DE2720036C2

DE2720036C2 - Doppel-Auflösungs-Bildanalysator

Info

Publication number: DE2720036C2
Application number: DE2720036A
Authority: DE
Inventors: James Edmond Fayetteville Tenn. Green
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1985-07-25
Also published as: GB1579188A; DE2720036A1; FR2350596A2; FR2350596B2; SE7705157L; NL7704914A; JPS52142587A; CH620297A5

Description

gekennzeichnet durch

einen mit niedriger Auflösung arbeitenden Analysator (16), der das Ausgangssignal der ersten optoelektrischen Bildabtasteinrichtung (9) verarbeite' und bei Erfassen eines gesuchten Objekts die Abtastung mittels der zweiten opto-elektrischen Bildabtasteinrichtung (13) einleitet.

2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtungen sowohl das für niedrige als auch das für höhere Auflösung bestimmte Probenfeld relativ zu der Probe bewegen.

3. Analysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtungen sowohl das für niedrige als auch das für höhere Auflösung bestimmte Probenfeld relativ zu der Probe bewegen, ohne die gegenseitige Relation der beiden Felder zueinander zu verändern.

4. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit niedriger Auflösung erfolgende, fortgesetzte Abtastung ohne Bewegung der Probe relativ zu den für niedrige und höhere Auflösung vorgesehenen Felder erfolgt.

Die Erfindung betrifft einen Doppel-Auflösungs-Bildanalysator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie er durch das Hauptpatent 25 52 903 unter Schutz ge

stellt ist

Bei einem Doppel-Auflösungs-Bildanalysator nach dem Hauptpatent wird die Auswertung der Probe manchmal dadurch verzögert daß nicht interessierende Probenobjekte mit hoher Auflösung abgetastet werden. Aus der US-PS 38 64 564 ist ein Bildanalysator bekannt bei dem die Probe durch einen Lichtstrahl, der durch eine« umlaufenden Spiegel auf eine Fotozelle gerichtet wird, abgetastet, am Probenobjekte zu erfassen

ίο und so zu zentrieren, daß sie mit hohem Auflösungsvermögen untersucht werden können. Wegen der linearen Abtastung kann z. B. bei der Blutuntersuchung zunächst nicht zwischen den einzelnen Arten von Blutkörperchen unterschieden werden und werden daher zwangsläufig iJle angetroffenen Blutkörperchen mit hohem Auflösungsvermögen untersucht Bei der Bestimmung der Leukozytenzahl mag dieser Weg gangbar sein, bei der Untersuchung von Abstrichen auf Krebszellen ist dieses Verfahren jedoch bei weitem zu aufwendig, da auf tausende normaler Zellen nur eine einzige Krebszelle trifft Bc; einem aus der GB-PS 12 70 801 bekannten System wird z. B. ein Brief mittels einer ersten Abtasteinrichtung untersucht und dienen die Ausgangssignale der ersten Abtasteinrichtung dazu, aus einem Feld zweiter Abtasteinrichtungen diejenige Abtasteinrichtung auszuwählen, die den Bereich mit der Postleitzahl erfaßt Das bekannte System ist daher nur zur einmaligen hochauflösenden Abtastung eines einzigen Probenobjekts geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Doppel-Auflösungs-Bildanalysator nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß unnötige Untersuchungen einzelner Probenobjekte mit hohem Auflösungsvermögen vermieden werden und dadurch die Arbeitsgeschwindigkeil erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Probenobjekte, die z. B. aufgrund ihrer Größe in sofort erkennbarer Weise nicht zu den gesuchten Probenobjekten gehören, von der Abtastung mit hohem Auflösungsvermögen ausgeschlossen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung einen Doppel-Auflösungs-Bildanalysator;

so Fig.2 ein Blockschaltbild dc°. elektrischen Schaltkreises zur Durchführung der Abtastung mit niedrigem Auflösungsvermögen;

Fig.3 ein Datenflußschema für einen Bildanalysator mit niedrigem Auflösungsvermögen;

Fig.4A bis 4D verschiedene Relationen der für niedrige und für hohe Auflösung bestimmten Probenfelder und

F i g. 5 in schematischer, perspektivischer Darstellung eine andere Ausführungsform des Doppel-Auflösungs-Bildanalysators.

Fig. 1 zeigt in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Doppel-Auflösungs-Bildanalysator. Ein Probenträger 1, welcher mittels Antriebsmotoren 2 und 3 sowohl in X-Richtung wie auch in K-Richtung bewegt werden kann, enthält eine Probe 4, welche eine Mehrzahl interessierender Probenobjekte 5a, 5b und 5c aufweist. Bei einer Blutkörperchenuntersuchung enthält der Probenträger 1 normalerweise einen Objektträger

aus Glas, auf dem die Blutprobe 4 in üblicher Weise ausgestrichen ist Die Blutprobe enthält viele rote Blutkörperchen, sowie eine Anzahl verteilter interessierender weißer Blutkörperchen, beispielsweise 5a, 56 und 5c; Haufen weißer Blutkörperchen, Blutplättchen, Blutplättchenhaufen und Schmutzteilchen, wie beispielsweise Staub- und Farbausscheidungen.

Eine erste Optik 6 erzeugt ein Bild eines Probenbereichs. Der Probenbereich, welcher als Probenfeld 7 niedriger Auflösung bezeichnet wird, wird durch den Strahlungsteiler 66 der ersten Optik 6 und eine zweite Optik. 8 niedriger Auflösung auf einen Sensor 9 mit niedriger Auflösung abgebildet Das Bild des Probenfelds 7 mit niedriger Auflösung auf dem Sensor 9 mit niedriger Auflösung trägt das Bezugszeichen 10. Ein vergleichsweise kleinerer Bereich der Probe, der als Probenfeld 11 höherer Auflösung bezeichnet wird wird, durch die erste Optik € und eine zweite Optik 12 hoher Auflösung auf einen Sensor 13 hoher Auflösung abgebildet Das Bild hoher Auflösung auf dem Sensor 13 mit hoher Auflösung trägt das Bezugszeichen 14.

Es können übliche opto-elektrische Bildabtastvorrichtungen für die Sensoren 9 und 11 mit niedriger bzw. hoher Auflösung verwendet werden. Beispielsweise können die opto-elektrischen Bildabtastungseinrichtungen aus einer Fernsehkamera, einem Bildaufteiler, einer Photodiodenreihe oder dgl. bestehen. Die opto-elektrischen Bildabtasteinrichtungen wandeln die jeweiligen Bilder in bekannter Weise in elektrische Signale um.

Das Ausgangssignal niedriger Auflösung des Sensors 9 auf der Leitung 146 wird zur Analyse des Probenfelds 5 mit niedriger Auflösung verwendet sowie zur Festste) lung, ob ein interessierendes Probenobjekt vorhanden ist und, falls dies zutrifft zur Ermittlung der Position des interessierenden Objekts, wie der Blutkörperchens 5a, 5b oder 5c, relativ zum Probenfeld 11 mit höherer Auflösung, so okü entsprechende Signale erzeugt werden können, um das interessierende Objekt zur genaueren Analyse in «las Probenfeld mit höherer Auflösung zu bewegen. *Vm dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird das intörssierende Objekt in das Probenfeld 11 mit höherer Auflösung gebracht indem der Probenträger 1 mittels der Antriebsmotore 2 und 3 in X- und y-Richtung bewegt wird. Eine äquivalente Relativbewegung kann erreicht werden, indem das optische System bewegt wird und der Probenträger 1 stationär gehalten wird. Eine derartige Anordnung ist in F i g. 4 dargestellt

Ein repräsentativer Schaltkreis zur Untersuchung des großen Probenfelds mit niedriger Auflösung zur Ermittlung eines neuen interessierenden Objekts, zur Berechnung dessen Koordinaten und zur Erzeugung entsprechender Ausgangssignalc zur Betätigung der Antriebsmotoren 2 und 3 zur Bewegung des interessierendes Objekts in das Probenfeld 11 mit höherer Auflösung ist in dem Blockschaltbild nach F i g. 2 dargestellt. Die Ausgangssignale des Sensors 9 mit niedriger Auflösung auf der Leitung 15 werden in einen Analysator 16 mit niedriger Auflösung eingegeben. Es kann eine Anzahl von verschiedenen Analysatoren für die Analyse mit niedriger Auflösung verwendet werden, was von den Eigenschaften der jeweils zu analysierenden Probe abhängt. Ein derartiger Analysator ist in der US-PS 38 51 156 beschrieben, wobtfi dieser Analysator verwendet werden würde, falls eine gründliche Analyse bei niedriger Auflösung erwünscht ist.

Falls eine einfacne Analyse bei niedriger Auflösung vorgenommen werdsn soll, kann ein Analysator verwendet werden, welcher eine Unterscheidung hinsichtlich solcher Teilchen vornimmt die unter einer vorgegebenen Größe liegen oder kürzer als eine vorgegebene Abmessung sind.

Der Analysator 16 mit niedriger Auflösung gibt auf der Leitung 17 ein Lastsignal ab, wenn er ein Objekt ermittelt welches eine weitere detaillierte Analyse rechtfertigt Wird angenommen, daß die Bildabtastungseinrichtung 9 mit niedriger Auflösung ein Raster abtastet und 64 χ 64 Auflösungselemente aufweist so kann die Lage der Bildabtastungseinrichtung mittels 6-Bk-X- und - y-Zählern 19,20 erfaßt werden. Die X- und V-Zähler werden mit Hilfe einer Rückstelleitung 21 vor Beginn einer jeden Zählung zurückgestellt Während der Abtastung schaltet die Taktleitung 18 den X-Zähler 19 jedes Mal weiter, wenn die Bildabtastungseinrichtung 9 ein Auflösungselement auf einer horizontalen Abtastlinie ermittelt Am Ende einer jeden horizontalen Abtastlinie entsteht am X-Zähler ein Übertrag und das Übertragssignal auf der Übertragsleitung 22 wird zur Weiterschaltung des y-Zählers 20 verwendet

Den X- und y-Zählern 19, 20 v>d jeweils entsprechende X- und y-Register 23,24 zugeordnet Das A-Register 23 ist mit dem X"-Zähler verbunden und das y-Register 24 ist mit dem V-Zähler verbunden, so daß bei Auftreten eines Lastsignals auf der Leitung 17 der Inhalt des X Zählers zum Ä"-Register und der Inhalt des Y-Zählers zum y-Register übertragen wird. Wird somit ein interessierendes Objekt vom Analysator 16 mit niedriger Auflösung untersucht, so wird die Lage dieses Teflchens im Probenfeld 7 mit niedriger Auflösung in den X- und y-Registern 23,24 gespeichert

Die Ausgangssignale der X- und y-Register erscheinen auf den Ausgangssammelleitungen 25 und 26. Die beiden Ausgangssammelleitungen führen zu entsprechenden Addier/Subtrahierwerken 27 und 28, in denen die Position des Probenfelds 11 mit höherer Auflösung gegenüber dem Probenfeld 7 mit niedriger Auflösung subtrahiert oder gegebenenfalls addiert wird, damit die richtigen Signale für eine Λ-Bewegung und 7-Bewegung auf den Ausgangsleitungen 29 und 30 erzeugt werden. Die Schaltkreise 31 und 32 für den X- und y-Motorantrieb wandeln die X- und y-Bewegungssignale in geeignete elektrische Signale um, durch weiche die durch die X- und y-Bewegungssignale dargestellten Bewegungen erzeugt werden.

Die Schaltung gemäß F i g. 2 hat am Ende einer Abtastung die Position des letzten Objekts im Probenfeld 7 niedriger Auflösung gespeichert. Es ist jedoch möglich, die »Last«-Signale nach dem ersten Auftreten eines interessierenden Objekts zu sperren, so daß die Position des ersten Objekfs anstelle jener des letzten Objekts festgehalten wird. Der X-Übertrag des y-Zähler? 20 wird mittels eines Schaltkreises 34 zum »Steuern der Bevfi^ung am Ende der Abtastung« zum Sperren des

Befehls der Motorbewegungen bis zur letzten Änderung in den X- und y-Registern 23 und 24 verwendet

Wird ein komplizierter aufgebauter Analysator mit niedriger Auflösung verwendet wie er in der US-PS 38 51 156 beschrieben, und im Funktionsschaltbild gcmaß F i g. 3 dargestellt ist, so werden die Signale für die X- und y-Position von den gespeicherten Teilmerkmalen der Blutkörperchen abgeleitet. Dies ist ;n F i g. 3 durch die Ausgangssignale für die X- und y-Position dargestellt. Die Positionsdaten werden vom Sensor 9 mit niedriger Auf'ösung geliefert und in der gleichen Weise wie die das Blutkörperchen betreffenden Daten gegebenenfalls verzögert. Das y-Übertragssignal wird durch ein Analyseendsignal ersetzt, um die Bewegung

am Ende der Abtastung zu steuern.

Die vorausgehende kurze Erläuterung des dargestellten verhältnismäßig kompliziert aufgebauten Analysators 16 mit niedriger Auflösung betrifft die Datenverarbeitung bei einem einzigen interessierenden Objekt. Mehrere interessierende Objekte können bei geeigneten Speicher- und Verarbeitungsanlagen untersucht werden.

Wird das interessierende vom Analysator 16 mit niedriger Auflösung ermittelte Objekt in das Probenfeld des Sensors 13 mit hoher Auflösung bewegt, so wird bei dieser Bewegung auch ein neues Bild in das Probenfeld des Sensors 9 mit niedriger Auflösung gebracht. Während das Probenfeld mit hoher Auflösung abgetastet und durch den Sensor 13 mit hoher Auflösung und den Analysator 37 mit hoher Auflösung analysiert wird, kann das Probenfeld mit niedriger Auflösung abgetastet und durch den Sensor 9 mit niedriger Auflösung und den Analysator 16 mit niedriger Auflösung analysiert werden, um festzustellen, ob ein weiteres interessierendes Objekt im neuen Probenfeld mit niedriger Auflösung liegt. Ist somit die detaillierte Abtastung des Objekts im Probenfeld hoher Auflösung beendet, so enthalten die X- und V-Register 23, 24 die Kooidinaten eines neuen interessierenden Objekts, falls ein solches im Probenfeld mit niedriger Auflösung vorhanden ist. Durch diese gleichzeitige oder nahezu gleichzeitige Analyse der Probe bei verschiedenen Auflösungen ergibt sich eine beträchtliche Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit gegenüber ein. m System, bei welchem die Abtastungen aufeinanderfolgend durchgeführt werden.

Die relative Stellung des Probenfelds 11 hoher Auflösung gegenüber dem Probenfeld 7 niedriger Auflösung gemäß F i g. 1 ist lediglich eine Stellung von vielen möglichen. F i g. 4 zeigt einige der möglichen Relativstellungen der beiden Probenfelder. In F i g. 4A ist das Proben-

IClU III/ IiChgT /-lUllGSÜFlg ΐΐΐΐ ITliiiClpuiirxt ViCS m ΓΟυ£Π~

felds Tb niedriger Auflösung dargestellt. Andere Stellungen innerhalb des Probenfelds niedriger Auflösung können gemäß Fig.4B verwendet werden. Das Feld hoher Auflösung kann ferner teilweise das Feld niedriger Auflösung überlappen, wie dies in Fig.4C dargestellt ist oder gemäß F i g. 4D völlig außerhalb des Felds niedriger Auflösung liegen. Diese vier Anordnungen stellen keine erschöpfende Aufzählung dar, sondern sind lediglich als Ausführungsbeispiele einer Vielzahl möglicher Anordnungen zu verstehen.

Es wurde bereits angegeben, daß es nicht notwendig ist, den Probenträger 1 zu bewegen, damit ein interessierendes Objekt in das Probenfeld 11 hoher Auflösung gelangt Gemäß F1 g. 5 ist der Probenträger \b und die Probe mit 4b bezeichnet Die Antriebsmotore 2b und 3f> dienen zum Antrieb beweglicher Spiegel 33 und 34, welche die Fläche der Probe 4b ändern, die von den Probenfeldern hoher und niedriger Auflösung abgetastet werden, ohne daß die Probe selbst bewegt wird. Im allgemeinen ist diese besondere Ausführung nur dann zweckmäßig, falls der Betrachtungsabstand der ersten Optik 6b ausreichend groß ist damit die Spiegel mühelos zwischen der Optik und der Probe angeordnet werden können und dabei eine Verhältnismäßig gleichmäßige Fokussierung aufrechterhalten wird.

Die Relativbewegung des Probenfelds It hoher Auflösung gegenüber dem interessierenden Objekt kann sowohl mit wie auch ohne eine entsprechende Relativbewegung des Probenfelds 7 niedriger Auflösung durchgeführt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird sowohl das Probenfeld 11 hoher wie auch das Probenfekl 7 niedriger Auflösung gegenüber dem interessierenden Objekt bewegt, um dieses in das Probenfeld 11 hoher Auflösung zu bringer.. Jedoch ist bei der bevorzugten Ausführungsform keine Relativbewegung zwischen den beiden Probenfeldern während der Relativbewegung des interessierenden Objekts in das Probenfeld 11 höherer Auflösung vorhanden.

Das Ausgangssignal vom Sensor 13 mit hoher Auflösung wird einem Teilchenanalysator 37 zugeführt, wie er z. B. in der US-PS 38 51 156 beschrieben ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Doppel- Auflösungs-Bildanalysator mit
Einrichtungen zum Positionieren einer Probe;
einer ersten opto-elektrischen Bildabtastungseinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn ein Probenobjekt während der Abtastung erfaßt wird;

eine zweite opto-elektrische Bildabtastungseinrichtung zum Erzeugen von Ausgangssignalen, die ein abgetastetes Bild darstellen;

optischen Einrichtungen zum Abbilden eines für niedrige Auflösung bestimmten Probenfeldes auf der ersten opto-elektrischen Bildabtastungseinrichtung und eines für höhere Auflösung bestimmten Probenfeldes auf der zweiten opto-elektrischen Bildabtastungseinrichtung;

Einrichtungen (F i g. 2), die auf das Ausgangssignal der ersten ojto-elektrischen Bildabtastungseinrichtung (3) ansprechen und das für höhere Auflösung bestimmte Probenfeld (It) relativ zu der Probe bewegen, um das erfaßte Probenobjekt zur Abtastung durch die zweite opto-elektrische Bildabtastungseinrichtung (13) in das für höhere Auflösung vorgesehene Feld (11) zu bringen, während die erste opto-elektrische Bildabtas.tungseinrichtung (9) fortfährt, das für niedere Auflösung vorgesehene Feld abzutasten, um andere Objekte in der Probe zu erfassen, wobei die mit niedriger Auflösung erfolgende, fortgesetzte Abtastung durchgeführt wird, ohne die Probe relativ zu wenigstens einem der Auflösungsfelder zu bewegen und

Einrichtungen, die auf die A usgar gssignale der zweiten opto-elektrischen Bildabtastungseinrichtung ansprechen und diese verwerten,