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DANS
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CES
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Est-a
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DES
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PROD
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phosphate
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hydrochloric acid
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Chemical Role
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REAGENT
(4)
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dispersant
(2)
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Physical
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de 48 K
(2)
[21][_]
16 s
(1)
[22][_]
500 m
(1)
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de 16 K
(1)
[24][_]
Generic
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phosphates
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Images Mosaic View
Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515352A1
Family ID 8036580
Probable Assignee Int Remote Imaging Systems Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE D'ANALYSE DE PARTICULES CONTENUES DANS UN ECHANTILLON
D'UN FLUIDE DILUE
EN Title DETECTING REAGENT IN IMMUNOASSAY PROCEDURE - BY ANALYSING
REACTION PROD. SUSPENSION USING ELECTRICAL IMAGE PROCESSING
Abstract
_________________________________________________________________
CE PROCEDE POUR ANALYSER DES PARTICULES ET, EN PARTICULIER, DES
SEDIMENTS CONTENUS DANS DE L'URINE CONSISTE A EPANDRE L'ECHANTILLON
SUR UNE SURFACE ETENDUE 18. ON PREND UNE SERIE D'IMAGES OPTIQUES FIXES
DE L'ECHANTILLON AU MOYEN D'UN MICROSCOPE 30, D'UNE CAMERA 34 A
DISPOSITIFS DE TRANSFERT DE CHARGE ET D'UN STROBOSCOPE 32, CHAQUE
IMAGE REPRESENTANT UNE PARTIE DIFFERENTE DE LA SURFACE. CHAQUE IMAGE
EST CONVERTIE EN UNE IMAGE ELECTRONIQUE ET CES IMAGES SONT COMBINEES
POUR FORMER UNE UNIQUE IMAGE RESULTANTE QUI, APRES TRAITEMENT
EVENTUEL, EST AFFICHEE.
Determination of amt. of analyte in a soln. includes the step of
reacting the soln. with a labelled reagent. The reaction forms a
suspn. esp. by the reaction of the analyte with the labelled reagent
to create, as particles in a liq. phase contg. unreacted reagent. The
suspension is examined using a television monitor and the output
signal is stored electrically. The electrical signal is processed
digitally to locate and then quantify the labels associated with the
particles and liq. phase. From this analysis, the amt. of an analyte
can be calculated. The amt. of analyte can be determined without
recovering the particles from the suspension for analysis.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte a un procede pour analyser des
particules contenues dans un echantillon de fluide et elle a trait
plus particulierement a un procede pour analyser des echantillons de
fluides biologiques, tels que de l'urine, qui sont dilues mais sans
qu'il soit necessaire de produire physiquement un echantillon
concentre aux fins de l'analyse.
Jusqu'a present, le procede utilise pour effectuer l'examen des
sediments de l'urine a necessite l'execution des etapes suivantes: (i)
l'urine doit etre versee dans un tube et traitee dans un centrifugeur
pour separer le sediment du fluide dispersant; (ii) la plus grande
partie du fluide dispersant clarifie doit etre jetee; (iii) le
sediment doit etre remis en suspension dans le fluide restant; (iv) la
suspension doit etre transferee a une lamelle porte-objet de
microscope et etalee sur cette lamelle; (v) un couvre-objet doit etre
place au-dessus de la suspension portee par la lamelle; (vi) la
lamelle doit etre placee sous l'objectif d'un microscope et celui-ci
doit etre mis au point; et (vii) un certain nombre de champs de vision
doivent etre explores et examines afin de determiner s'il existe des
nombres anormaux de globules sanguins rouges et blancs, de cellules
epitheliales, de calculs, de bacteries, de levures, de parasites,de
filaments mucoides, de cristaux, etc... qui composent le sediment de
l'urine en diverses proportions selon qu'il existe ou non une maladie.
