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MF4
技术规格
MF4 显微细胞分析、菌落计数、筛选、抑菌圈测量联用仪


    MF 4显微细胞分析/菌落计数/筛选/抑菌圈测量联用仪由显微成像分析系统、菌落/抑菌圈成像分析系统共同构成,实现常规微生物实验的数字化分析:显微细胞观察和分析、菌落自动计数和筛选、抑菌圈测量和效价分析。 
    根据国家食品药品监督管理总局对食品、药品检测计算机信息系统要求而设计,以防篡改技术、测试环境-测试流程的智能重构技术、水印签章技术为核心,构建多层次、相互制约的安全管理保障体系,确保了系统的安全性、数据的完整、真实性,满足审计追踪的要求。

显微图像分析
  •   显微数字影像观察、保存 
    采用奥林巴斯CX31显微镜,并搭配2000万像素1英寸CMOS图像传感器。超大芯片使得屏幕观察等同于目镜肉眼观察的视野,画面细腻,细胞清晰度极高。


  •   细胞、孢子计数 
    具备大量统计功能,可对孢子、细胞进行快速计数,如区域统计、直径分类统计、颜色识别统计、粘连分割、杂质剔除、鼠标点击统计等。


  •   显微测量与图像处理 
    可以精确测量细胞、菌丝的直径、角度、弧度、周长、面积,以及手动绘制的任意直线、弧线、曲线的长度等。内置27种图像处理方法,如自适应增强、图像平整、边缘锐化、滤波、边缘检测、形态学运算等,文字和图形嵌入工具,为科研论文的写作提供帮助。



菌落计数与筛选
  •   全封闭暗箱拍摄 
    采用全封闭、宽光带照明技术,符合人体工学的舷窗门设计,隔绝环境光的干扰,彻底消除杂散光在玻璃培养皿折射形成的光斑、光环现象,为精确活菌计数提供了必备的光影条件。上光源呈360度柔性混合光照明,可突显菌落的色泽和纹理,使菌落表面的皱折、凹陷、边缘的锯齿更富立体感;下光源为晶锐悬浮式暗视野照明,不仅清晰勾勒菌落轮廓,还能把霉菌或放线菌的基内菌丝与气生菌丝部分明显区分。

      



  •   三色LED混合光源、色温调节 
    长寿命、低功耗、环保型三色LED混合光,通过暖色光和冷色光的配比,控制色温范围为3500K-8500k,拍摄出最真实的菌落色泽。


  •   丰富的图像算法 
    迅数为常见平皿的菌落计数问题,如细菌、霉菌、放线菌、霉菌和酵母、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、网格滤膜、3M测试片、螺旋平皿等,提供了方便快捷的一键智能统计和高级统计工具。


  •   保证系统安全、数据安全的架构设计 
    “系统管理员、数据管理员、操作员、复核员”四重系统架构,分设职能与权限,确保数据信息的安全、完整和真实。 
    系统管理员:负责创建、管理所有操作员与审核员的账户和登入密码。 
    数据管理员:负责全部测试数据的档案管理、封存、以及计算机的数据库管理。 
    操作员:负责培养皿菌落的测试、自检、修正、形成电子报告、递交审核、对审核通过后的文件进行报告打印 
    审核员:负责对操作员递交的测试报告进行审核。




  •   水印签章、防篡改、测试流程智能重构--实现有效的审计追踪 
    ① 多用户密码登入、电子签名、操作审核日期计算机生成; 
    ② 全部操作流程,如图片、稀释度、统计工具、所用参数、测试值、修正情况等,由计算机自动记录在数据库中,操作员无法进行改动; 
    ③ 通过测试环境和流程的重现,复核员可以追溯操作员的全部操作。


  •   复杂菌落计数 
    迅数-基于水平集活动轮廓模型的图像分割方法,是将水平集方法和活动轮廓模型结合起来,在极小化能量泛函的过程中活动轮廓不断逼近分割目标,直到活动轮廓线停止进化时(能量泛函最小)分割完成。它适用于疑难菌落图像的分割识别。


  •   杂质剔除统计 
    微生物菌落计数过程中常存在杂质问题:如未经过滤的样本直接注入培养皿,培养基中存在不溶物、气泡、琼脂凝块等。利用菌落与杂质在形态学上的差异,如大小、颜色、轮廓等,设置一定条件,可滤除特定的杂质。



  •   双圈分析 
    迅数为抑菌圈、透明圈、变色圈、生长圈等双圈问题提供了专门的特性分析工具,通过精确测量外圈直径和菌落直径,自动计算二者面积比和直径比。根据比值的大小自动排序,定位出相应的菌落,可用于抗生素、酶制剂、有机酸等的筛选。


  •   霉菌一键式测量 
    传统的菌丝生长速率、霉菌生长量、菌丝生长抑制率、室内毒力测定等霉菌研究实验采用十字交叉法测量菌落生长直径。由于多数霉菌菌落蔓延、疏松、边缘发散不规则,测量的人为误差大,效率低。迅数“霉菌一键测量”模块,只需用“魔棒”在菌落边缘点击一次,即可瞬间测出大霉菌的面积、周长、长径、短径。


  •   多区域统计工具- 适用于OPKA、SBA、多孔板 
    迅数-多区域统计算法可以轻松实现任意多个区域的同步一键计数,适用于调理吞噬杀菌试验(OPKA)和血清杀菌试验(SBA),多孔板分析。



抑菌圈测量

  • Szone 多模式测量技术 
    管碟扩散法要求抑菌圈圆而边缘清晰,但实验中仍会出现抑菌圈边缘不清晰、破裂等情况,迅数Szone 抑菌圈多模式测量技术,运用三种不同的高速算法,精确提取构成抑菌圈边缘的像素点,从而完成高精测量。


  •   抗生素效价测定 
    符合中国药典2015版二剂量法、三剂量法及合并计算要求。高清晰成像、高精度数字测量保证了效价测定精度。重复性自检的相对误差小于0.01%;均匀性自检的相对误差小于0.05%;效价测量精度大于99.7%。




主要功能与技术指标
 
一、菌落、抑菌圈数字成像 
1. 光源
  • 可见光:高亮三色LED结构光 
  • 254nm紫外:用于腔体消毒、紫外诱变 
2. 光路与照明控制
  • 全封闭暗箱:消除环境杂散光干扰 
  • 上光源:场景式360°柔性无影光照明 
  • 下光源:晶锐悬浮式暗视野照明 
  • 上光、下光、双光、紫外,自由切换 
  • 色温可调(3500K-8500K)、光强可调 
3. 光电转换
  • 高清工业定焦镜头:焦距8mm ,分辨率150 lp/mm 
  • 专业型CMOS相机:1/2.33”英寸彩色CMOS 传感器、1600万像素、C-Mount 

二、菌落分析模块 
1. 基本菌落计数功能
  • 平皿类型:倾注、涂布、膜滤、螺旋平皿、3M纸片、多孔板 
  • 一键智能计数(6模式):平面感模式、立体感模式、小菌落优先、大菌落优先、同色菌优先、培养基剔除模式
  • 全皿菌落统计:菌落总数统计,并按25档尺寸分类显示 
  • 区域选择统计:可选择圆形、矩形、任意圈定区域进行统计 
  • 直径分类统计:设置直径范围,统计特定大小的菌落 
  • 鼠标点击统计:快速标记、添加菌落,适合培养皿边缘菌落的计数 
  • 菌落粘连分割:自动分割相互粘连的菌落,链状菌落由用户选择分割或不分割 
2. 高级菌落统计功能
  • 螺旋菌落统计:螺旋菌落统计:根据FDA标准自动计数螺旋平板,支持指数模式、缓慢指数模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美国SBI、西班牙IUL螺旋接种仪。支持出入境检验检疫行业标准 SN/T 2098-2008
  • 动态调节统计:可对统计结果进行动态调节修正,快速获取最佳统计效果。 
  • 偏差预估统计:适用于菌落颜色多且复杂的情况。 
  • 水平集多模型算法:搜索运算,获取最佳图像分割效果,适应培养基背景变换 
  • 特定菌落统计:根据菌落色泽、大小、轮廓特征,识别特定菌落 
  • 反式统计:适合菌落类型极其复杂而培养基背景均匀 
  • 高粘连菌统计:适合多重粘连菌的分割计算 
  • 杂菌、杂质剔除:根据形态、尺寸、颜色的区别,进行自动杂菌、杂质剔除 
3. 网格滤膜与3M测试片
  • 黑色实线网格一键统计 
  • 3M细菌总数测试片、3M金黄色葡萄球菌测试片:一键统计 
  • 3M大肠菌群测试片、3M大肠杆菌/大肠菌群快速测试片:一键统计+人工选择 
4. 典型菌筛选
  • 单色分类统计:根据颜色精度、扩散度和菌落大小、轮廓特征,筛选特定菌落 
  • 多色自动聚类:根据颜色聚类精度,自动区分24种不同颜色的菌落 
  • 指定多色筛选:一次筛选1-8种指定颜色菌落 
  • 透明圈特性分析:适用于抑菌圈、水解圈、变色圈、溶钙圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析 
  • 双色圈自动筛选 
5. 菌落特征描述
  • 细菌、酵母:颜色、大小、形状、表面形态、边缘、光泽、透明度等特征,智能描述和排序 
  • 霉菌、放线菌:正面颜色、反面颜色、大小、表面形态、边缘、质地等特征,智能描述和排序 
6. 专项分析
  • 串联统计:适合培养基背景不均匀的复杂菌落 
  • 并联统计:适合多孔板、OPKA、SBA分析 
7. 高级工具
  • 网格清除:消除滤膜网格背景干扰 
  • 人工计数修正:添加或删除菌落 
  • 排除污染区域:鼠标勾勒任意污染区域,自动剔除污染区域的菌落数 
  • 背景文字消除:自动消除记号笔干扰 
  • 背景斑纹去除:自动消除培养皿污渍干扰 
  • 人工粘连分割:手动分割多重粘连菌落 
  • 参数自动换算:培养皿直径、样本稀释度输入,实现自动换算 
  • 文字、图形标注:各类绘图工具和中英文文字嵌入 
8. 标定与测量
  • 仪器标定:仪器自带标定、人工修正标定 
  • 一键式快速测量:一键测定大菌落,适合真菌、放线菌的单菌落分析 
  • 全皿自动测量:全皿菌落的等效直径、面积、长短径、周长、圆度分析 
  • 手动精确测量:长度、角度、弧度、面积、弧线、任意曲线 
9. 图像处理 
  • 图像调节:灰度图、负相图转换;亮度、对比度、饱和度调节;RGB调节 
  • 图像增强:锐化、自适应增强 
  • 图像滤波:中值滤波、高通滤波、高斯滤波、低通滤波、队列滤波、高通高斯 
  • 边缘检测:Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直检测、水平检测 
  • 形态学运算:腐蚀、膨胀、开运算、闭运算 

三、数据安全与管理 
1. “系统、数据、操作、复核”四重系统架构,分设职能与权限,确保数据信息的安全、完整和真实 
  • 系统管理员(最高层):负责创建、管理所有操作员与审核员的账户和登入密码。确保操作员与操作员之间、操作员与审核员之间的账户隔离与数据隔离。 
  • 数据管理员(副高层):负责全部测试数据的档案管理、以及计算机的数据库管理。封存所有审核通过的测试报告或将原始图片、测试数据备份、导出,保证了数据的完整性、安全性。 
  • 操作员:负责培养皿菌落的测试、自检、修正、形成电子报告、递交审核、对审核通过后的文件进行报告打印。 
  • 复核员:负责对操作员递交的测试报告进行审核。核查数据输入与处理过程,但无权修改;对存疑报告作“审核退回”处理,要求操作员重新测试;对“审核通过”的报告将永久性存档,无论审核员还是操作员都无权再删除,以确保数据的原始性和真实性。 
2. 数据存储与导出
  • 以电子数据为主,记录:样本来源、编号、稀释度、平皿图片、识别效果、计数值、所用统计工具、参数设置、修正情况,确保记录信息完整。 
  • 满足质量审计,存储的电子数据能以PDF或Excel格式打印输出 
3. 水印签章技术、防篡改技术、测试流程智能重构技术,实现有效的审计追踪 
4. 防篡改技术 
  • 采用多用户登入管理,所有操作员、审核员的名字,被系统自动记录在操作流程和测试报告中;所有操作日期、审核日期,由计算机自动生成,避免错填或伪造。 
  • 全部操作流程,包括:菌落图片、培养皿尺寸、样本稀释度、统计工具、所用参数、测试所得的菌落总数、自检修正后的菌落总数等,由计算机自动记录在数据库中,操作员无法进行改动,为后续审计提供全部真实数据。 
5. 水印签章技术
  • “审核通过”的测试报告会自动生成操作员和审核员的账户电子签名,并在报告上加印防伪的“审核通过”水印签章。 
6. 测试流程的智能重构技术
  • “复核员”打开“等待审核”的测试记录,计算机自动复原操作员的全部流程和测试环境,包括:当时所测的培养皿图片、测试结果、培养皿尺寸、样本稀释度、采用的统计工具及所用参数、测试所得的菌落总数、修正情况…… 
  • 通过测试环境和测试流程的重现,复核员可以追溯操作员的全部操作,复核测试结果的准确性,达到审计追踪目的。 

四、抑菌圈分析模块 
1. Szone 抑菌圈多模式测量技术
  • 自动检测:基于抑菌圈轮廓的精确边缘检测,适合边缘清晰、圆形抑菌圈 
  • 拟圆逼近:基于抑菌圈轮廓的圆形拟合逼近,适合边缘破裂、非标准圆形抑菌圈 
  • 人工检测:鼠标点击抑菌圈边缘上三点成圆,适合边缘模糊的抑菌圈 
2. 抗生素效价测定
  • 一剂量法效价检测:适合美国药典 
  • 二剂量法、三剂量法及合并计算:适合中国药典2015版 
  • 重复性自检:相对误差≤0.01%、重复测量精度 ≤0.002mm 
  • 均匀性自检:相对误差≤0.05% 
  • 台间测量差异≤0.2% 
3. 舒巴坦敏感β-内酰胺酶检验
  • 纯水验证:根据(A)、(B)、(D)产生抑菌圈,D-C≧3, B-A≦3 ,判定系统成立 
  • 自动检测三个平行样本的(A)、(B)、(C)、(D)抑菌圈,并数据导入 
  • 自动计算平行试验平均值,智能判别结果的阴阳性。 
  • 无效报告自动预警 

五、显微细胞分析模块 
1. 显微成像
  • 显微镜:奥林巴斯CX-31显微镜 
  • SONY 1”英寸超大视场CMOS相机,2000万像素,15fps 
2. 图像显示、转换
  • 图像显示:实时动态观察,随时捕捉任意视野图像 
  • 图像观察:具有旋转、放大、缩小、镜像转换、局部观察功能 
  • 图像编辑:具有对图像任意区域剪切、复制、粘贴及文字输入等功能 
3. 显微图像处理
  • 自适应增强:通过对原图像进行与其特征匹配的分辨增强处理,使图像更清晰,边缘更明显,以便进行图像细微结构的观察与识别。 
  • 图像调整:图像亮度、对比度、饱和度、RGB三色任意调节,灰度图、负相图的转换 
  • 图像补偿:通过线性补偿,对数补偿,贝尔补偿等多种数学方法对图像的失真部分进行补偿,使图像更加清晰。 
  • 图像锐化:通过增强图像的高频分量,使图像边缘变得更清晰。 
  • 图像平整:通过图像平整处理,使图像背景均匀。 
  • 图像滤波:高斯滤波、低通滤波、中值滤波等6种滤波方式有效提高图像清晰度。 
  • 边缘检测:两种检测方式、三种算子结合多种检测选项更精确地提取图像轮廓。 
  • 形态学处理:腐蚀、膨胀、开启、闭合等非线性数学形态学处理。 
4. 目标测量
  • 标 定:具有对系统在线标定功能,实现精确测量(系统内置默认标定值) 
  • 测量功能:对颗粒直径、长度、弧度、角度、任意曲线、面积等的在线测量 
5. 颗粒统计
  • 自动统计:自动颗粒计数,并显示每个颗粒的面积、周长、直径、圆度等形态参数 
  • 区域统计:可选择长方形、圆形、伞形等任意形状区域进行统计 
  • 直径分类统计:设置直径范围,统计特定大小的颗粒 
  • 颜色识别统计:根据色度、亮度、饱和度筛选特定颗粒 
  • 鼠标点击统计:鼠标点击添加或删除颗粒,方便、快捷 
  • 粘连分割处理:根据用户需求可自动或手动分割相互粘连的颗粒 
  • 多种统计算法:采用多种分割算法,适合不同背景的颗粒统计 
  • 多样本统计:对多张显微图像的综合统计 
  • 参数自动换算:根据统计区域面积、样本稀释度,实现自动换算 
6. 绘图与标注
  • 绘图:对打开的图像可根据需要,绘制直线、矩形、圆形、以及任意曲线 
  • 文字编辑:对打开的图像进行文字编辑 
  • 标注:可方便的进行直线和角度的标注 

六、仪器规格与配置
  • MF4 多功能一体机主机 
  • 奥林巴斯CX-31显微镜、摄像转接口 
  • 2000万像素 1英寸显微相机 
  • 菌落分析软件、自动抑菌圈测量软件、抗生素效价测定软件、舒巴坦敏感β-内酰胺酶检验软件、显微分析软件 
  • 高端一体电脑:双核四线程CPU/4G内存/1T硬盘/DVD刻录/21.5"高清屏,Windows 7系统以上
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