專利名稱：樣品的光學(xué)切片以及樣品中顆粒的檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于樣品的光學(xué)切片的方法、裝置和系統(tǒng)。該樣品可以是包含顆粒的受限的非均質(zhì)液體樣品，該光學(xué)切片能用于確定表征所述顆粒特征的一個或多個參數(shù)。本發(fā)明還涉及確定受限的樣品的體積，以確定在該體積中顆粒的濃度。上述顆?？梢允巧飦碓吹?，例如胚胎，細菌，寄生蟲，真菌或細胞。細胞可以是血球，例如紅、白血球，體細胞，酵母細胞，卵母細胞，胚細胞，cygotes以及血小板。上述顆粒也可以是非生物來源的，例如金屬碎片，油中的水滴，或者是液體中的氣泡，顏料中的色素以及水中的污染物。經(jīng)常需要確定樣品中的顆粒濃度，例如在診斷病人時，樣品中白血球的濃度是用于確診實際疾病的一個參數(shù)，或者在監(jiān)視機器的狀態(tài)時，來自發(fā)動機的油樣品中的顆粒數(shù)量可在潛在的問題變得嚴(yán)重之前，指出潛在的問題。
背景技術(shù)：
有很多方法可以確定樣品中的顆粒濃度。其中的一種方法是流式細胞術(shù)。流式細胞術(shù)需要相當(dāng)昂貴的設(shè)備，這是因為第一，流速必須精確的控制和測量以得到對體積的足夠精確的測量，第二，為了當(dāng)顆粒通過檢測器時，從存在于檢測器中的顆粒得到可靠的數(shù)據(jù)，檢測系統(tǒng)必須在很短的采集時間內(nèi)工作。LaoHUS 2006/0084125)描述了用于檢測液體樣品中生物顆粒的系統(tǒng)，其中液體樣品流過樣品室，光學(xué)檢測設(shè)備的物面與流動方向成非零角度。另一種確定樣品中的顆粒濃度的方法是通過人工或自動檢測，在顯微鏡下觀察樣品并對受限于已知體積的顆粒進行計數(shù)。Olesen等在公開號為WO 2008/010761的國際專利申請中描述了這樣的方法和裝置。在該方法中，樣品的一部分被成像到如二維CCD相機的圖像記錄儀，并且通過朝圖像記錄儀發(fā)送光穿過樣品來生成圖像。由于顆粒必須能透過樣品可見并可測，樣品被成像的部分的厚度是有限的。如果樣品太厚，光線在樣品中就會被分散和吸收，得到的圖像的質(zhì)量就比較差。樣品中的一些顆粒甚至可能在其他顆粒的陰影中，這樣就很難或者無法精確的對顆粒計數(shù)。圖像的尺寸將受限于圖像記錄儀的分辨率，從而使可能用于顆粒檢測和計數(shù)的樣品的體積受到限制。只要待計數(shù)的顆粒濃度與體積的大小和顆粒的大小相適合，這就不是一個嚴(yán)重的問題。但是如果濃度較高，就很難進行精確的測量甚至無法檢測。在這種情況下稀釋樣品可以解決測量問題，但是只有到開始測量之后， 才知道要稀釋。如果濃度較低，測量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確，因為對于顆粒數(shù)量和體積大小的小偏差都會對結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。在這種情況下，應(yīng)該對較大的體積進行測量。尤其是當(dāng)使用Olesen等人在公開號為WO 2008/010761的國際專利申請中描述的方法來測量不同白血球的分布時，該方法可能無法達到目標(biāo)。在這種情況下準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是很重要的，但是由于樣品體積受限，如果一種或多種白血球種類的數(shù)量較低，統(tǒng)計確定性可能較差。Yamada在US 2008/0100703中描述了一種顯微鏡系統(tǒng)，其可以使樣品焦點圖具有比能夠被顯微鏡成像的面積更大的面積。當(dāng)獲取所述樣品的不同區(qū)域的圖像時，使用來自焦點圖的信息。這些圖像隨后被組合以提供樣品的更大的圖像。樣品的不同區(qū)域的圖像是這樣獲取的在一個區(qū)域內(nèi)獲取不同深度的多個圖像，相對于彼此移動樣品和檢測系統(tǒng)，然后獲取另一個區(qū)域的圖像。樣品和光學(xué)檢測組件的相對于彼此地移動與光學(xué)檢測組件的物面平行，即光軸和掃描路徑互相垂直，并且樣品設(shè)備的表面與物面平行，即表面的法線與光軸平行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的的是提供用于樣品的光學(xué)切片的方法、裝置和系統(tǒng)，其中，通過沿掃描路徑相對于彼此地移動所述樣品和光學(xué)檢測組件，使樣品的至少一部分被掃描，并且光學(xué)檢測組件的光軸與所述掃描路徑成非零夾角。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置、方法和系統(tǒng)可以用于研究非均質(zhì)液體樣品， 其中，與上述提到的方法相比，用于研究樣品的光學(xué)檢測組件對被分析體積的限制較小，而且所述的裝置操作簡單。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)同時使用本實施例的裝置和系統(tǒng)提供的方法比使用流式細胞術(shù)的方法更有利，尤其是已經(jīng)觀察到至少部分如流式細胞術(shù)體現(xiàn)的流輔助方法的問題和缺點可避免。對非均質(zhì)液體樣品的研究對于獲取樣品中顆粒的信息是有用的。相關(guān)信息可以是樣品中的顆粒的計數(shù)，或者是樣品選定體積中的顆粒濃度。相關(guān)信息還可以是關(guān)于顆粒的一個或多個參數(shù)，例如顆粒的類型和大小。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種用于獲取被配置成與樣品設(shè)備相關(guān)的樣品的多個圖像的裝置。所述裝置包括至少一個第一光學(xué)檢測組件，所述第一光學(xué)檢測組件包括至少一個第一圖像采集設(shè)備。第一光學(xué)檢測組件包括光軸和物面。所述物面包括圖像采集區(qū)，來自圖像采集區(qū)的電磁波能被第一圖像采集設(shè)備檢測為圖像。所述裝置還包括至少一個移動單元，所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。所述裝置還包括外殼，所述外殼被配置為支撐所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元，其中所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備的至少一部分與所述圖像采集區(qū)相交。所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件的相對移動沿著掃描路徑，所述移動定義了與光軸之間的夾角Θ，其中θ大于0。本發(fā)明還提供一種用于獲取樣品多個圖像的方法。所述方法包括配置所述樣品與樣品設(shè)備相關(guān)，并且配置所述樣品設(shè)備與用于獲取多個圖像的裝置相關(guān)。所述裝置包括至少一個第一光學(xué)檢測組件，所述第一光學(xué)檢測組件包括至少一個第一圖像采集設(shè)備。所述第一光學(xué)檢測組件包括光軸和物面。所述物面包括圖像采集區(qū)，來自圖像采集區(qū)的電磁波能被所述第一圖像采集設(shè)備檢測為圖像。所述圖像采集區(qū)與所述樣品的至少一部分相交。沿第一掃描路徑，在一段掃描長度上，所述樣品設(shè)備和所述第一檢測組件相對于彼此地移動。所述掃描路徑和光軸成θ角，θ大于0。所述方法還包括獲取所述多個圖像。本發(fā)明還提供了一種用于獲取樣品的多個圖像的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括樣品設(shè)備和裝置，所述裝置包括至少一個第一光學(xué)檢測組件，所述第一光學(xué)檢測組件包括至少一個第一圖像采集設(shè)備。所述裝置的第一光學(xué)檢測組件包括光軸和物面。所述物面包括圖像采集區(qū)，來自圖像采集區(qū)的電磁波能被所述第一圖像采集設(shè)備檢測為圖像。本系統(tǒng)的裝置還包括至少一個移動單元，所述移動單元被配置為相對于彼此移動所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件。所述裝置還包括外殼，所述外殼被配置為支撐所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元，其中所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備的至少一部分與所述圖像采集區(qū)相交。所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件相對于彼此的移動沿著掃描路徑，所述移動定義了與光軸之間的夾角Θ，其中θ大于0。原則上，掃描路徑可以包括物面與樣品的任何相對移動。尤其是，掃描路徑可以包括被配置為沿著掃描軸的大體上為直線的掃描線。掃描路徑還可以由大體上的旋轉(zhuǎn)運動所定義，在這種情況下，角度θ是所述光軸和所述旋轉(zhuǎn)運動的局部切線所成的角度。在一個實施例中，掃描路徑受限于平面，例如直線，圓圈運動，螺旋運動，或任何其他合適的路徑。在本申請的上下文中，短語“光學(xué)”和“光學(xué)的”用于描述整個電磁波譜范圍，并且尤其包括波長在約0. Olnm到約15km范圍內(nèi)的電磁波。換言之，短語“光學(xué)”和“光學(xué)的” 并不限于可見光波長范圍內(nèi)的電磁波和用于操縱和檢測這類波長的設(shè)備，而是可能涉及到 X射線范圍、紫外線范圍、可見光范圍、紅外范圍、超聲波范圍和任何其他可用于分析樣本的波長范圍。相應(yīng)的，短語“圖像”用于描述包括從約O.Olnm到約15km波長范圍的在整個電磁波范圍的電磁波的空間解析記錄(spatially resolved recording) 0換言之，短語“圖像”并不限于代表具有可見光范圍波長的電磁波的圖像，還包括代表具有在這個范圍之外的波長的電磁波的圖像。因此，圖像可以表達在例如X射線范圍、紫外線范圍、可見光范圍、 紅外線范圍、超聲波范圍和任何其他可用于分析和成像樣品的波長范圍的信號。在本申請中，“光學(xué)檢測組件”是包括至少一個圖像采集設(shè)備的單元，所述圖像采集設(shè)備能夠獲取射到所述采集設(shè)備的電磁波的圖像?？蛇x的，光學(xué)檢測組件還包括光束整形和光束定向的光學(xué)器件，例如透鏡、光圈和鏡子。光學(xué)檢測組件的“光軸”是一條假想的線，其定義了一條路徑，光沿著這條路經(jīng)從樣品傳播到圖像采集設(shè)備。如果光學(xué)檢測組件包括能夠改變光路方向的光學(xué)元件，那么光軸被定義是一條假想的線，光沿著該假想的線所定義的路經(jīng)從樣品傳播到改變光路方向的第一光學(xué)元件。短語“非均質(zhì)樣品”用于描述包括非均質(zhì)物(inhomogeneities)的樣品，所述的非均質(zhì)物不是樣品的基礎(chǔ)材料的固有部分。包括生物顆粒的液體樣品或包括碎片的油樣品只是非均質(zhì)樣品的兩個例子。本發(fā)明的上下文中，短語“大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)”指一種狀態(tài)，其中非均質(zhì)液體樣品中的顆粒的移動不會影響樣品的參數(shù)(例如樣品中顆粒的參數(shù))的確定。在一個實施例中，大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)指一種狀態(tài)，其中在獲取一系列空間移位圖像中的兩個相鄰圖像之間所經(jīng)過的一段時間內(nèi)，顆粒的移動應(yīng)該遠小于所述兩個相鄰圖像之間的距離，例如顆粒的移動是所述距離的十分之一。在一個實施例中，大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)指一種狀態(tài)，其中在采集所述多個圖像的至少一部分時，所述液體樣品沒有質(zhì)量流動(mass flow)。在為細胞及其內(nèi)部成像的實施例中，細胞的移動可以在一定程度上受到限制，使得可以獲得細胞的足夠清晰的圖像，從而與例如細胞核相關(guān)的詳細信息可以被確定。在適于確定關(guān)于細胞的參數(shù)的實施例中，術(shù)語“大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)”可以意味著在采集圖像期間，所述細胞的移動被限制在景深(DOF)內(nèi)或景深的一小部分內(nèi)，例如景深的千分之一、百分之一、十分之一、五分之一或三分之一。所述的景深可以在0. 1微米至200微米的范圍內(nèi)。從而，處于靜止?fàn)顟B(tài)的液體樣品中的顆粒的移動可能少于每秒0. 001微米，如小于0. 01微米每秒，如小于0. 1微米每秒，如小于每秒1微米。在本實施例中，顆粒參數(shù)可以是細胞中的細胞核的數(shù)量和大小，或者是細胞核之間的距離。在一個實施例中顆粒的詳細信息并不是所關(guān)心的，例如顆粒的計數(shù)，對顆粒移動的限制為只要該移動不影響對顆粒的計數(shù)即可。因此，待計數(shù)的顆粒的移動可以是小于0. 01微米每秒，如小于0. 1微米每秒，如小于1微米每秒，如小于10 微米每秒，如小于100微米每秒，如小于1毫米每秒。在這里景深被定義為與光學(xué)器件的距離范圍，在這個范圍內(nèi)，對象的圖像大體上不受到距焦平面位置的影響。焦平面的定義為一個平面，在這個平面處可以達到最好的成像分辨率。術(shù)語大體上未受影響的含義是指，體現(xiàn)對象特征的估計的參數(shù)基本上沒有受到移動的影響。在一個實施例中，大體上未受影響指景深內(nèi)在給定位置的點源的強度分布的 FWHM(半高寬)與焦平面內(nèi)點源的強度分布的FWHM的比值小于5，例如小于2，如小于1. 5， 如小于1. 25，如小于1. 1，如小于1. 05。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)包括存儲設(shè)備，用于存儲圖像采集設(shè)備采集的圖像。所述存儲設(shè)備可以包括易失性存儲單元，例如隨機存取存儲器單元，或者非易失性存儲器，例如硬盤，閃存驅(qū)動器，光盤，DVD，藍光光盤或類似存儲介質(zhì)。第一圖像采集設(shè)備記錄的圖像可以用圖像分析設(shè)備分析。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括模式識別算法。在一個實施例中，這些模式識別算法適于比較描述給定樣品的相鄰部分的多個圖像，并借此確定在什么時候，顆粒處于光學(xué)檢測組件的焦平面中。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括邊緣識別單元，用于識別圖像中的對象的邊緣。這些邊緣可以作為所述圖像中較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域之間的過渡被識別。在一個實施例中，液體樣品中的顆粒的位置通過分析沿所述掃描路徑獲取的一系列圖像確定。所述圖像中的所述顆粒的大小在每一個圖像中都被評估，而且描述所述圖像中所述顆粒的面積與所述掃描路徑上的位置的關(guān)系曲線可以被繪制。該曲線的最小值就代表所述物面的位置，在該位置顆粒處于焦點處，例如顆粒被定位在焦平面的位置。在一個實施例中，本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)適于提供所述樣品的光學(xué)切片。組合單元可以被配置為組合所述光學(xué)切片的圖像成為所述樣品的三維重建。二維表示也可以通過利用本發(fā)明實現(xiàn)。圖像分析單元可以被配置為組合沿所述掃描路徑的和/或沿不同軸的兩個或多個掃描獲得的圖像。在一個實施例中，對采集的圖像的存儲和/或分析可以在一個或多個外部單元中進行，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)可以包括用于連接外部單元的連接單元。所述外部單元可以是如上面描述的存儲設(shè)備和/或圖像分析設(shè)備。在一個實施例中，外部設(shè)備可以包括個人電腦，如筆記本電腦，所述個人電腦配備存儲設(shè)備和/或用于分析所述圖像的軟件。在一個實施例中，連接單元包括串行連接，如USB端口。在一個實施例中，所述連接包括無線連接，例如通用分組無線業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器(GPRS)，藍牙天線或WiFi天線。還有其他形式的連接端口，如以太網(wǎng)連接或并行連接也可使用。連接單元還可以包括因特網(wǎng)連接，用于在遠程存儲設(shè)備存儲圖像和其它數(shù)據(jù)，所述遠程存儲設(shè)備例如是從一個或多個裝置中收集圖像的遠程放置的服務(wù)器。這些數(shù)據(jù)可以存儲供以后分析或參考使用。在一個實施例中，所述裝置包括至少一個控制單元，所述控制單元被配置為控制所述移動單元和所述第一圖像采集設(shè)備的圖像采集。所述控制單元還可以包括分析設(shè)備， 用于分析采集設(shè)備采集的圖像。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)適于確定配置成與所述樣品設(shè)備相關(guān)的非均質(zhì)樣品的體積的至少一個參數(shù)。所述參數(shù)原則上可以是任何可測量參數(shù)，例如體積中的顆粒的總數(shù)，體積中的特定顆粒的數(shù)量，體積中的不同顆粒的數(shù)量，體積的大小或者體積的形狀。對于某些應(yīng)用，對給定的樣品的分析要求預(yù)訂數(shù)量的顆粒被計數(shù)，以提供不確定性較低的統(tǒng)計。在一個實施例中，所述裝置和系統(tǒng)適于獲取并且分析圖像直到預(yù)定數(shù)量的顆粒被識別。所述樣品的被成像和分析的部分的體積可以同時被確定。所述樣品中的顆粒的濃度可以由顆粒的預(yù)定數(shù)量以及已確定的所述樣品的被成像和分析的部分的體積確定。 而且，非均質(zhì)樣品中的顆粒的數(shù)量可以由預(yù)定的質(zhì)量或確定性所決定，所述樣品中的顆粒的濃度可以由已確定的所述樣品的被成像和分析的部分的體積確定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，進行分析的質(zhì)量可以由用戶調(diào)整，同時還可以調(diào)整分析時間，從而可以以簡單的方式進行質(zhì)量時間比優(yōu)化，并且獲得較大的質(zhì)量/時間范圍。在測量過程中獲取了多個圖像，圖像之間被已知的步長分開。因此，在圖像采集的過程中，可以計算所測量的有效體積。在測量中，所有的步長可以相同也可以不同。在一個實施例中，計算有效體積被用來改善對離子濃度的確定的統(tǒng)計。在測量過程中，步長被積累，采集的圖像被送到適于檢測顆粒的顆粒檢測設(shè)備。檢測圖像中的顆粒是非常簡單的，而且可以使用具有和圖像采集相同速度的專用硬件中的專用軟件完成識別。 當(dāng)焦點處的顆粒被發(fā)現(xiàn)，則發(fā)現(xiàn)的顆粒的總數(shù)增加，所述的測量過程持續(xù)進行直到一定量的顆粒被發(fā)現(xiàn)。有效濃度便可確定為濃度=顆粒數(shù)/累積體積。在本發(fā)明的一個實施例中，需要關(guān)于顆粒的更多信息。如果幾種不同的顆粒的相對濃度需要確定，就可能需要做比正常速度下在兩個圖像之間的計算更多的計算。當(dāng)顆粒檢測設(shè)備確定顆粒的位置的時候，圖像采集工作停止。在檢測顆粒之后，用于確定實際顆粒類型的計算裝置被啟動。當(dāng)一個圖像中的所有顆粒的類型都被確定之后——或者因顆粒已流出而無法確定時——樣品設(shè)備被移動一步以獲取下一個圖像。這時不需要確定被測量樣品的體積，因為只對相對濃度感興趣。當(dāng)為顆粒的相對濃度建立了足夠高的統(tǒng)計確定性之后，測量就可以停止。如果需要建立兩種類型的顆粒的相對濃度，并且第一種顆粒具有高濃度，第二種顆粒具有低濃度， 發(fā)現(xiàn)的第二種類型顆粒的數(shù)量應(yīng)該用來決定是否已經(jīng)發(fā)現(xiàn)足夠多的顆粒。如果每發(fā)現(xiàn)的10 個顆粒中有一個顆粒是第二種類型的，那么統(tǒng)計確定性就不好，測量需要繼續(xù)進行。如果 500個顆粒中有50個是第二種類型的顆粒，那么統(tǒng)計確定性就好多了，測量可以停止。也可以繼續(xù)測量以得到一個更好的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，需要關(guān)于一種具有特殊參數(shù)的顆粒的存在的信息。當(dāng)例如病人被懷疑感染瘧疾，將采集血液樣品并進行瘧疾血液篩查。與確定白血球濃度相比， 這個檢測可能需要較多的血液樣品。在從病人身上采集血液樣品并將血液樣品插入樣品設(shè)備后，測量開始。采集圖像，并且圖像分析設(shè)備被激活來確定是否存在原蟲類寄生蟲，例如惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲。當(dāng)研究完該圖像，樣品設(shè)備被移動一步，以采集下一個圖像。對于每一步，計算累積的體積。此過程繼續(xù)，直到至少有一定數(shù)目的瘧疾顆粒已發(fā)現(xiàn)或至少已經(jīng)研究了一定體積。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括邊界識別單元，所述邊界識別單元被配置為識別在所述圖像中所述樣品的至少一個邊界。邊界單元可以被配置為識別在所述圖像中所述樣品的至少一個邊界。
在一個實施例中，所述樣品被配置為在樣品設(shè)備中，所述樣品設(shè)備包括至少一個第一和第二界限，其中所述第一和第二界限大體上互相平行，并且平行于所述掃描路徑。邊界識別單元可以被配置為識別由所述第一界限限定的第一邊界，以及由所述第二界限限定的第二邊界。邊界識別單元也可以被配置為識別由第三界限限定的第三邊界，和由第四界限限定的第四邊界。在與所述掃描路徑相垂直的截面中的所述樣品設(shè)備中的所述樣品的環(huán)境可以由第一到第四邊界定義。第三界限可以大體上平行于所述掃描路徑，垂直于所述第一界限；第四界限可以大體上平行于所述第三界限。在一個實施例中，第二到第四界限包括有彈性的并且至少部分透明的薄膜，與所述樣品接觸。樣品設(shè)備可以以這種方式被配置成與所述光學(xué)檢測組件相關(guān)，從而使第一界限的法向量和/或第二界限的法向量與光學(xué)檢測組件的光軸不平行。所以光軸分別與第一和第二界限法線之間所成的角度Psihtmf和角度Psi2-。。nf大于0。在一個實施例中，所述樣品被配置為在包含支撐物的樣品設(shè)備上，優(yōu)選的，所述支撐物大體上平行所述掃描路徑。樣品可以以任何形式提供，例如，被配置為在所述支撐物上的一滴或多滴液體樣品。邊界識別單元可以被配置為識別該支撐物上的樣品的邊界。第一邊界可以包括所述樣品和所述支撐物之間的界面，第二邊界可以包括所述樣品和所述周圍環(huán)境之間的界面。在一個實施例中，樣品設(shè)備以這樣的方式被配置，以使支撐物位于樣品圖像采集設(shè)備和樣品之間。樣品設(shè)備可以以這樣的方式被配置成與所述光學(xué)檢測組件相關(guān)，從而使支撐物的法向量與光學(xué)檢測組件的光軸不平行。所以光軸與支撐物的法向量之間的角度PSisuppmt大于0。在一個實施例中，其中樣品的邊界和/或圖像采集區(qū)的邊界被確定，所述樣品的被分析的體積由對所述邊界之間的間距的測量確定。在一個實施例中，第一和第二邊界被識別，所述非均質(zhì)樣品的被分析的體積由對所述邊界之間的間距的測量、所述圖像采集區(qū)的尺寸和被掃描的路徑的長度確定。在一個實施例中，樣品的第三和第四邊界被識別，所述體積由第一和第二樣品邊界的間距、所述第三和第四樣品邊界的間距以及被掃描的路徑的長度確定。在一個實施例中，在與所述掃描路徑垂直的截面上的樣品體積的截面面積可以由所述界限定義的邊界確定，體積可以通過截面面積和被掃描的路徑的長度確定。在一個實施例中，所述非均質(zhì)樣品的所述的體積被分析的部分，由所述圖像采集區(qū)在所述截面面積上的投影和被掃描的路徑的長度限定。當(dāng)圖像采集區(qū)不包括所有定義所述樣品設(shè)備的界限的截面面積所需要的邊界時，會是這種情況。在一個實施例中，樣品被配置為在樣品設(shè)備中，樣品設(shè)備包括多邊形界限。邊界識別單元可以被配置為識別樣品和多邊形界限之間的邊界。所述多邊形界限的縱軸可以是大體上平行于所述掃描路徑。所述樣品的被分析的體積的大小的確定，可以包括對所述多邊形界限的面積的測量。所述多邊形界限可以是毛細管。在一個實施例中，樣品被配置在樣品設(shè)備中，樣品設(shè)備包括管狀界限，例如大體上為圓柱形的界限。邊界識別單元可以被配置為識別樣品和管狀界限之間的邊界。所述管狀界限的縱軸可以是大體上平行于所述掃描路徑。所述樣品的被分析的體積，可以由對所述管狀界限的圓周的測量來確定。所述管狀界限可以是毛細管。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)包括用于讀取在所述樣品設(shè)備上的編碼所提供的信息的單元。該編碼可以包括與在所述樣品設(shè)備上的位置有關(guān)的刻或印的信息，用以確定沿所述掃描路徑的哪個位置采集到的所述多個圖像的每一個。在一個實施例中，采集的圖像的沿所述掃描路徑的位置，通過讀取所述至少一個第一移動單元獲得。一個或多個圖像的特定的位置的信息可能對與用戶特別有用，而且可以例如用于確定顆粒在樣品中的移動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以例如通過下面的說明清楚其其他用途。本發(fā)明的光學(xué)檢測組件包括至少一個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括焦平面。所述光學(xué)元件可以是任何類型的透鏡或包括系統(tǒng)的透鏡，例如物鏡，例如平凸透鏡，平凹透鏡， 凹凸透鏡，凹凹透鏡，凸凸透鏡，兩個鏡頭組合(duplet)，三個鏡頭組合(triplet)，或四個鏡頭組合，或多個鏡頭組合。光學(xué)元件的焦平面可以與光學(xué)檢測組件的物面重合。在一個實施例中，裝置包括第二光學(xué)檢測組件。第二光學(xué)檢測組件可以與第一光學(xué)檢測組件相似，或不同于第一光學(xué)檢測組件。所述第一光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)可以與所述第二光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)相交，并形成一個交叉角。所述交叉角的范圍可以是0到180度。在一個實施例中，交叉角是0度，第一光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)與所述第二光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)重合。在一個實施例中，交叉角是90度，第一光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)與所述第二光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)垂直。第一和第二光學(xué)檢測組件可以是不同的，例如，具有不同的放大倍率和觀察面積。 第一和第二圖像采集區(qū)可以是不同的，例如，樣品的不同部分分別被兩個光學(xué)檢測組件成像。在一個實施例中，所述掃描路徑大體上與所述物面垂直，光學(xué)檢測組件可以按照 Scheimpflug原理組織。在一個實施例中，裝置包括樣品設(shè)備底座，當(dāng)要獲取樣品的圖像時，樣品設(shè)備被配置成與該樣品設(shè)備底座相關(guān)。樣品設(shè)備底座可以包括固定單元，用于固定所述樣品設(shè)備到所述樣品設(shè)備底座。樣品設(shè)備底座可以包括大體上為平面的表面，所述表面適于為所述樣品設(shè)備提供一個底座，所述樣品設(shè)備可以被配置為與所述平面表面接觸。在一個實施例中，所述樣品設(shè)備包括第一界限和/或第二界限，所述樣品設(shè)備可以被配置為具有至少一個界限與所述平面表面大體上平行。如果平面表面被配置成其法線與光學(xué)檢測組件的光軸成PSibase 角，PSibase大于0度，光軸分別與第一和第二界限的法線之間所成的角度psih-和角度 Psi2-。。nf中至少有一個大于0度。光軸與第一界限的法向量之間所成的角度PSihtmf，與第二界限的法向量所成的角度Psi2-。。nf，以及與所述平面表面的法向量所成的角度可以是在約0. 3度到89. 7度的范圍內(nèi)，例如其范圍是約1到約89度，例如其范圍是約2到約88度，例如其范圍是約4到約 86度，例如其范圍是約5到約85度，例如其范圍是約8到約82度，例如其范圍是約10到約 80度，例如其范圍是約20到約70度，例如其范圍是約25到約65度，例如其范圍是約30到約60度，例如其范圍是約35到約55度，例如其范圍是約40到約50度。在一個實施例中， 角度Psihmf和角度Psi2-。。nf的范圍是約20到約89. 5度，例如其范圍是約20到約85度， 例如其范圍是約20到約80度，例如其范圍是約20到約75度，例如其范圍是約20到約65 度，例如其范圍是約20到約55度，例如其范圍是約20到約45度。在一個實施例中，執(zhí)行掃描和圖像采集以獲取樣品的多個圖像，使得沿掃描路徑采集的圖像的中心大體上沿著一條單調(diào)變化的線對齊，例如一條直線，或者定義了圓的線， 從而可以實現(xiàn)被成像的樣品體積的光學(xué)切片。如果要獲得樣品的幾個光學(xué)切片，移動臺(translation stage)可以在連續(xù)兩個光學(xué)切片之間，移動光學(xué)采集設(shè)備和樣品設(shè)備，使它們形成相對移動，例如，掃描和圖像采集可以在樣品的幾個區(qū)域執(zhí)行。在一個實施例中，角度θ比較大，例如，物面可以比較接近與掃描路徑平行，使得所述物面的與配置為在所述樣品設(shè)備中的所述樣品的相交面積較大。角度θ描述了掃描路徑和所述光學(xué)檢測組件的光軸之間的夾角，所述夾角θ的范圍是約0. 3到約89. 7度，例如其范圍是約1到約89度，例如其范圍是約2到約88度，例如其范圍是約4到約86度，例如其范圍是約5到約85度，例如其范圍是約8到約82度，例如其范圍是約10到約80度，例如其范圍是約20到約70度，例如其范圍是約25到約65度， 例如其范圍是約30到約60度，例如其范圍是約35到約55度，例如其范圍是約40到約50 度，或者例如其范圍是約20到約89. 5度，例如其范圍是約20到約85度，例如其范圍是約 20到約80度，例如其范圍是約20到約75度，例如其范圍是約20到約65度，例如其范圍是約20到約55度，例如其范圍是約20到約45度，或者例如其范圍是約60到約89. 5度， 例如其范圍是約63到約86度，例如其范圍是約66到約83度，例如其范圍是約69到約80 度，例如其范圍是約71到約78度，例如其范圍是約73到約77度。當(dāng)θ為90度時，相同的光學(xué)檢測組件的圖像采集區(qū)的大小對稱；當(dāng)θ為α度和 180-α度時，例如θ為15度或165度時，可以得到相同大小的圖像采集區(qū)。在一個實施例中，光學(xué)檢測組件包括光束整形元件?？梢允抢绮迦牍饴分杏糜跍p少圖像錯誤的光圈，可以是光束放大和/或光束聚焦元件，和/或圖像改進元件。光圈可以具有固定大小并在光路上具有固定位置，或者是可以根據(jù)實際機構(gòu)需要改變的光闌 (iris)。如果測量要求較大的景深，光闌應(yīng)該變小，如果測量需要具有較小景深的較大視野，光闌應(yīng)該變大。光闌的大小的增加也將減小對通過樣品的光強的需求。在一個實施例中，光圈處于光束放大或光束聚焦元件與所述樣品之間。光圈還可以以可釋放的鎖定方式放置，從而其可以與具有不同開口直徑光圈交換。光束放大元件可以是，例如，一個透鏡或兩個以上的透鏡組合。光學(xué)檢測組件可以包括圖像改進元件。這可以是插入光路的光圈或光闌，或者可以是特殊的光學(xué)元件，例如棱鏡或光楔(wedge)。圖像采集設(shè)備可以包括CXD芯片或CMOS芯片，或者如果裝置既包括第一圖像采集設(shè)備又包括第二圖像采集設(shè)備，圖像采集設(shè)備可以包括兩者組合。CXD芯片和CMOS芯片可以以分組(binned)安裝使用，當(dāng)讀出數(shù)據(jù)時，CCD中相鄰像素的電荷被組合稱為一個像素。 這可以用于當(dāng)搜索樣品中的顆粒時在分辨率的要求較低的情況下，減少測量機構(gòu)中的數(shù)據(jù)量。當(dāng)樣品被發(fā)現(xiàn)，分組可以改變或終止，以獲得較高的分辨率。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)包括第二圖像采集設(shè)備，所述第二圖像采集設(shè)備的圖像分辨率高于所述第一圖像采集設(shè)備的分辨率。裝置還可以包括第一移動單元，所述第一移動單元被配置為移動所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件，使所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件相對移動。這可以通過下述方式完成，相對于裝置的外殼移動樣品設(shè)備，同時保持光學(xué)檢測組件不動，或者反過來，相對于裝置的外殼移動光學(xué)檢測組件，同時保持樣品設(shè)備不動。移動可以是大體上連續(xù)的方式，并且在移動過程中，以預(yù)定的時間間隔采集多個圖像，例如所述預(yù)定的時間間隔的范圍是10_9秒到IO3秒，是10_4秒到10秒，或者是10_3秒到1秒。使用這個過程，圖像將以預(yù)定的樣品中的間距被采集并且測量可以快速進行；在一些情況下需要這樣的過程，例如，當(dāng)樣品的生存期較短時。在一個實施例中，優(yōu)選的，圖像采集被快速執(zhí)行以確保樣品似乎處于靜止?fàn)顟B(tài)。步的大小可以通過從圖像上獲取的信息來確定。如果例如感興趣的顆粒在圖像中找到，下一步可能是移動樣品使顆粒處于景深的中心，以獲取最好的圖像。另一方面，如果在采集的圖像中沒有發(fā)現(xiàn)顆粒，步長應(yīng)該是盡可能長以盡肯能少的幾步內(nèi)搜索到樣品。兩步之間應(yīng)該一直有重疊區(qū)域，以確保樣品中所有存在的顆粒都可以被檢測到。步的大小在一個實施例中可以固定為一個特定值，其在測量過程中保持不變。這可以用來采集一套圖像，利用兩個連續(xù)圖像之間的重疊信息，該套圖像可以組合成為三維圖像或三維測量。有時顆粒的三維重建可能要求步長為景深的幾分之一。在一個實施例中，所述至少一個光學(xué)元件的景深大于或等于所述移動單元的步長。在X方向上的界限給步數(shù)設(shè)置了上限，從而也給可以獲得的不同的圖像的數(shù)量設(shè)置了上限。所以，優(yōu)選的，樣品在X方向上的尺寸足夠大，以包括在該方向上所需步數(shù)的距
1 O在一個實施例中，移動可以是具有預(yù)定步長的大體上相等的移動步。在兩個連續(xù)的移動之間可以獲取圖像。使用這個過程，圖像以樣品中預(yù)定的間距被采集。而且，當(dāng)執(zhí)行圖像采集時，樣品可以大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)。與在圖像采集過程中樣品發(fā)生移動相比，這樣可以得到具有更好分辨率的圖像。所述預(yù)定的步長的范圍是約0. 05 μ m到約1000 μ m。上限約1000 μ m大小的步長
用于掃描樣品搜索顆粒的測量。步長甚至可以大于景深，因為即使顆粒處于景深區(qū)域之外也可以被檢測到并且將以扭曲的方式成像。當(dāng)處于景深區(qū)域之外的顆粒被檢測到時，步長可以改變來移動樣品，使顆粒處于圖像采集區(qū)中。例如，預(yù)定步長的范圍可以是范圍是5μπι到約10 μ m。光學(xué)檢測系統(tǒng)可以被配置為具有約5 μ m到約10 μ m范圍的景深，而且在本發(fā)明的一個實施例中，優(yōu)選的，步長小于景深，以保證所有的顆粒都以非扭曲的方式被成像。所以在一個實施例中，預(yù)定步長可以是小于景深，例如其范圍是約0.05 μ m到約 5μπι。對于利用采集的圖像獲取信息以確定一種(例如白血球)顆粒的參數(shù)，這是優(yōu)選的方式。在一個實施例中，所述至少一個光學(xué)元件的景深可以大于或等于所述移動單元的步長，從而允許了采集圖像的可靠拼接。預(yù)定步長甚至可以大大小于景深，例如其范圍是景深的五分之一到百分之一。對于獲取用于樣品中顆粒的三維重建的圖像，這是優(yōu)選的方式。預(yù)定步長可以是約10微米，約5微米，約1微米，約0. 1微米。裝置可以包括第二移動單元，所述第二移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。第二移動單元的移動方向可以與第一移動單元的移動方向不同，而且第二移動單元的移動方向可以與第一移動單元的移動方向大體上垂直。在一個實施例中，第一移動單元可以以大體上旋轉(zhuǎn)的方式使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)運動可以按預(yù)定角度步以大體等步的方式移動。在兩個連續(xù)的步之間，采集圖像。預(yù)定角度步的范圍是可以是約 0.01度到約1度，可以是約0. 1度到約0.5度。預(yù)定步長可以是0.01度，0.02度，0.05度或0. 1度。第二移動單元可以提供物面的朝向第一移動單元提供的旋轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)中心的徑向移動。所述第一和第二移動臺的組合運動基本上就像⑶播放機中⑶上的光束的運動。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)包括圖像照明設(shè)備，所述圖像照明設(shè)備用于將樣品暴露于輻射中。該圖像照明設(shè)備可以是任何類型的電磁輻射源，并且其輻射波長的范圍可以是約0. Olnm到約15km，可以是約200nm到約llOOnm，可以是約300nm到約 800nm,可以是約400nm到約700nm，可以是約450nm到約600nm，可以是約495nm到約570nm。 圖像照明設(shè)備可以包括的光源選自激光器，二極管激光器，發(fā)光二極管、燈泡、超連續(xù)光源、 或白色光源組成的組。在一個實施例中，所述圖像采集設(shè)備檢測到的電磁輻射包括作為化學(xué)發(fā)光過程的結(jié)果發(fā)出的光。在一個實施例中，圖像分析單元適于識別非均質(zhì)樣品中的非均質(zhì)物。所述非均質(zhì)物可能包括顆粒，例如生物來源的或非生物來源的顆粒。所述生物來源的顆粒可以是胚胎， 細菌，寄生蟲，真菌或細胞。細胞可以是血球，例如紅、白血球，體細胞，酵母細胞，卵母細胞， 胚細胞，cygotes以及血小板。顆粒也可以是非生物來源的，例如金屬碎片，油中的水滴，顏料中的色素以及水中的污染物。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)適于確定樣品中白血球的定性參數(shù)， 和/或適于確定樣品中白血球的定量參數(shù)。在一個實施例中，樣品中被原蟲類寄生蟲，例如惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲，感染的紅血球的數(shù)量被確定。該實施例為確診病人是否感染例如瘧疾的疾病。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)適于評估癌癥病人的身體狀態(tài)以及所述病人對于化療治療的準(zhǔn)備程度。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)適于檢測非生物來源的顆粒，例如金屬碎片、油中的水滴、顏料中的色素和水中的污染物。系統(tǒng)和裝置可以包括外殼。所述外殼可以例如用全部或部分不透明的材料制作， 以阻止來自環(huán)境的具有選擇波長的全部或部分光進入所述光學(xué)檢測設(shè)備照射所述樣品。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)包括反饋回路，所述反饋回路用于例如重復(fù)執(zhí)行序列，所述序列包括a.采集圖像；b.分析所述圖像；和C.調(diào)整所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件之間的相對位置。該反饋回路適于追蹤所述樣品中的顆粒。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置和系統(tǒng)進一步包括用于準(zhǔn)備樣品的樣品準(zhǔn)備單元。系統(tǒng)和裝置適于作為還包括電源的便攜式設(shè)備，例如電源是可充電電池。在一個實施例中，本發(fā)明提供的裝置適于確定，用于描述在液體樣品中個體生物有機體的微生物活動的至少一個參數(shù)的值。在這樣的實施例中，圖像采集設(shè)備適于采集圖像，其中個體生物有機體可以被識別，并且控制單元適于控制光學(xué)檢測組件和移動單元采集圖像，以形成所述液體樣品中的生物有機體的至少一個第一光學(xué)切片。液體樣品被配置在樣品設(shè)備中，所述樣品設(shè)備包括至少一個用于容納液體形態(tài)樣品的樣品容器。圖像分析設(shè)備被配置為分析所述第一光學(xué)切片，所述圖像分析設(shè)備包括算法，所述算法適于確定用于描述在每一個樣品容器中的所述個體生物有機體的微生物活動的至少一個參數(shù)的值?？刂茊卧m于順序的從所述樣品采集光學(xué)切片，例如所述第一光學(xué)切片和至少一個第二光學(xué)切片。用于描述微生物活動的參數(shù)原則上可以是任何可測量參數(shù)，例如但是不限于細胞分裂速度、細胞活性、存活/死亡率、布朗運動、新陳代謝率、形態(tài)、生長因子、動力學(xué)或焦點行為。參數(shù)可以理解為單個值，幾個值的組合，或者甚至幾個參數(shù)的組合。短語“生物有機體”既可以指單一生物有機體，也可以指生物有機體的實例，例如較大的或較小的生物有機體組。微生物活動可以理解為細胞分裂、細胞運動、對環(huán)境造成改變的新陳代謝、細胞死亡等造成的活動，這些活動改變了微生物的數(shù)量、改變了單一有機體或有機體群的大小，或者改變了有機體的位置或運動。所以，微生物活動可以在一個廣泛的范圍內(nèi)被理解為，對于單一微生物或較大、較小的微生物組的任何可檢測的變化。樣品設(shè)備中樣品容器的數(shù)量可以根據(jù)應(yīng)用的不同而變化。樣品設(shè)備可以只包括一個樣品容器，例如在一個實施例中用于監(jiān)視單一生物有機體。樣品設(shè)備可以包括幾個樣品容器，例如20個樣品容器，用于敏感性試驗。所述樣品設(shè)備上的樣品容器的數(shù)量N。。nt可以是2、3、4、5、6、8、9、10、12、14、15、16、18、 20、21、22、24、25、26、27、28、30或者大于30。在一個實施例中，N。。nt個樣品容器被配置成一行或多行，例如每一行的樣品容器數(shù)相同。樣品容器可以包括進口，用于讓液體進入樣品容器，并且可以包括出口，用于當(dāng)液體流入時排除多余的液體或氣體。如果樣品設(shè)備還將被新的液體樣品重用，出口還可以用于取出樣品。樣品容器可以具有開放界限，例如在至少一個方向上開放，在這種情況下，容器可以被看成是一種井式容器，或者樣品可以具有基本上封閉的界限，例如除了可選的入口和出口外在所有的方向上封閉，在這種情況下，容器可以被看成是槽式容器(cuvette-type container)。采集光學(xué)切片時，樣品可以是液態(tài)。如果樣品會因引力流入樣品容器或通過毛細力被拉入樣品容器，則樣品被認(rèn)為是處于液態(tài)。液體樣品可以表現(xiàn)得像膠體。本發(fā)明上下文中，膠體是固體，是具有軟、弱屬性或硬、堅韌屬性的膠狀材料。在靜止?fàn)顟B(tài)下，膠體基本上顯示為不流動。從重量上看，膠體主要是液體，雖然表現(xiàn)得像固體。當(dāng)?shù)玫綐悠返墓鈱W(xué)切片，其相關(guān)的生物有機體對象，無論其是細胞、細菌或是其他感興趣的對象，可以提取出來以備進一步分析使用，提取的方法是通過應(yīng)用下面的第一算法，包括1.對于光學(xué)切片中的每一個像素應(yīng)用決策函數(shù)，將每一個像素分類為對象或者背景。決策函數(shù)可能是例如基于目標(biāo)像素周圍的局部對比度。2.組合來自光學(xué)切片的每一個圖像的對象像素，以形成個體對象焦點堆(object focus stacks) 0對象焦點堆由一個或多個某對象在不同焦平面的成像的圖像組成。如果光學(xué)切片是使用傾斜的光學(xué)系統(tǒng)采集的，在構(gòu)造對象焦點堆的時候要特別小心。3.對于每一個對象焦點堆，最佳焦點可以通過應(yīng)用在對象焦點堆中每一個圖像的聚焦函數(shù)來確定。在一個實施例中，在目標(biāo)對象是振幅對象(amplitude objects)的情況下，像素強度的方差可以用作聚焦函數(shù)。對象的具有最大方差的圖像就是所述的焦點處的圖像。這幅圖像可以取出來進一步分析。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定細胞分裂速度的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠吩诘染嗷蚍堑染鄷r間間隔的一套光學(xué)切片后，細胞分裂速度通過使用第一算法提取相關(guān)細胞來計算。對于每一個提取的對象，都可以計算關(guān)于細胞的參數(shù)。這可以是例如子部分的數(shù)目，對象面積，對象周長，二值骨架的大小等。在光學(xué)切片中所有對象的參數(shù)值的平均值也可以計算。對于目標(biāo)樣品的所有光學(xué)切片重復(fù)這個過程。通過觀察平均值隨時間如何變化，細胞分裂速度可以確定。除了參數(shù)值的平均值以外的其他統(tǒng)計測量可以考慮，例如中間值，方差，或其他高次和/或非線性統(tǒng)計測量。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定細胞活性的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠返膯我还鈱W(xué)切片后，建立細胞活性度可以通過首先應(yīng)用上述方法以提取相關(guān)對象焦點堆。對于每一個對象，活性可以通過參考下述參數(shù)計算，例如聚焦函數(shù)行為，焦點處對象的強度分布，對象的整體對比度，一些生物染色效果等等。對堆中所有檢測到的對象應(yīng)用這個方法， 如平均值等統(tǒng)計測量可以用于判斷樣品中細胞的整體活性。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定存活/死亡率的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠吩诘染嗷蚍堑染鄷r間間隔的一套光學(xué)切片后，存活/死亡率通過使用第一算法提取相關(guān)細胞來計算。對于每一個提取的對象，關(guān)于存活/死亡屬性的參數(shù)都可以計算。這可以是例如聚焦函數(shù)行為，焦點處對象的強度分布，對象的整體對比度，一些生物染色效果等。在光學(xué)切片中所有對象的參數(shù)值的平均值也可以計算。對于目標(biāo)樣品的所有光學(xué)切片重復(fù)這個過程。通過觀察平均值隨時間如何變化，存活/死亡率可以確定。除了參數(shù)值平均值以外的其他統(tǒng)計測量可以考慮，例如中間值，方差，或其他高次和/或非線性統(tǒng)計測量。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定布朗運動的算法，通過計算確定。當(dāng)?shù)玫綐悠返膯我还鈱W(xué)切片后，建立布朗運動度可以通過首先應(yīng)用上述方法以提取相關(guān)對象焦點堆。對于每一個對象焦點堆，運動度可以通過參考對象的質(zhì)心在不同焦平面上的運動計算。對堆中的所有檢測到的對象應(yīng)用這個方法，統(tǒng)計測量可以用于判斷所述運動是否為布朗運動，或者樣品中的對象是否有預(yù)計的流向。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定形態(tài)參數(shù)的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠返膯我还鈱W(xué)切片后，確定樣品中對象的形態(tài)參數(shù)的建立可以通過首先應(yīng)用上述方法以提取焦點處的相關(guān)對象。對于每一個焦點處的對象，多種形態(tài)參數(shù)可以確定，例如子部分的數(shù)目， 形狀因子，對象周長，圓度，粒度，圓方差等。對光學(xué)切片中所有檢測到的對象應(yīng)用這個方法，統(tǒng)計測量可以用于計算樣品中對象的整體形態(tài)參數(shù)。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定形態(tài)隨時間變化的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠吩诘染嗷蚍堑染鄷r間間隔的一套光學(xué)切片后，細胞分裂速度通過使用第一算法提取相關(guān)細胞來計算。對于每一個提取的對象，關(guān)于細胞的參數(shù)都可以計算，例如子部分的數(shù)目，形狀因子，對象周長，圓度，粒度，圓方差等。在光學(xué)切片中所有對象的參數(shù)值的平均值也可以計算。對于目標(biāo)樣品的所有光學(xué)切片重復(fù)這個過程。通過觀察平均值隨時間如何變化，形態(tài)隨時間變化可以確定。除了參數(shù)值平均值以外的其他統(tǒng)計測量可以考慮，例如中間值，方差，或其他高次和/或非線性統(tǒng)計測量。在一個實施例中，生物有機體的生長因子可以確定。確定生長因子是為了例如提取關(guān)于生物有機體的生長是如何被生長條件所影響的信息，所述的生長條件是例如樣品環(huán)境和/或引入一種或多種與生物有機體相互作用的試劑。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定生長因子的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠吩诘染嗷蚍堑染鄷r間間隔的一套光學(xué)切片后， 細胞分裂速度通過使用第一算法提取相關(guān)細胞來計算。對于每一個提取的對象，都可以計算關(guān)于細胞的參數(shù)。這可以是例如子部分的數(shù)目，對象面積，對象周長，二值骨架的大小，形狀特征等。在光學(xué)切片中所有對象的參數(shù)值的平均值也可以計算。對于目標(biāo)樣品的所有光學(xué)切片重復(fù)這個過程。通過觀察平均值隨時間如何變化，可以建立生長曲線。除了參數(shù)值平均值以外的其他統(tǒng)計測量可以考慮，例如中間值，方差，或其他高次和/或非線性統(tǒng)計測量。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定動力學(xué)的算法。當(dāng)?shù)玫綐悠返膯我还鈱W(xué)切片后，建立樣品中對象的動力學(xué)可以通過首先應(yīng)用上述方法以提取相關(guān)對象焦點堆。對于每一個對象焦點堆，運動度可以通過追蹤對象的質(zhì)心在不同焦平面上的運動計算。 這可以通過應(yīng)用簡單二維圖像相關(guān)OD image correlation)來完成。之后，多種動力學(xué)參數(shù)可以被提取，例如運動方向、速度等。對光學(xué)切片中所有檢測到的對象應(yīng)用這個方法，統(tǒng)計測量可以用于計算樣品中對象的整體動力學(xué)屬性。在一個實施例中，圖像分析設(shè)備包括適于確定焦點行為的算法。當(dāng)?shù)玫絾我粚ο髨D像堆后，分析焦點行為可以通過參考焦點函數(shù)來進行。多種測量可以被確定，例如，焦點曲線的形態(tài)能夠揭示光學(xué)屬性，例如對象是否為振幅對象或相位對象(Phase object)。其他測量例如焦點曲線的寬度也可以應(yīng)用。本發(fā)明提供的方法可以應(yīng)用于通過順序的采集所述液體樣品的多個光學(xué)切片，以及從所述多個切片中選擇第一和第二光學(xué)切片，來確定液體樣品中的微生物活動。然后計算每個光學(xué)切片的至少一個參數(shù)的值，還可以確定在兩次獲取光學(xué)切片之間，是否有至少一個參數(shù)的值發(fā)生了變化。該方法還包括從至少一個參數(shù)的值的變化來確定液體樣品中的微生物活動。本發(fā)明提供的方法可以用于通過采集所述液體樣品的至少一個光學(xué)切片，以及從所述至少一個光學(xué)切片中選擇第一光學(xué)切片，來確定液體樣品中的微生物活動。為所述第一光學(xué)切片計算至少一個參數(shù)的值，并從所述至少一個參數(shù)的所述值確定在所述液體樣品中的所述微生物活動。在本發(fā)明的一個實施例中，對液體樣品施加外部刺激。刺激設(shè)備可以被配置為對樣品設(shè)備中的液體樣品，例如樣品容器中的液體樣品，提供刺激。所述刺激可以是，例如對樣品提供電磁場，對樣品提供磁場或電場，或者可以是對樣品施加聲波。在一個實施例中， 微生物可以在受刺激時成像，以確定機體的特定行為，該行為可以幫助識別有機體的種類和性質(zhì)。刺激設(shè)備可以由控制單元控制，以在圖像采集的過程中刺激樣品容器，或者它可以長時間刺激樣品容器以引起有機體行為的更持久的改變。在本發(fā)明的一個實施例中，裝置還包括液體樣品環(huán)境控制設(shè)備。該液體樣品環(huán)境控制設(shè)備適于控制在所述液體樣品中所述生物有機體的物理環(huán)境，例如所述液體樣品的溫度。液體樣品環(huán)境控制設(shè)備還適于控制所述液體樣品的化學(xué)環(huán)境，例如PH值，營養(yǎng)水平，局部氣壓例如氧氣、氮氣和二氧化碳，鹽度、堿金屬離子水平如Li+、NA+和KA+，堿土金屬水平如 MG2+ 和 CA2+。微生物活動包括所述生物有機體對于抗生素劑的微生物敏感性。
在本發(fā)明的一個實施例中，至少一個樣品設(shè)備被注入至少第一試劑，例如至少一個樣品容器被注入至少第一試劑。所述的注入過程可以發(fā)生在所述液體樣品被放入所述樣品容器或樣品設(shè)備中之前，或者可以發(fā)生在所述液體樣品被放入所述樣品容器或樣品設(shè)備后，例如當(dāng)所述液體樣品在所述樣品容器或樣品設(shè)備中的時候。試劑可以是用于殺死容器中的生物有機體的抗生素劑，或者可以是用于幫助生物有機體生長的營養(yǎng)劑。試劑還可以是用于殺死生物有機體的清潔劑。在一個實施例中，至少一部分樣品容器被注入Nagmt種不同的試劑，其中Nagmt可以是2、3、4、5、6、8、10、20或者大于20。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，使用多少種不同的試劑取決于將要進行的測量任務(wù)。如果例如要確定多種不同細菌的細菌敏感性，那么可能需要使用許多種試劑進行測試。在一些情況下，可能的細菌的種類可以是有限的，相應(yīng)的，不同試劑的數(shù)量也是有限的。在一個實施例中，樣品容器被分成組，相同組的樣品容器被注入相同的試劑，不同組的容器所注入的試劑不同，例如所述樣品容器的第一組被注入第一試劑， 所述樣品容器的第二組被注入第二試劑，所述樣品容器的第三組被注入第三試劑，所述樣品容器的第四組被注入第四試劑。樣品容器和樣品設(shè)備也可以用于探測例如一種生物有機體對于幾種試劑的敏感性，例如試劑的組合。在一個實施例中，至少一個樣品容器被注入了幾種不同的試劑。在一個實施例中，至少有一個樣品容器中基本上沒有試劑。所述基本上是指容器中所含有的試劑量應(yīng)該不足以對容器中的有機體造成影響。在一個實施例中，具有不同濃度的第一試劑被注入至少兩個不同樣品容器中。最低抑制濃度(MIT)用于指示用于阻止微生物生長所需的抗生素濃度，當(dāng)確定最低抑制濃度時，在不同的容器中同時使用幾種不同的濃度是有利的做法。這樣可以加快測量，并且因為獲取測量結(jié)果的條件和環(huán)境相同，它們可以進行比較。在一些情況下，優(yōu)選的，在確定MIT 時至少使用5種或10種不同的試劑濃度。在其他實施例中，優(yōu)選的，使用不同的試劑濃度的數(shù)量是不同的，例如小于5種濃度，或大于10種濃度。在一個實施例中，控制單元適于在一段時間內(nèi)，從至少一個樣品設(shè)備或樣品容器中采集光學(xué)切片。光學(xué)切片包括至少一個圖像，在很多情況下，光學(xué)切片包括幾個圖像。對于某些應(yīng)用和生物有機體，獲取光學(xué)切片所需的時間段可能相對比較長，如幾天或幾個小時。對于其他應(yīng)用和生物有機體，獲取光學(xué)切片所需的時間段可能相當(dāng)短。在一個實施例中，所述的時間段少于約144小時，如低于約72小時，如低于約48小時，如低于約36小時， 如低于M小時左右，如低于約18小時，如低于12小時左右，如低于約8小時，如低于約5 小時，如低于約4小時，如低于約3小時，如低于大約2小時，如低于約1. 5小時，如低于約1 小時，如低于約2700秒，如低于約1800秒，如低于約900秒，如低于約600秒，如低于約480 秒，如低于約300秒，如低于約120秒，如低于約60秒左右，如低于約10秒，如低于5秒左右，如低于約2秒，如低于約1秒。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述給出的時間段只是示例， 時間段的大小可以根據(jù)需要執(zhí)行的測量而變化，而且在測量過程中也可以根據(jù)測量中確定的參數(shù)的值進行改變，例如根據(jù)不同的樣品容器進行個別的改變。本發(fā)明提供的裝置和方法可以用于確定位于多個樣品容器中的生物有機體的微生物活動?？刂茊卧梢赃m于從至少兩個不同的樣品容器中順序的采集光學(xué)切片。在一個實施例中，光學(xué)切片從至少兩個不同的樣品容器中，以第一時間間隔進行采集，所述第一時間間隔表示采集兩個光學(xué)切片之間的時間。第一時間間隔可以是低于約1800秒，如低于 900秒，如低于600秒，如低于300秒，如低于120秒，如低于60秒，如低于30秒，如低于10 秒，如低于5秒，如低于2秒，如低于1秒，如低于0. 5秒，如低于0. 2秒，如低于0. 1秒，如低于0. 01秒，如低于0. 001秒。本發(fā)明提供的方法和裝置可以從多個光學(xué)切片中確定位于樣品容器中的一個或多個生物有機體的微生物活動?？刂茊卧梢赃m于順序的采集光學(xué)切片。在一個實施例中， 所述光學(xué)切片以第二時間間隔從樣品容器中順序采集，所述第二時間間隔表示從樣品容器采集兩個光學(xué)切片之間的時間。時間間隔可以根據(jù)需要執(zhí)行的測量而變化。第一時間間隔可以是低于約3600秒，如低于1800秒，如低于900秒，如低于600秒，如低于300秒，如低于120秒，如低于60秒，如低于30秒，如低于10秒，如低于5秒，如低于2秒，如低于1秒， 如低于0. 5秒，如低于0. 2秒，如低于0. 1秒，如低于0. 01秒，如低于0. 001秒。如果樣品的微生物活動頻繁，使用較短的時間間隔有利，如果樣品的微生物活動不頻繁，使用較長的時間間隔也不會遺漏重要的信息。時間間隔可以根據(jù)被確定的參數(shù)值在測量過程中改變， 例如根據(jù)不同的樣品容器進行個別的改變。在一個實施例中，控制單元適于當(dāng)參數(shù)值滿足預(yù)定條件時，停止圖像采集。預(yù)定條件可以涉及所述生物有機體的抗生素敏感性的確定，或者涉及MIT的確定。


本發(fā)明的實施例將結(jié)合附圖進一步詳細介紹，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量裝置的透視示意圖，圖2顯示了在具有一個支撐物的樣品設(shè)備中的樣品的透視示意圖，圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量裝置的側(cè)面示意圖，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于樣品中顆粒三維測量的測量裝置的側(cè)面示意圖，圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于樣品中顆粒三維測量的測量裝置的側(cè)面示意圖，圖6顯示了景深和樣品設(shè)備移動步長之間相關(guān)性的示意圖，圖7顯示了可用于本發(fā)明一個實施例的圖像改進元件的側(cè)面示意圖，圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量裝置的側(cè)面示意圖，其中兩個透鏡系統(tǒng)的光學(xué)放大不同，圖9顯示了步長和顆粒最佳聚焦位置相關(guān)性的示意圖，圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量裝置的側(cè)面示意圖，其中兩個透鏡系統(tǒng)的光學(xué)放大不同，和圖11顯示了景深和插入光軸的光闌大小的相關(guān)性的示意圖。
具體實施例方式附圖為示意圖，并可能為了清楚進行了簡化。本文中，相同的標(biāo)號用于表示相同或相應(yīng)的部分。本發(fā)明的適用范圍將從以下提供的詳細說明中進一步顯現(xiàn)。但是，應(yīng)該認(rèn)識到，下面詳細的說明和具體的實例，包括同時指出的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，只是為了說明而提供， 并不限制本發(fā)明的保護范圍，因為根據(jù)這樣的詳細的描述，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所進行的各種變化和修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員都是顯而易見的。本發(fā)明由獨立權(quán)利要求的特征所定義。優(yōu)選的實施例在從屬權(quán)利要求中定義。權(quán)利要求之間的引用關(guān)系并不為限制其保護范圍。上述內(nèi)容中已經(jīng)說明了一些實施例，但應(yīng)強調(diào)的是，本發(fā)明不僅限于這些實施例， 也可以以其他的方式實現(xiàn)，只要這些實現(xiàn)方式在下述權(quán)利要求所定義的內(nèi)容的范圍內(nèi)。參考圖1，本發(fā)明的一個實施例將在下面描述。如圖所示，樣品設(shè)備18包括樣品 12。參考坐標(biāo)系統(tǒng)22，樣品設(shè)備18在Z方向上具有用于限制樣品12的第一界限沈和第二界限觀。在X方向和Y方向上，樣品設(shè)備18可以延伸超出圖像采集區(qū)10的范圍。尤其是在X方向上，優(yōu)選的，樣品設(shè)備18延伸超出初始的圖像采集區(qū)10。但是，優(yōu)選的，樣品12 在三個維度上都受限，以確保當(dāng)進行測量時，樣品12處于不動的狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。圖像照明設(shè)備M為樣品設(shè)備18中的樣品12提供照明。第一界限沈和第二界限 28的制作材料對來自照明設(shè)備M的電磁波透明。光學(xué)檢測組件15包括圖像采集設(shè)備16和物鏡14。物鏡14包括第一光軸13和垂直于第一光軸13的物面17。樣品12的圖像采集區(qū)10被配置為與物鏡14的物面17相重合。這樣才能讓樣品12的圖像采集區(qū)10的二維圖像或二維測量被成像到圖像采集設(shè)備 16。優(yōu)選的，圖像采集區(qū)10與第一界限沈和第二界限28相交，以使得第一界限沈和第二界限觀成像到圖像采集設(shè)備16，從而被包括在圖像之中。通過使用移動臺20(在圖中簡化為箭頭)，樣品設(shè)備18可以相對于光學(xué)檢測組件 15移動。樣品設(shè)備18可以在X方向上逐步移動，并且對于每一步，來自圖像采集設(shè)備16的圖像都被捕捉，并存儲在圖像存儲設(shè)備中以備后續(xù)使用。在X方向上的移動與第一光軸13 相交。在X方向上移動的步長通過使用物鏡14的景深(DOF)(請見圖6)來決定。景深是在圖像中顯得清晰的那部分場景。優(yōu)選的，步長小于D0F。這樣能確保連續(xù)的兩個由圖像采集設(shè)備16捕獲的圖像之間具有重疊部分50。各步之間的重疊部分50可以是不同的。 圖6中，圖像No. 1從樣品設(shè)備的第一位置獲取。然后移動步A，并且獲取圖像No. 2。重疊區(qū)域的大小為灰色區(qū)域50A。然后移動較小的步B，并且獲取圖像No. 3。重疊區(qū)域的大小為灰色區(qū)域50B。由于步B小于步A，所以區(qū)域50A小于區(qū)域50B。然后移動新的步C，并且獲取圖像No. 4。步C比之前的兩步都大，所以重疊區(qū)域50C小于之前的兩個重疊區(qū)域。在本發(fā)明的一個實施例中，用于在Y方向上移動樣品設(shè)備18的移動臺被使用，以擴大測量體積。所以，優(yōu)選的，樣品在Y方向上足夠大，以包括在該方向上所需步數(shù)的距離。圖像采集區(qū)10可以延伸超過樣品設(shè)備18，或者至少可以延伸超過樣品設(shè)備18的第一界限沈和第二界限觀。所獲取的圖像可以包括具有所述兩個界限的圖像，并且這個信息可以用來確定圖像采集區(qū)10的高度以及兩個界限之間的距離。對本發(fā)明的裝置的校準(zhǔn)可以建立在圖像采集區(qū)10在Y方向上的寬度上，并且通過結(jié)合圖像采集區(qū)10的高度和寬度，可以得到“真實”的圖像采集區(qū)。參考圖3，樣品設(shè)備18的一個優(yōu)選的實施例將在下面詳細描述。如圖所示，樣品設(shè)備18包括樣品12。參考坐標(biāo)系22，所述樣品設(shè)備18在Z方向上具有用于限制樣品12的第一界限沈和第二界限觀。樣品設(shè)備18可以在X方向上和Y方向上延伸超過圖像采集區(qū) 10，或者所述樣品設(shè)備18可以比圖像采集區(qū)10小。角度θ 35的定義為第一光軸13與由坐標(biāo)系統(tǒng)22所定義的掃描軸X之間的角度。 在一個實施例中，角度θ的范圍是5到85度。在本發(fā)明一個實施例中，優(yōu)選的，圖像采集區(qū)10與第一界限沈和第二界限觀相交，以使第一界限26和第二界限觀被成像到所述圖像采集設(shè)備16，從而被包含在圖像中。 尤其是在X方向上，優(yōu)選的，樣品設(shè)備18延伸超出初始的圖像采集區(qū)10。但是在一個實施例中，優(yōu)選的，樣品12在三個維度上都受限，以確保當(dāng)進行測量時，樣品12處于不動的狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。在X方向上的界限給步數(shù)設(shè)置了上限，從而也給可以獲得的不同的圖像的數(shù)量設(shè)置了上限。所以，優(yōu)選的，樣品在X方向上的尺寸足夠大，以包括在該方向上所需步數(shù)的距離。在本發(fā)明的一個實施例中，用于在Y方向上移動樣品設(shè)備18的移動臺被使用，以擴大測量體積。所以在該實施例中，優(yōu)選的，樣品在Y方向上的尺寸足夠大，以包括在該方向上所需步數(shù)的距離。優(yōu)選的，第一界限沈和第二界限觀的制作材料對從照明設(shè)備M發(fā)射的電磁波以及對可能從樣品12發(fā)射的電磁波透明。所述的材料可以是透明塑料或玻璃。優(yōu)選的，所述第一界限沈和第二界限觀互相平行。第一界限沈可以是透明的薄片，覆蓋在樣品上，所以其與另一塊板不平行。如果所述的樣品是低粘度甚至固態(tài)物質(zhì)，測量過程可以不使用第一界限——見圖2。圖2中，樣品設(shè)備沈包括樣品12。樣品可以是一滴血或者其他液體，但是優(yōu)選的是，其粘度較低。在這種情況下，第一界限包括在樣品的表面中。樣品設(shè)備可以包括具有矩形截面的通道。該通道的尺寸可以是例如HXWXL = 100 μ mX 2mmX 5cm。在一個實施例中，優(yōu)選的，樣品設(shè)備可以沿著整個通道長度移動。在一個實施例中，樣品設(shè)備可能被限制在一個旋轉(zhuǎn)的圓盤內(nèi)，固定靜止的相機可以記錄圓盤的環(huán)形部分體積，如⑶上的音軌。另外，相機可以沿徑向移動，以記錄整個圓盤的體積。在一個實施例中，樣品設(shè)備的掃描與播放CD的原理相似，即激光頭從中心向外移動?？梢杂卸喾N方法用于相對于相機移動樣品設(shè)備，例如，在一個或兩個維度上(X，Y 移動)使用移動臺。移動也可以是圓盤的旋轉(zhuǎn)以及向中心(R，θ)的移動。移動可以以精確的步(步長)進行，其中，步(步長)或者由測量前就已經(jīng)校準(zhǔn)的 “助推器”(“motor”)確定，或者用樣品設(shè)備的Y界限上包括的編碼確定。圖像采集設(shè)備采集的圖像可以存儲在存儲設(shè)備中。該存儲設(shè)備可以是任何類型的能夠存儲圖像的存儲設(shè)備。例如，所述存儲設(shè)備可以包括需要通電維持被存儲信息的易失性存儲單元。易失性存儲單元的一個例子是隨機存取存儲器單元，例如動態(tài)隨機存取存儲器和靜態(tài)隨機存取存儲器。存儲設(shè)備還可以包括能夠在斷電的狀態(tài)下維持被存儲信息的非易失性存儲器。非易失性存儲器的例子包括硬盤，閃存(flash)，光盤，DVD，藍光，只讀存儲器，閃存存儲器(flash memory)或類似存儲介質(zhì)。
優(yōu)選的，圖1中的圖像照明設(shè)備M被配置為朝光學(xué)檢測組件15中的圖像采集設(shè)備發(fā)射電磁波，所述電磁波穿過樣品設(shè)備18中的圖像采集區(qū)10。圖像照明設(shè)備M還可以根據(jù)裝置的實際形狀和所需的樣品的光照，被配置在相對于樣品的其他位置。一般優(yōu)選的， 第一界限沈和第二界限觀的制作材料對來自照明設(shè)備M的電磁波透明。在一個實施例中，照明設(shè)備M被配置為發(fā)射具有約495nm到約570nm波長(也被稱為綠光)的電磁波，照明設(shè)備M發(fā)出的光也可以具有約0. Olnm到約15km間的其他波長。 所述光可以來自激光器，例如二極管激光器，可以來自發(fā)光二極管(LED)、燈泡或其他標(biāo)準(zhǔn)光源。也可以使用其他照明技術(shù)，例如偏振光，光致發(fā)光，磷光以及電致發(fā)光。 照明設(shè)備M可以包括不止一個單一光源。在一個實施例中，照明設(shè)備既包括可見的紅光LED還包括紅外LED。為了得到兩個不同的視圖，可以單獨開啟一個照明設(shè)備照亮樣品。例如，一個照明設(shè)備可以用于對樣品中特定細胞類型的數(shù)量進行計數(shù)，而另一個照明設(shè)備可以用于確定描述該特定細胞類型的參數(shù)。光學(xué)檢測組件15包括至少一個圖像采集設(shè)備16。所述圖像采集設(shè)備16可以是任何類型的數(shù)碼相機，例如CCD相機或CMOS相機。光學(xué)檢測組件15可以包括一個或多個透鏡用于整形光束以及放大圖像。光學(xué)檢測組件15還可以包括其他光學(xué)元件，例如鏡子，光闌，光楔，棱鏡，全息照相，菲涅爾-透鏡寸。圖7中顯示了圖像改進元件32。樣品的傾斜成像可能引入圖像錯誤，使顆粒檢測更加困難。圖像改進元件32可以插入到樣品和圖像采集設(shè)備16之間的光路中。如果被放在光路中，圖7顯示的圖像改進元件將改變光路的方向。光學(xué)檢測組件15的DOF可以使所述的圖像采集區(qū)被明確限定，而不會受到在圖像采集區(qū)之前或之后的失焦位置的顆粒的顯著干擾。當(dāng)制作光學(xué)切片時，優(yōu)選的，在樣品中的步長或兩次測量之間的距離可以小于 D0F。這就保證了顆粒一直在焦點處被成像。本發(fā)明的一個實施例中，成像系統(tǒng)與包含Z界限的平面所成的角度被配置為能夠確保所述的在Z方向上的第一界限和第二界限都在樣品的圖像采集區(qū)中。而且優(yōu)選的，在 Y方向上的界限也處于圖像采集區(qū)中。這樣確保樣品設(shè)備中這部分被研究的顆粒都可以被檢測到，也確保樣品設(shè)備的任何編碼都可以被成像。樣品的界限的編碼可以用于確定樣品設(shè)備的位置，也可以用于確定被測量的那部分樣品的體積。在本發(fā)明的一個實施例中，在Z方向上和Y方向上的界限都不在樣品的圖像采集區(qū)中。在這種情況下，測量所針對的樣品的體積是使用光學(xué)放大的有關(guān)數(shù)據(jù)確定的，所述的光學(xué)放大的有關(guān)數(shù)據(jù)是在測量前的校準(zhǔn)過程中獲得的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，只要在測量開始前關(guān)于不在圖像采集區(qū)的界限的光學(xué)放大的有關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，那么圖像采集區(qū)內(nèi)的0個或多個Z界限和Y界限的任意組合都可以使確定被測量的樣品的體積成為可能。在圖4所示的本發(fā)明的一個實施例中，包括2個光學(xué)檢測組件。第一光學(xué)組件15A 包括圖像采集設(shè)備16A和物鏡14A，第一光學(xué)組件15A被配置為從樣品設(shè)備18的一側(cè)獲取圖像；而第二光學(xué)組件15B包括圖像采集設(shè)備16B和物鏡14B，第二光學(xué)組件15B被配置從樣品設(shè)備18的大體上相反的方向獲取圖像。本發(fā)明的其他實施例中，所述樣品可以移動， 并且可以獲得一系列圖像。由于顆粒被從大體上相反的方向成像，圖像信息可以組合以得到顆粒相關(guān)的三維信息。圖5中顯示了本發(fā)明的一個實施例。圖中的機構(gòu)包括第一光學(xué)檢測組件15C， 所述第一光學(xué)檢測組件15C包括物鏡14C和圖像采集設(shè)備16C。圖像采集設(shè)備16C根據(jù) Scheimpflug原理相對于光軸13傾斜。圖像采集區(qū)10也相對于光軸10傾斜。優(yōu)選的，所述的傾斜與樣品設(shè)備18的界限垂直，以使圖像采集區(qū)覆蓋兩個界限之間的整個距離。該機構(gòu)還可以包括第二光學(xué)檢測組件15D，所述第二光學(xué)檢測組件15D包括物鏡14D以及圖像采集設(shè)備16D。圖像采集設(shè)備16D根據(jù)Scheimpflug原理相對于光軸13傾斜。圖像采集區(qū)10也相對于光軸10傾斜。優(yōu)選的，所述的傾斜與樣品設(shè)備18的界限垂直，以使圖像采集區(qū)覆蓋兩個界限之間的整個距離。優(yōu)選的，所述兩個光學(xué)檢測組件15C和15D分享圖像采集區(qū)10，這樣就使生成樣品12中的顆粒的三維測量成為可能。圖8中顯示了本發(fā)明的一個實施例。圖中機構(gòu)包括第一光學(xué)檢測組件15E，所述第一光學(xué)檢測組件15E包括物鏡14E和圖像采集設(shè)備16E。光學(xué)采集區(qū)IOE被配置為包括第一界限沈和第二界限觀。第二光學(xué)檢測組件15F包括物鏡15E和圖像采集設(shè)備14F，第二光學(xué)檢測組件15F被配置為具有與圖像采集區(qū)IOE重合的光學(xué)采集區(qū)10F。第二光學(xué)檢測組件15F的光學(xué)放大大于第一光學(xué)檢測組件15E的光學(xué)放大。優(yōu)選的，該機構(gòu)使用第一光學(xué)檢測組件15E來掃描顆粒，當(dāng)找到顆粒之后，使用第二光學(xué)檢測組件15F在較大的光學(xué)放大下研究所述顆粒。所述裝置還可以用于獲取找到的顆粒的三維信息。圖9中顯示了聚焦函數(shù)(focus function) 0圖像的位置沿X軸給出，Y軸可以描述任何適于確定顆粒是否在焦點上的給定參數(shù)，例如對比度和亮度，及其組合。圖10中顯示了本發(fā)明的一個實施例。該實施例與圖8中顯示的實施例相似，區(qū)別只在于光學(xué)采集區(qū)IOG和IOH不重合。優(yōu)選的，該機構(gòu)用于以步移動并且每步之間及圖像采集之間沒有停頓的樣品。當(dāng)在圖像采集區(qū)IOH檢測到顆粒后，該顆粒還會在特定的步之后，在圖像采集區(qū)IOG中檢測到。圖IlB中顯示了本發(fā)明的一個實施例，其中加入了另外的光學(xué)改進元件32，以提高獲取的圖像的質(zhì)量。光學(xué)改進元件32是光闌，并且光學(xué)檢測組件15的DOF依賴于所述光闌建立的光圈的大小。使用小的光圈，DOF將較大——見圖11A，使用大的光圈，DOF將較小——見圖11B。所示的任何實施例都可以用于“顆粒追蹤”。在顆粒追蹤過程中，在顆粒被激活時進行顆粒觀察，顆粒被激活的方法例如使用超聲波或特定波長的光(紫外線，紅外線)；或在顆粒因正常老化或化學(xué)反應(yīng)或加熱發(fā)生變化時進行顆粒觀察。為了獲得最好的觀察結(jié)果，顆粒應(yīng)該處于“靜止?fàn)顟B(tài)”，但是如果樣品是液態(tài)的，即使處于“靜止?fàn)顟B(tài)”，顆粒也會發(fā)生微小移動。例如，在觀察期間，顆?？赡艹恋?。所以，樣品設(shè)備相對于相機的位置也可能要在觀察期間動態(tài)的調(diào)整。例如，所述的觀察可以用包含下列個別的或組合的步驟的方法完成1.將樣品設(shè)備放置在測量機構(gòu)中2.激活移動臺以移動所述樣品設(shè)備一步3.獲取樣品設(shè)備中的樣品的圖像4.激活圖像分析軟件以在圖像中搜索關(guān)注的顆粒
5.如果發(fā)現(xiàn)所述顆粒，繼續(xù)下一步；如果沒有發(fā)現(xiàn)，返回步驟2在一個實施例中，觀察到的顆粒在焦點處成像。所以，樣品設(shè)備的位置可能需要一些微調(diào)以使得顆粒處于最佳聚焦位置。所述最佳聚焦位置可以通過使用聚焦函數(shù)——參考圖9來確定。如果顆粒在位置3被成像，那么圖像就是最清晰的，但是如果顆粒在其他位置被成像，例如位置2或位置4，那么應(yīng)該激活所述激勵器以移動樣品設(shè)備到最佳聚焦位置。 因此所述的觀察的過程可能會繼續(xù)，使用的方法包括下列個別或組合的步驟6.激活圖像分析軟件以確定顆粒的最佳聚焦平面。7.如果顆粒在最佳聚焦平面被成像，轉(zhuǎn)到步驟9。8.如果顆粒在失焦位置被成像，移動所述樣品設(shè)備以使顆粒處于最佳聚焦位置。9.開始或繼續(xù)處理被研究的顆粒。10.獲取移動后的樣品設(shè)備中的樣品的圖像。11.激活圖像分析軟件以確定被研究的顆粒的變化。12.如果研究應(yīng)該繼續(xù)，轉(zhuǎn)到步驟6，否則停止。在步驟10中獲取和分析的圖像可以保存以備后續(xù)分析使用。要強調(diào)的是，這里所描述的實施例并不為限制要求保護的技術(shù)方案的范圍，而且在不脫離后附的權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿毭枋龅谋景l(fā)明做出各種修改和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于獲取樣品的多個圖像的裝置，所述樣品被設(shè)置成與樣品設(shè)備相關(guān)，所述裝置包括a)至少一個第一光學(xué)檢測組件，所述第一光學(xué)檢測組件包括至少一個第一圖像采集設(shè)備，所述第一光學(xué)檢測組件包括光軸和物面，所述物面包括圖像采集區(qū)，來自圖像采集區(qū)的電磁波能被所述第一圖像采集設(shè)備檢測為圖像；b)至少一個移動單元，所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動；c)外殼，所述外殼被配置為支撐所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元，其中所述第一光學(xué)檢測組件和所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備的至少一部分與所述圖像采集區(qū)相交；其中，所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件的相對于彼此的移動沿著掃描路徑進行，所述掃描路徑例如為掃描軸或者旋轉(zhuǎn)運動的切線，所述掃描路徑定義與所述光軸之間的夾角θ，其中θ大于0。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于存儲所述多個圖像的存儲設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，還包括圖像分析設(shè)備，用于分析所述第一圖像采集設(shè)備記錄的圖像。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述圖像分析設(shè)備包括模式識別算法。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述模式識別算法適于確定在所述樣品的所述物面的哪個位置，至少部分所述多個圖像中出現(xiàn)的對象處在焦點處。
6.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其適于提供所述樣品的光學(xué)切片。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括組合單元，所述組合單元被配置為組合所述光學(xué)切片的圖像成為所述樣品的二維和/或三維重建。
8.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，還包括至少一個控制單元，所述控制單元被配置為控制所述至少一個移動單元和所述第一圖像采集設(shè)備的圖像采集。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述控制單元包括所述圖像分析設(shè)備。
10.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，所述裝置適于確定被設(shè)置成與所述樣品設(shè)備相關(guān)的非均質(zhì)樣品的體積的至少一個參數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其適于獲取并且分析圖像直到預(yù)定數(shù)量的顆粒被識別，并且其中所述樣品的所述體積的被成像和分析的部分的大小同時被確定。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中在所述非均質(zhì)樣品中具有預(yù)定質(zhì)量的所述顆粒的濃度由所述預(yù)定數(shù)量的具有預(yù)定質(zhì)量的顆粒以及所述體積的被成像和分析的部分的所述大小所確定。
13.如權(quán)利要求3到12中任何一項所述的裝置，其中所述圖像分析設(shè)備包括邊界識別單元，所述邊界識別單元被配置為識別所述樣品在所述圖像中的至少一個邊界。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述邊界識別單元被配置為識別由第一界限限定的第一邊界和由第二界限限定的第二邊界，所述第一界限大體上平行于所述掃描路徑，所述第二界限大體上平行于所述第一界限。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述樣品的被分析的體積由對所述第一和第二邊界之間的間距的測量確定。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述非均質(zhì)樣品的被分析的體積由對所述第一和第二邊界之間的間距的測量、所述圖像采集區(qū)的尺寸和被掃描的路徑的長度確定。
17.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述非均質(zhì)樣品的所述體積的被分析的部分由所述圖像采集區(qū)的尺寸和被掃描的路徑的長度限定。
18.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中采集圖像的沿所述掃描路徑的位置通過所述至少一個第一移動單元的讀數(shù)獲取。
19.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述至少一個第一光學(xué)檢測組件包括至少一個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括焦平面，例如物鏡，其中所述焦平面與所述物面重合
20.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述掃描路徑大體上與所述物面垂直。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述光學(xué)檢測組件按照Scheimpflug原理配置。
22.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，所述夾角θ的范圍是約0.3到約89.7 度，例如其范圍是約1到約89度，例如其范圍是約2到約88度，例如其范圍是約4到約86 度，例如其范圍是約5到約85度，例如其范圍是約8到約82度，例如其范圍是約10到約80 度，例如其范圍是約20到約70度，例如其范圍是約25到約65度，例如其范圍是約30到約 60度，例如其范圍是約35到約55度，例如其范圍是約40到約50度，或者例如其范圍是約 20到約89. 5度，例如其范圍是約20到約85度，例如其范圍是約20到約80度，例如其范圍是約20到約75度，例如其范圍是約20到約65度，例如其范圍是約20到約55度，例如其范圍是約20到約45度，或者例如其范圍是約60到約89. 5度，例如其范圍是約63到約86 度，例如其范圍是約66到約83度，例如其范圍是約69到約80度，例如其范圍是約71到約 78度，例如其范圍是約73到約77度。
23.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述光學(xué)檢測組件包括至少一個第一光闌。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述光闌具有可調(diào)開口，所述可調(diào)開口允許調(diào)節(jié)所述物面的景深。
25.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述圖像采集設(shè)備包括CCD芯片，例如分組CXD芯片。
26.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，包括第二圖像采集設(shè)備，所述第二圖像采集設(shè)備的圖像分辨率比所述第一圖像采集設(shè)備的圖像分辨率高。
27.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，還包括第二移動單元，所述第二移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。
28.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述移動單元以大體上旋轉(zhuǎn)的方式使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。
29.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述移動單元在兩個連續(xù)圖像之間以大體相同的預(yù)定角度步長使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動，例如預(yù)定角度步長的范圍是0. 01度到1度，或其范圍是0. 1度到0. 5度。
30.如權(quán)利要求觀或四所述的裝置，其中所述樣品設(shè)備旋轉(zhuǎn)，所述光學(xué)檢測組件沿著所述旋轉(zhuǎn)運動的徑向軸移動。
31.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，還包括圖像照明設(shè)備，所述圖像照明設(shè)備用于將樣品暴露于輻射中。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，所述輻射的波長的范圍是約200nm到約llOOnm， 例如其范圍是約300nm到約800nm，例如其范圍是約400nm到約700nm，例如其范圍是約 450nm到約600nm，例如其范圍是約495nm到約570nm。
33.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述圖像分析單元適于識別非均質(zhì)樣品中的非均質(zhì)物。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述非均質(zhì)物包括顆粒，例如生物來源的顆粒。
35.如權(quán)利要求87所述的裝置，其中所述生物來源的顆粒選自細菌、古生菌、酵母、真菌、花粉、病毒、白血球例如顆粒性白血球、單核細胞、紅血球、凝血細胞、卵母細胞、精子、受精卵、干細胞、體細胞、酵母細胞、胚細胞和cygotes組成的組。
36.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，適于確定樣品中白血球的定性參數(shù)。
37.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，適于確定樣品中白血球的定量參數(shù)。
38.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，適于確定樣品中被原蟲類寄生蟲，例如惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲，感染的紅血球的數(shù)量。
39.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，適于評估癌癥病人的身體狀態(tài)以及所述病人對于化療治療的準(zhǔn)備程度。
40.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述顆粒是非生物來源的，例如金屬碎片、油中的水滴、顏料中的色素和水中的污染物。
41.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述控制單元包括反饋回路，所述反饋回路用于重復(fù)執(zhí)行序列，所述序列包括a.采集圖像；b.分析所述圖像；和c.調(diào)整所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件之間的相對位置。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，適于追蹤所述樣品中的顆粒。
43.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其中所述至少一個光學(xué)元件的景深大于或等于所述移動單元的步長。
44.一種用于獲取樣品多個圖像的方法，所述方法包括a)配置所述樣品與樣品設(shè)備相關(guān)；b)按照根據(jù)權(quán)利要求1到43中任何一項所述的裝置配置所述樣品設(shè)備；c)在掃描長度上，使所述樣品設(shè)備和所述第一檢測組件相對于彼此地移動，所述移動包括在沿著第一掃描路徑方向的移動，所述第一掃描路徑為例如掃描軸或者旋轉(zhuǎn)運動的切線，所述第一掃描路徑定義了與所述光軸之間的夾角Θ，其中θ大于0;d)獲取所述多個圖像。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，還包括分析所述第一圖像采集設(shè)備記錄的所述圖像。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述分析包括識別在所述圖像中的對象的邊緣。
47.如權(quán)利要求44到46中任何一項所述的方法，其中，至少一種模式識別算法被使用以分析所述圖像。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述模式識別算法辨別所述圖像中不同亮度的區(qū)域。
49.如權(quán)利要求47或48所述的方法，其中所述模式識別算法識別所述圖像中較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域之間的過渡。
50.如權(quán)利要求45到49中任何一項所述的方法，其中，對描述給定樣品的相鄰部分的多個圖像進行分析，以確定所述物面在沿所述掃描路徑的哪個位置處，出現(xiàn)在幾個所述圖像中對象處在焦點處。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，包括確定在所述圖像中的所述對象的面積。
52.如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中所述掃描路徑上使所述對象處于焦點處的所述物面的位置，由描述所述對象在所述圖像中的面積與所述掃描路徑上的位置的關(guān)系曲線確定。
53.如權(quán)利要求44到52中任何一項所述的方法，其中所述樣品的三維重建通過對沿所述掃描路徑獲取的所述多個圖像中的至少一部分進行計算上的組合獲得。
54.如權(quán)利要求44到52中任何一項所述的方法，其中所述樣品的二維重建可以通過對沿所述掃描路徑獲取的所述多個圖像中的至少一部分進行計算上的組合獲得。
55.如權(quán)利要求44到M中任何一項所述的方法，其中至少一個所述樣品與其周圍環(huán)境的樣品邊界在至少一個所述圖像中被識別。
56.如權(quán)利要求44到55中任何一項所述的方法，其中所述樣品被配置在樣品設(shè)備中， 所述樣品設(shè)備包括至少一個第一和第二界限，其中第一樣品邊界由所述第一界限限定，并且第二樣品邊界由所述第二界限限定。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述第一和第二界限大體上互相平行，并且平行于所述掃描路徑。
58.如權(quán)利要求44到55中任何一項所述的方法，其中，當(dāng)所述樣品被配置成與包括支撐物的樣品設(shè)備相關(guān)時，所述支撐物大體上平行所述掃描路徑。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述樣品是被配置在所述支撐物上的一滴液體樣品，所述方法包括識別包括所述樣品和所述支撐物之間的界面的第一樣品邊界，和識別包括所述樣品和所述周圍環(huán)境之間的界面的第二樣品邊界。
60.如權(quán)利要求56或59所述的方法，包括確定所述第一和第二邊界的間距。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，包括通過所述第一和第二樣品邊界的間距、所述樣品的已掃描的長度以及所述圖像采集區(qū)的尺寸，確定所述樣品的被分析的體積。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，包括通過所述第一和第二樣品邊界的間距、所述第三和第四樣品邊界的間距以及所述樣品的已掃描的長度，確定所述樣品的所述體積的被分析的部分。
63.如權(quán)利要求44到62中任何一項所述的方法，還包括讀取在所述樣品設(shè)備上的編碼所提供的信息，例如關(guān)于在所述樣品設(shè)備上的位置的信息，允許確定采集所述多個圖像的每一個沿所述掃描方向的位置。
64.如權(quán)利要求44到63中任何一項所述的方法，包括獲取并分析圖像直到具有預(yù)定質(zhì)量的預(yù)定數(shù)量的顆粒被識別，其中所述非均質(zhì)樣品的所述體積的被成像和分析的部分的大小被確定。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，包括通過所述預(yù)定數(shù)量的具有預(yù)定質(zhì)量的顆粒和所述體積的被成像和分析的部分的所述大小，確定在所述非均質(zhì)樣品中具有預(yù)定質(zhì)量的所述顆粒的濃度。
66.如權(quán)利要求44到65中任何一項所述的方法，包括通過沿所述掃描軸掃描所述樣品一次獲取所述多個圖像。
67.如權(quán)利要求44到66中任何一項所述的方法，其中所述分析組合沿所述掃描路徑的多次掃描，每次掃描都包括至少一個圖像。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中至少一次掃描具有第一步長和第一圖像分辨率， 其中至少一個第二掃描具有第二步長和第二圖像分辨率，而且其中所述第一步長大于或等于所述第二步長，而且其中所述第一圖像分辨率小于或等于所述第二圖像分辨率。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其中所述第一掃描中的所述圖像用具有較低分辨率的第一圖像采集設(shè)備記錄，而所述第二掃描中的所述圖像用具有較高分辨率的第二圖像采集設(shè)備記錄。
70.如權(quán)利要求67到69中任何一項所述的方法，其中所述第一掃描的所述圖像通過使用分組CXD芯片獲取。
71.如權(quán)利要求44到70中任何一項所述的方法，包括確定被配置成與所述樣品設(shè)備相關(guān)的非均質(zhì)液體樣品的體積的至少一個參數(shù)。
72.如權(quán)利要求71所述的方法，其中當(dāng)獲取所述多個圖像的至少一部分時，所述樣品大體上處于靜止?fàn)顟B(tài)。
73.如權(quán)利要求71或72所述的方法，其中所述非均質(zhì)物包括顆粒。
74.如權(quán)利要求73所述的方法，其中所述顆粒包括生物來源的顆粒，例如生物來源的顆粒選自細菌、古生菌、酵母、真菌、花粉、病毒、白血球例如顆粒性白血球、單核細胞、紅血球、凝血細胞、卵母細胞、精子、受精卵、干細胞、體細胞、酵母細胞、胚細胞和cygotes組成的組。
75.如權(quán)利要求71到74中任何一項所述的方法，包括確定樣品中白血球的定性參數(shù)。
76.如權(quán)利要求71到75中任何一項所述的方法，包括確定樣品中白血球的定量參數(shù)。
77.如權(quán)利要求71到76中任何一項所述的方法，包括確定樣品中被原蟲類寄生蟲，例如惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲，感染的紅血球的數(shù)量。
78.如權(quán)利要求71到77中任何一項所述的方法，包括評估癌癥病人的身體狀態(tài)以及所述病人對于化療治療的準(zhǔn)備程度。
79.如權(quán)利要求73所述的方法，其中所述顆粒是非生物來源的，例如金屬碎片、油中的水滴、顏料中的色素和水中的污染物。
80.如權(quán)利要求44到79中任何一項所述的方法，其中所述樣品的至少一部分被來自至少一個第一圖像照明設(shè)備的電磁波照射。
81.如權(quán)利要求80所述的方法，其中所述樣品的至少一部分被來自至少一個第二圖像照明設(shè)備的電磁波照射。
82.如權(quán)利要求80或81所述的方法，其中所述圖像照明設(shè)備發(fā)射的電磁波的頻率范圍是約200nm到約llOOnm，例如所述范圍是300nm到約800nm，例如所述范圍是400nm到約 700nm，例如所述范圍是450nm到約600nm，例如所述范圍是495nm到約570nm。
83.如權(quán)利要求71到82中任何一項所述的方法，其中所述至少一個第一圖像采集設(shè)備檢測圖片，所述圖片包括響應(yīng)化學(xué)發(fā)光過程從所述樣品中的所述非均質(zhì)物發(fā)出的光。
84.如權(quán)利要求44到83中任何一項所述的方法，其中所述至少一個移動單元以大體上連續(xù)的方式使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動，并且以兩個連續(xù)圖像之間的預(yù)定時間間隔獲取多個圖像，例如所述預(yù)定的時間間隔的范圍是約10_9秒到約IO3秒，是約ΙΟ"4秒到約10秒，或者是約10_3秒到約1秒。
85.如權(quán)利要求44到84中任何一項所述的方法，其中所述移動單元在兩個連續(xù)圖像之間以大體相同的預(yù)定步長使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動，例如所述預(yù)定的步長的范圍是約0. 05微米到1000微米，所述范圍是約0. 05到約5微米，所述范圍是5微米到約10微米。
86.如權(quán)利要求44到85中任何一項所述的方法，還包括沿著與所述掃描路徑成一定角度的軸使所述樣品設(shè)備和所述第一光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。
87.如權(quán)利要求44到85中任何一項所述的方法，包括以大體上旋轉(zhuǎn)的方式使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其中所述移動單元在兩個連續(xù)圖像之間以大體相同的預(yù)定角度步長使所述樣品設(shè)備和所述至少一個光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動，例如預(yù)定角度步長的范圍是0. 01度到1度，或范圍是0. 1度到0. 5度。
89.如權(quán)利要求87或88所述的方法，其中所述樣品設(shè)備旋轉(zhuǎn)的同時所述光學(xué)檢測組件沿著所述旋轉(zhuǎn)運動的徑向軸移動。
90.如權(quán)利要求71到89中任何一項所述的方法，其中多個圖像被采集并分析直到具有預(yù)定質(zhì)量的預(yù)定數(shù)量的顆粒被識別，并且所述樣品的所述體積的被成像和分析的部分的大小同時被確定。
91.如權(quán)利要求90所述的方法，其中在所述非均質(zhì)樣品中具有預(yù)定質(zhì)量的所述顆粒的濃度，由所述預(yù)定數(shù)量的具有預(yù)定質(zhì)量的顆粒以及所述體積的被成像和分析的部分的所述大小確定。
92.如權(quán)利要求71到91中任何一項所述的方法，包括a.采集至少一個圖像；b.分析所述圖像；和c.調(diào)整所述樣品設(shè)備和所述光學(xué)檢測組件的相對位置。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，適于追蹤所述非均質(zhì)樣品中的顆粒。
94.一種用于獲取樣品的多個圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a)如權(quán)利要求1到43中任何一項所述的裝置；和b)樣品設(shè)備，所述樣品設(shè)備適于容納所述樣品，并且所述樣品設(shè)備被設(shè)置成與所述裝置相關(guān)。
95.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)獲取所述多個圖像的至少一部分時，被設(shè)置成與所述樣品設(shè)備相關(guān)的樣品處于靜止?fàn)顟B(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于獲取按樣品設(shè)備配置的樣品的多個圖像的裝置、方法和系統(tǒng)。所述裝置包括至少一個第一光學(xué)檢測組件，所述第一光學(xué)檢測組件具有光軸和至少一個移動單元，所述移動單元被配置為使所述樣品設(shè)備和第一光學(xué)檢測組件相對于彼此地移動。所述樣品設(shè)備和第一光學(xué)檢測組件之間的相對移動沿著掃描路徑進行，該移動定義了與光軸之間的角度θ，其中θ大于0度。
文檔編號G02B21/36GK102301269SQ200980155741
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者M·C·威維克, N·A·拉森, R·H·桑德伯格, T·歐勒森 申請人:優(yōu)尼森索股份公司