通過量化和解釋顏色的分析物濃度的制作方法
【專利摘要】在一個實施方式中，公開了一種用于對測試葉片進行自動測試診斷的裝置。所述裝置包括個人計算裝置，該個人計算裝置包括：用于拍攝測試葉片的多個測試墊一段時間的圖像的像機、聯(lián)接至所述像機的處理器以及聯(lián)接至所述處理器的顯示裝置。所述處理器分析各個測試墊隨時間的顏色變化，以確定各個測試墊隨時間的顏色軌跡。所述處理器將各個測試墊的顏色演變軌跡與各個測試墊的顏色校準曲線進行比較，以確定測試生物樣本(諸如尿)的分析物濃度。在通過所述處理器分析期間，所述顯示裝置隨著時間響應(yīng)于所述分析來顯示具有所述分析物濃度的結(jié)果的用戶界面。
【專利說明】通過量化和解釋顏色的分析物濃度
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本專利合作條約（PCT)申請要求2014年3月5日提交的、題為APPARATUS FOR DETERMINING ANALYTE CONCENTRATION BY QUANTIFYING AND INTERPRETING COLOR INFORMATION CAPTURED IN A CONTINUOUS OR PERIODIC MA順ER的美國臨時專利申請 No. 61/948，536的權(quán)益，并且通過引用并入于此。
[0003] 本申請還要求2015年3月5日提交的、題為METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING ANALYTE CONCENTRATION BY QUANTIFYING AND INTERPRETING COLOR INFORMATION CAPTURED IN A CONTINUOUS OR PERIODIC MAN肥R的美國專利申請No. 14/ 639，509的優(yōu)先權(quán)。美國專利申請No. 14/639，509是要求2015年2月6日提交的、題為METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING AND QUANTIFYING COLOR CHANGES INDUCED BY SPECIFIC CONCENTRATIONS OF BIOLOGICAL ANALYTES IN AN AUTOMATICALLY CALIBRATED ENVIRONMENT的美國專利申請No 14/419，939的權(quán)益的部分繼續(xù)申請。美國專利申請No. 14/ 419,939是要求2013年4月5 日提交的、題為METHOD AND APPARATUS FOR P邸FORMING AND QUANTIFYING COLOR CHANGES INDUC抓 BY SPECIFIC CONCENTRATIONS OF BIOLOGICAL ANALYTES IN AN AUTOMATICAIXY CALIBRATED ENVIRO醒ENT的專利合作條約（PCT)申請 NO.PCT/US2013/035397的優(yōu)先權(quán)的國家階段申請。PCT申請NO.PCT/US2013/035397要求 2012年8月8 日提交的、題為MULTI-ANALYTE RAPID DIAGNOSTIC TEST AND MET冊D OF U沈 的美國臨時專利申請No. 61 /680，842的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明總體上設(shè)及用于確定來自診斷測試裝置的診斷的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0005] 試劑試紙(dipstick)和免疫測定已經(jīng)在照護時結(jié)合快速診斷健康狀況的方法在 醫(yī)療診所使用了幾十年。試紙已經(jīng)被用于診斷許多狀況，包括尿路感染、先兆子痛、蛋白尿、 脫水、糖尿病、內(nèi)出血W及肝臟問題。
[0006] 試紙是包含試劑的層壓紙，其在暴露于分析物溶液時變色。試紙上的每一個試劑 測試墊(pad)被利用已知在存在特定反應(yīng)物時變色的化合物進行了化學(xué)處理。例如，在尿分 析的背景下，試紙將典型地包括用于檢測或測量尿生物樣本中存在的分析物的試劑墊。
[0007] 試劑測試墊的顏色變化的量值與生物樣本流體中的分析物濃度成比例。通常通過 比較測試條與色彩基準表，利用肉眼人工解釋試紙和它們的試劑測試墊。運種人工顏色比 較可能出于幾個原因而不精確，包括:環(huán)境光變化、主觀比較W及地球人口中占很大部分的 人口的受損色覺。
[000引希望改進試劑測試墊與色彩基準表之間的人工顏色比較。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的一些實施方式總體上設(shè)及用于自動檢測像機視野中是否存在顏色的系 統(tǒng)和方法。本發(fā)明的其它實施方式總體上設(shè)及用于自動檢測時間周期內(nèi)的顏色變化或隨著 時間的顏色演變的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一些其它實施方式總體上設(shè)及用于自動提供色 覺、顏色識別及顏色校正的系統(tǒng)和方法。當(dāng)在受控的照明條件下或者封閉的系統(tǒng)照明環(huán)境 中時，顏色匹配和顏色校正是本領(lǐng)域已知的，然而，當(dāng)在不受控制的照明環(huán)境下操作時，運 些操作對于人類和機器來說顯著更加復(fù)雜。
[0010] 本發(fā)明的實施方式設(shè)及用于檢測樣本中或可光度測定方式進行時間解析的 任何化學(xué)反應(yīng)中是否存在顏色的方法。更具體地，本發(fā)明的實施方式在醫(yī)療應(yīng)用中檢測并 分類顏色變化。用戶將試劑試紙浸到流體樣本中，并且使用裝置來量化所得到的反應(yīng)的顏 色。量化顏色關(guān)聯(lián)至分析物濃度，然后通過一個或更多個電子裝置分析和顯示分析物濃度。 通過利用裝置而不是人眼來量化顏色變化，從結(jié)果中去除了與用戶的顏色視覺相關(guān)的錯 誤。大約8%的男性和0.5%的女性具有某種顏色感知限制。另外，該裝置和方法還去除了在 人比較顏色試劑測試墊與打印的基準色標時可能出現(xiàn)的主觀錯誤?？蒞解決的其它錯誤包 括不良呈現(xiàn)的基準色標和因光澤或紋理差異等而造成的錯誤。
【附圖說明】
[0011] 圖1是用于提供用于在時間上分析生物樣本的系統(tǒng)的、具有多個試劑測試墊的診 斷測試裝置(測試葉片）的俯視圖。
[0012] 圖2是視場的示例性顯示，其在顯示器的左側(cè)示出診斷測試裝置（測試葉片 (paddle))的試劑測試墊，并且在右側(cè)示出信息和指令。
[0013] 圖3是視場的示例性顯示，其示出經(jīng)過10秒鐘之后的診斷測試裝置(測試葉片）與 其試劑測試墊。
[0014] 圖4是示出視場的示例性顯示，其示出經(jīng)過30秒鐘之后的診斷測試裝置（測試葉 片)與其試劑測試墊。
[0015] 圖5是示出視場的示例性顯示，其示出具有試劑測試墊的診斷測試裝置（測試葉 片)和分析物濃度圖表。
[0016] 圖6A是分析物校準曲線的Ξ維紅、綠、藍(RGB)顏色空間圖形。
[0017] 圖6B是分析物校準曲線的Ξ維RGB顏色空間圖形的一部分的放大圖。
[001引圖7A是示出分析物反應(yīng)的化學(xué)軌跡的Ξ維RGB色彩空間圖形。
[0019] 圖7B是在多個過去的時間處的分析物校準曲線的Ξ維RGB色彩空間圖形。
[0020] 圖8是具有測量反應(yīng)點的、在多個過去的時間處的分析物校準曲線的Ξ維RGB色顏 色間圖形。
[0021] 圖9是校正時間、溫度W及酸度(pH)的分析物校準曲線的Ξ維RGB顏色空間圖形。
[0022] 圖10A是用于在時間上分析生物樣本的系統(tǒng)的示例性電子裝置的立體圖。
[0023] 圖10B是用于在時間上分析生物樣本的系統(tǒng)的示例性電子裝置的側(cè)視圖。
[0024] 圖11是用于在時間上分析生物樣本的系統(tǒng)的又一示例性電子裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0025] 在本發(fā)明實施方式的下列詳細描述中，闡述了許多具體細節(jié)，W便提供對本發(fā)明 的詳盡理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯見的是，本發(fā)明的實施方式可w在不需要運些具體細 節(jié)的情況下來實踐。在其它情況下，公知方法、過程、組件W及電路未被詳細描述，W避免不 必要地模糊本發(fā)明實施方式的多個方面。
[0026] 本發(fā)明的實施方式包括用于在時間上分析、觀察W及量化光度測定反應(yīng)的方法、 裝置W及系統(tǒng)。
[0027] 介紹
[0028] 試劑試紙和免疫測定已經(jīng)在照護點或醫(yī)生辦公室結(jié)合快速診斷或監(jiān)測健康狀況 的方法在醫(yī)療診所使用了幾十年。
[0029] 具體來說，在臨床環(huán)境中，試紙已經(jīng)被用于診斷尿路感染、先兆子痛、蛋白尿、脫 水、糖尿病、內(nèi)出血W及肝臟問題。如所已知的，試紙是包含試劑的層壓紙，其在暴露至含分 析物的溶液時變色。試紙上的每一個試劑測試墊(pad)利用已知在存在特定反應(yīng)物時變色 的化合物進行化學(xué)處理。例如，在尿分析的背景下，試紙將包括試劑墊，其用于檢測或測量 生物樣本(在運種情況下，尿））中存在的分析物，包括葡萄糖、膽紅素、酬、比重、血液、pH、蛋 白質(zhì)、尿膽素原、亞硝酸鹽、白細胞、微量白蛋白W及肌酢。用于藥物使用監(jiān)測的生物標記、 用于前列腺癌的前列腺特異抗原(PSA)等已經(jīng)在干固體化學(xué)測試墊中設(shè)立。
[0030] -種用于解釋試紙和免疫測定（已經(jīng)暴露于樣本溶液）的測試結(jié)果的自動化方法 例如由化en等人的美國專利申請公報No.2012/063652(下文中/'Chen'652公報進行了示 出。Chen'652公報公開了運樣一種方法，即，即使在未校準環(huán)境中，也通過在單個圖像中并 排地拍攝測試條與色彩基準表兩者的數(shù)字圖像，對生物材料進行基于顏色的反應(yīng)測試。通 過在測試條的反應(yīng)區(qū)域與色彩基準表之間執(zhí)行簡單顏色匹配W確定生物材料的分析物濃 度，自動獲取測試條的測試結(jié)果。
[0031] 然而，現(xiàn)有化驗趨于僅在單個時間點執(zhí)行它們的顏色匹配分析。同樣，運些機器將 它們的分析基于快照而忽視了顏色變化速率。因此，現(xiàn)有化驗不能匯報有關(guān)二次反應(yīng)或中 間反應(yīng)速率。
[0032] 已經(jīng)開發(fā)出通用顏色視覺工具的平臺，W致力于解決在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的問 題。在Bernard Bu巧等人于2013年8月5日提交的國際專利申請?zhí)朠CT/US2013/035397、公開 號W0 2014025415 A2中已經(jīng)描述了運些問題中的一些(通過引用而并入于此）（在下文中， Burg'397)，適用于在自動校準環(huán)境中執(zhí)行并量化由特定濃度的生物分析物所導(dǎo)致的顏色 變化的特定應(yīng)用。
[0033] 用于尿分析的尿試劑條的分析物具有不同的反應(yīng)時間，例如，大多數(shù)試紙制造商 的試劑報告與化學(xué)反應(yīng)的完成相對應(yīng)的下列讀數(shù)時間:Ξ十秒鐘時的葡萄糖、膽紅素、微量 白蛋白及肌??；四十秒鐘時的酬；四十五秒鐘時的比重;在六十秒鐘時的血液、pH、蛋白質(zhì)、 尿膽素原及亞硝酸鹽；W及一百二十秒鐘時的白細胞。
[0034] 現(xiàn)有的自動尿分析機在將試劑條浸到尿中之后大約六十秒鐘，同時讀取所有運些 值。同樣，運些機器將它們的分析基于快照而忽視了顏色變化的速率，由此，它們不能匯報 有關(guān)二次反應(yīng)也不能匯報中間反應(yīng)速率。對于白細胞的特殊情況來說，自動讀取器需要基 于六十秒鐘時存在的顏色來預(yù)期一百二十秒鐘之后達到的最終顏色。運種估計基于化學(xué)反 應(yīng)速率。
[0(X3日]解決方案
[0036] 本發(fā)明的實施方式包括隨著與生物樣本的化學(xué)反應(yīng)的時間而連續(xù)或周期性地監(jiān) 測試劑測試墊的顏色變化的方法和裝置。單獨監(jiān)測多種試劑測試墊中的每一種(例如，-葡 萄糖、膽紅素、酬、比重、血液、酸度抑、蛋白質(zhì)、尿膽素原、亞硝酸鹽、白細胞、微量白蛋白W 及肌?。?，W提供近實時的最佳顏色解釋。通過考慮顏色時間梯度來增強顏色解釋?；瘜W(xué)反 應(yīng)率模型被近似W生成更高解釋精度的顏色解釋。
[0037] 本發(fā)明的實施方式還提供了通過利用統(tǒng)計方法對葉片上的化學(xué)測試墊的化學(xué)反 應(yīng)的諸如時間、溫度及酸度(pH)的公共因素進行交叉引用的更好的顏色校正和錯誤減少來 提供改進的準確度。
[0038] 通過對各個化學(xué)測試墊(CTP)的化學(xué)反應(yīng)速率單獨建模，并且提供更好的顏色校 正和優(yōu)越的反應(yīng)校準來改進精度/準確度。代替單個圖像，一段時間的一序列顏色圖像被用 于解釋顏色。
[0039] 同一測試葉片上的CTP的化學(xué)反應(yīng)可W彼此交叉引用。同一測試葉片上的CTP的單 獨化學(xué)反應(yīng)分析分享相同的反應(yīng)持續(xù)時間、溫度及酸度(pH)。由此，化學(xué)反應(yīng)的自然獨立解 釋可W通過分享反應(yīng)當(dāng)中的持續(xù)時間、溫度及抑的數(shù)學(xué)方程來增強。交叉引用CTP上的化學(xué) 反應(yīng)可W通過已知統(tǒng)計方法W數(shù)學(xué)方式縮小應(yīng)用的誤差范圍。
[0040] 本發(fā)明的一些實施方式還提供用戶友好的交互式用戶界面。提供用戶界面W保持 用戶關(guān)注實時解釋。該用戶界面允許用戶通過增強現(xiàn)實來觀察試劑反應(yīng)，在使他們對優(yōu)越 的交互式體驗滿意的同時，幫助他們持續(xù)將他們的注意力集中于過程。
