用于统计充有流体的容器中的微粒的数量并确定其大小的成像系统技术方案

描述了一种系统，该系统有助于使用照明系统表征容器中容纳的流体内的微粒，该照明系统引导源光穿过每个容器。一个或多个光学元件可以被实施为折射该源光并且照射该容器的整个体积。在折射的源光穿过该容器并且与悬浮在该流体中的微粒相互作用时，产生散射光并且该散射光被引导至成像器，而该折射的源光背离该成像器被转向以防止该源光淹没掉该散射光。因此该系统可以有利地利用具有大景深的成像器以同时对全部流体量准确地成像，从而有助于确定悬浮在该流体中的微粒的数量和大小。

An imaging system for counting the number and size of particles in a fluid-filled container

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于统计充有流体的容器中的微粒的数量并确定其大小的成像系统
本申请总体上涉及充有流体的容器中的微粒检测。
技术介绍
在分析研究与临床诊断测试时，板中的容器或孔被用作试管。容纳在这些孔中的流体可能有意或无意地含有各种不同形状和大小的微粒。无意中含有的微粒可能源于数个不同的来源，比如源于环境，源于对流体的不正确处理或储存，或作为成形、包装、或填充所产生的残留物。流体还可能含有气泡。因此，容纳在容器中的流体要经历质量控制程序，在这些质量控制程序中需要表征流体中所含的微粒。传统板读取系统不能立刻对大量流体成像。例如，常规板读取系统可能依赖于荧光技术或利用了显微镜物镜的光学部件。当实施显微镜物镜时，鉴于这种系统固有的短视野，在任意给定的时刻只可以对少量或一“片”样品流体成像。因此，为了分析全部量的流体，这种系统需要针对每个容器分析若干个获得的图像片，这增加了进行图像分析所需要的时间。
技术实现思路
本文描述的实施例涉及一种板读取系统，该板读取系统改进了上述传统间接测量技术。特别地，本文描述的系统实施了照明系统，该照明系统包括被配置用于折射源光并且将折射的源光引导穿过容纳流体的孔的光学器件。此折射的源光与悬浮在流体中的微粒相互作用而产生散射光，然后将散射光引导至成像器。照明系统以折射的源光还背离成像器转向的方式被配置。换言之，成像器接收的大量光是散射光，这些散射光用于微粒图像分析。此照明系统防止了源光淹没掉散射光，从而提供大的景深并且同时允许对全部量的流体准确成像。本文描述的板读取系统还随时地晃动，以有助于图像分析。特别地，成像器可以在晃动板之前和之后捕获图像。这样做时，图像分析在悬浮于流体中的微粒(其在晃动板时移动)与其他静态伪像(其在晃动板之后不移动)之间进行辨别。由于此图像分析，可以直接测量悬浮在流体中的微粒的大小和数量。附图说明本领域的技术人员将理解，本文描述的附图是出于说明的目的而包含的，而非限制本披露。附图不一定是按比例绘制，而是将重点放在说明本披露的原理上。应理解，在一些情况下，所描述的实施方式的不同方面可以被扩大或放大，以有助于理解所描述的实施方式。在附图中，在整个不同的附图中，相似的附图标记通常指代功能相似和/或结构相似的部件。图1展示了根据本披露的实施例的目视检查系统100；图2是根据本披露的实施例的框图200，该框图展示了在与目视检查系统100相关联的光源与成像器之间的光路；图3是根据本披露的实施例的框图实例，展示了与目视检查系统100相关联的控制系统300；图4展示了根据本披露的实施例的、用于表征流体中的微粒的方法流程400的实例；图5展示了根据本披露的实施例的、用于表征流体中的微粒的方法流程500的实例；并且图6展示了用于接纳包含具有要成像的流体的容器的板的示例性板固持器600。具体实施方式以上介绍的以及在下文更详细地讨论的不同构思可以以多种方式中的任一种实施，并且所描述的构思不限于任何特定的实施方式。出于说明的目的，提供了实施方式的实例。图1展示了根据本披露的实施例的目视检查系统100。目视检查系统100包括载物台102，该载物台被配置用于选择性晃动并且接纳可以包括一个或多个容器106的板104。