Устройство, способ и компьютерная программа для измерений

Устройство, способ и компьютерная программа для измерений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу измерения для подсчета частиц, например лейкоцитов в пробе, например пробе крови. Настоящее изобретение дополнительно относится к компьютерной программе для анализа пробы.

Уровень техники изобретения

Определение количества лейкоцитов часто имеет большое значение при лечении пациента. Настоящий анализ может потребоваться для диагностики, например, лейкемии или инфекционных или воспалительных заболеваний или для контроля методов лечения. Желательно, чтобы результаты анализов можно было получать как можно быстрее, чтобы минимизировать время ожидания пациентов и предоставлять врачу возможность принимать решение по поводу лечения и диагноза непосредственно во время первого осмотра пациента. Поэтому полезно было бы создать способ анализа, пригодный для быстрого исполнения врачом или медсестрой, без необходимости передачи анализа в лабораторию. Определение количества лейкоцитов является одним из самых распространенных анализов, выполняемых на пациентах при постановке диагноза. Поэтому было бы очень полезно иметь в наличии скоростной и простой способ выполнения анализа.

В настоящее время количество лейкоцитов обычно получают вручную путем окрашивания пробы крови и наблюдения под микроскопом пробы в специальной счетной камере, т.е. камере Бюркера. Счетная камера снабжена сеткой, делящей камеру на четко определенные небольшие объемы. Лейкоцитам дают осесть на дно счетной камеры, чтобы можно было сфокусировать микроскоп на все клетки в камере и тем самым облегчить подсчет. Таким образом, пробе следует дать отстояться несколько минут до того, как можно будет выполнять подсчет. Затем можно определять количество лейкоцитов подсчетом количества частиц клеток крови на ячейку в сетке. Количество лейкоцитов определяет вручную химик-лаборант, который должен иметь опыт выполнения анализа, чтобы обладать способностью к выполнению надежного анализа.

Данный анализ занимает много времени. Кроме того, поскольку анализ выполняется вручную, результаты анализа могут изменяться в зависимости от человека, выполняющего анализ.

Известно небольшое число существующих автоматизированных способов анализа для определения количества лейкоцитов. Количество лейкоцитов можно определить с использованием принципа Культера, который основан на определении размера клеток и тем самым типа клеток путем измерения импеданса. Способ подсчета лейкоцитов по принципу Культера описан в патенте США 5,262,302. Устройство измерения по принципу Культера является дорогим и поэтому требующим крупных капитальных затрат. Таким образом, больница или лаборатория не будет испытывать желания вкладываться в более чем одно устройство. Указанные соображения подразумевают, что анализ потребуется выполнять в централизованном пункте и пациент будет вынужден ожидать результатов анализа.

Принцип Культера является преобладающим автоматизированным способом, который применяют в настоящее время. Однако существует несколько других способов, которые описаны к настоящему времени. Один подобный способ для определения количества лейкоцитов описан в US 5,585,246. В данном случае пробу крови следует готовить смешением с флуоресцентным красителем и лигандным комплексом, который метит лейкоциты. Пробу вводят в капилляр и облучают лазерным источником, который сканирует пробу в капилляре. Флуоресценцию измеряют для определения количества лейкоцитов. В WO 97/02482 описан аналогичный способ, использующий флуоресцентный краситель и лазерный источник, сканирующий по капилляру. Данный способ адаптирован для подсчета лейкоцитов в материалах с аферезом, содержащих невысокое количество лейкоцитов. В данном случае капилляр является достаточно толстым и необходимо подождать, пока не произойдет оседания лейкоцитов на дно капилляра, когда капилляр можно будет сканировать.

В WO 99/45384 показана камера с пробой, имеющая переменную толщину. Переменная толщина разделяет разные соединения крови. Пробу крови окрашивают пигментом для разной подсветки, по меньшей мере, трех разных типов лейкоцитов в пробе крови. Лейкоциты можно подсчитывать сканирующим оптическим прибором для просмотра участка камеры.

