JP2014186332A - Fluorescence observation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光観察装置に関するものである。 The present invention relates to a fluorescence observation apparatus.
従来、２次元的な画像を撮影するＣＣＤのような撮像素子を備えたレーザ走査型顕微鏡装置（以下、ＬＳＭ装置という。）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このＬＳＭ装置は、ＣＣＤで取得された２次元画像内において観察対象が存在する走査領域を選択し、選択された走査領域にレーザ光を走査させて２次元走査画像を取得するようになっている。
Conventionally, a laser scanning microscope apparatus (hereinafter referred to as an LSM apparatus) including an image pickup device such as a CCD that captures a two-dimensional image is known (for example, see Patent Document 1).
This LSM apparatus selects a scanning region where an observation target exists in a two-dimensional image acquired by a CCD, and scans the selected scanning region with a laser beam to acquire a two-dimensional scanned image. .
しかしながら、従来のＬＳＭ装置は、撮像素子で取得された２次元画像を用いてスクリーニングをかけ、その結果、観察対象が存在しそうな場所をＬＳＭ装置によって詳細に観察するものである。このため、ＬＳＭ装置によって多数の２次元画像が取得された後に、それらの取得された２次元画像が、撮像素子で取得された２次元画像内のどの位置の画像なのかを特定できないという不都合がある。 However, the conventional LSM apparatus performs screening using a two-dimensional image acquired by an image sensor, and as a result, observes in detail the place where an observation target is likely to exist by the LSM apparatus. For this reason, after a large number of two-dimensional images are acquired by the LSM device, it is not possible to specify which position in the two-dimensional image acquired by the image sensor is the acquired two-dimensional image. is there.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察対象を含む標本全体を示す一方の２次元画像を見ながら、当該２次元画像内の所定領域の詳細データを簡易に呼び出して表示することができる蛍光観察装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and while simply looking at one two-dimensional image showing an entire specimen including an observation target, detailed data of a predetermined region in the two-dimensional image can be easily called. An object of the present invention is to provide a fluorescence observation apparatus capable of displaying.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、標本を撮影して第１の２次元画像を取得する撮像素子と、前記標本においてレーザ光を走査して、発生した蛍光を検出し、第２の２次元画像を取得するとともに、標本上にレーザ光を照射して光刺激を与えるＬＳＭ装置と、前記第２の２次元画像を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記第２の２次元画像内において、前記ＬＳＭ装置により光刺激を与える刺激領域を指定する刺激領域指定手段と、前記画像表示手段により表示された前記第２の２次元画像内において第１の２次元画像を取得すべき観察領域を指定する観察領域指定手段と、前記刺激領域の情報と、前記観察領域指定手段で指定された前記観察領域において取得された前記第１の２次元画像とを対応づけて記憶する記憶手段と、前記画像表示手段に前記刺激領域を選択可能に表示する刺激領域表示手段と、該刺激領域表示手段により表示された刺激領域が選択されたときに、該選択された刺激領域に対応づけて前記記憶手段に記憶されている前記第１の２次元画像に基づくデータを表示するデータ表示手段とを備える蛍光観察装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention captures a sample to acquire a first two-dimensional image, scans the sample with laser light, detects the generated fluorescence, acquires a second two-dimensional image, In the LSM device that irradiates a specimen with laser light to provide optical stimulation, the image display means for displaying the second two-dimensional image, and the second two-dimensional image displayed by the image display means, A stimulation region designating unit for designating a stimulation region to which light stimulation is applied by the LSM device, and an observation region in which the first two-dimensional image is to be acquired in the second two-dimensional image displayed by the image display unit An observation area designating means, storage means for associating and storing the information of the stimulation area and the first two-dimensional image acquired in the observation area designated by the observation area designating means, and the image table A stimulus area display means for displaying the stimulus area in a selectable manner on the means, and when the stimulus area displayed by the stimulus area display means is selected, it is stored in the storage means in association with the selected stimulus area There is provided a fluorescence observation apparatus comprising data display means for displaying data based on the first two-dimensional image.
本発明によれば、撮像素子により取得された第１の２次元画像またはＬＳＭ装置により取得された第２の２次元画像のいずれか一方が画像表示手段に表示された状態で、観察領域指定手段によって、他方の２次元画像を取得すべき観察領域が指定され、刺激領域指定手段によって、光刺激を与える刺激領域が指定される。指定された刺激領域に対してＬＳＭ装置によって光刺激が与えられた後、指定された観察領域について撮像素子またはＬＳＭ装置によって他方の２次元画像が取得されると、取得された２次元画像は、指定された観察領域の情報と対応づけられて記憶手段に記憶される。 According to the present invention, the observation area designating unit is displayed in a state where either the first two-dimensional image acquired by the image sensor or the second two-dimensional image acquired by the LSM device is displayed on the image display unit. The other observation area where the other two-dimensional image is to be acquired is designated by, and the stimulation area to which the light stimulation is applied is designated by the stimulation area designation means. After the light stimulation is given to the designated stimulation area by the LSM device, when the other two-dimensional image is obtained by the imaging element or the LSM device for the designated observation area, the obtained two-dimensional image is The information is stored in the storage means in association with the information of the designated observation area.
そして、観察領域表示手段により、指定された観察領域が画像表示手段によって表示され、表示された観察領域をユーザが選択することにより、データ表示手段が、選択された観察領域に対応して記憶手段に記憶されているデータを表示することができる。これにより、観察対象を含む標本全体を示す一方の２次元画像を見ながら、当該２次元画像内の所定の選択領域における光刺激後の他方の２次元画像に基づくデータを簡易に呼び出して表示することができる。 Then, the designated observation area is displayed by the image display means by the observation area display means, and when the user selects the displayed observation area, the data display means is stored in correspondence with the selected observation area. The data stored in can be displayed. As a result, while looking at one two-dimensional image showing the entire specimen including the observation target, data based on the other two-dimensional image after light stimulation in a predetermined selection region in the two-dimensional image is easily called and displayed. be able to.
