JP2009082448A - ノーズマスク - Google Patents

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Abstract

【課題】ノーズマスクにおいて、漏れた麻酔ガスが筺体内に残留することを回避しつつ、実験動物に麻酔を施すことを可能にする。
【解決手段】筺体101に収容された実験動物Rに麻酔ガスGを施すノーズマスク50は、麻酔管51と、麻酔管51の外側に麻酔管51との間に隙間を形成するように配置された外壁52と、隙間に麻酔ガスGを回収する回収口53aを開口した麻酔回収部53とを備える。麻酔管51は、麻酔管51の管壁に開口した、実験動物Rの鼻を差し込むことにより実験動物に麻酔を施す麻酔供給部54と、麻酔管51に麻酔ガスGを導入するための麻酔導入部55と、麻酔管51から麻酔ガスGを排出するための麻酔排出部56とを有する。
【選択図】図5

Description

本発明は、実験動物に麻酔ガスを施すノーズマスクに関するものである。
近年、マウスなど実験動物の生体内での働きを直接、実験動物等が生きたままの状態で観察するin vivoイメージングと呼ばれる手法が盛んに用いられている。例えば、実験動物に腫瘍などの病理部を作り蛍光標識した薬剤等を血管注射等により投与した後、病理部に励起光を照射し、薬剤の集中ないしは拡散する様子を経時的に蛍光観察することが挙げられる。
さらに、物質が化学反応を起こす際に、反応に伴って光を出す反応(ケミルミネッセンス)を利用し、生体組織の検査・研究(遺伝子解析、疾患、老化)、有機化合物・高分子化合物の劣化評価を行う化学発光法も存在する。この化学発光法においては、たとえば生体由来の物質を抗原で標識し、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質により標識された抗体を抗原と接触させた後、化学発光基質を接触させることにより化学発光を生じさせるようにしている。
上記の蛍光法もしく化学発光法においては、検出すべき蛍光もしくは化学発光は微弱光であるため、in vivoイメージング手法にあっては、蛍光もしくは化学発光を検出する際、外部の光を遮断する筺体内に被写体である実験動物を収容し、実験動物から射出される蛍光もしくは化学発光を冷却CCD(撮像部)により検出することが行われる。具体的には、蛍光法においては筺体に備え付けられた励起光源から実験動物に励起光を照射し、実験動物から発生する蛍光を高感度レンズに通して、冷却CCD上に結像して可視化する。化学発光法においては、励起光源は消灯したまま実験動物から射出する化学発光を、高感度レンズを通して冷却CCD上に結像する。蛍光法もしくは化学発光法のいずれにおいても、実験動物が撮影中に予期せぬ意識の回復をすることによる撮像の劣化を防止するため、撮影中、実験動物には麻酔が施される。
特許文献1には、気化器により低圧酸素に麻酔ガスを混合して麻酔ガスを生成し、筺体内のノーズマスクへの麻酔ガスを供給する麻酔装置が開示されている。この際の麻酔ガスの導入の流量はオンオフ弁により制御され、更に、麻酔ガスの排出の流量は真空ポンプにより制御する。
特表2005−517507号公報
上記のように、in vivoイメージング手法にあっては実験動物の意識回復による撮像の劣化を防止するため、撮影中には筺体内に収容された実験動物に麻酔を施すことが必要であり、筺体内のノーズマスクに麻酔ガスを導入、または排出することが要求される。筺体内のノーズマスクに麻酔ガスを導入、または排出すると、ノーズマスクから漏れた麻酔ガスが筺体内に残留する虞が生じる。筺体内に麻酔ガスが残留すると、作業者が撮影終了後に収容された実験動物を取り出す際に、残留した麻酔ガスを吸引する虞が発生する。
特許文献1に開示されている技術では、真空ポンプで排出する麻酔ガスの流量を増やすことでノーズマスクから漏れる麻酔ガスを減らすと、実験動物への十分な麻酔を施すことが困難となる。一方で、オンオフ弁を制御することにより供給側の流量を増やすことで実験動物への十分な麻酔を施すと、ノーズマスクから漏れた麻酔ガスの筺体内での残留を回避することが困難である。
