JP2020089590A - Injector device and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生殖補助医療における、精子を卵子に直接注入する卵細胞質内精子注入法(Intracytoplasmic Sperm Injection:以下ICSI)に関し、特にインジェクタ装置に関するものである。 The present invention relates to an intracytoplasmic sperm injection method (hereinafter referred to as ICSI) for directly injecting sperm into an egg in assisted reproductive medicine, and more particularly to an injector device.
従来から、生殖補助医療では、精子を卵子に直接注入する卵細胞質内精子注入法は、顕微鏡視野下において手動で操作が行われている。 Conventionally, in assisted reproductive medicine, an intracytoplasmic sperm injection method in which sperm is directly injected into an egg is manually operated under a microscopic field.
図7(A)に従来のインジェクタ装置2000を示す。インジェクタ装置2000は、シリンダ2001と、ピストン2002と、シリンダ2001に設けられためねじ部2003と、ピストン2002に設けられたおねじ部2004と、ピストン2002とは反対側の端部に設けられたダイヤル部2005とを有する。シリンダ2001のめねじ部2003とピストン2002に設けられたおねじ部2004が嵌合しているため、ダイヤル部2005を手動で回すとピストン2002がシリンダ2001に対して進退する。また、シリンダ2001は、図7(B)に示すインジェクションピペット1002にチューブ2006を介して連結されている。これにより、インジェクタ装置2000は、チューブ2006を介してインジェクションピペット1002内の液体1005の進退量を操作させることができる。
FIG. 7A shows a
非特許文献1では、卵細胞質内精子注入法の工程のひとつである卵子の卵細胞膜を破膜する方法が開示されている。図7(B)に従来の実施例における卵細胞膜の破膜方法を図7(B1)から(B6)の順に示す。Q1からQ6は、各工程での時刻を示す。
Non-Patent
実線L1001は、インジェクションピペット1002の先端の位置を示す。実線L1002は、インジェクションピペット1002内の液体1005の進退量を示し、実線L1003は、インジェクタ装置2000の操作量を示す。操作量L1003は、例えばダイヤル部2005の回転角のことである。このとき、インジェクションピペット1002内の液体の動きを液体1005の進退量L1002といい、それに浮遊する精子1004の動きとも同一である。液体1005の進退量L1002の符号は、インジェクションピペット1002の卵子1001側の方向に液体1005が進むときをプラス方向とする。インジェクタ装置2000の操作量L1003の符号は、液体1005がプラス方向に進むように操作する場合を、操作量L1003のプラス方向とする。
A solid line L1001 indicates the position of the tip of the
まず図7(B1)のように、例えば精子を操作しやすくするためのポリビニルピロリドン(PVP)溶液などの液体1005とともに精子1004をインジェクションピペット1002に吸引する。そして、精子1004を吸引したインジェクションピペット1002を、ホールディングピペット1003に保持された卵子1001に近づける(Q1)。
First, as shown in FIG. 7B1, the
次に、インジェクタ装置2000をプラス方向に手動で操作し、図7(B2)のように液体1005とともに精子1004をインジェクションピペット1002の先端付近に移動させる(Q2)。
Next, the
次に図7(B3)で、図示しないマイクロマニピュレータを用いて、インジェクションピペット1002を、卵細胞1001aに図示の程度押し込む(Q3)。このとき、卵細胞1001aの周囲にある透明体1001dは、インジェクションピペット1002によって破られる。
Next, in FIG. 7(B3), the
そして、図7(B3)から図7(B4)にかけて、インジェクションピペット1002内の液体1005が後退するように、インジェクタ装置2000のダイヤル部2005を手動で操作する(Q3からQ4)。これにより、卵細胞膜1001bがインジェクションピペット1002内に吸引され、卵細胞膜1001bを破ることができる。
Then, from FIG. 7(B3) to FIG. 7(B4), the
図7(B4)で、卵細胞膜1001bが破れたことを目視で確認する(Q4)。目視で破膜を確認後、すぐにダイヤル部2005を手動で反転操作して、液体1005を卵子1001側に進ませる。そして、精子1004がインジェクションピペット1002から出て、卵細胞質1001cの中に入るまでダイヤル部2005の操作を続ける(Q4からQ5)。
In FIG. 7 (B4), it is visually confirmed that the
図7(B5)のように、卵細胞質1001c内に精子1004が入ったことを確認できたら、ダイヤル部2005の操作を止める(Q5)。
When it can be confirmed that the
最後に、マイクロマニピュレータを用いて、インジェクションピペット1002を、卵子1001から図7(B6)の状態まで引き抜き、作業を終える(Q6)。
Finally, using a micromanipulator, the
これらの作業において、インジェクタ装置2000のダイヤル部2005の操作量L1003に対してインジェクションピペット1002内の液体1005の進退量L1002は、比例して変化する。
In these operations, the advance/retreat amount L1002 of the
また、特許文献1ではインジェクションピペットに設けられたダイヤフラムを、圧電素子を用いて駆動させ、卵細胞膜の吸引や精子の注入動作を行うことが開示されている。
Further,
しかしながら、上述の非特許文献1に開示された従来技術では、インジェクタ装置2000のダイヤル部2005を手動で操作する際、操作する速さが遅いと卵細胞膜1001bが破れないことがある。しかしながら、ダイヤル部2005の操作が速すぎても、インジェクションピペット1002内に吸引される卵細胞膜1001bの動きに遅れが生じ、ダイヤル部2005を停止後も吸引が停止しない問題があった。そのため、適正な速さでダイヤル部2005を操作しなければならなかった。また、卵細胞膜1001bが破膜したかどうかは、インジェクションピペット1002内に吸引された卵細胞質1001cの動きを人が目視で確認し判断しなければならない。さらに、卵細胞膜1001bが破膜したあと、ダイヤル部2005をすぐに手動で反転操作しないと、インジェクションピペット1002内に卵細胞膜1001bを多く吸い込んでしまう。このため、破れた卵細胞膜1001bが邪魔をして精子1004を卵細胞質1001c内に注入できないことがある。
However, in the conventional technique disclosed in Non-Patent
これらのことから、ICSIの成功率は、人の目視による判断と手動操作の速さにより左右されてしまうため、熟練した技術が必要であった。 For these reasons, the success rate of ICSI depends on the visual judgment of a person and the speed of the manual operation, and thus requires a skilled technique.
また上述の特許文献1に開示されたインジェクタ装置は、インジェクションピペットに設けられたダイヤフラムを圧電素子の伸縮により吸引および注入動作を行うことができる。しかしながら、圧電素子の伸縮ではインジェクションピペット内の液体の進退量に限界があることや、破膜したかどうかの判断は目視によらなければならなかった。
Further, the injector device disclosed in
そこで、本発明の目的は、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行えるインジェクタ装置及びその制御方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an injector device and a control method therefor, which enables an operator who has little experience in membrane rupture operation to easily and accurately perform desired processing.
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダと、前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、連続的な値の変化を入力可能な第1の入力手段と、二値入力が可能な第2の入力手段と、を備えたインジェクタ装置であって、前記第1の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第1の操作モードと、前記第2の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第2の操作モードとを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder, a piston whose capacity can be adjusted by advancing and retreating with respect to the cylinder, a linear motion means capable of driving the piston forward and backward, and a continuous change in value. An injector device comprising: a first input means capable of inputting a value and a second input means capable of a binary input, the injector device being provided in an amount corresponding to a value input to the first input means. It has a first operation mode in which the linear motion means moves, and a second operation mode in which the linear motion means goes straight in a predetermined sequence and stops when a predetermined signal is input to the second input means. Is characterized by.
本発明によれば、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行えるインジェクタ装置及びその制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an injector device and a control method thereof, which enables an operator who has little experience of membrane rupture operation to easily and accurately perform desired processing.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。各図面において同一部分は同一符号で示してある。また、以下説明する実施例は、本発明を例示するものであり、限定するものでないことは言うまでもない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals. Needless to say, the examples described below are not intended to limit the present invention.
(実施例1)
図1は、本発明の一実施例にかかわるICSIを行うマニピュレータシステム1のブロック線図である。
(Example 1)
FIG. 1 is a block diagram of a
マニピュレータシステム1は、顕微鏡2と、撮像部3と、ディスプレイ4と、コントローラ100と、第1のマニピュレータ200と、第1のインジェクタ装置300と、第2のマニピュレータ400と、第2のインジェクタ装置500とを有する。
The
顕微鏡2は、卵子1001や第1のマニピュレータ200に保持されたインジェクションピペット203や第2のマニピュレータ400に保持されたホールディングピペット403に焦点を合わせる焦点合わせ機構2aを有する。
The
撮像部3は、顕微鏡2の光学素子を介して入射した光束を光電変換して被写体の画像を出力することができ、卵子1001やインジェクションピペット203やホールディングピペット403などの画像を取得する。撮像部3で取得された画像は、コントローラ100の画像入力部109に入力される。
The imaging unit 3 can photoelectrically convert a light flux incident via the optical element of the
コントローラ100は、表示パネル101と、操作パネル102と、画像入力部109と、画像解析部107と、画像出力部108と、変位検出部103と、演算部104と、記憶部105と、制御部106とを有している。
The
操作パネル102には、制御部106の制御パラメータを入力するための例えば図示しないダイヤルやスイッチなどが設けられている。
The
表示パネル101は、例えば、操作パネル102で設定する制御パラメータや後述する操作モードなどを表示する。
The
画像入力部109は、撮像部3から送られてきた画像が入力される。入力された画像は、画像解析部107と画像出力部108に送られる。
The image sent from the image pickup unit 3 is input to the
画像解析部107は、撮像部3で得られた画像を解析する。画像解析部107の解析した結果は、演算部104と画像出力部108に送られる。
The
変位検出部103は、第1のマニピュレータの出力部201と入力部202と、第1のインジェクタ装置の出力部301と第1の入力部302との変位をそれぞれ検出する。また、変位検出部103は、第2のマニピュレータの出力部401と入力部402と、第2のインジェクタ装置の出力部501と入力部502との変位もそれぞれ検出する。変位検出部103で検出された変位検出結果は、演算部104に送られる。
The
演算部104は、画像解析部107の解析結果と変位検出部103が検出した変位と第1のインジェクタ装置の第2の入力部323の入力値とを演算する。演算部104で演算された結果は、制御部106と記憶部105に送られる。
The
制御部106は、演算部104の演算結果や記憶部105から読み出された情報から、出力部201、301、401、501に、それぞれの駆動量を出力する。
The
画像出力部108は、画像解析部107の解析結果と画像入力部109から入力された画像を、ディスプレイ4に出力する。
The
記憶部105は、演算部104で演算された結果と、制御部106で求められた駆動量を記憶する。また、記憶部105は、演算部104と制御部106以外の情報も記憶する。例えば、画像入力部109に入力された画像や、画像解析部107の解析結果や、変位検出部103で検出された変位量や、操作パネル102へ入力された入力量などを記憶することもできる。
The
ディスプレイ4は、画像出力部108から出力された画像を表示する。これにより、顕微鏡ではなくディスプレイ4を観察しながら操作することもできる。
The display 4 displays the image output from the
第1のマニピュレータ200は、3軸駆動可能な出力部201と3軸それぞれの軸に連続的な値の変化を入力可能な入力部202とを有している。
The
第1のマニピュレータの出力部201は、インジェクションピペット203を支持するインジェクションピペット用ホルダー204を有している。図面において、インジェクションピペットの先端の軸方向をX軸方向、顕微鏡の光軸方向をZ軸方向、X軸方向とZ軸方向に直交する方向をY軸方向と規定する。第1のマニピュレータの出力部201は、X方向と、Y軸方法と、Z軸方法の3つの並進駆動が行える。そして、それぞれの変位を計測できる変位計測部を有しており、その変位量は、変位検出部103によって検出され、第1のマニピュレータの出力部201の制御に用いられる。
The
第1のマニピュレータの入力部202は、第1のマニピュレータの出力部201のX軸方向と、Y軸方向と、Z軸方向とに対応した例えばジョイスティックを有する。そして、第1のマニピュレータの入力部202は、それぞれの変位を計測できる変位計測部を有しており、その変位量は、変位検出部103によって検出される。これにより、第1のマニピュレータの入力部202は、変位量を連続的な値の変化として入力可能となる。なお、実施例1では、連続的な値の変化を入力可能な入力部202としたが、別の例として、性能上問題のない程度の分解を持った多段階の入力部としてもよい。
The
第1のインジェクタ装置300は、インジェクションピペット203内の液体1005の進退量L2を操作する出力部301と連続的な値の変化を入力可能な第1の入力部302と、二値入力が可能な第2の入力部323とを有する。
The
図2(A)に、実施例1の第1のインジェクタ装置の出力部301の断面図を示す。図2(B)に、図2(C)の断面線A―Aにおける断面図を示す。
FIG. 2A shows a sectional view of the
第1のインジェクタ装置の出力部301は、チューブ303を連結可能なシリンダ304と、シリンダ304内を進退することによって容量を調整可能なピストン305と、ピストン305を進退駆動可能な直動部306とを有している。
The
チューブ303は、シリンダ304に一方を連結されており、他方は第1のマニピュレータ200のインジェクションピペット用ホルダー204を介して、インジェクションピペット203に連結されている。シリンダ304は、固定部材310によって支持されている。
One of the
直動部306は、シリンダ304に設けられためねじ部308と、ピストン305の軸部に設けられたおねじ部307と、おねじ部307のピストン305とは反対側の端部に設けられた回転部材309と、回転部材309を駆動する振動モータ317とを有する。
The
振動モータ317は、振動板311と圧電素子312とを有する振動子319と、振動子319と摩擦接触する摩擦部材313とを有する。また、振動モータ317は、振動子319を摩擦部材313に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材314と、振動子319と加圧部材314の間に配置され加圧部材314からの加圧力を振動子319に伝達する加圧力伝達部材315とを有する。
The
振動モータ317は、圧電素子312に位相差を変更可能な2つの交流電圧316を印加することによって振動子319に発生する楕円振動により、振動子319と摩擦部材313とが相対移動方向に相対移動する。
The
摩擦部材313は、回転部材309に設けられている。
The
めねじ部308とおねじ部307は嵌合しているため、回転部材309が回転すると、ピストン305がシリンダ304に対して進退する。このとき、回転部材309は、めねじ部308の軸回りに回転し、この回転方向を、第1のインジェクタ装置300では、Roll方向とし、めねじ部308の軸方向をX軸方向とする。
Since the
振動モータ317は、支持部材321に支持されている。支持部材321は、スライド部材322にX軸方向に案内可能に保持されている。また、図示しない保持部材により、回転部材309が回動可能に振動モータ317と連結されている。これにより、回転部材309が回転して進退しても、振動モータ317は回転部材309と離れることなく進退できる。
The
これらの構成により、振動モータ317が回転部材309を回転させることで、ピストン305がシリンダ304に対してX軸方向に進退可能となる。
With these configurations, when the
図2に示す第1のインジェクタ装置300では、振動モータ317を4個使用しているが、1個でもよく、これに限られるものではない。
In the
また、第1のインジェクタ装置の出力部301は、回転部材309の回転量を検出する計測部として、例えば図示しないエンコーダなどを有している。その回転量は、変位検出部103によって検出され、第1のインジェクタ装置の出力部301の制御に用いられる。このとき、回転部材309の回転量ではなく、シリンダ304の直進量を計測するための図示しないエンコーダを有していてもよく、その直進量が変位検出部103によって検出され、第1のインジェクタ装置の出力部301の制御に用いられてもよい。
The
第1のインジェクタ装置の第1の入力部302は、例えばダイヤル部320などの操作部と、ダイヤル部320の操作量を計測する例えば図示しないエンコーダなどの計測部とを有する。これにより、第1のインジェクタ装置300は、連続的な値の変化を入力可能な第1の入力部302を有することができる。
The
計測された第1の入力部302の操作量は、変位検出部103に送られる。そして、変位検出部に送られた第1の入力部302の操作量は、演算部104と制御部106を経て第1のインジェクタ装置の出力部301に送られる。これにより、第1の入力部302に入力された操作量に応じた量だけ直動部306が移動することができる。
The measured operation amount of the
なお、実施例1では、連続的な値の変化を入力可能な第1の入力部302としたが、別の例として、性能上問題のない程度の分解を持った多段階の入力部としてもよい。
In the first embodiment, the
第1のインジェクタ装置の第2の入力部323は、例えばオルタネイト動作するトグルスイッチが用いられ、オフとオンの二値の信号が入力可能な入力部となる。オフとオンどちらかの信号は、演算部104に送られ、後述する第1のインジェクタ装置300の操作モードの制御に用いられる。
The
第2のマニピュレータ400は、第1のマニピュレータ200と同様の構成となっており、図示は省略する。ただし、第2のマニピュレータ400は、インジェクションピペット203ではなく、図3に示すホールディングピペット403を有している。
The
第2のインジェクタ装置500は、第1のインジェクタ装置300と同様の構成となっており、図示は省略する。ただし、図示しないチューブが、第2のインジェクタ装置500と第2のマニピュレータ400のホールディングピペット403と連結され、ホールディングピペット403の内圧を操作する。
The
次に、第1のインジェクタ装置300の操作モードについて説明する。
Next, the operation mode of the
第1のインジェタ装置300は、第1の入力部302に入力される値に応じた量だけ直動部306が移動する第1の操作モードH1を有する。また、第1のインジェタ装置300は、第2の入力部323に所定の信号が入力されると直動部306が所定のシーケンスで直進し停止する第2の操作モードH2を有する。所定の信号とは、例えば第2の入力部323のスイッチが押されたことを検出した信号などである。詳細は、図3を用いて説明する。
The
図3は、実施例1における破膜操作について示す。図3(S1)から(S6)の順に、破膜の操作工程を説明する。T1からT8は、各工程での時刻を示す。実線L1は、インジェクションピペット203の先端の位置を示す。実線L2は、直動部306が移動することによるインジェクションピペット203内の液体1005の進退量を示す。実線L3は、第1のインジェクタ装置300の第1の入力部302の操作量を示す。また、実線L4は、第2の入力部323のスイッチに入力されるオフオン信号を示す。
FIG. 3 shows the membrane rupture operation in Example 1. The operation process of the membrane rupture will be described in the order of FIG. 3 (S1) to (S6). T1 to T8 indicate the time in each step. The solid line L1 indicates the position of the tip of the
液体1005の進退量L2とは、インジェクションピペット203内の液体の動きをいい、それに浮遊する精子1004の動きとも同一である。
The amount of advance/retreat L2 of the liquid 1005 refers to the movement of the liquid inside the
液体1005の進退量L2の符号は、卵子1001側の方向に液体1005が進むときをプラス方向とする。第1のインジェクタ装置300の操作量L3の符号は、液体1005がプラス方向に進むようにダイヤル部320を操作する場合を、操作量L3のプラス方向とする。
The sign of the amount L2 of advance/retreat of the liquid 1005 is defined as the plus direction when the liquid 1005 advances toward the
まず、図3(S1)で、精子1004を操作しやすくするための例えばポリビニルピロリドン(PVP)溶液などの液体1005とともに精子1004をインジェクションピペット203に吸引する。そして、精子1004を吸引したインジェクションピペット203を、ホールディングピペット403に保持された卵子1001に近づける(T1)。
First, in FIG. 3 (S1), the
次に、図3(S2)のように、第1のインジェクタ装置300のダイヤル部320をプラス方向に操作する。そして、ダイヤル部320の操作量L3に応じて液体1005とともに精子1004をプラス方向に進ませ、インジェクションピペット203の先端付近まで移動させる(T2)。
Next, as shown in FIG. 3 (S2), the
この時刻T1からT2にかけては、第1のインジェクタ装置300は、ダイヤル部320の操作量L2に応じた量だけ直動部306が移動し液体1005が進退する第1の操作モードH1で動作する。
From this time T1 to T2, the
精子1004を移動完了後、第1のマニピュレータ200を操作して、図3(S3)のようにインジェクションピペット203を卵細胞1001aに図示の程度押し込む(T2からT3)。このとき、卵細胞1001aの周囲にある透明体1001dは、インジェクションピペット203によって破られる。
After the movement of the
図3(S3)の時刻T3から図3(S4)の時刻T6にかけて、第2の操作モードH2について説明する。 The second operation mode H2 will be described from time T3 in FIG. 3(S3) to time T6 in FIG. 3(S4).
インジェクションピペット203を卵細胞1001aに押し込めたら、第1のマニピュレータ200の操作から、第2の入力部323の操作に移る(T3からT4)。そして、第2の入力部323のスイッチをオフからオンに変更する(T4)。すると、第2の入力部323からオンの信号が、演算部104に送られ、制御部106を経て出力部301に駆動量として出力される。この駆動量は、駆動部306が液体1005を適正な速さで進退させることができるような所定の加速度で駆動するように定められている。
When the
駆動量の指令を受けた出力部301の直動部306は、所定の加速度で駆動し、適正な速さで液体1005を進退させ、インジェクションピペット203内に卵細胞膜1001bを吸引させる(T4−T5)。
The
吸引された卵細胞膜1001bの破膜を確認したら、第2の入力部323のスイッチをオフにする(T5)。すると、直動部306が停止し、それにともない液体1005の進退も停止する。
After confirming the rupture of the sucked
以上より、第2の入力部323に手動でオンの信号を入力すると、直動部306が所定の加速度で駆動し、手動でオフの信号を入力すると直動部306が直ちに停止する操作モードを第2の操作モードH2という。
As described above, when the ON signal is manually input to the
卵細胞膜1001bを吸引中の時刻T4からT5にかけて、他の時刻の操作に比べ、短い時間の操作となっている。これは、卵細胞膜1001bが破膜しなやすい適正な速さで液体1005を進退させないといけないためである。図3の破線L2aは、手動で第1の入力部302のダイヤル部320を操作した時の液体1005の進退量を示す。時刻T4の進退の開始時は、手動の操作では、液体1005の直進速度が低速かつ不安定であり、停止時は、ダイヤル部320を止めるのに遅れが生じる。
From time T4 to time T5 during suction of the
よって、実施例1を用いれば、駆動開始時は安定した加速度で直動部306が液体1005を適正な速さで進退させる。また、停止時は急な停止をさせることができる。よって、手動の場合と比較し、操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作が可能になる。
Therefore, according to the first embodiment, the
次に図3(S4)で、精子1004の注入操作について説明する。
Next, the injection operation of the
卵細胞膜1001bが破膜したことを確認したら、精子1004を卵子1001に注入するために、第1の入力部302を操作し、液体1005を進退させる(T6)。精子1004の注入は、第1の入力部302に入力される値に応じた量だけ移動する第1の操作モードH1で行われる。
When it is confirmed that the
そして、図3(S5)のように、卵細胞質1001c内に精子1004が入ったことを確認したら第1の入力部302の操作を止める(T7)。
Then, as shown in FIG. 3 (S5), when it is confirmed that the
最後に、図3(S6)で、第1のマニピュレータ200を操作し、インジェクションピペット203を卵子1001から引き抜く(T8)。
Finally, in FIG. 3 (S6), the
以上のことから、実施例1を用いれば、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。 From the above, by using the first embodiment, it is possible to provide the injector device that enables the membrane rupture operation that does not require the skilled judgment depending on the human visual judgment and the operation skill.
次に、実施例1に用いられるインジェクタ装置の出力部301の別の形態のインジェクタ装置の出力部601について図4を用いて説明する。図4(C)は、インジェクタ装置の出力部601の断面図を示す。図4(D)は、断面線B−Bにおける断面図を示す。
Next, an
インジェクタ装置の出力部601は、チューブ603を連結可能なシリンダ604と、シリンダ604内を進退することによって容量を調整可能なピストン605と、ピストン605を進退駆動可能な直動部606とを有している。
The
チューブ603は、シリンダ604に一方を連結されており、他方は第1のマニピュレータ200のインジェクションピペット用ホルダー204を介して、インジェクションピペット203に連結されている。シリンダ604は、固定部材609によって支持されている。
One of the
直動部606は、シリンダ604に設けられた開口部608を連通する軸部607と、軸部607に設けられた振動モータ615とを有する。
The
振動モータ615は、振動板610と圧電素子611とを有する振動子616と、振動子616と摩擦接触する摩擦部材612とを有する。さらに、振動モータ615は、振動子616を摩擦部材612に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材613と、振動子616と加圧部材613の間に配置され加圧部材613からの加圧力を振動子616に伝達する加圧力伝達部材614とを有する。また、振動モータ615は、固定部材609に支持された筐体部材618に保持されている。
The
振動モータ615は、圧電素子611に位相差を変更可能な2つの交流電圧617を印加することによって振動子616に発生する楕円振動により、振動子616と摩擦部材612とが相対移動方向に相対移動する。詳細は、特開2012−16107号公報などに記載されているため、省略する。
The
これらの構成により、振動モータ615を含む直動部606によって、ピストンがX軸方向に進退可能となり、チューブ603と接続されたインジェクションピペット203内の液体1005の進退量を操作可能となる。
With these configurations, the piston can be moved back and forth in the X-axis direction by the
実施例1の図2と図4とでは、振動モータを含む直動部を説明したが、振動モータに限らず、ステッピングモータやボイスコイルモータなどの直動部を用いてよい。 In FIGS. 2 and 4 of the first embodiment, the linear motion section including the vibration motor has been described, but the linear motion section such as a stepping motor or a voice coil motor may be used instead of the vibration motor.
以上より、実施例1を用いれば、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。 As described above, by using the first embodiment, it is possible to provide the injector device capable of performing the membrane rupture operation that does not require the skilled judgment depending on the human visual judgment and the operation skill. As a result, even an operator with little experience in membrane rupture can easily and accurately perform desired processing.
(実施例2)
実施例1では、第2の入力部323に手動でオンの信号を入力すると、直動部306が所定の加速度で駆動し、手動でオフの信号を入力すると停止する第2の操作モードH2について説明した。実施例2では、別の形態の第2の操作モードJ2を用いた破膜操作について説明する。図5に実施例2を用いた破膜操作を示す。図5において図3と同様の箇所は説明を省略する。
(Example 2)
In the first embodiment, when the ON signal is manually input to the
図5(S3)において、インジェクションピペット203を卵細胞1001aに押し込む(T3)。その後、第2の入力部323のスイッチを操作する(TS4)。実施例2のスイッチは、スイッチを押している間だけオンになり手を離すとオフになる例えばモーメンタリ動作するタクトスイッチなどが用いられる。
In FIG. 5 (S3), the
第2の入力部323のスイッチを押すと、直動部306が所定の加速度で駆動し、卵細胞膜1001bを適正な速さで吸引し破膜する(TS4からTS5)。その後、液体1005が所定の進退量になると自動で停止する(TS5)。所定の加速度は、破膜しやすい適正な速さを予め求めておき、その速さになるよう設定する。また、所定の進退量は、破膜後に卵細胞膜1001bを多く吸い込んでしまうことがないように進退量を予め求めておき設定する。
When the switch of the
時刻TS5で卵細胞膜1001bが破膜したことが確認できたら、第1の入力部302を操作し精子1004の注入動作に移る(TS6)。
When it is confirmed that the
以上より、第2の操作モードJ2とは、第2の入力部323のスイッチを押すことで、直動部306を所定の加速度で駆動させ、適正な速さで所定の量の液体1005が進退したら自動停止する操作モードをいう。
As described above, in the second operation mode J2, by pressing the switch of the
よって、第2の操作モードJ2を用いることで、実施例1では、直進の開始のみ自動で、停止は目視によっていたが、実施例2では直進も停止も所定のシーケンスで行うことができる。そのため、実施例2では実施例1よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。 Therefore, by using the second operation mode J2, in the first embodiment, only the start of the straight traveling is automatic and the stop is visually observed, but in the second embodiment, the straight traveling and the stopping can be performed in a predetermined sequence. Therefore, in the second embodiment, it is possible to provide the injector device capable of performing the membrane rupture operation that does not require the skilled person's visual judgment and operation skill depending on the operation skill more than the first embodiment. As a result, even an operator with little experience in membrane rupture can easily and accurately perform desired processing.
