薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法
【課題】試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法を提供する。
【解決手段】試料ブロック１の表面を薄切りするカッター部と、試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部１０と、試料ブロック搬送部とを備え、面出し判定部は、試料ブロックの表面を加湿する加湿部２と、試料ブロックの表面に光を照射する照射部３と、照射した光の加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部４と、得られた画像データに基づいて、試料の部分と包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部６と、画像データ処理部で得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部８とを備える。
【解決手段】試料ブロック１の表面を薄切りするカッター部と、試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部１０と、試料ブロック搬送部とを備え、面出し判定部は、試料ブロックの表面を加湿する加湿部２と、試料ブロックの表面に光を照射する照射部３と、照射した光の加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部４と、得られた画像データに基づいて、試料の部分と包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部６と、画像データ処理部で得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための装置としてミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等をパラフィン等の包埋剤の中に埋め込んだ（包埋した）試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすることにより、薄切片を作製する装置である。
【０００３】
ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。
【０００４】
試料ブロックの表面を薄切りして薄切片を得るにあたって、有用な組織観察を行うためには、薄切片を切り出すための試料ブロックの表面に試料の部分が十分に存在していることが必要である。そこで、通常、試料ブロックは、所定厚さまで粗削りされてから組織観察用の薄切りが行われる。このように試料ブロックの表面を粗削りして組織観察用の薄切りを行うための表面を得ることを面出しという。
【０００５】
なお、試料ブロックの表面とカッターによる切断面との傾斜を解消するために、試料ブロックの厚さ方向に配置された投光部及びラインセンサを用いて、試料ブロックの表面を傾斜させて、ラインセンサの受光量が最大となる位置で試料ブロックの表面の面出しを行う方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合の面出しは、試料ブロックの表面の傾斜角度をカッターの切断面と合わせるためのものであって、本願の面出しと比較すると、「組織観察用の薄切りを行うための表面を得る」という広義の意味で共通するが、「有用な組織観察を行うための表面を得る」という本願における面出しとは狭義の意味で異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７６２５１号公報
【特許文献２】特開平６−２６５４５２号公報
【特許文献３】特開２００４−３７４５９号公報
【特許文献４】特開２００８−２０２９３号公報
【特許文献５】特開２００７−２１２３８７号公報
【特許文献６】特開２００７−２１２２７６号公報
【特許文献７】特開２０１０−４４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、「有用な組織観察を行うための表面を得る」、すなわち試料ブロック表面に検体である試料を有効に露出させるために、従来、試料ブロックの表面を所定厚さまで粗削りして面出しを行っていた。
【０００８】
しかし、所定厚さまで粗削りしても、試料ブロックの表面に十分に試料の部分が現れていない場合があり、薄切片試料を作製しても組織観察用に適さないとされることがある。このような場合であっても、従来は、粗削り後、さらに薄切片試料の作製後にしか試料の部分の面積が組織観察用に十分でないことがわからなかった。また、粗削り毎に試料ブロックの表面を目視で確認することは、粗削り及び薄切片作製等の各工程を自動化している場合、自動化されている工程を止めなければならないため非常に非効率であった。
【０００９】
また、粗削り工程の際に観察装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、試料を照明するためにＬＥＤ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たものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
しかし、特許文献２に記載の装置では、切削面を決定するための制御について何も考慮されていない。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が得られなかった。さらに、特許文献３に記載の装置では、切削方向を変更する必要が生じた場合には依然として熟練を要する調整作業が必要とされ、作業者への負担が大きかった。
【００１１】
また、落射照明系で包埋ブロックを撮像した画像データと、拡散照明系で撮像した画像データと、のそれぞれに基づいて画像を生成し、両画像を重ね合わせた状態で表示し、特定面について薄切を行う薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献４及び５参照。）。しかし、注意すべきことは、この装置では、単に両画像を重ね合わせた状態で表示するだけであって、作業者がその画像に基づいて包埋ブロック内の生体試料の状態を把握し、作業者自身によって切削面が指定されるという点である。そのため、従来と同様に作業者自身の熟練を必要とし、結局のところ作業者への負担が大きいものであった。
【００１２】
また、光源から包埋ブロックの切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光を受光する撮影光学系を備え、画像データの輝度情報に基づく２値化処理を行って明暗データを作成し、明暗データに基づいて表面の生体試料が露出している部分を識別する薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献６参照。）。つまり、明暗データに基づいて生体試料の露出部分と包埋剤の部分を識別している。
【００１３】
また、明るいパラフィンブロックの表面と、暗い切片化領域との間のコントラストの違いによって両者を区別するサンプルの薄切片を作製する方法及び装置が知られている（例えば、特許文献７参照）。
【００１４】
しかし、上記の２つの方法には以下の２つの問題点が存在することを本発明者らは見出した。
第１の問題点は、上記のように切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光は正反射光であるが、切削面の包埋剤部分が完全な鏡面になることは考えられないため、正反射光のみを１００％受光することは困難であるということである。つまり、乱反射光が混入すると、表面に露出していない生体試料の部分が暗く写り込むため、表面に現れていない生体試料の部分を誤検出する場合がある。
また、第２の問題点は、脂肪組織のような細胞密度が疎な生体試料では、露出している生体試料の部分と、包埋剤の部分からの反射光強度自体にはほとんど差異がないということである。この場合も、輝度データ及びそれに基づく明暗データにおいても両者の差異がほとんど現れないため誤検出するおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とをより明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる薄切片試料作製装置及薄切片試料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】
【００１６】
本発明の第１態様に係る薄切片試料作製装置は、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
前記面出し判定部は、
前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
を備える。
【００１７】
また、上記第１態様において、前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別してもよい。
【００１８】
さらに、上記第１態様において、前記面出し判定部の制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御してもよい。
さらに、前記制御部は、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する。
【００１９】
さらに、本発明の第２態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤で包埋された試料ブロックの表面を加湿するステップと、
前記加湿された試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記試料ブロックの表面における得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
【００２０】
また、本発明の第３態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りするステップと、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記薄切りするステップと前記識別するステップとの間において、前記試料ブロックの表面を加湿するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
【００２１】
さらに、上記第２態様又は上記第３態様において、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップは、
前記試料ブロックの表面を光で照射するステップと、
照射した光の前記試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るステップと、
得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１態様に係る薄切片試料作製装置、第２態様及び第３態様に係る薄切片試料作製方法によれば、特に、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、粗削り前の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｃ）は、粗削り後の試料ブロックの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のうち、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置において、複数の薄切片試料を作製する工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの露出していない試料の最大投影領域を点線で示した平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面の全領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートのうち、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面における試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図９のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１１のフローチャートで、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００２５】
（実施の形態１）
＜薄切片試料作製装置＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００の全体的な構成を示す概略図である。この薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック１の面出し判定部１０と、試料ブロック１の表面を薄切りするカッター部３０と、試料ブロック１を搬送する試料ブロック搬送部２０と、を少なくとも備えていればよい。なお、面出し判定部１０の制御部８は、試料ブロック搬送部２０とカッター部３０とを制御してもよい。
【００２６】
この薄切片試料作製装置１００では、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分でないと判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を粗削りした後、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１を面出し判定部１０に戻して、再度、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であるか否かの判定を行う。一方、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であると判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を薄切りして薄切片試料を作製する。
【００２７】
＜試料ブロックの面出し判定部＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００における試料ブロックの面出し判定部１０の構成を示す概略図である。この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０は、加湿部２と、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、制御部８と、を備える。照射部３は、試料１１が包埋剤１２中に包埋された試料ブロック１の表面に光を照射する。撮影部４は、照射部３から照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る。画像データ処理部６は、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、試料ブロック１の構成を示す概略図である。図２（ａ）は、粗削り前の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｃ）は、試料ブロック１の平面図である。試料ブロック１は、例えば、生体試料１１等をパラフィン等の包埋剤１２の中に包埋（埋め込み）したものである。この試料ブロック１は、試料台１３の上に載せて使用される。この試料ブロック１は、表面が乾燥した状態で切断されると、試料断面が毛羽立つ等、良好な切片が得にくくなる。また、試料ブロック１は、温度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、一定温度（例えば１０℃〜２５℃）及び一定湿度を維持するように、図示しない冷却機及び加湿器を備えている。なお、上記温度及び湿度の設定は、試料ブロック１として使用する試料１１及び包埋剤１２の種類等に応じて適宜設定すればよい。
【００２９】
この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０では、あらかじめ試料ブロック１の表面を加湿して試料ブロック１の表面の試料１１部分に水分７を付与して包埋剤１２の部分よりも正反射光の輝度が低い状態にしておき、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分を付与して正反射光の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出しを行うことができる。なお、もし、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れていないと判定された場合には、試料ブロック１の表面について、例えば、図２（ａ）に示す面１４まで粗削りを行って、再度、試料ブロック１の面出しを行う。
【００３０】
この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０を構成する各部材について説明する。
【００３１】
＜加湿部＞
試料ブロック１の表面を加湿できるものであれば用いることができる。加湿部２としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を霧状に付与する噴霧器を用いてもよい。あるいは、試料ブロック１の表面と接触可能に配置された水分を含んだ媒体（例えば、スポンジ、布等）であってもよい。さらに、試料ブロック１を高湿度雰囲気環境下におくことができる高湿度雰囲気ボックスであってもよい。なお、装置全体を高湿度雰囲気下におくような加湿部も考えられるが、装置全体の湿度を一定に保つことは非常に難しい。さらに試料ブロックを切削した際、切削面の画像データを得る必要があるが、当該切削面が十分な加湿状態になるまでには時間がかかってしまい、画像データの入手に時間がかかってしまう。すなわち、切削してから、当該試料ブロックの表面における試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定に時間がかかってしまうのである。したがって、加湿のタイミングとしては、試料ブロックの表層部分が切削されてから画像データを得るまでの間に、噴霧器等のスポット的に直接加湿可能な加湿器を用いて試料ブロック表面（薄切り後の試料表面）を加湿することが好ましい。また、加湿部２は、カッター部３０と面出し判定部１０との間に設けるか、カッター部３０又は面出し判定部１０に設けることが好ましい。特に、面出し判定部１０に噴霧器等の加湿器を設けることで、より時間短縮をすることが可能となる。なお、図１では、加湿部２を試料ブロック１の上方に設けている例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図５の面出し判定部１０とカッター部３０との間の図５の面に垂直な方向から加湿を行ってもよい。さらに、カッター部３０又はカッター部３０と面出し判定部１０との間に、噴霧器等のスポット加湿器を設け、カッター部３０での薄切り前に加湿すると共に、薄切り後に同じ加湿器を用いて加湿させるようにするのも好ましい。この場合、薄切り前に加湿する効果と薄切り後に加湿する効果が、一つの加湿器で得られる利点がある。また、この加湿部２は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０〜１００％）であることが好ましい。特に、水を噴霧又は接触させるような短時間で加湿できるものが好ましい。このように加湿部２によって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。その結果、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。
【００３２】
＜照射部＞
照射部３は、試料ブロック１の表面に光を照射することができるものであれば使用できる。例えば、単色ＬＥＤを一つ又は複数用いてもよい。また、白色光源を用いてもよい。さらに、照射部３としては、面光源を用いてもよく、あるいはライン光源を用いてもよい。なお、照射部３としてライン光源を用いる場合には、撮影部４もラインセンサを用いて互いの位置関係を保ちながら、試料ブロック１の表面を走査すればよい。なお、上記記載は一例であって照射部３として利用可能な範囲を限定するものではない。
【００３３】
＜撮影部＞
撮影部４は、輝度情報を含む画像データを得ることができるものであれば使用できる。撮影部としては、例えば、ＣＣＤカメラであってもよい。また、撮影部４として、エリアカメラを用いても良く、あるいはラインセンサを用いてもよい。なお、上記記載は一例であって撮影部４として利用可能な範囲を限定するものではない。
【００３４】
＜画像データ処理部及び制御部＞
画像データ処理部６は、得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する機能を有するものであれば使用できる。また、制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する機能を有するものであれば使用できる。なお、画像データ処理部６及び制御部８は、機能的に区別するため便宜的に２つに分けているが、一体として機能するものであってもよい。また、画像データ処理部６及び制御部８としては、例えば、パーソナルコンピュータを使用できる。パーソナルコンピュータとしては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ（記憶部）、キーボード又はマウス等の入力部、表示部、入出力部等の必要な部材を備えていればよい。
【００３５】
＜カッター部＞
カッター部３０では、試料ブロック１の面出しのための粗削りと、薄切片試料を作製する本削りとを行う。
粗削りの場合には、所定厚さまで試料ブロック１の表層部分を削った後、面出し判定部１０に戻して面出し判定を行う。
一方、本削りの場合には、試料ブロック１の表面をカッター３１によって薄切りして薄切片試料３２を作製する。作製した薄切片試料３２は、供給リール３３から供給されるキャリアテープ３４の上に付着される。この場合に、加湿を行うことによって薄切片試料３２をキャリアテープ３４上に良好に付着することができる。なお、キャリアテープ３４は、供給テープ３３から、ガイドローラ３５、３６、３７、３８を経て、巻取リール３９に巻き取られる。なお、カッター部にも高さ調整機構を設けても良い。
【００３６】
＜試料ブロック搬送部＞
試料ブロック搬送部２０は、少なくとも試料ブロック１の面出し判定部１０とカッター部３０との間で試料ブロック１を搬送するものであればよい。
【００３７】
なお、図５に示すように、この薄切片試料作製装置１００は、上記面出し判定部１０、カッター部３０、試料ブロック搬送部以外に、試料ブロック保管部４０と、位置調整部５０と、転写部６０と、伸展部７０と、スライドガラス搬送部８０と、を備えていてもよい。
【００３８】
＜試料ブロック保管部＞
試料ブロック保管部４０では、複数の試料ブロック１を取り出し可能な状態で保管する。
＜位置調整部＞
位置調整部５０では、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う。
【００３９】
＜転写部＞
