特開 2021-29453 顕微授精用装置および顕微授精用術具の位置制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-29453(P2021-29453A)

(43)【公開日】2021年3月1日

(54)【発明の名称】顕微授精用装置および顕微授精用術具の位置制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/43 20060101AFI20210201BHJP

   G02B 21/32 20060101ALI20210201BHJP

   A61B 34/35 20160101ALI20210201BHJP

【ＦＩ】

   A61B17/43

   G02B21/32

   A61B34/35

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-150901(P2019-150901)

(22)【出願日】2019年8月21日

(11)【特許番号】特許第6725735号(P6725735)

(45)【特許公報発行日】2020年7月22日

(71)【出願人】

【識別番号】515264012

【氏名又は名称】福永 憲隆

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福永 憲隆

【テーマコード（参考）】

2H052

4C160

【Ｆターム（参考）】

2H052AF19

4C160HH01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】顕微鏡視野で卵細胞質内精子注入法（ＩＣＳＩ）に用いられる術具であって、手動操作される術具を所望の位置に移動する。
【解決手段】術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動する手動移動部を備え、手動操作で移動される術具の先端の位置を、所定の操作に応じて記憶する。こうして記憶された複数の位置の１つを選択して、位置への術具の先端の移動が指示部により指示されたとき、手動移動部による術具の移動を無効にすると共に、術具の先端を、選択された位置まで移動制御部２００により移動する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

顕微鏡視野で用いられ、手動で操作される術具の位置制御装置であって、
前記術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動する手動移動部と、
前記移動される術具の先端の位置を、所定の操作に応じて記憶する位置記憶部と、
前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記術具の先端の移動を指示する指示部と、
前記指示を受けたとき、前記手動移動部による前記術具の移動を無効にすると共に、前記術具の先端を、前記選択された位置まで移動する移動制御部と
を備えた術具の位置制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の術具の位置制御装置であって、
前記記憶部は、前記検出部が検出した前記術具の現在の位置を、前記複数の位置の１つとして記憶する、位置制御装置。

【請求項3】

前記対象は、卵子であり、
前記術具は、前記卵子に精子を送り込むインジェクションピペットである請求項１または請求項２に記載の術具の位置制御装置。

【請求項4】

前記対象は卵子であり、
前記術具は、前記卵子を保持するホールディングピペットである請求項１または請求項２に記載の術具の位置制御装置。

【請求項5】

前記位置制御部が、背前記術具の先端を前記複数の位置の１つに移動したとき、前記移動の完了を報知する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の術具の位置制御装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された術具の位置制御装置を組み込んだ顕微授精装置。

【請求項7】

顕微鏡視野で用いられ、手動で操作される術具の位置制御方法であって、
前記術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動し、
前記移動される術具の先端の位置を、所定の操作に応じて記憶し、
前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記術具の先端の移動を指示し、
前記指示を受けたとき、前記手動での前記術具の移動を無効にすると共に、前記術具の先端を、前記選択された位置まで移動する
術具の位置制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、顕微鏡視野でのピペットなどの術具の位置を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

不妊治療の一つとして、１個の精子細胞を直接卵子細胞質内に注入して受精させる卵細胞質内精子注入法（ＩＣＳＩ）が開発され、実用化されている。ＩＣＳＩでは、顕微鏡視野を観察しながら、インジェクションピペットなどを精密に駆動する作業が存在する。以下、こうした処理を、顕微授精と呼ぶ。顕微授精の作業では、ピペットの先端を所定の位置に精度良く位置決めする必要がある。このため、ピペットなどの術具は、マニピュレータを用いて、精度良く位置決めされる。こうした目的のために、極めて微少な動きを精度良く実現するマイクロマニピュレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−３３０７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、こうした位置決めの作業は、全て胚培養士などの作業者の手動操作によって行なわれ、顕微授精などの作業を補助するような機構は備えていない。顕微授精などの作業では、顕微鏡視野において、繰り返し同じ場所にピペットの先端を持っていくといった作業が存在するが、全て胚培養士などの術者が手作業で行なっている。この作業を分析すると、倍率を上げて行なう受精処理の後で、ピペットをＰＶＰ洗浄の位置まで持っていく際には、倍率を下げ、ピペットを大きく移動する。ＰＶＰ洗浄の後には、ピペット先端を次の受精処理位置までに移動し、倍率を上げて、受精処理を行なう。このように、ピペットの移動には、顕微鏡視野の倍率の変更などが伴う上、ピペットの移動量も、受精作業中に精緻な移動と、作業位置の大きな変更のための移動とでは大きく異なり、術者は、顕微鏡視野で、煩瑣な作業を強いられていた。作業に失敗すれば、貴重な受精用の卵子（胚）が失われるため、作業者は強い緊張を強いられており、顕微鏡視野での作業の軽減が強く求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

【0006】

本開示の一態様として、術具の位置制御装置が提供される。この位置制御装置は、顕微鏡視野で用いられ、手動で操作される術具の位置を制御する装置である。この位置制御装置は、前記術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動する手動移動部と、前記移動される術具の先端の位置を、所定の操作に応じて記憶する位置記憶部と、前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記術具の先端の移動を指示する指示部と、前記指示を受けたとき、前記手動移動部による前記術具の移動を無効にすると共に、前記術具の先端を、前記選択された位置まで移動する移動制御部とを備える。この術具の位置制御装置によれば、手動で操作される術具を、必要に応じて所望の位置に容易に移動することができる。

【0007】

こうした術具の位置制御装置において、前記記憶部は、前記検出部が検出した前記術具の現在の位置を、前記複数の位置の１つとして記憶するものとしてよい。こうすれば、移動先の位置を容易に記憶することができる。

【0008】

こうした術具の移動制御装置において、前記対象は、卵子であり、前記術具は、前記卵子に精子を送り込むインジェクションピペットであるものとしてよい。顕微授精において、インジェクションピペットの位置の移動は短時間に行なう必要があり、こうした術具の位置制御装置を用いることで、顕微授精を短時間に完了することが可能となる。

【0009】

同様に、前記対象は卵子であり、前記術具は、前記卵子を保持するホールディングピペットであるものとしてもよい。

【0010】

こうした術具の位置制御装置において、前記位置制御部が、前記術具の先端を前記複数の位置の１つに移動したとき、前記移動の完了を報知するものとしてもよい。この移動制御装置では、一時的に手動での術具の移動を無効にするため、こうした報知を行なうことで、移動の完了を知ることが容易となり、術具の扱いを容易にすることができる。

【0011】

本開示は、上述した術具の位置制御装置を組み込んだ顕微授精装置として実施することも可能である。位置制御装置は、顕微授精装置にオプションとして接続してもよいし、最初から組み込んで実施してもよい。

【0012】

本開示は、この他、術具の移動制御方法や、術具の移動位置の登録方法などの形態で実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】顕微授精に用いられる装置と顕微授精の様子を示す説明図である。

【図2A】顕微授精の要部を示す説明図である。

【図2B】顕微受精を行なう際のディッシュ内の溶液の配置例を示す説明図である。

【図3】実施形態としての顕微授精装置の概要を示す説明図である。

【図4】操作部の構成を示す正面図である。

【図5】マニピュレータの構成例を示す説明図である。

【図6】操作部の操作によりピペットが動作する様子を示す説明図である。

【図7】第１実施形態における制御部の概略構成図である。

【図8】実施形態における位置学習処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図9】実施形態におけるピペット移動処理ルーチンを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

Ａ．顕微授精装置の概要：
ピペットの位置を自動的に所定の位置に制御する位置制御機構が組み込まれた顕微授精装置１００について以下説明するが、実施形態の顕微授精装置１００の説明に先立って、まず位置制御機構が組み込まれていない従来の顕微授精装置について説明する。図１は、従来の顕微授精の操作に用いられる装置および顕微授精の処理について示す説明図である。図２は、顕微授精の要部を示す説明図である。図２は、模式図であり、後述する卵子１０の大きさと膜厚等は、実際の卵子の各サイズとの相関関係はない。顕微授精では、作業者Ｅ（例えば胚培養士）は、顕微授精装置２０を用いて、卵子に、インジェクションピペットを用いて、精子を注入する作業を行なう。

【0015】

図１、図２Ａに示すように、顕微授精装置２０は、倒立顕微鏡２５と、１対の細胞操作用のマニピュレータ３１，３２と、１対のインジェクター７９（作業者Ｅの右手側のインジェクターは不図示）と、インジェクションピペット３４と、ホールド用マイクロピペット３６と、を備える。倒立顕微鏡２５は、接眼レンズ２１と、ステージ２２と、対物レンズと、を備える。ステージ２２の上方の左右両側には、左右一対のマニピュレータ３１，３２が配置されている。マニピュレータ３１には、ホルダー３３（図２Ａ）を介してインジェクションピペット３４が支持されている。マニピュレータ３２には、ホルダー３５を介してホールド用マイクロピペット３６が支持されている。マニピュレータ３１，３２（図１）は、作業者Ｅの操作に応じて、それぞれ、インジェクションピペット３４，ホールド用マイクロピペット３６を、前後、左右および上下に、精密に動かすことができる。作業者Ｅは、顕微授精装置２０の右左に配置された操作部３７，３８を操作することにより、マニピュレータ３１，３２を自由に操作することができる。また、作業者Ｅは、図示しない操作部を操作することで、ステージ２２を前後左右に自由に移動することができる。

【0016】

ホルダー３３の他端には、可撓性のチューブ４１を介してインジェクター６９（不図示）が接続されており、ホルダー３５の他端には、可撓性のチューブ４２を介してインジェクター７９が接続されている。１対のインジェクターは、作業者Ｅの操作に応じて、チューブ４１，４２およびホルダー３３，３５内の圧力を調整する。

【0017】

顕微授精を行なう際、作業者Ｅは、倒立顕微鏡２５のステージ２２上にディッシュ５０を載置する（図２Ａ）。このとき、ディッシュ５０は、マニピュレータ３１とマニピュレータ３２との間に配置される。図２Ａに示すように、ディッシュ５０内に形成された培養液５２のドロップはミネラルオイル５４に被覆されている。培養液５２のドロップ内には、顕微授精を行なう際には、卵子１０が配置される。図２Ａでは、卵子１０が培養液５２内に配置されているように描いているが、準備段階では、単に培養液５２のドロップが形成され、ミネラルオイル５４により覆われているだけである。培養液５２としては、本実施形態では、生理食塩水（塩化ナトリウムを０．９ｗ／ｖ％含有する食塩水）を用いているが、これに限定されない。なお、ディッシュ５０内には、顕微授精の際に卵子１０が配置されるドロップ以外のドロップも存在するが、その詳細は、後述する。

【0018】

顕微授精を行なう場合、作業者Ｅは、倒立顕微鏡２５（図１）の接眼レンズ２１を覗き、対物レンズを介してディッシュ５０内を観察しながら、倒立顕微鏡２５の倍率を作業に応じた適正な値に調整しつつ、マニピュレータ３１，３２を操作すると共に、インジェクター７９および図示せざる他方のインジェクターを操作して、作業を行なう。この作業は、大まかには、
（１）各ピペットの位置を調整するなどの準備処理：
（２）精子の添加処理および卵子の配置処理：
（３）顕微授精処理：
（４）後処理：
の４つに分けられる。

【0019】

実際の顕微授精で用いられるディッシュ５０内の溶液の配置の一例を、図２Ｂに示した。図２Ｂは、作業者Ｅが倒立顕微鏡２５を用いて見ている視野に対応させて描いている。実際には、倒立顕微鏡２５の倍率は、受精作業をする際には、少なくとも４００倍程度とされるので、作業者Ｅは、一視野内に、図２Ｂの形でディッシュ５０内を視認することはできない。

【0020】

ディッシュ５０内は、上述したように複数のドロップがミネラルオイル５４に被覆された状態で配置される。図２Ｂにおいて、ディッシュ５０内における作業者Ｅの視野上方には、ホールド用ピペット洗浄用溶液のドロップ（以下、第１洗浄用溶液ドロップという）８１が配置される。また、ディッシュ５０の左側から中央にかけての領域には、精子添加用ドロップ８２、ＰＶＰドロップ８４、インジェクションピペット洗浄用溶液のドロップ（以下、第２洗浄用溶液ドロップという）８５が配置される。ディッシュ５０の右側には、上述した卵子１０が入った培養液５２の卵子用ドロップ８６ないし８９が配置される。

【0021】

これらのドロップのうち、精子添加用ドロップ８２には、後で精子が添加される。また、卵子用ドロップ８６ないし８９の各々には、患者から採取された卵子１０が一つずつ入れられている。第１，第２洗浄用溶液ドロップ８１，８５は、洗浄用溶液自体のドロップである。洗浄用溶液としては、m-HTF(modified-Human Tubal Fluid)を用いることができる。m-HTFは、空気環境下での使用に適した培養液である。もとより、他の周知の洗浄用溶液を用いてもよい。ＰＶＰドロップ８４は、ＰＶＰ溶液のドロップである。ＰＶＰ溶液は、粘性が高く、精子をここに入れて、精子の運動を抑制し、精子の尾を挫滅させるのに利用される。

【0022】

Ｂ．顕微授精処理の概要：
次に、通常の顕微授精処理の概要について説明する。もとより顕微授精処理は、胚培養器の機能や容量、胚培養士の技量などにより、様々なやり方があり得るため、以下に説明する処理以外にも様々なバリエーションが存在する。以下は、後述する実施形態での処理を分かりやすくするために、作業者Ｅが行なう顕微授精処理の準備処理の一つについて、その概要を示すものである。以下の処理は、全て作業者Ｅにより行なわれる。一連の処理は、最終的に顕微授精を行なう者と同じ作業者Ｅにより行なってもよいし、別の者が行なってもよい。

【0023】

（１）準備処理：
［１］ディッシュ５０を倒立顕微鏡２５のステージ２２の中央に載せ、倒立顕微鏡２５のステージ２２を移動し、第１洗浄用溶液ドロップ８１を視野の中央に位置させる。
［２］作業者Ｅは、右手でホールド用マイクロピペット３６を、左手でホルダー３５をそれぞれ持ち、ホールド用マイクロピペット３６をホルダー３５に付ける。

【0024】

［３］ホルダー３５を左側のマニピュレータ３２に取り付け、倒立顕微鏡２５の視野を見ながら、ホールド用マイクロピペット３６の先端が、第１洗浄用溶液ドロップ８１の真上に来るように、調整する。この調整は、主に手動で行なわれる。
［４］作業者Ｅは、左手で、マニピュレータ３２の左手用の操作部３８を操作し、ホールド用マイクロピペット３６の先端を下降させ、先端を第１洗浄用溶液ドロップ８１内に位置させる。この位置を、以下、第１洗浄位置と呼ぶ。

