JP2009014980A - 蛍光画像の撮影支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、励起光のいくつかの強度に対する測定可能時間を短時間で算出し、行いたい測定に最適な励起光の強度を判定する蛍光画像撮影支援装置を提供する。
【解決手段】
励起光のある強度における任意の時刻における蛍光の光強度を測定し、蛍光の減衰曲線を求めることで、蛍光の光強度が検出限界強度Ｉｍｉｎ以下になるまでの時間、測定可能時間Ｔｅを算出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、励起光によって励起される蛍光物質からの蛍光を検出し、蛍光画像の撮影を行う撮影装置を支援する蛍光画像撮影のための支援装置に関するものである。

蛍光物質を導入した細胞に、励起光を照射し放射された蛍光を利用して、細胞の動態を解析する実験が広く行われている。細胞に励起光を照射し、蛍光物質を観察する場合、試料からの微弱な蛍光を検出することが必要である。また、励起光により蛍光物質が劣化し、時間経過とともに蛍光の光強度が弱くなることから、シグナル／ノイズ比がよく観察するには、できるだけ試料に強い励起光を照射する必要がある。

しかし、強度が強い励起光を試料に照射すると、試料からの蛍光の光強度が検出系の検出限界強度（検出系がノイズの影響がなく検出することができる最低強度）を下回る時間になるのが早まることが起きる。例えば、タイムラプス蛍光画像撮影などの測定時間が長時間要する測定は行うことができない。そのため、測定を行う際、予め、励起光のいくつかの強度と、蛍光の光強度が検出系の検出限界強度を下回るまでの時間（測定が可能な時間）の関係を求めておき、励起光のどの強度が、行おうとしている測定に適しているのかを明らかにしておくことが重要である。

特許文献１には、試料に照射する励起光を発する励起光源と、励起光源が照射する励起光の照射時間を計時する計時部と、計時部で計時された計時時間が、所定の基準値を超えたかどうかを判定するための判定部と、判定部に制御されて、励起光源から試料に照射される励起光を遮断するなどの警告動作を行う警告部とを備える蛍光顕微鏡が開示されている。

特許文献１においては、計時部で計時された照射時間の連続照射時間や累積照射時間が所定の基準値を超えた場合、警告動作を行っている。このときの基準値は、蛍光色素の強度やｐＨ濃度等の観察条件に依存することから、予め観察条件を指定し、指定された条件にしたがって、基準値を設定している。

しかし、蛍光の光強度は微弱であるため、光学配置（特にレンズ系）の微差の変位、励起光の僅かな強度変化、などの僅かな条件変化においても、試料からの蛍光の光強度は敏感に応答する。そのため、測定が可能な時間は、予め指定された観察条件から、おおよその時間を予測し、基準値などを設定することができるが、試料からの蛍光の光強度は必ずしも基準値通りと言う訳には行かない場合が考えられる。つまり、今から行おうとしている測定に適している、励起光の強度およびその強度での測定可能時間を求めるためには、実際に、いくつかの励起光強度と、その励起光強度での測定可能時間を求める測定を行い、励起光のどの強度が適しているのかを選択する必要がある。

特開２００５−３３１８８９公報

しかし、励起光のある強度において、実際に蛍光の光強度が検出系の検出限界強度を下回るまでの時間（測定可能時間）を求めるために、予め、蛍光の光強度が検出限界以下になるまで測定を行うのでは、時間がかかってしまう。

本発明は、励起光のいくつかの強度に対する測定可能時間を短時間で算出し、行いたい測定に最適な励起光の強度を判定する蛍光画像の撮影支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、試料中の蛍光物質に励起光を照射し、試料の蛍光画像を取得して測定を行う蛍光測定装置に接続され、当該蛍光測定装置を用いて行われる前記試料の撮影の準備を支援する蛍光画像の撮影支援装置であって、
前記蛍光測定装置の本測定に必要な撮影パラメータの入力を受付ける第１の入力受付手段と、
前記蛍光測定装置のプレ測定に必要なプレ測定パラメータの入力を受付ける第２の入力受付手段と、
前記第１の入力受付手段から受付けた前記撮影パラメータに基づいて、前記蛍光画像の測定に必要な測定時間を算出する第１算出手段と、
前記第２の入力受付手段で受け付けた前記プレ測定パラメータに基づいて前記プレ測定を実行するプレ測定実行手段と、
前記プレ測定実行手段で実行された前記試料の蛍光の光強度と、前記プレ測定パラメータとを用いて、前記蛍光測定装置が蛍光画像を取得し、測定可能な時間を算出する第２算出手段と、
前記第１算出手段が算出した測定必要時間と、前記第２算出手段が算出した測定可能時間と、を比較し、測定の可否を判定する撮影許可決定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、励起光のいくつかの強度に対する測定可能時間を短時間で算出することができ、行いたい測定に最適な励起光の強度を判定することができる。

以下、実施形態について、図面を参照に説明する。ただし、各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために変形している。
（原理について）
本発明では、任意の時刻（例えば、Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３）における蛍光の光強度（例えば、Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３）を測定し、蛍光の減衰曲線を求めることで、蛍光の光強度が検出限界強度Ｉｍｉｎ以下になるまでの時間（測定可能時間Ｔａ）を算出している。

まず、図１を用いて、測定可能時間Ｔａの算出原理を説明する。図１は励起光の強度がＳおよびＵの場合（Ｓ＞Ｕ）の蛍光の光強度Ｉと時間Ｔの関係を示す図である。ここで、(ａ)が励起光の強度がＳの場合を示し、（ｂ）が励起光の強度がＵの場合を示す。図１の横軸は時間Ｔ、縦軸は蛍光の光強度Ｉを示す。ただし、この蛍光の光強度Ｉは、画像の輝度の平均値を示す。

図１（ａ）のＩ_１、Ｉ_２、Ｉ_３は、励起光の強度がＳの場合の、時刻Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３における蛍光の光強度を示している。

Ａｎｄｒｅｗ Ｊ．Ｂｅｒｇｌｕｎｄ：Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．１２１（７）（２００４） ｐ．２８９９−２９０３．によると、蛍光の光強度の減衰特性は、指数関数の式または指数関数の重ね合わせた式で表せる、つまり、以下の（１）式で表せる。

本発明では、蛍光の減衰曲線を、（１）式を用いて予測する。図１では、（１）式において、３つの定数を含んだ場合、つまり、以下の（２）式のように予測した場合を示している。

Ｉ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ（−Ｃ×Ｔ）・・・（２）
（２）式の中のＡ、Ｂ、Ｃは定数である。この定数Ａ、Ｂ、Ｃは、時刻Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３における蛍光の光強度Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３を（２）式に代入することで求まり、励起光の強度がＳの場合の蛍光の減衰曲線Ｌｓを導出することができる。

なお、（１）式おいて、５つの場合を含んだ場合の式は、
Ｉ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ（−ＣＴ）＋Ｄ×ｅｘｐ（−ＥＴ）・・・（３）
のようになる。よって、減衰曲線の（１）式の定数の数は、３、５、７、・・・、ｎの３以上の奇数である。

次に、この蛍光の減衰曲線Ｌｓと、以下の式の交点Ａを求める。

Ｉ＝Ｉｍｉｎ・・・（４）
Ｉｍｉｎは検出限界強度である。（４）式は、図１の強度閾値直線Ｌ_０に相当する。
蛍光の減衰曲線Ｌｓと、強度閾値直線Ｌ_０と、の交点Ａは、（４）の式を（２）の式に代入することで求まり、交点Ａにおける時間座標値が、測定可能時間Ｔａである。

ここで、後述する画像撮影パラメータから算出された測定で必要な時間を、測定必要時間Ｔｅとすると、Ｔｅ＜Ｔａの場合、時刻Ｔｅでの蛍光の光強度Ｉｅは、Ｉｍｉｎより強いため、測定が十分可能と考えることができる。

一方、Ｔｅ＞Ｔａの場合、時間Ｔｅでの蛍光の光強度Ｉｅは、Ｉｍｉｎより弱くなる。この励起光の強度がＳの場合では、測定できないと考えることができる。

そのような条件の場合には、まず、例えば励起光の強度をＵ（Ｕ＜Ｓ）に変え、励起光の強度を弱くする（図１（ｂ））。

次に、改めて時刻Ｔ_４、Ｔ_５、Ｔ_６における蛍光の光強度Ｉ_４、Ｉ_５、Ｉ_６を測定し、（２）式より、励起光の強度がＵの場合の蛍光の減衰曲線Ｌ_Ｕを導出する。そして、強度閾値直線Ｌ_０との交点Ａを求め、改めて測定可能時間Ｔａを算出する。

