Brevet FR3049348A1 (20170929)
REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation d'une particule (10b) contenue dans un échantillon (10), 5 comportant les étapes suivantes : a) illumination dudit échantillon à l'aide d'une source de lumière (11), la source de lumière émettant une onde lumineuse incidente (12) se propageant vers l'échantillon (10) selon un axe de propagation (Z) ; b) acquisition, à l'aide d'un capteur d'image (16), d'une image (In) de l'échantillon (10), 10 formée dans un plan de détection (P0), l'échantillon étant disposé entre la source de lumière (11) et le capteur d'image (16), chaque image étant représentative d'une onde lumineuse (22) transmise par l'échantillon sous l'effet de ladite illumination ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend également les étapes suivantes : c) application d'un opérateur de propagation (h) à l'image acquise (In) lors de l'étape b), 15 de façon à calculer une image complexe (Aret), dite image de référence, représentative de l'échantillon, dans un plan de reconstruction (Pz, Po) ; d) sélection d'une position radiale (x, y) de ladite particule dans un plan parallèle au plan de détection (P0) ; e) à partir de l'image complexe de référence (Aref) calculée lors de l'étape c), 20 détermination d'au moins une grandeur caractéristique (M, cp, k) de l'onde lumineuse (22) transmise par l'échantillon, à une pluralité de distances du plan de détection (P0) ou du plan de reconstruction (Pi); f) formation d'un profil (M (z), (p(z), k(z)), représentant l'évolution de la grandeur caractéristique déterminée lors de l'étape e) selon un axe parallèle à l'axe de 25 propagation (Z) et passant par la position radiale (x, y) sélectionnée lors de l'étape d); g) caractérisation de la particule en fonction du profil formé lors de l'étape f).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape e) comprend : 3049348 31 l'application d'un opérateur de propagation (h) à l'image complexe de référence (Aret), de façon à calculer des images complexes dites secondaires (Aref,z) selon une pluralité de distances du plan de reconstruction (Pz) ou du plan de détection (P0); la détermination d'une grandeur caractéristique (M, cf), k) de l'onde lumineuse (22) transmise par l'échantillon (10) à chacune desdites distances, à partir des images complexe secondaire (Aref,z)-\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, dans lequel chaque grandeur caractéristique (M, cf), k) est déterminée à partir du module ou de l'argument d'une image complexe secondaire (Aref,z)-\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel I est effectuée en comparant le profil formé lors de l'étape f) à des profils étalons déterminés au cours d'une phase d'apprentissage.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lors de l'étape d), la position radiale de chaque particule (x, y) est sélectionnée à l'aide de l'image acquise (In) lors de l'étape b) ou à l'aide de l'image complexe de référence (11'f,z) calculée lors de l'étape c).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel aucune optique de grossissement n'est disposée entre l'échantillon (10) et le capteur d'image (16).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - l'étape d) comporte une sélection d'une pluralité de coordonnées radiales représentatives d'une même particule ; - l'étape f) comporte une formation d'une pluralité de profils, dits profils élémentaires, à chaque coordonnée radiale sélectionnée, et la combinaison desdits profils de façon à former un profil représentatif de ladite particule.