[0041 ]在此公開了通用開放式光度測定工具的平臺，W解決現(xiàn)有技術(shù)中所描述的許多問 題。如在此限定的，開放式光度測定工具是不需要屏蔽干擾光子污染的光度計，因此，開放 式光度計不需要具有固定光路的外罩。諸如環(huán)境光水平、流體樣本處理W及顏色校正的問 題已在Burg'397中進行了描述，適用于用于在自動校準環(huán)境下執(zhí)行并量化由特定濃度的生 物分析物所導(dǎo)致的顏色變化的特殊應(yīng)用。
[0042] 具體來說，Burg'397中描述的用于在未受控制的光照條件下工作的方法包括通過 進行幾何校正、執(zhí)行顏色校正、建立顏色校準軌跡W及將在未受控制光照條件下取得的顏 色與建立的顏色軌跡進行比較來拍攝彩色圖像。
[0043] 本發(fā)明的實施方式的一個方面通過將裝置朝著能夠近實時拍攝序列圖像并且顯 示反應(yīng)進展和結(jié)果的便攜式裝置或頭戴式裝置擴展，來增強在Burg ' 397中描述的方法和裝 置的現(xiàn)有能力。當(dāng)利用便攜式電子裝置拍攝葉片100的圖像時，圖像在不沒有受控照明條件 或封閉系統(tǒng)照明環(huán)境的情況下拍攝。當(dāng)嘗試在未受控制光照環(huán)境下拍攝圖像時，顏色匹配 和顏色校正顯著更加復(fù)雜。由此，在多個時間點拍攝測試墊的變化顏色的序列圖像，并且按 照本發(fā)明的實施方式進行分析，W改進生物樣本中的各種分析物的測量濃度的診斷結(jié)果。
[0044] 本發(fā)明的一些實施方式的另一方面是通過近實時地處理感知的序列圖像并且在 頭戴式顯示器和圖像拍攝裝置上顯示反應(yīng)的進展來增強用戶感知的真實性。
[0045] 圖1例示了診斷儀器葉片（測試葉片）100。Burg'397中描述了類似的診斷測試葉 片。在運個實施方式中，葉片100具有十二個試劑墊110。運十二個試劑墊11〇(還稱為化學(xué)測 試墊(CTP)或簡稱為測試墊)靠近葉片100的底部定位。隨著CTP 110經(jīng)歷與所施加的生物樣 本的化學(xué)反應(yīng)，它們響應(yīng)于生物樣本中的各種分析物的濃度而隨著時間改變顏色。
[0046] 在該示例性實施方式中，CTP 110被布置為Ξ行（llOAx-llOCx)和四列（llOxA- IIOXD)?？衫脤？谶x擇與特定分析物反應(yīng)的化合物(試劑)來處理各個CTP。
[0047] 葉片100可W包括諸如快速響應(yīng)(QR)代碼105的唯一標識，W自動標識測試葉片 IOOdQR代碼105可配置成包含有關(guān)葉片100的特定標識信息，諸如正在被測試的分析物的列 表、葉片100的有效期、正在測試的條件W及其它標識信息。所述信息可W直接打印在唯一 標識上或者在QR代碼105內(nèi)加密。
[0048] 另選地，QR代碼105可W與存儲在別處的信息相關(guān)聯(lián)，諸如與條形碼或其它短距數(shù) 據(jù)交換裝置和方法關(guān)聯(lián)的情況。標識信息可W在驗證處理中使用，W確保診斷葉片100適于 所執(zhí)行的測試并且確保安全使用、處于良好的工作條件下，或者解決可影響測試結(jié)果的質(zhì) 量和可靠性的其它問題。
[0049] 測試葉片100還可W包括基準色條(RCB)108dRCB 108包括采用并排的線性布局的 多個顏色樣本。例如，RCB 108可W包括用于下列顏色中的一個或更多個的顏色樣本:青色、 品紅色、黃色、基本色化ey)(黑色）、灰色、白色、紅色、綠色及藍色。顏色樣本顏色對應(yīng)于普 通顏色空間，諸如紅色-綠色-藍色或青色-品紅色-紅色-基本色（黑色）dRCB 28被用于圖像 處理，具體來說，校準數(shù)字圖像W改進顏色分析的質(zhì)量和準確度。
[0050] 如上所述，可包括頭戴式裝置的便攜式電子裝置是用于拍攝測試葉片100的彩色 數(shù)字圖像的優(yōu)選裝置。在本發(fā)明的一些實施方式中，在便攜式電子裝置上顯示葉片100的圖 像和用于用戶的信息和指令。
[0051 ] 圖2例如例示了視場或視野200，其中在視野200的一側(cè)201顯示有測試葉片100，而 在視野200的相對側(cè)202顯示有用戶界面(UI)210。用戶界面210在CTP 110經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)時 自動提供指令、信息及CTP 110的顏色分析結(jié)果。
[0052] 視野200可W通過許多裝置拍攝、顯示及分析。然而，希望通過將拍攝、顯示及分析 集成到用戶可操作的系統(tǒng)中使得用戶可W測試并獲取它/她自己的結(jié)果來使該測試和結(jié)果 個人化和便利。一種用于拍攝、顯示及分析的系統(tǒng)是增強現(xiàn)實裝置，其通過提供視野200來 增強用戶感知的真實性。
[0053] 簡要參照圖10A，一種運樣的增強現(xiàn)實裝置可W是眼鏡或護目鏡1013,其提供對著 眼鏡(鏡片H018B投影的圖像的平視化eads啡)顯示，或者提供通過眼鏡1018B顯示圖像的 小型顯示裝置屏幕1054。具有小型顯示裝置的眼鏡或護目鏡1013還在Mitchell Joseph Heinrich等人于2012年3月2 日提交的、題為EYEGLASS FRAME WITH INPUT AND OUTPUT FUNCTIONALITY的美國專利申請公報No. 2013/0235331A1中進行了示出和描述，其通過引用 并入于此。一個眼鏡(鏡片H018A可不具有顯示裝置屏幕，使得用戶可W更好地目視測試葉 片100的物理位置。
[0054] 眼鏡或護目鏡1013可用于拍攝圖像或一系列圖像，W對發(fā)生在CTP 110上的化學(xué) 反應(yīng)進行時間解析。使用頭戴式像機1078減輕了在處理生物樣本并且同時嘗試利用手持裝 置拍攝視頻時發(fā)現(xiàn)的一些問題。護目鏡1013通過在分析物測試階段期間向用戶提供諸如照 度(發(fā)光度)和經(jīng)過的時間的信息來增強測試體驗。在分析物測試階段期間，還向用戶發(fā)出 指令，W使用戶的注意力集中于正經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)的特定CTP上。指令可W在顯示裝置屏幕 1054上向用戶顯示或者投影在眼鏡1018B上。另選地，可W使用耳塞或耳機1046W可聽方式 來向用戶傳達指令。
[0055] 眼鏡或護目鏡1013可W與智能電話或平板計算機1100通信，如圖11中更詳細示出 的。眼鏡或護目鏡1013可W經(jīng)由無線通信信道(例如，Bluetooth、Wi-Fi)無線地或者經(jīng)由線 纜(例如，USB線纜)有線地向智能電話或平板計算機1100周期性地傳送圖形圖像。在運個實 施方式中，智能電話或平板計算機1100包括處理器1104和用于存儲供處理器執(zhí)行的指令的 存儲器1105。所述指令可W是執(zhí)行在此描述的算法和方法W獲取結(jié)果的軟件。所述指令還 可W生成供護目鏡1013的顯示裝置顯示的用戶界面的像素。計算機1100可W向護目鏡1013 傳送結(jié)果和用戶界面，W向用戶顯示。
[0056] 在圖10B中，例示了另一示例性增強現(xiàn)實眼鏡/護目鏡1000的正視圖。護目鏡1000 包括聯(lián)接在一起的存儲器1008和處理器1006。聯(lián)接至處理器的像機1004用于在樣本的反應(yīng) 期間拍攝測試葉片100及其測試墊的圖像。在運個實施例中，代替并排顯示，有關(guān)測試的信 息和指令通過聯(lián)接至處理器1006的小型顯示裝置1002顯示，該小型顯示裝置1002位于用戶 的目鏡中的一個中。另一個目鏡具有眼鏡或鏡片1001，其可W透明W允許用戶看到反應(yīng)期 間的葉片100。優(yōu)選地，像機1004安裝至護目鏡1000或與其集成，然而，平視顯示化UD)裝置 可W不包括集成像機。在運種情況下，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可使用連接至處理 器的另一圖像拍攝裝置來拍攝反應(yīng)的圖像，W供處理器分析。
[0057] 在另選實施方式中，顯示裝置1002被鏡片1010'取代，鏡片1010'可接收來自安裝 至護目鏡1000的眼鏡框(其太陽穴部位1030)并聯(lián)接至處理器1006的投影裝置1050的投影 圖像。
[0058] 另選地，圖11例示了具有可與診斷葉片100-起使用W獲取結(jié)果的像機的另一電 子裝置。具有像機1102和顯示裝置1106的智能電話或平板計算機1100可用于獲取來自診斷 葉片100的結(jié)果。顯示裝置1106可提供分屏，其中測試葉片顯示區(qū)1120用于顯示測試葉片 100并且用戶界面顯示區(qū)1122用于向用戶顯示指令和結(jié)果。智能電話或平板計算機1100還 包括處理器1104和用于存儲供該處理器執(zhí)行的指令的存儲器1105。所述指令可W是在UI顯 示區(qū)1122中提供用戶界面并且執(zhí)行在此描述的算法和方法W獲取結(jié)果的軟件。
[0059] 下面，對圖2進行說明。對于具有平視顯示器的眼鏡或護目鏡來說，呈獻給用戶的 視野200的左側(cè)部分201是在此參照圖1描述的測試葉片100。在視野200的右側(cè)202中，借助 于投影或顯示裝置的小型屏幕顯示根據(jù)葉片100的測試墊110計算的信息220。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)認識到，左側(cè)和右側(cè)視野可W互換。
[0060] 響應(yīng)于因葉片100的CTP 110中的試劑的化學(xué)反應(yīng)而造成的顏色變化，可W按照在 Bu巧'397中描述的方法來計算信息220,其通過引用并入于此。可W在小型顯示屏上向用戶 顯示指令221(用戶界面210的一部分），W通過用于從診斷儀器葉片100的測試墊110獲取信 息的協(xié)議或過程來引導(dǎo)他/她。指令221可W向用戶指示，測試葉片100未暴露于生物樣本。 指令221還可W指示用戶暴露測試葉片的CTP，諸如通過將葉片浸入生物樣本中，并且啟動 與電子裝置關(guān)聯(lián)的計時器。
[0061] 圖3例示了數(shù)據(jù)可能呈現(xiàn)在增強現(xiàn)實裝置中時對該數(shù)據(jù)的實時解釋。該增強現(xiàn)實 裝置可W顯示葉片100的圖像，旁邊是附加信息。在視野的左側(cè)，用戶看到葉片100和隨著時 間演變的CTP化學(xué)反應(yīng)顏色。在視野的右側(cè)，可W向用戶呈現(xiàn)有關(guān)用戶正進行的醫(yī)學(xué)分析的 有關(guān)信息。例如，增強現(xiàn)實信息可W呈現(xiàn)照度測量(或發(fā)光度測量)330和自浸潰葉片起的經(jīng) 過時間331。另外，增強現(xiàn)實裝置可W向用戶提供指令332, W觀察可在CTP處發(fā)生的較快速 的化學(xué)反應(yīng)(諸如針對肌酢、微量白蛋白、膽紅素及葡萄糖）中的顏色變化。實時解釋將焦點 集中在較快速的化學(xué)反應(yīng)，使得用戶能夠跟隨快速反應(yīng)。
[0062] 圖4示出了第一結(jié)果解釋的概述。當(dāng)方法到達用于結(jié)果解釋的第一時間線時，示出 了初始結(jié)果表。圖4在視野左側(cè)示出了葉片。視野右側(cè)增加了增強信息，諸如照度測量(或發(fā) 光度測量)400和自將葉片浸到試劑中起的經(jīng)過時間441。表442例示了例如在Ξ十秒鐘時的 第一結(jié)果。運些結(jié)果是針對快速反應(yīng)的結(jié)果?？蒞生成針對所有化學(xué)反應(yīng)的類似結(jié)果，由此 引導(dǎo)用戶理解CTP的顏色識別過程。
[0063] 可W生成其它視覺線索并向用戶顯示。例如，可W將視覺線索提供給用戶，使得 他/她可獲得對CTP處的化學(xué)反應(yīng)的總體進展的測量W及基于顏色變換速度的運些反應(yīng)的 梯度的測量。
[0064] 下面，參照圖5，示出了經(jīng)過足夠時間之后的測試葉片100，其中，所有反應(yīng)都在CTP 上完成。表示醫(yī)學(xué)分析結(jié)果的表500通過小型屏幕顯示裝置在右側(cè)視場中提供。運些結(jié)果允 許用戶理解該過程，并且容易與醫(yī)療支持隊伍共享結(jié)果。
[0065] 單獨分析物反應(yīng)的精度
[0066] 下面，參照圖6A，WRGB空間中的紅色(R)、綠色(G)及藍色(B巧由示出了針對示例性 分析物的顏色校準曲線610的Ξ維圖形。用于獲取來自葉片100的結(jié)果的當(dāng)前裝置（如在 Burg'397中描述的那些)在將試劑條浸入尿中之后的大約六十(60)秒鐘拍攝試劑顏色墊的 單個快照。同樣，大約六十秒鐘的測量精度根據(jù)沿著RGB空間中的單個測量點602與分析物 的顏色校準曲線上的滴定點622之間的投影615的距離而給出。使用按六十秒鐘的單個時間 點處的試劑顏色墊的顏色的單個快照可導(dǎo)致濃度的模糊確定，特別是如果環(huán)境未完全受 控，如在希望提供私人家中測試時。
[0067] 圖6B例示了可隨著在單個時間點的單個快照而出現(xiàn)的模糊性。在圖6A中，所得分 析物的被讀取的滴定點622根據(jù)投影615、分析顏色校準曲線610與測量點602之間的最短路 徑來確定。假定顏色校準曲線中的單個測量和較小曲率，運是一種公平的近似。運些方法證 明在大部分情況下工作良好。然而，對于沿著具有凹曲度的校準曲線(例如，校準曲線的一 部分)的軌跡的情況，所得的分析物滴定/濃度可W是不確定的。
[0068] 校準曲線中的凹曲度可W潛在地提供與最近點相對應(yīng)的幾個解決方案。運樣一種 完全有據(jù)可查的不確定例子是高濃度水平的葡萄糖。葡萄糖校準曲線的高濃度水平部分 (例如，每分升(deciliter)五百(500)毫克W上(mg/dl))繞成一段楠圓形或環(huán)形。
