CN101400297A - 使用个人取样器装置进行自动化取样和分析的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种通过自助式血液化验装置或尿液化验装置的取样器，用于血液或尿液取样和样本分析的系统和方法。所述使用个人取样器装置进行自动化取样和分析的系统包括取样器、传输单元和分析单元。患者可将取样的血滴放置在样本试条上，并将所述试条插入到所述取样器中。所述取样器可分别使用样本制备单元和照相单元来自动制备所述样本并对其照相。所述样本已被照相之后，所得的样本图像可传输到所述分析单元，所述分析单元可通过图像处理算法来分析所述图像。分析结果可自动传输给所述患者并传输给医疗人士(例如所述患者的医生、护士、诊所等)，以便于进一步的分析、决策制定和治疗。

Description

使用个人取样器装置进行自动化取样和分析的方法和系统

技术领域

本发明大体上涉及医疗系统的领域。更明确地说，本发明涉及取样系统和自动化取样分析的领域。

背景技术

化学疗法治疗的最常见副作用是骨髓抑制。治疗引发中性白细胞(充足类型的粒状白细胞)计数减少且因此变成化学疗法治疗中的速率限制因素。将中性白细胞水平维持在正常范围内对于治疗的成功和避免致死毒性是必需的。因此，血细胞计数化验是针对例如癌症患者的适当且安全地维持其治疗进度的例行程序。

血细胞计数和血液成分化验目前仅在经检定的实验室通过静脉取样或通过抽取周围血液来进行。每天进行血细胞计数对于例如癌症患者等患者可能是一项不便的活动。必须每天去实验室，在实验室医疗人员的成员(例如，医生或护士)必须找到正确静脉接入处，这会导致生理疼痛，并对于患者以及对于保险系统损失了工作日、损失了金钱和时间。

高曼理查德M.(Goldman Richard M.)的第US2005130236号专利揭示仅需要患者的毛细血管血液的“针刺”(pin prick)样本的家庭保健血液化学设备。将样本施加到包含样本接收垫和样本分析垫的化验试条。将血液样本施加到样本接收垫，且血液样本通过表面张力和毛细管流动而流动到彼此平行且与样本接收垫串联的单独的分析垫。每一样本垫含有专门用于针对特定血液成分产生光学可检测效果的试剂。光学效果由结合化验试条使用的反射率测量计检测。光学效果转化为数字数据并存储在与测量计相关联的存储装置中，以便传输到保健中心。

松下肇(Matsushita Hajime)、Shinudou Isao和矢部亮平(YabeRiyouhei)的第JP60162955号专利揭示血细胞自动分析装置。将患者的血液涂在载片上且将其染色以制备染料标本。标本上的血细胞通过光学显微镜放大且由相机拍摄为三色图像。所述图像以数字方式存储。根据血细胞图像计算血细胞的具体数量。白细胞、红细胞和血小板通过自动血细胞分类系统分析和检测。

高曼和松下未揭示提供对反射率测量计或显微镜所存储的数据进行自动化和计算机化分析的方法或系统。此外，高曼和松下未就数据分析的结果如何被传输或接收以及由谁传输或接收进行论述。

发明内容

本发明是一种适于血细胞计数或对各种类型的血细胞和血液成分进行血液成分化验的用于血液取样和样本分析的系统和方法。根据本发明的一些实施例，本发明可进一步适合尿液样本的分析。

所述系统包括取样器装置、取样器制备单元、传输单元和分析单元。患者可通过(例如)针刺其手指而取得自己的血液样本，并将取样的血滴放置在样本试条上。患者接着可将试条插入到取样器中。取样器可用化学方法制备样本并使用照相单元对其进行照相，所述照相单元包含安装在取样器中的相机。样本已被照相之后，所得的样本图像可传输到分析单元，所述分析单元可通过图像处理算法来分析图像。分析结果可自动传输给患者并传输给医疗人士(例如患者的医生、护士、诊所等)，以便于进一步医疗分析、决策制定和治疗。

根据本发明的实施例，照相单元可包含数码相机、固态检测器等，而不要求通过显微镜照相。

作为自助式血液化验装置的取样器可包含：外壳单元，用于放置和保持样本试条；样本制备单元，用于制备待照相的样本；照相单元，用于对样本照相并允许对样本图像进行数字存储。取样器可进一步包含：连接器，可允许连接到通信网络；以及电源连接，允许连接到电源。样本制备单元通过包含对样本涂抹、干燥和染色的自动化或手动过程来制备样本。

附图说明

参看附图，依据以举例方式且仅出于说明性论述本发明的目的而给出的本文中实施例的随后描述，将更清楚地理解被视作本发明的主题，附图中：

图1是根据本发明的一些实施例的用于血液取样和样本分析的系统的示意说明。

图2是根据本发明的一些实施例的取样器的示意说明。

图3是根据本发明的一些实施例的安装在取样器内的涂抹装置的示意说明。

图4是根据本发明的一些实施例的用于血液取样和样本分析的方法的示意流程图。

附图连同描述内容一起使所属领域的技术人员了解可如何在实践中实施本发明。

实施例是发明的实例或实施方案。各处出现“一个实施例”、“一实施例”或“一些实施例”并不一定全部指代相同的实施例。尽管可在单一实施例的情境中描述本发明的各种特征，但所述特征也可单独或以任何适宜的组合来提供。相反，尽管本文中可出于清楚起见在单独实施例的情境中描述本发明，但也可在单一实施例中实施本发明。

具体实施方式

本发明是一种用于血液或尿液取样和样本分析的系统和方法。所述系统包括取样器100装置、传输单元500和分析单元200。患者10可通过(例如)针刺其手指而取得自己的血液样本，并将取样的血滴放置在样本试条115上。患者10接着可将试条115插入到取样器100中。取样器100可用化学和机械方法制备样本并使用照相单元120对样本进行照相。样本已被照相之后，样本图像可传输到分析单元200，在分析单元200处图像分析的结果可自动传输给患者10并传输给医疗人士20，以便于进一步分析、决策制定和治疗。

虽然以下描述含有许多说明，但这些不应解释为对本发明范围的限制，而是作为优选实施例的例证。所属领域的技术人员将构想出在其范围内的其它可能的变化。因此，本发明的范围不应由所说明的实施例确定，而是由所附权利要求书及其法律等效物确定。

说明书中提及“一个实施例”、“一实施例”、“一些实施例”或“其它实施例”意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中，而不一定是所有实施例中。应了解，本文使用的措辞和术语不应解释为限制性的且仅出于描述性的目的。

可参考所附描述、图式和实例来更好地理解本发明的教示的原理和用途。应了解，本文陈述的细节不认作是对本发明的应用的限制。此外，应了解，本发明可以各种方式实行或实践，且本发明可在除以下描述中概述的实施例以外的实施例中实施。

应了解，术语“包含”、“包括”、“组成”及其语法上的变化形式不排除添加一个或一个以上组件、特征、步骤或整数或其群组，且所述术语应解释为指定组件、特征、步骤或整数。短语“基本上由…组成”及其语法上的变化形式当在本文中使用时不应解释为排除额外组件、特征、步骤、整数或其群组，而是额外特征、整数、步骤、组件或其群组不实质上改变所主张的组分、装置或方法的基本和新颖特性。

如果说明书或权利要求书提及“一额外”元件，那么其不排除存在一个以上所述额外元件。应了解，权利要求书或说明书中提及“一”元件之处，此提及不应解释为仅存在一个所述元件。应了解，说明书中陈述“可”、“可能”、“可以”包含组件、特征、结构或特性之处，并不要求包含所述特定组件、特征、结构或特性。

在适用的情况下，尽管状态图、流程图或两者可用于描述实施例，但本发明不限于那些图或限于相应描述内容。举例来说，流程无需移动通过所说明的每一方框或状态，或采用与所说明和描述的完全相同的次序。

可通过手动、自动或以其组合的形式执行或完成选定的步骤或任务来实施本发明的方法。术语“方法”是指用于完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包含(但不限于)本发明所属领域的专业人员已知或从已知的方式、手段、技术和程序中容易发展出的那些方式、手段、技术和程序。权利要求书和说明书中呈现的描述内容、实例、方法和材料不应解释为限制性的而是仅解释为说明性的。

本发明所属领域的一般技术人员将普遍理解本文使用的技术和科学术语的含义，除非其另有定义。本发明可以等效或类似于本文描述的方法和材料的方法和材料在化验或实践中实施。

本说明书中参考或提及的任何公开案(包含专利、专利申请案和论文)在此全文并入说明书中，这就相当于将每一个别公开案明确且个别地指示为并入本文中。另外，本发明的一些实施例的描述内容中的任何参考文献的引用或指明不应解释为承认此参考文献可用作本发明的现有技术。

图1示意说明根据本发明的一些实施例用于血液取样和样本分析的系统。所述系统包括取样器100、传输单元500和分析单元200。患者10可将取样的血滴或尿滴放置在样本试条115上，并将样本试条115插入到取样器100中。取样器100可用化学和机械方法制备样本；对制备的样本进行照相并将照相的样本图像连同患者10的相关信息一起传输到分析单元200。分析单元200可接着使用计算机化软件算法分析样本图像，并将分析的结果作为“结果”数据输出。分析单元200可将结果传输给患者10并传输给医疗人士20，例如患者10的医生、护士、诊所等。医疗人士20可使用那些结果来(例如)每天监视患者10身体状况，并用于对进一步治疗作决策。

根据本发明的实施例，样本图像和患者10的相关信息可由取样器100和分析单元200存储并作为数字数据传输。患者10的相关信息可以是患者10的个人详情，例如姓名、身份证号、出生日期、病历等。患者10的相关信息还可包含关于例如传输的日期和时间、传输和接收数据的有效性等数据传输的细节的信息。

根据本发明的实施例，为了产生用于取样的血滴，可能要求患者10使用针或任何其它刺扎装置针刺其手指。刺扎装置以及样本试条115可在购买取样器100时附接到取样器100，且可进一步作为单独单元而获得。

根据本发明的实施例，传输单元500可以是实现网络通信和数据的传输的任何装置，只要取样器100实现与传输单元500的连接即可。传输单元500还可以是取样器100的集成部分，其中由取样器100照相的样本图像自动传输到分析单元200。

根据本发明的实施例，传输单元可以是例如蜂窝式电话、计算机、膝上型计算机等网络装置。

根据本发明的实施例，分析单元200可以是任何实现计算的网络装置，例如计算机、附接到蜂窝式电话或附接到取样器100的处理芯片、膝上型计算机等。可通过安装在分析单元200内的至少一个软件应用程序来实行分析，其中所述应用程序可包含图像处理。根据本发明的其它实施例，分析和图像处理可通过例如处理器芯片等硬件来实行。

图2示意说明根据本发明的一些实施例的取样器100。取样器100可包括外壳单元110、照相单元120、样本制备单元130、网络连接器150和电源140连接。

根据如图2中说明的本发明的实施例，外壳单元110可提供当对样本进行制备和照相时用于穿过开口12插入样本试条115并固持样本试条115的外壳。

根据如图2中说明的本发明的实施例，制备单元130可通过涂抹样本以提供用于照相的较大表面来制备用于照相的样本；对样本进行干燥并对样本进行染色。

根据如图2中说明的本发明的实施例，照相单元120可包含例如数字静态相机、数字视频相机、用于可见光波的固态检测器(例如，称为CCD相机的固态电荷耦合装置)等照相装置。照相单元120可实现存储所照相的样本图像并将其传输到分析单元200。

根据如图2中说明的本发明的实施例，连接器150可以是允许将数据传输到传输单元500的任何装置，例如通用串行总线(USB)连接器、视频图形阵列(VGA)连接器等。连接器150可包含电缆，且可一端直接连接到照相单元120且另一端连接到传输单元500。

根据如图2中说明的本发明的实施例，电源140可以是到例如交流电(AC)电源、电池等任何电源的任何连接。

图3示意说明根据本发明的一些实施例的样本制备单元130的涂抹装置131。为了进行涂抹，样本涂抹装置131安装在取样器100内。涂抹装置可包含至少一个涂抹片135和涂抹底座134。样本试条115可穿过外壳单元110放置在底座134上，其中血液样本本身面朝上。涂抹片135可接着越过样本在大体水平方向上手动或自动移动至少一次，以将样本涂抹成将增加样本的表面的扁平形状。

根据本发明的实施例，可通过取样器100处有螺纹的通风孔借助风扇、风扇与通风孔的组合或任何其它干燥机构来实行对样本的干燥。

根据本发明的实施例，一旦样本试条115插入到开口112中，取样器100就可自动实行样本的所有涂抹、干燥和染色。举例来说，患者10可插入样本试条115，且样本将由取样器100自动制备和照相。

根据本发明的实施例，可移除取样器100的一些部分以允许替换与样本接触的所有部分。举例来说，可移除涂抹片135、染色装置和外壳单元110的若干部分。可移除部分可经设计并封装为可放置在取样器100中的套件。举例来说，处于经卫生密封的封装中的抽屉状套件，其可插入到取样器100中的抽屉状开口中，其中所述套件经设计以将套件的所有部分安装在取样器100中的适当位置。

根据本发明的实施例，取样器100可包含操作按钮，其可为患者10提供对取样器100的不同级的控制。举例来说，“开”和“关”按钮，其将取样器100的电源140供应连接和脱离连接；涂抹按钮，其提供对涂抹片135的涂抹移动的次数的控制；照片按钮，其控制照相选项等。取样器100可进一步包含指示是否制备了样本的指示符，且患者10可(例如)按下照相按钮。

图4示意说明根据本发明的一些实施例用于使用取样器100、传输单元500和分析单元200进行血液取样和样本分析的方法。所述方法包括以下步骤：

—将所述样本放置在取样试条上71，其中所述样本是已由所述患者10取得的至少一滴血；

—将所述试条插入到外壳单元中72；

—涂抹所述样本73，其中安装在取样器内的涂抹装置沿着样本向下涂抹；

—干燥所述样本74，其中将样本放置成面朝通风孔持续预定时间周期以允许样本干燥或利用任何其它干燥装置；

—对样本进行染色75，其中通过安装在取样器100内的染色装置对样本进行染色；

—通过照相单元120对所述样本照相76；

—传输患者的相关信息和由照相单元120照相的样本图像77，其中取样器100将数据通过传输单元500传输到分析单元200；

—分析所述样本图像78，其中分析单元200分析由取样器100传输到其处的图像。

分析单元200可将结果传输给患者10并传输给医疗人士20以用于进一步分析，其中患者10和医疗人士20可使用任何类型的通信和网络装置来接收所述结果，例如具有网络连接的蜂窝式电话、计算机、膝上型计算机。

根据本发明的实施例，对于尿液样本，所述方法的以上描述可不包含对样本进行染色的步骤。

取样器100可经修改以适合尿液样本制备且不包含染色装置。

根据本发明的实施例，所述结果可通过消息传输，所述消息可以是(例如)电子邮件消息、短消息服务(SMS)消息、多媒体消息收发服务(MMS)消息等。

根据本发明的实施例，照相单元120可在取样器100外部。举例来说，可通过包含相机的蜂窝式电话来实行对样本照相，其中蜂窝式电话可用作照相单元120和传输单元500两者。

根据本发明的其它实施例，传输单元500可集成到取样器100中，其中取样器100可允许传输样本图像和相关的患者信息。除了此实施例外，取样器100可进一步包含可允许取样器100包含所述过程的更多功能的接收器单元，其中取样器100自动制备样本、对样本照相、传输样本图像并接收分析结果。接收器单元可包含(例如)接收器和屏幕，以允许呈现视觉或文本消息。

根据本发明的实施例，分析单元200可集成在取样器100中。可(例如)在芯片上实行样本图像的分析，其中所述芯片安装在取样器100内。所得的分析可自动传输给患者10并传输给医疗人士20。

虽然已相对于有限数目的实施例描述本发明，但这些不应解释为对本发明范围的限制，而是作为一些优选实施例的例证。所属领域的技术人员将构想出在本发明范围内的其它可能的变化、修改和应用。因此，本发明的范围不应受至此已描述的内容限制，而是由所附权利要求书及其法律等效物限制。

Claims (32)

1.一种使患者能够进行个人取样的用于取样和样本分析的系统，所述系统包括：

取样器装置，其包括外壳单元、样本制备单元和照相单元，其中所述取样器实现通过至少一个网络连接器和电源连接进行网络通信，其中所述照相单元提供所述样本的数字图像；

传输单元，其允许通过通信网络传输取样数据和患者的相关信息；

分析单元，其实行对所述取样的自动计算机化分析从而输出分析结果；

其中所述分析单元的所述结果自动传输给所述患者并传输给医疗人士以便于进一步医疗分析和决策制定。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述样本是由所述患者取得的血液样本。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳单元包含用于插入所述样本试条的开口，其中所述取样器在对所述样本进行制备和照相时，所述外壳单元固定夹持住所述样本试条。

