JP2011115556A - 移植用角膜観察システム - Google Patents

Abstract

【課題】移植用角膜の位置を容易にかつ拡大像の観察と同時に確認することができ、拡大像を得るための位置合わせ、及び得られる拡大像の位置の特定を容易に行うことができる移植用角膜観察システムの提供を目的とするものである。
【解決手段】本発明は、コンテナ内に収容される移植用角膜を照明する照明手段と、上記コンテナ内の略全体を撮像する全体撮像手段と、上記移植用角膜の位置及び角度を調整する位置調整手段と、上記照明手段によって照明される移植用角膜の拡大像を撮像する拡大像撮像手段と、上記全体撮像手段及び拡大像撮像手段により撮像される各画像を表示する画像表示手段と、上記各画像を制御する画像制御手段とを備える移植用角膜観察システムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、移植用角膜を効率的に観察、撮影、計測等することができる移植用角膜の観察システムに関するものである。

従来から、角膜移植のための眼科医療においては、角膜の安全かつ最適な移植のために移植用角膜の厚み、角膜細胞の大きさ、状態等を観察し、撮影又は計測することができる顕微鏡等の特別な観察装置が普及されつつある。この移植用角膜の観察装置としは、例えば、サンプル瓶や移植用角膜専用容器等のコンテナ中に収容された移植用角膜を、このコンテナ等とともに顕微鏡の光軸上に載置して、観察する顕微鏡が知られている。かかる顕微鏡としては、鏡面反射法顕微鏡が通常用いられている。

このような一般的な移植用角膜の観察等は、鏡面反射法顕微鏡によりコンテナ内に収容される移植用角膜を、このコンテナの底面側から観察することによって行われる。このように、移植用角膜の観察には、鏡面反射法顕微鏡を用いているため、拡大像を捉えていない場合、どの方向に移植用角膜を移動させれば拡大像を得られるかを特定することは難しい。また、拡大像を捉えた場合においても、この拡大像が移植用角膜のどの部分を観察しているかを確認することは困難である。

なぜなら、移植用角膜は上記サンプル瓶等内の薬液中に固定されずに収容されているため、容器の中央に必ずしも位置するとは限らないからである。加えて、鏡面反射法顕微鏡の構成上、照射光軸と観察光軸との交点上に対象物たる移植用角膜を移動させる必要があるため、前後左右方向に加え、上下方向にも調整のために移動させる必要があるためである。特に、サンプル瓶等の蓋が不透明で上側から容器内部を目視できない場合や、角膜が容器の中で動きやすい状況である場合等においては、拡大像が角膜の端部や角膜外を捉えることが頻繁に生じるために、観察者が角膜の観察のための位置調整に労力を費やし、観察に不必要な労力や時間を要するという不都合が存在する。

このような中、上記不都合を解消することを目的として、この観察装置の拡大対象領域を確認するため、サンプル瓶等の裏面側に観察像領域を映し出すミラーやカメラ等の位置決め補助手段を備える観察装置も発明されている（特許３９２２４８６号公報参照）。しかしながら当該位置決め補助手段は、ミラーを覗き込んで位置を確認したり、低倍率レンズを光学系に挿入して位置を確認する必要があるため、例えば観察位置を変更する毎にこの作業を行う必要が生じるなど、作業性が良いとはいえない。従って、位置決め補助手段を備える市販の移植用角膜観察装置においても、この位置決め補助手段自体は十分に利用されていないのが現状である。

特許３９２２４８６号公報

本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、移植用角膜の位置を容易に、かつ拡大像の観察と同時に確認することができ、拡大像を得るための位置合わせ、及び得られる拡大像の位置の特定を容易に行うことができる移植用角膜観察システムの提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた発明は、
コンテナ内に収容される移植用角膜を照明する照明手段と、
上記コンテナ内の略全体を撮像する全体撮像手段と、
上記移植用角膜の位置及び角度を調整する位置調整手段と、
上記照明手段によって照明される移植用角膜の拡大像を撮像する拡大像撮像手段と、
上記全体撮像手段及び拡大像撮像手段により撮像される各画像を表示する画像表示手段と、
上記各画像を制御する画像制御手段と
を備える移植用角膜観察システムである。

当該移植用角膜観察システムは、コンテナ内に収容される移植用角膜を照明する照明手段と、この照明される領域を含むコンテナ内の略全体を撮像する全体撮像手段と、この画像を表示する画像表示手段とを備えている。従って、当該システムによれば、この照明される領域を目安に、全体撮像手段により撮像された画像を見ながら、位置調整手段による移植用角膜の位置及び角度の調整をすることができるため、対象物たる移動用角膜への位置合わせを容易かつ確実に行うことができる。また、当該システムによれば、上記画像表示手段を観察者が見ることによって、他の作業や労力を必要とすることなく、拡大像撮像手段が対象物のどの領域を捉えているかを、瞬時かつ確実に特定することができる。

