樣本分析系統的製作方法

2023-10-09 14:46:24 1

專利名稱：：樣本分析系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及X射線衍射，具體涉及用於疾病診斷的x射線衍射分析的毛髮樣本的安放和對準。
背景技術：
：在1999年，James及其同事公布了患有乳腺癌的個體的毛髮的小角度X射線散射(SAXS)圖案與健康主體的毛髮的SAXS圖案相比的差異1。癌症患者的毛髮的SAXS圖案包含一個相對低亮度的環，該環疊加於從健康的控制主體所得到的標準a角蛋白圖案上。基於這些觀察的檢測技術是美國專利文獻6，718，007的主題。據報導，在取自患有乳腺癌的女性以及未確診但被懷疑存在患有乳腺癌風險的主體的頭髮和/或陰毛的所有樣本中觀察到該環。換言之，確認了大量的假陽性。James及其同事的後續的論文公布了盲法測試的被測人員的樣本的SAXS分析結果，該結果與最初的發表相一致2'3。後續的論文公布了503名盲法測試的被測人員的毛髮樣本分析結果，並論證了對於乳腺癌100%的靈敏度(無假陰性)和86%的特異性(與乳腺X射線攝影(mammography)相比存在14%的假陽性)。然而，由於獨立於James的幾個小組試圖複製最初的結論且都未成功4—"，故該結論存在極大爭議。James通過公布他們複製失敗的技術解釋作出了答覆。德國-奧地利9小組將其已檢查過的27個樣本發給James，James隨後在盲法研究的情況下分析這些樣本。結果表明James正確識別出了所有乳腺癌樣本2。James堅定地指出，在大多數情況下，其他小組不能確認她的結論的原因在於他們未能在人的毛髮的SAXS圖像中形成a角蛋白的基本特徵反射12'13。她還引用了1995年由Wilk等所發表的可以接受的數據作為主要示例17。該出版物還說明了處理數據所需的一套方法，並列出了使該試驗在技術上難以複製的大量可變因素。必須考慮的主要因素包括樣本採集的方法、毛髮的物理狀態、使毛髮樣本保持在X射線束中所用的拉力的大小、射線束中的纖維的實際位置以及圖像分析和解釋數據的方法15。James及其同事利用乳腺癌的動物模型給出了支持該結論的進一步的數據3。為了使所觀察到的變化與乳腺癌的出現相關聯，利用SAXS分析事先取自裸鼠且經過8周的須以及人的乳腺癌細胞系的皮下植入。植入後的須在SAXS圖案中存在類似於從患有乳腺癌的人體所見的環。該數據還表明，在癌細胞植入的兩周內並且在形成可見的瘤之前出現該環。這提供了進一步的證據，即在毛髮的SAXS圖案中所觀察到的變化可能是癌症出現的早期跡象。在2005年，通過傅立葉變換紅外衰減全反射(FTIR-ATR)對癌症主體和正常主體的毛髮的研究提供了對基本假設的獨立驗證，所述基本假設即患有乳腺癌的個體的毛髮呈現出結構異常24。在將患有癌症的主體的毛髮的FTIR-ATR光譜與非癌症主體的毛髮的光譜進行比較時，會觀察到醯胺I帶[1750-1450cm—1]和C-H近紅外區[1500-1300cm—1]的不同。這些區域的光譜的解釋使研究者得出結論因為患有癌症，所以存在毛髮纖維生長的變化。醯胺I帶的變化表明，與a螺旋結構相比，無序13摺疊含量有所增加。C-H近紅外區6的變化暗示了脂肪含量的增加。在參照所得光譜的這兩個區域分析未知樣本時，研究者能夠正確地識別出所有的癌症患者。應當指出，有兩個假陽性。在2006年，Lawson和Tran證明了諸如雌激素受體a、孕酮受體、Bc1-2和Her_2/neu等在乳腺腫瘤中上調的分子在同一患者的皮膚中也是上調的25。根據這些結果，他們提出分立的乳腺癌的影響可以得到系統地表達，並且該影響導致皮膚和毛髮的變化，從而支持了James及其同事的基本假設。他們提出這一方法，是因為乳房是源於上皮的特殊汗腺，毛髮也是源於上皮，並且雌激素和其它激素在皮膚和毛囊中發生新陳代謝。已經有人提出，患有乳腺癌的個體的毛髮的SAXS圖像中出現環的起因是在毛囊中組合時纖維的細胞膜結構的變化。還有人提出，"其它因素"理論上也可能與在中間纖維中形成的a角蛋白纖維結合，或者與諸如脂肪雙層的其它的結構要素結合26。如果在生物合成過程中將其它因素與纖維的結構要素結合，那麼可以想到，從纖維中能夠提取出該其它物質。並且可以想到，從纖維中去除任何外來的物質會使其衍射圖案恢復到看似正常毛髮的圖案。到現在為止，所有的研究都手動對準射線束中的毛髮纖維。安放和對準毛髮樣本的步驟如下所述操作者將毛髮纖維放在樣本保持器上，對纖維施加足夠的拉力，以確保其保持直線但不拉伸纖維。每個樣本保持器上安裝10個這樣的樣本。*操作者將樣本保持器安裝在定位裝置上。當操作者觀察監視器上的CCD圖像時，通過將坐標輸入到驅動載物臺的計算機中使毛髮纖維運動到大約的位置。進行短暫的暴露，並且利用衍射圖像確定樣本在射線束中是否對準。如果未對準，則對計算機上的X和Y坐標進行進一步的調整。在樣本位於中心之後，通過X射線衍射進行樣本分析，並且所得的圖像用於分析是否存在表示疾病的特徵。顯然，這是很乏味且耗時的過程，依賴於各操作者的技術和警覺，並且不適用於大規模的篩選程序。本發明的目的在於解決或至少改進上述一些缺點。