光学填充检测的制作方法_3

文档序号:8417426阅读:来源:国知局
置于存在 样本材料的同一装置中。所述检测器定位于所述光路中在样本容积之后,也就是说检测已 经过样本容积且因此可能也经过了样本材料的光。在优选的实施例中,检测器被配置成检 测透射经过样本容积的光。相应地,所述检测器优选地用于检测透射的辐射,也就是说,放 置在光路的开始点的相反位置处,所述光路于光源处开始且经过样本容积并可能也经过样 本材料,也就是说,如果存在样本材料的话。用在本文中的术语"透射"是指诸如样本材料 的物质的允许光经过的特性,其中在该过程中会吸收一些或完全不吸收任何入射光。应理 解,如果一些光被所述物质(例如,样本材料)吸收,则透射光将是透射且未被吸收的光的 波长组合。根据当前发明的检测器可相应地检测光路中的物质对光的吸收,所述物质例如 是诸如血液或尿液的样本材料。在具体实施例中,所述检测可以包括对特定波长或波长范 围的检测。此外,所检测的波长或波长范围可以与光源发射的波长或波长范围相比较,以确 定哪些波长可以透射而哪些波长会被样本(例如,血液或尿液)吸收。所获得的测量值可 以被传送到评估单元。在可供选择的实施例中,所获得的值可以被聚集和/或保存在储存 介质中,例如U盘或硬盘中,或者所述值可以被传送到用户界面或医疗系统或医院系统,例 如通过无线交互作用。
[0070] 根据本发明,所述装置还包括用于基于所检测的光来评估样本容积的填充水平的 评估单元。所述"评估单元"可以是电子电路,其整合来自光源的数据,例如关于所发射光 的波长的数据,以及来自检测器的关于所吸收波长和/或透射经过所述样本的波长和光强 度的数据。所述评估单元可相应地计算光的透射度。所述评估单元还可以将所获得的信息 与比较值或对照值(control value)比较。所述评估单元可以相应地提供有或包括阈值, 所述阈值基于所检测的光透射或光吸收与对应对照值之间的比较,指示所测量的值是否反 映正确的填充或错误的填充(例如由于空隙或气泡的存在)。
[0071] 在尤其优选的实施例中,所述样本容积的填充水平的评估因此包括对空隙的存在 的评估。空隙的典型原因是在样本中包含气泡。因此,所述评估旨在辨识所填充样本容积 中(也就是说在所述样本中)的气泡,并告知用户所述气泡的存在,因此允许分析程序的快 速终止以免执行后续的分子分析步骤,虽然将预期导致此等步骤的失败。
[0072] 在本发明的具体实施例中,不恰当填充的阈值可以是相对于完全填充状态(诸 如用同一类型的正常样本实现的完全填充状态)的约大于20%、大于15%、大于14%、 大于13 %、大于12 %、大于11 %、大于10 %、大于9 %、大于8 %、大于7 %、大于6 %或大 于5%的偏差,例如经由借助包括同一类型的正常样本的恰当填充样本容积而获得的对照 值。术语"同一类型的正常样本"是指具有同一起源和与所测试样本具有大致相同稠度 (consistency)的样本。在其它实施例中,所述对照样本(control sample)可以从健康个 体获得,所述健康个体在所测试的样本类型中不显示出任何显型变化。例如,如果测试了血 液样本,则同一类型的正常样本是从未受血液疾病、贫血或其它血液稠度改性状况影响的 健康个体获得的血液样本。例如,如果测试了尿液样本,则同一类型的正常样本是从未受肾 病或泌尿生殖疾病或其它尿液稠度改性状况影响的健康个体获得的尿液样本。
[0073] 在非常特定的实施例中,在提前已知特定病症的情况下,例如提前已知的贫血患 者,则可以使用不同的阈值。因此,在本发明的具体实施例中,不恰当填充的阈值可以是相 对于借助同一类型的疾病样本实现的完全填充状态的约大于20%、大于15%、大于14%、 大于13%、大于12%、大于11 %、大于10%、大于9%、大于8%、大于7%、大于6%或大于 5 %的偏差,例如经由借助包括同一类型的疾病样本的恰当填充样本容积而获得的对照值。 术语"同一类型的疾病样本"是指具有同一起源且与所测试样本具有大致相同稠度的样本。 此外,从个体获得的对照样本在所测试的样本类型中显示出显型变型,例如贫血或尿液改 性疾病。例如,可使用一个或多个对照值来计算阈值,所述对照值是从贫血或其它疾病患者 处提前获得的,和/或储存在评估单元或相关联的储存介质中。
[0074] 所述评估单元还可以连接到装置上的显示器。因此,所述评估单元可提供数据以 将其呈现在显示器上。例如,假设透射率值的计算会导致不恰当的填充,则显示器可告知患 者该结果,并请求其放弃进一步测试和/或用不同的样本重新开始测试。所述评估单元还 可以连接到音频单元,从而允许通过声音效果来警示患者不恰当的填充。
[0075] 所述装置(例如读取器或用户界面)可以另外提供有或存储关于患者或用户的信 息,例如个性化医疗档案或电子健康卡的导出形式。举例来讲,根据本发明的所述装置(例 如读取器或用户界面)可以包括读卡器或卡适配器模块,所述读卡器或卡适配器模块被配 置成读取电子健康卡或其它类型的个性化医疗档案。在可供选择的或另外的实施例中,可 将对应信息在测试之前从患者的医院记录或健康记录转移到所述装置。此转移可经由互联 网连接来实施。可使用对用户界面的无线连接来实现此数据转移。所述信息转移还可以用 于确认和/或更新在患者的个性化医疗档案或电子健康卡中提供的信息。此信息可用于测 定结果验证、比较目的、连接目的(例如,连接到医院)或用于归档目的。
[0076] 在本发明的具体实施例中,光源被配置成发射具有特定波长的光。在一个实施例 中,所发射的光波长是475-575nm,例如,可发射具有波长为475nm、480nm、485nm、495nm、 500nm、505nm、510nm、515nm、520nm、525nm、530nm、535nm、540nm、545nm、550nm、555nm、 560nm、565nm、570nm、575nm或者介于所指示值之间的任何波长的光。所发射的波长也可以 包括所提及范围的子范围,例如 500-560nm、510-550nm、520-550nm、530-550nm、500-530nm、 500-540nm等。介于所指示范围475-575nm内的所发射波长基本上构成了绿色光。绿色光 通常被血红蛋白分子吸收。在具体实施例中,相应地,所发射波长可用于检测样本容器中血 红蛋白的存在,也就是说,在分析血液样本的情况下。
[0077] 本发明还设想到,所述光源被配置成发射具有可见光谱、以及紫外光谱和红外光 谱内的其它范围的波长的光。在一个实施例中,所发射的光波长可以是260-350nm,例如, 可发射具有波长为 260nm、265nm、270nm、275nm、280nm、285nm、290nm、295nm、300nm、305nm、 310nm、315nm、320nm、325nm、330nm、335nm、340nm、345nm、350nm 或者介于所指不值之间的任 何波长的光。所发射的波长也可以包括所提及范围的子范围,例如270-330nm、280-340nm、 290_350nm、300_350nm、310_350nm、320_350nm、260_300nm、260-3 IOnm 等。介于所指不范围 260-350nm内的所发射波长基本上包括紫外光和紫色光。此光通常被尿素和尿酸分子吸收。 在具体实施例中,相应地,所发射波长可用于检测样本容积中尿素和尿酸分子的存在,也就 是说,在分析尿液样本的情况下。
[0078] 针对其它样本,可使用其它波长或波长范围。因此,可根据待分析样本的光学性能 来确定待发射的波长或波长频谱。此类特性可从本领域的技术人员已知的适当数据库或文 献来源获得。
[0079] 用于以所提及波长发射光的配置可以通过使用以所指示波长发射光的光源而实 现,例如如上文提及的LED,或者通过针对一种类型的光源使用滤光器或滤光器系统,从而 允许采用单个光源来测试不同的样本类型。此外,可组合两种选项,也就是说,不同颜色的 LED可与滤光器或滤光器系统相组合。
[0080] 在本发明的实施例中,另外设想到,所述装置包括光学元件,所述光学元件被配置 成将样本容积的至少一部分成像到所述检测器上。用在本文中的术语"光学元件"是指能够 使光成像、将光从光源或起点传输到检测器、或者修改从光源或起点到检测器的光(例如, 其波长、强度、方向等)的实体。在优选的实施例中,所述光学元件是或包括透镜或透镜系 统。透镜或透镜系统可相应地定位在源自光源且经过样本的光路中。所述透镜或透镜系统 可将光聚焦到检测器或传感器中。所述透镜或透镜系统可以被配置成适于不同的光源和/ 或波长。所述透镜或透镜系统还可以与其它光学元件(例如,滤光器元件)组合。在另一 优选实施例中,所述光学元件是反射镜或包括反射镜。反射镜可定位在源自光源且经过样 本的光路中,以便将所透射的光导向到不同的方向,例如如果检测器并未定位在源自光源 的光路中。所述装置还可以包括反射镜系统,所述反射镜系统包括多于一个的反射镜,能够 将光传输到多于一个的方向。这可以有利地用于由多于一个的检测器进行检测或传输。此 外,反射镜或反射镜系统可以与其它光学元件相组合,例如与滤光器元件或透镜或透镜系 统相组合。例如,如果反射镜与特定滤光器相组合,则仅限定波长或波长范围可被传输到检 测器。此检测器可相应地适于此限定波长或波长范围的辨识,例如UV光或绿色光。此外, 反射镜或反射镜系统可以与透镜或透镜系统相组合,以允许将反射光聚焦到检测器。
[0081] 作为另外一种选择或除此之外,所述装置可以包括孔隙,也就是说,确定一束射线 的锥角的开口,所述射线束聚焦到本文所述的检测器的成像平面中。所述孔隙通常确定所 接纳的射线的准直程度,且可影响在成像平面处的焦点的锐利度,例如在如本文所述的检 测器处。孔隙可设置成固定形式,或者其可以是可移动的。因此,孔隙可被设置为透镜或反 射镜的边缘,或者其可以被设置为环或将光学元件保持就位的其它固定装置。在具体实施 例中,其可以具有隔膜的形式和功能,放置于光路中以限制由系统允许的光。例如,所述孔 隙可以被设置成虹膜隔膜。
[0082] 除此之外或作为另外一种选择,所述装置可以包括光纤,也就是说,优选地是柔性 的透明纤维,其可由玻璃(例如,二氧化硅)或塑料制成。光纤通常起到波导的作用,且因 此在光纤的两端之间传输光。在具体实施例中,所述光纤可以包含透明的芯,所述芯由具有 较低折射率的透明包覆材料环绕。光通常由于全内反射而被保持在所述芯内。可用于本发 明上下文中的适当光纤的实例是多模光纤(MMF)或单模光纤(SMF)。多模光纤是优选的,因 为其具有较宽的芯直径,且通常用于短距离链接和必须传输高功率的应用。如本文提及的 光纤可因此定位在源自光源且经过样本的光路中,以便将所透射的光导向到不同的方向, 例如如果检测器并未定位在源自光源的光路中。所述光纤还可以定位在所述光路中,以便 避免装置中的福射发射(radiant emittance),所述福射发射可能影响其运作或参数的测 量。如本文所提及的光纤还可以与其它光学元件组合,诸如本文所提及的透镜或透镜系统、 反射镜或反射镜系统或者滤光器或滤光器系统。
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