Оптическая система и способ для анализа в реальном времени жидкого образца

Оптическая система и способ для анализа в реальном времени жидкого образца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к оптической системе и способу для выполнения в реальном времени анализа жидкого образца, содержащего определение характеристики в зависимости от времени жидкого образца, содержащего множество объектов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Анализ в реальном времени жидких образцов применяется во многих технических областях, где желательно определять изменение объектов в образце. Упомянутые анализы в реальном времени часто требуют большого расхода времени, если требуется высокоточный результат. Анализ в реальном времени применяется, в частности, для определения чувствительности объектов в образце к одному или более выбранным веществам, например, чувствительности к антибиотикам в жидких образцах, которые применяются, например, для определения типов микроорганизмов, присутствующих в образце, или для определения того, чувствителен ли микроорганизм в образце к выбранным антибиотикам, чтобы тем самым найти антибиотики для лечения пациента, инфицированного микроорганизмом.

Тестирование на чувствительность к антибиотикам применяется в больницах, поликлиниках, на медицинских производственных предприятиях, производственных предприятиях продуктов питания и напитков и т.п. Большое число разных химических веществ и стандартных процедур и очень большое число тестов, выполняемых ежегодно, дают возможность получения промышленностью значительной пользы от растущих повсюду микроорганизмов. Многие из известных тестов занимают длительное время, например, из-за длительных инкубационных периодов тестов, требуют чрезмерного количества персонала, например, для выделения и выращивания микроорганизма в чашках Петри или подобным образом, и/или являются очень дорогими.

Так как известные тесты на чувствительность часто занимают много времени, врачи обычно назначают антибиотики широкого спектра действия инфицированным пациентам, независимо от того, что чаще всего можно было бы воспользоваться антибиотиками более узкого спектра действия, нацеленными непосредственно на причину заболевания. Даже когда выполняется тест на чувствительность, и находятся антибиотики узкого спектра действия, нацеленные непосредственно на причину, стандартным решением является продолжение лечение антибиотиками широкого спектра действия, поскольку установлено, что прекращение лечения антибиотиками до завершения является одной из ведущих причин резистентности к антибиотику.

Поскольку применение антибиотиков широкого спектра действия сопряжено с более высоким риском образования полирезистентных патогенных микроорганизмов в сравнении с риском при применении антибиотиков узкого спектра действия, то существует потребность в выполнении тестов на чувствительность в максимально сжатые сроки.

Один из наиболее распространенных выполняемых тестов на чувствительность состоит в тестировании мочи на инфекции мочевыводящих путей (UTI). Упомянутые тесты на чувствительность часто выполняются в центральной лаборатории, что может дополнительно увеличить срок получения результатов тестов.

После того, как найден оптимальный антибиотик для уничтожения микроорганизмов, часто важно определить концентрацию антибиотика, которую следует назначить, (минимальную подавляющую концентрацию (MIC)). Данный тест может создать дополнительную задержку прежде, чем можно будет назначить оптимальное лечение.

Существующие способы испытаний требуют применения большого числа разных химических веществ и стандартизованных процедур. Стандарты в США поддерживаются организацией CLSI (Института клинических и лабораторных стандартов). Стандарты описывают детали тестов, например, как следует организовывать тесты, включая инокуляцию (концентрации), расстояния выделения, температуры, контроль результатов роста, инкубационные периоды. Инкубационные периоды тестов могут изменяться от нескольких часов (например, 16-24 часов) до нескольких суток (например, 3-6 суток).

Несколько попыток обеспечения усовершенствованного анализа в реальном времени сделаны, в частности, с целью сокращения времени теста, чтобы использовать автоматизированные процедуры тестов или уменьшить затраты.

Заявка US 2008/0268469 раскрывает анализатор макрочастиц, который позволяет измерять одну или более маркированных макрочастиц в состоянии течения как в прямом, так и в обратном направлениях потока. Линию тока частиц («порцию») можно формировать в объеме текучей среды посредством, например, колебания текучей среды взад-вперед в капилляре; порцией можно управлять так, чтобы вызывать колебания через зону измерения для анализа.

Патент US 6,153,400 раскрывает способ и устройство для выполнения тестирования на чувствительность к микробным антибиотикам, содержащее одноразовые многокамерные планшеты для определения чувствительности и автоматизированный манипулятор планшетов и прибор для получения и обработки изображений. Планшеты для определения чувствительности инокулируют микроорганизмом, и антимикробное(ые) средство(а) вносят так, что микроорганизм подвергается воздействию множества разных концентраций или градиенту каждого антимикробного средства. Затем планшеты помещают в прибор, который контролирует и измеряет рост микроорганизмов. Полученные таким образом данные используются для определения чувствительности микроорганизма к антибиотикам. Упомянутая система автоматизирует тестирование на чувствительность к антимикробным средствам с использованием твердых сред и стандартную отчетность о результатах по методу Кирби-Бауэра. Система является частично автоматической, но манипулирует с агаровыми дисками для диффузионных тестов.

Патент US 4,448,534 раскрывает устройство для автоматического электронного сканирования каждой лунки многолуночного планшета, содержащего много жидких образцов. Свет источника, предпочтительно, одиночного источника, проходит сквозь лунки к матрице фоточувствительных элементов, по одному на каждую лунку. Существует также элемент калибровки или сравнения, принимающий свет. Электронное устройство считывает каждый элемент последовательно, быстро выполняя цикл сканирования без физического перемещения каких-либо частей. Полученные сигналы сравниваются с сигналом из элемента сравнения и с другими сигналами или сохраненными данными, и определения выполняются и отображаются или распечатываются. Тем самым, можно решить такие вопросы, как минимальные подавляющие концентрации (MIC) лекарств и идентификация микроорганизмов.

Заявка US 2012/0244519 раскрывает систему и способ для выполнения тестирования на чувствительность микробов, при этом система способна определять значение по меньшей мере одного параметра, описывающего микробиологическую активность отдельных биологических организмов в жидком образце. Система содержит сканирующее оборудование для получения изображений с целью формирования по меньшей мере первого оптического среза биологических организмов в жидком образце, и для анализа изображений с целью определения значения, описывающего микробиологическую активность отдельных биологических организмов в образце. Систему можно применять для нескольких образцов одновременно. Сканирование и определение значения можно повторять в течение достаточного периода, пока не получают достаточную информацию.

Вышеописанные тест-системы и способы для определения чувствительности оказались эффективными во многих ситуациях, однако, все же сохраняется потребность в усовершенствованиях, в частности, в отношении выполнения очень быстрого и надежного анализа в реальном времени.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание оптической системы и способа для выполнения в реальном времени анализа жидкого образца, содержащего множество объектов, при этом анализ может выполняться быстро, при одновременном обеспечении высоконадежных результатов.

Дополнительной целью является создание оптической системы и способа, которые можно применить для выполнения теста на чувствительность, который является скоростным и также обеспечивает высоконадежные результаты.

Приведенные и другие цели достигаются с помощью изобретения, определенного в формуле изобретения и описанного ниже.

Было обнаружено, что изобретение и/или его варианты осуществления имеют ряд дополнительных преимуществ, которые будут очевидны специалисту из нижеприведенного описания.

Следует подчеркнуть, что применяемый в настоящем описании термин «содержит/содержащий» следует интерпретировать как открытый термин, т.е. его следует понимать как определяющий присутствие конкретно оговоренного(ных) признака(ов), например, элемента(ов), блока(ов), нечто целого(ых), этапа(ов) компонента(ов) и их комбинации(ий), но не исключает присутствия или дополнения одного или более других оговоренных признаков.

Термин «по существу» в настоящем описании следует понимать как означающий, что содержатся обычные отклонения и допуски изделия.

Оптическая система в соответствии с изобретением пригодна для определения одной или более характеристик в зависимости от времени по меньшей мере части объема жидкости, содержащего множество объектов.

Термин «характеристика», используемый в отношении объема жидкости или его части, в настоящем описании служит для обозначения любого свойства или комбинации свойств, которые можно определить оптически, или которые можно вывести из них. Примеры подходящих характеристик представлены ниже. Применяемая характеристика предпочтительно является характеристикой, которая относится к некоторому свойству объектов в объеме жидкости, например, состоянию или росту, когда объекты являются микроорганизмом, или состоянию коррозии, когда объекты являются металлом.

В нижеследующем описании термин «характеристика», при использовании в единственном числе, следует интерпретировать как включающий в себя также множественное значение термина, если из текста не ясно, что упомянутый термин означает одну характеристику.

Термин «объект» означает любой материал в объеме жидкости, который не растворяется в жидкости и может быть обнаружен оптически, например, посредством светорассеивающей оптической системы или светопоглощающей оптической системы. Объекты предпочтительно являются частицами или кластерами частиц. Примеры частиц описаны ниже. В варианте осуществления объекты являются газовыми пузырьками.

В нижеследующем описании термин «объект», при использовании в единственном числе, следует интерпретировать как включающий в себя также множественное значение термина, если из текста не ясно, что упомянутый термин означает единственный объект.

Оптическая система в соответствии с изобретением содержит

- оптический узел обнаружения, содержащий по меньшей мере одно устройство получения изображений, сконфигурированное с возможностью получения изображений области получения изображения;

- устройство для образцов, содержащее по меньшей мере один контейнер для образца, пригодный для удержания образца объема жидкости;

- средство перемещения, сконфигурированное с возможностью перемещения области получения изображения через по меньшей мере одну часть контейнера для образца для выполнения цикла сканирования по траектории сканирования через часть контейнера для образца; и

- систему анализа-обработки изображений.

Оптическая система запрограммирована с возможностью выполнения последовательных циклов сканирования через по меньшей мере одну часть контейнера для образца, при этом каждый цикл сканирования содержит получение изображений упомянутой области получения изображения посредством оптического узла обнаружения во множестве положений области получения изображения по мере того, как упомянутая области перемещается по меньшей мере по одной траектории сканирования цикла сканирования.

В общем, желательно, чтобы одно изображение получалось в каждом из множества положений. Упомянутые положения в последующем называются также «положениями получения изображений» области получения изображения.

Система анализа-обработки изображений запрограммирована с возможностью определения набора признаков в форме набора значений для каждого из множества объектов, зафиксированных на изображениях из каждого соответствующего цикла сканирования, и определения для каждого цикла сканирования по меньшей мере одного производного результата. Производный результат выводится из множества наборов значений и представляет производный результат, полученный из соответствующих последовательных циклов сканирования в зависимости от времени.

Траектория сканирования может иметь любую требуемую длину. Траектория сканирования определяется программированием блока перемещения и положением между устройством для образцов и оптическим узлом обнаружения. Термин «последовательные циклы сканирования» означает множество циклов сканирования, выполненных непосредственно один за другим или с выбранным(и) интервалом или интервалами времени. Последовательные циклы сканирования могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга.

Термин «признак» означает в настоящем описании свойство объекта объема жидкости. Признак относится к объекту, а не ко всему объему жидкости или части, в которой выполняется определение. Набор признаков означает несколько признаков для одного и того же объекта. Набор признаков определяется в форме набора значений, которые дают возможность выполнять обработку данных даже в случае, когда признаки относятся к совсем разнородным типам.

В то время, как набор признаков определяется для соответствующих объектов, производный результат определяется для каждого цикла сканирования выводом из множества наборов значений. Это означает, что производный результат является мерой не отдельных объектов, а, скорее, мерой всех объектов, используемых при определении одновременно.

Оптическая система в соответствии с изобретением оказалась очень быстродействующей и надежной, и выяснилось, что определения изменений объектов в объемах жидкости можно идентифицировать и анализировать очень быстро и с высокой надежностью. Полагают, что данный улучшенный эффект объясняется такой причиной, что оптическая система выполняет определения на соответствующих объектах, а производный результат является мерой всех объектов, используемых при определении. В случае, когда признак отдельного объекта, например, претерпевает изменение в течение длительного интервала времени (например, 1 часа), производный результат, содержащий исследуемый признак для множества таких объектов, будет статистически намного быстрее отражать изменение объектов. Одновременно, можно существенно ослабить нежелательный шум, поскольку оптическая система выполняет оптическое измерение на отдельных объектах.

Объекты, для которых определяются наборы значений, могут быть аналогичного типа, или объекты могут быть разными. В варианте осуществления объекты, для которых определяются наборы значений, состоят из одного и того же материала или происходят из одного и того биологического семейства. Полученные изображения в соответствующих положениях получения изображений содержат изображения множества объектов, предпочтительно, множества объектов для каждого цикла сканирования.

Объекты, изображенные при соответствующем цикле сканирования, могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга.

В варианте осуществления производный результат выводится из множества наборов значений с предварительно выбранным усилением.

В варианте осуществления производный результат выводится с предварительно выбранным усилением, при этом усиление выбирается для усиления производного результата относительно ожидаемого изменения, где ожидаемое изменение является изменением, которое адаптировано для контроля, например, изменением скорости роста или износа.

В варианте осуществления, в котором ожидаемое изменение можно указать вариацией признака, производный результат выводится с предварительно выбранным усилением, заключающимся в том, что производный результат содержит вариацию значений для по меньшей мере одного признака из соответствующих наборов признаков.

В варианте осуществления производный результат выводится с предварительно выбранным усилением, заключающимся в том, что производный результат содержит вариацию значений для по меньшей мере одного признака из соответствующих наборов признаков, а также среднее значений и/или медианное значение значений для того же по меньшей мере одного признака из соответствующих наборов признаков.

В варианте осуществления производный результат выводится с предварительно выбранным усилением в форме предварительно выбранного смещения.

Производный результат выводится с предварительно выбранным смещением, означающим, что значения для по меньшей мере одного признака из соответствующих наборов признаков применяются с предварительно выбранным смещением при определении производного результата.

Формулировка «значение для по меньшей мере одного признака из соответствующих наборов признаков» означает каждое значение для исследуемого признака для каждого из объектов. Предварительно выбранное смещение может быть любым смещением, обеспечивающим, что значения для одного или более признаков из соответствующих наборов признаков не применяются с равным весовым коэффициентом. Предварительно выбранное смещение может быть, например, таким, что дробная часть наименьшего значения для признака умножается на меньший весовой коэффициент, чем дробная часть наибольшего значения для данного признака. В варианте осуществления предварительно выбранное смещение содержит отклонение значений выше или ниже некоторого порога. В варианте осуществления предварительно выбранное смещение содержит базисные значения из поднаборов значений из наборов значений.

В предпочтительном варианте смещение выбрано с возможностью усиления производных результатов, которые указывают на ожидаемый(ые) изменение(ия) характеристики, при этом ожидаемое изменение является изменением, которое адаптировано с возможностью тестирования на, например, изменение скорости роста или износа.

Благодаря получению производного результата из множества наборов значений с предварительно выбранным смещением, изменение характеристики будет наблюдаться даже быстрее, чем в случае, когда наборы значений применяются с одинаковым весовым коэффициентом, поскольку даже незначительное изменение немногих из объектов будет заметно, когда производные результаты получают с предварительно выбранным смещением.

В предпочтительном варианте множество объектов, изображаемых в ходе одного из последовательных циклов сканирования, изображается также в ходе множества других последовательных циклов сканирования. Тем самым можно выполнить очень быстрое определение любых изменений исследуемой характеристики. В предпочтительном варианте и для повышения разрешающей способности, объекты, изображаемые в ходе соответствующего цикла сканирования, являются, по существу, идентичными в том смысле, что приблизительно по меньшей мере 90% объектов, изображенных в ходе одного цикла сканирования, изображаются также в ходе остальных циклов сканирования, предпочтительно, всех остальных циклов сканирования из последовательных циклов сканирования.

В варианте осуществления жидкий образец составляет весь объем жидкости, подлежащий исследованию. Однако, в большинстве случаев достаточно выполнять определение для части объема жидкости.

В варианте осуществления образец представляет больший объем жидкости, когда ожидается, что изменение образца должно быть как в большем объеме жидкости. В варианте осуществления жидкий образец является частью объема всего объема жидкости. Когда объем жидкости является, по существу, однородным, возможно, достаточно определять характеристику для части образца от всего объема жидкости.

В принципе, объем жидкого образца относительно объема всей жидкости может иметь любое значение, например, от 0,0001% и вплоть до 100%, в зависимости от размера объема всей жидкости. В варианте осуществления жидкий образец является конкретным отобранным образцом объема жидкости, при желании, разведенным для повышения разрешающей способности. Объем жидкого образца может быть, например, несколько микролитров или даже меньше, например, от 0,1 мкл до 1 мл.

В варианте осуществления жидкий образец является пошагово или непрерывно изменяющейся частью объема жидкости. В данном варианте осуществления устройство для образцов предпочтительно содержит по меньшей мере одно отверстие для подачи и/или отведения жидкого образца в устройство для образцов и из него, при желании, данное отверстие или отверстия содержит(ат) клапан для регулирования и/или управления течением через отверстие(ия). Устройство для образцов может дополнительно содержать насос для регулирования и/или управления течением через отверстие(ия). Контейнер для образца может быть, например, подобным контейнеру, описанному в заявке WO 2011/107102. Описание, касающееся формы и работы устройства для образцов, описанного в заявке WO 2011/107102, включено в настоящую заявку путем отсылки.

Благодаря простоте системы выяснилось, что оптическую систему можно обеспечить в очень компактной и экономичной форме, которая делает систему подходящей для относительно быстрого выполнения тестов на чувствительность на месте эксплуатации, при одновременном обеспечении высоконадежных результатов.

Производный результат, полученный из соответствующих последовательных циклов сканирования в зависимости от времени, может быть представлен любым подходящим способом, например, на экране или на бумаге. Для представления часто применяется компьютер. Представление можно осуществлять в форме кривой или в форме списка чисел.

Система анализа-обработки изображений предпочтительно запрограммирована с возможностью сравнения производных результатов с эталоном, например, заданным установленным значением или кривой, или чем-то подобным. Эталон является, например, указателем ожидаемого результата, если образец является положительным на некоторый микроорганизм, реакцию на антибиотик или прочее, что относится к тесту. В варианте осуществления производный результат, полученный из соответствующих последовательных циклов сканирования в зависимости от времени, может быть представлен в форме его отношения к эталону.

Термин «в зависимости от времени» применяется для указания, что производные результаты смещены во времени с нижеописанным сдвигом по времени.

В варианте осуществления объект является частицей или кластером частиц. Частицы могут быть биологического происхождения или небиологического происхождения, или частицы могут быть смесью. В варианте осуществления частицы выбраны из небиологических частиц, например, частиц металла, частиц полимера, кристаллов и их смесей. В варианте осуществления частицы выбраны из биологических частиц, например, частиц бактерий, архебактерий, дрожжей, грибов, пыльцы, вирусов, лейкоцитов, например, гранулоцитов, моноцитов, эритроцитов, тромбоцитов, овоцитов, сперматозоидов, зигот, стволовых клеток, соматических клеток, злокачественных клеток, капель жира и смесей упомянутых частиц.

Как должно быть ясно специалисту, частицы могут быть, в принципе, частицами любого рода, однако, в общем, предпочтительно, чтобы частицы были частицами, которые могут относительно быстро претерпевать изменения, например, когда подвергаются воздействию выбранного условия.

Кластер частиц (называемый также для простоты кластером) означает в настоящем описании группу частиц, которые физически более тесно связаны друг с другом, чем с частицами из другого кластера частиц или частицами, которые не являются частью кластера частиц. Кластер частиц обычно будет состоять из частиц, которые значительно ближе к другим частицам кластера частиц, чем частицы из другого кластера частиц или частицы, которые не являются частью кластера частиц. Термин «значительно ближе» означает в настоящем описании по меньшей мере приблизительно на 10% ближе. В предпочтительном варианте, кластеры частиц по определению включают в себя частицы с расстоянием до другой ближайшей частицы кластера, которое приблизительно на 10% меньше, чем минимальное расстояние от частицы кластера до ближайшей частицы, которая исключена из кластера частиц. В большинстве случаев, непосредственно очевидно, какие частицы формируют часть кластера. Частицы кластера часто находятся в физическом контакте друг с другом.

В варианте осуществления кластер частиц содержит частицы нескольких типов частиц. Данный кластер из частиц нескольких типов можно рассматривать как один объект или, в качестве альтернативы, кластер типовых частиц подразделяется на подкластеры из частиц соответствующих типов. В предпочтительном варианте объект на основе кластера из частиц нескольких типов имеет форму такого подкластера, содержащего выбранный тип частиц. В данном варианте осуществления один или более остальных подкластеров могут формировать отдельные объекты, и/или один или более остальных подкластеров можно считать шумом.

В варианте осуществления кластер частиц является кластером частиц одинакового типа, и объем жидкости, при желании, содержит другие частицы, которые квалифицируются как шум.

В варианте осуществления частицы содержат патогенные микроорганизмы, например, патогенные микроорганизмы, выбранные из патогенных вирусов, патогенных бактерий, паразитирующих организмов, патогенных грибов, прионовые патогенные микроорганизмы и их комбинации. Как выяснилось, оптическая система в соответствии с изобретением является высокоэффективной для выполнения тестов на чувствительность к упомянутым патогенным микроорганизмам.

Патогенный(ые) микроорганизм(ы) могут быть патогенным микроорганизмом любого вида или комбинацией патогенных микроорганизмов, которые могут находиться в жидкой пробе. Примерами патогенных микроорганизмов являются патогенные микроорганизмы, перечисленные Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) США.

Патогенные микроорганизмы могут быть, например, патогенным микроорганизмом, загрязняющим продукты питания, например, Bacillus cereus, Campylobacter jejuni, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Cryptosporidium parvum, Escherichia coli 0157:H7, Giardia lamblia, гепатитом A, Listeria monocytogenes, вирусом Норфолк, подобным вирусу Норфолк или норовирусом, Salmonellosis, Staphylococcus, Shigella, Toxoplasma gondii, Vibrio, Yersiniosis.

Настоящее изобретение полезно, в частности, в случае, когда объект представляет собой или содержит патогенный микроорганизм, который вызывает заболевание у людей или животных.

Производный результат относится к характеристике, подлежащей определению таким образом, что производный результат, определяемый в зависимости от времени, т.е. определяемый с выбранным интервалом времени или интервалами времени, обеспечивает информацию о характеристике. Производный результат может содержать информацию о нескольких характеристиках, при желании. Производный результат может быть в форме значения или нескольких значений для исследуемых характеристик, или производный результат может быть в форме символа, например, знака включено/выключено, знака да/нет, знака истина/ложь или аналогичного двоичного знака.

В варианте осуществления оптической системы характеристика содержит какую-то одну или более из геометрической характеристики, например, размера или формы; характеристики взаимодействия со светом, например, контраста, светорассеивающих свойств, поглощения, прозрачности, числа частиц в кластере, расстояния между частицами в кластере, расстояния между кластерами, формирования или переформирования частиц или кластеров частиц или однородности/неоднородности образца.

Характеристика, которая должна определяться в зависимости от времени, может быть, в принципе, любой характеристикой, которая может изменяться со временем. Характеристика предпочтительно выбирается в зависимости от образца, подлежащего тестированию и с учетом того, на что предполагается тестировать образец. Если, например, образец тестируют на присутствие микроорганизма, который изменяет форму с течением времени, то характеристика предпочтительно содержит геометрическую характеристику, а если образец тестируют на разрушение частиц, когда разрушение влияет на взаимодействие частицы со светом, характеристика предпочтительно содержит характеристику взаимодействия со светом.

В варианте осуществления характеристика является многопризнаковым определением, которое обеспечивает характерный признак для конкретного состояния жидкого образца и частиц в жидком образце. Когда характеристика изменяется, характерный признак изменяется, и, следовательно, можно сделать вывод, что состояние жидкого образца и частиц также изменяется.

Характерный признак может быть, например, характерным признаком мгновенного состояния или может быть характерным признаком развивающегося состояния.

В варианте осуществления характеристика является характеристикой, которая будет претерпевать изменение, если частица или частицы соответствующих объектов подвергаются износу, нарастанию разрушения или смерти.

В варианте осуществления, в котором образец содержит частицы материала, которые подлежат тестированию на износ (например, коррозию или разбухание), например, из-за химического и/или механического воздействия, которому образец может подвергаться между или во время циклов сканирования, характеристика(и) предпочтительно выбирается(ются) так, чтобы содержать одну или более геометрических характеристик и/или одну или более характеристик взаимодействия со светом.

В варианте осуществления, в котором образец первоначально не содержит никаких частиц, но в котором ожидается формирование частиц, например, путем кристаллизации, характеристика(и) предпочтительно выбирается(ются) так, чтобы содержать одну или более геометрических характеристик и/или одну или более характеристик взаимодействия со светом. Пока первые несколько частиц формируются, производный результат обычно будет равен 0 или будет символом для 0. Затем рост частиц может сопровождаться производным результатом в зависимости от времени.

