RU2123682C1 - Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents - Google Patents
Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123682C1 RU2123682C1 RU97111138A RU97111138A RU2123682C1 RU 2123682 C1 RU2123682 C1 RU 2123682C1 RU 97111138 A RU97111138 A RU 97111138A RU 97111138 A RU97111138 A RU 97111138A RU 2123682 C1 RU2123682 C1 RU 2123682C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microscope
- infectious
- scanning
- computer
- light
- Prior art date
Links
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 208000030852 Parasitic disease Diseases 0.000 title claims description 23
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 title claims description 22
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 title abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 29
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 claims description 8
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 claims description 8
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 2
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 claims 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 24
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 22
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 11
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 11
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 5
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000002380 cytological effect Effects 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 3
- 210000001539 phagocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 description 2
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethyl-2,4-dioxo-1,3-oxazolidine-3-carboxamide Chemical compound CC1(C)OC(=O)N(C(N)=O)C1=O QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000283074 Equus asinus Species 0.000 description 1
- 102000006395 Globulins Human genes 0.000 description 1
- 108010044091 Globulins Proteins 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 208000009182 Parasitemia Diseases 0.000 description 1
- 241001661006 Pepper cryptic virus 2 Species 0.000 description 1
- DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N acridine orange free base Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=NC3=CC(N(C)C)=CC=C3C=C21 DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPIYZTWMUGTEHX-UHFFFAOYSA-N auramine O free base Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1C(=N)C1=CC=C(N(C)C)C=C1 JPIYZTWMUGTEHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N benzoquinolinylidene Natural products C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000014103 egg white Nutrition 0.000 description 1
- 210000000969 egg white Anatomy 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000013861 fat-free Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 201000004792 malaria Diseases 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000001048 orange dye Substances 0.000 description 1
- -1 oxazine - zinc chlorine Chemical compound 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009834 selective interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины и может применяться в клинической практике для автоматизированного обнаружения и идентификации возбудителей инфекционных и паразитарных болезней при люминесцентном исследовании биологических препаратов всех видов (мокрота, кровь, моча и т.п.). The invention relates to medicine and can be used in clinical practice for the automated detection and identification of pathogens of infectious and parasitic diseases in the luminescent study of biological preparations of all kinds (sputum, blood, urine, etc.).
Известен способ измерения фотолюминесценции биологических тканей (СССР, авт. св. N 1800897, кл.G 01 N 33/48, Бюл. N 14, 1996), который состоит в том, что измерение фотолюминесценции биологических тканей производят при освещении белым светом, не содержащим в своем спектральном составе длин волн, соответствующих полосе люминесценции, а измерение люминесценции и наблюдение в белом свете осуществляют одновременно с помощью спектрального устройства. A known method for measuring the photoluminescence of biological tissues (USSR, auth. St. N 1800897, class G 01 N 33/48, Bull.
Этот способ измерения не обеспечивает автоматической идентификации возбудителей инфекционных и паразитарных болезней (ВИПБ). This measurement method does not provide automatic identification of pathogens of infectious and parasitic diseases (VIPB).
Известен способ определения степени инфицированности крови (Россия, патент N 2008677, кл.G 01 N 33/48, Бюл. N 4, 1994), который состоит в следующем. У больного кровь берут из вены в стерильный шприц с гепарином. На обезжиренные стекла наносят каплю крови, делают тонкий мазок. Мазки делают в количестве 3 - 6 на каждого больного. Мазки сушат, обрабатывают 96o-ным спиртом, высушивают на воздухе. Мазки обрабатывают кроличьей диагностической сывороткой, помещают на 1 ч во влажную камеру, чтобы не высохла сыворотка (в чашку Петри кладется фильтровальная бумага с каплей буфера). Через 1 ч буфером смывают с мазка оставшуюся сыворотку, дважды по 10 мин в буфере. Мазки сушат 20 - 30 мин. Красят ослиным глобулином. После окраски во влажной камере в чашке Петри мазки промывают дважды по 10 мин в забуферном физиологическом растворе. После всех окрашиваний мазки промывают еще проточной холодной водой, высушивают. Используют различные специфические диагностические сыворотки, позволяющие типировать различные микробные клетки. Просматривают мазки на люминесцентном микроскопе типа МБИ - 15 без покровных стекол. Каплю иммерсионного масла наносят на мазок. Объектив 90x, апертура 1,25, окуляр 10x, сила тока 4,5 А.A known method for determining the degree of blood infection (Russia, patent N 2008677, class G 01 N 33/48, Bull.
Обнаружение микробных клеток производят при проведении люминесцентного исследования мазка крови со специфическими иммунофлуоресцирующими сыворотками и определяют количества фагоцитирующих клеток и количество микробных клеток и одновременно количество лейкоцитов и процентное содержание сегментоядерных нейтрофилов и моноцитов в 1 мл периферической крови. The detection of microbial cells is carried out during a luminescent study of a blood smear with specific immunofluorescent sera and the number of phagocytic cells and the number of microbial cells and simultaneously the number of leukocytes and the percentage of segmented neutrophils and monocytes in 1 ml of peripheral blood are determined.
Степень инфицированности крови (С) рассчитывают по формуле
С = Л•Ф•М/К•100,
где Л - количество лейкоцитов в 1 мл периферической крови;
Ф - процентное содержание сегментоядерных нейтрофилов и моноцитов (фагоцитирующие клетки) в 1 мл периферической крови;
М - количество микробных клеток в мазке крови при люминесцентном исследовании;
К - количество фагоцитирующих клеток в мазке крови при люминесцентном исследовании;
100 - коэффициент перевода относительных чисел в абсолютные.The degree of blood infection (C) is calculated by the formula
C = L • F • M / K • 100,
where L is the number of leukocytes in 1 ml of peripheral blood;
F - the percentage of segmented neutrophils and monocytes (phagocytic cells) in 1 ml of peripheral blood;
M is the number of microbial cells in a blood smear during a luminescent study;
K is the number of phagocytic cells in a blood smear during a luminescent study;
100 - conversion factor of relative numbers to absolute.
При 0 < C ≤ 7 устанавливают низкую, при 7 < C < 30 - среднюю, при C ≥ 30 - высокую степень инфицированности крови. At 0 <C ≤ 7, a low level is established, at 7 <C <30 - medium, at C ≥ 30 - a high degree of blood infection.
Этот способ реализуется с помощью люминесцентного микроскопа и не обеспечивает автоматической идентификации ВИПБ. This method is implemented using a luminescent microscope and does not provide automatic identification of VIPB.
Известен проточный анализатор микрочастиц, предназначенный для поиска клеток, подозрительных на наличие патологии (США, патент N 5428441, кл. G 01 N 33/487, 356/73, 1995). Анализатор содержит два источника света, две коллиматорные линзы, селективный светофильтр, дихроичное зеркало, фокусирующую линзу, камеру для частиц, линзу объектива, запирающий светофильтр, полупрозрачное зеркало, телевизионную камеру, электронный затвор, диафрагму, фотоприемник, блок управления электронным затвором. Первый источник выполнен непрерывного, а второй - импульсного белого света, их оптические оси пересекаются в пространстве под углом 90o.Known flow analyzer microparticles, designed to search for cells suspicious for the presence of pathology (USA, patent N 5428441, CL G 01 N 33/487, 356/73, 1995). The analyzer contains two light sources, two collimator lenses, a selective light filter, a dichroic mirror, a focusing lens, a particle camera, an objective lens, a locking light filter, a translucent mirror, a television camera, an electronic shutter, aperture, a photodetector, an electronic shutter control unit. The first source is continuous, and the second is pulsed white light, their optical axes intersect in space at an angle of 90 o .
На пути света первого источника последовательно установлены коллиматорная линза, селективный светофильтр и дихроичное зеркало под углом 45o в точке пересечения оптических осей источников света.A collimator lens, a selective light filter and a dichroic mirror at an angle of 45 o at the intersection of the optical axes of the light sources are sequentially installed in the path of the light of the first source.
На пути света второго источника света установлены вторая коллиматорная линза, фокусирующая линза и под углом 45o дихроичное зеркало так, что отраженный от этого зеркала свет первого источника и прошедший через него свет второго источника совпадают по направлению распространения.A second collimator lens, a focusing lens and a dichroic mirror at an angle of 45 ° are installed in the path of the light of the second light source so that the light of the first source reflected from this mirror and the light of the second source transmitted through it coincide in the direction of propagation.
За дихроичным зеркалом по ходу лучей расположены вторая фокусирующая линза, камера для частиц, линза объектива, запирающий светофильтр и под углом 45o полупрозрачное зеркало. Отраженные от этого зеркала лучи проходят электронный затвор, диафрагму и регистрируются фотодетектором, выход которого соединен со входом блока управления вторым источником света и электронным затвором, которые соединены с выходом этого блока. Лучи, прошедшие через полупрозрачное зеркало, попадают в видеокамеру.Behind the dichroic mirror in the direction of the rays there is a second focusing lens, a particle camera, an objective lens, a locking filter and a translucent mirror at an angle of 45 o . The rays reflected from this mirror pass through the electronic shutter, the aperture and are registered by a photo detector, the output of which is connected to the input of the control unit of the second light source and the electronic shutter, which are connected to the output of this block. Rays passing through a translucent mirror fall into the camcorder.
Анализатор работает следующим образом. При включенном источнике непрерывного освещения через камеру пропускают биологический раствор с анализируемыми микрочастицами. При попадании микрочастицы в луч света срабатывает блок управления электронным затвором, который включает второй источник света и закрывает затвор. Микрочастица регистрируется телевизионной камерой. The analyzer works as follows. When the source of continuous lighting is turned on, a biological solution with the analyzed microparticles is passed through the chamber. When a microparticle enters the light beam, the electronic shutter control unit is activated, which turns on the second light source and closes the shutter. The microparticle is recorded by a television camera.
Анализатор микрочастиц реализует автоматический поиск клеток, подозрительных на наличие патологии, но не обеспечивает автоматическую идентификацию ВИПБ. The microparticle analyzer implements an automatic search for cells that are suspicious of pathology, but does not provide automatic identification of VIPB.
За прототип изобретения принято устройство для диагностики паразитов в пробах крови - двухканальный микрофлюориметр и способ его работы (Карнаухов В. Н., Карнаухова Н.А. и Яшин В.А. Методы и техника люминесцентной цитодиагностики, Препринт, Пущино, 1993, сс. 15 - 19), который содержит люминесцентный микроскоп, в состав которого входят источник света, конденсор, светофильтр возбуждения (селективный светофильтр), полевая диафрагма, дихроичное зеркало системы возбуждения люминесценции, микрообъектив, запирающий светофильтр, сферические зеркало с отверстием-зондом, плоское зеркало, окуляр, дихроичное зеркало-анализатор, два светофильтра, призму, два фотоумножителя, два операционных усилителя, дискриминатор уровня, сканирующий столик микроскопа, блок управления электродвигателем и выработкой звукового сигнала, электродвигатель сканирующего столика, три цифровых вольтметра, анализатор амплитуды импульсов и цитологический препарат с анализируемыми клетками. A device for diagnosing parasites in blood samples — a two-channel microfluorimeter and a method of its operation (Karnaukhov V.N., Karnaukhova N.A. and Yashin V.A. Methods and techniques for luminescent cytodiagnostics, Preprint, Pushchino, 1993, ss. 15-19), which contains a luminescent microscope, which includes a light source, a condenser, an excitation filter (selective filter), a field diaphragm, a dichroic mirror of the luminescence excitation system, a micro lens, a locking filter, a spherical mirror with with a verstion probe, a flat mirror, an eyepiece, a dichroic mirror analyzer, two light filters, a prism, two photomultipliers, two operational amplifiers, a level discriminator, a scanning stage for a microscope, an electric motor and an audio signal generation control unit, a scanning stage electric motor, three digital voltmeters, an analyzer pulse amplitudes and cytological preparation with the analyzed cells.
Осветительная система в отраженном свете (по ходу его распространения) содержит последовательно установленные источник возбуждения - дуговую лампу, конденсор, селективный светофильтр, полевую диафрагму и дихроичное зеркало, установленное под углом 45o к оптической оси осветительной системы, микрообъектив, запирающий светофильтр, сферическое зеркало с отверстием-зондом и окуляр микроскопа.The illumination system in reflected light (in the direction of its propagation) contains a sequentially installed excitation source - an arc lamp, a condenser, a selective filter, a field diaphragm and a dichroic mirror mounted at an angle of 45 o to the optical axis of the lighting system, a micro lens, a locking filter, a spherical mirror with probe hole and microscope eyepiece.
Оптическая система наблюдения содержит (по ходу распространения света) дихроичное зеркало, микрообъектив, цитологчиеский препарат с анализируемыми клетками. На пути отраженного от препарата света установлено дихроичное зеркало, запирающий светофильтр, сферическое зеркало с отверстием-зондом, сменное дихроичное зеркало-анализатор, на пути отраженного от него света установлен коротковолновый светофильтр, а прошедшего - другой длинноволновый светофильтр и призма. На выходах первого светофильтра и призмы установлены фотоумножители, выходы которых соединены со входами операционных усилителей. Выходы операционных усилителей соединены со входами двух цифровых вольтметров и входами делительного устройства, выход которого соединен со входом анализатора амплитуды импульсов и входом дискриминатора уровня. Выход последнего соединен со входом блока управления электродвигателем. Выход этого блока соединен со входом электродвигателя, который кинематически связан с предметным столиком микроскопа. The optical observation system contains (in the direction of light propagation) a dichroic mirror, a micro lens, a cytological preparation with the analyzed cells. A dichroic mirror is installed in the path of the light reflected from the preparation, which closes the light filter, a spherical mirror with a probe hole, a replaceable dichroic mirror analyzer, a short-wave filter is installed in the path of the light reflected from it, and another long-wave filter and a prism are transmitted. At the outputs of the first filter and prism, photomultipliers are installed, the outputs of which are connected to the inputs of operational amplifiers. The outputs of the operational amplifiers are connected to the inputs of two digital voltmeters and the inputs of the dividing device, the output of which is connected to the input of the pulse amplitude analyzer and the input of the level discriminator. The output of the latter is connected to the input of the motor control unit. The output of this block is connected to the input of the electric motor, which is kinematically connected with the microscope stage.
Микрофлюориметр, реализующий автоматический поиск клеток, подозрительных на наличие патологии, работает следующим образом. Цитологический препарат, нанесенный на предметное стекло и окрашенный, например, акридиновым оранжевым красителем, помещается на сканирующий предметный столик и исследователь нажимает кнопку "Пуск" на пульте блока управления электродвигателем. Включается электродвигатель и начинается движение сканирующего столика. В результате этого увеличенное изображение содержащихся в препарате клеток поочередно попадает в отверстие-зонд в сферическом зеркале и на выходе блока деления возникает сигнал, пропорциональный отношению величин интенсивности длинноволновой и коротковолновой компонент люминесцентного излучения каждой из клеток. Движение сканирующего столика продолжается до тех пор, пока в поле зрения зонда не появится клетка, величина отношения интенсивности длинноволновой и коротковолновой компонент люминесцентного излучения выходит за пределы установленного оператором порога срабатывания дискриминатора уровня. В этом случае на выходе дискриминатора уровня возникает сигнал, останавливающий движение электродвигателя, и сканирование препарата прекращается. Одновременно блок управления подает оператору звуковой сигнал о том, что обнаружена клетка, подозрительная на патологию, и он может приступить к ее морфологическому или аппаратурному исследованию через окуляр микроскопа. A microfluorimeter that implements an automatic search for cells suspected of having a pathology works as follows. A cytological preparation deposited on a glass slide and stained with, for example, acridine orange dye, is placed on a scanning stage and the researcher presses the "Start" button on the remote control of the motor control unit. The electric motor turns on and the scanning table begins to move. As a result of this, an enlarged image of the cells contained in the preparation alternately enters the probe hole in a spherical mirror and a signal arises at the output of the division unit proportional to the ratio of the intensities of the long-wave and short-wave components of the luminescent radiation of each of the cells. The movement of the scanning stage continues until a cell appears in the field of view of the probe, the ratio of the intensity of the long-wave and short-wave components of the luminescent radiation goes beyond the threshold of the level discriminator set by the operator. In this case, a signal stops the movement of the electric motor at the output of the level discriminator, and the drug stops scanning. At the same time, the control unit gives the operator an audible signal that a cell suspicious of pathology has been detected, and he can proceed to its morphological or instrumental examination through the eyepiece of the microscope.
Микрофлюориметр реализует автоматический поиск клеток, подозрительных на наличие патологии, и их последующий визуальный или аппаратурный анализ, но не обеспечивает автоматическую идентификацию ВИПБ. The microfluorimeter implements an automatic search for cells suspected of having a pathology, and their subsequent visual or instrumental analysis, but does not provide automatic identification of VIPB.
Техническим результатом изобретения являются автоматизация идентификации возбудителей инфекционных и паразитарных болезней (ВИПБ), повышение скорости и эффективности поиска и интенсивности возбуждения препарата в поле зрения микроскопа за счет большого контраста между исследуемыми люминесцирующими объектами - ВИПБ и остальными компонентами пробы. The technical result of the invention is the automation of identification of pathogens of infectious and parasitic diseases (VIPB), increasing the speed and efficiency of the search and the intensity of drug excitation in the field of view of the microscope due to the large contrast between the studied luminescent objects - VIPB and other components of the sample.
Способ диагностики возбудителей инфекционных и паразитарных болезней в исследуемом препарате состоит в приготовлении окрашенного видеоспецифичным флуоресцентным красителем стандартного препарата, размещении его на предметном стекле предметного столика люминесцентного микроскопа, освещении препарата источником, пригодным для возбуждения люминесценции красителя, поиске возбудителей инфекционных и паразитарных болезней при санировании препарата в поле зрения микроскопа, диагностике - распознавании и идентификации по характерной картине люминесценции. A method for the diagnosis of infectious and parasitic pathogens in the study drug consists in preparing a standard preparation stained with a video-specific fluorescent dye, placing it on a glass slide on a stage of a luminescent microscope, illuminating the drug with a source suitable for stimulating luminescence of the dye, and searching for infectious and parasitic pathogens in the preparation field of view of the microscope, diagnostics - recognition and identification by characteristic picture of luminescence.
Сканирование осуществляют предметным столиком с последующей телевизионной разверткой микроизображений по двум координатам, а распознавание и идентификацию возбудителей инфекционных и паразитарных болезней ведут с помощью телекамеры, сопряженной с микроскопом через видеоадаптер, и компьютера, снабженного программой, обеспечивающей запись и анализ видеоизображения возбудителей инфекционных и паразитарных болезней в его память. Scanning is carried out by a stage with subsequent television scanning of micro images in two coordinates, and the recognition and identification of pathogens of infectious and parasitic diseases is carried out using a camera connected to a microscope through a video adapter, and a computer equipped with a program that records and analyzes video images of pathogens of infectious and parasitic diseases in his memory.
Сканирование ведут программно по заданной траектории просмотра полей зрения с предварительным выбором шага сканирования, включая возможность возврата на поле зрения с зафиксированными в памяти компьютера изображениями возбудителей инфекционных и паразитарных болезней с помощью предметного столика, управляемого от компьютера, по каждой из двух координат. Scanning is carried out programmatically along a predetermined path of viewing the fields of view with a preliminary choice of the scanning step, including the possibility of returning to the field of view with images of pathogens of infectious and parasitic diseases recorded in the computer's memory using a computer-controlled object table for each of two coordinates.
Основные операции диагностики, выбор последовательности и режима их осуществления задает оператор через меню пользователя и выполняются автоматически под управлением программы-оболочки, включающей подпрограммы, каждая из которых обеспечивает циклическое выполнение операций сканирования, захвата и переноса видеоизображения каждого поля зрения в память компьютера, анализ, включающий поиск, распознавание и идентификацию возбудителей инфекционных и паразитарных болезней по заданному алгоритму, накопление видеоизображений с обнаруженными возбудителями инфекционных и паразитарных болезней в памяти компьютера с фиксацией координат поля зрения, выдачу информации о текущих результатах анализа на экран дисплея и принятия решения о порядке и режиме осуществления следующего цикла диагностики препарата. The main diagnostic operations, the choice of the sequence and the mode of their implementation are set by the operator through the user menu and are performed automatically under the control of a shell program, including subprograms, each of which provides for the cyclic execution of scanning, capturing and transferring video images of each field of view to the computer memory, analysis including search, recognition and identification of pathogens of infectious and parasitic diseases according to a given algorithm, the accumulation of video images from the detected pathogens of infectious and parasitic diseases in the computer's memory with fixing the coordinates of the field of view, issuing information about the current results of the analysis on the display screen and deciding on the procedure and mode for the next cycle of drug diagnosis.
Компьютерный поиск, распознавание и идентификацию возбудителей инфекционных и паразитарных болезней осуществляют по программе на базе алгоритма, основанного на построчном сканировании видеоизображения каждого поля зрения окном, характерный размер которого превышает максимальный размер возбудителей инфекционных и паразитарных болезней с шагом, составляющим не более 0,5 от характерного размера окна, и сопоставлении пространственного распределения яркости выделенных окном объектов с типовыми распределениями, полученными по результатам предварительного анализа изображений возбудителей инфекционных и паразитарных болезней на различных стадиях развития, идентифицированных специалистами-микробиологами, и занесенными в память компьютера при настройке. Computer search, recognition and identification of pathogens of infectious and parasitic diseases is carried out according to a program based on an algorithm based on line-by-line scanning of a video image of each field of view with a window whose characteristic size exceeds the maximum size of pathogens of infectious and parasitic diseases with a step of no more than 0.5 of the typical the size of the window, and comparing the spatial distribution of brightness of the objects selected by the window with typical distributions obtained by there, a preliminary analysis of images of pathogens of infectious and parasitic diseases at various stages of development, identified by microbiologists, and recorded in the computer's memory when configured.
Отличительными признаками способа являются
- поиск паразитов при сканировании препарата в поле зрения микроскопа по двум координатам, их распознавание и идентификация по характерной картине люминесценции с помощью телевизионной камеры, установленной на микроскопе через видеоадаптер, и компьютера, снабженного программой, обеспечивающей
- запись видеоизображения паразитов в его память;
- сканирование препарата программно по заданной траектории просмотра полей зрения с предварительным выбором шага сканирования;
- выбор последовательности и режима осуществления основных операций диагностики оператором через меню пользователя, которые выполняются автоматически.Distinctive features of the method are
- search for parasites when scanning the drug in the field of view of the microscope in two coordinates, their recognition and identification by the characteristic luminescence pattern using a television camera mounted on the microscope through a video adapter, and a computer equipped with a program that provides
- recording video images of parasites in his memory;
- scanning the drug programmatically along a predetermined path of viewing the fields of view with a preliminary choice of the scanning step;
- selection of the sequence and mode of performing basic diagnostic operations by the operator through the user menu, which are performed automatically.
Принцип действия установки автоматической диагностики (УАД) ВИПБ в пробах биологических препаратов основан на использовании явления индивидуальной люминесценции микробиологических объектов, наблюдаемой при избирательном взаимодействии и образовании комплексов с молекулами красителя-хромофора. В случае диагностики проб крови на содержание, например, малярийных паразитов использована способность НК-содержащих структур паразитов образовывать подобные комплексы с характерной дифференциальной люминесценцией для ДНК-содержащих ядер и РНК-содержащей цитоплазмы. The principle of operation of the automatic diagnostics unit (UAD) of VIPB in samples of biological preparations is based on the use of the phenomenon of individual luminescence of microbiological objects observed during selective interaction and the formation of complexes with dye-chromophore molecules. In the case of the diagnosis of blood samples for the content of, for example, malaria parasites, the ability of NK-containing parasite structures to form similar complexes with characteristic differential luminescence for DNA-containing nuclei and RNA-containing cytoplasm was used.
УАД содержит люминесцентный микроскоп с осветительной системой в отраженном свете, осветительную систему для люминесцентной темнопольной подсветки препарата в проходящем свете, видеоадаптер, телекамеру, компьютер с программным обеспечением, дисплей, интерфейсную плату управления телекамерой, блок сопряжения телекамеры с интерфейсной платой, сканирующий по двум ортогональным координатам предметный столик со сквозным окном и предметным стеклом, два шаговых электродвигателя, блок управления электродвигателями. The UAD contains a luminescent microscope with an illumination system in reflected light, an illumination system for luminescent dark-field illumination of a preparation in transmitted light, a video adapter, a television camera, a computer with software, a display, an interface camera for controlling a camera, an interface unit for a camera with an interface board that scans along two orthogonal coordinates a stage with a through window and a glass slide, two stepper motors, an electric motor control unit.
Осветительная система в отраженном свете (по ходу распространения света) содержит последовательно установленные источник света, коллектор, полевую диафрагму, сменный селективный светофильтр и дихроичное зеркало, установленное под углом 45o к оптической оси системы, микрообъектив, установленный под углом 90o к оптической оси системы, соосно ему установлен запирающий светофильтр, видеоадаптер и объектив.A lighting system in reflected light (along the propagation of light) contains a sequentially installed light source, a collector, a field diaphragm, a replaceable selective filter and a dichroic mirror mounted at an angle of 45 o to the optical axis of the system, a micro lens mounted at an angle of 90 o to the optical axis of the system , coaxially installed a locking light filter, video adapter and lens.
Телекамера установлена на микроскопе после видеоадаптера. Выход телекамеры через блок сопряжения с интерфейсной платой управления телекамерой, которая установлена в свободном слоте компьютера. The camera is mounted on the microscope after the video adapter. Camera output through the interface unit with the camera control interface board, which is installed in a free slot on the computer.
Выход компьютера соединен со входом дисплея. The computer output is connected to the display input.
Осветительная система в проходящем свете включает (по ходу распространения света) дуговой источник света сине-фиолетовой области длин волн, отражатель, светоделительную пластину с теплопропускающим (ТПП) дихроичным покрытием, установленную под углом 45o к оптической оси источника света, отрицательную линзу, установленную под углом 90o к оптической оси источника света, соосно ей селективный светофильтр из цветного стекла, тороидальную линзу, вторую светоделительную пластину с дихроичным покрытием, установленную под углом 45o к оптической оси тороидальной линзы, вторую тороидальную линзу, установленную под углом 90o к оптической оси первой тороидальной линзы, и соосно второй тороидальной линзе размещен конденсор темного и светлого поля с входным и выходным зрачками, установленный под окном в предметном столике.An illuminating system in transmitted light includes (in the direction of light propagation) an arc light source of a blue-violet region of wavelengths, a reflector, a beam splitting plate with a heat transmitting (CCI) dichroic coating, installed at an angle of 45 o to the optical axis of the light source, a negative lens mounted under angle of 90 o to the optical axis of the light source, a coaxial selective color glass filter, a toroidal lens, a second dividing plate with dichroic coating mounted at an angle of 45 o to the optical axis of the toroidal lens, a second toroidal lens mounted at an angle of 90 ° to the optical axis of the first toroidal lens, and a dark and bright field condenser with entrance and exit pupils placed under the window in the subject table is placed coaxially with the second toroidal lens.
Блок управления электродвигателями выполнен в виде интерфейсной платы, установленной в свободном слоте компьютера, и электрически соединен с шаговыми двигателями, которые кинематически связаны с предметным столиком. The motor control unit is made in the form of an interface board installed in a free computer slot, and is electrically connected to stepper motors, which are kinematically connected to the stage.
Отличительными признаками изобретения являются: осветительная система в проходящем свете, второй электродвигатель, телевизионная камера, компьютер с программным обеспечением, дисплей, блок сопряжения, интерфейсная плата управления телекамерой, осветительная система для люминесцентной подсветки препарата в проходящем свете, кроме того, выполнение электродвигателей шаговыми, а блока управления электродвигателями в виде интерфейсной платы компьютера. Размещение телевизионной камеры на микроскопе. Выполнение сканирующего столика со сквозным окном. Соединение выхода телекамеры через блок сопряжения с интерфейсной платой управления телекамерой. Соединение выхода блока управления электродвигателями, с шаговыми двигателями и соединение выхода компьютера с дисплеем. Distinctive features of the invention are: a lighting system in transmitted light, a second electric motor, a television camera, a computer with software, a display, an interface unit, a camera control interface board, a lighting system for luminescent illumination of the drug in transmitted light, in addition, the execution of step motors, and motor control unit in the form of a computer interface board. Placing a television camera on a microscope. Performing a scanning table with a through window. Connection of the camera output through the interface unit with the camera control interface board. Connection of the output of the control unit of electric motors with stepper motors and connection of the output of the computer with the display.
Конструкция установки автоматической диагностики (УАД) ВИПБ в биологических препаратах и ее работа поясняются чертежами. The design of the automatic diagnostics unit (UAD) of VIPB in biological preparations and its operation are illustrated by the drawings.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая, кинематическая и оптическая схемы установки автоматной диагностики ВИПБ. In FIG. 1 shows the structural electrical, kinematic and optical diagrams of the installation of automatic diagnostics of VIPB.
На фиг. 2 представлена распечатка с экрана дисплея. In FIG. 2 shows a printout from a display screen.
