菌落对比度收集制造技术

本发明专利技术的名称是菌落对比度收集。用于微生物生长检测的成像系统和方法，其使用随着时间显现的差异评估对于给定的样品是否发生微生物生长。物生长。物生长。

【技术实现步骤摘要】
菌落对比度收集
[0001]本申请是申请日为2016年4月22日、申请号为2016800229997、题为“菌落对比度收集”的专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求保护2015年4月23日提交的美国临时申请号62/151,681和2016年4月5日提交的美国临时申请号62/318,483的申请日的权益，其公开内容由此通过引用并入本文。

技术介绍

[0004]对于检测微生物生长的培养板的数字成像的关注日益增加。用于检测微生物生长的成像平板的技术在PCT公开号WO2015/114121中描述，其全文通过引用并入本文。使用这种技术，实验室人员不再需要通过直接目视检查来读板，而是可以使用高质量的数字图像用于板的检查。改变培养板的数字图像检查的实验室工作流程和决策制定也能提高效率。图像可通过操作者进行标定，用于操作者或者具有适当技能的另一个人员进行进一步检查(work
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up)。附加图像也可被捕获并且用于指导二次处理。
[0005]菌落的检测、菌落计数、菌落群体分化和菌落鉴定为现代微生物学成像系统限定了目标。尽可能早地实现这些目标达到了迅速将结果交付给病人并且经济地提供这些结果以及分析的目标。自动化实验室工作流程和决策制定可以改善可达到这些目标的速度和成本。
[0006]尽管对于检测微生物生长的迹象的成像技术已经取得了显著的进步，但仍然在寻求扩展这种成像技术来支持自动化的工作流程。用于检查培养板来指示微生物生长的仪器和方法难以自动化，这部分地由于板检查的高度的视觉本质。在这方面，期望开发如此技术，其可自动地解读培养板图像，并在自动解读的基础上决定待执行的随后步骤(例如，菌落的鉴定、敏感性试验等)。
[0007]例如，鉴定和区分培养板上的菌落可能是困难的，尤其是当菌落具有不同的尺寸和形状并且彼此接触时。当在板的一些区域生长已经达到汇合时，这些问题更加严重。由于这些原因，如果可能的话，优选在过程的早期鉴定菌落并且确定生长。然而，仍然需要用于孵育的时间，以允许至少菌落的一些生长。因此，一方面，允许菌落生长的越长，其开始与其背景以及互相之间形成的对比越强，并变得越容易鉴定它们。然而，在另一方面，如果允许菌落生长的太长久，并且其开始填充板和/或彼此接触，将其与其背景比较以及互相比较就变得更加困难。如果能够在菌落还足够小以彼此分离——尽管对比度相对较差——的孵育时间检测菌落，则该问题可以被最小化或者甚至得以解决。
[0008]专利技术的内容
[0009]本公开的一个方面涉及一种自动化方法，其用于评估铺板培养基上的微生物生长，所述方法包括：提供布置在基本上光学透明的容器内的用生物样品接种的培养基；在培育箱内孵育接种的培养基；将带有接种的培养基的透明容器放置在数字成像仪器内；在第一时间(t0)获得接种的培养基的第一数字图像，所述第一数字图像具有多个像素；确定第
一图像内的像素相对于携带接种的培养基的容器的坐标；从数字成像仪器移除携带接种的培养基的容器，并且将接种的培养基放置在培育箱中用于进一步的孵育；进一步孵育后，将携带接种的培养基的容器放置在数字成像仪器内；在第二时间(t
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)获得接种的培养基的第二数字图像，所述第二数字图像具有多个像素；将第一数字图像与第二数字图像对齐，使得第二数字图像中的像素的坐标对应于第一数字图像中相应像素的坐标；将第二数字图像中的像素与第一数字图像中相应像素比较；鉴定第一数字图像和第二数字图像之间变化的像素，其中第一数字图像和第二数字图像之间没有变化的像素指示背景；确定第二数字图像中哪些鉴定的像素与指示背景的像素具有预定水平的阈值对比度；鉴定第二数字图像中的一个或者多个目标，每个目标由满足所述水平的阈值对比度的像素组成，并且其彼此不被背景像素隔开；对于所述鉴定的目标的至少一个，从所述目标的像素确定目标的形态；从所述目标的形态，确定所述目标是否是菌落候选；并且将与目标相关联的像素的坐标提供至存储器。
[0010]在一些实例中，方法可进一步包括根据预定系列的照明条件，在第一时间获得多个第一数字图像，其中每个第一数字图像都在不同的照明条件下获得，每个照明条件包括携带接种的培养基的光学透明容器相对于照明源的指定的朝向，以及指定的背景颜色，在该指定的背景颜色上将光学透明容器放置在数字成像仪器内。指定的朝向可包括：照明源向下指向携带接种的培养基的光学透明容器的顶部；照明源向上指向携带接种的培养基的光学透明容器的底部；以及照明源指向携带接种的培养基的光学透明容器的侧面。对于指定的顶部和侧面朝向，指定的背景颜色可以是黑色。对于指定的底部朝向，指定的背景颜色可以是白色。照明条件可进一步包括指定的照明光谱，其包括发射红色波长的照明源；发射绿色波长的照明源；以及发射蓝色波长的照明源。
[0011]在一些实例中，方法可进一步包括从与所述目标相关联的像素信息中获得目标特征，所述目标特征包括目标形状、目标大小、目标边缘和目标颜色中的至少一种，其中所述目标形态基于所述目标特征确定。目标颜色可由与目标相关联的像素的光谱特征确定。光谱特征可选自像素颜色、色调、照度和色度。也可以获得背景特征信息。背景特征信息可包括培养基类型和培养基颜色，并且目标形态可进一步基于背景特征信息确定。目标特征和背景特征信息可与储存在存储器中的其它目标特征以及其它背景特征信息比较，并且可基于目标特征和背景特征信息确定微生物的类型。
[0012]在一些实例中，将第一数字图像与第二数字图像对齐可包括分配极坐标至第一和第二数字图像中的每一个的像素，使得第二数字图像中的像素的极坐标与第一数字图像中的相应像素的极坐标相同。同样，在一些实例中，可提供多种培养基，其用生物样品接种，布置在一个或者多个光学透明的容器中，在培育箱中孵育，并且在细菌生长的同时将其放置在数字成像仪器中，从而对每种培养基获得第一和第二数字图像。另外，在一些实例中，方法可进一步包括鉴定第一数字图像中为光学透明容器或者铺板培养基上的凝结的证据的像素信息，并且从图像中减去归因于凝结的像素信息。在数字图像中可鉴定为凝结的证据的像素信息，对于所述数字图像，照明源向上指向光学透明容器的底部，并且其中具有低于预定阈值的光密度的那些像素的像素信息被从图像中减去。
[0013]在一些实例中，方法可进一步包括：鉴定第一和第二数字图像的任一个中为灰尘的证据的像素信息，并且从图像中减去归因于灰尘的像素信息。在数字图像中可鉴定为灰
尘的证据的像素信息，对于所述数字图像，光学透明容器包含白色培养基，照明源向下指向光学透明容器的顶部并且背景颜色是黑色的；光学透明容器包含有色的或者黑色的培养基，照明源向下指向光学透明容器的顶部并且背景颜色是白色的；或者照明源向上指向光学透明容器的底部。灰尘可能是任何培养基上的、光学透明容器上的或者数字成像仪器的光学部件上的灰尘。
[0014]在一些实例中，方法可进一步包括：获得接种的培养基的第三数字图像，其中所述第三数字图像在获取第一数字图像的时间和获取第二数字图像的时间之间的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其用于鉴定用生物样品接种并且布置在光学透明的容器内的培养基中的生长，所述系统包括：用于捕获所述培养基的数字图像的图像获取装置；储存关于捕获的数字图像的信息的存储器；以及可操作地执行指令以实施以下指令的一个或者多个处理器：当从培育箱接收的接种培养基被接收到图像获取装置中时，在第一时间(t0)获得所述接种的培养基的第一数字图像，所述第一数字图像具有多个像素；确定所述第一数字图像中的像素相对于携带所述接种的培养基的光学透明容器的坐标；在进一步孵育所述接种的培养基之后，再次将所述接种的培养基接收到所述图像获取装置中，并且所述一个或多个处理器执行以下步骤：在第二时间(t
x
)获得所述接种的培养基的第二数字图像，所述第二数字图像具有多个像素；将所述第一数字图像与所述第二数字图像对齐，从而所述第二数字图像中的像素的坐标相应于所述第一数字图像中相应像素的坐标；比较所述第二数字图像的像素与所述第一数字图像的相应像素；鉴定在所述第一数字图像和所述第二数字图像之间变化的像素，其中在所述第一数字图像和所述第二数字图像之间没有变化的像素指示背景；确定所述第二数字图像中哪些鉴定的像素与指示背景的像素具有预定水平的阈值对比度；鉴定所述第二数字图像中的一个或者多个目标，每个目标由满足预定水平的阈值对比度的像素组成，并且其彼此不被背景像素隔开；对于所述鉴定的目标的至少一个，从所述目标的像素确定所述目标的形态；并且从所述目标的形态，确定所述目标是否为菌落候选；并且提供与所述目标相关联的所述像素的坐标至存储器。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或者多个处理器是可操作的以执行以下指令：从与鉴定的目标相关联的关于像素的信息中获得目标特征，其中所述目标特征包括目标形状、目标大小、目标边缘和目标颜色中的至少一种，其中所述鉴定的目标的形态基于所述目标特征确定。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述目标颜色由与所述鉴定的目标相关联的像素的光谱特征确定。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述光谱特征选自像素颜色、色调、照度和色度。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或者多个处理器是可操作的以执行以下指令：获得背景特征信息，其中所述背景特征信息包括培养基类型和培养基颜色；和基于所述背景特征信息确定所述鉴定的目标的形态。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述一个或者多个处理器是可操作的以执行以下指令：
将所述目标特征和所述背景特征信息与储存在所述存储器中的目标特征和背景特征信息比较；并且基于所述目标特征和所述背景特征信息确定微生物的类型。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或者多个处理器是可操作的以执行以下指令：通过分配极坐标至所述第一数字图像和所述第二数字图像中的每一个的像素将所述第一数字图像与所述第二数字图像对齐，使得所述第二数字图像中的像素的极坐标与所述第一数字图像中的相应像素的极坐标为相同的极坐标。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或者多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：BD科斯特公司，
类型：发明
国别省市：