EP0902394B1

Method and apparatus for analysing an image

Abstract

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EP0902394B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 16

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Expired 11 September 2017, 9 years ago.

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16 claims: 16 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method of analysing a plurality of localised reaction sites, each containing a reactive species which reacts with a respective analyte and each having been exposed to a test sample, the method comprising detecting (66) radiation from the reaction sites to generate an image comprising an array of pixel values, the radiation from each reaction site being indicative of the presence or absence of a respective analyte in the test sample; dividing (67) the image into a plurality of image regions each corresponding with a respective one of the reaction sites; and analysing (67) each image region, thereby obtaining a plurality of image values each being indicative of the presence or absence of a respective analyte in the test sample, wherein analysing each image region to obtain the image value comprises:(1) determining the highest pixel value in the image region;(2) calculating a lower threshold pixel value from the highest pixel value determined in step (1) in accordance with a predetermined algorithm;and(3) obtaining the image value by statistically analysing the pixel values in the image region which lie in a range defined by the lower threshold pixel value calculated in step (2). Procédé d'analyse d'une pluralité de sites de réaction localisés, chacun contenant une espèce réactive, qui réagit avec un analyte respectif et chacun ayant été exposé à un échantillon de test, le procédé comprenant    la détection (66) d'un rayonnement provenant des sites de réaction pour générer une image comprenant un réseau de valeurs de pixels, le rayonnement provenant de chaque site de réaction étant indicatif de la présence ou de l'absence d'un analyte respectif dans l'échantillon de test;diviser (67) l'image en une pluralité de régions d'image correspondant chacune à une zone respective des sites de réaction;et    analyser (67) chaque région de l'image, ce qui permet d'obtenir une pluralité de valeurs d'image dont chacune est indicative de la présence ou de l'absence d'un analyte respectif dans l'échantillon de test,    l'analyse de chaque région d'image pour l'obtention de la valeur d'image comprenant : (1) la détermination de la valeur de pixel maximale dans la région de l'image;(2) le calcul de la valeur de pixel de seuil inférieure à partir de la valeur de pixel la plus élevée déterminée lors de l'étape (1) conformément à un algorithme prédéterminé;et(3) l'obtention de la valeur de l'image par analyse statistique des valeurs de pixels dans la région de l'image, qui sont situées dans une gamme définie par la valeur de pixel de seuil inférieure calculée lors de l'étape (2). Verfahren zum Analysieren mehrerer lokalisierter Reaktionsstellen, von denen jede eine reaktive Spezies enthält, die mit einem entsprechenden Analyt reagiert, und jede einer zu Testprobe ausgesetzt war, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Erfassen (66) von Strahlung von den Reaktionsstellen, um ein Bild zu erzeugen, das ein Feld von Pixelwerten umfasst, wobei die Strahlung von jeder Reaktionsstelle die Anwesenheit oder Abwesenheit eines entsprechenden Analyten in der Testprobe anzeigt;Aufteilen (67) des Bilds in mehrere Bildregionen, die jeweils zu einer entsprechenden Reaktionsstelle korrespondieren;undAnalysieren (67) jeder Bildregion, woraus mehrere Bildwerte gewonnen werden, die jeweils die Anwesenheit und Abwesenheit eines entsprechenden Analyten in der Testprobe anzeigen,    wobei das Analysieren jeder Bildregion um einen Bildwert zu erhalten, folgendes umfasst: (1) Bestimmen des höchsten Pixelwertes in der Bildregion;(2) Berechnen eines unteren Schwellpixelwerts aus dem höchsten Pixelwert, der in Schritt (1) bestimmt wurde, gemäß einem vorbestimmten Algorithmus;und(3) Erhalten des Bildwerts durch statistisches Analysieren der Pixelwerte in der Bildregion, die in einem Bereich liegen, der durch den unteren Schwellpixelwert, der in Schritt (2) berechnet wurde, definiert ist.
  2. 2
    A method according to claim 1, further comprising calculating an upper pixel threshold value from the highest pixel value determined in step (1) in accordance with a second predetermined algorithm, wherein step (3) comprises statistically analysing the pixel values in the image region which lie in a range defined by the upper and lower pixel threshold values. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le calcul d'une valeur de seuil de pixel supérieure à partir de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1) conformément à un second algorithme prédéterminé, l'étape (3) comprenant l'analyse statistique des valeurs de pixels dans la région de l'image, qui sont situées dans une gamme définie par les valeurs de seuil de pixels supérieure et inférieure. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem ein Berechnen eines oberen Schwellpixelwerts aus dem höchsten Pixelwert, der in Schritt (1) gemäß einem zweiten vorbestimmten Algorithmus bestimmt wurde, umfasst, wobei Schritt (3) ein statistisches Analysieren der Pixelwerte in der Bildregion umfasst, die in einem durch den unteren und oberen Schwellpixelwert definierten Bereich liegen.
  3. 3
    A method according to claim 1 or 2, wherein the lower and/or upper threshold pixel values are calculated as a predetermined percentage of the highest pixel value determined in step (1). Procédé selon la revendication 1 ou 2, selon lequel les valeurs de pixels de seuil inférieure et/ou supérieure sont calculées en tant que pourcentages prédéterminés de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der untere und/oder obere Schwellpixelwert als ein vorbestimmter Anteil des in Schritt (1) bestimmten maximalen Pixelwerts berechnet werden.
  4. 4
    A method according to claim 3, wherein the lower threshold pixel value is between 50% and 90% of the highest pixel value determined in step (1). Procédé selon la revendication 3, selon lequel la valeur de pixel de seuil inférieure est comprise entre 50 % et 90 % de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1). Verfahren nach Anspruch 3, wobei der untere Schwellpixelwert zwischen 50% und 90% des in Schritt (1) bestimmten höchsten Pixelwerts beträgt.
  5. 5
    A method according to claim 4, wherein the lower threshold pixel value is 80% of the highest pixel value determined in step (1). Procédé selon la revendication 4, selon lequel la valeur de pixel de seuil inférieure est égale à 80 % de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1). Verfahren nach Anspruch 4, wobei der untere Schwellpixelwert 80% des in Schritt (1) bestimmten höchsten Pixelwerts beträgt.
  6. 6
    A method according to any of claims 3 to 5, wherein the upper threshold pixel value is between 97% and 99% of the highest pixel value determined in step (1). Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, selon lequel la valeur de pixel de seuil supérieure est comprise entre 97 % et 99 % de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der untere Schwellpixelwert zwischen 97% und 99% des in Schritt (1) bestimmten höchsten Pixelwerts beträgt.
  7. 7
    A method according to claim 6, wherein the upper threshold pixel value is 98% of the highest pixel value determined in step (1). Procédé selon la revendication 6, selon lequel la valeur de pixel de seuil supérieure est égale à 98 % de la valeur de pixel maximale déterminée lors de l'étape (1). Verfahren nach Anspruch 6, wobei der obere Schwellpixelwert 98% des in Schritt (1) bestimmten höchsten Pixelwerts beträgt.
  8. 8
    A method according to any of the preceding claims, further comprising removing background from the pixel values. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre le retrait de l'arrière-plan à partir des valeurs de pixels. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin Entfernen von einem Hintergrund aus den Pixelwerten umfasst.
  9. 9
    A method according to claim 8, wherein the background is removed by a process of erosion, dilation, opening and/or thresholding. Procédé selon la revendication 8, selon lequel l'arrière-plan est retiré au moyen d'un procédé d'érosion, de dilatation, d'ouverture et/ou de comparaison à un seuil. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Hintergrund durch einen Vorgang der Erosion, Dilation, Opening und/oder Schwellwertbildung entfernt wird.
  10. 10
    A method according to any of the preceding claims, wherein the image value is obtained in step (3) by calculating the average of the pixel values. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la valeur d'image est obtenue lors de l'étape (3) par calcul de la moyenne des valeurs des pixels. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Bildwert in Schritt (3) durch Berechnen des Mittelwerts der Pixelwerte erhalten wird.
  11. 11
    A method according to any of the preceding claims, wherein each reaction site is located on a solid state substrate, and wherein the or each reactive species comprises a ligand covalently bonded to the substrate. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel chaque site de réaction est situé sur un substrat à l'état solide, et selon lequel la ou chaque espèce comprend un ligande relié selon une liaison covalente au substrat. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jeder Reaktionsplatz auf einem Festkörpersubstrat lokalisiert ist, und wobei die oder jede reaktive Spezies einen kovalent mit dem Substrat verbundenen Liganden umfasst.
  12. 12
    A method according to any of the preceding claims, wherein the surface of the substrate between the reaction sites is inert with respect to analyte. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la surface du substrat entre les sites de réaction est inerte par rapport à l'analyte. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Oberfläche des Substrats zwischen den Reaktionsstellen im Hinblick auf den Analyt inert ist.
  13. 13
    A method according to any of the preceding claims, wherein the radiation comprises chemiluminescent, bioluminescent or fluorescent radiation emitted.from each reaction site. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel le rayonnement comprend un rayonnement chimioluminescent, bioluminescent ou fluorescent émis par chaque site de réaction. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Strahlung chemilumineszente, biolumineszente oder fluoreszierende Strahlung, die von jeder Reaktionsstelle emittiert wird, umfasst.
  14. 14
    A method of performing an assay, the method comprising exposing a plurality of localised reaction sites to a test sample, each reaction site containing a reactive species which reacts with a respective analyte; and analysing the or each reaction site by a method according to any of the preceding claims; and computing the concentration of each analyte from the respective image values. Procédé pour l'exécution d'un test, le procédé consistant à exposer une pluralité de sites de réaction localisés à un échantillon de test, chaque site de réaction contenant une espèce réactive qui réagit avec un analyte respectif; et analyser le ou chaque site de réaction à l'aide d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes; et calculer la concentration de chaque analyte à partir des valeurs d'image respectives. Verfahren zum Durchführen einer Untersuchung, wobei das Verfahren folgendes umfasst:Aussetzen mehrerer lokalisierter Reaktionsstellen einer Testprobe, wobei jede Reaktionsstelle eine reaktive Spezies umfasst, die mit einem entsprechenden Analyt reagiert;und Analysieren der oder jeder Reaktionsstelle durch ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche;und Berechnen der Konzentration eines jeden Analyten aus den entsprechenden Bildwerten.
  15. 15
    Apparatus for analysing one or more localised reaction sites each containing a reactive species which reacts with a respective analyte and which has been exposed to a test sample, the apparatus comprising means for detecting radiation from the or each reaction site to generate an image comprising an array of pixel values, the radiation from the or each reaction site being indicative of the presence or absence of a respective analyte in the test sample; means for dividing (67) the image into a plurality of image regions each corresponding with a respective one of the reaction sites; and means for analysing each image region to obtain one or more image values each being indicative of the presence or absence of a respective analyte in the test sample, wherein the analysing means comprises:(1) means for determining the highest pixel value in the image region;(2) means for calculating a lower threshold pixel value from the highest pixel value in accordance with a predetermined algorithm;and(3) means for obtaining the image value by statistically analysing the pixel values in the image region which lie in a range defined by the lower threshold pixel value. Dispositif pour l'analyse d'un ou de plusieurs sites de réaction localisés, chacun contenant une espèce réactive qui réagit avec un analyte respectif et qui a été exposé avec un échantillon de test, le dispositif comprenant    des moyens pour détecter un rayonnement provenant du ou de chaque site de réaction pour générer une image comprenant un réseau de valeurs de pixels, le rayonnement provenant du ou de chaque site de réaction étant indicatif de la présence ou de l'absence d'un analyte respectif dans l'échantillon de test,    des moyens pour diviser (67) l'image en une pluralité de régions d'image correspondant chacune à l'un respectif des sites de réaction;et    des moyens pour analyser chaque région d'image pour obtenir une ou plusieurs images dont chacune est indicative de la présence ou de l'absence d'un analyte respectif dans l'échantillon de test,    les moyens d'analyse comprenant : (1) des moyens pour déterminer la valeur de pixel maximale dans la région de l'image;(2) des moyens pour calculer une valeur de pixel de seuil inférieure à partir de la valeur de pixel maximale conformément à un algorithme prédéterminé;et(3) des moyens pour obtenir la valeur de l'image par analyse statistique des valeurs de pixels dans la région de l'image, qui sont situées dans une gamme définie par la valeur de pixel de seuil inférieure calculée. Vorrichtung zum Analysieren einer oder mehrerer lokalisierter Reaktionsstellen, von denen jede eine reaktive Spezies enthält, die mit einem entsprechenden Analyt reagiert, und einer Testprobe ausgesetzt war, wobei die Vorrichtung    Mittel zum Erfassen von Strahlung von der oder jeder Reaktionsstelle zum Erzeugen eines Bildes, das ein Feld von Pixelwerten umfasst, wobei die Strahlung von der oder jeder Reaktionsstelle die Anwesenheit oder Abwesenheit von einem entsprechenden Analyt in der Testprobe anzeigt;Mittel zum Aufteilen (67) des Bildes in mehrere Bildregionen, die jeweils zu einer entsprechenden Reaktionsstelle korrespondieren;und    Mittel zum Analysieren jeder Bildregion, um einen oder mehrere Bildwerte zu erhalten, die jeweils die Anwesenheit oder Abwesenheit eines entsprechenden Analyten in der Testprobe anzeigen,    umfasst, wobei die Analysemittel folgendes umfassen: (1) Mittel zum Bestimmen des höchsten Pixelwerts in der Bildregion;(2) Mittel zum Berechnen eines unteren Schwellpixelwerts gemäß einem vorbestimmten Algorithmus aus dem höchsten Pixelwert;und(3) Mittel zum Erhalten des Bildwerts durch statistisches Analysieren der Pixelwerte in der Bildregion, die im Bereich, der durch den unteren Schwellpixelwert definiert ist, liegen.
  16. 16
    Apparatus for performing an assay, the apparatus comprising means for exposing a plurality of localised reaction sites to a test sample, each reaction site containing a reactive species which reacts with a respective analyte; and an apparatus according to claim 15 for analysing the reaction sites and for computing the concentration of each analyte from the respective image values. Dispositif pour l'exécution d'un test, le dispositif comprenant des moyens pour exposer une pluralité de sites de réaction localisés à un échantillon de test, chaque site de réaction contenant une espèce réactive qui réagit avec un analyte respectif; et un dispositif selon la revendication 15 pour l'analyse des sites de réaction et pour le calcul de la concentration de chaque analyte à partir des valeurs d'image respectives. Vorrichtung zum Durchführen eines Assays, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst:Mittel zum Aussetzen mehrerer lokalisierter Reaktionsstellen einer Testprobe, wobei jede Reaktionsstelle eine reaktive Spezies umfasst, die mit einem entsprechenden Analyt reagiert;und eine Vorrichtung nach Anspruch 15 zum Analysieren der Reaktionsstellen und zum Berechnen der Konzentration eines jeden Analyten aus den entsprechenden Bildwerten.
Independent claims16