MX2010010415A - Analisis espectral de medios de crecimiento biologico. - Google Patents

Abstract

La presente descripción está dirigida a técnicas de formación de imágenes para el análisis automatizado de medios de crecimiento biológico. De conformidad con la presente descripción, las respuestas espectrales de medios de crecimiento biológico se pueden usar para identificar y contar agentes biológicos a partir de medios de crecimiento biológico. Los medios de crecimiento biológico pueden iluminarse con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y las imágenes de los medios de crecimiento biológico pueden capturarse bajo estas diferentes iluminaciones. Los valores de reflectancia en una o más primeras imágenes pueden normalizarse con base en los valores de reflectancia espectral en una o más segundas imágenes, en donde las primeras imágenes están asociadas con una diferente longitud de onda de iluminación con respeto a las segundas imágenes. La normalización puede permitir una mejor identificación de agentes biológicos que se manifiestan en los medios de crecimiento biológico.

Description

ANALISIS ESPECTRAL DE MEDIOS DE CRECIMIENTO BIOLOGICO Antecedentes de la Invención La seguridad biológica es una gran preocupación en la sociedad moderna. Las pruebas para detectar la contaminación biológica en alimentos u otros materiales se ha convertido en un requisito importante y algunas veces obligatorio para desarrolladores y distribuidores de productos alimenticios. Las pruebas biológicas también se usan para identificar bacterias u otros agentes en muestras de laboratorio tales como muestras de sangre tomadas de pacientes médicos, muestras de laboratorio desarrolladas para propósitos experimentales, y otros tipos de muestras biológicas. Pueden utilizarse varias técnicas y dispositivos para mejorar las pruebas biológicas y para simplificar y estandarizar los procesos de pruebas biológicas. En particular, se ha desarrollado una amplia variedad de medios de crecimiento biológico. Como ejemplo, los medios de crecimiento biológico en forma de placas de crecimiento han sido desarrollados por 3M Company (de aquí en adelante "3M") de St . Paul, Minnesota. Las placas de crecimiento biológico las vende 3M bajo el nombre comercial placas PRETRIFILM. Las placas de crecimiento biológico pueden usarse para facilitar el rápido crecimiento y la detección o enumeración de bacterias u otros agentes biológicos comúnmente asociados con Ref.: 213934 contaminación de alimentos, incluyendo, por ejemplo, bacterias aeróbicas, E. Coli, coliformes, Enterobacteriaceae, levadura, moho, Staphylococces aureus, Listeria, Campylobacter, y otros agentes biológicos. El uso de placas PETRIFILM, u otros medios de crecimiento biológico, puede simplificar las pruebas bacterianas de muestras de alimentos.

Los medios de crecimiento biológico pueden usarse para identificar la presencia de bacterias de tal forma pueden realizarse medidas correctivas (en el caso de pruebas de alimentos) o pueden hacerse diagnósticos apropiados (en el caso de uso médico) . En otras aplicaciones, los medios de crecimiento biológico se pueden usar para el rápido crecimiento de bacterias u otros agentes biológicos en muestras de laboratorio, por ejemplo, para propósitos experimentales . Los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico se refieren a sistemas utilizados para procesar medios de crecimiento biológico. Los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico pueden usarse para enumerar colonias bacterianas, o la cantidad de un agente biológico particular en un medio de crecimiento biológico. Por ejemplo, puede colocarse una muestra de alimento o una muestra de laboratorio en un medio de crecimiento biológico, y después el medio puede insertarse en una cámara de incubación. Después de la incubación, el medio de crecimiento biológico puede introducirse en un lector biológico, el cual genera una o más imágenes del medio de crecimiento biológico. Las imágenes pueden analizarse, por ejemplo, vía una computadora, para la enumeración automatizada del crecimiento biológico. En esta forma los sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico automatizan la detección y enumeración de bacterias u otros agentes biológicos en un medio de crecimiento biológico, y con ello mejoran el proceso de pruebas biológicas reduciendo el error humano. Breve Descripción de la Invención En general, la descripción está dirigida a técnicas de formación de imágenes y a técnicas de análisis de imágenes para análisis automatizado de medios de crecimiento biológico. De acuerdo con la presente descripción, se pueden usar las respuestas espectrales de medios de crecimiento biológico para identificar y contar agentes biológicos a partir de imágenes de medios de crecimiento biológico. Los medios de crecimiento biológico pueden iluminarse con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y las imágenes de medios de crecimiento biológico se pueden capturar bajo estas diferentes iluminaciones. Los valores de reflectancia espectral en una o más primeras imágenes (por ejemplo, asociadas con ubicaciones de píxeles) pueden normalizarse con base en los valores de reflectancia espectral en una o más segundas imágenes (por ejemplo, asociadas con las mismas ubicaciones de pixeles) . En este caso, las primeras imágenes están asociadas con una longitud de onda de iluminación diferente de las segundas imágenes. La normalización puede permitir una mejor identificación de agentes biológicos que se manifiestan en los medios de crecimiento biológico. En esta forma, el análisis espectral y la normalización pueden mejorar la detección automatizada de agentes biológicos. Las primeras imágenes se pueden generar bajo una iluminación de luz en un primer intervalo de longitudes de onda, y las segundas imágenes se pueden generar bajo iluminación de luz en un segundo intervalo de longitudes de onda. La respuesta espectral de agentes biológicos y la respuesta espectral del fondo pueden diferir en loa diferentes intervalos de longitudes de onda. Las segundas imágenes se pueden usar para normalizar las primeras imágenes, lo cual puede mejorar la capacidad de distinguir el fondo de los medios biológicos de los agentes biológicos que se manifiestan en los medios. La iluminación utilizada para las primeras imágenes pueden estar dentro de un espectro visible, y la iluminación utilizada para las segundas imágenes pueden estar fuera del espectro visible. En una modalidad, la presente descripción proporciona un método que comprende iluminar un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible, generar una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible; y contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en una o más imágenes . En otra modalidad, la presente descripción proporciona un método que comprende iluminar un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética, generar una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, iluminar el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética, generar una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética, normalizar los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, identificar los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados, y contar los agentes biológicos identificados.

