JP2014533498A - サンプリング工具の変位を操縦する光学的方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、サンプリング工具を用いて、寒天培地の表面等の、基準面上の生体材料をサンプリングする方法であって、第１の位置から第２の位置までの、基準面に向かうサンプリング工具の変位、及び／又は、第１の位置から第２の位置までの、サンプリング工具に向かう基準面の変位の操縦を可能にするものであり、前記第２の位置は、サンプリング工具と基準面が接触する接触位置である方法に関するものであり、かかる方法は、ａ）前記第１の位置において、サンプリング工具を照明して、サンプリング工具が見えるようにするとともに、サンプリング工具の像を基準面上に投影するステップと、ｂ）サンプリング工具と、基準面上に投影されたサンプリング工具との両方の画像を取得するステップと、ｃ）ステップｂ）で取得された画像を処理して、処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうかを決定するステップと、ｄ）サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合のステップとを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、基準面に向かってのサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かっての基準面の変位を操縦する方法、この方法を実施するための装置、ならびに前記装置を含む生体材料のサンプリング装置に関する。

換言すれば、本発明に従う方法は、基準面の方向に、ピペット等の生体材料サンプリング工具の変位を操縦することを可能とする。前記基準面は、特に関心のある生体材料を培養した寒天を充填したペトリ皿とすることができる。

「生体材料」とは、遺伝的データを含み、生物系において自己増殖する任意の材料であると理解される。そのようなものとして、特に、任意の細菌又はウイルス細胞培養物を挙げることができる。

その後の分析を実施する目的で、ペトリ皿上で培養した細菌のコロニー等の生体材料をサンプリングするための解決策が多数存在する。

この生体材料のサンプリングは、特に、例えば、「受動的」サンプリング工具、例えば細菌コロニーと接触することを意図した綿要素を端部に備えた工具を用いて実施することができる。あるいは、「能動的」サンプリング工具、例えば吸引／吐出原理を用いたピペット等が用いられるこれらのサンプリング工具は、手動又は自動とすることができる。

サンプリングされた生体材料の分析を歪曲しないようにするために、関心のある生体材料のみをサンプリングしつつも、培地自体に由来する物質等の、関心のある生体材料に対して異物となる任意の物質をサンプリングすることのないようにすることが重要である。この異物は、汚染物質と呼ぶことができる。ペトリ皿上の細菌のサンプリングに関しては、関心のある生体材料と同時に寒天をサンプリングすることを回避することが望ましい。

実際に、意図せずにサンプリングされた寒天は、サンプリングされた生体材料の定量的及び定性的分析の両方に支障をきたすことがある。

定量分析については、寒天培地の残渣が、細菌懸濁液を外因的に不透明化することになり、この細菌懸濁液を含むサンプルの光学密度の測定を歪曲し得る。

定性分析、例えば質量分析法による分析に関しては、寒天残渣は、関心のある生体材料に対して異物であり、分析に支障をきたす背景ノイズを発生する化合物の検出を誘導する。

さらに、雑菌コロニーが、関心のある細菌コロニー下で増殖することもあり得る。この場合、関心のある細菌コロニーをサンプリングする際に、対応する分析に支障をきたさないように、雑菌をサンプリングしないようにすることが重要である。

サンプリング工具が固体、液体又は半固体培地中を深く貫通しすぎること、例えば、ピペットの先端が寒天に刺さることを主たる起因とするこのような汚染現象を回避することを意図して、従来技術においていくつかの装置が開発されている。

従来技術の装置の第一の種類は、電気的接点による静電容量を用いて、サンプリング工具が表面に接触したことを検出することができる。

第一に、電極として機能する非使い捨て金属針の場合には、針を浸漬する液体が第２の電極である。この針が生体試料に接触すると、インピーダンス、キャパシタンス又は抵抗の変化が、増幅された後に、針下降モータの停止を誘引する。この技術を使用する装置及び方法は、具体的には、米国特許第４，８１８，４９１号に記載される。

第二に、プラグイン型で導電性の錐又は先端部は、その錐に付随するピペットにより各サンプリングが行われた後に、使い捨てられる。前記の錐は、炭素粒子を含有したプラスチック材料から作られ、導電性とすべき錐グリッパによって電気的接続が保証される。

第三に、他のシステムは、サンプリング針又はサンプリング錐を両側から挟む２つの電極を針又は円錐に加えることにより作動するものであり、これらの電極は、生物学的液体と接触すると、導通する。この変形例には、新たな生物学的液体と接触するたびに電極が汚染され、除染洗浄システムの追加を必要とするという大きな欠陥がある。

しかし、静電容量を用いた従来技術の装置に関する前記第一の種類は、導電性の工具を必要とする。

サンプリング工具と表面の接触を検出することを可能とする、従来技術の第二の種類は、音響的方法を用いる。したがって、米国特許第４，８４６，００３号には、スピーカによって放射され、マイクによって受信される音響特性を用いた検出システムが記載されている。測定値は音響インピーダンスによって構成される。

従来技術の装置の第三の種類は、圧力センサを使用する（欧州特許出願公開第０３４１４３８号、米国特許第５，７２３，７９５号及び欧州特許出願公開第０５７１１００号を参照）。より詳細には、先端の自由端が液体の表面に接触すると、圧力変動を検出する。

最後に、従来技術の最終的な装置は、超音波による表面の検出に関する。しかし、この技術は、細菌コロニー等の小さな要素には適していない。

しかしながら、従来技術の上記装置のいずれでも、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を操縦する「ユニバーサル」な手段、すなわち、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位の効果的な制御を確保しつつも、使用するサンプリング工具の種類や、基準面の性質又は稠度に関わらず用いることのできる手段を得ることはできない。

米国特許第４，８１８，４９１号明細書 米国特許第４，８４６，００３号明細書 欧州特許出願公開第０３４１４３８号明細書 米国特許第５，７２３，７９５号明細書 欧州特許出願公開第０５７１１００号明細書

従って、本発明の目的は、サンプリング工具を用いて、寒天培地の表面等の、基準面上の生体材料をサンプリングする方法であり、かかる方法は、第１の位置から第２の位置までの、基準面に向かうサンプリング工具の変位、及び／又は、第１の位置から第２の位置までの、サンプリング工具に向かう基準面の変位の操縦を可能にするものであり、前記第２の位置は、サンプリング工具と基準面が接触する接触位置であり、前記方法は、以下のステップを含む：
ａ）前記第１の位置において、サンプリング工具を照明して、サンプリング工具が見えるようにするとともに、サンプリング工具の像を基準面上に投影するステップ、
ｂ）サンプリング工具と、基準面上に投影されたサンプリング工具との両方の画像を取得するステップ、
ｃ）ステップｂ）で取得された画像を処理して、処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうかを決定するステップ、
ｄ）サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合に、サンプリング工具を基準面に向けて、及び／又は、基準面をサンプリング工具に向けて変位させ、前記隙間が零に等しくなるまでステップａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップ。

本発明において、「基準表に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を操縦する」とは、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を制御／誘導することを意味するものと理解されたい。用語「操縦」は、広い意味で理解されなければならない、すなわち、変位の起動と停止、ならびに変位の加速と減速の概念を組み込むよう理解されなければならない。

いずれの場合においても、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位は、サンプリング工具と基準面の接近をもたらす。

この「接近」は、以下のようにして得ることができる。
−基準面に向かうサンプリング工具の変位、
−サンプリング工具に向かう基準面の変位、又は、
−基準面に向かうサンプリング工具の、及び、サンプリング工具に向かう基準面の、同時又は連続的な変位。

好ましい実施形態によれば、かかる「接近」は、基準面に向かうサンプリング工具の変位によって得られる。

上記のステップｃ）で得られた処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しい場合には、接触位置に到達した、すなわち、サンプリング工具と基準面が接触していることを意味する。例えば、基準面が液体媒体である場合、基準面は、実質的に又は完全に平坦であってもよい。あるいは、この基準面は、例えば、隆起領域（突起）等の膨出を含んでもよい。これらの隆起領域は、例えば、寒天の表面上に成長した細菌コロニーに対応することができる。

本発明による方法は、好ましくは、以下の追加のステップを含む。
ａ’）視野内にサンプリング工具を入れずに基準面を照明する。
ｂ’）視野内にサンプリング工具を入れずに基準面の像を取得して、基準画像を得る。
前記画像処理ステップｃ）は、サンプリング工具と、基準面に投影されたサンプリング工具の像との両方の画像から、参照画像を構成する要素を減じて、サンプリング工具と基準面上に投影されたサンプリング工具の像とを実質的に表す画像を作出する。

「サンプリング工具と、基準面に投影されたサンプリング工具の像との画像から、参照画像を構成する要素を減」ずるとは、サンプリング工具及び基準面上に投影されるサンプリング工具の像以外の他の参照画像の全ての要素を意味すると理解されたい。

サンプリング工具の照明は、サンプリング工具の変位の間は維持してもよい（連続照明）。あるいは、サンプリング工具の照明は、選択的、すなわち、サンプリング工具の毎回の変位の後にのみ行い、サンプリング工具の異なる位置毎にサンプリング工具の像を基準面上に投影してもよい。

本発明による方法は、好ましくは、以下の追加のステップを含む。
ｅ）サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しい場合には、接触位置からサンプリング位置に向かって、サンプリング工具及び／又は基準面を変位させ、又は変位を継続する。

サンプリング位置は、可能性のある汚染物質のサンプリングを回避しながら目的の生体材料をサンプリングするのに適した位置であると理解されなければならない。好ましい実施形態によれば、このサンプリング位置は、実質的に基準面の下に位置している。

接触位置からサンプリング位置に向かってのサンプリング工具及び／又は基準面の変位又は変位の継続は、サンプリング工具が基準面の下に配置されなければならない場合に、例えば、液体培地中の生体材料をサンプリングする場合に、特に望ましい。

代替的な実施形態によれば、本発明に従う方法は、以下の追加のステップを含む：
ｅ’）その投影像との間の隙間が零に等しい場合には、サンプリング工具及び／又は基準面の変位を停止する。

この代替実施形態は、少量の固体又は半固体の生体材料（例えば、寒天培地上の細菌性生体材料等）が低量でサンプリングされる場合に、特に有益であろう。

好ましくは、本発明による方法のステップｃ）において、サンプリング工具と、基準面に投影されたその像との間の隙間は、処理画像上の、サンプリング工具の遠位端とその投影像の対応する端部との間で測定される。

サンプリング工具の遠位端は、特に、サンプリングされる生体材料と接触するように意図されたサンプリング・チップの端部であってもよい。

特定の実施形態によれば、第１の位置から第２の位置への、基準面に向かうサンプリング工具の変位、及び／又は、第１の位置から第２の位置への、サンプリング工具に向かう基準面の変位は、少なくとも二段階で行われる。

別の特定の実施形態によれば、サンプリング工具及び／又は基準面の変位は、少なくとも２つの異なる速度で実行される。例えば、サンプリング工具及び／又は基準面の第１の変位を第１の速度で行った後、第２の変位を第２の速度で行い、第１の速度を第２速度よりも大きくする。

好ましくは、サンプリング工具及び／又は基準面の変位は、ステッピングモータによって制御される。これによって、サンプリング工具と基準面の漸次的な「接近」が可能となる。

特に好ましい実施形態によれば、前記画像処理ステップｃ）は、処理した画像上で、サンプリング工具とその投影像を分離するために、画像の二値化、例えば二重閾値二値化を含む。

本発明の好ましい実施形態によれば、基準面上のサンプリング工具の投影像は、鏡影である。この鏡影は、基準面上にサンプリング工具の像を反転したものである（ミラー効果）。サンプリング工具の鏡影は、特に、拡散照明下で透明及び不透明な寒天上で得ることができる。

別の好ましい実施形態では、基準面上のサンプリング工具の投影像は、影、すなわち、前記基準面上のサンプリング工具の影である。サンプリング工具は、基準面に投影されたこの影を生成するために、偏光子を備えた光源で照明されることが好ましい。

サンプリング工具は、基準面に対してブルースター角で傾斜している光ビームを放出する光源で照明されることが好ましい。

サンプリング工具は、例えば、白色のＬＥＤ光源で照明されることが好ましい。

本発明の主題はまた、本発明に従う方法を実施するための装置であり、以下を含む。
−寒天培地の表面等の基準面上の生体材料をサンプリングするのに適したサンプリング工具、
−サンプリング工具を可視化し、サンプリング工具の像を基準面上に投影する照明手段、
−サンプリング工具と、基準面上に投影されたその像の両方の画像を取得することを可能とする、カメラ等の画像取得手段、
−画像を処理し、処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうかを判断することを可能にする画像処理手段、
−基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を可能とする、モータ等の変位手段、及び
−前記処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合に、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を制御するのに適した制御手段。

上記制御手段は、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を制御／操縦するのに適している。変位自体は、実際には上述の変位手段によって行われる。

制御手段は、サンプリング工具とその投影像との間の隙間を記憶するメモリを備え、且つ、前記処理画像上で、前記サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零となるまで、前記基準面に向かう前記サンプリング工具の変位及び／又は前記サンプリング工具に向かう前記基準面の変位を制御するのに適していることが好ましい。

本発明の別の目的は、本発明に従う装置を含む、生体材料をサンプリングするための装置に関する。

本発明は、非限定的な例として本発明に従う方法及び装置を図示した、対応する図面を参照しつつ、以下の説明を読むことにより一層明確になるであろう。

図1は、基準面に向かうサンプリング工具の変位を操縦する、本発明に従う方法の第１の実施形態の種々のステップを示す。 図２は、基準面に向かうサンプリング工具の変位の操縦を可能とする、本発明に従う方法の第２の実施形態を示す、 図３は、概略的基準面に向かうサンプリング工具の変位を操縦するのに適した装置の種々要素を概略的に示しており、サンプリング工具は、基準面に対して第１の位置に配置される。 図４は、図３に従う装置を概略的に示しており、サンプリング工具は、基準面に対して第２の位置（接触位置）に配置される。 図５は、画像減算及び二値化した後、カメラ等の画像取得手段により取得された画像を概略的に示しており、サンプリング工具は、図３に示すように、基準面に対して位置決めされる。 図６は、画像減算及び二値化した後、カメラ等の画像取得手段により取得された画像を概略的に示しており、サンプリング工具は、図４に示すように、基準面に対して位置決めされる。

本発明に従う方法の第１の実施形態の種々のステップを図１に示す。第１のステップ１０１は、第１の位置において、サンプリング工具を照明して、サンプリング工具が見えるようにするとともに、サンプリング工具の像を基準面、例えばペトリ皿上に投影する。このようにして得られた画像を「投影像」と呼ぶ。先に示したように、投影像は、コリメート照明（平行光線のビームによって構成される照明）の下で得られた影、又は拡散照明下での反射で得られた影とすることができる。

サンプリング工具が照明され、従って可視化されると、基準面にこの像が投影され、サンプリング工具と、基準面に投影されたその像の両方の画像がステップ１０２で取得される。この画像は、例えばカメラ等の適当な画像収集手段を用いて得られる。

本発明によれば、ステップ１０２で得られた画像は、その後、処理された画像上で、サンプリング工具及びその投影像を分離するために、好ましくは画像の二値化、例えば二重閾値二値化により、ステップ１０３において解析／処理される。

ステップ１０４は、ステップ１０３で処理された画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうか（距離無しかであるか、距離無しでないか）を検証することからなる。

この隙間が零に等しい場合には、接触位置に達したこととなる。この場合には、ユーザの要求やサンプリング条件（例えば、培地の種類、固体媒体、液体媒体等）に応じて、
−ステップ１０５において、サンプリング位置に向かってサンプリング工具が変位するか、又はその変位が継続される。又は、
−サンプリング工具の変位はステップ１０６で停止される。

一方、ステップ１０４において、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合、これは、接触位置に到達していないことを意味しており、サンプリング工具はステップ１０７において基準面に向かって変位され、次いで、ステップ１０３で処理された画像上で、上記隙間が零に等しくなるまで、すなわち、サンプリング工具と基準面が接触する（接触位置）まで、ステップ１０１、１０２、１０３及び１０４を繰り返すことを意味する。

本発明に従う方法の第２の実施形態を図２に示す。この実施形態では、基準面上に投影されたサンプリング工具の像は影である。明らかに、この第２の実施形態は、反射型の投影された像に適し得る。

サンプリング工具が使用される視野の画像取得は、第１のステップ２０１中に行われる。この参照画像は、サンプリング工具の非存在下で、すなわち、視野内にサンプリング工具が存在することなく、取得される。前記画像は、その後、本発明に従う方法において、画像減算ステップ２０４（画像処理プロセスの一部として。以下を参照）の間に用いることができる。

初期画像を取得した後、サンプリング工具は、画像取得手段（例えばカメラ）視野に移される。より正確には、ステップ２０２で、モータ（好ましくはステッピングモータ）を用いて工具を下降させ、画像取得手段の視野に入ることを可能とする。サンプリング工具は、カメラの視野に入ると、照明される。ステップ２０３で、基準面上のサンプリング工具及びその影の画像が取得される。

ステップ２０４では、ステップ２０１で得られた基準画像を、ステップ２０３で取得した画像から減算し、得られた画像上にサンプリング工具と、それが投影された影のみを表示するようにする。

カメラがカラーカメラである場合は、この第１の画像処理工程の後、得られた画像（結果画像）を階調レベルに変換する。この変換は、ステップ２０５に記載されている。この「減算」画像処理操作により、サンプリング工具と、基準面に投影されたその像の画像のみを含む結果画像を得ることが可能となる。好適な一実施形態によれば、この結果を得るために、この減算操作は、取得画像の各画素の各階調レベルを、基準画像の対応する画素の階調レベルと比較することからなる。階調には２５５のレベルがある。これらの画素の階調レベルが同一である場合には、結果画像内の画素の階調レベルが２５５（白色に相当するレベル）に等しくなり、これらの画素の階調レベルが異なれば、得られる画像の画素の階調レベルは零（黒色に相当するレベル）に等しくなる。

画像処理プロセスに続くステップ２０６は、サンプリング工具と、それが投影された影の画像を抽出するために、画像の、高低の二重閾値二値化を行う。このように二値化された画像により、サンプリング工具と、それが投影された影の画像を明確に区別することが可能となる。前記二値化された画像上で、サンプリング工具と、それが投影された影の両方が、図５及び図６に示すように、２つの暗い領域として現れる。

次のステップ２０７は、上述したような、サンプリング工具と、それが投影された影をそれぞれ表す２つの暗い領域を探す画像解析ステップからなる。２つの暗い領域が同定されると、これらの２つの領域が識別可能か、すなわち、これら２つの領域の間に隙間があるか否か、の確認が行われる。

上記２つの領域の間に隙間が残っている場合、２つの暗い領域が接触する（２つの領域間に空間がなくなる）まで、ステップ２０２〜２０８が繰り返される。そうでなければ、２つの暗い領域が互いに接触している場合、これは、サンプリング工具が基準面と接触したことを示している。換言すれば、サンプリング工具は接触位置に到達している。ステップ２０９において、基準面の方向へのサンプリング工具の変位を、例えば、サンプリング工具を駆動するモータを停止させることにより、停止する。前述したように、サンプリング工具は、ユーザの要望に応じて、この接触位置から（上記で定義した）サンプリング位置に向かって変位することができる。一つの代替案によれば、モータはステップ２０９で停止せず、サンプリング位置に到達するまで、サンプリング工具の変位を継続する。

