[发明专利]用于监测菌落的细菌生长和预测菌落生物量的系统和方法

说明书

用于最早的微生物生长检测的成像方法。该方法使用图像来确定菌落生物量，并且菌落生物量确定何时可以挑取菌落进行鉴定或抗生素敏感性测试的分析。如果样品源不是纯样品源，则可能需要另外的孵育以在挑取前允许增加菌落的生物量。

相关申请

本申请要求于2018年12月20日提交的美国临时申请号62/782,513的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

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图像。在2016年8月6日公布的题为“用于使用监督式高质量成像的图像采集的系统和方法(A System and Method forImage Acquisition Using Supervised High Quality Imaging)”的PCT公开号WO/2015/114121、2016 年10月27日公布的题为“菌落对比度收集(Colony Contrast Gathering)”的WO/2016/172527 和2017年10月27日公布的题为“用于从铺板培养基上的划线样品中自动计数微生物菌落的方法和系统(A Method and System for Automatic Microbial Colonycount from Streaked Sample on Plated media)”的WO/2016/172532中描述了用于对培养板进行成像以检测其上的微生物生长的技术，其全部内容通过引用并入本文。所有上述参考文献都与本申请共同转让。

WO/2015/114121描述了通过控制信噪比来鉴定菌落目标并将这些目标与非菌落伪像和背景区分开来的技术。WO/2016/172527描述了基于自动成像技术解释培养板图像的系统和方法。菌落目标在促进微生物在营养介质上生长的过程中被早期鉴定，并且随着时间的推移和在支持菌落生长的条件下观察这些鉴定的目标的变化。WO/2016/172532描述了系统和方法，通过该系统和方法对鉴定的菌落进行计数以确定菌落是否来自相同微生物并进一步确定菌落计数是否达到或超过预定数量。

菌落的检测、菌落计数、菌落群体分化和菌落鉴定为现代微生物学成像系统限定了目标。尽可能早地实现这些目标达到了迅速将结果交付给患者并且经济地提供这些结果以及分析的目标。自动化实验室工作流程和决策制定可以改善可达到这些目标的速度和成本。

尽管对于检测微生物生长的迹象的成像技术已经取得了显著的进步，但仍然在寻求扩展这种成像技术来支持自动化的工作流程。用于检查培养板来指示微生物生长的仪器和方法难以自动化，这部分地由于板检查的高度的视觉本质。在这方面，期望开发如此技术，其可自动地解读培养板图像，并在自动解读的基础上决定待执行的随后步骤(例如，菌落的鉴定、敏感性测试等)。

鉴定和区分培养板上的菌落可能是困难的，尤其是当菌落具有不同的尺寸和形状并且彼此接触时。彼此“生长到一起”的菌落使得挑取感兴趣菌落变得更加困难，因为从相邻菌落中挑取微生物存在风险，其中相邻菌落是不同的微生物。挑取用于下游处理的菌落样品需要足够数量的菌落和目标菌落的纯度，以避免挑取多种微生物，这会污染下游测试结果。当在板的一些区域生长已经达到汇合时，这些问题更加严重。由于这些原因，如果可能的话，优选在过程的早期鉴定菌落并且确定生长。然而，仍然需要用于孵育的时间，以允许至少菌落的一些生长。因此，一方面，允许菌落生长的越长，其开始与其背景以及互相之间形成的对比越强，并变得越容易鉴定它们。然而，在另一方面，如果允许菌落生长的太久，并且其开始填充板和/或彼此接触，则挑取纯菌落变得更加困难。如果能够在菌落还足够小以彼此分离——尽管对比度相对较差——但仍大到足以提供足够数量的用于测试的样品的孵育时间检测菌落，则该问题可以被最小化或者甚至得以解决。

发明内容