DE4042523C2 - Verfahren zum Untersuchen von Teilchenmustern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Untersuchen von Teil­ chenmustern, bei dem eine Probe und ein Reagenz in einem Reak­ tionsgefäß gemischt werden, um eine immunologische Agglutina­ tionsreaktion (im Gefäß) zu bewirken, wobei sich am Boden des Reaktionsgefäßes ein Teilchenmuster ausbildet, welches mit optischen Mitteln vermessen wird, um automatisch zu bestimmen, ob das Teilchenmuster einer Agglutination entspricht oder nicht und wobei auch andere Eigenschaften des Musters für medizinische Zwecke untersucht werden können.

In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 58-105065 wird ein Verfahren zum Beurteilen von Teilchenmustern beschrieben, bei dem ein sich am Boden eines Reaktionsgefäßes durch eine Aggluti­ nationsreaktion bildendes Teilchenmuster optisch vermessen wird und bei dem ein Verhältnis der Helligkeiten eines zentralen Ab­ schnittes des Reaktionsgefäßes und eines Umfangsabschnittes ge­ bildet wird, um zu ermitteln, ob dem Teilchenmuster eine Agglu­ tination zugrundeliegt oder nicht. Eine solche Technik zum Unter­ suchen von Teilchenmustern ist auch in der US-PS 4 727 033 beschrieben, bei der Lichtintensitäten von zentralen und peri­ pheren Abschnitten des geneigten Bodens des Reaktionsgefäßes ge­ trennt voneinander gemessen werden unter Verwendung von zwei lichtempfangenden Elementen und bei dem die Beurteilung hin­ sichtlich der Bildung eines Teilchenmusters auf dem Boden dahin­ gehend, ob eine Agglutination vorliegt oder nicht, aufgrund des Verhältnisses zwischen den Ausgangssignalen der lichtempfangenden Elemente getroffen wird. Das heißt, wenn das Teilchenmuster agglutiniert ist, sind die Teilchen gleichförmig auf der Boden­ fläche des Reaktionsgefäßes abgelagert, so daß die Differenz der Lichtintensitäten der genannten lichtempfangenden Elemente gering ist, während im Gegensatz hierzu dann, wenn die Teilchen nicht agglutiniert sind, dieselben auf den geneigten Boden nach unten rutschen und sich im mittleren Abschnitt des Gefäßes sammeln, so daß die Differenz zwischen den Lichtintensitäten relativ groß ist. Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren zum Untersuchen von Teilchenmustern wird das so erhaltene Verhältnis verglichen mit vorgegebenen oberen und unteren Grenzwerten. Ist das Verhält­ nis größer als der obere Grenzwert, wird das Teilchenmuster als agglutiniert erkannt, während dann, wenn das Verhältnis kleiner ist als der untere Grenzwert, das Teilchenmuster als nicht-agglu­ tiniert beurteilt wird. Ist das Verhältnis zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert, so wird das Teilchenmuster als nicht eindeutig identifizierbar beurteilt und es ist deshalb unmöglich, dieses Muster automatisch zu untersuchen.

In den japanischen Patentveröffentlichungen 61-215948, 62-105031, 63-58237 und 63-256839 werden andere Verfahren zum Untersuchen von Teilchenmustern beschrieben, bei denen Agglutinationsreaktio­ nen durchgeführt werden in einer Anzahl von Vertiefungen, die in einer Mikroplatte ausgebildet sind und bei denen ein optisches Bild der Vertiefungen mittels einer TV-Kamera aufgenommen wird. Die Bilddaten jeder Vertiefung werden mittels eines Rechners verarbeitet, um eine Fläche zu ermitteln, wo die Teilchen jeder Vertiefung auf der Bodenfläche abgelagert sind und die Teilchen­ struktur wird hinsichtlich der Frage, ob eine Agglutination vorliegt oder nicht, auf der Grundlage der so gewonnen Fläche ermittelt.

Aus EP 0 257 660 A2 ist ein Verfahren zur Beurteilung der Ag­ glutination bekannt, bei dem die Kante eines zentralen Ab­ schnitts eines Teilchenmusters aufgrund von Differentiations­ werten bestimmt wird. Aus den Differentiationswerten wird die Fläche des zentralen Abschnitts ermittelt, der durch die Kante eingegrenzt wird.

Nach einem aus der japanischen Patentveröffentlichung 63-58237 bekannten Verfahren wird ein Bild der Bodenfläche jeder Vertie­ fung in der Mikroplatte mittels einer TV-Kamera aufgenommen, um entsprechende Bildsignale zu gewinnen, die Daten eines Mittel­ punktes der Vertiefung werden gewonnen durch Verarbeitung der erhaltenen Bildsignale, eine Kontur des in der Vertiefung ge­ bildeten Teilchenmusters wird gewonnen durch Ermittlung des Unterschiedes der Helligkeiten der Bildsignale innerhalb eines Kreises, der um den Mittelpunkt gelegt ist und der Bildsignale außerhalb dieses Kreises, die Fläche innerhalb der so gewonnenen Kontur wird ermittelt und sodann wird die so gewonnene Fläche mit einem vorgegebenen Standardwert verglichen. Ist die Fläche größer als der Standardwert, so wird das Teilchenmuster als agglutiniert eingestuft und dann, wenn die Fläche geringer ist als der Stan­ dardwert, wird das Teilchenmuster als nicht-agglutiniert bewer­ tet. Das heißt, bei diesem herkömmlichen Verfahren wird das Teilchenmuster vermessen mittels einer Vielzahl von Bildpunkten, die den im zentralen Bereich der Vertiefung gesammelten Teilchen entsprechen.

In der japanischen Patentveröffentlichung 63-256839 wird ein anderes Verfahren beschrieben, bei dem der Mittelpunkt der Ver­ tiefung in ähnlicher Weise wie oben gewonnen wird, während die Beurteilung derart erfolgt, daß eine Relativbeziehung zwischen der Abmessung des mittleren Abschnittes, wo die Teilchen auf der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes abgelagert sind, und einer Standard-Abweichung des Differentialkoeffizienten der Teilchen­ struktur verwendet wird.

Bei den vorstehend erwähnten herkömmlichen Verfahren besteht aber der Nachteil, daß es nicht möglich ist, mit hinreichender Genauigkeit zu beurteilen, ob dem Teilchenmuster eine Agglutina­ tion zugrundeliegt oder nicht. Falls die Agglutinationskräfte der zu untersuchenden Teilchen so schwach sind, daß eine große Wahrscheinlichkeit besteht, daß eine Agglutinationsstruktur (Muster) fast die gleiche Form hat als eine nicht-agglutinierte Struktur auf der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes ist es sehr schwierig, automatisch festzustellen, welchen Charakter das Teilchenmuster hat. Deshalb ist bei den herkömmlichen Verfahren die Zuverlässigkeit der Beurteilung so gering, daß eine Bedie­ nungsperson die Muster visuell zu untersuchen und das mit einer automatischen Vorrichtung gewonnene Ergebnis zu korrigieren hat. Dies erfordert beträchtliche zusätzliche Arbeit. Bei den in der JP-58-105065 und der US-PS 4 727 033 beschriebenen Verfahren be­ steht das Problem, daß die Anzahl der Proben, welche nur als zweifelhaft vermeßbar sind, sehr groß wird, weil die Agglutina­ tionsreaktion im allgemeinen sehr empfindlich ist, so daß in einer Vielzahl von Fällen zweifelhafte Teilchenmuster gebildet werden. Deshalb ist die Effektivität bei der Vermessung derarti­ ger Proben sehr gering und auch menschliche Fehler auf seiten der Bedienungsperson treten häufig auf. Die Meßgenauigkeit und auch die Zuverlässigkeit der Messung leidet.

