CN109923421A - 物质测试系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种物质测试方法、物质测试系统和用于便携式物质测试系统的传感器模块。传感器模块包括：光源，配置为照射便携式物质测试系统的侧向流动测试条；过滤器，包括多个孔，配置成过滤来自侧向流动测试条的光；传感器，用于检测被过滤的光，并提供指示测试条输出的一个或多个信号。

Description

物质测试系统和方法
技术领域
本发明涉及用于测试人体中物质(例如药物)的存在的测试系统。
背景技术
许多物质(例如酒精或药物)是众所周知的并且可能损害人的表现。随机呼吸测试是测试驾驶员中酒精的存在的已知方式，其中在路边监测采样的呼吸。
近来，随机药物测试也变得更加普遍。路边药物测试通常涉及使用拭子获得驾驶员的唾液样本，并使用测试条分析样本。类似的测试也可以经常在工作场所进行。
现有技术的这样的药物测试的问题在于它不像进行酒精RBT那样简单直接，因为测试条必须由人进行视觉分析。特别地，测试可能在不正确的条件下执行，使得结果无效，并且即使在正确地执行测试时，也可能错误地解释测试条的输出。
因此，需要一种用于测试人体中物质(例如药物)的存在的改进的测试系统。
将清楚地理解，如果在此提及现有技术出版物，则该参考文献并不构成承认该出版物形成澳大利亚或任何其他国家的本领域公知常识的一部分。
发明内容
本发明涉及物质测试系统，其可至少部分地克服上述缺点中的至少一个或为消费者提供有用或商业选择。
鉴于前述内容，本发明在一种形式中广泛地存在于用于便携式物质测试系统的传感器模块，该传感器模块包括：
光源，被配置为照射便携式物质测试系统的侧向流动测试条；
过滤器，包括多个孔，被配置成过滤来自侧向流动测试条的光；和
传感器，用于检测被过滤的光，并提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
优选地，便携式物质测试系统是手持式的。
优选地，所述物质是改变精神的物质。
优选地，所述孔是细长的。
细长孔可以被配置成减少沿条带长度的干涉。细长孔可以被配置成减小带的宽度上的噪声。
细长孔的横截面可以是矩形的。孔可以沿着测试条的长度具有窄边缘，以沿着测试条的长度提供窄范围。孔可以在测试条的宽度上具有长边缘，以在测试条的宽度上提供宽范围。
孔可以是约1.2mm深。孔的横截面可为约100μm×约600μm。孔可以布置成行，对应于传感器的行。
优选地，过滤器包括多个层，其中细长孔由每个层中的孔形成。适当地，这些层由不透明材料形成。不透明材料可包括不锈钢。
每层可以是约200μm厚。过滤器可包括约6层。过滤器可以是约1.2mm厚。孔的直径可以约为100um。
光源可以被配置为照射测试条，使得待过滤的光从测试条的表面反射。
优选地，传感器模块被配置成接收样本盒，所述样本盒包括侧向流动测试条。适当地，样本盒包括多个侧向流动测试条。侧向流动测试条可以配置成对不同物质的存在作出反应。
盒可包括对准构件，以确保盒被传感器模块接收在正确位置。
传感器模块可以被配置为从盒读取数据。可以从盒的电子存储器读取数据。数据可包括盒到期日期，盒类型，盒的操作限制(例如高度或温度)，和/或制造批次参数。
优选地，光源包括多个发光二极管(LED)。光源可以被配置成以均匀或接近均匀的方式照射测试条。
优选地，LED被配置为发射多个波长的光。适当地，多个LED中的第一组被配置成发射一个波长的光，并且第二组。替代地，LED可配置为发射不同波长的光。
优选地，在使用时，测试条的测试区域(或条带)对于用户是不可见的。
在另一种形式中，本发明广泛地存在于物质测试系统，包括：
侧向流动测试条，被配置成检测样本中物质的存在；
光源，被配置为照射侧向流动测试条；
过滤器，包括多个孔，被配置成过滤来自侧向流动测试条的光；和
传感器，用于检测被过滤的光，并提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
物质测试系统可包括显示器，用于显示指示测试条输出的数据。
在另一种形式中，本发明广泛地存在于物质测试方法，包括：
使用光源照射便携式物质测试系统的侧向流动测试条；
使用包括多个孔的过滤器过滤来自侧向流动测试条的光；
使用传感器感测被过滤的光，和
提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
本文描述的任何特征可以以任何组合与本发明范围内的本文描述的任何一个或多个其他特征进行组合。
本说明书中对任何现有技术的引用不是、也不应被视为对现有技术形成公知常识的一部分的承认或任何形式的暗示。
附图说明