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lors de l'étape c), le calcul de l'image complexe de référence comporte les sous-étapes suivantes : i) définition d'une image initiale de l'échantillon (111,:cc°) dans le plan de détection, à partir de l'image (In) acquise par le capteur d'image ; ii) détermination d'une image complexe de l'échantillon (AZ) dans un plan de reconstruction (Pi) en appliquant un opérateur de propagation à l'image initiale de l'échantillon (Ar-) définie lors de la sous-étape i) ou à l'image de l'échantillon (4-1), dans le plan de détection, résultant de l'itération précédente (k - 1); 3049348 32 iii) calcul d'un indicateur de bruit (el') à partir de l'image complexe (11,10 déterminée lors de la sous-étape ii), cet indicateur de bruit dépendant d'un bruit de reconstruction affectant ladite image complexe (11,10 ; iv) mise à jour de l'image de l'échantillon (Ain dans le plan de détection(P0) par un 5 ajustement de valeurs de phase ((picax, y)) des pixels de ladite image, l'ajustement étant réalisé en fonction d'une variation de l'indicateur calculé lors de la sous-étape iii) selon lesdites valeurs de phase ; v) réitération des sous-étapes ii) à iv) jusqu'à l'atteinte d'un critère de convergence, de façon à obtenir une image complexe de référence de l'échantillon (10) dans le plan 10 détection (P0), ou dans le plan de reconstruction (Pi).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, dans lequel la sous-étape iii), comporte : pour différents pixels (x, y), le calcul d'une grandeur (Ek (x, y)) associée à chaque pixel, en fonction de la valeur de l'image complexe (11,10 déterminée lors de la sous-étape ii) audit pixel, ou d'une dérivée dimensionnelle de ladite image complexe audit pixel ; 15 la combinaison des grandeurs (Ek (x, y)) associées en différents pixels (x, y), de façon à obtenir l'indicateur de bruit (ek).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9 dans lequel l'indicateur de bruit (el') est une norme d'ordre inférieur ou égal à 1 calculée à partir des grandeurs ek (x, y) associées à chaque pixel.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel lors de la sous-étape 20 iii), la grandeur (Ek (x, y)) associée à chaque pixel (x, y) est calculée à partir du module d'une dérivée dimensionnelle, audit pixel, de l'image complexe (11,10 déterminée lors de la sous-étape ii).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 dans lequel : lors de la sous-étape i), l'image initiale de l'échantillon (Ar-) est définie par une 25 normalisation de l'image (In) acquise par le capteur d'image (16) par une image (/12) représentative de l'onde lumineuse (12) émise par la source de lumière ; lors de la sous-étape iii), la grandeur (Ek (x, y)) associée à chaque pixel est calculée en fonction de la valeur de l'image complexe (11,10 déterminée lors de la sous-étape ii), audit pixel, soustraite d'un nombre strictement positif, notamment le nombre\n<CLM>\1\t3049348 33\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lors de la sous-étape iv), l'ajustement de la valeur de la phase de chaque pixel est réalisé en constituant un vecteur, dit vecteur de phase (e), dont chaque terme correspond à la valeur de la phase ((ploc (x, y)) d'un pixel de l'image de l'échantillon dans le plan de détection (P0), ce vecteur étant 5 mis à jour, au cours de chaque itération, de façon soit à minimiser, soit à maximiser l'indicateur de bruit (Ek) calculé lors de la sous-étape iii), en se basant sur un gradient (Vek) de l'indicateur de bruit (Ek) selon chaque terme dudit vecteur de phase.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la particule est choisie parmi : une cellule, un microorganisme, une microbille, un exosome, une goutelette 10 d'une émulsion, un noyau cellulaire, un débris cellulaire.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la caractérisation est : - une classification de la particule parmi une pluralité de classes de particules prédéterminées ; 15 - ou une détermination d'un état de la particule, parmi une pluralité d'états prédéterminés ; - ou une estimation d'un paramètre géométrique de la particule ; - ou une estimation d'un paramètre optique de la particule.\n<CLM>\1\tDispositif pour la caractérisation d'une particule contenue dans un échantillon, le dispositif 20 comportant : une source de lumière (11) apte à émettre une onde lumineuse incidente (12) se propageant vers l'échantillon (10) ; un support (10s), configuré pour maintenir l'échantillon (10) entre ladite source de lumière (11) et un capteur d'image (16) ; 25 un processeur (20), configuré pour recevoir une image de l'échantillon acquise par le capteur d'image (16) et à mettre en oeuvre les étapes c) à f) du procédé objet de l'une quelconque des revendications 1 à 15.