ES2755161T3 - Dispositivo y método para el procesamiento automático de placas de cultivo para muestras microbiológicas - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de procesamiento automático de placas de cultivo (2) para muestras microbiológicas, en donde el dispositivo de procesamiento (1) comprende al menos: un marco de soporte (3); una platina (4) o lanzadera provista de un asiento (5) configurado para alojar de forma desmontable, en posición horizontal, al menos una placa de cultivo (2) para muestras microbiológicas, estando la platina (4) montada de forma móvil en el marco de soporte (3) para que pueda desplazarse selectivamente al menos entre una primera posición de carga de la placa de cultivo (2) en el portaobjetos (4), una pluralidad de posiciones de adquisición de imágenes y al menos una primera posición de descarga de la placa de cultivo (2) desde la platina (4); una cámara (6) dispuesta según un eje vertical (8) para adquirir, en una zona de adquisición de imágenes, una multiplicidad de imágenes de una superficie superior de la placa de cultivo (2) alojada en el portaobjetos (4); al menos un primer dispositivo de iluminación (11) montado en el marco de soporte (3) para iluminar al menos partes lineales de una superficie superior de la placa de cultivo (2), al menos en la zona de adquisición de imágenes; un dispositivo de avance (14) de la platina (4); y al menos un dispositivo de control electrónico (9) del funcionamiento de la cámara (6), del dispositivo de iluminación y del dispositivo de avance (14); caracterizándose el dispositivo de procesamiento por que: - la cámara (6) es de tipo lineal y está provista de al menos una óptica (7) de tipo telecéntrico y un sensor trilineal y está dispuesta para adquirir, en una zona de adquisición de imágenes, una multiplicidad de imágenes lineales de partes lineales correspondientes de la superficie superior de la placa de cultivo (2) alojada en la platina (4), durante el desplazamiento de la platina (4), adquiriéndose cada imagen lineal en una posición relativa de la posición de adquisición de imágenes, ensamblándose las imágenes lineales para obtener imágenes generales al menos de la placa de cultivo (2); y por que - el dispositivo de avance (14) de la platina (4) está configurado de manera que permita obtener una velocidad de avance constante y con sustancialmente menos vibraciones de la platina (4) al menos en la zona de adquisición de imágenes.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método para el procesamiento automático de placas de cultivo para muestras microbiológicas
La presente invención se refiere a un dispositivo y un proceso para el procesamiento automático de placas de cultivo para muestras microbiológicas, así como un aparato para el tratamiento automático de placas de cultivo para muestras microbiológicas que comprenden el dispositivo de procesamiento.
La invención en particular es aplicable para transferir automáticamente placas de cultivo, tales como placas de Petri y similares, desde una zona de siembra manual o desde un aparato para la siembra automática de muestras microbiológicas en las placas hacia una incubadora, así como procesar y permitir la automatización, al menos en parte, de un análisis de las placas después de la extracción del almacenamiento de incubación.
El recipiente mejor conocido y más ampliamente usado para medios de cultivo sólidos y semisólidos, sobre el que se pueden cultivar colonias bacterianas usando diversos métodos, es la placa de Petri y consiste en una placa, previamente esterilizada y llena, por ejemplo, de agar (medio de cultivo licuado) que cuando se enfría se solidifica y adquiere la forma cilíndrica del recipiente.
Por lo tanto, el uso de placas de Petri es conocido para la siembra de muestras microbiológicas, por ejemplo, que comprende bacterias, en medios de cultivo, por ejemplo, para permitir un análisis posterior de cualquier crecimiento eventual de colonias bacterianas en los medios con el objetivo de identificar las bacterias presentes en la muestra biológica y otras características de la muestra biológica.
También se conocen aparatos que permiten la automatización de diversas etapas del proceso descrito anteriormente, por ejemplo, el aparato denominado WASP™, realizado por el presente solicitante, ha permitido un grado significativo del proceso de siembra de muestras microbiológicas en las placas de cultivo.
Después de sembrar, las placas de cultivo se insertan en una incubadora, durante un periodo de tiempo predeterminado, por ejemplo, 24 horas, después de lo cual se analizan para verificar la eventual presencia de colonias bacterianas u otras funciones biológicas, para obtener información relacionada con la muestra biológica depositada en la placa, por ejemplo, con el objetivo de identificar el tratamiento más adecuado para un paciente.
Por lo tanto, estas soluciones conocidas incluyen un análisis de cada placa por un médico o un operador de laboratorio altamente especializado y esto constituye una etapa crítica en el proceso general que es muy crítico. Los aspectos críticos comprenden, por ejemplo, un riesgo de error humano, escasa capacidad de repetición, la ausencia de trazabilidad a lo largo del tiempo de la muestra analizada, largos tiempos de laboratorio para permitir una incubación suficiente para permitir la identificación correcta de la muestra, baja eficacia y costes muy altos. Para obviar estos problemas en cierta medida, se han desarrollado dispositivos parcialmente automatizados que permiten obtener imágenes digitales de las placas recogidas de la incubadora, de tal manera que permita mantener un rastro del crecimiento bacteriano verificado en cada placa y ayude de alguna manera al trabajo de los médicos y el personal especializado del laboratorio. Estas soluciones conocidas, sin embargo, también presentan numerosos inconvenientes, como, por ejemplo, no permiten obtener una calidad de las imágenes detectadas que sea suficiente para conducir a un análisis fiable basado solo en las imágenes, no permiten reducir los tiempos de incubación, solo aumentan ligeramente la eficacia del sistema y acarrean además altos costes.