4.根据权利要求1所述的系统，其进一步通过将尿滴放置在所述样本试条上来实现对所述患者的尿液样本的取样和样本分析。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述制备单元制备待照相的所述样本，且其中所述制备单元包括分别实现对所述样本进行涂抹、干燥和染色的涂抹装置、干燥装置和染色装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中一旦所述样本试条插入到所述外壳单元中，所述取样器就自动操作所述涂抹装置、所述染色装置和所述干燥装置。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述涂抹装置包括涂抹片和涂抹底座，其中所述样本试条放置在所述底座上且所述涂抹片通过所述样本至少一次并对其进行涂抹。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述制备单元包括分别实现对所述样本进行干燥和染色的干燥装置和染色装置。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述传输装置是提供无线网络通信的蜂窝式电话，且所述连接器实现对至少一种类型的蜂窝式电话的数据传输。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述传输装置是提供因特网网络通信的计算机，且所述连接器实现对计算机的数据传输。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述照相单元包含至少一个相机并实现所述照相的样本图像的传输。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述相机是实现样本图像的检测的固态检测器。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述照相单元包含相机并实现将所述照相的图像自动传输到所述分析单元。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析单元是包括至少一个图像处理算法的软件应用程序。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述软件应用程序位于远程计算机化单元处。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析单元位于所述取样器装置内。

17.根据权利要求1所述的系统，其中通过实现所述样本图像的存储和分析的处理器来实行所述分析。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述处理器位于所述取样器装置内以允许自动结果输出、呈现和将所述结果传输给所述患者以及所述医疗人士。

19.根据权利要求1所述的系统，其中所述传输单元集成在所述取样器内。

20.一种作为自助式化验装置的取样器，其能实现对患者放置在样本试条上的样本进行照相，其中所述样本被自动制备并照相，所述取样器包括：

外壳单元，其用于放置并固持所述样本试条，

样本制备单元，其用于制备待照相的所述样本，

照相单元，其对所述样本照相并允许对所述样本图像的数字存储，

连接器，其可允许连接到通信网络，

以及电源连接，其允许连接到电源；

其中所述样本制备单元通过对所述样本进行涂抹、干燥和染色的

自动化过程来制备所述样本。

21.根据权利要求20所述的取样器，其中一旦所述样本试条插入到所述外壳单元中，所述取样器就自动操作所述涂抹装置、所述染色装置和所述干燥装置。

22.根据权利要求20所述的取样器，其中所述涂抹装置包括涂抹片和涂抹底座，其中所述样本试条放置在所述底座上且所述涂抹片通过所述样本至少一次并对其进行涂抹。

23.根据权利要求20所述的取样器，其进一步包含传输单元，所述传输单元允许将所述照相的样本图像传输到远程分析单元以用于图像分析。

24.根据权利要求23所述的取样器，其进一步包含接收器单元，所述接收器单元实现对所述分析结果的接收和表现。

25.根据权利要求24所述的取样器，其中所述接收器单元进一步包含允许表现分析结果的屏幕。

26.根据权利要求20所述的取样器，其中所述照相单元是蜂窝式电话，所述蜂窝式电话实现对所述样本的照相以及将所述样本图像和所述患者的相关信息传输到所述分析单元。

27.根据权利要求20所述的取样器，其中所述分析单元位于所述取样器中作为所述取样器的集成的部分。

28.一种使用取样器装置使患者能够进行个人取样的取样和样本分析的方法，所述取样器装置包括电源连接、外壳单元、样本制备单元、照相单元和网络连接器，所述方法包括以下步骤：

将所述样本放置在取样试条上，其中所述样本是由所述患者取得

的；

将所述试条插入到所述取样器的所述外壳单元中；

使用所述制备单元来制备所述样本；

通过所述照相单元对所述样本照相；

传输所述患者的相关信息和由所述照相单元照相的所述样本图像，其中所述取样器将所述数据通过所述传输单元传输到所述分析单元；

分析所述样本图像，其中所述分析单元分析由所述取样器传输到其处的所述图像；

传输所述分析的结果，其中所述分析单元将所述结果传输给所述

患者并传输给医疗人士以用于进一步分析。

29.根据权利要求28所述的方法，其中分别通过涂抹所述样本、使所述样本干燥和对所述样本进行染色的步骤来实行制备所述样本，其中在安装于所述取样器内的所述制备单元中实行对所述样本的所述涂抹、干燥和染色。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述分析单元是实现通过至少一个算法对所述样本图像进行图像处理的计算机化单元。

31.根据权利要求28所述的方法，其中所述取样器中的所述涂抹装置包括涂抹片和涂抹底座，其中所述样本试条由所述底座固持且所述片在所述底座上水平移动以允许对所述样本的所述涂抹。

32.根据权利要求28所述的方法，其中对所述样本的所述干燥由集成在所述取样器和所述样本制备单元内的风扇进行。

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