Разбиение образца на оптические срезы и регистрация частиц в образце

Разбиение образца на оптические срезы и регистрация частиц в образце

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу, устройству и системе для разбиения образца на оптические срезы. Образец может представлять собой ограниченный неоднородный жидкий образец, содержащий частицы, и разбиение на оптические срезы можно использовать для определения одного или нескольких параметров, характеризующих частицы. Изобретение также относится к определению объема ограниченного образца, позволяющему определять концентрацию частиц в объеме. Частицы могут быть биологическими, например эмбрионами, бактериями, паразитами, грибами или клетками. Клетки могут представлять собой клетки крови, например лейкоциты и эритроциты, соматические клетки, дрожжевые клетки, ооциты, бластоциты, зиготы и тромбоциты. Частицы также могут иметь небиологическое происхождение, например металлические осколки, капли воды в масле или пузырьки воздуха в жидкости, пигменты в краске и загрязнение в воде.

Определение концентрации частиц в образце часто используется, например, в связи с диагностированием пациента, когда концентрация лейкоцитов в образце является одним из параметров, используемых для определения фактического заболевания, или в связи с мониторингом состояния машины, когда количество частиц в образце масла из двигателя может указывать на наличие неполадок до того, как они станут критическими.

Определение концентрации частиц в образце можно производить разными способами. Одним из них является проточная цитометрия. Проточная цитометрия требует достаточно дорогого оборудования, во-первых, потому, что расход жидкости нужно контролировать и измерять с очень высокой точностью, чтобы получить достаточно точное измерение объема, во-вторых, потому, что система регистрации должна работать с короткими временами получения для получения достоверных данных о частицах, присутствующих в детекторе, когда они проходят через него. Laor (US 2006/0084125) описывает систему для регистрации биологических частиц в жидком образце, где жидкий образец течет через ячейку для образца, и объектная плоскость устройства оптической регистрации расположена под ненулевым углом к направлению потока.

Другой способ определения концентрации частиц в образце предусматривает микроскопическое наблюдение образца для регистрации и отсчета в ручном или автоматическом режиме частиц, заключенных в некотором заранее известном объеме. Такой способ и соответствующее устройство представлены в патентной заявке WO 2008/010761 от Olesen et al. Согласно этому способу, часть образца изображается на устройстве записи изображения, например 2-мерной ПЗС-камере, и изображение создается за счет пропускания света через образец к устройству записи изображения. Толщина изображаемой части образца ограничена в связи с необходимостью наблюдать и регистрировать частицы через образец. Если образец является слишком толстым, свет будет рассеиваться и поглощаться в образце, создавая изображение низкого качества. Некоторые частицы в образце могут даже заслоняться другими частицами, из-за чего точный отсчет становится трудным или невозможным. Размер изображения ограничен разрешением устройства записи изображения, и, таким образом, объем образца, который можно использовать для регистрации и отсчета частиц, также ограничен. Это не составляет серьезной проблемы, когда концентрация отсчитываемых частиц согласуется с размером объема и размером частицы. Однако в случае высокой концентрации, точное измерение может оказаться трудным или невозможным. В этом случае разведение образца может решить проблему измерения, но об ее существовании можно не знать, пока не будет произведено измерение. В случае низкой концентрации статистика для измерения будет недостаточной, поскольку малые отклонения в счете частиц или малые отклонения в размере объема могут оказывать большое влияние на результат. В этом случае измерение следует производить в большем объеме. В особенности, при использовании способа, предложенного Olesen et al. в WO 2008/010761, для определения распределения разных лейкоцитов, способ может не оправдывать ожиданий. В этом случае важно иметь хорошую статистику, но объем образца ограничен, и если один или несколько типов лейкоцитов имеют низкий счет, статистическая неопределенность может оказаться высокой.

В US 2008/0100703 Yamada описывает микроскопную систему, которая создает фокальную карту образца большой площади по сравнению с площадью, которая обычно изображается микроскопом. Информация из фокальной карты используется при получении изображений разных областей образца. Эти изображения затем объединяются для обеспечения крупномасштабного изображения образца. Для получения изображений разных областей образца берут совокупность изображений одной области на разных глубинах и переносят образец и систему регистрации относительно друг друга до получения изображений другой области. Перенос образца и узла оптической регистрации относительно друг друга осуществляется параллельно объектной плоскости узла оптической регистрации, т.е. оптическая ось и путь сканирования перпендикулярны друг другу, и поверхность устройства для образца параллельна объектной плоскости, т.е. нормаль к поверхности параллельна оптической оси.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства, способа и системы для разбиения образца на оптические срезы, где, по меньшей мере, часть образца сканируется путем переноса образца и узла оптической регистрации относительно друг друга вдоль пути сканирования и где оптическая ось узла оптической регистрации расположена под ненулевым углом относительно пути сканирования.