将参考以下附图描述本发明的各种实施例，其中：
图1示出了根据本发明实施例的物质测试单元；
图2示出了根据本发明实施例的图1的物质测试单元的盒(cartridge)的透视图；
图3示出了图2的盒的分解图；
图4示出了根据本发明实施例的图1的物质测试单元的传感器模块的分解图；
图5示出了图4的传感器模块的后视图；
图6A示出了图4的传感器模块沿A-A的横截面视图；和
图6B示出了图6A的横截面视图的一部分的放大视图。
从以下具体实施方式中可以看出本发明的优选特征、实施方式和变化，具体实施方式为本领域技术人员提供了实施本发明的充分信息。具体实施方式不应被视为以任何方式限制本发明的前述发明内容的范围。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的物质测试单元100。物质测试单元100被配置为对诸如车辆操作者和工人之类的人提供移动式物质测试，例如药物或酒精测试。如下面进一步详细描述的，测试单元100是自动的，其在测试之间提供增加的一致性，因为它从评估过程中消除了任何人的判断。此外，测试单元制造简单且便宜，并且不需要任何还易于损坏的复杂透镜或光学器件。
物质测试单元100包括主体105，耦接到主体105的传感器模块110，耦接到传感器模块110的物质样本盒115，以及耦接到物质样本盒115的拭子120。
将唾液样本提供给拭子120，拭子120通过将拭子120的样本端120a插入盒115的样本对接部125中而耦接到物质样本盒115。
如下面进一步详细描述的，盒115包括侧向流动测试条，用于感测唾液样本中的物质，并且传感器模块110被配置为自动读取侧向流动测试条的测试结果。这样可以在分析测试时消除任何人为判断，从而提高结果的可靠性和一致性。
盒115是单次使用的，因此可以用后即弃。然而，如下所述，在盒中提供存储器，用于存储与盒相关的信息。
最后，虽然未示出，但是本领域技术人员将容易理解，主体105可以包括接口，例如按钮和显示屏，便携式打印机，或者使用户能够与物质测试单元100交互并从其读取(直接或使用其他设备)结果的数据接口。
图2示出了根据本发明实施例的盒115的透视图。图3示出了盒115的分解图。
多个侧向流动测试条305被接收在盒115的前侧115a和后侧115b之间。侧向流动测试条305的上端被接收在盒115的邻近样本对接部125的一部分中，并且样本对接部125被配置成使得唾液被转移到测试条305的上端。特别地，当盒115被组装时，样本对接部125的后表面包括测试条305的上端。
盒115的后侧115b包括多个保持通道310，其配置成保持测试条305。特别地，保持通道310包括侧壁，其防止测试条305的侧向移动，以及脊部，其将测试条的下端与前侧115a的后表面夹紧在一起。侧壁和脊部一起防止测试条305相对于盒移动。
盒115的前侧115a包括多个测试窗口315，其邻近测试条的测试区域(或条带)。下面进一步详细描述的测试窗口315使传感器模块110能够读取测试条的结果。然而，本领域技术人员将容易理解，可以提供围绕测试条的测试区域的开放区域而不是单独的窗口。特别地，一行测试窗口可以由单个细长开口代替。
在一些实施例中，盒还包括遮蔽件，以防止环境光进入。当在白天使用时，这是特别有利的，因为它可以防止环境光影响传感器数据。在一个特定实施例中，翼片可以从样本对接部125的任一侧延伸，以遮蔽光使其不从上方延伸到测试条的测试区域中。
盒115包括对准构件205，以确保盒115被传感器模块接收在正确位置。当盒115被插入时，对准构件205可以用作引导构件，并提供盒的高度对准。
最后，盒115包括电子存储器模块320，用于存储与盒115有关的数据。存储在电子存储器上的数据的示例包括盒过期日期，盒类型，盒的操作限制(例如高度或温度)，和/或制造批次参数。
在使用时，来自电子存储器模块320的数据由传感器模块110使用存储器模块320的接口引脚320a读取，以向用户提供指令，防止或警告使用过期的盒，识别盒类型，或补偿测试数据以提高准确性。
图4示出了根据本发明实施例的传感器模块110的分解图。
传感器模块110包括前侧110a和后侧110b，它们一起形成壳体以存放印刷电路板405和使用盒115分析样本的电路。
前侧110a包括用于接收盒115的通道410，后侧110b包括用于接收盒115的样本对接部125的凹槽415。后侧还包括开口420，开口420被配置成提供传感器430周围的间隙。
如下面进一步详细描述的，多个发光二极管(LED)425形式的光源被配置为通过测试窗口310照射测试条，之后反射的光在被传感器430感测之前由过滤器435过滤，从而确定测试结果。
