FI94645B - Method and apparatus for studying the activity of microbial growth inhibiting agents - Google Patents

Method and apparatus for studying the activity of microbial growth inhibiting agents Download PDF

Info

Publication number
FI94645B
FI94645B FI932015A FI932015A FI94645B FI 94645 B FI94645 B FI 94645B FI 932015 A FI932015 A FI 932015A FI 932015 A FI932015 A FI 932015A FI 94645 B FI94645 B FI 94645B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pixels
grayscale
medium
image
threshold value
Prior art date
Application number
FI932015A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI94645C (en
FI932015A0 (en
FI932015A (en
Inventor
Juha Aalto
Paul Groenroos
Oili Liimatainen
Martti Kalke
Original Assignee
Tampereen Yliopistollinen Sair
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tampereen Yliopistollinen Sair filed Critical Tampereen Yliopistollinen Sair
Priority to FI932015A priority Critical patent/FI94645C/en
Publication of FI932015A0 publication Critical patent/FI932015A0/en
Publication of FI932015A publication Critical patent/FI932015A/en
Publication of FI94645B publication Critical patent/FI94645B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI94645C publication Critical patent/FI94645C/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

9464594645

Menetelmä ja laite mikrobien kasvua estävien aineiden aktiivisuuden tutkimiseksiMethod and apparatus for studying the activity of antimicrobial agents

Keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa esitettyyn menetelmään mikrobien kasvua estävien aineiden aktiivisuuden tutkimiseksi sekä oheisen patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukaiseen laitteeseen menetelmän toteuttamiseksi.The invention relates to a method for examining the activity of antimicrobial agents set out in the preamble of appended claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of appended claim 5.

10 Mikrobien kasvua estävillä aineilla, kuten antibiooteilla on tärkeä asema infektiotautien hoidossa. Antibiootit määritellään mikrobien tuottamiksi yhdisteiksi, joilla on inhiboiva vaikutus tiettyihin (haitallisiin) mikrobeihin ilman haittavaikutuksia 15 isäntäorganismissa. Toisin sanoen antibiootit ovat valikoivasti myrkyllisiä.10 Antimicrobials, such as antibiotics, play an important role in the treatment of infectious diseases. Antibiotics are defined as compounds produced by microbes that have an inhibitory effect on certain (harmful) microbes without adverse effects in 15 host organisms. In other words, antibiotics are selectively toxic.

Bakteerien herkkyys eri antibiooteille vaihtelee lajeittain. Antibioottien vaikutusta bakteereihin ja 20 kääntäen bakteerien herkkyyttä antibiootteihin kuvataan termillä antibakteerinen kirjo (mihin bakteeriin ko. antibiootti tehoaa) ja antibioottinen kirjo (mille antibiooteille ko. bakteeri on herkkä).The susceptibility of bacteria to different antibiotics varies from species to species. The effect of antibiotics on bacteria and, conversely, the sensitivity of bacteria to antibiotics is described by the term antibacterial spectrum (to which bacterium the antibiotic is effective) and antibiotic spectrum (to which antibiotics the bacterium in question is sensitive).

25 Oikealla antibiootin valinnalla on suuri vaikutus : hoitotulokseen infektiotaudeissa. Tehokkaimpien antibioottien valintaa tiettyä bakteeria kohtaan ei kuitenkaan voi tehdä in vivo tai pelkkiin edellä mainittuihin tunuslukuihin perustuen, vaan testaus on 30 suoritettava laboratorio-olosuhteissa herkkyysanalyy sillä. Luonnollisesti lopullinen "oikea" antibiootti-* hoito määräytyy kliinisin perustein, kun parhaimmat vaihtoehdot on selulottu esiin in vitro -määrityksessä.25 Choosing the right antibiotic has a big impact: on the outcome of treatment in infectious diseases. However, the selection of the most effective antibiotics for a particular bacterium cannot be made in vivo or on the basis of the above-mentioned indicators alone, but must be tested under laboratory conditions with a susceptibility analysis. Naturally, the final "correct" antibiotic * treatment will be determined on a clinical basis once the best options have been identified in an in vitro assay.

35 Herkkyysanalyysi ei ole kertaluonteinen eli samallekin bakteerille tehdään herkkyysanalyysit kerta toisensa jälkeen. Tämä johtuu mm. bakteerikantojen erilaisuudesta ja uusista antibiooteista.35 Susceptibility testing is not a one-off, ie susceptibility testing is performed on the same bacterium time and time again. This is due to e.g. diversity of bacterial strains and new antibiotics.

2 946452 94645

Herkkyysanalyysissä pyritään kasvattamaan bakteeria '•standardiolosuhteissa" (lämpötila, kasvuaika, pitoisuudet jne.) antibiootin läsnäollessa. Herkkyysmääri-5 tyksen tulos on kuitenkin vain suuntaa antava, koska olosuhteet laboratoriossa poikkeavat infektiokeskuksen olosuhteista.The susceptibility analysis aims to grow the bacterium under '• standard conditions' (temperature, growth time, concentrations, etc.) in the presence of the antibiotic. However, the result of the susceptibility test is indicative only, as laboratory conditions are different from those in the infection center.

Herkkyysmäärityksissä käytetään pääasiassa kahdentyyp-10 pisiä menetelmiä: laimennus- ja diffuusiomenetelmät. Laimennusmenetelmässä annetaan bakteerien kasvaa vaihtelevissa antibioottipitoisuuksissa, jolloin saadaan selville matalin bakteerin kasvun estävä antibioottipitoisuus (MIC, Minumum Inhibitory Con-15 centration).Sensitivity assays mainly use two types of methods: dilution and diffusion methods. The dilution method allows the bacteria to grow at varying antibiotic concentrations to determine the Minimum Inhibitory Con-15 concentration (MIC).

Laimennusmenetelmää käytetympi on diffuusiomenetelmä. Tässä yhteydessä käsitellään kiekkodif fuusiomenetelmää, jota myös kutsutaan lyhenteellä PDM (Paper Disk 20 Method). PDMrssä bakteeria kasvatetaan elatusainetta sisältävässä agar-maljassa. Ennen varsinaista kasvatusta eli inkubointia maljalle lisätään eri antibiootteja sisältäviä paperikiekkoja. Tämän jälkeen bakteerikasvuston annetaan kehittyä standardiolosuhteissa lämpö-25 kaapissa (lämpötila 35°C - 37°C).The diffusion method is more used than the dilution method. In this context, the Paper Disk 20 Method (PDM) is also discussed. In PDM, the bacterium is grown in an agar plate containing medium. Prior to the actual growth, i.e. incubation, paper discs containing various antibiotics are added to the plate. The bacterial growth is then allowed to develop under standard conditions in a heat cabinet (temperature 35 ° C to 37 ° C).

• ·• ·

Paperikiekosta diffundoituu antibioottia bakteerikasvustoon, johon muodostuu antibiootin vaikutuksella verrannollinen bakteeriton ympyränmuotoinen vyöhyke, 30 estorengas. Tämän estorenkaan halkaisija ilmaisee bakteerin herkkyyden ko. antibiootille. Halkaisijan suuruus ei kuitenkaan ilmaise absoluuttisesti antibiootin tehokkuutta, vaan lopullinen valinta riippuu lisäksi käyttökohteesta, bakteerista (mm. kasvunopeus) 35 ja antibiootista (mm. diffuusionopeus, molekyylipaino, varaus, sivuvaikutukset). Estorenkaille on talulukoituFrom the paper disc, the antibiotic diffuses into the bacterial culture, to which a bacterial-free circular zone, a barrier ring, is formed proportional to the action of the antibiotic. The diameter of this barrier ring indicates the susceptibility of the bacterium in question. antibiotic. However, the size of the diameter does not absolutely indicate the efficacy of the antibiotic, but the final choice also depends on the application, the bacterium (e.g. growth rate) 35 and the antibiotic (e.g. diffusion rate, molecular weight, charge, side effects). Locking rings are provided

IIII

94645 raja-arvot bakteerikohtaisesti. Sekä eri antibioottien raja-arvot samalle bakteerille että saman antibiootin raja-arvot eri bakteereille luonnollisesti vaihtelevat.94645 limit values for each bacterium. Both the limit values of different antibiotics for the same bacterium and the limit values of the same antibiotic for different bacteria naturally vary.

