[发明专利]用于自动化评估抗生素敏感性的方法和系统

说明书

成像系统和方法提供了用于抗生素敏感性测试的自动化微生物生长检测。具有图像传感器的处理系统在不同的时间捕获板的图像(例如，第一图像和第二图像)，该图像传感器用于捕获接种的培养板的图像，该培养板具有布置在培养基上的抗生素圆盘。该系统由第一图像和第二图像的比较生成第二图像的像素的像素特性数据。像素特性数据可以指示板生长。该系统可以访问关于抗生素圆盘(一个或多个)的生长建模数据，并用生长模型函数生成模拟图像数据。生长模型函数使用生长建模数据。该模拟图像数据模拟了相对于圆盘的板上的生长。该系统将模拟图像与像素特性数据进行比较，以识别不同于模拟图像的第二图像的像素区域(一个或多个)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月28日提交的美国临时专利申请号62/564,727的提交日期的权益，其公开内容在此通过引用并入本文。

背景技术

人们越来越关注用于检测微生物生长的培养板的数字成像。在PCT公开号WO2015/114121中描述了用于检测微生物生长的成像板的技术，其全部内容通过引用并入本文。使用这种技术，实验室工作人员不再需要通过直接目视检查来读取板，而是可以使用高质量的数字图像用于板检查。将实验室工作流程和决策转移到检查培养板的数字图像也可以提高效率。图像可以由操作员标记用于操作员或具有适当技能的其他人员进行进一步检查。也可以拍摄额外的图像并将其用于指导二次加工。

例如，可以将成像用于琼脂扩散测试。在琼脂扩散测试中，测定细菌微生物对抗生素的敏感性。这种测试，可以称为抗生素敏感性测试(AST)，其通常涉及将几种抗生素圆盘施加到板上的培养基(例如琼脂)上，该培养基已经均匀散布有待测细菌。不同的圆盘可具有不同浓度的具体抗生素和/或几种不同的抗生素。可以将板温育以允许细菌的生长时间。然后查看该板。每个抗生素圆盘周围区域的细菌生长提供了圆盘的具体抗生素效果的指示。例如，具体圆盘的有效抗生素可具有不含被测细菌生长的大的区域，而具体圆盘的无效抗生素可不具有不含被测细菌生长的区域。

无生长区域的大小可以提供关于附近圆盘的抗生素的最小抑制浓度的指示。例如，如果是琼脂，在布置圆盘后，抗生素会随着时间从圆盘中迁移出来。迁移将根据到圆盘的距离以及对抗生素和培养基的扩散速率扩散抗生素浓度。圆盘附近的抗生素浓度最高。到圆盘较远距离的浓度会降低。通常，最小抑制浓度可以被认为是离包括无细菌生长的圆盘最远的最低浓度。

然后，这样的测定可以帮助选择用于不同细菌感染的适合的抗生素及其剂量。这有助于明确用于现代微生物成像系统的目标。尽早实现这些目标实现了将结果快速交付给患者并且经济地提供此类结果和分析的目的。自动化实验室工作流程和决策可以提高实现这些目的的速度和成本。

尽管关于用于检测微生物生长证据的成像技术已经取得了相当大的进步，但是仍然寻求扩展这种成像技术以支持自动化工作流程。用于检查培养板的微生物生长迹象的装置和方法很难自动化，部分原因是培养板的检查的高度视觉性质。在这方面，期望开发出可以自动解释培养板图像的技术(例如，生长鉴定、敏感性测试、抗生素敏感性分析等)，并且基于该自动化解释确定要执行的下一步骤。

发明内容