本申請是申請日為2013年6月17日，申請?zhí)枮?01380032818.5并且發(fā)明名稱為“用于檢測體液中的分析物的方法和器件”申請的分案申請。
本申請涉及一種用于檢測體液樣本中的至少一種分析物的方法、器件和測試系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的程序裝置的計(jì)算機(jī)程序，以及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和存儲介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方法、器件、測試系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以被用于醫(yī)學(xué)診斷，以便定性地或者定量地檢測一種或更多種體液中的一種或更多種分析物。本發(fā)明的其他應(yīng)用領(lǐng)域也是可能的。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)診斷的領(lǐng)域內(nèi)，在許多情況中，必須在體液樣本中檢測一種或更多種分析物，比如血液、細(xì)胞間液、尿液、唾液或者其他類型的體液。將要檢測的分析物的實(shí)例有葡萄糖、甘油三酸酯、乳酸、膽固醇或者通常存在于這些體液中的其他類型的分析物。根據(jù)分析物的濃度和/或存在，在必要時可以選擇適當(dāng)?shù)闹委煛?/p>
一般來說，技術(shù)人員已知的器件和方法利用包括一種或更多種測試化學(xué)品（testchemistry）的測試元件，其在存在將要檢測的分析物的情況下能夠?qū)嵤┮环N或更多種可以檢測的檢測反應(yīng)，比如光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)。關(guān)于這些測試化學(xué)品，可以參照例如j.hoenes等人的“thetechnologybehindglucosemeters:teststrips”，diabetestechnology&therapeutics,volume10,supplement1,2008,s-10tos-26。其他類型的測試化學(xué)品也是可能的，并且可以被用于實(shí)施本發(fā)明。
通常來說，監(jiān)測測試化學(xué)品中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)光學(xué)上可檢測的改變，以便從這些改變導(dǎo)出將要檢測的至少一種分析物的濃度。在ep0821234a2中公開了測試場（testfield）、測試化學(xué)品以及用于監(jiān)測測試場中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)光學(xué)上可檢測的改變的方法的實(shí)例。因此，作為一個實(shí)例，可以作為時間的函數(shù)以光學(xué)方式檢測測試場的相對減退（relativeremission），一直到化學(xué)檢測反應(yīng)的已定義終點(diǎn)。從相對減退的改變可以導(dǎo)出分析物的濃度。在ep0974303a1中公開了檢測作為時間函數(shù)的從測試場反射的光的數(shù)量的類似測量，一直到檢測反應(yīng)的已定義終點(diǎn)。
為了檢測測試場的光學(xué)屬性的至少一項(xiàng)改變，各種類型的檢測器在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的。因此，用于照明測試場的各種類型的光源以及各種類型的檢測器是已知的。除了比如光電二極管之類的單一檢測器之外，利用具有多個光敏器件的檢測器陣列的各種類型的器件是已知的。因此，在us2011/0201909a1中，公開了一種用于測量包含在體液樣本中的分析物的濃度的設(shè)置。所述設(shè)置特別包括光源和檢測器陣列。類似地，ep1359409a2公開一種用于確定生理樣本中的分析物的濃度的設(shè)備。所述設(shè)備包括至少一個光源和檢測器陣列。
此外，在使用檢測器陣列時，在本領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)知道用于檢測通過檢測器陣列采集的圖像中的錯誤和偽像的方法。因此，us2011/0201909公開了一種校正算法，其特別能夠校正存在于通過檢測器陣列觀察的反應(yīng)點(diǎn)處的缺陷。類似地，ep1359409a2公開了用于確定在多個不同的檢測器區(qū)域當(dāng)中的每一個檢測器區(qū)域上是否存在足夠的樣本數(shù)量的裝置，其中只有從被確定為具有足夠樣本的那些區(qū)域檢測到的光才被用于確定分析物的濃度。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)對于通過對測試場進(jìn)行成像的檢測器陣列所采集的圖像的評估，在本領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)使用了統(tǒng)計(jì)方法。因此，ep1843148a1公開了一種用于確定液體樣本中的分析物的濃度的系統(tǒng)。其中，在直方圖中列出存儲在檢測器的各個像素中的灰度值的出現(xiàn)頻率，從而允許把被樣本濕化的區(qū)域與未被濕化的區(qū)域分開。通過評估這些頻率分布，可以導(dǎo)出分析物的濃度。
ep2270421a1公開了一種通過使用測試件來分析液體樣本中的分析物的液體樣本分析方法，在所述測試件上形成溢出阻擋線以便防止液體樣本從延伸層的通過區(qū)段流到外部。在其中液體樣本未在通過區(qū)段中延伸的狀態(tài)下，對測試件進(jìn)行測量以便跨越延伸層的通過區(qū)段和溢出阻擋線。因此，在其中延伸區(qū)段的通過區(qū)段與溢出阻擋線之間的亮度差大的狀態(tài)下，有可能正確地辨識出延伸區(qū)段的通過區(qū)段與溢出阻擋線之間的邊界部分。
us6,471,355b1公開了一種用于背投影的圖像對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中正常改變的像素圖案的一部分包含像素參考標(biāo)記，其出現(xiàn)在投影到屏幕上的每一幅并排像素圖像中。具有大到足以涵蓋屏幕上的每一幅圖像的像素參考標(biāo)記的視場的攝影機(jī)捕獲像素參考標(biāo)記的位置，從而允許計(jì)算機(jī)確定每一個像素參考標(biāo)記的坐標(biāo)，并且生成表示并排圖像的視覺失準(zhǔn)的偏差信號。可由來自計(jì)算機(jī)的偏差信號控制的驅(qū)動構(gòu)件將并排圖像之一關(guān)于另一幅重新定位從而對準(zhǔn)圖像，以便產(chǎn)生單一視覺無縫對象。所述攝影機(jī)和計(jì)算機(jī)可以連續(xù)地監(jiān)測全部兩個像素參考標(biāo)記以便連續(xù)地生成偏差信號，從而可以使得并排圖像自動成為單一視覺無縫圖像。
此外，知道對感興趣區(qū)段自動進(jìn)行檢測以便在將樣本轉(zhuǎn)移到測試場上之后進(jìn)行評估的系統(tǒng)和方法。因此，在wo2012/010454a1中公開了一種用于檢測體液中的至少一種分析物的器件，所述器件包括至少一個測試元件，其具有至少一個二維分析區(qū)域。所述器件還包括至少一個空間光學(xué)檢測器，其具有多個像素。所述檢測器被設(shè)置成用于在圖像區(qū)域上再現(xiàn)測試元件的至少一部分。所述檢測器被適配于測試元件，從而使得對于分析圖像區(qū)域內(nèi)的每一個維度提供可規(guī)定的最小數(shù)目的像素。此外，公開了一種用于自動檢測將被評估以確定分析物濃度的感興趣區(qū)段的方法。
盡管通過前面提到的已知的方法和器件取得了進(jìn)展，但是關(guān)于分析物檢測的精度還存在一些重大挑戰(zhàn)。因此，針對進(jìn)一步減小將被應(yīng)用于測試場的樣本體積的努力從未間斷。為了減輕與樣本生成（比如通過針刺患者的手指或耳垂）相關(guān)聯(lián)的不適，現(xiàn)今的器件的樣本體積通常已被向下減小到低于2μl的體積，在某些情況下甚至低于1μl或者甚至更小。已經(jīng)開發(fā)出包括比如在wo2010/094426a1中公開的所謂的微采樣器的集成測試系統(tǒng)，其包括多個刺血針（lancet），每一個刺血針具有刺血針尖頭和至少一個毛細(xì)管，以用于在穿刺過程期間或者在從患者的皮膚收回微采樣器時容納體液。小的樣本體積被傳移到微采樣器被收回其中的空腔內(nèi)部的測試場。但是小的樣本體積以及針對減小測試場的尺寸的持久需求提高了關(guān)于檢測器陣列的空間分辨率方面以及關(guān)于消除將要評估的圖像中的偽像和雜質(zhì)的能力方面的要求。
另一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)在于通過光學(xué)檢測器或檢測器陣列采集的測量數(shù)據(jù)的精確歸一化。在許多情況下，比如在前面提到的由ep0821234a2公開的器件和方法中，檢測到測試場的相對減退，從而需要確定至少一個所謂的空白或干燥數(shù)值，也就是在檢測反應(yīng)開始之前測試化學(xué)品的反射率數(shù)值。但是特別在不知道應(yīng)用到測試場上的樣本精確位置的情況下，空白數(shù)值的確定相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，這是因?yàn)榭瞻讛?shù)值本身可能取決于測試場上的精確位置。因此，在大多數(shù)情況下，將必須使用除了應(yīng)用在測試場上的樣本位置之外的不同位置處的空白數(shù)值，從而導(dǎo)致空白數(shù)值的高不確定性，或者將必須存儲和評估樣本應(yīng)用之前和之后的測試場的大量圖像，從而導(dǎo)致對數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算資源的高需求。但是后者對于通常提供相當(dāng)有限的硬件能力的手持式測試器件來說是特別不利的。
此外，特別關(guān)于空白數(shù)值的確定，特別在具有用于將樣本轉(zhuǎn)移到測試場上的精密轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)中，必須考慮機(jī)械容差以及光學(xué)圖像采集的容差。因此，在利用微采樣器的系統(tǒng)中，比如在wo2010/094426a1中，從微采樣器到測試場上的樣本轉(zhuǎn)移通過將微采樣器的毛細(xì)管按壓到測試場上而發(fā)生。這種樣本轉(zhuǎn)移方法或者其他類型的樣本轉(zhuǎn)移方法可以導(dǎo)致高度結(jié)構(gòu)化的樣本應(yīng)用，從而需要圖像采集和圖像評估的高光學(xué)分辨率。但是這種類型的樣本轉(zhuǎn)移通常意味著涉及移動部件的動態(tài)過程，這可能導(dǎo)致測試場或其部件的移位。因此，將微采樣器按壓到測試場上可能導(dǎo)致測試場的畸變和/或移位。此外，測試場常常以相當(dāng)松散的方式被容納在測試元件的外罩中，比如通過簡單地將環(huán)狀測試化學(xué)品插入到外罩中而沒有通過防震的方式實(shí)際安放測試場。因此，在測試器件的使用和操縱期間，特別是在測量期間，測試場可能移動，從而關(guān)于空白數(shù)值的采集以及關(guān)于將被評估以用于分析物確定的測試場的實(shí)際區(qū)域的確定產(chǎn)生誤差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
以下為要解決的問題。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供至少部分地克服已知的方法和器件的前述缺點(diǎn)的方法和器件。具體來說，應(yīng)當(dāng)公開用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的方法和器件，通過在很大程度上避免由于機(jī)械干擾而生成的偽像和誤差以及通過結(jié)構(gòu)化方式的樣本應(yīng)用，所述方法和器件甚至能夠以高精度評估非常小的樣本體積。
以下為本發(fā)明的詳細(xì)描述。
這一問題通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的方法和器件來解決。所述問題還通過具有另外的從屬權(quán)利要求的特征的一種計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、存儲介質(zhì)以及測試系統(tǒng)來解決。
這里所使用的表達(dá)“具有”、“包括”和“包含”以及其語法變型是按照非排他性的方式來使用的。因此，表達(dá)“a具有b”以及表達(dá)“a包括b”或者“a包含b”可以指代以下全部兩種情況：一種情況是除了b之外a還包含一個或更多另外的組件和/或組成部分，另一種情況是除了b之外在a中不存在其他組件、組成部分或元件。
在本發(fā)明的第一方面中，公開了一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的方法。正如前面所概述的那樣，所述至少一種分析物優(yōu)選地可以包括通常包含在人類身體或者動物身體中的一種或更多種物質(zhì)，比如一種或更多種代謝物。優(yōu)選的是，可以從由葡萄糖、膽固醇、甘油三酸酯和乳酸構(gòu)成的組當(dāng)中選擇所述至少一種分析物。其他類型的分析物和/或分析物的任意組合也是可能的。優(yōu)選的是，所述方法被適配成以高度特定性檢測分析物。所述至少一種體液通常可以包括任意類型的體液，比如血液、細(xì)胞間液、唾液、尿液或者任何類型的其他體液或者所提到的體液的各種組合。后面在不限制其他實(shí)施例的情況下將特別在用于檢測血液和/或細(xì)胞間液中的葡萄糖的方法的情境中來解釋本發(fā)明。
所述方法使用至少一個測試元件，所述測試元件包括至少一個測試場。所述至少一個測試場具有至少一種測試化學(xué)品。所述測試化學(xué)品被適配成在有分析物存在的情況下實(shí)施至少一種光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)，優(yōu)選的是變色反應(yīng)。在本發(fā)明的情境中，術(shù)語“測試場”指的是連續(xù)或不連續(xù)數(shù)量的測試化學(xué)品，其優(yōu)選地由至少一個載體（諸如由至少一個載體膜）保持。因此，所述測試化學(xué)品可以形成測試場的一個或更多膜或?qū)踊蛘弑话ㄔ谄渲?，?或所述測試場可以包括具有一個或更多層的層設(shè)置，至少其中一層包括測試化學(xué)品。因此，所述測試場可以包括布置在載體上的層設(shè)置，其中可以從至少一個應(yīng)用側(cè)將體液樣本應(yīng)用到所述層設(shè)置，比如從測試場的邊緣和/或從測試場的應(yīng)用表面來應(yīng)用。所述測試場可以是測試元件的部分，所述測試元件包括至少一個測試場以及將把所述測試場應(yīng)用到其的至少一個載體。
這里所使用的術(shù)語“測試化學(xué)品”通常是指被適配成在有分析物存在的情況下實(shí)施至少一種光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)的物質(zhì)或物質(zhì)混合。因此，所述檢測反應(yīng)優(yōu)選地可以是指測試化學(xué)品或者其至少一部分的顏色改變。關(guān)于測試化學(xué)品，在本領(lǐng)域內(nèi)知道設(shè)計(jì)測試化學(xué)品的多種可能性。在這方面可以參照前面提到的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。特別可以參照j.hoenes等人的thetechnologybehindglucosemeters:teststrips，diabetestechnology&therapeutics，volume10,supplement1,2008,s-10tos-26。但是其他類型的測試化學(xué)品也是可能的。優(yōu)選的是，所述測試化學(xué)品包括至少一種酶，其優(yōu)選地以高度特定性優(yōu)選地與分析物直接或間接反應(yīng)，其中在測試化學(xué)品中存在另外的一種或更多種光學(xué)指示劑物質(zhì)，其在所述至少一種酶與分析物反應(yīng)時實(shí)施至少一項(xiàng)光學(xué)上可檢測的屬性改變。因此，所述至少一種指示劑可以包括一種或更多種染料，其實(shí)施表明所述至少一種酶與分析物的酶反應(yīng)的變色反應(yīng)。因此，所述至少一種酶可以包括葡糖氧化酶和/或葡糖脫氫酶。但是也可以使用其他類型的酶和/或其他類型的測試化學(xué)品或者測試化學(xué)品的活性成分。
所述方法還包括采集測試場的圖像的圖像序列。這一圖像采集可以包括采集整個測試場和/或測試場的特定部分的圖像。因此，可以比如通過測試元件的遮罩和/或外罩定義至少一個查看窗口，其提供測試場的可見部分的邊界，其在后面將被簡單地稱作測試場的查看窗口。這種類型的查看窗口例如從前面提到的wo2010/094426a1獲知。
這里所使用的術(shù)語“圖像序列”指的是在相繼的時間點(diǎn)采集的多幅圖像。優(yōu)選地，圖像采集例如通過使用恒定的幀率發(fā)生在等距時間點(diǎn)處。因此，可以使用20幀每秒、25幀每秒、37幀每秒的幀率或者其他類型的幀率。此外，這里所使用的術(shù)語“圖像”指的是信息數(shù)值的一維或二維矩陣，其中所述矩陣的每一個位置表明圖像檢測器的特定像素，并且其中存儲在矩陣的該位置處的信息數(shù)值表明通過圖像檢測器的像素采集的光學(xué)信息，比如灰度值。正如后面進(jìn)一步詳細(xì)地概述的那樣，一幅圖像可以包括圖像檢測器的所有像素的信息數(shù)值。或者可以僅使用部分圖像，比如圖像的僅僅特定節(jié)段。在后面，術(shù)語“圖像”可以指代全部兩種選項(xiàng)，即利用整幅圖像的選項(xiàng)或者僅僅利用部分圖像的選項(xiàng)，比如僅僅利用圖像的預(yù)定義節(jié)段。
因此，術(shù)語“圖像檢測器”（其在后文中也被簡單地稱作檢測器）指的是具有被設(shè)置在一維矩陣（線檢測器）或二維矩陣（陣列檢測器）中的多個光敏傳感器元件的任意檢測器件。所述檢測器的圖像傳感器在后文中還將被稱作檢測器的像素。所述像素優(yōu)選地被設(shè)置在共同的平面中，該平面也可以被稱作檢測器平面。所述像素矩陣可以包括像素的直線和/或像素的矩形陣列。但是其他類型的像素設(shè)置也是可能的，比如圓形設(shè)置和/或六邊形設(shè)置。所述像素本身是光敏傳感器元件，比如光敏半導(dǎo)體元件，比如ccd或cmos傳感器元件，優(yōu)選地是cmos傳感器元件。
根據(jù)本發(fā)明的方法還包括檢測所述圖像序列的圖像中的測試場的至少一項(xiàng)特性特征。所述檢測可以被實(shí)施至少一次，其中包括反復(fù)檢測或嘗試檢測所述特性特征的選項(xiàng)。因此，對于所述至少一項(xiàng)特性特征的檢測還可以包括迭代算法，比如具有2次或更多次迭代的算法，比如四次迭代，優(yōu)選地是具有細(xì)化的參數(shù)的迭代。
這里使用的術(shù)語“特性特征”指的是可以在圖像序列的圖像中（優(yōu)選地是在所有這些圖像中）檢測到的測試場中的任意特征或不規(guī)則性。因此，所述特性特征可以包括圖像中的灰度值的特性空間分布，表明隨機(jī)的結(jié)構(gòu)和/或規(guī)則的結(jié)構(gòu)。所述特性特征優(yōu)選地標(biāo)示測試場本身的屬性，比如測試化學(xué)品和/或測試場的另一組成部分的屬性。因此，所述特性特征可以由測試場的可見隨機(jī)結(jié)構(gòu)形成，比如由測試場的顆粒性和/或粗糙性形成。這些類型的隨機(jī)結(jié)構(gòu)在制造測試場時通常是不可避免的，并且在本發(fā)明中可以在不刻意將這些特性特征引入到測試場中的情況下被使用。替換地或附加地，所述特性特征可以被刻意地引入到測試場中，比如通過引入一個或更多定位標(biāo)記和/或基準(zhǔn)標(biāo)記。
這里使用的術(shù)語“檢測”可以是指本領(lǐng)域內(nèi)已知的用于檢測一種或更多種圖案的任意算法，比如在圖像中的圖案辨識領(lǐng)域內(nèi)所知的算法。所述檢測特別可以包括識別出圖像序列的圖像中的特性特征和/或特性特征的坐標(biāo)。因此，特性特征的檢測結(jié)果特別可以包括一個或更多坐標(biāo)，比如一個或更多矩陣的坐標(biāo)，表明所述特性特征在圖像序列的圖像中的位置。如果檢測失敗并且如果在圖像序列的圖像中沒有檢測到所述特性特征，則所述檢測過程可以返回錯誤或默認(rèn)數(shù)值。但是圖案辨識領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將立即認(rèn)識到，可以使用檢測算法的其他實(shí)施例。
對于至少一項(xiàng)特性特征的檢測可以形成本發(fā)明的方法的一個明確的或隱含的步驟。因此，可以在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個中間步驟的輸出中明確地表明所述特性特征。替換地或附加地，對于特性特征的檢測可以簡單地包括選擇圖像序列的一幅或更多幅圖像的至少一個特定部分并且將包含在該部分中的信息標(biāo)示為特性特征，其中針對該信息或者類似類型的信息掃描或搜索圖像序列的其他圖像。
所述方法還包括通過使用所述特性特征校正圖像序列中的圖像檢測器與測試場之間相對位置改變，從而獲得經(jīng)過校正的圖像序列。這里使用的術(shù)語“圖像序列中的圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變”指的是由圖像檢測器成像的測試場的絕對位置、角度定向以及幾何結(jié)構(gòu)當(dāng)中的至少一項(xiàng)的任意改變。這一相對位置改變可以是由于圖像檢測器的位置改變和/或測試場的位置改變。
此外，這里所使用的術(shù)語“校正”指的是被適配成補(bǔ)償圖像序列中的相對位置改變的任意算法。因此，所述算法可以被適配成對圖像序列的每一幅圖像的信息矩陣進(jìn)行變換，比如通過把所述矩陣平移到空間中的至少一個方向上，和/或通過圍繞至少一個軸將所述信息矩陣旋轉(zhuǎn)大約至少一個角度，和/或通過將所述矩陣?yán)旎驂嚎s指定量。根據(jù)在特定圖像中檢測到的特性特征，可以對于圖像序列的每一幅圖像單獨(dú)地適配所述校正。具體來說，可以把圖像序列的一幅圖像定義為參考圖像，其中對圖像序列的其他圖像進(jìn)行校正，從而使得可以在所述矩陣的相同位置處找到經(jīng)過校正的圖像序列的所有經(jīng)過校正的圖像的特性特征。
所述經(jīng)過校正的圖像序列在后面也被稱作經(jīng)過校正的序列。通過根據(jù)本發(fā)明獲得經(jīng)過校正的序列，所述經(jīng)過校正的序列可以被用于檢測至少一種分析物，比如用于觀察由于測試化學(xué)品與將要檢測的分析物的檢測反應(yīng)而導(dǎo)致的測試場的至少一項(xiàng)光學(xué)上可檢測屬性的改變（可選地是與時間有關(guān)的改變）。通過對圖像序列進(jìn)行校正，相比于傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得高度的魯棒性和可靠性，并且克服了已知的方法和器件的大多數(shù)前面提到的缺點(diǎn)。
可以通過多種有利的方式進(jìn)一步發(fā)展前面所公開的基本方法。因此，正如前面所概述的那樣，圖像序列的每一幅圖像可以包含信息數(shù)值的一維或二維或者一般來說n維矩陣，所述信息數(shù)值優(yōu)選地是灰度值信息，其優(yōu)選地是4比特、8比特、12比特或16比特信息數(shù)值。
正如前面所概述的那樣，對于圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變的校正可以包括任意校正算法。最優(yōu)選地，所述校正包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一項(xiàng)校正：在至少一個空間方向上對圖像檢測器上的測試場的圖像的平移校正；圍繞至少一個旋轉(zhuǎn)軸對圖像檢測器上的測試場的圖像的旋轉(zhuǎn)校正；圖像檢測器上的測試場的圖像的畸變校正，所述畸變優(yōu)選地是由于測試場的扭曲而導(dǎo)致的，所述校正比如是通過使用至少一個拉伸和/或至少一個壓縮而進(jìn)行的校正。前面提到的校正可以容易地通過對信息數(shù)值的矩陣進(jìn)行變換的數(shù)學(xué)校正算法來實(shí)施。適當(dāng)?shù)木仃囎儞Q對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
正如前面進(jìn)一步概述的那樣，優(yōu)選地在恒定時間序列中采集圖像序列的圖像，其中在所述序列的相繼圖像的采集之間具有等距時間間隔。因此可以使用1/100s到5s的時間間隔，優(yōu)選地是1/64s到2s的時間間隔。
所述圖像檢測器優(yōu)選地可以包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一個檢測器：具有有光敏傳感器元件構(gòu)成的一條線的線檢測器，以及具有光敏傳感器元件的二維陣列的二維檢測器。正如前面所概述的那樣，所述光敏傳感器元件也被稱作像素。優(yōu)選地可以使用二維陣列檢測器，優(yōu)選地是矩形陣列檢測器。所述陣列優(yōu)選地在每一個維度中包括至少3個、更加優(yōu)選地至少5個或者甚至至少10個像素，比如每一個維度中至少50個像素。作為一個實(shí)例，可以使用在每一個維度中包括20到1000個像素的二維陣列檢測器。
另外的優(yōu)選實(shí)施例涉及相對位置改變的校正。如前所表明的，所述校正優(yōu)選地可以包括使用圖像序列的至少一幅圖像作為參考圖像。所述參考圖像在校正期間保持不變。隨后可以通過利用像素位置的至少一項(xiàng)計(jì)算校正（諸如通過使用對這些圖像的矩陣的數(shù)學(xué)變換（比如前面所列出的一項(xiàng)或更多項(xiàng)變換））來對圖像序列的至少一幅、優(yōu)選地多于一幅并且最優(yōu)選的是所有其他剩余的圖像進(jìn)行校正。所述計(jì)算校正可以被選擇成使得圖像序列的參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性被最大化。換句話說，所述計(jì)算校正可以被選擇成使得：如前所述，至少在特定的和預(yù)先定義的容差程度下，可以在相同位置處找到測試場的特性特征并且在經(jīng)過校正的圖像序列的每一幅圖像中具有相同定向。這里所使用的術(shù)語“相關(guān)性”指的是用于表明圖像和/或包含在這些圖像中的特征的一致性或相似性的任意度量。因此，作為一個實(shí)例，可以使用一個或更多相關(guān)性系數(shù)來量化圖像的相似性和/或一致性，比如經(jīng)驗(yàn)相關(guān)性系數(shù)和/或pearson相關(guān)性。
正如前面所概述的那樣，所述計(jì)算校正可以包括在至少一個空間方向上偏移圖像序列的剩余圖像的像素。這一像素偏移可以通過表示圖像的信息數(shù)值的矩陣的平移變換來實(shí)施。所述偏移可以被選擇成使得參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性被最大化?？梢詫τ趫D像序列的剩余圖像當(dāng)中的每一幅圖像單獨(dú)選擇所述偏移。
作為針對偏移剩余圖像的像素的補(bǔ)充或替換，可以使用旋轉(zhuǎn)。因此，所述計(jì)算校正可以包括對圖像序列的剩余圖像圍繞至少一個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)至少一個旋轉(zhuǎn)角度的至少一項(xiàng)旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)軸和/或旋轉(zhuǎn)角度可以被選擇成使得參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性可以被最大化。同樣地，可以對于圖像序列的剩余圖像當(dāng)中的每一幅圖像單獨(dú)地選擇旋轉(zhuǎn)軸和/或旋轉(zhuǎn)角度。此外，所述計(jì)算校正可以包括合理性檢查（plausibilitycheck）。因此，如果需要結(jié)果超出預(yù)定限值的計(jì)算校正，則所述校正可以返回錯誤和/或可以被中斷。類似地，如果多于一項(xiàng)計(jì)算校正的結(jié)果是合理的，比如通過檢測到多于一項(xiàng)圖案匹配、多于一項(xiàng)高相關(guān)性或合理的相關(guān)性，則可以返回錯誤和/或可以中止所述計(jì)算校正。
本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施例涉及前面提到的特性特征。一項(xiàng)或更多項(xiàng)特性特征可以被用于實(shí)施校正。所述特性特征可以包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一項(xiàng)特征：可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的粗糙性；可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的測試化學(xué)品的顆粒性；可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的缺陷；包括在測試場中并且可以在圖像序列的圖像中檢測到的至少一個（優(yōu)選地至少兩個）基準(zhǔn)標(biāo)記。這里所使用的術(shù)語“缺陷”可以指代測試化學(xué)品和/或測試場中的任意瑕疵，比如灰塵、纖維、裂縫或者任何其他類型的不規(guī)則性?？梢允褂闷渌愋偷奶匦蕴卣?。
所述方法還可以包括以下至少一個步驟：從圖像序列或經(jīng)過校正的圖像序列導(dǎo)出實(shí)際的分析物濃度。優(yōu)選的是，通過下列方式檢測分析物的濃度：通過檢測測試化學(xué)品的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性，和/或通過檢測由于測試化學(xué)品與分析物的光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)而導(dǎo)致的測試化學(xué)品的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性的至少一項(xiàng)改變。因此，所述至少一項(xiàng)光學(xué)屬性可以包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性：顏色、絕對減退以及相對減退。這里所使用的術(shù)語“顏色”指的是至少一個預(yù)定光譜范圍內(nèi)的特定光吸收，其可以存在于可見和/或紫外和/或紅外光譜區(qū)段中。術(shù)語“減退（remission）”指的是光的無定向反射，比如散射光。因此，為了確定所述減退，可以使用至少一個光源從至少一個檢測側(cè)照明測試場，并且可以通過前面提到的檢測器優(yōu)選地在與測試場的照明角度不同的角度下檢測從測試場反射和/或散射的光。術(shù)語“相對減退”指的是歸一化的減退，其中優(yōu)選地將特定減退用作規(guī)范數(shù)值。因此，在將體液樣本應(yīng)用到測試場之后檢測到所述至少一項(xiàng)光學(xué)屬性的改變時，可以使用樣本應(yīng)用之前的所謂的減退的空白數(shù)值來對后續(xù)的減退數(shù)值進(jìn)行歸一化，以便獲得相對減退。所述空白數(shù)值也被稱作干燥空數(shù)值?？梢允褂眠@些數(shù)值的至少一個。在實(shí)施歸一化（其也被稱作標(biāo)準(zhǔn)化）的情況下，比如為了產(chǎn)生相對減退的數(shù)值，所述歸一化可以在整幅圖像的基礎(chǔ)上、在部分圖像的基礎(chǔ)上以及在逐個像素的基礎(chǔ)上發(fā)生。因此，在逐個像素的基礎(chǔ)上，可以將一幅圖像的每一個像素的信息數(shù)值除以空白圖像的相應(yīng)像素的信息數(shù)值。
可以從包含在圖像序列或者經(jīng)過校正的圖像序列的一幅圖像、多于一幅圖像或所有圖像中的一個信息數(shù)值、多于一個信息數(shù)值或所有信息數(shù)值導(dǎo)出測試化學(xué)品的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性和/或所述至少一項(xiàng)光學(xué)屬性的至少一項(xiàng)改變。后面將給出更加詳細(xì)的實(shí)例。
可以在圖像序列的采集期間將至少一個體液樣本應(yīng)用到測試場。因此，取決于對應(yīng)的圖像的采集時間點(diǎn)，可以將圖像序列細(xì)分成兩個或更多圖像序列。因此，所述圖像序列可以包括空白圖像序列，其中所述空白圖像序列可以包括在把體液樣本應(yīng)用到測試場之前所采集的多幅空白圖像。優(yōu)選的是，空白圖像序列可以包括在樣本應(yīng)用之前所采集的所有圖像?？瞻讏D像序列還可以被稱作干燥空圖像序列。
空白圖像序列優(yōu)選地可以被用于導(dǎo)出關(guān)于樣本應(yīng)用之前的測試場的至少一項(xiàng)信息。為此目的，優(yōu)選地使用經(jīng)過校正的空白圖像，也就是在對空白圖像序列中的圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變實(shí)施前面所提到的至少一項(xiàng)校正之后的空白圖像。優(yōu)選的是，在對空白圖像序列的空白圖像的相對位置改變實(shí)施校正之后，從空白圖像序列的空白圖像導(dǎo)出至少一幅經(jīng)過平均的空白圖像。這里所使用的術(shù)語“經(jīng)過平均的圖像”或者特別是術(shù)語“經(jīng)過平均的空白圖像”指的是對于幾幅圖像的任意平均過程的結(jié)果，其中生成平均值矩陣。因此，可以通過對矩陣的相應(yīng)的域（field）進(jìn)行平均來在逐個像素的基礎(chǔ)上實(shí)施所述平均。因此，在二維矩陣的情況下，可以對矩陣的相應(yīng)像素實(shí)施平均，從而生成針對矩陣的每一個域的平均值。所述平均通?？梢园ㄈ魏晤愋偷囊阎钠骄椒?，比如加權(quán)平均、幾何平均或算術(shù)平均。因此，經(jīng)過平均的空白圖像可以是在每一個維度中具有與經(jīng)過校正的空白圖像序列的經(jīng)過校正的圖像相同數(shù)目的域的矩陣，其中經(jīng)過平均的空白圖像的矩陣的每一個域包含作為在經(jīng)過校正的空白圖像的相應(yīng)的域?qū)嵤┢骄^程的結(jié)果的經(jīng)過平均的信息數(shù)值。
優(yōu)選的是，在圖像序列的圖像的采集期間可以在連續(xù)過程中導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像。在該連續(xù)過程中，優(yōu)選地可以從到目前為止所采集的經(jīng)過校正的空白圖像導(dǎo)出初步經(jīng)過平均的空白圖像。新采集的空白圖像可以被用于修訂所述初步經(jīng)過平均的空白圖像。因此，對于每一幅新采集的空白圖像，可以更新初步經(jīng)過平均的空白圖像，從而生成新的初步經(jīng)過平均的空白圖像。初步經(jīng)過平均的空白圖像的最終版本（也就是在合并經(jīng)過校正的空白圖像序列的最后一幅經(jīng)過校正的空白圖像之后所導(dǎo)出的初步經(jīng)過平均的空白圖像）隨后可以被用作最終經(jīng)過平均的空白圖像。通常來說，空白圖像序列的經(jīng)過校正的空白圖像的相應(yīng)像素的信息可以被用于導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素的信息。因此通常來說，可以通過至少一項(xiàng)線性組合和/或通過至少一項(xiàng)平均操作來組合各幅經(jīng)過校正的空白圖像的相應(yīng)像素的信息，以用于導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素。因此，可以通過至少一項(xiàng)線性組合和/或通過至少一項(xiàng)平均操作來組合經(jīng)過校正的空白圖像序列的所有經(jīng)過校正的圖像n的所有像素(i,j)n，以便對于所述矩陣的所有i、j導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素(i,j)av。
可以通過使用空白圖像序列來檢測分析物，優(yōu)選地通過使用經(jīng)過校正的空白圖像序列，并且更優(yōu)選地通過使用經(jīng)過平均的空白圖像。
附加地或替換地，所述方法可以包括以下至少一個附加步驟：確定至少一幅達(dá)陣（touchdown）圖像，優(yōu)選的是至少一幅經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像。這里所使用的術(shù)語“達(dá)陣圖像”指的是恰好在樣本應(yīng)用時刻（其也被稱作達(dá)陣時刻）所采集的圖像序列的圖像，或者是在樣本應(yīng)用時刻之后所采集的圖像序列的圖像，其中所述圖像是在與圖像序列的所有其他圖像相比最靠近樣本應(yīng)用時刻的時刻所采集的。相應(yīng)地，這里所使用的術(shù)語“經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像”指的是恰好在樣本應(yīng)用時刻（其也被稱作達(dá)陣時刻）所采集的經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像，或者是在樣本應(yīng)用時刻之后所采集的經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像，其中所述經(jīng)過校正的圖像是在與經(jīng)過校正的圖像序列的所有其他經(jīng)過校正的圖像相比最靠近樣本應(yīng)用時刻的時刻所采集的。
優(yōu)選的是，所述達(dá)陣圖像是對在樣本應(yīng)用之后并且在發(fā)生任何檢測反應(yīng)之前（至少在由圖像檢測器的檢測限制所提供的容差之內(nèi)）的測試場或者其至少一部分進(jìn)行視覺化的圖像。因此，達(dá)陣圖像是在體液樣本已經(jīng)將測試化學(xué)品濕化的情況下測試場或其至少一部分的圖像，但是其中優(yōu)選地還沒有發(fā)生測試化學(xué)品的檢測反應(yīng)。因此，達(dá)陣圖像可以提供在樣本應(yīng)用之前所采集的圖像上的測試場或者其至少一部分的光學(xué)上可檢測改變的信息，所述光學(xué)上可檢測改變比如是由于通過體液樣本濕化測試化學(xué)品而導(dǎo)致的改變和/或由于樣本應(yīng)用造成的測試場的機(jī)械形變而導(dǎo)致的測試場的改變，所述機(jī)械形變比如是由于通過毛細(xì)管和/或例如刺血針之類的穿刺元件接觸測試場以便將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試場上而導(dǎo)致的機(jī)械信息。
因此，作為針對使用空白圖像序列、經(jīng)過校正的空白圖像序列以及經(jīng)過平均的空白圖像當(dāng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)的補(bǔ)充或替換，可以使用達(dá)陣圖像或者經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像來檢測分析物。
作為一個實(shí)例，可以通過使用在樣本應(yīng)用之后采集的至少一幅圖像（優(yōu)選的是至少一幅經(jīng)過校正的圖像）和/或從中導(dǎo)出的任何信息（比如這些圖像或經(jīng)過校正的圖像或者其一部分上的平均值的時間序列）來檢測分析物。此外，由于樣本應(yīng)用可能會在圖像序列或經(jīng)過校正的圖像序列中引入偽像，因此對于分析物的檢測可以考慮到從前面提到的達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像導(dǎo)出的至少一項(xiàng)信息。因此，作為一個實(shí)例，可以完全地或部分地校正由于樣本應(yīng)用而導(dǎo)致的圖像序列或經(jīng)過校正的圖像序列中的改變，比如由于測試場的濕化所引發(fā)的改變和/或由于測試場的機(jī)械形變所引發(fā)的改變。附加地或替換地，對于分析物的檢測可以考慮到從所述空白圖像序列導(dǎo)出的至少一項(xiàng)信息，比如從經(jīng)過平均的空白圖像導(dǎo)出的至少一項(xiàng)信息。因此，作為一個實(shí)例，可以完全地或部分地校正測試場的逐批次變化的影響和/或測試場的照明的影響。
因此，可以通過把經(jīng)過校正的圖像序列的圖像與達(dá)陣圖像以及空白圖像序列當(dāng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)進(jìn)行比較來檢測分析物，優(yōu)選的是與經(jīng)過平均的空白圖像和/或達(dá)陣圖像進(jìn)行比較。這里所使用的術(shù)語“比較”指的是適合于導(dǎo)出關(guān)于包含在圖像中的信息數(shù)值的差異是偏差的信息的任意過程。因此，術(shù)語“比較”特別可以指的是形成兩個信息數(shù)值之間的差值和/或形成兩個信息數(shù)值的商。
優(yōu)選地可以在逐個像素的基礎(chǔ)上實(shí)施比較，通過把經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像的每一個像素與達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像的相應(yīng)像素進(jìn)行比較和/或與空白圖像序列（優(yōu)選的是經(jīng)過校正的空白圖像序列）的圖像的相應(yīng)像素進(jìn)行比較，并且更優(yōu)選的是與經(jīng)過平均的空白圖像的像素進(jìn)行比較。因此可以導(dǎo)出逐個像素的差和/或逐個像素的比值，從而通過經(jīng)過校正的圖像的相應(yīng)像素和達(dá)陣圖像和/或空白圖像并且優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素相除，和/或通過經(jīng)過校正的圖像序列的圖像的相應(yīng)像素和達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像的相應(yīng)像素和/或空白圖像并且優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素的相減而生成比值矩陣。
正如前面所概述的那樣，可以在逐個像素的基礎(chǔ)上實(shí)施經(jīng)過校正的圖像序列的圖像與達(dá)陣圖像和/或空白圖像序列并且優(yōu)選的是與經(jīng)過平均的空白圖像之間的比較，從而導(dǎo)出比較數(shù)值的矩陣，比如包含差和/或商的矩陣。
作為一個實(shí)例，可以導(dǎo)出比較矩陣并且將其用于分析物檢測，優(yōu)選的是用于確定分析物的濃度。所述比較矩陣的每一個像素的信息數(shù)值優(yōu)選地可以是所述圖像或經(jīng)過校正的圖像的像素與達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像的像素的相應(yīng)信息數(shù)值的差，將所述差除以至少一幅空白圖像或經(jīng)過校正的空白圖像（優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像）的相應(yīng)像素的信息數(shù)值。后面將更加詳細(xì)地給出這種類型的比較矩陣的實(shí)例。作為一個實(shí)例，如果將圖像序列的第n幅圖像或經(jīng)過校正的圖像的信息數(shù)值像素(i,j)標(biāo)示為in(i,j)，將經(jīng)過平均的空白圖像的信息數(shù)值標(biāo)示為b(i,j)，并且將達(dá)陣圖像的像素(i,j)的信息數(shù)值標(biāo)示為t(i,j)，則可以根據(jù)下面的公式導(dǎo)出比較矩陣cn的相應(yīng)像素：
為了檢測分析物，特別是為了導(dǎo)出至少一種體液的至少一份樣本中的分析物的濃度，可以進(jìn)一步評估所述至少一個比較矩陣。因此，可以評估包含在該比較矩陣中的信息的平均值或者替換地可以僅僅評估該比較矩陣的部分，比如比較矩陣的一感興趣區(qū)段內(nèi)的信息數(shù)值，正如后面將進(jìn)一步詳細(xì)解釋的那樣。
最優(yōu)選的是，可以把將體液樣本應(yīng)用到測試場之后包含在經(jīng)過校正的圖像序列的圖像的每一個像素中的信息除以包含在至少一幅空白圖像（優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像）的相應(yīng)像素中的信息，從而產(chǎn)生對應(yīng)于每一個像素的歸一化信息。因此可以產(chǎn)生經(jīng)過校正的相對圖像序列，其中每一幅經(jīng)過校正的相對圖像具有包含對應(yīng)像素的歸一化信息的像素。其中，可以在經(jīng)過校正的相對圖像序列的至少部分上產(chǎn)生至少一個經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值，優(yōu)選的是在經(jīng)過校正的相對圖像的一感興趣區(qū)段上產(chǎn)生。優(yōu)選的是，所述歸一化數(shù)值可以是經(jīng)過校正的相對圖像序列的部分上的平均值，優(yōu)選的是經(jīng)過校正的相對圖像的感興趣區(qū)段上的平均值。所述經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值可以被用于導(dǎo)出體液中的分析物的濃度。優(yōu)選地可以在把體液樣本應(yīng)用到測試場之后來監(jiān)測作為時間函數(shù)的經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值。后面將更加詳細(xì)地給出本發(fā)明的實(shí)例。但是應(yīng)當(dāng)提到的是，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出體液樣本中的至少一種分析物的濃度的其他類型的方法。
本發(fā)明的另外的實(shí)施例涉及檢測測試場的邊界。優(yōu)選的是，可以在經(jīng)過校正的圖像序列中檢測測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界。所述檢測可以在經(jīng)過校正的圖像序列的每一幅經(jīng)過校正的圖像中發(fā)生，在一組經(jīng)過校正的圖像中發(fā)生，或者在一幅經(jīng)過校正的圖像中發(fā)生。作為一個實(shí)例，對于測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界的檢測可以在經(jīng)過校正的空白圖像序列中和/或在經(jīng)過平均的空白圖像中發(fā)生。這里所使用的術(shù)語“邊界”指的是測試場的一條、兩條、三條或四條邊界線，其確定測試場的側(cè)向延伸，并且在所述邊界線之外不應(yīng)當(dāng)實(shí)施圖像評估。因此，如前所述，測試場可以由一條或更多條邊界線界定，在所述邊界線之外不會將測試化學(xué)品應(yīng)用到測試元件的載體。附加地或替換地，正如前面所概述的那樣，可以通過檢測器經(jīng)由查看窗口來觀察所述光學(xué)上可檢測反應(yīng)，所述查看窗口由完全地或部分地覆蓋測試場的測試元件的遮罩或外罩中的一個或更多窗口定義。在這方面可以參考前面提到的wo2010/094426a1，其公開了一種具有窗口的外罩，透過所述窗口可以觀察測試化學(xué)品的反應(yīng)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括：在經(jīng)過校正的圖像序列的一幅、多于一幅或者甚至所有圖像中和/或在經(jīng)過校正的空白圖像序列中和/或在經(jīng)過平均的空白圖像中檢測測試場的一條或更多條邊界和/或測試場的可見窗口的邊界。
為了檢測測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界，可以使用技術(shù)人員通常已知的多種方法。因此，可以使用一種或更多種閾值方法，其把經(jīng)過校正的圖像的像素的信息與一個或更多閾值進(jìn)行比較。通常來說，由于在前面提到的校正過程之后，經(jīng)過校正的圖像序列的所有圖像都應(yīng)當(dāng)被正確地定向和/或定位，因此在經(jīng)過校正的圖像序列的一幅經(jīng)過校正的圖像中確定測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界可能是足夠的，這是因?yàn)檫@些邊界的位置可以被轉(zhuǎn)移到所述序列的其他經(jīng)過校正的圖像。因此，作為一個實(shí)例，測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界可以被定義為經(jīng)過校正的圖像序列中的位置坐標(biāo)的函數(shù)，其中所述函數(shù)優(yōu)選地適用于經(jīng)過校正的圖像序列的所有經(jīng)過校正的圖像。因此，甚至可以通過如下這樣一種方式對經(jīng)過校正的圖像序列進(jìn)行定向和/或定位：使得測試場的邊界和/或查看窗口的邊界被定向?yàn)榕c經(jīng)過校正的圖像序列的序列矩陣的坐標(biāo)系的軸平行。
另外的優(yōu)選實(shí)施例涉及檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實(shí)施例中，在圖像序列中并且優(yōu)選的是在經(jīng)過校正的圖像序列中檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。這里所使用的術(shù)語“應(yīng)用時刻”指的是體液樣本到測試場上的樣本轉(zhuǎn)移發(fā)生的時間點(diǎn)。這里所使用的術(shù)語“時間”可以是指表明所述方法的進(jìn)展的任意參數(shù)或變量。該參數(shù)可以是時間參數(shù)，實(shí)施所述方法的器件的內(nèi)部時鐘，或者甚至可以是在其中檢測到樣本轉(zhuǎn)移的圖像序列的特定圖像的編號或指示符。由于優(yōu)選的是在預(yù)定時間點(diǎn)采集圖像，因此表明樣本轉(zhuǎn)移的特定圖像的標(biāo)識符標(biāo)示出所述過程中的特定時刻，從而標(biāo)示出將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻在后面也被稱作樣本應(yīng)用時刻、達(dá)陣時刻、應(yīng)用時刻或者轉(zhuǎn)移時刻。這一時刻可以實(shí)際上標(biāo)示特定時間點(diǎn)或者甚至一個時間段，這是因?yàn)闃颖巨D(zhuǎn)移通常在一段時間內(nèi)發(fā)生。在轉(zhuǎn)移時刻實(shí)際上是一個轉(zhuǎn)移時間段的情況下，所述轉(zhuǎn)移時間段的開始可以被標(biāo)示為特定轉(zhuǎn)移時刻。替換地或附加地，在其中檢測到樣本轉(zhuǎn)移的圖像序列的第一幅圖像的采集時間可以被標(biāo)示為轉(zhuǎn)移時刻。
可以使用多種方法來檢測應(yīng)用時刻。因此，可以通過觀察包含在圖像序列并且優(yōu)選的是經(jīng)過校正的圖像序列中的信息的一項(xiàng)或更多項(xiàng)改變來檢測應(yīng)用時刻。因此，可以觀察包含在所述圖像序列的圖像中的經(jīng)過平均的信息的改變。其中，可以使用未經(jīng)校正的圖像序列和/或經(jīng)過校正的圖像序列。優(yōu)選的是，可以通過觀察經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)改變來檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
為了檢測應(yīng)用時刻，可以在校正之后比較所述圖像序列并且優(yōu)選的是經(jīng)過校正的圖像序列的相鄰圖像。優(yōu)選地可以通過使用相鄰的經(jīng)過平均的圖像來實(shí)施所述比較。因此，對于每一幅圖像或者經(jīng)過校正的圖像可以導(dǎo)出平均值，比如通過對包含在所述圖像或經(jīng)過校正的圖像中的所有信息數(shù)值進(jìn)行平均，和/或通過在被包含在這些圖像中的信息數(shù)值的預(yù)定組或可確定的組上進(jìn)行平均。從而可以導(dǎo)出對于每一對相鄰圖像的經(jīng)過平均的差值，其表明相鄰的經(jīng)過校正的圖像上的相鄰圖像之間的差異。可以通過把所述經(jīng)過平均的差值與至少一個閾值進(jìn)行比較來檢測將樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。對于應(yīng)用時刻的其他類型的檢測可以是可能的。
正如前面所概述的那樣，除了檢測樣本應(yīng)用時刻之外，可以在圖像序列中識別出達(dá)陣圖像，或者相應(yīng)地可以在經(jīng)過校正的圖像序列中識別出經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像。這里使用的術(shù)語“達(dá)陣圖像”是在樣本應(yīng)用之后最靠近樣本應(yīng)用時刻所采集的所述圖像序列的圖像。因此，可以恰好在樣本應(yīng)用時刻采集達(dá)陣圖像，或者緊接在樣本應(yīng)用時刻之后采集。因此，一旦比如通過使用前面所公開的一種或更多種方法識別出樣本應(yīng)用時刻，達(dá)陣圖像就是在樣本應(yīng)用時刻采集的圖像，或者在這一時刻不應(yīng)當(dāng)采集圖像的情況下是在最靠近樣本應(yīng)用時刻的采集時間所采集的所述圖像序列的下一幅圖像。
正如后面將更加詳細(xì)地概述的那樣，所述達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像優(yōu)選地可以被用于檢測感興趣區(qū)段。
本發(fā)明的另外的實(shí)施例涉及以下事實(shí)，即在把樣本應(yīng)用到測試場上之后，取決于分析物的濃度，通常僅有測試場的部分實(shí)際上實(shí)施可檢測的反應(yīng)，并且因此僅有測試場的部分適合于評估來確定分析物濃度。因此，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之后，在圖像序列中確定至少一個感興趣區(qū)段。該感興趣區(qū)段可以在所述圖像序列的一幅圖像中確定、在所述圖像序列的多幅圖像中確定或者在所述圖像序列的所有圖像中確定。優(yōu)選的是，在經(jīng)過校正的圖像序列的一幅經(jīng)過校正的圖像、多幅經(jīng)過校正的圖像或者所有經(jīng)過校正的圖像中確定所述感興趣區(qū)段。因此，通過實(shí)施前面提到的圖像序列的校正，可以簡單地通過定義經(jīng)過校正的圖像序列中的坐標(biāo)來定義所述感興趣區(qū)段，這是因?yàn)榻?jīng)過校正的圖像序列內(nèi)的經(jīng)過校正的圖像的定向和/或定位保持恒定。
這里所使用的術(shù)語“感興趣區(qū)段”指的是在圖像序列的圖像的矩陣中并且優(yōu)選的是在經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像中由像素坐標(biāo)的組或集合定義的像素組或集合，其中所述像素集合或組被視為包含對于后續(xù)的分析考慮的信息數(shù)值，以用于定性地或定量地檢測體液樣本中的至少一種分析物的目的。在極端情況下，所述感興趣區(qū)段可以包括少至一個單一像素。但是所述感興趣區(qū)段通常包括多個像素。
因此，所述感興趣區(qū)段可以定義圖像或經(jīng)過校正的圖像中的像素集合或組，其中對于后續(xù)的分析考慮包含在這些像素中的信息數(shù)值，而可以忽略或者可以在較低程度下或者可以在較低權(quán)重下考慮未被包含在所述像素集合或組中的矩陣的其他信息數(shù)值。因此，所述感興趣區(qū)段可以定義一個像素集合或組，其中包含被認(rèn)為對于確定分析物濃度而言是重要的包含在其中一幅或更多幅圖像中的信息數(shù)值，而其他像素則被認(rèn)為不重要或者較不重要。
優(yōu)選的是，通過數(shù)字掩模（digitalmask）來確定感興趣區(qū)段，所述數(shù)字掩模為圖像序列或者經(jīng)過校正的圖像序列的圖像或經(jīng)過校正的圖像的矩陣的所有像素指派數(shù)值1（其將對于后續(xù)分析被考慮）或0（其將不會對于后續(xù)分析被考慮）。因此優(yōu)選的是，可以通過掩模以如下這樣一種方式來修改圖像序列或者優(yōu)選的是經(jīng)過校正的圖像序列的一個矩陣、多個矩陣或所有矩陣：使得定位在感興趣區(qū)段之外的所有信息數(shù)值被0取代，而處于感興趣區(qū)段內(nèi)部的所有信息數(shù)值則保持不變。后面將給出另外的實(shí)例。
為了優(yōu)選地在經(jīng)過校正的圖像序列中確定感興趣區(qū)段，可以使用多種方法。優(yōu)選的是，可以在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之前或期間采集至少一幅經(jīng)過校正的圖像，并且可以在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之后采集至少一幅經(jīng)過校正的圖像。作為在樣本應(yīng)用期間采集的圖像或經(jīng)過校正的圖像的一個實(shí)例，可以參考如前面所定義的達(dá)陣圖像或經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像。因此，在樣本應(yīng)用期間采集的圖像可以是如前面所定義的達(dá)陣圖像。
樣本應(yīng)用之后采集的圖像并且優(yōu)選的是樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像，優(yōu)選地可以是在樣本應(yīng)用時刻之后的預(yù)定時間點(diǎn)采集的圖像。優(yōu)選的是，所述時間點(diǎn)可以被選擇成使得檢測反應(yīng)已經(jīng)導(dǎo)致包含在圖像中的信息數(shù)值或者信息數(shù)值的至少一些的顯著改變。作為一個實(shí)例，在樣本應(yīng)用之后采集的圖像可以在樣本應(yīng)用時刻之后的預(yù)定時間跨度上被采集，比如0.5秒到4s的時間跨度，優(yōu)選的是0.7s到2s的時間跨度，并且更加優(yōu)選的是1s的時間跨度。
作為一個優(yōu)選實(shí)例，在樣本應(yīng)用之前或期間采集的圖像可以是前面提到的達(dá)陣圖像。在樣本應(yīng)用之后采集的圖像可以是在樣本應(yīng)用時刻之后的1秒處采集的圖像。
為了確定感興趣區(qū)段，可以在逐個像素的基礎(chǔ)上把在樣本應(yīng)用之前或期間采集的至少一幅經(jīng)過校正的圖像與在樣本應(yīng)用之后采集的至少一幅經(jīng)過校正的圖像進(jìn)行比較，也就是說把在樣本應(yīng)用之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像的每一個像素與在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像的相應(yīng)像素進(jìn)行比較。從而可以對于每一個像素生成一個差值，這諸如通過從在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像的像素的信息數(shù)值減去在樣本應(yīng)用之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像的相應(yīng)像素的信息數(shù)值。從而可以對于每一個像素生成一個差值，其中所述差值標(biāo)示包含在把樣本應(yīng)用到測試場上之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像的相應(yīng)像素中的信息與樣本應(yīng)用之后的差異。從而可以生成一個差異矩陣，其中可以對于每一個像素提供這些圖像的差異。
基于這些差值，同樣可以使用閾值方法來確定感興趣區(qū)段。因此，可以基于所述差值將像素分類為屬于感興趣區(qū)段的像素或者不屬于感興趣區(qū)段的像素。因此，可以把針對每一個像素的差值與一個或更多閾值進(jìn)行比較，其中（其本身或者其絕對值）超出閾值的差可以被分類為屬于感興趣區(qū)段的像素，而其他像素則可以被分類為不屬于感興趣區(qū)段的像素。從而通過確定屬于感興趣區(qū)段的像素的位置，可以導(dǎo)出位置集合或組，該位置集合或組本身可以被定義為矩陣內(nèi)的感興趣區(qū)段。
正如前面所概述的那樣，在樣本應(yīng)用之前或期間采集至少一幅經(jīng)過校正的圖像，并且在樣本應(yīng)用之后采集至少一幅經(jīng)過校正的圖像。優(yōu)選的是，在樣本應(yīng)用之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像的采集時間和在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像的采集時間相當(dāng)靠近把體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。因此優(yōu)選的是，在樣本應(yīng)用之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像的采集時間被選擇成不超出樣本應(yīng)用時刻之前的1s，并且在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像的采集時間被選擇成不超出樣本應(yīng)用時刻之后的1s。通過采集時間的這一選擇，可以確保前面所定義的差值主要是由于通過體液樣本濕化測試場和/或測試化學(xué)品而導(dǎo)致的。
感興趣區(qū)段被確定成使得感興趣區(qū)段可以完全處于測試場之內(nèi)，或者更優(yōu)選的是處于測試場的可見窗口的邊界之內(nèi)，正如前面所定義的那樣。
正如前面所概述的那樣，在確定包括從在樣本應(yīng)用之前或期間采集的經(jīng)過校正的圖像與在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過校正的圖像的比較導(dǎo)出的針對每一個像素的差值的差異矩陣時，可以使用至少一種閾值方法來對像素進(jìn)行分類，以便導(dǎo)出感興趣區(qū)段。多種類型的閾值方法在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且可以被用于確定感興趣區(qū)段的目的。因此，可以通過對于典型樣本的經(jīng)驗(yàn)測量來定義一個或更多閾值，從而按經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出至少一個閾值以用于將像素分類成屬于感興趣區(qū)段的像素和不屬于感興趣區(qū)段的像素。因此，可以針對每一個維度定義至少一個閾值，比如針對x方向的一個閾值以及針對y方向的一個閾值。更優(yōu)選的是，所述至少一種閾值方法可以包括otsu方法。因此，包含差值的像素可以被分類成兩個集合或組，一個組包含屬于感興趣區(qū)段的像素，并且一個組不屬于感興趣區(qū)段。可以通過選擇對各個組進(jìn)行定界的至少一個閾值來選擇組，其中具有高于所述閾值的差值的像素被指派到第一組，并且具有低于所述閾值的差值的像素被指派到第二組。其中，所述閾值可以被選擇成使得相同分類內(nèi)的差值之間的方差被最小化，而屬于不同分類的差值之間的方法則被最大化。但是作為針對otsu方法的補(bǔ)充或替換，可以使用其他類型的閾值方法。
正如前面所概述的那樣，感興趣區(qū)段可以作為圖像掩模被給出。該圖像掩?？梢员簧蔀闃?biāo)示屬于感興趣區(qū)段的像素。因此，所述圖像掩模可以被適配成用0取代定位在感興趣區(qū)段外部的圖像（優(yōu)選地是經(jīng)過校正的圖像）的所有信息數(shù)值，而位于感興趣區(qū)段之內(nèi)的像素的信息數(shù)值則可以保持不變。該圖像掩?？梢员粦?yīng)用于一幅圖像并且優(yōu)選的是一幅經(jīng)過校正的圖像，被應(yīng)用于多幅圖像并且優(yōu)選的是多幅經(jīng)過校正的圖像，或者被應(yīng)用于所有圖像并且優(yōu)選的是所有經(jīng)過校正的圖像。優(yōu)選的是，所述圖像掩?？梢允嵌M(jìn)制圖像掩模，其把處于感興趣區(qū)段內(nèi)部的像素的所有信息數(shù)值乘以1，并且把位于感興趣區(qū)段外部的像素的信息數(shù)值乘以0。
感興趣區(qū)段可以被用于通過多種方式檢測體液樣本中的至少一種分析物。因此優(yōu)選的是，僅屬于經(jīng)過校正的圖像序列中的感興趣區(qū)段的像素可以被用于檢測體液樣本中的分析物。
此外，正如前面所概述的那樣，可以比如通過使用至少一種評估算法從圖像序列或經(jīng)過校正的圖像序列導(dǎo)出分析物濃度。所述評估算法可以是預(yù)定的或者可以是可確定的。此外，可以基于前面提到的差異矩陣從多種潛在的評估算法當(dāng)中選擇評估算法，所述差異矩陣包含樣本應(yīng)用之前或期間采集的圖像的信息數(shù)值與在樣本應(yīng)用之后采集的圖像的信息數(shù)值的差異。因此，基于這些差異，比如基于整幅圖像或者這些圖像的部分上（比如在前面提到的感興趣區(qū)段上）的經(jīng)過平均的差異，可以選擇適當(dāng)?shù)脑u估算法。
因此，作為一個實(shí)例，可以使用前面提到的差異矩陣，其中包含在樣本應(yīng)用時刻之后1秒采集的圖像的信息數(shù)值與達(dá)陣圖像的信息數(shù)值的差異?；诎谠摬町惥仃囍械牟钪?，比如基于包含在差異矩陣中的所有差值上或者差異矩陣內(nèi)的感興趣區(qū)段上的經(jīng)過平均的差值，可以關(guān)于將被用來從圖像序列并且優(yōu)選的是經(jīng)過校正的圖像序列確定分析物濃度的適當(dāng)評估算法做出決定。因此，如果所述經(jīng)過平均的差值滿足至少一項(xiàng)預(yù)定條件，則可以選擇被指派給該預(yù)定條件的評估算法。作為一個實(shí)例，所述預(yù)定條件可以包括與一個或更多閾值的比較。
在本發(fā)明的另一個方面中，公開了一種計(jì)算機(jī)程序。所述計(jì)算機(jī)程序包括用于執(zhí)行根據(jù)所述方法（其根據(jù)本發(fā)明）的其中一個或更多實(shí)施例的方法的各個方法步驟的程序裝置，比如前面公開的實(shí)施例或者在后面公開的實(shí)施例。因此，可以提供用于執(zhí)行通過利用圖像檢測器采集測試場的圖像的圖像序列的步驟的程序裝置，用于檢測所述圖像序列的圖像中的測試場的至少一項(xiàng)特性特征的程序裝置，以及用于對圖像序列中的相對位置改變進(jìn)行校正的程序裝置，從而生成經(jīng)過校正的圖像序列。此外還可以提供用于執(zhí)行如在前面概述或者如在后面概述的附加的可選方法步驟的程序裝置。所述程序裝置通常分別可以包括一條或更多條計(jì)算機(jī)可讀命令，其被適配成當(dāng)在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時使得所述計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行所述方法。優(yōu)選的是，所述程序裝置可以被存儲在比如可由計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)讀取的易失性或非易失性計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)之類的存儲介質(zhì)上，比如被存儲在至少一個計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)載體上。這里所使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”可以是指任意數(shù)據(jù)處理器件。因此，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”可以指代靜止數(shù)據(jù)處理器件和/或手持式器件，比如便攜式計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)、口袋尺寸便攜式器件或者任何其他類型的便攜式器件。
這里所使用的術(shù)語“便攜式”通?？梢灾复梢杂扇祟惐热鐢y帶在口袋中的器件。因此優(yōu)選的是，所述便攜式器件通?？梢跃哂袃?yōu)選地不超出1kg的重量，更加優(yōu)選的是不超出500g。此外，便攜式器件優(yōu)選地具有不超出1000cm3的體積，更加優(yōu)選的是不超出500cm3。
此外還公開了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，比如包括一臺或更多臺計(jì)算機(jī)以及/或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有用于加載根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序并且用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序的至少一個處理器。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身可以完全地或者部分地是用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的器件的部分，正如后面更加詳細(xì)地公開的那樣。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他實(shí)現(xiàn)方式也可以是可能的。