В одном варианте осуществления, устройство, способ и систему, отвечающие изобретению, можно использовать для исследования неоднородного жидкого образца, где анализируемый объем в меньшей степени ограничен узлом оптической регистрации, используемым для исследования образца, по сравнению с рассмотренными выше способами, и устройство просто в эксплуатации. Обнаружено, что способы, предусматривающие использование устройства и системы этого варианта осуществления, также имеют преимущество перед способом, предусматривающим использование проточной цитометрии, и, в частности, выяснилось, что можно избежать, по меньшей мере, части проблем и недостатков способов на основе использования потока, применяемых в проточной цитометрии. Исследование неоднородного жидкого образца может применяться для получения информации о частицах в образце. Информация может представлять собой счет частиц в образце или концентрацию частиц в выбранном объеме образца. Информация также может представлять собой один или несколько параметров, относящихся к частицам, например размер и тип частиц.

Таким образом, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено устройство для получения совокупности изображений образца, размещенного относительно устройства для образца. Устройство содержит, по меньшей мере, первый узел оптической регистрации, содержащий, по меньшей мере, первое устройство получения изображения. Первый узел оптической регистрации имеет оптическую ось и объектную плоскость. Объектная плоскость содержит область получения изображения, из которой первое устройство получения изображения может регистрировать электромагнитные волны в качестве изображения. Устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один блок переноса, предназначенный для перемещения устройства для образца и первого узла оптической регистрации относительно друг друга, и корпус, предназначенный для поддержки первого узла оптической регистрации и блока переноса, причем первый узел оптической регистрации и блок переноса устроены так, что область получения изображения пересекает, по меньшей мере, часть устройства для образца. Движение устройства для образца и первого узла оптической регистрации относительно друг друга происходит вдоль пути сканирования, который образует угол θ с оптической осью, причем θ больше нуля.

Изобретение также предусматривает способ получения совокупности изображений образца. Этот способ содержит этапы, на которых размещают образец относительно устройства для образца и размещают устройство для образца относительно устройства для получения совокупности изображений. Устройство содержит, по меньшей мере, первый узел оптической регистрации, содержащий, по меньшей мере, первое устройство получения изображения. Первый узел оптической регистрации имеет оптическую ось и объектную плоскость, причем объектная плоскость имеет область получения изображения, из которой первое устройство получения изображения может регистрировать электромагнитные волны в качестве изображения. Область получения изображения пересекает, по меньшей мере, часть образца. Устройство для образца и первый узел регистрации движутся относительно друг друга по длине сканирования вдоль первого пути сканирования. Путь сканирования и оптическая ось образуют угол θ, больший нуля. Способ дополнительно содержит этап, на котором получают совокупность изображений.

Изобретение также предусматривает систему для получения совокупности изображений образца. Система содержит устройство для образца и устройство, имеющее, по меньшей мере, первый узел оптической регистрации, содержащий, по меньшей мере, первое устройство получения изображения. Первый узел оптической регистрации устройства имеет оптическую ось и объектную плоскость. Эта объектная плоскость содержит область получения изображения, из которой первое устройство получения изображения может регистрировать электромагнитные волны в качестве изображения. Устройство этой системы дополнительно содержит, по меньшей мере, один блок переноса, предназначенный для перемещения устройства для образца и первого узла оптической регистрации относительно друг друга, и корпус, предназначенный для поддержки первого узла оптической регистрации и блока переноса, причем первый узел оптической регистрации и блок переноса устроены так, что область получения изображения пересекает, по меньшей мере, часть устройства для образца. Движение устройства для образца и первого узла оптической регистрации относительно друг друга происходит вдоль пути сканирования, который образует угол θ с оптической осью, причем θ больше нуля.

В принципе, путь сканирования может содержать любое движение объектной плоскости и образца относительно друг друга. В частности, путь сканирования может содержать, по существу, прямую линию сканирования, расположенную вдоль оси сканирования. Путь сканирования также может быть образован, по существу, вращательным движением, в каковом случае θ это угол между оптической осью и локальной касательной вращательного движения. В одном варианте осуществления, путь сканирования ограничивается плоскостью, например прямолинейным, круговым движением, движением по спирали или любым другим подходящим путем.

В контексте данной заявки, термины “оптика” и “оптический” используются для описания всего диапазона электромагнитных волн и, в частности, подразумевают электромагнитные волны с длинами волны от приблизительно 0.01 нм до приблизительно 15 км. Иначе говоря, термины “оптика” и “оптический” не ограничиваются электромагнитными волнами в видимом диапазоне и устройствами для обработки и регистрации таких волн, но могут относиться к рентгеновскому диапазону, ультрафиолетовому диапазону, видимому диапазону, инфракрасному диапазону, ультразвуковому диапазону и любому другому диапазону длин волны, который можно использовать для анализа образца.

Соответственно, термин “изображение” используется для описания пространственно разрешенной записи электромагнитных волн во всем электромагнитном диапазоне, включающем в себя электромагнитные волны с длинами волны от приблизительно 0.01 нм до приблизительно 15 км. Иначе говоря, термин “изображение” не ограничивается изображениями, представляющими электромагнитные волны, имеющие длины волны в видимом диапазоне, но также охватывает изображения, представляющие электромагнитные волны, имеющие длины волны вне этого диапазона. Таким образом, изображение может представлять сигналы, например, в рентгеновском диапазоне, ультрафиолетовом диапазоне, видимом диапазоне, инфракрасном диапазоне, ультразвуковом диапазоне и любом другом диапазоне длин волны, который можно использовать для анализа и построения изображения образца.

В данном контексте, “узел оптической регистрации” - это блок, содержащий, по меньшей мере, одно устройство получения изображения, способное получать изображение электромагнитных волн, падающих на устройство получения. Узел оптической регистрации, в необязательном порядке, содержит также оптические приборы для формирования пучка и ориентирования пучка, например линзы, апертуры и зеркала.

“Оптическая ось” узла оптической регистрации - это воображаемая линия, которая образует путь распространения света от образца к устройству получения изображения. Если узел оптической регистрации содержит оптические элементы, способные изменять направление пути света, оптическая ось определяется как воображаемая линия, которая образует путь распространения света от образца к первому оптическому элементу, который изменяет направление пути света.

Термин “неоднородный образец” используется для описания образца, содержащего неоднородности, которые не являются неотъемлемой частью основного материала образца. Жидкий образец, содержащий биологические частицы, или образец масла, содержащий обломки, являются лишь двумя примерами неоднородного образца.

В контексте данной заявки, выражение “по существу, в состоянии покоя” относится к случаю, когда движение частиц в неоднородном жидком образце не влияет на определение параметров образца, например параметров частиц в образце. В одном варианте осуществления, «по существу, в состоянии покоя» относится к случаю, когда перемещение частиц за период времени, прошедший между получением двух соседних изображений в последовательности пространственно смещенных изображений, должно быть существенно меньше расстояния между этими двумя соседними изображениями, например составлять одну десятую этого расстояния. В одном варианте осуществления, «по существу, в состоянии покоя» относится к случаю, когда не существует массового расхода жидкого образца в ходе получения, по меньшей мере, части совокупности изображений. В одном варианте осуществления для изображения клеток и их содержимого, движение клетки может ограничиваться настолько, чтобы можно было получить достаточно резкие изображения клетки, что позволяет определять детали, относящиеся, например, к ядрам. Согласно вариантам осуществления, предусматривающим определение параметров, относящихся к клеткам, выражение “по существу, в состоянии покоя”, таким образом, может означать, что движение клеток в ходе получения изображения может ограничиваться глубиной поля (DOF) или долей DOF, например одной тысячной DOF, например одной сотой DOF, например одной десятой DOF, например одной пятой DOF, например одной третью DOF. DOF может составлять в пределах от 0,1 микрона до 200 микрон. Движение частиц в жидком образце в состоянии покоя может составлять, таким образом, менее 0,001 микрон в секунду, например менее 0,01 микрон в секунду, например менее 0.1 микрон в секунду, например менее 1 микрон в секунду. В этом варианте осуществления параметром частицы может быть количество и размер ядер или расстояние между ядрами в клетке. В одном варианте осуществления, где детали частицы представляют меньший интерес, например где требуется отсчет частицы, на движение частиц налагается такое ограничение, чтобы движение не влияло на отсчет частиц. Движение отсчитываемых частиц может составлять, таким образом, менее 0,01 микрон в секунду, например менее 0,1 микрон в секунду, например менее 1 микрон в секунду, например менее 10 микрон в секунду, например менее 100 микрон в секунду, например менее 1 миллиметра в секунду.