上記発明においては、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像を表示することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像の輝度分布をグラフ表示することとしてもよい。
In the above invention, the data display means may display the first two-dimensional image.
In the above invention, the data display means may display the luminance distribution of the first two-dimensional image in a graph.
また、上記発明においては、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像を前記第２の２次元画像内の対応する前記観察領域に表示することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記第１の２次元画像が、焦点位置を光軸方向に異ならせて複数枚取得され、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像に基づくデータを焦点位置と関連づけて表示することとしてもよい。
In the above invention, the data display means may display the first two-dimensional image in the corresponding observation area in the second two-dimensional image.
In the above invention, a plurality of the first two-dimensional images are acquired with different focal positions in the optical axis direction, and the data display means obtains data based on the first two-dimensional images as focal positions. It is good also as displaying in relation to.
また、上記発明においては、前記第１の２次元画像が、時刻を異ならせて複数枚取得され、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像に基づくデータを時刻と関連づけて表示することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記第１の２次元画像が、焦点位置および時刻を異ならせて複数枚取得され、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像に基づくデータを焦点位置および時刻と関連づけて表示することとしてもよい。
In the above invention, a plurality of the first two-dimensional images are acquired at different times, and the data display means displays the data based on the first two-dimensional images in association with the times. It is good.
Further, in the above invention, a plurality of the first two-dimensional images are acquired with different focal positions and times, and the data display means obtains data based on the first two-dimensional images as focal positions and times. It is good also as displaying in relation to.
本発明の参考例は、標本を撮影して第１の２次元画像を取得する撮像素子と、前記標本においてレーザ光を走査して、発生した蛍光を検出し、第２の２次元画像を取得するＬＳＭ装置と、前記第１の２次元画像または前記第２の２次元画像のいずれか一方の２次元画像を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記一方の２次元画像内において他方の２次元画像を取得すべき観察領域を指定する観察領域指定手段と、前記観察領域の情報と、該観察領域において取得された前記他方の２次元画像とを対応づけて記憶する記憶手段と、前記画像表示手段に前記観察領域を選択可能に表示する観察領域表示手段と、該観察領域表示手段により表示された観察領域が選択されたときに、該選択された観察領域に対応づけて前記記憶手段に記憶されている前記他方の２次元画像に基づくデータを表示するデータ表示手段とを備える蛍光観察装置を提供する。 The reference example of the present invention acquires an image sensor that captures a sample and acquires a first two-dimensional image, and scans the sample with laser light to detect generated fluorescence and acquire a second two-dimensional image. An LSM apparatus that performs the display, an image display unit that displays one of the first two-dimensional image and the second two-dimensional image, and the one two-dimensional image displayed by the image display unit A memory for storing an observation area designating unit for designating an observation area in which the other two-dimensional image is to be acquired, information on the observation area, and the other two-dimensional image acquired in the observation area in association with each other. Means, an observation area display means for selectively displaying the observation area on the image display means, and when the observation area displayed by the observation area display means is selected, the observation area is associated with the selected observation area. The above Providing fluorescence observation apparatus and a data display means for displaying the data based on the other of the two-dimensional image stored in unit.
本参考例によれば、撮像素子により取得された第１の２次元画像またはＬＳＭ装置により取得された第２の２次元画像のいずれか一方が画像表示手段に表示された状態で、観察領域指定手段によって、他方の２次元画像を取得すべき観察領域が指定される。指定された観察領域について撮像素子またはＬＳＭ装置によって他方の２次元画像が取得されると、取得された２次元画像は、指定された観察領域の情報と対応づけられて記憶手段に記憶される。 According to this reference example, the observation region designation is performed in a state where either the first two-dimensional image acquired by the image sensor or the second two-dimensional image acquired by the LSM device is displayed on the image display means. The observation area where the other two-dimensional image is to be acquired is designated by the means. When the other two-dimensional image is acquired for the designated observation area by the image sensor or the LSM device, the obtained two-dimensional image is stored in the storage unit in association with the information on the designated observation area.
そして、観察領域表示手段により、指定された観察領域が画像表示手段によって表示され、表示された観察領域をユーザが選択することにより、データ表示手段が、選択された観察領域に対応して記憶手段に記憶されているデータを表示することができる。これにより、観察対象を含む標本全体を示す一方の２次元画像を見ながら、当該２次元画像内の所定の選択領域の他方の２次元画像に基づくデータを簡易に呼び出して表示することができる。 Then, the designated observation area is displayed by the image display means by the observation area display means, and when the user selects the displayed observation area, the data display means is stored in correspondence with the selected observation area. The data stored in can be displayed. As a result, while viewing one two-dimensional image showing the entire specimen including the observation target, data based on the other two-dimensional image of the predetermined selection region in the two-dimensional image can be easily recalled and displayed.
上記参考例においては、前記データ表示手段が、前記他方の２次元画像を表示することとしてもよい。
このようにすることで、標本全体を示す一方の２次元画像を見ながら、当該２次元画像内の所定の観察領域の２次元画像を簡易に呼び出して表示することができる。
In the above reference example, the data display means may display the other two-dimensional image.
By doing in this way, it is possible to easily call and display a two-dimensional image of a predetermined observation region in the two-dimensional image while viewing one two-dimensional image showing the entire specimen.
また、上記参考例においては、前記データ表示手段が、前記他方の２次元画像の輝度分布をグラフ表示することとしてもよい。
このようにすることで、観察領域について取得された複数の２次元画像に基づくデータを一度に表示することができる。例えば、観察領域について、時間軸方向や波長軸方向に複数の２次元画像を取得した場合に、これらの２次元画像を羅列表示するよりも、その平均輝度の時間特性や波長特性を表示することで、簡易に、観察領域における変化を表示することができる。
In the above reference example, the data display means may display the luminance distribution of the other two-dimensional image in a graph.
