CN118329854A - 用于读出ivd测定的装置 - Google Patents

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CN118329854A CN202410468054.4A CN202410468054A CN118329854A CN 118329854 A CN118329854 A CN 118329854A CN 202410468054 A CN202410468054 A CN 202410468054A CN 118329854 A CN118329854 A CN 118329854A
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Abstract

本公开涉及用于读出IVD测定的装置。用于读出体外诊断应用的荧光标记的诊断测定的系统包括：接收构件，适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的诊断测定盒；至少一个激发模块，被配置成在诊断测定盒被放在接收构件中时照亮诊断测定；相机模块，用于捕获被放在接收构件中的被照亮的诊断测定的图像；处理器，用于从相机模块接收所述捕获的图像并且确定由相机模块捕获的诊断测定中是否存在目标分析物；以及存储器存储固件，包括亮度补偿模块，被配置成调整由相机模块捕获的诊断盒的图像的强度，以便在诊断盒上方模拟均匀照明场。亮度补偿模块被配置成基于照明补偿查找表来调整捕获的图像的强度。

Description

用于读出IVD测定的装置
本申请是申请日为2016年10月14日，申请号为201680059964.0，发明名称为“用于读出IVD测定的装置”的申请的分案申请。
技术领域
所描述的实施方案大体上涉及用于读出诊断测定的光学读出系统。具体地讲，所描述的实施方案涉及用于测量体外诊断(IVD)测定的结果的系统。
背景技术
对于某些诊断测定，例如流行性感冒和很多性传播疾病，临床医生理想上要求获得即时或非常快速测试的结果。这可能是出于公共卫生的原因，以便最小化传染的传播并且确保对患者迅速进行治疗处理。在偏远地区，测试点附近可能没有临床病理学基础设施，而延迟获得一些传染病的测试结果可能会对患者造成伤害或甚至危及患者的生命并且对公众造成伤害。
快速测试可用于很多医学病状，并且可以以较低成本获取快速测试。这些测试一般被称为侧流测试，也被称为侧流测定、基于膜的测定以及侧流免疫层析测试。
此类测试传统上由彼此重叠并安装在背垫条上的多种材料组成。当执行测试时，将含有疑似抗原的样本添加到样本施用垫上。样本迁移到结合垫，其中特定于目标的微粒标记的结合物已经固定。样本使结合物再移动，并且随着两者沿多孔膜迁移，样本中的分析物与结合物相互作用。已经铺在膜上的条中的测试线位置的捕获试剂用于在分析物和结合物迁移经过时捕获它们。因此，如果存在疑似抗原，则出现可见的测试线。
尽管此类测试提供快速的结果，但侧流测试的问题在于，为了形成可见的线，样本分析物中必须存在大量的抗原或抗体。因此，这些类型的测试的灵敏度较差，导致相当大数量的假阴性结果，尤其是在患者处于传染病的早期时，以及在患者体内的具体抗原、抗体或病毒载量可能较低时。此外，在检测的早期，重要的是正确地执行诊断以便对患者实施适当的治疗，或者将患者隔离以防止传染病进一步传播给剩下的群体。
为了解决这个问题，一些制造商已经开发出采用荧光标记以及适当读出器来帮助检测分析物的侧流测试。尽管相对于先前技术而言，这些标记技术在灵敏度改善方面可以产生若干个数量级的增长，但荧光检测所需的复杂且通常昂贵的读出器限制了此类测试的市场。此类读出器的高成本降低了侧流测试的主要益处，因为主要益处是基于低成本、稳健且易于使用的系统。
US4,626,684(Landa专利)中公开一种类型的荧光读出器，所述荧光读出器先前被开发用于扫描在微量滴定板(MTP)中执行的免疫测定的荧光响应。这个专利教导了一种扫描光学荧光读出器，其包括用于激发多个免疫测定样本的照明以及荧光发射分析构件。在Landa专利中，MTP可以由运动系统在一个方向上驱动，而荧光扫描器头由运动系统在正交方向上驱动，由此提供双轴扫描运动能力。这种扫描型读出器的问题在于，扫描机制使读出器增加了多余的成本和复杂性，其中归因于移动部件而存在部件故障或现场维护问题的风险。此外，如果扫描系统被碰撞或离开原位，那么可能会出现位置误差，由此影响测定的准确性。
成像光学读出器是另一种光学读出装置，其能够检测基板上的二维阵列。成像光学读出器包括用于照亮基板的大部分表面区域(或整个表面区域)的激发光源，例如，氙灯，以及能够同时检测来自整个检测部位区域的发射光的检测器。此类光学读出器的一个实例是CCD(电荷耦合装置)成像器，其提供高量子效率、灵敏度和空间分辨率。此外，宽带光源可以配备波长滤光器来提供单色辐射。此类荧光成像光学装置已经用在使用共焦成像方法的一些荧光显微镜检查系统中。这些荧光光学成像装置一般采用一系列的高成本薄膜干涉滤光器(TFIF)对激发光进行滤光，以及对来自样本的发射荧光进行滤光。通常，所使用的滤光器组包括用于光源的激发滤光器、分色镜或分束器(其中使用共焦成像布置)，以及用于发射荧光的发射滤光器。
需要解决或改善与用于读出诊断测定的现有系统和装置相关联的一个或多个短处或缺点，或至少提供其可用的替代物。
对已经被包括在本说明书中的文档、法案、材料、装置、文章等的任何讨论不应由于它在本申请的每项权利要求的优先权日之前已经存在而被视作承认这些主题中的任一个或全部构成现有技术基础的一部分或是本公开相关领域中的公知常识。
贯穿本说明书的字词“包括(comprise)”或者诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为暗示包括所陈述的元件、整体或步骤或者元件、整体或步骤的组，但不排除任何其他元件、整体或步骤或者元件、整体或步骤的组。
发明内容
一些实施方案涉及一种用于读出体外诊断应用的荧光标记的诊断测定的系统，所述系统包括：
接收构件，所述接收构件适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的诊断测定盒；
至少一个激发模块，所述至少一个激发模块被配置成在所述诊断测定盒被放在所述接收构件中时照亮所述诊断测定；
相机模块，所述相机模块用于捕获被放在所述接收构件中的所述被照亮的诊断测定的图像；
处理器，所述处理器用于从所述相机模块接收所述捕获的图像并且确定由所述相机模块捕获的所述诊断测定中是否存在目标分析物；以及
存储器存储固件，所述固件包括亮度补偿模块，所述亮度补偿模块被配置成调整由所述相机模块捕获的诊断盒的图像的强度，以便在所述诊断盒上方模拟均匀照明场；
其中所述亮度补偿模块被配置成基于照明补偿查找表来调整所述捕获的图像的所述强度。
一些实施方案涉及一种用于读出体外诊断应用的荧光标记的侧流诊断测定的设备，所述系统包括：
接收构件，所述接收构件适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的侧流诊断测定盒；
至少两个激发模块，所述至少两个激发模块与所述接收构件成斜角地对置并且被配置成在所述诊断测定被放在所述接收构件中时照亮所述诊断盒；以及
相机模块，所述相机模块用于捕获被放在所述接收构件中的所述被照亮的诊断测定的图像。
一些实施方案涉及一种用于读出体外诊断应用的荧光标记的诊断测定的系统，所述系统包括：
接收构件，所述接收构件适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的诊断测定盒；
至少一个激发模块，所述至少一个激发模块被配置成在所述诊断测定盒被放在所述接收构件中时照亮所述诊断测定；
相机模块，所述相机模块用于捕获被放在所述接收构件中的所述被照亮的诊断测定的图像；以及
处理器，所述处理器用于从所述相机模块接收所述捕获的图像并且确定由所述相机模块捕获的所述诊断测定中是否存在目标分析物。
所述相机模块可以包括CMOS相机模块。
每个激发模块可以包括光源，所述光源具有在约0.1瓦特与约5瓦特之间的最大额定功率，例如，诸如约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、2、3、4或5瓦特。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少0.1瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少0.9瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少1瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有约3瓦特的最大额定功率的光源。
所述系统的部件可以被配置成在相机模块捕获诊断测定的图像时相对于彼此基本上固定。
所述系统可以包括至少两个激发模块。
所述激发模块可以各自与接收构件成斜角地对置。
每个激发模块与接收构件的水平面成的角可以在30°与60°之间。每个激发模块与接收构件的水平面成的角可以为约45°。
所述相机模块可以安装在接收构件正上方。
所述系统可以包括存储器存储固件。所述固件可以包括亮度补偿模块，所述亮度补偿模块被配置成调整由相机模块捕获的诊断测定的图像的强度，以便在诊断测定上方模拟均匀照明场。亮度补偿模块可以被配置成基于照明补偿查找表来调整所捕获的图像的强度。照明补偿查找表可以基于由相机模块捕获的校准图像而生成，并且被存储在固件中。
固件可以包括曝光控制模块，所述曝光控制模块用于调整由相机模块捕获的图像的曝光。
固件可以包括颜色解码模块，所述颜色解码模块用于将由相机模块捕获的图像分到颜色通道中。颜色解码模块可以被配置成丢弃来自一个或多个预定的颜色通道的数据。
每个激发模块可以包括至少一个LED。
每个激发模块可以包括至少一个光成形元件，以产生激发光的近准直光束。
所述至少一个光成形元件可以包括抛物面反射器。
所述至少一个光成形元件可以包括至少一个透镜。所述至少一个透镜可以包括平凹透镜。
每个激发模块可以包括至少一个滤光器。所述至少一个滤光器可以包括染色玻璃吸光滤光器。
一些实施方案涉及一种用于读出体外诊断应用的荧光标记的诊断测定的设备，所述设备包括：
接收构件，所述接收构件适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的诊断测定盒；
至少两个激发模块，所述至少两个激发模块被配置成在诊断测定盒被放在接收构件中时照亮所述诊断测定；以及
相机模块，所述相机模块用于捕获被放在所述接收构件中的所述被照亮的诊断测定的图像。
所述激发模块可以各自与接收构件成斜角地对置。
每个激发模块与接收构件的水平面成的角可以在30°与60°之间。每个激发模块与接收构件的水平面成的角可以为约45°。
所述相机模块可以包括CMOS相机模块。
每个激发模块可以包括光源，所述光源具有在约0.1瓦特与约5瓦特之间的最大额定功率，例如，诸如约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、2、3、4或5瓦特。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少0.1瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少0.9瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有至少1瓦特的最大额定功率的光源。在一些实施方案中，每个激发模块可以包括具有约3瓦特的最大额定功率的光源。
所述设备的部件可以被配置成在相机模块捕获诊断测定的图像时相对于彼此基本上固定。
所述相机模块可以安装在接收构件正上方。
所述设备可以包括处理器，所述处理器用于从相机模块接收所捕获的图像并且确定由相机模块捕获的诊断测定中是否存在目标分析物。
所述设备可以包括存储器存储固件。所述固件可以包括亮度补偿模块，所述亮度补偿模块被配置成调整由相机模块捕获的诊断测定的图像的强度，以便在诊断测定上方模拟均匀照明场。亮度补偿模块可以被配置成基于照明补偿查找表来调整所捕获的图像的强度。照明补偿查找表可以基于由相机模块捕获的校准图像而生成，并且被存储在固件中。
固件可以包括曝光控制模块，所述曝光控制模块用于调整由相机模块捕获的图像的曝光。
固件可以包括颜色解码模块，所述颜色解码模块用于将由相机模块捕获的图像分到颜色通道中。颜色解码模块可以被配置成丢弃来自一个或多个预定的颜色通道的数据。
每个激发模块可以包括至少一个LED。
每个激发模块可以包括至少一个光成形元件，以产生激发光的近准直光束。
所述至少一个光成形元件可以包括抛物面反射器。
所述至少一个光成形元件可以包括至少一个透镜。所述至少一个透镜可以包括平凹透镜。
每个激发模块可以包括至少一个滤光器。所述至少一个滤光器可以包括染色玻璃吸光滤光器。
根据一些实施方案，处理器可以位于远离接收构件、至少一个激发模块和相机模块中的每一者的外部处理装置内。
根据一些实施方案，处理器可以被配置成通过确定与诊断测定的测试区对应的图像的区域中的光发射水平来确定由相机模块捕获的诊断测定中是否存在目标分析物。根据一些实施方案，处理器可以被配置成通过将与诊断测定的测试区对应的图像的区域中的光发射水平与预定光发射水平进行比较来确定由相机模块捕获的诊断测定中是否存在目标分析物。根据一些实施方案，处理器可以被配置成从存储器装置中检索预定光发射水平。
根据一些实施方案，处理器可以被配置成通过确定与诊断测定的控制区对应的图像的区域中的光发射水平来确定由相机模块捕获的诊断测定是否被正确处理。根据一些实施方案，处理器可以被配置成通过将与诊断测定的控制区对应的图像的区域中的光发射水平与预定控制光发射水平进行比较来确定由相机模块捕获的诊断测定是否被正确处理。根据一些实施方案，处理器可以被配置成从存储器装置中检索预定控制光发射水平。
根据一些实施方案，至少一个激发模块中的每一者可以被配置成在诊断测定盒被安置在接收构件中时照亮诊断测定。在一些实施方案中，至少一个激发模块中的每一者可以被安置并倾斜以在诊断测定盒被安置在接收构件中时照亮诊断测定。
根据一些实施方案，至少两个激发模块中的每一者可以被配置成同时地操作来照亮诊断测定。根据一些实施方案，至少两个激发模块中的每一者可以被配置成同时地照亮诊断测定。
根据一些实施方案，至少两个激发模块中的每一者包括光源，其中每个光源可以基本上相同。
附图说明
图1是示出根据一些实施方案的光学读出系统的关键元件的等距视图；
图2是图1的光学读出系统的激发模块的等距视图；
图3是示出来自图1的两个对置的激发源的组合荧光激发的另一等距视图；
图4是示出诊断盒的读出窗口上方的光强度的变化的三维图，其中荧光激发由图3的两个对置的激发源提供；
图5是使用已知光学读出器读出的荧光测定的荧光发射随着纵向位置的变化的曲线图，所述已知光学读出器是由LRE Esterline股份有限公司生产的紧凑型即时(cPOC)读出器；
图6是使用图1的光学读出系统读出的图5的荧光测定的荧光发射随着纵向位置的变化的曲线图；
图7是图1的光学读出系统的计算部件的框图；以及
图8是示出使用图1的系统的方法的流程图。
具体实施方式
所描述的实施方案大体上涉及用于读出诊断测定的光学读出系统。具体地讲，所描述的实施方案涉及用于测量体外诊断(IVD)测定的结果的系统。
图1示出根据一些实施方案的用于读出诊断测定的光学读出系统100。光学读出系统100一般可以容纳在台式仪器(未示出)内，所述台式仪器将包括其他各种机械和电子部件来处理从光学读出系统100中导出的电子结果并且将测定的结果显示给操作者。台式仪器可以包括用于光学读出系统100的光密封壳体。用于台式仪器的这些其他部件可以是公知的部件并且本文件中不会进一步描述，所述其他部件可以包括用于使组件不透光的塑料外壳、安装部件、嵌入式计算模块、触摸屏、滑动抽屉等。
光学读出系统100包括许多模块，诸如，荧光激发模块102和103。荧光激发模块102和103在接收凹部112的任一侧上对置并且与所述接收凹部成相等且相对的斜角，所述接收凹部被配置成接收诊断盒105。诊断盒105可以含有侧流测定，在一些实施方案中，所述侧流测定可以是荧光侧流测定。在一些实施方案中，诊断盒105可以是荧光标记的诊断测定盒，并且可以携载荧光标记的诊断测定。在一些实施方案中，诊断盒105可以是荧光标记的侧流诊断测定盒，并且可以携载荧光标记的侧流诊断测定。在一些其他实施方案中，可以使用用于体外诊断(IVD)应用的另一形式的测定。例如，分子诊断测定(其中放大的目标存在于微流体装置的孔中)、作为微阵列的芯片上或载片上杂交测定或者多孔板中的测定可以由系统100用来确定和/或测量分析物目标的荧光响应。
根据一些实施方案，接收凹部112可以适于接收具体类型的测定盒。例如，接收凹部112可以适于接收携载荧光标记的诊断测定的荧光标记的侧流诊断测定盒。接收凹部112可以被确定形状和尺寸来接收荧光标记的侧流诊断测定盒并且牢固地固持所述盒。
侧流条形式用于定量和半定量测定并且可以使用视觉或荧光标记的检测方案。侧流测定可以涉及将疑似含有将要检测的分析物的液体测试样本施加到多孔测试条的施用区。所述条可以包括基质材料，例如，所述基质材料可以是硝化纤维，透过所述基质材料，测试流体和悬浮或溶解在测试流体中的分析物可以通过毛细管作用从施用区流到捕获区，在所述捕获区，可检测的信号或此类信号的缺乏可以暴露分析物的存在。根据一些实施方案，所述条可以包括用于使将要检测的分析物与带有可检测标记的特定结合伴侣免疫特异性地结合的构件。侧流测定(其涉及样本单向地沿着多孔条的毛细作用)的简单“一步式”性质与诸如微阵列的免疫测定形式相当不同。
例如，微阵列可以是固相基板(其可以是玻璃载片)上或微量滴定板的孔的底部上的2D阵列。微阵列处理大量的生物材料，并且它们的使用通常涉及多个步骤，诸如，洗涤、干燥和培育。因此，微阵列使用起来比侧流测定复杂，并且与侧流测定当前可能实现的相比，可以多路传输更大数量的潜在分析物目标。微阵列可以用作高通量筛选工具，并且可以用于评估遗传素质、同时测量大量基因的表达水平或者通过使用DNA和/或RNA来确定基因组的多个区域的基因型。微阵列可以使用相对定量，其中将特征的强度与相同特征在不同条件下的强度进行比较，并且根据特征的位置得知它的同一性。例如，双色微阵列或双通道微阵列可以与从将要比较并且用两种不同的荧光团标记的两个样本(例如，患病组织与健康组织)中准备的cDNA杂交。用于cDNA标记的荧光染料包括具有570nm的荧光发射波长(对应于光谱的橙色部分)的Cy3，以及具有670nm的荧光发射波长(对应于光谱的红色部分)的Cy5。两个Cy标记的cDNA样本可以混合并杂交到单个微阵列，在用限定波长的激光束激发之后，所述单个微阵列随后可以在微阵列扫描器中进行扫描以显现两种荧光团的荧光。每种荧光团的相对强度随后可以用在基于比率的分析中来识别上调和下调基因。
在一些实施方案中，每个激发模块102和103与接收凹部112的水平面成的纵向角在30°与60°之间。优选地，每个激发模块102和103与接收凹部112的水平面成的纵向角为约45°。在CMOS相机模块104捕获的图像内检测来自被模块102和103激发的诊断盒105的观察窗口110的荧光发射。在一些实施方案中，CMOS相机模块104可以是CMOS阵列光电检测器。在一些实施方案中，图像可以由CCD相机模块或替代的相机模块捕获。
在一些实施方案中，CMOS相机模块104可以具有至少5兆像素的分辨率，具有至少2560像素长×1920像素宽的图像传感器阵列。在一些实施方案中，诊断盒105的观察窗口110可以为约50mm长，以便由CMOS相机模块104捕获的图像含有至少2500像素/mm2。在一些实施方案中，像场可以是1000像素长×500像素宽。在一些实施方案中，CMOS相机模块104的颜色深度或灰度强度范围可以在8位/像素与12位/像素之间，从而在每个像素上给出255与4096之间的灰度级。在一些实施方案中，CMOS相机模块104可以类似于移动电话中使用的低成本相机。在一些实施方案中，CMOS相机模块104可以包括黑白相机。在一些替代实施方案中，CMOS相机模块104可以包括彩色相机。
低成本CMOS相机在成本上一般比高端CCD相机(包括传统上用于荧光光学成像的珀尔帖冷却CCD相机)低两个数量级。此外，利用此类低成本CMOS相机，不需要复杂的辅助系统，诸如相机热电冷却器。这增强了光学读出系统100的可靠性，并且使得它更适合诸如现场测试或发达国家的没有空调的诊所等环境，其中周围温度变化将以其他方式影响相机性能。
在一些诊断应用中，光学读出系统100可以被配置成在预期分析物响应的区中测定由CMOS相机模块104捕获的每个图像的实际颜色。这尤其可用于需要多重颜色响应的实施方案。为了使用低成本8位CMOS彩色相机做到这一点，颜色响应可以在RGB通道中的每一者上被表示为从0到255的强度等级。通过这种方式，光学读出系统100可以描绘超过1650万种独特的颜色，并且固件740(下文参考图7进一步详细地描述)使得能够测定分析物目标的颜色变化响应。此外，固件740的颜色解码模块748可以被配置成从捕获的图像中减去不合需要的颜色(例如，减去样本中的红血球的粉色，或者减去尿的黄色值)。
模块102、103和104可以安装在底座107上，以确保它们与彼此并且相对于诊断盒105的正确几何对准。底座107可以具有彼此垂直地设置的第一平面部件和第二平面部件，诸如，第一水平面部件113和第二竖直平面部件114。水平面部件113可以限定用于接收诊断盒105的接收凹部112，在一些实施方案中，所述接收凹部可以是通道状接收凹部。在一些其他实施方案中，系统100可以替代地包括用于固持诊断盒105的支架、夹具或其他形式的接收构件。
竖直平面部件114可以支撑激发模块102和103以及CMOS相机模块104。在一些实施方案中，激发模块102和103可以安装在CMOS相机模块104的任一侧上。CMOS相机模块104可以安装在可滑动支架106上，以允许CMOS相机模块104的高度相对于接收凹部112的位置进行调整。激发模块102和103与CMOS相机模块104可以安装在距接收凹部112的类似高度处。在一些实施方案中，CMOS相机模块104以及激发模块102和103可以安置在距接收凹部112约50mm到约150mm之间的距离处。
在一些实施方案中，底座107被配置成使得CMOS相机模块104与接收凹部112之间的空间没有遮挡，以允许CMOS相机模块104拍摄出安置于接收凹部112中的诊断盒105的无遮挡的图像。在一些实施方案中，底座107可以被配置成使得每个激发模块102和103与接收凹部112之间的空间没有遮挡，以允许来自每个激发模块102和103的光没有障碍地行进到安置于接收凹部112中的诊断盒105。
在一些实施方案中，激发模块102和103可以安装在可滑动和/或可枢转支架上，以允许激发模块102和103的位置和定向相对于接收凹部112进行调整并固定。在一些实施方案中，水平面部件113的位置和定向可以相对于竖直平面部件107调整，以允许接收凹部112的高度和/或定向相对于激发模块102和103以及CMOS相机模块104的位置进行调整。
激发模块102和103提供荧光激发能，以激发存在于诊断盒105的观察窗口110中的荧光分析物目标。在一些实施方案中，诊断盒105可以含有微阵列，所述微阵列具有多个小点，其中每个点对应于不同的分析物目标，从而允许独立地确定每个点的分析物浓度的结果。
优选地，激发模块102和103包括具有至少1瓦特的最大额定功率的大功率发光二极管(LED)204(图2中最佳地示出)。根据一些实施方案，激发模块102和103包括光源，其中每个光源可以相同或基本上相同。例如，根据一些实施方案，每个激发模块102和103可以包括365nm的大功率LED。在一些实施方案中，LED 204可以具有至少2瓦特、3瓦特、4瓦特、5瓦特或更高的最大额定功率。在一些实施方案中，LED 204可以具有至少0.1瓦特的最大额定功率，并且在一些实施方案中，LED 204可以具有至少0.2瓦特、0.3瓦特、0.4瓦特、0.5瓦特、0.6瓦特、0.7瓦特、0.8瓦特或0.9瓦特的最大额定功率。在一些实施方案中，LED 204可以具有在约0.1瓦特与约5瓦特之间的最大额定功率，例如，诸如约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、2、3、4或5瓦特。
每个激发模块102和103还可以包括一个或多个光束成形元件(例如，反射器202、透镜207和漫射器)以及荧光激发滤光器206，其关于图2进一步说明。
使用具有至少1W的额定功率的LED允许激发模块102和103在相对较大的窗口区域(例如，在一些实施方案中，40mm长×20mm宽)上产生高密度的荧光激发能。对于用在诊断测定中的荧光目标，来自分析物目标的荧光发射的响应与撞击分析物目标的荧光激发能成正比。因此，使用大功率LED 204使得能够将较低分析物浓度检测为荧光信号，而使用传统的低功率LED(诸如，5mm或3mm球状圆顶型LED)，此类荧光发射信号将不会存在。当远离诊断盒105安置时，甚至当传统LED也使用光束成形元件时，后一种传统LED类型只能产生低密度荧光激发能。因此，使用具有至少1W的额定功率的新一代大功率LED 204允许具有显著改善的诊断灵敏度的系统比使用传统低功率LED的情况检测更低的分析物浓度。
激发模块102和103可以产生离开每个模块102和103的具有大功率密度的近准直光束301和302(图3中示出)，由此使得激发模块102和103中的每一者能够安置在距观察窗口110的远程距离处。这样的远程安置由此确保激发模块102和103不会遮盖CMOS相机模块104的视野。使用LED 204和光束成形元件202和207产生此类近准直激发光并未实现由诸如激光器和激光二极管等相干源产生的完全准直光。然而，与激光器和激光二极管相比，LED的优点有很多，诸如，大功率LED与激光器和激光二极管相比成本更低。一些其他的优点包括，例如，(i)驱动光源所需的电源更简单且成本更低；(ii)热管理更容易，不需要使用冷却风扇或热电冷却器；(iii)安装系统更简单；(iv)组装过程更简单，需要不那么精确的光学对准布置；以及(v)更容易维护。因此，使用大功率LED 204和相关联的光束成形元件可以是降低光学读出系统100的整体成本和复杂性的更好解决方案。然而，在一些实施方案中，可以使用激光器、激光二极管和其他光源来代替或补充LED 204。
在一些实施方案中，光学读出系统100具有对置的至少两个低激发模块102和103，每一者与观察窗口110成相对的斜角，其中相机模块104安装在观察窗口110正上方。由于激发源102和103各自与观察窗口110成斜角地安装，因此，来自每个激发模块102和103的激发光大致以等于入射(斜)角的反射(斜)角反射离开观察窗口110。通过这种方式，来自激发模块102和103的反射光并未不合需要地进入观察窗口110上方的相机模块104中。在一些替代实施方案中，光学读出系统100可以只具有一个低激发模块102。
CMOS相机模块104还可以包括模块化透镜元件108。模块化透镜元件108可以具有用于适应被成像的具体诊断盒105的有效焦距。此外，CMOS相机模块104可以安装在可滑动支架106上，以使得相机模块104能够在工厂里设置在不同高度处来适应不同的诊断盒105。例如，具有短焦距的微距透镜可以与更靠近诊断盒105安置(但没有遮盖来自模块102和103的荧光激发)的相机模块104结合使用，以拍摄出较小区域的高分辨率图像。或者，具有较长焦距的透镜与远离诊断盒105安置的相机模块104可以用于捕获较大区域，例如，较大区域的微阵列。此外，透镜元件108可以优选地具有荧光发射滤光器作为固持在透镜元件108的壳体内的单独滤光器元件，或者进一步优选地，透镜元件108内的透镜本身可以是染色玻璃透镜，所述染色玻璃透镜也成双层来作为吸光发射滤光器。这样的简单化减少了部件计数并且降低组件复杂性。
在一些实施方案中，光学读出系统100不需要运动扫描台。诊断盒105可以在“加载”箭头111的方向上被手动地推到狭槽中，并且终点挡板109可以位于接收凹部112的一端处，以可靠且重复地安置诊断盒105来进行成像。基准标志物(未示出)可以印刷在盒105上来为相机模块104提供用于定位观察窗口110内的各个测试区的参考点，以用于固件中的后续图像分析。在一些实施方案中，光学读出系统100不含有移动部件，因此并未遭受先前使用的扫描型荧光读出器的不合需要的成本、复杂性和现场服务性问题，所述扫描型荧光读出器利用通常由电动机驱动的运动驱动式扫描台。系统100的部件可以被配置成在CMOS相机模块104捕获诊断盒105的图像时相对于彼此基本上固定。
相机104的视野中的盒105或底座107的多个部分可以包括荧光校准标志物或含有此类标志物的插入件(未示出)，以评估来自激发模块102和103的预期荧光响应。在仪器的整个寿命期间，从此类校准标志物中测量到的荧光响应可能出现下降，例如，归因于LED输出下降。这可以通过依据校准调整因子来按比例增加整体图像强度进行补偿，由于LED输出的任何此类下降，所述整体图像强度是所述因子的倒数。通过这样的方式，在仪器的整个寿命期间，可以预期本发明中描述的系统的一致荧光响应。图像强度校准可以由在下文参考图7进一步详细地描述的系统100的固件740中的亮度补偿模块742来执行。
图2示出光学读出系统100的激发模块103的详细横截面图。激发模块103含有大功率LED 204。LED 204优选是优选地安装在铝基板印刷电路板(PCB)203上的表面安装型LED，所述铝基板PCB比传统PCB具有更好的热传递特性。在一些实施方案中，尤其是与长斯托克斯位移荧光团(诸如，铕和其他镧螯合物)一起使用，LED 204可以是具有约365nm的主激发波长的UV LED。PCB 203可以安装在壳体201内，所述壳体可以由诸如铝的金属材料制造而成，以在其中连续对LED 204供电的应用中充当大功率LED 204的散热器。或者，在一些实施方案中，LED 204将只被短暂地供电来进行“闪光”照明，以允许CMOS相机模块104记录图像。在这种情况下，只在短暂时期内对LED 204供电，并且壳体201不需要来充当散热器并且相应地可以由较低成本的塑料材料模制而成。
LED 204一般以大范围的角发射光。然而，可能需要LED 204以如图1所示的近准直方式发射光。因此，任选的抛物面反射器202可以用于将由LED 204发射的光聚焦成近准直的光束。例如，光线205和205’以近乎平行于激发模块103的纵轴的小角离开LED 204。然而，光线205”以较大的角离开LED 204。以斜角发射的这些外围光线205”与抛物面反射器202碰撞，并且以也近乎平行于激发模块103的纵轴的小角被反射远离激发模块103。在一些实施方案中，抛物面反射器202可以是具有金属表面的模制塑料反射器，并且可以与壳体201整合为整体塑料模制件来降低复杂性和成本。或者，抛物面反射器202可以是插入到铝或其他金属壳体201中的抛光插入件。在一些实施方案中，可以使用透镜(未示出)来代替或补充抛物面反射器202。
如图2所示，激发模块103具有任选的透镜207。任选的透镜207可以平凹透镜，以在观察窗口110的较广区域上方扩大从LED 204发射的光的角。这导致观察窗口110中的荧光激发能相应地较低。或者，任选的透镜207可以平凸透镜，以在观察窗口110的较窄区域上方使从LED 204发射的光的角变窄。这导致观察窗口110中的荧光激发能相应地较高。
激发模块103也具有激发滤光器206以阻止任何荧光激发光到达相机104，因为此类光否则会掩饰来自诊断盒105中的分析物目标的荧光响应的存在。根据一些实施方案，尤其是与长斯托克斯位移荧光团(诸如，铕和其他镧螯合物)一起使用，激发滤光器206可以是染色玻璃吸光滤光器，因为这些荧光团不需要锐波长截止或切断或者通带。在一些其他实施方案中，激发滤光器206可以是TFIF或另一合适的滤光器。激发滤光器206可以由透明玻璃基板或由喷砂玻璃基板染色而成。在后一种情况下，滤光器206可以具有一些部分光漫射特性，以使光的传播在像场上更均匀地平滑。
图3示出由组合地操作的激发模块102和103产生的组合光。激发模块102和103可以通过它们的位置和角度而被配置成在诊断测定盒105被安置在接收凹部112中时照亮诊断测定。激发模块102和103可以被配置成同时操作并且同时地照亮诊断测定。由模块102和103产生的光通常是向外变宽的截头锥形光束301和302的形式。这些光束在观察窗口110处的水平面中被截短成椭圆形光池303。椭圆形光池303具有主轴A-A’，如图3所示。考虑到在激发模块102单独操作时(也就是，模块103处于“关闭”状态)的情况，在光池303的主轴上的位置A处，由模块102产生的光强度相对明亮，而在主轴上的位置A’处，来自模块102的光强度相对黑暗。这是因为光强度随着距光源的距离的平方而变小。A’离模块102最远，而A最靠近模块102。
如果只有单个激发模块102或103将激发光指向观察窗口110，那么结果将是产生大致椭圆形的光池，所述光池在激发模块102或103的近端的椭圆的最外面主轴上的点处的强度通常相对更高，而在激发模块102或103的远端的椭圆的最外面主轴上的点处的强度通常较低。因此，如果只使用一个激发模块102或103，那么观察窗口110上将出现不均匀的照明场。在此类实施方案中，亮度补偿模块742(如下文参考图7描述)可以用于补偿不均匀的照明场。
然而，在激发模块102和103两者同时操作的情况下，来自模块102的在A’处的相对黑暗光由来自模块103的在A’处的相对明亮光补偿。整个椭圆形光池303上出现相同的补偿情况，因为来自一个模块102/103的相对黑暗/明亮光始终由来自对置的模块102/103的相对明亮/黑暗光同样地补偿。通过这种方式，作为使用对置的激发模块102和102的结果，在整个椭圆形光池303上实现近似均匀的激发光场。
图4是示出在示例性实验中产生的光强度图的三维曲面图。在此实验中，在类似于图1所示的系统的概念验证系统(POC)中建立对置的激发模块102和103。在此实验中，使用两个对置的激发模块102和103，每一者具有3W 365nm的大功率LED 204。每个激发模块102和103包括抛物面反射器202、平凹透镜207和染色玻璃激发滤光器206。将激发模块102和103容纳在磨砂黑的铝制不透光外壳中，并且指向36mm×15mm的观察窗口110，所述观察窗口是容纳在塑料诊断盒105中的空白卡的一部分。使用具有12位/像素强度等级(从0到4096计数)的5兆像素CMOS相机模块104来捕获图像。使用公共域图像分析包“Image J”来分析图像。
如图4所示，尽管使用具有基本上相同光源的激发模块102和103，但观察窗口110的表面上的强度场并非完全均匀。例如，在图像区域的拐角404处，照明的亮度稍微下降。相反，在场的中心，椭圆401的主轴处有一个稍微中心凸起的明亮部分402，所述明亮部分在椭圆401的主轴的一部分上比在椭圆的主轴的相对侧403处更明亮。出现这种差异的原因在于，对置的LED 204并不是完全地匹配，且因此不可能实现完全均匀的照明场。
有可能通过使用下文参考图7进一步详细地描述的光学读出系统100的固件740中的亮度补偿模块742来补偿图4所示的不完全照明场。
图5和图6示出基准测试的结果，其中将本申请的荧光读出器的性能与从LREEsterline股份有限公司(Munich,Germany)获得的cPOC荧光读出器的性能进行比较。诸如cPOC读出器的读出器和此类读出器的衍生装置先前已经被侧流测定制造商在商业上使用。
在图5和图6所示的测试中，使用由Quidel公司(LaJolla,USA)生产的Sofia hCG(人体绒毛膜促性腺激素)测定。此类测定用于妊娠测试。这些测定是使用用铕珠标记的分析物目标的荧光侧流测定。此类珠在365nm的UV波长下被激发并且发射出亮橙色的荧光，其中长斯托克斯位移达到615nm。从妊娠33周的妊娠女性供者那里获得尿样，并且根据包装说明书进行Quidel的Sofia测试。
图5示出在cPOC读出器中进行Quidel Sofia hCG测定的结果。扫描曲线图500显示出，存在记录满标度读数(其为1,048,576计数)的29％的荧光响应的测试线峰值501。测定也包括程序上的控制线作为质量保证步骤，并且这导致出现记录满标度读数的38.5％的荧光响应的峰值502。在峰值501与502之间存在由于非特异性结合而出现的记录12.4％的荧光响应的一些背景荧光响应503。
图6示出对如图5中成像的相同33周妊娠供者的相同Quidel Sofia hCG测定进行成像的结果。荧光响应的图像是使用上文参考图4描述的POC系统得到的。结果的扫描曲线图600显示出，存在记录满标度读数(其为4,096计数)的32％的荧光响应的测试线峰值601。程序上的控制线导致出现记录满标度读数的40％的荧光响应的峰值602。在峰值601与602之间存在由于非特异性结合而出现的记录1％的荧光响应的一些背景荧光响应603。
在比较图5和图6时可以看出，与使用扫描型方法的cPOC读出器相比，本申请的光学读出系统100是简化的光学读出器，尽管如此，所述简化的光学读出器仍产生诸如荧光侧流测试等测试的准确结果。与先前已知的读出器相比，可以以较低的复杂性和成本来制造光学读出系统100，并且这可以在诊断性能没有任何降低的情况下实现。
图7示出光学读出系统100的计算部件以及外部处理装置750的框图，所述外部处理装置可以与光学读出系统100通信。尽管只示出一个外部处理装置750，但光学读出系统100可以与一个以上外部处理装置750通信，在一些实施方案中，所述外部处理装置可以是台式或膝上型计算机、移动或手持计算装置、服务器、分布式服务器网络或者其他处理装置。在一些情况下，一个或多个外部处理装置750可以形成容纳外部处理装置750的台式仪器(未示出)的一部分。
光学读出系统100可以具有许多计算部件，包括处理器710以及输出模块720、存储器730、用户输入模块750和显示器760。在一些替代实施方案中，光学读出系统100可以是不具有处理器710的简化系统，并且由CMOS相机模块104捕获的输出可以替代地输出到诸如外部处理装置750的外部装置以进行处理。例如，处理器710可以位于外部处理装置750内、远离光学读出系统100的其他部件，诸如，接收凹部112、激发模块102和103以及相机模块104。
处理器710可以包括用于执行指令的一个或多个数据处理器，并且可以包括微处理器、基于微处理器的平台、合适的集成电路以及一个或多个专用集成电路(ASIC)中的一者或多者。处理器710可以接收来自CMOS相机模块104以及用户输入模块750和其他输入来源的输入，并且可以与输出模块720、存储器730和显示器760通信。用户输入模块750可以接受来自许多用户输入来源的输入，诸如，触摸屏、键盘、按钮、开关、电子鼠标以及其他用户输入控制件。输出模块720可以允许光学读出系统100与外部处理装置750之间的有线或无线通信，并且可以利用Wi-Fi、USB、蓝牙或其他通信协议。存储器730可以包括在光学读出系统100的内部或外部的一个或多个存储器存储位置，并且可以采取ROM、RAM、闪存或其他存储器类型的形式。显示器760可以包括一个或多个屏，在一些实施方案中，所述显示器可以是LCD或LED屏显示器。在一些实施方案中，系统100还可以包括灯、扬声器或被配置成将信息传送给用户的其他输出装置。
存储器730可以被处理器710访问，并且含有可由处理器710执行的程序代码，所述程序代码采取系统100的固件740中的可执行模块的形式。这些可执行模块可以包括亮度补偿模块742、曝光控制模块746以及颜色解码模块748。固件740还可以存储处理器710可访问的数据，所述数据可以包括照明查找表744。
根据一些实施方案，激发模块102和103对诊断盒105的照亮会激发盒105内的诊断测定中的荧光标记。相机104捕获被照亮的诊断测定的图像，并且处理器710确定来自被激发的诊断测定的荧光发射的水平，以确定由相机104捕获的诊断测定上的目标分析物的存在或缺乏。
例如，在荧光标记的侧流诊断测定中，如果目标分析物存在于样本中，则分析物将与荧光标记的抗体结合来形成复合体。这个荧光标记的抗体-分析物复合体随后沿着诊断盒105的膜流动，并且如果存在的话，这个复合体随后与已经安置在膜上的测试区/线处的捕获抗体结合。处理器710可以被配置成确定所捕获的图像的与被照亮的诊断测定的测试区、线或区域对应的测试区、线或区域中的荧光发射的信号水平或光发射水平，并且将所述光发射水平与预定阈值进行比较。如果信号水平满足或超过预定阈值，那么处理器710确定样本中存在目标分析物和/或存在的分析物的量，或者缺乏目标分析物。预定阈值可以存储在存储器730中，并且处理器710可以被配置成从存储器730中检索阈值的值。
侧流测定一般也含有控制线或区域，以确认已经正确地执行测定并且测定是有效的。控制线通常包括与荧光标记的抗体和/或没有与测试线结合的任何荧光标记的抗体-分析物复合体结合的抗型抗体。因此，处理器710可以进一步被配置成通过测量所捕获的图像中的控制线位置的荧光发射水平来确定测定有效还是无效。处理器710可以被配置成确定与诊断测定的控制线或控制区对应的所捕获的图像的区域中的光发射水平。处理器710可以被配置成通过将光发射水平与预定控制光发射水平进行比较来确定测定是否被正确处理。如果信号水平满足或超过预定控制阈值，那么处理器710确定测定被正确处理。预定控制阈值可以存储在存储器730中，并且处理器710可以被配置成从存储器730中检索阈值的值。
亮度补偿模块742可以由系统100用来补偿不完全照明场，如图4所示。在系统100的工厂设置期间，CMOS相机模块104可以捕获校准图像，所述校准图像被传送到处理器710。处理器710随后可以计算校准图像上的所有像素的平均亮度。这可以产生平均灰度值INTave，所述平均灰度值可以存储在存储器730中。所捕获的图像中的具有位置[x，y]的每个像素的亮度可以在存储器730中存储为INTxy。对于所捕获的校准图像中的每个像素[x，y]，亮度比例因子BRIxy＝[INTave/INTxy]可以由处理器710确定并且存储在照明补偿查找表(LUT)744中。
当诊断盒105被读出时，处理器744可以执行存储在亮度补偿模块742中的指令，以便按由处理器710从照明补偿LUT 744中读出的因子BRIxy来缩放任何具体像素位置[x，y]处的荧光响应。因此，处理器710按比例放大来自相对黑暗区域中的像素的荧光响应以补偿照明场的不均匀性，并且相反，相对明亮区域中的像素由处理器710按比例缩小以补偿补偿照明场的不均匀性。通过这种方式，光学读出系统100模拟完全均匀的照明场。亮度补偿模块742由此增强测定的准确性，尤其是处理生产变化，诸如，LED强度的变化。这也意味着，在不影响整体系统的准确性的情况下，可以使用低规格的LED(其更便宜)。
在一些实施方案中，亮度补偿模块742可以进一步用于重新校准基于校准标志物捕获的每个图像的亮度，如上文参考图1所述。当CMOS相机模块104捕获图像时，处理器710可以确定已知为与放有校准标志物的区域对应的图像的区域的亮度。这些区域的亮度值随后可以与存储在存储器730中的预期亮度值进行比较，并且可以基于测量的值与存储的预期值之间的差异来计算校准调整因子。处理器710随后可以执行亮度补偿模块742，以基于校准调整因子来缩放整体图像亮度。基于此，亮度补偿模块742可以用于补偿例如LED 204的性能的下降。
在一些实施方案中，CMOS相机模块104可以具有在多个曝光时间捕获图像的能力。在这些实施方案中，处理器710可以执行曝光控制模块746来自动地选择具有并未引起检测器饱和的最佳曝光时间的所捕获的图像。曝光控制模块746可以含有决策树算法来自动地选择最佳曝光时间，从而在不降低分析灵敏度或增加额外成本的情况下，允许光学读出系统100的动态范围在先前使用的系统上延伸。
曝光控制模块746尤其可以用于需要定量地测量从低水平的分析物浓度到高水平的分析物目标的应用。在此类应用中，先前使用的系统通常调谐成在低水平的分析物浓度下具有最佳响应。原因在于，高分析灵敏度通常是主要目标。然而，这频繁地导致此类先前使用的系统中的检测器在高水平的分析物浓度下饱和。因此，这意味着，此类先前已知的系统无法在整个范围上量化分析物浓度，并且此类系统的动态范围受限。
颜色解码模块748可以由处理器710执行，以便除了由激发滤光器206提供的物理滤光之外，提供将荧光发射光滤光到离散波长间隔中的又一方式。颜色解码模块748可以有益于描绘并且由此增强例如来自背景假象(诸如，来自诊断盒105)的多余荧光发射中的分析物的期望荧光发射。
为此，由CMOS相机模块104捕获的红绿蓝图像(RGB)文件可以被固件740的颜色解码模块748解码成图像堆叠，所述图像堆叠包括分别用于红色、绿色和蓝色通道的来自CMOS阵列中的每一个像素的三个独立图像。对于诸如铕(其主要在615nm下发出橙色)的荧光团，在一些情况下需要丢弃来自绿色和蓝色通道的结果(因为这些可能含有未被激发滤光器阻挡的不合需要的荧光激发信号的残余)，并且单独在红色通道上处理荧光发射响应。对于其他荧光团，例如，荧光素或FAM(其在515nm下发出绿色)，需要丢弃红色和蓝色通道，而在绿色通道上处理结果。尽管这种图像处理方法与激发滤光器206结合时工作最好，但在不需要高灵敏度的一些测定应用中，使用所述的颜色解码模块748实现从系统100中省略激发滤光器206。
固件740还可以具有分析物检测模块749，所述分析物检测模块用于处理由CMOS相机模块104捕获的图像，以便确定图像中是否存在分析物目标，并且在一些实施方案中，定量地确定存在的此类分析物的量。利用存储在存储器730中的与分析物目标的存在对应的已知荧光激发光值来分析从CMOS相机模块104接收的图像中的荧光激发光的测量强度可以引起处理器710执行分析物检测模块749。在一些实施方案中，处理器710可以进一步基于光值的强度来确定目标分析物的量。
图8示出使用系统100执行测试的示例方法的流程图800。在步骤802处，执行系统100的工厂设置，其包括使用CMOS相机模块104来拍摄校准图像。处理器710可以执行亮度补偿模块742，以便使用校准图像来用亮度补偿数据填充照明查找表744，如上文参考图7所述。工厂设置步骤802可以在系统100的使用之前执行，并且针对每个系统100可以只执行一次。在一些实施方案中，基于来自用户的输入，系统100可以允许多次执行工厂设置步骤802。
在执行工厂设置步骤802之后，在步骤804处，系统100等待打开。一旦系统100被打开，这可以通过将系统100插入电源并且例如拨动“电源开”开关或按钮来执行，在步骤806处，系统100便可以指示用户插入诊断盒105。在一些实施方案中，指令可以显示在系统100的显示器760上。在一些实施方案中，它们可以通过扬声器或其他输出构件来传送。一旦盒105在适当位置，用户也可以被指示开始图像捕获。
在步骤808处，系统100可以等待用户开始图像捕获，这可以例如通过按下图像捕获按钮来完成。一旦用户开始图像捕获，在步骤810处，系统100便使用CMOS相机模块104来捕获图像。这个步骤可以包括在捕获图像之前使LED 204接通电源，以便照亮观察窗口110。
在步骤812处，系统100可以使用曝光控制模块746和颜色解码模块748来执行曝光和颜色控制步骤，如上文参考图7所述。在步骤814处，系统100随后可以使用亮度补偿模块742来执行图像校准。这可以包括使用来自LUT 744的值以及通过基于校准标志物缩放图像强度来缩放所捕获的图像，如上文参考图7解释。
一旦校准完成，在步骤816处，便可以将所捕获且校准的图像传递到分析物检测模块749来检测被处理的样本中的分析物的存在和/或量。在步骤818处，分析的结果可以显示在显示器760上，或者经由输出模块720传送到外部处理装置750。
随后在步骤820处，用户可以被提示进行另一测试。如果他们选择进行另一测试，那么所述方法可以从步骤806重复。或者，在步骤822处，用户可以被提示关闭装置。如果装置被关闭，那么所述方法返回到步骤804。
上文描述的实施方案提供主要用于荧光侧流测试的简化光学读出系统100，其解决了先前使用的荧光读出器的成本和太过复杂的问题。尽管所描述的实施方案主要涉及读出侧流测定，并且是相对于此类测定描述的，但本领域的技术人员将理解，本发明的主题可以更广泛地应用于其他体外诊断应用(例如，读出来自分子诊断测定的荧光响应，其中放大的目标存在于微流体装置的孔中；或读出作为微阵列的芯片上或载玻片上杂交测定的结果；或者读出多孔板中的此类测定的结果)。
尽管已经详细地说明和描述了所选择的方面，但应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种替换和改变。

Claims (21)

1.一种用于读出体外诊断应用的诊断测定的系统，所述系统包括：
接收构件(112)，所述接收构件适于接收携载诊断测定的诊断测定盒(105)；
至少一个激发模块(102，103)，所述至少一个激发模块被配置成在所述诊断测定盒被(105)放在所述接收构件(112)中时照亮所述诊断测定；
相机模块(104)，所述相机模块用于捕获被放在所述接收构件(112)中的被照亮的所述诊断测定的图像；
处理器(710)，所述处理器用于从所述相机模块(104)接收捕获的所述图像并且确定由所述相机模块(104)捕获的所述诊断测定中是否存在目标分析物；以及
存储器(730)存储固件(740)，所述固件(740)包括亮度补偿模块(742)，所述亮度补偿模块(742)被配置成调整由所述相机模块(104)捕获的诊断盒(105)的图像的强度，以便在所述诊断盒(105)上方模拟均匀照明场；
其中所述亮度补偿模块(742)被配置成基于照明补偿查找表(744)来调整所述捕获的图像的所述强度，所述照明补偿查找表(744)包括每个像素的亮度缩放因子。
2.根据权利要求1所述的系统，其中每个激发模块(102，103)包括具有至少1瓦的最大额定功率的光源。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统的部分被配置为在所述相机模块(104)捕获诊断测定的图像时相对于彼此基本固定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述相机模块(104)直接安装在所述接收构件(112)上方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述照明补偿查找表(744)是基于由所述相机模块(104)捕获的校准图像生成的，并且存储在所述固件(740)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，每个激发模块(102，103)包括至少一个LED(204)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，每个激发模块(102，103)包括至少一个滤光器(206)，优选为染色玻璃吸光滤光器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述处理器(710)位于远离所述接收构件(112)、所述至少一个激发模块(102，103)和所述相机模块(104)中的每一个的外部处理设备(750)内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，包括至少两个激发模块(102，103)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述激发模块(102，103)中的两个激发模块各自对置在所述接收构件(112)的任一侧上，并且与所述接收构件(112)成相等且相对的斜角。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，每个激发模块(102，103)与所述接收构件(112)的水平面的角度在30°和60°之间，优选地在45°左右。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述相机模块(104)包括CMOS相机模块。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述至少两个激发模块(102，103)中的每一个被配置为当所述诊断测定被放置在所述接收构件(112)中时同时操作以照亮所述诊断测定。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述至少两个激发模块(102，103)中的每一个包括光源，其中每个光源基本上相同。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中所述诊断测定盒(105)包括携带荧光标记的诊断测定的荧光标记的诊断测定盒(105)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，还包括位于所述相机模块的视场中的至少一个校准标记，用于评估来自所述至少一个激发模块的预期响应，可选地，其中所述亮度补偿模块被配置成基于对来自至少一个激发模块的预期响应的评估来调整所捕获图像的强度，对来自至少一个激发模块的预期响应的评估基于所述至少一个校准标记确定，另外可选地，其中所述校准标记位于所述接收构件上。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置为将检测的目标分析物的量与预定阈值进行比较，以确定所述诊断测定中是否存在所述分析物的阈值的量。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述固件包括以下中的至少一个：
曝光控制模块，用于调整由所述相机模块捕获的图像的曝光；和
颜色解码模块，用于将由所述相机模块捕获的图像分到颜色通道中。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述至少一个激发模块、所述相机模块和所述处理器位于光学读取设备上。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，其中每个激发模块包括至少一个光成形元件，以产生激发光的近准直光束。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中所述系统是用于读出用于体外诊断应用的侧流诊断测定的系统，并且所述诊断测定盒(105)包括携带侧流诊断测定的侧流测定盒(105)。
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