ESCANER DE PLACAS DE CRECIMIENTO BIOLOGICO CON SELECCION AUTOMATIZADA DE PERFIL DE PROCESAMIENTO DE IMAGEN
Campo de la Invención La invención se refiere a técnicas para el análisis de medios de crecimiento biológico para analizar bacterias u otros agentes biológicos en muestras de alimento, muestras de laboratorio, y similares. Antecedentes de la Invención La seguridad biológica es una preocupación primordial en la sociedad moderna. La prueba de contaminación biológica en alimentos y otros materiales ha llegado a ser un requisito importante y algunas veces obligatorio para los desarrolladores y distribuidores de productos alimenticios. También se usa la prueba biológica para identificar bacterias u otros agentes en muestras de laboratorio tal como muestras sanguíneas tomadas de pacientes médicos, muestras de laboratorio desarrolladas para propósitos experimentales y otros tipos de muestras biológicas. Se pueden utilizar varias técnicas y dispositivos para mejorar la prueba biológica y para perfilar y estandarizar el proceso de prueba biológica. En particular, se han desarrollado una amplia variedad de medios de crecimiento biológico. Como un e'jemplo, se ha desarrollado un medio de crecimiento biológico en la forma de placas de crecimiento por la compañía 3M
EEF:163563 (posteriormente "3M" de St. Paul, Minnesota. Las placas de crecimiento biológico se pueden utilizar para facilitar el rápido crecimiento y detección o enumeración de bacterias u otros agentes biológicos comúnmente asociados con contaminación de alimentos, incluyendo, por ejemplo, bacterias aeróbicas, E. coli, coliformes, Enterobacteriaceae, levadura, moho, Staphylococcus aureus, Listeria, Campylobacter, y similares. El uso de las placas PETRIFILM, u otro medio de crecimiento, puede simplificar la prueba bacteriana de muestras alimenticias. Se pueden usar medios de crecimiento biológico para identificar la presencia de bacterias de modo que se puedan realizar las medidas correctivas (en el caso de prueba de alimento) o se puede hacer la diagnosis apropiada (en el caso de uso médico) . En otras aplicaciones, se pueden usar medios de crecimiento biológico para cultivar rápidamente bacterias u otros agentes biológicos en muestras de laboratorio, por ejemplo, para propósitos experimentales. Los escáneres biológicos se refieren a dispositivos usados para leer o contar colonias bacterianas, o la cantidad de un agente biológico particular en un medio de crecimiento biológico. Por ejemplo, se puede colocar una muestra de alimento o muestra de laboratorio en un medio de crecimiento biológico, y luego se puede insertar el medio en una cámara de incubación. Después de la incubación, el medio de crecimiento biológico se puede colocar en el escáner biológico para la detección automatizada y enumeración automatizada del crecimiento bacteriano. En otras palabras, los escáneres biológicos automatizan la detección y enumeración de bacterias u otros agentes biológicos en un medio de crecimiento biológico, y mejoran de este modo el proceso de prueba biológica al reducir el error humano. Breve Descripción de la Invención En general, la invención se refiere a un escáner biológico que automatiza la " selección de perfiles de procesamiento de imagen para explorar y analizar diferentes tipos de placas de ¦ crecimiento biológico. El escáner identifica de forma automática el tipo de placa que se va a explorar, y entonces selecciona uno de los perfiles de procesamiento de imagen apropiado para el tipo identificado de placa. El escáner puede identificar el tipo de placa por referencia a una variedad de indicadores leíbles por máquina, tal como marcas óptica o magnéticamente leíbles, portadas en la placa. Por consiguiente, la invención también se refiere a placas de crecimiento biológico que tienen indicadores particulares que permiten la identificación del tipo de placa para la selección de los perfiles de procesamiento de imagen. Las placas se pueden explorar a fin de leer o contar los diferentes tipos de colonias bacterianas, o la cantidad de un agente biológico particular en la placa de crecimiento biológico. En la operación, el escáner identifica el tipo de placa, por ejemplo, en la presentación al escáner de la placa de crecimiento biológico . El escáner entonces procesa la imagen de acuerdo a un perfil de procesamiento de imagen asociado con el tipo identificado de placa. El perfil de procesamiento de imagen puede especificar las condiciones particulares de captura de imagen, tal como intensidades de iluminación, duraciones, y colores para capturar imágenes de los tipos particulares de placa. Las condiciones de captura de imagen también pueden incluir la ganancia de la cámara, resolución, abertura y tiempo de exposición. Además, el perfil de procesamiento de imagen puede especificar criterios particulares de análisis de imagen, tal como color, forma, tamaño y criterios de proximidad, para detectar o enumerar los diferentes tipos de colonias bacterianas dentro de una imagen capturada. De esta manera, el escáner puede aplicar diferentes condiciones de captura de imagen, diferentes criterios de análisis de imagen, o ambos en el procesamiento de una imagen de la placa de crecimiento biológico. En la operación, al identificar el tipo de placa, el escáner biológico puede seleccionar un perfil correspondiente de procesamiento de imagen. El escáner biológico puede iluminar la placa de crecimiento biológico usando las condiciones de captura de imagen especificadas por el perfil de procesamiento de imagen y capturar una o más imágenes de la placa. El escáner biológico entonces puede realizar un análisis de la imagen capturada usando los criterios de análisis de imagen especificados por el perfil de procesamiento de imagen. De esta manera, el escáner biológico automatiza la exploración y el análisis de los diferentes tipos de placas de crecimiento biológico. En otra modalidad, la invención proporciona un dispositivo que comprende una memoria que almacena un conjunto de perfiles de procesamiento de imagen, y un dispositivo de procesamiento de imagen que selecciona una de los perfiles de procesamiento de imagen en base al tipo de placa asociado con una placa de crecimiento biológico. En otra modalidad, la invención proporciona un método que comprende detectar un tipo de placa asociado con una placa de crecimiento biológico, seleccionar uno de una pluralidad de perfiles de procesamiento de imagen en base al tipo detectado de placa, y procesar una imagen de la placa de crecimiento biológico de acuerdo al perfil seleccionado de procesamiento de imagen. En una modalidad adicional, la invención proporciona un medio leíble por computadora que comprende instrucciones para hacer que un procesador seleccione uno de una pluralidad de perfiles de procesamiento de imagen en base a -un tipo detectado de placa para una placa de crecimiento biológico, y controle un dispositivo de procesamiento de imagen para procesar una imagen de la placa de crecimiento biológico de acuerdo al perfil seleccionado de procesamiento de imagen . En una modalidad adicional, la invención proporciona una placa de crecimiento biológico que comprende una superficie de placa para soportar el crecimiento de un agente biológico, y un indicador del tipo de placa leíble por máquina que identifica un tipo de la placa de crecimiento biológico . En otra modalidad, la invención proporciona un sistema que comprende una placa de crecimiento biológico que incluye un indicador del tipo de placa leíble por máquina que identifica un tipo de placa de la placa de crecimiento biológico, y un dispositivo de formación de imágenes para capturar una imagen de la placa de crecimiento biológico y procesar la imagen de acuerdo a uno de una pluralidad de perfiles de procesamiento de imagen seleccionados en base al indicador del tipo de placa. La invención proporciona varias ventajas. Por ejemplo, la selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen puede proporcionar una técnica conveniente y acertada para seleccionar el perfil apropiado de procesamiento de imagen. La selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen puede promover la exactitud de las cuentas de colonias bacterianas y otros procedimientos analíticos, mejorando la confianza en la calidad. En particular, las condiciones apropiadas de captura de imagen y los criterios de análisis de imagen se pueden seleccionar y aplicar de forma automática para cada tipo de placa. La selección automática del perfil de procesamiento de imagen puede evitar la necesidad de que un técnico identifique visualmente e introduzca manualmente el tipo de placa, y eliminar de este modo los errores de identificación de placa asociados algunas veces con la intervención humana. La exactitud analítica puede ser una cuestión crítica de salud, particularmente cuando se prueban muestras de alimentos. Además, la selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen puede promover la eficiencia y conveniencia, y mejorar el flujo de trabajo para los técnicos de laboratorio. Una placa de crecimiento biológico que tiene un indicador del tipo de placa, leíble por máquina, que permite la identificación automatizada del tipo de placa por un escáner biológico puede contribuir a las ventajas anteriores. Los detalles adicionales de estas y otras modalidades se exponen en las figuras anexas y la descripción posterior. Otras características, objetos y ventajas llegarán a ser evidentes a partir de la descripción y las figuras, y a partir de las reivindicaciones.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva de un escáner biológico de ejemplo. La Figura 2 es otra vista en perspectiva de un escáner biológico de ejemplo. Las Figuras 3 y 4 son vistas superiores de una placa de crecimiento de ejemplo que tiene un patrón de indicador para la selección del perfil de procesamiento de imagen. Las Figuras 5A-5D son diagramas que ilustran los patrones de ejemplo del indicador de tipo de placa portados por una placa de crecimiento biológico para la selección del perfil de procesamiento de imagen. La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra un escáner biológico configurado para la selección automatizada de perfil de procesamiento de imagen. La Figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra otro escáner biológico configurado para la selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen. La Figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el escáner biológico de la Figura 6 en mayor detalle y que representa el equipo de iluminación de placa. La Figura 9 ilustra el contenido de pantalla de muestra producido en una pantalla por un escáner biológico en la detección del tipo de placa.
La Figura 10 ilustra el contenido de pantalla de muestra producido en una pantalla por un escáner 10 biológico en el rechazo de una detección automatizada del tipo de placa por un usuario . La Figura 11 ilustra el contenido de pantalla de muestra producido en una pantalla por un escáner biológico en la determinación de una cuenta de colonias . La Figura 12 ilustra el contenido de pantalla de muestra producido en una pantalla por un escáner biológico en la determinación de una cuenta de colonias y que incluye una imagen de una placa explorada . La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen en el escáner biológico. La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen en un escáner biológico que comprende la detección de un indicador del tipo de placa. La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen escáner biológico que comprende la extracción de un indicador del tipo de placa de una imagen de placa explorada. La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso que permite a un usuario sobrecontrolar una identificación automática del tipo de placa por un escáner biológico . Descripción Detallada de la Invención. La invención se refiere a un escáner biológico para placas de crecimiento biológico. Una placa de crecimiento biológico se puede presentar al escáner biológico, que entonces genera una imagen de la placa y realiza un análisis de la Imagen para detectar el crecimiento biológico. Por ejemplo, el escáner puede contar o cuantificar de otro modo una cantidad de agentes biológicos que aparecen en la imagen, tal como un número de colonias de bacterias. De esta manera, el escáner biológico automatiza el análisis de las placas de crecimiento biológico, mejorando de este modo el análisis y reduciendo la posibilidad de error humano. Un escáner biológico, de acuerdo con la invención, también automatiza la selección de los perfiles de procesamiento de imagen para explorar diferentes tipos de placas de crecimiento biológico y analizar las imágenes de las placas. El escáner identifica de forma automática el tipo de placa que se va a explorar por el escáner, y entonces selecciona uno de los perfiles de procesamiento de imagen apropiado para el tipo identificado de placa. Los perfiles de procesamiento de imagen pueden especificar las condiciones de captura de imagen, criterios de análisis de imagen o una combinación de ambos para diferentes tipos de placas de crecimiento biológico. Por ejemplo, el perfil de procesamiento de imagen puede especificar las intensidades de iluminación, duraciones y colores para iluminación de los tipos particulares de placa para la captura de imagen. Las condiciones de captura de imagen también pueden incluir ganancia, resolución, abertura y tiempo de exposición de la cámara. En términos de los criterios de análisis de imagen, los perfiles de procesamiento de imagen pueden especificar diferentes criterios de color, forma, tamaño, y proximidad al contar diferentes tipos de colonias bacterianas dentro de una imagen capturada para producir exactitud en el resultado analítico, por ejemplo, una cuenta. Por lo tanto, los perfiles de procesamiento de imagen pueden corresponder tanto a la captura como al análisis de la imagen. La exactitud es crítica en los ambientes de prueba de muestras tanto de alimentos como de laboratorio . Para la seguridad de los alimentos, en particular, los resultados exactos permiten la verificación del saneamiento en puntos de control críticos de principio a fin de la operación de procesamiento de alimentos, incluyendo la línea de producción, equipo y prueba ambiental. El escáner puede identificar el tipo de placa por referencia a una variedad de indicadores de tipo de placa, leíbles por máquina, tal como marcas óptica o magnéticamente leíbles, portadas en la placa. Por consiguiente, la invención también contempla placas de crecimiento biológico que tienen un indicador particular que permiten la identificación del tipo de placa. Además, la invención puede eliminar o reducir la dependencia en el juicio humano al hacer identificaciones de tipo de placa, reduciendo de este modo el potencial del error humano y la inexactitud resultante en cuentas de colonia u otros análisis. La invención puede se útil con una variedad de placas de crecimiento biológico. Por ejemplo, la invención puede ser útil con diferentes dispositivos tipo placa para cultivar agentes biológicos para permitir la detección o enumeración de los agentes, tal como dispositivos de placa de cultivo de película delgada, dispositivos de placa de cultivo de caja de Petri y similares. Por lo tanto, el término "placa de crecimiento biológico" se usará en general en la presente para referirse a un medio adecuado para el crecimiento de agentes biológicos para permitir la detección y enumeración de los agentes por un escáner. En algunas modalidades, la placa de crecimiento biológico se puede alojar en un cartucho que soporte múltiples placas, por ejemplo, como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,573,950 de Graessle . La Figura 1 es una vista en perspectiva de un escáner 10 biológico de ejemplo. Como se muestra en la Figura 1, el escáner 10 biológico incluye una unidad 12 de escáner que tiene una gaveta 14 gue recibe una placa de crecimiento biológico (no mostrada en la Figura 1) . La gaveta 14 mueve la placa de crecimiento biológico en el escáner 10 biológico para la exploración y análisis. El escáner 10 puede incorporar características que permitan la identificación automatizada del tipo de placa, y la selección automatizada de los perfiles de procesamiento de imagen en base al tipo de placa, de acuerdo con la invención. El escáner biológico 10 también puede incluir una pantalla 12 de visualización para exhibir el progreso o los resultados del análisis de la placa de crecimiento biológico a un usuario. De manera alternativa o adicional, la pantalla de visualización puede presentar a un usuario una imagen de la placa de crecimiento explorada por el escáner biológico 10. La pantalla exhibida se puede aumentar de forma óptica o poner a una escala mayor de forma digital. Una plataforma 18 de montaje define una ranura 20 de expulsión a través de la cual se puede expulsar la placa de crecimiento después de la captura de imagen por el escáner biológico 10. Por consiguiente, el escáner biológico 10 puede tener un diseño de dos partes en el cual la unidad 12 de escáner se monte en la plataforma 18 de montaje. El diseño de dos partes se representa en la Figura 1 para propósitos de ejemplo, y no se propone que se refiera por o sea limitante de las invenciones descritas en la presente. La unidad 12 de escáner aloja un dispositivo de formación de imágenes para la exploración de la placa de crecimiento biológico y la generación de una imagen. El dispositivo de formación de imágenes puede tomar la forma de un escáner de línea o un escáner de área, que ordinariamente se proporcionará en combinación con un sistema de iluminación para proporcionar iluminación frontal y/o posterior de la placa de crecimiento biológico. Además, la unidad 12 de escáner puede alojar equipo de procesamiento que realiza el análisis de la imagen explorada, por ejemplo, a fin de determinar el número o cuenta de agentes biológicos en la placa de crecimiento. Por ejemplo, en la presentación de la placa de crecimiento biológico vía la gaveta 14, la placa se puede colocar adyacente a una platina óptica para la exploració . Cuando se abre de manera subsiguiente la gaveta, la placa de crecimiento puede caer hacia abajo a la plataforma 18 de montaje para la expulsión vía la ranura 20 de expulsión. Para ese fin, la plataforma 18 de montaje puede alojar un transportador que expulsa la placa de crecimiento del escáner biológico 10 vía la ranura 20 de expulsión. Después de que se inserte una placa de crecimiento biológico en la gaveta 14, se mueve en la unidad 12 de escáner, y se explora, la placa de crecimiento biológico cae hacia abajo a la plataforma 18 de montaje, donde un transportador horizontal, tal como una banda en movimiento, expulsa en medio vía la ranura 20. La Figura 2 es otra vista en perspectiva del escáner biológico 10. Como se muestra en la Figura 2, la gaveta 14 se extiende hacia fuera del escáner biológico 10 para recibir una placa 22 de crecimiento biológico. Como se ilustra, se puede colocar una placa 22 de crecimiento biológico en una plataforma 24 provista dentro de la gaveta 14. En algunas modalidades, la plataforma 24 puede incluir accionadores de colocación tal como palancas de leva para elevar la plataforma para la colocación precisa de la placa 22 de crecimiento dentro del escáner biológico 10. En la colocación de la placa 22 de crecimiento biológico en la plataforma 24, la gaveta 14 se retrae en la unidad 12 de escáner para colocar la placa de crecimiento biológico en una posición de- exploración, es decir, una posición en la cual se explora ópticamente el medio de crecimiento biológico. Las Figuras 3 y 4 son vistas superiores de una placa 22 de crecimiento biológico de ejemplo. A manera de ejemplo, una placa 22 de crecimiento, adecuada, puede comprender las placas de crecimiento biológico vendidas por 3M bajo el nombre comercial placas PETRIFILM. De manera alternativa, la placa 22 de crecimiento biológico puede comprender otros medios de crecimiento biológico para cultivar bacterias particulares u otros agentes biológicos. De acuerdo con ,1a invención, la placa 22 de crecimiento biológico tiene el indicador 28' de tipo de placa para facilitar la identificación automatizada del tipo de medio biológico asociado con la placa de crecimiento . El indicador 28 del tipo de placa presenta un patrón codificado que es leíble por máquina. En el ejemplo de las Figuras 3 y 4, el indicador 28 del tipo de placa toma la forma de un patrón ópticamente leíble. En particular, las Figuras 3 y 4 representan un patrón cuadrangular de cuadrantes claros y oscuros formados en un margen de esquina de la placa 22 de crecimiento biológico. En otras palabras, el indicador 28 de tipo de placa define una rejilla bidimensional de celdas moldeadas entre negro y blanco para formar un patrón codificado. Se conciben una amplia variedad de patrones ópticos tal como caracteres, códigos de barra, códigos de barra bidimensionales, enrejados ópticos, hologramas, tintas de fósforo y similares. Además, en algunas modalidades, el indicador 28 de tipo de placa puede tomar la forma de patrones que se pueden leer por técnicas magnéticas o de radiofrecuencia. De manera alternativa, el indicador 28 de tipo de placa puede tomar la forma de aberturas, ranuras, contornos superficiales o similares que se pueden leer por técnicas ópticas o mecánicas. En cada caso, el indicador 28 del tipo de placa tiene información suficiente para permitir la identificación automatizada del tipo de placa 22 de crecimiento biológico por el escáner biológico 20. El indicador 28 de tipo de placa se describirá en mayor detalle posteriormente. Las placas de crecimiento biológico pueden facilitar el crecimiento rápido y la detección y enumeración de bacterias u otros agentes biológicos que incluyen, por ejemplo, bacterias aeróbicas, E. coli, Coliformes, Enterobacteriaceae, levadura, mohos, Staphylococcus aureus, Listeria, Campylobacter y similares. El uso de placas PETRIFILM, u otro medio de crecimiento, puede simplificar la prueba bacteriana de muestras alimenticias. Adicionalmente, como se delinea en la presente, el escáner biológico 10 puede simplificar adicionalmente esta prueba al proporcionar detección automatizada del tipo de placa, y selección automatizada de los perfiles de procesamiento de imagen en base al tipo detectado de placa para iluminar y/o analizar la placa 22 de crecimiento biológico, por ejemplo, al contar las colonias bacterianas en una imagen de la placa. Como se muestra en la Figura 3, la placa 22 de crecimiento biológico define un área 26 de crecimiento. Una determinación de si una muestra dada que se prueba en la placa 22 es aceptable, en términos de las cuentas de colonias de bacterias, puede depender del número de colonias bacterianas por área unitaria. Por consiguiente, el escáner 10 puede cuantificar la cantidad de colonias bacterianas por área unitaria en la placa 22, que puede comparar la cantidad, o "cuentas" a un umbral. La superficie de la placa 22 de crecimiento biológico puede contener uno o más agentes de mejoramiento de crecimiento diseñados para facilitar el rápido crecimiento de uno o más tipos de bacterias u otros agentes biológicos. Después de colocar una muestra del material que se prueba, típicamente en forma líquida, en la superficie de la placa 22 de crecimiento biológico dentro del área 26 de crecimiento, la placa 22 se puede insertar en una cámara de incubación (no mostrada) . En la cámara de incubación, las colonias bacterianas u otros agentes biológicos que se cultivan por la placa 22 de cultivo se manifiestan por sí mismos, como se muestra en la placa 22 de crecimiento biológico en la Figura 4. Las colonias, representadas por varios puntos 30 en la placa 22 de crecimiento biológico en la Figura 4, pueden aparecer en diferentes colores en la placa 22, facilitando la detección y enumeración automatizada de las colonias bacterianas por el escáner 10. Las Figuras 5A-5D son diagramas que ilustran el indicador 28 de tipo de placa de ejemplo portador por una placa 22 de crecimiento biológico para la selección del perfil de procesamiento de imagen. Nuevamente, el indicador 28 de tipo de placa puede tomar la forma de patrones, marcas, aberturas, contornos superficiales y similares, que permitirán la capacidad de lectura óptica o mecánica. Por ejemplo, se pueden leer diferentes patrones ópticos por descodificadores ópticos, exploradores de de códigos de barra, procesadores de reconocimiento de caracteres óptico (OCR, por sus siglas en inglés) y similares. En el caso de aberturas o contornos, pueden interactuar estiletes mecánicos con las aberturas o contornos para detectar los diferentes patrones y producir una señal eléctrica. De manera alternativa, el indicador 28 de tipo de placa puede ser tiras o marcadores magnéticamente codificados o tener identificaciones de radiofrecuencia para permitir la capacidad de lectura magnética o de radiofrecuencia. Se pueden formar patrones ópticamente leíbles por impresión o depósito de tinta en la superficie de la placa 22 de crecimiento biológico, por ejemplo, fuera del área 26 de crecimiento. Se pueden formar aberturas o patrones de contorno superficial en la placa 22 de crecimiento biológico por punzones, cuños, grabadores en relieve, cortadores de troquel y similares una tira magnética o identificación de radiofrecuencia se puede fijar a la superficie de la placa 22 de crecimiento biológico, por ejemplo, por técnicas de laminación o de adhesivo. Además, no se puede requerir un indicador magnético o de radiofrecuencia en la superficie de la placa 22 de crecimiento biológico, pero se puede interponer entre capas de la capa de crecimiento en el caso en que la placa de crecimiento tenga una estructura de múltiples capas. En cada caso, los varios indicadores 28 de tipo de placa se pueden formar en la fábrica para identificar el tipo de placa 22 de crecimiento biológico. Además, si se desea, el indicador 28 de tipo de placa puede incluir adicionalmente información que identifica un fabricante particular, número de lote, fecha de vencimiento, autorización de seguridad, y similar. Estos puntos adicionales de información pueden ser importantes en la verificación de la calidad y adecuabilidad de la placa 22 de crecimiento biológico para ser usados en el escáner biológico 10. Por ejemplo, uno o más fabricantes se pueden validar de forma específica, por ejemplo, en base a la calidad de producción de la placa y los criterios de desempeño de la placa, para proporcionar placas 22 de crecimiento biológico para el uso en el escáner sustancialmente 10. En este caso, el escáner biológico se puede configurar para rechazar placas 22 de crecimiento biológico que, de acuerdo al indicador 28 de tipo de placa, no estén asociadas con los f bricantes validados . Además, el indicador 28 de tipo de placa puede tener información de seguridad, tal como códigos de número de serie o similares, que sirvan para autentificar la placa 22 de crecimiento biológico e impedir introducción fraudulenta de placas de crecimiento no autorizadas, por ejemplo, para combatir el proceso de análisis de laboratorio o inspección de alimentos. Aunque esta información se puede integrar y codificar dentro de la placa 22 de crecimiento biológico, se puede codificar de manera alternativa dentro de patrones indicadores separados portados por la placa de crecimiento. Por consiguiente, la placa ·> 22 de crecimiento biológico puede tener uno o más patrones indicadores, además del indicador 28 de tipo de placa, que sirve para diferentes propósitos de aseguramiento de calidad y seguridad. Para mejorar la seguridad, el indicador 28 de tipo de placa, así como cualquier otro indicador que se pueda portar por la placa 22 de crecimiento biológico, puede beneficiarse de una variedad de mecanismos de seguridad. Por ejemplo, en algunas modalidades, un indicador 28 de tipo de placa impresa se puede imprimir con una tinta de fósforo particular de modo que se pueda identificar claramente de acuerdo , a la longitud de onda de la luz emitida por el indicador cuando se explora. Además, los indicadores 28 del tipo de placa puede tomar la forma de patrones más complejos que tienen claves de encriptacion para desbloquear el escáner biológico 10 para la operación. En este caso, el procesador 34 en el escáner biológico 10 (Figura 6) se realizará la desencriptación del patrón a fin de proseguir con el procesamiento de imagen. En el ejemplo de las Figuras 5A-5D, el indicador 28 de tipo de placa toma la forma de un patrón cuadrangular que tiene cuatro cuadrantes 29, 31, 33, 35 que pueden ser ya sea oscuros o claros, que permiten el procesamiento óptico expedito. En la Figura 5A, el indicador 28 de tipo de placa tiene cuatro cuadrantes planos, y puede verificar un primer tipo de placa 22 de crecimiento biológico. En las Figuras 5B, 5C y 5D, el indicador 28 de tipo de placa incluye un cuadrante negro, dos cuadrantes negros, y cuatro cuadrantes negros, respectivamente. La selección del número y posición de los cuadrantes negros permiten que se formen dieciséis (24) diferentes patrones codificados, y por consiguiente, hasta dieciséis diferentes tipos de placa que se van a identificar por el indicador 28 de tipo de placa leíble por máquina. Como ejemplos, diferentes patrones codificados pueden representar la cuenta aeróbica, Coliformes, E. coli, Staphylococcus aureus, Levadura y Moho, y otras designaciones de tipo de placa . Aunque la forma del indicador 28 de tipo de placa se puede someter a una amplia variación, el patrón cuadrangular mostrado en las Figuras 5A-5B proporciona un tipo de patrón que es relativamente simple y fácil de identificar usando técnicas de reconocimiento de patrones ópticos, por ejemplo, visión por máquina. Como se describirá, el indicador 28 de tipo de placa se puede explorar por un lector dedicado de códigos ópticos, tal como un lector de códigos de barra o lector habitual. En este caso, el indicador 28 de tipo de placa se puede explorar antes de o en paralelo con la exploración de la placa 22 de crecimiento biológico, pero antes del procesamiento de la imagen de la placa de crecimiento. De manera alternativa, el indicador 28 de tipo de placa se puede capturar en una imagen explorada de la placa 22 de crecimiento biológico, y luego se extrae para el procesamiento de imagen para identificar el tipo de placa. En este caso, el tipo de placa se puede identificar antes del procesamiento adicional de la imagen explorada de la placa de crecimiento. La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra la operación interna del escáner biológico 10. Como se ilustra en la Figura 6, se coloca una placa 22 de crecimiento biológico dentro del escáner biológico 20 en una plataforma {no mostrado en la Figura 6) . La plataforma coloca la placa 22 de crecimiento biológico en un plano focal deseado del dispositivo 32 de formación de imágenes. El dispositivo 32 de formación de imágenes puede incluir equipo de iluminación para la iluminación superior y posterior de la placa 22 de crecimiento, así como un explorador de línea o área que captura una imagen de la superficie de la placa 22 de crecimiento. El dispositivo 32 de formación de imágenes puede aplicar condiciones normales de captura de imagen, o un usuario puede especificar las condiciones de captura de imagen. De manera alternativa, como se describirá posteriormente, el escáner 10 puede controlar de manera automática las condiciones de captura de imagen en base al perfil de procesamiento de imagen que correspondan a un tipo de placa. En algunas modalidades, por ejemplo, el dispositivo
32 de formación de imágenes puede tomar la forma de una cámara bidimensional , aunque se pueden usar algunos escáneres de línea en configuraciones en las cuales ya sea la cámara o la placa 22 de crecimiento biológico se trasladen uno con relación al otro. En general, el dispositivo 32 de formación de imágenes captura una imagen de la placa 22 de crecimiento biológico, o al menos una región de crecimiento dentro de la placa de crecimiento biológico. Un procesador 34 controla la operación del dispositivo 32 de formación de imágenes. En la operación, el procesador 34 controla el dispositivo 32 de formación de imagen para capturar una imagen de la placa 22 de crecimiento biológico. El procesador 34 recibe datos de imagen que representan la imagen explorada a partir del dispositivo 32 de formación de imagen, y extrae o segrega una porción de la imagen para aislar el indicador 28 de tipo de placa . Usando las técnicas de visión por máquina, el procesador 34 analiza el indicador 28 de tipo de placa para identificar un tipo de placa asociado con la placa 22 de crecimiento biológico. El procesador 34 entonces recupera un perfil de procesamiento de imagen de la memoria 36 de perfil de procesamiento de imagen. El perfil de procesamiento de imagen corresponde al tipo detectado de placa. El procesador 34 puede tomar la forma de un microprocesador, procesador de .señales digitales, circuitería integrada específica de la aplicación (ASIC, por sus siglas en inglés) , arreglo de compuerta programable en campo (FPGA, por sus siglas en inglés) u otra circuitería lógica integrada o discreta programada o configurada de otro modo para proporcionar la funcionalidad como se describe en la presente. Usando el perfil de procesamiento de imagen, el procesador 34 carga los parámetros apropiados de análisis de imagen y procede a procesar la imagen explorada de la placa 22 de crecimiento biológico. De esta manera, el procesador 34 forma un dispositivo de procesamiento de imagen en el sentido que procesa los datos de imagen obtenidos de la placa 22 de crecimiento biológico. Los parámetros de análisis de imagen pueden variar con el perfil de procesamiento de imagen y el tipo detectado de placa, y pueden especificar parámetros particulares tal como color, tamaño, forma de colonia y criterios de proximidad para el análisis de la imagen explorada . Para algunos tipos de placa, por ejemplo, el color del medio nutriente circundante puede ser indicador de las altas cuentas de colonias. También, en el caso de placas que contienen un carbohidrato o indicador de pH específico, el color puede ser un indicador del tipo de organismo. Los objetos adyacentes, tal como burbujas de gas, también pueden ser un indicador del tipo de organismo. Por consiguiente, una variedad de criterios de procesamiento de imagen y parámetros asociados pueden ser especificados para varios tipos de placa. Los criterios pueden diferir de acuerdo al tipo de placa 22 que se va analizar, y pueden afectar de manera significativa la cuenta de colonias u otros resultados analíticos producidos por el escáner biológico 10. En la selección de los parámetros apropiados de procesamiento de imagen, el procesador 34 procesa la imagen explorada y produce un resultado analítico, tal como una cuenta de colonia, que se presenta a un usuario vía la pantalla 16. El procesador 34 también puede almacenar el resultado analítico en la memoria, tal como la memoria 38 de datos de cuenta, para la recuperación posterior del escáner 10. Los datos almacenados en la memoria 38 de datos de cuenta se pueden recuperar, por ejemplo, por una computadora hospedadora que se comunica con el escáner biológico 10 vía un puerto de comunicación 40, por ejemplo, un puerto de bus serial universal (ÜSB, por sus siglas en inglés) . La computadora hospedadora puede compilar los resultados analíticos para una serie de placas 22 de crecimiento biológico presentadas al escáner biológico 10 para el análisis. La selección automatizada de los perfiles de procesamiento de imagen dentro del escáner biológico 10 puede proporcionar una técnica conveniente y exacta para seleccionar el perfil apropiado de procesamiento de imagen. La selección automatizada de los perfiles de procesamiento de imagen puede promover la exactitud de las cuentas de colonias bacterianas y otros procedimientos analíticos. En particular, la selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen puede evitar la necesidad de que un técnico identifique visualmente e introduzca manualmente el tipo de placa. De esta manera, se pueden evitar los errores de identificación de placa asociados algunas veces con intervención humana. En consecuencia, la combinación de un escáner 10 y una placa 22 de crecimiento biológico que tiene el indicador 28 de tipo de placa puede promover la eficiencia y flujo de trabajo de los técnicos de laboratorio en tanto que mejora la exactitud analítica y al final, la seguridad de los alimentos y salud humana. La Figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra otro escáner biológico 10' configurado para la selección automatizada del perfil de procesamiento de imagen. El escáner biológico 10' se ajusta sustancialmente al escáner biológico 10 de la Figura 6, pero incluye además un lector 42 de códigos. En lugar de extraer el indicador 28 de tipo de placa de una imagen explorada de la placa 22 de crecimiento biológico, el lector 42 de código sirve como un lector dedicado para obtener información del tipo de placa. Por ejemplo, dependiendo de la forma del indicador 28 de tipo de placa, el lector 42 de códigos puede tomar la forma de un lector óptico dedicado, lector de códigos de barra, lector magnético, lector de radiofrecuencia o mecánico. En cada caso, el lector 48 de código sirve para identificar el tipo de placa del indicador 28 de tipo de placa y comunica el tipo de placa al procesador 34. El procesador 34 entonces selecciona un perfil de procesamiento de imagen de la memoria 36 en base al tipo identificado de placa. El dispositivo 32 de formación de imagen explora la placa 22 de crecimiento biológico que proporciona los datos de imagen al procesador 34. El procesador 34 entonces aplica los parámetros de procesamiento de imagen especificados por el perfil recuperado de procesamiento de imagen para procesar la imagen y producir un resultado analítico tal como una cuenta de colonias. De esta manera, el procesador 34 aplica el perfil apropiado de procesamiento de imagen en una base automatizada en vista del tipo de placa automáticamente identificado, ofreciendo exactitud mejorada, eficiencia y conveniencia al usuario. En particular, en esta modalidad, la invención elimina la necesidad de que el usuario introduzca manualmente la identificación del tipo de placa, y reduce la probabilidad de error analítico debido a la entrada humana errónea. La Figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el escáner biológico 10 de la Figura 6 en mayor detalle y que representa el equipo de iluminación de placa. Como se muestra en la Figura 8, el escáner biológico 10 puede incluir un sistema 44 de iluminación frontal y un sistema 46 de iluminación posterior. El sistema 44 de iluminación frontal ilumina un lado frontal de la placa 22 de crecimiento biológico, y el sistema 46 de iluminación posterior ilumina un lado posterior de la placa de crecimiento biológico. Los esquemas 44, 46 de iluminación frontal y de fondo pueden producir diferentes intensidades de iluminación, colores y duraciones en una base selectiva. En particular, el procesador 34 controla los sistemas 44, 46 de iluminación frontal y de fondo para exponer la placa 22 de crecimiento biológico a diferentes colores de iluminación. Los sistemas 44, 46 de iluminación frontal y posterior pueden incorporar LEDs como fuentes de iluminación. Los LED se pueden controlar fácilmente por el procesador 34 y circuítería de activación apropiada para lograr intensidades y duraciones de iluminación deseadas. Además, el procesador 34 puede controlar la cámara 43 para capturar imágenes de la placa 22 de crecimiento biológico durante la iluminación con los diferentes colores .
Por ejemplo ' el procesador 34 puede proporcionar control coordinado de los sistemas 44, 46 de iluminación y cámara 43 para capturar una o más imágenes de la placa 22 de crecimiento biológico. La cámara 43 captura una o más imágenes y la placa 22 de crecimiento biológico durante la iluminación por el sistema 44 de iluminación frontal, sistema 46 de iluminación posterior o ambos, y puede almacenar las imágenes en una memoria 47 de imágenes. En algunos casos, el procesador 34 puede controlar la ganancia, resolución, abertura, tiempo y disposición de la cámara, y similares, en respuesta a las condiciones de captura de imagen especificadas por el reptil de procesamiento de imagen. Usando las imágenes almacenadas, el procesador 34 realiza el análisis de la imagen de acuerdo a los criterios de análisis de imagen especificados por el perfil de procesamiento de imagen. En particular, el procesador 34 entonces puede analizar las imágenes individuales o combinar las múltiples imágenes para formar una imagen compuesta. En algunas modalidades, por ejemplo, el procesador 34 puede controlar los sistemas 44, 46 de iluminación para capturar imágenes rojas, verdes y azules de la placa 22 de crecimiento biológico y analizar individualmente las imágenes o como una imagen compuesta de múltiples colores . Algunos tipos de placas 22 de crecimiento biológico pueden requerir iluminación con un color, intensidad y duración particular. Además, algunas placas 22 de crecimiento biológico pueden requerir solo iluminación frontal o posterior, pero no ambas. Por ejemplo, una placa de cuenta aeróbica puede requerir solo iluminación frontal así como iluminación con solo un color individual tal como rojo. También, una placa de E. coli/coliformes puede requerir solo eliminación posterior y una combinación de iluminación roja y azul. De manera similar, los niveles particulares de intensidad y las duraciones, pueden ser apropiadas, así como una diferente ganancia, resolución, abertura y tiempo de exposición de la cámara. Por estas razones, el procesador 34 puede controlar la iluminación de control y condiciones de cámara en respuesta a las condiciones de captura de imagen especificadas por un perfil de procesamiento de imagen. En otras palabras, el escáner 10 puede configurar para seleccionar no solo los criterios de análisis de imagen en base al tipo de placa, sino también condiciones de captura de imagen que se van aplicar para capturar la imagen. Para permitir la identificación del tipo de placa por adelantado de la iluminación, el escáner 10 puede aplicar técnicas similares a aquellas descritas con respecto a las Figuras 6 y 7. Como se describe con respecto a la Figura 7, por ejemplo, un lector dedicado de códigos se puede proporcionar para identificar el tipo de placa por adelantado de la iluminación para la captura de la imagen. En la identificación del tipo de placa usando el lector dedicado, el procesador 34 selecciona una perfil correspondiente de procesamiento de imagen a partir de la memoria 36 de perfil de procesamiento de imagen y controla la iluminación de acuerdo a las condiciones de captura de imagen especificadas en el perfil de procesamiento de imagen. De manera alternativa, el explorador 10 se puede configurar para aplicar técnicas de visión de máquina para identificar el tipo de placa de una imagen de captura, como se analiza con respecto a la Figura 6. En este caso, el explorador 10 puede aplicar un conjunto de condiciones de iluminación por omisión para capturar una imagen inicial de la placa 22 de crecimiento biológico, o una porción de la misma, para propósitos de analizar el indicador 28 de tipo de placa para la identificación del tipo de placa. Entonces, el procesador 34 puede seleccionar un perfil correspondiente de procesamiento de imagen y aplicar las condiciones especificadas de captura de imagen para capturar una imagen para el análisis del crecimiento biológico. Los perfiles de procesamiento de imagen se describen en general en la presente como que especifican condiciones de iluminación, criterios de análisis de imagen o ambos. Sin embargo, se pueden usar perfiles separados para la captura de imagen y análisis de imagen. Por ejemplo, después de la identificación del tipo de placa, el procesador 34 puede tener acceso a un perfil de captura de imagen que especifique las condiciones de captura de imagen tal como colores de iluminación, intensidades y duraciones de iluminación. Entonces, para el análisis de una imagen capturada, el procesador 34 puede tener acceso a un perfil separado de análisis de imagen para especificar los criterios de análisis de imagen tal como color, forma, tamaño y proximidad. Aunque los ejemplos de las Figuras 6-8 se refieren a la selección automatizada de los perfiles de procesamiento de imagen en base al tipo de placa, la selección se puede semi-automatizar en algunas modalidades. En particular, en la detección del tipo de placa vía el indicador 28 de tipo de placa, el procesador 34 puede presentar una identificación preliminar del tipo de placa a un usuario vía la pantalla 16. Además, el procesador 34 puede permitir que el usuario ya sea confirme o rechace el tipo de placa automáticamente identificado antes de proseguir con la captura o análisis de imagen usando un perfil correspondiente de procesamiento de imagen. El usuario puede confirmar o rechazar una identificación preliminar del tipo de placa, por ejemplo, al accionar un dispositivo de indicación o al oprimir regiones de una pantalla táctil. Si el usuario cree que la identificación automáticamente detectada del tipo de placa está en error, el procesador 34 permite al usuario cambiar la identificación del tipo de placa. La Figura 9 es un contenido de pantalla de muestra producido en la pantalla 16 por el escáner biológico 10 y la detección del tipo de placa. Como se muestra en la Figura 9, la' pantalla 16 presenta una identificación preliminar del tipo de placa, es decir, una identificación del tipo de placa hecha automáticamente por el procesador 34. En el ejemplo de la Figura 9, la pantalla 16 indica el "TIPO DE PLACA = LISTERIA" . Además, la pantalla 16 presenta dos regiones de pantalla táctil tal que se acepta la entrada del usuario para indicar si la identificación preliminar del tipo de placa se confirma 52 o se rechaza 54, respectivamente, por el usuario. La Figura 10 es un contenido de muestra producido por la pantalla 16 del escáner biológico 10 en el rechazo de la detección automatizada del tipo de placa por el usuario. Por ejemplo, en el caso que el usuario rechace una identificación preliminar del tipo de placa como se muestra en la Figura 9, el procesador 34 puede activar la pantalla 16 para presentar un dialogo de "INTRODUZCA TIPO DE PLACA" por el cual el usuario puede elegir la identificación correcta del tipo de placa, como se muestra en la Figura 10. La pantalla 16 puede presentar un menú 56 de barra de desplazamiento vertical que permita que el usuario elija una identificación alternativa del tipo de placa, por ejemplo, al" oprimir una región apropiada de la pantalla táctil. En la selección de una identificación alternativa del tipo de placa, el procesador 34 puede seleccionar un perfil alternativo del procesamiento de imagen que contiene, por ejemplo, condiciones de captura de imagen, criterios de análisis de imagen, o arribos. La Figura 11 es un contenido de muestra producido por la pantalla 16 del escáner biológico 10 en la determinación de una fuente de colonias. Como se muestra en la Figura 11, el procesador 34 puede activar la pantalla 16 para presentar un mensaje que la "EXPLORACIÓN DE PLACA TERMINADA" e identificar el tipo de placa ("TIPO DE PLACA = LISTERIA" ) . Además, al final del análisis de una placa 22 de crecimiento biológico, el procesador 34 activa la pantalla 16 para presentar una cuenta 58 ("CUENTA = XX") . La pantalla 16 puede presentar también otros tipos de resultados analíticos. La Figura 12 es el contenido de muestra producida por la pantalla 16 del escáner biológico 10 en la determinación de una cuenta de colonias y que incluye una imagen de una placa explorada. En el ejemplo de la Figura 12, la pantalla 16 presenta información similar a aquella mostrada en la Figura 11, pero que incluye además una representación 60 de la imagen real explorada por el escáner biológico 10 de la superficie de la placa 22 de crecimiento biológico. De esta manera, el usuario puede ver tanto el resultado analítico tal como la cuenta de 58, como una representación 60 de la imagen explorada. .En algunas ¦ modalidades, la representación 60 de la imagen puede presentar una cantidad suficiente de detalle para permitir que el usuario identifique la cuenta automáticamente determinada. En otras modalidades, la representación 60 de la imagen puede ser una representación de menor resolución. La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen en una escáner biológico 10. Como se muestra en la Figura 13, el pro'ceso puede comprender identificar un tipo (62) de placa, para una placa 22 de crecimiento biológico presentada al escáner 10. El proceso puede comprender adicionalmente la selección de un perfil de procesamiento de imagen en base al tipo (64) de placa ya sea antes o después de la exploración de una imagen (66) de placa. Si el perfil de procesamiento de imagen especifica las condiciones de captura de imagen, el perfil de procesamiento de imagen se debe seleccionar antes de la exploración de la imagen de placa de modo que se puedan controlar las condiciones de iluminación, las propiedades de la cámara o amb s. Usando los criterios de análisis de imagen especificados por el perfil seleccionado de procesamiento de imagen, el proceso comprende además procesar la imagen de la placa para producir un resultado analítico (68) . En particular, el proceso puede generar una cuenta de colonias bacterianas (70) . En el ejemplo de la Figura 13, el tipo de placa se identifica antes de que se explore la imagen de la placa . La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen en un escáner biológico que comprende la detección de un indicador de tipo de placa. Como se muestra en la Figura 14, el proceso comprende leer el indicador de tipo de placa portado por la placa (72) del crecimiento biológico, por ejemplo, con un lector dedicado de indicador de tipo de placa tal como un lector óptico, lector de código de barras, lector magnético, el lector de radiofrecuencia, lector mecánico o similar. En la determinación del tipo de placa en base al indicador (74) del tipo de placa, el proceso comprende seleccionar un perfil de procesamiento de imagen en base al tipo (76) detectado de placa. Además, el proceso comprende explorar una imagen .de la placa (78) de crecimiento biológico, y procesar la imagen de placa de acuerdo a los parámetros especificados por el perfil (80) seleccionado de procesamiento de imagen. El proceso entonces produce un resultado analítico tal como una cuenta (81) de colonias. La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la selección del perfil de procesamiento de imagen en un escáner biológico que comprende la extracción del indicador del tipo de placa de una imagen explorada de placa. Como [se muestra en la Figura 15, el proceso comprende explorar una imagen de una placa (82) del crecimiento biológico, y extraer un área de indicador de tipo de placa de la imagen explorada (84) . El proceso comprende además procesar el área (86) extraída del indicador del tipo de placa para determinar el tipo (88) de placa. En la determinación del tipo de placa en base al indicador (88) de tipo de placa, el proceso comprende seleccionar un perfil de procesamiento de imagen en base al tipo (90) de placa, detectado . El proceso entonces puede comprender y explorar nuevamente la imagen (91) , por ejemplo, usando condiciones de captura de imagen especificadas por el perfil seleccionado de procesamiento de imagen, y procesando la imagen de la placa de acuerdo a los criterios de análisis de imagen especificados, por el perfil (92) seleccionado del procesamiento de imagen. El proceso entonces produce un resultado analítico tal como una cuenta (94) de colonias. La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso que permite que un usuario sobrecontrole una identificación automática del tipo de placa por un escáner biológico. Como se muestra en la Figura 16, el proceso comprende determinar de forma automática un tipo de placa asociado con una placa 22 de crecimiento biológico (96) y presentar el tipo determinado de placa a un usuario vía la pantalla 16 (98) . El proceso comprende además aceptar a entrada del usuario para aceptar o rechazar el tipo (100) automáticamente determinado de placa, por ejemplo, vía la entrada de una pantalla táctil. Si el tipo de placa no se acepta por el usuario, el proceso comprende aceptar la entrada del usuario para recibir un tipo de placa del usuario (102) . En la entrada de un tipo de placa por el usuario (102) o la aceptación de un tipo automáticamente determinado de placa (100) , el proceso comprende la selección de un perfil de procesamiento de imagen en base al tipo de placa (104) . Usando el perfil seleccionado del procesamiento de imagen, el proceso explora una imagen (105) de placa, procesa la imagen de placa (106) y genera una cuenta de colonias (108) o algún otro resultado analítico deseado. ¦ En la operación, el procesador 34 ejecuta instrucciones que se pueden almacenar en un medio libre por computadora para llevar a cabo los procesos descritos en la presente. El medio libre en computadora puede comprender memoria de acceso aleatorio (RAM) tal como memoria de acceso aleatorio dinámica sincrónica (SDRAM) , memoria de lectura únicamente (ROM) , memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM) , memoria de lectura únicamente, programable, eléctricamente borrable (EEPROM) , memoria INSTANTÁNEA, medios de almacenamiento de datos, ópticos o magnéticos, y similares . Se pueden hacer varias modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Estas 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 presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.