DE112016006056T5

DE112016006056T5 - Betrachtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016006056T5
Application number: DE112016006056.4T
Authority: DE
Inventors: Akira Masuya; Muneo Maeshima
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-09-06
Also published as: US20190033192A1; JPWO2017130613A1; US10983039B2; JP6571210B2; WO2017130613A1

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Informationen analysiert, wird die Positionsbeziehung von Zellen/Mikroben in Richtung der optischen Achse erkannt und wird die Motilität von Zellen/Mikroben sogar in einer außerhalb des Brennpunkts liegenden Ansicht anhand eines Bilds beurteilt, das durch Einzelbilderfassung bei der Betrachtung der Zellen/Mikroben erhalten wird. Die vorliegende Erfindung weist auf: ein optisches System, das verwendet wird, um Mikropartikel zu messen, die in einer Probenflüssigkeit in einem Probenbehälter vorhanden sind, einen Antriebsmechanismus, der den Probenbehälter und/oder einen Teil des optischen Systems antreibt, um die Bodenfläche des Probenbehälters dreidimensional zu durchsuchen, eine Steuereinheit, die das optische System oder den Antriebsmechanismus steuert, eine Bildverarbeitungseinheit, die ein Bild der Mikropartikel im Probenbehälter zu einer ersten Zeit und einer zweiten Zeit in ein im Brennpunkt liegendes Gebiet und ein außerhalb des Brennpunkts liegendes Gebiet unterteilt und Informationen in Bezug auf die Mikropartikel erfasst, und eine Anzeigeeinheit, welche sich auf die Mikropartikel beziehende Informationen anzeigt, die eine Änderung zwischen der ersten und der zweiten Zeit repräsentieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betrachtungsvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Im Stand der Technik auf dem pharmazeutischen Gebiet wurde intensiv an Verfahren zur Messung der Aktivität einer Arzneimittellösung in Mikroorganismen, Zellen/Mikroben oder dergleichen in Forschungseinrichtungen oder Kliniken gearbeitet. Zur Messung des Zustands von Zellen/Mikroben in einer Flüssigkeit stehen in erster Linie ein Lichtstreuverfahren, bei dem die Streuung von Licht analysiert wird, und ein bildgebendes Verfahren, bei dem ein Bild unter Verwendung eines Mikroskops oder dergleichen erfasst wird, zur Verfügung. Beim Lichtstreuverfahren kann die Größe oder die Anzahl von Teilchen mit einer verhältnismäßig hohen Konzentration einfach gemessen werden. Beim Lichtstreuverfahren wird die Streuintensität des Lichts gemessen, das auf eine Probenflüssigkeit fällt, in der die Zellen/Mikroben suspendiert sind. Die Streuintensität steht in Beziehung zum Volumen oder zur Anzahl der Zellen/Mikroben und wird allgemein zur Inspektion der Aktivität der Arzneimittellösung verwendet. Beispielsweise wird das Licht auf die Flüssigkeit eingestrahlt, in der die Mikroben enthalten sind, und wird das einfallende Licht durch die Mikroben gestreut. Die Abschwächung des durchgelassenen Lichts wird gemessen. Dementsprechend wird der Proliferationszustand der Mikroben gemessen. Zusätzlich wurde in letzter Zeit ein Bildgebendes Verfahren, bei dem die Form der Zellen sowie das Volumen oder die Anzahl der Zellen durch Betrachtung mit einem Mikroskop gemessen werden, intensiv verwendet. Die Inspektion der Aktivität der Arzneimittellösung in Bezug auf die Zellen wird als wesentlich angesehen, um Eigenschaften von Leberzellen zu untersuchen, welche für Krebserzeugungsmechanismen oder als Werkzeug zur Verwirklichung einer regenerativen Arzneimittellösung als wichtig angesehen werden.
Zur Beobachtung des Zustands der Zellen durch bildgebende Verfahren sind eine Betrachtung mit einem optischen Mikroskop, eine Betrachtung mit einem Fluoreszenzmikroskop und dergleichen bekannt. Beim allgemeinsten und einfachsten Verfahren wird ein optisches Mikroskop eingesetzt. Es tritt jedoch auch der Fall auf, in dem die Zellen transparent sind und sich ihre Form nur schwer erkennen lässt. Zur Betrachtung der Zellen durch ein optisches Mikroskop wird ein Verfahren verwendet, bei dem die transparenten Zellen bei einer Änderung des Brechungsindex betrachtet werden (als Phasendifferenz-Betrachtungsverfahren bezeichnet). Verglichen mit dem typischen optischen Mikroskop kann das Fluoreszenzmikroskop Zellen mit einer hohen Empfindlichkeit erkennen, indem die Zellen mit einem fluoreszierenden Material gefärbt werden. Weil die Zellen beim Fluoreszenzmikroskop notwendigerweise mit einem fluoreszierenden Material gefärbt werden, können die Zellen selbst als Betrachtungsziel in manchen Fällen nicht betrachtet werden. Zusätzlich besteht das Risiko, dass ein als fluoreszierendes Material eingebrachtes Molekül oder Protein die Aktivität des Biomoleküls beeinflusst. Wenn die Aktivität der Arzneimittellösung inspiziert wird, muss der ursprüngliche Zustand der Zellen beobachtet werden.
Bei der Inspektion der Aktivität der Arzneimittellösung in Bezug auf die Mikroben ist eine Vorrichtung (Empfindlichkeitsinspektionsvorrichtung) vorgesehen, welche die Auswirkungen des antimikrobiellen Mittels auf die Mikroben inspiziert, d. h. inspiziert, ob die Proliferation der Mikroben durch ein antimikrobielles Mittel unterdrückt wird. In der Empfindlichkeitsinspektionsvorrichtung wird die Anzahl der Mikroben unter Verwendung des Lichtstreuverfahrens gezählt. Wie zuvor beschrieben wurde, wird das Bildgebende Verfahren zum Zählen der Anzahl der Mikroben zusätzlich zum Lichtstreuverfahren verwendet. Der Proliferationsprozess eines Bakteriums wird durch Betrachtung mit einem Mikroskop beobachtet. Die Mikroben umfassen Mikroben mit Taxis (beispielsweise Colon bacillus), wobei die Änderung der Taxis durch das antimikrobielle Mittel durch das Bildgebende Verfahren erkannt werden kann. Im Allgemeinen wird ein Bewegtbild erfasst, um die Taxis, d. h. die Motilität, zu inspizieren. Beispielsweise wird für eine pulsierende Myokardzelle eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche die Auswirkungen der Arzneimittellösung auf die Motilität erkennt (siehe PTL 1).
In manchen Fällen werden die Zellen/Mikroben bewegt, so dass sie von der Brennebene entfernt werden und auf der Vorderseite oder der Rückseite einer Objektivlinse positioniert werden. Wenngleich festgestellt wird, dass sich die Zellen/Mikroben auf der Vorderseite oder der Rückseite befinden, kann die Motilität der Zellen/Mikroben beurteilt werden. Es gibt eine Vorrichtung, die feststellt, ob die Zellen an der Brennebene in der Art der Bodenfläche des Probenbehälters haften oder von der Bodenfläche abweichen. Es wird festgestellt, ob sich die Zellen im Bild befinden, und es wird festgestellt, ob die jeweiligen erkannten Zellen an der Bodenfläche des Probenbehälters haften (siehe PTL 2).
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: JP-T-2012-194168
PTL 2: JP-A-2009-89628

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Bewegtbilderfassung ist die Brennebene fixiert. Demgemäß kann die Bewegung der Zellen nicht wahrgenommen werden, wenn sich die Zellen in einer Richtung bewegen, in der sie sich von der Brennebene entfernen. Wenn sich die Zellen von der Brennebene entfernen, wird das Bild der Zellen defokussiert und nicht als Zelle erkannt, was ignoriert wurde. Daher wird nur das eine klare Kontur aufweisende Gebiet der Zellen bei der Analyse verwendet, und das Gebiet der Zellen mit einer unklaren Kontur wird als Hintergrundgebiet geglättet, so dass die Informationen entfernt werden. Zusätzlich ist für die Erfassung mehrerer Bilder und die Erzeugung des Bewegtbilds eine lange Zeit für die Erfassung und Verarbeitung zur Beurteilung der Motilität einer Probe erforderlich.
Beim Verfahren zur Feststellung, ob die jeweiligen Zellen an der Bodenfläche des Probenbehälters haften, kann erkannt werden, dass sich die Zellen in einer Richtung bewegen, in der sie sich von der Brennebene entfernen. Wenn sich die Zellen von der Brennebene entfernen, wird das Bild der Zellen jedoch defokussiert und nicht als Zelle erkannt, was ignoriert wurde. Daher wird das eine klare Kontur aufweisende Gebiet der Zellen bei der Analyse verwendet und werden die Informationen des Gebiets der Zellen mit einer unklaren Kontur nicht verwendet.
In dieser Hinsicht ist gemäß der Erfindung eine Technik vorgesehen, wodurch das Vorhandensein der Zellen/Mikroben erkannt werden kann, um eine quantitative Beurteilung selbst in einem Fall auszuführen, in dem die Zellen/Mikroben von der Brennebene abweichen und ihre Form infolge der Defokussierung nicht erkannt werden kann.
Lösung des Problems
Zum Lösen der Probleme weist die Betrachtungsvorrichtung dieser Anmeldung Folgendes auf: ein optisches System, das verwendet wird, um Mikropartikel zu messen, die in einer Probenflüssigkeit in einem Probenbehälter vorhanden sind,
einen Antriebsmechanismus, der den Probenbehälter und/oder einen Teil des optischen Systems antreibt, um die Bodenfläche des Probenbehälters dreidimensional zu durchsuchen,
eine Steuereinheit, die das optische System oder den Antriebsmechanismus steuert,
eine Bildverarbeitungseinheit, die ein Bild der Mikropartikel im Probenbehälter zu einer ersten Zeit und einer zweiten Zeit in ein im Brennpunkt liegendes Gebiet und ein außerhalb des Brennpunkts liegendes Gebiet unterteilt und Informationen in Bezug auf die Mikropartikel erfasst, und
eine Anzeigeeinheit, welche sich auf die Mikropartikel beziehende Informationen anzeigt, die eine Änderung zwischen der ersten und der zweiten Zeit repräsentieren.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung können die Informationen analysiert werden, kann die Positionsbeziehung der Zellen/Mikroben in Richtung der optischen Achse erkannt werden und kann die Motilität der Zellen/Mikroben selbst in einer außerhalb des Brennpunkts liegenden Ansicht anhand eines Bilds, das durch Einzelbilderfassung bei der Betrachtung der Zellen/Mikroben erhalten wird, beurteilt werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht des Gesamtsystems einer Betrachtungsvorrichtung,
2 ein Diagramm zur Erklärung verschiedener Verarbeitungseinheiten eines Computers,
3A ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Inspektion einer mikrobiellen Probe,
3B ein Flussdiagramm des Inhalts von Schritten der Messdatenausgabe aus 3A,
4A ein erfasstes Bild, das einer Bodenfläche eines Probenbehälters am nächsten liegt, gemäß einer ersten Ausführungsform,
4B ein Bild nach einer Umrissextraktion aus 4A gemäß der ersten Ausführungsform,
4C ein Bild eines Hintergrundgebiets aus 4A gemäß der ersten Ausführungsform,
5 ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung, die auf einer Anzeige des Computers angezeigt wird, gemäß der ersten Ausführungsform,
6A ein erfasstes Bild, das einer Bodenfläche eines Probenbehälters am nächsten liegt, gemäß einer zweiten Ausführungsform,
6B ein Bild nach einer Umrissextraktion aus 6A gemäß der zweiten Ausführungsform,
6C ein Bild, nachdem eine Umrissextraktion aus 6A durch eine Verarbeitung ausgeführt wurde, die von jener aus 6B verschieden ist, gemäß der zweiten Ausführungsform,
6D ein Bild, nachdem eine Umrissextraktion aus 6A durch eine Verarbeitung ausgeführt wurde, die von jener aus 6B oder 6C verschieden ist, gemäß der zweiten Ausführungsform,
7 ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung, die auf einer Anzeige eines Computers angezeigt wird, gemäß der zweiten Ausführungsform und
8 ein anderes Beispiel der Bildschirmdarstellung, die auf der Anzeige des Computers angezeigt wird, gemäß der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Diese Anmeldung weist mehrere Einheiten zur Lösung des vorstehenden Problems auf. Beispielsweise ist eine Betrachtungsvorrichtung vorgesehen, die ein optisches System in der Art einer Objektivlinse, das verwendet wird, um Zellen/Mikroben zu messen, die an der Bodenfläche eines Probenbehälters vorhanden sind, ein Erfassungselement, das ein dadurch erhaltenes Bild in ein Digitalsignal umwandelt, und einen Personalcomputer, der das Digitalsignal des Bilds empfängt und analysiert, aufweist. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung weist eine Umrissextraktionsfunktion, die eine Begrenzungslinie des Bilds mit einem Brennpunkt in den Zellen/Mikroben, die sich an der Bodenfläche des Probenbehälters befinden, extrahiert, und eine Funktion zur Trennung zwischen einem Detektionsgebiet und einem Hintergrundgebiet, die durch ihre Begrenzungslinie getrennt werden, auf. Die Bildverarbeitungsvorrichtung weist eine Detektionsgebiet-Analysiereinheit, welche die Informationen über die Zellen/Mikroben des Detektionsgebiets erfasst, eine Hintergrundgebiet-Analysiereinheit, welche die defokussierten Mikroben/Zellen des Hintergrundgebiets erkennt, und eine Anzeigeeinheit, welche die analysierten Informationen des Detektionsgebiets und des Hintergrundgebiets auf einem Bildschirm anzeigt, auf.
Nachstehend werden die Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es sei bemerkt, dass die anliegende Zeichnung spezifische Ausführungsformen entsprechend den Grundgedanken der Erfindung veranschaulicht. Diese Zeichnung dient jedoch dem Verständnis der Erfindung und sollte nicht zur begrenzten Interpretation der Erfindung verwendet werden.
Die folgenden Ausführungsformen betreffen ein Verfahren oder eine Vorrichtung, wodurch eine Aktivität einer Arzneimittellösung von Zellen/Mikroben, die sich in einer eine Arzneimittellösung enthaltenden Flüssigkeit befinden, inspiziert wird. Die folgenden Gegebenheiten werden in den Ausführungsformen beschrieben.

1. Grundlagen des Messverfahrens der Betrachtungsvorrichtung
2. Das Inspektionsverfahren und die Ergebnisausgabe

In der folgenden Beschreibung wird ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem festgelegt. Eine vorgegebene Richtung in einer horizontalen Ebene wird als X-Richtung festgelegt, eine zur X-Richtung orthogonale Richtung in der horizontalen Ebene wird als Y-Richtung festgelegt, und eine sowohl zur X-Richtung als auch zur Y-Richtung orthogonale Richtung (d. h. eine vertikale Richtung) wird als Z-Richtung festgelegt.
Erste Ausführungsform
Grundlagen des Messverfahrens der Betrachtungsvorrichtung
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Mikrobenbetrachtungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die Mikrobenbetrachtungsvorrichtung weist als Hauptkomponenten eine Beleuchtung 101, einen Probenbehälter 102, ein Untergestell 103, einen XY-Tisch 104, eine Objektivlinse 105, ein Objektivlinsen-Betätigungselement 106, ein Erfassungselement 107 und einen Computer 108 auf.
Die Beleuchtung 101 ist vorzugsweise eine Kohler-Beleuchtung, die optisch so ausgelegt ist, dass die Bodenfläche des Probenbehälters 102 gleichmäßig beleuchtet wird. Der Probenbehälter 102 weist eine Speichereinheit auf, die zumindest eine Probenflüssigkeit aufnehmen kann. Das Untergestell 103 kann den Probenbehälter 102 halten und ist so aufgebaut, dass das Licht von der oberen Fläche einfällt und an der Bodenfläche austritt. Ein XY-Tisch 104 kann das Untergestell 103, auf dem sich der Probenbehälter 102 befindet, in X- und in Y-Richtung bewegen. Der XY-Tisch 104 weist eine Heizung (nicht dargestellt) auf, welche die Temperatur des Probenbehälters 102 regelt. Beispielsweise kann der Probenbehälter 102 von einer transparenten Glasheizung umgeben sein. Zusätzlich kann das gesamte optische System von einem wärmeisolierenden Material umgeben sein und kann die Temperaturregelung in seinem Inneren durch eine Heizung ausgeführt werden. Das Objektivlinsen-Betätigungselement 106 bewegt die Objektivlinse 105 in Z-Richtung und kann die Brennpunktposition der Objektivlinse 105 in Tiefenrichtung des Probenbehälters 102 scannen. Das Erfassungselement 107 erzeugt das Bild an der Brennpunktposition der Objektivlinse 105. Die Abbildungslinse kann zwischen dem Erfassungselement 107 und der Objektivlinse 105 bereitgestellt werden. Das Erfassungselement 107 ist so aufgebaut, dass das darauf erzeugte Bild in ein Digitalsignal umgewandelt und zum Computer 108 übertragen wird.
Der Computer 108 weist wenigstens einen Prozessor in der Art einer CPU (Zentralverarbeitungseinheit), eine Speichereinheit in der Art eines Speichers und eine Speichervorrichtung in der Art einer Festplatte auf. Zusätzlich weist der Computer 108 eine Eingabevorrichtung (in der Art einer Maus und einer Tastatur), welche die Eingabe vom Benutzer empfängt, und eine Anzeigevorrichtung (in der Art einer Anzeige), welche ein Messergebnis anzeigt, auf.
Der Probenbehälter 102 ist dafür eingerichtet, die Probenflüssigkeit zu empfangen, worin die Mikroben und ein antimikrobielles Mittel, das zu messen ist, suspendiert sind. Die Bodenfläche des Probenbehälters 102 ist vorzugsweise dünn und glatt. Zusätzlich kann der Probenbehälter 102 eine Mikrotiterplatte mit mehreren Probenhalteeinheiten verwenden. Der Probenbehälter 102 ist am Untergestell 103 befestigt. Licht mit gleichmäßiger Intensität wird von der Beleuchtung 101 auf die Bodenfläche des Probenbehälters 102 gestrahlt. Ein optisches Abbildungssystem in der Art eines Lichtfeld-, Dunkelfeld- oder Phasendifferenzsystems wird wünschenswerterweise als optisches System verwendet. Licht wird auf dem Mikrobenbild in der Nähe der beleuchteten Bodenfläche des Probenbehälters 102 durch die Objektivlinse 105 kondensiert. Das Mikrobenbild, auf dem das Licht durch die Objektivlinse 105 kondensiert wird, wird im Erfassungselement 107 erzeugt. Wenn die Brennpunktposition der Objektivlinse 105 dabei nicht mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 übereinstimmt, wird das Objektivlinsen-Betätigungselement 106 betätigt, um die Z-Höhenposition der Objektivlinse 105 einzustellen. Eine Autofokusfunktion, die einen Prozess zur Überwachung des Kontrasts des vom Erfassungselement 107 erfassten Bilds ausführt, kann verwendet werden, um die Z-Höhenposition der Objektivlinse 105 einzustellen.
Das durch das Erfassungselement 107 erfasste Bild wird als digitale Daten zum Computer 108 übertragen. Das übertragene Bild wird in der Speichervorrichtung des Computers 108 abgespeichert.
2 ist ein Diagramm zum Erklären verschiedener Verarbeitungseinheiten des Computers 108. Der Computer 108 steuert das optische System in der Art einer Beleuchtung 101, einen Antriebsmechanismus (das Objektivlinsen-Betätigungselement 106 und den XY-Tisch 104) und die Heizung. Der Computer 108 erfasst die Informationen über die Mikroben zu mehreren verschiedenen Zeiten. Zusätzlich erhält der Computer 108 die Informationen, welche die zeitliche Änderung der Informationen über die Mikroben angeben, anhand der erfassten Informationen. Für diese Funktion weist der Computer 108 eine Datenerfassungseinheit 201, eine Datenanalyseeinheit 202, eine Datenanzeigeeinheit 203 und eine Steuereinheit 204 auf.
Die Datenerfassungseinheit 201 ist ein Modul, das das vom Erfassungselement 107 erzeugte Bild erhält. Beispielsweise reproduziert die Datenerfassungseinheit 201 zweidimensional ein Bild anhand der vom Erfassungselement 107 übertragenen digitalen Daten.
Die Datenanalyseeinheit 202 ist ein Modul, das das in der Datenerfassungseinheit 201 erzeugte Bild als Eingangsinformationen verwendet und das Ergebnis der Analyse der Messdaten ausgibt. Beispielsweise kann die Datenanalyseeinheit 202 die Bildinformationen zu mehreren verschiedenen Zeiten analysieren und zumindest einen quantitativen Wert der Anzahl der Mikroben, der Form der Mikroben, der Größe der Mikroben, des Anteils der treibenden Mikroben und des Belegungsprozentsatzes der Mikroben auf der Brennebene berechnen. Beispielsweise kann die Datenanalyseeinheit 202 die Anzahl der Abschnitte zählen, die zumindest einen vorgegebenen Variationswert in den Bildinformationen aufweisen, und die Anzahl der Mikroben erhalten. Die Form der Mikroben, die Größe der Mikroben und der Belegungsprozentsatz der Mikroben auf der Brennebene können anhand der Größe der Abschnitte erhalten werden, welche zumindest den vorgegebenen Variationswert in den Bildinformationen aufweisen.
Die Datenanalyseeinheit 202 kann die Informationen über die Motilität der Mikroben anhand der Informationen der treibenden Mikroben erhalten. Zusätzlich kann die Datenanalyseeinheit 202 die Informationen über die zeitliche Änderung der Motilität der Mikroben anhand der Informationen erhalten, die eine Beziehung zwischen den Informationen der treibenden Mikroben und der Zeit angeben. Wenn beispielsweise die Anzahl der Mikroben an einer von der Bodenfläche des Probenbehälters getrennten Position abnimmt, kann festgestellt werden, dass die Arzneimittellösung die Mikroben beeinflusst, welche eine Taxis aufweisen, und es kann die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben erkannt werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Datenanalyseeinheit 202 statistische Software aufweisen, welche die Zustandsänderung der Mikroben anhand der zeitlichen Änderung der Informationen über die Mikroben inspizieren kann.
Die Datenanzeigeeinheit 203 ist ein Modul, welches das von der Datenanalyseeinheit 202 ausgegebene Analyseergebnis auf der Anzeige des Computers 108 darstellt. Beispielsweise zeigt die Datenanzeigeeinheit 203 die Informationen über die Mikroben in mehreren Brennebenen auf der Anzeige an, so dass die zeitliche Änderung verglichen werden kann.
Die Datenanzeigeeinheit 203 kann das Analyseergebnis der zeitlichen Änderung der Informationen über die Mikroben auf der Anzeige anzeigen. Beispielsweise kann die Datenanzeigeeinheit 203 das Bestimmungsergebnis über die Motilität der Mikroben und die Informationen über die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben auf der Anzeige anzeigen.
Die Steuereinheit 204 ist ein Modul, das jede Komponente der Mikrobenbetrachtungsvorrichtung steuert. Beispielsweise kann die Steuereinheit 204 die jeweiligen Komponenten der Mikrobenbetrachtungsvorrichtung steuern, um den Beginn und das Ende der Messung festzulegen. Zusätzlich kann die Steuereinheit 204, wenn die Messdaten erfasst werden, den Antrieb des Objektivlinsen-Betätigungselements 106 und den Antrieb des XY-Tisches 104 steuern.
Es sei bemerkt, dass die vorstehend beschriebene Verarbeitungseinheit durch ein auf dem Computer 108 ausgeführtes Programm betrieben werden kann. In der vorstehend beschriebenen Verarbeitungseinheit wird der jeder Verarbeitung entsprechende Programmcode im Speicher gespeichert. Die Verarbeitungseinheit kann betätigt werden, wenn der Prozess jeden Programmcode ausführt. Es sei bemerkt, dass ein Teil der vorstehend beschriebenen Verarbeitungseinheit durch Hardware in der Art eines zweckgebundenen Schaltungssubstrats konfiguriert sein kann.
Das Inspektionsverfahren und die Ergebnisausgabe
3A ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Inspektion einer mikrobiellen Probe. Zuerst werden die Mikroben, die inkubiert und von Blut oder dergleichen getrennt wurden, als Probe erhalten (301) . Weil die typische Mikrobenmenge gering ist, wird eine Vorinkubation ausgeführt (302). Als nächstes wird eine gemischte Lösung (Probenlösung) aus der Arzneimittellösung und der Inkubationslösung, wodurch die Auswirkung auf die Mikroben inspiziert wird, präpariert (303) . Die Mikroben werden in der mit der Arzneimittellösung gemischten Probenlösung suspendiert (304). Weil dabei die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben wenigstens einige Stunden erfordert, wird auch eine Kontrolle präpariert, welche eine Probenlösung ist, die nur eine Inkubationslösung und keine Arzneimittellösung enthält. Die Mikroben enthaltende Probenlösung wird im Probenbehälter dispergiert (305). Als nächstes wird der Probenbehälter in die Betrachtungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform eingesetzt (306). Es wird die Messung mit der Betrachtungsvorrichtung eingeleitet (307). Danach werden die Messdaten erfasst (308), während die Kontrolle und die Messung in Bezug auf die Temperatur ausgeführt werden. Die erfassten Messdaten werden der Analyseverarbeitung durch den Computer 108 unterzogen. Nach der Analyseverarbeitung wird ein Inspektionsergebnis zur Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben am Computer 108 ausgegeben (309).
3B ist ein Flussdiagramm, das den Inhalt von Schritt 308 aus 3A zeigt. Die Datenerfassungseinheit 201 erfasst die vom Erfassungselement 107 gemessenen Messdaten (311). Zu dieser Zeit kann die Steuereinheit 204 einen Autofokusvorgang ausführen, dessen Funktion darin besteht, das Objektivlinsen-Betätigungselement 106 anzutreiben und zu bewirken, dass die Brennpunktposition der Objektivlinse 105 mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 übereinstimmt.
Die Datenanalyseeinheit 202 analysiert in der Datenerfassungseinheit 201 erfasste zweidimensionale planare Daten (312) . Als ein Beispiel kann die Datenanalyseeinheit 202 zweidimensionale planare Daten in die Bildinformationen umwandeln. Als ein anderes Beispiel kann die Datenanalyseeinheit 202 die Bildinformationen analysieren und zumindest einen quantitativen Wert der Anzahl der Mikroben, der Form der Mikroben, der Größe der Mikroben, des Anteils der treibenden Mikroben und des Belegungsprozentsatzes der Mikroben auf der Brennebene berechnen. Zusätzlich kann die Datenanalyseeinheit 202 die Motilität der Mikroben anhand des berechneten quantitativen Werts messen. Zusätzlich kann die Datenanalyseeinheit 202 die Zustandsänderung der Mikroben anhand der zeitlichen Änderung der Informationen über die Mikroben inspizieren.
Die Datenanalyseeinheit 202 gibt das Analyseergebnis aus (313). Es sei bemerkt, dass die Datenanzeigeeinheit 203 zu dieser Zeit das von der Datenanalyseeinheit 202 ausgegebene Analyseergebnis auf der Anzeige des Computers 108 anzeigen kann.
Als nächstes wird festgestellt, ob die Messung beendet wird (314). Wenn die Messung nicht beendet wird, kehrt die Prozedur nach dem Warten während des Messintervalls (315) zu Schritt 311 zurück. Daher analysiert die Datenanalyseeinheit 202 gemäß dieser Ausführungsform zweidimensionale planare Daten oder das Bild zu den mehreren verschiedenen Zeiten, nachdem die Arzneimittellösung in die Probenflüssigkeit gegeben wurde. Die Datenanalyseeinheit 202 kann die Informationen über die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben anhand der Informationen erhalten, welche die zeitliche Änderung der Informationen über die Mikroben angeben. Beispielsweise gibt die Datenanalyseeinheit 202, nachdem die Arzneimittellösung eingebracht wurde, das Analyseergebnis der Messdaten nach einer Stunde (erste Zeit) und das Analyseergebnis der Messdaten nach fünf Stunden (zweite Zeit) aus. Im danach ausgeführten Schritt 309 von 3A kann die Datenanzeigeeinheit 203 das Analyseergebnis der Messdaten zur ersten Zeit und das Analyseergebnis der Messdaten zur zweiten Zeit auf der Anzeige des Computers 108 anzeigen.
Es sei bemerkt, dass die Datenerfassungseinheit 201 zweidimensionale planare Daten in den mehreren Brennebenen erfassen kann, bevor und nachdem die Arzneimittellösung in die Probenflüssigkeit eingebracht wurde, und dass die Datenanalyseeinheit 202 die Informationen erhalten kann, welche die zeitliche Änderung der Informationen über die Mikroben vor und nach dem Einbringen der Arzneimittellösung angeben. In diesem Fall erhält die Datenanalyseeinheit 202 die Informationen über die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben anhand der Informationen vor und nach dem Einbringen der Arzneimittellösung.
4A ist ein Beispiel des erfassten Bilds. Die Brennpunktposition der Objektivlinse 105 stimmt mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 überein. Falls sich die Mikroben in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters 102 befinden, ist das Mikrobenbild nicht defokussiert, und falls sich die Mikroben fern von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 befinden, ist das Mikrobenbild defokussiert. 4B ist ein Bild nach der Verarbeitung zur Umrissextraktion aus Figur 4A, wobei das in das Mikrobengebiet und das Hintergrundgebiet zu unterteilende Bild zerlegt wird. Die Umrissextraktion geschieht unter Verwendung des Bildkontrasts. Beispielsweise wird im Allgemeinen ein Sobel-Filter bei der Umrissextraktion verwendet. 4C ist ein Teilbild von Figur 4A, wobei das Hintergrundgebiet in 4B abgeteilt ist. Die Informationen über die von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 getrennten Mikroben sind im als Hintergrundgebiet abgeteilten Gebiet enthalten. Wenn das defokussierte Mikrobenbild im Hintergrundgebiet enthalten ist, ist die Variation der Luminanz des Hintergrundgebiets ebenso wie die Standardabweichung (S.D.) hoch. Wenn das defokussierte Mikrobenbild nicht im Hintergrundgebiet enthalten ist, tritt nur Signalrauschen auf und ist die Variation der Luminanz des Hintergrundgebiets ebenso wie die Standardabweichung (S.D.) der Helligkeit gering. Die Standardabweichung der Luminanz des Hintergrundgebiets steht in Beziehung zum Anteil der von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 entfernten treibenden Mikroben.
5 ist ein Beispiel der durch die Datenanzeigeeinheit 203 auf der Anzeige des Computers angezeigten Bildschirmdarstellung. Bereitgestellt sind eine Experimentelle-Bedingung-Anzeigeeinheit 501, welche auf dem Bildschirm die experimentelle Bedingung anzeigt, wodurch der Zustand der Lösung angegeben wird, in welche die Mikroben eingebracht sind, eine Messbedingungs-Anzeigeeinheit 502, welche die einfallende Lichtmenge oder das Bildmessintervall als Bedingungen zur Erfassung des Bilds zeigt, ein erstes Gebiet 503, welches das Mikrobenbild zur ersten Zeit zeigt (beispielsweise eine Stunde nach dem Suspendieren der Mikroben), und ein zweites Gebiet 504, welches das Mikrobenbild zur zweiten Zeit zeigt (beispielsweise fünf Stunden nach dem Suspendieren der Mikroben). Sowohl das erste Gebiet 503 als auch das zweite Gebiet 504 weisen eine Mikrobenanzahl-Anzeigeeinheit 505, welche die Anzahl der Mikroben an der Bodenfläche des Probenbehälters 102 im Bild zeigt, sowie eine Treibende-Mikroben-Anteil-Anzeigeeinheit 506, auf der die Standardabweichung (S.D.) der Luminanz des Hintergrundgebiets angezeigt wird, wodurch der Anteil der treibenden Mikroben angegeben wird, auf.
In der Bildschirmdarstellung gemäß dieser Ausführungsform wird ein sich auf den Anteil der in der Inkubationslösung treibenden Mikroben beziehender Anteil zusätzlich zur Anzahl der in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters 102 vorhandenen Mikroben angezeigt. Zusätzlich werden die Informationen über die Anzahl der Mikroben zu verschiedenen Zeiten Seite an Seite angezeigt, so dass die zeitliche Änderung der Anzahl der Mikroben festgestellt werden kann. Daher kann die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit betrachtet werden.
Es sei bemerkt, dass beim Beispiel aus 5 die Informationen über die Mikroben zu zwei verschiedenen Zeiten (die Anzahl der Mikroben und der Anzahl der treibenden Mikroben) angezeigt werden. Die Informationen können jedoch auf der Bildschirmdarstellung auch so angezeigt werden, dass die Informationen in Bezug auf die Mikroben zu drei oder mehr verschiedenen Zeiten verglichen werden können.
Die Mikrobenbetrachtungsvorrichtung aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist das optische System, das Mikropartikel (in der Art von Mikroben und Zellen) misst, die sich in der Brennebene der Objektivlinse 105 in der Probenflüssigkeit im Probenbehälter 102 befinden, und den Antriebsmechanismus (das Objektivlinsen-Betätigungselement 105 und den XY-Tisch 104), der den Brennpunkt in Übereinstimmung mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 bringt, auf. Das Messergebnis (Betrachtungsansicht) des Erfassungselements 107 wird in die digitalen Daten umgewandelt und zum Computer 108 übertragen. Der Computer 108 wandelt die digitalen Daten in die Bildinformationen um und zeigt die Bildinformationen auf der Anzeige an. Hier zeigt der Computer 108 das Messergebnis zu mehreren verschiedenen Zeiten auf der Anzeige an. Zusätzlich wird auf dem Computer 108 eine Verarbeitung ausgeführt, wobei das Bild in das Mikrobengebiet und das Hintergrundgebiet zerlegt wird. Die quantitativen Werte in der Art der Anzahl, der Größe und der Form der Mikroben werden anhand des Gebiets der Mikroben berechnet. Der Anteil der treibenden Mikroben wird anhand des Hintergrundgebiets berechnet. Der Computer 108 kann die Proliferationspotenz oder die Motilität der Mikroben anhand des quantitativen Werts messen und inspiziert die Zustandsänderung der Mikropartikel anhand der zeitlichen Änderung der Motilität.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Form in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters der Mikropartikel (in der Art der Zellen oder der Mikroben) genau gemessen werden und können die Informationen zur räumlichen Verteilung, die angeben, dass die Mikroben in der Probenflüssigkeit treiben, anhand des defokussierten Bilds gemessen werden. Die Informationen über die Motilität der Mikropartikel können anhand eines Standbilds erhalten werden, ohne mehrere Bilder zu erfassen und ein Bewegtbild aufzunehmen. Zusätzlich kann nach dem Anwenden der Arzneimittellösung (beispielsweise eines antimikrobiellen Mittels) die Wirkung des antimikrobiellen Mittels auf die Mikroben anhand der zeitlichen Änderung der Verteilung der Anzahl der Mikroben inspiziert werden.
Zusätzlich können das Vorhandensein der Taxis der Mikroben und der Grad der Taxis anhand der räumlichen Verteilung der Mikroben gemessen werden. Zusätzlich kann der Grad der Taxis der Mikroben durch Messen des Grads der Breite der Verteilung der Mikroben in der Flüssigkeit inspiziert werden.
Zweite Ausführungsform
Grundlagen des Messverfahrens der Betrachtungsvorrichtung
Die zweite Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform.
Das Inspektionsverfahren und die Ergebnisausgabe
Wie vorstehend unter Verwendung der 3A und 3B beschrieben wurde, erhält die Datenanalyseeinheit 202 die Informationen über die Auswirkungen der Arzneimittellösung auf die Mikroben anhand der Informationen vor und nach dem Einbringen der Arzneimittellösung.
6A ist ein Beispiel des erfassten Bilds. Die Brennpunktposition der Objektivlinse 105 stimmt mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 überein. Falls sich die Mikroben in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters 102 befinden, ist das Mikrobenbild nicht defokussiert, und falls sich die Mikroben fern von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 befinden, ist das Mikrobenbild defokussiert.
6B ist ein Bild nach der Verarbeitung zur Umrissextraktion aus Figur 6A, wobei das in das Mikrobengebiet und das Hintergrundgebiet zu unterteilende Bild zerlegt wird. Die Umrissextraktion geschieht unter Verwendung des Bildkontrasts. Beispielsweise wird im Allgemeinen das Sobel-Filter bei der Umrissextraktion verwendet. 6C ist ein Bild nach der Verarbeitung zur Umrissextraktion am Bild aus Figur 6A, von dem das Hintergrundgebiet aus 6B abgeteilt ist, wobei der Zerlegungsparameter von der in 6B ausgeführten Bildverarbeitung verschieden ist. Es kann eine Schärfeverarbeitung ausgeführt werden, und der Zerlegungsparameter wird geändert. 6D ist ein Bild nach der Umrissextraktion am Bild aus Figur 6A, wobei das Hintergrundgebiet aus Figur 6B und das Hintergrundgebiet aus 6C unterteilt werden, wobei der Zerlegungsparameter von der in 6C ausgeführten Bildverarbeitung verschieden ist. Es kann die Schärfeverarbeitung ausgeführt werden, und der Zerlegungsparameter wird geändert. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Zerlegungsparameter in drei Stufen geändert und wird die Umrissextraktion an den Mikroben entsprechend dem Defokussierungsbetrag ausgeführt. Weil sich der Defokussierungsbetrag auf den Abstand von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 bezieht, kann der Anteil der Mikroben im Abstand von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 berechnet werden. Wenn der Anteil der Mikroben im Abstand von der Bodenfläche mit einer höheren Auflösung berechnet wird, kann der Zerlegungsparameter verglichen mit der dreistufigen Änderung des Zerlegungsparameters, die in dieser Ausführungsform ausgeführt wird, in einer größeren Anzahl von Stufen geändert werden. Weil das defokussierte Bild die Form nicht genau widerspiegelt, kann der Umriss der Mikroben zusätzlich vorzugsweise entsprechend dem Defokussierungsbetrag korrigiert werden.
7 ist ein Beispiel der durch die Datenanzeigeeinheit 203 auf der Anzeige des Computers angezeigten Bildschirmdarstellung. Bereitgestellt sind eine Experimentelle-Bedingung-Anzeigeeinheit 701, welche auf dem Bildschirm die experimentelle Bedingung anzeigt, wodurch der Zustand der Lösung angegeben wird, in welche die Mikroben eingebracht sind, eine Messbedingungs-Anzeigeeinheit 702, welche die einfallende Lichtmenge oder das Bildmessintervall als Bedingungen zur Erfassung des Bilds zeigt, ein erstes Gebiet 703, welches das Mikrobenbild zur ersten Zeit zeigt (eine Stunde nach dem Suspendieren der Mikroben), und ein zweites Gebiet 704, welches das Mikrobenbild zur zweiten Zeit zeigt (fünf Stunden nach dem Suspendieren der Mikroben) . Sowohl das erste Gebiet 703 als auch das zweite Gebiet 704 weisen eine Mikrobenanzahl-Anzeigeeinheit 705, welche die Anzahl der Mikroben an der Bodenfläche des Probenbehälters 102 im Bild zeigt, eine Treibende-Mikroben-Anteil-Anzeigeeinheit 706, welche die Anzahl der treibenden Mikroben anzeigt, und ein Mikrobenanzahl-Verteilungsdiagramm 707, das die Verteilung der Anzahl der Mikroben im Abstand von der Bodenfläche des Probenbehälters 102 anzeigt, auf.
In der Bildschirmdarstellung gemäß dieser Ausführungsform wird ein sich auf den Anteil der in der Inkubationslösung treibenden Mikroben beziehender Anteil zusätzlich zur Anzahl der in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters 102 vorhandenen Mikroben angezeigt. Zusätzlich werden die Informationen über die Anzahl der Mikroben zu verschiedenen Zeiten Seite an Seite angezeigt, so dass die zeitliche Änderung der Anzahl der Mikroben festgestellt werden kann. Daher kann die Auswirkung der Arzneimittellösung auf die Mikroben in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit betrachtet werden.
Es sei bemerkt, dass beim Beispiel aus 7 die Informationen über die Mikroben (die Anzahl der Mikroben und der Anteil der treibenden Mikroben) zu zwei verschiedenen Zeiten angezeigt werden. Die Informationen können jedoch auf der Bildschirmdarstellung auch so angezeigt werden, dass die Informationen in Bezug auf die Mikroben zu drei oder mehr verschiedenen Zeiten verglichen werden können.
8 zeigt Informationen, welche eine Beziehung zwischen der räumlichen Verteilung der Mikroben und der Zeit angeben. Insbesondere ist 8 eine Graphik, in der die zeitliche Änderung der Verteilung der Anzahl der Mikroben gegen die Höhe von der Bodenfläche des Probenbehälters aufgetragen ist. In der Graphik aus 8 ist auf der vertikalen Achse die Anzahl der Mikroben aufgetragen und ist auf der horizontalen Achse die Höhe (die Position in Z-Richtung) von der Bodenfläche aufgetragen und ist auf der Tiefenachse die Inkubationszeit (beispielsweise die nach der Präparation der Probenflüssigkeit verstrichene Zeit) aufgetragen. Bei einem Beispiel kann die Datenanalyseeinheit in 8 dargestellte Informationen ausgeben. Wenn die Bodenfläche des Probenbehälters als 0 µm festgelegt wird, nimmt die Anzahl der Mikroben an der Position 0 µm im Laufe der Zeit zu. Andererseits nimmt die Anzahl der Mikroben 200 µm von der Bodenfläche des Probenbehälters entfernt im Laufe der Zeit zu. Falls die Mikroben Taxis aufweisen, neigen die Mikroben dazu, sich bei jeder Höhe von der Bodenfläche (hier der Höhe von 200 µm) auszubreiten oder bestehen zu bleiben. Dass die Anzahl der Mikroben 200 µm von der Bodenfläche des Probenbehälters entfernt abnimmt, gibt an, dass die Aktivität der Mikroben selbst abnimmt, weil die Mikroben, die sich ursprünglich in der Probenflüssigkeit bewegen, durch die Wirkung der Arzneimittellösung (beispielsweise des antimikrobiellen Mittels) Taxis verlieren. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Wirkung des antimikrobiellen Mittels durch Analysieren der zeitlichen Änderung der Verteilung der Anzahl der Mikroben in der Probenflüssigkeit in Höhenrichtung in Abhängigkeit von der Inkubationszeit inspiziert werden. Daher kann die Datenanalyseeinheit 202 das Ergebnis der Bestimmung der Auswirkungen der Arzneimittellösung auf die Mikroben anhand der Informationen, welche die Beziehung zwischen der räumlichen Verteilung der Mikroben und der Zeit angeben, ausgeben.
Die Mikrobenbetrachtungsvorrichtung aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist das optische System, das Mikropartikel (in der Art von Mikroben und Zellen) misst, die sich in der Brennebene der Objektivlinse 105 in der Probenflüssigkeit im Probenbehälter 102 befinden, und den Antriebsmechanismus (das Objektivlinsen-Betätigungselement 105 und den XY-Tisch 104), der den Brennpunkt in Übereinstimmung mit der Bodenfläche des Probenbehälters 102 bringt, auf. Das Messergebnis (Betrachtungsansicht) des Erfassungselements 107 wird in die digitalen Daten umgewandelt und zum Computer 108 übertragen. Der Computer 108 wandelt die digitalen Daten in die Bildinformationen um und zeigt die Bildinformationen auf der Anzeige an. Hier zeigt der Computer 108 das Messergebnis zu mehreren verschiedenen Zeiten auf der Anzeige an. Zusätzlich wird auf dem Computer 108 eine Verarbeitung ausgeführt, wobei das Bild in das Mikrobengebiet und das Hintergrundgebiet zerlegt wird. Die quantitativen Werte in der Art der Anzahl, der Größe und der Form der Mikroben werden anhand des Gebiets der Mikroben berechnet. Der Anteil der treibenden Mikroben wird anhand des Hintergrundgebiets berechnet. Der Computer 108 kann die Proliferationspotenz oder die Motilität der Mikroben anhand des quantitativen Werts messen und inspiziert die Zustandsänderung der Mikropartikel anhand der zeitlichen Änderung der Motilität. Andernfalls kann die Schwere der Mikropartikel oder die Änderung des Oberflächenzustands anhand der natürlichen Sedimentierung der Mikropartikel beurteilt werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Form in der Nähe der Bodenfläche des Probenbehälters der Mikropartikel (in der Art der Zellen oder der Mikroben) genau gemessen werden und können die Informationen zur räumlichen Verteilung, die angeben, dass die Mikroben in der Probenflüssigkeit treiben, anhand des defokussierten Bilds gemessen werden. Die Informationen über die Motilität der Mikropartikel können anhand eines Standbilds erhalten werden, ohne mehrere Bilder zu erfassen und ein Bewegtbild aufzunehmen. Zusätzlich kann nach dem Anwenden der Arzneimittellösung (beispielsweise eines antimikrobiellen Mittels) die Wirkung des antimikrobiellen Mittels auf die Mikroben anhand der zeitlichen Änderung der Verteilung der Anzahl der Mikroben inspiziert werden.
Zusätzlich können das Vorhandensein der Taxis der Mikroben und der Grad der Taxis anhand der räumlichen Verteilung der Mikroben gemessen werden. Zusätzlich kann der Grad der Taxis der Mikroben durch Messen des Grads der Breite der Verteilung der Mikroben in der Flüssigkeit inspiziert werden.
Bezugszeichenliste

101:: Beleuchtung
102:: Probenbehälter
103:: Untergestell
104:: XY-Tisch
105:: Objektivlinse
106:: Objektivlinsen-Betätigungselement
107:: Erfassungselement
108:: Computer
201:: Datenerfassungseinheit
202:: Datenanalyseeinheit
203:: Datenanzeigeeinheit
204:: Steuereinheit
501:: Experimentelle-Bedingung-Anzeigeeinheit
502:: Messbedingungs-Anzeigeeinheit
503:: Bildanzeigeeinheit 1
504:: Bildanzeigeeinheit 2
505:: Mikrobenanzahl-Anzeigeeinheit
506:: Treibende-Mikroben-Anteil-Anzeigeeinheit
701:: Experimentelle-Bedingung-Anzeigeeinheit
702:: Messbedingungs-Anzeigeeinheit
703:: Bildanzeigeeinheit 1
704:: Bildanzeigeeinheit 2
705:: Mikrobenanzahl-Anzeigeeinheit
706:: Treibende-Mikroben-Anteil-Anzeigeeinheit
707:: Mikrobenanzahlverteilungs-Anzeigeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012194168 T [0005]
JP 2009089628 A [0005]

Claims

Betrachtungsvorrichtung, welche aufweist: ein optisches System, das verwendet wird, um Mikropartikel zu messen, die in einer Probenflüssigkeit in einem Probenbehälter vorhanden sind, einen Antriebsmechanismus, der den Probenbehälter und/oder einen Teil des optischen Systems antreibt, um die Bodenfläche des Probenbehälters dreidimensional zu durchsuchen, eine Steuereinheit, die das optische System oder den Antriebsmechanismus steuert, eine Bildverarbeitungseinheit, die ein Bild der Mikropartikel im Probenbehälter zu einer ersten Zeit und einer zweiten Zeit in ein im Brennpunkt liegendes Gebiet und ein außerhalb des Brennpunkts liegendes Gebiet unterteilt und Informationen in Bezug auf die Mikropartikel erfasst, und eine Anzeigeeinheit, welche sich auf die Mikropartikel beziehende Informationen anzeigt, die eine Änderung zwischen der ersten und der zweiten Zeit repräsentieren.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildverarbeitungseinheit eine Unterteilung in das im Brennpunkt liegende Gebiet und das außerhalb des Brennpunkts liegende Gebiet durch Ausführen einer Umrissextraktion unter Verwendung des Kontrasts ausführt.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Informationen, welche die zeitliche Änderung repräsentieren, eine Beziehung zwischen dem Anteil der in der Probenflüssigkeit treibenden Mikropartikel und der Zeit repräsentieren.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Informationen über den Anteil der in der Probenflüssigkeit treibenden Mikropartikel anhand einer Luminanzvariation eines außerhalb des Brennpunkts liegenden Gebiets als Index berechnet werden.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das außerhalb des Brennpunkts liegende Gebiet ferner entsprechend einem Defokussierungsbetrag in mehrere Gebiete zerlegt wird, und eine Bildverarbeitung für jedes der abgeteilten Gebiete ausgeführt wird und der Anteil der Mikropartikel für jedes abgeteilte Gebiet berechnet wird, um die räumliche Verteilung der Mikropartikel in der Probenflüssigkeit zu erhalten.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Defokussierungskorrektur für jedes der entsprechend dem Defokussierungsbetrag abgeteilten Gebiete ausgeführt wird, um die räumliche Verteilung der Mikropartikel in der Probenflüssigkeit zu erhalten.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Anzeigevorrichtung Informationen über die räumliche Verteilung der Mikropartikel zur ersten Zeit und Informationen über die räumliche Verteilung der Mikropartikel zur zweiten Zeit anzeigt.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Informationen in Bezug auf die Mikropartikel die Anzahl der Mikropartikel, die Größe der Mikropartikel, die Form der Mikropartikel und/oder der Belegungsprozentsatz der Mikropartikel auf der Brennebene sind.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mikropartikel Mikroben sind, die Betrachtungsvorrichtung ferner einen Mechanismus aufweist, der eine Temperatursteuerung an der Probenflüssigkeit ausführt, und die Informationen, welche die zeitliche Änderung repräsentieren, eine Beziehung zwischen dem Anteil der in der Probenflüssigkeit treibenden Mikroben und der Zeit repräsentieren.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung Informationen über die Motilität der Mikroben anhand der die zeitliche Änderung repräsentierenden Informationen erhält.
Betrachtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung Informationen über die Auswirkungen einer Arzneimittellösung auf die Mikroben anhand der zeitlichen Änderung vor und nach dem Einbringen der Arzneimittellösung in die Probenflüssigkeit erhält.