JP2002148153A - ３次元内部構造の解析方法及び装置 - Google Patents
３次元内部構造の解析方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料の透けの影響を受けることなく、試料を
連続的に切断してその断面画像を連続して観察でき、か
つ試料を蛍光染料で着色した場合でも試料全体をほぼ同
一の条件で観察することができ、これにより各断面画像
から試料の内部構造を高精密に再構築することができる
３次元内部構造の解析方法及び装置を提供する。 【解決手段】 試料１を一定の方向に順次押し出す試料
押出装置１２と、押し出された試料を順次切断する試料
切出装置１４と、切断した断面部に照明光を集光させそ
の反射光から切断断面の二次元画像を撮像する共焦点撮
像装置１６とを備え、切断位置の異なる多数の二次元画
像（連続断面画像）から試料の内部構造を再構築する。
連続的に切断してその断面画像を連続して観察でき、か
つ試料を蛍光染料で着色した場合でも試料全体をほぼ同
一の条件で観察することができ、これにより各断面画像
から試料の内部構造を高精密に再構築することができる
３次元内部構造の解析方法及び装置を提供する。 【解決手段】 試料１を一定の方向に順次押し出す試料
押出装置１２と、押し出された試料を順次切断する試料
切出装置１４と、切断した断面部に照明光を集光させそ
の反射光から切断断面の二次元画像を撮像する共焦点撮
像装置１６とを備え、切断位置の異なる多数の二次元画
像（連続断面画像）から試料の内部構造を再構築する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体等の試料の内
部構造を解析するための３次元内部構造の解析方法及び
装置に関する。
部構造を解析するための３次元内部構造の解析方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生体等の試料の内部構造を解析す
る手段として、試料から薄い試験片を作成し、その試験
片を顕微鏡等で観察したり、試料を切断してその切断断
面を顕微鏡やＣＣＤカメラで観察することが行われてい
た。例えば、細胞組織の観察を行うために、細胞組織を
ミクロトーム等により薄切りし、顕微鏡で観察すること
が行われている。
る手段として、試料から薄い試験片を作成し、その試験
片を顕微鏡等で観察したり、試料を切断してその切断断
面を顕微鏡やＣＣＤカメラで観察することが行われてい
た。例えば、細胞組織の観察を行うために、細胞組織を
ミクロトーム等により薄切りし、顕微鏡で観察すること
が行われている。
【０００３】しかし、このような従来の手段では、試料
のある断面の観察しかできなかった。そのため、試料の
断面構造から試料の内部構造を解析するような場合に
は、多数の試験片を準備する必要があり、かなりの時間
と高度な技術を要していた。
のある断面の観察しかできなかった。そのため、試料の
断面構造から試料の内部構造を解析するような場合に
は、多数の試験片を準備する必要があり、かなりの時間
と高度な技術を要していた。
【０００４】一方、試料を切断することなく非破壊で試
料の内部構造を観察する方法として、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ
及び共焦点レーザー顕微鏡が知られている。しかしＸ線
ＣＴやＭＲＩは、分解能が低く、かつ試料の色情報は得
られない欠点があった。また、共焦点レーザー顕微鏡
は、その観察対象の深さが試料の透明度に左右され、透
明度が高い試料でも観察可能な深さは１００μｍ程度に
すぎず、１ｍｍを超える試料の観察はできない問題点が
あった。
料の内部構造を観察する方法として、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ
及び共焦点レーザー顕微鏡が知られている。しかしＸ線
ＣＴやＭＲＩは、分解能が低く、かつ試料の色情報は得
られない欠点があった。また、共焦点レーザー顕微鏡
は、その観察対象の深さが試料の透明度に左右され、透
明度が高い試料でも観察可能な深さは１００μｍ程度に
すぎず、１ｍｍを超える試料の観察はできない問題点が
あった。
【０００５】上述した従来の問題点を解決するため、本
発明の発明者等は先に、「試料面切り出し装置を具備す
る自動検査装置」を創案し出願した（特公平７−１０９
３８４号）。この自動検査装置は、ミクロトーム等の薄
片の試料を形成する装置に隣接させて、観察装置や分析
装置を備え、試料を連続的に切断してその断面画像を撮
影し、各断面画像から試料の内部構造を再構築するもの
である。なお、この自動検査装置を以下、「３次元内部
構造顕微鏡」と呼ぶ。
発明の発明者等は先に、「試料面切り出し装置を具備す
る自動検査装置」を創案し出願した（特公平７−１０９
３８４号）。この自動検査装置は、ミクロトーム等の薄
片の試料を形成する装置に隣接させて、観察装置や分析
装置を備え、試料を連続的に切断してその断面画像を撮
影し、各断面画像から試料の内部構造を再構築するもの
である。なお、この自動検査装置を以下、「３次元内部
構造顕微鏡」と呼ぶ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、３次元内部構
造顕微鏡では試料の上方に光源を配置してその反射光を
観察することから、試料の透明度が高い場合に、観察断
面の下方からの反射光も同時に観察され、切断断面部の
みの観察が困難である問題点があった。すなわち、試料
の透けに影響され、観察断面画像がぼけた状態となり、
試料を高精度に観察することは困難であった。また、試
料を蛍光観察する場合に、透明な試料の内部に透過した
照明光により蛍光が徐々に劣化し、試料全体を同一の蛍
光条件で観察できない問題点があった。
造顕微鏡では試料の上方に光源を配置してその反射光を
観察することから、試料の透明度が高い場合に、観察断
面の下方からの反射光も同時に観察され、切断断面部の
みの観察が困難である問題点があった。すなわち、試料
の透けに影響され、観察断面画像がぼけた状態となり、
試料を高精度に観察することは困難であった。また、試
料を蛍光観察する場合に、透明な試料の内部に透過した
照明光により蛍光が徐々に劣化し、試料全体を同一の蛍
光条件で観察できない問題点があった。
【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、試料
の透けの影響を受けることなく、試料を連続的に切断し
てその断面画像を連続して観察でき、かつ試料を蛍光染
料で着色した場合でも試料全体をほぼ同一の条件で観察
することができ、これにより各断面画像から試料の内部
構造を高精密に再構築することができる３次元内部構造
の解析方法及び装置を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、試料
の透けの影響を受けることなく、試料を連続的に切断し
てその断面画像を連続して観察でき、かつ試料を蛍光染
料で着色した場合でも試料全体をほぼ同一の条件で観察
することができ、これにより各断面画像から試料の内部
構造を高精密に再構築することができる３次元内部構造
の解析方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、試料を
一定の方向に順次押し出す試料押出ステップ（ａ）と、
押し出された試料を順次切断する試料切出ステップ
（ｂ）と、切断した断面部に照明光を集光させその反射
光から切断断面の二次元画像を撮像する共焦点撮像ステ
ップ（ｃ）と、を備えたことを特徴とする３次元内部構
造の解析方法が提供される。
一定の方向に順次押し出す試料押出ステップ（ａ）と、
押し出された試料を順次切断する試料切出ステップ
（ｂ）と、切断した断面部に照明光を集光させその反射
光から切断断面の二次元画像を撮像する共焦点撮像ステ
ップ（ｃ）と、を備えたことを特徴とする３次元内部構
造の解析方法が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、試料（１）を一定
の方向に順次押し出す試料押出装置（１２）と、押し出
された試料を順次切断する試料切出装置（１４）と、切
断した断面部に照明光を集光させその反射光から切断断
面の二次元画像を撮像する共焦点撮像装置（１６）と、
を備えたことを特徴とする３次元内部構造の解析装置が
提供される。
の方向に順次押し出す試料押出装置（１２）と、押し出
された試料を順次切断する試料切出装置（１４）と、切
断した断面部に照明光を集光させその反射光から切断断
面の二次元画像を撮像する共焦点撮像装置（１６）と、
を備えたことを特徴とする３次元内部構造の解析装置が
提供される。
【００１０】上記本発明の方法及び装置によれば、試料
押出装置（１２）により試料（１）を順次押し出し、試
料切出装置（１４）により試料を順次切断して、共焦点
撮像装置（１６）によりその断面を順次撮像することが
できる。また、共焦点撮像装置で焦点位置を走査するこ
とにより、切断断面全体の二次元画像が得られ、更に、
切断位置の異なる多数の二次元画像から試料の内部構造
を再構築することができる。また、共焦点撮像装置（１
６）により切断した断面部に照明光を集光させその反射
光を観察するので、その焦点位置以外の光（例えば試料
の透け）の影響がほとんどなくなり、撮像した二次元画
像の解像度を高め、試料の内部構造を高精密に再構築で
きる。更に、照明光は焦点位置以外では拡散されて微弱
になるので、試料を蛍光染料で着色した場合でも焦点部
以外の蛍光染料の劣化がほとんどなく、試料全体をほぼ
同一の条件で観察することができる。
押出装置（１２）により試料（１）を順次押し出し、試
料切出装置（１４）により試料を順次切断して、共焦点
撮像装置（１６）によりその断面を順次撮像することが
できる。また、共焦点撮像装置で焦点位置を走査するこ
とにより、切断断面全体の二次元画像が得られ、更に、
切断位置の異なる多数の二次元画像から試料の内部構造
を再構築することができる。また、共焦点撮像装置（１
６）により切断した断面部に照明光を集光させその反射
光を観察するので、その焦点位置以外の光（例えば試料
の透け）の影響がほとんどなくなり、撮像した二次元画
像の解像度を高め、試料の内部構造を高精密に再構築で
きる。更に、照明光は焦点位置以外では拡散されて微弱
になるので、試料を蛍光染料で着色した場合でも焦点部
以外の蛍光染料の劣化がほとんどなく、試料全体をほぼ
同一の条件で観察することができる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
照明光はレーザー光である。この構成により、レーザー
光を切断した断面部の一定の位置（例えば表面又は表面
から一定の距離）に精密に集光させることができ、撮像
画像の解像度を高めることができる。また、複数の前記
二次元画像から試料の３次元内部構造を演算するデータ
処理装置（１８）と、該データ処理装置の出力データを
表示する表示装置（２０）とを更に備える。かかるデー
タ処理装置（１８）により、共焦点撮像装置（１６）に
より得られた切断位置の異なる多数の二次元画像（連続
断面画像）から試料の３次元内部構造をスムースに演算
し、表示装置（２０）によりその出力データを表示する
ことができる。
照明光はレーザー光である。この構成により、レーザー
光を切断した断面部の一定の位置（例えば表面又は表面
から一定の距離）に精密に集光させることができ、撮像
画像の解像度を高めることができる。また、複数の前記
二次元画像から試料の３次元内部構造を演算するデータ
処理装置（１８）と、該データ処理装置の出力データを
表示する表示装置（２０）とを更に備える。かかるデー
タ処理装置（１８）により、共焦点撮像装置（１６）に
より得られた切断位置の異なる多数の二次元画像（連続
断面画像）から試料の３次元内部構造をスムースに演算
し、表示装置（２０）によりその出力データを表示する
ことができる。
【００１２】前記共焦点撮像装置（１６）は、複数のピ
ンホール（２２ａ）を有するニポウディスク（２２）
と、該ニポウディスクのピンホールに対応する位置に複
数のマイクロレンズ（２４ａ）を有するマイクロレンズ
ディスク（２４）と、前記ニポウディスク（２２）とマ
イクロレンズディスク（２４）を一体に回転させる回転
装置（２６）とを備え、レーザー光を複数のマイクロレ
ンズ（２４ａ）により対応するそれぞれのピンホール
（２２ａ）に集光する。この構成により、回転装置（２
６）を高速回転させるだけで、レーザー光の焦点を切断
した断面全体に走査することができ、切断断面全体の二
次元画像が短時間に得られる。
ンホール（２２ａ）を有するニポウディスク（２２）
と、該ニポウディスクのピンホールに対応する位置に複
数のマイクロレンズ（２４ａ）を有するマイクロレンズ
ディスク（２４）と、前記ニポウディスク（２２）とマ
イクロレンズディスク（２４）を一体に回転させる回転
装置（２６）とを備え、レーザー光を複数のマイクロレ
ンズ（２４ａ）により対応するそれぞれのピンホール
（２２ａ）に集光する。この構成により、回転装置（２
６）を高速回転させるだけで、レーザー光の焦点を切断
した断面全体に走査することができ、切断断面全体の二
次元画像が短時間に得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。
【００１４】図１は、本発明の３次元内部構造解析装置
の第１実施形態を示す図である。この図に示すように、
本発明の３次元内部構造解析装置１０は、試料押出装置
１２、試料切出装置１４、共焦点撮像装置１６、データ
処理装置１８及び表示装置２０を備える。
の第１実施形態を示す図である。この図に示すように、
本発明の３次元内部構造解析装置１０は、試料押出装置
１２、試料切出装置１４、共焦点撮像装置１６、データ
処理装置１８及び表示装置２０を備える。
【００１５】試料押出装置１２は、例えばステッピング
モータとボールネジを用いた直動装置であり、試料１を
一定の方向（この図では上向き）に順次押し出すように
なっている。試料切出装置１４は、この例ではナイフ１
４ａを有するカッティングアーム１４ｂを駆動装置１４
ｃ（例えばモータとベルト）で水平に回転させ、押し出
された試料１を順次切断する。また、１５はエンコーダ
であり、カッティングアーム１４ｂの回転位置を常時検
出する。
モータとボールネジを用いた直動装置であり、試料１を
一定の方向（この図では上向き）に順次押し出すように
なっている。試料切出装置１４は、この例ではナイフ１
４ａを有するカッティングアーム１４ｂを駆動装置１４
ｃ（例えばモータとベルト）で水平に回転させ、押し出
された試料１を順次切断する。また、１５はエンコーダ
であり、カッティングアーム１４ｂの回転位置を常時検
出する。
【００１６】共焦点撮像装置１６は、この例では、光源
１６ａの照明光を対物レンズ１６ｂで試料１の切断した
断面部に集光させ、その反射光をビームスプリッター１
６ｃで水平に反射しピンホール窓１６ｄを通して検出器
１６ｅで検出する。更に、ビームスプリッター１６ｃを
揺動させて照明光の焦点位置を走査させることにより、
切断断面の二次元画像を撮像する。
１６ａの照明光を対物レンズ１６ｂで試料１の切断した
断面部に集光させ、その反射光をビームスプリッター１
６ｃで水平に反射しピンホール窓１６ｄを通して検出器
１６ｅで検出する。更に、ビームスプリッター１６ｃを
揺動させて照明光の焦点位置を走査させることにより、
切断断面の二次元画像を撮像する。
【００１７】データ処理装置１８は、例えばコンピュー
タであり、共焦点撮像装置１６で得られた多数の二次元
画像をメモリに記憶し，これから試料の３次元内部構造
を演算して試料１の内部構造を再構築する。表示装置２
０は、データ処理装置１８で再構築した試料１の内部構
造を出力表示する。
タであり、共焦点撮像装置１６で得られた多数の二次元
画像をメモリに記憶し，これから試料の３次元内部構造
を演算して試料１の内部構造を再構築する。表示装置２
０は、データ処理装置１８で再構築した試料１の内部構
造を出力表示する。
【００１８】図２は、本発明の３次元内部構造解析装置
の第２実施形態を示す図である。この図において、共焦
点撮像装置１６は、複数のピンホール２２ａを有するニ
ポウディスク２２と、ニポウディスクのピンホール２２
ａに対応する位置に複数のマイクロレンズ２４ａを有す
るマイクロレンズディスク２４と、ニポウディスク２２
とマイクロレンズディスク２４を一体に回転させる回転
装置２６とを備える。なお、その他の構成は、図１と同
様である。
の第２実施形態を示す図である。この図において、共焦
点撮像装置１６は、複数のピンホール２２ａを有するニ
ポウディスク２２と、ニポウディスクのピンホール２２
ａに対応する位置に複数のマイクロレンズ２４ａを有す
るマイクロレンズディスク２４と、ニポウディスク２２
とマイクロレンズディスク２４を一体に回転させる回転
装置２６とを備える。なお、その他の構成は、図１と同
様である。
【００１９】この構成により、レーザー光２を複数のマ
イクロレンズ２４ａにより対応するそれぞれのピンホー
ル２２ａに集光し、複数のピンホール２２ａを通過した
レーザー光２を対物レンズ１６ｂで試料１の切断した断
面部に集光させ、その反射光をビームスプリッター１６
ｃで水平に反射しレンズ１７を通して検出器１６ｅで検
出することにより、切断断面部の複数の点からの反射光
を同時に検出する。検出器１６ｅはこの例では、二次元
的に検出器が配置されたＣＣＤであるのがよい。
イクロレンズ２４ａにより対応するそれぞれのピンホー
ル２２ａに集光し、複数のピンホール２２ａを通過した
レーザー光２を対物レンズ１６ｂで試料１の切断した断
面部に集光させ、その反射光をビームスプリッター１６
ｃで水平に反射しレンズ１７を通して検出器１６ｅで検
出することにより、切断断面部の複数の点からの反射光
を同時に検出する。検出器１６ｅはこの例では、二次元
的に検出器が配置されたＣＣＤであるのがよい。
【００２０】更に、回転装置２６によりニポウディスク
２２とマイクロレンズディスク２４を高速回転させるだ
けで、レーザー光の焦点を切断した断面全体に走査する
ことができ、切断断面全体の二次元画像が短時間に得ら
れる。
２２とマイクロレンズディスク２４を高速回転させるだ
けで、レーザー光の焦点を切断した断面全体に走査する
ことができ、切断断面全体の二次元画像が短時間に得ら
れる。
【００２１】図３は、本発明の３次元内部構造解析方法
の説明図である。この図に示すように、本発明の方法で
は、図３（Ａ）において、前処理として試料１を凍結等
で固定し、一般染色又は蛍光染色し、試料を包理する。
次いで、図３（Ｂ）に示すように、試料１を一定の方向
に順次押し出す試料押出ステップ（ａ）と、押し出され
た試料１を順次切断する試料切出ステップ（ｂ）と、切
断した断面部に照明光を集光させその反射光から切断断
面の二次元画像を撮像する共焦点撮像ステップ（ｃ）と
を順次行う。この結果、図３（Ｃ）に示すような連続断
面画像が得られる。 更に、この連続断面画像をデータ
処理装置１８で処理して試料の３次元内部構造を表示装
置２０により表示する。
の説明図である。この図に示すように、本発明の方法で
は、図３（Ａ）において、前処理として試料１を凍結等
で固定し、一般染色又は蛍光染色し、試料を包理する。
次いで、図３（Ｂ）に示すように、試料１を一定の方向
に順次押し出す試料押出ステップ（ａ）と、押し出され
た試料１を順次切断する試料切出ステップ（ｂ）と、切
断した断面部に照明光を集光させその反射光から切断断
面の二次元画像を撮像する共焦点撮像ステップ（ｃ）と
を順次行う。この結果、図３（Ｃ）に示すような連続断
面画像が得られる。 更に、この連続断面画像をデータ
処理装置１８で処理して試料の３次元内部構造を表示装
置２０により表示する。
【００２２】本発明によれば、共焦点撮像装置１６によ
り切断した断面部のみに照明光を集光させてその反射光
を観察するので、その焦点位置以外の光（例えば試料の
透け）の影響がほとんどなくなり、撮像した二次元画像
の解像度を高め、試料の内部構造を高精密に再構築でき
る。
り切断した断面部のみに照明光を集光させてその反射光
を観察するので、その焦点位置以外の光（例えば試料の
透け）の影響がほとんどなくなり、撮像した二次元画像
の解像度を高め、試料の内部構造を高精密に再構築でき
る。
【００２３】図４は、本発明と従来例の画像の相違を示
す模式図である。この図において、（Ａ）は試料Ａの切
断面Ｂ，Ｃ，Ｄと５角形の試料Ｂを示している。また、
（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は各切断面に対応する画像を、従来
の３次元内部構造顕微鏡による画像を左側に、本発明に
よる画像を右側に示している。従来の切断面Ｂでは、試
料Ｂが透けて撮像される。また、切断面Ｃでは、試料Ｂ
と試料Ａの下部が透けて撮像される。更に、切断面Ｃで
は、試料Ａと試料Ｂが撮像されるが、試料Ａの下部も透
けて撮像される。これに対して、本発明の各切断面Ｂ，
Ｃ，Ｄでは、切断面に露出した試料Ａ及び試料Ｂのみが
撮像されることになる。
す模式図である。この図において、（Ａ）は試料Ａの切
断面Ｂ，Ｃ，Ｄと５角形の試料Ｂを示している。また、
（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は各切断面に対応する画像を、従来
の３次元内部構造顕微鏡による画像を左側に、本発明に
よる画像を右側に示している。従来の切断面Ｂでは、試
料Ｂが透けて撮像される。また、切断面Ｃでは、試料Ｂ
と試料Ａの下部が透けて撮像される。更に、切断面Ｃで
は、試料Ａと試料Ｂが撮像されるが、試料Ａの下部も透
けて撮像される。これに対して、本発明の各切断面Ｂ，
Ｃ，Ｄでは、切断面に露出した試料Ａ及び試料Ｂのみが
撮像されることになる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 （実験装置）この実施例では、図２に示した装置を使用
した。このうち、共焦点撮像装置１６として共焦点顕微
鏡を用いた。観察可能な試料１の大きさは直径８ｍｍ、
長さ１０ｍｍの円柱である。装着された試料１はサーボ
モータとボールネジを用いた直動機構により上方に送
り、上端を回転するスピンドルに取り付けたナイフ１４
ａで切削する。この切削面を対物レンズを用い、ＣＣＤ
カメラを通じて追記型レーザーディスク（登録商標）に
記録した。また光源にはアルゴンレーザーを用い、４８
８ｎｍのフィルターセットを使用し、高感度ＣＣＤカメ
ラ（ＩＣＤ−８０００：ＩＫＥＧＡＭＩ）で撮影した。
した。このうち、共焦点撮像装置１６として共焦点顕微
鏡を用いた。観察可能な試料１の大きさは直径８ｍｍ、
長さ１０ｍｍの円柱である。装着された試料１はサーボ
モータとボールネジを用いた直動機構により上方に送
り、上端を回転するスピンドルに取り付けたナイフ１４
ａで切削する。この切削面を対物レンズを用い、ＣＣＤ
カメラを通じて追記型レーザーディスク（登録商標）に
記録した。また光源にはアルゴンレーザーを用い、４８
８ｎｍのフィルターセットを使用し、高感度ＣＣＤカメ
ラ（ＩＣＤ−８０００：ＩＫＥＧＡＭＩ）で撮影した。
【００２５】（実験方法）観察対象として直径１００μ
ｍのスポンジ状のセルロース球（マイクロキャリア：旭
化成）をＦＩＴＣにて染色したものを用いた。染色した
マイクロキャリアをＯＣＴコンパウンドで包埋し−３５
℃にて凍結包理した。凍結した試料を図２の装置に挿着
して５０倍の対物レンズ（Ｍ Ｐｌａｎ ＡｐｏＳＬ：
ミツトヨ）と各顕微鏡を用いて撮影し、下層の透けにつ
いて比較検討を行った。
ｍのスポンジ状のセルロース球（マイクロキャリア：旭
化成）をＦＩＴＣにて染色したものを用いた。染色した
マイクロキャリアをＯＣＴコンパウンドで包埋し−３５
℃にて凍結包理した。凍結した試料を図２の装置に挿着
して５０倍の対物レンズ（Ｍ Ｐｌａｎ ＡｐｏＳＬ：
ミツトヨ）と各顕微鏡を用いて撮影し、下層の透けにつ
いて比較検討を行った。
【００２６】（結果と考察）凍結包理したマイクロキャ
リアは図２の装置により上方から順に切断を行った。図
５（Ａ）にマイクロキャリアの模式図を示し、図５
（Ｂ）に上方から５０μｍ球形の約半分までを切断し、
各顕微鏡で観察した同一断面画像を示す。同時に行った
従来の蛍光顕微鏡で観察した断面は、下層の透けにより
ぼやけており、紙面で識別できるようなコントラストの
ある画像が得られなかった。これに対して本発明による
観察では、下層のぼけが除去され、スポンジ状のセルロ
ースを識別することができることがわかる。さらに横方
向の分解能も向上している。
リアは図２の装置により上方から順に切断を行った。図
５（Ａ）にマイクロキャリアの模式図を示し、図５
（Ｂ）に上方から５０μｍ球形の約半分までを切断し、
各顕微鏡で観察した同一断面画像を示す。同時に行った
従来の蛍光顕微鏡で観察した断面は、下層の透けにより
ぼやけており、紙面で識別できるようなコントラストの
ある画像が得られなかった。これに対して本発明による
観察では、下層のぼけが除去され、スポンジ状のセルロ
ースを識別することができることがわかる。さらに横方
向の分解能も向上している。
【００２７】以上のことにより、蛍光物質の観察におい
て本発明の方法及び装置が有効であると考えられる。ま
た、従来の共焦点レーザー顕微鏡では不透明で直径１０
０μｍである試料を観察することは困難であることか
ら、共焦点レーザー顕微鏡と３次元内部構造顕微鏡を組
み合わせた本発明の方法及び装置により、共焦点レーザ
ー顕微鏡における下層の透け、共焦点レーザー顕微鏡に
おける深さ方向の観察限界の両方の欠点を補うことがで
き、顕微鏡の性能が向上し、より詳細な生体試料の観察
が可能となる。
て本発明の方法及び装置が有効であると考えられる。ま
た、従来の共焦点レーザー顕微鏡では不透明で直径１０
０μｍである試料を観察することは困難であることか
ら、共焦点レーザー顕微鏡と３次元内部構造顕微鏡を組
み合わせた本発明の方法及び装置により、共焦点レーザ
ー顕微鏡における下層の透け、共焦点レーザー顕微鏡に
おける深さ方向の観察限界の両方の欠点を補うことがで
き、顕微鏡の性能が向上し、より詳細な生体試料の観察
が可能となる。
【００２８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】上述したように、本発明の方法及び装置
は、３次元内部構造顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を組
み合わせたものである。この方法及び装置では、従来装
置のそれぞれの欠点を補い、深さ方向に制限がなく、下
層の透けのない観察を行うことが可能であり、試料の内
部構造を高精度に観察することが可能である。すなわ
ち、本発明により、深さ方向に制限がなく、下層の透け
のない観察が可能である。また、この発明により試料内
部の３次元構造の観察において原理的には１μｍの高分
解能をもつ観察を高速かつ簡便に行うことが可能とな
る。
は、３次元内部構造顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を組
み合わせたものである。この方法及び装置では、従来装
置のそれぞれの欠点を補い、深さ方向に制限がなく、下
層の透けのない観察を行うことが可能であり、試料の内
部構造を高精度に観察することが可能である。すなわ
ち、本発明により、深さ方向に制限がなく、下層の透け
のない観察が可能である。また、この発明により試料内
部の３次元構造の観察において原理的には１μｍの高分
解能をもつ観察を高速かつ簡便に行うことが可能とな
る。
【００３０】従って、本発明の３次元内部構造の解析方
法及び装置は、試料の透けの影響を受けることなく、試
料を連続的に切断してその断面画像を連続して観察で
き、かつ試料を蛍光染料で着色した場合でも試料全体を
ほぼ同一の条件で観察することができ、これにより各断
面画像から試料の内部構造を高精密に再構築することが
できる、等の優れた効果を有する。
法及び装置は、試料の透けの影響を受けることなく、試
料を連続的に切断してその断面画像を連続して観察で
き、かつ試料を蛍光染料で着色した場合でも試料全体を
ほぼ同一の条件で観察することができ、これにより各断
面画像から試料の内部構造を高精密に再構築することが
できる、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の３次元内部構造解析装置の第１実施形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】本発明の３次元内部構造解析装置の第２実施形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図３】本発明の３次元内部構造解析方法の説明図であ
る。
る。
【図４】本発明と従来例の画像の相違を示す模式図であ
る。
る。
【図５】本発明に実施例により得られた画像の例であ
る。
る。
１ 試料、２ レーザー光、３ 異物、１０ ３次元内
部構造解析装置、１２ 試料押出装置、１４ 試料切出
装置、１４ａ ナイフ、１４ｂ カッティングアーム、
１４ｃ 駆動装置、１５ エンコーダ、１６ 共焦点撮
像装置、１６ａ 光源、１６ｂ 対物レンズ、１６ｃ
ビームスプリッター、１６ｄ ピンホール窓、１６ｅ
検出器、１７ レンズ、１８ データ処理装置、２０
表示装置、２２ ニポウディスク、２２ａ ピンホー
ル、２４ マイクロレンズディスク、２４ａ マイクロ
レンズ、２６ 回転装置
部構造解析装置、１２ 試料押出装置、１４ 試料切出
装置、１４ａ ナイフ、１４ｂ カッティングアーム、
１４ｃ 駆動装置、１５ エンコーダ、１６ 共焦点撮
像装置、１６ａ 光源、１６ｂ 対物レンズ、１６ｃ
ビームスプリッター、１６ｄ ピンホール窓、１６ｅ
検出器、１７ レンズ、１８ データ処理装置、２０
表示装置、２２ ニポウディスク、２２ａ ピンホー
ル、２４ マイクロレンズディスク、２４ａ マイクロ
レンズ、２６ 回転装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 21/36 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ (72)発明者 山形 豊 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 Ｆターム(参考） 2G045 AA24 BA14 CB01 FA12 FA16 FA19 JA07 2G052 AA28 AD32 AD52 CA03 CA04 CA09 EB08 EC03 FA01 GA31 HB06 HB10 JA09 2H052 AA08 AC04 AC15 AC34 AF01 AF14 AF21
Claims (6)
- 【請求項１】 試料を一定の方向に順次押し出す試料押
出ステップ（ａ）と、押し出された試料を順次切断する
試料切出ステップ（ｂ）と、切断した断面部に照明光を
集光させその反射光から切断断面の二次元画像を撮像す
る共焦点撮像ステップ（ｃ）と、を備えたことを特徴と
する３次元内部構造の解析方法。 - 【請求項２】 前記照明光はレーザー光である、ことを
特徴とする請求項１に記載の３次元内部構造の解析方
法。 - 【請求項３】 試料（１）を一定の方向に順次押し出す
試料押出装置（１２）と、押し出された試料を順次切断
する試料切出装置（１４）と、切断した断面部に照明光
を集光させその反射光から切断断面の二次元画像を撮像
する共焦点撮像装置（１６）と、を備えたことを特徴と
する３次元内部構造の解析装置。 - 【請求項４】 更に、複数の前記二次元画像から試料の
３次元内部構造を演算するデータ処理装置（１８）と、
該データ処理装置の出力データを表示する表示装置（２
０）とを備えた、ことを特徴とする請求項３に記載の３
次元内部構造の解析装置。 - 【請求項５】 前記共焦点撮像装置（１６）は、複数の
ピンホール（２２ａ）を有するニポウディスク（２２）
と、該ニポウディスクのピンホールに対応する位置に複
数のマイクロレンズ（２４ａ）を有するマイクロレンズ
ディスク（２４）と、前記ニポウディスク（２２）とマ
イクロレンズディスク（２４）を一体に回転させる回転
装置（２６）とを備え、レーザー光を複数のマイクロレ
ンズ（２４ａ）により対応するそれぞれのピンホール
（２２ａ）に集光する、ことを特徴とする請求項３に記
載の３次元内部構造の解析装置。 - 【請求項６】 前記共焦点撮像装置（１６）は、共焦点
顕微鏡である、ことを特徴とする請求項３に記載の３次
元内部構造の解析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347398A JP2002148153A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元内部構造の解析方法及び装置 |
| US09/852,912 US6528279B2 (en) | 2000-11-15 | 2001-05-11 | Method and apparatus for analyzing three-dimensional internal structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347398A JP2002148153A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元内部構造の解析方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002148153A true JP2002148153A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18821136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000347398A Pending JP2002148153A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元内部構造の解析方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6528279B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002148153A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007026705A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Riken | 遺伝子発現画像構築方法および遺伝子発現画像構築システム |
| US7280680B2 (en) | 2002-03-04 | 2007-10-09 | Riken | Method and apparatus for observing three-dimensional localizations of in vivo expressed genes as well as method and apparatus for observing minute three-dimensional localizations of in vivo expressed genes |
| JP2008046127A (ja) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Fei Co | 試料の薄片から画像を取得する方法 |
| WO2008078527A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Hitachi Medical Corporation | 微量磁性薬剤検出装置及び磁性薬剤検出方法 |
| WO2010109811A1 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | ソニー株式会社 | 観察装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10300091A1 (de) * | 2003-01-04 | 2004-07-29 | Lubatschowski, Holger, Dr. | Mikrotom |
| DE10350918B3 (de) * | 2003-10-31 | 2005-04-14 | Evotec Technologies Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Transmission eines Objekts |
| US20050238539A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-27 | Gal Shafirstein | Apparatus for automated fresh tissue sectioning |
| DE102004022484B4 (de) * | 2004-05-07 | 2007-12-20 | P.A.L.M. Microlaser Technologies Ag | Mikroskoptisch |
| DE102004023262B8 (de) * | 2004-05-11 | 2013-01-17 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Verfahren zur Bearbeitung einer Masse mittels Laserbestrahlung und Steuersystem |
| DE102005008925A1 (de) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Laser-Mikrodissektionsgerät |
| DE102005017090A1 (de) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Universität Rostock | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Schliffflächen |
| DE102005042367B4 (de) * | 2005-09-07 | 2009-11-12 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung zum Erzeugen von 3-D Bildern einer Probe |
| US20100000383A1 (en) * | 2007-08-07 | 2010-01-07 | Koos David S | Microscope coupled tissue sectioning system |
| CN104677669A (zh) * | 2013-11-30 | 2015-06-03 | 大连隆星新材料有限公司 | 石蜡切片设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4222804A1 (de) * | 1991-07-10 | 1993-04-01 | Raytheon Co | Einrichtung und verfahren zur automatischen visuellen pruefung elektrischer und elektronischer baueinheiten |
| JP3286423B2 (ja) | 1993-10-12 | 2002-05-27 | 住友ゴム工業株式会社 | ベーストレッド用ゴム組成物およびそれを用いてなるタイヤ |
| US6081577A (en) * | 1998-07-24 | 2000-06-27 | Wake Forest University | Method and system for creating task-dependent three-dimensional images |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000347398A patent/JP2002148153A/ja active Pending
-
2001
- 2001-05-11 US US09/852,912 patent/US6528279B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7280680B2 (en) | 2002-03-04 | 2007-10-09 | Riken | Method and apparatus for observing three-dimensional localizations of in vivo expressed genes as well as method and apparatus for observing minute three-dimensional localizations of in vivo expressed genes |
| WO2007026705A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Riken | 遺伝子発現画像構築方法および遺伝子発現画像構築システム |
| JP2007064689A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Institute Of Physical & Chemical Research | 遺伝子発現画像構築方法および遺伝子発現画像構築システム |
| JP4724497B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2011-07-13 | 独立行政法人理化学研究所 | 遺伝子発現画像構築方法および遺伝子発現画像構築システム |
| US8189898B2 (en) | 2005-08-29 | 2012-05-29 | Riken | Gene expression image constructing method and gene expression image constructing system |
| JP2008046127A (ja) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Fei Co | 試料の薄片から画像を取得する方法 |
| WO2008078527A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Hitachi Medical Corporation | 微量磁性薬剤検出装置及び磁性薬剤検出方法 |
| JP2008157786A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Hitachi Medical Corp | 微量磁性薬剤検出装置及び磁性薬剤検出方法 |
| WO2010109811A1 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | ソニー株式会社 | 観察装置 |
| JP2010230495A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Sony Corp | 観察装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6528279B2 (en) | 2003-03-04 |
| US20020058300A1 (en) | 2002-05-16 |
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