(実施例3)
実施例1では、第2の入力部323に手動でオンの信号を入力すると、直動部306が所定の加速度で適正な速さになるよう駆動し、手動でオフの信号を入力すると停止する第2の操作モードH2について説明した。実施例2では、第2の入力部323に手動でオンの信号を入力すると直動部306が所定の加速度で駆動し、適正な速さで所定の量の液体1005が進退したら自動で停止する第2の操作モードJ2について説明した。
(Example 3)
In the first embodiment, when the ON signal is manually input to the
実施例3では、第2の操作モードにおいて、撮像部3の取得した画像内の所定の部分(被写体)の移動速度が所定の閾値を超えたと画像解析部107が判断したら、直動部306が自動で停止する第2の操作モードK2について図5を用いて説明する。
In the third embodiment, in the second operation mode, when the
実施例3では、実施例2と同様にスイッチを押している間だけオンになり手を離すとオフになる例えばタクトスイッチなどが用いられる。 In the third embodiment, as in the second embodiment, for example, a tact switch is used, which is turned on only while the switch is pressed and turned off when the hand is released.
第2の入力部323のスイッチを押すと、実施例2と同様に直動部306が所定の加速度で駆動し、卵細胞膜1001bを吸引する(TS4からTS5)。このとき、撮像部3は画像を取得しており、取得した画像内の所定の部分の移動速度が所定の閾値を超えたと画像解析部107が判断したら、直動部306が自動で停止し、液体1005の進退も停止する(TS5)。
When the switch of the
画像解析部107が判断に用いる所定部分の画像の変化の例として、インジェクションピペット203内の液体の流速の変化を用いてもよい。ピペット内の液体は、卵細胞質1001cやPVP溶液などで構成され、卵細胞膜1001bが破膜することによって卵細胞質1001cやPVP溶液などの流体は流速が変化するため、画像解析部107の判断に用いることができる。
As an example of the change in the image of the predetermined portion used by the
また、その他の所定部分の画像の変化の例として、精子1004の速度の変化や卵細胞膜1001bの形状の変化としてもよい。
Further, as an example of the change in the image of the other predetermined portion, a change in the speed of the
時刻TS5で卵細胞膜1001bが破膜し液体1005の進退の停止が確認できたら、第1の入力部302を操作し精子1004の注入動作に移る(TS6)。
When it is confirmed that the
以上より第2の操作モードK2は、第2の入力部323に手動でオンの信号を入力すると、直動部306が所定の加速度で駆動し、画像解析部107が所定の部分の移動速度が所定の閾値を超えたら停止する操作モードをいう。
As described above, in the second operation mode K2, when the ON signal is manually input to the
よって、実施例1では、目視で判断して停止する操作モード、実施例2では、所定の進退量になったら停止する操作モードであったが、実施例3の第2の操作モードK2を用いることで、画像解析部107が破膜を判断して停止することができるようになる。そのため、実施例3では実施例2よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。
Therefore, in the first embodiment, the operation mode is to visually determine and stop, and in the second embodiment, the operation mode is to stop when the amount of advance/retreat reaches a predetermined amount. However, the second operation mode K2 of the third embodiment is used. As a result, the
(実施例4)
実施例1から3では、第2の入力部を第1のインジェクタ装置300に設けたが、第1の入力部302に第2の入力部323のスイッチを設けてもよく、また第2の入力部323を操作パネル102に設けてもよい。さらに、図示しないフットペダルを設け第2の入力部323として操作してもよい。
(Example 4)
In the first to third embodiments, the second input unit is provided in the
ただし、例えば第2の入力部323としてフットペダルを設けた場合、第1の入力部302を手動で操作しながら、フットペダルを足で操作することも可能になる。このため、第1の入力部302の操作量と第2の入力部323の信号が、同時にコントローラ100に入力される可能性がある。つまり第1の操作モードH1と第2の操作モードH2、J2、K2とで、同時に操作可能になってしまう。
However, for example, when a foot pedal is provided as the
そこで、第1の入力部302と第2の入力部323のいずれの入力部からの入力を受け付けるかを切り替える切り替え手段を有する実施例4を説明する。
Therefore, a fourth embodiment having switching means for switching which of the
切り替え手段は、操作パネル102や第1の入力部302などに図示しない例えばオルタネイト動作するトグルスイッチなどの二値入力可能なスイッチが設けられる。
The switching unit is provided with a switch (not shown) capable of inputting two values, such as a toggle switch that operates in an alternate manner, on the
図6を用いて、切り替え手段を用いた破膜方法について説明する。図6において図3と同様の箇所は説明を省略する。図6L3の破線部は、第1の入力部302のダイヤル部320を操作しても操作量が入力できないことを示す。図6L4の破線部は、第2の入力部323のスイッチを押しても信号が入力できないことを示す。
The membrane rupture method using the switching means will be described with reference to FIG. In FIG. 6, description of the same parts as in FIG. 3 is omitted. The broken line portion of FIG. 6L3 indicates that the operation amount cannot be input even if the
まず、図6(S1)から(S3)において、第1の入力部302が操作できるように切り替え手段を設定する。そうすると、第2の入力部323は、信号が入力できないようになり、第1の操作モードH1のみで操作可能となる。
First, in FIG. 6 (S1) to (S3), the switching means is set so that the
図6(S3)で、卵細胞1001aにインジェクションピペット203を押し込めたら、第2の入力部323に信号が入力できるように、切り替えスイッチを設定する(T3)。そうすると、第1の入力部302を操作できなくなり、第2の操作モードH2、J2、K2のみで操作可能となる。
In FIG. 6 (S3), when the
そこで、第2の入力部323にオンの信号を入力する(T4)。そうすると、直動部306が所定の加速度で駆動し液体1005を適正な速さで吸引して卵細胞膜1001bを破膜する。
Therefore, an ON signal is input to the second input unit 323 (T4). Then, the
その後、直動部306が停止ししたことを確認したら、再度切り替え手段を操作し、第1の入力部302を操作可能な状態にし、第2の入力部323に信号を入力不可能な状態にする(TT5)。つまり、第1の操作モードH1でのみ操作可能な状態にする。そして、第1の入力部302を操作し精子1004の注入する(T6)。
After that, when it is confirmed that the
よって、実施例4の切り替え手段を用いることで、第1の操作モードH1と第2の操作モードH2、J2、K2が同時に操作可能な状態にならなくなる。 Therefore, by using the switching means of the fourth embodiment, the first operation mode H1 and the second operation modes H2, J2, K2 cannot be operated simultaneously.
