JP4459383B2 - ミクロトームのカッタの損傷判定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織などを包埋した試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を自動的に判定する方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
ミクロトームでは、試料ブロックの切断の繰り返しに伴い、カッタの刃先に摩耗あるいは欠けなどの損傷が生ずる。刃先の損傷は、作成される薄片の品質に影響を及ぼすので、損傷の度合いを見て、適宜、カッタを交換する必要がある。従来、このような刃先の損傷状態の判定は、オペレータがカッタの刃先あるいは試料ブロックの切断面を目視観察することによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のようなカッタの刃先の損傷状態の判定を、目視観察によらず、自動的に行うための方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のミクロトームのカッタの損傷判定方法は、
試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を判定する方法であって、
表層部を薄切りした後に試料ブロックの切断面を撮影し、得られた画像に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定することを特徴とする。
【０００５】
ミクロトームにおいて、カッタの刃先に摩耗あるいは欠けなどの損傷が生ずると、表層部を薄切りした後の試料ブロックの切断面に、カッタの走行方向に対して平行な傷あるいは走行方向に対して平行に並んだささくれが生ずる。従って、切断面の撮影画像を画像処理の手法を用いて解析し、刃先の摩耗あるいは欠けに起因する特有のパターンを検出すれば、刃先の損傷状態を判定することができる。
【０００６】
なお、一般的には、試料ブロックとして包埋材の中に検体が埋め込まれたものが用いられる。そのような場合、試料ブロックの切断面を撮影して得られた画像内で、包埋材部分の内部に予め監視領域を設定し、この監視領域の部分の画像に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定する。この様にすれば、検体の個体差の影響を受けることなく、カッタの刃先の損傷状態を正確に判定することができる。
【０００７】
また、刃先の損傷状態を判定するための専用のダミーブロックを、観察対象の試料ブロックに隣接する位置に配置し、ダミーブロックの表層部を薄切りした後にダミーブロックの切断面を撮影し、得られた画像内の予め選択された監視領域の部分に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定することもできる。
【０００８】
なお、切断面を撮影する際、切断面の斜め上方、且つカッタの走行方向に対して直交する方向から照明を当て、切断面で鏡面反射した光が撮影装置に入射するように光源及び撮影装置を配置すれば、切断面に生じた傷などの検出が容易になる。また、鏡面反射光以外をできるだけ排除するため、偏向フィルタなどを使うことも有効である。
【０００９】
なお、カッタの刃先の損傷状態を判定するための画像処理は、例えば、次のような方法で行うことができる。即ち、切断面（あるいは、切断面内に予め設定された監視領域の部分の画像から判定する場合は、当該監視領域）を撮影して得られた画像データを用いて、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎に画素値（輝度）を合計し、その合計値が、予め設定された第一基準値以下の場合に、その画素列の中に傷があると判断し、更に、その中に傷があると判断された画素列の数が、予め設定された第二基準値以上の場合に、カッタの交換時期に到達したと判定する。
【００１０】
切断面に傷やささくれがあれば、その部分は他の部分と比べて暗く撮影される（即ち、輝度が低くなる）。従って、上記のように、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎にその明るさを調べれば、傷の有無について判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明によるカッタの損傷判定方法を実施する際のミクロトームの主要部の概略構成を示す。
【００１２】
試料ブロック１０は、観察対象の検体１１を包埋材１２（この例では、パラフィン）の中に埋め込んだものである。試料ブロック１０は、第一試料ホルダ１５の上端部分に保持される。第一試料ホルダ１５は、駆動機構（図示せず）の上に取り付けられ、上下方向の移動が可能である。第一試料ホルダ１５に隣接して、カッタ２０が配置されている。カッタ２０は、カッタブレード２１、これを保持するブレードホルダ２２及び走行架台２３などから構成されている。カッタ２０は、走行レール２５上に支持され、走行レール２５上で水平方向に移動可能である。第一試料ホルダ１５を上下方向に移動して、試料ブロック１の上面の高さを調整した後、走行レール２５上でカッタ２０を走行させることによって、試料ブロック１０の表層部の薄切りが行われる。
【００１３】
カッタブレード２１の走行軌道の下側には、第一試料ホルダ１５に隣接して、更に第二試料ホルダ１７が配置されている。第二試料ホルダ１７は、第一試料ホルダ１５と同様に、駆動機構（図示せず）の上に取り付けられ、上下方向の移動が可能である。第二試料ホルダ１７の上端部分には、ダミーブロック１９が保持されている。この例では、ダミーブロック１９は、包埋材（この例では、パラフィン）のみで構成されたブロックである。
【００１４】
ダミーブロック１９の上面の斜め上方には、ＣＣＤカメラ３０が配置されている。ダミーブロック１９を間に挟んでＣＣＤカメラ３０の反対側には、撮影用の照明光源３１が配置されている。照明光源３１から照射された光が、ダミーブロック１９の上面で鏡面反射された後、ＣＣＤカメラ３０に入射するように、ＣＣＤカメラ３０及び照明光源３１の位置及び方向が設定されている。
【００１５】
次に、図１に示したミクロト−ムを用いて、カッタブレード２１の刃先の損傷の状態を判定する方法について説明する。
【００１６】
試料ブロック１０の表層部の薄切りを所定の回数繰り返す毎に、ダミーブロック１９の表層部の薄切りを一回実施する。ダミーブロック１９の表層部の薄切りを行った後に、ダミーブロック１９の切断面をＣＣＤカメラ３０で撮影する。カッタブレード２１の刃先に欠けあるいは摩耗がある場合、このようにして得られた画像には、例えば図２に示す様に、傷の部分がカッタ２０の走行方向（ｘ軸方向）に対して平行な直線として現れる。従って、このような傷のパターンを画像処理の手法を用いて解析することによって、刃先の欠けあるいは摩耗の状態を評価することができる。
【００１７】
特に、この例の場合の様に、ダミーブロック１９の切断面で鏡面反射された光がＣＣＤカメラ３０に入射するように照明光源３１及びＣＣＤカメラ３０を配置した場合、傷の部分では画素値（輝度）が小さくなり、それ以外の部分では画素値が高くなる。従って、カッタ２０の走行方向に対して平行方法に並んだ各画素列毎に画素値の合計値を算出すれば、各画素列毎に傷の有無を判断することができる。なお、上記の画素列の抽出は、撮影された画像の全領域で行うか、あるいは、予め画像中に特定の監視領域を設定し、その監視領域内で行う。この選択は、切断面の状況、画像中での切断面が占める位置などに応じて行う。
【００１８】
次に、このような画像処理方法の一例について説明する。
【００１９】
図２に示した切断面の画像中で、破線で示したように、監視領域３５を設定する。画像中で、カッタ２０の走行方向に対して平行方向にＸ軸を、垂直方向にＹ軸をとる。切断面の画像を撮影した後、上記の監視領域内でＸ軸方向に並んだ各画素列毎に、次式のように、画素値Ｐ（ｉ，ｊ）の合計値Ｐｓｕｍ（ｊ）を算出する。
【００２０】
【数１】
【００２１】
図３に、Ｐｓｕｍ（ｊ）の計算結果の一例を示す。
【００２２】
次に、各画素列毎に上記合計値Ｐｓｕｍ（ｊ）を調べ、その値が、予め設定されている下限値Ｐｍｉｎ（第一基準値）を下回っている場合には（即ち；Ｐｓｕｍ（ｊ）＜Ｐｍｉｎ）、その画素列の上に傷が有ると判断する。更に、このようにして傷が有ると判断された画素列の数が、予め設定された限界値（第二基準値）を超えた場合には、カッタ２０の刃先の損傷が許容限界を超えたと判断し、ミクロト−ムの制御装置からアラームを発信し、カッタブレード２１の交換時期に達したことをオペレータに伝える。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のミクロトームのカッタの損傷判定方法によれば、これまで目視に頼っていた刃先の損傷判定を自動的に行うことが可能になる。これによって、損傷判定が従来と比べてより確実になり、良好な状態を維持して試料ブロックの薄切りを行うことが可能になる。また、損傷判定に要する時間が短縮されるので、装置の処理能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカッタの損傷判定方法を実施する際のミクロトームの主要部の概略構成を示す図。
【図２】カッタの刃先に欠けが生じたときの切断面の画像の一例を示す図。
【図３】各画素列毎に画素値の合計値を算出した結果の一例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・試料ブロック、
１１・・・検体、
１２・・・包埋材、
１５・・・第一試料ホルダ、
１７・・・第二試料ホルダ、
１９・・・ダミーブロック、
２０・・・カッタ、
２１・・・カッタブレード、
２２・・・ブレードホルダ、
２３・・・走行架台、
２５・・・走行レール、
３０・・・ＣＣＤカメラ、
３１・・・照明光源。
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織などを包埋した試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を自動的に判定する方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
