HD5000(AI)多谱超分辨菌落成像系统
![QQ图片20240731142704.png QQ图片20240731142704.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/b1bcbd70-79ee-4b5f-a6be-6e3de36f8224.jpg)
HD5000(AI) 多谱超分辨菌落成像系统是迅数科技融入神经网络AI技术的最新旗舰机型,全金属机箱、软硬件采用顶级配置。
独特设计的平皿莱因伯格照明系统,具有132种组合照明模式,可为平皿、多孔板菌落、细胞克隆、病毒蚀斑拍摄华美的影像,是图像数据保存、文献发表的有力工具。
4/3英寸超大面阵CMOS传感器与大视场高清定焦镜头搭配,菌落影像通透、色彩细腻,完美展现培养基深层微小菌落,抑菌圈轮廓清晰、锐利,保证了图像分割的精度和重现性。
新软件功能丰富、易用,融AI菌落计数、抑菌圈测量、菌种筛选三大功能于一体。可实现:一键式AI批量极速统计、典型菌筛选、菌株特性描述、双圈分析、抑菌圈测量……
HD5000M融合拟红外薄层干涉技术,更适合微孔滤膜的分析。
AI图像算法 高速、高精度菌落计数
迅数科技创立20年,汇集的菌落图库覆盖:制药、食品、自来水、环境、公共检测、科研等各行业。科研团队通过精心筛选、处理、归纳,建立了强大的图像数据集,历经上百次神经网络训练、模型参数调整,获得高精度、高鲁棒性的模型,并最终形成易用、可靠的工程软件。
![QQ图片20240731142746.png QQ图片20240731142746.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/e5f323de-aeae-4ec9-8bbe-e16dfdaaae63.jpg)
l 高通量快捷计数
迅数AI菌落分析系统采用极简化设计,用户无需选择算法参数,点击:拍摄、分析按钮,即可实现菌落图像的批量分析。完成100个平皿计数仅需60秒。
![QQ图片20240731142834.png QQ图片20240731142834.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/e6cc6de1-dd3d-4c30-8029-141017ed45ae.jpg)
l AI人工智能解决疑难平皿
大数据的广泛代表性、有效性,是决定AI精度的重要基础。迅数AI菌落分析系统凭借经典菌落仪20年的推广,积累了海量的用户菌落图像,经神经网络训练,形成高速、高精度、运行稳定的大模型。
疑难平皿AI菌落计数案例
半透明菌落与灰白菌落粘连混合
![QQ图片20240731142925.png QQ图片20240731142925.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/dc9308ae-7939-452d-81f9-56671368b31b.jpg)
平皿壁上菌落(处于高亮平皿底部折光圈外)
![QQ图片20240731143022.png QQ图片20240731143022.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/7a9c32d9-90c8-4454-9827-70185b7b4aea.jpg)
标签及文字干扰
![QQ图片20240731143048.png QQ图片20240731143048.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/87121c6e-205f-41ba-b4c0-8b3b178614f5.jpg)
云雾状奶制品中的菌落
![QQ图片20240731143130.png QQ图片20240731143130.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/24267645-d297-480b-8369-7a9ab070118e.jpg)
小菌落叠加在大菌落上
![QQ图片20240731143202.png QQ图片20240731143202.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/fffa71dc-40af-4b04-92dd-dc1715a4a825.jpg)
放线菌、细菌混合(透射成像)
![QQ图片20240731143236.png QQ图片20240731143236.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/25aa8f9d-3b67-4f93-a983-26d80083bc3f.jpg)
微生物平皿成像的“数字影棚”
l “数字影棚”的光源控制
专业设计的平皿载样舱,可实现培养皿的雾光漫反射照明、悬浮暗视野照明、彩色凌透背光照明、多谱莱茵伯格照明,拟红外薄层干涉照明,拍出不同寻常的科研级精美照片。
光源控制器采用隐藏式吸弹门设计,具5路照明选择开关、3通道无级亮度调节、单通道色温调节、11路彩色背景选择、11路莱因伯格光选择。
![QQ图片20240731143309.png QQ图片20240731143309.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/6ba4394f-67c2-46e2-9267-86e03c9a9a29.jpg)
l 多谱莱因伯格光染色
多谱莱因伯格照明是迅数独创的平皿大视场暗域照明技术,11通道不同波长的可见激发光以环幕逆透射聚光照明菌落,辅以不同的彩色凌透光,可构成132种组合照明模式,使培养基形成均匀的背景色,菌落勾勒出鲜亮的自然色泽与轮廓。
无需化学染色,即可使菌落或细胞克隆实现无损光着色,便于观察细微结构,识别、计数。
![QQ图片20240731143351.png QQ图片20240731143351.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/4bcb71ed-1169-4a6f-8610-a3682744ebdf.jpg)
莱因伯格照明实际样张:
![QQ图片20240731143417.png QQ图片20240731143417.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/e3ac4155-f78c-426a-b951-aab141497d77.jpg)
![QQ图片20240731143449.png QQ图片20240731143449.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/ed4ac641-4f20-42e1-81e9-8a579ed0ca8b.jpg)
l 悬浮式暗视野照明
悬浮式暗视野由暗域轮廓光与黑色背景构成。柔和的白色LED轮廓光,使平皿中央到边缘的菌落得到均匀的照明,而光线几乎穿透培养基,形成黑色背景下的亮色菌落,菌落与培养基形成高反差,可清晰勾勒菌落轮廓。
![QQ图片20240731143524.png QQ图片20240731143524.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/810510b0-30a7-432f-8bf7-ca900b70b836.jpg)
l 拟红外薄层干涉(HD5000M)
微生物薄膜过滤法通常采用白色滤膜,导致灰白色的微小菌落难以观察,滤膜的网格线也会对统计形成干扰。“迅数”独创的拟红外薄层干涉与莱因伯格照明组合,能使膜形成均匀背景色,类白色微小菌落以近红色立体突显,提高了自动识别计数的精度。
![QQ图片20240731143556.png QQ图片20240731143556.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/ffec795a-1784-408b-8774-ebe718359a11.jpg)
超分辨率 锐利展现菌落细节
1.1英寸大视场高清定焦镜头,通过较大程度地控制多种像差,无论是暗视野照明、雾光漫反射照明、莱因伯格照明,都能呈现高分辨力、高对比度的画质。
![QQ图片20240731143654.png QQ图片20240731143654.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/edc12727-9d03-408c-9563-ac85107de402.jpg)
2100万像素 4/3英寸超大面阵彩色SONY CMOS 传感器,采用双层降噪技术,具有极高的灵敏度以及超低噪声,能以无损图像品质呈现细微的色差和丰富的细节信息。
高保真镜头与大面阵相机的完美搭配,更能区分不同菌落、菌落与杂质、菌落与培养基之间的差异,从而提高菌落计数、筛选的精度。
![QQ图片20240731152620.png QQ图片20240731152620.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/9878ca12-d1bb-4c21-beac-4a644ae83f4f.jpg)
高效、精确 菌种数字化筛选
l 不同菌群自动分类识别
微生物研究中有时需要在多菌混杂情况下把目标菌分类统计出来。不同菌种菌落的色泽、大小、轮廓存在微小特征差异。
HD5000的“单色分类统计、指定多色筛选、多色自动聚类”工具可实现高精度识别某一类菌落,或自动聚类区分不同颜色的菌落。
![QQ图片20240731152631.png QQ图片20240731152631.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/085d98a8-e574-4bab-99eb-8347439a87ac.jpg)
l 双圈分析
通过精确测量透明外圈直径和菌落直径,自动计算二者面积比和直径比,并根据比值的大小自动排序,定位出相应的菌落。适用于“抑菌圈、透明圈、变色圈、生长圈、水解圈、溶磷圈、排油圈、溶钙圈、溶血圈”分析,辅助抗生素、酶制剂、有机酸产生菌和石油、农药降解菌的高效筛选。
![QQ图片20240731152640.png QQ图片20240731152640.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/151d7521-224c-4f3e-94a0-b1c5d0974524.jpg)
l 病毒滴度分析-蚀斑/噬菌斑计数
悬浮式暗视野照明使得敏感细菌菌层为白色,烈性噬菌斑形成的透明斑为黑色;莱茵伯格照明可让结晶紫或中性红染色的细胞层着色明艳,病毒空斑更易观察。影像的锐度与反差,帮助实现蚀斑/噬菌斑的准确分割和精确计数。
![QQ图片20240731152648.png QQ图片20240731152648.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/70ab942f-8db3-4a3a-987f-c499e8f0efb4.jpg)
l 菌丝生长速率分析工具
菌丝生长速率、菌丝生长抑制率、对峙培养分析、室内毒力测定等实验常采用十字交叉法测量菌落直径。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。
![QQ图片20240731152658.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/b8ea3530-075c-47d5-a8a7-8a7bc9fecb82.jpg)
![QQ图片20240731152706.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/afd899ea-d133-44d0-ae2b-95aa15ead3b9.jpg)
l 免疫学研究
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,可用于肺炎链球菌荚膜多糖特异性抗体调理吞噬杀菌试验(OPKA)和抗体依赖补体介导的体外血清杀菌试验(SBA)
![QQ图片20240731152714.png QQ图片20240731152714.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/e8d1b445-320c-4b78-ab7d-d3d9acc713cc.jpg)
![QQ图片20240731152721.png QQ图片20240731152721.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/2c0fbf46-473c-49a5-870f-7872530bcf83.jpg)
l 多孔板克隆计数
高分辨率的HD5000还可用于多孔板的克隆成像。莱茵伯格照明能使结晶紫染色的肿瘤或干细胞克隆鲜艳明亮;悬浮式暗视野照明,可使软琼脂克隆形成高反差的图像,自动计数大于50um的克隆或细胞团。
![QQ图片20240731152729.png QQ图片20240731152729.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/71a89174-f017-484e-80cc-db9366cf5efa.jpg)
l Spot assay 点阵分析
Spot assay常用于检测不同培养液中细菌或酵母的生长率、培养液的连续梯度稀释或某个菌株基因突变型的高通量筛选 。“多区域动态调节统计”适用于此类分析。
![QQ图片20240731152758.png QQ图片20240731152758.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/41311da9-e77a-41c8-8e58-e242d525125b.jpg)
抑菌圈自动测量
l Szone 抑菌圈多模式测量技术
抑菌圈测量常采用钢圈双碟法、纸片法、琼脂打孔法,由于试验环节诸多因素,如:抗生素溶液浓度、培养基质量、PH值、试验菌菌龄、培养时间等,使得最后形成的抑菌圈有些轮廓清晰,有些边缘模糊或不整齐并伴有破裂现象。
迅数“自动检测、拟圆逼近、三点定圆”三种算法,可适应不同类型抑菌圈的测量。
![QQ图片20240731152806.png QQ图片20240731152806.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/6035542e-1404-4500-9513-e8956bd6e5fd.jpg)
l 高对比、高分辨成像---保证测量精度
抑菌圈测量的关键是准确找到透明圈与底层菌的“边界线”。迅数专利设计的悬浮式暗视野,使得透明的抑菌圈构成“黑背景”,与周边灰白色的菌层形成高反差。
测量精度取决于数字影像画质,而镜头与相机的组合对画质至关重要。HD5000(AI)采用光学分辨率达150LP/mm的大靶面定焦镜头,将通透无畸变的光信号通过4/3英寸大面阵CMOS芯片相机,转为高清细腻的抑菌圈数字图像。
![QQ图片20240731152816.png QQ图片20240731152816.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/128495d5-8005-4398-8adf-ba985ae91e86.jpg)
l 抗生素效价测定
提供一剂量法、二剂量法、三剂量法及合并计算。一剂量法符合美国药典,二剂量法和三剂量法符合中国药典2020版。仪器重复性自检,测量相对误差≤0.002mm;均匀性自检,相对误差≤0.1%。
l 纸片法药敏分析
内置CLSI抗微生物药物敏感性试验(CLSI M100 Ed 33)标准数据库,选择细菌类别、抗菌药物即可自动判别细菌耐药敏感性:敏感(S)、剂量依赖型敏感(SDD)、中介(I)、耐药(R)。
![QQ图片20240731152825.png QQ图片20240731152825.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202407/uepic/5d5df9fb-bbb8-463a-bd1e-83bb9eedc624.jpg)
主要功能与技术指标
一、 照明系统
Ø 全封闭钢铝合金机箱(32×34×46cm):精密、坚固,确保光密闭
Ø 平皿载样舱:下拉式铝合金隔断窗,消除环境杂散光干扰,阻断紫外泄露、避免灰尘进入
Ø 雾光漫反射照明
1) 96颗LED列阵与纳米反射材料构成嵌入式雾光系统, 360°连续漫反射,凸显菌落色泽和纹理,消除玻璃培养皿折射形成的光斑、光环。
2) 色温变化范围:3100K-5800K 照度范围 50-—7000 Lux
3) LED寿命≧20000 小时
Ø 悬浮暗视野照明
白色LED光源,照度范围 100—5500 Lux 显色指数74%
Ø 彩色宽场凌透背光照明
1) 可调式LED导光列阵,形成均匀、高亮的11种色彩透射光
2) 照度均匀度大于90%,确保培养皿边缘与中间得到均匀照明
Ø 多谱莱茵伯格照明
1) 11通道可见激发光、环幕逆透射,与凌透背光可构成132种组合照明模式
2) 多光谱模式可降低培养基不平整、色变的影响,减少琼脂杂质的干扰
3) 无损光着色技术与抗干扰精密统计技术结合,增强菌落之间细微颜色差异辨别,显著提高菌落识别、筛选的精度
Ø 拟红外薄层干涉照明(HD5000M)
嵌入缝隙式可调光源,通过薄层干涉效应 凸显滤膜表层的微菌落
Ø 紫外反射光源:254nm用于腔体消毒、紫外诱变
Ø 光源控制器
1) 隐形弹吸式控制面板,5路照明选择开关、3通道无级亮度调节、单通道色温调节
2) 照明组合 自由切换
二、 数字成像
Ø 4/3英寸大靶面超清镜头,镜头分辨率180 lp/mm
Ø 超大面阵CMOS相机: SONY 4/3英寸彩色CMOS 传感器,分辨率:2100万像素
单像素尺寸:4.54X4.54um
三、 菌落分析模块
1. AI智能菌落计数
Ø 适用各类平皿和测试片:倾注、涂布、膜滤、接触皿、3M测试片
Ø 全自动AI智能菌落计数,一键启动,无需参数设置
Ø 疾速统计,单皿菌落计数仅需0.5秒
Ø 高通量计数,可一次批量分析几十至几百平皿,100个平皿影像平均分析时间为60秒
Ø 统计精度:标准菌株的计数精度达98%以上;菌落数300CFU以内、无蔓延菌落生长的平板,计数精度可达95%以上
Ø 校验眼:闪现切换标记,验证菌落识别精度
Ø AI技术解决常见疑难样本:长链状菌落的分割;水雾、标签文字的干扰;培养基色泽、透光性、干裂、厚薄不匀的变化;菌落大小不一、深浅不一、形态不一、高度粘连;杂质、微溶性物质的背景干扰……
Ø 样本登记、数据处理,报告生成导出
2. 高级菌落统计
Ø 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。
Ø 偏差预估统计:适用于菌落颜色多且复杂的情况。
Ø 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
Ø 特定菌落统计:根据菌落色泽、大小、轮廓特征,识别特定菌落
Ø 反式统计:适合菌落类型极其复杂而培养基背景均匀
Ø 高粘连菌统计:适合多重粘连菌的分割计算
Ø 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
Ø 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。
3. 典型菌筛选
Ø 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
Ø 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
Ø 指定多色筛选:一次筛选1-8种指定颜色菌落
Ø 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
Ø 双色圈自动筛选
4. 菌落特征描述
Ø 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
Ø 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
5. 微生物限度分析工具
Ø 培养基适用性检查
Ø 控制菌检查-菌落形态
6. 专项分析
Ø 防霉检测:定量分析防霉等级
Ø 多区域串联统计:适合培养基背景不均匀的复杂菌落
Ø 多区域并联统计:适合多孔板、OPKA、SBA分析
7. 高级工具
Ø 网格清除:消除滤膜网格背景干扰
Ø 人工计数修正:添加或删除菌落
Ø 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
Ø 背景文字清除:自动消除记号笔干扰
Ø 人工粘连分割:手动分割多重粘连菌落
Ø 参数自动换算:培养皿直径、样本稀释度输入,实现自动换算
Ø 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
Ø 仪器标定:仪器自带标定、人工修正标定
Ø 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
Ø 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
Ø 多向标尺测量、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
Ø 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
Ø 图像增强:锐化、自适应增强
Ø 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
Ø 边缘检测:Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直检测、水平检测
Ø 形态学运算:腐蚀、膨胀、开运算、闭运算
四、 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
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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
Ø 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。
Ø 满足质量审计,存储的电子数据能以PDF或Excell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
Ø 防篡改技术
1) 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。
2) 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。
Ø 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。
Ø 测试流程的智能重构技术
1) “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……
2) 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。
五、 抑菌圈分析模块
1. Szone 抑菌圈多模式测量技术
Ø 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
Ø 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
Ø 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
Ø 一剂量法效价检测:适合美国药典
Ø 二剂量法、三剂量法及合并计算:适合中国药典2020版
Ø 重复性自检:相对误差≤0.01%、重复测量精度 ≤0.002mm
Ø 均匀性自检:相对误差≤0.05%
Ø 台间测量差异≤0.2%
3. 纸片法药敏分析(科研)
Ø 支持反射光、暗视野透射光下的双模式清晰抑菌圈自动测量;模糊抑菌圈人工测量
Ø 23种图像处理工具,提高轻微生长、云雾状生长、溶血、色素扩散等情况下的影像清晰度、对比度
Ø 内置CLSI抗微生物药物敏感性试验(CLSI M100 Ed 33)标准数据库,选择细菌类别、抗菌药物等参数,自动判别细菌耐药敏感性,包含:敏感(S)、剂量依赖型敏感(SDD)、中介(I)、耐药(R)
Ø 药敏标准数据库可随CLSI最新标准及时更新
Ø 原始图像与测量数据可保存、导出
六、 仪器规格与配置
Ø 多谱超分辨菌落成像系统主机1台
Ø AI菌落计数软件、菌落分析软件、自动抑菌圈测量软件、抗生素效价测定软件、纸片法药敏分析软件
Ø 计算机:i7 CPU/32G内存/1T硬盘+512G SSD/2G独立显卡/27"高清屏,Windows 11系统