В WO 98/50777 предлагается способ для оценки количества соматических клеток в молоке. Способ содержит этап подачи объема пробы в отсек для пробы и этап передачи проходящих электромагнитных сигналов из отсека для пробы на матрицу обнаруживающих элементов. Интенсивности обнаруженных электромагнитных сигналов обрабатываются и результаты коррелируют с количеством клеток, присутствующих в пробе.

При этом сохраняется потребность в ускорении и упрощении существующих автоматизированных способов определения количества лейкоцитов, чтобы анализ мог выполняться любым пользователем без обязательного специального обучения и чтобы измерительные устройства могли быть относительно дешевыми.

Вышеперечисленные требования предполагают, что анализ может быть выполнен в месте обслуживания. Кроме того, поскольку получение количества лейкоцитов является настолько распространенным анализом, то любое усовершенствование способа анализа было бы полезно для обслуживания пациента. Особенно полезен был бы способ анализа, обеспечивающий возможность получения результатов в месте обслуживания.

Кроме того, полезно было бы получение лейкоцитарной формулы, то есть исследование распределения лейкоцитов разных типов в пробе крови. Данная лейкоцитарная формула может указывать, имеет ли место нормальное распределение присутствующих клеток или имеет место рост или снижение количества клеток какого-либо типа. Информация может быть полезна при диагностике конкретных видов заболеваний. Например, рост количества нейрофилов говорит о бактериальной инфекции, тогда как рост количества лимфоцитов обычен для острой вирусной инфекции.

Лейкоцитарную формулу можно также получать наблюдением под микроскопом и ручным подсчетом окрашенных клеток крови в камере Бюркера. Существует также несколько автоматизированных способов. Например, лейкоцитарную формулу можно получать по принципу Культера посредством анализа формы и размера электрического импульса, формируемого клеткой, проходящей через электрическое поле. Форма и размер импульса могут зависеть от типа обнаруженного лейкоцита. Один подобный способ описан в US 4,528,274.

В US 5,123,055 описан другой способ распознавания различных типов лейкоцитов. Данный способ требует последовательного анализа нескольких параметров размера и цвета, чтобы различать типы лейкоцитов.

Желательно также обеспечить ускорение и упрощение существующих автоматизированных способов определения лейкоцитарной формулы. Было бы особенно полезно обеспечить быстрый, простой и относительно недорогой способ анализа, чтобы анализ можно было проводить в месте обслуживания.

Сущность изобретения

Целью изобретения является обеспечение простого анализа для определения объемного количества частиц, например лейкоцитов в пробе, например пробе крови, и определение дифференциального количества частиц, например лейкоцитарной формулы.

Таким образом, в соответствии с одним аспектом изобретения предлагается измерительное устройство для подсчета количества частиц, например лейкоцитов в пробе, например пробе крови.

Устройство содержит держатель, который выполнен с возможностью вмещения пробоотборного устройства, содержащего измерительную полость, которая вмещает пробу, систему формирования изображения, выполненную с возможностью получения, по меньшей мере, одного увеличенного цифрового изображения пробы. Устройство дополнительно содержит анализатор изображений, который выполнен с возможностью анализа, по меньшей мере, одного полученного цифрового изображения для распознавания частиц и определения количества частиц в пробе, причем анализатор изображений выполнен с возможностью анализа, по меньшей мере, одного полученного цифрового изображения для распознавания частиц, которые отображаются в фокусе, и определения типов и количества упомянутых частиц, причем типы распознаются по физическим особенностям частиц, благодаря чему определяется соотношение частиц разных типов в пробе.

Система формирования изображения может содержать увеличительное средство и, по меньшей мере, одно средство получения цифрового изображения.

