[发明专利]生物体图像摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以小动物等生物体试样为对象的生物光学成像(bioluminescence imaging)技术。

背景技术

将生物体中的分子种(molecular species)分布方式进行图像化的方法是医学、生物学的重要研究方法。以往在细胞等级广泛应用着如下方法：使用显微镜，利用附着有荧光色素的分子探针、使用化学发光的分子探针来将分子种进行图像化。将来要求如下一种装置：针对比细胞水平更大的脏器、甚至动物个体，在仍旧存活的状态下观察所关注的分子种分布的样子。例如如下技术：通过使荧光探针与小鼠等个体中的癌细胞相结合来将所关注的癌细胞增殖的样子进行图像化，观察每天或者每周的经时变化。在以往的用于细胞等级的测量装置中，为了观察动物个体内部的癌细胞的增殖，通过杀死动物对规定的部分染色或者附着荧光体来进行观察，但是这样就无法对一个个体长时间地观察细胞的经时的增殖。由于该原因，期望开发一种能够在个体仍旧存活的状态下观察小动物个体的内部信息的分子种的装置。

由于近红外光在生物体内部的透射率比较好，因此使用利用600nm～900nm左右波长的近红外光来观察小动物的观察装置。然而，在现有技术的观察方法中，通常只从上部拍摄试样，无法同时进行多个方向的观察。存在例如如下情况：在从特定的方向观察小鼠时看不到癌细胞，但是如果从相反侧观察小鼠则能检测到癌细胞。在使用只能够从一个方向进行观察的装置时，操作者只能以如下的操作进行对应：不得不停止操作，通过拍摄以小鼠的体轴为中心旋转少许得到的像来进行类似多个方向的观察。但是，通过该方法无法得到具有再现性的数据，无法同时检测各方向。特别是在观察来自生物体的发光时由于发光强度本身非常弱，因此需要在二维检测器上进行通常几十秒至几分钟的累积曝光。另一方面，由于发光强度随时间而改变，因此当按不同的方向来依次切换地进行摄像时每个方向的图像条件不同，因而发光强度不起作用。期望能够在检测器上对生物体的多个方向的像同时并行地进行长时间累积。荧光测量与发光测量相比，由于强度较强，因此能够在比较短的时间内进行测量，尽管如此，为了迅速地得到正确的数据，能够同时拍摄多个方向的信息是必不可少。

作为得到多个方向的图像的方法，已知有使用旋转反射镜分时地依次获取多个角度的图像的方法(参照专利文献1)。该方法虽然有试样本身的平行移动，但是无需旋转试样，也无需旋转二维检测器，通过中间的反射镜的旋转和试样位置的改变来进行多个方向的观察。

使用旋转反射镜的专利文献1的方法的缺点如下：由于各方向的测量是分时进行的，因此无法同时进行测量而导致进行测量需要花费时间；并且由于在每个方向上测量的时刻不同，因此在如发光那样强度经时改变时，导致各方向的时间条件不同，此外还产生结构复杂的问题。

另一方面，作为同时拍摄多个方向的像的以往的方法，已知有使用背面反射镜装置的方法(参照专利文献2)。在该专利文献2中公开了如下一种方法：为了获取立体图像结构的多个方向的像而利用设置在试样背面的多个反射镜，在拍摄试样正面的同时拍摄背面、侧面的像。但是，由于利用这多个反射镜形成的虚像的位置比试样到摄像透镜的距离远，因此无法对从试样直接进入透镜的光与利用背面反射镜反射之后进入透镜的光线同时进行对焦。在立体图像摄像中如果能够进行上述多个方向的同时测量，通常以如下摄像方法为前提：通过缩小透镜的光圈能够使对焦的范围、所谓的焦点深度变深因而即使焦点对不上也没有关系。即，这种用于获取立体图像数据的摄像机是以通过缩小开口来使焦点深度变深为前提的。

专利文献1：美国专利申请公开第20050201614号公报

专利文献2：日本特开2001-330915号公报

发明内容

发明要解决的问题