In this way, data based on a plurality of two-dimensional images acquired for the observation area can be displayed at a time. For example, when a plurality of two-dimensional images are acquired in the time axis direction and the wavelength axis direction for the observation region, the time characteristics and wavelength characteristics of the average luminance are displayed rather than displaying these two-dimensional images in a row Thus, the change in the observation area can be easily displayed.
また、上記参考例においては、前記データ表示手段が、前記他方の２次元画像を前記一方の２次元画像内の対応する前記観察領域に表示することとしてもよい。
このようにすることで、標本全体を示す一方の２次元画像内における観察領域内の画像のみを他方の２次元画像に置き換えて一体的に表示でき、直感的に観察することができる。
In the reference example, the data display unit may display the other two-dimensional image in the corresponding observation region in the one two-dimensional image.
In this way, only the image in the observation region in one two-dimensional image showing the entire sample can be replaced with the other two-dimensional image and displayed integrally, and intuitive observation can be performed.
また、上記参考例においては、前記他方の２次元画像が、レーザ光の波長を異ならせて複数枚取得された第２の２次元画像であり、前記データ表示手段が、前記第２の２次元画像を波長と関連づけて表示することとしてもよい。
このようにすることで、選択された観察領域のレーザ光の波長に依存した変化を簡易に観察することができる。
In the above reference example, the other two-dimensional image is a second two-dimensional image obtained by differentiating the wavelength of the laser beam, and the data display means includes the second two-dimensional image. The image may be displayed in association with the wavelength.
By doing in this way, the change depending on the wavelength of the laser beam in the selected observation region can be easily observed.
また、上記参考例においては、前記他方の２次元画像が、焦点位置を光軸方向に異ならせて複数枚取得され、前記データ表示手段が、前記他方の２次元画像に基づくデータを焦点位置と関連づけて表示することとしてもよい。
このようにすることで、選択された観察領域の焦点位置に依存した変化を簡易に観察することができる。
Further, in the above reference example, a plurality of the other two-dimensional images are acquired with different focal positions in the optical axis direction, and the data display means sets the data based on the other two-dimensional images as the focal positions. It is good also as displaying in correlation.
By doing in this way, the change depending on the focal position of the selected observation area can be easily observed.
また、上記参考例においては、前記他方の２次元画像が、時刻を異ならせて複数枚取得され、前記データ表示手段が、前記他方の２次元画像に基づくデータを時刻と関連づけて表示することとしてもよい。
このようにすることで、選択された観察領域の経時変化を簡易に観察することができる。
In the above reference example, a plurality of the other two-dimensional images are acquired at different times, and the data display means displays the data based on the other two-dimensional images in association with the time. Also good.
By doing so, it is possible to easily observe the change with time of the selected observation region.
また、上記参考例においては、前記他方の２次元画像が、レーザ光の波長、焦点位置または時刻の２つ以上を異ならせて複数枚取得された第２の２次元画像であり、前記データ表示手段が、前記第２の２次元画像に基づくデータをレーザ光の波長、焦点位置または時刻の２つ以上と関連づけて表示することとしてもよい。
また、上記参考例においては、前記他方の２次元画像が、焦点位置および時刻を異ならせて複数枚取得された第１の２次元画像であり、前記データ表示手段が、前記第１の２次元画像に基づくデータを焦点位置および時刻と関連づけて表示することとしてもよい。
In the above reference example, the other two-dimensional image is a second two-dimensional image obtained by obtaining a plurality of images by changing two or more of the wavelength, the focal position, or the time of the laser beam, and the data display The means may display data based on the second two-dimensional image in association with two or more of the wavelength, focal position, or time of the laser beam.
In the above reference example, the other two-dimensional image is a first two-dimensional image acquired with a plurality of different focal positions and times, and the data display means includes the first two-dimensional image. Data based on the image may be displayed in association with the focal position and time.
本発明によれば、観察対象を含む標本全体を示す一方の２次元画像を見ながら、当該２次元画像内の所定領域の詳細データを簡易に呼び出して表示することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to easily call and display detailed data of a predetermined area in the two-dimensional image while viewing one two-dimensional image showing the entire specimen including the observation target.
本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、図１に示されるように、ＬＳＭ装置２と、該ＬＳＭ装置２に付属する面照明光源３およびＣＣＤ（撮像素子）４と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４を制御する制御部５と、制御部５に対して入力を行う入力部６と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４により取得された画像等を表示するモニタ７とを備えている。撮像素子としてはＣＣＤ４に代えてＣＭＯＳを採用してもよい。
A fluorescence observation apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the fluorescence observation apparatus 1 according to this embodiment includes an LSM apparatus 2, a surface illumination light source 3 and a CCD (imaging device) 4 attached to the LSM apparatus 2, an LSM apparatus 2 and a CCD 4. A control unit 5 for controlling, an input unit 6 for inputting to the control unit 5, and a monitor 7 for displaying images acquired by the LSM device 2 and the CCD 4 are provided. A CMOS may be adopted as the image sensor instead of the CCD 4.
ＬＳＭ装置２は、共焦点顕微鏡であって、レーザ光を出射するレーザ光源８と、該レーザ光源８から出射されたレーザ光を２次元的に走査するスキャナ９と、該スキャナ９により走査されたレーザ光を標本Ａ上に集光し、標本Ａにおいて発生した蛍光を集光する対物レンズ１０と、該対物レンズ１０により集光されスキャナ９を介して戻る蛍光をレーザ光の光路から分岐するダイクロイックミラー１１と、該ダイクロイックミラー１１により分岐された蛍光を集光する集光レンズ１２と、該集光レンズ１２の焦点位置に配置された共焦点ピンホール１３と、該共焦点ピンホール１３を通過した蛍光を検出する光検出器（ＰＭＴ：光電子増倍管）１４とを備えている。図中、符号１５，１６はダイクロイックミラーである。 The LSM apparatus 2 is a confocal microscope, which is scanned by a laser light source 8 that emits laser light, a scanner 9 that scans the laser light emitted from the laser light source 8 two-dimensionally, and the scanner 9. An objective lens 10 for condensing the laser light on the specimen A and condensing the fluorescence generated in the specimen A, and a dichroic for branching the fluorescence collected by the objective lens 10 and returning through the scanner 9 from the optical path of the laser light A mirror 11, a condensing lens 12 that condenses the fluorescence branched by the dichroic mirror 11, a confocal pinhole 13 disposed at the focal position of the condensing lens 12, and the confocal pinhole 13. And a photodetector (PMT: photomultiplier tube) 14 for detecting the fluorescence. In the figure, reference numerals 15 and 16 denote dichroic mirrors.
スキャナ９は、例えば、独立して揺動可能な一対のガルバノミラー（図示略）を備える、いわゆる近接ガルバノミラーである。制御部５はスキャナ９に対してレーザ光の照射位置を指令し、スキャナ９は制御部５からの指令に応じた揺動角度となるように各ガルバノミラーを駆動するようになっている。 The scanner 9 is, for example, a so-called proximity galvanometer mirror including a pair of galvanometer mirrors (not shown) that can swing independently. The control unit 5 instructs the irradiation position of the laser beam to the scanner 9, and the scanner 9 drives each galvanometer mirror so that the swing angle is in accordance with the command from the control unit 5.
入力部６は、ユーザにより走査されるキーボード、マウスあるいはジョイスティック等により構成され、モニタ７に表示された、標本Ａの比較的広い範囲にわたるＣＣＤ画像（第１の２次元画像）Ｇ１（図３参照。）を見ながら、ユーザが当該ＣＣＤ画像Ｇ１の内の詳細に観察したい１以上の観察領域Ｂ（図３参照。）を指定することができるようになっている。また、ユーザは、指定された観察領域Ｂが複数存在する場合に、それらの観察領域Ｂの内の詳細なＬＳＭ画像（第２の２次元画像）Ｇ２（図４参照。）を表示したい観察領域Ｂを入力部６を介して選択することができるようになっている。 The input unit 6 includes a keyboard, a mouse, a joystick, or the like scanned by the user, and is displayed on the monitor 7 as a CCD image (first two-dimensional image) G 1 covering a relatively wide range of the specimen A (FIG. 3). while watching the reference.), and is capable of specifying the user wants to observe in detail of the the CCD image G 1 1 or more observation region B (see FIG. 3.). In addition, when there are a plurality of designated observation areas B, the user wants to display a detailed LSM image (second two-dimensional image) G 2 (see FIG. 4) in the observation areas B. The region B can be selected via the input unit 6.
モニタ７は、ＣＣＤ画像Ｇ１およびＬＳＭ画像Ｇ２を別個の領域に分けて表示するようになっている。
また、制御部５は、図２に示されるように、入力部６から入力された観察領域Ｂを記憶する観察領域記憶部１７と、該観察領域記憶部１７に記憶された観察領域Ｂの情報に基づいてスキャナ９によるレーザ光の走査位置指令を生成する走査位置指令部１８と、レーザ光を観察領域に照射した結果、光検出器１４により検出された蛍光強度と、走査位置指令部１８から指令された走査位置の情報とに基づいて蛍光画像を生成するＬＳＭ画像生成部１９と、ＣＣＤ４により取得された画像信号から画像を生成するＣＣＤ画像生成部２０と、これらを制御して、モニタ７に表示する表示データを生成する画像処理部２１とを備えている。
Monitor 7, and displays separately CCD image G 1 and LSM image G 2 in a separate area.
Further, as shown in FIG. 2, the control unit 5 stores an observation region storage unit 17 that stores the observation region B input from the input unit 6, and information on the observation region B stored in the observation region storage unit 17. From the scanning position command unit 18 that generates a scanning position command of the laser beam by the scanner 9 based on the above, the fluorescence intensity detected by the photodetector 14 as a result of irradiating the observation region with the laser beam, and the scanning position command unit 18 An LSM image generation unit 19 that generates a fluorescence image based on the commanded scanning position information, a CCD image generation unit 20 that generates an image from an image signal acquired by the CCD 4, and a monitor 7 And an image processing unit 21 for generating display data to be displayed.
観察領域記憶部１７は、観察領域Ｂが入力部６から入力されたときには、その位置および形状を含む観察領域Ｂの情報を記憶し、その観察領域ＢにＬＳＭ装置２によってレーザ光が走査されて蛍光画像が取得されたときには、その観察領域Ｂの情報と蛍光画像とを対応づけて記憶するようになっている。画像処理部２１は、観察領域Ｂの情報と蛍光画像とを対応づけて観察領域記憶部１７に出力するようになっている。 When the observation region B is input from the input unit 6, the observation region storage unit 17 stores information on the observation region B including its position and shape, and the LSM device 2 scans the observation region B with laser light. When the fluorescent image is acquired, the information on the observation region B and the fluorescent image are stored in association with each other. The image processing unit 21 associates the information on the observation region B with the fluorescence image and outputs the information to the observation region storage unit 17.
画像処理部２１は、まず、ＣＣＤ４により取得された画像信号に基づいてＣＣＤ画像生成部２０により生成された２次元画像を受け取ると、これを処理してモニタ７に表示する画像を生成し、モニタ７に出力するようになっている。
また、モニタ７に表示されたＣＣＤ４による２次元画像を見ながらユーザが入力部６を操作して観察領域Ｂの指定が行われた後には、画像処理部２１は、ＣＣＤ画像生成部２０から送られてくるＣＣＤ４による２次元画像に観察領域Ｂを示す枠を重畳した画像を生成しモニタ７に出力するようになっている。
First, when the image processing unit 21 receives the two-dimensional image generated by the CCD image generation unit 20 based on the image signal acquired by the CCD 4, the image processing unit 21 processes this to generate an image to be displayed on the monitor 7. 7 is output.
In addition, after the user operates the input unit 6 and designates the observation region B while viewing the two-dimensional image displayed on the monitor 7 displayed on the monitor 7, the image processing unit 21 sends the image from the CCD image generation unit 20. An image obtained by superimposing a frame indicating the observation region B on the two-dimensional image obtained by the CCD 4 is generated and output to the monitor 7.
また、画像処理部２１は、モニタ７上に表示された観察領域Ｂのいずれかが、ユーザによる入力部６の操作によって選択された場合には、選択された観察領域Ｂの情報に対応して観察領域記憶部１７に記憶されている蛍光画像を読み出してモニタ７上に表示するようになっている。 In addition, when any of the observation areas B displayed on the monitor 7 is selected by the operation of the input unit 6 by the user, the image processing unit 21 corresponds to the information of the selected observation area B. A fluorescence image stored in the observation area storage unit 17 is read out and displayed on the monitor 7.
このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて標本Ａの観察を行うには、まず、面照明光源３を駆動して、対物レンズ１０を介して面照明光を標本Ａに照射する。そして、標本Ａから戻る戻り光、例えば、蛍光あるいは反射光を対物レンズ１０により集光し、ＣＣＤ４によって撮像する。
The operation of the fluorescence observation apparatus 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
In order to observe the sample A using the fluorescence observation apparatus 1 according to the present embodiment, first, the surface illumination light source 3 is driven and the sample A is irradiated with the surface illumination light through the objective lens 10. Then, return light returning from the specimen A, for example, fluorescence or reflected light is collected by the objective lens 10 and imaged by the CCD 4.
ＣＣＤ４により取得された標本Ａの比較的広い範囲にわたる２次元的な画像信号は、ＣＣＤ画像生成部２０に送られ、そこで、ＣＣＤ画像Ｇ１が生成され、画像処理部２１によって表示用の画像が生成された後にモニタ７上に表示される。 2-dimensional image signal over a relatively wide range of the obtained specimen A by CCD4 is sent to the CCD image generating unit 20, where, CCD image G 1 is generated, the image for display by the image processing unit 21 After being generated, it is displayed on the monitor 7.
ユーザは、モニタ７上に表示されたＣＣＤ画像Ｇ１を確認しながら入力部６を操作し、ＣＣＤ画像Ｇ１上において、特に詳細に観察したい１以上の観察領域Ｂを指定する。観察領域Ｂの指定は、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、ＣＣＤ画像Ｇ１上に観察領域Ｂを取り囲む枠を形成することで行われる。 The user operates the input unit 6 while confirming the CCD image G 1 displayed on the monitor 7, on the CCD image G 1, specifies one or more observation region B to be observed in particular detail. Specification of the observation region B, FIG. 3 (a), is carried out by forming a frame surrounding the observation area B shown as being, on the CCD image G 1 in (b).
指定された観察領域Ｂの位置および形状の情報は、画像処理部２１によって観察領域記憶部１７に出力されて記憶される。また、画像処理部２１は、観察領域Ｂが指定された場合には、指定された全ての観察領域Ｂを示す枠をＣＣＤ画像Ｇ１に重ね合わせた新たな画像Ｇを生成し、モニタ７に出力する。 Information on the position and shape of the designated observation region B is output and stored in the observation region storage unit 17 by the image processing unit 21. Further, when the observation region B is designated, the image processing unit 21 generates a new image G in which frames indicating all designated observation regions B are superimposed on the CCD image G 1 , and is displayed on the monitor 7. Output.
観察領域Ｂが指定された場合には、画像処理部２１は、指定された観察領域Ｂの情報を走査位置指令部１８に送る。これにより、走査位置指令部１８からスキャナ９に対して走査位置指令が出力される。 When the observation region B is designated, the image processing unit 21 sends information on the designated observation region B to the scanning position command unit 18. As a result, a scanning position command is output from the scanning position command unit 18 to the scanner 9.
そして、レーザ光源８が駆動され、レーザ光源８から発せられたレーザ光が、標本Ａ上において、走査位置指令に従う範囲内でスキャナ９によって走査される。レーザ光が照射された各位置において発生した蛍光が、対物レンズ１０により集光され、スキャナ９を介して戻る途中でダイクロイックミラー１１によって分岐され、集光レンズ１２によって集光され、共焦点ピンホール１３によって絞られて光検出器１４により検出される。 Then, the laser light source 8 is driven, and the laser light emitted from the laser light source 8 is scanned on the specimen A by the scanner 9 within a range in accordance with the scanning position command. Fluorescence generated at each position irradiated with the laser light is collected by the objective lens 10, branched on the way through the scanner 9, branched by the dichroic mirror 11, collected by the condenser lens 12, and confocal pinhole. It is squeezed by 13 and detected by the photodetector 14.
光検出器１４により検出された蛍光の強度情報と、そのときのスキャナ９への走査位置指令とに基づいて、ＬＳＭ画像生成部１９においてＬＳＭ画像Ｇ２が生成され、画像処理部２１に送られる。画像処理部２１は、各観察領域Ｂの情報とＬＳＭ画像Ｇ２とを対応づけて観察領域記憶部１７に出力し、これを記憶させる。 Based on the fluorescence intensity information detected by the photodetector 14 and the scanning position command to the scanner 9 at that time, an LSM image G 2 is generated in the LSM image generation unit 19 and sent to the image processing unit 21. . The image processing unit 21 outputs the observation region storage unit 17 in association with the information and LSM image G 2 for each observation region B, is stored.
ユーザは、モニタ７に観察領域Ｂを示す枠とともに表示されたＣＣＤ画像Ｇ１を確認しながら入力部６を操作し、例えば、図４（ａ）に示されるようにカーソルＣによっていずれかの観察領域Ｂを選択する。選択された観察領域Ｂの情報は、画像処理部２１に入力され、観察領域記憶部１７に、選択された観察領域Ｂの情報と対応づけて記憶されている対応するＬＳＭ画像Ｇ２が読み出され、図４（ｂ）に示されるようにモニタ７に出力される。 The user operates the input unit 6 while confirming the CCD image G 1 which is displayed together with a frame showing the observation region B on the monitor 7, for example, observation of any by the cursor C as shown in FIGS. 4 (a) Region B is selected. Information of the selected observation region B is input to the image processing unit 21, the observation area storage unit 17, read out the LSM image G 2 corresponding stored in association with the information of the observation area B that is selected And output to the monitor 7 as shown in FIG.
このように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、標本Ａの比較的広い範囲にわたるＣＣＤ画像Ｇ１をモニタ７上に表示しながら、指定された観察領域Ｂを選択するだけで、観察領域Ｂ内の詳細なＬＳＭ画像Ｇ２を読み出して観察することができる。したがって、ＣＣＤ４とＬＳＭ装置２とによって別個に取得された２つの２次元画像Ｇ１，Ｇ２間における対応関係を見失うことなく、簡易に観察することができるという利点がある。 Thus, according to the fluorescence observation apparatus 1 according to this embodiment, while displaying the CCD image G 1 over a relatively wide range of the specimen A on the monitor 7, by simply selecting the designated observation region B, reads detailed LSM image G 2 in the observation area B, it can be observed. Therefore, there is an advantage that observation can be easily performed without losing sight of the correspondence between the two two-dimensional images G 1 and G 2 acquired separately by the CCD 4 and the LSM device 2.
なお、本実施形態においては、ＣＣＤ画像Ｇ１上で指定された観察領域Ｂ毎に１枚のＬＳＭ画像Ｇ２を取得して記憶しておく場合について説明したが、これに代えて、各観察領域Ｂに対して複数枚のＬＳＭ画像Ｇ２を取得して記憶することにしてもよい。この場合においても、取得された各ＬＳＭ画像Ｇ２は、対応する観察領域Ｂの情報に対応づけて観察領域記憶部１７に記憶しておくことにすればよい。 In the present embodiment has described the case to be acquired and stored one LSM image G 2 for each observation region B designated on CCD image G 1, instead of this, each observation it may be able to acquire and store a plurality of LSM image G 2 for the area B. Also in this case, the LSM image G 2 acquired may be that stored in the observation area storage unit 17 in association with the information of the corresponding observation region B.
そして、この場合に、いずれかの観察領域Ｂが選択された場合には、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、 当該観察領域Ｂに対応して記憶されている全てのＬＳＭ画像Ｇ２を時系列に配列して表示してもよいし、アニメーション動画のように時系列に所定時間間隔をあけて切替表示することにしてもよい。また、画像処理部２１が各ＬＳＭ画像Ｇ２について平均輝度値を算出し、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、平均輝度値の時間特性Ｄをグラフ表示することにしてもよい。 In this case, when any one of the observation areas B is selected, as shown in FIGS. 5A and 5B, all the LSMs stored corresponding to the observation area B are displayed. it images G 2 may be arranged and displayed in time series, it may be to switch the display at predetermined time intervals in chronological as animation. The image processing unit 21 calculates the average luminance value for each LSM image G 2, FIG. 6 (a), the as shown in (b), even if the time characteristic D of the average luminance values to be displayed graph Good.
また、ＬＳＭ画像Ｇ２を取得する際に、標本Ａに照射するレーザ光の波長を切り替えつつ複数枚のＬＳＭ画像Ｇ２を取得した場合には、選択された観察領域Ｂに対応して記憶されている全てのＬＳＭ画像Ｇ２を波長の昇順または降順に配列して表示してもよいし、アニメーション動画のように波長順に所定時間間隔をあけて切替表示することにしてもよい。また、図６と同様にして、画像処理部２１が各ＬＳＭ画像Ｇ２について平均輝度値を算出し、平均輝度値の波長特性（図示略）をグラフ表示することにしてもよい。 Further, when obtaining the LSM image G 2, when acquiring a plurality of LSM image G 2 while switching the wavelength of the laser beam that irradiates the specimen A is stored corresponding to the selected observation area B it all LSM image G 2 is may be arranged and displayed in ascending or descending order of wavelength, it may be to switch the display at predetermined time intervals in the wavelength order as animation. Further, in the same manner as in FIG. 6, the image processing unit 21 for each LSM image G 2 calculates an average luminance value may be wavelength characteristic of the average luminance value (not shown) to display the graph.
また、ＬＳＭ画像Ｇ２を取得する際に、標本Ａに照射するレーザ光の焦点位置を光軸方向に変化させつつ複数枚のＬＳＭ画像Ｇ２を取得した場合には、選択された観察領域Ｂに対応して記憶されている全てのＬＳＭ画像Ｇ２を光軸方向の並び順に配列して表示してもよいし、アニメーション動画のように並び順に所定時間間隔をあけて切替表示することにしてもよい。また、図６と同様にして、画像処理部２１が各ＬＳＭ画像Ｇ２について平均輝度値を算出し、光軸方向に沿う平均輝度値の変化（図示略）をグラフ表示することにしてもよい。 Further, when obtaining the LSM image G 2, when acquiring a plurality of LSM image G 2 while changing the focus position of the laser beam that irradiates the specimen A in the optical axis direction, selected observation region B all LSM image G 2 stored in correspondence may be displayed by arranging the order of the optical axis direction, and to switch the display at predetermined time intervals sorted as animation Also good. Similarly to FIG. 6, the image processing unit 21 may calculate an average luminance value for each LSM image G 2 and display a change (not shown) of the average luminance value along the optical axis direction as a graph. .