En otra modalidad, la descripción proporciona un sistema que comprende una unidad formadora de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible, y genera una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible, y una computadora que cuenta agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en una o más imágenes. En otra modalidad, la presente descripción proporciona un sistema que comprende una unidad formadora de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética, genera una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, ilumina el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética, y genera una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética. El sistema también incluye una computadora que normaliza los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, identifica los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados, y cuenta los agentes biológicos identificados. En otra modalidad, la presente descripción proporciona un sistema que comprende medios para iluminar un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible, medios para generar una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible, y medios para contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en una o más imágenes. En otra modalidad, la presente descripción proporciona un sistema que comprende medios para iluminar un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética, medios para generar una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, medios para iluminar el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética, medios para generar una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética, medios para normalizar los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, medios para identificar los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados, y medios para contar los agentes biológicos identificados . En otra modalidad, la presente descripción proporciona un medio de lectura por computadora que comprende instrucciones que al ejecutarse en una computadora de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico hacen que la computadora reciba una o más imágenes del medio de crecimiento biológico, la imagen o las imágenes del medio de crecimiento biológico habiendo sido generadas durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con la radiación electromagnética fuera del espectro visible, y cuente agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en una o más imágenes. En otra modalidad, la presente descripción proporciona un medio de lectura por computadora que comprende instrucciones que al ejecutarse en una computadora de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico hace que la computadora reciba una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico, la primera imagen o las primeras imágenes del medio de crecimiento biológico habiendo sido generadas durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con la primera radiación electromagnética, reciba la segunda imagen o las segundas imágenes del medio de crecimiento biológico, la segunda imagen o las segundas imágenes habiendo sido generadas durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética, normalice los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, identifique los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados, y cuente los agentes biológicos identificados. Detalles adicionales de éstas u otras modalidades se presentan en las figuras adjuntas y en la siguiente descripción. Otras características, objetos y ventajas serán evidentes a partir de la descripción y las figuras, y de las reivindicaciones . Breve Descripción de las Figuras La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico de ejemplo capaz de implementar una o más de las técnicas descritas en la presente durante el procesamiento de un medio de crecimiento biológico. La figura 2 es una vista superior de un medio de crecimiento biológico en forma de placa de crecimiento biológico de conformidad con la presente descripción . La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico consistente con la presente descripción. La figura 4 es una gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con diferentes ubicaciones en un medio de crecimiento biológico. La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra la iluminación de un medio de crecimiento biológico dentro de un dispositivo de iluminación. La figura 6 es una gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con un agente biológico formado en un medio de crecimiento biológico y la respuesta espectral asociada con un área de fondo en el medio de crecimiento biológico . La figura 7 es otra gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con un agente biológico formado en un medio de crecimiento biológico y la respuesta espectral asociada con un área de fondo en el medio de crecimiento biológico . Las figuras 8-9 son diagramas de flujo que ilustran técnicas de la presente descripción. Descripción Detallada de la Invención La presente descripción está dirigida a técnicas de formación de imágenes y a técnicas de análisis de imágenes para el análisis automatizado de medios de crecimiento biológico. Los medios de crecimiento biológico comprenden por lo menos un nutriente para soportar el crecimiento de microorganismos y, opcionalmente , pueden comprender por lo menos un indicador para facilitar la detección de un microorganismo específico un grupo de microorganismos. De conformidad con la presente descripción, los valores de reflectancia espectral medidos de medios de crecimiento biológico pueden usarse para identificar y contar agentes biológicos a partir de imágenes de medios de crecimiento biológico. En particular, pueden usarse valores de reflectancia de los medios de crecimiento biológico en dos o más intervalos de longitudes de onda diferentes para identificar y contar agentes biológicos. Los medios de crecimiento biológico pueden iluminarse con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y las imágenes de los medios de crecimiento biológico pueden capturarse bajo estas diferentes iluminaciones. Los valores de reflectancia espectral en una o más de las primeras imágenes pueden normalizarse con base en los valores de reflectancia espectral en una o más segundas imágenes con el fin de identificar mejor agentes biológicos que se manifiestan en los medios de crecimiento biológico. Por ejemplo, el valor de reflectancia espectral de una primera imagen en una localización de píxeles específica puede normalizarse con base en los valores de reflectancia espectral en una o más segundas imágenes en la misma localización de píxeles. La normalización puede usar relaciones, en cuyo caso, pueden usarse relaciones de los valores de reflectancia espectral en las ubicaciones de píxeles en primeras imágenes con respecto a los valores de reflectancia espectral en las mismas ubicaciones de píxeles en segundas imágenes para identificar los agentes biológicos y para identificar áreas de fondo de los medios de crecimiento biológico. En esta forma, el análisis espectral puede mejorar la detección automatizada de agentes biológicos . Las primeras imágenes pueden generarse bajo una iluminación de luz en un primer intervalo de longitudes de onda, y las segundas imágenes pueden generarse bajo iluminación de luz en un segundo intervalo de longitudes de onda. La respuesta espectral de agentes biológicos relativos y las áreas de fondo pueden diferir en diferentes iluminaciones. De conformidad con esta descripción, las primeras imágenes pueden normalizarse con base en las segundas imágenes, mejorando con ello una capacidad de distinguir el fondo de los medios de crecimiento biológico de los agentes biológicos que se manifiestan en los medios. Los valores de reflectancia espectral asociados con agentes biológicos y con áreas de fondo pueden diferir en los diferentes intervalos de longitudes de onda. Las técnicas de normalización pueden aprovechar este fenómeno observado para mejorar la enumeración de agentes biológicos. La iluminación utilizada para las primeras imágenes puede estar dentro de un espectro visible, y la iluminación utilizada para las segundas imágenes puede estar fuera del espectro visible. En esta forma, la respuesta espectral de los medios de crecimiento biológico en un amplio intervalo de longitudes de onda (tanto dentro del espectro visible como fuera del espectro visible) puede aprovecharse para mejorar la lectura automatizada de medios de crecimiento biológico. La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico de ejemplo capaz de implementar una o más de las técnicas de la presente descripción durante el procesamiento del medio de crecimiento biológico 24. El sistema 20 comprende una unidad formadora de imágenes 21 acoplada a una computadora 22. La unidad formadora de imágenes 21 captura imágenes del medio de crecimiento biológico 24 bajo dos o más configuraciones de iluminación diferentes (por ejemplo, bajo diferentes longitudes de onda de iluminación) , y la computadora 22 procesa las imágenes para identificar y contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico 24. Alternativamente, pueden usarse filtros de luz blanca y de color, u otras técnicas para facilitar la iluminación a diferentes longitudes de onda. Aunque la computadora 22 y la unidad formadora de imágenes 21 se ilustran como unidades separadas, las técnicas de la presente descripción también podrían implementarse mediante un sistema o dispositivo completamente integrado en el cual la unidad formadora de imágenes 21 y la computadora 22 están incorporadas en un dispositivo común, es decir, un lector biológico completamente integrado. Adicionalmente , las técnicas de la presente descripción también podrían usarse en un sistema modular que incluye una o más unidades formadoras de imágenes, una o más unidades de incubación, una o más unidades de inoculación, uno o más lectores de elementos de identificación (ID), marcadores de ID, y/u otros dispositivos que operan en una tubería de procesamiento modular asociada con el medio de crecimiento biológico 24. Si se desea, la unidad formadora de imágenes 21 puede incluir un lector de ID para leer elementos de ID (no se muestran en la figura 1) del medio de crecimiento biológico 24. En este caso, los elementos de ID pueden identificar el tipo de placa del medio de crecimiento biológico 24 y permitir que la computadora 22 seleccione o ajuste el análisis de la imagen con base en el tipo de placa. Adicionalmente , también pueden codificarse o mapearse otros tipos de información a elementos de ID. La figura 2 muestra una placa de crecimiento biológico de ejemplo que incluye un elemento de ID en forma de un código de barras. La figura 2 se discute más detalladamente más adelante. En el ejemplo de la figura 1, la computadora 22 puede incluir un microprocesador que ejecuta software para el análisis de imágenes del medio de crecimiento biológico 24. Consecuentemente, la computadora 22 también puede incluir una memoria para almacenar varios tipos de información, tales como algoritmos de análisis de imágenes que ejecutan técnicas consistentes con las enseñanzas de la presente descripción. A manera de ejemplo, la computadora 22 puede comprender una computadora personal (PC, por sus siglas en inglés) , una computadora de escritorio, una computadora portátil, una computadora de mano, una estación de trabajo, o similar.

Pueden cargarse programas de software en la computadora 22 para facilitar el análisis de imágenes del medio de crecimiento biológico 24 generadas por la unidad formadora de imágenes 21. En el ejemplo de la figura 1, la unidad formadora de imágenes 21 está acoplada a la computadora 22 vía la interfaz 25. La interfaz 25, por ejemplo, puede comprender una interfaz de Bus Serial Universal (USB, por sus siglas en inglés) , una interfaz de Bus Serial Universal 2 (USB2) , una interfaz FireWire IEEE 1394, una interfaz tipo Interfaz de Sistema de Computadoras Pequeñas (SCSI, por sus siglas en inglés) , una interfaz Enlace de Tecnología Avanzada (ATA, por sus siglas en inglés) , una interfaz ATA en serie, una interfaz de Interconexión de Componentes Periféricos (PCI, por sus siglas en inglés) , una interfaz serial o paralela, o similar . La unidad formadora de imágenes 21 está diseñada para recibir un medio de crecimiento biológico 24. En particular, la unidad formadora de imágenes 21 incluye una envuelta que define una ranura de entrada 28 para recibir el medio de crecimiento biológico 24. Un mecanismo guía 23 puede formarse en la envuelta para ayudar a la inserción del medio de crecimiento biológico 24 en la unidad formadora de imágenes. La unidad formadora de imágenes 21 también incluye una ranura de expulsión (no se muestra) , a través de la cual el medio de crecimiento biológico 24 es expulsado después de la formación de imágenes del medio de crecimiento biológico 24. La unidad formadora de imágenes puede incluir también otras características, tales como una pantalla de visualización (no se muestra) para mostrar a un usuario el progreso o los resultados del análisis de la placa de crecimiento biológico. Sin embargo, las técnicas de esta descripción, podrían usarse con una amplia variedad de otros tipos de dispositivos formadores de imágenes. La unidad formadora de imágenes 21 aloja componentes formadores de imágenes, tales como fuentes de iluminación y una o más cámaras. En un ejemplo, la unidad formadora de imágenes 21 aloja una cámara monocromática bidimensional para generar una o más imágenes monocromáticas de un medio de crecimiento biológico 24 insertado. Las fuentes de iluminación en la unidad formadora de imágenes 21 pueden proporcionar iluminación en dos o más longitudes de onda de radiación electromagnética diferentes. Las fuentes de iluminación en la unidad formadora de imágenes 21 pueden iluminar los lados frontal y/o posterior del medio de crecimiento biológico 24 durante la formación de imágenes. Los iluminadores pueden iluminar el medio de crecimiento biológico 24 con dos o más longitudes de onda diferentes, y pueden generarse diferentes imágenes del medio de crecimiento biológico 24 bajo las diferentes longitudes de onda de iluminación. Una placa gruesa transparente puede estar alojada en la unidad formadora de imágenes 21 para definir una ubicación de formación de imágenes para el medio de crecimiento biológico 24 en relación con la cámara. La unidad formadora de imágenes 21 puede comunicar las imágenes a la computadora 22, la cual puede incluir un procesador para realizar análisis de imágenes. El medio de crecimiento biológico 24 puede incluir un área de crecimiento 27 en donde las bacterias u otros agentes se manifiestan en el medio de crecimiento biológico 24. El área de crecimiento 27 puede comprender una superficie plana, una cavidad rebajada o cualquier superficie útil para el crecimiento biológico. El medio de crecimiento biológico 24 puede manufacturarse para incluir nutrientes en el área de crecimiento 27 para facilitar el rápido crecimiento de un agente biológico particular. Puede añadirse una muestra (tal como una muestra de alimento o una muestra de laboratorio) al área de crecimiento junto con uno o más agentes de dilución si se desea. Este proceso de añadir una muestra (y posiblemente un agente de dilución) al área de crecimiento 27 se denomina inoculación, y puede realizarse manualmente por parte de un usuario, o automáticamente por medio de una unidad de inoculación (no se muestra en la figura 1) . Después de la inoculación, el medio de crecimiento biológico 24 puede incubarse entonces en una cámara o unidad de incubación (no se muestra en la figura 1) . Después de la inoculación y la incubación, el medio de crecimiento biológico 24 se procesa por medio de la unidad formadora de imágenes 21 con el fin de generar imágenes en la forma descrita en la presente. En particular, la unidad formadora de imágenes 21 genera por lo menos dos imágenes diferentes bajo dos diferentes longitudes de onda de luz de iluminación. Las imágenes son enviadas desde la unidad formadora de imágenes 21 a la computadora 22, la cual realiza el análisis de imágenes. Por ejemplo, la unidad formadora de imágenes 21 puede generar primeras imágenes bajo una iluminación de luz en un primer intervalo de longitudes de onda. Además, la unidad formadora de imágenes 21 puede generar segundas imágenes bajo iluminación de luz en un segundo intervalo de longitudes de onda. En esta forma, el medio de crecimiento biológico 24 se ilumina con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y las imágenes de los medios de crecimiento biológico son capturadas mediante la unidad formadora de imágenes 21 bajo estas diferentes iluminaciones.

En la computadora 22, los valores de reflectancia espectral en una o más primeras imágenes pueden normalizarse con base en los valores de reflectancia espectral en una o más segundas imágenes con el fin de identificar mejor agentes biológicos que se manifiestan en los medios de crecimiento biológico. En otras palabras, la computadora 22 utiliza relaciones de los valores de reflectancia espectral en primeras imágenes con respecto a los valores de reflectancia espectral en segundas imágenes para identificar los agentes biológicos en relación con un fondo del medio de crecimiento biológico 24. En esta forma, la computadora 22 utiliza el análisis espectral en la detección automatizada de agentes biológicos. Los valores de reflectancia espectral pueden obtenerse como porcentajes de reflectancia de luz a una longitud de onda particular, y pueden asociarse con ubicaciones de píxeles específicas (o áreas específicas) en las dos imágenes diferentes. Las respuestas espectrales de los agentes biológicos y el fondo pueden diferir en los diferentes intervalos de longitudes de onda. La computadora 22 puede normalizar valores de reflectancia en ubicaciones de píxeles de las primeras imágenes con base en valores de reflectancia en ubicaciones de píxeles en las segundas imágenes, mejorando así una capacidad de la computadora 22 de distinguir el fondo del medio de crecimiento biológico 24 de los agentes biológicos que se manifiestan en el medio de crecimiento biológico 24. Los valores de reflectancia pueden representar la reflectancia espectral del medio de crecimiento biológico 24 en una ubicación dada bajo la iluminación asociada con las diferentes imágenes.