Bei einem Verfahren gemäß der japanischen Patentveröffentlichung 63-58237 ist es möglich, den Mittelpunkt der Teilchenstruktur exakt zu bestimmen, jedoch hängt die Abmessung des Abschnittes, in dem sich die Teilchen auf der Bodenfläche des Gefäßes abla­ gern, nicht nur davon ab, ob die Teilchen agglutiniert sind oder nicht sondern auch davon, wie groß die Menge der Probe oder des Reagenzes ist. Auch hier ist es sehr schwer, genaue Messungen durchzuführen.

Bei dem aus der japanischen Patentveröffentlichung 63-256839 be­ kannten Verfahren ist das Meßergebnis durch Bläschen beeinfluß­ bar, die in der Testflüssigkeit enthalten sind und auch durch den Umstand, daß das Muster außer Form gerät oder sogar verzerrt wird, was ebenfalls die genaue Messung beeinträchtigt.

Die vorliegende Erfindung hat deshalb zum Ziel, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zum Vermessen von Teilchenmustern anzugeben, mit dem es möglich ist, auch dann exakt zu beurteilen, ob ein Teilchenmuster agglutiniert ist oder nicht, wenn die Agglutinationskräfte der Teilchen sehr schwach sind, und bei dem es weiterhin möglich ist, eine genaue Messung ohne Beeinflussung durch Bläschen durchzu­ führen und bei dem auch eine Verfälschung der Struktur durch Verzerrung des Musters ausgeschlossen ist. Weiterhin soll bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anzahl der Proben, bei denen eine Nachprüfung durch eine Bedienungsperson mit visuellen Mitteln erforderlich ist, stark reduziert werden, so daß die Messung mit hohem Wirkungsgrad und hoher Genauigkeit durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Wenn eine Testflüssigkeit mit zu untersuchenden Teilchen in ein Reaktionsgefäß eingegeben wird, das eine konische Bodenfläche aufweist, zeigen sich bisweilen nicht-agglutinierte Teilchen­ muster, die fast die gleiche Form haben wie ein agglutiniertes Teilchenmuster, weil die Agglutinationskräfte der Testflüssigkeit sehr schwach sind. Fig. 1A zeigt ein Beispiel für ein derartiges, nicht-agglutiniertes Teilchenmuster und Fig. 1B zeigt ein agglu­ tiniertes Teilchenmuster. Es hat sich aber gezeigt, daß dabei die Grenze der agglutinierten Struktur gemäß Fig. 1B im Vergleich mit der Grenze der nicht-agglutinierten Struktur gemäß Fig. 1A weni­ ger eindeutig (scharf) ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, solche nicht-agglutinierten Teilchenmuster, die fast die gleiche Form haben wie ein agglutiniertes Teilchen­ muster, dadurch zu unterscheiden, daß die vorstehend erwähnte Grenz-Eigenschaft untersucht wird.