В варианте осуществления, в котором образец, возможно, содержит микроорганизмы, которые во время роста формируют биопленки, характеристика выбирается так, чтобы содержать формирование или переформирование частиц или кластеров частиц. Таким образом, когда производный результат, получаемый из соответствующих циклов сканирования, представляется в порядке цикла сканирования, можно наблюдать, сформировалась ли или собирается ли формироваться одна или более биопленок. В предпочтительном варианте производный результат содержит также информацию, относящуюся к положению упомянутых биопленок, что может обеспечивать дополнительную информацию об организме в образце.

В варианте осуществления характеристика является характеристикой, которая будет претерпевать изменение, если частица или частицы соответствующих объектов представляют собой или содержат живые частицы.

В варианте осуществления характеристика обеспечивает характерный признак, показывающий, представляют ли собой или содержат ли объекты живые частицы. В предпочтительном варианте характеристика обеспечивает характерный признак, показывающий состояние роста, например, скорость роста, потребление питательных элементов, состояние питательных элементов, показатель смертности или другие состояния роста.

Объем жидкости может быть объемом жидкости любого типа, при этом жидкий образец является по меньшей мере частично жидким во время выполнения циклов сканирования.

Оптическая система может быть оптической системой любого типа, содержащей оптический узел обнаружения, устройство для образцов и средство перемещения, и систему анализа-обработки изображений, запрограммированную как определяется в формуле изобретения. В варианте осуществления оптическая система подобна описанным в заявках US 2011/0261164, US 2012/0327404, US 2012/0244519 или в совместно рассматриваемой заявке DK PA 2012 70800 с изменением в том, что оптическая система запрограммирована с возможностью выполнения последовательных циклов сканирования через часть контейнера для образца, при этом каждое сканирование содержит получение изображений в положениях получения изображений области получения изображения посредством оптического узла обнаружения по меньшей мере по одной траектории сканирования цикла сканирования; и система анализа-обработки изображений запрограммирована с возможностью определения набора признаков в форме набора значений для каждого из множества объектов, зафиксированных на изображениях из соответствующих циклов сканирования, и определения для каждого цикла сканирования по меньшей мере одного производного результата, причем производный результат выводится из множества наборов значений, и представления производного результата, полученного из соответствующих последовательных циклов сканирования в зависимости от времени.

Оптическая система предпочтительно содержит осветительное устройство для освещения образца, предпочтительно, по оптической оси таким образом, что электромагнитные волны направляются к устройству для образцов и устройству получения изображений. Осветительное устройство может представлять собой или может содержать источник света любого типа, испускающий электромагнитные волны любого вида, видимые или невидимые. Источник света может быть лазерным источником, например, например, источником света с генерацией суперконтинуума, обычным источником света или любым другим источником света, который пригоден для тестирования, подлежащего выполнению.

Осветительное устройство может иметь соединение с оптическим узлом обнаружения или входить в него, или может быть отдельным осветительным устройством. Оптическая система может содержать несколько осветительных устройств. В варианте осуществления осветительное устройство закреплено к оптическому узлу обнаружения неподвижным соединением.

В варианте осуществления осветительное устройство и оптический узел обнаружения расположены с возможностью получения изображения в виде отражающих изображений, т.е. осветительное устройство и оптический узел обнаружения расположены с одной стороны устройства для образцов.

Оптическая система запрограммирована с возможностью выполнения последовательных циклов сканирования через по меньшей мере одну часть контейнера для образца, содержащего образец, таким образом, что весь образец или его часть сканируется множество раз. В принципе, множество последовательных циклов сканирования могут быть циклами сканирования разных частей образца, в частности, когда образец является относительно однородным. В предпочтительном варианте множество последовательных циклов сканирования содержит несколько циклов сканирования первой части образца. В варианте осуществления оптическая система запрограммирована с возможностью выполнения нескольких сканирований первой части образца и нескольких сканирований второй части образца, с обеспечением, тем самым, основания для наблюдения, является ли образец неоднородным, или развивается ли образец неоднородным образом. В варианте осуществления образец изменяется частично или полностью, непрерывно или ступенчато, между определениями.

В предпочтительном варианте оптическая система сконфигурирована с возможностью получения упомянутых изображений упомянутой области получения изображения в упомянутом множестве положений, при этом упомянутая область получения изображения находится в неподвижном состоянии относительно контейнера для образца.

Выражение «при этом упомянутая область получения изображения находится в неподвижном состоянии относительно контейнера для образца» означает, что область получения изображения перемещается пошагово и находится в неподвижном состоянии ме