特許 7596002 顕微授精支援装置、顕微授精支援システム、顕微授精支援プログラム、及び卵子保持デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】顕微授精支援装置、顕微授精支援システム、顕微授精支援プログラム、及び卵子保持デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/00 20060101AFI20241202BHJP

【ＦＩ】

G02B21/00

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024154443

(22)【出願日】2024-09-09

【審査請求日】2024-09-09

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】524335729

【氏名又は名称】株式会社アークス

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】棚瀬 将康

(72)【発明者】

【氏名】丸山 裕也

【審査官】瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２６１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８５００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２９５９４５２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－２９４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２１－００１９７８１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ １９／００ － ２１／３６

Ｃ１２Ｍ １／００ － ３／１０

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ － ２１／６１

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ａ６１Ｄ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援装置であって、
前記精子を収容する精子プール及び前記卵子を保持する卵子保持デバイスはステージ上に配置され、
前記顕微授精支援装置は、
前記精子注入ツールと前記卵子との相対的な位置関係を含む情報と、前記精子注入ツールと前記精子プールに収容された精子との相対的な位置関係を含む情報と、を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記情報に基づいて、不動化された前記精子を前記精子注入ツールに保持するために前記ステージの移動を制御し、かつ前記精子を前記卵子に注入して顕微授精を行うために前記ステージの移動を制御する制御部と、
を備える、顕微授精支援装置。

【請求項2】

前記卵子、前記精子、及び前記精子注入ツールを撮像する撮像部と、
前記制御部の指示に基づいて前記ステージを移動させるための駆動部と、
をさらに備える、
請求項１に記載の顕微授精支援装置。

【請求項3】

前記卵子保持デバイスは、前記卵子を前記卵子保持デバイスに保持するための吸引装置に接続され、
前記制御部は、前記吸引装置をさらに制御する、
請求項１に記載の顕微授精支援装置。

【請求項4】

前記卵子保持デバイスは、前記卵子を前記卵子保持デバイスにおいて回転させるための流体供給装置に接続され、
前記流体供給装置は、前記卵子保持デバイスに配置された前記卵子に流体を供給することにより前記卵子を回転させ、
前記制御部は、前記流体供給装置をさらに制御する、
請求項１に記載の顕微授精支援装置。

【請求項5】

前記取得部が、前記卵子の極体の位置を含む情報をさらに取得し、
前記制御部が、前記極体が位置しない方向から前記精子注入ツールにより前記精子を注入するために前記卵子を回転させるために前記流体供給装置を制御する、
請求項４に記載の顕微授精支援装置。

【請求項6】

前記流体供給装置は、供給する流体の温度を一定の範囲に維持するための温度制御手段を備える、
請求項４に記載の顕微授精支援装置。

【請求項7】

前記精子注入ツールが、前記撮像部に対して固定して設けられる、
請求項２に記載の顕微授精支援装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の顕微授精支援装置に接続される前記ステージ上に配置するための卵子保持デバイスであって、
卵子を収容するための凹部と、
卵子を前記凹部において保持するための吸引口と、
を備える、
卵子保持デバイス。

【請求項9】

卵子を前記凹部において回転させるための流体供給口をさらに備える、
請求項８に記載の卵子保持デバイス。

【請求項10】

請求項１～７のいずれか１項に記載の顕微授精支援装置と、
前記精子注入ツールと、
を備える、
顕微授精支援システム。

【請求項11】

精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援プログラムであって、
前記精子を収容する精子プール及び前記卵子を保持する卵子保持デバイスはステージ上に配置され、
コンピュータを、
前記精子注入ツールと前記卵子との相対的な位置関係を含む情報と、前記精子注入ツールと前記精子プールに収容された精子との相対的な位置関係を含む情報と、を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記情報に基づいて、不動化された前記精子を前記精子注入ツールに保持するために前記ステージの移動を制御し、かつ前記精子を前記卵子に注入して顕微授精を行うために前記ステージの移動を制御する制御部と、
として機能させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、顕微授精支援装置、顕微授精支援システム、顕微授精支援プログラム、及び卵子保持デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

不妊治療の１つとして、精子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、精子及び卵子を顕微鏡で観察しながら、精子の不動化、精子の吸入、及び精子の卵子への注入等の作業が行われるため、ＩＣＳＩは顕微授精とも呼ばれている。

【0003】

現在、顕微授精は胚培養士により行われているものの、顕微授精の習熟には非常に時間を要するため、顕微授精を支援する技術が求められている。例えば、特許文献１には、胚培養士が手動操作する術具を所望の位置に移動するための制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－０２９４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、現在のところ、顕微授精を支援するための技術は開発途上である。例えば、精子注入ツールの移動を自動化しようとする場合、特許文献１に示すように装置構成が複雑になってしまう場合がある。そこで、本発明は、簡便な装置構成を有する顕微授精支援装置、顕微授精支援システム、顕微授精支援プログラム、又は卵子保持デバイス等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る顕微授精支援装置は、精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援装置であって、精子注入ツールと卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する取得部と、取得部によって取得した情報に基づいて、精子を卵子に注入して顕微授精を行うために卵子保持デバイスが配置されるステージの移動を制御する制御部と、を備える。

【0007】

かかる顕微授精支援装置は、取得した精子注入ツールと卵子との相対的な位置関係を含む情報に基づき、ステージを移動させることにより顕微授精を支援する。このため、例えば、特許文献１のような精子注入ツールの移動を制御して顕微授精を支援する装置と異なり、顕微授精システムを、精子注入ツールの移動を制御するための機構を省略した構成とすることができる。

【0008】

本開示の一側面に係る卵子保持デバイスは、卵子を収容するための凹部と、卵子を凹部において保持するための吸引口と、を備える。かかる卵子保持デバイスは、上記の顕微授精支援装置に配置して用いられる。

【0009】

かかる卵子保持デバイスによれば、顕微授精支援装置が収容した卵子の固定及び回転を実施することができるため、例えば、精子注入ツールの移動を制御することなく、適切な方向から卵子に精子注入ツールを挿入することができる。

【0010】

本開示の一側面に係る顕微授精支援システムは、本開示の一側面に係る顕微授精支援装置と、精子注入ツールと、を備える。

【0011】

本開示の一側面に係る顕微授精支援プログラムは、精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援プログラムであって、コンピュータを、精子注入ツールと卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する取得部と、取得部によって取得した情報に基づいて、精子を卵子に注入して顕微授精を行うために卵子保持デバイスが配置されるステージの移動を制御する制御部と、として機能させる。

【0012】

かかる顕微授精支援システム及び顕微授精支援プログラムは、取得した精子注入ツールと卵子との相対的な位置関係を含む情報に基づき、ステージを移動させることにより顕微授精を支援する。このため、例えば、特許文献１のような精子注入ツールの移動を制御して顕微授精を支援する装置と異なり、顕微授精システムを、精子注入ツールの移動を制御するための機構を省略した構成とすることができる。

【0013】

なお、本開示の一側面に係るプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の光学ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録媒体を通じて、又は通信ネットワーク等を介してダウンロードすることにより、コンピュータ及び／又は装置にインストール又はロードすることができる。

【0014】

また、本明細書等において、「部」とは、単に物理的構成を意味するものではなく、その構成が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの構成が有する機能が２つ以上の物理的構成により実現されても、２つ以上の構成の機能が１つの物理的構成により実現されてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、簡便な装置構成を有する顕微授精支援装置、顕微授精支援システム、顕微授精支援プログラム、又は卵子保持デバイス等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る顕微授精支援システムの全体概念図である。

【図2】本実施形態に係る顕微授精支援装置の機能ブロック図の一例である。

【図3】本実施形態に係る顕微授精支援装置の物理的構成の一例である。

【図4】本実施形態に係る卵子保持デバイスの概略斜視図（Ａ）及び拡大平面図（Ｂ）である。

【図5】本実施形態に係る顕微授精方法の工程の一例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態に係る卵子保持デバイスの別の一例の概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

【0018】

［顕微授精支援システム］
図１を参照して、本実施形態に係る顕微授精支援システム１について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る顕微授精支援システム１の全体概念図である。

【0019】

本実施形態に係る顕微授精支援システム１は、本実施形態に係る顕微授精支援装置２と、精子注入ツール３と、を備える。本実施形態に係る顕微授精支援装置２の詳細については、後述する。

【0020】

図１に示すように、顕微授精支援装置２は、精子注入ツール３と、ステージ１１を移動させるための駆動部１２と、ステージ１１上に配置される試料を撮像する撮像部１３とに接続されている。なお、図１では、顕微授精支援装置２が他の構成要素と有線で接続されているが、顕微授精支援装置２は他の構成要素と無線で接続されていてもよいし、他の構成要素と物理的に一体化していてもよい。したがって、ステージ１１、駆動部１２、及び撮像部１３の１以上は、顕微授精支援装置２の一部として、顕微授精支援装置２に包含されていてもよい。

【0021】

ステージ１１には、試料が導入された容器１４が配置される。容器１４は、例えばガラス製又は樹脂製等のディッシュである。図１では、容器１４には、精子プールＰＳと、卵子プールＰＯが設けられている。容器１４及び／又はステージ１１には、精子プールＰＳ及び／又は卵子プールＰＯを顕微授精に適した温度に保つための温度制御手段が備えられていてよい。温度制御手段としては、例えば、ヒーター及びクーラーが挙げられる。温度制御手段は、容器１４中の温度を計測する機能を有していてよい。顕微授精に適した温度としては、例えば、約３７℃付近であり、３３～４０℃、３５～３８℃、３６～３７℃、又は３７℃であってよい。

【0022】

精子プールＰＳは、顕微授精の実施を希望する患者又は被験者等から取得された精子を含む。精子プールＰＳは、精子の他、精子の培養液、又は精子の運動を抑制する高粘性液体（例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）溶液）等を含んでいてよい。また、卵子プールＰＯは、顕微授精の実施を希望する患者又は被験者等から取得された卵子を含む。

【0023】

卵子プールＰＯは、卵子の他、卵子の培養液等を含んでいてよい。精子や卵子の培養液としては、特に限定されないが、生理食塩水（塩化ナトリウムを０．９ｗ／ｖ％含有する食塩水）が挙げられる。卵子プールＰＯは、卵子保持デバイスにより卵子を保持できるように、卵子保持デバイス上又は卵子保持デバイスに隣接して設けられる。

【0024】

ステージ１１は、ステージを移動させるための駆動部１２を備える。駆動部１２は、ステージ１１の面内方向（図１のｘｙ方向）においてステージ１１を移動させることができればよいが、ステージ１１の面に垂直な方向（図１のｚ方向）においてもステージ１１を移動させることができると好ましい。すなわち、ステージ１１は、駆動部１２を備えた３軸方向の移動が可能なステージであると好ましい。駆動部１２は、各軸ｘ、ｙ、ｚを中心としてステージを回転させてもよい。この時、駆動部１２は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対する並進移動と回転移動の計６自由度の移動を制御可能である。

【0025】

駆動部１２は、顕微授精支援装置２の制御によりステージ１１を移動させることができれば特に限定されず、例えば電気的に制御可能なモーターであってよい。ステージ１１及び駆動部１２は、例えば顕微鏡に備えられた電気的に制御可能な自動ステージであってよい。

【0026】

撮像部１３は、ステージ１１上の試料及び精子注入ツール３の撮像画像又は撮像動画像を取得する。図１において、撮像部１３は、ステージ１１の鉛直上方向からステージ１１上の試料を平面視で撮像している。また、撮像部１３は、精子注入ツール３の少なくとも精子の吸引及び注入をするための部分の位置情報を取得できるように精子注入ツール３の当該部分を視野角に含むように撮像を行う。なお、撮像部１３は、ステージ１１上の試料及び精子注入ツール３の位置関係を含む画像又は動画像を取得することができればよく、必ずしもステージ１１の鉛直上方向に設けられなくてもよい。

【0027】

撮像部１３は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサーを備えた撮像装置により構成されてよい。撮像部１３は、光学顕微鏡を介してステージ１１上の試料及び精子注入ツール３を撮像してもよい。光学顕微鏡による観察法としては、特に限定されないが、明視野観察法、暗視野観察法、位相差観察法、偏光観察法、紡錘体観察法、微分干渉観察法、及びレリーフコントラスト観察法等が挙げられる。また、対物レンズの倍率も適宜調整すればよく、例えば、２０倍、４０倍、６０倍等であってよい。撮像部１３が撮像したデータは、静止画像であってよく、動画像であってよい。以下では、撮像部１３が動画像を取得する場合について説明するが、撮像部１３が複数の静止画像を取得する場合も同様に顕微授精の支援をできることは言うまでもない。

【0028】

精子注入ツール３は、特定の精子を卵子の細胞質に注入するためのツールである。精子注入ツール３は、例えば、顕微授精に一般的に用いられるインジェクションピペットであってよい。精子注入ツール３は、精子プールＰＳに接触させて精子を吸引できることが好ましい。精子注入ツール３は、精子プールＰＳ中の精子を不動化させるための手段を備えていてもよい。精子を不動化させるための手段としては、ピエゾ素子等の微弱な振動を与える手段、及びレーザー光照射手段等が挙げられる。あるいは、精子注入ツール３の先端（例えば入出口）を用いて精子に直接圧力を加えることで、不動化してもよい。精子を不動化させるための手段は、精子注入ツール３とは異なる機構として、顕微授精支援システム１に備えられていてよい。

【0029】

精子注入ツール３は、精子を吸引し、注入するための圧力制御機構を備えていてよい。圧力制御機構は、顕微授精支援装置２の制御に基づいて、精子注入ツール３が有する、又は精子注入ツール３に取り付けられたポンプの出力を調整し、精子注入ツール３の入出口付近に存在する精子を吸引したり、吸引され精子注入ツール３内に保持された精子を入出口から排出したりしてよい。

【0030】

精子注入ツール３は、撮像部１３に対して相対的位置が固定して設けられることが好ましい。このような態様によれば、ステージ１１を移動させたとしても撮像部１３の撮像視野においては精子注入ツール３の位置は移動しないため、ステージ１１上の試料と精子注入ツール３との相対的位置関係を容易に調整することができる。

【0031】

顕微授精支援装置２は、撮像部１３により取得されるステージ１１上の試料及び精子注入ツール３の撮像動画像に基づいて顕微授精を支援する。以下、顕微授精支援装置２について詳述する。

【0032】

（顕微授精支援装置）
図２は、顕微授精支援装置２の機能ブロック図である。顕微授精支援装置２は、取得部２１、制御部２２、及び解析部２３を備える。顕微授精支援装置２は、精子注入ツール３に保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する。

【0033】

取得部２１は、撮像部１３がステージ１１上の卵子プールＰＯ及び精子注入ツール３を撮像することで取得した精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する。取得部２１は、撮像部１３が撮像した撮像画像又は撮像動画像に基づいて、精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得すればよく、撮像部１３が撮像した撮像画像又は撮像動画像そのものを取得する必要はない。

