CN109564237B - 物质分配评估系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于检测流体物质在托盘上分配不当的自动分析仪器。所述仪器包括用来捕获所述托盘的至少一部分的图像的图像捕获装置,所述托盘的所述至少一部分包括容器部分和围绕所述容器部分的周围部分。所述仪器随后识别所述图像中所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分,评估与所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分对应的所述图像的颜色分量,并且基于所述颜色分量中的至少一种来确定所述流体物质是否存在于所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分上。
Description
本申请作为PCT国际申请提交于2017年6月30日,并且要求于2016年6月30日提交的名称为“物质分配评估系统”(SUBSTANCE DISPENSE EVALUATION SYSTEM)的美国临时专利申请No.62/357,096的优先权,该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
一些生物样品分析仪器利用系统来分配流体物质诸如血液样品或其他体液以供分析以及试剂或血液样品以供分析。例如,在血液分析系统中,将试剂分配在托盘的反应孔上。在一些情况下,由于各种可能的原因,托盘可能无法与试剂吸移器精确对准,并且试剂可能会无意中分配到托盘的表面上而不是分配到反应孔中。试剂分配不当可导致分析仪器以与真性结果相同的方式报告假性结果。例如,在血液分析系统中,试剂分配不当可导致假阴性凝集图案。分配错误也可导致假阳性结果。
已使用数种方法来尝试检测试剂分配不当。在某些示例中,传感器用于在分配时检测分配探针相对于托盘的位置,或者用于监测探针管的内部压力以检测试剂或样品的排出。在其他示例中,对凝集图案进行图像处理和评估。然而,已发现这些方法不够充分。例如,这些方法不能完全区分真阴性图案与假阴性图案和/或真阳性图案与假阳性图案。
发明内容
一般而言,本公开涉及用于评估流体物质分配的系统。在一种可能的配置中并通过非限制性示例,系统对分配有流体物质的托盘进行光度分析。本公开中描述的各个方面,包括但不限于以下方面。
一个方面是评估自动分析仪器中流体物质在托盘上的分配的方法。该方法包括使用图像捕获装置捕获托盘的至少一部分的图像,该托盘的至少一部分包括容器部分和围绕容器部分的周围部分;使用至少一个计算装置识别图像中托盘的至少一部分的周围部分;评估与托盘的至少一部分的周围部分对应的图像的颜色分量;以及基于颜色分量中的至少一种来确定流体物质是否存在于托盘的至少一部分的周围部分上。
另一方面是用于评估自动分析器中所分配的流体物质的分配的系统。该系统包括托盘,该托盘包括多个容器和围绕多个容器的多个周围部分;被配置为将流体物质分配在托盘上的分配装置;被配置为捕获托盘的至少一部分的至少一个图像的图像捕获装置;至少一个处理装置;存储软件指令的至少一个计算机可读存储介质,当至少一个处理装置执行该软件指令时,该软件指令使系统:捕获托盘的至少一部分的图像,该托盘的至少一部分包括容器部分和围绕容器部分的周围部分;识别图像中托盘的至少一部分的周围部分;评估与托盘的至少一部分的周围部分对应的图像的颜色分量;以及基于颜色分量中的至少一种来确定流体物质是否存在于托盘的至少一部分的周围部分上。
又一方面是包括软件指令的计算机可读存储介质,当物质分配评估系统的至少一个处理装置执行该软件指令时,该软件指令使自动分析器中的物质分配评估系统:获取托盘的至少一部分的图像,该托盘的至少一部分包括容器部分和围绕容器部分的至少一个开口端的周围部分;识别图像的第一图像部分,该第一图像部分与托盘的至少一部分的周围部分对应,该第一图像部分包括多个图像片段;对于多个图像片段中的每一个图像片段,获取与图像片段的颜色相关联的值;将该值与第一阈值作比较;并且如果该图像片段的值不符合第一阈值,则将该图像片段指定为计数图像片段;将计数图像片段的数量与第二阈值作比较;并且,如果计数图像片段的数量不符合第二阈值,则将托盘的至少一部分指定为标记托盘,该标记托盘表示流体物质在托盘的至少一部分上分配不当。
附图说明
图1示意性地示出了用于分析生物样品的示例性仪器。
图2示意性地示出了用于分析生物样品的仪器的另一示例。
图3示出了可用于实现本公开各方面的计算装置的示例性架构。
图4示意性地示出了操作图1生物样品分析仪器的物质分配系统和分配评估系统的示例性方法。
图5为示出了操作分配评估系统的示例性方法的流程图。
图6为示例性托盘的示意性顶视图。
图7为图6托盘的剖面侧视图。
图8为示出了操作分配评估系统的示例性方法的流程图。
图9示出了微孔板的一部分的示例性图像。
图10为示出了执行图8操作的示例性方法的流程图。
图11示意性地示出了图9图像的一部分。
图12示出了示例性数据集,其包括表示每个图像片段的颜色参数值。
图13示出了示例性数据集,其中两个颜色参数是基于流体物质的类型从三个颜色参数中选择的。
图14为用于生成比较值的示例性比较值计算器的框图。
图15为示出了操作分配评估系统的示例性方法的流程图。
图16示出了与所捕获和所分析的每个图像相关联的示例性数据。
图17为与所捕获和所分析的每个图像相关联的另一示例性数据。
图18为通过分配评估生成的示例性数据集。
图19示出了第一阈值和第二阈值的示例性表格。
图20示出了示例性测试结果表,其显示了基于图19所示第一阈值和第二阈值的适当分配。
图21示出了示例性测试结果表,其显示了基于图19所示第一阈值和第二阈值的不当分配。
图22示出了检测流体物质在托盘上分配不当的另一示例性方法。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述各种实施例,其中在若干附图中,类似的参考标记表示类似的部件和组件。对各种实施例的提及并不是对本文所附权利要求书的范围进行限制。另外,本说明书中列举的任何例子并非意图加以限制,仅仅是针对所附权利要求书陈述多个可能的实施例中的一些。
图1示意性地示出了用于分析生物样品的示例性仪器100。在一些实施例中,仪器100包括物质分配系统102和物质分配评估系统104。托盘108用于接收和容纳流体物质110,并由仪器100的系统102和104使用。在一些实施例中,仪器100为自动的或半自动的,其中托盘108由系统102和104使用,不受仪器的人工操作员支配或受到操作员的最小干预。
在其他实施例中,仪器100还包括物质评估系统106。托盘108用于接收和容纳流体物质110,并由仪器100的系统102、104和106使用。在一些实施例中,仪器100为自动的或半自动的,其中托盘108由系统102、104和106使用,不受仪器的人工操作员支配或受到操作员的最小干预。
生物样品分析仪器100用于分析生物样品以实现各种目的。在一些实施例中,生物样品分析仪器100包括血液样品分析仪器或设备。例如,在一些实施例中,生物样品分析仪器100用于采集、测试、处理、存储和/或输注血液及其组分。血液采集可在献血中心进行。然后,所采集的血液及其组分通常在血库或临床实验室或者通过血库或临床实验室处理、测试和分配。
在所示示例中,仪器100被配置为执行各种类型的血液测试,诸如供血者筛选。例如,仪器100提供对ABO/Rh的自动同步测试,包括弱D型、巨细胞病毒测试和梅毒筛查。在一些示例中,通过证明人红细胞表面上有无抗原A和/或B以及检测血浆中有无抗A和/或抗B抗体来确定ABO血型。如本文所述,仪器100分析分配在托盘108(诸如具有多个反应孔的微孔板)上的生物样品(即流体物质110),诸如血液样品、稀释剂和/或试剂的混合物。
物质分配系统102用于将流体物质110分配在托盘108上。在一些实施例中,物质分配系统102包括一个或多个吸移装置。例如,吸移装置可流体连接到一个或多个散装容器以用于递送试剂、稀释剂和缓冲剂。另选地,吸移装置用于将流体物质从样品容器吸移到托盘108的孔中。这种吸移可从样品管引导到托盘108,或者可涉及多个吸移步骤,诸如如果样品的等分试样在转移到托盘108中之前保持在辅助管中。在血液样品分析的所示示例中,流体物质110可为血液样品、稀释剂和试剂中的任何一种或其任何混合物。血液样品包括红细胞和血浆。试剂可为各种类型。试剂的一些示例包括含抗体的液体试剂、含非反应性成分的液体试剂、红细胞悬液和颗粒悬浮液。试剂具有不同的颜色。一些试剂可被着色以允许用户将试剂与其他物质区分开来。这些试剂的颜色各不相同,包括绿色、紫色、黄色、蓝色和红色。试剂的示例包括血型鉴定试剂,诸如抗A、抗B、抗AB、抗D、抗C、抗E、抗c、抗e和抗K试剂。抗A、抗B和抗AB试剂用于通过测定人红细胞表面上有无红细胞抗原A和/或B来进行ABO血型的红细胞测定。抗D试剂(诸如抗D、抗D(PK1)和抗D(PK2))用于通过检测人红细胞表面上有无D(Rh)抗原来确定Rh血型。抗C、抗E、抗c、抗e和抗K用于通过检测红细胞表面上有无抗原C、E、c、e和K来进行人红细胞的Rh-Kell表型分型。在其他实施例中,流体物质110可为适于分配在容器或托盘上并供进一步分析的任何类型。
分配评估系统104用于评估流体物质110的分配。具体地讲,分配评估系统104确定流体物质110是否已适当地分配在托盘108上,以用于通过例如物质评估系统106进行后续分析。流体物质在托盘108上分配不当可导致例如可能与真性结果不可区分的假性结果,或者可以以其他方式损害生物样品分析仪器100的操作。
物质评估系统106用于评估托盘108上所容纳的流体物质110。举例来讲,物质评估系统106执行供血者筛选或输血检查,参照图2对此进行了更详细的描述。物质评估系统106可执行其他类型的分析或评估以实现各种目的。举例来讲,物质评估系统106可使用与托盘108兼容的任何已知的分析方法和检测系统来分析多种流体物质110。常见示例包括分光光度检测和分析,以进行临床化学测试、免疫测定、微生物鉴定和抗生素敏感性测试,以及使用荧光标记引物和探针进行核酸测试。与托盘上的半自动或自动样品处理兼容的其他分析方法也是已知的,并且与本公开的原理兼容。一些生物样品分析仪器100可由用户配置,用于选择适合各种研究或诊断分析的物质评估系统106。
托盘108被配置为从物质分配系统102接收流体物质110并保持流体物质110待物质评估系统106执行处理。举例来讲,托盘108可为多孔板、微量滴定板、多孔面板、多孔盒、多孔微流体装置、多孔载玻片、多孔容器、用于接收、保持和/或反应流体的具有多个孔的任何保持装置或者前述的任何组合。参照图4、图6和图7示出并描述了托盘108的示例。
流体物质110由物质分配系统102分配在托盘108上。在一些实施例中,流体物质110然后由物质评估系统106检查。流体物质包括可由物质分配系统102分配并且容纳在托盘108中的任何物质。在一些实施例中,流体物质110为单一物质的流体。在其他实施例中,流体物质110为多种物质的混合物。在各种实施例中,流体物质110可为待分析的样品、样品制备组分、稀释剂、缓冲剂、试剂或者前述的任何组合。在流体物质110涉及血液或其组分的情况下,流体物质110的示例包括全血、血浆、血清、红细胞、白细胞、血小板、稀释剂、试剂或其任何组合。
在血液样品分析的所示示例中,流体物质110可为血液样品、稀释剂和试剂中的任何一种或其任何混合物。试剂可为各种类型。试剂的一些示例包括含标记特异性结合试剂(例如抗体或核酸探针)的液体试剂、含反应性和/或非反应性成分的液体试剂、红细胞悬液和颗粒悬浮液。试剂可具有不同的颜色或者在反应时产生不同的颜色。一些试剂可被着色以允许用户将试剂与其他物质区分开来。这些试剂的颜色各不相同,包括绿色、紫色、黄色、蓝色和红色。试剂的示例包括血型鉴定试剂,诸如抗A、抗B、抗AB、抗D、抗C、抗E、抗c、抗e、抗K和抗k试剂。抗A、抗B和抗AB试剂用于通过测定人红细胞表面上有无红细胞A抗原和/或B抗原来进行ABO血型的红细胞测定。抗D试剂(诸如抗D、抗D(PK1)和抗D(PK2))用于通过检测人红细胞表面上有无D(Rh)抗原来确定Rh血型。抗C、抗E、抗c、抗e、抗K和抗k用于通过检测红细胞表面上有无抗原C、E、c、e、K和k来进行人红细胞的Rh表型分型和Kell表型分型。在其他实施例中,流体物质110可为适于分配在容器或托盘上并供进一步分析的任何类型。此外,流体物质可为其他类型的体液物质,诸如唾液、脑脊液、尿液、羊水、尿液、粪便、黏液、细胞或组织提取物、核酸或疑似含有目标分析物的任何其他类型的体液、组织或材料。
在一些实施例中,流体物质110具有与托盘108的颜色不同的颜色。在一些实施例中,托盘108的至少周围部分322(图4)具有可与流体物质110的颜色区分开的颜色。
继续参照图1,在一些实施例中,仪器100用于经由数据通信网络114与管理系统112通信。例如,仪器100包括通信装置(诸如图3中的通信装置246),仪器100通过该通信装置与管理系统112通信。
在一些实施例中,管理系统112远离仪器100定位,并且被配置为基于来自仪器100的数据执行诊断。此外,仪器100可评估仪器性能并生成报告。管理系统112的一个示例包括执行PROSevice远程服务应用的一个或多个计算装置,该PROSevice远程服务应用购自加利福尼亚州布雷亚市贝克曼库尔特有限公司(Beckman Coulter,Inc.,Brea,CA)。
贝克曼库尔特ProService远程服务应用可使用远程应用处理器(RAP)盒通过网络(例如网络114)在生物样品分析仪器100和远程诊断命令中心(例如管理系统112)之间提供安全且连续的连接。RAP盒可经由以太网端口、Wi-Fi或蜂窝网络通过互联网将生物样品分析仪器100连接到远程诊断命令中心。生物样品分析仪器100可将仪器数据(诸如标记托盘的实例)发送到RAP盒。然后,RAP盒可保护该数据并将其转发到远程诊断命令中心。生物样品分析仪器100和远程诊断命令中心之间的所有通信可通过RAP盒协调。RAP盒可使用静态或动态主机配置协议(DHCP)IP地址连接到网络。RAP盒可为具有计算机处理板和连接端口的硬件,其能够将仪器数据从生物样品分析仪器100安全传输到远程诊断命令中心。例如,RAP盒可具有一个或多个以太网连接端口、用于Wi-Fi或蜂窝网络连接的一个或多个计算机处理板、电源插座连接端口或前述的任何组合。
RAP盒可具有内部防火墙,以安全且连续地传输来自生物样品分析仪器100和远程诊断命令中心的仪器数据。该内部防火墙可创建专用仪器网络,该专用仪器网络将生物样品分析仪器100与存在于该网络上的其他网络流量隔离。此外,RAP盒可通过以下一个或多个机制确保从一个或多个分析仪到生物样品分析仪器100的数据传输。首先,出站启动数据消息通过加密进行保护,并经由端口443(用于安全互联网使用的标准端口)上的HTTPS通过防火墙发送。数据在安全套接层(SSL)期间传输,该安全套接层为用于经由互联网安全传输信息的协议。SSL在客户端和服务器之间创建安全连接,通过该连接可安全地发送数据。双重认证验证有助于防止未经授权访问传输的数据。SSL连接的示例为128位AES、FIPS兼容的加密算法。RAP盒可保护数据的另一机制是使用远程桌面共享(RDS)会话。通过安全的虚拟专用网络(VPN)隧道保持RDS会话,该虚拟专用网络隧道封装了生物样品分析仪器100与远程诊断命令中心之间的会话,以确保没有第三方拦截正在共享的数据。
仍然参照图1,数据通信网络114在一个或多个计算装置之间传送数字数据,诸如在数据收集装置108和数据处理系统112之间。网络114的示例包括局域网和广域网,诸如互联网。在一些实施例中,网络114包括无线通信系统、有线通信系统或者无线通信系统和有线通信系统的组合。在各种可能的实施例中,有线通信系统可使用电信号或光信号传输数据。无线通信系统通常通过电磁波传输信号,诸如以光信号或射频(RF)信号的形式。无线通信系统通常包括用于发送光信号或RF信号的光发送机或RF发送机以及用于接收光信号或RF信号的光接收机或RF接收机。无线通信系统的示例包括Wi-Fi通信装置(诸如利用无线路由器或无线接入点)、蜂窝通信装置(诸如利用一个或多个蜂窝基站)以及其他无线通信装置。
图2示意性地示出了用于分析生物样品的仪器100的另一示例。如图1所述,仪器100包括物质分配系统102、分配评估系统104和物质评估系统106。
在所示示例中,生物样品分析仪器100被配置为分析血液样品。在一些实施例中,物质分配系统102包括样品分配系统120、稀释剂分配系统122和试剂分配系统124。
样品分配系统120用于分配血液样品。在一些实施例中,样品分配系统120包括存储一个或多个样品架132的样品架供给装置130。选择样品架132中的至少一个并将其转移到邻近吸样单元134的位置。吸样单元134包括样品吸移器136,该样品吸移器从所转移的样本架抽吸血液样品,转移所抽吸的血液样品,并将血液样品分配到一个或多个反应管138。在一些实施例中,装有血液样品的反应管138被转移到稀释剂分配系统122。另选地,稀释剂分配系统122移动接近装有血液样品的反应管138。
稀释剂分配系统122用于稀释样品。在一些实施例中,稀释剂分配系统122包括稀释剂分配单元142和稀释样品转移单元144。稀释剂分配单元142用于将稀释剂分配到装有血液样品的反应管138中。稀释样品转移单元144将装有血液样品及稀释剂混合物的反应管138转移到托盘108。在一些实施例中,稀释样品转移单元144用于从反应管138抽吸血液样品及稀释剂混合物并将所抽吸的物质分配在托盘108上。
试剂分配系统124用于将试剂分配在装有血液样品及稀释剂混合物的托盘108上。试剂分配系统124包括试剂转移和分配单元150。在一些实施例中,试剂转移和分配单元150包括一个或多个试剂分配吸移器152。在一些实施例中,试剂转移和分配单元150移动到试剂供应部154并经由分配吸移器152从其中抽吸试剂,并返回到托盘108。然后,将试剂转移和分配单元150放置在托盘108上方,使得分配吸移器152与托盘108的容器部分(例如反应孔)对准。反应转移和分配单元150用于经由分配吸移器152将试剂分配在托盘108上。
仍然参照图2,在一些实施例中,分配评估系统104包括图像捕获装置160和图像处理装置162。
当流体物质110(例如,所示示例中血液样品、稀释剂和试剂的混合物)被分配在托盘108上时,托盘108可被输送到分配评估系统104。另选地,分配评估系统104移动到托盘108。
图像捕获装置160用于捕获托盘108的至少一部分的图像。在一些实施例中,图像捕获装置160包括相机单元164和光源166。相机单元164包括用于获取彩色数字图像的电荷耦合装置(CCD)图像传感器。光源166用于根据需要照亮待拍摄的托盘108。光源166可被布置在各个位置。在所示示例中,光源166被定位在托盘108的背面,与相机单元164相对。光源166的其他位置也是可能的。
图像处理装置162用于处理和评估由图像捕获装置160捕获的托盘108的图像,以确定流体物质110是否已适当地分配在托盘108上。在一些实施例中,图像处理装置162包括图3所示的至少一些构件。参照图4和图5描述并示出了图像处理装置162的示例性操作。
图3示出了可用于实现本公开各方面的计算装置的示例性架构,包括生物样品分析仪器100或仪器100的各种系统,诸如物质分配系统102、分配评估系统104和物质评估系统106。另外,仪器100的系统所包括的一个或多个装置或单元也可用如图3所示的计算装置的至少一些构件来实现。这种计算装置在本文中被指定为附图标记200。计算装置200用于执行本文所述的操作系统、应用程序和软件模块(包括软件引擎)。
在一些实施例中,计算装置200包括至少一个处理装置202,诸如中央处理单元(CPU)。多种处理装置可得自多个制造商,例如英特尔公司(Intel)或AMD公司(AdvancedMicro Devices)。在此示例中,计算装置200还包括系统存储器204和系统总线206,该系统总线将包括系统存储器204在内的多个系统构件耦合到处理装置202。系统总线206为许多不同类型的总线结构中的一者,包括存储器总线或存储控制器;外围总线;以及使用多种总线架构中的任一者的局部总线。
系统存储器204包括只读存储器208和随机存取存储器210。含有基本例程的基本输入/输出系统212通常存储在只读存储器208中,该基本例程用于在计算装置200内,如在启动期间传输信息。
在一些实施例中,计算装置200还包括用于存储数字数据的辅助存储装置214,诸如硬盘驱动器。辅助存储装置214通过辅助存储接口216连接到系统总线206。辅助存储装置及其相关联的计算机可读介质为计算装置200提供计算机可读指令(包括应用程序和程序模块)、数据结构和其他数据的非易失性存储。
尽管本文所述的示例性环境将硬盘驱动器用作辅助存储装置,但在其他实施例中使用其他类型的计算机可读存储介质。这些其他类型的计算机可读存储介质的例子包括盒式磁带、闪存卡、数字视频盘、伯努利盒、光盘只读存储器、数字通用盘只读存储器、随机存取存储器或只读存储器。一些实施例包括非瞬时性介质。
若干个程序模块可存储在辅助存储装置214或存储器204中,包括操作系统218、一个或多个应用程序220、其他程序模块222和程序数据224。
在一些实施例中,计算装置200包括输入装置,以使用户能够向计算装置200提供输入。输入装置226的示例包括键盘228、指针输入装置230、麦克风232和触敏显示器240。其他实施例包括其他输入装置226。输入装置通常通过耦合到系统总线206的输入/输出接口238连接到处理装置202。这些输入装置226可通过许多不同的输入/输出接口连接,诸如并行端口、串行端口、游戏端口或通用串行总线。输入装置与接口238之间的无线通信也是可能的,并且在一些可能的实施例中,其包括红外线、无线技术、WiFi技术(802.11a/b/g/n等)、蜂窝或其他射频通信系统。
在此示例性实施例中,触敏显示装置240也经由接口(诸如视频适配器242)连接到系统总线206。触敏显示装置240包括触摸传感器,该触摸传感器用于在用户触摸显示器时接收来自用户的输入。这些传感器可为电容传感器、压力传感器或其他触摸传感器。传感器不仅检测与显示器的接触,还检测接触的位置以及接触随时间的移动。例如,用户可在屏幕上移动手指或触笔以提供写入输入。对写入输入进行评估,并且在一些实施例中,将其转换为文本输入。
除了显示装置240之外,计算装置200可包括各种其他外围装置(未示出),诸如扬声器或打印机。
计算装置200还包括通信装置246,该通信装置被配置为在整个网络上建立通信。在一些实施例中,当在局域联网环境或广域联网环境(诸如互联网)中使用时,计算装置200通常通过网络接口(诸如无线网络接口248)连接到网络。其他可能的实施例使用其他有线和/或无线通信装置。例如,计算装置200的一些实施例包括以太网网络接口或者用于在整个网络上通信的调制解调器。在其他实施例中,通信装置246能够进行短距离无线通信。短距离无线通信为单向或双向的短距离到中距离的无线通信。可根据各种技术和协议建立短距离无线通信。短距离无线通信的示例包括射频识别(RFID)、近场通信(NFC)、蓝牙技术和Wi-Fi技术。
计算装置200通常包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质包括可由计算装置200访问的任何可用介质。举例来讲,计算机可读介质包括计算机可读存储介质和计算机可读通信介质。
计算机可读存储介质包括易失性的和非易失性的、可移除的和不可移除的介质,该介质在构造用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何装置中实现。计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器、只读存储器、电可擦可编程只读存储器、闪速存储器或其他存储技术、光盘只读存储器、数字多功能光盘或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置或者可用于存储所需信息且可由计算装置200访问的任何其他介质。
计算机可读通信介质通常具体表达为计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制数据信号(诸如载波或其他传输机制)中的其他数据,并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”是指具有一个或多个其特征以某种方式设置或改变以编码信号中的信息的信号。举例来讲,计算机可读通信介质包括有线介质,诸如有线网络或直接有线连接;以及无线介质,诸如声音、射频、红外线和其他无线介质。上述中的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
再次参照图3,计算装置200可包括位置识别装置250。位置识别装置250被配置为识别计算装置200的位置或地理位置。位置识别装置250可使用各种类型的地理定位或定位系统,诸如基于网络的系统、基于送受话器的系统、基于SIM的系统、Wi-Fi定位系统和混合定位系统。基于网络的系统利用服务供应商的网络基础设施,诸如蜂窝塔三角测量。基于送受话器的系统通常使用全球定位系统(GPS)。当GPS由于包括多重路径和室内信号阻塞在内的各种原因而不适用时,可使用Wi-Fi定位系统。混合定位系统组合使用基于网络和基于送受话器的技术来确定位置,诸如辅助GPS。
图4示意性地示出了操作生物样品分析仪器100的物质分配系统102和分配评估系统104的示例性方法300。还示出了托盘108的说明性示例。方法300通常包括操作302和304。
在操作302处,物质分配系统102用于将流体物质110分配在托盘108上。物质分配系统102包括具有分配探针312的分配装置310。
举例来讲,分配装置310可被配置为试剂分配系统124(例如试剂转移和分配单元150)。在其他示例中,样品分配系统120(例如吸样单元134)或稀释剂分配系统122(例如稀释剂分配单元142)被实现为分配装置310。在其他示例中,适于分配或注入流体物质的任何其他分配装置可用作分配装置310。
在一些实施例中,分配探针312为吸移器,该吸移器被配置为将流体物质分配在托盘108上。举例来讲,分配探针312可为样品吸移器136、稀释剂分配单元142的分配尖端或试剂分配吸移器152。
在一些实施例中,托盘108包括容器部分320和周围部分322。容器部分320为形成在托盘108上且被配置为从分配装置310接收流体物质的凹部。周围部分322为托盘108的一部分,该周围部分围绕容器部分320布置而非容器部分320的一部分。在一些实施例中,周围部分322为托盘108上围绕容器部分320的开口的表面。
物质分配系统102(例如分配装置310)被配置为理想地将流体物质110仅分配到托盘108的容器部分320中,而不分配在托盘108的周围部分322或任何其他部分上。然而,由于各种原因,流体物质110不仅可注入或分配到容器部分320中,还可注入或分配在周围部分322上。在一些情况下,分配装置310相对于托盘108未对准以及系统故障或误操作可导致托盘108上的流体物质分配不当或溢出。例如,当流体物质被分配到托盘108的容器部分320中时,托盘108未与分配探针312适当对准。结果,分配探针312可偏离容器部分320,并且将流体物质中的至少一些分配在托盘108的周围部分322上。流体物质在托盘108上的此类不当分配可使得在后续评估过程中(诸如在物质评估系统106处)产生不准确、不可靠的结果。在图2的所示示例中,在进行输血检查的情况下,物质评估系统106无法区分由于托盘108上的不当分配产生的假阴性凝集图案和真阴性凝集图案。因此,要消除这种假性结果,重要的是验证流体物质已适当地分配在托盘上。
一旦物质分配系统102将流体物质110分配到托盘108(操作302处),则在操作304处使用分配评估系统104来评估托盘108。在一些实施例中,托盘108被输送到分配评估系统104。在其他实施例中,托盘108保持静止,而分配评估系统104替代物质分配系统102。在物质分配系统102移动离开托盘108之后,分配评估系统104可接近托盘108。另选地,分配评估系统104与物质分配系统102一体配置,使得在托盘108静止的情况下依序执行操作302和304。
如上所述,分配评估系统104包括图像捕获装置160和图像处理装置162。参照图5更详细地描述了操作304的示例。
图5为示出了操作分配评估系统104(即图4中的操作304)的示例性方法350的流程图。在一些实施例中,方法350包括操作352、354和356。在一些实施例中,方法350包括分配评估系统104所执行的操作。例如,方法350中的操作由一个或多个处理器(诸如如图3所示的处理装置202)执行。虽然本文主要示出了分配评估系统104执行方法350的操作,但方法350中的至少一个操作可由仪器100中的其他系统或构件独立于分配评估系统104执行或与该分配评估系统配合执行。
在操作352处,分配评估系统104用于捕获托盘108的图像,流体物质110已按图4操作302分配在该托盘上。在一些实施例中,图像捕获装置160被放置在托盘108上方并且拍摄托盘108的至少一部分的图像330(图4和图9),使得图像330中包括容器部分320和围绕容器部分320的周围部分322。
在操作354处,分配评估系统104用于分析图像330。在一些实施例中,图像处理装置162用于处理图像330并生成一个或多个参数,该一个或多个参数可用于评估流体物质在托盘108上的分配。参照图8描述并示出了操作354的示例。
在操作356处,分配评估系统104用于评估物质注入的适当性。在一些实施例中,图像处理装置162使用通过分析图像330生成的参数,并且确定流体物质是否已适当地分配在托盘108上。参照图8描述并示出了操作456的示例。
参照图6和图7描述了托盘108的示例。具体地讲,图6为示例性托盘108的示意性顶视图,图7为图6托盘108的剖面侧视图。
在所示示例中,托盘108被配置为微孔板370。微孔板370包括多个孔372,该孔提供反应容器以分析流体物质(例如抽样)的组分。孔372具有形成在微孔板370的分配表面374上的圆形开口,并且周围部分或表面376被定义为围绕孔372的开口的分配表面374。在一些实施例中,孔372形成为大致凹形,并且以矩阵形式布置在微孔板370的分配表面374上。因此,微孔板370的孔372对应于托盘108的容器部分320,并且微孔板370的周围表面376对应于托盘108的周围部分322。在一些实施例中,微孔板370由注模合成树脂(诸如丙烯酸)形成。
在一些实施例中,微孔板370的每个孔372被配置为接收待测抽样以及与抽样发生抗原-抗体反应的反应试剂。在从该分配起的预定时间之后,孔372中产生反应的微孔板370的至少一部分由图像捕获装置160拍摄成像,并且如本文所述,利用所捕获的图像分析分配。
如图7所示,平行于孔372的开口平面(即分配表面374)的任何剖面(沿线A-A剖取的水平剖面)为圆形,并且每个水平剖面上的圆的直径从开口平面朝底部逐渐变小。具体地讲,在分配时充当储液槽的底部378呈大致圆锥状。在一些实施例中,底部378中的包含部分具有这样的构造,即其直径逐步略微变化以增加其表面积,从而促进沉淀因抗原-抗体反应而凝结的反应物。
举例来讲,当将抽样(诸如血液和体液)和试剂(包括与抽样中的某种物质发生特定反应的物质)分别在微孔板370的孔372中分配适当的量时,这些物质在微孔板370的孔372内发生抗原-抗体反应。例如,当使用血液中的红血球进行血型分型时,红血球与待凝集的试剂中包含的某种抗体发生抗原-抗体反应。凝集的红血球在底部378的倾斜部分逐步沉淀。由沉淀形成的凝集图案根据血型而不同,因此,通过分析利用适当成像工具成像凝集图案而获得的图像数据,确定抽样的血型。因为通过抗原-抗体反应获得的凝集图案出现在孔372的底部378的倾斜部分处,以为了对该凝结图案成像,需要将成像工具的焦点位置设定在底部378附近。
参照图8和图9,更详细地描述了操作分配评估系统104的示例性方法400。图8为示出了操作分配评估系统104的示例性方法400的流程图。还参照图9描述了方法400,该图示出了微孔板370的一部分的示例性图像330。
方法400包括可由分配评估系统104的图像处理装置162执行的操作。在一些实施例中,如图5所述的操作354在方法400中实现。在所示实施例中,方法400包括操作402、404和406。
一旦图像捕获装置160捕获托盘108的至少一部分的图像330,就执行方法400。在方法400之前,如图4所示的图像捕获装置160对托盘108成像(例如,如图5所示的操作352)。图像捕获装置160可捕获托盘108的至少一部分的图像330,使得图像330包括一个或多个容器部分320和围绕容器部分320的周围部分322。
在本公开中,方法400主要将微孔板370作为托盘108来描述,该托盘包括多个容器部分320(例如多个孔372)和多个周围部分322(例如多个周围部分376)。在所示实施例中,图像捕获装置160用于拍摄托盘108的一部分的图像330,使得图像包括仅一个容器部分320(例如单个孔372)和围绕容器部分320的周围部分322(例如单个周围部分376)。为了评估该配置中的整个托盘108,对托盘108的不同部分拍摄多个图像,使得多个图像组合起来可表示整个托盘108(例如微孔板370)。如本文所述,可对每个图像进行处理和分析,以评估流体物质分配的适当性。
在其他实施例中,图像捕获装置160捕获托盘108的一部分的图像,使得图像包括两个或两个以上容器部分以及与容器部分相关联的周围部分。在该配置中,如果要评估整个托盘108,则图像捕获装置160需要捕获多个此类图像。
另选地,托盘108(例如微孔板370)可以以不同的方式成像,以执行方法400。在托盘108包括单个容器部分320和围绕容器部分320的周围部分322的情况下,捕获图像330以包括容器部分320和周围部分322的至少一部分。在托盘108包括多个容器部分320和多个周围部分322的情况下(例如,在托盘108为微孔板370的情况下),图像捕获装置160可一次捕获整个托盘108的图像,使得图像包括多个容器部分和多个周围部分。在后续过程中,整个托盘的图像可分成多个块(本文中也称为子图像),每个块均要进行如本文所述的图像评估。图像的每个块可包括容器部分中的至少一个和围绕容器部分中的一个的周围部分中的至少一个。在其他实施例中,图像的每个块可包括容器部分中的两个或两个以上以及围绕容器部分中的两个或两个以上的周围部分中的两个或两个以上。
在其他实施例中,对托盘108的预定区域进行成像和评估,以确定整个托盘108或托盘108的该区域的分配适当性。
仍然参照图8,在操作402处,图像处理装置162识别图像330中围绕托盘108的容器部分320的周围部分322。可使用各种图像处理技术来分析图像330,以识别图像330中对应于托盘108的周围部分322的部分。在图9的所示示例中,图像330表示微孔板370的一部分,该部分包括一个孔372和围绕孔372的周围部分376。在一些实施例中,图像330中对应于围绕孔372的周围部分376的周围图像部分430可使用边缘检测来识别,运用边缘检测在图像330中找到孔372的边界。例如,可在图像330中检测亮度的不连续性,以找到孔372的边界。可使用其他技术来识别图像330中的周围图像部分430,该周围图像部分对应于围绕孔372的周围部分376。
在操作404处,图像处理装置162评估图像330中周围图像部分430的颜色分量。这种颜色分量可从图像捕获装置160输出的信号中获取。根据不同的颜色模型,颜色分量可与不同的颜色分量相关联。例如,在RGB颜色模型中,颜色分量包括红、绿、蓝分量。在CMYK颜色模型中,颜色分量包括青、品红、黄、黑。在其他实施例中,颜色分量的其他组合也是可能的。参照图10更详细地描述了操作404的示例。
在操作406处,图像处理装置162确定流体物质110是否存在于围绕微孔板370的孔372的周围部分376上。在一些实施例中,基于图像330中周围图像部分430的颜色分量中的至少一个来进行确定。参照图10更详细地描述了操作404的示例。
图10为示出了执行图8方法400中的一些操作的示例性方法450的流程图。进一步参照图11描述了方法450,该图示意性地示出了图9图像330的一部分。在一些实施例中,示例性方法450实现操作404和406。方法450可包括操作452、454、456和458。
在操作452处,图像处理装置162识别图像330的周围图像部分430中的多个图像片段470。如图11所示,图像330的周围图像部分430可分成多个图像片段470以用于后续分析。在一些实施例中,图像片段470对应于图像330的像素。可以以各种方式识别图像片段470。在一些实施例中,对图像片段470编号以便识别。在图11的所示实施例中,图像片段中的一个由序列号“564”标识,另一图像片段由序列号“754”标识。
在操作454处,图像处理装置162获得图像片段470的每一个图像片段的颜色参数472。在所示实施例中,获得每个图像片段470的三个颜色参数(即图11中的第一颜色参数、第二颜色参数和第三颜色参数474、476和478)。以各种方式测量颜色参数。在一些实施例中,颜色分量的值可缩放,例如从0至99。举例来讲,在图11中,由“564”标识的图像片段具有第一颜色参数值30、第二参数值79和第三参数值3,并且由“754”标识的图像片段具有第一颜色参数值45、第二参数值65和第三参数值2。
在一些实施例中,根据基于各种颜色模型的颜色分量来确定三个颜色参数474、476和478。例如,颜色参数474、476和478为RGB颜色模型中红、绿、蓝分量的值。在其他实施例中可获得其他类型和其他数值的颜色参数。例如,在CMYK颜色模型中,可使用四种颜色分量,诸如青、品红、黄、黑分量。图12中示出了颜色片段的示例性颜色参数数据集。
在操作456处,图像处理装置162基于分配在托盘108上的流体物质110的类型选择颜色参数472中的一个或多个。在所示实施例中,根据流体物质110的特性,从三个颜色参数472中选择两个颜色参数。图13中示出了对颜色参数的示例性选择(即参数选择494)。
在操作458处,图像处理装置162基于每个图像片段470的所选颜色参数来计算比较值502(图14)。参照图14更详细地描述并示出了比较值502的一些示例。
图12示出了示例性数据集480,其包括表示每个图像片段470的颜色参数472的值。举例来讲,第一颜色参数、第二颜色参数和第三颜色参数474、476和478为图像330的周围图像部分430内每个像素中的红、绿、蓝分量的值。在所示实施例中,图像330的周围图像部分430包括130,569像素,每个像素具有三个不同颜色参数的值。
图13示出了示例性数据集490,其中两个颜色参数(例如参数选择494)是基于分配在托盘108上的流体物质的类型从三个颜色参数中选择的。在测试血液样品的所示示例中,可通过血液样品类型和试剂类型中的任一者或两者来确定物质类型492。
在一些实施例中,颜色参数472被选择为使得所选颜色参数中的一个紧密匹配于流体物质的颜色,并且另一颜色参数不同于流体物质的颜色。在图13的所示示例中,当流体物质为红细胞与第一类型试剂(“试剂1”)的混合物时,选择第一颜色参数和第二颜色参数474和476用于分配评估。第一颜色参数和第二颜色参数474和476中的一个可选择为使得尽可能紧密地匹配于红细胞和试剂1的混合物的颜色,并且另一颜色参数具有尽可能不同的颜色。例如,另一颜色参数可选择为与流体物质的颜色互补。举例来讲,在使用RGB颜色模型来分析图像330的情况下,当使用红细胞作为血液样品时,选择红色参数作为第一颜色参数(因为红细胞的颜色为红色),并且可选择绿色参数或蓝色参数作为第二颜色参数。当血液样品为大致黄色的血浆时,可使用绿色参数作为与血样颜色紧密匹配的第一颜色参数,并且可选择红色参数或蓝色参数作为与血样颜色截然不同的第二颜色参数。在其他示例中,在选择颜色参数时可参照所用试剂的颜色。例如,在试剂为绿色的情况下,使用绿色参数作为第一颜色参数,并且选择红色参数或蓝色参数作为第二颜色参数。
图14为用于生成比较值502的示例性比较值计算器500的框图。在一些实施例中,比较值计算器500接收基于分配在托盘108上的流体物质类型选择的颜色参数(即所选颜色参数494),并且生成适于评估托盘108上的物质分配的比较值502。
比较值502为所选颜色参数494的函数。在所示实施例中,两个颜色参数(诸如第一颜色参数和第二颜色参数494A和494B)用作比较值502的变量。在一些实施例中,比较值502包括第一颜色参数和第二颜色参数494A和494B之间的比率504。在一些实施例中,比较值502包括第一颜色参数和第二颜色参数494A和494B之间的差值506。在其他实施例中,比较值502包括与所选颜色参数494相关联的其他值。
图15为示出了操作分配评估系统104的示例性方法530的流程图。具体地讲,方法530包括可由分配评估系统104的图像处理装置162执行的操作。在一些实施例中,如图5所述的操作356在方法530中实现。在所示实施例中,方法530包括操作532、534、536、538、540、542和544。进一步参照图16和图17描述了方法530。
在操作532处,图像处理装置162将每个图像片段470的比较值520与第一阈值552作比较。第一阈值552提供用于评估图像片段470的参考值。
再次参照图13,提供了多个第一阈值552。第一阈值552根据分配在托盘108上的物质的类型而变化。在一些实施例中,通过实验确定第一阈值552的集合,以提高物质分配评估结果的准确性和可靠性。此外,针对比较值502的类型,提供不同的第一阈值552。例如,第一阈值552A适于比率比较值504,第一阈值552B用于差值比较值506。参照图19描述了第一阈值的一个示例性集合。
往回参照图15,在操作534处,图像处理装置162确定不满足第一阈值552的图像片段470的数量。对于每个图像片段470,确定比较值502是否不满足第一阈值552。如果特定图像片段的比较值502不符合第一阈值552,则可将该图像片段指定为计数图像片段。一旦对评估中的所有图像片段进行了这样的判定,就获得受到分配评估的全部图像片段470当中不满足第一阈值552的图像片段470的总数。在本公开中,这种不满足阈值的图像片段的总数可称为计数图像片段总数。在一些实施例中,仅分析全部图像片段470中的一部分来生成计数图像片段总数。
在一些实施例中,如果比较值502超过第一阈值552(例如在图17中),则比较值502不符合第一阈值552。在其他实施例中,如果比较值502小于第一阈值552(例如在图16中),则比较值502不满足第一阈值552。
在操作536处,图像处理装置162将计数图像片段总数与第二阈值554作比较。第二阈值554提供参考值,用于确定分配在托盘108上的流体物质是否溢出。在本公开中,第二阈值554可称为截止值。如下所述,如果不符合第一阈值552的图像片段的数量超过截止值,则认为流体物质已溢出在围绕托盘的容器部分的周围部分上。参照图19描述了第二阈值的一个示例性集合。
在操作538处,图像处理装置162确定计数图像片段总数是否满足第二阈值554。在一些实施例中,如果计数图像片段总数小于第二阈值554,则计数图像片段总数符合第二阈值554。在其他实施例中,如果计数图像片段总数不大于第二阈值554,则计数图像片段总数符合第二阈值554。
如果确定计数图像片段总数满足第二阈值554(在操作538处选择“是”),则方法530进入操作540。否则(在操作538处选择“否”),方法530继续至操作544。
在操作540处,图像处理装置162确定是否存在尚未通过操作532、534、536和538评估的任何图像片段470。如果发现任何图像片段470未检查(在操作540处选择“是”),则方法530返回到操作532以及需对未检查图像片段执行的后续操作项。如果没有未检查的图像片段470(在操作540处选择“否”),则方法530继续至操作542。
在操作542处,图像处理装置162识别流体物质已适当地分配在托盘108上。在一些实施例中,图像处理装置162用于存储表示这种适当分配的信息。例如,图像处理装置162可更新与托盘108相关联的数据,以包括流体物质已适当分配在托盘108上的信息,供进一步分析。在其他实施例中,图像处理装置162终止分配评估过程而不执行任何其他操作。与在操作544处做标记相反,这样可表明分配适当。
在操作544处,图像处理装置162用于将托盘108指定为被标记。在一些实施例中,图像处理装置162存储表明流体物质在托盘108上分配不当的标记。与托盘108相关联的标记表示流体物质在托盘108上分配不当。
图16示出了与如本文所述捕获和分析的每个图像330相关联的示例性数据550。在一些实施例中,数据550表示对托盘的至少一部分的图像的图像片段分析,如图15中的一些操作所示。在所示示例中,捕获了微孔板370的每个孔372的图像,并且评估了图像的多个图像片段470,该多个图像片段表示图像内围绕孔372的周围部分376。
在一些实施例中,数据550包括孔ID 556以识别微孔板370的孔372,已对其进行分析以执行分配评估。数据550可包括与分析相关联的各种信息块,诸如分配在微孔板上的物质的类型(即物质类型492)、用于分析的颜色参数494、用于分析的比较值502、用于分析的第一阈值552和用于分析的第二阈值554。
如图所示,数据550可通过图像片段ID 558识别图像内的多个图像片段。对于每个图像片段470,基于被限定为用于分析的比较值的类型来计算比较值502。在所示示例中,使用比率比较值504,并且该比率比较值被定义为第二颜色参数与第三颜色参数之比。计算每个图像片段470的比率比较值504,并且该比率比较值与该图像片段470的图像片段ID 558相关联。数据550还包括关于比率比较值504是否超过第一阈值552的信息。此外,数据550包括不满足第一阈值的图像片段的总数(即计数图像片段总数560)。在这种情况下,具有不超过第一阈值的比较值的图像片段被计入计数图像片段总数560中。
在一些实施例中,数据550还包括关于计数图像片段总数560是否超过第二阈值554的信息。在所示示例中,计数图像片段总数560(例如图16中的53)超过第二阈值554(例如图16中的50)。在这种情况下,可标记与数据550相关联的微孔板370的孔372,以表明流体物质在孔372上分配不当。
图17为与如本文所述捕获和分析的每个图像330相关联的另一示例性数据570。除了用于分析的比较值502的类型之外,数据570类似于图17的数据550。
在一些实施例中,数据570表示对托盘的至少一部分的图像的图像片段分析,如图15中的一些操作所示。在所示示例中,捕获了微孔板370的每个孔372的图像,并且评估了图像的多个图像片段470,该多个图像片段表示图像内围绕孔372的周围部分376。
类似于数据550,数据570可包括关于孔ID 556、物质类型492、用于分析的颜色参数494、用于分析的比较值502、用于分析的第一阈值552和用于分析的第二阈值554的信息。
如图所示,数据570可通过图像片段ID 558识别图像内的多个图像片段。对于每个图像片段470,基于被限定为用于分析的比较值的类型来计算比较值502。在所示示例中,使用差值比较值506,并且该差值比较值被定义为第二颜色参数与第三颜色参数之差。计算每个图像片段470的差值比较值506,并且该差值比较值与该图像片段470的图像片段ID 558相关联。数据570还包括关于差值比较值506是否小于第一阈值552的信息。此外,数据570包括不满足第一阈值的图像片段的总数(即计数图像片段总数560)。在这种情况下,具有等于或超过第一阈值的比较值的图像片段被计入计数图像片段总数560中。
在一些实施例中,数据570还包括关于计数图像片段总数560是否超过第二阈值554的信息。在所示示例中,计数图像片段总数560超过第二阈值554。在这种情况下,可标记与数据570相关联的微孔板370的孔372,以表明流体物质在孔372上分配不当。
图18为通过对托盘108的分配评估而生成的数据600的示例性集合。在所示示例中,托盘108为包括多个孔372的微孔板370。在一些实施例中,数据600包括微孔板ID 602,该微孔板ID用于识别在其上分配有流体物质的微孔板370。数据600还可包括关于微孔板中所包括的孔的数量(即孔的数量604)、分配日期606、分配在微孔板上的物质的类型(即物质类型492)、用于分析的颜色参数494、用于分析的比较值502、用于分析的第一阈值552和用于分析的第二阈值554的信息。另外,数据600包括标记状态608。在其他实施例中,数据600包括其他信息块。
如图所示,数据600包括关于每个孔372是否满足第二阈值554的信息612。如上所述,可标记不符合第二阈值554的孔372以表明该孔372上分配不当。数据600也包括此类信息614,如表中第三列所示。
基于微孔板370的孔372的标记结果来确定总体上在微孔板370上的分配适当性。标记微孔板370以表明流体物质还未适当地分配在微孔板370上,因此尚未准备好进行进一步分析。标记状态608用于表明微孔板370是否被标记。在一些实施例中,如果孔372中的任一个被标记,则确定微孔板370被标记。在其他实施例中,如果预定数量的孔372被标记,则认为微孔板370被标记。
标记状态608以各种方式呈现给仪器100的用户。在一些实施例中,标记状态608显示在仪器100所具有的屏幕上,以通知用户分配适当性(并从而通知进一步分析的准备状态)。在其他实施例中,标记状态608包括在可向用户显示或者打印出来给用户的报告中。在其他实施例中,显示或打印出数据600的至少一部分供用户参考。
如本文所述,在本公开的示例性实施例中,CCD相机拍摄微孔板上每个孔的彩色数字图像。例如,当微孔板具有120个孔时,可捕获120个彩色图像供单独评估。CCD相机为每个像素输出三个分离的信号,这些信号对应于原色,诸如RGB颜色模型中的红、绿、蓝。在每个彩色图像上,基于例如边缘检测处理来识别微孔板的顶面,其在本文中可称为孔外区域。对孔外区域进行光度值分析,以确定有色流体物质(例如试剂或样品)是否分配到微孔板的表面上。同时,基于所分配的流体物质类型从三原色中选择两种。然后,对于每个像素,计算两种原色的差值和/或比率。将计算出的差值或比率与第一参考值作比较。该第一参考值可根据流体物质的类型而变化。计算机控制台可存储每个流体物质的一个或多个第一参考值,该流体物质被登记在仪器100上待使用的计算机控制台上。举例来讲,该系统的计算机控制台存有用于仪器所使用试剂和样品类型的99个或更多个第一参考值。对于每个像素,如果计算出的差值或比率不符合第一参考值(例如,计算出的差值或比率高于或低于第一参考值),则将一个像素的值添加到总计数像素中。举例来讲,对于560×560数字图像,每个彩色图像总共有313,600像素,因此孔外区域大致占总共约100,000像素。最后,将总计数像素与第二参考值作比较。第二参考值为阈值截止值。如果总计数像素大于第二参考值,则不适当的试剂分配被标记。即使一个孔被标记,微孔板的整个结果也可被标记。尽管说明了对微孔板的孔逐个单独评估,但是也可基于微孔板的两个或更多个孔、基于微孔板的特定区域或基于整个微孔板来评估分配的适当性。
如本文所讨论的,待分配在微孔板上的流体物质(例如有色试剂和/或血液样品)已着色。因此,如果在微孔板的孔之间不存在溢出或分配不当,则孔间表面的图像显示表面的原始颜色(或者如果微孔板以相同的颜色形成,则显示微孔板的原始颜色)。如果流体物质被误分配在微孔板上,则微孔板的孔间表面的至少一部分的颜色显得与微孔板表面的原始颜色不同。如本文所述的系统自动捕获并处理图像,并且基于图像的颜色参数来评估流体物质在微孔板上的分配。
参照图19至图21描述了第一阈值和第二阈值的示例性集合以及基于阈值的示例性测试结果。在该示例中,第一阈值552被确定为在具有适当分配的图像中的最大值上下,并且第二阈值554被设定成对应于孔外区域上像素数量的约1%。在该示例中,捕获的每个图像具有560×560的分辨率,从而具有313,600像素。孔区域具有圆形顶部,该圆形顶部具有165像素的半径,从而具有约85,530像素的尺寸。孔外区域具有约228,070像素(=313,600-85,530像素)的尺寸。应当注意,在其他示例中,第一阈值和第二阈值、图像、孔区域和/或孔外区域可确定和设计得不同。
在该示例中,考虑了不同的试剂。一种示例性试剂包括由贝克曼库尔特有限公司(Beckman Coulter,Inc.)出售的Diagast试剂。另一种示例型试剂包括购自和光纯药工业株式会社(Wako Pure Chemical Industries.Ltd.)的Wako试剂。抗A(蓝)和抗B(黄)的颜色由WHO规定。应当注意,不同制造商的染料类型和浓度不同。在其他示例中,TPHA可用于检测具有褐色的抗密螺旋体抗体。这还可由本公开的系统以相同或类似的方式来检测。
图19示出了第一阈值552和第二阈值554的示例性表格700。在该示例中,第一阈值552可为绿红分量之比702、蓝红分量之比704、绿蓝分量之比706、绿红差值708、蓝红差值710和绿蓝差值712中的至少一个。在该示例中,第二阈值554在不同类型的第一阈值552中是一致的。在其他示例中,第二阈值554可根据第一阈值552的类型而变化。
图20示出了示例性测试结果表730,其显示了基于图19所示第一阈值和第二阈值的适当分配。在该示例中,针对不同类型的第一阈值552执行了九个测试。在该示例中,所有超过第一阈值的像素数量732均小于第二阈值。因此,认为分配适当。
图21示出了示例性测试结果表750,其显示了根据不同流体物质基于图19所示第一阈值和第二阈值的不当分配。在该表中,一些数量732(以斜体突出显示)超过第二阈值,这表明分配不当。
虽然主要描述了对有色流体物质的不当分配的检测,但在其他实施例中,也可以评估无色流体物质是否分配适当。在一些示例中,系统可检测由穿过托盘108的周围部分322的光的不同折射率产生的一种或多种颜色,如图22所示。在图22中,左侧的光路显示分配不当,右侧的光路显示分配适当。如右侧所示,当分配适当时,周围部分322保持大致平坦,并且不发生折射。然而,当分配不当时,流体物质保持在周围部分322上,并形成面对空气的弯曲边界。由于折射率随不同波长而变化,因此当光穿过托盘108的周围部分332上的流体物质时,不同波长的光会不同地折射。因此,可在托盘108的图像中检测颜色。通过检测图像中由周围332部分处的折射产生的这些颜色,可评估流体物质在托盘108上的分配。
上述各种实施例仅以举例说明的方式提供,不应被视为对本文所附权利要求书的限制。本领域的技术人员将容易地理解,在不脱离以下权利要求书的真实实质和范围的情况下,可以不遵循本文所述的示例性实施例和应用作出各种修改和变化。
Claims (11)
1.一种评估自动分析仪器中流体物质在托盘上的分配的方法,所述方法包括:
使用图像捕获装置捕获所述托盘的至少一部分的图像,所述托盘的所述至少一部分包括容器部分和围绕所述容器部分的周围部分;
使用至少一个计算装置识别所述图像中所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分,其中识别所述周围部分包括:
识别所述图像的第一图像部分,所述第一图像部分与所述托盘的周围部分对应并且包括多个图像片段;以及
对于所述多个图像片段中的每一个图像片段,获取与所述图像片段的颜色相关联的值,其中所述值包括第一颜色参数和第二颜色参数之间的比率,所述第一颜色参数和第二颜色参数彼此不同且表示所述图像片段的颜色分量;
将所述值与第一阈值作比较;以及对所述图像进行指定;
评估与所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分对应的所述图像的颜色分量;以及
基于所述颜色分量中的至少一种来确定所述流体物质是否存在于所述托盘的所述至少一部分的所述周围部分上,
其中确定所述流体物质是否存在于所述周围部分上包括:
如果与所述图像片段的颜色相关联的值不符合所述第一阈值,则将所述图像片段指定为计数图像片段;
将所述计数图像片段的数量与第二阈值作比较,以及
如果所述计数图像片段的所述数量不符合所述第二阈值,则将所述托盘的所述至少一部分指定为标记托盘,所述标记托盘表示所述流体物质在所述托盘的所述至少一部分上分配不当。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在捕获所述托盘的至少一部分的图像之前,将所述流体物质分配在所述托盘的所述至少一部分上。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中所述多个图像片段包括所述托盘的所述至少一部分的所述图像的多个像素。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一颜色参数和所述第二颜色参数选自所述图像片段的红、绿、蓝分量。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述值包括第一颜色参数和第二颜色参数之间的差值,所述第一颜色参数和所述第二颜色参数彼此不同且表示所述图像片段的颜色分量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中捕获所述托盘的至少一部分的图像包括捕获所述托盘的一部分的图像,所述托盘的所述一部分包括单个容器部分、围绕所述单个容器部分的所述周围部分。
7.根据权利要求1所述的方法,其中捕获所述托盘的至少一部分的图像包括:
捕获所述托盘的图像;以及
将所述托盘的所述图像分成多个子图像,每个子图像包括至少一个容器部分和围绕所述至少一个容器部分的周围部分。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一阈值基于分配在所述托盘上的所述流体物质的类型来确定。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述托盘包括具有至少一个孔和围绕所述至少一个孔的至少一个周围表面的微孔板。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述流体物质包括反应试剂和血液样品中的至少一种。
11.一种用于评估自动分析器中所分配的流体物质的分配的系统,所述系统包括:
托盘,所述托盘包括多个容器和围绕所述多个容器的多个周围部分;
分配装置,所述分配装置被配置为将流体物质分配在所述托盘上;
图像捕获装置,所述图像捕获装置被配置为捕获所述托盘的至少一部分的至少一个图像;
至少一个处理装置;
存储软件指令的至少一个计算机可读存储介质,当所述至少一个处理装置执行所述软件指令时,所述软件指令使得所述系统执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11276157B2 (en) * | 2019-11-14 | 2022-03-15 | Tokyo Electron Limited | Systems and methods for automated video analysis detection techniques for substrate process |
EP4325206A1 (en) | 2022-08-18 | 2024-02-21 | F. Hoffmann-La Roche AG | Method for compensating defective partitions of a microfluidic chip |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101523169A (zh) * | 2006-10-02 | 2009-09-02 | 强生消费者公司 | 用于使用L*a*b*色空间来分析皮肤的装置和方法 |
JP2012008077A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 自動分析装置 |
CN102656462A (zh) * | 2009-11-26 | 2012-09-05 | 贝克曼考尔特公司 | 自动分析装置 |
CN105102698A (zh) * | 2013-02-14 | 2015-11-25 | 西门子医疗保健诊断公司 | 减少试剂测试设备的假阳性 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7025933B2 (en) | 2000-07-06 | 2006-04-11 | Robodesign International, Inc. | Microarray dispensing with real-time verification and inspection |
US7711403B2 (en) * | 2001-04-05 | 2010-05-04 | Rhode Island Hospital | Non-invasive determination of blood components |
CA2464467A1 (en) | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Sequenom, Inc. | Method and apparatus for parallel dispensing of defined volumes of solid particles |
US6939673B2 (en) * | 2002-06-14 | 2005-09-06 | Agilent Technologies, Inc. | Manufacture of arrays with reduced error impact |
DE10236029A1 (de) | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Cybio Systems Gmbh | Einrichtung zum Dispensieren und Beobachten der Lumineszenz von Einzelproben in Multiprobenanordnungen |
US7823535B2 (en) | 2002-09-27 | 2010-11-02 | Shimadzu Corporation | Liquid portioning method and device |
US7404861B2 (en) | 2004-04-23 | 2008-07-29 | Speedline Technologies, Inc. | Imaging and inspection system for a dispenser and method for same |
US7629173B2 (en) | 2004-12-29 | 2009-12-08 | Corning Incorporated | Optical reader system and method for monitoring and correcting lateral and angular misalignments of label independent biosensors |
JP4895676B2 (ja) | 2006-05-17 | 2012-03-14 | ベックマン コールター, インコーポレイテッド | マイクロプレート |
WO2008033311A1 (en) | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Corning Incorporated | Optical interrogation system and microplate position correction method |
US7923056B2 (en) | 2007-06-01 | 2011-04-12 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for dispensing material on a substrate |
WO2009048833A1 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Two dimensional imaging of reacted areas on a reagent |
US8126233B2 (en) | 2009-06-01 | 2012-02-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image reconstruction for unordered microwell plates |
JP2011237344A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Toshiba Corp | 自動分析装置 |
US8508588B2 (en) | 2010-05-19 | 2013-08-13 | General Electric Company | Methods and systems for identifying well wall boundaries of microplates |
US9897535B2 (en) | 2011-02-22 | 2018-02-20 | Corning Incorporated | Optical reader systems and methods for microplate position detection |
WO2012158308A2 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Actrace, Llc | Methods and systems for automated pipette tracking |
US10082417B2 (en) * | 2013-12-30 | 2018-09-25 | Nordson Corporation | Calibration methods for a viscous fluid dispensing system |
WO2016025057A1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | Counsyl, Inc. | High-throughput sample processing systems and methods of use |
US10023341B1 (en) * | 2015-05-29 | 2018-07-17 | Express Scripts Strategic Development, Inc. | Systems and methods for spill detection |
CN108348940B (zh) * | 2015-11-04 | 2021-08-03 | 诺信公司 | 用于控制分配流体的流体型式的方法和系统 |
-
2017
- 2017-06-30 WO PCT/US2017/040444 patent/WO2018006050A1/en unknown
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- 2017-06-30 US US16/313,581 patent/US10997709B2/en active Active
-
2021
- 2021-04-30 US US17/246,222 patent/US11599985B2/en active Active
-
2023
- 2023-03-01 US US18/116,010 patent/US20230281788A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101523169A (zh) * | 2006-10-02 | 2009-09-02 | 强生消费者公司 | 用于使用L*a*b*色空间来分析皮肤的装置和方法 |
CN102656462A (zh) * | 2009-11-26 | 2012-09-05 | 贝克曼考尔特公司 | 自动分析装置 |
JP2012008077A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 自動分析装置 |
CN105102698A (zh) * | 2013-02-14 | 2015-11-25 | 西门子医疗保健诊断公司 | 减少试剂测试设备的假阳性 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6970697B2 (ja) | 2021-11-24 |
CN109564237A (zh) | 2019-04-02 |
US20190244345A1 (en) | 2019-08-08 |
WO2018006050A8 (en) | 2019-01-17 |
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US10997709B2 (en) | 2021-05-04 |
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