对相关申请的交叉引用
本申请对2017年7月19日提交的、序列号为62/534,645的美国临时申请要求优先权,所述申请的内容通过引用以其全部被并入本文中。
本公开内容涉及用于测试生物试样的方法和装置,并且更特别地涉及用于表征试样容器和/或其内容的方法和装置。
背景技术:
自动化测试系统可以进行临床化学检测或试验,所述化学检测或试验使用一个或多个试剂来标识诸如尿、血清、血浆、间隙液体(interstitialfluid)、脑脊液等等之类的生物试样中的分析物或其他成分。为了方便和安全的原因,这些试样几乎始终被包含在试样容器(例如,血液收集管)中。
在自动化测试中的改进已经伴随有自动化预分析试样处理中的对应进展,所述自动化预分析试样处理诸如批量预备、用于分离试样成分的试样离心、用于便于试样访问的帽盖移除、等分预备、针对溶血(h)、黄疸(i)、和/或高脂血(l)(下文中被称为“hil”)、或正常状态(n)的预筛选等等。这种自动化预分析试样处理可以是实验室自动化系统(las)的部分。las自动输送被包含在载体上的试样容器中的试样以用于预分析试样处理,以及输送到包含临床化学分析器和/或试验仪器(在本文中共同被称为“分析器”)的分析站以用于测试。测试或试验反应生成各种改变,所述各种改变可以被读取和/或以其他方式被操纵以确定试样中所包含的分析物或其他成分的浓度。
las一次可以处置在经加标签的试样容器(例如,包括条形码标签)中所包含的任何数量的不同试样,并且试样容器可以具有所有不同的大小和类型,其还可以是混合的。条形码标签可以包含收录号(accessionnumber),所述收录号可以相关于人口统计学信息,所述人口统计学信息可以连同测试命令(testorder)和其他信息一起被录入到医院的实验室信息系统(lis)中。lis可以与las对接并且通信。操作员可以将加标签的试样容器置于las上,所述las可以自动输送试样容器以用于预分析处理操作,这些操作全部都在试样实际上经受由所述一个或多个分析器进行的临床分析或试验之前。
在las上的自动化预分析试样处理的一些实施例中,品质检查模块可以接收包含试样的试样,并且针对干扰物(诸如hil)的存在来对试样进行预筛选。针对hil的预筛选涉及捕获试样容器和试样的一个或多个图像,并且然后处理该图像数据以确定是否存在h、i和/或l、以及可能地确定针对h、i和/或l(如果存在的话)的指数(相对量),或者确定试样是否是正常的(n)。作为样本处理或患者疾病状况的结果而在试样中存在某些干扰物可能地可不利地影响稍后从分析器获得的分析物或成分测量的测试结果的准确性。
在一些系统、诸如在授予miller的美国专利9,322,761中所描述的那些系统中,描述了旋转试样容器使得能够找到不受试样容器上的一个或多个标签阻挡的视图窗口。成像可以在找到视图窗口时发生。
在其他系统、诸如在授予park等人的wo2016/133900中所描述的那些系统中,从多个视点对试样容器和试样进行成像,并且利用基于模型的系统对试样容器和试样进行处理,使得不需要试样容器的旋转。
然而,在某些条件下,这种系统可能从一个或多个图像捕获设备提供可能稍微被损坏的图像数据。因而,寻求被适配成补偿这种试样和/或试样容器的经损坏的图像数据的经改进的方法和装置。
技术实现要素:
根据第一方面,提供了品质检查模块。所述品质检查模块包括:品质检查模块内的成像位置,其被配置成接收包含试样的试样容器;一个或多个图像捕获设备,其被配置成从一个或多个视点捕获成像位置的图像;一个或多个光源,其被配置成为所述一个或多个图像捕获设备提供背面光照;以及位于一区域中的一个或多个杂散光片块(patch),其从所述一个或多个光源接收杂散光。
在另一方面中,提供了品质检查模块。所述品质检查模块包括:成像位置,其被配置成接收包含试样的试样容器;图像捕获设备,其被配置成在成像位置处捕获试样容器和试样的图像;光源,其与成像位置相邻地定位,并且被配置成为图像捕获设备提供背面光照;位于一区域中的杂散光片块,其从光源接收杂散光;以及计算机,其被配置成至少基于所述一个或多个杂散光片块处的杂散光强度ρc,b来确定经杂散光补偿的图像。
根据又一方面,提供了一种校准方法。所述校准方法包括:提供成像位置、在所述成像位置的一侧上的图像捕获设备、以及在与所述第一侧相对的所述成像位置的第二侧上的背光源;在所述成像位置处提供校准对象;与所述成像位置相邻地提供杂散光片块;利用背光源来对成像位置和校准对象进行照明;利用图像捕获设备来捕获校准对象的正面以及杂散光片块的图像;以及确定杂散光片块的杂散光强度ρc,b以及校准对象的正面的校准图像强度ic,b。
进一步地,根据另一方面,提供了一种表征方法。所述表征方法包括:在成像位置处提供包含试样的试样容器;提供一个或多个图像捕获设备,所述图像捕获设备被配置成在成像位置处捕获图像;利用一个或多个光源来对成像位置进行背面照射;提供位于一区域中的杂散光片块,其从所述一个或多个光源接收杂散光;利用所述一个或多个图像捕获设备来捕获试样容器、试样和杂散光片块的图像;以及确定经杂散光补偿的图像。
在另一方面中,提供了试样容器载体。所述试样容器载体包括载体基部、从载体基部延伸的多个尖齿(tine)、被耦合到载体基部的一个或多个弹簧、以及在试样容器载体上所提供的一个或多个杂散光片块,其中所述多个尖齿以及所述一个或多个弹簧被配置成形成插座,所述插座被适配成在其中接收试样容器。
本公开内容的仍其他的方面、特征和优点可以容易地从以下描述中显而易见,以下描述说明了多个示例实施例,包括被设想用于实施本发明的最佳模式。本发明还可以能够有其他和不同的实施例,并且可以在各种方面中修改其若干细节,而全部都不偏离本公开内容的范围。此外,虽然已经枚举了具体的优点,但是各种实施例可以包括所枚举的优点中的全部、一些或不包括所枚举的优点中的任何。因此,附图和描述在性质上被认为是说明性的,而不是限制性的。本公开内容将覆盖落入权利要求的范围内的所有修改、等同物和可替换方案。
附图说明
以下描述的附图用于说明性目的,并且不一定按比例绘制。附图不意图以任何方式限制本发明的范围。
图1图示了根据一个或多个实施例的、包括被配置成实施杂散光补偿方法的一个或多个品质检查模块的试样测试装置的顶部示意图。
图2图示了包括试样的试样容器的侧视图。
图3图示了包括试样和胶体分离物的试样容器的侧视图。
图4a图示了根据一个或多个实施例的包括杂散光补偿的品质检查模块的等距视图。
图4b图示了根据一个或多个实施例的图4a的光面板组装件的等距视图。
图4c图示了根据一个或多个实施例的图4b的光面板组装件的各种组件的分解视图。
图4d图示了根据一个或多个实施例的包括一个或多个杂散光片块的试样容器载体的示意性侧视图。
图4e图示了根据一个或多个实施例的包括一个或多个杂散光片块的试样容器载体的示意性顶视图。
图5a图示了根据一个或多个实施例的包括固定安装的杂散光片块的品质检查模块的组件的示意性侧视图。
图5b图示了根据一个或多个实施例的包括可移动地安装的杂散光片块的品质检查模块的组件的示意性侧视图。
图6图示了根据一个或多个实施例的包括针对每个视点的多个图像捕获设备以及至少一个杂散光片块的品质检查模块的组件的示意性顶视图。
图7a图示了根据一个或多个实施例的包括杂散光补偿的品质检查模块的功能组件的框图。
图7b图示了根据一个或多个实施例的包括一个或多个杂散光片块并且支撑校准对象的试样容器载体的示意性侧视图。
图8图示了根据一个或多个实施例的校准方法的流程图。
图9a图示了根据一个或多个实施例的用于确定光学校正因子的方法的流程图。
图9b是根据一个或多个实施例的用于基于反射率来确定光学校正因子的方法的流程图。
图10是根据一个或多个实施例的用于确定经杂散光补偿的图像的表征方法的流程图。
具体实施方式
在第一宽泛方面中,本公开内容的实施例提供了被配置成捕获一个或多个图像并且表征试样容器中所包含的试样的方法和装置,其中对所述一个或多个所捕获的图像进行杂散光补偿。在一个或多个实施例中,所述表征方法的一个最终结果可以是可改进h、i和/或l或n(本文下文中为“hiln”)的量化。
特别地,本公开内容的实施例针对如下装置和方法:所述装置和方法被配置成从一个或多个图像捕获设备提供不受从试样容器前方离开的杂散光的反射所损害的图像数据。在用于表征试样容器中的试样的现有技术成像系统、诸如在授予park等人的wo2016/133900中所描述的系统中,来自光源的杂散光可能不仅仅通过试样容器和试样使得可获得前视点图像,而且在一些实例中,杂散光还可能在试样容器周围通过并且从实施试样成像的品质检查模块的内部表面或组件反射出。不通过试样的杂散光可能被反射到试样容器的正面上,并且不合期望地将其正面照亮,从而导致由图像捕获设备所捕获的人为较高的强度读数。因此,本文中所公开的装置和方法补偿了这种杂散光,并且因而图像强度被调节以最小化杂散光的影响。
如本文中描述的试样被收集在试样容器(诸如血液收集管)中,并且在分离(例如使用离心的分级分离(fractionation))之后可以包括经沉淀的血液部分以及血清和血浆部分。经沉淀的血液部分(有时被称为“压积的(packed)细胞部分”)由血细胞构成,所述血细胞诸如白血细胞(白血球)、红血细胞(红血球)以及血小板(凝血细胞),它们聚合并且与血清或血浆部分分离。它通常在试样容器的底部部分处被找到。血清或血浆部分是血液的液体组分,该液体组分不是经沉淀的血液部分的一部分。它通常在经沉淀的血液部分上方被找到。血浆和血清主要不同之处在于凝固组分的内容,主要是纤维蛋白原。血浆是不凝结的液体,而血清是指已经被允许在内生酶或外源性组分的影响下凝结的血液血浆。在一些试样容器中,小的胶体分离物(例如,插塞(plug))可以被使用,该胶体分离物在分级分离期间将其自身定位在经沉淀的血液部分与血清或血浆部分之间。它用作两个部分之间的屏障。
根据一个或多个实施例,本文中所描述的表征装置和方法可以用于实施预分析测试或预筛选。例如,在一个或多个实施例中,在试样经受一个或多个分析器上的分析(临床化学检测或试验)之前可以实施所述表征方法。特别地,本公开内容的一个或多个实施例提供试样的表征作为用于进一步测试的先决条件。在一个或多个实施例中,可以在品质检查模块处确定试样的表征。品质检查模块可以包括一个或多个图像捕获设备,所述图像捕获设备被布置成从一个或多个不同的横向视点提供试样容器和试样的横向2d图像。在图像捕获期间,试样容器和试样可以被背光照明,即在试样容器和试样后方进行照明。所产生的照明可以是通过光面板组装件进行的。
