WO2019141951A1 - Dispositif d'observation d'une cellule ou d'un ensemble de cellules vivantes - Google Patents

Dispositif d'observation d'une cellule ou d'un ensemble de cellules vivantes Download PDF

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WO2019141951A1
WO2019141951A1 PCT/FR2019/050106 FR2019050106W WO2019141951A1 WO 2019141951 A1 WO2019141951 A1 WO 2019141951A1 FR 2019050106 W FR2019050106 W FR 2019050106W WO 2019141951 A1 WO2019141951 A1 WO 2019141951A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
embryo
observed
petri dish
imaging system
embryos
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/050106
Other languages
English (en)
Inventor
François VIALARD
Clément JIMENEZ
Christophe GEINDRE
Bruno Hiberty
Hugo DUCROS
Original Assignee
I2S
Université De Versailles Saint-Quentin-En-Yvelines
Centre Hospitalier Intercommunal De Poissy-Saint-Germain
Centre Hospitalier Universitaire De Bordeaux
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Filing date
Publication date
Application filed by I2S, Université De Versailles Saint-Quentin-En-Yvelines, Centre Hospitalier Intercommunal De Poissy-Saint-Germain, Centre Hospitalier Universitaire De Bordeaux filed Critical I2S
Priority to EP19704659.2A priority Critical patent/EP3740563A1/fr
Publication of WO2019141951A1 publication Critical patent/WO2019141951A1/fr

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/06—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for in vitro fertilization
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/10—Petri dish
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14—Incubators; Climatic chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device for observing a cell or a set of living cells such as the development of embryos in the context of In Vitro Fertilization (IVF).
  • IVF In Vitro Fertilization
  • the invention relates to an imaging device for observing a cell or a set of living cells, an associated petri dish and a method and computer program product adapted to this observation.
  • the current imaging devices for observation of a cell or a set of living cells such as embryos are mostly microscopes equipped with different magnification objectives, a direct observation system monocular or binocular and generally a remote observation system to allow viewing of the cell or set of living cells on a video screen.
  • the cell or the set of living cells is placed on a support then it is observed with the aid of different objectives allowing to zoom in / out and thus see the cell or the set of living cells according to different magnifications and therefore in detail or in a global way.
  • Embryo imaging devices have therefore been developed in the context of In Vitro Fertilization (IVF) techniques to allow in vitro observation of embryo development, after fertilization, in this type of ideal environment at their development.
  • IVF In Vitro Fertilization
  • observation devices Two categories of observation devices exist. Either the observation device is directly integrated in a system adapted to reconstitute the ideal environment for the proper development of embryos, with individual culture chambers included receiving specific boxes for each device. Either the observation device is individual and put in preexisting speakers with boxes also specific for observation. [11] All these features make the current devices and their use very expensive thus limiting their access to medical facilities with a limited budget or requiring an increase in fees and / or support costs for beneficiaries of an IVF.
  • the invention particularly provides an imaging device for observing the development of embryos comprising:
  • a lighting system comprising a plurality of light sources adapted to illuminate an embryo to be observed; a first imaging system comprising a wide-field camera adapted to allow identification of one or more embryos to be observed, the embryos being deposited in a suitable Petri dish;
  • a second imaging system comprising a small field camera suitable for imaging an illuminated embryo and making it possible to observe its development
  • said light sources in particular of the LED type, are individually controlled and produce a particular type of lighting chosen from:
  • An "identification” type of lighting adapted to optimize the identification of the embryo (s) to be observed by the first imaging system
  • contour-type lighting adapted to optimize the count of the cells present in the embryo observed by the second imaging system
  • a "relief" type of lighting adapted to optimize the visualization of the texture and the granularity of the cells present in the embryo observed by the second imaging system
  • the second imaging system includes a processing unit that analyzes the images captured by the small field camera and processes them with image processing.
  • the light sources can be arranged in a plane parallel to the horizontal plane defined by the petri dish, and a device for shaping the beams emitted by said light sources can be arranged between said light sources and the light box.
  • Petri It is thus possible to control the distribution and the direction of the light emitted by the light sources, which has the advantage of facilitating the adjustment of the illumination of the embryos.
  • the assembly formed by at least the lighting system and the small-field camera of the second imaging system to be moved relative to the petri dish in which the embryos to be observed are deposited.
  • the lighting system includes at least one particular type of lighting among:
  • the invention relates to a petri dish for the observation of the development of embryos by an imaging device as defined above comprising:
  • a container adapted to receive one or more embryos to be observed
  • the container of the petri dish further comprising:
  • an identification element adapted to allow identification of the embryo or embryos observed
  • a centering pattern adapted to allow to know the position of the identification element and the approximate position of the embryo or embryos to be observed according to the characteristics of the petri dish.
  • the bottom of the container also comprises a system for identifying and assisting the removal of one or more embryos, this tracking and assisting system comprising at least two concentric circles, the first circle being adapted to delimit the area useful for receiving an embryo, the second circle, greater in diameter than the first, being adapted to define an area where to deposit a drop of a culture medium which will cover the embryo previously deposited, the relative position of these concentric circles relative to the centering rod being known and forming part of the characteristics of the petri dish.
  • the bottom of the container comprises at least one embryo reservoir comprising in its center a cup adapted to receive an embryo, the reservoir being adapted to receive, in addition to the embryo in the cup, a drop of a culture medium, the relative positions of the reservoir and the cup relative to the center of gravity being known and forming part of the characteristics of the petri dish.
  • the invention relates to a method of observing the development of embryos by an imaging device as defined above comprising:
  • a first preparation step of successively depositing an embryo and then a drop of a culture medium and then recommencing the operation according to the number of embryos to be observed and finally covering the whole with a liquid, of the oil type, or water, in a petri dish as defined above,;
  • a third step of identifying the embryo (s) to be observed consisting in imaging and analyzing, using the first imaging system, the identification element of the Petri dish in which the embryo (s) at which the embryo (s) are located; observe; and
  • a fourth step of observing a first embryo using the second imaging system a fourth step of observing a first embryo using the second imaging system.
  • the method also comprises, before the step of observing a first embryo using the second imaging system, a centering step consisting initially of detecting the exact position of the first imaging system. embryo to be observed using the first imaging system and to position the assembly formed by at least the illumination system and the second imaging system on the exact position of the embryo to be observed using the means of displacement so as to pre-center the embryo in the field of the small-field camera.
  • the method also comprises, after the observation step, a displacement step allowing either the observation of a Another embryo, the observation of the embryo in its depth, this step can be repeated as many times as necessary.
  • the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer-readable and / or executable medium by a processor, comprising code instructions of program for implementing the method of observation of embryo development as described above.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of an imaging device according to the invention
  • FIG. 2 shows an embodiment of a lighting type "identification"
  • FIG. 3 shows an embodiment of a lighting type "contours"
  • FIG. 4 represents an embodiment of a type of lighting
  • FIG. 5 represents a second embodiment of an imaging device according to the invention.
  • FIG. 6 shows an imaging device according to another embodiment of the invention disposed within an incubator
  • FIG. 7a represents a profile view of the imaging device disposed inside an incubator of FIG. 6;
  • FIG. 7b represents a view from above of the imaging device disposed inside an incubator of FIG. 6;
  • FIG. 8a shows a side view of an embodiment of a Petri dish, according to the invention, placed on a support; and - Figure 8b shows a top view of the Petri dish of Figure 8a placed on a support.
  • FIG. 9 represents an embryo reservoir present on the bottom of a petri dish according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 10a to 10c show another embodiment of a Petri dish according to the invention, respectively FIG. 10a is a profile view, FIG. 10b is a top view and FIG. 10c is a sectional view of the profile of FIG. Petri dish ;
  • FIG. 11a shows a top view of a Petri dish according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 11b shows a profile view of the Petri dish according to the embodiment of FIG. 11a;
  • FIG. 12 represents the block diagram of a method of observation of the development of an embryo according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 13 represents the block diagram of a method of observation of the development of an embryo according to a second embodiment of the invention. Modes of realization
  • the invention relates firstly to an imaging device for observing a cell or a set of living cells and then to the use of such a device for observing the development of cells. embryos.
  • the imaging device for observing a cell or a set of living cells is described below only in the particular case of observation of the development of embryos. This description is, however, generalizable to all types of cells or sets of living cells simply by replacing the term "embryo" used in the description below by the term "cell or set of living cells”.
  • the imaging device 100 comprises:
  • a lighting system 110 comprising at least one light source 111 adapted to illuminate an embryo 80 to be observed;
  • a first imaging system 120 comprising a wide field camera 121 adapted to enable one or more embryos 80 to be observed to be identified, the embryos 80 being deposited in a suitable petri dish;
  • a second imaging system 130 comprising a small-field camera 131 adapted for imaging an illuminated embryo 80 and making it possible to observe its development;
  • Relative displacement means (not shown) of the Petri dish 10 relative to the assembly formed by at least the lighting system 110 and the small field camera 131 of the second imaging system 130 so as to be able to observe an embryo 80 identified by the first imaging system 120.
  • the device 100 is produced in the "inverted microscope” configuration, that is to say that the cell or set of living cells observed, here an embryo 80 is illuminated by the top and that the imaging systems 120 and 130 are below and observe the light transmitted by the embryo 80 which is a translucent object.
  • the device 100 may as well be performed in "normal” configuration (the cell or set of living cells illuminated from below and seen from above as with a basic microscope), as in "inverted” configuration .
  • the image taken by the wide field camera 121 or small field 131 is transmitted through the embryo (or the cell or the set of living cells) is by the so-called technique of transmitted light. That is to say that the lighting is on one side of the object to be imaged and the camera on the other side of the object.
  • this support 1 will also have to be transparent to the light used to illuminate the embryo 80, such as a glass pane for conventional microscopes whose light is a bulb or emitting in the visible.
  • This support 1 can be a window or a sliding drawer on which can be placed one or more Petri dishes 10.
  • this support 1 may include studs or rim for pre-positioning the Petri dishes or on positions predefined.
  • the displacement means allow:
  • the lighting system 110, the wide-field camera 121 and the small-field camera 131 are integral and mounted on a U-shaped structure so that the lighting system 110 faces the wide field cameras and small field like on the
  • the lighting system 110 comprises at least one particular type of lighting among the following:
  • the "contour" type of illumination in which the light source 111 is adapted to optimize the counting of the cells present in the embryo 80 observed by the second imaging system 130;
  • the light source 111 is adapted to optimize the visualization of the texture and the granularity of the cells present in the embryo 80 observed by the second imaging system 130.
  • the "identification" type of illumination is preferably used for the detection and visualization, by the first imaging system 120, of a centering mark present on the Petri dish 10 as well as for the imaging and analysis, still by the first imaging system 120, an identification element also present on the Petri dish 10 and allowing the identification of the embryo or 80 to be observed.
  • the choice of the light source 111 and the wide field camera 121 must be adapted.
  • the sensitivity of the wide field camera 121 must be optimized according to the wavelength emitted by the light source 111.
  • FIG. 2 shows an embodiment of an "identification" type of lighting.
  • the object to be identified or detected by means of the large camera 121 and the first imaging system which may be the centering target, the identification element or as in FIG. embryo 80, is illuminated by a lighting of the homogeneous or diffuse type.
  • the light rays 112 coming from the light source 110 are concentrated or focused on the object to be identified or detected, in a cone having an angular aperture a_GC of the order of 30 °.
  • the observed object (center of gravity, identification element or embryo 80 / cell or set of living cells) is therefore illuminated at angles of incidence varying between -15 ° and + 15 ° relative to the perpendicular axis P in the plane formed by the support 1 of the petri dish 10 or the petri dish 10 itself.
  • the "contour” type of illumination is preferably used to optimize the visualization, by the second imaging system 130, of the contours of the cells constituting the embryo 80 and thus to facilitate their counting.
  • Figure 3 shows an embodiment of a "counting" type of lighting.
  • the embryo 80 to be observed by the small field camera 131 and whose number of cells will be counted using the second imaging system 130 is illuminated along two axes, preferably symmetrical with respect to the perpendicular axis P to the plane formed by the support 1 of the petri dish 10 or the petri dish 10 itself.