La iluminación utilizada por la unidad formadora de imágenes 21 para las primeras imágenes puede estar dentro de un espectro visible, y la iluminación utilizada por la unidad formadora de imágenes 21 para las segundas imágenes puede estar fuera del espectro visible. En esta forma, la respuesta espectral del medio de crecimiento biológico 24 en un amplio intervalo de longitudes de onda (tanto en el espectro visible como fuera del espectro visible) puede aprovecharse para mejorar la lectura automatizada. Las imágenes pueden generarse cuando el medio de crecimiento biológico 24 está en una ubicación fija para asegurar que los píxeles de las diferentes imágenes se alinean con precisión para propósitos de normalización. Una determinación de si una muestra dada que está siendo probada en el medio de crecimiento biológico 24 es aceptable, en términos de conteo de colonias bacterianas u otros agentes biológicos puede depender del número de colonias bacterianas por unidad de área. Consecuentemente, las imágenes generadas por la unidad formadora de imágenes 21 se pueden analizar por medio de la computadora 22 y usarse para cuantificar la cantidad de colonias bacterianas por unidad de área en el medio de crecimiento biológico 24. Además, el análisis espectral y las técnicas de normalización descritas en la presente pueden mejorar la capacidad de la computadora 22 de distinguir colonias bacterianas u otros agentes biológicos del fondo del medio de crecimiento biológico 24. El tamaño de las colonias individuales también puede determinarse en el análisis si se desea. La figura 2 es una vista superior de un medio de crecimiento biológico en forma de una placa de crecimiento biológico 50. A manera de ejemplo, la placa de crecimiento biológico 50 puede comprender placas de crecimiento biológico vendidas por 3M bajo el nombre comercial de placas PETRIFILM. En algunos casos, la placa de crecimiento biológico 50 puede incluir un elemento de identificación 54 para facilitar el procesamiento automatizado de la placa de crecimiento biológico 50. El elemento de identificación 54 se ilustra como un patrón que puede leerse ópticamente, por ejemplo, un código de barras. En otros casos, sin embargo, el elemento de identificación 54 puede asumir una amplia variedad de patrones ópticos tales como caracteres, códigos de barras, códigos de barras bidimensionales , rejillas ópticas, hologramas, tintas de fósforo y similares. Además, en algunas modalidades, el elemento de identificación 54 puede comprender circuitos visibles o no visibles o elementos magnéticos, los cuales puede ser leídos por técnicas magnéticas o de radiofrecuencia. Por ejemplo, el elemento de identificación 54 puede comprender cualquiera de una amplia variedad de etiquetas de identificación de radiofrecuencia (RFID, por sus siglas en inglés) comúnmente utilizadas en muchas industrias para propósitos de rastreo de inventarios.

La placa de crecimiento biológico 50 puede facilitar el rápido crecimiento y detección y la enumeración de bacterias u otros agentes biológicos incluyendo, por ejemplo, bacterias aeróbicas, E. Coli, coliformes, Enterobacteriaceae , levadura, moho, Staphylococces aureus , Listeria, Campylobacter, y otros agentes biológicos. El uso de placas PETRIFILM, u otros medios de crecimiento biológico, pueden simplificar las pruebas bacterianas de muestras de alimentos. Como se muestra en la figura 2, una placa de crecimiento biológico 50 define un área de crecimiento 52. Una determinación de si una muestra dada que está siendo probada en la placa 50 es aceptable, en términos de conteo de colonias bacterianas, puede depender del número de colonias bacterianas por unidad de área. Consecuentemente, de conformidad con la presente descripción, un sistema automatizado puede procesar la placa de crecimiento biológico 50 para cuantificar la cantidad de colonias bacterianas por unidad de área sobre la placa 50 y puede comparar la cantidad, o el "conteo", con un umbral. El umbral puede representar, por ejemplo, un conteo de colonias que se relaciona con un número aceptable (o inaceptable) de microorganismos en la muestra original. La superficie de la placa de crecimiento biológico 50 puede contener uno o más agentes mej oradores del crecimiento diseñada para facilitar el rápido crecimiento de uno o más tipos de bacterias u otros agentes biológicos. La placa de crecimiento biológico 50 puede inocularse con una mezcla. La inoculación se refiere al proceso de añadir una muestra de material que está siendo probado a la superficie de la placa de crecimiento biológico 50 en el área de crecimiento 52, posiblemente con un agente de dilución. La inoculación puede realizarse manualmente o en forma automatizada. Después de la inoculación, la placa de crecimiento biológico 50 puede insertarse en una cámara de incubación (no se muestra) . En la cámara de incubación, microorganismos tales como bacterias, levadura, o moho crecen sobre los nutrientes en la placa de crecimiento biológico 50 y, después de un periodo de tiempo, se manifiestan como colonias. Las colonias (por ejemplo, moho u otros microorganismos) , representadas por varios puntos sobre la placa de crecimiento biológico 50 de la figura 2, pueden aparecer en diferentes colores en relación con los colores de fondo del área de crecimiento 52, facilitando la detección automatizada y la enumeración de las colonias bacterianas vía técnicas de análisis de imágenes. En particular, el área 58 asociada con un agente biológico puede parecer diferente del área 56 asociada con un fondo de la placa de crecimiento biológico 50, particularmente en el espectro visible.

Como se describe en la presente descripción, se generan dos o más imágenes diferentes de la placa de crecimiento biológico 50. Se pueden generar una o más primeras imágenes bajo iluminación por radiación electromagnética en una primera longitud de onda, por ejemplo, luz en el espectro visible. Pueden generarse una o más segundas imágenes bajo iluminación por radiación electromagnética en una segunda longitud de onda, por ejemplo, luz fuera del espectro visible. La relación de la reflectancia espectral en ubicaciones de pixeles individuales en la segunda imagen en relación con ubicaciones de pixeles correspondientes de la primera imagen puede ayudar en la detección del área 58 asociada con un agente biológico en relación con el área 56 asociada con un fondo. Las comparaciones basadas en áreas del área 58 en relación con el área 56, o posiblemente relaciones basadas en pixeles para cada ubicación de pixeles, se pueden usar para determinar si el área 58 (o los pixeles en el área 58) de hecho corresponden a una colonia bacteriana que ha crecido sobre la placa de crecimiento biológico 50. En otras palabras, una computadora puede calcular la relación de valores de reflectancia en las primeras imágenes en relación con las segundas imágenes en el área 58, y la relación de valores de reflectancia de las primeras imágenes en relación con las segundas imágenes en el área 56. Estas relaciones pueden proporcionar una distinción más definitiva entre las áreas 58 y 56 que pueden definirse a partir de un conjunto de imágenes solas. El proceso de definir estas relaciones se refiere como normalización de las primeras imágenes con base en las segundas imágenes. La normalización puede mejorar la capacidad de identificar agentes biológicos asociados con el área 58 en relación con el fondo asociado con el área 56. Por ejemplo, en cada ubicación de píxel (o posiblemente para conjuntos de píxeles en áreas diferentes) , las relaciones generadas para normalizar las primeras imágenes pueden compararse con un umbral para determinar si la ubicación corresponde con un agente biológico o fondo. Otras reglas o técnicas de enumeración más complicadas también podrían aplicarse a las relaciones calculadas en cada ubicación de píxel (o en diferentes áreas definidas por conjuntos de ubicaciones de píxeles) . Los valores de reflectancia pueden medirse en cualquier tipo de unidades, y en algunos casos, pueden comprender valores de porcentaje sin unidades . La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico 30, el cual puede corresponder con el sistema 20 de la figura 1 u otro sistema, tal como un lector biológico completamente integrado o un sistema modular. El sistema 30 incluye una computadora 32, la cual puede incluir un procesador 33 acoplado a una memoria 36. Si se desea, la computadora puede acoplarse a un dispositivo de salida 38, tal como una pantalla de visualización. La computadora 32 también puede acoplarse a otras unidades de procesamiento (no se muestra) tales como unidades de inoculación, unidades de incubación, lectores de ID, dispositivos de marcación, o similares. La unidad formadora de imágenes 31 está acoplada a la computadora 32. La unidad formadora de imágenes 31 genera una o más imágenes de un medio de crecimiento biológico y proporciona las imágenes a la computadora 32. El procesador 33 procesa las imágenes con base en algoritmos de análisis de imágenes almacenados en la memoria 36. Por ejemplo, la memoria 36 puede almacenar varias instrucciones de software ejecutables por procesador que facilitan el análisis de imágenes de las imágenes generadas por la unidad formadora de imágenes 31. El procesador 33 ejecuta las instrucciones para llevar a cabo las técnicas de la presente descripción. El dispositivo de salida 38 recibe los resultados determinados por el procesador 33 y proporciona los resultados a un usuario . La memoria 36 también puede almacenar una base de datos 40, así como un software de administración de bases de datos para la administración de la base de datos 40. La base de datos 40 de la memoria 36 puede usarse para asociar los diferentes tipos de información con diferentes medios de crecimiento biológico. Asimismo, la base de datos 40 puede usarse para almacenar perfiles espectrales asociados con diferentes tipos de placas de crecimiento biológico. Tales perfiles espectrales, por ejemplo, pueden usarse en el procesamiento de placas de crecimiento biológico, y posiblemente pueden ayudar a distinguir el área 58 (Figura 2) asociada con un agente biológico en relación con el área 56 asociada con un fondo. Para generar tales perfiles espectrales, la respuesta re lectiva de los medios de crecimiento biológico de ejemplo puede registrarse a través de un espectrómetro. La base de datos 40 puede almacenar perfiles espectrales para una amplia variedad de tipos diferentes de medios de crecimiento biológico, y la base de datos 40 puede actualizarse de vez en vez con perfiles espectrales asociados con nuevos tipos de medios de crecimiento biológico. Más específicamente, los perfiles espectrales asociados con placas de crecimiento biológico pueden ayudar en la determinación de la existencia de errores o defectos en los medios biológicos. Los perfiles espectrales pueden compararse con datos medidos en el medio de crecimiento biológico con el fin de identificar defectos del fabricante o usar defectos que hacen que los medios de crecimiento biológico sean imprecisos. En este caso, si los valores de reflectancia medidos asociados con un medio de crecimiento biológico de desvían mucho de la respuesta espectral esperada, el medio puede marcarse como incluyendo errores posibles. Los errores, por ejemplo, pueden deberse al añej amiento, a defectos de manufactura, o al uso inapropiado por parte del técnico de laboratorio u otro usuario. Por ejemplo, la inoculación inapropiada o excesiva en un medio de crecimiento biológico puede provocar que el medio de crecimiento biológico se llene excesivamente con inoculantes, posiblemente provocando errores que pueden detectarse por la comparación de valores de reflectancia medidos con perfiles espectrales esperados asociados con los medios biológicos. Cada tipo de placa de crecimiento biológico puede definir una firma espectral única. Si los valores de reflectancia medidos en una o más áreas no coinciden con los valores esperados, definidos por la firma espectral única, el medio puede marcarse como incluyendo errores posibles. En esta forma, los medios de crecimiento biológico pueden procesarse con base en los perfiles espectrales con el fin de mejorar la integridad del análisis automatizado de los medios de crecimiento biológico. Los perfiles espectrales podrían usarse para otros propósitos, además de verificar errores claros debidos al añej amiento, a defectos de manufactura o a la inoculación inapropiada. La figura 4 es una gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con diferentes ubicaciones sobre un medio de crecimiento biológico. La gráfica de la figura 4 proporciona una ilustración aproximada de datos recolectados en un experimento realizado con respecto a una placa PETRIFILM de conteo de levadura y moho, denominada de aquí en adelante "Placa PETRIFILM YM" , comercialmente disponible de 3M Company de Saint Paul Minnesota. La Placa PETRIFILM YM se inoculó con moho (Cepa M6) y se incubó de conformidad con la especificación de la Placa PETRIFILM YM. Un espectrómetro de Optics Ocean modelo número USB4000 se utilizó para medir la reflectividad de la Placa PETRIFILM YM bajo una fuente de luz de halógeno. Se identificaron cinco ubicaciones diferentes en la Placa PETRIFILM YM para comparaciones de las respuestas espectrales a diferentes longitudes de onda. La línea 41 corresponde a la respuesta espectral asociada con una ubicación de borde de fondo (es decir, una primera ubicación de fondo) sobre la Placa PETRIFILM YM. La línea 42 corresponde a la respuesta espectral asociada con un agente biológico (es decir, un primer agente) formado sobre la Placa PETRIFILM YM. La línea 43 corresponde a la respuesta espectral asociada con una ubicación de fondo que no es de borde (es decir, una segunda ubicación de fondo) sobre la Placa PETRIFILM YM. La línea 44 corresponde a la respuesta espectral asociada con otra ubicación de fondo que no es de borde (es decir, una tercera ubicación de fondo) sobre la Placa PETRIFILM YM. La línea 45 corresponde a la repuesta espectral asociada con otro agente biológico (es decir, un segundo agente) formado sobre la Placa PETRIFILM YM. Como puede observarse de la figura 4, la información espectral en el espectro visible entre 400 nanómetros a 700 nanómetros, y específicamente entre 500 y 700 nanómetros, porta sustancialmente toda la información que distingue las líneas 42 y 45 (correspondientes a los agentes biológicos) de las líneas 41, 43 y 44 (correspondientes a diferentes ubicaciones de fondo) . Adicionalmente, la línea 42 muestra menos reflectancia que las líneas 43 y 44 en una porción sustancial del espectro visible, pero muestra más reflectancia que las líneas 43 y 44 a longitudes de onda superiores a 700 nanómetros. En longitudes de onda entre 800 y 900 nanómetros, todas la líneas son aproximadamente paralelas . Estas observaciones pueden permitir el uso de técnicas de normalización. Por ejemplo, la reflectancia medida a longitudes de onda entre 700 y 1000 nanómetros, o más específicamente entre 800 y 900 nanómetros, se puede usar para normalizar la reflectancia espectral medida en el espectro visible entre 400 y 700 nanómetros. Las características espectrales esperadas o medidas del medio de crecimiento biológico en diferentes intervalos se pueden aprovechar mediante la captura de imágenes de un medio de crecimiento biológico bajo iluminación a longitudes de onda en el espectro visible (por ejemplo, entre aproximadamente 500 y aproximadamente 700 nanómetros) , y la captura de segundas imágenes de un medio de crecimiento biológico bajo iluminación a longitudes de onda fuera del espectro visible (por ejemplo, entre aproximadamente 800 y aproximadamente 990 nanómetros) . La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra la iluminación de un medio de crecimiento biológico 115 en un dispositivo de- iluminación, tal como la unidad formadora de imágenes 21 de la figura 1. El dispositivo de iluminación incluye fuentes de iluminación 110A, 110B y 110C (en conjunto las fuentes de iluminación 110) . El dispositivo de iluminación también puede incluir una cámara 112, la cual puede comprender una cámara monocromática bidimensional u otro tipo de cámara. El medio de crecimiento biológico 115 puede mantenerse en una ubicación de formación de imágenes en relación con la cámara 112. El medio de crecimiento biológico 115 puede residir en una placa gruesa transparente 114, o podría mantenerse en su lugar por mecanismos guiados, pinzas, u otros elementos con o sin necesidad de la placa gruesa 114.

Las fuentes de iluminación 110 iluminan el medio de crecimiento biológico 115 con dos o más longitudes de onda diferentes de radiación electromagnética, y la cámara 112 captura una o más imágenes del medio de crecimiento biológico 115 bajo cada una de estas diferentes iluminaciones. En particular, la cámara 112 puede capturar primeras imágenes del medio de crecimiento biológico 115 bajo iluminación por medio de fuentes de iluminación 110 con radiación electromagnética en una primera longitud de onda, por ejemplo, luz en el espectro visible. La cámara 112 puede capturar segundas imágenes del medio de crecimiento biológico 115 bajo iluminación por medio de las fuentes de iluminación 110 con radiación electromagnética en una segunda longitud de onda, por ejemplo, luz fuera del espectro visible. Las primeras y segundas imágenes pueden capturarse cuando el medio de crecimiento biológico 115 es mantenido en una ubicación fija en relación con la cámara 112 para asegurar que los píxeles de las primeras imágenes corresponden con los píxeles de las segundas imágenes. Estas imágenes pueden comunicarse después de la cámará 112 a una computadora para análisis . La computadora (no mostrada en la figura 4) puede analizar las imágenes y crear relaciones para cada ubicación de píxel para normalizar los valores de reflectancia de las primeras imágenes. En particular, la relación de los valores de reflectancia espectral en una segunda imagen en relación con una primera imagen puede ayudar en la detección de áreas del medio de crecimiento biológico 115 asociadas con un agente biológico en relación con las áreas del medio de crecimiento biológico 115 asociadas con un fondo.

Las fuentes de iluminación 110 pueden comprender cualquiera de una variedad de dispositivos o configuraciones. Las fuentes de iluminación 110 pueden comprender fuentes de luz fluorescente con filtros para definir las longitudes de onda apropiadas de iluminación. Alternativamente, las fuentes de iluminación 110 pueden comprender fuentes de luz de semiconductor, tal como diodos emisores de luz. Los diodos emisores de luz, por ejemplo, pueden definirse para crear las longitudes de iluminación, o pueden usarse filtros para este propósito. También podrían usarse muchos otros tipos de fuentes de iluminación. Aunque la figura 5 muestra fuentes de iluminación 110 ubicadas en el lado frontal y lado posterior del medio de crecimiento biológico 115, en algunos casos podría usarse la iluminación de solo un lado del medio de crecimiento biológico 115. De hecho, podría usarse una amplia variedad de configuraciones para lograr dos intervalos de longitudes de onda diferentes de iluminación consistentes con la presente descripción. En un ejemplo, la fuente de iluminación 110A produce la iluminación en la primera longitud de onda y la fuente de iluminación 110B produce la iluminación en la segunda longitud de onda. La fuente de iluminación 110C puede proporcionar luz de fondo en las dos longitudes de onda. En otros casos, cada fuente de iluminación 110 puede incluir elementos capaces de iluminar en la primera y segunda longitudes de onda. Puede usarse cualquier número de intervalos de longitudes de onda diferentes para definir imágenes bajo, varias longitudes de onda de iluminación diferentes. Al capturar las imágenes, la cámara 112 envía las imágenes a una computadora para el análisis de imágenes consistente con la presente descripción. Nuevamente, las primeras y segundas imágenes pueden capturarse cuando el medio de crecimiento biológico 115 es mantenido en una ubicación fija en relación con la cámara 112 para asegurar que los pixeles de las primeras imágenes corresponden con pixeles de las segundas imágenes. En otra modalidad, puede usarse iluminación de luz blanca con filtros ópticos, ya sean estacionarios o en una rueda de filtros. Asimismo, en otra modalidad puede usarse iluminación de luz blanca con filtros ópticos insertados sobre el sensor de imágenes en forma de un arreglo de máscara, por ejemplo similar a una máscara Bayer. En cualquier caso, los valores de reflectancia de ubicaciones de pixeles en una primera imagen espectral pueden normalizarse con base en los valores de reflectancia para las mismas ubicaciones de pixeles espaciales en una o más segundas imágenes espectrales. La primera imagen puede asociarse con una longitud de onda de iluminación diferente de la segunda imagen o las segundas imágenes . También pueden usarse imágenes adicionales a diferentes longitudes de onda de iluminación. La figura 6 es una gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con un elemento formado sobre un medio de crecimiento biológico y la respuesta espectral asociada con un área de fondo en el medio de crecimiento biológico. En la figura 6, la línea 64 corresponde a la línea 44 de la figura 4, y la línea 65 corresponde a la línea 45 de la figura 4. Las ventanas 66A y 66B pueden definir los intervalos de longitudes de onda de iluminación usados para capturar primeras imágenes y segundas imágenes respectivamente. Para cada una de las imágenes, se puede determinar la intensidad de cada ubicación de píxel, y puede determinarse una relación de las intensidades en las ventanas 66A (asociadas con una primera imagen espectral) y 66B (asociada con una segunda imagen espectral) . Este proceso puede verse como la normalización de los valores de reflectancia de las primeras imágenes asociadas con la ventana 66A con base en segundas imágenes asociadas con la ventana 66B. La normalización mediante el uso de relaciones puede mejorar la capacidad de detectar si cada píxel dado está asociado con un fondo o un agente biológico. Adicionalmente , si se desea, el perfil espectral esperado asociado con fondos y agentes se puede programar en la computadora, y usarse para aumentar el análisis proporcionando valores esperados o relaciones esperadas para píxeles en el fondo y píxeles asociados con agentes biológicos. En esta forma, los perfiles espectrales esperados pueden ayudar a identificar agentes biológicos. Como se aprecia, los perfiles espectrales esperados también pueden usarse para control de calidad y la detección de errores posibles debido al añejamiento, a defectos de manufactura o la inoculación inapropiada. Las técnicas de la presente descripción pueden mejorar significativamente la capacidad de diferenciar el fondo de los agentes biológicos. Incluso si las diferencias absolutas entre reflectancia de fondo y agentes biológicos en imágenes generadas bajo la primera iluminación no son significativas, las diferencias normalizadas pueden ser significativas. Consecuentemente, las técnicas de normalización de la presente descripción pueden producir mejoramientos en la capacidad de diferenciar o distinguir regiones de fondo de agentes biológicos que se forman en el medio de crecimiento biológico. En cada ubicación de píxel (o posiblemente para conjuntos de píxeles en diferentes áreas) , las relaciones generadas para normalizar las primeras imágenes pueden compararse con un umbral para determinar si esa ubicación corresponde a un agente biológico o a un fondo. También podrían aplicarse otras reglas o técnicas de enumeración más complicadas a las relaciones calculadas en cada ubicación de píxel (o en diferentes áreas definidas por conjuntos de ubicaciones de píxeles) .

La figura 7 es otra gráfica que ilustra la respuesta espectral asociada con un elemento formado sobre un medio de crecimiento biológico y la respuesta espectral asociada con un área de fondo en el medio de crecimiento biológico. En la figura 7, la línea 74 corresponde a la línea 44 de la figura 4 y la línea 72 corresponde a la línea 42 de la figura 4. Las ventanas 76A y 76B pueden definir la iluminación utilizada para capturar primeras imágenes y segundas imágenes respectivamente. Para cada una de las imágenes, puede determinarse la intensidad de cada ubicación de píxel, y se puede determinar una relación de las intensidades en las ventanas 76A y 76B. Este proceso puede verse como la normalización de los valores de reflectancia espectral de las primeras imágenes asociadas con la ventana 76A con base en valores de reflectancia espectral de las segundas imágenes asociadas con la ventana 76B. Después, las relaciones pueden compararse con uno o más umbrales para determinar si las ubicaciones de píxeles corresponden con agentes biológicos o con un fondo . Al igual que con el ejemplo de la figura 6, esta normalización que utiliza relaciones puede mejorar la capacidad de detectar si cada píxel dado está asociado con un fondo o con un agente biológico. De nuevo, si se desea, el perfil espectral esperado asociado con fondos y agentes se puede programas en la computadora, y usarse para aumentar el análisis proporcionando los valores esperados o las relaciones esperadas para pixeles en el fondo y los pixeles asociados con agentes biológicos. En el ejemplo de la figura 7, la capacidad de diferenciar el fondo (asociado con la línea 74) de los agentes biológicos (asociados con la línea 72) puede mejorarse significativamente en relación con una comparación absoluta de valores en un intervalo de frecuencias (por ejemplo, definido por la primera ventana 76A) . En este caso, a pesar de que las diferencias absolutas entre reflectancia del fondo y de agentes biológicos en la ventana 76A para imágenes generadas bajo la primera iluminación son solo aproximadamente quince por ciento, las diferencias normalizadas pueden ser más de treinta por ciento. Consecuentemente, el ejemplo de la figura 7, el uso de técnicas de normalización o de relaciones como se destaca en la presente, pueden producir más de 100 por ciento de mejoramientos en diferencias cuantificadas de pixeles asociados con un agente biológico en relación con pixeles en el fondo. La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra una técnica consistente con la presente descripción. Como se muestra en la figura 8, la unidad formadora de imágenes 21 ilumina el medio de crecimiento biológico 24 con una primera radiación electromagnética (como se muestra en la etapa 81) , y genera una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico 24 iluminado con la primera radiación electromagnética (como se muestra en la etapa 82) . La unidad formadora de imágenes 21 también ilumina el medio de crecimiento biológico 24 con una segunda radiación electromagnética (como se muestra en la etapa 83) , y genera una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética (como se muestra en la etapa 84) . Las imágenes mejoradas pueden enviarse a la computadora 22 para análisis de imágenes . La computadora 22 cuenta agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico 24 con base en las primeras y segundas imágenes. En particular, la computadora 22 normaliza valores de reflectancia espectrales en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes (como se muestra en la etapa 85) , identifica los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectrales (como se muestra en la etapa 86) , y cuenta los agentes biológicos identificados (como se muestra en la etapa 87) . El de otra manera, la computadora 22 determina relaciones de valores de reflectancia espectrales en la primera imagen o las primeras imágenes con respecto a valores de reflectancia espectrales en la segunda imagen o las segundas imágenes, identifica los agentes biológicos con base en las relaciones, y cuenta los agentes biológicos identificados . La primera radiación electromagnética puede estar en un espectro visible, y la segunda radiación electromagnética puede estar fuera del espectro visible. Por ejemplo, la primera radiación electromagnética puede comprender luz que tiene una longitud de onda entre aproximadamente 500 y 700 nanómetros, y la segunda radiación electromagnética puede comprender luz que tiene una longitud de onda entre aproximadamente 800 y 900 nanómetros. Si se desea la computadora 22 puede almacenar un perfil espectral asociado con el medio de crecimiento biológico, en cuyo caso la identificación de agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico 24 puede basarse en las primeras y segundas imágenes y en el perfil espectral almacenado.. Alternativamente, los perfiles espectrales almacenados pueden usarse para procesar el medio de crecimiento biológico, proporcionando posiblemente una verificación de calidad en el medio de crecimiento biológico. La computadora 22 puede actualizarse con nuevos perfiles espectrales, al desarrollarse nuevos tipos de placas de crecimiento biológico . La figura 9 es otro diagrama de flujo que ilustra una técnica consistente con esta descripción. Como se muestra en la figura 9, la unidad formadora de imágenes 21 ilumina el medio de crecimiento biológico 24 con radiación electromagnética fuera de un espectro visible (como se muestra en la etapa 91) , y genera una o más imágenes del medio de crecimiento biológico 24 iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible (como se muestra en la etapa 92) . Las imágenes generadas pueden enviarse a la computadora 22 para análisis de imágenes, y la computadora 22 puede contar agentes biológicos en el medio ¦ de crecimiento biológico 24 con base en la imagen o las imágenes (como se muestra en la etapa 93) . , De nuevo, la radiación electromagnética que está fuera del espectro visible puede comprender luz que tiene una longitud de onda entre aproximadamente 700 y aproximadamente 1000 nanómetros, y más específicamente entre aproximadamente 800 y aproximadamente 900 nanómetros. También pueden generarse imágenes dentro del espectro visible, en cuyo caso, la computadora 22 puede contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico 24 con base en una o más primeras imágenes asociadas con iluminación en el espectro visible, y una o más segundas imágenes asociadas con iluminación fuera del espectro visible. Las técnicas descritas en la presente pueden estar sujetas a una amplia variedad de modificaciones y detalles específicos de la implementación. Por ejemplo, el uso de imágenes generadas bajo luz fuera del espectro visible puede tener otras aplicaciones, tales como medios de crecimiento biológico diseñados para manifestar información espectral en longitudes de onda fuera del espectro visible. Además, aunque se han descrito sistemas de ejemplo específicos, las técnicas de la presente descripción podrían usarse en otros tipos de sistemas o dispositivos, tales como sistemas de procesamiento de medios de crecimiento biológico modulares, o lectores biológicos completamente integrados que incluyen capacidades de formación de imágenes y de procesamiento de imágenes . Las técnicas descritas en la presente pueden implementarse en hardware, software, firmware, o cualquier combinación de los mismos. Si se implementan en software, las técnicas pueden realizarse por lo menos en parte a través de un medio de lectura por computadora que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por una computadora de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico, hacen que la computadora realice una o más de las técnicas de la presente descripción. El medio de almacenamiento de datos de lectura por computadora puede formar parte de un producto de programa de cómputo, el cual puede incluir materiales para envasado. El medio de lectura por computadora puede comprender una memoria de acceso aleatorio (RAM, por sus siglas en inglés) tal como una memoria de acceso aleatorio dinámica sincrónica (SDRAM, por sus siglas en inglés) , una memoria de solo lectura (ROM, por 4 sus siglas en inglés) , una memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM) , una memoria de solo lectura eléctricamente borrable (EEPROM, por sus siglas en inglés), una memoria FLASH, medios de almacenamiento magnético u óptico, y similares. Las instrucciones de lectura por computadora pueden ejecutarse en la computadora del sistema por medio de uno o más procesadores, microprocesadores de propósito general, ASICs, FPGAs , u otro circuito lógico equivalente integrado o discreto. Consecuentemente, el término "procesador", tal como aquí se emplea puede referirse a cualquier estructura adecuada para la implementación de las técnicas descritas en la presente. Para las modalidades de software, la presente descripción puede proporcionar un medio de lectura por computadora que comprende instrucciones que al ejecutarse en una computadora de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico hacen que la computadora reciba una o más imágenes del medio de crecimiento biológico, habiéndose generado la imagen o las imágenes durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con la radiación electromagnética fuera del espectro visible, y cuente agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en la imagen o las imágenes .

Además, la presente descripción, puede proporcionar un medio de lectura por computadora que comprende instrucciones que al ejecutarse en una computadora de un sistema de procesamiento de medios de crecimiento biológico hacen que la computadora reciba una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico, habiéndose generado la primera imagen o las primeras imágenes durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con la primera radiación electromagnética, reciba una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico, habiéndose generado la segunda imagen o las segundas imágenes durante la iluminación del medio de crecimiento biológico con la primera radiación electromagnética, normalice los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, y cuente los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectrales normalizados. Si se implementa en hardware, la presente descripción puede dirigirse a un circuito, tal como un circuito integrado, ASIC, FPGA, lógico, o varias combinaciones de los mismos configurados para realizar una o más de las técnicas descritas en la presente. Pueden hacerse varias modificaciones sin alejarse del espíritu de la invención. Éstas y otras modalidades están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método, caracterizado porque comprende: iluminar un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible; generar una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible; y contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en la imagen o las imágenes . 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende: iluminar el medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética que está dentro del espectro visible; generar una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética ; iluminar el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética que está fuera del espectro visible; generar una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética; y contar los agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en la primeras y segundas imágenes del medio de crecimiento biológico.
3. 3. Un método, caracterizado porque comprende: iluminar un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética; generar una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética ; iluminar el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética; generar una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética ; normalizar los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes; identificar los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados; y contar los agentes biológicos identificados.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque: normalizar valores de reflectancia espectrales en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes comprende determinar relaciones de valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con respecto a los valores de reflectancia espectral en la segunda imagen o las segundas imágenes para las ubicaciones de pixeles diferentes; e identificar los agentes biológicos comprende comparar las relaciones con uno o más umbrales.
5. 5. Un sistema, caracterizado porque comprende: una unidad formadora de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible, y genera una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible; y una computadora que cuenta agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en la imagen o las imágenes .
6. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque: la unidad formadora de imágenes ilumina el medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética que está dentro del espectro visible, genera una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, ilumina el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética que está fuera del espectro visible, y genera una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética; y la computadora cuenta los agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en las primeras y segundas imágenes del medio de crecimiento biológico.
7. 7. Un sistema, caracterizado porque comprende: una unidad formadora de imágenes que ilumina un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética, genera una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética, ilumina el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética, y genera una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética; y una computadora que normaliza valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes, identifica los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados, y cuenta los agentes biológicos identificados.
8. 8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la computadora: normaliza valores de reflectancia espectrales en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes determinando relaciones de valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con respecto a valores de reflectancia espectral en la segunda imagen o las segundas imágenes para diferentes ubicaciones de pixeles; e identifica los agentes biológicos comparando las relaciones con uno o más umbrales.
9. 9. Un sistema, caracterizado porque comprende: medios para iluminar un medio de crecimiento biológico con radiación electromagnética que está fuera de un espectro visible ; medios para generar una o más imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la radiación electromagnética fuera del espectro visible; y medios para contar agentes biológicos en el medio de crecimiento biológico con base en la imagen o las imágenes.
10. 10. Un sistema, caracterizado porque comprende: medios para iluminar un medio de crecimiento biológico con una primera radiación electromagnética; medios para generar una o más primeras imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la primera radiación electromagnética; medios para iluminar el medio de crecimiento biológico con una segunda radiación electromagnética; medios para generar una o más segundas imágenes del medio de crecimiento biológico iluminado con la segunda radiación electromagnética; medios para normalizar los valores de reflectancia espectral en la primera imagen o las primeras imágenes con base en la segunda imagen o las segundas imágenes; medios para identificar los agentes biológicos con base en los valores de reflectancia espectral normalizados; y medios para contar los agentes biológicos identificados.