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MF 4顯微細胞分析/菌落計數/篩選/抑菌圈測量聯用儀由顯微成像分析系統、菌落/抑菌圈成像分析系統共同構成，實現常規微生物實驗的數字化分析：顯微細胞觀察和分析、菌落自動計數和篩選、抑菌圈測量和效價分析。

根據國家食品藥品監督管理總局對食品、藥品檢測計算機信息系統要求而設計，以防篡改技術、測試環境-測試流程的智能重構技術、水印簽章技術為核心，構建多層次、相互制約的安全管理保障體系，確保了系統的安全性、數據的完整、真實性，滿足審計追蹤的要求。

顯微圖像分析

• 顯微數字影像觀察、保存

采用奧林巴斯CX33顯微鏡，并搭配2000萬像素1英寸CMOS圖像傳感器。超大芯片使得屏幕觀察等同于目鏡肉眼觀察的視野，畫面細膩，細胞清晰度極高。

• 細胞、孢子計數

具備大量統計功能，可對孢子、細胞進行快速計數，如區域統計、直徑分類統計、顏色識別統計、粘連分割、雜質剔除、鼠標點擊統計等。

• 顯微測量與圖像處理

可以精確測量細胞、菌絲的直徑、角度、弧度、周長、面積，以及手動繪制的任意直線、弧線、曲線的長度等。內置27種圖像處理方法，如自適應增強、圖像平整、邊緣銳化、濾波、邊緣檢測、形態學運算等，文字和圖形嵌入工具，為科研論文的寫作提供幫助。

菌落計數與篩選

• 全封閉暗箱拍攝

采用全封閉、寬光帶照明技術，符合人體工學的舷窗門設計，隔絕環境光的干擾，徹底消除雜散光在玻璃培養皿折射形成的光斑、光環現象，為精確活菌計數提供了必備的光影條件。上光源呈360度柔性混合光照明，可突顯菌落的色澤和紋理，使菌落表面的皺折、凹陷、邊緣的鋸齒更富立體感；下光源為晶銳懸浮式暗視野照明，不僅清晰勾勒菌落輪廓，還能把霉菌或放線菌的基內菌絲與氣生菌絲部分明顯區分。

• 三色LED混合光源、色溫調節

長壽命、低功耗、環保型三色LED混合光，通過暖色光和冷色光的配比，控制色溫范圍為3500K-8500k，拍攝出*真實的菌落色澤。

• 豐富的圖像算法

迅數為常見平皿的菌落計數問題，如細菌、霉菌、放線菌、霉菌和酵母、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、網格濾膜、3M測試片、螺旋平皿等，提供了方便快捷的一鍵智能統計和高級統計工具。

• 保證系統安全、數據安全的架構設計

“系統管理員、數據管理員、操作員、復核員”四重系統架構，分設職能與權限，確保數據信息的安全、完整和真實。

系統管理員：負責創建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。

數據管理員：負責全部測試數據的檔案管理、封存、以及計算機的數據庫管理。

操作員：負責培養皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印

審核員：負責對操作員遞交的測試報告進行審核。

• 水印簽章、防篡改、測試流程智能重構--實現有效的審計追蹤

1. 多用戶密碼登入、電子簽名、操作審核日期計算機生成；

2. 全部操作流程，如圖片、稀釋度、統計工具、所用參數、測試值、修正情況等，由計算機自動記錄在數據庫中，操作員無法進行改動；

3. 通過測試環境和流程的重現，復核員可以追溯操作員的全部操作。

• 復雜菌落計數

  迅數-基于水平集活動輪廓模型的圖像分割方法，是將水平集方法和活動輪廓模型結合起來，在極小化能量泛函的過程中活動輪廓不斷逼近分割目標，直到活動輪廓線停止進化時（能量泛函*?。┓指钔瓿?。它適用于疑難菌落圖像的分割識別。

• 雜質剔除統計

微生物菌落計數過程中常存在雜質問題：如未經過濾的樣本直接注入培養皿，培養基中存在不溶物、氣泡、瓊脂凝塊等。利用菌落與雜質在形態學上的差異，如大小、顏色、輪廓等，設置一定條件，可濾除特定的雜質。

• 雙圈分析

迅數為抑菌圈、透明圈、變色圈、生長圈等雙圈問題提供了專門的特性分析工具，通過精確測量外圈直徑和菌落直徑，自動計算二者面積比和直徑比。根據比值的大小自動排序，定位出相應的菌落，可用于抗生素、酶制劑、有機酸等的篩選。

• 霉菌一鍵式測量

傳統的菌絲生長速率、霉菌生長量、菌絲生長抑制率、室內毒力測定等霉菌研究實驗采用十字交叉法測量菌落生長直徑。由于多數霉菌菌落蔓延、疏松、邊緣發散不規則，測量的人為誤差大，效率低。迅數“霉菌一鍵測量”模塊，只需用“魔棒”在菌落邊緣點擊一次，即可瞬間測出大霉菌的面積、周長、長徑、短徑。

• 多區域統計工具- 適用于OPKA、SBA、多孔板

  迅數-多區域統計算法可以輕松實現任意多個區域的同步一鍵計數，適用于調理吞噬殺菌試驗（OPKA）和血清殺菌試驗（SBA），多孔板分析。

抑菌圈測量

• Szone 多模式測量技術

管碟擴散法要求抑菌圈圓而邊緣清晰，但實驗中仍會出現抑菌圈邊緣不清晰、破裂等情況，迅數Szone 抑菌圈多模式測量技術，運用三種不同的高速算法，精確提取構成抑菌圈邊緣的像素點，從而完成高精測量。

• 抗生素效價測定

符合中國藥典2015版二劑量法、三劑量法及合并計算要求。高清晰成像、高精度數字測量保證了效價測定精度。重復性自檢的相對誤差小于0.01%；均勻性自檢的相對誤差小于0.1%；效價測量精度大于99.7%。

• 舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗

抗生素殘留問題成為影響乳制品安全的重要因素之一。為了測試牛奶中是否添加β-內酰胺酶，迅數提供了一款快速測量和智能判斷軟件，通過純水驗證、平行樣本檢測、平均值計算，智能判別β-內酰胺酶陽性或陰性。

主要功能與技術指標

一、菌落、抑菌圈數字成像

1.光源

· 可見光：高亮三色LED結構光

· 254nm紫外：用于腔體消毒、紫外誘變

2.光路與照明控制

· 全封閉暗箱：消除環境雜散光干擾

· 上光源：場景式360°柔性無影光照明

· 下光源：晶銳懸浮式暗視野照明

· 上光、下光、雙光、紫外，自由切換

· 色溫可調（3500K-8500K）、光強可調

3.光電轉換

· 高清工業定焦鏡頭：焦距8mm ，分辨率150 lp/mm

· 專業型CMOS相機：1/2.33”英寸彩色CMOS 傳感器、1600萬像素、C-Mount

二、菌落分析模塊

1.基本菌落計數功能

· 平皿類型：傾注、涂布、膜濾、螺旋平皿、3M紙片、多孔板

· 一鍵智能計數（6模式）：平面感模式、立體感模式、小菌落優先、大菌落優先、同色菌優先、培養基剔除模式

· 全皿菌落統計：菌落總數統計，并按25檔尺寸分類顯示

· 區域選擇統計：可選擇圓形、矩形、任意圈定區域進行統計

· 直徑分類統計：設置直徑范圍，統計特定大小的菌落

· 鼠標點擊統計：快速標記、添加菌落，適合培養皿邊緣菌落的計數

· 菌落粘連分割：自動分割相互粘連的菌落，鏈狀菌落由用戶選擇分割或不分割

2.高級菌落統計功能

· 螺旋菌落統計：螺旋菌落統計：根據FDA標準自動計數螺旋平板，支持指數模式、緩慢指數模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美國SBI、西班牙IUL螺旋接種儀。支持出入境檢驗檢疫行業標準 SN/T 2098-2008

· 動態調節統計：可對統計結果進行動態調節修正，快速獲取**統計效果。

· 偏差預估統計：適用于菌落顏色多且復雜的情況。

· 水平集多模型算法：搜索運算，獲取**圖像分割效果，適應培養基背景變換

· 特定菌落統計：根據菌落色澤、大小、輪廓特征，識別特定菌落

· 反式統計：適合菌落類型極其復雜而培養基背景均勻

· 高粘連菌統計：適合多重粘連菌的分割計算

· 雜菌、雜質剔除：根據形態、尺寸、顏色的區別，進行自動雜菌、雜質剔除

3.網格濾膜與3M測試片

· 黑色實線網格一鍵統計

· 3M細菌總數測試片、3M金黃色葡萄球菌測試片：一鍵統計

· 3M大腸菌群測試片、3M大腸桿菌/大腸菌群快速測試片：一鍵統計+人工選擇

4.典型菌篩選

· 單色分類統計：根據顏色精度、擴散度和菌落大小、輪廓特征，篩選特定菌落

· 多色自動聚類：根據顏色聚類精度，自動區分24種不同顏色的菌落

· 指定多色篩選：一次篩選1-8種指定顏色菌落

· 透明圈特性分析：適用于抑菌圈、水解圈、變色圈、溶鈣圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析

· 雙色圈自動篩選

5.菌落特征描述

· 細菌、酵母：顏色、大小、形狀、表面形態、邊緣、光澤、透明度等特征，智能描述和排序

· 霉菌、放線菌：正面顏色、反面顏色、大小、表面形態、邊緣、質地等特征，智能描述和排序

6.專項分析

· 串聯統計：適合培養基背景不均勻的復雜菌落

· 并聯統計：適合多孔板、OPKA、SBA分析

7.高級工具

· 網格清除：消除濾膜網格背景干擾

· 人工計數修正：添加或刪除菌落

· 排除污染區域：鼠標勾勒任意污染區域，自動剔除污染區域的菌落數

· 背景文字消除：自動消除記號筆干擾

· 背景斑紋去除：自動消除培養皿污漬干擾

· 人工粘連分割：手動分割多重粘連菌落

· 參數自動換算：培養皿直徑、樣本稀釋度輸入，實現自動換算

· 文字、圖形標注：各類繪圖工具和中英文文字嵌入

8.標定與測量

· 儀器標定：儀器自帶標定、人工修正標定

· 一鍵式快速測量：一鍵測定大菌落，適合真菌、放線菌的單菌落分析

· 全皿自動測量：全皿菌落的等效直徑、面積、長短徑、周長、圓度分析

· 手動精確測量：長度、角度、弧度、面積、弧線、任意曲線

9.圖像處理

· 圖像調節：灰度圖、負相圖轉換；亮度、對比度、飽和度調節；RGB調節

· 圖像增強：銳化、自適應增強

· 圖像濾波：中值濾波、高通濾波、高斯濾波、低通濾波、隊列濾波、高通高斯

· 邊緣檢測：Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直檢測、水平檢測

· 形態學運算：腐蝕、膨脹、開運算、閉運算

三、數據安全與管理

1.“系統、數據、操作、復核”四重系統架構，分設職能與權限，確保數據信息的安全、完整和真實

· 系統管理員（**層）：負責創建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。確保操作員與操作員之間、操作員與審核員之間的賬戶隔離與數據隔離。

· 數據管理員（副高層）：負責全部測試數據的檔案管理、以及計算機的數據庫管理。封存所有審核通過的測試報告或將原始圖片、測試數據備份、導出，保證了數據的完整性、安全性。

· 操作員：負責培養皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印。

· 復核員：負責對操作員遞交的測試報告進行審核。核查數據輸入與處理過程，但無權修改；對存疑報告作“審核退回”處理，要求操作員重新測試；對“審核通過”的報告將**性存檔，無論審核員還是操作員都無權再刪除，以確保數據的原始性和真實性。

2.數據存儲與導出

· 以電子數據為主，記錄：樣本來源、編號、稀釋度、平皿圖片、識別效果、計數值、所用統計工具、參數設置、修正情況，確保記錄信息完整。

· 滿足質量審計，存儲的電子數據能以PDF或Excell格式打印輸出

3.水印簽章技術、防篡改技術、測試流程智能重構技術，實現有效的審計追蹤

4.防篡改技術

· 采用多用戶登入管理，所有操作員、審核員的名字，被系統自動記錄在操作流程和測試報告中；所有操作日期、審核日期，由計算機自動生成，避免錯填或偽造。

· 全部操作流程，包括：菌落圖片、培養皿尺寸、樣本稀釋度、統計工具、所用參數、測試所得的菌落總數、自檢修正后的菌落總數等，由計算機自動記錄在數據庫中，操作員無法進行改動，為后續審計提供全部真實數據。

5.水印簽章技術

· “審核通過”的測試報告會自動生成操作員和審核員的賬戶電子簽名，并在報告上加印防偽的“審核通過”水印簽章。

6.測試流程的智能重構技術

· “復核員”打開“等待審核”的測試記錄，計算機自動復原操作員的全部流程和測試環境，包括：當時所測的培養皿圖片、測試結果、培養皿尺寸、樣本稀釋度、采用的統計工具及所用參數、測試所得的菌落總數、修正情況……

· 通過測試環境和測試流程的重現，復核員可以追溯操作員的全部操作，復核測試結果的準確性，達到審計追蹤目的。

四、抑菌圈分析模塊

1.Szone 抑菌圈多模式測量技術

· 自動檢測：基于抑菌圈輪廓的精確邊緣檢測，適合邊緣清晰、圓形抑菌圈

· 擬圓逼近：基于抑菌圈輪廓的圓形擬合逼近，適合邊緣破裂、非標準圓形抑菌圈

· 人工檢測：鼠標點擊抑菌圈邊緣上三點成圓，適合邊緣模糊的抑菌圈

2.抗生素效價測定

· 一劑量法效價檢測：適合美國藥典

· 二劑量法、三劑量法及合并計算：適合中國藥典2015版

· 重復性自檢：相對誤差≤0.01%、重復測量精度 ≤0.002mm

· 均勻性自檢：相對誤差≤0.1%

· 臺間測量差異≤0.2%

3.舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗

· 純水驗證：根據（A）、（B）、（D）產生抑菌圈，D-C≧3， B-A≦3 ，判定系統成立

· 自動檢測三個平行樣本的（A）、（B）、（C）、（D）抑菌圈，并數據導入

· 自動計算平行試驗平均值，智能判別結果的陰陽性。

· 無效報告自動預警

五、顯微細胞分析模塊

1.顯微成像

· 顯微鏡：奧林巴斯CX33顯微鏡

· SONY 1”英寸超大視場CMOS相機，2000萬像素，15fps

2.圖像顯示、轉換

· 圖像顯示：實時動態觀察，隨時捕捉任意視野圖像

· 圖像觀察：具有旋轉、放大、縮小、鏡像轉換、局部觀察功能

· 圖像編輯：具有對圖像任意區域剪切、復制、粘貼及文字輸入等功能

3.顯微圖像處理

· 自適應增強：通過對原圖像進行與其特征匹配的分辨增強處理，使圖像更清晰，邊緣更明顯，以便進行圖像細微結構的觀察與識別。

· 圖像調整：圖像亮度、對比度、飽和度、RGB三色任意調節，灰度圖、負相圖的轉換

· 圖像補償：通過線性補償，對數補償，貝爾補償等多種數學方法對圖像的失真部分進行補償，使圖像更加清晰。

· 圖像銳化：通過增強圖像的高頻分量，使圖像邊緣變得更清晰。

· 圖像平整：通過圖像平整處理，使圖像背景均勻。

· 圖像濾波：高斯濾波、低通濾波、中值濾波等6種濾波方式有效提高圖像清晰度。

· 邊緣檢測：兩種檢測方式、三種算子結合多種檢測選項更精確地提取圖像輪廓。

· 形態學處理：腐蝕、膨脹、開啟、閉合等非線性數學形態學處理。

4.目標測量

· 標 定：具有對系統在線標定功能，實現精確測量（系統內置默認標定值）

· 測量功能：對顆粒直徑、長度、弧度、角度、任意曲線、面積等的在線測量

5.顆粒統計

· 自動統計：自動顆粒計數，并顯示每個顆粒的面積、周長、直徑、圓度等形態參數

· 區域統計：可選擇長方形、圓形、傘形等任意形狀區域進行統計

· 直徑分類統計：設置直徑范圍，統計特定大小的顆粒

· 顏色識別統計：根據色度、亮度、飽和度篩選特定顆粒

· 鼠標點擊統計：鼠標點擊添加或刪除顆粒，方便、快捷

· 粘連分割處理：根據用戶需求可自動或手動分割相互粘連的顆粒

· 多種統計算法：采用多種分割算法，適合不同背景的顆粒統計

· 多樣本統計：對多張顯微圖像的綜合統計

· 參數自動換算：根據統計區域面積、樣本稀釋度，實現自動換算

6.繪圖與標注

· 繪圖：對打開的圖像可根據需要，繪制直線、矩形、圓形、以及任意曲線

· 文字編輯：對打開的圖像進行文字編輯

· 標注：可方便的進行直線和角度的標注

六、儀器規格與配置

· MF4 多功能一體機主機

· 奧林巴斯CX33顯微鏡、攝像轉接口

· 2000萬像素 1英寸顯微相機

· 菌落分析軟件、自動抑菌圈測量軟件、抗生素效價測定軟件、舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗軟件、顯微分析軟件

· 高端一體電腦：雙核四線程CPU/4G內存/1T硬盤/21.5"高清屏，Windows 7系統以上