KR20230119672A - 샘플의 존재에 대한 검출 방법 및 관련 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 디바이스에서 수행되는 분석을 위한 투명 또는 반투명 지지체의 웰 내부에 액체의 존재를 검출하는 방법에 관한 것으로, 액체의 존재는 이미저의 시야에서 예상되는 대로 패턴을 읽을 수 있는 확률을 나타내는 가시 패턴 가능성 지수에 기초하여 평가된다. 본 발명의 샘플 없이 분석을 실행하는 것을 방지할 수 있으며, 사용자에 의해 샘플 웰이 채워지지 않은 경우에 샘플 또는 샘플 웰 지지체를 낭비하지 않고 적용될 수 있다. 또한 이 방법에 의해 반사율이 낮은 투명 또는 반투명인 샘플의 정확한 존재 검출이 가능하다.

Description

샘플의 존재에 대한 검출 방법 및 관련 디바이스

본 발명은 분석 디바이스에서 액체의 분석 전에 웰 내의 액체 존재를 검출하기 위한 검출 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 액체는 생물학적 샘플일 수 있고, 상기 검출 방법을 수행하는 디바이스는 상기 생물학적 샘플에서 적어도 하나의 분석물의 체외 검출 및/또는 정량화를 위해 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명은 임상 분야 및 산업 분야에서 체외 진단을 위한 자동화 디바이스에 사용될 수 있다. 특히, 본 발명은 본 출원인이 상품화한 VIDAS® 기구의 범위에 적용될 수 있다.

생물학적 분석을 수행할 때, 샘플 웰은 생물학적 분석의 유형에 따라 미생물/분석물의 검출 및 정량화, 등과 같은 임의의 다음 작업들을 시작하기 전에 사용자에 의해 샘플로 미리 채워져야 한다. 단지 샘플의 수동 투입 단계가 생략되거나 잘못 수행되어 일부 분석 결과가 부정확할 수 있고, 상기 샘플을 분석해야 하는 디바이스는 이러한 유형의 오류(샘플 누락 또는 부족 또는 불충분)를 검출할 수 없다.

문서 WO10029471 A1로부터, 샘플 수용 표면 상의 샘플의 존재를 결정하기 위한 방법이 알려져 있고, 이 방법은: (i) 샘플 수용 표면과의 근거리 접촉 배열된 광학 요소를 사용하여 입력 광 빔을 샘플 수용 표면 상에 지향시키는 단계; (ii) 광 검출기를 사용하여 광학 요소 내부에서 내부 전반사되는 출력 광 빔의 반사광 강도를 결정하는 단계; 및 (iii) 반사광 강도를 사전 결정된 광 강도와 비교하는 단계를 포함하며, 여기서 비교 결과는 샘플 수용 표면 상의 샘플이 존재를 나타낸다.

광 반사 분석을 통해 분석 디바이스 내부의 샘플 존재를 검출하는 다양한 방법들이 존재한다. 문제는 샘플이 낮은 반사율로 투명할 때이다. 사실, 웰 내부의 샘플의 존재를 검출하는 것은 매우 어렵다. 또한 웰이 투명한 플라스틱으로 만들어졌을 때, 반사율의 간섭으로 존재 검출이 복잡해진다.

본 발명의 주요 목적 중 하나는 낮은 반사율로 적어도 부분적으로 투명하거나 반투명할 수 있는 적어도 하나의 웰 내에서 액체 존재 검출을 가능케 하는 검출 방법을 제공하는 것이다. 분명히, 본 발명에 따른 이러한 검출 방법은 임의의 종류의 웰 및 임의의 종류의 액체에 적용될 수 있지만, 반사율 문제를 야기하고 종래 기술들에 의해 쉽게 검출될 수 없는 액체들에 대해 이하에서 구체적으로 설명된다. 이 방법의 목표는 간단한 자동화 프로세스가 분석에서 결함이 있는 웰의 시작을 회피할 수 있게 하고, 분석 시작 전에 오류를 수정할 수 있게 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 예를 들어 체외 검출 및/또는 정량화를 위해 자동화 디바이스에서 수행되는 분석을 위한 투명 또는 반투명 지지체의 웰 내부에 액체 존재의 검출 방법을 제공하는 것이며, 이러한 검출 방법은 적어도 다음의 단계들을 포함한다:

A. 다음을 포함하는 시스템을 제공하는 단계:

- 분석을 위해 액체로 채워지도록 구성된 적어도 하나의 웰을 포함하는 지지체,

- 예를 들어 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 디바이스로서:

o 적어도 하나의 지지체를 수용하도록 구성된 베이스,

o 적어도 하나의 기준 이미지를 저장하는 하나의 제어 유닛,

o 제어 유닛에 의해 제어되고 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되는, 시야를 갖는 하나의 이미저로서, 제어 유닛은 이미저에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지를 처리하도록 구성되는, 하나의 이미저를 포함하는 디바이스,

- 적어도 하나의 선형 부분을 포함하는 적어도 하나의 패턴으로서, 상기 패턴은 웰이 채워질 때 분석될 액체에 의해 적어도 부분적으로 중첩되도록 배열되며, 패턴의 적어도 하나의 이미지에 대응하는 기준 이미지는 지지체가 없이 및 액체가 상기 패턴과 중첩됨이 없이 획득되는, 적어도 하나의 패턴,

B. 디바이스의 베이스 상에 지지체를 로딩하는 단계로서, 지지체의 적어도 하나의 웰은 시야에 위치되는, 지지체를 로딩하는 단계,

C. 이미저에 의해 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하는 단계,

D. 획득한 이미지를 제어 유닛에 전송하는 단계,

E. 다음에 의해 획득되는 이미지에서 패턴의 위치를 결정하는 단계:

E1. 제 1 방향과 다른 방향으로 분포된 적어도 복수의 제 1 스캔을 제 1 방향을 따른 스캐닝을 수행하는 단계,

E2. 제 1 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했는지 여부를 나타내는 복수의 일치 기술자들을 결정하는 단계,

E3. 제 2 방향으로 연장되고 제 1 방향으로 서로 이격되어 분포되는 적어도 복수의 제 2 스캔을 수행하는 단계로서, 상기 제 2 스캔은 상기 제 1 방향을 따라 스캔하는, 적어도 복수의 제 2 스캔을 수행하는 단계,

E4. 제 2 스캔이 패턴과 적어도 부분적으로 중첩되는지를 나타내는 적어도 하나의 라인 유사성 기술자를 결정하는 단계에 의해, 패턴의 위치를 결정하는 단계,

F. 패턴의 선형 부분이 시야에서 예상되는 바와 같이 읽을 수 있는 확률을 나타내고, 일치 기술자들과 라인 유사성 기술자들의 함수인, 가시적 패턴 가능성의 백분율 지수에 기초하여 지지체의 웰 내에 액체의 존재를 평가하는 단계.

첫째, 본 발명의 검출 방법은 예를 들어 샘플 없이 분석 실행을 방지할 수 있으며, 웰이 사용자에 의해 채워지지 않은 경우에 액체 또는 지지체를 낭비하지 않고 적용될 수 있다. 또한 이 방법은 사용하면 반사율이 낮은 투명 또는 반투명 액체의 정확한 존재 검출을 가능케 한다. 실제로, 이 방법을 통해, 웰 내에서 액체의 존재에 의해 야기되는 패턴의 임의의 변형 또는 사라짐을 검출할 수 있다. 이러한 종류의 방법은 웰 내에 있을 때 확인하기 매우 어려운 임의의 샘플에 적용될 수 있다. 유리하게 이 방법은 패턴이 검출될 수 없는 (액체의 불투명도에 의해 완전히 가려지는) 불투명한 액체들에 효과적일 수 있다.

이 검출 방법의 또 다른 장점은 검출이 비접촉식이라는 점이다. 실제로, 검출은 지지체를 통해 수행되며, 액체, 특히 생물학적 샘플을 오염시킬 수 있는 프로브 또는 다른 디바이스들을 사용하지 않는다.

본 발명의 방법은 단독으로 또는 이들의 상이한 가능한 조합에 따라 취해지는 다음의 상이하나의 특징들에 의해 유리하게 완성된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 액체는 생물학적 샘플이고 적어도 하나의 웰은 샘플 웰이다.

유리하게는, 제어 유닛은 지지체 및 패턴과 중첩하는 액체 없이, 즉 액체로 채워진 지지체의 부분적 또는 전체 중첩이 없이, 바람직하게는 액체로 채워져 패턴과 중첩하는 하나 이상의 지지체의 웰 없이 획득된 패턴의 적어도 하나의 이미지에 대응하는 기준 이미지를 저장한다. 이 기준 이미지의 목적은 재료 또는 임의의 매체에 의해 야기될 수 있는 임의의 변형 없이 패턴의 이미지를 획득하는 것이다. 기준 이미지는 패턴의 예상되는 공간적 위치 및 특성(형태, 그레이 레벨)을 결정하도록 허용하는데, 즉, 제어 유닛의 알고리즘은 본 발명에 따른 검출 방법 동안 시야에서 패턴을 찾아야 한다.

바람직하게는, 기준 이미지는 오츠(Otsu)의 방법에 따라 이미지의 히스토그램의 클래스 간 분산을 최소화함으로써 미리 결정된 임계값 덕분에 이진화된다. 기준 이미지의 패턴은 그림의 픽셀들이 1로 설정된 영역에 배치된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 방법은 임의의 기계적 드리프트를 고려하기 위해 기준 이미지로부터 알려진 패턴의 위치를 조정하기 위한 교정 절차를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 1 스캔은 수직 방향을 따른 스캐닝이고, 상기 제 1 스캔은 미리 결정된 위치에서 수행되며, 적어도 하나의 제 1 스캔은 시야 내에 중심을 둔다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 1 스캔은 수평으로 분포된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 1 스캔은 서로 떨어져 분포된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 각각의 제 1 스캔의 각각의 스캐닝 영역은 구별된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 복수의 제 1 스캔은 적어도 3개의 제 1 스캔을 포함하며, 이는 이미저의 시야 내에 중심을 둔 "중심화된 제 1 스캔"이라 불리는 하나의 스캔을 포함한다.

바람직하게는, 다른 제 1 스캔은 시야 내에 완전히 위치된다.

바람직하게는, 다른 제 1 스캔은 중심화된 제 1 스캔과 비교하여 결정된 거리에 분포된다. 보다 우선적으로, 다른 제 1 스캔은 중심에 있는 제 1 스캔에 대해 대칭적으로 배열된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 각각의 제 1 스캔은 적어도 1픽셀 폭이다. 바람직하게 2 내지 5 픽셀들 사이의 폭이 선택된다. 이는 아티팩트에 충분히 견고하고, 평균화 단계로 인해 이미지에 대한 정보 손실을 회피할 수 있게 하기 때문이다. 각 제 1 스캔으로부터, 각 제 1 스캔의 폭이이 1픽셀보다 큰 경우, 픽셀들의 평균값을 동일한 높이에서 계산하는 선형 배열이 획득된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 각각의 제 1 스캔은 적어도 하나의 픽셀 폭인 픽셀들의 한 라인을 스캔하고, 스캔된 각 라인에 대해 그레이 레벨 값은 상기 스캔된 라인의 픽셀들의 그레이 레벨의 평균을 계산함으로써 결정된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 하위 단계(E2)에서, 제어 유닛은 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들이 동일한 좌표 및 동일한 진폭을 가질 때, 제 1 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했다고 간주한다.

본 발명에 따르면, 패턴의 선형 부분이 시야 내에 있다고 가정되기 때문에, 중심화된 제 1 스캔은 그레이 레벨의 적어도 하나의 피크를 갖도록 제한된다. 중심화된 제 1 스캔에 대한 그레이 레벨의 피크가 존재하지 않으면, 제어 유닛은 패턴의 선형 부분이 보이지 않는 것으로 간주하고, 따라서 시야에 액체가 있는 것으로 간주한다. 중심화된 제 1 스캔에 대해 그레이 레벨의 적어도 하나의 피크가 존재하지만, 다른 제 1 스캔 중 하나에 대한 그레이 레벨의 피크가 없다면, 상기 다른 제 1 스캔은 결정된 수의 픽셀들로 조정된 X 좌표로 반복된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 새로운 수직 스캔의 픽셀들의 수의 조정은 이미저의 해상도와 패턴이 에칭된 표면에 대한 근접도 사이의 수 가지 요인들에 의존하는 픽셀들의 값만큼 시프트를 수행함으로써 결정된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 일치 기술자들 중에서 위치 기술자들 및 진폭 기술자들이 존재한다. 적어도 2개의 상이한 유형들의 일치 기술자들, 특히 위치 기술자들 및 진폭 기술자들을 갖는 장점은 액체의 존재를 검출하고, 정보를 교차하여 정확성을 갖기 위한 효율적인 시스템을 갖는다는 점이다. 실제로, 방법이 위치 기술자들 또는 진폭 기술자들에만 기초한다면, 방법은 효율성을 잃을 수 있다: 액체는 패턴의 제한된 부분의 그레이 레벨들을 수정할 수 있고, 위치 기술자들만이 사용되면, 검출 실패로 이어질 수 있다.

패턴의 위치가 교정 절차로부터 및/또는 기준 이미지를 기반으로 알려지기 때문에, 각 스캔의 평균 피크 위치는 결정된 범위에 있을 것으로 예상되며, 실제로 패턴 위치는 실험적으로 평가된 허용 오차 내에 위치해야 한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 위치 기술자들은 적어도 (i) 결정된 범위에서 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치를 나타내는 절대 위치 기술자를 포함하고, (ii) 제 2 특징은 각 제 1 스캔의 각 그레이 레벨의 피크 사이의 거리를 나타내는 상대 위치 기술자이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 1 스캔의 절대 위치 기술자는 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치의 다른 제 1 스캔의 피크들의 위치와 독립적인 기준 위치와의 비교로부터 초래되고, 절대 위치 기술자의 값은, 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크가 제어 유닛에 의해 결정된 범위 내에서 발견되고, 각각의 제 1 스캔이 그레이 레벨의 피크를 갖는 경우, 미리 한정된 점수, 예를 들어 1만큼 증가된다.

이는 각 제 1 스캔에 대해 그리고 예상 범위 내의 피크를 갖는 모든 제 1 스캔에 적용된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이 기술자가 0인 경우 이 값은 n개의 스캔 중 임의의 것에서 피크가 발견되지 않았으며, 액체가 검출되어, 이미저에 패턴이 보이지 않게 하였음을 의미한다:

절대 위치 기술자 = (PEAK(i) 절대 위치가 범위 내에 있으면 1, 그렇지 않으면 0)

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 상대 위치 기술자는 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치의 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들의 각 위치의 평균에 대응하는 평균 피크 위치와의 비교로부터 초래된다 : 그레이 레벨의 피크 위치와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내에서 거리가 예상 범위 내에 있으면, 상대 위치 기술자는 미리 한정된 점수를 가지며, 각 피크와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내에서 거리가 예상 범위 밖에 있으면, 상대 위치 기술자의 0의 점수를 갖는다. 이는 각 제 1 스캔과 예상 범위에 피크를 갖는 모든 제 1 스캔에 적용된다.

상대 위치 기술자 = ((PEAK(i) 상대 위치가 n픽셀 미만이면 1, 그렇지 않으면 0)

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 진폭 기술자들은 다음 공식에 따라 그레이 레벨의 각 피크에 대해 계산된다.

진폭 기술자 = (PEAK(i) 진폭이 범위 내에 있으면 1, 그렇지 않으면 0)

각 피크와 평균 피크 진폭 사이의 그레이 레벨들에서 차이가 예상 범위 내에 있는 경우, 진폭 기술자의 값은 점수 1만큼 증가한다. 예상 범위의 한계들은, 그레이 레벨들이 이미지를 사전에 전처리함으로써 정규화되고 전체 범위(0-255)에 걸쳐 분포하기 때문에, 그레이 레벨들의 절대값들이다.

각 피크와 평균 피크 진폭 사이의 그레이 레벨들에서 거리가 예상 범위 밖에 있는 경우, 진폭 기술자가 초래하는 점수는 0이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 모든 일치 기술자들은 제 1 스캔에 대한 "전체 기술자"에서 함께 합산된다.

본 발명에 따르면, 액체의 존재로 인한 패턴의 가능한 변환 또는 눈부심은 그레이 레벨의 특이값 피크를 야기할 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 예상 범위에서 발견된 피크들의 평균 진폭의 미리 결정된 임계값 x%, 예를 들어 50%를 초과하는 진폭으로 예상 범위 외부에서 그레이 레벨의 피크가 발견되면, 전체 기술자는 발견되는 각 특이값 피크에 대해 1의 값만큼 감소한다.

특이값 기술자 = (PEAK(i) 진폭이 피크들의 평균 진폭의 x%보다 크면 -1, 그렇지 않으면 0)

전체 기술자 = 절대 위치 기술자 + 상대 위치 기술자 + 진폭 기술자 + 특이값 기술자

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 스캔은 수평 방향을 따른 스캐닝이고, 상기 제 2 스캔은 미리 결정된 위치들에서 수행된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 스캔은 수직으로 분포된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 스캔은 서로 떨어져 분포된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 각각의 제 2 스캔의 각각의 스캐닝 영역은 구별된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 복수의 제 2 스캔은 적어도 3개의 제 2 스캔을 포함하며, 이는 "중심화된 제 2 스캔"이라 불리는 이미저의 시야에 중심을 둔 스캔을 포함한다.

바람직하게는, 다른 제 2 스캔은 시야 내에 완전히 위치되고, 중심화된 제 2 스캔과 비교하여 결정된 거리에 분포된다. 보다 우선적으로, 다른 제 2 스캔은 중앙 제 2 스캔에 대해 상향 및 하향으로 배열된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 각각의 제 2 스캔은 적어도 하나의 픽셀 높이인 픽셀들의 적어도 하나의 행을 스캔하고, 스캔되는 각 행에 대해 그레이 레벨 값은 상기 스캔된 행의 픽셀들의 그레이 레벨의 평균을 계산함으로써 결정된다. 스캔된 행의 높이가 1 픽셀보다 크면, 스캔된 행의 평균값이 계산된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 단계들(E1 및 E2)은 단계들(E3 및 E4) 이전에 수행된다. 교대로, 단계들(E3 및 E4)은 단계들(E1 및 E2) 전에 수행된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, n개의 그레이 레벨 함수들은 중심화된 제 2 스캔의 그레이 레벨 값을 다른 제 2 스캔의 것과 점대점 비교함으로써 결정된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 적어도 제 1 그레이 레벨 함수는 중앙 제 2 스캔의 그레이 레벨 값과 적어도 하나의 상향 제 2 스캔의 그레이 레벨 값 사이의 점대점 차이에 의해 결정된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 적어도 제 2 그레이 레벨 함수는 중앙 제 2 스캔의 그레이 레벨 값과 적어도 하나의 하향 제 2 스캔의 그레이 레벨 값 사이의 점대점 차이에 의해 결정된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 다중의 상향 제 2 스캔의 경우, 그레이 레벨의 가장 높은 평균값을 갖는 유일한 상향 제 2 스캔으로 간주될 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 다중 하향 제 2 스캔의 경우, 그레이 레벨의 가장 높은 평균값을 갖는 유일한 하향 제 2 스캔으로 간주될 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 적어도 하나의 라인 유사성 기술자를 결정하는 것으로 구성된 하위 단계(E4)는 다음의 하위 단계를 포함한다:

(i) 제 2 중앙화된 스캔의 그레이 레벨 값들과 적어도 하나의 다른 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들 사이의 점대점 비교에 기초하여 n개의 그레이 레벨 함수들을 결정하는 단계,

(ii) 이전에 결정된 그레이 레벨 함수들을 기초로 라인 유사성 기술자의 값을 결정하는 단계.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 모든 그레이 레벨 함수들이 음이면, 라인 유사성 기술자는 무효로 간주되고, 적어도 하나의 그레이 레벨 함수가 양이면, 라인 유사성 기술자는 무효가 아닌 것으로 간주되고, 따라서 획득된 이미지의 패턴의 선형 부분은 이미저에 의해 판독될 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이러한 방법은 각 그레이 레벨 함수들의 평균 그레이 레벨을 서로 비교하는 것으로 구성된 패턴의 선형 부분의 프로파일을 결정하는 단계(E5)를 포함하고, 가장 큰 평균 그레이 레벨 값을 갖는 그레이 레벨 함수는 획득한 이미지 패턴의 선형 부분에 대한 가장 가능성 있는 프로파일을 나타내는 것으로 제어 유닛에 의해 고려된다. 유리하게, 그레이 레벨 함수의 평균값은 함수의 모든 포인트의 합을 함수의 포인트들의 수로 나눈 값이다. 수 개의 그레이 레벨 함수들이 존재하는 경우, 다른 함수들에 대해 하나의 함수가 알고리즘의 단계들에서 사용하기 위해 선택되며, 특히 가장 큰 평균값들을 가진 함수만이 다음 단계들로 이동한다.

유리하게는, 제어 유닛이 시야 내에서 액체의 부재와 양립할 수 있다고 간주할 때, 제어 유닛이 웰에 액체가 없다고 간주한다는 것을 의미한다. 유리하게, 제어 유닛이 시야 내의 액체의 부재와 양립할 수 없다고 간주하는 경우, 제어 유닛이 웰에 액체가 존재하는 것으로 간주한다는 것을 의미한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 단계(F)는 전체 기술자 및 라인 유사성 기술자를 정규화하는 하위 단계(F1)를 포함한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 전체 기술자의 정규화는 [-N, 3*n 제 1 스캔] 범위를 [0, 100] 범위로 변환함으로써 수행되며, 여기서:

절대 위치 기술자에 대해 +1, 상대 위치 기술자에 대해 +1, 진폭 기술자에 대해 +1이 제공될 수 있으므로, 3은 각 n개의 제 1 스캔의 기술자에 대한 최대값이다.

