CN113939742A - 用于确定横向流动测试结果的有效性的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定横向流动测试的结果的有效性的系统(10)，所述系统包括横向流动棒(180a，180b，180c)。所述横向流动棒(180a，180b，180c)包括：样品垫(310)；结合垫(315)，所述结合垫包括抗体处理的金颗粒；多孔膜(320)，所述多孔膜用于接收奶样品的毛细管流。所述多孔膜(320)包括：用孕酮参照物处理的测试线(360)，所述孕酮参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，并且由此使所述测试线(360)在暴露于孕酮水平低于阈值极限的奶时改变色调；以及用抗体参照物处理的对照线(370)，所述抗体参照物与抗体结合，并且由此使所述对照线(370)在暴露于包括抗体处理的金颗粒的奶时改变色调。所述系统还包括传感器(210)和控制单元(150)，所述控制单元被配置成：获得所述对照线(370)的参考色调(380)；基于所述传感器(210)在所述正在进行的横向流动测试期间捕获的图像来确定所述对照线(370)的当前色调；将所述对照线(370)的所述参考色调(380)与所述对照线(370)的所述当前色调进行比较；并且基于所进行的比较指示在所述横向流动棒(180a，180b，180c)上进行的所述横向流动测试的有效性。

Description

用于确定横向流动测试结果的有效性的系统
技术领域
本文件公开了一种系统。更具体地，描述了一种用于确定在被布置成指示动物的奶样品中的孕酮的横向流动棒上执行的横向流动测试结果的有效性的系统。
背景技术
在动物农场，保持动物健康以便提高奶/肉类产量是重要的。例如，在乳牛场，在最佳时刻对动物进行授精以便成功地使母牛受精是非常重要的。出于效率原因，找到对农场中的每只个体动物进行授精的正确时机是重要的。在动物没有成功授精的情况下，奶产量会受到影响。
可以对动物进行若干项生物标志物测量，例如测量孕酮、LDH(乳酸脱氢酶)、BHB(β-羟基丁酸)和尿素的水平。由此可以得到关于例如个别动物的发情检测和/或妊娠(基于所测量的孕酮水平)以及乳腺炎(基于LDH)和酮症(基于BHB)的重要信息。此外，可以估计能量平衡(基于尿素)。
奶分析设备/服务模块可以被布置成与奶提取装置配合，以便例如在挤奶时段时或在挤奶时段前后定期分析动物的奶样品。奶分析设备/服务模块可以提取奶样品并且将奶样品提供在横向流动棒/横向流动测试条/干棒或类似物上。奶可以用稀释剂稀释，所述稀释剂也可以用于在测试时段之间冲洗管。稀释剂可以提供于液体容器中。
横向流动棒可以保持在盒中，例如在文件WO 2018236271中公开的盒中的带上。由此，通过一次推进一个横向流动棒，可以在农场很容易地管理奶分析单元。每个测试样品通常可以使用一个横向流动棒。盒可以包括大量的横向流动棒，然而当所有横向流动棒都已消耗完时，必须将具有横向流动棒的盒更换为新的。
由此，向农场主/操作员提供关于每只个体动物的重要信息。可以高度自动化地测量农场中的所有个体动物的生物标志物，如孕酮。
然而，可能出现的问题是，农场主无法确定横向流动测试的结果是否有效。例如，横向流动棒可能会受到湿气和/或高温储存影响。在横向流动棒出于某种原因有缺陷的情况下，可能无法对奶样品中的低孕酮进行阳性检测，从而导致未检测到动物发情。
由于这些原因，找到一种方式来确定横向流动棒处于良好状态和/或在横向流动棒上进行的横向流动测试是有效且可靠的，优选地无需对农场主施加用于确定有效性的另外的工作负载，将是有利的。
发明内容
因此，本发明的目的是解决上述问题中的至少一些问题，并且有助于农场主在横向流动测试中指示动物的奶样品中孕酮的存在，并且确定横向流动测试的结果的有效性。
根据本发明的第一方面，此目的通过用于确定横向流动测试的结果的有效性的系统来实现。所述系统包括横向流动棒，所述横向流动棒被布置成通过横向流动测试指示动物的奶样品中的孕酮。所述横向流动棒包括样品垫，所述样品垫被配置成接收所述奶样品。此外，所述横向流动棒包括结合垫，所述结合垫包括抗体处理的金颗粒，当所述奶样品从所述样品垫中被吸收时，所述抗体处理的金颗粒分散到所述奶样品中。另外，所述横向流动棒还包括多孔膜，所述多孔膜用于从所述结合垫接收奶样品的毛细管流。所述多孔膜包括用孕酮参照物处理的测试线，所述孕酮参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，并且由此使所述测试线在暴露于包括孕酮水平低于阈值极限的奶时改变色调。所述多孔膜还包括用抗体参照物处理的对照线，所述抗体参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，而不管所述奶中的所述孕酮水平如何，并且由此使所述对照线在暴露于包括抗体处理的金颗粒的奶时改变色调。所述系统另外包括传感器，所述传感器被配置成在包括所述测试线和所述对照线的多孔膜已吸收奶样品时捕获所述横向流动棒的所述对照线的图像。此外，所述系统还包括控制单元。所述控制单元被配置成获得所述对照线的参考色调。所述控制单元还被配置成基于所述传感器在所述正在进行的横向流动测试期间捕获的所述图像来确定所述对照线的当前色调。另外，所述控制单元被配置成对所述对照线的所述参考色调与所述对照线的当前色调进行比较。此外，所述控制单元被配置成基于所进行的比较指示在所述横向流动棒上进行的所述横向流动测试的有效性。
所述系统旨在在如畜棚等农业环境中自主地操作。畜棚中的温度可能变得非常高，例如在夏季，并且畜棚中的温度调节装置(如果有的话)可能出现故障或不足。横向流动棒的高温或以其它方式不适当的储存可能导致结合垫的抗体处理的金颗粒燃烧到纤维素中。然后，所述奶样品将不会释放足够的金颗粒，以在测试线中获得可靠的孕酮测量值。通过获得对照线的参考色调并且将对照线的当前色调与参考色调进行比较，可以在早期阶段检测到横向流动棒的老化或劣化。由此，基于横向流动棒的横向流动测试的可靠性增加。
在根据第一方面的系统的第一可能实施方案中，所述控制单元可以被配置成在所述对照线的所述参考色调与所述对照线的所述当前色调之间检测到超过阈值极限的色调差异时产生警报。
由此，农场主可以在横向流动棒劣化到如此以致于影响所述横向流动测试的结果之前得到更换所述横向流动棒的警告。农场主从连续检查横向流动棒的有效性的压力中解脱出来。
在根据第一方面的系统的第二可能实施方案中或根据其第一实施方案，所述控制单元可以被配置成在所述对照线的所述参考色调与所述对照线的所述当前色调之间检测到超过阈值极限的所述色调差异时禁用包括所述对照线的所述横向流动棒。
当在所述对照线上检测到超过所述阈值极限的色调差异时通过禁用所述横向流动棒，确定当横向流动棒老化/劣化时横向流动测试被认为是无效的，从而导致生物标志物测试的有效性和可信度更高。
在根据第一方面的系统的第三可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述系统可以包括第一无线通信装置。在那些实施例中，所述横向流动棒可以保持在盒中，所述盒包括第二无线通信装置和存储器装置，所述第二无线通信装置用于与所述第一无线通信装置进行无线通信。另外，所包括的控制单元可以被配置成当检测到所述色调差异时，通过所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置发射禁止进一步使用所述盒的阻挡标志，以供存储在所述盒的所述存储器装置中。
通过将所述阻挡标志存储在所述盒的所述存储器中，当任何其它设备无法指示所述横向流动测试的有效性时，在实施其它设备中也无法使用所述横向流动棒/盒。
在根据第一方面的系统的第四可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述对照线的所述参考色调可以通过从存储器装置中提取预存储的参考色调样本来获得。
通过在相对较早的测试期间确定对照线的色调并将其存储例如在第一次使用的盒上的第一横向流动棒上，然后将其用作后续测试的参考色调，获得了可靠的参考色调，从而使得所述横向流动棒上的化学品随着时间的推移所产生的非常小的劣化都可以被检测到并且可以被确定。
在根据第一方面的系统的第五可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述对照线的所述参考色调可以通过从所述存储器装置中提取如表示所述横向流动棒的所述对照线的由所述传感器在前一奶分析时段期间捕获的值或图像等表示来获得。
通过向所述存储器装置存储所述参考色调和从所述存储器装置提取所述参考色调，确保了对照线色调与正确的参考色调进行比较，从而提高所述横向流动测试和所述横向流动棒的可靠性。
在根据第一方面的系统的第六可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述对照线的所述参考色调可以通过捕获所述横向流动棒的参考线的图像来获得。
通过在制造所述横向流动棒期间在所述横向流动棒上施加参考线，可以捕获所述参考线、所述对照线和/或所述测试线的图像并且比较相应的色调。由此，不需要确定参考色调、将所述参考色调存储在存储器中并且然后从所述存储器中检索所述参考色调，以便在所述参考色调与所述对照线之间进行比较。因此，可以快速且可靠地确定所述横向流动棒/测试是否有效。另外，不需要存储器，这节省了资源并且消除了存储器读取期间的任何可能的错误。
在根据第一方面的系统的第七可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述横向流动棒被配置成暴露所述多孔膜上的所述对照线的至少一部分，以供与所述传感器进行直接视觉接触。所述传感器可以被布置成在捕获所述横向流动棒的所述多孔膜上的所述对照线的至少一部分的图像时与所述至少一部分进行直接视觉接触，以便避免光学畸变。
通过剥离或以其它方式避免塑料盖或类似物覆盖所述多孔膜，确保所述传感器捕获的图像不失真或以其它方式变得难以区分。
在根据第一方面的系统的第八可能实施方案中或根据其任何先前公开的实施方案，所述横向流动棒的所述对照线可以被布置成比所述测试线更远离所述样品垫。
通过将所述对照线相对于所述测试线放置在下游，确保在所述对照线的色调已发生改变的情况下，所述金颗粒已经通过包括所述测试线的所述样品垫的区域。所述横向流动测试的可靠性得到进一步提高。
由于所描述的方面，通过确定所述横向流动测试的结果的有效性、农场主的人工干预、维护和工作强度被最小化或至少被降低。
其它优点和另外的新颖特征将从随后的详细描述中变得显而易见。
附图说明
现在将参考附图进一步详细地描述本发明的实施例，在附图中：
图1展示了用于测量动物的奶样品的生物标志物值的装置的实例。
图2A展示了根据实施例的插入到服务模块中的盒。
图2B展示了根据实施例的包括横向流动棒的带。
图3A展示了根据实施例的横向流动棒。
图3B展示了根据实施例的横向流动棒。
图4A展示了根据实施例的在横向流动棒上进行的横向流动测试的结果。
图4B展示了根据实施例的在横向流动棒上进行的横向流动测试的结果。
图4C展示了根据实施例的在横向流动棒上进行的横向流动测试的结果。
图4D展示了根据实施例的在横向流动棒上进行的横向流动测试的结果。
具体实施方式
本文所述的本发明的实施例被定义为一种系统，所述系统可以在下面描述的实施例中付诸实践。然而，这些实施例可以以许多不同的形式被例示和实现，并且不限于在本文中阐述的实例；相反，提供实施例的说明性实例使得本公开将是彻底且完整的。
根据结合附图考虑的以下详细描述，仍其它目的和特征可以变得显而易见。然而，应当理解的是，附图仅出于说明的目的而设计，而不是作为对本文所公开的实施例的限制的定义，对于所述实施例，将参考所附权利要求。另外，附图不一定按比例绘制，并且除非另有指示，否则附图仅旨在概念性地展示本文所述的结构和过程。
图1展示了具有动物100和系统10的场景，所述动物可以包括在乳牛场处的乳牛群中，所述系统用于确定横向流动测试的结果的有效性。
“动物”可以是任何任意类型的驯养雌性产奶和/或产肉哺乳动物，如母牛、山羊、绵羊、马、骆驼、灵长类动物、乳水牛、驴、牦牛等。
动物100的奶可以通过挤奶设备110提取并且被提供给服务模块120，所述挤奶设备如挤奶机器人、旋转挤奶室或用于自动或自愿挤奶系统的其它挤奶装置。
在一些实施例中，服务模块120可以可释放地插入到挤奶设备110中。因此，挤奶设备110与服务模块120之间可以存在接口，所述接口用于通过挤奶设备110向服务模块120提供奶和可能的电力。
服务模块120包括各种电子产品和设备，如相机、一个或多个泵、用于连接到挤奶设备110的接口的管元件、马达、通信单元等。
盒130可以可拆卸地插入到服务模块120中。盒130包括具有横向流动棒或干棒(横向流动棒也可以被称为干棒)的带，所述带被配置成指示动物100的奶样品的生物标志物值。在一些实施例中，盒130可以被配置成可拆卸地插入服务模块120中并且通过如弹簧锁、磁体、螺钉等紧固构件保持在位，并且可以关闭服务模块120的门以将盒130封闭在服务模块120内，从而进一步将盒130固定在位置中。
由此，可以通过挤奶设备从动物100中提取动物100的奶样品，并且通过服务模块120将其提供给盒130的带上的横向流动棒中的一个横向流动棒。横向流动棒可以对一种或多种生物标志物的存在和/或量作出反应，如通过改变颜色、色调或颜色/色调的强度。服务模块120中的相机可以通过盒130中的开口捕获图像。然后，所捕获的横向流动棒的图像可以由控制单元分析，并且可以基于颜色的强度来估计奶样品中的生物标志物的存在和/或数量。
在不同的实施例中，所测量的生物标志物可以是例如孕酮、糖蛋白、雌激素和/或促性腺激素释放激素或与动物100的繁殖相关的任何其它类似的生物标志物。
孕酮是一种调节动物100的若干生理功能的激素。孕酮可以使子宫为妊娠做好准备，在发生受精的情况下保持妊娠，并且阻止动物100在妊娠时表现出持续发情和排卵的迹象。例如，孕酮水平可以在妊娠开始时升高，并且可以在动物100的整个妊娠期间保持处于高水平。奶样品中的孕酮水平可以用于监测妊娠、发情周期(发情检测)和/或产后卵巢活动。由于这些原因，对于农场主而言，检测和跟踪农场处的动物100的孕酮水平是有趣的。
然而，在一些实施例中，所测量的生物标志物可以包括LDH(乳酸脱氢酶)、BHB(β-羟基丁酸)、尿素和/或体细胞计数；或与动物100的状态相关的其它生物标志物。在一些实施例中，可以测量多个以上列举的生物标志物。可替代地，在一些实施例中，农场主可以订购盒130，所述盒包括位于带上的被配置成测量由农场主选择的生物标志物或一组生物标志物的某个横向流动棒；和/或不同的盒130，所述盒包括位于带上的被配置成在一年中的不同时间段期间测量不同生物标志物或生物标志物组的横向流动棒。
在一些实施例中，配量模块还可以可拆卸地插入到服务模块120中。配量模块可以包括例如针和/或一个或多个泵。具有稀释剂的稀释剂容器可以位于配量模块的外部。
图1和图2A描绘了所提供的解决方案的总体概览图而没有过多地涉及细节，以便使读者获得粗略的概览。图2B中公开了所涉及实体的细节的实例，所述所涉及实体具体地是盒130和带，以及盒和带如何彼此相互作用，以及可以如何布置横向流动棒。图3A和图3B描绘了横向流动棒的细节，而图4A、4B和4C展示了在横向流动棒上进行的横向流动测试的结果的实例。
图2A展示了根据实施例的服务模块120、盒130和配量模块，以及系统10的场景。服务模块120包括用于确定从动物100接收的奶样品的生物特征值的电子产品和设备，如传感器210，例如相机或摄像机、用于连接到挤奶设备的管元件220、马达、通信单元230等。在一些实施例中，配量模块可以包括一个或多个泵，所述一个或多个泵被配置成作用在管元件220上以用于使奶样品前进穿过管元件220。
在所展示的实施例中，配量模块可以包括针350，所述针用于通过所述盒130中的开口将奶样品施加到盒130中的带170上的横向流动棒180a、180b、180c。传感器210然后可以将针350与盒130的带170上的横向流动棒180a、180b、180c对准。
服务模块120的相机210可以通过开口捕获载带170的横向流动棒180a、180b、180c的图像，并且基于这些图像，盒外部马达可以相对于针350调整带170，以定位要在其上进行新测试的新横向流动棒180a、180b、180c。
通信单元230可以通过有线或无线通信接口与控制单元150、数据库140和/或输出单元160通信。
在一些实施例中，这种无线通信接口可以包括无线通信技术或至少从无线通信技术中得到启发，如Wi-Fi、3GPP LTE、蓝牙(BT)，仅列举无线通信的几个可能的实例。
服务模块120还可以包括第一无线通信装置240，所述第一无线通信装置被配置成与盒130的第二无线通信装置250进行短距离无线通信。短距离无线通信可以包括近场通信(NFC)、蓝牙(BT)、射频标识(RFID)、纳米网络等。通过能够无线通信，可以在服务模块120与盒130之间交换信息。控制单元150可以例如将某些数据存储在盒130的存储器装置260中。
控制单元150可以包括一个或多个处理电路系统，所述一个或多个处理电路系统可以包括以下中的一个或多个实例：例如中央处理单元(CPU)、处理器、处理单元、专用集成电路(ASIC)、微处理器、图形处理单元(GPU)或可以解释和执行指令的其它处理逻辑。因此，本文所使用的表述“处理电路系统”可以表示包括多个处理电路的处理电路系统，例如上面列举的任何、一些或全部处理电路。
服务模块120的传感器210被配置成通过盒130的开口检查盒130的带170上的一个横向流动棒180a、180b、180c。传感器210还可以通过由盒130的卷轴131，132调整带170来帮助对准针350以及横向流动棒180a、180b、180c在带170上的位置。
另外，服务模块120还包括管元件220，所述管元件被配置成通过挤奶设备接收动物100的奶样品，并且将奶样品提供给针350，即，包括在配量模块中的针350。
在一些实施例中，配量模块可以另外包括至少一个泵，所述至少一个泵被配置成作用在管元件220上以将奶样品提供给针350。泵因此可以作用于管元件220以使奶样品传播穿过管元件220，到达针350或针350的混合室355。混合室355可以可替代地位于针350的外部。
配量模块还可以包括液体排出器或排放口195，所述液体抽空装置或排放口可以收集已经由针350输出的液体。在一些实施例中，当仅包括奶时，液体可以返回到奶生产线。在其它实施例中，当奶已经与稀释剂混合时，液体可以被输送离开盒130，以便不浸泡或污染盒130上的带170的其它未使用的横向流动棒180a、180b、180c。
控制单元150被配置成基于对由传感器210捕获的图像的分析来确定动物100的奶样品的如孕酮等生物标志物值。在一些实施例中，控制单元150可以被包括在服务模块120中或位于服务模块120的外部。
数据库140可以存储与动物100的身份参考、测量的时间戳和/或横向流动棒180a、180b、180c的对照线的参考色调相关的动物100的测量生物特征值。与动物100相关的其它测量值和/或数据也可以存储在数据库140中，如例如通过奶流量计测量的产奶量、活动、品种、胎次、反刍、泌乳、休息、采食量、能量平衡、产奶天数、产奶量、年龄和可能的其它类似的动物状态相关参数。
输出单元160可以是例如蜂窝移动电话、固定或便携式计算装置、计算机平板电脑、显示器、一副智能眼镜、智能隐形眼镜、增强现实装置、智能手表或具有用户接口和无线通信能力的类似装置。
通过输出单元160，农场主可以获取奶样品的生物标志物测量的结果的一部分。农场主由此能够分析动物100的状态，例如如果/当动物100处于发情期时，何时测量孕酮水平。
当在生物标志物测量的结果与对应的参考值之间检测到超过第一阈值极限的偏差时，可以向农场主输出警报。警报可以包括例如视觉信息、音频消息、触觉信号或其组合，从而促使农场主进一步调查检测到的结果偏差的原因。在一些实施例中，在多个人与畜群一起工作的情况下，可以向多个农场主及其相应的相关输出单元160进行广播。
图2B展示了根据实施例的带170。可以可释放地插入到服务模块120中的盒130包括带170，所述带进而包括多个横向流动棒180a、180b、180c。
横向流动棒180a、180b、180c可以相对于与带170的纵向轴线196正交的轴线197以倾角α布置。在一些实施例中，倾角α可以例如为15度或大约15度或例如10-30度。
开口190a、190b、190c可以布置在横向流动棒180a、180b、180c中的至少一些横向流动棒之间，布置在带170上或带170的底部薄膜上，即，在底部薄膜上的横向流动棒180a、180b、180c中的至少一些横向流动棒的焊缝181a、181b、181c之间。开口190a、190b、190c被配置成可以在清洁期间或在将奶样品施加到横向流动棒180a、180b、180c之前将液体输送离开横向流动棒180a、180b、180c。
第一动物100的奶可能会污染另一只随后经测试的动物的奶样品。为了避免污染或遗留，在将奶样品施加到横向流动棒180a、180b、180c之前，可以用待测试的动物100的奶冲洗管和针350。为了避免待测试的动物100的冲出的奶浸泡和/或污染其它未使用的横向流动棒180a、180b、180c，可以通过带170的开口190a、190b、190c进行冲洗，例如通过将针350降低通过开口190a、190b、190c，并且用液体排出器195捕获冲出的奶。然后，液体排出器195可以通过管将液体输送离开盒130。
带170或带170的底部薄膜可以进一步包括参考标记185a、185b、185c，所述参考标记被配置成帮助相机210找到横向流动棒180a、180b、180c。参考标记185a、185b、185c可以包括例如孔、颜色标记、条形码、简单几何形状或类似物。
参考标记185a、185b、185c还可以帮助相机210确定顶部薄膜片卷轴的前进，以剥离横向流动棒180a、180b、180c的顶部薄膜，足以使奶样品能够施加到横向流动棒180a、180b、180c，而不剥离下一个横向流动棒180a、180b、180c的顶部薄膜。
另外，带170或带170的底部薄膜可以包括前进孔175的第一组173，所述第一组布置在带170的第一边缘171处；以及前进孔175的第二组174，所述第二组布置在带170的第二边缘172或带170的底部薄膜处。
每个横向流动棒180a、180b、180c可以通过焊缝181a、181b、181c单独地布置在带170或带170的底部薄膜上，并且其中密封的横向流动棒180a、180b、180c彼此间隔一定距离布置。
图3A和图3B展示了实施例中的横向流动棒180a、180b、180c的横截面。横向流动棒180a、180b、180c被布置成通过横向流动测试(所述横向流动测试也可以被称为横向流动免疫色谱测定)指示动物100的奶样品的至少一个生物标志物值。
横向流动棒180a、180b、180c包括样品垫310，所述样品垫被配置成从针350接收奶样品。奶、或奶与稀释剂之间的液体混合物可以施加在样品垫310上。样品垫310可以包括多孔结构，所述多孔结构用于使奶样品能够毛细管流动穿过横向流动棒180a、180b、180c。样品垫310可以包括纤维素纤维和/或织造网或由纤维素纤维和/或织造网制成。
另外，横向流动棒180a、180b、180c包括结合垫315，所述结合垫包括抗体处理的金颗粒，当所述奶样品从样品垫310中被吸收时，所述抗体处理的金颗粒分散到所述奶样品中。
用抗体处理的金颗粒将与所施加的奶样品中的孕酮发生反应。通常，根据一些实施例，金纳米颗粒、干燥到结合垫上的有色或荧光乳胶珠粒可以用作标记剂，从而由于不稳定性和不一致的释放而导致高水平的变化。
金颗粒嵌入在结合垫315中，所述结合垫可以包括位于横向流动棒180a、180b、180c的上部的玻璃纤维部分。可替代地，结合垫315可以包括纤维素和/或表面改性的聚酯。当奶样品被供应到横向流动棒180a、180b、180c的上端时，奶将在毛细管力的帮助下从棒180a、180b、180c的上部被抽吸到下部。
横向流动棒180a、180b、180c还包括多孔膜320，所述多孔膜用于从结合垫315/样品垫310接收奶样品的毛细管流。
在不同的实施例中，多孔膜320可以包括硝酸纤维素膜、纤维素、玻璃纤维、聚酯、人造丝、聚合物、玻璃纤维、织造纤维、非织造纤维、色谱凝胶膜、硅藻土、硅胶、氧化硅、硅藻土或其它过滤膜。多孔膜320可以被设计成提高液体通过横向流动棒180a、180b、180c的毛细管泵送速度。多孔膜320包括测试线360和对照线370。
测试线360用孕酮参照物处理，所述孕酮参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，并且由此使所述测试线360在暴露于包括孕酮水平低于阈值极限的奶时改变色调。因此，当奶不具有孕酮水平或具有低孕酮水平时，测试线360将色调变成红色/微红色。如果/当动物100处于发情期时，则奶样品中的孕酮水平接近零。然后，这种颜色变化可以由传感器210检测并且可以报告给农场主和/或存储在与动物100的身份和/或时间参考相关的数据库140中。这还可以触发动物100的授精。
多孔膜320的对照线370用抗体参照物处理，所述抗体参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，而不管所述奶中的所述孕酮水平如何，并且由此使对照线370在暴露于包括抗体处理的金颗粒的奶时改变色调。
因此，在包括在结合垫315中的抗体处理的金颗粒与热、湿气等发生反应的情况下，由于横向流动棒180a、180b、180c的不适当存储，对照线370将不会改变色调。横向流动棒180a、180b、180c的功能由此可能受到危害，并且由于横向流动测试是自主进行的，因此重要的是发现有故障的横向流动棒180a、180b、180c并且忽视对其进行的任何测试；并且优选地在进行下一个横向流动测试之前用功能性横向流动棒180a、180b、180c替换所述有故障的横向流动棒(或警告农场主替换所述有故障的横向流动棒)。
在横向流动棒180a、180b、180c的底部处，可以布置吸收垫330。吸收垫330可以包括被配置成从多孔膜320吸收多余奶的吸收剂。吸收垫330还可以包括多孔干燥剂，所述多孔干燥剂被配置成从环境空气中吸收水分。
在运输或操作期间，空气中的水分可能会影响生物标志物的测试的结果，即，与真实值不同的结果可以由测试产生，从而导致产生奶样品的错误结论。
所接收的奶样品的生物标志物值/孕酮水平可以通过如相机或摄像机等传感器210拍摄测试线360的图像来确定，并且当多孔膜320已吸收奶样品时，横向流动测试/横向流动棒180a、180b、180c的有效性可以通过捕获对照线370的图像来确定。然后，控制单元150可以获得对照线370的参考色调，并且将参考色调与如由传感器210确定的对照线370的当前色调进行比较，并且基于所进行的比较指示在横向流动棒180a、180b、180c上进行的横向流动测试的有效性。
在一些实施例中，横向流动棒180a、180b、180c可以通过焊缝181a、181b、181c单独地密封在带170上。由此，可以保护横向流动棒180a、180b、180c免受液体和湿气的影响，所述液体和湿气可能影响生物标志物测量。然而，在密封破裂的情况下，吸收垫的任选干燥剂可以用于从环境空气中吸收湿气的目的。由此，获得了生物标志物测量的更可靠的结果。
在一些实施例中，吸收垫330的吸收剂可以包括浸渍有多孔干燥剂的纤维素纤维。吸收垫330的多孔干燥剂可以包括例如硅胶、活性粘土和/或分子筛。
在一些实施例中，吸收垫330可以包括已经用硅胶处理的一张纸。由此，吸收垫330的干燥剂纸可以在半刚性结构内提供高容量吸附。数百万的吸附剂颗粒可以包括在半刚性纤维素纤维基质中，这使得能够实现快速干燥和非凡的设计多功能性。
硅胶在其它方面是一种惰性的、无毒的、不溶于水的白色固体，其可以施加到吸收垫330上。然而，其它替代性实施例可以包括干燥剂，所述干燥剂包括活性炭、硫酸钙、氯化钙和分子筛，如沸石。
此外，横向流动棒180a、180b、180c可以包括承载层340，样品垫310、多孔膜320和吸收垫330布置在所述承载层上。
另外，横向流动棒180a、180b、180c可以单独地包装在承载带170上。单独包装的横向流动棒180a、180b、180c可以通过焊缝181a、181b、181c密封，并且其中经密封的横向流动棒180a、180b、180c可以被布置成与任何其它横向流动棒180a、180b、180c相距一定距离。
图4A展示了已在其上执行横向流动测试的横向流动棒180a、180b、180c。测试线360和对照线370两者的颜色均已变为红色/微红色。
控制单元150获得对照线370的参考色调380，例如来自本地存储器140或盒130的存储器装置。
因此，控制单元150基于传感器210在正在进行的横向流动测试期间捕获的图像来确定对照线370的当前色调。然后将参考色调380与对照线370的当前色调进行比较。然后基于所进行的比较指示在横向流动棒180a、180b、180c上进行的横向流动测试的有效性。
在参考色调380与对照线370的当前色调之间的色调差异超过阈值极限的情况下，则认为横向流动测试无效。在一些实施例中，可以产生警报，所述警报用于警告农场主并且促使农场主更换横向流动棒180a、180b、180c。
在如图4A所展示的测试结果中，测试线360和对照线370两者的颜色均已变为红色。参考色调380与对照线370的色调之间的色调差异小于阈值极限。由此，横向流动棒180a、180b、180c处于适当的条件下，并且横向流动测试被认为是有效且可靠的。
在一些实施例中，横向流动棒180a、180b、180c的对照线370可以被布置成比测试线360更远离样品垫310。由此确保，在对照线370的颜色已发生改变的情况下，这意味着存在已经穿过多孔膜320的测试线360以潜在地改变色调的足够的金颗粒。
由于测试线360的颜色也已变为红色，这指示动物100的奶不包括孕酮水平或包括低孕酮水平，即，孕酮水平低于阈值极限。
奶中的低孕酮水平(即，低于预定或可配置的阈值极限)进而指示动物100处于发情期，即，适于授精的发情周期(oestrous cycle)阶段。通过正确地定时授精，畜群水平的生育力将会提高并且可以避免重复授精，这为农场主节省了时间。因此，当测试线360已变成红色/颜色时，可以产生警报并且将警报发送给农场主，从而促使农场主对特定动物100进行授精。
对于一头母牛，发情周期为大约21天，并且发情持续约6-18小时。通过在动物100的每次挤奶事件(动物100通常每天挤奶2-4次)时进行横向流动测试，很有可能检测到农场处的所有动物100的每个发情期。在一些实施例中，通过利用发情周期为约21天的知识，可以将每只动物100的(最后一个)发情周期的开始存储在与动物100的身份参考相关的存储器140中，并且可以在例如从每只特定动物100的最后检测到的发情开始20天之后触发横向流动测试并且针对预定数量的挤奶事件进行重复，直到检测到低孕酮。在动物100的奶在从最后一次发情开始约20-22天时具有高孕酮的情况下，动物100很可能发生妊娠，并且对动物100进行任何更多的横向流动测试直到产犊之后可能是多余的。由此节省了横向流动棒180a、180b、180c。
在图4B的所展示的横向流动棒180a、180b、180c中，参考色调380与对照线370的色调之间的色调差异小于阈值极限。由此，横向流动棒180a、180b、180c处于适当的条件下，并且横向流动测试被认为是有效且可靠的。
然而，测试线360根本没有改变任何颜色，这指示动物100的奶中孕酮含量高，即，高于阈值极限。没有理由试图对动物100进行授精，因为她将无法接受授精。
在图4C的所展示的横向流动棒180a、180b、180c中，测试线360根本没有改变任何颜色，如在图4B的横向流动棒180a、180b、180c上。然而，对照线370的色调既没有发生改变，也没有变为足够类似/接近参考色调380的色调。这可以通过将参考色调380与对照线370的当前色调进行比较来发现。
在一些实施例中，对照线370的参考色调380可以通过从存储器装置140、260中提取预存储的参考色调样本来获得。
在又一些实施例中，对照线370的参考色调380可以通过从存储器装置140、260中提取横向流动棒180a、180b、180c的对照线370的由传感器210在前一奶分析时段期间捕获的色调的表示来获得。可以例如确定对照线370的参考色调380并将其存储在盒130的第一横向流动棒180a、180b、180c中的第一次使用的第一个第一横向流动棒上或存储在多个第一次中的一个第一次使用的一个第一横向流动棒上。
对照线370的色调的表示可以包括例如存储在存储器装置140、260中的对照线370的所捕获和所存储的图像、RGB颜色空间中的坐标、色度空间的坐标、相关色温、色调、饱和度等。
通过在使用盒130的早期阶段确定参考色调380，确保横向流动棒180a、180b、180c的化学品没有受到高温、老化、湿气增加或其它类似原因的影响。
由此，可以指示横向流动测试无效并且不能被信任。可以产生警报并且将警报发送给农场主，以促使农场主更换横向流动棒180a、180b、180c和/或重新进行横向流动测试。
图4D展示了已在其上进行横向流动测试的横向流动棒180a、180b、180c。测试线360和对照线370两者的颜色均已变为红色/微红色。
在所展示的实施例中，横向流动棒180a、180b、180c包括参考线390，所述参考线包括参考色调380。通过在其生产过程期间将参考色调380物理地施加到横向流动棒180a、180b、180c或盒130上。
与对照线370类似，包括参考色调380的参考线390可以用抗体参照物处理，所述抗体参照物与奶样品的抗体处理的金颗粒结合，而不管奶中的孕酮水平如何。然而，参考线390可以在横向流动棒180a、180b、180c的制造状态下被喷涂或以其它方式用金颗粒处理。参考线390的颜色由此变为参考色调380，并且可以用作参考指标。
由此，传感器210可以在一个图像中捕获对照线370和参考线390上的参考色调380两者的图像。参考线390可以例如包括平行/邻近对照线370的参考线，其用于对照线370与参考线390的色调之间的快速比较。
在制造期间创建包括参考色调380的参考线390的优点在于参考色调380被设定在可以确保温度条件受控且理想的时间点。由此，确保可靠的参考色调380。
控制单元150可以被配置成在对照线370的参考色调380与对照线370的当前色调之间检测到超过阈值极限的色调差异时产生警报。
在一些实施例中，控制单元150可以被配置成在对照线370的参考色调380与对照线370的当前色调之间检测到超过阈值极限的色调差异时禁用包括对照线370的横向流动棒180a，180b，180c。
在一些实施例中，系统10可以包括第一无线通信装置240。在那些实施例中的至少一些实施例中，所述横向流动棒180a、180b、180c可以保持在盒130中，所述盒包括第二无线通信装置250和存储器装置260，所述第二无线通信装置用于与所述第一无线通信装置240进行无线通信。然后，控制单元150可以被配置成当检测到所述色调差异时，通过所述第一无线通信装置240和所述第二无线通信装置250发射禁止进一步使用所述盒130的阻挡标志，以供存储在所述盒130的所述存储器装置260中。
