CN116569223A - 样品存在的检测方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

样品存在的检测方法及相关装置。本发明涉及一种液体是否存在于透明或半透明支持件的孔内的检测方法，其旨在用于在用于体外检测和/或定量的装置中进行的分析，基于可见图案似然指数来评估液体的存在，可见图案似然指数表示图案预计在成像器的视场中可辨识的概率。所述发明允许防止在没有样品的情况下执行测定，并且在用户没有填充样品孔的情况下可以在不浪费样品或样品孔支持件的情况下进行应用。此外，该方法允许对具有低反射率的透明或半透明的样品进行精确检测。

Description

样品存在的检测方法及相关装置

技术领域

本发明涉及一种在分析装置中分析液体之前检测孔中所述液体是否存在的方法。更具体地说，液体可以是生物样品，并且执行所述检测方法的装置可以被配置用于对所述生物样品中的至少一种分析物进行体外检测和/或定量。因此，本发明可用于临床领域和工业领域的体外诊断的自动化装置。特别地，本发明可应用于申请人商业化的仪器系列。

背景技术

进行生物测定时，用户必须预先在样品孔中填充样品，然后开始执行任何后续操作，例如微生物/分析物的检测和定量或其他操作(取决于生物测定的类型)。仅仅因为手动引入样品的步骤被省略或错误地执行，并且应当分析所述样品的装置不能检测到这种类型的错误(样品缺失、缺陷或不足)，某些测定的结果就可能不正确。

从文献WO10029471A1中已知一种用于确定样品在样品接收表面上的存在的方法，该方法包括以下步骤：(i)使用被布置成与样品接收表面近场接触的光学元件将输入光束引导到样品接收表面上；(ii)使用光检测器确定在光学元件内全内反射的输出光束中的反射光强度；(iii)并将反射光强度与预定的光强度进行比较，其中比较的结果指示样品是否存在于样品接收表面上。

存在许多不同的方法以通过光反射分析来检测样品是否存在于分析装置内。问题在当样品是具有低反射率的透明样品时。事实上，很难检测孔内是否存在样品。此外，当孔由透明塑料制成时，由于反射的干扰，存在检测变得复杂。

发明内容

本发明的一个主要目的是提供一种检测方法，该方法能够检测液体是否存在于至少一个孔中，该孔可以是透明的或半透明的，至少部分具有低反射率。显然，根据本发明的这种检测方法可以应用于任何种类的孔和任何种类的液体，但在下文中特别详细地描述了引起反射问题并且不能通过现有技术容易地检测的液体。该方法的目标是实现简单的自动化过程，以避免在分析中启动故障孔，并且能够在分析启动前纠正错误。

因此，本发明的一个目的是提供一种液体是否存在于透明或半透明支持件的孔内的检测方法，其旨在用于在例如用于体外检测和/或定量的自动化装置中进行的分析，该检测方法至少包括以下步骤：

A.提供系统，所述系统包括：

-支持件，所述支持件包括至少一个孔，所述孔被配置为用待分析液体填充，

-例如用于体外检测和/或定量的装置，所述装置包括：

o底座，所述底座被配置为接纳至少一个支持件，

o一个控制单元，所述控制单元存储至少一个参考图像，

o一个具有视场的成像器，所述成像器由所述控制单元控制并被配置为采集所述视场的至少一个图像，所述控制单元被配置为处理由所述成像器采集的所述至少一个图像，

-至少一个图案，所述图案包括至少一个线性部分，所述图案被布置为当所述孔被填充时至少部分地与所述待分析液体重叠，所述参考图像对应于在没有所述支持件和与所述图案重叠的液体的情况下采集的所述图案的至少一个图像，

B.将所述支持件装载到所述装置的底座上，所述支持件的所述至少一个孔被置于所述视场中，

C.通过所述成像器采集所述视场的至少一个图像，

D.将所采集的图像发送到所述控制单元，

E.通过以下步骤确定所述图案在所采集的图像中的位置：

E1.执行至少多个第一扫描，所述第一扫描沿着第一方向扫描，所述多个第一扫描分布在不同于所述第一方向的方向上，

E2.确定表示所述第一扫描是否已经划过所述图案的所述线性部分的多个重合描述符，

E3.执行至少多个第二扫描，所述多个第二扫描在第二方向上延伸，并且在所述第一方向上彼此间隔地分布，所述第二扫描沿所述第一方向扫描，

E4.确定表明所述第二扫描是否至少部分地与所述图案重叠的至少一个线相似度描述符，

F.基于可见图案似然百分比指数来评估所述支持件的所述孔中是否存在所述液体，所述可见图案似然百分比指数表示所述图案的所述线性部分预计的在所述视场中可辨识的概率，所述可见图案似然百分比指数是重合描述符和线相似度描述符的函数。

首先，本发明的检测方法允许防止例如在没有样品的情况下执行分析，并且如果用户没有填充孔可以在不浪费液体或支持件的情况下应用。此外，该方法允许对低反射率的透明或半透明的液体进行精确的存在检测。实际上，利用这种方法，可以检测由孔中存在液体所引起的图案的任何变形或消失。这种方法可以应用于任何在孔内时很难看到的样品。有利的是，该方法对于不透明液体是有效的，因为在这种情况下图案是检测不到的(由于液体不透明而被完全掩盖)。

这种检测方法的另一个优点是检测是非接触式的。实际上，检测是通过支持件进行的，并且不使用可能污染液体，更具体地污染生物样品的探针或其他装置。

本发明的方法有利地通过以下单独采用或根据它们的不同可能组合采用的不同特征来完成。

根据本发明的一个特征，液体是生物样品，至少一个孔是样品孔。

有利地，控制单元存储参考图像，该参考图像对应于在没有支持件和与所述图案重叠的液体的情况下采集的图案的至少一个图像，这意味着没有与填充有液体的支持件部分或全部重叠，优选地没有填充有液体并与图案重叠的支持件的至少一个孔。该参考图像的目的是在没有由于材料或任何介质引起任何变形的情况下获得图案的图像。参考图像允许确定图案的预计空间位置和特征(形式、灰度级)，即其中，在根据本发明的检测方法期间，控制单元的算法应在视场中查找图案。

优选地，参考图像通过使用Otsu方法最小化图像的直方图的类间方差来预先确定阈值，从而变为二进制。参考图像中的图案被布置在图片像素被设置为1的区域中。

根据本发明的一个特征，该方法可以包括如下的步骤，该步骤包括执行校准程序以调整从参考图像获知的图案的位置，以便考虑到任何机械漂移。

根据本发明的一个特征，第一扫描沿垂直方向扫描，所述第一扫描在预定位置执行，并且至少一个第一扫描在视场中心。

根据本发明的一个特征，第一扫描是水平地分布。

根据本发明的一个特征，第一扫描彼此间隔分布。

根据本发明的一个特征，每个第一扫描的每个扫描区域是不同的。

根据本发明的一个特征，多个第一扫描包括至少三个第一扫描，其中包括一个位于成像器的视场中心的被称为“中心第一扫描”的第一扫描。

优选地，其他第一扫描完全位于视场内。

优选地，与中心第一扫描相比，其他第一扫描以确定的距离分布。更优选地，其他第一扫描相对于中心第一扫描对称地布置。

根据本发明的一个特征，每个第一扫描至少为1像素宽。优选地，选择2到5个像素之间的宽度，因为它对伪影足够稳健，并且能够避免由于求平均值步骤而丢失关于图像的信息。如果所述每个第一扫描的宽度大于1个像素，则从每个第一扫描获得线性阵列，计算其在相同高度上的像素的平均值。

根据本发明的一个特征，每个第一扫描扫描至少一个像素宽的像素排，并且对于每个扫描的排，通过计算所述扫描的排的像素的灰度级的平均值来确定灰度级值。

根据本发明的一个特征，在子步骤E2中，当每个第一扫描的灰度级的峰具有相同的坐标和相同的幅度时，控制单元认为第一扫描已经划过图案的线性部分。

根据本发明，中心第一扫描必定具有至少一个灰度级的峰，因为图案的线性部分应该在视场中。如果中心第一扫描没有灰度级的峰，则控制单元认为图案的线性部分不可见，因此认为视场中存在液体。如果中心第一扫描具有至少一个灰度级的峰，而其他第一扫描中的一个没有灰度级的峰，则重复所述其他第一扫描，其中X坐标通过确定的像素数量进行调整。

根据本发明的一个特征，新的垂直扫描的像素数量的调整通过进行一定像素值的偏移来确定，该像素值取决于若干因素，其中包括成像器的分辨率及其与蚀刻了图案的表面的接近度。

根据本发明的一个特征，其中在重合描述符中，有位置描述符和幅度描述符。具有至少两种不同类型的重合描述符，特别是位置描述符和幅度描述符，优点在于具有检测液体的存在和交叉信息以具有精度的有效系统。实际上，如果该方法仅基于位置描述符或仅基于幅度描述符，则该方法可能失去效力：液体可能改变图案的有限部分的灰度级，并且如果仅使用位置描述符，则将导致检测失败。

由于图案位置是通过校准程序和/或基于参考图像获知的，因此预计每次扫描的平均峰位置将在确定的范围内，实际上图案位置应位于实验评估的公差内。

根据本发明的一个特征，位置描述符至少包括(i)绝对位置描述符，其表示在确定范围内的每个第一扫描的灰度级的峰的位置，以及(ii)第二特征是相对位置描述符，其表示每个第一扫描的每个灰度级的峰之间的距离。

根据本发明的一个特征，第一扫描的绝对位置描述符是通过将第一扫描的灰度级的峰的位置与独立于其他第一扫描的峰的位置的参考位置进行比较而得出的，如果控制单元在确定范围内发现第一扫描的灰度级的峰，并且如果每个第一扫描都具有灰度级的峰，则绝对位置描述符的值增加预定分数，例如1。

这适用于每个第一扫描以及在预计的范围内具有峰的每次第一扫描。

根据本发明的一个特征，如果该描述符的值为0，则意味着在n个扫描中的任何一个扫描都没有发现峰，并且液体由于使图案对成像器不可见而被检测到：

根据本发明的一个特征，相对位置描述符通过将每个第一扫描的灰度级的峰的位置与平均峰位置(其对应于每个第一扫描的灰度级的峰的每个位置的平均值)进行比较而得出的：如果灰度级的峰的位置与平均峰位置之间的像素距离在预计范围内，则相对位置描述符具有预定分数，并且如果每个峰与平均峰位置之间的像素距离在预计范围外，则相对位置描述符的分数为0。这适用于每个第一扫描以及在预计范围内具有峰的每个第一扫描。

根据本发明的一个特征，根据以下公式对每个灰度级的峰计算幅度描述符：

如果每个峰和平均峰幅度之间的灰度级的差在预计范围内，则幅度描述符的值增加1分。当灰度级通过预先预处理图像而被归一化并分布在全范围(0-255)时，预计范围的极限是灰度级的绝对值。

如果每个峰和平均峰幅度之间灰度级的距离在预计范围外，则得到的幅度描述符的分数为0。

根据本发明的一个特征，对于第一扫描，所有重合描述符被加在一起形成“总体描述符”。

根据本发明，液体的存在导致的可能的图案的平移或眩光会造成灰度级的异常峰。

根据本发明的一个特征，如果在预计范围外发现灰度级的峰，且其幅度在预计范围内发现的峰的平均幅度的预定阈值x％以上，例如50％以上，则对于所发现的每个异常峰，总体描述符减小值1。

总体描述符＝绝对位置描述符+相对位置描述符+幅度描述符+异常描述符

根据本发明的一个特征，第二扫描沿水平方向扫描，所述第二扫描在预定位置进行。

根据本发明的一个特征，第二扫描是垂直地分布的。

根据本发明的一个特征，第二扫描是彼此间隔分布的。

根据本发明的一个特征，每个第二扫描的每个扫描区域是不同的。

根据本发明的一个特征，多个第二扫描包括至少三个第二扫描，其中包括一个位于成像器的视场的中心的被称为“中心第二扫描”的第二扫描。

优选地，其他第二扫描完全位于视场内，并且与中心第二扫描相比以确定的距离分布。更优选地，其他第二扫描相对于中心第二扫描向上和向下地布置。

根据本发明的一个特征，每个第二扫描扫描至少一个像素行，像素行为至少一个像素高，并且对于扫描的每个行，通过计算所述扫描的行的像素的灰度级的平均值来确定灰度级值。如果扫描的行的高度大于1像素，则对扫描的行计算平均值。

根据本发明的一个特征，在步骤E3和E4之前执行步骤E1和E2。或者，在步骤E1和E2之前执行步骤E3和E4。

根据本发明的一个特征，通过点对点地比较中心第二扫描与另一个第二扫描的灰度级值来确定n个灰度级函数。

根据本发明的一个特征，至少第一灰度级函数通过中心第二扫描的灰度级值与至少一个向上的第二扫描的灰度级值之间的点对点差异来确定。

根据本发明的一个特征，至少第二灰度级函数通过中心第二扫描的灰度级值与至少一个向下的第二扫描的灰度级值之间的点对点差异来确定。

根据本发明的一个特征，在多个向上的第二扫描的情况下，它可以认为是仅具有最高的平均灰度级值的向上的第二扫描。

根据本发明的一个特征，在多个向下的第二扫描的情况下，它可以认为是仅具有最高的平均灰度级值的向下的第二扫描。

根据本发明的一个特征，包括确定至少一个线相似度描述符的子步骤E4包括以下子步骤：

(i)根据中心第二扫描的灰度级值与至少一个其他第二扫描的灰度级值之间的点对点比较，确定n个灰度级函数，

(ii)基于先前确定的灰度级函数确定线相似度描述符的值。

根据本发明的一个特征，如果所有灰度级函数都是负值，则线相似度描述符被认为是空值，如果至少一个灰度级函数是正值，则线相似度描述符被认为不是空值，并且因此采集的图像的图案的线性部分可以被成像器清楚地辨识。

根据本发明的一个特征，该方法包括确定图案的线性部分的轮廓的步骤E5，其包括将各个灰度级函数的平均灰度级相互比较，具有最大平均灰度级值的灰度级函数被控制单元认为代表所采集图像的图案的线性部分的最可能的轮廓。有利地，灰度级函数的平均值是该函数的每个点的总和除以该函数的点数。如果有若干灰度级函数，则选择优于其他函数的一个函数用于算法的步骤中，特别地，只有具有最大的平均值的函数才能进入下一个步骤。

有利地，当控制单元认为与视场内不存在液体相符时，意味着控制单元认为孔中没有液体。有利地，当控制单元认为与视场内不存在液体不相符时，意味着控制单元认为孔中有液体。

根据本发明的一个特征，其中步骤F包括归一化总体描述符和线相似度描述符的子步骤F1。

根据本发明的一个特征，总体描述符的归一化通过将[-N,3*n第一扫描]范围转换为[0,100]范围来执行，其中：

·3是每n个第一扫描的描述符的最大值，因为绝对位置描述符可以给出+1，相对位置描述符可以给出+1，幅度描述符可以给出+1，

·N是异常描述符的数量，每个异常描述符贡献-1。

根据本发明的一个特征，通过将[0-MAX]范围转换到[0-100]范围来执行线相似度描述符的归一化，其中MAX＝扫描的N个点*1,5，MAX是线相似度描述符的最高可能值。

根据本发明的一个特征，步骤F包括对归一化的总体描述符和归一化的线相似度描述符如下所述求平均值的子步骤F2：

可见图案似然指数＝归一化的线相似度描述符/2+归一化的总体描述符/2。

根据本发明的一个特征，如果可见图案似然指数在确定范围内，则采集的图像的图案处于基于参考图像预计的位置，因此控制单元认为与视场内不存在液体相符。

根据本发明的一个特征，如果百分比指数在所述确定范围之外，则采集的图像的图案不处于基于参考图像预计的位置，因此控制单元认为与视场内不存在液体不相符。

根据本发明的一个特征，可见图案似然指数的确定范围在65％到85％之间。

本发明的另一个目的是提供用于对生物样品中的至少一种分析物进行体外检测和/或定量的系统，该系统包括：

a.至少部分地透明或半透明的支持件，其包括至少一个孔，孔被配置为保持液体，

b.装置，其包括：

-底座，其被配置为接纳至少一个支持件，

-一个控制单元，

-一个具有视场的成像器，所述成像器由所述控制单元控制并被配置为采集所述支持件的至少一个孔的至少一个图像，

其特征在于，所述系统包括至少一个图案，所述图案包括至少一个线性部分并且旨在至少部分地与所述液体重叠，并且所述成像器被配置为采集所述视场的至少一个图像，并且所述控制单元被配置为基于所述成像器采集的所述至少一个图像确定所述孔中是否存在液体。

根据本发明，图案的线性部分是图案的由形成直线的点构成的部分。

有利地，成像器通过其观看的开口不是圆形的，而是椭圆形的，因此，当线性部分沿水平方向而不是沿垂直方向延伸时，可能看到图案的线性部分。

有利地，图案中的线性部分比图案中的其他部分更简化了算法，因为可以应用基本的计算机视觉机制，如图像的垂直扫描和检查从“白色”到“黑色”以及“黑色”到“白色”的过渡。

根据本发明的一个特征，图案直接设置在装置的底座上。

或者，根据本发明的一个特征，图案直接设置在支持件的背面上。优选在支持件的至少一个孔的背面。

根据本发明的一个特征，通过激光蚀刻来雕刻图案，或者通过已知的任何合适技术来标记或雕刻图案。

根据本发明的一个特征，灰度级的异常峰代表图案的至少一部分的变形。

为了本发明的目的，必须注意所采集的图像由多个像素排和像素行组成。此外，所采集的图像是位图格式或jpeg格式。

根据本发明的一个特征，图案沿着底座的整个长度延伸，或者图案沿着底座的整个长度重复。

根据本发明的一个特征，当支持件位于底座上时，图案的一部分或图案在支持件的至少一个孔中可见，优选在支持件的每个孔中可见。这些配置允许通过选择对应的目标区域将检测应用于支持件的任何孔。

根据本发明的一个特征，图案包括至少一个沿水平方向延伸的线性部分。

有利地，适当地选择图案的形状和几何图形，从而放大图像失真效应，并且给每个机械公差(照相机的位置、蚀刻标记的位置、VIDAS条的位置、条制造公差等)提供稳健性。例如，栅格是平面图案，并且其几何图形使得图像不会受到X Y位置上的错误和公差的影响，特别地，覆盖整个目标区域的栅格形状的图案即使照相机在X、Y方向上移动到一定程度时，也仍然可见。图案的另一个可能的选择可能是三重交叉或看起来像平面图案的其他图案，但是具有能够允许检测尺寸的变化的中心元素(柱)。

根据本发明的一个特征，成像器是2D照相机装置。

根据本发明的一个特征，成像器被配置为当在视场中框定时采集并解码支持件的识别码，并且将解码的识别码发送到控制单元。成像器还被有利地配置为采集视场的图像并将其发送到控制单元，控制单元具有用于图案识别的计算机视觉算法。

根据本发明的一个特征，识别码可以是线性码或2D码。

根据本发明的一个特征，成像器被放置在支持件的样品孔上方，以便在整个图像内框定目标区域。

根据本发明的一个特征，成像器包括照明系统，该照明系统装配在板上，并且允许稳健的嵌入式应用，即使在部分或全部曝光的情况下。因此，附加和外部照明系统是没有用的。由于孔下的位置(图案所在的位置)只是稍微暴露于不是成像器照明器提供的任何杂散光，因此有利于对环境光的抗扰性。

根据本发明的一个特征，成像器被定位成使得成像器的光轴指在轴线上，光轴与装置的底座形成一个角度(a)，所述角度在67°和77°之间。排除90°的角度，因为光轴垂直于底座，照明系统的光将被反射，从而当样品孔是空的时阻碍对图案的识别。选择的角度范围允许适当地框定图案和孔的底部。

例如，识别码指示试剂类型和/或制造批号。

控制单元包括嵌入在与成像器连接的电子板的固件中的计算机视觉算法。

根据本发明的一个特征，系统的支持件包括旨在放置生物样品的至少一个样品孔。

根据本发明的一个特征，样本孔位于成像器的视场中，以便在视场中被框定在整个图像内。

根据本发明的一个特征，样品孔是透明的或半透明的。

附图说明

通过以下描述，本发明将被更好地理解，这些描述涉及根据本发明的实施例，这些实施例通过非限制性示例给出并参考附图进行了解释。所附示意图如下所列：

-图1是本发明系统的装置的展示，

-图2是本发明系统的示意性展示，

-图3是其上具有支持件的本发明装置的底座的局部展示，

-图4是本发明装置的底座的局部展示，

-图5至图7是蚀刻在本发明的装置的底座上的可能的图案的展示，

-图8是对本发明装置的没有支持件的底座在成像器的视场中拍摄的图像，

-图9是对本发明装置的其上具有空的支持件的底座在成像器的视场中拍摄的图像，

-图10是对本发明装置的其上具有填充液体的支持件的底座在成像器的视场中拍摄的图像，

-图11是本发明方法的步骤的示意性展示。

具体实施方式

本发明涉及液体存在的检测方法和执行该检测方法的系统100。

首先，将参考图1至图4描述本发明的系统100。

根据本发明，本发明的系统100是用于对生物样品中的至少一种分析物进行体外检测和/或定量的系统。因此，优选进行本发明的检测方法，以在运行体外检测和/或体外定量之前检测系统中是否存在液体形式的生物样品。

系统100包括支持件110和装置120。

支持件110有利地是包括多个孔111的条形件。一个孔111专用于接收待测试的生物样品，称为样品孔。样品孔111至少在底部是透明的或半透明的。优选地，根据本发明，支持件全部是半透明或透明的。待分析的生物样品是液体形式，其手动地放入样品孔111中。支持件包括密封地覆盖支持件110的箔片112，所述箔片112包括布置在孔111前面的脆弱窗113。如图3所示，支持件110包括至少一个标记在箔片112的标签上的识别码114，例如QR码或条形码。例如，识别码指示试剂类型和/或制造批号。

窗113旨在被至少一个移液工具(未示出)刺穿，以便将孔的内容物混合在一起，或者洗涤或者将液体从一个孔转移到另一个孔，等等。

装置120如图1所示，并且包括被配置为接纳多个支持件110的底座121，一个控制单元122，一个具有视场的成像器123，如图2所示。

根据本发明，成像器123由控制单元122控制，并且被配置为当所述支持件110在成像器123的视场中时，采集视场的至少一个图像，从而采集支持件110的至少一个孔111的图像。成像器123优选地是2D照相机装置，其被配置为当支持件110的识别码114或者一次性锥体(未示出)的数据矩阵被框定时采集或解码它们，并且将解码的文本发送到控制单元122。成像器123包括照明系统1231，如图2所示。根据图2所示的实施方式和根据本发明，成像器123被定位成使得成像器123的光轴指在X-X轴上，光轴与装置120的底座121形成角度，所述角度在67°至77°之间。

控制单元122具有用于图案识别的计算机视觉算法，所述计算机视觉算法嵌入到与成像器123连接的电子板的固件中。有利的是，计算机视觉算法将根据液体的透明度利用存在的液体影响已知图案的图像的方式，在孔内存在不透明液体的情况下，标记将简单地是不可见的，而对于孔内存在透明或半透明液体的情况下，由于液体起透镜组的作用，标记的图像将看起来失真和/或偏移或简单地不可见(见图10)。此外，液体在存在时可以反射由照相机的照明系统发出的光，并引起眩光，眩光出现在图像中可能会阻碍图案的识别。

根据本发明，系统100包括至少一个图案130，该图案130包括至少一个水平地延伸的线性部分131，如图5至8所示。图案130旨在至少部分地与设想位于成像器123的视场中的孔111中的液体重叠。成像器123被配置为采集视场的至少一个图像，并且控制单元122被配置为基于由成像器123采集的至少一个图像确定孔111中是否存在液体。

图5至7示出了可能的图案。

图5表示根据本发明的图案130，其中只有一条水平线，该水平线对应于图案的线性部分131，并且在支持件的整个宽度上延伸。

图6示出了根据本发明的图案130的另一个可能的实施例，其中具有两条线，因此具有两个彼此相距一定距离布置的线性部分。两个线性部分131水平地延伸并沿垂直方向分布。

图7示出了根据本发明的图案130的另一个实施例，其中具有一个居中的线性部分131和两条相对于线性部分131对称设置的垂直线。

有利的是，图7的垂直元素不被检测算法框定，而是用于在装配装置期间促进相机居中。

当支持件110放置在底座上并且所述窗被刺穿时，通过支持件的窗113可以看到图案130，如图9所示。

在图3和图4所示的实施例中，图案130直接蚀刻在装置的底座121上，并且支持件110放置在其上，如图3所示。此外，为了检测支持件110的任何孔111中的任何液体，图案130有利地重复底座的整个长度。当支持件110放置在底座121上时，当孔中没有液体时，在至少一个孔111中可以看到图案的一部分或图案130，如图9所示。当孔中存在液体时，可能会出现眩光和图案失真，如图10所示。

