图像捕捉和照明设备制造技术

一种用于分析培养皿中固体培养基上的微生物生长的设备，该设备包括：图像捕捉装置；支撑件，其用于支撑培养皿，以使图像捕捉装置捕捉固体培养基和微生物生长的图像；环形灯，其位于图像捕捉装置和支撑件之间，且用于对培养皿的一侧进行漫射照明；框架，其用于使图像捕捉装置、支撑件和环形灯相对于彼此定位。

Image capture and lighting equipment

A device for analyzing microbial growth on solid media in Petri dishes includes an image capture device, a support device, which is used to support the Petri dish so that the image capture device can capture images of solid media and microbial growth, and a ring lamp, which is located between the image capture device and the support device, and is used. Diffuse illumination is applied to one side of the Petri dish; the frame is used to position the image capture device, the support and the annular lamp relative to each other.

【技术实现步骤摘要】
图像捕捉和照明设备本申请是申请人LBT创新有限公司于2012年3月2日提出的PCT申请PCT/AU2012/000210于2013年11月1日进入国家阶段的申请号为201280021476.2、专利技术名称为“图像捕捉和照明设备”的专利技术申请的分案申请。本申请要求2011年3月4日提交的澳大利亚临时专利申请No.2011900784的优先权，该澳大利亚临时专利申请的内容通过引用包含于此。
本专利技术涉及一种用于分析固体培养基上的微生物生长的图像捕捉和照明设备，特别是用于分析固体培养基接种和温育有微生物样本之后以分离的细菌菌落生长的形式进行的微生物生长的图像捕捉和照明设备。预计本专利技术的图像捕捉和照明设备将能够用于微生物实验室。
技术介绍
微生物(特别是细菌)的单个菌落的分离是许多微生物实验室中的重要程序。细菌的分离通常是由熟练的实验室技术人员人工完成或由机器划线分离(streaking)设备自动完成。在任何一种情况下，首先，微生物样本被分配在固体培养基的表面上，随后，使微生物样本涂布在培养基的整个表面(称为“划线分离”)。典型地，通过增加整个固体培养基上的接种物的稀释度产生多个划线分离。增加稀释度的划线分离趋于提供(通常朝划线分离的尾部)大量能够在温育之后用于分离的微生物菌落的生长的单细胞。然后这些分离的菌落可以用于各种物理特性(例如，菌落形态)的分析，还可以进行染色以及如下其他程序：对于确定微生物样本中原先不明的生物体的例如属、种和/或菌种有必要的其他程序。传统上，这种分析是在微生物实验室中通过熟练的技术人员的目视观察进行的，结果是技术人员做出对微生物的评估。这种评估可以包括：细菌菌落的存在或不存在的检测、每个菌落类型的颜色的检测、对颜色分布进行制图以确定是否存在可能归因于发酵或者溶血的颜色变化、汇合的菌落生长和分离的菌落生长之间的差异、菌落结构或粘度的测量、以及二维形状和三维形状的测定、和/或不同类型菌落的列举。在鉴定到潜在的病原菌生长的情况下，在符合目前的监管要求的状态下，使固体培养基行进到实验室工作流程的下一个步骤，并成为进一步验证性鉴定和抗生素敏感性试验的目标。多年来，已做出一些努力，例如，来捕捉细菌菌落的图像(无论是静态的或动态的，以及模拟的形式或数字的形式)使得技术人员能够更有效地使用诸如显示器、显微镜、菌落计数器和/或计算机等助视器来观看更大面积的表面。重要的是，在细菌菌落的颜色、形状和结构方面准确地捕捉这些图像并且利用固体培养基的颜色来鉴定例如细菌类型。许多市售的固体培养基(例如琼脂)最初具有多种颜色和透明度，其中一些是几乎完全不透明的(例如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)鉴定琼脂)。一些平皿被分为两半，使得平皿的每一侧都具有不同类型(和潜在颜色)的琼脂。同时，细菌菌落可以具有不同的颜色、形状和结构。一些是简单的圆形斑点，其他呈连续的波浪状群集在整个琼脂表面，其中一些具有例如涟漪结构或粒状结构等特征性表面形貌。例如，细菌菌落对于在琼脂配方中混合的颜色指示剂的作用可以产生强烈的显色反应，例如，在特定的指示剂琼脂上MRSA的菌落周围的蓝光，或者在含有适当的指示化合物的琼脂上由细菌的生长引起pH值变化而导致的显色反应，例如中性红。在另一个示例中，在血液琼脂中，在能够通过溶血损坏或破坏血液红细胞的菌落正下方或周围可以看见进一步的颜色变化。本专利技术的目的是提供一种用于捕捉微生物生长的充分精确的图像以辅助提供微生物评估的设备。在进入
技术实现思路
部分之前，应当理解，上述对现有技术的说明仅被提供作为
技术介绍
来解释本专利技术的内容。不应当视为：所引用的任何材料为被公开或已知或作为澳大利亚或其他地方的公知常识的一部分。
技术实现思路
本专利技术提供用于分析培养皿中的固体培养基上的微生物生长的设备，该设备包括：图像捕捉装置；支撑件，其用于支撑所述培养皿，以使所述图像捕捉装置捕捉所述固体培养基和任何微生物生长的图像；环形灯，其位于所述图像捕捉装置和所述支撑件之间，并且用于对所述培养皿的一侧进行漫射照明，以及框架，其用于使所述图像捕捉装置、所述支撑件和所述环形灯相对于彼此定位。本领域技术人员将认识到，关于短语“固体培养基上”，所使用的词“上”包括在固体培养基表面上和在固体培养基内的微生物生长。在本说明书中，下文经常将术语“固体培养基”简称为“培养基”。例如，将认识到，微生物样本(下文中经常简称为“样本”)，可以被分配在培养基表面上或者培养基内，使得微生物生长可以在培养基接种和温育样本后发生生长。也就是说，在培养基上的微生物生长源于样本(例如尿液样本、肠道样本、血液样本、淋巴样本、组织样本、水样本、食物样本或者其他相关样本)在培养基上的接种和温育。此外，本领域的技术人员还将理解，固体培养基通常为例如琼脂，并且通常会被包含在诸如平皿等的容器内，以及在更特定的示例中，容器为可以具有盖的陪替氏培养皿。在整个说明书中，在下文中将固体培养基和平皿的组合称为“培养皿”，在本领域中，有时也称为“琼脂皿”。在示例性示例中，已发现该设备提供固体培养基上的微生物生长的充分精确的图像，以提供微生物评估。这种评估可以通过熟练的实验室技术人员手动执行。可选地，评估可以是自动的，并使用已通过机器学习算法训练的分类器执行。使用该设备获得的图像可以被处理并用作分类器的输入。在同一申请人的共同未决的并具有相同提交日期的标题为“用于分析微生物的生长的方法和软件”的国际申请中描述了这种分类器的示例，该申请的内容通过引用合并于此。图像捕捉装置可以是数码相机和镜头，例如，已发现高分辨率的彩色数码相机与合适的镜头组合，以提供培养皿的优质的图像。本领域技术人员可以理解的是，多种不同规格的图像捕捉装置能够适用于本目的。例如，微生物生长可以包括：一个或多个细菌的生长、真菌的生长、病毒斑块或原生生物的生长，而生长所采取的形式可以为菌落、菌丝体、菌丝、斑块或其他可见的微生物的结构。在一些实施方式中，每一个微生物的生长可能起源于单一的微生物而生长(例如，样本以稀释的方式被施加到培养基，使得单个微生物被分离)。培养基可以是任何支持微生物生长的培养基。同样地，培养基可以包含一种或多种微生物的营养成分，例如包括：碳源、氮源、必需的元素和/或必需的维生素。培养基还典型地包含胶凝剂，例如包括：凝胶、琼脂、结冷胶(gellangum)、琼脂糖或琼脂凝胶。在一些实施方式中，用于分析的样本被布置在一个以上的培养皿上或布置在具有一个以上分隔段的分离培养皿上。在这些实施方式中，通过捕捉不同培养皿或不同分隔段的图像进行微生物生长的分析，并如上所述地分析像素分类的结果，使得可以基于不同培养皿上或不同分隔段上的微生物生长的比较而进行微生物评估。在一些实施方式中，固体培养基可以包括选择性培养基，在本
中，通常所知的选择性培养基包括：允许某些微生物的生长同时抑制其他微生物的生长的、具有受限制的营养成分的培养基、包含抗生素的培养基或类似的培养基。用于漫射照明培养皿的一侧的环形灯的使用有助于分类器区分培养皿(可被归类为背景)和微生物生长的反射光。提到的培养皿“一侧”用于指包括培养皿的前、后、左、右、上或下侧的任何一侧。在一个优选的实施方式中，环形灯漫射照明培养皿的上侧(例如，在固体培养基的存在有微生物生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其用于分析培养皿中固体培养基上的微生物生长，所述设备包括：图像捕捉装置；支撑件，其用于支撑所述培养皿，以使所述图像捕捉装置捕捉所述固体培养基和任何微生物生长的图像；环形灯，其位于所述图像捕捉装置和所述支撑件之间，并且用于对所述培养皿的一侧进行漫射照明，以及框架，其用于使所述图像捕捉装置、所述支撑件和所述环形灯相对于彼此定位，其中所述框架限定腔，使得所述支撑件将所述培养皿支撑在所述图像捕捉装置和所述腔之间，所述腔具有按如下标准选择的高度：使得所述腔能够为所述固体培养基和任何微生物生长的图像提供黑色背景，用于对所述培养皿的另一侧进行照明的照明装置，所述照明装置是面板灯，所述面板灯包括多个发光二极管和与该多个发光二极管相关联的漫射器，其中，所述腔具有按如下标准选择的所述高度：使得所述框架的阴影覆盖所述腔的底部，且使得从所述环形灯发射的光落在所述腔的边缘上以提供黑色背景，当使用所述环形灯照明并且关闭其他任何照明装置时，所述框架能够防止来自所述环形灯的光落入所述腔的底部进而落在所述面板灯的漫射器上，所述环形灯相对于所述支撑件以如下方式定位：使得所述环形灯的光的从所述固体培养基的中央表面的镜面反射不会被所述图像捕捉装置捕捉到，所述面板灯位于所述腔的底部。...

【技术特征摘要】
2011.03.04 AU 20119007841.一种设备，其用于分析培养皿中固体培养基上的微生物生长，所述设备包括：图像捕捉装置；支撑件，其用于支撑所述培养皿，以使所述图像捕捉装置捕捉所述固体培养基和任何微生物生长的图像；环形灯，其位于所述图像捕捉装置和所述支撑件之间，并且用于对所述培养皿的一侧进行漫射照明，以及框架，其用于使所述图像捕捉装置、所述支撑件和所述环形灯相对于彼此定位，其中所述框架限定腔，使得所述支撑件将所述培养皿支撑在所述图像捕捉装置和所述腔之间，所述腔具有按如下标准选择的高度：使得所述腔能够为所述固体培养基和任何微生物生长的图像提供黑色背景，用于对所述培养皿的另一侧进行照明的照明装置，所述照明装置是面板灯，所述面板灯包括多个发光二极管和与该多个发光二极管相关联的漫射器，其中，所述腔具有按如下标准选择的所述高度：使得所述框架的阴影覆盖所述腔的底部，且使得从所述环形灯发射的光落在所述腔的边缘上以提供黑色背景，当使用所述环形灯照明并且关闭其他任何照明装置时，所述框架能够防止来自所述环形灯的光落入所述腔的底部进而落在所述面板灯的漫射器上，所述环形灯相对于所述支撑件以如下方式定位：使得所述环形灯的光的从所述固体培养基的中央表面的镜面反射不会被所述图像捕捉装置捕捉到，所述面板灯位于所述腔的底部。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述框架包括形成所述腔的壁的挡光板。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述挡光板覆盖有具有纹理的光吸收材料。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述环形灯包括以圆形阵列配置的多个发光二极管。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括与所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·H·格思里，J·H·格拉森，G·J·布洛克，G·克罗斯，R·E·希尔，
申请(专利权)人：LBT创新有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU