CN209559735U - 用于引导收集有害污染物样本的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于有害污染物测试的反应性划分模板。本公开的各方面涉及用于在测试表面上划分测试区域并且用于生成所述测试表面的化学性质的视觉指示的反应性划分模板。一些模板可以包含指示接触所述模板的样本的性质的一个指示剂部分或多个指示剂部分。

Description

用于引导收集有害污染物样本的系统
相关申请交叉引用
本申请要求于2017年9月21日提交的标题为“用于有害污染物测试的反应性划分模板(REACTIVE DEMARCATION TEMPLATE FOR HAZARDOUS CONTAMINANT TESTING)”的美国临时申请号62/561,584的权益，所述美国临时申请的内容在此通过引用并入本文中。
技术领域
本文公开的系统和方法涉及环境污染物测试，并且更具体地说涉及用于准确地测量采样区域的特征的装置。
背景技术
抗肿瘤药用于治疗癌症，并且最经常发现于小分子(如氟尿嘧啶)或抗体形式(如利托普单抗)中。对抗肿瘤药的检测对于确定在使用和/或分配药物的地方、如医院和药店区域是否存在污染或泄漏至关重要。
抗肿瘤药的本质使其对健康细胞和组织以及癌细胞有害。应采取预防措施以消除或减少医护人员职业性暴露于抗肿瘤药。制备这些药物的药剂师和可以制备并给予这些药物的护士是最有可能暴露于抗肿瘤剂的两大职业人群。此外，医生和手术室人员也可能通过治疗患者而暴露，因为用抗肿瘤药治疗的患者可以排泄这些药物。如运输和接收人员、保管工作人员、洗衣房工作人员和废物处置人员等医院职工均有可能在其工作期间暴露于这些药物。抗肿瘤剂在兽医肿瘤学的增加使用也使这些工作人员处于暴露于这些药物的风险中。
实用新型内容
抗肿瘤药是抗增殖的。在一些情况下，它们通过破坏DNA和发起细胞凋亡(一种程序性细胞死亡形式)来影响细胞分裂过程。虽然这对于防止肿瘤(例如，癌性)细胞的发育和扩散是合乎需要的，但是抗肿瘤药也可能会影响快速分裂的非癌细胞。因而，抗肿瘤药可以抑制健康的生物功能，包含骨髓生长、愈合、毛发生长以及生育，仅举几例。
研究表明，工作场所暴露于抗肿瘤药与健康影响(如皮疹、脱发、不育(暂时性和永久性)、对生殖和孕妇的胎儿发育的影响、增加遗传毒性影响(例如，对可能导致突变的遗传物质的破坏性影响)、听力障碍和癌症有关。这些健康风险受到暴露程度以及有害药物的效力和毒性的影响。虽然危险药物的潜在治疗益处可能超过患病患者的这种副作用的风险，但是所暴露的医护人员会冒着这些相同的副作用而没有治疗益处。此外，已知暴露于甚至非常小浓度的抗肿瘤药对于处理它们或在它们附近工作的工作者可能是有害的，并且对于已知的致癌剂，不存在安全的暴露水平。
环境采样可以用于确定抗肿瘤剂对工作场所污染的程度。然而，对污染区域的采样和去污很复杂，因为缺乏快速、廉价的方法来首先识别这些区域，然后确定去污的成功程度。虽然分析方法可用于测试环境样本中抗肿瘤药的存在，但是这些方法需要运送到外部实验室，从而延迟了采样结果的接收。
在适合于与本公开的装置一起使用的一个示例采样系统中，可以测试工作表面中的环境中的抗肿瘤剂的存在。可以在测试现场非常快速地提供测试结果使得可以非常接近测试事件的时间(在一些情况下，在1到2分钟以内)向测试操作者、所述区域中的其它人员和/或远程系统警告抗肿瘤剂的存在和/或浓度。测试方法包含为所述表面提供缓冲溶液并且用吸附性拭子拭抹湿润表面，或者通过用缓冲溶液预先润湿的拭子来拭抹表面。缓冲流体可以具有辅助从表面吸收污染物的性质。在一些实施方案中，缓冲流体可以具有辅助从拭子材料中释放收集的污染物的性质。收集的污染物可以被混合到均质溶液中以进行测试。可以从拭子中提炼或提取缓冲溶液以及任何收集的污染物以形成液体样本。可以分析所述液体样本中的特定抗肿瘤剂的存在和/或量。例如，可以将溶液提供给测定物(如但不限于横向流动测定物)，其由测定物读取器装置读取以识别液体样本中的污染物的存在和/或浓度。
测试流体样本中的污染物的存在和/或浓度的准确性高度取决于各种测试因素。测试结果可以提供测试环境中的污染物的浓度形式的测量值(例如每平方单位面积的污染物质量)。因此，测量采样区域的精度和准确度可能是获得准确测试结果的重要因素。准确地测量特定样本区域可以涉及划分(demarcating)待测表面的测试区域，然后对整个标记区域(demarked area)进行采样。现有的采样系统要求测试操作者测量测试区域尺寸并且放置如粘合剂点等物理标记以限定矩形测试区域。然后，这种现有系统的测试操作者负责确保在清理标记之前拭抹整个区域。这种方法具有许多缺点，包含需要冗长的设置、易受测量和标记放置错误影响、缺乏对实际采样区域的任何跟踪，以及通过放置和移除标记增加了测试操作者暴露于潜在有害药物污染的风险。
在本文所述的有害药物收集和检测系统的实施方式中解决了这些和其它问题，所述系统包含模板(template)，所述模板具有：开口区域，其被配置成划分测试区域；样本采集垫，其被配置成物理地接触施加于测试区域的缓冲溶液；以及指示剂部分，其被配置成对从测试表面获取的样本作出反应并且基于样本的性质进行光学可检测的变化。因此，指示剂部分可以提供对测试表面的化学特性或其它物理特性的视觉指示。与现有系统相比，本技术提供了用于识别抗肿瘤药浓度(包含微量抗肿瘤药)的改进准确度。所公开的模板可以将与测试区域有关的信息传送到检测系统，所述检测系统例如通过检测系统扫描模板的指示剂部分并且确定一种或多种混淆化学物质(confounding chemicals)的存在来分析从测试区域获取的样本。所述检测系统能够准确地检测更微量的抗肿瘤剂的量并且快速提供结果(包含在收集后立即提供结果)。有利地，测试和检测可以在收集位置处发生，使得可以在没有实验室样本处理所需的延迟的情况下确定对污染水平的立即定量评估。
因此，一方面涉及一种用于引导收集有害污染物样本的系统，所述系统包括模板，所述模板包含：具有外周边和内周边的基板(substrate)，所述内周边的边缘限定了开口区域，所述开口区域被配置成划分用于收集有害污染物样本的测试区域；样本采集垫，所述样本采集垫沿着内周边的边缘之一定位并且被配置成将施加到测试区域的液体朝向基板的外周边芯吸；以及指示剂部分，所述指示剂部分被定位成从样本采集垫接收液体，所述指示剂部分被配置成响应于液体状况(condition)而经历光学可检测的外观变化，并且所述系统包括读取器装置，所述读取器装置包含：成像装置；至少一个计算机可读存储器，其上存储有可执行指令；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器与至少一个计算机可读存储器通信并且被配置成执行指令以使读取器装置使成像装置捕获表示指示剂部分的图像数据，基于分析图像数据来确定外观变化，基于外观变化来确定液体状况，并且基于确定的液体状况来显示指示有害污染物的存在或浓度的测试结果。
在所述系统的一些实施方式中，所述指示剂部分包括具有打印区域和显影区域的条形码，并且所述显影区域被配置成经历光学可检测的外观变化。在一些进一步实施方式中，所述成像装置包括条形码扫描仪，并且其中所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使条形码扫描仪扫描打印区域，对表示对打印区域的扫描的第一数据进行解码以识别由显影区域指示的液体状况，使条形码扫描仪扫描显影区域，并且对表示对显影区域的扫描的第二数据进行解码以确定光学可检测的外观变化。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以在将液体施加到测试区域之前扫描打印区域；在将液体施加到测试区域之后扫描显影区域。在一些进一步实施方式中，在表示对打印区域的扫描的第一数据中编码的预定时间之后扫描显影区域。在一些进一步实施方式中，所述读取器装置进一步包括计时器，并且其中所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使用由成像装置捕获的图像来确定将液体施加到测试区域的时间；并且在经过预定时间之后扫描显影区域。
在所述系统的一些实施方式中，所述指示剂部分包括具有打印区域和显影区域的条形码，并且所述显影区域被配置成经历光学可检测的外观变化，所述成像装置包括条形码扫描仪，并且所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使条形码扫描仪扫描打印区域，对表示对打印区域的扫描的第一数据进行解码以识别由显影区域指示的液体状况，使条形码扫描仪扫描显影区域，对表示对显影区域的扫描的第二数据进行解码以确定光学可检测的外观变化，其中解码的第一数据包括将使显影区域发生光学变化的化学物质或状况的信息。在一些进一步实施方式中，关于化学物质或状况的信息是游离氯将使显影区域发生光学变化的信息。在一些进一步实施方式中，关于化学物质或状况的信息是显影区域被配置成在pH值范围内光学变化的信息。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成基于从解码的第一数据获得的关于化学物质或状况的信息来解译解码的第二数据。
在所述系统的一些实施方式中，指示剂部分包括具有打印区域和显影区域的条形码，并且所述显影区域被配置成经历光学可检测的外观变化，所述显影区域包括第一部分，所述第一部分被配置成在与有害污染物不同的第一化学物质或状况的存在或预定浓度下经历光学可检测的外观变化，并且所述显影区域包括第二部分，所述第二部分被配置成在与有害污染物不同的第二化学物质或状况的存在或预定浓度下经历光学可检测的外观变化。在一些进一步实施方式中，第一化学物质或状况是pH状况，并且其中第二化学物质或状况是游离氯。
在所述系统的一些实施方式中，液体状况包括液体的pH。在所述系统的一些实施方式中，液体状况包括与有害污染物不同的化学物质或化合物的存在。在所述系统的一些实施方式中，指示剂部分包括pH指示条。在所述系统的一些实施方式中，指示剂部分包括游离氯指示条。在所述系统的一些实施方式中，所述液体包括缓冲溶液，所述缓冲溶液被配置成促进从测试区域收集有害污染物，并且所述指示剂部分被配置成响应于所述缓冲溶液的分解而经历光学可检测的外观变化。所述系统的一些实施方式进一步包括沿着内周边的相同边缘定位的多个指示剂部分，其中所述多个指示剂部分中的每一个被配置成响应于多个液体状况中的不同状况而经历光学可检测的外观变化。
所述系统的一些实施方式进一步包括各自沿着内周边的不同边缘定位的多个指示剂部分，其中所述多个指示剂部分中的每一个被配置成响应于相同的液体状况而经历光学可检测的外观变化。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使成像装置捕获表示多个指示剂部分中的每一个的图像数据；基于分析与多个指示剂部分中的每一个对应的图像数据的子集来确定多个指示剂部分中的每一个的外观变化；并且基于对多个指示剂部分中的每一个的外观变化的聚合分析来确定液体状况。
在所述系统的一些实施方式中，所述读取器装置包括横向流动测定物读取器(lateral flow assay reader)，所述横向流动测定物读取器包含测定物成像装置或光谱仪。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使所述系统在将有害污染物样本传递到横向流动测定物之后，从测定物成像装置或光谱仪接收表示横向流动测定物的测试数据；并且分析测试数据以识别样本中的有害污染物的存在或浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述读取器装置包括增强现实装置(augmentedreality device)，所述增强现实装置被配置成监测从测试区域取样的实际区域。在一些进一步实施方式中，所述增强现实装置包括图像捕获装置，并且所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使所述系统在将有害污染物样本传递到测试装置之后，从图像捕获装置接收表示测试装置的测试数据；并且分析测试数据以识别样本中的有害污染物的存在或浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使所述系统基于所确定的液体状况来修改指示有害污染物的存在或浓度的测试结果。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使所述系统通过以下项来修改测试结果：确定指示有害污染物存在或浓度的预定可接受参数的测试结果(determiningthe test result indicating the presence or concentration of the hazardouscontaminant predetermined acceptable parameters)；以及显示丢弃测试结果的指示。在一些进一步实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以使所述系统通过以下项来修改测试结果：确定所述确定状况程度；访问表示状况程度与测试结果中的相应偏差之间的已知相关性的数据；以及调整测试结果以消除偏差。
在所述系统的一些实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成执行指令以确定确定的状况程度；确定状况程度落在预定可接受参数内；并且基于确定状况程度落在预定可接受参数内来验证测试结果。
另一方面涉及一种用于引导收集有害污染物样本的方法，所述方法包括：将模板放置在测试表面上，所述模板包含：具有外周边和内周边的基板，所述内周边的边缘限定了开口区域，所述开口区域被配置成划分所述测试表面上用于收集有害污染物样本的测试区域；样本采集垫，所述样本采集垫沿着内周边的边缘之一定位并且被配置成将施加到测试区域的液体朝向基板的外周边芯吸；以及指示剂部分，所述指示剂部分被定位成从样本采集垫接收液体，所述指示剂部分被配置成响应于液体状况而经历光学可检测的外观变化；将液体施加到由所述基板划分的测试区域；确定所述液体导致所述指示剂部分发生光学可检测的外观变化；基于所述外观变化来确定液体状况；以及基于液体状况来显示指示有害污染物的存在或浓度的测试结果。
在一些实施方式中，所述指示剂部分包括具有打印区域和显影区域的条形码，所述显影区域被配置成经历光学可检测的外观变化，并且通过包括条形码扫描仪的测定物读取器装置来执行确定液体导致光学可检测的变化、确定液体状况以及显示测试结果。在这样的实施方式中，所述方法可以包括通过测定物读取器装置以编程方式使所述条形码扫描仪扫描打印区域，对表示对打印区域的扫描的第一数据进行解码以识别由显影区域指示的液体状况，使条形码扫描仪扫描显影区域，并且对表示对显影区域的扫描的第二数据进行解码以确定光学可检测的外观变化。一些进一步实施方式包括识别第二数据中的模式；并且基于所述模式来确定状况程度。一些进一步实施方式包括通过一个或多个计算装置来确定所述状况程度落在预定可接受参数内；并且基于确定状况程度落在预定可接受参数内来验证测试结果。
所述方法的一些实施方式进一步包括在显示指示有害污染物的存在或浓度的测试结果之前修改所述测试结果。在一些进一步实施方式中，修改测试结果包括通过一个或多个计算装置来确定确定状况程度；访问表示状况程度与测试结果中的相应偏差之间的已知相关性的数据；以及调整测试结果以消除偏差。
在一些实施方式中，所述模板进一步包括多个指示剂部分，每个指示剂部分沿着内周边的不同边缘定位，所述多个指示剂部分中的每一个被配置成响应于相同的液体状况而经历光学可检测的外观变化，并且所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置来捕获表示所述多个指示剂部分中的每一个的图像数据；基于分析与所述多个指示剂部分中的每一个对应的图像数据的子集来确定所述多个指示剂部分中的每一个的外观变化；基于对所述多个指示剂部分中的每一个的外观变化的聚合分析来确定液体状况。
所述方法的一些实施方式进一步包括通过测定物成像装置或光谱仪来生成表示在将有害污染物样本传递到横向流动测定物之后的横向流动测定物的测试数据，并且通过读取器装置来分析测试数据以识别样本中的有害污染物的存在或浓度。
附图说明
所公开的方面将在下文中结合附图进行描述，附图提供用于展示且不限制所公开方面，在附图中，相似的名称指代相似的元件。
图1A到图1D以图形方式示出了收集和测试如本文所述的液体样本的示例方法的步骤。
图2描绘了如本文所述的测试区域采样环境的示例增强现实显示。
图3描绘了可以用于生成和显示图2的示例显示的示例增强现实装置的高级示意框图。
图4示出了用于实施增强现实测试区域采样环境、例如图2的显示的示例过程。
图5A和图5B描绘了如本文所述的测试区域采样环境上的示例示例增强现实投影。
图6描绘了可以用于生成和显示图5A和图5B的示例投影的示例投影装置的高级示意框图。
图7示出了用于实施投影测试区域采样环境、例如图5A和图5B的投影的示例过程。
图8示出了具有如本文所述的反应指示剂部分的示例物理模板。
图9示出了图8的模板的指示剂部分的示例实施方式。
图10示出了图8的模板的指示剂部分的另一个示例实施方式。
图11示出了图8的模板的指示剂部分的另一个示例实施方式。
图12示出了使用图8的模板的示例过程。
具体实施方式
本公开的实施方式涉及用于检测有害环境污染物、如但不限于用于治疗癌症的抗肿瘤药的系统和技术，其对收集的样本中的微量浓度的抗肿瘤药的敏感度增加。用于这种测试的试剂盒可以包含收集系统和测试装置，并且所述收集系统可以包含模板，所述模板用于划分测试区域并且提供对测试区域、例如测试区域中存在的化学物质或化合物的特性的指示。测试装置或另一种装置可以自动地从所述模板读取信息并且相应地调整测试结果。贯穿本公开，将参考抗肿瘤剂的收集、测试以及检测来描述示例系统、试剂盒以及方法，但是应当理解，本技术可以用于收集、测试以及检测任何感兴趣的颗粒、分子或分析物。
从指定区域划分和采样的精确方法可能是至关重要的以便以每平方单位面积药物质量(例如，每平方厘米纳克数)的形式获得准确的测试结果。例如，可以通过使用缓冲溶液润湿测试表面并且使用拭子吸收缓冲溶液和任何有害药物污染物的颗粒来从所述表面收集样本。在测试样本时，测试装置可能能够识别液体样本体积中有害药物的浓度。为了将所述测量值转换为测试表面上的药物浓度的测量值，一些实施方案可以使用以下公式：
α＝(Cvb)/(Aηpηe)
其中α表示污染物表面密度(例如，ng/cm2)，C表示液体样本中样本的浓度，vb表示用于收集样本的缓冲溶液的流体体积，A表示拭抹的表面积，ηp表示拭子材料和缓冲溶液的吸收效率，而ηe表示由拭子材料吸收的污染物的提取效率。目标是具有低可变性的高浓度信号，然而这些变量中的噪声(例如，变化)可能会使测试生成假阳性或假阴性结果。所公开的物理模板和增强现实系统提供了用于减少拭抹的表面区域的变化的引导，导致提高样本测试中的准确度，并且特别是更准确的污染物表面密度测量。
本文所述的系统和方法的实施方式可以有利地快速且高精度地确定关于测试表面的污染物的两个重要方面。首先，所公开的系统和方法可以确定甚至非常少量的有害污染物的存在。这提供了优于手动采样(例如，在没有所公开的模板覆盖和区域跟踪的情况下进行采样)的重要益处，因为如果表面上仅存在少量分子，则如果用户不以规则的、有约束的精确方式对样本进行采样，则他们可能完全错过分子。这种类型的采样可能导致假阴性，从而导致错过修复泄漏或违反协议的机会。在一个示例中，假阴性读数可能导致医护人员继续在测试区域中工作，导致他们暴露于有害污染物。所公开的物理模板可以帮助用户可靠地对特定划分区域进行采样，并且可以确定一种或多种混淆化学物质的存在。本文描述的物理模板的实施方式可以确保用户例如通过引导用户执行彻底采样并且通过警告用户采样区域中存在混淆化学物质来被可靠地通知更少量有害因素的存在。
其次，所公开的系统和方法可以用于通过提供关于实际采样区域的准确度量来更精确地确定检测到的有害污染物的浓度。这一点非常重要，因为在一些情况下，存在非常小或微量浓度的某些有害药物在环境中是可以容忍的或者甚至是可以预期的，但是较小的、可接受的微量浓度与较大的、不可接受的和潜在危险的微量浓度之间的差异可以非常小(例如，大约每毫升若干纳克数)。所公开的物理模板与本文所述的测试系统和方法一起使得用户现在能够非常快速和可靠地知道有害污染物的浓度是否已经升高到危险状况。此外，本文所公开的系统和方法的优点不限于引导用户拭抹测试表面以便提高测试结果的准确性。根据本公开的物理模板有利地通过向用户提供测试区域划分而不需要用户接触测试表面并且通过引导用户在限定的高度约束过程中收集样本来最小化污染物的扩散。样本收集引导可以通过帮助减少缓冲溶液的意外溢出和不受控制的扩散、抗肿瘤剂意外扩散到未被污染的其它表面以及抗肿瘤剂意外扩散到用户来最小化现有污染物的扩散。
如本文所使用，“增强现实(augmented reality)”是指具有由计算机生成的视觉覆盖增强的元素、例如图像、投影形状或图案、用户界面元素等的物理真实世界环境的实时直接视图或间接视图。实时直接视图是指用户例如通过透明显示屏直接观看环境或者观看覆盖有投影的环境，而间接视图是指用户查看环境的图像。增强现实环境中的某些元素可以通过进入增强现实装置的用户输入或反馈、例如通过自动手势辨识、口头命令和/或用户与装置的物理控制件(例如，按钮、操纵杆、触敏面板等)的交互来进行交互和数字操纵。
可以实时呈现如本文所述的增强现实覆盖。如本文所使用，“实时”描述了计算系统以大致上匹配真实程序的速率增加现实世界程序。为了大致上匹配速率，所公开的实时系统在通常为约数毫秒或数微秒的特定时间限制内提供响应。因而，所公开的实时增强现实系统可以在用户仍然经历用户的环境时利用适合于所述环境的增强现实覆盖来增强所述环境(或所述环境的图像)。从用户的角度来看，当在真实环境中发生变化时，实时系统在更新增强现实覆盖图时可能不存在可察觉的滞后。
虽然主要在增强现实的背景下进行描述，但是应当理解，所公开的区域划分和跟踪技术也可以在虚拟现实环境中实施以用于测试有害药物的污染，其中虚拟现实环境允许用户与现实世界测试环境进行交互。此外，根据本公开的物理模板的实施方式可以在有或没有任何增强现实或虚拟现实系统的情况下使用。
药物成功地治疗了多种类型的疾病和伤痛，但是事实上，所有药物都有与其使用相关联的副作用。然而，并非所有不良副作用分类为是有害的。在本公开中，术语“有害药物”根据美国卫生系统药师协会(American Society of Health-System Pharmacists)(ASHP)所采纳的含义使用，如果对动物或人类的研究已经指示暴露于动物或人类具有以下四种特性中的任何一个特性，美国卫生系统药师协会则认为药物是有害的：遗传毒性；致癌性；致畸性或生育障碍；以及严重的器官损伤或低剂量下实验动物或治疗患者的其它中毒表现。
虽然在确认如抗肿瘤剂等有害药物的存在和/或浓度的示例背景中进行了描述，但是应当明白，用于划分、跟踪以及识别测试采样区域上存在的化合物的所公开的装置和技术可以用于检测任何感兴趣的分析物的存在和/或浓度。分析物可以包含例如药物(有害的和无害的)、抗体、蛋白质、半抗原、核酸和扩增子。
出于示出目的，下文中将结合附图来描述各个实施方式。应当明白，所公开的概念的许多其它实施方案是可能的，并且各个优点可以通过所公开的实施方案来实现。
示例采样方法概述
图1A到图1D以图形方式示出了收集和测试如本文所述的液体样本的示例方法的步骤。图1A示出了用于测试测试表面上分析物的存在的测试方法100A的示例步骤。图1A 的一个、一些或所有描绘的框都可以作为图形用户界面指令被打印在测定物和/或收集试剂盒的包装上，或者可以在测定物读取器装置的显示屏、测试区域终端或用户的个人计算装置上呈现。
在框101处，用户可以识别样本位置并且收集收集试剂盒、测定物匣盒(assaycartridges)以及模板。收集试剂盒可以包含附接到手柄的拭子以及收集容器。在一些示例中，将拭子用缓冲溶液预先润湿并且与手柄一起包装在第一密封袋中，并且将收集容器包装在第二密封袋中。测定物匣盒可以包含容纳在匣盒内部的测定物装置，所述匣盒具有与测定物装置的样本接收区对准的窗口或端口。在一个实施方案中，测定物装置是测试条，例如但不限于横向流动测定物测试条。同样在框101处，用户可以在每一次样本收集和/ 或打开收集试剂盒之前穿戴干净的手套，以保护用户免受表面上的潜在污染物的影响并且保护收集的样本免受用户手上的任何东西的污染。
在框102处，用户可以在测试表面上建立测试区域。例如，用户可以在预期位置上方放置模板(物理的或投影的)以清楚地划分将被拭抹的区域。如本文所述，框102可以涉及用户穿戴或激活增强现实装置以划分测试区域。同样在框102处，用户可以打开收集试剂盒包装，包含打开单独包装的拭子和手柄。
在框103处，用户可以使用缓慢且牢固的冲程来拭抹测试区域。如所示，用户可以沿着测试区域的高度有条不紊地将拭子以直线穿过测试区域的整个宽度。在一些实施方式中，测试区域可以是一平方英尺，例如被划分为12英寸乘12英寸(144平方英寸)的区域。其它示例可以使用更大或更小的收集区域，包含10英寸×10英寸、8英寸×8英寸、6 英寸×6英寸以及4英寸×4英寸的非方形矩形区域(例如，9英寸×16英寸)矩形)以及非矩形区域(例如，圆圈)。如本文所述，可以经由增强现实用户界面划分测试区域，并且可以通过具有被定位成观察测试区域的相机的装置来跟踪和自动计算采样的实际区域。可以由如本文所述的增强现实装置来执行划分、跟踪以及面积计算。在给定测试期间由装置指示用户采样的区域可以由所述装置例如基于表面的本质动态地确定。例如，拭抹台面可以使用12英寸×12英寸区域的默认拭子区域，而所述装置可以确定使用较小区域来拭抹输液架，所述确定以及较小区域的大小是基于确定由所述装置捕获的图像中的输液架的大小。
在框104处，用户可以将拭子插入收集容器中。在一些示例中，收集容器包括t形孔。虽然未示出，但是拭子可以具有与容器孔的横截面大致上匹配的t形横截面。用户利用包括滴头盖的顶部来密封容器，并且将密封容器完全倒置(例如，倒转然后返回到正面朝上) 五次。在这些倒置期间，由于容器的贮存器的横截面形状，所述贮存器中的液体主要在拭子材料上方洗涤，并且由于贮存器具有比手柄更大的高度，所述手柄在贮存器内滑动。如本文所述，所述倒置与容器和手柄的几何形状以及缓冲溶液的流动相结合可以从拭子材料中提取收集的污染物。
在框106处，用户可以将拭子和手柄留在容器内部，移除滴头盖，并且挤压(或允许重力抽吸)四滴到每个测定物匣盒上的样本孔中。例如，在一些实施方式中，用户可以将样本滴在多个测定物上，每个测定物被设计用于测试不同药物。在一些示例中，在3到10 滴之间的任何滴数都可以在测定物上产生合适的结果。滴是与经由重力牵引力(有时通过固持液体的容器内产生的正压力来帮助)从滴管或滴注室以一滴分配的液体的量对应的体积度量的近似单位。虽然任何给定滴的精确体积取决于如所述滴液体的表面张力、重力场在所述滴上牵引的强度以及用于产生所述滴的装置和技术等因素，但是通常认为体积为0.05mL。在备选实施方式中，用户可以将收集装置的流体传递部分机械地联接到测定物装置的流体传递部分以通过闭合的流体通路释放受控体积的样本。
在框107处，用户可以使用计时器来允许样本显影一段时间。例如，样本可以显影约 1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟或某个其它时间。其它显影时间也是可能的。在一些实施方式中，计时器可以内置于读取测定物的读取器装置的程序设计中。显影时间可以取决于正在执行的特定测试和测定物装置的特定操作参数而变化。
在框108处，用户可以将测定物匣盒插入测定物读取器装置中。取决于装置的操作模式，可以在显影样本前后将测定物匣盒插入就绪装置中。在一些实施方式中，用户可以按顺序插入多个匣盒以用于测试样本的不同方面或用于确保测试结果的可重复性。
在框109处，测定物读取器装置读取插入匣盒的部分(包含例如检测来自容纳在匣盒中的测试条的捕获区的暴露区域的光学信号)，分析信号以确定一个或多个测试区位置和任选地一个或多个控制区位置的光学变化，基于光学变化来确定结果，并且将结果显示给用户。所述装置可以选择性地通过网络将结果存储或传输到集中式数据储存库。如所示，所述装置显示样本中阿霉素的存在的阴性结果。在其它实施方式中，所述装置可以显示样本中的和/或针对所述测试区域确定的特定检测浓度水平，并且任选地可以在确定的结果中显示置信度值。
本文所述的读取器装置的实施方式可以高度置信度确定测试表面上存在或不存在有害药物，并且在用户测试所述表面之后非常快速地(在一些情况下，在1到2分钟以内)向用户显示对所述测试结果的指示。在一些情况下，读取器装置可以确定污染物浓度并且在用户测试表面之后非常快速地(在一些情况下，在1到2分钟以内)向用户显示确定对浓度的指示。在仍进一步示例中，读取器装置将检测到的污染水平与人类摄取的风险和/ 或人类有害暴露的风险相关。为了在一个非限制性示例进行示出，可以认为人体意外摄取1.0ng/cm2的环磷酰胺(一种有害的抗肿瘤药)是有害暴露和/或暴露于致癌物质。应当理解，环磷酰胺的不同污染水平可以被确定为有害暴露的阈值，并且各种抗肿瘤药的污染水平可以取决于用户的需要和测试环境而设定为不同的水平。
在该示例中，读取器装置被配置成检测环磷酰胺对12英寸×12英寸(仅仅是示例)采样区域的污染水平，所述污染水平是所述环氧磷酰胺污染的1.0ng/cm2阈值水平的1/10或者0.1ng/cm2。例如，测定物测试装置(以及本文所述的读取所公开的测定物装置的读取器装置)的动态范围可能能够检测低到每12英寸×12英寸样本测试区域0.1ng/cm2的环磷酰胺的污染水平。在一个非限制性实施方式中，读取器装置被配置成显示对实际测量的环磷酰胺浓度的指示。例如，读取器装置上的显示器可以在完成读取测试装置时向用户显示读数“0.085ng/cm2”。在另一个非限制性实施方式中，读取器装置被配置成基于实际测量的环磷酰胺浓度向用户指示二进制结果。例如，当实际测量的环磷酰胺浓度小于0.1ng/cm2(相当于12英寸×12英寸测试样本区域有93ng的环磷酰胺质量)时，读取器装置上的显示器可以在完成读取测试装置时向用户显示读数“-”或“-环磷酰胺”)。当实际测量的环磷酰胺浓度为0.1ng/cm2或者更大(相当于12英寸×12英寸测试样本区域有93ng的环磷酰胺质量)时，读取器装置上的显示器可以在完成读取测试装置时向用户显示读数“+”或“+环磷酰胺”)。
在一些示例中，读取器装置被配置成将实际污染物测量值与人类摄取的风险和/或人类有害暴露的风险相关，并且在完成读取测试装置时向用户显示对风险的指示。例如，读取器装置可以被配置成将小于0.1ng/cm2的实际测量的环磷酰胺浓度相关为可接受误差窗口内的读数和/或与有害暴露的低风险相关。在这种情况下，读取器装置可以向用户显示“无进一步动作”的读数。读取器装置可以被配置成将0.1ng/cm2的实际测量的环磷酰胺浓度 (相当于12英寸×12英寸测试样本区域有93ng的环磷酰胺质量)与中等的有害暴露风险相关。在这种情况下，读取器装置可以向用户显示“通知其他人；开始去污”的读数。读取器装置可以被配置成将大于0.1ng/cm2的实际测量的环磷酰胺浓度(相当于12英寸×12 英寸测试样本区域有93ng的环磷酰胺质量)相关为不可接受的高浓度的窗口内的读数。在这种情况下，读取器装置可以向用户显示“立即撤离”的读数。读取器装置还可以用警告声或灯(例如，语音提示或明亮的闪光灯)自动地向用户传输警告或警报；向读取器装置和测试表面的一定距离以内的其它人员传输警告或警报(例如，发起语音提示以撤离周围区域，发出高分贝警笛等)；和/或向发生测试事件的物理位置内外的人员传输警告或警报(经由有线或无线连接向主管药剂师、护士、管理员、安全官员或监管机构传输紧急通知：包含测试事件的位置、有害药物名称以及有害药物的测量浓度)。这些示例并非旨在进行限制，并且应当理解，可以在本文所述的系统中实施其它浓度、阈值、显示读数以及警告。
在测试之后，用户可以用滴头盖重新密封容器并且丢弃收集装置和测定物(例如，根据有害废物法规)。任选地，用户可以将读取器装置重新连接到其电源，执行任何所需的去污程序，重新测试去污表面，并且执行所需的结果报告。
图1B示出了另一种测试方法100B，所述方法描绘了使用收集装置的备选实施方式的过程100A的步骤103、104和106的细节。
方法100B开始于步骤105，其中用户可以从容纳预定体积的缓冲流体135的容器130 中移除手柄140。手柄140具有固定到一端的拭子245，所述拭子用缓冲流体135预先润湿。在其它实施方案中，用户可以单独地将并非源自容器130的流体施加到测试表面。例如，缓冲流体135可以单独提供，施加到测试表面，并且使用拭子145吸收。缓冲流体135 有助于将污染物从测试表面提升到拭子中。
在步骤110处，任选地在一些实施方式中，拭子头部可以旋转以帮助使拭子145与测试表面150之间进行接触并维持所述接触。
在步骤115处，用户可以拭抹测试表面150的指定测试区域。在一些实施方案中，特别是对于每个区域有更少量的量也对用户有害的污染物，可能优选地的是，拭抹整个测试区域并且仅在测试区域内拭抹以便生成污染物浓度的准确测量值。所公开的增强现实装置可以用于帮助划分和跟踪拭抹区域。拭抹整个测试区域以及仅在测试区域内拭抹也可以允许如本文所述的读取器装置生成在存在非常少量污染物的情况下每单位面积污染物浓度的准确测量值。即使检测到的污染物非常少量并且不会立即对周围区域的人员造成伤害，对任何量的污染物的检测仍然可以提醒用户泄漏或意外释放有害物质。此外，对于一些有害药物，没有安全的暴露水平。因而，步骤115的一些实施方式可以涉及激活增强现实装置以在测试区域上生成区域划分以帮助用户仅拭抹预定区域，并且可以进一步涉及监测用户的动作以确定实际采样区域和/或何时完成对划分区域的总采样。
在步骤120处，用户可以将拭子145和手柄140重新放置到收集容器135中。任选地，用户和/或容器的结构可以搅动拭子以将收集的污染物释放到容器135内的流体中。
在步骤125处，用户可以将流体传递到测试装置，如但不限于容纳包含测试条的横向流动测定物的匣盒155。例如，用户可以将流体从容器130滴到测试条的样本接收区上。在一些实施方式中，匣盒155(或其它测试系统)和容器130可以被配置成经由流体密封连接来机械地配合以便防止可能污染的流体意外暴露给用户和/或测试环境。
图1B示出了将匣盒155插入读取器装置160的孔隙170中的进一步步骤。虽然未示出，但是进一步步骤可以包括操作读取器装置160以检测测试结果(例如，通过对测试条成像)、分析测试结果，以及显示测试结果。图1C示出了读取器装置160在显示器180上显示测试结果。在这种情况下，测试结果指示感兴趣的分析物的浓度为3ng/ml。
装置160可以是具有孔隙170的测定物读取器装置，所述孔隙用于收纳测定物测试条和匣盒155并且将测试条定位成使得检测区被定位在位于装置160内部的成像部件的光学路径中。所述装置还可以使用这些或额外成像部件对匣盒上的条形码进行成像例如以识别要执行哪些成像技术和分析。
装置160的一些实施方式可以被配置成使用条形码扫描仪执行初始扫描以对例如被提供在插入孔隙170的匣盒上或单独的标识符上的一个或多个条形码进行成像。条形码可以识别待执行测试的类型、进行测试的人员、测试位置和/或测试表面在设施中的位置(例如，药店、护理区域、橱柜#、床#、椅子#、泵#等)。在读取任何条形码标识符之后，随后可以如图1B中所示那样将匣盒155插入到读取器。
装置160可以包含按钮175，所述按钮使所述装置准备就绪以供使用并且提供输入机构以供用户操作所述装置。在一些实施方式中，可以通过按照某一数量或图案点击装置160 的单个按钮175来设定装置操作模式。例如，在一些实施方案中，单次按压按钮175可以使装置160通电并且将装置160设定为默认操作模式，并且装置160可以在插入匣盒时实施默认操作模式。双击按钮175可以启动不同于默认操作模式的备选操作模式。用户按照其它数量或图案按压单个按钮175可以向装置的处理器提供关于期望操作模式的指令。虽然在本文中参考单个按钮对装置160的实施方式进行了描述，但是允许用户在装置操作模式之间进行选择和切换的其它特征是可能的(如但不限于单个开关、旋钮、杠杆或手柄)。
装置操作模式的一个示例是端点读取模式。在端点读取模式下，用户在装置160外部准备并培养测定物并且跟踪测定物的显影时间。例如，用于确定甲氨蝶呤或阿霉素浓度的测定物可能具有5分钟的显影时间，所以用户将把流体应用到来自如本文所述的收集装置的测定物上并等待5分钟。在5分钟结束时，用户将把测定物155插入到装置160中以获得测试结果。因此，当在端点读取模式下操作时，装置160可以例如以可听方式或在视觉显示器上提供指示用户在将样本施加到测定物之后等待预定时间然后将测定物插入装置 160中的指令。在其它实施方式中，当在端点读取模式下操作时，装置160可以不显示任何指令，而可以仅在测定物插入到装置160中时对测定物进行读取。在将测定物插入到基础装置160中时，装置的光学读取器可以收集表示测定物的数据以供分析从而确定测定物的结果。在一些实施方式中，端点读取模式可以是装置160的默认操作模式。
装置操作模式的另一个示例是无人值守(walkaway)模式。因此，当在无人值守模式下操作时，装置160可以提供指令以使用户在施加样本之后立即或者在施加样本期间插入测定物。在无人值守模式下，根据一个实施方式，用户可以将样本应用到测定物并且立即将测定物插入到装置160中。测定物将在装置160内部显影，并且装置160可以保持跟踪自插入测定物155起过去的时间。在预定显影时间结束时，装置160可以收集表示测定物的图像数据，分析图像数据以确定测试结果，并且将测试结果报告给用户。对于每项测试来说，测定物显影时间可以是唯一的。在一些实施方式中，可以通过双击装置160的单个按钮175来设置无人值守模式。进一步的输入可以向读取器装置指示测定物显影时间。例如，通过条形码读取器扫描的条形码或者在测定物上或者在用于固持测定物的匣盒上提供的条形码可以向装置160指示所插入的测定物的类型以及该测定物的显影时间。基于测定物的类型，装置160可以在样本应用和插入之后等待预定量的时间，然后收集表示测定物的图像数据。
在本文所述的基础测定物分析器的实施方案中，存在与用户能够在装置操作模式之间进行选择和切换相关联的许多优点。在人员通常批量处理大量测试的大型实验室或医疗实践设施中，端点读取模式可能很方便。在正执行单项测试时或者在最终用户不想必须跟踪测定物显影时间(或者不了解如何准确跟踪测定物显影时间或未受过这方面的训练)时，无人值守模式可能有用。无人值守模式可以有利地减少或消除由于测定物被过快(在测定物显影时间已经过去之前太早)或过慢(在测定物的显影时间已经过去之后太久)插入和成像而发生不正确的测试结果。进一步地，在无人值守模式下，测定物读取器可以操作以便例如在期望测定读数的运动图时以预定时间间隔捕获测定物的多个图像。
所公开装置160的一个实施方式仅包含其外部壳体上的单个按钮175，如使装置160 断电和通电的单个电源按钮。所公开装置160的实施方式还实施两种不同的装置操作模式 (尽管多于两种装置操作模式是可能的)。为了使最终用户能够在所述两种装置操作模式之间进行选择和切换，装置160可以包含用于对电源按钮实施双击功能的指令。在接收到单次按压按钮以使装置通电的输入之后，对测定物匣盒的插入可以自动触发端点读取模式。当装置的处理器从用户接收到双击电源按钮的输入时，这可以启动所存储指令以实施无人值守模式。这种双击功能提供了简单且直观的方式以便用户在基础测定物分析器的不同操作模式之间进行切换。双击功能还使用户能够实时地将装置配置成在无人值守模式下操作，而无需任何额外配置步骤或由用户对装置160进行额外编程。应理解的是，装置160可以设置有用于识别替代双击或除了双击之外的其它点击模式以触发第二(非默认)装置操作模式的指令，例如用于识别用户按压按钮任何预定次数、以预定模式按压按钮和/或按压并保持按钮持续预定时间长度的指令。
如上所述，装置160还可以包含用于向用户显示指令和/或测试结果的显示器180。在插入测试条之后，装置160可以读取测定物测试条上的条形码以识别药物名称、药物允许浓度范围和/或最大药物允许浓度。装置160可以对所插入测试条进行成像并且对表示所成像测试条的信号进行分析以计算结果、向用户显示结果并且任选地传输和/或本地存储结果。所述结果可以被计算并且以下列指示被显示是否污染：有正或负(例如，+/-；是/否；等)，和/或每个区域的实际污染量(感兴趣的分析物)(例如，药物浓度＝0.1ng/cm2)和/ 或每体积缓冲溶液的实际污染量(感兴趣的分析物)(例如，药物浓度＝3ng/ml)。这些指示是非限制性示例，因为其它指示和测量单位也是合适的。
装置160的一些实施方式可以简单地将一个或多个结果显示给用户。装置160的一些实施方式还可以将所述一个或多个结果存储在内部存储器中，所述内部存储器可以例如通过USB连接、网络连接(有线或无线)、蜂窝电话连接、近场通信、蓝牙连接等重新调用。所述一个或多个结果还可以自动记录到执行测试的环境(例如，设施)的设施记录和跟踪系统中。装置160还可以被编程为根据需要自动警告任何额外人员，而无需用户进行进一步输入或指示。例如，如果装置160读取到污染水平超过人摄取阈值并且被视为对于人接触来说有危险，则主管药剂师、护士、管理员或安全员可以自动收到关于污染结果和浓度的通知以促进快速响应。通知可以包含位置信息，如但不限于地理位置(纬度/经度)或位置描述(A医院、B病房等)。所述响应可能包含由经过培训的人员或者使用与有害污染检测试剂盒一起或单独提供的去污试剂盒进行详细的去污例程。
在一些实施方式中，装置160可以是配置有用于识别应用到测试条上的样本中的污染物的微量浓度的计算机可执行指令的专用测定物读取器装置。在其它实施方式中，其它合适的液体样本测试系统可以用于识别有害药物的存在和/或浓度。
用于增强现实区域采样的示例装置和技术的概述
图2描绘了如本文所述的测试区域采样环境210的示例增强现实显示200，其可以例如在上述过程100的框115处显示。采样环境210包含识别用于有害污染物采样的表面225。表面225可能被怀疑具有有害污染物或已知具有有害污染物。在一些情况下，表面225被怀疑没有有害污染物，但是例如作为例行维护程序的一部分进行定期测试以确认实际上没有有害污染物。在一些示例中，用户基于预先建立的例行维护计划、例如半小时、每小时、每日、每周、每月或一些其它周期来测试表面225。
表面225可以在处理或分配有害药物的药店中，在用有害药物治疗患者的环境中，或者在用于存储、测试或制造有害药物的环境中，仅举几个非限制性示例。例如，表面225可以是生物安全柜和隔离器(“手套箱”)、不同材料和位置的台面、地板、输液架以及管理区域(例如，椅子、桌面、键盘、计算机屏幕)。表面225的其它示例包含药物运输的位置，如运送容器、推车以及存储区域(例如，搁架和冰箱)。应当理解，本文所述的增强现实装置的实施方案可以适合于帮助和/或指示用户拭抹可以包含有害药物分子或任何其它感兴趣分析物的任何数量的表面。
增强现实显示器200被示为在例如增强现实护目镜或眼镜的窗口205的视野内呈现。取决于用于生成和提供增强现实显示200的装置的类型，其它示例可以具有不同形状的窗口205或根本没有窗口。
在一些实施方案中，可以提供增强现实显示200以用于表面225的初始测试。在一个示例中，表面225的测试可以根据上述图1A到图1C进行。在其它示例中可以使用其它采样程序和测试装置。在一些实施方案中，可以再次显示增强现实显示200以用于表面225 的后续测试，例如表面225的周期性重新检查或者在执行去污程序以对表面225进行去污之后发生的确认测试。
增强现实显示200包含显示为现实世界测试区域采样环境210上方的覆盖的数字生成的视觉元素。这些包含区域划分边界215、距离标记230以及用户界面元素220。应当明白，这些元素的具体位置、形状以及视觉呈现可以在其它实施方式中变化，同时仍然提供所公开的功能。示例增强现实显示200包含增强现实覆盖元素的三维表示；在其它实施方式中，一些或所有元素可以显示为二维表示。
区域划分边界215表示用于针对有害污染物的潜在存在对表面225进行采样的指定区域，并且伴随有距离标记230以向用户提供关于区域划分边界215的尺寸的视觉指示。在一些实施方式中，可以在预采样设置程序期间显示距离标记230以便允许用户选择用于测试的特定区域。在一些示例中，在采样期间可以不显示距离标记230。