  • the rays coming from the light source 1 10 are separated into two collimated beams 113 and 114.
  • the first beam 113 illuminates the embryo 80 at an angle of incidence _PC1 with respect to the perpendicular axis P and the second beam 114 illuminates embryo 80 at a _PC2 incidence angle.
  • the angles b_R01 and b_R02 are of the order +/- 12 °.
  • the total angle between the two directions formed by the beams 113 and 114 is therefore typically of the order of 24 °.
  • the "texture" type of illumination is preferably used to optimize the display, by the second imaging system 130, of the texture and granularity of the cells present in the observed embryo 80 so as to enable appreciate the relief and the depth of the embryo 80.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a "texture" type of illumination.
  • the embryo 80 to be observed by the small-field camera 131 and whose texture and the granularity of the cells will be visualized is illuminated by a single light beam 115.
  • This beam 115 is collimated and propagates along an inclined axis an angle y_PC with respect to the perpendicular axis P.
  • the absolute value of this angle y_PC typically varies between 8 ° and 16 °. No direction of incidence is preferred relative to the perpendicular axis P or the embryo 80.
  • the lighting system 110 may be composed of several light sources 111, type LED (or LED in English). Each of these light sources 111 can be controlled individually. It should be noted that LEDs have the advantage of being very small so that it is possible to duplicate the lighting by a set of LEDs so that an LED illuminates an embryo 80.
  • the wavelength of the light source 111 used is in the field of red (around 630 nm), which is the least harmful area for the embryo 80. more, it is preferable that the light source 111 is controlled in pulsed mode so as to limit the cumulative exposure time of the embryo 80 to light a few tens of seconds per day, so as not to damage it.
  • Figure 5 illustrates an embodiment of the invention where the illumination system 110 comprises a plurality of light sources 111a, 111b, 111c, three in this example.
  • the illumination system 110 may furthermore comprise an optical shaping system 140 for the light beam emitted by the source 111, such as a lens or a matrix of lenses, filters, etc.
  • this optical shaping system 140 may also include a mask, such as a plate with a hole, that can be moved so as to allow the light of the light source 111 to pass through so that this illuminates the embryo 80 to observe. This may in particular be the case if the light source 111 is extended or if the lighting system 110 comprises several light sources 111 separately controllable or not. In addition, the use of such a mask also makes it possible to filter the parasitic lights that could disturb the observation of the embryo 80.
  • a mask such as a plate with a hole
  • the light source 111b located vertically of the embryo 80 could be extinguished and one of the two light sources 111a or 111c located on the sides of the central light source 111 b could be lit thus projecting an oblique light on the embryo 80.
  • the wide-field camera 121 is set so that it can image a centering pattern and / or an identification element present on the petri dish 10 thus enabling the embryo (s) to be identified. 80 to observe.
  • the first imaging system 120 further comprises a processing unit that analyzes the image captured by the wide-field camera 121 for detecting the centering target and deducing the orientation of the Petri dish 10 as well as the position of the identification element and the approximate position of the embryo or embryos 80 to be observed using the characteristics of the Petri dish 10.
  • the first imaging system 120 makes it possible to define a geometric reference point making it possible to deduce, from the position of the centering target, the position of an identification element located on the container of the Petri dish. And / or an approximate position of the embryo or embryos 80 to be observed, depending on the characteristics of the Petri dish 10 used.
  • This processing unit also makes it possible to analyze the image captured by the wide field camera 121 when it is positioned, using the moving means, so as to image the identification element of the image.
  • Petri dish 10 so as to retrieve in a previously filled database the information relating to the contents of the Petri dish 10, that is to say to the embryos 80, such as the patient pair to which the embryos belong. , the number of embryos 80 present in the box, the date of preparation and placement of the embryos 80, etc.
  • the first imaging system 120 makes it possible to detect the embryo 80 to be observed and to refine the determination of the position of the embryo 80 to be observed when the assembly formed by at least the illumination system 110 and the wide-field camera 121 of the first imaging system 120 is positioned, with the aid of the displacement means, at the approximate position of the embryo 80 to observe.
  • the second imaging system 130 includes a small field camera 131 adapted to image an illuminated embryo 80 and allow to observe its development.
  • the small field camera 131 is a so-called "high resolution” camera. This is typically equipped with an image sensor of 1200 x 1000 pixels and a resolution of the order of 5 pixels per 1 pm observed.
  • the small field camera 131 must have a relatively small depth of field, of the order of 100 ⁇ m.
  • the displacement means advantageously make it possible to move, relative to the petri dish 10, the assembly formed by at least the system of illumination 110 and the small field camera 131 along an axis Z perpendicular to the plane defined by the Petri dish 10 or the plane defined by the support 1.
  • the second imaging system 130 also includes a processing unit that can be common with that of the first imaging system 120. With this processing unit, the second imaging system 130 can count the number of images. cells present in the observed embryo 80. For this, the processing unit of the second imaging system 130 analyzes the images captured by the small field camera 131 and by image processing such as edge detection, to count the number of cells present in the observed embryo 80.
  • the second imaging system 130 also makes it possible to visualize the texture and the granularity of the cells present in the observed embryo 80.
  • the processing unit of the second imaging system 130 analyzes the images captured by the small field camera 131 and processes them with image processing optimizing the visual rendering of the texture and grain of the cells present in the observed embryo 80.
  • the second imaging system 130 makes it possible to detect the embryo 80 to be observed and to determine its exact position when the assembly formed by at least the lighting system 110 and the small field camera 131 of the second imaging system 130 is positioned, using the displacement means, at the approximate position of the embryo 80 to observe or the refined position determined by the first imaging system 120.
  • the first 120 and the second 130 imaging systems in particular the wide-field camera 121 and the small-field camera 131, can advantageously be deported using an optical return system. 150, so as to make the device 100 more compact.
  • This optical return system 150 may be constituted for example by a lens 151 and a reflecting mirror 152 positioned at 45 ° with respect to the optical axis A of the imaging device 100, in dashed lines in FIG. 5.
  • the dimensions of the imaging device 100 are preferably compatible with the incubators 200 present in the IVF centers so that it can be disposed within such incubators 200.
  • the height and depth of the device 100 are of the order of 30 cm and the width of the device 100 is of the order of 30 cm to 55 cm.
  • the imaging device 100 of Figure 6 comprises a sliding drawer on which can be deposited one or more Petri dishes 10 as previously indicated.
  • Figures 7a and 7b show respectively a profile view and a top view of the imaging device 100 of Figure 6 present in an incubator 200.
  • the carrier 1 making the entire width of the device 100 imaging is all formed by at least the lighting system 110, the wide field camera 121 and the small field camera 131 fixed on an "elongate U" -shaped structure which moves in a plane (X, Y) parallel to that defined by the support 1 so as to be able to visualize either another embryo 80 of the same petri dish 10, or an embryo 80 in another petri dish 10.
  • Petri dish 10 adapted for the observation of the development of embryos by an imaging device 100 as defined above will be detailed below.
  • this petri dish 10 can also be generalized and used in connection with the observation of other types of cell or set of living cells. It suffices to replace the term "embryo" used below by "cell or set of living cells”.
  • the Petri dish 10 comprises:
  • a container 20 adapted to receive one or more embryos 80 to be observed
  • this is made of a material transparent to the light emitted by the illumination system 110 as mentioned above. This light is generally in the visible range (approximately between 400 nm and 800 nm).
  • the material used may be glass or a plastic material for example.
  • the bottom of the container 20 includes a centering rod 40 and an identification element 50 adapted to allow identification of the observed embryo or embryos 80.
  • the Petri dish 10 is rectangular in shape.
  • the centering target 40 may be a set of symbols for orienting the Petri dish 10 in space and also for defining a geometric reference for determining the position of the identification element 50 as well as the approximate position of the embryo or embryos 80 to be observed with respect to the centering target 40, according to the characteristics of the Petri dish 10.
  • the petri dish 10 comprises three solid squares 40a arranged in three corners of a slightly larger imaginary square represented in dashed lines in the figure.
  • the dimensions of the petri dish 10 relative to the support 1 comprising a stopper pin 1a cause the petri dish 10 to be inserted in only two different positions: either the centering rod 40 is located on the side of the stop pin 1a, or it is the opposite as is the case in Figure 8b.
  • an origin the center of the imaginary square for example
  • a geometric reference X, Y, Z
  • the centering target 40 allows a spatial identification of the container bottom 20 and therefore an indexing of the position / orientation of the bottom of the petri dish 10 and the elements associated with it as the position of the identification element 50 and the position of the embryo or embryos 80 with respect to the centering target 40.
  • the identification element 50 may for example be a barcode or a 2D code of data-matrix type as shown in FIG. 8b.
  • This identification element 50 makes it possible in particular to know the information relating to the contents of the Petri dish 10, that is to say to the embryos 80 that it contains, such as the patient pair to which the embryos 80 belong, the number of embryos 80 present in the box, date of preparation and placement of embryos 80, etc. through a previously informed database.
  • the embryos 80 are linearly distributed over one or more rows as is the case for the rectangular Petri dish illustrated in Figure 8b.
  • the bottom of the container 20 advantageously comprises at least one embryo reservoir 60 comprising at its center a cup 61 adapted to receive an embryo 80, the reservoir 60 being also adapted to receive, in addition to the embryo 80 in the cup 61, a drop of a culture medium 62 (typically of the order of 6 ⁇ l), the relative positions of the reservoir 60 and the cup 61 relative to
  • the diameter of the cup 40 is known and forming part of the characteristics of the Petri dish 10.
  • the diameter of the cup is typically of the order of 1 mm and its capacity of the order of 0.75 mI.
  • the zone where the culture medium 62 is located is delimited by an elevation of the bottom of the container 20 or hump 64.
  • the assembly formed by at least the embryo 80, the drop of culture medium 62 is then covered with a liquid 63 of the oil type, or water.
  • a liquid 63 of the oil type, or water For this, the edges of the container 20 must be sufficiently high, typically of the order of 5 to 10 mm.
  • the Petri dish 10 is secured to a transparent plate 11 comprising a gripping ergo 12 allowing easy handling of the petri dish 10. This avoids the risk of dirtying the bottom of the container 20 or the lid 30 which would disrupt the observation of the embryo 80 and the quality of the images taken by the device 100.
  • the ergo gripping 12 comprises a marking zone 13 on which it is possible to affix the centering rod 40 and the identification element 50 rather than on the bottom of the container 20.
  • Figure 11a shows another particular embodiment of the petri dish 10.
  • the petri dish 10 is circular and can be commercial such as the box marketed by Corning Falcon company reference 353655.
  • the identification element 50 shown in this Figure 11a is a barcode accompanied by the corresponding alphanumeric code according to the coding chosen by the user.
  • the petri dish 10 here further comprises a system for locating and assisting the removal of one or more embryos 70
  • this tracking and assist system 70 comprises at least two concentric circles, as illustrated in Figure 11a.
  • the first circle 71 is adapted to delimit the area useful for receiving an embryo 80. Its diameter D1 is typically of the order of 2 mm.
  • the second circle 72 of diameter D2 greater than the diameter of the first circle 71 and concentric thereto, is adapted to define an area where to deposit a drop of a culture medium 62 which will cover the embryo 80. Its diameter is about 4 mm.
  • the edges of the container 20 are sufficiently high so as to be able to deposit a quantity of liquid 63, of the oil type, or of water, to cover the assembly formed by the drop of culture medium 62 and the embryo 80, typically of the order of 5 to 10 mm.
  • the embryos 80 and thus the "dispense zones" are distributed in a circle of smaller diameter than that of the Petri dish 10.
  • Figure 11b is a side view of Petri dish 10 (without lid 30) of Figure 11a in section A-A.
  • the container 20 here has a flat bottom on which the embryos 80 are deposited.
  • the "drop zones" defined either by the embryo reservoir 60 or by the tracking and assist system 70, and each comprising an embryo 80 are marked by a numbering 90 to facilitate their indexing and therefore the identification of each embryo 80.
  • the centering target 40 and / or the identification element 50 can be made directly in the material, by machining the bottom of the container 20 on its inner or outer face, or by affixing a label and / or self-adhesive markings on the outer bottom of the container 20.
  • the embryo reservoir 60 and the tracking and assisting system 70 are preferably etched in the container 20 or are shaped directly during molding of the container 20.
  • a method of observing the development of embryos by an imaging device 100 as defined above will be detailed below. As previously indicated, it should be noted that this method can also be generalized and used in the context of the observation of other types of cell or set of living cells. It suffices to replace the term "embryo" used below by "cell or set of living cells”.
  • the first step, the preparation step S300 consists of successively depositing an embryo 80 then a drop of a culture medium 62 (or conversely a drop of a culture medium 62 and then an embryo 80) and then of repeat the operation according to the number of embryos 80 to observe desired and finally cover all with a liquid 63, oil type, or water, in a Petri dish 10 as defined above.
  • the embryo 80 can be deposited in the cup 61 and then covered by a drop of a culture medium 62 in the embryo reservoir 60 or the embryo 80 can be deposited at the same time.
  • a database can be filled by the preparer with the characteristics of the Petri dish 10 and especially the data related to the embryos 80 deposited in the petri dish. 10 such as: the patient pair to which the embryos 80 belong, the number of embryos 80 present in the box and possibly the number of locations 90 or "drop zones" corresponding, the date of preparation and placement of the embryos 80, etc.
  • the second step, the identification step S302 of the Petri dish 10 is to detect and visualize the centering rod 40 of the petri dish 10 in which the embryo or embryos 80 to be observed is located so that it can be deducing therefrom the position of the identification element 50 and the approximate position of the embryo or embryos 80 with respect to the centering target 40 as a function of the characteristics of the Petri dish 10.
  • the centering target 40 is detected and imaged by the wide field camera 121 of the imaging device 100 and the processing unit of the first imaging system 120 analyzes the images taken by the wide field camera 121 and define a geometric reference (X, Y, Z) whose center may for example be the center of the centering target 40.
  • the centering target 40 also makes it possible to orient the Petri dish 10 and its contents in space, in particular, the identification element 50 and the embryo or embryos 80 deposited or the "drop zones" of the embryos 80, with respect to the imaging device 100 and therefore also with respect to the displacement means.
  • the displacement means can make it possible to carry out a kind of scanning of the surface of the support 1 on which the Petri dish 10 is placed by relative displacement of the box.
  • the third step, said identification step S304 of the embryo or embryos 80 to be observed consists of imaging and analyzing, using the first imaging system 120, the identification element 50 of the Petri dish. 10 in which is the embryo or 80 to be observed.
  • the moving means move the petri dish 10 or the assembly consisting of at least the lighting system 110 and the wide field camera 121 so that the illumination system 110 illuminates the identification element 50 and the camera large field 121 detects and images this identification element 50.
  • the processing unit of the first imaging system 120 analyzes the image taken by the wide field camera 121 and makes it possible to analyze the identification element 50 to go back to the characteristics of the Petri dish 10 observed via a previously completed database.
  • the fourth step consists in imaging a first embryo 80 using the second imaging system 130.
  • the moving means relatively move the petri dish 10 and the assembly consisting of at least the lighting system 110 and the small field camera 131 at the approximate position of the first embryo 80 previously determined, so that the illumination system 110 illuminates the first embryo 80 and the small field camera 131 image it.
  • Fig. 13 shows the block diagram of another embodiment of the observation method including optional additional steps shown in dotted lines in the diagram.
  • the embryo 80 can move during its development in the drop of culture medium 62, it is advantageous to add an intermediate step before the observation of the embryo 80 called centering step S306.
  • This optional centering step S306 first consists in detecting the exact position of the embryo 80 to be observed with the aid of the first imaging system 120, when the assembly formed by at least the lighting system 110 and the wide-field camera 121 is positioned (or the Petri dish 10 according to the assembly that is moved by the moving means) to the approximate position of the embryo 80 to be observed defined by the tracking step S302, and then positioning the assembly formed by at least the illumination system 110 and the second imaging system 130 (or the Petri dish 10) on the exact position of the embryo 80 to be observed by means of the displacement means so as to pre-center the embryo 80 in the field of the small field camera 131.
  • adjustment step S308 Another method of centering the embryo 80 in the field of the small field camera 131, which may complement or replace the centering step S306, is called the adjustment step S308.
  • This optional step of adjustment S308, consists in relatively moving the petri dish 10 and the assembly formed by at least the lighting system 110 and the small field camera 131 is on the approximate position of the embryo 80 to be observed as determined in the locating step S302, that is on the exact position of the embryo 80 as determined in the centering step S306, and then detecting with the second imaging system 130 the embryo 80 and its position in the image of the small field camera 131 to then refocus it in the field of the small field camera 131 using the moving means, by relatively moving the Petri dish 10 and the assembly formed by at least formed the lighting system 110 and the small field camera 131.
  • the processing unit of the second imaging system 130 can determine the position of the center of the observed embryo 80 and calculate the displacement to be made to position the center of the embryo 80 in the center of the field of the small field camera 131 and then send the corresponding instructions to the means of displacement.
  • a displacement step S312 can be performed using the displacement means following the observation step S310.
  • the relative displacement between the petri dish 10 and the assembly formed by at least the illumination system 110 and the small field camera 131 is done according to a plane parallel to the horizontal plane defined by the petri dish 10 or the one defined by the support 1 on which the petri dish 10 is placed.
  • the displacement is made so that the assembly formed by at least the petri dish system illumination 110 and the small field camera 131 is positioned at the approximate position of the new embryo 80 to be observed as determined in the locating step S302.
  • the processing unit of the first imaging system 120 as that of the second imaging system 130 can keep in memory the previous positions of the images. observed embryos 80 (ie approximate, exact and adjusted positions) to be able to control the moving means to go directly to these positions. Thus, the time lapse between two images of the same embryo is decreased and the temporal evolution of the embryo is better observed.
  • the relative displacement between the Petri dish 10 and the assembly formed by at least the lighting system 110 and the small field camera 131 is this time perpendicularly to the horizontal plane defined by the petri dish 10 or to that defined by the support 1 on which is placed the petri dish 10. This displacement is of the order of a few micrometers (for example from 5 pm to 100 ⁇ m, typically 20 ⁇ m).
  • This step of vertical displacement S312b can be repeated as many times as necessary in order to observe the embryo 80 over its entire depth.
  • an imaging device 100 can operate with different types of petri dishes 10 as previously defined: rectangular boxes with “dispensing zones” distributed linearly or circular boxes with “zones of distribution”. depositing "distributed in a circle of diameter less than that of the Petri dish 10.
  • the type of box used it is possible to have different types of centering rod 40 for each form Petri dish 10.
  • an imaging device 100 can contain several Petri dishes
  • the position of the boxes in the device 100 can be detected by scanning the surface of the support 1 on which the Petri dishes are placed.
  • support 1 will be adapted to define a predetermined area for each box, for example by a drawer system or stoppers or shims.
  • the images taken by the small field camera 131 can be recorded, taking care to identify the embryo 80 and the date and time of the shooting.
  • the invention also relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor.
  • This computer program includes program code instructions for implementing the method of observing the development of embryos (respectively of a cell or a set of living cells) as previously defined.
  • the computer program can optimize the movement of the assembly formed by at least the system of illumination 110 and the small-field camera 131 thanks to the knowledge of the approximate positions of the embryos 80, and / or to the exact or readjusted position that can be kept in memory.
  • this computer program can also be used to view the images taken from an embryo 80 either in the form of a video tracing its evolution over time, or image by image.
  • the imaging device is no longer equipped with a set of different magnification objectives to be manipulated manually as on current microscopes but it is equipped with two cameras: a large-field camera 121 enabling the identification of the Petri dish 10 and thus the cells or sets of living cells or embryos 80 contained therein and also permitting the detection of these cells or sets of living cells or embryos in order to determine their position to be able to position at best (ie to center) the assembly formed by at least the lighting system 110 and the small field camera 131 for a good observation (ie cell or set of living cells centered in the field of the small field camera and no longer at the edge of the field);
  • a small field camera 131 allowing the high-resolution observation of the cell or the set of living cells or of the embryo (i.e. the observation of the cells composing it).
  • the different types of illumination that can be understood by the observation device make it possible to optimize the image processing associated with the different phases of the observation process, such as the identification of the Petri dish and therefore of the embryos. their detection by the first or the second imaging system 120 and 130 to allow their centering in the field of the small field camera 131, or the count of the number of cells present in the observed embryo 80.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif d'imagerie (100) pour l'observation du développement d'une cellule ou d'un ensemble de cellules vivantes tel que des embryons (80) comprenant un système d'éclairage (110), des moyens de déplacement relatif et deux systèmes d'imagerie : - un premier système d'imagerie (120) équipé d'une caméra grand champ (121) adaptée pour permettre d'identifier un ou plusieurs embryons(80) à observer; et - un second système d'imagerie (130) comprenant une caméra petit champ (131) adaptée pour imager un embryon (80) éclairé et permettre d'observer son développement. L'invention porte également sur une boîte de Petri (10) adaptée pour fonctionner avec le dispositif d'imagerie (100) ainsi qu'un procédé d'observation du développement d'embryons par un tel dispositif (100) et un programme d'ordinateur pour la mise en œuvre du procédé.

Description

DISPOSITIF D’OBSERVATION D’UNE CELLULE OU D’UN ENSEMBLE
DE CELLULES VIVANTES
DESCRIPTION
Domaine technique
[01] La présente invention se rapporte à un dispositif d’imagerie pour l’observation d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes tel que le développement d’embryons dans le cadre d’une Fécondation In Vitro (FIV).
[02] Plus précisément, l’invention concerne un dispositif d’imagerie pour l’observation d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes, une boîte de Pétri associée ainsi qu’un procédé et un produit programme d’ordinateur adaptés à cette observation.
Etat de la technique
[03] Les dispositifs d’imagerie actuels pour l’observation d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes tel que des embryons sont en majorité des microscopes équipés d’objectifs de grossissement différents, d’un système d’observation direct monoculaire ou binoculaire et généralement d’un système d’observation déporté pour permettre la visualisation de la cellule ou de l’ensemble de cellules vivantes sur un écran vidéo.
[04] La cellule ou l’ensemble de cellules vivantes est placé sur un support puis il est observé à l’aide de différents objectifs permettant de zoomer / dézoomer et voir ainsi la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes selon différents grossissement et donc dans le détail ou de manière globale.
[05] Ces dispositifs ne sont pas très précis dans la manipulation ni faciles d’utilisation. Il faut commencer par regarder la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes avec un faible grossissement pour le localiser et le centrer dans le champ du microscope en le déplaçant manuellement puis changer d’objectif en utilisant des grossissements de plus en plus important pour regarder la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes dans le détail. [06] Dans le cadre particulier de la réalisation d’une Fécondations In Vitro (FIV), les embryons destinés à être implantés sont sélectionnés en fonction de leur qualité cellulaire, à savoir : leur nombre de cellules, leur régularité (tailles des cellules différentes ou non), et de leur fragmentation. Les embryons sélectionnés sont, en priorité, ceux dont la chronologie de la division cellulaire est respectée, avec des cellules bien régulières et sans fragmentation. Ces paramètres sont censés être un indicateur des meilleures chances de grossesse.
[07] Cette observation se fait en général hors des enceintes de culture embryonnaire adaptées pour reconstituer un environnement idéal, en température et en concentration de gaz, pour le bon développement des embryons. Le document US 2015/0278625 A1 décrit un tel mode d’observation hors incubateur. Or, il a été démontré que ce genre d’observations et surtout le changement brutal d’environnement pour les embryons joue un rôle potentiellement délétère sur le développement de ceux-ci.
[08] Des dispositifs d’imagerie d’embryons ont donc été développés dans le cadre des techniques de Fécondations In Vitro (FIV) afin de permettre une observation in vitro du développement des embryons, après fécondation, dans ce type d’environnement idéal à leur développement.
[09] Cette observation peut se poursuivre sur 2 à 5 jours en fonction des centres de FIV et permet de mieux sélectionner les embryons qui seront transférés dans les voies génitales de la patiente et donc d’améliorer les taux de succès de la FIV.
[10] Deux catégories de dispositifs d’observation existent. Soit le dispositif d’observation est directement intégré dans un système adapté pour reconstituer l’environnement idéal pour le bon développement des embryons, avec des chambres de culture individuelles comprises recevant des boîtes spécifiques à chaque dispositif. Soit le dispositif d’observation est individuel et à mettre dans des enceintes préexistantes avec des boîtes également spécifiques pour l’observation. [11] Toutes ces spécificités rendent les dispositifs actuels ainsi que leur utilisation très coûteux limitant ainsi leur accès aux structures médicales au budget restreint ou nécessitant une augmentation des frais et/ou des coûts de prise en charge pour les bénéficiaires d’une FIV.
[12] La qualité optique des images, l’identification précise des embryons et le suivi temporel et régulier de leur développement sont des paramètres essentiels à l’utilisation de ces procédés. Or,
a. les systèmes actuels ne permettent pas une localisation précise des embryons, ceux-ci sont confinés dans les espaces réduits limitant le champ d’observation dans les 3 axes x, y et z. Les mouvements naturels de l’embryon peuvent le faire sortir du champ de la zone observable sans possibilité d’une relocalisation ou le faire apparaître en bordure de champ, là où les aberrations optiques sont les plus importantes.
b. l’observation sous une seule incidence n’a pas permis jusqu’à maintenant de pouvoir créer des algorithmes susceptibles de réaliser une aide à l’interprétation.
[13] Il existe donc un réel besoin d’un dispositif d’imagerie palliant les défauts, inconvénients et obstacles de l’art antérieur, en particulier d’un dispositif et d’un procédé permettant d’améliorer la qualité optique et temporelle de l’observation des embryons, permettre une relocalisation si nécessaire des embryons, tout en réduisant les coûts de fabrication et d’utilisation du dispositif permettant ainsi d’améliorer l’accessibilité de la FIV aux personnes concernées. Description de l’invention
[14] Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, l’invention propose en particulier sur un dispositif d’imagerie pour l’observation du développement d’embryons comprenant :
- un système d’éclairage comprenant une pluralité de sources lumineuses adaptées pour éclairer un embryon à observer ; - un premier système d’imagerie comprenant une caméra grand champ adaptée pour permettre d’identifier un ou plusieurs embryons à observer, les embryons étant déposés dans une boîte de Pétri adaptée ;
- un second système d’imagerie comprenant une caméra petit champ adaptée pour imager un embryon éclairé et permettre d’observer son développement ; et
- des moyens de déplacement relatif de la boîte de Pétri par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra petit champ du second système d’imagerie selon un plan parallèle au plan horizontal défini par la boîte de Pétri, de sorte à pouvoir observer un embryon identifié à l’aide du premier système d’imagerie,
dans lequel lesdites sources lumineuses, notamment de type DEL, sont commandées individuellement et réalisent un type d’éclairage particulier choisi parmi :
· un éclairage de type « identification » adapté pour optimiser l’identification du ou des embryons à observer par le premier système d’imagerie ;
• un éclairage de type « contours » adapté pour optimiser le comptage des cellules présentes dans l’embryon observé par le second système d’imagerie ;
• un éclairage de type « relief » adapté pour optimiser la visualisation de la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon observé par le second système d’imagerie, et
,dans lequel le second système d’imagerie comprend une unité de traitement qui analyse les images capturées par la caméra petit champ et les traite avec des traitements d’image.
[15] Ainsi, la présence de sources lumineuses commandées individuellement, c’est-à-dire pouvant être allumées et éteintes individuellement, permet de passer d’un type d’éclairage à un autre et ainsi de choisir le type d’éclairage souhaité. Il est ainsi possible, en fonction des sources lumineuses commandées, d’identifier la ou les embryons présents dans la boîte de Pétri, de compter lesdits embryons, ou encore de visualiser la texture et la granularité des cellules présentes dans un embryon.
[16] Avantageusement, les sources lumineuses peuvent être disposées dans un plan parallèle au plan horizontal défini par la boîte de Pétri, et un dispositif de mise en forme des faisceaux émis par lesdites sources lumineuses peut être disposé entre lesdites sources lumineuses et la boîte de Pétri. On peut ainsi contrôler la répartition et la direction de la lumière émise par les sources lumineuses, ce qui a pour avantage de faciliter le réglage de l’éclairage des embryons. En outre, on peut ainsi choisir l’un des trois types d’éclairage décrits ci-dessus quelle que soit la position relative de la boîte de Pétri par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra petit champ du second système d’imagerie.
[17] De sorte à pouvoir observer un autre embryon, les moyens de déplacement peuvent au choix :
- permettre de déplacer la boîte de Pétri dans laquelle sont déposés les embryons à observer relativement par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra petit champ du second système d’imagerie, ou
- permettre de déplacer l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra petit champ du second système d’imagerie relativement par rapport à la boîte de Pétri dans laquelle sont déposés les embryons à observer
selon le mode de réalisation choisi.
[18] Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers du dispositif d’imagerie, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
[19] le système d’éclairage comprend au moins un type d’éclairage particulier parmi :
- éclairage de type « identification » dans lequel la source lumineuse est adaptée pour optimiser l’identification du ou des embryons à observer par le premier système d’imagerie ; - éclaire de type « contours » dans lequel la source lumineuse est adaptée pour optimiser le comptage des cellules présentes dans l’embryon observé par le second système d’imagerie ;
- éclairage de type « relief » dans lequel la source lumineuse est adaptée pour optimiser la visualisation de la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon observé par le second système d’imagerie ;
[20] le premier système d’imagerie :
- permet de détecter et visualiser une mire de centrage localisée sur le récipient de la boîte de Pétri dans laquelle se trouve le ou les embryons à observer ;
- permet de définir un repère géométrique permettant de déduire, à partir la position de la mire de centrage, la position d’un élément d’identification localisé sur le récipient de la boîte de Pétri et/ou la position approximative du ou des embryons à observer, en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri utilisée ; et/ou
- permet de détecter la position exacte de l’embryon à observer lorsque l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra grand champ du premier système d’imagerie est positionné, à l’aide des moyens de déplacement, au niveau de la position approximative de l’embryon à observer ;
[21] le second système d’imagerie :
- permet de compter le nombre de cellules présentes dans l’embryon observé ; et/ou
- permet de visualiser la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon observé ;
[22] les moyens de déplacement :
[23] permettent de déplacer l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et la caméra petit champ du second système d’imagerie relativement par rapport à la boîte de Pétri dans laquelle sont déposés les embryons à observer de sorte à pouvoir imager l’embryon dans sa profondeur. [24] Dans un second aspect l’invention se rapporte à une boîte de Pétri pour l’observation du développement d’embryons par un dispositif d’imagerie tel que défini précédemment comprenant :
- un récipient adapté pour recevoir un ou plusieurs embryons à observer ; et
- un couvercle,
le récipient de la boîte de Pétri comprenant en outre :
- un élément d’identification adapté pour permettre l’identification du ou des embryons observés ; et
- une mire de centrage adaptée pour permettre de connaître la position de l’élément d’identification et la position approximative du ou des embryons à observer en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri.
[25] Selon un mode de réalisation de la boîte de Pétri, le fond du récipient comprend également un système de repérage et d’aide à la dépose d’un ou plusieurs embryons, ce système de repérage et d’aide comprenant au moins deux cercles concentriques, le premier cercle étant adapté pour délimiter la zone utile pour recevoir un embryon, le second cercle, de diamètre supérieur au premier, étant adapté pour délimiter une zone où déposer une goutte d’un milieu de culture qui va recouvrir l’embryon précédemment déposé, la position relative de ces cercles concentriques par rapport à la mire de centrage étant connue et faisant partie des caractéristiques de la boîte de Pétri.
[26] Selon un autre mode de réalisation de la boîte de Pétri, le fond du récipient comprend au moins un réservoir à embryon comprenant en son centre une cupule adaptée pour recevoir un embryon, le réservoir étant adapté pour recevoir, en plus l’embryon dans la cupule, une goutte d’un milieu de culture, les positions relatives du réservoir et de la cupule par rapport à mire de centrage étant connue et faisant partie des caractéristiques de la boîte de Pétri. [27] Dans troisième aspect, l'invention se rapporte à un procédé d’observation du développement d’embryons par un dispositif d’imagerie tel que défini précédemment comprenant :
- une première étape de préparation consistant à déposer successivement un embryon puis une goutte d’un milieu de culture puis de recommencer l’opération en fonction du nombre d’embryons à observer souhaité et enfin recouvrir le tout avec un liquide, de type huile, ou de l’eau, dans une boîte de Pétri telle que définie précédemment, ;
- une seconde étape de repérage de la boîte de Pétri consistant à détecter et visualiser, à l’aide du premier système d’imagerie, la mire de centrage de la boîte de Pétri dans laquelle se trouve le ou les embryons à observer de sorte à pouvoir en déduire la position de l’élément d’identification et la position approximative du ou des embryons par rapport à la mire de centrage en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri ;
- une troisième étape d’identification du ou des embryons à observer consistant à imager et analyser, à l’aide du premier système d’imagerie, l’élément d’identification de la boîte de Pétri dans laquelle se trouve le ou les embryons à observer ; et
- une quatrième étape d’observation d’un premier embryon à l’aide du second système d’imagerie.
[28] Avantageusement, le procédé comprend également, avant l’étape d’observation d’un premier embryon à l’aide du second système d’imagerie, une étape de centrage consistant dans un premier temps à détecter la position exacte de l’embryon à observer à l’aide du premier système d’imagerie et à positionner l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage et le second système d’imagerie sur la position exacte de l’embryon à observer à l’aide des moyens de déplacement de sorte à pré- centrer l’embryon dans le champ de la caméra petit champ.
[29] Avantageusement, le procédé comprend également, après l’étape d’observation, une étape de déplacement permettant soit l’observation d’un autre embryon, soit l’observation de l’embryon dans sa profondeur, cette étape pouvant être répéter autant de fois que nécessaire.
[30] Dans un quatrième aspect, l’invention se rapporte à un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d’observation du développement d’embryons tel que décrit précédemment. Brève description des figures
[31] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :
- La figure 1 représente un premier mode de réalisation d’un dispositif d’imagerie selon l’invention ;
- La figure 2 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type « identification » ;
- La figure 3 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type « contours » ;
- La figure 4 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type
« texture » ;
- La figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d’imagerie selon l’invention ;
- La figure 6 représente un dispositif d’imagerie selon un autre mode de réalisation de l’invention disposé à l’intérieur d’un incubateur ;
- La figure 7a représente une vue de profil du dispositif d’imagerie disposé l’intérieur d’un incubateur de la figure 6 ;
- La figure 7b représente une vue du dessus du dispositif d’imagerie disposé l’intérieur d’un incubateur de la figure 6 ;
- La figure 8a représente une vue de profil d’un mode de réalisation d’une boîte de Pétri, selon l’invention, posée sur un support ; et - La figure 8b représente une vue de dessus de la boîte de Pétri de la figure 8a posée sur un support.
- La figure 9 représente un réservoir à embryon présent sur le fond d’une boîte de Pétri selon un mode de réalisation de l’invention ;
- Les figures 10a à 10c représentent un autre mode de réalisation d’une boîte de Pétri selon l’invention, respectivement la figure 10a représente une vue de profil, la figure 10b une vue du dessus et la figure 10c une coupe du profil de la boîte de Pétri ;
- La figure 11 a représente une vue du dessus d’une boîte de Pétri selon un autre mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 11 b représente un vue de profil de la boîte de Pétri selon le mode de réalisation de la figure 11 a ;
- La figure 12 représente le synoptique d’un procédé d’observation du développement d’un embryon selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et
- La figure 13 représente le synoptique d’un procédé d’observation du développement d’un embryon selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Modes de réalisation
[32] Afin de rendre plus clair l'objet, les solutions techniques et les avantages de l'invention, l'invention est décrite plus en détail ci-dessous avec la référence aux figures et aux modes de réalisation spécifiques correspondants. Il est important de noter que les modes de réalisation de l'invention et les caractéristiques de ces modes de réalisation peuvent être combinés librement à condition qu’il n’y ait pas de conflit entre les différents éléments.
[33] L’invention porte dans un premier temps sur un dispositif d’imagerie pour l’observation d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes puis sur l’utilisation d’un tel dispositif pour l’observation du développement d’embryons. [34] Afin de simplifier la description, le dispositif d’imagerie pour l’observation d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes n’est décrit ci-dessous que dans le cas particulier de l’observation du développement d’embryons. Cette description est cependant généralisable à tous types de cellule ou d’ensemble de cellules vivantes en remplaçant simplement le terme « embryon » utilisé dans la description ci-dessous par le terme « cellule ou ensemble de cellules vivantes ».
[35] La suite de la description porte donc sur un dispositif d’imagerie pour l’observation du développement d’embryons.
[36] Comme illustré Figure 1 et selon un premier mode de réalisation, le dispositif d’imagerie 100 comprend :
• un système d’éclairage 110 comprenant au moins une source lumineuse 111 adaptée pour éclairer un embryon 80 à observer ;
• un premier système d’imagerie 120 comprenant une caméra grand champ 121 adaptée pour permettre d’identifier un ou plusieurs embryons 80 à observer, les embryons 80 étant déposés dans une boîte de Pétri 10 adaptée ;
• un second système d’imagerie 130 comprenant une caméra petit champ 131 adaptée pour imager un embryon 80 éclairé et permettre d’observer son développement ; et
• des moyens de déplacement relatif (non représentés) de la boîte de Pétri 10 par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 du second système d’imagerie 130 de sorte à pouvoir observer un embryon 80 identifié par le premier système d’imagerie 120.
[37] Dans le mode de réalisation présenté Figure 1 , le dispositif 100 est réalisé en configuration « microscope inversé », c’est-à-dire que la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes observé, ici un embryon 80 est éclairé par le dessus et que les systèmes d’imagerie 120 et 130 se trouvent en dessous et observent la lumière transmise par l’embryon 80 qui est un objet translucide. Pour la suite de la description, c’est cette configuration qui est retenue, cependant le dispositif 100 peut aussi bien être réalisé en configuration « normale » (la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes éclairé par le dessous et observé vu de dessus comme avec un microscope de base), qu’en configuration « inversée ».
[38] La prise d’image par la caméra grand champ 121 ou petit champ 131 se fait en transmission à travers l’embryon (ou la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes) soit par la technique dite de diascopie. C’est-à-dire que l’éclairage se trouve d’un côté de l’objet à imager et la caméra de l’autre côté de l’objet.
[39] Ainsi la boîte de Pétri 10 dans laquelle se trouve le ou les embryons
80 à observer doit être transparente à la lumière utilisée pour éclairer l’embryon 80. Dans le cas où la boîte de Pétri 10 est posée sur un support 1 , comme dans le mode réalisation présenté Figure 1 , ce support 1 devra aussi être transparent à la lumière utilisée pour éclairer l’embryon 80, comme une vitre en verre pour les microscopes classiques dont la lumière est une ampoule ou émettant dans le visible. Ce support 1 peut être une vitre ou encore un tiroir coulissant sur lequel peut être déposé une ou plusieurs boîtes de Pétri 10. Avantageusement, ce support 1 peut comprendre des plots ou rebord permettant de pré-positionner la ou les boîtes de Pétri sur des positions prédéfinies.
[40] Selon le mode de réalisation de l’invention, les moyens de déplacement permettent :
- soit de déplacer la boîte de Pétri 10 dans laquelle sont déposés les embryons 80 à observer relativement par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 du second système d’imagerie 130 ;
- soit de déplacer l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 du second système d’imagerie 130 relativement par rapport à la boîte de Pétri 10 dans laquelle sont déposés les embryons 80 à observer. [41] Dans les deux cas, le déplacement s’effectue dans un plan (X, Y) parallèle au fond de la boîte de Pétri 10.
[42] Avantageusement, le système d’éclairage 110, la caméra grand champ 121 et la caméra petit champ 131 sont solidaires et montés sur une structure en forme de « U » de sorte que le système d’éclairage 110 se trouve en face des caméras grand champ et petit champ comme sur la
Figure 1.
[43] Avantageusement, le système d’éclairage 110 comprend au moins un type d’éclairage particulier parmi les suivants :
- l’éclairage de type « identification » dans lequel la source lumineuse 111 est adaptée pour optimiser l’identification du ou des embryons 80 à observer par le premier système d’imagerie 120 ;
- l’éclairage de type « contours » dans lequel la source lumineuse 111 est adaptée pour optimiser le comptage des cellules présentes dans l’embryon 80 observé par le second système d’imagerie 130 ; et
- l’éclairage de type « relief » dans lequel la source lumineuse 111 est adaptée pour optimiser la visualisation de la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon 80 observé par le second système d’imagerie 130.
[44] L’éclairage de type « identification », est de préférence utilisé pour la détection et la visualisation, par le premier système d’imagerie 120, d’une mire de centrage présente sur la boîte de Pétri 10 ainsi que pour l’imagerie et l’analyse, toujours par le premier système d’imagerie 120, d’un élément d’identification aussi présent sur la boîte de Pétri 10 et permettant l’identification du ou des embryons 80 à observer. Ainsi le choix de la source lumineuse 111 et de la caméra grand champ 121 doit être adapté. Par exemple, la sensibilité de la caméra grand champ 121 doit être optimisée en fonction de la longueur d’onde émise par la source lumineuse 111.
[45] Cet éclairage de type « identification peut aussi être utilisé pour aider à la détection de l’embryon 80 par la caméra grand champ 121 et le premier système d’imagerie 120. [46] La Figure 2 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type « identification ». Dans cette Figure 2, l’objet à identifier ou détecter à l’aide de la caméra grand 121 et du premier système d’imagerie, qui peut être la mire de centrage, l’élément d’identification ou comme dans la Figure 2 l’embryon 80, est éclairé par un éclairage de type homogène ou diffus. Les rayons lumineux 112 issus de la source lumineuse 110 sont concentrés ou focalisés sur l’objet à identifier ou détecter, dans un cône ayant une ouverture angulaire a_GC de l’ordre de 30°. L’objet observé (mire de centrage, élément d’identification ou embryon 80 / cellule ou ensemble de cellules vivantes) est donc éclairé selon des angles d’incidence variant entre -15° et +15° par rapport à l’axe perpendiculaire P au plan formé par le support 1 de la boîte de Pétri 10 ou la boîte de Pétri 10 elle-même.
[47] L’éclairage de type « contours », est de préférence utilisé pour optimiser la visualisation, par le second système d’imagerie 130, des contours des cellules constituant l’embryon 80 et donc en faciliter leur comptage.
[48] La Figure 3 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type « comptage ». Dans cette Figure 3, l’embryon 80 à observer par la caméra petit champ 131 et dont le nombre de cellules sera compté à l’aide du second système d’imagerie 130, est éclairé selon deux axes de préférence symétriques par rapport à l’axe perpendiculaire P au plan formé par le support 1 de la boîte de Pétri 10 ou la boîte de Pétri 10 elle-même. Ainsi, les rayons issus de la source lumineuses 1 10 sont séparés en deux faisceaux collimatés 113 et 114. Le premier faisceau 113 éclaire l’embryon 80 selon un angle d’incidence _PC1 par rapport à l’axe perpendiculaire P et le second faisceau 114 éclaire l’embryon 80 selon un angle d’incidence _PC2. Comme énoncé précédemment, les angles _PC1 et b_R02 sont de préférence égaux et opposés (i.e. b_R01 = - b_R02), c’est-à-dire que les faisceaux 113 et 114 sont de préférence symétriques par rapport à l’axe perpendiculaire P. Typiquement, les angles b_R01 et b_R02 sont de l’ordre de +/- 12°. L’angle total entre les deux directions formées par les faisceaux 113 et 114 est donc typiquement de l’ordre de 24°.
[49] L’éclairage de type « texture » est de préférence utilisé pour optimiser la visualisation, par le second système d’imagerie 130, de la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon 80 observé de sorte à permettre d’apprécier le relief et la profondeur de l’embryon 80.
[50] La Figure 4 représente un mode de réalisation d’un éclairage de type « texture ». Dans cette Figure 4, l’embryon 80 à observer par la caméra petit champ 131 et dont la texture et la granularité des cellules vont être visualisées, est éclairé par un seul faisceau lumineux 115. Ce faisceau 115 est collimaté et propage selon un axe incliné d’un angle y_PC par rapport à l’axe perpendiculaire P. La valeur absolue de cet angle y_PC varie typiquement entre 8° et 16°. Aucune direction d’incidence n’est privilégiée par rapport à l’axe perpendiculaire P ou l’embryon 80.
[51] Pour faciliter la réalisation de ces différents éclairages, le système d’éclairage 110 peut être composés de plusieurs sources lumineuses 111 , de type DEL (ou LED en anglais). Chacune de ces sources lumineuses 111 peut être commandée individuellement. Il est à noter que les LED ont pour avantage d’être très peu volumineuses de sorte qu’il est possible de dupliquer l’éclairage par un ensemble de LEDs de sorte qu’une LED éclaire un embryon 80.
[52] De préférence, la longueur d’onde de la source lumineuse 111 utilisée (LED ou autre) est dans le domaine du rouge (aux alentours de 630 nm), qui est le domaine le moins nocif pour l’embryon 80. De plus, il est préférable que la source lumineuse 111 soit commandée en mode pulsé de sorte à limiter la durée cumulée d’exposition de l’embryon 80 à la lumière à quelques dizaines de secondes par jour, cela pour ne pas l’endommager.
[53] La Figure 5 illustre un mode de réalisation de l’invention où le système d’éclairage 110 comprend plusieurs sources lumineuses 111 a, 111 b, 111 c, trois dans cet exemple. [54] Pour collimater la lumière émise par la source lumineuse 111 et émettre un éclairage homogène ou encore émettre un éclairage diffus, le système d’éclairage 110 pourra comprendre en outre un système optique de mise en forme 140 du faisceau lumineux émis par la source lumineuse 111 , tel qu’une lentille ou une matrice de lentilles, des filtres, etc.
[55] Pour ajuster la zone à éclairer, ce système optique de mise en forme 140 pourra également comprendre un masque, tel qu’une plaque avec un trou, pouvant être déplacé de sorte à laisser passer la lumière de la source lumineuse 111 pour que celle-ci éclaire l’embryon 80 à observer. Cela peut notamment est être le cas si la source lumineuse 111 est étendue ou si le système d’éclairage 110 comprennent plusieurs sources lumineuses 111 pilotables séparément ou non. De plus l’utilisation d’un tel masque permet aussi de filtrer les lumières parasites qui pourraient perturber l’observation de l’embryon 80.
[56] Ainsi, dans le cadre de la Figure 5, pour réaliser un éclairage de type
« texture » et éclairer l’embryon 80 à observer sur le côté, la source lumineuse 111 b située à la verticale de l’embryon 80 pourrait être éteinte et l’une des deux sources lumineuses 111 a ou 111 c situées sur les côtés de la source lumineuse centrale 111 b pourrait être allumée projetant ainsi une lumière oblique sur l’embryon 80.
[57] Concernant le premier système d’imagerie 120 situé, dans le cas des Figures 1 et 5, en dessous de la boîte de Pétri 10 et donc de l’embryon 80 à observer (principe du microscope inversé), celui comprend une caméra grand champ 121 adaptée pour permettre d’identifier d’un ou plusieurs embryons 80 à observer, les embryons 80 étant déposés dans une boîte de Pétri 10 adaptée.
[58] Pour cela, la caméra grand champ 121 est réglée de telle sorte que celle-ci puisse imager une mire de centrage et/ou un élément d’identification présents sur la boîte de Pétri 10 permettant ainsi l’identification du ou des embryons 80 à observer. Pour cela, le premier système d’imagerie 120 comprend en outre une unité de traitement qui analyse l’image capturée par la caméra grand champ 121 pour détecter la mire de centrage et en déduire l’orientation de la boîte de Pétri 10 ainsi que la position de l’élément d’identification et la position approximative du ou des embryons 80 à observer à l’aide des caractéristiques de la boîte de Pétri 10.
[59] Ainsi, le premier système d’imagerie 120 permet de définir un repère géométrique permettant de déduire, à partir la position de la mire de centrage, la position d’un élément d’identification localisé sur le récipient de la boîte de Pétri 10 et/ou une position approximative du ou des embryons 80 à observer, en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri 10 utilisée.
[60] Cette unité de traitement permet aussi d’analyser l’image capturée par la caméra grand champ 121 lorsque celle-ci est positionnée, à l’aide des moyens de déplacement, de sorte à imager l’élément d’identification de la boîte de Pétri 10, de sorte à retrouver dans une base de données préalablement remplie les informations relatives au contenu de la boîte de Pétri 10, c’est-à-dire aux embryons 80, telles que le couple de patients auquel appartiennent les embryons 80, le nombre d’embryons 80 présents dans la boîte, la date de préparation et de mise en place des embryons 80, etc.
[61] A partir des données récupérées via l’élément d’identification et de la position de la caméra grand champ 121 par rapport à la mire de centrage de la boîte de Pétri 10, il est possible d’identifier chacun des embryons 80 observés.
[62] Avantageusement, pour affiner la position de l’embryon 80 à observer, le premier système d’imagerie 120 permet de détecter l’embryon 80 à observer et d’affiner la détermination de la position de l’embryon 80 à observer lorsque l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra grand champ 121 du premier système d’imagerie 120 est positionné, à l’aide des moyens de déplacement, au niveau de la position approximative de l’embryon 80 à observer. [63] Le second système d’imagerie 130, comprend une caméra petit champ 131 adaptée pour imager un embryon 80 éclairé et permettre d’observer son développement.
[64] Pour cela, la caméra petit champ 131 est une caméra dite à « haute résolution ». Celle-ci est typiquement équipée d’un capteur d’image de 1200 x 1000 pixels et d’une résolution de l’ordre de 5 pixels par 1 pm observé.
[65] De plus, de sorte à pouvoir séparer les différentes couches de cellules présentes dans l’embryon 80, la caméra petit champ 131 doit avoir une profondeur de champ relativement faible, de l’ordre de 100 pm.
[66] Pour voir les différentes couches de cellules et donc observer l’embryon 80 dans sa profondeur, les moyens de déplacement permettent avantageusement de déplacer, relativement par rapport à la boîte de Pétri 10, l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 selon un axe Z perpendiculaire au plan défini par la boîte de Pétri 10 ou au plan défini par le support 1.
[67] Le second système d’imagerie 130 comprend également une unité de traitement qui peut être commune avec celle du premier système d’imagerie 120. Grâce à cette unité de traitement, le second système d’imagerie 130 permet de compter le nombre de cellules présentes dans l’embryon 80 observé. Pour cela, l’unité de traitement du second système d’imagerie 130 analyse les images capturées par la caméra petit champ 131 et par des traitements d’image tels que la détection de contours, permet de compter le nombre de cellules présentes dans l’embryon 80 observé.
[68] Le comptage et notamment les traitements d’image sont optimum lorsque l’embryon 80 observé est éclairé à l’aide de l’éclairage de type
« contours ».
[69] Le second système d’imagerie 130 permet également de visualiser la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon 80 observé. Pour cela, l’unité de traitement du second système d’imagerie 130 analyse les images capturées par la caméra petit champ 131 et les traite avec des traitements d’image optimisant le rendu visuel de la texture et du grain des cellules présentes dans l’embryon 80 observé.
[70] Avantageusement, pour centrer l’embryon 80 à observer dans le champ de la caméra petit champ 131 et ainsi optimiser son observation, le second système d’imagerie 130 permet de détecter l’embryon 80 à observer et de déterminer sa position exacte lorsque l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 du second système d’imagerie 130 est positionné, à l’aide des moyens de déplacement, au niveau de la position approximative de l’embryon 80 à observer ou de la position affinée déterminées par le premier système d’imagerie 120.
[71] Comme illustré sur la Figure 5, le premier 120 et le second 130 systèmes d’imagerie, notamment la caméra grand champ 121 et la caméra petit champ 131 , peuvent avantageusement être déportés à l’aide d’un système optique de renvoi 150, de sorte à rendre le dispositif 100 plus compact. Ce système optique de renvoi 150 peut être constitué par exemple d’une lentille 151 et d’un miroir de renvoi 152 positionné à 45° par rapport à l’axe optique A du dispositif d’imagerie 100, en pointillés sur la Figure 5.
[72] Comme l’illustre la Figure 6, les dimensions du dispositif d’imagerie 100 sont de préférence compatibles avec les incubateurs 200 présents dans les centres de FIV pour que celui-ci puisse être disposé à l’intérieur de tels incubateurs 200. Ainsi, la hauteur et la profondeur du dispositif 100 sont de l’ordre de 30 cm et la largeur du dispositif 100 est de l’ordre de 30 cm à 55 cm environ.
[73] Le dispositif d’imagerie 100 de la Figure 6 comporte un tiroir coulissant sur lequel peut être déposé une ou plusieurs boîtes de Pétri 10 comme précédemment indiqué.
[74] Les Figures 7a et 7b représentent respectivement une vue de profil et une vue du dessus du dispositif d’imagerie 100 de la Figure 6 présent dans un incubateur 200. Dans le cas présent, le support 1 faisant toute la largeur du dispositif d’imagerie 100, c’est l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110, la caméra grand champ 121 et la caméra petit champ 131 fixés sur une structure en forme de « U allongé » qui se déplace dans un plan (X, Y) parallèle à celui défini par le support 1 de sorte à pouvoir visualiser soit un autre embryon 80 d’une même boîte de Pétri 10, soit un embryon 80 dans une autre boîte de Pétri 10.
[75] Dans un deuxième temps la boîte de Pétri 10 adaptée pour l’observation du développement d’embryons par un dispositif d’imagerie 100 tel que défini précédemment va être détaillée ci-dessous. Comme précédemment indiqué, il est à noter que cette boîte de Pétri 10 peut également être généralisée et utilisée dans le cadre de l’observation d’autres types de cellule ou d’ensemble de cellules vivantes. Il suffit pour cela de remplacer le terme « embryon » utilisé ci-dessous par « cellule ou ensemble de cellules vivantes ».
[76] Selon un premier mode de réalisation, comme l’illustre la Figure 8a, la boîte de Pétri 10 comprend :
• un récipient 20 adapté pour recevoir un ou plusieurs embryons 80 à observer ; et
• un couvercle 30.
[77] De sorte à pouvoir voir les embryons 80 au travers de la boîte de Pétri 10, celle-ci est fabriquée dans un matériau transparent à la lumière émise par le système d’éclairage 110 comme évoqué précédemment. Cette lumière est en général dans le domaine du visible (soit approximativement entre 400 nm et 800 nm). Ainsi le matériau utilisé peut être du verre ou un matériau plastique par exemple.
[78] En référence à la Figure 8b, le fond du récipient 20 comprend une mire de centrage 40 et un élément d’identification 50 adaptés pour permettre l’identification du ou des embryons 80 observés.
[79] Selon le mode de réalisation présenté dans la Figure 8b, la boîte de Pétri 10 est de forme rectangulaire.
[80] La mire de centrage 40 peut être un ensemble de symboles permettant de pouvoir orienter la boîte de Pétri 10 dans l’espace et aussi de définir un repère géométrique permettant de déterminer la position de l’élément d’identification 50 ainsi que la position approximative du ou des embryons 80 à observer par rapport à la mire de centrage 40, en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri 10.
[81] Dans le mode de réalisation présenté Figure 8b la mire de centrage
40 comprend trois carrés pleins 40a disposés dans trois coins d’un carré imaginaire un peu plus grand représenté en pointillé sur la figure. Dans ce mode de réalisation, les dimensions de la boîte de Pétri 10 par rapport au support 1 comprenant un pion d’arrêt 1a font que la boîte de Pétri 10, ne peut être insérée que dans deux positions différentes : soit la mire de centrage 40 est localisée du côté du pion d’arrêt 1 a, soit elle est à l’opposé comme c’est le cas sur la Figure 8b. Ainsi selon l’orientation des carrés pleins 40a de la mire de centrage 40, il est possible de définir une origine (le centre du carré imaginaire par exemple) ainsi qu’un repère géométrique (X, Y, Z) orienté selon l’orientation de la mire de centrage 40.
[82] Ainsi, la mire de centrage 40 permet un repérage spatial du fond récipient 20 et par conséquent une indexation de la position / de l’orientation du fond de la boîte de Pétri 10 et des éléments associés à celle-ci comme la position de l’élément d’identification 50 et la position du ou des embryons 80 par rapport à la mire de centrage 40.
[83] L’élément d’identification 50 peut par exemple être un code-barres ou bien un code 2D, de type data-matrix comme représenté sur la Figure 8b. Cet élément d’identification 50 permet notamment de connaître les informations relatives au contenu de la boîte de Pétri 10, c’est-à-dire aux embryons 80 qu’elle contient, telles que le couple de patients auquel appartiennent les embryons 80, le nombre d’embryons 80 présents dans la boîte, la date de préparation et de mise en place des embryons 80, etc. au travers d’une base de données préalablement renseignée.
[84] Selon ce mode de réalisation, les embryons 80 sont répartis de manière linéaire sur une ou plusieurs rangées comme c’est le cas pour la boîte de Pétri 10 rectangulaire illustrée sur la Figure 8b. [85] Selon un mode de réalisation particulier de la boîte de Pétri 10 illustré Figure 9, le fond du récipient 20 comprend avantageusement au moins un réservoir à embryon 60 comprenant en son centre une cupule 61 adaptée pour recevoir un embryon 80, le réservoir 60 étant également adapté pour recevoir, en plus l’embryon 80 dans la cupule 61 , une goutte d’un milieu de culture 62 (typiquement de l’ordre de 6 pi), les positions relatives du réservoir 60 et de la cupule 61 par rapport à mire de centrage 40 étant connue et faisant partie des caractéristiques de la boîte de Pétri 10. Le diamètre de la cupule est typiquement de l’ordre de 1 mm et sa capacité de l’ordre de 0,75 mI. La zone où se trouve le milieu de culture 62 est délimitée par une surélévation du fond du récipient 20 ou bosse 64.
[86] L’ensemble formé par au moins l’embryon 80, la goutte de milieu de culture 62 est ensuite recouvert d’un liquide 63 de type huile, ou de l’eau. Pour cela, les bords du récipient 20 doivent être suffisamment hauts, typiquement de l’ordre de 5 à 10 mm.
[87] Selon un autre mode de réalisation, illustré dans les Figures 10a à 10c et similaire à la celui présenté dans les Figures 8a et 8b, la boîte de Pétri 10 est solidaire d’une plaque transparente 11 comprenant un ergo de préhension 12 permettant une manipulation aisée de la boîte Pétri 10. Cela évite le risque de salir le fond du récipient 20 ou le couvercle 30 ce qui perturberait l’observation de l’embryon 80 et la qualité des images prises par le dispositif 100. Avantageusement, l’ergo de préhension 12 comprend une zone de marquage 13 sur laquelle il est possible d’apposer la mire de centrage 40 ainsi que l’élément d’identification 50 plutôt que dans sur le fond du récipient 20.
[88] La Figure 11a représente un autre mode de réalisation particulier de la boîte de Pétri 10. Dans cet exemple, la boîte de Pétri 10 est circulaire et peut être du commerce telle que la boîte commercialisée par la société Corning Falcon de référence 353655. [89] L’élément d’identification 50 représenté sur cette Figure 11a est un code-barres accompagné du code alphanumérique correspondant selon la codification choisi par l’utilisateur.
[90] Selon ce mode de réalisation, la boîte de Pétri 10 comprend ici en outre un système de repérage et d’aide à la dépose 70 d’un ou plusieurs embryons
80, ce système de repérage et d’aide 70 comprend au moins deux cercles concentriques, comme illustrés sur la Figure 11a.
[91] Le premier cercle 71 est adapté pour délimiter la zone utile pour recevoir un embryon 80. Son diamètre D1 est typiquement de l’ordre de 2 mm.
[92] Le second cercle 72, de diamètre D2 supérieur au diamètre du premier cercle 71 et concentrique à celui-ci, est adapté pour délimiter une zone où déposer une goutte d’un milieu de culture 62 qui va recouvrir l’embryon 80. Son diamètre est quant à lui de l’ordre de 4 mm.
[93] Enfin, les bords du récipient 20 sont suffisamment hauts de sorte à pouvoir déposer une quantité de liquide 63, de type huile, ou de l’eau, pour recouvrir l’ensemble formé par la goutte de milieu de culture 62 et l’embryon 80, typiquement de l’ordre de 5 à 10 mm.
[94] Dans ce mode de réalisation, les embryons 80 et donc les « zones de dépose » sont répartis selon un cercle de diamètre inférieur à celui de la boîte de Pétri 10.
[95] La Figure 11b représente une vue de profil de la boîte de Pétri 10 (sans le couvercle 30) de la Figure 11a selon la coupe A-A. Le récipient 20 présente ici un fond 25 plat sur lequel les embryons 80 sont déposés.
[96] Avantageusement, les « zones de dépose » définies soit par le réservoir à embryon 60, soit par le système de repérage et d’aide 70, et comprenant chacune un embryon 80 sont repérées par une numérotation 90 pour faciliter leur indexation et donc l’identification de chaque embryon 80.
[97] Selon le mode de réalisation, la mire de centrage 40 et/ou l’élément d’identification 50 peuvent être réalisés directement dans la matière, par usinage du fond du récipient 20 sur sa face interne ou externe, ou par apposition d’une étiquette et/ou de repères autocollants sur le fond extérieur du récipient 20.
[98] Le réservoir à embryon 60 et le système de repérage et d’aide 70 sont eux, de préférence, gravé dans le récipient 20 ou sont façonnés directement lors du moulage du récipient 20.
[99] Dans un troisième temps un procédé de d’observation du développement d’embryons par un dispositif d’imagerie 100 tel que défini précédemment va être détaillée ci-dessous. Comme précédemment indiqué, il est à noter que ce procédé peut également être généralisé et utilisé dans le cadre de l’observation d’autres types de cellule ou d’ensemble de cellules vivantes. Il suffit pour cela de remplacer le terme « embryon » utilisé ci-dessous par « cellule ou ensemble de cellules vivantes».
[100] Selon un premier mode de réalisation général du procédé illustré
Figure 12, celui-ci comprend quatre étapes principales :
- une étape de préparation S300 ;
- une étape de repérage S302 ;
- une étape d’identification S304 ; et
- une étape d’observation S310.
[101] La première étape, l’étape de préparation S300, consiste à déposer successivement un embryon 80 puis une goutte d’un milieu de culture 62 (ou inversement une goutte d’un milieu de culture 62 puis un embryon 80) puis de recommencer l’opération en fonction du nombre d’embryons 80 à observer souhaité et enfin recouvrir le tout avec un liquide 63, de type huile, ou de l’eau, dans une boîte de Pétri 10 telle que définie précédemment.
[102] Selon la boîte de Pétri 10 utilisée, l’embryon 80 peut être déposé dans la cupule 61 puis recouvert par un goutte d’un milieu de culture 62 dans le réservoir à embryon 60 ou l’embryon 80 peut être déposé à l’intérieur du premier cercle 71 du système de repérage et d’aide à la pose des embryons 70, et la goutte d’un milieu de culture 62 dans le second cercle 72 du système de repérage et d’aide à la pose des embryons 70 définis précédemment.
[103] Avantageusement, suite à cette opération de préparation ou de dépose des embryons 80, une base de données peut être remplie par le préparateur avec les caractéristiques de la boîte Pétri 10 et surtout les données liées aux embryons 80 déposés dans la boîte de Pétri 10 telles que : le couple de patients auquel appartiennent les embryons 80, le nombre d’embryons 80 présents dans la boîte et éventuellement le numéro des emplacements 90 ou « zones de dépose » correspondant, la date de préparation et de mise en place des embryons 80, etc.
[104] La seconde étape, l’étape de repérage S302 de la boîte de Pétri 10 consiste à détecter et visualiser la mire de centrage 40 de la boîte de Pétri 10 dans laquelle se trouve le ou les embryons 80 à observer de sorte à pouvoir en déduire la position de l’élément d’identification 50 et la position approximative du ou des embryons 80 par rapport à la mire de centrage 40 en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri 10.
[105] La mire de centrage 40 est détectée et imagée par la caméra grand champ 121 du dispositif d’imagerie 100 puis l’unité de traitement du premier système d’imagerie 120 analyse les images prises par la caméra grand champ 121 et permet de définir un repère géométrique (X, Y, Z) dont le centre peut par exemple être le centre de la mire de centrage 40. La mire de centrage 40 permet aussi d’orienter dans l’espace la boîte de Pétri 10 et son contenu, notamment l’élément d’identification 50 et le ou les embryons 80 déposés ou les « zones de dépose » des embryons 80, par rapport au dispositif d’imagerie 100 et donc aussi par rapport aux moyens de déplacement.
[106] Pour faciliter la détection de la mire de centrage 40, les moyens de déplacement peuvent permettre d’effectuer soit une sorte de balayage de la surface du support 1 sur lequel est posé la boîte de Pétri 10 par déplacement relatif de la boîte de Pétri 10 et de l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra grand champ 121 , soit de se positionner sur des positions prédéfinies où le système d’éclairage 110 doit éclairer la mire de centrage 40 qui doit être dans le champ de la caméra grand champ 121.
[107] La troisième étape, dite étape d’identification S304 du ou des embryons 80 à observer consiste à imager et analyser, à l’aide du premier système d’imagerie 120, l’élément d’identification 50 de la boîte de Pétri 10 dans laquelle se trouve le ou les embryons 80 à observer.
[108] Pour cela, après avoir défini le repère géométrique grâce à l’étape de repérage S302 et déterminer la position de l’élément d’identification 50 et de la position approximative du ou des embryons 80 à observer, les moyens de déplacement déplacent soit la boîte de Pétri 10, soit l’ensemble constitué par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra grand champ 121 de sorte à ce que le système d’éclairage 110 éclaire l’élément d’identification 50 et que la caméra grand champ 121 détecte et image cet élément d’identification 50.
[109] Puis l’unité de traitement du premier système d’imagerie 120 analyse l’image prise par la caméra grand champ 121 et permet d’analyser l’élément d’identification 50 pour remonter aux caractéristiques de la boîte de Pétri 10 observée via une base de données préalablement remplie.
[110] La quatrième étape, dite étape d’observation S310 consiste à imager un premier embryon 80 à l’aide du second système d’imagerie 130.
[111] Pour cela, les moyens de déplacement déplacent relativement la boîte de Pétri 10 et l’ensemble constitué par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 au niveau de la position approximative du premier embryon 80 précédemment déterminée, de sorte à ce que le système d’éclairage 110 éclaire le premier embryon 80 et que la caméra petit champ 131 image celui-ci.
[112] Avantageusement, lors de cette étape d’observation S310, il sera possible de compter le nombre de cellules présentes dans l’embryon 80 observé ou d’observer la texture et le grain de ces cellules grâce au second système d’imagerie 130 et éventuellement aussi grâce à un éclairage adapté. [113] La Figure 13 présente le synoptique d’un autre mode de réalisation du procédé d’observation comprenant des étapes supplémentaires optionnelles représentées en pointillé dans le schéma.
[114] L’embryon 80 pouvant se déplacer au cours de son développement dans la goutte de milieu de culture 62, il est avantageux, de rajouter une étape intermédiaire avant l’observation de l’embryon 80 dite étape de centrage S306. Cette étape facultative de centrage S306, consiste dans un premier temps à détecter la position exacte de l’embryon 80 à observer à l’aide du premier système d’imagerie 120, lorsque l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra grand champ 121 est positionné (ou la boîte de Pétri 10 selon l’ensemble qui est déplacé par les moyens de déplacement) sur la position approximative de l’embryon 80 à observer défini grâce à l’étape de repérage S302, puis à positionner l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et le second système d’imagerie 130 (ou la boîte de Pétri 10) sur la position exacte de l’embryon 80 à observer à l’aide des moyens de déplacement de sorte à pré- centrer l’embryon 80 dans le champ de la caméra petit champ 131.
[115] Une autre méthode de centrage de l’embryon 80 dans le champ de la caméra petit champ 131 , qui peut venir en complément ou en remplacement de l’étape de centrage S306, s’appelle l’étape d’ajustement S308. Cette étape facultative d’ajustement S308, consiste à déplacer relativement la boîte de Pétri 10 et l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 soit sur la position approximative de l’embryon 80 à observer comme déterminé dans l’étape de repérage S302, soit sur la position exacte de l’embryon 80 comme déterminé dans l’étape de centrage S306, puis de détecter à l’aide du second système d’imagerie 130 l’embryon 80 et sa position dans l’image de la caméra petit champ 131 pour le recentrer ensuite dans le champ de la caméra petit champ 131 à l’aide des moyens de déplacement, en déplaçant relativement la boîte de Pétri 10 et l’ensemble formé par au moins formé le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131. Pour cela, l’unité de traitement du second système d’imagerie 130 peut déterminer la position du centre de l’embryon 80 observé et calculer le déplacement à effectuer pour positionner le centre de l’embryon 80 dans le centre du champ de la caméra petit champ 131 puis envoyer les consignes correspondantes aux moyens de déplacement.
[116] De sorte à pouvoir observer un autre embryon 80 ou à pouvoir observer l’embryon 80 dans sa profondeur, une étape de déplacement S312 peut être réalisée à l’aide des moyens de déplacement suite à l’étape d’observation S310.
[117] Dans le cas de l’observation d’un autre embryon 80, le déplacement relatif entre la boîte de Pétri 10 et de l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 se fait selon un plan parallèle au plan horizontal défini par la boîte de Pétri 10 ou à celui défini par le support 1 sur lequel est posée la boîte de Pétri 10. Le déplacement se fait de sorte à ce que l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 soit positionné au niveau de la position approximative du nouvel embryon 80 à observer tel que déterminé dans l’étape de repérage S302.
[118] Avant d’observer le nouvel embryon 80, il est possible de refaire un pré-centrage selon l’étape de centrage S306 puis un ajustement selon l’étape d’ajustement S308 de la position du nouvel embryon 80 à observer de sorte à ce qu’il soit bien centré dans le champ de la caméra petit champ 131 et donc entier dans l’image. Cette étape de déplacement horizontal S312a peut être répétée autant de fois qu’il y a d’embryons 80 à observer.
[119] Il est à noter que pour gagner du temps lors de l’observation de plusieurs embryons, l’unité de traitement du premier système d’imagerie 120 comme celle du second système d’imagerie 130 peuvent conserver en mémoire les positions précédentes des embryons 80 observés (i.e. les positions approximatives, exactes et ajustées) pour pouvoir commander aux moyens de déplacement d’aller directement à ces positions. Ainsi, le time- lapse entre deux prises d’image d’un même embryon est diminué et l’évolution temporelle de l’embryon est mieux observée. [120] Dans le cas de l’observation de l’embryon 80 dans sa profondeur, le déplacement relatif entre la boîte de Pétri 10 et l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 se fait cette fois-ci perpendiculairement au plan horizontal défini par la boîte de Pétri 10 ou à celui défini par le support 1 sur lequel est posé la boîte de Pétri 10. Ce déplacement est de l’ordre de quelques micromètres (par exemple de 5 pm à 100 pm, typiquement de 20 pm). Cette étape de déplacement vertical S312b peut être répétée autant de fois que nécessaire afin d’observer l’embryon 80 sur toute sa profondeur.
[121] Il est à noter qu’un dispositif d’imagerie 100 peut fonctionner avec différents types de boîte de Pétri 10 comme précédemment définis : des boîtes rectangulaires avec des « zones de dépose » réparties linéairement ou des boîtes circulaires avec des « zones de dépose » réparties selon un cercle de diamètre inférieur à celui de la boîte de Pétri 10. Ainsi pour connaître le type de boîte utilisé, il est possible d’avoir différents types de mire de centrage 40 un pour chaque forme de boîte de Pétri 10.