在实施例中，载物台102包括板固持器105，该板固持器起到载物台102与板104之间的转接器的作用，以有助于接纳板104来进行容器流体成像。虽然载物台102在图1示出为接纳单一类型的板固持器105，但是实施例包括被配置用于接受任何合适数量的、具有不同大小和/或形状的板固持器的载物台102。例如，载物台102可以被配置成具有若干个巢状的、可调节和/或可互换的腔体或其他合适的接受不同类型板固持器的成型件。以此方式，目视检查系统100可以有助于测试不同类型、大小、和/或形状的板中包括的容器。下文参考图6进一步讨论板固持器105的设计。在不同实施例中，容器106可以具有一个或多个透明和/或不透明部分。例如，容器106可以是完全透明的，或具有透明底部而侧壁是不透明的。在任何情况下，目视检查系统100进一步包括照明系统108、一个或多个成像器112、并且可以可选地包括光学系统110，该照明系统被配置用于照射容纳在由载物台102固持的一个或多个容器106中的流体，该一个或多个成像器在晃动容器106之前和之后采集所述一个或多个容器106内容纳的流体的图像。载物台102和/或照明系统108还可以被配置用于在一个或多个轴线上移动，以便于检查板104中包括的每个容器106的检查并且便于测试不同大小的板和容器。以下提供了关于目视检查系统100的部件的其他细节。作为概述，目视检查系统100被配置用于以重复方式对一个或多个容器106中容纳的流体成像。例如，目视检查系统100可以被配置用于重复地将板104中包括的每个容器106成像，以针对每个单独容器识别悬浮在那个特定容器的流体中的微粒。为此，目视检查系统100被配置用于移动载物台102和/或照明系统110，以使每个容器106与照明系统108对准来进行单独容器分析。在测试每个容器时，在根据晃动曲线晃动载物台102之前和之后采集容器的一个或多个图像，如下文进一步讨论的。因此，在一些实施例中，一个或多个晃动器(未示出)直接或间接地联接至载物台102。照明系统108还包括一个或多个光学元件。如本文使用的，术语“光学元件”可以单个地应用于单一光学部件或若干光学部件的组合。例如，光学元件可以包括一个或多个单一轴锥镜、透镜、扩束器、反射镜等。为了提供另一个实例，光学元件可以包括一个或多个轴锥镜、透镜、扩束器、反射镜等的组合。在任何情况下，照明系统108可以包括被配置用于将源光折射到容器106中的光学元件。折射源光与悬浮在容器的流体中的微粒相互作用，以产生散射光，散射光由成像器接收并且用于在晃动之前和之后采集一个或多个图像。照明系统108还以折射的源光背离一个或多个成像器112转向的方式被配置用于折射源光；由此防止源光淹没掉散射光并且有助于准确地表征容器的流体中所含的各个微粒。例如，可以经由本文描述的不同实施例确定的微粒特征包括微粒的数量和/或大小、微粒形态、密度/浮力等。目视检查系统100分析在晃动载物台102之前和之后所采集的一个或多个图像，以确定容器106中所容纳的流体中是否存在微粒。可以进一步分析一个或多个图像，以统计存在的微粒的数量、确定微粒的大小、追踪微粒移动、或表征或分类微粒。微粒可以例如是灰尘或其他污染物、或蛋白质聚集体。在本披露中，讨论了微粒；然而，应理解的是本披露的构思还适用于气泡或乳剂。晃动曲线包括一个或多个晃动期和非晃动期。在晃动曲线的每个晃动期和非晃动期期间，相应地向容器施加运动和停止运动。例如，晃动曲线可以包括在晃动期的运动，随后在非晃动期停止运动。运动的停止可以包括或不可以包括向载物台102施加力以抵消运动，比如施加制动力。制动力可以例如是摩擦力。根据正被测试的特定流体，晃动和非晃动期可以是相同的时期或是不同的时期。运动可以是摇动、振动、旋转、施加超声能量、施加声能、翻转、另一种运动、或其任何合适的组合。例如，假设载物台102占用了x-y平面，晃动运动可以是在x轴上的1毫米的左右运动，随后是在y轴上的1毫米的上下运动，这些运动中的每一个都可以发生1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔板检查系统，包括：载物台，该载物台被配置用于接纳板，该板包括容纳流体的容器；源，该源被配置用于产生源光；光学元件，该光学元件设置在该光源与该载物台之间，该光学元件被配置用于：将该源光引导穿过该容器中容纳的流体以由于该源光与悬浮在该流体中的微粒之间的相互作用而产生散射光，并且使该源光背离成像器转向，该成像器被配置用于使用该散射光采集图像；以及控制器，该控制器被配置用于根据这些图像确定该流体中的微粒的大小和数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种孔板检查系统，包括：载物台，该载物台被配置用于接纳板，该板包括容纳流体的容器；源，该源被配置用于产生源光；光学元件，该光学元件设置在该光源与该载物台之间，该光学元件被配置用于：将该源光引导穿过该容器中容纳的流体以由于该源光与悬浮在该流体中的微粒之间的相互作用而产生散射光，并且使该源光背离成像器转向，该成像器被配置用于使用该散射光采集图像；以及控制器，该控制器被配置用于根据这些图像确定该流体中的微粒的大小和数量。2.如权利要求1所述的系统，其中，该光学元件包括轴锥镜。3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，该光源是发光二极管(LED)。4.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，该载物台被配置成选择性地晃动，并且其中，该成像器被配置用于在晃动该载物台之前采集第一图像并且在晃动该载物台之后采集第二图像。5.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中：该载物台被配置成选择性地晃动，并且该成像器被配置用于在晃动该载物台之后采集多个图像；并且该控制器进一步被配置用于由该多个图像产生最小强度投影(MinIP)、从该多个图像中的每个图像中减去该MinIP以产生图像栈、并且根据该图像栈确定该流体中的微粒的大小和数量。6.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中：该容器来自该板中包括的多个容器当中，该控制器进一步被配置用于确定该板中包括的该多个容器中的每个容器中的微粒的大小和数量，并且该载物台进一步包括被配置用于选择性地接纳和释放该板的板固持器，该板固持器进一步被配置用于在该控制器确定该板中包括的该多个容器中的每个容器中的微粒的大小和数量时将该板固持在该载物台中并且用于将来自该多个容器当中的每个容器相对于彼此保持在同一视野中。7.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，该容器被配置用于容纳最高达200微升的流体量。8.如权利要求1或权利要求2所述的系统，进一步包括：光学系统，该光学系统被配置用于将该散射光引导至该成像器。9.一种孔板检查系统，包括：载物台，该载物台被配置用于选择性地晃动并且用于接纳板，该板包括容纳流体的容器；发光二极管(LED)光源，该光源被配置用于产生源光；轴锥镜，该轴锥镜设置在该LED光源与该载物台之间，该轴锥镜被配置用于折射该源光以产生折射的源光，其中，该折射的源光与悬浮在该容器中容纳的流体中的微粒相互作用以产生散射光，该散射光被引导至反射镜，而该折射的源光背离该反射镜被转向；成像器，该成像器被配置用于使用从该反射镜反射出的散射光采集连续图像；以及控制器，该控制器被配置用于根据这些连续图像确定该流体中的微粒的大小和数量。10.如权利要求9所述的系统，其中，这些连续图像包括背景图像和分析图像，该背景图像是在晃动该载物台之前采集的，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：德米特里·福拉德肯因，格拉汉姆·F·米尔恩，托马斯·克拉克·皮尔森，
申请(专利权)人：美国安进公司，
类型：发明
国别省市：美国,US