JP5706762B2

JP5706762B2 - 対物光学系の観察補助装置

Info

Publication number: JP5706762B2
Application number: JP2011130027A
Authority: JP
Inventors: 平田　唯史; 唯史平田; 裕二池谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: JP2012254238A

Description

本発明は、対物光学系により同一箇所を長期間にわたり複数回観察するための観察補助装置に関するものである。

従来、実験動物の生体組織や各種臓器等を生きたままの状態で比較的長期間にわたり観察する際に用いる装置として、対物光学系の固定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の対物光学系の固定装置は、生体組織に形成した孔に対物光学系ユニットを挿入状態に支持する支持部材と、生体組織に対して支持部材を位置決め固定する固定機構とを備えている。

この固定装置は、支持部材および固定機構が実験動物に固定されているので、固定装置から対物光学系ユニットを一旦取り外しても、再び固定装置に対物光学系ユニットを装着して同一箇所を観察することができる。また、固定装置に対物光学系ユニットを装着する際にも対物光学系ユニットが観察部位に直接触れないので、観察対象部位にダメージを与えず、観察対象部位を健全な状態に維持しつつ観察を行うことができる。

特開２００５−２５３８３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の対物光学系の固定装置のように、実験動物の頭部に被せてボルトで頭蓋骨を挟むアーチ状部材により支持部材を位置決め固定すると、支持部材を位置決め固定する構造物（アーチ状部材やボルト）のサイズや重量が大きいため、実験動物の活動に不都合を与えるという問題がある。

また、鋭利な形状に形成した支持部材の先端に返し部を設けて実験動物の生体組織等に支持部材を突き刺したり、支持部材の先端と実験動物の生体組織等とを接着剤で接着したりするのでは、生体組織等が柔らかいために支持部材がぐらついて、固定装置自体が生体組織から外れてしまうことがある。そのため、対物光学系により同一箇所を観察することが困難になるという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、実験動物の生体組織や各種臓器等の同一箇所を対物光学系により比較的長期間にわたり安定して複数回観察することを可能とする対物光学系の観察補助装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、対物光学系を挿脱可能な開口部を有し、該開口部から挿入された前記対物光学系の光軸位置を規定する略筒形状の案内部と、該案内部から前記対物光学系の光軸方向に沿って延び、先端に光を透過する観察窓を有する挿入部と、該挿入部または前記案内部の外周面から半径方向外方に向かって張り出す張り出し部とを備え、該張り出し部が、前記案内部の周方向に間隔をあけて複数配置されている対物光学系の観察補助装置を提供する。

本発明によれば、生体試料に挿入部を挿入して観察対象部位に観察窓を対向配置させた状態で、案内部の開口部に対物光学系を挿入することにより、挿入部の観察窓を介して観察対象部位を観察する。

この場合において、生体試料表面に張り出し部を突き当てて生体試料と張り出し部との接触面にセメント等を塗布することにより、張り出し部が半径方向外方に張り出す分だけ接着面積を確保し挿入部を安定して位置決め固定することができる。

したがって、生体試料の観察対象部位に対してこの観察補助装置全体を動かないように確実に固定し、対物光学系を複数回挿脱しても生体組織や各種臓器等の同一箇所を比較的長期間にわたり安定して観察することが可能となる。また、挿入部の先端に観察窓を配置することで、生体試料から体液が蒸発するのを防止し、生体試料に与えるダメージを低減することができる。

上記発明においては、前記張り出し部が、前記案内部の周方向に間隔をあけて複数配置されていることで、張り出し部どうしの隙間から生体試料と張り出し部との隙間やその周辺にセメントを塗布することができ、所望の位置に案内部を配置した状態で生体試料と張り出し部とを簡易に接着することができる。例えば、３つ以上の張り出し部を周方向に等間隔に配置すれば、生体試料の観察対象部位に対して観察補助装置全体を周方向にバランスさせてより確実にかつ安定して固定することができる。

また、上記発明においては、前記張り出し部が厚さ方向に貫通する貫通孔を有することとしてもよい。
このように構成することで、張り出し部の貫通孔にセメントを入り込ませて生体試料と張り出し部との接着面積を増大し、固定力を向上することができる。

本発明によれば、実験動物の生体組織や各種臓器等の同一箇所を比較的長期間にわたり安定して観察することを可能とすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る対物光学系の観察補助装置により対物レンズを固定する様子を示す軸方向断面図である。図１の対物光学系の観察補助装置を示す縦断面図である。図２の対物光学系の観察補助装置を挿入部側から見た平面図である。図１の対物光学系の観察補助装置を実験動物の脳組織に位置決め固定した様子を示す縦断面図である。図４の対物光学系の観察補助装置を挿入部側から見た平面図である。本発明の一実施形態の第１の変形例に係る対物光学系の観察補助装置の腕を挿入部側から見た平面図である。本発明の一実施形態の第２の変形例に係る対物光学系の観察補助装置の腕を挿入部側から見た平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る対物光学系の観察補助装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る対物光学系の観察補助装置１は、図１に示すように、実験動物の体内に配置されている生体組織や臓器等の観察対象部位（同図においては、脳組織Ｔ）に対して、顕微鏡システム４０に装着された対物レンズ（対物光学系）４２を位置決め状態にして観察することができるようにする装置である。

対物レンズ４２は、例えば、顕微鏡システム４０に接続される大径部４２Ａと、大径部４２Ａより径寸法が小さく、大径部４２Ａから先端に向かって延びる細径先端部４２Ｂとを備えている。細径先端部４２Ｂは、光軸方向の先端に先端窓（図示略）を備えている。

この対物光学系の観察補助装置１は、図２に示すように、対物レンズ４２を案内可能な略筒形状の案内部１０と、実験動物の表面下に挿入される細径の挿入部２０と、挿入部２０の外周面から半径方向外方に向かって張り出す２本の腕（張り出し部）３０とを備えている。

案内部１０は、一端に対物レンズ４２を挿脱可能な開口部１２を有し、他端が漸次先細になる略円錐形状を有している。開口部１２は、対物レンズ４２の大径部４２Ａの外形寸法より若干大きい内径寸法を有している。この案内部１０は、開口部１２から挿入される対物レンズ４２の大径部４２Ａを案内し、対物レンズ４２の光軸位置を規定するようになっている。これにより、案内部１０は、常にほぼ同一位置に対物レンズ４２を位置決め状態に配置することができるようになっている。また、案内部１０の他端には挿入部２０が一体的に形成されている。

挿入部２０は、案内部１０の他端から中心軸Ｘに沿って延びる略円筒形状を有している。この挿入部２０は、案内部１０の開口部１２より径寸法が小さく、対物レンズ４２の細径先端部４２Ｂを挿入可能に形成されている。挿入部２０挿入部２０の先端には、実験動物の生体組織等に挿入するための先端部２２が設けられ、案内部１０の中心軸Ｘを含む位置に観察窓２４が配置されている。観察窓２４は、光を透過し液体を封止することができるようになっている。

２本の腕３０は、挿入部２０の長手方向（挿入部２０が延びる方向）のほぼ中間付近に配置され、挿入部２０が延びる方向に対して直交する方向に張り出すように形成されている。これら２本の腕３０は、図３に示すように、中心軸Ｘから互いに反対方向に向かってほぼ直線状に延びている。また、各腕３０は、挿入部２０の先端部２２側を向く表面が略平坦な形状を有している。

以下、このように構成された対物光学系の観察補助装置１の作用について説明する。
図１は、実験動物の観察対象部位としての脳組織Ｔを観察する場合を示している。例えば、本実施形態に係る対物光学系の観察補助装置１を用いて対物レンズ４２により脳組織Ｔを観察するには、図４に示すように、実験動物の頭蓋骨Ｓに形成した孔Ｈから脳組織Ｔに挿入部２０を挿入する。

そして、脳組織Ｔの所望の深さのところで挿入部２０の挿入を止め、脳組織Ｔの観察位置に対して観察窓２４を対向配置する。続いて、図５に示すように、実験動物の頭蓋骨Ｓと腕３０との隙間やその周辺にセメントＣを塗布し、実験動物の頭蓋骨Ｓと腕３０とを接着する。

例えば、セメントＣは、実験動物と腕３０との間だけでなく、腕３０の全体を覆うように塗布することとしてもよい。このようにすることで、腕３０が半径方向外方に張り出す分だけ接着面積を確保することができ、セメントＣが硬化することにより実験動物に対して観察補助装置１全体を確実に位置決め固定することができる。

次に、実験動物に位置決め固定された案内部１０に対して開口部１２から対物レンズ４２を挿入する。この場合において、観察補助装置１が動かないように、案内部１０と対物レンズ４２の大径部４２Ａの位置を合わせて対物レンズ４２を挿入することが望ましい。そして、挿入部２０の観察窓２４に対して対物レンズ４２の先端窓を対向配置させ、対物レンズ４２の光軸を中心軸Ｘに一致させる。これにより、観察窓２４を介して脳組織Ｔの観察を行うことができる。

実験動物の脳組織Ｔの観察を一旦中断するときは、実験動物に観察補助装置１を挿入したまま案内部１０から対物レンズ４２を取り外す。そして、脳組織Ｔの同一箇所を再び観察するときは、上記と同様の手順により観察補助装置１に対物レンズ４２を挿入する。

この場合において、挿入部２０の観察窓２４が水密構造になっているので、観察補助装置１から対物レンズ４２を取り外した状態でも、生体組織から観察補助装置１の内部を介して水分等が蒸発するのを防ぐことができる。また、外部の汚染から生体組織を保護することもできる。したがって、実験動物に与えるダメージを低減するとともに清潔な状態を維持し、比較的長期間にわたり脳組織Ｔの同一箇所を複数回観察することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る対物光学系の観察補助装置１によれば、２本の腕３０により脳組織Ｔに対して観察補助装置１全体が確実に位置決め固定されるので、観察を一旦中断して実験動物が自由に動き回った場合でも、観察補助装置１が実験動物からずれてしまったり外れてしまったりするのを防ぐことができる。

また、観察を一旦中断し、実験動物に観察補助装置１を挿入したまま観察補助装置１から対物レンズ４２を取り外しても、脳組織Ｔの観察を再開する際に脳組織Ｔに対して対物レンズ４２を略同一位置に再び配置することができる。したがって、対物レンズ４２を複数回挿脱しても、比較的長期間にわたり安定して脳組織Ｔの同一箇所を観察することが可能となる。

なお、本実施形態においては、挿入部２０の外周面に腕３０を設けることとしたが、例えば、案内部１０の外周面に腕３０を設けることとしてもよい。この場合、案内部２０の外周面から径方向（軸方向に対して直交する方向）に張り出すように腕３０を形成することとすればよい。

また、本実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、張り出し部として２本の腕３０を例示して説明したが、第１の変形例としては、腕３０を１本にしてもよいし、あるいは、図６に示すように、案内部１０の周方向に間隔をあけて３本以上（同図においては３本。）の腕３０を設けることとしてもよい。３本以上の腕３０を設ける場合には、各腕３０を案内部１０の周方向に等間隔に配置することが好ましい。

このようにすることで、案内部１０を所望の位置に位置決めした状態で腕３０どうしの隙間から実験動物と腕３０との隙間やその周辺にセメントを簡易に塗布することができるだけでなく、３本の腕３０により観察補助装置１全体を周方向にバランスさせて位置決め固定することができる。したがって、対物レンズ４２により実験動物の観察対象部位をより安定して観察することができる。

また、張り出し部は、腕３０のように比較的幅が小さいものに限られず、例えば、案内部１０の周方向の略全域にわたって張り出す鍔形状を有するものでもよい。このような鍔形状の張り出し部の場合には、張り出し部に径方向に延びる切欠を設けることとすればよい。このようにすることで、接着面積を向上しつつ、切欠を介して案内部１０側から挿入部２０の挿入位置を確認したりセメントＣを塗布したりすることができる。

また、第２の変形例としては、例えば、図７に示すように、腕３０が厚さ方向に貫通する貫通孔３２を有することとしてもよい。このようにすることで、腕３０の貫通孔３２にセメントを入り込ませることにより、実験動物と腕３０との接着面積を増大して固定力を向上することができる。

１対物光学系の観察補助装置
１０案内部
１２開口部
２０挿入部
２４観察窓
３０腕（張り出し部）
３２貫通孔
４２対物レンズ（対物光学系）

Claims

対物光学系を挿脱可能な開口部を有し、該開口部から挿入された前記対物光学系の光軸位置を規定する略筒形状の案内部と、
該案内部から前記対物光学系の光軸方向に沿って延び、先端に光を透過する観察窓を有する挿入部と、
該挿入部または前記案内部の外周面から半径方向外方に向かって張り出す張り出し部とを備え、
該張り出し部が、前記案内部の周方向に間隔をあけて複数配置されている対物光学系の観察補助装置。
前記張り出し部が厚さ方向に貫通する貫通孔を有する請求項１に記載の対物光学系の観察補助装置。