Interactive/automated method to count bacterial colonies

• Autor(a) principal: Ribeiro, João António Ferreira
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/12666
• topic: Contagem de colónias; Unidades formadores de colónias; Segmentação de colónias; Escherichia coli; Segmentação de imagem; Métodos interativos

O crescimento e manutenção de bactérias em placas de agar (placas de Petri) tem sido uma prática comum em microbiologia. O número de colónias numa cultura é normalmente contado manualmente para calcular a concentração de bactérias, no entanto, este processo é demorado, enfadonho e propenso a erros. A maioria dos sistemas automáticos de contagem, existentes na literatura; realizam a contagem de forma adequada quando as colónias estão bem espaçadas, são grandes, e de forma circular e têm um bom contraste com fundo. Quando estes pressupostos são violados, sistemas de análise de colónias automáticos podem rapidamente perder a fidelidade, precisão e utilidade. Para resolver os problemas acima, o objetivo deste trabalho é projetar e implementar um sistema centrado no software de baixo custo que aceita imagens gerais de câmaras digitais, para a deteção, bem como enumerar colónias de bactérias de uma forma totalmente automática. Um sistema interativo também é proposto para ultrapassar qualquer erro do sistema totalmente automático. Neste estudo foram consideradas 26 imagens, 21 delas obtidas na biblioteca existente e as outras 5 criadas desde o início. Os dois tipos de imagem, têm sistemas de captura diferente, consequentemente, os dois tipos de imagens são diferentes. O pré-processamento permite a construção de uma imagem apenas com a placa de Petri, removendo o ruído e o fundo. Esta etapa permite, também, a separação de imagem em duas partes, uma das quais contém a área central e a outra a zona da borda (anel), e prepara-as para a fase de segmentação. A segmentação permite a extração das colónias a partir da área central, como a área do anel. Nas imagens obtidas por este método, esta extração na zona central é realizado por um binarização com um valor fixo para o limiar. Na área de rebordo, é usado um binarização também, combinada com informações sobre o comprimento do eixo maior e menor, excentricidade e média das áreas. Na outra biblioteca, a segmentação é realizada utilizando um bottom-hat filtering, tanto na área central, como na zona do anel. Informações sobre o comprimento dos eixos maior e menor, excentricidade e áreas também são usados na área do anel. Depois disso, as colónias segmentadas são separados em duas imagens. Uma delas contendo as unidades de colónia e a outra as colónias em cluster. Esta separação é realizada através da excentricidade dos objetos. Para finalizar, o usuário escolhe o método de contagem. Para separar e contar as colónias em cluster, o sistema automático utiliza a watershed transformation e o sistema interativo utiliza os cliques do usuário. Os sistemas propostos são capazes de reduzir a mão-de-obra e tempo necessário para a contagem de colónias. O sistema automático proposto tem dificuldade em contar colónias na área do anel, fazendo com que o sistema não conte algumas colónias. O método interativo, corrige todos os problemas do método automático, produzindo resultados similares à contagem manual.