Sistema de visió artificial aplicat a l'avaluació de proves de resistència microbiana

Abstract

En los laboratorios de biociencias se realizan múltiples tareas analíticas, muchas de estas siguen protocolos donde la determinación de resultados depende de observaciones visuales, como por ejemplo la prueba para la determinación de la resistencia de microorganismos a substancias inhibitorias, también llamada antibiograma o test Kirby-Bauer. Este tipo de análisis pueden presentar algunos inconvenientes debidos a posibles errores de medida por errores humanos. La visión artificial es una técnica utilizada por muchas industrias de diferentes áreas, ya que permite la automatización de una gran variedad de procesos y aporta un incremento de su eficiencia. En el presente trabajo se explora que puede aportar un sistema de visión artificial en la valoración de antibiogramas y se desarrolla un sistema que permite adquirir imágenes del test Kirby-Bauer y medir los halos para evaluar la resistencia microbiana. La herramienta desarrollada facilita esta medida y la documentación y registro de los resultados. Las pruebas para validar los resultados obtenidos han permitido valorar la utilidad de la herramienta desarrollada, identificar sus limitaciones y proponer los campos donde se podría profundizar la investigación para la realización de mejoras.

Als laboratoris de biociències es realitzen múltiples tasques d'anàlisi, moltes d'aquestes segueixen protocols on la determinació de resultats depèn d'una observació visual, com és l'exemple de la prova per la determinació de la resistència de microorganismes a substàncies inhibitòries, també anomenada antibiograma o test Kirby-Bauer. Aquest tipus d'anàlisi pot presentar alguns inconvenients deguts a possibles errors de mesura per errors humans. La visió artificial és una tècnica emprada per moltes indústries de diferents àrees, ja que permet l'automatització d'una gran varietat de processos i aporta un increment de la seva eficiència. En aquest treball s'explora què pot aportar un sistema de visió artificial en la valoració d'antibiogrames i es desenvolupa un sistema que permet adquirir imatges de tests de Kirby-Bauer i mesurar la grandària dels halos per a avaluar la resistència microbiana. L'eina desenvolupada facilita aquesta mesura i la documentació i registre dels resultats. Les proves per validar els resultats obtinguts han permès valorar la utilitat de l'eina desenvolupada, identificar les seves limitacions i proposar els camps on es podria aprofundir la investigació per a la realització de millores.

In a bio-science laboratory there are a lot of analysis tasks whose results depend on visual observations. This is, for example, the test for determination of the resistance of microorganisms to inhibitory substances, also called Kirby-Bauer's test. Visual observation may introduce uncertainty problems due to possible human error. Computer vision is a technique used in many industries of different areas, because it allows the automation of many of processes and a higher efficiency. In the present work we explore what a system of computer vision can provide for the evaluation of an antibiogram. We also developed a system to acquire images of a Kirby-Bauer's test and measure the halos for evaluating the microbial resistance. The use of the developed tool makes the measuring and the reporting of the values easier. The tests to validate our results let us evaluate the utility of the developed tool, identify its limitations and propose some future works.