Un objetivo principal de la presente invención es obviar uno o más de los problemas encontrados en la técnica anterior.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso para el procesamiento automático de placas de cultivo para muestras microbiológicas que permitan obtener imágenes de muy alta calidad.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que permitan variar el tipo de imágenes obtenidas para adaptarlas a los análisis para realizar y facilitar el análisis y/u obtener imágenes específicamente adecuadas para destacar las características de interés en las muestras microbiológicas.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que permitan reducir los tiempos de incubación necesarios para permitir una identificación correcta de la muestra y, por lo tanto, permiten llevar a cabo el análisis de la muestra en un tiempo más corto.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que presentan alta productividad y eficiencia general del proceso.
Por el documento US2004/102903A1 se conoce un escáner de placa de crecimiento biológico que incluye un sistema de iluminación multicolor que ilumina una placa de crecimiento biológico con diferentes colores de iluminación y un dispositivo de captura de imagen monocromática captura imágenes de la placa durante la iluminación con cada uno de los colores. Por el documento US2011/150314A1 se conoce un dispositivo que usa las respuestas espectrales de medios de crecimiento biológicos a diferentes longitudes de onda de radiación electromagnética para identificar y contar agentes biológicos a partir de imágenes de medios de crecimiento biológicos. Por el documento US2005/053265A1 se conoce además un escáner biológico para escanear placas de crecimiento biológico que se cargan en el escáner mediante rodillos motorizados. Se pueden disponer sensores para facilitar la detección y el posicionamiento de la placa de crecimiento en una pluralidad de ubicaciones para capturar imágenes de diferentes partes de la placa. Por el documento de patente US2004/101952A1 se conoce un escáner biológico en el que se pueden cargar placas de crecimiento biológico para generar una imagen de las placas y realizar un análisis de la imagen.
Por el documento DE102010060634A1 se conoce una cámara de aire acondicionado para un almacenamiento controlado por tiempo de muestras con un dispositivo de suministro automático de placas de cultivo que comprende una cámara para el análisis de muestras y un carrusel, en cuya periferia se pueden colocar las placas. Por el documento JP2012039930A se conoce además un dispositivo de procesamiento de placas de cultivo que comprende una cámara, un dispositivo de iluminación, un dispositivo de control electrónico y un dispositivo para transportar un recipiente con las placas de cultivo entre un almacén y la estación de análisis.
Por el documento WO 2012152769 se conoce un método para mejorar una imagen de una muestra biológica que se ha cultivado en un vaso en un medio de cultivo.
Por el documento FR 2789694 se conoce además un aparato de lectura automática de antibiograma, provisto de una cámara CCD y medios de traducción para hacer que una placa se mueva entre una posición de carga y una posición de lectura.
También se conoce por el documento de patente US 6002789 un contador de colonias y un clasificador para muestras bacterianas en una placa de Petri. El dispositivo está provisto de un motor lineal que transporta la bandeja a través de la línea de visión de exploración para la cámara de exploración lineal.
También se conoce por el documento US 20120275681 un dispositivo para recoger colonias bacterianas adquiriendo imágenes de la colonia y en donde las cantidades de elementos de imagen se calculan a partir de las múltiples imágenes que se iluminan desde múltiples direcciones y las colonias se agrupan dependiendo de las cantidades de elementos.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que permitan un análisis fiable incluso cuando se basa solo en imágenes de la placa de cultivo.
Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que permitan automatizar tanto como sea posible los procedimientos de manipulación y transferencia y el análisis de las muestras microbiológicas.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso para permitir facilitar el trabajo de análisis y reconocimiento de las muestras y que reduzcan el riesgo de error humano.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que permitan reducir el riesgo de contaminación de las muestras recogidas.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que ofrezcan alta trazabilidad de las muestras recogidas.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un proceso que sean sencillos de usar y fáciles de accionar.
Un objetivo adicional de la presente invención es divulgar un dispositivo y un proceso que acarreen costes que no sean altos y que sean adecuados para permitir un uso amplio de los mismos.
Estos objetivos y otros más, que surgirán más completamente a partir de la siguiente descripción, se logran sustancialmente mediante un dispositivo y un método según lo que se expresa en una o más de las reivindicaciones adjuntas, tomadas solas o en cualquier combinación entre sí o en cualquier combinación con uno o más de los aspectos adicionales descritos a continuación.
Por lo tanto, se describirán a continuación aspectos adicionales de la invención, cada uno de los cuales puede tomarse independientemente o en combinación con una cualquiera de las reivindicaciones adjuntas y/o los aspectos adicionales descritos a continuación.
A continuación se presenta una descripción detallada, a modo de ejemplo no limitante, de una o más realizaciones ilustrativas de la invención, en las que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo según una realización de la presente invención;
las figuras 2a, 2b y 2c muestran una vista frontal de una realización de la invención, correspondiente a diversas posiciones operativas de una platina carcasa que aloja una placa de cultivo;
la figura 3 es una vista en perspectiva esquemática que representa el funcionamiento de algunos elementos del dispositivo de la figura 1;
la figura 4 es una vista frontal esquemática de algunos elementos del dispositivo de la figura 2a;
la figura 5 es una imagen general inicial desde arriba de una placa de cultivo alojada en una platina del dispositivo de la figura 1;
la figura 6 es una imagen global sucesiva correspondiente a la imagen de la figura 5 y relativa a la misma placa después de un periodo de incubación determinado;
la figura 7 es una imagen diferencial procesada restando la información de la figura 5 de la información de la figura 6.
En referencia a las figuras adjuntas, 1 indica en su totalidad un dispositivo de procesamiento automático de placas de cultivo 2 para muestras microbiológicas, por ejemplo, bacteriológicas. Por ejemplo, las muestras microbiológicas dispuestas en las placas de cultivo pueden comprender diversos tipos de bacterias, presentes, por ejemplo, en muestras biológicas tales como muestras de orina, muestras faríngeas o vaginales recogidas usando un tampón, muestras fecales, etc. En la presente descripción, se entiende que "placa de cultivo" significa, por ejemplo, preferiblemente placas de Petri o, como alternativa, portaobjetos para tinción de Gram u otros soportes similares usados en análisis microbiológicos y/o bacteriológicos.
El dispositivo de procesamiento 1 comprende al menos un marco de soporte 3. El dispositivo de procesamiento 1 comprende al menos una platina 4 o lanzadera provista de un asiento 5 configurado para alojar de forma desmontable, en posición horizontal, al menos una placa de cultivo 2 para muestras microbiológicas. La placa de cultivo 2 puede presentar, por ejemplo, un diámetro de entre 10 y 250 mm, o entre 50 y 150 mm, o entre 70 y 100 mm, preferiblemente 90 mm, y el asiento 5 de la platina 4 está configurado para alojar una placa de cultivo 2 que tiene esas dimensiones. La platina 4 está montada de forma móvil en el marco de soporte 3 para que pueda desplazarse selectivamente al menos entre una primera posición de carga de la placa de cultivo 2 en el portaobjetos 4 (ilustrado en la figura 2), una pluralidad de posiciones de adquisición de imágenes (dos de las cuales se ilustran en las figuras 2a y 2b) y al menos una primera posición de descarga de la placa de cultivo 2 desde la platina 4 (ilustrada en la figura 2c).
El dispositivo de procesamiento 1 comprende además al menos una cámara, 6, de tipo lineal, provista de al menos una óptica 7 de tipo telecéntrico y un sensor trilineal (no ilustrado en detalle en las figuras como de tipo conocido), es decir, compuesto de tres sensores lineales. La cámara 6 está dispuesta en un eje vertical 8 para adquirir, en una zona de adquisición de imágenes, una multiplicidad de imágenes lineales de partes lineales correspondientes de una superficie superior de la placa de cultivo 2 alojada en la platina 4, durante el desplazamiento de la platina 4. Cada imagen lineal se obtiene en una posición relativa de las posiciones de adquisición de imágenes (por ejemplo, las figuras 2a y 2b ilustran dos posiciones de adquisición de imágenes).
El sensor trilineal comprende tres sensores lineales, cada uno de los cuales es capaz de detectar un solo color, por ejemplo, respectivamente rojo, verde y azul, y adquirir una imagen lineal monocromática relativa de la zona de adquisición de imágenes. La cámara 6 o el dispositivo de control electrónico 9 del dispositivo de procesamiento 1 se puede configurar para combinar las imágenes lineales monocromáticas para obtener imágenes lineales multicolores correspondientes de la zona de adquisición de imágenes, cada uno compuesto de tres imágenes lineales monocromáticas. Cada imagen lineal puede corresponder a una parte sustancialmente lineal de la placa de cultivo 2 que tiene un grosor comprendido entre 50 y 500 pm, o entre 100 y 300 pm, o entre 150 y 200 pm. El sensor trilineal está dispuesto preferiblemente para detectar una imagen lineal dispuesta perpendicularmente a una dirección de avance 10 de la platina 4 entre las posiciones de adquisición de imágenes. La óptica telecéntrica 7 está configurada preferiblemente para proporcionar una profundidad de campo de al menos 5 mm, o al menos 10 mm, o al menos 15 mm, o al menos 20 mm, y situada sustancialmente en la superficie de la placa de cultivo 2, tal como también para mantener tanto la superficie de la placa de cultivo 2 como el medio de cultivo, así como cualquier relieve de origen biológico dispuesto en la superficie, enfocado. Las imágenes generales de la placa a las que se hace referencia en la presente descripción son preferiblemente imágenes generales coloreadas o multicolores. El dispositivo de procesamiento 1 se puede configurar para realizar, para cada placa de cultivo 2, al menos 2000, o al menos 3000, o al menos 4000, preferiblemente al menos 5000 imágenes lineales para cada color, que se componen para obtener un número correspondiente de imágenes lineales multicolores, a su vez combinadas para obtener una imagen general de la placa de cultivo 2.
La resolución de la cámara 6 puede ser de al menos 500 píxeles, o al menos 1000 píxeles, o al menos 1500 píxeles por color por mm2 de superficie de la placa de cultivo 2 y/o al menos 1500 píxeles, o al menos 3000 píxeles, o al menos 4500 píxeles en total por mm2 de superficie de la placa de cultivo 2.
La dimensión de cada píxel de la resolución de la cámara 6 puede estar comprendida, por ejemplo, entre 5 y 60 pm, o entre 10 y 40 pm, o entre 20 y 30 pm.
La resolución de la cámara 6 es preferiblemente aproximadamente 3, o al menos 6 o al menos 9 megapíxeles o al menos 12 megapíxeles por color y/o preferiblemente al menos 9, o al menos 18, o al menos 27 megapíxeles equivalentes en la superficie de una placa de cultivo 2 con un diámetro de 90 mm. La resolución general de la cámara 6 es preferiblemente al menos 5, o al menos 10 o al menos 25 o al menos 20 megapíxeles por color y/o preferiblemente al menos 15, o al menos 30, o al menos 45 o al menos 60 megapíxeles en general.
El dispositivo de procesamiento 1 puede comprender además al menos un primer dispositivo de iluminación 11, preferiblemente montado en el marco de soporte 3 en una posición desplazada lateralmente con respecto a la cámara 6. El dispositivo de iluminación está preferiblemente orientado inclinado con respecto al eje vertical 8 de tal manera que ilumine al menos las partes lineales de una superficie superior de la placa de cultivo 2, al menos en la zona de adquisición de imágenes. El primer dispositivo de iluminación 11 puede orientarse de tal manera que proyecte un haz de luz inclinado al menos 10°, o al menos 20°, o al menos 30° con respecto al eje vertical 8 a lo largo del cual se dispone la cámara 6. El primer dispositivo de iluminación 11 puede montarse con una inclinación ajustable. El primer dispositivo de iluminación 11 puede proyectar un haz de luz sustancialmente lineal sobre la placa de cultivo 2.
El dispositivo de procesamiento 1 puede comprender además al menos un segundo dispositivo de iluminación 12, preferiblemente montado en el marco de soporte 3 y/u orientado para iluminar una superficie inferior de la placa de cultivo 2, enfrente de la cámara 6, al menos en la zona de adquisición de imágenes. El segundo dispositivo de iluminación 12 puede montarse en una posición alineada con la cámara 6. El primer y/o el segundo dispositivo de iluminación 12 pueden comprender al menos una primera pluralidad de LED dispuestos linealmente y/o a lo largo de una dirección sustancialmente perpendicular a una dirección de avance 10 de la platina 4 en la zona de adquisición de imágenes.
Debido también a la iluminación adicional proporcionada por el segundo dispositivo de iluminación 12, útil en particular en el caso de placas transparentes, es posible mejorar la capacidad de reconocimiento de las estructuras biológicas 26, por ejemplo colonias bacterianas, que se desarrollan en el medio de cultivo y reducen el tiempo de incubación necesario para llevar a cabo un diagnóstico. En particular, el primer y/o el segundo dispositivo de iluminación 12 pueden comprender una fila de LED. El primer y/o el segundo dispositivo de iluminación 12 pueden tener una potencia de al menos 10 W, o al menos 20 W o al menos 30 W.
El dispositivo de procesamiento 1 puede comprender además al menos un panel 13 que tiene un color uniforme, preferiblemente blanco y opaco, montado de forma móvil para que pueda colocarse selectivamente debajo de la placa de cultivo 2 en las posiciones de adquisición de imágenes para mejorar la imagen detectada por la cámara 6 en el primer estado de funcionamiento (como se ilustra en las figuras 1, 2 y 2a). El panel se puede situar selectivamente en una posición inactiva (ilustrada en las figuras 2b y 2c) en la que se desplaza lateralmente con respecto al eje de la cámara de tal manera que no intervenga en el proceso de detección de la imagen de la placa y además de tal manera que permita iluminar la placa 2 desde abajo por medio del segundo dispositivo de iluminación 12.
El dispositivo de procesamiento 1 comprende al menos un dispositivo de avance 14 de la platina 4, configurado de manera que permita obtener una velocidad de avance constante y sustancialmente sin vibraciones de la diapositiva 4 al menos en la zona de adquisición de imágenes. El dispositivo de avance 14 comprende preferiblemente al menos un tornillo sin fin 15 al que está conectado de forma móvil y desde el cual se extrae la platina 4. El dispositivo de avance 14 comprende además al menos un codificador para controlar el avance de la platina 4. El codificador se puede conectar al dispositivo de control 9 para permitir determinar la frecuencia de detección correcta de las imágenes lineales mediante la cámara 6.
El dispositivo de procesamiento 1 comprende al menos un dispositivo de control electrónico 9 del funcionamiento al menos de la cámara 6 y/o del primer dispositivo de iluminación 11 y/o del segundo dispositivo de iluminación 12 y/o del dispositivo de avance 14 y/o del panel 13. El dispositivo de control 9 se puede configurar para definir una pluralidad de estados de funcionamiento de los dispositivos de iluminación, en particular al menos un primer estado de funcionamiento en el que solo el primer dispositivo de iluminación 11 está activo, un segundo estado de funcionamiento en el que solo el segundo dispositivo de iluminación 12 está activo y/o al menos un tercera estado de funcionamiento en el que tanto el primer como el segundo dispositivo de iluminación 12 están activos para iluminar la placa de cultivo 2.
La cámara 6 o el dispositivo de control electrónico 9 se pueden configurar para ensamblar las imágenes lineales multicolores en imágenes generales al menos de la placa de cultivo 2 y al menos una parte de la platina 4.
El dispositivo de control electrónico 9 puede configurarse para obtener al menos una primera imagen inicial general (por ejemplo, ilustrada en la figura 5) de la placa de cultivo 2 obtenida en una primera etapa antes de un periodo de incubación de una muestra biológica dispuesta en la placa de cultivo 2 y al menos una primera imagen general sucesiva (por ejemplo, ilustrada en la figura 6) obtenida en al menos una segunda etapa después de un periodo de incubación de la muestra biológica en la placa de cultivo 2 durante un primer periodo de tiempo.
El dispositivo de control 9 puede configurarse adicionalmente para realizar un análisis o procesamiento diferencial al menos entre la primera imagen sucesiva general y la primera imagen inicial general para producir al menos una imagen general diferencial (por ejemplo, ilustrada en la figura 7) que contiene información relacionada con diferencias detectadas entre la primera imagen general inicial y la primera imagen general sucesiva.
Por lo tanto, la imagen diferencial general muestra evidentemente solo las variaciones que se han producido en el periodo de tiempo entre la primera y la primera imagen sucesiva, y por lo tanto los cultivos bacterianos y similares que se han producido en la placa de cultivo 2. Por otro lado, la imagen diferencial general no presenta otros elementos perturbadores no deseados 27, tales como, por ejemplo, escritura, arañazos, marcas, que, en cambio, están presentes en la primera y la primera imagen general sucesiva y que hacen que sea muy difícil reconocer información deseada en relación con los crecimientos bacterianos o similares.
El dispositivo de control electrónico 9 puede configurarse para obtener adicionalmente una pluralidad de imágenes generales sucesivas de la placa de cultivo 2 obtenida en una pluralidad correspondiente de etapas después de periodos de incubación correspondientes durante una pluralidad de intervalos temporales y/o para llevar a cabo un análisis o procesamiento diferencial entre la pluralidad de imágenes generales sucesivas y la primera imagen general inicial para producir al menos una pluralidad de imágenes diferenciales generales que contienen información relacionada con las diferencias detectadas entre la primera imagen general inicial y la pluralidad de imágenes generales sucesivas.
La platina 4 está provista preferiblemente de al menos dos elementos de referencia u orificios de referencia 16, lo que permite que el dispositivo de control 9 verifique la posición exacta de la platina 4 con respecto a la cámara 6 y determinar cualquier posible corrección de las imágenes adquiridas por la cámara 6 y determinar una corrección eventual de las imágenes adquiridas o determinar la posición angular exacta de la placa de cultivo 2 en la platina 4.
La platina 4 está provista además de al menos un elemento reflectante 17 dispuesto cerca del asiento 5 para la placa de cultivo 2 en la platina 4 y configurado para proyectar una imagen de una parte lateral de la placa de cultivo 2, provisto de un código de barras 18, hacia la cámara 6. El dispositivo de control 9 está configurado preferiblemente para determinar el posicionamiento angular exacto de la placa de cultivo 2 en el portaobjetos 4 usando el código de barras 18 como referencia de posición angular. El dispositivo de control 9 se puede configurar además para memorizar un dato relacionado con la posición exacta y para utilizar el dato relativo a la posición exacta para permitir una comparación exacta entre imágenes generales realizadas antes de la incubación e imágenes generales realizadas en diferentes etapas de la incubación.
La invención se refiere además a un aparato para tratar automáticamente placas de cultivo como se define en la reivindicación 14.
El aparato puede comprender además un tercer distribuidor 24 capaz de recoger las placas en la salida del dispositivo de procesamiento 1 para descargar las placas o enviarlas hacia una estación de trabajo manual de las mismas por medio de una segunda cinta transportadora 25.
El aparato puede comprender además un lector de códigos de barras 29 capaz de leer los códigos de barras de las placas de cultivo en la entrada y/o salida del dispositivo de procesamiento y conectado al dispositivo de control para permitir rastrear las placas de cultivo procesadas y el exacto asociado entre imágenes y muestras. La placa de cultivo se puede llevar al lector de código de barras 29 por medio de dispositivos de elevación y rotación asociados al marco (no ilustrados como de tipo conocido) o directamente por un distribuidor.
La invención se refiere además a un proceso para procesar automáticamente placas de cultivo como se define en la reivindicación 15. Obviamente, en un caso en el que el dispositivo de procesamiento 1 se usa para análisis de portaobjetos para tinción de Gram u otros soportes similares usados para análisis microbiológicos y/o bacteriológicos, puede haber o no uso de una asociación con un almacenamiento de incubación. Además, se puede incluir un adaptador para insertar en la platina para permitir que una carcasa del asiento 5 de las placas de cultivo 2 tenga diferentes dimensiones a las dimensiones convencionales (por ejemplo, portaobjetos de tinción de Gram).
En lo sucesivo, para mayor claridad, se describirá el funcionamiento del dispositivo ilustrado en los dibujos adjuntos, a modo de ejemplo no limitante, en relación con una realización de la presente invención.
En primer lugar, cada placa de cultivo 2 se siembra con material biológico en un dispositivo para la siembra automática, después de lo cual se envía al dispositivo de procesamiento 1 por medio de la primera cinta transportadora 20. El lector de código de barras 29 lee el código aplicado a la placa de cultivo y lo comunica al dispositivo de control 9. El primer distribuidor 19 sitúa entonces la placa de cultivo 2 en el asiento 5 de la platina 4 y la platina 4 avanza entonces hacia la zona de adquisición de imágenes en la posición de cámara 6. El dispositivo de control 9 controla el funcionamiento al menos de la cámara 6, el primer y segundo dispositivo de iluminación 12 y el panel de color uniforme 13 de manera apropiada y según el tipo de placa de cultivo 2 y la imagen deseada (si se ilumina solo desde arriba, con el panel de color uniforme 13 debajo de la placa de cultivo 2 o, si también se ilumina desde abajo, sin el panel de color uniforme 13 debajo de la placa de cultivo 2).
Durante el avance controlado de la platina 4, la cámara detecta de este modo las imágenes lineales de la placa de cultivo 2 antes de la incubación y se adquiere una primera imagen global inicial de alta resolución de la placa de cultivo 2 de la manera descrita. La placa de cultivo 2 se cierra después con una tapa por medio del dispositivo de apertura selectiva y/o el dispositivo de cierre 21 y a continuación se sitúa en el almacenamiento de incubación, por medio del segundo distribuidor.
Después de un tiempo predeterminado, la placa de cultivo 2 se retira del almacenamiento de incubación y se sitúa en el portaobjetos 4, después de lo cual se retira la cubierta y el dispositivo de control 9 obtiene una primera imagen general sucesiva de la placa de cultivo 2 de la manera descrita anteriormente. Por lo tanto, el dispositivo de control 9 puede obtener también una imagen general diferencial capaz de facilitar el análisis del crecimiento del material biológico después de la incubación, identificando las estructuras biológicas 26 eliminando los elementos perturbadores 27. En este punto, la placa de cultivo 2 puede insertarse nuevamente en el almacenamiento durante un periodo de incubación adicional o puede enviarse hacia el segundo distribuidor que la carga en la segunda cinta transportadora 25, hacia la posición de descarga o hacia una estación de tratamiento manual de la misma.
La presente invención permite obtener al menos una o más de las siguientes ventajas. En primer lugar, la invención permite resolver uno o más de los problemas encontrados en la técnica anterior.
La invención permite además obtener imágenes de las placas de cultivo y el crecimiento de material biológico sobre las mismas de una calidad muy alta.
La invención permite además adaptar el tipo de imágenes realizadas según el análisis específico para realizar y el tipo específico de muestra, para facilitar el análisis.
La invención permite además obtener imágenes específicamente adaptadas para destacar las características de interés relacionadas con las muestras microbiológicas individuales. La invención permite además reducir el tiempo de incubación necesario para obtener la información deseada de las muestras microbiológicas. La invención permite además un análisis fiable basado también únicamente en las imágenes de las placas de cultivo.
La invención permite además automatizar al menos en parte el proceso analítico de las imágenes de las muestras microbiológicas, además de automatizar significativamente los procedimientos de manipulación y procesamiento de las muestras microbiológicas. La invención reduce adicionalmente el riesgo de contaminación de los agentes patógenos y el riesgo de error humano en el análisis de la muestra y además ofrece un alto nivel de trazabilidad de las muestras recogidas y los resultados de los análisis relativos. La invención es sencilla de usar y relativamente sencilla de accionar. Por último, la invención tiene un coste que no es alto en comparación con los costes actuales de los análisis en cuestión.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de procesamiento automático de placas de cultivo (2) para muestras microbiológicas, en donde el dispositivo de procesamiento (1) comprende al menos:
un marco de soporte (3);
una platina (4) o lanzadera provista de un asiento (5) configurado para alojar de forma desmontable, en posición horizontal, al menos una placa de cultivo (2) para muestras microbiológicas, estando la platina (4) montada de forma móvil en el marco de soporte (3) para que pueda desplazarse selectivamente al menos entre una primera posición de carga de la placa de cultivo (2) en el portaobjetos (4), una pluralidad de posiciones de adquisición de imágenes y al menos una primera posición de descarga de la placa de cultivo (2) desde la platina (4);
una cámara (6) dispuesta según un eje vertical (8) para adquirir, en una zona de adquisición de imágenes, una multiplicidad de imágenes de una superficie superior de la placa de cultivo (2) alojada en el portaobjetos (4); al menos un primer dispositivo de iluminación (11) montado en el marco de soporte (3) para iluminar al menos partes lineales de una superficie superior de la placa de cultivo (2), al menos en la zona de adquisición de imágenes; un dispositivo de avance (14) de la platina (4); y al menos un dispositivo de control electrónico (9) del funcionamiento de la cámara (6), del dispositivo de iluminación y del dispositivo de avance (14);
caracterizándose el dispositivo de procesamiento por que:
- la cámara (6) es de tipo lineal y está provista de al menos una óptica (7) de tipo telecéntrico y un sensor trilineal y está dispuesta para adquirir, en una zona de adquisición de imágenes, una multiplicidad de imágenes lineales de partes lineales correspondientes de la superficie superior de la placa de cultivo (2) alojada en la platina (4), durante el desplazamiento de la platina (4), adquiriéndose cada imagen lineal en una posición relativa de la posición de adquisición de imágenes, ensamblándose las imágenes lineales para obtener imágenes generales al menos de la placa de cultivo (2);
y por que
- el dispositivo de avance (14) de la platina (4) está configurado de manera que permita obtener una velocidad de avance constante y con sustancialmente menos vibraciones de la platina (4) al menos en la zona de adquisición de imágenes.
2. El dispositivo de procesamiento de la reivindicación 1, que comprende además al menos un segundo dispositivo de iluminación (12) montado en el marco de soporte (3) y orientado para iluminar una superficie inferior de la placa de cultivo (2), enfrente de la cámara (6), al menos en la zona de adquisición de imágenes y/o en donde el segundo dispositivo de iluminación (12) está montado en una posición alineada con la cámara (6).
3. El dispositivo de procesamiento de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el primer y/o segundo dispositivo de iluminación (12) comprenden al menos una primera pluralidad de LED dispuestos linealmente y/o a lo largo de una dirección sustancialmente perpendicular a una dirección de avance (10) de la platina (4) en la zona de adquisición de imágenes.
4. El dispositivo de procesamiento de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en donde el primer dispositivo de iluminación (11) está montado en una posición desplazada lateralmente con respecto a la cámara (6) y orientado inclinado con respecto al eje vertical (8) para iluminar al menos las partes lineales.
5. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer dispositivo de iluminación (11) está orientado de modo que proyecte un haz de luz inclinado al menos 10°, o al menos 20°, o al menos 30° con respecto al eje vertical (8) a lo largo del cual está dispuesta la cámara (6) y/o en donde el primer dispositivo de iluminación (11) está montado con una inclinación ajustable y/o en donde puede proyectar un haz de luz sustancialmente lineal sobre la placa de cultivo (2).
6. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de control (9) está configurado para definir una pluralidad de estados de funcionamiento de los dispositivos de iluminación, en particular al menos un primer estado de funcionamiento en el que solo el primer dispositivo de iluminación (11) está activo, un segundo estado de funcionamiento en el que solo el segundo dispositivo de iluminación (12) está activo y/o al menos un tercer estado de funcionamiento en el que tanto el primer como el segundo dispositivo de iluminación (12) están activos para iluminar la placa de cultivo (2).
7. El dispositivo de procesamiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de procesamiento (1) comprende además al menos un panel (13) que tiene un color uniforme, preferiblemente blanco y opaco, montado de forma móvil para que pueda colocarse selectivamente debajo de la placa de cultivo (2) en las posiciones de adquisición de imágenes para mejorar la imagen detectada por la cámara (6) en el primer estado de funcionamiento.
8. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sensor trilineal comprende tres sensores lineales, cada uno de los cuales es capaz de detectar un solo color y adquirir una imagen lineal monocromática relativa de la zona de adquisición de imágenes y en donde la cámara (6) o el dispositivo de control electrónico (9) están configurados para combinar las imágenes lineales monocromáticas para obtener imágenes lineales multicolores correspondientes de la zona de adquisición de imágenes, cada una compuesta de tres imágenes lineales monocromáticas y/o en donde cada imagen lineal corresponde a una parte sustancialmente lineal de la placa de cultivo (2) que tiene un grosor comprendido entre 50 y 500 pm, o entre 100 y 300 pm o entre 150 y 200 pm.
9. El dispositivo de procesamiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor trilineal está dispuesto para detectar una imagen lineal dispuesta perpendicular a una dirección de avance (10) de la platina (4) entre las posiciones de adquisición de imágenes y/o en donde la óptica telecéntrica (7) está configurada para proporcionar una profundidad de campo de al menos 5 mm, o al menos 10 mm, o al menos 15 mm, o al menos 20 mm, y situado sustancialmente en la superficie de la placa de cultivo (2), tal como también para mantener cualquier relieve de origen biológico dispuesto en la superficie enfocada.
10. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cámara (6) o el dispositivo de control electrónico (9) están configurados para ensamblar las imágenes lineales multicolores en imágenes generales al menos de la placa de cultivo (2) y de al menos una parte de la platina (4) y/o en donde el dispositivo de control electrónico (9) está configurado para obtener al menos una primera imagen inicial general de la placa de cultivo (2) obtenida en una primera etapa antes de un periodo de incubación de una muestra biológica dispuesta en la placa de cultivo (2) y al menos una primera imagen general sucesiva obtenida en al menos una segunda etapa después de un periodo de incubación de la muestra biológica en la placa de cultivo (2) durante un primer periodo de tiempo y/o en donde el dispositivo de control (9) está configurado además para llevar a cabo una análisis o un procesamiento diferencial al menos entre la primera imagen general sucesiva y la primera imagen inicial general para producir al menos una imagen general diferencial que contenga información relacionada con diferencias detectadas entre la primera imagen general inicial y la primera imagen general sucesiva.
11. El dispositivo de procesamiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de control electrónico (9) está configurado para obtener adicionalmente una pluralidad de imágenes generales sucesivas de la placa de cultivo (2) obtenida en una pluralidad correspondiente de etapas después de periodos de incubación correspondientes durante una pluralidad de intervalos temporales y/o para llevar a cabo un análisis o procesamiento diferencial entre la pluralidad de imágenes generales sucesivas y la primera imagen general inicial para producir al menos una pluralidad de imágenes diferenciales generales que contienen información relacionada con las diferencias detectadas entre la primera imagen general inicial y la pluralidad de imágenes generales sucesivas.
12. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de avance (14) comprende al menos un tornillo sin fin (15) al que está conectado de forma móvil y desde el cual se extrae la platina (4) y/o en donde el dispositivo de avance (14) comprende al menos un codificador para controlar el avance de la platina (4), conectándose el codificador al dispositivo de control (9) para permitir determinar la frecuencia de detección correcta de las imágenes lineales mediante la cámara (6).
13. El dispositivo de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la platina (4) está provista de al menos dos elementos de referencia u orificios de referencia (16), permitiendo que el dispositivo de control (9) verifique la posición exacta de la platina (4) con respecto a la cámara (6) y determine cualquier posible corrección de las imágenes adquiridas por la cámara (6) o determine la posición angular exacta de la placa de cultivo (2) en la platina (4) y/o en donde la platina (4) está provista de al menos un elemento reflectante (17) dispuesto cerca del asiento (5) para la placa de cultivo (2) en la platina (4) y configurado para proyectar una imagen de una parte lateral de la placa de cultivo (2), provisto de un código de barras (18), hacia la cámara (6), estando el dispositivo de control (9) configurado para determinar la posición angular exacta de la placa de cultivo (2) en la platina (4) usando el código de barras (18) como referencia de posición angular y/o en donde el dispositivo de control (9) está configurado para memorizar un dato relacionado con la posición exacta y para utilizar el dato relativo a la posición exacta para permitir una comparación exacta entre las imágenes iniciales generales realizadas antes de la incubación o las imágenes generales posteriores realizadas en diferentes etapas de la incubación.
14. Un aparato para el tratamiento automático de placas de cultivo (2) para muestras microbiológicas, comprendiendo el aparato un dispositivo de procesamiento automático (1) de placas de cultivo (2) para muestras microbiológicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende además uno o más de los siguientes elementos:
un dispositivo para sembrar automáticamente muestras microbiológicas en las placas de cultivo (2), ubicado corriente arriba del dispositivo de procesamiento (1);
un dispositivo de etiquetado para etiquetado automático de cada una de las placas de cultivo (2), en particular mediante la aplicación de códigos de barras;
un primer distribuidor (19) capaz de situar las placas de cultivo (2), procedente del dispositivo de siembra automática, en el asiento (5) de la platina (4);
un almacenamiento de incubación para las placas de cultivo (2), ubicado corriente abajo del dispositivo de procesamiento (1);
un segundo distribuidor capaz de situar las placas, procedentes del dispositivo de procesamiento (1) y dispuestas en la platina (4), en el almacenamiento de incubación y/o recoger las placas del almacenamiento de incubación después de un intervalo de tiempo predeterminado para resituarlas en el asiento (5) de la platina (4);
un dispositivo de apertura y/o cierre automático y selectivo (21) para abrir y/o cerrar las placas con una cubierta relativa;
un aspirador de aire (22) y un filtro (23), en particular de tipo HEPA, capaz de purificar el aire al menos en el dispositivo de apertura y/o cierre selectivo (21) de las placas;
un tercer distribuidor (24) capaz de recoger las placas en la salida del dispositivo de procesamiento (1) para descargar las placas o enviarlas hacia una estación de trabajo manual de las mismas.
15. Un proceso para el procesamiento automático de placas de cultivo (2) para muestras microbiológicas, que comprende al menos las etapas de:
mover automáticamente una placa de cultivo (2) para muestras microbiológicas situadas en posición horizontal en una platina (4) o desplazarse al menos entre una posición de carga de la placa de cultivo (2) en el portaobjetos (4), una pluralidad de posiciones de adquisición de imágenes y al menos una posición de descarga de la placa de cultivo (2) desde la platina (4), manteniendo una velocidad de avance constante y sustancialmente sin vibraciones, al menos en una zona de adquisición de imágenes;
iluminar al menos desde arriba la placa de cultivo (2) al menos en la zona de adquisición de imágenes; adquirir una multiplicidad de imágenes lineales de partes correspondientes de la placa de cultivo (2) en la zona de adquisición de imágenes, obteniéndose cada imagen lineal en una de las posiciones de adquisición de imágenes, durante el avance de la platina (4), por medio de una cámara (6) de tipo lineal, dispuesta vertical sobre la platina (4) y provista al menos de una óptica (7) de tipo telecéntrico y un sensor trilineal.
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