專利名稱：免疫測定分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及免疫測定，更具體地涉及改進(jìn)的色譜測定分析，通常稱為橫向流測定。特別是橫向流測定的定量或半定量分析。這些測定通常采用使用可見粒子作為對要 檢測的分析物的標(biāo)記的測試條，其中，作為附加特征，分析條是可去除的以用于讀取在其中 捕捉到的分析物的量以及用于檔案的目的。
背景技術(shù)：
免疫測定是眾所周知的用于確定在例如血漿或尿液樣品中分析物的量的實驗方 法。它基于抗體與抗原之間的相互作用，且由于分析物(抗原或抗體)的選擇性程度，可使 用免疫測定來定量地確定測試樣品中發(fā)現(xiàn)的很低濃度的藥物、激素、多肽或其它化合物。多 年來，經(jīng)訓(xùn)練的實驗室技術(shù)人員通過手工進(jìn)行免疫測定。多種色譜免疫測定技術(shù)已推出多年。已知設(shè)備的一個共同的方面(特別是在橫 向流技術(shù)中)是視覺地讀取測定，即通過在通常保持在可以具有各種配置的載體中的測試 條上的一個或更多個光學(xué)可讀線來讀取。測試條的一端暴露于樣品，該樣品通常為針對感 興趣的特定目標(biāo)分析物而測試的某種類型的體液。眾所周知，特定的分析物表明特定的 生物的、環(huán)境的及生物危害條件及其它條件。例如，尿液可用于測試懷孕或排卵，且如果 目標(biāo)分析物存在則測試為陽性?？梢葬槍χ甘旧飾l件或者可以指示某種物質(zhì)(諸如藥 品)的存在的其它分析物的存在來測試體液。另一個示例是用于測試水污染。在美國專 利第 5，591，645,5, 798，273,5, 622，871,5, 602，040,5, 714，389,5, 879，951,4, 632，901 及 5，958，790中示出了橫向流檢測方法及裝置的示例，其中讀取是光學(xué)地進(jìn)行的。最近，許多公司已經(jīng)開始生產(chǎn)自動化的免疫測定分析儀。由于需要執(zhí)行的大量步 驟，將免疫測定過程自動化一直較難。例如，一種樣品與試劑及具有結(jié)合抗原或抗體的固相 支持體混合，培養(yǎng)該樣品使得在該樣品中相應(yīng)的抗原或抗體以及在試劑中提供的標(biāo)記的抗 原或抗體能夠結(jié)合到該固相支持體上的抗原或抗體，然后徹底清洗該固相支持體且通過適 當(dāng)?shù)臋C(jī)制檢測該標(biāo)記(熒光的、放射性的、化學(xué)發(fā)光的等)，并最終從被檢測的標(biāo)記中定量 所感興趣的分析物(抗原或抗體)。讀取橫向流盒以及其它類似的盒的一個問題是缺乏真正通用的讀取器。當(dāng)今市場 上所有的讀數(shù)器都被設(shè)計為針對具有相似特性的一組盒。后果是用戶需要使用具有不同形 狀、用戶接口和到打印機(jī)和日志系統(tǒng)的連接的不同儀器。通用儀器的缺乏限制了使用低成 本測試盒的可能。通用儀器必須能夠處理不同形狀及顏色的盒。只要能將盒置于掃描儀板或其它合 適的地方以捕捉照相圖像，掃描儀或基于照相機(jī)的系統(tǒng)能夠讀取不同形狀的盒。取決于盒 的顏色及背景的顏色，在盒與背景之間的對比度可高可低。圖像還可能包括在盒邊緣處的 陰影。圖像可能失焦或變形。掃描儀板的背景通常為黑色或白色，但是當(dāng)掃描儀蓋抬起(盒 不完全是平的)的情況下掃描時，圖像還可能包括來自掃描儀外部的光源的環(huán)境光照。捕 捉照相圖像時的背景可以是用戶認(rèn)為合適的任何背景。當(dāng)捕捉設(shè)備的照相圖像時也難以控制環(huán)境光照。條形碼的使用越來越廣泛；包括使用條形碼用于識別許多不同種類物品，包括但 不限于諸如雜貨的商品、各種類型的產(chǎn)品包裝、印刷讀物。條形碼通常為特定商品分配唯一 的標(biāo)識。條形碼是用于對一組數(shù)字或字符進(jìn)行編碼的圖形標(biāo)識。條形碼包括一系列條及空 隙，根據(jù)多種編碼規(guī)則(例如標(biāo)準(zhǔn)商品條形碼EAN13條形碼規(guī)范)該條及空隙可以具有不 同的寬度。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，條形碼已被描述為傳達(dá)關(guān)于病人的包括臨床病史的特定信息， 且作為除對病人樣品所進(jìn)行的測定的分類以及用于跟蹤與控制目的之外的對病人樣品的 唯一標(biāo)識。如上所述，應(yīng)認(rèn)識到現(xiàn)有技術(shù)中仍然存在對用于對生物測試設(shè)備的定位、校準(zhǔn)及 識別的通用、簡單、有效的方法的需要。


圖1圖解了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的一個示例。圖2圖解了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的另一示例。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以用掃描儀設(shè)備完成上述對橫向流測試條的讀取。然 而，掃描圖像的失真(掃描儀技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)的情況)可在測量測試條時引入誤差。如何在掃 描圖像中識別物體是現(xiàn)有技術(shù)中廣為人知的。以這種現(xiàn)有技術(shù)很容易識別測試結(jié)果的線。 然而，測試精度取決于線的幾何位置。這些線在橫向測試條表面上的相對位置提供測試結(jié) 果。因此，掃描圖像中任何被引入的幾何失真都可能提供錯誤或不準(zhǔn)確的測試結(jié)果。然而， 如果圖像包含能夠顯示在掃描圖像中存在的失真量的物體，則可以應(yīng)用本領(lǐng)域技術(shù)人員已 知的幾何圖像分析方法將掃描圖像恢復(fù)為測試條表面的正確尺寸的圖像。當(dāng)使用此經(jīng)修正 的圖像來識別作為測試結(jié)果的線時，可以自動地獲得準(zhǔn)確的測試結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個示例，條形碼可以用來顯示幾何失真，并且還提供用 于識別失真量并且從而提供修正圖像的可能性的方法。例如，將包括關(guān)于測試條的信息的 條形碼片段打印在測試條表面，并且該條形碼及其信息可以與諸如以條形碼編碼的文本片 段的幾何尺寸等的相關(guān)信息一起存儲在數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)實施例的這一示例，專有的條形碼 系統(tǒng)提供條形碼的特殊設(shè)計，用于系統(tǒng)地校正條形碼上的白條和黑條(或具有可接受的對 比度的其它顏色)的測量誤差。條形碼將總包含相等面積的黑條及白條。通常，測量能夠 在圖像中產(chǎn)生比真正的條更窄或更寬的條形碼。通常，從黑色到白色或從白色到黑色的轉(zhuǎn) 換可以用s曲線來建模。從黑色到白色的轉(zhuǎn)換不一定與從白色到黑色的轉(zhuǎn)換相對稱。其結(jié) 果是白條及黑條的錯誤尺寸。由于黑色及白色真正量相等，因此系統(tǒng)能夠測量黑色與白色 的量然后做出校正。這一信息也可以用來對盒上的控制及測量線進(jìn)行校正。條形碼包含至少一行信息。其根據(jù)需要可以包含任意多行。每個條形碼行包含定 義黑條和白條的固定數(shù)量的條形碼模塊。每個條包含一個或更多個條形碼模塊。當(dāng)系統(tǒng)檢 測到條形碼的起始及終止位置時可以計算出模塊寬度。根據(jù)模塊寬度、黑條和白條的長度及條形碼字母表可以計算出所有條形碼行的條形碼符號。條形碼上的第一信息是盒的標(biāo) 識。相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫包含此盒的信息，包括該條形碼的物理長度。由于該系統(tǒng)已經(jīng)找到了條 形碼的長度(按像素)并且數(shù)據(jù)庫包含物理距離，可以計算出圖像的DPI (每英寸點數(shù))。 這很重要，因為無法容易地控制照相機(jī)的照明、成像及聚焦條件。從條形碼的左下角、條形碼的方向、所估計的DPI以及在盒數(shù)據(jù)庫中描述從條形 碼左下角到測量區(qū)域的距離的信息，可以界定包括所有感興趣的測量對象的局部搜索區(qū) 域。系統(tǒng)可以在局部搜索區(qū)域中搜索線或其它測量對象。盒的唯一必須的部分是條形碼區(qū) 域及測量區(qū)域。一個結(jié)果是盒的其它部分不必在圖像中。當(dāng)使用照相機(jī)捕捉圖像時，只有 盒的一小部分需要被捕捉。因此即使使用低分辨率的照相機(jī)也可以得到能夠讀取條形碼及 測量區(qū)域的足夠多的像素。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于沒有對光源的控制，需要對圖像系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)以作 為相對測量執(zhí)行。僅有單個信號(如線強度)是不夠的。由于橫向流盒通常具有連接到每 條測試線的控制線，可以計算相對測量=(測試線的強度)/(控制線的強度)。由于 控制線 及測試線都是用相同的光源及傳感器測量的，相對測量也是校準(zhǔn)，因此不需要特定的校準(zhǔn) 對象。當(dāng)使用相同的掃描儀處理同一類型及生產(chǎn)批次的盒時，我們能夠通過基于許多控 制線測量來計算平均控制線來消除一些控制線噪聲。條形碼還可以包含比幾何/光學(xué)信息更多的信息。典型的條形碼將包含盒標(biāo)識、 批號、有效期限及對于每個測量區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)曲線或定性閾值。所有必要的信息都包含在條形 碼上。用戶只需要根據(jù)盒包裝插頁來進(jìn)行化學(xué)/生物處理。在將樣品施加到盒上之后，程 序可以管理培養(yǎng)時間并在掃描前執(zhí)行必要的延遲。通常，系統(tǒng)會在盒數(shù)據(jù)庫中定義的最短 可能培養(yǎng)時間之后進(jìn)行掃描。在首次掃描之后系統(tǒng)會知道圖像中所有盒的標(biāo)識。隨后系統(tǒng) 能夠最終確定下次掃描時間。本發(fā)明可以使用基于/客戶端_服務(wù)器/類型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的分散式或集中式的環(huán) 境來實現(xiàn)，在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中可以通過請求及響應(yīng)語法來交換數(shù)據(jù)。掃描儀或照相機(jī)僅用作圖像捕捉設(shè)備，也稱為/客戶端八客戶端不計算結(jié)果，而 是僅用作捕捉設(shè)備。在集中式客戶端_服務(wù)器設(shè)置中，客戶端也可能是唯一的用戶接口，并顯示來自 服務(wù)器的數(shù)據(jù)(分析的結(jié)果)。即，如果客戶端上的顯示器可用。在分散式或局部的設(shè)置中，客戶端與服務(wù)器可以物理地連接。在這種設(shè)置下，服務(wù) 器可能是控制和驅(qū)動顯示以及處理用戶接口的單元。在第一實施例中，客戶端可以是連接到計算機(jī)的掃描儀，其中后者是執(zhí)行所有處 理并處理用戶接口的/服務(wù)器八掃描儀與服務(wù)器之間的連接可以使用任何已知的可用的 物理網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，如USB、WiFi (等)。在實施例的另一示例中，/客戶端/可為照相機(jī)，優(yōu)選地為能夠在GSM類型的網(wǎng)絡(luò) 中使用如MMS及SMS消息與服務(wù)器通信的手機(jī)照相機(jī)。可替選地，服務(wù)器能夠使用諸如電子 郵件的其它信息通道為注冊用戶發(fā)回結(jié)果。在MMS/SMS消息業(yè)務(wù)中也可以包括付款業(yè)務(wù)。取決于用戶接口在哪里，客戶端將-接收來自服務(wù)器的捕捉及上傳圖像的請求，或相反，向服務(wù)器上傳圖像。
-接收來自服務(wù)器的數(shù)據(jù)服務(wù)器將-向客戶端發(fā)出接收圖像的請求或處理來自客戶端的接收圖像的請求
-分析圖像并使結(jié)果在本地顯示器上可用，可替選地將響應(yīng)推回給客戶端。后者要 求客戶端具有合適的顯示單元(例如移動電話)?？偨Y(jié)/客戶端/被定義為用來捕捉及發(fā)送圖像的設(shè)備。這可以是任何設(shè)備且本發(fā)明允 許不進(jìn)行以分析圖像為目的進(jìn)行任何本地處理的“啞”設(shè)備。服務(wù)器不指示客戶端裝置執(zhí) 行任何本地設(shè)置。與其它的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)不同，本發(fā)明將允許對任意圖像進(jìn)行集中式分析。/服務(wù)器為安裝在連接到任意類型的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)上的一整套軟件模塊。因 而這樣的服務(wù)器能夠處理來自任何類型的/客戶端/的請求。服務(wù)器能夠例如允許受控的 用戶登錄，或者其能夠允許匿名使用。在這兩種情況下，服務(wù)器自動記錄或登記客戶端(電 話)的地址(號碼)，然后會開始分析所接收的圖像。該應(yīng)用可以控制與請求及響應(yīng)方式以 及分析相聯(lián)系的業(yè)務(wù)。一個優(yōu)點是，非常容易進(jìn)行軟件升級。示例使用掃描儀測量Calpro AS的鈣衛(wèi)蛋白的橫向流盒。在所連接的PC中處理圖像。1.將樣品施加于一組盒上2.在將樣品施加于最后一個盒上之后立即點擊程序按鈕3.程序?qū)⒃?分鐘后掃描4.尋找候選的條形碼，如果沒再找到，前進(jìn)到245.尋找條形碼周圍的邊框6.尋找條形碼模塊尺寸7.尋找每個黑/白條的長度8.累加全部黑條的長度SumB9.累加全部白條的長度SumW10.計算黑條及白條的平均條長度MeanB及MeanW11.定義校正量 Corr= (MeanB-Meanff) /212.將全部白條的長度加上Corr13.將全部黑條的長度減去Corr14.尋找條形碼串15.尋找盒 ID16.根據(jù)盒數(shù)據(jù)庫中獲得條形碼長度并計算DPI17.尋找控制線搜索區(qū)域18.尋找搜尋區(qū)域內(nèi)的控制線19.尋找與控制線相關(guān)的測試線搜索區(qū)域20.尋找搜索區(qū)域內(nèi)的控制線21.計算相對于局部背景的控制線強度22.計算相對于局部背景的測試線強度23.前進(jìn)到 4
24.根據(jù)所找到的來自同一批的全部盒計算平均控制線(meanControl)25.從文件中讀取舊平均控制線(oldControl)
26. ControlLine = (n * meanControl+m * oldControl)/(n+m)27.其中η為盒數(shù)量，m為預(yù)定權(quán)重(例如20)28.將ControlLine保存到文件中29.對于每個盒a 計算 ρ = testline/ControILineb.使用來自條形碼的標(biāo)準(zhǔn)曲線來內(nèi)插最終的鈣衛(wèi)蛋白值示例使用手機(jī)測量Calpro AS的鈣衛(wèi)蛋白的橫向流盒。經(jīng)由匪S將圖像傳輸?shù)街醒敕?務(wù)器。與照相機(jī)相同，但對于每個盒，所使用的控制線是被測量的控制線而非許多控制 線的平均示例使用掃描儀測量R-Biopharm的DON的橫向流盒。通常控制線與分析物的量無關(guān)。DON盒不同?？刂凭€也取決于分析物的量。掃描 儀上的DON盒的處理與來自手機(jī)的鈣衛(wèi)蛋白的處理相同。不使用控制平均。圖1圖解了本發(fā)明實施例的示例?；瘜W(xué)測試設(shè)備(橫向流測試條)到例如能夠在 諸如因特網(wǎng)或移動電話網(wǎng)的公共網(wǎng)絡(luò)上通信的數(shù)字圖像獲取設(shè)備(客戶端)。例如，可將 MMS圖片發(fā)送到根據(jù)本發(fā)明的提供對包含關(guān)于條形碼編碼文本片段的信息的數(shù)據(jù)庫的訪問 的服務(wù)器?？梢詫Ψ治鼋Y(jié)果的響應(yīng)(例如作為SMS消息)返回給系統(tǒng)的用戶。圖2圖解 了本發(fā)明實施例的另一示例，其中，使用移動電話來獲得免疫測定測試的圖片。該圖片在被 (例如在中央處理服務(wù)器中)處理之前作為MMS消息發(fā)送。響應(yīng)被作為SMS消息發(fā)送回用 戶。
權(quán)利要求
一種半定量或定量的測定分析方法，其中，該方法包括在所述測定的測試條上分配至少一個唯一的以條形碼編碼的文本片段，獲取包括所述至少一個以條形碼編碼的文本片段的圖像以及由所述測定產(chǎn)生的響應(yīng)區(qū)域，在所獲取的圖像中識別所述至少一個唯一的以條形碼編碼的文本片段，并將所述條形碼編碼的文本片段的該圖像用作光學(xué)校準(zhǔn)實體，使用所述校準(zhǔn)信息來檢測由那里的測定產(chǎn)生的各個響應(yīng)區(qū)域中的測試結(jié)果線的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)校準(zhǔn)實體包括使用用于對文本進(jìn)行編 碼的條形碼編碼方案，所述條形碼編碼方案在條形碼編碼的文本片段中提供相等面積的白 色區(qū)域和黑色區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)校準(zhǔn)實體包括識別包括在所述至少一 個條形碼編碼的文本片段中的所述唯一的文本，并使用所述唯一的文本來識別所識別的文 本的預(yù)先存儲的版本以及關(guān)于已經(jīng)被識別的所述條形碼編碼的文本片段的幾何尺寸的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述測定為免疫測定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述免疫測定是橫向流色譜測試條。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，存在控制區(qū)域和響應(yīng)區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將控制線強度作為根據(jù)多個被測量的控制線產(chǎn) 生的控制線強度的平均來提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成像系統(tǒng)包括連接到計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的掃描儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成像系統(tǒng)包括連接到計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的照相機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成像系統(tǒng)包括連接到計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的移動 電話照相機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述成像設(shè)備能夠經(jīng)由任何可用 的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進(jìn)行通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個條形碼編碼的文本片段包括測定 或樣品識別參數(shù)。
13.一種半定量或定量的測定分析系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括設(shè)置為執(zhí)行提供根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中任何一個所述的方法的作用與功能 的程序指令的至少一個計算機(jī)設(shè)備。
全文摘要
公開了一種用于免疫測定分析的方法和系統(tǒng)，更具體地說是改進(jìn)的色譜測定的分析，通常稱為橫向流測定。這些測定通常采用使用可見粒子作為對要檢測的分析物的標(biāo)記的測試條，其中，作為附加特征，該分析條是可去除的以用于讀取在其中捕捉到的分析物的量以及用于檔案的目的。自動地分析該測試條的圖像。
文檔編號G01N33/53GK101836114SQ200880112989
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者埃斯泰因·埃貝爾托夫特, 達(dá)格·布雷姆內(nèi)斯 申請人:斯坎內(nèi)克斯公司