[122] Sinon, il est possible de n’avoir qu’une seule mire de centrage 40 mais dans ce cas-là, l’information sur la forme de la boîte de Pétri 10 et donc sur la position des éléments qui la composent (élément d’identification 50 et embryons 80, système de repérage 70, réservoir à embryon 60, etc.) doit être renseignée via l’élément d’identification 50. La détermination de la position approximative du ou des embryons 80 contenus dans la boîte de Pétri 10 ne pourra alors se faire que dans l’étape d’identification.
[123] Dans le cas où un dispositif d’imagerie 100 peut contenir plusieurs boîtes de Pétri, la position des boîtes dans le dispositif 100 pourra être détectée via un balayage de la surface du support 1 sur lequel sont disposées les boîtes de Pétri à l’aide des moyens de déplacement déplaçant relativement les boîtes de Pétri et l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra grand champ 121 , et à l’aide du premier système d’imagerie 120 qui détectera et analysera le nombre de mire de centrage 40 présentes. Ou bien, le support 1 sera adapté pour définir une zone prédéterminée pour chaque boîte, par exemple par un système de tiroir ou de pions d’arrêt ou cales.
[124] Pour pouvoir observer l’évolution du développement d’un embryon 80 dans son ensemble les images prises par la caméra petit champ 131 pourront être enregistrées en prenant soin d’identifier l’embryon 80 et la date et l’heure de la prise de vue.
[125] L’invention porte également un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur. Ce programme d’ordinateur comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d’observation du développement d’embryons (respectivement d’une cellule ou d’un ensemble de cellules vivantes) tel que précédemment défini.
[126] Pour optimiser l’observation des embryons 80 et notamment réduire au maximum l’écart entre chaque prise de vue par la caméra petit champ 131 , le programme ordinateur pourra optimiser le déplacement de l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 grâce à la connaissance des positions approximatives des embryons 80, et/ou à la position exacte ou réajustée qui pourront être gardées en mémoire.
[127] Avantageusement, ce programme d’ordinateur pourra également permettre de visionner les images prises d’un embryon 80 soit sous forme d’une vidéo retraçant son évolution au fil du temps, soit image par image.
[128] L’invention telle que précédemment décrite présente de multiples avantages.
[129] Le dispositif d’imagerie n’est plus équipé d’un jeu d’objectifs de grossissements différents à manipuler manuellement comme sur les microscopes actuels mais il est équipé de deux caméras : - une caméra grand champ 121 permettant l’identification de la boîte de Pétri 10 donc des cellules ou ensembles de cellules vivantes ou des embryons 80 contenus à l’intérieur et permettant aussi la détection de ces cellules ou ensembles de cellules vivantes ou embryons afin de déterminer leur position pour pouvoir positionner au mieux (i.e. de centrer) l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage 110 et la caméra petit champ 131 pour une bonne observation (i.e. cellule ou ensemble de cellules vivantes centré dans le champ de la caméra petit champ et non plus en bord de champ) ;
- une caméra petit champ 131 permettant l’observation haute résolution de la cellule ou l’ensemble de cellules vivantes ou de l’embryon (i.e. l’observation des cellules le composant).
[130] Les contraintes vis-à-vis de la dépose des embryons 80 (ou des cellules ou ensembles de cellules vivantes) qui peuvent se déplacer, sont donc relâchées et l’observation est améliorée car les embryons (respectivement les cellules ou ensembles de cellules vivantes) sont centrés dans le champ de la caméra petit champ 131 , là où les performances optiques sont optimales.
[131] Les différents types d’éclairage que peut comprendre le dispositif d’observation permettent d’optimiser les traitements d’image associés aux différentes phases du processus d’observation tel que l’identification de la boîte de Pétri et donc des embryons, leur détection par le premier ou le second système d’imagerie 120 et 130 pour permettre leur centrage dans le champ de la caméra petit champ 131 , ou encore le comptage du nombre de cellules présentes dans l’embryon 80 observé.
[132] Enfin, le processus d’observation est optimisé de manière à permettre un suivi régulier et un time-lapse le plus court possible entre deux prises de vue d’un même embryon pour aider au mieux la sélection de celui-ci avant son implantation et dont la chronologie de la division cellulaire et l’aspect de ces cellules sont des critères importants pour la réussite de la FIV. [133] La description et les dessins illustrent simplement les principes de l'invention. On comprendra ainsi que l'homme du métier sera capable de concevoir diverses variantes qui, bien que non explicitement décrites ou illustrées ici, incorporent les principes de l'invention. En outre, tous les exemples cités ici sont principalement destinés à des fins pédagogiques pour aider le lecteur à comprendre les principes de l'invention et les concepts apportés par l'inventeur à l'art antérieur et doivent être interprétés comme étant sans limitation à ces exemples et conditions spécifiquement cités. Par ailleurs, toutes les déclarations dans lesquelles des principes, aspects et modes de réalisation de l'invention, ainsi que des exemples spécifiques de ceux-ci, sont censés englober des équivalents de ceux-ci. En outre, bien que l’invention décrite porte sur un dispositif d’imagerie d’un embryon lors de son développement, ledit dispositif peut également être utilisé pour l’observation de toute cellule ou ensemble de cellules vivantes, l’embryon n’étant qu’un exemple de cellule ou d’ensemble de cellules vivantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d’imagerie (100) pour l’observation du développement d’embryons comprenant :
• un système d’éclairage (110) comprenant une pluralité de sources lumineuses (111 ) adaptées pour éclairer un embryon (80) à observer ;
• un premier système d’imagerie (120) comprenant une caméra grand champ (121 ) adaptée pour permettre d’identifier un ou plusieurs embryons (80) à observer, les embryons (80) étant déposés dans une boîte de Pétri (10) adaptée ;
• un second système d’imagerie (130) comprenant une caméra petit champ (131 ) adaptée pour imager un embryon (80) éclairé et permettre d’observer son développement ; et
• des moyens de déplacement relatif de la boîte de Pétri (10) par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130), selon un plan parallèle au plan horizontal défini par la boîte de Pétri (10), de sorte à pouvoir observer un embryon (80) identifié à l’aide du premier système d’imagerie (120),
dans lequel lesdites sources lumineuses, notamment de type DEL, sont commandées individuellement et réalisent un type d’éclairage particulier choisi parmi :
• un éclairage de type « identification » adapté pour optimiser l’identification du ou des embryons (80) à observer par le premier système d’imagerie (120) ;
• un éclairage de type « contours » adapté pour optimiser le comptage des cellules présentes dans l’embryon (80) observé par le second système d’imagerie (130) ; • un éclairage de type « relief » adapté pour optimiser la visualisation de la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon (80) observé par le second système d’imagerie (130), et dans lequel le second système d’imagerie (130) comprend une unité de traitement qui analyse les images capturées par la caméra petit champ (131 ) et les traite avec des traitements d’image.
2. Dispositif d’imagerie selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les sources lumineuses sont disposées dans un plan parallèle au plan horizontal défini par la boîte de Pétri (10), et en ce qu’un dispositif de mise en forme des faisceaux émis par lesdites sources lumineuse est disposé entre lesdites sources lumineuses et la boîte de Pétri (10).
3. Dispositif d’imagerie selon la revendication 1 ou 2dans lequel les moyens de déplacement permettent de déplacer la boîte de Pétri (10) dans laquelle sont déposés les embryons (80) à observer relativement par rapport à l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130), la boîte de Pétri (10) étant par conséquent mobile par rapport à l’ensemble fixe formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130).
4. Dispositif d’imagerie selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les moyens de déplacement permettent de déplacer l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130) relativement par rapport à la boîte de Pétri (10) dans laquelle sont déposés les embryons (80) à observer, la boîte de Pétri (10) étant par conséquent fixe par rapport à l’ensemble mobile formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130).
5. Dispositif d’imagerie (100) selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel le premier système d’imagerie (120) permet de détecter et de visualiser une mire de centrage (40) localisée sur le récipient (20) de la boîte de Pétri (10) dans laquelle se trouve le ou les embryons (80) à observer.
6. Dispositif d’imagerie (100) selon la revendication 5 dans lequel le premier système d’imagerie (120) permet de définir un repère géométrique permettant de déduire, à partir la position de la mire de centrage (40), la position d’un élément d’identification (50) localisé sur le récipient (20) de la boîte de Pétri (10) et/ou la position approximative du ou des embryons (80) à observer, en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri (10) utilisée.
7. Dispositif d’imagerie (100) selon la revendication 5 dans lequel le premier système d’imagerie (120) permet de détecter l’embryon (80) à observer et d’affiner la détermination de la position de celui-ci, lorsque l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra grand champ (121 ) du premier système d’imagerie (120) est positionné, à l’aide des moyens de déplacement, au niveau de la position approximative de l’embryon (80) à observer.
8. Dispositif d’imagerie (100) selon l’une des revendications 1 à 7 dans lequel le second système d’imagerie (130) permet de compter le nombre de cellules présentes dans l’embryon (80) observé.
9. Dispositif d’imagerie (100) selon l’une des revendications 1 à 8 dans lequel le second système d’imagerie (130) permet de visualiser la texture et la granularité des cellules présentes dans l’embryon (80) observé.
10. Dispositif d’imagerie (100) selon l’une des revendications 1 à 9 dans lequel les moyens de déplacement permettent en outre de déplacer selon un axe perpendiculaire au plan horizontal défini par la boîte de Pétri (10) l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et la caméra petit champ (131 ) du second système d’imagerie (130) relativement par rapport à la boîte de Pétri (10) dans laquelle sont déposés les embryons (80) à observer de sorte à pouvoir imager l’embryon (80) dans sa profondeur.
11. Procédé d’observation du développement d’embryons par un dispositif d’imagerie (100) tel que défini dans l’une des revendications 1 à 10 comprenant :
• une première étape de préparation (S300) consistant à déposer successivement un embryon (80) puis une goutte d’un milieu de culture (62) puis de recommencer l’opération en fonction du nombre d’embryons (80) à observer souhaité et enfin recouvrir le tout avec un liquide (63), de type huile, ou de l’eau, dans une boîte de Pétri (10) telle que définie dans l’une des revendications 12 à 13, ;
· une seconde étape de repérage (S302) de la boîte de Pétri (10) consistant à détecter et visualiser, à l’aide du premier système d’imagerie (120), la mire de centrage (40) de la boîte de Pétri (10) dans laquelle se trouve le ou les embryons (80) à observer de sorte à pouvoir en déduire la position de l’élément d’identification (50) et la position approximative du ou des embryons (80) par rapport à la mire de centrage (40) en fonction des caractéristiques de la boîte de Pétri
(10) ;
• une troisième étape d’identification (604) du ou des embryons (80) à observer consistant à imager et analyser, à l’aide du premier système d’imagerie (120), l’élément d’identification (50) de la boîte (10) dans laquelle se trouve le ou les embryons (80) à observer ; et • une quatrième étape d’observation (S310) d’un premier embryon à l’aide du second système d’imagerie (130).
12. Procédé d’observation du développement d’embryons selon la revendication 11 comprenant en outre, avant l’étape d’observation
(S310), une étape de centrage (S306) consistant dans un premier temps à détecter la position exacte de l’embryon (80) à observer à l’aide du premier système d’imagerie (120) et à positionner l’ensemble formé par au moins le système d’éclairage (110) et le second système d’imagerie (130) sur la position exacte de l’embryon (80) à observer à l’aide des moyens de déplacement de sorte à pré-centrer l’embryon (80) dans le champ de la caméra petit champ (131 ).
13. Procédé d’observation du développement d’embryons selon l’une des revendications 11 à 12 comprenant en outre, après l’étape d’observation
(S310), une étape de déplacement (S312) permettant soit l’observation d’un autre embryon (80), soit l’observation de l’embryon (80) dans sa profondeur, cette étape pouvant être répéter autant de fois que nécessaire.
14. Produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu’il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d’observation du développement d’embryons selon l’une au moins des revendications 11 à 13.
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