在另一個方面中公開了一種存儲介質(zhì)，其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被存儲在所述存儲介質(zhì)上，其中，在被加載到計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中之后，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被適配成實(shí)施根據(jù)所述方法（其根據(jù)本發(fā)明）的一個或更多實(shí)施例的方法。
在本發(fā)明的另一個方面中，公開了一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的器件。所述器件包括用于容納至少一個測試元件的至少一個測試元件容器（receptacle），所述至少一個測試元件具有帶有至少一種測試化學(xué)品的至少一個測試場。對于測試元件的潛在實(shí)施例，可以參照前面所公開的或者在后面更加詳細(xì)地公開的一個或更多實(shí)施例中的方法的公開內(nèi)容。
所述至少一個測試元件通?？梢园ㄒ粋€或更多測試元件，其中在本發(fā)明中可以使用多種類型的測試元件。因此，所述器件可以包括恰好一個測試元件?；蛘?，所述器件可以包括多個測試元件。因此，作為一個實(shí)例，所述器件可以包括儲匣（magazine），所述儲匣包含恰好一個測試元件，或者替換地所述器件可以包括儲匣，所述儲匣包含多個測試元件。
因此可以使用包括多個測試元件的測試條、測試帶、測試卡盒或測試儲匣。在這方面可以參考前面列出的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。還可以使用其他類型的測試元件。關(guān)于測試元件容器，適配用于容納所述至少一個測試元件的任何類型的容器是有用的，其中所述容器可以被適配成將所述至少一個測試元件保持和/或定位在器件內(nèi)，比如定位在至少一個測量位置和/或定位在至少一個樣本應(yīng)用位置。因此，可以提供測試元件或其一部分的至少一個測量位置和/或至少一個樣本應(yīng)用位置。如前所表明的，測試元件可以包括至少一個測試場。測試元件還可以可選地包括至少一個穿刺元件，比如至少一個刺血（lancing）元件，其優(yōu)選地可以關(guān)于測試場可移動地安放，以便實(shí)施穿刺運(yùn)動、采樣運(yùn)動或刺血運(yùn)動，從而在皮膚表面中生成切口。優(yōu)選的是，測試場在所述穿刺、采樣或刺血運(yùn)動期間保持在固定位置處，其中體液樣本被轉(zhuǎn)移到測試場上，這比如是通過毛細(xì)作用和/或通過在穿刺、采樣或刺血運(yùn)動之后將穿刺元件或其一部分按壓到測試場上。
所述器件還包括用于采集測試場的圖像的圖像序列的至少一個圖像檢測器，其也被稱作檢測器。關(guān)于圖像檢測器的潛在實(shí)施例，可以參考前面提到的檢測器。所述器件還可以包括被適配成存儲圖像序列的圖像的一個或更多數(shù)據(jù)存儲器件，比如一個或更多易失性或者非易失性數(shù)據(jù)存儲器件。
關(guān)于圖像檢測器的潛在實(shí)施例，可以參考前面的方法的公開內(nèi)容。具體來說，所述圖像檢測器可以包括至少一個線檢測器和/或至少一個二維圖像檢測器，優(yōu)選的是ccd線傳感器、cmos線傳感器、二維ccd陣列傳感器、二維cmos陣列傳感器或者所提到的傳感器系統(tǒng)和/或其他傳感器的任意組合。
除了多個像素之外，所述檢測器或圖像檢測器還可以包括一個或更多附加的元件。因此優(yōu)選的是，所述檢測器可以包括一個或更多光源，其被適配成在紫外和/或可見和/或紅外光譜范圍內(nèi)生成光。所述至少一個可選的光源可以被適配成照明所述至少一種測試化學(xué)品的至少部分和/或所述至少一個測試場的至少部分。因此優(yōu)選的是，所述檢測器包括至少一個光源，其生成光以用于照明測試場的至少部分，其中所述多個像素被適配成檢測從測試場傳播的光。因此優(yōu)選的是，所述至少一個光源和多個像素被設(shè)置在測試場的同一側(cè)。關(guān)于從測試場傳播到檢測器的多個像素的光的性質(zhì)可以有多種可能性。在不限制這些可能性的情況下，由所述至少一個光源生成的光可以被稱作激發(fā)光，并且從測試場傳播到所述多個像素的光可以被稱作檢測光或響應(yīng)光。通常來說，作為一個實(shí)例，檢測光可以是或者可以包括由測試場完全地或部分地反射或衍射的激發(fā)光。附加地或替換地，檢測光可以是或者可以包括由測試化學(xué)品或者其某些部分發(fā)出的光，比如熒光（例如，如在ep1780288b1中那樣）和/或磷光。因此通常來說，激發(fā)光和檢測光可以具有相同的波長或相同的光譜屬性，或者可以具有不同的波長或不同的光譜屬性。優(yōu)選的是，激發(fā)光到測試場上的入射角度不同于檢測光的發(fā)射角度。因此優(yōu)選的是，從測試場直接反射的激發(fā)光不會被所述多個像素檢測到。但是其他可能性也是可行的。
后面公開了檢測器的一個優(yōu)選實(shí)施例。所述檢測器可以被用作根據(jù)本發(fā)明的方法和器件中的檢測器。但是也可以在沒有本發(fā)明的其他元件的情況下通過單獨(dú)的方式實(shí)現(xiàn)所述檢測器，其中沒有本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)或者僅有涉及檢測器的細(xì)節(jié)。所述檢測器包括至少一個光源，正如前面所概述的那樣。所述檢測器還包括多個光敏傳感器元件，正如前面更加詳細(xì)地公開的那樣。所述檢測器還包括至少一種波長轉(zhuǎn)換材料，其被適配成將穿過所述波長轉(zhuǎn)換材料的光的波長轉(zhuǎn)換到一不同的波長，優(yōu)選的是更長的波長。因此，所述至少一種波長轉(zhuǎn)換材料可以被包括在一個或更多層中。優(yōu)選的是，所述波長轉(zhuǎn)換材料可以被包括在至少一個涂層中。所述涂層可以完全地或者部分地覆蓋檢測器的多個像素。檢測器的像素可以被包括在檢測器的圖像傳感器中，其中所述圖像傳感器完全地或部分地被包括所述至少一種波長轉(zhuǎn)換材料的至少一個涂層覆蓋。
優(yōu)選的是，所述至少一個光源被適配成生成紫外光。但是還可以附加地或替換地使用其他類型的光源。所述至少一種波長轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選地可以被適配成將紫外光譜范圍內(nèi)的光或者藍(lán)色光譜范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)換成綠色或紅色或者甚至紅外光譜范圍內(nèi)的可見光。因此，所述至少一種波長轉(zhuǎn)換材料可以被適配成將光轉(zhuǎn)換到像素的最大靈敏度的光譜范圍內(nèi)。
在本領(lǐng)域內(nèi)知道多種類型的波長轉(zhuǎn)換材料，并且部分可以買到。因此，所述波長轉(zhuǎn)換材料可以包括一種或更多種熒光材料和/或一種或更多種磷光材料。可以使用有機(jī)和/或無機(jī)波長轉(zhuǎn)換材料，比如一種或更多種熒光染料。因此，作為一個實(shí)例，可以把從顯示技術(shù)或照明技術(shù)獲知的量子點(diǎn)（quantumdot）材料、銪絡(luò)合物（europiumcomplex）材料或者熒光染料用作波長轉(zhuǎn)換材料。
所述檢測器可以包括圖像傳感器，所述圖像傳感器包括多個像素，比如cmos或ccd圖像傳感器芯片。所述圖像傳感器可以具有一個或更多包括波長轉(zhuǎn)換材料（比如至少一種熒光材料）的涂層。作為一個實(shí)例，所述波長轉(zhuǎn)換材料可以被適配成將波長為360nm的光子轉(zhuǎn)換成600nm的光子。其他類型的轉(zhuǎn)換也是可能的?？色@得具有足夠的量子效率和耐久性的大量染料。盡管所述轉(zhuǎn)換可能意味著光子通量的一定損失（這主要是由于幾何原因和靈敏度），但是由于圖像傳感器芯片在更長波長下的更好的靈敏度，所述波長轉(zhuǎn)換總體上可以提高檢測效率。因此，標(biāo)準(zhǔn)的cmos圖像傳感器芯片通常在600到900nm的范圍內(nèi)表現(xiàn)出最大效率。另一方面，紫外或藍(lán)色光譜范圍內(nèi)的靈敏度可能會降低到10%或者甚至小于1%。因此，通過使用所述波長轉(zhuǎn)換材料，可以實(shí)現(xiàn)檢測效率的高增長。
此外，所述波長轉(zhuǎn)換材料特別可以被適配于特定的檢測環(huán)境，特別是關(guān)于轉(zhuǎn)換屬性。因此通常來說，熒光染料可以將處于360nm范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)換成具有600nm或更大波長的光。
除了至少一種波長轉(zhuǎn)換材料之外，所述檢測器還可以包括一種或更多種過濾材料，其被適配成完全地或者部分地對穿過所述過濾材料的光的一個或更多波長進(jìn)行過濾。因此可以使用層設(shè)置，比如圖像傳感器芯片上的涂層，其包括具有至少一種波長轉(zhuǎn)換材料的一個或更多層以及具有至少一種過濾材料的一個或更多層。附加地或替換地，所述至少一種波長轉(zhuǎn)換材料和所述至少一種過濾材料可以被包括在同一層中。因此，通過使用過濾材料，可以消除和/或抑制不想要的光。通過使用這種或其他技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高效的圖像傳感器（比如高效的ccd或cmos圖像傳感器芯片）以用在紫外光譜范圍內(nèi)（比如用在360nm的波長處），其可以特別被適配于本發(fā)明。但是也可以附加地或替換地使用其他類型的檢測器。
所述波長轉(zhuǎn)換材料還可以被使用在簡單的一維光電二極管中，比如可以從vishaysemiconductorgmbh（d-74025heilbronn，德國）獲得的bpw34光電二極管的硅光電二極管。一個總體上的優(yōu)點(diǎn)在于相對較低的成本，這是因?yàn)榕c在紫外或藍(lán)色光譜范圍內(nèi)具有最大靈敏度的光電二極管（比如gap光電二極管）相比，通?？梢栽诘徒?個數(shù)量級的價格范圍內(nèi)獲得硅光電二極管。
還可以對波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行封裝，以便防止含氧成分對分析測量造成影響?？梢酝ㄟ^使用適當(dāng)?shù)幕|(zhì)材料來進(jìn)行封裝，其中波長轉(zhuǎn)換材料被完全地或部分地包含在基質(zhì)材料中，比如被分散到基質(zhì)材料中。作為一個實(shí)例，可以將一種或更多種樹脂用作基質(zhì)材料，比如環(huán)氧樹脂。所述基質(zhì)材料本身可以形成涂層。因此，可以把作為波長轉(zhuǎn)換材料的一種或更多種熒光團(tuán)（fluorophore）包括在形成圖像傳感器芯片的涂層的一種或更多種駐留物（resident）中。附加地或替換地，可以把一種或更多種玻璃用作基質(zhì)材料，所述玻璃包含作為波長轉(zhuǎn)換材料的一種或更多種摻雜物。作為一個實(shí)例，可以將一種或更多種稀土用作具有波長轉(zhuǎn)換屬性的摻雜物。作為一個實(shí)例，這些類型的包含一種或更多種摻雜物的玻璃可以從光纖技術(shù)獲知。所述玻璃可以被直接涂覆到圖像傳感器芯片上，和/或可以被分開并且獨(dú)立地制造，并且隨后可以被機(jī)械安放到圖像傳感器芯片上，比如通過使用具有適當(dāng)摻雜物的一塊或更多塊玻璃板。通過這種方式或其他方式，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的信噪比。
前面在其中一個或更多所公開的實(shí)施例中提到的檢測器特別可以與包含nad的測試化學(xué)品相組合。因此，激發(fā)波長可以被選擇成更靠近nadh的吸收的最大值，即更靠近大約350nm。對于具有更好的穩(wěn)定性的測試化學(xué)品，可以采用carba-nad以及突變酶（例如在wo2009/103540a1或wo2010/094632a1中描述）。由于carba-nadh的吸收峰值的偏移，在近似365nm的波長下進(jìn)行發(fā)射發(fā)光器件或光源（比如led）可能是優(yōu)選的?；蛘呖梢允褂冒哂性诳梢姺秶蚣t外范圍內(nèi)進(jìn)行吸收的指示劑的檢測層的分析系統(tǒng)，比如2,18-磷鉬酸鹽（例如在ep821234b1中公開的）或者四唑鹽（例如在us6656697b1或us7867728b2中公開的）。
這里所概述的本發(fā)明還可以被應(yīng)用于或者可以通過分析檢測層利用與葡糖氧化酶/過氧化酶以及指示劑mbth-ans或mbth-dmab（例如在us4935346a或ep1167540b1中描述的）的氧化耦合的來實(shí)現(xiàn)。
通過使用波長轉(zhuǎn)換材料，比如含銪的熒光材料，比如在測量光度模式下，可以把從測試化學(xué)品減退（remitted）的光向檢測器的像素（比如硅圖像傳感器芯片的像素）的靈敏度最大值偏移得更加靠近。
所述器件還可以包括至少一個控制單元，其中所述至少一個控制單元被適配成實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，即根據(jù)前面所公開或者在后面更加詳細(xì)地公開的一個或更多實(shí)施例的方法。正如前面所概述的那樣，所述至少一個控制單元優(yōu)選地可以包括一個或更多處理器，其中所述一個或更多處理器可以形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)和/或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
具體來說，所述控制單元包括一個或更多處理器，其通過實(shí)施適當(dāng)?shù)能浖?或程序代碼而被適配成實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。因此，對于所述器件的其他潛在的細(xì)節(jié)，可以參考前面所公開和/或在后面更加詳細(xì)地公開的方法。
所述器件優(yōu)選地可以是手持式器件和/或便攜式器件。根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)現(xiàn)方式在手持式器件中是特別有利的，這是因?yàn)閷?shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法所需的硬件資源可以被保持在相當(dāng)?shù)偷乃健Ｒ虼?，可以使用低水平的?shù)據(jù)存儲系統(tǒng)以及低水平的控制單元（特別是相當(dāng)簡單的處理器），而不需要使用精密的圖像分析工具。具體來說，通過使用相當(dāng)?shù)退降奶幚砥骺梢詫?shí)施圖像序列中的圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變的校正，該校正優(yōu)選地是通過使用一種或更多種相關(guān)措施而實(shí)現(xiàn)的。
正如前面所概述的那樣，所述控制單元優(yōu)選地可以包括至少一個處理器。所述至少一個處理器優(yōu)選地可以包括一個或更多微控制器。附加地或替換地，所述至少一個處理器可以包括至少一個專用集成電路（asic）。
在本發(fā)明的另一個方面中，公開了一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的測試系統(tǒng)。所述測試系統(tǒng)優(yōu)選地可以是手持式和/或便攜式測試系統(tǒng)。關(guān)于“便攜式”這一表達(dá)，可以參考前面給出的定義。所述測試系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明、根據(jù)前面提到的一個或更多實(shí)施例和/或根據(jù)后面更加詳細(xì)地公開的一個或更多實(shí)施例的至少一個器件。此外，所述測試系統(tǒng)包括至少一個測試元件，其具有至少一個測試場，所述至少一個測試場帶有至少一種測試化學(xué)品。關(guān)于所述至少一個測試元件和至少一個測試場，可以參考前面提到的公開內(nèi)容。所述測試化學(xué)品被適配成在有分析物存在的情況下實(shí)施至少一種光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)。
所述測試系統(tǒng)優(yōu)選地還可以包括至少一個穿刺元件。這里所使用的術(shù)語“穿刺元件”指的是被適配為在用戶的皮膚部分中產(chǎn)生一個或更多開口的任意元件。因此，所述至少一個穿刺元件可以包括一個或更多刺血針或刺血針元件。所述測試系統(tǒng)還可以被適配成通過使用穿刺元件來穿刺用戶的至少一個皮膚部分。因此，所述測試系統(tǒng)可以包括一個或更多致動器，其被適配成與所述至少一個穿刺元件接合，并且驅(qū)動穿刺元件向前移動以便穿刺用戶的至少一個皮膚部分。此外，所述至少一個致動器可以被適配成從用戶的所述皮膚部分收回所述至少一個穿刺元件。可選的是，在這一收回移動期間，可以由穿刺元件收集體液樣本，并且可選地可以將其轉(zhuǎn)移到至少一個測試元件上。因此，所述測試系統(tǒng)可以被適配成通過使用穿刺元件來穿刺用戶的至少一個皮膚部分，從而產(chǎn)生體液樣本，其中所述測試系統(tǒng)還可以被適配成把體液樣本轉(zhuǎn)移到測試元件的測試場上?？梢酝ㄟ^多種方式來實(shí)施所述樣本轉(zhuǎn)移。因此，可以實(shí)施至少一個轉(zhuǎn)移元件，和/或可以使得所述至少一個穿刺元件與至少一個測試場緊鄰或者與之接觸，以便轉(zhuǎn)移體液樣本。
所述穿刺元件優(yōu)選地可以包括至少一個微采樣器。所述至少一個微采樣器可以包括至少一個刺血針尖頭和至少一個毛細(xì)管，以用于提取體液樣本。因此，所述微采樣器可以包括具有一個或更多刺血針尖頭的一個或更多刺血針，每一個刺血針具有至少一個毛細(xì)管，優(yōu)選的是至少一條毛細(xì)管道或者至少兩條毛細(xì)管道。這里所使用的術(shù)語“毛細(xì)管”可以包括被適配用于通過毛細(xì)作用提取和/或傳輸液體的任何類型的元件。所述毛細(xì)管可以包括封閉管道，比如中空針中的管道，和/或開放管道，比如毛細(xì)管溝槽或毛細(xì)管狹縫。封閉管道可以通過管狀毛細(xì)管壁圓周閉合，而開放管道則可以沿著所述管道的縱軸提供開放的表面。
正如前面所概述的那樣，可以通過幾種方式來實(shí)施樣本轉(zhuǎn)移。因此，所述測試系統(tǒng)可以被適配成將穿刺元件（優(yōu)選的是微采樣器）按壓到測試場上，從而至少部分地將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試場上。因此，在使用微采樣器時，可以將微采樣器按壓到測試場上。其中優(yōu)選的是，可以使得可選的至少一條毛細(xì)管道與至少一個測試場相接觸。從而將包含在毛細(xì)管道中的體液至少部分地轉(zhuǎn)移到測試場上。附加地或替換地，其他類型的樣本轉(zhuǎn)移也是可能的。
測試場優(yōu)選地可以位于測試元件的外罩的空腔內(nèi)部。一個單一測試場可以被包括在或者位于一個外罩中，或者幾個測試場可以被包括在或者位于測試元件的一個外罩中。因此，測試元件可以被定義為具有至少一個測試場的元件，其優(yōu)選地適合于單一測試，也就是說用于針對體液樣本中的分析物的恰好一項(xiàng)檢測。一個測試元件或幾個測試元件可以被包括在測試系統(tǒng)中，比如通過使用包括一個測試元件的儲匣或者包括多于一個測試元件的儲匣。此外，幾個測試元件可以共享一個外罩或外罩部分，比如通過在一個共同的外罩內(nèi)部實(shí)施多個空腔，每一個空腔容納至少一個測試場。此外，正如前面所概述的那樣，在每一個空間中可以放置至少一個穿刺元件。優(yōu)選的是，體液到測試場上的轉(zhuǎn)移可以在所述空腔內(nèi)部發(fā)生。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述測試系統(tǒng)可以被適配成從應(yīng)用側(cè)將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試場上。所述圖像檢測器優(yōu)選地可以被適配成從與應(yīng)用側(cè)相對地放置的檢測側(cè)采集測試場的圖像的圖像序列。因此，所述測試元件優(yōu)選地可以包括一個或更多載體，其中測試場被應(yīng)用到所述載體。可以從應(yīng)用側(cè)將體液樣本應(yīng)用到測試場。所述載體可以是透明的和/或可以包括一個或更多開口，其中圖像序列的采集可以透過所述載體發(fā)生（比如通過使用透明的載體）和/或透過所述載體內(nèi)部的一個或更多可選的開口發(fā)生。
此外，所述測試元件可以包括一個或更多外罩?？梢酝ㄟ^由測試元件的外罩提供的窗口來定義查看窗口，透過所述查看窗口可以觀察到檢測側(cè)。在這方面可以參考由如前面所公開的wo2010/094426a1公開的盤狀測試元件儲匣?？梢詫?shí)現(xiàn)測試元件的其他實(shí)施例。
正如前面所概述的那樣，所述測試化學(xué)品優(yōu)選地可以被直接或間接地應(yīng)用到測試元件的測試化學(xué)品載體。此外，正如前面所概述的那樣，所述測試系統(tǒng)可以包括多個測試元件，所述多個測試元件被包括在儲匣中。所述儲匣優(yōu)選地可以包括儲匣外罩，其中所述測試系統(tǒng)還包括測試化學(xué)品載體，其中所述測試化學(xué)品載體優(yōu)選地通過形狀配合（form-fit）連接和/或通過力配合（force-fit）連接機(jī)械地連接到所述外罩。正如前面所概述的那樣，用于將測試化學(xué)品載體連接到外罩的這種類型的連接在制造方面是相當(dāng)有利的。但是正如在前面關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的討論中所概述的那樣，在測試系統(tǒng)的操縱期間可能會發(fā)生測試化學(xué)品載體與外罩的一些相對移動，特別是測試場與由測試元件的外罩提供的窗口的相對移動。但是前面所提到的相對位置改變的校正可以被適配成校正這些移動，從而改進(jìn)分析物檢測的精確性和準(zhǔn)確性。
所述儲匣通?？梢跃哂腥我庑螤?。因此，可以提供包括恰好一個測試元件的儲匣，比如矩形儲匣。或者所述儲匣可以包括多個測試元件。因此，正如前面所概述的那樣，所述儲匣可以具有環(huán)形形狀。在這種情況下，在環(huán)狀儲匣內(nèi)部優(yōu)選地通過徑向方式來定向各個測試元件。因此，環(huán)狀儲匣可以在儲匣的外罩內(nèi)部包括多個徑向定向的腔室，其中在每一個腔室內(nèi)部可以放置至少一個微采樣器，并且其中在每一個腔室內(nèi)部可以放置被適配于樣本應(yīng)用的至少一個測試場。
根據(jù)本發(fā)明的器件和方法提供了優(yōu)于本領(lǐng)域內(nèi)已知的器件和方法的大量優(yōu)點(diǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法特別提供了實(shí)現(xiàn)一種動態(tài)算法的可能性，所述動態(tài)算法首先校正相對位置改變。因此，可以確定和/或校正測試場位置和/或測試場旋轉(zhuǎn)。通過校正位置改變和/或通過知道測試場位置和/或測試場旋轉(zhuǎn)，可以在相同的基礎(chǔ)上實(shí)施所有后續(xù)的圖像處理步驟。在理想情況下，通過如下這樣一種方式實(shí)施校正：使得測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界在圖像辨識過程的坐標(biāo)系中水平和/或垂直延伸。因此，在理想情況下，可以在圖像處理中使用搜索線，其在經(jīng)過校正的圖像序列的所有圖像中都是相當(dāng)?shù)牡?。此外，通過知道測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界，可以去除測試元件的邊界區(qū)域以用于進(jìn)一步的圖像處理，所述邊界區(qū)域是比如處于測試場外部的區(qū)域和/或測試元件的處于測試場外部的部分，其由于機(jī)械容差而處于圖像檢測器的視場中。
根據(jù)本發(fā)明的方法提供了用于解決在復(fù)雜操作期間校正測試場的圖像序列中的移位和/或形變的技術(shù)問題的手段，所述復(fù)雜操作可能包括樣本應(yīng)用和檢測反應(yīng)。與此相對，ep2270421a1的公開內(nèi)容涉及以下事實(shí)：在監(jiān)測支架中的測試件期間，可能會由于機(jī)械容差而發(fā)生機(jī)械移位。因此，ep2270421a1提出了辨識被置于測試場外部的參考標(biāo)記（例如參見[0066]段），并且提出了在實(shí)際測量開始之前對所述移位進(jìn)行先期校正（例如參見[0036]段）。但是ep2270421a1沒有認(rèn)識到操作期間以及檢測反應(yīng)期間的圖像偏移或者圖像形成的技術(shù)問題，也沒有提供針對這一問題的任何技術(shù)解決方案。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法容易地允許確定將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻?？梢曰诖鎯υ诮?jīng)過校正圖像的像素中的信息數(shù)值來確定這一樣本應(yīng)用時刻。正如前面所概述的那樣，可以在圖像序列或者經(jīng)過校正的圖像序列中識別出達(dá)陣圖像或者經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像，所述達(dá)陣圖像是最靠近樣本應(yīng)用時刻所采集的圖像序列中的圖像。達(dá)陣圖像可以被用來考慮由于樣本應(yīng)用和/或測試場的濕化所導(dǎo)致的圖像序列中的改變，所述改變不是由檢測反應(yīng)本身生成的，并且其因此不包含與分析物濃度有關(guān)的信息。達(dá)陣圖像可以被用來精確地確定感興趣區(qū)段，和/或用于精確地確定分析物濃度。此外，可以使用一個或更多閾值，比如用于檢測在經(jīng)過校正的圖像的矩陣上經(jīng)過平均的信息數(shù)值中的改變的一個或更多閾值，所述改變表明測試場被體液樣本濕化。
此外，正如前面所概述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的方法允許容易地確定空白圖像，優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像。對于經(jīng)過平均的空白圖像的這一確定優(yōu)選地與樣本轉(zhuǎn)移時刻的確定并行地發(fā)生。通過使用應(yīng)用體液樣本之前（比如將微采樣器接觸到測試場之前）的經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像，可以在非常高的精度下實(shí)施經(jīng)過平均的空白圖像的確定。正如前面所概述的那樣，為了確定經(jīng)過平均的空白圖像，可以使用一項(xiàng)連續(xù)過程，該連續(xù)過程還可以被稱作移動過程或滑動過程。從而在移動過程中，可以從到目前為止所采集的經(jīng)過校正的空白圖像導(dǎo)出初步經(jīng)過平均的空白圖像，其中對于每一幅新采集的空白圖像，可以對所述初步經(jīng)過平均的空白圖像進(jìn)行修訂。所述平均可以在逐個像素的基礎(chǔ)上發(fā)生。換句話說，把存儲在一幅圖像的特定坐標(biāo)處的信息數(shù)值（比如灰度值）與相同坐標(biāo)處的其他圖像的相應(yīng)的信息數(shù)值（比如相應(yīng)的灰度值）相組合。對于這一組合，基本上可以使用任何類型的平均過程，比如確定算術(shù)平均值、幾何平均值的過程或者其他類型的平均過程。
前面所提到的圖像校正特別允許補(bǔ)償圖像的振動和/或震動，其在傳統(tǒng)測量中可能導(dǎo)致測量期間的抖動或模糊。因此，在傳統(tǒng)的方法中，由于這些振動和震動，多幅圖像的組合通常意味著高度的不確定性。與此相對，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在逐個像素的基礎(chǔ)上對經(jīng)過校正的圖像序列的經(jīng)過校正的圖像的組合是可能的，這是因?yàn)樗鲂Ｕ试S相應(yīng)的像素的正確組合。因此，可以在高精度下導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法允許顯著減少將被存儲在數(shù)據(jù)存儲裝置中的圖像數(shù)據(jù)。因此，通過把經(jīng)過校正的圖像序列的空白圖像組合成一幅單一的經(jīng)過平均的空白圖像，對于該經(jīng)過平均的空白圖像的存儲完全足以用于分析物濃度的進(jìn)一步的和后續(xù)的確定。此外，可以被用于確定經(jīng)過平均的空白圖像的所述連續(xù)過程或移動平均過程的資源效率也非常高。因此，可以把到目前為止所采集的所有經(jīng)過校正的空白圖像組合成初步經(jīng)過平均的空白圖像，并且因此可以只存儲所述初步經(jīng)過平均的空白圖像，而經(jīng)過校正的空白圖像本身則可以被擦除。
此外，可以通過相當(dāng)簡單并且資源高效的方式來實(shí)施前面提到的相對位置改變的校正，這可以意味著甚至在手持式或便攜式器件中也容易實(shí)施。因此，所述校正可以在利用圖像序列的至少一項(xiàng)特性特征的圖案辨識的基礎(chǔ)上發(fā)生。所述特性特征優(yōu)選地可以是或者可以包括具有已定義的位置和尺寸的圖像序列的圖像的一個圖像節(jié)段，比如圖像序列的參考圖像中的一個圖像節(jié)段。作為參考圖像，例如可以選擇圖像序列的第一幅圖像。出于前面提到的校正的目的，可以對該圖像序列與另一幅圖像中的圖像序列的一致程度或匹配進(jìn)行量化。這一量化可以容易地通過適當(dāng)?shù)乃惴▉砭唧w實(shí)現(xiàn)。因此，可以通過使用交叉相關(guān)性或交叉相關(guān)系數(shù)（優(yōu)選的是歸一化的交叉相關(guān)系數(shù)）來對所述一致程度或匹配進(jìn)行量化。此外，可以使用將要比較的圖像中的移位，比如歐氏距離（euclideandistance）。通過這種方式和/或通過其他方式，比如通過改變歐氏距離，可以使得將要比較的圖像相對于彼此被不同程度地虛擬偏移和/或旋轉(zhuǎn)，其中對于每一個變化，可以確定所述一致程度和/或匹配，比如所述圖像節(jié)段與將要比較的圖像中的相應(yīng)圖像節(jié)段的圖案匹配。導(dǎo)致最高一致程度和/或最高匹配的偏移和/或旋轉(zhuǎn)可以被用于圖像的校正，比如用于對矩陣進(jìn)行變換。
此外，可選的是，可以把所述一致程度或匹配與一個或更多閾值或限值進(jìn)行比較。因此，如果發(fā)現(xiàn)所述一致程度和/或匹配低于預(yù)定限值，則可以使用不同類型的特性特征（比如參考圖像的不同圖像節(jié)段），并且可以重復(fù)圖案匹配的過程。因此，對于新的嘗試可以使用具有不同位置和/或不同尺寸的不同圖像節(jié)段。
與本領(lǐng)域內(nèi)已知的其他方法相比，出于校正的目的辨識特性特征的方法意味著許多優(yōu)點(diǎn)。因此，作為一個實(shí)例，圖像之間的亮度變化和/或圖像中的微小錯誤或缺陷（比如由于檢測器和/或光學(xué)系統(tǒng)和/或測試化學(xué)品的雜質(zhì)和灰塵而導(dǎo)致的缺陷）通常不會導(dǎo)致圖案辨識的失敗。直到所述缺陷或錯誤導(dǎo)致圖像的顯著擾亂或干擾（這終究會導(dǎo)致檢測到錯誤），所述方法才會由于一致程度不足而失敗。因此，所述方法甚至可以被用于確定圖像采集中的錯誤，從而導(dǎo)致選擇和丟棄存在缺陷的圖像，或者甚至導(dǎo)致完全中止測量，可選地與提供給器件用戶的適當(dāng)警告相結(jié)合。
此外，通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以相當(dāng)高效地確定感興趣區(qū)段，即使對于測試場的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和/或?qū)τ谌サ綔y試場上的樣本轉(zhuǎn)移的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)也是如此，比如經(jīng)由一個或更多毛細(xì)管的樣本轉(zhuǎn)移。因此，即使是去到測試場上的樣本轉(zhuǎn)移的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)也可以被處理，從而導(dǎo)致具有相當(dāng)不規(guī)則形狀的感興趣區(qū)段。作為一個實(shí)例，可以使用具有一條、兩條或更多條毛細(xì)管道的微采樣器，其中從這些毛細(xì)管道到測試場上的樣本轉(zhuǎn)移導(dǎo)致體液樣本被應(yīng)用到的區(qū)域的不規(guī)則形狀。因此，可以通過檢測經(jīng)過校正的圖像序列中的顯著改變來確定感興趣區(qū)段。為此目的，優(yōu)選地可以在逐個像素的基礎(chǔ)上對于將樣本應(yīng)用到測試場的時刻之后的經(jīng)過校正的圖像序列的一幅或更多幅經(jīng)過校正的圖像進(jìn)行評估，比如在樣本轉(zhuǎn)移或樣本應(yīng)用時刻之后的預(yù)定等待時間（其也被稱作預(yù)定時間跨度）處采集的圖像（比如1s的等待時間或者類似的等待時間），并且可以檢測到顯著改變。正如前面所概述的那樣，可以通過把在樣本應(yīng)用時刻之后采集的該幅經(jīng)過校正的圖像與在樣本應(yīng)用之前或之后所采集的一幅圖像（比如達(dá)陣圖像）進(jìn)行比較來確定所述顯著改變。如果在樣本應(yīng)用時刻之后采集的經(jīng)過校正的圖像的圖像質(zhì)量（比如信噪比）不足夠，則可以使用在樣本應(yīng)用時刻之后采集的一幅或更多幅另外的經(jīng)過校正的圖像來檢測顯著改變，比如通過對于在樣本應(yīng)用時刻之后采集的多幅經(jīng)過校正的圖像進(jìn)行平均。因此，在樣本應(yīng)用之后采集的一幅或更多幅經(jīng)過校正的圖像可以被用于生成樣本應(yīng)用之后的經(jīng)過平均的已校正圖像，并且可以確定差值或者一個或更多比較矩陣。因此，可以把樣本應(yīng)用之后的經(jīng)過平均的圖像與在樣本應(yīng)用之前或期間所采集的經(jīng)過平均的圖像進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生一個或更多經(jīng)過平均的差異矩陣，比如通過在逐個像素的基礎(chǔ)上確定這些矩陣的差異。因此，所述差異矩陣在每一個域中可以包括在樣本應(yīng)用之后采集的經(jīng)過平均的已校正圖像矩陣與在樣本應(yīng)用之前或期間采集的圖像的相應(yīng)信息數(shù)值的差值。
通過使用這些和其他類型的比較，可以容易地評估顯著改變，比如通過使用直方圖和/或一種或更多種閾值方法。此外可選的是，可以對直方圖實(shí)施過濾和/或?qū)χ狈綀D實(shí)施平均。在至少一個直方圖的基礎(chǔ)上，可以確定閾值，其可以被用于評估顯著改變，比如用于評估包含在差異矩陣中的數(shù)據(jù)。
正如前面所概述的那樣，感興趣區(qū)段通?？梢园?jīng)過校正的圖像中的一個坐標(biāo)集合，也就是可以被用于定性地和/或定量地確定體液樣本中的分析物的每一幅經(jīng)過校正的圖像中的一組像素，比如用于確定至少一種分析物的濃度。通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法并且通過使用對多幅圖像進(jìn)行平均以便檢測圖像中的顯著改變的可能性，感興趣區(qū)段的確定可以被保持得相當(dāng)高效并且簡單。因此，由于所有經(jīng)過校正的圖像關(guān)于其位置和/或旋轉(zhuǎn)都是相當(dāng)?shù)牡?，因此可以確定感興趣區(qū)段的邊界線，這可以適用于多幅經(jīng)過校正的圖像或者甚至適用于所有經(jīng)過校正的圖像。
因此，在用于確定感興趣區(qū)段的下一個步驟中，可以在差異矩陣中確定經(jīng)過校正的圖像中的水平和/或垂直平均值，比如在包含差值的差異矩陣的x方向和/或y方向上。因此，可以對于空間中的一個或更多方向計(jì)算差異矩陣中的經(jīng)過平均的灰度值的最大值，比如對于x方向（經(jīng)過校正的圖像的水平方向）的最大值和/或y方向（經(jīng)過校正的圖像的垂直方向）的最大值。在該至少一個最大值的基礎(chǔ)上，可以確定至少一個閾值，比如對應(yīng)于空間中的每一個方向的至少一個閾值。通過使用該至少一個閾值，可以確定顯著改變，比如水平和/或垂直平均值中的顯著改變。由此，可以確定差異矩陣中的感興趣區(qū)段的邊界線，也就是表明所述邊界線在該矩陣中的位置的邊界線坐標(biāo)。附加地并且可選地，可以應(yīng)用安全距離，和/或樣本轉(zhuǎn)移的已知幾何結(jié)構(gòu)（比如微采樣器的幾何結(jié)構(gòu)）可以被用于校正該感興趣區(qū)段。一般來說，通過使用在逐個像素的基礎(chǔ)上表明樣本應(yīng)用之前與之后的改變的差異矩陣，可以確定感興趣區(qū)段的邊界線，比如針對矩形感興趣區(qū)段的四條邊界線，以便粗略地界定感興趣區(qū)段。
通過進(jìn)一步處理粗略確定的感興趣區(qū)段內(nèi)的像素的信息數(shù)值，可以進(jìn)一步細(xì)化感興趣區(qū)段的這一確定。因此一般來說，感興趣區(qū)段的確定可以包括幾個步驟，比如對于感興趣區(qū)段的至少一項(xiàng)粗略確定，以及對于感興趣區(qū)段的至少一項(xiàng)細(xì)化確定。因此，一旦比如通過確定感興趣區(qū)段的邊界線（比如定義一個或更多矩形感興趣區(qū)段的邊界線）而獲知關(guān)于感興趣區(qū)段的粗略估計(jì)，可以通過統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)一步評估關(guān)于感興趣區(qū)段的該粗略估計(jì)。從而可以執(zhí)行對這些粗略邊界線內(nèi)的一個或更多區(qū)段的附加丟棄。作為一個實(shí)例，可以通過使用一個或更多直方圖和/或通過使用一個或更多過濾步驟（比如用于對直方圖進(jìn)行過濾的過濾步驟）來進(jìn)一步評估粗略感興趣區(qū)段，以便搜索重要像素，也就是將被指派給經(jīng)過細(xì)化或修訂的感興趣區(qū)段的像素。因此，在粗略感興趣區(qū)段內(nèi)部的差異矩陣的像素的信息數(shù)值的直方圖和/或經(jīng)過過濾的直方圖的基礎(chǔ)上，可以確定一個或更多閾值。處于所述閾值的一側(cè)的像素的信息數(shù)值可以被指派給感興趣區(qū)段，而處于閾值的另一側(cè)的像素則可以被確定為處于感興趣區(qū)段的外部。附加地或替換地，為了找到所述至少一個閾值，可以使用前面提到的otsu方法，該方法可以基于歸一化的直方圖。
按照這種方式或者另一種方式，通過評估樣本應(yīng)用之前/期間以及樣本應(yīng)用之后的經(jīng)過校正的圖像的顯著改變，可以容易地將感興趣區(qū)段確定為經(jīng)過校正的圖像內(nèi)的坐標(biāo)或位置的集合或組。因此，感興趣區(qū)段可以容易地通過二進(jìn)制矩陣來表示，其表明經(jīng)過校正的圖像的像素是否屬于感興趣區(qū)段。即使對于微采樣器的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，該二進(jìn)制掩?；蚨M(jìn)制矩陣也可以在逐個像素的基礎(chǔ)上精確地定義感興趣區(qū)段，這與傳統(tǒng)的方法不同，傳統(tǒng)方法通常利用由相當(dāng)簡單的幾何結(jié)構(gòu)對感興趣區(qū)段的定義，比如圓形幾何結(jié)構(gòu)和/或矩形幾何結(jié)構(gòu)。
在優(yōu)選地包含二進(jìn)制掩模和/或?qū)儆诟信d趣區(qū)段的像素的像素坐標(biāo)的精確定以的該精確定義的感興趣區(qū)段的基礎(chǔ)上，可以對經(jīng)過校正的圖像實(shí)施精確的評估，以便定性地和/或定量地檢測至少一種分析物，比如以高精度確定分析物濃度。因此，通過評估經(jīng)過校正的圖像中的感興趣區(qū)段內(nèi)的像素的信息數(shù)值，可以優(yōu)選地在逐個像素的基礎(chǔ)上和/或在經(jīng)過平均的基礎(chǔ)上評估檢測反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)，以便確定分析物濃度。為了確定分析物濃度的這一目的，可以使用一種或更多種評估算法，其可以是預(yù)定的和/或可確定的。正如前面所概述的那樣，甚至有可能在檢測反應(yīng)開始之后的信息數(shù)值中的改變的基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)脑u估算法，比如通過把在樣本應(yīng)用之前或期間所采集的一幅或更多幅圖像的信息數(shù)值與在樣本應(yīng)用之后的預(yù)定時間跨度等待時間（比如樣本應(yīng)用之后的1秒）處所采集的一幅或更多幅圖像的信息數(shù)值進(jìn)行比較。
出于確定分析物濃度的目的，一般來說，可以對在樣本應(yīng)用時刻之后采集的這些經(jīng)過校正的圖像中的信息數(shù)值進(jìn)行校正和/或歸一化，比如通過使用經(jīng)過平均的空白圖像在逐個像素的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸一化。因此作為一個實(shí)例，從在樣本應(yīng)用時刻之后所采集的經(jīng)過校正的圖像序列的每一幅經(jīng)過校正的圖像，可以確定包含針對每一個像素的相對減退數(shù)值的相應(yīng)矩陣，比如通過把每一個像素的信息數(shù)值除以包含在經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素中的相應(yīng)信息數(shù)值，和/或通過在逐個像素的基礎(chǔ)上減去偏移量?；谶@些經(jīng)過校正和/或修改的圖像，可以發(fā)生對經(jīng)過校正的圖像的像素的平均，從而獲得感興趣區(qū)段內(nèi)的像素的信息數(shù)值的非常精確的平均值。
以下總結(jié)前面提到的發(fā)現(xiàn)以及本發(fā)明的可選實(shí)施例，本發(fā)明的以下實(shí)施例是優(yōu)選的。
實(shí)施例1：一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的方法，優(yōu)選的是用于檢測血液和/或細(xì)胞間液中的葡萄糖，其中使用帶有至少一個測試場的至少一個測試元件，所述至少一個測試場具有至少一種測試化學(xué)品，其中所述測試化學(xué)品被適配成在有分析物存在的情況下實(shí)施至少一種光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)，優(yōu)選的是變色反應(yīng)，其中所述方法包括通過使用至少一個圖像檢測器采集測試場的圖像的圖像序列，其中每一幅圖像包括多個像素，其中所述方法還包括檢測所述圖像序列的圖像中的測試場的至少一項(xiàng)特性特征，其中所述方法還包括通過使用所述特性特征校正圖像序列中的圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變，從而獲得經(jīng)過校正的圖像序列。
實(shí)施例2：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述圖像序列的每一幅圖像包含信息數(shù)值的矩陣，優(yōu)選的是灰度值的矩陣。
實(shí)施例3：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中圖像檢測器與測試場之間的相對位置改變的校正包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一項(xiàng)校正：圖像檢測器上的測試場的圖像在至少一個空間方向上的平移的校正；圖像檢測器上的測試場的圖像圍繞至少一個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)校正；圖像檢測器上的測試場的圖像的畸變校正，所述畸變優(yōu)選地是由于測試場的扭曲而導(dǎo)致的畸變。
實(shí)施例4：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，在恒定時間序列中和/或在恒定幀率下采集所述圖像序列的圖像。
實(shí)施例5：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中所述圖像檢測器包括從由線檢測器和二維檢測器構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一個檢測器。
實(shí)施例6：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中對于相對位置改變的校正包括使用圖像序列的至少一幅圖像作為參考圖像，其中所述參考圖像保持不變，其中通過使用對于像素位置的至少一項(xiàng)計(jì)算校正來校正圖像序列的剩余圖像，其中所述計(jì)算校正被選擇成使得圖像序列的參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性被最大化。
實(shí)施例7：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述計(jì)算校正包括在至少一個空間方向上偏移圖像序列的剩余圖像的像素，其中所述偏移被選擇成使得參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性被最大化。
實(shí)施例8：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中對于圖像序列的剩余圖像中的每一幅圖像單獨(dú)選擇所述偏移。
實(shí)施例9：根據(jù)在前三個實(shí)施例之一的方法，其中所述計(jì)算校正包括圍繞至少一個旋轉(zhuǎn)軸以至少一個旋轉(zhuǎn)角度對圖像序列的剩余圖像進(jìn)行至少一次旋轉(zhuǎn)，其中所述旋轉(zhuǎn)軸和/或旋轉(zhuǎn)角度被選擇成使得參考圖像與經(jīng)過校正的剩余圖像之間的相關(guān)性被最大化。
實(shí)施例10：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中對于圖像序列的剩余圖像當(dāng)中的每一幅圖像單獨(dú)選擇所述旋轉(zhuǎn)軸和/或旋轉(zhuǎn)角度。
實(shí)施例11：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中所述特性特征包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一組當(dāng)中選擇的至少一項(xiàng)特征：可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的粗糙性；可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的測試化學(xué)品的顆粒性；可以在圖像序列的圖像中檢測到的測試場的缺陷；包括在測試場中并且可以在圖像序列的圖像中檢測到的至少一個（優(yōu)選的是至少兩個）基準(zhǔn)標(biāo)記。
實(shí)施例12：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中通過檢測測試化學(xué)品的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性和/或通過檢測由于所述光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)而導(dǎo)致的測試化學(xué)品的至少一項(xiàng)光學(xué)屬性的至少一項(xiàng)改變來檢測分析物的濃度。
實(shí)施例13：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述至少一項(xiàng)光學(xué)屬性包括顏色、絕對減退、相對減退以及熒光的中的至少一個。
實(shí)施例14：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中在圖像序列的采集期間將體液樣本應(yīng)用到測試場。
實(shí)施例15：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述圖像序列包括空白圖像序列，其中所述空白圖像序列包括在將體液樣本應(yīng)用到測試場之前所采集的多幅空白圖像。
實(shí)施例16：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在對空白圖像序列的空白圖像的相對位置改變實(shí)施校正之后，從空白圖像序列的空白圖像導(dǎo)出至少一幅經(jīng)過平均的空白圖像。
實(shí)施例17：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在采集所述圖像序列的圖像的期間在一項(xiàng)連續(xù)過程中導(dǎo)出所述經(jīng)過平均的空白圖像，其中從到目前為止所采集的經(jīng)過校正的空白圖像導(dǎo)出初步經(jīng)過平均的空白圖像，其中使用新采集的空白圖像來修訂所述初步經(jīng)過平均的空白圖像。
實(shí)施例18：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的方法，其中使用空白圖像序列的經(jīng)過校正的空白圖像的相應(yīng)像素的信息來導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素的信息。
實(shí)施例19：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中通過至少一項(xiàng)線性組合和/或通過至少一項(xiàng)平均操作來組合各幅經(jīng)過校正的空白圖像的相應(yīng)像素的信息，以用于導(dǎo)出經(jīng)過平均的空白圖像的相應(yīng)像素。
實(shí)施例20：根據(jù)在前五個實(shí)施例之一的方法，其中通過把經(jīng)過校正的圖像序列的圖像與空白圖像序列進(jìn)行比較（優(yōu)選的是與經(jīng)過平均的空白圖像進(jìn)行比較）來檢測分析物。
實(shí)施例21：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在逐個像素的基礎(chǔ)上實(shí)施所述比較。
實(shí)施例22：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中把體液樣本應(yīng)用到測試場之后包含在經(jīng)過校正的圖像序列的圖像的每一個像素中的信息除以包含在至少一幅空白圖像（優(yōu)選的是經(jīng)過平均的空白圖像）相應(yīng)像素中的信息，從而產(chǎn)生對于每一個像素的歸一化信息，其中優(yōu)選地產(chǎn)生經(jīng)過校正的相對圖像序列，每一幅經(jīng)過校正的相對圖像具有包含對應(yīng)像素的歸一化信息的像素。
實(shí)施例23：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在經(jīng)過校正的相對圖像序列的至少部分上產(chǎn)生至少一個經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值，優(yōu)選的是在經(jīng)過校正的相對圖像的一感興趣區(qū)段上產(chǎn)生。
實(shí)施例24：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述歸一化數(shù)值是經(jīng)過校正的相對圖像序列的部分上的平均值，優(yōu)選的是經(jīng)過校正的相對圖像的感興趣區(qū)段上的平均值。
實(shí)施例25：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的方法，其中所述經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值被用于導(dǎo)出體液中的分析物的濃度。
實(shí)施例26：根據(jù)在前三個實(shí)施例之一的方法，其中在把體液樣本應(yīng)用到測試場之后來監(jiān)測作為時間函數(shù)的所述經(jīng)過平均的歸一化數(shù)值，從而優(yōu)選地生成動力學(xué)曲線。
實(shí)施例27：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中在經(jīng)過校正的圖像序列中檢測測試場的邊界和/或測試場的可見窗口的邊界，優(yōu)選的是在經(jīng)過校正的空白圖像序列中和/或在經(jīng)過平均的空白圖像中檢測。
實(shí)施例28：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中通過使用閾值方法和/或圖案辨識方法來檢測所述邊界。
實(shí)施例29：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中在圖像序列中檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
實(shí)施例30：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中通過觀察包含在圖像序列中的信息的改變來檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
實(shí)施例31：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中觀察包含在圖像序列的圖像中的經(jīng)過平均的信息的改變。
實(shí)施例32：根據(jù)在前三個實(shí)施例之一的方法，其中通過觀察經(jīng)過校正的圖像序列中的經(jīng)過校正的圖像的改變來檢測將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
實(shí)施例33：根據(jù)在前四個實(shí)施例之一的方法，其中在校正之后對圖像序列的相鄰的經(jīng)過平均的圖像進(jìn)行比較，從而對于每一對相鄰圖像獲得一個經(jīng)過平均的差值，其中通過把所述經(jīng)過平均的差值與至少一個閾值進(jìn)行比較來檢測將樣本應(yīng)用到測試場上的時刻。
實(shí)施例34：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中在圖像序列的采集期間將體液樣本應(yīng)用到測試場，其中在圖像序列（優(yōu)選的是經(jīng)過校正的圖像序列）中檢測至少一幅達(dá)陣圖像（優(yōu)選的是至少一幅經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像），其中所述達(dá)陣圖像是在最靠近將體液樣本應(yīng)用到測試場上的時刻的時間點(diǎn)所采集的所述圖像序列的圖像。
實(shí)施例35：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中通過把經(jīng)過校正的圖像序列的圖像與達(dá)陣圖像進(jìn)行比較來檢測分析物。
實(shí)施例36：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在逐個像素的基礎(chǔ)上實(shí)施所述比較。
實(shí)施例37：根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法，其中在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之后，在圖像序列中確定至少一個感興趣區(qū)段。
實(shí)施例38：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中在逐個像素的基礎(chǔ)上把在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之前或期間所采集的至少一幅經(jīng)過校正的圖像與在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之后所采集的至少一幅經(jīng)過校正的圖像進(jìn)行比較。
實(shí)施例39：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中對于每一個像素生成一個差值，其中所述差值標(biāo)示包含在將體液樣本應(yīng)用到測試場上之前或期間與將體液樣本應(yīng)用到測試場上之后所采集的經(jīng)過校正的圖像的相應(yīng)像素中的信息的差異，其中基于所述差值將像素分類為屬于感興趣區(qū)段的像素或者不屬于感興趣區(qū)段的像素。
實(shí)施例39：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中使用至少一種閾值方法對像素進(jìn)行分類，優(yōu)選地是otsu方法。
實(shí)施例40：根據(jù)在前三個實(shí)施例之一的方法，其中生成標(biāo)示屬于感興趣區(qū)段的像素的圖像掩模。
實(shí)施例41：根據(jù)前一個實(shí)施例的方法，其中所述圖像掩模是二進(jìn)制掩模。
實(shí)施例43：根據(jù)在前六個實(shí)施例之一的方法，其中只有經(jīng)過校正的圖像序列中的屬于感興趣區(qū)段的像素被用于檢測體液樣本中的分析物。
實(shí)施例44：一種包括程序裝置的計(jì)算機(jī)程序，所述程序裝置用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時執(zhí)行根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法的各個方法步驟。
實(shí)施例45：根據(jù)前一個實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序，其中所述程序裝置被存儲在可由計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)讀取的存儲介質(zhì)上。
實(shí)施例46：一種具有至少一個處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述至少一個處理器用于加載根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的計(jì)算機(jī)程序，并且用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序。
實(shí)施例47：一種存儲介質(zhì)，其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被存儲在所述存儲介質(zhì)上，其中所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被適配成在被加載到計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中之后實(shí)施根據(jù)涉及一種方法的一個在前實(shí)施例的方法。
實(shí)施例48：一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的器件，其中所述器件包括用于容納具有至少一個測試場的至少一個測試元件的至少一個測試元件容器，所述至少一個測試場帶有至少一種測試化學(xué)品，其中所述器件還包括用于采集測試場的圖像的圖像序列的至少一個圖像檢測器，其中所述器件還包括至少一個控制單元，其中所述控制單元被適配成實(shí)施根據(jù)一個在前實(shí)施例的方法。
實(shí)施例49：根據(jù)前一個實(shí)施例的器件，其中所述器件是手持式和/或便攜式器件。
實(shí)施例50：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的器件，其中所述圖像檢測器包括線檢測器和二維圖像檢測器的至少一個，優(yōu)選的是ccd線傳感器、cmos線傳感器、二維ccd陣列傳感器和二維cmos陣列傳感器之一。
實(shí)施例51：根據(jù)涉及一種器件的一個在前實(shí)施例的器件，其中所述控制單元包括至少一個處理器。
實(shí)施例52：一種用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括根據(jù)涉及一種器件的一個在前實(shí)施例的至少一個器件，所述測試系統(tǒng)還包括具有至少一個測試場的至少一個測試元件，所述至少一個測試場帶有至少一種測試化學(xué)品，其中所述測試化學(xué)品被適配成在有分析物存在的情況下實(shí)施至少一種光學(xué)上可檢測的檢測反應(yīng)。
實(shí)施例54：根據(jù)前一個實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中所述測試系統(tǒng)是便攜式測試系統(tǒng)和/或手持式測試系統(tǒng)。
實(shí)施例55：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的測試系統(tǒng)，其中所述測試系統(tǒng)（優(yōu)選的是所述測試元件）還包括至少一個穿刺元件，其中所述測試系統(tǒng)被適配成通過使用所述穿刺元件來穿刺用戶的至少一個皮膚部分，從而產(chǎn)生體液樣本，其中所述測試系統(tǒng)還被適配成將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試元件的測試場上。
實(shí)施例56：根據(jù)前一個實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中所述穿刺元件包括至少一個微采樣器，所述微采樣器包括至少一個刺血針尖頭和至少一個毛細(xì)管以用于提取體液樣本，優(yōu)選的是至少一條毛細(xì)管道或者至少兩條毛細(xì)管道。
實(shí)施例57：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的測試系統(tǒng)，其中所述測試系統(tǒng)被適配成將穿刺元件按壓到測試場上，從而將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試場上。
實(shí)施例58：根據(jù)在前三個實(shí)施例之一的測試系統(tǒng)，其中所述測試場位于測試元件的外罩的空腔內(nèi)部，其中體液到測試場上的轉(zhuǎn)移在所述空腔內(nèi)部發(fā)生。
實(shí)施例59：根據(jù)涉及一種測試系統(tǒng)的一個在前實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中所述測試系統(tǒng)被適配成從應(yīng)用側(cè)將體液樣本轉(zhuǎn)移到測試場上，其中所述圖像檢測器被適配成從被放置為與應(yīng)用側(cè)相反的檢測側(cè)采集測試場的圖像的圖像序列。
實(shí)施例60：根據(jù)前一個實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中通過由測試元件的外罩提供的窗口來定義查看窗口，透過所述查看窗口可以觀察到檢測側(cè)。
實(shí)施例61：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的測試系統(tǒng)，其中測試化學(xué)品被應(yīng)用到測試化學(xué)品載體。
實(shí)施例62：根據(jù)涉及一種測試系統(tǒng)的一個在前實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中所述測試系統(tǒng)包括多個測試元件，所述多個測試元件被包括在儲匣中。
實(shí)施例63：根據(jù)前一個實(shí)施例的測試系統(tǒng)，其中所述儲匣包括儲匣外罩，其中所述測試系統(tǒng)還包括測試化學(xué)品載體，其中所述測試化學(xué)品載體優(yōu)選地通過形狀配合連接和/或力配合連接機(jī)械地連接到所述外罩。
實(shí)施例64：根據(jù)在前兩個實(shí)施例之一的測試系統(tǒng)，其中所述儲匣具有環(huán)形形狀，其中各個測試元件在儲匣內(nèi)部被以徑向方式定向。
附圖說明
優(yōu)選地結(jié)合從屬權(quán)利要求，可以從后面對于優(yōu)選實(shí)施例的描述導(dǎo)出本發(fā)明的其他可選細(xì)節(jié)和可選特征。在這些實(shí)施例中，在每一種情況中，可以通過單獨(dú)方式或者按照幾項(xiàng)特征的任意組合來實(shí)現(xiàn)所述可選特征。本發(fā)明不限于所述實(shí)施例。在附圖中示意性地描繪出各個實(shí)施例。附圖中的相同的附圖標(biāo)記指代相同的、類似的或者功能上相同的元件。
在圖中：
圖1示出了用于檢測體液樣本中的分析物的器件和測試系統(tǒng)的概念；
圖2示出了將被使用在根據(jù)圖1的測試系統(tǒng)中的檢測器；
圖3a到3c示出了可以被使用在根據(jù)圖1的測試系統(tǒng)中的微采樣器的不同視圖；
圖4示出了將被使用在根據(jù)圖1的測試系統(tǒng)中的儲匣；
圖5a到5c示出了到測試場上的樣本轉(zhuǎn)移以及圖像采集的示意圖；
圖6示出了對于包含不同葡萄糖濃度的血液樣本所采集到的一系列圖像；
圖7和8示出了檢測感興趣區(qū)段的不同選項(xiàng)；
圖9示出了圖像序列中的相對位置改變的校正的一個實(shí)例的方框圖；
圖10a和10b示出了用于位置校正目的的圖像比較的一個實(shí)例；
圖11示出了對于測試場和/或查看窗口的檢測的一個實(shí)例；
圖12示出了用于確定經(jīng)過平均的空白圖像的算法；
圖13a和13b示出了通過使用直方圖檢測圖像序列中的顯著改變的一個實(shí)例；
圖14示出了檢測將樣本轉(zhuǎn)移到測試場上的時刻的一個實(shí)例；
圖15和16示出了在逐個像素的基礎(chǔ)上定義感興趣區(qū)段的一個實(shí)例；
圖17示出了對于不同的葡萄糖濃度通過觀察隨著時間的平均相對減退來觀察用于檢測血糖的檢測反應(yīng)；以及
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個潛在實(shí)施例的示意性方框圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，在兩種不同狀態(tài)下公開了用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的潛在測試系統(tǒng)110，其中圖1中左側(cè)的測試系統(tǒng)110被示出為處于閉合狀態(tài)，并且右側(cè)的測試系統(tǒng)110處于打開狀態(tài)。測試系統(tǒng)110包括用于檢測至少一份體液樣本中的至少一種分析物的器件112，以及作為一個實(shí)例的容納在器件112的容器116中的儲匣114。
器件112可以包括一個或更多控制單元，其在圖1中總體上由附圖標(biāo)記118標(biāo)示。因此，正如前面所概述的那樣，所述至少一個控制單元118可以包括至少一個處理器120，比如至少一個微控制器。此外，器件112可以包括一個或更多用戶接口122，比如至少一個顯示器和/或至少一個操作元件，以允許用戶操作測試系統(tǒng)110和/或器件112。
在本實(shí)施例中，儲匣114包括以徑向方式容納在儲匣114中的多個測試元件124，由此提供儲匣114的環(huán)形形狀和/或儲匣114的盤形形狀。但是應(yīng)當(dāng)提到的是，其他類型的儲匣114和/或使用僅僅一個測試元件124而不是多個測試元件124的器件112也是可能的。
器件112提供至少一個應(yīng)用位置126。器件112被適配成在容器116內(nèi)部旋轉(zhuǎn)儲匣114，并且利用位于應(yīng)用位置126處的測試元件124實(shí)施測試。
在圖3a到3c和圖4中以不同的視圖和細(xì)節(jié)公開了儲匣114和/或測試元件124的示例性實(shí)施例。這些儲匣114的一般設(shè)置例如從wo2010/094426a1獲知，因此可以參考該文獻(xiàn)。但是其他設(shè)置也是可能的。
因此，儲匣114可以包括儲匣外罩128，儲匣外罩128還可以形成測試元件124的外罩130的部分。在此特定文獻(xiàn)中，外罩130包括下方外殼132，其也被稱作底部部分，并且其通常由不透明的并且優(yōu)選的是黑色的塑料材料制成。此外，外罩130包括上方外殼134，其也被稱作覆蓋部分，其通常由透明塑料材料制成。此外，外罩130可以包括密封膜136，其通常由比如鋁箔之類的金屬箔制成，其可以通過粘合劑138膠粘到上方外殼134。
此外，在此特定實(shí)施例中，每一個測試元件124可以包括一個或更多皮膚穿透或穿刺元件140，其例如可以被形成為微采樣器142，每一個微采樣器包含刺血針144，其具有刺血針尖頭146和至少一個毛細(xì)管元件，比如至少一條毛細(xì)管道148。將在后面概述關(guān)于微采樣器142的其他潛在細(xì)節(jié)。
此外，儲匣114可以包括測試化學(xué)品環(huán)150，其包括測試化學(xué)品載體152以及在朝向下方外殼132的一側(cè)應(yīng)用到測試化學(xué)品載體152的測試化學(xué)品154。測試化學(xué)品環(huán)150可以通過至少一種粘合劑156（比如膠帶）被膠粘到下方外殼132，和/或可以通過其他措施被固定到儲匣外罩128。
在儲匣外罩128內(nèi)部，通過下方外殼132和/或上方外殼134中的適當(dāng)?shù)陌枷菪纬啥鄠€空腔158。這些空腔158通?？梢园凑諒较蚍绞奖欢ㄏ颍鐖D4中所描繪的那樣。在每一個空腔158中容納一個微采樣器142，其中刺血針尖頭146朝向環(huán)狀儲匣114的外側(cè)，并且其中毛細(xì)管道148在圖4中向下朝向測試化學(xué)品環(huán)150。
在每一個空腔158中，還在下方外殼132中形成窗口160?？梢酝高^這些窗口160訪問的測試化學(xué)品154由此形成針對每一個測試元件124的測試場162或者測試場162的部分。因此，透過窗口160，可以將體液樣本應(yīng)用到測試場162。因此在本實(shí)施例中，每一個測試元件124包括至少一個測試場162并且可選地還有空腔158、穿刺元件140以及外罩130，所述外罩130在本實(shí)施例中可以是儲匣外罩128的一個組成部分。
將關(guān)于圖3a到3c以及圖5a到5c解釋樣本生成和/或樣本轉(zhuǎn)移的其他細(xì)節(jié)。因此，圖3a示出了如前面所公開的微采樣器142的頂視圖。圖3b示出了微采樣器142的刺血針144的剖面圖，示出了至少一條（在本實(shí)施例中是兩條）毛細(xì)管道148，所述毛細(xì)管道148例如可以具有u形形狀。圖3c示出了圖3a的微采樣器142的透視圖，其還示出了微采樣器142的后端處的可選的接合開口164，其允許通過器件112的致動器接合微采樣器142。在圖5a和5b中示意性地描繪出這一步驟，圖5a和5b示出了測試元件124的空腔158的剖面圖。
如圖5a中所見，致動器166接合微采樣器142的后端和接合開口164，從而在測試元件124位于器件112的應(yīng)用位置126處時驅(qū)動微采樣器142穿過外罩130中的穿刺開口168，從而在用戶的一個皮膚部分中產(chǎn)生開口，并且生成體液樣本和在毛細(xì)管道148中收集體液樣本。隨后，如圖5b中所描繪的，致動器166將微采樣器142收回到空腔158中，其中通過微采樣器142的適當(dāng)彎曲將毛細(xì)管道148按壓緊靠測試場162。從而將包含在微采樣器142的毛細(xì)管道148中的體液樣本的至少部分轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的測試元件124的測試場162上。因此，所述樣本或樣本部分可以在檢測反應(yīng)中與包含在測試場162中的測試化學(xué)品154發(fā)生反應(yīng)，這導(dǎo)致光學(xué)上可檢測的改變。由于檢測反應(yīng)所導(dǎo)致的測試化學(xué)品154的至少一項(xiàng)光學(xué)上可檢測的屬性的這一改變可以透過窗口160觀察到，所述窗口160從而定義了查看窗口170。因此，朝向空腔158的測試場162的一側(cè)可以形成應(yīng)用側(cè)172，而朝向窗口160的一側(cè)則可以形成測試場162和/或測試元件124的檢測側(cè)174?？梢酝ㄟ^檢測器透過窗口160檢測所述光學(xué)上可檢測的改變，這在圖5a和5b中沒有被描繪出。
在圖5c中示意性地描繪出樣本轉(zhuǎn)移的過程以及通過檢測器176來檢測所述檢測反應(yīng)。檢測器176包括圖像檢測器178，其作為一個示例性實(shí)施例具有光敏元件180的矩形二維陣列，其在后面也被稱作圖像檢測器178的像素。此外，檢測器176還可以包括一個或更多光源182，比如一個或更多發(fā)光二極管，以用于例如透過測試化學(xué)品環(huán)150的測試化學(xué)品載體152照明測試場162的檢測器174。
作為一個實(shí)例，光源182可以包括一個或更多發(fā)光二極管（led），比如兩個發(fā)光二極管，其在紫外或藍(lán)色光譜范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)射，比如在350到400nm的光譜范圍內(nèi)發(fā)射，優(yōu)選地在350到380nm或者360到365nm的光譜范圍內(nèi)發(fā)射。替換地或附加地，可以采用其他能夠買到的led，比如綠光led（570+/-30nm），紅光led（650+/-50nm），或者ir-led（700-1000nm）。作為對led的補(bǔ)充或替換，可以采用一種或更多種其他類型的光源。因此，作為一個實(shí)例，可以應(yīng)用燈泡。附加地或替換地，通常取決于光信號的要求，可以使用激光二極管，盡管這種類型的光源通常意味著增加成本。
檢測器176還可以包括一個或更多光學(xué)元件184，比如一個或更多成像光學(xué)元件，以便將測試場162和/或其至少一部分成像到圖像檢測器178上，從而在圖像檢測器178上產(chǎn)生測試場162和/或其一部分的圖像186。圖像186可以包括諸如灰度值的信息數(shù)值的矩陣，從而形成一維或二維中的矩陣。在圖5c中描繪出具有x維和y維的二維矩陣。
出于樣本轉(zhuǎn)移的目的，正如前面關(guān)于圖5a和5b所概述的那樣，通過至少一個致動器166致動微采樣器142。當(dāng)把微采樣器142收回到空腔158（在圖5c中未描繪出）中時，正如前面所概述的那樣，包含在微采樣器142的至少一條毛細(xì)管道148中的樣本被從應(yīng)用側(cè)172轉(zhuǎn)移到測試場162上。體液樣本對測試場162的這一濕化以及由于檢測反應(yīng)而導(dǎo)致的測試化學(xué)品154中的光學(xué)上可檢測的改變是不均勻的，這是因?yàn)橥ǔH有測試場162的一部分188將被樣本濕化。通過使用控制單元118，可以采集圖像186的序列，以供后面更加詳細(xì)地描述的那樣來評估。
在圖2中描繪出檢測器176的一個潛在實(shí)施例的透視圖。如能在該圖中所見的，除了圖像檢測器178（比如ccd和/或cmos檢測器）和至少一個光學(xué)元件184（比如至少一個透鏡）之外，檢測器176還可以包括至少一個光源182。在該實(shí)施例中，兩個光源182連接到圖像檢測器178，從而形成包括圖像檢測器178、光源182以及光學(xué)元件184的檢測器塊。正如圖5c中示意性地描繪的那樣，對測試場162的照明以及圖像檢測器178對測試場162的成像優(yōu)選地通過非反射和/或非定向的方式發(fā)生，比如通過使用不同的角度來進(jìn)行照明和檢測。因此，可以通過圖像檢測器178記錄來自測試場162的散射和/或漫反射光。
作為一個實(shí)例，可以使用ccd/cmos圖像檢測器178，比如可以從德國的eurecamesstechnikgmbh獲得的圖像傳感器。因此，可以采用多家制造商的圖像檢測器，比如由fairchildimaging、panavison、nec、sony、toshiba、cmossensorinc.、kodak、texasinstruments、taos或其他制造商所制造的ccd/cmos圖像檢測器。作為一個實(shí)例，可以使用以下ccd/cmos線傳感器和/或區(qū)域傳感器：由fairchildimaging制造的型號ccd111a、ccd424當(dāng)中的一種或更多種，由panavision制造的型號lis-500或mdic-2.0當(dāng)中的一種或更多種，由nec制造的型號μpd3753cy-a，由sony制造的型號icx207ak-e或ilx551b當(dāng)中的一種或更多種，由toshiba制造的一種或更多種類型tcd1201dg或tcd132tg，由cmossensorinc.制造的型號m106-a9或c106當(dāng)中的一種或更多種，由kodak制造的型號kac9618或kac-01301當(dāng)中的一種或更多種，由texasinstruments制造的型號tc237b，或者由taos制造的型號tsl201r。附加地或替換地，在印刷電路板上包含一個或更多圖像傳感器芯片的攝影機(jī)板可以被用作圖像檢測器178。
正如前面更加詳細(xì)地討論的那樣，檢測器176還可以包括未在附圖中描繪出的至少一種波長轉(zhuǎn)換材料。因此，圖像檢測器178可以涂覆有包括至少一種波長轉(zhuǎn)換材料（比如至少一種熒光材料）的一個或更多涂層。因此，可以從德國的eurecamesstechnikgmbh買到具有波長轉(zhuǎn)換屬性的專用uv涂層。但是可以采用其他類型的波長轉(zhuǎn)換材料，比如熒光無機(jī)或有機(jī)材料。
在通過體液樣本濕化測試場162之后，也就是說在將體液樣本應(yīng)用到測試場162之后，前面提到的檢測反應(yīng)將會發(fā)生，從而導(dǎo)致測試場162和/或包含在其中的測試化學(xué)品154中的光學(xué)上可檢測的改變。在圖6中描繪出通過圖像檢測器178采集的測試場162的不同圖像的實(shí)例。其中，不同的圖像標(biāo)示包含待檢測分析物（在該例中是葡萄糖）的不同濃度的不同類型的體液（在該例中是血液）樣本。在圖像中給出了以每分升毫克數(shù)（mg/dl）標(biāo)示的分析物的濃度?？梢钥吹?，可以從圖像186的灰度值或者這些灰度值的改變直接或間接地導(dǎo)出分析物的濃度。因此，可以記錄并且觀察圖像186中的顏色改變和/或灰度值的改變，直到完成檢測反應(yīng)的特定終點(diǎn)為止。為此目的，可以觀察圖像186的改變或改變率并且與一個或更多閾值進(jìn)行比較，其中在預(yù)定時間內(nèi)的改變低于給定閾值的情況下，可以檢測到檢測反應(yīng)的終點(diǎn)，并且可以對該終點(diǎn)處的圖像進(jìn)行評估以便確定分析物濃度。在前面提到的ep0821234a2以及ep0974303a1中提供了用于從圖像186導(dǎo)出分析物濃度和/或用于檢測反應(yīng)的終點(diǎn)確定的過程的實(shí)例。
因此，通過評估圖像186，可以通過直接或間接地評估提供在圖像186的時間序列（其在這里被稱作圖像序列186）中的信息來確定分析物的濃度。優(yōu)選的是，圖像檢測器178可以包括在每一個方向上具有20μm到50μm（優(yōu)選的是30μm）的尺寸的光敏元件180的柵格。但是其他尺寸也是可能的。此外，可以組合圖像檢測器178的幾個光敏元件180以形成組合光敏元件180，其中由這些組合光敏元件180提供的信息被組合并且視為圖像檢測器178的超級像素的信息。在本說明書中，應(yīng)當(dāng)與使用圖像檢測器178的未經(jīng)處理的光敏元件180還是組合幾個光敏元件180的事實(shí)獨(dú)立地包括這一選項(xiàng)，從而產(chǎn)生包括超級像素的陣列的圖像檢測器。
通常來說，在本發(fā)明中還有可能僅對圖像186的一部分進(jìn)行評估以便確定分析物濃度。因此，必須定義感興趣區(qū)段，其定義對于確定分析物所考慮的圖像186的像素。在圖7和8中描繪出用于確定感興趣區(qū)段（其由附圖標(biāo)記190標(biāo)示）的幾種選項(xiàng)。因此，如圖7中所描繪的那樣，可以把圖像186的固定區(qū)域（比如預(yù)定的矩形區(qū)域）用作感興趣區(qū)段190。這是由于以下事實(shí)：通常來說，通過圖5c中公開的樣本轉(zhuǎn)移的樣本應(yīng)用或多或少地在預(yù)定位置處發(fā)生，從而導(dǎo)致對應(yīng)于一條或更多條毛細(xì)管道148的樣本轉(zhuǎn)移區(qū)段，正如在圖7中所描繪的圖像186中能夠看到的那樣。其中，通過使用具有不同分析物濃度的樣本生成該圖中的圖像186。
但是利用預(yù)定感興趣區(qū)段190的圖7中所描繪的選項(xiàng)要求非常嚴(yán)格的位置容差，特別是關(guān)于樣本轉(zhuǎn)移的嚴(yán)格容差和/或關(guān)于微采樣器142、檢測器176和總體測試元件124的幾何結(jié)構(gòu)的容差。
因此，正如后面將更加詳細(xì)地概述的那樣，用于確定感興趣區(qū)段190的第二種選項(xiàng)是在利用體液樣本濕化測試場162的早期階段中和/或在檢測反應(yīng)過程的早期階段中對圖像186的圖像序列的分析。在這種選項(xiàng)中，可以對在樣本液轉(zhuǎn)移之后由于測試場162的濕化而導(dǎo)致的包含在圖像186的像素中的信息的改變進(jìn)行評估。特別在圖像186的信噪比足夠的情況下，可以在達(dá)到所述終點(diǎn)之后僅評估被濕化的區(qū)域，這可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲容量和評估時間的顯著減少。
作為可以與前面列出的第二種選項(xiàng)組合的第三種選項(xiàng)，可以對存儲在圖像序列的圖像186的像素中的信息數(shù)值的改變進(jìn)行評估以便確定感興趣區(qū)段。因此，為了檢測圖像186中的改變，可以把圖像186中的至少兩幅進(jìn)行比較，并且可以在這些所檢測到的改變的基礎(chǔ)上確定感興趣區(qū)段190。因此，可以基于其歷史來選擇圖像186的像素，比如通過把在特定時間跨度中具有最高改變率的那些像素指派給感興趣區(qū)段190。在圖8中描繪出不同時間處的圖像序列的兩幅圖像186，其中右側(cè)圖像在比左側(cè)圖像更遲的時間點(diǎn)被采集。可以使用從毛細(xì)管幾何結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)移步驟和試劑膜成分的變化獲得的不同圖像186，并且通過選擇用于確定感興趣區(qū)段190的適當(dāng)方法，可以對偽像、顏色不均勻性、被卡住的氣泡以及信號的與時間相關(guān)的改變進(jìn)行補(bǔ)償。
正如前面所概述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的方法包括至少一個校正步驟，其校正圖像序列中的圖像檢測器178與測試場162之間的相對位置改變。正如前面所概述的那樣，術(shù)語“相對位置改變”可以是指由檢測器176并且特別是由圖像檢測器178所看見的測試場162的任何類型的移動。這種類型的移動可以由于測試系統(tǒng)110中的內(nèi)部和/或外部原因引起。因此，移動和相應(yīng)的位置改變可以由于對測試系統(tǒng)110的操縱引起，例如由于用戶對器件112的操縱期間的機(jī)械振動，這是因?yàn)槠骷?12優(yōu)選地可以是手持式器件。附加地或替換地，移動可以由于測試系統(tǒng)110本身的動作引起，也就是說由于內(nèi)部原因。因此，通過如圖5c中所描繪的將體液樣本應(yīng)用到測試場162上可以導(dǎo)致測試場162本身的移動和/或畸變，這是因?yàn)槲⒉蓸悠?42優(yōu)選地可以與測試場162直接接觸，或者甚至可以被按壓到測試場162上，從而施加機(jī)械力。因此，如在由圖像檢測器178所檢測到的圖像中所見的，本發(fā)明中所使用的測試場162或者其某些部分的任何類型的移動和/或測試場162或者其某些部分的任何類型的畸變都可以被包括在術(shù)語“相對位置改變”中。
根據(jù)本發(fā)明，包括在不同時間采集的圖像186的圖像序列中的圖像檢測器178與測試場162之間的這一相對位置改變可以至少部分地被校正。后面將參照圖9和10a、10b來解釋校正過程的一個實(shí)例。
因此，圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法的示意性方框圖，其導(dǎo)致經(jīng)過校正的圖像序列。在第一步驟（步驟192）中，采集新的圖像186。該新的圖像186（其屬于未經(jīng)校正的圖像的圖像序列）在至少一個校正步驟194處被校正。因此，在圖像中檢測測試場162的至少一項(xiàng)特性特征（步驟196），并且在所述特性特征的基礎(chǔ)上實(shí)施校正步驟194。對圖像186的實(shí)際校正由圖9中的過程步驟198標(biāo)示。
作為基于針對至少一項(xiàng)特性特征的檢測196的校正198的一個實(shí)例，可以參照圖10a和10b。因此，可以把將要校正的圖像186（即在采集步驟192中采集的圖像）與一幅或更多幅參考圖像進(jìn)行比較。因此，作為一個實(shí)例，可以把圖像序列的第一幅圖像用作參考圖像，并且可以對隨后采集的圖像序列的所有圖像進(jìn)行校正從而與該參考圖像具有位置符合性。但是基本上可以把圖像序列的任何其他圖像用作參考圖像，甚至幾幅圖像的組合。
因此，在圖10a中，可以把將要校正的圖像186的一部分200選擇成特性特征202，其包括存儲在該部分200中的信息數(shù)值。其中，從本發(fā)明的觀點(diǎn)來看，部分200可以是參考圖像的一部分并且可以搜索將要校正的圖像中的相應(yīng)部分，和/或部分200可以是將要校正的圖像的一部分并且可以搜索參考圖像中的相應(yīng)部分。全部兩種選項(xiàng)都是可能的，并且應(yīng)當(dāng)被包括在根據(jù)本發(fā)明的方法中。后面將作為一個實(shí)例來解釋在參考圖像中定義特性特征202的選項(xiàng)，但是并不限制本發(fā)明的范圍。
包括參考圖像在內(nèi)的每一幅圖像186可以被描述為一個矩陣，矩陣包括圖像186的每一個位置或像素處的一定數(shù)目的信息數(shù)值i，比如以下矩陣：
其中ii,j標(biāo)示圖像i的像素i,j的信息數(shù)值，比如灰度值。n和m是標(biāo)示圖像186的寬度（n）和圖像的高度（m）的整數(shù)。由坐標(biāo)i,j（其中1≤i≤m并且1≤j≤n）標(biāo)示的該矩陣的一個特定位置標(biāo)示圖像186的一個特定像素或位置。
如圖10a中所表明的，選擇作為參考圖像的一部分的特性特征202，并且實(shí)施針對在將要校正的圖像186中的該特性特征202的搜索。為此目的，同樣在將要校正的圖像186的矩陣i上偏移參考圖像的該部分202。部分200本身可以由具有小于矩陣i的尺寸的一個矩陣來表示。部分200在搜索區(qū)段204上在x方向上被偏移r并且在y方向上被偏移s，所述搜索區(qū)段204小于將要被搜索的圖像186本身。從r=0并且s=0開始，在偏移過程期間將由r和s取得的最大值是rmax=m-hr，其中hr是部分200的高度，以及smax=n-wr，其中wr是部分200的寬度。在圖10a中，wi標(biāo)示圖像186的寬度，hi標(biāo)示圖像186的高度。
對于偏移(r,s)的每一個可能數(shù)值，對于部分200和將要被搜索的圖像186的相應(yīng)部分確定符合程度和/或一致或相似程度。在圖10b中示意性地描繪出這一方面。因此，利用r標(biāo)示將在圖像186中搜索的特性特征202或部分200，針對偏移坐標(biāo)(r,s)實(shí)施搜索，使得圖像i的相應(yīng)部分200、202對應(yīng)于部分r。作為一個實(shí)例，對于每一個數(shù)值對(r,s)，可以確定下面的平方差之和：
通過在將要被搜索的整幅圖像186上偏移特性特征202（即通過偏移r），可以對于每一個偏移(r,s)確定一個de。最后，通過比較如此確定的所有de(r,s)，可以確定所有de當(dāng)中的最小值，也就是說可以確定使得de取得最小值的特定偏移(r,s)。這一偏移標(biāo)示關(guān)于在圖像186中搜索特性特征202的搜索結(jié)果的最佳猜測。為了避免偽像，可以將這一偏移候選與一個或更多限值進(jìn)行比較，也就是說將最小值de,min與至少一個限值進(jìn)行比較。只有在de,min小于或者幾乎與限值一樣大的情況下，才可以檢測到肯定的匹配。
但是必須提到的是，前面提到的平方差之和僅僅是適合于搜索圖案匹配以便找到圖像186中的特性特征的大量可能算法當(dāng)中的一種算法。找到圖案匹配的這種算法例如在w.burger等人的“imageprocessing”，springerverlag，london，2008，pp.429-436中做了公開。但是附加地或替換地，可以使用在圖像186中搜索特性特征的其他類型的圖案匹配算法，以便確定圖像之間的偏移。
一旦對圖像186中的特性特征202的搜索成功，所述搜索將返回表明圖像186與參考圖像之間的相對位置改變的量的偏移(r*,s*)。這一偏移(r*,s*)可以被使用在圖9中的方法步驟198中以用于實(shí)施圖像校正198，從而產(chǎn)生經(jīng)過校正的圖像（圖9中的步驟206），并且將該經(jīng)過校正的圖像添加到包含經(jīng)過校正的圖像的序列的經(jīng)過校正的序列。為此目的，可以對圖像186的矩陣i實(shí)施以下校正：
i*(i,j)=i(i+r*,j+s*)，其中1≤i<m并且1≤j<n
對于r*=0和s*=0：i*=i
作為一個實(shí)例，r*和s*可以被限制到合理的數(shù)值，比如不超出50的數(shù)值。取代如前面所表明的那樣加上偏移(r*,s*)，減法也是可能的。
對于校正步驟194和/或其他操作實(shí)施例的潛在算法的其他細(xì)節(jié)，可以參考前面提到的出版物w.burger等人的“digitalimageprocessing”，springerverlag，london，2008，pp.429-436。特別可以把在這一段文字中公開的模板匹配算法應(yīng)用于所述校正算法或校正步驟194。但是應(yīng)當(dāng)提到的是，可以使用其他類型的校正和/或匹配算法，比如交叉相關(guān)算法和/或圖案辨識算法。此外還應(yīng)當(dāng)提到的是，在前面關(guān)于圖10a和10b中提供的實(shí)例作為一個示例性實(shí)施例公開的算法僅僅涉及可以通過x方向上的偏移和/或y方向上的偏移來描述的位置改變。但是可以使用多種其他校正算法。因此，利用前面所公開的類似算法，可以檢測旋轉(zhuǎn)改變，比如通過使用旋轉(zhuǎn)參數(shù)而不是平移參數(shù)(r,s)并且搜索圖案匹配。此外，通過使用類似的算法，可以在圖9的步驟198中檢測并且校正圖像186的畸變。
可以重復(fù)實(shí)施圖9中的整個校正步驟194，比如對于每一幅新采集的圖像實(shí)施一次（步驟192）。在圖9中，這由重復(fù)208表明。如圖9中所表明的，可以作為在線校正處理對于每一幅新采集的圖像實(shí)施重復(fù)208。但是也可以應(yīng)用其他用于校正的時間序列，比如對整個圖像序列和/或?qū)Χ喾鶊D像198應(yīng)用校正步驟194，也就是說同時校正多幅圖像186。
此外，如圖9中的附圖標(biāo)記210所表明的，所述經(jīng)過校正的圖像序列或者經(jīng)過校正的序列隨后可以被用于進(jìn)一步的評估。因此，出于檢測體液樣本中的至少一種分析物的目的的用于對圖像序列的圖像186進(jìn)行評估210的所有另外的步驟可以是基于經(jīng)過校正的圖像和/或經(jīng)過校正的圖像序列。因此正如前面詳細(xì)概述的那樣，可以大大改進(jìn)所有另外的步驟的精度。
經(jīng)受校正算法（比如圖9的校正算法）的圖像186不一定必須包含由圖像檢測器178呈現(xiàn)的全部圖像信息。因此，正如在圖6-8中的示例性圖像186中可以看到的那樣，由圖像檢測器178呈現(xiàn)的該圖像信息的部分可能處于實(shí)際可見窗口或查看窗口170的外部，正如圖5b中所描繪的那樣。因此，在對圖像186進(jìn)行評估之前或之后，可以檢測測試場162的邊界和/或測試場162的可見窗口的邊界，這或者是在將要在校正步驟194中校正的未經(jīng)處理的圖像中進(jìn)行，或者是在經(jīng)過校正的圖像序列中的經(jīng)過校正的圖像中進(jìn)行。這一步驟優(yōu)選地在經(jīng)過校正的圖像序列中實(shí)施，這是因?yàn)樵谶@種情況下，可以在經(jīng)過校正的圖像的絕對坐標(biāo)系中提供測試場162和/或測試場162的可見窗口的邊界，也就是說測試場162和/或測試場162的可見窗口的邊界可以對于經(jīng)過校正的圖像序列中的所有經(jīng)過校正的圖像都是有效的。因此，如圖11中所描繪的那樣，可以通過對圖像矩陣中的信息數(shù)值進(jìn)行評估來檢測查看窗口170和/或可見窗口（兩個術(shù)語在這里被用作同義詞）。因此，例如通過在校正之前或之后對于由圖像檢測器178呈現(xiàn)的圖像使用灰度邊緣檢測，可以檢測邊界212，比如x方向上的邊界和/或y方向上的邊界。在使用邊緣檢測來檢測邊界212時，所選擇的邊緣檢測算法可以是能夠容忍碎片（debris）或類似圖像干擾的算法。對于后續(xù)的分析，可以將圖像186縮小到這些邊界212內(nèi)的區(qū)域，以便減少數(shù)據(jù)量。此外，附加地或替換地，可以在圖像186中和/或在經(jīng)過校正的圖像中檢測查看窗口170的位置和/或旋轉(zhuǎn)。因此，前面所概述的術(shù)語“圖像”不一定必須指代由圖像檢測器178提供的全部信息數(shù)量。數(shù)據(jù)減少可以在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個或更多步驟中發(fā)生，比如通過把圖像186縮小到已縮小圖像或者經(jīng)過校正的已縮小圖像，其僅僅包含測試場162內(nèi)部和/或測試場162的查看窗口170或可見窗口內(nèi)部的信息數(shù)值。在使用術(shù)語“圖像186”時指代全部兩種選項(xiàng)。
此外，在用于定性地和/或定量地檢測分析物濃度的傳統(tǒng)方法中，對于空白數(shù)值和/或空數(shù)值（兩個術(shù)語在這里將被用作同義詞）的確定通常都扮演重要角色。因此，由于測試場162或測試化學(xué)品154的不同小塊的光學(xué)屬性即使在干燥狀態(tài)下也可能是不同的，因此可以使用空白數(shù)值來歸一化實(shí)際是由于檢測反應(yīng)而導(dǎo)致的所檢測到的光學(xué)改變。通常在已知的方法中（比如在wo2012/010454a1中），在將體液樣本應(yīng)用到測試場162之前采集一個或更多空白數(shù)值，并且在樣本應(yīng)用之后通過使用該空白數(shù)值來歸一化后續(xù)的測量數(shù)值，比如通過把由檢測器176呈現(xiàn)的所有后續(xù)測量數(shù)值除以至少一個空白數(shù)值。
本發(fā)明（特別是校正步驟194）提供了以非常高的精度生成經(jīng)過平均的空白圖像而不是單一空白數(shù)值的可能性，所述經(jīng)過平均的空白圖像包含多幅空白圖像的經(jīng)過平均的信息。
在圖12中，在示意性方框圖中公開了用于生成經(jīng)過平均的空白圖像的算法的一個實(shí)施例。所述經(jīng)過平均的空白圖像也可以被稱作經(jīng)過平均的干燥空圖畫（dryemptypicture）。圖9中所描繪的算法可以被實(shí)施到根據(jù)本發(fā)明的方法中。
在第一步驟中，通過使用圖像檢測器178采集新的圖像186，正如圖12中的方法步驟192所標(biāo)示的那樣。正如前面關(guān)于圖11所解釋的那樣，該新采集的圖像可以被縮小到查看窗口170的邊界212內(nèi)的實(shí)際圖像。此外，可以實(shí)施一個或更多校正步驟194，比如通過使用前面關(guān)于圖9所解釋的算法?？梢酝ㄟ^使用未經(jīng)校正、未經(jīng)處理的圖像和/或通過使用經(jīng)過校正的圖像來實(shí)施對于查看窗口170的可選檢測。
隨后，在新采集的圖像中或者在新采集的經(jīng)過校正的圖像中，實(shí)施檢測樣本應(yīng)用的至少一個步驟214。該樣本應(yīng)用檢測提供了針對以下問題的答案：即在前面圖像的采集與當(dāng)前的新采集圖像之間，體液樣本是否被應(yīng)用到測試場162。檢測樣本應(yīng)用的這一步驟214可以通過檢測與前面圖像相比的所述圖像或經(jīng)過校正的圖像的信息數(shù)值i(i,j)中的改變來實(shí)施。作為一個實(shí)例，可以比如通過使用以下公式來計(jì)算并且使用包含在所述圖像或經(jīng)過校正的圖像中的信息數(shù)值的平均值的改變：
其中，
還可以可選地將經(jīng)過平均的差值
在后面，
回到圖12中的用于檢測經(jīng)過平均的空白圖像的算法，對于每一幅新采集的圖像或者新采集的經(jīng)過校正的圖像，可以實(shí)施表明樣本應(yīng)用是否已發(fā)生的適當(dāng)測試。這一樣本應(yīng)用檢測214例如可以使用前面所公開的算法，或者附加地或替換地可以使用檢測由于樣本應(yīng)用所導(dǎo)致的顯著改變的任何其他類型的算法。
在沒有檢測到樣本應(yīng)用的情況下（圖12中的分支n，其由附圖標(biāo)記220標(biāo)示），可以在逐個像素的基礎(chǔ)上將新采集的圖像（優(yōu)選的是在實(shí)施校正步驟194之后新采集的經(jīng)過校正的圖像）添加到初步經(jīng)過平均的空白圖像（圖12中的步驟222）。為此目的，可以使用下面的公式：
其中，bpr,n標(biāo)示第n幅經(jīng)過平均的空白圖像（像素i,j），并且in標(biāo)示在樣本應(yīng)用之前新采集的第n幅圖像（像素i,j）。作為對于bpr,1的初始值，可以使用第一幅空白圖像i1。因此，可以使用移動算法通過更新初步經(jīng)過平均的空白圖像bpr,n來生成經(jīng)過平均的空白圖像bpr,n。最后，一旦檢測到樣本應(yīng)用（圖12中的分支y，其由附圖標(biāo)記224標(biāo)示），可以把最近的經(jīng)過平均的空白圖像用作最終空白圖像，從而通過以下公式定義經(jīng)過平均的空白圖像b（圖12中的步驟226）：
這一經(jīng)過平均的空白圖像b可以被用作針對由于樣本應(yīng)用所導(dǎo)致的所有后續(xù)圖像改變的參考。
因此，經(jīng)過平均的空白圖像b可以被用于確定分析物濃度，這是通過在逐個像素的基礎(chǔ)上將圖像或經(jīng)過校正的圖像（優(yōu)選是樣本應(yīng)用之后）歸一化到經(jīng)過平均的空白圖像b，比如通過在以下經(jīng)過變換的矩陣的其中之一或全部二者中對圖像（即一幅圖像、多幅圖像或者甚至所有圖像）進(jìn)行變換：
附加地或替換地，正如前面所概述的那樣，可以使用至少一幅達(dá)陣圖像t或者經(jīng)過校正的達(dá)陣圖像來確定分析物濃度。因此，作為一個實(shí)例，可以使用以下經(jīng)過變換的矩陣當(dāng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)來確定分析物濃度：
后一個公式對應(yīng)于如前面所定義的比較矩陣cn，其還可以出于檢測圖像序列和/或經(jīng)過校正的圖像序列中的感興趣區(qū)段的目的被用于檢測顯著改變。
其他類型的歸一化過程也是可能的。后面在提到出于確定分析物濃度的目的評估圖像序列或者經(jīng)過校正的圖像序列時，使用圖像或經(jīng)過校正的圖像的可能性或者經(jīng)過歸一化、經(jīng)過變換的圖像或經(jīng)過校正的圖像的可能性（比如通過使用前面公式中的一個或更多個）都應(yīng)當(dāng)是可能的。
此外，正如前面所概述的那樣，確定感興趣區(qū)段在用于檢測體液中的分析物的許多過程中扮演重要角色。特別通過產(chǎn)生經(jīng)過校正的圖像序列，比如通過使用圖9中所描繪的算法，根據(jù)本發(fā)明的方法允許在經(jīng)過校正的圖像中特別地且優(yōu)選地在逐個像素的基礎(chǔ)上高度精確地確定感興趣區(qū)段190。
首先，如圖13a和13b中所描繪的那樣，可以發(fā)生對于顯著改變的檢測，以便定義感興趣區(qū)段190和/或初步感興趣區(qū)段。為此目的，對包含在圖像或者優(yōu)選地經(jīng)過校正的圖像中的信息數(shù)值的改變進(jìn)行評估。作為一個實(shí)例，可以使用標(biāo)示圖像的信息數(shù)值的改變的以下所謂的差異矩陣：
其中，di標(biāo)示表明信息數(shù)值中的改變的矩陣，并且其中im標(biāo)示在樣本應(yīng)用時刻218之后采集的圖像或經(jīng)過校正的圖像或者經(jīng)過組合或變換的圖像，并且其中in標(biāo)示在樣本應(yīng)用時刻218之前或期間采集的圖像、經(jīng)過校正的圖像或者經(jīng)過變換或組合的圖像。作為一個實(shí)例，in可以是前面提到的達(dá)陣圖像t。但是其他實(shí)施例也是可行的，比如其中in是在樣本應(yīng)用時刻之前采集的圖像的實(shí)施例。優(yōu)選的是，盡可能靠近樣本應(yīng)用時刻218采集圖像im和in。因此，in可以是緊接在樣本應(yīng)用時刻之前采集的圖像，并且im可以是緊接在樣本應(yīng)用之后采集的圖像。附加地或替換地，可以把在樣本應(yīng)用之前和之后的預(yù)定時間距離處采集的圖像進(jìn)行比較，比如通過使用在樣本應(yīng)用之前一秒采集的圖像以作為圖像in，并且使用在樣本應(yīng)用之后一秒采集的圖像以作為圖像im?；蛘遡n可以是達(dá)陣圖像，并且im可以是在樣本應(yīng)用時刻之后0.5s到4s（比如樣本應(yīng)用時刻之后1s）的時間點(diǎn)采集的圖像。此外，可以組合幾幅圖像，比如通過使用初步經(jīng)過平均的空白圖像以取代圖像in和/或通過使用經(jīng)過平均的空白圖像b以取代圖像in。
在圖13a中，在三維曲線圖中繪制出包含在矩陣di中的信息數(shù)值的一個實(shí)例。其中，x和y標(biāo)示像素坐標(biāo)，并且z標(biāo)示矩陣di的相應(yīng)像素(i,j)的信息數(shù)值，比如灰度值。在圖13a的示例性實(shí)施例中，可以檢測顯著改變。在矩陣di中沒有檢測到顯著相對改變的情況下，可以組合幾幅圖像，比如在樣本應(yīng)用之后采集的多于一幅圖像，以便檢測顯著改變。
如在圖13a中可見的，由于化學(xué)不均勻性，在整個測試場162的區(qū)域上找到通常部分地以尖峰的形式的顯著改變。圖13a中的曲線圖還示出了不同的區(qū)段。其中可以檢測到背景區(qū)段228、未濕化測試區(qū)段230和實(shí)際的顯著改變區(qū)段232，所述實(shí)際的顯著改變區(qū)段232在后來可以是對于感興趣區(qū)段190的候選。
為了定義感興趣區(qū)段190或者關(guān)于感興趣區(qū)段190的粗略估計(jì)，可以使用閾值方法，例如通過使用如在圖13b中描繪的算法。在該算法中，如前面的矩陣di所標(biāo)示的改變圖像由附圖標(biāo)記234表示。改變圖像234是利用具有556mg/dl的葡萄糖濃度的血液樣本采集的。在該改變圖像234中，可以通過分別在每一行和每一列上對矩陣di的信息數(shù)值進(jìn)行平均來形成各行的平均值（圖13b中的曲線圖236）和各列的平均值（附圖標(biāo)記238）。可以把這些平均值與一個或更多閾值進(jìn)行比較，該閾值在圖13b中由附圖標(biāo)記242和244標(biāo)示。通過在各行和/或各列上進(jìn)行平均，可以去除矩陣di中的尖峰。此外，可以對平均值進(jìn)行過濾。通過使用如在圖13b中描繪的閾值方法和/或通過使用其他類型的閾值方法，可以檢測表明顯著改變區(qū)段的矩陣di中的坪區(qū)（plateau），并且可以生成該感興趣區(qū)段190的邊界線的坐標(biāo)和/或關(guān)于感興趣區(qū)段的粗略估計(jì)。因此，曲線圖236跨過閾值242處的最外列可以被用作針對感興趣區(qū)段的列坐標(biāo)，并且曲線圖238跨過閾值244處的最外坐標(biāo)可以被用作針對感興趣區(qū)段的行坐標(biāo)，從而生成矩形感興趣區(qū)段190。除了簡單地跨過閾值，還可以使用其他標(biāo)準(zhǔn)。因此，一條附加的標(biāo)準(zhǔn)可以是曲線圖236、238的預(yù)定數(shù)目的后續(xù)數(shù)值也分別超出閾值242或244。
作為對通過使用圖13a和13b中所描繪的平均閾值方法粗略地估計(jì)感興趣區(qū)段的補(bǔ)充或替換，可以使用更加面向像素的方法，正如將關(guān)于圖15和16更加詳細(xì)地解釋的那樣。
因此，圖15中描繪的方法可以開始于通過使用圖13a和13b中的方法確定的初步的矩形感興趣區(qū)段190?？梢匀コ蛘哂?替代處于初步感興趣區(qū)段外部的包含在矩陣di中的信息數(shù)值。附加地或替換地，可以截?cái)嗪?或用0替代矩陣di中的非常小的信息數(shù)值。此外，可以應(yīng)用其他類型的平滑，比如去除平均值內(nèi)的尖峰。從而可以在類似于圖13a中所提供的曲線圖中生成如在圖15中的左側(cè)描繪出的改變圖像246。
此外，可以使用直方圖方法來評估改變圖像246，正如圖15中的直方圖248所表明的那樣。在該直方圖248中，對于每一個信息數(shù)值或灰度值（水平軸）繪制出對于包含在矩陣di中的每一個灰度值或信息數(shù)值的相對頻率（垂直軸）的曲線圖。
此外，為了對直方圖248進(jìn)行評估，可以使用另外的閾值方法。正如前面所概述的那樣，該閾值方法可以意味著自動選擇一個或更多閾值250。為此目的，可以使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的閾值方法。因此，優(yōu)選地可以使用所謂的otsu方法。在該方法中，選擇閾值250，從而在進(jìn)行過濾或者應(yīng)用附加的數(shù)據(jù)減少步驟之前或之后，在改變矩陣di或經(jīng)過校正的改變矩陣di中將直方圖248分成兩個分類：低于閾值250的信息數(shù)值的分類252和高于閾值250的信息數(shù)值的分類254。閾值250可以被自動選擇，從而使得每一個分類252中的數(shù)值的方差被最小化，而不同分類的數(shù)值之間的方差則被最大化。
在下一個步驟中，可以從感興趣區(qū)段190中去除屬于分類252的所有像素。從而可以生成具有二進(jìn)制掩模256的形式的感興趣區(qū)段190，正如在圖15的右側(cè)部分中所描繪的那樣。因此，感興趣區(qū)段190可以由二進(jìn)制矩陣roi定義，其中在像素(i,j)處于感興趣區(qū)段之內(nèi)的情況下roi(i,j)=1，并且在像素(i,j)處于感興趣區(qū)段190之外的情況下roi(i,j)=0。在繪制該二進(jìn)制掩模256的曲線圖時，出現(xiàn)如圖15中所描繪的黑白圖畫。
在圖16中描繪出由二進(jìn)制掩模256標(biāo)示的更加復(fù)雜的感興趣區(qū)段190，其通?？梢栽谑褂萌鐖D3a中所描繪的具有兩條毛細(xì)管道148的微采樣器142時得到。在這種情況下，由于平行的毛細(xì)管道148，感興趣區(qū)段190和/或二進(jìn)制掩模256清楚地示出了兩個分開的水平白色條帶。此外，二進(jìn)制掩模256可以消除氣泡和/或碎片，正如圖16中的黑色區(qū)段258所標(biāo)示的那樣。因此，優(yōu)選地在校正步驟194之后通過評估圖像186而在逐個像素的基礎(chǔ)上檢測感興趣區(qū)段190的這種方式以非常高的精度和置信度確定感興趣區(qū)段190。可以通過閾值過程可靠地去除感興趣區(qū)段190內(nèi)的干擾，比如由氣泡或碎片所導(dǎo)致的干擾。所述方法可以進(jìn)一步被細(xì)化，比如通過對自動檢測到的感興趣區(qū)段190應(yīng)用附加的合理性檢查，比如通過實(shí)施關(guān)于相關(guān)像素?cái)?shù)目、尺寸實(shí)施合理性檢查或者對于感興趣區(qū)段190的其他類型的合理性檢查。
優(yōu)選地在校正步驟194之后，通過使用二進(jìn)制掩模256在逐個像素的基礎(chǔ)上定義的感興趣區(qū)段190可以被用于對圖像186進(jìn)行評估，比如通過對于在樣本應(yīng)用時刻218之后采集的經(jīng)過校正的圖像進(jìn)行評估。因此，可以對于實(shí)施校正步驟194之后的經(jīng)過校正的圖像186進(jìn)行以下變換：
從而在任何圖像、圖像序列、圖像組、經(jīng)過校正的圖像或者經(jīng)過平均的圖像中，可以消除處于感興趣區(qū)段外部的所有像素，而處于感興趣區(qū)段190內(nèi)部的像素則可以保持不變。因此可以發(fā)生圖像的掩蔽。
對于分析物濃度的進(jìn)一步評估和確定，可以對處于感興趣區(qū)段內(nèi)部的圖像的像素（比如矩陣iroi的像素）進(jìn)行評估。為此目的，可以對圖像、經(jīng)過校正的圖像中的一幅或更多幅或者例如相對圖像（比如前面提到的圖像i'、i''或i'''中的一幅或更多幅）進(jìn)行掩蔽，這例如是通過僅使用處于感興趣區(qū)段內(nèi)部的這些圖像的像素實(shí)現(xiàn)的。因此，可以使用并且掩蔽前面提到的圖像i'''以用于進(jìn)一步評估，比如通過使用下面的公式：
從而可以產(chǎn)生表明減退或百分比相對減退的改變的矩陣。根據(jù)這一矩陣i'''roi，可以產(chǎn)生roi內(nèi)的所有像素的平均值，其中基本上可以使用任何類型的平均過程，比如roi內(nèi)的所有像素的中值、平均值、加權(quán)平均值以及其他平均過程。
在圖17中作為時間t的函數(shù)描繪出（垂直軸）對于幾項(xiàng)測量的這些平均值
比如通過使用已知的用于評估反應(yīng)動力學(xué)的方法，可以對圖7中所描繪的曲線260到268進(jìn)一步進(jìn)行評估。因此，為了評估分析物的濃度，可以在樣本應(yīng)用之后的預(yù)定時間確定數(shù)值
在圖18中，作為方框圖描繪出具有幾個可選方法步驟的根據(jù)本發(fā)明的方法的一個潛在實(shí)施例的總覽。在開始270之后的第一可選方法步驟中，正如前面參照圖11所公開的那樣，可以（優(yōu)選地自動）檢測測試場162和/或查看窗口170的邊界212（步驟272）。此外，在可選方法步驟274中，正如前面參照圖14所概述的那樣，檢測樣本應(yīng)用時刻218，其也被稱作達(dá)陣時刻。此外，比如通過使用前面參照圖12概述的過程，優(yōu)選地可以與方法步驟274并行地檢測空白圖像和/或經(jīng)過平均的空白圖像（步驟276）。
此外，正如前面關(guān)于圖13a、13b、15和16所概述的那樣，可以檢測由于樣本應(yīng)用導(dǎo)致的顯著改變（步驟278），可以對顯著改變進(jìn)行處理（步驟280），并且可以確定感興趣區(qū)段190（步驟282）。
隨后，在一系列另外的可選方法步驟中，可以測量反應(yīng)動力學(xué)（步驟284），可以對測量結(jié)果進(jìn)行評估（步驟286，測量分析），并且另外可選的是，在方法結(jié)束（步驟290）之前，可以對測量結(jié)果實(shí)施統(tǒng)計(jì)分析（測量統(tǒng)計(jì)，步驟288）。
在審視圖18中所描繪的方法時，發(fā)現(xiàn)在該實(shí)施例中沒有描繪單獨(dú)的方法步驟194（校正步驟）。這是由于校正步驟194可以是根據(jù)圖18的方法的一個步驟、多于一個步驟或者甚至所有步驟的部分。因此，可以與校正步驟194相結(jié)合地（即通過評估一幅或更多幅經(jīng)過校正的圖像）實(shí)施步驟272中的測試場檢測。此外，可以與校正步驟194相結(jié)合地（即通過使用經(jīng)過校正的圖像）實(shí)施檢測樣本應(yīng)用時刻的步驟（步驟274）以及檢測空白圖像或者經(jīng)過平均的空白圖像的步驟（步驟276）。此外優(yōu)選的是，可以與校正步驟194相結(jié)合地（即通過使用一幅或更多幅經(jīng)過校正的圖像來檢測顯著改變）檢測步驟278中的顯著改變。類似地，正如前面所概述的那樣，通過使用經(jīng)過校正的圖像可以實(shí)施對于顯著改變的處理（步驟280）以及感興趣區(qū)段190的確定（步驟282）。此外，正如前面關(guān)于圖17中描繪的曲線所概述的那樣，可以通過使用經(jīng)過校正的圖像來實(shí)施反應(yīng)動力學(xué)的測量284，以及對于測量結(jié)果的分析（步驟286）和測量統(tǒng)計(jì)（步驟288）。因此，在如圖18中所描繪的用于確定體液樣本中的至少一種分析物的濃度的方法的示例性實(shí)施例的一個、多于一個或者甚至所有方法步驟中，前面提到的校正算法都可以是有益的。
附圖標(biāo)記列表
110——測試系統(tǒng)
112——器件
114——儲匣
116——容器
118——控制單元
120——處理器
122——用戶接口
124——測試元件
126——應(yīng)用位置
128——儲匣外罩
130——外罩
132——下方外殼
134——上方外殼
136——密封膜
138——粘合劑
140——穿刺元件
142——微采樣器
144——刺血針
146——刺血針尖頭
148——毛細(xì)管道
150——測試化學(xué)品環(huán)
152——測試化學(xué)品載體
154——測試化學(xué)品
156——粘合劑
158——空腔
160——窗口
162——測試場
164——接合開口
166——致動器
168——穿刺開口
170——查看窗口
172——應(yīng)用側(cè)
174——檢測器側(cè)
176——檢測器
178——圖像檢測器
180——光敏元件
182——光源
184——光學(xué)元件
186——圖像
188——被濕化的部分
190——感興趣區(qū)段（roi）
192——新圖像采集
194——校正步驟
196——檢測特性特征
198——校正
200——部分
202——特性特征
204——搜索區(qū)段
206——產(chǎn)生經(jīng)過校正的圖像
208——重復(fù)
210——進(jìn)一步評估
212——邊界
214——樣本應(yīng)用檢測
216——峰值
218——樣本應(yīng)用時刻
220——沒有檢測到樣本應(yīng)用
222——將新圖像添加到初步經(jīng)過平均的空白圖像
224——檢測到樣本應(yīng)用
226——定義經(jīng)過平均的空白圖像
228——背景區(qū)段
230——未被濕化的測試場
232——顯著改變的區(qū)段
234——改變圖像
236——各行的平均值
238——各列的平均值
242——閾值
244——閾值
246——改變圖像
248——直方圖
250——閾值
252——低于閾值的信息數(shù)值的分類
254——高于閾值的信息數(shù)值的分類
256——二進(jìn)制掩模
258——?dú)馀莼蛩槠?/p>
260——20mg/dl
262——70mg/dl
264——150mg/dl
266——250mg/dl
268——550mg/dl
270——開始
272——檢測測試場
274——檢測樣本應(yīng)用時刻
276——檢測空白圖像
278——檢測顯著改變
280——處理顯著改變
282——確定roi
284——測量反應(yīng)動力學(xué)
286——測量分析
288——測量統(tǒng)計(jì)
290——結(jié)束。