転写部６０は、キャリアテープ３４の走行経路の上流側に配置された一対のガイドローラ６１と、走行経路の下流側に配置された一対のガイドローラ６２とを備えている。転写部６０では、例えば、一対のガイドローラ６１の間と一対のガイドローラ６２の間で薄切片試料３２が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ６２又は一対のガイドローラ６１を下方に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませる。これによって、上面に接着液６４を供給されたスライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を接触させて、スライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を転写する。なお、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。
【００４０】
＜伸展部＞
伸展部１２は、加温板（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部８０により加温板（図示せず）上に載置された薄切片付きスライドガラス６３に、上記加温板により、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）を行って薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強くする。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って薄切片付きスライドガラス６３上の水分を完全に蒸発させて、薄切片試料３２をスライドガラス６３に密着固定する。
【００４１】
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
図３は、実施の形態１に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。この薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法について、図３を用いて以下に説明する。
（ａ）試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。好ましくは、この加湿は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０〜１００％）であることが好ましい。なお、加湿方法としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を噴霧器にてスポット的に霧状に付与するような短時間で加湿できるものが好ましい。
（ｂ）試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０２）。このステップＳ０２の詳細は図４のフローチャートによる。
（ｃ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ０３）。試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるかの判定は、例えば、あらかじめ設定された面積以上であるか否かによって判定してもよい。また、試料ブロック１の表面全体、つまり検査範囲の面積がわかっている場合には、検査範囲の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。さらに、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域の面積がわかっているか、推定できる場合には、試料１１の最大投影領域の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。
【００４２】
図４は、図３の試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ０２）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ−１）試料ブロック１の表面に光を照射する（Ｓ０４）。この場合の照射光としては、例えば、撮影部４に対して正反射光となる位置から光を照射することが好ましい。
（ｂ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る（Ｓ０５）。受光する反射光としては、上記のように、正反射光であることが好ましい。
（ｂ−３）得られた画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０６）。なお、詳細には、明暗データは、輝度情報を２値化して得られる。
上記のように、試料ブロック１の表面を加湿している（Ｓ０１）ので、表面における試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。これは、生体試料１１の場合、包埋された生体試料１１の組織中に水分を吸着しやすく、水分を吸着した生体試料１１の部分では、水分吸着前に比べて正反射光の輝度が低下することに起因する。そのため、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。そこで、従来の水分を付与しない場合に比べて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。
【００４３】
この薄切片試料作製方法では、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、あらかじめ試料ブロックの表面を加湿して表面の試料１１の部分に水分を付着させて試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させ、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出し判定の精度を向上させることができる。
【００４４】
＜薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法＞
次に、図６は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のフローチャートである。図６を用いて、具体的に薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法を説明する。
（ａ）まず、試料ブロック保管部４０から一つの試料ブロック１を試料ブロック搬送部２０により取り出し、位置調整部５０に搬送する（Ｓ５１）。
（ｂ）位置調整部５０で、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う（Ｓ５２）。
（ｃ）次いで、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、位置調整部５０から面出し判定部１０に搬送する（Ｓ５３）。
（ｄ）面出し判定部１０では、上述のように、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５４）。
なお、面出し判定部１０において、本装置における粗削り前の試料ブロック１については、後述の実施の形態２において説明するように、試料ブロック１の表面全面の面積を検出するステップを行ってもよい。また、試料ブロック１内の試料の最大投影領域の面積を検出するステップを行ってもよい。
所定量の粗削りを行った後には、面出し判定部１０において、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積、すなわち薄切り後（粗削り後）の表面の試料露出面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行う。
（ｅ−１）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送する（Ｓ５５）。つまり、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。
（ｅ−２）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送して、所定量の粗削りを行った後、試料ブロックをカッター部３０から面出し判定部１０に戻して（Ｓ５６）、再度、ステップＳ５４に戻って、面出し判定部１０で、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
【００４５】
（ｆ）カッター部３０では、試料ブロック搬送部２０とカッター３１との相対移動によって、試料ブロック１の表層部分がカッター３１によって薄切りされて、一枚の薄切片試料３２が作製され、薄切片試料３２をキャリアテープ３４に貼り付ける（Ｓ５７）。
（ｇ）キャリアテープ３４に貼り付けられた薄切片試料３２を、キャリアテープ３４の移動と共に、転写部６０に移動させる（Ｓ５８）。
（ｈ）一方、試料ブロック１の移動及び薄切片試料３２の移動の間に、スライドガラス搬送部８０によって、薄切片試料３２を貼り付ける１つのスライドガラス６３を転写部６０に搬送して、上面に接着液２３を供給した後、キャリアテープ３４上に貼り付けられた薄切片試料３２とスライドガラス６３とを対向状態とする（Ｓ５９）。
（ｉ）転写部６０では、薄切片試料３２が貼り付けられたキャリアテープ３４の一部分を下方に撓ませて、薄切片試料３２をスライドガラス６３の上面の接着液６４に押し当てて、薄切片試料３２をキャリアテープ３４の一部分からスライドガラス６３の上面に転写する（Ｓ６０）。
（ｊ）薄切片試料３２が転写された薄切片付きスライドガラス６３をスライドガラス搬送部８０により、転写部６０から伸展部７０へ搬送する（Ｓ６１）。
【００４６】
（ｋ）伸展部７０では、搬送された薄切片付きスライドガラス６３に対して、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）を行って、薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強化する。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って、水分を完全に蒸発させて薄切片試料３２をスライドガラス２２に密着固定させる（Ｓ６２）。
これにより、一枚の薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製が完了する。
以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部２０により試料ブロック１を搬送して、上記薄切り動作を、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返すことによって、任意の枚数の薄切片試料３２を作製できる。
【００４７】
（実施の形態２）
＜試料ブロックの面出し判定部＞
図７は、実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部１０ａの構成を示す概略図である。この試料ブロックの面出し判定部１０ａは、実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部と比較して、照射部として、落射光照射部３ａと拡散光照射部３ｂとの異なる２つの照射部を含む点で相違する。この落射光照射部３ａとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置から光を照射する光源を意味する。なお、面の鉛直上方から照射する光を落射光と呼ぶ場合があるが、落射光とは必ずしも鉛直上方に限られず、図７に示すように面に斜めに照射するものであってもよい。また、拡散光照射部３ｂとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置にない位置から光を照射する光源を意味する。さらに、拡散光照射部３ｂを備えたことによって、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域（図７（ｂ）中の点線で囲った部分）Ｓｍａｘを検出できる。また、落射光照射部３ａによる試料ブロック１の表面からの光の受光量を通常より多くすることによって、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別することなく、表面の全領域を検出できるので、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
【００４８】
図８（ａ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図８（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の露出していない試料１１の最大投影領域を点線で示した平面図である。なお、図１４は、後述の図１１のフローチャートで、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。正反射光ＤＩ−１のみを受光する場合には、試料ブロック１の表面に露出していない部分を検出することは困難であった。一方、本発明者は、図１４の断面図に示すように、試料ブロック１内部まで入り込んだ光について、表面に露出していない試料１１によって反射された拡散光ＤＩ−２、ＤＩ−３を受光することによって最大投影領域の面積Ｓｍａｘを検出できることを見出した。
【００４９】
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
図９は、実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
（ａ）試料ブロック１の表面の全領域を検出する（Ｓ２０）。
（ｂ）試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域Ｓｍａｘを検出する（Ｓ３０）。なお、通常、ここまでの（ａ）及び（ｂ）工程は、本装置における粗削り前に行い、この（ｂ）工程の後に、粗削りを行う。
（ｃ）試料１１が包埋剤１２で包埋された試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。なお、この加湿は、通常、粗削り動作後に実施される。
（ｄ）試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ４０）。
（ｅ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５０）。
なお、上記（ｃ）の加湿工程Ｓ０１については実施の形態１における加湿工程と同様であるので詳細な説明を省略する。また、加湿工程以外の各工程の詳細については、以下に説明する。
【００５０】
図１０は、図９の試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）の詳細を示すフローチャートである。
（ａ−１）試料ブロックの表面を光で照射する（Ｓ１１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。なお、通常の場合よりも受光量が多くなるように、落射光照射部３ａからの光量を多くしておいてもよい。
（ａ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ１２）。この場合、前のステップで落射光照射部３ａからの光量を多くしておくか、あるいは、受光ゲインを高く設定するか、又は、受光時間を長くしてもよい。例えば、通常の受光量より２倍以上の受光量で受光してもよい。なお、上記通常の受光量より２倍以上の受光量とは、一つの目安であって、試料ブロック１の上面の全面を他部、特に、試料台１３と比べて光らせることができる受光量であればよい。つまり、表面を試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを問わず、全体として明るく、つまり全体が白くなる程度まで受光量を大きくする。この場合、撮影部４で表面からの反射光によって受光量が飽和する程度とする。
（ａ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロックの表面の全領域を検出する（Ｓ１３）。つまり、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データによって、試料ブロック１の上面の表面積を得ることができる。この場合には、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別しない。なお、この表面の全領域が検査範囲となる。これによって、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
通常、この試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
【００５１】
図１１は、図９の試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ−１）試料ブロックの表面を互いに異なる波長の２色以上の光で照射する（Ｓ２１）。この場合、図７の拡散光照射部３ｂによって光を照射する。
（ｂ−２）照射した光の試料ブロックの表面による拡散光を受光して画像データを得る（Ｓ２２）。この場合、図１４に示すように、試料ブロック１の表面に露出していない試料１１の部分からも拡散光ＤＩ−２、ＤＩ−３を受光できる。この場合、拡散光ＤＩ−２によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ−１と、拡散光ＤＩ−３によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ−２とは異なる場合がある。つまり、最大投影領域Ｓｍａｘとは、一つの断面ではなく、試料が最大に広がっている範囲を表面に投影して得られる領域を意味する。
（ｂ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の試料１１の最大投影領域を検出する（Ｓ２３）。この場合、上記検査範囲内で表面に現れている生体試料１１の部分だけでなく、露出していない生体試料１１の部分をも検出する。さらに、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域を検出できる。通常、この試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
【００５２】
図１２は、図９の試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ４０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｃ−１）試料ブロック１の表面を光で照射する（Ｓ３１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。
（ｃ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ３２）。なお、この場合の受光量は、上記試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ１０）と比較して、それより少ない受光量とするのが好ましい。
（ｃ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ３３）。この場合、輝度情報を２値化して得られた明暗データを用いて生体試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。具体的には、正反射光の強度差による明暗コントラストによって、「明」の部分を「包埋剤」の部分と判定し、「暗」の部分を「生体試料」の部分と判定する。
なお、上記各ステップは、実質的には任意量の粗削り後に行われるが、最初の粗削り前に行ってもよい。
【００５３】
図１３は、図９の得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップ（Ｓ５０）の具体的な内容を示すフローチャートである。
（ｄ−１）試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘを算出する（Ｓ４１）。
（ｄ−２）試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘが所定割合以上であるか否かに応じて、薄切片試料作製について十分であるか否かを判定する（Ｓ４２）。
なお、試料ブロック１の表面における試料１１の部分が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。一方、試料１１の部分が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合は、任意量の粗削りを実施した後に、再度、上記試料ブロックの表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップＳ４０及び得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップＳ５０を繰り返す。
【００５４】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法では、試料ブロックの表面を加湿することによって、表面の試料部分の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できるので、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 試料ブロック
２ 加湿部
３ 照射部
４ 撮影部
６ 画像データ処理部
８ 制御部
１０ 面出し判定部
１１ 試料
１２ 包埋剤
１３ 試料台
２０ 試料ブロック搬送部
３０ カッター部
３１ カッター
３２ 薄切片試料
３３ 供給リール
３４ キャリアテープ
３５、３６、３７、３８ ガイドローラ
３９ 巻取リール
４０ 試料ブロック保管部
５０ 位置調整部
６０ 転写部
６１、６２ ガイドローラ
６３ スライドガラス
６４ 接着液
７０ 伸展部
８０ スライドガラス搬送部
１００ 薄切片試料作製装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための装置としてミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等をパラフィン等の包埋剤の中に埋め込んだ（包埋した）試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすることにより、薄切片を作製する装置である。
【０００３】
ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。
【０００４】
試料ブロックの表面を薄切りして薄切片を得るにあたって、有用な組織観察を行うためには、薄切片を切り出すための試料ブロックの表面に試料の部分が十分に存在していることが必要である。そこで、通常、試料ブロックは、所定厚さまで粗削りされてから組織観察用の薄切りが行われる。このように試料ブロックの表面を粗削りして組織観察用の薄切りを行うための表面を得ることを面出しという。
【０００５】
なお、試料ブロックの表面とカッターによる切断面との傾斜を解消するために、試料ブロックの厚さ方向に配置された投光部及びラインセンサを用いて、試料ブロックの表面を傾斜させて、ラインセンサの受光量が最大となる位置で試料ブロックの表面の面出しを行う方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合の面出しは、試料ブロックの表面の傾斜角度をカッターの切断面と合わせるためのものであって、本願の面出しと比較すると、「組織観察用の薄切りを行うための表面を得る」という広義の意味で共通するが、「有用な組織観察を行うための表面を得る」という本願における面出しとは狭義の意味で異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７６２５１号公報