Глубина поля определяется здесь как диапазон расстояний от оптики построения изображения, в которой изображение объектов, по существу, не изменяется при смещении относительно фокальной плоскости. Фокальная плоскость определяется как плоскость, где достигается максимальное разрешение изображения. Выражение «по существу, не изменяется» подразумевает, что оценочные параметры, характеризующие особенности объекта, не претерпевают существенных изменений при переносе. В одном варианте осуществления, «по существу, не изменяется» означает, что отношение FWHM (полная ширина на полумаксимуме) распределения интенсивности точечного источника при данном положении в направлении глубины поля к FWHM распределения интенсивности точечного источника в фокальной плоскости составляет менее 5, например менее 2, например менее 1,5, например менее 1,25, например менее 1,1, например менее 1,05.

В одном варианте осуществления, устройство и система, отвечающие настоящему изобретению, содержат запоминающее устройство для хранения изображений, полученных устройством получения изображения. Запоминающее устройство может содержать блок памяти энергозависимого типа, например блок оперативной памяти, или энергонезависимую память, например жесткий диск, флэш-память, CD-ROM, DVD, диск BlueRay или аналогичный носитель информации.

Изображения, записанные первым устройством получения изображения, можно анализировать с использованием устройства анализа изображения. В одном варианте осуществления, устройство анализа изображения содержит алгоритмы распознавания шаблонов. В одном варианте осуществления, эти алгоритмы распознавания шаблонов предназначены для сравнения ряда изображений, где изображены соседние части данного образца, что позволяет определить, когда частица находится в фокальной плоскости узла оптической регистрации. В одном варианте осуществления, устройство анализа изображения содержит блок идентификации края для идентификации краев объектов в изображении(ях). Эти края можно идентифицировать как переходы между более яркими и более темными областями в изображении.

В одном варианте осуществления, положение частицы в жидком образце определяется путем анализа последовательности изображений, полученных вдоль пути сканирования. Размер частицы в изображениях оценивается в каждом изображении, что позволяет построить кривую, выражающую зависимость площади частицы в изображениях от положения вдоль пути сканирования. Минимум этой кривой соответствует положению объектной плоскости, в которой частица находится в фокусе, т.е. когда частица располагается в фокальной плоскости.

В одном варианте осуществления, система и устройство, отвечающие настоящему изобретению, выполнены с возможностью обеспечения разбиения образца на оптические срезы. Может быть предусмотрен блок объединения для объединения изображений разбиения на оптические срезы в 3D реконструкцию образца. Используя изобретение, можно также обеспечить 2D представление. Может быть предусмотрен блок анализа изображения для объединения изображений из двух или более сканирований вдоль пути сканирования и/или сканирований вдоль разных осей.

В одном варианте осуществления, сохранение и/или анализ полученных изображений может осуществляться на одном или нескольких внешних блоках, и устройство и система, отвечающие настоящему изобретению, могут содержать соединительный блок для подключения к внешнему блоку. Внешний блок может представлять собой вышеописанное запоминающее устройство и/или устройство анализа изображения. В одном варианте осуществления внешнее устройство может содержать персональный компьютер, например портативный компьютер, снабженный запоминающим устройством и/или программным обеспечением для анализа изображений. В одном варианте осуществления, соединительный блок содержит последовательное соединение, например порт USB. В одном варианте осуществления, соединение содержит беспроводное соединение, например модем General Packet Radio Service (GPRS), антенну Bluetooth или антенну WiFi. Можно использовать и другие формы соединительных портов, например соединение Ethernet или параллельное соединение. Соединительный блок также может содержать интернет-соединение для сохранения изображений и других данных на удаленном запоминающем устройстве, например удаленном сервере, который собирает изображения и данные от одного или нескольких устройств. Данные можно сохранять для дальнейшего анализа или для использования в порядке ссылки.

В одном варианте осуществления, устройство содержит, по меньшей мере, один блок управления, предназначенный для управления блоком переноса и получением изображений первым устройством получения изображения. Блок управления дополнительно может содержать устройство анализа для анализа изображений, полученных устройством получения.

В одном варианте осуществления, устройство и система, описанные в данной заявке, выполнены с возможностью определения, по меньшей мере, одного параметра объема неоднородного образца, размещенного относительно устройства для образца. Параметром, в принципе, может быть любой измеримый параметр, например полное количество частиц в объеме, количество конкретных частиц в объеме, количество разных частиц в объеме, размер объема или форма объема.

Для некоторых приложений, анализ данного образца требует отсчета заранее определенного количества частиц для обеспечения достаточно низкой статистической неопределенности. Поэтому устройство и система согласно одному варианту осуществления выполнены с возможностью получения и анализа изображений, пока не будет идентифицировано заранее определенное количество частиц. Одновременно можно определять объем изображаемой и анализируемой части образца. Концентрацию частиц в образце можно определять с использованием определенного объема изображаемой и анализируемой части образца совместно с заранее определенным количеством частиц. Количество частиц в неоднородном образце также можно определять с заранее определенным качеством или определенностью, и концентрацию частиц в образце можно определять с использованием определенного объема изображаемой и анализируемой части образца. Специалисту очевидно, что пользователь может соответственно регулировать качество осуществляемого анализа, одновременно регулируя время анализа, и, таким образом, можно легко оптимизировать соотношение качества и затраченного времени в широком диапазоне качества/времени.

В ходе процедуры измерения получается ряд изображений, отстоящих друг от друга на шаг известного размера. Поэтому при получении можно вычислять эффективный объем измерения. Размер шага может быть одинаковым для всех шагов в измерении, или они могут различаться.

В одном варианте осуществления вычисление эффективного объема используется для улучшения статистики определения концентрации частиц. В ходе процедуры измерения, размеры шагов накапливаются, и полученные изображения передаются на устройство регистрации частиц, приспособленное регистрировать частицы. Регистрация частиц в изображении является достаточно простой процедурой и может осуществляться с использованием особого программного обеспечения на особом оборудовании с такой же скоростью, что и получение изображения. При обнаружении частицы в фокусе, полное количество найденных частиц увеличивается, и процедура измерения продолжается до тех пор, пока не будет найдено определенное количество частиц. Затем эффективную концентрацию можно определить как концентрация = количество частиц / накопленный объем.

В одном варианте осуществления изобретения требуется больше информации относительно частицы. Например, если нужно определить относительную концентрацию нескольких разных частиц, может потребоваться производить больше вычислений, чем может быть сделано между двумя изображениями, полученными с нормальной скоростью. Получение изображения останавливается, пока устройство регистрации частиц определяет положение частиц. После регистрации частицы активируется средство вычисления для определения фактического типа частицы. После определения типа всех частиц в изображении - или выбраковки частиц как не поддающихся определению - устройство для образца перемещается на один шаг, и получается следующее изображение. Определять измеренный объем образца не обязательно, поскольку интерес представляет только относительная концентрация.

В случае установления достаточно высокой статистической определенности для относительной концентрации частиц измерение можно остановить. Если, например, нужно установить относительную концентрацию двух разных частиц и первая частица имеет высокую концентрацию и вторая частица имеет низкую концентрацию, количество найденных частиц второго типа должно решать, достаточно ли найдено частиц. Если 1 из 10 найденных частиц относится ко второму типу, статистическая определенность низка и измерение нужно продолжать. Если 50 из 500 частиц относится ко второму типу, статистическая определенность может быть значительно выше и измерение можно остановить. Его также можно продолжать для установления еще лучшей статистики.

В одном варианте осуществления изобретения требуется информация о наличии частицы, характеризуемой конкретными параметрами. Например, при подозрении, что пациент заражен малярией, берется образец крови, и кровь проверяется на малярию. Для этого может потребоваться проверять большой образец крови по сравнению с образцами крови для определения концентрации лейкоцитов. После забора образца крови у пациента и помещения его в устройство для образца, начинается измерение. Получается изображение, и устройство анализа изображения активируется для определения присутствия паразитирующего простейшего, например Plasmodium falciparum и/или Plasmodium vivax. После исследования изображения, устройство для образца перемещается на один шаг и получается следующее изображение. Для каждого шага вычисляется накопленный объем. Эта процедура продолжается, пока либо не будет найдено, по меньшей мере, определенное количество малярийных частиц, либо не будет исследован, по меньшей мере, определенный объем.

В одном варианте осуществления, устройство анализа изображения содержит блок идентификации границ, предусмотренный для идентификации, по меньшей мере, одной границы образца в изображениях. Блок идентификации границ может быть предусмотрен для идентификации, по меньшей мере, одной границы образца в изображениях.

В одном варианте осуществления, образец размещается в устройстве для образца, содержащем, по меньшей мере, первый и второй ограничители, которые, по существу, параллельны друг другу и пути сканирования. В таком случае, блок идентификации границ может быть предусмотрен для идентификации первой границы, заданной первым ограничителем, и второй границы, заданной вторым ограничителем. Блок идентификации границ также можно предусмотреть для идентификации третьей границы, заданной третьим ограничителем, и четвертой границы, заданной четвертым ограничителем. Периметр образца в устройстве для образца в поперечном сечении, перпендикулярном пути сканирования, может определяться границами с первой по четвертую. Третий ограничитель может быть, по существу, параллелен пути сканирования и перпендикулярен первому ограничителю, и четвертый ограничитель может быть, по существу, параллелен третьему ограничителю. В одном варианте осуществления, ограничители со второго по четвертый содержат гибкую и, по меньшей мере, частично прозрачную пленку, контактирующую с образцом.

Устройство для образца может быть размещено относительно узла оптической регистрации таким образом, чтобы вектор нормали первого ограничителя и/или второго ограничителя не был параллелен оптической оси узла оптической регистрации. Поэтому углы ψ_1-conf и ψ_2-conf между оптической осью и нормалью первого и второго ограничителей, соответственно, больше нуля.

В одном варианте осуществления, образец размещается в устройстве для образца, содержащем опору, причем опора, предпочтительно, по существу, параллельна пути сканирования. Образец можно обеспечивать в любой форме, например в виде одной или нескольких капель жидкого образца, помещенных на опору. В таком случае, блок идентификации границ может быть предусмотрен для идентификации границ образца, помещенных на эту опору. Таким образом, первая граница может содержать границу раздела между образцом и опорой, и вторая граница может содержать границу раздела между образцом и окружающей атмосферой. В одном варианте осуществления, устройство для образца устроено таким образом, что опора располагается между устройством получения изображения образца и образцом.

Устройство для образца может быть размещено относительно узла оптической регистрации таким образом, чтобы вектор нормали к опоре не был параллелен оптической оси узла оптической регистрации. Поэтому угол ψ_support между оптической осью и нормалью к опоре больше нуля.

В одном варианте осуществления, предусматривающем определение границ образца и/или границ области получения изображения, анализируемый объем образца можно определять из измерения разнесения границ. В одном варианте осуществления, идентифицируются первая и вторая границы, и анализируемый объем неоднородного образца определяется из разнесения этих границ, а также размера области получения изображения и длины сканированного пути. В одном варианте осуществления, идентифицируются третья и четвертая границы образца, и объем определяется из разнесения первой и второй границ образца, разнесения третьей и четвертой границ и длины сканированного пути. В одном варианте осуществления, площадь поперечного сечения объема образца в поперечном сечении, перпендикулярном пути сканирования, определяется из границ, образованных ограничителями, и объем определяется из площади поперечного сечения и длины сканированного пути.

В одном варианте осуществления, анализируемая часть объема неоднородного образца определяется проекцией области получения изображения на площадь поперечного сечения и длиной сканированного пути. Возможен случай, когда область получения изображения содержит не все границы, необходимые для задания площади поперечного сечения ограничителей устройства для образца.

В одном варианте осуществления, образец размещается в устройстве для образца, содержащем многоугольный ограничитель. В таком случае, блок идентификации границ может быть предусмотрен для идентификации границы между образцом и многоугольным ограничителем. Продольная ось многоугольного ограничителя может быть, по существу, параллельна пути сканирования. Определение размера анализируемого объема образца может содержать измерение площади многоугольного ограничителя. Многоугольный ограничитель может представлять собой капиллярную трубку.