以上より、実施例1乃至3では、第1の操作モードと第2の操作モードが同時に入力可能であったが、実施例4を用いることで、同時に操作ができなくなる。そのため、実施例4では実施例3よりいっそう、人の目視判断や操作技能に依存した熟練技術を必要としない破膜操作を可能にしたインジェクタ装置を提供できる。これにより、破膜操作の経験の少ない操作者でも簡単に精度よく希望の処理が行える。 As described above, in the first to third embodiments, the first operation mode and the second operation mode can be input at the same time, but by using the fourth embodiment, the operations cannot be performed at the same time. Therefore, in the fourth embodiment, it is possible to provide an injector device capable of performing the membrane rupture operation that does not require a skilled person's visual judgment and operation skill depending on the operation skill more than the third embodiment. As a result, even an operator with little experience in membrane rupture can easily and accurately perform desired processing.
3 撮像部
107 画像解析部
300 第1のインジェクタ装置
302 第1の入力部
323 第2の入力部
304 シリンダ
305 ピストン
306 直動部
H1 第1の操作モード
H2 第2の操作モード
3 Imaging
Claims (9)
前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、
前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、
連続的な値の変化を入力可能な第1の入力手段と、
二値入力が可能な第2の入力手段と、を備えたインジェクタ装置であって、
前記第1の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第1の操作モードと、前記第2の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第2の操作モードとを有することを特徴とするインジェクタ装置。 A cylinder,
A piston whose capacity can be adjusted by advancing and retracting with respect to the cylinder;
A direct acting means capable of driving the piston forward and backward,
A first input means capable of inputting a continuous change in value;
An injector device comprising: a second input means capable of binary input,
The first operation mode in which the linear motion means moves by an amount corresponding to the value input to the first input means, and the linear motion means operates when a predetermined signal is input to the second input means. An injector device having a second operation mode of going straight and stopping in a predetermined sequence.
振動板と圧電素子とを有する振動子と、
該振動子と摩擦接触する摩擦部材と、
前記振動子を前記摩擦部材に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材と、
前記振動子と前記加圧部材の間に配置され前記加圧部材からの加圧力を前記振動子に伝達する伝達部材とを備る振動モータを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインジェクタ装置。 The linear means is
A vibrator having a diaphragm and a piezoelectric element,
A friction member in frictional contact with the vibrator;
A pressure member that generates a pressing force for frictionally contacting the vibrator with the friction member;
7. The vibration motor according to claim 1, further comprising a vibration member that is disposed between the vibrator and the pressure member, and that includes a transmission member that transmits a pressure force from the pressure member to the vibrator. 2. The injector device according to item 1.
前記シリンダに対して進退することによって容量を調整可能なピストンと、
前記ピストンを進退駆動可能な直動手段と、
連続的な値の変化を入力可能な第1の入力手段と、
二値入力が可能な第2の入力手段と、を備えたインジェクタ装置の制御方法であって、
前記第1の入力手段に入力される値に応じた量だけ前記直動手段が移動する第1の操作モードと、前記第2の入力手段に所定の信号が入力されると前記直動手段が所定のシーケンスで直進し停止する第2の操作モードとを有することを特徴とするインジェクタ装置の制御方法。 A cylinder,
A piston whose capacity can be adjusted by advancing and retracting with respect to the cylinder;
A direct acting means capable of driving the piston forward and backward,
A first input means capable of inputting a continuous change in value;
A method for controlling an injector device, comprising: a second input means capable of binary input;
The first operation mode in which the linear motion means moves by an amount corresponding to the value input to the first input means, and the linear motion means operates when a predetermined signal is input to the second input means. A second operation mode in which the vehicle advances straight ahead and stops in a predetermined sequence, and a method for controlling an injector device.
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