JP3151723U

JP3151723U - 実験用小動物保温機器

Info

Publication number: JP3151723U
Application number: JP2009002574U
Authority: JP
Inventors: 伸一本郷; 吉孝平出
Original assignee: 明興産業株式会社
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2019-04-21

Abstract

【課題】ＭＲＩの強力な磁気によっても不具合を起こさず、ＭＲＩの測定キャビティの形状を問わずに簡単に設置できる実験用小動物保温機器を提供する。【解決手段】実験用小動物保温機器は、ヒーター本体１０と防護カバー２０と通電量を制御してヒーター本体１０の温度を制御するコントローラー３０と通電量制御部４０とコードを備えている。麻酔中の実験用小動物を保護カバー２０の表面に載せてヒーター本体１０の発熱により保温せしめる。ヒーター本体１０と防護カバー２０をＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲Ｇに位置するように配置し、コントローラー３０と通電量制御部４０をその外側に位置するように配置せしめ、ＭＲＩの磁気により不具合を起こさないようにする。また、ヒーター本体１０と防護カバー２０を可撓性あるものとするとＭＲＩ２００の測定キャビティ２１０の形状に沿うようになる。【選択図】図４

Description

本考案は、実験機器内に入れた麻酔状態の実験用小動物の体温保持を行う小動物体温保持装置に関する。特に、実験機器が理化学実験用の磁気共鳴画像装置であり、磁気共鳴画像装置に設置しやすく、かつ、磁気共鳴画像装置の磁気の影響を受けない形で麻酔状態の実験用小動物の体温保持を行うことができる小動物体温保持装置に関する。

理化学実験において、実験用小動物の動きを抑え、測定状態を安定させるために麻酔をかけることが多い。しかし麻酔をした小動物の体温は低下してゆくため、実験用小動物の体温維持はそのデータの信頼性を保証する上で不可欠である。
従来技術において実験用小動物の保温機器は幾つか知られている。

例えば、電流のＯＮ−ＯＦＦ制御によりヒーターの電流制御を行い、温度コントロールするものがある。しかし、電流のＯＮ−ＯＦＦ制御では実際にはヒーター温度が変動することとなり、実験用小動物の体表面近くの体温も変動することとなる。実験用小動物の直腸温度を測定している場合は、体の深い内部の温度であるため実験用小動物の体表面近くの体温の変動が検出できず、体温は一定の良好状態であると判断されている場合がある。しかし、実態は生理学的に周期的な熱刺激を加えていることになり、本来は実験用小動物の測定状態が良好であるとは言えない。

そこで、従来のように機械的なＯＮ−ＯＦＦ制御によらず、ヒーター温度の変動を無くしてヒーター温度を一定に保つものとして、ヒーター表面に小型の温度センサーを取り付け、ヒーター表面温度をフィードバックして温度コントロールし、半導体回路による比例制御を基本とした制御回路を採用した実験用小動物の保温機器が知られている（特開２００２−５１６６２号公報）。

また、実験用小動物の体温管理だけでなく、体温管理とともに心拍数、呼吸数の監視も同時に行う実験用小動物の保温機器が知られている。例えば、平板状発熱装置と、該平板状発熱装置上に配置される薄い絶縁性シート間に挟まれた感圧センサーと、前記薄い絶縁性シート間に配置されるスペーサーと、該スペーサー上に搭載される温度センサーとを具備することを特徴とする小動物用心拍・呼吸数検出機能付き体温保持装置である（特願２００３−５６７１６８号公報）。

特開２００２−５１６６２号公報特願２００３−５６７１６８号公報

近年、小動物を用いた実験において磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）を用いて小動物の体内の状態を可視化しつつ行う方法が普及し始めている。
人体用のＭＲＩは大きな装置であり高価であるが、マウスなどの実験用小動物の体内状態を可視化する理化学実験向けの理化学実験用ＭＲＩは人体用のＭＲＩに比べて小型であり低価格であり、普及しつつある。

ＭＲＩは強力な磁場を発生させる必要があり多数のコイルを用いるが、理化学実験用ＭＲＩは小型化・低価格化するために、被験小動物を入れる測定キャビティは基本的には筒状の測定キャビティとなっている。
ＭＲＩを用いる場合も、実験用小動物の動きを抑えて測定状態を安定させるために麻酔をかけることとなる。やはり麻酔をした小動物の体温は低下してゆくため、実験用小動物保温機器が必要となる。

しかし、従来技術において知られていた上記の実験用小動物保温機器は、小動物用のＭＲＩを用いた実験には問題が多く用いることはできないものであった。
第１の問題は、従来の実験用小動物保温機器がＭＲＩの発生する強力な磁場の影響を受けてしまう問題である。上記したように、特開２００２−５１６６２号公報に開示されている実験用小動物保温機器であっても、特願２００３−５６７１６８号公報に開示されている実験用小動物保温機器であっても、ヒーターなどの発熱体の表面や近くに小型の温度センサーや感圧センサー類を設ける構造となっているが、これら電子機器類はＭＲＩの強力な磁場の影響を受けて破壊されるおそれが高い。また、あまりにも強力な磁場ゆえに実験用小動物保温機器そのものが飛ばされてしまう場合もあり危険である。

第２の問題は、理化学実験用ＭＲＩの測定キャビティは基本的には筒状の測定キャビティとなっているため、従来の実験用小動物保温機器は平板状であってそのままでは安定しないため使用できないという問題である。つまり、従来の実験用小動物保温機器を理化学実験用ＭＲＩの測定キャビティに収めるためにアダプタのような取り付け治具が必要となってしまう。仮に、筒状の測定キャビティ内に、円柱を半分に割ったような半円柱体のアダプタを入れて筒状の測定キャビティ内に安定した平面を設けることを想定したとしても、測定キャビティの空間が狭くなってしまい、測定キャビティ空間を有効に活用できず、小動物の実験に不便である。また、そのようなアダプタを測定キャビティ空間に設置した上で、さらにその上に従来の実験用小動物保温機器を取り付けることは面倒であり、麻酔をかけた小動物のＭＲＩ画像をすみやかに撮像したい実験環境の中では非常に使いづらいものとなってしまうと予想される。

第３の問題は、理化学実験用ＭＲＩに対して与える熱の影響である。麻酔をかけた小動物に対しては体温維持のために熱を与えて保温する必要がある一方、ＭＲＩはその構造上、超伝導現象を利用するために熱が伝導することは好ましくない。しかし、上記従来の実験用小動物保温機器では小動物の体温維持用に加えた熱が理化学実験用ＭＲＩに対して伝導してしまうものであった。

上記問題点に鑑み、本考案は、理化学実験用ＭＲＩを用いた実験において麻酔を施した小動物の体温を維持する実験用小動物保温機器であって、理化学実験用ＭＲＩの強力な磁気の影響を受けず、また、理化学実験用ＭＲＩに対して熱の影響を与えず、さらに、理化学実験用ＭＲＩの測定キャビティの形状を問わずに理化学実験用ＭＲＩ内に簡単に設置することができる実験用小動物保温機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本考案の実験用小動物保温機器は、磁気共鳴画像装置内において麻酔を施した実験用の小動物を保温せしめる磁気共鳴画像装置用の小動物保温機器であって、ヒーター本体と、前記ヒーター本体を被覆する防護カバーと、前記ヒーター本体に通電するコードと、前記ヒーター本体への通電量を制御して前記ヒーター本体の温度を制御するコントローラーとを備え、前記実験用小動物を前記保護カバーの表面に載せて前記ヒーター本体の発熱により前記麻酔中の小動物を保温せしめる実験用小動物保温機器である。

ここで、前記コードの長さを少なくとも磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受ける範囲を超える長さを備え、
前記ヒーターと、前記防護カバーと、前記コードの一部のみを、前記磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受ける範囲に位置するように配置し、
前記コードの残りの部分と、外部電源と、前記コントローラーとを、前記磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受けない範囲に位置するように配置せしめておく。

このように、磁気の影響を受ける電子回路が入らざるを得ないコントローラー部分を理化学実験用の磁気共鳴画像装置から離して設ける構造とすることにより、理化学実験用の磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を排除することができ、コントローラーが破壊されることを防止するとともに、コントローラーが磁気により飛んでしまうような危険な状況を避けることができる。

なお、コントローラーをできるだけ理化学実験用の磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受けない位置に離すため、前記ヒーター本体と外部電源装置の間に通電量を制御する通電量制御部を前記外部電源装置の近くに備え、前記コードが第１のコード部分と第２のコード部分を備え、前記ヒーター本体と前記通電量制御部とを前記第１のコード部分により接続し、前記通電量制御部と前記コントローラーとを前記第２のコード部分により接続し、前記第２のコード部分を介して前記コントローラーにより前記通電量制御部の通電量を制御するとともに、前記コントローラーおよび前記通電量制御部を前記磁気共鳴画像装置から離して配置する構造とすれば、確実に理化学実験用の磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を排除することができる。

また、上記構成において、前記防護カバーの部位のうち前記ヒーター本体の裏面を被覆している部位は断熱性を備え、前記防護カバーの部位のうち前記ヒーター本体の表面を被覆している部位は伝熱性を備えたものであることが好ましい。このように防護カバーの部位のうち上面側は伝熱性、裏面側は断熱性と異なる熱伝導の性質を備えたものとすることにより、上面側の実験用小動物には効果的に熱を与えるとともに、下面側のＭＲＩ機器に対しては熱を遮断することができ、実験用小動物の保温と、ＭＲＩ機器への熱の伝導防止という相反する要求に応えるものとなっている。

また、上記構成において、前記ヒーター本体と前記防護カバーが可撓性を備え、前記磁気共鳴画像装置の被測定物設置個所に設置した前記ヒーター本体と前記防護カバーが、前記被測定物設置個所の形状に沿うように撓むものであることが好ましい。なぜならば、ヒーター本体と防護カバーが理化学実験用ＭＲＩの筒状の測定キャビティの曲面に応じて撓んで沿うため、測定キャビティ内でヒーター本体と防護カバーが安定した状態となりやすく、測定キャビティ内にヒーター本体と防護カバーを投入した後、麻酔をかけた小動物のＭＲＩ画像をすみやかに撮像することができる。また、ヒーター本体と防護カバーが測定キャビティの曲面に応じて撓んで沿うために測定キャビティ空間を広く確保することができる。

本考案にかかる実験用小動物保温機器によれば、実験用小動物保温機器に対する理化学実験用の磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を排除することができ、コントローラー等磁気の影響を受けやすい部分が破壊されてしまうことを防止することができる。
また、防護カバーの部位のうち上面側は伝熱性、裏面側は断熱性と異なる熱伝導の性質を備えたものとすることにより、上面側の実験用小動物には効果的に熱を与えるとともに、下面側のＭＲＩ機器に対しては熱を遮断することができる。
また、ヒーター本体と防護カバーが理化学実験用ＭＲＩの筒状の測定キャビティの曲面に応じて撓んで沿うため、測定キャビティ内にヒーター本体と防護カバーを投入するだけですみやかに安定した状態となり使いやすいものとなる。
また、ヒーター本体と防護カバーが測定キャビティの曲面に応じて撓んで沿うために測定キャビティ空間を広く確保することができる。

以下、本考案の実験用小動物保温機器を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本考案はこれらの実施例に限定されるものではない。

以下、本考案に係る実験用小動物保温機器の構成例を図面を参照しながら説明する。
図１は、本考案の実施例１にかかる実験用小動物保温機器１００の一構成例のブロック図である。実験用小動物保温機器１００は、ヒーター本体１０、防護カバー２０、コントローラー３０、通電量制御部４０、コード５０を備えている。図中には外部電源１１０も示されている。

ヒーター本体１０は電気エネルギーを熱エネルギーに変換するものであり、銅など通電により熱を発するもので良い。扱いやすいように平板状に成型されている。ヒーター本体１０は、後述するように、ヒーター本体は優れた可撓性を備えており、理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ内２１０に設置した場合に、測定キャビティ２１０の曲面形状に沿うように容易に撓むものとなっている。

次に、防護カバー２０はヒーター本体１０を被覆するものである。後述するように防護カバー２０の上面側に実験用小動物を載せ置くものとなっている。
防護カバー２０は例えばシリコーン素材のカバーである。防護カバー２０はヒーター本体１０を被覆する構造となっているが、この構成例ではヒーター本体１０の上面側を被覆する部位とヒーター本体１０の下面側を被覆する部位では伝熱性に差異を設けている。防護カバー２０の部位のうちヒーター本体１０の表面側を被覆している部位は伝熱性を備えたものとなっているが、防護カバー２０の部位のうちヒーター本体１０の裏面側を被覆している部位は断熱性を備えたものとなっている。

図２は、防護カバー２０の構造例を示す図である。ヒーター本体１０の表面側を被覆する部位はシリコーン素材のカバー１１のみとなっているが、ヒーター本体１０の裏面側を被覆する部位はシリコーン素材のカバーの内側に断熱材１２が組み込まれており、断熱性が確保されている。図２（ａ）に示すように、ヒーター本体１０で発した熱は表面側はシリコーン素材のカバー１１のみであるので伝熱するが、裏面側には断熱材１２があるために熱が遮断されるものとなっている。このように、ヒーター本体１０で発した熱をコントロールすることにより、図２（ｂ）に示すように、ヒーター本体１０の表面側に載せ置かれている実験用小動物３００には熱が伝わり、麻酔中の小動物保温という目的を達することができる一方、ヒーター本体１０から下側に発せられる熱は断熱材１２により遮断されるため、ＭＲＩ機器に対する熱の影響を防止することができる。

ここで、防護カバー２０は、後述するように優れた可撓性を備えており、磁気共鳴画像装置２００の筒状の測定キャビティ２１０内に設置した場合に、測定キャビティ２１０の曲面形状に沿うように容易に撓むものとなっている。上記のように、ヒーター本体１０と防護カバー２０ともに可撓性を有しているものであれば、理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ２１０内に入れると、測定キャビティ２１０の曲面に応じて撓んで沿うため、測定キャビティ２１０内でヒーター本体と防護カバーが安定した状態となる。後述する図３に示すように、ヒーター本体１０と防護カバー２０が測定キャビティ２１０の曲面に応じて撓んで沿うために測定キャビティ空間を広く確保することができる。

さらに、防護カバー２０は他にも様々な役割を担うものである。
例えば、防護カバー２０は防水性、耐薬品性を備えている。理化学実験に用いる関係上、実験用小動物には様々な投薬や施術が行われていることも想定され、体液や薬品が垂れる可能性もあり、ヒーター本体１０に対して含浸してしまうとヒーター本体１０がショートしてしまったりヒーター本体１０が腐食してしまったりするため、防護カバー２０は防水性、耐薬品性を備えていることが好ましい。

次に、コントローラー３０は、ヒーター本体１０への通電量を制御してヒーター本体１０の温度を制御するものである。この構成例では、通電量制御部４０の通電量を制御するものとなっている。コントローラー３０の構造や操作方式などは特に限定されない。

通電量制御部４０は、ヒーター本体１０に対して電流を供給する外部電源装置１１０の近くに通電量を制御するものである。図１の例では、外部電源装置１１０に接続するコード５０のプラグ５１と外部電源装置１１０との間に設けられている構造となっている。つまり、外部電源装置１１０とコード５０のプラグ５１との間に介在し、外部電源装置１１０から供給される通電量を制御する。制御方式は特に限定されないが、電流量を制御することができるものであれば良い。

コード５０は、良導体の銅線などの金属線をビニールなどの絶縁素材により被覆したものである。この構成例ではコード３０は第１のコード３０ａと第２のコード３０ｂの２つがある。第１のコード３０ａは、ヒーター本体１０と外部電源６０との間を接続して通電させるものであり、第２のコード３０ｂはコントローラー４０から通電量制御部５０までの間を接続して通電量制御部５０に対する制御信号を与えるものとなっている。

以上が本考案の実験用小動物保温機器１００の構成例である。
図３は、実験用小動物保温機器１００の使用例を示す図である。理化学実験用ＭＲＩ２００の測定キャビティ２１０とのヒーター本体１０および防護シート２０の設置の様子を模式的に示している。
図４は、理化学実験用ＭＲＩ２００を含む、実験用小動物保温機器１００の使用例の全体像を示す図である。

図３（ａ）に示すように、実験用小動物保温機器１００を理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ内２１０内に収める。ヒーター本体１０および防護シート２０は優れた可撓性を備えており、理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ２１０内に設置した場合に、測定キャビティ２１０の曲面形状に沿うように容易に撓むものとなっている。この例は円筒の曲面であるが、楕円筒の曲面など他の形状であっても柔軟に撓って沿うことができる。この状態において理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ２１０の空間は広く確保されている。

図３（ｂ）に示すように、理化学実験用ＭＲＩ２００の筒状の測定キャビティ内２１０内に収めた実験用小動物保温機器１００の防護カバー２０の上に、麻酔をかけたマウスなどの実験用小動物３００を載せ置く。このように実験用小動物３００をセッティングすることにより、実験用小動物保温機器１００により実験用小動物３００を保温することができる。

図４は、本考案の実験用小動物保温機器１００と、理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲との関係を示す図である。
図４に示すように、ヒーター本体１０と、防護カバー２０と、コード５０のうち第１のコード５０ａの一部のみが、理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲Ｇに位置するように配置されており、コード５０のうちの第１のコード５０ａの残りの部分と、第２のコード５０ｂと、コントローラー３０と、通電量制御部４０と、外部電源１１０は、理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲Ｇの外側の範囲に位置するように配置されるものとなっている。コントローラー３０と通電量制御部４０には部品として磁性体などが含まれているが、図４に示すように、本考案の実験用小動物保温機器１００では部品として磁性体を含むコントローラー３０と通電量制御部４０を理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲Ｇの外側の範囲に配置することができるため、磁性体などの部品が理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響により破壊されたり故障したりすることがなくなる。また、理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気はあまりにも強力であるため、通常は磁気の影響を受ける範囲Ｇに磁性体があると飛んでしまうほど吸引されてしまい危険であるが、本考案の実験用小動物保温機器１００では部品として磁性体を含むコントローラー３０と通電量制御部４０を理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲Ｇの外側の範囲に配置することができるため、そのような不具合もなくなる。