На фигурах введены следующие обозначения:
1 - люминесцентный микроскоп (ЛМ);
2 - осветительная система в отраженном свете;
3 - осветительная система в проходящем свете;
4 - предлагаемый столик с предметным стеклом;
5 - шаговый двигатель перемещения предметного столика по другой ортогональной координате;
7 - телевизионная камера (телекамера - ТВК);
8 - блок сопряжения (БС);
9 - компьютер (К);
10 - интерфейсная плата питания шаговых двигателей и управления столиком;
11 - интерфейсная плата для управления телекамерой и ввода видеоизображения в компьютер;
12 - дисплей (Д);
13 - источник света (ИС);
14 - подвижная шторка;
15 - коллектор;
16 - теплопоглощающий светофильтр;
17 - полевая диафрагма;
18 - сменный селекторный светофильтр;
19 - отрицательная линза;
20 - дихроичное зеркало системы возбуждения люминесценции;
21 - микрообъектив;
22 - эллиптический отражатель;
23 - светоотделительная пластинка с теплопропускающим (ТПП) дихроичным покрытием;
24 - селективный светофильтр;
25 - первая тороидальная линза;
26 - вторая тороидальная линза;
27 - входной зрачок конденсатора осветительной системы в проходящем свете;
28 - выходной зрачок конденсатора осветительной системы в проходящем свете;
29 - запирающий светофильтр;
30 - подвижное плоское зеркало;
31 - окуляр;
32 - объектив;
33 - видеоадаптер;
34 - исследуемый объект.The following notation is introduced in the figures:
1 - luminescent microscope (LM);
2 - lighting system in reflected light;
3 - lighting system in transmitted light;
4 - the proposed table with a slide;
5 - stepper motor moving the stage on another orthogonal coordinate;
7 - television camera (TV camera - TVK);
8 - interface unit (BS);
9 - computer (K);
10 - interface board for power supply of stepper motors and table control;
11 - interface board for controlling a television camera and inputting video images to a computer;
12 - display (D);
13 - light source (IP);
14 - movable curtain;
15 - collector;
16 - heat-absorbing light filter;
17 - field diaphragm;
18 - replaceable selector filter;
19 is a negative lens;
20 - dichroic mirror of the luminescence excitation system;
21 - a micro lens;
22 - elliptical reflector;
23 - a light-separating plate with a heat-transmitting (CCI) dichroic coating;
24 - selective light filter;
25 - the first toroidal lens;
26 - the second toroidal lens;
27 - entrance pupil of the capacitor of the lighting system in transmitted light;
28 - exit pupil of the capacitor of the lighting system in transmitted light;
29 - a locking light filter;
30 - movable flat mirror;
31 - eyepiece;
32 - lens;
33 - video adapter;
34 - the investigated object.
В качестве микроскопа 1 может быть применен, например, микроскоп люминесцентный дорожный МЛД-2 с осветительной системой 2 в отраженном свете. As a
Система 2 содержит дуговой источник света 13 сине-фиолетовой области длин волн (400 - 440 нм), подвижную шторку 14, коллектор 15, два теплопоглощающих светофильтра 16, полевую диафрагму 17, сменный селективный светофильтр 16, отрицательную линзу 19 и дихроичное зеркало 20.
Осветительная система 3 в проходящем свете содержит дуговой источник света 13 сине-фиолетовой области длин волн (400 - 440 нм), отражатель 22, две светоотделительные пластинки 23 и дихроичным покрытием, отрицательную линзу 19, теплопоглощающий светофильтр 16, две тороидальные линзы 25 и 26 и конденсатор темного и светлого поля осветительной системы в проходящем свете с входным и выходным зрачками 27 и 28. Оптическая схема системы 3 обеспечивает работу конденсатора темного и светлого поля типа ОИ-10. The illuminating
Предметный столик 4 выполнен с возможностью сканирования в горизонтальной плоскости по двум ортогональным координатам и со сквозным окном по середине. The
Шаговые электродвигатели 5 и 6, например ШД-711 с редуктором, кинематически связаны с предметным столиком 4, обеспечивают его автоматическое перемещение по двум ортогональным осям в горизонтальной плоскости. Питание и управление электродвигатели получают от интерфейсной платы 10, размещенной в свободном слоте компьютера. Размер сканируемой зоны и порядок ее сканирования задают программно.
Телекамера 7 выполняется монохромной, например, PCV-2. Система ввода изображений в компьютер IBM PC PC Vision-2 обеспечивает получение, ввод в память компьютера IBM PC и запись на магнитные носители черно-белых изображений различных объектов и состоит из телекамеры 7 и интерфейсной платы-контроллера (framegrabber). Сопряжение телекамеры 7 с микроскопом осуществляется через оптический адаптер 33, устанавливаемый на отдельном канале микроскопа. The camera 7 is monochrome, for example, PCV-2. The system for inputting images into an IBM PC PC Vision-2 computer provides receiving, entering into the memory of an IBM PC computer and recording on magnetic media black-and-white images of various objects and consists of a camera 7 and an interface controller board (framegrabber). The camera 7 is coupled with a microscope through an optical adapter 33 mounted on a separate channel of the microscope.
Для уменьшения габаритов телекамеры, устанавливаемой на микроскопе, основная часть электронной схемы телекамеры внесена в отдельный блок сопряжения 8, который выполнен в виде отдельной платы, размещенной в отдельном кожухе размером 175 • 135 • 30 мм, с входным и выходным разъемами для соединения с телекамерой и интерфейсной платой компьютера. To reduce the dimensions of the camera mounted on a microscope, the main part of the electronic circuit of the camera is included in a
В качестве компьютера 9 может быть применен IBM PC- совместимый персональный компьютер, в котором должно быть:
- наличие VGA или SVGA адаптера и дисплея;
- наличие двух свободных слот;
- наличие одного свободного разъема разрядной ниши ISA;
- объем ОЗУ не менее 1 Мб;
- операционная система MS DOS 3,0 и выше;
- наличие одного накопителя на жестком и одного на мягком диске;
- тип процессора 286, 386, 486 и выше;
- программное обеспечение.As computer 9 can be used IBM PC-compatible personal computer, which should be:
- the presence of a VGA or SVGA adapter and display;
- the presence of two free slots;
- the presence of one free connector bit ISA niche;
- The amount of RAM is not less than 1 Mb;
- operating system MS DOS 3.0 and higher;
- the presence of one drive on the hard drive and one on the hard drive;
- processor type 286, 386, 486 and higher;
- software.
Интерфейсная плата 10 питания привода и управления сканирующим столиком имеет ножевой разъем для установки в свободный слот материнской платы компьютера. Габариты платы 200 • 98 • 28 мм. Сканирующий столик подключается к плате через 31 - контактный разъем. В верхней части платы размещен 4-контактный разъем для подключения внутренней системы питания компьютера. Дополнительные регулировки элементов платы при установке в компьютер не предусматриваются. The interface board 10 for powering the drive and controlling the scanning table has a blade connector for installation in a free slot on the computer motherboard. The dimensions of the board are 200 • 98 • 28 mm. The scanning table is connected to the board through a 31-pin connector. At the top of the board is a 4-pin connector for connecting the computer’s internal power system. Additional adjustments to the elements of the board when installed in a computer are not provided.
Интерфейсная плата 11 типа "Контраст-2" в составе PC Vision-2 имеет ножевой разъем для установки в свободный слот материнской платы IBM PC. Габариты 300 • 102 • 20 мм. The interface board 11 of the "Contrast-2" type as part of the PC Vision-2 has a blade connector for installation in an empty slot on the IBM PC motherboard. Dimensions 300 • 102 • 20 mm.
Внешние устройства подключаются к плате через 25-контактный разъем. External devices are connected to the board through a 25-pin connector.
Дисплей 12 может быть выполнен на электроннолучевой трубке. The
В качестве источника сине-фиолетового света 13 может быть применена ртутная лампа, например, ДРШ 100-2 или металло-галогенная лампа ДРИ-100. As a source of blue-violet light 13, a mercury lamp, for example, DRSh 100-2 or a metal-halogen lamp DRI-100, can be used.
Подвижная шторка 14 выполняется непрозрачной. The
Коллектор 15 может быть выполнен из двух линз, например, асферических. The collector 15 may be made of two lenses, for example aspherical.
Теплопоглощающий фильтр 16 может быть встроенным или сменным и выполняется из цветного стекла, например, марки СЗС-24. The heat-absorbing
Полевая диафрагма 17 выполняется из непрозрачного материала черного цвета. Field diaphragm 17 is made of opaque material in black.
Селективный светофильтр 18 выполняется сменяемым из цветного стекла, например, марки ФС-1 или СС-15 и служит для выделения из спектра излучения спектральной области возбуждения люминесценции в сине-фиолетовой области спектра.
Отрицательная линза 19 выполнена из оптического стекла. The
Отражатель 22 выполнен эллиптическим, формирующим сходящийся пучок источника света 13. The reflector 22 is made elliptical, forming a converging beam of the light source 13.
Тороидальные линзы 25 и 26 выполнены из оптического стекла. Toroidal lenses 25 and 26 are made of optical glass.
Запирающий светофильтр 29 выполнен двухслойным из цветного стекла, например, марки ЖС-18 и ЖС-19. The locking
Подвижное зеркало 30 выполняется непрозрачным. The movable mirror 30 is opaque.
Видеоадаптер 33 выполнен в виде окуляра. The video adapter 33 is made in the form of an eyepiece.
Исследуемый объект 34 - мазок с ВИПБ, нанесен на предметное стекло. The studied object 34 - smear with VIPB, applied to a glass slide.
Пример осуществления изобретения. An example embodiment of the invention.
Установка автоматической диагностики ВИПБ содержит (фиг. 1) люминесцентный микроскоп 1, осветительную систему в отраженном 2 и проходящем свете 3, сканирующий по двум ортогональным координатам столик 4 микроскопа с окном, два шаговых электродвигателя 5 и 6, телекамеру 7, видеоадаптер 33, персональный компьютер 9, блок сопряжения 8, интерфейсную плату 10 питания шаговых двигателей 5 и 6 и управления столиком 4, интерфейсную плату 11 для управления телекамерой и ввода видеоизображений в компьютер и дисплей 12. Цитологический препарат 34 с анализируемыми ВИПБ размещается на предметном стекле предметного столика 4. The automatic diagnostics installation of VIPB contains (Fig. 1) a
Осветительная система 2 в отраженном свете (по ходу распространения света) содержит последовательно установленные источник света 13, подвижную непрозрачную шторку 14, коллектор 15, теплопоглощающий светофильтр 16, полевую диафрагму 17, второй теплопоглощающий светофильтр 16, сменный селективный светофильтр 18 и дихроичное зеркало 20, установленное под углом 45o к оптической оси системы 2, микрообъектив 21, установленный под углом 90o к оптической оси системы 2, соосно ему установлен запирающий светофильтр 29, видеоадаптер 33 и объектив 32.The
Осветительная система 3 в проходящем свете включает (по ходу распространения света) дуговой источник 13 света сине-фиолетовой области длин волн, отражатель 22, светоотделительную пластинку 23 с теплопропускающим (ТПП) дихроичным покрытием, установленную под углом 45o к оптической оси источника света, отрицательную линзу 19, установленную под углом 90o к оптической оси источника света 13, теплопоглощающий светофильтр 16, селективный светофильтр 24 из цветного стекла, тороидальную линзу 25, установленные соосно линзе 19, вторую светоотделительную пластинку 23 с дихроичным покрытием, установленную под углом 45o к оптической оси тороидальной линзы 25, вторую тороидальную линзу 26, установленную под углом 90o к оптической оси первой тороидальной линзы 25, и установленный соосно второй тороидальной линзе 26 конденсатор с входным 27 и выходным 28 зрачками под окном предметного столика 4.The
Телекамера 7 установлена на микроскопе 1 соосно видеоадаптеру 33, выход которого через блок 8 сопряжения соединен с интерфейсной платой 11 управления телекамерой. Интерфейсная плата 11 установлена в свободном слоте компьютера 9. The camera 7 is mounted on the
Выход компьютера 9 соединен со входом дисплея 12. The output of the computer 9 is connected to the input of the
Блок 10 управления электродвигателями выполнен в виде интерфейсной платы, установленной в свободном слоте компьютера 9, и электрически соединен с шаговыми электродвигателями 5 и 6, которые кинематически связаны с предметным столиком 4. The motor control unit 10 is made in the form of an interface board installed in a free slot of the computer 9, and is electrically connected to the
Свет, отраженный от люминесцентных микрообъектов препарата, проходит через дихроичное зеркало 20, запирающий светофильтр 29, при откинутом зеркале 30, проходит через видеоадаптер 33 и объектив 32 в телекамеру 7. С выхода телекамеры 7 сигнал через блок сопряжения 8 поступает на интерфейсную плату 11 для управления телекамерой и ввода видеоизображения в компьютер 9, а из него на вход дисплея 12. При визуальном наблюдении свет, отраженный от люминесцентных микрообъектов препарата, отражается от подвижного зеркала 30 и попадает в окуляр микроскопа 31. The light reflected from the luminescent microobjects of the drug passes through a dichroic mirror 20, which locks the
Система визуального наблюдения микроскопа состоит из дихроичного зеркала 20, запирающего светофильтра 29, поворотного зеркала 30 и окуляра 31. Назначение светофильтра 29 - устранение света возбуждения в системе наблюдения люминесценции. The visual observation system of the microscope consists of a dichroic mirror 20, a locking
Систему телевизионного наблюдения образуют видеоадаптер 33, объектив 32 и CCD-матрица миниатюрной телекамеры 7. Система работает при выведенном из оптического тракта поворотном зеркале 30. A video surveillance system is formed by a video adapter 33, a lens 32, and a CCD matrix of a miniature television camera 7. The system operates with a swivel mirror 30 removed from the optical path.
Предметный столик обеспечивает перемещение предметного стекла с препаратом на расстояния: продольное - 40 мм и поперечное - 20 мм. Шаг платформы 1 мкм. Вертикальное смещение платформы при сканировании меньше 5 мкм. The stage provides the movement of the glass slide with the drug over distances: longitudinal - 40 mm and transverse - 20 mm.
Техника приготовления мазка мокроты или другого биологического материала заключается в следующем. The technique for preparing a sputum smear or other biological material is as follows.
Используемый материал (или посевной осадок) наносят на предметное стекло (ГОСТ 9284-59). The material used (or seed crop) is applied to a glass slide (GOST 9284-59).
Стекла должны быть чистыми, предварительно хорошо обезжиренными смесью Никифорова в течение 24-х часов, не иметь трещин и царапин. Для исследования материала, не содержащего белок (промывные воды бронхов, моча), используют стекла с нанесенной белковой подложкой из яичного белка, сыворотки и т.д. Glasses should be clean, previously well-degreased with Nikiforov mixture for 24 hours, not have cracks and scratches. To study material that does not contain protein (bronchial washings, urine), glasses with a coated protein substrate of egg white, serum, etc. are used.
Препарат высушивают и фиксируют в сушильном шкафу при 75oC в течение 2-х часов. Затем препарат окрашивают, заливая флурохромом, содержащим аурамин (1 : 1000) и родамин с ДКЭ (1 : 10000), на 60 мин. Расход красителя - до 2-х мл на одно стекло.The drug is dried and fixed in an oven at 75 o C for 2 hours. Then the drug is stained by flooding with flurochrome containing auramine (1: 1000) and rhodamine with DCE (1: 10000) for 60 minutes. Dye consumption - up to 2 ml per glass.
Далее мазок промывают дистиллированной водой, обесцвечивают 3-х %-ным солянокислым спиртом, приготовленным на 70%-ном этаноле, в течение 3 - 5 мин, вновь промывают дистиллированной водой и заливают гасителем фона (0,015% оксазин - цинк хлор) на 15 с. Next, the smear is washed with distilled water, decolorized with 3% hydrochloric acid prepared on 70% ethanol for 3 - 5 minutes, washed again with distilled water and filled with a background quencher (0.015% oxazine - zinc chlorine) for 15 s .
Мазок промывают, высушивают на воздухе, после чего он готов к просмотру. The smear is washed, dried in air, after which it is ready for viewing.
Работает установка автоматической диагностики следующим образом. The automatic diagnostic installation works as follows.
Приготовленный на предметном стекле препарат размещают на предметном столике люминесцентного микроскопа, освещают препарат осветителем с помощью светофильтра, вырезающего из ультрафиолетового спектра источника света сине-фиолетовую область - свет возбуждения люминесценции красителя (фиг. 1). Производят поиск ВИПБ при сканировании препарата в поле зрения микроскопа 1 по двум координатам с помощью предметного столика 4, приводимого в движение шаговыми электродвигателями 5 и 6 по заданной программе. Распознают и идентифицируют ВИПБ по характерной кривой люминесценции с помощью телекамеры 7, установленной на микроскопе через видеоадаптер 33, и компьютера 9, снабженного программой, обеспечивающей запись видеоизображения ВИПБ в его память и имеющего в памяти образы исследуемых возбудителей. The preparation prepared on a slide is placed on a slide of a luminescent microscope, the preparation is illuminated with a light filter, cutting out the blue-violet region from the ultraviolet spectrum of the light source - dye luminescence excitation light (Fig. 1). Search for VIPB when scanning the drug in the field of view of the
Сканирование препарата ведут программно по заданной траектории просмотра полей зрения с предварительным выбором шага сканирования, включая возможность возврата на поле зрения с зафиксированными в памяти компьютера ВИПБ с помощью предметного столика 4 на каждой из координат, управляемого от компьютера 9 через интерфейсную плату 10. The drug is scanned programmatically along a predetermined path of viewing the fields of view with a preliminary choice of the scanning step, including the possibility of returning to the field of view with the VIPB fixed in the computer’s memory using a
Основные операции диагностики, выбор последовательности и режима их осуществления задает оператор через меню пользователя и выполняются автоматически, под управлением программы-оболочки, включающей подпрограммы, каждая из которых обеспечивает циклическое выполнение операций сканирования, захвата и переноса видеоизображения каждого поля зрения в память компьютера, анализ, включающий поиск, распознавание и идентификацию ВИПБ по заданному алгоритму, накопление видеоизображения с обнаруженными ВИПБ в памяти компьютера с фиксацией координат поля зрения, выдачу информации о текущих результатах анализа на экран дисплея и принятия решения о порядке и режиме осуществления сканирующего цикла диагностики препарата. The main diagnostic operations, the choice of the sequence and the mode of their implementation are set by the operator through the user menu and are performed automatically, under the control of a shell program, including subprograms, each of which provides cyclic execution of scanning, capturing and transferring video images of each field of view to the computer’s memory, analysis, including the search, recognition and identification of VIPBs according to a given algorithm, the accumulation of video images with detected VIPBs in computer memory with fixation of rdinat of the field of view, the issuance of information about the current results of the analysis on the display screen and the decision on the procedure and mode of implementation of the scanning cycle of the diagnosis of the drug.
Компьютерный поиск, распознавание и идентификацию ВИПБ осуществляют программно на базе алгоритма, основанного на построчном сканировании видеоизображения каждого поля зрения окном, характерный размер которого превышает максимальный размер паразита, с шагом, составляющим не более 0,5 от характерного размера окна, и сопоставляют пространственное распределение яркости выделения окном объектов с типовыми распределителями, полученными по результатам предварительного анализа изображений ВИПБ на различных стадиях их развития, идентифицированных специалистами-микробиологами, и занесенными в память компьютера. Computer search, recognition and identification of VIPBs is carried out programmatically on the basis of an algorithm based on line-by-line scanning of the video image of each field of view by a window whose characteristic size exceeds the maximum parasite size, with a step of not more than 0.5 of the characteristic window size, and the spatial distribution of brightness is compared window selection of objects with typical distributors obtained by preliminary analysis of VIPB images at various stages of their development, identifying ovannyh specialists, microbiologists, and recorded in the computer's memory.
Видеоизображения люминесцирующих ВИПБ, полученные с помощью телекамеры 7, установленной на люминесцентный микроскоп 1, передается в память персонального компьютера 9 и анализируется с целью обнаружения, распознавания и подсчета числа ВИПБ. Его оптические системы 2 и 3 позволяют работать раздельно как в отраженном, так и в проходящем свете, а также при смешанном освещении (фиг. 1). Video images of luminescent VIPBs obtained using a camera 7 mounted on a
При работе в отраженном свете используется осветительная система 2. В этом случае дуговой разряд источника света 13 с помощью двухлинзового коллектора 15, линзы 19 и светоделительной пластинки 20 проецируется в выходной зрачок объектива 21. When working in reflected light, a
Из спектра излучения источника спектральная область возбуждения люминесценции выделяется с помощью сменных светофильтров 18. Теплопоглощающие светофильтры 16 (один встроенный и один сменный) предохраняют светофильтры 18 от нагрева. На светоделительной пластинке 20 нанесено дихроичное покрытие, которое отражает до 80% света в области возбуждения 400-440 нм и пропускает до 80% света в области люминесценции 520-700 нм. From the radiation spectrum of the source, the luminescence excitation spectral region is extracted using
Полевая диафрагма 17 линзой 19, светоделительной пластинкой 20 и объективом 21 проецируется в плоскость исследуемого препарата 34 с анализируемыми ВИПБ. The field diaphragm 17 with a
Работа в проходящем свете обеспечивается осветителем 3 в комплекте с конденсором светлого и темного поля типа ОИ-10. Коллиматор, выполненный в виде эллиптического отражателя 22 в сочетании с конфокально установленной линзой 19, формирует параллельный пучок света от источника 13, который телескопической системой, образованной двумя тороидальными линзами 25 и 26, преобразуется в кольцевой пучок, согласованный по размеру с входным зрачком 27 конденсора. Фокусировка конденсора в плоскость исследуемого препарата 34 обеспечивает его освещение с возможностью наблюдения в темном поле. Work in transmitted light is provided by
Выделение спектра возбуждения в данном случае осуществляется комбинацией светофильтров 18 и 24 и светоделительной пластинкой 23 с дихроичным покрытием. The allocation of the excitation spectrum in this case is carried out by a combination of
Назначение светофильтра 29 - устранение света возбуждения в системе наблюдения люминесценции. The purpose of the
Сведения о модуле IBM PC и программном обеспечении следующие. The IBM PC module and software information is as follows.
Модуль IBM PC - совместимого компьютера. The IBM PC module is a compatible computer.
Коммерческий компьютер при работе в составе УДА дополнительно оснащается интерфейсными платами 10 и 11, устанавливаемыми в свободные слоты компьютера. The commercial computer, when operating as part of the UDD, is additionally equipped with interface boards 10 and 11, which are installed in free slots of the computer.
Программное обеспечение выполнено в виде оконного интерфейса, работающего в среде Norton Commander (рекомендованная версия 4.0). The software is designed as a window interface running in the Norton Commander environment (recommended version 4.0).
Основные задачи, возложенные на программное обеспечение:
- ввод в память компьютера и оперативная визуализация на экране дисплея черно-белого изображения, переданного ТВК;
- запись на диск и чтение изображений с максимальным размером 248х200 пикселей в формате "один байт - один пиксель";
- регулировка параметров ввода изображения "ЭКСПОЗИЦИЯ", "ЯРКОСТЬ", КОНТРАСТ";
- выбор и фиксация фрагментов изображения задаваемого оператором размера;
- анализ яркости каждого пикселя, фрагмента и изображения в целом;
- определение и фиксация параметров, характеризующих объекты, выбранные оператором;
- ручное (пошаговое) и автоматическое сканирование препарата с помощью микроскопного столика;
- поиск объектов в фиксированных изображениях и в процессе сканирования;
- автоматическая запись на жесткий диск изображений с обнаруженными объектами в процессе сканирования препарата.The main tasks assigned to the software:
- input into computer memory and operational visualization on the display screen of a black-and-white image transmitted by TCEs;
- writing to disk and reading images with a maximum size of 248x200 pixels in the format "one byte - one pixel";
- adjustment of image input parameters "EXPOSURE", "BRIGHTNESS", CONTRAST ";
- selection and fixing of fragments of the image specified by the operator size;
- analysis of the brightness of each pixel, fragment and image as a whole;
- definition and fixing of parameters characterizing objects selected by the operator;
- manual (step-by-step) and automatic scanning of the drug using a microscope table;
- search for objects in fixed images and during scanning;
- automatic recording on the hard disk of images with detected objects during the scanning of the drug.
Работа программ идентификации возбудителей заболеваний заключается в следующем. The work of pathogen identification programs is as follows.
Головное меню программы располагается в виде строки в верхней части экрана и содержит следующие пункты: "РАБОТА", "ПРОСМОТР", "ФАЙЛ", "НАСТРОЙКА", "ДАННЫЕ", "ВЫХОД". При установке курсора на любой из пунктов меню и нажатии клавиши "ENTER" отрывается выбранное частное меню (фиг. 2). The main menu of the program is located as a line at the top of the screen and contains the following items: "WORK", "VIEW", "FILE", "SETUP", "DATA", "EXIT". When the cursor is positioned on any of the menu items and the "ENTER" key is pressed, the selected private menu is opened (Fig. 2).
Пункт головного меню "РАБОТА" включает в себя режим работы программ: "АВТОМАТИЧЕСКАЯ", "РУЧНАЯ", "ПОИСК В ТЕКУЩЕМ КАДРЕ", "ПЕРЕМЕЩЕНИЕ", "РУЧНОЙ ПРОГОН", "УСТАНОВКА НУЛЯ" И "СБРОС". The main menu item “OPERATION” includes the operating mode of the programs: “AUTOMATIC”, “MANUAL”, “SEARCH IN THE CURRENT FRAME”, “MOVEMENT”, “MANUAL RUN”, “ZERO SET”, and “RESET”.
Настройку компьютера на работу с препаратом следует проводить в режиме "РУЧНАЯ" работа, в котором на экран монитора выводится изображение в реальном масштабе времени. При нажатии клавиши F2 происходит автоматическая настройка яркости и контраста изображения в соответствии с условиями, предложенными в пункте "НАСТРОЙКА". При необходимости возможна ручная коррекция этих параметров клавишами "Q"-"W" - для тонкой настройки яркости, "A"-"S" - для грубой настройки яркости, "Z"-"X" - для настройки контакта. С помощью клавиш "1"-"2" меняют экспозицию, клавиши "+" - "-" используют для изменения размеров выделенного фрагмента. Setting up the computer to work with the drug should be carried out in the "MANUAL" mode, in which a real-time image is displayed on the monitor screen. When you press the F2 key, the brightness and contrast of the image are automatically adjusted in accordance with the conditions proposed in the "SETUP" item. If necessary, you can manually correct these parameters with the keys "Q" - "W" - for fine-tuning the brightness, "A" - "S" - for a coarse adjustment of brightness, "Z" - "X" - for setting the contact. Use the keys "1" - "2" to change the exposure, the keys "+" - "-" are used to resize the selected fragment.
Справа от кадра на экране дисплея располагается служебная информация (фиг. 2), в т.ч.:
- координаты изображения в количестве шагов от начального положения сканирующего столика;
- экспозиция;
- яркость точно; - яркость грубо; - контраст;
- размер выбранного фрагмента в пикселях;
- уровень яркости изображения в целом;
- гистограмма яркости изображения;
- псевдоцветовая палитра гистограммы;
- правая и левая граница гистограммы в 64 градациях в соответствии с условиями, назначенными в меню "НАСТРОЙКА";
- повтор последних 4-х положений для фрагмента изображения.To the right of the frame on the display screen is the service information (Fig. 2), including:
- image coordinates in the number of steps from the initial position of the scanning table;
- exposure;
- brightness exactly; - brightness is rough; - contrast;
- the size of the selected fragment in pixels;
- the brightness level of the image as a whole;
- histogram of image brightness;
- pseudo-color histogram palette;
- the right and left border of the histogram in 64 gradations in accordance with the conditions specified in the "SETUP"menu;
- Repeat the last 4 positions for the image fragment.
Нажатие клавиш курсора используется для пошагового сканирования столика. Pressing the cursor keys is used to step by step scan the table.
Выход из режима осуществляется нажатием клавиши "ESC". Exit the mode by pressing the "ESC" key.
В режиме "ПОИСК В ТЕКУЩЕМ КАДРЕ" проводится детальный анализ изображения. В частном случае, когда алгоритм анализа основан на выявлении в составе фрагментов изображения пикселей средней яркости, принадлежащих заданному диапазону яркости и условно названных "мезонами", а также пикселов, превышающих по яркости заданный уровень и названных "барионами", определяются границы диапазонов. In the "SEARCH IN CURRENT FRAME" mode, a detailed image analysis is performed. In the particular case, when the analysis algorithm is based on identifying medium brightness pixels in the image fragments that belong to a given brightness range and are conventionally called "mesons", as well as pixels that exceed a given level in brightness and called "baryons", the boundaries of the ranges are determined.
При первичном входе в этот режим после нажатия клавиши "ENTER" в правом нижнем углу экрана открывается таблица, сообщающая о размерах и площади анализируемого фрагмента препарата в пикселях, размерах и площади его ядра и периферии, текущих границах диапазона "мезонов" в 256 градациях, минимальном и максимальном числе "мезонов" в ядре и перевесе, т.е. минимально допустимой разности мезонов, содержащихся в ядре и на периферии, максимально допустимом числе "барионов". При повторном нажатии клавиши "ENTER" на экране дисплея в левом верхнем секторе выводится анализируемое изображение с рамкой для выделения фрагментов, перемещаемой стрелками курсора или цифровой клавиатуры; шаг перемещения увеличивается в 10 раз при нажатии клавиши "SHIFT". В правовом верхнем секторе сообщается о размерах изображения в целом, размерах и текущих координатах фрагмента. Здесь же даны два изображения фрагмента: в текущей палитре и бинаризованном виде, где белая окраска придана пикселям, принадлежащим классу "мезоны". When you first enter this mode after pressing the "ENTER" key in the lower right corner of the screen, a table opens that reports the size and area of the analyzed fragment of the drug in pixels, the size and area of its core and periphery, the current boundaries of the "mesons" range in 256 gradations, the minimum and the maximum number of "mesons" in the core and the preponderance, i.e. the minimum allowable difference of the mesons contained in the nucleus and on the periphery, the maximum allowable number of "baryons". When the "ENTER" key is pressed again on the display screen in the upper left sector, the analyzed image with a frame for highlighting fragments moved by the arrow keys or the numeric keypad is displayed; the movement step is increased 10 times when you press the SHIFT key. In the upper legal sector, the dimensions of the image as a whole, the sizes and current coordinates of the fragment are reported. Here are two images of the fragment: in the current palette and binarized, where the white color is given to pixels belonging to the meson class.
Под этими изображениями размещена служебная таблица, сообщающая о диапазоне градаций яркости, соответствующем "мезонам". Этот диапазон устанавливается согласно первому пункту субменю "ДАННЫЕ" с учетом автоматической подстройки под гистограмму данного изображения. В этой же таблице сообщается о количестве "мезонов" в центральной и периферийной части фрагмента и их разности. Under these images is placed a service table that reports on the range of gradations of brightness corresponding to the "mesons". This range is set according to the first item of the "DATA" submenu, taking into account the automatic adjustment to the histogram of this image. The same table reports the number of "mesons" in the central and peripheral parts of the fragment and their difference.
В нижней части экрана расположена гистограмма яркости в 256 градациях изображения в целом и текущего фрагмента. При нажатии клавиши F8 происходит перестройка изображения в соответствии с палитрой, размещенной под гистограммой изображения. В частности, при F8=Rule4 изображение в целом бинаризуется относительно "мезонов". Нажатие клавиши F3 позволяет изменять диапазон "мезонов", при этом клавиша "TAB" определяет, какая граница диапазона должна меняться, а стрелки курсора определяют направление изменения. At the bottom of the screen is a histogram of brightness in 256 gradations of the image as a whole and the current fragment. When you press the F8 key, the image is rebuilt in accordance with the palette located below the image histogram. In particular, with F8 = Rule4, the image as a whole is binarized relative to the "mesons". Pressing the F3 key allows you to change the range of "mesons", while the "TAB" key determines which boundary of the range should be changed, and the cursor arrows determine the direction of change.
Выход из режима осуществляется нажатием клавиши "ENTER" при необходимости сохранения нового диапазона мезонов или клавиши "ESCAPE" в противном случае. Exit the mode by pressing the "ENTER" key if necessary to save a new meson range or the "ESCAPE" key otherwise.
Режимы "ПЕРЕМЕЩЕНИЕ" и "РУЧНОЙ ПРОГОН" используются для автоматического и пошагового выхода на изображение с заданными координатами без визуализации текущих изображений. The "MOVEMENT" and "MANUAL RUN" modes are used for automatic and step-by-step output to the image with the given coordinates without visualizing the current images.
Основным пунктом меню является "АВТОМАТИЧЕСКАЯ РАБОТА". Перед включением этого режима необходимо войти в режим "УСТАНОВКА НУЛЯ". В режиме "АВТОМАТИЧЕСКАЯ РАБОТА" будет выполнен анализ на наличие объектов с определенными параметрами в N х M кадров, где N и M - число шагов по обеим координатам плоскости, задаваемое в режиме "НАСТРОЙКА". Каждый кадр, содержащий изображение возбудителей (ВИПБ), записывается на жесткий диск. Работа данного пункта меню заканчивается высвечиванием на экране дисплея информации об уровне паразитемии рассматриваемого препарата. The main menu item is "AUTOMATIC WORK". Before enabling this mode, you must enter the "ZERO SET" mode. In the "AUTOMATIC WORK" mode, an analysis will be performed for the presence of objects with certain parameters in N x M frames, where N and M are the number of steps along both coordinates of the plane specified in the "SETUP" mode. Each frame containing the image of pathogens (VIPB) is recorded on the hard drive. The work of this menu item ends by highlighting on the display screen information about the level of parasitemia of the drug in question.
Пункт головного меню "ПРОСМОТР" выводит на экран текущее изображение, находящееся в ОЗУ, независимо от того, получено оно непосредственно с ТВК, из памяти (с диска) или является продуктом режима "ПОИСК В ТЕКУЩЕМ КАДРЕ". Так же как и в режиме "РУЧНАЯ РАБОТА", справа от изображения располагается служебная информация, за исключением первых пяти пунктов, начиная с размера выбранного фрагмента. The “VIEW” main menu item displays the current image in RAM, regardless of whether it is received directly from the TCE, from memory (from the disk), or is a product of the “SEARCH IN CARD” mode. As in the "MANUAL OPERATION" mode, the service information is located to the right of the image, with the exception of the first five points, starting with the size of the selected fragment.
Пункт головного меню - "ФАЙЛ" включает режимы записи и воспроизведение изображений при обмене с накопителем. The main menu item - "FILE" includes the recording and playback modes of images when exchanging with the drive.
Пункт головного меню - "НАСТРОЙКА" разбит на четыре функциональных блока. The main menu item - "SETUP" is divided into four function blocks.
Первый блок определяет язык общения с оператором, информирует о параметрах ввода изображений и допускает их изменение при установке курсора на соответствующую строку и нажатии клавиши "ENTER". При выборе значений параметров следует иметь в виду, что
- яркость и контраст устанавливается программой автоматически;
- экспозиция 40 мс является оптимальной для работы ТВК и может изменяться в широких пределах в специальных случаях;
- отступы позволяют совместить центр изображения на экране с центром визуального изображения;
- максимальный размер изображения на экране 246 х 200 пикселей.The first block determines the language of communication with the operator, informs about the input parameters of the images and allows them to change when the cursor is placed on the corresponding line and pressing the "ENTER" key. When choosing parameter values, it should be borne in mind that
- brightness and contrast are set automatically by the program;
- an exposure of 40 ms is optimal for the operation of TCEs and can vary widely in special cases;
- indents allow you to combine the center of the image on the screen with the center of the visual image;
- The maximum size of the image on the screen is 246 x 200 pixels.
Второй блок определяет условия автоматической настройки программы на оптимальное восприятие изображения и корректировку параметров выделения объектов по отклонению яркости и контраста текущего изображения и анализируемого фрагмента от начально заданных;
- границы гистограммы (по шкале "a") выбираются из условия наиболее благоприятного восприятия изображения;
- минимальная ширина гистограммы (по шкале "a") исключает периферийные узкие участки гистограммы из рассмотрения в процессе автоматической настройки яркости и контраста;
- минимальный запас уровня "мезонов" (по шкале "b") устанавливает минимальное расстояние между верхней границей гистограммы изображения и нижней границей диапазона "мезонов";
- максимальное превышение яркости рамки в % исключает из анализа на содержание возбудителей фрагменты, яркость которых выше средней яркости всего изображения на указанную величину;
- минимальная и максимальная яркости (по шкале "b") ограничивают возможный рабочий диапазон яркостей для сокращения времени автоматической настройки;
- минимальная и максимальная контрастности (0 - 15) обеспечивают сокращение времени автоматической настройки.The second block determines the conditions for automatically setting the program to the optimal image perception and adjusting the parameters for selecting objects according to the deviation of the brightness and contrast of the current image and the analyzed fragment from the initial ones;
- the boundaries of the histogram (on the “a” scale) are selected from the condition of the most favorable image perception;
- the minimum histogram width (on the “a” scale) excludes peripheral narrow sections of the histogram from consideration in the process of automatically adjusting brightness and contrast;
- the minimum margin of the "mesons" level (on the "b" scale) sets the minimum distance between the upper border of the image histogram and the lower border of the range of "mesons";
- the maximum excess of the brightness of the frame in% excludes from the analysis for the content of pathogens fragments whose brightness is higher than the average brightness of the entire image by the specified value;
- minimum and maximum brightness (on a scale of "b") limit the possible working range of brightness to reduce the time of automatic adjustment;
- minimum and maximum contrast (0 - 15) provide a reduction in automatic tuning time.
Третий блок определяет режим сканирования столика:
- задержка необходима для успокоения вибрации после перемещения сканирующего столика на заданный шаг;
- выбор шага перемещения зависит от используемого увеличения оптической системы, например, 130 мкм соответствует оптическому увеличению микроскопа х 400;
- поле перемещения по X и Y в количестве шагов задается оператором;
- начальный отступ определяет количество шагов холостого прогона для работы в автоматическом режиме на "свежем" препарате.The third block determines the scan mode of the table:
- a delay is necessary to calm the vibration after moving the scanning table to a predetermined step;
- the choice of the step of movement depends on the used increase in the optical system, for example, 130 microns corresponds to the optical magnification of the microscope x 400;
- the field of movement along X and Y in the number of steps is set by the operator;
- the initial indent determines the number of steps of an idle run to work automatically on a "fresh" preparation.
Остальные пункты этого блока устанавливаются специалистами при настройке установки. The remaining items of this block are set by specialists when setting up the installation.
В четвертом блоке находится служебная вспомогательная информация:
- псевдоцвет изображения в режимах "РУЧНАЯ РАБОТА" и "ПРОСМОТР" позволяет оценивать равномерность освещенности наблюдаемого поля и проводить необходимую юстировку осветителей;
- путь по умолчанию определяет директория для записи изображения в режиме работы "АВТОМАТИЧЕСКАЯ";
- при значении "алгоритм анализа" - "1" сканирование в автоматическом режиме завершается при обнаружении первого возбудителя, а в случае "2" - идет непрерывно до окончания сканирования заданной поверхности препарата;
- размер квадратного окна (анализируемого фрагмента, рамки) в пикселях зависит от увеличения оптической системы; значение этого размера, установленное оператором в режимах "РУЧНАЯ" работа и "ПРОСМОТР" переносится в эту графу автоматически, например, 12 пикселей - оптимальный размер для увеличения микроскопа х400;
- максимальное число "особенностей" ограничивает возможное число зарегистрированных возбудителей в одном кадре;
- последний пункт блока предлагает расставлять или не расставлять рамки вокруг обнаруженных возбудителей как в ручном, так и в автоматическом режиме работы.In the fourth block is auxiliary auxiliary information:
- the pseudo-color of the image in the “MANUAL OPERATION” and “VIEWING” modes allows to evaluate the uniformity of illumination of the observed field and to carry out the necessary adjustment of the illuminators;
- the default path determines the directory for recording the image in the "AUTO"mode;
- if the value of the “analysis algorithm” is “1”, the scan automatically ends when the first pathogen is detected, and in the case of “2”, it continues continuously until the scan of the given surface of the preparation is completed;
- the size of the square window (analyzed fragment, frame) in pixels depends on the increase in the optical system; the value of this size set by the operator in the “MANUAL” operation and “VIEW” modes is automatically transferred to this column, for example, 12 pixels — the optimal size for increasing the x400 microscope;
- the maximum number of "features" limits the possible number of registered pathogens in one frame;
- the last paragraph of the block suggests arranging or not arranging frames around the detected pathogens in both manual and automatic mode.
Пункт головного меню - "ДАННЫЕ" определяет значения параметров, по которым ведется поиск и выделяется объект. Информация, необходимая для заполнения таблицы "ПАРАМЕТРЫ":
- границы диапазона "мезонов" задаются по шкале "b" и их значения в таблице в процессе анализа изображения не изменяются, т.е. могут отличаться от рабочих значений режима "ПОИСК В ТЕКУЩЕМ КАДРЕ";
- максимальное и минимальное содержание "мезонов" в ядре фрагментов дано в процентах от площади ядра;
- разность числа "мезонов" в ядре и на периферии фрагмента дана в пикселях;
- минимальный шаг перемещения фрагментов по изображению в один пиксель дает качественный анализ изображения; для существенного увеличения скорости анализа шаг можно увеличить, но он должен быть менее половины линейного размера фрагмента;
- при выводе на экран результатов анализа текущего изображения после окончания анализа на экран выводится список обнаруженных возбудителей с указанием их координат и "перевеса" (dir); список ограничен числом, указанным в пункте "МАКС. ЧИСЛО ОСОБЕННОСТЕЙ", если возбудителей меньше этого числа, список дополняется объектами, похожими на возбудителей без указания порядкового номера;
- если в пункте "КОЛИЧЕСТВО ПУСКОВ KISHI" установлен 0, работа в режиме "ПОИСК В ТЕКУЩЕМ КАДРЕ" проводится без исключения аналитического окна и корректировки параметров;
- предварительная обработка изображений медианным фильтром позволяет устранить мелкие "шумы";
- псевдоцвет позволяет визуально оценивать равномерность яркости в аналитическом окне;
- нижняя граница диапазона "барионов" дана по шкале "a";
- содержание "барионов" в фрагменте задается в процентах от площади фрагмента.The main menu item - "DATA" defines the values of the parameters by which the search is conducted and the object is highlighted. Information required to fill in the table "PARAMETERS":
- the boundaries of the "mesons" range are set on the "b" scale and their values in the table do not change during image analysis, i.e. may differ from the operating values of the "SEARCH IN CURRENT FRAME"mode;
- the maximum and minimum content of "mesons" in the nucleus of fragments is given as a percentage of the area of the nucleus;
- the difference in the number of "mesons" in the nucleus and on the periphery of the fragment is given in pixels;
- the minimum step of moving fragments in the image in one pixel gives a qualitative analysis of the image; to significantly increase the speed of analysis, the step can be increased, but it should be less than half the linear size of the fragment;
- when the results of the analysis of the current image are displayed on the screen after the end of the analysis, a list of the pathogens detected is indicated on the screen with an indication of their coordinates and "overweight"(dir); the list is limited to the number indicated in the paragraph "MAX. NUMBER OF FEATURES", if the pathogens are less than this number, the list is supplemented by objects similar to pathogens without specifying a serial number;
- if the item “NUMBER OF KISHI STARTINGS” is set to 0, work in the “SEARCH IN CURRENT FRAME” mode is carried out without exception of the analytical window and adjusting the parameters;
- preliminary processing of images with a median filter eliminates small "noises";
- pseudocolor allows you to visually assess the uniformity of brightness in the analytical window;
- the lower boundary of the range of "baryons" is given on the scale "a";
- the content of "baryons" in the fragment is set as a percentage of the area of the fragment.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97111138A RU2123682C1 (en) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97111138A RU2123682C1 (en) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2123682C1 true RU2123682C1 (en) | 1998-12-20 |
| RU97111138A RU97111138A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20194827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97111138A RU2123682C1 (en) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2123682C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218565C1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-10 | Институт цитологии и генетики СО РАН | Method for predicting hemoparasitic diseases |
| RU2222803C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-27 | Мешковский Игорь Касьянович | System of operative diagnostics of biological contamination of air in ventilation ducts of buildings and structures |
| RU2245674C2 (en) * | 2002-12-15 | 2005-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики | Device for identifying biological tissue of epidural space of spinal canal |
| RU2299437C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-05-20 | Медицинская Клиника "Медстом" Общество С Ограниченной Ответственностью Medical Firm "Medstom" | Method for examining periodontium state |
| RU2360246C1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-06-27 | Ольга Александровна Лебедева | Way of diagnostics of parasitogenic disease |
| RU214546U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-11-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Device for morphocolorimetry of plant leaves |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054176C1 (en) * | 1992-08-21 | 1996-02-10 | Фирма "Информ Инженеринг" | Physiologic system identification method |
-
1997
- 1997-07-01 RU RU97111138A patent/RU2123682C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054176C1 (en) * | 1992-08-21 | 1996-02-10 | Фирма "Информ Инженеринг" | Physiologic system identification method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Карнаухов В.И. и др. Методы и техника люминесцентной цитодиагностики. -Препринт, Пущино , 1993. с. 15-19. 2. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2222803C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-27 | Мешковский Игорь Касьянович | System of operative diagnostics of biological contamination of air in ventilation ducts of buildings and structures |
| RU2218565C1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-10 | Институт цитологии и генетики СО РАН | Method for predicting hemoparasitic diseases |
| RU2245674C2 (en) * | 2002-12-15 | 2005-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики | Device for identifying biological tissue of epidural space of spinal canal |
| RU2299437C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-05-20 | Медицинская Клиника "Медстом" Общество С Ограниченной Ответственностью Medical Firm "Medstom" | Method for examining periodontium state |
| RU2360246C1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-06-27 | Ольга Александровна Лебедева | Way of diagnostics of parasitogenic disease |
| WO2009148363A3 (en) * | 2008-06-06 | 2010-01-28 | Lebedeva Olga Alexandrovna | Method for diagnosing parasitic disease |
| RU214546U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-11-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Device for morphocolorimetry of plant leaves |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240293812A1 (en) | Apparatus and method for analyzing a bodily sample | |
| US9110305B2 (en) | Microscope cell staining observation system, method, and computer program product | |
| US6546123B1 (en) | Automated detection of objects in a biological sample | |
| US8421033B2 (en) | Fluorescence image producing method, fluorescence image producing apparatus, and fluorescence image producing program | |
| EP1065496A2 (en) | Method and apparatus for deriving separate images from multiple chromogens in a biological specimen | |
| WO2020007326A1 (en) | High-throughput parallel raman spectrometer based on single cell detection | |
| JP2003504627A (en) | Automatic detection of objects in biological samples | |
| WO2002003052A9 (en) | Laser scanning cytology with digital image capture | |
| US9519128B2 (en) | Image processing apparatus, microscope system, and image processing method | |
| CN116380795A (en) | A Synchronous Imaging Device of Phytoplankton Bright Field and Fluorescence Dual Optical Paths | |
| US20230258918A1 (en) | Digital microscope with artificial intelligence based imaging | |
| Deutsch et al. | Apparatus for high‐precision repetitive sequential optical measurement of living cells | |
| JP4106626B2 (en) | Fluorescence image measuring method and apparatus | |
| RU2123682C1 (en) | Method and facility for diagnosing infectious and parasitic disease agents | |
| US7777885B2 (en) | Diagnostic imaging device for the analysis of circulating rare cells | |
| Peterson | The use of fluorescent probes in cell counting procedures | |
| CA2577299C (en) | A diagnostic imaging device for the analysis of circulating rare cells | |
| US20230221178A1 (en) | Apparatus and a method for fluorescence imaging | |
| Ploem | Appropriate technology for the quantitative assessment of the final reaction product of histochemical techniques | |
| US20230074634A1 (en) | Method for identifying a region of a tumour | |
| CN112255206A (en) | Spectroscopic detection unit, particle detection device and method | |
| Shapiro et al. | Computer-aided microspectrophotometry of biological specimens | |
| JPS61247962A (en) | Cell diagnosing apparatus | |
| WO2022270015A1 (en) | Biological specimen observation device and biological specimen observation system | |
| CN119438165A (en) | A super-resolution imaging system and a method for detecting biomarkers |