В одном варианте осуществления, образец размещается в устройстве для образца, содержащем трубчатый ограничитель, например ограничитель по существу цилиндрической формы. В таком случае, блок идентификации границ может быть предусмотрен для идентификации границы между образцом и трубчатым ограничителем. Продольная ось трубчатого ограничителя может быть, по существу, параллельна пути сканирования. Анализируемый объем образца определяется из измерения периметра трубчатого ограничителя. Трубчатый ограничитель может представлять собой капиллярную трубку.

В одном варианте осуществления, устройство и система, отвечающие настоящему изобретению, содержат блок чтения информации, обеспечиваемой путем кодирования на устройстве для образца. Кодирование может содержать выгравированную или впечатанную информацию, относящуюся к положению на устройстве для образца, позволяющую определять, где вдоль пути сканирования получается каждое из совокупности изображений. В одном варианте осуществления, положение полученного изображения вдоль пути сканирования определяется с использованием чтения из, по меньшей мере, первого блока переноса. Знание конкретного положения одного или нескольких изображений может оказаться очень полезным для пользователя и может, например, использоваться для определения движений частиц в образце. Другие варианты его использования будут ясны специалисту, например, из нижеследующего описания.

Узел оптической регистрации, отвечающий настоящему изобретению, содержит, по меньшей мере, один оптический элемент, имеющий фокальную плоскость. Оптический элемент может представлять собой линзу любого рода или линзовую систему, например объектив, например плосковыпуклую линзу, плосковогнутую линзу, вогнуто-выпуклую линзу, двояковогнутую линзу, двояковыпуклую линзу, дублет, триплет или комбинацию из 4 или более линз. Фокальная плоскость оптического элемента может совпадать с объектной плоскостью узла оптической регистрации.

В одном варианте осуществления, устройство содержит второй узел оптической регистрации. Второй узел оптической регистрации может быть аналогичен первому узлу оптической регистрации или отличаться от первого узла оптической регистрации. Область получения изображения первого узла оптической регистрации может пересекать область получения изображения второго узла оптической регистрации под углом пересечения. Угол пересечения может составлять в пределах от 0 до 180 градусов. В одном варианте осуществления, угол пересечения равен нулю, и область получения изображения первого узла оптической регистрации совпадает с областью получения изображения второго узла оптической регистрации. В одном варианте осуществления, угол пересечения равен 90°, и область получения изображения первого узла оптической регистрации перпендикулярна области получения изображения второго узла оптической регистрации.

Первый и второй узлы оптической регистрации могут отличаться, например, увеличением или площадью наблюдения. Первая и вторая области получения изображения могут отличаться, например, разные части образца могут изображаться двумя узлами оптической регистрации.

В одном варианте осуществления, путь сканирования, по существу, перпендикулярен объектной плоскости, и узел оптической регистрации может размещаться согласно принципу Шаймпфлюга.

В одном варианте осуществления, устройство содержит основание устройства для образца, и устройство для образца может располагаться относительно этого основания устройства для образца, когда изображения образца нужно получать. Основание устройства для образца может содержать крепежный механизм для прикрепления устройства для образца к основанию устройства для образца.

Основание устройства для образца может содержать, по существу, плоскую поверхность, выполненную с возможностью обеспечения основания устройства для образца, которое может контактировать с плоской поверхностью. Согласно варианту осуществления, где устройство для образца содержит первый ограничитель и/или второй ограничитель, устройство для образца может быть устроено так, что, по меньшей мере, один из этих ограничителей, по существу, параллелен плоской поверхности. Если плоская поверхность располагается таким образом, что ее нормаль образует угол ψ_base относительно оптической оси узла оптической регистрации, который больше нуля, по меньшей мере, один из углов ψ_1-conf и ψ_2-conf между оптической осью и нормалью первого и второго ограничителей, соответственно, также больше нуля.

Углы между оптической осью и вектором нормали первого ограничителя ψ_1-conf, второго ограничителя ψ_2-conf и плоской поверхности могут составлять в пределах от приблизительно 0.3 до приблизительно 89.7 градусов, например в пределах от приблизительно 1 до приблизительно 89 градусов, например в пределах от приблизительно 2 до приблизительно 88 градусов, например в пределах от приблизительно 4 до приблизительно 86 градусов, например в пределах от приблизительно 5 до приблизительно 85 градусов, например в пределах от приблизительно 8 до приблизительно 82 градусов, например в пределах от приблизительно 10 до приблизительно 80 гр