所述横向流动棒180a、180b、180c可以被配置成暴露所述多孔膜320上的所述对照线370的至少一部分，以供与所述传感器210进行直接视觉接触。所述传感器210进而可以被布置成在捕获所述横向流动棒180a、180b、180c的所述多孔膜320上的所述对照线370的至少一部分的图像时与所述至少一部分进行直接视觉接触，以便避免光学畸变。
带170可以包括底部薄膜340，横向流动棒180a、180b、180c单独地布置在所述底部薄膜上。承载带170可以包括顶部薄膜，所述顶部薄膜被配置成覆盖横向流动棒180a、180b、180c，布置在底部薄膜340上，并且在将奶样品施加到横向流动棒180a、180b、180c之前剥离每个单独的横向流动棒180a、180b、180c。
承载带170的底部薄膜340可以包括底层、中间层和顶层。承载带170的顶部薄膜可以包括底层、中间层和顶层。在一些实施例中，底部薄膜340的底层和顶层和/或顶部薄膜可以由塑料制成，而中间层可以由铝制成。
铝箔可以起到防潮层的作用，从而阻止液体和湿气到达横向流动棒180a、180b、180c，从而保持横向流动棒干燥并且不受浸泡的影响。
施加顶部薄膜的原因是，重要的是来自第一动物100的奶不会浸泡随后的动物在其上将用于生物标志物测试的横向流动棒180a、180b、180c，因为来自第一动物100的奶可能污染第二动物的横向流动棒180a、180b、180c。出于这个原因，除了确保传感器210与多孔膜320上的对照线370之间的直接视觉接触之外，盒130可以进一步包括脱封器，所述脱封器被配置成当横向流动棒180a、180b、180c被调整到与针350对准的位置中时从横向流动棒180a、180b、180c去除密封带。在一些实施例中，顶部薄膜可以比底部薄膜340更薄，例如薄10％、20％、40％等。
底部薄膜340可以包括底层、中间层和顶层。底层和顶层可以由塑料制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和/或聚苯乙烯或类似材料，如热塑性聚酯。具体地，顶层可以由聚乙烯制成。
底部薄膜340的中间层可以由铝或铝基合金制成，并且厚度例如介于9μm-25μm之间。
带170的顶部薄膜可以包括底层、中间层和顶层。底层和顶层可以由塑料制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和/或聚苯乙烯或类似材料。具体地，底层可以有利地由聚乙烯制成。
可以分别层压底部薄膜340的层和顶部薄膜的层。
顶部薄膜的中间层可以由铝或铝基合金制成，并且厚度例如介于9μm-25μm之间。
将薄(例如，约9μm)铝箔层用于底部薄膜340的中间层和/或顶部薄膜的中间层具有允许在盒130的卷轴131、132上更多(更长)的带170的优点。薄铝箔层还比使用厚(即，约25μm)铝箔更便宜。然而，将较厚的铝箔用于中间层使得带170对机械损坏不太敏感。在一些实施例中，折衷方案可以是针对底部薄膜340的中间层使用厚铝箔，如例如约15-25μm，并且针对顶部薄膜的中间层使用较薄铝箔(例如，约9-15μm)。
横向流动棒180a、180b、180c可以保持在底部薄膜340与顶部薄膜之间，并且被单独地密封。每个横向流动棒180a、180b、180c的单独密封可以通过将底部薄膜340的顶层与顶部薄膜的底层焊接在一起来实现。由此，当横向流动棒180a、180b、180c不进而从针350接收奶样品时，横向流动棒受到非常好的保护以免受奶渍或可能影响横向流动棒180a、180b、180c操作的湿气的影响。为了便于焊接，底部薄膜340的顶层和/或顶部薄膜的底层可以由聚乙烯制成，因为聚乙烯易于焊接。
中间层的目的是向带170提供坚实性，同时还允许带170是足够柔性的以便在带170的卷轴131、132上滚动。为此，中间层可以有利地由铝箔制成；或由铝合金制成的箔制成。中间层的铝箔形成可靠的防潮层，从而确保横向流动棒180a、180b、180c保持处于干燥状态，直到通过施加奶样品进行测试。
底部薄膜340的底层的目的是保护中间层免受划痕和其它不期望的机械冲击，因为中间层(具体地当由铝箔制成时)是易碎的并且对于划痕是敏感的。关于顶部薄膜的顶层也是如此。底部薄膜340的底层和顶部薄膜的顶层可以有利地由如上所述的塑料制成。塑料还具有低摩擦的优点，在带170分布在带170的卷轴131、132之间时，这确保所述带的平滑运行。塑料也便于焊接，使得每个横向流动棒180a、180b、180c可以被单独地密封。
如图1、图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图4C和/或图4D所展示的至少一些实施例或其部分可以有利地彼此组合，以实现进一步的益处。
在附图中所展示的实施例的描述中所使用的术语并不旨在限制所描述的横向流动棒180a、180b、180c。在不脱离由所附权利要求限定的本发明实施例的情况下，可以作出各种改变、替换和/或更改。
如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联所列项中的一个或多个的任何组合和全部组合。如本文所使用的术语“或”应被解释为数学或，即，解释为包含性析取；而不是解释为数学异或(XOR)，除非另外明确地陈述。另外，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”应被解释为“至少一个”，因此还可能包括相同种类的多个实体，除非另外明确地陈述。应进一步理解，术语“包含(includes)”、“包括(comprises)”、“包含(including)”和/或“包括(comprising)”指定所陈述的特征、动作、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、动作、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。单个单元，例如处理器，可以实现权利要求中所叙述的若干项的功能。某些措施或特征在相互不同的从属权利要求中被引用、在不同的附图中被展示或结合不同的实施例被讨论的这一单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施或特征的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，如与其它硬件一起提供或作为其它硬件的一部分提供的光存储介质或固态介质，但也可以以其它形式分布，如通过互联网或其它有线或无线通讯系统。

Claims (9)

1.一种用于确定横向流动测试的结果的有效性的系统(10)，所述系统包括：
横向流动棒(180a，180b，180c)，所述横向流动棒被布置成通过横向流动测试指示动物(100)的奶样品中的孕酮，所述横向流动棒(180a，180b，180c)包括：
样品垫(310)，所述样品垫被配置成接收所述奶样品；
结合垫(315)，所述结合垫包括抗体处理的金颗粒，当所述奶样品从所述样品垫(310)中被吸收时，所述抗体处理的金颗粒分散到所述奶样品中；
多孔膜(320)，所述多孔膜用于从所述结合垫(315)接收所述奶样品的毛细管流，其中所述多孔膜(320)包括：
用孕酮参照物处理的测试线(360)，所述孕酮参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，并且由此使所述测试线(360)在暴露于孕酮水平低于阈值极限的奶时改变色调；以及
用抗体参照物处理的对照线(370)，所述抗体参照物与所述奶样品的抗体处理的金颗粒结合，而不管所述奶中的所述孕酮水平如何，并且由此使所述对照线(370)在暴露于包括抗体处理的金颗粒的奶时改变色调；
传感器(210)，所述传感器被配置成在包括所述测试线(360)和所述对照线(370)
的多孔膜(320)已吸收奶样品时捕获所述横向流动棒(180a，180b，180c)的所述对照线(370)的图像；以及
控制单元(150)，所述控制单元被配置成：
获得所述对照线(370)的参考色调(380)；
基于所述传感器(210)在所述正在进行的横向流动测试期间捕获的所述图像来确定所述对照线(370)的当前色调；
将所述对照线(370)的所述参考色调(380)与所述对照线(370)的所述当前色调进行比较；并且
基于所进行的比较指示在所述横向流动棒(180a，180b，180c)上进行的所述横向流动测试的有效性。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述控制单元(150)被配置成在所述对照线(370)的所述参考色调(380)与所述对照线(370)的所述当前色调之间检测到超过阈值极限的色调差异时产生警报。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的系统(10)，其中所述控制单元(150)被配置成在所述对照线(370)的所述参考色调(380)与所述对照线(370)的所述当前色调之间检测到超过阈值极限的所述色调差异时禁用包括所述对照线(370)的所述横向流动棒(180a，180b，180c)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的系统(10)，其包括：
第一无线通信装置(240)；并且其中所述横向流动棒(180a，180b，180c)保持在盒(130)中，所述盒包括第二无线通信装置(250)和存储器装置(260)，所述第二无线通信装置用于与所述第一无线通信装置(210)进行无线通信；并且
其中所述控制单元(150)被配置成：
当检测到所述色调差异时，通过所述第一无线通信装置(240)和所述第二无线通信装置(250)发射禁止进一步使用所述盒(130)的阻挡标志，以供存储在所述盒(130)的所述存储器装置(260)中。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的系统(10)，其中所述对照线(370)的所述参考色调(380)是通过从存储器装置(140，260)中提取预存储的参考色调样本来获得的。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的系统(10)，其中所述对照线(370)的所述参考色调(380)是通过从所述存储器装置(140，260)中提取所述横向流动棒(180a，180b，180c)的所述对照线(370)的由所述传感器(210)在前一奶分析时段期间捕获的表示来获得的。
7.根据权利要求1到4中任一项所述的系统(10)，其中所述对照线(370)的所述参考色调(380)是通过捕获所述横向流动棒(180a，180b，180c)的参考线(390)的图像来获得的。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的系统(10)，其中所述横向流动棒(180a，180b，180c)被配置成暴露所述多孔膜(320)上的所述对照线(370)的至少一部分，以供与所述传感器(210)进行直接视觉接触；并且
所述传感器(210)被布置成在捕获所述横向流动棒(180a，180b，180c)的所述多孔膜(320)上的所述对照线(370)的至少一部分的图像时与所述至少一部分进行直接视觉接触，以便避免光学畸变。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的系统(10)，其中所述横向流动棒(180a，180b，180c)的所述对照线(370)被布置成比所述测试线(360)更远离所述样品垫(310)。
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