Les etapes de centrifugation (i), de de- cantation (ii) et de remise
en suspension (iii) sont utilisees du fait que l'echantillon de fluide
est dilue. Toutes ces etapes sont actuellement effectuees
manuellement. Les manipulations necessaires rendent frequemment le
procede malpropre et desagreable a executer. L'etalement de la
suspension de sediment sur la lamelle du microscope est souvent
inegal.Lorsqu'on examine de nombreux sediments,l'observation prolongee
dans les oculaires d'un microscope devient fatigante.
Tous ces facteurs contribuent a 11 imprecision du procede.
L'un des autres appareils utilises pour traiter des echantillons
biologiques est le compteur appele compteur "Coulter".
Dans ce compteur,on fait passer les globules sanguins un a un par un
orifice et ces globules sont detectes par la maniere dont ils changent
les proprietes electriques au niveau de l'orifice, et comptes.
Cependant, l'information fournie par le compteur Coulter est limitee a
l'analyse d'un unique type de mesure. Dans le cas oul'ondesire obtenir
une information comportant de multiples parametres, la maniere normale
du commerce pour l'obtenir est de preparer une lamelle de microscope
avec les globules et cellules fixes dans un plan image et de faire
compter statistiquement par un operateur humain ou par une machine de
reconnaissance de configurations un nombre significatif des globules
ou cellules observes un a un sur la lamelle a travers un microscope.
D'autres tentatives ont ete effectuees au cours de ces dernieres
annees en vue d'effectuer une analyse optique de particules qui
s'ecoulent dans un courant. Par exemple, Kay et autres montrent dans
le "Journal of Histochemistry and Cytochemistry", volume 27, page 329
(1979), un orifice du type Coulter utilise pour deplacer les globules
un a un, l'image des globules etant agrandie au moyen d'un tube
Vidicon.
De meme, Kachel et autres montrent dans le "Journal of Histo chemistry
and Cytochemistry" volume 27, p. 335, un dispositif pour deplacer des
globules ou cellules un a un a travers une zone microscopique dans
laquelle ils sont photographies. On renverra egalement a ce sujet, par
exemple, a l'ouvrage "Flow ytometry and Sorting" de Melaney et autres,
John Wiley and BR less than
Sons, 1979, Chapitre 1.
La demande de brevet des EUA nO 146.064 deposee le 2 mai 1980 decrit
un appareil et un procede pour l'analyse quantitative d'informations
portant sur des particules.
Cependant, aucun des documents ci-dessus cites n'enseigne ni ne
suggere une solution au probleme de~l'analyse des particules contenues
dans un echantillon de fluide dilue, sans qu'il soit necessaire de
creer un echantillon concentre par centrifugation, decantation et
remise en suspension.
La presente invention a pour but d'eviter les inconvenients des
appareils et procedes de la technique anterieure ci-dessus mentionnes
et elle a trait notamment a un procede pour analyser des particules a
partir d'un echantillon de fluide contenant les particules qui
comporte l'etape qui consiste a epandre l'echantillon sur une grande
surface. On prend une serie d'images optiques fixes de l'echantillon
epandu sur la surface, chaque image optique representant une partie
differente de la surface. Chaque image optique est convertie en une
image electronique. Les images electroniques sont combinees pour
former une image electronique resultante.
D'autres caracteristiques de l'invention apparaitront a la lecture de
la description qui va suivre et a l'examen des dessins annexes dans
lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'un appareil qui peut
etre utilise avec le procede de la presente invention; la Fig. 2 est
une vue en plan de la chambre d'ecoulement de l'appareil de la Fig. 1;
la Fig. 3 est une vue en coupe de l'appareil de la Fig.
2, prise dans le plan indique par les lignes 3-3 de la Fig.
2; et la Fig. 4 est un schema-bloc du processeur electronique utilise
par l'appareil de la Fig. 1.
Le procede de la presente invention comporte les etapes qui consistent
a epandre un echantillon d'un fluide, tel que de l'urine, sur une
surface etendue, par exemple, en etalant l'echantillon sur une lamelle
porte-objet de microscope. On prend une serie d'images optiques fixes
de l'echantillon, chaque image representant une partie differente de
la lamelle. Ainsi, par exemple, on peut monter la lamelle portant
l'echantillon sous un microscope et la changer de place de facon
qu'une partie de la lamelle se trouve dans la region de prise de vues.
