La présente invention concerne un procédé d'observation d'une pluralité d'échantillons. L'invention se rapporte également à une plaque pour l'observation correspondante. L'invention concerne également un système d'observation d'une pluralité d'échantillons associé.

L'invention s'inscrit dans le domaine de la microbiologie et, plus précisément, celui de l'identification d'organismes biologiques et de l'étude de l'interaction des organismes avec un milieu.

II est connu de faire des cultures d'organismes sur des milieux particuliers. Ces milieux sont des milieux nutritifs gélosés. Ces milieux permettent d'augmenter le nombre d'organismes prélevés, soit de manière spécifique soit en obtenant une séparation spatiale des différentes types d'organismes composant le prélèvement. L'amplification de manière spécifique est obtenue par la présence d'inhibiteurs favorisant la croissance de certains organismes au détriment d'autres. L'isolement spatial de différents types d'organismes n'est obtenu que dans le cas d'un prélèvement polymicrobien.

Un des inconvénients de la culture sur de tels milieux est le temps impliqué pour obtenir à partir d'un organisme unique un ensemble d'organismes qui soit observable et prélevable par un opérateur humain. Ceci requiert généralement une vingtaine de générations, soit un temps relativement important d'au moins 24 heures.

Il existe donc un besoin pour un procédé d'observation d'au moins un échantillon comportant des organismes dont la mise en œuvre est plus rapide que les documents de l'état de la technique.

Pour cela, il est proposé un procédé d'observation d'au moins un échantillon, chaque échantillon comprenant une enceinte comprenant une paroi délimitant au moins en partie un espace intérieur, un ensemble d'organismes comprenant une pluralité d'organismes et un milieu de culture, ledit milieu de culture comprenant l'ensemble d'organismes, ledit milieu de culture étant contenu dans l'espace intérieur.

Le procédé comportant, pour chaque échantillon, les étapes de :

a) illumination de l'échantillon par un faisceau lumineux émis par une source lumineuse,

b) acquisition d'une première image de l'échantillon à un premier instant, la première image comprenant une pluralité de motifs de diffraction, chacun desdits motifs de diffraction étant généré par l'interaction dudit faisceau lumineux avec au moins un organisme de l'ensemble d'organismes, c) obtention d'un premier indicateur à partir de la première image, le premier indicateur étant représentatif de la quantité d'organismes présents dans ledit échantillon au premier instant,

d) acquisition d'une deuxième image de l'échantillon à un deuxième instant, la deuxième image comprenant une pluralité de motifs de diffraction, chacun desdits motifs de diffraction étant généré par l'interaction dudit faisceau lumineux avec au moins un organisme de l'ensemble d'organismes, le deuxième instant étant postérieur au premier instant,

e) obtention d'un deuxième indicateur à partir de la deuxième image, le deuxième indicateur étant représentatif de la quantité d'organismes présents dans ledit échantillon au deuxième instant,

f) comparaison du premier indicateur et du deuxième indicateur, et g) détermination d'au moins une caractéristique relative à l'ensemble d'organismes à partir du résultat de l'étape de comparaison.

Suivant des modes de réalisation particuliers, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

- le procédé est un procédé d'observation d'une pluralité d'échantillons, chaque échantillon comportant des organismes appartenant à la même espèce, chaque caractéristique déterminée à l'étape g) étant l'aptitude d'un organisme de l'ensemble d'organismes à se développer dans le milieu de culture, le procédé étant tel qu'au moins une des deux propositions suivantes est vérifiée :

- le milieu de culture varie selon l'échantillon considéré, une caractéristique déterminée à l'étape g) étant l'espèce des organismes, et

- le milieu de culture de chaque échantillon comporte un antibiotique, la concentration en antibiotique dans le milieu de culture variant selon l'échantillon considéré, une caractéristique déterminée à l'étape g) étant la concentration minimale inhibitrice de l'organisme à l'antibiotique.

- au moins un milieu de culture est un milieu liquide.

- chaque milieu de culture est un milieu liquide.

- la source lumineuse utilisée à l'étape a) est incohérente du point de vue temporel.

- la source lumineuse est une diode électroluminescente.

- la caractéristique déterminée à l'étape g) est l'aptitude d'un organisme de l'ensemble d'organismes à se développer sur le milieu de culture. - l'aptitude d'un organisme de l'ensemble d'organismes à se développer sur le milieu de culture étant déterminée par évaluation d'un paramètre, le paramètre est égal à une première valeur lorsque le premier indicateur est strictement supérieur au deuxième indicateur et le paramètre est égal à une deuxième valeur lorsque le premier indicateur est inférieur ou égal au deuxième indicateur, la première valeur et la deuxième valeur étant distinctes.

- chaque image présente une distribution spatiale d'intensité, chaque étape d'obtention d'un indicateur à partir d'une image correspondante comportant une étape d'application d'une fonction à l'image correspondante, ladite fonction ayant pour résultat un moment d'ordre n de la distribution spatiale d'intensité de l'image correspondante lorsque ladite fonction est appliquée à l'image correspondante, n étant un entier supérieur ou égal à 1 , de préférence égal à 4.

- chaque étape d'obtention d'un indicateur à partir d'une image correspondante comporte une étape d'identification de chaque motif de diffraction présent dans l'image correspondante, et de détermination de la surface de chaque motif de diffraction identifié.

- chaque étape d'obtention d'un indicateur à partir d'une image correspondante comporte une étape d'identification de chaque motif de diffraction présent dans l'image correspondante, et de détermination du nombre de motifs de diffraction identifiés.

- la paroi de chaque enceinte comporte une paroi latérale, le procédé comportant, en outre, une étape de masquage d'une partie de la paroi latérale de chaque enceinte par interposition d'un masque entre la source lumineuse et chaque échantillon, le masque comprenant une partie opaque, la partie opaque étant agencée spatialement pour empêcher que, lors de l'étape a), la paroi latérale soit illuminée par une partie du faisceau lumineux émis par la source lumineuse n'ayant pas interagi avec le milieu de culture de l'échantillon.

- chaque échantillon comporte des organismes appartenant à la même espèce.

- le milieu de culture varie selon l'échantillon considéré, la caractéristique déterminée à l'étape g) étant l'espèce des organismes.

- le milieu de culture de chaque échantillon comporte un antibiotique, la concentration en antibiotique dans le milieu de culture variant selon l'échantillon considéré, la caractéristique déterminée à l'étape g) étant la concentration minimale inhibitrice de l'organisme à l'antibiotique.

Il est également proposé une plaque pour l'observation d'une pluralité d'échantillons, la plaque comportant une pluralité d'enceintes, chaque enceinte formant un puits et comprenant une paroi comportant une paroi latérale et délimitant en partie un espace intérieur, l'espace intérieur étant destiné à accueillir un milieu de culture comprenant un ensemble d'organismes, chaque échantillon comportant l'enceinte et le milieu de culture comprenant un ensemble d'organismes que l'espace intérieur est destiné à accueillir. La plaque comporte un masque comportant une partie opaque, la partie opaque étant agencée spatialement pour empêcher que, lorsque la plaque est illuminée par un faisceau lumineux, la paroi latérale de chaque enceinte soit illuminée par une partie du faisceau lumineux n'ayant pas interagi avec le milieu de culture que l'espace intérieur de l'enceinte considérée est destiné à accueillir.

Il est aussi proposé un système d'observation d'au moins un échantillon, chaque échantillon comprenant une enceinte comprenant une paroi délimitant au moins en partie un espace intérieur, un ensemble d'organismes comprenant une pluralité d'organismes, et un milieu de culture, ledit milieu de culture comprenant l'ensemble d'organismes, ledit milieu de culture étant contenu dans l'espace intérieur. Le système d'observation comprend :

- une source lumineuse adaptée à émettre un faisceau lumineux,

- un support adapté à accueillir l'échantillon de sorte que l'échantillon soit illuminé par le faisceau lumineux que la source lumineuse est adaptée à émettre,

- un détecteur adapté à acquérir :

o une première image de l'échantillon à un premier instant, la première image comprenant une pluralité de motifs de diffraction, chacun desdits motifs de diffraction étant généré par l'interaction dudit faisceau lumineux que la source lumineuse est adaptée à émettre avec au moins un organisme de l'ensemble d'organismes, et o une deuxième image de l'échantillon à un deuxième instant, la deuxième image comprenant une pluralité de motifs de diffraction, chacun desdits motifs de diffraction étant généré par l'interaction dudit faisceau lumineux que la source lumineuse est adaptée à émettre avec au moins un organisme de l'ensemble d'organismes, le deuxième instant étant postérieur au premier instant, et

- un calculateur adapté à :

o obtenir un premier indicateur à partir de la première image que le détecteur est adapté à obtenir, le premier indicateur étant représentatif de la quantité d'organismes présents dans ledit échantillon au premier instant, o obtenir un deuxième indicateur à partir de la deuxième image, le deuxième indicateur étant représentatif de la quantité d'organismes présents dans ledit échantillon au deuxième instant, o comparer le premier indicateur et le deuxième indicateur, et

o déterminer au moins une caractéristique relative à l'ensemble d'organismes à partir du résultat de la comparaison du premier indicateur avec le deuxième indicateur.

Suivant des modes de réalisation particuliers, le système comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

- le système est un système d'observation d'une pluralité d'échantillons, chaque échantillon comportant des organismes appartenant à la même espèce, chaque caractéristique déterminée étant l'aptitude d'un organisme de l'ensemble d'organismes à se développer dans le milieu de culture, le système d'observation étant tel qu'au moins une des deux propositions suivantes est vérifiée :

- le milieu de culture varie selon l'échantillon considéré, une caractéristique déterminée étant l'espèce des organismes, et

- le milieu de culture de chaque échantillon (comporte un antibiotique, la concentration en antibiotique dans le milieu de culture variant selon l'échantillon considéré, une caractéristique déterminée étant la concentration minimale inhibitrice de l'organisme à l'antibiotique.

- le système d'observation comporte une pluralité d'échantillons et comporte une plaque pour l'observation de la pluralité d'échantillons. La plaque comporte la pluralité d'enceintes, la paroi de chaque enceinte comportant une paroi latérale. La plaque comporte aussi un masque comportant une partie opaque, la partie opaque étant agencée spatialement pour empêcher que, lorsque la plaque est illuminée par le faisceau lumineux que la source lumineuse est adaptée à émettre, la paroi latérale de chaque enceinte soit illuminée par une partie du faisceau lumineux que la source lumineuse est adaptée à émettre, la partie du faisceau lumineux n'ayant pas interagi avec le milieu de culture contenu dans l'espace intérieur de l'enceinte considérée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :

- figure 1 , une vue schématique d'un exemple de système d'observation d'un échantillon ; - figure 2, une vue schématique de côté d'un exemple d'une plaque pour l'observation d'une pluralité d'échantillons ;

- figure 3, une vue schématique d'un autre exemple de système d'observation d'une pluralité d'échantillons ;

- figure 4, un graphe présentant l'évolution du kurtosis dans une première expérience ;

- figure 5, un graphe présentant l'évolution du nombre de bactéries dans une première expérience ;

- figure 6, un graphe présentant l'évolution du kurtosis dans une deuxième expérience, et

- figure 7, un graphe présentant l'évolution du nombre de bactéries dans une deuxième expérience.

Dans la suite, il est défini les notions de « amont » et « aval » en référence au sens de propagation de la lumière.

La figure 1 illustre un exemple de système d'observation 10 d'au moins un échantillon 12.

Le système d'observation 10 présenté à la figure 1 permet l'observation de l'échantillon 12. Le système d'observation 10 est ainsi propre à mettre en œuvre un procédé d'observation de l'échantillon 12.