ミクロトームでは、試料ブロックの切断の繰り返しに伴い、カッタの刃先に摩耗あるいは欠けなどの損傷が生ずる。刃先の損傷は、作成される薄片の品質に影響を及ぼすので、損傷の度合いを見て、適宜、カッタを交換する必要がある。従来、このような刃先の損傷状態の判定は、オペレータがカッタの刃先あるいは試料ブロックの切断面を目視観察することによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のようなカッタの刃先の損傷状態の判定を、目視観察によらず、自動的に行うための方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のミクロトームのカッタの損傷判定方法は、
試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を判定する方法であって、
表層部を薄切りした後に試料ブロックの切断面を撮影し、得られた画像に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定することを特徴とする。
【０００５】
ミクロトームにおいて、カッタの刃先に摩耗あるいは欠けなどの損傷が生ずると、表層部を薄切りした後の試料ブロックの切断面に、カッタの走行方向に対して平行な傷あるいは走行方向に対して平行に並んだささくれが生ずる。従って、切断面の撮影画像を画像処理の手法を用いて解析し、刃先の摩耗あるいは欠けに起因する特有のパターンを検出すれば、刃先の損傷状態を判定することができる。
【０００６】
なお、一般的には、試料ブロックとして包埋材の中に検体が埋め込まれたものが用いられる。そのような場合、試料ブロックの切断面を撮影して得られた画像内で、包埋材部分の内部に予め監視領域を設定し、この監視領域の部分の画像に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定する。この様にすれば、検体の個体差の影響を受けることなく、カッタの刃先の損傷状態を正確に判定することができる。
【０００７】
また、刃先の損傷状態を判定するための専用のダミーブロックを、観察対象の試料ブロックに隣接する位置に配置し、ダミーブロックの表層部を薄切りした後にダミーブロックの切断面を撮影し、得られた画像内の予め選択された監視領域の部分に画像処理を施すことによって、カッタの刃先の損傷状態を判定することもできる。
【０００８】
なお、切断面を撮影する際、切断面の斜め上方、且つカッタの走行方向に対して直交する方向から照明を当て、切断面で鏡面反射した光が撮影装置に入射するように光源及び撮影装置を配置すれば、切断面に生じた傷などの検出が容易になる。また、鏡面反射光以外をできるだけ排除するため、偏向フィルタなどを使うことも有効である。
【０００９】
なお、カッタの刃先の損傷状態を判定するための画像処理は、例えば、次のような方法で行うことができる。即ち、切断面（あるいは、切断面内に予め設定された監視領域の部分の画像から判定する場合は、当該監視領域）を撮影して得られた画像データを用いて、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎に画素値（輝度）を合計し、その合計値が、予め設定された第一基準値以下の場合に、その画素列の中に傷があると判断し、更に、その中に傷があると判断された画素列の数が、予め設定された第二基準値以上の場合に、カッタの交換時期に到達したと判定する。
【００１０】
切断面に傷やささくれがあれば、その部分は他の部分と比べて暗く撮影される（即ち、輝度が低くなる）。従って、上記のように、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎にその明るさを調べれば、傷の有無について判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明によるカッタの損傷判定方法を実施する際のミクロトームの主要部の概略構成を示す。
【００１２】
試料ブロック１０は、観察対象の検体１１を包埋材１２（この例では、パラフィン）の中に埋め込んだものである。試料ブロック１０は、第一試料ホルダ１５の上端部分に保持される。第一試料ホルダ１５は、駆動機構（図示せず）の上に取り付けられ、上下方向の移動が可能である。第一試料ホルダ１５に隣接して、カッタ２０が配置されている。カッタ２０は、カッタブレード２１、これを保持するブレードホルダ２２及び走行架台２３などから構成されている。カッタ２０は、走行レール２５上に支持され、走行レール２５上で水平方向に移動可能である。第一試料ホルダ１５を上下方向に移動して、試料ブロック１の上面の高さを調整した後、走行レール２５上でカッタ２０を走行させることによって、試料ブロック１０の表層部の薄切りが行われる。
【００１３】
カッタブレード２１の走行軌道の下側には、第一試料ホルダ１５に隣接して、更に第二試料ホルダ１７が配置されている。第二試料ホルダ１７は、第一試料ホルダ１５と同様に、駆動機構（図示せず）の上に取り付けられ、上下方向の移動が可能である。第二試料ホルダ１７の上端部分には、ダミーブロック１９が保持されている。この例では、ダミーブロック１９は、包埋材（この例では、パラフィン）のみで構成されたブロックである。
【００１４】
ダミーブロック１９の上面の斜め上方には、ＣＣＤカメラ３０が配置されている。ダミーブロック１９を間に挟んでＣＣＤカメラ３０の反対側には、撮影用の照明光源３１が配置されている。照明光源３１から照射された光が、ダミーブロック１９の上面で鏡面反射された後、ＣＣＤカメラ３０に入射するように、ＣＣＤカメラ３０及び照明光源３１の位置及び方向が設定されている。
【００１５】
次に、図１に示したミクロト−ムを用いて、カッタブレード２１の刃先の損傷の状態を判定する方法について説明する。
【００１６】
試料ブロック１０の表層部の薄切りを所定の回数繰り返す毎に、ダミーブロック１９の表層部の薄切りを一回実施する。ダミーブロック１９の表層部の薄切りを行った後に、ダミーブロック１９の切断面をＣＣＤカメラ３０で撮影する。カッタブレード２１の刃先に欠けあるいは摩耗がある場合、このようにして得られた画像には、例えば図２に示す様に、傷の部分がカッタ２０の走行方向（ｘ軸方向）に対して平行な直線として現れる。従って、このような傷のパターンを画像処理の手法を用いて解析することによって、刃先の欠けあるいは摩耗の状態を評価することができる。
【００１７】
特に、この例の場合の様に、ダミーブロック１９の切断面で鏡面反射された光がＣＣＤカメラ３０に入射するように照明光源３１及びＣＣＤカメラ３０を配置した場合、傷の部分では画素値（輝度）が小さくなり、それ以外の部分では画素値が高くなる。従って、カッタ２０の走行方向に対して平行方法に並んだ各画素列毎に画素値の合計値を算出すれば、各画素列毎に傷の有無を判断することができる。なお、上記の画素列の抽出は、撮影された画像の全領域で行うか、あるいは、予め画像中に特定の監視領域を設定し、その監視領域内で行う。この選択は、切断面の状況、画像中での切断面が占める位置などに応じて行う。
【００１８】
次に、このような画像処理方法の一例について説明する。
【００１９】
図２に示した切断面の画像中で、破線で示したように、監視領域３５を設定する。画像中で、カッタ２０の走行方向に対して平行方向にＸ軸を、垂直方向にＹ軸をとる。切断面の画像を撮影した後、上記の監視領域内でＸ軸方向に並んだ各画素列毎に、次式のように、画素値Ｐ（ｉ，ｊ）の合計値Ｐｓｕｍ（ｊ）を算出する。
【００２０】
【数１】
図３に、Ｐｓｕｍ（ｊ）の計算結果の一例を示す。
【００２２】
次に、各画素列毎に上記合計値Ｐｓｕｍ（ｊ）を調べ、その値が、予め設定されている下限値Ｐｍｉｎ（第一基準値）を下回っている場合には（即ち；Ｐｓｕｍ（ｊ）＜Ｐｍｉｎ）、その画素列の上に傷が有ると判断する。更に、このようにして傷が有ると判断された画素列の数が、予め設定された限界値（第二基準値）を超えた場合には、カッタ２０の刃先の損傷が許容限界を超えたと判断し、ミクロト−ムの制御装置からアラームを発信し、カッタブレード２１の交換時期に達したことをオペレータに伝える。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のミクロトームのカッタの損傷判定方法によれば、これまで目視に頼っていた刃先の損傷判定を自動的に行うことが可能になる。これによって、損傷判定が従来と比べてより確実になり、良好な状態を維持して試料ブロックの薄切りを行うことが可能になる。また、損傷判定に要する時間が短縮されるので、装置の処理能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカッタの損傷判定方法を実施する際のミクロトームの主要部の概略構成を示す図。
【図２】カッタの刃先に欠けが生じたときの切断面の画像の一例を示す図。
【図３】各画素列毎に画素値の合計値を算出した結果の一例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・試料ブロック、
１１・・・検体、
１２・・・包埋材、
１５・・・第一試料ホルダ、
１７・・・第二試料ホルダ、
１９・・・ダミーブロック、
２０・・・カッタ、
２１・・・カッタブレード、
２２・・・ブレードホルダ、
２３・・・走行架台、
２５・・・走行レール、
３０・・・ＣＣＤカメラ、
３１・・・照明光源。
Claims (3)
- 試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を判定する方法であって、
試料ブロックの表層部を薄切りした後に、切断面の斜め上方から照明光を照射して、ＣＣＤカメラを用いて切断面の画像を撮影し、
得られた切断面の画像データを用いて、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎に画素値を合計し、
その合計値が、予め設定された第一基準値以下の場合に、その画素列の中に傷があると判断し、
その中に傷があると判断された画素列の数が、予め設定された第二基準値以上の場合に、カッタの交換時期に到達したと判定すること、
を特徴とするミクロトームのカッタの損傷判定方法。 - 包埋材の中に検体が埋め込まれた試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を判定する方法であって、
試料ブロックの表層部を薄切りした後に、切断面の斜め上方から照明光を照射して、ＣＣＤカメラを用いて切断面の画像を撮影し、
得られた切断面の画像内で、前記包埋材の内部にある予め設定された監視領域の部分の画像データを用いて、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎に画素値を合計し、
その合計値が、予め設定された第一基準値以下の場合に、その画素列の中に傷があると判断し、
その中に傷があると判断された画素列の数が、予め設定された第二基準値以上の場合に、カッタの交換時期に到達したと判定すること、
を特徴とするミクロトームのカッタの損傷判定方法。 - 試料ブロックの表層部を薄切りして観察用の薄片を作成するミクロトームにおいて、カッタの刃先の損傷状態を判定する方法であって、
刃先の損傷状態を判定するためのダミーブロックを、観察対象の試料ブロックに隣接する位置に配置し、ダミーブロックの表層部を薄切りした後に、ダミーブロックの切断面の斜め上方から照明光を照射して、ＣＣＤカメラを用いて切断面の画像を撮影し、
得られた切断面の画像内で、予め選択された監視領域の部分の画像データを用いて、カッタの走行方向に対して平行方向に並んだ各画素列毎に画素値を合計し、
その合計値が、予め設定された第一基準値以下の場合に、その画素列の中に傷があると判断し、
その中に傷があると判断された画素列の数が、予め設定された第二基準値以上の場合に、カッタの交換時期に到達したと判定すること、
を特徴とするミクロトームのカッタの損傷判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154886A JP4459383B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | ミクロトームのカッタの損傷判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154886A JP4459383B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | ミクロトームのカッタの損傷判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001338277A JP2001338277A (ja) | 2001-12-07 |
| JP4459383B2 true JP4459383B2 (ja) | 2010-04-28 |
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ID=18659912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP4840765B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2011-12-21 | セイコーインスツル株式会社 | 薄切片作製装置及び薄切片の作製方法 |
| JP4753364B2 (ja) * | 2006-02-10 | 2011-08-24 | セイコーインスツル株式会社 | 劣化評価装置及び薄切片作製装置並びにカッターの交換時期決定方法 |
| JP4953366B2 (ja) * | 2006-02-13 | 2012-06-13 | セイコーインスツル株式会社 | 薄切片作製装置、及び薄切片の作製方法 |
| JP4666505B2 (ja) * | 2006-02-14 | 2011-04-06 | セイコーインスツル株式会社 | 自動薄切装置及び自動薄切片方法 |
| JP4668845B2 (ja) * | 2006-06-05 | 2011-04-13 | 株式会社前川製作所 | マイクロスライサ |
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| WO2015046376A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 倉敷紡績株式会社 | 薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法 |
| WO2015046518A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 倉敷紡績株式会社 | 薄切片試料評価装置、該薄切片試料評価装置を含む薄切片試料作製装置、及び、薄切片試料評価方法 |
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-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154886A patent/JP4459383B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP2001338277A (ja) | 2001-12-07 |
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