MF4顯微分析、菌落計數篩選、抑菌圈聯(lián)用儀

• 更新時(shí)間：2024-05-07
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MF4多功能一體機由顯微成像分析系統、菌落/抑菌圈成像分析系統共同構成，實(shí)現常規微生物實(shí)驗的數字化分析：顯微細胞觀(guān)察和分析、菌落自動(dòng)計數和篩選、抑菌圈測量和效價(jià)分析。

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    MF4多功能一體機由顯微成像分析系統、菌落/抑菌圈成像分析系統共同構成，實(shí)現常規微生物實(shí)驗的數字化分析：顯微細胞觀(guān)察和分析、菌落自動(dòng)計數和篩選、抑菌圈測量和效價(jià)分析。

    根據國家食品藥品監督管理總局對食品、藥品檢測計算機信息系統要求而設計，以防篡改技術(shù)、測試環(huán)境-測試流程的智能重構技術(shù)、水印簽章技術(shù)為核心，構建多層次、相互制約的安全管理保障體系，確保了系統的安全性、數據的完整、真實(shí)性，滿(mǎn)足審計追蹤的要求。

顯微圖像分析

?    顯微數字影像觀(guān)察、保存

    采用奧林巴斯CX31顯微鏡，并搭配2000萬(wàn)像素1英寸CMOS圖像傳感器。超大芯片使得屏幕觀(guān)察等同于目鏡肉眼觀(guān)察的視野，畫(huà)面細膩，細胞清晰度*。

?    細胞、孢子計數

    具備大量統計功能，可對孢子、細胞進(jìn)行快速計數，如區域統計、直徑分類(lèi)統計、顏色識別統計、粘連分割、雜質(zhì)剔除、鼠標點(diǎn)擊統計等。

?    顯微測量與圖像處理

    可以精確測量細胞、菌絲的直徑、角度、弧度、周長(cháng)、面積，以及手動(dòng)繪制的任意直線(xiàn)、弧線(xiàn)、曲線(xiàn)的長(cháng)度等。內置27種圖像處理方法，如自適應增強、圖像平整、邊緣銳化、濾波、邊緣檢測、形態(tài)學(xué)運算等，文字和圖形嵌入工具，為科研論文的寫(xiě)作提供幫助。

菌落計數與篩選

?    全封閉暗箱拍攝

    采用全封閉、寬光帶照明技術(shù)，符合人體工學(xué)的舷窗門(mén)設計，隔絕環(huán)境光的干擾，*消除雜散光在玻璃培養皿折射形成的光斑、光環(huán)現象，為精確活菌計數提供了*的光影條件。上光源呈360度柔性混合光照明，可突顯菌落的色澤和紋理，使菌落表面的皺折、凹陷、邊緣的鋸齒更富立體感；下光源為晶銳懸浮式暗視野照明，不僅清晰勾勒菌落輪廓，還能把霉菌或放線(xiàn)菌的基內菌絲與氣生菌絲部分明顯區分。

?    三色LED混合光源、色溫調節

    長(cháng)壽命、低功耗、環(huán)保型三色LED混合光，通過(guò)暖色光和冷色光的配比，控制色溫范圍為3500K-8500k，拍攝出zui真實(shí)的菌落色澤。

?    豐富的圖像算法

    迅數為常見(jiàn)平皿的菌落計數問(wèn)題，如細菌、霉菌、放線(xiàn)菌、霉菌和酵母、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、網(wǎng)格濾膜、3M測試片、螺旋平皿等，提供了方便快捷的一鍵智能統計和高級統計工具。

?    保證系統安全、數據安全的架構設計

    “系統管理員、數據管理員、操作員、復核員”四重系統架構，分設職能與權限，確保數據信息的安全、完整和真實(shí)。

    系統管理員：負責創(chuàng )建、管理所有操作員與審核員的賬戶(hù)和登入密碼。

    數據管理員：負責全部測試數據的檔案管理、封存、以及計算機的數據庫管理。

    操作員：負責培養皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過(guò)后的文件進(jìn)行報告打印

    審核員：負責對操作員遞交的測試報告進(jìn)行審核。

?    水印簽章、防篡改、測試流程智能重構--實(shí)現有效的審計追蹤

①    多用戶(hù)密碼登入、電子簽名、操作審核日期計算機生成；

②    全部操作流程，如圖片、稀釋度、統計工具、所用參數、測試值、修正情況等，由計算機自動(dòng)記錄在數據庫中，操作員無(wú)法進(jìn)行改動(dòng)；

③    通過(guò)測試環(huán)境和流程的重現，復核員可以追溯操作員的全部操作。

?    復雜菌落計數

    迅數-基于水平集活動(dòng)輪廓模型的圖像分割方法，是將水平集方法和活動(dòng)輪廓模型結合起來(lái)，在極小化能量泛函的過(guò)程中活動(dòng)輪廓不斷逼近分割目標，直到活動(dòng)輪廓線(xiàn)停止進(jìn)化時(shí)（能量泛函zui?。┓指钔瓿?。它適用于疑難菌落圖像的分割識別。

?    雜質(zhì)剔除統計

    微生物菌落計數過(guò)程中常存在雜質(zhì)問(wèn)題：如未經(jīng)過(guò)濾的樣本直接注入培養皿，培養基中存在不溶物、氣泡、瓊脂凝塊等。利用菌落與雜質(zhì)在形態(tài)學(xué)上的差異，如大小、顏色、輪廓等，設置一定條件，可濾除特定的雜質(zhì)。

?    雙圈分析

    迅數為抑菌圈、透明圈、變色圈、生長(cháng)圈等雙圈問(wèn)題提供了專(zhuān)門(mén)的特性分析工具，通過(guò)精確測量外圈直徑和菌落直徑，自動(dòng)計算二者面積比和直徑比。根據比值的大小自動(dòng)排序，定位出相應的菌落，可用于抗生素、酶制劑、有機酸等的篩選。

?    霉菌一鍵式測量

    傳統的菌絲生長(cháng)速率、霉菌生長(cháng)量、菌絲生長(cháng)抑制率、室內毒力測定等霉菌研究實(shí)驗采用十字交叉法測量菌落生長(cháng)直徑。由于多數霉菌菌落蔓延、疏松、邊緣發(fā)散不規則，測量的人為誤差大，效率低。迅數“霉菌一鍵測量”模塊，只需用“魔棒”在菌落邊緣點(diǎn)擊一次，即可瞬間測出大霉菌的面積、周長(cháng)、長(cháng)徑、短徑。

?    多區域統計工具- 適用于OPKA、SBA、多孔板

    迅數-多區域統計算法可以輕松實(shí)現任意多個(gè)區域的同步一鍵計數，適用于調理吞噬殺菌試驗（OPKA）和血清殺菌試驗（SBA），多孔板分析。

抑菌圈測量

?    Szone 多模式測量技術(shù)

    管碟擴散法要求抑菌圈圓而邊緣清晰，但實(shí)驗中仍會(huì )出現抑菌圈邊緣不清晰、破裂等情況，迅數Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)，運用三種不同的高速算法，精確提取構成抑菌圈邊緣的像素點(diǎn)，從而完成高精測量。

?    抗生素效價(jià)測定

    符合中國藥典2015版二劑量法、三劑量法及合并計算要求。高清晰成像、高精度數字測量保證了效價(jià)測定精度。重復性自檢的相對誤差小于0.01%；均勻性自檢的相對誤差小于0.05%；效價(jià)測量精度大于99.7%。

?    舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗

    抗生素殘留問(wèn)題成為影響乳制品安全的重要因素之一。為了測試牛奶中是否添加β-內酰胺酶，迅數提供了一款快速測量和智能判斷軟件，通過(guò)純水驗證、平行樣本檢測、平均值計算，智能判別β-內酰胺酶陽(yáng)性或陰性。

主要功能與技術(shù)指標

一、菌落、抑菌圈數字成像

1.    光源

?    可見(jiàn)光：高亮三色LED結構光

?    254nm紫外：用于腔體消毒、紫外誘變

2.    光路與照明控制

?    全封閉暗箱：消除環(huán)境雜散光干擾

?    上光源：場(chǎng)景式360°柔性無(wú)影光照明

?    下光源：晶銳懸浮式暗視野照明

?    上光、下光、雙光、紫外，自由切換

?    色溫可調（3500K-8500K）、光強可調 

3.    光電轉換

?    高清工業(yè)定焦鏡頭：焦距8mm ，分辨率150 lp/mm

?    專(zhuān)業(yè)型CMOS相機：1/2.33”英寸彩色CMOS 傳感器、1600萬(wàn)像素、C-Mount

二、菌落分析模塊

1.    基本菌落計數功能

?    平皿類(lèi)型：傾注、涂布、膜濾、螺旋平皿、3M紙片、多孔板

?    一鍵智能計數（6模式）：平面感模式、立體感模式、小菌落優(yōu)先、大菌落優(yōu)先、同色菌優(yōu)先、培養基剔除模式

?    全皿菌落統計：菌落總數統計，并按25檔尺寸分類(lèi)顯示

?    區域選擇統計：可選擇圓形、矩形、任意圈定區域進(jìn)行統計

?    直徑分類(lèi)統計：設置直徑范圍，統計特定大小的菌落

?    鼠標點(diǎn)擊統計：快速標記、添加菌落，適合培養皿邊緣菌落的計數

?    菌落粘連分割：自動(dòng)分割相互粘連的菌落，鏈狀菌落由用戶(hù)選擇分割或不分割

2.    高級菌落統計功能

?    螺旋菌落統計：螺旋菌落統計：根據FDA標準自動(dòng)計數螺旋平板，支持指數模式、緩慢指數模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美國SBI、西班牙IUL螺旋接種儀。支持出入境檢驗檢疫行業(yè)標準SN/T 2098-2008 

?    動(dòng)態(tài)調節統計：可對統計結果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節修正，快速獲取*統計效果。

?    偏差預估統計：適用于菌落顏色多且復雜的情況。

?    水平集多模型算法：搜索運算，獲取*圖像分割效果，適應培養基背景變換

?    特定菌落統計：根據菌落色澤、大小、輪廓特征，識別特定菌落

?    反式統計：適合菌落類(lèi)型極其復雜而培養基背景均勻

?    高粘連菌統計：適合多重粘連菌的分割計算

?    雜菌、雜質(zhì)剔除：根據形態(tài)、尺寸、顏色的區別，進(jìn)行自動(dòng)雜菌、雜質(zhì)剔除

3.    網(wǎng)格濾膜與3M測試片

?    黑色實(shí)線(xiàn)網(wǎng)格一鍵統計

?    3M細菌總數測試片、3M金黃色葡萄球菌測試片：一鍵統計

?    3M大腸菌群測試片、3M大腸桿菌/大腸菌群快速測試片：一鍵統計+人工選擇

4.    典型菌篩選

?    單色分類(lèi)統計：根據顏色精度、擴散度和菌落大小、輪廓特征，篩選特定菌落

?    多色自動(dòng)聚類(lèi)：根據顏色聚類(lèi)精度，自動(dòng)區分24種不同顏色的菌落

?    多色篩選：一次篩選1-8種顏色菌落

?    透明圈特性分析：適用于抑菌圈、水解圈、變色圈、溶鈣圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析

?    雙色圈自動(dòng)篩選

5.    菌落特征描述

?    細菌、酵母：顏色、大小、形狀、表面形態(tài)、邊緣、光澤、透明度等特征，智能描述和排序

?    霉菌、放線(xiàn)菌：正面顏色、反面顏色、大小、表面形態(tài)、邊緣、質(zhì)地等特征，智能描述和排序

6.    專(zhuān)項分析

?    串聯(lián)統計：適合培養基背景不均勻的復雜菌落

?    并聯(lián)統計：適合多孔板、OPKA、SBA分析

7.    高級工具

?    網(wǎng)格清除：消除濾膜網(wǎng)格背景干擾

?    人工計數修正：添加或刪除菌落

?    排除污染區域：鼠標勾勒任意污染區域，自動(dòng)剔除污染區域的菌落數

?    背景文字消除：自動(dòng)消除記號筆干擾

?    背景斑紋去除：自動(dòng)消除培養皿污漬干擾

?    人工粘連分割：手動(dòng)分割多重粘連菌落

?    參數自動(dòng)換算：培養皿直徑、樣本稀釋度輸入，實(shí)現自動(dòng)換算

?    文字、圖形標注：各類(lèi)繪圖工具和中英文文字嵌入

8.    標定與測量

?    儀器標定：儀器自帶標定、人工修正標定

?    一鍵式快速測量：一鍵測定大菌落，適合真菌、放線(xiàn)菌的單菌落分析

?    全皿自動(dòng)測量：全皿菌落的等效直徑、面積、長(cháng)短徑、周長(cháng)、圓度分析

?    手動(dòng)精確測量：長(cháng)度、角度、弧度、面積、弧線(xiàn)、任意曲線(xiàn)

9.    圖像處理

?    圖像調節：灰度圖、負相圖轉換；亮度、對比度、飽和度調節；RGB調節

?    圖像增強：銳化、自適應增強

?    圖像濾波：中值濾波、高通濾波、高斯濾波、低通濾波、隊列濾波、高通高斯

?    邊緣檢測：Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直檢測、水平檢測

?    形態(tài)學(xué)運算：腐蝕、膨脹、開(kāi)運算、閉運算

三、數據安全與管理

1.    “系統、數據、操作、復核”四重系統架構，分設職能與權限，確保數據信息的安全、完整和真實(shí)

?    系統管理員（zui高層）：負責創(chuàng )建、管理所有操作員與審核員的賬戶(hù)和登入密碼。確保操作員與操作員之間、操作員與審核員之間的賬戶(hù)隔離與數據隔離。

?    數據管理員（副高層）：負責全部測試數據的檔案管理、以及計算機的數據庫管理。封存所有審核通過(guò)的測試報告或將原始圖片、測試數據備份、導出，保證了數據的完整性、安全性。

?    操作員：負責培養皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過(guò)后的文件進(jìn)行報告打印。

?    復核員：負責對操作員遞交的測試報告進(jìn)行審核。核查數據輸入與處理過(guò)程，但無(wú)權修改；對存疑報告作“審核退回”處理，要求操作員重新測試；對“審核通過(guò)”的報告將*性存檔，無(wú)論審核員還是操作員都無(wú)權再刪除，以確保數據的原始性和真實(shí)性。

2.    數據存儲與導出

?    以電子數據為主，記錄：樣本來(lái)源、編號、稀釋度、平皿圖片、識別效果、計數值、所用統計工具、參數設置、修正情況，確保記錄信息完整。

?    滿(mǎn)足質(zhì)量審計，存儲的電子數據能以PDF或Excell格式打印輸出

3.    水印簽章技術(shù)、防篡改技術(shù)、測試流程智能重構技術(shù)，實(shí)現有效的審計追蹤

4.    防篡改技術(shù)

?    采用多用戶(hù)登入管理，所有操作員、審核員的名字，被系統自動(dòng)記錄在操作流程和測試報告中；所有操作日期、審核日期，由計算機自動(dòng)生成，避免錯填或偽造。

?    全部操作流程，包括：菌落圖片、培養皿尺寸、樣本稀釋度、統計工具、所用參數、測試所得的菌落總數、自檢修正后的菌落總數等，由計算機自動(dòng)記錄在數據庫中，操作員無(wú)法進(jìn)行改動(dòng)，為后續審計提供全部真實(shí)數據。

5.    水印簽章技術(shù)

?    “審核通過(guò)”的測試報告會(huì )自動(dòng)生成操作員和審核員的賬戶(hù)電子簽名，并在報告上加印防偽的“審核通過(guò)”水印簽章。

6.    測試流程的智能重構技術(shù)

?    “復核員”打開(kāi)“等待審核”的測試記錄，計算機自動(dòng)復原操作員的全部流程和測試環(huán)境，包括：當時(shí)所測的培養皿圖片、測試結果、培養皿尺寸、樣本稀釋度、采用的統計工具及所用參數、測試所得的菌落總數、修正情況……

?    通過(guò)測試環(huán)境和測試流程的重現，復核員可以追溯操作員的全部操作，復核測試結果的準確性，達到審計追蹤目的。

四、抑菌圈分析模塊

1.    Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)

?    自動(dòng)檢測：基于抑菌圈輪廓的精確邊緣檢測，適合邊緣清晰、圓形抑菌圈

?    擬圓逼近：基于抑菌圈輪廓的圓形擬合逼近，適合邊緣破裂、非標準圓形抑菌圈

?    人工檢測：鼠標點(diǎn)擊抑菌圈邊緣上三點(diǎn)成圓，適合邊緣模糊的抑菌圈

2.    抗生素效價(jià)測定

?    一劑量法效價(jià)檢測：適合美國藥典

?    二劑量法、三劑量法及合并計算：適合中國藥典2015版

?    重復性自檢：相對誤差≤0.01%、重復測量精度 ≤0.002mm             

?    均勻性自檢：相對誤差≤0.05%

?    臺間測量差異≤0.2%

3.    舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗

?    純水驗證：根據（A）、（B）、（D）產(chǎn)生抑菌圈，D-C≧3， B-A≦3 ，判定系統成立

?    自動(dòng)檢測三個(gè)平行樣本的（A）、（B）、（C）、（D）抑菌圈，并數據導入

?    自動(dòng)計算平行試驗平均值，智能判別結果的陰陽(yáng)性。

?    無(wú)效報告自動(dòng)預警

五、顯微細胞分析模塊

1.    顯微成像

?    顯微鏡：奧林巴斯CX-31顯微鏡

?    SONY 1”英寸超大視場(chǎng)CMOS相機，2000萬(wàn)像素，15fps

2.    圖像顯示、轉換

?    圖像顯示：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀(guān)察，隨時(shí)捕捉任意視野圖像

?    圖像觀(guān)察：具有旋轉、放大、縮小、鏡像轉換、局部觀(guān)察功能

?    圖像編輯：具有對圖像任意區域剪切、復制、粘貼及文字輸入等功能

3.    顯微圖像處理

?    自適應增強：通過(guò)對原圖像進(jìn)行與其特征匹配的分辨增強處理，使圖像更清晰,邊緣更明顯,以便進(jìn)行圖像細微結構的觀(guān)察與識別。

?    圖像調整：圖像亮度、對比度、飽和度、RGB三色任意調節，灰度圖、負相圖的轉換

?    圖像補償：通過(guò)線(xiàn)性補償，對數補償，貝爾補償等多種數學(xué)方法對圖像的失真部分進(jìn)行補償，使圖像更加清晰。

?    圖像銳化：通過(guò)增強圖像的高頻分量，使圖像邊緣變得更清晰。

?    圖像平整：通過(guò)圖像平整處理，使圖像背景均勻。

?    圖像濾波：高斯濾波、低通濾波、中值濾波等6種濾波方式有效提高圖像清晰度。

?    邊緣檢測：兩種檢測方式、三種算子結合多種檢測選項更精確地提取圖像輪廓。

?    形態(tài)學(xué)處理：腐蝕、膨脹、開(kāi)啟、閉合等非線(xiàn)性數學(xué)形態(tài)學(xué)處理。

4.    目標測量

?    標 定：具有對系統在線(xiàn)標定功能，實(shí)現精確測量（系統內置默認標定值）

?    測量功能：對顆粒直徑、長(cháng)度、弧度、角度、任意曲線(xiàn)、面積等的在線(xiàn)測量

5.    顆粒統計

?    自動(dòng)統計：自動(dòng)顆粒計數，并顯示每個(gè)顆粒的面積、周長(cháng)、直徑、圓度等形態(tài)參數

?    區域統計：可選擇長(cháng)方形、圓形、傘形等任意形狀區域進(jìn)行統計

?    直徑分類(lèi)統計：設置直徑范圍，統計特定大小的顆粒

?    顏色識別統計：根據色度、亮度、飽和度篩選特定顆粒

?    鼠標點(diǎn)擊統計：鼠標點(diǎn)擊添加或刪除顆粒，方便、快捷

?    粘連分割處理：根據用戶(hù)需求可自動(dòng)或手動(dòng)分割相互粘連的顆粒

?    多種統計算法：采用多種分割算法，適合不同背景的顆粒統計

?    多樣本統計：對多張顯微圖像的綜合統計

?    參數自動(dòng)換算：根據統計區域面積、樣本稀釋度，實(shí)現自動(dòng)換算

6.    繪圖與標注

?    繪圖：對打開(kāi)的圖像可根據需要，繪制直線(xiàn)、矩形、圓形、以及任意曲線(xiàn)

?    文字編輯：對打開(kāi)的圖像進(jìn)行文字編輯

?    標注：可方便的進(jìn)行直線(xiàn)和角度的標注

六、儀器規格與配置

?    MF4 多功能一體機主機

?    奧林巴斯CX-31顯微鏡、攝像轉接口

?    2000萬(wàn)像素 1英寸顯微相機

?    菌落分析軟件、自動(dòng)抑菌圈測量軟件、抗生素效價(jià)測定軟件、舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗軟件、顯微分析軟件

?    一體電腦：雙核四線(xiàn)程CPU/4G內存/1T硬盤(pán)/DVD刻錄/21.5"高清屏，Windows 7系統以上