また、図７（ａ）に示されるようにモニタ７上に表示されたＣＣＤ画像Ｇ１上において、選択された観察領域Ｂ内に、図７（ｂ）に示されるように、当該観察領域ＢのＬＳＭ画像Ｇ２を重ね合わせて表示することにしてもよい。このようにすることで、さらに直感的に、標本Ａ内における観察領域Ｂの変化を詳細に観察することができる。 Further, in the CCD image G 1 displayed on the monitor 7 as shown in FIG. 7 (a), in the selected observation region B, as shown in FIG. 7 (b), the observation region B it may be be displayed by superimposing the LSM image G 2. By doing in this way, the change of the observation area B in the sample A can be observed in detail more intuitively.
また、本実施形態においては、標本Ａの広い範囲を示すＣＣＤ画像Ｇ１をモニタ７上に表示した状態で入力部６によってＬＳＭ画像Ｇ２を取得すべき観察領域Ｂを指定することとしたが、これとは逆に、標本Ａの広い範囲を示すＬＳＭ画像Ｇ２をモニタ７上に表示した状態で、ＣＣＤ画像Ｇ１を取得すべき観察領域Ｂを指定することにしてもよい。このようにすることで、標本Ａの比較的広い範囲にわたる詳細なＬＳＭ画像Ｇ２を表示しつつ、観察領域Ｂにおける標本Ａの速い動作をＣＣＤ画像Ｇ１によって逃さず観察することができるという利点がある。 In the present embodiment, it is assumed that specify the observation area B should acquire LSM image G 2 by the input unit 6 while viewing the CCD image G 1 showing a wide range of specimen A on the monitor 7 on the contrary, in a state of displaying the LSM image G 2 showing the wide range of specimen a on the monitor 7, may be to specify an observation region B should acquire CCD image G 1. Advantage doing so, while displaying the detailed LSM image G 2 over a relatively wide range of the specimen A, the fast operation of the specimen A in the observation region B can be observed to not miss the CCD image G 1 There is.
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置３０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
Next, a fluorescence observation apparatus 30 according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the description of the present embodiment, portions having the same configuration as those of the fluorescence observation apparatus 1 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態に係る蛍光観察装置３０は、図８に示されるように、光刺激用のレーザ光を発生するレーザ光源３１と、該レーザ光源３１から発せられたレーザ光の標本Ａ上における照射位置を調節するスキャナ３２と、光刺激用のレーザ光の焦点位置を光軸方向に調節する調節光学系３３とをさらに備えている。図中、符号３４はダイクロイックミラーである。 As shown in FIG. 8, the fluorescence observation apparatus 30 according to the present embodiment includes a laser light source 31 that generates laser light for light stimulation, and an irradiation position on the specimen A of the laser light emitted from the laser light source 31. And an adjustment optical system 33 for adjusting the focal position of the laser light for light stimulation in the optical axis direction. In the figure, reference numeral 34 denotes a dichroic mirror.
また、入力部６は、モニタ７上に表示されたＬＳＭ画像Ｇ２上において光刺激を与える刺激領域を指定する刺激領域指定手段を構成している。刺激領域は、光軸方向に焦点位置を切り替えて取得された複数枚のＬＳＭ画像Ｇ２の内、いずれかのＬＳＭ画像Ｇ２上における２次元方向の位置と形状および当該ＬＳＭ画像Ｇ２の光軸方向の位置により３次元的に指定することができる。画像処理部２１は、指定された刺激領域に対応する枠をモニタ７上のＬＳＭ画像Ｇ２に重畳表示させる。 The input unit 6 constitute a stimulation region specifying means for specifying a stimulation region to provide a light stimulus on the LSM image G 2 displayed on the monitor 7. Stimulation region, of the optical axis direction is obtained by switching the focus position a plurality of sheets of LSM image G 2, either LSM position and shape of the two-dimensional direction on the image G 2 and the light of the LSM image G 2 It can be specified three-dimensionally by the position in the axial direction. The image processing unit 21 superimposes displays a frame corresponding to the specified stimulation regions LSM image G 2 on the monitor 7.
制御部５には、図９に示されるように、刺激位置記憶部３５が備えられ、入力部６の操作により光刺激を与える刺激領域が指定されると、指定された刺激領域の情報は、刺激位置記憶部３５に記憶されるようになっている。
また、制御部５は、光刺激を与えるときには、スキャナ３２および調節光学系３３に指令信号を送り、刺激位置記憶部３５に記憶されている刺激領域にレーザ光が照射されるようにスキャナ３２および調節光学系３３を制御するようになっている。
As shown in FIG. 9, the control unit 5 includes a stimulation position storage unit 35, and when a stimulation region to which a light stimulation is applied is designated by an operation of the input unit 6, information on the designated stimulation region is It is stored in the stimulation position storage unit 35.
Further, the controller 5 sends a command signal to the scanner 32 and the adjustment optical system 33 when applying light stimulation, and the scanner 32 and the laser light are irradiated to the stimulation region stored in the stimulation position storage unit 35. The adjustment optical system 33 is controlled.
また、本実施形態においては、指定した刺激領域への光刺激を実行したときに観察を行う観察領域として、入力部６により観察領域Ｂが指定されると、該観察領域ＢにおけるＣＣＤ画像Ｇ１が取得され、指定された刺激領域および観察領域Ｂの情報と対応づけて観察領域記憶部１７に記憶されるようになっている。
ＣＣＤ画像Ｇ１は、時間間隔をあけて複数枚、あるいは、焦点位置を光軸方向に変化させて複数枚取得される。
取得したＣＣＤ画像Ｇ１を表示させる場合には、ユーザは、モニタ７上に表示されたＬＳＭ画像Ｇ２上で表示された刺激領域を示す枠を選択すると、選択された刺激領域の情報に対応づけて記憶されたＣＣＤ画像Ｇ１が読み出され、モニタ７に出力される。
In this embodiment, when the observation area B is designated by the input unit 6 as an observation area to be observed when light stimulation is performed on the designated stimulation area, the CCD image G 1 in the observation area B is designated. Is stored in the observation region storage unit 17 in association with the information on the designated stimulation region and observation region B.
CCD image G 1 is plural spaced time interval, or is acquired plurality by changing the focal position in the optical axis direction.
When displaying the CCD image G 1 obtained, the user selects a frame indicating a stimulation area displayed on the LSM image G 2 displayed on the monitor 7, corresponding to the information of the selected stimulation region The stored CCD image G 1 is read out and output to the monitor 7.
このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置３０によれば、標本Ａを３次元的により詳細に観察可能なＬＳＭ画像を取得してモニタ７上に表示し、そのＬＳＭ画像の中で観察領域Ｂおよび刺激領域を指定するので、ＬＳＭ装置２によって標本Ａの３次元方向の所望の位置に光刺激を与えることができる。そして、光刺激に応答して観察領域Ｂに発生する標本Ａの高速動作を瞬時に捕捉可能なＣＣＤ画像Ｇ１によって撮影するので、標本Ａの動きを逃すことなく観察することができるという利点がある。 According to the fluorescence observation apparatus 30 according to the present embodiment configured as described above, an LSM image capable of observing the specimen A in three dimensions in more detail is acquired and displayed on the monitor 7. Since the observation region B and the stimulation region are specified, the LSM device 2 can apply a light stimulus to a desired position in the three-dimensional direction of the sample A. Since photographed by to observation area CCD image G 1 speed operation possible acquisition instant of the specimen A that occurs B response to light stimulus, the advantage can be observed without missing motion of the specimen A is there.
また、刺激領域を選択するだけで、その刺激領域に光刺激を与えたときの標本の反応を示す観察画像が表示されるので、刺激領域と観察領域との対応関係を覚える必要がなく、容易に観察することができる。
また、この第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わせてもよい。例えば、図７と同様に、表示画像Ｇ２中に光刺激に対する反応を示すＣＣＤ画像Ｇ１を埋め込んで表示すれば、光刺激に対する反応をより直感的に観察することができる。
In addition, simply selecting a stimulation area displays an observation image that shows the reaction of the specimen when a light stimulus is applied to the stimulation area, so there is no need to learn the correspondence between the stimulation area and the observation area. Can be observed.
Further, this second embodiment may be combined with the first embodiment. For example, as in FIG. 7, by displaying embed CCD image G 1 showing the reaction to light stimulus in the display image G 2, it is possible to observe reactions to light stimuli more intuitively.
Ａ 標本
Ｂ 観察領域
Ｇ１ ＣＣＤ画像（第１の２次元画像）
Ｇ２ ＬＳＭ画像（第２の２次元画像）
１ 蛍光観察装置
２ ＬＳＭ装置
４ ＣＣＤ（撮像素子）
６ 入力部（観察領域指定手段、刺激領域指定手段）
７ モニタ（画像表示手段、観察領域表示手段、データ表示手段）
１７ 観察領域記憶部（記憶手段）
A specimen B observation area G 1 CCD image (first two-dimensional image)
G 2 LSM image (second 2D image)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorescence observation apparatus 2 LSM apparatus 4 CCD (imaging element)
6 Input part (observation area designation means, stimulation area designation means)
7 Monitor (image display means, observation area display means, data display means)
17 Observation area storage unit (storage means)
Claims (7)
前記標本においてレーザ光を走査して、発生した蛍光を検出し、第２の２次元画像を取得するとともに、標本上にレーザ光を照射して光刺激を与えるＬＳＭ装置と、
前記第２の２次元画像を表示する画像表示手段と、
該画像表示手段により表示された前記第２の２次元画像内において、前記ＬＳＭ装置により光刺激を与える刺激領域を指定する刺激領域指定手段と、
前記画像表示手段により表示された前記第２の２次元画像内において第１の２次元画像を取得すべき観察領域を指定する観察領域指定手段と、
前記刺激領域の情報と、前記観察領域指定手段で指定された前記観察領域において取得された前記第１の２次元画像とを対応づけて記憶する記憶手段と、
前記画像表示手段に前記刺激領域を選択可能に表示する刺激領域表示手段と、
該刺激領域表示手段により表示された刺激領域が選択されたときに、該選択された刺激領域に対応づけて前記記憶手段に記憶されている前記第１の２次元画像に基づくデータを表示するデータ表示手段とを備える蛍光観察装置。 An image sensor that captures a specimen and obtains a first two-dimensional image;
An LSM device that scans the sample with a laser beam to detect generated fluorescence, obtains a second two-dimensional image, and irradiates the sample with the laser beam to provide a light stimulus;
Image display means for displaying the second two-dimensional image;
In the second two-dimensional image displayed by the image display means, a stimulation area designating means for designating a stimulation area to which light stimulation is applied by the LSM device;
Observation area designating means for designating an observation area in which the first two-dimensional image is to be acquired in the second two-dimensional image displayed by the image display means;
Storage means for storing the information of the stimulation area and the first two-dimensional image acquired in the observation area specified by the observation area specifying means in association with each other;
Stimulus area display means for selectively displaying the stimulus area on the image display means;
Data for displaying data based on the first two-dimensional image stored in the storage means in association with the selected stimulation area when the stimulation area displayed by the stimulation area display means is selected A fluorescence observation apparatus comprising display means.
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