5 Kasvualustana käytetty agar-malja on halkaisijaltaan n. 14 cm. Maljan pohja on päällystetty elatusaineella, johon viljeltävä bakteerikanta levitetään. Bakteeri-kerroksen päälle lasketaan antibioottia sisältävät paperikiekot (halkaisija 5 mm) . Kiekot asetellaan 10 koneellisesti tiettyyn paikkaan. Kiekkojen lukumäärä vaihtelee tutkittavasta bakteerista ja käytetystä antibioottiryhmästä riippuen (tällä hetkellä maksimi 14 kpl).5 The agar dish used as a growth medium is about 14 cm in diameter. The bottom of the dish is coated with a medium into which the cultured bacterial strain is applied. Paper discs (5 mm in diameter) containing the antibiotic are placed on top of the bacterial layer. The discs are placed 10 mechanically in a specific location. The number of discs varies depending on the bacterium being tested and the group of antibiotics used (currently a maximum of 14).

15 Tähän asti estorenkaita on mitattu täysin manuaalisesti esimerkiksi työntömitalla tai viivottimella. Mittaustulokset tallennetaan samanaikaisesti laboratorion tietojärjestelmään. Näin suoritettuna rutiininomaiseen työhön kuluu paljon aikaa ja mittausvaihe sitoo kaksi 20 työntekijää. Lisäksi mittaustuloksissa esiintyy vaihtelua eri mittaajien kesken. Myös sama mittaaja . saattaa tulkita vyöhykkeitä eri tavalla eri mittaus- kertoina. Estorenkaat eivät ole aina reunoiltaan teräviä, vaan usein ilmenee liukuvia rajoja. Varsinkin 25 tällaisissa tapauksissa esiintyy hajontaa eri mit taajien kesken.15 Until now, stop rings have been measured completely manually, for example with a caliper or ruler. The measurement results are stored simultaneously in the laboratory information system. When done in this way, routine work takes a lot of time and the measurement phase binds two 20 employees. In addition, there is variation in measurement results between different meters. Also the same meter. may interpret the zones differently as different measurements. Barrier rings do not always have sharp edges, but sliding borders often appear. Especially in 25 such cases, scattering occurs between different meters.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkohdat ja esittää menetelmä, jolla em. alueiden mittaamista 30 kasvualustoilta voidaan nopeuttaa ja tulokset saadaan yhtenäisiksi. Keksinnön tarkoituksena on esittää myös laite, jolla em. tavoitteet saavutetaan. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty 35 oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, ja keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa .The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to present a method by which the measurement of the above-mentioned areas from the growing media can be accelerated and the results made uniform. The object of the invention is also to provide a device with which the above-mentioned objects are achieved. To achieve this object, the method according to the invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of appended claim 1, and the device according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of appended claim 5.

4 946454,94645

Keksinnössä käytetään automaattista mittausjärjestelmää, joka perustuu hahmontunnistukseen. Valopöydällä oleva agar-malja kuvataan videokameralla, minkä jälkeen 5 videosignaali digitoidaan mikrotietokoneessa olevassa kuvamuistikortissa. Tämän jälkeen analysoidaan digitoitua kuvaa siten, että kuvapisteiden (pikselien 1. kuva-alkioiden) harmaasävyarvojen jakauman perusteella päätellään ne harmaasävyarvot, joita vastaavat pisteet 10 sijaitsevat sen alueen sisällä, jolla antibiootti on vaikuttanut mikrobikasvustoon. Järjestelmällä voidaan myös ·'etsiä" antibioottikiekot, minkä jälkeen voidaan em. periaatteella tunnistaa niiden ympärille mahdollisesti muodostuneet ympyrät. Tiedot voidaan tallentaa 15 ja lopuksi voidaan tulostaa löydettyjen antibiootti-kiekkojen numerot, estorenkaan selkeysprosentit sekä estorenkaiden halkaisijat. Yhden agar-maljan analysointiin (enintään 14 estorengasta) keksinnön toteuttamiseen suunniteltu ohjelma käyttää maksimissaan 20 25 sekuntia. Ohjelma antaa myös monipuoliset mahdolli suudet tulostaa, hakea tiedostosta ja tallentaa kuvia sekä muokata saatuja tuloksia.The invention uses an automatic measurement system based on pattern recognition. The agar plate on the light table is imaged with a video camera, after which the 5 video signals are digitized on an image memory card in a microcomputer. The digitized image is then analyzed so that based on the distribution of the grayscale values of the pixels (pixels 1. pixels), the grayscale values corresponding to the corresponding dots 10 are located within the region where the antibiotic has affected the microbial growth. The system can also be used to "search" for antibiotic discs, after which any circles formed around them can be identified. The program designed to implement the invention uses a maximum of 20 to 25 seconds and also provides a variety of options for printing, retrieving and saving images, as well as editing the results obtained.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla 25 oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää tyypillistä keksinnön avulla tutkittavaa kohdetta, 30 kuva 2 esittää kaavamaisesti keksinnössä käytetyn menetelmän spektrin kiinnostavan välin määrityksen periaatetta, kuva 3 esittää kaavamaisesti keksinnössä käytetyn 3 5 menetelmän säde-ehdokkaan määrityksen peri aatetta ,The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 shows a typical object to be examined by the invention, Figure 2 schematically shows the principle of determining the spectral range of the method used in the invention, Figure 3 schematically shows the principle of determining the radius candidate of the method.

IIII

5 94645 kuva 4 esittää laitetta menetelmän toteuttamisek si, ja 5 kuva 5 esittää esimerkkiä laitteessa menetelmän toteutuksen aikana näkyvästä tiedosta.5 94645 Figure 4 shows an apparatus for carrying out the method, and 5 Figure 5 shows an example of the information displayed on the apparatus during the implementation of the method.

Estorenkaan tunnistus on kolmivaiheinen. Ensin tunnistetaan kaikki antibioottikiekot ja tämän jälkeen niiden 10 ympärille muodostuneet estorenkaat. Lopuksi tulostetaan estorenkaiden numero, selkeysprosentti ja estorenkaan halkaisija. Antibioottikiekkojen tunnistus on melko yksinkertaista, mutta koska estorenkaan tummuus vaihtelee kasvuston ja elatusaineen mukaan, on esto-15 renkaan tunnistus sitävastoin huomattavasti monimut kaisempaa. Parhaimman dynamiikan saavuttamiseksi on päädytty spektrianalyysiin pohjautuvaan hahmontunnistukseen .The detection of the blocking ring is in three stages. First, all the antibiotic discs are identified and then the blocking rings formed around them. Finally, the blocking ring number, clarity percentage, and blocking ring diameter are printed. The identification of antibiotic discs is quite simple, but since the darkness of the inhibitory ring varies with culture and medium, the identification of the inhibitory-15 ring, on the other hand, is considerably more complex. In order to achieve the best dynamics, a pattern recognition based on spectral analysis has been concluded.

20 Seuraavassa kuvataan menetelmän periaatetta, joka toteutetaan laitteella, jota kuvataan tarkemmin myöhempänä.20 The principle of the method, which is implemented with a device, which will be described in more detail later, is described below.

Kasvualustasta otetaan aluksi kuva CCD-kameralla. Digi-25 toinnissa CCD-kameralla otettu kuva jaetaan ns.The medium is initially imaged with a CCD camera. In digital-25 operation, the image taken with a CCD camera is divided into so-called

; pikseleihin. Pikseli on kuva-alkio, jonka sisällä harmaasävy on vakio. Harmaasävyarvo ilmaistaan kokonaislukuna. Mitä pienemmistä pikseleistä kuva on rakennettu (resoluutio) ja mitä suurempi on harmaasävy-30 skaala, sitä parempi kuvan laatu on. Pikselien lukumäärä ja kuvan mittasuhteet ilmaistaan kuvamatriisilla, ’ joka tässä sovelluksessa on 768 x 512. Kuvamatriisin kunkin yksittäisen pikselin harmaasävy ilmaistaan luvulla 0...255 (0 = musta, 255 = valkoinen).; the pixels. A pixel is a pixel with a constant grayscale inside. The grayscale value is expressed as an integer. The smaller the pixels in which the image is constructed (resolution) and the larger the grayscale-30 scale, the better the image quality. The number of pixels and the proportions of the image are expressed by an image matrix, which in this application is 768 x 512. The grayscale of each individual pixel in the image matrix is expressed by the number 0 ... 255 (0 = black, 255 = white).

Tietokonepohjainen hahmontunnistus perustuu kynnysarvon eli ns. threshold -arvon asetukseen. Tunnistettavan kohteen muoto tunnistetaan vain siinä tapauksessa, että 35 6 94645 sitä ympäröivä taustan harmaasävyarvo on pienempi ja kohteen (taustasta erotettava hahmo) harmaasävy suurempi kuin threshold -arvo tai päinvastoin. Jos esimerkiksi taustan harmaasävy vaihtelee välillä 5 50...100 ja kohteen harmaasävy välillä 150...250, tulee threshold -arvon sijoittua välille 101...149, jotta kohteen ääriviivat tunnistettaisiin oikein. Mikäli threshold on välillä 51...100 lasketaan osa taustaa kuuluvaksi kohteeseen ja mikäli threshold 10 asetetaan välille 150...249, osa kohteesta lasketaan kuuluvaksi taustaan. Jos puolestaan threshold on suurempi kuin 250 tai pienempi kuin 50, ei kohdetta havaita ollenkaan.Computer-based pattern recognition is based on a threshold value, i.e. the so-called threshold setting. The shape of the object to be identified is only recognized if 35 6 94645 the grayscale value of the surrounding background is smaller and the grayscale value of the object (character distinguishable from the background) is greater than the threshold value, or vice versa. For example, if the background grayscale varies between 5 50 ... 100 and the subject's grayscale between 150 ... 250, the threshold value should be between 101 ... 149 for the subject's outline to be correctly identified. If the threshold is between 51 ... 100, part of the background is counted as belonging to the target and if threshold 10 is set between 150 ... 249, part of the target is counted as belonging to the background. If, on the other hand, the threshold is greater than 250 or less than 50, no object is detected at all.

15 Oikean threshold -arvon määrittäminen on siis avainasemassa hahmotunnistuksessa. Vasta kappaleen ääriviivojen tunnistuksen jälkeen voidaan analysoida kappaleen ominaisuuksia (ympyriäisyysaste, pinta-ala, minimi-ja maksimisäteet jne.). Normaalissa hahmotunnistuksessa 20 on siis ensin tunnettava kohteiden harmaasävy ja tämän jälkeen ••poimitaan" näistä kohteista tietyn kriteerin omaavat kohteet.15 Determining the correct threshold value is therefore key in character recognition. Only after recognizing the contours of the part can the properties of the part (degree of circularity, area, minimum and maximum radii, etc.) be analyzed. Thus, in normal character recognition 20, the grayscale of the objects must first be known and then •• objects with a certain criterion are extracted from these objects.

Koska agar-maljojen bakteerikasvuston ja bakteeri vapaan 25 alueen harmaasävyarvot vaihtelevat suuresti, ei mitään ··' vakiona pysyvää threshold -arvoa voida määrittää.Because the grayscale values of the bacterial growth and the bacteria-free region of the agar plates vary widely, no constant threshold of ·· 'can be determined.

Toisaalta agar-maljojen reunat ja bakteerikasvuston epähomogeenisuus sekä estorenkaiden leikkaus aiheuttaa sen, että estorenkaat ovat usein pyöreästä muodosta 30 poikkeavia. Näille on tämän johdosta kehitetty oma hahmontunnistusmekanismi.On the other hand, the edges of the agar plates and the inhomogeneity of the bacterial growth as well as the cutting of the blocking rings cause the blocking rings to often deviate from the circular shape. As a result, a separate pattern recognition mechanism has been developed for these.

««

Vaikkakin antibioottikiekot "dipataan" agar-maljalle erityisellä koneella, eivät kiekot aina sijaitse 35 täsmällisesti oikealla paikalla. Antibioottikiekon siirtymisiä tapahtuu erityisesti asetusvaiheessa sekä agar-maljojen siirtelyssä ja käsittelyn yhteydessä.Although antibiotic discs are "dipped" onto an agar plate with a special machine, the discs are not always located in exactly the right place. Antibiotic disc shifts occur especially during the set-up phase and during the transfer and handling of agar plates.

94645 794645 7

Kuvassa 1 on esitetty tyypillinen agar-maljan muodostama ympyränmuotoinen kasvualusta A. Kuvaan on merkitty antibioottikiekot 1-13. 14. Kiekko 14 asetetaan kiekkojen 3, 4 ja 10 väliin jäävälle alueelle.Figure 1 shows a typical circular medium A formed by an agar plate. Antibiotic discs 1-13 are marked in the figure. 14. The disc 14 is placed in the area between the discs 3, 4 and 10.

55

Analysaattori etsii kiekon n. 16 cm2 alueelta sallitun paikan (kiinnostavan alueen keskipiste) ympäriltä. Kiinnostava alue on neliönmuotoinen alue, jota käsitellään ja jonka kuvapisteitä analysoidaan aluksi. Mitat-10 tava malja on siis aina asetettava samaan kohtaan ja suunnilleen samaan asentoon kameraan nähden. Maljan ja kameran asetteleminen oikein on helpointa laitteen monitorissa näkyvän elävän kuvan ja sen päälle asetettavan ristikon avulla, ja tämä voidaan tehdä kerran 15 alussa, minkä jälkeen kuvaukset voidaan suorittaa standardikokoisille maljoille ilman erillisiä tarkennuksia. Kameraa kohti olevassa tukialustassa ja maljassa voi tällöin olla sopivat merkit maljojen asettamiseksi oikeisiin asentoihin siten, että kiekot 20 tulevat suurinpiirtein samoihin kohtiin. Yleensä maljassa olevat kiekot erottuvat selvästi ympäristöstään. Johtuen taustan harmaasävyn suuresta vaihtelusta mitään vakioarvoa ei tässä kuitenkaan käytetä, vaan antibioottikiekkoa etsitään viidellä eri threshold-25 arvolla (140, 120, 100, 80 ja 60). Koska antibioot- • tikiekon muoto ja koko ei vaihtele (halkaisija on 0,5 cm) sekä sen harmaasävyarvo vaihtelee vain hieman (pieni vaihtelu johtuu valotusautomatiikasta), voidaan antibioottikiekko tunnistaa seuraavilla talletettujen 30 kuvapisteiden avulla saatujen tietojen perusteilla: - Harmaasävyarvo on pienempi kuin 140 - Maksimipituuden ja maksimileveyden suhde on välillä 1.1...0.9 - Pinta-ala on välillä 0.8...0.4 cm2 Tämä tarkastelu suoritetaan 14 kertaa, eli jokaisen mahdollisen sallitun antibioottikiekon paikan ympäristöstä etsitään yllämainituilla kiriteereillä. Nämä 35 8 94645 kriteerit karsivat mahdolliset roskat ja tekstit, jotka muuten olisi esim. pelkän harmaasävyarvonsa perusteella tulkittu antibioottikiekoksi.The analyzer searches the disc for an area of approximately 16 cm2 around the permitted location (center of interest). An area of interest is a square area that is processed and whose pixels are initially analyzed. The measuring cup must therefore always be placed in the same position and in approximately the same position in relation to the camera. The easiest way to position the dish and camera correctly is with the live image displayed on the monitor of the device and the grid placed on it, and this can be done once at the beginning of 15, after which the shots can be performed on standard-sized plates without separate focus. The support base and the cup facing the camera can then have suitable markings for placing the cups in the correct positions so that the discs 20 come in approximately the same places. Usually the discs in the cup stand out clearly from their surroundings. However, due to the large variation in background grayscale, no standard value is used here, and the antibiotic disk is searched for at five different threshold-25 values (140, 120, 100, 80, and 60). Since the shape and size of the • antibiotic disc do not vary (0.5 cm in diameter) and its grayscale value varies only slightly (a small variation is due to automatic exposure), the antibiotic disc can be identified by the following 30 pixel data: - Grayscale value is less than 140 - The ratio of the maximum length to the maximum width is between 1.1 ... 0.9 - The area is between 0.8 ... 0.4 cm2 This examination is performed 14 times, ie the surroundings of each possible permitted antibiotic disc are searched for in the vicinity of the above criteria. These 35 8 94645 criteria reduced any debris and text that would otherwise have been interpreted as an antibiotic disc based on, for example, its grayscale value alone.

5 Kun kaikki antibioottikiekot on löydetty, analysoidaan koko kuvan harmaasävyarvojakaumaa 1. spektriä kuvassa 2 esitetyllä periaatteella. Spektristä saadaan suuntaa antavaa tietoa bakteerikasvuston tummuudesta. Etsitään spektrin huippu, sekä tummin ja vaalein kohta, joissa 10 spektri leikkaa 0.2*maksimiarvo-rajan. Näiden väliin jäänyt alue on spektrin kiinnostava väli, eli tältä alueelta aletaan etsiä kunkin estorenkaan threshold-arvoa.5 Once all the antibiotic discs have been found, analyze the grayscale value distribution of the whole image in the 1st spectrum according to the principle shown in Figure 2. The spectrum provides indicative information on the darkness of the bacterial growth. Find the peak of the spectrum, as well as the darkest and lightest point where 10 spectra intersect the 0.2 * maximum value limit. The area between these is the area of interest in the spectrum, i.e. the threshold value of each blocking ring is searched for from this area.

15 Kuvan 2 spektrin kiinnostavan välin määrityksen jälkeen etsitään jokaisen löydetyn antibioottikiekon ympäristön analysoimiseksi sellainen threshold-arvo, että se asettuu bakteerikasvuston ja bakteerivapaan alueen harmaasävyarvojen väliin. Tällöin estorengas tulkitaan 20 oikein. Erona kiinnostavan välin määritykselle on kuitenkin se, että johtuen bakteerikasvuston ja valaistuksen epähomogeenisuudesta sekä agar-maljan reunan synnyttämästä varjosta ei yhtä ainoaa oikeaa threshold -arvoa voida asettaa, vaan jokaiselle 25 estorenkaalle on määriteltävä oma threshold -arvo.After determining the spectral range of interest in Figure 2, to analyze the environment of each antibiotic disc found, a threshold value is sought that is between the bacterial growth and the grayscale values of the bacterial-free region. In this case, the blocking ring is interpreted 20 correctly. However, the difference in determining the range of interest is that due to the inhomogeneity of bacterial growth and illumination, as well as the shadow created by the edge of the agar plate, no single correct threshold can be set, but a separate threshold must be defined for each blocking ring.

Kuvasta 2 voidaan huomata kaksi suurempaa (normaali-jakautunutta) piikkiä, joista toinen vastaa bakteeri-vapaan alueen ja toinen bakteerikasvuston harmaasävy-30 arvojakaumaa. Threshold-arvo tulisi siis asettaa näiden kahden väliin. Suurin ongelma tässä menetelmässä on se, että spektristä ei voida suoraan nähdä, mikä piikki vastaa bakteerivapaata- ja mikä bakteerialuetta, koska bakteerivapaa alue voi olla tummempi tai vaaleam-35 pi kuin tausta (muuttumaton bakteerikasvusto). Toisinaan taas näiden kahden piikin välille syntyy useita eri minimejä riippuen käytetystä spektrin resoluutiosta ja siitä, kuinka lähellä e.m. kaksi piikkiäTwo larger (normal-distributed) peaks can be observed in Figure 2, one corresponding to the value distribution of the bacterial-free region and the other to the grayscale-30 value of the bacterial growth. The threshold value should therefore be set between the two. The main problem with this method is that it is not possible to see directly from the spectrum which peak corresponds to the bacterial-free and which to the bacterial region, because the bacterial-free region may be darker or lighter-35 pi than the background (unchanged bacterial growth). Sometimes, on the other hand, several different minima arise between the two peaks depending on the spectral resolution used and how close the e.m. two spikes

IIII

9 94645 toisiaan ovat. Nämä kaksi ongelmaa voidaan poistaa seuraavassa kuvaan 3 viitaten esitettävällä proseduurilla, jota voidaan nimittää STAM-menetelmäksi (spek-tripohjäinen threshold-arvon määritys). Proseduurin 5 tarkoituksena on siis määritellä kullekin estorenkaalle threshold-arvo. Yksittäisen estorenkaan threshold-arvon määritys etenee seuraavasti: 1) Määritetään estorenkaan harmaasävyarvo 10 Asetetaan kiinnostava alue siten, että sen kes kipiste on sama kuin antibioottikiekon keskipiste ja sen ala on 1 cm2. Tällöin spektrissä näkyy antibioottikiekon ja bakteerivapaan alueen piikki, joista vain jälkimmäinen osuu spektrin kiinnos-15 tavalle välille (vrt. kuva 3, kohta 1).9 94645 each other are. These two problems can be eliminated by the procedure shown below with reference to Fig. 3, which can be called the STAM method (spectral-based threshold value determination). The purpose of procedure 5 is thus to determine a threshold value for each blocking ring. The determination of the threshold value of an individual blocking ring proceeds as follows: 1) Determining the grayscale value of the blocking ring 10 Set the area of interest so that its center point is the same as the center point of the antibiotic disc and its area is 1 cm2. In this case, the spectrum shows a peak of the antibiotic disc and the bacteria-free region, of which only the latter falls in the range of interest of the spectrum (cf. Fig. 3, point 1).

2) Seurataan estorenkaan piikin kehitystä Kasvatetaan kiinnostavaa aluetta, kunnes sen ala on 25 cm2, seuraten spektrissä jatkuvasti bakteeriva- 20 paan alueen harmaasävypiikkiä (vrt. kuva 3 kohta 2) .2) Monitoring the evolution of the barrier ring peak The area of interest is grown until its area is 25 cm2, continuously monitoring the grayscale peak of the bacteria-free region in the spectrum (cf. Figure 3, point 2).

Näin menetellään siitä syystä, että voitaisiin mahdollisimman varmasti tietää, mikä spektrin piikki vastaa estorenkaan piikkiä. Kiinnostavan alueen kokoon ei vaikuta estorenkaan koko. Jatkossa 25 kiinnostavaa aluetta ei muuteta.This is done in order to know as surely as possible which peak of the spectrum corresponds to the peak of the blocking ring. The size of the area of interest is not affected by the size of the barrier ring. In the future, 25 areas of interest will not be changed.

3) Määritetään estorenkaalle kolme threshold -ehdokasta Kuten estorenkaan harmaasävy, myös bakteerikasvuston harmaasävy näkyy spektrissä korkeahkona piikkinä 30 (kuva 3 kohta 2). Tällöin treshold-arvoa vastaa spektrissä näiden kahden piikin välissä oleva minimi. Spektrissä on kuitenkin useita minimejä ja bakteerialueen muodostamasta piikistä ei ole varmuutta. Jotta saataisiin varmempia tuloksia on 35 päädytty menetelmään, jossa määritetään yhden threshold-arvon sijasta kolme threshold-ehdokasta.3) Define three threshold candidates for the inhibitory ring Like the grayscale of the barrier ring, the grayscale of the bacterial growth appears in the spectrum as a relatively high peak 30 (Figure 3, item 2). In this case, the treshold value corresponds to the minimum in the spectrum between these two peaks. However, there are several minima in the spectrum and there is no certainty about the peak formed by the bacterial region. In order to obtain more reliable results, a method has been developed in which three threshold candidates are determined instead of one threshold value.

10 9464510 94645

Proseduuri on seuraava: - Mikäli bakteerikasvusto on tummempi kuin estoren-gas, tarkastellaan spektrin kiinnostavasta välistä väliä estorenkaan spektripiikistä spektrin 5 kiinnostavan välin minimiharmaasävyarvoon. Mikäli bakteerikasvusto on vaaleampi kuin estorengas, tarkastellaan spektrin kiinnostavasta välistä väliä estorenkaan spektripiikistä spektrin kiinnostavan välin maksimiharmaasävyarvoon. 10 Analysoinnin alussa kysytään käyttäjältä onko estorengas tummempi vai vaaleampi kuin bakteerikasvusto .The procedure is as follows: - If the bacterial growth is darker than the blocking gas, consider the interval of interest in the spectrum from the spectral peak of the blocking ring to the minimum grayscale value of the interval of interest in spectrum 5. If the bacterial growth is lighter than the blocking ring, consider the interval of the spectral point of interest from the spectral peak of the blocking ring to the maximum grayscale value of the spectral point of interest. 10 At the beginning of the analysis, the user is asked if the barrier ring is darker or lighter than the bacterial growth.

- Ryhmitellään spektrin tarkasteltavan alueen pik-selien arvot viiteen yhtä suureen jakoväliin 15 (kuva 3 kohta 3) . Esimerkiksi jos bakteerikasvusto on tummempi kuin estorengas, estorenkaan piikki on määritelty kohtaan 150 ja spektrin kiinnnos-tavan välin minimi on 100, niin spektrin arvot jaetaan luokkiin 101-110, 111-120, 121-130, 131-20 140 ja 141-150 (resoluutio on kymmenen).- Group the values of the pixels of the considered region of the spectrum into five equal division intervals 15 (Figure 3, point 3). For example, if the bacterial growth is darker than the blocking ring, the peak of the blocking ring is defined at 150 and the minimum spectral spacing is 100, then the spectral values are divided into classes 101-110, 111-120, 121-130, 131-20 140 and 141-150 ( resolution is ten).

- Etsitään minimiä (viereisten piikkien korkeus suurempi kuin ko. piikki) estorenkaan piikistä lähtien. Mikäli kolmea minimiä ei ole löytynyt ensimmäisellä kierroksella, parannetaan spektrin 25 resoluutiota (jakoväliä pienennetään) kunnes kolme minimiä on löytynyt tai jakoväli on yksi (alkuperäinen spektri).- Search for the minimum (height of adjacent spikes greater than the spike in question) from the spike of the blocking ring. If three minima are not found in the first round, the resolution of the spectrum 25 is improved (division interval is reduced) until three minima are found or the division interval is one (original spectrum).

