DE3442568A1 - METHOD FOR CONTINUOUSLY AND AUTOMATICALLY IDENTIFYING, SORTING AND COUNTING PARTICLES OF SMALL DIMENSIONS - Google Patents

METHOD FOR CONTINUOUSLY AND AUTOMATICALLY IDENTIFYING, SORTING AND COUNTING PARTICLES OF SMALL DIMENSIONS

Info

Publication number
DE3442568A1
DE3442568A1 DE19843442568 DE3442568A DE3442568A1 DE 3442568 A1 DE3442568 A1 DE 3442568A1 DE 19843442568 DE19843442568 DE 19843442568 DE 3442568 A DE3442568 A DE 3442568A DE 3442568 A1 DE3442568 A1 DE 3442568A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
continuous
sample
sorting
analysis
microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843442568
Other languages
German (de)
Inventor
Pierre Brule
Richard Emelina
Denis le Goff
Yvan Saint Laurent Grac
Didier Nice Palix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INTER INFORMATIQUE Ste
Original Assignee
INTER INFORMATIQUE Ste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INTER INFORMATIQUE Ste filed Critical INTER INFORMATIQUE Ste
Publication of DE3442568A1 publication Critical patent/DE3442568A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60Type of objects
    • G06V20/69Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum vollautomatischen Identifizieren, Sortieren und Zählen von Teilchen mit sehr kleinen Abmessungen, insbesondere (aber nicht ausschließlich) von Mikroorganismen tierischer oder pflanzlicher Herkunft, sowie zum Verwerten von Ergebnissen, die erhalten wurden auf Gebieten, die ebenso verschieden sind, wie die biologischen Analysen, z.B. Milch- oder Blutanalysen, oder auf dem Gebiet der automatischen Überwachung einer bakteriellen Verunreinigung, z.B. bei der Selbststeuerung von Stationen zur Reinigung von Industrieabwässern oder von Trinkwasser. Das Verfahren zeichnet sich durch seine Genauigkeit, seine Schnelligkeit und seinen guten Verlauf aus.The invention relates to a new method for the fully automatic identification, sorting and counting of particles with very small dimensions, especially (but not exclusively) of animal or microorganisms of vegetable origin, as well as utilizing results obtained in areas that are equally diverse such as biological analyzes, e.g. milk or blood analyzes, or in the field of automatic monitoring bacterial contamination, e.g. in the self-control of stations for cleaning industrial wastewater or from drinking water. The procedure is characterized by its accuracy, its speed and its good course.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die den Zweck haben, ähnliche Resultate zu erzielen. Beispielsweise besteht im Falle der Analyse von menschlichem Blut das übliche Verfahren in einem ersten Schritt aus dem manuellen Herstellen einer jeden Probe durch verschiedene mechanisehe und/oder chemische Behandlungen und dann im mikroskopischen überprüfen derart, daß die verschiedenen untersuchten Zellelemente analysiert und gezählt wurden. Diese Technik ist zeit- und arbeitsaufwendig und bringt doch noch eine zulässige Fehlerquote zwischen 20 und 30 % mit sich.Various methods are known which have the purpose of achieving similar results. For example In the case of human blood analysis, the usual first step is the manual one Manufacture of each sample by various mechanical and / or chemical treatments and then microscopically check such that the various cell elements examined have been analyzed and counted. These Technology is time-consuming and labor-intensive and still has a permissible error rate between 20 and 30% themselves.

Ebenso muß für das Analysieren und Zählen der in einer Flüssigkeit vorliegenden Bakterien die Bedienungsperson Proben aus der Flüssigkeit entnehmen, dann jeweils KuI-türen anlegen, welche die Bakterien zum Vorschein bringen, was eine Verzögerung von mehreren Stunden bedeutet, und schließlich unter Bezugnahme auf bekannte Formen mit den gleichen Einschränkungen und Nachteilen, wie sie oben angegeben sind, diese Bakterien analysieren und zählen.The operator must also analyze and count the bacteria present in a liquid Take samples from the liquid, then each cooling door create, which bring the bacteria to the fore, which means a delay of several hours, and finally with reference to known forms with the same limitations and disadvantages as above are specified, analyze and count these bacteria.

Noch allgemeiner gesagt, es existiert kein automatisches und sich wiederholendes Verfahren, das erlaubt, die gewünschten Ergebnisse rasch und kontinuierlich unter Vermeidung eines menschlichen Irrtums zu erhalten. 5More generally, there is no automatic and repetitive process that allows you to get what you want Get results quickly and continuously while avoiding human error. 5

Die Erfindung gestattet es, dieses Ergebnis durch den Einsatz einer Folge von Arbeitsgängen zu erreichen, deren Prinzip jeweils durch andere Anwendungen bekannt ist, die aber hier mit dem Ziel dieses neuen Ergebnisses miteinander kombiniert und aufeinander abgestimmt sind.The invention makes it possible to achieve this result by employing a sequence of operations, the Principle is known from other applications, but here with the aim of this new result with each other are combined and coordinated.

Der erste Arbeitsgang besteht im automatischen und kontinuierlichen Herstellen und Aufbringen einer Folge von Proben auf einen kontinuierlichen Träger, wobei die Proben über einen Untersuchungsweg eines Systems verteilt werden, das alle Proben nacheinander mittels einer Videokamera registriert.The first step is automatic and continuous Manufacture and apply a sequence of samples to a continuous support, the samples can be distributed over an examination path of a system, which all samples one after the other by means of a video camera registered.

Der zweite Arbeitsgang besteht in der genannten, mittels einer Videokamera durchgeführten Registrierung des mit Hilfe eines Mikroskops erhaltenen Bildes, wobei das Mikroskop besondere optische Elemente umfaßt.The second step consists of the above-mentioned registration of the with, which is carried out by means of a video camera The image obtained with the aid of a microscope, the microscope comprising special optical elements.

Der dritte Arbeitsgang besteht in einem Zerlegen des BiI-des einer jeden Probe in Karos, wobei eine gewisse Anzahl an Linien und Spalten vorliegt und für jede Probe eine gewisse Anzahl an gut identifizierten Zonen oder "Pixels" definiert werden im Hinblick auf die Analyse einer jeden Probe entsprechend den Techniken, die selbst klassisch sind.The third step consists of disassembling the picture of each sample in diamonds, with a certain number of lines and columns and one for each sample some number of well-identified zones or "pixels" can be defined with a view to analyzing each Rehearse according to the techniques that are themselves classic.

Der vierte Arbeitsgang besteht in der genannten Analyse des Bildes als Funktion des Helligkeitsgrades eines jeden Pixels mittels eines Computers, wobei die Analysenergebnisse für alle Proben statistisch behandelt und dann durch einen Drucker digitalisiert werden. Dies erlaubt nicht nurThe fourth step consists in the aforementioned analysis of the image as a function of the degree of brightness of each Pixels by means of a computer, the analysis results for all samples being treated statistically and then carried out digitized by a printer. This not only allows

in jedem Augenblick die Kenntnis des Analysenergebnisses, sondern darüber hinaus das zeitliche Verfolgen der Entwicklung dieser Ergebnisse.Knowledge of the analysis result at every moment, but also the tracking of developments over time these results.

Der Einsatz dieser verschiedenen Arbeitsgänge erfordert gewisse Erläuterungen:The use of these different operations requires certain explanations:

Erläuterungen bezüglich des ersten ArbeitsgangsExplanations regarding the first step

Jede Probe durchläuft vor der Phase des Absetzens auf den Träger eine physikochemische Vorbereitung. Diese Vorbereitung ist mit üblichen Behandlungen bezüglich des betrachteten Produkts vergleichbar, wobei aber gewisse Modifikationen vorliegen.Each sample undergoes a physicochemical preparation prior to being deposited on the slide. This preparation is comparable to conventional treatments with regard to the product under consideration, but with certain modifications are present.

Ebenso diente bei den früheren Techniken z.B. die Phase des Färbens nur dem Zweck, eine ganze Kategorie von Zellen, z.B. Bakterien, sichtbar zu machen, ohne über den Zustand ihrer Entwicklung oder ihres Todes eine Voraussage zu treffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Färben den Zweck, den lebensfähigen Zustand gewisser Zellen anzuzeigen und sie sichtbar zu machen, ohne die Artefakten zu färben.Likewise, in the earlier techniques, for example, the staining phase only served the purpose of identifying a whole category of cells, e.g. to make bacteria visible without predicting the state of their development or death meet. According to the present invention, the purpose of staining is to indicate the viable state of certain cells and make them visible without coloring the artifacts.

Ebenso erlaubt es nach dem Färben die Anwendung einer Epifluoreszenz-Behandlung (im allgemeinen durch UV-Bestrahlung von oben), wobei die Reemission gefiltert wird, alle Zellen, die einen Kern enthalten, deutlich zu machen, während eine Immunofluoreszenz-Behandlung gestattet, die Zellen auf spezielle Art zu extrahieren.It also allows epifluorescent treatment to be applied after dyeing (generally by UV irradiation from above), whereby the re-emission is filtered to make all cells that contain a nucleus clear, while immunofluorescence treatment allows cells to be extracted in a special way.

Schließlich wird jede Probe in Form von hinsichtlich ihrer Dicke kalibrierten und hinsichtlich ihres Durchmessers konstanten Tropfen automatisch durch Sprühen oder Blasen auf dem kontinuierlichen Träger abgesetzt bzw. niederge-Finally, each sample is calibrated in terms of thickness and diameter constant droplets are automatically deposited or lowered onto the continuous carrier by spraying or blowing

schlagen. Diese Tropfen werden in regelmäßiger und homogener Form auf dem Träger verteilt, damit sie nacheinander von der Kamera gesehen werden. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Träger eine um ihre Achse rotierende horizontale Scheibe, und die Tropfen werden in konzentrischen Kreisen niedergeschlagen, damit sie entweder entsprechend den aufeinanderfolgenden Kreisen oder wechselweise radial und kreisförmig untersucht werden. Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist der Träger ein kontinuierliches Band, das sich von einer Vorratsrolle abwickelt und auf eine Aufnahmerolle aufwickelt, wobei das Ganze in einer wegwerfbaren Kassette angeordnet ist. Dies beseitigt die Notwendigkeit, den Träger zu waschen, wie im Falle der Scheibe. Im allgemeinen stellt 1 mm3 die entsprechende Anzahl an Tropfen dar,· wovon das statistische Ergebnis als Wert für eine Probe genommen wird, und dies gilt ebenso für die Folgenden. Selbstverständlich wird der Träger nach jeder Messung einem Waschvorgang unterworfen, was automatisch kontrolliert wird.beat. These drops are distributed in a regular and homogeneous form on the carrier so that they can be seen by the camera one after the other. According to a first embodiment, the support is a horizontal disc rotating about its axis and the drops are deposited in concentric circles so that they are examined either according to the successive circles or alternately radially and circularly. According to a second embodiment, the carrier is a continuous tape which unwinds from a supply roll and winds on a take-up roll, the whole being placed in a disposable cassette. This eliminates the need to wash the carrier, as in the case of the disc. In general, 1 mm 3 represents the corresponding number of drops, of which the statistical result is taken as the value for a sample, and this also applies to the following. Of course, the carrier is subjected to a washing process after each measurement, which is automatically checked.

Erläuterungen bezüglich des zweiten ArbeitsgangsExplanations regarding the second step

Das verwendete System umfaßt die Kombination aus einem mit einer Spezialoptik ausgerüsteten Mikroskop und einer Videokamera, von der das Bild im Hinblick auf den dritten Arbeitsgang zu einem Minicomputer übertragen wird. Dieses Mikroskop übermittelt kontinuierlich Informationen, und es ist daher erforderlich, daß seine genaue Einstellung dauerhaft gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Objektiv und dem Probenträger eine Mikrometerschraube vorgesehen, die eine mechanische konstante Fokussierung sicherstellt. Das Mikroskop wird vorzugsweise mit direktem UV-Licht betrieben, da die Beobachtung durch die Kamera fotografiert wird, welche mehr Licht als das mensch-5 liehe Auge aufnehmen kann.The system used comprises the combination of a microscope equipped with special optics and a microscope Video camera from which the image is transmitted to a minicomputer with a view to the third operation. This The microscope continuously transmits information and it is therefore necessary that its precise adjustment is permanently guaranteed. For this purpose there is a micrometer screw between the objective and the sample carrier provided, which ensures a mechanical constant focus. The microscope is preferably used with direct UV light operated because the observation is photographed by the camera, which is more light than the human 5 borrowed eye can absorb.

Erläuterungen bezüglich des dritten ArbeitsgangsExplanations regarding the third step

Die Fotografie der Probe durch die Kamera wird auf den Computer übertragen, der seine Analyse entsprechend komplexen, aber gut bekannten Techniken durchführt. Deshalb ist es nicht nötig, diese-Techniken im einzelnen zu beschreiben. Es genügt daher der einfache Hinweis, daß das Bild in dem Computer gespeichert wird ("acquisition"), man bestimmt zuerst den Minimalwert der Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke eines Pixel, das einem in Betracht gezogenen Teilchen entspricht ("seuillage"), dann wird diese Schwelle für eine Probe festgelegt und man bestimmt den Umriß eines jeden Teilchens. Man wird jedoch feststellen, daß es insbesondere auf die Ausnutzung dieser Technik zurückzuführen ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich grundsätzlich von den klassischen manuellen Techniken unterscheidet, die sich auf einen visuellen Vergleich mit einer Reihe von gegebenen Formen beschränkt. Dieser Unterschied findet seinen Ausdruck gleichzeitig in der Genauigkeit und der Schnelligkeit der Arbeitsgänge, im Gegensatz zu dem einfachen visuellen, langsamen, ungenauen und eine Fehlerquelle darstellenden Vergleich.The photograph of the sample by the camera is transferred to the computer, which makes its analysis correspondingly complex, but performs well known techniques. Therefore it is not necessary to describe these techniques in detail. It is therefore sufficient to simply indicate that the image is stored in the computer ("acquisition"), one determines first the minimum value of the brightness or illuminance of a pixel, which is a considered particle corresponds to ("seuillage"), then this threshold is set for a sample and the outline of one is determined every particle. It will be found, however, that it is particularly due to the exploitation of this technique is that the method according to the invention differs fundamentally from the classic manual techniques, which is limited to a visual comparison with a number of given shapes. That difference is expressed simultaneously in the accuracy and speed of the work processes, in contrast to the simple visual, slow, imprecise, and error-prone comparison.

Die folgende Phase dieses Arbeitsgangs ist das Sortieren der Teilchen, die durch ihre Abmessungen und Formen definiert sind. Dieses Sortieren wird für jeden Tropfen durchgeführt. Die Ergebnisse aller Tropfen werden dann statistisch behandelt, was die Genauigkeit der gesammelten Informationen sicherstellt, sowohl in einem bestimmten Augenblick wie in ihrer Entwicklung mit der Zeit.The next phase of this operation is sorting the particles by their dimensions and shapes are defined. This sorting is done for each drop. The results of all drops are then treated statistically, which ensures the accuracy of the information collected, both in a given Moment as in its development over time.

Da die allgemeine Technik der Bild- oder Formanalyse ("pattern recognition") eine klassische Methode wurde, sind selbstverständlich alle Hilfsarbeitsgänge, welche gleichfalls in der Technik bekannt sind, verwendbar, z.B.Since the general technique of image or shape analysis ("pattern recognition") became a classic method, are of course all auxiliary work processes, which also known in the art, may be used, e.g.

das Vorbehandeln des Bildes im Hinblick auf das Eliminierenpre-treating the image with a view to eliminating it

des "Hintergrundrauschens", um in den Genuß eines sauberen Bildes zu kommen, oder die Filterung, die Ausdehnung oder die Vereinfachung (Erosion oder Skelettierung) des Bildes. Diese Techniken können in speziellen Fällen angewandt werden.the "background noise" to enjoy a clean picture, or the filtering, the expansion or the simplification (erosion or skeletonization) of the image. These techniques can be used in special cases.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf zwei praktische Anwendungsbeispiele dieses Verfahrens erläutert. The invention is explained below with reference to two practical examples of this method.

Beispiel 1example 1

In diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren auf die Suche nach Bakterien in der Milch angewandt.In this example, the method according to the invention is based on applied the search for bacteria in milk.

In diesem Falle beinhaltei der erste Arbeitsgang das Färben der Probe mittels Akridinorange bei einem pH-Wert von In dem Tropfen kommen nun zum Vorschein: nichtgefärbte Fettkörperchen, die lebenden Leukozyten mit einer Form ähnlich jener der Fettkörperchen, jedoch bestehen Unterschiede hinsichtlich ihreii" Färbung, die Bazillen in Form von Stäbchen und die Kokken in Form von Ringen erscheinen mit oder ohne Ribonucleingäure (RNS) im Laufe des "Todes" und Desoxyribonucleinsäuren (DNS) im Falle der Wiederbelebung. Man kennt also demnach die Anzahl der gesamten Keime und die Anzahl der Leukozyten, die man durch Epifluoreszenz identifiziert,; und zwar durch Beleuchtung von oben mit UV-Licht mit einer Wellenlänge von < 400 μ und mit einer Reemission eines Spektrums von etwa 600 ημ, das man ausfiltern kann.In this case, the first step involves staining the sample with acridine orange at a pH of The drop now shows: unstained fat cells, the living leukocytes with a shape similar to that of the fat cells, but there are differences in terms of their coloring, the bacilli in shape of rods and the cocci in the form of rings appear with or without ribonucleing acid (RNA) in the course of "death" and deoxyribonucleic acids (DNA) in the case of resuscitation. So you know the total number of germs and the number of leukocytes that can be detected by epifluorescence identified; by illuminating from above with UV light with a wavelength of <400 μ and with a re-emission of a spectrum of around 600 ημ, that can be filtered out.

Man kann dann unter den Bazillen die Spezies Clostridium butyricum und Pseudomonas fluorescens suchen. Um sie zu extrahieren, benutzt man die Immunofluoreszenz mit einem Serum, das dem gesuchten Keim entspricht, und mit einem spezifischen Färbemittel.The species Clostridium can then be found among the bacilli butyricum and Pseudomonas fluorescens. To extract them, one uses immunofluorescence with a Serum that corresponds to the germ you are looking for and with a specific dye.

Anschließend führt man die folgenden Arbeitsgänge, jeweils bei niedriger Temperatur, an den Proben aus:The following operations are then carried out on the samples, each at a low temperature:

erhält die gesamten Keime durch Versetzen der Probe mit 1 % Cyanid und 10 % Akridinorange, sowie dadurch, daß man Tropfen des Reaktionsprodukts den Arbeitsgängen 2 und 3 unterwirft.preserves all of the germs by adding 1% cyanide and 10% acridine orange to the sample, as well as that drops of the reaction product are subjected to operations 2 and 3.

b) Man erhält Pseudomonas allein durch nochmaliges Durchführen des Versuchs a), jedoch ohne Färbemittel.b) Pseudomonas is obtained simply by carrying out experiment a) again, but without coloring agent.

c) Man erhält Clostridium allein beim nochmaligen Durchführen des Versuchs a), wobei aber Akridinorange und das speziell gefärbte Serum gleichzeitig zugegeben werden.c) Clostridium is obtained by repeating experiment a) alone, but with acridine orange and the specially colored serum can be added at the same time.

Welches der Verfahren a, b oder c auch gewählt wird, man fotografiert dann das durch das Mikroskop erzeugte Bild mittels einer Kamera und das Bild wird in Form eines durch 512 Zeilen und 512 Spalten, also 262144 Punkte oder Pixels, eingeteilten Rechtecks auf den Speicher des Computers übertragen. Die Tiefe eines j|eden Punkts, d.h. die Menge des empfangenen Lichts, wird dargestellt durch eine Zahl oderWhichever method a, b or c is chosen, the image generated by the microscope is then photographed by means of a camera and the image is displayed in the form of 512 lines and 512 columns, i.e. 262144 points or pixels, The divided rectangle is transferred to the memory of the computer. The depth of each point, i.e. the amount of received light, is represented by a number or

ein "Bit". Im vorliegende^ Fall benutzt man sechs Bits entsprechend 64 Niveaus, wobei der Wert Null Schwarz und der Wert 63 Weiß entspricht. Die Bilder, welche helle Objekte darstellen, heben sich vor dem schwarzen Hintergrund ab (bei Anwesenheit von Parasiten). Am Beginn eines Arbeitsgangs der Analyse legt mah den Mindestwert der Helligkeit (Schwellenwert) fest, von| dem aus ein Punkt als Element des Objekts abgezogen wird. Wenn diese "Schwelle" festgelegt ist, geht man zur Phase "Kontur" über, d.h. zur Bestimmung des Umfangs eines jeden Objekts, und man nimmt sämtliche Objekte in eine Tabelle auf, in welcher man gemaß den Koordinaten eines jeden Umrisses eine gewisse Anzahl an Parametern bestimmt, z.B. "die größte Länge" unda "bit". In the present case, six bits are used accordingly 64 levels, where the value zero corresponds to black and the value 63 corresponds to white. The pictures, what bright objects stand out against the black background (in the presence of parasites). At the beginning of an analysis operation, mah sets the minimum value of the brightness (Threshold) fixed, from | from which a point is subtracted as an element of the object. When this "threshold" is set one goes to the "contour" phase, i.e. determining the perimeter of each object, and one takes all objects in a table, in which, according to the coordinates of each outline, a certain Number of parameters determined, e.g. "the greatest length" and

ebenso einen "Formfaktor", der ausgehend vom Kreis, welcher willkürlich mit 1 angenommen wird, zu einem Trennen der "langen" Objekte von den "runden" Objekten führt. Man sortiert dann in der Tabelle die einzelnen interessierenden Objekte als Funktion der gewählten Parameter, und für jeden Tropfen sowie für die Gesamtheit der Tropfen werden die Ergebnisse schließlich statistisch behandelt. Im gegebenen Fall entspricht die Analyse eines Tropfens 1 1/2 see mit einer zulässigen Fehlerquote von 5 %. Diese Werte müssen innerhalb der Dauer nebeneinander liegen uns sich in den bis jetzt zulässigen Fehlergrenzen befinden. Die Werte ergeben sich aus der vollständigen Automatisierung der Arbeitsgänge.also a "form factor", the starting from the circle, which is arbitrarily assumed with 1, leads to a separation of the "long" objects from the "round" objects. The individual objects of interest are then sorted in the table as a function of the selected parameters, and for each drop and for all of the drops, the results are finally treated statistically. In the given case, the analysis of a drop corresponds to 1 1/2 seconds with a permissible error rate of 5%. These Values must lie next to each other within the duration and be within the error limits permitted up to now. The values result from the complete automation of the work processes.

Beispiel 2Example 2

BlutanalyseBlood analysis

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es nicht nur, die genannten Zellen, d.h. die roten und die weißen Körperchen, rasch und genau zu bewerten, sondern ebenso die in ihnen enthaltenen Parasiten automatisch nachzuweisen und zu zählen. Wegen ihrer sehr geringen Größe konnten sie bisher nicht zum Gegenstand einer solchen Arbeitsmethode gemacht werden. Ebenso ist es jetzt aufgrund der Erfindung beispielsweise möglich, ein automatisches Suchen und Zählen von Malariaparasiten durchzuführen, deren Abmessung in der Größenordnung von 2 Micron liegt.The application of the method according to the invention makes it possible not only to evaluate the named cells, i.e. the red and white corpuscles, quickly and accurately, but also automatically detect and count the parasites they contain. Because of their very small size so far they could not be made the subject of such a working method. So it is now due to of the invention possible, for example, to carry out an automatic search and counting of malaria parasites, their Dimension is on the order of 2 microns.

Genauer gesagt, die Blutanalyse mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach folgender Methode durchgeführt:More precisely, the blood analysis by means of the invention Procedure is carried out according to the following method:

Zuerst erfolgt das kontinuierliche und automatische Abscheiden auf dem Träger durch Sprühen oder Blasen. Dies entspricht einem Fortschritt gegenüber früheren Techniken, wo jeder Tropfen Blut zwischen einem Träger und einer Glas-First, the continuous and automatic deposition on the carrier takes place by spraying or blowing. this corresponds to an advance over previous techniques, where every drop of blood between a carrier and a glass

platte zerdrückt wird, wodurch die Zellen zerstört und verändert werden.plate is crushed, whereby the cells are destroyed and changed.

Die Phase des Färbens mit Akridinorange bei einem pH-Wert von 6 ergibt eine Differenzierung zwischen den roten Körperchen, welche durch das Fehlen des Kerns weder RNS noch DNS enthalten und deshalb nicht-gefärbt bleiben, und im Gegensatz dazu den weißen Körperchen, welche leben und einen Kern sowie verschiedene Einschlüsse enthalten und verschiedene Färbungen annehmen (DNS für den Kern, RNS für die Einschlüsse).The phase of staining with acridine orange at pH 6 results in a differentiation between the red corpuscles, which, due to the absence of the nucleus, contain neither RNA nor DNA and therefore remain unstained, and in contrast to the white corpuscles, which are alive and contain a nucleus and various inclusions and take on different colors (DNA for the nucleus, RNA for the inclusions).

Andererseits werden im Falle der Anwesenheit von Blutparasiten im Innern eines roten Körperchens diese Parasiten durch die Färbung offenkundig, da sie DNS und RNS enthalten.On the other hand, in the case of the presence of blood parasites inside a red body, these parasites become evident by their staining, as they contain DNA and RNA.

Man führt die Bildanalyse entsprechend den vorgenannten allgemeinen Methoden durch, wobei aber die Komplexizität der "Objekte" berücksichtigt wird.The image analysis is carried out according to the aforementioned general methods, but with the complexity the "objects" is taken into account.

Da die weißen Körperchen in gefärbtem Zustand gut bekannt sowie leicht zu identifizieren und zu zählen sind, findet man ausgehend von ihrem Umriß im Innern dieses äußeren Umrisses eine oder mehrere innere Konturen, die von Kernen gebildet werden, und man kann in ihrem Innern noch andere Bestandteile nachweisen. Es wird also möglich, verschiedene Arten von mehrkernigen Bestandteilen als Funktion der Anzahl der so nachgewiesenen Objekte zu identifizieren und zu zählen.Since the colored white corpuscles are well known and easy to identify and count, finds one or more inner contours, those of nuclei, are based on their outline inside this outer outline are formed, and one can detect other components inside them. So it becomes possible to do different Identify types of polynuclear constituents as a function of the number of objects detected in this way and count.

Das gleiche gilt für die Parasiten der roten Körperchen, was eine große Besonderheit des vorliegenden Verfahrens darstellt. Ebenso zeigt sich beispielsweise der Malariaparasit in Form eines offenen Rings (RNS), der an seinen beiden Enden Wucherungen oder kätzchenartige AuswüchseThe same is true of the parasites of the red corpuscles, which is a great feature of the present procedure represents. The malaria parasite, for example, also shows itself in the form of an open ring (RNA) attached to its growths or kitten-like outgrowths at both ends

"- 13 -"- 13 -

(DNS) trägt, was ungeachtet ihrer sehr kleinen Abmessungen (2 Micron) zum erstenmal ihre automatische und kontinuierliche Zählung in dem der Analyse unterworfenen Blut gestattet.
5
(DNA) which, despite its very small size (2 microns), allows for the first time its automatic and continuous counting in the blood under analysis.
5

Die Anwendungen dieses neuen Verfahrens, die zu Beginn beschrieben sind, sind tatsächlich praktisch unbegrenzt und gehen insbesondere über das einfache Zählen von Teilchen in einer Flüssigkeit hinaus. Ebenso kann man als Anwendung ein Sortieren und Zählen von Oberflächenfehlern auf festen Materialien ins Auge fassen. Die Anpassung dieses Verfahrens an solche und andere Anwendungen wird Gegenstand künftiger Zusätze zur vorliegenden Patentanmeldung sein.The applications of this new method, which are described at the beginning, are in fact practically unlimited and go beyond simply counting particles in a liquid. You can also use a Use a sorting and counting of surface imperfections on solid materials in mind. The adaptation this method for such and other applications will be the subject of future additions to the present patent application be.

Claims (10)

PATENTANWÄLTE Or. rer. nat. DIETER LOUIS Dlpl.-Phyf. CLAUS PÖHLAU Olpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANO SEGETH KESSLERPLATZ 1 8500 NÜRNBERG 20 Verfahren zum kontinuierlichen und automatischen Identifizieren, Sortieren und Zählen von Teilchen kleiner Abmessungen PatentansprüchePATENT LAWYERS Or. Rer. nat. DIETER LOUIS Dlpl.-Phyf. CLAUS PÖHLAU Olpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANO SEGETH KESSLERPLATZ 1 8500 NÜRNBERG 20 Process for the continuous and automatic identification, sorting and counting of small-sized particles Claims 1. Verfahren zum kontinuierlichen und automatischen Identifizieren, Sortieren und Zählen von Teilchen kleiner Abmessungen, dadurch gekennzeichnet , daß in einem ersten Arbeitsgang eine Folge von Proben vorbereitet und auf einen kontinuierlich sich verschiebenden Träger kontinuierlich aufgebracht wird, wobei die Proben über den Untersuchungsweg eines mit einer Videokamera ausgerüsteten Registriersystems verteilt werden, welche Bilder dieser Proben mittels eines Mikroskops erhält, in einem zweiten Arbeitsgang die Registrierung erfolgt, in einem dritten Arbeitsgang das Bild jeder Probe in1. Process for continuous and automatic identification, Sorting and counting of small-sized particles, characterized in that In a first step, a sequence of samples is prepared and one that is continuously shifting Carrier is continuously applied, the samples via the examination path of a equipped with a video camera Registration system, which images of these samples received by means of a microscope, in a second operation the registration takes place, in a third operation the image of each sample in __ ο —__ ο - Karos aufgeteilt wird, in einem vierten Arbeitsgang die Analyse des genannten Bildes gemäß den Techniken der sogenannten "Mustererkennung" ("pattern recognition") durchgeführt wird und schließlich die Ergebnisse dieser Analyse statistisch behandelt, digitalisiert und inhaltlich der Bedienungsperson übergeben werden.Karos is divided, in a fourth operation the analysis of the said image according to the techniques of so-called "pattern recognition" is carried out and finally the results of this Analysis treated statistically, digitized and handed over to the operator in terms of content. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die im ersten Arbeitsgang durch- geführte Vorbereitung in einem speziellen Färben, gefolgt von einer Beobachtung mittels Epifluoreszenz, besteht.2. The method according to claim 1, characterized in that the in the first step through guided preparation in a special staining, followed by observation by means of epifluorescence, consists. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Aufbringen der Probe auf den Träger durch kontinuierliches Sprühen oder Blasen erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that g e k e η η, that the application of the sample to the carrier by continuous spraying or blowing he follows. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e kennzeichnet, daß der kontinuierliche Träger eine um ihre vertikale Achse rotierende Glasscheibe ist sowie einem kontinuierlichen Waschvorgang unterliegt.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that g e that the continuous support is a glass pane rotating about its vertical axis is and is subject to a continuous washing process. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein kontinuierliches Band ist, das sich von einer ersten Rolle abwickelt und nach einmaligem Gebrauch auf eine zweite Rolle aufwickelt, und daß dieses Band in einer wegwerfbaren Kassette eingeschlossen ist.5. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the carrier is a continuous Tape that unwinds from a first reel and, after a single use, onto a second Reel, and that this tape in a disposable Cassette is included. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Mikroskop mit Mitteln ausgerüstet ist, die automatisch und dauernd eine Okularfokussierung auf die Probe sicherstellen.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the microscope with Means is equipped that automatically and continuously ensure an eyepiece focusing on the sample. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Mikroskop mit UV-Licht betrieben wird.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the microscope with UV light is operated. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das im ersten Arbeitsgang benutzte Färbemittel Akridin-orange und/oder ein gefärbtes spezielles Serum ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the im the stain used in the first step is acridine-orange and / or a colored special serum. 9. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 auf die Suche von Bakterien in Milch.9. Application of the method according to claims 1 to 8 to the search for bacteria in milk. 10. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 810. Application of the method according to claims 1 to 8 auf die Analyse von Blut und insbesondere auf die 1.5 Suche von Parasiten, wie Malariaparasiten, im Blut.to the analysis of blood and in particular to the 1.5 search for parasites, such as malaria parasites, in the blood.
DE19843442568 1983-11-28 1984-11-22 METHOD FOR CONTINUOUSLY AND AUTOMATICALLY IDENTIFYING, SORTING AND COUNTING PARTICLES OF SMALL DIMENSIONS Withdrawn DE3442568A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8318936A FR2555754A1 (en) 1983-11-28 1983-11-28 METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY ANALYZING BIOLOGICAL SAMPLES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3442568A1 true DE3442568A1 (en) 1985-06-05

Family

ID=9294589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843442568 Withdrawn DE3442568A1 (en) 1983-11-28 1984-11-22 METHOD FOR CONTINUOUSLY AND AUTOMATICALLY IDENTIFYING, SORTING AND COUNTING PARTICLES OF SMALL DIMENSIONS

Country Status (23)

Country Link
JP (1) JPS60133897A (en)
KR (1) KR850004792A (en)
AU (1) AU3590384A (en)
BE (1) BE901099A (en)
BR (1) BR8406026A (en)
CH (1) CH661357A5 (en)
DD (1) DD229218A5 (en)
DE (1) DE3442568A1 (en)
DK (1) DK561784A (en)
ES (1) ES538048A0 (en)
FI (1) FI844662L (en)
FR (1) FR2555754A1 (en)
GB (1) GB2152660A (en)
IL (1) IL73591A0 (en)
IT (1) IT1177346B (en)
LU (1) LU85632A1 (en)
MA (1) MA20282A1 (en)
NL (1) NL8403625A (en)
NO (1) NO844701L (en)
OA (1) OA07875A (en)
PT (1) PT79559B (en)
SE (1) SE8405964L (en)
ZA (1) ZA849212B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705876A1 (en) * 1986-10-07 1988-04-14 Toa Medical Electronics Process and apparatus for flow cytometry
DE4211904A1 (en) * 1991-04-09 1992-11-19 Werner Maier Ascertaining type list for liquid sample examintion - using imaging pick=up and localising appts. for recognising and locating object within registered image data to enable automatic output from identifying appts.

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4918739A (en) * 1988-08-12 1990-04-17 Maraven, S.A. Process and system for digital analysis of images applied to stratigraphic data
US5130559A (en) * 1989-08-26 1992-07-14 Trutzschler Gmbh & Co. Kg Method and apparatus for recognizing particle impurities in textile fiber
EP0464276A1 (en) * 1990-07-02 1992-01-08 International Business Machines Corporation Computer modelling system
GB2254414A (en) * 1991-03-21 1992-10-07 Univ London Volume measurement of microbial organisms.
US6731100B1 (en) 1997-05-05 2004-05-04 Chemometec A/S Method and a system for determination of somatic cells in milk
JP2001526780A (en) 1997-05-05 2001-12-18 シェモメテック・アクティーゼルスカブ Method and system for measurement of particles in a liquid sample
SE524587C2 (en) 2003-02-18 2004-08-31 Delaval Holding Ab Method and apparatus for counting somatic cells or small drops of fat in milk
SE528697C2 (en) 2005-03-11 2007-01-30 Hemocue Ab Volumetric determination of the number of white blood cells in a blood sample
EP1748030B1 (en) * 2005-07-07 2016-04-20 Fei Company Method and apparatus for statistical characterization of nano-particles
CN109598328B (en) * 2018-11-21 2023-09-12 山东农业大学 Distributed thousand grain counting method, system, device and terminal

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1389553A (en) * 1972-05-23 1975-04-03 Legorreta G Apparatus for investigating microscopic particles
GB1404628A (en) * 1972-12-07 1975-09-03 Coulter Electronics Method and apparatus for analyzing microscopic particles
US4075462A (en) * 1975-01-08 1978-02-21 William Guy Rowe Particle analyzer apparatus employing light-sensitive electronic detector array
US4122518A (en) * 1976-05-17 1978-10-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics & Space Administration Automated clinical system for chromosome analysis
US4197088A (en) * 1977-09-23 1980-04-08 Akro-Medic Engineering, Inc. Method for qualitative and quantitative determination of immunological reactions
DE2903625A1 (en) * 1978-02-03 1979-08-09 Rush Presbyterian St Luke DEVICE FOR AUTOMATIC BLOOD ANALYSIS
JPS58154064A (en) * 1982-03-08 1983-09-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for measuring percentage between lymph bead and t cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705876A1 (en) * 1986-10-07 1988-04-14 Toa Medical Electronics Process and apparatus for flow cytometry
DE4211904A1 (en) * 1991-04-09 1992-11-19 Werner Maier Ascertaining type list for liquid sample examintion - using imaging pick=up and localising appts. for recognising and locating object within registered image data to enable automatic output from identifying appts.

Also Published As

Publication number Publication date
SE8405964L (en) 1985-05-29
FI844662L (en) 1985-05-29
IT8423769A1 (en) 1986-05-28
GB2152660A (en) 1985-08-07
DK561784D0 (en) 1984-11-27
IL73591A0 (en) 1985-02-28
ES8603994A1 (en) 1986-01-01
LU85632A1 (en) 1985-06-04
OA07875A (en) 1986-11-20
DK561784A (en) 1985-05-29
FR2555754A1 (en) 1985-05-31
ES538048A0 (en) 1986-01-01
DD229218A5 (en) 1985-10-30
CH661357A5 (en) 1987-07-15
GB8429976D0 (en) 1985-01-09
PT79559A (en) 1984-12-01
IT1177346B (en) 1987-08-26
NL8403625A (en) 1985-06-17
MA20282A1 (en) 1985-07-01
SE8405964D0 (en) 1984-11-27
BR8406026A (en) 1985-08-27
JPS60133897A (en) 1985-07-17
PT79559B (en) 1986-09-08
KR850004792A (en) 1985-07-27
AU3590384A (en) 1985-06-06
NO844701L (en) 1985-05-29
ZA849212B (en) 1985-07-31
IT8423769A0 (en) 1984-11-28
BE901099A (en) 1985-03-15
FI844662A0 (en) 1984-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69219963T2 (en) METHOD FOR DETERMINING THE NUMBER OF LIVING MICROORGANISMS
DE69411268T2 (en) METHOD FOR QUICK QUANTIFYING MICROORGANISM GROWTH
DE10014685B4 (en) Procedure for the identification of cell-specific target structures
DE3642209C2 (en)
EP1181525B1 (en) Method for the automatic analysis of microscope images
DE69419948T2 (en) Method for determining the number of living microorganisms using a hydrophobic membrane filter
DE102008059788B4 (en) Analysis and classification of biological or biochemical objects on the basis of time series images, applicable to cytometric time-lapse cell analysis in image-based cytometry
DE69118255T2 (en) Method for rapid measurement of living microorganisms and set for measurement
DE69031682T2 (en) Thionine staining technique
DE3442568A1 (en) METHOD FOR CONTINUOUSLY AND AUTOMATICALLY IDENTIFYING, SORTING AND COUNTING PARTICLES OF SMALL DIMENSIONS
EP2656277B1 (en) Device and method for determining objects in a colour photograph
DE3880573T2 (en) Methods for the detection of unwanted microorganisms.
DE1944246A1 (en) Method and device for the quantitative determination of chemical blood substances in blood derivatives
DE4211904C2 (en) Automatic procedure for creating a list of different types for a liquid sample
EP1846569A1 (en) Method for identifying germs
EP3430565B1 (en) Method for testing distributed objects by segmenting an overview image
EP1573051A1 (en) Method and device for identifying germs
DE60026732T2 (en) CELL LINES EXTRACTION PROCESS
EP1495433B1 (en) Method for analyzing chemical and/or biological samples by means of particle images
DD147002A1 (en) DEVICE FOR THE INVESTIGATION OF LUMINESCENCE PROPERTIES OF MICRO OBJECTS
EP0457789B1 (en) Process for rapid testing of the effect of agents on micro-organisms
DE69321865T2 (en) Method and device for microbiological analysis of biological samples in liquid suspension using light scattering technology
DE3784702T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETECTING AND QUANTIFYING BACTERIA.
DE69033034T2 (en) METHOD FOR DIFFERENTIATING PARTICLES BASED ON A DYNAMICALLY CHANGING THRESHOLD
WO2015197781A1 (en) Method for classifying a mixture of substances

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee