CN114324924A - 支持液体样本的测量 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于支持测量容纳在容器(101)中的液体样本(103)的装置(100)和方法，该装置包括：测量支持设备(121，127)；相机系统(113)，其适于采集可布置容器(101)的感兴趣区域(115)的图像；以及处理器(119)，其适于：分析图像中的至少一个图像，以获得分析结果；并基于分析结果控制测量支持设备(121，127)，其中，特别地，在不需要接触除所述容器之外的任何东西的情况下控制所述测量支持设备。

Description

支持液体样本的测量

技术领域

本发明涉及一种用于支持测量容器中所容纳的液体样本的装置和方法。此外，提供了一种测量设备，其包括用于支持液体样本的测量的装置。

背景技术

用于测量液体样本、尤其是血液样本的测量系统是常规已知的，其中例如可以测量分析物，例如血气、电解质和代谢物。因此，液体样本被引入测量室，该测量室包括用于测量样本的不同成分的一个或多个敏感区。

通常，测量样本被分成预分析阶段、分析阶段和后分析阶段。精确和可靠的实验室诊断的基础是最佳的预分析阶段。在该预分析阶段中，选择适当的检查并从例如患者处获取样本。此外，样本可能需要以适当的方式制备和储存。在预分析阶段的所有这些子步骤期间，可能发生干扰或误差，这可能使得最终测量结果显著恶化。需要相当大的努力来使这种误差最小化。例如，需要检查样本是否符合与预期检查相关的预定标准。例如，必须确保样本被明确标记。此外，需要检查样本是否满足执行测量的要求。此外，其中容纳有样本的容器也潜在地需要满足若干要求。例如，所有的血液检查都受到严格的管理，并且需要遵守许多规定和准则。

通常，预分析错误的检测在用户(例如医务人员)的范围内。为了防止或检测预分析阶段中的错误，对实验室人员施加相应的指导。然而，尽管有这些指导方针，但可能无法确保符合这些指导方针。此外，检测错误可能不被保证。用于降低错误率的传统解决方案通常是高成本的并且需要用户交互。

传统上，测量设备需要用户在装置处经由相应的输入设备，诸如触摸屏、键盘、条形码读取器进行交互。然而，每个用户交互需要时间和金钱，并且可能是错误的。

因此，一直希望开发新技术以简化测量设备的操作和样本的操作。此外，开发了新技术以便检测预分析阶段中错误的发生。此外，医疗预算一直面临节省费用并且同时提高效率和质量的压力。由于降低了错误率并且改进了实验室的布局和后勤，因此可以特别地实现效率的增益。

据报道，预分析阶段比例如分析阶段更容易出错。例如，样本溶血和/或样本体积不足是预分析阶段期间经常发生的误差的例子。其他错误涉及错误的数据转录、无质量控制的测试、未记录的临界值和显著延迟的结果。

在实验室诊断中要考虑的另一个问题是，样本可能是传染性的，例如当血液要被分析时。在样本处理期间，不能排除实验室内的表面污染。因此，每次接触污染的表面都会给医务人员带来危险。这同样适用于将样本引入测量室的输入设备。

本发明的目的可以被认为是提供一种用于支持液体样本的测量的装置，以便改进液体样本的测量的预分析阶段期间的至少一些步骤。特别地，该目的可以包括减少或甚至避免在处理样本中的错误，减少关于样本的类型和成分的错误，减少关于样本识别的错误，并且进一步减少对执行样本检查的不同阶段的用户的污染风险。目的也可以被视为减少了在液体样本测量的预分析阶段期间通常发生的误差。

发明内容

上述目的通过独立权利要求的主题分别涉及用于支持测量容纳在容器中的液体样本的装置和方法来解决。此外，提供了一种测量设备，其包括用于支持液体样本的测量的设备。从属权利要求规定了本发明的特定实施例。

因此，应当理解，所描述、解释、提供或应用于支持液体样本测量的装置的特征也单独地或以任何组合适用于根据本发明的实施例的支持液体样本测量的方法，反之亦然。

根据本发明的实施例，提供了一种用于支持测量容器中包含的液体样本的装置，该装置包括：测量支持设备；检测系统，其适于获取在可布置容器的感兴趣区域中的对象信息；以及处理器，其适于：分析所述对象信息，以获得分析结果；以及基于分析结果控制测量支持设备，其中，测量支持设备特别地控制，不需要接触除容器之外的任何东西。

检测系统可以利用电磁辐射，例如RADAR、激光扫描、对可见光和/或红外光和/或紫外光敏感的一个或多个相机，来检测物体。检测系统可以利用超声波传感器和/或发生器。可以提供不同技术的组合。

液体样本可以是例如任何种类的生物样本，例如人类的血液样本。然而，液体样本还可以包括或者是质量控制溶液或校准溶液，用于确保由该装置支撑的测量设备的质量控制和/或校准。

实际测量可以涉及至少一种分析物的浓度的测量。对于待测量的每种特定分析物，可以在测量设备的测量室内提供至少一个单独的敏感区域。测量设备可以例如被配置成执行电位和/或安培测量和/或电导测量，即电压和/或电流和/或电阻的测量。因此，在测量室内可以布置至少一个电极。其他实施例可以替代地和/或附加地包括其他传感器，例如光学测量系统。

用于支持液体样本的测量的装置特别地支持预分析阶段或该预分析阶段的至少一个步骤。因此，可以简化用户对样本的处理，可以降低用户被污染的风险，并且可以监测和确保样本与预期测量的一致性。由此，该装置可以例如确定样本的特征，例如关于体积量、均匀性、出现的气泡、密度等。如果样本的特征不符合预期的测量，则该装置可以向用户指示错误消息。

测量支持设备可以以不同的方式配置，如将在下面详细解释的。根据由处理器通过分析图像中的至少一个图像而确定的分析结果来控制测量支持设备。

感兴趣区域在检测系统的视野中。感兴趣区域可以例如是靠近测量设备的输入端口的区域，其中输入端口可以允许将样本加载到测量设备的测量室中。由此，该装置被适当地配置用于支持尤其是将样本装载和/或卸载到测量设备的测量室中。

容器可由用户例如医务人员握持，并且可用手移动到感兴趣区域中。在其他实施例中，也可以利用附加的辅助设备来将容器转移或移动到感兴趣区域中。

当容器在感兴趣区域内时，其也在检测系统的视野中，使得检测系统可以获取关于包含液体样本的容器的信息。处理器可以通过处理对象信息来识别容器。处理器可以特别地通过分析对象信息来检测至少容器的类型和/或样本的特征。此外，处理器可以检测容器上或例如容器盖上的一个或多个标签。处理器还可以分析与稍后要执行的预期测量的符合性或不符合性有关的对象信息。如果处理器断定满足了对预期的后续测量的符合性，则处理器可以控制测量支持设备采取可以将样本装载(装载到测量室中)的配置。在处理器断定不符合性的情况下，可以控制测量支持设备以向用户指示警告消息或错误消息，以便例如更换样本、更换容器或例如选择另一测量过程。

因此，控制测量支持设备可以例如包括根据分析结果向用户指示一些信息和/或改变一些装载设备的位置和/或取向。

该装置可以支持其中用户(例如医务人员)不需要触摸该装置或测量设备的任何部分的过程。用户最多可以握住容器并且可以将容器移动到感兴趣区域中。然而，甚至这在其他实施例中不是必需的，当容器通过例如机器人装置或一些其他移动设备移动到感兴趣区域中时。当用户不需要触摸该装置或测量设备的任何部件时，用户的污染风险被降低或甚至被避免。

此外，由于处理器能够确定容器和/或样本是否满足预期检查的要求，因此也可避免已知相容样本或已知相容容器的错误测量。因此，可以改进液体样本测量的预分析阶段中的至少若干步骤。

根据本发明的实施例，检测系统包括：相机系统，适于获取所述感兴趣区域的图像作为所述对象信息的至少一部分，其中，所述处理器适于分析所述图像中的至少一个图像，以便至少部分地获得所述分析结果。

相机系统可以包括一个或多个相机，诸如CCD相机、CMOS相机等。每个相机可以包括光敏元件阵列，例如光电二极管、CCD单元或CMOS单元。光敏区域可以对可见光和/或UV光和/或红外光敏感。每个相机可以包括一个或多个透镜。相机系统可以适于连续地获取感兴趣区域的图像，并且这些图像可以由处理器连续地分析，特别是实时地分析。相机系统可以适于获取灰度图像或彩色图像。

感兴趣区域在相机系统的视野中。当容器在感兴趣区域内时，其也在相机系统的视野中，使得相机系统可以获取包含容器的图像，该容器包含液体样本。容器可以在不同的取向被成像。处理器可以通过包括对象检测的图像处理来识别容器。处理器可执行图像处理软件，该图像处理软件可被训练成在所采集的图像中识别包括不同类型容器的一个或多个对象类型，即使当在不同取向被成像时也是如此。

处理器可以特别地通过分析图像来检测至少容器的类型和/或样本的特征。此外，处理器可以(在一个或多个图像中)检测容器上或例如容器盖上的一个或多个标签。处理器还可以就与稍后要执行的预期测量的符合性或不符合性来分析图像。

根据本发明的实施例，测量支持设备包括以下中的至少一个：光学和/或声学输出装置，特别是显示器；样本输入系统，适于允许输入用于测量的样本，所述样本输入系统特别地包括以下中的至少一个：样本输入开口；样本抽吸器，其包括样本抽吸管，特别是针，所述样本抽吸管具有内腔，样本能够通过所述内腔输送向测量室；样本抽吸器定位器，其被配置为调节所述样本抽吸管的位置和/或取向；样本输入端口闭合件，所述样本输入端口闭合件被配置为打开和关闭输入端口，所述样本抽吸管可穿过所述输入端口以到达所述感兴趣区域。

