CN104284626A - 鱼眼透镜分析器 - Google Patents

Abstract

公开了一种成像装置。成像装置具有：外壳；检测器，其位于外壳内并具有覆盖外壳内的待成像的一个或多个目标区域的视场；广角透镜，其可操作地耦合到检测器；以及支撑件，其位于目标区域处并被配置为接纳一个或多个测试部件。广角透镜可操作地耦合到检测器，从而使得检测器通过广角透镜接收目标区域的图像数据。

Description

鱼眼透镜分析器

在2012年5月18日提交的美国临时申请序列号No. 61/648,839的全部内容通过引用明确地合并于本文。

技术领域

本发明涉及用于测试待分析流体样本的诸如反射分光镜的光度测定诊断仪器的读取头。

背景技术

试剂测试条被广泛用于临床化学领域。测试条通常具有一个或多个测试区，并且每个测试区能够响应于与液体样品的接触而变色。液体样品通常含有一种或多种感兴趣的成分或性质。可通过分析测试条所经历的颜色变化来确定样品中这些感兴趣的成分的存在和浓度。通常，这种分析涉及测试区或测试垫与颜色标准或标度之间的颜色对比。以此方式，试剂测试条帮助医师诊断疾病和其他健康问题的存在。

肉眼进行的颜色对比可导致不精确的测量结果。为此，通常使用反射分光镜来分析体液样本。常规的分光光度计通过照射垫并从垫获取若干反射读数来确定位于非反应性白垫上的尿液样本的颜色，每个反射读数的大小与可见光的不同波长相关。现今，测试条读取仪器采用利用CCD（电荷耦合装置）、CID（电荷注入装置）或PMOS检测结构的各种面阵检测读取头来检测测试条的颜色变化。于是，可基于红色、绿色和蓝色反射信号的相对大小来确定垫上的尿液的颜色。

常规的分光光度计可用于利用试剂条（其上放置有若干不同的试剂垫）执行若干不同的尿液分析测试。每个试剂垫设置有不同的试剂，其会响应于尿液中某一类成分（诸如，白细胞（白血球）或红血球）的存在而变色。对于尿液来说感兴趣的典型分析物包括葡萄糖、血、胆红素、尿胆素原、亚硝酸盐、蛋白质和酮体。在向尿液中加入显色试剂之后，前述感兴趣的分析物具有以下颜色：葡萄糖为蓝绿色；胆红素、尿胆素原、亚硝酸盐和酮体为绿色；并且血和蛋白质为红色。在特定分析物中显现的颜色限定该特定分析物的光吸收的特征离散光谱。例如，显色的葡萄糖的特征吸收光谱落在蓝光光谱的上端和绿光光谱的下端之间。试剂条可具有十种不同类型的试剂垫。

例如，为了在免疫测试（immunotest）条或化学测试条上检测人尿中是否存在血，已经使用常规反射分光镜来检测位于试剂垫上的尿样本中是否存在血。尿液中存在的任何血都会与试剂垫上的试剂反应，致使试剂垫变色，所述变色的程度取决于血的浓度。例如，当存在的血的浓度相对大时，这种试剂垫的颜色可从黄色变成深绿色。

常规的反射分光镜通过照射试剂垫并经由常规的反射检测器检测从试剂垫接收的光量（其与试剂垫的颜色相关）来检测血浓度。基于反射检测器所产生的反射信号的大小，分光镜将尿样本归属到若干类别中的一种，例如，第一类别对应于不存在血，第二类别对应于低血浓度，第三类别对应于中等血浓度，并且第四类别对应于高血浓度。

在一种类型的反射分光镜中，使用读取头形式的光学系统，其中，灯泡位于待测试试剂垫正上方并且反射检测器与试剂垫的水平表面成45度角地放置。光穿过从照射源到试剂垫的第一竖直光路并且穿过与第一光路成45度放置的从试剂垫到反射检测器的第二光路。

已经设计了用以照射试剂垫的其他装置。例如，Shaffer的美国专利No.4,755,058公开了用于照射表面并检测从表面发射的光的强度的装置。通过与表面成锐角放置的多个发光二极管来直接照射表面。Dosmann等人的美国专利No.5,518,689公开了一种漫射光反射读取头，其中，使用一个或多个发光二极管来照射试剂垫，并且其中，通过光传感器来检测来自试剂垫的光。

例如，许多反射计机器足够小和足够便宜，从而可用于医师办公室和较小的实验室，并因此能够为各个医生、护士和其他护理员提供有用的医学诊断工具。例如，转让给本公开的受让人并且其全部内容通过引用合并于本文的美国专利No.5,654,803公开了利用反射光谱学确定尿液中隐匿的血的未溶血水平的光学检查机器。该机器设置有光源和检测器阵列，光源用于相继照射其上放置有尿液样本的试剂垫的多个不同部分，检测器阵列用于检测从试剂垫接收的光并响应于从试剂垫的不同部分中相应的一个部分接收的光来产生多个反射信号。该机器还设置有用于确定一个反射信号的大小是否实质上不同于另一个反射信号的大小的装置。当体液样本是尿液时，此能力允许机器检测尿液样本中隐匿的血的未溶血水平的存在程度。

同样转让给本公开的受让人并且其全部内容通过引用合并于本文的美国专利No.5,877,863示出了利用反射光谱学检查诸如尿液的液体样本的光学检查机器。该机器包括读取头，读取头用于仅经由单个发光二极管基本均匀地照射目标区域并从目标区域接收光，从而可以执行试剂测试。读取头设置有：外壳；相对于外壳被安装在固定位置的第一和第二光源；被安装用以从每个光源接收光的光导，当仅一个光源发光时，光导基本传送来自光源的所有光以基本均匀地照射目标区域；以及耦合以从目标区域接收光的光检测器。第一和第二光源中的每个都仅由单个发光二极管构成，以便基本上发出不同波长的单色光。

已知其他光学读取器，它们不是利用反射比，而是捕获测试条的图像并将捕获的信号转化为RGB或另一种格式，由此可以确定测试条上的试剂垫的颜色。美国专利 No. 5,408,535同样转让给本公开的受让人并且其全部内容通过引用合并于本文。这些光学读取器还可用于读取滑片或其他诊断测试。

如上所述，这类光学检查机器为各个医生、护士和其他护理员提供有用的医学诊断工具。由于空间受限，需要使得这些装置更小。根据本公开的一个方面，这可通过缩短检测器和试剂垫之间的光路来实现。此外，需要允许装置一次读取多于一个试剂条或同时读取尿液条和试剂盒的组合。现有技术的分光计不满足这些需求。

发明内容

简要地说，根据本公开，通过提供包括可操作地耦合到检测器的鱼眼透镜的读取头来实现这些和其他目的。

在一个方面，本公开描述一种新的改进的反射分光镜，其包括可操作地耦合到检测器的鱼眼透镜。于是，检测器可位于待成像目标的正上方和/或进一步更靠近待成像目标或者可被放置为使得可以对彼此相邻的多个目标同时成像。

在另一方面，本公开提供一种用于对一个或多个试剂条或盒成像的新的改进的方法，所述方法包括提供可操作地耦合到检测器的鱼眼透镜的步骤。于是，检测器被放置得进一步更靠近待成像的试剂条或盒或者可被放置为使得可以对多个试剂条或盒或滑片同时成像。然后对试剂条、盒或滑片成像。本发明的一个方面进一步包括用于将耦合有鱼眼透镜的检测器所获取的原始数据图像转化并且将所述原始数据图像转化为表示测试结果或确定测试结果所需的元数据的软件。

在另一方面，本公开描述一种包括被可操作地耦合到检测器的鱼眼透镜的套件。在另一方面，本公开描述一种包括被构造和布置为可操作地耦合到检测器的鱼眼透镜的套件。套件可包括耦合指令。套件还可包括放置检测器以对一个或多个试剂条或盒成像的指令。

根据参照附图对示例性实施例进行的以下详细描述，本公开的其他特征和优点将显而易见。

附图说明

通过结合附图参照以下详细描述，将更容易地理解本公开的更完整的阐述及其许多附带优点，在附图中：

图1示出根据本公开的一个变型的新的改进的分析器。

图1A示出根据本公开的接收多个测试条的图1的分析器的另一个例子。

图1B示出根据本公开的被配置为接收多个不同的测试部件的图1的分析器的一个实施例。

图2示出根据本公开的具有相对于多个试剂条放置的鱼眼透镜的成像装置的实施例。

图3示出图2的成像装置的布置的侧视图。

图4示出根据本公开的具有处理器和处理器可读存储器的成像设备的实施例的框图。

图5A和5B示出通过本公开的装置和方法的实施例被成像装置捕获并被转化成直线图像的图像的例子。

图6示出根据本公开的利用成像装置的处理器可执行方法的框图。

具体实施方式

贯穿此文件，术语“耦合（的）”和“耦接”涉及可直接连接在一起的元件或者也可存在一个或多个中间元件。对比而言，“直接耦合”和“直接耦接”涉及直接连接的元件而不存在中间元件。

在一方面，本公开描绘了一种组件，其包括成像器、能够捕获图像数据的检测器和通常被称作鱼眼透镜的广角透镜。鱼眼透镜可以是拍摄极宽的半球形图像的广角透镜。例如，鱼眼透镜可以是被设计用于小规格CCD/CMOS成像器的微型鱼眼透镜。规格尺寸可以包括1/4英寸（有效面积3.6mm×2.7mm）、1/3英寸（有效面积4.8mm×3.6mm）和1/2英寸（有效面积6.6mm×4.8mm）。成像器可以是摄像机或其他图像捕获装置。优选地，成像器是2D CCD阵列。组件可选择性地包括用于支撑待成像的一个或多个物体的支撑装置。还可包括外壳，成像器和鱼眼透镜以及可选的支撑装置可位于所述外壳中。

现在参照图1，其示出了成像设备10的一个实施例。成像设备10设置有外壳12、检测器14、可操作地耦合到检测器14的广角透镜16以及支撑件18。检测器14位于外壳12内并可位于待成像的一个或多个目标区域20上方。检测器14具有覆盖目标区域20的视场。广角透镜16可耦合到检测器14，从而使得检测器14通过广角透镜16接收指示目标区域20的图像数据。

检测器14也可被称作成像器14，其例如可以是摄像机、CCD、CMOS或任何其他合适的图像捕获装置，或被配置为检测光学信号或光并将光学信号转化成电信号的装置，诸如，如上所述的小规格CCD/CMOS成像器或2D CCD阵列。应该理解，各种孔径尺寸或检测面积可与检测器14一起使用。检测器14可被配置为检测从一个或多个测试部件22上的一个或多个感兴趣区域反射以及由光源发射的光学信号或光。检测器14不限于可见光光谱内的光学成像器，而是可以包括微波成像系统、X射线成像系统和其他期望的成像系统。例如，检测器14的非排他性例子可包括光学成像系统、分光光度计、显微镜、红外传感器及其组合。检测器14可进一步被配置为产生指示被检测信号或光的密度或强度（或其他品质、性质或属性）的电信号。例如，在一些实施例中，检测器14可产生与检测器14所检测到的光学信号或光的强度或密度成比例的电流。检测器14可连接到外壳12的内表面，外壳12可实现为合适的支撑结构。在一些实施例中，检测器14可连接到用以支撑和放置检测器14的成像设备10的其他部件，从而将检测器放置为用以获取目标区域20的图像。在图1、1A和1B所示的实施例中，检测器14可被放置为使得支撑件18和一个或多个测试部件22可在检测器下方滑动，并且被放置为使得一个或多个测试部件22位于一个或多个目标区域20内。

在一个实施例中，外壳12可具有行进表面，其用于使支撑件18移入和移出外壳12，从而使得一个或多个测试部件22可被放置在支撑件18上并且在目标区域20处位于外壳内。外壳12可由塑料、复合材料、金属或任何其他合适的材料形成。

可被称作鱼眼透镜的广角透镜16可具有例如在约110°至约220°之间的视场。在一个实施例中，广角透镜16具有约140°的视场。广角透镜16可连接到外壳12，以为广角透镜16提供支撑并将广角透镜16放置在检测器14和待成像的一个或多个目标区域20之间。在一个实施例中，广角透镜16位于检测器14和一个或多个目标区域20之间，从而可校准检测器14和广角透镜16的组合以将由检测器14接收的图像聚焦在一个或多个目标区域20上。广角透镜16可由玻璃、塑料或任何其他合适的材料形成，以使检测器14能够通过广角透镜16接收一个或多个目标区域20的图像。

支撑件18可被放置在目标区域20内并可被配置为接纳一个或多个测试部件22。支撑件18可由塑料、金属或任何其他合适的材料形成。测试部件22可以是可光学读取的任何诊断测试部件，诸如，横向流测试装置、试剂卡、试剂盒、微流控芯片、试剂条等。当支撑件18被配置为接纳多个测试部件22时，测试部件22可以是相同或相似的测试部件或者可以类型不同。例如，如图1A所示，支撑件（未示出）可被配置为接纳多个测试部件22a-22c，其中，多个测试部件22a-22c都是相同类型的，诸如，所描述的试剂条。在另一实施例中，如图1B所示，支撑件（未示出）可被配置为接纳多个测试部件22d和22c，其中，多个测试部件22d和22c类型不同，诸如，例如测试部件22c是试剂条，测试部件22d是测试盒。

在一个实施例中，成像设备10可设置有用于照射一个或多个测试部件22的光源24，以使检测器14能够接收一个或多个测试部件22的图像。在一个实施例中，光源24可靠近检测器14放置并连接到外壳12。在其他实施例中，光源24可被放置为用以照射一个或多个测试部件22并放置为与检测器14相距一定距离。例如，光源24可与一个或多个测试部件22成45°角放置并且与检测器14相距一定距离，使得检测器14接收到来自一个或多个测试部件22的反射光。此外，将光源放置成与检测器14相距一定距离会防止检测器14阻挡照射一个或多个测试部件22的光，如图1和1B所示。在此实施例中，45°角可使得检测器14能够以与反射计类似的方式使用。光源24可包括任何合适的装置，诸如，发光二极管、激光、或量子阱发射器、白炽灯泡或灯管、荧光灯泡或灯管、卤素灯泡或灯管、或被配置为发射具有例如任何期望的强度、波长、频率或传播方向的光信号的任何其他期望的光源或物体。光源24可具有任何波长，包括例如，可调节的波长、基本恒定的波长及其组合。在一个实施例中，波长在可见光谱内。光源24可发射任何期望的光束，例如，该光束具有在约0°至约5°（或更大）之间变化的角展度。在一些示例性实施例中，光源24可被实现为第一和第二光源24，并且这种第一和第二光源24可具有不同的位置和/或方位，从而使得第一和第二光源24可协作以照射检测器14的基本整个视场。光源24以任何合适的方式附接到外壳12，诸如，通过粘合剂、焊接、螺栓、熔合、接头及其组合。在一些示例性实施例中，光源24和外壳12可实现为单一体，而在一些示例性实施例中，可省略外壳12并可将光源24直接附接到支撑件18或成像设备10的任何其他期望部件。例如，可利用被配置为向光源24供电并控制由光源24发射的光的密度和强度的任何合适的电源和/或控制源来为光源24供电。如受益于本公开的本领域技术人员可容易地理解的，可能期望光源24发射相对或基本恒定的密度或强度的光，但可调整这种密度或强度例如以校准成像设备10和检测器14。为此，控制器（未示出）可操作地与光源24耦合并且可被配置为确保光源24发出基本恒定的光和/或被配置为校准光源24。

如受益于本公开的本领域技术人员可容易地理解的，例如在由光源24发射的光被检测器14检测到之前，可通过一个或多个透镜（未示出）、过滤器（未示出）、准直仪（未示出）、扩散器（未示出）、折射器（未示出）、棱镜（未示出）和其他装置或其组合来处理、调节、过滤、扩散、偏振或以其他方式调节该光。

此外，在本文公开的发明构思的一些实施例中，光源24可以以任何期望的方式被支撑在目标区域20上方，诸如通过被连接到外壳12（例如，经由接头、熔合、螺栓、支架、紧固件、焊接或其组合），或通过支撑件18，或通过成像设备10的任何其他期望部件。

如本领域技术人员应该理解的，在本文公开的发明构思的一些实施例中，可实施为多于一个光源24，诸如，两个或多于两个光源24。

参照图2和3，在一个实施例中，成像器14（在此也被称作检测器14）和鱼眼透镜16（在此也被称作广角透镜16）被布置为，使得鱼眼透镜16与目标区域20或待成像的物体（诸如一个或多个测试部件22）相距预定距离放置。预定距离小于利用常规透镜成像相同视场来说的最佳或所需距离。此外，成像设备10允许将成像器14放置在具有低轮廓的较小桌面设备中的待成像目标区域20的正上方。图2示出了检测器14（在本实施例中是CCD阵列）及在三个条22a-c上方并具有大致视场26的鱼眼透镜16。应该理解，试剂条用作一个或多个测试部件22的例子，但检测器14和鱼眼透镜16可与能够被光学读取的任何诊断测试部件一起使用。当成像设备未设置有广角透镜16时，检测器14（诸如CCD阵列）将仅能够利用常规透镜查看距离条或其他测试部件22的中心线约1.5mm宽的小区域，当利用线性1D CCD阵列或利用2D阵列时，可查看相同视场，但需要将透镜和CCD阵列安装在与条或其他测试部件22相距长距离处。当利用检测器14（诸如2D阵列）和广角透镜16（诸如鱼眼透镜）时，光学器件可以更紧凑，同时仍允许沿两个维度的宽视角，并且允许阵列沿第一轴线28在长度上看见整个测试部件22（诸如测试条），但也允许在第二轴线30上查看额外的测试部件22（诸如额外的条）。

常规地，将测试条用作测试部件22时，沿第一轴线28在长度上测量所述条，沿条的中心线获得多个测量结果，在利用2D阵列的情况下，也不能获得横跨垫的多个样本，这补偿了在视场的末端处沿垫的分辨率可能低的问题。

参照图3，其示出了检测器14（可以是CCD阵列）、广角透镜16和测试部件22（可以是条）的侧视图。视场26被标注为约140°，但如前所述如果需要的话视场可以更宽，这取决于所使用的广角透镜16的具体类型。可以注意到，广角透镜16可安装得很靠近测试部件22（诸如条），由此减小光学系统和成像设备10的尺寸，还允许灵活地测量多个测试部件22，无论是条、滑片或其组合，从而扩大了未来测试类型发展的灵活性。

在另一方面，本发明被具体化为对传统光学分析器（诸如反射计）的改进。这种分析器的例子是Siemens Healthcare Diagnostics公司（Tarrytown，NY）销售的CLINITEK STATUS ®和CLINITEK ADVANTUS ®尿化学分析器。通过减小成像器需要与待成像物体保持的距离同时仍保留必要的视场，本公开可改进常规分析器。从而获得更紧凑的成像设备。这致使仪器更小，这是非常期望的。在一个实施例中，如上所述，光学分析器包括成像器14和鱼眼透镜16。此外，分析器可包括用于支撑待成像的一个或多个物体的支撑件18。支撑件18可以是平台、托盘、夹具或用于支撑待成像物体的任何其他合适的机构。应该理解，根据待成像物体的形状和数量可以改变装置。如果待成像物体是一个或多个尿液测试条，则支撑件18支撑所述条以使得成像器14可对所述条成像。

本文描述的方法和系统不限于特定的硬件或软件配置，并且可应用于许多计算或处理环境。所述方法和系统实现为硬件或软件，或硬件和软件的组合。所述方法和系统可实现为一个或多个计算机程序，其中，计算机程序可被理解为包括一个或多个处理器可执行指令。

现在参照图4，在一个实施例中，成像设备10可设置有处理器36、处理器可读存储器38，并具有存储在处理器可读存储器38上的处理器可执行指令40，以如上所述地捕获图像并分析图像。处理器36可实现为单个处理器或者一起运作或独立执行下述处理器可执行指令40的多个处理器。处理器36的实施例可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、专用集成电路及其组合。处理器36可耦合到处理器可读存储器38。非临时性处理器可读介质38可以实现为RAM、ROM或闪存等，如下面更详细地描述的。处理器可读存储器38可以是单个非临时性处理器可读存储器、或一起逻辑地或单独起作用的多个非临时性处理器可读存储器。

对“微处理器”和“处理器”、或“该微处理器”和“该处理器”的引用可被理解为包括可在单独和/或分布式环境中通信并因此可被配置为经由有线或无线通信与其他处理器通信的一个或多个微处理器，其中，这种一个或多个处理器可被配置为在一个或多个处理器控制装置（可以是类似的或不同的装置）上操作。这种“微处理器”或“处理器”术语的使用因此还可被理解为包括中央处理器、算术逻辑单元、专用集成电路（IC）和/或任务引擎，这类例子是为了说明而非为了限制而提供的。例如，如图4所示，处理器36耦合到处理器可读存储器38并被配置为经由路径42（例如可以实现为数据总线）与处理器可读存储器38通信。处理器36能够分别经由路径48和50与输入装置44和输出装置46通信。路径48和50可与路径42相似地或不同地被实现。例如，路径48和50可具有类似或不同数量的线缆，并且可以包括也可以不包括多点拓扑、菊花链拓扑或一个或多个交换式集线器。路径42、48和50可以是串行拓扑、并行拓扑、专用拓扑（proprietary topology）或其组合。处理器36还能够在处理器可读存储器38中产生、操纵、改变和存储数据对象和计算机数据结构。

除非另有说明，对存储器的引用可包括一个或多个处理器可读和可存取的存储元件和/或部件，其可集成在处理器控制装置内、在处理器控制装置之外、和/或可经由有线或无线网络利用各种通信协议存取，并且除非另有说明可被布置为包括外部和内部存储装置的组合，其中，基于应用这种存储器可以是连续的和/或分区的，并且其中，这种存储器本质上时非临时性的。例如，如图4所示，处理器可读存储器38存储处理器可执行指令40并且可如上所述地实现为RAM、硬盘、硬盘阵列、固态硬盘、闪存盘或存储卡等，以及它们的组合。当使用多于一个处理器可读存储器38时，处理器可读存储器38中的一个可位于与处理器36相同的物理位置，其中非临时性处理器可读存储器38中的另一个可位于远离处理器36的位置。处理器可读存储器38的物理位置可改变，并且处理器可读存储器38可实现为“云存储器”，即，部分或完全基于网络52或利用网络52存取的处理器可读存储器38，处理器36可利用通信装置53访问网络52。

处理器可执行指令40（在此也被称作计算机程序）可在一个或多个可编程处理器36上执行，并且可存储在处理器可读的一个或多个存储介质（包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件）、处理器可读存储器38、一个或多个输入装置44和/或一个或多个输出装置46上。因此，处理器36可访问一个或多个输入装置44以获得输入数据，并且可访问一个或多个输出装置46以通信输出数据。输入装置44和/或输出装置46可包括以下中的一个或多个：随机存取存储器（RAM）、磁盘阵列（RAID）、软盘、CD、DVD、磁盘、内部硬盘、外部硬盘、记忆卡或此处提供的处理器可访问的其他存储装置，其中，前述这类例子是非穷举的，并且是为了说明而非限制。输入装置44将数据传送到处理器36，并且可附加地被实现为检测器14、键盘、触摸屏、摄像机、追踪球、麦克风、网络适配器及其组合。输入装置44可位于与处理器36相同的位置并且经由路径48与处理器36通信。输出装置46可将信息从处理器36传送到用户，从而用户可感知到所述信息。例如，输出装置46可另外被实现为触摸屏、LCD屏、打印机或任何其他合适的输出装置。输出装置44经由路径50与处理器36通信。

根据以上，本文对微处理器指令、微处理器可执行指令、处理器可执行指令或计算机程序的引用可被理解为包括可编程硬件。计算机程序40可利用一个或多个高级过程编程语言或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信；但是，根据需要，程序40可实现为汇编语言或机器语言。所述语言可以被编译或解释。

如在此提供的，在一个实施例中，处理器36因此可嵌入到可单独或在联网环境中一起操作的一个或多个装置中。例如，虽然在图4中被描述为集成到成像设备10，但处理器36、非临时性处理器可读存储器38和处理器可执行指令40可独立于成像设备10实现为例如可移动装置、可移动计算机系统、笔记本电脑、平板电脑或计算机系统。计算机系统可具有至成像设备10的连接，其能够并且被配置为将检测器14捕获的图像数据传送到处理器36和处理器可读存储器38。计算机系统和成像设备10之间的连接还可使处理器36能够将来自存储在处理器可读存储器38上的处理器可执行指令40的指令传送到成像设备10。与处理器36集成的装置或计算机系统还可包括例如，个人计算机、工作站（例如，Sun、HP）、个人数字助理（PDA）、便携式装置（诸如，手机或智能手机、笔记本电脑、便携式计算机）或能与处理器集成的其他设备（处理器可在如本文所述地操作）。因此，这里提供的装置是非穷举性的，并且为了说明而非限制。

除非另有说明，对网络的引用可包括一个或多个内联网和/或互联网。网络52可允许信息和/或数据在处理器36、网络52和检测器14之间的双向通信。网络52可包括例如，局域网（LAN）、广域网（WAN），和/或可包括内联网和/或互联网和/或另一网络。网络52可以是有线网络或无线网络或其组合，并且可使用一个或多个通信协议和多个网络拓扑结构以有助于不同处理器36之间的通信，诸如，以太网、TCP/IP、电路交换路径、文件传输协议、分组交换广域网及其组合。此外，网络52可通过各种方式与处理器36相互作用，诸如通过光接口和/或电接口。处理器36可被配置用于分布式处理并且在一些实施例中可根据需要采用客户端-服务器模型。因此，所述方法和系统可采用多个处理器和/或处理器装置，并且处理器指令可在这类单个或多个处理器/装置之间分配。

在一个实施例中，在使用时，处理器可执行指令40可致使检测器14通过鱼眼透镜16捕获靠近目标区域20的一个或多个测试部件22的图像60。鱼眼透镜16致使图像60具有扭曲的外观，其中，测试部件22被捕获成具有弧形而非直线形状。图5A示出图像60的实施例。检测器14可将图像60作为光信号、电信号和/或其组合传送到处理器36。在一个实施例中，图像60可具有像素矩阵，其中每个像素具有指示其反射比值的红色、绿色和蓝色（RGB）值。在示例性实施例中，图像60可具有两个或更多个预定的像素区，每个预定的像素区对应于在检测器14的视场中由支撑件18支撑的一个或多个测试部件22的读取位置。于是，处理器可执行指令40可致使处理器36识别一个或多个测试部件22的类型和图像60中一个或多个测试部件22中的每个内的一个或多个感兴趣区域62，如图5A和5B所示。然后，处理器36可分析图像60内的一个或多个感兴趣区域62，以确定在一个或多个感兴趣区域62处被应用于一个或多个测试部件22的样本内感兴趣的分析物的存在和/或含量。在图5A所示的例子中，描绘了六个分离的测试部件22a-f。在此例子中，每个测试部件22a-f具有10个试剂垫，它们在此被称作图像60中的感兴趣区域62。

在一些实施例中，在分析一个或多个感兴趣区域62期间，于是处理器36可读取指示图像60内的一个或多个感兴趣区域62的像素的RGB值76，以计算被应用于在一个或多个感兴趣区域62内描绘的试剂垫的样本内感兴趣的分析物的存在和/或含量。指示一个或多个感兴趣区域62的反射比值的每个光信号或其他信号可具有与光的不同波长（即，颜色）相关的不同大小。可基于各种颜色成分的反射比信号的相对大小（例如，RGB值）确定一个或多个感兴趣区域62的颜色。此外，在分析一个或多个感兴趣区域62期间，处理器36可控制和调节影响图像60的变量（诸如由光源24提供在一个或多个测试部件22上的光的变化），并基于一个或多个测试部件22上的光的变化来调整检测器14的校准。

如图5A所示，由检测器14捕获的图像60显示六个测试部件22。由于检测器14通过广角透镜16接收图像数据，因此图像60可以是非直线的。在一些实施例中，在处理器分析一个或多个感兴趣区域62之前，图像60被转化为直线图像64，如图5B所示。在一些实施例中，可通过确定一个或多个感兴趣区域62、一个或多个测试部件22和背景66的像素值并将像素值应用于模板以产生直线图像64来执行向直线图像64的转化。在其他实施例中，通过确定一个或多个测试部件22和在图像60中描绘的一个或多个感兴趣区域62的尺寸和位置以组织坐标和像素值并拉伸图像60的形状以形成直线图像64，可将像素值绘制并转化为直线图像64。

现在参照图6，其中示出了采用成像设备10的使用方法的处理器可执行指令40的一个实施例。处理器可执行指令40可致使检测器14捕获一个或多个测试部件22的图像60。然后，处理器36可识别图像60内的一个或多个测试部件22并确定一个或多个测试部件22的类型，如方框70所示。然后，处理器36可基于一个或多个测试部件22的类型来确定该图像内一个或多个感兴趣区域62中的每个的位置72并绘制一个或多个感兴趣区域62中的每个的位置72，如方框74所示。然后，处理器36可读取指示图像60内的一个或多个感兴趣区域62的像素的RGB值76，以确定被应用于一个或多个测试部件22的样本内感兴趣的分析物的存在，如方框78所示。在一个实施例中，在确定一个或多个感兴趣区域76之前，处理器36还可执行检测器14利用广角透镜16（如上所述）形成的图像60的直线转换，以形成直线图像64，如图5A和5B所示。

在待对单个测试部件成像的另一实施例中，当被处理器36执行时，处理器可执行指令40可致使检测器14捕获被放置在任何表面上的测试部件22的图像60并识别测试部件22的位置，在其所位于的表面上的位置。这可包括清除可位于同一表面上并会干扰处理器可执行指令40的其他物品。一旦定位测试部件22，处理器36就可以确定测试部件22上的一个或多个测试垫的单独位置。这可包括区分所使用的所有类型的测试部件22的垫数量。一旦已经识别测试部件22上的垫数量和每个垫的位置，处理器36就可以确定每个垫中的感兴趣区域62。一旦已经确定每个垫上的感兴趣区域62，处理器36就可以获得指示每个垫的感兴趣区域62的像素的RGB值，以在计算应用于垫的样本内感兴趣的分析物的存在或缺乏的算法中使用。

处理器36可控制和调节影响图像60的变量，诸如一个或多个测试部件22上的光的变化。控制器36还可控制和调节摄像机系统（诸如，检测器14）的校准。当处理器36可与多个成像设备相互作用时，处理器36可调节各个摄像机的校准。如果需要多个样本来确定结果，动态测量结果，则处理器36可控制和调节垫上的光源变化和各个测量结果之间的变化。

检测器14接收到的或经处理器36处理的图像60和其他后续图像可以是原始图像、jpeg、位图或任何其他合适的图像文件。原始图像和/或转化图像可存储在存储器或数据库中并且可通过网络传输以便分析或存储。

在另一方面，本发明被具体化为制造上述组件的制造方法。制造方法可包括：将广角透镜16耦合到检测器14，从而使得检测器14通过广角透镜16接收目标区域20的图像数据。广角透镜16可被放置为与待成像目标物体相距预定距离。所述方法可这样进一步执行：将计算机系统耦合到检测器14，计算机系统具有处理器36和存储以上详细论述的处理器可执行指令40的处理器可读存储器38。

测试部件22可以是尿液条（下文称作“条”）。所述方法包括：利用成像器10、检测器14对条进行成像，检测器14可操作地耦合到鱼眼透镜16，以减小检测器14需要与条相距的距离，以便对所述条成像。应该理解，条可以是可光学读取的任何诊断测试装置，诸如，横向流测试装置、试剂卡、试剂盒、微流控芯片等。

在一个例子中，软件代码可被存储在电话或分析器上并具有执行以下步骤的处理器。

将图5A所示的图像60转化为图5B所示的能被仪器使用以测量尿分析结果的直线图像64的步骤包括：

I.获取被放置在任何表面上的条的最初图像。

II.识别条在放置表面上的位置。这可包括清除可能在同一表面上从而干扰软件的其他物品。

III.一旦定位条，就隔离所述条上的每个垫的各个位置。这包括能够区分可与分析器一起使用的所有类型的条的垫数量。

IV.一旦已经识别垫数量和每个垫的位置，就确定条的类型，从而使得软件知道哪个垫位于哪个位置。

V.由于已知垫位置和类型，因此软件可算出每个垫中感兴趣的区域。

VI.一旦找到每个垫上感兴趣的区域，就提取这些垫的图像中的RGB值，以在计算任何试剂的含量的算法中使用。

VII.控制和调节以下变量：条上的光源变化；摄像机系统（摄像机-摄像机）的校准；如果需要多个样本来确定结果（动态测量结果），则具有垫上的光源变化和测量结果之间的变化。原始图像和/或转化的图像可存储在存储器或数据库中并且可经由网络传输以便分析或存储。

