CN110178014B - 用于使用图案照明表征样本的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种包括图案生成的表征设备。在一些实施例中，所述表征设备配置成表征样本和/或样本容器。所述表征设备包括：成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；邻近于成像位置定位在一个或多个视角处的一个或多个图像采集装置；以及包括图案生成能力的一个或多个光板组件，其定位成邻近于成像位置并且配置成提供逆光光照。在本文中描述了使用图案生成来对样本和/或样本容器成像的方法以及其他方面。

Description

用于使用图案照明表征样本的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月14日提交的美国临时申请序列号62/421,951的优先权，该申请的内容通过参考完整地并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于表征生物样本的方法和设备，并且更特别地，涉及用于表征样本容器和/或其内容物的方法和设备。

背景技术

自动测试系统可以使用一种或多种试剂进行临床化学或化验，以识别诸如尿液、血清、血浆、间质液、脑脊液等的生物样本中的分析物或者其他成分。出于方便和安全的原因，这些样本可以被包含在样本容器（例如，血液收集管）中。化验或测试反应生成各种变化，这种变化可以被读取和/或以其他方式操纵以确定在样本中存在的分析物或其他成分的浓度。

自动测试技术中的改进已伴随着自动预分析样品制备和处理操作方面的对应进步，诸如批量制备、离心样本以分离样本成分、移除盖以有助于样本访问等，这些操作可以是实验室自动化系统（LAS）的一部分。LAS可以将包含在载体上的标有条码的样本容器中的样本自动地运送到若干自动预分析样本处理站以及包含临床化学分析仪和/或化验仪器的分析站（在本文中统称为“分析仪”）。

LAS可以处理所有不同大小和类型的样本容器，并且这些样本容器还可以被混合在一起。样本容器在其上可以包括一个或多个条码标签。条码标签可以包含编录号，其可以与人口统计信息相关，人口统计信息可以与测试命令和其他信息一起输入到医院的实验室信息系统（LIS）中。操作员可以将标有条码的样本容器放置到LAS中（诸如架子中）然后，载体可以自动地运送样本容器以用于预分析操作，诸如离心、去盖和等分试样制备等；所有的这些操作都在样本实际经受由可能是LAS的一部分的一个或多个分析仪进行的临床分析或化验之前进行。在一些情况下，被粘贴到样本容器的一个或多个条码标签会从至少一些视角遮蔽样本的视野。

对于某些测试，可以吸入和使用通过分层分离（例如，离心）从全血获得的样本的一定量的血清或血浆部分。在一些情况下，分离胶可以添加到样本容器，以帮助沉降的血液部分从血清或血浆部分的分开。在分层分离和随后的去盖过程之后，样本容器可以被运送到分析仪，分析仪可以经由吸入从样本容器抽取血清或血浆部分并且使血清或血浆部分与一种或多种试剂在反应容器（例如，比色皿）中组合。然后可以经常使用询问辐射束（例如，通过使用光度计读数或者荧光吸收读数等）来执行分析测量。测量允许确定终点或速率或其他值，可以使用众所周知的技术从中确定样本中分析物或其他成分的浓度。

然而，寻求另外的测试类型的自动化。此外，现有的测试系统在一些方面可能不足。

发明内容

根据第一实施例，提供了一种表征设备。该表征设备包括：成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；图像采集装置，其定位成邻近于成像位置，以及光板组件，其定位成邻近于成像位置，该光板组件配置成提供对成像位置的逆光光照，该光板组件还配置成显示图案。

根据另一实施例，提供了一种表征设备。该表征设备包括：样本载体，其将包含样本的样本容器定位在成像位置处；光板组件，其定位成邻近成像位置并且配置成提供对成像位置的逆光光照，光板组件还配置成显示图案；以及图像采集装置，其配置采集如图案通过样本容器和样本在成像位置处所成的图像。

根据另一方面，提供了表征样本容器和/或样本的方法。该方法包括：提供成像位置，成像位置配置成在那里接收包含样本的样本容器；提供邻近于成像位置的一个或多个图像采集装置；提供光板组件，其配置成提供对成像位置的逆光光照；在光板组件的前面上显示图案；以及，利用图像采集装置采集图案的图像。

通过示出若干示例实施例，包括考虑用于实施本发明的最佳模式，本公开的其他方面、特征和优点会从如下描述变得显而易见。本公开还可以能够有不同的实施例，并且可以在各种方面修改其若干细节，所有的这些都不脱离本发明的范围。相应地，附图和描述将被视为本质上是说明性的，并且不是限制性的。本发明将覆盖落入下文列出的所附权利要求的范围内的所有修改、等同方式和替代物。

附图说明

在下文描述的附图出于说明性目的，并且不一定按照比例绘出。附图不意图以任何方式限制本发明的范围。

图1示出了根据一个或多个实施例的测试设备的示意性俯视图，其包括表征设备和一个或多个分析仪。

图2示出了包括样本的样本容器的侧视图，样本和样本容器中的一者或两者可以使用根据一个或多个实施例的方法和/或表征设备来表征。

图3示出了包括样本和分离胶的样本容器的侧视图，样本和样本容器中的一者或两者可以使用根据一个或多个实施例的方法和/或表征设备来表征。

图4A示出了根据一个或多个实施例的表征设备的等轴视图，该表征设备包括配置成帮助表征样本和/或样本容器的图案。

图4B示出了根据一个或多个实施例的配置成生成图案的光板组件的等轴视图。

图4C示出了根据一个或多个实施例的光板组件的各种部件的分解图，该光板组件配置成在前面上生成图案。

图4D示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的第一图案的正视图，其包括受限制的照明，其中被照明的区域小于能够被照明的全部区域。

图4E示出了根据一个或多个实施例的可以在光板组件的前面上可显示的包括图案的第二图案选项，该图案包括受限制的照明，其中被照明的区域小于能够被照明的全部区域，并且受限制的照明的区域的宽度可以变化。

图4F和4G示出了根据一个或多个实施例的可以在光板组件的前面上可显示的第三图案选项，其中，如与图4E的图案相比，在图4F中受限制的照明的区域可以侧向移动（例如，在前面上的左侧或右侧重新定位）距离D。

图4H示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的包括的图案的第四图案选项，该图案包括受限制的照明，其中，受限制的照明的区域的面积可以扩大或者变得更小（例如，通过改变图案的高度H）。

图4I示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的包括的图案的第五图案选项，该图案包括调制传递函数估计图案，其中，多个照明条带的面积可以扩大或变得更小（例如，通过改变图案的宽度W）。

图4J示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的包括图案的第六图案选项，该图案包括受限制的照明，其中，受限制的照明的区域（例如，点图案）的面积可以扩大或变得更小（例如，通过改变图案的宽度W）和/或改变位置L1、L2。

图4K示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的包括图案的第七图案选项，该图案包括受限制的照明，其中，提供可以改变大小和/或位置的点矩阵图案。

图4L-4O示出了根据一个或多个实施例的可在光板组件的前面上显示的附加图案选项，其中，图案包括格雷码照明序列。

图5A-5D示出了根据一个或多个实施例的图案生成器的各种实施例的正视图。

图6示出了根据一个或多个实施例的表征设备的示意性俯视图（其中，顶板被移除），该表征设备包括能够生成图案并采集图案的图像的光板组件。

图7A示出了根据一个或多个实施例的表征设备的示意性俯视图（其中，顶板被移除），该表征设备包括多个光板组件，每个光板组件都能够生成图案并采集图案的图像。

图7B示出了根据一个或多个实施例的表征设备的侧视图，该表征设备包括能够生成图案并采集图案的图像的照明板设备。

图8示出了根据一个或多个实施例的包括生成图案的照明板设备的表征设备和该图案的折射的侧视图。

图9是根据一个或多个实施例的表征方法的流程图。

具体实施方式

在第一宽泛方面，本公开的实施例提供适于光学成像和表征定位在成像位置处的样本容器和/或包含在样本容器中的样本的方法和表征设备。样本容器可以在成像位置处以直立取向保持在样本载体中。样本载体可以手动地、通过使用机器人或者经由LAS的轨道移动到成像位置。在一个或多个实施例中，表征涉及在光板组件的前面上产生不同的图案。在一些实施例中，光板组件的前面上的不同图案可以改变或者变化或者以其他方式切换到另一图案。光板组件定位成邻近于成像位置，使得光板组件可以提供对成像位置的背光照明。

在表征期间，由图像采集装置（例如，数码相机等）通过成像位置处的样本容器和/或所包含的样本对图案进行光学成像。如本文中使用的“图案”意味着能够产生背光的光板组件的前板的一些部分被光照并且一些部分不被光照，其中，被光照的部分构成图案。换言之，光板组件配置成显示照明图案，该照明图案不是前板的可用于照明的全部区域的完全照明。

可以使用与图案生成器组合的光源来提供照明图案。光板组件可以包括配置成产生图案的图案生成器。图案生成器可以包括液晶显示器（LCD）、薄膜晶体管（TFT）屏幕、发光二极管（LED）屏幕、有机发光二极管（OLED）屏幕、电致发光显示器（ELD）、电子纸、电子墨水、等离子显示器板（PDP）等。照明图案可以包括可变宽度图案（例如，可变宽度线图案）、受限制的照明区域图案、可变位置图案（例如，可变线位置图案）、可变高度图案、可变线数量图案、点照明图案、点阵列图案（包括点矩阵图案）、调制传递函数估计图案或其他多线图案、格雷码图案或其组合。

光源可以在两个或更多个波长光谱之间可切换，诸如可在白光、红光、蓝光、绿光、紫外光（UV）、近红外光（近IR）和红外光（IR）以及前述的组合等之间切换。

在一些实施例中，图案可以包括受限制的照明区域图案，其可以有益于减少可以被图像采集装置接收的存在的杂散光的量，从而改善表征设备的信噪比。在上述实施例中，图案可以仅照明成像位置处的样本和/或样本容器的某些部分。

此外，包括图案生成的表征设备可以有益于确定对样本中存在的分析物的浓度的估计、样本的散射性质、样本的折射率性质、样本的流体透射率、样本的浊度、样本的吸收性质、样本是否包括干扰物，即，样本是否是脂血、溶血或者黄疸（HIL），在样本中是否存在人为产物（例如，凝块、气泡、泡沫）等。

在一个或多个实施例中，包括图案生成的表征设备可以有益于量化样本的属性，诸如分层分离的样本的血清或血浆部分的体积或深度和/或沉降的血液部分的体积或深度，或者两者。这些值可以用于之后的处理，以确定是否存在足够体积的样本的血清或血浆部分以用于安排的测试，以用于确定患者的疾病状态（例如，血清或血浆部分与沉降的血液部分之间的比率）和/或用于更精确地放置探针（另外称为“移液器”）尖端。

此外，根据一个或多个实施例，包括背光照明图案的方法和表征设备还可以有益于确定样本容器的物理性质或特征。例如，可以确定样本容器的尺寸特征，诸如其高度和/或宽度。这些尺寸特征可以用于在随后从样本容器的吸入期间恰当地引导探针的定位，并且可以用于例如计算体积。还可以确定盖的存在或颜色。

此外，在一些实施例中，包括图案生成能力的光板组件可以有益于检查或校准表征设备的硬件的操作方面。

如本文中所描述的样本被收集在诸如血液收集管的样本容器中，并且在分离（例如，使用离心的分层分离）之后可以包括沉降的血液部分以及血清和血浆部分。沉降的血液部分由诸如白细胞（白血球）、红细胞（红血球）和血小板（凝血细胞）的血细胞形成，血细胞聚集并且与血清或血浆部分分离。在样本容器的底部部分处可见沉降的血液部分。血清或血浆部分是血液的液体成分，其不是沉降的血液部分的一部分。在沉降的血液部分上方可见血清或血浆部分。血浆和血清主要差别在于凝结成分（主要是纤维蛋白原）的含量。血浆是未凝结的液体，而血清指的是在内源酶或者外源成分的影响下已经被允许凝结的血浆。在一些样本容器中，可以使用小的分离胶（例如，栓塞），分离胶在分层分离期间可以将自身定位在沉降的血液部分与血清或血浆部分之间。分离胶用作这两部分之间的屏障。

根据一个或多个实施例，该表征方法可以作为预分析测试或筛选方法实施。例如，在一个或多个实施例中，可以“在样本在一个或多个分析仪上经受分析（临床化学或化验）之前”执行该表征方法。特别地，本公开的一个或多个实施例可以实现对样本的表征作为用于进一步的测试的先决条件。

在一个或多个实施例中，可以在一个或多个表征设备处实施对样本的表征。表征设备可以是更大的实验室自动化系统（LAS）的一部分，其可以配置成将在载体中承载的样本容器移动到各种位置以用于预表征（例如，筛选）或者用于分析仪处的测试和分析。

在一些实施例中，可以提供一个或多个表征设备作为LAS的一部分，其中，轨道将样本运送到一个或多个分析仪，并且可以在轨道上的或者沿着轨道的任意合适的位置处提供一个或多个表征设备。在特定实施例中，可以在轨道上或者邻近于轨道提供表征设备。例如，表征设备可以定位在加载站处或沿着轨道的其他位置，使得可以在样本和样本容器驻留在轨道上的同时表征样本和样本容器。然而，要清楚，包括逆光光照和图案生成的表征设备可以不被包括在轨道上，并且包括样本的样本容器可以手动或通过机器人抓取器加载和从表征设备卸载。

在一些实施例中，可以使用多个图像采集装置和包括图案生成的对应的光板组件来获得多幅图像。多个图像采集装置可以布置成从围绕成像位置布置的不同视角拍摄图像。可以使用包括图案生成的屏化的逆光照明来为每个视角产生图像。这些多幅图像可以然后由计算机进一步处理以生成表征结果，并且有益于在样本容器上可能存在标签以致从一些视角遮挡样本的一些部分的情况下表征样本。

在本文将参考图1-9进一步描述本发明的表征设备、包括表征设备的系统以及包括图案生成的表征方法的更多细节。

图1示出了样本测试设备100，其能够自动处理多个样本容器102（例如，样本收集管-参见图2和图3）。样本容器102可以被包含在一个或多个架子104中，架子104可以在被运送到一个或多个分析仪（例如，分别是第一、第二和第三分析仪106、108、110）和/或表征设备112并由所述分析仪分析之前被定位在加载区域105处。应当显而易见的是，可以使用更多或更少数量的分析仪。同样地，在样本测试设备100中可以使用多于一个的表征设备112。

分析仪106、108、110可以是临床化学分析仪和/或化验仪器等的任何组合。样本容器102可以是任何透明或者半透明的容器，诸如血液收集管、试管、样品杯、比色皿、或配置成包含样本213的其他颜色透明或不透明的玻璃或者塑料容器（参见图2和图3）。

待自动处理的样本213可以在样本容器102中提供给样本测试设备100，样本容器102可以盖有盖214（图2和图3）。盖214可以具有任何数量的不同几何形状和/或颜色（例如，红色、宝蓝色、淡蓝色、绿色、灰色、黄褐色、或黄色、或者颜色的组合），其可以具有在样本容器102用于何种测试、包含在其中的添加剂的类型等方面的含义。可以使用其他颜色。根据一个方面，期望的是对盖214成像以表征关于盖214的信息，使得其可以用于以系统中的测试次序（orders）来交叉核对样本容器102的类型。

每个样本容器102可以提供有标签218，标签218被粘贴到样本容器102的侧部上或者以其他方式提供在样本容器102的侧部上。标签218可以包括识别信息218i（即，标记），诸如条码、字母、数字、字母数字或其组合。这种识别信息218i可以是在围绕样本测试设备100的一个或多个位置处机器可读的。识别信息218i可以指示或者可以经由实验室信息系统（LIS）147以其他方式与例如患者的身份以及要在样本213上完成的测试或来自LIS系统147的其他信息有关。标签218可以不围绕整个样本容器102延伸，或者不沿着样本容器102的整个高度延伸。在一些实施例中，可以粘贴多个标签218，并且所述多个标签可以彼此略微重叠。相应地，标签218会遮挡样本213的一些部分的视野。然而，样本213的一些部分仍然可以从特定某些可见。表征方法和表征设备112的一个或多个实施例可以在样本容器102没有任何旋转的情况下实现对样本213的表征。

如在图2和图3中最佳所示，样本213可以包括包含在管215内的血清或血浆部分213SP和沉降的血液部分213SB。空气216可以提供在血清和血浆部分213SP的上方，并且在空气216与血清和血浆部分213SP之间的分界线在本文中定义为液体-空气界面（LA）。血清或血浆部分213SP与沉降的血液部分213SB之间的分界线在本文中定义为血清-血液界面（SB），如图2中所示。空气216与盖214之间的界面在本文中称为管-盖界面（TC）。在图2中，血清或血浆部分213SP的高度是（HSP），并且是从血清或血浆部分213SP的顶部测量到沉降的血液部分213SB的顶部（即，从LA到SB）。沉降的血液部分213SB的高度是（HSB），并且是从沉降的血液部分213SB的底部测量到沉降的血液部分213SB的顶部。HTOT是样本213的总高度（即，HTOT=HSP+HSB）。

在其中使用分离胶313的情况下（参见图3），血清或血浆部分213SP的高度（HSP）是从LA处的血清或血浆部分213SP的顶部测量到SG处的分离胶313的顶部。沉降的血液部分213SB的高度（HSB）是从沉降的血液部分213SB的底部测量到BG处的分离胶313的底部。图3中的HTOT是样本213的总高度，并且被定义为HTOT=HSP+HSB+分离胶313的高度。

在图2和图3中所示的每种情况下，样本容器102的壁厚度是Tw，外部宽度是W并且内部宽度是Wi。管的高度（HT）在本文中被定义为从管215的最底部部分到盖214的底部的高度。每个参数可以根据在本文中进一步描述的表征方法来表征。

再次参考图1，更详细地，样本测试设备100可以包括在其上可以安装或放置有轨道121的基座120（例如，框架或其他结构）。轨道121可以是有护栏的轨道（例如，单护栏或者多护栏轨道）、输送带的集合、输送链条或者链结、可移动平台、或任何其他合适类型的输送机构。轨道121可以是圆形的、蛇形的、或者任何其他合适的形状，并且在一些实施例中可以是闭合轨道（例如，环形轨道）。在操作中，轨道121可以以载体122（例如，样本容器载体）将单独的一个个样本容器102样本运送到围绕轨道121间隔开的目的地。

载体122可以是被动的、无发动机的盘片，其可以配置成承载单个样本容器102，其中，轨道121是可移动的。任选地，载体122可以是自动化的，其包括诸如线性马达的机载驱动马达，所述线性马达被编程以围绕轨道121移动并停止在预编程的位置处，其中，在该实施例中，轨道121是固定的。在任一示例中，载体122可以各自包括保持器122H（图4A），保持器配置成将样本容器102保持在限定位置中（例如，直立位置）。保持器122H可以包括多个指状件或片簧，指状件或片簧将样本容器102固定在载体122中。指状件或片簧可以侧向移动或以其他方式弯曲，以在其中容纳不同大小的样本容器102。

再次参考图1，在一些实施例中，包含样本容器102的载体122可以从具有设在那里的一个或多个架子104的加载区域105离开。在一些实施例中，加载区域105可以起到在样本容器102在分析仪106、108、110中的一者或多者处完成分析之后允许从载体122卸载样本容器102的双重功能。否则，可能在轨道121上的其他位置提供合适的卸载货道（未示出）。

机器人124可以提供在加载区域105处，并且可以配置成从一个或多个架子104抓取样本容器102并将样本容器102加载到诸如在轨道121的输入货道或其他位置上的载体122上。此外，机器人124还可以被配置并且可操作以在测试完成时从载体122移除样本容器102。机器人124包括能够进行X和Z、Y和Z、X、Y和Z、r和theta、或r、theta、和Z运动的一个或多个机器人臂或部件。机器人124可以是龙门架机器人、铰接臂机器人、R-theta机器人、或其他合适的机器人，其中，机器人124可以配备有机器人抓取指，其用于抓取样本容器102。

在一些实施例中，当被加载到轨道121上时，由载体122承载的样本容器102可以前进到第一预处理站125（例如，配置成实施样本213的分层分离的离心机）。可以通过入流货道或合适的机器人（未示出）将承载样本容器102的载体122转移到第一预处理站125。在离心之后，样本容器102可以在出流货道上离开，或者以其他方式通过机器人移动并在轨道121上继续移动。在所描绘的实施例中，载体122中的样本容器102可以接下来被运送到根据本公开的表征设备112，表征设备112将在本文中参考图4A-8进一步描述。

表征设备112被配置且适于表征包含在样本容器102中的样本213，以及在一些实施例中被配置且适于表征样本容器102。表征可以包括在表征设备112处量化样本213，并且可以包括确定样本213的物理尺寸，诸如HSP、HSB和/或HTOT和/或LA、SB或SG和/或BG。表征设备112可以被配置成用于确定如下性质中的一者或多者：样本213的散射性质、样本213的透射率性质、样本213的吸收性质、样本213的折射率性质和/或样本213的流体浊度。表征设备112可以配置成用于确定干扰物的存在，诸如包含在样本213中溶血（H）、黄疸（I）和/或脂血（L）中的一者或多者的存在。在一些实施例中，表征设备112可以被配置成用于确定人为产物（例如，凝块、气泡、或泡沫）在样本213中的存在。

此外，在一些实施例中，可以在表征设备112处进行对样本容器102的物理属性的量化，诸如确定HT、管外部宽度（W）和/或管内部宽度（Wi）、TC、或甚至盖类型或者盖颜色。

一旦样本213以及可能地还有样本容器102被表征，样本213就可以向前以在一个或多个分析仪（例如，第一、第二和第三分析仪106、108和/或110）中进行分析，然后每个样本容器102返回到加载区域105以用于卸载。

另外地或任选地，可以在远离轨道121的位置处提供远程表征设备112R，即，其不直接联结到轨道121。举例来说，传送机器人126（以虚线示出）可以将包含样本213的样本容器102承载到远程表征设备112R，并且在表征之后使它们返回到轨道121。任选地，样本容器102可以被手动移除和返回。远程表征设备112R可以用于实施上文讨论的任何表征。此外，附加的表征设备112、112R（未示出）可以围绕轨道121布置在各种期望的位置处。

样本测试设备100可以包括围绕轨道121处于一个或多个合适的位置处的传感器128。传感器128可以用于借助于读取提供在每个载体122上的识别信息218i（图2、3）或类似信息（未示出）来检测样本容器102沿着轨道121的位置。在一些实施例中，可以在载体122上提供条码。任选地，可以每个载体122中嵌入不同的RFID芯片。例如，可以在跟踪操作中采用条码读取器或RFID读写器。可以使用用于跟踪载体122的位置的其他装置，诸如接近传感器。所有传感器128可以与计算机130相连，使得每个样本容器102的位置可以是始终已知的。

样本测试设备100可以由计算机130控制，计算机130可以是基于微处理器的中央处理单元（CPU），其具有合适的存储器和合适的调节电子器件、驱动器和用于操作各种部件的软件。计算机130可以被容纳为基座120的一部分，或者与基座120分离。计算机130可以操作以控制载体122靠近和远离加载区域105的移动、围绕轨道121的运动以及靠近和远离第一预处理站125、分析仪106、108、110的运动，以及靠近和远离表征设备112的运动。计算机130还可以控制表征设备112的操作。计算机130或单独的计算机可以控制第一预处理站125和每个分析仪106、108、110的操作。

除了表征设备112、112R之外，计算机130可以根据诸如在由纽约州塔里敦的西门子医学诊断产品股份有限公司销售的Dimension®临床化学分析仪上使用的那些的软件、固件和/或硬件命令或电路来控制样本测试设备100，并且这种控制对于基于计算机的机电控制编程领域中的技术人员来说是典型的并且将不再在本文中进一步描述。然而，可以使用用于控制样本测试设备100的其他合适的系统。如将在本文中详细描述的，还可以由计算机130提供对表征设备112、112R的控制。

可以使用允许用户容易地访问各种状态和控制显示屏的计算机接口模块（CIM）145来实施本公开的实施例。这些状态和控制屏幕可以描述用于样本213的预处理、制备和分析/测试的多个相关的自动装置的一些或所有方面。可以采用CIM 145来提供关于多个相关的自动装置的操作状态的信息，以及描述任何样本213的位置和/或对样本213的测试的状态的信息。因此，CIM 145可以适于有助于操作员与样本测试设备100之间的交互。CIM145可以包括显示屏，其适于显示包括图标、滚动条、框和按钮的菜单，操作员可以通过该菜单与样本测试设备100相连以显示其功能方面。

根据本公开的一个或多个方面，预筛选样本213可以允许准确量化血清或血浆部分213SP和/或沉降的血液部分213SB的相对量和/或它们之间的比率。此外，预筛选可以确定LA、SB或SG和/或样本容器102的最底部部分的物理竖直位置、样本容器102的宽度W或其他基线位置。这种量化确保：如果没有足够量（例如，体积或深度）的血清或血浆部分213SP可用于实施安排的测试，则可以使样本213停止前进到一个或多个分析仪106、108、110。以这种方式，可以经由避免可能的空气吸入来避免不准确的测试结果。

有利地，准确地量化LA和SB或SG的物理位置的能力可以最小化吸入空气的可能性，而且也可以最小化吸入沉降的血液部分213SB或分离胶313（如果在样本容器102中存在分离胶313的话）的可能性。因此，在一些实施例中，可以避免或者最小化用于为分析仪106、108、110吸入血清或血浆部分213SP的样本吸入探针的阻塞和污染。

现在参考图4A-4P，提供对包括图案生成能力的表征设备112的各种实施例的描述。表征设备112包括：成像位置432，其配置成在那里接收包含样本213的样本容器102；图像采集装置434，其定位成邻近于成像位置432；和定位成邻近于成像位置432的光板组件436。光板组件436可以配置成提供对成像位置的光照（例如，逆光光照），并且其中，光板组件436还配置成在其上显示图案444。在所描绘的实施例中，成像位置432可以定位在图像采集装置434和光板组件436之间。例如，如图所示，光板组件436定位成提供对包含样本213的样本容器102的逆光光照，其中，当从图像采集装置434的视角观察时，由光板组件436提供的照明在成像位置432后方。自始至终（Throughout），前面436S上的阴影部分是光板组件436的未光照的部分，其限定图案444的几何结构。

在所描绘的实施例中，包含样本213的样本容器102由载体122保持在成像位置432处，其中，载体122包括保持器122H，其可以包括容座、成组的指状件或片簧或用于使样本容器102在成像位置432处的载体122中保持在固定状态中的任何其他合适的装置。载体122和包含样本213的样本容器102可以由任何合适的装置、机器人、机构、或甚至手动地运送到成像位置。在所描绘的实施例中，包括包含样本213的样本容器102的载体122在轨道121上被运送到用于图像采集的成像位置432，如上文所描述的。

在一些实施例中，表征设备112的成像位置432可以至少部分地被外壳438包围（在图4A中以虚线示出）。轨道121可以延伸穿过外壳438，外壳438在其侧部处可以包括开口，所述开口足以使载体122和样本容器102进入和离开表征设备112。外壳438可以是所提供的盒装结构，其帮助最小化或消除外部光照变化。

在一个或多个实施例中，图像采集装置434可以是数码相机，其能够采集数码图像（即，数码像素化图像）。然而，在一些实施例中，图像采集装置434可以是电荷耦合装置（CCD）、光电探测器阵列、一个或多个CMOS传感器等。在该实施例中，图像采集装置434可以配置成从单个侧向视角拍摄成像位置432处的样本容器102和样本213的一幅或多幅图像。图像采集装置434可以能够拍摄具有可以是近似2560像素×694像素的图像大小的数字图像。在另一个实施例中，图像采集装置434可以具有1280像素×384像素的图像大小。可以使用其他合适的像素密度和大小。

图像采集装置434可以提供成紧邻包括样本容器102的预期位置的成像位置432处的图像窗口，并且瞄准或聚焦以采集该图像窗口。在一些实施例中，样本容器102可以放置在或停止在成像位置432处（诸如通过在轨道121上停止），使得样本213被近似定位在图像窗口的中心中。否则，样本容器102可以通过机器人或手动地放置在成像位置441处。如所配置的，图像采集装置434可以生成一幅或多幅图像，图像包括例如血清或血浆部分213SP的部分、沉降的血液部分213SB的部分、一些盖214、管115的最底部部分102B和/或参考基线440。参考基准440可以帮助量化样本213和确定样本容器102在光学观察窗口内的竖直位置。参考基准440可以是以已知的竖直位置放置样本容器102上的可见的一个或者多个标记（例如，一个或者多个十字形、包围样本容器102的环等），例如，不论样本容器102在载体122的保持器122H中的旋转取向如何，都可以观察到参考基准440。

现参考图4A-4C，描述了表征设备112的光板组件436的示例实施例的细节。光板组件436可以包括框架452和光源454，框架452包括第一侧部和第二侧部，并且光源454联接到框架452、安装在框架452上或者与框架452相关联。光源454可操作以使光从光板组件436的前表面436S发射。在所描绘的实施例中，光源454可以包括多个单独的光源（例如，第一、第二和第三单独的光元件460、461、462），所述多个单独的光源可以沿着框架452的第一侧部和第二侧部布置（例如，竖直地）。如图4C最佳所示且如下文将会描述的，单独的光元件460、461、462可以组装为光阵列454L、454R，光阵列将光发射到光导456的侧向边缘456L、456R（例如，侧部边缘）内。光导456可以定位成邻近于多个单独的光元件460、461、462。

光板组件436还配置成在其前表面436S上显示图案444。例如，图案444可以由可以安装在框架452中的图案生成器458生成。图案生成器458可以定位在光源454的前方。图案生成器458可以是液晶显示器（LCD）屏幕、薄膜晶体管（TFT）屏幕、发光二极管（LED）屏幕、或有机发光二极管（OLED）屏幕、电致发光显示器（ELD）、电子纸、电子墨水、等离子显示板（PDP）、或被配置且能够在光源454的照明场中产生可辩别的图案444的其他合适的装置或机构。图案444可以从一个图案切换至另一图案（即，可切换），以有助于不同类型的测试。

图案444可以是任何合适的图案，其中实际上被照明的区域小于能够在前表面436S上照明的全部区域。图案444可以是被照明的部分。图案444可以是有益于改善在成像位置432处的成像、有益于运行特定测试方案或者甚至有益于校准图像采集装置434的任何合适的图案。图案444可以选自包括如下图案的图案的组：可变宽度图案、受限制的照明区域图案、可变位置图案、可变高度图案、可变线数量图案、点照明图案、点阵列图案、调制传递函数估计图案、格雷码图案、及其组合，所有这些都在本文中更详细地解释。

在一些实施例中，光源可以与光导456一起使用。光导456可以由包括光漫射能力的合适的透明的光导材料制成，光漫射能力诸如由包括内部光漫射颗粒的塑料片或其他内部光漫射装置提供。一种合适的材料是Acrylite LED®EndLighten，该产品可从德国埃森的Evonik Industries AG获得。光导456可以由例如具有在大约60 mm和大约150 mm之间的宽度、在大约120 mm和180 mm之间的高度和在大约3 mm和大约5 mm之间的厚度的片材制成。可以使用其他合适的大小。

如在图4C最佳所示，光导456通过如下起作用：将由光源454的光阵列454R、454L（例如，LED条带模块）侧向发射到光导的侧向边缘456L、456R中的光引导通过光导456的基体材料，并且由于光与在其中的光漫射颗粒的相互作用而将光发射在光导456的前表面456F和后表面456R上。在一些实施例中，光导454的背部表面可以包括形成在其上的高度反射材料以反射或者反向散射朝向背部表面456B传输经过的任何光，并且将光引导回到光导456的基体材料中，使得其然后可以从前表面456F发射。任选地，高度反射材料可以提供在框架452的背部表面457A上或作为单独的元件提供在框架452和光导456之间。高度反射材料可以提供为例如的反射镜或白色塑料元件，或者具有银、金、铬、锡、或组合的金属涂层的其他塑料或玻璃元件。从前表面456F发射的光可以基本上均匀地横跨光导456的整个表面辐射，并且与图案生成器458一起提供对样本容器102和样本213的图案化照明。

更详细地，光源454可以包括布置成邻近于光导456的侧向边缘456L、456R的光阵列454L、454R。光阵列454L、454R可以是LED条带模块，其包括沿着光导456的侧向边缘456L、456R线性布置的单独的光源元件（例如，发光二极管-LED）的线性阵列。光阵列454L、454R各自可以包括例如可以被布置在电路板上的多个LED，诸如在大约8和80个之间的LED。可以使用其他数量的单独的光源。可以提供连接器456C，以允许光源454电连接到计算机130（图1和图4A）。光阵列454L、454R可以沿着凹槽457的相应的侧部提供并且被配置成使得每个光源（例如，LED）的发射部分被直接提供成邻近于侧向边缘456L、456R，并且如果可能的话，甚至接触侧向边缘456L、456R。

在一些实施例中，光板组件436的光源454可以是光谱可切换的。光源454可以在两种或更多种光的波长光谱之间可切换。例如，光源454可以在白光、红光、绿光、蓝光、紫外光、近红外光和/或红外光中的两者或更多者之间可切换。在一些实施例中，光阵列454L、454R可以实现可切换的多光谱照明。例如，光阵列454L、454R可以包括多个独立可切换的光照元件，或可以成组地可切换的光照元件，诸如具有不同光发射光谱的LED。可以通过可在与适当的电源和驱动器联接的计算机130上操作的软件实现光照元件（例如，光元件460-462）的切换。因此，通过为一次照明选择一些光照元件，光板组件436可以在具有不同名义波长的多个不同波长光谱处被照明。

例如，光板组件436可以例如发射红光、绿光和蓝光（估计包括在634nm+/-35nm处的红色（R）光谱、在537nm+/-35nm处的绿色（G）光谱以及在455nm+/-35nm处的蓝色（B）光谱）。特别地，光阵列454L、454R可以包括R、G&B LED的群簇作为光元件460、461、462，其可以以沿着光阵列454L、454R的高度以重复的方式布置。例如，可以使用可从德国雷根斯堡的欧司朗光电半导体股份有限公司获得的高功率Oslon SSL模型LED。可以使用其他合适的LED光源。可以一次点亮相同颜色的LED中的每一个。例如，在通过图像采集装置434的成像期间，可以同时打开每个红色光谱LED，以提供来自光板组件436的红色光谱照明，以照明包含样本213的样本容器102。同样地，在成像期间，可以同时打开每个绿色光谱LED以提供绿色光谱照明。类似地，在成像期间，可以同时打开每个蓝色光谱LED，以提供蓝色光谱照明。应当认识到，R、G和B是示例，并且可以使用其他波长光谱光源（例如，白光、红外、近红外、UV）。因此，应当显而易见的是，光板组件436能够配置为可切换的多光谱光发射体，使得图案444可以被在一个或多个光谱处被照明。

在一些实施例中，一些光照元件可以包括白色光源，其发射白光光谱（例如，在大约400nm至大约700nm的波长范围）以用于特定类型的成像。在其他实施例中，紫外线（UV）光谱（在大约10nm至大约400nm的波长范围）、红外（IR）（在700nm至1毫米的波长范围）或近红外（近IR）（在大约700nm至大约2500nm的波长范围）可以被包括在内，并且可以在用于特定类型的成像的时候被接通。例如，比580nm更短和更长的波长处的光的顺序组合（或者以相反的次序）可以有益于检测样本213的血清或血浆部分213SP中的溶血。在另一示例中，比500nm更短和更长的波长处的光的顺序组合（或者以相反的次序）可以有益于检测样本213的血清或血浆部分213SP中的黄疸。在另一示例中，尽管被标签218被从特定视角遮挡，但是近红外光光谱可以有益于检测样本213的沉降的血液部分213SB的水平和/或血清或血浆部分213SP的水平和/或沉降的血液部分213SB和/或血清或血浆部分213SP的体积。

因此，光板组件436的一个或多个实施例可包括具有不同发射光谱的至少两个可切换的光照元件。在一些实施例中，提供了可切换的R、G和B光照元件。在一些实施例中，提供了可切换的R、G、B和白色光照元件。在其他实施例中，提供了可切换的R、G、B和UV光照元件。在其他实施例中，提供了可切换的R、G、B和红外或近红外光照元件。在光板组件436中可以提供可切换的R、G、B、白色、UV、红外和近红外光照元件中的两者或更多者的任何组合。在一些实施例中，可以以相同数量提供可切换光照元件的组合并且所述组合可以沿着光导456的高度均匀间隔开。

光板组件436可以任选地包括包括漫射性质的漫射体459，并且可以被提供为漫射体材料片材，诸如，例如可从德国埃森的EVONIK获得的Acrylite®Satince的片材。可以使用其他合适的漫射体材料。漫射体459可以定位在图案生成器458前方。漫射体459可以是具有与光导456近似相同的高度和宽度尺寸以及例如在大约2 mm与大约4 mm之间的厚度的片材。可以使用其他厚度。漫射体459通过使从其穿过的光散射来起作用。漫射体459和光导456可以以彼此间隔开的关系提供，其中在其之间形成微小的间隙。在一些实施例中，该间隙可以例如在大约1 mm和大约5 mm之间。可以使用其他间隙和尺寸。

光板组件436的一些实施例可以包括用以提供均匀大小的光场的遮罩464。遮罩464可以包括框架状阻挡元件，阻挡元件限定从光板组件436发射的照明场的最大范围。在一些实施例中，可以提供透明片材材料的前板465以保护其他部件。前板465可以例如是透明的塑料片材或显示玻璃。在一些实施例中，遮罩464可以定位在图案生成器458前方。前板465可以提供在遮罩464前方。

在一些实施例中，漫射体片材可以直接附接到图案生成器458，从而替代或补充漫射体459的光漫射功能。漫射体片材可以例如是由德国勒沃库森的科思创公司（Covestro）生产的MAKROFOL®LM309片材。在一些实施例中，保护片材可以直接附接到图案生成器458，替代或补充前板465的保护功能。保护片材可以例如是来自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司的ADQC27的片材。

框架452可以由诸如塑料的刚性材料制成，并且可以包括合适的紧固结构，诸如适于安装到固定安装杆（未示出）上的孔467。可以包括其他合适的安装特征，以用于将光板组件436以固定取向安装到成像位置432。框架452可以包括凹槽457，凹槽457可以包括敞开的前部和敞开的顶部以及封闭的背部表面457A和封闭的底部457B，并且被配置成在其中接收和定位光源454、光导456、图案生成器458和漫射体459（如果使用的话）、遮罩464（如果使用的话）以及前板465（如果使用的话）。各种部件可以从顶部插入到凹槽457中，并且在一些实施例中利用固定构件468固定就位。可以使用用于将部件固定到框架452的其他合适的装置。

图5A示出图案生成器458A的第一实施例，其可以用于生成要在光板组件436的前表面436S上显示的不同图案444（例如，图4A、4B和图4D-4O）。图案生成器458A可以是包括上段470和下段472的多段式LCD显示板，其可以被独立地控制以挡住来自与上段470和下段472相关联的区域的光发射。例如，可以经由激活LCD的那些相应的区域通过阻挡上段470和下段472来生成在图4D中示出的图案444A。这可以用于通过仅将光发射到成像位置432的中间竖直区域上来限制照明，以便允许光发射到例如样本213的血清或血浆部分213SP的预期位置上。因此，可以限制在样本213上方和下方的光照。

同样地，图案生成器458A可以包括能够被独立控制的左段474和右段476。左段474和右段476可以被控制以挡住来自与左段474和右段476相关联的区域的光发射。这可以用于最小化在外壳438内的可能设法到图像采集装置434的杂散侧向光，并因此提供改进的信噪比。例如，包含样本213的样本容器102和至少光板组件436的前表面436S可以被包括在外壳438中，并且其中，图案444可以是受限制的照明区域图案，其操作以减少外壳438内的侧向杂散光的量。

图案生成器458A可以包括多个中心段478，多个中心段可以被独立地控制以挡住来自与中心段478相关联的各个区域的光发射。例如，可以通过阻挡来自上段470和下段472、来自左段474和右段476以及来自一些中心段478的光发射来生成图4E中示出的图案444B。因此，图案444B可以包括能够从最大宽度调整到最小宽度的宽度W。包括可变宽度W的图案444B可以用于确定血清或血浆部分213SP的流体透射率性质、确定血清或血浆部分213SP的流体散射性质和/或确定血清或血浆部分213SP的折射率性质。例如，宽度W可以在大约1 mm与100 mm之间变化。宽度W可以例如以大约0.5 mm的增量变化。可以使用其他宽度W和增量。此外，可变宽度图案444B可以用作受限制的照明模式，受限制的照明模式对于特定测试可以避免或最小化到侧向区域中的光发射，其目的是减少外壳438内的不期望的侧向杂散光的水平。

图5B示出了可以用于生成各种图案444（例如，图4F-4H）的图案生成器458B的另一实施例。图案生成器458B也可以是多段式LCD显示板，但是仅包括可以被独立控制以挡住来自各个关联区域的光发射的左段474、右段476和多个中心段478。例如，可以通过阻挡来自左段474、右段476和一些中心段478的光而生成图4F和图4G中所示的图案444C、444C’。如图所示，如在图4G中所示的图案444C'的位置可以从图案生成器458B的中心线CL（例如，侧向地）移位距离D。使图案生成器458B上的图案444C’的位置移位的这种能力（可变位置图案）可以例如用于补偿样本容器102在成像位置432处的样本定位误差。此外，在一些实施例中，使图案444C’移位的能力可以提供增强的信息含量。

附加的图案（诸如图4H中所示的图案444D）可以由类似于图案生成器458B的图案生成器458’生成（但是其中，中心段478旋转了九十度），并且用于分析样本213和/或样本容器102的一个或多个属性。在该实施例中，图案444D的高度H可以从最窄范围改变到最宽范围（可变高度图案）。高度H可能的变化程度可以取决于上段470和下段472的设计高度以及图案生成器458B'的中心段478的线分辨能力。

包括可变高度H的图案444D可以用于确定血清或血浆部分213SP的流体透射率性质或确定血清或血浆部分213SP的流体散射性质。在一些实施例中，高度H可以例如在大约1mm与200 mm之间变化。高度H可以例如以大约0.5 mm的增量变化。可以使用其他高度H和增量。此外，可变高度图案444D可以在受限制的照明模式中使用，受限制的照明模式对于特定测试可以避免或最小化到某些区域中的光发射，其目的是减少外壳438内的不期望的竖直杂散光的水平。

附加的图案（诸如在图4I中示出的图案444E）可以由图案生成器458C（图5C）生成，并且用于分析样本213和/或样本容器102的一个或多个属性。在该实施例中，被照明的线的宽度W可以变化（可变宽度图案），以及图案444E中的线的数量可以变化（可变线数量图案）。因此，在一个实施例中，图案444E被示出为由九条被照明的线组成。该图案444E可以通过阻挡来自图案生成器458C的更多或更少的竖直段480而变化。因此，可以生成包括一至大约二十条或更多条被照明的线或者每毫米数条线的图案。因此，可以生成相比可以在光板组件436上显示的上一个显示的图案444E具有更多或更少的线的随后的图案。这种调制传递函数（MTF）可以用于估计例如流体浊度。

图4J和4K示出了可以在图案生成器458D上显示的各种点图案444F和444G。图案生成器458D可以是LCD、LED、OLED、TFT、电致发光显示器（ELD）、电子纸、电子墨水、等离子显示板（PDP）、或其中可以显示诸如点图案444F和点阵列图案（包括点矩阵图案）444G的任何图案的任何其他显示屏。图案基于对图案生成器458D的多个像素位置的照明。可以调整图案（例如，点图案444F或点阵列图案444G）距图案生成器458D的底部边缘的竖直位置L1和/或侧向位置L2。在一些实施例中，可以调整点图案444F或点阵列图案444G的宽度尺寸W（例如，每个点的直径）。此外，可以生成不同于点图案的其他图案。应当认识到，因为LCD、LED、OLED、TFT、ELD、电子纸、电子墨水和PDP屏幕的多功能性，可以生成任何期望的图案形状，包括先前描述的图案444A-444E。点图案的使用可以用于例如估计样本213的血清或血浆部分213SP的流体透射率性质、流体散射性质和/或流体折射率性质。

图4L-4O示出附加的图案444H-444K，图案444H-444K可以例如由图案生成器458C生成。这些图案444H-444K可以是例如可以在序列（例如，4-比特序列）中使用的格雷码图案。这些图案可以用于光板组件436的发光区域的空间编码。可以在前表面436S上观察图像采集装置434的每个像素，比特序列表示没有或者几乎没有模糊的原始区域。这些图案444H-444K中的每一个可以通过图像采集装置434成像。这种编码的目的是跟踪光从源头（图案444H-444K）穿过样本容器102和样本213并到达图像采集装置434的传播，从而揭示沿着光学路径的扰动。这种扰动例如包含关于样本213和样本容器102的光学特征以及存在的遮挡（诸如条码标签）的信息。格雷码序列还可以用于自我测试硬件和连接的操作（例如，光板组件436、图像采集装置434和计算机130、连接等的可操作性）。

参考图6示出和描述了包括光板组件436的表征设备612的另一个实施例。表征设备612可以被配置且适于自动地表征和/或量化血清或血浆部分213SP的散射性质，血清或血浆部分213SP提供在通过定位在成像位置632处的保持器122H保持的样本容器102中。成像位置632可以至少部分地被外壳638包围。表征设备612可包括如上文所描述的图像采集装置434，图像采集装置434配置成从单个侧向视角采集血清或血浆部分213SP的一幅或多幅图像并将其记录在存储器中。如先前描述地，光板组件436可以提供逆光光照和照明图案，诸如分别在图4E、4F、4H、4J和4K中示出的图案444B、444C、444D、444F、444G的任一者。来自相应的图案的光进入到血清或血浆部分213SP中和/或穿过血清或血浆部分213SP。如果血清或血浆部分213SP是颜色透明的流体，则光在空气、流体和样本容器102的界面处经受折射，但是大部分光将穿过到达图像采集装置434。在浑浊流体（例如可以例如是脂血的流体）的情况下，在血清或血浆部分213SP的流体体积内的散射对于光的传播具有进一步的影响。特别地，散射效应可以被视为是统计学上的光漫射，其相对于原始行进方向（示出为原始光线682）使光的方向散布开（示出为散射光线681）。由于散射引起的光强度可以被图像采集装置434采集并记录在计算机630的存储器中。所采集的强度可以被测量并与基线读数进行比较，基线读数诸如是关于更早拍摄的具有已知的散射性质的样本流体的校准读数。因此，散射程度可以被从最小值到最大值分类。任选地或另外地，由于散射引起的光强度可以被侧部图像采集装置434S采集并记录在计算机630的存储器中。从侧部图像采集装置434S获得的强度值可以用于提供对从最小值到最大值的散射程度的量度。从侧部图像采集装置434S获得的值可以单独使用，或者与通过图像采集装置434采集的测量结果组合，以限定散射性质的范围（extend）。

在其他实施例中，可以通过对比在逆光照明时在小孔径与大孔径照明图案的图像采集装置434处观察到的强度来提供对散射性质的估计。例如在样本容器102后方的点源（图4J）或窄线（图4E）照明的小孔径照明将在混浊的血清或血浆部分213SP（例如，脂血）内经受漫射，并且显示出比在光学路径中没有流体时所观察到的强度更低的强度。“浊度”是描述光如何穿过样品液体的单词作为悬浮在该液体中的颗粒数量的量度。每平方毫米的强度相等的大孔径照明图案也将经受混浊的血清或血浆部分213SP的漫射，但是强度损失将会更低。漫射效应通过利用大孔径照明图案从管215的更大的立体角收集的光被部分地消除。因此，混浊的流体似乎在大孔径照明中被“照亮”，而相同的混浊流体似乎在窄的孔口照明中“黯淡”。该影响可以通过计算透射比来以标准化的形式测量。透射比可以使用宽照明图案相对窄照明图案来观察，并且可以根据下面的方程1表征。

TB=T_宽/T_窄   方程1

其中，TB是浊度的无单位量度，

T_宽是利用相对宽的照明图案获得的透射率读数，以及，

T_窄是利用相对窄的照明图案获得的透射率读数。

散射性质测量可以任选地涉及使用暗的和/或光谱参考图像，并且可以使用多重曝光HDR处理，如在2016年一月28日提交的且名称为“用于对样本容器和/或样本成像的方法和设备”的共同转让的美国临时专利申请62/288,387中描述的。可以优选地在全局基础上执行测量和计算，不过在像素或超像素方面（即，空间离散）计算也是可能的。可以使用任何尺寸可改变的图案（例如，高度可改变和/或宽度可改变的图案）。合适的图案是在图4E中（例如，宽度可改变的线图案444B）、图4H中（例如，高度可改变的线图案444D）示出的图案以及直径可改变的图案（诸如分别在图4J和4K中示出的点图案444F和点阵列图案444G）。在一些实施例中，光源范围的比率可以被最大化以提供最大的对比度。可以使用大于1的宽度比率（WR=W宽/W窄）。一些实施例包括WR≥5，或者甚至在大约5-20之间的WR。

通过本文中所描述的表征设备112、612获得的信息可以允许精确的吸入探针和抓取器定位、确定足够的量（例如，体积或高度）的液体部分（例如，血清或血浆部分213SP）可用于安排的测试、识别溶血（H）、黄疸（I）、或脂血（L）的程度和/或确定人为产物（凝块、气泡、或泡沫）的存在。因此，使用表征设备112、612可以帮助避免抓取器碰撞、探针阻塞以及通过探针的空气吸入、识别HIL和/或人为产物，使得宝贵的分析仪资源不被浪费，并且可以改进测试结果的置信度。

参考图7A和图7B，示出了包括多个图像采集装置434A-434C和包括图案照明能力的光板组件436A-436C的表征设备712。然而，可以使用其他数量的成对的图像采集装置和光板组件，诸如两个或者四个或者更多。为了最小化边缘失真，可以使用三个或者更多个图像采集装置434A-434C。图像采集装置434A-434C可以与上文所描述的相同。例如，三个图像采集装置434A-434C在图7A中的俯视图中示出，其中出于说明目的移除了顶板，并且配置成从多个（例如，三个）不同的侧向视角拍摄图像。每个图像采集装置434A-434C可以能够拍摄具有例如如上文所讨论的像素图像大小的数码图像。在一些情形中，计算机730对图像处理可以通过处理超像素（而不是像素）来降低计算负担。如在本文中使用的像素可以是单个像素或超像素（紧密成组的多个像素的集合）。

每个图像采集装置434A-434C可以被配置并且可操作以拍摄样本容器102的至少一部分和样本213（例如，血清或血浆部分213SP和/或沉降的血液部分213SB）的至少一部分的多幅侧向图像。例如，图像采集装置434A-434C可以采集标签218或盖214的一部分、管215的一部分和样本213（参见图2-3）。2D数据组可以由每个图像采集装置434A-434C从多幅图像生成并被存储在计算机730的存储器中。可以从这些2D数据组开发样本容器102中的样本213的复合模型。以在一些实施例中，复合模型可以是3D模型，并且可以用于做出关于样本213的最终确定，或者证实通过使用来自各个图像采集装置434A-434C拍摄的图像的2D数据做出的确定。

在所示出的实施例中，多个图像采集装置434A-434C围绕成像位置732布置，并且配置成从多个视角采集成像位置732的侧向图像。视角可以间隔开使得它们与彼此近似等距地间隔开，诸如如图所示的那样，在使用三个图像采集装置434A-434C时距彼此大约120度。如所描绘地，图像采集装置434A-434C可以围绕轨道121的边缘布置。可以使用多个图像采集装置434A-434C的其他布置和间距。以这种方式，在样本容器102驻留在载体122的保持器122H中的同时可以拍摄在样本容器102中的样本213的图像。在一些实施例中，图像可以略微重叠。

在一个或多个实施例中，载体122可以在表征设备712中的预定位置处停止，诸如在其中来自每个图像采集装置434A-434C的法向向量彼此相交的点处停止。该停止点可以在成像位置732处。在一些实施例中，可以提供闸门以使载体122停止，使得可以拍摄高品质图像。在其他实施例中，载体122可以包括线性马达，线性马达配置成根据程序控制使载体122在所描述的位置处停止，并在成像之后使载体122移动到在轨道121上的下一站。在表征设备712处存在门的实施例中，一个或多个传感器（类似于图1中的传感器128）可以用于确定表征设备712处载体122的存在。

图像采集装置434A-434C可以提供成紧邻图像窗口（即，包括样本容器102的预期位置的成像位置732）并且瞄准或聚焦以采集图像窗口，其中，样本容器102可以停止，使得其近似定位在观察窗口的中心中。如所配置的，当由光板组件436A-436C进行逆光光照时，表征设备712可以采集包括血清或血浆部分213SP的部分、沉降的血液部分213SB的部分、盖214的一些或全部、以及管215的最底部部分215B或参考基准440的的图像。例如，可以参考TC、样本容器102的最底部部分215B、或参考基准440（例如，在已知的位置中放置在样本容器102上的可见标记）。

在操作中，当计算机730接收载体122被定位在表征设备712中的某个位置处的信号时，响应于由计算机730发送并在通信线路743A-743C中提供的触发信号，可以触发和采集每幅图像。可以根据本文中公开的方法的一个或多个实施例处理每幅采集的图像。在一个或多个实施例中，HDR图像处理可以用于采集和处理图像，以便以高水平的细节和信息含量来表征样本213和样本容器102。

更详细地，可以在表征设备712处以多种不同的曝光时间、以多种不同的波长（或者一个或多个波长范围）以及从不同视角采集（例如，先前通过分层分离来分离的）样本213的多幅图像。例如，每个图像采集装置434A-434C可以以不同的曝光时间并以多种波长拍摄4-8幅图像。可以使用其他数量的图像。在成像期间，可以在光板组件436A-436C上显示任何合适的图案444，诸如在图4A、4B和4D-4O中示出的图案。

在一个实施例中，在通过使用包括如上文所描述的可以光谱可切换的光源454的光板组件436A-436C进行逆光照明时，可以完成所述图像。在一些实施例中，光板组件436A-436C可以利用例如在400 nm与700 nm之间的白光对样本容器102和样本213进行逆光光照。然而，光源454可以可切换到一种或多种其他光谱，诸如R、B、G、UV、IR和/或近IR。因此，在每个实施例中，包括光谱可切换能力的光源454可以在多个选择的发射光谱处提供逆光照明。取决于要分析的属性，合适的图案444可以用于照明每幅图像。采集和使用多种光谱照明的图像可以增加用于分析的信息含量，并且当以特定波长光谱成像时，可以强调某些特征吸收光谱。

例如，为了以在第一光谱处的照明采集图像，光板组件436A-436C中的每一个的光元件460（例如，红色LED）（大约634 nm+/-35 nm的名义波长）可以用于从三个侧向位置照明样本213。当由每个图像采集装置434A-434C采集处于不同曝光时间的多幅图像（例如，4-8幅或更多幅图像）时，可以提供通过光板组件436A-436C的红色照明。在一些实施例中，曝光时间可以在大约0.1 ms与256 ms之间。可以使用其他曝光时间。对于每个图像采集装置434A-434C，每个利用红光照明的相应的曝光时间图像可以同时拍摄并存储在计算机730中的存储器中。

一旦采集了红色照明图像，就可以关闭红光元件460（例如，红色LED）并且可以打开另一波长的光，例如，绿光元件461（例如，绿色LED）（大约537 nm+/-35 nm的名义波长），并且可以在该波长处由每个图像采集装置434A-434C以不同曝光时间采集多幅图像（例如，4-8幅或更多幅图像）。对于每个图像采集装置434A-434C，可以利用光元件462（蓝色LED-大约455 nm+/-35 nm的名义波长）重复该过程。

在其他实施例中，光板组件436A-436C可以包括提供在图案生成器458后方的单独的光源（例如，R、G和B LED）的光源矩阵，其中每一个可以单独地可切换或以光谱颜色组的方式可切换。因此，不同颜色的光照（例如，R、G、B和/或多种其他光谱）可以被选择性打开和关闭，例如，以在多种不同波长光谱照明成像位置732。

表征设备712可以包括可以至少部分地包围或覆盖轨道121的外壳738，并且样本容器102在图像采集阶段期间可以定位在外壳738内。外壳738可以包括一个或多个门746，以允许载体122进入到外壳738中和/或从外壳738离开。在一些实施例中，顶板可以包括开口448（图7B），以允许样本容器102通过机器人（未示出）加载到载体122中，机器人包括适于抓取样本容器102的抓取器。

在替代实施例中，有可能通过聚焦在透射成像、吸收率成像、或反射成像上来实现针对不同类型的表征的期望的多个照明模式。例如，在一些实施例中，除了由光板组件436A-436C提供的逆光光照之外，成像位置732可以任选地包括前部光照照明。

根据一个或多个实施例，所有三个光板组件436A-436C可以可操作以显示图案444并且用作逆光光照源以用于通过所有三个图像采集装置434A-434C进行成像。成像可以是透射成像，诸如用于吸收率或散射性质测量，诸如用于HIL检测、人为产物检测（例如，泡沫、凝块或气泡的检测）、分割（segmentation）、浊度分析、或用于确定折射率。

对于每个上述设置，可以接连不断地获得针对每个相应的光谱（例如，R、G、B、白光、UV、IR、或近IR）的以多个曝光时间拍摄的所有这些多幅图像，使得可以例如在不到几秒内获得来自多个视角的针对样本213的整个图像集合。可以使用其他时间长度。

根据处理图像数据的方法，图像数据的处理可以首先涉及例如：从以不同曝光时间和在每种光谱处以及针对每个图像采集装置434A-434C（如果使用多个装置的话）的多幅采集图像的图像数据选择最佳曝光像素，以便为每种光谱（例如，RGB颜色图像）以及为每个图像采集装置434A-434C生成最佳曝光图像数据。在本文中，这被称为“图像合并”。对于每个对应像素，对于来自每个视角的每幅图像，呈现最佳图像强度的像素可以选自不同曝光时间图像中的每一幅图像。在一个实施例中，最佳图像强度可以是例如落入预定范围（例如，在0-255的尺度上处于180-230之间）内的像素。在另一个实施例中，例如，最佳图像强度可以在0-255的尺度上处于16-254之间。如果在两幅图像（来自一个图像采集装置）的对应位置中超过一个像素被确定被最佳曝光，则选择两者中强度更高的那个。每个最佳曝光强度值可以通过其相应的曝光时间标准化。结果是，对于其中所有像素都最佳曝光的每个视角有多个标准化的且合并的2D颜色图像数据组（例如，R，G，B）（例如，每种光谱（例如、R、G和B）和视角一个图像数据组）。

作为表征方法的一部分，表征设备112、612、712的校准过程可以开始，其中，可以在载体122中没有样本容器102的情况下拍摄参考图像。以这种方式，通过从每个2D图像数据组去除背景（样本容器102外部区域）可以最小化计算负担。在实施表征/量化之前（或之后），可以由表征设备112、612、712拍摄针对每个曝光时间和光照条件（R、G、B、白光、UV、IR、或近IR）的一幅或多幅参考图像。在一些实施例中，可以通过在光板组件436（或者如果多个视角的话，则436A、B、C）上显示诸如图案444E的图案来拍摄这些参考图像。任选地，如图案444H-444K中的格雷码序列（或者其一些子集）可以用于校准图像。此外，一幅或多幅参考图像可用于表征设备112、612、712的硬件的自我测试。

对于包括最佳曝光像素的每个2D图像数据组，然后可以进行分割处理以生成一个2D合并图像并针对每个视角识别其中每个像素（或者超像素）的分类。例如，像素可以被分类为血清或血浆部分213SP、沉降的血液部分213SB、分离胶313（如果存在的话）、空气216、管215、标签218、保持器122H、或盖214。分类可以基于从多个训练组生成的多类分类器。多类分类器可以包括例如支持向量机（SVM）或随机决策树。

为了实施像素-水平分类，可以针对不同名义波长（例如，R、G、B、白光、UV、IR或近IR）处的每个最佳曝光像素为每个视角计算第一统计数据，以生成2D统计数据组。2D统计数据组可包括平均值和协方差。可以生成其他统计数据。统计数据可以包括高达二阶的属性，其包括平均值、方差和相关值。特别地，在表示辨别图案的多维数据上计算协方差矩阵。

一旦生成，每个2D统计数据组被呈现给可在计算机130、630、730上操作的多类分类器并且在其上操作，多类分类器可以将图像数据组中的像素分类为属于多个分类标签中的一个，分类标签诸如包括1-血清或血浆部分、2-沉降的血液部分、3-分离胶（如果使用的话）、4-空气、5-管、6-标签、7-保持器和/或8-盖。由此，可以识别构成液体区域（即，血清和血浆部分213SP）以及其他区域的像素。分割的结果是合并的2D数据组，每个视角都有一个数据组，其中，其中的所有像素现在都被分类。

多类分类器可以是线性或者非线性的任何合适类型的监督分类模型。例如，多级分类器可以是线性或基于核的支持向量机（SVM）。任选地，多类分类器可以是诸如自适应提升分类器（例如，AdaBoost、LogitBoost等）的提升分类器、任何人造神经网络、基于树的分类器（例如，决策树、随机决策森林）、以及作为分类器的逻辑回归等。SVM对于液体与非液体之间的分类可以特别有效（诸如在对样本213和样本容器102的分析中可见）。SVM是具有分析数据和识别图案的关联学习算法的监督学习模型。SVM用于分类和回归分析。

多组训练示例用于训练多类分类器，并且然后通过多类分类器在图像数据组上进行操作，并且因此，每个像素被分类。可以通过图形勾勒样本容器102的多个示例中的各种区域来训练多类分类器，样本容器102具有各种样本条件、被标签218遮挡、血清或血浆部分213SP和沉降的血液部分213SB的水平、包含或不包含分离胶313等。多达500幅或者更多幅图像可用于训练多类分类器。每幅训练图像可以被手动勾勒以识别和教导多类分类器属于每个分类的区域。

SVM训练算法可以用于构建多类分类器，多类分类器将任何新样本的像素分配到分类中的一个中。SVM模型将示例表示为空间中的映射点，使得单独的分类的示例被尽可能宽的清晰的缝隙分开。来自图像数据组的新像素可以被映射到该同一空间中并且基于其落到映射上的位置而预测属于特定的分类。在一些实施例中，SVM可以使用所谓的核技巧（例如，基于核的SVM分类器）有效地执行非线性分类，从而隐式地将它们的输入映射到高维特征空间中。SVM、基于树的分类器和提升分类器是特别优选的。可以使用其他类型的多类分类器。

然后可以使用被视为属于血清或血浆部分213SP和/或沉降的血液部分213SB的多类分类器的结果来进一步量化样本213。

根据一个或多个实施例，可以根据表征方法进行表征。首先，可以在表征设备112、612、712处提供可以由载体122承载的包括样本213的样本容器102。可以利用图像采集装置434或图像采集装置434A-434C来采集多幅图像。在一些实施例中，多幅图像可以是以多个不同曝光以及在多个不同光谱处并且可以是在一个或者多个视角处拍摄的多光谱图像，如上文所描述的那样。

在一些实施例中，可以通过利用由于折射引起的边缘移位完成对样本容器102和/或样本213的量化。例如，当在管盖界面TC与液体空气界面LA之间的包含空气216的区域中通过样本容器102成像时，可以检测在光板组件436上显示的图案（例如，图案444C）的边缘的侧向移位。例如，如在图8中所示，由于图案444C在管盖界面TC与液体空气界面LA之间的区域中的折射，产生如与在光板组件436上显示的图案444C相比具有不同宽度和位置的折射图案444’并且可以对其成像。例如，如图所示，图案444’可以变得更宽并且侧向移动一段距离。宽度和/或位置的改变程度可以与样本容器102的宽度Wi相关。此外，可以通过分析图案444C、444’和444”来确定管盖界面TC和液体空气界面LA的位置。图像中的图案444在盖214的盖顶部CT位置处的消失指示盖存在以及盖214的高度。可以通过计算与图像中的图案444’的顶部相关联的像素的位置来确定TC。

样本213的量化以及特别是血清或血浆部分213SP的高度HSP可以通过对通过血清或血浆部分213SP的折射图案444”成像来完成。因为图案444”的位置的改变以及由于沉降的血液部分213SB的不透明导致图案444被沉降的血液部分213SB阻挡，所以图案444”的高度可以从图像提取并用于生成对HSP的估计，以及对液体空气界面LA的位置（在图案444”的顶部的位置处）和血清血液界面SB的位置（图案444”的底部的位置）的估计。可以通过知道管215在保持器122H中安置的底部的位置来确定HSB。在一些情况下，所检测的图案444C的边缘移位承载关于流体的折射率以及样本容器的曲率的信息。类似的方法可以利用在光在具有不同折射率的界面处穿过弯曲表面时观察到的“透镜效应”来计算照明图案444C的放大系数（例如，经由对通过样本213和样本容器102的图案的至少2个对比边缘成像）。

包括显示的图案444的表征设备112、612、712的照明设置可以用于检测样本213中以及具体地血清或血浆部分213SP中的干扰物和/或检测在其中的人为产物。在每种情况下，所拍摄的多幅图像可以存储在计算机130、630、730的存储器中。可以在背景减少阶段中任选地从这些图像去除背景，以降低计算负担。可以任选地通过减去先前拍摄的参考图像完成背景去除。在一些实施例中，可以进行如在各种视角之间（如果存在多个视角）的数据的标准化。

在图像采集以及任选的背景去除之后，可以进行分割。分割可包括图像合并。在图像合并期间，在每个颜色（R、G、B、白光、UV、IR、或近IR）处和针对每个视角的各种曝光时间图像被逐像素地（或者逐超像素地）检查以确定如与标准（上上文描述）相比最佳曝光的那些像素。对于针对每个视角的曝光时间图像的每个对应像素位置，针对每个颜色和视角选择任何最佳曝光的像素中的最佳像素并且将其包括在最佳曝光2D图像数据组中。因此，在图像合并之后，针对每种光谱和针对每个视角以及针对每个图像采集装置434或图像采集装置434A-434C产生一个最佳曝光2D图像数据组。使用HDR处理可以起到尤其在反射和吸收方面丰富图像的细节的功能，并且这使得表征和量化更加准确。

在可能与其同时进行的图像合并之后，可以进行统计生成，其中，针对每个像素生成高达二阶的统计属性，诸如平均值和协方差。然后通过多类分类器在该统计数据和最佳曝光2D数据组上进行操作，以识别图像数据组中存在的像素分类。对于每个超像素位置，在一小块（例如，11x11像素的超像素）内提取统计描述。每个小块提供在评估过程中考虑的描述符。分类器可以在特征描述符上操作并且在测试/评估期间使用输出分类标签。可以通过最大化用于每个超像素的置信度值来确定用于每个超像素的最终分类。计算的统计值编码分类的特定性质，并且因此用于区分不同的分类。从该分割，为每个视角生成合并2D图像数据组，其中，合并图像数据组中的每个像素被给予作为上文描述的多个分类类型中的一个分类类型。从该分割，可以从合并2D图像数据组生成并构造3D模型。如果使用多个图像采集装置434A-434C，则3D模型可以用于确保各种视角之间一致的结果。

根据另一种方法，可以表征液体区域（例如，血清或血浆部分213SP）。这可以涉及对来自分类-血清或血浆部分213SP的全部像素进行分组，并且然后为合并2D图像数据组确定液体（血清或血浆部分213SP）与空气216之间的上界面（即，LA）的位置。这可以为每一个视角完成。可以通过取针对每个视角的被分类为血清或血浆部分213SP的最高像素的位置的平均值来为每个合并2D图像数据组计算用于LA的数值。任何显著的异常值可以被丢弃并且不在平均中使用。先前执行的像素空间到机器空间（例如，单位为mm）校准可以通过任何已知的机器空间到图像空间校准技术完成，并且可以用于将像素空间转换成可被机器人用于抓取或者被其他机器人用于吸入的机器空间。液体/空气界面LA可以以其他方式确定或使用上文讨论的折射方法交叉核对。针对个视角（如果多于一个视角）的用于LA的这些数值可以被聚集以识别可以在3D模型中使用的LA的最终值。聚集可以通过任何合适的方法以融合视角的相应结果，例如，诸如通过取针对每个视角的用于LA的数值的平均值。如果一个值显著低于另外两个值，则可以将其作为异常值抛弃。

取决于是否存在（例如，使用）分离胶313，表征方法然后可以基于由模型分类为沉降的血液部分213SB或分离胶313的像素来针对每个视角确定SB或SG（如果分离胶存在）的位置。可以通过取平均值或聚集被分类为血清或血浆部分213SP的最低像素的位置来计算针对每个视角的用于SB或SG的数值。可以通过取针对视角的SB或SG值的平均值来为3D模型确定用于SB或SG的单个值。可以经由减去用于LA和SB或SG的平均值来从LA和SB或SG的位置确定血清或血浆部分的高度HSP（图2和图3）。该高度HSP可以被交叉核对或以其他方式通过上文讨论的折射率方法提供。

量化液体区域（例如，血清或血浆部分213SP）还可以包括确定样本容器102的内部宽度（Wi）。在一些实施例中，外部宽度（W）可以通过上文描述的折射率方法确定，或者通过为每个合并2D图像数据组识别分类为管215的像素并减去位于管215的侧向外部边缘（例如，如在LA和SB或SG之间测量）上的像素中的对应像素的位置，并且然后取针对每个视角所减去的值的平均值来确定。可以通过取来自视角的W值的平均值来确定W的最终值。可以忽略显著的异常值。可以通过减去壁厚度Tw的两倍而从W确定Wi。Tw可以是已经为所有样本容器102估计的并存储在计算机130、730的存储器中的平均壁厚度值，或者可以基于管类型从存储器中的查找表获得Wi，所述管类型基于用于样本容器102的外部宽度W和高度HT值（基于确定TC）确定。

此外，可以使用下文用于3D模型的方程1从HSP和Wi确定液体区域（例如，血清或血浆部分213SP）的体积。

方程1。

为了量化沉降的血液部分213SB，之后可以遵循类似的方法。可以首先由分类器识别对应于沉降的血液部分213SB的分类的像素。取决于是否存在分离胶313，可以通过将沉降的血液部分213SB的最低像素定位在每个合并2D图像数据组中并且然后减去SB或BG来确定针对每个视角的沉降的血液部分的高度HSB。可以确定SB。如果存在分离胶313，则可以通过取被分类为分离胶313的像素的最低竖直位置的平均值来确定针对每个视角的BG。可以针对每个视角通过找到样本容器102的最低竖直尺寸并且然后减去壁厚度Tw来确定沉降的血液部分213SB的最低像素。可以通过从W减去Tw来确定Wi。可以通过取每个视角的相应的HSB值的平均值来确定HSB的最终值。可以使用在下文用于3D模型的方程2从HSB和Wi的最终值确定沉降的血液部分213SB的体积。

方程2 。

任选地，可以聚集和映射针对每个视角的合并2D图像的各种像素分类，以重建包围样本容器102的3D虚拟体素网格。每个像素在2D虚拟网格中具有限定的位置，该位置然后可以从三个方向投影到3D虚拟体素网格上以生成所表征的像素的3D模型。来自2D视角的网格基于图像采集装置434A-434C与针对每个视角的位姿之间的校准信息而与3D虚拟体素网格对准。在每个2D网格的边缘结构之间可能存在一些冗余（重叠）。已经针对每个合并2D图像数据组分配的分类可以针对每个视角组合在一起，以针对每个视角形成如下区域：血清或血浆部分213SP、沉降的血液部分213SB、分离胶313（如果存在的话）、空气216、管215、标签218和盖214。每个相应的区域的体素遍历（traversed）到3D虚拟体素网格上，并且如果分类在相邻的视角之间一致，则重叠区域中的像素被分配给共同的分类。

因此，各种区域被映射到3D模型，并且每个区域可以使用来自3D虚拟体素网格的校准信息和测量来量化。3D模型的区域位置可以用于确定在何处放置吸入探针尖端，使得不吸入空气216或沉降的血液部分213SB或分离胶313。

一旦识别了液体区域，就可以通过利用一个或多个干扰物分类器在液体区域的2D数据组上操作来确定其中干扰物（例如，H、I和/或L）的存在。用于H、I和/或L检测的逆光光照可以包括诸如分别在图4D、4E和4H中示出的图案444A、444B、或444D的图案，从而减弱竖直和/或侧向杂散光。在一个实施例中，如在2016年一月28日提交的且名称为“用于检测样本中的干扰物的方法和设备（METHODS AND APPARATUS FOR DETECTING AN INTERFERENTIN A SPECIMEN）”的共同待决的美国临时专利申请62/288,375中描述的，单独的分类器可以用于H、I和L中的每一个。还应当认识到，平均值还可以被用于提供HIL指数值（Havg、Iavg、Lavg），其可以作为多个视角的平均值用于为样本213提供干扰物水平。以这种方式，可以为3D模型获得用于H、I、L或N（一般）的一个一致的分类。

在表征设备112、712处，可以通过利用一个或多个人为产物分类器在液体区域的2D数据组上操作来确定人为产物（例如，凝块、气泡和/或泡沫）的存在。如果有多个视角，则每个视角可以用于生成针对该特定视野的区域。来自各种视角的人为产物区域然后可以用于确定人为产物的估计体积。2D图像可以用于在3D中划分三角形结构，其中可以从几何学计算得到体积。可以从体积VSP减去人为产物的估计体积，使得提供对可用液体的更好估计。各种视角可以用于将人为产物的位置投影到虚拟的3D体素网格上，并且来自每个2D投影的尺寸可以用于甚至更好地估计人为产物的体积和3D位置。在2016年一月28日提交的且名称为“用于对样本中的人为产物进行分类的方法和设备（METHODS AND APPARATUS FORCLASSIFYING AN ARTIFACT IN A SPECIMEN）”的共同待决的美国临时专利申请62/288,358中描述了人为产物检测。

相应地，应当显而易见的是，包括图案生成能力的当前表征设备112、612、712和使用该表征设备的方法可以导致对样本213的血清或血浆部分213SP和/或沉降的血液部分213SB和/或还有样本容器102的快速量化。最终结果和确定可以跨多个视角聚集并且显示为3D模型。

图9示出了表征样本容器102和/或样本213的方法900的流程图，其中，可以使用表征设备112、612、712表征许多物品。根据一个或多个实施例，方法900包括在902中提供成像位置（例如，成像位置432、632、732），其配置成在那里接收包含样本（例如，样本213，其可能包括血清和血浆部分213SP）的样本容器（例如，样本容器102）。方法900包括在904中提供邻近于成像位置（例如，成像位置432、632、732）的一个或多个图像采集装置（例如，图像采集装置434、434A-434C）。

方法900包括在906中提供光板组件（例如，光板组件436、436A-436C），光板组件配置成提供对成像位置（例如，成像位置132、632）的逆光光照。方法900包括在908中在光板组件（例如，光板组件436、436A-436C）的前面（前表面436S）上显示图案（例如，图案444、444A-444G），以及在910中利用一个或多个图像采集装置（例如，图像采集装置434、434A-434C）采集图案（例如，图案444、444A-444G）的图像。如上文所讨论的，所采集的图像可以是多光谱（例如，R、G、B、白光、UV、IR和/或近IR）和多重曝光图像。可以在多个视角处采集图像。

然后可以进一步处理图像以便以上文所描述的方式确定分割。同样地，在910中采集的图像可用于表征H、I和/或L。此外，图像可以用于根据本文中所描述的方法识别和量化血清或血浆部分213SP。如上文所讨论的，量化液体可以涉及确定样本213的某些物理尺寸特征（诸如LA、SB、SG和/或BG的物理位置）、和/或确定HSP（血清或血浆部分213SP的深度）、HSB（沉降的血液部分213SB的深度）和/或HTOT和/或血清或血浆部分（SP）的体积和/或沉降的血液部分（VSB）的体积。可以从样本容器表征获得内部宽度（Wi）。

为了提供对可用于测试的血清或血浆部分213SP的实际体积的甚至更细致的测量，或者仅仅为了标志人为产物的存在，可以采用人为产物检测方法来识别凝块、气泡、或泡沫在血清或血浆部分213SP中的存在。图案照明可以用于最小化杂散背光。可以从所估计的血清或血浆部分的体积VSP减去存在的一个或多个人为产物的相应的估计体积，以便获得更好的体积估计。可以使用人为产物分类器处理针对每个视角的2D图像数据以确定人为产物在血清或血浆部分213SP中存在与否。通过人为产物检测识别为人为产物的像素然后可以在本文中所描述的量化方法中忽略，不过也可以在HIL分类中忽略，以便不会造成结果不准确。在一些实施例中，人为产物的检测还可以启动矫正。

还可以根据更宽泛的方法900来完成对样本容器102的进一步的表征。可以供应从各种视角的对管类型、盖类型、盖颜色的表征并且所述表征可以实现3D模型的生成。可以对来自不同视野的数据进行比较，以便基于处理来自每个视角的图像来验证实现了相同的表征。如果获得了略微不同的值，则可以取所述值的平均数。来自根据本文中所描述的方法的HIL分类、样本量化、人为产物检测和样本容器检测的全部输出可以用于生成3D模型。3D模型可用于最终决策、表征和/或协调来自各种视角的结果。

虽然本发明易于进行各种修改和替代形式，但是，已经以示例的方式在附图中示出且在本文中详细描述了特定的设备和方法实施例。然而，应当理解，不意图使本公开限制于所公开的特定设备或方法，而是相反，意图是覆盖落入所附权利要求的范围内的全部修改、等同方式和替代物。

Claims (20)

1.一种表征设备，包括：

成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；

图像采集装置，其定位成邻近于所述成像位置；和

光板组件，其定位成邻近于所述成像位置，所述光板组件配置成提供对所述成像位置的逆光光照，所述光板组件还配置成显示图案；

其中，所述光板组件包括：

光源；和

配置成产生所述图案的图案生成器，所述图案生成器是多段式LCD显示板，其包括多个段，所述多个段能够被独立地控制以挡住来自对应区域的光发射，

其中，所述多段式LCD显示板具有上段、下段、和在所述上段和下段之间的中心段，

其中，所述中心段还包括纵向延伸预定宽度的多个段，所述预定宽度的多个段被用于产生可变宽度图案、可变位置图案、可变线数量图案、受限制的照明区域图案。

2.一种表征设备，包括：

成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；

图像采集装置，其定位成邻近于所述成像位置；和

光板组件，其定位成邻近于所述成像位置，所述光板组件配置成提供对所述成像位置的逆光光照，所述光板组件还配置成显示图案；

其中，所述光板组件包括：

光源；和

配置成产生所述图案的图案生成器，所述图案生成器是多段式LCD显示板，其包括多个段，所述多个段能够被独立地控制以挡住来自对应区域的光发射，

其中，所述多段式LCD显示板具有上段、下段、和在所述上段和下段之间的中心段，

其中，所述中心段还包括横向延伸预定宽度的多个段，所述预定宽度的多个段被用于产生可变高度图案、可变位置图案、可变线数量图案、受限制的照明区域图案。

3.根据权利要求1或2所述的表征设备，其中，所述多段式LCD显示板在所述中心段两侧还具有左段和右段。

4.一种表征设备，包括：

成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；

图像采集装置，其定位成邻近于所述成像位置；和

光板组件，其定位成邻近于所述成像位置，所述光板组件配置成提供对所述成像位置的逆光光照，所述光板组件还配置成显示图案；

其中，所述光板组件包括：

光源；和

配置成产生所述图案的图案生成器，所述图案生成器是多段式LCD显示板，其包括多个段，所述多个段能够被独立地控制以挡住来自对应区域的光发射，

其中，所述多段式LCD显示板包括纵向延伸预定宽度的多个段，所述预定宽度的多个段被用于产生可变宽度图案、可变位置图案、可变线数量图案、受限制的照明区域图案。

5.一种表征设备，包括：

成像位置，其配置成接收包含样本的样本容器；

图像采集装置，其定位成邻近于所述成像位置；和

光板组件，其定位成邻近于所述成像位置，所述光板组件配置成提供对所述成像位置的逆光光照，所述光板组件还配置成显示图案；

其中，所述光板组件包括：

光源；和

配置成产生所述图案的图案生成器，所述图案生成器是多段式LCD显示板，其包括多个段，所述多个段能够被独立地控制以挡住来自对应区域的光发射，

其中，所述多段式LCD显示板包括横向延伸预定宽度的多个段，所述预定宽度的多个段被用于产生可变高度图案、可变位置图案、可变线数量图案、受限制的照明区域图案。

6.根据权利要求4或5所述的表征设备，其中，所述多段式LCD显示板在所述纵向延伸预定宽度的多个段或所述横向延伸预定宽度的多个段的两侧还包括左段和右段。

7.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的表征设备，其中，所述光板组件还包括光谱可切换的光源。

8.根据权利要求7所述的表征设备，包括：光谱可切换的光源，其包括可在如下光谱中的两者或更多者之间切换的光源：

白光、

红光、

绿光、

蓝光、

紫外光、和

红外光。

9.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的表征设备，其中，所述光板组件包括：

框架，其包括第一侧部和第二侧部；和

光导，其定位成邻近于多个单独的光源；

其中，所述光源包括沿着第一侧部和第二侧部布置的多个单独的光源；并且

所述图案生成器定位在所述光导的前方。

10.根据权利要求9所述的表征设备，还包括：

定位在所述图案生成器的前方的遮罩；以及

漫射体元件。

11.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的表征设备，其中，所述图案是可切换的。

12.一种表征设备，包括：

样本载体，其将包含样本的样本容器定位在成像位置处；

根据权利要求1-11中任一项所述的光板组件，其定位成邻近所述成像位置并且配置成提供对所述成像位置的逆光光照，所述光板组件还配置成显示图案；和

图像采集装置，其配置成采集所述图案通过所述样本容器和样本在成像位置处所成的图像。

13.根据权利要求12所述的表征设备，包括外壳，包含样本的所述样本容器和所述光板组件的至少一个前面被包括在所述外壳中，并且其中，所述图案是受限制的照明区域图案，其操作以减少所述外壳内的杂散光的量。

14.一种表征样本容器和/或样本的方法，包括：

提供成像位置，所述成像位置配置成在那里接收包含样本的样本容器；

邻近于所述成像位置提供一个或多个图像采集装置；

提供根据权利要求1-11中任一项所述的光板组件，其配置成提供对所述成像位置的逆光光照；

在所述光板组件的前面上显示图案；以及

利用所述一个或多个图像采集装置采集所述图案的图像。

15.根据权利要求14所述的方法，包括将所显示的图案切换到另一图案。

16.根据权利要求14所述的方法，包括确定如下性质中的一者或多者：

所述样本的散射性质；

所述样本的透射率性质；

所述样本的吸收性质；

所述样本的折射率；以及

所述样本的流体浊度。

17.根据权利要求14所述的方法，包括确定干扰物的存在，其中，所述干扰物是包含在样本中的溶血、黄疸和/或脂血中的一者或多者。

18.根据权利要求14所述的方法，包括确定人为产物在所述样本中的存在，其中，所述人为产物包括凝块、气泡、或泡沫中的一者或多者。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，通过所述样本容器和/或样本采集所述图案的图像。

20.根据权利要求14所述的方法，包括采集所述图案的一幅或多幅参考图像。

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