參考文獻1.JamesV，KearsleyJ，IrvingT，AmemiyaY與CooksonD.Usinghairtoscreenforbreastcancer.Nature1999;398;33_34.2.MeyerP與JamesVJ.Experimentalconfirmationofadistinctivediffractionpatterninthehairfromwomenwithbreastcancer.JNatCancerlnstit.2001;93(11):873-875.3.JamesV，CorinoG，RobertsonT，DuttonN，HatesD，BoydA，BentelJ與P即adimitriouJ.Earlydiagnosisofbreastcancerbyhairdiffraction.IntJCancer.2005;114:969-72.4.BrikiF，BussonB，SalicruB，EsteveF與DoucetJ.BreastCancerDiagnosisusinghair.Nature1999;400:236.5.AmenitscH，RappoltM.LaggnerP，BemstorffS，MoslingerR，Fleischma皿E，WagnerT，LaxS，PetruE，HudabiuniggK與DallaSynchrotronX_raystudyatTrieste:Nocorrelationbetweenbreastcancerandhairstructure.SynchrotronRadNews.1999;12:32-346.SchroerK，DeRisisD，KastrowK，BuschE，VolkowN與CapelM.HairTestResultsatthe亂SSynchrotronRadiatNews.1999;12:34_35.7.ChuB，FangD與HsiaoBS.1999HairTestResultsattheAdvancedPolymerBeamline(X27C)attheNSLS.SynchrotronRadiatNews.1999;12;36.8.HowellA，GrossmanJG，CheungKC，KanbiL，EvansDG與HasnainSS.CanhairbeusedtoscreenforbreastcancerJMedGenet.2000;37:297—298.9.MeyerP，GoerglR，BotzJW，FratzlP.BreastCancerScreeningUsingSmall—AngleX_RayScatteringAnalysisofHumanHair.JNatlCancerInst.2000;92(13):1092-1093.10.AKsirovAM，GerasimovVS，KondratyevVI，KomeevVN，KulipanovGN，LaninaNF，LetyaginVP，MezentsevNA，SergienkoPM，TolochkoBP，TrounovaVA與VazinaAA.BiologicalandmedicalapplicationofSRfromthestorageringsofVEPP-3and〃Siberia-2〃.Theoriginofspecificchangesofsmall-angleX-raydiffractionpatternofhairandtheircorrelationwiththeelementalcontent.NuclInst進MethPhysResA.2001;470:380_7.ll丄aaziriK，SuttonM，GhadirianP，ScottAS，ParadisAJ，ToninPN，FoulkesWD.IsthereacorrelationbetweenthestructureofhairandbreastcancerorBRCAl/2MutationsPhysMedBiol2002;47:1623-1632.12.JamesV.Commentsonthestatements與experimentscontainedinthisreview.SynchrotronRadNews1999;12:32_3.13.JamesV.Theimportanceofgoodimagesinusinghairtoscreenforbreastcancer.JMedGenet2001;38:el6，l.14.JamesV.False-positiveresultsinstudiesofchangesinfiberdiffractionofhairfrompatientswithbreastcancermaynotbefalse.JNatlCancerInst.2003;95:170-1.15.JamesVJ.Thetrapsandpitfallsinherentinthecorrelationofchangesinthefibrediffractionpatternofhairwithbreastcancer.PhysMedBiol.2003;48:L5_9.16.JamesVJ.Changesinthediffractionpatternofhairresultingfrommechanicaldamagecanoccludethechangesthatrelatetobreastcancer.PhysMedBiol.2003;48:L37_41.17.WilkK，JamesV，與AmemiyaY.IntermediateFilamentStructureofHumanHair.BiophysicaBiochimicaActa.1995;1245:392-396.18.HartM.Usinghairtoscreenforbreastcancer.SynchrotronRadNews.1999;12:32.19.EvansDGR，HowellA，HasnainSS與Grossma皿JG.ScienceorblackmagicJMedGenet2001;38:el6，2.20.SuttonM，LaaziriK與KoulkesWD.Responseto"Thetrapsandpitfallsinherentinthecorrelationofchangesinthefibrediffractionpatternofhairwithbreastcancer，，.PhysMedBiol.2003;48丄11_13.21.RogersKD，HallCJ，HuftonA，WessTJ，PinderSE與SiuK.R印roducibilityofcancerdiagnosisusinghair.IntJCancer.2006;118:1060.22.JamesV工ReplytotheletterofRogersetal.entitled"ReproducibilityofCancerDiagnosisUsin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背景技術：
部分中對現有技術的論述並非承認這裡所論述的信息是可引用的現有技術或者任何國家的本領域技術人員的公知常識的一部分。
發明內容因此，在本發明的一種一般方式中，提供了一種用於在X射線束中自動對準包括毛髮纖維的樣本的方法，所述樣本安放在定位裝置上，所述方法包括以下步驟(a)提供樣本，所述樣本安放在樣本保持裝置上，該樣本保持裝置包括用於安放的多個分離的樣本的構造，各樣本是唯一的；(b)提供能夠觀察所述已安放的樣本的裝置，其中所述裝置能夠使所述已安放的樣本成像、讀取條形碼並且確定所述樣本相對於基準位置的坐標，其中安放在所述定位裝置中的所述樣本沒有任何部分一開始即處於所述基準位置處；(c)提供用於沿著兩個正交軸線性地調整所述定位裝置的動力源；以及(d)激活所述動力源以調整所述定位裝置，從而所述樣本定位於X射線束的路徑中。優選地，所述觀察裝置是CCD照相機。優選地，所述動力源包括至少一個電機。在本發明的另一一般方式中，提供了一種用於對選自多個樣本的樣本進行單重或9多重X射線衍射分析的方法，所述樣本包括毛髮纖維，所述方法包括以下步驟(a)利用樣本採集裝置從主體採集毛髮；(b)將裝有毛髮樣本的所述樣本採集裝置運送到分析設備；(c)將毛髮安放在樣本保持器中；(d)提供定位裝置以安放所述樣本保持器，從而可以使所述樣本定位在X射線束的路徑中；(e)提供能夠觀察所述已安放的樣本的裝置，其中所述裝置能夠使所述已安放的樣本成像並且確定所述樣本相對於基準位置的坐標，其中安放在所述定位裝置中的所述樣本沒有任何部分一開始即處於所述基準位置處；(f)提供動力源以沿著兩個以上正交軸線性地調整所述定位裝置；(g)激活所述動力源以調整所述定位裝置，從而所述樣本定位於X射線束的路徑中；(h)提供X射線束，所述射線束對準所述樣本；以及(i)記錄所述樣本引起的X射線的散射。優選地，所述定位裝置是與能夠在兩個或多個平面內運動的電動的電樞相連的機架。優選地，所述樣本保持器通過螺釘、夾子或別針安裝在所述定位裝置上。優選地，所述觀察裝置是CCD照相機。優選地，採用計算機使所述方法自動化。優選地，採用計算機化的檢測系統記錄X射線從所述樣本的的散射。優選地，所述動力源包括至少一個電機。在本發明的另一一般方式中，提供一種樣本分析系統，所述系統包括至少一個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於將所述樣本陣列的一個樣本推動到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調整所述驅動裝置以使所述樣本定位成與X射線衍射束重合。優選地，所述樣本陣列包括保持在設於毛髮樣本保持裝置上的毛髮纖維保持裝置中的多個離散的毛髮纖維，每個所述纖維中的至少一部分位於共同平面內。優選地，所述樣本保持裝置包括剛性材料板，所述板設有孔或槽以允許衍射的X射線的傳輸，所述孔或槽以從所述剛性材料板的外表面突出的凸起的脊為界，所述脊沿所述槽的相對的長邊設置，所述凸起的脊各自具有約lOOym寬的凹槽，所述凹槽用作導向槽以使毛髮對齊在所述孔上。優選地，所述毛髮纖維保持裝置在同一個板上包括多個孔和多個脊。為了方便，所述板具有標準的顯微鏡載片的尺寸(寬25rnm，長75mm)。優選地，所述毛髮纖維保持裝置包括沿著所述槽的兩個相對的長邊以一定間隔布置的粘合劑條，第一粘合劑條布置於所述孔的一側，第二、第三和第四粘合劑條以規定間隔布置於所述孔的另一側。優選地，每個所述毛髮纖維保持裝置中與目標標識條形碼標籤以及標識條形碼標籤的毛髮纖維相關聯。優選地，所述至少一個樣本陣列是保持在樣本陣列架中的多個樣本陣列中的一個，所述樣本陣列架支撐於滑道上，該滑道能夠允許所述樣本陣列架在兩個或多個相互垂直的方向上平移，所述兩個相互垂直的方向位於平行於所述共同平面且垂直於所述X射線衍射束的平面內。優選地，通過計算機化的驅動裝置的伺服電機在所述兩個相互垂直的方向上驅動所述樣本陣列架，所述伺服電機驅動所述樣本陣列架以使所述毛髮纖維定位於X射線束髮射器和X射線記錄裝置之間的所述第一近似位置。優選地，利用成像系統對所述毛髮纖維的所述第一近似位置與最優的毛髮纖維位置進行比較，所述成像系統包括軟體，該軟體向所述計算機化的驅動裝置提供輸出以使所述毛髮纖維的中間部分定位成與所述X射線束基本重合。優選地，所述X射線記錄裝置與用於記錄和分析因所述X射線衍射束的相互作用造成的X射線的散射的計算機耦接。優選地，所述記錄裝置是MAR檢測器。優選地，所述成像系統包括CCD照相機，該照相機聚焦於所述X射線衍射束與所述共同平面的交點處的所述最優的毛髮纖維位置。優選地，所述系統還包括條形碼讀取器，所述條形碼讀取器向所述計算機提供用於使所述毛髮纖維樣本與所述樣本的提供者相關聯的輸入。在本發明的另一一般方式中，提供一種方法，該方法毛髮分析以患者的毛髮為形式的角蛋白樣本以提高與患者的病理情況有關的診斷測試的靈敏度和特異性，該方法包括根據與權力要求110中的任一項所述的方法對準樣本，之後，(a)將所述角蛋白樣本暴露在源於能量源的入射能量中；(b)—旦對所述角蛋白樣本施加入射能量，緊接著從所述角蛋白樣本接收輻射能(c)使至少一部分接收自所述角蛋白樣本的輻射能量通過轉換器以得到數據；(d)將所得到的數據與基準資料庫中存在的第二組數據進行比較；其中，所述第二組數據與患者病理狀態的存在是一致的。優選地，所述第二組數據與患者病理狀態的存在相關聯。優選地，所述第二組數據與患者病理狀態的存在有因果關係。優選地，所述能量源選自多個不同的能量源。優選地，所述角蛋白樣本選自多個不同的角蛋白樣本。優選地，所述第二組數據選自多個不同的數據組的數據。優選地，利用多種不同的比較方法分析所述所得的數據和所述第二組數據。優選地，所述至少一部分入射能量被所述角蛋白樣本吸收。優選地，在使用中，可以關聯藥房、測試工具、患者家、醫療保健診所或者病理採集中心和測試實驗室中的至少一個來獲得和分析所述角蛋白樣本。優選地，所述數據是來自所述轉換器的圖像的圖像數據的形式，所述分析方法包括(a)沿所述圖像中的預定路徑提取一維數據以確定所述圖像中的特徵的空間；(b)根據所述一維數據的分析界定關於所述圖像的中心點的基本上呈環形導向的峰值數據；(c)對所述基本上呈環形導向的峰值數據採取亮度校正以更好地界定所述圖像中11出現的所述呈環形導向的峰值數據。在本發明的另一一般方式中，提供了一種樣本分析系統，該系統包括至少一個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於將所述樣本陣列中的樣本推動到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調節所述驅動裝置以使所述樣本定位成與X射線衍射束基本重合；使所述樣本定位成與所述X射線衍射束基本重合；用所述射線束照射所述樣本預定的時間；接收並存儲由所述照射所述樣本的步驟得到的數據用於分析；對所述樣本陣列中的所述樣本中的接下來的一個樣本重複所述步驟。在本發明的另一一般方式中，提供了一種樣本分析系統，該系統包括位於容器中的多個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於從所述容器中取出單個陣列並將所述樣本陣列中的樣本推到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調節所述驅動裝置以使所述樣本定位成與X射線衍射束基本重合；使所述樣本定位成與所述X射線衍射束基本重合；用所述射線束照射所述樣本預定的時間；接收並存儲由所述照射所述樣本的步驟得到的數據用於分析；對所述樣本陣列中的所述樣本中的接下來的一個樣本重複所述步驟；將所述樣本陣列放回其所述容器中的原始位置，並從所述樣本容器中取出另一個陣列，並對接下來的陣列重複所述步驟。現在參照本發明的各實施例，其中圖1是用於使毛髮樣本與X射線束髮射器和檢測器對齊的樣本分析裝置的布置的總體示意圖，所述裝置具有相關的控制和診斷輸出元件。圖2是安放在圖1的裝置的載體架中的毛髮樣本保持裝置的前視圖。圖3是圖2的毛髮樣本保持裝置和載體架的剖面側視圖，示出了X射線束髮射器和X射線束記錄裝置的部分。圖4是採用自動定位技術的樣本分析系統的框圖。圖5是從患者採集一直到自動檢測和提供結果的完整分析系統的框圖。圖6是採用了本發明的自動技術的第一圖像處理協議和第二圖像處理協議的輸出的比較。圖7是安放在圖1的裝置的載體架中的毛髮樣本保持裝置的可選實施例的前視圖。具體實施例方式參照圖1，毛髮樣本分析系統10布置為使多個離散的毛髮纖維樣本12中的每個均定位成與來自X射線束髮射器16的X射線衍射束14重合。MAR檢測器18接收因來自毛髮纖維樣本12的幹涉造成的X射線束14的散射。毛髮纖維樣本12的樣本陣列保持在多個毛髮樣本保持裝置20中，這些毛髮樣本保持裝置20支撐於樣本陣列架22中。架22安裝於設有計算機化驅動裝置26的定位裝置24上。驅動裝置26包括水平滑道28和垂直滑道30以提供架22的X-X和Y-Y平移。定位裝置24由定位計算機32控制，該定位計算機32能夠使毛髮纖維樣本12在垂直於X射線衍射束14的平面內運動。現在參照圖2和圖3，毛髮纖維樣本12的陣列保持在毛髮樣本保持裝置20中。保持裝置20包括剛性的、優選為透明材料的板34，該板34設有豎直排列的中心長槽36。突起的脊40和41分別沿著槽36的兩個相對的長邊38、39布置。在沿槽36的長度方向上按間隔設有成對的支撐杆42;每對支撐杆42中的一個靠近槽36的邊38，另一個靠近槽36的邊39。如圖3所最佳地表示，支撐杆42從板34的外表面44突出，足以延伸超出凸起的脊40和41。保持裝置20還設有成對的緊密纏繞的拉伸螺旋彈簧46，每一對支撐杆42設有一對拉伸螺旋彈簧46，同樣地，每對螺旋彈簧46中的一個位於槽36的一側，另一個位於相對通過將毛髮纖維12的一端固定在一個螺旋彈簧46的相鄰盤巻之間、將該纖維在一對支撐杆42上拉伸，並且將該毛髮纖維12的另一端固定在槽36的相對側的螺旋彈簧的盤巻之間，使離散的毛髮纖維樣本12保持在保持裝置20上。毛髮纖維12的兩端被固定在螺旋彈簧46中，固定高度靠近於剛性板34的外表面44且進而靠近於凸起的脊40、41的外表面，從而也在這些脊上拉緊該纖維。結果，樣本陣列形成了平行的一系列的毛髮纖維12的中間部分50，該一系列的中間部分50位於垂直於X射線衍射束14的共同平面52中。條形碼標籤47可去除地貼在保持裝置20上，該條形碼標籤47標識保持裝置並提供批次信息。還在每個毛髮纖維樣本12的旁邊設置條形碼標籤49。隨著將毛髮纖維樣本加入到陣列中，將這些條形碼標籤49從收集有毛髮樣本的包裝(未示出)上取下並且貼在保持裝置上。樣本陣列架22包括具有下軌道56和上軌道58的剛性背板54。剛性背板54按間隔設有槽55，槽55等於或略大於保持裝置20中的槽36。保持裝置20通過在下軌道56中的滑動配合以及沿上軌道58相距適當間隔排列的夾子60保持在陣列架22上，從而使保持裝置20的槽36對準槽55。再參照圖1，定位裝置24在定位計算機32的控制下先使X-X伺服電機驅動樣本陣列架22到一位置，在該位置處操作者可將事先準備的保持裝置20載入樣本陣列架中。然後定位計算機按第一定位序列在X-X方向和Y-Y方向上驅動架，這使第一保持裝置的第一毛髮纖維樣本處入適當的對準位置。該位置使得陣列架22的第一槽58的垂直軸與X射線衍射束髮射器16的標準軸重合，並且使第一毛髮纖維樣本也接近該軸。現在，定位計算機32從圖像系統照相機62接收圖像數據，該照相機62聚焦於共同平面52與X射線衍射束髮射器16的軸的交點處。照相機62監視毛髮纖維樣本的位置，並且定位計算機將纖維的圖像64的位置與顯示器68上所顯示的水平基準線66進行比較。基準線66表示纖維的最佳位置，即為纖維的中間部分50與X射線束的軸線重合或相交時的位置。定位計算機32利用位置差來控制Y-Y伺服電機，使毛髮纖維樣本的圖像達到與基準線重合。然後，激活X射線衍射束和檢測系統來記錄和處理因X射線束與毛髮纖維樣本的相互作用造成的X射線束的散射。該記錄與通過條形碼讀取器70進行的樣本的相關條形碼的讀取相關聯，所述條形碼讀取器70靠近於射線束髮射器16安裝。MAR檢測器18將信號輸出給第一衍射數據處理器71，最初的原始衍射圖像72由第一衍射數據處理器71處理並且可在原始衍射圖像顯示器73上顯示。之後，將原始衍射圖像數據74提供給採用了點圖像增強技術的第二衍射數據處理器75，這樣可以在增強圖像顯示器77上顯示增強的衍射圖像76。駄船寺驟一m二輔你i圖7示出了圖2的樣本陣列架22的可選形式。在本實施例中，樣本陣列架或樣本保持裝置201包括剛性材料的板202。板202設有孔或槽203以允許傳輸所衍射的X射線。在本實施例中，各孔或槽203以從所述剛性材料的板的外表面伸出的凸起的脊204為邊界(參見剖面AA和BB)。脊204沿所述槽的相對的兩個長邊布置(參見剖面AA和BB)。每個凸起的脊包含大約100ym寬的凹槽205。該凹槽用作導向槽以使毛髮206在所述孔上對齊。優選地，樣本陣列架或樣本保持裝置201在同一個板上包括多個孔和多個脊。在優選的形式中，該板具有標準的顯微鏡載片的尺寸(寬25mm，長75mm)。優選地，樣本陣列架或樣本保持裝置201包括沿著所述槽的兩個相對的長邊按間隔布置的粘合劑條207，第一粘合劑條沿所述孔的一側布置、第二、第三和第四粘合劑條以規定間隔布置於所述孔的另一側。優選地，每個樣本陣列架或樣本保持裝置201與主體標識條形碼標籤208以及毛髮纖維標識條形碼標籤209相關。優選地，至少一個樣本陣列是保持在樣本陣列架或樣本保持裝置201中的多個樣本陣列中的一個。在優選的形式中，所述樣本陣列架支撐於滑道210、211上，該滑道210、211能夠允許所述樣本陣列架在兩個以上相互垂直的方向上平移。在本實施例中，兩個相互垂直的方向位於平行於共同平面且垂直於X射線衍射束的平面內。以下說明適用於上述自動技術的兩種可用的圖像增強技術。分析技術說明"輻射"從點或平面以直線前進。"哺乳類動物"包括說明書的正文中出現的物種類型。"能量源"包括說明書的正文中出現的能量類型。"角蛋白樣本"是主要包括角蛋白的樣本。如權利要求所述的關於本發明的多個不同的選擇和形式包括說明書的正文中出現的選擇和形式。除非本文另有說明，對一個要素的權利要求與對至少一個要素的權利要求是一致的。現在參照本發明的各實施例，其中圖1示出了分析角蛋白樣本116的方法。圖4示出了發出入射能量114的能量源112。角蛋白樣本116取自患者111。患者lll包括哺乳類動物。哺乳類動物包括人、諸如狗或貓等寵物或者各種其它動物。角蛋白物質116包括特別是陰毛等人體的頭髮或體毛、寵物毛、獸毛或來自於通常的哺乳類動物的毛，或者諸如指甲或睫毛的其它角蛋白基材料。將角蛋白樣本116暴露於入射能量114中。一旦入射能量114衝擊角蛋白樣本116，緊接著從角蛋白樣本116得到輻射能量118。至少一部分輻射能量118經過轉換器120形成數據122。可將該數據122與基準14資料庫125中的數據124進行比較以判斷患者111是否有病理狀態(例如，如果基準資料庫125表明問題的結果與病理狀態相關並且與其有因果關係，那麼可以考慮有目的的比較，另外，在入射輻射完全吸收的情況下的零相關或未提供信息也可以提供有用的分析信息)。雌圖5示出了使用本發明的實施例。在圖5中，患者111可到藥房提供毛髮樣本116。然後，將毛髮樣本116送到測試實驗室134以實施圖4所示的分析毛髮樣本116的方法。此外，患者111可以從藥房得到測試工具133，從而在患者的家136中使用測試工具133實施分析毛髮樣本116的方法，這與醫療保健診所138中患者的健康護理人員的會診相關聯。或者，患者111可以拜訪他的或她的醫療保健診所138，以提供毛髮樣本116。醫療保健診所138可以實施分析毛髮樣本116的方法或者將毛髮樣本送到試驗室134。其它實施例已經測試了優選的圖像分析方法，以下對其進行說明樣本採集和處理從澳大利亞的乳腺放射學診所提及的女性採集長度至少為30mm的毛髮樣本(頭髮和/或陰毛)。如果女性的頭髮在前6周染過色或是進行過化學處理(諸如燙髮)且如果不能得到其陰毛，或者在5年內有乳腺癌或其它癌症(排除非黑素瘤皮膚癌和CIN(宮頸上皮內瘤變))的病史，則排除這樣的女性。在該診所收集了19個未知毛髮樣本，並且在該研究中，分析了這些樣本以及取自診斷為患有乳腺癌的女性的14個樣本和取自乳腺X射線攝影呈陰性的女性的6個樣本。從耳後靠近於髮際線的區域取頭髮，並且儘可能地靠近皮膚來剪除。這樣做是為了確保所取的樣本受環境因素的損壞最小。也儘可能地靠近皮膚來剪除陰毛，並且所有的毛髮樣本保存在塑料的標本容器中。在該診所中對所有的患者病史進行存檔。同步加速器小角度X射線散射(SAXS)分析需要利用細鑷子從容器中輕輕地取出單根毛髮，並且將該毛髮放在專門設計的樣本保持器上，該樣本保持器能夠夾持10根個體毛髮纖維。