TWI647452B - 具有放大功能的測試設備 - Google Patents

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TWI647452B
TWI647452B TW106115616A TW106115616A TWI647452B TW I647452 B TWI647452 B TW I647452B TW 106115616 A TW106115616 A TW 106115616A TW 106115616 A TW106115616 A TW 106115616A TW I647452 B TWI647452 B TW I647452B
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Abstract

具體實例揭示一種用於測試生物樣本之器件。該器件包括一樣本載體及一可拆卸外罩。該樣本載體包括一樣本固持區域。該可拆卸外罩置放於該樣本固持區域之頂部上。該可拆卸外罩包括經組態以與該樣本固持區域對準之一放大組件。該放大組件之焦距為0.1mm至8.5mm。該放大組件具有至少1之一線性放大比率。一些具體實例進一步包括一多相機組態。此等具體實例包括經配置以分別擷取該第一固持區域及該第二固持區域之一或多個圖像的一第一相機模組及一第二相機模組。該處理器可對不同固持區域之該等經擷取圖像執行不同的分析處理程序以判定關於該生物樣本之一結果。

Description

具有放大功能的測試設備
本發明係關於用於測試生物樣本之設備，且尤其係關於具有放大功能或分析物量化功能之測試設備。
目前，液體內含物之測試典型地委託給專業測試局以使用具有高放大比率之昂貴的顯微鏡設備來執行測試。由於個人不具有顯微鏡設備，故無法由個人執行測試活動。
然而，在一些當今測試類別中，需要經常執行測試；因此對頻繁測試之需求在時間及費用方面造成過度負擔。舉例而言，長期測試之類別包括對有不孕問題之患者的精液測試。該精液測試主要係針對精子之數目、其活動力及形態執行觀測。
精液測試方法包含：將男性受試者之精液在室溫下靜置一段時間，及取得一滴該樣本並將該樣本滴注於載玻片上，以及在顯微鏡下觀測該樣本。該等觀測不僅包括對個別精子執行高放大之觀測以識別個別精子之外部形貌，而且包括對大量之全部精子、其活動力、形態及每單位面積之數量執行觀測。然而，個人不能自己執行精液測試，此係由於業界尚未研發出允許個人經由簡單輔助器件執行測試的技術。
本發明提供一種具有放大功能之測試設備，其與習知的測試設備相比較便宜、需要較少勞動用於測試且易於使用。該技術可應用於精液測試以及其他測試領域，諸如含微生物之水、水品質、血液、尿液、體液、大便及皮膚表層組織/細胞。該技術與使用實驗室顯微鏡設備之習知技術相比提供具有顯著較低使用成本之簡單測試產品。
相較於習知技術，本文中所揭示之具有放大功能之測試設備提供可顯著降低樣本放大測試結構之成本的簡單結構，用於諸如精子測試、尿分析或其他體液分析之測試。本文中所揭示之技術經由設計具有樣本固持區域、放大部件及獨特創新組態之載體而可用於廣泛範圍之應用中。舉例而言，具有放大功能之測試設備可應用於檢測精子樣本之計數、活動力及形態。
本發明之具有放大功能之測試設備適合於在家執行測試。可即刻獲得測試之結果且成本低。舉例而言，具有放大功能之測試設備提供一種在家評定設法懷孕之夫妻的男性生育力之方式，以使得夫妻可作出是否需要醫學干預之知情決策。
所揭示之技術可與現有智慧通信器件(諸如智慧型電話或平板電腦)便利地整合，且能夠使用現有智慧通信器件擷取經放大測試圖像及執行後續操作，諸如儲存及傳遞圖像。該等器件之成本低，使得該等器件可實施為一次性器件或可重複使用之器件。
本發明之至少一些具體實例係關於一種用於測試生物樣本之器件(例如，測試盒或測試條帶)。該器件包括樣本載體及可拆卸外罩。樣本載體包括樣本固持區域。可拆卸外罩置放於該樣本固持區域之頂部 上。可拆卸外罩包括經組態以與樣本固持區域對準之放大組件。放大組件之焦距為0.1mm至8.5mm。放大組件具有至少1.0之線性放大比率。
本發明之至少一些具體實例係關於一種用於測試生物樣本之系統。該系統包括上文所提及之用於測試生物樣本之器件及基座組件。基座組件包括用於將測試生物樣本之器件插入至基座組件中的插入埠。基座組件進一步包括用於擷取樣本固持區域之圖像的相機組件，或用於固定包括用於擷取樣本固持區域之圖像之相機組件的行動器件的形狀配合框架。基座組件可進一步包括置放於相機組件下方之補充透鏡。放大組件與該補充透鏡之組合可具有至少1.0之有效線性放大比率。
本發明之至少一些具體實例係關於一種使用用於測試生物樣本之器件來測試精子的方法。該方法包括以下步驟：獲得用於測試上文所提及之生物樣本的器件，將精子樣本施加至樣本固持區域，記錄該精子樣本之視訊或圖像；基於所記錄視訊或所記錄圖像之至少一個圖框來判定該精子樣本之精子數；以及基於所記錄視訊或所記錄圖像判定該精子樣本之精子活動力。
本發明之至少一些具體實例係關於一種用於測試生物樣本之系統。該系統包括用於測試生物樣本之一次性器件及基座組件。該一次性器件包括含樣本固持區域之樣本載體及置放於該樣本固持區域之頂部上的可拆卸外罩。該基座組件包括將一次性器件插入至基座組件中之插入埠及相機。包括圖像感測器及光學透鏡模組之相機擷取樣本固持區域之一或多個圖像。
本發明之一些具體實例包括用於測試生物樣本之裝置。該裝 置可包括具有開口之殼體。接收機構可接收經由該開口插入之載體。該載體可包括第一固持區域及第二固持區域。第一固持區域及第二固持區域可攜載生物樣本或已暴露於生物樣本。
在一些實施中，該裝置可包括兩個相機模組。該等相機模組為經配置以擷取第一固持區域之一或多個圖像的第一相機模組，及經配置以擷取第二固持區域之一或多個圖像的第二相機模組。另外，一些具體實例包括攜載處理器之主電路板，該處理器經組態以對第一固持區域之經擷取圖像執行第一分析處理程序。處理器可經組態以對第二固持區域之經擷取圖像執行不同於第一分析處理程序之第二分析處理程序。在一些具體實例中，處理器可基於第一分析處理程序及第二分析處理程序兩者之結果判定關於生物樣本之結果。根據一或多個具體實例，該接收機構、該第一二相機模組及該第二相機模組以及該主電路板全部封裝於殼體內。
此外，在一些具體實例中，當處理器識別第一固持區域呈第一形狀時，處理器經組態以執行某一分析處理程序。舉例而言，若第一形狀表示生物樣本包括來自男性受試者之精子，則該處理程序可判定精子之一或多個特性。可判定之特性可包括：精子之濃度、精子之活動力及/或精子之形態。在一些實例中，可藉由使用第二相機模組執行對精子之一或多個特性的判定。在此等實例中之一些中，處理器進一步藉由使用第一相機模組來判定精子之至少一個額外特性。此額外特性可包括精子之酸度。舉例而言，載體可包括在第一固持區域中用色彩表示精子之酸度的pH指示器，且處理器可辨識用於識別酸度之色彩。
在一些實例中，當處理器識別第一固持區域呈可指示生物樣 本包括來自女性受試者之尿液的第二形狀時，處理器經組態以判定尿液之一或多個特性。可判定之特性可包括：LH位準、FSH位準及/或HCG位準。如同酸度，可藉由使用第一相機模組執行對尿液之一或多個特性的判定。類似地，載體可包括第一固持區域中之LH指示器、FSH指示器及/或HCG指示器。
在一些具體實例中，第一相機模組與第二相機模組相比具有更低放大比率及/或更低的相機解析度。
在一些具體實例中，處理器可經組態以(1)利用第一相機模組識別載體上之第一固持區域之形狀；及(2)基於第一固持區域之形狀選擇將執行之一組分析處理程序。第一固持區域之形狀可識別生物樣本之性別資訊。接著，回應於第一固持區域之形狀為第一形狀，由處理器選擇之該組分析處理程序可判定關於第一性別之生殖細胞的生育力。另外，回應於第一固持區域之形狀為第二形狀，由處理器選擇之該組分析處理程序可判定關於第二性別之生殖細胞的生育力。
現將詳細參考本發明之當前較佳具體實例，其實例示出於隨附圖式中。
5‧‧‧測試條帶
10‧‧‧載體
11‧‧‧樣本固持區域
12‧‧‧樣本接收埠
13‧‧‧空氣通道
14‧‧‧突起部件
15‧‧‧可撓性透明薄膜
16‧‧‧光束輔助導引結構
20‧‧‧外罩
21‧‧‧凹槽
30‧‧‧放大部件
30B‧‧‧放大部件
30C‧‧‧放大部件
31‧‧‧放大部件
40‧‧‧樣本
42‧‧‧樣本收集片
42A‧‧‧樣本收集區域
50‧‧‧側向照明器件
60‧‧‧智慧通信器件
61‧‧‧相機
70‧‧‧機筒型基座
71‧‧‧下部機筒基座
72‧‧‧上部機筒主體
73‧‧‧插入埠
74‧‧‧放大透鏡
75‧‧‧組裝框架
76‧‧‧相機對準孔
80‧‧‧光源
92‧‧‧防滑薄膜
94‧‧‧pH試紙
98‧‧‧隔離組件
1505‧‧‧步驟
1510‧‧‧步驟
1515‧‧‧步驟
1520‧‧‧步驟
1525‧‧‧步驟
1530‧‧‧步驟
1540‧‧‧步驟
1545‧‧‧步驟
1550‧‧‧步驟
1555‧‧‧步驟
1605‧‧‧步驟
1610‧‧‧步驟
1615‧‧‧步驟
1620‧‧‧步驟
1625‧‧‧步驟
1630‧‧‧步驟
1705‧‧‧精子
1710‧‧‧軌跡
1720‧‧‧軌跡
1805‧‧‧軌跡
1810‧‧‧曲線速度
1815‧‧‧直線速度
