JP4562732B2 - 取り込みが自動化された生物学的生育プレートスキャナー - Google Patents

Description

本発明は、生物学的生育プレートの分析、および食物サンプル、試験室サンプルなどの中の細菌またはその他の生物学的作用物質検出のための生物学的スキャナーに関する。

生物学的安全性は、現代社会における最重要の懸案事項である。食物またはその他の材料への生物学的混入の試験は、食品開発者および配給業者にとって重要になってきており、必須要件であることが多い。生物学的試験はまた、医療患者から採取された血液サンプル、実験目的で開発された試験室サンプル、およびその他のタイプの生物学的サンプルなどの試験室サンプル中の細菌またはその他の作用物質を同定するのに使用される。様々な技術および装置を利用して生物学的試験を改善し、生物学的試験過程を能率化して標準化できる。

多種多様な生物学的生育プレートが開発されている。一例としてミネソタ州セントポールの３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ.Ｐａｕｌ,Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））（以下「３Ｍ」）によって、生物学的生育プレートが開発されている。生物学的生育プレートが、商品名ペトリフィルム（ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ）プレートの下に３Ｍによって市販される。生物学的生育プレートを利用して、例えば好気性細菌、大腸菌（Ｅ.ｃｏｌｉ）、大腸菌群、腸内細菌科、酵母、カビ、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、リステリア（Ｌｉｓｔｅｒｉａ）、カンピロバクター（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）などをはじめとする、一般に食物混入に関与する細菌またはその他の生物学的作用物質の迅速な生育および検出を容易にすることができる。ペトリフィルム（ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ）プレートまたはその他の生育培地の使用は、食物サンプルの細菌試験を単純化できる。

生物学的生育プレートを使用して、細菌の存在を計数または同定でき、是正措置が実施でき（食物試験の場合）、または妥当な診断ができる（医療用途の場合）。その他の用途では、生物学的生育プレートを使用して、例えば実験目的で、試験室サンプル中の細菌またはその他の生物学的作用物質を迅速に生育させてもよい。

生物学的スキャナーは、生物学的生育プレート上の細菌コロニー、または特定の生物学的作用物質の量などをスキャニングまたはカウントするのに使用される装置を指す。例えば食物サンプルまたは試験室サンプルを生物学的生育プレートの上に置くことができ、次にプレートをインキュベーションチャンバーに挿入できる。インキュベーション後、生物学的生育プレートを生物学的スキャナーに入れて、細菌生育の自動化された検出および計数ができる。生物学的スキャナーは、生物学的生育プレート上の細菌またはその他の生物学的作用物質の検出および計数を自動化し、それによって人的過誤を低減することで、生物学的試験プロセスを改善する。

一般に本発明は、生物学的生育プレートのための生物学的スキャナーに向けたものである。生物学的生育プレートは、生物学的スキャナーに挿入される。生物学的生育プレートが挿入されると、生物学的スキャナーはプレートの画像を生成する。次に細菌コロニー数などの画像中に出現する生物学的作用物質の量を生物学的スキャナーによって、またはデスクトップコンピューター、ワークステーションなどの外部計算機によって実施される画像処理および分析ルーチンを使用してカウントし、または別のやり方で判定できる。どちらの場合も生物学的スキャナーは、生物学的生育プレートの分析を自動化する。

生物学的スキャナーには自動化された装填機構が組み込まれて、スキャナーによる生物学的生育プレートの取り扱いおよび分析を容易にする。自動化された装填機構は、生育プレートをスキャナー内に引き寄せて、生育プレートをスキャニング位置に配置するように構成される。具体的には電動ローラーまたは別の運搬機構を通じて生物学的生育プレートが生物学的スキャナーに装填され、ひとたび生育プレートがスキャナー内のスキャニング位置に引き寄せられと、アクチュエータが生育プレートをプラテンに押しつける。次に生物学的スキャナーが、生育プレートの１つ以上の画像を生成する。

センサーは、生育プレートの異なる部分をスキャニングするために、複数の位置における生育プレートの検知および配置を容易にできるように配置できる。例えば第１のスキャニング位置が生育プレート上の印に対応し、第２のスキャニング位置が生物学的生育培地上の生物学的作用物質の位置に対応してもよい。また開き戸がスキャナーへのアクセスを容易にしてもよく、右利きまたは左利き使用者による簡易な使用のために、スキャナーの様々な面に配置された土台が、逆方向におけるスキャナーの選択的配置を容易にしてもよい。

一実施形態では、本発明は、生物学的生育培地をスキャニングするための生物学的スキャナーを提供する。スキャナーは、生物学的生育培地を生物学的スキャナー内に引き寄せる運搬機構、生物学的スキャナー内のプラテン、およびプラテンに隣接したスキャニング位置に生物学的生育培地が引き寄せられると検出する１つ以上のセンサーを含む。スキャナーはまた、１つ以上のセンサーが生物学的生育培地がスキャニング位置に引き寄せられたことを検出すると、生物学的生育培地をプラテンに押しつけるアクチュエータ、および生物学的生育培地がプラテンに押しつけられると、生物学的生育培地の画像を生成する画像形成装置を含む。

別の実施形態では、本発明は、生物学的生育培地をスキャニングするための生物学的スキャナーを提供する。スキャナーは、ハウジングおよび生物学的生育培地がハウジング内にあるとき生物学的生育培地の画像を生成する画像形成装置を含む。スキャナーはまた、生物学的スキャナーが第１または第２の土台セットのどちらにも配置できるように、ハウジングの第１の面の第１の土台セット、およびハウジングの第２の面の第２の土台セットを含む。

別の実施形態では、本発明は、生物学的生育培地をスキャニングするための生物学的スキャナーを提供する。スキャナーは、開き戸で構成されるハウジング、および生物学的生育培地がハウジング内にあるときに生物学的生育培地の画像を生成する画像形成装置を含む。スキャナーはまた、生物学的生育培地を生物学的スキャナー内に引き寄せる一組のローラーを含み、ローラーの組は、開き戸上に配置されたローラーの第１のサブセット、および開き戸が閉じるとローラーの第１のサブセットに隣接するローラーの第２のサブセットを含む。

別の実施形態では、本発明は、生物学的生育培地をスキャニングするための生物学的スキャナーを含む生物学的スキャニングシステムを提供する。スキャナーは、生物学的スキャナー内に生物学的生育培地を引き寄せる運搬機構、生物学的スキャナー内のプラテン、プラテンに隣接するスキャニング位置に生物学的生育培地が引き寄せられると検出する１つ以上のセンサー、生物学的生育培地がスキャニング位置に引き寄せられたことを１つ以上のセンサーが検出すると、生物学的生育培地をプラテンに押しつけるアクチュエータ、および生物学的生育培地がプラテンに押しつけられると生物学的生育培地の画像を生成する画像形成装置を含む。システムはまた、生物学的スキャナーに接続して、画像に基づいて培地中の生物学的作用物質をカウントするプロセッサーを含むコンピューターを含む。

別の実施形態では、本発明は、生物学的スキャナー内に生物学的生育培地を受け入れるステップと、生物学的生育培地をスキャナー内の第１のスキャニング位置に引き寄せるステップと、生物学的生育培地の第１の画像を生成するステップを含む方法を提供する。方法はまた、生物学的生育培地をスキャナー内の第２のスキャニング位置に引き寄せるステップと、生物学的生育培地の第２の画像を生成するステップを含む。

本発明の様々な態様はいくつかの利点を提供するかもしれない。例えば本発明は、生物学的生育プレートが生物学的スキャナーに挿入され、スキャナー内で正しく配置され、画像形成されて、または別のやり方でスキャニングされて、生物学的作用物質量が同定または計数され、次に生物学的スキャナーから自動的に排出されることを確実にできるかもしれない。具体的にはここで述べるセンサー構成は、信頼できる画像形成が起きることを確実にすることで、このような生物学的生育プレートの自動化されたスキャニングの完全性を改善できるような様式で、生物学的生育プレートの挿入および配置を自動化できる。生物学的スキャナーからのプレートの排出の自動化は、使用者のためにプロセスを単純化できる。

さらに開き戸は、スキャナー内部への簡易化されたアクセスを可能にできる。したがってスキャナー構成要素は、非常に容易にクリーニングして、または修復できる。また開き戸は、生物学的スキャナー内の詰まりまたはその他の問題の簡易化された緩和を可能にする。さらにスキャナーの様々な面に配置された土台は、スキャナーの入力および出力位置に関して柔軟性を提供する。例えば使用者は、使用者の好みまたはスキャナーが使用される作業環境に基づいて、特定の土台セット上にスキャナーを配置してもよい。

これらおよびその他の実施形態の追加的詳細を下の添付図および説明で述べる。その他の特徴、目的、および利点は、説明および図面から、そして特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本発明は、生物学的生育プレート、またはその他の生物学的生育培地のための生物学的スキャナーに向けたものである。本発明に従って、生物学的生育プレートは電動ローラーまたは別の運搬機構を通じて生物学的スキャナー内に装填され、生育プレートがスキャナー内のスキャニング位置に引き寄せられると、アクチュエータが生育プレートをプラテンに押しつける。次に生物学的スキャナーは、生育プレートの１つ以上の画像を生成する。二次元モノクロカメラなどの画像形成装置をスキャナー内に配置させて、生育プレートがプラテンに押しつけられた際に、生育プレートの１つ以上の画像を生成できる。

センサーは、生育プレート異なる部分を画像形成するために、複数の位置における生育プレートの検知および配置を容易にできるように配置できる。例えば生育プレートは、第１の位置で検知および画像形成して、生育プレート上のバーコードなどの印の画像を生成してもよい。印は、適切なスキャニングおよび画像処理ルーチンが選択できるように、プレートまたはプレートタイプを同定してもよい。例えば印に基づいて、異なる処理ルーチンを実施して、生育プレート上の生物学的生育をカウントしてもよい。いずれの場合も生育プレートを第２の位置に移動して、生育プレート上の生物学的作用物質の１つ以上の画像を生成できる。センサーの配置は、スキャナーを通る生育プレートの配置および動きを自動化する。代案としてはセンサーの代わりに画像形成装置を使用して、生育プレートの配置を検出できる。

スキャナー内部へのアクセスを容易にする、生物学的スキャナーの開き戸についてもまた述べられる。ローラーのサブセットは、戸が閉じると、戸の上のローラーがその他のローラーと接触するように開き戸の上に配置できる。モーターが少なくともいくつかのローラーを駆動して、スキャナーを通して生育プレートを引き寄せる。

さらに右利きまたは左利き使用者による簡易化された使用のために、土台がスキャナーの様々な面に配置されて、スキャナーの反転を容易にしてもよい。具体的には、土台をスキャナーの様々な面に配置させて、スキャナーの入力および出力位置に関して柔軟性を促進する。使用者は、使用者の好みまたはスキャナーが使用される作業環境に基づいて、特定の土台セット上にスキャナーを配置させてもよい。

本発明の様々な態様は、多様な生物学的生育プレートに対して有用かもしれない。例えば本発明は、生物学的作用物質を生育させ、作用物質の検出および／または計数ができるようにするための薄膜培養プレート装置、ペトリ皿培養プレート装置などの異なるプレート様装置に対して有用かもしれない。したがって「生物学的生育プレート」という用語は、ここではスキャナーによる作用物質の検出および計数を可能にする、生物学的作用物質の生育のための適切な培地を指すために広く使用される。本発明に従って、多くのタイプの生育プレートまたは培地もまた使用できる。

図１は、発明の一実施形態に従った生物学的スキャナー１０の斜視図である。図示するように、生物学的スキャナー１０は、生物学的生育プレート１２を受け入れるようにデザインされる。具体的には生物学的スキャナー１０は、生物学的生育プレート１２を受け入れるための投入スロット１８を画定するハウジング１６を含む。ガイド機構１３がハウジング１６上に形成されて、生物学的スキャナー１０への生物学的生育プレート１２の挿入を助けてもよい。生物学的スキャナー１０はまた、生育プレート１２の画像形成に続いて、生育プレート１２がそれを通して排出される排出スロット（図示せず）を含む。

生物学的スキャナー１０はまた、使用者に生物学的生育プレートの分析の進捗状況または結果を表示するためのディスプレイ画面（図示せず）などのその他の特徴群を含んでもよい。いくつかの実施形態では、生物学的スキャナー１０は、生育プレート１２の画像を分析するための内部プロセッサーを含む。しかし別の実施形態では、画像処理は、例えばデスクトップコンピューター、ワークステーション内などの生物学的スキャナー１０の外部で起きる。後者の場合、生物学的スキャナー１０は、インターフェースを含んで、生物学的スキャナー１０が別のコンピューターと通信的に接続できるようにしてもよい。

生物学的スキャナー１０は、関心のある生物学的生育プレート１２の１つ以上の画像を生成するために、二次元モノクロカメラなどの画像形成装置を収納する。さらに生物学的スキャナー１０は、画像形成中に生物学的生育プレート１２の前後を照明するための様々な照明器を収納してもよい。照明器は、生物学的生育プレート１２を１つ以上の色で照明でき、生育プレート１２の１つ以上の画像を生成でき、次に生育プレート１２上の細菌カウントが分析され判定される。

生育プレート１２は、生育プレート１２上に細菌またはその他の作用物質が発現する、生育領域１７を含んでもよい。生育領域１７は、平坦面または窪んだウェルであってもよい。生育プレート１２内で試験された所定のサンプルが、細菌コロニーカウントの観点から許容可能であるかどうかの判定は、単位領域あたりの細菌コロニー数に左右される。したがって生物学的スキャナー１０によって生成された画像を使用して、プレート１２の単位面積あたりの細菌コロニー量を定量化できる。生育領域１７内の生物学的生育プレート１２の表面は、１つ以上のタイプの細菌の迅速な生育を容易にするようにデザインされた１つ以上の生育促進作用物質、またはその他の生物学的作用物質を含有してもよい。場合によっては、生物学的生育プレート１２は、生物学的スキャナー１０への挿入に先だってインキュベートされる。

生育プレート１２はまた、生育プレート１２を同定するのに使用される、バーコードまたはその他のタイプの識別マーキングなどの印１９を含んでもよい。例えば印１９は、生育プレート１２上で生育され試験される、細菌または生物学的作用物質タイプを同定してもよい。生物学的スキャナー１０は、生育プレート１２をスキャナー内の第１の位置に引き寄せて印１９の画像を生成し、次に生育プレート１２を第２の位置に引き寄せて生育領域１７の画像を生成するようにデザインできる。このようにして生物学的スキャナー１０によって、印１９および生育領域１７の画像が生成できる。代案としては印１９および生育領域１７双方の単一画像をキャプチャーしてもよい。どちらの場合も印１９のスキャニングは使用されるプレートタイプの同定、および生育領域１７のスキャニングを容易にでき、それによってプレート１２上で生育させた生物学的作用物質の自動化されたカウントを改善する。

一例として生育プレート１２は、商品名ペトリフィルム（ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ）プレートの下に３Ｍによって販売される、生物学的生育プレートを含んでもよい。生育プレート１２を利用して、例えば好気性細菌、大腸菌（Ｅ.ｃｏｌｉ）、大腸菌群、腸内細菌科、酵母、カビ、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、リステリア、カンピロバクター（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）などの一般に食物混入に関与する細菌またはその他の生物学的作用物質の迅速な生育、および検出を容易にすることができる。

図２は、生物学的スキャナーによって生成された画像の画像分析を実施する、外部コンピューター２２に接続する生物学的スキャナー２０を含む例示的なシステム２１の斜視図である。外部コンピューター２２は、例えば生物学的生育プレート２４の画像分析のためにプログラムされたマイクロプロセッサーを含んでもよい。外部コンピューター２２としては、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ハンドヘルドコンピューター、ワークステーションなどが挙げられる。例えばソフトウェアプログラムを外部コンピューター２２にロードして、生物学的スキャナー２０によって生成された生物学的生育プレート２４の画像の画像分析を容易にできる。

生物学的スキャナー２０は、インターフェース２５を通じて外部コンピューター２２に接続される。インターフェース２５は、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、ユニバーサルシリアルバス２（ＵＳＢ２）インターフェース、ＩＥＥＥ １３９４ファイアワイヤインターフェース、スモールコンピューターシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）インターフェース、アドバンステクノロジーアタッチメント（ＡＴＡ）インターフェース、シリアルＡＴＡインターフェース、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）インターフェース、従来のシリアルまたはパラレルインターフェースなどを含んでもよい。

図３は、生物学的スキャナー１０または生物学的スキャナー２０に対応してもよい、生物学的スキャナー３０の横断上面図である。図３で示すように、生物学的スキャナー３０は、カメラなどの画像形成装置３２、および画像形成する生育プレートを照明するための１つ以上の照明器３３Ａ、３３Ｂを収納するハウジング３１を含む。回路３４は、生育プレートの１つ以上の画像を生成するために、画像形成装置３２および照明器３３を制御する。

一例として、画像形成装置３２は二次元モノクロカメラを含んでもよく、照明器３３は生育プレートを１つ以上の色で選択的に照明する三色照明器を含んでもよい。生育プレートを１つ以上の色で照明すると、画像形成装置３２によって、生育プレートの様々な単色の画像が生成できる。

ハウジング３１は、生育プレートの生物学的スキャナー３０への挿入を助ける案内機構３５を画定する。例えば使用者は、案内機構３５と、典型的に圧力プレートを含み様々な背後照明器もまた含んでもよいアクチュエータ４７との間に、生育プレートを挿入してもよい。アクチュエータ４７はソレノイド駆動され、生育プレートをプラテン４１に押しつけ、また解放する。プラテン４１に押しつけられると、生育プレートは画像形成装置３２の焦点面に配置される。画像形成のために様々な電動ローラーが生育プレートを掴んで、生物学的スキャナー３０内に生育プレートを引き寄せることができる。

具体的には、生物学的スキャナー３０は、生物学的スキャナー３０内に生育プレートを引き寄せて、スキャナー３０を通る生育プレートの動きを自動化する、一組のローラー３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂを含む。しかしローラーの代わりに、その他のタイプの運搬機構もまた使用できる。図３で図示される例示的な実施形態では、ローラーの第１のサブセット３６Ａ、３６Ｂは、ベルト３９を通じてモーター３８によって駆動されるセグメントゴムローラーを含んでもよい。モーター３８は、生育プレートの配置を検出するセンサーに応答性の直流（ＤＣ）モーターを含んでもよい。このようにして、ローラー３６Ａ、３６Ｂは、モーター駆動されて、スキャナー３０を通じた生育プレートの自動化された動きを容易にする。

ローラーの第２のサブセット３７Ａ、３７Ｂは、ローラー３６Ａ、３６Ｂに隣接するばね押しの圧力ローラーを含んで、ローラーサブセット３６Ａ、３６Ｂの動きによって、ローラーセット３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ間に生育プレートを引き寄せることができるように、付勢力（ｂｉａｓ ｆｏｒｃｅ）を提供してもよい。例えばばね押しのローラー３６Ａ、３６Ｂは、異なる幅の異なる生育プレートに適合するするばね付勢量を提供してもよい。またローラーセット３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂを互いに十分近く配置させて、所望の最小の生育プレートがスキャナー３０を通して確実に引き寄せられるようにしてもよい。ここでもローラー３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂは、概して本発明に従って使用してもよい１タイプの運搬機構を含む。しかしその他のタイプの運搬機構も代案として使用できる。

生物学的スキャナー３０は、プラテン４１と、生物学的生育プレートが望ましいスキャニング位置に配置されると生物学的生育プレートをプラテン４１に押しつけるアクチュエータ４７とを含む。具体的にはアクチュエータ４７は、生育プレートをプラテン４１に押しつけて、生育プレートが確実に画像形成装置３２の焦点面にあるようにできる。ローラー３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂは、所望のスキャニング位置に生育プレートを引き寄せることができ、アクチュエータ４７は生育プレートをプラテン４１に押しつけることができる。照明器３３Ａ、３３Ｂは、生育プレートを１つ以上の色で照明し、画像形成装置３２によって１つ以上の画像が生成される。一組のセンサー（図３には示さず）は、所望のスキャニング位置における生育プレートの検出および配置を自動化できる。代案としては画像形成装置３２は、センサーの代わりに生育プレートの配置を検出するのに使用できる。

アクチュエータ４７は、アクチュエータ４７が生育プレートをプラテン４１に押しつけると、生育プレートが２つプラテンの間に挟まれるように、別のプラテンを含んでもよい。追加的な背後照明器４２は、画像形成中に生育プレートに背後照明を提供できる。場合によっては背後照明器４２は、アクチュエータの一部を形成するプラテン上に配置される。この場合アクチュエータ４７は、赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）照明ＬＥＤが組み込まれてもよい三色照明システムをさらに含む。ＲＧＢ ＬＥＤはアクチュエータ４７に側面照明を提供し、それによってアクチュエータ４７とプラテン４１の間に静止する生物学的生育プレートに背後照明を提供する。さらに同様のＲＧＢ照明ＬＥＤを使用して上面照明を提供してもよい。換言すれば照明器３３Ａ、３３Ｂはまた、ＲＧＢ照明ＬＥＤを含んでもよい。

アクチュエータ４７は、ソレノイド駆動されてもよい。この場合、アクチュエータ４７は、アクチュエータ４７の動きを引き起こす１つ以上のソレノイド４４Ａ、４４Ｂを含む。例えばソレノイド４４Ａ、４４Ｂを背後照明器４２の対向面に配置して、生育プレートの両面をプラテン４１に押しつけてもよい。生物学的生育プレートがひとたび所望の位置に配置されると、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂの片方または両方が、アクチュエータ４７に生育プレートをプラテン４１に押しつけさせる。次に照明および画像形成を実施する。ここでもセンサー配置が、生物学的スキャナー３０内の１つ以上の望ましい位置における生育プレートの検出を容易にする。一例としてアクチュエータ４７は、プラテンに対してばね付勢され、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂは、係合してばね付勢を克服する。換言すれば、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂの片方または双方が分離してアクチュエータ４７をプラテン４１に押しつけ、係合してアクチュエータ４７をプラテン４１から解放してもよい。

照明すると、画像形成装置３２は、生物学的生育プレートの１つ以上の画像をキャプチャーして、分析のために画像をプロセッサーに提供する。プロセッサーは生物学的スキャナー３０内に収納されてもよく、またはデスクトップコンピューターまたはワークステーションなどの別のコンピューター内の外部プロセッサーであってもよい。一例として画像形成装置３２は、生物学的生育プレートの単色の画像をキャプチャーする単色の画像形成装置を含む。例えば生物学的生育プレートを１つ以上の赤色ＬＥＤによって照明し、その際に画像形成装置３２が第１の画像を生成してもよい。次に生物学的生育プレートを１つ以上の緑色ＬＥＤで照明して、その際に画像形成装置３２が第２の画像を生成してもよい。最後に生物学的生育プレートを１つ以上の青色ＬＥＤで照明して、その際に画像形成装置３２が第３の画像を生成してもよい。

プロセッサー（スキャナー３０に対して内部または外部のいずれか）は、単色の画像を受信して、細菌コロニーカウントを生成するために画像分析を実施する。１つ以上の別個の単色画像を生成する単色画像形成装置３２の使用は、各色に対する画像解像度改善して、同時に画像形成装置３２に付随する実装コストを低下できるかもしれない。また観察または分析目的で、異なる画像をプロセッサーによって組み合わせてもよい。

いくつかの実施形態では、スキャナー３０は、異なる画像処理プロフィールに従って、異なる生物学的生育プレートの画像をプロセスしてもよい。画像処理プロフィールは、使用者の入力、またはスキャナー３０に提示される生物学的生育プレートのタイプの同定に基づいて選択されてもよい。画像処理プロフィールは、特定のプレートタイプの画像をキャプチャーするために、照明強度、曝露持続時間、および色などの特定の画像キャプチャー条件を特定化してもよい。したがってスキャナーは、異なる生物学的生育プレートの画像処理において、異なる照明条件をはじめとする、異なる画像キャプチャー条件を適用してもよい。さらに生育プレート上の印の同定が、自動的に画像処理プロフィールの選択ができるようにしてもよい。

例証として、いくつかのタイプの生物学的生育プレートは、特定の色、強度、および持続時間の照明を必要とするかもしれない。さらにいくつかの生物学的生育プレートは、前方または背後照明のみを要して、双方は必要としないかもしれない。例えば好気性カウントプレートは、前方照明のみ、ならびに赤色などの単色のみによる照明を必要とするかもしれない。代案としては大腸菌（Ｅ.ｃｏｌｉ）／大腸菌群プレートは、背後照明のみで、赤色と青色照明の組み合わせを必要とするかもしれない。同様に特定の強度レベルおよび持続時間が適切であるかもしれない。これらの理由から、照明は、生育プレート１２上の印１９によって同定されてもよい画像処理プロフィールによって規定される、画像キャプチャー条件に応答して制御されてもよい。

生育プレートがスキャニングされた後、ローラー３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂは排出スロット４８から生育プレートを排出できる。次に別の生育プレートが、生物学的スキャナー３０に挿入されてもよい。

図４は生物学的スキャナー３０の別の横断上面図である。図４で示すように、ハウジング３１が、型締機構４５を通じて閉じた位置に固定できる開き戸４９を画定してもよい。開き戸４９は生物学的スキャナー３０内部への簡易なアクセスを容易にする。したがって図４で示すように戸４９を開けることで、生物学的スキャナー３０の様々な構成要素のクリーニングおよび保守が実施できる。また開き戸４９は、生物学的スキャナー３０内の詰まりやその他の問題を緩和するため、アクセスを提供するのに有用であることができる。

ローラー３６Ａ、３６Ｂ、モーター３８、ベルト３９、およびソレノイド４４Ａ、４４Ｂは戸４９内に収納される。開き戸４９が閉じて、型締機構４５を通じて所定位置に固定されると（図３で示すように）、戸４９の上に配置されたローラー３６Ａ、３６Ｂは、ローラー３７Ａ、３７Ｂに隣接する。開き戸４９が開くと（図４で示すように）、ローラー３７Ａ、３７Ｂは、ローラー３６Ａ、３６Ｂに対して付勢されない。

図５は、自動化された生物学的生育プレートの取り込みを容易にするセンサー配置を図示する、生物学的スキャナー３０の横断正面図である。具体的には、画像形成ための生育プレートの配置を容易にするために、生物学的スキャナーは、生物学的生育プレートの配置を検出する一組のセンサー５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを含み、ローラー３６Ａ、３６Ａ’、３６Ｂ、３６Ｂ’、およびアクチュエータ４７（図３）の動きを自動化する。ローラー３６Ａおよび３６Ａ’は軸５３に沿って駆動されてもよく、ローラー３６Ｂおよび３６Ｂ’は、軸５４に沿って駆動されてもよい。センサー５２は、戸４９の上またはプラテン４１に隣接して配置されてもよい。センサー５２は、光学的センサー、または生育プレートを検知できるあらゆるその他のタイプのセンサーを含んでもよい。

生育プレートを案内機構３５に沿って生物学的スキャナー３０に挿入すると、第１のセンサー５２Ａが生育プレートの存在を検出して、生育プレートを生物学的スキャナー３０内に引き寄せるために、ベルト３９を通じてモーター３８にローラー３６Ａ、３６Ａ’、３６Ｂ、３６Ｂ’を駆動させる。第２のセンサー５２Ｂが生育プレートを検出すると、モーター３８の動きが一時的に終結して、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂが、アクチュエータ４７に生育プレートをプラテン４１に押しつけさせる（図３参照）。具体的には第２のセンサー５２Ｂが、例えば生育プレート１２の印１９（図１）が画像形成できる位置などの生育プレートの第１の望ましいスキャニング位置に対応する。

ひとたび印１９の１つ以上の画像が生成すると、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂが、アクチュエータ４７に生育プレートをプラテン４１から解放させる。ここでも印１９の画像を使用して生育プレート１２を同定して、同定されたプレートに有用なカウントアルゴリズムの選択を容易にできる。生育プレートを生物学的スキャナー３０内にさらに引き寄せるために、モーター３８がベルト３９を通じてローラー３６Ａ、３６Ａ’、３６Ｂ、３６Ｂ’駆動する。第３のセンサー５２Ｃが生育プレートを検出すると、モーター３８の動きがまた終結して、ソレノイド４４Ａ、４４Ｂが、アクチュエータ４７に生育プレートをプラテン４１に押しつけさせる（図３参照）。具体的には、第３のセンサー５２Ｃは、例えば生育プレート１２の生育領域１７（図１）が画像形成できる位置などの生育プレート１２の第２の望ましいスキャニング位置に対応する。

換言すれば、センサー５２Ａ〜５２Ｃは、生物学的スキャナー３０を通る処理の流れを制御する。第１のセンサー５２Ａは生育プレートを検出して、生育プレート１２を生物学的センサー内に引き寄せるプロセスを開始する。第２のセンサー５２Ｂは、第１のスキャニング位置において生育プレート１２を検出して、画像形成を引き起こさせる。画像形成後、生育プレート１２を生物学的スキャナー３０内にさらに引き寄せる。次に第３のセンサー５２Ｃが、第２のスキャニング位置において生育プレート１２を検出して、再度画像形成を引き起こさせる。次に生育プレート１２を生物学的スキャナー３０から排出する。多数のその他のセンサー配置もまた画定できる。一般にセンサー５２の組は生育プレートの位置を検出して、生育プレートにある印の画像、および生育プレートの生育領域の画像をはじめとする生育プレートの所望の画像が生成できるように、作動が妥当な時に起きるようにすることで、生物学的生育プレートの自動化された取り込みおよび処理を容易にする。しかしその他の実施形態では、センサーの代わりに画像形成装置３２（図３）を使用して、生育プレートを検出および配置を容易にしてもよい。

別の有用な特徴群を含む生物学的スキャナー６０をひとまとめにして図示する図６Ａおよび６Ｂは斜視図である。具体的には、生物学的スキャナー６０は、スキャナー６０の第１の面に配置された第１の土台セット６２、およびスキャナー６０の第２の面に配置された第２の土台セット６４を含む。この例では、第１の土台セット６２はスキャナー６０の底面上に配置され、第２の土台セット６４は上面に配置される。しかし代案として、またはさらに、スキャナーのその他の面も土台になり得る。

本発明のこの態様に従って、生物学的生育プレートを受け入れる挿入スロット６５は、スキャナー６０が第１の土台セット６２上に配置され、スキャナー６０の前面６８が使用者の方を向くと、スキャナー６０の右側に配置される（図６Ａで示されるように）。挿入スロット６５は、スキャナー６０が第２の土台セット６４上に配置され、スキャナー６０の前面６８が使用者の方を向くと、スキャナー６０の左側に配置される（図６Ｂで示されるように）。このようにしてスキャナー６０の様々な面に配置された土台は、右利きまたは左利き使用者による簡易化された使用のために、逆方向でのスキャナー６０の選択的配置を容易にできる。換言すればスキャナー６０は、スロット６５の所望の方向次第で「上向き」または「逆さま」に配置できる。このようにして土台はスキャナー６０の様々な面に配置して、スキャナーの入力および出力部位置に関する柔軟性を促進にできる。使用者は、使用者の好みまたはスキャナー６０が使用される作業環境に基づいて、所定の土台セット６２または６４にスキャナー６０を配置してもよい。スキャナー背面の土台はまた、いくつかの用途のために望ましいかもしれない。この場合、背面に配置された土台上にスキャナーが配置されると、前面６８は上を向き、スロット６５はスキャナー６０最上位置に置かれる。

図７は、発明の実施形態に従った例示的な生物学的スキャナーの操作を図示するフローダイヤグラムである。図７は、図３〜５の生物学的スキャナー３０に関して説明される。

生物学的スキャナー３０は、生物学的生育プレートを受け入れる（７１）。例えば使用者は、ガイド機構３５とアクチュエータ４７の間で、生物学的生育プレートを生物学的スキャナー３０に挿入してもよい。第１のセンサー５２Ａによって検出されと、１つ以上のローラー３６、３７が、生育プレートを例えば第２のセンサー５２Ｂに対応する第１の位置に引き寄せる（７２）。アクチュエータ４７は、生育プレートをプラテン４１に押しつけ（７３）、生物学的スキャナー３０が、生物学的生育プレートの第１の画像を生成する（７４）。例えば照明器３３Ａ、３３Ｂ、そしてアクチュエータ４７の一部であることができる背後照明器４２もおそらくは、生育プレートを照明でき、画像形成装置３２が１つ以上の画像を生成できる。

次にアクチュエータ４７が、生育プレートをプラテン４１から解放する（７５）。ローラー３６、３７は、例えば第３のセンサー５２Ｃに対応する第２の位置に生育プレートを引き寄せる（７６）。アクチュエータ４７は、生育プレートをプラテン４１に押しつけ（７７）、生物学的スキャナー３０が生物学的生育プレートの第２の画像を生成する（７８）。一例として第１の画像が生育プレート上の印の画像に対応してもよく、第２の画像が生育プレートの生育領域の画像に対応してもよい。

次にアクチュエータ４７が、プラテン４１から生育プレートを解放し（７９）、ローラー３６、３７が生育プレートをスキャナー３０から排出する（８０）。次に画像を処理する（８１）。具体的には画像を処理して生育プレート上の細菌コロニーをカウントする。一例として画像は、内部プロセッサー（図示せず）を通じて生物学的スキャナー３０内で内的に処理される。この場合、生物学的スキャナー３０が細菌カウントを表示し、または別のやり方で出力する。別の例では、生成した画像は、処理のために外部コンピューターに送信できる。この場合、外部コンピューターが細菌カウントを表示し、または別のやり方で出力する。

生物学的スキャナーのいくつかの実施形態について述べられた。例えば画像形成のための複数の位置における生育プレートの検知および配置を容易にするセンサー配置について述べられた。生物学的スキャナー内の生育プレートの取り込みおよび配置を自動化するための、自動化された運搬機構および配置アクチュエータについてもまた述べられる。追加的な実施形態は、スキャナーへのアクセスを容易にする開き戸、および右利きまたは左利き使用者による簡易化された使用のために、スキャナーの様々な面に配置されて、スキャナーの反転を容易にする土台などの特徴群に向けたものである。

それにもかかわらず、本発明の範囲と精神を逸脱することなく様々な修正ができる。例えばここで述べる１つ以上の特徴群をその他の述べられる特徴群有り、また無しで使用してもよい。またいくつかの実施形態では、画像形成装置を使用して生育プレートの配置を検出してもよい。この場合、１つ以上のセンサーを排除してもよい。これらのおよびその他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

発明の一実施形態に従った生物学的スキャナーの斜視図である。 生物学的スキャナーによって生成された画像の画像分析を実施する外部コンピューターに接続する、生物学的スキャナーを含む、例示的なシステムの斜視図である。 発明の実施形態に従った生物学的スキャナーの横断上面図である。 図３で図示される生物学的スキャナーの別の横断上面図である。 図３および４で図示される生物学的スキャナーの横断正面図である。 スキャナーの異なる面に配置された土台セットを含む生物学的スキャナーをひとまとめにして図示する斜視図である。 スキャナーの異なる面に配置された土台セットを含む生物学的スキャナーをひとまとめにして図示する斜視図である。 発明の実施形態に従った例示的な生物学的スキャナーの作動を図示するフローダイヤグラムである。

Claims (2)

1. 生物学的生育培地を生物学的スキャナー内に引き寄せる運搬機構、
   前記生物学的スキャナー内のプラテン、
   前記プラテンに隣接するスキャニング位置に前記生物学的生育培地が引き寄せられると検出する１つ以上のセンサー、
   前記生物学的生育培地が前記スキャニング位置に引き寄せられたことを前記１つ以上のセンサーが検出すると、前記生物学的生育培地を前記プラテンに押しつけるアクチュエータ、および、
   前記生物学的生育培地が前記プラテンに押しつけられると、前記生物学的生育培地の画像を生成する画像形成装置、
   を含む、生物学的生育培地をスキャニングするための生物学的スキャナー。
2. 前記生物学的生育培地が前記プラテンに押しつけられると、前記生物学的培地の上面を照明する第１の照明装置、および
   前記生物学的生育培地が前記プラテンに押しつけられると、前記生物学的培地の底面を照明する第２の照明装置、
   をさらに含む、請求項１に記載の生物学的スキャナー。

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