В соответствии с одним вариантом осуществления устройство выполнено с возможностью подсчета лейкоцитов в пробе крови, измерительная полость выполнена с возможностью вмещения окрашенной и гемолизированной пробы крови и при этом анализатор изображений выполнен с возможностью анализа, по меньшей мере, одного полученного цифрового изображения для распознавания окрашенных лейкоцитов и определения количества лейкоцитов в пробе, причем анализатор изображений выполнен с возможностью анализа, по меньшей мере, одного полученного цифрового изображения для распознавания лейкоцитов, которые отображаются в фокусе, и определения типов и количества упомянутых лейкоцитов, причем типы распознаются по геометрическим особенностям лейкоцитов, благодаря чему определяется соотношение лейкоцитов разных типов в пробе.

В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ подсчета частиц в пробе, при этом упомянутый способ содержит следующие этапы: получают пробу в измерительную полость пробоотборного устройства, получают, по меньшей мере, одно цифровое изображение с увеличением облученной пробы в измерительной полости, анализируют цифровым образом, по меньшей мере, одно цифровое изображение для распознавания частиц и определения количества частиц в пробе и анализируют цифровым образом, по меньшей мере, одно цифровое изображение для распознавания частиц, которые отображаются в фокусе, и определения типов и количества упомянутых частиц, причем типы распознаются по геометрическим особенностям частиц, благодаря чему определяется соотношение частиц разных типов в пробе.

В соответствии с одним вариантом осуществления способ предназначен для подсчета лейкоцитов в пробе крови. Способ содержит этап, заключающийся в том, что получают пробу крови в измерительную полость пробоотборного устройства. Пробу крови смешивают с реагентом, содержащим гемолизирующее вещество для лизиса эритроцитов в пробе крови и окрашивающее вещество для окрашивания лейкоцитов в пробе крови. Окрашивающее вещество предпочтительно селективно окрашивает лейкоциты и не окрашивает другие клетки в пробе крови. Способ дополнительно содержит этап, заключающийся в том, что получают, по меньшей мере, одно цифровое изображение с увеличением пробы в измерительной полости. Способ дополнительно содержит этапы, заключающиеся в том, что анализируют цифровым образом, по меньшей мере, одно цифровое изображение для распознавания окрашенных лейкоцитов и определения количества лейкоцитов в пробе и анализируют цифровым образом, по меньшей мере, одно цифровое изображение для распознавания лейкоцитов, которые отображаются в фокусе, и определения типов и количества упомянутых лейкоцитов, причем типы распознаются по геометрическим особенностям окрашенных клеток, благодаря чему определяется соотношение лейкоцитов разных типов в пробе крови.

Как измерительное устройство, так и способ измерения в соответствии с изобретением дают возможность простого анализа пробы цельной крови. С этой целью измерительное устройство выполнено с возможностью получения, по меньшей мере, одного цифрового изображения пробы крови, при этом проба смешана с окрашивающим веществом для окрашивания лейкоцитов. Окрашивание лейкоцитов подразумевает, что лейкоциты можно распознавать в цифровом изображении и разные типы лейкоцитов можно распознавать по геометрическим особенностям клеток в одном и том же или другом цифровом изображении.

Следовательно, измерительное устройство и способ измерения предназначены как для определения объемного количества всех лейкоцитов в пробе крови, так и для определения лейкоцитарной формулы.

В то время, как многие существующие способы способны подсчитывать разные клетки крови и даже подгруппы клеток крови, измерительное устройство в соответствии с изобретением выполнено с возможностью анализа конкретно лейкоцитов. Реагент содержит гемолизирующее вещество, которое будет подвергать лизису эритроциты в пробе крови. Лизис исключает возможность подсчета эритроцитов в пробе. С другой стороны, лизис эритроцитов упрощает различение и распознавание лейкоцитов в пробе крови.

Кроме того, измерительное устройство, в частности, выполнено с возможностью анализа, по меньшей мере, одного цифрового изображения так, чтобы распознавались клетки, которые отображаются в фокусе. Данный подход позволяет получать изображение относительно толстой пробы при подсчете только тех клеток, которые являются сфокусированными. Такая особенность полезна, в частности, с учетом того, что подсчет общего количества лейкоцитов осуществляется легче, чем распознавание типа лейкоцитов, поскольку определение типа требует анализа большего объема детальных сведений о клетке. Следовательно, благодаря обеспечению подсчета только таких клеток, которые находятся в фокусе, можно выполнять распознавание типа лейкоцитов в пробе, которую можно одновременно использовать для определения статистически надежного объемного подсчета лейкоцитов в пробе.

Измерительное устройство и способ измерения в соответствии с изобретением обеспечивают очень простой анализ пробы цельной крови. Анализ не нуждается в сложном измерительном устройстве или усложненных этапах, которые должны выполняться оператором. Поэтому анализ может быть выполнен в непосредственной связи с обследованием пациента, причем не обязательно высококвалифицированным техником. Необходимо просто получить пробу крови и смешать ее с окрашивающим веществом. Затем пробу крови можно поместить в держатель измерительного устройства и непосредственно в ответ на такое действие измерительное устройство может представить результаты анализов.

Фактически смешение пробы крови с реагентом можно обеспечивать в измерительной полости. Следовательно, не обязательно осуществлять ручное приготовление пробы. В течение нескольких минут или еще быстрее взаимодействие пробы крови с реагентом приведет к гемолизу эритроцитов и окрашиванию лейкоцитов, так что проба становится готовой к оптическому измерению с получением, по меньшей мере, одного цифрового изображения. Пробу крови можно смешивать с реагентом посредством, например, дисперсии или диффузии реагента в пробе крови или посредством активации вибрации или движения пробоотборного устройства, чтобы вызывать перемешивание в измерительной полости.

Измерительное устройство может дополнительно содержать источник электромагнитного излучения, который выполнен с возможностью облучения пробы, вмещенной в измерительную полость пробоотборного устройства.

Система формирования изображения может быть выполнена с возможностью получения множества цифровых изображений пробы с использованием разных оптических настроек, при этом анализатор изображения выполнен с возможностью анализа каждого полученного цифрового изображения для распознавания частиц или окрашенных лейкоцитов и определения количества частиц или лейкоцитов в пробе, причем анализатор изображения выполнен с возможностью анализа каждого полученного цифрового изображения для распознавания частиц или лейкоцитов, которые отображаются в фокусе, и определения типов и количества упомянутых частиц или лейкоцитов, причем типы распознаются по геометрическим особенностям частиц или окрашенных лейкоцитов, благодаря чему определяется соотношение частиц или лейкоцитов разных типов в пробе.

Благодаря получению множества цифровых изображений на разных уровнях в направлении глубины резкости в пробе можно анализировать относительно большой объем пробы даже при использовании сильного увеличения. По причине получаемой малой глубины резкости сильное увеличение осложняет просмотр всего объема в одном изображении. Поскольку коэффициент увеличения влияет на глубину резкости, этап получения множества цифровых изображений допускает применение более сильного увеличения, что, в свою очередь, позволяет различать в каждом изображении разные типы лейкоцитов в зависимости, помимо прочего, от формы, числа или размера ядер.

В соответствии с другим вариантом осуществления система формирования изображения выполнена с возможностью обеспечения информации о направлении света в полученном изображении для облегчения фокусировки, что обеспечивает возможность сдвига фокусировки в полученном изображении. Данный подход предполагает, что одно изображение можно использовать как для подсчета общего количества лейкоцитов в пробе путем анализа всей глубины пробы за один раз, так и для определения соотношения лейкоцитов разных типов в пробе крови путем анализа клеток в изображении, когда изображение представлено со сфокусированным участком толщины пробы крови. Изображение, содержащее информацию о направлении света в изображение, может быть получено с использованием растра из небольших линз (например, составной линзы), обеспечивающего возможность отслеживания лучей в полученном изображении таким образом, чтобы можно было фокусироваться на различных частях изображения.

Система формирования изображения может быть выполнена с возможностью получения первого и второго цифровых изображений пробы с использованием разных оптических настроек, при этом анализатор изображений выполнен с возможностью анализа первого полученного цифрового изображения для определения количества частиц или лейкоцитов в пробе и анализатор изображений выполнен с возможностью анализа второго полученного цифрового изображения для определения соотношения частиц или лейкоцитов разных типов в пробе.

Следовательно, измерительное устройство выполнено с возможностью, в частности, получения двух цифровых изображений с использованием разных оптических настроек. Данное решение предполагает, что оптические настройки можно оптимизировать и применять, во-первых, для определения количества лейкоцитов в объеме и, во-вторых, для определения соотношения лейкоцитов разных типов.

Система формирования изображений может содержать две, по меньшей мере, частично раздельные части, которые направляют свет от облучаемой пробы в первую и вторую части системы формирования изображения.

Операция определения, находится ли лейкоцит в фокусе или нет, может выполняться путем использования того факта, что цитоплазма клетки может действовать как линза, преломляющая свет. Для отображаемого в фокусе лейкоцита, ядра представляются в виде затемнений, а окружающая цитоплазма является почти невидимой. Ядра представляются в виде областей со значительно сниженной интенсивностью света, а цитоплазма не влияет на интенсивность света.

Для лейкоцита, отображаемого слишком близко к системе формирования изображений (слишком близко, чтобы быть сфокусированным), ядра представляются в виде затемнений, а окружающая цитоплазма действует как линза и преломляет свет, что имеет следствием образование темного кольца вокруг ядра. Ядра представляются как области со значительно сниженной интенсивностью света относительно сфокусированного изображения ядер, и цитоплазма представляется в свете низкой интенсивности.

Для лейкоцита, отображаемого слишком далеко от системы формирования изображений (слишком далеко, чтобы быть сфокусированным), ядра представляются в виде затемнений, а окружающая цитоплазма действует как линза и преломляет свет, что имеет следствием образование светлого кольца вокруг ядер. Ядра представляются в виде области со значительно сниженной интенсивностью света относительно сфокусированного изображения ядер, а цитоплазма представляется в свете высокой интенсивности.

В альтернативном варианте, распознавание клеток, которые отображаются в фокусе, может выполняться посредством анализа краев отображаемых клеток, чтобы оценивать, отображается ли клетка в фокусе по спаду интенсивности на краю. Клетки, которые не находятся в фокусе, будут проявлять медленное снижение интенсивности на краях, а сфокусированные клетки будут отображаться с резким краем, представляющимся как резкое снижение интенсивности на краю клетки. Следовательно, путем анализа характера изменения интенсивности на краю изображения клетки можно определить, отображается ли клетка в фокусе или нет.

Альтернативный способ определения типа клетки состоит в том, что в анализаторе изображения для конкретной частицы или клетки определяют количество упомянутых изображений, в которых отображается упомянутая частица или клетка, считая от изображения, в котором частица или клетка определяется как расфокусированная в первом направлении, до изображения, в котором частица или клетка определяется как расфокусированная во втором направлении.

Анализатор изображения может быть выполнен с возможностью определения по подсчитанному числу изображений, геометрической особенности, относящейся к размеру упомянутой частицы или клетки.

Система формирования изображений с оптической настройкой, применяемой для получения упомянутого, по меньшей мере, одного цифрового изображения, может иметь коэффициент увеличения 1-50 крат, предпочтительнее 1-20 крат, предпочтительнее 3-20 крат, предпочтительнее 5-20 крат и предпочтительнее приблизительно 10 крат.

Система формирования изображений может быть выполнена с возможностью получения упомянутого, по меньшей мере, одного цифрового изображения с глубиной резкости в диапазоне 2-60 микрометров, предпочтительнее в диапазоне 2-30 микрометров, предпочтительнее приблизительно 8-10 микрометров.

Для целей настоящего описания термин «глубина резкости» означает длину в направлении по оптической оси, вдоль которой строится изображение, достаточно сфокусированное, чтобы допускать анализ изображения для опознавания клеток, расположенных в пределах упомянутой длины. Данная «глубина резкости» может быть больше, чем традиционная глубина, задаваемая оптическими настройками. При большем коэффициенте увеличения глубина резкости уменьшается.

Источник электромагнитного излучения может быть выполнен с возможностью излучения на длине волны, соответствующей максимуму поглощения окрашивающего вещества. Следовательно, окрашенные лейкоциты, которые содержат накопленное окрашивающее вещество, будут обнаруживаться по критерию слабого пропускания света в цифровых изображениях.

Источник электромагнитного излучения может содержать лазерный источник. Лазерный источник может обеспечивать свет строго заданной длины волны, соответствующей поглощению окрашивающего вещества. Кроме того, лазерный источник может обеспечивать направленный свет, сводящий к минимуму помехи от рассеянного света, чтобы точка слабого пропускания света была четко различимой.

В альтернативном варианте источник электромагнитного излучения может содержать светодиод. Данный источник излучения может по-прежнему обеспечивать удовлетворительные условия излучения для правильного распознавания лейкоцитов среди других материалов в пробе.

Анализатор изображений может быть выполнен с возможностью опознавания зон сильного поглощения электромагнитного излучения для определения количества частиц или лейкоцитов в пробе. Анализатор изображений может быть выполнен с дополнительной возможностью опознавания черных или темных точек в изображении. Поскольку окрашивающее вещество может накапливаться в ядрах лейкоцитов, то поглощение электромагнитного излучения может характеризоваться максимумами в отдельных местах. Данные места будут формировать черные точки в цифровом изображении и могут классифицировать как лейкоциты.

Анализатор изображений может быть выполнен с возможностью опознавания частиц или лейкоцитов разных типов посредством анализа формы и размеров выявленных зон сильного поглощения электромагнитного излучения в, по меньшей мере, одном цифровом изображении. Поскольку лейкоциты разных типов имеют различающиеся размеры, то тип лейкоцита можно распознать посредством определения размера клетки крови. Кроме того, разные типы могут различно окрашиваться, что приводит к разным формам распознаваемых зон в цифровом изображении. Данный подход можно применять также для опознавания типа лейкоцитов. Лейкоцитарную формулу, характеризующую соотношение лейкоцитов трех разных типов, можно получать посредством анализа размеров клеток крови. Лейкоцитарная формула, различающая пять разных типов лейкоцитов, может потребовать исследования дополнительных особенностей клеток крови. Например, возможен анализ числа ядер каждой клетки крови, интенсивности излучения, проходящего сквозь клетку крови, или формы клетки крови.

Окрашивающее вещество может быть предназначено для селективного окрашивания ядер лейкоцитов. Данный подход предполагает, что лейкоциты можно распознавать как окрашенные точки и поэтому легко различать и подсчитывать в цифровом изображении. Кроме того, для распознавания типа лейкоцитов можно использовать размер окрашенных пятен, так как лейкоциты разных типов имеют разные размеры.

Окрашивающее вещество может быть любым веществом в группе, состоящей из гематоксилина, метиленового синего, метиленового зеленого, метиленового азура, ацетата крезилового фиолетового, толуидинового синего, генцианового фиолетового, аналогов суданового красителя, галлоцианина или аналогов фуксинового красителя или любой их комбинации. Однако следует понимать, что окрашивающее вещество не ограничено упомянутой группой и возможно применение многих других веществ.

Гемолизирующее вещество может быть солью четвертичного аммониевого основания, сапонином, желчной кислотой, например дезоксихолевой кислотой, дигитоксином, змеиным ядом, глюкопиранозидом или неионогенным детергентом типа Тритона. Однако следует понимать, что гемолизирующее вещество не ограничено упомянутой группой и возможно применение многих других веществ.

Измерительное устройство может дополнительно содержать линзу объектива, которая является общей при разных оптических настройках. Данное решение предполагает, что цифровые изображения можно получать формированием изображения вдоль одного и того же оптического пути, чтобы изображения были центрированными относительно одной точки в измерительной полости. Данное решение обеспечивает компактность измерительного устройства.

В соответствии с одним вариантом осуществления система формирования изображения может содержать две, по меньшей мере, частично раздельные части, которые направляют свет от излучаемой пробы в первую и вторую части системы формирования изображения. Данное решение предполагает, что путь света от пробы в систему формирования изображения может быть задан внутри неподвижной оптической установки. Следовательно, измерительное устройство может быть жестким и нечувствительным к ударам.

Система формирования изображения может дополнительно содержать делитель пучка для направления света из линзы объектива к первой или второй части системы формирования изображения. Данное решение предполагает, что первое и второе цифровые изображения можно получать одновременно, благодаря чему возможно очень быстрое выполнение анализа.

Первая часть системы формирования изображения может быть выполнена с возможностью получения света непосредственно из делителя пучка, то есть без установки оптического элемента между первой частью системы формирования изображения и делителем пучка. В альтернативном варианте можно организовать прохождение света непосредственно из линзы объектива в первую часть системы формирования изображения. Тогда для получения второго цифрового изображения в световой путь вместо делителя пучка можно ввести зеркало для отклонения света во вторую часть системы формирования изображения.

Система формирования изображения может дополнительно содержать линзу окуляра между делителем пучка и частью системы формирования изображения, предназначенной для получения цифровых изображений. Следовательно, линза окуляра может обеспечивать дополнительное увеличение пробы для распознавания разных типов лейкоцитов. В предпочтительном варианте применяют линзовые блоки, и тогда линзовый блок окуляра будет перемещать мнимую главную плоскость внутри линзового блока объектива, чтобы изменять расположение плоскости изображения относительно линзового блока объектива для обеспечения возможности дополнительного увеличения.

Система формирования изображения может дополнительно содержать оптический элемент между делителем пучка и частью системы формирования изображения, предназначенной для получения цифровых изображений, для воздействия на изображения клеток, не расположенных в фокусе системы формирования изображения, и тем самым облегчается распознавание лейкоцитов, которые отображаются в фокусе.

Оптический элемент допускает получение изображения пробы по толщине, намного большей, чем глубина резкости системы формирования изображения. Оптический элемент гарантирует, что клетки, которые находятся не в фокусе, могут быть исключены из рассмотрения для повышения достоверности измерения. Поскольку оптический элемент влияет на формирование изображения расфокусированных клеток, то будут легко распознаваться сфокусированные клетки. Оптический элемент может быть выполнен в виде пространственного фильтра, который влияет на формирование изображения клетки так, что край клетки будет содержать выброс интенсивности выше, чем интенсивность фона, когда клетка отображается благодаря поглощению света.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления система формирования изображения может дополнительно содержать элемент кодирования волнового фронта между делителем пучка и второй частью системы формирования изображения. Элемент кодирования волнового фронта преднамеренно искажает лучи света посредством пропускания их через волновую пластинку вогнутой формы, то есть относительно плоской в середине, но с раковиновидными кромками. Данная форма создает особую оптическую аберрацию, изображение представляется нерезким, но дефокусировка идентична в большом диапазоне изменения расстояний. Тем самым данный элемент кодирования волнового фронта увеличивает вдоль оптической оси глубину, которую можно анализировать. Искажения в изображении определяются, главным образом, формой дефокусирующего элемента кодирования волнового фронта, который точно известен. Поэтому компьютер может устранять нерезкость по точкам. Компьютер может декодировать изображение с применением, по существу, цифрового фильтра и формировать тем самым изображение, которое является четким в пределах большой глубины резкости. Таким образом, возможно увеличение глубины резкости системы формирования изображения, что дает возможность отображать в фокусе увеличенную глубину пробы.

В соответствии с другим вариантом осуществления одна часть системы формирования изображения выполнена с возможностью получения как первого, так и второго изображений, и, по меньшей мере, часть увеличительной системы является переключаемой для получения первого и второго цифровых изображений с использованием разных оптических настроек. Данное решение предполагает, что измерительное устройство должно содержать всего лишь одну единственную часть системы формирования изображения. Кроме того, данное решение допускает применение нескольких разных оптических настроек, например, посредством обеспечения главной линзы, которую можно перемещать между строго заданными положениями вдоль оптической оси.

Система формирования изображения может быть выполнена с более высоким коэффициентом увеличения при оптических настройках, применяемых для получения второго цифрового изображения, чем при оптических настройках, применяемых для получения первого цифрового изображения. Данное решение предполагает, что во втором цифровом изображении детали могут просматриваться лучше, благодаря чему лейкоциты разных типов можно легче отличать один от другого.

Система формирования изображения с оптическими настройками, применяемыми для получения первого цифрового изображения, может иметь коэффициент увеличения 1-50 крат, предпочтительнее 1-20 крат, предпочтительнее 3-20 крат, предпочтительнее 3-10 крат и предпочтительнее приблизительно 4 крат. С коэффициентом увеличения в приведенных диапазонах лейкоциты достаточно увеличиваются для их обнаружения, тогда как система формирования изображения может быть выполнена с возможностью отображения толщины пробы с наводкой на фокус, достаточной, чтобы оценить количество клеток крови в изображении. Таким образом, система формирования изображения может иметь глубину резкости, охватывающую толщину пробы. Однако вся толщина пробы не обязательно должна отображаться в пределах глубины резкости системы формирования изображения при использовании обычного толкования глубины резкости. Клетки, которые отображаются немного не в фокусе, все же можно правильно подсчитывать с использованием умело разработанного метода анализа изображений. Небольшой коэффициент увеличения предполагает, что можно получить большую «глубину резкости». Следовательно, можно обеспечить большую толщину пробы и можно анализировать большой объем. Однако, если применяют небольшой коэффициент увеличения, то обнаружение лейкоцитов может быть сложной задачей, так как каждая клетка крови отображается на поверхности очень малого числа пикселей, например 3-4 пикселей. Небольшой коэффициент увеличения можно применять при увеличении числа пикселей в полученном изображении, то есть при повышении разрешения в цифровом изображении. Таким образом можно применить оптическое увеличение 1-4 крат, при этом все же с возможностью обнаружения лейкоцитов.

Система формирования изображения с оптической настройкой, применяемой для получения второго цифрового изображения, может иметь коэффициент увеличения 1-50 крат, предпочтительнее 1-20, крат, предпочтительнее 3-20 крат, предпочтительнее 5-20 крат и предпочтительнее приблизительно 10 крат. С коэффициентом увеличения в приведенных диапазонах лейкоциты достаточно увеличиваются для распознавания разных типов лейкоцитов. Меньший коэффициент увеличения можно применить при использовании оптического элемента для выделения клеток, которые отображаются в фокусе, и облегчения распознавания данных клеток.

Система формирования изображения может быть выполнена с возможностью получения первого изображения с глубиной резкости, равной, по меньшей мере, толщине измерительной полости пробоотборного устройства. Данное решение предполагает, что получают достаточно сфокусированное изображение всей толщины пробы, чтобы всю толщину измерительной полости можно было анализировать одновременно в цифровом изображении пробы. Следовательно, устранена необходимость ожидания, пока лейкоциты осаждаются в измерительной полости, что сокращает время выполнения анализа. Однако, возможно, остается необходимость ожидать окончания реакции взаимодействия, вызывающей гемолиз эритроцитов, и успокоения перемещений, вызванных введением пробы в измерительную полость. Времена такого ожидания должны бы очень короткими, порядка 30 секунд или меньше. При выборе метода с не очень резкой фокусировкой на конкретную часть пробы получают достаточную фокусировку пробы по всей толщине, чтобы можно было определить количество лейкоцитов в пробе. Данный подход предполагает, что лейкоциты могут быть несколько нерезкими и все же считаться сфокусированными в силу расположения в пределах глубины резкости. Таким образом, анализируемый объем пробы может быть строго задан толщиной измерительной полости и размером цифрового изображения, задающим о