用于捕获平板培养皿的图像的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及用于捕获平板培养皿的图像的系统，公开了用于捕获平板培养皿的图像的系统。该系统包括成像装置，该成像装置具有带远心镜头的相机，所述远心镜头适于捕获平板培养皿的图像；镜子，其适于确保平板培养皿侧面的标签被捕获到平板培养皿的图像中，该图像由成像装置捕获。该系统还包括至少一个照明系统，用于照亮平板培养皿以进行图像捕获。镜子被放置为与贴有标签的平板培养皿的一侧相邻，并且镜子的至少一部分在平板培养皿的一侧延伸到平板培养皿的底部下方。伸到平板培养皿的底部下方。伸到平板培养皿的底部下方。

【技术实现步骤摘要】
用于捕获平板培养皿的图像的系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2019年10月7日提交的美国临时申请No.63/088,695的优先权权益，该申请通过引用并入本文。


[0003]本文描述了一种用于使用具有远心镜头的成像装置获得平板培养皿图像的系统。

技术介绍

[0004]平板培养(plated culture)是评估和测试用于微生物污染证据的样本的常用技术。各种类型的平板培养很受欢迎地用于从这些样本中制备微生物和细胞培养物，以便许多领域的研究和分析。用于接种培养基的容器的示例包括皮氏培养皿、微量滴定板或多孔板以及高密度格式板，例如384
‑
、864
‑
和1536
‑ꢀ
孔板。
[0005]平板培养皿通常包含支持微生物在平板培养皿上生长的培养基。在用样本接种平板培养皿后，培养平板培养皿以允许在样本中形成任何微生物污染的菌落。一些培养基是有选择性的，使得只有某些类型或菌株的微生物在平板培养皿中的培养基上生长。
[0006]检查经培养的平板以确定是否发生微生物生长。当观察到菌落时，会拾取一部分感兴趣的菌落并进行进一步分析，以了解有关微生物的更多信息。手动检查和拾取感兴趣的菌落非常耗时，并且需要微生物学家来完成这项高技能的工作。自动化越来越多地被应用于检查平板培养皿，以确定是否有菌落形成和/或微生物生长的证据。这种自动化通常包括获得平板培养皿的电子图像并将该图像显示给微生物学家，微生物学家可以识别感兴趣的菌落并控制系统拾取这样的菌落的一部分进行测试。可替换地，可以根据一组规则对图像数据进行评估和处理，以自动识别一个或多个感兴趣的菌落。
[0007]捕获样本培养物的电子图像以检测微生物生长通常需要与相机耦合的标准50
‑
55mm f1.4摄影镜头。然而，这样的系统即使与高效的相机结合使用时也具有较差的灵敏度，因此许多培养物仍然需要数十分钟或更长时间的成像时间，并遭遇其他问题，例如渐晕(不希望的变暗)和横向失真效应，这可能会导致图像不是完全真实的样本培养物的图像。但是，此类系统中的这种失真效果确实提供了一些从平板侧面获取图像信息的能力。使用具有远心镜头的成像系统已经克服了这些缺点，该远心镜头提供培养平板的真实俯视图。远心镜头也是此类系统中其他镜头的经济替代品。然而，在具有远心镜头的系统中，入射在平板培养皿上的光线的方向使得它缺乏提供平板培养皿侧面的有用图像的失真。因此，要在获得平板培养皿的图像时有效地部署远心镜头，还需要进一步的改进。