因此，测量可以由不同的设备支持，所述不同的设备被配置为向用户指示一些信息和/或用于促进样本的装载和/或卸载和/或保护测量设备内的敏感区域。由此，可以适当地支持预分析阶段中的若干步骤。

样本输入系统可以允许从前侧和/或侧面输入样本。样本输入开口可以允许例如通过鲁尔锁连接例如注射器的尖端。

为了抽吸或装载样本，容器可以由用户保持，或者它可以由保持设备保持和/或至少部分地被吸入到部分位于测量设备内的装载区域中。

光学和/或声学输出装置可以被配置成向用户输出光学指示和/或声学指示。因此，光学输出设备例如可以包括显示器和/或投影仪以及投影表面。例如，声学输出装置可以包括扬声器。

样本抽吸器可被提供用于将样本抽吸到测量设备的测量室中，用于支持测量的装置可以是该测量设备的一部分。样本抽吸管可以例如由陶瓷、玻璃或金属制成。样本抽吸管可以是直管。样本抽吸器可以包括诸如泵的吸出单元，例如蠕动泵，以便对样本抽吸管产生或施加吸力，从而部分地抽空管的内腔或施加负压。当样本抽吸管的尖端浸入样本中时，即被布置在样本表面下方时，样本可被抽吸到内腔中并从内腔抽吸到测量室中。处理器可适于控制在样本穿过样本抽吸管的内腔时样本的吸力或压力和/或速度。处理器还可适于通过向样本抽吸管的内腔施加过压(超压)或向样本测量空间施加过压而将样本或清洗溶液或任何其他溶液从内腔中排出。通过向管腔施加负压，样本可以被吸入管腔中。

样本抽吸器定位器可以允许适当地放置样本抽吸管。由此，可允许定向或移动样本抽吸管，使得样本可从相应的容器被装载。例如，根据所检测到的容器类型，处理器可控制样本抽吸定位器以将样本抽吸管定位和/或定向在取决于所检测到的容器类型的位置/取向上。

样本输入端口闭合件(不一定存在)可以是测量设备的一部分。通过样本输入端口，样本抽吸管可穿过以进入感兴趣区域(特别是其尖端)。样本输入端口闭合件可保护测量室或测量设备的其他部件。

应当理解，光学和/或声学输出装置和/或样本抽吸器定位器和/或样本输入端口闭合件可以是或可以不是用于支持液体样本测量的装置的一部分。然而，处理器可以至少被配置为生成(或供应)相应的控制信号给那些元件或设备以用于控制那些设备的行为。在其他实施例中，测量支持设备的那些示例可以是该布置的一部分。

根据本发明的实施例，基于分析结果控制测量支持设备包括以下中的至少一项：控制样本输入系统；在光学和/或声学输出装置上指示信息，特别是在显示器上显示信息；致动(actuate)所述样本抽吸器；致动所述样本抽吸器定位器；以致动样本输入端口闭合件。

为了控制测量支持设备，处理器可以生成适当的控制信号或者可以特别地至少生成相应的触发信号。例如，触发信号可被发送到相应的驱动器电路，所述驱动器电路可被提供用于例如输出装置、样本抽吸器定位器、样本输入端口闭合件。

根据本发明的实施例，特别是实时地分析至少一个图像包括：对象检测，特别是使用无监督和/或有监督的机器学习(例如，应用神经网络)的方法，所述机器学习被配置为在所述图像中识别来自候选对象类型的组中的至少一个对象类型；其中，基于所识别的对象类型来控制所述测量支持设备。

对象检测可以例如采用相关技术以使所获取的图像与预先存储的参考图像相关，例如，所述参考图像示出不同类型的容器(在不同取向)。对象检测可以例如包括容器类型检测和/或样本特征检测等。取决于稍后要执行的预期测量过程，可以调整对象检测以便根据稍后要执行的预期测量过程来检测或确定需要符合预定要求的容器和/或样本的所有特征。由此，可以可靠地确定是否符合预期测量以支持该测量。

根据本发明的实施例，特别是实时地分析至少一个图像包括以下中的至少一项：检测容器的类型，特别是注射器或样本管或毛细管或取样装置的类型；检测容器的位置，特别是2D位置或3D位置，和/或取向，特别是相对于相机系统和/或相对于样本输入端口的位置，特别是检测容器已经到达其中样本可以通过抽吸穿过样本抽吸管而被装载到测量室中的位置；检测样本的类型，特别是全血和/或血浆和/或血清和/或尿和/或校准溶液和/或质量控制溶液和/或胸膜液和/或透析液溶液；检测样本的状况和/或特征，特别是均匀性和/或气泡的存在和/或密度和/或体积特征和/或注射器的填充物和/或活塞位置特征；检测抗凝剂的类型，特别是通过检测样本和/或容器盖的颜色和/或样本容器的其他可识别特征来检测上述项目。