また、当該移植用角膜観察システムは、上記各画像を制御する画像制御手段を備えているため、この画像制御手段によって、画像表示手段における画像の表示を制御することができる。具体的には、当該移植用角膜観察システムによれば、例えば、画像表示手段における全体画像及び拡大画像の表示サイズの切り替えを行ったり、各画像視認を容易にすべく明度等の調整を行ったり、複数の拡大画像を表示したりすることができ、移植用角膜の観察等の効率を格段に向上させることができる。

当該移植用角膜観察システムは、上記拡大像撮像手段により撮像される画像を解析する画像解析手段を備えることが好ましい。当該移植用角膜観察システムは、このように拡大画像の画像解析手段を備えることにより、例えば観察と並行的に細胞密度等の計測をすることができる等、作業性を格段に向上させることができる。

当該移植用角膜観察システムは、上記コンテナ及び／又はこのコンテナに収容される移植用角膜の温度測定手段をさらに備えるとよい。移植用角膜は、低温で保存される場合もあり、低温のままであると鏡面反射法顕微鏡によって拡大像を得ることが困難となる。しかし、当該移植用角膜観察システムによれば、観測時の移植用角膜の温度を容易に測定することができ、低温であることに起因する観察不備を防止することができる。

なお、当該移植用角膜観察システムは、上記照明手段及び拡大像撮像手段を含む鏡面反射法顕微鏡を備え、この鏡面反射法顕微鏡が、照明光学系として光源、コンデンサーレンズ、スリット及び対物レンズをこの順に有し、観察光学系として対物レンズ及び観察部撮像カメラを有するとよい。なお、この鏡面反射顕微鏡の光源が、照明手段として用いられる。

当該移植用角膜観察システムは、照明手段及び拡大像撮像手段を含む鏡面反射法顕微鏡を備え、かつ位置調整手段及び全体撮像手段を備えることで、（１）照明光学系の光路と観察光学系の光路との交点上に対象物たる移植用角膜を移動させ、かつ、（２）所定方向の鏡面反射光を得るべく移植用角膜の傾きを調整するという、調整が難しい鏡面反射法顕微鏡による角膜の拡大像の撮像をより効率的に行うことができる。

以上説明したように、本発明の移植用角膜観察システムによれば、移植用角膜の位置を容易にかつ拡大像の観察と同時に確認することができ、拡大像を得るための位置合わせ、及び得られる拡大像の位置の特定を容易に行うことができる。また、本発明の移植用角膜観察システムによれば、得られる拡大画像の解析も容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る移植用角膜観察システムの構成を示すブロック図である。 図１の移植用角膜観察システムの光学系を示す図である。 図１の移植用角膜観察システムの構成を示す模式図である。 図１の移植用角膜観察システムを構成する画像表示手段の表示画像を示す模式図である。 図１の移植用角膜観察システムを構成する観察装置を示す模式図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の移植用角膜観察システムについて詳説する。

図１の移植用角膜観察システム１は、観察装置２及びこの観察装置２に接続されるコンピュータ３を備えている。

観察装置２は、照明手段４、全体撮像手段５、位置調整手段６、拡大像撮像手段７及び温度測定手段８を備えている。また、観察装置２における照明手段４、全体撮像手段５、位置調整手段６、拡大像撮像手段７及び温度測定手段８は自動又は手動にて制御可能に構成されている。また、コンピュータ３は、画像表示手段９、画像制御手段１０及び画像解析手段１１を備えている。

まず、本移植用角膜観察システム１の光学系、すなわち、観察装置２における照明手段４及び拡大像撮像手段７を含む鏡面反射法顕微鏡に係る光学系を図２を用いて説明する。

鏡面反射法顕微鏡は、照明光学系として、光源１２、コンデンサーレンズ１３、スリット１４及び対物レンズ１５をこの順に有し、観察光学系として、対物レンズ１５及び観察部撮像カメラ１６を有し、更に上記コンデンサーレンズ１３と観察部撮像カメラ１６との間に適宜設けられる複数のミラー１７を有している。なお、当該鏡面反射法顕微鏡は、照明光学系の対物レンズ１５と、観察光学系の対物レンズ１５とは共通のレンズを使用することで、光学系ひいては鏡面反射法顕微鏡の小型化を実現している。また、光源１２は本移植用角膜観察システムの照明手段４として用いられ、観察部撮像カメラ１６が拡大像撮像手段７として用いられる。