在一个或多个实施例中,可以通过使用利用与高动态范围(hdr)图像处理相耦合的经面板化的光源的背面光照来实施对试样和/或试样容器的表征。所述方法和装置可以用于量化试样,包括量化在各种空间位置处通过试样的光透射的强度。可选地或附加地,所述表征方法和装置可以用于通过使用hdr图像处理和杂散光补偿、以高精度来确定血清或血浆部分、和/或经沉淀的血液部分、和/或胶体分离物的界面边界的位置,以及这些组分的体积和/或深度。在一些实施例中,试样容器的几何或其他特征的表征可以通过使用所述装置和方法来确定,这些特征诸如容器类型(经由对其高度和/或宽度的标识)、帽盖类型、和/或帽盖颜色。
简言之,针对一个或多个视点的经背面照射和杂散光补偿的2d图像数据集可以用于表征试样容器和/或试样。在利用经面板化的光源的背面光照以及杂散光补偿的情况下所获得的2d图像数据集还可以用于确定或核实与试样相关的信息,诸如干扰物(诸如,溶血(h)、黄疸(i)和/或高脂血(l)(下文中为“hil”))是否存在于试样中,或试样是否是正常的(n)。
如果在通过所述方法和装置进行表征之后,发现血清或血浆部分包含h、i和/或l中的一个或多个,则所述试样可经受进一步处理。例如,试样可经受进一步处理以减少高脂血或用于更精确地表征针对h、i或l的指数。在这种进一步处理之后,在一些实施例中可以允许试样继续和经历由一个或多个分析器进行的例程分析。在其他情况中,试样可以被丢弃,并且重新汲取试样。在其他实施例中,可以第二次由品质检查模块来对试样进行预筛选。如果预筛选发现试样是正常的(n),则试样可以被直接路由到一个或多个分析器并且经历由一个或多个分析器进行的例程分析。
在一个或多个实施例中,所述品质检查模块可以被提供作为las的部分,其中轨道将试样输送到一个或多个分析器,并且输送到在轨道上或沿着轨道的任何合适位置处提供的品质检查模块。例如,品质检查模块可以位于装载站处或位于沿着轨道的别处,使得试样和试样容器可以在驻留在轨道上的时候被表征。然而,为了清楚,包括背面光照和杂散光补偿的品质检查模块可以不被包括在轨道上,并且包括试样的试样容器可以手动地或通过机器人而从其中装载和卸载。
在一些实施例中,所述表征可以包括hdr图像数据处理,包括通过使用具有不同标称波长的多个不同光谱、在多个曝光(例如曝光时间)下并且利用背面照明来捕获多个图像。可以通过使用一个或多个图像捕获设备来获得多个图像。例如,在一些实施例中,多个图像捕获设备可以被布置成从不同的横向视点拍摄图像。可以针对每个视点、通过使用经面板化的背面照明来产生图像。用于背面照明的光谱光源可以包括红(r)光源、绿(g)光源、和蓝(b)光源。可选地,可以使用白光、近红外、或甚至红外光源。可以通过品质检查模块获得针对每个光谱的、在多个曝光时间下的图像。例如,可以在每个光谱(或波长范围)处获得在不同曝光时间下的4-8个图像。这些多个图像然后可以由计算机进一步处理以生成表征结果。作为图像处理的部分,实施杂散光补偿以合适地调节图像强度,从而最小化杂散光的影响。
本发明的表征方法、品质检查模块以及包括一个或多个品质检查模块的试样测试装置的进一步细节将在本文中参考图1-10来进一步描述。
图1示出了试样测试装置100,其能够自动处理试样容器102(例如试样收集管,参见图2和3)中的多个试样容器。试样容器102在被输送到一个或多个分析器(例如,分别被布置在试样测试装置100周围的第一、第二和第三分析器106、108、110)并且由所述一个或多个分析器分析之前可以被包含在装载区域105处的一个或多个支架(rack)104中。应当显而易见的是,可以使用更多或更少数目的分析器。分析器可以是临床化学分析器、试验仪器和/或类似物的任何组合。试样容器102可以是任何一般性透明或半透明的容器,诸如血液收集管、测试管、样本杯、试管或其他一般性清透的玻璃或塑料容器,其被配置成在其中包含试样212。
典型地,待被自动处理的试样212(图2和3)可以被提供在试样容器102中,所述试样容器102可以被加盖有帽盖214(图2和3)。帽盖214可以具有不同的形状和/或颜色(例如,红色、品蓝、浅蓝、绿色、灰色、棕褐色、或黄色、或颜色的组合),该不同的形状和/或颜色可以具有在试样容器102用于什么测试、其中所包含的添加剂的类型等等方面的含义。可以使用其他颜色。根据一个方面,可能合期望的是,对帽盖成像以对关于帽盖的信息进行表征,使得它可以用于与测试命令一起进行交叉检查。
试样容器102中的每一个可以被提供有标识信息218i(即标记),诸如可以在试样测试装置100周围的位置处机器可读的条形码、字母、数字、字母数字或其组合。标识信息218i经由实验室信息系统(lis)147可以指示例如患者的标识、以及将对试样212实施的测试、或来自lis147的其他信息,或者可以以其他方式与如上各项相关。一般可以在被粘附到试样容器102或以其他方式被提供在试样容器102的一侧上的标签218上提供这种标识信息218i。标签218一般不会一路围绕试样容器102延伸或完全沿着试样容器102的高度而延伸。在一些实施例中,多个标签218可以被粘附,并且可以与彼此稍微重叠。因此,尽管标签218可能遮挡试样212的一部分的视图,但是试样212的某个部分从某些视点仍可以是可查看的。所述方法和品质检查模块的一个或多个实施例使得能够在不旋转试样容器102的情况下表征试样212和/或试样容器。
如在图2和3中最佳地示出的,试样212可以包括被包含在管215内的血清或血浆部分212sp以及经沉淀的血液部分212sb。空气216可以被提供在血清和血浆部分212sp上方,并且在空气216与血清和血浆部分212sp之间的线或划界在本文中被定义为液体-空气界面(la)。在血清或血浆部分212sp与经沉淀的血液部分212sb之间的划界线在本文中被定义为血清-血液界面(sb),并且被示出在图2中。在空气216与帽盖214之间的界面在本文中被称为管-帽盖界面(tc)。血清或血浆部分212sp的高度是(hsp),并且被定义为从血清或血浆部分212sp的顶部到经沉淀的血液部分212sb的顶部的高度。经沉淀的血液部分212sb的高度是(hsb),并且被定义为从经沉淀的血液部分212sb的底部到图2中sb处的经沉淀的血液部分212sb的顶部的高度。图2中的htot是试样212的总高度,并且htot=hsp+hsb。
在其中使用胶体分离物313(参见图3)的情况中,血清或血浆部分212sp的高度是(hsp),并且被定义为从la处的血清或血浆部分212sp的顶部到sg处的胶体分离物313的顶部的高度。经沉淀的血液部分212sb的高度是(hsb),并且被定义为从经沉淀的血液部分212sb的底部到bg处的胶体分离物313的底部的高度。图3中的htot是试样212的总高度,并且被定义为htot=hsp+hsb+胶体分离物313的高度。在每个情况中,壁厚度是tw,外部宽度是w,并且试样容器102的内部宽度是wi。管的高度(ht)在本文中被定义为从管215的最底部分到帽盖214的底部的高度。
更详细地,试样测试装置100可以包括基部120(例如,框架或其他结构),在该基部上可以布置轨道121。轨道121可以是有轨的轨道(例如,单轨或多轨轨道)、传送带集合、传送链或链接、可移动平台、或任何其他合适类型的传送机制。轨道121可以是圆形的、蛇形的、或任何其他合适的形状,并且可以是封闭的轨道(例如无尽的轨道)。轨道121在操作中可以用试样容器载体122(下文中为“载体122”)将试样容器102中的各个试样容器输送到围绕轨道121间隔开的目的地位置。
载体122可以是被动的、非电动的圆盘(puck),其可以被配置成在轨道121上承载单个试样容器102,其中轨道121是可移动的。可选地,载体122可以是自动化的,其包括板载驱动电动机,诸如可以被编程以绕轨道121移动并且停止在预编程的位置处的线性电动机,其中轨道121是固定的。在任一情况中,载体122可以均包括保持器122h(图4a、4d、4e),所述保持器122h被配置成以所定义的竖直位置来保持试样容器102。保持器122h可以包括多个指状物或叶片弹簧、或其组合,它们可以支撑试样容器102并且将试样容器102紧固在载体122中,但是其中它们中的一些可能在横向上是可移动的或是灵活的以适应将被接收在其中的试样容器102的不同大小。载体122可以从装载区域105离开。在一些实施例中,装载区域105可以用于如下双重功能:在完成分析之后允许从载体122卸载试样容器102。否则,可以在轨道121上的别处提供合适的卸载通道(未示出)。
机器人124可以被提供在装载区域105处,并且可以被配置成从所述一个或多个支架104抓取试样容器102,并且将它们装载到载体122上,诸如装载到轨道121的输入通道或其他位置上。机器人124可以包括一个或多个(例如至少两个)能够进行x和z、y和z、x、y和z、r和theta(西塔)、或r、theta和z运动的机器人臂或组件,其中z在图1中的纸张外。机器人124可以是台架式(gantry)机器人、铰接臂式机器人、r-theta机器人或其他合适的机器人类型,其中机器人124可以配备有机器人抓指,所述机器人抓指的大小可以被定成拾取试样容器102并且将试样容器102放置在经编程的位置处。
在被装载到轨道121上时,载体122所承载的试样容器102可以前进到离心机125,所述离心机125被配置成实施试样212的分级分离。承载试样容器102的载体122可以通过流入通道或合适的机器人(未示出)而转移到离心机125。在被离心之后,试样容器102可以离开,并且在轨道121上继续。在所描绘的实施例中,载体122中的试样容器102可以接下来被输送到品质检查模块130,所述品质检查模块130包括将在本文中参考图4a-4c进一步描述的杂散光补偿。
品质检查模块130被配置并且适配成对试样容器102中所包含的试样212进行表征,并且在一些实施例中可以被适配成对试样容器102进行表征。试样212的量化可以发生在品质检查模块130处,并且可以包括确定hsp、hsb、或甚至htot,以及确定la、sb、或sg和/或bg的位置。品质检查模块130还可以被配置用于确定干扰物的存在,该干扰物诸如试样212中所包含的溶血(h)、黄疸(i)和/或高脂血(l)中的一个或多个。在一些实施例中,试样容器102的物理属性的量化可以发生在品质检查模块130处,诸如确定ht、管的外部宽度(w)和/或管的内部宽度(wi)、tc、或甚至帽盖颜色或帽盖类型。因而,可以确定试样容器102的大小和类型。
一旦试样212被表征,就可以转发试样212,以便在将每个试样容器102返回到装载区域105以用于卸载之前、在所述一个或多个分析器(例如,第一、第二和第三分析器106、108和/或110)中分析试样212。此外,附加的站(未示出)可以被布置在轨道121周围的各种合期望的位置处,该附加的站诸如去盖站、等分站(aliquotingstation)、一个或多个附加的品质检查模块等等。
试样测试装置100在轨道121周围的一个或多个位置处可以包括传感器116。传感器116可以用于检测试样容器102沿着轨道121的位置,这借助于读取被放置在试样容器102上的标识信息218i(图2和3)、或在每个载体122上所提供的类似信息(未示出)。在一些实施例中,可以在载体122上提供条形码。可以使用用于追踪载体122位置的其他手段,诸如邻近传感器。所有传感器116都可以与计算机143对接,使得每个试样容器102的位置可以始终已知。
试样测试装置100可以由计算机143控制,所述计算机143可以是基于微处理器的中央处理单元(cpu),其具有合适的存储器以及合适的调节电子器件、驱动器以及用于操作各种自动化组件的软件。计算机143可以被容纳作为基部120的部分或与基部120分离。计算机143可以操作以控制载体122向装载区域105和从装载区域105的移动、关于轨道121的运动、以及向离心机125和从离心机125的运动、向品质检查模块130和从品质检查模块130的运动。计算机143还可以控制品质检查模块130的操作以及本文中所描述的表征和杂散光补偿。计算机143或分离的计算机可以控制离心机125的操作,以及向每个分析器106、108和110和从每个分析器106、108和110的运动。通常,分离的计算机可以控制每个分析器106、108、110的操作。
对于除了品质检查模块130之外的全部,计算机143可以根据软件、固件和/或硬件命令或电路(诸如,由纽约州塔里敦的西门子健康护理诊断公司所出售的dimension®临床化学分析器上所使用的那些)来控制试样测试装置100,并且这种控制对于基于计算机的机电控制编程领域中的技术人员是典型的,并且将不在本文中被进一步描述。然而,可以使用用于控制试样测试装置100的其他合适系统。
本公开内容的实施例可以通过使用计算机接口模块(cim)145来实现,所述计算机接口模块(cim)145允许用户容易地访问各种状态和控制显示屏。这些状态和控制屏可以描述用于试样212的预筛选、预备和分析的多个相关的自动化设备的一些或所有方面。cim145可以被采用以提供关于多个相关自动化设备的操作状态的信息,以及对任何试样212的位置、以及将对试样212执行、或正在对试样212执行的测试的状态进行描述的信息。cim145因而可以被适配成便于在操作员与试样测试装置100之间进行交互。cim145可以包括显示屏,所述显示屏被适配成显示菜单,所述菜单包括图标、滚动条、框和按钮,操作员可以通过它们与试样测试装置100对接。所述菜单可以包括多个功能按钮,所述功能按钮被编程以显示试样测试装置100的功能方面。
根据本公开内容的一个或多个方面对试样212进行预筛选允许准确地量化血清或血浆部分212sp和/或经沉淀的血液部分212sb的相对量、和/或其之间的比率。此外,预筛选可以确定la、sb或sg的物理垂直位置、和/或试样容器102的最底部分。量化确保了:如果不足量的血清或血浆部分212sp可用于实施所安排的测试,则可以阻止试样212继续前进到一个或多个分析器106、108、110。以此方式,可以经由避免空气的可能吸入来避免不准确的测试结果。准确地量化la和sb或sg的物理位置的能力可以不仅最小化吸入空气的可能性,而且还最小化吸入经沉淀的血液部分212sb或胶体分离物313(如果存在的话)的可能性。因而,可以避免或最小化针对分析器106、108、110或在等分站处的用于吸入血清或血浆部分212sp的试样吸入吸移管(pipette)的堵塞和污染。
参考图4a-4c,示出和描述了包括光照源的品质检查模块130的第一实施例,所述光照源被体现为光面板组装件450,其可以包括光谱可切换的光源。品质检查模块130可以被配置和适配成自动表征和/或量化试样212(例如,血清或血浆部分212sp、经沉淀的血液部分212sb或二者),和/或可以量化试样容器102。由品质检查模块130所获得的图像可以允许精确的吸入吸移管和/或抓器定位,确定足够量(例如,体积或高度)的血清或血浆部分212sp可用于已经安排的测试、和/或用于标识h、i、和/或l或n(下文中为hiln)。因而,使用品质检查模块130可以有助于避免抓器碰撞、吸移管堵塞、吸移管的空气吸入、和/或标识hiln,使得不浪费有价值的分析器资源并且可以改进测试结果中的置信度。
现在参考图4a,示出了品质检查模块130的第一实施例。品质检查模块130可以包括图像捕获设备440,所述图像捕获设备440被配置成从横向视点、在成像位置处捕获数字图像(即像素化的图像)。图像捕获设备440可以是数字相机、电荷耦合器件(ccd)、光电检测器的阵列、一个或多个cmos传感器等等。在该实施例中,图像捕获设备440被配置成从单个横向视点拍摄试样容器102以及被包含在其中的试样212的图像。图像捕获设备440可以能够拍摄具有任何合适图像大小的数字图像。例如,可以是2560像素×694像素(高度×宽度)的图像大小。在另一实施例中,图像捕获设备440可以具有1280像素×384像素的图像大小。可以使用其他大小和像素密度。
图像捕获设备440可以被提供成紧邻于成像位置441,并且被训练或聚焦以在成像位置441处捕获视图449窗口,所述成像位置441包括试样容器102的预期位置。在一些实施例中,试样容器102可以被放置在成像位置441处或被停止在成像位置441处,诸如通过停止在轨道121上或由机器人放置在成像位置441处,使得它近似位于视图窗口449的中心。如所配置的,图像捕获设备440可以生成数字图像,所述数字图像包括例如血清或血浆部分212sp的部分、经沉淀的血液部分212sb的部分、以及帽盖214中的一些、以及可能地包括管215的最底部分212b。
再次参考图4a-4c,品质检查模块130可以包括光谱可切换的光照源,光照源如被示出为由光面板组装件450提供以便提供光谱可切换的背面光照。光谱可切换的光照源在至少两个光谱、并且在一些实施例中在3个或更多个离散光谱之间可以是光谱可切换的。光面板组装件450如在图4b和4c中所示的那样可以包括框架452、光导454、以及可操作以引起从前表面450s的光发射的光源456。在所描绘的实施例中,光源456可以将光发射到光导454的横向边缘l、r(例如侧边缘)中。光面板组装件450可以进一步包括漫射器457,其中漫射器457的一个表面充当光面板组装件450的前表面450s。光面板组装件450是光源,其被配置成为所述一个或多个图像捕获设备440提供背面光照,如所示出的那样。
框架452可以由刚性材料(诸如塑料)构成,并且可以包括合适的定固结构,诸如被适配成安装到固定的安装杆(未示出)上的孔455。可以包括其他合适的安装特征,以用于以固定取向将光面板组装件450安装到成像位置441。框架452可以包括凹处(pocket)458,所述凹处458可以包括开放的前部和顶部、以及封闭的背部表面458b和底部,并且被配置成在其中接收并且定位光导454和漫射器457(如果使用的话)。光导454和漫射器457可以从顶部被插入到凹处458中,并且利用紧固构件459而被紧固在适当的位置中。可以使用其他手段以用于将光导454和漫射器457紧固在框架452中。光导454可以由适当透明的光导材料构成,所述适当透明的光导材料包括光漫射能力,诸如由包括内部光漫射颗粒的塑料薄板或其他内部光漫射手段所提供的能力。其他合适的材料是acryliteled®endlighten,其是从德国埃森市的赢创工业集团(evonikindustriesag)可得到的产品。光导454可以由如下薄板构成:所述薄板具有例如在大约60mm与大约150mm之间的宽度、在大约120mm与180mm之间的高度、以及在大约3mm与大约5mm之间的厚度。在对于背面光照而言有用的一个实施例中,光导454可以由如下薄板构成:所述薄板具有例如大约60mm的宽度、大约150mm的高度、以及大约4mm的厚度。可以使用其他合适的大小。
在图4a和4b的所描绘的实施例中,光导454通过如下方式而起作用:通过光导454的块体材料来引导被光源456的光阵列456l(led条带模块)横向地发射到其横向边缘l、r中的光,并且由于与其中的光漫射颗粒的光相互作用而将光发射到光导454的正面454f与背面454r上。在一些实施例中,光导454的背面454r可以包括在其上形成的高度反射性的材料,以对朝向背部表面458b传递的任何光透射进行反射或反向散射,并且将它引导回到光导454的块体材料中,使得它然后可以从正面454f被发射。可选地,高度反射性的材料可以被提供在框架452的背部表面458b上,或作为在背部表面458b与光导454之间的单独的元件。高度反射性的材料可以例如被提供为镜件或白色塑料元件,或者具有银、金、铬、锡或组合的金属涂层的其他塑料或玻璃元件。从正面454f发射的光可以跨光面板组装件450的整个前表面450s大体上被均匀地辐射,并且对试样容器102和试样212进行照明。
光源456可以包括被布置成与光导454的横向边缘l、r二者相邻的光阵列456l。光阵列456l可以是led条带模块,其包括沿着光导454的横向边缘l、r线性布置的单独的光源元件(例如,发光二极管——led)的线性阵列。光阵列456l均可以包括多个led,诸如在大约8个与80个led之间,例如所述led可以利用连接器456c而被布置在电路板上,所述连接器456c被提供以允许与计算机143的电连接。光阵列456l可以沿着凹处458的相应侧边而被提供,并且被配置使得每一个光源(例如led)的发射部分可以被提供成与横向边缘l、r直接相邻,并且甚至接触横向边缘l、r,如果可能的话。
光阵列456l可以提供可切换的多光谱照明。例如,在一个实施例中,光阵列456l可以包括多个独立可切换的光照元件,或可以按群组可切换的光照元件,诸如具有不同光发射光谱的led。光照元件的切换可以通过如下软件来完成:所述软件可在与适当的功率源和驱动器相耦合的计算机143上操作。因而,可以通过一次仅仅选择光照元件中的一些以用于照明,来在具有不同标称波长的多个不同光谱下对光面板组装件450进行照明。
例如,led可以包括不同颜色的led,诸如红色led460(r)、绿色led461(g)、以及蓝色led462(b),它们以不同标称波长发射光谱。光面板组装件450可以例如发射634nm+/−35nm下的红光、537nm+/−35nm下的绿光、以及455nm+/−35nm下的蓝光。特别地,光阵列456l可以包括r、g&bled460、461、462的集群,这些led可以沿着光阵列456l的高度、以重复的图案被重复地布置。例如,可以使用从德国雷根斯堡的德国欧司朗光电半导体公司可得到的高功率oslonssl模型led。相同颜色的led中的每一个可以被同时照明。例如,每一个或红色led460可以被同时开启以从光面板组装件450提供红色照明,从而在其成像期间对成像位置441处的包含试样212的试样容器102进行照明。同样地,绿色led461中的每一个可以被同时开启以在成像期间提供绿色照明。类似地,蓝色led462中的每一个可以被同时开启以在成像期间提供蓝色照明。应当认识到,r、g和b仅仅是示例,并且可以使用其他波长的光源。
在一些实施例中,光照源中的一些可以包括白光源,使得白光(例如大约400nm到大约700nm的波长范围)可以被选择用于某些类型的成像。在其他实施例中,uv(大约10nm到大约400nm的波长范围)、近红外(大约700nm到大约1250nm的波长范围)、或甚至中红外(大约1250nm到大约2500nm的波长范围)可以被包括,并且有时可以被开启以用于某些类型的成像。因而,光面板组装件450的一个或多个实施例可以包括具有不同发射光谱的至少两个可切换的光照元件。在一些实施例中,提供了可切换的r、g和b光照元件。在一些实施例中,提供了可切换的r、g、b和白色光照元件。在还其他的实施例中,提供了可切换的r、g、b和uv光照元件。在还其他的实施例中,提供了可切换的r、g、b和近红外光照元件。可以在光面板组装件450中提供可切换的r、g、b、白色、uv和近红外光照元件中的两个或更多个的任何组合。对于近红外,可以使用具有850nm+/−20nm的波长的led。在所有实施例中,可切换的光照元件的组合可以是以相等的量来提供的,并且沿着光导454的高度被大致均匀地间隔开。
光面板组装件450可以可选地包括漫射器457,漫射器457包括漫射性质,并且光面板组装件450在一些实施例中可以被提供作为从德国埃森市的赢创(evonik)可得到的acrylite®satince的薄板。0d010df无色(colorless)被发现很好地起作用。漫射器457可以是如下薄板:所述薄板具有例如近似与光导454相同的高度和宽度尺寸,以及在大约2mm与大约4mm之间的厚度。可以使用其他尺寸。漫射器457经由对通过其中的光进行散射而起作用。漫射器457和光导454可以用彼此的间隔开的关系、以在其之间形成的细微间隙来提供。所述间隙可以例如在大约1mm与大约5mm之间,并且在一些实施例中大约是2.4mm。品质检查模块130可以包括围封446(用虚线示出),所述围封446可以至少部分地围绕或覆盖轨道121。围封446可以是箱状结构,所述箱状结构被提供以消除由于环境光照中的改变所致的光照差异。围封446形成成像腔室446c,所述成像腔室446c围封了包括成像位置441的空间中的至少一些,并且所述一个或多个图像捕获设备440驻留在成像腔室446c外部(例如,位于成像腔室446c外部的位置处)。成像可以通过在围封446中形成的孔446a而发生。围封446可以包括门(没有在图4b中示出),所述门位于围封446的相对侧上,并且允许保持试样容器102的载体122在轨道121上进入成像腔室446c中、以及从所述成像腔室446c离开。
在所描绘的实施例中,被配置成保持试样容器102的试样容器载体122可以在其上包括一个或多个杂散光片块423。所述一个或多个杂散光片块423位于(一个或多个)区域中,从而从光源(例如,光面板组装件450)接收杂散光。杂散光在本文中被定义为如下的光:所述光已经在试样容器102周围通过,并且已经从围封446或成像腔室446c内部的其他结构的内壁反射出,并且被反射到面向图像捕获设备440的试样容器102的前表面上。杂散光片块423可以是诸如白色贴纸之类的材料的片块。杂散光片块423的颜色应当比它被提供在其上的背景材料的颜色更浅。在一些实施例中,杂散光片块423可以在其上包括较暗的边界,以有助于定位杂散光片块423。
如在图4d和4e中所示出的,示出了试样容器载体122(下文中为“载体”),所述试样容器载体122被配置成以竖直取向来支撑试样容器102并且输送试样容器102。载体122可以包括载体基部122b以及耦合到载体基部122b的支撑元件,从而形成插座r,所述插座r被配置并且适配成在其中接收并且支撑试样容器102。支撑元件可以是被配置成以竖直取向来支撑试样容器102的任何合适的结构,诸如从载体基部122b向上延伸的多个尖齿122t、122ts,以及可能地被耦合到载体基部122b的一个或多个弹簧。可以使用其他合适的支撑元件。
在一些实施例中,一个或多个杂散光片块423可以被应用到保持器122h的一个或多个尖齿122t,所述保持器122h是载体122的部分、或在载体122上的别处。然而,在本文中所述的其他实施例中,除了处于载体112上之外,所述一个或多个杂散光片块还可以被提供在其他位置处。
在其中载体122包括所述一个或多个杂散光片块423的一个示例中,保持器122h可以包括多个尖齿122t,所述尖齿122t可以向上延伸,并且连同一个或多个弹簧构件122s一起定义了插座r,所述插座r被配置成在其中接收、支撑以及保持试样容器102。所述一个或多个杂散光片块423可以位于与最具成像重要性的区域直接相邻的区域中。例如,杂散光片块423可以被放置成尽可能靠近于血清或血浆部分212sp,因为这是针对其而寻求准确图像强度信息的一个区域。例如,期望准确的图像强度测量,以用于准确的hiln确定和量化。补偿杂散光是非常重要的,尤其是在如下情况中:在所述情况中,可能存在相对高水平的hil,这可能阻碍通过试样212的光透射,使得在图像捕获设备440处所接收的信号强度具有相对低的量值。在该情况中,杂散光可以是在图像捕获设备440处所接收的可观量的光。
在一些实施例中,一个或多个杂散光片块423在成像期间可以与试样容器102直接相邻地定位,并且可以尽实际般靠近地被放置,但是一个或多个杂散光片块423在一些实施例中可以横向地或垂直地在距试样容器102中的血清或血浆部分212sp至少大约30mm内,并且在一些实施例中在距血清或血浆部分212sp大约1mm至大约30mm之间。其他间隔是可能的。所述一个或多个杂散光片块423应当被提供在可以由图像捕获设备440成像的位置处,即位于图像捕获设备440的视图窗口449(用虚线示出)内。所述一个或多个杂散光片块423可以包含能够被成像的至少1mm2的经曝光的片块区域。其他经曝光的片块区域是可能的。
特别地,(一个或多个)杂散光片块423可以被提供在一个或多个尖齿122t的侧面上,并且可以被提供在如下高度位置处:所述高度位置已经被确定成相邻于试样容器102内的在那里将包含血清或血浆部分212sp的高度。所述高度位置可以基于以下内容来确定:与预期在品质检查模块130处接收到的试样容器102的历史号和大小有关的信息,以及与存在的血清和血浆部分212sp以及经沉淀的血液部分212sb的相对量有关的历史信息。在一些实施例中,可以在视图窗口449内的位置处的载体122上提供多个杂散光片块423。
在一个可替换的实施例中,可选地或者除了在能够由图像捕获设备440成像的任何尖齿122t的侧面上提供一个或多个杂散光片块423之外,可以在尖齿122t的较薄端部上提供所述一个或多个杂散光片块423e。尽管可能小于在侧面应用的(一个或多个)杂散光片块423,但是可以通过将该位置定位在视图窗口449中以及在血清或血浆部分212s上近似居中的尖齿122t上,而使得该位置相对于视图窗口449、相对于血清或血浆部分212sp非常靠近、并且甚至相对于视图窗口449、相对于血清或血浆部分212sp横向地居中。
在另一实施例中,杂散光片块423i可以被提供在片块支撑部432、或者载体122的其他结构或组件或者其支撑元件上。杂散光片块423i可以具有如本文中所描述的大小、形状和颜色。杂散光片块423i可以被定位成与载体122的横向侧偏移,如图4d中所示。
在另一实施例中,杂散光片块423l可以被提供作为标签218的部分,所述标签218被粘附或以其他方式被提供在试样容器102上。例如,杂散光片块423l可以是被较深轮廓限界的白色片块,该较深轮廓在利用成像软件在所捕获的图像中定位杂散光片块423l时可能是有帮助的。在该实施例中,试样容器将会被定向使得杂散光片块423l被定向在视图窗口449的一侧上,并且可由图像捕获设备440查看。
在又一实施例中,杂散光片块423s本身可以是贴纸,其被粘附或以其他方式被提供到试样容器102的前表面上的如下位置处:在该位置处,可以由图像捕获设备440对其进行成像。例如,杂散光片块423s可以被提供在空气区域216之上、帽盖214上,或与空气区域216和帽盖214二者重叠。在该实施例中,杂散光片块423s可以在视图窗口449中居中。在该实施例中,试样容器102将会被定向,使得标签218在试样容器102的左侧和右侧上具有粗略相等量的展示,并且围绕试样容器102的背面而穿过,使得血清或血浆部分212sp中的至少一些从正面可查看。在本文中所描述的品质检查模块130的每个情况中,试样容器102和载体122的取向相对于轨道121是固定并且不可移动的,使得血清或血浆部分212sp的一部分可由图像捕获设备440查看。所述取向可以通过以可查看的取向将试样容器放置在保持器122h中的操作员来手动设置。可选地,机器人可以从支架104(图1)拾取试样容器102,并且将它以可查看的取向放置在载体122上。例如,机器人可以旋转试样容器102并且利用成像设备来对其一侧进行成像,以确定不被标签218遮挡的区域,并且然后可以以一取向将试样容器102放置在保持器122h内,使得不被遮挡的区域将可由图像捕获设备440查看。在图4d中示出了合适的取向,所述取向示出了标签218在试样容器102的每一侧上具有粗略相等的展示。
载体122除了杂散光片块423之外还可以包括数据码425,所述数据码425利用成像软件从所捕获的图像而机器可读。可选地,分离的条形码读取器设备(未示出)可以与图像捕获设备440相邻地定位,并且被配置成读取数据码425。数据码425可以是任何合适的条形码,诸如一维条形码(例如,upc码、ean码、代码39、代码128、交错二五码(itf)、代码93、库德巴码(codabar)、gs1数据条码、msi普莱西码(plessey)等等)或二维条形码(例如qr码、数据矩阵码、pdf417、aztec等等)。二维条形码可以用于允许能够编码大量数据。
杂散光片块423可以相对于数据码425以固定取向而被配置在载体122上,以使得成像软件能够在所捕获的图像中容易地定位杂散光片块。在一些实施例中,杂散光片块423的中心位置可以相对于在数据码425上提供的一个或多个几何基准(datum)(诸如,基准426)而定位。基准426可以是一系列线、框或其他几何特征。在一些实施例中,杂散光片块423和数据码425可以均被提供在单个贴纸上,所述单个贴纸被提供在载体122上,诸如被粘附到其尖齿122t上。
用于以彼此的固定定向来将杂散光片块423和数据码425提供在载体122上的其他手段可以包括:通过使用白色颜料来将数据码425和杂散光片块423涂绘或打印到载体122上。在一些实施例中,尖齿122t的颜色可以与载体122的颜色大体上成对比。例如,载体122可以包括黑色或深色塑料的模塑尖齿122t,而杂散光片块423可以是对比色,诸如白色。杂散光片块423可以包括边界形状,诸如能够由成像软件容易识别的方形或矩形。其他形状(诸如,圆形、三角形、八边形、六边形或其他多边形形状)可以用于所述一个或多个杂散光片块423。
如图4e中所示,尖齿122t、122ts可以用与彼此成角度的取向被布置在载体基部122b上,并且还用与中心线cl成角度的取向被布置。尖齿可以由长线122t和短尖齿122ts所构成。长尖齿122t、短尖齿122ts、上部弹簧122su和下部弹簧122sl以竖直取向来支撑试样容器120并且对试样容器120进行定向。上部弹簧122su和下部弹簧122sl支撑试样容器102的上部分和下部分,并且将它们偏置朝向长尖齿122t。短尖齿122ts位于试样容器102的正面和背面处,并且防止试样容器102前后倾倒。短尖齿122ts在长度上短于长尖齿122t,使得不妨碍血清或血浆部分212sp的成像。特别地,长尖齿122t在从载体基部122b的顶部至尖齿122t的顶部的高度方面可以具有在大约25mm与大约75mm之间的高度尺寸,并且短尖齿122ts在从载体基部122b的顶部至短尖齿122ts的顶部的高度方面可以具有在大约5mm与大约25mm之间的高度尺寸。可以使用其他高度。在一些实施例中,短尖齿122ts在高度方面应当足够短以使得它们不会延伸到经沉淀的血液部分212sb上方,如图4d中所示。因而,最大量的血清或血浆部分212sp可以在正面上被成像,这是因为其不受正面上的短尖齿122ts所阻碍,并且来自面板光组装件450的背面光照不受位于背面上的短尖齿122ts所阻碍。
在一些实施例中,载体基部122b可以包括连接特征427,诸如接收销钉(pin)427p的孔,所述销钉427p被提供在例如线性电动机设备上,所述线性电动机设备可操作以使载体122沿着轨道121移动。可选地,销钉427p可以是轨道121的可移动部分的一部分。在还其他的实施例中,载体122可以简单地静息在轨道121上,并且轨道121上的载体122的旋转取向可以由轨道侧来维持,所述轨道侧可以紧密地邻接载体基部侧428并且防止轨道121上的载体122旋转。
现在参考图5a,示出并且描述了品质检查模块530a的另一实施例。该实施例与参考图4a-4c所描述的实施例大体上相同,除了以下之外:所述一个或多个杂散光片块523a——其在大小上可以与图4a和4d中所描述的杂散光片块423相同——被提供在固定的支撑部532上,所述固定的支撑部532不耦合到支撑试样容器102的载体122。例如,固定的支撑部532可以如所示出的那样耦合到围封446的一部分,或以其他方式被固定到品质检查模块530a的不可移动的部分。如所示出的,固定的支撑部532被示出为耦合到围封446的天花板壁,但是固定的支撑部532可以耦合到任何合适的支撑结构,诸如壁,包括在成像腔室446c内或甚至在成像腔室446c外部的底板壁或其他结构。固定的支撑部532以及一个或多个杂散光片块523a可以被定位成使得所述一个或多个杂散光片块523a可以基于例如历史数据近似被定位在血清或血浆部分212sp的近似垂直中心的垂直位置处。固定的支撑部532以及一个或多个杂散光片块523a可以横向地被定位到一侧,诸如被定位到例如正面,使得载体122和试样容器102可以通过门开口533而进入到成像腔室446c中,并且进入到成像位置441,而没有来自其中的干扰。所述一个或多个杂散光片块523a可以用与图4d-4e中所示的杂散光片块523i类似的方式被定位,即,尽可能靠近于试样容器102的正面的一侧,使得不会阻碍由图像捕获设备440对血清或血浆部分212sp的成像。
现在参考图5b,示出并且描述了品质检查模块530b的另一实施例。该实施例与参考图4a-4c所描述的实施例大体上相同,除了以下之外:所述一个或多个杂散光片块523b——其在大小上可以与图4a和4d中所描述的杂散光片块423相同——被提供在可移动的支撑部534上,所述可移动的支撑部534不耦合到支撑试样容器102的载体122。例如,可移动的支撑部534可以相对于围封446和载体122的一部分而可移动,如所示出的那样。可移动的支撑部534可以被接收并且可以可操作以在引导构件535中滑动,所述引导构件535可以充当用于可移动的支撑部534的支承表面,并且可移动的支撑部534可以通过产生运动的装置536的操作而延伸和缩回。产生运动的装置536可以包括例如电动机536m,诸如被配置成旋转地驱动小齿轮536p的步进电动机,所述小齿轮536p被提供成与支架536r接合,所述支架536r在可移动的支撑部534上或与可移动的支撑部534集成。电动机536m的旋转引起小齿轮536p的旋转、以及可移动的支撑部534的缩回或延伸,以及因而引起所述一个或多个杂散光片块523b的延伸或缩回。以此方式,杂散光片块523b可以被降低(延伸)到成像腔室446c内的最优位置,其中杂散光片块523b在载体122通过门开口533进入围封446中时可以位于轨道121上的试样容器102的路径中,并且然后在成像完成之后当载体122准备好在轨道121上移动的时候被缩回。因而,如所示出的,可移动的支撑部534被配置成从远离成像位置441的第一位置移动到与成像位置441相邻的第二位置,其中当可移动的支撑部534位于第二位置处的时候(诸如,当杂散光片块523b被降低的时候)发生利用图像捕获设备440的成像。
现在参考图6,示出了品质检查模块630的另一实施例。品质检查模块630不同于图4a的实施例之处在于:可以从多个视点(例如,视点1、2、3)获得试样容器102的多个图像,其中每个视点1、2和3分别包括图像捕获设备440a-440c。每个相应的视点1、2和3包括光面板组装件450a-450c,如图6中所示出的。品质检查模块630可以被配置和适配成自动表征和/或量化试样212(例如,包括血清或血浆部分212sp、经沉淀的血液部分212sb或二者),和/或可以附加地或可选地当试样212位于成像位置641处的时候量化试样容器102。例如,成像位置可以例如是:来自视点1、2和3中的每一个的法向量相交的地方。
品质检查模块630的光面板组装件450a-450c可以如先前参考图4b-4c所描述的那样被构造,并且可以如上所描述的那样选择性地可切换。光面板组装件450a-450c的发光源可以发射例如红(r)、绿(g)、蓝(b)、白光、nir、和/或ir光谱。在图6中示出了三个图像捕获设备440a-440c,但是可以使用两个或更多个、三个或更多个、或甚至四个或更多个这种设备。为了最小化边缘失真,可以使用三个或更多个图像捕获设备440a-440c。图像捕获设备440a-440c可以是能够捕获数字图像(即经像素化的图像)的常规数字设备,如以上所讨论的那样。例如,三个图像捕获设备440a、440b、440c可以例如被配置成从多个(例如三个)不同的横向视点1、2和3拍摄图像,所述图像具有如以上所讨论的合适的图像大小。所捕获的多个图像可以由计算机143来处理,如将在本文中所述的那样,并且所述多个图像在一些实例中可以通过使用超像素(像素的集合,诸如11×11像素)来处理以降低计算负担。
每个图像捕获设备440a-440c可以被配置并且可操作以拍摄试样容器102的至少一部分以及试样212(参见图2-3)的至少一部分的多个横向图像。例如,图像捕获设备440a-440c可以捕获试样212(参见图2-3)和/或试样容器102的一部分,包括标签218、帽盖214以及管215的部分。最后,可以由每个图像捕获设备440a-440c从所述多个图像来生成2d数据集,并且所述2d数据集被存储在计算机143中的存储器中。根据这些2d数据集,可以开始进行对试样212和/或试样容器102的属性的处理。在每个情况中,可以基于从成像片块623a-623c的成像所获得的信息来调节2d数据集的图像强度,如将在本文中进一步解释的。如将显而易见的,计算机143可以被配置成至少基于所述一个或多个杂散光片块423处的杂散光强度ρc,b等等来确定经杂散光补偿的图像(下文中为is,comp)。
在所示的实施例中,所述多个图像捕获设备440a-440c被示出为布置在成像位置441周围,并且被配置成从多个视点1、2和3捕获横向图像。当使用三个图像捕获设备440a、440b、440c的时候,视点1、2和3可以被间隔开使得它们近似均等地与彼此间隔开,诸如距彼此大约120度,如所示出的那样。如所描绘的,图像捕获设备440a-440c可以被布置在轨道121的边缘周围。可以使用所述多个图像捕获设备440a-440c的其他布置以及间隔。以此方式,当试样容器102驻留在载体122中的时候,可以拍摄试样容器102中的试样212的图像。在一些实施例中,图像可以稍微重叠。
图像捕获设备440a-440c可以被提供成紧邻于图像窗口,并且被训练或聚焦以捕获图像窗口,即包括试样容器102的预期位置的成像位置641,在成像位置641中,试样容器102可以停住使得它近似位于视图窗口的中心。在操作中,当计算机143接收到信号——载体122位于品质检查模块630中的成像位置641处——的时候,可以响应于由计算机发送的并且以通信线443a-443c提供的触发信号来触发和捕获每个图像。可以根据本文中提供的包括杂散光补偿的方法的一个或多个实施例来处理所捕获的图像中的每一个。特别地,hdr图像处理可以用于捕获并且处理图像,以便在具有高水平的细节和信息内容的情况下表征试样212和试样容器102。
更详细地,在从不同的视点1、2和3以多个不同的光谱(包括不同的标称波长)进行照明的时候,可以由品质检查模块630在多个不同的曝光(例如,多个曝光时间)下来捕获试样212的多个图像。例如,每个图像捕获设备440a-440c可以在不同的曝光时间下并且在多个光谱(例如r、g、b)下拍摄4-8个图像。