【0025】

［５］作業者Ｅは左手で、インジェクター７９を操作し、ホールド用マイクロピペット３６内部の培養液を吐出させる。その上で、ホールド用マイクロピペット３６の先端を視野の中心に移動する。
［６］倒立顕微鏡２５の対物レンズを切り替えて顕微鏡視野の倍率を上げ、ホールド用マイクロピペット３６の先端の向きを調整する。

【0026】

［７］作業者Ｅは、倒立顕微鏡２５の対物レンズを切換えて顕微鏡視野の倍率を下げ、左手で、マニピュレータ３２の操作部３８を操作して、ホールド用マイクロピペット３６を上昇させる。
［８］左手で、倒立顕微鏡２５のステージ２２を移動し、ＰＶＰドロップ８４を視野の中心に位置させる。

【0027】

［９］もう一つのインジェクター７９を操作して、インジェクションピペット３４内の圧力を調整した上で、インジェクションピペット３４をホルダー３３に取り付ける。
［１０］ホルダー３３を右側のマニピュレータ３１に取り付け、倒立顕微鏡２５の視野を見ながら、インジェクションピペット３４の先端が、ＰＶＰドロップ８４の真上に来るように、調整する。この調整は、主に手動で行なわれる。
［１１］作業者Ｅは、右手で、マニピュレータ３１の右手用の操作部３７を操作し、インジェクションピペット３４の先端を下降させ、先端をＰＶＰドロップ８４内に位置させる。この位置を、以下、ＰＶＰ位置と呼ぶ。

【0028】

［１２］インジェクションピペット３４を視野の中心に移動し、インジェクションピペット３４の角度を調整する。
［１３］もう一つのインジェクター７９を調整して、インジェクションピペット３４の内部をＰＶＰで一旦満たし、その状態で、インジェクター７９を操作して、ＰＶＰを吸い込んだり吐出したりする。
［１４］マニピュレータ３１を操作してインジェクションピペット３４を上昇させる。

【0029】

［１５］ステージ２２を移動し、視野の中心に卵子用ドロップ８６〜８９のうちのいずれかのドロップが来るように調整する。一般に顕微授精の処理は、複数の卵子用ドロップ８６〜８９の端から行なうので、卵子用ドロップ８６または８９が選択される。
［１６］作業者Ｅ、左手でマニピュレータ３２を操作し、ホールド用マイクロピペット３６を卵子用ドロップ８６へ下降させる。
［１７］倒立顕微鏡２５の倍率を上げ、ホールド用マイクロピペット３６の位置を基準として、インジェクションピペット３４の位置を調整する。
こうして調整されたホールド用マイクロピペット３６およびインジェクションピペット３４の位置を、以下、卵子位置と呼ぶ。
［１８］倒立顕微鏡２５の倍率を下げ、準備処理を終了する。次の処理までに時間が空く場合は、ライトなどを消灯してもよい。

【0030】

（２）精子の添加処理および卵子の配置処理：
顕微授精処理に先立って、精子添加用ドロップ８２に精子を添加する。精子の添加は、顕微授精装置２０とは別のピペットなどを利用して、ディッシュ５０の精子添加用ドロップ８２に、予め用意した精子を添加することにより行なわれる。

【0031】

他方、患者から採取した卵子１０を、用意した卵子用ドロップ８６〜８９に、一つずつ配置する。この処理は、顕微授精装置２０とは別のピペットを用いて行なわれる。卵子用ドロップ８６〜８９に卵子１０が配置された状態で、顕微授精の前処理が全て完了する。

【0032】

（３）顕微授精処理：
次に、顕微授精処理が行なわれる。顕微授精処理では、作業者Ｅは、顕微授精装置２０を用い、ステージ２２を移動して、精子添加用ドロップ８２を倒立顕微鏡２５の視野に入れ、マニピュレータ３１を操作して、インジェクションピペット３４を精子添加用ドロップ８２の上方の位置に移動する。この状態で、倒立顕微鏡２５の倍率を上げ、インジェクションピペット３４の先端を移動および降下させ、精子添加用ドロップ８２の界面に位置させる。この位置を、精子添加用ドロップ位置と呼ぶ。この状態から、顕微鏡視野内で、精子を探し、インジェクター７９を操作して、インジェクションピペット３４内に精子を吸引する。

【0033】

続いて、倍率を下げて視野を広くし、マニピュレータ３１を操作して、インジェクションピペット３４を上昇し、更にＰＶＰドロップ８４に移動する。この状態で、倒立顕微鏡２５の倍率を上げて、インジェクションピペット３４をＰＶＰドロップ８４に降下させ、インジェクター７９を操作して、インジェクションピペット３４内の精子をＰＶＰドロップ８４内に吐出する。ＰＶＰドロップ８４内では、その粘性により精子の動きは緩慢になるので、マニピュレータ３１を操作して、インジェクションピペット３４の先端で、精子の尾を挫滅する。その後、マニピュレータ３１およびインジェクター７９を操作して、挫滅しておいた精子の一つを、インジェクションピペット３４内に吸引する。

【0034】

この状態で、倒立顕微鏡２５の視野を広げ、マニピュレータ３１を操作して、インジェクションピペット３４の先端を卵子用ドロップ８６に移動する。インジェクションピペット３４を降下し、倒立顕微鏡２５の倍率を上げ、卵子１０を見ながら、マニピュレータ３２を操作して、ホールド用マイクロピペット３６により卵子１０をホールドする。この状態で、マニピュレータ３１を操作して、インジェクションピペット３４の先端を卵子１０に近付け、卵子１０を穿刺して、インジェクター７９によりインジェクションピペット３４の内圧を高めて、インジェクションピペット３４内の精子を卵子１０内に吐出する。ホールド用マイクロピペット３６による卵子１０のホールドを維持したまま、マニピュレータ３１を操作してインジェクションピペット３４を卵子１０から抜き取り、続いて、ホールド用マイクロピペット３６による卵子１０のホールドを解除し、マニピュレータ３１，３２を順次操作して、インジェクションピペット３４とホールド用マイクロピペット３６とを卵子用ドロップ８６から上昇させる。

【0035】

以上の処理を顕微受精する卵子１０の数だけ繰り返す。もとより、一人の患者の卵子一つのみ顕微授精して完了としてもよいが、複数個、例えば３個や４個の卵子に対して、一度に顕微授精処理をしても差し支えない。精子を送り込んだ卵子１０全てで、受精、卵割が進行するとは限らないため、通常は３個程度の卵子に対して、顕微授精処理が行なわれる。従って、卵子用ドロップの数は、顕微授精処理を行なう卵子１０の数に合わせて用意される。従って、既述した卵子位置は、卵子用ドロップの数だけ存在することになる。以下これを、第１卵子位置、第２卵子位置のように呼ぶものとする。

【0036】

（４）後処理：
上述した顕微授精処理を卵子１０の数だけ繰り返した後、受精処理された卵子を取り出し、胚培養装置（インキュベータ）に収容する。その後、ディッシュ５０やインジェクションピペット３４，ホールド用マイクロピペット３６を顕微授精装置２０から取り外し、マニピュレータ３１，３２、インジェクター７９等を清浄し、初期化して、後処理を完了する。

【0037】

以上、顕微授精の一般的な手順について、説明した。上述した一般的な手順を実施する顕微授精装置２０では、インジェクションピペット３４やホールド用マイクロピペット３６の移動は、全て、作業者Ｅが、マニピュレータ３１，３２を用いて行なっている。これに対して、以下で説明する実施形態の顕微授精装置１００では、作業者Ｅによるマニピュレータ３１，３２の操作に加えて、インジェクションピペット３４やホールド用マイクロピペット３６の移動の一部を、顕微授精装置１００が行なう機構が組み込まれている。以下、この点を中心に、装置の概要と動作について説明する。

【0038】

Ｃ．第１実施形態：
図３は、第１実施形態としての顕微授精装置１００の概要を示す概略構成図である。この顕微授精装置１００は、装置の外観は、図１を用いて説明した顕微授精装置２０とほぼ同じである。この顕微授精装置１００には、顕微授精装置２０と同様に倒立顕微鏡２５が組み込まれているが、図３では、倒立顕微鏡２５のうちの接眼レンズ１２１のみを示した。顕微授精装置１００では、この他、ピペット駆動部としてのマニピュレータ１３１，１３２、ホルダー１３３，１３５、操作部１３７，１３８、インジェクションピペット１３４、ホールド用マイクロピペット１３６、チューブ１４１，１４２、圧力操作部１６９，１７９、等が備えられている。また、顕微授精装置２０と同様に、ディッシュ５０を載置でき、前後左右に移動可能なステージ２２も備えられている。

【0039】

ステージ２２には、これを前後方向（Ｙ方向）に移動するＹ方向移動機構２２Ｙと左右方向（Ｘ方向）に移動するＸ方向移動機構２２Ｘとが設けられている。Ｙ方向，Ｘ方向移動機構２２Ｙ，２２Ｘは、ステージ２２に設けられたピニオンとギヤとの歯合により、実現される。ステージ２２には、前後方向に敷設された第１ピニオン１１１と左右方向に敷設された第２ピニオン１１２とがあり、移動は、これらの第１，第２ピニオン１１１，１１２と歯合する第１ギヤ１１３，第２ギヤ１１４を回転することにより実現される。第１，第２ギヤ１１３，１１４は、図示しないハンドルを用いて作業者Ｅが直接回転することもできるが、同軸に設けられた第１アクチュエータ１１５および第２アクチュエータ１１６によっても可能である。各ピニオンとギヤとはバックラッシュを限りなく０に近付けるために、シザースギヤが用いられている。また、第１，第２ギヤ１１３，１１４の回転量、つまりステージ２２の前後方向および左右方向の移動量を検出する第１，第２エンコーダ１１７，１１８が、第１，第２ギヤ１１３，１１４には設けられている。

【0040】

更に、ステージ２２の下部には、撮像用のビデオカメラ１１０が設けられている。ビデオカメラ１１０には、比較的焦点深度の浅いレンズ系を採用しており、オートアイリス（自動絞り）とオートフォーカス（自動焦点）の機能が設けられている。このため、ビデオカメラ１１０は、常時、適正な明るさで対象に焦点を合わせて撮像する。ディッシュ５０は透明なので、ビデオカメラ１１０は、ディッシュ５０が配置されている各ドロップ（図２Ｂ）の領域を撮像することができる。

【0041】

次に、操作部１３７，１３８について説明する。図４は、訓練者の右手側に設けられた操作部１３７の概要を示す説明図である。左手側の操作部１３８は、各部が左右対称に設けられている点を除いて、そのハードウェア構成は同一である。以下、操作部１３７を用いて説明するが、操作部から得られる信号等は、操作部１３８でも同様である。

【0042】

操作部１３７は、本体１５０の上端手前側から第１アーム１５１が突き出ており、更に第１アーム１５１の先端下方に、第２アーム１５２が垂下している。第１アーム１５１の側方には、Ｘ軸用ハンドル１６１が設けられている。また、第１アーム１５１の先端手前側には、Ｙ軸用ハンドル１６３が設けられている。第２アーム１５２の先端には、Ｚ軸用ハンドル１６５が設けられている。更に本体１５０の右側方には、Ｔ軸移動用ハンドル１６７が設けられている。圧力操作部１６９は、操作部１３７の外側に設けられている。圧力操作部１６９は、インジェクションピペット１３４の内部に充填された液体に加える圧力を設定するための操作量を出力する。圧力操作部１６９の操作量に応じて、図５に示したように、インジェクションピペット１３４とチューブにより接続された圧力調整部１６８が、インジェクションピペット１３４内の圧力を調整する。同様の機構が、圧力操作部１７９およびホールド用マイクロピペット１３６にも設けられている。ホールド用マイクロピペット１３６用の圧力操作部１７９も含めて、圧力操作部１６９，１７９では、圧力は正圧のみならず、負圧も設定可能である。

【0043】

各軸用のハンドル１６１，１６３，１６５，１６７は、図示しないエンコーダに結合されている。従って、各ハンドルを回転させると、回転量に応じた信号が出力される。実際の操作部１３７，１３８には、両ピペット１３４，１３６を大きく移動する粗動用ハンドルが別に設けられているが、両ピペット１３４，１３６を移動させるという意味では本質的な差はないので、粗動用ハンドルについては図示および説明を省略する。また、上記の様に、実際の信号を出力するのは、各ハンドル毎に設けられたエンコーダであるが、説明が煩雑になるのを避けるために、以下の説明では、右手用の操作部１３７の各ハンドル１６１，１６３，１６５，１６７および左手用の操作部１３８の各ハンドル１７１，１７３，１７５，１７７の操作により、各操作量に応じた信号が出力されるものとする。詳しくは後述するが、右手用の操作部１３７の各ハンドル１６１，１６３，１６５，１６７から出力される信号を、それぞれＸ１操作量、Ｙ１操作量、Ｚ１操作量、Ｔ１操作量と呼び、左手用の操作部１３８の各ハンドル１７１，１７３，１７５，１７７から出力される信号を、それぞれＸ２操作量、Ｙ２操作量、Ｚ２操作量、Ｔ２操作量と呼ぶ。サフィクスの「１」は、右手側、つまりインジェクションピペット１３４を操作するための信号であることを示し、サフィクスの「２」は、左手側、つまりホールド用マイクロピペット１３６を操作するための信号であることを示す。

【0044】

次に、図５を用いて、マニピュレータ１３１，１３２におけるインジェクションピペット１３４およびホールド用マイクロピペット１３６の移動機構について説明する。図５は、インジェクションピペット１３４用の移動機構を示す、ホールド用マイクロピペット１３６の移動機構も同様である。

【0045】

図示するように、マニピュレータ１３１のホルダー１３３には、インジェクションピペット１３４が取り付けられており、このホルダー１３３は、ホルダー１３３を、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向に移動するためのＸ軸アクチュエータ１８１、Ｙ軸アクチュエータ１８３、Ｚ軸アクチュエータ１８５が設けられている。また、インジェクションピペット１３４には、インジェクションピペット１３４をその軸線方向であるＴ方向に移動するＴ軸アクチュエータ１８７が設けられている。

【0046】

ここで、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｔ軸について説明する。図１に示した作業者（ここでは訓練者）Ｅと卵子が収容されたディッシュ５０との関係を想定して、図３および図５に示したように、作業者Ｅから見て左右方向、つまりインジェクションピペット１３４からホールド用マイクロピペット１３６に向かう方向がＸ方向であり、この方向の軸をＸ軸と呼ぶことがある。Ｘ軸アクチュエータ１８１が動作すると、ホルダー１３３は、図示左右方向、つまりＸ方向に移動する。他方、Ｘ方向に直交し、インジェクションピペット１３４から訓練者に向かう方向をＹ方向と呼ぶ。この方向の軸をＹ軸と呼ぶことがある。Ｙ軸アクチュエータ１８３が動作すると、ホルダー１３３は、図５の紙面前後方向、つまりＹ方向に移動する。また、Ｘ方向，Ｙ方向に直交する方向であって、図示上向きの方向をＺ方向と呼ぶ。この方向の軸をＺ軸と呼ぶことがある。Ｚ軸アクチュエータ１８５が動作すると、ホルダー１３３は、図５の上下方向、つまりＺ方向に移動する。Ｚ方向は、重力方向と平行な方向である。

【0047】

以上説明したＸ，Ｙ，Ｚ軸アクチュエータ１８１，１８３，１８５はいずれもホルダー１３３を移動するものであるのに対して、Ｔ軸アクチュエータ１８７は、インジェクションピペット１３４をホルダー１３３上において、その軸線方向に移動するアクチュエータである。ピペットの軸線方向をＴ方向と呼ぶ。なお、インジェクションピペット１３４における軸線方向と、ホールド用マイクロピペット１３６の軸線方向とは、交差またはねじれの位置にあるが、両ピペット軸線方向はいずれもＴ方向と呼ぶ。

【0048】

図５では、各軸アクチュエータ１８１，１８３，１８５，１８７は、回転するモータを模擬して描いたが、通常、モータにより回転するギヤとピニオンとのかみ合わせにはバックラッシュと呼ばれる遊びが存在する。このため、ギヤの回転方向を反転すると、僅かではあるが、ピニオンが停止したままとなる領域が存在し、これが作動上の誤差となる。インジェクションピペット１３４は、ミクロンオーダーの卵子に対する操作を行なうものであるため、こうしたバックラッシュは通常許容できない。従って、実際の各軸アクチュエータは、油圧を用いた油圧アクチュエータとして実現されている。もとより、シザースギヤ等を用いて、バックラッシュを完全に取り除いた機構を用いれば、モータ等の電動系により各アクチュエータを実現することも可能である。

【0049】

以上説明した操作部１３７，１３８の各軸ハンドルやマニピュレータ１３１，１３２の各軸アクチュエータは、駆動装置１４４に接続され、操作部１３７，１３８の各軸ハンドルを操作することにより、各軸アクチュエータが作動し、インジェクションピペット１３４やホールド用マイクロピペット１３６を移動する。駆動装置１４４を中心とした接続を図６に示した。図示するように、駆動装置１４４には、ステージ操作部１４３，右操作部入力部１４５，左操作部入力部１４６，インジェクションピペット駆動信号出力部１４８，ホールドピペット駆動信号出力部１４９および駆動信号演算生成部１４７が備えられている。

【0050】

駆動装置１４４の右操作部入力部１４５には、操作部１３７の各ハンドル１６１〜１６７の各エンコーダが接続されている。各エンコーダから入力される信号を、それぞれ、Ｘ１操作量、Ｙ１操作量、Ｚ１操作量、Ｔ１操作量として示した。駆動装置１４４の左操作部入力部１４６には、操作部１３８の各ハンドル１７１〜１７７の各エンコーダが接続されている。各エンコーダから入力される信号を、それぞれ、Ｘ２操作量、Ｙ２操作量、Ｚ２操作量、Ｔ２操作量として示した。

【0051】

ステージ操作部１４３は、ステージ２２を前後方向に移動するＹ方向移動機構２２Ｙおよび左右方向に移動するＸ方向移動機構２２Ｘに接続されている。ステージ操作部１４３は、これらの移動機構の第１，第２アクチュエータ１１５，１１６と第１，第２エンコーダ１１７，１１８とに接続されている。ステージ２２は、上述したように、作業者Ｅが図示しないハンドルを用いて直接移動するが、その移動量は、第１，第２エンコーダ１１７，１１８により検出され、ステージ操作部１４３を介して入力される。他方、後述する自動モードでは、ステージ操作部１４３を介して、第１，第２アクチュエータ１１５，１１６に駆動信号を出力することにより、ステージ２２を、前後方向および左右方向に移動することができる。

【0052】

こうしたステージ２２の移動も含めて、各部の操作量の指示に基づくアクチュエータの駆動を、駆動信号演算生成部１４７が行なう。駆動信号演算生成部１４７は、内部にＣＰＵを備え、受け取った信号に応じたアクチュエータの精密な駆動を行なう。駆動信号演算生成部１４７、右操作部入力部１４５および左操作部入力部１４６を介して入力された各操作量に基づき、マニピュレータ１３１の各軸アクチュエータ１８１〜１８７の駆動量およびマニピュレータ１３２の各アクチュエータ１９１〜１９７の駆動量を演算する。駆動信号演算生成部１４７が演算して出力する信号は、インジェクションピペット駆動信号出力部１４８およびホールドピペット駆動信号出力部１４９により、各アクチュエータ用の信号に変換されて、各アクチュエータに出力される。この結果、操作部１３７，１３８の各ハンドルを操作すると、その操作量に応じて、インジェクションピペット１３４およびホールド用マイクロピペット１３６が移動する。

【0053】

駆動信号演算生成部１４７は、通信機能を有する入出力ポートにより、上位の移動制御部２００と接続されている。本実施形態の顕微授精装置１００は、それ自体で顕微授精の全処理を作業者Ｅは実施可能であるが、上位の移動制御部２００と信号をやり取りすることで、自動モードでのステージ２２や各ピペットの移動が可能となっている。

【0054】

図７に依拠して、移動制御部２００の構成について説明する。図７は、移動制御部２００の概略構成図である。図示するように、移動制御部２００は、周知のＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置としてのハードディスク（ＨＤ）２０５の他、学習指示スイッチ６５からの信号を入力して学習動作を行なわせる学習入力部２１０、第１，第２フットスイッチ６１，６２が接続された指示入力部２２０、駆動装置１４４との通信を行なう入出力部２３０、ビデオカメラ１１０からの動画像を入力する映像入力部２４０、ビデオカメラ１１０からの映像を解析するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２５０、等を備える。

【0055】

指示入力部２２０は、第１，第２フットスイッチ６１，６２が接続されており、第１，第２フットスイッチ６１，６２の操作を検出する。第１，第２フットスイッチ６１，６２は、必要に応じてＦＳＷ１，ＦＳＷ２と略記することがある。第１，第２フットスイッチ６１，６２は、作業者Ｅにより使用され、後述するように、インジェクションピペット１３４やホールド用マイクロピペット１３６を自動モードで移動させる場合の指示に用いられる。

【0056】

入出力部２３０は、既に説明した駆動装置１４４の駆動信号演算生成部１４７との間で、情報の授受を行なう。移動制御部２００が駆動信号演算生成部１４７との間でやり取りする情報には、
（Ａ）ステージ２２やインジェクションピペット１３４およびホールド用マイクロピペット１３６の初期位置、
（Ｂ）ステージ２２やインジェクションピペット１３４およびホールド用マイクロピペット１３６の移動量、
（Ｃ）ステージ２２やインジェクションピペット１３４およびホールド用マイクロピペット１３６の目標位置、
（Ｄ）駆動装置１４４の動作モード（手動モードはまたは自動モード））
などがある。駆動装置１４４の動作モードには、駆動装置１４４が、作業者Ｅの操作によってステージや各インジェクションピペット１３４，ホールド用マイクロピペット１３６などを動作させる手動モードと、移動制御部２００からの指示により作業者Ｅの操作を無効とし、駆動装置１４４が自動でステージ２２や各インジェクションピペット１３４，ホールド用マイクロピペット１３６を移動する自動モードとがある。なお、以下の説明では、各インジェクションピペット１３４とホールド用マイクロピペット１３６とを特に区別せずに扱う場合には、単に「ピペット１３４，１３６」のように略記することがある。

