微生物抑菌圈自动测量与分析系统

　　1　引言

　　随着自动化及计算机技术的发展,光学计量技术正广泛地应用于生物医药学的检测与测量。近年来,光学扫描仪迅速从高端应用领域走向普通用户,这就使开发廉价优质的计算机测量手段不仅成为可能,而且光学计量及检测技术在医药领域及生物药物分析方面有着不可估量的发展前景。

　　基于传统的手工测量的抗生素效价微生物检定法中的二计量法,精度低,主观性大,且操作烦琐。而专用的抑菌圈测量仪价格昂贵,测量精度并不十分理想,且软件使用DOS平台,比较陈旧。因此,我们开发研制了利用微型计算机和扫描仪相结合进行抑菌圈的自动测量与分析系统,自动分析和处理微生物抑菌圈图象并计算抗生素效价。本系统不仅简单实用,节省资金,其操作过程都在一个集成环境下完成,特别注重了界面的友好性、程序的易用性、可拓展性,而且有望在精度方面有所突破,可广泛应用于抗生素类药品的科研、生产、检验和教学。

　　2　系统功能

　　微生物抑菌圈自动测量与分析系统主要用于医药研究领域的生物药物分析及质量监控。为了全面控制药物的质量,保证用药的安全、合理、有效,在药品的生产、保管、供应、调配以及临床使用过程中都应该经过严格的分析检验。抗生素类药物效价的微生物检定法是抗生素类药物的主要检定方法。本系统适用于最常用的二计量法的抗生素效价检定,利用计算机和扫描仪的接口,通过扫描仪将抑菌圈扫描成图象并保存为文件,再将其调入图象分析与处理系统,通过交互方式实现自动计算抗生素效价。

　　3　系统工作原理

　　本系统的主要任务是对抑菌圈图象进行处理与分析,经各种变换后求算各个单圈直径,进而计算出效价。本系统所处理的数字图象是从连续的模拟图象中采样得到的。图象的分析应用了直方图、边缘检测等图象分析技术。图象处理和分析共分图象采集模块、图象显示模块、图象存储模块、图象通信模块、图象处理和分析模块五大模块来实现。本系统图象处理的具体算法是:

　　3·1　空间采样

　　采用空域处理方法,图象信息读入一个3维数组,第1维为色彩编号,第2、3维是位置信息。采用Pic-tureBox控件作为图象容器,应用Point方法进行逐点采样处理,获取三色值。

　　3·2　图象处理

　　本软件主要采取了图象增强、图象分割、图象分析等图象处理方法。

　　3·2·1　图象增强

　　图象增强作为一大类基本的图象处理技术,其目的是对图象进行加工,以得到视觉效果更好、更有用的图象。我们主要采用了空域滤波方法来实现图象增强。具体方法如下: