利用離心分析管的傳輸圖像來遠程執行血液學分析的方法和設備的製作方法
2023-09-20 14:41:15
專利名稱：利用離心分析管的傳輸圖像來遠程執行血液學分析的方法和設備的製作方法
技術領域：
本申請要求2011年I月28日遞交的第13/016，392號美國專利申請、2010年2月17日遞交的第61/305,449號美國臨時專利申請和2010年6月3日遞交的第61/351，138號美國臨時專利申請的權益，所述專利申請中的每一專利申請的全部內容通過引用併入本文。
背景技術：
第4，027，660號美國專利、第4，091，659號美國專利、第4，137, 755號美國專利、第4，209, 226號美國專利、第4，558, 947號美國專利、第4，683，579號美國專利、第5，132，087號美國專利、第5，888，184號美國專利以及第6，441，890號美國專利描述了用於·使用毛細管和佔位性插入物進行血液學分析的方法和設備，該佔位性插入物漂浮在離心的紅血細胞上，從而擴展了周圍的血沉棕黃層且允許測量和量化血液層。該方法允許確定全血計數(CBC)，該全血計數由血細胞比容、血紅蛋白確定、白細胞總數(表現為總粒細胞數和粒細胞百分數、總淋巴細胞數和淋巴細胞百分數以及總單核細胞數和單核細胞百分數)以及血小板計數和平均紅細胞血紅蛋白濃度組成。該方法在世界範圍內已經被廣泛用於在人類醫學和獸醫學中執行床旁檢測CBC。先前由美國新澤西的Becton Dickinson公司製造並銷售該設備，如今由美國賓夕法尼亞州的QBC Diagnostics公司製造並銷售該設備。該設備以QBC 血液學的商標進行銷售。該毛細管在行業中被稱為QBC 管。QBC 血液學系統包括用於讀取QBC 管的多個不同的複雜儀器，每個複雜儀器具有照明系統、電源、成像和光學系統、微處理器和顯示器。這些裝置無論在何處都可耗費數百美元至成千上萬美元。獨立的讀取器和整合的讀取器-離心機(QBC STAR讀取器)的當前形式提供了管的線性掃描，不論在獨立的讀取器的情況下該管為靜止時，還是當離心機運動時(QBC STAR讀取器為這種情況)。在這兩種情況下，線性掃描受限於掃描管的單一的軸向延伸的線掃描，這僅評估管內的感興趣的狹條區域。因為該掃描方法在給定的時間僅可掃描感興趣的狹條區域，因此有必要在管的不同圓周位置進行多個軸向延伸的掃描，以確定哪些掃描可用於分析的目的。通過檢查各在不同的圓周位置進行的數個不同的掃描，可確定任何特定的掃描是否代表所述樣本或該掃描是否包含非代表性的異常。此外，由於窄掃描，儀器的機械校準和光學校準必須保持極高的容差，這也增加了設備的成本。對於QBC STAR讀取器而言更是如此，這是因為在離心機運轉時同時讀取QBC 管，這迫使需要精確的定時系統以確保當管位於線性掃描裝置(例如CXD (電荷耦合器件)掃描儀)下的適當位置時，精確地進行照明。另一相關的問題是需要提供精確的振動阻尼以便在該過程中維持管和讀取器的相對位置。這些考慮迫使分析管讀取器具有相對高的價格，這限制了 QBC 血液學系統的市場規模，這是因為當設備每天僅用於幾個測試時，醫療服務提供者不願意和/或不能夠進行必要的設備投資。在旁床檢測人員處沒有分析設備的情況下，患者遭受極大的麻煩、傷害和以及不得不花費相當大的開支去私人實驗室和不得不等待數天以得到結果。由於在護理點不能得到即時結果，因此缺乏分析裝置還使醫生的工作更加困難。此外，美國的管理機構需要該測試的提供者必須服從CLIA(clinical laboratory improvement act,臨床實驗室改進法案)法律的監管。因此，需要一種簡單的、廉價的、穩健的方法來在護理點讀取離心的血液樣本，同時可在醫療服務提供者仍然和患 者在一起時得到即時的結果。此外，需要這樣的一種方法和裝置該方法和裝置可提供精確的結果和在方法上對合適的分析技術的符合以及質量控制措施，尤其是那些允許CLIA免除的方法和裝置，該CLIA受到不太煩擾的監管。
發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種用於分析在毛細管內離心的血液學樣本的系統。所述毛細管包含具有徑向寬度和軸向長度的內室以及置於所述管內的漂浮物。所述系統包括至少一個第一分析裝置和第二分析裝置。所述第一分析裝置包括管支架和樣本成像裝置。所述樣本成像裝置適於形成所述管的一區域內的樣本的數字圖像。所述區域由在離心後飄浮物所處的位置中的、位於所述管的內腔內的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定。所述樣本成像裝置適於產生代表該圖像的信號。所述第二分析裝置適於與所述第一分析裝置遠離地定位，並且與所述第一分析裝置進行通信，所述通信包括接收代表所述圖像的信號。所述第二分析裝置包括處理器和樣本數據顯示器。所述處理器適於基於所述信號產生與圖像內的感興趣的帶相關的信息。所述樣本數據處理器適於顯示所述區域內的樣本的數字圖像。根據本發明的另一方面，提供一種分析布置在毛細管內的血液樣本的方法。所述方法包括以下步驟a)使用第一分析裝置，對毛細管內的離心的樣本的一區域進行成像以及產生代表該圖像的信號，所述區域由在離心後飄浮物所處的位置中的、位於所述管的內腔內的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定山)將代表該圖像的信號傳輸給獨立於所述第一分析裝置且與所述第一分析裝置遠離地定位的第二分析裝置；c)使用所述第二分析裝置處理代表所述圖像的信號並且基於所述信號產生分析數據；以及d)利用所述第二分析裝置顯示所述樣本的所述區域的圖像。與本發明的分析系統相關的顯著優點在於該分析系統提供了應用廣泛性。例如，本發明的分析系統允許在沒有受過培訓的人員的情況下在醫療辦公室執行需要受過培訓的人員的樣本測試。可以將樣本用離心機離心且在醫療辦公室進行成像，以及將圖像發送至遠程定位的分析提供者辦公室，在此處受過培訓的技術人員可執行該分析。以這種方式，單個分析提供者辦公室可用於非常多的醫療辦公室。因此，增加了醫療提供者提供於患者的護理水平和護理速度。事實上，本發明的分析系統用以雙向通信圖像和分析結果中的一者或兩者的能力意味著可在非常短的時期段中進行測試，例如幾秒到幾分鐘。本發明的分析系統還避免了在每一個醫療辦公室提供受過培訓的技術人員的成本。本發明的分析系統的另一個優點為其質量控制能力。如下文中將描述的，本發明的系統可通過中心定位的分析裝置周期性地(隨機地)檢查本地分析裝置的精度，該中心裝置可由受過培訓的技術人員操作。此外，質量控制分析可包括複查功能，例如確定應用至離心的樣本的自動化的分析算法是否已經將線合適地放置在需要的界面(例如管底部、漂浮物底部、紅細胞/粒細胞界面、粒細胞/淋巴細胞+單核細胞界面、淋巴細胞+單核細胞/血小板界面、血小板/血漿界面、漂浮物頂部、血漿/空氣界面等)，或者確定樣本在離心期間是否從管中洩露，或者樣本圖像是否包括異常等。本發明的分析裝置還提供了優點，因為該分析裝置以消除與窄線性陣列感測相關的許多問題的方式對樣本進行成像。本發明的分析裝置成像毛細管內的離心的樣本的基本上全部的徑向寬度和大部分的軸向長度。相反，現有技術中的窄線性陣列感測對周向定位的帶寬異常敏感，例如，如果在特定周向位置處的帶寬不規則地過小或過大，則基於該帶寬的數據將不精確。出於這個原因，現有技術的裝置在非連續的周向位置採取多個線性陣列感測且使那些線性陣列感測平均化，或者為了精確使它們相互比較。因此，現有技術的裝置需要可以轉動線性感測陣列和/或樣本的硬體。該硬體必須還能夠提供儀器相對於樣本的非常精確的機械和光學校準，並且在如QBC STAR型讀取器的動態感測裝置的情況下，該硬體還提供精細的成像控制和振動阻尼。另一方面，現有技術的線性成像具有最小的幾何失真的優點。由於所有的現有技·術的成像數據都為垂直於被掃描的管獲取的窄線性段的形式，因此每一帶位置準確地與其數字表示相關。在本發明的裝置中使用的圖像陣列的情況下，在該裝置中，該管在距離成像透鏡和相機一定距離處定位，則管中的帶與其距光學軸線中心的距離成比例地透視縮短，且管的側面尤其受到這種作用的影響，有時管側面呈現新月形形狀。為了提高結果的精度，除了來自透鏡的任何其他失真外，優選地還解決該幾何失真。例如，可通過使用解釋圖像中的每一像素或多個區域的校正表來解決該幾何失真。該校正表可用於再繪製該圖像以便使該圖像的位置準確地對應於管表面上的實際位置。這種類型的校正表可通過成像並分析已知的「校準」標準而自動產生，或者如果只涉及幾何失真，則可僅基於已知的涉及的距離計算校正。可替選地，可通過在帶長度的初步測量之後校正帶長度來解決該幾何失真。根據以下附圖和本發明的詳細描述，本發明的前述的和其他的目的、特徵和優點將變得更加明顯。
圖I為本發明的血液學分析系統的示意圖；圖2為毛細管的示意圖；圖3為如圖2所示的管的局部放大視圖。
具體實施例方式參照圖I和圖2，用於在QBC 血液學系統內分析的血液樣本通常從靜脈樣本或毛細管樣本獲得，在電池供電或交流(AC)供電的簡單、小型專用離心機中離心。第4，027，660號美國專利、第4，683，579號美國專利、第5，132,087號美國專利和第6，441，890號美國專利(其全部內容分別通過引用併入本文)描述了用於使用毛細管和佔位性插入物進行血液學分析的方法和設備，該佔位性插入物漂浮在離心後的紅血細胞上，從而擴展了周圍的血沉棕黃層並且允許測量和量化血液層。毛細管10包括主體，該主體在封閉的底部12和開放的頂部14之間延伸。在一些實施方式中，「封閉的底部」可為透氣的以允許氣體逸出。開放的頂部14提供到達內腔16的通道，該內腔16具有徑向寬度18和軸向延伸的長度20。在管10為圓柱形的那些實施方式中，徑向寬度18為管10的內徑。本發明不限於使用任何特定類型的毛細管。例如，第4，027，660號美國專利描述了可操作以包括流體樣本和佔位塊22 (下文稱為「漂浮物」)的QBC 型毛細管，藉助漂浮物22在離心之後的樣本內的相對定位可得到信息。第6，444，436號美國專利描述了可用在本發明中的不同類型的毛細管；例如一種具有多邊(例如直線的)橫斷面幾何形狀的毛細管。本發明的圖2和圖3以圖表示出了具有布置在管10的內腔16中的樣本和漂浮物22的毛細管10。布置在管10中的離心後的樣本示出組分帶24 (24a、24b、24c、24d、24e)和位於所述帶之間的帶邊界25(25a、25b、25c、25d)。第4，683，579號美國專利和第6，441，890號美國專利描述了用於通過對布置在QBC 管中的樣本的限定部分進行軸向延伸的線性掃描來讀取離心的樣本的自動化裝置，限定的線性部分設置在管10的特定圓周位置處。參照圖3，本發明的分析系統26包括一個或多個與至少一個遠程定位的分析站29通信的分析裝置28。如將在下文中描述，該分析裝置28與至少一個遠程定位的分析站29進行電子通信，其中，該通信可通過硬接線連接或通過無線信號來實現。分析裝置28與毛細管10—起操作，例如在QBC 血液學系統內提供的毛細管，SP填充有已經被離心以在樣本內產生分離的組分層24 (也稱為「帶」，參見圖I和圖2)的管
10。本發明的分析裝置28的一個實施方式包括殼體30，所述殼體30包括管支架32、樣本成像裝置34、適用於基於來自樣本成像裝置34的信號而產生與圖像內的感興趣的帶24相關的信息的處理器36，並且分析裝置28還可包括樣本數據顯示器38以及使操作者能夠輸入相關的患者信息的操作者輸入裝置40。在一些實施方式中，分析裝置28還包括具有臺板44的離心機42，該臺板44被構造成將一個或多個毛細管10固定在一個位置，在該位置中，管10從中心軸線沿徑向向外延伸。在這些實施方式中，分析裝置28即可進行離心，又可進行圖像分析。離心機42可操作以使含有樣本的管10圍繞中心軸線，以足以在布置在管10中的樣本內形成組分層分離的速度離心旋轉。在這些實施方式中，臺板44為管支架32的示例。在另外的實施方式中，管支架32可獨立於離心機42。樣本成像裝置34包括數位相機，所述數位相機可操作以在單一圖像中使在離心後所述漂浮物22所處的區域46 (參見圖3)中的、位於管10的內腔16內的樣本的基本上全部的徑向寬度18和軸向長度20成像並產生代表該圖像的信號。在優選的實施方式中，樣本成像裝置34可操作以在單個圖像中成像包括管10內的樣本的基本上全部的徑向寬度18和軸向長度20的區域48，以產生代表該圖像的信號。可替選地，兩個相機或更多個相機可用於成像管10的分離的部分，這些分離的部分彼此相連。相連區域的圖像可隨後被組合併且分析或單獨分析。數位相機自身或樣本成像裝置34內的獨立的光源提供了充足的照明，使得離心後的樣本內感興趣的帶24可在樣本圖像內被區分。所使用的相機的光學分辨 率必須足以在即將用於分析的圖像內提供足夠的清晰度，例如以區分感興趣的帶24。如上文所指示，樣本成像裝置34可被併入QBC 管類型讀取器中，或可以是被配置成與這類讀取器一起使用的獨立的裝置(例如，可攜式數位相機、手機相機等)。可接受的數位相機的示例為Bayer-類型的矩陣彩色相機。