当該鏡面反射法顕微鏡の照明光学系及び観察光学系について説明する。光源１２から発せられる光線は、コンデンサーレンズ１３により収束されてスリット１４を背後から照らす。この光線は、スリット１４により断面積が線分状のスリット光となる。

光源１２としては、ハロゲンランプやＬＥＤ等を用いることができるが、単色光を発するＬＥＤが好ましい。光源１２として単色光を発するＬＥＤを用いていることで、単色光となり、コントラストの高い画像を得ることができる。また、光源１２として用いられる単色光を発するＬＥＤにおいて、この単色光の中心波長が５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下好ましくは５２０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下であるとよい。当該鏡面反射法顕微鏡によればＬＥＤ光源から発せられる単色光の中心波長が上記範囲であることで、コントラストが上がり角膜細胞の濃淡をクリアに映し出すことができるため、得られる拡大像の画質を更に高めることができる。

スリット１４を通過した光線は、ミラー１７ａ、１７ｂ及び１７ｃ並びに対物レンズ１５を介して、移植用角膜Ａ中の角膜内皮細胞上を照明する。光線が対物レンズ１５を通過する際、光線は対物レンズ１５の光軸Ｘから一方にずれた位置（図２においては、対物レンズ１５における左半分）を通過し、対物レンズ１５から出射光Ｙ（この出射光Ｙの光路を光路Ｙとする。）として出射する。この出射光Ｙは、光軸Ｘに対して若干斜めから（小さい入射角を有して）移植用角膜Ａへ入射し、光軸Ｘに対し対称方向に鏡面反射される。この鏡面反射された光（角膜Ａの反射像）は、対物レンズ１５への入射光Ｚ（この入射光Ｚの光路を光路Ｚとする。）となり、対物レンズ１５において光軸Ｘに対して出射光Ｙと対称の位置（図２においては、対物レンズ１５における右半分）を通過し、ミラー１７ｄを介し観察部撮像カメラ１６上に結像する。なおミラー１７ｃは、図２に示されるように一端が鋭利に形成され、その先端を光軸Ｘに一致させることで、照明光学系と観察光学系を分離することができ、得られる拡大像をよりクリアにすることができる。

当該鏡面反射法顕微鏡においては、上記光路Ｙ及び光路Ｚを含む平面と、対物レンズ１５を通過するスリット光断面の長手方向とが垂直となるように上記スリット１４が設けられている。つまり、例えば照明光学系の光路と観察光学系の光路とが同一平面上にある場合においては、スリット１４はこの平面に対し垂直な方向に設けられる。なお、図２における照明領域Ｃとしてのスリット光断面の長手方向Ｌが、対物レンズ１５を通過するスリット光断面の長手方向と一致する。当該鏡面反射法顕微鏡によれば、このような方向にスリット１４が設けられていることで、移植用角膜Ａからの表面の鏡面反射光と裏面の鏡面反射光を分離することができ、移植用角膜Ａの表面側及び裏面側それぞれの拡大像をクリアに得ることができる。

また、当該鏡面反射法顕微鏡の光学系において、対物レンズ１５における対物側表面に遮蔽板１８が設けられている。当該遮蔽板１８は、対物レンズ１５からの出射光Ｙと、対物レンズ１５への入射光Ｚとを分離することができ、得られる拡大像をよりクリアな像とすることができる。

観察部撮像カメラ１６は、例えば、ＣＣＤカメラ（電荷結合素子を用いた画像情報を処理伝達する集積回路を有するカメラ）等の画像情報を処理伝達する機能を有するものである。当該観察部撮像カメラ１６で得られた拡大像データは、後述する画像制御手段へ出力され、画像表示手段によって表示される。

次に、本移植用角膜観察システム１の各構成について図３の模式図に従って順に説明する。

照明手段４は、移植用角膜Ａを収容するコンテナＢ内の中央付近の一部（以下、「照明領域Ｃ」ともいう。）を、コンテナＢの底面側から照明する。すなわち、移植用角膜ＡがコンテナＢの中央付近に位置する場合、当該照明手段４はこの移植用角膜Ａを照明する。なお、このコンテナＢは、底面部分が透明な材質で形成されている。当該照明手段４としては前述の通り、鏡面反射法顕微鏡の光源としてのハロゲンランプやＬＥＤ等を用いることができる。

当該照明手段４によって照明される照明領域Ｃのサイズ及び形状としては、幅０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下×長さ２ｍｍ以上３ｍｍ以下の長方形状が好ましく、例えば、幅約０．５ｍｍ長さ２．５ｍｍの長方形状である。このようなサイズのスリット光を照射することによって、鏡面反射法顕微鏡において、厚さが約０．５ｍｍの移植用角膜Ａの表面反射光と裏面反射光を好適に分離することができる。

全体撮像手段５は、上記照明手段４によって照明される照明領域Ｃの散乱反射光を含むコンテナＢ内の略全体（以下、「全体領域Ｄ」ともいう。）を撮像し、その画像信号を出力する。この出力された画像信号は、コンピュータ３に入力される。当該全体撮像手段５が撮像する全体領域Ｄには照明領域Ｃが含まれているため、観察者は、画像表示手段９を通じて、照明領域Ｃが移植用角膜Ａを捉えているか否か、またどの部分を捉えているかを容易かつ確実に認識することができる。従って観察者は、画像表示手段９を視認しつつ、後述する位置調整手段６により移植用角膜Ａ（コンテナＢ）の位置及び角度を調整することにより、移植用角膜の位置合わせを容易かつ確実に行うことができ、かつ得られる拡大像の移植用角膜上の位置を特定することができる。この全体撮像手段５としては、特に限定されず、ファインダーカメラ等の公知のカメラ等を用いることができる。

位置調整手段６は、コンテナＢに収容される移植用角膜Ａの位置を前後左右上下に調整するとともに、コンテナＢに収容される移植用角膜Ａの角度を調整することができる。この位置調整手段６は、手動であっても、自動であってもよい。

拡大像撮像手段７としては、前述の鏡面反射法顕微鏡における観察部撮像カメラ等が用いられる。拡大像撮像手段７は、上記照明手段４によって照明される照明領域Ｃの一部（以下、「拡大対象領域Ｅ」ともいう。）の拡大像を、コンテナＢの底面側から撮像する。つまり、図２における対物レンズ１５からの出射光Ｙが、移植用角膜Ａによる鏡面反射によって、入射光Ｚとして対物レンズ１５へ入射するとき、拡大像撮像手段７は、照明手段４によって照明される移植用角膜Ａの拡大像を撮像することができる。また、拡大像撮像手段７はこの画像信号を出力する。この出力された画像信号は、コンピュータ３に入力される。

温度測定手段８は、上記コンテナＢ及び／又はこのコンテナＢに収容される移植用角膜Ａの温度を測定する。移植用角膜は、低温で保存される場合もあり、低温のままであると鏡面反射法顕微鏡によって拡大像を得ることが困難となる。しかし、当該移植用角膜観察システムによれば、観測時の移植用角膜の温度を容易に測定することができ、低温であることに起因する観察不備を防止することができる。当該温度測定手段８としては、赤外線温度計、放射式温度計、その他の温度センサー等、公知のものを用いることができる。

このコンピュータ３は、具体的にはＣＰＵなどからなる制御部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、モニター、キーボードなどを備える。このコンピュータ３は、ＲＯＭ、ハードディスク等に記憶されているコンピュータプログラムに基づいて各部を制御することで上記画像制御手段１０として、またコンピュータプログラムに基づいて画像を解析することで上記画像解析手段１１として機能するように構成されている。また、当該コンピュータのモニターが画像表示手段９として機能する。このように当該移植用角膜観察システム１は、画像表示手段９、画像制御手段１０及び画像解析手段１１を観察装置２と分けることで、汎用のコンピュータを上記画像表示手段９、画像制御手段１０及び画像解析手段１１として用いることができる。

画像表示手段９は、入力される画像信号を受け、少なくとも全体撮像手段５により照明手段４（光源１２）の散乱反射光として撮像される画像（以下、「全体画像Ｆ」ともいう。）と、拡大像撮像手段７により照明手段４（光源１２）の鏡面反射光として撮像される画像（以下、「拡大画像Ｇ」ともいう。）とを表示する。当該画像表示手段９により、観察者は全体画像Ｆと、拡大画像Ｇとを同時に観察することができる。具体的には、観察者は拡大画像Ｇを観察することにより、移植用角膜Ａの細胞像を観察、撮影又は計測等することができる。また、観察者は、全体画像Ｆを観察しながら位置調整手段６を用いることで、移植用角膜Ａの拡大画像Ｇを画像表示手段８に表示させることができ、拡大像を得るための位置合わせを容易かつ確実に行うことができる。また、観察者は全体画像Ｆとしての移植用角膜ＡやコンテナＢの様子、及び移植用角膜ＡやコンテナＢに反射するスリット照明光からの散乱反射光の位置を観察することにより、上記拡大画像Ｇが移植用角膜Ａのどの部分の画像であるかを特定しながら、拡大画像Ｇの観察等をすることができる。すなわち、当該移植用角膜観察システム１によれば、従来の観察装置のように対象物部分を覗き込むこと等の不要な作業を無くし、照明領域Ｃの散乱反射光の位置をガイドに拡大像撮像手段７が対象物を捉えているか、また、得られた拡大像が移植用角膜Ａのどの領域のものであるかを、上記画像表示手段９によって瞬時かつ確実に確認することができる。

画像制御手段１０は、入力される画像信号を受け、上記各画像（全体画像Ｆ及び拡大画像Ｇ）を制御する。この画像制御手段１０が行う制御とは、各画像のサイズ、明度、コントラスト等の調整及びその他の画像処理をいう。当該移植用角膜観察システムによれば、この画像制御手段１０を用いて例えば、画像表示手段９における全体画像Ｆ及び拡大画像Ｇの表示サイズの切り替えを行ったり、各画像の視認を容易にすべく明度を調整したり、複数の拡大画像Ｇを表示したりすることができ移植用角膜Ａの観察効率を格段に向上させることができる。

画像解析手段１１は、拡大像撮像手段７によって撮像される画像（拡大画像Ｇ）を解析する。当該移植用角膜観察システム１は、このように拡大画像Ｇの画像解析手段１１を備えることにより、例えば観察と並行的に細胞密度を計測することができる等、作業性が格段に向上する。このような細胞密度を計測する画像解析手段１１としては、特開平６−２７４６００号公報、特開平８−２４３０８２号公報等に記載の公知の半自動又は自動の解析手段を採用することができる。この半自動の解析手段としては、角膜内皮細胞像から各細胞の中心位置のみをコンピュータに入力することで、各細胞の輪郭を再現して、必要な全ての形態データを得ることができるセンター法などがある。

以下、当該画像表示手段９、画像制御手段１０及び画像解析手段１１を用いた移植用角膜Ａの観察及び解析方法の一例について図４を参照に説明する。

図４（ａ）に示されるように、移植用角膜Ａの観察の際、観察者は、まず画像表示手段９において全体画像Ｆを拡大表示し、拡大画像Ｇを小画面で表示するように２つの画像を画像制御手段１０によって制御する。このように、全体画像Ｆを拡大表示することで、当該全体画像Ｆを見ながら、観察対象の移植用角膜Ａの観察位置が照明領域Ｃ上に位置するように、位置調整手段６によって移植用角膜Ａの位置を調整することができる。例えば、図４（ａ’）に示されるように、移植用角膜Ａが照明領域Ｃ上に位置しない場合は、拡大像撮像手段７が、拡大対象領域として移植用角膜Ａを捉えていないため、位置調整手段６によってこの移植用角膜Ａを移動させる。

また、移植用角膜Ａが照明領域Ｃ上に位置している場合においても、照明手段４の鏡面反射光が観察光学系の光路（図２における光路Ｚ）と一致していない場合は、拡大画像Ｇには拡大像は表示されないため、観察できない。しかし、全体画像Ｆを確認することで移植用角膜Ａが照明領域Ｃ上に位置していることは確認できるため、移植用角膜Ａの位置及び角度を位置調整手段６により調整することによって、焦点を調整することができる。

すなわち当該移植用角膜観察システム１によれば、全体撮像手段５及び画像表示手段９を有していることで、これらが移植用角膜Ａの位置合わせのファインダーとして機能し効率的に移植用角膜Ａの拡大像を得ることができる。

この移植用角膜観察システム１における、拡大像撮像手段７としての鏡面反射法顕微鏡と、全体撮像手段５と、位置調整手段６との関係を図２等を用いて詳説する。図２における光路Ｙ（対物レンズ１５からの出射光に対応する光路）と、光路Ｚ（対物レンズ１５への入射光に対応する光路）との交点において、移植用角膜Ａの表面が、光軸Ｘに垂直に位置するとき、対物レンズからの出射光Ｙの角膜Ａの表面による鏡面反射光は光路Ｚと一致した光路を通る。この際、この鏡面反射光は、対物レンズ１５に入射し、観察部撮像カメラ１６の素子上に像を結ぶ。透明な角膜Ａの内皮細胞像は、この鏡面反射法による観察法でなければ見ることは困難である。

このような斜めからのスリット光を照射する鏡面反射法は、位置合わせが難しい。すなわち、移植用角膜Ａにおける光路Ｙと光路Ｚとの交点への三次元方向の位置と、移植用角膜Ａ表面の傾きとを共に調整する必要がある。しかし、当該移植用角膜観察システム１は全体撮像手段５を有しており、この全体撮像手段５が低い倍率で散乱反射光を観察することができる。つまり、当該移植用角膜観察システム１によれば、光路Ｙの延長上に対象物（移植用角膜Ａ）が存在すれば、その表面の角度（傾き）に係わらず、散乱反射光を全体撮像手段５（全体画像Ｆ）において確認することができる。すなわち、当該移植用角膜観察システム１によれば、このように全体撮像手段５（全体画像Ｆ）を用いて移植用角膜Ａの位置を確認した状態において、位置調整手段６を用いて、移植用角膜Ａの上下左右前後の位置を調整し、鏡面反射光の方向の調整のために角度を調整することで、拡大像を得ることができる。

つまり、一般的に鏡面反射顕微鏡においては、（１）照明光学系（光路Ｙ）と観察光学系（光路Ｚ）との交点上に対象物たる移植用角膜Ａを移動させ、（２）所定方向（光路Ｚ方向）の鏡面反射光を得るべく移植用角膜Ａの傾きを調整するという調整の困難性を有する。さらに、通常鏡面反射顕微鏡においては、（３）この光路Ｙ及び光路Ｚが位置調整手段６による移植用角膜Ａ（コンテナＢ）の移動方向（上下左右前後方向）と異なるため、より調整を困難にさせている。しかし、当該移植用角膜観察システム１によれば、上述のように、照明領域Ｃに移植用角膜Ａが存在すれば、全体撮像手段５（全体画像Ｆ）によって移植用角膜Ａの角度にかかわらず照明手段（光源）の散乱反射光を観察することができる。従って、当該移植用角膜観察システム１によれば、全体撮像手段５により、移植用角膜Ａの位置を全体画像Ｆにより確認した状態で、拡大画像Ｇを確認しながら位置調整手段６を用いて移植用角膜Ａの上下左右前後の位置を調整し、鏡面反射光の方向の調整のために角度を調整することで、拡大像を得ることができる。

観察者によって照明領域Ｃ上に移植用角膜Ａが位置するように位置調整手段６によって調整し、拡大像の領域を固定した後、図４（ｂ）に示されるように、全体画像Ｆと拡大画像Ｇとの表示サイズを逆転させるように画像制御手段１０によって制御する。このように拡大画像Ｇを画像表示手段９において拡大表示させることで、移植用角膜Ａの細胞像詳細を容易に観察することができる。この際に、小画面で全体画像Ｆも表示させておくことで拡大画像Ｇが移植用角膜Ａのどの部分を観察しているかを特定できる。また、拡大画像Ｇにおける拡大倍率を調整する際にも、全体画像Ｆを表示しておくことによって、倍率調整及びそれに伴う位置調整を容易かつ確実に行うことができる。

また、当該移植用角膜観察システム１によれば、他にも例えば、全体画像Ｆ及び拡大画像Ｇの明度を変えることができる。全体画像Ｆにおいては、移植用角膜Ａと照明領域Ｃとの位置関係のみが認識できればよいので高い明度は必要とされず、逆に強度が強すぎると光量が多すぎるため移植用角膜Ａが見えにくくなるなどの弊害が生じる。一方、拡大画像Ｇにおいては、拡大像を明確に撮像する必要があるため明度を高くする必要がある。そこで、当該移植用角膜観察システム１によれば画像制御手段１０によって、照明手段４の光度を調整させることなく、全体画像Ｆの明度を下げ、拡大画像Ｇの明度を上げるといった制御を行うことが可能であり、各画面に好適な画像を同時に提供することができる。

更には、当該移植用角膜観察システム１によれば、図４（ｃ）に示されるように、当該画像制御手段１０を用いて、画像表示手段９において、画像解析手段１１の解析画面Ｈを表示させることもできる。この画像解析手段１１によって、例えば半自動の解析手段の場合は、細胞密度等の測定を当該画像表示手段９を用いながら行うことができる。更に当該システム１によれば、全体画像Ｆを表示することができるため、移植用角膜Ａの各部分毎の解析データを得ることができ、角膜の細胞レベルの高度な調査、分析を進めることにも役立つ。

このように当該移植用角膜観察システム１によれば、観察される移植用角膜Ａ及び拡大対象領域Ｅの位置を全体画像Ｆとして、拡大画像Ｇと同時に画像表示手段９に表示することができる。従って当該システム１によれば、観察される移植用角膜Ａ及び拡大対象領域Ｅの位置を瞬時かつ拡大画像Ｇの観察と同時に確認することができるため、拡大像を得るための位置合わせ、及び得られる拡大像の位置の特定を容易に行うことができる。また、当該移植用角膜観察システム１によれば、各画像のサイズや明度の調整や、得られる拡大画像Ｇの解析も容易に行うことができる。更には、本発明の移植用角膜観察システム１によれば、画像解析手段１１を備えることで移植用角膜Ａに必要な各種データ等を観察と並行的に解析することで得ることができ、作業効率が格段に向上する。

次に、観察装置２の具体的構造を図５に従って説明する。観察装置２は、全体撮像手段５、位置調整手段６、拡大像撮像手段及び照明手段（鏡面反射法顕微鏡２３）、並びに温度測定手段８を主に有している。

位置調整手段６は、移植用角膜Ａを収容するコンテナＢを保持する保持台２１と、上記保持台２１を支持する受台２２と、エンコーダ２４と、制御手段２５と、液晶表示部２６と、移動量リセットボタン２７とを備えている。

コンテナＢは、サンプル瓶や移植用角膜専用容器等、移植用角膜Ａを収容する容器である。コンテナＢには、薬液を介して移植用角膜Ａが収容され、気相が全くないように密封されている。なお、コンテナＢとしてサンプル瓶をそのまま用いる場合には、特許３９２２４８６号公報に記載されているような透明容器にサンプル瓶を収容して用いることが好ましい。

保持台２１は、上記コンテナＢを保持する。当該保持台２１は、下側に配置される鏡面反射法顕微鏡２３の光路を妨げないよう、下面が透明の材質を有しているか、切り抜かれている。また、当該保持台２１は、受台２２の上で回動自在に支持されるため、側面が球状面に形成されている。さらに、保持台２１は、回動制御手段として、上縁部分から外側に延出するつば部２１ａを有している。

受台２２は、上記保持台２１を回動自在に支持する。この受台２２の保持台２１と接する面は、保持台２１が回動自在となるように凹曲面形状に形成されている。但し、保持台２１と受台２２とが接する面のそれぞれの形状は、保持台２１が回動自在に支持されれば上記形状に限定されない。また、受台２２は、図示しない上下左右前後に移動可能に構成される調整機構を備えている。この調整機構としては、上記の移動が可能であれば特に限定されず、例えば、特開２０００−３３０９６号公報に開示されている機構等を用いることができる。

当該観察装置２は、保持台２１及び受台２２がこのような形状及び機構（受台２２が保持台２１を回動自在に支持する構造、及び上下左右前後に移動可能に構成される調整機構）を有することで、移植用角膜（保持台２１）の上下、左右及び前後方向の位置並びに角度を調整する位置調整手段を備えることとなる。

当該観察装置２は、上記各調整機構（上下方向、左右方向及び前後方向の調整機構）を備えることで、角膜の観察位置の設定を容易にする。この各調整機構の一例としては、スライドできる面をスクリューネジ等で摺動する機構を挙げることができる。

当該観察装置２は、受台２２上で保持台２１が回動することにより、コンテナＢ内の移植用角膜Ａの鏡面反射光を得られるように、角膜観察面の傾きを変えることができる。しかし、回動角度が大きければ角膜Ａ及びコンテナＢの底部が傾斜するので、この傾斜による屈折歪が生じて観察倍率に誤差が現れるおそれがある。そこで、この観察装置２によれば、コンテナＢ（保持台２１）の回動（傾斜角度）を制限する回動制御手段を有することで、角膜Ａ及びコンテナＢの傾斜角度を許容範囲内に止めるようにすることができ、精確さを高めることができる。

受台２２は、この回動制御手段として、保持台２１と接する部分の上縁部に上向きに突設される止定片２２ａを有している。受台２２が止定片２２ａを有することによって、保持台２１が一定以上傾いた場合、止定片２２ａと保持台２１のつば部２１ａとが接するため、これ以上保持台２１が傾斜せず、保持台２１の傾斜角度を制御することができる。

この止定片２２ａは、取り外し自在に取り付けることもできる。受台２２において、高さの異なる別の止定片２２ａに替えることによって、許容する傾斜角度を調整することができる。また、回動制御手段としての止定片は、受台２２にではなく保持台２１に設けられていてもよい。また、例えば、保持台２１のつば部２１ａの厚みの異なるものを数種用意して、取り替え可能にしてもよい。

拡大像撮像手段７を有する鏡面反射法顕微鏡は、光源からの光線の鏡面反射像により、上記コンテナＢに収容される移植用角膜Ａを拡大観察することができる。この鏡面反射法顕微鏡においては、この光源が対象物である移植用角膜Ａに照射される。すなわち、この鏡面反射法顕微鏡の光源が、そのまま拡大対象領域を照明する照明手段４となる。

また、この観察装置２によれば、移植用角膜Ａを観察する際に、移植用角膜Ａの鏡面反射像が前述した内部の観察部撮像カメラにおいて結像するまで、受台２２を調整機構を介して移動させることとなる。従って、この観察装置２によれば、角膜内皮細胞面の結像位置と、角膜上皮細胞面の結像位置との差（受台２２の上下方向の移動量）から角膜厚さを求めることができる。

エンコーダ２４は、上記調整機構の少なくとも上下方向の移動量を検出し、データ化する。また、エンコーダ２４は、この移動量データを制御手段に出力する。この観察装置２によれば、このエンコーダ２４によって上下の調整機構の移動量をデータ化することで、角膜厚さを求めることができる。

制御手段２５は、入力されるエンコーダ２４からの各移動量情報データを受け、移動量及び移動量に基づく角膜厚さを算出する。なお、移動量から角膜厚さを算出する際は、屈折率差による補正も当該制御手段２５によって計算され補正することもできる。

また、制御手段２５はこの算出された角膜厚さデータを出力し、液晶表示部２６はこれを表示する。また、制御手段２５は、移動量リセットボタン２７から入力される情報を受け、移動量情報をリセットすることができる。また、制御手段２５は、光量調整ボリューム２８から入力される情報を受け、鏡面反射法顕微鏡２３中に備えられる光源（図５においては、図示しない。）への出力電圧を調整する。

全体撮像手段５は、鏡面反射法顕微鏡２３と同様に保持台２１の底部側に設けられる。当該全体撮像手段５は、上述のとおり照明手段によって照明される照明領域及びその全体領域を撮像する。

温度測定手段８は、上記コンテナＢ及び／又はこのコンテナＢに収容される移植用角膜Ａの温度を測定する。当該温度測定手段８によって測定された温度は、制御手段２５に伝達され、液晶表示部２６に表示することもできる。

また、図５において図示しない照明手段は、拡大対象領域を含む領域を照明する。当該観察装置２においては、前述したように鏡面反射法顕微鏡２３に組み込まれた光源が照明手段となる。

このようにこの観察装置２によれば、鏡面反射法顕微鏡による角膜内皮細胞面の結像位置と、角膜上皮細胞面の結像位置との差を、上下方向の調整機構を用いて読み取ることで移植用角膜Ａの厚さを測定することができ、その測定値は液晶表示により容易に確認することができる。また、この観察装置２は、回動制御手段を有しているため、コンテナＢの傾斜角度を制御することができ、傾斜による屈折歪によって生じる観察倍率の誤差の発生を抑え、測定の正確性を向上させることができる。

なお、本発明の移植用角膜観察システムは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、画像制御手段、画像解析手段及び／又は画像表示手段を観察装置内に組み込んで用いることもできる。また、拡大像撮像手段において、鏡面反射法顕微鏡以外の顕微鏡等を用いてもよい。この際、拡大像撮像手段の種類等に応じて、独立した照明手段を設けることもできる。

以上のように、本発明の移植用角膜観察システムは、角膜移植に用いられる角膜を拡大して観察、撮影、計測等するシステムとして利用される。

１ 移植用角膜観察システム
２ 観察装置
３ コンピュータ
４ 照明手段
５ 全体撮像手段
６ 位置調整手段
７ 拡大像撮像手段
８ 温度測定手段
９ 画像表示手段
１０ 画像制御手段
１１ 画像解析手段
１２ 光源
１３ コンデンサーレンズ
１４ スリット
１５ 対物レンズ
１６ 観察部撮像カメラ
１７ ミラー
１８ 遮蔽板
２１ 保持台
２１ａ つば部
２２ 受台
２２ａ 止定片
２３ 鏡面反射法顕微鏡
２４ エンコーダ
２５ 制御手段
２６ 液晶表示部
２７ 移動量リセットボタン
２８ 光量調整ボリューム
Ａ 移植用角膜
Ｂ コンテナ
Ｃ 照明領域
Ｄ 全体領域
Ｅ 拡大対象領域
Ｆ 全体画像
Ｇ 拡大画像
Ｈ 解析画像
Ｌ 長手方向
Ｘ 光軸
Ｙ 対物レンズからの出射光（光路）
Ｚ 対物レンズへの入射光（光路）
Ｐ 光路Ｙと光路Ｚとの交点

Claims (3)

1. コンテナ内に収容される移植用角膜を照明する照明手段と、
   上記コンテナ内の略全体を撮像する全体撮像手段と、
   上記移植用角膜の位置及び角度を調整する位置調整手段と、
   上記照明手段によって照明される移植用角膜の拡大像を撮像する拡大像撮像手段と、
   上記全体撮像手段及び拡大像撮像手段により撮像される各画像を表示する画像表示手段と、
   上記各画像を制御する画像制御手段と
   を備える移植用角膜観察システム。
2. 上記拡大像撮像手段により撮像される画像を解析する画像解析手段を備える請求項１に記載の移植用角膜観察システム。
3. 上記コンテナ及び／又はこのコンテナに収容される移植用角膜の温度測定手段をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の移植用角膜観察システム。

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