[發(fā)明專利]用于對(duì)諸如血液顆粒之類的包含在流體中的顆粒的移動(dòng)速率進(jìn)行表征的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380040951.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104508481B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文森特·波赫爾;米萊姆·勞雷·屈比佐勒斯;帕特里克·普托;C·阿利耶;約翰娜·什皮亞齊卡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 原子能和替代能源委員會(huì)
• 主分類號(hào): G01N33/49
• 分類號(hào): G01N33/49;G01N15/14
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11270
• 代理人: 歸瑩,張穎玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于對(duì)顆粒速率的變化或者顆粒的凝聚進(jìn)行表征的方法，諸如血液顆粒之類的顆粒包含在流體中，該方法包括以下步驟：

將流體引入流體腔室；

使用光源發(fā)射的激發(fā)光束照亮流體腔室，光束沿縱向延伸穿過(guò)流體腔室；

使用矩陣光電探測(cè)器采集至少一個(gè)圖像，該圖像通過(guò)照亮的流體腔室所透射的輻射形成；以及

根據(jù)至少一個(gè)采集圖像計(jì)算至少一個(gè)對(duì)顆粒的速率的變化或凝聚進(jìn)行表征的指示符。

本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)諸如血液顆粒之類的包含在流體中的的顆粒的速率的變化或顆粒凝聚進(jìn)行表征的系統(tǒng)。

本發(fā)明尤其涉及為了表征諸如血液之類的流體而對(duì)照亮流體腔室的光束進(jìn)行無(wú)透鏡成像的領(lǐng)域。

本發(fā)明尤其適用于確定與血液凝結(jié)相關(guān)的參數(shù)，尤其適用于凝結(jié)時(shí)間的測(cè)量。本發(fā)明還適用于確定與血液中的顆粒凝集相關(guān)的參數(shù)，尤其適用于通過(guò)對(duì)待測(cè)試血液和抗體的細(xì)胞聚集進(jìn)行表征來(lái)確定血型。

背景技術(shù)

從文獻(xiàn)EP 2233923 A1中已知一種上述類型的表征方法和系統(tǒng)。所述方法旨在對(duì)包含血液的流體的凝結(jié)或沉降動(dòng)力學(xué)進(jìn)行表征。用于實(shí)施該方法的系統(tǒng)包括容納流體的流體腔室、能夠發(fā)射照亮光束的空間相干光源、以及用于將光束反射向腔室的鏡子。光束沿縱向從反射鏡延伸向流體腔室。

系統(tǒng)還包括諸如CCD(Charged-Coupled Device，電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)型矩陣傳感器之類的圖像傳感器，其被布置成使得可以采集由包含在腔室中的顆粒與光束之間的相互作用所生成的光粒度圖案的一系列按時(shí)間排列的圖像。表征系統(tǒng)還包括用于對(duì)所述一系列按時(shí)間排列的圖像進(jìn)行處理的處理單元。

流體腔室在縱向上位于鏡子和圖像傳感器之間。流體腔室和圖像傳感器之間在縱向上的距離為幾厘米或幾十厘米。空間相干光源發(fā)射的光束沿著與縱向垂直并穿過(guò)流體腔室的平面具有介于10μm²至幾十平方毫米之間的表面。

這樣的系統(tǒng)和方法使得可以對(duì)包含在流體中的血液的凝結(jié)或沉降動(dòng)力學(xué)進(jìn)行有效表征。

然而，這樣的系統(tǒng)具有相對(duì)較大的體積。此外，該系統(tǒng)使得僅能在流體腔室中相對(duì)較小的體積內(nèi)觀察到凝結(jié)現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明因而旨在提出一種表征方法和系統(tǒng)，使得可以在限制表征系統(tǒng)的體積的同時(shí)對(duì)更大體積的流體進(jìn)行觀測(cè)。

為此，本發(fā)明涉及一種上述類型的表征方法，其特征在于，在采集步驟期間，光電探測(cè)器位于沿縱向與流體腔室相距小于1cm的距離處。

根據(jù)本發(fā)明的其它有利方面，表征方法包括以下特征中單獨(dú)或根據(jù)全部技術(shù)可行組合所考慮的一個(gè)或更多：

光束在與縱向垂直的平面內(nèi)具有介于5mm²和200mm²之間、較優(yōu)地等于25mm²的表面，所述表面被布置為與流體腔室接觸；

光束直接照亮流體腔室，并且在流體腔室和光電探測(cè)器之間不存在放大透鏡的情況下，圖像由被照亮的流體腔室所透射的輻射直接形成；這并不排除可能使用放置在光電探測(cè)器的每個(gè)像素上的微型物鏡；

在采集步驟期間，在不同時(shí)刻相繼采集多個(gè)透射圖像，并且在計(jì)算步驟期間，第一計(jì)算的指示符為能夠?qū)︻w粒的速率的變化進(jìn)行表征的相關(guān)性指示符，相關(guān)性指示符代表至少兩個(gè)分別在時(shí)刻n和n+m處采集的透射圖像之間的相關(guān)性或者對(duì)于所述透射圖像的預(yù)定區(qū)域的相關(guān)性；

該方法還包括用于將流體與能夠有助于使顆粒減緩的試劑進(jìn)行混合的步驟，試劑比如為借助于血液的凝結(jié)能夠有助于血液顆粒減緩的試劑；

該方法還包括以下步驟：用于根據(jù)第一計(jì)算的指示符來(lái)確定血液顆粒的凝結(jié)和/或確定介于初始時(shí)刻與第一計(jì)算的指示符取預(yù)定值的時(shí)刻之間的、被稱為凝結(jié)時(shí)間的時(shí)間間隔；

光源為諸如激光之類的空間和時(shí)間相干光源；

第一指示符根據(jù)限定了所述透射圖像之間的空間相關(guān)性的相關(guān)性圖像或者根據(jù)所述相關(guān)性圖像的預(yù)定區(qū)域進(jìn)行計(jì)算；

相關(guān)性圖像由以下等式確定：

其中，x和y表示所述圖像的點(diǎn)的坐標(biāo)，Icorr_n+m(x,y)為具有X行和Y列的矩陣，

k1(x,y)表示具有P行和Q列的預(yù)定矩陣，

A_n(x,y)和A_n+m(x,y)由以下等式定義：