[發明專利]一種基于圖像的藥敏片抑菌圈大小測量方法

有效

• 申請號: 201711008128.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108053442B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 孫堅;李西明;翁佳林;劉雅紅;廖曉萍;郭玉彬;崔澤華
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/62;G06T7/136;G06T7/13;G06T7/90;G01N21/84
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明涉及一種基于圖像的藥敏片抑菌圈大小測量方法，用手機或數碼相機拍攝平皿，將照片中的抑菌圈較為準確地識別出來，并計算出其大小；流程為圖像預處理、確定平皿和藥敏片位置、找出抑菌圈的候選圓形、篩出抑菌圈的最優圓形以及計算抑菌圈的大小。本發明大大提高了測量抑菌圈大小的效率，且測量精度高，無需大型專用設備，不僅減輕了研究人員的工作負擔，還能推廣到一些設備不齊全的基層單位，為工作研究提供方便。

技術領域

本發明涉及圖像檢測的技術領域，尤其涉及到一種基于圖像的藥敏片抑菌圈大小測量方法。

背景技術

藥敏試驗簡稱藥物敏感試驗(或耐藥試驗)。旨在了解病原微生物對各種抗生素的敏感(或耐受)程度，以指導臨床合理選用抗生素藥物的微生物學試驗。一種抗生素如果以很小的劑量便可抑制、殺滅致病菌，則稱該種致病菌對該抗生素“敏感”。反之，則稱為“不敏感”或“耐藥”。為了解致病菌對哪種抗菌素敏感，以合理用藥，減少盲目性，往往應進行藥物敏感試驗。其大致方法是：從病人的感染部位采取含致病菌的標本，接種在適當的培養基(平皿)上，于一定條件下培養；同時將分別沾有一定量各種抗生素的紙片(即藥敏片)貼在培養基表面，培養一定時間后觀察結果。由于致病菌對各種抗生素的敏感程度不同，在藥敏片周圍便出現不同大小的抑制病菌生長而形成的“空圈”，稱為抑菌圈，如圖2所示。抑菌圈大小與致病菌對各種抗生素的敏感程度成正比關系。于是可以根據試驗結果有針對性地選用抗生素。目前濫用抗生素，致使抗藥菌增加，甚至因長期大量使用廣譜抗生素，殺傷體內正常微生物，失去微生物的相互制約作用，從而使一些少見的或一般情況下的非致病菌大量繁殖，引起所謂“二次感染”的情況屢有發生，給治療造成人為的困難。因此，提倡使用藥物敏感試驗，堅持合理用藥十分重要。

而在藥敏試驗中，重要的一步是測量抑菌圈的大小。傳統上測量抑菌圈大小的方法是使用量尺或更精確的游標卡尺來直接測量抑菌圈的半徑。這需要人手工去操作，會占用操作人員大量時間與精力。近年來也出現了一些專門用來測量抑菌圈的測量儀，使用這些儀器快速又準確，但問題在于價格較高，一般都在萬元以上，預算不足的小型實驗室或基層單位很難承受，且需要一定的學習成本。

為此，如何在無需購買價格昂貴的專用設備從而降低測量成本的情況下，提高操作人員測量抑菌圈大小的效率以及測量精度，成為抑菌圈測量機構亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種測量成本低、測量效率及測量精度高的基于圖像的藥敏片抑菌圈大小測量方法。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：

使用數字圖像處理技術，操作人員用手機或數碼相機拍攝平皿，將照片中的抑菌圈較為準確地識別出來，并計算出其大小。

具體地，包括以下步驟：

S1、在自然光照下拍攝進行藥敏試驗的平皿的圖像；S2、對圖像進行預處理；S3、確定平皿和藥敏片位置；S4、找出抑菌圈的候選圓形；S5、篩出抑菌圈的最優圓形；S6、計算抑菌圈的大小。

其中，步驟S2圖像預處理包括圖像灰度化以及高斯濾波，從而去除掉圖像中的無關信息，保留有用信息，大幅度地簡化數據，減小獲取圖像特征的難度，以及在這個階段獲取圖像尺寸等基本信息。

而要找到圖像中的抑菌圈，需要先找到抑菌圈所在的平皿位置，將檢測抑菌圈的范圍縮小到平皿中。確定平皿位置，即找到圖像中平皿所在的圓，包括圓的圓心與半徑。檢測圖像中的圓形的常用方法有霍夫變換。霍夫變換是圖像處理中的一種特征提取技術，該過程在一個參數空間中通過計算累計結果的局部最大值得到一個符合該特定形狀的集合作為霍夫變換結果。由于霍夫變換會嘗試檢測圖像中所有可能的圓，所以為了只找到平皿所在的圓，本方案給霍夫變換過程加一些參數作為閾值，最簡單的方法是利用圖像尺寸的信息，確定圓的最大半徑與最小半徑。

步驟S3中確定平皿位置的具體步驟如下：

S3-1-1、確定霍夫變換的參數：