用于对旋转物体成像的系统和方法技术方案

用于可旋转物体的成像系统包括被配置为拍摄可旋转物体的一部分的一系列图像的成像单元以及光源。光源被引导至可旋转物体并且被配置为生成在可旋转物体的旋转期间照亮可旋转物体并且允许成像单元拍摄可旋转物体的一系列图像的光的脉冲。该系统还包括在可旋转物体旋转时监视可旋转物体的旋转位置的同步器，以及与成像单元、光源和同步器通信的控制器。控制器基于可旋转物体的旋转位置来控制成像单元和/或光源的操作，使得一系列图像中的每个图像在可旋转物体的相同旋转位置处被拍摄。

Systems and methods for imaging rotating objects

The imaging system for rotatable objects includes a series of imaging units and light sources configured to capture a part of the rotatable object. The light source is guided to a rotatable object and is configured to generate a pulse of light that illuminates the rotatable object during rotation and allows the imaging unit to take a series of images of the rotatable object. The system also includes a synchronizer that monitors the rotating position of a rotating object while it rotates, and a controller that communicates with an imaging unit, a light source and a synchronizer. The controller controls the operation of the imaging unit and/or light source based on the rotation position of the rotatable object, so that each image in a series of images is taken at the same rotation position of the rotatable object.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对旋转物体成像的系统和方法优先权本专利申请要求于2015年9月29日提交的标题为“BloodComponentSeparationDevicewithImagingSystem”、代理人案号为1611/C35并且指定GaryStacey和JamesSullivan作为专利技术人的优先权申请62/234,188，其公开内容通过引用被整体结合于此。本专利申请还要求于2016年3月3日提交的标题为“SystemandMethodForImagingaRotatingObject”、代理人案号为1611/C54并且指定GaryStacey和JamesSullivan作为专利技术人的美国临时专利申请号62/302,996的优先权，该申请的公开内容通过引用被整体结合于此。
本专利技术涉及成像系统，并且更特别地涉及用于对旋转物体成像的成像系统。
技术介绍
当成像物体时，将目标物体保持在焦点中以便获得清晰的图像并且如果需要，从图像中提取最佳可能数据是重要的。通过仔细定位用于拍摄图像的光学传感器和透镜以及用于照亮物体的光源，可以获得清晰的图像和良好的图像数据。在许多现有技术系统中，如果成像装置从一个角度观看物体，则图像的极值/边缘可能失真和/或失焦，这会导致差的图像质量和差的图像数据。因此，在现有技术系统中，对图像/光学传感器的定位存在约束。这又会导致对整个系统大小的限制。如果待成像的物体正在旋转，则会出现更多的复杂性。例如，在血液处理和单采血(apheresis)领域，现有技术成像系统的使用可能是有问题的。单采血是其中可以从暂时从受试者抽取的全血中分离和收集个别血液组分的过程。通常，全血通过插入到受试者手臂静脉中的针头抽取并进入到细胞分离器中，诸如离心罐。一旦全血被分离成各种组分，这些组分中的一种或多种组分就可以从离心罐中移出。剩余的组分可以连同可选的补偿液返回到受试者，以补偿被移除组分的容积。继续抽取和返回的处理，直到收集到期望组分的量，此时处理停止。单采血系统的主要特征是处理过的但不想要的组分被返回到供体。分离出的血液组分可以包括例如高密度组分(诸如红血细胞)、中等密度组分(诸如血小板或白血细胞)以及低密度组分(诸如血浆)。在单采血过程期间，操作员或技术人员监视过程以便确保(一个或多个)过程没有问题。例如，除了监视系统内的流量、容积和压力之外，操作员/技术人员还可以依靠视觉、声音和触摸来确认全血正在正确地分离，并且系统正在正确地操作。但是，如果试图获得旋转细胞分离器/离心罐的图像，那么传统的成像系统是有问题的。类似的问题也出现在单采血过程之外的区域中(例如，当对其它旋转物体成像时)。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，用于血液处理装置的成像系统包括成像单元、光源和同步器。成像单元可以被配置为拍摄血液组分分离装置的至少一部分的一系列图像，该血液组分分离装置又可以被配置为绕轴线旋转并将全血分离成多种血液组分。光源可以被引导到血液组分分离装置，并且可以被配置为生成在旋转期间照亮血液组分分离装置的光脉冲。这又允许成像单元能够拍摄血液组分分离装置的一系列图像。同步器(例如，位于分离装置的轴上的角度编码器)可以被配置为监视血液组分分离装置的旋转位置。成像系统还可以包括与成像单元、(一个或多个)光源和同步器通信的控制器。控制器可以被配置为基于血液组分分离装置的旋转位置来控制成像单元和/或(一个或多个)光源的操作。通过控制成像单元和/或(一个或多个)光源的操作，该系列图像中的每个图像可以在血液组分分离装置的相同旋转位置处进行拍摄。该系列图像可以显示在视觉显示器上、可以没有抖动、并且可以包括多种血液组分中的至少两种之间的界面的视觉表示。控制器还可以被配置为至少部分地基于多种血液组分中的至少两种之间的界面的位置来控制血液处理装置的操作。在一些实施例中，成像单元可以是固态成像器和/或包括CMOS传感器。附加地或替代地，成像单元可以包括透镜和图像传感器。透镜和/或图像传感器可以相对于被成像的血液组分分离装置的一部分以一定角度定向。透镜可以限定透镜平面，并且图像传感器可以限定图像平面。透镜平面可以不平行于图像平面。在其它实施例中，可以根据Scheimpflug原理来定向和定位透镜、图像传感器和血液组分分离装置正被成像的部分。成像单元可以被配置为读取包含在血液组分分离装置中的信息。例如，信息可以是制造商信息、型号、部件号、制造日期、过期信息、有效日期信息和/或检验信息。光源可以包括具有各种颜色的多个发光二极管，并且所生成的光脉冲的颜色可以至少部分地基于待处理的全血的特性或者多种血液组分中的至少一种的特性。在还有的实施例中，成像系统可以包括被配置为在旋转期间拾取血液组分分离装置的声音并生成代表声音的音频输出的麦克风(例如，MEMS麦克风)。控制器可以与麦克风电连通并且可以被配置为接收音频输出和基于音频输出来控制血液处理装置的操作。附加地或替代地，控制器可以分析在一段时间内的音频输出，并且确定性能趋势。此外，成像系统的一些实施例可以包括配置为在旋转期间测量血液组分分离装置的振动并生成表示振动的振动输出的振动传感器(例如，多轴加速度计)。控制器可以与振动传感器电连通并且可以被配置为接收振动输出并且基于振动输出来控制血液处理装置的操作。附加地或替代地，控制器可以分析在一段时间内的振动输出，并且确定性能趋势。根据还有的实施例，血液处理系统可以包括血液组分分离装置、成像系统、同步器和控制器。血液组分分离装置可以被配置为绕轴线旋转并将全血分离成多种血液组分。成像系统可以包括(1)被配置为拍摄血液组分分离装置的至少一部分的一系列图像的成像单元，以及(2)引导到血液组分分离装置并且被配置为生成在旋转期间照亮(例如，频闪地)血液组分分离装置的至少一部分(例如，以允许成像单元拍摄一系列图像)的光。同步器可以被配置为监视血液组分分离装置的旋转位置。控制器可以与成像单元、(一个或多个)光源和同步器通信。而且，控制器可以被配置为基于血液组分分离装置的旋转位置来控制成像单元和/或(一个或多个)光源的操作，使得该系列图像中的每个图像在血液组分分离装置的相同旋转位置处进行拍摄。根据附加的实施例，一种对血液处理系统执行质量检查的方法包括：将血液组分分离装置安装到血液处理系统中；使血液组分分离装置绕轴线旋转；以及当血液组分分离装置旋转时监视血液组分分离装置的旋转位置。该方法还可以施以脉冲光源以照亮血液组分分离装置的至少一部分，并且在血液组分分离装置旋转时拍摄血液组分分离装置的第一图像和第二图像。该方法可以在血液组分分离装置的第一旋转位置处以及当血液组分分离装置被光源照亮时拍摄第一图像。该方法可以在第二旋转位置处并且当血液组分分离装置被光源照亮时拍摄第二图像。该方法然后可以分析第一图像和第二图像以确定血液组分分离装置是否被正确对准。在一些实施例中，分析第一图像和第二图像可以包括将第一图像中的血液组分分离装置的径向和/或垂直位置与第二图像中的血液组分分离装置的径向和/或垂直位置进行比较。如果血液组分分离装置没有正确对准，那么该方法可以停止血液组分分离装置的旋转和/或(在血液处理系统的显示器上)指示血液组分分离装置没有正确对准。根据还有的实施例，用于可旋转物体的成像系统包括成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可旋转物体的成像系统，包括：成像单元，所述成像单元被配置为拍摄所述可旋转物体的至少一部分的一系列图像，所述可旋转物体被配置为围绕轴线旋转；光源，所述光源被引导至所述可旋转物体并且被配置为在所述可旋转物体的旋转期间生成照亮所述可旋转物体的所述至少一部分的光的脉冲，从而允许所述成像单元拍摄所述可旋转物体的所述至少一部分的所述一系列图像；同步器，所述同步器被配置为在所述可旋转物体旋转时监视所述可旋转物体的旋转位置；以及控制器，所述控制器与所述成像单元、所述光源和所述同步器通信并且被配置为基于所述可旋转物体的旋转位置来控制所述成像单元和/或所述光源中的至少一个的操作，使得所述一系列图像中的每个图像在所述可旋转物体的相同旋转位置处被拍摄。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 US 62/234,188;2016.03.03 US 62/302,9961.一种用于可旋转物体的成像系统，包括：成像单元，所述成像单元被配置为拍摄所述可旋转物体的至少一部分的一系列图像，所述可旋转物体被配置为围绕轴线旋转；光源，所述光源被引导至所述可旋转物体并且被配置为在所述可旋转物体的旋转期间生成照亮所述可旋转物体的所述至少一部分的光的脉冲，从而允许所述成像单元拍摄所述可旋转物体的所述至少一部分的所述一系列图像；同步器，所述同步器被配置为在所述可旋转物体旋转时监视所述可旋转物体的旋转位置；以及控制器，所述控制器与所述成像单元、所述光源和所述同步器通信并且被配置为基于所述可旋转物体的旋转位置来控制所述成像单元和/或所述光源中的至少一个的操作，使得所述一系列图像中的每个图像在所述可旋转物体的相同旋转位置处被拍摄。2.如权利要求1所述的成像系统，其中所述光源是单色光源。3.如权利要求1所述的成像系统，其中所述光源是宽带光源。4.如权利要求3所述的成像系统，其中所述成像系统包括单色器，所述单色器被配置为选择性地将预定波长的光从所述宽带光源分离。5.如权利要求1所述的成像系统，其中所述成像单元与所述可旋转物体的旋转轴线偏移。6.如权利要求1所述的成像系统，其中所述成像单元包括透镜和图像传感器，所述透镜和/或所述图像传感器相对于所述可旋转物体的所述至少一部分以一定角度定向。7.如权利要求6所述的成像系统，其中所述透镜限定透镜平面，并且所述图像传感器限定图像平面，所述透镜平面不平行于所述图像平面。8.如权利要求6所述的成像系统，其中所述透镜、图像传感器以及所述可旋转物体的所述至少一部分根据Scheimpflug原理来定向和定位。9.如权利要求6所述的成像系统，其中所述透镜是被配置为跨所述可旋转物体的顶表面扫描的扫描变焦透镜，所述图像传感器在所述扫描变焦透镜扫描时捕获所述可旋转物体的顶表面的多个图像。10.如权利要求9所述的成像系统，其中所述控制器还被配置为将顶表面的所述多个图像缝合在一起，从而获得所述可旋转物体的顶表面的图像。11.如权利要求6所述的成像系统，其中所述透镜是广角透镜。12.如权利要求6所述的成像系统，还包括位于所述可旋转物体的顶表面上方并且被配置为生成所述可旋转物体的至少一部分的反射的反射镜，所述成像单元聚焦在所述反射镜上，使得至少一部分可旋转物体的所述一系列图像包括一系列反射图像。13.如权利要求12所述的成像系统，其中所述反射镜是MEMS反射镜，所述控制器与所述MEMS反射镜通信并且被配置为调整所述MEMS反射镜以使得所述MEMS反射镜跨所述可旋转物体的所述至少一部分扫描。14.如权利要求1所述的成像系统，其中所述可旋转物体是血液处理装置。15.如权利要求14所述的成像系统，其中所述血液处理装置包括一个或多个腔室，所述一个或多个腔室被配置为保持一个或多个血液存储容器，所述成像单元被配置为拍摄所述一个或多个血液存储容器的一系列图像。16.如权利要求15所述的成像系统，其中所述控制器还被配置为确定包含在所述一个或多个血液存储容器内的血液分离水平。17.如权利要求1所述的成像系统，其中所述可旋转物体被配置为保持一个或多个流体样本，所述成像单元被配置为拍摄所述一个或多个流体样本的一系列图像。18.如权利要求17所述的成像系统，其中所述流体样本是试剂，所述控制器被配置为确定凝集水平。19.如权利要求1所述的成像系统，其中所述可旋转物体包括位于所述可旋转物体的表面上的多个部件，所述成像单元被配置为拍摄所述多个部件中的每个部件的图像。20.如权利要求19所述的成像系统，其中所述控制器被配置为基于所述多个部件中的每个部件的图像来确定所述多个部件中的每个部件的一个或多个测量结果。21.如权利要求20所述的成像系统，其中所述控制器还被配置为基于所述一个或多个测量结果来确定所述多个部件之间的均匀性水平。22.如权利要求1所述的成像系统，其中所述光源包括被配置为漫射由所述光源生成的光的微透镜漫射器。23.如权利要求1所述的成像系统，还包括：外壳，所述外壳具有在所述外壳的内部内的腔室和被配置为选择性地闭合所述外壳的盖子，所述可旋转物体在旋转期间位于所述腔室内。24.如权利要求23所述的成像系统，其中所述盖子包括窗户。25.如权利要求23所述的成像系统，其中所述盖子包括从所述盖子朝所述可旋转物体向下延伸的支撑结构，所述支撑结构被配置为当所述物体旋转时支撑所述可旋转物体。26.如权利要求23所述的成像系统，还包括：被配置为支撑所述腔室的转台；被配置为使所述转台和可旋转物体旋转的电动机；以及可操作地耦合所述电动机和所述转台的驱动轴。27.如权利要求26所述的成像系统，还包括位于所述腔室下方并固定到所述腔室的底板，所述底板具有开口，所述驱动轴被配置为延伸穿过所述开口。28.一种对旋转物体进行成像的方法，包括：围绕轴线旋转物体；在所述物体旋转时监视所述物体的旋转位置；使光源施以脉冲以照亮所述旋转物体的至少一部分；在所述旋转物体旋转时拍摄所述旋转物体的至少一部分的第一图像，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·斯泰西，詹姆斯·沙利文，
申请(专利权)人：美国血液技术公司，加里·斯泰西，詹姆斯·沙利文，
类型：发明
国别省市：美国,US