JP4983927B2 - 実験小動物用イメージング装置 - Google Patents

実験小動物用イメージング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4983927B2
JP4983927B2 JP2009545435A JP2009545435A JP4983927B2 JP 4983927 B2 JP4983927 B2 JP 4983927B2 JP 2009545435 A JP2009545435 A JP 2009545435A JP 2009545435 A JP2009545435 A JP 2009545435A JP 4983927 B2 JP4983927 B2 JP 4983927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
comparison target
target part
experimental
small animal
anesthesia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009545435A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2009075301A1 (ja
Inventor
祐士 岩田
圭司 北村
寛 村岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2009545435A priority Critical patent/JP4983927B2/ja
Publication of JPWO2009075301A1 publication Critical patent/JPWO2009075301A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4983927B2 publication Critical patent/JP4983927B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/02—Pigsties; Dog-kennels; Rabbit-hutches or the like
    • A01K1/03—Housing for domestic or laboratory animals
    • A01K1/031—Cages for laboratory animals; Cages for measuring metabolism of animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005—Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/508—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for non-human patients
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5217—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/40—Animals

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

この発明は、実験小動物を挿入・離脱するガントリ内に、放射性同位元素やＸ線や蛍光物質などの実験小動物の生体内情報を検出する生体内情報検出手段を設けた実験小動物用イメージング装置に関する。
この種の実験小動物用イメージング装置としては、例えば、ポジトロンＣＴ装置の場合で説明すれば、被写体（実験小動物）内に投与された放射線源である陽電子放出核種（放射性同位元素）から放出される光子を光子検出手段で同時計数によって検出し、その放射線源の分布を画像化している。
ところが、光子検出手段で検出される光子は、被写体内の放射線源から放出されるものであるために、光子が体外に出てくるまでの間に被写体内で吸収され、同時計数によって得られる放射線源の分布に正確さを欠く不都合がある。
このような問題を解決するために、放射線源を投与しない状態の被写体の周囲で放射線源を回転させ、被写体の光子透過率を測定し、その光子透過率によって同時計数データの補正を行うようにしている（特許文献１参照、図１１）。
特開２００６−１７７７９９号公報
しかしながら、上述従来例の場合に、次のような課題があった。
実験小動物では、実験者の指示に従わせることが困難なため、例えば、麻酔の効き具合などは、心電計や呼吸器計などの装置を用い、実験者がそれらの装置や目視によって実験小動物の様子を観察している。
ところが、放射線源をガントリ内で回転させるために、被写体である実験小動物の挿入・離脱する側とは反対側において、回転体を回転可能に設けるとともに、その回転体に線源支持部材を介して放射線源を取り付けており、実験小動物の挿入・離脱側とは反対側が回転体に遮られ、しかも、実験小動物を挿入・離脱する部分が小さいトンネルであるために、ガントリ内での実験小動物の様子を観察するためには、実験者が覗き込んだりしなければ目視できず、ガントリ内での実験小動物の様子を観察しづらい不都合があった。
また、ガントリ内に周方向に回転可能に、実験小動物にＸ線を照射するＸ線照射手段と、実験小動物を透過したＸ線を受けるＸ線検出器とを設けるタイプの実験小動物用イメージング装置としてのＸ線ＣＴの場合でも、Ｘ線の外部への散乱を防止するためにガントリの開口量を極力狭くするように散乱防止カバーが付設されるなど、ガントリ内での実験小動物の様子を観察するためには、実験者が覗き込んだりしなければならず、前述同様に、ガントリ内での実験小動物の様子を観察しづらい不都合があった。
更に、実験小動物の体内に蛍光物質を含んだ薬剤を投与し、そこからの蛍光を検出する検出器をガントリの周方向に設けるタイプの実験小動物用イメージング装置としての蛍光イメージング装置の場合でも、外部光がガントリ内に入る、いわゆる迷光を防止するためにガントリの開口部は完全に遮光する必要があり、実験中にガントリ内での実験小動物の様子を観察することは事実上不可能であり、ガントリ内での実験小動物の様子を観察できない不都合があった。
この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであって、ガントリ内の実験小動物の様子を、実験者の負担少なく容易に観察できるようにすることを目的とする。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、実験小動物を挿入・離脱するガントリ内に、実験小動物の生体内情報を検出する生体内情報検出手段を設けた実験小動物用イメージング装置において、
前記ガントリ内の実験小動物の外観を撮影するカメラと、前記ガントリ外に設けられて前記カメラで撮影された映像を表示する表示手段と、
カメラで撮影された映像に基づいて実験小動物の経時的変化を解析するモニタリング手段とを備え、
前記モニタリング手段が、実験小動物の動きに基づいて覚醒度合いを判断し、麻酔が必要かどうかを判別する覚醒度合い判別手段を有し、実験小動物に麻酔薬を注入する麻酔装置と、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに前記麻酔装置を駆動する麻酔制御手段とを備えたことを特徴としている。
（作用・効果）
この発明の実験小動物用イメージング装置によれば、表示手段に表示された映像によってガントリ内の実験小動物の外観を観察することができる。
したがって、実験者が覗き込んだりしなくても、表示手段を見ることによって、ガントリ内の実験小動物の外観を観察することができ、ガントリ内の実験小動物の様子を、実験者の負担少なく容易に観察できる。
また、実験小動物の体内に放射性同位元素を含んだ薬剤を投与し、そこから放射されるガンマ線を検出するポジトロンＣＴ装置や、Ｘ線を照射するＸ線ＣＴなどの場合には、表示手段を外部のコンソール室などに設け、そのコンソール室から被爆の虞無く観察できて安全性を向上できる利点を有している。
また、蛍光イメージング装置の場合には、外部からの迷光を極力遮断した状態での観察が可能で画像の品質低下を防止できる利点を有している。
モニタリング手段としては、例えば、血管の収縮部分の変化から心臓の動きを求めるとか、腹部などの呼吸に応じて収縮する部分の変化から呼吸数を求めるとか、ヒゲや手先や足先の動き具合から麻酔に対する覚醒度合いを判断するなど、各種の手段がある。
このモニタリング手段によって、心電計や呼吸器計や動作感知手段などといった付加機器を減らすことができ、装置構成を簡略化できて経済性を向上できる。
また、覚醒度合い判別手段により実験小動物の覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、麻酔装置を自動的に駆動し、追加麻酔を自動的に施すことができる。
したがって、実験小動物が麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物に対する撮影を良好に行うことができる。
上述した実験小動物用イメージング装置（表示手段を備えた装置）とは別の実験小動物用イメージング装置（表示手段を備えない装置）は、次のような構成をとる。
すなわち、実験小動物を挿入・離脱するガントリ内に、実験小動物の生体内情報を検出する生体内情報検出手段を設けた実験小動物用イメージング装置において、
前記ガントリ内の実験小動物の外観を撮影するカメラと、カメラで撮影された映像に基づいて実験小動物の経時的変化を解析するモニタリング手段を備え、
前記モニタリング手段が、実験小動物の動きに基づいて覚醒度合いを判断し、麻酔が必要かどうかを判別する覚醒度合い判別手段を有し、実験小動物に麻酔薬を注入する麻酔装置と、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに前記麻酔装置を駆動する麻酔制御手段とを備えたことを特徴としている。
表示手段を備えない後者の実験小動物用イメージング装置においても、モニタリング手段としては、例えば、血管の収縮部分の変化から心臓の動きを求めるとか、腹部などの呼吸に応じて収縮する部分の変化から呼吸数を求めるとか、ヒゲや手先や足先の動き具合から麻酔に対する覚醒度合いを判断するなど、各種の手段がある。
（作用・効果）
後者の実験小動物用イメージング装置によれば、表示手段を備えた前者の実験小動物用イメージング装置と同様に、モニタリング手段によって、心電計や呼吸器計や動作感知手段などといった付加機器を減らすことができ、装置構成を簡略化できて経済性を向上できる。
また、覚醒度合い判別手段により実験小動物の覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、麻酔装置を自動的に駆動し、追加麻酔を自動的に施すことができる。
したがって、実験小動物が麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物に対する撮影を良好に行うことができる。
また、モニタリング手段が覚醒度合い判別手段を有し、麻酔装置とを備えた実験小動物用イメージング装置の場合には、次のような覚醒警告装置を備える。
すなわち、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに実験者に小動物の状況を警告する覚醒警告装置を備えて構成する。
（作用・効果）
覚醒警告装置を備えた実験小動物用イメージング装置の構成によれば、覚醒度合い判別手段により実験小動物の覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、実験者にその処置が必要であることを警告することができる。
したがって、警告によって実験者が追加麻酔を施すことができるから、実験小動物が麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物に対する撮影を良好に行うことができる。
また、モニタリング手段が覚醒度合い判別手段を有し、麻酔装置とを備えた実験小動物用イメージング装置の場合には、次のような構成をとる。
すなわち、前記覚醒度合い判別手段が、前記カメラで撮影された映像に基づいて一定時間ごとの静止画のフレームを取得するフレーム取得手段と、前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段で特定された比較対象部の移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動量算出手段で算出された移動量と設定量とを比較して、設定量を超えたときに判別信号を出力する移動量比較手段とを備えて構成する。
比較対象部としては、実験小動物の顔の動きから覚醒度合いを判別しようとする場合は、実験小動物の鼻や目などの特徴的部分が適用され、他の部分の動きから覚醒度合いを判別しようとする場合は、手足の先端部分などが適用される。
（作用・効果）
覚醒度合い判別手段が、フレーム取得手段と位置特定手段と移動量算出手段と移動量比較手段とを備えた実験小動物用イメージング装置の構成によれば、実験小動物の比較対象部の移動量の変化を見ることによって覚醒度合いを判別することができる。
したがって、実験小動物の微小な移動によって麻酔から覚醒していることを判別でき、追加麻酔を適切に行うことができる。
覚醒度合い判別手段が、フレーム取得手段と位置特定手段と移動量算出手段と移動量比較手段とを備えた実験小動物用イメージング装置の場合には、次のような構成をとる。
すなわち、前記位置特定手段は、予め取得した比較対象部のサンプル画像を記憶した比較対象部サンプル記憶手段と、前記サンプル画像との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段と、前記比較対象部特定手段で特定された位置の一つを基準位置として記憶する基準位置記憶手段を備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴としている。
（作用・効果）
位置特定手段が、比較対象部サンプル記憶手段と比較対象部特定手段と基準位置記憶手段を備え、移動量算出手段が、基準位置と比較対象部特定手段で特定される位置から比較対象部の移動量を算出する実験小動物用イメージング装置の構成によれば、サンプル画像を用いて比較対象部の位置を特定し、基準位置記憶手段で記憶された基準位置に対する比較対象部特定手段で特定される位置との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、比較対象部としてサンプル画像を用いるから、実験小動物ごとに比較対象部を設定せずに済み、覚醒度合い判別のための事前の作業を簡略化でき、実用的に便利である。
また、覚醒度合い判別手段が、フレーム取得手段と位置特定手段と移動量算出手段と移動量比較手段とを備えた実験小動物用イメージング装置の場合には、次のような構成をとる。
すなわち、前記位置特定手段は、操作者が比較対象部を特定するための入力手段と、前記入力手段により特定された位置を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、前記入力手段で特定された比較対象部との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段を備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴としている。
（作用・効果）
位置特定手段が、入力手段と基準位置記憶手段と比較対象部特定手段を備え、移動量算出手段が、基準位置と比較対象部特定手段で特定される位置から比較対象部の移動量を算出する実験小動物用イメージング装置の構成によれば、実験者などの操作者が、表示画面などを見ながら実験小動物の目や鼻や手足の先端部分などを比較対象部として特定することによって比較対象部の位置を特定し、その比較対象部に基づいて基準位置記憶手段で記憶させた基準位置に対する、比較対象部特定手段で特定される位置との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、実験している実験小動物そのもので特定した比較対象部に基づいて基準位置を特定するから、前述のようなサンプル画像を用いる場合に比べて覚醒度合いの判別を精度良く行うことができる。
また、覚醒度合い判別手段が、フレーム取得手段と位置特定手段と移動量算出手段と移動量比較手段とを備えた実験小動物用イメージング装置の場合には、次のような構成をとる。
すなわち、前記位置特定手段は、前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から小動物の特徴部を含むブロックを比較対象部として設定するブロック設定手段と、前記ブロック設定手段により特定された位置を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、前記ブロック設定手段で特定された比較対象部との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段とを備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴としている。
（作用・効果）
位置特定手段が、ブロック設定手段と基準位置記憶手段と比較対象部特定手段とを備え、移動量算出手段が、基準位置と比較対象部特定手段で特定される位置から比較対象部の移動量を算出する実験小動物用イメージング装置の構成によれば、実験小動物の鼻や目、手足の先端部分などといった実験小動物の特徴部を含むブロックを比較対象部として設定することによって、比較対象部の位置を特定し、その比較対象部に基づいて基準位置記憶手段で記憶させた基準位置に対する、比較対象部特定手段で特定される位置との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、実験している実験小動物そのものでブロックを設定することによって特定した比較対象部に基づいて基準位置を特定するから、比較対象部をマウスのドラッグ操作などによって簡単に特定でき、覚醒度合い判別のための事前の作業を簡略化でき、実用的に便利である。
また、覚醒度合い判別手段が、フレーム取得手段と位置特定手段と移動量算出手段と移動量比較手段とを備えた実験小動物用イメージング装置において、位置特定手段が比較対象部の位置を特定するには、次のように構成する。
すなわち、比較対象部の位置を特定する際に走査する領域を、前記フレーム取得手段で取得するフレームの大きさよりも小さくかつ基準位置を含んだ領域に変更可能に構成する。
（作用・効果）
上述のように構成した実験小動物用イメージング装置の構成によれば、実験小動物が覚醒に際しての動き、すなわち、移動量がさほど大きくないことに着目し、比較対象部特定手段で比較対象部の位置を特定する際の走査領域を狭くする。
したがって、比較対象部の位置を特定するために必要な走査時間を短縮でき、比較対象部の位置の特定を迅速に行うことができるから、覚醒したことを早期に検知して追加麻酔を効果的に行うことができる。
表示手段を備えた前者の実験小動物用イメージング装置によれば、表示手段に表示された映像によってガントリ内の実験小動物の外観を観察することができる。
したがって、実験者が覗き込んだりしなくても、表示手段を見ることによって、ガントリ内の実験小動物の外観を観察することができ、ガントリ内の実験小動物の様子を、実験者の負担少なく容易に観察できる。
また、実験小動物の体内に放射性同位元素を含んだ薬剤を投与し、そこから放射されるガンマ線を検出するポジトロンＣＴ装置や、Ｘ線を照射するＸ線ＣＴなどの場合には、表示手段を外部のコンソール室などに設け、そのコンソール室から被爆の虞無く観察できて安全性を向上できる利点を有している。
また、蛍光イメージング装置の場合には、外部からの迷光を極力遮断した状態での観察が可能で画像の品質低下を防止できる利点を有している。
表示手段を備えない後者の実験小動物用イメージング装置および表示手段を備えた前者の実験小動物用イメージング装置によれば、モニタリング手段によって、心電計や呼吸器計や動作感知手段などといった付加機器を減らすことができ、装置構成を簡略化できて経済性を向上できる。
また、前者および後者の装置のいずれにおいても、覚醒度合い判別手段により実験小動物の覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、麻酔装置を自動的に駆動し、追加麻酔を自動的に施すことができる。
したがって、実験小動物が麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物に対する撮影を良好に行うことができる。
この発明に係る実験小動物用イメージング装置としての実験小動物用ポジトロンＣＴ装置の実施例１の一部破断全体側面図である。 実験小動物用イメージング装置の要部の拡大横断面図である。 リモートコントロール装置の正面図である。 この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例２の要部の拡大図である。 モニタリング手段およびその周辺を示すブロック図である。 実施例２の覚醒度合い判別手段を示すブロック図である。 静止画フレーム取得の説明に供する図である。 実験小動物の正面図である。 移動量の算出の説明に供する図である。 この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例３の覚醒度合い判別手段を示すブロック図である。 （ａ）は、実施例３の比較対象部の特定動作の説明に供する図であり、（ｂ）は、実施例４の比較対象部の特定動作の説明に供する図である。 この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例４の覚醒度合い判別手段を示すブロック図である。
符号の説明
３…ガントリ
４…シンチレータ（生体内情報検出手段）
１１ａ…第１のモニタ（表示手段）
１１ｂ…第２のモニタ（表示手段）
１２…麻酔装置
１８…ＣＣＤカメラ（カメラ）
３１…電動モータ（麻酔制御手段）
３４…注射器（麻酔制御手段）
３５…画像処理手段（モニタリング手段、麻酔制御手段）
３６…心拍数算出手段（モニタリング手段）
３７…呼吸数算出手段（モニタリング手段）
３８…覚醒度合い判別手段（モニタリング手段、麻酔制御手段）
３９…タイマ（モニタリング手段）
４２…モータ駆動手段（麻酔制御手段）
４３…覚醒警告装置
４４…フレーム取得手段
４５…位置特定手段
４６…移動量算出手段
４７…移動量比較手段
４８…ブロック設定手段
４９…比較対象部特定手段
５０…基準位置記憶手段
５１…位置特定手段
５２…比較対象部サンプル記憶手段
５３…比較対象部特定手段
５４…基準位置記憶手段
６１…位置特定手段
６２…入力手段
６３…比較対象部特定手段
６４…基準位置記憶手段
Ｃ…比較対象部
Ｈ…実験小動物
次に、この発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、この発明に係る実験小動物用イメージング装置としての実験小動物用ポジトロンＣＴ装置（ＰＥＴ）の実施例１の一部破断全体側面図、図２は実験小動物用イメージング装置の要部の拡大横断面図であり、基台１上に、実験小動物Ｈを搭載する天板２が水平方向に移動可能に設けられている。
また、基台１上には、天板２の水平移動によって実験小動物Ｈを挿入・離脱する中空部Ｓを有するガントリ３が設けられている。
ガントリ３には、実験小動物Ｈ内から放射される光子や後述する放射線源から放射されて実験小動物Ｈを透過した光子としての放射性同位元素を検出する生体内情報検出手段としてのシンチレータ４が周方向全周に分散して多数設けられている。
ガントリ３の内方には、実験小動物Ｈの光子透過率を測定するための１３７Ｃｓなどの放射線源５がガントリの３周方向に移動可能に設けられている。
ガントリ３の実験小動物Ｈを挿入・離脱する側とは反対側において、基台１上に、線源移動機構（図示せず）を介して実験小動物Ｈを挿入・離脱する水平方向に移動可能に、中空部を有する回転体支持台６が設けられている。線源移動機構としては、例えば、電動モータによって駆動回転されるネジ軸に回転体支持台６の下部を螺合させる構成などが採用される。
回転体支持台６に、実験小動物Ｈの挿入・離脱方向またはそれと平行な軸心周りで回転可能にドーナツ状の回転体７が設けられるとともに、その回転体７に線源支持部材８を介して一体回転可能に放射線源５が取り付けられている。回転体支持台６に電動モータ９が設けられ、その電動モータ９と回転体７とがベルト式伝動機構１０を介して連動連結され、回転体７を駆動回転できるように構成されている。
ガントリ３の上部に第１のモニタ１１ａが設けられ、一方、外部のコンソール設置場所に第２のモニタ１１ｂが設けられている。天板２上には、実験小動物Ｈに麻酔を施す麻酔装置１２が設けられている。
シンチレータ４には、同時計数手段１３と透過率算出手段１４とが接続され、同時計数手段１３に投影データ収集手段１５が接続されるとともに投影データ収集手段１５に吸収補正手段１６が接続されている。透過率算出手段１４が吸収補正手段１６に接続されるとともに、吸収補正手段１６に画像再構成手段１７が接続され、画像再構成手段１７に表示手段としての第１および第２のモニタ１１ａ，１１ｂが接続されている。
透過率算出手段１４では、実験小動物Ｈ内に放射線源である放射性同位元素を投与しない状態で放射線源５を実験小動物Ｈの周囲で回転させたときに、実験小動物Ｈを透過した光子をシンチレータ４で検出し、その検出結果に基づいて実験小動物Ｈの各位相ごとの光透過率を算出するようになっている。
同時計数手段１３では、実験小動物Ｈ内に放射線源である放射性同位元素を投与した状態で、その実験小動物Ｈ内から外部に放射される光子をシンチレータ４で検出し、その同時計数データを取得するようになっている。
投影データ収集手段１５では、同時計数手段１３で取得した同時計数データを蓄積し、投影データを生成して収集するようになっている。
吸収補正手段１６では、透過率算出手段１４で算出された透過率に基づいて、特定位相ごとの投影データについての吸収補正を行って補正投影データを取得するようになっている。
画像再構成手段１７では、吸収補正手段１６で取得された補正投影データに基づいて画像再構成を行い、その画像を第１および第２のモニタ１１ａ，１１ｂで表示できるようになっている。
また、回転体支持台６の移動方向のガントリ３とは反対側において、基台１上にＣＣＤカメラ１８が設けられ、そのＣＣＤカメラ１８が第２のモニタ１１ｂを備えたパーソナルコンピュータ１９に接続され、ガントリ３内の実験小動物Ｈの状態を、回転体７の中空部を通じて観察できるように構成されている。
図中２０は、ＣＣＤカメラ１８を遠隔操作するためのリモートコントロール装置を示している。図３の正面図に示すように、リモートコントロール装置２０には、電源ボタン２１、焦点距離を調整するフォーカス調整用ボタン２２，２２、映像の拡大および縮小のためのズーム調整用ボタン２３，２３、ならびに、第２のモニタ１１ｂに対する明暗やコントラストなどの画質調整用のメニューボタン２４が設けられ、実験者自身が実験小動物Ｈに近づかなくても、第２のモニタ１１ｂに表示された映像を通じて実験小動物Ｈの詳細な状態を確認できるように構成されている。
実施例１では、実験者が覗き込んだりしなくても、第２のモニタ１１ｂを見ることによって、ガントリ３内の実験小動物Ｈの外観を観察することができ、ガントリ３内の実験小動物Ｈの様子を、実験者の負担少なく容易に観察できる。
また、実施例１のように実験小動物Ｈの体内に放射性同位元素を含んだ薬剤を投与し、そこから放射されるガンマ線を検出するポジトロンＣＴ装置や、Ｘ線を照射するＸ線ＣＴなどの場合には、第２のモニタ１１ｂのような表示手段を外部のコンソール室などに設け、そのコンソール室から被爆の虞無く観察できて安全性を向上できる利点を有している。
また、蛍光イメージング装置の場合には、外部からの迷光を極力遮断した状態での観察が可能で画像の品質低下を防止できる利点を有している。
図４は、この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例２の要部の拡大断面図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、麻酔装置１２において、正逆転可能な電動モータ３１によって駆動回転可能にネジ軸３２が設けられ、そのネジ軸３２に螺合した内ネジ部材３３と注射器３４とが連動連結され、電動モータ３１の駆動によって麻酔薬を実験小動物Ｈに注入できるように構成されている。
図５のブロック図に示すように、ＣＣＤカメラ１８に画像処理手段３５が接続されるとともに、その画像処理手段３５に心拍数算出手段３６と呼吸数算出手段３７と覚醒度合い判別手段３８とが接続され、心拍数算出手段３６および呼吸数算出手段３７にタイマ（例えば、１分タイマ）３９とメモリ４０とが接続されるとともに、メモリ４０に時計４１が接続されている。
また、覚醒度合い判別手段３８にはモータ駆動手段４２および覚醒警告装置４３が接続されるとともに、モータ駆動手段４２に電動モータ３１が接続されている。覚醒警告装置４３としては、ブザーや点滅ランプなどが使用される。
画像処理手段３５では、実験小動物Ｈの血管や腹部やひげや足先の動きといった実験小動物Ｈの経時的変化を解析可能にＣＣＤカメラ１８からの映像を処理するようになっている。
覚醒度合い判別手段３８には、図６のブロック図に示すように、フレーム取得手段４４、位置特定手段４５、移動量算出手段４６および移動量比較手段４７が備えられ、位置特定手段４５には、ブロック設定手段４８、比較対象部特定手段４９および基準位置記憶手段５０が備えられている。
フレーム取得手段４４では、図７の静止画フレーム取得の説明に供する図に示すように、カメラで撮影された映像に基づいて一定時間ごとの静止画のフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，…を取得するようになっている。この図７および後述する図９では、わかりやすくするために、基準位置でのブロックＢ１をフレームＦ１の中心から外れた位置で示すとともに、ブロックB１，B２，B３，B４，…の移動を誇張して示している。P１，P２，P３，P４，…それぞれは、ブロックB１，B２，B３，B４それぞれの中心位置を示している。
ブロック設定手段４８では、フレーム取得手段４４で取得された最初のフレームＦ１の中から、例えば、図８の実験小動物の正面図に示すように、実験小動物Ｈの正面からの体全体Ｇとか顔面の正面からの体全体Ｆとか鼻Ｎとか、あるいは、実験小動物Ｈのヒゲ部分とか足先部分などといった特徴部を含むブロックＢ１（基準位置）を設定するようになっている。この設定操作としては、鼻Ｎを例にして説明すれば、第２のモニタ１１ｂ上で画像を確認しながらカーソルを所定位置に合わせ、マウスでドラッグするなどにより、鼻Ｎを含んだ四角形のブロックＢ１を抽出することができる。
基準位置記憶手段５０では、ブロック設定手段４８によって最初にブロックＢ１を設定したときに、そのときのブロックＢ１の位置を基準位置Ｐ１として記憶させるとともに、基準位置Ｐ１でのブロックＢ１の画素値の合計値を算出して記憶しておくようになっている。
比較対象部特定手段４９では、図９の移動量の算出の説明に供する図に示すように、基準位置Ｐ１を記憶させた後に取得されるフレームＦ２，Ｆ３，Ｆ４，…に対しての走査において、Ｘ方向およびＹ方向それぞれに１ピクセルごとにブロックＢ１と同じ大きさのブロックＢ全体の画素値の合計値を算出し、基準位置Ｐ１でのブロックＢ１の画素値の合計値との比較に基づいて等しいあるいはほぼ等しい画素値が得られたブロックＢ２，Ｂ３，Ｂ４，…を特定し、比較対象部の位置P２，P３，P４，…を特定するようになっている。比較対象部の位置を特定する方法としては、上述のように画素値の合計値の比較によるものに限らず、画素値の平均値の比較によるものであるとか、走査によるブロック内の各ピクセルの画素値と基準位置のブロックＢ１内の各ピクセルの画素値とを相対位置を対応させながら減算処理し、それらが最小値になったときの位置を比較対象部の位置として特定するなど、各種の方法が採用できる。
移動量算出手段４６では、基準位置記憶手段５０で記憶された基準位置Ｐ１と比較対象部特定手段４９で特定されたブロックＢ２の位置Ｐ２とに基づいて移動量Ｌを算出するようになっている。後続の取得フレームＦ３，Ｆ４，…についてもブロックの位置Ｐ３，Ｐ４，…（図７参照）を算出し、その算出された位置Ｐ３，Ｐ４，…と基準位置記憶手段５０で記憶された基準位置Ｐ１とに基づいて、移動量Ｌを算出するようになっている。
移動量比較手段４７では、移動量算出手段４６で算出された移動量と設定量とを比較して、設定量を超えたときに駆動信号をモータ駆動手段４２および覚醒警告装置４３に出力するようになっている。
上記設定量としては、実験小動物Ｈの大きさに応じ、麻酔が効いている状態での最大の動き量が設定され、設定量を超えたことを検出することで覚醒状態を検出するようになっている。この設定量としては、例えば、カメラ１８からの画像を通じ、覚醒前後の実験小動物Ｈの画像を取得し、その取得した画像に基づいて覚醒前後の実験小動物Ｈの移動量を求め、その求めた移動量に基づいて設定するものでも良い。
上記構成により、画像処理手段３５で処理される画像に基づいて、実験小動物Ｈのヒゲ部分とか足先部分とか鼻部分などの動きを検知して、麻酔の効き具合、すなわち、覚醒度合いを判別し、麻酔の追加注入が必要と判断したときにモータ駆動手段４２に駆動信号を出力し、電動モータ３１を設定回転数だけ駆動回転し、自動的に麻酔薬を追加注入できるようになっている。上記設定回転数は、追加注入に必要な麻酔薬の量によって適宜設定されるものである。
更に、覚醒警告装置４３を起動し、実験者に、実験小動物Ｈに対する麻酔薬の追加注入状態であることを知らせるようになっている。
心拍数算出手段３６は、図示しないが、実験小動物Ｈの手先部分などの心拍数の変化を外形変化で検知できる箇所の映像をＣＣＤカメラ１８で取り込み、心拍数の変化を外形変化で検知できる箇所を対象となる物体を含むブロックとして設定し、移動量算出手段４６で算出される移動量をプロットし、そのピークを抽出し、タイマ３９で設定される設定時間（例えば、１分間）当りのピーク数を計測することにより心拍数を算出し、その心拍数を日時とともにメモリ４０に記憶させ、その心拍数を第２のモニタ１１ｂに出力させたり、プリント出力させたりできるようになっている。
呼吸数算出手段３７では、図示しないが、上述覚醒度合い判別手段３８と同様に構成され、ブロック設定手段４８において、フレーム取得手段４４で取得されたフレームの中から、例えば、実験小動物Ｈの胸部分などの呼吸による外形変化が現れる箇所を対象となる物体を含むブロックとして設定し、移動量算出手段４６で算出される移動量をプロットし、そのピークを抽出し、タイマ３９で設定される設定時間（例えば、１分間）当りのピーク数を計測することにより呼吸数を算出し、日時とともにメモリ４０に記憶させ、その呼吸数を第２のモニタ１１ｂに出力させたり、プリント出力させたりできるようになっている。他の構成は実施例１と同じであり、その説明は省略する。
上述した、ＣＣＤカメラ１８で撮影された映像に基づいて、心拍数や呼吸数や麻酔からの覚醒度合いなどを解析するための、画像処理手段３５、心拍数算出手段３６、呼吸数算出手段３７、覚醒度合い判別手段３８およびタイマ３９から成る構成をしてモニタリング手段と総称する。
また、実験小動物Ｈが覚醒して麻酔が必要なときに追加の麻酔を自動的に施すための、電動モータ３１、注射器３４、画像処理手段３５、覚醒度合い判別手段３８およびモータ駆動手段４２、ならびに、麻酔が必要であることを伝える覚醒警告装置４３から成る構成をして麻酔制御手段と総称する。
上述実施例２では、覚醒度合い判別手段３８を構成するのに、覚醒していない状態におけるよりも大きな動きを検出することで覚醒状態を判別するように構成しているが、この発明としては、例えば、覚醒していない状態では、心拍数や呼吸数が規則性を有することに着目し、その規則性から逸脱したことを検出することで覚醒状態を判別するなど、各種の構成が採用可能である。
なお、モニタリング手段としては、例えば、血管の収縮部分の変化から心臓の動きを求める心拍数算出手段３６や、腹部などの呼吸に応じて収縮する部分の変化から呼吸数を求める呼吸数算出手段３７や、ヒゲや手先や足先の動き具合から麻酔に対する覚醒度合いを判断する覚醒度合い判別手段３８など、各種の手段がある。
実施例２では、モニタリング手段によって、心電計や呼吸器計や動作感知手段などといった付加機器を減らすことができ、装置構成を簡略化できて経済性を向上できる。なお、後述する実施例３、４も含めて、実施例２では、表示手段としての第１および第２のモニタ１１ａ，１１ｂを必ずしも備える必要はなく、モニタリング手段を備えれば、ＣＣＤカメラ１８で撮影された映像に基づいて実験小動物Ｈの経時的変化を把握することが可能である。
後述する実施例３、４も含めて、実施例２では、モニタリング手段が覚醒度合い判別手段３８を有し、覚醒度合い判別手段３８により実験小動物Ｈの覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、麻酔装置１２を自動的に駆動し、追加麻酔を自動的に施すことができる。
したがって、実験小動物Ｈが麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物Ｈに対する撮影を良好に行うことができる。
後述する実施例３、４も含めて、実施例２では、覚醒度合い判別手段３８により実験小動物の覚醒度合いに基づいて麻酔が必要なときを判断し、実験者にその処置が必要であることを覚醒警告装置４３は警告することができる。
したがって、警告によって実験者が追加麻酔を施すことができるから、実験小動物Ｈが麻酔から覚醒していても、そのことに気づかないまま撮影してしまうといったことを防止でき、また、そのような事態を回避するために常時実験者が注意するといったことを回避でき、実験者の負担を軽減できるとともに実験小動物に対する撮影を良好に行うことができる。
後述する実施例３、４も含めて、実施例２では、覚醒度合い判別手段３８は、ＣＣＤカメラ１８で撮影された映像に基づいて一定時間ごとの静止画のフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，…を取得するフレーム取得手段４４と、フレーム取得手段４４で取得されたフレームＦ２，Ｆ３，Ｆ４，…の中から比較対象部（実施例２ではブロック）の位置を特定する位置特定手段４５と、位置特定手段４５で特定された比較対象部の移動量を算出する移動量算出手段４６と、移動量算出手段４６で算出された移動量と設定量とを比較して、設定量を超えたときに判別信号として駆動信号を出力する移動量比較手段４７とを備えて構成する。
比較対象部としては、実験小動物Ｈの顔の動きから覚醒度合いを判別しようとする場合は、実験小動物Ｈの鼻や目などの特徴的部分が適用され、他の部分の動きから覚醒度合いを判別しようとする場合は、手足の先端部分などが適用される。
後述する実施例３、４も含めて、実施例２では、実験小動物Ｈの比較対象部の移動量の変化を移動量算出手段４６が見ることによって覚醒度合いを判別することができる。
したがって、実験小動物Ｈの微小な移動によって麻酔から覚醒していることを判別でき、追加麻酔を適切に行うことができる。
実施例２では、位置特定手段４５は、フレーム取得手段４５で取得されたフレームＦ１の中から小動物の特徴部を含むブロックＢ１を比較対象部として設定するブロック設定手段４８と、ブロック設定手段４８により特定された位置を基準位置Ｐ１として記憶する基準位置記憶手段５０と、ブロック設定手段４８で特定された比較対象部との対比でフレーム取得手段４５で取得されたフレームＦ２，Ｆ３，Ｆ４，…の中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段４９とを備え、移動量算出手段４６は、基準位置Ｐ１と比較対象部特定手段４９で特定される位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…から比較対象部の移動量を算出する。
実施例２では、実験小動物Ｈの鼻や目、手足の先端部分などといった実験小動物の特徴部を含むブロックＢ１を比較対象部としてブロック設定手段４８が設定することによって、比較対象部の位置を特定し、その比較対象部に基づいて基準位置記憶手段５０で記憶させた基準位置Ｐ１に対する、比較対象部特定手段４９で特定される位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、実験している実験小動物ＨそのものでブロックＢ１をブロック設定手段４８が設定することによって特定した比較対象部に基づいて基準位置Ｐ１を特定するから、比較対象部をマウスのドラッグ操作などによって簡単に特定でき、覚醒度合い判別のための事前の作業を簡略化でき、実用的に便利である。
図１０は、この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例３の覚醒度合い判別手段を示すブロック図であり、実施例２と異なるところは、次の通りである。
すなわち、位置特定手段５１が、比較対象部サンプル記憶手段５２、比較対象部特定手段５３および基準位置記憶手段５４を備えて構成されている。
比較対象部サンプル記憶手段５２では、実験小動物Ｈと同種の実験小動物における正面からの顔Ｆなどの予め取得した比較対象部のサンプル画像ＳＧ〔図１１の（ａ）参照〕に基づく画素値の合計値を記憶するようになっている。
比較対象部特定手段５３では、図１１の（ａ）の実施例３の比較対象部の特定動作の説明に供する図に示すように、最初に取得したフレームＦ１内の画像に基づき、サンプル画像ＳＧを囲む矩形の枠Ｗ相当分で走査して画素値の合計値を求め、比較対象部サンプル記憶手段５２で記憶した画素値の合計値と対比させ、等しいかほぼ等しい画素値の合計値が得られた位置を比較対象部の位置として特定するとともに、その最初に特定した位置を基準位置として基準位置記憶手段５４に記憶させるようになっている。
また、比較対象部特定手段５３では、継続して取得されるフレーム内の画像に対しても同様にして比較対象部の位置を特定し、その特定された位置と基準位置とを移動量算出手段４６で比較して移動量を算出し、算出された移動量と設定量とを移動量比較手段４７で比較し、設定量を超えたときに覚醒状態を判別するようになっている。
他の構成は実施例２と同様であり、その説明は省略する。
この実施例３において、サンプル画像ＳＧとしては、上述のような実験小動物Ｈの正面から顔Ｆに限らず、実験小動物Ｈの鼻Ｎとか耳部分など、個体ごとで違いが少ない特徴部分を用いれば良い。
また、比較対象部を特定するのに、サンプル画像ＳＧを用いて比較対象部を含むブロックを設定し、そのブロックを用いてサンプル画像との対比を行い、次位のフレームに対する比較対象部の位置を特定するようにしても良い。
実施例３では、位置特定手段５１は、予め取得した比較対象部のサンプル画像ＳＧを記憶した比較対象部サンプル記憶手段５２と、サンプル画像ＳＧとの対比でフレーム取得手段４４で取得されたフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，…の中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段５３と、比較対象部特定手段５３で特定された位置の一つを基準位置として記憶する基準位置記憶手段５４を備え、移動量算出手段４６は、基準位置と比較対象部特定手段５３で特定される位置から比較対象部の移動量を算出する。
実施例３では、サンプル画像ＳＧを用いて比較対象部の位置を比較対象部特定手段５３が特定し、基準位置記憶手段５４で記憶された基準位置に対する比較対象部特定手段５３で特定される位置との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、比較対象部としてサンプル画像ＳＧを用いるから、実験小動物Ｈごとに比較対象部を設定せずに済み、覚醒度合い判別のための事前の作業を簡略化でき、実用的に便利である。
図１２は、この発明に係る実験小動物用イメージング装置の実施例４の覚醒度合い判別手段を示すブロック図であり、実施例２と異なるところは、次の通りである。
すなわち、位置特定手段６１が、入力手段６２、比較対象部特定手段６３および基準位置記憶手段６４を備えて構成されている。
入力手段６２では、図１１の（ｂ）の実施例４の比較対象部の特定動作の説明に供する図に示すように、第２のモニタ１１ｂに表示された画像を見ながら、フレーム取得手段４４で取得された最初のフレームＦ１内の画像に基づき、例えば、実験小動物Ｈの正面からの顔Ｆをカーソルとマウスとによって縁取りし、実験小動物Ｈの正面からの顔Ｆを比較対象部Ｃ１として入力するようになっている。
基準位置記憶手段６４では、入力手段６２による比較対象部Ｃ１の入力完了に伴って、そのときの比較対象部の位置を基準位置Ｐ１として記憶させるとともに、基準位置Ｐ１での比較対象部の画素値の合計値を算出して記憶しておくようになっている。
比較対象部特定手段６３では、実施例２におけると同様に、図９の移動量の算出の説明に供する図に示すように、基準位置Ｐ１を記憶させた後に取得されるフレームＦ２，Ｆ３，Ｆ４，…に対しての走査において、Ｘ方向およびＹ方向それぞれに１ピクセルごとに比較対象部Ｃ１と同じ大きさの走査用比較対象部Ｃの画素値の合計値を算出し、基準位置Ｐ１での比較対象部Ｃ１の画素値の合計値との対比に基づいて、等しいかほぼ等しい画素値の合計値が得られた位置を比較対象部の位置P２，P３，P４，…として特定するようになっている。
比較対象部特定手段５３では、特定された位置と基準位置とを移動量算出手段４６で比較して移動量を算出し、算出された移動量と設定量とを移動量比較手段４７で比較し、設定量を超えたときに覚醒状態を判別するようになっている。継続して取得されるフレーム内の画像に対しても同様にして処理する。
他の構成は実施例２と同様であり、その説明は省略する。
この実施例４において、入力する比較対象部Ｃ１としては、上述のような実験小動物Ｈの正面からの顔Ｆに限らず、実験小動物Ｈの鼻Ｎとか耳部分、足先部分など、適宜所望の部分を比較対象部Ｃ１として入力すれば良い。
また、比較対象部Ｃ１を特定するのに、比較対象部Ｃ１を含むブロックを設定し、そのブロックを用いて比較対象部Ｃ１との対比を行い、次位のフレームに対する比較対象部Ｃ１の位置を特定するようにしても良い。
実施例４では、位置特定手段６１は、操作者が比較対象部Ｃ１を特定するための入力手段６２と、入力手段６２により特定された位置を基準位置Ｐ１として記憶する基準位置記憶手段６４と、入力手段６２で特定された比較対象部Ｃ１との対比でフレーム取得手段４４で取得されたフレームＦ２，Ｆ３，Ｆ４，…の中から比較対象部Ｃの位置を特定する比較対象部特定手段６３を備え、移動量算出手段４６は、基準位置Ｐ１と比較対象部特定手段６３で特定される位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…から比較対象部Ｃの移動量を算出する。
実験者などの操作者が、表示画面などを見ながら実験小動物Ｈの目や鼻や手足の先端部分などを比較対象部として特定することによって比較対象部の位置を特定し、その比較対象部に基づいて基準位置記憶手段６４で記憶させた基準位置Ｐ１に対する、比較対象部特定手段６３で特定される位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…との相関によって比較対象部の移動量を算出することができる。
したがって、実験している実験小動物Ｈそのもので特定した比較対象部に基づいて基準位置を特定するから、上述実施例３のようなサンプル画像ＳＧを用いる場合に比べて覚醒度合いの判別を精度良く行うことができる。
上述実施例３では、サンプル画像ＳＧを特徴部分を含む矩形状部分を走査用比較対象部としているが、例えば、サンプル画像ＳＧを特徴部分を縁取りした形状に構成し、その縁取りしたサンプル画像ＳＧを、上述実施例におけると同様の走査用比較対象部として、比較対象部の位置の特定を行うように構成するものでも良い。
この発明としては、上記実施例２、実施例３および実施例４において、麻酔から覚醒するときの実験小動物Ｈの動き量が少ないことに鑑み、比較対象部の位置を特定する際に走査する領域を、フレーム取得手段で取得するフレームの大きさよりも小さくかつ基準位置を含んだ領域に変更可能に構成し、走査時間を短縮できるようにしても良い。
すなわち、実験小動物Ｈが覚醒に際しての動き、すなわち、移動量がさほど大きくないことに着目し、比較対象部特定手段で比較対象部の位置を特定する際の走査領域を狭くする。
したがって、比較対象部の位置を特定するために必要な走査時間を短縮でき、比較対象部の位置の特定を迅速に行うことができるから、覚醒したことを早期に検知して追加麻酔を効果的に行うことができる。
この発明の実験小動物用イメージング装置としては、上述実施例におけるような、実験小動物の体内に放射性同位元素を含んだ薬剤を投与し、そこから放射されるガンマ線を検出するポジトロンＣＴ装置に限らず、Ｘ線を照射し、実験小動物Ｈを透過したＸ線を検出するＸ線ＣＴとか、実験小動物の体内に蛍光物質を含んだ薬剤を投与し、そこからの蛍光を検出する蛍光イメージング装置などにも適用可能である。これに伴い、放射性同位元素を検出するシンチレータ４やＸ線を検出するＸ線検出器や蛍光物質を検出する手段などをして生体内情報検出手段と称する。

Claims (8)

  1. 実験小動物を挿入・離脱するガントリ内に、実験小動物の生体内情報を検出する生体内情報検出手段を設けた実験小動物用イメージング装置において、
    前記ガントリ内の実験小動物の外観を撮影するカメラと、前記ガントリ外に設けられて前記カメラで撮影された映像を表示する表示手段と、
    カメラで撮影された映像に基づいて実験小動物の経時的変化を解析するモニタリング手段とを備え、
    前記モニタリング手段が、実験小動物の動きに基づいて覚醒度合いを判断し、麻酔が必要かどうかを判別する覚醒度合い判別手段を有し、実験小動物に麻酔薬を注入する麻酔装置と、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに前記麻酔装置を駆動する麻酔制御手段とを備えたことを特徴とする実験小動物用イメージング装置。
  2. 実験小動物を挿入・離脱するガントリ内に、実験小動物の生体内情報を検出する生体内情報検出手段を設けた実験小動物用イメージング装置において、
    前記ガントリ内の実験小動物の外観を撮影するカメラと、カメラで撮影された映像に基づいて実験小動物の経時的変化を解析するモニタリング手段を備え、
    前記モニタリング手段が、実験小動物の動きに基づいて覚醒度合いを判断し、麻酔が必要かどうかを判別する覚醒度合い判別手段を有し、実験小動物に麻酔薬を注入する麻酔装置と、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに前記麻酔装置を駆動する麻酔制御手段とを備えている実験小動物用イメージング装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    さらに、前記覚醒度合い判別手段で麻酔が必要と判断したときに実験者に小動物の状況を警告する覚醒警告装置を備えている実験小動物用イメージング装置。
  4. 請求項１ないし３に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    前記覚醒度合い判別手段が、前記カメラで撮影された映像に基づいて一定時間ごとの静止画のフレームを取得するフレーム取得手段と、前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段で特定された比較対象部の移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動量算出手段で算出された移動量と設定量とを比較して、設定量を超えたときに判別信号を出力する移動量比較手段とを備えて構成してある実験小動物用イメージング装置。
  5. 請求項４に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    前記位置特定手段は、予め取得した比較対象部のサンプル画像を記憶した比較対象部サンプル記憶手段と、前記サンプル画像との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段と、前記比較対象部特定手段で特定された位置の一つを基準位置として記憶する基準位置記憶手段を備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴とする実験小動物用イメージング装置。
  6. 請求項４に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    前記位置特定手段は、操作者が比較対象部を特定するための入力手段と、前記入力手段により特定された位置を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、前記入力手段で特定された比較対象部との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段を備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴とする実験小動物用イメージング装置。
  7. 請求項４に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    前記位置特定手段は、前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から小動物の特徴部を含むブロックを比較対象部として設定するブロック設定手段と、前記ブロック設定手段により特定された位置を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、前記ブロック設定手段で特定された比較対象部との対比で前記フレーム取得手段で取得されたフレームの中から比較対象部の位置を特定する比較対象部特定手段とを備え、前記移動量算出手段は、前記基準位置と前記比較対象部特定手段で特定される位置から前記比較対象部の移動量を算出することを特徴とする実験小動物用イメージング装置。
  8. 請求項４ないし７に記載の実験小動物用イメージング装置において、
    比較対象部の位置を特定する際に走査する領域を、前記フレーム取得手段で取得するフレームの大きさよりも小さくかつ基準位置を含んだ領域に変更可能に構成してある実験小動物用イメージング装置。
JP2009545435A 2007-12-11 2008-12-10 実験小動物用イメージング装置 Expired - Fee Related JP4983927B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009545435A JP4983927B2 (ja) 2007-12-11 2008-12-10 実験小動物用イメージング装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007319509 2007-12-11
JP2007319509 2007-12-11
JP2009545435A JP4983927B2 (ja) 2007-12-11 2008-12-10 実験小動物用イメージング装置
PCT/JP2008/072435 WO2009075301A1 (ja) 2007-12-11 2008-12-10 実験小動物用イメージング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2009075301A1 JPWO2009075301A1 (ja) 2011-04-28
JP4983927B2 true JP4983927B2 (ja) 2012-07-25

Family

ID=40755542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009545435A Expired - Fee Related JP4983927B2 (ja) 2007-12-11 2008-12-10 実験小動物用イメージング装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4983927B2 (ja)
WO (1) WO2009075301A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG10201501052XA (en) * 2014-02-11 2015-09-29 Agency Science Tech & Res Method And System For Monitoring Activity Of An Animal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242801U (ja) * 1985-09-04 1987-03-14
JPS63313988A (ja) * 1987-03-16 1988-12-22 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメ−ジング装置用被検体監視装置
JPH07124124A (ja) * 1993-10-29 1995-05-16 Ken Ishihara 生体情報抽出装置および方法
JP2004121289A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Aloka Co Ltd Ｘ線ｃｔ装置、放射線測定装置及び小動物用容器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242801U (ja) * 1985-09-04 1987-03-14
JPS63313988A (ja) * 1987-03-16 1988-12-22 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメ−ジング装置用被検体監視装置
JPH07124124A (ja) * 1993-10-29 1995-05-16 Ken Ishihara 生体情報抽出装置および方法
JP2004121289A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Aloka Co Ltd Ｘ線ｃｔ装置、放射線測定装置及び小動物用容器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009075301A1 (ja) 2009-06-18
JPWO2009075301A1 (ja) 2011-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6376783B2 (ja) 乳房断層撮影装置および制御方法
JP5920355B2 (ja) 放射線動態画像撮影システム
US9050054B2 (en) Medical image diagnostic apparatus
KR101664432B1 (ko) 단층 영상 장치 및 그에 따른 단층 영상 디스플레이 방법
JP6540807B2 (ja) 撮影用コンソール
JP7143692B2 (ja) 体動検出装置及び放射線撮影システム
JP5659976B2 (ja) 乳房検診用放射線撮影装置
KR101534098B1 (ko) Ｃｔ 장치 및 이를 이용한 엑스선 제어 방법
JP7416299B2 (ja) 放射線撮影システム
JP4852451B2 (ja) 周期的運動の同期撮影装置および周期的運動の同期撮影方法
JP4313977B2 (ja) 検査室の被検体観察装置
JP5742660B2 (ja) 医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置
TWI494086B (zh) 醫療用資料處理裝置及具備醫療用資料處理裝置之放射線斷層攝影裝置
JP4983927B2 (ja) 実験小動物用イメージング装置
JP2008253569A (ja) 異常体動検出装置および異常体動検出方法
JP4695698B2 (ja) 診断装置
JP2008170324A (ja) 医用画像診断装置及び核医学診断装置
JP4876955B2 (ja) 表示制御装置及びｐｅｔ／ｃｔ装置
JP7156142B2 (ja) 画像解析装置、画像解析システム及びプログラム
JP3740429B2 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体
JP6895820B2 (ja) 医用画像診断装置
JP5169898B2 (ja) 放射線断層撮影装置
JP2009273603A (ja) 動態画像撮影システム
JP2006034519A (ja) 画像撮影システム
CN116570301A (zh) 放射线摄影装置、判断支援方法以及记录介质

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120327

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120409

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees