JP4817320B2 - 薄切片標本作製装置及び薄切片標本作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、人体や実験動物等から取り出した生体試料を包埋した包埋ブロックから薄切片を切削し、該薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製する薄切片標本作製装置、及び、薄切片標本の作製方法に関する。

従来から、人体や実験動物等から取り出した生体試料を検査、観察する方法の１つとして、包埋剤によって生体試料を包埋した包埋ブロックから薄切片を作製して生体試料の観察を行う方法が知られている。より詳しくは、包埋ブロックから作製された薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製し、スライドガラス上において薄切片に含まれた生体試料に染色処理を行って、生体試料の観察が行われる。

ここで、例えば前臨床試験においては、一試験当たり数百個の包埋ブロックを作製し、さらに一包埋ブロック当たり数枚の薄切片標本を作製する。このため、作業者は膨大な枚数の薄切片標本を作製する必要があるため、近年、包埋ブロックから薄切片標本を作製するまでの一連の工程を行うことが可能な薄切片標本作製装置が開発されていきている。このような薄切片標本作製装置としては、包埋ブロックから薄切片を切削する切断手段と、切削された薄切片を搬送する薄切片搬送手段と、薄切片搬送手段から薄切片をスライドガラスに転写させる転写手段とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような薄切片標本作製装置によれば、切断手段によって包埋ブロックを所定の薄切片厚さで切削して薄切片を作製するとともに、作製した薄切片を薄切片搬送手段によってスライドガラスまで搬送し、転写手段によって薄切片をスライドガラスに転写して、薄切片標本を作製することができるとされている。

ところで、包埋ブロックを切削する際に、生体試料の種類、向きに応じて、切削する方向に対して包埋ブロックの向きを調整することで、良好な切断面の薄切片を得ることができる。このため、包埋ブロックを切削するステージ上において、作業者が、生体試料の種類、向きに応じて、包埋ブロック毎に、ステージに載置する包埋ブロックの向きを調整する場合があった。一方、上記のような前臨床試験においては、標準作業書などによりスライドガラス上における薄切片に含まれた生体試料の向きを一定の向きとするように定められている場合がある。このため、作業者は、包埋ブロックを好適な向きとして薄切片を作製した後に、薄切片に含まれる生体試料の向きを確認して、スライドガラスに対する生体試料の相対的な向きを調整して、スライドガラス上に薄切片を載置する必要があった。
特開２００４−２８９１０号公報

しかしながら、特許文献１による装置では、例えば、好適な切断面の薄切片を得るべく包埋ブロックの向きを変えれば、作製され、搬送され、スライドガラス上に載置される薄切片に含まれた生体試料の向きも変化してしまう。このため、スライドガラスに対して生体試料の相対的な向きを一定とすることができなく、一定の品質の薄切片標本を得るまでには至らなかった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、包埋ブロックの向きに係らず、スライドガラスに対する生体試料の相対的な向きを一定の向きとした薄切片標本を作製することが可能な薄切片標本作製装置、及び、薄切片標本の作製方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、生体試料が包埋剤によって包埋された包埋ブロックから薄切片を切削し、該薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製する薄切片標本作製装置であって、前記包埋ブロックを切削して、前記薄切片を作製する切削機構と、前記スライドガラスを載置する載置面を有し、該載置面と略平行な面内で前記スライドガラスを回転させることが可能なスライドガラス回転ステージと、前記切削機構で作製された前記薄切片を受け取って搬送するとともに、前記スライドガラス回転ステージの前記載置面に載置された前記スライドガラス上に前記薄切片を受け渡すことが可能な搬送機構と、前記切削機構によって作製された前記薄切片に含まれた前記生体試料の向きを表わす方向データを検出し、該方向データに基づいて、前記搬送機構から受け渡される前記薄切片に含まれた前記生体試料と前記スライドガラスとの相対的な向きが予め設定された向きとなるように、前記スライドガラス回転ステージによって前記スライドガラスを回転させる制御部とを備えることを特徴としている。

また、本発明は、生体試料が包埋剤によって包埋された包埋ブロックから薄切片を切削し、該薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製する薄切片標本の作製方法であって、前記包埋ブロックを切削して、前記薄切片を作製する切削工程と、該切削工程で作製された前記薄切片を受け取って搬送する搬送工程と、前記薄切片に含まれた前記生体試料の向きを表わす方向データを検出する検出工程と、該検出工程で検出された前記方向データに基づいて、前記薄切片に含まれた前記生体試料と前記スライドガラスとの相対的な向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させるスライドガラス回転工程と、該スライドガラス回転工程によって向きを調整した前記スライドガラス上に、前記搬送工程で受け取った前記薄切片を受け渡す受渡工程とを備えることを特徴としている。

この発明に係る薄切片作製装置及び薄切片の作製方法によれば、切削工程として、包埋された生体試料の向きを任意の向きとして包埋ブロックを切削機構に配置して切削すれば、包埋ブロックに包埋された状態の時と生体試料の向きを同じくして薄切片が作製される。次に、作製された薄切片は、搬送工程として、搬送機構によって受け取られ、搬送されるとともに、検出工程として、制御部によって薄切片に含まれた生体試料の向きを表わす方向データの検出が行われる。そして、スライドガラス回転工程として、制御部は、検出された方向データに基づいて、薄切片に含まれた生体試料とスライドガラスとの相対的な向きが予め設定された向きとなるように、スライドガラス回転ステージによってスライドガラスを回転させて調整する。このため、受渡工程として、搬送機構によって、スライドガラス回転ステージの載置面に載置されたスライドガラス上に、生体試料の相対的な向きを一定として薄切片を載置して薄切片標本を作製することができる。

また、上記の薄切片標本作製装置において、前記切削機構は、前記包埋ブロックを切削する面と略平行な面内で、該包埋ブロックを回転させることが可能な包埋ブロック回転ステージと、該包埋ブロック回転ステージによって前記包埋ブロックを回転させる前記回転角度を入力可能な操作部とを備え、前記制御部は、前記方向データとして前記操作部によって入力された前記回転角度を検出し、該回転角度に基づいて前記スライドガラスを回転させることがより好ましいとされている。

また、上記の薄切片標本の作製方法において、前記切削工程前に前記包埋ブロックを切削する面と略平行な面内で、該包埋ブロックを回転させて向きを調整する切削方向調整工程を備え、前記検出工程は、前記方向データとして、前記切削方向調整工程で回転させた前記包埋ブロックの回転角度を検出し、前記スライドガラス回転工程は、該回転角度に基づいて前記スライドガラスを回転させることがより好ましいとされている。

この発明に係る薄切片作製装置及び薄切片の作製方法によれば、切削方向調整工程として、切削機構において、操作部によって入力された回転角度だけ、包埋ブロック回転ステージによって包埋ブロックを回転させることができる。このため、切削工程において、切削機構によって包埋された生体試料の向きを好適な向きとして包埋ブロックを切削して薄切片を作製することができる。また、制御部が、検出工程において、方向データとして入力された回転角度を検出し、スライドガラス回転工程において、この回転角度に基づいてスライドガラスを回転させることで、切削方向調整工程において包埋ブロックを回転させても生体試料の相対的な向きを略一定としてスライドガラスに薄切片を載置して薄切片標本を作製することができる。

また、上記の薄切片標本作製装置において、前記搬送機構によって搬送される前記薄切片を撮像して、該薄切片の画像を取得可能な撮像手段を備え、前記制御部は、前記方向データとして、予め前記薄切片の向きと対応させて該薄切片に方向性を有して形成されて前記画像に映し出されたマークの向きを検出し、該マークの向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させるものとしても良い。

また、上記の薄切片標本の作製方法において、前記切削工程前に前記包埋ブロックの切削される面に、形成される薄切片の向きと対応させて方向性を有したマークを形成するマーク形成工程を備え、前記検出工程は、前記薄切片を撮影して画像を取得し、前記方向データとして、該画像に映し出された前記マークの向きを検出し、前記スライドガラス回転工程は、前記スライドガラスに対する前記マークの相対的な向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させるものとしても良い。

この発明に係る薄切片作製装置及び薄切片の作製方法によれば、マーク形成工程として、切削工程で包埋ブロックの切削される面には、薄切片の向きと対応して方向性を有するマークが形成される。そして、検出工程において、制御部は、撮像手段によって薄切片の画像を取得し、方向データとして画像に映し出されたマークの向きを検出する。一般に、生体試料は包埋ブロックの向きと対応した向きで包埋され、すなわち、生体試料の向きと薄切片の向きとは一定となる。このため、スライドガラス回転工程において、制御部によって、検出されたマークの向きが予め設定された向きとなるようにスライドガラスを回転させることで、生体試料の相対的な向きを略一定としてスライドガラスに薄切片を載置して薄切片標本を作製することができる。

また、上記の薄切片標本作製装置において、前記搬送機構によって搬送される前記薄切片を撮像して、該薄切片の画像を取得可能な撮像手段を備え、前記制御部は、前記方向データとして、前記画像に映し出される前記薄切片に含まれた前記生体試料の範囲を検出し、検出された該生体試料の範囲と予め設定された範囲とでパターンマッチング要素を比較して略等しくなるように前記スライドガラスを回転させるものとしても良い。

また、上記の薄切片標本の作製方法において、前記検出工程は、前記薄切片を撮影して画像を取得し、前記方向データとして、該画像に映し出された前記薄切片に含まれる前記生体試料の範囲を検出し、前記スライドガラス回転工程は、前記生体試料の範囲と予め設定された範囲とでパターンマッチング要素を比較して略等しくなるように前記スライドガラスを回転させるものとしても良い。

この発明に係る薄切片作製装置及び薄切片の作製方法によれば、検出工程において、制御部は、撮像手段によって薄切片の画像を取得し、方向データとして画像に映し出された生体試料の範囲を検出する。そして、スライドガラス回転工程において、制御部によって、検出された生体試料の範囲と予め設定された範囲とでパターンマッチング要素を比較して略等しくなるようにスライドガラスを回転させる。このため、包埋ブロック及び薄切片と生体組織との相対的な向きと係らず、スライドガラスに対して生体試料の相対的な向きを略一定として薄切片を載置して薄切片標本を作製することができる。

本発明の薄切片標本作製装置によれば、スライドガラス回転ステージと制御部とを備えることで、包埋ブロックの向きに係らず、方向データに基づいて、スライドガラスに対する生体試料の相対的な向きを一定の向きとして、一定の品質の薄切片標本を作製することができる。
また、本発明の薄切片標本の作製方法によれば、検出工程とスライドガラス回転工程とを備えることで、包埋ブロックの向きに係らず、方向データに基づいて、スライドガラスに対する生体試料の相対的な向きを一定の向きとして、一定の品質の薄切片標本を作製することができる。

（第１の実施形態）
図１から図４は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１に示す薄切片標本作製装置１は、生体試料Ｓが包埋された包埋ブロックＢから厚さ３〜５μｍ程度の極薄の薄切片Ｂ１を作製し、薄切片Ｂ１に含まれる生体試料Ｓを検査、観察する過程において、自動的に、包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１を切削し、スライドガラスＰ上に載置して薄切片標本を作製する装置である。生体試料Ｓは、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器などの組織から切除された試料であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野などで適時選択されるものである。また、包埋ブロックＢは、上記のような生体試料Ｓを包埋剤Ｂ２によって包埋、すなわち周囲を覆い固めたものであり、生体試料Ｓは、通常、その種類毎に向きを統一させて包埋されている。そして、包埋ブロックＢは、向きを統一して樹脂などで形成された包埋カセットＣに搭載して取り扱われている。このような包埋ブロックＢは、より詳しくは、以下のように作製されるものである。まず、上記の生体試料Ｓの塊をホルマリンに漬けて、生体試料Ｓを構成する蛋白質を固定する。そして、組織を固い状態にした後、適当な大きさに切断する。最後に、切断された生体試料Ｓの内部の水分を包埋剤Ｂ２に置き換えたものを、溶解した包埋剤Ｂ２の中に埋め込んで、固めることで作製される。ここで、包埋剤Ｂ２は、上記のように液状化と冷却固化が容易に可能とされるとともに、有機溶媒に浸漬することで溶解する材質であり、樹脂やパラフィンなどである。以下、薄切片標本作製装置１の構成について説明する。

図１に示すように、薄切片標本作製装置１は、包埋ブロックＢを切削して薄切片Ｂ１を作製する切削機構２と、スライドガラスＰを載置する載置台３と、薄切片Ｂ１を切削機構２から載置台３まで搬送する搬送機構４と、各構成を制御する制御部５とを備える。切削機構２は、包埋ブロックＢが搭載された包埋カセットＣを載置可能な載置面１０と、載置面１０に載置された包埋ブロックＢを移動させる包埋ブロック回転ステージ１１及び包埋ブロックＺステージ１２と、載置面１０に載置された包埋ブロックＢを切削可能なカッター１３と、カッター１３を移動させるカッター駆動部１４と、操作部１５とを備える。

載置面１０には、図示しない搬送ロボットによって、包埋ブロックＢが搭載された包埋カセットＣを、向きを略同じくして載置して固定することが可能である。また、カッター１３は、切削面Ｂ３内で包埋ブロックＢを切削可能にカッター駆動部１４に固定されている。また、カッター駆動部１４は、カッター１３を、切削面Ｂ３内で載置面１０に載置された包埋ブロックＢに向うＸ方向に進退させることが可能であり、これにより包埋ブロックＢを切削面Ｂ３で切削することができる。なお、カッター駆動部１４に変えて、カッター１３に対して包埋ブロックＢをＸ方向に移動させる構成としても良い。また、包埋ブロック回転ステージ１１は、載置面１０に載置された包埋ブロックＢを切削面Ｂ３内で回転させることが可能であり、これによりカッター１３によって任意の方向から包埋ブロックＢを切削することができる。また、包埋ブロックＺステージ１２は、載置面１０に載置された包埋ブロックＢを切削面Ｂ３に略直交するＺ方向に進退させることが可能であり、これによりカッター１３によって任意の厚さで包埋ブロックＢを切削することができる。

操作部１５は、包埋ブロック回転ステージ１１による回転角度、及び、包埋ブロックＺステージ１２によるＺ方向への移動量を手動で設定可能であり、また、カッター駆動部１４を手動で駆動させてカッター１３によって切削することが可能である。一方、制御部５は、操作部１５による操作に係らず、予め設定された薄切片厚に応じて包埋ブロックＺステージ１２の移動量を設定し駆動させるとともに、予め設定された切削速度でカッター駆動部１４を駆動させてカッター１３によって切削することが可能である。また、操作部１５によって各手動操作を行った場合には、操作部１５による操作結果が出力され、制御部５は、包埋ブロック回転ステージ１１による回転角度や包埋ブロックＺステージ１２によるＺ方向の移動量などを検出することが可能である。

また、載置台３は、上部にスライドガラスＰを載置可能な載置面２０ａを有し、載置面２０ａ内でスライドガラスＰを回転させることが可能なスライドガラス回転ステージ２０と、スライドガラスＰをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の三軸に移動させることが可能なスライドガラス三軸ステージ２１とを備える。そして、スライドガラス回転ステージ２０及びスライドガラス三軸ステージ２１は制御部５と接続されていて、制御部５による制御のもと、図示しない搬送ロボットによって搬送されて載置面２０ａに載置されたスライドガラスＰを移動させることができる。なお、制御部５による制御の詳細については後述する。また、スライドガラスＰは、上記の図示しない搬送ロボットによって、薄切片Ｂ１を吸着させる液滴Ｐ２が載置面Ｐ１に付着した状態で、向きを略一定として載置面２０ａに載置される。なお、載置台３も操作部を有する構成とし、手動によってスライドガラス回転ステージ２０及びスライドガラス三軸ステージ２１を駆動させることが可能な構成としても良い。

また、搬送機構４は、切削機構２から載置台３までＸ方向に沿って配設された搬送テープ２５によって構成されていて、切削機構２側から載置台３側へ向かって順に、テープ送り出し部２６と、第一のローラ２７と、第二のローラ２８と、テープ巻取り部２９とを備えている。テープ送り出し部２６は、搬送テープ２５がロール状に巻回されていて、切削機構２の試料台３に向かって搬送テープ２５を供給するものであり、搬送テープ２５が巻回された軸体２６ａと、軸体２６ａを回転させる図示しない駆動部とを備えている。図示しない駆動部は、制御部５と接続されていて、制御部５による制御のもと所定の回転数で軸体２６ａを回転させることが可能である。同様に、テープ巻取り部２９は、搬送テープ２５がロール状に巻回されていて、載置台３を通過した搬送テープ２５を回収するものであり、搬送テープ２５が巻回された軸体２９ａと、軸体２９ａを回転させる図示しない駆動部とを備えている。図示しない駆動部は、制御部５と接続されていて、制御部５による制御のもと所定の回転数で軸体２９ａを回転させることが可能である。また、第一のローラ２７及び第二のローラ２８は、それぞれ、切削機構２または載置台３を挟んでテープ送り出し部２６またはテープ巻取り部２９と対向して設けられ、搬送テープ２５を案内するものである。なお、第一のローラ２７及び第二のローラ２８にも図示しない駆動部が設けられていて、制御部５による制御のもと、テープ送り出し部２６及びテープ巻取り部２９と独立して回転することが可能である。

そして、テープ送り出し部２６及び第一のローラ２７を独立して回転させることで、搬送テープ２５を、切削機構２の載置面１０に載置された包埋ブロックＢの上方に配設された状態から、弛ませて下面２５ａを包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に当接させた状態にすることができる。また、第二のローラ２８及びテープ巻取り部２９を独立して回転させることで、搬送テープ２５を、載置台３の載置面２０ａに載置されたスライドガラスＰの上方に配設された状態から、弛ませて下面２５ａをスライドガラスＰの載置面Ｐ１に当接させた状態にすることができる。また、テープ送り出し部２６から送り出される搬送テープ２５には、図示しない帯電装置によって上面２５ｂにマイナスの電荷が与えられている。一方、載置面１０に載置された包埋ブロックＢの切断面Ｂ４には、図示しない他の帯電装置によってプラスの電荷が与えられている。このため、搬送テープ２５の下面２５ａには、プラスの電荷が与えられた包埋ブロックＢから切削された薄切片Ｂ１を貼り付けることができ、テープ送り出し部２６、第一のローラ２７、第二のローラ２８、及び、テープ巻取り部２９を連動させて駆動することで、薄切片Ｂ１をＸ方向に搬送することができる。

次に、薄切片標本作製装置１による薄切片標本の作製方法、及び、制御部５による制御の詳細について説明する。図２は薄切片標本作製のフロー図を示している。まず、準備工程Ｓ１として、図示しない搬送ロボットによって所定の包埋ブロックＢが搭載された包埋カセットＣを選択して、切削機構２の載置面１０に包埋ブロックＢを予め決められている方向に合わせて載置して固定する。また、図示しない他の搬送ロボットによって、載置面Ｐ１に液滴Ｐ２が付着したスライドガラスＰを、予め決定された向きとして載置台３の載置面２０ａに載置する。

次に、切削方向調整工程Ｓ２として、作業者は、操作部１５の操作のもと、包埋ブロックＢに包埋された生体試料Ｓを確認しながら、包埋ブロック回転ステージ１１を回転させて、生体試料Ｓが切削するＸ方向に対して最適な向きとなるように調整する。この際、検出工程Ｓ３として、調整に要した回転角度は、操作部１５から制御部５に入力され、制御部５は、この回転角度を方向データとして検出する。さらに、スライドガラス回転工程Ｓ４として、制御部５は、検出された方向データである回転角度に基づいて、スライドガラスＰの向きを調整する。すなわち、制御部５は、検出された回転角度と同じだけスライドガラス回転ステージ２０によってスライドガラスＰを回転させる。例えば、図３に示すように、切削方向調整工程Ｓ２において包埋ブロックＢを回転させなかった場合は、検出される回転角度は０度であり、制御部５は、スライドガラス回転ステージ１１を駆動させない。一方、図４に示すように、切削方向調整工程Ｓ２において包埋ブロックＢを左回りに９０度回転させた場合は、左回りを正とすれば、検出される回転角度は＋９０度であり、制御部５は、スライドガラス回転ステージ１１を＋９０度回転させる。このため、包埋ブロックＢに包埋された生体試料ＳとスライドガラスＰとの相対的な向きは常に一定となる。なお、図３及び図４において、スライドガラスＰの載置面Ｐ１において、一端部側にはフロスト部Ｐ４が設けられている。フロスト部Ｐ４は、例えば、表面を粗面加工したもので、識別用文字などを記入することが可能なものであり、本実施形態では、これによりスライドガラスＰの向きが決定付けられている。また、スライドガラス回転工程Ｓ４とともに、スライドガラス三軸ステージ２１を駆動して、スライドガラスＰをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させるものとしても良い。Ｘ方向及びＹ方向に移動させることで、スライドガラスＰをＸＹ平面内（スライドガラスＰの長さ方向及び幅方向）で位置調整することが可能であり、また、Ｚ方向に移動させることで、スライドガラスＰと搬送テープ２５との離間距離を調整することが可能である。

一方、上記の検出工程Ｓ３及びスライドガラス回転工程Ｓ４と同時に、切削工程Ｓ５として、包埋ブロックＢを所定の厚さで切削して薄切片Ｂ１が作製される。すなわち、制御部５は、所定の厚さとなるように、切削機構２の包埋ブロックＺステージ１２を駆動し包埋ブロックＢをＺ方向に移動させる。次に、制御部５は、搬送機構４のテープ送り出し部２６及び第一のローラ２７を駆動し、搬送テープ２５を弛ませて下面２５ａを包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に当接させた状態にする。ここで、図示しない帯電装置によって、包埋ブロックＢはプラスの電荷が帯電し、また、搬送テープ２５の上面２５ｂにはマイナスの電荷が帯電している。このため、搬送テープ２５の下面２５ａと包埋ブロックＢの切断面Ｂ４とは静電気力によって密着保持された状態となる。そして、制御部５は、カッター駆動部１４を駆動し、所定の切削速度でカッター１３を包埋ブロックＢに向かって移動させることで、包埋ブロックＢを切削し、所定の厚さの薄切片Ｂ１を作製することができる。ここで、包埋ブロック回転ステージ１１によって包埋ブロックＢに包埋された生体試料Ｓの向きを、切削する方向であるＸ方向に対して好適な向きとして切削することができるので、良好な切断面として薄切片Ｂ１を作製することができる。

次に、搬送工程Ｓ６として、作製された薄切片Ｂ１を受け取って載置台３に向かって搬送する。すなわち、切削工程Ｓ５で作製された薄切片Ｂ１は静電気力により搬送テープ２５に受け取られ、下面２５ａに密着保持された状態となる。そして、制御部５は、テープ送り出し部２６及び第一のローラ２７を駆動させることで、薄切片Ｂ１を密着保持した搬送テープ２５が包埋ブロックＢの上方に移動し、薄切片Ｂ１は包埋ブロックＢから離脱する。さらに、制御部５は、第二のローラ２８及びテープ巻取り部２９も駆動させ、テープ送り出し部２６及び第一のローラ２７と連動させることで、搬送テープ２５をＸ方向に沿って載置台３側へ移動させ、これにより薄切片３は載置台３のスライドガラスＰの上方まで搬送されることとなる。

次に、受渡工程Ｓ７として、薄切片Ｂ１を搬送テープ２５からスライドガラスＰに受渡し、薄切片標本を完成させる。すなわち、制御部５は、薄切片Ｂ１が載置面２０ａに載置されたスライドガラスＰの上方に位置した状態で、第二のローラ２８及びテープ巻取り部２９を駆動し、薄切片Ｂ１がスライドガラスＰの載置面Ｐ１に当接するまで、搬送テープ２５を降下させる。スライドガラスＰの載置面Ｐ１に薄切片Ｂ１が当接すると、載置面Ｐ１には液滴Ｐ２が付着しているので、液滴Ｐ２の表面張力により薄切片Ｂ１は搬送テープ２５から離脱しスライドガラスＰの載置面Ｐ１に吸着された状態となり、これにより薄切片標本が作製される。この際、スライドガラス回転工程Ｓ４によりスライドガラスＰの向きを調整していることで、スライドガラスＰに対する薄切片Ｂ１に含まれた生体試料Ｓ１の相対的な向きを一定としてスライドガラスＰの載置面Ｐ１上に薄切片Ｂ１を載置して、薄切片標本を作製することができる。

以上のように、本実施形態の薄切片標本作製装置１では、切削方向調整工程Ｓ２において包埋ブロックＢを回転させたとしても、制御部５によって、方向データである回転角度に基づいて、スライドガラスＰに対する生体試料Ｓの相対的な向きを一定の向きとして、一定の品質の薄切片標本を作製することができる。また、切削方向調整工程Ｓ２において、包埋ブロック回転ステージ１１によって包埋ブロックＢに包埋された生体試料Ｓの向きを切削する方向であるＸ方向に対して調整することができるので、最適な方向から包埋ブロックＢを切削して良好な切断面Ｂ４の薄切片Ｂ１を作製することができる。

なお、本実施形態では、切削方向調整工程Ｓ２で包埋ブロックＢを回転させた回転角度分だけスライドガラス回転工程Ｓ４でスライドガラスＰを回転させるものとしたが、これに限るものでは無い。例えば、検出された回転角度に基づいて、予め設定された補正量で補正した角度分だけスライドガラスＰを回転させるものとしても良い。また、切削方向調整工程Ｓ２において、作業者が操作部１５の操作によって包埋ブロックＢの回転角度を直接操作により決定するものとしたが、これに限るものではない。例えば、作業者が操作部１５からＩＤナンバーを入力することで、ＩＤナンバーと対応して記録された回転角度を呼び出して、包埋ブロックＢを回転させて切削するものとしても良い。すなわち、包埋ブロックＢが搭載された包埋カセットＣには、それぞれ搭載された包埋ブロックＢと対応させてＩＤナンバーが付与されていて、収納棚に複数収納されている。また、制御部５には、ＩＤナンバーと、ＩＤナンバーと対応する収納棚の収納位置、包埋された生体試料Ｓの種類、及び、包埋ブロック回転ステージ１１で回転させる回転角度が記録されている。また、操作部１５によって薄切片標本を作製する包埋ブロックＢのＩＤナンバーを入力できる構成とする。このような場合、作業者が操作部１５においてＩＤナンバーを入力することで、制御部５は、準備工程Ｓ１としてＩＤナンバーと対応する包埋カセットＢを選択して切削機構２まで包埋カセットＣを搬送する。そして、制御部５は、切削方向調整工程Ｓ２としてＩＤナンバーと対応する回転角度を呼び出して、この回転角度で包埋ブロックＢを回転させる。最後に、切削工程Ｓ５において包埋ブロックＢを切削することで、最適な向きで包埋ブロックＢを切削して薄切片Ｂ１を作製することができる。

また、搬送機構４として、搬送テープ２５に静電気力で貼り付けて搬送する構成を例に挙げたが、これに限るものでは無い。例えば、搬送テープ２５に粘着力を付与して、粘着させて搬送する、あるいは、搬送テープ２５上に載置して搬送するものとしても良い。少なくとも、切削機構２で作製された薄切片Ｂ１を、向きを変えずに載置台３まで搬送して、スライドガラスＰに受け渡し可能であれば良い。

（第２の実施形態）
図５及び図６は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図５に示すように、この実施形態の薄切片標本作製装置４０は、切削機構２と載置台３との間において、搬送テープ２５の上方に設けられ、搬送テープ２５で搬送される薄切片Ｂ１を撮影可能な撮像手段である第一のＣＣＤカメラ４１と、載置台３の載置面２０ａの上方に設けられ、スライドガラスＰ及び搬送された薄切片Ｂ１を撮影可能な第二のＣＣＤカメラ４２とを備える。また、制御部５には、画像分析器４３が搭載されていて、第一のＣＣＤカメラ４１及び第二のＣＣＤカメラ４２によって撮影された画像の分析を行うことが可能である。なお、制御部５の画像分析器４３による画像の分析の詳細については後述する。

また、本実施形態において、薄切片標本作製装置４０で使用される包埋ブロックＢには、包埋ブロックＢ及び薄切片Ｂ１の向きを表わすマークであるオリエンテーションフラット（以下、オリフラと称す）Ｂ５が形成されている。図６に示すように、オリフラＢ５は、略矩形の外形形状において、角部を、一定の角度を有して、厚さ方向に一様に面取り処理したものである。このため、いずれの位置で包埋ブロックＢを切削して薄切片Ｂ１を作製したとしても、薄切片Ｂ１にも同様のオリフラＢ５が形成されることとなる。そして、第一のＣＣＤカメラ４１によって搬送テープ２５で搬送されている薄切片Ｂ１を撮影し、制御部５の画像分析器４３によって、その画像に映し出される薄切片Ｂ１のオリフラＢ５の向きを検出して、オリフラＢ５の向きを方向データとして薄切片Ｂ１の向きを検出することが可能である。また、第二のＣＣＤカメラ４２によって載置台３に載置されたスライドガラスＰを撮影し、制御部５の画像分析器４３によって、その画像に映し出されるスライドガラスＰのフロスト部Ｐ４の向きによって、スライドガラスＰの向きを検出することが可能である。

次に、薄切片標本作製装置４０による薄切片標本の作製方法、及び、制御部５による制御の詳細について説明する。なお、第１の実施形態と同様である点については詳細を省略する。本実施形態においては、薄切片標本となる包埋ブロックＢを作製するに際して、マーク形成工程としてオリフラＢ５を形成する。なお、オリフラＢ５の形成は、包埋ブロックＢを形成する包埋剤Ｂ２の型を、オリフラＢ５を有する形状としても良いし、包埋剤Ｂ２が固結後に切削加工してオリフラＢ５を形成するものとしても良い。

そして、準備工程Ｓ１として包埋ブロックＢを切削機構２に載置するとともに、スライドガラスＰを載置台３に載置する。次に、切削方向調整工程Ｓ２として、包埋ブロックＢの向きを操作部１５によって調整し、切削工程Ｓ５で切削する。そして、搬送工程Ｓ６として、切削して作製された薄切片Ｂ１は搬送機構４によって搬送される。そして、搬送途中において、検出工程Ｓ３として搬送テープ２５に密着保持された状態で、第一のＣＣＤカメラ４１で薄切片Ｂ１を撮影する。撮影して取得された画像は、制御部５の画像分析器４３に入力され、制御部５はオリフラＢ５の向きを方向データとして検出する。

次に、スライドガラス回転工程Ｓ４として、制御部５は、検出された方向データであるオリフラＢ５の向きに基づいて、スライドガラス回転ステージ２０によってスライドガラスＰを回転させて向きを調整する。すなわち、制御部５は、検出されたオリフラＢ５の向きと、薄切片Ｂ１に含まれる生体試料Ｓの向きがスライドガラスＰに対して最適となる場合の薄切片Ｂ１の向きと対応して予め設定されているオリフラＢ５の向きとを比較し、必要な角度補正値を決定する。そして、制御部５は、この角度補正値分だけスライドガラス回転ステージ２０によってスライドガラスＰを回転させる。このため、薄切片Ｂ１に含まれた生体試料Ｓ１の向きと、スライドガラスＰの向きとを一定の状態にすることができる。ここで、制御部５は、さらに、第二のＣＣＤカメラ４３によって、スライドガラスＰのフロスト部Ｐ１の向きに基づいて、スライドガラスＰの向きの監視を行っている。このため、仮に準備工程Ｓ１においてスライドガラスＰが所定の向きで載置されていなかったとしても、スライドガラスＰのずれに対応する角度補正値だけさらに補正して回転させることができ、より正確に生体試料Ｓ１の向きと、スライドガラスＰの向きとを調整することができる。最後に受渡工程Ｓ７として、向きを調整したスライドガラスＰ上に薄切片Ｂ１を載置することで、スライドガラスＰに対して生体試料Ｓ１の相対的な向きを一定とした薄切片標本を作製することができる。

なお、本実施形態では、薄切片の向きと対応させて方向性を有したマークとして、オリフラＢ５を例に挙げたがこれに限るものでは無い。図７及び図８には、変形例を示している。すなわち、図７に示すように、包埋ブロックＢのいずれかの辺に、厚さ方向に一様に、ノッチを形成するものとしても良い。また、図８に示すように、生体試料Ｓを包埋剤Ｂ２によって包埋する際に、マークとして所定の位置に、第一のＣＣＤカメラ４１で撮像された画像で識別可能な略棒状の指標物Ｂ７を厚さ方向に配設して包埋するようにしても良い。この場合、少なくとも所定の二箇所に指標物Ｂ７を包埋することで、方向データとして機能することが可能であるが、図８のように三箇所以上とすることで、より正確に薄切片Ｂ１の向きを識別することができる。また、上記の例はいずれも、包埋ブロックＢが切削機構２に載置される前において形成するものであるが、これに限るものでは無い。例えば、切削機構２が、包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に一定の方向性を有する溝を形成可能な機構を備えるものとし、切削方向調整工程Ｓ２を実施する前に、包埋ブロックＢの切断面Ｂ４にマークとして上記溝を形成するものとしても良い。また、第１の実施形態同様に、包埋カセットＣにＩＤナンバーが付与された構成とし、入力されたＩＤナンバーに基づいて、切削方向調整工程Ｓ２における包埋ブロック回転ステージ１１による回転角度を設定するものとしても良い。また、入力されたＩＤナンバーに基づいて、生体試料の種類毎に、スライドガラス回転工程Ｓ５においてオリフラＢ５などのマークを向きを異なる向きに設定するものとしても良い。

（第３の実施形態）
図５及び図９は、この発明に係る第３の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施形態の薄切片標本作製装置５０の構成としては、制御部５の制御方法を除いて、第２の実施形態と同様である。

図５に示すように、本実施形態の薄切片標本作製装置５０において、制御部５の画像分析器４３は、方向データとして、第一のＣＣＤカメラで撮像された画像から薄切片Ｂ１に含まれた生体試料Ｓ１の範囲を検出することが可能である。また、制御部５には、スライドガラスＰに対して生体試料Ｓ１を最適な向きとした場合の画像が標準画像として記録されていて、標準画像における生体試料の範囲を基準とするように予め設定されている。このため、制御部５は、スライドガラス回転工程Ｓ４において、検出工程Ｓ３で検出された画像中における薄切片Ｂ１に含まれた生体試料Ｓの範囲と、標準画像の生体試料の範囲とで、パターンマッチング要素を比較して、略等しくなるように検出された画像を回転させる。そして、略等しくなった時の角度補正値分だけスライドガラスＰを回転させる。

このようにすることで、例えば第１の実施形態同様、図５に示すように、切削方向調整工程Ｓ２で包埋ブロックＢを回転させても、スライドガラス回転工程Ｓ４で対応してスライドガラスＰを回転させることができ、スライドガラスＰに対して生体試料Ｓの相対的な向きを一定として薄切片標本を作製することができる。ここで、図９に示すように、包埋ブロックＢを作製する作業者のミスなどにより、包埋ブロックＢの向きに対して生体試料Ｓの向きを通常の向きと異なって包埋してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態の場合、生体試料Ｓの向きを直接方向データとして検出することができるので、スライドガラス回転工程Ｓ４においてスライドガラスＰに対して生体試料Ｓ１の相対的な向きを一定として薄切片Ｂ１を載置し薄切片標本を作製することができる。

なお、本実施形態において、操作部１５によってＩＤナンバーを入力可能な構成とし、制御部５にＩＤナンバーと対応させて、生体試料の種類、及び、生体試料の種類毎に上記標準画像が記録されていることが好適である。このようにすることで、ＩＤナンバーを入力するのみで、制御部５が作製される薄切片標本の生体試料の種類を特定し、生体試料の種類毎に生体試料の向きを最適として、薄切片Ｂ１をスライドガラスＰに載置して薄切片標本を作製することができる。

また、第２の実施形態及び第３の実施形態においては、第一のＣＣＤカメラ４１を切削機構２と載置台３の間で、搬送ベルト２５の上方に配置して、搬送途中の薄切片Ｂ１を撮影するものとしたが、これに限るものでは無い。例えば、切削機構２の載置面１０に載置された包埋ブロックＢの上方に第一のＣＣＤカメラ４１を配置して、切削方向調整工程Ｓ２後の包埋ブロックＢの切断面Ｂ４を撮影するものとしても良い。搬送途中で薄切片Ｂ１の向きを変更しない限り、包埋ブロックＢの向きと薄切片Ｂ１の向きは一定であるので、同様に、スライドガラス回転工程Ｓ４でスライドガラスＰの向きを調整することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の第１の実施形態の薄切片標本作製装置の全体図である。 この発明の第１の実施形態の薄切片作製のフロー図である。 この発明の第１の実施形態のスライドガラス回転工程の説明図である。 この発明の第１の実施形態のスライドガラス回転工程の説明図である。 この発明の第２の実施形態及び第３の実施形態の薄切片標本作製装置の全体図である。 この発明の第２の実施形態の薄切片標本作製装置で使用される包埋ブロックを示す上面図である。 この発明の第２の実施形態の薄切片標本作製装置で使用される包埋ブロックの一の変形例を示す上面図である。 この発明の第２の実施形態の薄切片標本作製装置で使用される包埋ブロックの他の変形例を示す上面図である。 この発明の第３の実施形態のスライドガラス回転工程の説明図である。

