用于管检查和液位检测的方法及系统与流程

相关申请

本申请要求2014年7月21日提交的名称为“管检查单元和液位检测联合检测方法”的第62/027,044号美国临时申请的权益和优先权，其整个公开内容通过引用被合并于此用于各种目的。

背景技术：

传统的医疗实验室系统在分析医疗试样时使用各种处理。一些处理涉及识别容纳于采样管内的医疗试样，以便实验室系统了解如何对它们进行处理。在有些情况下，液体中的成分层的高度必须被精确判断，以便等分器可以吸出和注入液体成分的校正量。

然而，在有些情况下，检测液位的能力可能不精确。如果太少或太多液体或液体成分通过等分器被吸出，可能引发问题。进一步，关于采样管中的可用血清量的错误信息可能使得分析器探针例如陷入胶化或凝血，造成仪器停工。这可能导致金钱损失和延迟分析结果。

本发明的实施例单个地以及共同地解决这些和其他问题。

技术实现要素：

本发明的实施例涉及高效处理患者样本的系统和方法。

本发明的一个实施例指向方法，方法包括通过处理器，从分析包含液体的容器的容器检查单元，接收容器标识数据。方法进一步包括通过所述处理器，从分析包含液体的容器的液位检测单元，接收液位检测原始数据。方法进一步包括至少基于容器标识数据和液位检测原始数据，判定容器中的液体的液位检测结果。

本发明的一个实施例指向计算机，计算机包括处理器和耦合到处理器的计算机可读介质，计算机可读介质包括通过处理器执行的代码以实现方法。方法包括通过处理器，从分析包含液体的容器的容器检查单元，接收容器标识数据。方法进一步包括通过所述处理器，从分析包含液体的容器的液位检测单元，接收液位检测原始数据。方法进一步包括至少基于容器标识数据和液位检测原始数据，判定容器中的液体的液位检测结果。

本发明的一个实施例指向系统，系统包括计算机、容器检查单元以及耦合到计算机的液位检测单元。计算机包括处理器以及耦合到处理器的计算机可读介质，计算机可读介质包括由处理器执行的代码以实现方法。方法包括通过处理器，从分析包含液体的容器的容器检查单元，接收容器标识数据。方法进一步包括通过所述处理器，从分析包含液体的容器的液位检测单元，接收液位检测原始数据。方法进一步包括至少基于容器标识数据和液位检测原始数据，判定容器中的液体的液位检测结果。

本发明的一个实施例指向方法，方法包括通过处理器，从分析包含液体的容器的容器检查单元，接收容器标识数据。方法进一步包括通过所述处理器，从分析包含液体的容器的液位检测单元，接收液位检测数据。接收包括接收通过发送辐射穿过容器的第一部分获得的第一测量数据，以及接收通过发送辐射穿过容器的第二部分获得的第二测量数据。方法同样包括至少基于容器标识数据、第一测量数据以及第二测量数据，判定容器中的液体的液位检测结果。

本发明的一个实施例指向计算机，计算机包括处理器和耦合到处理器的计算机可读介质，计算机可读介质包括通过处理器执行以完成方法的代码。方法包括通过处理器，从分析包含液体的容器的容器检查单元，接收容器标识数据。方法进一步包括通过所述处理器，从分析包含液体的容器的液位检测单元，接收液位检测数据。接收包括接收通过发送辐射穿过容器的第一部分获得的第一测量数据，以及接收通过发送辐射穿过容器的第二部分获得的第二测量数据。方法同样包括至少基于容器标识数据、第一测量数据以及第二测量数据，判定容器中的液体的液位检测结果。

根据各种实施例，第一测量数据通过以第一角度发送辐射穿过容器来被获得，第二测量数据通过以第二角度发送辐射穿过容器来被获得。在一些实施例中，第一角度和第二角度之间的差别大于或小于0°。液位检测单元可能包括多个光源。第一测量和第二测量可以同时完成。在各种实施例中，方法可能同样包括通过处理器生成组合第一测量数据和第二测量数据的透视图。透视图可以包括关于容器的结构和容器中容纳的液体的信息。透视图可以指示至少部分容器中的液体是倾斜的。关于容器的结构的信息可以包括容器的底部和顶部、容器中提供的嵌体的底部和顶部、附加在容器上的标签的底部和顶部、附加在容器上的标签的位置和朝向、以及附加于容器的盖的底部和顶部中的一个或多个的位置。关于液体的结构的信息可以包括至少部分液体的底部和顶层的位置、至少部分液体的容量以及液体的两部分之间的倾斜界面中的一个或多个。

本发明的一个实施例指向方法，方法包括通过液位检测单元，通过发送辐射穿过包含液体的容器，分析包含液体的容器。方法进一步包括基于穿过包含液体的容器的辐射，通过液位检测单元生成信号。方法同样包括通过液位检测单元，至少基于信号，判定容器的容器标识数据。

在一些实施例中，方法可以同样包括通过液位检测单元将容器数据提供给处理器，用于利用从容器检查单元接收到的附加数据来交叉检验容器数据。容器标识数据可以包括容器的内径、外径、盖高度、内径、盖类型、底部形状、假底(嵌体)深度和抽吸容量中的至少一个。

本发明的一个实施例指向计算机，计算机包括处理器和耦合到处理器的计算机可读介质，计算机可读介质包括通过处理器执行以完成方法的代码。方法包括通过发送辐射穿过包含液体的容器，由液位检测单元分析包含液体的容器。方法进一步包括基于穿过包含液体的容器的辐射，通过液位检测单元生成信号。方法同样包括通过液位检测单元，至少基于信号，判定容器的容器标识数据。

以下进一步详细地描述本发明的这些和其他实施例。

附图说明

参考下面的附图可以实现对不同实施例的本质和优点的进一步理解。

图1示出根据本发明的实施例的实验室自动化系统的框图。

图2示出根据本发明的一个实施例的使容器类型信息与液位测量对齐的方法的流程图。

图3a示出在本发明的一个实施例中的管检查单元的一些部件。

图3b示出在本发明的一个实施例中的液位检测单元的一些部件。

图4示出包括管检查单元(tiu)和液位检测单元(lld)的示范性系统。

图5示出利用在不同波长的吸收和透射曲线的分析的样本水平检测的实例。

图6示出在本发明的一个实施例中的lld检测处理。

图7a-7b示出指示在本发明的一些实施例中的层过渡特性的图表。在图7a-7b中，“强度”可以指的是被观测到穿过样本并在lld光探测器部件中被接收到的光强度。“刻度”可以指的是指示与lld传感器(例如，穿过lld光源/光接收元件的采样管的竖向管道)相关的管的相对运动的值。

图8a-8b示出在本发明的一些实施例中指示盖特性的图案。

图9示出在本发明的一些实施例中，指示随容器的内径变化的安全距离的图表。

图10示出在本发明的一个实施例中，利用tiu/lld联合结果的实验室工作流程。

图11a-11d示出在本发明的一个实施例中的采样管的一些实例。

图12示出在本发明的一个实施例中的保持倾斜样本的示范性采样管。

图13示出在本发明的一个实施例中，对给定采样管执行n＝10次lld信号测量的实验的结果。

图14示出在本发明的一个实施例中，展示多角度测量的透视图。

图15示出在本发明的一个实施例中，包含水样的示范性采样管和由多角度水样测量组成的相应的透视图。

图16a示出在本发明的一个实施例中，包含倾斜的血清-凝胶体交界面和倾斜的凝胶体-凝血交界面的示范性采样管。

图16b示出在本发明的一个实施例中，利用多角度测量的代表图16a的倾斜的液体交界面的简单线性斜率。

图17a示出在本发明的一个实施例中，描绘涵盖有信号变化的测量角度的信号变化的透视图。

图17b示出在本发明的一个实施例中，描绘在一些测量角度而不是所有的测量角度的信号变化的透视图。

图18示出在本发明的一个实施例中，血清的类似水的特征在某些测量角度是非常弱的多角度测量的透视图。

图19示出在本发明的一个实施例中，管周围带有倾斜的标签的示范性的水样管。

图20a示出在本发明的一个实施例中的多个(例如，二十)包含样本的采样管，其中采样管具有不同的几何形状、盖和样本水平面。

图20b示出在本发明的一个实施例中，图20a中示出的每个管的光透射测量。

图21a示出在本发明的一个实施例中，基于盖几何形状被分到不同的群组的各种采样管。

图21b示出在本发明的一个实施例中，原始lld数据和与图21a中示出的盖几何形状有关的数据的一阶导数。

图22a示出在本发明的一个实施例中，描绘为图21a中示出的盖几何形状计算的相似性分数的灰度图。

图22b示出在本发明的一个实施例中，描绘为图21a中示出的盖几何形状计算的相似性分数的分布的灰度图。

图23a示出在本发明的一个实施例中，基于嵌体几何形状被分到不同的群组的各种采样管。

图23b示出在本发明的一个实施例中，原始lld数据和与图21a中示出的嵌体几何形状有关的数据的一阶导数。

图24a示出在本发明的一个实施例中，描绘为图23a中示出的嵌体几何形状计算的相似性分数的灰度图。

图24b示出在本发明的一个实施例中，描绘为图23a中示出的嵌体几何形状计算的相似性分数的分布的灰度图。

图25示出示范性的计算机装置的框图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及处理患者样本的实验室系统和方法。例如，试样容器可以包括要对其进行实验室分析的血液或其他体液的样本。试样的分析可以包括若干处理。例如，可以有预分析阶段、分析阶段和后分析阶段。预分析阶段可以包括制备分析样本。预分析阶段可以包括若干部件，例如输入模块、分配区、离心机、开瓶器、血清指数测量单元、等分器和输出/分类器。分析阶段可以包括进行处理样本并产生结果所需的实际测量。后分析阶段可以包括为存储器制备样本。例如，样本容器可以通过再加盖器单元被加盖，然后被放入存储器中。

在预分析阶段，在实验室自动化系统中，夹具单元可以被用于夹持样本容器来运输到各单元。在有些情况下，在运输期间，机械臂可以装备相机以拍摄样本容器用于标识样本容器。例如，贝克曼考尔特的automate^tm2500系列(贝克曼考尔特同样是本发明的受让人)包括能够识别与特定的样本容器有关的管类型、盖类型和盖颜色的管检查单元(tiu)。

在预分析阶段，样本体积和样本水平面检测设备同样是已知的。传统的样本体积或样本水平面检测设备能够通过分析照相机系统获取到的二维图像的图像分析方式，或者测量光束中的不同波长的吸收/透射的吸收/透射途径，来检测样本容器中的液体的总水平面。一些样本体积和样本水平面检测设备判定样本容器中的样本体积和样本水平面。在有些情况下，样本体积可以用采样管的内径来被计算。样本体积判定可以利用液位偏移量来进一步被细化，液位偏移量可以取决于基于管高度、盖形状和盖颜色的管类型。

本发明的实施例能够将来自容器检查单元的容器标识数据与来自液位检测单元的液位检测原始数据结合，以获得更精确的液位检测结果。例如，在本发明的一些实施例中，从管检查单元(例如，tiu)获得的与样本容器(例如，采样管)的特征和标识有关的信息可以与从液位检测(例如，lld)单元获得的信息一起使用。说明性地，tiu可以检测样本容器的类型和它的特性，并且可以将它们提供给lld单元。随后，lld单元可以在一个或多个算法中使用特性，来用于样本容器的内容物的检测或测量。在本发明的一些实施例中，lld单元的结果可以被用于执行交叉检验和计算，导致样本容器的专门的处理。本发明的实施例同样可以精确和可靠地检测内容物层的特性，这可以减小遍及实验室系统的样本处理的失败率。

在本发明的实施例中，容器中的样本的特性可以被判定。“容器”可以具有任意合适的形状或形式。在一些实施例中，容器可以处于管的形式，其可以具有大于约3：1的长宽比。这种容器可以由包括塑料、玻璃等等的任意合适的材料制成。它们可以同样包括带有封闭端和开口端的管体(或更一般地容器本体)。在一些实施例中，容器同样可以包括被构造来覆盖并附着于管体的开口端的盖。注意在本说明书中，术语“容器”、“样本容器”、“管”或“采样管”可以互换使用。

容器可以被用于容纳例如血清、尿液、凝胶体、全血、凝血等的液体(或样本)。在一些情况下，如果容器中的样本涉及血液，容器可以容纳全血(或其中的成分)，全血离心处理后可以被分离为例如血浆、血沉棕黄层(白细胞和血小板)和红血球(包括红细胞)的成分。在一些实施例中，容器可以是可以在任意样本被放入容器之前容纳凝胶体的血清隔离管。凝胶层可以在离心处理后隔开血浆中的红细胞和白细胞(可以选择性地称为“凝血”)。凝胶体能够成为血浆和红细胞之间的屏障，由此允许更有效地移除血浆来用于试验和相关目的。在有些情况下，容器同样可以包括样本的添加剂(例如，抗凝血剂)。

在本发明的一些实施例中，容器可以具有与其有关的某些属性。一些属性可以与容器的物理特性有关，同时其他的属性可以与容器处理期间的特殊控制有关。与容器的物理特性有关的属性的一些非限定性实例可以包括内径、外径、带盖高度、无盖高度、盖高度、盖几何形状、侧面彩色图案、顶部彩色图案、顶部橡胶(内部)直径、盖材料类型、“管具有螺纹”标志，“盖穿刺”标志、底部形状、假底(嵌体)、锥度/锥形标志、半透明标志等。可以用于容器中的样本的处理的一些其它属性可以包括开盖轮廓、液位高度偏移量、“不计算体积”标志、盖材料类型、“管具有螺纹”标志、“盖刺入”标志、“包含凝胶体”标志、期望的凝胶体高度、样本类型、抽吸容量、盖重量、空管重量、管夹持高度等。

“内径”参数可以代表容器的内径。内径可以以毫米或任意其他合适的单位表现。基于容器的形状，内径在不同的测量点可以不同。例如，如果容器具有非均匀的形状(例如，圆锥形)，容器两端的直径可能或可能不相同。内径同样可以被用来判定容器的体积。在本发明的一些实施例中，容器的样本体积可以基于容器的内径和容器中的一个或多个液位计算。

“外径”参数可以代表容器的标称外径。外径可以以毫米或任意其他合适的单位表现。外径信息可以被用于判定如何夹持容器(例如，通过机器人104)，并且能够与支架中允许的目标直径对比(例如，在支架中用于容器放置的输入单元108和/或输出单元124中)。外径将会比内径大(例如，基于容器的厚度)。

“带盖高度”参数可以代表带有完全插入的盖的容器的标称高度。带盖高度可以以毫米或任意其他合适的单位表现。例如，容器高度等于15mm并且盖高度等于2mm的容器的带盖高度会是17mm。描述插入高度的参数可以被用于计算带盖高度，例如容器高度等于15mm，盖高度等于3mm以及1mm的盖插入高度的容器的带盖高度将会是17mm(15+3-1＝17)。

“无盖高度”参数可以代表容器不带盖的标称高度。无盖高度可以以毫米或任意其他合适的单位表现。参考回前面的实例，无盖高度将会是15mm。

“盖高度”参数可以代表盖的标称垂直高度。盖高度可以以毫米或任意其他合适的单位表现。参考回前面的实例，盖高度会是2mm。

“盖几何形状”参数可以代表盖的几何形状。盖几何形状可以包括代表以毫米或任意其他合适的单位测量的实际尺寸的值。盖的几何形状可能是圆柱形，盒状等。

“颜色搜索区域”参数可以代表盖内部(例如，侧面、顶部等)的颜色的搜索区域。该信息可以被管检查单元使用以识别附加在容器上的盖。

“侧面颜色编号”参数可以代表从可以被用来特征化的盖的侧视图中可见的典型的颜色的编号。管检查单元可以搜索指定编号以识别盖。在本发明的一些实施例中，管检查单元可以使用颜色搜索区域参数连同侧面颜色编号参数来识别盖(以及由此所得的容器类型)。

“顶部颜色编号”参数可以代表从可以被用来特征化的盖的俯视图中可见的典型的颜色的编号。管检查单元可以搜索指定顶部颜色编号以识别盖。在本发明的一些实施例中，管检查单元可以使用颜色搜索区域参数连同顶部颜色编号参数来识别盖。

“侧面彩色图案”参数可以代表可以被用来特征化的盖的侧视图的彩色图案。例如，可能有例如迷彩、横条图案、均匀的(例如，一个单色)等的若干图案。侧面彩色图案参数可以基于tiu分类利用任意合适的数据类型来被描述。

“顶部彩色图案”参数可以代表可以被用来特征化的盖的俯视图的彩色图案。例如，可能有例如迷彩、环形条纹图案、均匀的(例如，一个单色、卡环)等的若干图案。顶部彩色图案参数可以基于tiu分类利用任意合适的数据类型来被描述。

“半透明颜色”参数可以对于管/盖/颜色组合，指示半透明的盖或半透明的管体。在一些实施例中，样本容器可以基于盖或管体的半透明颜色分类。在一些实施例中，基于半透明颜色参数，不同的容器在tiu中可以有不同的处理。半透明颜色参数可以作为整数数据类型、计数数据类型或任意其他合适的数据类型来被描述。

“盖污染可能性”标志可以由于盖的不透明而基于盖污染是否可能而被设置为真或假。例如，盖的不透明可能被样本含量影响，其在分析中可能导致色差。也就是说，在一些情况下，存在有不透明的盖基于样本容器中的具体样本而被不同地检测的问题。如果“盖污染可能性”标志被设为真，那么tiu检测算法可以使用决定处理中的信息。

“产品编号”可以代表样本容器的产品编号。它可以包括样本容器的制造商赋予的标识符。产品编号可以作为数据串表现或者可能以任意其他合适的形式表现。

“液位高度偏移量”可以代表在液位检测结果中被加到液位的偏移量以补偿内容物层的测量的高度中的不准确性。例如，样本体积可以基于测量的液位以及容器的内径计算出。然而，可以假定现有样本体积比测量的容量大或小。因此，在一些实施例中，基于例如样本类型、样本容器类型、容器的不规则内径、样本容器的制造商、样本收集的实验室等等的若干因素，可以进行对测量的顶部液位的微量校正(例如，1-2mm)。

“不计算体积”标志可以代表对于确定的管/盖/颜色组合，不需要计算样本体积。例如，如果“不计算体积”标志被设置为“假”，那么容器的内容物的样本体积可以通过应用确定的偏移量或校正基于液位来被计算出。在一些实施例中，“不计算体积”标志可以被设置用于管/颜色/盖的特定组合。标志可以在容器的处理期间通过lld中的检测算法来被使用。

“样本类型”参数可以定义原始样本中的预期物或限定的添加剂以及容器中预期的液体类型。例如，在有些情况下，样本容器可以包括带有原始样本的添加剂(例如，肝磷脂、edta、柠檬酸盐)。在一些实施例中，基于样本添加剂、可以完成容器中的潜在包含的针对样本(例如，血清、血浆、凝血、全血等)的附加推论。例如，如果样本容器类型对应于血液管，任意凝胶体或分离物层可以排除。在其他情况中，如果样本类型对应于edta管，并且凝胶层是被期望的，那么在离心处理之后凝血和凝胶层是被期望。在一些实施例中，样本类型参数对于通过特定的管/盖/颜色组合被编码的可能的样本类型列表可以是不确定的。样本类型可以作为数据串或任意其他合适的数据类型表现。

“包含凝胶体”参数可以定义凝胶体是否是样本内容物的一部分。包含凝胶体参数可以作为枚举类型或任意其他合适的数据类型表现。在一些实施例中，包含凝胶体参数可以限定为“不存在”、“可能存在”或“确定存在”。该参数可以在内容物层的检测中通过lld算法来被使用。

“期望的凝胶体高度”参数可以代表在样本容器中期望的凝胶体高度。在一些实施例中，期望的凝胶体高度参数可以与“包含凝胶体”参数结合使用。例如，期望的凝胶体高度参数可以只有当“包含凝胶体”参数显示凝胶体可能存在或确定存在时有效。该参数可以在内容物层的检测中通过lld算法来被使用。“期望的凝胶体高度”可以以毫米或任意其他合适的单位表现。

“顶部内径”参数可以定义样本容器或样本容器本体顶部的内径。顶部内径可以以毫米或任意其他合适的单位表现。在一些实施例中，顶部内径可以与内径相同(例如，对于形状均匀的容器)。

“锥度”参数可以定义样本容器的圆锥形状。例如，在一些实施例中，样本容器的上面的内径(例如，如同顶部内径参数定义的)可能不同于样本容器的下面的内径。在有些情况下，如果锥度参数被设置为“0”，那么样本容器在底部的内径可以与样本容器顶部的内径相同。锥度值可以通过lld算法来被使用以判定样本体积。

“假底偏移量”参数可以定义从样本容器的底部向上测量到没有样本液体或内容物被期望的高度值。假底偏移量可以以毫米或任意其他合适的单位表现。

“盖穿刺”参数可以标记盖适于穿透吸液。盖穿刺值可以代表几种类型的穿刺盖中的一种穿刺盖的真/假值或枚举值。

“底部形状”参数可以定义样本容器的底部形状。在一些实施例中，底部形状参数可以限定或不定。例如，如果被限定，底部形状值可以呈现代表例如圆锥形、圆、半圆等方底部形状的类型的枚举值。其可以通过lld使用用于交叉检验。可选择地，如果底部形状参数未被限定，底部形状可以利用底部形状参数来被限定。

“抽吸容量”参数可以对于管/盖/颜色组合，定义标称样本体积。抽吸容量可以以毫升或任意其他合适的单位表现，在一些实施例中，抽吸容量可以通过制造商指定(例如，数据库可用的或标记在样本容器上的)，并且它同样可以取决于容器中的添加剂的数量。在一些实施例中，抽吸容量可以与lld中检测到的容量相比来判定样本内容是否在确定的范围内。例如，在一些情况下，样本内容的抽吸容量对于分析来说可能不够(例如，患者提供的样本量不足)。

“容器检查单元”可以包括被配置为识别容器的装置。例如，在一些实施例中，容器检查单元可以包括装置来识别例如类型、尺寸、期望内容物等等的容器的特性，以及盖的特性(是否附加于容器)。在本发明的一些实施例中，容器检查单元可以被配置为基于一个或多个与如上讨论的容器有关的特性来识别容器。在一些实施例中，装置可以包括硬件和软件部件的组合或其他合适的手段来识别容器。例如，容器检查单元可以包括相机来拍摄容器以及处理器来分析图像。每个管类型可以与可以被存储在数据库(例如，管数据库)中的某些属性相关联。基于管的拍摄的图像中的盖的颜色、盖形状和管高度，可以通过参照数据库来判定管类型。在一些实施例中，图像的分析可以包括分析附加在容器上的条型码，在本发明的实施例中，容器检查单元包括管检查单元(tiu)。

“容器标识数据”可以包括识别容器的数据。在本发明的一些实施例中，这种数据可以利用容器检查单元或tiu来被判定。在一些实施例中，容器标识数据可以包括可以基于与容器相关联的属性来被用于特性化容器的数据。例如，容器特性可以包括容器类型(例如，管类型、高度、内径和外径、包含凝胶体、抽吸容量、管具有螺纹、开盖轮廓等)、盖类型(例如，盖材料、形状、穿刺等)、盖颜色等。

“液位检测单元”或lld单元可以包括被配置为检测容器中的液体的水平面或液体成分的装置。在一些实施例中，取决于容器的内容物，lld单元可以检测液体和固态物质的不同层的不同水平面。例如，容器可以容纳例如血清、血浆、尿液、凝胶体、全血、凝血(例如，没有液体)等的液体。在一些实施例中，装置可以包括硬件和软件部件的组合或其他合适的手段来检测容器中的内容物层。例如，内容物层可以从拍摄的容器的内容物的图像中或利用吸收和透射测量装置来被判定。

“液位检测原始数据”可以包括作为容器的液位检测的结果而被采集的数据。液位检测原始数据不包括管检查单元的数据。在一些实施例中，液位检测原始数据可以包括与容器中的内容物层有关的信息。在一些实施例中，这种数据可以利用液位检测单元来被采集。例如，液位原始数据可以含有指示用于给定容器中的给定样本的例如5mm的限定液层高度的数据。在其他实例中，容器可以包括多层液体(例如，作为离心结果)其可能具有2mm高度的凝血，1mm高度的凝胶体和2mm高度的血浆。

“液位检测结果”可以包括液位检测的后续结果。液位检测结果可以是利用管检查单元的数据和原始的液位检测数据得出的细化的结果。液位检测结果可以与液位检测原始数据具有相同单位，但是液位检测结果可能更精确。液位检测结果可以包括与管检查单元的结果交叉检验前后被判定的值。

“多角度测量”可能包括利用液位检测单元在多个角度拍摄的容器的光透射数据。多角度测量可以对应于通过发射辐射穿过容器的不同部分所获得的光透射数据。例如，多角度测量可以通过相对于光源和液体检测单元的光探测器旋转容器来被采集。可选择地，多个光源和光探测器可以用来拍摄容器的多角度测量。在一些实施例中，光源和光探测器可以相对于容器旋转。多角度测量可以服从与容器的几何形状以及容器中的内容物层有关的信息。

“透视图”可以代表利用例如阴影或颜色之类的视觉提示的多角度测量。不同的值可以利用相应的阴影或颜色来被呈现。例如，透视图可以包括利用一个或多个红外(ir)波长透射，例如，1060nm测量，1550nm测量和/或它们的系数(即，1060nm测量/1550nm测量的比值)的多角度测量。透视图的y轴可以代表角度刻度，每个刻度与信号测量的唯一的角度相对应。透视图的x轴可以指示依据与光束穿过的管的竖直位置有关的在例如信号读取指数的指数号的每次测量的读数。相应地，x轴表示与管被输送越过发射器/接收器位置时的光通过管的竖直管位置相对应的透射光的光强度值。

图1示出根据本发明的实施例的实验室自动化系统100的框图。

实验室自动化系统100包括可通信地耦合到机器人104的中央控制器102、系统存储器106、输入单元108、分配单元110、管检查单元(tiu)112、液位检测单元(lld)114、离心单元116、开盖/再加盖单元118、等分单元120、分析单元122和输出单元124。在一些实施例中，中央控制器102可以利用有线或无线网络与实验室自动化系统100的各单元通信。

中央控制器102可以被配置为在实验室自动化系统100中操作受控制的处理。在一些实施例中，中央控制器102可以包括通过一个或多个微处理器操作的中央计算机。例如，中央控制器可以包括足以执行用于执行用户和/或系统产生的请求的程序成分的至少一个高速数据处理器。处理器根据传统的数据处理技术，通过穿过导电管的信号与存储器交互，以执行存储的信号程序代码。

系统存储器106可以包括任意合适类型的存储设备的任意合适的组合。例如，系统存储器106可以包括一个或多个易失性或非易失性的存储器设备，其可以利用任意合适的电、磁和/或光数据存储技术来操作。在一些实施例中，系统存储器106可以包括能够存储与不同容器类型(例如，管和盖的尺寸，及其他特性)、液体类型(例如，对于不同样本的最小体积要求、浓度等)和任意其他相关信息有关的信息的数据库。

机器人104可以包括安装在机械臂上的机器人夹具单元。机器人夹具单元可以用来夹持样本容器。例如，机器人夹具单元可以夹持样本容器来把容器放置到样本支架中或从样本支架中提起样本容器并将其传送到另一个单元。

输入单元108能够容纳各种样本容器、支架、优先次序等等并且能够接收试样。在一些实施例中，试样可以放置于输入单元108中的一个或多个抽屉中。

分配单元110可以被配置为将试样容器从输入单元108分配到实验室自动化系统100的期望的子系统。例如，机器人104可以利用机器人夹具单元将试样容器传送到分配区。在一些实施例中，在通过机器人104传送到子系统之前，样本容器可以被传送到tiu112，用于样本容器的特性的标识和判定。

tiu112可以被配置为识别容器。在一些实施例中，tiu112可以被配置为测量或提取容器的一个或多个物理特性，例如高度、内径、底部形状、盖形状、盖颜色等等。在一些实施例中，tiu112可以包括例如相机的成像设备来拍摄容器。在其他实施例中，容器的至少一些属性可以利用与识别颜色的设备相结合的一个或多个机械设备来被测量。在一些实施例中，容器可以通过基于与每个容器类型有关的一个或多个属性对容器进行分类来被识别。例如，与每个容器类型有关的一个或多个属性可以包括内径、外径、带盖高度、无盖高度、盖高度、侧面彩色图案、顶部彩色图案、顶部橡胶(内部)直径、开盖轮廓、液位高度偏移量、“不计算体积”标志、盖材料类型、“管具有螺纹”标志、“盖穿刺”标志、“包含凝胶体”标志、底部形状、期望的凝胶体高度、样本类型、假底(嵌体)、锥度/锥形标志、半透明标志、抽吸容量、空管重量、盖重量等。tiu112可以或可以不直接耦合到机器人104。

图11a-11d示出在本发明的一些实施例中可以通过tiu112被识别的采样管的一些实例。注意，采样管/盖的其他设计/形状是可能的。采样管可以带盖或不带盖。

如图11a所示，采样管1100可以包括可以附加盖1100b的管体1100a。采样管1100可以包括由制造商提供的产品编号。管体1100a显示为包括直的底部形状。盖1100b可以是任意形状、颜色和尺寸。此外，盖1100b可以与例如“盖穿刺”、“管具有螺纹”和/或具体的盖几何形状的某些属性有关。管体1100a可以包括内径1100c和外径1100d。在一些实施例中，内径1100c同样可以被表征为例如均匀形状的管的顶部内径。参数1100e可以定义盖1100b的盖高度。参数1100f可以定义管体1100a的无盖高度。注意，在一些实施例中，其他参数带盖高度可以是限定的或者可以通过1100e和1100f的值求和得出。在一些实施例中，采样管1100可以包括通过假底偏移量1100h表现的假底1100g。

如图11b所示，采样管1102可以包括可以附加盖1102b的管体1102a。管体1102a可以包括管嵌体1102c。例如，管嵌体1102c可以是儿科嵌体、漏斗嵌体、分隔物等等。盖1102b同样可以包括条纹图案。在该实例中，管体1102a显示为包括圆的底部形状。

如图11c所示，采样管1104可以包括可以附加盖1104b的管体1104a。采样管1104可以包括活塞1104c，以便例如使用针通过拉伸或推动活塞来在管体内部生成压力。管体1104a显示为包括半圆的底部形状。

如图11d所示，采样管1106可以包括可以附加盖1106b的管体1106a。管体1106a显示为包括锥形的底部形状。注意，由于管体1106a的锥形形状，顶部内径1106c和底部内径1106d可能不相同。盖1106b显示为包括压环。

图11b-11d中示出的采样管可以包括如同参考图11a讨论的一些或所有物理属性。此外，参考图11a-11d讨论的采样管可以包括在管的处理期间可以被tiu112和/或114使用的其他属性，例如颜色搜索区域、侧面颜色编号、顶部颜色编号、侧面彩色图案、顶部彩色图案、半透明颜色、样本类型、期望的凝胶体高度、包含凝胶体、锥度、抽吸容量等。

参考回图1，lld114可以被配置为对样本容器进行液位测量。在一些实施例中，lld114可以利用能够垂直扫描容器的红外测量设备(例如，通过在垂直方向运送容器穿过光束)来进行测量。液体/血液/凝胶体的透射特性可以生成能够允许容器内的内容物的识别和它们的高度或体积的测量值。注意，其它测量设备包括使用超声波的成像器和设备，电容或传导元件同样可以被使用。在一些实施例中，lld114可以被配置为使用一个或多个检测算法来判定容器的内容物的液位和/或体积。lld114可以直接或可以不直接耦合到机器人104。例如底部形状、体积偏移量、内径等等的容器属性可以不通过lld114被测量并通过tiu112被提供给lld114。

离心单元116可以包括可以被配置为将容器的内容物分离为其成分的一个或多个离心机。在一些实施例中，离心单元116可以包括被配置为进行若干与离心有关的功能的离心控制器。

开盖/再加盖单元118可以被配置为打开采样管的盖(例如，移除盖)和/或使采样管再加盖(例如，添附盖)。在一些实施例中，开盖和再加盖功能可以通过例如，开盖单元和再加盖单元的分开单元来被进行。在一些实施例中，再加盖可以在样本被分析并准备好存储之后进行。

等分单元120可以被配置为基于需要分析的样本的编号将容器的内容物划分为多个二级样本。

分析单元122可以被配置为对一个或多个样本进行分析。在一些实施例中，分析单元122可以处理样本以生成分析结果。在一些实施例中，分析单元122可以包括能够测量样本的血清指数的血清指数模块。

输出单元124可以被配置为根据需要将容器传送到支架、存储器或其他单元。

图2示出根据本发明的实施例将从tiu112接收到的容器信息与从lld114接收到的液位测量结合的方法的流程图。

方法200包括与tiu112和lld114有关的处理流程。

在步骤202中，图像数据可以通过tiu112获得的。在一些实施例中，例如相机之类的图像获取设备可以被用来拍摄容器的图像。例如，相机可以是独立的设备或耦合到机器人104。在一些实施例中，容器可以通过容器上的条型码、盖颜色、容器形状等来被识别。图像数据可以通过tiu112被分析以判定与容器有关的信息。

在步骤204中，tiu结果可以基于图像数据产生。例如，tiu结果可以包括与容器的类型和它的特定属性(如前面列出的)相关的数据。

在步骤206中，基于tiu结果的容器标识数据可以被提供给lld114。如方框112a所示，可能有与每个容器类型有关的一个或多个属性。属性的一些非限定性实例可以包括内径、外径、带盖高度、无盖高度、侧面彩色图案、顶部彩色图案、顶部橡胶(内部)直径、开盖轮廓、液位高度偏移量、“不计算体积”标志、盖材料类型、“管具有螺纹”标志、“盖穿刺”标志、“包含凝胶体”标志、底部形状、期望的凝胶体高度、样本类型、假底(嵌体)、锥度/锥形标志、半透明标志、抽吸容量等。在一些实施例中，属性可以基于容器类型/盖类型/颜色组合被链接到被识别的容器，以便将它们作为输入提供给lld114。在一些实施例中，112a中的一些属性可以由几何形状(例如，高度、直径、活塞等)、生产方法(例如，凝胶体、锥度等)或制造商(例如，预定义的抽吸容量)限定。可以被用户调整或可以被预定义的其他属性可以包括液体/细胞体积关系、自旋状态计算和来源于如参考图7a-7b描述的倾斜特性偏移量(例如，血沉棕黄层)。在一些实施例中，附加数据可以被提供用于交叉检验lld结果。例如，附加数据可以与例如容器高度、期望内容物、体积偏移量、底部形状、锥度/锥形标志、凝胶体高度等的可以相对于lld114计算出的数据被交叉检验以判定组合结果的属性有关。

在步骤208中，lld测量原始数据可以通过lld114来被判定。例如，lld144可以测量由容器中的液体、凝胶体、凝血等的存在所引起的改变的光透射特性水平面。测量原始数据可以包括没有来自tiu的信息的容器的内容物的液位，并潜在包括容器的高度测量。例如，容器高度和液位可以以毫米或其他合适的测量单位表现。在一些实施例中，测量可以利用例如相机之类的图像获取设备或利用基于光透射的方法进行。原始数据可以提供给检测算法。检测算法可以包括血清/尿液检测算法、全血检测算法、凝胶体检测算法和凝血检测算法。

在步骤210中，根据本发明的实施例，检测算法可以使用tiu112提供的tiu输入并结合lld测量数据来准确地进行检测或测量。方法可以不包括非兴趣区域并且可以启用/禁用具体的内容物的搜索。非兴趣区域可以是能够由盖高度限定的盖区域，以及例如(儿科)嵌体、漏斗嵌体、分隔物、假底或活塞的容器嵌体。非兴趣区域的位置可以不必限于具体位置。同样可以只定义它们的存在以及选择性地定义可以随后被用于lld算法的期望尺寸。例如，假底可以存在于特定类型的样本容器。假底可以例如是自样本容器的底缘起的2mm。在步骤210中，检测算法可以随后从作为从样本容器的底缘测量到的检测液体高度减去2mm，以获得样本容器中的样本的实际高度。

在步骤212中，lld结果可以作为执行检测算法的结果被计算出。lld结果可以包括液位。例如，lld结果可以包括样本容器中的每个内容物层的测量。lld结果可以被提供以执行交叉检验和计算。

在步骤214中，交叉检验可以在lld结果和tiu结果之间进行，导致容器的专门处理。交叉检验步骤214被用于判定lld结果212是否是错误的，并且是否与步骤206和210不同，在步骤206和210中，tiu结果被用于生成更精确的lld结果。例如，在步骤214中，与样本容器有关的一些属性(例如，高度、体积偏移量、底部形状、锥度、凝胶体高度、期望内容物)可以从tiu112获得，以便如下面讨论那样交叉检验lld114的结果。在步骤214的一个具体的说明中，如果判定管的高度小于确定的液位，那么作为交叉检验处理的结果，液位计算将被表征为错误。

在本发明的一些实施例中，这种结合方法可以包括下面中的一个或多个：

·对比检测到的体积与抽吸容量：在一些实施例中，基于容器类型，测量的体积可以与容器的抽吸容量(从tiu获得)对比。例如，抽吸容量可以由容器制造商或定义要被医生使用的容器的实验室来规定。在一些实施例中，基于测试是否需要样本体积在特定范围内，样本可以被接受或拒绝用于进一步处理和/或后续的分析。

·利用转换分数/信任度计算有用的净样本体积：在一些实施例中，实际的可用的净容量可以通过考虑不可用液体(例如，血沉棕黄层、凝胶体“喷发”到血清/血浆/液体区域等)的偏移量和tiu112提供的容器类型信息得出。容器类型信息可以提供关于样本容器的物理尺寸或特性的信息，并且该信息可以被用于帮助判断净样本体积。例如，血沉棕黄层作为离心处理的结果可以是血样的一小部分(例如，血沉棕黄层可以在血浆和红细胞之间)。凝胶体喷发可能是凝胶体的出现或凝胶体进入例如血清或血浆的其他层的突出。例如，通常，在离心处理之后，凝胶体由于它的密度而在不同的液层中沉淀下来。然而，基于若干因素，例如样本类型、样本运输到实验室自动化系统、样本的存储期限和条件等，凝胶体的层可能在容器内不均匀并且可能干扰其他层。这种偏移量的判定可以通过检测层过渡特性，例如，通过可以被用于将分离分数或信任等级分配给这种过渡的双层的过渡区中的陡峭倾斜(参见图7a)或平缓倾斜(参见图7b)来实现。随后，信任等级可以进一步被用来计算偏移量或决定例如安全距离(如参考图9所讨论的)。在得出实际的可用的净容量的处理中，中间结果可以被用于计算附加于样本的其他信息，例如更低的血清边缘、或指示特定样本(例如，由于例如倾斜的凝胶体、凝胶体喷出、对于自动等分液体不足等)可能需要手动处理的标记。

·自旋状态的计算：在一些实施例中，由lld检测到的顺序的层信息和它们的高度连同由tiu结果提供的期望内容物的定义(例如，可以是某一容器类型的特性的凝胶层)可以被用于决定自旋状态(自旋、非自旋)，使用户能够在需要的情况下跳过自旋或重复自旋。在一些实施例中，如上所述的过渡分数同样可以涉及该决定。非自旋沉积样本和自旋样本在通过nir(近红外区)中的强度测量被记录时，可以具有非常相似的特性，并且仅仅通过凝血和液体(血清/血浆)的关系的两个情形之间的区别可能是不可靠的。

○例如，自旋状态可以通过血清/血浆和凝血，以及如果可用的话，凝胶体的位置之间的关系来被判定。如果凝胶在血清/血浆和凝血层之间，可以被认为是自旋。

○如果根据容器类型，没有凝胶体被期望出现，自旋状态的判定可以取决于若干因素，例如，

■血清/血浆和凝血体积之间的关系在限定的数值范围内。例如，体积比＝(凝血体积)/(凝血体积+血清体积)，其中如果体积比<0.5，结果可以表明自旋状态。

■从血清到凝血层的过渡满足限定的倾斜和动态数值范围。例如，图7a示出高信任度的倾斜702以及图7b示出低信任度的倾斜704。

○自旋状态可以基于容器类型定义来被限定(例如，因为具体的容器类型可能不需要自旋)，那么lld测量可能不被考虑到自旋状态的评估中。

·验证带有容器定义的检测到的层材料：在一些实施例中，交叉检验可以从该途径着手。lld算法可以用输入的容器类型信息处理一次，并且用假定全部属性存在的设定处理第二次。例如，在一些实施例中，lld算法可以只用某些属性来被执行第一次。说明性地，基于容器定义，凝胶层或凝血可能不出现。对于第二次，lld算法可以用全部属性，例如用所有层存在的假定来被执行。lld114可以能够检测实际存在的层。检测到的层可以被用来复核来自tiu112的容器类型检测和定义的似真性。如果在确定的容许误差内，处理不揭示矛盾，结果可以被认为是安全的。

·使用管锥度来用于体积计算：在一些实施例中，tiu容器类型定义可以提供容器内部结构的锥度。在一些情况下，一些容器类型的容器内壁轻微的渐细到容器底部。这仅通过光学装置（tiu）难以检测，因此容器类型标识（通过例如，管盖和外径标识）可以有助于（间接地）通过tiu检测该特征。锥度在样本容器的具体生产方法中通常是固定的。基于lld检测到的具体层的位置和高度，锥度和内径可以被用于增加计算出的体积的精确性。

·在离心机中的容器破损：当旋转样本之后使用方法的情况中，可以假定样本自旋。例如，当自旋样本容器比预自旋样本容器的总体积小时，血清/血浆的体积、分隔物（例如，凝胶体）和凝血可以随后被用来对比在样本容器插入到离心机之前的预测量的总体积，来检测容器破裂。在一些情况下，tiu例如可以将关于采样管是否包含分隔物的信息提供给lld以获得更精确的样本体积判断。在其它用途的情形中，液层体积可以在离心处理之后被判定。如果采样管中的至少一层具有出乎意料的小体积（在离心处理之后与之前相比，或与跟管类型信息有关的期望的体积相比，管类型信息可以从tiu获得），那么可以假定管在离心处理期间破碎。

·液体/细胞体积关系：当方法在旋转样本之后被使用的情况中，可以假定样本自旋。血清/血浆、分隔物和凝血的体积可以随后被用来计算凝血和液体（血浆）之间的关系。如上所述，tiu可以被用于识别采样管的特性并且这可以被用于获得更精确的样本体积判定。根据一些研究（例如，关于实验室误差和患者安全的ifcc（国际临床化学联合会）工作组），液体与总样本体积的比值可能是关键质量指标。例如，clsi（临床实验室标准协会）推荐将样本中的红细胞压积（凝血）百分比阈值设置为55%。对于在抗凝血样本中比55%更高的百分比，测试结果会被影响并有可能错误。

·管和盖高度相互检验/校正：在一些实施例中，在tiu112中的图像能够提供容器的高度测量（盖着或打开）。lld114也能够例如利用激光束的吸收值来提供该信息。对于高度测量，图像可能具有固定区域的视野，导致了取决于容器倾斜（面向/背离相机，不是左/右倾斜）的不准确性。除了倾斜以外，每个单个样本的具体光学性能和/或样本容器可能引起顶或底缘被成像器不准确地检测。这可以是未加盖管（顶缘）或带有无色液体的管的情形，导致底缘处的不准确性：

○例如，lld114同样可能是检测相同边缘，除了在红外光谱中以及通常带有测量曲线中可见的典型的偏差。在有些情况下，对于某些未加盖容器（例如，玻璃容器）可能遗漏顶缘。在一些实施例中，为了增强测量安全，双系统（例如，tiu112和lld114）可以使用其他的测量值来交叉检验。因此，校正、错误处理和高度值的检验可以在一些实施例中被执行。

○容器的倾斜同样可能引起来自tiu112和lld114的不同的高度结果。在一些实施例中，在当对容器的上下缘检测失败的原因不是由容器的特殊光学性能引起的情况中，数值差（例如，从tiu112和lld114测量的）可以被用作倾斜指示器。在一些实施例中，为了避免泄露和污染，当操作该容器时，阈值（其可能取决于倾斜量）可以被用于触发安全措施（例如，减少机器人速度或扭矩）。

·盖材料特征化：由来自tiu112的盖高度参数所定义的禁区可以由lld114检查以搜索材料的具体图案。在一些实施例中，tiu112可以利用盖形状和颜色特征来独自检测盖类型。盖材料和内部结构可以使得能够例如利用皮尔逊相关系数来被识别的具体吸收特性超出具体阈值、模式识别或关于测量强度的局部最小量和最大量的相对阈值。对于皮尔逊相关系数，测试样本可以利用一个或多个参考数据集来被用来计算它的相关系数。图8a和8b示出一种盖类型的两个实例和它若干测量的稳定性。通过lld的具体的盖材料和类型的确认可被用于开盖处理，夹持力和夹持位置的值可以取决于盖的材料和内部结构。

·再加盖检验：在一些实施例中，tiu112和lld114的结果可以被用于验证合适的开盖和再加盖处理。在穿过实验室途中，样本可能经过lld测量设备（例如，lld114）若干次，但是可以不必经过完全配置的tiu112检测。多数情况下，tiu112能够确认盖存在或不存在。然而，在有些情况下，例如，在系统输出机器人可能装备液位检测单元的系统中，只有当lld114可用时，预先被识别的tiu112参数能够与新的lld结果结合，以计算被识别的无盖管和lld高度测量结果之间的高度差，其能够使“再加盖”盖的总计高度和开口管关联。对该计算应用容许误差可以允许一个人检测例如由于内部压力将盖推离管之类的再加盖故障，使得它不适宜例如用于进一步传输或存档。

·过渡边缘检验：在一些实施例中，相对于容器的上下表面，描述涉及容器的顶和底面的层（例如，尿液、血清、血浆、脊髓液、凝血、凝胶体、容器底部、活塞等）的开始（上）和末尾（低）的结果能够被计算出。例如，由于样本的运输或由于离心或由于其他原因，层（例如，血清到凝胶体到凝血）的过渡（“边缘”）可以不必清晰地可检测。在这种情况下，lld测量可能在不同的角度进行（例如，通过在配备机器人夹具的lld内旋转样本容器），以验证检测到层的水平面。在一些实施例中，有可能在一些系统中利用下面的示范性的方法验证层的过渡：

○利用配备机器人的lld：在一些实施例中，在样本容器内检测到的层过渡边缘可以被放置在与lld探测器（510）相同的水平面，在容器旋转的同时执行测量。得到的曲线可以揭示涵盖径向扇面或整个环面的持续的特征，可以被解释为检测到的层过渡边缘的检验/确认。可选择地，得到的曲线可以揭示不一致或中断的特性，这意味着预先检测到的过渡边缘不是持续遍及旋转全程。在后者的情形中，边缘不能被确认，但是可以通过将样本容器移动的相对于lld探测器更高或更低并再次重复相同的旋转测量来被校正。在某个范围内，检测到的边缘可以被校正为在实验室中适于使用。

■解决的问题是，例如，倾斜的凝胶体或偏心凝胶体喷出：第一次测量之后（例如，在执行边缘检验之前），lld结果可以为血清/血浆提供“更低的血清边缘”值。由于通过透射所执行的红外测量的设计（一个光束指向并穿过管的中间），结果可以仅仅基于一个测量角度（例如，管可以被倾斜，或者，如果存在倾斜/有倾度的层，被放置在夹持臂内光束能够不被阻止地穿过样本液体的旋转位置/角度，同时在其他旋转方位，光束能够被倾斜层或者偏心凝胶体喷出物的上部阻断）。当倾斜的凝胶体被检测到时，“更低的血清边缘”值可以被增加，以避免当用移液管转移这种带有倾斜的凝胶体或“凝胶体喷出物”的样本时，移液管在需要保持的凝胶体中可能的障碍、其他用户相互作用或者甚至样本丢失。相比于不带关于具体的层过渡边缘的本性（倾斜、喷出等）的详细信息应用的简单的一般偏移量，提出的改善的偏移量计算能够帮助高效的使用可用的液体（例如，对于其中少许体积可用的儿科样本特别重要）。

○在一些实施例中，成像装置同样可以被用来验证或校正检测到的层边缘。在现有的系统中，可能利用检测到的（lld）过渡边缘执行对可用的tiu图像后处理步骤。例如，图像算法可以在检测到的区域中搜索特征（例如，颜色、亮度等）。

■该方法例如会避免测试样本为获取该信息的附加的拾取和放置操作（例如，将容器从位置a传送到位置b）。

○在一些实施例中，能够周向地扫描检测到的过渡边缘的专用设备（例如，简单的带扫描仪的z轴夹具）可以被使用。然而，可能浪费时间。在一些实施例中，可以优选地具有如tiu和lld实例中描述的夹具机器人来将样本移动到期望的位置。

·临界的填充水平面操控：在一些实施例中，实验室中容器中相对于容器的顶缘的顶部液体/血液水平面可能对容器的处理有影响。例如，直接受影响的功能可能有：a)机器人速度和轨道适宜性，b)路由决定，c）开盖，以及d)再加盖。在一些实施例中，为了安全操作探针，由tiu112提供的可能对lld114作出决定所必需的输入参数可以是：1）以mm为单位的顶部液位，2)带盖的管的总高度，3）不带盖的管的总高度，以及4）内径。在一些实施例中，体积数值可能被附加使用。图9示出在本发明的一个实施例中，随容器的内径变化的安全距离的实例。

○机器人速度：在一些实施例中，机器人最大加速度可以利用顶部容器边缘和顶部液体/血液水平面之间的距离来被调整，被称为安全距离。基于容器的内径，直立的容器的水平面加速度可能导致液体溅出。内径与安全距离成正比。此外，流体的液体附着力和表面张力同样可能具有小的影响。在一些实施例中，计算方法同样可以用于容器运输/轨道系统。然而，由于不同的加速度分布图（不是s曲线）和曲线轨道上不同的转动点（例如，与夹具机器人保持的容器和导致倾斜的可能性相比较），容器的总高度能够影响阈值以及容器是否能够被安全地放置在轨道系统上的决定。

○路由决定：在一些实施例中，在例如涉及开盖、再加盖、等分、分析的路径的特定路径上发送容器的决定规则中，到例如误差工作位置、外部运送等的不同工作位置的路由，由于功能矛盾，以上四个命名的输入参数可能被用来拒绝用于处理的样本。例如，

■分析器可以具有指定的最大填充水平（例如，由于集成的传送机构）。

■开盖步骤可以将关闭的容器转变为打开的容器。该信息对于单个机器人可能不可用，路由可以决定将容器发送到误差工作位置，因为在开盖之后它也会完全用于校正。

■再加盖只能在使用的盖（例如，推盖、螺帽盖等）适用于顶部液位时出现。由于分析步骤/在再加盖完成之前吸走一些液体，顶部液位可能降低。容器中带有太多液体的再加盖可能引起泄露和污染。在一些实施例中，可能的溶液可以生成额外的等份以降低顶部液位，以使再加盖成为可能，并避免附加的手动处理。

○开盖：在一些实施例中，如果路由决定不考虑开盖限制，顶部填充水平和安全距离可以被认为是在调整开盖轮廓。在标准的开盖轮廓可以通过应用相对大的力量和速度来很快地移除盖的情况中，这种力量、速度和动作可以被调整，即，减少考虑安全距离以避免开盖期间的泄露和污染。

○再加盖：在一些实施例中，如果路由判断不考虑再加盖限制，取决于再加盖的类型(例如，螺帽盖、推盖等)，顶部填充水平和安全距离可以被用于拒绝再加盖请求。

参考回图2，在步骤216中，lld和tiu结果作为交叉检验的结果产生。在一些实施例中，lld和tiu结果可以包括净容量、内容物确认、液层、凝胶体位置、自旋状态、血清/凝血比、管/盖/颜色id等。

图3a示出在本发明的一个实施例中的容器(例如，管)检查单元的一些部件。

tiu112可以包括耦合到接口单元112b、存储器112c、tiu测量单元112d和计算机可读介质302的处理器112a。

处理器112a可以包括能够功能分离或集合的一个或多个微处理机，以使各种部件运行。处理器112a可以被配置为执行存储在计算机可读介质302中的指令。

接口单元112b可以被配置为与实验室自动化系统100的各种部件连接。例如，接口单元112b可以利用地址线或无线网络与中央控制器102、lld114、机器人104及其他实验室自动化系统100的部件通信。

存储器112c可以是任意合适的存储器并且可以包括一个或多个易失性或非易失性存储器设备。在本发明的一些实施例中，存储器112c可以存储与各种容器类型有关的一个或多个属性。例如，存储器112c可以包括内径、外径、高度、无盖高度、侧面彩色图案、顶部彩色图案、顶部橡胶(内部)直径、开盖轮廓、液位高度偏移量、“不计算体积”标志、盖材料类型、、“盖穿刺”标志、“包含凝胶体”标志、底部形状、期望的凝胶体高度、样本类型、假底(嵌体)、锥度/锥形标志、半透明标志、抽吸容量等。

tiu测量单元112d可以被配置为进行容器的测量。例如，在一些实施例中，tiu测量单元112d可以被配置为测量或提取容器的一个或多个物理属性，例如高度、宽度、底部形状、盖形状、盖颜色等等。在一些实施例中，tiu测量单元112d可以包括例如相机之类的成像设备来拍摄容器。在其他实施例中，tiu测量单元112d可以被配置为利用一个或多个机械设备与识别颜色的设备结合来测量容器的至少一些属性。

计算机可读介质302可以包括可以通过处理器112a执行的代码以实现本发明的实施例。计算机可读介质302可以包括图像数据模块302a、tiu结果模块302b和tiu输出模块302c。

图像数据模块302a可以被配置为接收利用tiu测量单元112d采集的数据。例如，图像数据模块302a可以包括与容器和盖尺寸、容量、内容物等有关的数据。

tiu结果模块302b可以被配置为基于图像数据来判定容器的特性。例如，tiu结果模块302b可以判断容器高度、盖高度、底部区域、期望内容物、嵌体等。

tiu输出模块302c可以被配置为将容器标识数据提供给lld114。在一些实施例中，tiu输出模块302c可以利用附加于每个容器类型的属性，用于将容器标识数据作为输入提供给lld114。

图3b示出在本发明的一个实施例中的液位检测单元的一些部件。

lld114可以包括耦合到接口单元114b、存储器114c、lld原始测量单元114d和计算机可读介质304的处理器114a。

处理器114a可以包括能够功能分离或集合的一个或多个微处理机，以使各种部件运行。处理器114a可以被配置为执行存储在计算机可读介质304中的指令。

接口单元114b可以被配置为与实验室自动化系统100的各种组件连接。例如，接口单元114b可以利用地址线或无线网络与中央控制器102、tiu112、机器人104及其他实验室自动化系统100的部件通信。

存储器114c可以是任意合适的存储器并且可以包括一个或多个易失性或非易失性存储器设备。在本发明的一些实施例中，存储器114c可以存储与各种液体类型有关的一个或多个属性。

lld原始测量单元114d可以被配置为测量容器的高度和容器的液位以提供液位检测原始数据。在一些实施例中，lld原始测量单元114d可以利用能够垂直扫描容器的红外测量设备(例如，通过在垂直方向上将容器运送穿过光束)来进行测量。液体/血液/凝胶体的透射特性可以生成允许内容物的标识的测量值。注意，例如成像器或利用超声波、电容式的或传导性的工具之类的其它测量设备同样是可能的。

计算机可读介质304可以包括可以通过处理器114a执行的代码以实现本发明的实施例。计算机可读介质304可以包括输入模块304a、lld测量模块304b、检测算法模块304c、lld结果模块304d、交叉检验模块304e和输出模块304f。

输入模块304a可以被配置为从例如tiu112的其他单元接收输入数据。在一些实施例中，输入数据可以包括与容器的特性和标识有关的数据，例如，容器标识数据。

lld测量模块304b可以被配置为分析来自lld原始测量单元114d的液位检测原始数据。例如，液位检测原始数据可以是与容器的液位等有关的数据。

检测算法模块304c可以被配置为对液位检测原始数据和由tiu112提供的容器标识数据执行一个或多个算法。例如，检测算法模块304c可以包括血清/尿液检测算法、全血检测算法、凝胶体检测算法和凝血检测算法中的一个或多个。

血清/尿液检测算法可以检测样本中的血清或尿液。任意已知的检测样本是否是或尿液样本的方法可以被使用。

凝胶体检测算法可以检测样本中的凝胶体。例如，凝胶体检测算法可以利用任意合适的算法检测凝胶体。

凝血检测算法可以检测样本中的凝血。例如，凝血可以利用任意合适的算法被检测。

全血检测算法可以检测样本中的全血。例如，全血可以利用任意合适的算法被检测。

lld结果模块304d可以被配置为基于运算法则的执行来判定液位检测结果。在一些实施例中，lld结果可以包括所有的内容物层的液位(例如，以毫米为单位的高度)。例如，lld结果可以包括样本包括5mm的血清层、1mm的凝胶层和4mm的凝血层。

交叉检验模块304e可以被配置为利用由tiu112提供的附加数据来交叉检验lld结果。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以将lld114测量的体积与tiu112提供的抽吸容量进行比较。在有些情况下，如果测量的体积与抽吸容量不同，样本可以被标记用于手动检查或不宜用于分析。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以利用基于来自tiu112的容器类型信息的过渡分数/信任度并且考虑来自lld114的不可用液体(例如，血沉棕黄层、凝胶体“喷出”到血清/血浆/液体区域等)的偏移量，来计算有用的净样本体积。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于顺序的层信息来判定自旋状态以及它们的高度，以及来自lld114的期望内容物的定义和/或来自tiu112的容器类型定义。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于lld114的液位检测结果以及tiu112的容器标识数据，来验证检测到的层材料与容器定义。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于tiu112提供的管锥度信息，来计算样本体积。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以被用于判断自旋样本容器是否比预自旋样本容器的总体积小，以检测离心机中的容器破裂。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以判断液体与总样本体积的比值。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于来自tiu112的容器标识数据和来自lld114的液位检测数据进行管和盖高度相互的检验/校正。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于来自tiu112的容器标识数据进行盖材料特征化。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以基于来自tiu112的容器标识数据和来自lld114的液位检测数据，来验证合适的开盖和再加盖处理。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以进行如先前参考图2描述的过渡边缘检验和临界填充水平操作。

输出模块304f可以被配置成为实验室自动化系统100的各种单元提供输出。例如，一旦关于来自容器检查单元和液位检测单元的数据的交叉检验通过交叉检验模块304e进行，输出模块304f可以提供结合的结果。

图4示出带有管检查单元(tiu)408和液位检测单元(lld)401的示范性的系统(例如，机器人)400。

机器人400可以包括腔室402。tui408包括能够被容纳在腔室402中的相机，腔室402具有很少的光学反射，并且如果可能的话，没有光学反射。tui408可以对齐并聚焦于包含液体的样本容器406。照明源410可以为样本容器406提供光，以便tui408可以拍摄样本容器406的照片。

tui408可以包括静物摄影机、彩色图像照相机、摄影机、光谱相机或类似物。可以使用例如3ccd摄像机的彩色图像照相机。彩色摄影机的设置，例如聚焦、白平衡、光阑定位、填充，可以被固定预设或可调整。例如，如在当影像评定软件报告给控制软件的数据相对于存储参考数据具有质量下降时，它们可以借助于影像评定软件被调整。算法可以被用于利用例如使用的样本容器的类型、样本的类型等的已知数据来计算样本水平和/或体积。

如图所示，tui408可以倾向于优化样本容器406的视野。借助于测量，样本容器406信息可以利用相对较少的光学反射被记录。

lld401可以包括具有多个叉子(例如，钳子)404的机械臂403。每个叉子404的最接近的末端404a可以耦合到机械臂403。叉子403的远端部404b可以保持(例如，携带)包含样本的采样管406。lld401可以测量在随机选择的单个角度穿过采样管406的光信号(照明源410发出)。也就是说，光信号可以穿过管406的单个部分。

作为使用相机单元的液位检测设备的替换，液位检测同样可以伴随有其他类型的图像获取设备的使用，例如具有带有限定的波长和评估吸收光谱的分析算法的激光二极管的设备。激光二极管射束可以聚焦于采样管的部分，并且聚焦光束的不同波长的吸收和传输测量可以通过光敏探测器测量。随后分析算法可以使用该测量来提供液位和容量。

图5示出利用在不同波长的吸收和透射曲线的分析进行的样本水平检测的实例。在血样被装备有采样管的情况中，系统额外能够检测样本中的血清、血浆或血块的不同水平面。

在图5中，部分可操作的液体样本询间系统在500被一般描述。第一辐射源514(第二辐射源518关闭)被布置为将具有第一特征波长(例如，980nm)的第一辐射应用到光束组合器516，光束组合器516将第一发射辐射520引导向采样管502的位置。第一穿透辐射524可以被检测器检测到，例如示出的光电二极管和放大器布置510。检测器可以是至少一部分图像获取设备的实例。相应于第一穿透辐射524的强度的信号528可以随后在例如可编程集成电路512或计算机的对比结构中被存储和/或操作。第二辐射源518(第一辐射源514关闭)被布置为在轻微偏移的位置处将具有第二特征波长(例如，1050nm)的第二辐射应用到光束组合器516作为第一发射辐射520，光束组合器516将平行于第一发射辐射520的光路的第二发射辐射522引导向采样管502上的稍有不同的位置。第二穿透辐射526可以被相同的检测器检测到，例如示出的光电二极管和放大器布置510。相应于第二穿透辐射526的强度的信号528可以随后在例如可编程集成电路512或计算机的对比结构中被存储和/或操作。

图5进一步描绘利用例如通过lld原始测量单元114d的波长处理被测量和分析的采样管。如所示的，血清506和凝胶体508对可见光可以是最透明的，同时红细胞502可以是基本上不透明的。进一步，凝胶体508对红外光可以是透明的，同时红细胞502和血清506可以是基本上不透明的。相应地，当采样管502具有分离血清506和红细胞502的凝胶体508，可以仅仅利用红外光来“看穿”不同的部分。红外光读取在红外线光束穿过空气504时很强，在红外线光束被引导向血清时下降，在被指向凝胶体508时相对强，在被指向红细胞502时再次下降。通过分析工具进行的分析可以允许样本的样本水平面/体积的测量。

在一些实施例中，液位检测单元500可以结合带或不带管检查单元(例如，tiu112)的机械臂(例如，耦合到机器人104)。例如，在一些实施例中，采样管通过机器人夹具被拾取并被垂直传送越过至少两个lld的红外光源。光穿过管的中心。在管相对光源的一侧，检测器收集不同波长的透射光。附加相机(tiu)可以拍摄管和盖的至少一个图像。该至少一个图像可以从管的侧面和从管的上面(例如，通过反射器)拍摄。

图6示出在本发明的一个实施例中的lld检测的处理流程。

如图中所示，处理流程600可以从管检查单元(602)接收tiu结果(604)开始。例如，tiu测量单元112d可以进行样本容器的测量并可以提供可以被用于生成容器标识数据的图像数据。tiu112可以基于管数据库和管特性(606)检查容器并识别容器类型、盖类型和盖颜色。容器标识数据可以被提供给lld114。平行地或在不同的时间，lld原始数据可以从lld114获得。lld原始数据可以包括容器(加盖的或打开的)和内容物层的高度测量。

例如盖高度、底部区域、期望内容物和高度、嵌体和活塞之类的与关于容器的某些属性有关的数据可以被提供给lld114。在内容物层的计算中，一些属性可以被用于排除某些区域。例如，给定通过lld原始数据测量的管的开始和结束尺寸，盖高度区域可以被排除。类似地，与底部区域(例如，假底)、嵌体、活塞等有关的区域，因为这些区域可能不容纳任何液体，在液位计算中可以被排除。例如期望内容物和高度的属性可以从附加在容器(例如，存储在管数据库中)的样本类型和/或“包含凝胶体”和/或“期望的凝胶体高度”属性中被判定。

血清尿液检测算法(612)可以从tiu输出模块302c接收盖高度、底部区域、期望内容物和高度、嵌体和活塞(608)。血清尿液检测算法612同样可以接收lld原始数据(610)。例如，lld原始数据可以通过lld原始测量单元114d测量。血清/尿液检测算法612可以判断血清是有效的或无效的血清。例如，参考图5，血清特性在某些波长可以是可见的。如果血清的存在被检测到并且血清的高度显示血清量足够分析(例如，如果大于4mm)，血清可以是有效的。在一些实施例中，基于样本的吸水特性(例如，未充分吸收)，血清可以被判定为无效的。血清/尿液检测算法可以是检测算法模块304c的一部分。

如果血清有效(614)，并且如果没有凝胶体被期望(616)，那么凝血检测算法可以被执行(620)和/或全血检测算法可以被执行(622)。例如，凝血检测算法和全血检测算法可以是检测算法模块304c的一部分。检测算法模块304c可以利用与tiu112提供的容器标识数据有关的信息来判定样本是否包含凝胶体。

如果血清无效(624)，并且可能含有凝胶体，那么在凝血检测算法(620)和/或全血检测算法(622)的执行之后，凝胶体检测算法可以被执行(630)。例如，凝胶体检测算法可以是检测算法模块304c的一部分。如果血清无效(624)，并且基于容器标识数据没有凝胶体被期望(626)，那么凝血检测算法可以被执行(620)和/或全血检测算法可以被执行(622)。接下来，可以进行lld结果计算(634)。例如，lld结果模块304d可以提供水平面检测结果。在一些实施例中，lld结果模块304d可以提供以毫米或任意其他合适的单位表现的内容物层。

注意，图6示出以某些序列并入检测算法的示范性的处理流程。然而，该算法可以用于任意合适的结合或次序。在一些实施例中，检测算法的次序可以取决于lld114使用的波长(如参考图5讨论的)或测量装置。

如果血清有效，并且只有血清/尿液/血浆(例如，次级管)，那么没有检测算法可以被执行(632)，且可以进行lld结果计算(634)。例如，容器是次级管的判定可以基于容器/盖类型(例如，没有盖)完成。次级管可以只容纳血清、尿液或血浆而不带任何凝胶体或凝血的层。因此，凝胶体或凝血层的检测可能不需要。

基于tiu112提供的附加数据和lld结果，可以进行交叉检验(636)。在一些实施例中，交叉检验模块304e可以对容器标识数据和液位检测数据进行交叉检验。例如，交叉检验可以基于与容器有关的一些属性来被进行，例如高度、体积偏移量、底部形状、锥度/锥形、凝胶体高度等。

交叉检验的结果可以在交叉检验进行之后产生(638)。在一些实施例中，输出模块304f可以生成结合的结果。例如，结合的结果可以包括容量、内容物确认、液层、凝胶体位置、自旋状态、血清/凝血比和错误状态。结合的结果可以被用于为样本计划路径，如参考图10讨论的。

图10示出在本发明的一个实施例中，利用tiu/lld结合的结果的实验室自动化系统100中的工作流程1000。在图10中，“lis”指的是实验室信息系统。本发明的实施例可以使用来自tiu和lld数据的结果来按路径发送样本穿过实验室自动化系统。例如，如上所述，净容量、自旋状态、血清/凝血比和样本类型可以利用tiu和lld数据来被判定，并且它们可以被用于在实验室自动化系统中为样本判定合适的路径。lld和tiu数据同样可以被用来判定样本是否应当跳过离心机，计算源自于原始样本的二级样本的数量，判断是否为某些类型的分析释放样本，优化样本体积使用，和/或判定是否将样本发送到误差工作位置。

本发明的实施例同样具有许多优势。如上所述，本发明的实施例可以结合tiu和lld数据以保证更精确的液位判断，由此改善样本处理。例如，一起利用tiu和lld数据来计算自旋状态并进行过渡边缘检验处理能够改善等分处理。例如，当采样管中的两个分离的液体成分之间的过渡精确时，液体的校正量能够安全地等分。进一步，tiu和lld数据可以被用于准确地判定采样管的临界填充水平操作，验证检测到的材料的层，利用过渡分数或信任度阈值计算不同结构的管的样本体积(例如，圆锥管)，以及有用的净样本体积。这同样可以导致改善等分，因为样本的校正量在采样管内的任意给定水平面是已知的。进一步，tiu和lld数据可以被用于计算自旋状态以及判定临界填充水平操作。如上所述，这能够导致改善的/样本-特定传送/操作算法。

在本发明的一些实施例中，在进行交叉检验之后，来自tiu/lld的结果可以被用于为样本容器计划路径。例如，基于来自tiu112和lld144结合的结果(例如，净容量、自旋状态、血清/凝血比、样本类型等)，中央控制器102—a)能够判断能否跳过离心机，b)能够计算需要的二级样本的编号，c)能够为某些分析阻断/释放样本，d)能够优化样本体积使用，e)能够发送给误差工作位置等等。注意，图10示出样本容器的示范性的工作流程。然而，应当理解，实验室自动化系统100的各种部件可以以任意次序以及任意容量来使用来自tiu/lld的结果。

在步骤1002中，样本容器的结果可以从tiu/lld获得。例如，结果可以包括血清上下水平面、全血上下水平面、安全等分水平面、自旋状态、重量、净容量和抽吸容量、血清/凝血比以及样本类型。参考回图6，结果(638)可以在利用tiu提供的结果(606)交叉检验(636)lld结果计算(634)之后，由lld114提供。

在步骤1004中，与自旋状态和样本容器的重量有关的信息可以用于离心处理。参考回图1，lld114可以将与自旋状态和样本容器的重量有关的信息提供给离心单元116。如前所述，信息可以被用于检测离心单元116中的容器破裂。

在步骤1006中，与盖有关的信息(例如，盖类型、盖材料和盖存在的确认)可以被开盖器所使用。参考回图1，开盖/再加盖单元118可以利用盖类型信息来判定盖是否存在和盖是否需要去除。如果需要被去除，开盖/再加盖单元118可以基于盖类型和材料移除盖，夹持力和夹持位置的值可以取决于盖材料和它的内部结构。在一些实施例中，开盖/再加盖单元118可以使用调整过的开盖轮廓来避免开盖期间的泄露和污染。

在步骤1008中，与样本容器的体积有关的信息(例如，净容量和/或抽吸容量)可以被再加盖器所使用。参考回图1，在开盖/再加盖单元118中的再加盖器可以利用体积信息来为样本容器加盖。在一些实施例中，再加盖器可以基于再加盖的类型(例如，螺帽盖、推盖等)拒绝再加盖请求。

在步骤1010中，与样本容器的净容量有关的信息可以被等分器所使用。参考回图1，等分单元120可以利用净容量信息来计算二级样本的编号，用于划分样本容器的内容。

在步骤1012和1014中，与样本容器的净容量和顶部液层有关的信息可以被一个或多个分析器所使用。参考回图1，分析单元122中的一个或多个分析器可以利用顶部液层信息和净容量信息来判定安全距离以及用于临界填充水平面操作。

在步骤1016中，与样本容器的再加盖检验和高度检测有关的信息可以被用于输出/存档单元。参考回图1，输出单元124在存档或存储样本容器之前可以利用再加盖检验信息。

本发明的实施例可以被用于实验室自动化系统、管标识单元、病人样本分类/操作设备、路由、管操作算法等等。例如，tiu112和lld114可以被用于一些现有的实验室自动化系统(例如，automate^tm2500系列)的输入管机器人或离心管机器人，在一些实施例中，tiu/lld结果在等分之前可以被使用以验证血清/血浆到下面的层(例如，凝血/凝胶体)之间的过渡。在一些实施例中，tiu/lld结果可以被用于计算包括安全偏移量的有效体积。在一些实施例中，tiu/lld结果可以被用于提供血清/凝血关系和凝胶层位置以判定自旋状态(例如，可能的状态：自旋、可能自旋、非自旋)。在一些实施例中，tiu/lld结果可以被用于实验室自动化系统中的预分析处理。例如，当样本数据/患者数据录入到实验室系统时(例如，在从输入区拾取上来样本并获取tiu和lld数据之后，但是在样本被发送到特定的路径/预分析任务之前；即，在样本被安置在分配缓冲区中的同时)，特定的内容物状态检测可以影响工作流程决定(例如，跳过离心机或转动，手动处理等)。在一些实施例中，tiu/lld结果可以被用于分析过程，例如测量分析器的吸出体积(例如，当样本体积已被分析探针从管中抽出之后，采样管通过附加的lld设备被测量时)。

利用多角度测量的液位检测

图2和3b中示出的液位检测(lld)单元114可以测量以随机选择的单个角度穿过包含样本的采样管的光信号。也就是说，光信号可以穿过管的单个部分。通过测量以单个角度穿过采样管的光信号(即，引导光到管的单个部分)来检测液位，假定所有的液位垂直于管壁并且采样管保持垂直。然而，可能有液位不垂直于管壁和/或采样管没有被垂直保持的情形，例如，通过机械臂。图12示出通过具有一个或多个叉子1204的机械臂1202保持的采样管1200。如图12所示，凝胶体部分1210的低交界面1206和高交界面1208显著倾斜。

图13示出对采样管中提供的倾斜样本，执行n＝10次lld信号测量的实验的结果1300。对于第i次信号测量，采样管绕z轴旋转360°*(i-l)/n。因此，信号测量360°均匀分布。每个图表对应于1060nm和1550nm波长的红外(ir)光的单个角度测量。特别地，穿过水样的1060nm和1550nm波长的透射属性相互间显著不同。因此，利用这种带有上述不同透射属性的波长组合，例如，1060nm和1550nm，有可能识别样本的血清部分(例如，类似水的部分)。例如，在图13中示出的示范性的曲线中，血清在指数180和260之间被识别。一旦血清部分被识别，血清-凝胶体过渡和凝胶体部分可以被识别为邻近于血清的分段。例如，在图13中示出的示范性图表中，血清-凝胶体过渡在指数260-270(即，在血清部分的右边)被提供，凝胶体在指数270-300(即，在血清-凝胶体过渡部分的右边)被提供。

图13示出同一采样管在10个不同的角度测量的10组数据的集合。可以看出，有血清-凝胶体和凝胶体-凝血相对于旋转角度过渡的实质变动，即，在每个单次测量之间实质的变动。这意味对于倾斜的液位，单个旋转的测量信号将会导致实质不准确的结果。

根据各种实施例，采样管中的液位可以在例如与多测量角度相对应的管的多个部分被检测到。在一些实施例中，采样管可以在两个连续的测量之间的预定义的角度被旋转。在其他实施例中，多对光源和光探测器可以围绕采样管被提供，以便同时获得多次测量。然而，在其他实施例中，采样管可以在向上或向下移动的同时旋转，其将会产生螺旋扫描路径。可选择地，光源和光探测器对可以围绕采样管旋转。

示范性的多角度测量过程可以从lld测量旋转0°开始，创建第一次lld测量。tiu可以照射采样管上的条型码并使采样管旋转，以便条型码可读的一部分面对tiu相机。相对于lld的旋转距离可以是-180°到0°到+180°的任何地方。保持采样管的机械臂可以以光检测器与第一次测量不同的角度(例如，扇区)测量的方式准备第二次lld测量的管旋转。在夹具机械臂包括四个夹具指(例如，叉子)的实施例中，可能有通过分别相邻的夹具指之间的空间限定的，光束可以进入并穿过采样管的四个扇区。如果第一扇区用于第一次测量，对于第二次测量，剩余扇区中的一个，即，扇区二、三或四，可以被使用。在一些实施例中，每个扇区可以被分成一个或多个分区。在现有技术中一个普通技术人员将会理解此处讨论的四个扇区仅仅被提供用于说明目的，而不应当解释为限定。在第一次之后的测量可以在同一个或其他扇区中进行，只要夹具指不中断照明光并且测量不是在同一旋转角被获取。根据各种实施例，即使透射轴是相同，测量结果也可以是不同的，取决于光穿过的材料/液体/凝胶层的结构。如果光在进入管之后正好接触到局部吸收材料层，那么与光穿过管并恰好在离开管之前接触那个层的情形(例如，在倾斜的凝胶体或凝血表面的情形中)相比，光散射可能不同。相应地，测量值不仅通过照明光穿过的材料来被判定，而且通过材料的次序被判定。也就是说，在角度0°获得的测量值可能与在角度180°获得的不相同。根据各种实施例，最好的视角可以在多角度测量之中被判定，并被用于最佳测量，其可以相当于为液位提供最佳判定的曲线。

多角度测量可以利用透视图示出，例如图14中示出的透视图1400。透视图1400的y轴是角刻度，每个刻度对应于信号被测量的唯一的角度。透视图1400的x轴按照刻度标定每个测量的读数。透视图中的阴影代表在它自己的透视图中的每个测量的相对数量，例如，1060nm测量、1550nm测量或它们的系数(即，1060nm测量/1550nm测量的比)。颜色越深，测量越大。本领域的普通技术人员将会理解与各种ir测量有关的透视图的任意编号可以被用于判断管和样本特性。与图14中提供的1060nm测量、1550nm测量或它们的系数有关透视图的使用是为了说明目的并且不应当被解释为限定。

在当所有的液位垂直于管壁并且采样管垂直(例如图5中示出的采样管502)时的正常状态中，将会完美地看见透视图中的垂直图案。另一方面，当采样管中的液位倾斜时，多角度测量有可能检测到管和样本的更多结构，识别倾斜的液体界面，检测系统问题，提高液位检测的质量，以及检索标签定位与定向的信息。这些优点的每一个接下来将更为详细的讨论。

1.检测管和样本的更多结构

当只有管和样本的一个测量角度时，测量可能被噪声污染。因此，可能难以判定测量中的某些特征是由管(或管中的样本)的结构引起的，还是由数据采集期间系统产生的噪声的产物。与此相反，多角度测量可以被用于平滑噪声和加强测量中的真实的特征。

图15示出含水采样管1500和相应的透视图1502。透视图1502由水样的多角度测量组成。通过层叠多角度测量，显然1060nm、1550nm和系数透视图中的垂直线揭示液体、管、盖和标签的结构，例如管底1504、底部嵌体的顶部1506，底部嵌体的底部1508，标签的底部1510，水样的顶层1512，标签的顶部1514，和盖几何形状1516、1518、1520。

当光穿过空气(即，光的强度不因为穿过目标或材料而减少)时，利用两个波长(即1060nm和1550nm)的最高测量被获得。最高测量以透视图1502中的深色阴影说明。相应地，透视图开始和结束处的深色区域分别示出管上面的(即，管的盖上面的)区域和管下面的(即，管底部下面的)区域。因此，管1504的底部可以在指数400左右被识别。在指数400左右，深色阴影结束，指示盖的顶部1516。盖的顶部1516是光在盖上面的空隙/空气之后击中(和穿过)的第一目标。盖的颈1518和底部1520可能基于靠近盖的顶部1516的阴影变化被识别。透视图1502同样示出指数150左右的其他深色区域。如上面提供的，深色区域对应于穿过空气的ir波。因此，指数150左右的区域对应于管中低于盖底部1520并且高于标签1514的空气。

根据各种实施例，图像处理技术(例如，图像分割法、边缘检测、滤波器等)可以在二维透视图上被直接使用来识别采样管的结构和它的内容物。可选择地，多角度测量可以利用例如涵盖多角度的信号对齐、移位补偿、平均、加权平均、滤波等技术被融合成单次测量。结果id输出可以在融合测量中有更小的噪声和扰动，并代表更多的真实的管和样本结构。

利用多角度测量，管的三维结构、样本、盖和/或标签同样可以被重建。重建的三维结构可以具有关于每个样本、管、盖和/或标签的丰富的信息。信息可以改善lld单元产生的输出以及为系统操作或临床使用两者之一生成新的输出。由于三维重建基于光透射，它可以揭开在可见光的反射时可能无法看见的管或样本的内部结构。

2.处理倾斜的液体界面

如以上提供的，采样管中的液位可能不总是垂直于光路。例如，这可能由倾斜的凝胶体和/或倾斜的凝血引起。当这发生时，单次测量值可能不够来识别倾斜的液位。图16a示出倾斜的血清-凝胶体交界面1602和凝胶体-凝血交界面1604的实例。单个测量角度观测到的血清的底部水平面可以在两虚线1606之间的任何地方。如果系统在单个角度测量工作，那么血清的底部水平面的数据将基于单线(例如，y轴上的1到10的单个指数)来被判定。如图16a所示，在指数270左右，数值从一个指数到下一个变化。特别地，在两虚线1606之间的距离可以是在液位检测和体积计算中产生的误差的指标。在图16a中，在两虚线1606之间的距离在3-5mm左右的范围内。这对应于测量的采样管的各个测量位置的垂直位置偏移量。例如，给定10-16mm内径的采样管，液体高度中的3-5mm误差将会导致液体体积中的235μl-1ml误差，而消费者接受度可能小于250μl。

利用多角度测量(例如，测量多角度的光变化)，倾斜的液体界面的形状可以被判定。图16b示出图16a中示出的1550nm透视图。然而，利用多角度测量数据点(即，相应于y轴上的指数1到10所有的线)，倾斜的交界面可以作为简单的线性倾斜1650被检测到。倾斜的交界面的深度可以基于倾斜1650的陡峭度被估计。第三次测量1652和第9次测量1654指示倾斜的血清-凝胶体交界面的顶部。第一次测量1656和第六次测量1658指示倾斜的血清-凝胶体交界面的底部。如果倾斜的交界面不是简单的斜面，那么更复杂的公式可以被用于描述倾斜的交界面的形状。液体界面的估计形状可以改善体积计算，并将更多信息提供给自动化系统的其他部件以作出更好的决定。

3.系统问题检测

不能利用单角度测量来被检测的各种系统问题可以利用多角度测量被检测到。例如，图17a中示出的透视图1702描绘了涵盖测量角度的信号变化。在图17a中示出的示范性的测量中，当系统测量时，采样管1704可能在机械臂1706中向下滑动。类似地，图17b示出在一些而不是所有测量角度的信号变化的透视图1750。图17a和17b两者表明当系统收集读数时，一种使光变形的系统问题，例如脏的测量透镜、光源问题、机械臂问题等，。类似于图17a-17b中示出的那些情形可以通过比较涵盖所有测量角度的相应特性来被检测到。系统警报可以被设置用于预警和/或监控。

根据各种实施例，在透视图中，多角度测量可以被用于通过检查管几何形状(例如，管顶和底的特征)或盖几何形状(例如，盖顶部特征)来检测倾斜的管。

4.改善液位检测的质量

基于lld的单角度算法可能受到干扰。图18示出用于多角度测量的透视图1800，其中血清的类似水的特征在第3、4、5、9和10测量角度非常微弱，如指数150和270之间的深色水平线1804所示。1060nm信号比1550nm信号略强，这使得lld算法尽力判定220和270之间(指数250左右的垂直深色区域1802)的信号是否来自血清。由于微弱的图案，lld算法作出错误判断的概率增加。多角度测量提供管和样本的大图，并且容易断定在第3、4、5、9和10测量角度的220和270左右的微弱特征是由于光必须穿过标签两次，第一次穿过是在测量3、4和5，第二次穿过是在测量9和10。利用多角度测量，特别是血清在第1、2、6、7和8角度在220和270之间的强特性，可以判断血清水平面顶部是在220而不是270左右。

5.检索标签定位与定向信息

多角度测量同样可以揭开关于附加在管周围的标签的信息。图19示出管周围有倾斜的标签1902的示范性的采水管1900。倾斜的标签1902呈现出可以通过算法被检测到的沿着管壁1904和垂直于管壁1906的清楚的图案(如通过虚线框所示)。标签可以在透视图中的读数170和340之间被判定。

利用标签结构检测，可以判定液位是否能够从外部被看到，或者换句话说，管壁上是否有没有被标签遮盖的光缝隙(从管顶到管底或者在感兴趣区两者之一)。光缝隙的检测可以启用/禁用测量反射的可见光的基于相机的设备tiu来检测液位。光缝隙不必是直的，并且可以为弯曲的，带有一些限制。

此外，利用标签结构检测，能够进行基于图像(即，基于机器视觉)的脂血、黄疸和溶血(lih)或者血清指标的检测。lih检查的通用方法是入侵，其需要打开盖。基于图像的lih检测是非入侵的，但是需要不被任何标签阻碍或被单个标签阻碍的光路(例如，光缝隙)。给定多角度透视图，可以判定光路是否存在。如果有光路，机器视觉可以被用于检测lih。识别没有标签或单个标签的光路、血清层和用机器视觉检查的lih的组合可以提供非入侵的解决方案，其使工作流程成流水线，增加生产量，并改善可靠性。

另外，利用标签结构检测，可以判定对于lld扫描管的最佳路径。获取光透射信号的扫描管不必遵循直线。为了最小化标签的不利影响，可以选择曲线的扫描路径，以便在每个管高度，标签对激光的阻碍最小。例如，最佳路径可以被限定为1060nm信号在透视图上同一管高度处是最大的一个。沿着最佳路径，最佳的测量可以被合成并用于lld算法以最小化标签的干扰。

基于管特征化和分类的透射率

管属性(包括类型、几何形状、尺寸等)和液位位置两者对于自动化系统中的体积计算及其他处理是必需的。根据以上讨论的各种实施例，管属性和液位的计算可以分离，并通过两个模块实现，管检查单元(tiu)和液位检测(lld)模块。管属性可以用基于相机并且不依赖于lld工作的专用tiu被检测到，同时lld模块上运行的软件可以从光透射测量来提取样本水平位置。

根据下面讨论的各种实施例，光透射测量同样可以被用来检测管属性。在其他属性之中，被测量的管属性可以包括，内部和/或外部管直径、盖高度、嵌体深度以及盖类型以及底部嵌体。用管和盖结构的知识，液位位置可以被更精确以及可靠地判定。管和液位的知识的结合可以使仅利用lld模块实现体积计算。此外，测量出的管属性可以被下游部件直接使用和/或被用来利用例如tiu的其他模块产生的相应物的交叉检验。

1.盖高度的测量

盖高度可以通过定位盖的上和下边缘从lld测量中被估计。在盖顶部可以通过定位测量中的第一信号下降来被简单地判定的同时，可以利用lld模块中得出的其他位置信息(例如，盖顶部的位置和样本顶部的位置)来辅助识别该下边缘。利用盖顶部的位置和样本顶部的位置，搜索区域可以被划定并且较低的盖边缘可以通过在划定区域内定位最大测量值被大致判定。判定可以由于比盖低并且比样本溶液高的与盖和样本溶液相比吸收更少光的空载的管部分实现。一旦完成估算，边缘位置可以通过判定信号变化(测量值的二阶导数)附近的快速变化来被细化。图20a示出包含样本的多个(例如，二十个)采样管。采样管全部可以具有不同的几何形状、盖和样本水平面。图20b示出图20a中示出的每个管的光透射测量。被识别的盖区域参考图20b中的数字2000被说明。

2.底部嵌体深度测量

底部嵌体指的是采样管下端的非圆柱段。嵌体深度的精密测量对于样本体积的正确计算很重要。关于lld测量，底部嵌体可以被识别为将样本溶液链接到较低的空气层。由于样本溶液中强的光吸收和空气中的弱吸收，如图20b所示，在底部嵌体附近的测量值总是在低谷(接近整个测量的最小值)启动并最后达到高峰(接近测量的最大值)。虽然符合这个标准的区域可能在整个测量中不是唯一的，但是代表底部嵌体的实际区域可以通过限定在检测到的样本顶部的下面的窄的区域中的搜索而被唯一地判定。被识别的底部嵌体参考图20b中的数字2002说明。

3.管直径的推导

一旦判定嵌体类型，接下来就可以判定管内径。对于具有简单几何形状的嵌体的管，管内径可以直接从嵌体的纵向尺寸(即，嵌体的深度)估计。例如，对于半球形的管底，横向尺寸(即，管内径)被期望两倍于纵向尺寸(即，底部高度)。具有复杂几何形状的底的管，管内径可以利用存储嵌体类型和管尺寸之间的对应关系的查找表格来被判定。

4.盖分类

盖几何形状是重要的管特性。图21a示出基于盖几何形状被分为5个不同的群组2102、2104、2106、2108和2110的各种采样管。每个群组中的盖具有相似的几何形状(例如，形状)。对于每个盖几何形状，即，对于每个群组2102、2104、2106、2108和2110，相应的lld测量呈现特定的和一致的图案，如图21b所示。归因于沿着管轴的吸收光程长度的变化，图案是盖非圆柱形状的结果，因而可以成为盖几何形状的签名。这个签名通过如图21b所示的图表2112的第一行中示出的原始lld数据和图表2114的第二行中示出的数据的一阶导数呈现。通过评估签名的相似性，管可以根据它们的盖形状被分类，例如，类型1、类型2、类型3、类型4和类型5。两个信号u和v的相似性的定量测量是信号的标准化内积，计算如下:

每个信号通过高维区域中的矢量呈现。也就是说，可以为每个管生成与限定的垂直位置相对应的传输数值阵列。例如，如果2mm级数值被分配到管，更长的管会具有更多数值，这样导致更高的矢量尺寸。信号值决定矢量位置，信号长度决定向量空间的尺寸。由于一个盖类型到其他盖类型的盖高度不同，对比的信号长度可能不相等。在此情况下，为了向量运算目的，相对短的信号应当在信号的低位被补零，以与长的信号对齐。用这种匹配运算，在信号相似性的测量中，盖高度的信息可以被保全。

除信号相似性之外，信号变化的相似性同样可以被评估。这两个相似性数量的加权总和可以随后被用作度量，用于评估对比的盖是同一类型的概率：加权总和越高，盖越有可能是同一类型。对于图21a中示出的盖，计算相似性分数并显示在图22a中示出的灰度图2200中。图2200的坐标轴代表管指数(例如，图21a中示出的20个管的每一个的指数)。如从图2200看到的，inter类型分数相比intra类型分数具有相对更高数值(例如，对角线中的白色区域)。类似地，相似性的intra类型分数比inter类型分数更高。图22b示出相似性分数2210的分布。如图22b所示，两种类型的分数(即，inter类型分数2204和intra类型分数2202)是充分分离的。图22b表明相似性分数是区分不同盖几何形状的良好的数字度量。

上面关于图21a-22b讨论的盖分类可以被用于生成包含每个可能在仪器上使用的盖类型的签名模板的数据库。当新的盖类型可用时，数据库更新。当采样管在仪器上被分析时，它的盖签名可以与数据库中的全部盖签名模板进行比较。采样管可以被分配盖类型，其中盖类型的签名与采样管的盖签名具有最高相似性的。

5.底部嵌体分类

类似管盖，底部嵌体的测量呈现随嵌体形状变化的图案。底部嵌体可以利用分类盖使用的相同或相似的方法来被分类。当计算标准化内积时，方法可以被修改。随着底部嵌体分类，由于管底的下边缘可以被更精确和可靠地判定，因此信号段应当对齐到右边并且在左边补零。为了演示目的，图21a所示的同一套采样管在图23a中根据嵌体几何形状被重新分类。如图23a所示，对应于三个不同类型的底部嵌体，管可能被分为三个群组2302、2304、2306。每个底部嵌体类型可以在如图23b所示的图表2308的第一行中示出的原始数据和图表2310的第二行中示出的一阶导数信号中具有唯一的签名。

除信号相似性之外，信号变化的相似性同样可以被评估。这两个相似性数量的加权总和可以随后被用作度量，用于评估对比的底部嵌体是同一类型的概率：加权总和越高，底部嵌体越有可能是同一类型。对于该套采样管(例如，图23a中示出的二十个采样管)中的底部嵌体的相似性分数被计算并显示在图24a中示出的灰度图2400中。图2400的坐标轴代表管指数(例如，图21a中示出的20个管的每一个的指数)。如从图2400看到的，inter类型分数相比intra类型分数具有相对更高数值(例如，对角线中的白色区域)。图24b示出相似性分数2410的分布。如图24b所示，两种类型的分数(即，inter类型分数2404和intra类型分数2402)是充分分离的。图24b表明相似性分数是区分不同的底部嵌体的良好的数字度量。

类似盖分类的情形，可以生成包含每个底部类型的签名模板的数据库。当新的底部类型可用时，数据库更新。当采样管在仪器上被分析时，它的底部签名可以与数据库中的全部底部签名模板进行比较。采样管可以被分配底部类型，其中盖类型的签名与采样管的底部类型签名具有最高相似性的。

此处参考附图描述的各种参与者和元件可以操作一个或多个计算机装置以助于此处描述的功能。上述任何元件，包括任何服务器、处理器或数据库，可以使用任意合适的子系统编号以助于此处描述的功能，例如，举例来说，操作和/或控制实验室自动化系统的功能单元和模块、运输系统、计划表、中央控制器、局部控制器等功能。

这种子系统或部件的实例在图25中示出。图25所示的子系统通过系统总线10相互连接。例如打印机18、键盘26、固定磁盘28(或其他包含计算机可读媒体的存储器)、监视器22之类的耦合到显示适配器20附加的子系统及其他被示出。耦合到输入输出控制器12(可以是处理器或其他合适的控制器)的外围设备和输入输出(io)设备可以通过任何数量的例如串行端口24之类的现有技术中已知手段连接到计算机系统。例如，串行端口24或者外部接口30可以被用于把计算机装置连接到诸如因特网的广域网、鼠标输入装置或者扫描器。经由系统总线的相互连接允许中央处理器16与每个子系统通信并且控制来自系统存储器14或者固定磁盘28的执行指令以及在子系统之间的信息交换。系统存储器14和/或固定磁盘28可以具体化计算机可读介质。

该技术的实施例不局限于的上述实施例。以上提供关于以上描述的方面的一些具体细节。特定的方面的特定细节可以在不脱离该技术的实施例的精神和范围的前提下结合成任意合适的方式。例如，后端进程、数据分析、数据收集及其他进程可以全部被结合成该技术的一些实施例。然而，该技术的其他实施例可以指向与每个单独的方面相关的特定实施例，或这些单独的方面的特定组合。

应当理解上述呈现的技术可以利用模块或集成方式中的计算机软件(存储在有形的物理介质中)以控制逻辑的形式实现。此外，该技术可以以任何图像处理的形式和/或组合来实现。基于此处提供的公开和教导，本领域的普通技术人员将会知道和理解利用硬件以及硬件和软件的结合实现该技术的其他途径和/或方法。

在该应用程序中描述的任何软件部件或功能可以作为通过处理器执行的使用例如利用例如传统的或目标调整技术的java、c++或perl之类的任意合适的计算机语言的软件代码实现。软件代码可以作为系列指令或命令存储在计算机可读介质上，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、例如硬件驱动或软盘的硬磁性介质、或例如cd-rom的光学介质。任何这种计算机可读介质可以保存在单个计算装置上或内，可以呈现在系统或网络内的不同的计算装置上或内。

以上描述是说明性和非限制性的。对本领域技术人员来说，依据本公开的审阅，技术的许多变形会是显然的。因此，本技术的范围应当不参考以上描述判断，而是应当参考待定的权利要求以及它们的整个范围或等效物判断。

不脱离本技术的范围内，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征结合。

未限制数量的各种叙述均意味着“一个或多个”，除非相反地具体地表示。

全部专利、专利申请、公布和如上所述地描述均通过引用它们的整体合并在此为了所有目的。没有一项被认为是现有技术。