Die Fig. 2A und 2B zeigen die Variation der durch das Reaktions­ gefäß und die darin enthaltene Testflüssigkeit durchgelassenen Lichtmenge auf geraden Linien A und B, welche durch die Mittel­ punkte der Reaktionsgefäße 1 gemäß den Fig. 1A und 1B gehen. Werden die Grenzen der Teilchenmuster näher betrachtet, was in den Figuren durch den Pfeil "D" angedeutet ist, dann ergibt sich, daß das Veränderungsverhältnis bezüglich der an der Grenze des Teilchenmusters durchgelassenen Lichtmenge in Fig. 2B kleiner ist als bei dem nicht-agglutinierten Teilchenmuster gemäß Fig. 2A. Deshalb ist es möglich durch Gewinnung von Meßdaten bezüglich der Extinktion an den Grenzen bei Messung der Lichtmengen auf geraden Linien A und B und durch Bestimmung des Veränderungsverhältnisses der Meßdaten an der Grenze agglutinierte Teilchenmuster und nicht-agglutinierte Teilchenmuster zu unterscheiden, auch wenn die Agglutinationskräfte schwach sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Teilchenmuster auch dann exakt vermessen werden, wenn Bläschen im Teilchenmuster enthalten sind oder wenn das Muster außer Form gerät oder ver­ zerrt ist. Wenn nämlich Bläschen im Muster enthalten sind, dann ist die Bilddichte des Kontur-Abschnittes der Bläschen relativ hoch und dann, wenn die Bilddichte eines gestörten Abschnittes oder eines verzerrten Abschnittes des Musters groß wird, ist die Bilddichte des unteren Abschnittes des gestörten Abschnittes oder des verzerrten Abschnittes gering. Deshalb ist es möglich, auch solche ungewöhnlichen Muster zu vermessen mittels der Verteilung der differenzierten Werte des zweidimensionalen Bildsignales des Musters. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es deshalb mög­ lich, das Teilchenmuster exakt zu vermessen, ohne daß Meßfehler aufgrund von Bläschen oder aufgrund von Verzerrungen des Musters auftreten können. Auch kann die Anzahl der Proben, welche visuell nachgeprüft werden müssen, verringert werden, so daß der Analy­ sen-Durchsatz erhöht werden kann. Im Vergleich mit herkömmlichen Meßverfahren kann der Meßfehler, welcher dadurch verursacht ist, daß unterschiedliche Mengen von Proben oder Reagenz abgegeben werden, verringert werden, weil beim erfindungsgemäßen Verfahren die Beurteilung darüber, ob das Muster agglutiniert ist oder nicht nur abhängt von einer Information derjenigen Fläche des Abschnittes, wo die Teilchen abgelagert sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt, bzw. zeigen:

Fig. 1A und 1B schematische Ansichten von Teilchenmustern, die in einem Reaktionsgefäß gebildet sind;

Fig. 2A und 2B schematische Ansichten von Lichtmengen, die auf geraden Linien A und B gemessen werden, welche die Mittelpunkte der Reaktionsgefäße gemäß den Fig. 1A und 1B schneiden, wobei diese Figuren die Erfindung illustrieren;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum automati­ schen Vermessen von Teilchenmustern, wobei mit dieser Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist;

Fig. 4 und 5 schematische Ansichten eines Differenzierungs­ operators zum Ermitteln von Veränderungen der Lichtintensitäten in horizontalen und vertikalen Richtungen des Teilchenmusters;

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Bildpunkt-Kom­ position zum Differenzieren der Bildsignale und

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Illustration des erfindungs­ gemäßen Meßverfahrens.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum automatischen Vermessen von Teilchenmustern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Mikro­ platte 11 auf einem angetriebenen Tisch (nicht gezeigt) positio­ niert und der angetriebene Tisch ist so ausgelegt, daß er in bezug auf eine optische Achse der Bild-Aufnahmeeinrichtung 43 bewegbar ist. Unter der Mikroplatte 11 ist eine Lichtquelle 42 angeordnet und oberhalb der Mikroplatte 11 ist eine Bild-Auf­ nahmeeinrichtung 43 vorgesehen, um ein zweidimensionales Bild des Teilchenmusters aufzunehmen, das auf der Bodenfläche jeder Ver­ tiefung 11a der Mikroplatte 11 ausgebildet ist. Bei dem Aus­ führungsbeispiel wird eine CCD-TV-Kamera als Bild-Aufnahmeein­ richtung 43 verwendet. Eine zweidimensionale Bildinformation des Teilchenmusters, welche mittels der Bild-Aufnahmeeinrichtung 43 erzeugt wird, wird in eine Signal-Verarbeitungsschaltung 44 eingegeben, um verstärkt und in ein digitales Signal umgewandelt zu werden. Das digitale Signal wird in einen Speicher 45 einge­ geben, um dort abgespeichert zu werden. Die im Speicher 45 abgespeicherte Bildinformation wird ausgelesen und in einen Monitor 46 eingegeben, um die auf der Bodenfläche der Vertiefung 11a der Mikroplatte 11 gebildete Teilchenstruktur auf dem Bild­ schirm des Monitors 46 anzuzeigen. Die aus dem Speicher 45 ausge­ lesene zweidimensionale Bildinformation wird in einen Differen­ zierkreis 47 eingegeben, um einen differenzierten Wert der Bildinformation zu erhalten. Die Differenzierung wird mittels Differenzierungsoperatoren durchgefügt, die in den Fig. 4 und 5 erläutert sind. Ein erster Operator gemäß Fig. 4 ist vorgesehen, um eine Veränderung der Lichtintensität des Bildes in horizon­ taler Richtung zu ermitteln und ein zweiter Operator gemäß Fig. 5 ist vorgesehen, um eine Veränderung der Lichtintensität des Bildes in vertikaler Richtung zu ermitteln. Gemäß Fig. 6 sind neun Bildelemente, die in bezug zueinander ausgerichtet sind und die jeweils eine Bildpunkt-Fläche bilden, aus den Bildinforma­ tionen des Teilchenmusters nacheinander extrahiert. Der Licht- Intensitätswert jedes Bildelementes (Pixel), das aus der Pixel- Fläche besteht, wird multipliziert mit entsprechenden Koeffi­ zienten des ersten und zweiten Differenzier-Operators und die so gewonnenen multiplizierten Werte der Lichtintensität werden zu­ einander addiert, um die Summen Y1 und Y2 entsprechend den nach­ folgenden Formeln zu erhalten. Weiterhin wird ein Mittelwert dieser Summen Y1 und Y2 ermittelt, um einen differenzierten Wert Y der Bildpunkt-Fläche zu gewinnen.

Y1 = (-1×A)+(0×B)+(1×C)+(-2×D)+(0×E)+(2×F)+(-1×G)+(0×H)+(1×I)
Y2 = (-1×A)+(-2×B)+(-1×C)+(0×D)+(0×E)+(0×F)+(1×G)+(2×H)+(1×I)
Y = (|Y1|+|Y2|)/2.

Nacheinander werden die Bildpunkt-Flächen bezüglich aller Bild­ informationen des Musters durchgerechnet entsprechend den vor­ stehenden Formeln, um differenzierte Werte der Bildpunkt-Flächen zu erhalten, welche das gesamte Bild einer Vertiefung 11a ab­ decken. Die so gewonnenen differenzierten Werte des zweidimen­ sionalen Bildes des Teilchenmusters werden in einen Beurtei­ lungsschaltkreis 48 eingegeben und nacheinander in einem Spei­ cher abgespeichert, der im Kreis 48 vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das in der Vertiefung 11a gebildete Teilchenmuster im Beurteilungskreis 48 auf Basis der Verteilung der so gewonnenen differenzierten Werte des zweidimensionalen Bildes des Musters durchgeführt. Ein Beispiel dieser Beurteilung soll nachfolgend mit Hilfe des Flußdiagramms gemäß Fig. 7 er­ läutert werden. Dieses Beispiel dient dazu, differenzierte Werte bezüglich des Teilchenmusters zu gewinnen, das auf der Boden­ fläche einer Vertiefung ausgeformt ist, um zu ermitteln, ob das Teilchenmuster agglutiniert ist oder nicht, wobei die Beurteilung erfolgt aufgrund einer Verteilung der so gewonnenen differen­ zierten Werte des Musters.

(1) Gestörtes Teilchenmuster

Werden mehr als zweitausendfünfhundert Bildpunkte (Pixel) gefun­ den mit differenzierten Werten von mehr als 20 aber weniger als 40, so wird festgelegt, daß dieses Teilchenmuster außer Form geraten ist. Das heißt, wenn ein Teilchenmuster in diesem Sinne als "außer Form geraten" anzusehen ist, dann erscheint im Teil­ chenmuster eine große Anzahl von Zwischenwerten der Veränderung der Konzentration. Mit anderen Worten, wenn die Anzahl der Bild­ flächen mit differenzierten Werten zwischen 20 und 40 gezählt wird und wenn diese Anzahl den Wert 2500 überschreitet, dann kann dieses Teilchenmuster als "außer Form geraten" angesehen werden.

Da eine solche Verzerrung des Musters nur in einem agglutinierten Teilchenmuster auftritt, wird das Muster als agglutiniert er­ kannt.

(2) Bläschen

Werden zehn oder mehr Bildpunkte mit differenzierten Werten größer als 200 gefunden, so wird dies dahingehend verwertet, daß festgelegt wird, daß das Teilchenmuster Bläschen enthält. Das heißt, falls das Teilchenmuster Bläschen enthält, dann wird die Differenz zwischen Licht und Schatten des Musters sehr groß, so daß sehr viele große differenzierte Werte erhalten werden. Daraus kann man auf die Existenz von Bläschen im Teilchenmuster schließen und der entsprechende Schluß erfolgt mittels der An­ zahl von Bildelementen, die große differenzierte Werte aufwei­ sen.

(3) Agglutiniertes Teilchenmuster (positiv)

Wenn ein Verhältnis, das gewonnen wird durch Division der Anzahl von Bildpunkten A, deren differenzierte Werte größer sind als 20 aber kleiner als 50, durch eine Anzahl von Bildpunkten B, deren differenzierte Werte größer sind als 100 aber kleiner als 200, kleiner ist als 22, dann wird daraus geschlossen, daß das Teil­ chenmuster agglutiniert ist.

(4) Nicht-agglutiniertes Teilchenmuster (negativ)

Beträgt das vorstehend definierte Verhältnis mehr als 40, dann wird daraus geschlossen, daß das Teilchenmuster nicht-aggluti­ niert ist.

(5) Unmöglichkeit der Beurteilung

Eine Probe, deren Verhältnis größer ist als 22 aber kleiner als 40, wird als nicht-beurteilbar eingestuft. Solche Proben müssen von der Bedienungsperson visuell untersucht werden.

Wenn ein Teilchenmuster dahingehend beurteilt wird, daß es Bläschen enthält, wird ein Verhältnis G, welches erhalten wird als G = E/F verglichen mit dem oben definierten Verhältnis R, wobei der Wert E erhalten wird durch Multiplikation der Anzahl von Bildpunkten mit differenzierten Werten größer als 20 aber kleiner als 50 mit dem Faktor 1,2 und wobei der Wert F erhalten wird durch Multiplikation der Anzahl von Bildpunkten mit diffe­ renzierten Werten oberhalb von 100 aber unterhalb von 200 mit 0,5. Durch Multiplikation der Anzahl von Bildpunkten mit diffe­ renzierten Werten größer als 20 aber kleiner als 50 mit 1,2 und Multiplikation der Anzahl von Bildpunkten mit differenzierten Werten größer als 100 aber kleiner als 200 mit 0,5, wird eine kleine Veränderung von Licht und Schatten des Musters stark gewichtet, während eine starke Veränderung dieser Größen gerin­ ger gewichtet wird, so daß es möglich ist, das Teilchenmuster zu vermessen ohne durch darin eingeschlossene Bläschen beeinflußt zu sein.

Das so gewonnene Meßergebnis wird in eine Anzeigeeinrichtung 49 eingegeben, um auf einem Bildschirm dargestellt zu werden.

In den nachfolgenden Tabellen sind Verteilungen von differen­ zierten Werten von Bildsignalen enthalten, die gewonnen sind durch Aufnehmen von zweidimensionalen Bildern von Teilchen­ mustern bei unterschiedlichen Arten von Proben.

In diesen Tabellen sind nicht nur die Anzahl der Bildpunkte, die den einzelnen differenzierten Werten gemäß den oben stehenden Beurteilungsgrundsätzen zuzuordnen sind, sondern auch die Anzahl der Bildpunkte angegeben, deren differenzierte Werte größer sind als 200, größer als 100 aber kleiner als 200, größer als 20 aber kleiner als 40, größer als 20 aber kleiner als 50, sowie das Verhältnis R, das kleiner ist als 22, Werte von E und F) das korrigierte Verhältnis G und das Meßergebnis.

Die Proben 1, 6, 7 und 8 sind typische negative Muster. Die Pro­ ben 13 bis 18 sind typische positive Muster und die Proben 9 bis 12 sind nicht zu beurteilen.

Die Proben 3 und 4 werden beurteilt als Bläschen enthaltend, wo­ bei die Probe 3 negativ und die Probe 4 positiv beurteilt werden mittels des korrigierten Verhältnisses G. Die Probe 5 wird zu­ nächst dahingehend beurteilt, daß das Muster außer Form ist, je­ doch schließlich als positiv eingeordnet. Wie sich aus der Ta­ belle und den obigen Erläuterungen ergibt, ist es gemäß dem dritten erfindungsgemäßen Verfahren auch dann möglich, eine genaue Beurteilung dahingehend, ob das Muster agglutiniert ist oder nicht, abzugeben, wenn Bläschen in der Probe enthalten sind oder wenn das Muster gestört ist. Deshalb ist es möglich, die Anzahl von Proben, die visuell nachgeprüft werden müssen, stark einzuschränken. Insbesondere dann, wenn Bläschen im Teilchen­ muster enthalten sind, kann das Muster durch Verwendung der kor­ rigierten differenzierten Werte beurteilt werden. Die Anzahl derjenigen Proben, die als nicht-beurteilbar eingestuft werden, kann erheblich gesenkt werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum Untersuchen von Teilchenmustern mit folgenden Schritten:

• - Aufnehmen eines zweidimensionalen Bildes eines Teilchen­ musters, das auf der Bodenfläche eines Reaktionsgefäßes durch eine immunologische Agglutinationsreaktion gebildet ist, um eine Bildinformation bezüglich des Teilchenmusters zu erhalten;
• - Differenzieren der genannten Bildinformation, um diffe­ renzierte Werte derselben zu gewinnen; und
• - Beurteilen, ob das Teilchenmuster agglutiniert ist oder nicht auf Basis der Verteilung der differenzierten Werte der Bildinformation,

dadurch gekennzeichnet, daß die Differen­ zierung mittels eines ersten Differenzieroperators durchge­ führt wird, um eine Variation der Lichtintensität bezüg­ lich des Teilchenmusters in horizontaler Richtung zu ge­ winnen, und mittels eines zweiten Differenzieroperators, um eine Variation der Lichtintensität bezüglich des Teil­ chenmusters in vertikaler Richtung zu gewinnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Diffe­ renzieren eine Anzahl von Bildelementen extrahiert wird, welche horizontal und vertikal zueinander ausgerichtet sind, bestehend aus einer Bildelement-Fläche der Bildinformation des Teilchen­ musters; daß die Lichtintensität jedes Bildelementes, das aus einer Bildelement-Fläche besteht, mit einem Koeffizien­ ten der genannten ersten und zweiten Differenzieroperato­ ren multipliziert wird und Addieren jedes multiplizierten Wertes gemäß den folgenden Gleichungen: Y1 = (-1×A)+(0×B)+(1×C)+(-2×D)+(0×E)+(2×F)+(-1×G)+(0×H)+(1×I)
Y2 = (-1×A)+(-2×B)+(-1×C)+(0×D)+(0×E)+(0×F)+(1×G)+(2×H)+(1×I)
Y = (|Y1| + |Y2|)/2wobei Y1 einen Wert darstellt, der berechnet ist unter Verwendung des ersten Differenzieroperators und Y2 einen Wert darstellt, der berechnet ist unter Verwendung des zweiten Differenzieroperators;
daß ein Mittelwert von Y1 und Y2 gewonnen wird durch die Gleichung Y = (|Y1|+|Y2|)/2, um die differenzierten Werte der Bildelement-Fläche zu erhalten;
und daß nacheinander die Bildpunktflächen bezüglich des gesamten Teilchen­ musters extrahiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unter­ suchen des Teilchenmusters dasselbe als agglutiniert eingestuft wird, wenn 2500 oder mehr extrahierte Bildele­ mente gefunden werden, die jeweils differenzierte Werte von mehr als 20 und weniger als 40 aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Be­ urteilung des Teilchenmusters eine erste Anzahl von Bild­ element-Flächen gewonnen wird, die jeweils differenzierte Werte von mehr als 20 aber weniger als 50 aufweisen und eine zweite Anzahl von Bildelement-Flächen, die jeweils differenzierte Werte von mehr als 100 aber weniger als 200 aufweisen, und daß das Teilchenmuster als agglutiniert eingestuft wird, wenn der Wert, der erhalten wird durch Division der ersten Bildelement-Anzahl durch die zweite Bildelement-Anzahl, kleiner ist als 22.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Un­ tersuchung des Teilchenmusters eine erste Anzahl von Bild­ element-Flächen gewonnen wird, bei denen jeweils der dif­ ferenzierte Wert größer als 20 aber kleiner als 50 ist, sowie eine zweite Anzahl von Bildelement-Flächen, bei denen der differenzierte Wert größer als 100 aber kleiner als 200 ist, und daß das Teilchenmuster als nicht-aggluti­ niert eingestuft wird, wenn derjenige Wert, der erhalten wird durch Division der ersten Anzahl durch die zweite Anzahl, größer als 40 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Beurteilung des Teilchenmusters eine erste Anzahl von Bildelement-Flächen gewonnen wird, deren differenzierte Werte größer als 20 aber kleiner 50 sind, sowie eine zweite Anzahl von Bildelement-Flächen, deren differenzier­ te Werte größer als 100 aber kleiner als 200 sind, und daß das Teilchenmuster als hinsichtlich der Agglutination nicht einstufbar beurteilt wird, wenn derjenige Wert, der erhalten wird durch Division der ersten Anzahl durch die zweite Anzahl größer als 22 aber kleiner als 40 ist.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Be­ urteilung des Teilchenmusters ein Vorhandensein von Bläs­ chen im Teilchenmuster dadurch gemessen wird, daß 10 oder mehr Bildelement-Flächen gefunden werden, von denen jede differenzierte Werte von 200 oder mehr aufweist aus den differenzierten Werten bezüglich aller Bildelement-Flä­ chen, die das Teilchenmuster bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Be­ urteilung des Teilchenmusters erste Bildelement-Flächen extrahiert werden, die jeweils differenzierte Werte von mehr als 20 aber weniger als 50 aufweisen und daß die Anzahl der ersten Bildelement-Flächen mit einem Faktor 1,2 multipliziert wird, um einen Wert c zu gewinnen; daß zweite Bildelement-Flächen extrahiert werden, die jeweils differenzierte Werte von mehr als 100 aber weniger als 200 aufweisen, und daß die Anzahl der zweiten Bildelement-Flä­ chen mit 0,5 multipliziert wird, um einen Wert d zu erhal­ ten, und daß das Verhältnis zwischen den Werten c und d gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilchen­ muster als agglutiniert eingestuft wird, wenn das genannte Verhältnis kleiner als 22 ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilchen­ muster als nicht-agglutiniert eingestuft wird, wenn das Verhältnis größer als 40 ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilchen­ muster hinsichtlich der Agglutination als nicht-beurteil­ bar eingestuft wird, wenn das Verhältnis größer als 22 aber kleiner als 40 ist.