Le système d'observation 10 comporte depuis l'amont vers l'aval, une source lumineuse 20 propre à émettre un faisceau lumineux, un support 24 portant l'échantillon 12, un détecteur 26 et un calculateur 28.

Selon l'exemple particulier de la figure 1 , un seul échantillon 12 est présent. Toutefois, dans le cas d'une pluralité d'échantillons 12, les remarques qui suivent concernant l'échantillon 12 de la figure 1 s'appliquent pour chaque échantillon 12 de la pluralité d'échantillons 12.

L'échantillon 12 est disposé entre la source de lumière 20 et le détecteur 26.

L'échantillon 12 comporte une enceinte 30, un ensemble d'organismes 32 comprenant une pluralité d'organismes 14 et un milieu de culture 16.

L'enceinte 30 comporte une paroi 34 délimitant au moins en partie un volume intérieur 36.

Une enceinte 30 est un récipient formé par un fond 38 et une paroi latérale 40. Le fond 38 est réalisé en une matière transparente ou une matière translucide. La paroi 34 de l'enceinte 30 est ainsi formée à la fois par le fond transparent 38 et la paroi latérale 40. Selon les cas, un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32 est acellulaire ou cellulaire. Parmi les organismes cellulaires, sont usuellement distingués les organismes procaryotes et les organismes eucaryotes. Les archées (aussi appelées archaebactéries) et les bactéries sont des exemples d'organisme procaryote. Les organismes eucaryotes sont soit unicellulaires, soit pluricellulaires. A titre d'exemple, les protozoaires, les amibes, les algues ou les levures sont des organismes eucaryotes unicellulaires. Les organismes eucaryotes pluricellulaires sont des cellules issues, par exemple, de mammifères humain et non-humain, de champignons, de végétaux, de protistes ou de chromistes.

De préférence, par l'expression « organisme », il est entendu par exemple des microorganismes, en particulier des bactéries, des champignons ou des levures.

Le milieu de culture 16 comprend l'ensemble d'organismes 32.

Par milieu de culture, il est entendu un milieu dans lequel, ou à la surface duquel, baignent lesdits organismes 14. Ainsi, les organismes 14 sont répartis dans le milieu de culture 16 ou à la surface du milieu de culture 16.

Selon la composition chimique du milieu de culture 16 et la nature de l'organisme 14, un organisme 14 peut se développer, mourir ou se maintenir sans se développer. Lorsque l'organisme 14 est une bactérie, les termes de croissance bactérienne, de bactéricidie ou de bactériostase sont usuellement employés.

Le fonctionnement du système d'observation 10 est décrit en référence à un exemple mise en œuvre d'un procédé d'observation de l'échantillon 12.

Le procédé comporte sept étapes référencées par une lettre dans la suite.

Le procédé comporte une première étape a) d'illumination de l'échantillon 12 par un faisceau lumineux émis par la source lumineuse 20.

Le procédé comporte également une deuxième étape b) d'acquisition d'une première image de l'échantillon 12 à un premier instant ti .

La première image comprend une pluralité de motifs de diffraction. Chacun desdits motifs de diffraction est généré par l'interaction du faisceau lumineux émis par la source lumineuse 20 avec au moins un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32.

Plus précisément, chaque motif de diffraction résulte de l'interférence de photons diffusés élastiquement par au moins un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32 observé. Dans certains cas, les organismes 14 sont agglomérés de sorte qu'il est impossible de distinguer la contribution individuelle de chaque organisme 14. De manière générale, le motif de diffraction obtenu pour au moins un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32 se présente le plus souvent sous la forme d'une partie centrale d'intensité homogène, la partie centrale étant entourée d'anneaux concentriques alternativement clairs (intensité élevée) et sombres (intensité faible). L'étape b) d'acquisition est mise en œuvre à l'aide du détecteur 26.

Le procédé comporte aussi une troisième étape c) d'obtention d'un premier indicateur Indi à partir de la première image .

Le premier indicateur Indi est représentatif de la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12 au premier instant ti .

Par définition, une grandeur est représentative de la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12 lorsqu'il existe un lien mathématique entre la grandeur et la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12.

A titre d'exemple, la grandeur est proportionnelle à la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12.

Toutefois, des liens mathématiques plus complexes sont envisageables. Un logarithme de la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12 est également une grandeur représentative de la quantité d'organismes 14 présents dans l'échantillon 12.

Pour mettre en œuvre l'étape c) d'obtention du premier indicateur lnd _{1 ;} plusieurs modes de réalisation distincts sont envisageables.

Par exemple, l'étape c) d'obtention du premier indicateur Indi comporte une étape d'application d'une fonction k à la première image pour obtenir un premier indicateur Indi.

Selon un autre exemple, l'étape c) d'obtention du premier indicateur Indi comporte une étape d'analyse de la première image .

Une telle analyse comprend usuellement l'identification de chaque motif de diffraction présent dans la première image et l'étude d'au moins une propriété de chacun des motifs identifiés.

L'étape c) d'obtention du premier indicateur Indi est généralement mise en œuvre à l'aide du calculateur 28.

Le procédé comporte ensuite une quatrième étape d) d'acquisition d'une deuxième image l ₂ de l'échantillon 12 à un deuxième instant t ₂ .

La deuxième image 12 comprend une pluralité de motifs de diffraction, chacun desdits motifs de diffraction étant généré par l'interaction dit faisceau lumineux avec au moins un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32.

Le deuxième instant t ₂ est postérieur au premier instant .

Les mêmes remarques que pour l'étape b) précédente s'appliquent également pour l'étape d) et ne sont donc pas répétées ici.

Le procédé comporte ensuite une cinquième étape e) d'obtention d'un deuxième indicateur lnd ₂ à partir de la deuxième image l ₂ . Le deuxième indicateur lnd ₂ est représentatif de la quantité d'organismes 14 présents dans ledit échantillon 12 au deuxième instant t ₂ .

Les mêmes remarques que pour l'étape c) précédente s'appliquent également pour l'étape e) et ne sont donc pas répétées ici.

De préférence, la mise en œuvre de la troisième étape c) et de la cinquième étape e) impliquent les mêmes étapes appliquées respectivement à la première image et à la deuxième image l ₂ .

Le procédé comporte aussi une sixième étape f) de comparaison du premier indicateur Indi et du deuxième indicateur lnd ₂ .

L'étape f) consiste généralement en une simple comparaison des valeurs du premier indicateur Indi et du deuxième indicateur lnd ₂ pour ordonner les deux indicateurs Indi et lnd ₂ . L'ordre des deux indicateurs Indi et lnd ₂ est alors le résultat de l'étape f) de comparaison.

L'étape f) de comparaison est usuellement mise en œuvre par le calculateur 28. Le procédé comprend également une septième étape g) de détermination d'au moins une caractéristique relative à l'ensemble d'organismes 14 à partir du résultat de l'étape f) de comparaison.

Le procédé permet donc de déterminer une caractéristique relative à l'ensemble d'organismes 32 à partir de la comparaison de deux indicateurs Indi et lnd ₂ . Une telle comparaison est aisée à mettre en œuvre puisqu'il s'agit d'une comparaison quantitative.

Cela permet un suivi quantitatif, et en particulier un suivi en ligne du développement des organismes 14 dans l'échantillon 12. Un tel suivi peut être établi à intervalle de temps régulier. Le fait d'obtenir pour chaque image un indicateur rend le procédé aisément automatisable et généralisable à plus de deux images.

En outre, si la caractéristique à déterminer est l'aptitude d'un organisme 14 à se développer ou non dans le milieu de culture 16, le procédé proposé permet une détermination plus précoce que les procédés de l'art antérieurs, basés sur la détection d'un changement de couleur.

Selon un mode de réalisation particulier, il est d'abord rappelé que chacune des images \ l ₂ présente une distribution spatiale d'intensité c'est-à-dire que chacune des images \ l ₂ présente une distribution spatiale des niveaux d'intensité des pixels constituant l'image considérée. Les étapes c) et e) d'obtention d'un indicateur lnd _{1 ;} ind ₂ à partir d'une image \ l ₂ correspondante comporte une étape d'application d'une fonction k à l'image \ l ₂ correspondante pour obtenir un résultat. Cela signifie que l'image par la fonction k d'une image h , l ₂ est le résultat. Avantageusement, ladite fonction k permet d'obtenir comme résultat un moment d'ordre n de la distribution spatiale d'intensité de l'image, n étant un entier supérieur ou égal à 1 .

Par exemple, l'entier n est égal à 2, 3 ou 4 ou strictement supérieur à 4.

De préférence, la fonction k appliquée sur une image est le kurtosis, c'est-à-dire le moment d'ordre 4 de ladite distribution en intensité de l'image considérée.

Pour simplifier les calculs, il est préférable que le résultat obtenu par la fonction k soit directement l'indicateur lnd _{1 ;} lnd ₂ à obtenir.

Mathématiquement, cela signifie que k^) = Indi et k(l ₂ ) = lnd ₂ .

De telles fonctions présentent l'avantage d'obtenir des indicateurs lnd _{1 ;} ind ₂ qui sont des indicateurs scalaires. Cela permet de faciliter la mise en œuvre de l'étape f) de comparaison entre les deux indicateurs Indi et ind ₂ .

Selon un autre mode de réalisation, les étapes c) et e) d'obtention d'un indicateur lnd _{1 ;} ind ₂ à partir d'une image \ l ₂ correspondante comportent une étape d'estimation de la surface occupée par les organismes 14 dans l'image \ l ₂ correspondante.

Selon un mode de réalisation particulier, les étapes c) et e) d'obtention d'un indicateur Indi , lnd ₂ à partir d'une image h , l ₂ correspondante comportent une étape d'identification des différents motifs de diffraction présents dans l'image h , l ₂ correspondante suivie par une étape d'application d'une fonction aux motifs identifiés.

L'identification de chaque motif peut être réalisée par l'application d'un noyau de corrélation à l'image h , l ₂ considérée, ledit noyau représentant un modèle de motif de diffraction. Un tel modèle peut être préalablement établi au cours d'une phase de calibration.

Par exemple, une fonction envisageable est de déterminer la surface occupée par chacun des motifs. Une telle surface est, selon un cas particulier, définie comme l'aire occupée par la projection du motif central (zone brillante au centre) du motif de diffraction sur l'image \ l ₂ considérée. De manière commode, une telle surface est, par exemple, exprimée en nombre de pixels de l'image , l ₂ considérée.

Selon un autre exemple, la fonction consiste en un dénombrement des différents motifs de diffraction présents dans l'image \ l ₂ considérée.

Selon un mode de réalisation particulier, chacun des éléments faisant partie du système d'observation 10, à savoir la source lumineuse 20, le support 24, le détecteur 26 et le calculateur 28, est propre à mettre en œuvre une partie du procédé d'observation. C'est notamment le cas pour les éléments du système d'observation 10 de la figure 1 .

La collaboration entre chacun des éléments du système d'observation 10 assure ainsi la mise en œuvre du procédé d'observation de sorte qu'un système d'observation 10 muni uniquement de la source lumineuse 20, du support 24, du détecteur 26 et du calculateur 28 suffit pour mettre en œuvre le procédé d'observation.

Plus précisément, la mise en œuvre de l'étape a) est permise par le fait que la source lumineuse 20 est adaptée à émettre un faisceau lumineux et que le support 24 est adapté à accueillir l'échantillon 12 de sorte que l'échantillon 12 soit illuminé par le faisceau lumineux que la source lumineuse 20 est adaptée à émettre.

De plus, le détecteur 26 est propre à mettre en œuvre les étapes b) et d) d'acquisition. Ainsi, le détecteur 26 est adapté à acquérir la première image au premier instant et la deuxième image l ₂ au deuxième instant t ₂ .

En outre, le calculateur 28 est adapté à mettre en œuvre les étapes c) et e) d'obtention, l'étape f) de comparaison et l'étape g) de détermination. Aussi, le calculateur 28 est adapté à obtenir un premier indicateur Indi à partir de la première image 11 , à obtenir un deuxième indicateur lnd ₂ à partir de la deuxième image 12, à comparer le premier indicateur Ind _ï et le deuxième indicateur lnd ₂ et déterminer au moins une caractéristique relative à l'ensemble d'organismes 32 à partir du résultat de la comparaison du premier indicateur Indi avec le deuxième indicateur lnd ₂ .

En particulier, il est à noter qu'il n'y a pas d'optique de grossissement entre l'échantillon 12 et le détecteur 26. Autrement dit, il n'y a pas d'optique de grossissement entre le détecteur 26 et l'échantillon 12 observé. La détection est ainsi mise en œuvre selon une configuration dite lens-free ou lens-less. Cela n'exclut pas la présence de microlentilles au niveau de chaque pixel du détecteur 26.

Selon un mode de réalisation particulier, le système d'observation 10 est le système représenté à la figure 1.

Dans l'exemple représenté, la source lumineuse 20 est une source de lumière blanche 42 et une fibre optique 44. La source de lumière 42 étant reliée à la fibre optique 44 de sorte qu'une partie de la lumière émise par la source de lumière 42 soit injectée en entrée de la fibre optique 44.

Il est entendu par l'expression « lumière blanche », une lumière ayant des composantes dans l'ensemble du spectre visible, le spectre visible correspondant aux ondes électromagnétiques ayant une longueur d'onde comprise entre 400 nm (nanomètres) et 800 nm.

Dans l'exemple représenté à la figure 1 , la source lumineuse 20 est disposée à quelques centimètres de l'échantillon 12, par exemple entre 2 cm (centimètres) et 10 cm.

Cela signifie que la distance entre la source lumineuse 20 et l'échantillon 12 est comprise entre 2 cm et 10 cm. Une grandeur X est comprise entre deux valeurs A et B lorsque d'une part, la grandeur X est supérieure ou égale à A et d'autre part, la grandeur X est inférieure ou égale à B.

La distance entre la source lumineuse 20 et l'échantillon 12 est, par exemple, définie comme la distance euclidienne la plus faible entre deux points appartenant à la source lumineuse 20 et à l'échantillon 12.

Avantageusement, la source lumineuse 20 est une source lumineuse spatialement cohérente. Par définition, une source lumineuse 20 est considérée comme spatialement cohérente lorsque les faisceaux issus de deux points appartenant à la source lumineuse 20 peuvent interférer avec une fonction de visibilité associée aux interférences générées supérieure ou égale à 0,5, les deux points étant espacés d'un micron.

Une telle cohérence spatiale est notamment obtenue en utilisant un filtre spatial comportant une ouverture de type sténopé. Le filtre spatial est alors disposé entre la source lumineuse 20 et l'échantillon 12, en étant placé le plus proche possible de la source de lumière.

Alternativement, selon l'exemple illustré par la figure 1 , la fibre optique 44 est utilisée pour limiter l'étendue spatiale de la source de lumière 42, résultant en une meilleure cohérence spatiale. La cohérence spatiale est également obtenue en utilisant le fait que la sortie d'une fibre optique 44 présente une étendue limitée.

Comme c'est le cas pour la figure 1 , la source lumineuse 20 est incohérente du point de vue temporel. Par définition, une source lumineuse 20 est considérée comme temporellement incohérente lorsque la longueur de cohérence temporelle de la source lumineuse 20 est inférieure à la distance entre la source lumineuse 20 et l'échantillon 12.

Une diode électroluminescente, aussi désignée par l'acronyme anglais LED pour « Light-Emitting Diode », est un autre exemple de source lumineuse 20 incohérente du point de vue temporel.

La demanderesse a constaté que l'emploi d'une source lumineuse incohérente du point du vue temporel permet l'obtention d'images dont la qualité est adaptée pour la mise en œuvre du procédé d'observation. Dans certains cas, l'emploi d'une source lumineuse non cohérente du point du vue temporel a permis l'obtention de meilleurs résultats qu'une source de lumière cohérente. Cela rend l'emploi d'une source cohérente souvent plus chère non nécessaire, ce qui facilite la mise en œuvre du système 10.

En variante, toutefois, la source lumineuse 20 est temporellement cohérente, c'est-à-dire que la longueur de cohérence temporelle de la source lumineuse 20 est supérieure à la distance entre la source lumineuse 20 et l'échantillon 12. Par exemple, la source lumineuse 20 est une diode laser. Dans le cas particulier de la figure 1 , le détecteur 26 est, par exemple, un capteur de type CMOS, c'est-à-dire un capteur formé à l'aide de la technologie CMOS. L'acronyme CMOS renvoie à l'expression anglaise « Complementary Métal Oxide Semiconductor ».

De préférence, le détecteur 26 comporte une pluralité de pixels, chaque pixel étant un carré dont le côté présente une dimension inférieure ou égale à 5 μηι (microns). Avantageusement, chaque pixel étant un carré dont le côté présente une dimension inférieure ou égale à 3 μηι.

Selon le mode de réalisation de la figure 1 , le détecteur 26 est propre à acquérir des images en transmission de l'échantillon 12.

De préférence, le détecteur 26 est placé à une distance de l'échantillon 12 inférieure ou égale à 1 cm, voire inférieure ou égale à 5 mm (millimètres).

Une telle distance de limiter l'effet d'interférences entre les différents motifs de diffraction générés par chacun des organismes 14 de l'échantillon 12. Autrement formulé, une telle distance permet d'obtenir, sur chaque image, des motifs de diffractions exploitables.

La distance entre le détecteur 26 et l'échantillon 12 est, par exemple, définie comme la distance euclidienne la plus faible entre deux points appartenant au détecteur 26 et à l'échantillon 12.

De manière alternative, la distance entre le détecteur 26 et l'échantillon 12 est définie comme la distance euclidienne la plus grande entre deux points appartenant au détecteur 26 et à l'échantillon 12.

Selon une autre variante, la distance entre le détecteur 26 et l'échantillon 12 est, définie comme la distance euclidienne entre un point appartenant au détecteur 26 et le centre géométrique de l'enceinte 30 de l'échantillon 12.

Selon l'exemple particulier de la figure 1 , le calculateur 28 se présente sous la forme d'un microprocesseur comportant une mémoire comportant des instructions permettant la mise en œuvre des étapes c), e), f) et g) du procédé.

L'enceinte 30 est, dans le cas de la figure 1 , une boîte de Pétri.

L'enceinte 30 comporte une partie formant fond 46, la partie formant fond 46 étant formée par le fond 38 et d'une première paroi latérale 48.

La paroi 34 de l'enceinte 30 est au moins formée par le fond 38 et la première paroi latérale 48.

Le fond 38 est transparent et est destiné à être placé en regard du détecteur 26, de façon à ce que le détecteur 26 collecte le signal lumineux transmis par l'échantillon 12.

La partie formant fond 46 a une forme cylindrique à base circulaire. Selon l'exemple particulier de la figure 1 , l'enceinte 30 comporte, en outre, une partie formant couvercle 50. La partie formant couvercle 50 est optionnelle et permet de refermer l'enceinte 30. La partie formant couvercle 50 est amovible.

La partie formant couvercle 50 est formée par un couvercle 52 et une deuxième paroi latérale 54.

Le couvercle 52 est transparent.

Le couvercle 52 est, par exemple, disposé parallèlement au fond 38.

La deuxième paroi latérale 54 recouvre en partie la première paroi latérale 48.

Pour le cas particulier de la figure 1 , la paroi 34 de l'enceinte 30 est formée par le fond 38, la première paroi latérale 48, la deuxième paroi latérale 54 et le couvercle 52. Le volume intérieur 36 est ainsi limité dans une première direction par le fond 38 et le couvercle 52 et dans une deuxième direction par les deux parois latérales 48, 54.

Le système 10 est également utilisable pour d'autres échantillons 12, et en particulier, pour une pluralité d'échantillons 12.

Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la pluralité d'échantillons 12 fait partie d'un même support, les enceintes 30 étant disposées adjacentes les unes aux autres.

Par exemple, la pluralité d'échantillons 12 fait partie d'une plaque 60 pour l'observation d'une pluralité d'échantillons 12.

La plaque 60 comportant la pluralité d'enceintes 30, chaque enceinte 30 formant un puits. Comme précédemment, chaque puits comporte un milieu de culture 16, chaque milieu de culture 16 comprenant un ensemble d'organismes 32.

Du fait de la présence d'une pluralité de puits, la plaque 60 est dite « plaque à puits ». Par exemple, dans certains modes de réalisation, la plaque 60 comporte 96 puits.

La plaque 60 s'étend principalement le long d'une surface dite surface principale 62. Selon l'exemple de la figure 2, la surface principale 62 est perpendiculaire à un axe vertical noté Z.

Pour illuminer chacun des puits, la source de lumière 20 peut être commune à l'ensemble des enceintes 30, ou déplacée, par exemple à l'aide d'une translation dans un plan parallèle à la surface principale 64.

Pour assurer une bonne acquisition des images dans ce cas, le détecteur 26 peut être déplacé, par exemple à l'aide d'une platine de translation dans un plan parallèle au plan du support. Alternativement, le support comprend une pluralité de détecteurs élémentaires.

Selon un mode de réalisation, lorsque le détecteur 26 est plus petit que le diamètre d'un puits, des platines de translation permettent d'acquérir une pluralité de parties d'images de sorte qu'une image résulte de la concaténation d'une pluralité parties d'images acquises par le détecteur 26.

Par exemple, l'image résulte de la concaténation de quatre parties d'images acquises par le détecteur 26.

Selon une variante, chaque enceinte 30 est un puits d'une carte de test d'identification. Ce type de carte est communément disponible. Par exemple, il est connu la carte Vitek, marque déposée, commercialisée par la société Biomérieux.

Chaque enceinte 30 comporte un milieu de culture, par exemple liquide comprenant un ensemble d'organismes 32. En effet, avantageusement, chaque milieu de culture 16 est un milieu liquide.

De plus, lorsqu'une pluralité d'échantillons 12 est considérée, il est favorable que chaque échantillon 12 comporte des organismes 14 appartenant à la même espèce. Cela permet d'effectuer plusieurs expériences pour faciliter l'interprétation des résultats de la comparaison des indicateurs Indi et ind ₂ . Des exemples particuliers sont détaillés ci- après.

Selon un mode de réalisation, chaque enceinte 30 comprend un même milieu de culture, par exemple un milieu liquide Mueller-Hinton 2 (noté milieu MH2 dans la suite de la description) auquel est ajouté, sur différentes enceinte, une concentration différente d'un même antibiotique.

Par exemple, une première enceinte 30 comprend une première concentration dudit antibiotique tandis qu'une deuxième enceinte 30 comprend une deuxième concentration dudit antibiotique, la deuxième concentration étant différente de la première concentration. Le procédé permet alors de déterminer la concentration minimale inhibitrice de l'antibiotique vis-à-vis de l'organisme 14 considéré, c'est-à-dire la concentration au-delà de laquelle l'organisme 14 cesse de se développer.

Formulé autrement, le milieu de culture 16 de chaque échantillon 12 comporte un antibiotique. De plus, la concentration en antibiotique dans le milieu de culture 16 varie selon l'échantillon 12 considéré. Dans ce cas, il est possible de déterminer à l'étape g) une caractéristique relative également à l'antibiotique comme la sensibilité à l'antibiotique ou la concentration minimale inhibitrice de l'organisme 14 à l'antibiotique.

Selon un mode de réalisation, chaque enceinte 30 peut comprendre un même milieu de culture 16 auquel est ajouté, selon l'enceinte 30 considérée, différents antibiotiques. Par exemple, une première enceinte 30 comprend un premier antibiotique tandis qu'une deuxième enceinte 30 comprend un deuxième antibiotique, le deuxième antibiotique étant différent du premier antibiotique. Selon un mode de réalisation, il est disposé de plusieurs enceintes 30, comportant chacune un milieu de culture 16 différents l'une de l'autre, chaque milieu de culture 16 étant propice au développement sélectif de certains organismes 14. Par exemple, une première enceinte 30 comprend un premier milieu 16, tandis qu'une deuxième enceinte 30 comprend un deuxième milieu 16, le deuxième milieu 16 étant différent du premier milieu 16. Le procédé permet alors d'identifier l'organisme 14, par la connaissance des milieux de culture 16 dans lequel l'organisme 14 se développe et les milieux de culture 16 dans lesquels l'organisme 14 ne se développe pas. Autrement dit, le milieu de culture 16 varie selon l'échantillon 12 considéré et la caractéristique déterminée à l'étape g) est l'espèce des organismes 14.

En pratique, la demanderesse a constaté que des artefacts d'illumination sont introduits par l'illumination de la plaque 60. En effet, les parois 40 de chaque enceinte 30 agissent comme des guides d'ondes.

Pour limiter de tels artefacts, le procédé comporte une étape de masquage d'une partie de la paroi latérale 40 de chaque enceinte 30 par interposition d'un masque 70 entre la source lumineuse 20 et chaque échantillon 12. Le masque 70 comprend une partie opaque 72. La partie opaque 72 est agencée pour empêcher que, lors de l'étape a), la paroi latérale 40 soit illuminée par une partie du faisceau lumineux émis par la source lumineuse 20 n'ayant pas interagi avec le milieu de culture 16 de l'échantillon 12.

Plus précisément, le procédé comporte une étape de masquage d'une partie de la paroi latérale 40 de chaque enceinte 30, à l'aide du masque 70 comportant une partie opaque 72, la partie opaque 72 délimitant des ouvertures 74. Le masque 70 est alors disposé entre la source de lumière 20 et chaque échantillon 12. Chaque ouverture 74 du masque 70 est placée en vis-à-vis de chaque milieu de culture 16. La partie opaque du masque 70 est disposée, entre chaque enceinte 30 et la source de lumière 20, de façon à recouvrir partiellement la paroi latérale 40 de chaque enceinte 30.

Le masque 70 sert à limiter les artefacts d'illumination introduits par l'illumination de la plaque 60. La présence du masque 70 empêche la propagation de lumière dans la paroi 34 de chaque enceinte 30, ce qui permet d'éviter la formation de lumière parasite. Il en résulte une augmentation du rapport signal sur bruit.

Autrement dit, l'étape de masquage permet d'assurer que le faisceau lumineux n'illumine pas la paroi 34 de chaque enceinte 30 avant d'atteindre le milieu de culture 16. Il est ainsi évité que la paroi 34 redirige une partie de la lumière, à laquelle la paroi 34 est exposée, dans l'échantillon 12 analysé. L'expérience montre que les images ainsi obtenues conduisent à de meilleurs résultats. De ce fait, la plaque 60 de la figure 2 comporte, en outre, un tel masque 70. La partie opaque 72 est agencée spatialement pour empêcher que, lorsque la plaque 60 est illuminée par un faisceau lumineux, la paroi latérale 40 de chaque enceinte 30 soit illuminée par une partie du faisceau lumineux n'ayant pas interagi avec le milieu de culture 16 que l'espace intérieur 36 de l'enceinte 30 considérée est destiné à accueillir.

Le masque 70 est, selon l'exemple de la figure 2, en papier aluminium.

D'autres matières opaques au faisceau émis par la source lumineuse 20 sont envisageables pour le masque 70.

Le masque 70 repose sur la surface principale 62 de la plaque 62.

Selon une variante, la plaque 60 comprend un couvercle amovible, apte à renfermer chaque puits. Dans ce cas, le masque 70 peut être intégré dans le couvercle de la plaque 60. Le couvercle présente alors une partie opaque 72, délimitant des zones transparentes, de telle sorte que chaque zone transparente est en vis-à-vis du contenu d'une enceinte 30, tandis que la partie opaque 72 recouvre une partie de la paroi latérale 34 de ladite enceinte 30 s'étendant perpendiculairement audit couvercle.

Selon un autre mode de réalisation illustré par la figure 3, le système d'observation 10 comprend des éléments identiques aux éléments du système d'observation 10 de la figure 1 , de sorte que les mêmes remarques s'appliquent également pour ce système d'observation 10. Dans la suite, seules les différences sont mises en évidence.

Le système d'observation 10 comporte la plaque 60 de la figure 2.

En fonctionnement, le système d'observation 10 de la figure 3 permet de mener des expériences dont les résultats sont montrés aux figures 4 à 7.

Des bactéries sont introduites dans trente-deux puits de la plaque 60.

Les trente-deux puits sont répartis en huit groupes. Chaque groupe comporte quatre enceintes comportant un même milieu de culture. Le premier groupe correspond au milieu de culture AMY (l'acronyme signifiant amygdalin), le deuxième groupe correspond au milieu de culture MEL (l'acronyme signifiant melibiose), le troisième groupe correspond au milieu de culture SAC (l'acronyme signifiant sucrose), le quatrième groupe correspond au milieu de culture RHA (l'acronyme signifiant rhamnose), le cinquième groupe correspond au milieu de culture SOR (l'acronyme signifiant sorbitol), le sixième groupe correspond au milieu de culture INO (l'acronyme signifiant inositol), le septième groupe correspond au milieu de culture MAN(l'acronyme signifiant mannitol) et le huitième groupe correspond au milieu de culture GLU(l'acronyme signifiant glucose).

Dans chaque groupe, sont insérés dans deux puits des organismes 14 à une première concentration et dans les deux autres puits des organismes à une deuxième concentration. Dans chacun des cas, la première concentration est de 2.10 ⁴ cfu (acronyme pour « colony-forming unit » soit unité de formation de colonie) et la deuxième concentration est de 2.10 ³ cfu.

Le suivi de la population bactérienne est effectué dans chaque puits par imagerie sans lentille.

Plus précisément, le détecteur 26 acquiert des images toutes les 30 minutes pendant 25 heures environ.

Selon une première expérience (milieu MEL et deuxième concentration) dans laquelle les bactéries sont dans un milieu sensible, les figures 4 et 5 sont obtenues. La figure 4 montre la variation de la valeur du kurtosis avec le temps tandis que la figure 5 montre la variation du nombre de bactéries avec le temps. L'instant t=0 correspond à 30 minutes après l'insertion des bactéries dans le milieu de culture considéré.

Comme attendu, le nombre de bactéries diminue au bout d'un certain temps du fait que les bactéries sont sensibles au milieu ambiant. Le nombre de bactéries est déterminé par un algorithme de dénombrement du nombre de motifs de diffractions dans l'image observée.

Il est observé que le kurtosis varie de manière similaire. Cela correspond au fait que le kurtosis est une mesure du degré d'uniformité d'une surface. Plus la valeur du kurtosis est élevée, plus la surface présente des pics et des vallées de forte amplitude et de fortes pentes. Lorsque le nombre de bactéries augmente, le nombre de motifs de diffraction augmente, ce qui correspond à l'apparition d'un plus grand nombre de pics et de vallées.

Dans cette première expérience, l'observation de la variation du kurtosis permet donc bien de déterminer si les bactéries sont sensibles au milieu.

Selon une deuxième expérience (milieu SAC et première concentration) dans laquelle les bactéries sont dans un milieu non sensible, les figures 6 et 7 sont obtenues.

Comme attendu, le nombre de bactéries reste sensiblement constant avec le temps du fait que les bactéries ne sont pas sensibles au milieu ambiant. Il est observé que le kurtosis varie de manière similaire. Dans cette deuxième expérience, l'observation de la variation du Kurtosis permet donc bien de déterminer si les bactéries sont non sensibles au milieu. Ainsi il est possible d'évaluer l'aptitude des bactéries à se développer dans chaque milieu de culture 16.

Des figures analogues sont obtenues pour chacune des expériences menées. Le tableau 1 qui suit résume les résultats obtenus : Milieu de

Evolution

culture Evolution temporelle

temporelle du

(Nombre Concentration de la valeur du Test nombre de

d'expéri kurtosis

bactéries

ences)

AMY (2) première analogue figure 7 analogue figure 6 négatif

AMY (2) deuxième analogue figure 7 analogue figure 6 négatif

MEL (2) première analogue figure 5 analogue figure 4 positif

MEL (2) deuxième analogue figure 5 analogue figure 4 positif

SAC (2) deuxième analogue figure 7 analogue figure 6 négatif

RHA (2) première analogue figure 5 analogue figure 4 positif

RHA (2) deuxième analogue figure 5 analogue figure 4 positif

SOR (2) première analogue figure 5 analogue figure 4 positif

SOR (2) deuxième analogue figure 5 analogue figure 4 positif

INO (2) première analogue figure 7 analogue figure 6 négatif

INO (2) deuxième analogue figure 7 analogue figure 6 négatif

MAN (2) première analogue figure 5 analogue figure 4 positif

MAN (2) deuxième analogue figure 5 analogue figure 4 positif

GLU (2) première analogue figure 5 analogue figure 4 positif

GLU (2) deuxième analogue figure 5 analogue figure 4 positif

Tableau 1 : Résultats d'expériences menées avec le système de la figure 3

Le test est déclaré positif lorsque la population bactérienne se développe dans le milieu de culture 16. Le test est déclaré négatif lorsque la population bactérie stagne ou décroît dans le milieu de culture 16.

Il a ainsi été montré qu'il est possible que la caractéristique déterminée à l'étape g) est un paramètre relatif à l'aptitude d'un organisme 14 de l'ensemble d'organismes 32 à se développer sur le milieu de culture 16.

En effet, il peut être défini, à titre d'exemple, que le paramètre est égal à une première valeur lorsque le premier indicateur Indi est strictement supérieur au deuxième indicateur lnd ₂ et le paramètre est égal à une deuxième valeur lorsque le premier indicateur Indi est inférieur ou égal au deuxième indicateur lnd ₂ , la première valeur et la deuxième valeur étant distinctes. Lorsque le paramètre est égal à la première valeur, cela signifie que la population bactérienne se développe dans le milieu de culture 16 alors que lorsque le paramètre est égal à la deuxième valeur, la population bactérie stagne ou décroît dans le milieu de culture 16.

Les résultats exposés dans le tableau 1 ont été confrontés à la méthode de référence, consistant à observer le changement de couleur de chaque milieu de culture en cas de développement de la croissance bactérienne.

Il est à noter qu'alors que plusieurs heures, voire dizaines d'heures sont nécessaires à l'observation d'un éventuel changement de couleur du milieu de culture, le procédé d'observation permet d'obtenir un résultat quantitatif fiable dans un intervalle de temps bien plus faible, typiquement entre 2 et 6 heures. Il en résulte une caractérisation plus précoce de l'organisme 14 observé.

Le procédé d'observation permet donc bien d'obtenir des caractéristiques de l'échantillon 12, notamment la sensibilité des organismes 14 à un antibiotique à partir de l'analyse de l'évolution temporelle des valeurs d'une fonction de kurtosis appliquée à des images de diffraction obtenues lors de la mise en œuvre des expériences.

Le procédé est, en outre, simple à mettre en œuvre puisque le système 10 est un système sans lentille.