尽管已经联系各个附图的示例性实施例描述了本发明，但本发明不限于此，并且应该理解，可使用其他类似的实施例或者可对所述实施例进行修改和增补，以便在不脱离本发明的情况下执行本发明的相同功能。因此，本发明不应该受限于任何单个实施例，而是应该根据所附权利要求来解释保护范围和范围。此外，所附权利要求应该被解释为包括本领域技术人员在不脱离本发明的实际精神和范围的情况下可做出的本发明的其他变形和实施例。

Claims (22)

1. 一种成像设备，包括：

外壳；

检测器，其位于所述外壳内并具有覆盖所述外壳内的待成像的一个或多个目标区域的视场；

广角透镜，其能够操作地耦合到所述检测器，从而使得所述检测器通过所述广角透镜接收所述目标区域的图像数据；以及

支撑件，其位于目标区域处并被配置为接纳一个或多个测试部件。

2. 根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述检测器是CCD阵列。

3. 根据权利要求2所述的成像设备，其中，所述CCD阵列是2D CCD阵列。

4. 根据权利要求1至3所述的成像设备，其中，所述广角透镜是鱼眼透镜。

5. 根据权利要求1至3所述的成像设备，其中，所述广角透镜具有在约110°至220°之间的视场。

6. 根据权利要求5所述的成像设备，其中，所述广角透镜具有约140°的视场。

7. 根据权利要求1至5所述的成像设备，其中，所述一个或多个测试部件是多个测试部件，并且所述检测器被配置为对所述多个测试部件同时成像。

8. 根据权利要求1至7所述的成像设备，其中，所述检测器位于待成像的目标区域的正上方。

9. 一种成像设备，包括：

外壳；

检测器，其位于所述外壳内并具有覆盖所述外壳内的待成像的一个或多个目标区域的视场；

广角透镜，其能够操作地耦合到所述检测器，从而使得所述检测器通过所述广角透镜接收所述目标区域的图像数据；

支撑件，其位于所述目标区域处并被配置为接纳一个或多个测试部件;以及

计算机系统，其具有处理器，所述处理器被配置为：

　接收由所述检测器捕获的图像并分析所述图像内的一个或多个感兴趣区域，以确定在一个或多个感兴趣区域处被应用到所述一个或多个测试部件的样本内分析物的存在和缺乏中的至少一者。

10. 根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述检测器是CCD阵列。

11. 根据权利要求10所述的成像设备，其中，所述CCD阵列是2D CCD阵列。

12. 根据权利要求9至11所述的成像设备，其中，所述广角透镜是鱼眼透镜。

13. 根据权利要求12所述的成像设备，其中，所述广角透镜具有在约110°至220°之间的视场。

14. 根据权利要求13所述的成像设备，其中，所述广角透镜具有约140°的视场。

15. 根据权利要求9至14所述的成像设备，其中，所述一个或多个测试部件是多个测试部件，并且所述检测器被配置为对所述多个测试部件同时成像。

16. 根据权利要求9至15所述的成像设备，其中，分析所述一个或多个感兴趣区域进一步包括：获取所述一个或多个感兴趣区域的RGB值并且控制和调节所述一个或多个测试部件上的光的变化。

17. 根据权利要求9至16所述的成像设备，其中，捕获所述一个或多个测试部件的图像进一步包括：校准所述检测器。

18. 根据权利要求9至17所述的成像设备，其中，所述计算机系统进一步被配置为使得所述检测器能够捕获所述目标区域处的一个或多个测试部件的图像。

19. 根据权利要求9至18所述的成像设备，其中，所述计算机系统进一步被配置为识别所述图像中一个或多个测试部件中的每个内的一个或多个感兴趣区域。

20. 一种方法，包括：

将广角透镜耦合到检测器，从而使得所述检测器通过所述广角透镜接收目标区域的图像数据；以及

将计算机系统耦合到所述检测器，所述计算机系统具有处理器以及存储有处理器可执行指令的一个或多个处理器可读存储器，当所述处理器可执行指令被执行时所述计算机系统使得所述处理器：

　使所述检测器能够捕获靠近所述目标区域的一个或多个测试部件的图像；

　识别所述图像中一个或多个测试部件中的每个内的一个或多个感兴趣区域；以及

　分析所述图像内的一个或多个感兴趣区域，以确定在所述一个或多个感兴趣区域中被描绘的样本内分析物的存在和缺乏中的至少一者。

21. 根据权利要求20所述的方法，进一步包括：将光源能够操作地耦合到所述计算机系统以照射所述目标区域。

22. 根据权利要求20至21所述的方法，其中，分析所述一个或多个感兴趣区域进一步包括：获取所述一个或多个感兴趣区域的RGB值并且控制和调节所述一个或多个测试部件上的光的变化。