Análisis espectral de medios de crecimiento biológicos.

Método que comprende:

iluminar la placa de crecimiento biológico con la primera radiación electromagnética,

que se encuentra dentro delespectro visible;

utilizar un dispositivo de adquisición de imágenes para generar una o varias primeras imágenes de la placa decrecimiento biológico iluminada con la primera radiación electromagnética;

iluminar la placa de crecimiento biológico con la segunda radiación electromagnética, que se encuentra entre 800nm y 900 nm;

utilizar el dispositivo de adquisición de imágenes para generar una o varias segundas imágenes de la placa decrecimiento biológico iluminada con la segunda radiación electromagnética;

normalizar los valores de reflectancia espectral de la una o varias primeras imágenes basándose en la una o variassegundas imágenes;

identificar las colonias de microorganismos basándose en los valores normalizados de reflectancia espectral; ycontar las colonias de microorganismos que se han identificado.

Análisis espectral de medios de crecimiento biológicos

Antecedentes La seguridad biológica es un problema de capital importancia en la sociedad moderna. Las pruebas para detectar la contaminación biológica en los alimentos o en otros materiales se ha convertido en un requisito importante y algunas veces obligatorio para los fabricantes y distribuidores de productos alimenticios. Las pruebas biológicas también se utilizan para identificar bacterias y otros agentes en las muestras de laboratorio, tales como muestras de sangre tomadas de pacientes enfermos, muestras de laboratorio generadas con fines experimentales y otros tipos de muestras biológicas. Se pueden utilizar diferentes técnicas y dispositivos para mejorar las pruebas biológicas y

simplificar y estandarizar el procesamiento de las pruebas biológicas.

En particular, se ha desarrollado una amplio abanico de medios de crecimiento biológico. A modo de ejemplo, la 3M Company (de ahora en adelante «3M») de St. Paul, Minnesota, ha desarrollado medios de crecimiento biológico en forma de placas de crecimiento. Las placas de crecimiento biológico las vende 3M con el nombre comercial de placas PETRIFILM. Las placas de crecimiento biológico se pueden utilizar para facilitar el crecimiento rápido y la detección o recuento de bacterias u otros agentes biológicos asociados con frecuencia a la contaminación de la comida, entre ellos, por ejemplo, bacterias aerobias, E. coli, coliformes, Enterobacteriaceae, levaduras, mohos, Staphylococcus aureus, Listeria, Campylobacter y otros agentes biológicos. El uso de las placas PETRIFILM, u otros medios de crecimiento biológico, puede simplificar el análisis de las bacterias en las muestras de alimentos.

Los medios de crecimiento biológico pueden utilizarse para identificar la presencia de bacterias, de modo que se puedan tomar medidas correctoras (en el caso de análisis de alimentos) o se pueda realizar un diagnóstico adecuado (en el caso del uso médico) . En otras aplicaciones se pueden utilizar los medios de crecimiento biológico para hacer crecer con rapidez las bacterias u otros agentes biológicos de las muestras de laboratorio, p. ej., con fines experimentales.

Los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico se refieren a los sistemas utilizados para procesar los medios de crecimiento biológico. Los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico se pueden utilizar para contar colonias bacterianas, o la cantidad de un agente biológico concreto en un medio de crecimiento biológico. Por ejemplo, se puede colocar una muestra de alimento o una muestra de laboratorio en un medio de crecimiento biológico y luego se puede introducir el medio en una cámara de incubación. Tras la incubación, el medio de crecimiento biológico puede introducirse en un lector biológico, que genera una o varias imágenes del medio de crecimiento biológico. A continuación, las imágenes pueden analizarse, p. ej. con un ordenador, para contar automáticamente el crecimiento bacteriano. De este modo, los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico automatizan la detección y el recuento de las bacterias o de otros agentes biológicos en un medio de crecimiento biológico y, por tanto, mejoran el procesamiento de las pruebas biológicas al reducir el error humano.

La patente de los EE.UU. n.º 6.063.590 describe un método para detectar bacterias que utiliza luz ultravioleta y visible. Sin embargo, todavía hay que mejorar la discriminación entre la colonia y el fondo de las colonias de microorganismos, así como mejorar un método de identificación y cuantificación de los microorganismos.

Compendio De forma general, esta descripción se refiere a técnicas de adquisición de imágenes y a técnicas de análisis de imágenes para el análisis automático de medios de crecimiento biológico. De acuerdo con esta descripción, las respuestas espectrales de los medios de crecimiento biológico pueden utilizarse para identificar y contar agentes biológicos a partir de las imágenes de los medios de crecimiento biológico. Los medios de crecimiento biológico pueden iluminarse con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y las imágenes de los medios de crecimiento biológico pueden capturarse con estas iluminaciones diferentes. Los valores de 45 reflectancia espectral de una o varias primeras imágenes (p. ej., asociada a la posición de los píxeles) se pueden normalizar basándose en los valores de reflectancia espectral de una o varias segundas imágenes (p. ej., asociada a las mismas posiciones de los píxeles) . En este caso, las primeras imágenes están asociadas a una longitud de onda de iluminación diferente a la de las segundas imágenes. La normalización podría permitir la mejor identificación de los agentes biológicos que se manifiestan en los medios de crecimiento biológico. De este modo, el análisis 50 espectral y la normalización podrían mejorar la detección automática de los agentes biológicos.

Las primeras imágenes pueden generarse con una iluminación de luz en un primer margen de longitudes de onda, y las segundas imágenes pueden generarse con una iluminación de luz en un segundo margen de longitudes de onda. La respuesta espectral de los agentes biológicos y la respuesta espectral del fondo pueden diferir en los diferentes márgenes de las longitudes de onda. Las segundas imágenes pueden utilizarse para normalizar las primeras 55 imágenes, y pueden hacer mejorar la capacidad de distinguir entre el fondo de los medios biológicos y los agentes biológicos que se manifiestan en los medios. La iluminación utilizada para las primeras imágenes puede estar dentro de un espectro visible, y la iluminación utilizada para las segundas imágenes puede estar fuera del espectro visible.

Esta descripción da a conocer un método de acuerdo con la presente invención que comprende iluminar la placa de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética que se encuentra dentro del espectro visible; utilizar un periférico de adquisición de imágenes para generar una o varias primeras imágenes de la placa de crecimiento biológico iluminada con la primera radiación electromagnética; iluminar la placa de crecimiento biológico con la segunda radiación electromagnética que se encuentra entre 800 nm y 900 nm; utilizar el periférico de adquisición de imágenes para generar una o varias segundas imágenes de la placa de crecimiento biológico iluminada con la segunda radiación electromagnética; normalizar los valores de reflectancia espectral de una o varias primeras imágenes basándose en la una o varias segundas imágenes; identificar las colonias de microorganismos basándose en los valores normalizados de reflectancia espectral; y contar las colonias de microorganismos que se han identificado.

Se describe adicionalmente un sistema que comprende una unidad de adquisición de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera del espectro visible y que genera una o varias imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética de fuera del

espectro visible, y un ordenador que cuenta los agentes biológicos del medio de crecimiento biológico basándose en 15 la una o varias imágenes.

Se describe adicionalmente un sistema que comprende una unidad de adquisición de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética, que genera una o varias primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, que ilumina el medio de crecimiento biológico con la segunda radiación electromagnética, y que genera una o varias segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética. El sistema también incluye un ordenador que normaliza los valores de reflectancia espectral en la una o varias primeras imágenes basándose en la una o varias segundas imágenes, identifica los agentes biológicos basándose en los valores normalizados de reflectancia espectral, y cuenta los agentes biológicos que se han identificado.

Se describe adicionalmente un sistema que comprende medios para iluminar un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera del espectro visible, medios para generar una o varias imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética de fuera del espectro visible, y medios para contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico basándose en la una o varias imágenes.

Se describe adicionalmente un sistema que comprende medios para iluminar un medio de... [Seguir leyendo]

1. Método que comprende: iluminar la placa de crecimiento biológico con la primera radiación electromagnética, que se encuentra dentro del espectro visible;

utilizar un dispositivo de adquisición de imágenes para generar una o varias primeras imágenes de la placa de crecimiento biológico iluminada con la primera radiación electromagnética; iluminar la placa de crecimiento biológico con la segunda radiación electromagnética, que se encuentra entre 800

nm y 900 nm; utilizar el dispositivo de adquisición de imágenes para generar una o varias segundas imágenes de la placa de 10 crecimiento biológico iluminada con la segunda radiación electromagnética;

normalizar los valores de reflectancia espectral de la una o varias primeras imágenes basándose en la una o varias segundas imágenes; identificar las colonias de microorganismos basándose en los valores normalizados de reflectancia espectral; y contar las colonias de microorganismos que se han identificado.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende:

determinar las proporciones entre reflectancia espectral de la una o varias primeras imágenes y la reflectancia espectral de la una o varias segundas imágenes; identificar las colonias de microorganismos basándose en las proporciones; y contar las colonias de microorganismos que se han identificado.