[发明专利]一种基于图像的药敏片抑菌圈大小测量方法

说明书

本发明涉及一种基于图像的药敏片抑菌圈大小测量方法，用手机或数码相机拍摄平皿，将照片中的抑菌圈较为准确地识别出来，并计算出其大小；流程为图像预处理、确定平皿和药敏片位置、找出抑菌圈的候选圆形、筛出抑菌圈的最优圆形以及计算抑菌圈的大小。本发明大大提高了测量抑菌圈大小的效率，且测量精度高，无需大型专用设备，不仅减轻了研究人员的工作负担，还能推广到一些设备不齐全的基层单位，为工作研究提供方便。

技术领域

本发明涉及图像检测的技术领域，尤其涉及到一种基于图像的药敏片抑菌圈大小测量方法。

背景技术

药敏试验简称药物敏感试验(或耐药试验)。旨在了解病原微生物对各种抗生素的敏感(或耐受)程度，以指导临床合理选用抗生素药物的微生物学试验。一种抗生素如果以很小的剂量便可抑制、杀灭致病菌，则称该种致病菌对该抗生素“敏感”。反之，则称为“不敏感”或“耐药”。为了解致病菌对哪种抗菌素敏感，以合理用药，减少盲目性，往往应进行药物敏感试验。其大致方法是：从病人的感染部位采取含致病菌的标本，接种在适当的培养基(平皿)上，于一定条件下培养；同时将分别沾有一定量各种抗生素的纸片(即药敏片)贴在培养基表面，培养一定时间后观察结果。由于致病菌对各种抗生素的敏感程度不同，在药敏片周围便出现不同大小的抑制病菌生长而形成的“空圈”，称为抑菌圈，如图2所示。抑菌圈大小与致病菌对各种抗生素的敏感程度成正比关系。于是可以根据试验结果有针对性地选用抗生素。目前滥用抗生素，致使抗药菌增加，甚至因长期大量使用广谱抗生素，杀伤体内正常微生物，失去微生物的相互制约作用，从而使一些少见的或一般情况下的非致病菌大量繁殖，引起所谓“二次感染”的情况屡有发生，给治疗造成人为的困难。因此，提倡使用药物敏感试验，坚持合理用药十分重要。

而在药敏试验中，重要的一步是测量抑菌圈的大小。传统上测量抑菌圈大小的方法是使用量尺或更精确的游标卡尺来直接测量抑菌圈的半径。这需要人手工去操作，会占用操作人员大量时间与精力。近年来也出现了一些专门用来测量抑菌圈的测量仪，使用这些仪器快速又准确，但问题在于价格较高，一般都在万元以上，预算不足的小型实验室或基层单位很难承受，且需要一定的学习成本。

为此，如何在无需购买价格昂贵的专用设备从而降低测量成本的情况下，提高操作人员测量抑菌圈大小的效率以及测量精度，成为抑菌圈测量机构亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量成本低、测量效率及测量精度高的基于图像的药敏片抑菌圈大小测量方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

使用数字图像处理技术，操作人员用手机或数码相机拍摄平皿，将照片中的抑菌圈较为准确地识别出来，并计算出其大小。

具体地，包括以下步骤：

S1、在自然光照下拍摄进行药敏试验的平皿的图像；S2、对图像进行预处理；S3、确定平皿和药敏片位置；S4、找出抑菌圈的候选圆形；S5、筛出抑菌圈的最优圆形；S6、计算抑菌圈的大小。

其中，步骤S2图像预处理包括图像灰度化以及高斯滤波，从而去除掉图像中的无关信息，保留有用信息，大幅度地简化数据，减小获取图像特征的难度，以及在这个阶段获取图像尺寸等基本信息。

而要找到图像中的抑菌圈，需要先找到抑菌圈所在的平皿位置，将检测抑菌圈的范围缩小到平皿中。确定平皿位置，即找到图像中平皿所在的圆，包括圆的圆心与半径。检测图像中的圆形的常用方法有霍夫变换。霍夫变换是图像处理中的一种特征提取技术，该过程在一个參数空间中通过计算累计结果的局部最大值得到一个符合该特定形状的集合作为霍夫变换结果。由于霍夫变换会尝试检测图像中所有可能的圆，所以为了只找到平皿所在的圆，本方案给霍夫变换过程加一些参数作为阈值，最简单的方法是利用图像尺寸的信息，确定圆的最大半径与最小半径。

步骤S3中确定平皿位置的具体步骤如下：

S3-1-1、确定霍夫变换的参数：