1820‧‧‧橫向頭部位移之幅度
1825‧‧‧平均路徑
1900‧‧‧測試設備
1905‧‧‧測試條帶器件
1910‧‧‧收集瓶
1920‧‧‧螢幕
2000‧‧‧測試設備
2005‧‧‧測試條帶器件
2105‧‧‧測試條帶器件
2110‧‧‧放大組件
2115‧‧‧樣本固持區域
2130‧‧‧相機模組
2135‧‧‧補充透鏡
2140‧‧‧光源
2205‧‧‧測試條帶器件
2210A‧‧‧外罩
2210B‧‧‧放大組件
2215A‧‧‧第一固持區域
2215B‧‧‧第二固持區域
2230A‧‧‧第一相機模組
2230B‧‧‧第二相機模組
2240A‧‧‧光源
2240B‧‧‧光源
2510‧‧‧收集瓶
2550‧‧‧開關
2560‧‧‧馬達
2570‧‧‧相機
2610‧‧‧收集瓶
2660‧‧‧馬達
2680‧‧‧移動元件
2690‧‧‧光感測器
2905(1)‧‧‧載體
2905(2)‧‧‧載體
2905(3)‧‧‧載體
2905(4)‧‧‧載體
2915A‧‧‧第一固持區域
2915B‧‧‧第二固持區域
3000‧‧‧處理程序
3002‧‧‧步驟
3004‧‧‧步驟
3006‧‧‧步驟
3008‧‧‧步驟
3010‧‧‧步驟
3012‧‧‧步驟
3014‧‧‧步驟
A1‧‧‧測試設備
A2‧‧‧測試設備
A3‧‧‧測試設備
A4‧‧‧測試設備
A5‧‧‧測試設備
A6‧‧‧測試設備
A7‧‧‧測試設備
A8‧‧‧測試設備
A9‧‧‧測試設備
A10‧‧‧測試設備
H1‧‧‧焦距
H2‧‧‧焦距
L1‧‧‧箭頭
L2‧‧‧箭頭
L3‧‧‧箭頭
S110‧‧‧步驟
S120‧‧‧步驟
S130‧‧‧步驟
S140‧‧‧步驟
圖1A為根據本發明之一具體實例之具有放大功能之測試設備的分解視圖。
圖1B為圖1A之測試設備之組裝視圖。
圖2A為圖1A之測試設備之橫截面視圖。
圖2B為測試設備之另一具體實例之橫截面視圖。
圖3為根據本發明之一具體實例之測試設備的測試之流程圖。
圖4為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的橫截面視圖。
圖5為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的橫截面視圖。
圖6為正在使用之圖5之測試設備的示意圖。
圖7為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的示意圖。
圖8為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的示意圖。
圖9為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的示意圖。
圖10為根據本發明之另一具體實例之具有放大功能之測試設備的示意圖。
圖11至圖13為根據本發明之另三個具體實例之具有放大功能之測試設備的視圖。
圖14A為根據本發明之另一具體實例之插入至儀錶器件中的測試條帶之示意圖。
圖14B為根據本發明之另一具體實例之儀錶器件之組件的示意圖。
圖15A示出藉由諸如儀錶器件或智慧通信器件之器件進行的精液測試之樣本處理程序。
圖15B示出圖15A中所示之處理程序之樣本步驟1515。
圖15C示出圖15A中所示之處理程序之樣本步驟1520。
圖15D示出圖15A中所示之處理程序之樣本步驟1530。
圖15E示出圖15A中所示之處理程序之樣本步驟1550。
圖15F示出圖15A中所示之處理程序之樣本步驟1555。
圖16示出判定精子濃度之樣本處理程序。
圖17示出樣本精子及樣本精子軌跡。
圖18示出判定精子軌跡及活動力之樣本處理程序。
圖19為包括收集瓶之測試設備之示意圖。
圖20為不包括收集瓶之測試設備之示意圖。
圖21A及圖21B為測試設備之各種具體實例之橫截面視圖。
圖22為具有兩個樣本固持區域之測試條帶器件之測試設備的示意圖。
圖23為具有自動聚焦功能之測試設備之組件的示意圖。
圖24為具有自動聚焦功能之另一測試設備之組件的示意圖。
圖25為包括開關及馬達之測試設備的示意圖。
圖26為包括可撓性元件之測試設備的示意圖。
圖27為用於分析男性客戶或患者之精液樣本的處理程序之流程圖。
圖28為用於分析女性客戶或患者之LH或HCG的處理程序之流程圖。
圖29示出可適合於具有多相機組態之測試設備(諸如圖22中所示之測試設備)的載體之實例。
圖30為用於利用本文所揭示之測試設備來分析男性受試者及女性受試者兩者之生育力的處理程序之流程圖。
圖1A及圖1B示出根據本發明之具體實例的具有放大功能之測試設備。本文中所揭示之具體實例用於說明目的且不應視為對本發明之所需限制。具有放大功能A1之測試設備包括：具有形成於載體10之頂部上之樣本固持區域11的載體10、堆疊於載體10之頂部上之外罩20及包括形成於外罩20上之凸透鏡型表面的至少一個放大部件30(亦被稱作放大組件或放大鏡)。
本具體實例之放大部件30包括如圖1A中所示之平面凸透鏡。然而，可包括其他類型之放大透鏡(例如，雙面雙凸透鏡)作為放大部件30。放大部件30經安置以與載體10之樣本固持區域11對準且覆蓋該樣本固持區域11。放大部件30可基於各種測試之測試要求而具有各種放大比率。舉例而言，該等測試可包括精液測試、尿液測試、滑動關節液測試、皮膚測試、水測試或其他體液測試等等。
使用本具體實例之具有放大功能之測試設備A1的測試不需要昂貴且操作耗時的額外放大透鏡或實驗室顯微鏡。此外，不需要使樣本固持區域與該等放大透鏡或實驗室顯微鏡對準。
如圖1A中所示，載體10之樣本固持區域11可經形成具有凹陷組態。凹陷組態設計提供含有樣本40之穩定大儲存空間。凹陷組態允許在執行測試之前將樣本靜置一所需時間段。舉例而言，在對精液樣本執行活動力測試之前，有必要在執行活動力測試之前使精液樣本於室溫下靜置一所需時間段。
樣本40可首先經滴注於凹陷組態(亦即，載體10之樣本固 持區域11)中以靜置一段時間。如圖1B中所示，外罩20之總面積可小於載體10之總面積。暴露在外罩20外部之樣本接收埠12形成於樣本固持區域11之一側上。樣本接收埠12可經設計以具有朝外擴展之形狀，該形狀可有助於平穩地滴注樣本。
圖2A示出延伸超出外罩20之另一側且形成於樣本固持區域11之另一側上的空氣通道13。空氣通道13可阻止空氣填充樣本固持區域11之內部，該填充在樣本呈液體狀態時阻止對樣本之接收。
如圖2A中所示，側向照明器件50可安置於測試設備A1之載體20之一側處。側向照明器件50可為樣本固持區域11中之樣本40提供照明且因此改良樣本40之經擷取測試圖像之解析度。在一些具體實例中，樣本固持區域11可接收在測試設備A1之頂部或底部上之光源的照明。
如圖1A中所示，放大部件30及外罩20可一體地形成，亦即，放大部件30及外罩20可為單一組件。在其他具體實例(諸如圖2B中所示之具體實例)中，可拆卸外罩20及安置於可拆卸外罩20之凹槽21中之放大組件30可各自為適於經整合在一起的獨立組件。換言之，相同類型之可拆卸外罩20可與各種放大比率之不同放大組件30整合。
在一些具體實例中，可拆卸外罩20之底部與樣本固持區域11之間的距離為0.005mm至10mm。在一些具體實例中，可拆卸外罩20之底部與樣本固持區域11之間的距離為約0.01mm。測試設備可包括一或多個間隔件(未示出)以確保可拆卸外罩20之底部與樣本固持區域11之間的距離。該(等)間隔件可與可拆卸外罩20或載體10之樣本固持區域11一體地形成。
在一些具體實例中，包括載體10及外罩20之條帶係用於精子測試。在一些具體實例中，用於判定精子濃度及活動力之最佳角度放大比率為約100至200。在一些具體實例中，用於判定精子形態之最佳角度放大比率為約200至300。放大組件愈薄，角度放大比率則愈高。
放大組件之焦距亦可與角度放大比率相關。在一些具體實例中，具有100之角度放大比率的放大組件具有2.19mm之焦距。具有156之角度放大比率的放大組件具有1.61mm之焦距。具有300之角度放大比率的放大組件具有0.73mm之焦距。在一些具體實例中，放大組件具有至少30、較佳地至少50之角度放大比率。在一些具體實例中，放大組件之焦距為0.1mm至3mm。
圖3示出使用圖1B中所示之具有放大功能的測試設備A1執行測試的樣本處理程序。在步驟S110中，將待測試之樣本40設置於樣本固持區域11中。在步驟S110中，使外罩20堆疊於載體10之頂部上，之後自樣本接收埠12將待測試之樣本40設置於樣本固持區域11中。替代地，可首先將待測試之樣本40直接設置於樣本固持區域11中，之後使外罩20堆疊於載體10之頂部上。在步驟S120中，根據樣本40之測試要求使樣本40靜置於樣本固持區域11中，選擇性地持續一段時間。在步驟S130中，智慧通信器件(例如，行動電話)附接在外罩20上，且使行動電話之相機與放大部件30對準，以使用行動電話之相機經由放大部件30擷取樣本之圖像或視訊。在步驟S140中，在行動電話或其他分析器件處運行之應用程式(APP)可用於對圖像或視訊執行分析，從而獲得測試結果。