Chaque image reproduit une partie differente de la lamelle. On
convertit chaque image optique en une image electronique. On combine
la serie d'images electroniques pour former une unique image
electronique. L'unique image electronique resultante peut etre soumise
a des traitements complementaires.
On peut mettre en oeuvre le procede de la presente inven tion en
utilisant un appareil 5 represente sur la Fig. 1.
L'appareil 5 comporte un corps 10 qui renferme une chambre
d'ecoulement ayant un orifice d'entree 12 pour recevoir un echantillon
d'un fluide, tel que de l'urine, et un orifice de sortie 14, un
passage 16 s'etendant entre ces orifices devant une zone 18 de prise
de vues. Le passage 16 comporte un orifice d'entree muni d'un conduit
20 destine a etre raccorde a un volume de solution saline 22. Comme
represente sur les
Fig. 2 et 3, l'orifice d'entree 12 pour l'echantillon d'urine comporte
une aiguille 24 qui penetre dans le passage 16 jusqu'en aval du
conduit 20, l'aiguille 24 etant raccordee a un recipient 26 destine a
contenir l'echantillon d'urine qui doit etre analyse. L'echantillon
d'urine s'ecoule dans la direction qui va de l'orifice d'entree 12 a
l'orifice de sortie 14.
La surface de la section transversale du passage 16 devient de plus en
plus petite a mesure que le passage s'eloigne de l'orifice d'entree 12
et se rapproche de l'orifice de sortie 14 tandis que,simultanement, le
passage 16 devient bien moins profond et bien plus large. Ainsi, comme
represente sur les Fig. 2 et 3, le passage 16 a une largeur et une
profondeur d'environ 5000 ssm a l'orifice d'entree 12, une largeur et
une profondeur environ 500 m au point intermediaire 28 et une
profondeur de 100 ssm et une largeur superieure a 5000 ssm dans la
region d'examen 18.
On comprendra que l'echantillon de fluide qui s'ecoule dans la region
d'examen 18 a une profondeur de nombreuses fois superieure a celle des
plus gros globules ou cellules qui ont une dimension maximale
d'environ 20 iim mais,du fait que le passage d'ecoulement a la forme
ci-dessus decrite, l'echantillon de fluide qui entre par l'orifice 12
est emprisonne dans un trajet d'ecoulement stable de cisaillement
minimal dans la region d'examen 18 et les particules contenues dans
l'echantil- lon de fluide sont orientees dans cette region avec leur
surface de section transversale maximale visible dans le plan de la
Fig. 2. On peut regler les caracteristiques d'ecoulement dans le
passage 16 en reglant la pression du fluide des reci pients 22 et 26
soit automatiquement soit en modifiant leur hauteur statique.
De preference, l'echantillon de fluide qui s'ecoule dans la zone
d'examen 18 a une surface de section transversale de courant de
cisaillement minimal qui n'est pas de beaucoup superieure a la surface
de section transversale minimale des particules. Par consequent, les
particules sont alignees dans l'echantillon de fluide qui s'ecoule
dans la region d'examen 18 avec leur surface de section transversale
minimale orientee transversalement a la direction d'ecoulement.
L'expression "cisaillement minimal" dans le sens ou elle est utilisee
ici signifie gradient de vitesse minimal" de sorte qu'une particule
qui se deplace dans le courant a tendance a s'aligner avec la
direction du courant de meme qu'un tronc qui flotte sur une riviere
s'aligne avec la direction de 1 'e- coulement lorsqu'il y a un
gradient d'ecoulement.
Un microscope 30 est mis au point sur la zone d'examen 18 et la region
d'examen 18 est eclairee de dessous par un stroboscope 32 qui est, de
preference, le modele 3018 de la societe U.S. Scientific Instrument
contenant une lampe 2UP 1,5. L'eclairage du stroboscope 32 est dirige
vers le microscope 30 dans une direction approximativement parallele a
l'epaisseur du corps 10. Le stroboscope 32 fonctionne de preference
avec des eclairs d'un soixantieme de seconde, formant ainsi une serie
d'images optiques fixes dans le champ du microscope 30. L'image
produite par le microscope est focalisee sur une camera 34 a
dispositifs a transfert de charge qui est, de preference, une camera a
dispositifs a transfert de charge modele n" TC1160BD fabriquee par la
societe RCA.
La camera 34 a dispositifs a transfert de charge convertit chaque
image optique en une image electronique. La camera 34 a dispositifs a
transfert de charge segmente egalement l'image electronique en une
serie d'elements d'image ou pixels,chaque pixel correspondant a une
partie definie de chaque image. La serie d'images electroniques
(chaque image optique est convertie en une image electronique) est
alors combinee afin de creer une unique image electronique resultante.
Ce resultat peut etre obtenu, par exemple, en additionnant tous les
pixels qui correspondent a la meme partie definie de chaque image.
L'unique image electronique resultante est une image d'un echantillon
de fluide apparemment concentre mais sans qu'il ait ete necessaire
pour l'obtenir de produire physiquement un echantillon de fluide
concentre.En outre, le degre de concentration apparente est determine
par le nombre des images qui sont combinees. Ainsi, on obtient une
image correspondant a une concentration apparente de dix fois en
combinant dix images pour former une unique image resultante. Etant
donne que le degre de concentration apparente est commande
electroniquement, il apparait clairement qu'avec le procede de la
presente invention, on peut modifier tres facilement la concentration
apparente de l'image de l'echantillon de fluide.
L'unique image electronique resultante peut etre soumise a des
traitements electroniques supplementaires et affichee.
Selon une variante, chaque image electronique peut etre soumise a un
traitement electronique avant que les images soient combinees pour
former l'unique image electronique resultante.
Un processeur que l'on peut utiliser pour traiter electroniquement
chacune des images electroniques ou l'unique image electronique
resultante est le processeur commercialise sous l'appellation de
systeme d'analyse d'images modele C-1285 par la societe Hamamatsu
Systems, Inc., Waltham, Mass. EUA. De preference, cependant, la sortie
de la camera 34 a dispositifs a transfert de charge est connectee a un
processeur electronique 36 qui a ete represente de maniere plus
detaille sur la
Fig. 4 et qui comporte un ecran de television noir et blanc de
controle 38 et un capteur d'images 40 qui met en memoire les images
electroniques fixes de l'objet photographie par la camera 34 a
dispositifs a transfert d'image.Le capteur d'images 40 est, de
preference, le capteur d'images modele
FG08 fabrique par la societe Matrox Corporation, Montreal,
Canada, dont les signaux de sortie sont appliques a une memoire de
ravivage des images video 42 qui est, de preference, le modele RGB 256
fabrique par la societe Matrox Corporation, le capteur 40 et la
memoire 42 etant tous deux connectes au bus multiple 44 d'une unite
centrale 46 qui est, de preference, un ordinateur Intel 80/20. Le bus
multiple 44 est egalement connecte a une memoire 48 a acces selectif
de 48 K fabriquee par la societe Electronic Solutions, Inc., et a une
memoire 50 a acces selectif de 16 K a deux entrees/sorties qui est le
modele RM117 de la societe Data Cube Corporation.
La sortie de la memoire 42 de ravivage des images video est egalement
connectee a un ecran 52 de television en couleur de controle qui peut
etre utilise pour fournir des images video numeriquement accentuees a
partir des images fixes individuelles en vue de leur examen par un
operateur.
La seconde sortie de la memoire 50 a acces selectif a deux
entrees/sorties est connectee a un bus multiple 54 qui est connecte a
une unite de traitement 56 de la societe
Applied Micro Devices, a une memoire 58 a acces selectif de 48 K de la
societe Electronic Solutions et a une memoire amovible constituee par
une unite de commande 60 de disques souples telle qu'un modele 8/8 de
la societe Advanced Micro
Devices et deux ensembles de memoire a disque souple G2 de la societe
Shugart.
Avec l'appareil represente sur la Fig. 4, il est possilie d'utiliser
un certain nombre de procedes pour la creation de l'unique image
electronique resultante.
Dans un premier mode de realisation, on introduit un echantillon d'un
fluide, tel que de l'urine, par l'orifice d'entree 12. Le fluide est
eclaire par le stroboscope 32 et une serie d'images optiques fixes de
l'echantillon sont prises par le microscope 30. Du fait que le fluide
est translucide et qu'il est eclaire par dessous,l'image optique
represente des particules sombres sur un fond clair. Les images
optiques sont converties en images electroniques qui sont ensuite
converties en numerique et mises en memoire dans la memoire 48.
L'unique image electronique resultante qui est la combinaison de la
serie d'images electroniques est formee en additionnant les donnees
converties en numerique de chaque image electronique avec les donnees
conservees dans la memoire 48.
Suivant une variante du procede ci-dessus decrit, les donnees de fond
de chaque image sont supprimees electroniquement avant que les donnees
de l'image convertie en numerique soient entrees dans la memoire 48.
Les informations pertinentes provenant de chacune des images peuvent
etre rassemblees et mises en memoire dans l'uniqueimage electronique
resultante.
Suivant encore un autre procede, on injecte de l'urine dans l'orifice
d'entree comme dans l'exemple precedent. L'urine est eclairee par la
stroboscope 32. Cependant, en utilisant la technique bien connue
d'eclairage sur champ noir ou d'eclairage a contraste de phase,
l'image optique produite par le microscope 30 represente des
particules claires sur un fond noir. Chaque image optique est
convertie en une image electronique par la camera 34 a dispositifs a
transfert de charge. Du fait de sa nature,la camera 34 a dispositifs a
transfert de charge conserve en memoire 1 image electronique si
celle-ci n'est pas lue. Ainsi, une image electronique ulterieure
(produite a partir d'une image optique) se combine avec l'image
electronique precedente.L'unique image electronique resultante peut,
par consequent, etre formee par la camera 34 a dispositifs a transfert
de charge.
De nombreux programmes differents peuvent etre utilises pour soumettre
a un traitement supplementaire l'unique image electronique resultante
avec l'appareil de la Fig. 4 selon la tache particuliere que
l'utilisateur desire executer.
Par exemple, dans le cas de l'urine, suivant le procede de la
technique anterieure, si des particules chimiques, telles que des
phosphates se trouvent dans la region de prise de vues et cachent a la
vue les particules biologiques, on elimine les particules de phosphate
chimiquement par addition d'hydrochloric acid. Avec le procede de la
presente invention, cependant, les particules chimiques peuvent etre
supprimees electroniquement, c'est-a-dire au moyen de techniques de
traitement des images. Si l'on desire cacher a l'observateur les
particules d'une grosseur,d'une couleur ou d'une forme particuliere,
on peut le faire electroniquement sans avoir a repreparer chaque fois
l'echantillon.En outre, avec le procede de la presente invention, les
particules biologiques que l'on ne pouvait pas jusqu'a present
eliminer chimiquement peuvent etre, de meme, supprimees
electroniquement de l'image. Ainsi, la presente invention offre un
degre d'adaptabilite bien plus grand.
On comprendra que le procede de la presente invention offre de
nombreux avantages. Le premier et le plus important est que l'analyse
des particules d'un echantillon dilue peut etre effectuee sans qu'il
soit necessaire de preparer physiquement un echantillon concentre avec
les problemes qui en decoulent de centrifugation, decantation et
remise en suspension. Le procede de remise en suspension de la
technique anterieure se traduit par un chevauchement des diverses
particules ou il se traduit par une image presentant une erreur
systematique. Avec le procede de la presente invention, le fluide est
plus representatif statistiquement des particules avec une moindre
probabilite de chevauchement des particules et il n'y a pas d'erreur
systematique de l'image.Ensuite, on doit noter que le degre de
concentration apparente peut etre modifie electroniquement. En outre,
la suppression des etapes de manipulation manuelle economise du temps,
des sources d'erreur potentielles et elle offre une protection
biologique (les echantillons qui peuvent etre infectieux sont analyses
avec des manipulations minimales par le personnel). En outre,
egalement, on n'utilise pas d'elements consommables,tels que des
tubes, des pipettes et des lamelles porte-objet de microscope de sorte
qu'on effectue ainsi des economies financieres.
Enfin, du fait que l'image est sous une forme electronique, on peut
utiliser un certain nombre de techniques de traitement des images pour
soumettre l'image a des etapes de traitement supplementaires telles
que notamment l'elimination electronique de particules chimiques et
biologiques.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 - Procede pour analyser des particules a partir d'un echantillon de
fluide contenant ces particules, ce procede etant caracterise en ce
qu'il consiste: a epandre l'echantillon sur une surface etendue; a
former une serie d'images optiques fixesde l'echantillon present sur
ladite surface, chaque image optique representant une partie
differente de ladite surface; a convertir chacune des images optiques
fixes en une image electronique; et a combiner les images
electroniques pour former une unique image electronique resultante.
2 - Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, les etapes qui consistent: a traiter l1u- nique
image resultante; et a afficher l'image traitee resultante.
3 - Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, les etapes qui consistent: a traiter chacune des
images electroniques; et a afficher l'unique image electronique
resultante.
4 - Procede selon l'une des revendications 2 et 3, caracterise en ce
que l'etape de traitement consiste a eliminer electroniquement les
particules que l'on ne desire pas voir apparaitre sur l'image
affichee.
5 - Procede selon l'une des revendications 2 et 3, caracterise en ce
qu'il comporte, en outre,lesetapes qui consistent: a segmenter les
images electroniques en une serie de pixels, chaque pixel
correspondant a une partie definie de chaque image; et a additionner
tous les pixels qui correspondent a la meme partie definie de chacune
des images.
6 - Procede selon la revendication 3, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, les etapes qui consistent: a eliminer les donnees
de fond de chaque image electronique; et a rassembler les informations
pertinentes provenant de chaque image electronique pour former une
unique image resultante.
7 - Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'etape de
combinaison est formee par une camera (34) a dispositifs a transfert
de charge.
8 - Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que
l'echantillon de fluide est de l'ui;ne et les particules sont des
sediments.
9 - Procede pour analyser des particules, a partir d'un echantillon
contenant lesdites particules, ce procede etant caracterise en ce
qu'il consiste: a deplacer l'echantillon dans une direction
d'ecoulement; a epandre l'echantillon de fluide sur une surface
etendue (18) ayant une largeur et une epaisseur, toutes deux mesurees
perpendiculairement a la direction d'ecoulement, telles que la largeur
est de nombreuses fois superieure a l'epaisseur; a eclairer le fluide
a un emplacement predetermine dans la direction d'ecoulement,
l'eclairage etant oriente dans une direction approximativement
perpendiculaire a la direction d'ecoulement; a former une serie
d'images optiques fixes de l'echantillon de fluide a cet emplacement;
a convertir chacune des images optiques fixes en une image
electronique; et a combiner la serie d'images electroniques pour
former une unique image electronique resultante.
10 - Procede selon la revendication 9, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, les etapes qui consistent: a traiter l'unique
image resultante; et a afficher l'image traitee resultante.
11 - Procede selon la revendication 9, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, les etapes qui consistent: a traiter chacune des
images electroniques; et a afficher l'unique image electronique
resultante.
12 - Procede selon l'une des revendications 10 et 11, caracterise en
ce que l'echantillon de fluide est de l'urine et les particules sont
des sediments.
13 - Procede selon la revendication 12, caracterise en ce que
l'eclairage de l'etape d'eclairage est un eclairage stroboscopique.
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in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
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