JP2016197045A - フォトルミネセンス寿命測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Description
画像取得部と、解析部とを備えており、
前記画像取得部は、第1走査部と、記録部とを備えており、
前記第1走査部は、対象物に対して少なくとも一方向に走査することによって、前記対象物についての第1画像を取得する構成となっており、
前記記録部は、取得された前記第1画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記第1画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出する構成となっている
フォトルミネセンス寿命測定装置。
さらに第2走査部を備えており、
前記第2走査部は、前記第1走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第2画像を取得する構成となっており、
前記第2走査部における走査速度は、前記第1走査部における走査速度よりも低速とされており、
前記記録部は、取得された前記第2画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第2画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
項目1に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
さらに多光子励起部を備えており、
前記多光子励起部は、前記対象物内に配置されたプローブに対して、多光子吸収過程による発光を生じさせる構成となっている
項目1又は2に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
前記第1走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なレゾナントスキャナを用いて構成されている
項目1〜3のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
前記第2走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なガルバノスキャナを用いて構成されている
項目1〜4のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
前記解析部は、前記第1画像を分割して得られる分割画像について、前記一方向におけるブレ関数を算出する構成となっている
項目1〜5のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
さらに寿命画像生成部と呈示部とを備えており、
前記寿命画像生成部は、前記解析部で算出された寿命を表す寿命画像を生成する構成となっており、
前記呈示部は、前記寿命画像を使用者に呈示する構成となっている
項目1〜6のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
さらに第2走査部を備えており、
前記第2走査部は、前記第1走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第2画像を取得する構成となっており、
前記第2走査部は、前記第2画像のブレを防止するためのブレ防止手段を備えており、
前記記録部は、取得された前記第2画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第2画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
項目1に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
前記第1画像を取得するための画像サンプリング間隔は、点像分布関数(PSF)によるボケを観察できる画像サンプリング間隔よりも長くされている
項目1〜8のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
項目1〜9のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置を用いており、
前記第1走査部が、前記対象物に対する少なくとも一方向の走査によって、前記対象物についての第1画像を取得するステップと、
前記記録部が、取得された前記第1画像を記録するステップと、
前記解析部が、前記第1画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出するステップと
を備える、フォトルミネセンス寿命測定方法。
項目1〜9のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置と、酸素分圧算出部とを備えており、
前記酸素分圧算出部は、算出された前記フォトルミネセンスの寿命を用いて、前記対象物における酸素分圧を算出する構成となっている
酸素分圧測定装置。
本実施形態に係るフォトルミネセンス寿命測定装置(以下、単に「測定装置」と略称することがある)は、画像取得部10と、解析部20とを主要な構成として備えている。さらに、この測定装置は、多光子励起部30と、寿命画像生成部40と、呈示部50とを追加的に備えている。
次に、図2をさらに参照しながら、本実施形態に係る測定装置の動作について説明する。
まず、本実施形態における測定方法の実施に際しては、事前に、対象物1に対して、プローブとなる発光材料(本実施形態では燐光物質)を供給しておく。そのような発光材料としては、例えばイリジウム錯体(前記非特許文献1参照)が知られているが、これに制約されるものではない。また例えば、生体における発光寿命を測定する場合は、生体内にプローブを注射などの適宜の手段で投与しておく。
一方、第1走査部11での走査と同時に、第2走査部12においても、第1走査部11と同じ位置及び方向において、対象物1を走査しながら第2画像を取得する。ここで、第2走査部12の走査速度は、第1走査部11よりも遅い(すなわち、想定される燐光の寿命よりも十分に遅い)ものとされている。このため、第2走査部12においては、燐光の発光が減衰するまでに隣接する画素位置を走査することができず、その結果、1点での燐光は、単なる点として観察される。したがって、本実施形態の第2走査部12で得られる第2画像では、燐光の寿命を反映するボケを有しないことになる(図3参照)。得られた第2画像は、第1画像と同様に、記録部13により記録される。