下面将参考图11描述根据本发明的检测方法。

该检测方法至少包括以下步骤：

·步骤A：提供根据本发明和上述描述的系统100。

·步骤B：将支持件110装载到装置120的底座121上，支持件110的至少一个孔111位于成像器123的视场中，

·步骤C：由成像器123采集视场的至少一个图像，

·步骤D：将采集的图像发送到控制单元122，

·步骤E：确定图案130在采集的图像中的位置。

步骤E包括至少一个第一子步骤E1，所述第一子步骤E1包括执行至少多个第一扫描，第一扫描沿第一方向扫描，所述多个第一扫描以不同于第一方向的方向分布。

在本发明的优选实施例中，第一扫描沿垂直方向扫描，所述第一扫描在预定位置进行，并且至少一个第一扫描位于视场中心。有利地，第一扫描彼此间隔地水平地分布，并且各自扫描不同的区域。在非常优选的实施例中，有至少三个第一扫描，其中包括一个位于成像器的视场中心的第一扫描，该第一扫描被称为“中心第一扫描”。优选地，其他第一扫描完全位于视场内，并且与中心第一扫描相比以确定的距离分布。

在优选实施例中，每个第一扫描扫描至少一个像素宽的像素排，并且对于每个扫描的排，通过计算所述扫描的排的像素的灰度级的平均值来确定灰度级值。如果所述每个第一扫描的宽度大于1个像素，则从每个第一扫描获得线性阵列，计算其在相同高度上的像素的平均值。

步骤E包括在子步骤E1之后执行的至少一个第二子步骤E2，该第二子步骤E2包括确定表示扫描是否已经划过图案的线性部分的多个重合描述符。在子步骤E2中，当每个第一扫描的灰度级的峰具有相同的坐标和相同的幅度时，控制单元认为多个第一扫描已经划过了图案的线性部分。根据本发明，在重合描述符中，有位置描述符和幅度描述符。

根据本发明，位置描述符至少包括(i)绝对位置描述符，其表示在确定范围内的每个第一扫描的灰度级的峰的位置，以及(ii)第二特征是相对位置描述符，其表示每个第一扫描的灰度级的每个峰之间的距离。

第一扫描的绝对位置描述符是通过将第一扫描的灰度级的峰的位置与独立于其他第一扫描的峰的位置的参考位置进行比较而得出的，如果控制单元在确定范围内发现第一扫描的灰度级的峰，并且如果每个第一扫描具有灰度级的峰，则绝对位置描述符的值增加预定分数，例如1，而如果该描述符的值为0，则意味着在n个扫描中的任一个扫描中都没有发现峰，并且液体由于使图案对于成像器来说不可见而被检测到：

根据本发明，相对位置描述符通过将每个第一扫描的灰度级的峰的位置与平均峰位置(对应于每个第一扫描的灰度级的峰的每个位置的平均值)进行比较而得出的：如果灰度级的峰的位置与平均峰位置之间的像素距离在预计范围内，则相对位置描述符具有预定分数，并且如果每个峰与平均峰位置之间的像素距离都在预计范围外，则相对位置描述符的分数为0。

根据本发明的一个特征，根据以下公式对每个灰度级的峰计算幅度描述符：

如果每个峰和平均峰幅度之间的灰度级的差在预计范围内，则幅度描述符的值增加1分。当灰度级通过预先预处理图像而被归一化并分布在全范围(0-255)时，预计范围的极限是灰度级的绝对值。

如果每个峰和平均峰幅度之间灰度级的距离在预计范围外，则得到的幅度描述符的分数为0。

根据本发明的一个特征，所有重合描述符被加在一起

根据本发明的一个特征，对于第一扫描，所有重合描述符被加在一起形成“总体描述符”。

根据本发明，液体的存在所导致的图案的可能的平移或眩光可以导致灰度级的异常峰。

根据本发明的一个特征，如果在预计范围之外发现灰度级的峰，并且其幅度在预计范围中发现的峰的平均幅度的预定阈值x％以上，例如50％以上，则对所发现的每个异常峰，总体描述符减小值1。

总体描述符＝绝对位置描述符+相对位置描述符+幅度描述符+异常描述符

步骤E包括第三子步骤E3，第三子步骤E3在E1和E2之后执行，并且包括执行多个第二扫描，第二扫描沿第二方向延伸并且在第一方向上彼此间隔分布，所述第二扫描沿第一方向扫描。在优选实施例中，第二扫描沿水平方向扫描，并且在预定位置执行，并且至少一个第二扫描位于视场的中心。此外，第二扫描垂直地分布并且彼此隔开，并且每个第二扫描的每个扫描区域是不同的。

在优选实施例中，多个第二扫描包括至少三个第二扫描，其中包括一个位于成像器的视场的中心的第二扫描，该第二扫描被称为“中心第二扫描”。优选地，其他第二扫描完全位于视场内，并且与中心第二扫描相比以确定的距离分布。更优选地，其他第二扫描相对于中心第二扫描向上和向下布置。此外，每个第二扫描扫描至少一个像素行，像素行为至少一个像素高，并且对扫描的每个行，通过计算所述扫描的行的像素的灰度级的平均值来确定灰度级值。如果扫描的行的高度大于1像素，则对扫描的行计算平均值。

步骤E第四子步骤E4，第四子步骤E4在E3之后执行，并且包括确定表明扫描是否至少部分地与图案重叠的多个线相似度描述符。

子步骤E4包括一子步骤，该子步骤包括确定至少第一灰度级函数和至少第二灰度级函数，第一灰度级函数通过中心第二扫描的灰度级值与至少一个向上的第二扫描的灰度级值之间的点对点差异来确定，第二灰度级函数通过中心第二扫描的灰度级值与至少一个向下的第二扫描的灰度级值之间的点对点差异来确定。

如果所有灰度级函数都是负值，则线相似度描述符被认为是空值，如果至少一个灰度级函数是正值，则线相似度描述符被认为不是空值，并且因此采集的图像的图案的线性部分可以被成像器辨识。

步骤E包括确定图案的线性部分的轮廓的第五子步骤E5，其包括将各个灰度级函数的平均灰度级相互比较，具有最大平均灰度级值的灰度级函数被控制单元认为代表所采集图像的图案的线性部分的最可能的轮廓。有利地，当控制单元认为与视场内不存在液体相符时，意味着控制单元认为孔中没有液体。有利地，当控制单元认为与视场内不存在液体不相符时，意味着控制单元认为孔中有液体。

在本发明的优选实施例中，在步骤E3和E4之前执行步骤E1和E2，但在另一个实施例中，可以在步骤E1和E2之前执行步骤E3和E4。

理想情况下，如果没有样品，图案的线性部分最可能的轮廓应该与中心第二扫描非常相似，实际上，从中心第二扫描中减去的其他第二扫描应该由零值或非常低的值(几乎是黑点)填充。

从中心第二扫描评估最可能的轮廓的每个点的范围有多大。具体地，存在多个范围，并且对于每个范围，相应地将分数分配给最可能的轮廓的每个点，并且累加总和以计算线相似度描述符：

当灰度级通过预先预处理图像而被归一化并分布在全范围(0-255)时，这样的范围可以用绝对值来限定。或者，在不进行归一化的情况下，可以将预计范围确定为中心扫描值的一定百分比。

根据本发明，该检测方法包括步骤F，该步骤F包括基于可见图案似然百分比指数来评估支持件的孔中是否存在液体，所述可见图案似然百分比指数表示图案的线性部分预计在视场中可辨识的概率，所述可见图案似然百分比指数是重合描述符和线相似度描述符的函数。

步骤F包括归一化总体描述符和线相似度描述符的子步骤F1。总体描述符的归一化通过将[-N,3*n第一扫描]范围转换为[0,100]范围来执行，其中：

·3是每n个第一扫描的描述符的最大值，因为绝对位置描述符可以给出+1，相对位置描述符可以给出+1，幅度描述符可以给出+1，

·N是异常描述符的数量，每个异常描述符贡献-1。

此外，步骤F对归一化的总体描述符和归一化的线相似度描述符如下求平均值的子步骤F2：

可见图案似然指数＝归一化的线相似度描述符/2+归一化的总体描述符/2。

如果可见图案似然指数在确定范围内，则采集的图像的图案处于基于参考图像预计的位置，因此控制单元认为它与视场内不存在液体相符。如果百分比指数在65％至85％的所述确定范围之外，则采集的图像的图案不处于基于参考图像预计的位置，因此控制单元认为它与视场内不存在液体不相符。

如果控制单元在至少一个支持件中(当底座上装载多个支持件时)检测到孔中缺少液体，则停止整个装载(所有支持件)，通过显示器或声音警报或两者警告用户，以便修复和重新填充所识别的空孔。当孔被填充时，该过程可以继续进行。

当然，本发明不限于附图中描述和示出的实施例。在不脱离由权利要求所限定的本发明的保护范围的情况下，特别是从各种元件的构成或通过替换技术等同物的角度来看，仍然可以进行修改。

Claims (15)

1.一种液体是否存在于透明或半透明支持件的孔内的检测方法，其旨在用于在例如用于体外检测和/或定量的装置中进行的分析，所述检测方法至少包括以下步骤：

A.提供系统(100)，所述系统(100)包括：

-支持件(110)，所述支持件(110)包括至少一个孔(111)，所述孔(111)被配置为用待分析液体填充，

-例如用于体外检测和/或定量的装置(120)，所述装置(120)包括：

o底座(121)，所述底座(121)被配置为接纳至少一个支持件(110)，

o一个控制单元(122)，所述控制单元(122)存储至少一个参考图像，

o一个具有视场的成像器(123)，所述成像器由所述控制单元控制并且被配置为采集所述视场的至少一个图像，所述控制单元被配置为处理由所述成像器采集的所述至少一个图像，

-至少一个图案(130)，所述图案(130)包括至少一个线性部分(131)，所述图案被布置为当所述孔被填充时至少部分地与所述待分析液体重叠，所述参考图像对应于在没有所述支持件和与所述图案重叠的液体的情况下采集的所述图案的至少一个图像，

B.将所述支持件(110)装载到所述装置(120)的所述底座(121)上，所述支持件(110)的所述至少一个孔(111)被置于所述视场中，

C.通过所述成像器(123)采集所述视场的至少一个图像，

D.将所采集的图像发送到所述控制单元(122)，

E.通过以下步骤确定所述图案在所采集的图像中的位置：

E1.执行至少多个第一扫描，所述第一扫描沿着第一方向扫描，所述多个第一扫描分布在不同于所述第一方向的方向上，

E2.确定多个重合描述符，所述重合描述符表示所述第一扫描是否已经划过所述图案的所述线性部分，

E3.执行至少多个第二扫描，所述多个第二扫描在第二方向上延伸，并且在所述第一方向上彼此间隔地分布，所述第二扫描沿着所述第一方向扫描，

E4.确定至少一个线相似度描述符，所述线相似度描述符表示所述第二扫描是否至少部分地与所述图案重叠，

F.基于可见图案似然百分比指数来评估所述支持件(110)的所述孔(111)中是否存在所述液体，所述可见图案似然百分比指数表示所述图案的所述线性部分预计在所述视场中可辨识的概率，所述可见图案似然百分比指数是重合描述符和线相似度描述符的函数。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述第一扫描沿着垂直方向扫描，所述第一扫描在预定位置执行，并且至少一个第一扫描位于所述视场的中心。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的检测方法，其中，在子步骤E2中，当每个第一扫描的灰度级的峰具有相同的坐标和相同的幅度时，所述控制单元认为所述第一扫描已经划过所述图案的所述线性部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测方法，其中，在所述重合描述符中，具有位置描述符和幅度描述符。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其中，所述位置描述符至少包括：(i)绝对位置描述符，其表示在确定范围内的每个第一扫描的灰度级的峰的位置，以及(ii)第二特征是相对位置描述符，其表示各个第一扫描的灰度级的每个峰之间的距离。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其中，第一扫描的所述绝对位置描述符是通过将所述第一扫描的灰度级的峰的位置与独立于其他第一扫描的峰的位置的参考位置进行比较而得出的，如果所述控制单元在确定范围内发现所述第一扫描的灰度级的峰，并且如果每个第一扫描具有灰度级的峰，则所述绝对位置描述符的值增加预定分数，例如1。

7.根据权利要求4或5中任一项所述的检测方法，其中，所述相对位置描述符是通过将每个第一扫描的灰度级的峰的位置与对应于每个第一扫描的灰度级的峰的每个位置的平均值的平均峰位置进行比较而得出的：如果灰度级的峰的位置与所述平均峰位置之间的以像素为单位的距离在预计范围内，则所述相对位置描述符具有预定分数，并且如果每个峰与所述平均峰位置之间的以像素为单位的距离在预计范围外，则所述相对位置描述符的分数为0。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的检测方法，其中，根据以下公式对灰度级的每个峰计算所述幅度描述符：

9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测方法，其中，所述第二扫描沿着水平方向扫描，所述第二扫描在预定位置执行，并且至少一个第二扫描位于所述视场的中心。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的检测方法，其中，包括确定至少一个线相似度描述符的子步骤E4包括以下子步骤：

(i)根据中心第二扫描的灰度级值与至少一个其他第二扫描的灰度级值之间的点对点比较，确定n个灰度级函数，

(ii)基于先前确定的灰度级函数确定所述线相似度描述符的值。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的检测方法，其中，步骤F包括归一化所述总体描述符和所述线相似度描述符的子步骤F1。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其中，步骤F包括对归一化的总体描述符和归一化的线相似度描述符如下求平均值的子步骤F2：

可见图案似然指数＝归一化的线相似度描述符/2+归一化的总体描述符/2。

13.一种用于对生物样品中的至少一种分析物进行体外检测和/或定量的系统(100)，所述系统(100)包括：

a.至少部分透明或半透明的支持件(110)，所述支持件(110)包括至少一个孔(111)，所述孔(111)被配置为保持液体，

b.装置(120)，所述装置(120)包括：

-底座(121)，所述底座(121)被配置为接纳至少一个支持件(110)，

-一个控制单元(122)，

-一个具有视场的成像器(123)，所述成像器由所述控制单元控制并且被配置为采集所述支持件的至少一个孔的至少一个图像，

其特征在于，所述系统包括至少一个图案(130)，所述图案包括至少一个线性部分(131)并且旨在至少部分地与所述液体重叠，并且所述成像器被配置为采集所述视场的至少一个图像，并且所述控制单元被配置为根据权利要求1至12所述的检测方法基于所述成像器采集的所述至少一个图像确定所述孔中是否存在所述液体。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述图案(130)直接蚀刻在所述装置(120)的所述底座(121)上。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的系统，其中，所述成像器(123)被配置为当所述支持件(110)的识别码(114)在所述视场中被框定时，采集并解码所述识别码(114)，所述成像器被配置为将所解码的识别码(114)发送到所述控制单元。