測定可能時間Ｔａの算出は、励起光の強度が強い場合から始め、Ｔｅ＜Ｔａの条件を満たすまで続ける。そのため、タイムラプス蛍光画像撮影のような、できるだけ強い光強度で長い時間測定を行いたい場合、最適な励起光の強度で測定を行うことができる。
（蛍光画像の撮影支援装置について）
図２に、第一実施形態に係る蛍光画像の撮影支援装置のブロック図を示す。
図２に示す蛍光画像の撮影支援装置１０は、蛍光顕微鏡１００と、情報処理装置２００と、表示装置３００Ａと、入力装置３００Ｂと、を備える。

蛍光顕微鏡１００は、励起光源１１０と、光学系１３０と、フィルタホルダー１２０と、検出系１４０と、フィルタ制御部１５０と、インタフェースＩ／Ｆ部１６０と、を備える。

励起光源１１０としては、ランプ光やレーザ光などが用いられ、試料中の蛍光物質を励起する励起光を出力する。励起光源１１０から出力された励起光は、フィルタホルダー１２０と、レンズなどで構成される光学系１３０を介して、試料Ｓ（図示しない）に照射される。試料中の蛍光物質は、励起光によって励起され、蛍光を発する。試料Ｓからの蛍光は、ＣＣＤカメラなどで構成される検出系１４０で、蛍光の光強度を２次元画像として検出される。検出系１４０で検出した画像は、インタフェースＩ／Ｆ部１６０を介して、情報処理装置２００に送られる。

フィルタホルダー１２０には、様々な減衰率をもつ減衰フィルタ１２１が納められている。フィルタ制御部１５０から供給される制御信号に応じて、選択された減衰フィルタ１２１が光路中に配置され、励起光源１１０からの励起光を減衰する。

フィルタ制御部１５０は、後述する情報処理装置２００からインタフェースＩ／Ｆ部１６０を介してフィルタ制御信号を受け取り、その信号に基づいて、フィルタホルダー１２０に制御信号を送信する。

図３に情報処理装置２００の機能構成図を示す。情報処理装置２００は、インタフェースＩ／Ｆ部２１０と、制御部２２０と、を備えている。

インタフェースＩ／Ｆ部２１０は、蛍光顕微鏡装置１００および表示装置３００Ａと、入力装置３００Ｂと、の信号の入出力を制御する。

制御部２２０は、入力受付部２２１と、顕微鏡制御部２２２と、測定必要時間Ｔｅ算出部２２３と、測定可能時間Ｔａ算出部２２４と、撮影許可決定部２２５と、フィルタ選択受付部２２６と、を有する。

入力受付部２２１は、第１入力受付部２２１Ａと、第２入力受付部と、を有する。

第１入力受付部２２１Ａは、蛍光画像撮影に必要なパラメータの入力を受け付けるために、表示装置３００Ａに画像撮影パラメータの設定画面４００を表示し、入力装置３００Ｂを介して入力を受け付ける。図４に画像撮影パラメータの設定画面４００の一例を示す。画像撮影パラメータの設定画面４００は、測定試料の数の入力領域４１０と、１試料中の撮影回数の入力領域４２０と、撮影１回当たりの測定時間の入力領域４３０と、測定必要時間Ｔｅの算出結果を表示する表示領域４４０と、を有する。第１入力受付部２２１Ａは、画像撮影パラメータの設定画面４００に対応して、画像撮影パラメータとして、測定試料の数と、１試料中の撮影回数と、撮影１回当たりの測定時間と、の入力を入力装置３００Ｂを介して受け付ける。

また、第２入力受付部２２１Ｂは、後述するプレ測定に必要なプレ測定パラメータの入力を受け付けるために、表示装置３００Ａにプレ測定パラメータの設定画面５００（図５）を表示し、入力装置３００Ｂを介して入力を受け付ける。

測定必要時間Ｔｅ算出部２２３は、画像撮影パラメータの設定画面４００に対応して受け付けた画像撮影パラメータに基づいて、測定必要時間Ｔｅを算出する。例えば、測定試料の数が５個、１試料中の撮影回数が１０回、撮影１回当たりの測定時間が１０分の場合、測定必要時間Ｔｅは（５個×１０回×１０分＝５００分）となる。測定必要時間Ｔｅ算出部２２３は、測定必要時間Ｔｅを算出後、算出結果を画像撮影パラメータの設定画面４００中の測定必要時間Ｔｅの算出結果を表示する表示領域４４０に表示し（図４）、また、測定必要時間Ｔｅの算出結果を撮影許可決定部２２５において参照可能となる。

測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、励起光のある強度（例えば、励起光の強度がＳの場合）で蛍光物質を励起した場合の測定可能時間Ｔａを算出する。測定可能時間Ｔａを導出するためには、上で述べたように、まず、ある時刻Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３における蛍光の光強度Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３の測定するための、プレ測定を行う。プレ測定を行うためのパラメータは、プレ測定パラメータの設定画面５００（図５）を表示装置３００Ａに表示し、入力装置３００Ｂを介して入力を受け付ける。図５にプレ測定パラメータの設定画面５００の一例を示す。プレ測定パラメータの設定画面５００は、測定ポイント数の入力領域５１０と、１ポイント目の測定開始時間の入力領域５２０と、ポイント間隔時間の入力領域５３０と、１ポイント当たりの測定時間の入力領域５４０と、検出限界強度Ｉｍｉｎの入力領域５５０と、を有する。

測定ポイント数の入力領域５１０には、プレ測定を行うポイント数を入力する。ここで、蛍光の減衰曲線を（２）式と予測する場合には、プレ測定を行うポイント数は３点でよく、３と入力する。蛍光の減衰曲線を３つ以上の定数を含む式、例えば、５つの定数を含む式（（３）式）と予測した場合は、プレ測定で必要なポイント数は５点であり、５と入力する。

１ポイント目の測定開始時間の入力領域５２０に入力する値は、例えば、図１（ａ）のＴ_１の時刻、または図１（ｂ）のＴ_４の時刻に相当する。

ポイント間隔時間の入力領域５３０に入力する値は、例えば、図１（ａ）のＴ_１とＴ_２の時間差に相当する。

１ポイント当たりの測定時間の入力領域５４０に入力される値は、例えば、図１（ａ）のＴ_１における測定時間である。

検出限界強度Ｉｍｉｎの入力領域５５０に入力される値は、検出系１４０がノイズの影響がなく検出することができる最低強度である。検出限界強度Ｉｍｉｎの入力領域５５０への入力は、予め、検出系の検出限界強度Ｉｍｉｎがわかっている場合には、固定値にしてもよい。また、測定試料によって、検出限界強度Ｉｍｉｎを変更したい場合には、入力を行ってもよい。

測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、プレ測定パラメータの設定画面５００に対応して受け付けたプレ測定を行うためのパラメータに基づいて、顕微鏡制御部２２２に、プレ測定を行う指示を送る。

顕微鏡制御部２２２は、インタフェースＩ／Ｆ部２１０、１６０を介して、蛍光顕微鏡１００中の検出系１４０に測定ポイント数と、１ポイント目の測定開始時間と、ポイント間隔時間と、１ポイント当たりの測定時間と、を含む測定信号を送り、検出系１４０はプレ測定を行う。また、顕微鏡制御部２２２は、検出系１４０で検出した蛍光の光強度信号を受信し、測定可能時間Ｔａ算出部２２４に送信する。

測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、例えば、プレ測定のポイント数が３点の場合、（２）式から、励起光の強度がＳの場合の、蛍光の減衰曲線Ｌ_Ｓを求める。そして、強度閾値直線Ｌ_０との交点Ａを求め、交点Ａにおける時間座標値Ｔａを算出する。測定可能時間算出部２２５は、測定可能時間Ｔａを算出した後、算出結果を撮影許可決定部２２５において参照可能とする。

撮影許可決定部２２５は、測定必要時間Ｔｅ算出部２２３が算出した測定必要時間Ｔｅ算出結果と、測定可能時間Ｔａ算出部２２４が算出した測定可能時間Ｔａ算出結果と、を比較し、Ｔｅ＞Ｔａの場合と、Ｔｅ＜Ｔａの場合と、に応じて、測定時間算出結果の表示画面６００を表示装置３００Ａに表示させる。

図６に、測定時間算出結果の表示画面６００の一例を示す。測定時間算出結果の表示画面６００には、撮影開始ボタン６１０Ａと、測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂと、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃと、測定必要時間Ｔｅ算出結果表示領域６２０と、測定可能時間Ｔａ算出結果表示領域６３０と、測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）表示領域６４０と、例えば、励起光の強度がＳの場合の蛍光の減衰曲線Ｌｓおよび強度閾値直線Ｌ_０を含むグラフの表示領域６５０と、減衰フィルタ選択入力領域６６０を示す画像が表示される。

ここで、撮影開始ボタン６１０Ａは、撮影開始指示操作を受け付けるための撮影開始指示受付領域を示す。また、測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂは、測定可能時間再算出指示操作を受け付けるための測定可能時間Ｔａ再算出指示受付領域を示す。そして、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃは、測定必要時間修正指示操作を受け付けるための測定必要時間Ｔｅ修正指示受付領域を示す。

撮影許可決定部２２５は、Ｔｅ＜Ｔａと判断した場合には、撮影開始ボタン６１０Ａが選択できる状態である測定時間算出結果の表示画面６００Ａを表示する（図６）。

一方、Ｔｅ＞Ｔａと判断した場合には、測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂと、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃと、を選択できる状態である測定時間算出結果の表示画面６００Ｂを表示する（図７）。つまり、撮影開始ボタン６１０Ａを選択できない状態で、表示する。

これにより、撮影開始ボタン６１０Ａが選択できる状態（Ｔｅ＜Ｔａの場合）にあるときには、時刻Ｔｅにおける蛍光の光強度Ｉｅが、検出限界強度Ｉｍｉｎより大きい状態にあることを簡単に知ることができる。この場合、励起光の強度の変更をすることなく、画像撮影を行うことができる。すぐに画像撮影を行う場合、撮影開始ボタン６１０Ａを選択する操作を、入力装置３００Ｂを介して受け、撮影を開始する。撮影開始ボタン６１０Ａが選択されると、撮影許可決定部２２５は顕微鏡制御部２２２に撮影開始信号を送る。顕微鏡制御部２２２は撮影開始信号を受け、画像撮影パラメータの設定画面４００で受け付けた条件で撮影を行うため、検出部１４０に検出開始を指示する信号を送る。

一方、撮影開始ボタン６１０Ａが選択できない状態（Ｔｅ＞Ｔａの場合）にあるときには、時刻Ｔｅにおける蛍光の光強度Ｉｅが、検出限界強度Ｉｍｉｎより小さい状態にあることを簡単に知ることができる。この場合、画像撮影を行っている途中から、蛍光の光強度が検出限界強度Ｉｍｉｎより下回り、蛍光画像撮影ができなくなる。その場合は、励起光の強度を減衰させて、測定可能時間Ｔａを再算出するか、測定必要時間Ｔｅを修正するか、のどちらかを行う必要がある。

測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）表示領域６４０から、測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）を知ることができる。それにより、測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）が、ごく僅かなとき（例えば１分）には、測定必要時間Ｔｅ、つまり画像撮影パラメータを微修正することで、Ｔｅ＜Ｔａの条件を満たすようにすることができ、撮影が可能となる。その場合、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃを選択する操作を、入力装置３００Ｂを介して受ける。

撮影開始ボタン６１０Ｃが選択されると、撮影許可決定部２２５は、入力受付部２２１に、画像撮影パラメータの設定画面４００を表示装置３００Ｂに表示させるよう指示する。入力受付部２２１は、画像撮影パラメータの設定画面４００を表示装置３００Ｂに表示させ、画像撮影パラメータの修正入力を、入力装置３００Ｂを介して受け付ける。

なお、画像撮影パラメータの設定画面４００には、測定必要時間Ｔｅの算出結果を表示する表示領域４４０を有しているため、測定必要時間Ｔｅを測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）分だけ短くしたいとき、測定必要時間Ｔｅの調整を行いやすくなっている。

一方、測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）が、大きいときには、励起光の強度を減衰させて測定可能時間Ｔａの再算出が必要である。その場合、減衰フィルタ選択入力領域６６０に表示されている減衰フィルタの減衰率を選択する操作を入力装置３００Ｂを介して受け付ける。そして、測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂを選択する操作を入力装置３００Ｂを介して受け付ける。

測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂを選択されると、撮影許可決定部２２５は、減衰フィルタ選択入力領域６６０で選択されたフィルタ情報（減衰率）をフィルタ選択受付部２２６において参照可能とする。

フィルタ選択受付部２２６は、フィルタ情報（減衰率）に基づいた減衰フィルタ１２１で励起光の強度を減衰させるため、フィルタ制御部１５０に減衰フィルタを光路中に挿入するよう指示する。

また、Ｔｅ＜Ｔａの場合に撮影許可決定部２２５によって表示される測定時間算出結果の表示画面６００Ａにおいて、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃが、選択できるようにしてもよい。Ｔｅ＜Ｔａの場合においても、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃが選択可能であれば、時間差（Ｔｅ−Ｔａ）が大きいとき、つまり、測定可能時間に余裕があるときは、測定時間を長くする変更を行うこともできる。

以上のように説明した機能構成を備える情報処理装置２００は、コンピュータシステムにより構成することができる。例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、メモリ、インタフェース回路等を有するコンピュータシステムに、ソフトウェアをインストールして、ソフトウェアとハードウェアにより、前述した各機能、入力受付部２２１と、顕微鏡制御部２２２と、測定必要時間Ｔｅ算出部２２３と、測定可能時間Ｔａ算出部２２４と、撮影許可決定部２２５と、フィルタ選択受付部２２６と、を実現する具体的手段を構築することにより、実現することができる。また、前述した複数の機能のうち全部または一部について、ハードウェアロジック回路により構成することも可能である。
（処理手順）
次に、情報処理装置２００が行う処理の手順について、図８と図９を用いて説明する。

まず、蛍光画像撮影を行うためのパラメータを受付けるために、第１入力受付部２２１Ａは、画像撮影パラメータの設定画面４００を表示装置３００Ａに表示させる。また、入力装置３００Ｂから入力された画像撮影パラメータを受付ける（Ｓ１）。そして、画像撮影パラメータを測定必要時間Ｔｅ算出部２２３において参照可能とする。

測定必要時間Ｔｅ算出部２２３は、第１入力受付部２２１Ａで受付けた画像撮影パラメータから、測定必要時間Ｔｅを算出し（Ｓ２）、測定必要時間Ｔｅの算出結果を、表示装置３００Ａに表示する（Ｓ３）。また、算出結果を撮影許可決定部２２５において参照可能とする。

次に、測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、測定可能時間Ｔａを算出する（Ｓ４）。測定可能時間Ｔａの算出の手順の詳細を図９に示す。

まず、第２入力受付部２２１Ｂは、プレ測定パラメータの設定画面５００を、表示装置３００Ａに表示させ（Ｓ４１）、入力装置３００Ｂからプレ測定パラメータを受付ける（Ｓ４２）。そして、プレ測定パラメータを測定可能時間Ｔａ算出部２２４において参照可能とする。

測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、プレ測定パラメータの設定画面５００に対応して受け付けたプレ測定を行うためのパラメータに基づいて、顕微鏡制御部２２２に、プレ測定を行う指示を送る。顕微鏡制御部２２２は、インタフェースＩ／Ｆ部２１０、１６０を介して、蛍光顕微鏡１００中の検出系１４０に測定ポイント数と、１ポイント目の測定開始時間と、ポイント間隔時間と、１ポイント当たりの測定時間と、を含む測定信号を送り、検出系１４０はプレ測定を行う。また、顕微鏡制御部２２２は、検出系１４０で検出した蛍光の光強度信号を受信し、測定可能時間Ｔａ算出部２２４に送信する。そして、測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、プレ測定結果を受け取る（Ｓ４３）。

次に、測定可能時間Ｔａ算出部２２４は、プレ測定結果から、蛍光減衰曲線Ｌｓを求める（Ｓ４４）。そして、強度閾値直線Ｌ_０との交点Ａを求め、交点Ａにおける時間座標値Ｔａを算出する（Ｓ４５）。測定可能時間Ｔｅ算出部２２４は、測定可能時間Ｔａを算出した後、算出結果を撮影許可決定部２２５において参照可能とする。

撮影許可決定部２２５は、測定必要時間Ｔｅ算出部２２３が算出した測定必要時間Ｔｅ算出結果と、測定可能時間Ｔａ算出部２２４が算出した測定可能時間Ｔａ算出結果と、を比較し（Ｓ５）、Ｔｅ＞Ｔａの場合と、Ｔｅ＜Ｔａの場合と、に応じて、測定時間算出結果の表示画面６００を表示装置３００Ａに表示させる（Ｓ６）。Ｔｅ＜Ｔａの場合、撮影開始ボタン６１０Ａが選択可能な状態で測定時間算出結果の表示画面６００Ａが表示され、Ｔｅ＞Ｔａの場合、撮影開始ボタン６１０Ａが選択できない状態で測定時間算出結果の表示画面６００Ｂが表示される。

撮影開始ボタン６１０Ａが選択可能な状態（Ｔｅ＜Ｔａの場合）であり、そのまま画像撮影ボタンを選択する操作を受け付けたとき（Ｓ７のＹＥＳのとき）、撮影許可決定部２２５は顕微鏡制御部２２２に撮影開始を指示する。顕微鏡制御部２２２は撮影開始指示を受け、画像撮影パラメータの設定画面４００で受け付けた条件で撮影を行うため、検出部１４０に検出開始を指示する信号を送る（Ｓ１１）。

一方、撮影開始ボタン６１０Ａが選択できない状態で測定時間算出結果の表示画面６００Ｂが表示されている場合（Ｓ７のＮＯのとき）は、Ｓ８に進む。

Ｓ８において、励起光の強度を減衰させるための減衰フィルタの減衰率を選択する操作と、測定可能時間Ｔａ再算出ボタン６１０Ｂを選択する操作とを、入力装置３００Ｂを介して受け付けた場合はＳ９に進む。一方、Ｓ８において、測定必要時間Ｔｅ修正ボタン６１０Ｃを選択する操作を入力装置３００Ｂを介して受け付けた場合には、Ｓ１０に進む。

Ｓ９では、撮影許可決定部２２５は、選択されたフィルタ情報（減衰率）をフィルタ選択受付部２２６において参照可能とする。フィルタ選択受付部２２６はフィルタ制御部１５０にフィルタ情報を送る。そして、撮影許可決定部２２５は、第２入力受付部２２１Ｂにプレ測定パラメータの設定画面５００を表示装置３００Ａに表示させるよう指示し、Ｓ４に戻る。

Ｓ１０では、撮影許可決定部２２５は、第１入力受付部２２１Ａに、画像撮影パラメータの設定画面４００を表示装置３００Ａに表示させるよう指示する。第１入力受付部２２１Ａは、画像撮影パラメータの設定画面４００を表示装置３００Ａに表示させ、画像撮影パラメータの修正入力を入力装置３００Ｂを介して受け付ける。そして、撮影許可決定部２２５は、顕微鏡制御部２２２に撮影開始信号を送り、顕微鏡制御部２２２は画像撮影パラメータの設定画面４００で対応して修正入力を受け付けた条件で撮影を行うため、検出部１４０に検出開始を指示する信号を送る（Ｓ１１）。

以上の手順による支援によって、蛍光測定、例えば、蛍光顕微鏡における画像撮影が円滑に行うことができる。

励起光の強度がＳおよびＵの場合（Ｓ＞Ｕ）のときの、本発明の測定可能時間の算出原理を説明する図である（(ａ)が励起光の強度がＳの場合であり、（ｂ）が励起光の強度がＵの場合である。）。 本発明の第一実施形態に係る蛍光タイムラプス画像撮影装置のブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る蛍光タイムラプス画像撮影装置のブロック図である。 画像撮影パラメータ設定画面の一例を示す図である。 プレ測定パラメータ設定画面の一例を示す図である。 測定時間算出結果表示画面の一例を示す図である。 測定時間算出結果表示画面の一例を示す図である。 情報処理装置が行う処理の態様を示すフローチャートである。 情報処理装置が行う処理の態様を示すフローチャートである。

符号の説明

１００：蛍光顕微鏡、１１０：励起光源、１２０：フィルタホルダー、１３０：光学系、
１４０：検出系、１５０：フィルタ制御部、１６０：インタフェースＩ／Ｆ部、２００：情報処理装置、２１０：インタフェースＩ／Ｆ部、２２０：制御部、２２１Ａ：第１入力受付部、２２１Ｂ：第２入力受付部、２２２：顕微鏡制御部、２２３：測定必要時間Ｔｅ算出部、２２４：測定可能時間Ｔａ算出部、２２５：撮影許可決定部、２２６：フィルタ選択受付部、３００Ａ：表示装置、３００Ｂ：入力装置、４００：画像撮影パラメータの設定画面、５００プレ測定パラメータの設定画面、６００：測定時間算出結果の表示画面、６１０Ａ：撮影開始ボタン、６１０Ｂ：測定可能時間Ｔａ再算出ボタン、６１０Ｃ：測定必要時間Ｔｅ修正ボタン、６２０：測定必要時間Ｔｅ算出結果表示領域、６３０：測定可能時間Ｔａ算出結果表示領域、６４０：測定時間差（Ｔｅ−Ｔａ）表示領域、６５０：グラフ表示領域、６６０：減衰フィルタ選択入力領域、Ｔｅ測定必要時間、Ｔａ：測定可能時間、Ｌｓ：励起光の強度がＳの場合の蛍光の減衰曲線、Ｉｍｉｎ：検出限界強度、Ｌ_０：強度閾値直線

Claims (9)

1. 試料中の蛍光物質に励起光を照射し、試料の蛍光画像を取得して測定を行う蛍光測定装置に接続され、当該蛍光測定装置を用いて行われる前記試料の撮影の準備を支援する蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記蛍光測定装置の本測定に必要な撮影パラメータの入力を受付ける第１の入力受付手段と、
   前記蛍光測定装置のプレ測定に必要なプレ測定パラメータの入力を受付ける第２の入力受付手段と、
   前記第１の入力受付手段から受付けた前記撮影パラメータに基づいて、前記蛍光画像の測定に必要な測定時間を算出する第１算出手段と、
   前記第２の入力受付手段で受け付けた前記プレ測定パラメータに基づいて前記プレ測定を実行するプレ測定実行手段と、
   前記プレ測定実行手段で実行された前記試料の蛍光の光強度と、前記プレ測定パラメータとを用いて、前記蛍光測定装置が蛍光画像を取得し、測定可能な時間を算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段が算出した測定必要時間と、前記第２算出手段が算出した測定可能時間と、を比較し、測定の可否を判定する撮影許可決定手段と、を有することを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
2. 請求項１に記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記プレ測定パラメータには、前記蛍光測定装置において検出可能な蛍光の検出限界強度Ｉｍｉｎが含まれ、
   前記第２算出手段は、ｎ点の撮影時刻と、当該撮影時刻において測定された蛍光の光強度とを、以下の（１）式に代入して、定数が特定された減衰曲線を表す式を求め、
   

   

   前記求められた減衰曲線を表す式と、以下の（２）式
   Ｉ＝Ｉｍｉｎ・・・（２）
   と、を用いて、検出限界強度に達する時間を算出する
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
3. 請求項２に記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記ｎ点は、３以上の奇数である
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記撮影許可決定手段は、表示装置に接続され、算出結果として、測定必要時間と、測定可能時間と、両者の時間差と、を前記表示装置の画面に表示させる
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
5. 請求項４記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記撮影許可決定手段は、測定可能時間が測定必要時間より超えるとき、撮影開始指示操作を受け付けるための受付領域を、前記表示装置に表示させる
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
6. 請求項５記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記撮影許可決定手段は、測定可能時間が測定必要時間より超えるとき、さらに、測定必要時間の修正指示操作を受け付けるための受付領域を、前記表示装置に表示させる
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
7. 請求項４記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記撮影許可決定手段は、測定可能時間が測定必要時間以下とき、測定可能時間の再算出を指示する操作を受け付けるための受付領域を、前記表示装置に表示させる
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
8. 請求項７記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記撮影許可決定手段は、測定可能時間が測定必要時間以下のとき、さらに、測定必要時間の修正指示操作を受け付けるための受付領域を、前記表示装置に表示される
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の蛍光画像の撮影支援装置であって、
   前記蛍光測定装置は、蛍光顕微鏡である
   ことを特徴とする蛍光画像の撮影支援装置。

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