机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，包括：光学及数字图像采集装置、数字图像处理装置和药敏鉴定分析装置。光学及数字图像采集装置，用于提供光源并采集数字图像，发送至数字图像处理装置，利用其中设置的起偏器和检偏器增强被测物的数字图像，利用透镜修正数字图像的立体像差；数字图像处理装置，用于接收数字图像，进行运动捕捉，当感知到目标物码放完毕，对图像进行滤波和特征增强，获得目标样本图像后根据目标样本特征和条形码信息确定目标标本类型，选取检测方法，得到检测结果，进行处理后发送至药敏鉴定分析装置；药敏鉴定分析装置，通过模式识别算法并结合其中预置的CLIS鉴定标准进行药敏鉴定，并给出鉴定结论。

【技术实现步骤摘要】
机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统
本专利技术涉及医疗器械领域，具体地说，是涉及一种基于XMVision的机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统。
技术介绍
纸片扩散法(Kindy-Bauer，KB法)是医学界最广泛应用的常规药敏测试方法，将干燥的浸有一定浓度抗菌药物的滤纸片放在已接种一定量某种细菌的琼脂平板上。经培养后，可在纸片周围出现无细菌生长区。测量无细菌生长区大小(抑菌圈)，即可判定该细菌对某种药物的敏感程度。KB法简便、经济，从1976年就开始应用到现在已经积累了大量的数据，成为抗生素用药的主要依据，是耐药监测最常用的方法。酵母药敏试验是一个比色微量稀释试验。每个板中均添加了适量稀释度的一定剂量抗真菌剂和一个比色指示器。通过肉眼观察抗真菌药物最低抑菌浓度(显示无颜色变化)得到药敏结果，其属于新型方法目前少有医院使用。这两种方法对于实验室的设备要求不高，已具有微生物检测能力的基层医院完全可以进行本实验，不需要进行大规模的设备引进和实验室改造。并且国内已有成熟的药敏纸片生产者，随着应用单位的增加，实验成本也会大大降低，减少患者的经济支出。但是在药敏结果的判读方面，大多通过有经验的医师人工判读。计算机视觉与(计算机)模式识别技术的应用给药敏结果的机器判读方面带来了曙光：模式识别是人类的一项基本智能，在日常生活中，人们经常在进行“模式识别”。随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起，人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。(计算机)模式识别在20世纪60年代初迅速发展并成为一门新学科。21世纪是智能化、信息化、计算化、网络化的世纪，在这个以数字计算为特征的世纪里，作为人工智能技术基础学科的计算机视觉及模式识别技术，必将获得巨大的发展空间。在国际上，各大权威研究机构和各大公司都纷纷开始将计算机视觉及模式识别技术作为战略研发重点加以重视。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于XMVision的机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，其特征在于，包括：光学及数字图像采集装置、数字图像处理装置和药敏鉴定分析装置，其中，所述光学及数字图像采集装置，与所述数字图像处理装置相耦接，用于提供光源并采集数字图像，发送至所述数字图像处理装置，利用其中设置的起偏器和检偏器增强被测物的数字图像，利用透镜修正数字图像的立体像差；所述数字图像处理装置，分别与所述光学及数字图像采集装置和药敏鉴定分析装置相耦接，用于接收所述数字图像，进行运动捕捉，当感知到目标物码放完毕，对图像进行滤波和特征增强，获得目标样本图像后根据目标样本特征和条形码信息确定目标标本类型，选取检测方法，得到检测结果，进行处理后发送至所述药敏鉴定分析装置；所述药敏鉴定分析装置，与所述数字图像处理装置相耦接，通过模式识别算法并结合其中预置的CLIS鉴定标准进行药敏鉴定，并给出鉴定结论。进一步的，所述光学及数字图像采集装置，包括：导光板、面光源、上补光灯、下补光灯、起偏器、CCD数字相机、检偏器、载物台、光源控制开关和亮度调节旋钮，所述光学及数字图像采集装置为顺时针旋转90°的凹形体，该凹形体具有一凹槽，其中，所述导光板，位于所述凹槽的上部，该导光板上固定连接有面光源，位于所述载物台正上方；所述起偏器，固定于所述导光板及面光源下方，用于产生线偏振光；至少一个的所述上补光灯，位于所述起偏器下方，分布在所述起偏器的周围，用于产生肉眼观察的光线；所述载物台，位于所述凹槽的下部，用于放置培养皿或96孔板，该载物台上设有适配器卡槽，用于置换不同规格的检测物适配器；三个所述光源控制开关，位于所述凹形体侧面，用于分别控制所述面光源、上补光灯和下补光灯的开和关；三个所述亮度调节旋钮，位于所述凹形体侧面，用于分别控制所述面光源、上补光灯和下补光灯的亮度；所述CCD数字相机，位于所述凹形体内部的左下方，用于采集数字图像；所述检偏器，进一步为线偏振镜，位于所述CCD数字相机前方，用于阻止未经散射的偏振光透过，偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直。进一步的，所述光学及数字图像采集装置，还包括菲尼尔透镜，位于载物台下方，用于修正采集96孔板图像时立体相差造成的孔位遮挡；所述光学及数字图像采集装置，还包括前表面反射镜，设置在所述凹形体的下部，位于所述下补光灯的正下方和CCD数字相机的正前方，与水平方向呈45度角，用于延长光路及阻止反射镜重影。进一步的，所述数字图像处理装置，包括：数字信号处理模块、机器学习控制模块和模式识别控制模块，其中，所述数字信号处理模块，分别与所述光学及数字图像采集装置和所述模式识别控制模块相耦接，用于接收所述光学及数字图像采集装置发送的数字图像，对所述数字图像进行滤波、图像增强、边沿提取和区域分割操作，还用于调取条码识别接口获得条码数据，根据检测到的数字图像信息自动选择测试方法；所述模式识别控制模块，分别与所述数字信号处理模块和药敏鉴定分析装置相耦接，接收所述数字信号处理模块的数字图像，进行特征提取获得特征向量，与特征库中的特征向量进行比较，得到特征结果后对目标内容进行机器判读；所述机器学习控制模块，分别与所述数字信号处理模块和药敏鉴定分析装置相耦接，接收所述数字信号处理模块的数字图像，进行特征提取获得特征向量，当所述特征库中不存在该特征向量时，对特征向量进行聚类分析并将结果添加到所述特征库。进一步的，所述药敏鉴定分析装置，进一步包括：鉴定结论及患者信息处理模块、报告打印控制模块和检测数据上传下载接口，其中，所述鉴定结论及患者信息处理模块，分别与所述数字图像处理装置、检测数据上传下载接口和报告打印控制模块相耦接，用于根据所述数字图像处理装置的检测结果，结合CLIS标准及菌株鉴定信息给出实验结果及用药评论，分别发送至所述检测数据上传下载接口和报告打印控制模块；所述报告打印控制模块，与所述鉴定结论及患者信息处理模块相耦接，用于编辑报告格式、打印输出结果和调取报告数据；所述检测数据局上传下载接口，与所述鉴定结论及患者信息处理模块相耦接，通过ASTM或H17协议标准与LIS系统进行连接，用于下载LIS系统开出的化验单或将检测数据上传到LIS系统。进一步的，所述鉴定结论及患者信息处理模块，包括：权限控制单元、数据字典维护单元、鉴定标准维护单元和药敏鉴定单元，其中，所述权限控制单元，用于负责用户登录和退出；所述数据字典维护单元，用于配置科室、临床诊断和标本类型；所述鉴定标准维护单元，用于配置微生物分类、抗生素信息、适用抗生素、判定标准、用药评论及专家规则；所述药敏鉴定单元，用于根据结果、判定标准及专家规则给出鉴定结论，还用于调用所述检测数据局上传下载接口获得患者信息与上传报告信息，调用报告打印控制模块的接口输出纸质报告。进一步的，所述面光源，进一步为，5500KLED冷光源，所述导光板，进一步为，为250mm×180mm的导光板，所述CCD数字相机，进一步为，300万-1000万像素的工业数字相机。进一步的，所述模式识别控制模块，进行机器判读后得到的识别结果，进一步包括：药品代码、药品含量、孔位色度值、孔位吸光度、孔位判定值、抗生素的抑菌圈直径和抗生素最小抑菌浓度。本专利技术还提供一种利用上述机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统进行KB法药敏的自动检测方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于XMVision的视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，其特征在于，包括：光学及数字图像采集装置、数字图像处理装置和药敏鉴定分析装置，其中，所述光学及数字图像采集装置，与所述数字图像处理装置相耦接，用于提供光源并采集数字图像，发送至所述数字图像处理装置，利用其中设置的起偏器和检偏器增强被测物的数字图像，利用透镜修正数字图像的立体像差；所述数字图像处理装置，分别与所述光学及数字图像采集装置和药敏鉴定分析装置相耦接，用于接收所述数字图像，进行运动捕捉，当感知到目标物码放完毕，对图像进行滤波和特征增强，获得目标样本图像后根据目标样本特征和条形码信息确定目标标本类型，选取检测方法，得到检测结果，进行处理后发送至所述药敏鉴定分析装置；所述药敏鉴定分析装置，与所述数字图像处理装置相耦接，通过模式识别算法并结合其中预置的CLIS鉴定标准进行药敏鉴定，并给出鉴定结论。

【技术特征摘要】
1.基于XMVision的机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，其特征在于，包括：光学及数字图像采集装置、数字图像处理装置和药敏鉴定分析装置，其中，所述光学及数字图像采集装置，与所述数字图像处理装置相耦接，用于提供光源并采集数字图像，发送至所述数字图像处理装置，利用其中设置的起偏器和检偏器增强被测物的数字图像，利用透镜修正数字图像的立体像差；所述数字图像处理装置，分别与所述光学及数字图像采集装置和药敏鉴定分析装置相耦接，用于接收所述数字图像，进行运动捕捉，当感知到目标物码放完毕，对图像进行滤波和特征增强，获得目标样本图像后根据目标样本特征和条形码信息确定目标标本类型，选取检测方法，得到检测结果，进行处理后发送至所述药敏鉴定分析装置；所述药敏鉴定分析装置，与所述数字图像处理装置相耦接，通过模式识别算法并结合其中预置的CLIS鉴定标准进行药敏鉴定，并给出鉴定结论；所述光学及数字图像采集装置，包括：导光板、面光源、上补光灯、下补光灯、起偏器、CCD数字相机、检偏器、载物台、光源控制开关和亮度调节旋钮，所述光学及数字图像采集装置为顺时针旋转90°的凹形体，该凹形体具有一凹槽，其中，所述导光板，位于所述凹槽的上部，该导光板上固定连接有面光源，位于所述载物台正上方；所述起偏器，固定于所述导光板及面光源下方，用于产生线偏振光；至少一个的所述上补光灯，位于所述起偏器下方，分布在所述起偏器的周围，用于产生肉眼观察的光线；所述载物台，位于所述凹槽的下部，用于放置培养皿或96孔板，该载物台上设有适配器卡槽，用于置换不同规格的检测物适配器；三个所述光源控制开关，位于所述凹形体侧面，用于分别控制所述面光源、上补光灯和下补光灯的开和关；三个所述亮度调节旋钮，位于所述凹形体侧面，用于分别控制所述面光源、上补光灯和下补光灯的亮度；所述CCD数字相机，位于所述凹形体内部的左下方，用于采集数字图像；所述检偏器，进一步为线偏振镜，位于所述CCD数字相机前方，用于阻止未经散射的偏振光透过，偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直。2.根据权利要求1所述的机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，其特征在于，所述光学及数字图像采集装置，还包括菲尼尔透镜，位于载物台下方，用于修正采集96孔板图像时立体相差造成的孔位遮挡；所述光学及数字图像采集装置，还包括前表面反射镜，设置在所述凹形体的下部，位于所述下补光灯的正下方和CCD数字相机的正前方，与水平方向呈45度角，用于延长光路及阻止反射镜重影。3.根据权利要求1所述的机器视觉鉴定分析及药敏鉴定系统，其特征在于，所述数字图像处理装置，包括：数字信号处理模块、机器学习控制模块和模式识别控制模块，其中，所述数字信号处理模块，分别与所述光学及数字图像采集装置和所述模式识别控制模块相耦接，用于接收所述光学及数字图像采集装置发送的数字图像，对所述数字图像进行滤波、图像增强、边沿提取和区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英春，杨启文，孙宏莉，王贺，尹相龙，
申请(专利权)人：北京浩辰星月科技有限公司，中国医学科学院北京协和医院，
类型：发明
国别省市：北京;11