检测容器的类型可能是有利的，因为可能需要根据实际使用的容器将样本抽吸管移动或定向在适当的位置和/或取向。

为了在移动或定向样本管或样本抽吸管时检测潜在的碰撞位置，检测容器的位置和/或定向也是有利的。此外，可能需要容器处于特定的取向和/或位置以便能够装载。当容器处于错误的位置和/或取向时，这可以通过光学和/或声学输出装置指示给用户。

例如，在开始时，容器可以被移动到感兴趣区域中，于是处理器确定容器的类型以及样本的类型和特征。然后，用户可能被要求将容器从感兴趣区域移除。然后，处理器可控制样本抽吸器定位器，并将样本抽吸管移动和定向到与所检测的容器类型相适应的位置和/或取向。此后，用户可能被要求或请求移动打开的容器，使得样本抽吸管的端部或末端浸入样本中，即，在样本表面下方。然后，用户可能被要求将容器保持在该位置。然后，处理器可控制样本抽吸器施加负压，以便经由样本抽吸管的内腔将样本输送或抽吸到测量室中。当完成样本的加载时，处理器可以控制输出装置以指示用户移除容器。然后，处理器可以控制样本输入端口闭合件以关闭输入端口。此后，处理器可以进一步根据预定测量过程控制样本的测量过程。在完成测量之后，处理器可以控制输出设备向用户显示或指示测量结果。在其他实施例中，这些步骤可以单独地或以不同的顺序被执行。

检测样本的类型对于评估样本与预期测量过程的符合性可能是有利的。此外，可以检测样本的特征，以便决定样本是否适合于通过预期的测量过程来测量。如果样本的特征不符合预期的测量过程，则可以经由输出装置指示用户改变样本的特征，例如去除气泡，例如通过混合来提高均匀性，或者如果检测到样本的体积不足，则将额外的样本填充到容器中。

为了避免错误的测量，检测抗凝血剂的类型也是有利的。

根据本发明的一个实施例，分析结果包括：与所述容器和/或所述样本相关的误差；所检测的容器和/或样本的类型与预期测量的不兼容；容器的不正确位置和/或取向。

此外，样本的检测特征与预期测量过程的不兼容可以包括在分析结果中。错误可以经由输出设备指示给用户。此外，可以经由输出设备向用户指示任何要求或请求。由此，可以使得能够校正检测到的误差，然后继续进行样本分析中的进一步的步骤。此外，在检测到错误的情况下，可以禁止一些动作。

根据本发明的实施例，由光学和/或声学输出装置指示的、特别是在显示器上显示的信息包括以下中的至少一个：图像；关于所述容器和/或所述样本的信息；错误消息；警告消息；等待消息；信息消息；关于测量工作流程的状态的信息。

向用户指示这种信息可能是有利的，因为用户然后可以在实际开始就这样测量之前校正误差。由此，可以避免丢失样本，并且可以减少成本和时间。

根据本发明的实施例，由光学和/或声学输出装置指示的、特别是在显示器上显示的信息包括对用户的要求，该要求包括以下中的至少一项：指示所述容器应该被移动以允许将所述样本装载到测量室中；指示所述容器应该被移动使得所述样本抽吸管与所述容器连接；指示所述容器应该被移动使得所述样本抽吸管被布置成与所述容器内的样本接触；指示所述容器应该被移除。

根据输入端口和/或样本抽吸器和/或样本抽吸管以及所用容器的特定构造，一个或多个其他信息可通过输出装置指示给用户。然而，通过如上所述的指示，可以减少或甚至避免在预分析阶段期间通常可能发生的一些严重的错误或问题。

根据本发明的实施例，其中，致动样本抽吸器定位器包括以下中的至少一项：特别是根据所检测到的所述容器的类型，控制所述样本抽吸器定位器以将所述样本抽吸管特别是从停放位置移动至预定装载位置，；控制样本抽吸器定位器，从而特别是在检测到容器已经被取出时，将样本抽吸管特别是从装载位置移动至停放位置。

在停放位置，样本抽吸管可以缩回到测量设备内，或者至少被覆盖或缩回到超过样本输入端口闭合件以免受损坏。在装载位置，样本抽吸管的尖端可从样本输入端口伸出以便用户可接近，或者至少使得容器可部分地放置在样本抽吸管上。

根据本发明的实施例，为了致动样本抽吸器，包括以下中的至少一项：特别地根据所检测的样本和/或所检测的所述容器的类型，控制所述样本抽吸器以将所述样本的一部分抽吸到所述样本抽吸管中或通过所述样本抽吸管抽吸，特别地包括将所述样本的至少一部分从所述容器通过所述抽吸器装载到测量室中；和/或其中，致动所述样本输入端口闭合件包括：控制样本输入端口闭合件的关闭或打开。

由此，可以便于装载样本。此外，样本抽吸器可由处理器致动，以将包含在样本抽吸管的内腔中的液体或溶液从样本抽吸管的尖端排出。因此，例如也可支持洗涤步骤。打开样本输入端口可允许在样本抽吸管已被穿出之后加载样本。关闭样本输入端口闭合件可保护测量设备或测量室。

根据本发明的实施例，特别是实时地分析图像包括：检测和/或解码容器上和/或容器盖上的至少一个标签，其中进一步基于所检测和/或解码的至少一个标签来控制测量支持装置。

在容器和/或容器盖上可以存在不同种类的标签，例如印刷或雕刻的标签。标签的所有信息可以由处理器获取和解码。由此，可以进一步确定样本和/或容器与预期测量过程的符合性。

根据本发明的实施例，标签包括关于以下至少一项的信息：患者；日期；用户；关于所述样本的信息，标签特别地被配置为以下中的至少一种：文本；条形码；QR码；彩色编码信息。该信息也可以包括关于其他问题的信息。

根据本发明的实施例，进一步基于预定测量配置和/或工作流程来控制测量支持设备，和/或其中控制测量支持设备包括触发和/或执行动作或禁止动作，和/或其中检测系统包括以下中的至少一项：相机系统；激光扫描系统；RADAR系统；红外检测系统；超声系统；其中，所述相机系统包括对红外光和/或可见光和/或紫外光敏感的至少一个2D检测器阵列，特别是CMOS或CCD阵列。由此，处理器可以支持不同的测量配置并且可以取决于测量配置而进行操作。

根据本发明的实施例，提供了一种测量设备，包括：根据前述实施例之一的装置；样本输入端口，所述样本抽吸管可穿过所述样本输入端口；测量室，适于通过所述样本抽吸管的内腔填充有所述样本，并且包括至少一个传感器单元，特别是包括电极和/或光学传感器，以测量所述样本中的至少一种分析物，特别是电解质和/或气体和/或代谢物。

测量设备可以被布置成分析液体样本中的气体、电解质、特别是分子或通常任何感兴趣的分析物。测量类型的示例已经在上面公开。

根据本发明的实施例，提供了一种支持对容纳在容器中的液体样本进行测量的方法，所述方法包括：获取其中可布置所述容器的感兴趣区域的图像，其中容器可布置所述感兴趣区域中；分析所述图像中的至少一个图像，以获得分析结果；以及基于分析结果控制测量支持设备，尤其是不需要接触除容器之外的任何东西。

测量室可与样本抽吸管固定地连接，并且样本抽吸定位器可被配置为移动测量室以定位样本抽吸管。在该实施例中，样本抽吸管以机械方式固定地与测量室连接。在其他实施例中，样本抽吸管不必固定地连接到测量室。因此，可以支撑不同类型的测量室，一种具有固定连接的装载针，以及另一种不具有固定连接的装载设备。

本发明的上述方面和其他方面从下文描述的实施例的示例中是显而易见的，并且参考实施例的示例进行解释。下面将参考实施例的例子更详细地描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的测量设备，其包括根据本发明的实施例的用于支持液体样本的测量的装置；

图2(a)至图2(h)示意性地示出了不同的容器类型，其可以通过对由根据本发明的实施例的用于支持液体样本的测量的装置所拍摄的图像进行图像分析来检测和确定；以及

图3(a)至图3(c)示出了由根据本发明实施例的装置的相机系统获取的图像。

具体实施方式

注意，不同附图中的结构或元件用仅在第一位数字上不同的参考符号来标记。关于一个实施例没有明确描述的一个电气元件的描述可以从参考另一个实施例描述的相应单元或结构或元件的描述中获得。

根据本发明的实施例，图1中示意性示出的测量设备150包括用于支持测量容纳在根据本发明的实施例的容器101中的液体样本的测量的装置100。在所示的实施例中，样本103容纳在注射器101中。测量设备150还包括样本输入端口105，样本抽吸管107可穿过该样本输入端口。在图1所示的实施例中，样本抽吸管107连接到测量室109，该测量室包括未示出的传感器区域，用于测量样本103以检测样本103内的至少一种分析物，例如离子或气体或代谢物。测量室109适于通过样本抽吸管107的管腔填充有样本103，并且包括至少一个传感器单元，特别是电极和/或光学传感器，以测量至少一种分析物。

用于支持容器101中容纳的液体样本103的测量的装置100包括用附图标记111共同标记的测量支持设备，其可以包括一个或多个元件或设备，如将在下面详细解释的。

装置100还包括相机系统113，其适于采集可布置容器101的感兴趣区域115的图像，特别是通过用户的手117。

装置100还包括处理器119，其适于分析图像中的至少一个图像以便获得分析结果并且基于分析结果控制测量支持设备111。由此，如图1中所描绘的，处理器通信地连接到相机系统113以从相机系统113接收表示至少一个图像的数字信号。处理器119实时连续地分析至少一个图像，特别是多个图像，以获得分析结果并控制测量支持设备111。

测量支持设备111可以包括例如光学和/或声学输出装置121，例如包括显示屏123和/或扬声器125。因此，处理器可以根据通过分析由相机系统113获取的图像而获得的分析结果来控制输出装置121。通过光学和/或声学输出装置121，可以向用户指示不同种类的信息，以便有助于测量的准备并且确保样本和/或容器符合预期测量过程的要求。

附加地或替代地，测量支持设备111包括样本抽吸器127，在所示实施例中样本抽吸器127包括测量室109以及抽吸管107。样本抽吸器还包括未示出的用于施加负压(under-pressure)或过压以从样本抽吸管107吸出或排出样本的设备。

测量支持设备111可以替代地或附加地进一步包括样本抽吸器定位器129，样本抽吸器定位器129被配置为在位置和/或取向上调整样本抽吸管107。同样，该样本抽吸器定位器129可由处理器119基于分析结果来控制。

其他实施例不包括样本抽吸管或针，而是包括样本输入开口，例如针或注射器的尖端可以插入到该样本输入开口中。

此外，处理器119可以基于分析结果控制样本输入端口封闭件131，以打开或关闭样本输入端口105。样本输入端口闭合件131例如可被配置为滑动门，其可在图1中向右或向左滑动，以关闭或打开样本输入端口105。

为了例如从注射器装载样本，样本抽吸管107可以被定向为指向图1的图像平面之外，例如具有在图1的图像平面和样本管之间的20°至90°之间的角度。样本抽吸管107可以根据容器的类型被带入一个位置和/或取向，该容器的类型已经通过由处理器119对由相机系统拍摄的图像的分析而被检测。

处理器119被配置(特别是通过加载的图像处理软件)以在由相机系统113获取的图像中执行对象检测。

图2(a)至图2(h)示出了可由处理器119通过分析从相机系统113拍摄的图像来检测的其他类型的容器。

图2(a)中所示的容器201a是具有注射器主体202a和活塞214的注射器，注射器主体202a填充有样本203并且由盖204a封闭。

图2(b)中所示的容器201b是具有由盖204b封闭的样本室202b的样本管。处理器119还可以检测盖204b的类型或颜色或标签。

图2(c)中所示的容器201c是毛细管，其也可通过处理器119进行的图像检测或对象检测来检测。

处理器119不仅被配置成检测不同类型的容器，而且还被配置成检测包含在不同类型的容器之一中的样本的特征。图2(d)至图2(h)中说明了示例。

在图2(d)所示的示例中，样本包括气泡206d。样本容纳在注射器201d中。气泡206d的存在可能干扰预期的测量过程。可以例如通过图1中所示的光学和/或声学输出装置121向用户指示这些气泡206d的存在或在图1中所示的光学和/或声学输出装置121上向用户指示这些气泡206d的存在。

图2(e)示出了容器，其示出了注射器201e，其中仅有少量的样本203填充到注射器本体202e中。低填充液位也可以由处理器检测，并且可以使用例如图1中所示的输出设备121向用户指示警告消息或错误消息。

图2(f)示出了一种容器，其示出了注射器201f，其中容纳有样本，样本未充分填充在注射器201f的内腔内。这种少或不足的填充也可以指示给用户。

图2(g)示出了容器，其示出了注射器201g，填充有具有不同组成的样本部分203a和样本部分203b的分离样本。这种样本也可能与预期的测量过程不兼容。因此，例如可以使用用于支持测量的装置100的输出设备121向用户指示分离样本的这个问题。

图2(h)示出了一个容器，其示出了注射器201h，填充有具有如由不同区域208和210所示的不同密度的样本，其中样本在不同区域208和210中具有不同的密度。不同密度样本的问题也可以使用输出设备121向用户指示。

样本容器101可以包括具有信息的标签，该标签直接附着或印刷在容器外表面上。在图2(b)中的样本管201b中示出了一个实例，其中标签212被附接到容器的外侧。标签212可以包括关于患者的信息、日期、关于样本的用户信息。该信息可以是文本形式，例如条形码或QR码的形式。这种标签212可以是类似的或不同的配置，也可以附着到图2所示的其他容器之一或包含在图2所示的其他容器之一中，标签上的信息由处理器119通过分析由相机系统113拍摄的图像来解码。

图3示出了在用于准备测量的不同步骤期间由图1中所示的相机系统113拍摄的部分图像3(a)、3(b)、3(c)中的图像。在图3(a)的图像中，容器301(由用户的手317握持)被移动到感兴趣区域315(其中布置了用于装载样本的样本输入端口305)中，并且图像由相机系统113捕获。处理器119接收图像数据并分析图像，以便检测容器301的类型以及样本303的类型和特征。在所示的实施例中，处理器正确地确定容器是注射器并且样本是全血。

在图3(b)所示的下一步骤中，移动注射器使得样本抽吸管307(特别是抽吸器供送针)通过注射器的尖端开口插入以浸入样本中。

在图3(c)所示的下一步骤中，进一步移动注射器使得抽吸管的端部完全插入或浸入样本中。然后，样本抽吸器由处理器119控制以施加负压，使得样本被吸入样本抽吸管307的内腔中，以便被输送到未示出的测量室(例如，类似于图1中所示的测量室109)。

本发明的实施例使得能够在体外诊断中对系统进行无接触控制。通过例如获取图像并分析例如容器上的标签，能够实现用户的自动识别。此外，可以识别用户标签，例如可以识别1D或2D条形码，或者可以识别QR码，或者可以识别样本上的文本。

在其他实施例中，用户可以不必被关联或指示在容器或容器盖上。在这些实施例中，用户可以通过另一读取过程或分析步骤来识别他自己，在该读取过程或分析步骤中，用户例如在感兴趣区域中呈现ID、条形码，该呈现ID、条形码将由相机系统成像并且将由处理器分析以提取用户ID。也可以通过读取或解码容器上的标签来识别患者标识。患者标签例如可以由1D或2D条形码或QR码或简单文本表示。此外，处理器可以识别样本容器的类型、样本的类型(例如全血、血浆、血清、尿)和抗凝剂的类型，如果适用的话，特别是通过颜色编码识别样本容器的类型、样本的类型(例如全血、血浆、血清、尿)和抗凝剂的类型。

此外，装置100可以被配置为自动识别预分析误差，例如(缺少)样本的均匀性、样本内的气泡、过少的样本体积、不充分的填充、错误的处理(例如注射器的活塞的定位)。此外，处理器可以被配置为自动识别设备的错误操作，特别是测量设备150的错误操作。通过向用户指示误差，使得用户能够在进行测量本身之前校正所检测到的误差。此外，本发明的实施例降低了通过部分样本的用户的污染的风险，因为可以以非接触方式执行控制。

相机系统可以包括广角镜头或全景镜头，并且可以包括具有相应相机镜头的若干相机。当为相机系统提供若干相机时，这些相机可以位于不同的位置，从而实现不同的视角以从不同的视角对相应的容器成像。因此，容器的三维重建也可能简化容器类型的检测以及样本特征的检测。任选地，可以提供照明源以适当地照明包括容器的感兴趣区域。

对象检测和识别可以采用例如通过支持深度学习的计算机视觉系统对对象进行检测、跟踪和分类。结果可以是例如可以与预定义类别的对象相关联并且至少二维位置可以是已知的对象。这些种类的信息可以用于从图像中提取特定对象，并且为了检查关于上述属性的样本容器。

然后，可以利用所检测和所分类的对象(例如容器的类型)的位置来对测量支持设备进行非接触控制。由此，可以采用可以接管(take over)对测量工作流程的控制的接口。可以在识别出预定义的样本容器时触发设备动作，或者可以中断或禁止那些设备动作。结合可以从对象提取的信息，可以区分不同的动作并且可以评估情况。

例如，图3(a)至图3(c)示出了示例性准备工作流程的不同步骤。在图3(a)中，展示了用于分类的样本容器。此外，从样本容器读入患者数据或其他相关信息。然后，触发特定动作，样本输入被移动到与所检测的样本容器的类型相对应的位置。

在图3(b)中，注射器连接到取样针。在图3(c)中，注射器连接到针的状态被系统识别，并且因此样本被抽吸。样本容器的移除可以对应于反转序列图3(c)、图3(b)、图3(a)。

本发明的实施例可以实现用户、患者、容器类型、探针类型、抗凝血剂类型的自动识别。此外，实施例提供了用于自动识别或预分析误差(例如样本的均匀性)的方法和设备。

Claims (20)

1.一种用于支持测量容纳在容器(101)中的液体样本(103)的装置(100)，所述装置包括：

测量支持设备(111，121，127)；

检测系统，所述检测系统适于采集可布置所述容器的感兴趣区域(115)中的对象的对象信息，以便采集关于所述容器的信息；以及

处理器(119)，所述处理器(119)适于：

分析所述对象信息，以获得分析结果；以及

基于所述分析结果控制测量支持设备(111、121、127)，

其中，所述检测系统包括：

相机系统(113)，所述相机系统(113)适于采集所述感兴趣区域(115)的图像作为所述对象信息的至少一部分，

其中，所述处理器(119)适于分析所述图像中的至少一个图像，以便至少部分地获得所述分析结果，

其中，所述测量支持设备包括样本输入系统，所述样本输入系统适于允许输入用于测量的样本，

其中，基于所述分析结果控制所述测量支持设备包括控制所述样本输入系统。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，在不需要用户触摸除了所述容器之外的任何东西的情况下控制所述测量支持设备。

3.根据权利要求1所述的装置，所述样本输入系统包括以下中的至少一项：

样本输入开口；

样本抽吸器(127)，所述样本抽吸器(127)包括样本抽吸管(107)，所述样本抽吸管(107)具有内腔，样本能够通过所述内腔输送向测量室(109)。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述测量支持设备包括以下中的至少一项：

光学和/或声学输出装置(121)；

样本抽吸器定位器(129)，所述样本抽吸器定位器(129)被配置为在位置和取向中的至少一个上调节所述样本抽吸管(107)；

样本输入端口闭合件(131)，所述样本输入端口闭合件(131)被配置为打开和关闭输入端口(105)，所述样本抽吸管能够穿过所述输入端口以进入所述感兴趣区域(115)中。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，基于所述分析结果来控制所述测量支持设备包括以下中的至少一项：

在所述光学和/或声学输出装置(121)上指示信息；

致动所述样本抽吸器(127)；

致动所述样本抽吸器定位器(129)；

致动所述样本输入端口闭合件(131)。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，分析所述至少一个图像包括实时地：

使用无监督和有监督机器学习中的至少一种方法进行对象检测，所述无监督和有监督机器学习被配置为在所述图像中识别候选对象类型组中的至少一个对象类型；

其中，基于所识别的对象类型来控制所述测量支持设备。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，分析所述至少一个图像包括实时地执行以下中的至少一项：

检测容器(101)的类型，容器(101)包括注射器(201a)和样本管(201b)和毛细管(201c)和采样装置中的一种；

检测所述容器(101)的位置和取向中的至少一项。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，分析所述至少一个图像包括实时地执行以下中的至少一项：

检测样本(103)的类型，所述样本包括全血和血浆和血清和尿液和校准溶液和质量控制溶液和胸膜液和透析液中的至少一种；

检测所述样本的条件和特征中的至少一项，包括均匀性、气泡(206d)的存在、密度、体积特征、、注射器的填充和活塞位置特征中的至少一者；

通过检测所述样本的颜色和所述样本容器的可识别特征中的至少一项来检测抗凝剂的类型。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分析结果包括：

与所述容器和所述样本中的至少一个相关的误差；

所检测的所述容器和所述样本中的至少一者的类型与预期测量的不兼容；

容器的不正确布置，包括容器的不正确定位和不正确取向中的至少一个。

10.根据权利要求4所述的装置，其中，由所述光学和/或声学输出装置(121)指示的信息包括以下中的至少一项：

图像；

关于所述容器和所述样本中的至少一个的信息；

错误消息；

警告消息；

等待消息；

信息消息；

关于测量工作流程的状态的信息。

11.根据权利要求4所述的装置，其中，由所述光学和/或声学输出装置(121)指示的信息包括对用户的要求，所述要求包括以下中的至少一项：

指示所述容器应该被移动以允许将所述样本装载到测量室中；

指示所述容器应该被移动，使得所述样本抽吸管与所述容器连接；

指示所述容器应该被移动，使得所述样本抽吸管被布置成与所述容器内的样本接触；以及

指示所述容器应该被移除。

12.根据权利要求4所述的装置，其中，致动所述样本抽吸器定位器(129)包括以下中的至少一项：

控制所述样本抽吸器定位器以将所述样本抽吸管(107)移动至预定装载位置；

控制所述样本抽吸器定位器以将所述样本抽吸管(107)移动至停放位置。

13.根据权利要求3所述的装置，

其中，致动所述样本抽吸器(127)包括以下中的至少一项：控制所述样本抽吸器以通过所述样本抽吸管(107)抽吸样本(103)的一部分；

其中，致动样本输入端口闭合件(131)包括：控制所述样本输入端口闭合件的关闭或打开。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，分析所述图像包括对所述容器和容器盖中的至少一个上的至少一个标签(212)进行检测和解码中的至少一项，

其中，进一步基于所检测的至少一个标签来控制所述测量支持设备。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述标签(212)包括关于以下中的至少一项的信息：

患者；

日期；

用户；

关于所述样本的信息。

16.根据权利要求14所述的装置，所述标签被配置作为以下中的至少一项：

文本；

条形码；

QR码；

彩色编码信息。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，满足以下中的至少一项：

进一步基于预定测量配置和测量工作流程中的至少一项来控制所述测量支持设备；

控制所述测量支持设备包括执行动作和禁止动作中的至少一项；

检测系统还包括以下中的至少一者：激光扫描系统；RADAR系统；红外检测系统；超声系统；

相机系统(113)包括对红外光和可见光和紫外光中的至少一种敏感的至少一个2D检测器阵列。

18.一种测量设备(150)，包括：

根据权利要求3所述的装置(100)；

样本输入端口(105)，其中样本抽吸管(107)可穿过所述样本输入端口；

测量室(109)，适于通过所述样本抽吸管(107)的内腔填充所述样本，并且包括适于测量所述样本中的至少一种分析物的至少一个传感器单元。

19.一种支持测量容纳在容器(101)中的液体样本(103)的方法，所述方法包括：

通过相机系统(113)获取感兴趣区域(115)的图像，以便获取关于所述容器的信息，其中所述容器(101)能够布置在感兴趣区域(115)中；

分析所述图像中的至少一个图像，以获得分析结果；以及

基于所述分析结果来控制测量支持设备(111、121、127)，

其中，所述测量支持设备包括样本输入系统，样本输入系统适于允许输入用于所述测量的样本，

其中基于所述分析结果控制所述测量支持设备包括控制所述样本输入系统。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，基于所述分析结果控制所述测量支持设备(111、121、127)，而不需要用户触摸除了所述容器之外的任何东西。

Images