本発明の目的は、上記事情に鑑み、ノーズマスクからの漏れた麻酔ガスが筺体内に残留することを回避しつつ、実験動物に麻酔を施すことが可能なノーズマスクを提供することにある。
以上の課題を解決するために、本発明のノーズマスクは、筺体に収容された実験動物に麻酔ガスを施すノーズマスクであって、麻酔管と、麻酔管の外側に、麻酔管との間に隙間を形成するように配置された外壁と、隙間に麻酔ガスを回収する回収口を開口した麻酔回収部とを備え、麻酔管が、麻酔管の管壁に開口した、実験動物の鼻を差し込むことにより実験動物に麻酔を施す麻酔供給部と、麻酔管に麻酔ガスを導入するための麻酔導入部と、麻酔管から麻酔ガスを排出するための麻酔排出部とを有することを特徴とする。
ここで、上記「麻酔ガス」とは、筺体内に収容された実験動物に供給するキャリアガスに、気化させた麻酔源を混合させたガスを意味するものである。上記「麻酔管」とは、中空構造であって、内部に麻酔ガスを充填させるものを意味する。上記「麻酔ガスを回収する」とは、麻酔管から筺体内に漏れた麻酔ガスを回収することを意味する。上記「実験動物の鼻を差し込む」とは、実験動物が麻酔管内の麻酔ガスを吸引出来る程度に鼻を差し込むことを意味し、必ずしも鼻全体を差し込む状態を意味するものではない。上記「麻酔ガスを導入する」とは、収容された実験動物が、継続して麻酔状態であるように、所定時間麻酔ガスを麻酔管に供給することを意味する。上記「麻酔ガスを排出する」とは麻酔管に麻酔ガスを導入することにより、麻酔管内の実験動物に施されなかった麻酔ガスを排出することを意味する。
上記ノーズマスクにおいて、麻酔供給部が、実験動物の鼻の形に応じて、開口形状を変更できるものとすることができる。
ここで、「実験動物の鼻の形」とは、麻酔供給部に差し込まれた部分の鼻の形を意味するものを意味する。
また、上記ノーズマスクにおいて、麻酔供給部は、大きさの異なる複数の開口を有するものとすることができる。
さらに、麻酔供給部は、麻酔動物の麻酔供給時の姿勢に応じて、移動可能なものとすることができる。
また、麻酔導入部と麻酔排出部は、外壁貫通して麻酔管と連通接続しているものとすることができる。
さらに、外壁の断面は、麻酔管を囲むコの字形状とすることができる。
本発明のノーズマスクによれば、麻酔管が、麻酔管の管壁に開口した、実験動物の鼻を差し込むことにより実験動物に麻酔を施す麻酔供給部を備えるとともに、麻酔管の外側に麻酔管との間に隙間を形成するように外壁が配置され、この隙間に麻酔ガスを回収する回収口を開口した麻酔回収部を備えているので、実験動物には、麻酔管内の麻酔ガスにより十分な麻酔が施されるとともに、ノーズマスクから漏れた麻酔ガスを、麻酔管と外壁との隙間に開口した回収口から麻酔回収部に回収させることにより、筺体内への漏れた麻酔ガスの残留を低減させることができる。
以下、図面を参照して本発明のノーズマスク50の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明のノーズマスク50を使用した画像撮影装置1の概略構成図である。図1の画像撮影装置1は、実験動物Rから発せられる、蛍光または化学発光を撮影する筺体101、撮影手段102、制御手段200、恒温手段300、麻酔システム10を有する。
筺体101は、略直方体に形成された中空部を有するものであって、実験動物Rを内部に収容するものである。筺体101には、蓋が開閉可能に取り付けられており、ユーザが実験動物Rを出し入れすることができるようになっている。筺体101は、内部に配設されたハウジング105、ハウジング上側に固定された落射光源106を有している。
ハウジング105は、図示しない駆動部により、筺体101内を上下(図中Z方向)に移動可能である。
落射光源106は、実験動物Rに励起光を照射するものであり、例えば、多数のLEDが2次元上に配置されたものである。蛍光標識の種類に応じて、励起光の波長を適宜選択できるように、異なる波長の励起光をそれぞれ照射する落射光源106を複数種類準備し、蛍光標識の種類に応じて落射光源106そのものを交換できる構成になっている。なお、1つの落射光源106に複数種類の波長で発光するLEDを交互に配置し、適宜所望の波長を発光するLEDのみとする構成としても良いし、ハロゲンランプあるいは白色LED等の白色光源と、複数枚の分光フィルタとを組み合わせて光源を構成し、分光フィルタを適宜交換することにより、励起光の波長帯域を切換える構成としても良い。
撮影手段102は、実験動物Rの発する、蛍光または化学発光を撮影し、画像情報として出力する、二次元上に配置された複数のCCDなどの撮影素子からなる撮影部103と、撮影素子の撮像面に画像を結像する結像レンズであるレンズ部104とを備えている。
撮影部103は、筺体101の上面に固定されている。なお、この撮影部は図示しない冷却装置が取り付けられており、撮影手段102を冷却することにより画像情報に暗電流によるノイズ成分が含まれるのを抑止することができる。
レンズ部104は、複数のレンズが組み合わされて構成されており、フォーカスを自動的に実験動物Rに合わせるオートフォーカス機能を有している。なお、レンズ部104には図示しない励起光カットフィルタが備えられており、実験動物Rから反射した励起光が撮影部103に入射しないように構成されている。
制御手段200は、画像撮影装置100を制御するものであり、処理部201、マウスやキーボード等の入力部202、およびCRTや液晶ディスプレイ等からなる表示部203から構成されており、撮影手段102を制御するものであり、画像情報を取得し、表示部203に表示するものである。
さらに、制御手段200は、ハウジング105の上下移動(図中Z方向)を制御するものであり、ハウジング105の位置情報から図示しない駆動部を制御している。
恒温手段300は、ハウジング105上に配設されており、筺体101に収容された実験動物Rの周囲の空間における温度及び湿度を所定の状態に制御している。具体的には、実験動物Rの周辺の空間を37℃、95%RHに維持することが可能である。なお、生体内と同様の環境にするためには36−37℃、80−95%RH程度とすることが好ましい。恒温手段300については、後で詳細に説明する。
麻酔システム10は、麻酔ガスGを生成する麻酔ガス生成装置20と、筺体101に収容する前に実験動物Rに麻酔を施す麻酔ガス導入装置30と、筺体101に収容された実験動物Rに麻酔ガスGを供給する麻酔ガス供給装置40とを備えている。
麻酔ガス生成装置20は、キャリアガスに、気化させた麻酔源を混合させることにより麻酔ガスGを生成するものであり、キャリアガスを供給するボンベ21、混合されるキャリアガスの流量をモニタする流量計22、キャリアガスに、気化させた麻酔源を混合することにより麻酔ガスGを生成する気化器23、高圧ボンベ21と流量計23との間に取り付けられたフラッシュバルブ24とから構成されている。具体的には、キャリアガスとしては、酸素ガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス、またはボンベ21の代わりにコンプレッサーすることにより、圧縮空気が使用される。さらに、具体的な麻酔源としては、イソフルレンが使用される。フラッシュバルブ24を開放すると、キャリアガスは気化器23を介さず、即ちキャリアガスのまま、麻酔導入装置30及び麻酔供給装置40に供給されることになる。具体的な気化器23としては、VetEquip社製、室町機械社製、夏目製作所社製のものを使用することが望ましい。
麻酔ガス導入装置30は、実験動物Rを筺体101の内部に収容する前に、実験動物Rに麻酔ガスGを施すためのものであり、実験動物Rを収容する導入チャンバ31を備えている。導入チャンバ31は、麻酔ガス生成装置20からの麻酔ガスGを供給するチャンバ導入口31a、導入チャンバ31から麻酔ガスGを排出するチャンバ排出口31b、キャリアガスとして圧縮空気を使用する場合の図示しないチャンバ回収口31cを有している。なお、チャンバ導入口31aへの供給は、チャンバ導入バルブ32により開閉され、チャンバ排出口31bからの回収は、チャンバフィルタ33を介して大気中に放出される。