[0069] 圖6B例示了葡萄糖超過五百（500)mg/dl時葡萄糖濃度的正確確定的難度。在圖6B 中，葡萄糖顏色校準曲線665在其末端附近形成了類似于楠圓的一部分的環(huán)形軌跡。因此， 如果假設(shè)的測量點666靠近曲線665的末端的楠圓焦點，則測量點666對該環(huán)形中的多個點 662A-66^粗略等距。從測量點666至沿著校準曲線665的點662A-66^的軌跡669A-669B的 距離大致相似。因此，點662A-662B中的任一個都可W被選擇為最接近測量點666,并且提供 不同水平的葡萄糖濃度。由此，在單個時間點使用單個測量點666因此可W提供不確定或不 可靠的測量。公知的是，市場上的現(xiàn)貨（over-the-counter(0TC))消費設(shè)備無法報告曲線 665的楠圓焦點附近區(qū)域中的足夠或可靠值。在此描述的方法可W提供更可靠的值。
[0070] 時間維度
[0071] 評估化學(xué)反應(yīng)的另一方法將力學(xué)和時間考慮在內(nèi)。下面的方程(1)、（2)和(3)提供 了經(jīng)過一段時間的分析物反應(yīng)的化學(xué)軌跡。圖7A示出了經(jīng)過一段時間（從時間to至tn)第N分 析物反應(yīng)的化學(xué)軌跡770N的示意性表述。
[0072]在時間to,將蛋白質(zhì)試劑墊浸入具有濃度X[Conc X]的分析物的生物樣本中達幾 秒鐘。該試劑墊(測試墊）的顏色在時間to被測量，并且在測量點771被報告到RGB空間中。所 述墊的試劑與生物樣本中的分析物之間的化學(xué)反應(yīng)根據(jù)其通過方程（1)、（2)和(3)所述的 動力學(xué)繼續(xù)朝向漸近值。最后，顏色在最終測量時間time tn穩(wěn)定，標記測試墊的試劑與生 物樣本中的分析物之間的化學(xué)反應(yīng)結(jié)束。該最終測量在圖7A所示圖形中用測量點772繪出。 測量點772是試劑在最終測量時間處的動力反應(yīng)與顏色校準曲線750N之間的交點。顏色校 準曲線750N可W由測試墊的制造商針對測試葉片中的指定分析物提供。顏色校準曲線750N 表示在指定時間tn，與各種濃度水平的分析物相關(guān)聯(lián)的測試墊顏色。因此，顏色校準曲線 750N在此還可W被稱為顏色-質(zhì)量校準曲線。測量點771-772之間的軌跡770表示針對生物 樣本中的濃度X的指定分析物，經(jīng)過一段時間（從時間to至?xí)r間tn)，測試墊的顏色變化或演 變。因此，軌跡770在此還可W被稱為顏色演變軌跡。
[007引反應(yīng)速率的形式定義 [0074]考慮典型的化學(xué)反應(yīng)：
[00 巧]aA+bB 一 pP+qQ
[0076] 其中，小寫字母(a、b、p及q)表示化學(xué)計量系數(shù)，而大寫字母表示反應(yīng)物(A和B)和 生成物(P和Q)。
[0077] 根據(jù)國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC)的金書定義，在沒有積聚反應(yīng)中間體的 情況下，等容條件下發(fā)生在封閉系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率r被方程1限定為：
[007引
[0079] 其中，[X]表示物質(zhì)X的濃度。反應(yīng)的速率不同于生成物P的濃度增加速率乘W恒定 因子(其化學(xué)計量數(shù)的倒數(shù)），而且針對反應(yīng)物A，減去化學(xué)計量數(shù)的倒數(shù)。反應(yīng)速率通常具 有每秒鐘每升摩爾的單位(mol/Ls)。
[0080] 該速率方程或速率定律是在化學(xué)動力學(xué)中使用的數(shù)學(xué)表達式，W將反應(yīng)的速率與 各個反應(yīng)物的濃度聯(lián)系起來。方程2例示了該速率方程：
[0081 ] r = k(T)[A]n[B]m 方程 2
[0082] 在運些方程中，k(T)是反應(yīng)速率系數(shù)或速率常數(shù)。其包括除明確地加 W考慮的濃 度W外影響反應(yīng)速率的所有參數(shù)。在影響反應(yīng)速率的所有參數(shù)中，溫度通常是所要考慮的 最重要的參數(shù)，并且通過Arrhenius方程來解釋。
[0083] 各個反應(yīng)速率系數(shù)k都具有溫度依存性，其通常通過如下方程3中的Arrhenius方 程給出：
[0084]
[0085] 方程3中的指數(shù)的分子Ea是活化能，而分母R是氣體常數(shù)。因為在溫度T，分子具有 根據(jù)波爾茲曼(Boltzmann)分布給出的能量，所W可W預(yù)期分子碰撞(具有大于活化能Ea的 能量）的數(shù)量與
或比例。方程3中的因子A是按碰撞/秒表達的碰撞頻度因子。碰撞 頻度A和活化能Ea的值取決于反應(yīng)?？蒞使用描述不跟遵循該模式的其它速率常數(shù)的溫度 依存性的更復(fù)雜的方程。
[0086] 下面，參照圖7B，示出了針對指定分析物和測試墊的Ξ維顏色時間演變圖形。該Ξ 維顏色時間演變圖形包括在時間to到tn的范圍內(nèi)，RGB色彩空間中的針對指定的分析物的多 個顏色校準曲線750A-750N。該Ξ維顏色時間演變圖形還包括RGB色彩空間中的針對指定分 析物的每濃度多個顏色演變軌跡770A-770D。該顏色演變軌跡曲線770A-770D的圖形例示了 針對不同濃度[Cone 1]到[Cone 4]的分析物的不同反應(yīng)率如何與試劑測試墊的RGB彩色空 間中的隨時間的顏色變化相關(guān)聯(lián)。
[0087] 在給定試劑測試墊的情況下，分析物的各種濃度(例如，[Cone 1]至[Cone 4])反 映了在施加尿樣本(或其它類型樣本)之后緊接著的時間to處RGB空間中的唯一初始顏色點 760A-760D。各種濃度的初始唯一顏色形成了初始顏色校準曲線750A。試劑測試墊的初始唯 一顏色隨時間演變，W進一步形成時間ti的顏色校準曲線750B到時間tn的顏色校準曲線 750N。在時間tn，對于不同濃度的分析物而言，該試劑測試墊已經(jīng)達到了沿顏色校準曲線 750N的點772A-772D處的最終顏色。沿著顏色校準曲線750N，在測試時段期間，該反應(yīng)已達 到其漸近線，并且各個測試墊的顏色已達到其在點772A-772D處的最終顏色水平。
[008引指定濃度760的時間上的顏色演變軌跡用圖7B中的虛線所示的曲線或軌跡770A- 770D來表示。因此，顏色演變軌跡770A-770D被本發(fā)明的實施方式所使用，W針對指定濃度 的分析物進行顏色-時間演變的準確預(yù)測。顏色-時間演變與分析物的質(zhì)量或濃度的反應(yīng)率 k隨著時間的演變具有一一對應(yīng)關(guān)系。
[0089] 圖7B表示單個試劑測試墊和分析物的顏色校準曲線750A-750N?？蒞形成其它試 劑測試墊和它們的相應(yīng)分析物的、具有多個顏色校準曲線和顏色演變軌跡的類似Ξ維圖 形。對于具有十二個測試墊的葉片100來說，例如，各個試劑測試墊的制造商都可W提供十 二組不同的顏色校準曲線圖形。
[0090] 下面，參照圖8,為了為指定用戶獲取表示分析物濃度的顏色-時間演變的曲線，在 時間ti到tn拍攝一序列圖片(或視頻）。各個圖片都表示沿顏色-時間演變曲線的、RGB彩色空 間中的多個測量點中的一個。例如，測量具有第一濃度分析物的第一用戶，并且隨著時間生 成第一序列圖片/視頻，其具有用測量點801表示的隨時間的變化顏色。測量具有第二濃度 分析物的第二用戶，并且隨著時間生成葉片上的測試墊的第二序列圖片/視頻，其具有用測 量點802表示的從時間to到tn的變化顏色。
