JP2011115148A - Apparatus for bacterial image pickup and apparatus for regulating bacterial liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細菌撮像装置および菌液調整装置、特に同定・薬剤感受性検査を実施する細菌分析装置および方法のためのコロニーを釣菌する前処理装置に関するものである。 The present invention relates to a bacterial imaging device and a bacterial solution adjusting device, and more particularly to a bacterial analysis device and a pretreatment device for catching colonies for a method for performing identification / drug sensitivity test.
感染症治療において、起炎菌を同定し、抗生剤に対する感受性を迅速に測定し、効果のある薬剤を決定し治療方針をたてることは適正な抗菌薬治療のために重要である。通常は提出された検体を培地に塗布して培養し、形成されたコロニーを釣菌して生理食塩水などに浮遊させ菌懸濁液を調製し、同定・薬剤感受性検査装置の測定用デバイスに接種する流れをとる。同定・感受性検査においては、正確な結果を得るためにはデバイスへの接種菌量を正確かつ再現性よく所定の濃度に一定にすることが必須である。多くの場合、所定の菌量を得るために、シャーレ上に生育したコロニーの中からいくつかの同一種のコロニーを複数選択して釣菌し、それを1つの容器中で生理食塩水などの液体中にて懸濁し、濁りあるいは不透明度を測定して所定の濃度(菌数)に調製する。混合するコロニーの種類は同一でなければならないが、同一のシャーレ上に複数種類のコロニーが生育しているのが普通であり、この中から同一種類のコロニーを選択するにあたっては、検査技師に高い技術が要求されている。また、大小さまざまな大きさのコロニーから複数選択するため、所定の濁度にするためには一旦調整後、コロニーの追加や、希釈のため生理食塩水の添加が必要であり、煩雑で時間がかかり大量処理には不向きとなっている。1回あたりの釣菌量を一定にする従来技術としては、一定量を釣菌し一定量の生理食塩水に浮遊させることにより所定濃度の菌液を得ることができる簡易キットが商用化されている。例えば特公第2994675号公報に記載の方法では、簡単な溝付きの棒体により菌量を一定量採取することができる例を示している。しかし、この方法では、得られる濃度,菌液量に限界があり、比較的低濃度域の少量の菌液しか得ることができない。 In the treatment of infectious diseases, it is important for proper antibacterial treatment to identify pathogenic bacteria, to quickly measure the sensitivity to antibiotics, to determine effective drugs and to establish a treatment strategy. Usually, the submitted specimen is applied to the medium and cultured, and the formed colonies are fished and suspended in physiological saline to prepare a bacterial suspension, which can be used as a measuring device for identification and drug susceptibility testing equipment. Take the flow to inoculate. In the identification / sensitivity test, in order to obtain an accurate result, it is essential that the amount of inoculated bacteria on the device is kept constant at a predetermined concentration with high accuracy and reproducibility. In many cases, in order to obtain a predetermined amount of bacteria, a plurality of colonies of the same species are selected from the colonies grown on the petri dish and fished. Suspend in liquid, measure turbidity or opacity, and adjust to a predetermined concentration (number of bacteria). The types of colonies to be mixed must be the same, but it is normal for multiple types of colonies to grow on the same petri dish, and it is expensive for the laboratory technician to select the same type of colonies from these. Technology is required. In addition, since multiple colonies of various sizes can be selected, it is necessary to add a colony and add physiological saline for dilution after adjustment to obtain a predetermined turbidity. It is not suitable for large-scale processing. As a conventional technique for making the amount of fish per time constant, a simple kit that can obtain a predetermined concentration of fungus by fishing a certain amount and floating in a certain amount of physiological saline has been commercialized. Yes. For example, the method described in Japanese Patent Publication No. 2994675 shows an example in which a certain amount of bacteria can be collected with a simple grooved rod. However, this method has limitations on the concentration and the amount of bacterial solution obtained, and only a small amount of bacterial solution in a relatively low concentration range can be obtained.
一方、特許文献1では、コロニートランスファー装置として、シャーレ内の細菌コロニーをテレビカメラで撮像し、モニターに映し出された画像を検査技師が目視にて確認し、釣菌するコロニーを選択、指示すると、その指示に従いコロニーの位置に釣菌治具(釣菌ツール)を自動的に移動し細菌コロニーを釣菌し、試験管等に移植する方法が記載されている。しかし、この方法は検査技師がテレビカメラにより撮影した画像をモニターで確認して釣菌するコロニーをひとつずつ選択していたため、装置を使用しても迅速化の効果はあまりない。特許文献2,特許文献3では同じくコロニートランスファー装置として、テレビカメラにより撮像した画像を検査技師がモニターで確認し、選択するコロニーのサイズなど条件を入力、あるいは排除すべきコロニーを指示するとそれに従い釣菌すべきコロニーを自動的に新しい培地に移植する方法が示されている。この方法ではシャーレ上に生育する細菌コロニーは基本的にすべて同一菌種であり、コンタミネーションなどで生育した例外を除くすべてのコロニーを移植するもので、条件さえ入力してしまえば無人動作するためかなりの省力化が図れる。しかし、移植前のシャーレからコロニーを1個ずつ釣菌し、新しいシャーレの培地に1個ずつ移植するもので、コロニーを混合する必要がなく、コロニーの種類を弁別することはない。本発明で対象とする同定検査や薬剤感受性検査のための菌液調製では、ひとつのシャーレから同一種の細菌を多数釣菌する必要があり、テレビカメラで得られた画像から異なる種類の細菌は排除、単一種類の細菌のみを選択する必要がある。しかし、テレビカメラで得られていた一枚の画像のみでは、コロニーの概観特徴をうまく抽出できず、選択の際に誤りが発生する懸念があった。一方、シャーレの表面のみならず、寒天培地中のコロニーを含めたコロニー数を計測するコロニーカウンタが市販されている。これはカメラにより撮像された二次元画像を処理し、条件に合うサイズ以上のコロニー数を計測するものであり、やはり異なる種類のコロニーの弁別はできない。以上の例では、得られた画像は平面情報によるものであり、コロニーの大きさを測定することは可能であるが、コロニー形状や高さ方向の情報を得ることはできない。
On the other hand, in
本発明で解決しようとする課題は、撮像して得られたシャーレの画像によりコロニーを同一種類ごとに分別し、釣菌すべきコロニーを決定、選択した後、同定・感受性検査に必要な所定量のコロニーを採取するために、個々のコロニーについて、採取する細菌コロニーの高さ方向の情報を推定し、コロニーの体積を自動的に算出し、必要数量のコロニーを自動釣菌することにある。 The problem to be solved by the present invention is that a colony is classified into the same type based on an image of a petri dish obtained by imaging, and after determining and selecting a colony to be fished, a predetermined amount necessary for identification and sensitivity test In order to collect the colonies, information on the height direction of the bacterial colonies to be collected is estimated for each colony, the volume of the colonies is automatically calculated, and the necessary number of colonies are automatically fished.
さらにこの方法の採用により、得られた情報に従い自動釣菌後、所定濁度の菌液を自動調製する方法および装置を提供することにより、迅速、かつ省力化効果の高い微生物分析装置および方法を提供することにより、細菌検査室の人件費を削減することにある。 Furthermore, by adopting this method, a method and apparatus for automatically preparing a bacterial solution having a predetermined turbidity after automatic fishing according to the obtained information is provided. By providing, it is to reduce the labor cost of the bacteria laboratory.
本発明は、カメラと、撮像対象の培地上のコロニーを載置する基台と、コロニーに対して上方の異なる位置から光を照射する複数の第1照明部と、基台に対してカメラとは反対側に位置し、下方から培地を照明する第2照明部とを備えている。 The present invention includes a camera, a base on which a colony on a medium to be imaged is placed, a plurality of first illumination units that emit light from different positions above the colony, and a camera with respect to the base. Is located on the opposite side and includes a second illumination unit that illuminates the culture medium from below.
本発明によれば、コロニーに対して上方の異なる位置から光を照射する複数の第1照明部と、基台に対してカメラとは反対側に位置し、下方から培地を照明する第2照明部からコロニーの高さ情報を推定しコロニー体積を算出するため、所定濃度(濁度)の菌液を得るために必要な数量の推定が可能となる。これにより採取するコロニーの採取量の正確性が向上し、コロニーの追加や希釈などの作業が大幅に削減され、迅速に所定の濃度の菌液を作製することができる。 According to the present invention, the plurality of first illumination units that irradiate light from different positions above the colony, and the second illumination that is positioned on the opposite side of the camera to the base and illuminates the culture medium from below. Since the colony height information is estimated from the part and the colony volume is calculated, it is possible to estimate the quantity necessary to obtain a bacterial solution having a predetermined concentration (turbidity). As a result, the accuracy of the collected amount of colonies to be collected is improved, operations such as addition and dilution of colonies are greatly reduced, and a bacterial solution having a predetermined concentration can be rapidly produced.
結果として、細菌検査全体の所要時間を短縮化することができる。 As a result, the time required for the entire bacterial test can be shortened.
図1は微生物自動分析装置の一例を示す。本発明である装置の使用に先立ち、患者から採集した喀痰,尿,膿などの試料を寒天培地に塗布し、分離培養し、コロニーを形成させる。陽性判定された血液培養容器中の培養液を一定量採集して、新しい培地に接種し、培養後コロニーを形成させる場合もある。多くの場合は一晩(12〜18時間程度)の培養でコロニーを得ることができる。101はシャーレ供給スタッカ、102はコロニー撮像部、103は画像処理部、104はコロニー釣菌部、105は菌液調製部、106は排出スタッカである。コロニーが生育したシャーレ供給スタッカ101にセットされ、搬送手段107により、撮像部ユニット102に搬送され、照明ユニット108,109,111,カメラ110に対し、撮像に適した所定位置にセットされる。
FIG. 1 shows an example of an automatic microorganism analyzer. Prior to use of the apparatus according to the present invention, samples such as sputum, urine, and pus collected from a patient are applied to an agar medium, separated and cultured, and colonies are formed. There is a case where a certain amount of a culture solution in a blood culture container positively determined is collected and inoculated into a new medium to form colonies after culture. In many cases, colonies can be obtained by overnight culture (about 12 to 18 hours). 101 is a petri dish supply stacker, 102 is a colony imaging unit, 103 is an image processing unit, 104 is a colony fishing unit, 105 is a fungus preparation unit, and 106 is a discharge stacker. It is set in the petri
コロニー撮像部102の照明配置の一実施例を図2に示す。108は低角照明ユニット、109は高角照明ユニット、110はカメラ、111は透過照明ユニットである。112は遮光板、113は台座、114はセットされたシャーレである。図1に戻り、114のシャーレ内の寒天培地表面上に検体から得られた細菌コロニーが生育している。
An example of the illumination arrangement of the
低角照明ユニット108,高角照明ユニット109,透過照明ユニット111は照明制御ユニット115に接続されており、任意の組み合わせで点灯を行わせることが可能である。透過照明ユニット111が点灯する際には照明光がシャーレ114を照明可能なように設定されており、また、低角照明ユニット108,高角照明ユニット109が点灯する際にはシャーレ114の底面が暗くなるようにする。シャーレ114上のコロニーはカメラ110により撮像され、得られた画像は画像入力手段116に転送される。117は画像処理手段であり、画像入力手段116に転送された画像データを処理して細菌コロニーの領域を抽出し、また、各抽出コロニーより画像処理手段117を用いて画像特徴量を算出する。画像特徴量は、例えばコロニー領域の周囲長,面積,色情報,明度情報,背景明度との差分等より構成される。118は二次記憶装置であり、撮影した画像、あるいは処理した画像,データ,コロニー位置,面積を格納することができる。さらに画像処理手段117は、得られた特徴量を分析し、二次記憶装置118に格納された過去のデータベースをもとにシャーレ上の複数種のコロニーのグルーピングを行う。
The low-
撮像後のシャーレは、搬送手段119によりコロニー釣菌部104に搬送される。120は釣菌針、121はZステージ、122はXYステージである。取り込まれた画像情報はモニター123上に映し出され、検査技師は釣菌すべきコロニーを複数個選択・決定する。決定情報はコロニー位置とともにコロニー釣菌部104に伝達される。Zステージ121,XYステージ122を制御することで、シャーレ114の釣菌すべきコロニーの座標に釣菌針120を移動し、コロニーをピックアップする。
The petri dish after imaging is transported to the colony-
図2は図1の撮像部の詳細構成例を示している。低角照明ユニット108は低角照明部2011,2012,2013,2014から構成されており、照明制御ユニット115を用いて個別に点灯制御を行うことができる。高角照明ユニット109は、高角照明部2021,2022,2023,2024より構成され、これも個別に点灯制御を行うことができるようにする。細菌コロニー表面は比較的滑らかであるため、照明をあてることにより、直接反射をする箇所が明るく撮影される。
FIG. 2 shows a detailed configuration example of the imaging unit in FIG. The low-
方位毎に照明の点灯を行うことにより、照明とコロニーの中心とカメラ光軸を含む面における明度を求められる。細菌コロニーの詳細な形状を求める場合には、低角照明部2011,2012,2013,2014をそれぞれ1つずつ照明した画像を4種類、更に、高角照明部2021,2022,2023,2024それぞれを1つずつ照明した画像を4種類、透過照明ユニット111で照明した画像、またこの幾つかを同時に照明して撮影し、組み合わせた複数種類の撮影が望ましい。
By performing lighting for each azimuth, the brightness in the plane including the illumination, the center of the colony, and the camera optical axis can be obtained. When obtaining the detailed shape of the bacterial colony, four types of images each illuminating each of the low-
高角照明では反射光の位置によりその反射光の位置の細菌コロニーの角度を求めることができる。直接反射光を得た細菌コロニーの位置において細菌コロニーの法線方向は反射光位置からカメラレンズ方向への単位ベクトルVcと反射光位置から照明への単位ベクトルViを用いて(Vc+Vi)/2であらわされる。コロニーが平らであれば、この反射光を検出した位置がコロニー中心付近であり、反射光位置がコロニー近傍であればコロニーは培地から高さを持っていると推定できる。また、コロニーがドーム状から崩れた形状である場合には、反射光は複数の位置で検出される。コロニーを抽出した後に、コロニー毎に画像特徴量を算出する。検出したコロニーの領域のサイズや色,表面凹凸,形状などの特徴量抽出には高角照明画像(109で照明),低角照明画像(108で照明),透過照明画像(111で照明)を使用して画像処理して求める。また円形度などは形状を楕円近似したときの長軸/短軸等を用いる。コロニーの明度,色,透過率,立体形状は、透過照明画像より求める。明度と高角照明画像の直接反射をもとに透過率、および培地からの高さを求めることができる。 In high-angle illumination, the angle of the bacterial colony at the position of the reflected light can be obtained from the position of the reflected light. The normal direction of the bacterial colony at the position of the bacterial colony from which the direct reflected light is obtained is (Vc + Vi) / 2 using the unit vector Vc from the reflected light position to the camera lens direction and the unit vector Vi from the reflected light position to the illumination. Appears. If the colony is flat, it can be estimated that the position where the reflected light is detected is near the center of the colony, and if the reflected light position is near the colony, the colony has a height from the medium. Further, when the colony has a shape broken from the dome shape, the reflected light is detected at a plurality of positions. After extracting the colonies, the image feature amount is calculated for each colony. High-angle illumination image (illuminated at 109), low-angle illumination image (illuminated at 108), and transmitted illumination image (illuminated at 111) are used to extract features such as size, color, surface unevenness, and shape of the detected colony region. And image processing. For the circularity, the major axis / minor axis when the shape is approximated to an ellipse is used. The brightness, color, transmittance, and three-dimensional shape of the colony are obtained from the transmitted illumination image. Based on the direct reflection of the brightness and the high-angle illumination image, the transmittance and the height from the medium can be obtained.
透過照明は、培地がある程度光を通す場合のみ用いることができるが、コロニーの位置で暗くなり、コロニーの厚みが増すとともに暗くなる。コロニーの内部におけるある明度をIC(x,y)、培地の明度の平均値をIMとおくと、ある(x,y)の位置でのコロニーの厚みD(x,y)は以下の式で求められる。
D(x,y)=−G(log IC(x,y)−log IM)
The transmitted illumination can be used only when the medium transmits light to some extent, but it becomes dark at the position of the colony and becomes dark as the thickness of the colony increases. When a certain lightness inside the colony is IC (x, y) and an average value of the lightness of the medium is IM, the colony thickness D (x, y) at a certain position (x, y) is expressed by the following equation. Desired.
D (x, y) =-G (log IC (x, y) -log IM)
ここで、Gはコロニー種毎に決定されるゲインである。 Here, G is a gain determined for each colony type.
ある位置、(X,Y)において、高角照明による反射光を検出できたと仮定する。このときの、法線ベクトルが鉛直方向からθ傾いていたとする。このとき、Δxだけ位置のずれた際の厚みの変化は−Δxtanθとなる。ここで、D(x,y)の差分を計算すると、 D(X+Δx,Y)−D(X,Y)=−G(log IC(X+Δx,Y)
−log IC(X,Y))=−Δxtanθ
が成立する。
It is assumed that reflected light by high-angle illumination can be detected at a certain position (X, Y). It is assumed that the normal vector at this time is inclined by θ from the vertical direction. At this time, the change in thickness when the position is shifted by Δx is −Δxtanθ. Here, when the difference of D (x, y) is calculated, D (X + Δx, Y) −D (X, Y) = − G (log IC (X + Δx, Y))
−log IC (X, Y)) = − Δxtanθ
Is established.
すなわち、
G=Δxtanθ/(log IC(X+Δx,Y)−log IC(X,Y))
で求められることになり、これにより、コロニーの厚みは任意の位置で求められることになる。このGは、同一のコロニー種(あるいはコロニー)で一定になる。高角照明の直接反射が得られる場所で、Gは求まる。このGは直接反射が得られない場所でも使うことができる。立体形状は高さを求めることにより決まる。高さは透過照明画像で得られる(x,y)における明度とGで決まる。Gは高角照明画像での直接反射の情報で決まる。Gは、同一のコロニー種(あるいはコロニー)で一定になるので、反射した任意の点(x,y)1点で良い。
That is,
G = Δx tan θ / (log IC (X + Δx, Y) −log IC (X, Y))
Thus, the thickness of the colony is obtained at an arbitrary position. This G is constant for the same colony type (or colony). G is obtained at a place where direct reflection of high-angle illumination is obtained. This G can also be used in places where direct reflection is not obtained. The three-dimensional shape is determined by determining the height. The height is determined by the brightness and G in (x, y) obtained from the transmitted illumination image. G is determined by information of direct reflection in a high-angle illumination image. Since G is constant for the same colony type (or colony), one arbitrary point (x, y) reflected may be used.
よって、比較的透過度の高い培地の場合には、直接反射光の発生する箇所さえ見つかれば、コロニーの立体的な形状および体積を求めることができる。体積は、求めた厚み(高さ)をエリアで積分して求めることができる。 Therefore, in the case of a medium having a relatively high permeability, the three-dimensional shape and volume of the colony can be obtained as long as a location where directly reflected light is generated is found. The volume can be obtained by integrating the obtained thickness (height) in the area.
以上の説明のように、論理的には、体積を求めるという目的においては、高角照明および透過照明だけで算出可能で、低角照明は必須でない。しかしながら、高角照明は、直接反射は一部のコロニー(コロニー周辺,縁部が反射した場合)においては、コロニー形状がわからなくなる。このような場合には、高角照明の代わりに、低角照明を用いることができる。 As described above, logically, for the purpose of obtaining the volume, it can be calculated only by high-angle illumination and transmitted illumination, and low-angle illumination is not essential. However, with high-angle illumination, direct reflection makes it difficult to understand the shape of the colony in some colonies (when the periphery of the colony and the edge are reflected). In such a case, low angle illumination can be used instead of high angle illumination.
図3に細菌種別のコロニー体積(mm3)と濁度(McF)の関係を示す。菌種により同一体積でも懸濁した菌液の濁度は異なることがわかる。これは細菌ごとに細胞壁を構成するムコイドなど多糖類の含有量の違いによるものが原因のひとつと考えられている。図3によれば、McF0.6の菌液3mLを調製する場合、少なくとも総量で1mm3以上のコロニーを採取すれば、ほとんど全ての菌種でMcF0.6より高濃度側に調製できる。1mm3を上記した本発明の手法により算出したコロニー体積で除すれば、菌液調製に必要な最低限のコロニー数量を求めることができる。一方、図3に示したように菌種により一定体積あたりの濁度は異なるため、コロニーの菌種がわかれば、より正確に菌液調製に必要なコロニー数が算出可能である。しかし、通常細菌検査においてこの時点で菌種の同定はなされておらず、釣菌時、菌種名はわからない。ここで本発明では、先に説明したように複数方向照明でのコロニー画像を分析し、特徴量の抽出を行い、あらかじめ格納してあるデータベースによりコロニーのグルーピングを行い、コロニーの種類を推測する。グルーピングが成立されれば、データベースから一定体積あたりの濁度がわかり、菌液調製に必要な釣菌数量は、画像から得られたコロニーの推定体積と菌種ごとの係数を考慮することにより、より正確に求めることができる。参考まで実際に所定濁度を得るのに必要な釣菌数量を図4に示した。 FIG. 3 shows the relationship between the colony volume (mm 3 ) of bacteria and turbidity (McF). It can be seen that the turbidity of the suspended bacterial solution varies depending on the bacterial species even in the same volume. This is thought to be due to the difference in the content of polysaccharides such as mucoids that make up the cell wall for each bacterium. According to FIG. 3, when preparing 3 mL of the bacterial solution of McF0.6, it is possible to prepare a higher concentration side than McF0.6 in almost all bacterial species by collecting at least 1 mm 3 or more colonies. By dividing 1 mm 3 by the colony volume calculated by the method of the present invention described above, the minimum number of colonies necessary for the preparation of the bacterial solution can be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 3, the turbidity per fixed volume differs depending on the bacterial species, so if the bacterial species of the colonies are known, the number of colonies necessary for the preparation of the bacterial solution can be calculated more accurately. However, the bacterial species has not been identified at this point in normal bacterial testing, and the bacterial species name is not known at the time of fishing. Here, in the present invention, as described above, a colony image with multi-directional illumination is analyzed, feature amounts are extracted, colonies are grouped using a database stored in advance, and the type of colony is estimated. If the grouping is established, the turbidity per fixed volume can be found from the database, and the number of fish required for preparing the bacterial solution can be determined by considering the estimated colony volume obtained from the image and the coefficient for each bacterial species. It can be obtained more accurately. For reference, FIG. 4 shows the number of fishing bacteria necessary to actually obtain the predetermined turbidity.
グルーピングが不可能な場合には最も濁度が小さい菌種にあわせ固定値で計算してもよい。以上のように画像処理手段117により個々のコロニー体積を求めると同時に、所定菌液濃度を得るために必要なコロニー数量が算出される。その情報をコロニー釣菌部104に伝達する。コロニー釣菌部104は釣菌すべきコロニーの位置情報,必要コロニー数の情報に従い、複数のコロニーを釣菌し、試験管124中の生理食塩水に懸濁する。濁度計(図示せず)により懸濁した菌液の濁度が測定され、必要な希釈液量を算出、希釈液である生理食塩水が添加され、再度濁度を確認し、所定の濁度であれば試験管は排出される。
If grouping is not possible, a fixed value may be calculated according to the bacterial species having the lowest turbidity. As described above, the individual colony volume is obtained by the image processing means 117, and at the same time, the number of colonies necessary for obtaining a predetermined bacterial solution concentration is calculated. The information is transmitted to the colony
一方で、正確なコロニーの厚み情報が得られなかった場合には、あらかじめコロニー面積に応じて数段階(高,中,低など)に規定した厚み情報を二次記憶装置118に格納しておき、撮像画像を基に画像処理手段117により得られたコロニー面積に応じて自動的に厚み情報を対応させ、おおよその体積を推定しても良い。格納する厚み情報は、菌種によるコロニー形状の特徴に従い、菌種ごとに設定しても良いし、一定値でも良い。グルーピングが成功した場合は、菌種に固有の正確な厚み情報を使用し、撮像画像から算出したコロニー面積に乗じてコロニー体積を推定することができる。グルーピングが出来なかった場合は、菌種によらない、面積に応じた一定値を二次記憶装置118から引き出し、使用することによりおおよその体積が求まる。また、面積に応じて厚み情報を自動的に算出するのではなく、ユーザが情報を画像処理部103から入力、あるいは数段階の候補の中から選択し、指定しても良い。
On the other hand, if accurate colony thickness information is not obtained, thickness information defined in advance in several stages (high, medium, low, etc.) according to the colony area is stored in the
図5は入力のための画面の例である。モニター123にはコロニー画像エリア301のほかに厚み入力エリア302がある。カメラ110により撮像されたシャーレ上のコロニーは、画像処理され、ここではコロニー画像エリア上に303(グループα),304(グループβ),305(グループγ)の3グループに分類されて表示されている。ユーザは例えば303のグループαのコロニーについて、端部厚みAに0.1mm、中間部厚みBに0.15mm、中心部厚みCに0.2mmと厚みを入力する。入力は釣菌対象のコロニーグループごとに行う。あるいはA,B,Cの数値は、それぞれに選択肢があり選択できるようにしても良い。
FIG. 5 is an example of a screen for input. The
図6は他の画面の例である。コロニーの1箇所の厚みを入力もしくは選択しても良い。ユーザの入力はさらに簡略化され、低(Low),中(Medium),高(High)のいずれかを選択する。ここでは、Mediumを選択した例を示している。体積を算出した後、体積と濁度の関係より、釣菌すべきコロニー数量の算出する方法は、正確に高さ情報を求めた場合の工程と同様である。さらに、工業分野での利用の場合など、初めからある特定の菌種を想定していて、コロニーの特徴量によるグルーピングをする必要がない場合は、低角照明ユニット108,高角照明ユニット109,透過照明ユニット111の複数の照明組み合わせが不要となり、装置構成が簡略化され、製造コストも低くすることができる。この場合は撮像画像から画像処理手段117により面積を算出し、一定の厚み情報を入力、あるいは複数の候補から選択し、面積に乗じておおよその体積を求めることができる。
FIG. 6 is an example of another screen. You may input or select the thickness of one place of a colony. The user input is further simplified, and one of low, medium, and high is selected. In this example, Medium is selected. After calculating the volume, the method of calculating the number of colonies to be picked from the relationship between the volume and the turbidity is the same as the process for obtaining the height information accurately. Furthermore, when a specific bacterial species is assumed from the beginning, such as when used in an industrial field, and it is not necessary to perform grouping based on the feature amount of the colony, the low-
101 シャーレ供給スタッカ
102 撮像部ユニット(コロニー撮像部)
103 画像処理部
104 コロニー釣菌部
105 菌液調製部
106 排出スタッカ
107,119 搬送手段
108 低角照明ユニット
109 高角照明ユニット
110 カメラ
111 透過照明ユニット
112 遮光板
113 台座
114 シャーレ
115 照明制御ユニット
116 画像入力手段
117 画像処理手段
118 二次記憶装置
120 釣菌針
121 Zステージ
122 XYステージ
123 モニター
124 試験管
301 コロニー画像エリア
302 厚み入力エリア
303 グループα
304 グループβ
305 グループγ
2011,2012,2013,2014 低角照明部
2021,2022,2023,2024 高角照明部
101 Petri
DESCRIPTION OF
304 Group β
305 group γ
2011, 2012, 2013, 2014 Low
Claims (16)
第1照明部を用いた反射光からコロニー種毎に決定されるゲインを求め、第2照明部から培地の明度を求め、ゲインと培地の明度からコロニーの厚みを求めることを特徴とする、細菌撮像装置。 In claim 1,
Bacteria characterized in that gain determined for each colony type is obtained from reflected light using the first illumination unit, the brightness of the medium is obtained from the second illumination unit, and the thickness of the colony is obtained from the gain and the brightness of the medium. Imaging device.
コロニーの厚みは、次式により求めることを特徴とする、細菌撮像装置。
D(x,y)=−G(log IC(x,y)−log IM)
(x,y)は位置、ICは明度、IMは明度の平均、Gはゲイン In claim 2,
A bacterial imaging apparatus characterized in that the thickness of a colony is obtained by the following equation.
D (x, y) =-G (log IC (x, y) -log IM)
(X, y) is position, IC is lightness, IM is lightness average, G is gain
第1照明部は、基台から異なる高さの照明をそれぞれ複数備えていることを特徴とする、細菌撮像装置。 In claim 1,
The first imaging unit is provided with a plurality of illuminations having different heights from the base, respectively.
第1照明部は、培地上のコロニーに対して上方高角から照明する高角照明と、上方低角から照射する低角照明とを備えていることを特徴とする、細菌撮像装置。 In claim 1,
The first imaging unit includes a high-angle illumination that illuminates a colony on a culture medium from an upper high angle, and a low-angle illumination that irradiates from an upper low angle.
第1照明部および第2照明部を用いてコロニーの形状特徴を求めることを特徴とする、細菌撮像装置。 In claim 1,
A bacterial imaging apparatus, wherein a shape characteristic of a colony is obtained using a first illumination unit and a second illumination unit.
撮像対象の培地上のコロニーを載置する基台と、
コロニーに対して上方の異なる位置から光を照射する複数の第1照明部と、
基台に対してカメラとは反対側に位置し、下方から培地を照明する第2照明部と、
カメラからの情報を基にコロニーを分類する機構と、
コロニーを釣菌する釣菌機構と、
釣菌したコロニーを用いて菌液を調製する菌液調整機構とを備えた、菌液調整装置。 A camera,
A base on which a colony on a medium to be imaged is placed;
A plurality of first illumination units that emit light from different positions above the colony;
A second illumination unit that is located on the opposite side of the base from the camera and that illuminates the culture medium from below;
A mechanism for classifying colonies based on information from the camera;
A fishing fungus mechanism that catches colonies,
A bacterial solution adjusting device comprising a bacterial solution adjusting mechanism that prepares a bacterial solution using fish colonies.
第1照明部を用いた反射光からコロニー種毎に決定されるゲインを求め、第2照明部から培地の明度を求め、ゲインと培地の明度からコロニーの厚みを求めることを特徴とする、菌液調整装置。 In claim 7,
A fungus characterized in that a gain determined for each colony type is obtained from reflected light using the first illumination unit, the brightness of the medium is obtained from the second illumination unit, and the thickness of the colony is obtained from the gain and the brightness of the medium. Liquid adjustment device.
コロニーの厚みは、次式により求めることを特徴とする、菌液調整装置。
D(x,y)=−G(log IC(x,y)−log IM)
(x,y)は位置、ICは明度、IMは明度の平均、Gはゲイン In claim 8,
The thickness of a colony is calculated | required by following Formula, Bacteria liquid adjustment apparatus characterized by the above-mentioned.
D (x, y) =-G (log IC (x, y) -log IM)
(X, y) is position, IC is lightness, IM is lightness average, G is gain
コロニーの厚みからコロニーの体積を求めることを特徴とする、菌液調整装置。 In claim 8,
An apparatus for adjusting a bacterial liquid, wherein the volume of a colony is obtained from the thickness of the colony.
コロニーの体積から所定濃度の菌液調製に必要な釣菌数量を算出することを特徴とする、菌液調整装置。 In claim 10,
A fungus solution adjusting device, wherein the number of fishing fungi necessary for preparing a fungus solution having a predetermined concentration is calculated from a volume of a colony.
前記第1照明部は、高角照明および低角照明を備えており、
予め用意したグループのいずれのグループに属するかを判定し、この判定を基にそのグループ固有の単位体積あたりの濁度係数を用いて所定濃度の菌液調製に必要な釣菌数を算出することを特徴とする、菌液調整装置。 In claim 8,
The first illumination unit includes high-angle illumination and low-angle illumination,
Determining which group of the groups prepared in advance belongs to, and based on this determination, calculate the number of fishing bacteria necessary for the preparation of the bacterial solution of a predetermined concentration using the turbidity coefficient per unit volume specific to that group Bacterial fluid adjustment device characterized by
撮像対象の培地上のコロニーを載置する基台と、
カメラからの情報を基にコロニーを分類する機構と、
コロニーを釣菌する釣菌機構と、を備えた菌液調整装置であって、
コロニーの面積の大きさに応じて予め用意した数段階のコロニーの厚み情報から、所定濃度の菌液調製に必要な釣菌数を算出することを特徴とする菌液調整装置。 A camera,
A base on which a colony on a medium to be imaged is placed;
A mechanism for classifying colonies based on information from the camera;
A fungus adjustment device having a fungus mechanism for catching colonies,
An apparatus for adjusting a bacterial liquid, which calculates the number of fishing bacteria necessary for preparing a bacterial liquid having a predetermined concentration from several stages of colony thickness information prepared in advance according to the size of the colony area.
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