N은 특이값 기술자들의 수이며, 기여도는 각각 -1이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 라인 유사성 기술자의 정규화는 [0-MAX] 범위를 [0-100] 범위로 변환함으로써 수행되며, 여기서 MAX = 스캔의 N개 포인트 * 1,5이고, MAX는 라인 유사성 기술자의 가장 높은 가능한 값이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 단계(F)는 다음과 같이 정규화된 전체 기술자 및 정규화된 라인 유사도 기술자를 평균화하는 하위 단계(F2)를 포함한다:

보이는 패턴 가능성 지수 = 정규화된 라인 유사성 기술자/2 + 정규화된 전체 기술자/2.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 가시적 패턴 가능성 지수가 정해진 범위 내에 있으면, 획득 이미지의 패턴은 기준 이미지를 기초하여 예상한 위치에 존재하고, 따라서 제어 유닛은 시야 내의 액체의 부재와 양립 가능한 것으로 간주한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 백분율 지수가 상기 결정된 범위 밖에 존재하는 경우, 획득된 이미지의 패턴은 기준 이미지에 기초하여 예상된 위치에 존재하지 않고, 제어 유닛은 시야 내의 액체의 부재와 양립할 수 없는 것으로 간주한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 가시적 패턴 가능성 지수의 결정된 범위는 65% 내지 85%이다.

본 발명의 또 다른 목적은 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 분석물의 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 시스템을 제공하는 것이며, 이러한 시스템은:

a. 액체를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 웰을 포함하는 적어도 부분적으로 투명하거나 반투명한 지지체,

b. 다음을 포함하는 디바이스를 포함하며:

- 적어도 하나의 지지체를 수용하도록 구성된 베이스,

- 하나의 제어 유닛,

- 제어 유닛에 의해 제어되고 지지체의 적어도 하나의 웰의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되고, 시야를 갖는 하나의 이미저,

상기 시스템은 적어도 하나의 선형 부분을 포함하고 액체에 의해 적어도 부분적으로 중첩되도록 의도된 적어도 하나의 패턴을 포함하고, 이미저는 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되고, 제어 유닛은 이미저에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 웰 내의 액체의 존재를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 패턴의 선형 부분은 직선을 형성하는 점들로 구성되는 패턴의 부분이다.

유리하게는, 이미저가 보는 개구는 원형이 아니고 오히려 타원형이므로, 패턴의 선형 부분이 수직 방향이 아니라 수평 방향을 따라 연장될 때, 패턴의 선형 부분이 보일 가능성이 있다.

유리하게는, 패턴의 선형 부분은 패턴의 다른 부분들보다 알고리즘을 더 단순화시키는데, 왜냐하면 이미지의 수직 스캔 및 "흰색"에서 "검은색"으로 또는 그 반대로의 전환을 확인하는 것과 같은 기본 컴퓨터 비전 메커니즘이 적용될 수 있기 때문이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 패턴은 디바이스의 베이스 상에 직접 위치된다.

교대로 그리고 본 발명의 하나의 특징에 따라, 패턴은 지지체의 배면에 직접 위치된다. 바람직하게 지지체의 적어도 하나의 웰의 배면에 위치된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 패턴은 레이저 에칭에 의해 새겨지거나, 알려진 임의의 적합한 기술들에 의해 표시 또는 새겨진다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 그레이 레벨의 특이값 피크들은 패턴의 적어도 일부의 변형을 나타낸다.

본 발명의 목적을 위해, 획득된 이미지가 복수의 라인들 및 행들의 픽셀들로 구성된다는 점에 유의해야 한다. 또한 획득한 이미지는 비트맵 포맷 또는 jpeg 포맷이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 패턴은 베이스의 전체 길이를 따라 연장되거나, 패턴은 베이스의 전체 길이를 따라 반복된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 지지체가 베이스 상에 위치될 때, 패턴의 일부 또는 패턴은 적어도 하나의 웰에서, 바람직하게는 지지체의 각각의 웰에서 볼 수 있다. 이들 구성들은 대응하는 관심 영역을 선택함으로써 지지체의 임의의 웰에 대한 검출의 적용을 허용한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 패턴은 수평 방향으로 연장되는 적어도 하나의 선형 부분을 포함한다.

유리하게는, 패턴의 모양과 기하학적 구조가 적절하게 선택되어, 이미지 왜곡 효과는, 모든 기계적 공차(카메라 위치, 에칭 표시의 위치, VIDAS 스트립의 위치, 스트립-제조 공차, 등)에 견고성을 제공하는 것과 함께, 증폭된다. 예를 들어 그리드는 평면 패턴이고, 이미지가 X Y 위치의 오류 및 허용 오차의 영향을 받지 않도록 하는 기하학적 구조를 갖는다. 특히 관심 영역 전체를 덮는 그리드 모양의 패턴은 카메라가 X, Y 방향으로 어느 정도 움직여도 여전히 볼 수 있다. 패턴에 대한 또 다른 가능한 옵션은 일종의 삼중 십자가일 수 있거나, 또는 평면 패턴처럼 보이지만 크기 변화를 검출할 수 있는 중앙 요소(기둥)을 갖는 다른 것일 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이미저는 2D 카메라 디바이스이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이미저는 시야 내에서 프레임이 형성될 때 지지체의 식별 코드를 획득 및 디코딩하고, 디코딩된 식별 코드를 제어 유닛에 전송하도록 구성된다. 이미저는 또한 시야의 이미지를 획득하고, 이를 패턴 인식을 위한 컴퓨터 비전 알고리즘을 구비하는 제어 유닛으로 전송하도록 유리하게 구성된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 식별 코드는 선형 또는 2D 코드일 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이미저는 전체 이미지 내에서 관심 영역을 프레임화하기 위해 지지체의 샘플 웰 위에 배치된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이미저는 보드 상에 조립된 조명 시스템을 포함하고, 부분적 또는 전체 환경 광 노출의 경우에도 견고한 임베디드 애플리케이션을 허용한다. 따라서 추가 및 외부 조명 시스템은 필요 없다. 패턴이 있는 웰 아래 위치는 이미저 조명기에 의해 제공되지 않는 임의의 미광에 약간만 노출되므로, 환경광에 대한 내성이 촉진된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 이미저의 광축이 디바이스의 베이스와 각도(a)를 형성하는 축을 향하도록 이미저가 위치되며, 상기 각도는 67° 내지 77° 범위에 있다. 광축이 베이스에 수직이기 때문에 90°의 각도는 제외되고, 조명 시스템의 광은 반사되어, 샘플 웰이 비어 있을 때 패턴 인식을 방해한다. 선택한 각도 범위는 웰의 패턴과 바닥을 적절하게 프레임화하는 것을 허용한다.

예를 들어, 식별 코드는 시약의 종류 및/또는 제조 로트 번호를 나타낸다.

제어 유닛은 이미저가 연결된 전자 보드의 펌웨어에 내장된 컴퓨터 비전 알고리즘을 포함한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 시스템의 지지체는 생물학적 샘플이 놓이도록 의도된 적어도 하나의 샘플 웰을 포함한다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 샘플 웰은 전체 이미지 내의 시야에 프레임화되도록 이미저의 시야에 위치된다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 샘플 웰은 투명하거나 반투명하다.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명된 비제한적 예로서 주어진 본 발명에 따른 실시예들을 통하여 더 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 시스템 디바이스를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 시스템의 개략도.
도 3은 지지체를 구비한 본 발명 디바이스의 베이스의 부분도.
도 4는 본 발명 디바이스의 베이스의 부분도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 디바이스의 베이스 상에 에칭된 가능한 패턴의 도면.
도 8은 지지체가 없는 본 발명 디바이스의 베이스의, 이미저의 시야에서 촬영된 이미지.
도 9는 빈 지지체를 갖는 본 발명 디바이스의 베이스의 이미저의 시야에서 촬영된 이미지.
- 도 10은 액체로 채워진 지지체를 갖는 본 발명의 디바이스의 베이스를, 이미저의 시야에서 촬영한 이미지.
- 도 11은 본 발명의 방법의 단계들의 도식적으로 나타낸 흐름도.

본 발명은 액체 존재의 검출 방법 및 이 검출 방법을 수행하는 시스템(100)에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 시스템(100)이 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명될 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 시스템(100)은 생물학적 샘플에서 적어도 하나의 분석물의 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 시스템이다. 따라서 본 발명의 검출 방법은 바람직하게는 체외 검출 및/또는 체외 정량화를 처리하기 전에 시스템에서 액체 형태의 생물학적 샘플의 존재를 검출하기 위해 수행된다.

시스템(100)은 지지체(110) 및 디바이스(120)를 포함한다.

지지체(110)는 유리하게 여러 개의 웰(111)을 포함하는 스트립이다. 하나의 웰(111)은 시험될 생물학적 샘플의 수용하에 전용이고, 샘플 웰로 불린다. 샘플 웰(111)은 적어도 바닥에서 투명하거나 반투명하다. 바람직하게는 그리고 본 발명에 따르면, 지지체는 완전히 반투명하거나 투명하다. 분석될 생물학적 샘플은 샘플 웰(111)에 수동으로 넣는 액체 형태이다. 지지체는 지지체(110)를 밀봉적으로 덮는 호일(112)을 포함하고, 상기 호일(112)은 웰(111) 앞에 배열된 깨지기 쉬운 창들(113)을 포함한다. 지지체(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 호일(112)의 라벨에 표시된 QR 코드 또는 바코드와 같은 적어도 하나의 식별 코드(114)를 포함한다. 예를 들어, 식별 코드는 시약의 유형 및/또는 제조 로트 번호를 나타낸다.

창들(113)은 웰들의 내용물을 함께 혼합하거나, 세척하거나, 또는 한 웰에서 다른 웰로 액체를 이송하기 위해 적어도 하나의 피펫팅 도구(도시되지 않음)에 의해 뚫리도록 되어 있다.

디바이스(120)는 도 1에 도시되어 있고, 복수의 지지체(110), 하나의 제어 유닛(122), 도 2에 도시된 시야를 갖는 하나의 이미저(123)를 수용하도록 구성된 베이스(121)를 포함한다.

본 발명에 따르면, 이미저(123)는 제어 유닛(122)에 의해 제어되고, 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되며, 따라서 상기 지지체(110)가 시야에 있을 때 지지체(110)의 적어도 하나의 웰(111)의 이미지를 획득하도록 구성된다. 이미저(123)는 지지체(110)의 식별 코드(114) 또는 일회용 콘(미도시)의 데이터-매트릭스를, 어느쪽이든 프레임화되었을 때, 획득하여 디코딩하고, 디코딩된 텍스트를 제어 유닛(122)에 송신하도록 구성된 2D 카메라 디바이스인 것이 바람직하다. 이미저(123)는 도 2에 도시된 바와 같은 조명 시스템(123)을 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에 따라, 그리고 본 발명에 따라, 이미저(123)는 이미저(123)의 광축이 축(X-X) 상에서 지향되도록 위치되고, 광축은 디바이스(120)의 베이스(121)와 일정 각도를 형성하고, 이러한 각도는 67°와 77° 사이의 범위에 있다.

제어 유닛(122)는 패턴 인식을 위한 컴퓨터 비전 알고리즘을 구비하고, 상기 컴퓨터 비전 알고리즘은 이미저(123)가 연결된 전자보드의 펌웨어에 내장되어 있다. 유리하게, 컴퓨터 비전 알고리즘은 존재 액체가 알려진 패턴의 이미지에 영향을 미치는 방식을 활용할 것이며, 그 투명도에 따라 불투명 액체가 존재하는 경우 표식은 오히려 단순히 보이지 않을 것이고, 웰 내의 투명 또는 반투명 액체의 경우 표식의 이미지는 왜곡 및/또는 이동되거나 단순히 보이지 않을 것이고(그림 10 참조), 액체가 렌즈-세트 역할을 한다. 또한, 액체는 존재할 경우 카메라의 조명 시스템에서 방출되는 광을 반사시켜, 이미지에 나타나는 눈부심을 유발하며, 패턴 인식을 방해할 수 있다.

본 발명에 따르면, 시스템(100)은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 수평으로 연장되는 적어도 하나의 선형 부분(131)을 포함하는 적어도 하나의 패턴(130)을 포함한다. 패턴(130)은 이미저(123)의 시야에 있는 웰(111) 내에 있을 액체에 의해 적어도 부분적으로 중첩되도록 의도된다. 이미저(123)는 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되고, 제어 유닛(122)은 이미저(123)에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 웰(111) 내의 액체의 존재를 결정하도록 구성된다.

가능한 패턴들은 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 패턴(130)을 나타내며, 패턴의 선형 부분(131)에 대응하고 지지체의 전체 폭으로 연장되는 단 하나의 수평선을 갖는다.

도 6은 본 발명에 따른 패턴(130)에 대해 가능한 또 다른 실시예를 도시하며, 2개의 라인들 및 따라서 2개의 선형 부분들이 서로로부터 이격되어 배열된다. 2개의 선형 부분들(131)은 수평으로 연장되고 수직 방향으로 분포된다.

도 7은 본 발명에 따른 패턴(130)의 또 다른 실시예를 도시하며, 하나의 선형 부분(131)은 중심에 있고, 두 개의 수직선들은 선형 부분(131)에 대해 대칭으로 배치된다.

유리하게, 도 7의 수직 요소들은 검출 알고리즘에 의해 프레임화되지 않고, 디바이스의 조립 중에 카메라의 중심 맞춤을 용이하게 하는데 사용된다.

패턴(130)은 도 9에 도시된 바와 같이 지지체(110)가 베이스 상에 위치되고 상기 윈도우가 뚫릴 때 지지체의 윈도우(113)를 통해 볼 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 패턴(130)은 디바이스의 베이스(121) 상에 직접 에칭되고, 지지체(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 그 위에 위치된다. 더욱이, 지지체(110)의 임의의 웰(111) 내에서 임의의 액체를 검출하기 위하여, 패턴(130)은 바람직하게는 베이스의 전체 길이에 걸쳐 반복된다. 지지체(110)가 베이스(121) 상에 위치될 때, 패턴의 일부 또는 패턴(130)은 웰에 액체가 없을 때 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이 적어도 하나의 웰(111)에서 볼 수 있다. 웰에 액체가 있으면, 도 10에 표시된 것처럼 눈부심과 또한 패턴의 왜곡이 나타날 수 있다.

본 발명에 따른 검출 방법은 이하 도 11을 참조하여 설명될 것이다.

검출 방법은 적어도 다음 단계들을 포함한다:

단계 A: 본 발명에 따라 상술한 시스템(100)을 제공한다.

단계 B: 디바이스(120)의 베이스(121) 상에 지지체(110)를 로딩하고, 지지체(110)의 적어도 하나의 웰(111)은 이미저(123)의 시야에 위치된다.

단계 C: 이미저(123)에 의해 시야의 적어도 하나의 이미지 획득한다.

단계 D: 획득한 이미지를 제어 유닛(122)로 송신한다.

단계 E: 획득된 이미지에서 패턴(130)의 위치를 결정한다.

단계 E는 제 1 방향을 따라 스캐닝하는 적어도 복수의 제 1 스캔을 수행하는 것으로 구성된 적어도 하나의 제 1 하위 단계(E1)를 포함하며, 상기 제 1 스캔은 제 1 방향과 다른 방향으로 분포된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 스캔은 수직 방향을 따라 스캐닝하고, 상기 제 1 스캔은 미리 결정된 위치에서 수행되며, 적어도 하나의 제 1 스캔은 시야 내에 중심을 둔다. 유리하게, 제 1 스캔은 서로로부터 떨어져 수평으로 분산되고, 각각 별개의 영역을 스캔한다. 매우 바람직한 실시예에서, 이미저의 시야에 중심을 둔, "중심화된 제 1 스캔"으로 불리는 스캔을 포함하여 적어도 3개의 제 1 스캔이 존재한다. 바람직하게, 다른 제 1 스캔은 시야 내에 완전히 위치되고, 중심화된 제 1 스캔과 비교하여 결정된 거리에 분포된다.

바람직한 실시예에서, 각각의 제 1 스캔은 적어도 하나의 픽셀 폭인 픽셀들의 한 라인을 스캔하고, 스캔된 각각의 라인에 대해 그레이 레벨 값은 상기 스캔 라인의 픽셀들의 그레이 레벨의 평균을 계산함으로써 결정된다. 각각의 제 1 스캔으로부터, 선형 배열은 상기 각 제 1 스캔의 폭이 1픽셀보다 크면 동일한 높이에서 픽셀의 평균값을 계산하여 얻어진다.

단계 E는 적어도 하나의 제 2 하위 단계(E2)를 포함하며, 이는 하위 단계(E1) 이후에 수행되고 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했는지 여부를 나타내는 복수의 일치 기술자를 결정하는 것으로 구성된다. 하위 단계(E2)에서, 제어 유닛은 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들이 동일한 좌표 및 동일한 진폭을 가질 때, 제 1 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했다고 간주한다. 본 발명에 따르면, 일치 기술자들 중에는 위치 기술자들과 진폭 기술자들이 존재한다.

본 발명에 따르면, 위치 기술자들은 적어도 (i) 결정된 범위에서 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치를 나타내는 절대 위치 기술자, 및 (ii) 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 각 피크 사이의 거리를 나타내는 제 2 특징인, 상대 위치 기술자를 포함한다.

제 1 스캔의 절대 위치 기술자는 제 1 스캔의 그레이 레벨 피크 위치를 다른 제 1 스캔의 피크들의 위치와 독립적인 기준 위치와 비교한 결과이며, 절대 위치 기술자의 값은, 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크가 결정된 범위 내에서 제어 유닛에 의해 발견되고, 각 제 1 스캔이 그레이 레벨의 피크를 갖는 경우, 미리 한정된 점수, 예컨대 1만큼 증가하는 반면, 이러한 기술자가 0이라면, 값은 n번의 스캔에서 어떠한 피크도 발견되지 않았음을 의미하고, 액체는 패턴을 이미저에서 볼 수 없게 하는 것으로 검출된다.

절대 위치 기술자 = (PEAK(i)절대 위치가 범위 내에 있으면 1, 그렇지 않으면 0)

본 발명에 따르면, 상대 위치 기술자는 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치와 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들의 각 위치의 평균에 대응하는 평균 피크 위치의 비교로부터 초래된다: 그레이 레벨의 피크 위치와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내의 거리가 예상 범위 내에 있다면, 상대 위치 기술자는 미리 한정된 점수를 가지며, 각 피크와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내의 거리가 예상 범위를 벗어나면, 상대 위치 기술자의 0의 점수를 갖는다.

상대 위치 기술자 = ((PEAK(i)상대 위치가 n픽셀 미만이면 1, 그렇지 않으면 0)

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 진폭 기술자는 다음 공식에 따라 그레이 레벨의 각 피크에 대해 계산된다.

진폭 기술자 = (PEAK(i) 진폭이 범위 내에 있으면 1, 그렇지 않으면 0)

각 피크와 평균 피크 진폭 사이의 그레이 레벨들 차이가 예상 범위 내에 있는 경우, 진폭 기술자의 값은 1의 점수만큼 증가한다. 예상 범위의 한계는, 그레이 레벨들이 사전에 이미지를 전처리함으로써 정규화되고 전체 범위(0-255)에 걸쳐 분포하기 때문에, 그레이 레벨들의 절대값들이다.

각 피크와 평균 피크 진폭 사이의 그레이 레벨들의 거리가 예상 범위를 벗어나는 경우, 결과 진폭 기술자의 점수는 0이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 모든 일치 기술자들은 제 1 스캔에 대한 "전체 기술자"에서 함께 합산된다.

본 발명에 따르면, 액체의 존재로 인한 패턴 또는 눈부심의 가능한 변환은 그레이 레벨의 특이값 피크들을 야기할 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 그레이 레벨의 피크들이 예상 범위에서 발견된 피크들의 평균 진폭의 미리 결정된 임계값 x%, 예를 들어 50%를 초과하는 진폭으로 예상 범위 밖에서 발견되면, 전체 기술자는 발견되는 각 특이값 피크에 대해 1의 값만큼 감소한다.

특이값 기술자 =

(PEAK(i) 진폭이 피크들의 평균 진폭의 x%보다 크면 -1, 그렇지 않으면 0)

전체 기술자 = 절대 위치 기술자 + 상대 위치 기술자 + 진폭 기술자 + 특이값 기술자

단계(E)는 E1 및 E2 후에 수행되는 제 3 하위 단계(E3)를 포함하고, 제 2 방향으로 연장되고 서로로부터 떨어져 제 1 방향으로 분포되는 적어도 복수의 제 2 스캔을 수행하는 것으로 구성되며, 상기 제 2 스캔은 제 1 방향을 따라 스캐닝한다. 바람직한 실시예에서, 제 2 스캔은 수평 방향을 따라 스캐닝하고, 미리 결정된 위치들에서 수행되며, 적어도 하나의 제 2 스캔은 시야 내에 중심을 둔다. 또한, 제 2 스캔은 수직으로 분산되어 서로 떨어져 있으며, 각 제 2 스캔의 각 스캔 영역은 구별된다.

바람직한 실시예에서, 복수의 제 2 스캔은 이미저의 시야 내에 중심을 둔 "중심화된 제 2 스캔"으로 불리는 스캔을 포함하여 적어도 3개의 제 2 스캔을 포함한다. 바람직하게, 다른 제 2 스캔은 시야 내에 완전히 위치되고, 중심화된 제 2 스캔과 비교하여 결정된 거리에 분포된다. 보다 우선적으로, 다른 제 2 스캔은 중앙 제 2 스캔에 대해 상향 및 하향으로 배열된다. 또한, 각각의 제 2 스캔은 적어도 하나의 픽셀 높이인 픽셀들의 적어도 하나의 행을 스캔하고, 스캔된 각 행에 대해 그레이 레벨 값은 상기 스캔된 행의 픽셀들의 그레이 레벨의 평균을 계산함으로써 결정된다. 스캔된 행의 높이가 1픽셀보다 크면 스캔된 행에 대한 평균값이 계산된다.

단계(E)는 E3 이후에 수행되고, 스캔이 적어도 부분적으로 패턴과 중첩되는지를 나타내는 복수의 라인 유사성 기술자들 결정하는 것으로 구성된 제 4 하위 단계(E4)를 포함한다.

하위 단계(E4)는, 적어도 제 1 그레이 레벨 함수가 중앙 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들과 적어도 하나의 상향 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들 사이의 점-대-점 차이에 의해 결정되는 것과 적어도 제 2 그레이 레벨 함수가 중앙 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들과 적어도 하나의 하향 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들 사이의 점-대-점 차이에 의해 결정되는 것을 결정하는 것으로 구성된 하위 단계를 포함한다.

모든 그레이 레벨 함수가 음이면, 라인 유사성 기술자는 무효로 간주되고, 적어도 하나의 그레이 레벨 함수가 양이면, 라인 유사성 기술자는 무효가 아닌 것으로 간주되므로, 획득된 이미지 패턴의 선형 부분은 이미저에 의해 판독될 수 있다.

단계(E)는 각 그레이 레벨 함수의 평균 그레이 레벨를 서로 비교하는 것으로 이루어지는 패턴의 선형 부분의 프로파일을 결정하는 제 5 하위 단계(E5)를 포함하며, 가장 큰 평균 그레이 레벨 값을 갖는 그레이 레벨 함수는 제어 유닛에 의해 획득한 이미지 패턴의 선형 부분에 대한 가장 가능성 있는 프로파일을 나타내는 것으로 간주된다. 유리하게, 제어 유닛이 시야 내에 액체의 부재와 호환 가능하다고 간주할 때, 제어 유닛이 웰 내에 액체가 없다고 간주하는 것을 의미한다. 유리하게는, 제어 유닛이 시야 내에 액체의 부재와 호환 가능하지 않다고 간주하는 경우, 이는 제어 유닛이 웰 내에 액체가 있는 것으로 간주한다는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 단계들(E1 및 E2)은 단계들(E3 및 E4) 전에 수행되지만, 대안적인 실시예에서 단계들(E3 및 E4)은 단계들(E1 및 E2) 전에 수행될 수 있다.

이상적으로, 샘플이 없는 경우, 패턴의 선형 부분에 대한 가장 가능성이 높은 프로파일은 중앙화된 제 2 스캔과 매우 유사해야 하며, 실제로 중앙화된 제 2 스캔으로부터 제거된 다른 제 2 스캔은 0으로 또는 매우 낮은 값(거의 검은 점들)으로 채워지는 것으로 가정된다.

가장 가능성이 높은 프로파일의 모든 지점이 중심화된 제 2 스캔으로부터 범위가 얼마인지 평가된다. 구체적으로, 복수의 범위가 있고 각 범위에 대해, 가장 가능성이 높은 프로파일의 각 포인트에 점수가 적절하게 할당되고, 합계로 누적되어, 라인 유사성 기술자를 계산한다.

이러한 범위들은 절대값들로 한정될 수 있는데, 왜냐하면 그레이 레벨들이 이미지를 사전에 전처리함으로써 정규화되어 전체 범위(0-255)에 걸쳐 분포되기 때문이다. 대안적으로, 정규화가 수행되지 않은 경우, 예상된 범위들은 중앙 스캔의 값들의 특정 백분율로 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 검출 방법은 시야 내에서 예상되는 바와 같이 판독될 수 있는 패턴의 선형 부분의 확률을 나타내는 가시적 패턴 가능성의 백분율 지수에 기초하여 지지체의 웰 내에 액체의 존재를 평가하는 것으로 이루어지는 단계(F)를 포함하며, 가시적 패턴 가능성의 백분율 지수는 일치 기술자들 및 라인 유사성 기술자들의 함수이다.

단계(F)는 전체 기술자 및 라인 유사성 기술자를 정규화하는 하위 단계(F1)를 포함한다. 전체 기술자의 정규화는 [-N, 3*n의 제 1 스캔] 범위를 [0, 100] 범위로 변환함으로써 수행된다.

3은 각 n개의 제 1 스캔의 기술자에 대한 최대값인데, 절대 위치 기술자에 대해 +1, 상대 위치 기술자에 대해 +1, 진폭 기술자에 대해 +1이 주어질 수 있기 때문이다.

N은 특이값 기술자의 수이며, -1을 각각 부여한다.

또한, 단계(F)는 다음과 같이 정규화된 전체 기술자 및 정규화된 라인 유사성 기술자를 평균화하는 하위 단계(F2)를 포함한다:

가시적 패턴 가능성 지수 = 정규화된 라인 유사성 기술자/2 + 정규화된 전체 기술자/2.

가시적 패턴 가능성 지수가 결정진 범위 내에 있으면, 획득 이미지의 패턴은 기준 영상을 기준으로 예상한 위치에 있고, 따라서 제어 유닛는 시야 내에 액체의 부재와 호환 가능한 것으로 간주한다. 백분율 지수가 65% 내지 85% 사이의 결정된 범위 밖에 있다면, 획득된 이미지의 패턴은 기준 이미지를 기준으로 예상된 위치에 있지 않으며, 제어 유닛은 시야 내의 액체의 부재와 호환되지 않는 것으로 간주한다.

제어 유닛이 웰 내의 액체 부족을 검출하면, 적어도 하나의 지지체(수 개의 지지체가 베이스 상에 로드될 때)에서 전체 로드(모든 지지체들)가 중지되고, 사용자는 식별된 빈 웰을 수정하고 다시 채우도록, 디스플레이 또는 음향 알림에 의해 또는 둘 모두에 의해 경고를 받는다. 웰이 채워지면, 프로세스는 계속될 수 있다.

물론, 본 발명은 첨부된 도면에 기술되고 도시된 실시예들에 제한되지 않는다. 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 특히 다양한 요소들의 구성 관점에서 또는 기술 등가물의 대체에 의한 수정이 가능하다.

Claims (15)

1. 예를 들어 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 디바이스에서 수행되는 분석을 위한 투명 또는 반투명 지지체의 웰 내부에 액체의 존재를 검출하는 방법으로서, 적어도 다음의 단계들을 포함하는 검출 방법:
   A. 시스템(100)으로서,
   - 분석을 위해 액체로 채워지도록 구성된 적어도 하나의 웰(111)을 포함하는 지지체(110),
   - 예를 들어 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 디바이스(120)로서:
   o 적어도 하나의 지지체(110)를 수용하도록 구성된 베이스(121),
   o 적어도 하나의 기준 이미지를 저장하는 하나의 제어 유닛(122),
   o 상기 제어 유닛에 의해 제어되고 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되는 시야를 갖는 하나의 이미저(123)로서, 제어 유닛은 이미저에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지를 처리하도록 구성되는, 하나의 이미저(123)를 포함하는, 디바이스,
   - 적어도 하나의 선형 부분(131)을 포함하는 적어도 하나의 패턴(130)으로서, 상기 패턴은 웰이 채워질 때 분석될 액체에 의해 적어도 부분적으로 중첩되도록 배열되며, 패턴의 적어도 하나의 이미지에 대응하는 기준 이미지는 지지체가 없이 및 액체가 상기 패턴에 중첩됨이 없이 획득되는, 적어도 하나의 패턴(130)
   을 포함하는 시스템(100)을 제공하는 단계:
   B. 상기 디바이스(120)의 베이스(121) 상에 지지체(110)를 로딩하는 단계로서, 상기 지지체(110)의 적어도 하나의 웰(111)은 시야에 위치되는, 지지체(110)를 로딩하는 단계,
   C. 이미저(123)에 의해 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하는 단계,
   D. 획득한 이미지를 제어 유닛(122)에 전송하는 단계,
   E. 다음에 의해 획득되는 이미지에서 패턴의 위치를 결정하는 단계:
   E1. 제 1 방향과 다른 방향으로 분포된 적어도 복수의 제 1 스캔의 제 1 방향을 따른 스캐닝을 수행하는 단계,
   E2. 제 1 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했는지 여부를 나타내는 복수의 일치 기술자들을 결정하는 단계,
   E3. 제 2 방향으로 연장되고 제 1 방향으로 서로 이격되어 분포되는 적어도 복수의 제 2 스캔의 제 1 방향을 따른 스캐닝을 수행하는 단계,
   E4. 제 2 스캔이 패턴과 적어도 부분적으로 중첩되는지를 나타내는 적어도 하나의 라인 유사성 기술자를 결정하는 단계,
   F. 패턴의 선형 부분이 시야에서 예상되는 대로 읽을 수 있는 확률을 나타내고 일치 기술자들과 라인 유사성 기술자들의 함수인 가시 패턴 가능성의 백분율 지수에 기초하여, 지지체(110)의 웰(111) 내에서 액체의 존재를 평가하는 단계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 스캔은 수직 방향을 따른 스캐닝이고, 상기 제 1 스캔은 미리 결정된 위치에서 수행되며, 적어도 하나의 제 1 스캔은 시야 내에 중심을 두는, 검출 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   하위 단계 E2에서, 상기 제어 유닛은 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들이 동일한 좌표 및 동일한 진폭을 가질 때 제 1 스캔이 패턴의 선형 부분을 교차했다고 간주하는, 검출 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일치 기술자들 중에는, 위치 기술자들 및 진폭 기술자들이 존재하는, 검출 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 위치 기술자들은, 적어도 (i) 결정된 범위에서 각각의 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치를 나타내는 절대 위치 기술자를 포함하고, (ii) 제 2 특징은 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 각 피크 사이의 거리를 나타내는 상대 위치 기술자인, 검출 방법.
6. 제5항에 있어서,
   제 1 스캔의 절대 위치 기술자는, 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치와, 다른 제 1 스캔의 피크들의 위치와 독립적인 기준 위치의 비교로부터 얻어지고, 절대 위치 기술자의 값은, 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크가 제어 유닛에 의해 결정된 범위 내에서 발견되는 경우, 및 각각의 제 1 스캔이 그레이 레벨의 피크를 갖는 경우, 미리한정된 점수, 예를 들어 1만큼 증가되는, 검출 방법.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상대 위치 기술자는, 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크 위치와, 각 제 1 스캔의 그레이 레벨의 피크들의 각 위치의 평균에 대응하는 평균 피크 위치의 비교로부터 얻어지며: 만약 그레이 레벨의 피크 위치와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내에서의 거리가 예상 범위 내에 있으면, 상대 위치 기술자는 미리한정된 점수를 가지고, 만약 각 피크와 평균 피크 위치 사이의 픽셀들 내에서의 거리가 예상 범위 밖에 있으면, 상대 위치 기술자는 0의 점수를 가지는, 검출 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   진폭 기술자들은 그레이 레벨의 각 피크에 대해 다음 공식:
   진폭 기술자 = (PEAK(i) 진폭이 범위 내에 있으면 1, 그렇지 않으면 0)
   에 따라 계산되는, 검출 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   제 2 스캔은 수평 방향을 따른 스캐닝이고, 상기 제 2 스캔은 미리결정된 위치들에서 수행되며, 제 2 스캔 중 적어도 하나는 시야에 중심을 두는, 검출 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 라인 유사성 기술자를 결정하는 것으로 구성된 하위 단계 E4는 다음의 하위 단계:
    (iii) 제 2 중심화된 스캔의 그레이 레벨 값들과 적어도 하나의 다른 제 2 스캔의 그레이 레벨 값들 사이의 점대점 비교에 기초하여 n개의 그레이 레벨 함수들을 결정하는 단계,
    (iv) 이전에 결정된 그레이 레벨 함수들에 기초하여 라인 유사성 기술자의 값을 결정하는 단계
    를 포함하는, 검출 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 F는 전체 기술자 및 라인 유사성 기술자를 정규화하는 하위 단계 F1을 포함하는, 검출 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 F는 정규화된 전체 기술자 및 정규화된 라인 유사도 기술자를 평균화하는 다음과 같은 하위 단계 F2:
    보이는 패턴 가능성 지수 = 정규화된 라인 유사성 기술자/2 + 정규화된 전체 기술자/2
    을 포함하는, 검출 방법.
13. 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 분석물의 체외 검출 및/또는 정량화를 위한 시스템(100)으로서,
    a. 액체를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 웰(111)을 포함하는 적어도 부분적으로 투명하거나 반투명한 지지체(110),
    b. 디바이스(120)로서,
    - 적어도 하나의 지지체(110)를 수용하도록 구성된 베이스(121),
    - 하나의 제어 유닛(122),
    - 상기 제어 유닛에 의해 제어되고 상기 지지체의 적어도 하나의 웰의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되는, 시야를 갖는 하나의 이미저(123)를 포함하는, 디바이스(120)
    를 포함하며,
    상기 시스템은, 적어도 하나의 선형 부분(131)을 포함하고 액체에 의해 적어도 부분적으로 중첩되도록 의도된 적어도 하나의 패턴(130)을 포함하고, 상기 이미저는 시야의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성되고, 상기 제어 유닛은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 검출 방법에 따라 이미저에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 웰 내의 액체의 존재를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 패턴(130)은 디바이스(120)의 베이스(121) 상에 직접 에칭되는, 시스템.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 이미저(123)는 시야 내에 프레임이 형성될 때 지지체(110)의 식별 코드(114)를 획득 및 디코딩하도록 구성되고, 상기 이미저는 디코딩된 식별 코드(114)를 제어 유닛에 전송하도록 구성되는, 시스템.