【特許文献２】特開平６−２６５４５２号公報
【特許文献３】特開２００４−３７４５９号公報
【特許文献４】特開２００８−２０２９３号公報
【特許文献５】特開２００７−２１２３８７号公報
【特許文献６】特開２００７−２１２２７６号公報
【特許文献７】特開２０１０−４４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、「有用な組織観察を行うための表面を得る」、すなわち試料ブロック表面に検体である試料を有効に露出させるために、従来、試料ブロックの表面を所定厚さまで粗削りして面出しを行っていた。
【０００８】
しかし、所定厚さまで粗削りしても、試料ブロックの表面に十分に試料の部分が現れていない場合があり、薄切片試料を作製しても組織観察用に適さないとされることがある。このような場合であっても、従来は、粗削り後、さらに薄切片試料の作製後にしか試料の部分の面積が組織観察用に十分でないことがわからなかった。また、粗削り毎に試料ブロックの表面を目視で確認することは、粗削り及び薄切片作製等の各工程を自動化している場合、自動化されている工程を止めなければならないため非常に非効率であった。
【０００９】
また、粗削り工程の際に観察装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、試料を照明するためにＬＥＤ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たものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
しかし、特許文献２に記載の装置では、切削面を決定するための制御について何も考慮されていない。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が得られなかった。さらに、特許文献３に記載の装置では、切削方向を変更する必要が生じた場合には依然として熟練を要する調整作業が必要とされ、作業者への負担が大きかった。
【００１１】
また、落射照明系で包埋ブロックを撮像した画像データと、拡散照明系で撮像した画像データと、のそれぞれに基づいて画像を生成し、両画像を重ね合わせた状態で表示し、特定面について薄切を行う薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献４及び５参照。）。しかし、注意すべきことは、この装置では、単に両画像を重ね合わせた状態で表示するだけであって、作業者がその画像に基づいて包埋ブロック内の生体試料の状態を把握し、作業者自身によって切削面が指定されるという点である。そのため、従来と同様に作業者自身の熟練を必要とし、結局のところ作業者への負担が大きいものであった。
【００１２】
また、光源から包埋ブロックの切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光を受光する撮影光学系を備え、画像データの輝度情報に基づく２値化処理を行って明暗データを作成し、明暗データに基づいて表面の生体試料が露出している部分を識別する薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献６参照。）。つまり、明暗データに基づいて生体試料の露出部分と包埋剤の部分を識別している。
【００１３】
また、明るいパラフィンブロックの表面と、暗い切片化領域との間のコントラストの違いによって両者を区別するサンプルの薄切片を作製する方法及び装置が知られている（例えば、特許文献７参照）。
【００１４】
しかし、上記の２つの方法には以下の２つの問題点が存在することを本発明者らは見出した。
第１の問題点は、上記のように切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光は正反射光であるが、切削面の包埋剤部分が完全な鏡面になることは考えられないため、正反射光のみを１００％受光することは困難であるということである。つまり、乱反射光が混入すると、表面に露出していない生体試料の部分が暗く写り込むため、表面に現れていない生体試料の部分を誤検出する場合がある。
また、第２の問題点は、脂肪組織のような細胞密度が疎な生体試料では、露出している生体試料の部分と、包埋剤の部分からの反射光強度自体にはほとんど差異がないということである。この場合も、輝度データ及びそれに基づく明暗データにおいても両者の差異がほとんど現れないため誤検出するおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とをより明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる薄切片試料作製装置及薄切片試料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】
【００１６】
本発明の第１態様に係る薄切片試料作製装置は、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
前記面出し判定部は、
前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
を備える。
【００１７】
また、上記第１態様において、前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別してもよい。
【００１８】
さらに、上記第１態様において、前記面出し判定部の制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御してもよい。
さらに、前記制御部は、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する。
【００１９】
さらに、本発明の第２態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤で包埋された試料ブロックの表面を加湿するステップと、
前記加湿された試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記試料ブロックの表面における得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
【００２０】
また、本発明の第３態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りするステップと、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記薄切りするステップと前記識別するステップとの間において、前記試料ブロックの表面を加湿するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
【００２１】
さらに、上記第２態様又は上記第３態様において、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップは、
前記試料ブロックの表面を光で照射するステップと、
照射した光の前記試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るステップと、
得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１態様に係る薄切片試料作製装置、第２態様及び第３態様に係る薄切片試料作製方法によれば、特に、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、粗削り前の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｃ）は、粗削り後の試料ブロックの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のうち、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置において、複数の薄切片試料を作製する工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの露出していない試料の最大投影領域を点線で示した平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面の全領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートのうち、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面における試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図９のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１１のフローチャートで、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００２５】
（実施の形態１）
＜薄切片試料作製装置＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００の全体的な構成を示す概略図である。この薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック１の面出し判定部１０と、試料ブロック１の表面を薄切りするカッター部３０と、試料ブロック１を搬送する試料ブロック搬送部２０と、を少なくとも備えていればよい。なお、面出し判定部１０の制御部８は、試料ブロック搬送部２０とカッター部３０とを制御してもよい。
【００２６】
この薄切片試料作製装置１００では、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分でないと判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を粗削りした後、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１を面出し判定部１０に戻して、再度、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であるか否かの判定を行う。一方、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であると判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を薄切りして薄切片試料を作製する。
【００２７】
＜試料ブロックの面出し判定部＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００における試料ブロックの面出し判定部１０の構成を示す概略図である。この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０は、加湿部２と、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、制御部８と、を備える。照射部３は、試料１１が包埋剤１２中に包埋された試料ブロック１の表面に光を照射する。撮影部４は、照射部３から照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る。画像データ処理部６は、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、試料ブロック１の構成を示す概略図である。図２（ａ）は、粗削り前の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｃ）は、試料ブロック１の平面図である。試料ブロック１は、例えば、生体試料１１等をパラフィン等の包埋剤１２の中に包埋（埋め込み）したものである。この試料ブロック１は、試料台１３の上に載せて使用される。この試料ブロック１は、表面が乾燥した状態で切断されると、試料断面が毛羽立つ等、良好な切片が得にくくなる。また、試料ブロック１は、温度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、一定温度（例えば１０℃〜２５℃）及び一定湿度を維持するように、図示しない冷却機及び加湿器を備えている。なお、上記温度及び湿度の設定は、試料ブロック１として使用する試料１１及び包埋剤１２の種類等に応じて適宜設定すればよい。
