JPH10127267A - Micro-manipulator system - Google Patents
Micro-manipulator systemInfo
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- JPH10127267A JPH10127267A JP29020396A JP29020396A JPH10127267A JP H10127267 A JPH10127267 A JP H10127267A JP 29020396 A JP29020396 A JP 29020396A JP 29020396 A JP29020396 A JP 29020396A JP H10127267 A JPH10127267 A JP H10127267A
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- cutting
- chromosome
- cutting tool
- micromanipulator
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマニピュ
レータシステム、特に、遺伝子組み替え等の分子生物
学、遺伝学、免疫化学、組織化学等の遺伝子診断におい
て、染色体の所望位置をカッティングする作業に適した
マイクロマニピュレータシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for micromanipulator systems, in particular, for cutting a desired position of a chromosome in molecular biology such as genetic engineering, genetic diagnosis such as genetics, immunochemistry, and histochemistry. The present invention relates to a micromanipulator system.
【0002】[0002]
【従来の技術】遺伝子診断の臨床現場においては、染色
体の特定部位を切断して所定の処置を施すことが行われ
る。このような作業には、染色体を切断するための切断
具を先端に保持するマイクロマニピュレータが用いられ
る。一般的なマイクロマニピュレータシステムでは、染
色体等の微小試料の画像を拡大するとともにこのような
マイクロマニピュレータの操作内容を観察するための顕
微鏡を備えている。また、顕微鏡で拡大された映像を撮
影するためのTVカメラ及びその映像を表示するCRT
ディスプレイ等が設けられる。顕微鏡視野内で複数のマ
イクロマニピュレータに保持される微小針や捕捉針及び
切断用のガラス管等の微小器具を操作してその映像をC
RTディスプレイ等に表示し、表示内容を観察しながら
微小試料に所定の処理を施す。マイクロマニピュレータ
は、先端に微小器具を保持するための器具ホルダを有し
ており、この器具ホルダを3次元方向に移動するための
移動手段を有している。この移動手段の移動量は、たと
えば前後方向に傾動可能なX,Y軸用のジョイスティッ
クと、Z軸用の回転ダイヤルとを有する操作部からの支
持により決定される。2. Description of the Related Art In a clinical site of genetic diagnosis, a specific site of a chromosome is cut to perform a predetermined treatment. For such an operation, a micromanipulator holding a cutting tool for cutting a chromosome at the tip is used. A general micromanipulator system includes a microscope for enlarging an image of a small sample such as a chromosome and observing the operation contents of such a micromanipulator. Also, a TV camera for photographing an image magnified by a microscope and a CRT for displaying the image
A display and the like are provided. In the field of view of the microscope, operate a micro instrument such as a micro needle, a capture needle, and a glass tube for cutting held by a plurality of micro manipulators,
The micro sample is displayed on an RT display or the like, and predetermined processing is performed while observing the displayed content. The micromanipulator has an instrument holder at its tip for holding a micro instrument, and has moving means for moving the instrument holder in a three-dimensional direction. The amount of movement of the moving means is determined, for example, by support from an operation unit having a joystick for X and Y axes that can be tilted in the front-back direction and a rotary dial for Z axis.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述したようなマイク
ロマニピュレータシステムを利用して、マニュアル操作
により微小試料に対する処理を行うことは熟練を要す
る。特に、先端が鋭利なガラス管等の切断具をマイクロ
マニピュレータに保持させて、染色体の特定部位をカッ
ティングする場合、染色体の所定位置に切断具を位置さ
せて複数回往復動させる必要があり、操作が煩雑であ
る。また、染色体のどの部分をカッティングするか、ど
れだけの幅でカッティングを行うかは熟練者でなければ
判別することが困難であり、操作者の経験と勘に頼って
いるのが現状である。さらに、マイクロマニピュレータ
に保持された切断具の先端を狙った位置に移動させるこ
とは、この操作に対する経験が必要である。The use of the micromanipulator system as described above to perform processing on a minute sample by manual operation requires skill. In particular, when a cutting tool such as a glass tube having a sharp tip is held by a micromanipulator to cut a specific portion of a chromosome, it is necessary to position the cutting tool at a predetermined position of the chromosome and reciprocate a plurality of times. Is complicated. Further, it is difficult for a skilled person to determine which portion of the chromosome is to be cut and at what width the cutting is to be performed, and at present it depends on the experience and intuition of the operator. Furthermore, moving the tip of the cutting tool held by the micromanipulator to a target position requires experience with this operation.
【0004】本発明の目的は、染色体の特定部位をカッ
ティングする際に、その切断部位を確実に特定して、処
理を容易にするマイクロマニピュレータを提供すること
にある。[0004] It is an object of the present invention to provide a micromanipulator that, when cutting a specific site of a chromosome, reliably identifies the site of the cut and facilitates processing.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロマ
ニピュレータシステムは、蛍光顕微鏡と、撮像手段と、
マイクロマニピュレータと、切断部位検出手段と、切断
具検出手段と、制御手段とを備えている。蛍光顕微鏡は
対象物の画像を拡大する。撮像手段は蛍光顕微鏡で拡大
された対象物の画像を画像信号に変換する。マイクロマ
ニピュレータは対象物を切断するための切断具を3次元
方向に移動自在に保持する。切断部位検出手段は撮像手
段により得られる画像信号から、蛍光色素により彩色さ
れた染色体の特定部位を検出して染色体の切断位置を特
定する。切断具検出手段は、撮像手段により得られる画
像信号から、切断具の蛍光色素により彩色された先端位
置を検出する。制御手段は、切断部位検出手段の検出す
る切断位置と、切断具検出手段の検出する切断具の先端
位置とに基づいて、切断具により染色体の特定部位を切
断するために必要な切断具の移動量を算出し、マイクロ
マニピュレータの移動制御を行う。A micromanipulator system according to the present invention comprises: a fluorescence microscope;
The micromanipulator includes a micromanipulator, a cutting site detecting unit, a cutting tool detecting unit, and a control unit. Fluorescence microscopes magnify images of objects. The imaging means converts the image of the object enlarged by the fluorescence microscope into an image signal. The micromanipulator holds a cutting tool for cutting an object movably in a three-dimensional direction. The cleavage site detection means detects a specific site of the chromosome colored by a fluorescent dye from the image signal obtained by the imaging means, and specifies a chromosome cleavage position. The cutting tool detecting means detects a tip position of the cutting tool colored with a fluorescent dye from an image signal obtained by the imaging means. The control means moves the cutting tool necessary to cut a specific portion of the chromosome by the cutting tool based on the cutting position detected by the cutting site detecting means and the tip position of the cutting tool detected by the cutting tool detecting means. The amount is calculated and the movement of the micromanipulator is controlled.
【0006】このようにしたマイクロマニピュレータシ
ステムでは、FISH(Fluorescence in Situ Hybridi
zation)法等を利用して蛍光色素を有するプローブによ
り染色体の特定位置を蛍光彩色し、この染色体の画像を
蛍光顕微鏡により拡大する。染色体の画像は撮像手段に
より、マイクロマニピュレータに保持される切断具先端
の映像とともに画像信号に変換される。染色体の特定部
位は、プローブが有する蛍光色素により発光しており、
画像信号を所定のしきい値と比較することでカッティン
グを行う特定部位を識別することが可能となる。切断具
の先端位置も蛍光色素により彩色されており、同様にし
て、画像信号中の切断具先端位置を識別することが可能
となる。このようにして識別された染色体の特定部位の
位置と、切断具の先端位置に基づいて、カッティングを
行うために必要な切断具の移動量を算出し、マイクロマ
ニピュレータの移動制御を行う。したがって、染色体の
所望の位置を確実にかつ正確に切断することを可能とす
る。In such a micromanipulator system, FISH (Fluorescence in Situ Hybridi
The specific position of the chromosome is fluorescently colored with a probe having a fluorescent dye using the zation method or the like, and the image of the chromosome is magnified by a fluorescent microscope. The image of the chromosome is converted by the imaging means into an image signal together with an image of the tip of the cutting tool held by the micromanipulator. The specific site of the chromosome is luminescent by the fluorescent dye of the probe,
By comparing the image signal with a predetermined threshold value, it becomes possible to identify a specific part to be cut. The tip position of the cutting tool is also colored by the fluorescent dye, and similarly, it becomes possible to identify the tip position of the cutting tool in the image signal. Based on the position of the specific portion of the chromosome identified in this way and the tip position of the cutting tool, the amount of movement of the cutting tool necessary for performing cutting is calculated, and the movement of the micromanipulator is controlled. Therefore, it is possible to reliably and accurately cut a desired position of a chromosome.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態によ
るマイクロマニピュレータシステムを示す。図におい
て、マイクロマニピュレータシステムは、顕微鏡3の側
方に位置してマイクロマニピュレータ4,5が配置され
ており、それぞれ結合フレーム6,7を介して顕微鏡3
に固定されている。顕微鏡3はいわゆる蛍光顕微鏡であ
り、蛍光色素により発光している部位を観察・識別する
ことが可能なものである。FIG. 1 shows a micromanipulator system according to an embodiment of the present invention. In the figure, the micromanipulator system has micromanipulators 4 and 5 arranged on the sides of the microscope 3, and the microscopes 3 are connected via coupling frames 6 and 7, respectively.
It is fixed to. The microscope 3 is a so-called fluorescent microscope, and is capable of observing and discriminating a site emitting light with a fluorescent dye.
【0008】マイクロマニピュレータは、1対だけを図
示しているが、マイクロマニピュレータ4,5の後方
(紙面鉛直下方)に位置してさらに1対もしくは複数対
のマイクロマニピュレータを配置することができる。マ
イクロマニピュレータ4,5は、それぞれ操作ユニット
8,9に設けられるジョイスティック10,11の操作
にしたがって制御が行われる。操作ユニットはマイクロ
マニピュレータに対応して設けられ、4つのマイクロマ
ニピュレータが配置される場合には4つの操作ユニット
が設けられるが、図においては2つの操作ユニット8,
9を示す。[0008] Although only one pair of micromanipulators is shown, one or more pairs of micromanipulators can be arranged behind micromanipulators 4 and 5 (vertically below the sheet). The micromanipulators 4 and 5 are controlled according to the operation of joysticks 10 and 11 provided in the operation units 8 and 9, respectively. The operation units are provided corresponding to the micromanipulators, and when four micromanipulators are arranged, four operation units are provided.
9 is shown.
【0009】顕微鏡3は、その中央部に操作台12を有
しており、操作台12は細胞染色体等の微小試料がのせ
られるスライドグラス13が配置されている。操作台1
2の下方には対物レンズ(図示せず)が配置されてお
り、対物レンズの他端にはTVカメラ14が接続されて
いる。操作台12は、図示しない駆動機構によって水平
方向(X,Y軸方向)及び上下方向(Z軸方向)に駆動
され得る。また、顕微鏡3には接眼レンズ15が設けら
れており、対物レンズによる画像を確認することが可能
となっている。The microscope 3 has an operation table 12 at the center thereof, and the operation table 12 has a slide glass 13 on which a small sample such as a cell chromosome is placed. Operation console 1
An objective lens (not shown) is arranged below the camera 2 and a TV camera 14 is connected to the other end of the objective lens. The operation console 12 can be driven in a horizontal direction (X and Y axis directions) and a vertical direction (Z axis direction) by a drive mechanism (not shown). Further, the microscope 3 is provided with an eyepiece 15 so that an image obtained by the objective lens can be confirmed.
【0010】マイクロマニピュレータ4には、先端に器
具ホルダ16を有するアーム17が操作台12側に突設
されている。器具ホルダ16は先端が鋭利に成形された
切断用ガラス管等でなる切断具18を保持するものであ
る。器具ホルダ16は図示しないインジェクタ等に接続
されている。またマイクロマニピュレータ4には、器具
ホルダ16に保持された切断具18を移動するために、
水平方向(X,Y軸方向)及び上下方向(Z軸方向)の
駆動機構が設けられている。この駆動機構は、X軸方向
に駆動するX軸ステッピングモータ19、Y軸方向に駆
動するY軸ステッピングモータ(図示せず)、Z軸方向
に駆動するZ軸ステッピングモータ20及びX,Y,Z
各軸方向に案内するためのガイドレール(図示せず)か
ら構成されている。The micromanipulator 4 is provided with an arm 17 having an instrument holder 16 at its tip, protruding from the operation table 12. The tool holder 16 holds a cutting tool 18 made of a cutting glass tube or the like whose tip is sharply formed. The instrument holder 16 is connected to an injector or the like (not shown). In addition, in order to move the cutting tool 18 held by the tool holder 16 to the micromanipulator 4,
A drive mechanism is provided in the horizontal direction (X and Y axis directions) and the vertical direction (Z axis direction). The driving mechanism includes an X-axis stepping motor 19 driven in the X-axis direction, a Y-axis stepping motor (not shown) driven in the Y-axis direction, a Z-axis stepping motor 20 driven in the Z-axis direction, and X, Y, Z
It is composed of guide rails (not shown) for guiding in each axial direction.
【0011】マイクロマニピュレータ5には、同様にし
て先端に器具ホルダ21を有するアーム22が操作台1
2側に突設されている。器具ホルダ21は切断具18と
同様の切断用ガラス管やインジェクションピペット、吸
着用ピペット等の微小器具23を保持するものである。
器具ホルダ21は図示しないインジェクタ等に接続され
ている。また、マイクロマニピュレータ5には、器具ホ
ルダ21に保持された微小器具23を移動するために、
水平方向(X,Y軸方向)及び上下方向(Z軸方向)の
駆動機構が設けられている。この駆動機構は、X軸方向
に駆動するX軸ステッピングモータ24、Y軸方向に駆
動するY軸ステッピングモータ(図示せず)、Z軸方向
に駆動するZ軸ステッピングモータ25及びX,Y,Z
各軸方向に案内するためのガイドレール(図示せず)か
ら構成されている。An arm 22 having an instrument holder 21 at the tip is similarly provided on the micromanipulator 5.
It protrudes from two sides. The instrument holder 21 holds a small instrument 23 such as a cutting glass tube, an injection pipette, or a suction pipette similar to the cutting tool 18.
The instrument holder 21 is connected to an injector (not shown) or the like. In addition, the micromanipulator 5 is used to move the small instrument 23 held by the instrument holder 21.
A drive mechanism is provided in the horizontal direction (X and Y axis directions) and the vertical direction (Z axis direction). This driving mechanism includes an X-axis stepping motor 24 driven in the X-axis direction, a Y-axis stepping motor (not shown) driven in the Y-axis direction, a Z-axis stepping motor 25 driven in the Z-axis direction, and X, Y, Z
It is composed of guide rails (not shown) for guiding in each axial direction.
【0012】操作ユニット8,9のジョイスティック1
0,11は、鉛直軸方向(図1上下方向)に対して前後
左右方向に傾動可能となっており、マイクロマニピュレ
ータ4,5の水平方向(X,Y軸方向)の制御量を支持
することができる。またジョイスティック10,11の
上部には回転ダイヤルが設けられており、この回転ダイ
ヤルを操作することによってマイクロマニピュレータ
4,5の上下方向(Z軸方向)の制御量を与えることが
可能となっている。操作ユニット8,9にはその他の制
御を行うキースイッチが設けられている。The joystick 1 of the operation units 8 and 9
Numerals 0 and 11 can tilt in the front-rear and left-right directions with respect to the vertical axis direction (vertical direction in FIG. 1), and support the control amounts of the micromanipulators 4 and 5 in the horizontal direction (X and Y axis directions). Can be. A rotary dial is provided on the upper part of the joysticks 10 and 11, and by operating the rotary dial, it is possible to give a control amount in the vertical direction (Z-axis direction) of the micromanipulators 4 and 5. . The operation units 8 and 9 are provided with key switches for performing other controls.
【0013】操作ユニット8,9の操作信号はコントロ
ールユニット26に入力されている。コントロールユニ
ット26は操作ユニット8,9の操作信号に応じてマイ
クロマニピュレータ4,5を駆動するための制御信号を
出力する。さらに、コントロールユニット26にはTV
カメラ14の画像が入力され、この画像をモニタ27に
表示する。Operation signals from the operation units 8 and 9 are input to the control unit 26. The control unit 26 outputs a control signal for driving the micromanipulators 4 and 5 according to the operation signals of the operation units 8 and 9. Further, the control unit 26 has a TV set.
The image of the camera 14 is input, and this image is displayed on the monitor 27.
【0014】図2に示すように、コントロールユニット
26には、CPU,RAM,ROM等を含むマイクロコ
ンピュータから構成された制御部28が設けられてい
る。制御部28には、TVカメラ14、制御ユニット8
(9)、マイクロマニピュレータ4,5のそれぞれのモ
ータを3軸方向で駆動するための駆動部29,30、各
種の設定値等を記憶するためのメモリ31、ビデオRA
M32及びビデオRAM32の出力とTVカメラ14の
撮像画像とをスーパーインポーズするための加算機33
が接続されている。ビデオRAM32には、画像上で切
断具18,微小器具23の焦点を合わせるための基準点
の表示位置や倍率に応じたスケールを表示するための情
報等が表示位置に対応して格納される。加算機33には
スーパーインポーズした画像を表示するモニタ27が接
続されている。As shown in FIG. 2, the control unit 26 is provided with a control unit 28 composed of a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM and the like. The control unit 28 includes the TV camera 14, the control unit 8
(9) driving units 29 and 30 for driving the respective motors of the micromanipulators 4 and 5 in three axial directions, a memory 31 for storing various set values and the like, a video RA
An adder 33 for superimposing the output of the M32 and the video RAM 32 and the image captured by the TV camera 14
Is connected. The video RAM 32 stores information such as a display position of a reference point for focusing the cutting tool 18 and the micro tool 23 on the image, information for displaying a scale corresponding to the magnification, and the like corresponding to the display position. The monitor 27 that displays the superimposed image is connected to the adder 33.
【0015】次にこの実施形態の動作を図3に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。電源投入後、ステップ
S1において初期設定を行う。ここでは、たとえば、マ
イクロマニピュレータ4,5の駆動部29,30を初期
位置にセットする。ステップS2では、自動切断モード
であるか否かを判断する。この自動切断モードは、操作
ユニット8または9に設けたキースイッチによって設定
可能となっており、この他にもモニタ27上に表示され
るメニュー画面にしたがって設定するように構成するこ
とも可能である。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. After the power is turned on, initialization is performed in step S1. Here, for example, the drive units 29 and 30 of the micromanipulators 4 and 5 are set to the initial positions. In step S2, it is determined whether or not the mode is the automatic cutting mode. This automatic disconnection mode can be set by a key switch provided on the operation unit 8 or 9, and can be configured to be set according to a menu screen displayed on the monitor 27. .
【0016】ステップS2において、自動切断モードに
設定されていないと判断すると、ステップS3に移行す
る。ステップS3では、操作ユニット8,9の操作に基
づいて、マイクロマニピュレータ4,5の制御を行う。
ステップS4では他の処理を行う。ステップS2におい
て、自動切断モードに設定されていると判断すると、ス
テップS5に移行する。ステップS5では、蛍光色素を
検出するモードに設定された顕微鏡3及びTVカメラ1
4を介して得られる画像信号から染色体の切断位置を認
識する。ここで、顕微鏡3のスライドグラス13に載置
される微小試料は、蛍光色素により特定部位が彩色され
た染色体である。染色体を彩色する方法は、特定部位に
吸着するプローブを蛍光色素で染色し、このプローブを
染色体の特定部位に反応させる、いわゆるFISH(Fl
uorescent in Situ Hybridization )法によって実現で
きる。If it is determined in step S2 that the automatic cutting mode has not been set, the process proceeds to step S3. In step S3, the micromanipulators 4 and 5 are controlled based on the operation of the operation units 8 and 9.
In step S4, other processing is performed. If it is determined in step S2 that the automatic disconnection mode has been set, the process proceeds to step S5. In step S5, the microscope 3 and the TV camera 1 set to the mode for detecting the fluorescent dye
The position of the chromosome break is recognized from the image signal obtained through Step 4. Here, the micro sample placed on the slide glass 13 of the microscope 3 is a chromosome whose specific site is colored by a fluorescent dye. A method of coloring a chromosome is to dye a probe adsorbed at a specific site with a fluorescent dye and react the probe with a specific site on the chromosome, so-called FISH (Fl).
uorescent in Situ Hybridization) method.
【0017】TVカメラ14を介して制御部28に入力
される画像信号は、たとえば、図4に示すような画像フ
レーム41としてモニタ27に表示される。図4の画像
フレーム41では、スライドグラス13内に載置され、
蛍光プローブにより蛍光色素で彩色された彩色部43が
表示される。この画像フレーム41の図左右方向をX
軸、図上下方向をY軸とし、各画素の明度信号レベルを
スレッシュホールドレベルThと比較して、スレッシュ
ホールドレベルThよりも大となる明度信号レベルを有
する画素の座標を求める。図4では、座標x1,x2,
y1,y2を求めることにより切断位置の認識を行って
いる。An image signal input to the control unit 28 via the TV camera 14 is displayed on the monitor 27 as, for example, an image frame 41 as shown in FIG. In the image frame 41 of FIG.
A colored portion 43 colored with a fluorescent dye by the fluorescent probe is displayed. The horizontal direction of the image frame 41 is X
The brightness signal level of each pixel is compared with a threshold level Th, and the coordinates of a pixel having a brightness signal level larger than the threshold level Th are obtained. In FIG. 4, coordinates x1, x2,
The cutting position is recognized by obtaining y1 and y2.
【0018】ステップS6では、マイクロマニピュレー
タ4の器具ホルダ16に保持された切断具18の先端位
置の認識を行う。切断具18の先端には、図5に示すよ
うに内部中空45を有するガラス管で構成された切断針
44が設けられ、この切断針44は1μm以下の鋭利な
先端部を有する構造となっている。また、この切断針4
4を構成するガラス管の内部中空45には、蛍光色素を
有する液体がインジェクタ等により吸入されている。In step S6, the position of the tip of the cutting tool 18 held by the tool holder 16 of the micromanipulator 4 is recognized. As shown in FIG. 5, a cutting needle 44 formed of a glass tube having an internal hollow 45 is provided at the tip of the cutting tool 18, and the cutting needle 44 has a structure having a sharp tip of 1 μm or less. I have. In addition, this cutting needle 4
A liquid having a fluorescent dye is sucked into an inner hollow 45 of the glass tube constituting the container 4 by an injector or the like.
【0019】この切断針44は、顕微鏡3の焦点調整に
より、画像信号として制御部28に入力され、染色体4
2の画像と重ね合わされて、1つの画像フレーム46を
構成することとなる。ここで、切断針44の内部中空4
5には蛍光色素が吸入されており、染色体42の彩色部
43を認識するのと同様の方法で、切断針44の先端位
置の座標を認識することが可能である。The cutting needle 44 is input to the control unit 28 as an image signal by adjusting the focus of the microscope 3, and
The two images are superimposed to form one image frame 46. Here, the internal hollow 4 of the cutting needle 44
5, a fluorescent dye is inhaled, and the coordinates of the tip position of the cutting needle 44 can be recognized in the same manner as in the case of recognizing the colored portion 43 of the chromosome 42.
【0020】ステップS7では、ステップS5で認識さ
れた染色体42の彩色部43の座標と、ステップS6で
認識された切断針44先端位置の座標とに基づいて、切
断具18を保持しているマイクロマニピュレータ4の制
御量を算出する。ステップS8では、切断を行う際に切
断針44の往復動を何回行うかの設定入力を待って、こ
れを記憶する。往復動回数の設定入力がない場合、デフ
ォルト値として2〜3回を設定回数とする。In step S7, the micro-tool holding the cutting tool 18 is determined based on the coordinates of the coloring portion 43 of the chromosome 42 recognized in step S5 and the coordinates of the tip position of the cutting needle 44 recognized in step S6. The control amount of the manipulator 4 is calculated. In step S8, a setting input of how many times the reciprocating movement of the cutting needle 44 is performed when the cutting is performed is waited and stored. When there is no setting input of the number of reciprocating movements, a default value is set to 2-3 times as the set number of times.
【0021】ステップS9では、第1切断動作を行う。
この第1切断動作では、ステップS7で算出した制御量
に基づいて、図6で示す第1切断位置51に切断針44
を移動させ、切断針44が矢印方向に設定回数だけ往復
動するように、マイクロマニピュレータ4を制御する。
ここでは、図4の(x1,y1)−(x2,y1)の位
置が第1切断位置51に相当し、切断針44の先端がこ
の位置を往復するように制御する。In step S9, a first cutting operation is performed.
In the first cutting operation, the cutting needle 44 is moved to the first cutting position 51 shown in FIG. 6 based on the control amount calculated in step S7.
Is moved, and the micromanipulator 4 is controlled such that the cutting needle 44 reciprocates a set number of times in the direction of the arrow.
Here, the position of (x1, y1)-(x2, y1) in FIG. 4 corresponds to the first cutting position 51, and the tip of the cutting needle 44 is controlled to reciprocate at this position.
【0022】ステップS10では、第1切断動作が完了
したか否かを判別する。ステップS9での第1切断動作
で、第1切断位置が完全に切断されなかった場合、第1
切断動作が完了していないと判断し、ステップS8に移
行する。第1切断動作が完了したと判断するとステップ
S11に移行する。ステップS11では、第2切断動作
を行う。この第2切断動作では、ステップS7で算出し
た制御量に基づいて、図6で示す第2切断位置52に切
断針44を移動させ、切断針44が同様に所定回数だけ
往復動するように、マイクロマニピュレータ4を制御す
る。ここでも、同様に、図4の(x1,y2)−(x
2,y2)の位置が第2切断位置52に相当し、切断針
44の先端がこの位置を往復するように制御する。In step S10, it is determined whether the first cutting operation has been completed. If the first cutting position is not completely cut in the first cutting operation in step S9, the first cutting operation is performed.
It is determined that the cutting operation has not been completed, and the process proceeds to step S8. If it is determined that the first cutting operation has been completed, the process proceeds to step S11. In step S11, a second cutting operation is performed. In the second cutting operation, the cutting needle 44 is moved to the second cutting position 52 shown in FIG. 6 based on the control amount calculated in step S7, and the cutting needle 44 similarly reciprocates a predetermined number of times. The micromanipulator 4 is controlled. Here, similarly, (x1, y2)-(x
The position of (2, y2) corresponds to the second cutting position 52, and the tip of the cutting needle 44 is controlled to reciprocate at this position.
【0023】ステップS12では、第2切断動作が完了
したか否かを判断する。ステップS11での第2切断動
作で、第2切断位置が完全に切断されなかった場合、第
2切断動作が完了していないと判断し、ステップS13
に移行する。ステップS13では、第2切断動作を続行
するための往復回数の設定入力を待ってこれを設定回数
として記憶する。このときも設定入力がなければデフォ
ルト値を設定回数とする。この後、ステップS11に移
行して第2切断動作を続行する。In step S12, it is determined whether the second cutting operation has been completed. If the second cutting position is not completely cut in the second cutting operation in step S11, it is determined that the second cutting operation is not completed, and step S13 is performed.
Move to In step S13, a setting input of the number of reciprocations for continuing the second cutting operation is waited and stored as the set number. At this time, if there is no setting input, the default value is set as the set number. Thereafter, the process proceeds to step S11 to continue the second cutting operation.
【0024】ステップS12において、第2切断動作が
完了したと判断すれば、ステップS4に移行する。この
とき、図7に示すように、染色体42は、カッティング
を行う特定部位である彩色部43が第1切断位置51,
第2切断位置52で切断された状態となっている。この
各切断位置51,52は、蛍光色素を有するプローブで
発光させてその位置を特定しており、染色体の所望位置
を確実にカッティングすることができ、作業者による操
作のばらつきもなくなる。If it is determined in step S12 that the second cutting operation has been completed, the process proceeds to step S4. At this time, as shown in FIG. 7, the chromosome 42 is such that the colored portion 43, which is a specific site for cutting,
The cutting is performed at the second cutting position 52. Each of the cutting positions 51 and 52 emits light with a probe having a fluorescent dye to specify the position, so that the desired position of the chromosome can be reliably cut, and there is no variation in operation by the operator.
【0025】〔他の実施形態〕 (A)上述の実施形態では、染色体42をその長さ方向
が画像フレーム上のY軸方向に平行となるように載置
し、切断針44をX軸と平行に往復動させて切断してい
るが、染色体42を任意の方向に配置することも可能で
ある。この場合、切断を行う位置の座標を、(x1,y
1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y
4)とし、切断具18を保持しているマイクロマニピュ
レータ4の駆動部29をX軸,Y軸方向の複合的な動き
として制御する必要がある。 (B)切断針44は、ガラス管の表面に蛍光色素を塗布
して表面が発光している構成とすることも可能である。 (C)座標を認識してこの作業を行っているため、明視
野下でこの作業を行うことも可能であり、この場合、作
業の状況を目視確認することが容易となる。[Other Embodiments] (A) In the above embodiment, the chromosome 42 is placed so that its length direction is parallel to the Y-axis direction on the image frame, and the cutting needle 44 is aligned with the X-axis. Although it is cut by reciprocating in parallel, the chromosome 42 can be arranged in any direction. In this case, the coordinates of the position where the cutting is performed are represented by (x1, y
1), (x2, y2), (x3, y3), (x4, y
4), it is necessary to control the drive unit 29 of the micromanipulator 4 holding the cutting tool 18 as a combined movement in the X-axis and Y-axis directions. (B) The cutting needle 44 may have a configuration in which a fluorescent dye is applied to the surface of the glass tube to emit light on the surface. (C) Since this operation is performed by recognizing the coordinates, it is possible to perform this operation in a bright field, and in this case, it is easy to visually confirm the state of the operation.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明では、染色体の切断箇所を正確に
認識して自動的かつ確実に切断作業を行うことが可能と
なり、熟練者の経験や勘に頼る必要がなくなる。According to the present invention, it is possible to accurately and accurately recognize a chromosome break and perform a cutting operation automatically and reliably, without having to rely on the experience and intuition of a skilled person.
