用于临床病原体早期无标记识别的光学弹性散射
生物物理
2016-10-11 v1 光学
摘要
我们在此报告弹性光散射在区分革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母菌生长早期阶段（6小时）的能力。我们的技术是非侵入性的、低成本的，既不需要熟练的操作人员，也不需要试剂，因此与自动化兼容。该技术基于对放置在激光束路径中的琼脂上生长的细菌微菌落所产生的散射图样（散射图）的分析。测量直接在封闭的培养皿上进行。首先通过将图样投影到泽尼克正交基上来计算给定散射图的特征。然后将获得的数据与数据库进行比较，以便机器学习能够给出识别结果。对一个包含8个物种（15个菌株，1906个散射图）的数据库在培养6小时后进行了10折交叉验证，在区分革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母菌方面获得了94%的正确分类率。通过使用更相关的投影函数基（如傅里叶-贝塞尔函数），结果可以得到改善。一台完全集成的仪器已安装在格勒诺布尔医院的细菌学实验室，并已启动针对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌携带者早期筛查的验证活动。迄今为止，所有已发表的关于弹性散射的研究均以前向模式进行，这仅限于透明介质。然而，在临床诊断中，大多数介质是不透明的，例如添加了血液的琼脂。这就是为什么我们提出一种能够收集后向散射光的新方案，该方案可提供可比拟的结果。
引用
@article{arxiv.1610.02980,
title = {Optical elastic scattering for early label-free identification of clinical pathogens},
author = {Valentin Genuer and Olivier Gal and Jérémy Méteau and Pierre Marcoux and Emmanuelle Schultz and Éric Lacot and Max Maurin and Jean-Marc Dinten},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.02980},
year = {2016}
}