A method for the assessment of the parameters of an automated system for analysing the microbiological objects motility

Abstract

A large number of biological objects are characterized by their movement. Dependence of the movement direction of individual cells or its line by using of external light, electromagnetic radiation or chemical effects on a solution can be examined by using optoelectronic system for tracks analysing and counting the number of objects. In the case of analysing such objects characteristics, their number in the system field of vision is a random number. The similar problem arises in the biotechnology of reproduction and selection of livestock when creating new breeds with programmed properties and when applying artificial insemination. In the process of creation such systems the problem of determination the probability with which the system can distinguish two or more objects appearing in its field of vision is arisen. In the paper the method of determination the probability depending on the system resolution and objects number in its field of vision is suggested. Since the objects number in the field of vision can be varied or set by changing the solution concentration, the goal of the work is to determine the number of objects when the object merge does not occur with a probability that exceed some predetermined level of significance that is close enough to one.

Велика кількість біологічних об'єктів характеризується рухливістю. Залежність напрямку руху окремих клітин або їх колонії при використанні зовнішнього світлового, електромагнітного опромінення або хімічного впливу на розчин може бути досліджена за допомогою оптико-електронної системи аналізу треків і підрахунку кількості об'єктів. У разі аналізу характеристик таких об'єктів їх число в полі зору системи є випадковою величиною. Аналогічна проблем, виникає в біотехнології відтворення та селекції сільськогосподарських тварин при створенні нових порід з запрограмованими властивостями і при застосуванні методу штучного запліднення. У процесі створення таких систем виникає задача визначення ймовірності, з якою система може розрізняти два або більше об'єктів, що з'являються в її полі зору. У статті пропонується метод визначення ймовірності в залежності від роздільної здатності системи і кількості об'єктів, що знаходяться в її полі зору. Так як число об'єктів в полі зору може варіюватися або задаватися шляхом зміни концентрації розчину, метою роботи є визначення числа об'єктів, при якому не відбувається злиття об'єктів, з ймовірністю, яка перевершує деякий наперед заданий рівень значущості, досить близький до одиниці.

Большое число биологических объектов характеризуется движением. Зависимость направления движения отдельных клеток или их колонии при использовании внешнего светового, электромагнитного облучения или химического воздействия на раствор может быть исследована с помощью оптико-электронной системы анализа треков и подсчета количества объектов. В случае анализа характеристик таких объектов их число в поле зрения системы является величиной случайной. Аналогичная проблем, возникает в биотехнологии воспроизводства и селекции сельскохозяйственных животных при создании новых пород с запрограммированными свойствами и применении метода искусственного осеменения. В процессе создания таких систем возникает задача определения вероятности, с которой система может различать два или более появляющихся в ее поле зрения объектов. В статье предлагается метод определения вероятности в зависимости от разрешающей способности системы и количества объектов, находящихся в ее поле зрения. Так как число объектов в поле зрения может варьироваться или задаваться за счет изменения концентрации раствора, целью работы является определение числа объектов, при котором не происходит слияния объектов, с вероятностью, превосходящей некоторый наперёд заданный уровень значимости, достаточно близкий к единице.