這些保持器利用小彈簧夾緊纖維並利用別針使該纖維位於適於X射線束的適當方向。當可識別出該纖維時，先通過打開保持器一側的彈簧的盤巻並將該纖維放在盤巻之間裝上該纖維的剪切端。然後鬆開彈簧以夾住該纖維。之後，打開對面的彈簧的盤巻並將纖維的鬆散端插入盤巻中。將毛髮放置為靠近於定位別針，然後輕輕地釋放彈簧。一定要極其小心地進行裝載過程，以確保在裝載過程中纖維不被扭曲或者不會因拉伸而損壞。一旦裝載好毛髮，緊接著在解剖立體顯微鏡下檢查毛髮。X射線衍射在美國阿爾貢國家實驗室(ArgonneNationalLaboratory)的高級光子源(AdvancedPhotonSource)上進行同步加速器SAXS試驗。利用射線束線18-ID(BioCAT)和15-ID(ChemMatCARS)進行分析。用於BioCAT試驗的射線束特性為垂直70ym、水平200ym和波長A=1.03A。毛髮被安放為使毛髮的軸線在平行的平面內並且使入射角為零度。利用CCD檢測器(美國Aviex電子，AviexElectronics)確定射線束中樣本的最佳位置。將纖維暴露於X射線中2秒鐘，並且用於評定特徵的衍射圖像表明纖維是否位於射線束中心。一旦最佳地放好纖維，15緊接著將其暴露於X射線中約20秒鐘，並在具有約190mmX240mm的有效區域的FujiBASni圖像板上採集衍射圖像。使樣本和檢測器之間的空間保持為真空以減少空氣散射，並且通過分析山嵛酸銀的散射圖案將該距離確定為959.4mm。用於ChemMatCARS試驗的射線束參數為垂直300ym、水平500ym並且所用的波長為A=1.50A。這造成在樣本處的低束通量和因此更長的樣本暴露時間，但由於毛髮完全被X射線束包圍，故有助於樣本定位。將毛髮樣本暴露在X射線源中60秒鐘，並且在MAR345檢測器上採集衍射圖像。使樣本和檢測器之間的空間保持為真空以減少空氣散射，並且通過分析山嵛酸銀的散射圖案，將該距離確定為635.8mm。圖像分析利用FIT2D和Saxsl5ID軟體包分析衍射圖案。這兩個程序均提供了進行數據簡化和後續分析所需的數據操作和平滑程序。使用頻譜瀏覽器(SpectrumViewer)軟體包顯現和分析從上述程序包中所提取出的一維數據。通過平滑和隨後的背景移除，採用兩種方法和參數來增強SAXS圖像。第一個已知是只在James的一篇文章中所說明的，以下我們稱之為"標準協議"。(參見WilkK，JamesV以及AmemiyaY.IntermediateFilamentStructureofHumanHair.BiophysicaBiochimicaActa.1995;1245:392-396)。在James的所有出版物中，她都沒有說明如何處理原始SAXS數據的完整方法和用於檢查出現癌症的參數。先前也沒有出版物包括可被獨立觀察者用來根據SAXS圖像確定發生乳腺癌的完整方法。儘管自首次公開起，不知道James用於處理SAXS圖像的參數和方法是否已取得進展，但處理SAXS圖像以診斷乳腺癌的完整方法的清楚明確的說明仍未公開。簡言之，通過用在3X3的像素方塊上所算出的平均值代替其中心像素的值，可以實現使原始SAXS圖像平滑。通過與上述類似的方式，但利用20X20的像素方塊模糊化平滑過的圖像，形成背景圖像。通過從平滑過的圖像中減去所形成的背景圖像，形成用於診斷乳腺癌的圖像。背景校正的目的在於，在不損壞原始圖像中存在的任何特徵的情況下，去除低Q值處的增加的亮度。FIT2D具有兩個用戶可用的不同的平滑函數，"平滑"和"中間值"。在該研究過程中，我們開發了可選的背景校正協議，以試圖平滑原始數據並形成背景圖像，在從平滑的數據中減去背景圖像時，不會去除或遮蔽原始圖像中以低亮度存在的重要特徵。先利用3X3的像素"中間值"濾波操作平滑SAXS圖像，這可以在不丟失細微特徵的情況下使其平滑，隨後通過50X50的像素"平均"以根據平滑過的圖像形成背景。我們稱之為"可選協議"。從各SAXS圖像中提取出一維數據以確定圖像中的特徵的準確空間。這可以通過兩種不同的方法來實現。一種是沿子午線平面以0。、60°、120°、180°、240°和300°沿著起始於圖像中心的單條線提取亮度數據。該處理用於確定在SAXS圖像中是否出現環，亮度數據將顯示出適當位置中的峰值，並且根據對四個象限的數據的分析可確定圓的性質。對於在表示存在乳腺癌的環的附近空間處顯示微弱特徵的SAXS圖像，可以使用上述變化的數據提取方法。在這些情況下，通過結合在上述子午線5。處的位置的扇形提取亮度數據。這樣做是試圖在弱數據的背景噪聲上增大信號電平。參照圖6:確定乳腺癌SAXS圖案利用圖像處理的標準協議，我們能夠在限定的空間(Q=0.133A—1)識別出14個正調節樣本中的13個的與乳腺癌的出現有關的環。通過X射線造影認定為未患病的樣本中沒有一個樣本在各自SAXS圖案的該空間中顯示出環。從各自SAXS圖案中所提取出的一維數據證實了上述結論。然後使用標準協議評定在放射學診所採集的未知樣本。表1示出了患者的病理和利用標準協議的分析結果。從表中給出的信息可以看出，所採集的19個樣本中只有一個來自於確診患有乳腺癌的女性。利用標準協議對該特定樣本的SAXS圖案的分析在興趣區域只形成了具有很模糊且略呈橢圓的環的圖案。從該圖像中提取出的一維數據表明環的存在，但是在背景上不明顯，因而確定為陰性。在知曉這些樣本之後，該結果被歸為假陰性。在其它的樣本中，三個在興趣區域中顯示出環並被確定為陽性，另一個樣本在興趣區域中顯示出環並且還顯示出雜亂的跡象，但仍被確定為陽性。剩餘的樣本被確定為陰性。從利用標準協議所產生的SAXS分析結果，可以看出，James公開的所使用的圖像處理的方法和參數不適於包含弱的和/或擴散的特徵的圖像。隨後我們利用數據簡化的可選協議再次分析了圖像，以確保興趣區域中的模糊但重要的信息不會因圖像處理而丟失。利用具有可選協議的Fit2D和Saxl5ID，再次評定這些正調節樣本。根據這些結果和所提取的一維數據，我們將與乳腺癌的出現有關的環的空間確定為Q=0.132±0.001A一1。採用均值士2SD作為關鍵定量標準來限定興趣區域。與標準協議相比，使用可選協議形成更優的且更詳細的SAXS圖像。圖6A和圖6B是對顯示為陰性且後來被歸為假陰性的樣本分別採用標準協議和可選協議所得的圖像。從圖6B可見，現在可以看出弱的擴散環。從該圖像所提取出的一維數據限定該環具有大約Q=0.132±0.002A—1的空間(d=4.76±0.07nm)。因而圖像簡化的可選協議形成了可以觀察到擴散低亮度信息的更優的數據。表1.參加放射學診所的一組患者的SAXS數據與乳腺X射線攝影結果的比較tableseeoriginaldocumentpage17tableseeoriginaldocumentpage18tableseeoriginaldocumentpage19上文只說明了本發明的一些實施例，但對於本領域技術人員，顯然可以在不脫離本發明範圍的情況下進行各種改變。權利要求一種用於在X射線束中自動對準包括毛髮纖維的樣本的方法，所述樣本被安放在定位裝置上，所述方法包括以下步驟(e)提供樣本，所述樣本被安放在樣本保持裝置上，該樣本保持裝置包括用於安放的多個分離的樣本的構造，各樣本被唯一地標識；(f)提供能夠觀察所述已安放的樣本的裝置，其中所述裝置能夠使所述已安放的樣本成像、讀取所述樣本標識並且確定所述樣本相對於基準位置的坐標，其中安放在所述定位裝置中的所述樣本沒有任何部分一開始在所述基準位置處；(g)提供動力源以沿著至少兩個正交軸線性地調整所述定位裝置；以及(h)激活所述動力源以調整所述定位裝置，從而使所述樣本定位於X射線束的路徑中。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述觀察裝置是CCD照相機。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述動力源包括至少一個電機。4.一種用於對選自多個樣本的樣本進行單重或多重X射線衍射分析的方法，所述樣本包括毛髮纖維，所述方法包括以下步驟(i)利用樣本採集裝置從主體採集毛髮；(k)將裝有所述毛髮樣本的所述樣本採集裝置運送到分析設備；(1)將所述毛髮安放在樣本保持器中；(m)提供定位裝置以安放所述樣本保持器，從而可以使所述樣本定位在X射線束的路徑中；(n)提供能夠觀察所述已安放的樣本的裝置，其中所述裝置能夠使所述已安放的樣本成像並且確定所述樣本相對於基準位置的坐標，其中安放在所述定位裝置中的所述樣本沒有任何部分一開始在所述基準位置處；(o)提供動力源以沿著兩個或多個正交軸線性地調整所述定位裝置；(P)激活所述動力源以調整所述定位裝置，從而使所述樣本定位於X射線束的路徑中；(q)提供X射線束，所述射線束對準所述樣本；以及(r)記錄所述樣本引起的X射線的散射。5.如權利要求4所述的方法，其中，所述定位裝置與能夠在兩個以上平面內運動的電動的電樞相連。6.如權利要求4所述的方法，其中，所述樣本保持器通過螺釘、夾子或別針安裝在所述定位裝置上。7.如權利要求4所述的方法，其中，所述觀察裝置是CCD照相機。8.如權利要求4所述的方法，其中，採用計算機使所述方法自動化。9.如權利要求4所述的方法，其中，採用計算機化的檢測系統以記錄所述樣本引起的X射線的散射。10.如權利要求4所述的方法，其中，所述動力源包括至少一個電機。11.一種樣本分析系統，所述系統包括至少一個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於將所述樣本陣列的樣本推動到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調整所述驅動裝置，以使所述樣本定位成與X射線衍射束重合。12.如權利要求11所述的系統，其中，所述樣本陣列包括保持在設於毛髮樣本保持裝置上的毛髮纖維保持裝置中的多個離散的毛髮纖維；每個所述纖維中的至少一部分位於共同平面內。13.如權利要求11所述的系統，其中，所述樣本保持裝置包括剛性材料板；所述板設有中心長槽；所述槽具有從所述剛性材料板的外表面突出的凸起的脊；所述脊沿所述槽的相對的長邊設置；所述凸起的脊限定了所述共同平面。14.如權利要求12所述的系統，其中，所述毛髮纖維保持裝置包括沿所述槽的相對的長邊按間隔設置的成對的支撐杆；每對所述成對的支撐杆中的第一個支撐杆沿所述槽的一邊布置，並且每對所述成對的支撐杆中的第二個支撐杆沿所述槽的另一邊布置；所述杆從所述外面的表面突出，足以突出到所述共同的平面以外。15.如權利要求14所述的系統，其中，每對所述成對的支撐杆與一對拉伸螺旋彈簧相關聯；所述螺旋彈簧緊密盤繞以對所述毛髮纖維的端部提供保持力；所述毛髮纖維從位於所述長槽一側的所述成對的螺旋彈簧的第一個延伸到位於所述長槽另一側的所述成對的螺旋彈簧的第二個；所述毛髮纖維的中間部分在所述成對的支撐杆上被拉伸。16.如權利要求12所述的系統，其中，每個所述毛髮纖維保持裝置與毛髮纖維標識條形碼標籤相關；所述條形碼標籤可去除地貼在靠近於所述毛髮纖維保持裝置的所述剛性材料板上。17.如權利要求11所述的系統，其中，所述至少一個樣本陣列是保持在樣本陣列架中的多個樣本陣列中的一個；所述樣本陣列架支撐於滑道上，該滑道能夠允許所述樣本陣列架在兩個相互垂直的方向上平移；所述兩個相互垂直的方向位於平行於所述共同平面且垂直於所述X射線衍射束的平面內。18.如權利要求17所述的系統，其中，通過計算機化的驅動裝置的伺服電機在所述至少兩個垂直的方向上驅動所述樣本陣列架；所述伺服電機驅動所述樣本陣列架，以使所述毛髮纖維定位於X射線束髮射器和X射線束記錄裝置之間的所述第一近似位置。19.如權利要求11所述的系統，其中，利用成像系統對所述毛髮纖維的所述第一近似位置與最優的毛髮纖維位置進行比較；所述成像系統包括軟體，該軟體向所述計算機化的驅動裝置提供輸出，以使所述毛髮纖維的所述中間部分定位成與所述X射線束基本重合。20.如權利要求18所述的系統，其中，所述X射線記錄裝置與用於記錄和分析因所述X射線衍射束造成的相互作用的X射線的散射的計算機耦接。21.如權利要求18所述的系統，其中，所述記錄裝置是MAR檢測器。22.如權利要求19所述的系統，其中，所述成像系統包括CCD照相機，該照相機聚焦於所述X射線衍射束與所述共同平面的交點處的所述最優的毛髮纖維位置。23.如權利要求18或19所述的系統，其中，所述成像系統還包括條形碼讀取器；所述條形碼讀取器向所述計算機提供用於使所述毛髮纖維樣本與所述樣本的提供者相關聯的輸入。24.—種分析取自患者的毛髮樣本以提高與患者的病理情況有關的診斷測試的靈敏度和特異性的方法，該方法包括以下步驟根據與權力要求110中的任一項所述的方法對準所述樣本，之後，(a)將所述毛髮樣本暴露在源於能量源的入射能量中；(b)—旦對角蛋白樣本施加所述入射能量，緊接著從所述毛髮樣本接收輻射能量；(c)使至少一部分接收自所述毛髮樣本的所述輻射能量通過轉換器以得到數據；(d)將所得到的數據與基準資料庫中存在的第二組數據進行比較；其中，所述第二組數據與患者病理狀態的存在是一致的。25.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，所述第二組數據與患者病理狀態的存在相關聯。26.如權利要求24或25所述的分析毛髮樣本的方法，其中，所述第二組數據與患者病理狀態的存在有因果關係。27.如上述權利要求2426中的任一項所述的分析毛髮樣本的方法，其中，所述能量源選自多個不同的能量源。28.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，所述毛髮樣本選自多個不同的毛髮樣本。29.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，所述第二組數據選自多個不同的數據組的數據。30.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，利用多種不同的比較方法來分析所述所得的數據和所述第二組數據。31.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，至少一部分所述入射能量被所述毛髮樣本吸收。32.如權利要求24所述的分析毛髮樣本的方法，其中，在使用中，可以聯合藥房、測試工具、患者家、醫療保健診所或者病理採集中心和測試實驗室中的至少一個來獲得和分析所述毛髮樣本。33.—種分析角蛋白樣本的方法，該方法包括基本上如說明書的正文所述的步驟。34.—種分析在權利要求2432中任一項所述的方法中所得數據的方法，其中，所述數據是來自所述轉換器的圖像的圖像數據的形式，所述分析方法包括以下步驟(a)沿所述圖像中的預定路徑提取一維數據以確定所述圖像中的特徵的空間；(b)從所述一維數據的分析中界定關於所述圖像的中心點的基本上呈環形導向的峰值數據；(c)對所述基本上呈環形導向的峰值數據採取亮度校正以更好地界定所述圖像中出現的所述呈環形導向的峰值數據。35.—種毛髮樣本分析系統，該系統包括至少一個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於將所述樣本陣列中的毛髮樣本推動到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調節所述驅動裝置，以使所述樣本定位成與X射線衍射束基本重合；使所述樣本定位成與所述X射線衍射束基本重合；用所述射線束照射所述樣本預定的時間；接收並存儲由所述照射所述樣本的步驟得到的數據用於分析；對所述樣本陣列中的所述樣本中的接下來的一個樣本重複所述步驟。36.—種毛髮樣本分析系統，該系統包括位於容器中的多個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於從所述容器中取出單個陣列並將所述樣本陣列中的毛髮樣本推到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調節所述驅動裝置，以使所述樣本定位成與X射線衍射束基本重合；使所述樣本定位成與所述X射線衍射束基本重合；用所述射線束照射所述樣本預定的時間；接收並存儲由所述照射所述樣本的步驟得到的數據用於分析；對所述樣本陣列中的所述樣本中的接下來的一個樣本重複所述步驟；將所述樣本陣列放回其在所述容器中的原始位置，並從所述樣本容器中取出另一個陣列，並對接下來的陣列重複所述步驟c全文摘要一種毛髮樣本分析系統，該系統包括位於容器中的多個樣本陣列；自動驅動裝置，其用於從所述容器中取出單個陣列並將所述樣本陣列中的毛髮樣本推到第一近似位置；以及監視和控制系統，其用於調節所述驅動裝置以使所述毛髮樣本定位成與X射線衍射束基本重合；使所述樣本與所述X射線衍射束基本重合；用所述射線束照射所述樣本預定的時間；接收並存儲由照射所述毛髮樣本的所述步驟得到的數據用於分析；對所述樣本陣列中的5個所述毛髮樣本中的接下來的一個重複所述步驟；將所述樣本陣列放回其在所述容器中的原始位置，並從所述樣本容器中取出另一個陣列並對接下來的陣列重複所述步驟。文檔編號G01N23/20GK101755201SQ200880022982公開日2010年6月23日申請日期2008年5月2日優先權日2007年5月4日發明者加裡·L·科琳諾,彼得·W·弗倫奇申請人:費米斯肯澳大利亞私人有限公司