技术实现思路

[0008]本文描述的系统通过提供具有远心镜头的智能成像系统来解决上述问题，该远心镜头提供自动的、高分辨率数字成像。此外，本文所述的成像系统可以与培养箱结合以无缝地适配在自动化实验室环境中或成为与实验室操作员一起工作的独立单元。
[0009]如上所述，当使用远心镜头对诸如平板培养皿之类的物体成像时，入射到平板培养皿上的光线的方向使得它不能提供该平板培养皿侧面的清晰图像。平板培养皿的侧面可包含有用的信息，例如可以用作基准标记的标签，该标签用于在成像设备中对准平板培养皿。标签还可以携带条形码信息，该条形码信息识别平板培养皿以及诸如培养基类型、样本类型、样本日期等其他信息。
[0010]基准标记是有用的，因为通常将平板培养皿带到成像设备以在繁殖周期中多次获得平板培养皿的图像。为了自动评估平板培养皿所携带的培养样本中是否发生微生物生长以及达到何种程度，必须逐像素评估平板培养皿，以确定从较早图像到较晚图像的像素中是否发生了变化，该变化指示微生物生长。为了进行成功的逐像素比较，较早图像中的像素必须与较晚图像中的像素对准。
[0011]在用于评估平板培养皿以指示微生物生长迹象的自动化系统和方法中需要像素对准是已知的。例如，在本文所述的成像设备中，根据以下描述的方法对平板上的菌落进行成像：1)2016年4月22日题目为“Colony ContrastGathering”的PCT/US2016/028913，其公开为WO/2016172527；以及2)题目为“A System and Method for Image Acquisition Using Supervised High QualityImaging”的PCT/EP2015/052017，其于2015年1月30日提交，并且公开号为WO2015/114121，这些申请以引用方式并入本文。如这些参考文献中所述，培养接种有样本的平板培养皿。一段时间后，获得经接种的培养皿的图像。然后将平板培养皿放回培养箱进行额外的繁殖。再过一段时间后，重新取出平板培养皿并再次成像。然后在逐个像素的基础上将较早的图像与较晚的图像进行比较。如上所述，为了做到这一点，成像设备必须将第一图像中的像素与第二图像中的像素对准，以识别像素中可能指示微生物生长的变化。
[0012]不同菌落与培养基的对比提供了区分菌落以促进自动化菌落拾取的能力。在这方面，条形码基准信息不仅可以用于将时间t
x
处的平板培养皿图像中的像素与较晚图像(时间t
x+1
处获得的图像，但可以参考由标签提供的基准信息来确定设备中感兴趣的菌落的位置，该设备用于拾取感兴趣的菌落进行下游测试，例如微生物鉴定和抗生素敏感性。
[0013]如上所述，在获得平板培养皿的初始图像后，将平板培养皿繁殖一段时间以允许平板上的微生物(如果存在的话)生长。在本文描述的系统的另一个示例中，系统执行以下自动化步骤：i)将平板培养皿定位在用于培养皿的台上；ii)获得定位在所述台中的平板培养皿的图像；iii)获得培养皿的标识； iv)将成像装置获得的图像与所存储的平板培养皿的初始图像进行比较，以获得关于所选微生物菌落位置的信息(以通知拾取工具装置关于要拾取的菌落的位置)；以及，任选地，vi)获得关于对选择的微生物菌落进行的处理的处理指令。通过将放置在拾取工具装置中的培养皿的图像与初始图像进行比较，可以自动获得所选菌落的位置，例如通过计算机图像比较。
[0014]标签，或者更具体地标签的侧面，被用作在成像设备中定位平板培养皿的参考，以促进在第一较早时间获得的平板培养皿的图像与第二较晚时间的平板培养皿的图像的逐像素对准。如上所述，如果标签用于促进这种对准，则成像装置必须能够在图像信息中定位标签。
[0015]仅标签侧面不足以对准在不同时间获得的图像中的像素和识别感兴趣的菌落随时间的坐标。使用机器视觉设备，可以检测另一个参考点，例如皿的中心，从中可以确定皿
的坐标。可以参考它们距中心的相对距离和与标签零偏移的角度偏移来确定培养皿上菌落的位置。一旦确定了感兴趣的菌落的相对位置，就可以将平板培养皿移动到另一个系统，在另一个系统中执行以下两个步骤。例如，通过机械方式将皿居中。检测条形码零偏移，例如通过旋转皿同时具有固定传感器以检测条形码标签的存在并用条形码扫描仪扫描条形码。在这一点上，培养皿的中心是已知的，并且条形码零偏移是已知的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，所述系统包括：成像装置，其具有带远心镜头的相机，所述远心镜头适于捕获平板培养皿的图像；接收所述平板培养皿的分度盘，所述分度盘从传送器接收平板培养皿并将所述平板培养皿旋转到所述远心镜头的视野中；与用于所述平板培养皿的支架相邻定位的镜子，该镜子适于在所述远心镜头的所述视野内提供所述平板培养皿侧面上的标签的反射；和至少一个照明系统，其用于照亮所述平板培养皿以进行图像捕获。2.根据权利要求1所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述镜子与所述平板培养皿的所述侧面相邻，所述平板培养皿具有底部，其中所述镜子的至少一部分被放置成使得所述镜子的至少一部分在所述平板培养皿的所述侧面处至少部分地延伸到所述平板培养皿的底部之下，或者所述镜子的任何部分均不在所述平板培养皿的所述侧面处至少部分地在所述平板培养皿的所述底部下方延伸。3.根据权利要求2所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述镜子的至少一部分向外延伸超过所述平板培养皿的周边。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述平板培养皿具有直径并且其中所述系统接收不同直径的平板培养皿。5.根据权利要求1所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，还包括远心镜头模块，所述远心镜头模块适于相对于所述平板培养皿对准所述远心镜头和所述成像装置的所述相机并且相对于所述平板培养皿固定所述远心镜头和所述成像装置的所述相机的位置。6.根据权利要求1所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述至少一个照明系统包括发光二极管即LED。7.根据权利要求6所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述照明系统包括三个光源。8.根据权利要求7所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述光源是尖端光源、侧光源和底部光源，并且其中可选地，每个光源包括以圆形配置布置的多个LED。9.根据权利要求8所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，还包括用于每个光源的漫射器。10.根据权利要求9所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中用于所述侧光源的所述漫射器包括升降机构，所述升降机构垂直移动所述漫射器，从而允许将所述平板培养皿移动到所述远心镜头的所述视野中。11.根据权利要求1至8中任一项所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述镜子位于透明壳体之上。12.根据权利要求11所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，可移动的不透明背景位于所述透明壳体之下。13.根据权利要求12所述的用于捕获平板培养皿的图像的系统，其特征在于，其中所述分度盘包括多个缓冲器，当被所述分度盘接收时，所述缓冲器接触所述平板培养皿，所述分度盘可选地包括处于打开位置以将所述平板培养皿接收到分度...

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