如本文所述，对采样区域进行精确计算可以允许以非常高的准确度来确定采样表面 225的每单位面积的任何检测到的污染物的浓度。因此，除了显示区域划分边界215之外，如本文所述的增强现实装置还可以监测样本收集过程以执行以下一项或多项：(i)识别实际采样区域的百分比，(ii)识别采样的区域划分边界215之外的任何额外区域，(iii)计算实际采样总面积，以及(iv)提供何时已经采样了总面积的指示。
示例用户界面元素220包含形状选择按钮和位置调整按钮。形状选择按钮可以允许用户为测试区域划分边界215选择形状和/或大小。例如，用户可以通过将手或手指放置在所示3D体积上或3D体积内来“触摸”用户界面元素220以选择测试区域划分边界215的特征。在其它实施方案中，可以预定义测试区域的形状和大小，并且可以省略形状选择按钮。位置调整按钮可以允许用户在至少一个方向上将测试区域划分边界215的位置移动跨过表面225。在一些实施方式中，用于显示增强现实显示200的装置可以分析测试区域采样环境210的图像并且自动地识别表面225的高度和/或轮廓，并且可以将测试区域划分边界215覆盖到确定高度和/或轮廓的表面225上。其它示例可以具有提供系统操作和样本采集程序所需的各种用户输入特征的不同按钮。
图3描绘了生成并显示图2的示例显示的示例增强现实装置300的高级示意框图。装置300包含用于生成和向用户呈现增强现实视图的多个不同部件，例如图像捕获装置330、显示器315、一个或多个处理器325、连接装置310、用户界面控制件305、一个或多个位置传感器320、工作存储器345以及许多数据储存库。数据储存库包含边界数据储存库335、拭抹区域数据储存库340以及测试数据储存库390。虽然为了清楚起见在下面的讨论中在图3中单独示出，但是应当明白，一些或所有数据储存库都可以一起存储在单个存储器或一组存储器中。工作存储器345存储许多处理模块，其包含覆盖模块350、UI命令处理器 (UIcommand handler)355、位置跟踪器360、手势辨识模块(gesture recognition module)365、面积计算器370、通信处理器(communication handler)375、识别模块380以及结果计算器385。每个模块都可以表示存储在存储器中的一组计算机可读指令，以及由用于一起执行下述特征的指令而配置的一个或多个处理器。
装置300可以是适合于创建视觉体验的任何装置，所述装置将数字内容(例如，图2的示例增强现实覆盖)与物理世界(例如，测试环境)混合成复合场景。例如，装置300 可以是可穿戴装置，其被配置成将覆盖测试环境的增强现实显示给用户的一只或两只眼睛。装置300可以被实施为平视显示器、增强或虚拟现实护目镜、智能眼镜或任何合适的沉浸式或透视增强现实系统。沉浸式显示器妨碍用户对现实世界的视线，例如用数字覆盖呈现真实世界场景的图像，而透视系统使用户保持开放对现实世界的视线并显示覆盖视图的图像。
图像捕获装置330获取测试环境的图像。在一些实施方式中，可以利用如本文所述的增强现实覆盖向用户显示这些图像。在其它实施方式中，一个或多个处理器325可以使用图像、例如使用透明显示器来生成和/或维持对增强现实覆盖的定位，但是图像本身可以不向用户显示。在各种实施方式中，图像捕获装置330可以包括电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体传感器(CMOS)或者接收光并且响应于所接收的图像生成图像数据的任何其它图像感测装置。图像捕获装置330的传感器可以具有多个光敏元件的阵列。光敏元件可以是例如在半导体基板中、例如在CMOS图像传感器中形成的光电二极管。在一些实施方式中，捕获的图像中的像素的数量可以对应于光敏元件的数量。
装置300的显示器315可以向用户呈现测试环境与增强现实覆盖的复合场景。如下所述，显示器315可以是各种显示面板(例如，LED、LCD、OLED面板)或光学材料(例如，透明玻璃和/或塑料镜片或面板)。在一些实施方案中，显示器315可以是近眼可穿戴显示器。在一些实施方案中，显示器315可以是一个或多个立体显示器，通过所述一个或多个立体显示器，向每只眼睛呈现略微不同的视场以便创建对复合场景的3D感知。
在一些实施方案中，显示器315可以是透明或半透明的，使得用户可以通过显示器315 查看测试环境，其中显示器315用于呈现增强现实覆盖。在这样的实施方式中，增强现实覆盖可以通过被定位成将光发射到显示器315中或所述显示器上的投影装置来投影到显示器315上，或者可以通过改变显示器315的像素的视觉外观来呈现增强现实覆盖。因此，显示器315可以被结合到一副护目镜或眼镜或平视显示面板的透明镜片中。
利用透视(例如，透明或半透明)近眼光学系统，增强现实覆盖无法清晰地显示在显示表面上。在距离用户眼睛某个近距离范围以内，在半透明表面上清晰显示覆盖可能无法创建有效的复合场景，因为人眼无法舒适地聚焦在距离太近的地方(例如，对于典型的人眼,在6.5厘米以内)。因此，显示器315可以包含被配置成形成光学瞳孔的光学系统，并且用户的眼睛可以充当光学链中的最后一个元件，由此在眼睛的视网膜上创建清晰的覆盖图像,而不是在表面上呈现覆盖。例如，透视近眼显示器可以包含：照明源，其被配置成发射表示增强现实覆盖的光；以及波导光学元件，其收集光并将其中继到用户的眼睛。这样的装置可以形成光学瞳孔并且用户的眼睛充当光学链中的最后一个元件，从而将来自瞳孔的光转换成视网膜上的图像。所述结构可以允许显示器315的不透明部分被定位成不会妨碍用户的视线、例如定位在头部侧面，从而仅在眼睛前方仅留下相对较小的透明波导光学元件。
显示器315的其它实施方式可以包含不透明显示面板，例如被结合到增强或虚拟现实耳机中。在一些实施方案中，不透明显示器315可以可替代地结合到另一个计算装置中，例如用户的智能电话或另一个可穿戴大小的计算装置。因而，在一些实施方式中，装置300 可以包含可穿戴结构以用于将计算装置300的显示器315保持在用户的视场中。图3中示出的各种模块和存储器部件可以结合到计算装置和/或适于在计算装置上运行的采样应用程序中，结合到可穿戴结构中，或者在各种实施方式中在这两者之间分开。
装置300的一些实施方式可以是虚拟视网膜显示装置，其将增强现实覆盖直接投影到用户眼睛的视网膜上。这样的装置可以包含投影装置、例如光源和一个或多个镜片来代替显示面板。
装置300可以包含一个或多个位置传感器320。例如，位置传感器可以是加速度计或陀螺仪，其可以用于实时检测用户的视角或注视方向。所述数据可以用于相对于真实世界测试环境定位或重新定位覆盖，使得所显示的特征、例如测试区域的边界看起来维持相对于测试环境的静态定位。为了进行示出，用户可以在拭抹之前设置测试区域的边界，然后可以在拭抹测试区域期间转动头部以跟踪拭子的运动。装置300可以跟踪用户的注视方向并且可以使用所述方向信息来使测试区域边界的视觉表示的定位相对于测试表面保持一致和静止，即使在用户转动头部时也是如此。由于这种调整是实时执行的，所以可以实现增强现实覆盖与现实世界的物理元素合并的错觉。
连接装置310可以包含用于与其它装置进行有线和/或无线通信的电子部件。例如，连接装置310可以包含如蜂窝调制解调器、卫星连接或Wi-Fi等无线连接或者经由有线连接。因此，利用连接装置310，装置300可以经由网络将数据发送或上载到远程储存库和/或从远程储存库接收数据。因而，可以将由装置300生成的与测试区域拭抹相关的数据(例如但不限于测试区域边界大小和实际采样区域)提供给远程数据储存库，例如在用于分析所收集的样本的测试装置中。具有蜂窝或卫星调制解调器的模块提供用于访问如电话或蜂窝网络等公共可用网络的内置机构，以使得装置300能够与网络元件或测试装置直接通信以实现电子数据传输、存储、分析和/或传播。在一些实施方案中，例如在检测到采样完成时(例如，经由自动图像分析识别用户已将拭子插入容器中并且因此完成采样))，这可以在不需要装置的用户单独干预或动作的情况下执行。在一些实施方式中，连接装置310可以提供到云数据库、例如基于服务器的数据存储装置的连接。这种基于云的连接可以实现增强现实测试装置的网络的普遍连接，而无需本地化网络基础设施。此外，在一些示例中，连接装置310可以实现对装置300(以及指定环境或用户组内的类似装置)的软件更新的无线传输，例如涉及对测试区域在临床环境内的大小和/或位置的更新、更新的测试分析算法、更新的阈值浓度水平、软件修复等相关。
装置300可以包含用于从用户接收关于装置300的操作的输入的UI控制件305，例如机械按钮、触敏按钮、触敏面板、操纵杆、输入轮等。一些实施方案可以另外或可替代地通过分析来自图像捕获装置330的图像来接收用户输入，例如以识别已知的命令手势，与在增强现实覆盖中显示的元素(例如，用户界面元素220)进行交互，和/或在采样期间跟踪用户的手和/或拭子的位置。
一个或多个处理器325包含一个或多个硬件处理器，其被配置成对接收的图像数据执行各种处理操作以例如生成和显示增强现实覆盖，限定测试区域，以及跟踪采样区域。一个或多个处理器325可以包含以下一个或多个：专用图像信号处理器、图形处理单元(GPU)、通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列 (FPGA)或其它可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或被设计为执行本文描述的功能的其任意组合。
如所示，一个或多个处理器325连接到存储多个模块的工作存储器345。如下面更详细描述的，这些模块包含配置一个或多个处理器325以执行各种图像处理和装置管理任务的指令。一个或多个处理器325可以使用工作存储器345来存储包含在存储器345的模块中的一组工作处理器指令。一个或多个处理器325还可以使用工作存储器345来存储在装置300的操作期间创建的动态数据。在一些实施方案中，设计可以利用ROM或静态RAM 存储器来存储实施包含在存储器345中的模块的处理器指令。处理器指令可以被加载到 RAM中以促进一个或多个处理器325的执行。例如，工作存储器345可以包括RAM存储器，其中指令在由一个或多个处理器325执行之前被加载到工作存储器345中。
边界数据储存库335是存储表示测试区域边界的大小和位置的数据的数据存储装置。例如，边界数据储存库335可以存储测试区域的尺寸(例如，宽度和长度)，并且可以进一步存储关于测试区域边界相对于装置300和表示测试区域的图像数据中自动识别的特征中的一个或两个的定位的信息。因此，边界数据储存库335可以存储关于测试区域边界在装置300周围的三维坐标系内的大小和位置的信息。在一些实施方案中，边界数据储存库 335可以存储关于测试区域边界(例如，不同大小)的许多选项，并且这些选项可以在用于污染物采样的设置开始时供用户选择。在一些实施方案中，装置300可以例如使用识别测试区域、用于测试区域采样的样本收集试剂盒以及将用于测试样本的测试装置中的一个或多个的信息来自动选择用于特定采样过程的测试区域边界大小。在一些实施方案中，边界数据储存库中的数据可以由用户输入，或者经由用户输入控制件手动输入，或者经由检测到的手势输入、例如通过用户用手在测试区域上绘制边界来输入。
拭抹区域数据储存库340是存储表示在有害污染物采样程序期间拭抹的实际区域的数据的数据存储装置。可以在采样程序的过程期间更新拭抹区域数据储存库340以反映已经被用户拭抹的单位面积(例如，cm2)和/或(划分的或未划分的)测试区域的百分比。所述数据可以由面积计算器模块370确定，如下面更详细描述的。
测试数据储存库390是存储与采样程序有关的信息的数据存储装置。所述数据可以包含表示执行所述程序的操作者、测试区域的位置、用于从测试区域中收集样本的采样试剂盒或装置、用于分析收集的样本的测试装置，以及特定的抗肿瘤药或试图通过测试检测的其它污染物的标识符，仅举几个非限制性示例。在一些实施方案中，测试数据储存库390 中的数据可以包含收集和/或测试装置的参数，例如与区域采样相关的参数，如拭子大小。测试数据储存库390还可以包含与采样程序相关联的特定人员以及所述人员的联系信息。
在一些实施方案中，测试数据储存库390可以用于由特定用户或者在许多不同时间点使用特定类型的收集/测试装置来存储和分析来自特定位置的聚合测试数据。测试数据储存库390还可以用于存储来自许多不同测试环境或采样位置的聚合测试数据。因此，在一些实施方式中，测试数据储存库390可以存储在远程数据储存库、例如与不同增强现实装置和测试装置的网络进行网络通信的储存库上或镜像到远程数据储存库。有利地，这可以通过将信息存储在用于测试的装置、采样区域、样本分析结果以及关于测试操作者的相关文档上来增加采样程序的可跟踪性。
识别模块380是被配置成识别与采样程序有关的数据、例如被描述为存储在如上所述的测试数据储存库390中的数据类型的模块。识别模块380可以被配置成接收关于扫描或成像的条形码、序列号或其它标识符的信息，并且识别相应的用户、测试区域、收集装置、测试装置等。例如，识别用于采样的位置(例如，药店护罩或柜台)可以预先标记有反射器阵列、条形码或者帮助装置300将测试区域识别为预先识别的特定位置的其它标识符。在一些实施方式中，由识别模块380生成的信息可以用于为特定采样程序选择或推荐测试区域大小。
UI命令处理器355是被配置成响应于用户命令而管理系统操作的模块。例如，UI命令处理器355可以响应于用户绘图、选择或者指定测试区域边界的大小和/或位置的其它输入命令而将测试区域边界大小存储在边界数据储存库335中。UI命令处理器355还可以响应于用户命令而使测试数据(例如，实际采样区域和存储在数据储存库335、340、390中的其它信息)存储和/或传输到远程装置(例如，医疗护理组织的数据库、测试装置)。
覆盖模块350是被配置成生成、更新以及引起增强现实覆盖的显示的模块。如本文所述，覆盖可以包含在测试表面上方显示的测试区域和/或测试区域边界的视觉表示以便引导用户对特定区域进行采样。覆盖还可以包含对测试区域的视觉表示的修改以指示已经被拭抹的区域(例如，覆盖测试区域或甚至测试区域之外无意拭抹的区域的颜色、亮度或图案的变化)。一些实施方式可以显示已经发生拭抹的踪迹或轨迹。在一些实施方案中，覆盖可以进一步包含各种用户界面元素。在一些实施方式中，覆盖可以包含视觉显示的指令以引导用户完成采样过程的各个步骤。在一些情况下，向用户提供听觉指令。增强现实覆盖的元素的大小、位置以及定向可以相对于装置300周围的三维坐标系固定，并且在增强现实覆盖的显示期间，即使装置300的视场改变，所述元素可以也根据它们在坐标系内的固定大小、位置以及定向来定位。
位置跟踪器360是被配置成在整个采样程序中跟踪测试区域的位置的模块。最初，位置跟踪器360可以用于相对于测试环境和/或装置建立测试区域的位置(例如，其大小和位置)。如上所述，测试区域可以被映射到围绕装置300的三维坐标系。在一些实施方式中，位置跟踪器360可以相对于在测试环境的图像中识别的特征(例如，测试表面)来设置测试区域位置。在一些实施方式中，位置跟踪器360可以相对于由一个或多个位置传感器320 确定的装置300的初始定位来设置测试区域位置。位置跟踪器360将所述数据存储在边界区域数据储存库335中，并且可以从图像捕获装置330和/或位置传感器320接收数据，以便跟踪测试区域相对于装置300(例如，通过使用来自位置传感器320的数据来识别装置的移动)和现实世界的测试环境(例如，通过自动图像分析)中的一个或两个的位置。位置跟踪器360可以另外通过坐标系来跟踪装置300的移动和/或图像捕获装置330的视场，并且可以结合覆盖元素的存储的大小、位置以及定向方向来使用所述信息以便确定如何在覆盖区域内定位特定覆盖元素。因此，位置跟踪器360可以与覆盖模块350配合以在呈现给用户的覆盖中维持测试区域边界的视觉表示的一致位置。例如，当用户在整个测试环境中移动时，位置跟踪器360可以向覆盖模块350发送关于在覆盖中将测试区域描绘定位在何处的更新，使得即使用户移动，也可以相对于真实世界测试环境在相同位置显示对测试区域的描绘。
手势辨识模块365是被配置成识别由用户的手和/或手指做出的手势的模块。这样的手势可以包含例如命令手势(例如，发起拭子跟踪、拭抹完成)、拭抹运动(例如，用于跟踪实际拭抹区域)，以及用于与按钮或其它增强现实覆盖用户界面特征进行交互的按下、选择、拖动和/或滑动手势。在一些实施方式中，装置300可以设置有一个或多个跟踪器，用户可以将它们穿戴在手指或手上或者固定到采样拭子手柄以促进手势辨识和采样区域跟踪。这样的跟踪器可以包含加速度计、陀螺仪、穿过在测试环境周围生成的电磁(EM) 场的EM位置传感器，以及其它合适的位置传感器，和/或可以包含光学标记(例如，特定颜色的材料或反射材料)。在一些实施方案中，位置传感器可以经由连接装置310与装置 300通信。在光学标记的情况下，手势辨识模块可以包含用于识别和跟踪从图像捕获装置 330接收的数据中的所述标记的位置的指令。在一些实施方式中，样本收集拭子的边界可以用光学标记来标记以促进通过装置300确定在拭子材料下面穿过的测试表面的实际区域。手势辨识模块365可以识别与测试区域对应的捕获图像中的像素，可以识别和记录(在拭抹区域数据储存库340中)与已经拭抹的位置对应的像素和与没有被拭抹的位置对应的像素中的一个或两个，并且可以确定记录的拭抹和/或未拭抹像素的数量和位置何时指示整个测试区域已被拭抹。
面积计算器370是被配置成计算在采样程序期间拭抹的实际区域的模块。面积计算器 370可以接收以下一个或多个：(i)来自边界数据储存库335数据，所述数据关于测试区域在由装置300设置的三维坐标系内的设置大小和位置，(ii)来自覆盖模块350的数据，所述数据关于测试区域在图像捕获装置330的增强现实覆盖和/或视场395中的当前位置的数据，(iii)来自手势辨识模块365的数据，所述数据关于样本收集期间拭子和/或用户的手通过测试区域的移动，以及(iv)来自测试数据储存库390的数据，所述数据关于拭子大小。面积计算器370可以使用所接收的数据来计算在样本收集期间(在指定的测试区域边界内外)拭抹的实际区域和/或已经拭抹的测试区域的百分比。在一些示例中，测试区域边界之外的拭抹区域的量可以用于调整测试结果(感兴趣的污染物的存在和/或浓度)的置信度水平。
在一个示例中，面积计算器370可以从擦除区域数据储存库340中接收数据，所述数据识别来自被确定已被用户拭抹的多个图像中的记录像素，可以使用每个图像中描绘的场景与三维坐标系之间的映射来确定由记录的拭抹像素表示的测试表面的二维区域，并且可以使用三维坐标系内的距离测量值来确定由测试表面的二维区域表示的拭抹区域。虽然在示例平坦测试表面的背景下进行了描述，但是这样的面积计算还可以考虑任何识别的测试表面的三维轮廓。
面积计算器370的一些实施方式可以将拭抹区域与阈值或预定最小区域进行比较，并且当大于或等于预定最小区域的区域已被拭抹时，装置300可以警告用户。因而，装置300 的一些实施方式可能不需要标记特定区域，而是可以保持总拭抹区域的运行记录以与预定最小区域进行比较。
任选地，装置300的一些实施方式可以包含结果计算器385。结果计算器385是被配置成确定液体样本、例如使用由装置300提供的引导收集的样本中有害药物的存在和/或浓度的模块。例如，结果计算器385可以从图像捕获装置330中接收表示描绘测试装置的图像的图像数据。在一个示例中，图像可以描绘这种测试装置的显示，其中所述显示提供对有害药物的存在和/或浓度的指示。结果计算器385可以识别在显示器的图像中指示的测试结果。在另一个示例中，结果计算器385可以接收表示描绘测试条、例如包含一个或多个测试区域和一个或多个控制区域的横向流动测定物测试条的图像的图像数据。在这样的示例中，结果计算器385可以基于与线在测试条上的位置对应的像素的颜色和/或强度值来识别测试条的任何测试和控制区域的饱和度水平(或其它光学可检测的变化)，并且可以使用所识别的饱和水平来基于所识别的一个或多个饱和水平来确定有害药物的存在和/或浓度。例如，在竞争性横向流动测定物中，测试区域可以被配置成产生没有样本的完全饱和度(颜色强度)，并且具有一系列抗肿瘤药浓度的样本将产生小于最大饱和度。非竞争性测定物的测试区域不会产生没有样本的饱和度，并且具有一系列抗肿瘤药浓度的样本将产生一系列饱和度，直到达到与完全饱和对应的浓度为止。
为了将测试条的图像中的特定像素与一条或多条线在测试条上的位置相关联并且将特定饱和度水平与特定浓度水平相关联，装置300可以访问测试数据储存库390中的测试条配置数据(例如，从测试条匣盒上的成像条形码识别)。在一些示例中，装置300的显示器315上的增强现实覆盖可以在显示器315上呈现轮廓，所述轮廓示出在测试条成像期间测试条的期望放置以便帮助识别一条或多条线的位置。装置300可以监测从图像捕获装置330接收的捕获图像，可以根据轮廓来确定何时放置测试条，并且可以分析在期望放置中的测试条的图像以确定饱和度水平。
通信处理器375是被配置成使用连接装置310来管理从装置300到外部装置的通信的模块。例如，通信处理器375可以被配置成响应于UI命令处理器355识别的命令而将测试数据(例如，实际采样区域和存储在数据储存库335、340、390中的其它信息)传输到远程装置(例如，医疗护理组织的数据库、用于分析样本的测试装置)。在一些实施方式中，可以在发生特定事件、例如完成采样时自动发送这样的数据而无需来自用户的进一步输入。装置300可以许多不同方式以编程方式识别采样的完成，所述不同方式包含用户的显式指示(例如，选择“采样完成”的UI元素)、用户的隐式指示(例如，离开测试环境、将拭子插入收集容器中)，或者在装置300发起之后的预定时间段内引导区域采样。
通信处理器375还可以处理对与采样程序相关联的人员的任何警报、例如已经完成采样和/或根据预先指定的性能标准对测试区域进行采样的警报的传输。在一些实施方式中，装置300可以确定测试收集的样本的结果，并且可以另外或可替代地提供关于任何识别的有害污染物的警报。警报可以在测试环境中本地提供和/或在授权人员外部提供。例如，增强现实装置可以显示有害指示、红色或其它颜色的覆盖，或测试区域上方的污染物的其它视觉指示。其它警报选项包含发出可听音(例如，哔哔声)或对污染的声音警告。在一些实施方式中，所述信息可以通过网络传送使得穿戴联网增强现实装置300的进入测试环境的任何用户都能看到或听到警报直到后续测试指示环境成功去污为止。因此，所公开的增强现实装置的一些实施方式可以在医疗护理机构内形成网络以用于向用户提供关于医疗护理机构内的各种环境的污染状态的警报。可以将这种联网装置提供给医务人员、患者、访客以及环境内的其它工作者。
图4示出了用于实施增强现实测试区域采样环境、例如使用图3的装置300提供图2的显示的示例过程400。
过程400开始于框405，其中装置300的覆盖模块350和显示器315在测试环境的视图上方提供增强现实覆盖。如上所述，测试环境的视图可以是通过透明显示器的直接视图或者对测试环境捕获的图像的间接视图。
在框410处，位置跟踪器360可以设置测试区域边界在测试区域采样环境的表面上的大小和/或位置。在一些实施方案中，UI命令处理器355可以接收指示由用户设置的测试区域边界的大小和/或位置的用户输入。例如，用户可以从预定大小范围中选择测试区域，或者可以手动输入测试区域的尺寸。在另一个示例中，装置300可以通过分析一系列图像帧(例如，视频)来识别用户在测试表面上绘制测试区域。在一些示例中，装置300可以例如基于采样的类型或位置来自动识别测试区域大小和/或位置。
在框415处，覆盖模块350可以将测试区域和/或测试区域边界的视觉表示添加到增强现实覆盖。例如，测试区域的边界可以被显示为二维矩形或三维框。作为另一个示例，可以改变测试区域的颜色和/或亮度以在视觉上区分测试区域和周围区域。
在框420处，位置跟踪器360和手势辨识模块365可以监测用户与测试环境进行的交互。这些交互可以包含用户使用采样拭子接触测试区域内的表面并且将采样拭子移动穿过表面。框420可以包含监测拭子在测试区域内的位置(并且任选地识别测试区域外部的拭抹)，并且在一些实施方案中可以进一步包含确认拭子与测试表面接触。在框420处，装置300还可以在用户过于频繁或过多地拭抹测试区域外部时向他提供通知。
在判定框425处，装置300可以确定整个测试区域是否已被拭抹。如果否，则过程400 循环回到框420以监测用户与测试环境进行的交互。所述装置可以在视觉上、例如通过用颜色、图案、纹理等覆盖未示出的区域向用户指示哪些区域未被拭抹。
如果装置300在框425处确定整个测试已经被擦除，则一些实施方案可以自动转换到框430。在接收到完成采样的用户输入之后或者通过以编程方式识别采样的完成，其它实施方案可以转换到框430。在框430处，装置300可以计算、存储和/或传输采样区域。例如，面积计算器370可以生成在过程400期间由用户采样的实际区域的最终计算。在一些实施方式中，所述计算可以结合采样程序存储在擦除区域数据储存库340中。在其它实施方式中，通信处理器375可以使最终计算区域和与测试有关的任何其它指定信息传输到远程装置，例如指定用于分析液体样本和/或医疗护理设施数据库的测试装置。
因此，通过使用装置300和过程400，用户可以确信已经拭抹了适当的区域和/或测试装置具有关于拭抹区域的精确信息。有利地，这使得能够更准确地确定(通过装置300或另一个测试装置)关于测试表面上任何检测到的污染物的浓度。
上面讨论的图2到图4表示用于使用可穿戴增强现实显示装置300在表面污染测试期间准确地跟踪采样区域的一个实施方式。下面讨论的图5A到图7表示用于使用增强现实投影装置600准确地跟踪采样区域的另一个实施方式。
图5A和图5B例如在上述过程100的框115处或使用下面描述的过程700描绘了如本文所述的测试区域采样环境上的示例增强现实投影。图5A描绘了增强现实投影的初始配置500A，而图5B描绘了图5A的增强现实投影在区域采样中途的更新配置500B。图5A 和图5B的增强现实投影由位于测试区域外部的投影装置505生成。
在初始配置500A中，投影装置505将测试区域510的视觉描绘投影到测试表面520上。例如，投影装置505经由如但不限于激光器等一个或多个发光装置投影测试区域510 的视觉描绘。如所示，测试区域510被描绘为具有宽度W和高度H的网格。在本公开的范围内，其它视觉描绘是可能的，例如没有网格或点阵列跨过测试区域的矩形(或其它形状)边界，仅举几例。
如图5B中的更新配置500B中所示，改变测试区域510的视觉描绘以反映某些部分已经被拭抹。在所描绘的示例中，测试区域510的拐角处的拭抹区域515不再被网格投影覆盖以便表示用户已经擦过测试区域510的所述部分。在其它示例中，投影装置505可以改变所述区域的视觉表示以使用与用于测试区域510的未拭抹区域的不同描绘风格，而不是从拭抹区域515中移除覆盖。不同的描绘风格可以包括例如不同的颜色、相同颜色的不同阴影、不同的图案、差异纹理或其它视觉差异。
图6描绘了可以用于生成和显示图5A和图5B的示例投影的示例投影装置600的高级示意框图。装置600可以是适合于将测试区域覆盖的图像或视频投影到测试环境上的任何装置。例如，装置600可以使用激光器或LED来投影图像。投影装置600包含用于生成和向用户投影增强现实视图的许多不同部件，例如图像捕获装置630、投影仪615、一个或多个处理器625、连接装置610、工作存储器605以及许多数据储存库。数据储存库包含边界数据储存库635、拭抹区域数据储存库640以及测试数据储存库620。虽然为了清楚起见在下面的讨论中在图6中单独示出，但是应当明白，一些或所有数据储存库都可以一起存储在单个存储器或一组存储器中。工作存储器605存储许多处理模块，其包含投影模块645、手势辨识模块650、面积计算器655以及通信处理器660。每个模块都可以表示存储在存储器中的一组计算机可读指令，以及由用于一起执行下述特征的指令而配置的一个或多个处理器。
在一些实施方案中，装置600可以用特定测试区域边界大小来进行编程。装置600可以放置或固定在测试环境中，使得投影场指向期望的采样表面。在开始污染物采样之前，用户可以激活装置600。在这样的实施方案中，装置600每次都可以照亮相同的区域，这可以有利于在去污之后一致地测试相同区域以评估去污程序的成功，或者用于定期测试以确认不存在污染物和/或监测测试环境随时间的污染程度的变化。这种装置的另一个益处是在采样之前快速设置-用户可以简单地激活所述装置以照亮预定测试区域并开始采样。装置600的其它实施方式可以被配置有便携性并且在各种采样环境中使用。装置600可以使得用户能够选择特定测试区域边界或输入测试信息来自动确定边界。在一些示例中，装置600永久地或可移除地定位在测试表面上的固定支架上，使得所述装置始终处于相对于采样表面相同且相同高度的位置。在另一个示例中，装置600永久地或半永久地固定在台面上方、桌面上或护罩内的位置中，在所述位置中，处理、制备和/或分配抗肿瘤剂。
图像捕获装置630被配置用于获取测试环境的图像。如下所述，这些图像可以用于监测用户与测试区域进行的交互。在各种实施方式中，图像捕获装置630可以包括电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体传感器(CMOS)或者接收光并且响应于所接收的图像生成图像数据的任何其它图像感测装置。在一些实施方式中，可以省略图像捕获装置630 和下面描述的相应功能，并且装置600可以仅用于划分测试区域边界而不用于跟踪。
装置600可以使用投影仪615来将测试区域的视觉表示投影到现实世界的测试环境上。投影仪615可以包含至少一个光源(例如，激光器或LED光)和任选地一个或多个镜片元件。例如，用于呈现如图5A和5B中所示的动态更新覆盖的装置600的投影仪615 可以包含激光检流计。装置600可以数字地控制通过投影仪615投影的图像，可以使用模拟部件来控制图像，例如透明/彩色幻灯片、掩模或者它们的组合。
连接装置610可以包含用于与其它装置进行有线和/或无线通信的电子部件。例如，连接装置610可以包含如蜂窝调制解调器、卫星连接或Wi-Fi等无线连接或者经由有线连接。因此，利用连接装置610，装置600可能能够经由网络将数据发送或上载到远程储存库和/ 或从远程储存库接收数据。因而，可以将由装置600生成的与测试区域拭抹相关的数据(例如测试区域边界大小和实际采样区域)提供给远程数据储存库，例如在用于分析所收集的样本的测试装置中。具有蜂窝或卫星调制解调器的模块提供用于访问如电话或蜂窝网络等公共可用网络的内置机制，以使得装置600能够与网络元件或测试装置直接通信以实现电子数据传输、存储、分析和/或传播。在一些实施方案中，例如在检测到采样完成时(例如，经由自动图像分析识别用户已将拭子插入容器中并且因此完成采样))，这可以在不需要装置的用户单独干预或动作的情况下执行。在一些实施方式中，连接装置610可以提供到云数据库、例如基于服务器的数据存储装置的连接。这种基于云的连接可以实现增强现实测试装置的普遍连接，而无需本地化网络基础设施。此外，在一些示例中，连接装置610可以实现对装置600(以及指定环境或用户组内的类似装置)的软件更新的无线传输，例如涉及对测试区域在临床环境内的大小和/或位置的更新、更新的测试分析算法、更新的阈值浓度水平、软件修复等相关。
一个或多个处理器625包含一个或多个硬件处理器，其被配置成对接收的图像数据执行各种处理操作以例如生成和投影增强现实覆盖，以及跟踪采样区域。一个或多个处理器 625可以包含以下一个或多个：专用图像信号处理器、图形处理单元(GPU)、通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或被设计为执行本文描述的功能的其任意组合。
如所示，一个或多个处理器625连接到存储多个模块的工作存储器605。如下面更详细描述的，这些模块包含配置一个或多个处理器625以执行各种图像处理和装置管理任务的指令。一个或多个处理器625可以使用工作存储器605来存储包含在存储器605的模块中的一组工作处理器指令。一个或多个处理器625还可以使用工作存储器605来存储在装置600的操作期间创建的动态数据。在一些实施方案中，设计可以利用ROM或静态RAM 存储器来存储实施包含在存储器605中的模块的处理器指令。处理器指令可以被加载到 RAM中以促进一个或多个处理器625的执行。例如，工作存储器605可以包括RAM存储器，其中指令在由一个或多个处理器625执行之前被加载到工作存储器605中。
边界数据储存库635是存储表示测试区域边界的大小和位置的数据的数据存储装置。例如，边界数据储存库635可以存储测试区域的尺寸(例如，宽度和长度)，并且可以进一步存储关于测试区域的不同区域的信息，例如用于调整如上面关于图5B讨论的拭抹区域的表示。边界数据储存库635的一些实施方案可以存储用于测试区域的单个大小(例如，一英尺乘以一英尺)，并且用户可以定位装置600以将边界投影在测试表面上的期望位置。例如，在一些实施方案中，边界数据储存库635可以存储关于测试区域边界(例如，不同大小)的多个选项，并且这些选项可以在用于污染物采样的设置开始时供用户选择。在一些实施方案中，装置600可以例如使用识别测试区域、用于测试区域采样的样本收集试剂盒以及将用于测试样本的测试装置中的一个或多个的信息来自动选择用于特定采样过程的测试区域边界大小。在一些实施方案中，边界数据储存库中的数据可以由用户输入，或者经由用户输入控制件手动输入，或者经由检测到的手势输入(例如通过用户用手在测试区域上绘制边界)来输入。
拭抹区域数据储存库640是存储表示在有害污染物采样程序期间拭抹的实际区域的数据的数据存储装置。可以在采样程序的过程期间更新拭抹区域数据储存库640以反映已经被用户拭抹的单位面积(例如，cm2)和/或测试区域的百分比。所述数据可以由面积计算器模块655确定，如下面更详细描述的。
测试数据储存库620是存储与采样程序有关的信息的数据存储装置。所述数据可以包含表示执行所述程序的操作者、测试区域的位置、用于从测试区域中收集样本的采样试剂盒或装置、旨在用于分析收集的样本的测试装置，以及特定的抗肿瘤药或试图通过测试检测的其它污染物的标识符，仅举几例。在一些实施方案中，测试数据储存库620中的数据可以包含收集和/或测试装置的参数，例如与区域采样相关的参数，如拭子大小。测试数据储存库620还可以包含关于与采样程序相关联的特定人员的信息以及所述人员的联系信息。
在一些实施方案中，测试数据储存库620可以用于由特定用户或者在许多不同时间点使用特定类型的收集/测试装置来存储和分析来自特定位置的聚合测试数据。测试数据储存库还可以用于存储来自许多不同测试环境或采样位置的聚合测试数据。因此，在一些实施方式中，测试数据储存库620可以存储在远程数据储存库(例如与不同增强现实装置和测试装置的网络进行网络通信的储存库)上或镜像到远程数据储存库。有利地，这可以通过存储用于测试的装置、采样区域、样本分析结果以及关于测试操作者的相关文档上来增加采样程序的可跟踪性。虽然未示出，但是在一些实施方式中，装置600可以配置有用于从测试装置中读取测试结果的测试结果模块(类似于装置300)，并且这些结果可以存储在测试数据储存库620中。
投影模块645是被配置成生成、更新以及引起增强现实覆盖的显示的模块。如本文所述，覆盖可以包含在测试表面上方显示的测试区域和/或测试区域边界的视觉表示以便引导用户对特定区域进行采样。覆盖还可以包含对测试区域的视觉表示的修改以指示已经被拭抹的区域(例如，覆盖测试区域的颜色、亮度或图案的变化)。在一些实施方案中，覆盖可以进一步包含各种用户界面元素。
手势辨识模块650是被配置成在从图像捕获装置630接收的图像数据中识别由用户的手和/或手指做出的手势的模块。这样的手势可以包含例如命令手势(例如，发起拭子跟踪、拭抹完成)、拭抹运动(例如，用于跟踪实际拭抹区域)，以及用于与按钮或其它增强现实覆盖用户界面特征进行交互的按下、选择、拖动和/或滑动手势。在一些实施方式中，装置600可以设置有一个或多个跟踪器，用户可以将它们穿戴在手指或手上或者固定到采样拭子手柄以促进手势辨识和采样区域跟踪。这样的跟踪器可以包含加速度计、陀螺仪、穿过在测试环境周围生成的电磁(EM)场的EM位置传感器，以及其它合适的位置传感器，和/或可以包含光学标记(例如，特定颜色的材料或反射材料)。在一些实施方案中，位置传感器可以经由连接装置610与装置600通信。在光学标记的情况下，手势辨识模块可以包含用于识别和跟踪从图像捕获装置630接收的数据中的所述标记的位置的指令。在一些实施方式中，样本收集拭子的边界可以设置有光学标记以促进通过装置600确定在拭子材料下面穿过的测试表面的实际区域。
面积计算器655是被配置成计算在采样程序期间拭抹的实际区域的模块。面积计算器 655可以接收以下一个或多个：(i)来自边界区域数据储存库635的数据，所述数据关于测试区域的设置大小和位置，(ii)来自手势辨识模块650的数据，所述数据关于样本收集期间拭子和/或用户的手穿过测试区域的移动，并且任选地(iii)来自测试数据储存库620的数据，所述数据关于拭子尺寸。面积计算器655可以使用所接收的数据来计算在样本收集期间(在指定的测试区域边界内部和外部)拭抹的实际区域和/或已经拭抹的测试区域的百分比。在一些示例中，当实际拭抹区域等于最小(或阈值)区域时，装置600可以向用户提供第一音频或视觉信号，而当实际拭抹区域等于最佳拭子区域时，可以提供第二音频或视觉信号(可能与第一音频或视觉信号不同)。用户可以在第一信号之后知道他们可以停止采样，并且可以在第二信号之后知道他们必须停止采样。
通信处理器660是被配置成使用连接装置610来管理从装置600到外部装置的通信的模块。例如，通信处理器660可以被配置成响应于UI命令处理器355识别的命令而将测试数据(例如，实际采样区域和存储在数据储存库635、640、620中的其它信息)传输到远程装置(例如，医疗护理组织的数据库、用于分析样本的测试装置)。在一些实施方式中，可以在发生特定事件(例如，完成采样)时自动发送这样的数据而无需来自用户的进一步输入。装置600可以多种不同方式以编程方式识别采样的完成，所述不同方式包含用户的显式指示(例如，选择采样完成的UI元素)、用户的隐式指示(例如，离开测试环境、将拭子插入收集容器中)，或者在装置600发起之后的预定时间段内引导区域采样。
通信处理器660还可以处理对与采样程序相关联的人员的任何警报(例如已经完成采样和/或根据预先指定的性能标准对测试区域进行采样的警报)的传输。在一些实施方式中，装置600可以确定测试收集的样本的结果，并且可以另外或可替代地提供关于任何识别的有害污染物的警报。警报可以在测试环境中本地提供和/或在授权人员外部提供。例如，装置600可以将有害指示或污染物的其它视觉指示投影到测试区域上。其它警报选项包含发出可听音(例如，哔哔声)或对污染的声音警告。
图7示出了用于实施增强现实测试区域采样环境(例如使用图6的装置600提供图5A 和图5B的显示)的示例过程700。
过程700开始于框705，其中装置700可以接收用户指示以开始污染物样本收集。在一些实施方式中，所述指示可以包含用户对装置700通电。其它实施方案可以通过用户与用户界面元素(经由图像分析投影和确定或者机械地结合到装置700中)进行的交互来接收开始测试命令。
在框710处，装置600的投影模块645和投影仪615可以将增强现实覆盖投影到测试环境上。这可以包括投影未拭抹测试区域的初始描绘，例如如图5A中所示。
在框415处，投影模块645可以将测试区域和/或测试区域边界的视觉表示添加到增强现实覆盖。例如，测试区域的边界可以被显示为二维矩形或三维框。作为另一个示例，可以改变测试区域的颜色和/或亮度以在视觉上区分测试区域和周围区域。
在框715处，手势辨识模块650可以监测用户与测试区域进行的交互。这些交互可以包含用户使用采样拭子接触测试区域内的表面并且将采样拭子移动穿过表面。框715可以包含监测拭子在测试区域内的位置(并且任选地识别测试区域外部的拭抹)，并且在一些实施方案中可以进一步包含确认拭子与测试表面接触。
在框720处，投影模块645和投影仪615可以基于测试区域中已经被拭抹的识别部分来更新投影，例如如图5B中所示。例如，投影模块645和投影仪615可以确定不显示测试区域的所识别的拭抹区域上方的任何覆盖以便指示用户已经擦过所述部分。在其它示例中，投影装置可以改变所述区域的视觉表示以使用与用于测试区域的未拭抹区域的不同描绘风格(例如，颜色、强度或图案)，而不是从拭抹区域中移除覆盖。
在判定框725处，装置600可以确定整个测试区域是否已被拭抹。如果否，则过程700 循环回到框715以监测用户与测试环境进行的交互。
如果装置600在框725处确定整个测试已经被擦除，则一些实施方案可以自动转换到框730。在接收到完成采样的用户输入之后或者通过以编程方式识别采样的完成，其它实施方案可以转换到框730。在框730处，装置600可以计算、存储和/或传输采样区域。例如，面积计算器655可以生成在过程700期间由用户采样的实际区域的最终计算。在一些实施方式中，所述计算可以结合采样程序存储在擦除区域数据640中。在其它实施方式中，通信处理器660可以使最终计算区域和与测试有关的任何其它指定信息传输到远程装置，例如指定用于分析液体样本和/或医疗护理设施数据库的测试装置。
示例模板概述
如本文所述，从可能被一种或多种有害药物污染的测试表面获取用于分析的样本，将收集的样本(如但不限于测定物)提供给测试装置，然后读取测试装置以确定指示样本中和/或测试表面上有害药物的存在和/或量的测试结果。可以通过视觉检查或计算机化读取器装置来读取测试装置。其它化学物质或化合物也可以存在于这样的测试表面上，并且可以难以区分感兴趣的分析物的方式来与感兴趣的分析物(在以下非限制性示例中，感兴趣的有害药物)混合。因此，不感兴趣的所述化学物质或化合物的存在由此可以使确定的测试结果混淆。因而，确定测试表面上是否存在这种混淆状况可能是有益的。如本文所使用，混淆状况可以指代当存在于测试表面上时干扰或改变测定物的预期性能并且因此干扰测试结果的化学物质、化合物或状况(例如，pH水平)。如本文所使用，混淆状况通常可以指代环境因素，而不涉及特定化学物质或化合物。例如，混淆状况可以指代湿度水平或测试表面的物理性质或特性(例如，平滑、粘性、高粘性等)。测定物测试装置本身可以被配置成确定感兴趣的有害药物的存在，并且因而可以不提供关于可能影响测试结果的任何混淆状况的信息。
虽然如缓冲溶液等参考液体、接触测试表面以及确定现在接触的液体是否包含混淆化合物或化学物质描述了以下实施方案，但是应当理解，根据本公开的模板在如粉末等固体接触测试表面之后可以确定混淆化合物或化学物质的存在、不存在、数量或范围。在一些实施方案中，既不需要液体也不需要固体载体材料来将混淆化学物质或化合物传递到模板的一部分，所述模板被配置成检测混淆化学物质或化合物的存在、不存在、数量或范围。例如，本文所述的模板可以放置在测试表面上，由此与模板正下方的混淆化学物质接触，使得既没有液体溶液也没有固体物质(如粉末)将混淆化学物质传递到模板的一部分，所述模板被配置成提供关于混淆化学物质的信息。
所公开的模板通过包含指示剂部分来解决所述问题，所述指示剂部分的外观改变以指示测试表面上的混淆状况的存在、不存在或程度。一些实施方案可以另外或可替代地指示施加到测试表面的缓冲溶液的特性。有利地，所公开的模板提供区域划分和混淆状况这两者的视觉指示，而无需用户执行额外的测试步骤，由此最小化用户与样本之间的接触。此外，在一些实施方式中，所公开的模板可以由如上所述的增强现实装置自动读取，或者由条形码读取器或读取器装置的其它成像器(如测定物读取器装置)扫描，使得测试表面特性自动输入到用于确定最终测试结果的算法中。
图8示出了具有如本文所述的反应指示剂部分的示例物理模板。模板800包含基板805，其被配置成通过形成在限定开口区域810的周边/边界来划分测试区域；样本采集垫805A、805B、805C，其被配置成物理地接触施加到测试区域的缓冲溶液；以及指示剂部分820A、820B、820C，其被配置成通过样本采集垫805A、805B、805C中的相应一个对从测试表面中获取的样本作出反应。虽然描绘了三个样本采集垫和相应数量的指示剂部分，但是模板的变型可以具有一个或多个样本采集垫和指示剂部分。
基板805可以是具有合适刚度以用于维持划分测试区域的开口区域810的形状的材料片，例如塑料片或纸片。在一些实施方式中，基板805可以是平面的。在其它实施方式中，基板805可以形成为与测试表面的轮廓匹配的非平面(例如，成角度或带轮廓)形状，使得开口区域810的边缘遵循测试表面的形状并且与测试表面齐平。即使拭子接触基板805，基板805也可以在拭抹测试区域期间维持其形状。在所示实施方式中，基板805形成为矩形形状，具有较大的矩形外周边和较小的矩形内周边。然而，其它实施方式可以形成为其它几何形状以及用于内周边的其它形状，例如基于期望的测试区域。
基板805的内周边具有限定开口区域810的边缘。开口区域810包含由基板805的内周边界定的负空间，并且限定了待由用户拭抹的测试区域。基于采样程序的要求，开口区域810的大小可以在模板的不同实施方案中变化。用户可以将缓冲溶液、例如配制用于吸收感兴趣的有害药物的缓冲溶液施加到模板的开口区域810内的测试区域。缓冲溶液可以在预先润湿的拭子上提供并且提炼到测试表面上，和/或可以从容器倒在测试表面上。在一个非限制性示例中，缓冲溶液可以沿着模板的开口区域810内的测试表面流动，从而接触内部边缘。在另一个非限制性示例中，用户在拭抹开口区域810之前、期间或之后将润湿的拭子接触模板800的部分，使得与测试表面接触的缓冲溶液也与开口区域810的内部边缘接触。
样本采集垫805A、805B、805C沿着模板的内周边缘定位。样本采集垫805A、805B 和805C通过施加到测试区域的缓冲溶液来物理地接触。样本采集垫805A、805B、805C 被配置成将与采集垫接触的液体芯吸到基板的外周边。样本采集垫805A、805B、805C可以由吸收和/或芯吸材料形成，所述吸收和/或芯吸材料从邻近垫的开口区域810获取液体。用于样本采集垫805A、805B、805C的示例合适材料包含多孔材料，例如硝酸纤维素，或纤维材料，例如用于模板的相同纸质材料。一些实施方案可以使用形成为通道、例如微柱阵列的无孔材料，以提供毛细管作用以将缓冲溶液从开口区域810芯吸到相应的指示剂部分820A、820B、820C。样本采集垫805A、805B、805C任选地包含促进液体样本与指示剂部分之间的相互作用的化合物(例如但不限于缓冲盐、表面活性剂、蛋白质等)。在所公开实施方式的变型中，用户可以将缓冲溶液或不同的溶液直接施加到样本采集垫的上表面，其中垫的下表面与测试表面接触。虽然全部沿着基板805的同一侧示出，但是样本采集垫805A、805B、805C可以定位在开口区域810的任何边缘上，并且可以位于不同边缘或相同边缘上。
指示剂部分820A、820B、820C形成在基板805中或固定到所述基板，并且被配置成基于样本的性质而经历光学可检测的变化，例如色调和/或饱和度的变化。可以通过用户的视觉检查来检测光学可检测的变化。指示剂部分820A、820B、820C因此提供对测试表面的混淆状况的视觉指示。指示剂部分820A、820B、820C可以被配置成输出二进制结果(例如，存在或不存在)或换算结果(例如，从1到14的pH值范围)。虽然沿着基板805的同一侧示出，但是与样本采集垫805A、805B、805C一样，指示剂部分820A、820B、820C 可以定位在任何边缘上。指示剂部分820A、820B、820C可以各自被配置成指示测试表面的不同混淆状况，例如pH、盐度，或氯或可能使感兴趣的分析物混淆的另一种分子的存在。
在一些实施方式中，沿着模板800的每一侧可以设置有四个指示剂部分中的一个指示剂部分，以便沿着每个边缘测试相同的混淆状况。这样的配置可以有利地提供关于测试表面的不同物理位置处的混淆状况的信息。在一些实施方式中，可以聚合所述指示剂部分的结果以例如通过增强现实装置或测试装置读取指示剂部分并聚合每个指示剂部分的单独读数来确定混淆状况的存在和/或程度。在另一个实施方式中，指示剂部分的结果可以例如通过读取指示剂部分的增强现实装置来彼此比较。有利地，所述比较可以用于生成呈现给用户的指令，并且指示用户物理地移动模板以最小化实际测试区域中混淆状况的存在。
在一个实施方案中，指示剂部分820A、820B、820C可以是通用pH指示剂部分。例如，这样的pH指示剂部分可以通过将几种化合物结合到基板805中来制造，所述化合物在从1到14的pH值范围内表现出平滑的颜色变化以便指示测试表面的(或与测试表面接触的液体样本的)酸度或碱度。在一个实施方式中，pH指示剂部分的主要组分是百里酚蓝、甲基红、溴百里酚蓝以及酚酞。pH指示剂部分可以呈施加到基板上的溶液形式，然后干燥。一个示例pH指示剂部分可以包含浸渍在纸基板中的组合物，其中所述组合物包括：丙-1- 醇、酚酞钠盐、氢氧化钠、甲基红、溴百里酚蓝单钠盐以及百里酚蓝单钠盐。另一个示例 pH指示剂部分可以包含结合在基板805上或所述基板中的单独装置或层。在一个非限制性实施方案中，单独的装置或层包含由Micro Essential Laboratory Inc.销售的HydrionTM纸，其其在一系列pH值下表现出一系列颜色变化(通常对每个pH单元产生可识别的不同颜色)。
各种颜色指示剂可以用于pH指示剂部分，包含但不限于：龙胆紫(甲基紫10B)；孔雀石绿；百里酚蓝；甲基黄；溴酚蓝；刚果红；甲基橙；溴甲酚绿；甲基红；甲基紫；石蕊精；溴甲酚紫；溴百里酚蓝；酚红；中性红；萘酚酞；甲酚红；甲酚酞；酚酞；百里酚酞；茜素黄；以及靛蓝胭脂红。
指示剂部分820A、820B、820C的另一个实施方式是游离氯指示剂，因为氯可能会混淆测试结果。氯指示剂部分可以用化学浸渍垫制造，所述垫被设计成与特定离子反应并且产生特定的颜色变化。一旦氯指示剂反应(例如，显影颜色)，就可以将氯指示剂与比色表进行比较。在一个实施方式中，这种比色表预先打印在模板800上的氯指示剂附近或旁边的表面805上。在另一个实施方式中，颜色比较可以编程方式执行，例如通过增强现实测试装置来执行。
在一个示例实施方式中，游离氯指示剂使用DPD(N,N-二乙基-对苯二胺)方法进行残余氯分析。DPD氯反应的化学基础是DPD胺被氯氧化成两种氧化产物。在接近中性的 pH下，初级氧化产物是称为Würster染料的半醌型阳离子化合物。这种相对稳定的自由基物种在DPD比色测试中占据了品红色。DPD可以进一步被氧化成相对不稳定的无色亚胺化合物。当DPD在接近中性pH下与少量氯反应时，Würster染料是主要的氧化产物。
其它合适的指示剂部分820A、820B、820C可以结合到模板800中。指示剂部分820A、820B、820C可以被配置成提供关于许多不同类型的混淆化学物质和化合物的信息。可以结合到模板800中的示例指示剂部分包含以下任何一种：氧化剂(例如，漂白剂)指示剂部分、盐度指示剂部分、细菌生长指示剂部分、蛋白质残留指示剂部分、溴指示剂部分、二氧化氯指示剂部分、碘指示剂部分、过乙酸指示剂部分、氟化物指示剂部分、硝酸盐指示剂部分、亚硝酸盐指示剂部分、硫化氢指示剂部分以及丙二醇指示剂部分。上述指示剂部分可以采用施加于模板800或结合在所述模板内的测试条的形式。指示剂部分820A、 820B和820C可以包含横向流动测定物，其被设计为基于液体样本中特定分子的存在而使检测区饱和。指示剂部分的一些实施方式可以可替代地被配置成指示施加到测试表面的缓冲溶液的特性，例如通过改变外观以指示缓冲溶液已经分解的程度。包含在模板800的给定实施方案上的特定类型的指示剂部分可以取决于混淆特定有害药物污染测试的状况而变化，例如将经具体配置的模板和某些测试测定物一起提供在试剂盒中，使得模板指示可能会混淆试剂盒中的测定物的特定状况。
虽然被描绘为间隔开，但应当明白，每个样本采集垫805A、805B、805C流体连接到相应的指示剂部分820A、820B、820C，使得由垫获取的样本行进到相应的指示器部分并且与其进行反应。此外，在包含多个样本垫和指示剂部分的情况下，它们可以通过充分的物理分离或物理屏障而彼此流体隔离，使得由一个样本垫获取的流体不会行进到另一个样本垫的指示剂部分。
图9示出了图8的模板800的指示剂部分820A的示例配置900的进一步细节。如上所述的通用pH指示剂是可以在配置900中使用的合适指示剂部分820的一个示例。指示剂部分820A从样本采集垫815A中接收液体样本，并且包括指示样本的pH的比色表820A。比色表820A包含指示可接受范围910的文字。在一个示例中，7到10的pH之间的pH读数被文本“OK”指示为可接受的，这是通过7pH位置处的标记和10pH位置处的标记来界定的。落到标记右侧或左侧的读数可能会被标记的右侧和左侧的文字“NG”或“NO GOOD”指示为不可接受。比色表820A可以伴随有指令905，以帮助用户使用模板800 并且解译比色表上的pH读数的结果。其它实施方式可以包含二进制指示剂而不是如所示的比色表，例如单指示剂部分或双指示剂部分，其指示所述指示剂部分820A中的低或高 pH读数。虽然在pH的背景下进行了描述，但是配置900可以适于指示其它混淆化合物和状况的存在、不存在、量或量的范围，如但不限于本文所述的其它混淆化合物状况。
图10示出了图8的模板800的指示剂部分的另一种示例配置1000。图10的配置1000描绘了二进制低/高pH指示剂，其包含低区域1005，所述低区域被配置成响应于具有低 pH、例如低于4pH的液体接触而改变视觉外观。可以包含在低区域1005中的示例化合物是甲基黄。配置1000还包含高区域1015，其被配置成响应于具有高pH、例如高于8pH 的液体接触而改变视觉外观。可以包含在高区域1015中的示例化合物是酚酞或酚红。因而，如果指示剂区域1005、1015都没有改变外观，则用户可以确定测试表面的pH落在可接受的范围内。
在其它实施方式中，具有“pH”文字的中心区域1010可以被配置成响应于具有可接受的pH的液体、例如在4pH到8pH之间接触而改变视觉外观。可以基于特定测定物测试的可接受的pH值范围来配置低阈值和高阈值。低/高或低/可接受/高pH可以被特征化为测定物读取器装置的一个示例所采用的测试结果确定算法中的数据点，或者测试结果验证的数据点。例如，测试装置可以基于确定混淆状况程度(例如，所述非限制性示例中的pH 值)落在预定的可接受参数内来验证测试结果。作为另一个示例，测试装置可以基于访问数据来调整测试结果，所述数据表示混淆状况程度与测试结果中的相应偏差(例如，与实际的正偏差或负偏差)之间的已知相关性。虽然没有示出样本采集垫，但是应当明白，每个区域1005、1010、1015可以设置有来自单个样本采集垫的样本或者各自来自其自己的样本采集垫的样本。
虽然在pH的背景下进行了描述，但是配置1000可以适于指示低/可接受/高量的其它混淆化合物和状况，包含但不限于本文所述的其它混淆化合物和状况。可以相应地调整各个区域的符号，并且使所述符号适应“低”和“高”指示剂的各种期望图形表示。配置1000的实施方案还可以用于指示其它混淆化合物和状况的存在、不存在、量或量的范围，如但不限于本文所述的其它混淆化合物状况。例如，“Cl”的图形表示可以被配置成响应于被包含游离氯的液体接触而改变视觉外观，而“无Cl”的图形表示可以被配置成响应于被不包含游离氯的液体接触而改变视觉外观。
图11示出了图8的模板800的指示剂部分的另一种示例配置1100。配置1100包含打印区域1105和显影区域1110，这两者都被配置成具有光学扫描仪的读取器装置、例如读取器装置160的条形码扫描仪或增强现实装置300、600的成像器可读的图案。应当理解，除条形码扫描仪之外的其它类型的扫描仪也可以适合于读取存在于打印区域1105和显影区域1110中的光学图案。基板805可以在配置1100周围或附近设置有指令，例如在模板与缓冲溶液接触之前扫描打印区域1105并且在缓冲溶液与基板805接触之后(或之后的指定时间段)扫描显影区域1110的指令。虽然图10中未示出样本采集垫，但是应当明白，显影区域1110可以设置有来自单个样本采集垫或多个样本采集垫的液体样本。
打印区域1105可以传送到读取器装置160的模式来配置，其中混淆状况由显影区域 1110的变化以及由显影区域1110的特定变化指示的混淆状况程度来指示。在一些实施方式中，打印区域1105的图案可以是打印在模板800的基板805上的墨水或另一种着色材料。例如，在液体与配置1100接触之后，打印区域1105可以不改变颜色或外观。在一个实施方案中，读取器装置可以在配置1100与液体接触之前获取和分析表示对打印区域1105的扫描的第一数据，以识别显影区域1110被配置成检测的混淆状况以及由显影区域1110的特定变化指示的混淆状况程度。在配置1100与液体接触之后，读取器装置可以扫描显影区域1110并且使用从打印区域1105获得的第一数据来识别由显影区域指示的液体的状况。
显影区域1110包含许多不同的反应区1115、1120、1125、1130、1135。在一个示例中，第一反应区1115可以被配置成当与pH在2pH到4pH之间的溶液接触时改变外观，第二反应区1120可以被配置成当与pH在4pH到6pH之间的溶液接触时改变外观，第三反应区1125可以被配置成当与pH在6pH到8pH之间的溶液接触时改变外观，第四反应区1130 可以被配置成当与pH在8pH到10pH之间的溶液接触时改变外观，并且第五反应区1135 可以被配置成当与pH在10pH到12pH之间的溶液接触时改变外观。虽然在5个矩形反应区的背景下进行了描述，但是在其它实施方式中可以使用其它数量和配置的反应区，并且将所述反应区用于指示其它混淆化合物和状况。此外，虽然在pH的背景下进行了描述，但是配置900可以适于指示其它混淆化合物和状况的存在、不存在、量或量的范围，如但不限于本文所述的其它混淆化合物状况。
在显影一个或多个反应区之后，可以通过根据本公开的读取器装置(如测定物读取器装置)或增强现实装置来扫描显影区域1110。可以分析所得到的信号或图像数据以确定哪个(哪些)反应区经历了变化，使得所述装置可以确定多个可能的混淆状况中的一个特定混淆状况的严重性或程度(可以基于编码在如上所述的打印区域1105以及从打印区域扫描的信息来来识别)。例如，读取器装置可以获取表示对显影区域的扫描的第二数据并且对所述第二数据进行解码以确定光学可检测的外观变化。此外，这种装置可以识别第二数据中的模式并且基于所述模式来确定状况(例如，pH值)的程度。混淆状况程度可以被特征化为测定物读取器装置的一个示例所采用的测试结果确定算法中的数据点，或者测试结果验证的数据点。
图12示出了使用图8的模板的示例过程1200。过程1200可以包含在上述过程100A的框102、103和108中。
在框1205处，用户可以将模板、例如上述模板800定位在测试表面上。模板的开口区域可以为用户划分测试区域，并且如上所述的一个或多个指示剂部分可以被定位成从位于开口区域内的测试表面接收流体。
在框1210处，用户可以用缓冲溶液、例如配制用于吸收感兴趣的有害药物的缓冲溶液来润湿测试表面。用户可以通过将预先润湿的拭子按压到测试表面上来将缓冲溶液施加到测试区域，和/或可以将缓冲溶液从容器倒在测试表面上。缓冲溶液可以沿着模板的开口区域内的测试表面流动，从而接触内部边缘。在一些实施方式中，用户首先将液体、如缓冲溶液施加到测试区域(例如，通过将预先润湿的拭子施加到测试表面或通过将缓冲溶液倒在测试表面上)。用户接下来将模板、如模板800定位在现在潮湿的测试表面上。在这种情况下，当模板定位在测试表面上时，缓冲溶液可能与和溶液直接接触的样本采集垫的部分接触。因此，即使缓冲溶液不接触模板的开口区域的内部边缘，所述溶液也可以在一些实施方案中与样本采集垫接触。在测试程序期间，模板的开口区域对于划分用户要交换的区域仍然很有用。