如圖4中所示，支撐側(諸如突起部件)14可進一步形成 於測試設備A2之外罩20之頂部上放大部件30之邊界處。在一些具體實例中，突起型支撐結構可藉由添加突起部件14形成於外罩20之頂部上。當使用者試圖使用智慧通信器件60(例如，諸如智慧型電話或平板電腦之行動器件)擷取樣本之圖像或視訊時，具有相機61之智慧通信器件60之一側可固定至突起部件14(沿箭頭L1示出之方向)。因此，測試設備A2允許使用者使用智慧通信器件60擷取樣本之圖像或視訊，且不需要昂貴測試裝置記錄圖像或視訊。此外，為了最佳觀測距離，可基於相機61及測試設備A2之規格預定突起部件14之高度。
如圖5及圖6中所示，測試設備A3可包括機筒型基座70(亦被稱作基座組件)。機筒型基座70包括下部機筒基座71及可相對於下部機筒基座71上升或下降之上部機筒主體72。下部機筒基座71具有為堆疊在一起之外罩20及載體10提供插入位置之插入埠73。朝上發光器件80安置於下部機筒基座71之底部部件上，以自底部向外罩20及載體10之組合提供照明。上部機筒主體72可包括例如用於進一步放大之至少一個額外放大透鏡74。
可使用螺紋機構將上部機筒主體72附接至下部機筒基座71以使得上部機筒主體72可如同螺釘相對於下部機筒主體71上升或下降。換言之，上部機筒主體72可相對於下部機筒基座71沿箭頭L2方向旋轉以使得上部機筒主體72沿箭頭L3方向相對於下部機筒基座71向上及向下移動。藉由調整上部機筒主體72相對於下部機筒主體71之高度，該系統調整放大透鏡74之高度(改變放大比率)及相機61之高度。
組裝框架75(亦被稱作形狀配合框架)可安置於上部機筒 主體72之上端處。組裝框架75將智慧通信器件60固定在預定位置處。組裝框架75具有相機對準孔76。智慧通信器件60之相機61可經由相機對準孔76接收來自樣本的光。
安置於當前智慧通信器件60上之相機61典型地僅具有數位變焦功能。一般而言，高精確度之測試需要光學變焦透鏡。然而，使用測試設備A3之使用者不需要具有光學變焦透鏡之相機61。測試設備A3之高度調整功能為對準樣本、放大透鏡及相機61提供靈活的解決方案。
圖6示出已組裝且固定至組裝框架75上之智慧通信器件60，該組裝框架75安置於上部機筒主體72上。外罩20及含有樣本40之載體10經由插入埠73插入。朝上發光器件80可向樣本提供照明且增加樣本之亮度。
上部機筒主體72或機筒型基座70可沿著方向L2旋轉，以沿方向L3朝上或向下調整放大透鏡74及相機61之高度。高度調整機構實現調整放大比率之功能。相機61可在放大之後擷取樣本40之動態視訊或靜態測試圖像。此外，智慧通信器件60可使用其原始裝備功能儲存經擷取視訊或圖像、傳遞測試圖像或視訊及進行後續處理。
如圖7中所示，具有放大功能之測試設備A4包括安置於外罩20上之具有不同放大比率之複數個放大部件30、30B、30C。使用者可使外罩20偏移以使載體10之樣本固持區域11與具有不同放大比率之放大部件30、30B、30C中之任一者對準，以便獲得具有不同放大比率之測試結果。藉由此設計，具有單一模組之放大功能的測試設備A4可應用於滿足多個測試協定之放大要求，而不需要改變放大部件或外罩。
如圖8中所示，具有放大功能之測試設備A5包括可撓性透明薄膜15。可撓性透明薄膜15安置於載體10與放大部件30之間，且覆蓋樣本固持區域11。可撓性透明薄膜15覆蓋樣本40(呈液態)以使得樣本40在受限空間中。因此，將由空氣、灰塵及污物所致之外部影響約束至最低水準。此外，測試設備A5可藉由改變可撓性透明薄膜15之厚度來調整焦距。
如圖9中所示，具有放大功能之測試設備A6之放大部件30為平面凸透鏡，且面向載體10之放大部件30之表面為突起表面。因此，朝上凹型空心部件21形成於面向載體10之放大部件30之表面處。藉由平面凸透鏡之放大部件30之最厚部分之厚度定義焦距參數H1。如圖10中所示，具有放大功能之測試設備A7之焦距參數H2不同於圖9之焦距參數H1。
可藉由改變外罩20之厚度或放大部件30之曲率大小來調整焦距H1及H2。舉例而言，圖10中所示之焦距H2大於圖9中所示之焦距H1，且藉由改變放大部件30之曲率大小來達成。以此方式，可藉由採用不同放大部件30來滿足各種焦距之測試要求。
在一些具體實例中，放大部件30可為透明的且外罩20之其餘部分可不透明。另外，載體10可包括透明之樣本固持區域11。載體10之剩餘部分可為不透明的。當在測試設備上執行測試操作時，光可傳播穿過樣本固持區域11、放大部件30以抑制器件之其他部件中之光干擾的機會。
參見圖11，在具有放大功能之測試設備A8中，測試設備A8之載體10進一步包括形成於載體10之底部表面處的光束輔助導引結構16。載體10可由透明的或半透明的材料製成。光束輔助導引結構16可為不 透明的或包括顆粒結構、粗糙圖案、雕刻圖案或散射到達導引結構16之光束的其他合適結構。光束輔助導引結構16可為外罩及載體之整個表面或部分表面提供特定圖案。光束輔助導引結構16亦可全部圍繞載體10之側表面形成。
當外罩20及載體10經堆疊且附接至智慧通信器件60(例如，如圖4中所示)時，放大部件30與智慧通信器件60之相機61對準。另外，補充光(未示出)可安置在智慧通信器件60之表面上之相機61附近處。由補充光提供之光束可經導引至載體10以穿過外罩20照亮樣本固持區域11。同時，載體10之光束輔助導引結構16可使由補充光提供之光束散射，進而改良樣本固持區域11之亮度及照明均勻性。
藉由安置光束輔助導引結構16，測試設備不需要額外的補充光源來照亮載體10。因此，外罩20包括光透射性材料以使得智慧通信器件60之補充光可穿過外罩20到達樣本。在一些替代具體實例中，器件不包括外罩20且補充光直接到達載體10而不傳播穿過外罩20。
具有放大功能之測試設備A8可包括防滑薄膜92及pH試紙94。防滑薄膜92附接在外罩20之支撐側(諸如頂部側)上，且用於將外罩20穩定安置至智慧通信器件60之相機61，如圖4中所示，以使得放大部件30與智慧通信器件60之相機61對準。使用防滑薄膜92，智慧通信器件60相對於測試設備A8之定位經固定至預定組態。
防滑薄膜92可具有與放大部件30對準之開口，以使得防滑薄膜92不阻斷穿過放大部件30自樣本傳輸至相機61之光。防滑薄膜92可包括(例如)矽之材料。pH試紙94可安置於載體10之樣本固持區域11 上，以提供對樣本之pH值之指示。pH試紙94可在使用之後經替換。
另外，放大部件30及外罩20可採用可拆卸設計。因此，使用者可基於測試要求選擇不同於放大部件30之另一放大部件31來替換原始放大部件30。可與外罩20組裝之各種放大部件經組裝以達成不同的放大比率或其他光學特徵。
現參見圖12，具有放大功能之測試設備A9可進一步包括安置於樣本固持區域11中之樣本收集片42。樣本收集片42(例如)具有樣本收集區域42A。樣本收集區域42A可使用黏著或其他方法收集精子、皮下組織/細胞、寄生蟲卵及類似固體測試主體。在一些具體實例中，樣本收集片42可用作維持外罩20與樣本固持區域11之間的距離的間隔件。
接著，參見圖13，具有放大功能之測試設備A10可包括安置於載體10與外罩20之間的樣本固持區域11處的隔離組件98。隔離組件98可使放大部件30與樣本固持區域11中之測試液隔離，且防止測試液污染放大部件30。在一些具體實例中，隔離組件98可用作維持外罩20與樣本固持區域11之間的距離之間隔件。隔離組件98可與外罩20整合為單一組件。替代地，隔離組件98可與載體10整合為單一組件。
圖14A為根據本發明之另一具體實例之插入至儀錶器件中的測試條帶之示意圖。測試條帶5(亦稱為測試盒)包括可拆卸外罩20及載體10。換言之，可拆卸外罩20與載體10之組合(例如，如圖1B中所示)形成測試條帶5。測試條帶5經由插入埠插入至儀錶器件70(亦被稱作基座組件)中。插入埠可為例如側向或豎直插入埠。儀錶器件70可包括例如用於擷取測試條帶5中所收集之樣本之圖像的組件。
圖14B為根據本發明之另一具體實例之儀錶器件之組件的示意圖。儀錶器件70包括提供條帶5之插入位置的插入埠73。條帶5包括載體10及可拆卸外罩20。可拆卸外罩包括放大組件30。儀錶器件70包括用於擷取載體10之樣本固持區域之圖像或視訊的相機61。相機61與放大組件30對準。儀錶器件進一步包括用於自底部為樣本固持區域提供照明之光源80。在一些具體實例中，光準直儀(例如，準直透鏡或光反射器；現示出)可置放於光源80之頂部上以用於準直光束。環狀光圈可進一步置放於光源80與光準直儀之間以使得行進穿過光準直儀之光束形成空心錐形之光束。載體10可包括用於光傳播之透明或半透明材料。
在一些具體實例中，儀錶器件70可進一步包括使自樣本固持區域發射之光線之相位偏移的相位板。當光線傳播穿過樣本時，光線之速度增大或減小。因此，傳播穿過樣本之光線與未傳播穿過樣本之剩餘光線異相(約90度)。異相光線彼此干擾且增強樣本圖像之明亮部分與黑暗部分之間的對比度。
相位板可進一步使傳播穿過樣本之光線的相位偏移約90度，以便進一步增強由異相光線之干擾所致的對比度。因此，傳播穿過樣本之光線與未傳播穿過樣本之剩餘光線異相共約180度。光線之間的此破壞性干擾藉由暗化圖像中之對象且亮化該等對象之邊界來增強樣本圖像之對比度。
在一些替代具體實例中，此相位板可安置於條帶5之可拆卸外罩20之頂部上。換言之，相位板可為條帶5之部分，而非儀錶器件70之部分。
圖15示出藉由諸如分別在圖5及圖14中所示之儀錶器件70或智慧通信器件60的器件對精液測試進行之樣本處理程序。在步驟1505中，器件獲得樣本之圖像(圖框)。在步驟1510中，器件基於該圖像判定精子濃度。在步驟1515中，藉由分析pH條帶之色彩或灰度，器件可進一步判定樣本之pH值。舉例而言，器件可包括用以識別由相機擷取之圖像之部分(對應於pH條帶)的色彩及判定包含於該條帶中之生物樣本之生化特性(例如，pH位準)的處理器。在一些其他具體實例中，器件之光源可提供具有至少一個色彩之照明。舉例而言，光源可包括具有不同色彩(例如，紅色、綠色及藍色)之光發射器來形成各種色彩之光。器件之相機可進一步擷取用光照亮之樣本之至少一個(或更多)圖像。處理器可比較圖像之特定區域(例如，pH條帶區域)之色彩以判定生物樣本之特性或分析物之量化。在一些具體實例中，處理器僅需要一個圖像之特定區域之色彩來判定生物樣本之特性。舉例而言，器件(例如，測試設備)可包括用於校準圖像之色彩的色彩校準模組。處理器接著分析經校準圖像以判定生物樣本之特性。替代地，測試條帶可包括具有已知色彩之色彩校準區域。處理器基於色彩校準區域對圖像進行色彩校準操作，且接著分析經校準圖像以判定生物樣本之特性或分析物之量化。在一些具體實例中，pH條帶(或其他類型之生化測試條帶)中之試劑與生物樣本反應，之後圖像之特定區域(例如，pH條帶區域)示出特定色彩。在一些具體實例中，用於色彩偵測之特定區域必定需要對由相機擷取之圖像的放大。因此，至少在一些具體實例中，在用於色彩偵測之條帶之特定區域(例如，pH條帶區域)上方不存在放大組件或補充物。舉例而言，一些類型之生化測試條帶含有光化學試劑。 當光化學試劑與生物樣本中之特定分析物反應時，該反應造成條帶之樣本固持區域中之色彩變化。處理器可分析測試條帶之圖像(由相機擷取)以偵測色彩變化且量化生物樣本中之特定分析物。此外，器件可判定精子形態(1520)、精子容量(1525)及精子總數(1530)。在步驟1540中，器件獲得樣本之一系列多個圖框。在步驟1545、1550及1555中，器件可基於精子軌跡判定精子活動力參數且判定精子活動力。
圖16示出判定精子濃度之樣本處理程序。在1605中，如分別在圖5及圖14中所示之儀錶器件70或智慧通信器件60(「該器件」)之相機擷取精子樣本之經放大圖像。經擷取圖像為用於判定精子濃度之原始圖像。該器件接著將數位色彩圖像轉換成數位灰度圖像，且進一步將數位灰度圖像劃分成多個區域。
在步驟1610中，該器件基於每一區域之灰度值之均值及標準差對彼區域進行自適應定限二進位計算。該自適應定限二進位計算之目標為將為精子之候選者的對象識別為前景對象，且將區域之其餘部分識別為背景。
在二進位計算之後的圖像中之前景對象可仍包括實際上不為精子的雜質。彼等雜質小於該等精子或大於該等精子。該方法可為精子之大小設置上邊界值及下邊界值。在步驟1615中，該器件藉由移除大於精子之上邊界值或小於精子之下邊界值的雜質來對圖像進行降噪操作。在降噪操作之後，圖像中之前景對象表示精子。
該方法基於精子之頭部部分對圖像中之精子數目進行計數。在步驟1620及1625中，該器件進行距離變換操作以計算前景對象與背 景之間的最小距離，且亦識別局部最大值之位置。彼等位置為精子頭部位置之候選者。
在步驟1630中，該器件對每一精子候選對象進行橢圓擬合操作以減少不具有橢圓形狀且因此不為精子頭部之偽陽性候選者。接著，該器件對精子之剩餘陽性候選者之總數進行計數，且基於由圖像所表示之體積計算該等精子之濃度。該體積可為(例如)經擷取樣本固持區域之面積乘以樣本固持區域與外罩之底部之間的距離。
在一些具體實例中，該器件可使用樣本之多個圖像且分別基於該等圖像計算濃度值。接著，該器件計算該等濃度值之平均值以使得精子濃度之量測誤差最小化。
使用樣本之一系列圖像(例如，視訊圖框)，該器件可進一步判定精子之軌跡及活動力。舉例而言，圖17示出諸如精子1705之樣本精子及諸如軌跡1710及軌跡1720之樣本精子軌跡。
圖18示出判定精子軌跡及活動力之樣本處理程序。如分別在圖5及圖14中所示之儀錶器件70或智慧通信器件60(「該器件」)之相機擷取精子樣本之一系列圖像(例如，視訊圖框)。該器件使用經擷取之一系列圖像判定精子活動力之參數。為判定精子活動力之參數，該器件需要追蹤該系列圖像中之每一精子之軌跡。
該器件將數位色彩圖像轉換成數位灰度圖像。該器件首先識別該系列之第一圖像中之精子之頭部位置(例如，使用圖16中所示之方法)。第一圖像中之精子之經識別頭部位置為待追蹤之精子軌跡之初始位置。在一些具體實例中，該器件可使用二維卡爾曼過濾(Kalman filter)來 估計該等精子之運動的軌跡。
在一些具體實例中，用於追蹤具有量測值z j (k)之精子s j 的二維卡爾曼過濾包括以下之步驟：
1：計算預測狀態及誤差共變數矩陣P sj (k|k-1)： P sj (k|k-1)=F(k)P sj (k-1|k-1)F(k) T +Q(k-1)
2：使用預測狀態、量測值z j (k)及誤差共變數矩陣P sj (k|k-1)，計算經預測量測值、量測值殘差v sj (k)及殘差共變數矩陣S sj (k)： S sj (k)=H(k)P sj (k|k-1)H(k) T +N(k)
3：若v sj (k) T S sj (k)-1 v sj (k)<γ及∥v sj (k)∥/T V max，則計算卡爾曼過濾增益K sj (k)、經更新狀態估計值及經更新誤差共變數矩陣P sj (k|k)：K sj (k)=P sj (k|k-1)H T (k)S sj (k)-1 P sj (k|k)=P sj (k|k-1)-K sj (k)H(k)P sj (k|k-1)
(k|k-1)表示基於圖像k-1對圖像k之預測，為第j個精子之位置及速度之狀態。P sj 為估計誤差之共變數矩陣，Q(k-1)為處理雜訊共變數矩陣，N(k)為白色位置雜訊向量之共變數矩陣，γ為閘極臨限值且V max為最大可能精子速度。
當追蹤多個精子之多個軌跡時，該方法可使用聯合概率資料關聯過濾來決定軌跡路徑。該聯合概率資料關聯過濾判定偵測目標與量測目標之間的可行聯合關聯事件。可行聯合關聯事件(A js )為偵測精子s與 量測精子j之間的相對概率值。接著，該方法基於最佳指定方法進行路徑分配決策。Ajt定義為：
λ為參數，f sj [z j (k)]為該等偵測精子之高斯概率密度函數。
基於一時間段內之該系列圖框，該方法識別每一精子之軌跡，諸如如圖18中所示之軌跡1805。接著，該方法基於該等軌跡判定精子活動力之各種參數。該等參數包括：例如，曲線速度(curvilinear velocity；VCL)、直線速度(straight-line velocity；VSL)、線性度(linearity；LIN)及橫向頭部位移幅度(amplitude of lateral head displacement；ALH)。曲線速度(VCL)1810經定義為在單位時間內之運動距離的總和。直線速度(VSL)1815經定義為在單位時間內之直線運動距離。線性度(LIN)經定義為VSL除以VCL。橫向頭部位移幅度(ALH)1820經定義為精子頭部相對於平均路徑1825之橫向位移之幅度的兩倍。
在一些具體實例中，曲線速度(VCL)1810可用於判定精子活動力。該方法可設定速度臨限值。具有高於或等於速度臨限值之VCL的任何精子經識別為活躍精子。具有低於速度臨限值之VCL的其餘精子經識別為非活躍精子。活動力之位準為經識別活躍精子之數目除以自圖像辨識之精子之總數。
該方法可進一步分析精子形態。儀錶器件70或智慧通信器件60(「該器件」)之相機擷取精子樣本之經放大圖像。經擷取圖像為判定精子形態之原始圖像。
該方法基於分段偵測精子候選者之形狀。該方法將該等精子之頭部之位置用作初始點。使用與形狀相關之分段演算法，該方法將精子之圖像分割成頭部部分、頸部部分及尾部部分。舉例而言，該方法可使用諸如主動輪廓模型之方法分割該等精子。
基於各部分，該方法計算各種部分之參數(諸如長度及寬度)。可使用包括已經標記之樣本的訓練資料集合來訓練分類器(諸如支援向量機、神經網路、迴旋神經網路或AdaBoost算法)。在訓練之後，可將精子之各種部分之參數饋入至分類器以判定精子是否具有恰當的形態。在一些具體實例中，分類器可用於諸如偵測細胞及微生物之特性的其他應用。
圖19為根據本發明之至少一個具體實例之包括收集瓶之測試設備的示意圖。測試條帶器件1905可經由插入埠插入至測試設備1900中。測試條帶器件1905可包括用於收集樣本(例如，精子樣本)之收集瓶1910或包括容納收集瓶之槽孔。測試設備1900可包括感測器(未示出)以偵測收集瓶1910是否插入至測試設備1900中。
測試設備1900可具有用於判定收集瓶1910插入至測試設備1900中所歷經之時間段的計時器機構。在插入含有樣本之收集瓶1910之後，測試設備1900可等待預定時間段(例如，30分鐘)來液化樣本，之後促使使用者將樣本自收集瓶1910轉移至測試條帶器件1905。在一些具體實例中，測試設備1900可包括相機或感測器以判定樣本是否已經液化。
此外，測試設備可包括移動機構以將機械力施加至收集瓶1910以便將樣本混合於收集瓶1910中。舉例而言，移動機構可(例如)搖動、振動或旋轉收集瓶1910。在一些其他具體實例中，測試設備可包括待 插入至收集瓶1910中且攪拌收集瓶1910中之樣本的桿。
測試設備1900視情況可包括用於顯示資訊之螢幕1920。舉例而言，螢幕1920可示出關於如何操作測試設備1900之指令或提示。螢幕1920亦可示出在測試設備1900進行測試之後的測試結果。另外或替代地，測試設備1900可包括已知通信模組以使得其可與使用者之計算器件(例如，具有移動軟體應用程式之智慧型電話，或諸如膝上型電腦之傳統個人電腦)通信(例如，分析結果及/或藉由相機模組獲取之圖像)。測試設備1900可操作以接收來自使用者(例如，來自螢幕1920及/或來自前述通信模組)之指令，且基於指令執行選定數目之自動化分析處理程序。測試設備1900亦可將結果及/或樣本之圖像顯示於螢幕1920上或使用者之電腦(例如，經由前述通信模組)上，或兩者上。
類似於在圖14A及圖14B中所示之測試設備，測試設備1900可包括用於擷取測試條帶器件1905之圖像或視訊的相機(未示出)。測試設備1900可進一步包括用於處理用於判定測試結果之圖像或視訊(例如，經由圖16中所示之處理程序)之處理器(未示出)。
在一些具體實例中，舉例而言，放大組件2110為放大透鏡。放大組件2110之放大能力可由角度放大比率或線性放大比率表示。角度放大比率為如經由光學系統所見之對象之角度大小與如直接在最近明視距離處(亦即，距人眼250mm)所見之對象之角度大小之間的比率。線性放大比率為將投射在圖像感測器上之對象之圖像之大小與實際對象之大小之間的比率。
舉例而言，該等放大透鏡可具有6mm之焦距、1mm之厚 度及2mm之直徑。假設250mm為人眼之近點距離(亦即，人眼可聚焦之最近距離)，則角度放大比率為250mm/6mm=41.7倍。放大組件2110與樣本固持區域2115之間的距離可為(例如)9mm。因此，線性放大比率可接近於2。換言之，由放大組件造成之圖像感測器上之對象之圖像之大小為在放大組件下方之實際對象之大小的2倍。
在一些具體實例中，放大組件具有0.1mm至8.5mm之焦距。在一些具體實例中，放大組件之線性放大比率為至少1。在一些具體實例中，放大組件之線性放大比率為0.5至10.0。
在一些具體實例中，補充透鏡2135置放於相機模組2130下方以用於進一步放大圖像及減小放大組件2110與樣本固持區域2115之間的距離。整個光學系統之有效線性放大比率可為(例如)3。換言之，由相機模組2130擷取的對象之圖像的大小為樣本固持區域2115中之實際對象之大小之3倍。在一些具體實例中，測試設備之整個光學系統之有效線性放大比率為1.0至100.0，較佳為1.0至48.0。
在一些具體實例中，相機模組之圖像感測器具有1.4μm之像素大小。典型地，對象之經擷取圖像需要獲取至少1像素以便恰當地分析對象之形狀。因此，對象之經擷取圖像之大小需要為至少1.4μm。若測試設備之線性放大比率為3，則測試設備可恰當地分析具有至少0.47μm之大小的對象之形狀。
在一些具體實例中，相機模組之圖像感測器具有1.67μm之像素大小。接著，對象之經擷取圖像之大小需要為至少1.67μm以便恰當地分析對象之形狀。若測試設備之線性放大比率為3，則測試設備可恰當 地分析具有至少0.56μm之大小的對象之形狀。
在一些具體實例中，舉例而言，整個光學系統之長度可為(例如)24mm。放大組件之底部與樣本固持區域2115之頂部之間的距離可為(例如)1mm。在一些具體實例中，測試設備之整個光學系統之長度為2mm至100mm，較佳為5mm至35mm。
圖20為根據本發明之至少一個具體實例之不包括收集瓶之測試設備的示意圖。不同於測試設備1900，測試設備2000不包括收集瓶或用於插入收集瓶之槽孔。由使用者或操作員將樣本直接施加至測試條帶器件2005，而不收集在收集瓶中。
圖21A為測試設備1900之具體實例之橫截面視圖。測試設備1900之A-A截面示出在測試條帶器件2105之頂部上用於擷取測試條帶器件2105之樣本固持區域2115之圖像或視訊的相機模組2130。測試條帶器件2105包括在樣本固持區域2115之頂部上的放大組件2110。在測試條帶器件2105下方之光源2140為樣本固持區域2115提供照明。在一些其他具體實例中，光源可置放於測試條帶器件之頂部上或橫向置放於測試條帶器件之一側。可存在用於在測試條帶器件上提供照明之多個光源或光源陣列。在一些具體實例中，可視分析物類型而切換、調整或選擇光源之不同組合，以使得分析物由具有恰當色彩之光照亮。
在一些具體實例中，測試條帶器件2105可包括在樣本固持區域2115中或附近之測試條帶。舉例而言，測試條帶可為pH測試條帶、HCG(人絨毛膜促性腺激素)測試條帶、LH(黃體激素)測試條帶或果糖測試條帶。當樣本固持區域中之樣本之分析物與測試條帶中之化學或生化 試劑相互作用時，測試條帶之一些光學特性(例如，色彩或光強度)可改變。相機模組2130可擷取測試條帶之色彩或強度以判定測試結果，諸如pH位準、HCG位準、LH位準或果糖位準。在一些具體實例中，在測試條帶上方之放大組件2110可用透明的或半透明的外罩替換。因此，測試設備可同時對樣本中之分析物進行檢核及經由樣本之一或多個放大圖像對樣本進行另一分析。
圖21B為測試設備1900之另一具體實例之橫截面圖。測試設備1900之A-A截面示出在測試條帶器件2105之頂部上之用於擷取測試條帶器件2105之樣本固持區域2115之圖像或視訊的相機模組2130，其包括感測器及一或多個透鏡2135(亦被稱作補充透鏡或光學透鏡模組)。在測試條帶器件2105下方(或安置於其他地方)之光源2140為樣本固持區域2115提供照明。放大組件2110可附接至透鏡2135之底部，而非如圖21A中所示在樣本固持區域2115之頂部上。在一些具體實例中，若透鏡2135提供足夠的放大能力，則元件2110可為不具有放大能力之平坦光透射性外罩。在一些其他具體實例中，若透鏡2135提供足夠的放大能力(例如，若透鏡2135之線性放大比率為至少1.0)，則測試設備1900不包括放大組件2110。
圖22為具有兩個樣本固持區域之測試條帶器件之測試設備的示意圖。圖29示出可適合於具有多相機組態之測試設備(諸如圖22中所示之測試設備)的載體之實例。同時參照圖19及圖20，圖22中所示之測試設備可為測試設備1900(亦即，具有收集瓶)或測試設備2000(亦即，不具有收集瓶)之另一變體。如圖22中所示，接收機構包括於測試設備中以接收一或多個載體(例如，諸如測試條帶器件2205之測試條帶器件，或 諸如瓶子1910之收集瓶)，該等載體可經由測試設備之殼體上之開口插入。
在一些具體實例中，單一載體可包括第一固持區域及第二固持區域，諸如由圖22中之測試條帶器件2205所示。如圖22中所示，至少兩個相機模組可包括於測試設備中。兩個相機模組包括經配置以分別擷取第一固持區域2215A及第二固持區域2215B之圖像及/或視訊的第一相機模組2230A及第二相機模組2230B。更特定言之，測試條帶器件2205可包括樣本固持區域2215A及另一樣本固持區域2215B。在一些實例中，透明的或半透明的外罩2210A置放於樣本固持區域2215A之頂部上。光源2240A可為可控制的且可在樣本固持區域2215A上提供照明。相機模組2230A經定位以擷取樣本固持區域2215A之圖像或視訊。作為一可選實施，放大組件2210B可置放於樣本固持區域2215B之頂部上。另外，在一些具體實例中，光源2240B可操作以在樣本固持區域2215B上提供照明。相機模組2230B經定位以擷取樣本固持區域2215B之圖像或視訊。第一固持區域及第二固持區域可直接攜載生物樣本或已暴露於生物樣本。類似於關於圖14B引入之結構，在一些具體實例中，測試設備可包括用於將光源發射之光束準直至固持區域中之至少一者的光準直儀。在一些具體實例中，環狀光圈可進一步包括在光源與光準直儀之間以用於形成行進穿過光準直儀且接著到達樣本固持區域之空心錐形光束。在一些額外具體實例中，相位板可包括在樣本固持區域與相機模組中之至少一者之間以用於相移由樣本固持區域反射之光線。
作為具有多個固持區域之單一載體的替代方案，多個載體可經由其個別開口、埠或槽孔插入至測試設備中。舉例而言，兩個獨立測試 條帶器件可分別包括樣本固持區域2215A及2215B。視測試之需要而定，樣本固持區域2215A及2215B在測試條帶中之位置可經設計以與相機模組2230A及2230B對準。在一些具體實例中，兩個測試條帶器件經由兩個獨立插入埠插入至測試設備中。
除其他益處之外，測試之便利性及容易度為本文所揭示之測試設備可提供之兩個顯著益處。根據本文具體實例，所揭示之測試設備之使用者不必在該使用者可利用測試設備產生結果之前具備關於如何對生物樣本執行各種類型之分析的任何專業知識。因此，測試設備可包括用於對樣本執行自動化分析處理程序之處理器且判定關於樣本之結果。該處理器可藉由主電路板(亦即，已知組件，為簡單起見未示出)攜載。另外，測試設備較佳地為較小的且不與在實驗室中常見之傳統測試設備一樣龐大。因此，在一些具體實例中，諸如圖19及圖20中所示之彼等，載體之接收機構、相機模組及主電路板可全部封裝於測試設備之殼體內。測試設備可具有較小的外觀尺寸，諸如小於30cm×30cm×30cm，亦即27,000cm3。在一些具體實例中，測試設備可進一步包括封裝於殼體內之電池隔室，以使得電池可安裝在電池隔室中為測試設備供電。
在一些具體實例中，包括於測試設備中之處理器可對不同固持區域執行不同分析，且可基於對不同區域執行之分析的結果之組合導出結果。換言之，處理器可經組態以對第一固持區域之經擷取圖像執行第一分析處理程序、對第二固持區域之經擷取圖像執行不同於第一分析處理程序之第二分析處理程序，且基於第一分析處理程序及第二分析處理程序兩者之結果判定關於生物樣本之結果。如本文所使用，術語「分析處理程序 (analytic process)」意謂可評估自許多來源收集之資訊(例如，固持區域之圖像)之一或多個片段，且產生關於來源之結果、結論、最終結果、估計值或其類似者的處理程序。
根據一些實例，測試設備可使用相機模組2230A、光源2240A及外罩2210A之組合來定量分析物或判定樣本之特性(例如，pH位準、LH位準、HCG位準或果糖位準)。另外，測試設備可進一步使用相機模組2230B、光源2240B及放大組件2210B之組合來分析樣本之經放大圖像以判定樣本之特性(例如，精子數量、精子活動力、精子形態等)。視各種類型之生化測試之要求而定，不同組合或組態之光源可用於照亮生化樣本。多相機組態尤其有益，此係由於不同分析處理程序可經由不同相機模組執行而不需要使用者更換載體(例如，測試條帶器件)，由此加速結果生成且降低必要人類操作之複雜度。光源2240A及2240B封裝於殼體內部且經配置以為相機模組中之至少一者照亮生物樣本。根據一或多個具體實例，處理器經組態以基於處理器當前經組態以執行之分析處理程序來控制光源。
此外，在一些具體實例中，處理器可基於載體上之視覺提示執行不同的分析處理程序。舉例而言，一些具體實例可對固持區域之圖像執行圖像辨識及處理，且可根據來自圖像辨識之結果的視覺提示執行不同的分析處理程序。實例載體2905(1)至2905(4)示出於圖29中，其中載體2905(1)用於關於男性受試者之生殖細胞的生育力測試(例如，經由其精子)，且載體2905(2)、2905(3)及2905(4)用於關於女性受試者之生殖細胞的生育力測試(例如，經由其尿液)。如所示，載體2905(1)至2905(4)全部具有對應於第一相機模組2230A之位置的第一固持區域2915A，但僅載體2905(1)包括第 二固持區域2915B。在一些實例中，載體上之視覺提示可為特定固持區域(例如，固持區域2215A)之形狀。對於本文中之論述，固持區域之形狀意謂固持區域之整體邊緣(或外部周邊)。舉例而言，該形狀可為圓形、卵形、三角形、矩形，或藉由利用已知圖像處理技術之處理器在如由個別相機模組(例如，相機模組2230A)所擷取之固持區域之圖像上可識別的任何適合之形狀。視覺提示之額外實例可包括圖解圖案、視覺標誌、一維條碼、多維圖案碼(例如，QR碼)等。
同時參照圖22及圖29，在一些具體實例中，當處理器識別(例如，經由第一相機模組2230A)第一固持區域(例如，載體2905(1)之區域2215A或區域2915A)呈第一形狀(例如，圓形)時，處理器經組態以執行某一分析處理程序(例如，男性受試者之生育力，諸如根據其精子樣本之各種特性)，且當第一固持區域(載體2905(2)之區域2215A或區域2915A)呈第二形狀(例如，卵形)時，處理器將執行不同的分析處理程序(例如，對女性受試者之生育力之分析，諸如根據其尿液樣本之激素位準)。以此方式，測試設備不僅不限於執行僅一種類型之測試(例如，精子之生育力)，而且其亦可基於插入至機器中之載體(例如，測試條帶器件)相應地切換分析處理程序。
更特定言之，根據一些實施，當形狀表示生物樣本包括來自男性受試者之精子時，則處理程序可判定精子之一或多個特性，諸如本文中所引入之彼等特性。在一些實例中，可藉由使用第二相機模組2230B執行對精子之一或多個特性的判定。對於一些特定實例，可判定之特性可包括：精子之濃度、精子之活動力及/或精子之形態。根據一些具體實例，處 理器經組態以(1)基於經擷取圖像中之單一圖像判定精子之濃度及/或精子之形態，且(2)基於經擷取圖像中之兩個或多於兩個圖像判定精子之活動力。
鑒於以上情況，圖30為用於利用本文所揭示之測試設備(例如，在圖22中)分析男性受試者及女性受試者兩者之生育力的實例處理程序3000之流程圖。繼續參照圖29，在下文說明處理程序3000。應注意，以下實例首先施加男性之樣本，接著為女性之樣本，但可執行反向次序(亦即，女性及接著男性)，而對結果之精確度無影響。
首先在步驟3002中，使用者可將男性受試者之生物樣本(例如，精子)施加至第一載體(例如，載體2905(1))之第一固持區域(例如，區域2915A)及第二固持區域(區域2915B)。接著，在步驟3004中，使用者將第一載體插入至測試設備(例如，圖22中所示之一者)，且因為載體2905(1)之第一固持區域2915A之形狀為圓形，測試設備可自動獲取當前樣本含有來自男性之精子的知識且相應地選擇分析處理程序。接著，在步驟3006中，使用者可使用測試設備判定精子之一或多個特性。舉例而言，如此處所論述，測試設備中之處理器可利用第一相機模組2230A來獲取載體2095(1)之第一固持區域2915A之圖像(該載體2095(1)可包括回應於不同酸度而示出不同色彩之測試條帶)，且識別測試條帶之色彩以判定精子之酸度。另外，在步驟3006中，測試設備中之處理器可利用第二相機模組2230B來判定選自由以下組成之群組的精子之一或多個特性：精子之濃度、精子之活動力及精子之形態。
接著，在步驟3008中，使用者可將來自女性受試者之尿液 施加至第二載體(例如，載體2905(2))之固持區域2915A。在步驟3010中，使用者將第二載體插入至測試設備，且由於載體2905(2)之第一固持區域2915A之形狀為卵形，測試設備可自動地獲取當前樣本含有來自女性之尿液的知識且相應地選擇分析處理程序。在步驟3012中，測試設備例如藉由利用第二相機模組2230B判定尿液之一或多個特性。舉例而言，測試條帶可適合於使測試設備能夠判定一或多個類型之女性激素(例如，FSH、LH或HCG)之濃度位準。最後，在步驟3014中，使用者利用測試設備自動地分析男性及女性生物樣本之結果且判定關於受試者之生育力的最終結果。
在一些特定實例中，第一相機模組2230A與第二相機模組2230B相比可具有較低的相機解析度，且因此該兩個攝像機由處理器用以執行不同的分析處理程序。另外，第一相機模組2230A與第二相機模組2230B相比可具有較低的放大比率。第一相機模組2230A之一些實例可根本不具有放大功能，而第二相機模組2230A可具有固定的放大比率。另外或作為本身具有較高放大比率之第二相機模組2230B的替代方案，第二固持區域2215B之外罩2210B可包括放大組件，諸如圖22中所示。在一些實施中，該等相機模組之放大比率可為可調整的(例如，由處理器控制)。測試設備之一些實例規定第一相機模組2230A具有2百萬像素或更高之相機解析度，且第二相機模組2230B具有13百萬像素或更高之相機解析度。在一些實例中，第二相機模組2230B可包括至少4.8倍或更高之線性放大比率。
在此等實例中之一些中，處理器進一步藉由使用第一相機模組2230A來判定精子之至少一個額外特性。此額外特性可包括精子之酸度。舉例而言，載體可包括在第一固持區域2215A中使用色彩表示精子之酸度 的pH指示器，處理器可辨識該色彩以識別酸度。類似地，一些實例規定處理器可基於第一或第二固持區域之一或多個圖像中之一區域之色彩來判定生物樣本之生化特性。
繼續在圖22中之具有多相機組態之以上測試設備實例及圖29中之載體實例的情況下，在一些實施中，當處理器識別第一固持區域(例如，區域2215A或載體2905(2)之區域2915A)呈可指示生物樣本包括來自女性受試者之尿液的第二形狀(諸如卵形)時，處理器經組態以判定尿液之一或多個特性。可判定之特性可包括：LH位準、FSH位準及/或HCG位準。如同酸度，可藉由使用第一相機模組執行對尿液之一或多個特性的判定。類似地，載體可包括第一固持區域(例如，個別載體之區域2915A)中之LH指示器(例如，如載體2905(3)中所示)、FSH指示器(例如，如載體2905(2)中所示)及/或HCG指示器(例如，如載體2905(4)中所示)。
此外，在一些具體實例中，處理器可利用兩個相機模組中之至少一者(例如，第一相機模組2230A)或另一感測器(例如，下文關於圖26引入之光感測器2690)來在執行分析處理程序之前判定生物樣本之準備度或有效性。在一些實施中，可基於識別第一視覺標誌是否顯示在第一固持區域(例如，區域2915A)中之特定區域(例如，其中線2916示出於圖29中)中來判定測試樣本之準備度或有效性。此第一視覺標誌之實例可為測試條帶上之某一指定區域中所顯示的線，諸如在圖29中示出為紅線2916。紅線2916可用作品質控制構件，其可指示測試為有效的或結果準備好了。另外，第一固持區域2915A可包括顯示表示關於生物樣本之特性之測試結果的第二視覺標誌的另一區域(例如，其中線2917示出於圖29中)。 此第二視覺標誌之實例可為測試條帶上之另一某一指定區域中所顯示的線，諸如在圖29中示出為紅線2917。
在一些具體實例中，測試設備可回應於生物樣本未準備好之判定執行動作。在一些實例中，藉由處理器執行之動作包括實施具有藉由待執行之分析處理程序判定之持續時間的計時器。在一些其他實例中，測試設備進一步包括移動機構，且測試設備中之處理器可利用移動機構將機械力施加至載體以提高生物樣本之準備度。在下文關於圖25及圖26引入可在測試設備中實施之動作及機構之更多細節。
該等放大組件(例如，相機模組之放大組件或測試條帶之放大組件)之位置及該等光源之位置可視各種類型之分析物分析之要求而經調整或選擇。在變體中，該等相機模組可具有可調整放大比率。在此等實例中之至少一些中，處理器經進一步組態以基於該處理器當前經組態以執行之分析處理程序來調整兩個相機模組中之至少一者的放大比率。如上文引入，當生物樣本包括精子時，測試設備可組態合適相機模組(例如，第二相機模組2230B)達到不同的放大比率以用於判定精子之活動力及精子之形態。
應注意，相機模組與放大組件之間的最佳距離可具有低誤差界限。舉例而言，甚至與最佳距離之0.01mm之微小偏差可阻止相機模組擷取樣本固持區域之清晰圖像。為了精細調節相機模組與放大組件之間的距離，測試設備可包括自動聚焦(AF)功能。自動聚焦功能為自動地調整光學系統(例如，調整光學系統之組件之間的距離)以使得正成像之對象(例如，精液)在光學系統之焦平面內的功能。至少一或多個具體實例亦提供 可藉由處理器控制之機械聚焦機構以使得兩個相機模組中之至少一者聚焦於個別固持區域上。在下文關於圖23及圖24更詳細地論述機械聚焦機構。該機械聚焦機構可為可控制的以調整透鏡在兩個相機模組中之至少一者中的位置(例如，圖23中大體所示)。另外或替代地，該機械聚焦機構可為可控制的以調整載體之位置(例如，圖24中大體所示)。
圖23為具有自動聚焦功能之測試設備之組件的示意圖。如圖23中所示，測試設備可沿Z軸朝上或朝下移動相機模組(例如，藉由機動軌、超音波馬達驅動或步進馬達)。藉由調整相機模組之豎直位置，測試設備可調整相機模組與放大組件之間的距離。
圖24為具有自動聚焦功能之另一測試設備之組件的示意圖。如圖24中所示，測試設備可沿Z軸朝上或朝下移動測試條帶器件。藉由調整測試條帶器件之豎直位置，測試設備可調整相機模組與放大組件之間的距離。
在如圖23或圖24中所示之自動聚焦操作期間，相機模組及補充透鏡保持為單一模組。換言之，相機模組與補充透鏡之間的距離在如圖23或圖24中所示之自動聚焦操作期間保持不變。
圖25為包括開關及馬達之測試設備的示意圖。圖25中之測試設備1900之B-B橫截面示出該測試設備之各種組件。測試設備1900包括用以偵測插入至測試設備1900中的收集瓶2510之開關2550。當插入了收集瓶2510時，開關2550被激活。接著經由開關2550將收集瓶2510告知測試設備1900。基於開關2550處於被激活之時間段，測試設備可判定收集瓶2510保持插入之時間段。
測試設備1900進一步包括用於搖動、振動或旋轉收集瓶2510以便在收集瓶2510中混合樣本之馬達2560。測試設備1900可包括相機2570以基於收集瓶2510中之樣本之經擷取圖像來判定樣本是否已經液化。
圖26為包括可撓性元件之測試設備的示意圖。圖26中之測試設備1900之B-B橫截面示出該測試設備之各種組件。測試設備1900包括在用於以移動方式容納收集瓶2610之槽孔之底部的移動元件2680(例如，彈性組件)。舉例而言，移動元件2680可包括在收縮或變形之後可自發地恢復其正常形狀之彈簧。當收集瓶2610插入至槽孔中時，移動元件2680經壓縮。光感測器2690(或其他類型之距離感測器)負責偵測光感測器2690與收集瓶2610之底部之間的距離。基於光感測器2690與收集瓶2610之底部之間的距離，測試設備1900可判定收集瓶2610中所含樣本之重量或體積。舉例而言，光感測器2690與收集瓶2610之底部之間的距離可與收集瓶2610中所含樣本之重量或體積成反比。
在一些其他具體實例中，測試設備1900可包括在收集瓶2610之頂部上的感測器。感測器可負責偵測感測器與收集瓶2610之頂部之間的距離。可基於該距離判定收集瓶2610中所含樣本之重量或體積，此係由於該體積或該重量可(例如)同感測器與收集瓶2610之頂部之間的距離成正比。繼而，基於樣本之重量或體積，測試設備1900可判定等待收集瓶2610中之樣本液化的時間段。測試設備1900進一步包括用於搖動、振動或旋轉收集瓶2610以便在收集瓶2610中混合樣本之馬達2660。
在一些具體實例中，測試設備之相機模組可包括擷取光線之 強度以及方向之光場相機(未示出)。光場相機可包括在圖像感測器之前方的微透鏡陣列或多相機陣列以偵測方向資訊。使用光線之方向資訊，相機模組可在廣泛範圍之焦平面處擷取清晰圖像。因此，使用光場相機之測試設備可不需要自動聚焦功能來精細調整相機模組與放大組件之間的距離。
鑒於以上情況，本發明之裝置適用於測試男性生育力及/或女性生殖力。
本發明提供一種使用本申請案之裝置測試男性生育力的方法。該方法包含以下步驟：將來自男性受試者之生物樣本施加至載體之第一固持區域及第二固持區域；將載體插入至裝置中；根據第一分析處理程序判定精子之酸度；根據第二分析處理程序判定選自由以下組成之群組的精子之一或多個特性：精子之濃度、精子之活動力及精子之形態；以及分析結果以判定男性生育力。
本發明亦提供一種使用本申請案之裝置測試女性生殖激素的方法。該方法包含以下步驟：將來自女性受試者之生物樣本施加至載體之第一固持區域；將載體插入至裝置中；以及判定一或多個類型之女性激素之濃度位準，該等女性激素諸如黃體激素(LH)、濾泡刺激激素(FSH)，或人絨毛膜促性腺激素(HCG)。
本發明進一步提供一種用於測試一對男性受試者與女性受試者之生育力的方法。該方法包含以下步驟：將來自男性受試者之生物樣本施加至第一載體之第一固持區域及第二固持區域；將第一載體插入至裝置中；根據第一分析處理程序判定精子之酸度；根據第二分析處理程序判定選自由以下組成之群組的精子之一或多個特性：精子之濃度、精子之活 動力及精子之形態；將來自女性受試者之生物樣本施加至第二載體之固持區域；將第二載體插入至裝置中；判定一或多個類型之雌性激素之濃度位準；以及分析男性與女性生物樣本之結果。
圖27為用於分析男性客戶或患者之精液樣本的處理程序之流程圖。用於分析精液樣本之系統可包括測試機(例如，測試設備1900)、行動器件及雲端伺服器。圖28為用於分析女性客戶或患者之LH或HCG的處理程序之流程圖。用於分析LH或HCG之系統可包括測試機(例如，測試設備1900)、行動器件及雲端伺服器。圖27及圖28之流程圖示出藉由測試機、行動器件及雲端伺服器執行之步驟及在測試機、行動器件及雲端伺服器之間傳遞之資訊。
在一些具體實例中，用於測試精子之方法包含以下步驟：獲得用於測試生物樣本之器件，將精子樣本施加至樣本固持區域，記錄精子樣本之視訊或圖像；基於經記錄視訊或經記錄圖像之至少一個圖框來判定精子樣本之精子數；以及基於經記錄視訊或經記錄圖像判定精子樣本之精子活動力。
在相關具體實例中，該方法進一步包含：在將精子樣本施加至樣本固持區域之前等待用於精子樣本之液化的預定時間段。
在另一相關具體實例中，該方法進一步包含：置放包括在器件之頂部上之相機組件之行動器件以使得該相機組件與放大組件及樣本固持區域對準；及藉由行動器件接收樣本固持區域中經由放大組件之放大來自精子樣本的光信號。
在又一相關具體實例中，該方法進一步包含：藉由安置於器 件之載體之一側的側向照明器件或安置於器件之載體之頂部或下方的豎直照明器件來照亮樣本固持區域。
在再一相關具體實例中，該方法進一步包含：導引來自側向照明器件之光束穿過由透明的或半透明材料製成之載體；及藉由包括於載體中之複數個光反射圖案將光束反射至樣本固持區域。
在又一相關具體實例中，該方法進一步包含：將一次性測試器件插入至基座中，該基座包括用於記錄精子樣本之視訊之相機組件或用於固定行動器件之形狀配合框架，該行動器件包括用於記錄精子樣本之視訊之相機組件。
在再一相關具體實例中，該方法進一步包含：自生物樣本之經記錄視訊提取至少一個圖框；自至少一個圖框識別複數個精子；以及基於經識別精子之數目及由至少一個圖框記錄之面積計算精子數。
在又一相關具體實例中，該方法進一步包含：分析經識別精子之形狀；及基於經識別精子之形狀判定形態位準。
在再一相關具體實例中，該方法進一步包含：自精子樣本之經記錄視訊提取一系列視訊圖框；自該系列視訊圖框識別複數個精子；基於該系列視訊圖框識別精子之移動軌跡；基於精子之移動軌跡及由該系列視訊圖框擷取之時間段判定精子之移動速度；以及基於精子之移動速度計算精子活動力。
在又一相關具體實例中，該方法進一步包含：經由放大透鏡進一步放大精子樣本之視訊或圖像。
在一些具體實例中，一種用於使用測試生物樣本之系統來測 試精子的方法，其包含：將器件插入至基座組件中；藉由行動器件記錄樣本固持區域中之精子樣本之視訊，該行動器件固定在基座組件之形狀配合框架中；基於經記錄視訊之至少一個圖框判定精子樣本之精子數；以及基於經記錄視訊判定精子樣本之精子活動力。
在相關具體實例中，該方法進一步包含：經由放大透鏡進一步放大精子樣本之視訊。
在一些具體實例中，用於測試生物樣本之系統包含用於測試生物樣本之一次性器件及基座組件。一次性器件包括含樣本固持區域之樣本載體及置放於該樣本固持區域之頂部上的可拆卸外罩。基座組件包括用於將一次性器件插入至基座組件中之插入埠，及用於擷取樣本固持區域之圖像的相機組件，該相機組件包括圖像感測器及光學透鏡模組。在相關具體實例中，光學透鏡模組可具有至少0.1之線性放大比率。
儘管本文所揭示之具體實例中之一些將所揭示之技術應用於精子測試，但一般熟習此項技術者容易瞭解，所揭示之技術可應用於測試各種類型之生物樣本，諸如精液、尿液、滑動關節液、表層組織或細胞、腫瘤細胞、水樣本等。
熟習此項技術者將顯而易見，在不脫離本發明之範疇或精神之情況下可對本發明之結構進行各種修改及變化。鑒於前述內容，意欲本發明涵蓋本發明的修改以及變化，只要其屬於以下申請專利範圍以及其等效內容的範疇。

Claims (33)

  1. 一種用於測試生物樣本之裝置，該裝置包含：一殼體，其包括一開口；一接收機構，其接收經由該開口插入之一載體，其中該載體包括一第一固持區域及一第二固持區域，其中該第一固持區域及該第二固持區域攜載該生物樣本或已暴露於該生物樣本；兩個相機模組，其包括經配置以擷取該第一固持區域之一或多個圖像的一第一相機模組，及經配置以擷取該第二固持區域之一或多個圖像的一第二相機模組；以及一主電路板，其攜載一處理器，該處理器經組態以(1)利用該第一相機模組藉由對該第一固持區域之該等經擷取圖像執行一第一組分析處理程序識別該載體上之該第一固持區域之一形狀；及(2)基於該第一固持區域之該形狀選擇並且執行不同於該第一組分析處理程序之一第二組分析處理程序於該第二固持區域之該等經擷取圖像上，且基於該第一組分析處理程序及該第二組分析處理程序兩者之結果來判定關於該生物樣本之一結果，其中該接收機構、該第一相機模組及該第二相機模組及該主電路板全部封裝於該殼體內。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中當該處理器識別該第一固持區域呈一第一形狀、指示該生物樣本包括來自一男性受試者之精子時，該處理器經組態以判定該精子之一或多個特性，包括：該精子之一濃度、該精子之一活動力及/或該精子之一形態。
  3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中對該精子之該一或多個特性之該判定係藉由使用該第二相機模組執行。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該處理器進一步藉由使用該第一相機模組來判定該精子之至少一個額外特性。
  5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該至少一個額外特性包括該精子之一酸度。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該載體包括在該第一固持區域中用色彩表示該精子之該酸度的一pH指示器。
  7. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中當該處理器識別該第一固持區域呈一第二形狀、指示該生物樣本包括來自一女性受試者之尿液時，該處理器經組態以判定該尿液之一或多個特性，包括：一LH位準、一FSH位準及/或一HCG位準。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中對該尿液之該一或多個特性之該判定係藉由使用該第一相機模組執行。
  9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該載體包括在該第一固持區域中之一LH指示器、一FSH指示器及/或一HCG指示器。
  10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一相機模組與該第二相機模組相比具有一更低放大比率及/或一更低相機解析度。
  11. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一固持區域之該形狀識別該生物樣本之一性別資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中回應於該第一固持區域之該形狀為一第一形狀，藉由該處理器選擇之該組分析處理程序將判定關於一第 一性別之生殖細胞的一生育力。
  13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中回應於該第一固持區域之該形狀為一第二形狀，藉由該處理器選擇之該組分析處理程序將判定關於不同於該第一性別之一第二性別之生殖細胞的一生育力。
  14. 如申請專利範圍第1項之裝置，其進一步包含：一顯示器，其封裝於該殼體內，其中該處理器經組態以在該結果變得可用之後將該經判定結果顯示於該顯示器上。
  15. 如申請專利範圍第1項之裝置，其進一步包含：一通信模組，其封裝於該殼體內，其中該處理器經組態以經由該通信模組將該一或多個圖像及/或該經判定結果傳輸至與該裝置分離之一器件。
  16. 如申請專利範圍第1項之裝置，其進一步包含：一光源，其封裝於該殼體內且經配置以為該等相機模組中之至少一者照亮該生物樣本，其中該處理器經組態以基於該處理器當前經組態以執行之分析處理程序控制該光源。
  17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其進一步包含：一光準直儀，其用於將該光源發射之光束準直至該等固持區域中之至少一者；以及一環狀光圈，其處於該光源與該光準直儀之間，用於形成行進穿過該光準直儀且接著到達該樣本固持區域之一空心錐形之光束。
  18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其進一步包含：一相位板，其處於該樣本固持區域與該等相機模組中之至少一者之間，用於相移自該樣本固持區域反射之光線。
  19. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該處理器可操作以自一使用者接收一指令，且基於該指令執行一選定數目之自動化分析處理程序。
  20. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該處理器經組態以利用該兩個相機模組中之至少一者或另一感測器在執行該等分析處理程序之前判定該生物樣本之一準備度或一有效性。
  21. 如申請專利範圍第20項之裝置，其中該準備度或該有效性係基於識別一第一視覺標誌是否顯示於該第一固持區域中之一特定區域中而經判定。
  22. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該第一固持區域包括將顯示一第二視覺標誌之另一區域，該第二視覺標誌表示關於該生物樣本之一特性的一測試結果。
  23. 如申請專利範圍第20項之裝置，其中該處理器經組態以回應於該生物樣本未準備好之一判定來執行一動作。
  24. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中待藉由該處理器執行之該動作包括實施一計時器，該計時器具有藉由待執行之該等分析處理程序所判定的一持續時間。
  25. 如申請專利範圍第23項之裝置，其進一步包含：一移動機構，其封裝於該殼體中，其中待藉由該處理器執行之該動作包括利用該移動機構將一機械力施 加至該載體以用於提高該生物樣本之該準備度。
  26. 如申請專利範圍第1項之裝置，其進一步包含：一機械聚焦機構，其可藉由該處理器控制以使得該兩個相機模組中之至少一者聚焦於一個別固持區域。
  27. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該機械聚焦機構可控制以調整該兩個相機模組中之該至少一者中的一透鏡之一位置及/或該載體之一位置。
  28. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該生物樣本包括精子，且其中該處理器經組態以(1)基於來自該等經擷取圖像之一單一圖像判定該精子之一濃度及/或該精子之一形態，且(2)基於來自該等經擷取圖像之兩個或多於兩個圖像判定該精子之一活動力。
  29. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該處理器經進一步組態以基於該處理器當前經組態以執行之分析處理程序來調整該兩個相機模組中之至少一者的一放大比率。
  30. 如申請專利範圍第29項之裝置，其中該生物樣本包括精子，且其中該處理器組態一不同放大比率以用於判定該精子之一活動力及該精子之一形態。
  31. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該處理器經進一步組態以基於該第一或第二固持區域之該一或多個圖像中之一區域之一色彩來判定該生物樣本之一生化特性。
  32. 如申請專利範圍第1項之裝置，其進一步包含封裝於該殼體內之一電池隔室，該電池隔室經組態以接收為該裝置供電之一電池。
  33. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該殼體之一外觀尺寸小於27,000立方公分。
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