[发明专利]观察装置和观察方法

说明书

观察装置(1A)包括光源(11)、镜(22)、聚光透镜(24)、物镜(25)、分束器(41)、摄像部(43)和解析部(50)。解析部(50)包括干涉强度图像取得部(51)、第1复振幅图像生成部(52)、第2复振幅图像生成部(53)、2维相位图像生成部(54)、3维相位图像生成部(55)和折射率分布计算部(56)。解析部(50)通过使镜(22)的反射面的方位变化而对观察对象物(S)沿多个光照射方向分别照射光，关于多个光照射方向的各个从摄像部(43)取得基准位置上的干涉强度图像，通过基于这些干涉强度图像进行所需的处理来求取观察对象物的3维折射率分布。由此，能够实现降低了多重散射光的影响的3维折射率层析成像。

技术领域

本发明涉及观察装置和观察方法。

背景技术

近年来，制作被称为球状体或类器官的3维的细胞组织的技术正在进展。此外，将这些3维细胞组织应用于药物研发和再生医疗等的研究正在进行。这些3维细胞组织是光学上透明的多重散射体。作为将这样的光学上透明的散射体成像的技术，迄今为止提出有多种多样的方法。其中作为使用荧光探针的成像技术，可列举共聚焦显微镜、多光子显微镜、光片显微镜。另一方面，作为不使用荧光探针的无染色/无创的成像技术，已知有光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)等。

虽然对于球状体和类器官等那样的观察对象物多期望无染色/无创的成像，但是在这些观察对象物的成像中应用了OCT这样的报告例并不多。作为其理由，考虑利用OCT的成像的分辨率低，和通过利用OCT的成像获得的信号的解释较难。因此，在当前时点，可以说还未确立能够成为黄金标准的无染色的3维细胞组织的成像技术。

作为能够以无染色/无创对观察对象物的光路长度进行成像的技术，还已知有定量相位成像(Quantitative Phase Imaging，QPI)。QPI因为能够取得观察对象物(例如细胞)的光路长度这一物理信息，在生物领域正在应用。使用利用QPI取得图像，能够生成微分干涉图像及相位差显微镜图像等其它种类的图像。QPI是能够取得信息量比较多的图像的技术，相较于现有的使用明场图像的解析，还被期待能够应用于高含量内容的解析中。此外，由于近年来的机器学习所致的图像识别精度的提高，使用无染色的成像技术的高含量内容的解析正被广泛研究，今后，期待多重散射体的无染色成像担负更重要的作用。但是，QPI因为取得的图像只不过是光路长度的向2维的投影，所以不能把握真的3维的构造。

此外，作为能够将观察对象物的光路长度无染色/无创地成像的技术，还已知有专利文献1中记载的光学衍射层析成像(Optical Diffraction Tomography，ODT)。ODT是使QPI向可3维成像的技术发展的技术，能够实现观察对象物的3维折射率层析成像。通过使用ODT进行细胞观察，能够进行细胞核和线粒体等细胞小器官的同定，此外，能够进行3维形态变化的追踪，期待能够进行比QPI更高含量内容的解析。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-219826号公报

非专利文献

非专利文献1：Sungsam Kang，et al，“Imaging deep within a scatteringmedium using collective accumulation of single-scattered waves，”NATUREPHOTONICS，Vol.9，pp.253-258(2015)。

发明内容

发明所要解决的问题

但是，现有的ODT虽然能够应用于由几个构成的细胞的观察，但在上述那样的3维细胞组织等多重散射体的观察中难以应用。这是因为，在现有的ODT中，在观察对象物产生的多重散射光多的情况下，所取得的图像中多重散射光的影响大幅显现。