Jokaisen löydetyn minimin harmaasävyarvo on thres-30 hold-ehdokas. Mikäli kolmea threshold-ehdokasta ei ole löytynyt, käytetään puuttuvien threshold- ehdokkaiden kohdalla vakio-oletusarvoja.The grayscale value of each minimum found is a thres-30 hold candidate. If three threshold candidates are not found, default values are used for the missing threshold candidates.

Em. menetelmään on päädytty mm. seuraavista syistä: 35 - Estorenkaan ja bakteerin muodostamien spektripiik-kien sijainti vaihtelee (harmaasävyarvo ei ole vakio).Em. the method has ended with e.g. for the following reasons: 35 - The location of the spectral peaks formed by the blocking ring and the bacterium varies (the grayscale value is not constant).

Il 11 94645 - Piikkien koko on verrannollinen bakteerikasvuston ja estorenkaan kokoon, eikä siis piikkien korkeudesta eikä koosta voi päätellä, mistä ko. piikki on peräisin.Il 11 94645 - The size of the peaks is proportional to the size of the bacterial growth and the barrier ring, so it is not possible to deduce from the height or size of the peaks where the spike is from.

5 - Spektrissä on runsaasti häiriöpiikkejä.5 - There are many interference peaks in the spectrum.

- Spektrin piikit eivät ole teräviä. Mikäli bak-teerivapaan- ja estorenkaan harmaasävyt ovat lähellä toisiaan, ne sekoittuvat keskenään.- Spectrum peaks are not sharp. If the gray shades of the bacteria-free and barrier ring are close to each other, they will mix with each other.

10 4) Määritetään estorenkaalle kolme säde-ehdokasta10 4) Define three radius candidates for the blocking ring

Mitataan etäisyys antibioottikiekon keskipisteestä lähimpään sellaiseen kohtaan, jossa kuvan profiili (eli pikselien harmaasävyarvo etäisyyden funktiona) leikkaa threshold-ehdokkaan arvon (kuva 3 kohta 15 4). Tätä etäisyyttä nimitetään säde-ehdokkaaksi ja niitä on siis jokaisella estorenkaalla kolme kappaletta (jokaisella threshold-ehdokkaalla yksi) . Tämä mittaus suoritetaan sinänsä tunnetulla kuvapis-teiden tietojen käsittelytekniikalla.Measure the distance from the center of the antibiotic disc to the nearest point where the profile of the image (i.e., the grayscale value of the pixels as a function of distance) intersects the threshold candidate value (Figure 3, item 15 4). This distance is called the radius candidate, and thus there are three of them on each blocking ring (one for each threshold candidate). This measurement is performed by a pixel data processing technique known per se.

20 5) Valitaan oikea säde Säde-ehdokkaista valitaan se, jonka selkeysprosentti on suurin.20 5) Select the correct radius From the radius candidates, the one with the highest clarity percentage is selected.

25 Poikkeuksen muodostavat estorenkaat, jotka koskettavat ‘ agar-maljan reunaa. Tällöin joudutaan karsimaan kaikki ne pikselit, joiden etäisyys on yli 6 cm maljan keskipisteestä.25 An exception is blocking rings that touch the edge of the ‘agar dish. In this case, all pixels that are more than 6 cm from the center of the bowl must be pruned.

30 Analysoinnin lopussa määritetään vielä estorenkaan . rajan selkeys, joka ilmoitetaan prosentteina. Esto- renkaan selkeysprosentti määritetään kaavalla: 35 harmaasävy fulkopix.^ _ harmaasävy (sisäpix.t * 100 „ ulkopix. lukumäärä ” sisäpix. lukumäärä 255 * 40 12 9464530 At the end of the analysis, the blocking ring is still determined. the clarity of the limit, expressed as a percentage. The percentage clarity of the blocking ring is determined by the formula: 35 grayscale fulkopix. ^ _ Grayscale (inner pix.t * 100

Ulkopikselit otetaan 5 pikselin etäisyydeltä sädekan-didaatista sädekandidaatin ulkopuolelta ja vastaavasti sisäpikselit otetaan 5 pikselin etäisyydeltä sädekandidaatin sisäpuolelta. Mikäli selkeys on liian pieni 5 (alle 10 %) ohjelma määrittää, onko k.o. estorengas nolla vai ylisuuri. Mikäli estorenkaan spektripiikin harmaasävyarvo on pienempi kuin muiden estorenkaiden threshold-ehdokkaiden maksimiharmaasävyarvo, määritetään estorengas nollaksi. Muuten se määritetään 48 10 mm:ksi (= ylisuuri). Mikäli estorengas on tummempi kuin bakteerikasvusto, verrataan harmaasävyarvoa vastaavalla tavalla muiden estorenkaiden threshold-ehdokkaiden minimiharmaasävyarvoon. Sadan prosentin selkeyden saa ympyrä, jonka bakteerivapaa alue (esto-15 rengas) on puhdas valkoinen (harmaasävyarvo 255) ja ympäröivä bakteerikasvusto on puhdas musta (harmaasävyarvo 0) tai päinvastoin.The outer pixels are taken at a distance of 5 pixels from the beam candidate from outside the beam candidate, and the inner pixels are taken at a distance of 5 pixels from inside the beam candidate. If the clarity is too low 5 (less than 10%) the program determines whether the k.o. blocking ring zero or oversized. If the grayscale value of the spectral peak of the barrier ring is less than the maximum grayscale value of the threshold candidates of the other barrier rings, the barrier ring is set to zero. Otherwise it is defined as 48 10 mm (= oversized). If the barrier ring is darker than the bacterial growth, the grayscale value is compared in a similar manner to the minimum grayscale value of the threshold candidates of the other barrier rings. One hundred percent clarity is obtained by a circle with a bacteria-free region (block-15 ring) of pure white (grayscale value 255) and a surrounding bacterial growth of pure black (grayscale value 0), or vice versa.

Analysoinnin päätteeksi laitteeseen kuuluvan PC:n 20 monitoriin ilmestyy ikkuna, josta voidaan lukea jokaisen antibioottikiekon halkaisija millimetreissä sekä selkeysprosentti. Ohjelma piirtää määrittelemänsä estorenkaat ja antibioottikiekon numeron myös agarmal-jan kuvaan ns. overlay-grafiikkana. Tulosikkunan 25 kautta voidaan helposti muokata tuloksia ja lopulta hyväksyä ne, jolloin tulokset tallentuvat tiedostoon esto.xls tai hylätä tulos. Esimerkki tulostuksesta on esitetty kuvassa 5.At the end of the analysis, a window will appear on the monitor 20 of the PC belonging to the device, from which the diameter of each antibiotic disc in millimeters and the percentage of clarity can be read. The program also draws the blocking rings and antibiotic disc number it has defined on the so-called agar plate. overlay graphics. Through the result window 25, the results can be easily edited and finally accepted, in which case the results are saved in the file block.xls or the result is discarded. An example of printing is shown in Figure 5.

30 Seuraavassa on esitetty yksi esimerkki kysymykseen tulevasta mittauslaitteesta ja oheisohjelmista. Luetellut osat eivät ole ainoita kysymykseen tulevia ja ne voidaan korvata vastaavasti toimivilla muiden valmistajien osilla, jotka ovat yhteensopivia.30 The following is one example of the measuring device and ancillary programs in question. The parts listed are not the only ones in question and can be replaced by compatible parts from other manufacturers that are compatible.

3535

IIII

9464594645

Kuvassa 4 esitetty mittauslaite muodostuu seuraa-vista moduleista: - Tietokone (PC) MikroMikko 5 CX486 (viitemerkintä C) 5 - Kuvandigitointikortti DT3851 - CCD-kamera Panasonic WV-BL600 (viitemerkintä K) - Värimonitori Panasonic BT-H1450Y, ei välttämätön (viitemerkintä M) - Planilux -valopöytä (viitemerkintä L).The measuring device shown in Figure 4 consists of the following modules: - Computer (PC) MikroMikko 5 CX486 (reference C) 5 - Image digitization card DT3851 - CCD camera Panasonic WV-BL600 (reference K) - Color monitor Panasonic BT-H1450Y, not necessary (reference M ) - Planilux light table (reference L).

1010

Valopöydän L valaiseva pinta on peitetty levyllä P, jossa on aukko maljan asettamiseksi oikeaan kohtaan.The illuminating surface of the light table L is covered with a plate P with an opening for placing the dish in the correct position.

MikroMikko 5 on ICL:n 80486-pohjainen mikrotietokone 15 varustettuna 210MB kovalevyllä, 1.44MB levyasemalla (3.5”) ja VGA-näytönohjaimella (ATI). Keskusyksikön lisäksi kokoonpanoon kuuluu näppäimistö, VE17C monitori (17") ja hiiri. Käyttöympäristönä on Windows 3.1.MikroMikko 5 is an ICL 80486-based microcomputer 15 with a 210MB hard disk, a 1.44MB disk drive (3.5 ”) and a VGA graphics card (ATI). In addition to the CPU, the configuration includes a keyboard, VE17C monitor (17 ") and mouse. The operating environment is Windows 3.1.

20 Kuvandigitointikortti DT2867:ssa kuva digitoidaan 768 x 512-matriisilla 8 bitin tarkkuudella (256 eri harmaasävyä). Kortilla on M/V-sisäänmeno (15-pin male right-angle D-shell -liitin) kuvien digitointia varten ja RGB-ulostulo (15-pin female high-density right-25 angle D-shell -liitin) digitoitujen ja reaaliaikaisen kuvan esittämistä varten. Kuvandigitointikortti kytketään PC:n AT-väylään muiden lisäkorttien tapaan.20 Image digitization card In the DT2867, the image is digitized with a 768 x 512 matrix with an resolution of 8 bits (256 different shades of gray). The card has an M / V input (15-pin male right-angle D-shell connector) for digitizing images and an RGB output (15-pin female high-density right-25 angle D-shell connector) for digitized and real-time image for presentation. The image digitization card is connected to the PC's AT bus in the same way as other option cards.

WV-BL600 on tarkkailukameraksi suunniteltu valoherkkä 30 CCD-kamera. Kamerassa on käytetty kiinteäpolttovälistä autoiiris-linssiä (12mm 1:1.4 WV-LA12B2) sekä AGC:tä paremman dynamiikan saavuttamiseksi. CCD-kamerassa on BNC-liitin videosignaalia varten. Kamera on kiinnitetty valopöydän yläpuolelle erityisellä telineellä.The WV-BL600 is a light-sensitive 30 CCD camera designed as a surveillance camera. The camera uses a fixed-focal auto iris lens (12mm 1: 1.4 WV-LA12B2) and AGC for better dynamics. The CCD camera has a BNC connector for a video signal. The camera is mounted above the light table with a special stand.

35 14 9464535 14 94645

Agar-maljoja valaistaan alta päin, jolloin antibiootti-kiekot ja estorenkaat erottuvat bakteerikasvustosta, Valopöydältä vaaditaan tasaista valaistusta, sensijaan normaali ympöristövalaistus ei häiritse mittausta.The agar plates are illuminated from below, allowing the antibiotic discs and barrier rings to stand out from the bacterial growth. Even light is required from the light table, whereas normal ambient lighting does not interfere with the measurement.

55

Mikron digitointikortin RGB-ulostuloon on liitetty BNC-liittimillä Panasonicin BT-H1450Y värimonitori. Monitorissa näkyy joko kameran kuvaama malja reaaliajassa (signaali kiertää kuvamuistikortin kautta) tai 10 kuvamuistiin taltioitu kuva. Ohjelma kuitenkin mahdollistaa digitoidun pysäytyskuvan (frame) esittämisen myös Windows-ikkunassa, jolloin ulkoista monitoria ei tarvita.A Panasonic BT-H1450Y color monitor is connected to the RGB output of the micro digitizer card with BNC connectors. The monitor displays either the dish captured by the camera in real time (the signal circulates through the image memory card) or an image stored in 10 image memories. However, the program also allows a digitized still image to be displayed in a Windows window, eliminating the need for an external monitor.

15 Järjestelmä vaatii toimiakseen seuraavia ohjelmistoja: - Microsoft Windows 3.1 (käyttöliittymä)15 The system requires the following software to work: - Microsoft Windows 3.1 (user interface)

Microsoft DOS 5.0 (käyttöjärjestelmä) esto.exe (ajettava ohjelma) 20 - dt2867.dll (digitointikortin ajuri)Microsoft DOS 5.0 (operating system) esto.exe (executable program) 20 - dt2867.dll (digital card driver)

Ohjelmassa on Windows-pohjainen käyttöliittymä se ja tarvitsee siten sekä Microsoftin DOS-käyttöjär jestelmän että Windows-käyttöliittymän.The program has a Windows-based interface to it and thus needs both the Microsoft DOS operating system and the Windows interface.

2525

Esto.exe on varsinainen ajo-ohjelma, jonka suuruus on noin 100 ktavua. Exe-ohjelma koostuu viidestä C-kielisestä ohjelmasta (app.c, apputil.c, glinit.c, imagutil.c ja tooldemo.c). Mikäli ohjelmaan tehdään 30 muutoksia, on C-kieliset ohjelmat käännettävä esto.Ink -ohjelmalla, joka sisältää oikeat optiot linkkaukseen • (n.bat on dos -pohjainen ohjelma).Esto.exe is an actual driver with a size of about 100 kbytes. The exe program consists of five C language programs (app.c, apputil.c, glinit.c, imagutil.c, and tooldemo.c). If 30 changes are made to the program, C-language programs must be compiled with blocking.Ink, which contains the correct options for linking • (n.bat is a dos-based program).

Dt2867.dll -tiedostoa tarvitaan digitointikortin 35 ajuriksi, mutta mikäli käytetään muita digitointikort-teja (menetelmää on kokeiltu myös Data Translationin QuickCapture -kortilla), on käytettävä k.o. kortin 15 94645 dll-tiedostoa. Laite toimii myös ilman digitointikort-tia eräin poikkeuksin. Ohjelma hakee automaattisesti oikean dll-tiedoston työhakemiston dlls-alihakemistos-ta.The Dt2867.dll file is required as the driver for the digitization card 35, but if other digitization cards are used (the method has also been tried with the Data Translation QuickCapture card), k.o. card 15 94645 dll file. The device also works without a digitization card, with some exceptions. The program automatically retrieves the correct dll file from the dlls subdirectory of the working directory.

55

Automaattisen mittauksen lisäksi ohjelma sisältää useita muita tiedostoon, mittaukseen, ikkunointiin ja analysointiin liittyviä komentoja, jotka eivät sinänsä muodosta keksintöä.In addition to automatic measurement, the program includes several other commands related to file, measurement, windowing, and analysis that do not in themselves constitute an invention.

1010

Kun kytketään virrat päälle kameraan, valopöytään, PC:n monitoriin ja tietokoneseen sekä mahdolliseen ulkoiseen monitoriin ja printteriin, kone käynnistää automaattisesti ERA-sovellutuksen (ERA = estoren-15 gasanalysaattori). Mikäli sovellutus ei ole määrätty käynnistymään automaattisesti ja kone on Windows-tilassa, estorengasanalysaattori käynnistyy kuten muutkin Windows-sovellutukset. Sovellutuksen käynnistyessä valitaan käytetäänkö ulkoista monitoria. Valinta 20 voidaan suorittaa järjestelmästä riippumatta. Järjestelmää voidaan siis käyttää yksimonitorisena, riippumatta siitä, onko digitointikortti, kamera tai ulkoinen monitori kytketty.When the camera, light table, PC monitor and computer, and any external monitor and printer are switched on, the machine automatically starts the ERA application (ERA = estoren-15 gas analyzer). If the application is not set to start automatically and the machine is in Windows mode, the blocking ring analyzer will start like any other Windows application. When the application starts, select whether to use an external monitor. Selection 20 can be performed independently of the system. The system can thus be used as a single monitor, regardless of whether a digitization card, camera or external monitor is connected.

25 Tiedosto -valikko sisältää komentoja, joita käytetään ·· tiedoston ja tulostuksen hallintaan. Avaa Kuva...25 The File menu contains commands used to control ·· file and print. Open Image ...

-komennolla voidaan hakea tiedostoihin tallennettuja kuvia ja näyttää niitä aktiivisessa puskurissa. Tallenna Kuva... -komento vastaavasti tallettaa kuvan 30 aktiivisesta puskurista tiedostoon. Kuvat voivat olla TIFF, PCX tai IRIS -formaatissa. Tulosta Kuva -komennolla voidaan ottaa paperitulostus aktiivisesta puskurista.The command can be used to retrieve images stored in files and display them in the active buffer. Similarly, the Save Image ... command saves an image of 30 active buffers to a file. Images can be in TIFF, PCX or IRIS format. The Print Image command allows you to take a paper print from the active buffer.

35 Ikkuna -valikosta löytyy eräitä yleisimpiä Windows-ikkunoiden muokkausta ja järjestelyä koskevia komentoja. Nämä komennot ovat käytössä vain yksimonitorista systeemiä käytettäessä. Ikkunoita voidaan myös muokata - 94645 kuten muissakin Windows -sovellutuksissa (venytys, vieritys, siirto, pienennys jne.). Uusi ikkuna -komento avaa uuden ikkunan ja kopioi kuvan aktiivisesta ikkunasta. Tällöin voidaan toista ikkunaa käyttää 5 ns. overlay-ikkunana, eli toiseen ikkunaan suoritetaan mittaukset toisen pysyessä puhtaana. Limittäin ja Vierekkäin -komentoja käytetään ikkunoiden uudelleen järjestelyyn. Sulje Kaikki -komento sulkee kaikki ikkunat ja Suurenna Kuva -komento maksimoi aktiivisen 10 ikkunan. Avaa Uusi Puskuri -option ollessa päällä avataan jokaiselle uudelle kuvalle uusi ikkuna.35 The Window menu contains some of the most common commands for editing and arranging Windows windows. These commands are only available when using a single-monitor system. Windows can also be edited - 94645 as in other Windows applications (stretch, scroll, move, shrink, etc.). The New Window command opens a new window and copies the image from the active window. In this case, the second window can be used for 5 ns. as an overlay window, i.e. measurements are made on one window while the other remains clean. The Overlap and Side by Side commands are used to rearrange windows. The Close All command closes all windows and the Enlarge Image command maximizes the active 10 windows. Open When the New Buffer option is on, a new window opens for each new image.

Työkalut -valikko sisältää kaikki oleellisimmat komennot tässä sovellutuksessa. Näillä komennoilla 15 voidaan analysoida ja mitata estorenkaita sekä kalibroida ERA (estorengasanalysaattori) toimintakuntoon.The Tools menu contains all the most important commands in this application. These commands 15 can be used to analyze and measure stop rings and to calibrate the ERA (stop ring analyzer) to operation.

Ota Kuva -komennolla otetaan pysäytyskuvia kameralla. Analysoi -komento käynnistää analysointiohjelman, joka mittaa automaattisesti pysytyskuvassa olevan 20 agar-maljan edellisessä kappaleessa mainitulla tavalla.The Take Picture command takes still pictures with the camera. The Analyze command launches an analysis program that automatically measures the 20 agar dishes in the still image as mentioned in the previous paragraph.

Tulos -komento antaa viimeisimmän mittauksen tuloksen. Mittaustulos ilmestyy automaattisesti Analysoi ja Mittaa komentojen yhteydessä. Pyyhi -komento pyyhkii overlay-grafiikan aktiivisesta puskurista. Mittaus 25 -komennolla voidaan "manuaalisesti" mitata ympyrän halkaisija. Mittaus tapahtuu hiirellä siten, että painetaan hiiren vasenta nappia halutun ympyrän keskipisteen kohdalla ja vedetään hiirellä kuminauha-ympyrää suuremmaksi tai pienemmäksi. Mittaustulos 30 ilmestyy välittömästi Tulos- tai informaatio-ikkunana, toisin kuin Mittaa Kaikki -komennossa, jossa mittaus-*- tulos saadaan painamalla hiiren oikeata nappia.The Result command returns the result of the most recent measurement. The measurement result automatically appears with the Analyze and Measure commands. The Clear command clears the overlay graphic from the active buffer. The Measure 25 command can be used to "manually" measure the diameter of a circle. The measurement is made with the mouse by pressing the left mouse button at the center of the desired circle and dragging the rubber band larger or smaller than the circle with the mouse. Measurement result 30 immediately appears as a Result or Information window, unlike the Measure All command, where the measurement - * result is obtained by pressing the right mouse button.

Yksimonitorisessa systeemissä mittaus tapahtuu suoraan ikkunaan. Tällöin Mittaa Kaikki toimii optiona, joka 35 oletusarvona ei ole päällä. Ristikko-optio asetaa kuvan päälle ristikon, jonka avulla voidaan asettaa kamera oikeaan asentoon. Ristikon saa pois päältäIn a single-monitor system, the measurement takes place directly in the window. In this case, Measure All works as an option that is not on by default. The Grid option places a grid over the image to set the camera to the correct position. The grid can be turned off

IIII

17 94645 antamalla uudelleen Ristikko-komento. Elävä Kuva -option ollessa päällä ulkoisessa monitorissa näkyy ns. livekuva. Tämä helpottaa kameran säädöissä. Elävä kuva muuttuu pysäytyskuvaksi Analysoi- ja Ota Kuva-5 komennoilla.17 94645 by re-entering the Grid command. When the Live View option is on, the external monitor will display the so-called the live image. This makes it easier to adjust the camera. The live image changes to a still image with the Analyze and Take Image-5 commands.

Sovellus lopetetaan kuten muutkin Windows-sovellutukset joko ohjausvalikkoruudusta tai Lopeta ERA -komennolla (tiedosto -valikko).The application is terminated, like other Windows applications, either from the control menu screen or with the Quit ERA command (file menu).

1010

Esimerkki estorengasanalysaattorin peruskäytöstä 1) Kytketään monitori, kamera ja valopöytä päälle. Tämän jälkeen käynnistetään tietokone, joka käyn- 15 nistää automaattisesti estorengasanalysaattorin (määritelty autoexec.bat:ssa ja Käynnistys -ryhmä-ikkunassa) .Example of basic use of a blocking ring analyzer 1) Turn on the monitor, camera, and light table. The computer is then started, which automatically starts the blocking ring analyzer (defined in autoexec.bat and in the Startup group window).

2) Asetetaan ensimmäinen agar-malja valopöydälle ja otetaan kuva. Mikäli kuva on kohdallaan siirrytään 20 kohtaan 4.2) Place the first agar plate on the light table and take a picture. If the image is correct, go to step 20 in step 4.

3) Mikäli kamera on siirtynyt tai tarkkuus ei ole kohdalla kohdistetaan kamera asettamalla elävä kuva ja ristikko ja tarkennetaan kuva kamerasta.3) If the camera has shifted or there is no resolution, align the camera by placing a live image and a grid and focusing the image from the camera.

4) Analysoidaan estorenkaat. Ohjelma kysyy (messagewin- 25 dow), että onko bakteerikasvusto vaaleampi kuin estorengas, johon vastataan kyllä/ei/peruuta (peruuta = keskeytä analysointi).4) Analyze the retaining rings. The program asks (messagewin-25 Dow) if the bacterial growth is lighter than the blocking ring, which is answered yes / no / cancel (cancel = abort analysis).

5) Analysoinnin päätyttyä (n. 20 sekunnin kuluttua) ilmestyvät tulokset taulukoituna, jolloin voidaan 30 muokata tuloksia joko painikenäppäimistä tai hiirellä, minkä jälkeen hyväksytään tulokset.5) At the end of the analysis (after approx. 20 seconds), the results are displayed in a table, in which case the results can be edited either with the button keys or with the mouse, after which the results are accepted.

6) Hyväksytään tulokset ja asetetaan seuraava malja valopöydälle ja analysoidaan se jne.6) Accept the results and place the next dish on the light table and analyze it, etc.

7) Suljetaan estorengasanalysaattori ja Windows sekä 35 suljetaan PC, monitori, kamera ja valopöytä.7) Close the blocking ring analyzer and Windows and 35 close the PC, monitor, camera and light table.

18 9464518 94645

Keksintöä voidaan soveltaa kaikkien mikrobien kasvua estävien aineiden mikrobikasvustoissa aiheuttamien muutosten tutkimiseen. Aine voi olla lisätty myös 5 muilla tavoin alustalle kuin antibioottikiekkoina. Edellytyksenä on, että lisätty aine aiheuttaa havaittavan muutoksen alustan harmaasävyissä.The invention can be applied to the study of changes in microbial growths caused by all microbial growth inhibitors. The agent may also be added to the substrate in other ways than as antibiotic discs. The condition is that the added substance causes a noticeable change in the gray tones of the substrate.

* «* «

IIII

Claims (8)

19 94645 Patenttivaatimukset;19,94645 Claims; 1. Menetelmä mikrobien kasvua estävien aineiden aktiivisuuden tutkimiseksi, jossa tutkitaan mikrobien 5 kasvualustalle (A) lisätyn aineen aikaansaamaa muutosta kasvualustassa, tunnettu siitä, että - kasvualusta kuvataan ja saatu kuva jaetaan kuvapis-teiksi (kuva-alkioiksi), joiden harmaasävyarvot talletetaan, 10. talletettujen harmaasävyarvojen jakauma (spektri), joka kertoo kuvapisteiden lukumäärän harmaasävyar-voittain, muodostetaan jakaumasta määritetään kasvua estävän aineen aikaansaaman muutosalueen ja normaalin mikrobikasvuston 15 rajan kertova harmaasävyarvojen kynnysarvo etsimällä sopiva minimi, joka sijaitsee kuvapisteiden lukumäärää harmaasävyarvojen funktiona kuvaavassa spektrissä muutosalueen ja kasvuston kuvapisteiden muodostamien jakaumahuippujen välissä, ja määrit- 20 tämällä tätä minimiä vastaava harmaasävyarvo kynnysarvoksi, - kynnysarvon toteuttavien kuvapisteiden sijaintien avulla määritetään muutosalueen tunnusluku, kuten antibiootin aikaansaaman estorenkaan halkaisija. 25A method for studying the activity of antimicrobial agents, which investigates the change in the medium caused by the substance added to the microbial medium (A), characterized in that - the medium is imaged and the resulting image is divided into pixels whose grayscale values are stored, 10. the distribution of the stored grayscale values (spectrum), which indicates the number of pixels by grayscale value, is formed by determining the range of grayscale values in the field , and determining a grayscale value corresponding to this minimum as a threshold value, - the location of the pixels implementing the threshold value determines the characteristic of the change area, such as the diameter of the antibiotic-induced barrier ring. 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasvualustan (A) kuvapisteistä etsitään lisättyä kasvua estävää ainetta sisältävää alustaa (1-14) vastaavat kuvapisteet etsimällä ne kuvapisteet, 30 jotka toteuttavat ennaltamäärätyn harmaasävyarvojen kynnysarvon. ·A method according to claim 1, characterized in that the pixels corresponding to the substrate (1-14) containing the added growth inhibitory substance are searched for in the pixels of the growth medium (A) by searching for those pixels which implement a predetermined threshold value of grayscale values. · 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että analysoitavaa aluetta lisätyn kasvua 35 estävää ainetta sisältävän alustan (1-14) ympärillä suurennetaan vähitellen peräkkäisten harmaasävyjakau-mien aikaansaamiseksi, joiden avulla seurataan jakauman • · huippuja ja -minimejä. 20 94645A method according to claim 2, characterized in that the area to be analyzed around the substrate (1-14) containing the added growth inhibitor is gradually enlarged to obtain successive grayscale distributions, by means of which the peaks and minima of the distribution are monitored. 20 94645 4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jakaumasta etsitään useampi kuin yksi harmaasävyarvojen minimi sopivimmin tarkentamalla resoluutiota asteittain 5 kunnes on havaittavissa haluttu määrä minimikohtia tutkitulla spektrin välillä, minkä jälkeen laskennallisesti määritetään kutakin minimiä vastaavan rajan selkeys, ja selkeintä rajaa vastaava tunnusluku valitaan. 10Method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that more than one minimum of grayscale values is searched for in the distribution, preferably refining the resolution gradually until the desired number of minimum points between the examined spectra is observed, after which the clarity of each limit is calculated. the corresponding code is selected. 10 5. Laite mikrobien kasvua estävien aineiden aktiivisuuden tutkimiseksi mikrobien kasvualustalla (A) , tunnettu siitä, että se käsittää tukialustan mikrobien kasvualustan sijoittamiseksi, 15. tukialustaa kohti olevan kameran (K) kasvualustan (A) kuvaamiseksi, - välineet kuvan jakamiseksi kuvapisteiksi (kuva- alkioiksi) ja välineet kuvapisteiden harmaasävyarvojen määrittämiseksi ja tallentamiseksi, 20. välineet tallennettujen harmaasävyarvojen käsit telemiseksi ja harmaasävyarvojen jakauman (spektrin) muodostamiseksi tietynsuuruiselta alueelta eri harmaasävyarvoja vastaavien alueen kuvapisteiden • lukumäärien perusteella, 25. välineet kasvua estävän aineen vaikutusalueen ja ’· normaalin mikrobikasvuston rajaa vastaavan har maasävyarvojen kynnysarvon määrittämiseksi, jolloin välineet on järjestetty etsimään kuvapisteiden lukumäärää harmaasävyarvojen funktiona kuvaavasta 30 spektristä minimi, joka sijaitsee vaikutusalueen kuvapisteiden ja normaalin mikrobikasvuston kuvapisteiden muodostamien jakaumahuippujen välissä, ja rekisteröimään tätä minimiä vastaava harmaasävyarvo kynnysarvoksi, 35. välineet kasvua estävän aineen tehoa kuvaavan suureen laskemiseksi kynnysarvoa vastaavien kuvapisteiden avulla, ja • · · välineet mainitun suureen tallentamiseksi. 21 94645Apparatus for testing the activity of antimicrobial agents on a microbial medium (A), characterized in that it comprises a support for placing the microbial medium, 15. a camera (K) facing the support for imaging the medium (A), - means for dividing the image into pixels ) and means for determining and storing the grayscale values of the pixels; to determine a threshold value, wherein the means are arranged to search for a minimum of 30 spectra representing the number of pixels as a function of grayscale values, located within the range of pixels and between the distribution peaks formed by the pixels of the normal microbial growth, and registering a grayscale value corresponding to this minimum as a threshold value, 35. means for calculating a quantity describing the potency of the growth inhibitor using the pixels corresponding to the threshold value, and • · · means for storing said quantity. 21 94645 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää näyttölaitteen tulosten näyttämiseksi. 5Device according to claim 5, characterized in that it comprises a display device for displaying the results. 5 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että näyttölaite on järjestetty esittämään grafiikallaan kameran (K) kuvaaman kuvan sekä kuvapis-teiden analyysin tulokset samassa kuvassa (kuva 5). 10Device according to Claim 6, characterized in that the display device is arranged to display graphically the image captured by the camera (K) and the results of the analysis of the pixels in the same image (Fig. 5). 10 8. Jonkin patenttivaatimuksien 5-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että alusta kasvualustan sijoittamiseksi on valopöytä (L) , johon kuuluu teline, johon on kiinnitetty valopöytään päin suunnattu kamera 15 (K). • ·« • 94645 22Device according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the base for accommodating the growing medium is a light table (L) comprising a stand on which a camera 15 (K) facing the light table is attached. • · «• 94645 22
FI932015A 1993-05-04 1993-05-04 Method and apparatus for studying the activity of antimicrobial agents FI94645C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI932015A FI94645C (en) 1993-05-04 1993-05-04 Method and apparatus for studying the activity of antimicrobial agents

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI932015 1993-05-04
FI932015A FI94645C (en) 1993-05-04 1993-05-04 Method and apparatus for studying the activity of antimicrobial agents

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI932015A0 FI932015A0 (en) 1993-05-04
FI932015A FI932015A (en) 1994-11-05
FI94645B true FI94645B (en) 1995-06-30
FI94645C FI94645C (en) 1995-10-10

Family

ID=8537855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI932015A FI94645C (en) 1993-05-04 1993-05-04 Method and apparatus for studying the activity of antimicrobial agents

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI94645C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI94645C (en) 1995-10-10
FI932015A0 (en) 1993-05-04
FI932015A (en) 1994-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0731951B1 (en) Optical specimen analysis system and method
US8508588B2 (en) Methods and systems for identifying well wall boundaries of microplates
US6107054A (en) Microbiological testing apparatus and method
US6514461B1 (en) System for automatically testing a fluid specimen
US6697509B2 (en) Method and apparatus for scoring the uptake of markers in cells
US5642433A (en) Method and apparatus for image contrast quality evaluation
US20160188937A1 (en) Universal assay reader
US20030202689A1 (en) Ray-based image analysis for biological specimens
WO2011055791A1 (en) Device for harvesting bacterial colony and method therefor
US11884959B2 (en) Methods and systems for automated assessment of antibiotic sensitivity
CN111247404A (en) Method and device for performing analytical measurements based on color formation reactions
MXPA06002304A (en) Counting biological agents on biological growth plates.
JP2008544308A (en) System and method for re-searching the position of an object in a sample on a slide using a microscope image acquisition device
CN107850768B (en) Digital pathological system
US20060269448A1 (en) Apparatus for monitoring specific substances in a fluid
US7106889B1 (en) Image analysis systems and devices for use therewith
JP2017521069A (en) Method for detecting the presence or absence of biological particles
FI94645B (en) Method and apparatus for studying the activity of microbial growth inhibiting agents
US8744827B2 (en) Method for preparing a processed virtual analysis plate
Fernandes et al. Detection and quantification of microorganisms in a heterogeneous foodstuff by image analysis
CA3193299A1 (en) System for obtaining image of a plated culture dish using an imaging device having a telecentric lens
JP3745075B2 (en) Film thickness measuring device
WO2017173500A1 (en) Method and test chart for testing operation of an image capture system
WO2017173501A1 (en) Method and system for validating resolvable detail across a depth of field
McDonald et al. Automated reading of the multipoint inoculated antibiotic sensitivity test

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed