微生物药敏检测图像采集系统
阅读说明：本技术 微生物药敏检测图像采集系统 (Image acquisition system for microbial drug sensitivity detection ) 是由 王聪 肖利峰 唐鹏桢 王超 刘聪 魏文娟 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种微生物药敏检测图像采集系统,包括基台,基台上设置有光源调节单元、图像采集单元和图像调位单元。本发明优点在于实现快速地检测药敏反应,同时成本较低、图像清晰,可以实现快速对光调节,操作简单,对光源要求不高。同时,可实时观察菌种生长繁殖情况,应用于药敏检测,提高检测效率；兼顾了大视野与高分辨率特点,分辨率达到0.5um,视野与CMOS芯片大小一致,可达1英寸,远高于显微镜物镜；实现了精确定位,有利于细菌阴影图像获取。(The invention discloses a microbial drug sensitivity detection image acquisition system which comprises a base station, wherein a light source adjusting unit, an image acquisition unit and an image positioning unit are arranged on the base station. The invention has the advantages of rapid detection of drug-sensitive reaction, low cost, clear image, rapid light adjustment, simple operation and low requirement on light source. Meanwhile, the growth and reproduction conditions of strains can be observed in real time, and the method is applied to drug sensitivity detection, so that the detection efficiency is improved; the large-field-of-view and high-resolution characteristics are considered, the resolution reaches 0.5um, the field of view is consistent with the size of a CMOS chip and can reach 1 inch, and the field of view is far higher than a microscope objective; accurate positioning is realized, and acquisition of bacteria shadow images is facilitated.)
技术领域
本发明涉及微生物检测领域，尤其是涉及一种微生物药敏检测图像采集系统。
背景技术
现有的药敏检测有两种，一是手工操作方法，时间较长、效率低下、对人员专业素质要求较高、主观意识较强、容易出现差错；二是依靠自动化仪器，如BD、贝克曼等仪器检测，通过光学模块检测生长或颜色变化，但存在一个大的缺陷，即时间较长，一般需要8-16小时，且价格昂贵，对中小医院是很大负担。
发明内容
本发明目的在于提供一种微生物药敏检测图像采集系统，旨在提供一种快速、低成本的药敏检测的图像采集装置，实现快速检测药敏反应。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的微生物药敏检测图像采集系统，包括基台，所述基台上设置有光源调节单元、图像采集单元和图像调位单元；
所述光源调节单元，包括
光源套筒，用于垂直向下发射平行光线；
角度调节装置，用于调节所述光源套筒的光轴入射角度，使所述的光轴居中；
第一滑台，用于固定光源套筒沿第一滑座上下移动；所述第一滑座通过第一支撑件与所述角度调节装置固定连接，角度调节装置通过支撑件与基台固定连接；
所述图像采集单元，包括采集平台和设置在其台面上的图像传感器，所述图像传感器用于采集样品图像；
所述图像调位单元，用于调节图像采集单元的位置，以获得最佳的拍摄位置；图像调位单元包括
第二支撑件，用于固定所述采集平台；所述第二支撑件上设置有第二滑台，所述第二滑台通过与之滑动配合的第二滑座，从而构成上下移动机构；所述第二滑座通过支撑板与第三滑台固定连接，所述第三滑台设置在与之滑动配合的第三滑座上，从而构成左右水平移动机构；第三滑座固定在第四滑台上，所述第四滑台设置在与之滑动配合的第四滑座上，从而构成前后水平移动机构，第四滑座固定在基台。
进一步地，所述第一支撑件上设置有刻度盘，用于指示所述光源套筒的光轴入射角度。
优选地，所述光源套筒包括光源、光学微孔、光学透镜以及调节旋钮；所述光源使用准单色LED发光光源；所述光学微孔用于控制所述光源发光面积大小；光学微孔放置在所述光学透镜焦点处，使微孔出射光线变为平行光，光线发散角度≤正负5度。
进一步地，所述基台底面四个角上分别各设一个调节螺栓，用于支撑和调节基台的水平状态；基台上面设置有备用置物台，用于放置有备用光源套筒，便于快速更换光源套筒。
本发明优点在于实现快速地检测药敏反应，同时本系统成本较低、图像清晰，可以实现快速对光调节，操作简单，对光源要求不高。具体为：
1、本发明可实时观察菌种生长繁殖情况，应用于药敏检测，提高检测效率；
2、本发明兼顾了大视野与高分辨率特点，分辨率达到0.5um，视野与CMOS芯片大小一致，可达1英寸，远高于显微镜物镜；
3、本发明去除CMOS表面保护玻璃及拜耳彩色透镜阵列，减小了样本与CMOS间距，可达300um；
4、本发明在CMOS芯片表面粘贴高透光率薄膜座位一次性耗材，薄膜TC处理，减小CMOS损坏风险，大大降低了整个系统成本；
5、本发明添加微孔及整形透镜，控制LED光源发光倾角，达到减小倾斜光线对阴影成像的干扰；
6、本系统有微米级调节控制装置，可精确控制各器件之间的间距，实现精确定位，有利于细菌阴影图像获取。
附图说明
图1是本发明的结构示意图（隐去备用置物台）。
图2是本发明的轴测结构示意图。
图3是本发明的操作流程框图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种微生物药敏检测图像采集系统，包括基台4，设置在基台4上的光源调节单元、图像采集单元和图像调位单元。
光源调节单元，包括角度调节装置1.1，通过角度调节装置1.1上的光轴对中旋钮1.2调节光轴的入射角度，使光源的光轴居中；三脚支撑件1.3，通过螺栓连接固定在基台4上，另一端与角度调节装置1.1固定连接，用于支撑整个光源调节单元；第一滑台1.4与通过第一滑座1.5配合形成可上下移动的调节结构，第一滑座1.5通过第一支撑件1.6与角度调节装置1.1的刻度盘连接固定，刻度盘用于指示光源套筒1.8的光轴入射角度，通过调节第一滑台1.4上的调节旋钮1.7实现光源套筒1.8的上下移动；光源套筒1.8，通过可拆卸螺栓1.9固定在固定件1.10上，用于实现快速更换光源套筒1.8；固定件1.10另一端与第一滑台1.4连接固定。
所述光源套筒1.8，包括光源、光学微孔、光学透镜以及调节旋钮1.11；光源使用准单色LED发光光源，本实施例采用硅谷光擎LZ1-00R102型号；光学微孔，用于控制光源发光面积大小，本实施例采用世强科技制造的通光直径为300um光学微孔，使得光学微孔可视为点光源；光学透镜，采用EDMUND optics LENS PCX 12MM DIA x 12MM FL VIS-NIR平凸透镜，将光学微孔放置在透镜焦点处，使微孔出射光线变为近似平行光，光线发散角度≤正负5度。
图像采集单元，包括图像传感器2.1，固定在采集平台2.2上，用于采集样品图像；采集平台2.2通过卡槽连接固定在第二支撑件2.3，便于采集平台2.2装卸；第二支撑件2.3固定在图像调位单元的第二滑台3.1上，用于调节图像采集单元的位置，以获得最佳的拍摄位置。
所述图像传感器2.1采用常用的互补金属氧化物半导体（CMOS）作为平台感光模块，同时去除CMOS表面保护玻璃及拜耳彩色透镜阵列，减小了样本与CMOS间距，可达300um；本实施例采用0.5um像元大小CMOS芯片，威派视的垂直电荷转移成像器件（Vertically-charge-transferring Pixel Sensors, 简称VPS），像元大小为0.5um，去除CMOS芯片表面保护玻璃，使采集的图像更清晰、分辨率更高，整个图像采集系统的分辨率可达0.5um，满足一般细菌检测要求。
图像调位单元，包括与所述第二支撑件2.3连接固定的第二滑台3.1，第二滑台3.1与第二滑座3.2通过滑动配合构成上下移动机构，通过调节第二滑座3.2上的调节旋钮3.3实现图像传感器2.1的上下移动；第三滑台3.4通过L形支撑板3.5与第二滑座3.2固定连接，第三滑台3.4与第三滑座3.6通过滑动配合构成左右水平移动机构，通过调节第三滑座3.6上的调节旋钮3.7实现图像传感器2.1的左右水平移动；第四滑台3.8与第三滑座3.6固定连接，第四滑台3.8与第四滑座3.9通过滑动配合构成前后水平移动机构，通过调节第四滑座3.9上的调节旋钮3.10实现图像传感器2.1的前后水平移动；固定板3.11，分别与第四滑座3.9、基台4固定连接，将整个图像调位单元固定在基台4上；第二滑座3.2、第三滑座3.6和第四滑座3.9底面设置有调整螺栓，用于在调节完成后的定位，防止各滑台滑动。
基台4底面四个角上分别各设一个调节螺栓4.1，用于支撑和调节基台4的水平状态，基台4上面设置有备用置物台4.2，用于放置有备用光源套筒4.3，便于快速更换光源套筒1.8。
本微生物药敏检测图像采集系统的具体使用方法如下：
步骤1，调节可调地脚螺栓4.1，使基台4水平。
步骤2，打开光源，调节图像调位单元的透镜与CMOS的间距，使图像采集区域全部照亮。
步骤3，调节光轴对中旋钮1.2，使光轴居中。
步骤4，通过光源套筒1.8顶部的调节旋钮1.11，调节光源、微孔之间的距离，使图像采集区域光照均匀。
步骤5，将一次性薄膜粘贴在去除保护玻璃的CMOS表面，薄膜经过TC亲水处理，便于贴壁细菌的生长及长时间观察；然后滴加样品，静置2分。
步骤6，调整CMOS曝光时间，使图像整体亮度符合人眼正常需求即可。
步骤7，拍照、保存图像，完成图像采集。
步骤8，将薄膜撕下，重复步骤5-7。
本微生物药敏检测图像采集系统采集图像时，只需要调节一次即可实现多次检测，达到快速采集药敏反应图像、实现快速检测药敏反应目的；若需要更换光源，只需要通过拧下可拆卸螺栓1.9，换上备用光源套筒4.3即可，操作简单、方便；本系统结构简单，造价底，降低药敏检测的成本，实现低成本检测药敏反应。
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