】
また上述の実施の形態では、生体サンプルＳＰＬにおける所望の部位を撮像範囲に移動させる場合、サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１が追従された。しかしながら追従させるべき対象は、撮像素子ステージ３１に代えて、対物レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）とするようにしてもよい。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また上述の実施の形態では、サンプルステージ１１に追従させる場合、駆動モータから所定のサンプリング周期ごとに取得した位置データに基づく演算により移動度（移動速度及び移動方向）が算出された。しかしながら移動度を得る手法はこの実施に限定されるものではない。例えば、加速度センサから得られる電圧又は電流の変化から移動度を得る手法が適用可能である。
【００８４】
また上述の実施の形態では、サンプル像取得処理により得られるサンプルデータはデータ処理部２０内の記憶部２７にバス２８を通じて保存された。記憶部２７は、データ処理部２０内に設ける場合に限定されるものではなく、該データ処理部２０の外部としてもよい。また記憶部２７に対するサンプルデータの通信媒体はバス２７に限定されるものではなく、例えば、ローカルエリアネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の有線又は無線の通信媒体としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、生物実験、医薬の創製又は患者の経過観察などのバイオ産業上において利用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１……生体サンプル像取得装置、１０……顕微鏡、１１……サンプルステージ、１２……光学系、１２Ａ，１２Ｂ……対物レンズ、１２Ｃ……ダイクロイックミラー、１２Ｄ……吸光フィルタ板、１３……照明灯、１４……励起光源、２０……データ処理部、２１……ＣＰＵ、２２……ＲＯＭ、２３……ＲＡＭ、２４……操作入力部、２５……インターフェイス、２６……表示部、２７……記憶部、３０……撮像素子、３１……撮像素子ステージ、ＳＧ……スライドガラス、ＳＰＬ……生体サンプル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムに関し、例えば生体サンプルを拡大して観察する分野に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
生体サンプルは、組織切片等をスライドガラスに固定し、必要に応じて染色を施した後に保管される。一般に、保管期間が長期間となると、組織切片の劣化や退色等により生体サンプルに対する顕微鏡での視認性が悪くなる。また、生体サンプルは、作成された病院等の施設以外の施設で診断されることもあるが、該生体サンプルの受け渡しは一般に郵送であり、一定の時間を要する。
【０００３】
このような実情等に鑑み、生体サンプルを画像データとして保存する装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−２２２８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の装置では、生体サンプル全体の像を取得する場合、生体サンプル全体を対物レンズを通じて撮像面に結像することは困難である。したがって、対物レンズの撮像範囲に対して生体サンプルを割り当てて、各サンプル部位の像を取得する必要がある。
【０００６】
一般に、各サンプル部位の像を取得に要する時間を短縮するには、ステージの移動速度を速めることが考えられるが、ステージの高速化は、機械的要因や振動防止等の観点より限界がある。このため、ステージを高速化すること以外で、各サンプル部位の像を取得に要する時間を短縮することが望まれている。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は、生体サンプル像取得装置であって、生体サンプルが配され、該生体サンプルが配される面の方向に移動可能なサンプルステージと、生体サンプルの部位を拡大する対物レンズと、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子と、撮像素子又は対物レンズが配され、当該面の方向と対応する対応方向に移動可能なステージと、生体サンプルの対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、サンプルステージを移動させる第１の移動手段と、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で、対応方向にステージを移動させる第２の移動手段と、第１の移動手段により移動されるサンプルステージが停止する前に、撮像素子の露光を開始させる撮像制御手段とを含む構成とする。
【０００９】
また本発明は、生体サンプル像取得方法であって、生体サンプルが配されるサンプルステージを、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動させる第１のステップと、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は対物レンズが配されるステージを、当該面の方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動させる第２のステップと、第１のステップで移動されるサンプルステージが停止する前に、撮像素子の露光を開始させる第３のステップとを経るようにする。
【００１０】
また本発明は、プログラムであって、生体サンプルが配されるサンプルステージに対して、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動することを実行させ、対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は対物レンズが配されるステージに対して、当該面の方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動することを実行させ、撮像素子に対して、移動されるサンプルステージが停止する前に露光を開始することを実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、サンプルステージに対して、撮像素子又は対物レンズが配されるステージを追従させることで、該撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避することができる。また、撮像素子に対する露光の開始時期をサンプルステージの停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮できる。かくして、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置、生体サンプル像取得方法及びプログラムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】生体サンプル像取得装置の構成を示す略線図である。
【図２】蛍光像を示す写真である。
【図３】データ処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】生体サンプルに対する領域ごとの画像の取得の説明に供する略線図である。
【図５】生体サンプル像の生成に要する時間の短縮化（１）の説明に供する略線図である。
【図６】サンプル像取得処理手順を示すフローチャートである。
【図７】生体サンプル像の生成に要する時間の短縮化（２）の説明に供する略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序とする。
＜１．実施の形態＞
［１−１．生体サンプル像取得装置の構成］
［１−２．データ処理部の構成］
［１−３．生体サンプル像における生成時間の短縮化対策］
［１−４．サンプル像取得処理手順］
［１−５．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
【００１４】
＜１．実施の形態＞
［１−１．生体サンプル像取得装置の構成］
図１において、本一実施の形態による生体サンプル像取得装置１を示す。この生体サンプル像取得装置１は、顕微鏡１０と、データ処理部２０とを含む構成される。
【００１５】
顕微鏡１０は、組織切片、細胞又は染色体等の生体高分子でなる生体サンプルＳＰＬを配置可能な面をもち、その面に対して平行方向及び直交方向（ｘｙｚ軸方向）に移動可能なステージ（以下、これをサンプルステージとも呼ぶ）１１を有する。
【００１６】
生体サンプルＳＰＬは、この実施の形態ではスライドガラスＳＧに対して所定の固定手法により固定され、必要に応じて染色が施される。この染色には、ＨＥ（ヘマトキシリン・エオジン）染色、ギムザ染色又はパパニコロウ染色等に代表される一般染色のみならず、ＦＩＳＨ(Fluorescence In-Situ Hybridization)や酵素抗体法等の蛍光染色が含まれる。
【００１７】
この顕微鏡１０におけるサンプルステージ１１の一方の面側には光学系１２が配され、該サンプルステージ１１の他方の面側には照明灯１３が配される。照明灯１３の光は、サンプルステージ１１に対して穿設される開口から、該サンプルステージ１１の一方の面に配される生体サンプルＳＰＬに対する照明光として到達する。
【００１８】
顕微鏡１０は、この照明光で得られる生体サンプルＳＰＬにおける一部の像を、光学系１２の第１の対物レンズ１２Ａ及び第２の対物レンズ１２Ｂによって所定の倍率に拡大する。そして顕微鏡１０は、これら対物レンズ１２Ａ，１２Ｂにより拡大される像を、撮像素子３０の撮像面に結像するようになされている。
【００１９】
一方、この顕微鏡１０の所定位置には、蛍光染色に対する励起光を照射する励起光源１４が設けられる。この実施の形態では励起光源１４として、小型化、長寿命化、高輝度化又は省電力化等の観点から発光ダイオード（Light Emitting Diode）が採用される。
【００２０】
顕微鏡１０は、この励起光源１４から励起光が照射された場合、該励起光を、第１の対物レンズ１２Ａ及び第２の対物レンズ１２Ｂ間に設けられるダイクロイックミラー１２Ｃで反射させて第１の対物レンズ１２Ａに導く。そして顕微鏡１０は、この励起光を、第１の対物レンズ１２Ａによってサンプルステージ１１に配されるスライドガラスＳＧに集光する。
【００２１】
スライドガラスＳＧに固定される生体サンプルＳＰＬに対して蛍光染色が施されていた場合、励起光により蛍光色素が発光する。この発光によって得られる光（以下、これを発色光とも呼ぶ）は第１の対物レンズ１２Ａを介してダイクロイックミラー１２Ｃを透過する。そしてこの発色光は、ダイクロイックミラー１２Ｃ及び第２の対物レンズ１２Ｂ間に設けられる吸光フィルタ板１２Ｄを介して、該第２の対物レンズ１２Ｂに到達する。
【００２２】
顕微鏡１０は、発色光に得られる像を第１の対物レンズ１２Ａによって拡大し、該発色光以外の光（以下、これを外光とも呼ぶ）を吸光フィルタ板１２Ｄによって吸収する。そして顕微鏡１０は、外光が喪失された発色光で得られる像を、第２の対物レンズ１２Ｂによって拡大し、該拡大される像を撮像素子３０の撮像面に結像するようになされている。
【００２３】
ここで、この顕微鏡１０によって撮像された生体サンプルＳＰＬの蛍光像の写真を一例として図２に示す。この図２は、乳腺組織におけるＨＥＲ２（Human Epithelial growth factor Receptor type 2）蛋白と、プローブ（abbott社のＨＥＲ−２ＤＮＡプローブキットのPathVysion）とをＦＩＳＨ法によりハイブリダイゼーションさせて得られたものである。図２（Ａ）における乳腺組織は正常人から採取し、図２（Ｂ）における乳腺組織は乳癌患者から採取したものである。
【００２４】
図２に示すとおり、悪性の乳腺組織では、正常の乳腺組織に比べて、標識物質の蛍光色素（矢印で示す部分）が増量している。この図２からも明らかなように、ＨＥＲ２蛋白は乳がん、卵巣がん、子宮がん、胃がん、膀胱がん、小細胞肺がん又は前立腺がん等の悪性腫瘍では増殖するため、悪性腫瘍の進行の程度を表す指標として生きた細胞のまま視認させることが可能である。
【００２５】
一方、データ処理部２０は、撮像素子３０を用いて、生体サンプルＳＰＬ全体の像（以下、これを生体サンプル像とも呼ぶ）を生成し、これを所定形式のデータ（以下、これをサンプルデータとも呼ぶ）として保存するようになされている。
【００２６】
このようにこの生体サンプル像取得装置１は、スライドガラスＳＧの生体サンプルＳＰＬを、鏡検状態の画像として保存することができるようになされている。したがってこの生体サンプル像取得装置１は、スライドガラスＳＧ自体を保存する場合に比して、固定や染色等の状態を劣化させることなく長期にわたって生体サンプルＳＰＬを保存することが可能となる。
【００２７】
［１−２．データ処理部の構成］
次に、データ処理部２０の構成について説明する。このデータ処理部２０は、図３に示すように、制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)２１に対して各種ハードウェアを接続することにより構成される。
【００２８】
具体的にはＲＯＭ(Read Only Memory)２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとなるＲＡＭ(Random Access Memory)２３、ユーザの操作に応じた命令を入力する操作入力部２４、インターフェイス２５、表示部２６及び記憶部２７がバス２８を介して接続される。
【００２９】
ＲＯＭ２２には、各種の処理を実行するためのプログラムが格納される。インターフェイス２５には、サンプルステージ１１、励起光源１３又は撮像素子３０（図１）がそれぞれ接続される。この撮像素子３０は、光学系１２の光軸に対して、平行方向及び直交方向に移動可能なステージ（以下、これを撮像素子ステージとも呼ぶ）３１（図１）に配されており、該撮像素子ステージ３１もインターフェイス２５に接続される。
【００３０】
表示部２５には、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等が適用される。また記憶部２６には、ＨＤ（Hard Disk）に代表される磁気ディスクもしくは半導体メモリ又は光ディスク等が適用される。
【００３１】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納される複数のプログラムのうち、操作入力部２３から与えられる命令に対応するプログラムをＲＡＭ２３に展開し、該展開したプログラムにしたがって、表示部２５及び記憶部２６を適宜制御する。またＣＰＵ２１は、インターフェイス２５を介してサンプルステージ１１、撮像素子ステージ３１、励起光源１３又は撮像素子３０を適宜制御するようになされている。
【００３２】
この実施の形態では、操作入力部２３から、生体サンプルＳＰＬ全体の像をデータとして取得する命令が与えられた場合、ＣＰＵ２１は、該命令に対応するプログラム（以下、これをサンプル像取得プログラムとも呼ぶ）をＲＡＭ２３に展開する。この場合におけるＣＰＵ２１の処理は、機能的にみると、前処理部２１Ａ、サンプル像生成部２１Ｂ及び記録部２１Ｃとして分類することができる。
【００３３】
前処理部２１Ａは、少なくとも、光学系１２のフォーカス位置を調整することと、撮像素子３０の感度を調整することを前処理として実行するようになされている。
【００３４】
具体的に前処理部２１Ａは、光学系１２のフォーカス位置を調整する場合、撮像素子３０での光電変換結果として得られる撮像データを取得する。そして前処理部２１Ａは、撮像データが示す画素値に基づいて、ステージ１１又は３１を通じて、光学系１２と撮像素子３０の撮像面との光軸方向（ｚ方向）における相対的位置を可変する。
【００３５】
また前処理部２１Ａは、撮像素子３０の感度を調整する場合、撮像素子３０から撮像データを取得する。そして前処理部２１Ａは、撮像データが示す画素値に基づいて、励起光源１４に対する励起光の照射光量（光強度）と、撮像素子３０に対する露光時間と、絞り（図示せず）に対する開口量との全部又は一部を可変する。
【００３６】
サンプル像生成部２１Ｂは、前処理部２１Ａの各種調整が終了した場合、サンプルステージ１１を面方向に移動させる。
【００３７】
具体的には、生体サンプルＳＰＬの対象とすべき部位（以下、これをサンプル部位とも呼ぶ）が撮像範囲ＡＲに位置するように、サンプルステージ１１を順次移動させ、例えば図４に示すように、該撮像範囲ＡＲに対して生体サンプルＳＰＬを割り当てる。この図４では、撮像範囲ＡＲに割り当てるべき生体サンプルＳＰＬの領域が重ならない態様となっているが、隣接する領域の一部が重なる態様であってもよい。
【００３８】
そしてサンプル像生成部２１Ｂは、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに移動されるごとに、当該部位を撮像素子３０に撮像させ、この結果得られる各サンプル部位の像を連結して生体サンプル像を生成する。
【００３９】
記録部２１Ｃは、生体サンプル像が生成された場合、該生体サンプル像の全部又は生体サンプル像を復元可能な一部を示す画素情報を含むサンプルデータを生成する。
【００４０】
そして記録部２１Ｃは、このサンプルデータに対して、生体サンプル像に関する識別情報を示すデータを付加し、該データが付加されたサンプルデータを記憶部２７に記録する。
【００４１】
この識別情報は、例えば、生体サンプルＳＰＬの採取者名、採取者性別、採取者年齢及び採取日付等といった情報である。記録部２１Ｃは、この識別情報を入力すべきことを、生体サンプルＳＰＬのデータ保存命令が与えられたタイミングや、スライドガラスＳＧをセットすべきタイミング等といった所定のタイミングで通知するようになされている。
【００４２】
また記録部２１Ｃは、生体サンプルデータデータが生成されたときに識別情報が得られていない場合には、該識別情報を入力すべきことを警告するようになされている。ちなみに、識別情報を入力すべきことの通知又は警告は、例えば音声や、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面等により実行される。
【００４３】
［１−３．生体サンプル像における生成時間の短縮化対策］
ところで、この実施の形態におけるサンプル像生成部２１Ｂでは、生体サンプル像を生成するまでに要する時間を短縮化する対策が講じられている。
【００４４】
上述したように、サンプル像生成部２１Ｂは、生体サンプルＳＰＬを部位ごとに撮像する場合、該生体サンプルＳＰＬの対象とすべき部位が対物レンズ１２Ｂの撮像範囲ＡＲに位置するように、サンプルステージ１１を順次移動させる。
【００４５】
この場合、サンプル像生成部２１Ｂは、図５に示すように、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに位置するまで移動させたサンプルステージ１１の停止時点よりも前から、撮像素子３０に対して露光を開始させる（撮像を開始させる）。
【００４６】
したがって、対象とすべき部位を撮像するまでに要するサンプルステージ１１の移動時間と、撮像素子３０の露光時間との一部は重複することになる。このことから、これら移動時間及び露光時間の合計時間ｔｘは、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１が完全に停止した時点からとする場合の合計時間ｔｙに比して短縮される。
【００４７】
この結果、サンプル像生成部２１Ｂは、生体サンプルＳＰＬにおける部位の像を連結して生体サンプル像を生成するまでの生成時間を短縮化することが可能となる。
【００４８】
またサンプル像生成部２１Ｂは、撮像素子３０が配される撮像素子ステージ３１を、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの合計倍率を考慮した移動速度で、サンプルステージ１１の移動方向に移動させることで、生体サンプルＳＰＬに対して撮像素子３０を追従させる。
【００４９】
具体的にサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の駆動モータから所定のサンプリング周期ごとに位置データを取得し、当該位置に基づいてサンプルステージ１１の移動速度及び移動方向を算出する。またサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の移動速度を対物レンズ１２Ａ及び１２Ｂの倍率と乗算する。
【００５０】
そしてサンプル像生成部２１Ｂは、この乗算結果として得られる移動速度で、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に移動させるべき制御データを生成し、これを撮像素子ステージ３１の駆動モータに与えるようになされている。
【００５１】
したがって、サンプルステージ１１と撮像素子ステージ３１との相対位置は、これらステージ１１，３１が静止している場合の位置関係と同一又は実質上同一となるため、サンプルステージ１１の停止時点よりも前から撮像素子３０に対して露光を開始させることに起因する画像のぶれは生じないことになる。
【００５２】
このようにサンプル像生成部２１Ｂは、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に、対物レンズ１２の倍率を考慮した移動速度で撮像素子ステージ３１を移動させるとともに、該サンプルステージ１１の停止前から撮像素子３０の露光を開始させる。これによりこのサンプル像生成部２１Ｂは、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を短縮化することができる。
【００５３】
[１−４．サンプル像取得処理手順]
次に、サンプル像取得プログラムをＲＡＭ２３に展開したＣＰＵ２１のサンプル像取得処理手順を説明する。ただし、記録部２１Ｃについて上述した事項のうち、識別情報を入力すべきことの通知又は警告については、便宜上、省略する。
【００５４】
すなわち、ＣＰＵ２１は、生体サンプルＳＰＬ全体の像をデータとして取得する命令が操作入力部２３から与えられた場合、サンプル像取得処理を開始し、ステップＳＰ１に進む。
【００５５】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ１では、少なくとも、光学系１２のフォーカス位置を調整することと、撮像素子３０の感度を調整することとを前処理として実行し、次のステップＳＰ２に進む。
【００５６】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ２では、生体サンプルＳＰＬのうち、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲ＡＲに位置するようにサンプルステージ１１の移動を開始させ、次のステップＳＰ３に進む。
【００５７】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ３では、サンプルステージ１１の移動方向と対応する方向に、該サンプルステージ１１の移動速度に対して対物レンズ１２（１２Ａ及び１２Ｂ）の倍率を乗算した移動速度で、撮像素子ステージ３１を移動させる。
【００５８】
そしてＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４に進んで、サンプルステージ１１における極大となる移動速度を基準として、該サンプルステージ１１を減速させ始めた時点から停止する時点までの間に撮像素子３０に対する露光を開始させ、次のステップＳＰ５に進む。
【００５９】
ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ５では、生体サンプルＳＰＬにおけるすべての部位を撮像し終えたか否かを判定する。ここで、すべての部位を撮像し終えていない場合、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４で開始させた露光が終了した時点でステップＳＰ２に戻る。
【００６０】
これに対して、すべての部位を撮像し終えた場合、ＣＰＵ２１は、次のステップＳＰ６に進んで、生体サンプルＳＰＬにおける各部位の像を連結して生体サンプル像を生成する。
【００６１】
そしてＣＰＵ２１は、ステップＳＰ７に進んで、生体サンプル像をサンプルデータとして生成し、該サンプルデータを、識別情報を示すデータを付加した状態で記憶部２７に記録した後、このサンプル像取得処理を終了する。
【００６２】
このようにしてＣＰＵ２１は、サンプル像取得プログラムにしたがってサンプル像取得処理を実行するようになされている。
【００６３】
［１−５．効果等］
以上の構成において、この生体サンプル像取得装置１は、サンプルステージ１１の移動によって、対象とすべきサンプル部位を撮像範囲に位置させる場合、該サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１を追従させる。
【００６４】
そして生体サンプル像取得装置１は、対象とすべきサンプル部位を撮像範囲に位置させたサンプルステージ１１が完全に停止する前から、撮像素子３０の露光を開始させる（図５参照）。
【００６５】
生体サンプル像取得装置１は、サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１を追従させることで、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前としても、サンプル部位のぶれを回避することができる。
【００６６】
また生体サンプル像取得装置１は、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前とすることで、一のサンプル部位に対する、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮できる。
【００６７】
したがって、生体サンプル像取得装置１は、生体サンプルＳＰＬを対物レンズ１２Ｂの撮像範囲に割り当て、その割り当て分のサンプル部位の像を得るまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００６８】
サンプルステージ１１の移動開始時点からその直後までの期間（立ち上がり期間）と、停止直前から停止時点までの期間（立ち下がり期間）との速度は、機械的構造又は振動防止等の要因により緩やかである（図５参照）。いいかえると、移動開始時点から停止時点までの移動時間全体に占める、立ち上がり期間又は立ち下がり期間の割合は、当該期間以外よりも高いものとなる。
【００６９】
したがって、撮像素子３０に対する露光の開始時期をサンプルステージ１１の停止時点よりも前にできるということは、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する観点では特に有用となる。また、減速を一定にさせるといった特別な制御を要することなく、ステージ起動時点から撮像終了時点までの時間を短縮する観点でも有用となる。
【００７０】
なお、撮像素子の撮像面サイズとして、３６[mm] ×２４[mm]のフルサイズを用いた場合、該フルサイズよりも小さい撮像面サイズを用いた場合に比べると、生体サンプルＳＰＬ全体に対する、撮像すべき部位の画像枚数（撮像回数）は少なくなる。
【００７１】
したがって、この実施の形態における撮像素子３０の撮像面サイズとして、３６[mm] ×２４[mm]以上のサイズを適用すれば、生体サンプル像における生成時間をより一段と短縮化することが可能となる。
【００７２】
以上の構成によれば、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を高速化でき、かくして、サンプル部位の像を効率よく取得し得る生体サンプル像取得装置１が実現できる。
【００７３】
＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では、現に対象とされるサンプル部位の撮像（露光）が終了した時点から、次に対象とすべきサンプル部位が撮像範囲に位置するように、サンプルステージ１１の移動が開始された（図６：ステップＳＰ５（ＮＯ）の場合の説明参照）。
【００７４】
このサンプルステージ１１の移動の開始時期は、現に対象とされる部位の撮像が終了（露光が終了）する前としてもよい。すなわち、図６について上述したように、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ４で開始させた露光が終了した時点でステップＳＰ２に戻るのではなく、該終了前にステップＳＰ２に戻ることができる。
【００７５】
このようにした場合、図７からも明らかなように、対象とすべき部位を撮像するまでに要するサンプルステージ１１の移動時間と、撮像素子３０の露光時間との重複期間は、上述の実施の形態の場合（図５）よりも短縮されることになる。したがって、ＣＰＵ２１は、画像劣化（ぶれ）を抑えながら、生体サンプル像における生成時間を上述の実施の形態の場合（図５）に比べてより一段と短縮化することができる。
【００７６】
また上述の実施の形態では、撮像素子３０の露光開始時期は、サンプルステージ１１の停止時期よりも前とされた。どの程度前かという点については、対象とすべきサンプル部位が撮像範囲内にある程度に、サンプルステージ１１の停止時期よりも前であればよい。
【００７７】
好ましくは、サンプルステージ１１における極大となる移動速度を基準として、該サンプルステージ１１を減速させ始めた時点から停止する時点までの間がよい。より好ましくは、極大となる移動速度を基準として、サンプルステージ１１を一定に減速させ始め、その減速が緩やかとなる時期よりも前がよい。
【００７８】
また上述の実施の形態では、生体サンプルＳＰＬにおけるすべての部位に対する撮像が終了してから、当該撮像される各部位の像が連結された。しかしながら連結態様はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、１又は規定数の部位を単位とする像が撮像されるごとに連結するといった連結態様が適用されてもよい。
【００７９】
また上述の実施の形態では、２つの対物レンズ１２Ａ，１２Ｂが用いられた。しかしながら対物レンズは１つであってもよい。また、各対物レンズ１２Ａ，１２Ｂを、レボルバー等を適用して倍率が可変できるようにしてもよい。さらに、対物レンズ１２Ｂは接眼レンズとすることもできる。
【００８０】
ちなみに、対物レンズ１２Ｂを接眼レンズとする場合、該接眼レンズを通じて目視可能にするためには撮像素子ステージ３１の配する位置の変更が必要となる。例えば、光学系１２の光路上にビームスプリッタが配され、該ビームスプリッタにより分離される一方の光の光軸上に接眼レンズが配されるようにする。また、他方の光の光軸に対して平行方向及び直交方向に移動可能な撮像素子ステージ３１が配され、該撮像素子ステージ３１に撮像素子３０が配されるようにする。このようにすれば、接眼レンズを通じて目視可能としながらも、上述の実施の形態の効果を奏することが可能である。
【００８１】
なお、このようにする場合又は上述の実施の形態の場合のいずれの場合であっても、サンプルステージ１１と、撮像素子ステージ３１とを平行に設けなければならないといった制約はない。
【００８２】
また上述の実施の形態では、生体サンプルＳＰＬにおける所望の部位を撮像範囲に移動させる場合、サンプルステージ１１に対して撮像素子ステージ３１が追従された。しかしながら追従させるべき対象は、撮像素子ステージ３１に代えて、対物レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）とするようにしてもよい。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また上述の実施の形態では、サンプルステージ１１に追従させる場合、駆動モータから所定のサンプリング周期ごとに取得した位置データに基づく演算により移動度（移動速度及び移動方向）が算出された。しかしながら移動度を得る手法はこの実施に限定されるものではない。例えば、加速度センサから得られる電圧又は電流の変化から移動度を得る手法が適用可能である。
【００８４】
また上述の実施の形態では、サンプル像取得処理により得られるサンプルデータはデータ処理部２０内の記憶部２７にバス２８を通じて保存された。記憶部２７は、データ処理部２０内に設ける場合に限定されるものではなく、該データ処理部２０の外部としてもよい。また記憶部２７に対するサンプルデータの通信媒体はバス２７に限定されるものではなく、例えば、ローカルエリアネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の有線又は無線の通信媒体としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、生物実験、医薬の創製又は患者の経過観察などのバイオ産業上において利用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１……生体サンプル像取得装置、１０……顕微鏡、１１……サンプルステージ、１２……光学系、１２Ａ，１２Ｂ……対物レンズ、１２Ｃ……ダイクロイックミラー、１２Ｄ……吸光フィルタ板、１３……照明灯、１４……励起光源、２０……データ処理部、２１……ＣＰＵ、２２……ＲＯＭ、２３……ＲＡＭ、２４……操作入力部、２５……インターフェイス、２６……表示部、２７……記憶部、３０……撮像素子、３１……撮像素子ステージ、ＳＧ……スライドガラス、ＳＰＬ……生体サンプル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体サンプルが配され、該生体サンプルが配される面の方向に移動可能なサンプルステージと、
上記生体サンプルの部位を拡大する対物レンズと、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子と、
上記撮像素子又は上記対物レンズが配され、上記方向と対応する対応方向に移動可能なステージと、
上記生体サンプルの対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、上記サンプルステージを移動させる第１の移動手段と、
サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で、上記対応方向に上記ステージを移動させる第２の移動手段と、
上記第１の移動手段により移動されるサンプルステージが停止する前に、上記撮像素子の露光を開始させる撮像制御手段と
を有する生体サンプル像取得装置。
【請求項２】
上記第１の移動手段は、
上記撮像制御手段により開始される露光が終了する前に、次に対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、上記サンプルステージの移動を開始させる
請求項１に記載の生体サンプル像取得装置。
【請求項３】
生体サンプルが配されるサンプルステージを、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動させる第１のステップと、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は上記対物レンズが配されるステージを、上記方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動させる第２のステップと、
上記第１のステップで移動されるサンプルステージが停止する前に、上記撮像素子の露光を開始させる第３のステップと
を有する生体サンプル像取得方法。
【請求項４】
生体サンプルが配されるサンプルステージに対して、
対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動することを実行させ、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は上記対物レンズが配されるステージに対して、
上記方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動することを実行させ、
上記撮像素子に対して、
移動されるサンプルステージが停止する前に露光を開始することを実行させるプログラム。
【請求項１】
生体サンプルが配され、該生体サンプルが配される面の方向に移動可能なサンプルステージと、
上記生体サンプルの部位を拡大する対物レンズと、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子と、
上記撮像素子又は上記対物レンズが配され、上記方向と対応する対応方向に移動可能なステージと、
上記生体サンプルの対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、上記サンプルステージを移動させる第１の移動手段と、
サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で、上記対応方向に上記ステージを移動させる第２の移動手段と、
上記第１の移動手段により移動されるサンプルステージが停止する前に、上記撮像素子の露光を開始させる撮像制御手段と
を有する生体サンプル像取得装置。
【請求項２】
上記第１の移動手段は、
上記撮像制御手段により開始される露光が終了する前に、次に対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、上記サンプルステージの移動を開始させる
請求項１に記載の生体サンプル像取得装置。
【請求項３】
生体サンプルが配されるサンプルステージを、対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動させる第１のステップと、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は上記対物レンズが配されるステージを、上記方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動させる第２のステップと、
上記第１のステップで移動されるサンプルステージが停止する前に、上記撮像素子の露光を開始させる第３のステップと
を有する生体サンプル像取得方法。
【請求項４】
生体サンプルが配されるサンプルステージに対して、
対象とすべき部位が撮像範囲に位置するように、該生体サンプルが配される面の方向に移動することを実行させ、
上記対物レンズにより拡大される部位を撮像する撮像素子又は上記対物レンズが配されるステージに対して、
上記方向と対応する方向に、サンプルステージの移動速度に対して対物レンズの倍率を乗算した移動速度で移動することを実行させ、
上記撮像素子に対して、
移動されるサンプルステージが停止する前に露光を開始することを実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１６０４１０（Ｐ２０１０−１６０４１０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６４９（Ｐ２００９−３６４９）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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