例如,如果使用幀寬度為2592像素的標準Aptina 500萬像素的彩色相機晶片，則其可產生理論上的O. 02mm的圖像解析度，這對於大多數分析是可接受的。如果使用彩色相機，則可能不需要彩色濾光片和不同的照明類型。由於分離的血沉棕黃層具有不同的光散射特性，因此也可使用灰階相機，且因此可使用黑白相機進行檢測，儘管該測量的穩健性較小並且需要更受控的照明。由於樣本成像裝置34成像內腔16內的樣本的基本上全部徑向寬度18和軸向長度20，因此該樣本成像裝置34可被描述為「面陣成像裝置」。如果在本發明的樣本成像裝置34內使用多個相機，則所述多個相機產生的圖像彼此相連，從而允許多個圖像組合成單個的代表性的圖像。相反，現有技術中的線性掃描裝置局限於產生不能夠延伸至全徑向寬度18的周向定位的窄線性段，其中，線性段彼此不相連。結果，周向定位的線性段不能夠組合成單個的代表性圖像。可接受的獨立的光源的示例包括白色LED和/或藍色LED,其可以以穩態模式操作,或在QBC STAR型讀取器的情況下以脈衝模式操作。白色LED的相對藍色光譜或獨立的藍色LED的包含物可激發管10中的諸如吖啶橙的染料的螢光。處理器36適於(例如，程序化)執行數個任務，包括a)基於要處理的分析控制樣本成像裝置34 ；b)對於那些包括離心機的實施方式控制離心機42 ；c)接收通過操作者輸入裝置40進行的操作者輸入且根據所述操作者輸入做出行動；在一些實施方式中，d)產生與圖像內的感興趣的帶24相關的信息；以及e)將來自所述樣本成像裝置34的一個或兩個·信號以及與感興趣的帶24相關的信息發送給一個或多個遠程定位的樣本分析站29。與由處理器36產生的帶24相關的信息的範圍可變化以適合要處理的任務。例如，處理器36可適於提供與樣本圖像的合適性相關的信息，和/或適於利用算法性能分析代表樣本圖像的信號，並且適於基於離心後的樣本內的不同的帶24的特徵產生與樣本圖像相關的數據(例如CBC (全血細胞計數)、血細胞比容、WBC (白細胞)計數等)。在一些應用中，處理器36可適於產生基於樣本分析的圖形標記，當顯示時這些圖形標記可疊加在樣本圖像上，以相對於樣本圖像示出計算出的帶邊界25。使用血液分析作為示例，可使用圖形標記以確定如下特徵a)管10的底部；b)漂浮物22的底部；c)紅血細胞/粒細胞界面；d)粒細胞/淋巴細胞和單核細胞界面；e)淋巴細胞和單核細胞/血小板界面；f)血小板/血漿界面；g)漂浮物22的頂部；h)血漿/空氣界面等。對於那些包括分析裝置28的實施方式，樣本數據顯示器38與處理器36通信，且包括顯示屏。該顯示屏為電子屏(例如平面屏幕LED、IXD等)，該電子屏可操作以顯示計算出的結果和/或離心的樣本的數字圖像。樣本數據顯示器38具有足以允許技術人員評估圖像的光學解析度。樣本數據顯示器38可與殼體30形成一體，或其可以為與處理器36通信的獨立的裝置。例如，各種各樣的監控器經常用在醫療設施中，該監控器具有顯示來自超過一個分析裝置的數據的能力。在這樣的應用中，可在與處理器36通信的一體顯示屏和/或遠程布置的顯示裝置上觀看所要顯示的數據。本發明的分析裝置28通常包括操作者輸入裝置40 (例如鍵盤、觸控螢幕等)，所述操作者輸入裝置40允許操作者輸入與要處理的分析相關的信息。例如，輸入裝置40可用於輸入與分析相關的信息，如患者身份證明和人口統計資料、保險和帳單信息、分析裝置技術數據、測試時間和位置等，該信息可隨後與樣本圖像信號和/或分析結果一起被發送給遠程定位的分析站29。在該遠程定位的分析站29，受過培訓的分析操作者評估該信息並且提供一種或多種分析結果、質量控制數據等。分析裝置28包括用於發送和/或接收與要處理的分析相關的信息信號的通信埠 50。例如，該通信埠 50適於在分析裝置28和遠程定位的分析站29或遠程定位的入口 31之間，發送和接收代表樣本圖像、分析結果、質量控制數據、患者身份證明和/或患者接觸信息等中的一個或多個的信號。出於隱私原因和/或監管原因，該信息可以加密的形式發送。該信息可以為患者專用的數據(例如未處理的圖像數據、測試結果、帳單信息等)、或分析裝置專用的數據(例如校準數據、性能數據、和/或使用數據等)，並且該信息可為選擇性地編輯的(例如醫院批價處計算的帳單數據，而不是患者分析數據等)。傳輸給遠程分析站29的信息可為未處理的或部分處理的樣本圖像信號。隨後，可將在遠程站29處理的信息通過通信埠 50接收回分析裝置28，和/或發送給遠程定位的入口 31。類似的，可將在分析裝置28內處理的信息(例如測試結果)從分析裝置28發送至一個或多個遠程定位的入口 31。通信埠 50可為用於通過硬接線連接而向遠程分析站29通信的硬接線埠，或其可為無線通信連接(例如，類似於在無線電話中使用無線通信連接)。在一些實施方式中，可將基準標標記52 (即校準標記、測量標記等，參見圖2)設置在毛細管10上或毛細管10中、或管支架32上、或與管10鄰近定位的測量裝置(例如標尺)上以有利於幾何學校準和/或光學校準，並且從而解決由相機帶來的任何圖像失真。在將 基準標標記設置在管上或管中的情況下，特別有利的實施方式為這樣一個實施方式其中，該標記相對於內腔而定位，以允許對內腔中的樣本進行幾何學評估。在將基準標標記52設置在與管10鄰近定位的測量裝置上的情況下，該測量裝置可沿著與管10的縱軸線(例如軸向方向)保持平行的軸線進行測量。在這類實施方式中，測量裝置優選地極為鄰近(例如在相同焦平面中)樣本管10。可選地，可通過工廠校準提供查閱表以有助於該功能。在圖像處理和分析階段期間，校準信息可用於確保管特徵的正確的長度測量，而不用考慮管在圖像幀中的位置或距離相機的距離，並且校準信息可補償儀器與儀器之間的差異。遠程定位的分析站29包括處理器54和數據顯示器56。該處理器54適合於與上文所述的處理器36類似的方式，例如適合於處理圖像信號以產生與圖像內的感興趣的帶24相關的信息。類似地，通過遠程定位的處理器54產生的與帶24相關的信息的範圍可以變化以適合要處理的任務，包括產生基於離心的樣本的圖像的分析數據(例如CBC (全血細胞計數)、血細胞比容、WBC (白細胞)計數等)。遠程定位的分析站29可配置成用於固定使用(例如在受過訓練的操作者所定位的分析實驗室中)或可配置成用於移動使用(例如可被醫生或技術人員容易地搬運的可攜式裝置)。可接受的遠程定位的入口 31為這樣的入口 該入口可操作以接收來自分析裝置28或遠程定位的分析站29的信息。該遠程定位的入口具有顯示能力以示出信息(例如文本、圖形等)，以及在一些實施方式中包括顯示離心的樣本的圖像的能力。該顯示能力可以為在屏幕上的電子表示的形式(例如在LED屏幕或LCD屏幕上的實時顯示等)、或者該顯示能力可以為有形的形式(例如列印的文件或_pdf、tiff的電子文檔等)。如同分析站29，遠程定位的入口 31也可被配置成用於固定使用(例如在醫生的辦公室、保險公司辦公室等)或可被配置成用於移動使用(例如可被醫生、技術人員或患者容易地搬運的可攜式裝置；即患者的手機)。手機型裝置為可用作分析裝置29或入口 31的裝置的特殊示例。例如,具有處理器和相機的手機可適於利用軟體包(例如使用「APPS」編程的軟體包)，收集樣本圖像和對樣本圖像進行分析，從而充當分析站。手機也可適於將圖像和/或分析結果發送給遠程入口31。可替選地，手機可適於充當可攜式入口 31，用於接收來自分析裝置28或遠程定位的分析站29的信息。一體式的手機相機可用於使QBC 管成像的方式的示例如下可以將離心的QBC 管插入到非一次性的、廉價的QBC 管支架中用於通過相機成像。管支架可由例如大約6英寸深、6英寸寬和4英寸高的箱組成，並且設置成在觀看孔安裝有相機且安裝有牢固地固定用於成像的管的裝置。該箱的內表面優選地為非反射的。可以由多個不同的光源提供照明，所述光源例如白色LED和藍色LED、或通過半透明的面板透射的環境光等。利用手機的相機成像QBC 管並且利用上述光源獲取圖像。在利用多個 不同光源(例如白色LED和藍色LED)的那些實施方式中，可同時進行兩種照明且拍攝一圖像。在所述觀看箱的相機孔上可存在遮光濾光片和簡單放大鏡，以防止反射的藍光被相機成像並且提高血沉棕黃層的解析度。相機將拍攝圖像且將圖像發送給遠程分析站29進行分析，和/或照相機可被編程(例如可以通過下載的「APP」適配相機處理器)以在護理點進行分析且按照指示傳輸結果。Μ 從患者採集流體樣本(例如全血)，且將其放入諸如使用在QBC 血液學系統中的毛細管10中以用於後續的離心。如上文所示，離心機可獨立於分析裝置28或併入分析裝置28中。將樣本離心一時間段，該時間段足以在布置在管10中的樣本內產生組分層分離以及與此相關的代表性帶24。接著，採用樣本成像裝置34對離心後的樣本進行成像。圖像包括在離心後的漂浮物22所處的區域中的、位於管10的內腔16內的樣本的基本上全部的徑向寬度18和軸向長度20。由於毛細管10並不總是填充有完全相同體積的流體樣本，因此優選地，該樣本成像裝置34對管10的從頂部彎液面到紅血細胞層的底部的區域48進行成像。理想地但不是必須的，也對管10的底部進行成像。例如，如果正被成像的樣本設置在STAR 型QBC 管內，則管底部到管頂部填充位置之間的總長度為大約53毫米。在多數情況下，從管頂部填充位置到漂浮物22的底部之間的距離為約37毫米。在包括離心機的裝置28的那些實施方式中，可將樣本離心且隨後在成像之前使離心機停止或降低至非常低的轉速。樣本成像裝置34產生代表每一圖像的信號，並且將這些信號傳輸給處理器36。隨後，在分析裝置28和遠程定位的分析裝置29中的一者或兩者的處理器36、處理器54內分析圖像信號。處理器36、處理器54使用圖像處理算法以分離並分析樣本中的感興趣的帶24以及(在一些情況下)帶24相關的部分。該分析基於離心的樣本內的不同帶24的物理特性產生信息(例如CBC、血細胞比容、WBC計數等)。例如，從第5，132，087號美國專利(其通過引用併入本文)的教導中已知帶24的物理特性和所期望的信息(例如CBC、血細胞比容、WBC計數等)之間的關係。在本發明的系統的操作的第一實施方式中，將未處理的圖像信號從分析裝置28發送給遠程定位的分析站29。在該實施方式中，分析裝置28的操作者利用分析裝置28對離心的樣本進行成像，且將離心的樣本的「未處理的」圖像發送給遠程定位的分析站29。遠程分析站29可由受過充分培訓的技術人員操作從而他或她可在免除非CLIA的環境中分析樣本圖像。如上文所述，在遠程分析站29內的處理器54利用圖像處理算法以分析感興趣的樣本帶24且基於不同的帶24的物理特性產生信息。將離心的樣本內的感興趣的帶24的圖像顯示在分析站29的數據顯示器上，以允許技術人員進行樣本圖像的可視化分析。在本發明的系統26的該實施方式中，本地分析裝置28可不具有樣本圖像分析能力或數據顯示器38。例如，本地分析裝置28包括樣本成像裝置34和通信埠 50，該通信埠 50適於將代表成像的樣本的信號發送給遠程分析站29，且接收從遠程分析站29返回的信息。在本發明的系統的操作的第二實施方式中，由本地分析裝置28內的樣本成像裝置34產生的圖像信號在本地分析裝置28內被至少部分地處理，並且隨後被發送給遠程定位的分析站29，在該遠程定位的分析站29中受過培訓的技術人員可分析處理的結果和樣本圖像。遠程分析站29和受過培訓的技術人員所進行的分析可提供各種不同的功能。例如，遠程分析站29的顯示屏56允許受過培訓的技術人員觀看實際的樣本圖像，該樣本圖像包括離心後所述漂浮物22所處的區域中的、位於管10的內腔16內的樣本的基本上全部的徑向寬度18和軸向長度20。受過培訓的技術人員的敏銳的眼睛可評估圖像變化，該圖像變化即使在最全面的自動化系統中也不會被解釋。因此，本發明的系統26使受過培訓的技術 人員觀察樣本圖像的能力為優於以下系統的重要的優勢，例如，a)免除CLIA的系統，其不包括受過培訓的技術人員；以及b)在每個位置需要受過培訓的技術人員的分析系統。遠程定位的分析站29可提供各種不同的功能。例如，如在上文所述的第一操作實施方式中所指示的，遠程分析站29可為圖像分析的唯一地點。在CLIA豁免不可能的那些情況下，本發明的系統允許在本地辦公室收集樣本圖像並且隨後發送給具有分析站29的遠程中心辦公室，在該分析站29中受過培訓的技術人員可進行分析且如果需要將結果發送回本地辦公室或其他地方。作為功能的另一個示例，當可在當地正常分析樣本、但沒有受過培訓的技術人員的情況下，未受過培訓的人員可準備樣本並對樣本進行成像，並且將圖像發送給具有分析站29的中心辦公室以更快地得到結果。在當地沒有受過培訓的技術人員的情況下，分析裝置28可包括鎖閉功能(例如通過編程)，該功能防止未經授權的用戶使用分析裝置28分析樣本。作為功能的另一個示例，在本地分析裝置28對樣本圖像進行分析的那些情況下，各個樣本圖像可被發送至遠程分析站28，其中，出於質量控制目的，可使用分析站29對樣本圖像進行單獨分析。例如，本地分析裝置28的處理器36可被編程，基於時間(即定期的)、基於使用(即所進行的分析的次數)或隨機地用於質量控制目的，自動地將代表性的樣本圖像發送給遠程分析站29。可替選地，可自動地將本地樣本圖像發送給遠程分析站29用於結果確認。操作遠程分析站29的受過培訓的技術人員可評估樣本圖像的潛在的問題，例如整體圖像質量、樣本著色的精確度、血液樣本可能患有脂血症或黃疸症的程度、指定的帶邊界標記相對於樣本圖像是否被精確地定位等。如果遠程定位的技術人員確定本地分析裝置28沒有正確操作，則技術人員可通過遠程定位的分析站29防止數據發布或關閉本地分析裝置28。本領域的技術人員應認識到，自動化分析系統極有可能不能解決樣本圖像分析期間可遇到的每一個可能的問題。本發明的系統通過使用遠程定位的分析站29解決這個問題。例如，有時在離心期間樣本可從毛細管10中濺出且進入離心機的固定管中。在這種情況下，逸出的樣本可汙染毛細管10的外部且妨礙了精確的圖像分析。因為具體的汙染是隨機的且從一個事件到另一個事件可能發生極大的變化，因此，自動化的本地分析裝置28很難正確地識別所有類型的外部汙染。類似地，在處理期間錯置的管標籤或沉積在毛細管10的外部上的碎片也可妨礙或防止精確的圖像分析。在這些情況下，本發明的系統26允許在自動分析裝置28上產生的樣本圖像(當具有無法辨認的問題時樣本可被標記)可被在分析站29的受過培訓的技術人員遠程分析，於是該技術人員可解決這種圖像異常或確定樣本圖像不能使用。分析系統26除了上文所述的操作功能，本發明的系統還允許使當前的樣本圖像分析數據與先前的結果或標準進行比較，如果當前結果與先前的結果顯著不同或如果超出了極限，則將合適的警報或標誌發送給醫療保健提供者。如果反饋報告含有關於患者接觸信息的超文本連結，則醫療保健提供者通過簡單的激活連結可自動得到患者的email地址和/或電話，從而避免了查閱信息的必要，這可引起了額外的操作收益。本發明的系統26還可以商業模式實現，其中，分析提供者提供給醫療辦公室相對廉價的分析裝置28，該裝置28與由提供者的受過培訓的技術人員操作的中心分析站29通信。本地醫療辦公室可獲得樣本，且採用本地分析裝置28準備樣本圖像。該樣本圖像隨後被傳輸至服務提供者的中心辦公室，在該中心辦公室，受過培訓的技術人員使用分析站29對樣本圖像進行分析。隨後，可將測試的結果從中心定位的分析站29發送回本地醫療辦公 室，或發送回遠程入口 31 (例如醫生的網站入口 31或患者的手機等)。儘管已經關於本發明的示例性的實施方式對本發明進行了描述和闡明，但是在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可對本發明進行前述的和各種其他的添加和省略。
權利要求
1.一種用於分析毛細管內離心的血液樣本的系統，所述管包含具有徑向寬度和軸向長度的內室以及置於所述管內的漂浮物，所述系統包括 至少一個第一分析裝置，所述至少一個第一分析裝置包括管支架、適於對所述管的一區域內的樣本形成數字圖像的樣本成像裝置，所述區域由在離心後所述飄浮物所處的位置中的、位於所述管的所述內腔內的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定，並且所述樣本成像裝置適於產生代表所述圖像的信號；以及 第二分析裝置，所述第二分析裝置適於與所述第一分析裝置遠離地定位且適於與所述第一分析裝置進行通信，所述通信包括接收代表所述圖像的信號，所述第二分析裝置包括處理器和樣本數據顯示器，所述處理器適於基於所述信號產生與所述圖像內的感興趣的帶相關的信息，所述樣本數據顯示器適於顯示所述區域內的所述樣本的所述數字圖像。
2.根據權利要求I所述的系統，其中，所述第一分析裝置包括處理器，所述處理器適於基於來自所述樣本成像裝置的信號產生與所述圖像內的感興趣的帶相關的信息。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述第一分析裝置的所述處理器適於選擇性地禁止未授權的操作者進行操作。
4.根據權利要求2所述的系統，其中，如果所述第一分析裝置的所述處理器檢測到所述圖像內的異常，則所述第一分析裝置的所述處理器適於將代表所述圖像的信號發送給所述第二分析裝置。
5.根據權利要求I所述的系統，其中，所述第二分析裝置適於將與所述圖像內的感興趣的帶相關的信息發送給所述第一分析裝置和/或遠程入口。
6.根據權利要求I所述的系統，其中，所述樣本成像裝置為數位相機。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述數位相機可操作以形成所述管的所述區域的單個圖像，其中，所述區域由所述管內的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定。
8.根據權利要求I所述的系統，其中，所述第一分析裝置適於將代表所述圖像的所述信號周期性地發送給所述第二分析裝置。
9.根據權利要求I所述的系統，其中，所述第一分析裝置適於將代表所述圖像的所述信號根據使用而發送給所述第二分析裝置。
10.一種用於分析置於毛細管內的血液樣本的方法，所述管包含具有徑向寬度和軸向長度的內腔以及置於所述管內的漂浮物，所述方法包括以下步驟 使用第一分析裝置對毛細管內的離心的樣本的區域進行成像並且產生代表所述圖像的信號，所述區域由在離心後飄浮物所處的位置中的、位於所述管的所述內腔內的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定，所述區域包括所述樣本的組分帶； 將代表該圖像的信號傳輸給獨立於所述第一分析裝置且與所述第一分析裝置遠離地定位的第二分析裝置； 使用所述第二分析裝置處理代表所述圖像的所述信號並且基於所述信號產生分析數據；以及 利用所述第二分析裝置顯示所述樣本的所述區域的所述圖像。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟將所述分析數據傳輸給所述第一分析裝置。
12.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟評估所述分析數據以用於質量控制以及產生質量控制數據。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括以下步驟將所述質量控制數據傳輸給所述第一分析裝置。
14.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟使用所述第一分析裝置處理代表所述圖像的所述信號和基於所述信號產生分析數據，以及將所述分析數據傳輸給所述第二分析裝置。
15.根據權利要求14所述的方法，還包括以下步驟在使用所述第一分析裝置基於代表所述圖像的所述信號公布或報告結果之前，需要操作者具有權限。
16.根據權利要求14所述的方法，還包括以下步驟使用所述第一分析裝置評估代表所述圖像的所述信號以檢測所述圖像內的異常，並且如果檢測到所述圖像內的異常，則將存在的所述異常傳輸給所述第二分析裝置。
17.根據權利要求14所述的方法，還包括以下步驟將代表所述圖像的所述信號周期性地發送給所述第二分析裝置。
18.根據權利要求14所述的方法，還包括以下步驟將代表所述圖像的所述信號根據使用而發送給所述第二分析裝置。
19.根據權利要求10所述的方法，其中，對所述樣本的所述區域進行成像的步驟包括對所述管內的所述樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度進行成像。
20.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟將與所述分析相關的數據傳輸給與所述第一分析裝置和所述第二分析裝置遠離地定位的入口。
全文摘要
本發明提供了一種用於分析置於毛細管內的血液樣本的設備和方法。所述方法包括以下步驟a)使用第一分析裝置對在毛細管內離心的樣本的區域進行成像以及產生代表該圖像的信號，所述區域由在離心後飄浮物所處的位置中的、位於所述管的內腔中的樣本的基本上全部的徑向寬度和軸向長度所限定；b)將代表所述圖像的信號傳輸給第二分析裝置，所述第二分析裝置獨立於所述第一分析裝置且與所述第一分析裝置遠離地定位；c)使用所述第二分析裝置處理代表所述圖像的信號，並且基於所述信號產生分析數據；以及d)使用所述第二分析裝置顯示所述樣本的所述區域的所述圖像。
文檔編號G01N33/49GK102971077SQ201180019479
公開日2013年3月13日 申請日期2011年2月17日 優先權日2010年2月17日
發明者喬舒亞·D·萊文, 羅伯特·A·萊溫, 史蒂芬·C·沃德勞, 克雷格·斯託特, 大衛·A·克裡佩爾 申請人:羅伯特·A·萊溫, 史蒂芬·C·沃德勞, 克雷格·斯託特, 大衛·A·克裡佩爾