用于通过使用光分布来提高粒子成像设备中的测量精确度的装置、系统和方法
【专利说明】用于通过使用光分布来提高粒子成像设备中的测量精确度 的装置、系统和方法
[0001] 本申请是申请日为2011年6月29日，申请号为201180032277. 7,名为"用于通过 使用光分布来提高粒子成像设备中的测量精确度的装置、系统和方法"申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用于图像数据处理的方法和系统。一些实施例涉及用于执行用于处理 粒子的图像的一个或一个以上步骤的方法和系统。
【背景技术】
[0003] 利用诸如电荷耦合器件（CCD)检测器之类的检测器的成像被用于生物技术应用。 在一些应用中，CCD被配置成测量粒子响应于光源而发出的荧光。取决于存在多少特定荧 光物质，粒子可能具有不同的荧光强度。荧光物质的量可指示若干状况。例如，荧光的量可 指示物质的存在或不存在，或粒子对特定物质的吸收。
【发明内容】
[0004] 提出了一种提高粒子成像设备中的测量准确度的方法。在一个实施例中，该方法 可包括测量第一粒子发出的光并测量第二粒子发出的光，其中测得的来自第二粒子的光在 交迭区域中与测得的来自第一粒子的光至少部分地交迭。在一些实施例中，该方法可包括 确定该交迭区域中来自第一粒子的光的贡献，并确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡 献。此外，该方法可包括从来自第一粒子的光的贡献中减去来自第二粒子的光的贡献，并确 定第一粒子发出的光的强度。
[0005] 在一些实施例中，测量由第一粒子和第二粒子发出的光可利用二维C⑶检测器来 执行。在一些实施例中，光检测器可以是CMOS检测器或量子点检测器。此外，在一些实施例 中，确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡献可包括：计算来自第二粒子的光的高斯分 布。在一些实施例中，测得的来自第二粒子的光的至少一部分被第一粒子反射。确定该交 迭区域中来自第二粒子的光的贡献可包括：计算被第一粒子反射的来自第二粒子的光。此 外，确定来自第二粒子的光的贡献可包括：测量第一粒子与第二粒子之间的距离。确定测得 的来自第二粒子的光的量可包括：测量第二粒子的强度。在一些实施例中，该方法可包括丢 弃对第一粒子的测量。
[0006] 还提出了一种提高粒子测量设备中的测量准确度的方法。在一些实施例中，该方 法包括测量由第一粒子发出的光和测量由第二粒子发出的光，其中第二粒子发出的光的至 少一部分被第一粒子反射。该方法还可包括确定被第一粒子反射的来自第二粒子的光的贡 献，和/或丢弃对该第一粒子的测量。在一些实施例中，如果被第一粒子反射的来自第二粒 子的光的贡献高于预定值，则可丢弃对第一粒子的测量。在一些实施例中，确定被第一粒子 反射的来自第二粒子的光的贡献包括：测量第一粒子与第二粒子之间的距离。此外，该方法 可包括确定两个粒子之间的相对强度。
[0007] 还提出了一种包括计算机可读代码的有形计算机可读介质，计算机可读代码在被 计算机执行时使计算机执行操作。在一些实施例中，这些操作可包括测量第一粒子发出的 光并测量第二粒子发出的光，其中测得的来自第二粒子的光在交迭区域中与测得的来自第 一粒子的光至少部分地交迭。此外，这些操作可包括确定该交迭区域中来自第一粒子的光 的贡献，和/或确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡献。在一些实施例中，这些操作可 包括从来自第一粒子的光的贡献中减去来自第二粒子的光的贡献，并确定第一粒子发出的 光的强度。
[0008] 在一些实施例中，测量由第一粒子和第二粒子发出的光的操作可利用CCD检测 器、CMOS检测器和/或量子点检测器来执行。此外，这些操作可包括确定该交迭区域中来 自第二粒子的光的贡献，这可包括：计算来自第二粒子的光的高斯分布。
[0009] 在一些实施例中，测得的来自第二粒子的光的至少一部分被第一粒子反射。在一 些实施例中，确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡献可包括：计算被第一粒子反射的 来自第二粒子的光。确定来自第二粒子的光的贡献的操作可包括：测量第一粒子与第二粒 子之间的距离。在一些实施例中，确定测得的来自第二粒子的光的量的操作可进一步包括： 测量第二粒子的强度。在一些实施例中，这些操作可包括丢弃对第一粒子的测量。
[0010] 还提出了一种光学分析系统。在一些实施例中，该系统可包括光检测器，该光检测 器被配置成测量第一粒子发出的光并测量第二粒子发出的光，其中测得的来自第二粒子的 光在交迭区域中与测得的来自第一粒子的光至少部分地交迭。此外，该系统可包括耦合至 光检测器的处理器，其中该处理器被配置成确定该交迭区域中来自第一粒子的光的贡献， 并确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡献。处理器还可被配置成从来自第一粒子的光 的贡献中减去来自第二粒子的光的贡献，并确定第一粒子发出的光的强度。
[0011] 在一些实施例中，光检测器可以是C⑶检测器、CMOS检测器和/或量子点检测器。 此外，该处理器可被配置成计算来自第二粒子的光的高斯分布，以确定该交迭区域中来自 第二粒子的光的贡献。此外，该处理器可被配置成计算被第一粒子反射的来自第二粒子的 光，且可确定该交迭区域中来自第二粒子的光的贡献。在一些实施例中，该处理器可进一步 被配置成测量第一粒子与第二粒子之间的距离，以确定来自第二粒子的光的贡献。此外，该 处理器可被配置成测量第二粒子的强度，以确定测得的来自第二粒子的光的量。在一些实 施例中，该处理器可被配置成丢弃对第一粒子的测量。
[0012] 还提出了一种用于提高粒子成像设备中的测量准确度的方法。在一些实施例中， 该方法可包括利用第一光源照射粒子，并通过利用光检测器获得响应于第一光源而从粒子 发出的光的第一测量来产生第一图像。该方法还包括通过对第一图像进行内插来产生第二 图像，其中第二图像具有比第一图像高的分辨率。此外，该方法可包括确定第二图像中的粒 子的中心。
[0013] 在一些实施例中，该方法可包括通过对第二图像求积分来确定粒子的强度。此外， 该方法可包括产生光的第一测量的分析表不，并通过对该分析表不求积分来确定该粒子 的强度。在一些实施例中，该方法可包括确定第二图像的像素与预期分布之间的差，并在该 差高于预定阈值时丢弃该光的第一测量。
[0014] 在一些实施例中，预期分布可以是高斯分布。该方法还包括利用第二光源照射该 粒子，并通过利用光检测器来获得响应于第二光源而从该粒子发出的光的第二测量来产生 第三图像。此外，该方法可包括确定第三图像中的该粒子的中心，并确定第二图像中的该粒 子的中心与第三图像中的该粒子的中心之间的位置差。在一些实施例中，该方法可包括响 应于该差来计算第二图像与第三图像之间的偏离。
[0015] 在一些实施例中，该方法可包括将第一图像和第三图像对准。此外，该方法可包括 利用多个粒子来计算第二图像与第三图像之间的偏离。
[0016] 还提出了一种包括计算机可读代码的有形计算机可读介质，计算机可读代码在被 计算机执行时使计算机执行操作。在一些实施例中，这些操作可包括利用第一光源照射粒 子，并通过利用光检测器获得响应于第一光源而从粒子发出的光的第一测量来产生第一图