ついで、解析部20の画像分割部21は、第1画像及び第2画像を、複数の領域に分割する。分割されて得られた画像をこの明細書では分割画像と称する。第1画像又は第2画像から生成される分割画像の一例を図5に模式的に示す。図5では、分割領域を、符号61〜6nにより示している。
ついで、ブレ関数算出部22は、前記した第1画像及び第2画像からそれぞれ得られた分割画像(同じ位置に対応するもの)を用いて、各分割画像におけるブレ関数を算出する。以下、ブレ関数の算出手順の具体例を、図6をさらに参照して説明する。なお、図6では、走査の方向(つまり画像中のブレの方向)をx方向としている。
ついで、寿命算出部23は、得られたhj(x)を用いて、当該領域でのプローブにおける燐光の寿命を算出する。この算出については、燐光寿命とhj(x)との対応関係(例えば検量線)を予め実験などで求めておくことにより行うことができる。
ついで、酸素分圧算出部は、得られた燐光寿命を用いて、当該領域における酸素分圧を算出することができる。燐光寿命と酸素分圧との関係は既知(例えば非特許文献1参照)なので、その関係を利用して酸素分圧の算出を行うことができる。
一方、寿命画像生成部40は、得られた寿命に応じて、当該分割領域の色やテクスチャを変更して、第1画像又は第2画像に重畳させる。これにより、寿命あるいは酸素分圧の分布を一目で理解できる寿命画像を生成することができる。
図7は、ボケの少ない第2画像の例を示す。図8は、第2画像に対してボケを生じている第1画像の例を示す。これらの図では、図中左右方向に走査した例が示されている。
3 点像
4 ブレ画像
10 画像取得部
11 第1走査部
12 第2走査部
13 記録部
14 ハーフミラー
20 解析部
21 画像分割部
22 算出部
23 寿命算出部
24 酸素分圧算出部
30 多光子励起部
40 寿命画像生成部
50 呈示部
61〜6n 分割領域
Claims (11)
- 画像取得部と、解析部とを備えており、
前記画像取得部は、第1走査部と、記録部とを備えており、
前記第1走査部は、対象物に対して少なくとも一方向に走査することによって、前記対象物についての第1画像を取得する構成となっており、
前記記録部は、取得された前記第1画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記第1画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出する構成となっている
フォトルミネセンス寿命測定装置。 - さらに第2走査部を備えており、
前記第2走査部は、前記第1走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第2画像を取得する構成となっており、
前記第2走査部における走査速度は、前記第1走査部における走査速度よりも低速とされており、
前記記録部は、取得された前記第2画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第2画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
請求項1に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - さらに多光子励起部を備えており、
前記多光子励起部は、前記対象物内に配置されたプローブに対して、多光子吸収過程による発光を生じさせる構成となっている
請求項1又は2に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - 前記第1走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なレゾナントスキャナを用いて構成されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - 前記第2走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なガルバノスキャナを用いて構成されている
請求項1〜4のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - 前記解析部は、前記第1画像を分割して得られる分割画像について、前記一方向におけるブレ関数を算出する構成となっている
請求項1〜5のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - さらに寿命画像生成部と呈示部とを備えており、
前記寿命画像生成部は、前記解析部で算出された寿命を表す寿命画像を生成する構成となっており、
前記呈示部は、前記寿命画像を使用者に呈示する構成となっている
請求項1〜6のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - さらに第2走査部を備えており、
前記第2走査部は、前記第1走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第2画像を取得する構成となっており、
前記第2走査部は、前記第2画像のブレを防止するためのブレ防止手段を備えており、
前記記録部は、取得された前記第2画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第2画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
請求項1に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - 前記第1画像を取得するための画像サンプリング間隔は、点像分布関数(PSF)によるボケを観察できる画像サンプリング間隔よりも長くされている
請求項1〜8のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置を用いており、
前記第1走査部が、前記対象物に対する少なくとも一方向の走査によって、前記対象物についての第1画像を取得するステップと、
前記記録部が、取得された前記第1画像を記録するステップと、
前記解析部が、前記第1画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出するステップと
を備える、フォトルミネセンス寿命測定方法。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置と、酸素分圧算出部とを備えており、
前記酸素分圧算出部は、算出された前記フォトルミネセンスの寿命を用いて、前記対象物における酸素分圧を算出する構成となっている
酸素分圧測定装置。
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