符号の説明

１、４０、５０ 薄切片標本作製装置
２ 切削機構
４ 搬送機構
５ 制御部
１０ 載置面
１１ 包埋ブロック回転ステージ
１３ カッター
１５ 操作部
２０ スライドガラス回転ステージ
２０ａ 載置面
４１ 第一のＣＣＤカメラ（撮像手段）
Ｂ 包埋ブロック
Ｂ１ 薄切片
Ｂ３ 切削面
Ｂ５ オリフラ（マーク）
Ｂ６ ノッチ（マーク）
Ｂ７ 指標物（マーク）
Ｓ、Ｓ１ 生体試料

Claims (8)

1. 生体試料が包埋剤によって包埋された包埋ブロックから薄切片を切削し、該薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製する薄切片標本作製装置であって、
   前記包埋ブロックを切削して、前記薄切片を作製する切削機構と、
   前記スライドガラスを載置する載置面を有し、該載置面と略平行な面内で前記スライドガラスを回転させることが可能なスライドガラス回転ステージと、
   前記切削機構で作製された前記薄切片を受け取って搬送するとともに、前記スライドガラス回転ステージの前記載置面に載置された前記スライドガラス上に前記薄切片を受け渡すことが可能な搬送機構と、
   前記切削機構によって作製された前記薄切片に含まれた前記生体試料の向きを表わす方向データを検出し、該方向データに基づいて、前記搬送機構から受け渡される前記薄切片に含まれた前記生体試料と前記スライドガラスとの相対的な向きが予め設定された向きとなるように、前記スライドガラス回転ステージによって前記スライドガラスを回転させる制御部とを備えることを特徴とする薄切片標本作製装置。
2. 請求項１に記載の薄切片標本作製装置において、
   前記切削機構は、前記包埋ブロックを切削する面と略平行な面内で、該包埋ブロックを回転させることが可能な包埋ブロック回転ステージと、
   該包埋ブロック回転ステージによって前記包埋ブロックを回転させる前記回転角度を入力可能な操作部とを備え、
   前記制御部は、前記方向データとして前記操作部によって入力された前記回転角度を検出し、該回転角度に基づいて前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本作製装置。
3. 請求項１に記載の薄切片標本作製装置において、
   前記搬送機構によって搬送される前記薄切片を撮像して、該薄切片の画像を取得可能な撮像手段を備え、
   前記制御部は、前記方向データとして、予め前記薄切片の向きと対応させて該薄切片に方向性を有して形成されて前記画像に映し出されたマークの向きを検出し、該マークの向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本作製装置。
4. 請求項１に記載の薄切片標本作製装置において、
   前記搬送機構によって搬送される前記薄切片を撮像して、該薄切片の画像を取得可能な撮像手段を備え、
   前記制御部は、前記方向データとして、前記画像に映し出される前記薄切片に含まれた前記生体試料の範囲を検出し、検出された該生体試料の範囲と予め設定された範囲とでパターンマッチング要素を比較して略等しくなるように前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本作製装置。
5. 生体試料が包埋剤によって包埋された包埋ブロックから薄切片を切削し、該薄切片をスライドガラス上に載置して薄切片標本を作製する薄切片標本の作製方法であって、
   前記包埋ブロックを切削して、前記薄切片を作製する切削工程と、
   該切削工程で作製された前記薄切片を受け取って搬送する搬送工程と、
   前記薄切片に含まれた前記生体試料の向きを表わす方向データを検出する検出工程と、
   該検出工程で検出された前記方向データに基づいて、前記薄切片に含まれた前記生体試料と前記スライドガラスとの相対的な向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させるスライドガラス回転工程と、
   該スライドガラス回転工程によって向きを調整した前記スライドガラス上に、前記搬送工程で受け取った前記薄切片を受け渡す受渡工程とを備えることを特徴とする薄切片標本の作製方法。
6. 請求項５に記載の薄切片標本の作製方法において、
   前記切削工程前に前記包埋ブロックを切削する面と略平行な面内で、該包埋ブロックを回転させて向きを調整する切削方向調整工程を備え、
   前記検出工程は、前記方向データとして、前記切削方向調整工程で回転させた前記包埋ブロックの回転角度を検出し、
   前記スライドガラス回転工程は、該回転角度に基づいて前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本の作製方法。
7. 請求項５に記載の薄切片標本の作製方法において、
   前記切削工程前に前記包埋ブロックの切削される面に、形成される薄切片の向きと対応させて方向性を有したマークを形成するマーク形成工程を備え、
   前記検出工程は、前記薄切片を撮影して画像を取得し、前記方向データとして、該画像に映し出された前記マークの向きを検出し、
   前記スライドガラス回転工程は、前記スライドガラスに対する前記マークの相対的な向きが予め設定された向きとなるように前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本の作製方法。
8. 請求項５に記載の薄切片標本の作製方法において、
   前記検出工程は、前記薄切片を撮影して画像を取得し、前記方向データとして、該画像に映し出された前記薄切片に含まれる前記生体試料の範囲を検出し、
   前記スライドガラス回転工程は、前記生体試料の範囲と予め設定された範囲とでパターンマッチング要素を比較して略等しくなるように前記スライドガラスを回転させることを特徴とする薄切片標本の作製方法。

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