【００２９】
この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０では、あらかじめ試料ブロック１の表面を加湿して試料ブロック１の表面の試料１１部分に水分７を付与して包埋剤１２の部分よりも正反射光の輝度が低い状態にしておき、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分を付与して正反射光の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出しを行うことができる。なお、もし、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れていないと判定された場合には、試料ブロック１の表面について、例えば、図２（ａ）に示す面１４まで粗削りを行って、再度、試料ブロック１の面出しを行う。
【００３０】
この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０を構成する各部材について説明する。
【００３１】
＜加湿部＞
試料ブロック１の表面を加湿できるものであれば用いることができる。加湿部２としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を霧状に付与する噴霧器を用いてもよい。あるいは、試料ブロック１の表面と接触可能に配置された水分を含んだ媒体（例えば、スポンジ、布等）であってもよい。さらに、試料ブロック１を高湿度雰囲気環境下におくことができる高湿度雰囲気ボックスであってもよい。なお、装置全体を高湿度雰囲気下におくような加湿部も考えられるが、装置全体の湿度を一定に保つことは非常に難しい。さらに試料ブロックを切削した際、切削面の画像データを得る必要があるが、当該切削面が十分な加湿状態になるまでには時間がかかってしまい、画像データの入手に時間がかかってしまう。すなわち、切削してから、当該試料ブロックの表面における試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定に時間がかかってしまうのである。したがって、加湿のタイミングとしては、試料ブロックの表層部分が切削されてから画像データを得るまでの間に、噴霧器等のスポット的に直接加湿可能な加湿器を用いて試料ブロック表面（薄切り後の試料表面）を加湿することが好ましい。また、加湿部２は、カッター部３０と面出し判定部１０との間に設けるか、カッター部３０又は面出し判定部１０に設けることが好ましい。特に、面出し判定部１０に噴霧器等の加湿器を設けることで、より時間短縮をすることが可能となる。なお、図１では、加湿部２を試料ブロック１の上方に設けている例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図５の面出し判定部１０とカッター部３０との間の図５の面に垂直な方向から加湿を行ってもよい。さらに、カッター部３０又はカッター部３０と面出し判定部１０との間に、噴霧器等のスポット加湿器を設け、カッター部３０での薄切り前に加湿すると共に、薄切り後に同じ加湿器を用いて加湿させるようにするのも好ましい。この場合、薄切り前に加湿する効果と薄切り後に加湿する効果が、一つの加湿器で得られる利点がある。また、この加湿部２は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０〜１００％）であることが好ましい。特に、水を噴霧又は接触させるような短時間で加湿できるものが好ましい。このように加湿部２によって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。その結果、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。
【００３２】
＜照射部＞
照射部３は、試料ブロック１の表面に光を照射することができるものであれば使用できる。例えば、単色ＬＥＤを一つ又は複数用いてもよい。また、白色光源を用いてもよい。さらに、照射部３としては、面光源を用いてもよく、あるいはライン光源を用いてもよい。なお、照射部３としてライン光源を用いる場合には、撮影部４もラインセンサを用いて互いの位置関係を保ちながら、試料ブロック１の表面を走査すればよい。なお、上記記載は一例であって照射部３として利用可能な範囲を限定するものではない。
【００３３】
＜撮影部＞
撮影部４は、輝度情報を含む画像データを得ることができるものであれば使用できる。撮影部としては、例えば、ＣＣＤカメラであってもよい。また、撮影部４として、エリアカメラを用いても良く、あるいはラインセンサを用いてもよい。なお、上記記載は一例であって撮影部４として利用可能な範囲を限定するものではない。
【００３４】
＜画像データ処理部及び制御部＞
画像データ処理部６は、得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する機能を有するものであれば使用できる。また、制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する機能を有するものであれば使用できる。なお、画像データ処理部６及び制御部８は、機能的に区別するため便宜的に２つに分けているが、一体として機能するものであってもよい。また、画像データ処理部６及び制御部８としては、例えば、パーソナルコンピュータを使用できる。パーソナルコンピュータとしては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ（記憶部）、キーボード又はマウス等の入力部、表示部、入出力部等の必要な部材を備えていればよい。
【００３５】
＜カッター部＞
カッター部３０では、試料ブロック１の面出しのための粗削りと、薄切片試料を作製する本削りとを行う。
粗削りの場合には、所定厚さまで試料ブロック１の表層部分を削った後、面出し判定部１０に戻して面出し判定を行う。
一方、本削りの場合には、試料ブロック１の表面をカッター３１によって薄切りして薄切片試料３２を作製する。作製した薄切片試料３２は、供給リール３３から供給されるキャリアテープ３４の上に付着される。この場合に、加湿を行うことによって薄切片試料３２をキャリアテープ３４上に良好に付着することができる。なお、キャリアテープ３４は、供給テープ３３から、ガイドローラ３５、３６、３７、３８を経て、巻取リール３９に巻き取られる。なお、カッター部にも高さ調整機構を設けても良い。
【００３６】
＜試料ブロック搬送部＞
試料ブロック搬送部２０は、少なくとも試料ブロック１の面出し判定部１０とカッター部３０との間で試料ブロック１を搬送するものであればよい。
【００３７】
なお、図５に示すように、この薄切片試料作製装置１００は、上記面出し判定部１０、カッター部３０、試料ブロック搬送部以外に、試料ブロック保管部４０と、位置調整部５０と、転写部６０と、伸展部７０と、スライドガラス搬送部８０と、を備えていてもよい。
【００３８】
＜試料ブロック保管部＞
試料ブロック保管部４０では、複数の試料ブロック１を取り出し可能な状態で保管する。
＜位置調整部＞
位置調整部５０では、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う。
【００３９】
＜転写部＞
転写部６０は、キャリアテープ３４の走行経路の上流側に配置された一対のガイドローラ６１と、走行経路の下流側に配置された一対のガイドローラ６２とを備えている。転写部６０では、例えば、一対のガイドローラ６１の間と一対のガイドローラ６２の間で薄切片試料３２が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ６２又は一対のガイドローラ６１を下方に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませる。これによって、上面に接着液６４を供給されたスライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を接触させて、スライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を転写する。なお、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。
【００４０】
＜伸展部＞
伸展部１２は、加温板（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部８０により加温板（図示せず）上に載置された薄切片付きスライドガラス６３に、上記加温板により、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）を行って薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強くする。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って薄切片付きスライドガラス６３上の水分を完全に蒸発させて、薄切片試料３２をスライドガラス６３に密着固定する。
【００４１】
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
図３は、実施の形態１に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。この薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法について、図３を用いて以下に説明する。
（ａ）試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。好ましくは、この加湿は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０〜１００％）であることが好ましい。なお、加湿方法としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を噴霧器にてスポット的に霧状に付与するような短時間で加湿できるものが好ましい。
（ｂ）試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０２）。このステップＳ０２の詳細は図４のフローチャートによる。
（ｃ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ０３）。試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるかの判定は、例えば、あらかじめ設定された面積以上であるか否かによって判定してもよい。また、試料ブロック１の表面全体、つまり検査範囲の面積がわかっている場合には、検査範囲の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。さらに、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域の面積がわかっているか、推定できる場合には、試料１１の最大投影領域の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。
【００４２】
図４は、図３の試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ０２）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ−１）試料ブロック１の表面に光を照射する（Ｓ０４）。この場合の照射光としては、例えば、撮影部４に対して正反射光となる位置から光を照射することが好ましい。
（ｂ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る（Ｓ０５）。受光する反射光としては、上記のように、正反射光であることが好ましい。
（ｂ−３）得られた画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０６）。なお、詳細には、明暗データは、輝度情報を２値化して得られる。
上記のように、試料ブロック１の表面を加湿している（Ｓ０１）ので、表面における試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。これは、生体試料１１の場合、包埋された生体試料１１の組織中に水分を吸着しやすく、水分を吸着した生体試料１１の部分では、水分吸着前に比べて正反射光の輝度が低下することに起因する。そのため、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。そこで、従来の水分を付与しない場合に比べて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。
【００４３】
この薄切片試料作製方法では、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、あらかじめ試料ブロックの表面を加湿して表面の試料１１の部分に水分を付着させて試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させ、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出し判定の精度を向上させることができる。
【００４４】
＜薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法＞
次に、図６は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のフローチャートである。図６を用いて、具体的に薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法を説明する。
（ａ）まず、試料ブロック保管部４０から一つの試料ブロック１を試料ブロック搬送部２０により取り出し、位置調整部５０に搬送する（Ｓ５１）。
（ｂ）位置調整部５０で、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う（Ｓ５２）。
（ｃ）次いで、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、位置調整部５０から面出し判定部１０に搬送する（Ｓ５３）。
（ｄ）面出し判定部１０では、上述のように、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５４）。
なお、面出し判定部１０において、本装置における粗削り前の試料ブロック１については、後述の実施の形態２において説明するように、試料ブロック１の表面全面の面積を検出するステップを行ってもよい。また、試料ブロック１内の試料の最大投影領域の面積を検出するステップを行ってもよい。
所定量の粗削りを行った後には、面出し判定部１０において、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積、すなわち薄切り後（粗削り後）の表面の試料露出面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行う。
（ｅ−１）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送する（Ｓ５５）。つまり、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。
（ｅ−２）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送して、所定量の粗削りを行った後、試料ブロックをカッター部３０から面出し判定部１０に戻して（Ｓ５６）、再度、ステップＳ５４に戻って、面出し判定部１０で、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
【００４５】
（ｆ）カッター部３０では、試料ブロック搬送部２０とカッター３１との相対移動によって、試料ブロック１の表層部分がカッター３１によって薄切りされて、一枚の薄切片試料３２が作製され、薄切片試料３２をキャリアテープ３４に貼り付ける（Ｓ５７）。
（ｇ）キャリアテープ３４に貼り付けられた薄切片試料３２を、キャリアテープ３４の移動と共に、転写部６０に移動させる（Ｓ５８）。
（ｈ）一方、試料ブロック１の移動及び薄切片試料３２の移動の間に、スライドガラス搬送部８０によって、薄切片試料３２を貼り付ける１つのスライドガラス６３を転写部６０に搬送して、上面に接着液２３を供給した後、キャリアテープ３４上に貼り付けられた薄切片試料３２とスライドガラス６３とを対向状態とする（Ｓ５９）。
（ｉ）転写部６０では、薄切片試料３２が貼り付けられたキャリアテープ３４の一部分を下方に撓ませて、薄切片試料３２をスライドガラス６３の上面の接着液６４に押し当てて、薄切片試料３２をキャリアテープ３４の一部分からスライドガラス６３の上面に転写する（Ｓ６０）。
（ｊ）薄切片試料３２が転写された薄切片付きスライドガラス６３をスライドガラス搬送部８０により、転写部６０から伸展部７０へ搬送する（Ｓ６１）。
【００４６】
（ｋ）伸展部７０では、搬送された薄切片付きスライドガラス６３に対して、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）を行って、薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強化する。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って、水分を完全に蒸発させて薄切片試料３２をスライドガラス２２に密着固定させる（Ｓ６２）。
これにより、一枚の薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製が完了する。
以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部２０により試料ブロック１を搬送して、上記薄切り動作を、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返すことによって、任意の枚数の薄切片試料３２を作製できる。
【００４７】
（実施の形態２）
＜試料ブロックの面出し判定部＞
図７は、実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部１０ａの構成を示す概略図である。この試料ブロックの面出し判定部１０ａは、実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部と比較して、照射部として、落射光照射部３ａと拡散光照射部３ｂとの異なる２つの照射部を含む点で相違する。この落射光照射部３ａとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置から光を照射する光源を意味する。なお、面の鉛直上方から照射する光を落射光と呼ぶ場合があるが、落射光とは必ずしも鉛直上方に限られず、図７に示すように面に斜めに照射するものであってもよい。また、拡散光照射部３ｂとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置にない位置から光を照射する光源を意味する。さらに、拡散光照射部３ｂを備えたことによって、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域（図７（ｂ）中の点線で囲った部分）Ｓｍａｘを検出できる。また、落射光照射部３ａによる試料ブロック１の表面からの光の受光量を通常より多くすることによって、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別することなく、表面の全領域を検出できるので、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
【００４８】
図８（ａ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図８（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の露出していない試料１１の最大投影領域を点線で示した平面図である。なお、図１４は、後述の図１１のフローチャートで、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。正反射光ＤＩ−１のみを受光する場合には、試料ブロック１の表面に露出していない部分を検出することは困難であった。一方、本発明者は、図１４の断面図に示すように、試料ブロック１内部まで入り込んだ光について、表面に露出していない試料１１によって反射された拡散光ＤＩ−２、ＤＩ−３を受光することによって最大投影領域の面積Ｓｍａｘを検出できることを見出した。
【００４９】
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
図９は、実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
（ａ）試料ブロック１の表面の全領域を検出する（Ｓ２０）。
（ｂ）試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域Ｓｍａｘを検出する（Ｓ３０）。なお、通常、ここまでの（ａ）及び（ｂ）工程は、本装置における粗削り前に行い、この（ｂ）工程の後に、粗削りを行う。
（ｃ）試料１１が包埋剤１２で包埋された試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。なお、この加湿は、通常、粗削り動作後に実施される。
（ｄ）試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ４０）。
（ｅ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５０）。
なお、上記（ｃ）の加湿工程Ｓ０１については実施の形態１における加湿工程と同様であるので詳細な説明を省略する。また、加湿工程以外の各工程の詳細については、以下に説明する。
【００５０】
図１０は、図９の試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）の詳細を示すフローチャートである。
（ａ−１）試料ブロックの表面を光で照射する（Ｓ１１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。なお、通常の場合よりも受光量が多くなるように、落射光照射部３ａからの光量を多くしておいてもよい。
（ａ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ１２）。この場合、前のステップで落射光照射部３ａからの光量を多くしておくか、あるいは、受光ゲインを高く設定するか、又は、受光時間を長くしてもよい。例えば、通常の受光量より２倍以上の受光量で受光してもよい。なお、上記通常の受光量より２倍以上の受光量とは、一つの目安であって、試料ブロック１の上面の全面を他部、特に、試料台１３と比べて光らせることができる受光量であればよい。つまり、表面を試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを問わず、全体として明るく、つまり全体が白くなる程度まで受光量を大きくする。この場合、撮影部４で表面からの反射光によって受光量が飽和する程度とする。
（ａ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロックの表面の全領域を検出する（Ｓ１３）。つまり、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データによって、試料ブロック１の上面の表面積を得ることができる。この場合には、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別しない。なお、この表面の全領域が検査範囲となる。これによって、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
通常、この試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
【００５１】
図１１は、図９の試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ−１）試料ブロックの表面を互いに異なる波長の２色以上の光で照射する（Ｓ２１）。この場合、図７の拡散光照射部３ｂによって光を照射する。
（ｂ−２）照射した光の試料ブロックの表面による拡散光を受光して画像データを得る（Ｓ２２）。この場合、図１４に示すように、試料ブロック１の表面に露出していない試料１１の部分からも拡散光ＤＩ−２、ＤＩ−３を受光できる。この場合、拡散光ＤＩ−２によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ−１と、拡散光ＤＩ−３によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ−２とは異なる場合がある。つまり、最大投影領域Ｓｍａｘとは、一つの断面ではなく、試料が最大に広がっている範囲を表面に投影して得られる領域を意味する。
（ｂ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の試料１１の最大投影領域を検出する（Ｓ２３）。この場合、上記検査範囲内で表面に現れている生体試料１１の部分だけでなく、露出していない生体試料１１の部分をも検出する。さらに、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域を検出できる。通常、この試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
【００５２】
図１２は、図９の試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ４０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｃ−１）試料ブロック１の表面を光で照射する（Ｓ３１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。
（ｃ−２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ３２）。なお、この場合の受光量は、上記試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ１０）と比較して、それより少ない受光量とするのが好ましい。
（ｃ−３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ３３）。この場合、輝度情報を２値化して得られた明暗データを用いて生体試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。具体的には、正反射光の強度差による明暗コントラストによって、「明」の部分を「包埋剤」の部分と判定し、「暗」の部分を「生体試料」の部分と判定する。
なお、上記各ステップは、実質的には任意量の粗削り後に行われるが、最初の粗削り前に行ってもよい。
【００５３】
図１３は、図９の得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップ（Ｓ５０）の具体的な内容を示すフローチャートである。
（ｄ−１）試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘを算出する（Ｓ４１）。
（ｄ−２）試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘが所定割合以上であるか否かに応じて、薄切片試料作製について十分であるか否かを判定する（Ｓ４２）。
なお、試料ブロック１の表面における試料１１の部分が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。一方、試料１１の部分が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合は、任意量の粗削りを実施した後に、再度、上記試料ブロックの表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップＳ４０及び得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップＳ５０を繰り返す。
【００５４】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法では、試料ブロックの表面を加湿することによって、表面の試料部分の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できるので、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 試料ブロック
２ 加湿部
３ 照射部
４ 撮影部
６ 画像データ処理部
８ 制御部
１０ 面出し判定部
１１ 試料
１２ 包埋剤
１３ 試料台
２０ 試料ブロック搬送部
３０ カッター部
３１ カッター
３２ 薄切片試料
３３ 供給リール
３４ キャリアテープ
３５、３６、３７、３８ ガイドローラ
３９ 巻取リール
４０ 試料ブロック保管部
５０ 位置調整部
６０ 転写部
６１、６２ ガイドローラ
６３ スライドガラス
６４ 接着液
７０ 伸展部
８０ スライドガラス搬送部
１００ 薄切片試料作製装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
前記面出し判定部は、
前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
を備えた、薄切片試料作製装置。
【請求項２】
前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する、請求項１に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項３】
前記面出し判定部の前記制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御し、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する、請求項１又は２に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項４】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤で包埋された試料ブロックの表面を加湿するステップと、
前記加湿された試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む、薄切片試料作製方法。
【請求項５】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りするステップと、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記薄切りするステップと前記識別するステップとの間において、前記試料ブロックの表面を加湿するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む、薄切片試料作製方法。
【請求項６】
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップは、
前記試料ブロックの表面を光で照射するステップと、
照射した光の前記試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るステップと、
得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
を含む、請求項４又は５に記載の薄切片試料作製方法。
【請求項１】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
前記面出し判定部は、
前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
を備えた、薄切片試料作製装置。
【請求項２】
前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する、請求項１に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項３】
前記面出し判定部の前記制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御し、
前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する、請求項１又は２に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項４】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤で包埋された試料ブロックの表面を加湿するステップと、
前記加湿された試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む、薄切片試料作製方法。
【請求項５】
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りするステップと、
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
前記薄切りするステップと前記識別するステップとの間において、前記試料ブロックの表面を加湿するステップと、
得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む、薄切片試料作製方法。
【請求項６】
前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップは、
前記試料ブロックの表面を光で照射するステップと、
照射した光の前記試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るステップと、
得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
を含む、請求項４又は５に記載の薄切片試料作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２２９９９４（Ｐ２０１２−２２９９９４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８４８３（Ｐ２０１１−９８４８３）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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