通常、実験室内において理化学実験用ＭＲＩ２００を設置する際、いずれの外部電源１１０も理化学実験用ＭＲＩ２００の発する磁気の影響を受けないように設置するが、この構成例では、通電量制御部４０は外部電源１１０に直接差し込む位置にあり、コントローラー３０は通電量制御部４０からさらに第２のコード５０ｂにより離れた位置にあるため、コントローラー３０と通電量制御部４０をともに外部電源１１０と同様、理化学実験用ＭＲＩ２００の発する磁気の影響を受けない位置に配置することができる。

以上、実施例１に示した実験用小動物保温機器１００によれば、実験用小動物保温機器１００に対する理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を排除することができ、コントローラー３０や通電量制御部４０などが磁気で破壊されてしまうことを防止することができる。

また、実施例１に示した実験用小動物保温機器１００によれば、防護カバー２０の部位のうち上面側は伝熱性、裏面側は断熱性と異なる熱伝導の性質を備えたものとすることにより、上面側の実験用小動物３００には効果的に熱を与えるとともに下面側の理化学実験用ＭＲＩ２００に対しては熱を遮断することができる。

また、実施例１に示した実験用小動物保温機器１００によれば、ヒーター本体１０と防護カバー２０が理化学実験用ＭＲＩ２００の測定キャビティ２１０の曲面に応じて撓んで沿うため、測定キャビティ２１０内にヒーター本体１０と防護カバー２０を投入するだけですみやかに安定した状態となる。

以上、本考案の実験用小動物保温機器の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本考案の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

本考案の実験用小動物保温機器は、理化学実験用の磁気共鳴画像装置に広く適用することができる。

本考案の実施例１に係る実験用小動物保温機器１００の一構成例のブロック図防護カバー２０の構造例を示す図実験用小動物保温機器１００の使用例を示す図本考案の実験用小動物保温機器１００と、理化学実験用ＭＲＩ２００が発する磁気の影響を受ける範囲との関係を示す図

１０ヒーター本体
２０防護カバー
３０コントローラー
４０通電量制御部
５０コード
５０ａ第１のコード
５０ｂ第２のコード
１００実験用小動物保温機器
１１０外部電源
２００理化学実験用ＭＲＩ
３００実験用小動物

Claims

磁気共鳴画像装置内において麻酔を施した実験用の小動物を保温せしめる磁気共鳴画像装置用の小動物保温機器であって、
ヒーター本体と、前記ヒーター本体を被覆する防護カバーと、前記ヒーター本体に通電するコードと、前記ヒーター本体への通電量を制御して前記ヒーター本体の温度を制御するコントローラーとを備え、
前記実験用小動物を前記保護カバーの表面に載せて前記ヒーター本体の発熱により前記麻酔中の小動物を保温せしめる実験用小動物保温機器。
前記コードの長さを少なくとも磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受ける範囲を超える長さを備え、
前記ヒーターと、前記防護カバーと、前記コードの一部のみを、前記磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受ける範囲に位置するように配置し、
前記コードの残りの部分と、外部電源と、前記コントローラーとを、前記磁気共鳴画像装置が発する磁気の影響を受けない範囲に位置するように配置せしめた請求項１に記載の実験用小動物保温機器。
前記ヒーター本体と外部電源装置の間に通電量を制御する通電量制御部を前記外部電源装置の近くに備え、
前記コードが第１のコード部分と第２のコード部分を備え、
前記ヒーター本体と前記通電量制御部とを前記第１のコード部分により接続し、前記通電量制御部と前記コントローラーとを前記第２のコード部分により接続し、前記第２のコード部分を介して前記コントローラーにより前記通電量制御部の通電量を制御するとともに、前記コントローラーおよび前記通電量制御部を前記磁気共鳴画像装置から離して設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の実験用小動物保温機器。
前記防護カバーの部位のうち前記ヒーター本体の裏面を被覆している部位は断熱性を備え、前記防護カバーの部位のうち前記ヒーター本体の表面を被覆している部位は伝熱性を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の実験用小動物保温機器。
前記ヒーター本体と前記防護カバーが可撓性を備え、前記磁気共鳴画像装置の被測定物設置個所に設置した前記ヒーター本体と前記防護カバーが、前記被測定物設置個所の形状に沿うように撓むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の実験用小動物保温機器。