【0034】

一実施形態において、取得部２１は、撮像部１３が撮像した、撮像視野に精子注入ツール３と卵子とを含む、撮像画像又は撮像動画像を取得してよい。一実施形態において、取得部２１は、撮像部１３が撮像した撮像画像又は撮像動画像を解析して得られる、精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を示す情報を取得してよい。精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を示す情報は、例えば、精子注入ツール３の入出口と卵子との距離、又は精子注入ツール３の入出口及び卵子の座標等であってよい。精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を示す情報は、例えば、精子注入ツール３と卵子保持デバイスの卵子を収容する部分の周辺に設けられたマーカーとの相対的な位置関係から推定されてよい。精子注入ツール３の入出口及び卵子の座標は、ステージ１１の面内方向のｘｙ座標であってよく、さらにステージ１１の面に垂直なｚ方向を加えたｘｙｚ座標であってよい。取得部２１は、精子注入ツール３の入出口の延伸方向、すなわち、精子注入ツール３を卵子に挿入する際の挿入方向を取得してよい。

【0035】

取得部２１は、卵子の極体の位置を含む情報をさらに取得してもよい。顕微授精において、卵子の細胞質への精子の注入は卵子の極体を避けて行われることが多い。これは、卵子の極体（第一極体）付近に紡錘体が存在する傾向にあり、精子注入ツール３の挿入により紡錘体が傷つくことを抑制するためである。したがって、取得部２１は、卵子の紡錘体の位置を含む情報をさらに取得してもよい。

【0036】

卵子の極体の位置は、卵子の観察画像から取得することができるため、取得部２１は、撮像部１３が撮像した卵子の撮像画像又は撮像動画像を取得することで、卵子の極体の位置を含む情報を取得してよい。一実施形態において、取得部２１は、撮像部１３が撮像した撮像画像又は撮像動画像を解析して得られる、卵子の極体の位置を示す情報を取得してよい。

【0037】

取得部２１は、精子注入ツール３とステージ１１に配置される精子プールＰＳに収容された精子との相対的な位置関係を含む情報をさらに取得してもよい。

【0038】

一実施形態において、取得部２１は、撮像部１３が撮像した、撮像視野に精子注入ツール３と精子とを含む、撮像画像又は撮像動画像を取得してよい。一実施形態において、取得部２１は、撮像部１３が撮像した撮像画像又は撮像動画像を解析して得られる、精子注入ツール３と精子との相対的な位置関係を示す情報を取得してよい。精子注入ツール３と精子との相対的な位置関係を示す情報は、例えば、精子注入ツール３の入出口と精子との距離、又は精子注入ツール３の入出口及び精子の座標等であってよい。

【0039】

取得部２１は、後述の通信部２ｄにより実現されてよい。

【0040】

制御部２２は、取得部２１によって取得した情報に基づいて、精子を卵子に注入して顕微授精を行うために卵子保持デバイスが配置されるステージ１１の移動を制御する。また、制御部２２は、取得部２１によって取得した情報に基づいて、不動化された精子を精子注入ツール３に保持するためにステージ１１の移動を制御してよい。

【0041】

制御部２２は、精子注入ツール３に精子を保持させ、保持した精子を卵子に注入して顕微授精を行うために、撮像制御部２２１、駆動制御部２２２、精子注入ツール制御部２２３、吸引装置制御部２２４、及び送水装置制御部２２５を備えていてよい。

【0042】

撮像制御部２２１は、撮像部１３を制御し、撮像部１３の撮像領域を調整する。撮像制御部２２１は、撮像部１３の撮像視野を調整することにより撮像領域を調整してよい。撮像部１３が顕微鏡システムを介して撮像を行う場合、撮像制御部２２１は、精子及び／又は卵子を解像度高く撮像するために、撮像部１３に取り付けられた顕微鏡システムの設定を調整してもよい。当該調整は、顕微授精の実施者が行ってもよい。

【0043】

駆動制御部２２２は、駆動部１２を制御し、ステージ１１を移動させる。駆動制御部２２２は、駆動部１２が備える電気的機構を介してステージ１１を移動させてよい。

【0044】

精子注入ツール制御部２２３は、精子注入ツール３を制御し、精子の吸引及び排出を行う。精子注入ツール制御部２２３は、精子注入ツール３の圧力制御機構を制御して、精子注入ツール３が有する、又は精子注入ツール３に取り付けられたポンプの出力を調整してよい。精子注入ツール３が精子を不動化させるための手段を備える場合、精子注入ツール制御部２２３は、精子を不動化させるための手段を稼働させ精子を不動させるために精子注入ツール３を制御してもよい。

【0045】

吸引装置制御部２２４及び送水装置制御部２２５は、卵子保持デバイスに接続されてよい吸引装置及び送水装置をそれぞれ制御する。卵子保持デバイスの詳細は後述するが、吸引装置により卵子保持デバイスに卵子が保持される。また、送水装置により卵子保持デバイスに保持又は収容された卵子を回転させてよい。

【0046】

吸引装置制御部２２４及び送水装置制御部２２５は、それぞれ吸引装置及び送水装置を制御することにより、卵子の吸引及び回転を行う。吸引装置制御部２２４及び送水装置制御部２２５は、取得部２１が取得した卵子に関する情報に基づいて卵子を吸引し、卵子に対して送水を行う。

【0047】

送水装置制御部２２５は、取得部２１が取得した卵子の極体の位置を含む情報に基づいて、極体が位置しない方向から精子注入ツールにより精子を注入するために卵子を回転させるために送水装置を制御してよい。このために、送水装置制御部２２５は、精子注入ツール３が位置する方向を３時の方向として、卵子の極体が略１２時又は６時の方向に位置するように、送水装置を制御して卵子に対して送水を行うことで、卵子を回転させてよい。送水装置制御部２２５は、容器１４中の温度が顕微授精に適した温度に保たれるように、送水装置から供給する流体の温度を制御してよい。流体の温度の制御は、例えば、送水装置に備えられてよい温度制御手段により行われる。温度制御手段としては、例えば、ヒーター及びクーラーが挙げられる。温度制御手段は、送水装置から送水される流体の温度を計測する機能を有していてよい。

【0048】

なお、吸引装置は、卵子保持デバイスに接続され、卵子保持デバイスの吸引口付近に位置する卵子を吸引することができる装置であれば特に限定されない。吸引装置は、例えば吸引装置制御部２２４により圧力を制御可能なポンプであってよい。

【0049】

また、送水装置は、卵子保持デバイスに接続され、卵子保持デバイスの送水口から流体を送水できる装置であれば特に限定されない。送水装置は、例えば送水装置制御部２２５により送水する流体の流量を制御可能なポンプであってよい。送水装置は、送水する流体の温度を一定の範囲に維持するための温度制御手段を備えてよい。温度制御手段としては、例えば、ヒーター及びクーラーが挙げられる。温度制御手段は、送水装置から送水される流体の温度を計測する機能を有していてよい。流体の温度は、顕微授精に適した温度に維持されることが好ましく、当該温度は、例えば、約３７℃付近であり、３３～４０℃、３５～３８℃、３６～３７℃、又は３７℃であってよい。温度制御手段は、容器１４中の温度が顕微授精に適した温度に保たれるように、送水する流体の温度を制御してよい。

【0050】

制御部２２は、後述のＲＡＭ２ｂ又はＲＯＭ２ｃに記憶されＣＰＵ２ａにより実行されるプログラムにより実現されてよい。制御部２２による指示は、通信部２ｄを介して、各部及び装置に送信される。

【0051】

解析部２３は、取得部２１が取得した情報を解析し、制御部２２による制御を補助する。本実施形態において、解析部２３は顕微授精支援装置２に備えられているが、顕微授精支援装置２以外の部又は装置、例えば撮像部１３や撮像部１３に接続されたコンピュータに備えられてよい。解析部２３は、例えば、精子認識部２３１、卵子認識部２３２、精子評価部２３３、及び卵子評価部２３４を備えていてよい。

【0052】

精子認識部２３１は、取得部２１が取得した情報を解析し、精子を認識する。取得部２１が撮像画像又は撮像動画像を取得する場合、画像又は動画像から精子を認識する方法としては、精子の代表的形状を示す代表画像を複数用意し、画像又は動画像中の各フレームに対して代表画像を用いてパターンマッチングする方法や、精子の観察画像を教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いる方法が挙げられる。

【0053】

卵子認識部２３２は、取得部２１が取得した情報を解析し、卵子を認識する。取得部２１が撮像画像又は撮像動画像を取得する場合、画像又は動画像から卵子を認識する方法としては、卵子の代表的形状を示す代表画像を複数用意し、画像又は動画像中の各フレームに対して代表画像を用いてパターンマッチングする方法や、卵子の観察画像を教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いる方法が挙げられる。また、卵子保持デバイスに付されたマーカーに基づいて卵子を認識してもよい。

【0054】

精子評価部２３３は、取得部２１が取得した情報を解析し、各精子の品質を評価する。精子の品質とは、顕微授精に用いた場合の受精成功率、胚盤胞到達率、着床率、及び／又は出産成功率等に関する各精子が有する性質を意味する。精子の品質が高いとは、顕微授精に用いた場合の受精成功率、胚盤胞到達率、着床率、及び／又は出産成功率等が相対的に高いことを意味する。精子評価部２３３は、精子の品質に関わる少なくとも１つの指標を算出することで精子の品質を定量化してよい。

【0055】

精子の品質に関わる少なくとも１つの指標としては、特に限定されないが、例えば世界保健機関（ＷＨＯ）が発行するＷＨＯラボマニュアル第６版（WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen; Sixth Edition）に記載の指標が挙げられる。そのような指標としては、例えば、精子の運動性、精子の形態性、及び精子のＤＮＡ断片化の発生の程度の少なくとも１つ、又はこれら２種以上から算出されたものが挙げられる。

【0056】

精子評価部２３３は、精子の品質に関わる少なくとも１つの指標を種々の方法で算出してよい。例えば、精子の運動性は、所定の時間間隔における運動の速度、及び移動軌跡の直線性等により指標化することができる。精子評価部２３３は、所定の時間間隔において精子を追跡して、各フレームにおける精子の位置情報に基づいて運動の速度、及び移動軌跡の直線性等を算出できる。精子の運動性は、精子の品質及び運動を教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いて算出してもよい。

【0057】

精子の形態性は、撮像画像又は撮像動画像の各フレームにおいて撮像された精子の形態に基づいて指標化することができる。精子評価部２３３は、１つの精子について、複数のフレームに基づいて精子の形態性を指標化し、それらの値を平均して１つの指標として算出してもよい。精子の形態性は、例えば、精子の頭部の形状、尾部の形状、それらの欠損及びサイズのバランス等に基づいて指標化することができる。精子の運動性は、精子の品質及び形態を教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いて算出してもよい。

【0058】

精子のＤＮＡ断片化の発生の程度は、所定の時間間隔における運動の速度、及び移動軌跡の直線性等の精子の運動や、撮像画像又は撮像動画像の各フレームにおいて撮像された精子の形態を総合的に考慮して指標化することができる。精子のＤＮＡ断片化の発生の程度は、精子のＤＮＡ断片化の発生の程度と、精子の運動及び／又は形態とを教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いて算出してもよい。なお、精子のＤＮＡ断片化の発生の程度は、ＤＮＡ断片化を生じている精子を選択的に染色した染色画像を用いて計測することができる。

【0059】

精子評価部２３３は、上記のような指標を２種以上考慮して、精子の品質を総合的に評価した指標を算出してもよい。精子評価部２３３は、精子の運動性、精子の形態性、及び精子のＤＮＡ断片化の発生の程度にそれぞれ関する指標を任意選択的に重み付けした後に平均した指標を算出してよい。その際、いずれかの指標が閾値を下回る場合には、算出する指標から一定数を減ずる罰則を与えてもよい。

【0060】

卵子評価部２３４は、取得部２１が取得した情報を解析し、各卵子の品質を評価する。卵子の品質とは、顕微授精に用いた場合の受精成功率、胚盤胞到達率、着床率、及び／又は出産成功率等に関する各卵子が有する性質を意味する。卵子の品質が高いとは、顕微授精に用いた場合の受精成功率、胚盤胞到達率、着床率、及び／又は出産成功率等が相対的に高いことを意味する。卵子評価部２３４は、卵子の品質に関わる少なくとも１つの指標を算出することで卵子の品質を定量化してよい。

【0061】

卵子評価部２３４は、例えば、極体、紡錘体、及び滑面小胞体の位置、形状、及びサイズ、並びに細胞質の濁り度合い等に基づいて、卵子の品質を評価してよい。卵子評価部２３４は、卵子の品質及び形態を教師データとして用いて学習させた学習モデルを用いて卵子の品質を評価してもよい。

【0062】

解析部２３は、後述のＲＡＭ２ｂ又はＲＯＭ２ｃに記憶されＣＰＵ２ａにより実行されるプログラムにより実現されてよい。解析部２３による解析結果は、制御部２２が利用してよく、通信部２ｄを介して、各部及び装置に送信されてもよく、表示部２ｆに表示されてもよい。

【0063】

次いで、図３を参照して顕微授精支援装置２の物理的構成について説明する。図３は、顕微授精支援装置２の物理的構成の一例を示す図である。顕微授精支援装置２は、プロセッサに相当するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａと、記憶部に相当するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２ｂ、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２ｃと、通信部２ｄと、入力部２ｅと、表示部２ｆと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では顕微授精支援装置２の機能が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、顕微授精支援装置２の機能は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図３で示す構成は一例であり、顕微授精支援装置２はこれら以外の構成要素を有してもよいし、これらの構成要素のうち一部を有さなくてもよい。

【0064】

ＣＰＵ２ａは、ＲＡＭ２ｂ又はＲＯＭ２ｃに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う。ＣＰＵ２ａは、コンピュータを、取得部２１、制御部２２、及び解析部２３として機能させるプログラムを実行する演算部である。ＣＰＵ２ａは、入力部２ｅや通信部２ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部２ｆに表示したり、ＲＡＭ２ｂやＲＯＭ２ｃに格納したりする。

【0065】

ＲＡＭ２ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ２ｂは、ＣＰＵ２ａが実行するプログラムを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ２ｂには、これら以外のデータが記憶されていてもよい。

【0066】

ＲＯＭ２ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＯＭ２ｃは、例えば書き換えが行われないデータを記憶してよい。

【0067】

通信部２ｄは、顕微授精支援装置２を他の部及び装置、例えば、精子注入ツール３、駆動部１２、撮像部１３、吸引装置、及び送水装置に接続するインターフェースである。通信部２ｄは、有線又は無線でネットワークに接続されてよい。

【0068】

入力部２ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。

【0069】

表示部２ｆは、ＣＰＵ２ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成されてよい。表示部２ｆは、取得部２１が取得した情報、例えば撮像部１３が取得した撮像画像又は撮像動画像を表示してよい。

【0070】

なお、本実施形態に係る顕微授精支援プログラムは、ＲＡＭ２ｂやＲＯＭ２ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部２ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。顕微授精支援装置２では、ＣＰＵ２ａが本実施形態に係るプログラムを実行することにより、図２を用いて説明した機能が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、顕微授精支援装置２は、ＣＰＵ２ａとＲＡＭ２ｂ及び／又はＲＯＭ２ｃとが一体化したＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を備えていてもよい。

【0071】

（卵子保持デバイス）
次いで、図４を参照しながら、顕微授精支援システム１に用いるための卵子保持デバイスについて説明する。本実施形態に係る卵子保持デバイスは、本実施形態に係る顕微授精支援装置２による制御を効率よく実施するために用いられる。本実施形態に係る卵子保持デバイスは、例えば樹脂製であってよい。

【0072】

図４は、本実施形態に係る卵子保持デバイスＤ１の概略斜視図（図４（Ａ））及び拡大平面図（図４（Ｂ））である。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、卵子保持デバイスＤ１は、卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３をそれぞれ収容するための凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃと、卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３を凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃにおいてそれぞれ保持するための吸引口１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃと、を備える。図４（Ｂ）は、凹部１５１ａに保持された卵子Ｏ１に関する拡大平面図である。卵子保持デバイスＤ１は、卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３を凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃにおいて回転させるための送水口１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃをさらに備える。

【0073】

なお、図４（Ａ）では、３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３がそれぞれ３つの凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに収容されているが、卵子保持デバイスＤ１は１つ以上の卵子を収容し、保持するための構造を有していればよい。以下では、図４（Ａ）のように３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３がそれぞれ３つの凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに収容される場合について説明するが、卵子保持デバイスＤ１に収容され、保持される卵子の数は特に限定されない。

【0074】

また、以下では、３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３を区別する必要がない場合は、これらをまとめて卵子Ｏと称する。その他の構成についても同様であり、図４（Ａ）では、卵子保持デバイスＤ１の各構成要素に対して３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３に対応させてそれぞれａ，ｂ，ｃの符号が割り当てられているが、３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３に対応した各構成要素を区別する必要がない場合は、ａ，ｂ，ｃの符号を省略する。例えば、３つの卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３に対応した３つの凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃの総称として、凹部１５１という場合がある。

【0075】

また、本実施形態に係る卵子保持デバイスＤ１は、図１の卵子プールＰＯとして設けられてもよく、卵子プールＰＯに隣接して設けられてもよい。すなわち、卵子保持デバイスＤ１の各凹部を卵子プールＰＯとしてもよく、卵子保持デバイスＤ１の凹部とは別に卵子を収容した卵子プールＰＯが設けられてもよい。したがって、本実施形態に係る卵子保持デバイスＤ１は、ステージ１１に追随して移動してよい。精子注入ツール３が撮像部１３に固定して設けられている場合、ステージ１１を移動させることにより撮像部１３の撮像視野において、精子注入ツール３は略固定され、卵子保持デバイスＤ１のみを移動させることができる。これにより、ステージ１１を移動させることで、高精度で顕微授精を実施できる。

【0076】

図４に戻って、卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１には、卵子Ｏが収容されている。凹部１５１は卵子Ｏを所定の領域に収容できれば特に限定されない。凹部１５１は、平面視で、例えば１００～１０００μｍ、好ましくは１５０～５００μｍの横幅及び縦幅を有していてよい。凹部１５１は、例えば１００～１０００μｍ、好ましくは１５０～５００μｍの深さを有していてよい。

【0077】

凹部１５１は、底面及び四方を囲われ、上方に開口を有する凹部であってよい。凹部１５１を形成する四方の囲いは、一方が部分的に取り除かれていてもよい。このように凹部１５１を形成する四方の囲いの一方を部分的に取り除くことにより、卵子Ｏと精子注入ツール３とを接触させやすくすることができる。

【0078】

一実施形態において、凹部１５１は、底面及び該底面から上方に延伸する壁部に囲われることで形成されていてよく、当該壁部の少なくとも一部は他の壁部と比べて高さが低くなるように構成されていてよい。例えば、壁部の一部は、例えば１００～１０００μｍ、好ましくは１５０～５００μｍの高さを有していてよく、壁部の高さが相対的に低い部分は、例えば２０～２００μｍ、好ましくは５０～１５０μｍの高さを有していてよい。壁部の高さが相対的に低い部分は、後述の吸引口が設けられる壁部と反対側に位置してよい。

【0079】

卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１を形成する壁部には、吸引口１５４が設けられている。吸引口１５４により卵子Ｏを吸引することで、卵子Ｏを卵子保持デバイスＤ１に保持することができる。吸引口１５４により卵子Ｏを吸引した状態で、精子注入ツール３の入出口を卵子Ｏと接触させることで、卵子Ｏに精子を注入することができる。すなわち、吸引口１５４は、従来の顕微授精の操作におけるホールディングピペットの役割を有する。

【0080】

したがって、吸引口１５４は、ホールディングピペットの吸引口と同様の形状を有していてよい。例えば、図４（Ｂ）に示すように、吸引口１５４は、凹部１５１に近づくにしたがって径を縮小する略先細り形状を有していてよい。吸引口１５４の開口の形状は、特に限定されないが、例えば略円形、略楕円形又は角丸矩形であってよい。このような形状とすることにより、卵子Ｏを吸引する際に卵子Ｏに与えるダメージを小さくできる。また、吸引口１５４の開口の円相当直径ｄは、例えば１０～１５０μｍ、好ましくは１５～１００μｍである。円相当直径とは開口の形状と同じ面積を有する円の直径を意味する。

【0081】

吸引口１５４は、吸引ポート１５８を通して卵子Ｏを吸引するための吸引装置に接続される。吸引口１５４と吸引ポート１５８とは、卵子保持デバイスＤ１内部で流路により接続されている。吸引ポート１５８は複数の吸引口１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃに対応して複数設けられてもよく、複数の吸引口１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃのそれぞれに接続された１又は複数の吸引ポート１５８が設けられてもよい。図４（Ａ）では、複数の吸引口１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃのそれぞれに接続された１つの吸引ポート１５８が設けられている。したがって図４（Ａ）では、吸引ポート１５８に接続した吸引装置を稼働させ、卵子Ｏの吸引を行った場合、凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに収容された卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の全てが同時に吸引されることとなる。

【0082】

なお、図４（Ｂ）に示すように、吸引ポート１５８を通じて卵子Ｏを吸引する場合、吸引口１５４の開口から吸引ポート１５８に向かう流体の流れＦ１が生じ、卵子Ｏが吸引口１５４の開口に吸い寄せられ、開口に接触することとなる。このように開口に接触した状態で吸引を維持することで、吸引口１５４の開口に卵子Ｏを保持することができる。

【0083】

卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１を形成する壁部には、さらに送水口１５３が設けられている。送水口１５３から流体を送水することで凹部１５１に収容されている卵子を凹部１５１において移動乃至回転させることができる。

【0084】

上述のとおり、顕微授精においては、紡錘体の損傷を避けるために、精子注入ツールを卵子に挿入する際には極体を避けることが好ましい。図４（Ｂ）に示すように、卵子Ｏの極体ＰＢの位置情報を取得部２１が取得しながら送水口１５３から卵子Ｏに対して送水を行うことで、極体を適切な位置に移動させ、この状態で吸引口１５４の開口に保持することができる。

【0085】

図４（Ｂ）に示す態様では、精子注入ツール３を吸引口１５４の反対方向、すなわち、図４（Ｂ）の下方から挿入するため、極体ＰＢは送水口１５３又は排水口１５５方向、すなわち、図４（Ｂ）の左方又は右方に位置することが好ましい。

【0086】

送水口１５３の形状等は、凹部１５１に対して流体を送水できる限り特に限定されない。また、送水口１５３から送水する流体は、典型的には水や培養液等の液体であるが、空気等の気体を凹部１５１に供給してもよい。

【0087】

送水口１５３は、送水ポート１５７を通して卵子Ｏに対して送水を行うための送水装置に接続される。送水口１５３と送水ポート１５７とは、卵子保持デバイスＤ１内部で流路により接続されている。送水ポート１５７は複数の送水口１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃに対応して複数設けられてもよく、複数の送水口１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃのそれぞれに接続された１又は複数の送水ポート１５７が設けられてもよい。図４（Ａ）では、複数の送水口１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃのそれぞれに接続された１つの送水ポート１５７が設けられている。したがって図４（Ａ）では、送水ポート１５７に接続した送水装置を稼働させ、卵子Ｏの吸引を行った場合、凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに対して送水が行われることとなる。

【0088】

なお、図４（Ｂ）に示すように、送水ポート１５７を通じて凹部１５１に送水する場合、送水ポート１５７から送水口１５３の開口に向かう流体の流れＦ２が生じる。

【0089】

卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１を形成する壁部には、排水口１５５が設けられてもよい。排水口１５５は、送水口１５３から供給された流体の排出経路として設けられる。図４（Ａ）のように凹部１５１の上部を開口部とする場合、排水口１５５は省略することができる。

【0090】

排水口１５５は、排水ポート１５９を通して排水装置に接続されてよい。排水口１５５と排水ポート１５９とは、卵子保持デバイスＤ１内部で流路により接続されている。排水ポート１５９は複数の排水口１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃに対応して複数設けられてもよく、複数の排水口１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃのそれぞれに接続された１又は複数の排水ポート１５９が設けられてもよい。図４（Ｂ）に示すように、排水ポート１５９を通じて排水する場合、排水口１５５の開口から排水ポート１５９に向かう流体の流れＦ３が生じる。

【0091】

卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１の周辺には、凹部１５１及び卵子Ｏの認識を補助するマーカー１５２が付されていてよい。マーカー１５２は、１つ又は複数存在してよい。卵子Ｏと精子注入ツール３とを接触させやすくするために、吸引口１５４が設けられた壁部の反対側の壁部にマーカー１５２が設けられることが好ましい。この場合、制御部２２は、当該マーカー１５２を認識して、当該マーカー１５２の方向から精子注入ツール３を卵子Ｏに挿入するように制御を実施することができる。マーカー１５２は、凹部１５１の周囲に設けられてよく、この場合、解析部２３は、当該マーカー１５２を認識して、卵子Ｏの位置する大まかな位置を認識することができる。

【0092】

［顕微授精方法］
以下、本実施形態に係る顕微授精支援システムを用いて顕微授精を実施する方法について説明する。本実施形態に係る顕微授精方法は、本実施形態に係る顕微授精支援システムを用いるため、顕微授精の少なくとも一部の工程を自動化することができる。特に、卵子に対して精子を注入する工程を自動化することができるため、胚培養士の個別の技能によらずに効率及び成功率高く、顕微授精を実施することができる。

【0093】

図５は、本実施形態に係る顕微授精方法の工程の一例を示すフローチャートである。なお、図５には示していないが、顕微授精の実施者（典型的には胚培養士）は、本実施形態に係る顕微授精支援システム１のステージ１１に試料を配置した容器１４を配置し、撮像部１３の撮像視野に試料と精子注入ツール３の入出口を設けるようにセッティングを行う。

【0094】

以下では、顕微授精支援システム１が自動的に、顕微授精の実施者の処理を介さずに顕微授精を実施する方法について説明するが、以下の各ステップの一部又は全部は顕微授精の実施者が手動で行うこともできる。

【0095】

図５に示すように、本実施形態に係る顕微授精方法では、まず、撮像部１３の撮像視野を精子プールＰＳに移動させる（以下、「ステップＳ１」ともいう）。ステップＳ１は、撮像制御部２２１が撮像部１３を制御し、及び／又は駆動制御部２２２が駆動部１２を制御してステージ１１を移動させることで、撮像部１３がステージ１１上の精子プールＰＳを撮像するようにする。

【0096】

ステップＳ１において、精子プールＰＳの位置を顕微授精支援装置２に記憶させておくことで、記憶していた精子プールＰＳの位置を呼び出し、撮像部１３の撮像領域を精子プールＰＳに移動させてもよい。あるいは、精子プールＰＳの位置を示すマーカーを精子プールＰＳの周囲に設けておくことで、当該マーカーを解析部２３に認識させて、撮像部１３の撮像領域を精子プールＰＳに移動させてもよい。

【0097】

次いで、顕微授精に用いる精子の選択と不動化を行う（以下、「ステップＳ２」ともいう）。ステップＳ２では、まず、顕微授精に用いるのに適した、良好な精子を選択する。具体的には、精子認識部２３１が精子プールＰＳ中の各精子を認識し、精子評価部２３３が各精子の品質を評価する。精子評価部２３３は、品質を評価した精子の中から、良好な精子を選択する。精子評価部２３３は、品質を評価した精子の中から相対的に品質が高いと評価された精子を選択してもよく、事前に設けられた閾値を超える精子を選択してもよい。

【0098】

ステップＳ２では、次いで、選択した精子を不動化させる。精子の不動化は、精子注入ツール制御部２２３が精子注入ツール３に備えられた不動化手段を制御して実施してもよいし、制御部２２が精子注入ツール３とは異なる不動化装置を制御して実施してもよい。精子注入ツール制御部２２３が精子注入ツール３に備えられた不動化手段を制御して精子を不動化する場合、選択した精子と精子注入ツール３に備えられた不動化手段とを不動化に適切な位置関係とするために、駆動制御部２２２が駆動部１２を制御し、ステージ１１を移動させてよい。精子注入ツール３の入出口を直接精子に押し当てて不動化する場合、適切に精子注入ツール３の入出口を精子に接触させるために、駆動制御部２２２が駆動部１２を制御し、ステージ１１を移動させてよい。

【0099】

次いで、ステップＳ２で選択し、不動化した精子の吸引を行う（以下、「ステップＳ３」ともいう）。ステップＳ３では、吸引する精子を精子注入ツール３の入出口に近接させるために、駆動制御部２２２が駆動部１２を制御し、ステージ１１を移動させる。次いで、精子注入ツール制御部２２３が精子注入ツール３を制御し、入出口から精子を吸引し精子注入ツール３に精子を保持する。

【0100】

次いで、撮像部１３の撮像視野を卵子プールに移動させる（以下、「ステップＳ４」ともいう）。ステップＳ４は、撮像制御部２２１が撮像部１３を制御し、及び／又は駆動制御部２２２が駆動部１２を制御してステージ１１を移動させることで、撮像部１３がステージ１１上の卵子プールＰＯを撮像するようにする。

【0101】

ステップＳ４において、卵子プールＰＯの位置を顕微授精支援装置２に記憶させておくことで、記憶していた卵子プールＰＯの位置を呼び出し、撮像部１３の撮像領域を卵子プールＰＯに移動させてもよい。あるいは、卵子プールＰＯの位置を示すマーカーを卵子プールＰＯの周囲に設けておくことで、当該マーカーを解析部２３に認識させて、撮像部１３の撮像領域を卵子プールＰＯに移動させてもよい。解析部２３は、卵子保持デバイスを認識してもよく、卵子保持デバイスに付されたマーカーを認識してもよい。

【0102】

次いで、顕微授精に用いる卵子の認識と選択を行う（以下、「ステップＳ５」ともいう）。ステップＳ５では、顕微授精に用いるのに適した、良好な卵子を選択する。具体的には、卵子認識部２３２が卵子プールＰＯ中の各卵子を認識し、卵子評価部２３４が各卵子の品質を評価する。卵子評価部２３４は、品質を評価した卵子の中から、良好な卵子を選択する。卵子評価部２３４は、品質を評価した卵子の中から相対的に品質が高いと評価された卵子を選択してもよく、事前に設けられた閾値を超える卵子を選択してもよい。

【0103】

なお、顕微授精では、準備する卵子の細胞数が、精子の細胞数よりも少ないことが多い。したがって、品質の良い卵子に対しては品質の良い精子を注入し、受精成功率をより高めることが好ましい。図５において、ステップＳ４及びＳ５をステップＳ１よりも前に実施して、選択した卵子の品質に応じてステップＳ２で選択する精子の品質を調整してもよい。

【0104】

例えば、ステップＳ５において品質の良い卵子が選択された場合、ステップＳ２で相対的に品質の高い精子を選択するか、あるいは選択する精子の閾値を通常の設定よりも高く設定し、品質の良い精子を選別してもよい。

【0105】

あるいは、顕微授精では、準備した卵子の全てに対して精子の注入を行うことも多いため、卵子の品質の評価は省略してもよい。

【0106】

あるいは、ステップＳ５において品質に劣る卵子が選択された場合、例えば品質を示す指標が閾値を下回る卵子が選択された場合、精子の注入の自動化を取りやめ、顕微授精の実施者に通知し、実施者による手動の注入を促すようにしてもよい。

【0107】

次いで、ステップＳ５で選択した卵子の向きの調整する（以下、「ステップＳ６」ともいう）。ステップＳ６では、まず、取得部２１が取得した精子注入ツール３と卵子との位置関係に基づいて、解析部２３が好ましい卵子の向きを決定する。例えば、解析部２３は取得部２１が取得した卵子の極体の位置を認識して、精子注入ツール３が挿入される方向に対して卵子の極体が垂直に配置されるように卵子の向きを決定する。

【0108】

次いで、ステップＳ５で決定した方向を向いた卵子を卵子保持デバイスに保持する（以下、「ステップＳ７」ともいう）。ステップＳ７では、送水装置制御部２２５が送水装置を制御しながら吸引装置制御部２２４が吸引装置を制御することにより、適切な方向を向いた卵子を卵子保持デバイスに保持する。

【0109】

次いで、ステップＳ７で保持した卵子にステップＳ３で吸引した精子を注入する（以下、「ステップＳ８」ともいう）。ステップＳ８では、まず、精子を卵子に注入して顕微授精を行うために、卵子を精子注入ツール３の入出口に近接させる。この際、駆動制御部２２２が駆動部１２を制御し、ステージ１１を移動させる。次いで、精子注入ツール制御部２２３が精子注入ツール３を制御し、入出口から精子を卵子に注入する。注入が完了した後、精子注入ツール３を卵子から抜き、顕微授精の完了とする。

【0110】

次いで、全ての卵子に対して精子の注入が終わったかを判定する（以下、「ステップＳ９」ともいう）。ステップＳ９は、準備した卵子の細胞数が少ない場合に実施すればよく、非常に多くの卵子が準備できた場合には省略することができる。顕微授精支援装置２は、精子を注入した卵子を記憶することにより、精子を注入していない卵子が存在すると判断した場合（ステップＳ９：Ｎｏ）に、ステップＳ１に戻る。この際、精子を注入していない卵子の個数を表示部２ｆに表示させてもよい。すべての卵子に対して精子の注入が完了したと判断した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）は、処理を終了する。

【0111】

なお、以上の各ステップにおいて、任意選択的に、取得部２１は、精子注入ツール３の入出口と卵子との相対的な位置関係を含む情報、及び／又は精子注入ツール３の入出口と精子との相対的な位置関係を含む情報を取得してよい。例えば、ステップＳ３において、精子注入ツール３と精子との相対的な位置関係を含む情報を取得し、これに基づいて、精子注入ツール３により精子を吸引する。また、ステップＳ８において、精子注入ツール３の入出口と卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得し、これに基づいて、精子注入ツール３を卵子に挿入する。また、ステップＳ６において、取得部２１は、卵子の極体又は紡錘体の位置を含む情報をさらに取得する。また、取得部２１が撮像部１３からの撮像画像又は撮像動画像を取得する場合、各ステップにおいて、撮像視野に精子注入ツール３、卵子、及び精子の少なくともいずれかが含まれる場合、撮像画像又は撮像動画像に基づいて、精子注入ツール３、卵子、及び精子の少なくともいずれかの座標を取得してよい。

【0112】

［変形例］
以上、本実施形態の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものではない。例えば、各構成要素及びステップの説明における例示及び／又は好ましい態様等（好ましい、より好ましい、さらに好ましい、さらにより好ましい態様等。）は、特に言及がない限り、それぞれを任意に組み合わせて本実施形態とすることができる。例えば、各実施形態について、好ましい態様として記載されている実施形態と、好ましい態様として記載されている実施形態とを組み合わせてもよいし、好ましい態様等として記載されている実施形態と、より好ましい実施形態（あるいは更に好ましい実施形態等）として記載されている構成とを組み合わせてもよい。また、各構要素成及びステップは、本実施形態の効果を阻害しない限り、適宜省略することができる。

【0113】

例えば、図１に示す顕微授精支援システム１では、同一の容器１４に卵子プールＰＯ及び精子プールＰＳが配置されているが、卵子プールＰＯ及び精子プールＰＳは異なる容器に設けられていてよい。また、顕微授精支援システム１を卵子への精子の注入にのみ用いる場合、ステージ１１には精子プールが設けられていなくてもよい。この場合、顕微授精支援システム１の使用者（典型的には、胚培養士）が精子を保持した精子注入ツール３を用いて、顕微授精を行えばよい。この場合、図５に示したフローチャートのステップＳ１～Ｓ３を省略することができる。

【0114】

また、上述の説明では、精子注入ツール３を撮像部１３に固定して設けているが、精子注入ツール３を移動させる機構を追加することを妨げるものではない。したがって、本実施形態に係る顕微授精支援装置２は、精子注入ツール制御部２２３において、精子注入ツール３の移動を制御してもよい。この場合、ステージ１１の移動を主たる移動手段（例えば、卵子と精子注入ツール３の入出口との並進方向の位置合わせ手段）として用いてよく、精子注入ツール３の移動を補助的移動手段（例えば、精子注入ツール３の入出口が卵子に挿入される方向を調整するための回転方向の位置合わせ手段）として用いてよい。

【0115】

また、本実施形態に係る顕微授精方法において、各ステップの前後又は途中に、顕微授精の実施者の処理を受け付けてもよい。例えば、ステップＳ２において、顕微授精の実施者が吸引する精子を選択してもよいし、顕微授精の実施者が不動化をしてもよい。

【0116】

また、ステップＳ３において、顕微授精の実施者が精子の吸引方法を指定してもよい。例えば、顕微授精の実施者により、精子を頭部側から吸引するか、尾部側から吸引するかが選択されてよい。

【0117】

また、ステップＳ５において、顕微授精の実施者が精子を注入する卵子を選択してよい。

【0118】

また、ステップＳ６～Ｓ８における卵子への精子の注入において、顕微授精の実施者が調整を行ってもよい。例えば、精子注入ツール３を卵子のどの部分に挿入するかということや、どの方向から挿入するか、どの部分まで挿入するかということを顕微授精の実施者が指定してよい。

【0119】

また、各ステップの前段又は各ステップの最中において、精子及び／又は卵子を解像度高く撮像するために、撮像制御部２２１が、撮像部１３及び／又は撮像部１３に取り付けられた顕微鏡システムの設定を調整してもよい。当該調整は、顕微授精の実施者が行ってもよい。例えば、各ステップの撮像対象や目的に応じて、光学顕微鏡における観察法や倍率を調整して、各ステップが適切に実施されるようにしてよい。

【0120】

また、各ステップの前段に、次のステップに移行するかどうかを顕微授精の実施者に確認する確認ステップを含んでいてよい。また、各ステップにおいて、異常を検知したときは、顕微授精の実施者による処理に切り替えることも可能である。そのような異常としては、例えば、卵子の状態が通常とは異なる場合、例えば囲卵腔が埋まっており細胞質が確認できない場合や、透明帯の形に異常がある場合等が挙げられる。また、異常を検知したときは、顕微授精支援システム１のセットアップを確認するように顕微授精の実施者に通知を表示してもよい。

【0121】

また、卵子保持デバイスとしては、図４に示す実施形態以外にも、図６に示す実施形態としてよい。図６に示す卵子保持デバイスＤ２は、図４に示す卵子保持デバイスＤ１と異なり、第１凹部２５１ａ、第２凹部２５１ｂ、及び第３凹部２５１ｃの役割がそれぞれ異なる点で異なる。

【0122】

すなわち、図４に示す卵子保持デバイスＤ１は、３つの凹部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃは等価であり、同等の構成を有している。他方、図６に示す卵子保持デバイスＤ２では、第１凹部２５１ａが精子を注入していない卵子のプール（すなわち、卵子プールＰＯ）としての役割を有し、第２凹部２５１ｂが精子を注入する際の卵子を保持する凹部（すなわち、図４に示す卵子保持デバイスＤ１の凹部１５１）としての役割を有し、第３凹部２５１ｃが精子の注入を完了した卵子のプールとしての役割を有する。

【0123】

卵子保持デバイスＤ２によれば、精子を注入していない卵子と精子の注入を完了した卵子との区別が容易であり、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ９の判断が容易である。

【0124】

図６に示す卵子保持デバイスＤ２は、卵子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３をそれぞれ収容するための第１凹部２５１ａ，第２凹部２５１ｂ，第３凹部２５１ｃと、卵子Ｏ２を第２凹部２５１ｂにおいて保持するための吸引口２５４と、卵子Ｏ２を第２凹部２５１ｂにおいて回転させるための第２送水口２５３ｂと、を備える。

【0125】

図６において、卵子Ｏ１が精子を注入していない卵子であり、卵子Ｏ２が精子を注入されようとする卵子であり、卵子Ｏ３が精子の注入を完了した卵子である。

【0126】

卵子保持デバイスＤ２は、さらに、第１凹部２５１ａに収容された卵子Ｏ１を第２凹部２５１ｂに移送するための第１送水口２５３ａを備える。卵子保持デバイスＤ２では、第１送水口２５３ａから流体を送水することにより、第１凹部２５１ａに収容された卵子Ｏ１を第２凹部２５１ｂに移送させることができる。これにより、卵子Ｏ２の精子の注入が完了した後に、続けて卵子Ｏ１に対して精子の注入を行うことができる。

【0127】

卵子保持デバイスＤ２において、第２送水口２５３ｂは、卵子Ｏ２を第２凹部２５１ｂにおいて回転させるための役割だけでなく、卵子Ｏ２に対して精子の注入が完了した後に第３凹部２５１ｃに移送するための役割を有する。第２送水口２５３ｂから供給する流体の量や速度を調整することで、卵子Ｏ２を第２凹部２５１ｂにおいて回転させる場合と、卵子Ｏ２を第３凹部２５１ｃに移送する場合とを分けることができる。

【0128】

なお、第１送水口２５３ａ及び第２送水口２５３ｂは、卵子保持デバイスＤ１と同様に送水ポート２５７を介して、送水装置に接続される。卵子保持デバイスＤ１と同様に、第１送水口２５３ａ及び第２送水口２５３ｂは、同一の送水ポート２５７に接続されてよく、異なる送水ポート２５７に接続されてよい。

【0129】

また、卵子保持デバイスＤ２は、マーカー２５２、吸引口２５４、排水口２５５、吸引ポート２５８、及び排水ポート２５９を備えるが、その構成は、卵子保持デバイスＤ１のマーカー１５２、吸引口１５４、排水口１５５、吸引ポート１５８、及び排水ポート１５９と同様であってよい。

【0130】

［付記］
本開示は以下の実施形態を含む。
［１］
精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援装置であって、
前記精子注入ツールと前記卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記情報に基づいて、前記精子を前記卵子に注入して顕微授精を行うために前記卵子保持デバイスが配置されるステージの移動を制御する制御部と、
を備える、顕微授精支援装置。
［２］
前記取得部は、前記精子注入ツールと前記ステージに配置される精子プールに収容された精子との相対的な位置関係を含む情報をさらに取得し、
前記制御部は、さらに、取得部によって取得した前記情報に基づいて、不動化された前記精子を前記精子注入ツールに保持するために前記ステージの移動を制御する、
［１］に記載の顕微授精支援装置。
［３］
前記卵子、前記精子、及び前記精子注入ツールを撮像する撮像部と、
前記制御部の指示に基づいて前記ステージを移動させるための駆動部と、
をさらに備える、
［１］又は［２］に記載の顕微授精支援装置。
［４］
前記卵子保持デバイスは、前記卵子を前記卵子保持デバイスに保持するための吸引装置に接続され、
前記制御部は、前記吸引装置をさらに制御する、
［１］～［３］のいずれか１つに記載の顕微授精支援装置。
［５］
前記卵子保持デバイスは、前記卵子を前記卵子保持デバイスにおいて回転させるための送水装置に接続され、
前記制御部は、前記送水装置をさらに制御する、
［１］～［４］のいずれか１つに記載の顕微授精支援装置。
［６］
前記取得部が、前記卵子の極体の位置を含む情報をさらに取得し、
前記制御部が、前記極体が位置しない方向から前記精子注入ツールにより前記精子を注入するために前記卵子を回転させるために前記送水装置を制御する、
［５］に記載の顕微授精支援装置。
［７］
前記送水装置は、送水する流体の温度を一定の範囲に維持するための温度制御手段を備える、
［５］又は［６］に記載の顕微授精支援装置。
［８］
前記精子注入ツールが、前記撮像部に対して固定して設けられる、
［３］～［７］のいずれか１つに記載の顕微授精支援装置。
［９］
［１］～［８］のいずれか１つに記載の顕微授精支援装置に配置するための卵子保持デバイスであって、
卵子を収容するための凹部と、
卵子を前記凹部において保持するための吸引口と、
を備える、
卵子保持デバイス。
［１０］
卵子を前記凹部において回転させるための送水口をさらに備える、
［９］に記載の卵子保持デバイス。
［１１］
［１］～［８］のいずれか１つに記載の顕微授精支援装置と、
前記精子注入ツールと、
を備える、
顕微授精支援システム。
［１２］
精子注入ツールに保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援プログラムであって、
コンピュータを、
前記精子注入ツールと前記卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記情報に基づいて、前記精子を前記卵子に注入して顕微授精を行うために前記卵子保持デバイスが配置されるステージの移動を制御する制御部と、
として機能させる、
プログラム。

【符号の説明】

【0131】

１…顕微授精支援システム、２…顕微授精支援装置、３…精子注入ツール、１１…ステージ、１２…駆動部、１３…撮像部、１４…容器、２１…取得部、２２…制御部、２３…解析部、１５１，２５１…凹部、１５２，２５２…マーカー、１５３，２５３…送水口、１５４，２５４…吸引口、１５５，２５５…排水口、１５７，２５７…送水ポート、１５８，２５８…吸引ポート、１５９，２５９…排水ポート、２２１…撮像制御部、２２２…駆動制御部、２２３…精子注入ツール制御部、２２４…吸引装置制御部、２２５…送水装置制御部、２３１…精子認識部、２３２…卵子認識部、２３３…精子評価部、２３４…卵子評価部、Ｄ１，Ｄ２…卵子保持デバイス、Ｏ…卵子、ＰＯ…卵子プール、ＰＳ…精子プール。

【要約】

【課題】簡便な装置構成を有する顕微授精支援装置を提供する。
【解決手段】精子注入ツール３に保持された精子を卵子保持デバイスによって保持された卵子に注入する顕微授精を支援する顕微授精支援装置２であって、精子注入ツール３と卵子との相対的な位置関係を含む情報を取得する取得部と、取得部によって取得した情報に基づいて、精子を卵子に注入して顕微授精を行うために卵子保持デバイスが配置されるステージ１１の移動を制御する制御部と、を備える、顕微授精支援装置２。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】