[0091] 因為測試葉片100的大部分化學(xué)反應(yīng)花費六十秒鐘或更少時間，所W每秒鐘六個 圖像的采樣速率將在時間to至?xí)r間tn之間提供Ξ百六十(360)個測量點。例如，沿顏色時間 演變曲線770B的該序列測量點801可W擬合至飽和Michaelis-Menten方程，W確定反應(yīng)分 析物的濃度，如現(xiàn)在所討論的。
[0092] 如果A是未知濃度的分析物，B是具有已知濃度的試劑，則AB是導(dǎo)致色度探針Col的 結(jié)合(binding)/活化/顯露(revealing)的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，給出了與A的濃度成比例的顏 色，具有下面的動力學(xué)方案：
[0093]
[0094] 其中，
[0095]
[0096] 并且，Kd是最終色度反應(yīng)的表觀解離常數(shù)。
[0097] 可W按分析或圖形方式導(dǎo)出分析物濃度。從分析的角度來看，色度探針[Col]從 CTP的化學(xué)規(guī)格獲知。解離常數(shù)Kd例如從隨著時間由測量點802所形成的顏色時間-演變曲 線870X導(dǎo)出。該方程中的乘積[ABCol]的值通過由拍攝顏色圖像的自動測試裝置(諸如經(jīng)由 平視顯示眼鏡或智能電話/平板計算機)所進行的測試墊顏色測量來確定。在該方程中除一 個W外其余都未知的情況下，反應(yīng)分析物[AB]的濃度可W根據(jù)重排方程W分析方式導(dǎo)出：
[009引
[0099] 實際上，借助于圖形方式，利用包括多個顏色校準曲線的顏色校準圖形，樣本中的 反應(yīng)分析物的濃度可通過顏色-時間演變軌跡(又稱為時間演變軌跡)870X與顏色校準曲線 750A-750N之間隨著時間的相交取得。
[0100] 隨著時間的測量顏色點802的序列還可W根據(jù)多項式、二次曲線、B樣條函數(shù) (bspline)或任何其它擬合模型來近似。運樣的曲線構(gòu)建了與分析物墊測量的精確濃度[X] 相對應(yīng)的顏色-時間演變軌跡870X。
[0101] 可W使用多個已知濃度來生成與通過分析物墊測量的生物樣本中的已知濃度或 質(zhì)量相對應(yīng)的多個已知顏色-時間演變軌跡。圖7B例如例示了針生物樣本中的分析物的已 知或指定質(zhì)量或濃度760的、分析物墊的多個顏色-時間演變軌跡770A-770D，包括濃度1 (Cone 1)、濃度2(Conc 2)、濃度3(Conc 3)及濃度4(Conc 4)。
[0102] 假定隨著時間對測試墊顏色的假設(shè)數(shù)量的Ξ百六十次測量，分析物的濃度[X]的 精度比從單個圖像獲取的單個測量精確約十九倍。
[0103] 另外，計算濃度的基本原理可W通過直接確定時間tn中的最終點處的對應(yīng)于濃度 [X]的顏色-時間演變軌跡870X與顏色校準曲線750N之間的數(shù)學(xué)相交來改進。該相交(或兩 個軌跡之間的最接近點)對于各個濃度[X]來說是唯一的。本發(fā)明的實施方式避免了利用從 一點至該軌跡的最小距離（如圖6A所示）的原理和如圖6B所示并且在此描述的不確定性問 題。采用包括多個顏色校準曲線的顏色校準圖形的本發(fā)明實施方式還可W聚焦于針對各個 特定化學(xué)反應(yīng)墊的最佳反應(yīng)時間。
[0104] 交叉引用分析物反應(yīng)W進一步增加準確度
[0105] 針對指定分析物的隨時間的顏色校準曲線750A-750N按指定校準溫度To和酸度P化 來確定。在使用領(lǐng)域，被測試的生物樣本(例如，尿)可能具有不同的溫度和不同的酸度，在 此被稱為測量溫度TM和測量酸度ρΗΜ。補償不同的溫度和酸度可W導(dǎo)致改進的結(jié)果。
[0106] 葉片100包括在同一時間的采樣時段期間同時改變顏色的多個墊。在同一時刻（同 一反應(yīng)時間t)從同一生物樣本同時拍攝針對具有指定顏色的各個測試墊的圖片。各個測試 墊的各種數(shù)據(jù)可W按照提供分析物反應(yīng)的改進準確度的方式融合在一起或交叉引用。利用 反映指定濃度[Xi ]的、針對i (例如，在一個實施方式中，i = 12)個分析物墊中的各個顏色- 時間演變軌跡770A-770D的一序列多個近似曲線，方程（1)、（2)及(3)考慮到通過使得跨分 析物墊的下列恒定參數(shù)相等來提高結(jié)果的精度：
[0107] 相同反應(yīng)時間t [010引相同溫度T
[0109] 相同酸度抑
[0110] 已知的是，化學(xué)反應(yīng)途徑作為溫度T與酸度抑的函數(shù)而改變。那兩個變量可W用作 校正輸入，運兩者都可W從多個分析物墊導(dǎo)出。
[0111] 對于反應(yīng)物和反應(yīng)已知的一組不同分析物墊，Qio(所述反應(yīng)的溫度依存性)不同。
[0112] 不同反應(yīng)的溫度依存性化0是按針對華氏十（10)度的差異歸一化的兩個不同溫度 的速率常數(shù)的比率，如在下面的方程中所提供的：
[0113]
[0114] 變量Τι和T2是兩個不同溫度，常數(shù)ki和k2是那些相應(yīng)溫度的速率常數(shù)，其中，第一 溫度低于第二溫度(。<了2)。
[0115] 在時間上的那些不同反應(yīng)之后，引起一組曲線被理解為其模式可W歸于常溫的方 程組。溫度上的差異按不同方式影響那些不同的化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度可W針對并行化 學(xué)反應(yīng)導(dǎo)出。
[0116] 在運種情況下，反應(yīng)速率還取決于酸度pH。生物樣本的酸度pH可W直接從被選擇 成測試酸度的葉片100的特定化學(xué)測試墊CTP讀取。
[0117] 溫度可W通過兩個方式來影響反應(yīng)，通過對反應(yīng)速率常數(shù)直接影響或者通過使最 終酶在高溫下變性。溫度對速率常數(shù)的影響通過Arrhenius方程給出：
[011 引
[0119] 其中，Ea是活化能，R是氣體常數(shù)，T是絕對溫度，而A是反應(yīng)化學(xué)品的碰撞因子。
[0120] 在知道溫度T的情況下，可W通過分析方式或W經(jīng)驗為主地解決校準與針對時間 解析軌跡770A-770D的用戶測試之間的溫度差異問題。
[0121] 在知道酸度抑的情況下，反應(yīng)溶液中的質(zhì)子活動可W影響將并行獲取的所有其它 反應(yīng)。如果需要質(zhì)子用于化學(xué)反應(yīng)或結(jié)合，則增加質(zhì)子濃度將加速化學(xué)反應(yīng)。如果質(zhì)子通過 化學(xué)反應(yīng)生成，則將出現(xiàn)相反的效果-增加質(zhì)子濃度將使得化學(xué)反應(yīng)減速。
[0122] 酸度pH值可W直接從其自身的化學(xué)測試墊(CTP)確定。在知道酸度值的情況下，酸 度抑對非抑相關(guān)反應(yīng)的影響可分析方式導(dǎo)出，或者利用合適的校準曲線W圖形方式解 決。
[0123] 在圖8中，軌跡870X從通過生物樣本與針對指定用戶的分析物之間的化學(xué)反應(yīng)所 生成的隨著時間的測量顏色值802來確定。軌跡870X是與被更精確地測量分析物墊的濃度 [X]相對應(yīng)的顏色-時間演變軌跡的近似曲線。
[0124] 圖8中的軌跡或曲線750N是最終顏色校準曲線，表示在生物樣本與分析物之間的 化學(xué)反應(yīng)結(jié)束時，所有濃度的同一分析物在最終時間tn的RGB顏色。校準曲線750A-750N的 軌跡由制造商利用時間to的已知初始參數(shù)(如校準溫度To)和在葉片100的測試墊的校準時 段期間的校準樣本的校準酸度P化建立。
[0125] 測試葉片及其測試墊可不具有和在形成校準曲線時使用的最終測量反應(yīng)時間相 同的最終測量反應(yīng)時間。濃度X的反應(yīng)時間將稍微不同于校準濃度[Cone 1]到[Cone 4]的 反應(yīng)時間。而且，測量時間和校準時間還可W稍微不同步。例如，最終測量時間可W是58秒 鐘，而最終校準時間是60秒鐘。希望通過調(diào)節(jié)最終校準曲線750N來補償反應(yīng)時間和同步方 面的變化。另選地，測量樣本可W在時間上移位或者被內(nèi)插，W形成軌跡870XW在飛行中 (on the fly)自發(fā)地與校準曲線的時間帖相交。
[01%] 校準曲線750A-750N分別針對特定時間to到tn。初始校準時間to表示用于測試墊剛 剛暴露于生物樣本(如尿)之后測量測試墊的初始顏色的校準時間點。校準曲線750A是通過 利用具有不同已知濃度的多個生物樣本并且在同一校準時間to測量試劑測試墊的顏色來 確定的。校準時間ti表示在將測試墊暴露于所述多個不同已知濃度的生物樣本之后測量該 測試墊的顏色的下一時間點。最終校準時間tn表示在將測試墊暴露于所述多個不同已知濃 度的生物樣本之后測量該測試墊的顏色的最后時間點。
[0127]而且，分析物的更準確的測得濃度可W通過針對測量的溫度TM與校準溫度To之間 的差異W及測量的酸度ρΗΜ與校準酸度P化之間的差異補償最終校準曲線750N來確定。
[01%]在圖9中，最終校準曲線750Ν可W針對測量的酸度陽Μ與校準酸度Ρ冊之間的差異 來調(diào)節(jié)，W形成酸度校正校準曲線。葉片上的特定化學(xué)測試墊(CTP)可用于確定生物樣本中 的測量的酸度陽Μ，并由此可稱為校準測試墊。校準曲線750Α-750Ν由制造商利用酸度的已 知初始參數(shù)(葉片100的測試墊的校準時段期間的校準樣本的校準酸度Ρ化)建立。
[0129] 最終校準曲線750Ν還可W或另選地被調(diào)節(jié)W校正測量的溫度ΤΜ與校準溫度To之 間的差異。測量的溫度TM(測量時的環(huán)境溫度)從一個或更多個測試墊或者從可具有環(huán)境溫 度傳感器的計算機或眼鏡導(dǎo)出。校準曲線750A-750N由制造商利用溫度的已知初始參數(shù)(葉 片100的測試墊的校準時段期間的校準樣本的校準溫度To)建立。
[0130] 在圖9中，示出了完全校正的校準曲線920。該完全校正的校準曲線920表示針對校 準與測量/實驗條件(包括測量溫度TM、和/或與被用于收集形成軌跡870X的點802的實驗條 件相對應(yīng)的測量的酸度ρΗΜ)之間的差異而校正的校準曲線750N。
[0131] 在不校正或調(diào)節(jié)的情況下，未調(diào)節(jié)的交點950U形成在測量的軌跡870Χ與顏色校準 曲線750Ν之間的相交處。在對時間、溫度W及酸度pH校正的情況下，該方法在準確度方面增 益，因為該方法將測量的軌跡870X與校正顏色校準曲線920之間的相交調(diào)節(jié)至校正或調(diào)節(jié) 的相交點950A。該校正或調(diào)節(jié)的相交點950A是用于獲取分析物的滴定或濃度的更可靠的數(shù) 據(jù)點。
[0132] 緝逆
[0133] ^軟件實現(xiàn)時，本發(fā)明實施方式的部件基本上是由處理器(例如，圖10B中的處 理器1006或圖11中的處理器1104)執(zhí)行W執(zhí)行必需任務(wù)的代碼段或指令。程序或代碼段可 W存儲在處理器可讀介質(zhì)中。"處理器可讀介質(zhì)"可包括可存儲信息的任何介質(zhì)（例如，圖 10B中的存儲器1008或圖11中的存儲器1105)。處理器可讀介質(zhì)的示例包括：電子電路、半導(dǎo) 體存儲器裝置、只讀存儲器(ROM)、閃速存儲器、可擦除可編程只讀存儲器化PROM)、軟盤、 CD-ROM、光盤、硬盤、光纖介質(zhì)、射頻(RF)鏈路等。程序或代碼段可通過傳輸介質(zhì)或通信鏈 路，利用在載波中具體實施的計算機數(shù)據(jù)信號，從另一存儲裝置下載。計算機數(shù)據(jù)信號可W 包括可通過諸如電子網(wǎng)絡(luò)信道、光纖、空氣、電磁、RF鏈路等傳輸介質(zhì)傳播的任何信號。代碼 段可經(jīng)由諸如因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等計算機網(wǎng)絡(luò)下載。
[0134]雖然已經(jīng)對特定示例性實施方式進行了描述并且在附圖中進行了示出，但要明白 的是，因為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W想到各種其它變型例，所W運種實施方式僅是例示性 的，而非針對本寬泛發(fā)明的限制，并且本發(fā)明的實施方式不限于所示和描述的具體構(gòu)造和 排布結(jié)構(gòu)。例如，在此示出并描述的實施方式描述了用于尿的尿分析的試劑測試墊的分析 物。本發(fā)明的實施方式可W隨著用于血液分析的試劑測試墊的分析物起作用并執(zhí)行。因此， 本發(fā)明的實施方式不應(yīng)被視為受限于運些例示的實施方式，而是根據(jù)下面的權(quán)利要求書來 解釋。
【主權(quán)項】
1. 一種方法，該方法包括： 將生物樣本施加至測試葉片的多個測試墊； 當(dāng)所述多個測試墊的不同試劑對所述生物樣本起反應(yīng)時，拍攝所述測試葉片的所述多 個測試墊在多個時段期間的圖像； 對隨著時間拍攝的圖像中的各個圖像中的所述多個測試墊的各個顏色進行量化； 確定所述多個測試墊中的各個測試墊的隨著時間的顏色軌跡； 將所述顏色軌跡與校準曲線進行比較，以確定所述多個測試墊中的一個或更多個測試 墊的分析物濃度；以及 響應(yīng)于所述比較，向用戶顯示所述分析物濃度的結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括： 確定所述生物樣本與測試墊之間的化學(xué)反應(yīng)的溫度和酸度(pH)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括： 在確定所述顏色軌跡之前，校正所述校準曲線以考慮反應(yīng)時間、溫度以及酸度(pH)中 的一個或更多個的影響。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述生物樣本是尿或血。5. -種利用測試葉片對生物樣本進行自動測試診斷的裝置，該裝置包括： 個人計算裝置，該個人計算裝置包括： 像機，該像機用于拍攝測試葉片的多個測試墊的隨時間的多個圖像； 處理器，該處理器聯(lián)接至所述像機，所述處理器用于 分析各個測試墊的隨時間的顏色； 確定各個測試墊隨著時間的顏色軌跡； 將各個測試墊的所述顏色軌跡與各個測試墊的關(guān)聯(lián)的顏色校準曲線進行比較，以確定 生物樣本中的分析物濃度；以及 顯示裝置，該顯示裝置聯(lián)接至所述處理器，所述顯示裝置響應(yīng)于所述比較向用戶顯示 所述分析物濃度的結(jié)果。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中， 所述個人計算裝置是頭戴式裝置。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中， 所述頭戴式裝置包括平視顯示器、隱形眼鏡、矯正鏡片以及單片眼鏡中的一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述個人計算裝置包括： 眼鏡架；以及 小型視頻顯示裝置，該小型視頻顯示裝置聯(lián)接至所述眼鏡架； 其中，所述像機是聯(lián)接至所述眼鏡架的小型像機。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述個人計算裝置包括： 具有左側(cè)鏡片和右側(cè)鏡片的眼鏡架；以及 聯(lián)接至所述眼鏡架的小型視頻投影儀，該小型視頻投影儀將顯示投影在所述左側(cè)鏡片 或者所述右側(cè)鏡片上，以向所述用戶顯示所述分析物濃度的所述結(jié)果， 其中，所述像機是聯(lián)接至所述眼鏡架的小型像機。10. -種方法，該方法包括： (a) 在預(yù)定溫度向測試墊施加具有預(yù)定酸度的生物樣本中的已知濃度的分析物； (b) 在所述測試墊對所述生物樣本起反應(yīng)時，拍攝所述測試墊在多個時間點的顏色圖 像； (c) 對所述多個時間點中的各個時間點的各個拍攝的顏色圖像中的所述測試墊的顏色 進行量化； 針對用于一個或更多個測試墊的多個生物樣本中的多個不同濃度的所述分析物重復(fù) 步驟(a)到(c);以及 沿著在色圖的顏色空間坐標的三個維度中的曲線，標繪所述多個濃度的分析物的各個 相應(yīng)時間點的量化的顏色，以形成分別與所述多個時間點相關(guān)聯(lián)的多個顏色校準曲線。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括： (d) 在已知溫度向測試墊施加具有已知酸度的生物樣本中的已知濃度的分析物； (e) 在所述測試墊對所述生物樣本中的所述已知濃度的分析物起反應(yīng)時，拍攝所述測 試墊在已知時段的顏色圖像； (f) 對各個已知時段的各個拍攝的顏色圖像中的所述測試墊的顏色進行量化；以及 (g) 在所述色圖中隨著時間標繪所述測試墊的多個量化的顏色。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括： 在所述色圖中的所述測試墊的各個量化的顏色之間插值，以形成與所述已知濃度的分 析物相關(guān)聯(lián)的顏色演變軌跡，所述顏色演變軌跡與所述多個顏色校正曲線相交。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括： 向第二測試墊施加具有未知濃度的分析物的第二生物樣本； 在所述測試墊對所述第二生物樣本中的所述未知濃度的分析物起反應(yīng)時，在多個測量 時間點拍攝所述測試墊的顏色圖像； 對從第一測量時間點至最后測量時間點的各個測量時間點的各個拍攝的顏色圖像中 的所述測試墊的各個顏色進行量化；以及 響應(yīng)于所述測試墊在一個或更多個測量時間點的一個或更多個量化的顏色，確定所述 第二生物樣本中的分析物的濃度。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 所述顏色空間坐標是紅-綠-藍顏色空間中的紅色、綠色及藍色。15. -種方法，該方法包括： 向測試墊施加具有未知濃度的分析物的生物樣本； 在所述測試墊對所述生物樣本中的所述未知濃度的分析物起反應(yīng)時，在多個測量時間 點拍攝所述測試墊的顏色圖像； 對從第一測量時間點至最后測量時間點的各個測量時間點的各個拍攝的顏色圖像中 的所述測試墊的各個顏色進行量化；以及 響應(yīng)于所述測試墊在一個或更多個測量時間點的一個或更多個量化的顏色，確定測量 的生物樣本中的分析物的濃度。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中， 確定所述生物樣本中的所述分析物的濃度包括:確定顏色演變軌跡與最終顏色校準曲 線之間的交點。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中， 確定所述生物樣本中的所述分析物的濃度包括： 在色圖中標繪所述測試墊在多個測量時間點的多個量化的顏色。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，所述方法還包括： 確定與所述生物樣本相關(guān)聯(lián)的測量的酸度和測量的溫度； 校正所述生物樣本的測量的酸度和與所述生物樣本相關(guān)聯(lián)的測量的溫度與一個或更 多個校準樣本的校準酸度和與所述一個或更多個校準樣本相關(guān)聯(lián)的校準溫度之間在酸度 和溫度方面的差異。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中， 所述差異通過形成經(jīng)過調(diào)節(jié)的最終顏色校準曲線來校正。20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中， 通過尋找和所測量的生物樣本中的分析物的濃度相關(guān)聯(lián)的顏色演變軌跡與多個顏色 校準曲線的一個或更多個交點來確定所測量的生物樣本中的所述分析物的濃度。21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中， 所述生物樣本是尿或血。
【文檔編號】G01N21/80GK106068449SQ201580011723
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年3月5日 公開號201580011723.4, CN 106068449 A, CN 106068449A, CN 201580011723, CN-A-106068449, CN106068449 A, CN106068449A, CN201580011723, CN201580011723.4, PCT/2015/19076, PCT/US/15/019076, PCT/US/15/19076, PCT/US/2015/019076, PCT/US/2015/19076, PCT/US15/019076, PCT/US15/19076, PCT/US15019076, PCT/US1519076, PCT/US2015/019076, PCT/US2015/19076, PCT/US2015019076, PCT/US201519076
【發(fā)明人】B·伯格, M·濟濟, W·德布勞沃
【申請人】思勘度股份有限公司