本實(shí)用新型涉及微生物檢測領(lǐng)域，具體涉及一種微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置。

背景技術(shù)：

微生物的鑒定在臨床中扮演著重要角色，是相關(guān)疾病診斷和治療的依據(jù)。近年來，出現(xiàn)了許多新的鑒定技術(shù)和方法，如全自動生化反應(yīng)鑒定系統(tǒng)、質(zhì)譜鑒定系統(tǒng)等。雖然上述先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)出來，但是由于其設(shè)備價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜，使得傳統(tǒng)的微生物形態(tài)學(xué)鑒定方法依然占有重要地位，是微生物分類和鑒定的基礎(chǔ)，不可或缺。

微生物形態(tài)學(xué)鑒定主要包括培養(yǎng)皿標(biāo)本和顯微鏡下結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)皿標(biāo)本主要用于觀察菌落的大小、外觀、邊緣形態(tài)、顏色、光澤、溶血情況等特征；顯微鏡下結(jié)構(gòu)主要觀察微生物個體的大小、形狀、排列、染色性，菌絲和孢子的數(shù)目及形態(tài)，有無芽胞、莢膜和鞭毛等特殊結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步結(jié)合生化、質(zhì)譜特性，以此對微生物進(jìn)行鑒定分類。

在醫(yī)學(xué)攝影中，微生物形態(tài)是拍攝的重要對象，其特征體現(xiàn)的是否真實(shí)、突出，是衡量拍攝質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，而拍攝條件(如光源的顏色、照明角度、光強(qiáng)度、拍攝角度、圖像傳感器等)直接影響到微生物形態(tài)圖片的質(zhì)量。

中國發(fā)明專利申請104561229A在2015年4月29日公開了一種納米細(xì)菌的培養(yǎng)與形態(tài)學(xué)鑒定方法；2010年的《吉林大學(xué)》丁筠的博士學(xué)位論文中公開了“基于生物技術(shù)與計(jì)算機(jī)視覺的食品微生物快速檢測研究”。但現(xiàn)有技術(shù)中尚未檢索到對微生物培養(yǎng)皿形態(tài)進(jìn)行拍攝和鑒定的相關(guān)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、鑒定快速、準(zhǔn)確。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置，該裝置包括箱體16、照明光源10、勻光板11、圖像傳感器12、圖像采集卡13、記錄鑒定系統(tǒng)14，其中，所述箱體16側(cè)面設(shè)有開口，箱體16內(nèi)側(cè)設(shè)有勻光板11，勻光板11與箱體16之間設(shè)有照明光源10；箱體16的頂面設(shè)有通孔，圖像傳感器12位于箱體16的頂面，且與通孔相對應(yīng)，圖像傳感器12與圖像采集卡13的輸入端連接，圖像采集卡13的輸出端與記錄鑒定系統(tǒng)14的輸入端連接。

所述照明光源10的亮度和顏色可調(diào)；所述圖像傳感器12的拍攝角度可調(diào)。

所述勻光板11的橫截面為圓弧形或矩形。

所述照明光源10為LED燈、白熾燈、鹵素?zé)艋驘晒鉄簟?/p>

所述勻光板11為有機(jī)玻璃、聚甲醛或尼龍。

所述圖像傳感器12與圖像采集卡13、圖像采集卡13和記錄鑒定系統(tǒng)14的連接方式為有線連接或無線連接。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置通過可調(diào)節(jié)亮度和顏色的照明光源，在勻光板的反射和折射作用下，通過直接照射和背光照明，利用可調(diào)整拍攝角度的圖像傳感器、有線或無線連接的圖像采集卡拍攝菌落的大小、外觀、邊緣形態(tài)、顏色、光澤、溶血情況等特征，并利用記錄鑒定系統(tǒng)對上述特征進(jìn)行識別，同時結(jié)合質(zhì)譜、生化等鑒定手段實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確鑒定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置的局部示意圖。

附圖標(biāo)記

10 照明光源

11 勻光板

12 圖像傳感器

13 圖像采集卡

14 記錄鑒定系統(tǒng)

15 微生物培養(yǎng)皿

16 箱體

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置通過對微生物形態(tài)進(jìn)行采集，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)將獲得的微生物形態(tài)圖片進(jìn)行特征提取和模式識別，結(jié)合生化、質(zhì)譜法進(jìn)行微生物的快速鑒定。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置包括箱體16、用于照明微生物形態(tài)的亮度和顏色可調(diào)的照明光源10、用于均勻和保護(hù)照明光源10的勻光板11、用于拍攝微生物形態(tài)的拍攝角度可調(diào)的圖像傳感器12和獲取傳輸圖像數(shù)據(jù)的圖像采集卡13、用于記錄與鑒定微生物形態(tài)的運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的記錄鑒定系統(tǒng)14。

箱體16側(cè)面設(shè)有開口，用于取放微生物培養(yǎng)皿15，箱體16內(nèi)側(cè)設(shè)有勻光板11，勻光板11與箱體16之間設(shè)有照明光源10；箱體16的頂面設(shè)有通孔，圖像傳感器12位于箱體16的頂面，且與通孔相對應(yīng)，所述圖像傳感器12能夠通過光學(xué)和數(shù)字放大進(jìn)行全局和細(xì)節(jié)拍攝；圖像傳感器12與圖像采集卡13的輸入端連接，圖像采集卡13的輸出端與記錄鑒定系統(tǒng)14的輸入端連接。

所述勻光板11的橫截面為圓弧形或矩形。

所述照明光源10優(yōu)選為LED燈、白熾燈、鹵素?zé)艋驘晒鉄?，照明光?0能夠提供直接照射和背光照明，分布角度呈圓弧形或矩形，能夠進(jìn)行亮度和顏色調(diào)整以適應(yīng)不同培養(yǎng)基上不同菌落形態(tài)的拍攝。

所述勻光板11優(yōu)選為有機(jī)玻璃、聚甲醛或尼龍，勻光板11能夠通過對照明光源10發(fā)出光線的折射和反射使照明均勻。

所述圖像傳感器12與圖像采集卡13、圖像采集卡13和記錄鑒定系統(tǒng)14的連接方式為有線連接或無線連接。例如，有線連接方式可采用USB協(xié)議連接，通過記錄鑒定系統(tǒng)14發(fā)送獲取圖像的指令，圖像傳感器12進(jìn)行曝光和成像，在圖像采集卡13的作用下進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字信息通過USB連接線傳送至記錄鑒定系統(tǒng)14，完成圖像采集。無線方式則可通過WIFI協(xié)議，具體采集過程與上述有線連接方式一致。

本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定方法包括如下步驟：

1)將盛有微生物菌落的微生物培養(yǎng)皿15放置于箱體1的底部，開啟照明光源1，將亮度和顏色調(diào)節(jié)至合適值，照明光源1發(fā)出的光線經(jīng)過均光板11的反射和折射后照射到微生物培養(yǎng)皿15中的菌落上；

根據(jù)照明光源10的特點(diǎn)進(jìn)行基于調(diào)節(jié)電流或調(diào)節(jié)電壓的方式進(jìn)行照明光源10發(fā)光的強(qiáng)弱控制。例如，LED光源采用恒流方式驅(qū)動，并通過運(yùn)放等電路進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變發(fā)光強(qiáng)度；白熾燈通過帶整流橋的晶閘管調(diào)光電路，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角，使加到日光燈管兩端的工頻交流電壓發(fā)生改變，進(jìn)而改變發(fā)光強(qiáng)度。

2)開啟圖像傳感器12，對微生物培養(yǎng)皿15中的菌落形態(tài)(例如大小、外觀、邊緣形態(tài)、顏色、光澤、溶血情況等特征)進(jìn)行采集；

3)將采集到的菌落形態(tài)傳送到圖像采集卡13，并進(jìn)一步傳送到記錄鑒定系統(tǒng)14中進(jìn)行記錄和鑒定，根據(jù)灰度特征進(jìn)行菌落和背景的分離，即圖像閾值分割；接著利用圖像邊緣提取和灰度形態(tài)學(xué)等算法進(jìn)行菌落形態(tài)的特征提取；最后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等算法對當(dāng)前的特征進(jìn)行分類與檢索，進(jìn)行菌種的判別。

實(shí)施例1

實(shí)施例1以大腸埃希菌(Escherichia coli)的拍攝和鑒定為例。

大腸埃希菌屬于埃希菌屬，為需氧或兼性厭氧菌，在血瓊脂平板上35℃孵育24小時，將盛有大腸埃希菌的微生物培養(yǎng)皿15放置在本實(shí)用新型的微生物形態(tài)拍攝鑒定裝置中，通過圓弧形的設(shè)定亮度80％、顏色設(shè)置為純白色的照明光源10，在有機(jī)玻璃的勻光板11的反射和折射作用下，通過照明光源10的直接照射和背光照明，利用調(diào)節(jié)拍攝角度為90度的圖像傳感器12，通過WIFI無線連接圖像采集卡13記錄微生物培養(yǎng)皿15內(nèi)的菌落的大小、外觀、邊緣形態(tài)、顏色、光澤、溶血情況等特征，并通過記錄鑒定系統(tǒng)14對上述特征進(jìn)行記錄和識別，根據(jù)大腸埃希菌的菌落特征，即可形成直徑為2～3mm、稍凸、圓形、濕潤、灰白色、邊緣整齊、不透明菌落，同時可結(jié)合質(zhì)譜和生化鑒定，判定此菌為大腸埃希菌，完成拍攝和鑒定。

上述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。