【0057】

ＤＳＰ２５０は、映像入力部２４０が入力したビデオカメラ１１０の映像に基づき、ディッシュ５０における各ドロップの領域を認識する処理を行なう。ビデオカメラ１１０の映像から抽出される情報としては、ステージ２２上のディッシュ５０の位置、および図２Ｂに示した各ドロップの領域（二次元座標）等がある。

【0058】

顕微授精の作業時に、顕微授精装置１００が実行する処理について、図８を用いて説明する。図８は、顕微授精の実施前に行なわれる位置学習処理の概要を示すフローチャートである。この処理は、既述した（１）準備処理の際に行なわれる。本実施形態では、従来の顕微授精装置２０において行なわれる準備処理に加えて、次の二つの工程が追加されている。
（あ）精子添加用ドロップ位置の学習
（い）第２洗浄位置の学習
これらの処理は、次のようにして行なわれる。

【0059】

（あ）精子添加用ドロップ位置の学習：
［１９］低倍率でステージ２２を移動し、視野の中心に精子添加用ドロップ８２のＰＶＰドロップ８４側の界面が来るように調整する。
［２０］作業者Ｅは、右手でマニピュレータ１３１を操作し、インジェクションピペット１３４を精子添加用ドロップ８２へ下降させ、その先端を精子添加用ドロップ８２内に位置される。この位置を、以下、精子ドロップ位置と呼ぶ。
［２１］作業者Ｅは、インジェクションピペット１３４を上昇させ、精子添加用ドロップ８２から離脱させる。

【0060】

（い）第２洗浄位置の学習：
［２２］低倍率でステージ２２を移動し、視野の中心に第２洗浄用溶液ドロップ８５が来るように調整する。
［２３］作業者Ｅは、右手でマニピュレータ１３１を操作し、インジェクションピペット１３４を第２洗浄用溶液ドロップ８５へ下降させ、その先端を第２洗浄用ドロップ内に位置される。この位置を、以下、第２洗浄位置と呼ぶ。
［２４］作業者Ｅは、インジェクションピペット１３４を上昇させ、第２洗浄用溶液ドロップ８５から離脱させる。

【0061】

これらの処理を追加した結果、学習の対象となる位置としては、上記（あ）（い）に加えて、
（う）第１洗浄位置：これは準備処理の［４］で説明したホールド用マイクロピペット１３６の先端位置である。
（え）ＰＶＰ位置：これは、準備処理の［１１］で説明したインジェクションピペット１３４の先端位置である。
（お）卵子位置：これは準備処理の［１７］で説明した両ピペット１３４，１３６の先端の位置であり、卵子用ドロップ８６に対応した位置である。

【0062】

図８に示した位置学習処理では、上記位置のうち、（あ）精子添加用ドロップ位置と（え）ＰＶＰ位置の学習を行なう。位置学習処理を開始すると、まず移動制御部２００は、初期処理（ステップＳ３００）を実行する。初期処理では、移動制御部２００は、ビデオカメラ１１０を用いて、ディッシュ５０を撮像し、また、インジェクションピペット１３４やホールド用マイクロピペット１３６の先端の初期位置の設定を行なう。各ピペットの先端の初期位置とは、準備処理の［２］でホールド用マイクロピペットをホルダーに取り付けた際のピペットの先端位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標と、準備処理の［９］でインジェクションピペットをホルダーに取り付けた際のピペットの先端位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標である。これらの座標は、現在のステージ２２の機械的な原点からの絶対位置、各ピペットを保持し駆動するマニピュレータ１３１，１３２の機械的な原点からの絶対位置、各ピペットの取付位置（ホルダーから先端までの距離）から、求めることができる。ステージ２２の機械的な原点からの絶対位置等は、ステージ２２を原点まで一旦移動してその位置の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を（０，０，０）とした後、駆動用のアクチュエータ１１５，１１６の動作量をエンコーダ１１７，１１８で検出することにより、求めることができる。但し、ステージ２２の場合は、上下方向には移動しないので、Ｚ座標は常に値０である。

【0063】

同様に、各ピペット１３４，１３６がマニピュレータ１３１または１３２に取り付けられた際の先端の絶対座標も、マニピュレータ１３１，１３２の機械的原点において各座標を（０，０，０）とした後、マニピュレータ１３１，１３２の動きを同様にエンコーダからの信号を用いてトレースし、各ピペット１３４，１３６が取り付けられた際のホルダーからピペット先端までの距離を計測することにより、求めることができる。更に、ステージ２２とマニピュレータ１３１，１３２との機械的な位置関係は一意に定まっているので、これらを総合し、各ピペットの初期位置を、顕微授精装置１００に対して定められた原点から見た絶対座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として取得する。

【0064】

続いて、初期処理で撮像したディッシュ５０の画像から、ディッシュ５０内の各ドロップの位置（図２Ｂ）を認識する処理を行なう（ステップＳ３１０）。この処理は、ＤＳＰ２５０により行なわれる。この処理により、図２Ｂに示した各ドロップ８１，８２，８４から８９の位置と領域が認識される。

【0065】

その後、移動制御部２００は、各ピペット１３４，１３６の先端の位置の認識を繰り返す（ステップＳ３２０）。マニピュレータ１３１，１３２やステージ２２が、作業者Ｅにより操作される度に、その結果、位置が変更される各ピペット１３４，１３６の先端のＸ，Ｙ，Ｚ座標を更新する。こうした各ピペットの先端位置の認識を繰り返しつつ、学習指示スイッチ６５および第１，第２フットスイッチ６１，６２が操作されたか否かの判断を行なう（ステップＳ３３０）。操作されていなければ、ステップＳ３２０に戻って、各ピペット１３４，１３６の先端の位置の認識を繰り返す。作業者Ｅは、準備作業の［２０］において、インジェクションピペット１３４の先端を精子添加用ドロップ８２の界面に位置させた状態で、第１フットスイッチ６１を押すと同時に学習指示スイッチ６５を操作する。

【0066】

移動制御部２００は、このとき、第１フットスイッチ６１とインジェクションピペット１３４の先端位置とを、（あ）精子添加用ドロップ位置として、テーブルに記憶する。その後、全ての位置の学習が済んだかを判断し、完了していなければ、ステップＳ３２０に戻って、上述した処理を繰り返す。

【0067】

位置学習処理ルーチンでは、上述した（あ）精子添加用ドロップ位置の他に、（い）第２洗浄位置を学習する。準備作業［２３］で第２洗浄位置にインジェクションピペット１３４の先端を位置させた状態で、第２フットスイッチ６２と学習指示スイッチとを操作することにより、このときのインジェクションピペット１３４の先端の位置と第２フットスイッチ６２とを対応付けて学習する。なお、フットスイッチを多数設けて、他の位置、例えば（う）第１洗浄位置や、（え）ＰＶＰ位置、（お）卵子位置なども、テーブルに記憶するようにしてもよい。もとより、音声認識を利用して、音声コマンドと各位置とを対応付けて記憶するようにしてもよい。予定した全ての位置の学習が完了すれば、「ＥＮＤ」に抜けて、位置学習処理ルーチンを終了する。

【0068】

以上説明した位置学習処理ルーチンは、顕微授精装置１００における準備処理において、移動制御部２００において実行される。この準備処理およびこれに続く精子の添加処理・卵子の配置処理により、精子添加用ドロップ８２に精子が添加され、卵子ドロップ８６ないし８９に卵子が配置され、顕微授精処理が開始されると、移動用制御部２００は、図９に示したピペット移動処理ルーチンを実行する。このとき、顕微授精装置１００では、作業者Ｅの指示に応じて駆動装置１４４が、ステージ２２やマニピュレータ１３１，１３２を動作させている。この状態を、手動モードと呼ぶ。

【0069】

図９に示したピペット移動処理ルーチンを開始すると、移動制御部２００は、まずステージ２２や各ピペット１３４，１３６の初期位置を確認する（ステップＳ４００）。初期位置とは、顕微授精を開始する際の、これらの絶対座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）である。続いて、現在のピペット１３４，１３６の先端位置を演算する（ステップＳ４０５）。先端位置の演算は、駆動装置１４４の駆動信号演算生成部１４７との間で、ステージ２２やピペット１３４，１３６の移動量をやり取りすることにより、演算可能である。

【0070】

次に、第１，第２フットスイッチ６１，６２の状態を読込み（ステップＳ４１０）、フットスイッチの状態を判別する（ステップＳ４２０）。第１，第２フットスイッチ６１，６２のいずれもオンになっていなければ、ステップＳ４０５に戻って、現在位置の演算から処理を繰り返す。顕微授精の処理において、作業者Ｅが、精子をインジェクションピペット１３４に吸引するために、インジェクションピペット１３４を精子添加用ドロップ８２に移動したいという場面が生じる。こうした場面は、複数の卵子に対する受精処理を行なう場合には複数回生じる。こうした場面では、作業者Ｅは、第１フットスイッチ６１を踏んで、これをオンにする。第１フットスイッチ６１がオンになると、移動制御部２００は、駆動信号演算生成部１４７に対して、モードの切換を指示し、自動モードに設定する（ステップＳ４３０）。自動モードとは、ピペット１３４あるいは１３６の移動を自動で行なうモードである。自動モードに切換えると、マニピュレータ１３１，１３２等の操作部１３７，１３８の操作は全て無効になる。図９には示していないが、このとき、音声により「自動モードでピペット先端を移動しています」といったアナウンスを行なってもよい。あるいは、倒立顕微鏡２５の顕微鏡視野内に、同様の表示を行なうものとしてもよい。

【0071】

続いて、精子添加用ドロップ位置、つまり精子添加用ドロップ８２の界面に、インジェクションピペット１３４の先端を移動させるよう、駆動信号演算生成部１４７に指示する（ステップＳ４４０）。指示は、図８ステップＳ３４０でテーブルに記憶したインジェクションピペット１３４の先端位置を、駆動信号演算生成部１４７に目標位置として受け渡すことにより行なわれる。目標位置への移動の指示を受けた駆動信号演算生成部１４７は、Ｘ方向移動機構２２ＸやＹ方向移動機構２２Ｙを駆動してステージ２２を移動すると共に、マニピュレータ１３１，１３２の各軸アクチュエータ１８１〜１８７、１９１〜１９７等を駆動して、インジェクションピペット１３４の先端を、目標位置に移動する。

【0072】

移動が完了すると、移動制御部２００は、駆動信号演算生成部１４７に対して手動モードへの切り替えを指示する（ステップＳ４７０）。このとき、「移動が完了しました」といった報知を作業者Ｅに対して行なうことが好ましい。上記の処理により、インジェクションピペット１３４の先端は、精子添加用ドロップ８２の界面に位置するので、作業者Ｅは、直ぐに精子の吸引作業を開始することができる。

【0073】

その後、移動制御部２００は、顕微授精の処理が全て完了したかを判断する。顕微授精の処理が完了していなければ、ステップＳ４０５に戻って、各ピペット１３４，１３６の現在位置の演算から、上述した処理を繰り返す。

【0074】

フットスイッチの状態を読込んだとき（ステップＳ４１０）、第２フットスイッチ６２がオンとなっていれば、移動制御部２００は、駆動信号演算生成部１４７に対して、自動モードへの切り替えを指示し（ステップＳ４５０）、マニピュレータ１３１，１３２等の操作部１３７，１３８の操作は全て無効にする。このとき、音声により「自動モードでピペット先端を移動しています」といったアナウンス等を行なってもよいことは、ステップＳ４３０と同様である。

【0075】

続いて、第２洗浄位置、つまり第２洗浄用溶液ドロップ８５に、インジェクションピペット１３４の先端を移動させるよう、駆動信号演算生成部１４７に指示する（ステップＳ４６０）。指示は、図８ステップＳ３４０でテーブルに記憶したインジェクションピペット１３４の先端位置を、駆動信号演算生成部１４７に目標位置として受け渡すことにより行なわれる。目標位置への移動の指示を受けた駆動信号演算生成部１４７は、Ｘ方向移動機構２２ＸやＹ方向移動機構２２Ｙを駆動してステージ２２を移動すると共に、マニピュレータ１３１，１３２の各軸アクチュエータ１８１〜１８７、１９１〜１９７等を駆動して、インジェクションピペット１３４の先端を、目標位置である第２洗浄位置に移動する。

【0076】

移動が完了すると、移動制御部２００は、駆動信号演算生成部１４７に対して手動モードへの切り替えを指示する（ステップＳ４７０）。上記の処理により、インジェクションピペット１３４の先端は、第２洗浄位置、つまり第２洗浄用溶液ドロップ８５に位置するので、作業者Ｅは、直ぐにインジェクター７９を操作して、インジェクションピペット１３４内部に洗浄溶液を吸引し、また吐出するといった処理を行なって、インジェクションピペット１３４の内部を洗浄することができる。

【0077】

移動制御部２００は、その後、全ての顕微授精処理が完了したかを判断し、完了していなければ、ステップＳ４０５に戻って、各ピペット１３４，１３６の現在位置の演算から、上述した処理を繰り返す。顕微授精の処理が全て完了した場合には、「ＥＮＤ」に抜けて、本処理ルーチンを終了する。

【0078】

以上説明した第１実施形態の顕微授精装置１００によれば、ディッシュ５０上の複数のドロップのうちのいくつかに対して、各ピペット１３４あいるは１３６を移動させたい場所を予め登録しておくことができ、顕微授精の最中に、第１，第２フットスイッチ６１，６２を操作することにより、いつでも対応するピペットの先端を所望の登録位置に移動することができる。このため、上記の例で言えば、精子の吸引作業や、インジェクションピペット１３４の洗浄などの作業を素早く行なうことができる。このため、顕微授精の作業を短時間のうちに完了することが可能となり、卵子１０を短時間のうちにインキュベータに収めることが可能となる。卵子１０は患者から採取してから受精処理までの時間、および受精処理からインキュベータに収納するまでの時間を共に可能な限り短くすることが、受精および受精卵の成長にとって望ましいとされているので、こうした定型的な作業の自動化は、有用である。特に、経験の少ない胚培養士においては、作業時間の短縮に大きく寄与する。

【0079】

Ｄ．他の実施形態：
（１）他の実施形態として、例えば、ホールド用マイクロピペット１３６の位置を自動モードで移動するといった構成も可能である。ホールド用マイクロピペット１３６は、第１洗浄位置、つまり第１洗浄用溶液ドロップ８１や、卵子位置、つまり卵子ドロップ８６から８９のいずれかに位置させたいという場面がある。こうした場面に、他のフットスイッチや音声認識などを用いて、自動モードで、ホールド用マイクロピペット１３６を移動するようにしてもよい。

【0080】

また、フットスイッチの数を減らし、現在の顕微授精処理のステージを認識して、同じフットスイッチの操作がなされても、必要とされているピペットの移動を判定して、いずれのピペットをいずれの場所に移動するかを判断するようにしてもよい。上述したように、各位置への移動は、顕微受精処理のどのステージで生じるかは、通常決まっているので、例えば、顕微授精が始まった直後や卵子ドロップ８６での受精処理が終った直後であれば、フットスイッチの操作により、インジェクションピペット１３４を精子添加用ドロップ位置に移動する指示であると判断するなどの対応を取ることも可能である。

【0081】

あるいは、図８ステップ３４０で学習した位置の一覧表を顕微鏡視野などに表示し、そこから移動したい位置を選択するようにしてもよい。

【0082】

（２）上記実施形態では、インジェクションピペット１３４やホールド用マイクロピペット１３６の先端位置を自動モードで移動するようにしたが、他の術具を移動するようにしてもよい。

【0083】

（３）上記実施形態では、移動対象の現在の位置は、原点からの移動量の累積演算により求めるものとしたが、インジェクションピペット１３４などの先端位置を３次元的に把握可能なステレオカメラなどを設け、画像解析により現在の先端位置を求めるようにしてもよい。

【0084】

（４）上記各実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。ソフトウェアによって実現されていた構成の少なくとも一部は、ディスクリートな回路構成により実現することも可能である。また、本開示の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、データパケットを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。

【0085】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0086】

１０…卵子、２０…顕微授精装置、２１…接眼レンズ、２２…ステージ、２２Ｘ…Ｘ方向移動機構、２２Ｙ…Ｙ方向移動機構、２５…倒立顕微鏡、３１，３２…マニピュレータ、３３，３５…ホルダー、３４…インジェクションピペット、３６…ホールド用マイクロピペット、３７，３８…操作部、４１，４２…チューブ、５０…ディッシュ、５２…培養液、５４…ミネラルオイル、６１…第１フットスイッチ、６２…第２フットスイッチ、６５…学習指示スイッチ、７９…インジェクター、８１…第１洗浄用溶液ドロップ、８２…精子添加用ドロップ、８４…ＰＶＰドロップ、８５…第２洗浄用溶液ドロップ、８６〜６９…卵子用ドロップ、１００…顕微授精装置、１１０…ビデオカメラ、１１１…第１ピニオン、１１２…第２ピニオン、１１３…第１ギヤ、１１４…第２ギヤ、１１５…第１アクチュエータ、１１６…第２アクチュエータ、１１７…第２エンコーダ、１２１…接眼レンズ、１３１，１３２…マニピュレータ、１３３，１３５…ホルダー、１３４…インジェクションピペット、１３６…ホールド用マイクロピペット、１３７，１３８…操作部、１４１…チューブ、１４３…ステージ操作部、１４４…駆動装置、１４５…右操作部入力部、１４６…左操作部入力部、１４７…駆動信号演算生成部、１４８…インジェクションピペット駆動信号出力部、１４９…ホールドピペット駆動信号出力部、１５０…本体、１５１…第１アーム、１５２…第２アーム、１６１…Ｘ軸用ハンドル、１６３…Ｙ軸用ハンドル、１６５…Ｚ軸用ハンドル、１６７…Ｔ軸移動用ハンドル、１６８…圧力調整部、１６９，１７９…圧力操作部、１７１…ハンドル、１８１…Ｘ軸アクチュエータ、１８３…Ｙ軸アクチュエータ、１８５…Ｚ軸アクチュエータ、１８７…Ｔ軸アクチュエータ、１９１…アクチュエータ、２００…移動制御部、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２１０…学習入力部、２２０…指示入力部、２３０…入出力部、２４０…映像入力部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2020年3月27日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

顕微授精用装置であって、
倍率が変更可能な顕微鏡と、
前記顕微鏡の視野に設けられたステージであって、顕微授精操作の対象となる卵子と精子が配置されるディッシュが載置されるステージを、手動操作に応じて２次元的に移動させる移動機構と、
顕微授精用の術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動する手動移動部と、
前記移動される顕微授精用の術具の先端の位置および前記ディッシュを載置した前記ステージの位置を、使用者の操作に応じて記憶する位置記憶部と、
前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージの移動を指示する指示部と、
前記指示を受けたとき、前記手動移動部および前記移動機構による前記顕微授精用の術具および前記ディッシュを載置した前記ステージの前記手動操作での移動を無効にすると共に、前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージを、前記選択された位置まで移動する移動制御部と、
を備え、
前記記憶された複数の位置の一つは、前記ディッシュ内に配置された液体のドロップの内側の位置である、顕微授精用装置。

【請求項2】

請求項１に記載の顕微授精用装置であって、
前記ステージの現在の位置および前記顕微授精用の術具の現在の位置を検出する検出部を備え、
前記位置記憶部は、前記検出部が検出した前記顕微授精用の術具の現在の位置および前記ディッシュを載置した前記ステージの位置を、前記複数の位置の１つとして記憶する、顕微授精用装置。

【請求項3】

前記対象は、卵子であり、
前記顕微授精用の術具は、前記卵子に精子を送り込むインジェクションピペットである請求項１または請求項２に記載の顕微授精用装置。

【請求項4】

前記対象は卵子であり、
前記顕微授精用の術具は、前記卵子を保持するホールディングピペットである請求項１または請求項２に記載の顕微授精用装置。

【請求項5】

前記移動制御部が、前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージを前記複数の位置の１つに移動したとき、前記移動の完了を報知する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の顕微授精用装置。

【請求項6】

顕微授精の際に顕微鏡視野で用いられ、手動で操作される顕微授精用術具の位置制御方法であって、
顕微受精操作の対象となる卵子と精子が配置されるディッシュが載置されるステージを、手動操作に応じて２次元的に移動し、
前記顕微受精用の術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動し、
前記移動される顕微授精用の術具の先端の位置および前記ディッシュを載置した前記ステージの位置を、使用者の操作に応じて記憶し、
前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージの移動を指示し、
前記指示を受けたとき、前記手動操作での前記顕微授精用の術具の移動および前記手動での前記ディッシュを載置した前記ステージの移動を無効にすると共に、前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージを、前記選択された位置まで移動し、
前記記憶された複数の位置の一つは、前記ディッシュ内に配置された液体のドロップの内側の位置である、顕微授精用術具の位置制御方法。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0005】

本開示は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。例えば、本開示の第１の態様として、顕微授精用装置が提供される。この顕微授精用装置は、倍率が変更可能な顕微鏡と、前記顕微鏡の視野に設けられたステージであって、顕微授精操作の対象となる卵子と精子が配置されるディッシュが載置されるステージを、手動操作に応じて２次元的に移動させる移動機構と、前記顕微授精用の術具の先端の位置を手動操作に応じて３次元的に移動する手動移動部と、前記移動される顕微授精用の術具の先端の位置および前記ディッシュを載置した前記ステージの位置を、所定の操作に応じて記憶する位置記憶部と、前記記憶された複数の位置の１つを選択して、当該位置への前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージの移動を指示する指示部と、前記指示を受けたとき、前記手動移動部による前記顕微授精用の術具および前記手動操作での前記ディッシュを載置した前記ステージの移動を無効にすると共に、前記顕微授精用の術具の先端および前記ディッシュを載置した前記ステージを、前記選択された位置まで移動する移動制御部と、を備える。この顕微授精用装置において、前記記憶された複数の位置の一つは、前記ディッシュ内に配置された液体のドロップの内側の位置である。本開示の他の態様として、上述した顕微授精用装置に対応する顕微授精用術具の位置制御方法も実施可能である。