图5示出了传感器模块110的后视图。图6A示出了传感器模块110沿A-A的横截面视图，并且图6B示出了传感器模块110的区域B的放大视图。
如参考图6B最佳示出的，光从LED 425发射并照射测试条305。特别地，提供两行LED，其定位在测试条305之间并沿着测试条305的轴，以通过窗口310照射三个测试条305。
过滤器430包括若干层不锈钢，每层不锈钢具有孔，所述孔被对准以在过滤器430中形成细长孔605，其垂直于测试条305的表面。当从LED 425发射的光被扩散并在从测试条425反射时进一步被扩散时，过滤器使得能够在传感器435处接收测试条的清晰图像，而无需使用透镜或复杂光学器件将光聚焦到传感器435上。
不锈钢层包括约六(6)层，每层约200um厚，因此形成约1.2mm高的堆叠。激光切割每层以形成横截面为约100μm×约600μm的孔。孔布置成行，对应于传感器435的行。
通过提供横截面为矩形并且沿着测试条的长度具有窄边缘的孔，提供了方向性过滤器，其沿着条的长度具有相对窄的范围，而在测试条的宽度上具有宽的范围。这样的布置很好地检测测试条上的条带，因为沿着条的长度的干涉减少，同时条的宽度上的噪声减小。
通过使用不锈钢层，可以相对简单地制造非常小的孔，其具有确保过滤器430的功能所需的细节水平。换句话说，过滤器430在可制造性(其中难以将小孔切割到厚金属中)和具有足够的准确性以限制传感器的“视角”从而提供对入射光的充分区分之间提供良好的平衡。
传感器435包括称为线性检测器(也称为线相机或线扫描器)的布置成线的光敏元件阵列，并且对于每个侧向流动条305使用单独的线性检测器。这使得能够相对于每个测试条305独立地进行不同的测试，例如以测试不同的物质。
一旦在传感器430处接收到信号，就可以将一个或多个算法和/或数字过滤器应用于传感器的信号，以最终确定唾液样本中一种或多种物质的存在。
根据某些实施例，LED 435可以包括具有不同波长的多个LED。作为说明性示例，通过使用RGB(红-绿-蓝)三色LED，可以同时评估多个波长(频率)。在一些情况下，可以选择具有特别适合于盒类型的波长的LED，因此多光谱照射允许装置改变其响应以最佳地适合所使用的侧向流动测定的类型。
根据某些实施例，传感器模块110包括取向传感器，用于在操作期间监测测试的取向。这是特别有利的，因为侧向流动测试通常受到重力的影响，如果单元100被保持在不适当的位置，则可以向用户提供警告。来自取向传感器的数据甚至可以防止样本被读取，或者使单元100的结果无效。
有利地，单元100易于使用，并且不需要用户进行任何视觉解释。此外，通过使用如上所述的在测试条和传感器之间的过滤器，提供了一种简单、廉价且稳健的提供测试条的高对比度(非模糊)数据的装置。这非常有用，因为该单元是便携式和手持的，因此受到撞击和掉落。
虽然已经参考唾液描述了上述内容，但是本领域技术人员将容易理解该系统可以适合于适合尿液或其他类型的样本(分析物)。
在本说明书和权利要求书(如果有的话)中，词语“包括”及其衍生词(包括“包含”和“含有”)包括所述整体中的每一个但不排除包括一个或多个其他整体。
本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以一种或多种组合以任何合适的方式组合。
根据法规，已经用或多或少特定于结构或方法特征的语言描述了本发明。应理解，本发明不限于所示或所述的具体特征，因为本文所述的方法包括使本发明生效的优选形式。因此，本发明在所附权利要求(如果有的话)的适当范围内以本领域技术人员适当解释的任何形式或修改进行保护。

Claims (32)

1.一种用于便携式物质测试系统的传感器模块，该传感器模块包括：
光源，被配置为照射便携式物质测试系统的侧向流动测试条；
过滤器，包括多个孔，被配置成过滤来自侧向流动测试条的光；和
传感器，用于检测被过滤的光，并提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
2.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述便携式物质测试系统是手持式的。
3.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述物质是改变精神的物质。
4.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述孔是细长的。
5.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，细长孔被配置为减少沿测试条的长度的干涉。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的传感器模块，其中，细长孔被配置为减小测试条的宽度上的噪声。
7.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，细长孔的横截面为矩形。
8.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，所述孔沿着测试条的长度具有窄边缘，以沿着测试条的长度提供窄范围。
9.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，所述孔具有在测试条的宽度上的长边缘，以在测试条的宽度上提供宽范围。
10.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述孔的深度约为1.2mm。
11.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述孔的横截面为约100um×约600um。
12.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述孔布置成行，对应于所述传感器的行。
13.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述过滤器包括多个层，其中，所述孔由每个层中的孔形成。
14.根据权利要求13所述的传感器模块，其中，所述层由不透明材料形成。
15.根据权利要求14所述的传感器模块，其中，所述不透明材料包括不锈钢。
16.根据权利要求13所述的传感器模块，其中，所述层各自为约200um厚。
17.根据权利要求13所述的传感器模块，其中，所述过滤器包括约6层，并且所述过滤器的厚度为约1.2mm。
18.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述孔的直径为约100um。
19.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述光源被配置为照射测试条，使得待过滤的光从测试条的表面反射。
20.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述传感器模块配置成接收样本盒，所述样本盒包括侧向流动测试条。
21.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述样本盒包括多个侧向流动测试条，并且所述侧向流动测试条被配置为对不同物质的存在作出反应。
22.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述盒包括对准构件，以确保所述盒被所述传感器模块接收在正确位置。
23.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述传感器模块被配置为从所述盒读取数据。
24.根据权利要求23所述的传感器模块，其中，从所述盒的电子存储器读取所述数据。
25.根据权利要求24所述的传感器模块，其中，所述数据包括盒到期日期，盒类型，盒的操作限制，例如高度或温度，和/或制造批次参数。
26.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述光源包括多个发光二极管(LED)。
27.根据权利要求26所述的传感器模块，其中，所述LED被配置为发射多个波长的光。
28.根据权利要求26所述的传感器模块，其中，所述多个LED中的第一组被配置为发射一个波长的光，并且第二组被配置为发射另一波长的光。
29.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，在使用时，测试条的测试区域对于用户是不可见的。
30.一种物质测试系统，包括：
侧向流动测试条，被配置成检测样本中物质的存在；
光源，被配置为照射侧向流动测试条；
过滤器，包括多个孔，被配置成过滤来自侧向流动测试条的光；和
传感器，用于检测被过滤的光，并提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
31.根据权利要求1所述的系统，包括显示器，所述显示器用于显示指示测试条的输出的数据。
32.一种物质测试方法，包括：
使用光源照射便携式物质测试系统的侧向流动测试条；
使用包括多个孔的过滤器来过滤来自侧向流动测试条的光；
使用传感器感测被过滤的光，和
提供指示测试条的输出的一个或多个信号。
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