麻酔ガス供給装置40は、後述する恒温手段300の試料トレー302に移動可能に配置されたノーズマスク50、筺体101の側面に配置され、筺体101の外とノーズマスク50との麻酔ガスGの導入、回収、排出に使用される通気ブロック60、回収する麻酔ガスGを吸引する負圧源70を有する。なお、回収された、または排出された麻酔ガスGはフィルタ71を介して大気中に放出される。
ノーズマスク50は、麻酔ガスGが供給される麻酔導入部55、漏れた麻酔ガスGを
回収する麻酔回収部53、麻酔ガスGが排出される麻酔排出部56、実験動物Rに麻酔ガスGを供給する図示しない麻酔供給部54を有している。
通気ブロック60は、麻酔ガスGを筺体101の外部からノーズマスク50に導入する通気導入部63、回収された漏れた麻酔ガスGを筺体101の外へ排出する通気回収部64、排出された麻酔ガスGを筺体101の外部に排出する通気排出部65を有している。
次に、通気ブロック60を介して筺体101外とノーズマスク50との配管にいて説明する。図2は、本発明のノーズマスク50と通気ブロック60との配管を示す斜視図である。なお、図2(a)では、理解を用意にするため、筺体101の一部を省略して示す。
図2(a)に示すように、筺体101の内においては、麻酔導入部55と通気導入部63、麻酔回収部53と通気回収部64、麻酔排出部56と通気排出部65とは接続するように配管される。
図2(b)の示すように、筺体101の外においては、通気導入部63と図示しない麻酔生成装置20、通気回収部64と負圧源70、通気排出部65とフィルタ71が接続されている。更に、筺体101に第2の回収口73を設けることにより、筺体101の内部に漏れた麻酔ガスGを筺体101の外部に排出させてもよい。
次に、麻酔システム10を使用しての麻酔方法について説明する。図3は、画像撮影装置1の麻酔システム10の配管の模式図である。図3(a)は、キャリアガスとして酸素ガスを使用した場合の配管の模式図であり、図3(b)は、キャリアガスにコンプレッサー25を介して空気を使用した場合の配管の模式図である。
ここでは、主として、図3(a)に基づいて説明する。
ボンベ21から流量計22で流量がモニタされた、酸素ガスが気化器23へ供給される。気化器23で、気化された麻酔源が混合された麻酔ガスGが生成する。例えば、本実施形態においては、麻酔源としてイソフルレンを使用する。
作業者は、導入バルブ32を閉じた状態において実験動物Rを導入チャンバ31へ収容する。作業者が導入バルブ32を開くことにより、麻酔ガスGが、導入チャンバ31へチャンバ導入口31aから導入される。導入された麻酔ガスGにより、収容された実験動物Rに麻酔が施されると共に、導入チャンバ31内の麻酔ガスGが、チャンバ排出口31bから排出される。排出さられた麻酔ガスGは、チャンバフィルタ33を介して大気中に放出される。
作業者は、実験動物Rに十分な麻酔が施された後に、フラッシュバルブ24を開放し、気化器23を介さずに酸素ガスのみを、チャンバ導入口31aから導入チャンバ31に導入する。導入された酸素ガスが、チャンバ31内の麻酔ガスGをすべて、チャンバ排出口31bから排出させる。その後に、作業者は、実験動物Rを筺体101から取り出し、フラッシュバルブ24、および導入バルブ32を閉じる。
ここで、図3(b)の場合、即ちキャリアガスにコンプレッサー25を介して空気を使用した場合には、麻酔生成装置20はフラッシュバルブ24を有していないため、導入チャンバ31に、チャンバ回収口31cを設け、チャンバ負圧源34を接続して導入チャンバ31の内部の麻酔ガスGを回収する。すなわち、作業者が導入バルブ32を閉じたのち、作業者は、チャンバ負圧源34を駆動させ、チャンバ負圧源34の吸引により導入チャンバ31内の麻酔ガスGが、チャンバ排出口31cから排出される。排出された麻酔ガスGは、チャンバフィルタ33を介して大気中に放出される。
これにより、導入チャンバ31内への麻酔ガスGの残留が低減され、作業者は麻酔ガスGを吸引する虞がなく、実験動物Rを導入チャンバ31から安全に取り出すことが可能となる。
作業者は、供給バルブ41を閉じた状態において、麻酔導入装置30により麻酔が施された実験動物Rを、筺体101の内部に収容する。ノーズマスク50の麻酔供給部54に実験動物Rの鼻を差し込む。作業者が供給バルブ41を開くことにより、麻酔ガスGが、通気導入部63から麻酔導入部55に供給される。麻酔ガスGにより、実験動物Rに麻酔が施される。麻酔ガスGを供給することにより、ノーズマスク50内の麻酔ガスGが、麻酔排出部56から排出され、通気排出部65から筺体101の外へ排出され、フィルタ71を介して大気中に放出される。ノーズマスク50から筺体101の内部に漏れた麻酔ガスGは、負圧源70が吸引することにより、麻酔回収部53から通気回収部64に排出され、フィルタ71を介して大気中に放出される。
撮影終了後、作業者は、筺体101の内部に漏れた麻酔ガスGが負圧源70により十分に吸引された後に、収容された実験動物Rを取り出す。なお、図3(a)および図3(b)においては、前述した筺体101に第2の回収口73を設け、さらに第2の負圧源72で吸引することにより、筺体101内部に漏れた麻酔ガスGの筺体内部への残留を回避させている。
これにより、筺体101内への麻酔ガスGの残留が低減され、作業者は麻酔ガスGを吸引する虞がなく、実験動物Rを筺体101から安全に取り出すことが可能となる。
次に、恒温手段300について説明する。図4は、恒温手段300の概略構成の斜視図である。図4(a)は、恒温手段300を正面から斜視図を示し、図4(b)は、理解を容易にするため、後述する本体301を省略した恒温手段300を示す斜視図である。
上述したとおり、恒温手段300は、実験動物Rの周囲の空間を所定の温度に制御するものであり、図4(a)に示すように、本体301、本体301の上に配置して、実験動物Rを載せる試料トレー302、本体301と試料トレー302の間に配置にされた図示しないヒータ303、本体に内蔵されたコントローラ304、図4(b)に示すように、試料トレー302の裏面に配置された温度をモニタする温度センサ305から構成されている。図4(a)に示すように、試料トレー302には、ノーズマスク50を自在に配置可能(図中矢印方向)とするガイド307が、ビス306により固定されている。
本発明のノーズマスク50について説明する。図5は、本発明の概略構成を示す斜視図である。
図5(a)は、ノーズマスク50の正面からの斜視図を示す。図5(a)に示すように、ノーズマスク50は、麻酔管51と、麻酔管51の外側に、麻酔管51との間に隙間を形成するように配置された外壁52と、麻酔管51と外壁52の隙間に麻酔ガスGを回収する回収口53aを開口した麻酔回収部53から構成されている。
図5(b)は、理解を容易にするため、麻酔管51を省略したノーズマスク50を正面から示した斜視図である。図5(b)に示すように、例えば、外壁52は、コの字状の断面形状を有しており、これにより麻酔管51の一部を覆うことで隙間を形成する。さらに、本実施形態において、回収口53aから回収された麻酔ガスGは、麻酔管51と外壁52との隙間を通り、回収用貫通穴52aから回収される。
図5(c)は、理解を容易にするため、外壁52を省略したノーズマスク50を背面から示した斜視図である。図5(c)に示すように、麻酔管51は、麻酔ガスGを麻酔管51に導入するための麻酔導入部55、麻酔管51から麻酔ガスGを排出する麻酔排出部56を有している。
ここで再び、図5(b)を参照する。外壁52に導入用貫通穴52b、排出用貫通穴52cを設けることにより、外壁52を貫通して、麻酔ガスGを麻酔管51に導入および排出させることができる。
図5(d)は、ノーズマスク50を背面から示した斜視図である。本実施形態においては、図5(d)に示すように、麻酔導入部55と麻酔排出部56が、外壁52を貫通して麻酔管51と連通接続している。
次に、本発明の麻酔供給部54の実施形態について説明する。図6は、発明の麻酔供給部54の実施形態を示す斜視図である。
図6(a)は、図中破線で示した麻酔管51の管壁の開口と接続し、開口部を有し、弾性を有するシリコンゴムシート57を接着することにより形成した麻酔供給部54である。実験動物Rの鼻の形に応じて、シリコンゴムシート57の開口部の大きさを変えることが可能である。さらに、シリコンゴムシートの弾性により、実験動物Rの鼻と開口部との密着性が高く、ノーズマスク50から麻酔ガスGが漏れ難い構造にできる。
図6(b)は、麻酔管51の管壁の図示しない開口と接続し、開口部を有し、交換可能な供給管58を差し込むことにより形成した麻酔供給部54である。実験動物Rの鼻の形に応じて、開口部の大きさの異なる供給管58を交換することが可能である。
図6(c)は、麻酔管51の管壁の図中破線で示す長穴状の開口と接続し、開口部を有し、麻酔管51と移動可能(図中矢印方向)な、着脱可能な供給リング59を装着することにより形成した麻酔供給部54である。実験動物Rの鼻の形に応じて、開口部を大きさの異なる供給リング59を装着することが可能である。さらに、供給リング59は、麻酔管51に対して移動可能であるため、実験動物Rの麻酔供給時の姿勢に応じて、開口部の位置が移動する。供給リング59の開口は、麻酔管51の長穴状の開口よりも小さくすることにより、麻酔管51と連通が可能である。
次に、本発明の作用を説明する。
図7は、本発明の作用を示す図である。図7は、理解を容易にするため、ノーズマスク50の断面図を示す。図7に示すように、麻酔供給部54に実験動物Rの鼻を差し込むことにより、図示しない麻酔導入部55から導入された麻酔管51内の麻酔ガスGを実験動物Rが吸引し、実験動物Rに麻酔が施される。上述した通り、本実施形態において、麻酔排出部56は負圧源に接続されていないため、麻酔管51の内部は麻酔ガスGが常に充填されている。さらに、麻酔供給部54から筺体101の内部に漏れた麻酔ガスGは、図示しない負圧源に、接続された麻酔回収部53が、負圧源麻酔管51と外壁52の隙間の回収口53aから回収する。
したがって、実験動物Rには、麻酔管51の内部の十分な麻酔ガスGにより麻酔が施され、且つ漏れた麻酔ガスGは麻酔回収部53から回収されることにより、筺体101内部への麻酔ガスGの残留を回避できる。
図8は、本発明のノーズマスク50を使用して実験動物Rに麻酔を施す図である。
本発明を使用した画像撮影装置1の概略構成を示す斜視図 本発明と通気ブロック60との配管を示す斜視図 本発明を使用した麻酔システム10の配管を示す模式図 恒温手段300の概略構成を示す斜視図 本発明の概略構成を示す斜視図 本発明の麻酔供給部54の実施形態を示す斜視図 本発明の作用を示す図 本発明を使用して実験動物Rに麻酔を施す図
符号の説明
G 麻酔ガス
R 実験動物
50 ノーズマスク
51 麻酔管
52 外壁
53 麻酔回収部
53a 回収口
54 麻酔供給部
55 麻酔導入部
56 麻酔排出部
101 筺体

Claims (6)

  1. 筺体に収容された実験動物に麻酔ガスを施すノーズマスクであって、
    麻酔管と、
    前記麻酔管の外側に、該麻酔管との間に隙間を形成するように配置された外壁と、
    前記隙間に麻酔ガスを回収する回収口を開口した麻酔回収部とを備え、
    前記麻酔管が、該麻酔管の管壁に開口した、前記実験動物の鼻を差し込むことにより該実験動物に麻酔を施す麻酔供給部と、
    前記麻酔管に麻酔ガスを導入するための麻酔導入部と、
    前記麻酔管から麻酔ガスを排出するための麻酔排出部とを有することを特徴とするノーズマスク。
  2. 前記麻酔供給部が、前記実験動物の鼻の形に応じて、開口形状を変更できるものであることを特徴とする請求項1に記載のノーズマスク。
  3. 前記麻酔供給部が、大きさの異なる複数の開口を有することを特徴とする請求項1または2に記載のノーズマスク。
  4. 前記麻酔供給部が、前記実験動物の麻酔供給時の姿勢に応じて、移動可能なものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のノーズマスク。
  5. 前記麻酔導入部と前記麻酔排出部が、前記外壁貫通して前記麻酔管と連通接続していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のノーズマスク。
  6. 前記外壁の断面が、前記麻酔管を囲むコの字形状であることを特徴とする請求項5に記載のノーズマスク。
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