図３は、基準面に向かうサンプリング工具の変位を操縦することを可能にする、本発明に従う装置を示す。

基準面に接触することを意図する先端部２を備えているサンプリング工具１が、図３に示されている。サンプリング工具１は、モータ３、好ましくはステッピングモータを用いて、第１の位置から第２の位置に向かって変位することができる。モータ３は、接触位置に向かうとともに、該当する場合には、サンプリング位置に向かうサンプリング工具１の変位を制御／操縦する制御装置４に接続されている。

図３に示すように、先端部２とサンプリング工具１の接触位置は、先端部２と、基部を参照符号２２で示したペトリ皿中に含まれる寒天培地２１上の細菌コロニー２０との間の接触に対応する。本発明の観点では、基準面は、この構成では、寒天培地２１及び細菌コロニー２０を含む。

この細菌コロニー２０に属する細菌のみをサンプリングし、前述の汚染現象を回避するために、細菌コロニー２０に向かうサンプリング工具１の動きをきめ細かく操縦することが重要である。細菌コロニー２０の分析を最適化するために、このコロニー２０に属する細菌のサンプリングは、好ましくは接触位置で行い、寒天培地２１のサンプリングを回避すべきである。この場合には、接触位置とサンプリング位置とが一緒になる。理想的には、このサンプルは、コロニー２０に属する細菌だけを含み、他の材料を含まなくすべきである。

本発明によれば、基準面方向へのサンプリング工具の変位は、基準面上に「投影された影」としても知られる影２３を作る、光源５を用いて操縦される。

投影された影２３が作成されると、カメラ６、又は任意の他の適当な画像取得手段を用いて、基準面上のサンプリング工具１とその影２３の画像を取得する。

このようにして、カメラ６によって得られた画像は、１つ以上の画像処理工程中に処理される（図２の２０４〜２０６ステップ参照）。このように処理された画像を図５に示す。前記図５に、ステップ２０６の終了時に得られた２つの暗い領域（図２）を見ることができる。これら２つの暗い領域は、それぞれ、サンプリング工具１と基準面上に投影されたその影２３を表す。

サンプリング工具１とその投影された影２３をそれぞれ表す２つの暗い部分の間の隙間が、図５に見ることができる。この隙間は、サンプリング工具１の先端部２と寒天２１上の細菌コロニー２０とが接触していないことを意味する。

図５に示すように、処理された画像を分析し（図２のステップ２０７及び２０８を参照）、この分析の結果は、制御手段４によりモータ３に送られる制御（操縦）指令を潜在的に発生させる。制御手段４は、例えば、サンプリング工具１の先端部２が、細菌コロニー２０に接触するまで、基準面方向へのサンプリング工具１の下降を操縦することができる。この接触は、サンプリング工具１が接触位置にあることを意味する。前述したように、この接触位置も、サンプリングが実行されるサンプリング位置であってもよい。あるいは、サンプリング位置は、サンプリングされる生体材料及びサンプリング媒体の種類（固体、液体等）の性質に応じて、この接触位置から離れていてもよい。

好ましい実施形態によれば、サンプリング工具は、基準面の方向に段階的に下降する。各工程の後、サンプリング工具１とその投影されたと影２３の新たな画像が得られる。制御手段４は、基準面上のサンプリング工具１とその投影された影２３をそれぞれ表す２つの暗い領域が接触している、すなわち２つの暗い領域の間の隙間が零であることが、処理された画像上に視認可能となるまで、サンプリング工具１の下降を維持するようにモータ３に指示し続ける。この状況を図４及び図６に示す。

図４に戻り、寒天培地２１上に存在する細菌コロニー２０に先端部２が接触するまで、モータ３がサンプリング工具１を下降させていることが明らかに分かる。前述したように、サンプリング工具は、今や接触位置にあり、細菌コロニーのサンプリングは、従って、ユーザの要望に応じて、この接触位置又はこれとは異なるサンプリング位置で行うことができる。ステップ２０３においてカメラ６によって得られ、画像処理ステップ２０４〜２０６中に処理される、このいわゆる「接触」位置の画像を図６に示す。

図６に示される処理画像上で、サンプリング工具１を表す第１の暗い領域と、基準面上の影（投影された影）を表す第２の暗い領域とが明確に分かり、これら２つの暗い領域は互いに接触している。これは、サンプリング工具１が接触位置に到達した、すなわち、寒天培地２１上に存在する細菌コロニー２０と接触したこと、及び、サンプリング位置に到達するまで、その下降を、同じ変位又は次の変位において、停止又は継続することができることを意味する。

サンプリング工具の所望の用途に応じて、処理された画像上で、２つ暗い領域が相互に接触するという事実を、制御手段４によってサンプリング工具１の変位を停止させる指標とすることができる。しかしながら、例えば、液体媒体中でのサンプリングの場合には、例えば、周囲空気等の環境流体のサンプリングを回避するために、サンプリング工具を、基準レベルのわずかに下方（すなわち、サンプリングすべき液体の表面より下）のサンプリング位置となるまで、継続して下降させることが望ましいであろう。

図２と同様に、図３、４、５及び６は、基準面上に投影されたサンプリング工具の画像が影である実施形態に関するものである。無論、当業者は、これらの図を、投影された像が反射である実施形態に容易に適合できることを理解するであろう。

上述の方法及び装置に関して、本発明によれば、多種多様なサンプリング工具を用いることができることに留意すべきである。適当なサンプリング工具は、「受動的」サンプリング工具、例えば、細菌コロニーと接触することを意図した綿要素を端部に備えた工具とすることができる。

あるいは、いわゆる「能動的」サンプリング工具、例えば、吸引／吐出原理を用いたピペットを使用してもよい。

本発明によれば、ランプ等の照明手段５を用いて、サンプリング工具１を照明し、基準面上にその投影された影２３を作成する。この照明の色は１つ以上のＬＥＤ、例えば白色である１つ以上のＬＥＤによって提供することができる。ＬＥＤの色は、しかし所望の用途に応じて変えることができる。この種の照明を用いて、サンプリング工具１とその投影された影２３との間に十分なコントラストを保証することができる。

また、サンプリング工具１に対する照明手段５の向きは、基準面上に存在する光の潜在的な迷光反射に影響する。

特に好ましい一実施形態によれば、画像取得を促進し、基準面上での光源の迷光反射によるアーチファクトを排除するために、光ビームが基準面に対してブルースター角で傾斜するように照明手段５を配置することができる。さらに、基準面の反射を低減し、必要に応じて、半透明の寒天が用いられる場合のペトリ皿２２の底部に第２の投影された影が生成されるのを最小限にするために、光源の前に偏光子を使用することが推奨される。

ペトリ皿２２の底部にあるこの第２の影の外観は、基準面上に投影された影２３ほどはっきりしておらず、かつ、ずれているので、画像二値化処理工程の間に除去することができる。

また、図２に示すステップ２０６は、二重閾値二値化に関連するものであることに留意すべきである。興味深いことに、サンプリング工具１の先端部２が暗色、例えば黒色の場合には、単一閾値二値化で十分である。

本発明に従う、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を操縦するための装置は、好ましくは自動化されている、生体材料のサンプリング装置に含まれることが有利である。このサンプリング装置は、実際には、ＶＩＴＥＫ（登録商標）、ＶＩＴＥＫ（登録商標）２、ＶＩＴＥＫ（登録商標）２コンパクト装置、又は同等のもの等の、同定及び／又は耐性記録用装置であることが好ましい。

Claims (17)

1. サンプリング工具を用いて、寒天培地の表面等の、基準面上の生体材料をサンプリングする方法であって、第１の位置から第２の位置までの、基準面に向かうサンプリング工具の変位、及び／又は、第１の位置から第２の位置までの、サンプリング工具に向かう基準面の変位の操縦を可能にするものであり、前記第２の位置は、サンプリング工具と基準面が接触する接触位置である方法において、
   ａ）前記第１の位置において、サンプリング工具を照明して、サンプリング工具が見えるようにするとともに、サンプリング工具の像を基準面上に投影するステップと、
   ｂ）サンプリング工具と、基準面上に投影されたサンプリング工具との両方の画像を取得するステップと、
   ｃ）ステップｂ）で取得された画像を処理して、処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうかを決定するステップと、
   ｄ）サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合に、サンプリング工具を基準面に向けて、及び／又は、基準面をサンプリング工具に向けて変位させ、前記隙間が零に等しくなるまでステップａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. ａ’）視野内にサンプリング工具を入れずに基準面を照明するステップと、
   ｂ’）視野内にサンプリング工具を入れずに基準面の像を取得して、基準画像を得るステップとを含み、
   前記画像処理ステップｃ）は、サンプリング工具と、基準面に投影されたサンプリング工具の像との両方の画像から、参照画像を構成する要素を減じて、サンプリング工具と基準面上に投影されたサンプリング工具の像とを実質的に表す画像を作出する、請求項１に記載の方法。
3. ｅ）サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しい場合には、接触位置からサンプリング位置に向かって、サンプリング工具及び／又は基準面を変位させ、又は変位を継続するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. ｅ’）その投影像との間の隙間が零に等しい場合には、サンプリング工具及び／又は基準面の変位を停止するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記ステップｃ）において、サンプリング工具と、基準面に投影されたその像との間の隙間は、処理画像上の、サンプリング工具の遠位端とその投影像の対応する端部との間で測定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 第１の位置から第２の位置への、基準面に向かうサンプリング工具の変位、及び／又は、第１の位置から第２の位置への、サンプリング工具に向かう基準面の変位は、少なくとも二段階で行われる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. サンプリング工具及び／又は基準面の変位は、少なくとも２つの異なる速度で行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. サンプリング工具及び／又は基準面の変位は、ステッピングモータによって制御される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記画像処理ステップｃ）は、処理した画像上で、サンプリング工具とその投影像を分離するために、画像の二値化、例えば二重閾値二値化を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記基準面上の前記サンプリング工具の投影像は、鏡影である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記基準面上の前記サンプリング工具の投影像は、影である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記サンプリング工具は、偏光子を備えた光源で照明される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記サンプリング工具は、前記基準面に対してブルースター角で傾斜している光ビームを放出する光源で照明される、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記サンプリング工具は、例えば、白色のＬＥＤ光源で照明される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置において、
    −寒天培地の表面等の基準面上の生体材料をサンプリングするのに適したサンプリング工具と、
    −サンプリング工具を可視化し、サンプリング工具の像を基準面上に投影する照明手段と、
    −サンプリング工具と、基準面上に投影されたその像の両方の画像を取得することを可能とする、カメラ等の画像取得手段と、
    −画像を処理し、処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しいかどうかを判断することを可能にする画像処理手段と、
    −基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を可能とする、モータ等の変位手段と、
    −前記処理画像上で、サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零に等しくない場合に、基準面に向かうサンプリング工具の変位及び／又はサンプリング工具に向かう基準面の変位を制御するのに適した制御手段と
    を備えることを特徴とする装置。
16. 前記制御手段は、サンプリング工具とその投影像との間の隙間を記憶するメモリを備え、且つ、前記処理画像上で、前記サンプリング工具とその投影像との間の隙間が零となるまで、前記基準面に向かう前記サンプリング工具の変位及び／又は前記サンプリング工具に向かう前記基準面の変位を制御するのに適している、請求項１５に記載の装置。
17. 請求項１５又は１６に記載の装置を含む、生体材料をサンプリングするための装置。

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