CN104160251B - 用于试剂卡分析器的校准方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于校准试剂分析器的成像器的方法,包括:在成像器的视场中的第一读取位置处定位干燥试剂垫,第一读取位置被光照源以第一强度照亮;通过成像器检测参考光信号,参考光信号指示第一读取位置处的干燥试剂垫的第一反射率值;在第二读取位置处定位干燥试剂垫,第二读取位置以不同于第一强度的第二强度被照亮;通过成像器检测第一光信号,第一光信号指示第二读取位置处的干燥试剂垫的第二反射率值;以及通过处理器,基于参考光信号与第一光信号之间的差异,计算用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子。

Description

用于试剂卡分析器的校准方法
通过引用的并入
于2012年3月9日提交的序列号为61/608,922的美国临时申请的全部内容特此通过引用明确地并入于此。
背景技术
本文所公开的发明概念总体上涉及用于试剂卡的分析器,并且更具体地但不以限制的方式,涉及用于通过使用干燥试剂垫校准多简档试剂卡分析器的方法。
为了满足医疗行业以及诸如酿造工业、化学制造业等的其它外延技术的需要,已经开发了许许多多的分析过程、组成物和工具,包括所谓的“浸入即读”型试剂测试设备。不管浸入即读测试设备是用于生物液体或组织的分析还是用于商业或工业液体或物质的分析,一般过程都牵涉测试设备与要测试的样本或样品相接触以及手动或仪器地分析测试设备。
浸入即读试剂测试设备因其相对低的成本、可使用性的简易以及获取结果时的速度而在许多分析应用、尤其是在生物液体的化学分析中享有广泛的使用。例如在药品中,可以仅仅通过将浸入即读试剂测试设备浸入到体液或组织(诸如尿液或血液)的样本中并且观察诸如颜色中的改变或从测试设备反射的或由测试设备吸收的光的量中的改变之类的可检测响应来监视许多生理功能。
用于检测体液组成的许多浸入即读试剂测试设备能够做出定量的或至少半定量的测量。因此,通过在预定时间之后测量可检测响应,用户不仅可以获得测试样本中的特定成分的存在的正向指示,还可以获得存在多少该成分的估计。这样的浸入即读试剂测试设备给内科医生和实验室技术人员提供了简便的诊断工具以及测定疾病或身体障碍的程度的能力。
当前使用的浸入即读试剂测试设备的说明是从西门子医疗保健诊断公司可得到的在商标MULTISTIX之下的产品,以及其它产品。免疫化学、诊断或血清测试设备,诸如此类,通常包括一个或多个载体基质,诸如已在其中合并有特定试剂或试剂系统的吸收纸,其在存在特定测试样本组成或成分的情况下表明可检测响应(例如,颜色改变)。取决于合并有特定基质的试剂系统,这些测试设备可以检测葡萄糖、酮体、胆红素、尿胆素原、潜隐血、亚硝酸盐以及其它物质的存在。在将浸入即读试剂测试设备与样本相接触后的特定时间范围内观察到的颜色强度中的特定改变指示特定成分在样本中的存在和/或其浓度。浸入即读试剂测试设备及其试剂系统的一些其它示例可以在美国专利No. 3,123,443、3,212,855和3,814,668中找到,特此通过引用将其全部公开内容并入于此。
然而,浸入即读试剂测试设备遭受了一些限制。例如,浸入即读试剂测试设备典型地要求技术人员手动地将测试设备浸入到样本中,等待规定量的时间,并且在视觉上比较测试设备的颜色与针对测试设备提供的比色图表。该过程缓慢,并且得到的读数非常依赖于技巧(例如,精确的定时、与比色图表的适当比较、周围照明条件以及技术人员的视力),且在执行相同测试的两个不同技术人员之间可能是不一致的。最后,将测试设备手动浸入到样本中的动作可能引入交叉污染或测试样本在测试设备上的不适当沉积,诸如经由测试设备到样本中的不完全插入、供样本沉积到测试设备上的不充足时间、或者在测试设备上具有过多的样本,其可能滴到、漏到或溅到技术人员的工作区、人员或衣服上。
在本领域中已经在寻找经济且快速地实施多个测试、尤其是经由使用自动化处理来实施的测试工具和方法。关于每测试的成本、测试操控体积和/或获得测试结果或其它信息的速度,自动化分析器系统优于手动测试。
当前可用于对各个浸入即读试剂测试设备或试剂条进行仪器读取的自动化仪器(例如由西门子医疗保健诊断公司制造和销售的CLINITEK STATUS反射式光度计)要求每个浸入即读试剂测试设备在将测试设备与要测试的样品或样本相接触之后被手动地装载到自动化仪器中。手动装载要求试剂测试设备在接触要测试的溶液或物质之后的有限的时间段内被适当地定位在自动化仪器中。在分析的结尾处,将所使用的测试设备从仪器中移除并且依照适用的法律和规章对其进行处置。
另一项新近的开发是多简档试剂卡和多简档试剂卡自动化分析器的引入。多简档试剂卡实质上是卡形的测试设备,其包括多个试剂浸渍的基质或垫,以用于同时或顺序地执行对分析物的多个分析,诸如例如在美国专利No. 4,526,753中所描述的一个,特此其全部公开内容通过引用并入于此。多简档试剂卡上的试剂垫典型地布置在网格状布置中且以某距离与彼此间隔,以便定义试剂垫的若干行和列。相同行中的邻近的试剂垫可以称为测试条,且可以包括用于例如针对每个样本运行的测试的预设组合的试剂。
多简档试剂卡得到了执行自动化分析的高效、经济、快速且方便的方式。被配置成使用多简档试剂卡的自动化分析器典型地诸如从存储抽屉或盒中取得多简档试剂卡,并经由卡移动机构使多简档试剂卡在行进表面之上前进通过分析器,典型地一次一步,使得一个测试条(或试剂垫的一行)位于样本分配位置和/或一个或多个读取位置处。示例性卡移动机构包括传送带、棘轮机构、滑动坡道或卡抓取或拉动机构。随着多简档试剂卡沿行进表面移动或行进且被定位于样本分配位置处,一个或多个移液器(例如手动的或自动的)将一定体积的一个或多个样本沉积在试剂卡上的一个或多个试剂垫上。接着,将试剂垫定位于一个或多个读取位置并对其进行分析(例如手动地或自动地)以测定测试结果。将试剂卡放置在诸如例如光学成像系统、显微镜或光电分光计之类的成像系统的视场中,并且捕获和分析卡上的试剂垫的一个或多个图像(例如,指示试剂垫的颜色的光信号)。典型地,成像系统的视场相对较大,以允许随着试剂卡跨成像系统的视场中的多个读取位置移动或步进而捕获相同试剂垫的多个图像。视场涵盖多个读取位置或地点,并且随着试剂卡跨成像系统的视场行进,每个试剂垫按逐步的方式移动通过读取位置。因为分析器在已知的时间间隔中在各种读取位置之间移动卡,所以在成像系统的视场中取得的多个图像允许分析器确定作为试剂垫与样本在每个读取位置处进行反应的结果的试剂垫的颜色中的改变,所述读取位置例如是垫移动到相应读取位置所花费的时间的函数。最后,从分析器移除所使用的卡,并将其适当地处置。
与自动化分析器一起使用的光学成像系统的现有问题是光学成像系统的相对较大的视场的不均匀的光照。不均匀的光照还可以导致不同读取位置处的不精确的颜色测量,且可以引入只有特定仪器和/或特定试剂卡批次才有的误差。例如,随着试剂卡的试剂垫(或者测试条)的每一行跨成像系统的视场前进,每个读取位置处的光照强度可以变化,其中一些读取位置具有较高强度的光照并且一些读取位置具有较低强度的光照。跨成像系统的视场的读取位置之间的光照强度中的这种变动可以称为“位置变化”,并且在现有技术中已经为了解决该误差来源做出多次不成功的尝试。
例如,一些现有技术试图依赖于内部校准芯片来校准跨光学成像系统的视场的这种位置变化,所述内部校准芯片是位于成像系统的视场中以充当颜色标准的设备。然而,难以跨视场将这样的校准芯片定位在每个读取地点处,并且另外,这样的校准芯片通常不具有与将最终在每个读取位置处读取的试剂垫相同的颜色或反射率属性。另外,难以以该过程可被简单完成的这种方式对大型校准芯片进行自动化。
针对位置变化进行校准的另一尝试包括:在每个测试条或试剂卡的运行之间运行已知标准化校准棒的测量,以修正仪器到仪器的变化和分析器内的位置变化。然而,这是耗时且繁重的,并导致针对分析器的增加的停机时间。
最后,针对位置变化进行校准的另一尝试是:使颜色标准卡跨视场前进,该颜色标准卡典型地不具有试剂垫位于其上。然而,发明人已经发现,由于试剂垫的三维结构,这样的颜色标准卡不是试剂垫的适当类似物,并导致相对较大的误差容限。另外,这样的颜色标准卡往往昂贵且难以再现。
自动化分析器的误差的其它来源包括仪器之间的光照强度的变化以及来自不同试剂批次的阴性试剂之间的变化,这可能进一步降低仪器和试剂批次之间的在相同读取位置处的颜色测量的精度。现有技术尚未最优地解决这样的附加误差来源。例如,针对自动化分析器的仪器到仪器和批次到批次变化进行校准的尝试包括湿润阴性试剂校准,其牵涉将已知的阴性对照溶液施加到初始读取位置处的试剂卡的一个或多个垫以对仪器和试剂批次之间的变化进行校准。然而,这样的湿润校准方法包括昂贵的阴性试剂,卡上的浪费试剂,和/或浪费试剂卡,并且是耗时的,这导致针对自动化分析器的停机时间和针对操作者的增加的费用。
相应地,本领域中存在对于用于针对诸如自动分析器之类的试剂分析器的位置变化进行校准而不使用湿润阴性试剂校准、校准芯片或校准卡的方法的需要。还存在对于用于针对仪器和试剂批次到批次差异进行校准的方法的需要。本文所公开的发明概念所涉及的是这样的方法和使用这样的方法的试剂分析器。
发明内容
在一方面中,本文所公开的发明概念涉及一种用于校准试剂分析器的成像器的自动化方法,其包括:(a)在成像器的视场中的第一读取位置处定位干燥试剂垫,第一读取位置被光照源以第一强度照亮;(b)通过成像器检测参考光信号,参考光信号指示第一读取位置处的干燥试剂垫的第一反射率值;(c)在成像器的视场中的第二读取位置处定位干燥试剂垫,第二读取位置以不同于第一强度的第二强度被照亮;(d)通过成像器检测第一光信号,第一光信号指示第二读取位置处的干燥试剂垫的第二反射率值;以及(e)通过施行处理器可执行代码的处理器,基于参考光信号与第一光信号之间的差异,计算用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子。用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子可以基于参考光信号与第一光信号之比而计算。
所述方法还可以包括:针对第一读取位置,将校准因子指定为1。在一些实施例中,所述方法还包括在非暂时性计算机可读介质中存储用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子,而在一些实施例中,校准因子作为存储多组校准因子的数据表的组分而存储在非暂时性计算机可读介质中,其中每组针对特定读取位置。另外,参考光信号可以包括红色分量参考信号、绿色分量参考信号和蓝色分量参考信号,并且第一光信号包括第一红色分量信号、第一绿色分量信号和第一蓝色分量信号,并且其中计算用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子还包括基于红色、绿色和蓝色分量参考信号与第一红色、绿色和蓝色分量信号之比来计算红色分量信号校准因子、绿色分量信号校准因子和蓝色分量信号校准因子。
所述方法还可以包括:(f)在第一读取位置处定位具有一定体积的样本沉积在其上的试剂垫;(g)通过成像器捕获第二光信号,第二光信号指示在第一读取位置处的试剂垫的反射率值;(h)在第二读取位置处定位试剂垫;(i)通过成像器捕获第三光信号,第三光信号指示第二读取位置处的试剂垫的反射率值;以及(j)由处理器通过将校准因子应用到第三光信号来确定第二读取位置处的试剂垫的位置修正的反射率值。
所述方法还可以包括基于第二光信号的反射率值与第二读取位置处的试剂垫的位置修正的反射率值之间的差异确定针对第二读取位置处的试剂垫的颜色改变值。
所述方法还可以包括:(k)通过应用指示第一位置处的干燥试剂垫与第一位置处的湿润阴性试剂垫之间的反射率值中的改变的湿润校准因子来计算第二光信号的修正的湿润反射率值;以及(l)基于第二光信号的修正的湿润反射率值与第二读取位置处的试剂垫的位置修正的反射率值之间的差异确定针对第二读取位置处的试剂垫的颜色改变值。
在该一定体积的样本沉积在试剂垫上之后的预定时间段,试剂垫可以被定位在第二读取位置处,并且在一些实施例中,第二光信号包括第二红色分量信号、第二绿色分量信号和第二蓝色分量信号,并且第三光信号包括第三红色分量信号、第三绿色分量信号和第三蓝色分量信号,并且其中确定第二读取位置处的试剂垫的位置修正的反射率值还包括计算红色分量信号位置修正值、绿色分量信号位置修正值和蓝色分量信号位置修正值。
在另一方面中,本文所公开的发明概念涉及一种方法,其包括:(a)使试剂垫前进通过光学成像器的视场中的多个读取位置;(b)通过光学成像器检测指示所述多个读取位置处的试剂垫的反射率值的光信号;(c)通过施行处理器可执行代码的处理器,将所述多个读取位置中的至少一个指定为参考位置;(d)由所述处理器通过使用在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的至少一个处检测到的光信号和在所述参考位置处检测到的光信号来计算用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的一组位置修正因子;以及(e)由所述处理器将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的该组位置修正因子存储在非暂时性计算机介质中。
指示所述多个读取位置中的每一个处的试剂垫的反射率值的光信号可以包括红色分量信号、绿色分量信号和蓝色分量信号,并且其中所述处理器通过将在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处检测到的红色、绿色和蓝色分量信号与在所述参考位置处检测到的红色、绿色和蓝色分量信号进行比较来计算用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的红色位置修正因子、绿色位置修正因子和蓝色位置修正因子。所述处理器可以将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的红色、绿色和蓝色位置修正因子存储为数据表。可以使试剂垫顺序地前进通过所述多个读取位置。
还可以使试剂垫前进通过所述多个读取位置,从所述参考位置开始且移动通过除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个。试剂垫可以被定位在多简档试剂卡上,并且,可以使卡自动地前进通过成像器的视场。所述方法还可以包括:(f)检测指示所述参考位置处的试剂垫和沉积在其上的一定体积的样本的反射率值的第一原始光信号;(g)在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处定位试剂垫;(h)检测指示除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的反射率值的第二原始光信号;以及(i)由所述处理器通过将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的位置修正因子应用到第二原始光信号以导出位置修正的第二原始光信号来确定针对除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的位置修正的第二原始光信号。所述方法还可以包括通过将位置修正的第二原始光信号与第一原始光信号进行比较来计算针对除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的颜色改变值。在一些实施例中,试剂垫可以在该一定体积的样本沉积在试剂垫上之后的预定时间段被定位在所述除参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处。
在另一方面中,本文所公开的发明概念涉及一种试剂分析器,其包括:(a)成像系统,具有视场,且被配置成捕获指示被定位在视场中的第一读取位置处的干燥试剂垫的反射率值的第一图像、捕获指示被定位在视场中的第二读取位置处的干燥试剂垫的反射率值的第二图像,并传输第一和第二图像,第一和第二图像具有带有描绘干燥试剂垫的像素值的区;以及(b)接收第一和第二图像的处理器,所述处理器基于描绘试剂垫的第一和第二图像内的区的像素值中的差异确定用于第二读取位置的位置校准因子。
所述处理器可以确定第一信号的第一红色分量信号、第一绿色分量信号和第一蓝色分量信号以及第二信号的第二红色分量信号、第二绿色分量信号和第二蓝色分量信号,并确定用于第二读取位置的红色、绿色和蓝色分量位置校准因子。
附图说明
为了帮助相关领域普通技术人员做出和使用本文所公开的发明概念,对附图和示意图做出参照,附图和示意图不旨在按比例绘制,并且在附图和示意图中,为了一致性起见,相似的附图标记旨在指代相同或类似的元素。出于清楚的目的,并非每个部件在每幅图中都可以被标记。为了清楚和简明,可以夸大地且不按比例或者示意性地示出附图的某些特征和某些视图。在附图中:
图1是根据本文所公开的发明概念的试剂分析器的示例性实施例的透视图,其示出被定位在其成像系统的视场中的试剂卡。
图2是图1的分析器的部分透视图。
图3是示出根据本文所公开的发明概念的跨成像系统的视场的光照强度中的位置变化的图。
图4是示出根据本文所公开的发明概念的位置校准方法的图。
图5是示出根据本文所公开的发明概念的位置校准方法的示例性实施例的步骤的图。
具体实施方式
在详细解释本文所公开的发明概念的至少一个实施例之前,应当理解,本发明概念在其应用中不受限于以下描述中阐述的或图中图示的构造的细节和部件或步骤或方法的布置。本文所公开的发明概念有其它实施例的能力或能够以各种方式实践或实施。而且,应当理解,本文所采用的措词和术语出于描述的目的,而不应以任何方式被视为限制本文所公开和要求保护的发明概念。
在本发明概念的实施例的以下详细描述中,阐述了许多特定细节以便提供对本发明概念的更透彻的理解。然而,对本领域普通技术人员来说将显而易见的是,本文所公开的发明概念可以在没有这些特定细节的情况下实践。在其它实例中,未详细描述众所周知的特征以避免不必要地使当前公开复杂。
如本文所使用的,术语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其它变型旨在覆盖非排他性包括。例如,包括元素列表的过程、方法、物品或装置不必局限于仅那些元素,而是可以包括未明确列出或固有地存在于其中的其它元素。
除非以相反的方式明确声明,“或”是指包含性的“或”而不是排他性的“或”。例如,条件A或B由以下任一个满足:A为真(或存在)并且B为假(或不存在),A为假(或不存在)并且B为真(或存在),以及A和B两者均为真(或存在)。
此外,“一”或“一个”的使用被用于描述本文的实施例的元素和部件。这只是为了方便且为了给出本发明概念的大体含义而进行的。该描述应当被解读成包括一个或至少一个,并且单数形式也包括复数形式,除非明显以其它方式意指。
另外,如本文所使用的,对“一个实施例”或“一实施例”的任何引用意味着:结合该实施例描述的特定元素、特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现短语“在一个实施例中”不必都指相同的实施例。
如本文所使用,“干燥垫”、“干燥试剂垫”或“干燥测试条”是指试剂垫或一行试剂垫,其不具有一定体积的样本沉积在其上,或者其不具有足量的样本沉积在其上以与试剂反应。例如,干燥试剂垫可以是在其上分配一定体积的样本之前的未反应的试剂垫。
如本文所使用,“湿润垫”或“湿润试剂垫”是指具有一定体积的样本沉积在其上以使得试剂垫中的试剂可以与其目标成分反应(如果这样的成分存在于样本中)的试剂垫。湿润试剂垫还可以具有一定体积的阴性对照沉积在其上。
最后,如本文所使用,诸如“大约”、“近似”和“基本上”之类的限定词旨在表示所限定的项不限于指定的确切值,而是包括从该确切值的一些轻微变化或偏离,所述变化或偏离例如由测量误差、制造容差、施用在各个部分上的应力、磨损及其组合造成。
本文所公开的发明概念总体上涉及用于试剂卡的分析器,并且更具体地但不作为限制地涉及用于校准被设计成使用干燥试剂垫分析湿润试剂垫以校准仪器和试剂批次之间的差异的试剂分析器的方法。虽然本文所公开的发明概念将主要结合使用多简档试剂卡的自动分析器加以描述,但是本文所公开的发明概念不限于自动分析器或多简档试剂卡。例如,根据本文所公开的发明概念的方法可以用手动分析器实现,或者可以用使用浸入即读试剂测试设备或一卷试剂测试基板及其组合的自动分析器实现,如受益于当前公开的本领域普通技术人员将领会到的。另外,本文所公开的发明概念可以用具有视场的任何试剂垫成像系统实现,在所述视场中具有被光照源以不同强度照亮的两个或更多读取位置。在一些示例性实施例中,初始的干燥试剂垫可以在试剂垫上分配样本之前被读取,且被用于在已经施加样本之后校准试剂垫的读数。这可以通过使试剂垫的所有后续测量相关于干燥试剂垫的初始读数而完成。本文将该相关描述为湿润试剂垫与干燥试剂垫之间的可选偏移值以将值缩放到单个参考值。该相关可以被存储在存储器或设备中,诸如RFID标签,其可以被分析器的控制器读取和/或重写以允许可选的偏移值改变或在偏移值将从一个试剂批次改变到另一试剂批次的情况下被调整。
特别地,当试剂垫变湿润时,试剂垫的反射率值改变。对于阴性溶液,值中的改变是已知的(或可以被测量)且因此可以变为可选的偏移值。偏移值之外的任何改变很可能由与被测量的临床组成的反应造成。
现在参照图1-2,其中所示的是根据本文所公开的发明概念的试剂分析器100的示例性实施例。试剂分析器100可以是例如自动试剂卡分析器。自动试剂卡分析器的示例性实施例在于2012年12月12日提交的序列号为13/712,144的美国专利申请中以及在于2012年12月14日提交的PCT申请No. PCT/US2012/069621中详细描述,其全部公开内容特此通过引用明确并入于此。
一般而言,试剂分析器100可以包括控制器102、被配置成持有具有多个试剂垫108a-n的一个或多个试剂卡106的存储隔室104、卡移动组件110、行进表面112、样本递送组件114和成像系统116。试剂分析器100还可以包括可选的废物坡道组件和废物容器(未示出),例如用于在试剂卡106已经被成像系统116读取之后处置试剂卡106。可选的外部壳体(未示出)可以例如被实现成罩住和保护试剂分析器100的各种部件并保护技术人员和实验室工作面免受污染。
控制器102可以包括在操作上与非暂时性计算机可读介质120耦合的处理器118。控制器102可以例如在操作上与卡移动组件110、样本递送组件114和成像系统116耦合。
处理器118可以被实现为单个处理器或者一起或独立工作的多个处理器以施行实现如将在下文中描述的用于校准试剂分析器100的本文描述的逻辑的处理器可执行代码。处理器118的实施例可以例如包括数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、微处理器、多核处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列及其组合。
非暂时性计算机可读介质120可以被实现为RAM、ROM、闪速存储器等等,并可以例如采取磁设备、光学设备或被配置成以非暂时性方式存储处理器可执行指令和信息的任何其它设备的形式。非暂时性计算机可读介质120可以例如是单个非暂时性计算机可读介质或者在逻辑上一起或独立起作用的多个非暂时性计算机可读介质。处理器可执行代码可以存储在非暂时性计算机可读介质120中,由处理器118读取,且由处理器118施行以执行如下文中将描述的用于校准试剂分析器100的本文描述的逻辑。
存储隔室104可以被配置成例如接受在其中具有一个或多个多简档试剂卡的试剂卡盒(未引用)。
每个试剂卡106可以包括基板107和被定位在其上或以其它方式与其相关联的一个或多个、或多个试剂垫108a-n。
基板107可以例如由任何适合的材料构造,诸如纸张、照相纸、聚合物、纤维材料及其组合。
试剂垫108a-n可以例如以网格状配置布置在基板107上以便限定一个或多个测试条122。在示例性实施例中,试剂垫108a-n可以包括流体或微流体隔室(未示出)。例如,试剂垫108a-n可以与彼此间隔开一定距离,使得测试条122被间隔开,使得邻近的测试条122和/或试剂垫108a-n可以被同时定位在成像系统116的视场内的分离的读取位置处。试剂卡106可以是具有带有不同试剂的多个试剂垫108a-n和/或多个不同测试条122的多简档试剂卡。另外,在一些示例性实施例中,试剂卡106可以包括一个或多个校准芯片或参考垫,其例如可以不具有试剂且可以充当颜色参考。
每个试剂垫108a-n可以包括被配置成响应于沉积在试剂垫108a-n上的样品的样本中的诸如分子、细胞或物质之类的目标成分的存在而经受颜色改变的试剂。试剂垫108a-n可以被提供有用于检测不同目标成分的存在的不同试剂。不同试剂可以造成响应于样本中某种成分(诸如某种类型的分析物)的存在的一个或多个颜色改变。通过特定成分与特定试剂的反应而显影的颜色可以定义针对用于该特定成分的光的吸收和/或反射率的特性离散谱。试剂和样本的颜色改变的程度可以取决于例如样本中存在的目标成分的量。
样本例如可以是任何体液、组织或者任何其它化学或生物样本及其组合,诸如尿液、唾液或血液。样本可以具有液体形式且可以例如包含一个或多个目标成分,诸如胆红素、酮、葡萄糖或任何其它期望的目标成分。这些目标成分在样本中的存在和浓度可以例如是通过在样本施加到试剂垫108a-n之后的预定时间处和/或在成像系统116的视场中的预定读取位置处一个或多个试剂垫108a-n经受的颜色改变的分析而可确定的。该分析可以牵涉每个试剂垫108a-n与其自身在样本的施加之后的不同时间段处和/或在成像系统116的视场中的不同读取位置处的颜色比较。在一个示例性实施例中,第一读取位置可以被选择为参考位置,并且预定时间段之后试剂垫108a-n所定位在的第二读取位置可以被选择为结果位置,并且测试结果可以从参考位置与结果位置之间的颜色改变而确定。这样,试剂卡106可以通过允许试剂分析器100做出对样本中的目标成分的定性和/或定量或半定量测量来帮助诊断疾病和其它健康问题的存在。
卡移动组件110可以被配置成从存储隔室104(例如从盒或者从试剂卡106的堆叠)移除试剂卡106,并使试剂卡106在行进表面112之上前进,使得试剂垫108a-n和测试条122被定位在行进表面112上以及在成像系统116的视场中。卡移动组件110可以例如被实现为传送带、棘轮机构、滑动坡道或卡抓取或拉动机构,其被配置成使试剂卡106在行进表面112之上前进。在一些示例性实施例中,卡移动组件110可以在操作上与控制器102耦合且被配置成以预定的速度和每次移动之间的延迟时间跨行进表面112(例如以间歇和逐步的方式)移动试剂卡106,使得每个试剂垫108a-n和/或每个测试条122可以例如在已知的时间间隔处跨成像系统116的视场而定位在两个或更多读取位置处。
行进表面112可以被配置成例如允许试剂卡106在其上行进,诸如通过由卡移动组件110移动。在一个实施例中,行进表面112一般是平面的,以便不使试剂卡106的形状变形。
样本递送组件114可以在行进表面112上方的已知地点处被支撑,且可以被配置成随着一个或多个试剂垫108a-n被定位在已知分配位置处而将一定体积的样本递送到该一个或多个试剂垫108a-n上。在一些示例性实施例中,样本递送组件114可以包括自动移液器124,其例如可以在两个维度或三个维度上移动以便将一定体积的样本沉积或以其它方式放置在每个试剂垫108a-n或测试条122上。分配位置可以在成像系统116的视场内并且也是读取位置。样本递送组件114可以例如在操作上与控制器102耦合,使得处理器118控制样本递送组件114的操作。
成像系统116可以包括成像器126和光照源128,其可以例如相对于行进表面112固定。
成像器126可以被实现为任何期望的读取器且起任何期望的读取器的作用,并可以在行进表面112上方的地点或其它地点(适合的地点)处被支撑,使得例如成像器126的视场基本上包括整个行进表面112。在另一实施例中,成像系统116可以包括行进表面112之上的镜子,以便例如将光导向到位于行进表面112旁边的成像器126。成像器126例如可以被配置成检测或捕获图像或光信号,其指示被定位在成像器126的视场中的至少两个或多个读取位置中的每一个处的试剂垫108a-n的反射率值或颜色值。然而应当理解,在一些示例性实施例中,成像器126的视场可以仅包括行进表面112的一部分。成像器126可以包括任何期望的数字或模拟成像器,诸如数字摄像机、模拟摄像机、CMOS成像器、二极管及其组合。成像器126还可以例如包括透镜系统、光学滤波器、准直器、漫射器或任何其它光信号处理设备。另外,成像器126不限于可见谱中的光学成像器,并可以例如包括微波成像系统、X-射线成像系统和其它期望的成像系统。成像器126的非排他性示例例如包括光学成像系统、分光光度计、气相色谱仪、显微镜、红外传感器及其组合。
光照源128可以被实现为发光二极管、灯泡、激光器、白炽灯泡或灯管、荧光灯泡或灯管、卤素灯泡或灯管、或者任何其它期望的光源或物体中的一个或多个,例如,该其它期望的光源或物体被配置成发射具有任何期望的强度、波长、频率或传播方向的光信号。光照源128可以被取向成使得成像器126的整个视场基本上被光照源128照亮。在一些示例性实施例中,光照源128可以在操作上与控制器102耦合,使得控制和/或电力信号可以通过控制器102而供应到光照源128。例如,由光照源128发射的光信号可以被一个或多个光学或其它系统(未示出)调节或处理,诸如滤波器、漫射器、偏振器、透镜、透镜系统、准直器及其组合。期望的是,通过试剂分析器100的操作将由光照源128发射的光信号的强度维持基本上恒定,诸如通过由控制器102供应的控制和电力信号。
在一些示例性实施例中,可以实现多于一个光照源128,诸如第一和第二光照源128,并且这样的第一和第二光照源128可以具有不同的地点和/或取向,使得第一和第二光照源128可以协作以基本上照亮成像器126的整个视场(例如基本上整个行进表面112)。第一和第二光照源128可以例如发射具有不同强度的光信号。
在一个实施例中,成像系统116可以在操作上与处理器118耦合,使得通过控制器102,可以将一个或多个电力和/或控制信号传输到成像器126和/或光照源128,并且使得例如可以将一个或多个信号从成像器126传输到处理器118。控制器102可以被配置成随着试剂卡106沿行进表面112前进通过试剂分析器100,例如通过从成像器126接收一个或多个信号,来测定测试结果。成像器126可以被配置成检测或捕获指示任何期望的读取位置处的试剂垫108a-n的反射率值的一个或多个光或其它信号,并被配置成例如将指示每个读取位置处的试剂垫108a-n的反射率值的信号传输到处理器118。具有指示试剂垫108a-n和/或测试条122的反射率值的波长的一个或多个光信号可以例如被成像器126在每个读取位置处检测。成像器126可以例如检测指示沿行进表面112的任何期望的读取位置、地点或区域或者任何其它期望的地点或区域或多个地点或区域处的试剂垫108a-n和/或测试条122的反射率值的光信号。由成像器126传输到处理器118的信号可以例如是电信号、光信号及其组合。在一个实施例中,信号是以具有像素矩阵的图像文件的形式存在的,其中每个像素具有指示其反射率值的颜色代码。在示例性实施例中,图像文件可以具有两个或更多预定像素区,每个预定像素区对应于成像器126的视场中的试剂垫108a-n和/或测试条122之一的读取位置。
处理器118可以例如基于成像器126检测到的信号确定试剂垫108a-n和/或测试条122连同沉积在试剂垫108a-n和/或测试条122上的样本(例如尿液)一起的反射率值或颜色改变。指示成像器126检测到的一个或多个反射率值读数的每个光学或其它信号可以具有涉及不同光波长(即颜色)的幅度。可以基于各种颜色分量的反射率信号(例如红色、绿色和蓝色反射率分量信号)的相对幅度确定(一个或多个)样本的颜色和/或一个或多个试剂与目标成分在试剂垫108a-n中的反应。例如,每个试剂垫108a-n的颜色可以被转换成标准颜色模型,其典型地包括三个或四个值或颜色分量(例如:RGB颜色模型,其包括点的色调、饱和度和亮度(HLS)以及色调、饱和度和值(HSV)表示;和/或CMYK颜色模型;或者任何其它适合的颜色模型),其组合表示特定颜色。在一些实施例中,成像器126可以检测每个读取位置处的多个光信号,其中每个检测到的信号例如具有一个或多个颜色分量,诸如红色分量信号、绿色分量信号和蓝色分量信号,并且每个分量信号可以经由相同或分离的通信链路(诸如数据总线)而被传输到处理器118。在一些示例性实施例中,成像器126可以检测每个读取位置处的单个光信号,并且处理器118可以例如将从成像器126接收的信号转换成分离的颜色分量信号,诸如红色分量信号、绿色分量信号和蓝色分量信号。
基于成像器126检测到的光信号的幅度的分析,处理器118可以例如将样本指派到多个类别之一,例如第一类别对应于样本中不存在目标成分,第二类别对应于样本中存在小浓度的目标成分,第三类别对应于样本中存在中等浓度的目标成分,并且第四类别对应于样本中存在大浓度的目标成分。
另外,成像器126可以例如检测指示在已将一定体积的样本分配在试剂垫108a-n和/或测试条122上之后的任何时间间隔处试剂垫108a-n和/或测试条122的颜色或反射率值的光信号,而不管试剂垫108a-n和/或测试条122的特定读取位置如何。在一个示例性实施例中,随着试剂卡106沿行进表面112在两个或更多读取位置之间前进,可以在将一定体积的样本沉积在试剂垫108a-n和/或测试条122上之后的多种时间间隔处捕获试剂垫108a-n和/或测试条122的视频或图像序列。
在操作中,试剂分析器100一般可以进行如下操作。卡移动组件110使试剂卡106从存储隔室104前进且进入成像系统116的成像器126的视场中。期望地,卡移动组件110使试剂卡106在行进表面112上前进以使得每个测试条122可以被定位在沿行进表面112的已知读取位置处并且前进通过成像器126的视场。测试条122在已知读取位置处的这样的定位可以例如通过以逐渐的方式、以连续的方式或以逐步的方式及其组合由卡移动组件110移动试剂卡106而实现。另外,卡移动组件110可以在已知时间间隔处在每步和/或每个读取位置之间移动试剂卡106,使得试剂垫108a-n前进到每个读取位置所花费的时间是已知的。当试剂垫108a-n或第一测试条122被定位在样本递送组件114的移液器124下方时,移液器124可以将一定体积的样本沉积到一个或多个试剂垫108a-n和/或测试条122上。
接下来,卡移动组件110使试剂卡106沿行进表面112前进,如上所述。随着后续测试条122被定位在移液器124下方,移液器124可以将一定体积的样本分配到一个或多个试剂垫108a-n上,如上所述。
成像系统116可以被间歇地、连续地或周期性地操作,以例如检测指示在任何时间处和在成像器126的视场中的任何期望的读取位置处的一个或多个试剂垫108a-n的颜色或反射率值的一个或多个反射率信号。在一些示例性实施例中,成像系统116可以例如捕获指示在任何样本被移液器124沉积到试剂垫108a-n上之前或在由移液器124已经将一定体积的样本沉积到试剂垫108a-n上之后的任何已知时间处试剂垫108a-n的颜色或反射率值的图像。
指示试剂垫108a-n的颜色的信号可以由成像系统116传输到控制器102,使得控制器102可以分析信号并确定作为试剂垫108a-n与沉积在其上的该一定体积的样本反应的结果的试剂垫108a-n的颜色中的改变。这样的颜色改变可以例如是当指示试剂垫108a-n的颜色的光信号或图像被检测到时按照试剂垫108a-n的读取位置、按照该一定体积的样本已经沉积到试剂垫108a-n上的时间的已知持续时间、及其组合而被分析。颜色改变可以被处理器118解释为目标成分在沉积在试剂垫108a-n上的该一定体积的样本中的存在和/或浓度或量的定量、定性和/或半定性指示,如上所述。
现在参照图3-4,跨成像器126的视场130的光照强度可以变化,这可以由于在每个读取位置132a-n处以变化的强度照亮试剂垫108a-n而造成试剂垫108a-n的颜色改变的不精确读数。最强光(被测量为较高RGB)在视场130的中央,随着远离视场130的中央移动而具有较不强的光。在图3中呈现的示例中,试剂卡106一般随时间的增加而移动通过视场130。视场130具有第一边界和第二边界。给定试剂垫108a-n的初始读数邻近于第一边界,并且随时间的增加,该相同试剂垫108a-n朝第二边界移动通过视场130。如图3中所示,试剂垫108a-n可以在读取位置132a处干燥,且可以在读取位置132a处接收一定体积的样本。随着试剂垫108a-n移动通过读取位置132b-n,试剂垫108a-n在每个读取位置132a-n之间移动所花费的时间是已知的(例如,在图3中被示作T1-T5)。
然而,因为光照的水平或强度跨成像器126的视场130不均匀,所以不同读取位置132a-n接收到不同的光照水平或强度。这样的不均匀的光照导致每个试剂垫108a-n的反射率中的位置差异,且应当被计及以确保每个读取位置132a-n处的每个试剂垫108a-n的颜色的精确确定。为此,试剂分析器100可以如下实施如图4和5中所示的校准例程140:
在步骤142中,可以将干燥试剂垫108a定位在第一读取位置132a处。成像器126可以检测指示被定位在第一读取位置132a处的试剂垫108a的反射率值的第一光信号或图像。在示例性实施例中,成像器126可以检测具有带有描绘被定位在第一读取位置132a处的试剂垫108a的颜色的颜色或反射率值的像素区的图像,并将这样的图像传输到控制器102。
在步骤144中,可以将干燥试剂垫108a移动或步进到第二读取位置132b,并且成像器126可以检测指示第二读取位置132b处的干燥试剂垫108a的反射率值的第二光信号。成像器126可以检测具有带有描绘被定位在第二读取位置132b处的试剂垫108a的颜色的颜色或反射率值的像素区的图像,并将这样的图像传输到控制器102。该步骤可以被重复若干次,使得针对每个读取位置132a-n检测具有带有指示干燥试剂垫108a的反射率值的像素值的区的光信号或图像。因为干燥试剂垫108a不具有样本沉积在其上,所以不发生反应,并且试剂垫108a的颜色在第一和第二读取位置132a和132b处保持相同。因此,在第一和第二读取位置132a和132b处检测到的反射率值中的差异归因于不均匀的光照。另外,该步骤可以被重复若干次,使得针对每个读取位置132a-n检测具有带有指示干燥试剂垫108a-n的反射率值的像素值的区的两个或更多光信号或图像并对其进行平均以针对每个读取位置132a-n确定每个干燥试剂垫108a-n的平均反射率值。具有指示每个读取位置132a-n处的每个干燥试剂垫108a-n的反射率值的像素区的信号或图像可以例如被传输到控制器102的处理器118。
在步骤146中,处理器118可以通过将读取位置132a-n选择或以其它方式指定为参考读取位置并基于在参考位置处检测到的光信号或图像的反射率值与由成像器126在每个读取位置132a-n处检测到的相应光信号或图像的反射率值之比将其余读取位置132a-n中的每一个与参考读取位置进行参照,来计算用于每个读取位置132a-n处的每个试剂垫108a-n的校准因子。在图3中所示的示例中,读取位置132n被选择为参考读取位置,并且,用于其余读取位置132a-n中的每一个处的所有试剂垫108a-n的校准因子被相应地确定。然而应当理解,任何期望的读取位置132a-n可以被选择为参考读取位置。另外,在一些示例性实施例中,可以将每个读取位置132a-m与理想颜色或用于每个试剂垫108a-n的颜色标准进行参照,而不是选择参考读取位置,如本领域普通技术人员将领会到的。
校准例程140可以被实现为存储在非暂时性计算机可读介质120中的一组处理器可执行指令或逻辑,该指令或逻辑在被处理器118施行时使处理器118实施如上所述的用于计算或确定校准因子的逻辑。校准例程140可以例如被周期性地实施,诸如以预设的时间间隔、针对每个新批次的试剂卡106来实施、如按照根据适用于试剂分析器100的特定质量控制过程而期望的那样、及其组合。
另外,如本领域普通技术人员将领会到的,校准例程140可以在试剂卡106上的一个或多个干燥测试条122上实施,此时其余测试条122被用于测试样本(如上所述)以例如减少试剂分析器100的停机时间。试剂垫108a-n或测试条122的反射率值的测量可以由成像系统116在例如将一定体积的样本分配在试剂垫108a-n或测试条122上之前进行。
应当理解,例如,本文所公开的步骤可以同时或者按任何期望的顺序执行。例如,本文所公开的步骤中的一个或多个可以被省略,一个或多个步骤可以被进一步划分成一个或多个子步骤,并且两个或更多步骤或子步骤可以被组合在单个步骤中。另外,在一些示例性实施例中,一个或多个步骤可以被重复一次或多次,不论这样的重复是顺序地实施还是穿插有其它步骤或子步骤。此外,一个或多个其它步骤或子步骤可以例如在本文所公开的步骤之前、之后或之间实施。
例如,由校准例程140确定的校准因子可以作为对应于每个读取地点132a-n的位置查找数据表或者以任何期望的格式存储在非暂时性计算机可读介质120中。校准因子可以作为用于每个读取位置132a-n处的每个试剂垫108a-n的单个校准因子或者作为用于期望的颜色模型的每个通道的校准因子存储在位置查找表中。例如,可以针对每个读取位置132a-n处的每个试剂垫108a-n和针对RGB颜色模型或任何其它期望的颜色模型的每个通道存储红色分量校准因子、绿色分量校准因子和蓝色分量校准因子。
在图3中所示的示例性实施例中,对应于被定位在每个读取位置(例如9个)处的每个试剂垫108a-n(例如12个)的数据表将包括用于共计96个读取位置中的每一个的校准因子。在一些示例性实施例中,用于96个读取位置中的每一个的三个或更多校准因子可以被使用且可以存储在数据表中。校准因子的数目可以取决于用于颜色模型的颜色分量的数目。
在试剂分析器100进行的样本分析期间的位置校准可以通过访问对应于视场130中的特定读取位置132a-n处的相应试剂垫108a-n的位置查找表中的校准因子而完成。在一个示例性实施例中,该表可以包括减小RGB读数在成像器126的视场130中的不同读取位置132a-n处的变化的校准因子。在该实例中,用于对应于颜色分量RED、GREEN和BLUE的读取位置132a-n处的试剂垫108a-n的三个所捕获的测量的三个校准因子可以被使用在每个对应的读取位置132a-n处。可以选择参考读取位置(或在测试条122的情况下,位置行),该参考读取位置按照定义可以具有值1。其它读取位置或读取位置行也可以用作参考。期望的是,具有跨若干校准例程140的最小变化的读取位置132a-n将被选取为参考位置,如本领域普通技术人员将领会到的。
在一个示例性实施例中,可以按照下述等式,根据从在试剂分析器100的湿润校准期间被推进通过视场130的干燥试剂垫108a-n或干燥测试条122记录的感兴趣区(例如具有指示干燥试剂垫108a-n的反射率值的像素值的像素区)平均来计算位置修正因子:
其中“r”是试剂垫108a-n的索引;“i”是读取位置的索引;“c”是颜色(红色、绿色、蓝色)的索引;并且“1”是针对试剂r的参考读取位置的索引。感兴趣区内的像素值可以被平均以减小测量内的噪声且从而获得用于整个试剂垫的较好值。如果一个或多个修正因子在预定限制之外,则可以记入校准误差并且可以丢弃新的一组校准数据。在使用位置修正的当前优选方法中,6点运行平均被用于计算用于位置修正表中的每个读取位置的修正因子。如果一个或多个值处于当前平均值之外大于0.0800(即8.00%),则记入校准误差并且丢弃新的数据。该优选过程是要确保获得良好位置常量并且最小化伪点的可能性。
视场位置校准然后可以由处理器118通过如下所述的用于视场130内的每个读取位置(i,j)的比率等式的使用来实施:
其中PC表示位置修正值,RAW是原始测量RGB值,并且PCOR是用于给定试剂垫108a-n和读取位置132a-n的修正因子。
如上所述,不同读取位置132a-n处的光照中的差异可以是通过使用每个读取位置132a-n处的单个干燥试剂垫108a-n测量来校准的。
在一些示例性实施例中,初始干燥试剂垫108a-n读数还可以用于有效地校准试剂批次和试剂分析器100造成的差异,如下。
可作为处理器可执行指令存储在非暂时性计算机可读介质120中的校准试剂分析器100和试剂批次之间的仪器到仪器和批次到批次差异的优选方法由下面的等式给出:
其中:Decode表示被缩放成使得1000是阴性样本的预期值的最终修正值;
Rgt.rgb.dry表示该组读取位置132a-n内的特定读取位置处的干燥试剂垫108a-n的测量;
Rgt.rgb.wet表示该组读取位置132a-n内的特定读取位置处的特定反应物(湿润)试剂垫108a-n的测量;
CO.neg.Rgt.rgb.wet表示用于将值缩放到阴性的单个参考值(在该情况中为1000)的湿润阴性试剂垫与干燥试剂垫之间的可选的偏移值。例如,该偏移值可以对每个分析器100来说不同且存储在非暂时性计算机可读介质120中,并在需要时可以针对每个试剂批次而调整。
如本领域普通技术人员将领会的,当一体积样本沉积在垫108a-n上时,试剂垫108a-n的RGB值改变。当RGB值中的这样的改变对初始读取位置132a-n处的给定阴性试剂垫108a-n来说已知时,可以通过将干燥试剂垫108a-n与初始读取位置处的阴性湿润试剂垫108a-n之间的RGB值中的改变用作上面等式中的CO.neg.Rgt.rgb.wet偏移值来校准仪器和试剂批次差异。CO.neg.Rgt.rgb.wet偏移值可以允许湿润试剂垫108a-n的所有测量与初始干燥试剂垫108a-n的测量成比例,使得分析器100中的任何变化以及任何试剂批次到批次变化被校准以进一步优化分析器100的精度。
如受益于当前公开的本领域普通技术人员将领会的,可以使用任何其它期望的等式或公式来计算用于每个读取位置的位置修正因子,只要这样的公式或等式考虑到例如如上所述的用于每个读取位置的修正因子。
应当理解,虽然结合检测试剂垫的反射率值描述了本文所公开的发明概念,但是在当前发明概念的一些示例性实施例中,吸收率值、透射率值或者涉及试剂垫的颜色或颜色改变的任何其它值或属性可以被用于计算位置校准因子。
从以上描述中清楚的是,本文所公开的发明概念完好地适配于实施本文所提及的目标并获得本文所提及的优点以及本文所公开的发明概念中固有的那些优点。虽然已经出于本公开的目的描述了本文所公开的发明概念的示例性实施例,但是将理解的是,可以做出将容易将其自身暗示给本领域技术人员且在所公开的且如所附权利要求中限定的发明概念的范围内实现的许多改变。

Claims (22)

1.一种用于校准试剂分析器的成像器的自动化方法,其包括:
在成像器的视场中的第一读取位置处定位干燥试剂垫,第一读取位置被光照源以第一强度照亮;
通过成像器检测参考光信号,参考光信号指示第一读取位置处的干燥试剂垫的第一反射率值;
使干燥试剂垫前进通过成像器的视场中的第二读取位置;
在第二读取位置处定位干燥试剂垫,第二读取位置以不同于第一强度的第二强度被照亮;
通过成像器检测第一光信号,第一光信号指示第二读取位置处的干燥试剂垫的第二反射率值;以及
通过施行处理器可执行代码的处理器,基于参考光信号与第一光信号之间的差异,计算用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子。
2.根据权利要求1所述的方法,其中用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子是基于参考光信号与第一光信号之比来计算的。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括:针对第一读取位置,将校准因子指定为1。
4.根据权利要求1或2所述的方法,还包括:在非暂时性计算机可读介质中存储用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子。
5.根据权利要求4所述的方法,其中校准因子作为存储多组校准因子的数据表的组分而存储在非暂时性计算机可读介质中,其中每组针对特定读取位置。
6.根据权利要求1所述的方法,其中参考光信号包括红色分量参考信号、绿色分量参考信号和蓝色分量参考信号,并且第一光信号包括第一红色分量信号、第一绿色分量信号和第一蓝色分量信号,并且其中计算用于第二读取位置处的干燥试剂垫的校准因子还包括:基于红色、绿色和蓝色分量参考信号与第一红色、绿色和蓝色分量信号之比来计算红色分量信号校准因子、绿色分量信号校准因子和蓝色分量信号校准因子。
7.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在第一读取位置处定位具有一定体积的样本沉积在其上的试剂垫;
通过成像器捕获第二光信号,第二光信号指示第一读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的反射率值;
在第二读取位置处定位具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫;
通过成像器捕获第三光信号,第三光信号指示第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的反射率值;以及
由处理器通过将校准因子应用到第三光信号来确定第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的位置修正的反射率值。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:基于第二光信号的反射率值与第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的位置修正的反射率值之间的差异确定针对第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的颜色改变值。
9.根据权利要求7所述的方法,还包括:
通过应用指示第一位置处的干燥试剂垫与第一位置处的湿润阴性试剂垫之间的反射率值中的改变的湿润校准因子来计算第二光信号的修正的湿润反射率值;以及
基于第二光信号的修正的湿润反射率值与第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的位置修正的反射率值之间的差异确定针对第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的颜色改变值。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其中在所述一定体积的样本沉积在试剂垫上之后的预定时间段,具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫被定位在第二读取位置处。
11.根据权利要求7或8所述的方法,其中第二光信号包括第二红色分量信号、第二绿色分量信号和第二蓝色分量信号,并且第三光信号包括第三红色分量信号、第三绿色分量信号和第三蓝色分量信号,并且其中确定第二读取位置处的具有所述一定体积的样本沉积在其上的试剂垫的位置修正的反射率值还包括计算红色分量信号位置修正值、绿色分量信号位置修正值和蓝色分量信号位置修正值。
12.一种用于校准试剂分析器的成像器的自动化方法,其包括:
使试剂垫前进通过光学成像器的视场中的多个读取位置;
通过光学成像器检测指示所述多个读取位置处的试剂垫的反射率值的光信号;
通过施行处理器可执行代码的处理器,将所述多个读取位置中的至少一个指定为参考位置;
由所述处理器通过使用在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的至少一个处检测到的光信号和在所述参考位置处检测到的光信号来计算用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的至少一个的一组位置修正因子;以及
由所述处理器将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的该组位置修正因子存储在非暂时性计算机介质中。
13.根据权利要求12所述的方法,其中指示所述多个读取位置中的每一个处的试剂垫的反射率值的光信号包括红色分量信号、绿色分量信号和蓝色分量信号,并且其中所述处理器通过将在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处检测到的红色、绿色和蓝色分量信号与在所述参考位置处检测到的红色、绿色和蓝色分量信号进行比较,来计算用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的红色位置修正因子、绿色位置修正因子和蓝色位置修正因子。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述处理器将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的红色、绿色和蓝色位置修正因子存储为数据表。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中使试剂垫顺序地前进通过所述多个读取位置。
16.根据权利要求15所述的方法,其中使试剂垫前进通过所述多个读取位置,从所述参考位置开始且移动通过除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个。
17.根据权利要求16所述的方法,其中试剂垫被定位在多简档试剂卡上,并且其中使卡自动地前进通过成像器的视场。
18.根据权利要求12所述的方法,还包括:
检测指示所述参考位置处的试剂垫和沉积在其上的一定体积的样本的反射率值的第一原始光信号;
在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处定位试剂垫;
检测指示除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的反射率值的第二原始光信号;以及
由所述处理器通过将用于除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个的位置修正因子应用到第二原始光信号以导出位置修正的第二原始光信号,来确定针对除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的位置修正的第二原始光信号。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:通过将位置修正的第二原始光信号与第一原始光信号进行比较来计算针对除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处的试剂垫和样本的颜色改变值。
20.根据权利要求19所述的方法,其中试剂垫在所述一定体积的样本沉积在试剂垫上之后的预定时间段定位在除所述参考位置外的所述多个读取位置中的所述至少一个处。
21.一种试剂分析器,其包括:
成像系统,其具有在其中干燥试剂垫前进通过多个读取位置的视场,且被配置成捕获指示被定位在视场中的所述多个读取位置中的第一读取位置处的干燥试剂垫的反射率值的第一图像、捕获指示被定位在视场中的所述多个读取位置中的第二读取位置处的干燥试剂垫的反射率值的第二图像、并传输第一和第二图像,第一和第二图像具有带有描绘干燥试剂垫的像素值的区;以及
接收第一和第二图像的处理器,所述处理器基于描绘试剂垫的第一和第二图像内的区的像素值中的差异确定用于第二读取位置的位置校准因子。
22.根据权利要求21所述的试剂分析器,其中所述处理器确定第一信号的第一红色分量信号、第一绿色分量信号和第一蓝色分量信号以及第二信号的第二红色分量信号、第二绿色分量信号和第二蓝色分量信号,并确定用于第二读取位置的红色、绿色和蓝色分量位置校准因子。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11030778B2 (en) * 2014-03-31 2021-06-08 Healthy.Io Ltd. Methods and apparatus for enhancing color vision and quantifying color interpretation
WO2015160420A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-22 Becton, Dickinson And Company Reagent calibration system and method
US10876953B2 (en) 2015-07-15 2020-12-29 Becton, Dickinson And Company System and method for label selection
JP6599721B2 (ja) * 2015-10-09 2019-10-30 栄研化学株式会社 試験片分析装置及び試験片分析方法
US10890593B2 (en) * 2015-10-09 2021-01-12 Sysmex Corporation Test piece mounting body, transport unit, and test piece analyzer
ES2778677T3 (es) * 2015-12-17 2020-08-11 Hoffmann La Roche Calibración y/o detección de errores en un dispositivo de medición óptica para muestras biológicas
CN105973885B (zh) * 2016-05-27 2019-06-28 宋秀龙 一种基于颜色识别的快速检测系统的快速干化学检测方法
JP7064494B2 (ja) 2016-12-15 2022-05-10 ベックマン コールター, インコーポレイテッド せん断パッド検出システム及び方法
CN114585887A (zh) * 2019-10-31 2022-06-03 美国西门子医学诊断股份有限公司 针对样本容器表征提供前景照明校准的方法和设备
MX2022016345A (es) 2020-07-06 2023-01-24 Siemens Healthcare Diagnostics Inc Montaje para uso en dispositivo de diagnostico medico y sistema para analisis de muestras.
US20230324307A1 (en) * 2020-08-12 2023-10-12 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Circuit board with onboard light sources
CN114441511B (zh) * 2020-10-30 2024-06-04 深圳市瑞图生物技术有限公司 一种干化学检测装置、减小检测装置之间数据差异的方法
CN113533211B (zh) * 2021-08-20 2024-05-07 四川新健康成生物股份有限公司 一种荧光分析仪用条码识别装置及算法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1649643A (zh) * 2002-05-06 2005-08-03 格尔根·尼尔松 活体剂量测定的方法
CN1912585A (zh) * 2005-08-12 2007-02-14 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123443A (en) 1960-04-18 1964-03-03 Composition for diagnosing glucose
NL296257A (zh) 1962-08-06
US3814668A (en) 1969-10-15 1974-06-04 Miles Lab Method and device for the semi-quantitative determination of glucose in aqueous fluids
US4526753A (en) * 1983-07-06 1985-07-02 Miles Laboratories, Inc. Multiple profile reagent card
US5854684A (en) 1996-09-26 1998-12-29 Sarnoff Corporation Massively parallel detection
DE19844500A1 (de) * 1998-09-29 2000-03-30 Roche Diagnostics Gmbh Verfahren zur photometrischen Auswertung von Testelementen
DE60332406D1 (de) * 2002-03-15 2010-06-17 Affymetrix Inc System und Verfahren zur Abtastung von biologischen Materialien
US20060127946A1 (en) 2002-08-16 2006-06-15 Montagu Jean I Reading of fluorescent arrays
ATE422241T1 (de) * 2003-06-04 2009-02-15 Inverness Medical Switzerland Optische anordnung für ein assay-lesegerät
JP4876631B2 (ja) * 2006-02-28 2012-02-15 東レ株式会社 粉体の目付測定方法および測定装置
WO2008115547A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Sti Medical Systems, Llc A method of automated image color calibration
US20100239137A1 (en) * 2007-10-09 2010-09-23 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Two Dimensional Imaging of Reacted Areas On a Reagent
US7561271B2 (en) * 2007-11-01 2009-07-14 Davis James E Source adjusted colorimeter
JP2009115604A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Konica Minolta Sensing Inc シート状試料の反射特性測定装置の校正方法及び校正に用いられる校正基準板
US7973935B2 (en) 2007-11-06 2011-07-05 Konica Minolta Sensing, Inc. Reflection characteristic measuring apparatus for sheet specimen and method of calibrating reflection characteristic measuring apparatus for sheet specimen
CN102216745A (zh) * 2008-11-19 2011-10-12 西门子医疗保健诊断公司 用于光学诊断设备的偏振光学元件
EP2459730B1 (en) * 2009-07-27 2016-12-07 Suresensors LTD Improvements relating to sensor devices
US9606103B2 (en) 2011-12-16 2017-03-28 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Waste ramp for reagent cards
EP2795294B1 (en) 2011-12-16 2020-07-15 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Reagent card alignment system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1649643A (zh) * 2002-05-06 2005-08-03 格尔根·尼尔松 活体剂量测定的方法
CN1912585A (zh) * 2005-08-12 2007-02-14 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置

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