在框1215处，用户和/或计算装置(例如，增强现实装置300、505、600或读取器装置160)可以读取模板的指示剂部分。例如，用户可以将指示剂部分的颜色变化与图表进行比较，或者可以在视觉上确定指示剂部分的低/可接受/高区域中的哪一个饱和或经历可见变化。作为另一个示例，计算装置可以编程方式执行这种比较或确定。在用户穿戴增强现实装置300的示例系统中，当用户拭抹测试表面时，装置300可以观察(例如，成像和分析)模板，可以确定后续时间之间指示剂部分的变化水平何时低于阈值和/或自从样本接触模板以来经过了指定时间量，并且此时可以捕获指示剂部分的图像用于分析。有利地，装置300可以确定与测试一致的混淆状况的数据(如在与测试事件相同或大致上相同的时间和相同或大致上相同的位置)，由此不需要额外的用户步骤。确定的混淆状况可以从装置300传输到单独的测试装置，所述测试装置对测定物进行成像和分析(例如，过程100A 的步骤108和109)，或者所述混淆状况可以由装置300使用来基于其自身对接收和分析测试表面样本的测定物测试装置的成像来计算和/或验证测试结果。
在框1220处，用户和/或计算装置可以基于指示剂部分的读取来确定是否修改采样程序和/或测试结果。例如，增强现实装置或读取器装置可以使用来自指示剂部分的读数来验证结果。超出某些可接受范围的混淆状况可以向装置指示测试结果具有高度不准确的可能性并且应当被丢弃。其它混淆状况可以预测地改变测试结果，并且增强现实装置或读取器装置可以基于测试结果值与混淆状况之间的已知关系来调整来自测定物测试装置的确定结果。在一些实施方式中，增强现实装置或读取器装置可以向用户显示关于如何修改用于测试表面的后续测试的采样程序的指令，例如通过指示用户将模板定位成与在第一次测试期间所述模板的位置相距某个距离或者通过指示用户因测试表面被污染而将其清理并且执行第二次测试。
实施系统和术语
本文公开的实施方案提供用于检测有害药物的存在和/或量的系统、方法以及设备。本领域技术人员将认识到，这些实施方式可以用硬件或硬件与软件和/或固件的组合来实施。
本文描述的测定物和模板读取功能可以作为一个或多个指令存储在处理器可读或计算机可读介质上。术语“计算机可读介质”指代可以由计算机或者处理器访问的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储介质或其它磁存储装置、或者可以用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行访问的任何其它介质。应当注意，计算机可读介质可以是有形的和非暂时性的。术语“计算机程序产品”指代组合有代码或指令(例如，“程序”)的计算装置或处理器，其中所述代码或指令可以由所述计算装置或处理器执行、处理或运算。如本申请所使用的，术语“代码”可以指代由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。
与在本文所公开的实施方式结合描述的不同的说明性逻辑块和模块可用下述机器实施或执行：如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其它可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件、或设计以用于执行在本文所述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在备选方案中，处理器可以是控制器、微控制器、它们的组合等。处理器也可以被实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP 核或者任何其它这样的配置。虽然本文主要关于数字技术进行了描述，但是处理器也可以主要包含模拟部件。例如，本文描述的任何信号处理算法都可以用模拟电路来实施。计算环境可以包含任何类型的计算机系统，包含但不限于基于微处理器的计算机系统、大型计算机、数字信号处理器、便携式计算装置、个人管理器、装置控制器以及电器中的计算引擎，仅举几例。
本申请所描述的方法包括用于实现所描述方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离本权利要求的范围的情况下，方法步骤和/或动作可以相互交换。换句话说，除非为了正在描述的方法的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以在不脱离权利要求的范围的情况下修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
应当注意，本文使用的术语“耦合(couple、coupling、coupled)”或其它变体可以指示间接连接或直接连接。例如，如果第一部件“耦合”到第二部件，则第一部件可以间接连接到第二部件或者直接连接到第二部件。如本文所使用，术语“多个”表示两个或更多个。例如，多个部件指示两个或更多个部件。
术语“确定”涵盖多种多样的操作，因此，“确定”可以包含计算、运算、处理、推导、研究、查询(例如，在表、数据库或其它数据结构中查询)、断定等。此外，“确定”可以包含接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包含解析、选定、选择、建立等。除非另有明确说明，否则短语“基于”可以表示“仅基于”和“至少基于”。
提供对所公开的实施方案的先前描述是为了使得本领域任何技术人员能够制作或使用本实用新型。对于本领域技术人员来说，对这些实施方案的各种修改将是显而易见的，并且在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可将本文定义的一般原理应用于其它实施方式。因此，本实用新型并非旨在限于本文中所示的实施方案，而是应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征一致的最广泛范围。

Claims (28)

1.一种用于引导收集有害污染物样本的系统，其特征在于包括：
模板，其包含
具有外周边和内周边的基板，所述内周边的边缘限定了开口区域，所述开口区域被配置成划分用于收集所述有害污染物样本的测试区域，
样本采集垫，其沿着所述内周边的所述边缘之一定位并且被配置成将施加到所述测试区域的液体朝向所述基板的所述外周边芯吸，以及
指示剂部分，其被定位成从所述样本采集垫接收所述液体，所述指示剂部分被配置成响应于所述液体状况而经历光学可检测的外观变化；以及
读取器装置，其包含
成像装置，
至少一个计算机可读存储器，其上存储有可执行指令，以及
一个或多个处理器，其与所述至少一个计算机可读存储器通信并且被配置成执行所述指令以使所述读取器装置
使所述成像装置捕获表示所述指示剂部分的图像数据，
基于分析所述图像数据来确定所述外观变化，
基于所述外观变化来确定所述液体状况，并且
基于所述确定的液体状况来显示指示所述有害污染物的存在或浓度的测试结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述指示剂部分包括具有打印区域和显影区域的条形码，并且其中所述显影区域被配置成经历所述光学可检测的外观变化。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述成像装置包括条形码扫描仪，并且其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以：
使所述条形码扫描仪扫描所述打印区域，
对表示对所述打印区域的扫描的第一数据进行解码以识别由所述显影区域指示的所述液体状况，
使所述条形码扫描仪扫描所述显影区域，并且
对表示对所述显影区域的扫描的第二数据进行解码以确定所述光学可检测的外观变化。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以：
在将液体施加到所述测试区域之前扫描所述打印区域；
在将液体施加到所述测试区域之后扫描所述显影区域。
5.根据权利要求4所述的系统，其中在表示对所述打印区域的所述扫描的所述第一数据中编码的预定时间之后扫描所述显影区域。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述读取器装置进一步包括计时器，并且其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以：
使用由所述成像装置捕获的图像来确定将所述液体施加到所述测试区域的时间；并且
在经过所述预定时间之后扫描所述显影区域。
7.根据权利要求3所述的系统，其中所述解码的第一数据包括关于将使所述显影区域发生光学变化的化学物质或状况的信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其中关于化学物质或状况的所述信息是游离氯将使所述显影区域发生光学变化的信息。
9.根据权利要求7所述的系统，其中关于化学物质或状况的所述信息是所述显影区域被配置成在pH值范围内光学变化的信息。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成基于从所述解码的第一数据获得的关于化学物质或状况的所述信息来解译所述解码的第二数据。
11.根据权利要求2所述的系统，其中所述显影区域包括第一部分，所述第一部分被配置成在与所述有害污染物不同的第一化学物质或状况的存在或预定浓度下经历光学可检测的外观变化，并且其中所述显影区域包括第二部分，所述第二部分被配置成在与所述有害污染物不同的第二化学物质或状况的存在或预定浓度下经历光学可检测的外观变化。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一化学物质或状况是pH状况，并且其中所述第二化学物质或状况是游离氯。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体状况包括所述液体的pH。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体状况包括与所述有害污染物不同的化学物质或化合物的存在。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述指示剂部分包括pH指示条。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述指示剂部分包括游离氯指示条。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体包括缓冲溶液，所述缓冲溶液被配置成促进从所述测试区域收集所述有害污染物，并且其中所述指示剂部分被配置成响应于所述缓冲溶液的分解而经历所述光学可检测的外观变化。
18.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括沿着所述内周边的同一边缘定位的多个指示剂部分，其中所述多个指示剂部分中的每一个被配置成响应于多个所述液体状况中的不同状况而经历光学可检测的外观变化。
19.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括各自沿着所述内周边的不同边缘定位的多个指示剂部分，其中所述多个指示剂部分中的每一个被配置成响应于相同的所述液体状况而经历所述光学可检测的外观变化。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以：
使所述成像装置捕获表示所述多个指示剂部分中的每一个的所述图像数据，
基于分析与所述多个指示剂部分中的每一个对应的所述图像数据的子集来确定所述多个指示剂部分中的每一个的所述外观变化；
基于对所述多个指示剂部分中的每一个的所述外观变化的聚合分析来确定所述液体状况。
21.根据权利要求1所述的系统，其中所述读取器装置包括测定物测试装置读取器，所述测定物测试装置读取器包含测定物成像装置或光谱仪。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以使所述系统：
在将所述有害污染物样本传递到所述测定物测试装置之后，从所述测定物成像装置或所述光谱仪接收表示测定物测试装置的测试数据；并且
分析所述测试数据以识别所述样本中的所述有害污染物的所述存在或浓度。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述读取器装置包括增强现实装置，所述增强现实装置被配置成监测从所述测试区域取样的实际区域。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述增强现实装置包括图像捕获装置，并且其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以使所述系统：
在将所述有害污染物样本传递到所述测定物测试装置之后，从所述图像捕获装置接收表示测定物测试装置的测试数据；并且
分析所述测试数据以识别所述样本中的所述有害污染物的所述存在或浓度。
25.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以使所述系统基于所确定的液体状况来修改指示所述有害污染物的所述存在或浓度的所述测试结果。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以使所述系统通过以下项来修改所述测试结果：
确定指示所述有害污染物存在或浓度的预定可接受参数的所述测试结果；以及
显示丢弃所述测试结果的指示。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以使所述系统通过以下项来修改所述测试结果：
确定所述确定状况程度；
访问表示所述状况程度与所述测试结果中的相应偏差之间的已知相关性的数据；以及
调整所述测试结果以消除所述偏差。
28.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以：
确定所述确定状况程度；
确定所述状况程度落在所述预定可接受参数内；以及
基于确定所述状况程度落在所述预定可接受参数内来验证所述测试结果。
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