在实施例中,多个光谱图像可以在被来自光面板组装件450a-450c的光进行背面照明的时候完成。被体现为光面板组装件450a-450c的光谱可切换的光照源可以对试样容器102进行背面照射,如图6中所示,并且包括如上所描述的可切换的光源。多个彩色图像的捕获和使用增加了用于分析的信息内容,并且当在特定光谱下成像的时候可以强调某个特征吸收光谱。
例如,为了利用以第一光谱的照明来捕获图像,光面板组装件450a-450c中的每一个的红色led460(图4c)(大约634nm+/−35nm的标称波长)可以用于从三个横向位置来对试样212进行照明。在由每个图像捕获设备440a-440c来捕获不同曝光时间下的多个图像(例如4-8个或更多个图像)的时候,可以提供光面板组装件450a-450c的红色照明。在一些实施例中,曝光时间可以在大约0.1ms与256ms之间。可以使用其他曝光时间。针对每个图像捕获设备440a-440c、在红光的情况下被照明的相应曝光时间图像中的每一个可以被拍摄并且被存储在计算机143中的存储器中。同时,对于每个图像,通过对与每个视点1、2和3相关联的杂散光片块623a-623c进行成像来测量杂散光强度。杂散光片块623a-623c可以位于如本文中所述的任何合适的位置处,诸如在载体122上,或以其他方式被提供为围封646内部的成像腔室646c内的固定或可移动的位置。例如,杂散光片块可以位于图6中虚线示出的三个位置处,并且可以如同图5a中那样是固定的,或如同图5b中所示的那样是可移动的。
一旦捕获了经红色照明的图像,红色led460就可以被关闭,并且另一光谱(例如绿色led461)可以被开启(大约537nm+-/35nm的标称波长),并且不同曝光时间下的多个图像(例如4-8个或更多个图像)可以由每个图像捕获设备440a-440c在该照明光谱下捕获。这可以针对每个图像捕获设备440a-440c利用蓝色led462(大约455nm+/−35nm的标称波长)来重复。在一些实施例中,可以通过使用白光、nir和/或ir光源来实现来自光面板组装件450a-450c的背面光照。光面板组装件450a-450c可以在图像捕获设备440a-440c的整个视场之上提供均质的光发射。
品质检查模块630可以包括围封646,所述围封646可以至少部分地围绕或覆盖轨道121,并且试样容器102在图像拍摄和杂散光补偿阶段期间可以位于围封646内部。围封446可以包括一个或多个门646d以允许载体122进入到围封646中和/或从围封646离开。
对于以上设置中的每一个,可以接连不断地获得针对每个相应的光谱(例如r、g、b、白光、nir和/或ir)、在多个曝光时间下拍摄的这些多个图像中的全部,使得可以在例如少于几秒内获得来自多个视点1、2和3的针对试样212的图像的完整集合。可以使用其他时间长度。
如以上所讨论的,来自光源、诸如光面板组装件450、450a-450c的背面照明可以不仅通过试样和试样容器102、而且还由于从围封446、646的内表面反射出和/或从可存在于成像腔室446c、646c中的任何其他组件的其他表面反射出的杂散光,来对面向相应图像捕获设备440、440a-440c的正面上的试样容器102进行照明。在一些情况中,杂散光甚至可以部分地源自于透射通过试样212的光,所述光已经被散射并且被重定向到围封446、646的表面、并且然后从围封446、646的表面反射。这种杂散光是不期望的,这是因为它可能影响光学成像和分析。如果所感测的信号水平相对于光照源(例如光面板组装件450、450a-450c)的所发射的照明功率而言较低,则这种杂散光对于hiln的分析结果来说可能是特别成问题的。例如,当测量了通过试样212的透射率、并且试样212具有低透射率水平的时候(诸如,当血清或血浆部分212sp中存在高水平的高脂血、溶血和/或黄疸的时候),则低信号响应可能由于比较高的所叠覆的杂散光信号而明显失真。因此,本文中所描述的提供杂散光补偿的实施例允许试样212的经改进的透射率测量。
因此,根据实施例,提供了用于杂散光补偿的方法。根据第一方面,提供了用于杂散光校准的方法。杂散光分布可以局部地变化。因此,不预期试样容器102的杂散光照明与在杂散光片块423上观察到的杂散光强度等匹配。因而,可以通过校准方法来估计在杂散光片块位置处的所估计的杂散光与试样容器102上的杂散光分布之间的关系。
所述校准方法包括成像,所述成像理想地发生在由品质检查模块130、630实际进行预筛选成像测量之前。因而,在再次执行重新校准之前,所述校准可以用于多于一个预筛选操作(例如多个试样容器102的预筛选)。在一些实施例中,可以针对包含试样212的试样容器102的特定支架、针对一批试样212、针对一天、一周、或一个月、或其他时间间隔的时段、在某个数量的试样212被预筛选之后、或以任何其他合适的校准间隔来开始进行单个校准。
所述校准方法涉及对校准对象709进行成像(图7b)。校准对象可以具有与预期在成像位置441、641处接收到的试样容器102大体上类似的形状。部分可以被涂绘为哑黑色,并且至少一部分709p可以包括具有相对漫反射特性的材料(例如包有白纸),所述材料可以具有与杂散光片块423类似的漫反射特性。然而,可以使用可具有漫反射特性的任何合适的不透明校准对象。在一个实施例中,校准对象709可以是不透明的,并且可以包括在颜色方面为暗白色或哑白色的一部分。不透明的特征被设计成消除通过校准对象709的所透射的光以免到达图像捕获设备440、440a-440c,使得仅杂散光到达图像捕获设备440、440a-440c。校准对象709的正面709f可以包括相对漫反射特性,并且可具有相对高的反射系数,使得在校准期间最小化从其中的反射。在校准期间,校准对象709可以被放置在载体122中并且位于成像腔室446c、646c内的成像位置441、641处。一旦被定位并且在期望光谱的光下被照明,就通过利用图像捕获设备440、440a-440c进行成像来记录校准对象709的正面709f上的光分布、连同在捕获设备440、440a-440c的视图窗口中的杂散光片块423的光分布。该经背面照射的校准强度图像ic,b在一个实施例中可以提供校准对象709的正面709f(最靠近于相应图像捕获设备440、440a-440c的一侧)上的杂散光的空间分布的图像映射。校准成像还提供杂散光片块强度ρc,b。
可以通过测量一个或多个杂散光片块423、623a-623c的子区423r上的强度值的范围来计算杂散光片块强度ρc,b。在其他实施例中,可以附加地或可选地通过测量一个或多个杂散光片块423e、423l、423s、423i、523a、523b(参见图4a、5a和5b)的子区上的强度值的范围来计算杂散光片块强度ρc,b。所述一个或多个杂散光片块423等等的面积可以被评估以确定例如均值、最大值和/或中间强度值,其中的任一个可以被用作由杂散光片块423等等所接收的标量杂散光片块强度ρc,b的代表。通过预先知道杂散光片块423等等位于视图窗口449、649a-c中的所选位置中,可以找到杂散光片块423等等在图像中的位置并且因而找到子区423r的位置。在其他实施例中,杂散光片块423可以位于相对于数据码425的预定义的位置中,以简化由图像处理算法找到杂散光片块423的位置。以其他方式,任何其他合适的方法可以用于定位杂散光片块423等等,诸如通过使用颜色中的对比或其上的其他标记来找到一个或多个边界或其轮廓。
在经背面照射的校准强度图像ic,b的情况中,在一个实施例中,所述映射可以用于在逐像素(或逐超像素)的基础上补偿在708中针对杂散光所获得的试样图像is,b。在更简单的实施例中,杂散光补偿可以捕获经背面照射的校准强度图像ic,b,并且校准对象709的正面709f的小区709r(虚线示出)可以被求平均,使得可以获得并且使用经背面照射的校准强度图像ic,b的标量值。
因而,现在已知校准图像强度ic,b(矩阵或标量值)以及标量杂散光片块强度ρc,b,其中c代表校准,并且b代表背面照射的照明。此外,现在还已知在校准图像强度ic,b与标量杂散光片块强度ρc,b之间的关系。因而,在品质检查模块130、530a、530b、630处发生的实际预筛选方法期间可以使用从校准方法确定的这些强度值。特别地,可以获得经杂散光补偿的图像is,comp,其中s代表试样,并且comp代表经补偿的。
经杂散光补偿的图像is,comp可以被计算如下:
is,comp=is,b-copt{(ρs,b/ρc,b)ic,b}-c0等式1
在以上等式中,copt标示光学校正因子。光学校正因子copt可以是如下因子:其考虑了试样容器102的正面可以具有与校准对象709的表面不同的光学性质。在相等性质的情况下,并且copt的估计=1。在过分简单化的实施例中,copt=1可以被用作一个简单的近似。
在其他实施例中,可以使用copt的更复杂的估计。例如,在试样容器102的正面上的具有低反射率的区(诸如,经沉淀的血液部分212sb)可以基本上吸收杂散光,而不是将其反射。相反地,正面上的更高度反射性的对象(诸如标签218)可以反射高分数(highfraction)的杂散光,因而可能地使透射率测量失真。
以上等式中的c0是常量映射,其可能考虑了没有被乘法补偿项所覆盖的影响,诸如试样212内部的散射。在典型的配置中,c0可以被设置成零以用于合适的近似,并且因而被忽略。然而,在一些实施例中,还可以根据分割数据来估计c0。
在实施例中,杂散光补偿方法和校准方法可以考虑copt的估计、高度地受正面上的杂散光所影响的特征,所述特征诸如例如标签218、血清或血浆部分212sp、经沉淀的血液部分212sb、胶体分离物313、空气216等等。试样容器的这种特征的存在和位置可以局部地通过预分割705来确定。此外,在将在下面进一步解释的一些实施例中,可以估计它们的反射率光学性质。
该预分割705的一个结果是特征(例如,标签218、血清或血浆部分、经沉淀的血液部分212sb、胶体分离物313、空气216等等)的空间分布的映射。因而,在一个实施例中,copt的估计可以被指派用于根据预分割705的结果而被确定为存在于视点中的每个这种经分割的区。在该实施例中,计算机143被配置并且可操作以基于预分割705来确定经空间分辨的光学校正因子copt。
可以通过如下方式来实现预分割705:在计算上评估试样容器102的图像,诸如通过使用任何合适的图像处理和/或机器学习方法,诸如在本文中针对分割711所描述的那些方法。在一些实施例中,可以对在正面光照下(例如,通过使用图6的其他两个光面板组装件或通过以其他方式包括图4a、5a和5b中的正面光照源)、在707中捕获的图像而不是经背面照射的图像执行预分割705,所述经背面照射的图像是在708中被捕获的并且还用于补偿杂散光。
在一个实施例中,预分割705可以用于生成所指派的预设局部copt值的空间映射。所指派的预设局部copt值可以在先前被确定,并且针对每个预期分割类的类型而被预存储在计算机143的存储器中。因而,每个片段类可以具有与其相关联的不同的局部copt,所述局部copt然后可以取决于在存储器中先前预设的局部反射率的估计而为每个片段提供不同水平的杂散光补偿。预设局部copt值的估计可以基于来自先前被成像的校准试样的平均值。
在更先进的情况中,试样容器102的正面的图像可以取决于基于预分割705在所捕获的图像中确定的是什么类而被分类到多个情况的杂散光补偿量值中,并且可以基于该视点中的试样容器102的正面的实际测量的光学反射率性质而为每个类片段确定copt的合适的估计值。
可替换地,可以由对试样容器102的正面的表面反射率的直接估计来替代预分割705。为了估计试样容器102的正面的反射率,704中的附加反射率校准图像ic,r、以及707中的反射率试样图像is,r均在被正面照明(正面照射)的时候被捕获。可以在与703、708中的杂散光校准图像相同的条件(相同的光谱和相同的曝光时间)下、但是在基本上生成不来自于杂散光而是仅仅来自于直接照明(参见图6)的反射的照明下获取反射率校准图像ic,r。例如,对于视点1,可以通过使用光面板组装件450b和450c来实现直接照明,其中由图像捕获设备440a来捕获反射率试样图像is,r。在对试样容器102和试样212的预筛选测量期间,利用直接正面照射的照明来获取707中的附加反射率试样图像is,r。通过使用反射率校准图像ic,r和反射率样本图像is,r,可以通过如下等式2来近似光学校正因子copt。
copt≈is,r/ic,r等式2
copt可以是标量值(例如平均值)或矩阵因子以允许在逐像素(或逐超像素)基础上进行补偿。然而,以上近似的准确性是有限的,因为试样容器102和试样212不是不透明的,并且因而内部散射可引起除了仅反射之外的某种光传播。
如果多个杂散光条件将被评估(例如,在光谱可切换的光源(诸如r、g、b光源或其他光谱可切换的光源)的情况中)或多个视点(例如视点1、2、3)或照明程度(例如不同的曝光),那么可以为每个这种条件单独地执行杂散光校准、估计和补偿,使得可以通过使用所获得的copt以及is,b和ρs,b的(一个或多个)值来针对杂散光补偿706中的每个条件确定is,comp。copt值可以是预设的,或者可以通过使用分割和/或反射率、从校准值和测量值的组合(诸如,从707中捕获的正面照射的图像和708中捕获的背面照射的图像)来获得。经杂散光补偿的图像is,comp然后可以按照以上等式被确定,并且然后被提供到分割711并且由分割711对其进行操作。
在包括多个图像捕获设备440a-440c的品质检查模块630的情况中,针对每个图像捕获设备440a-440c,至少一个杂散光感测片块623a-623c应当在成像窗口内可见。在一些实施例中,多于一个杂散光感测片块623a-623c可以用于视点1、2和/或3。可以单独地针对每个图像捕获设备440a-440c实施校准方法和杂散光补偿方法。根据实施例,可以通过使用如本文中所描述的高动态范围(hdr)成像技术来获取所有图像(例如,校准对象709的杂散光校准图像、以及试样容器102和试样212的图像)。
在一些或所有实施例中,在主动照明下(诸如,通过使用(一个或多个)光面板组装件450、450a-450c的背面照明或甚至通过正面照明)所获取的图像可以通过减去在没有这种主动照明的情况下捕获的相应附加图像而被进行环境光消去。因而,可以移除环境光的影响。
杂散光校准图像ic,b可以在计算上变换以适合待测量的载体122中的试样容器102的近似形状和位置,所述变换例如通过对校准对象709的正面反射区在计算上进行缩放和/或倾斜。
在其中成像涉及多光谱和多曝光图像的情况中,诸如在利用hdr图像处理的情况下,经杂散光补偿的图像数据的处理可以进一步涉及:例如,如果使用了多个图像捕获设备,则从在不同曝光时间下和在每个光谱下、以及针对每个图像捕获设备440a-440c的多个所捕获的图像的图像数据中选择最优曝光的像素,以便针对每个光谱(例如rgb彩色图像)以及针对每个图像捕获设备440a-440c生成最优曝光的图像数据。这在本文中被称为“图像合并”。针对每个对应的像素,针对来自每个视点(例如1、2和3)的每一个图像,可以从不同曝光时间的图像中的每一个中选择展现出最优图像强度的像素。
在一个实施例中,最优图像强度可以是例如落入预定范围(例如,在0-255的尺度上,在180-254之间)内的像素。可以使用其他合适的范围。如果(来自一个图像捕获设备的)两个图像的对应位置中的多于一个像素被确定为是最优曝光的,则选择这两个中较高强度的那个。最优曝光的强度值中的每一个以其相应的曝光时间而被归一化。结果是针对每个视点的多个经归一化且合并的2d彩色图像数据集(例如r、g、b),其中所有像素被最优曝光(例如,每个光谱(例如r、g和b)和视点一个图像数据集)。
现在,可以在分割711中对已经杂散光补偿并且合并的数据进行操作,以生成一个2d合并图像,并且针对其中的每个像素、针对每个视点来标识类。例如,像素可以被分类为血清或血浆部分212sp、经沉淀的血液部分212sb、胶体分离物313(如果存在的话)、空气216、管212t或标签218。还可以对帽盖214进行分类。分类可以基于从多个训练集所生成的多类分类器(例如图7的多类分类器715)。
为了使用svm来实施像素水平分类,可以为针对每个视点、在不同标称波长(例如r、g、b)下的最优曝光的像素中的每一个来计算统计数据。2d统计数据集可以包括均值和协方差。可以生成其他统计信息。统计数据可以包括针对每个像素的多达二阶的属性,所述属性可以包括均值、变化和相关性值。特别地,在多维数据上对协方差矩阵进行计算,从而表示判别模式(discriminativepattern)。
每个2d统计数据集一旦被生成就被呈现给多类分类器715,并且由所述多类分类器715对其进行操作,所述多类分类器715可以在716中将图像数据集中的像素分类为属于多个类标签中的一个,诸如1-血清或血浆部分、2-经沉淀的血液部分、3-胶体分离物(如果被使用的话)、4-空气、5-管、6-标签、以及可能地甚至7-帽盖。从这当中,构成血清和血浆部分212sp以及其他区的像素可以被标识。分割的结果被合并为2d数据集,针对每个视点1、2、3一个数据集,其中,在其中的所有像素都被分类。
多类分类器715可以是例如任何合适类型的线性或非线性的监督型分类模型,诸如线性或基于内核的支持向量机(svm)、提升型分类器(诸如,自适应提升型分类器(例如adaboost、logitboost等等))、人工神经网络(诸如卷积神经网络)、基于树的分类器(例如判定树、随机判定森林)、作为多类分类器的逻辑回归、或任何其他合适的多类分类器。svm对于诸如在试样212和试样容器102的分析中找到的液体与非液体之间的分类可以是特别有效的。svm是具有相关联的学习算法的监督式学习模型,所述模型分析数据并且识别模式。
训练示例的多个集合可以用于对多类分类器715进行训练,以将数据集分割到期望的类中,并且然后对图像数据集进行操作并且每个像素被分类为结果。可以通过图形地对试样容器102的大量示例中待分类的各种区描画轮廓来训练多类分类器715,所述试样容器102具有各种试样条件、由标签218的遮挡、血清或血浆部分212sp和经沉淀的血液部分212sb的水平、是否包含胶体分离物313等等。多达500或更多的图像可以用于训练。每个训练图像可以被手动地描画轮廓,以向多类分类器715标识和教导属于每个类的区域。
然后,可以使用已经杂散光补偿并且分割的多类分类器715的结果、尤其是被视为属于血清或血浆部分212sp类的结果以对试样212进行进一步量化。然后,由多类分类器715对经最优曝光并且经杂散光补偿的2d数据集进行操作,以在716中标识存在于图像数据集中的像素类。对于每个像素(或超像素)位置,提取统计描述。在超像素的情况中,描述处于小片块(例如11×11像素的超像素)内。每个片块提供描述符,所述描述符在评估过程中被考虑。典型地,在评估期间,多类分类器715对特征描述符进行操作并且提供输出类。可以通过最大化置信度值来确定针对每个像素或超像素的最终类。所计算的统计值对类的特定性质进行编码,并且因而用于在不同类之间进行区别。
根据所述方法,试样212的各种部分可以被量化。在第一方面中,可以在718中标识血清或血浆部分212sp。这可以涉及:将来自类——血清或血浆部分212sp——的所有像素进行分组,并且然后在719中确定液体(血清或血浆部分212sp)与空气216之间的上界面(即la)的位置。可以通过选择处于所标识的血清或血浆部分212sp的最上方范围处的像素的行来确定上界面la。这可以针对每个视点1、2和3而进行。可以通过对针对每个视点的被分类为血清或血浆部分212sp的最上方像素的垂直位置进行求平均,来针对经合并的2d图像数据集中的每一个计算la的数值。任何实质离群值可以被拒绝并且不在平均值中使用。在图像空间与x和z空间中的坐标空间(参见图4d)之间的先前校准可以针对每个视点1、2和3通过任何已知方法来实现。
取决于在试样212中是否使用胶体分离物313,所述量化方法然后可以在720中针对每个视点1、2和3确定sb或sg的位置(如果存在胶体分离物的话)。通过对在716中被分类为血清或血浆部分212sp的最下方像素的位置进行求平均或聚合,可以在720中计算针对每个视点的sb或sg的数值。可以通过对针对视点1、2和3的sb或sg值进行求平均来确定sb或sg的单个值。根据la和sb或sg的位置,可以经由la与sb或sg的平均值的减法来确定血清或血浆部分的高度hsp(图2和3)。当稍后在试样测试装置100(图1)中吸入血清或血浆部分212sp的时候,la、sb或sg的这些值可以用于正确地对吸移管尖端进行定位。
量化血清或血浆部分212sp可以进一步包括在726中确定试样容器102的内部宽度(wi)。在一些实施例中,外部宽度(w)可以首先通过如下方式来确定:对通过分割711被分类为管215的像素进行标识,并且将所述像素中位于管215的横向外部边缘上的对应像素的位置进行相减(例如,如在la与sb或sg之间所测量的那样),并且然后对针对每个视点1、2和3的经相减的值进行求平均。可以通过对来自视点1、2和3的w值进行求平均来确定w的最终值。可以忽略实质离群值。可以通过减去壁厚度tw两次来从w中确定wi。tw可以是被存储在存储器中的已经针对所有试样容器102估计的平均壁厚度值,或者可以基于管类型来从查找表获得wi,所述管类型是基于外部宽度w和高度ht值来确定的,其还可以针对试样容器102来确定。
根据hsb和wi,可以在728中通过使用以下在等式3中的关系来确定血清或血浆部分212sp的体积。
vsp=hsp{pi/4wi2}等式3
为了量化经沉淀的血液部分212sb,可以遵循类似的方法。可以首先在730中标识与经沉淀的血液部分212sb的类相对应的像素。取决于是否存在胶体分离物313,针对每个视点的经沉淀的血液部分的高度hsb可以在732中通过如下方式来确定:在每个经合并的2d图像数据集中定位经沉淀的血液部分212sb的最下方像素,并且然后减去sb或bg。可以在720中确定sb。在存在胶体分离物313的情况中,则可以通过对被分类为胶体分离物313的像素的最下方的垂直位置进行求平均,来针对每个视点确定bg。经沉淀的血液部分212sb的最下方像素可以通过如下方式来确定:找到试样容器102的最下方的垂直尺寸,并且然后针对每个视点1、2和3减去壁厚度tw。可以在726中确定wi。可以通过对视点1、2和3中的每一个的相应hsb值进行求平均来确定hsb的最终值。根据hsb和wi的最终值,可以在534中通过使用以下针对3d模型的等式4来确定经沉淀的血液部分212sb的体积。
vsb=[hsb(pi/4wi2)]-½wi2+(pi/24)wi3}等式4
一旦血清或血浆部分212sp在718中被标识,就可以通过利用一个或多个干扰物分类器722对血清或血浆部分212sp的经杂散光补偿的2d数据集进行操作,来在721中确定其中的干扰物(例如h、i和/或l)的存在。在一个实施例中,分离的分类器可以用于h、i和l以及甚至n(正常的)中的每一个。可选地,干扰物分类器721可以是多类分类器。用于分割的上述所训练的模型中的任一个还可以被适当地训练并且用于hiln检测。所述训练可以涉及在具有各种水平的hil和n的数百或甚至数千试样212上的成像和数据输出。因而,不仅可以通过所述方法来执行hiln的总体确定,而且还应当认识到:经求平均的指数值还可以用于在721中提供hil指数值(havg、iavg、lavg),所述hil指数值可以用于提供针对试样212的血清或血浆部分212sp的干扰物水平的估计,作为多个视点的平均值。因此,可以针对试样212的血清或血浆部分212sp的h、i、l或n获得一致的分类,以及一致的hil指数值(havg、iavg、lavg)。
因此,应当显而易见的是,可以由本文中的品质检查模块130、430、530a、530b、630实施的包括杂散光补偿的基于模型的量化方法700可以导致对试样212的血清或血浆部分212sp和/或经沉淀的血液部分212sb的迅速量化。最终结果和确定可以跨多个视点被聚合,并且在一些实施例中被显示为3d模型。
图8图示了利用以上品质检查模块130、530a、530b、630中的任一个可操作以便为在本文中和图9中描述的相关杂散光补偿方法提供数据的校准方法800的流程图。根据一个或多个实施例,校准方法800在802中包括提供成像位置(例如成像位置441、641)、在成像位置的一侧上的图像捕获设备(例如(一个或多个)图像捕获设备440、440a-440c)、以及在成像位置的与第一侧相对的第二侧上的背光源(例如(一个或多个)光面板组装件450、450a-450c)。在一些实施例中,可以提供正面光照源以用于提供更复杂的校准,所述更复杂的校准考虑了正面反射率,如将从关于图9a和9b的以下讨论中显而易见的那样。
校准方法800进一步包括:在804中,在成像位置(例如成像位置441、641)处提供校准制品(例如校准对象709)。校准对象709可以是如在本文中被描述为不透明的对象,使得来自光面板组装件450、450a-450c的光不能通过。校准对象709的正面709f(图7b)可以具有漫反射特性,即正面709f可以具有相对高的反射系数。反射系数是由反射波与入射波的幅度比所限定的参数。例如,可以使用在75%以上的反射系数。例如,与用于标签218的白纸相同的白纸可以被用在面向相应图像捕获设备440、441a-440c的校准对象709的正面709f的部分709p上。可以使用反射系数的其他值。
校准方法800进一步包括:在806中,在成像位置(例如成像位置441、641)处提供杂散光片块(例如,杂散光片块423、423e、423i、423l、423s、523a、523b和/或623a-623c)。所述一个或多个杂散光片块可以位于载体122上,诸如在载体122的一个或多个尖齿122t上(杂散光片块423、423e、623a-623c),或在载体122的片块支撑部432或其他组件上(例如杂散光片块423i)。在其他实施例中,所述一个或多个杂散光片块可以位于除了载体122上之外的地方,诸如在固定的支撑部532上(例如杂散光片块523a)或在可移动的支撑部534上(例如杂散光片块523b),所述可移动的支撑部534不耦合到支撑试样容器102的载体122。在其中品质检查模块630包括多个视点(例如视点1、2、3)的情况中,可以在针对每个视点的能够由图像捕获设备440a-440c成像的视图窗口内提供杂散光片块623a-623c。在所有实例中,杂散光片块(例如,杂散光片块423、423e、423i、423l、423s、523a、523b和/或623a-623c)应当被提供在成像窗口中,并且尽可能靠近于成像位置441、641处的载体122中的试样容器102的正面。
校准方法800进一步包括:在808中,利用背光源来对成像位置(例如成像位置441、641)以及校准对象709的背面进行照明,以及在810中,利用图像捕获设备(例如,图像捕获设备440、440a-440c)、以相同的方式和取向、并且在具有将在预筛选期间使用的相同类型和位置的杂散光片块的情况下,来捕获校准对象709的正面709f以及杂散光片块(例如,杂散光片块423、423e、423i、423l、423s、523a、523b和/或623a-623c)的图像。
校准方法800进一步包括:在812中,确定杂散光片块(例如,杂散光片块423、423e、423i、423l、423s、523a、523b和/或623a-623c)的杂散光强度ρc,b、以及还有校准对象709的正面709f的校准图像强度ic,b。在一个实施例中,校准图像强度ic,b可以是矩阵量,而在另一个实施例中,校准图像强度ic,b可以是在小区709r上所测量的标量的量(例如,跨小区709r的平均值)。在一些实施例中,校准方法800可以包括:在814中,提供光学校正因子copt。可以使用用于提供以上所讨论的光学校正因子copt的方法中的任一个,包括指派copt=1,基于705中的预分割来确定平均局部copt,在考虑到杂散光在正面上的分布的情况下基于705中的预分割来确定局部copt矩阵,以及基于实际上光学地测量表面反射率来确定copt。
针对每个条件(以及视点)所确定的杂散光强度ρc,b、校准图像强度ic,b、以及光学校正因子copt的值然后可以用于确定经杂散光补偿的图像is,comp。因而,应当认识到,从校准方法800确定的这些值可以在品质检查模块130、530a、530b、630处发生的实际预筛选期间被使用,使得可以获得经杂散光补偿的图像is,comp。这些经杂散光补偿的图像is,comp可以用于分割711。此外,它们可以用于721中的hiln检测,和/或用于在试样表征器723中对试样的进一步表征。
图9a图示了用于确定光学校正因子copt的方法的流程图。方法900a包括:在902a中,在成像位置(例如成像位置441、641)处捕获包括试样212的经正面照明的试样容器的图像。方法900a进一步包括:在904a中,对经正面照明的图像进行预分割,并且然后在906a中确定光学校正因子copt。在成像位置(例如成像位置441、641)处对包含试样(例如试样212)的试样容器(例如试样容器102、诸如经加盖的血液收集管)的经正面照明的图像的预分割可以提供对经分割的区(诸如,血清或血浆部分212sp、经沉淀的血液部分212sb、胶体分离物、空气216等等)的标识。在906a中确定光学校正因子copt可以基于预分割,其中在一个实施例中,输出是908a中的针对图像中的每个片段的预设copt,或可选地可以是910a中的copt映射,即被映射到试样容器102的正面中的一些或全部的copt值的矩阵。copt值可以被存储在计算机143的存储器中。
如图9b中所示,示出并且描述了提供copt的另一方法900b。方法900b包括:在902b中,在成像位置(例如成像位置441、641)处捕获校准对象(例如校准对象709)的经正面照射照明的校准图像ic,r。所述方法进一步包括:在904b中,在成像位置(例如成像位置441、641)处捕获包括试样(例如212)的试样容器(例如试样容器102)的经正面照射的图像is,r。在一些实施例中,在预筛选之前捕获校准图像。进一步地,方法900b包括:在906b中,基于反射率来确定光学校正因子copt,其中copt=ic,r/is,r。在该情况中,copt是映射了试样容器102和校准对象709的正面的范围的值的矩阵。如应当理解的,可以针对每个不同的光谱以及针对每个视点1、2和3来确定copt。
在另一方面中,如在图10中所示出的,表征方法1000可以包括:在1002中,在成像位置(例如成像位置441、641)处提供包含试样(例如试样212)的试样容器(例如试样容器102)。
方法1000进一步包括:在1004中,提供被配置成在成像位置处捕获图像的一个或多个图像捕获设备(例如图像捕获设备440、440a-440c),以及在1006中,利用一个或多个光源(例如,包括(一个或多个)光面板组装件450、450a-450c的光源)来对成像位置进行背面照射。
方法1000进一步包括:在1008中,提供位于一区域中的杂散光片块(例如,杂散光片块423、423e、423l、423s、423i、523a、523b、623a-623c),其接收来自所述一个或多个光源的杂散光,以及在1010中,利用所述一个或多个图像捕获设备来捕获试样容器、试样和杂散光片块的图像。在1012中,方法1000然后包括:根据上面的以及如本文中描述的等式1来确定经杂散光补偿的图像(例如,经杂散光补偿的图像is,comp)。
虽然本公开内容易有各种修改和可替换形式,但是其特定系统、装置和方法实施例已经在附图中作为示例被示出并且在本文中被详细描述。然而,应当理解的是,不意图将本公开内容限制到所公开的特定系统、装置或方法,而是相反地,本发明将覆盖落入权利要求的范围内的所有修改、等同物和可替换方案。