【図1】本発明の一実施形態が採用されるマイクロマニ
ピュレータシステムの正面図。FIG. 1 is a front view of a micromanipulator system to which an embodiment of the present invention is applied.
【図2】コントロールユニットのブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a control unit.
【図3】制御部の制御フローチャート。FIG. 3 is a control flowchart of a control unit.
【図4】モニタ画像の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a monitor image.
【図5】モニタ画像の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a monitor image.
【図6】モニタ画像の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a monitor image.
【図7】モニタ画像の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a monitor image.
3 顕微鏡 4 マイクロマニピュレータ 8 操作ユニット 10 ジョイスティック 12 操作台 13 スライドグラス 14 TVカメラ 15 接眼レンズ 16 器具ホルダ 18 切断具 26 コントロールユニット 27 モニタ 28 制御部 29 駆動部 41 画像フレーム 42 染色体 43 彩色部 44 切断針 45 内部中空 51 第1切断位置 52 第2切断位置 Reference Signs List 3 microscope 4 micromanipulator 8 operation unit 10 joystick 12 operation table 13 slide glass 14 TV camera 15 eyepiece 16 tool holder 18 cutting tool 26 control unit 27 monitor 28 control unit 29 drive unit 41 image frame 42 chromosome 43 coloring part 44 cutting needle 45 Internal hollow 51 First cutting position 52 Second cutting position
Claims (1)
変換する撮像手段と、 前記対象物を切断するための切断具を3次元方向に移動
自在に保持するマイクロマニピュレータと、 前記撮像手段により得られる画像信号から、蛍光色素に
より彩色された染色体の特定部位を検出して前記染色体
の切断位置を特定する切断部位検出手段と、 前記撮像手段により得られる画像信号から、前記切断具
の蛍光色素により彩色された先端位置を検出する切断具
検出手段と、 前記切断部位検出手段の検出する切断位置と、前記切断
具検出手段の検出する切断具の先端位置とに基づいて、
前記切断具により前記染色体の特定部位を切断するため
に必要な切断具の移動量を算出し、前記マイクロマニピ
ュレータの移動制御を行う制御手段と、を備えるマイク
ロマニピュレータシステム。1. A fluorescence microscope for enlarging an image of an object, an imaging means for converting an image of the object enlarged by the fluorescence microscope into an image signal, and a cutting tool for cutting the object is three-dimensional. A micromanipulator that movably holds in a direction, a cleavage site detection unit that detects a specific site of a chromosome colored by a fluorescent dye from an image signal obtained by the imaging unit and identifies a cleavage position of the chromosome, A cutting tool detecting means for detecting a tip position colored by a fluorescent dye of the cutting tool from an image signal obtained by the imaging means; a cutting position detected by the cutting site detecting means; and a cutting tool detecting means detecting the cutting position. Based on the cutting tool tip position,
Control means for calculating the amount of movement of the cutting tool necessary for cutting the specific portion of the chromosome with the cutting tool and controlling the movement of the micromanipulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29020396A JPH10127267A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Micro-manipulator system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29020396A JPH10127267A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Micro-manipulator system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10127267A true JPH10127267A (en) | 1998-05-19 |
Family
ID=17753095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29020396A Pending JPH10127267A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Micro-manipulator system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10127267A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999028725A1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-06-10 | Ozo Diversified Automation, Inc. | Automated system for chromosome microdissection and method of using same |
EP1350156A1 (en) * | 2000-12-22 | 2003-10-08 | THE GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA, as represented by THE SECRETARY, DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES | Positioning an item in three dimensions via a graphical representation |
JP2006251560A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Olympus Corp | Micromanipulator system, program, and sample operation method |
US7897395B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-03-01 | Fujitsu Limited | Microinjection apparatus, trap plate and microinjection method |
JP2018097001A (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-21 | 株式会社東芝 | Optical sensor, analysis apparatus, and analysis method |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29020396A patent/JPH10127267A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1999028725A1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-06-10 | Ozo Diversified Automation, Inc. | Automated system for chromosome microdissection and method of using same |
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EP1350156A1 (en) * | 2000-12-22 | 2003-10-08 | THE GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA, as represented by THE SECRETARY, DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES | Positioning an item in three dimensions via a graphical representation |
EP1350156A4 (en) * | 2000-12-22 | 2009-08-19 | Us Gov Health & Human Serv | Positioning an item in three dimensions via a graphical representation |
JP2006251560A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Olympus Corp | Micromanipulator system, program, and sample operation method |
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