具体实施方式

本公开涉及用于在反应池上定位目标位置并且使用目标位置实行测定的方法和装置。如下面更详细地讨论的，当前公开的方法和装置在例如改进计算时间、降低对偏心测光的灵敏度、避免边缘/框架以最小化非测定信号的影响、以及检测和去除图像瑕疵（例如，灰尘、涂层缺陷、芯吸（wicking）等）以减少偏差或异常值方面是有利的。图像缺陷还可以包括异物、气泡、划痕等。本公开将反应池描述为干燥载玻片、反应比色杯或固体介质，但是本领域普通技术人员将意识到，本公开可以被用于其他类型的反应池，例如，多孔介质（诸如硝化纤维素）、半多孔和固体介质（诸如Ouchterlony板）、液体试剂设备（诸如比色杯）、流通池或反应管、和/或固体介质芯片，其带有具有光学测量区的嵌入式横向流阵列。

图1和图2图示了根据本公开可以使用的反应池的示例实施例。在图1和图2中，根据本公开，反应池是可以与测定系统20一起使用的固体介质10。例如，固体介质10可以是可以在上面分配流体样本的单层或多层薄膜元件。在图示的实施例中，固体介质10包括多个层，包括第一层12，该第一层可以是上载玻片安装层，该上载玻片安装层被配置成向顶部基层提供经由那里的孔以接收流体样本。第一层还可以被配置成将流体样本散布在其上。固体介质10还包括第二层14，该第二层14可以是试剂层，该试剂层包括被配置成与流体样本起反应以进行特定测定的试剂。第二层14还可以包括支撑层，来为试剂层提供支撑或刚性。固体介质进一步包括第三层16，该第三层16可以是提供被用于光学分析的低波长截止滤光片的滤光层。第三层16可以包括下部载玻片安装层，该下部载玻片安装层被配置成向底部基层提供经由那里的孔以用于光学分析。

图3图示了测定系统20的示例实施例，该测定系统20被配置成在固体介质10上的流体样本的图像中定位目标位置，并且使用该目标位置实行一种或多种测定。如图示的，测定系统20可以包括：载玻片接收位置22，其被配置成接收至少一种固体介质10；样本分配机构32，其被配置成将样本流体分配到固体介质10上；成像设备24，其相对于固体介质接收位置22定位和布置，以获得位于固体介质10上的流体样本的至少一个图像；光源26（例如，一个或多个发光二极管灯），其被配置成将光投射到固体介质10上，使得可以通过分配到固体介质10上的液体样本来调制光；以及可选的光学滤光片28，其被配置成将来自光源26的光调制到特定于所实行的测定的特定波长。

在图示的实施例中，载玻片接收位置22被配置成在将流体样本添加到固体介质10中、和/或在固体介质10被光源26照射并由成像设备24成像时，接收和保持固体介质10。在图示的实施例中，载玻片接收位置22包括：至少一个托架，其创建第一开口22a和第二开口22b。可以在载玻片接收位置22的第一开口22a处将流体样本（例如，通过第一层12中的孔）添加到固体介质10，而载玻片接收位置22的第二开口22b使得固体介质10能够在流体样本已经与试剂起反应之后被（例如，通过第三层16中的孔）照射并成像。应当进一步理解的是，流体样本的添加可以在载玻片接收位置22接收固体介质10之前发生，并且固体介质10的照射和成像可以在载玻片接收位置22顶部的第一开口22a处发生，该第一开口与位于载玻片接收位置22底部的第二开口22b相反。

图2的测定系统20可以进一步包括：控制单元30，其被配置成控制测定系统20的一个或多个元件，确定流体样本在固体介质10上的目标位置，并且根据本文中所述的（一个或多个）方法分析固体介质10上的流体样本。控制单元30可以包括处理器和存储用于实行本文中所述的方法的指令的非暂时性存储器，其中，处理器执行指令以控制测定系统20的一个或多个元件来实行一种或多种测定。

图4图示了根据本公开的示例实施例的通过样本分配机构32分配在固体介质10上的流体样本。在实施例中，可以在固体介质10被插入到测定系统20的载玻片接收位置22中之前，通过由用户手动控制的样本分配机构32来将流体样本分配在固体介质10上。样本分配机构32可以是例如移液管或本领域已知的其他流体分配机构。替换地，测定系统20可以包括样本分配机构32，如图3中图示的。在这里，样本分配机构32可以由用户或控制单元30控制，以在将固体介质10插入测定系统20的载玻片接收位置22之前或之后，将流体样本分配到固体介质10上（或之中）。

图4图示了样本分配机构32在时间t₁至t₅内将流体样本分配到固体介质10上。在此时间期间，由于固体介质10中涂覆材料的浓度，停滞和横向流动会创建空间梯度。如所图示的，在时间t₁，流体样本从样本分配机构32喷射到固体介质10上，并且与固体介质10进行初始接触。在时间t₂，流体样本继续从样本分配机构32喷射到固体介质10上，这会开始形成停滞区域44。在时间t₃，流体样本继续从样本分配机构32喷射到固体介质10上，并且在固体介质10上扩散，这会增加停滞区域44的大小。在时间t₄，样本分配机构32开始停止流体样本的喷射，这使得样本分配机构32与固体介质10之间出现流体颈缩，由此迫使停滞区域44在样本分配机构32的正下方。在时间t₅，样本分配机构32不再喷射流体样本，从而留下停滞区域44。在图示的实施例中，停滞区域44对应于具有最小变化的区域。在一些实施例中，停滞区域44具有相对低的光密度可变性和/或相对较大的指示剂（例如，样本染料）的存在。

图5图示了由于由图4的分配过程所创建的停滞区域44所致的由流体样本在固体介质10上形成的液体透镜46。如图示的，流体样本在固体介质10上方形成圆形液体透镜46。如图5所示，圆形液体透镜46是由于来自样本分配机构32的轴对称的流体流动而形成的，这会导致到固体介质10的涂覆材料上的轴对称分布。

图6图示了顶部透视图和底部视图，其示出了液体透镜46在停滞区域44上的分布的示例实施例。图6的下标绘图示出了图像中所有像素上的二维空间（即，x和y空间）中的光强度。液体透镜46的中心具有较低的光强度，而液体透镜46的边缘具有较高的光强度。图6的曲线图70具有与曲线图72相同的信息，但是以3维形式呈现，其中z轴表示光强度、其中x轴和y轴表示像素位置。如果像素（在x和y坐标处）具有较高的光强度，则其在曲线图70和72中具有较大z值。光强度通过被叫做“AD计数”（“ADC”）的值进行测量。较亮的像素比较暗的像素具有更大的AD计数值。

由于测定动力学和固体介质10的涂覆材料的均匀性的差异，存在不同的图案，它们可以在所拍摄的固体介质10上的流体样本的图像中形成。图7A至图7C图示了可以形成的三个示例图案。图7A示出了凹形图案，图7B示出了凸形图案，并且图7C示出了复杂图案。图7A至图7C的所有三个图案共享的共同特征为：中心处的停滞区域44和Z轴对称辐射，其受到局部不均匀性的干扰。本公开使用该共同特征来将流体样本的均质区域的中心（例如，相对均匀的光强度）定位在固体介质上作为用于在实行一种或多种测定时使用的目标位置。

图8图示了用于如本文中所公开的那样通过拍摄图像并且处理图像来实行至少一种测定的方法100。在实施例中，控制单元30可以包括处理器和存储指令以实行方法100的步骤的非暂时性存储器。该处理器执行指令以使测定系统20的元件实行图8的步骤。本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略图8所示的一个或多个步骤，和/或可以添加附加的步骤，和/或可以重新布置某些步骤的次序。

在步骤102，成像设备24记录被分配到固体介质10上的流体样本的至少一个图像。例如，可以在光源26将光投射到固体介质10上的同时记录图像。来自光源26的光被配置成使得发射光被样本中的目标分子透射，该目标分子已经与固体介质10上的一种或多种试剂起反应，从而提供反应（例如，指示剂反应）的视觉指示。在一些实例中，光学滤光片28和/或固体介质10所提供的滤光片被配置成调制来自光源28的光。成像设备24可以是例如电荷耦合装置（“CCD”）相机，其可以例如记录示出了在固体介质10上的近似椭圆或圆形流体样本的二维图像。在实施例中，可以将特定测定所需的波长编程到控制单元30中或提供给控制单元30，然后控制单元30可以控制光源26和光学滤光片28，使得将用于所实行的测定的正确波长的光投射到固体介质10上，同时由成像设备24记录图像。

在步骤104，控制单元30对图像进行归一化并且确定测定的目标位置。在图9和下面的对应描述中更详细地示出和描述步骤104。如下面更详细地解释的，步骤104可以包括以下各项中的一个或多个：基于图像创建包括多个导数数据点的导数数据集合，为多个导数数据点中的每一个确定图像梯度数据点，基于图像梯度数据点确定流体样本在固体介质上的目标位置，以及从图像中去除图像缺陷。

在步骤106，控制单元30通过在目标位置和/或在目标位置周围的指定区域检测例如光强度或其他值来使用在步骤104确定的目标位置。在实施例中，可以使用目标位置作为中心点来形成目标位置周围的指定区域。例如，目标位置可以用于创建读取区域，该读取区域用于检测来自投射到固体介质10上的光的信号。于2018年7月2日提交的题为“Dry SlideAssay Using Reduced Reading Window”的美国临时申请号62/693,120进一步描述了一种用于在目标位置周围创建读取区域的方法，并且通过引用并入本文中并被依赖。在其他实施例中，目标位置可以用于例如对准仪器计量系统和/或光学器件、预测维护间隔和/或使由于反应池干扰所致的光谱错误最小化。

在步骤108，控制单元30例如根据在目标位置和/或从目标位置创建的读取区域内投射到固体介质10上的光来计算图像信号的平均光强度。在实施例中，平均光强度是读取区域内的AD计数值的总和，用总和除以读取区域的总面积（像素总数）。

在步骤110，控制单元30使用目标位置来计算响应。对于终点测定（例如，UREA），可以通过相同载玻片或固体介质10的两个不同读数之间的信号差来计算响应。对于速率测定（例如，AST），可以通过随时间推移从同一单个载玻片或固体介质10的多个读数的信号变化速率来计算响应。由于载玻片或固体介质10的方位可能会由于培养箱的旋转而随时间轻微变化，因此合期望的是随时间的推移找到同一载玻片介质10上的每个图像的目标位置。

在步骤112，控制单元30通过例如使用与对浓度的响应有关的校准曲线来计算流体样本的浓度来完成实行测定。可以在校准过程中使用具有已知浓度的流体以及与所获得的与浓度相对应的响应来获得校准曲线。在校准曲线中，浓度是已知的响应函数。在实施例中，控制单元30可以使用来自多个图像的目标位置实行多种不同的测定。

图9A和图9B示出了方法200，其更详细地图示了方法100的步骤104。具体地，图9A和图9B图示了特别设计的算法以检测目标位置（图9A）并且处理图像缺陷（例如，修复图像缺陷或报告错误）（图9B），这改进了测定精度并且降低了测定偏差和异常值。如下面更详细解释的，在检测目标位置时（图9A），使用以测定特定的步长大小的图像的一阶导数来获得图像梯度。然后应用阈值来去除高梯度区域。最后，将图像中其余像素的中心用作目标位置。

在找到目标位置（例如，具有最小变化和最高信号的匀质区域的中心）之后，可以通过检查目标位置与同步位置之间的距离、检测与目标位置有关的尖峰的数量、以及分析目标位置的轴对称性和噪声水平来检查图像质量（图9B）。如果一个或多个或检查的量超过了测定特定的阈值，则可能会为图像发出错误代码，指示应该使用新的流体样本重新开始方法100，因为被分析的流体样本可能被认为是不可靠的。如果未发现错误，则可以如上面所讨论的那样计算目标位置处图像的平均光强度。在一些实施例中，如果尖峰的数量低于阈值，则方法200被配置成从图像中去除尖峰，由此改进测定系统的可重复性。然而，如果尖峰的数量大于阈值，则图像可能被丢弃或可能与错误代码和/或警报相关联。

本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略图9A和图9B所示的一个或多个步骤，和/或可以增加附加的步骤，和/或可以重新布置某些步骤的次序。与方法100一样，应该理解的是，控制单元30可以包括处理器和存储指令以实行图9A至图9B的方法的步骤的非暂时性存储器。处理器执行指令以使测定系统20的元件实行所公开的步骤。

步骤200开始于在图8的步骤102处由成像设备22记录的图像。在步骤200，控制单元30通过将图像与元数据相关联来分析图像，该元数据例如与测定类型、流体样本的默认中心40、针对流体样本检测到的图案的类型（例如，凹形、凸形、复杂的）等有关。存储在元数据中的参数可以被预编程并且被存储在控制单元30的存储器中，或者可以由用户输入以用于特定测定。流体样本的默认中心40可以是例如固体介质10的中心或流体样本的中心预期位于的分配位置的中心。

取决于例如对固体介质10中可溶性材料的重新分布的敏感性、分析物/试剂的浓度，和/或化学动力学，针对流体样本所检测到的图案类型可以是平坦的或不平坦的（例如，凹形、凸形或更复杂的形状）。图10图示了由分配在固体介质10上的流体形成的不同的示例图案，而图11图示了示出用于不同测定的原始图像和一阶空间导数的视图。图10和图11示出了在停滞区域44处存在较小值。如图示的，流体样本可以具有例如具有非常小的梯度的停滞区域44（例如，峰或谷强度）、具有更大的梯度的洗出区域、和/或具有大的梯度的边缘（来自湿-干界面或载玻片框架）。于2018年7月2日提交的题为“Dry Slide Assay UsingReduced Reading Window”的美国临时申请号62/693,120进一步描述了洗出区域可以如何影响图像并引起大的梯度，其描述通过引用并入本文中并被依赖。根据本方法，当施加适当的阈值时，可以去除所有大的梯度区域，并且可以识别停滞区域44。

在步骤202，如果图像还不是这种形式，则控制单元30通过将图像转换为平场图像来将图像归一化。在实施例中，将图像归一化包括：将跨读取区域施加的光能归一化以减少错误。在实施例中，归一化具有两个步骤。第一步包括从原始信号中减去暗读取信号。暗读取信号是在光源关闭的情况下来自CCD传感器的数字信号。该计算使背景数字噪声最小化。第二步是通过将信号乘以平场函数、使用平场信号将暗校正信号归一化。可以通过读取标准表面来获得平场函数，该标准表面是均匀、平坦、白色和/或反射的表面。平场函数可以是针对标准表面在整个表面上生成值“1”的函数。假设测量的光强度分布为f=f(x，y)，则平场为F=1/f。

在步骤204，控制单元30确定或接受测定特定的参数，例如，图像裁剪大小、步长、阈值参数等。测定特定的参数可以被预编程并被存储在控制单元30的存储器中，或者可以由用户输入以用于特定测定。图像裁剪大小可以是例如在步骤206处要裁剪的图像的预期大小，并且可以由控制单元30输入或自动生成。在示例实施例中，图像裁剪大小的直径可以是围绕中心点（例如，默认中心40）的近似4.5 mm。同样地输入步长和阈值参数，或者将预定值用于过程的之后步骤。每种测定可以具有其自己的裁剪大小、步长和阈值（例如，URIC裁剪大小=3.64 mm，步长0.28 mm以及阈值=10）。

在步骤206，控制单元30裁剪出图像的区域46。在示例中，控制单元30基于流体样本在固体介质10上的默认中心40的预期位置来裁剪出区域46。在实施例中，从步骤200知道默认中心40是例如固体介质10的中心或在那里期望流体样本的中心的分配位置的中心。因此，可以基于在步骤204确定的图像裁剪大小，将图像裁剪为例如围绕默认中心40的圆（例如，直径为4.5毫米（“mm”）的圆）。在另一实施例中，可以基于检测到的光强度来裁剪图像，而不限于任何特定的大小。于2018年7月2日提交的题为“Dry Slide Assay Using ReducedReading Window”的美国临时申请号62/693,120进一步描述了如何裁剪图像的区域以创建读取区域，其描述通过引用并入本文中并被依赖。

在步骤208，控制单元30记录裁剪图像的默认中心40。在实施例中，从步骤102知道默认中心40，并且基于默认中心40来裁剪图像。在另一实施例中，默认中心40可以不对应于裁剪图像的中心，并且可以基于新的裁剪图像来确定。例如，可以在步骤206基于光强度来裁剪图像，然后可以将默认中心40记录为裁剪图像的几何中心。

在步骤210至214，控制单元30基于裁剪图像来创建包括多个导数数据点的导数数据集合。在实施例中，导数数据点可以是基于图像中的颜色的一阶导数，并且均可以包括定义二进制图像的图像梯度数据点。在实施例中，至少一个图像中的颜色表示光强度。在实施例中，一阶导数是空间中的图像光强度。例如，图像中的每个像素都具有通过AD计数（即，ADC）测量的唯一光强度。一阶导数可以是在预定义距离处的像素之间的光强度之差除以像素之间的距离。

在步骤210，控制单元30通过以在步骤204确定的测定特定的步长获得裁剪图像的一阶导数（例如，斜率）的绝对值来创建导数数据集合。可以使用中心差法、在裁剪图像内利用测定特定的步长来计算一阶导数。例如，可以使用以下公式来确定导数数据集合：

Slope₁=max（|du/dx|，|du/dy|）。

在这里，u是图像中的一像素处的光强度（AD计数值）。x和y是该像素的坐标位置。可以沿着x和y两个方向计算斜率，并且可以将最大绝对值定义为斜率。计算导数的步长是测定特定的。如下面更详细解释的，如果Slope₁小于阈值，则其质量的值为“1”，否则，其质量的值为“0”。

在步骤212和214，控制单元30为导数数据集合中的多个导数数据点中的每一个确定图像梯度数据点，由此生成二进制图像。在实施例中，在步骤212，如果在步骤210确定的Slope₁大于测定特定的阈值，则控制单元30将图像梯度数据点设置为零(0)。即，将较高梯度的像素设置为零(0)，从二进制图像中去除尖峰、边缘等。然后，在步骤214，如果图像梯度数据点大于零(0)的值，则控制单元30将图像梯度数据点设置为等于一(1)的值。即，如果Slope₁超过阈值，则每个像素位置处的图像梯度数据点（例如，二进制图像中一位置处的质量）为零(0)，并且如果Slope₁低于阈值，则为一(1)。在实施例中，包括具有比第二图像梯度数据点低的图像梯度的第一图像梯度数据点或将其设置为一(1)，和/或(ii)排除具有比第一图像梯度数据点高的图像梯度的第二图像梯度数据点或将其设置为零(0)。

在步骤216，控制单元30基于图像梯度数据点来确定（例如，椭圆形或圆形）流体样本的目标位置。例如，该目标位置可以被计算为二进制图像（例如，图9A所示的二进制图像）的质心。在实施例中，可以使用以下公式获得中心位置：

在公式中，质量m _ij 是其位置索引i和j的函数。坐标值x _ij 和y _ij 也是位置索引i和j的函数。取决于质量是否在跨所有索引的阈值内，质量等于“1”的值或“0”的值。中心X _c 坐标是通过将质量与跨所有索引的对应x坐标之间的乘积求和，然后将总和乘积除以总质量来计算的。类似地，中心Y _c 坐标是通过将质量与跨所有索引的对应y坐标之间的乘积求和，然后将总和乘积除以总质量来计算的。

然后可以将二进制图像的质心指定为流体样本在固体介质10上的目标位置，该目标位置是流体样本在固体介质10上的均质区域的近似几何中心。

在图9B的步骤218至252，控制单元30被配置成从图像中检测和/或去除缺陷（例如，由于图像中的瑕疵、灰尘、涂层缺陷、芯吸、异物、气泡、划痕等所致）和/或基于目标位置（即，从步骤216确定的流体样本的中心）确定错误条件。该错误还可以指示测定系统20的反射仪照明系统的问题，诸如脏的投影仪光学器件。例如，如图12所图示的，图像中存在许多不同的瑕疵（例如，灰尘、偏心分配、芯吸、异物、气泡、划痕等），它们会对测定产生负面影响。

在步骤218，控制单元30将在步骤216确定的目标位置与先前确定的默认中心40进行比较。在实施例中，如果默认中心与目标位置之间的距离大于阈值，则控制单元30可以在步骤220报告错误，并且在步骤222结束分析。这可能意味着方法100然后应该利用新的流体样本重新开始，因为被分析的流体样本被认为是不可靠的。

在步骤224，控制单元30考虑图像的平坦度是否小于阈值。在实施例中，图像的平坦度是跨裁剪图像的中心垂直和水平长度的两个线性斜率中的最大线性斜率（绝对值并通过ADC均值归一化）。由于AD计数值(ADC)取决于样本中的分析物浓度在较大范围内（例如，从1,000到50,000）变化，因此通过将AD计数值除以其平均值来将AD计数值归一化。通过这种方式，斜率变化与平坦度而非分析物浓度更为有关。获得AD计数的平均值，然后将AD计数值除以平均值。斜率可以是正的，或者是负的，因为斜率的绝对值被用于确定图像是否平坦。尽管图像的光强度分布可能是凹形或凸形的，但它的中心（分配位置）是轴对称的。

如果在步骤226，图像的平坦度小于阈值，则控制单元30可以在步骤228报告错误，并且在步骤222结束分析。这可以指示方法100然后应该利用新的流体样本重新开始，因为被分析的流体样本被认为是不可靠的。

在步骤230，控制单元30以确定的步长（例如，步长为一(1)）创建裁剪图像的一阶导数。例如，可以使用以下公式确定一阶导数数据：

Slope₂=|du/dx|+|du/dy|。

在步骤232，控制单元30获得在新的中心区域内的Slope₂的平均值(MEAN)和标准偏差(SD)。在步骤234，控制单元30确定标准偏差/平均值是否低于阈值。如果标准偏差/平均值低于阈值，则控制单元30可以在步骤236报告错误，并且在步骤238结束分析。这可能意味着方法100然后应该利用新的流体样本重新开始，因为被分析的流体样本被认为是不可靠的。

在步骤240，控制单元30可以定义两个测定特定的常数：SpikeValueMax和n。在实施例中，SpikeValueMax表示通过测定性能实验所确定的值，并且为每个测定提供它，而n表示正数，并且用于计算定义尖峰检测阈值SpikeGradientLimit的值。然后，控制单元30可以使用例如以下公式来定义SpikeGradientLimit：

SpikeGradientLimit=min(SpikeValueMax，MEAN+n*SD)。

在以上公式中，SpikeValueMax和MEAN+n*SD的最小值被用于定义阈值SpikeGradientLimit，该阈值被用于检测斜率是否超出图像读取区域中的限制。

在步骤242和244，控制单元30从裁剪图像中去除大的梯度尖峰。在示例实施例中，尖峰是通过定义SpikeMask去除的，其中如果一个点的Slope₁大于SpikeGradientLimit，则SpikeMask等于零(0)的值，而如果一个点的Slope₁小于SpikeGradientLimit，则SpikeMask等于一(1)的值。在另一个实施例中，可以基于高于或低于预定阈值来去除尖峰。

在步骤246，控制单元30确定在步骤240和242检测到的尖峰总数。如果检测到少量尖峰并且从图像中去除了尖峰，则图像中的其余像素仍可以用于计算该固体介质10的信号。但是，如果基于测定实验检测到的尖峰数量超过了预定义的限制，则控制单元30可以在步骤248报告错误，并且在步骤252结束分析。这可能意味着方法100应该然后利用新的流体样本重新开始，因为被分析的流体样本被认为是不可靠的。

在步骤250，控制单元30在由目标位置定义的裁剪图像内积分，去除检测到的缺陷，使得所得图像可以被用于方法100的步骤106。

图13图示了固体介质10上的灰尘斑点可能如何引起对应图像中的尖峰的示例。如图示的，通过去除尖峰，也可以去除对使用图像实行的测定的任何偏差，从而使测定更加可靠。

图14和图15图示了通过当前公开的方法实现的优点。在图14中，TPxt意味着该测定为以多重测试格式（每个载玻片两次测试）的TP（“总蛋白”）。COM（示为圆圈）表示在目标位置读取时的精度，该精度是利用当前公开的方法找到的。PS（示为正方形）表示在不知道实际分配位置的情况下在预先指定的中心（例如，假定的分配位置）读取时的精度。每个读数直径的变异系数(CV％)是所有测试样本的平均值。

图16图示了根据本公开的示例实施例的图1至图5的固体介质10的实施例。图16的固体介质10包括：对应于上述停滞区域44的两个化学芯片1602a和1602b。如所讨论的，停滞区域对应于化学芯片的在流体计量尖端的开口的正下方的区域。停滞区域44的特征还可以在于在径向方向上具有非常小的流体流动或没有流体流动。在从点中心和区域径向向外定位的情况下，存在从化学芯片中心向外指去的流体流动矢量。该区域中有一定量的化学芯片试剂被洗出（wash out）。与停滞区域44外部的区域相比，一旦化学反应完成，停滞区或区域44不会经历这种洗出，并且可以具有不同的光密度。在一些示例中，停滞区或区域44不具有显著水平的径向流体流动，这产生了低光学可变性的区域和高指示剂（染料）存在的区域。

在一些实例中，化学芯片和/或停滞区域44对应于流体样本在反应池中的目标位置。目标位置或化学芯片对应于发生指示剂反应的位置，使得当流体样本中的目标分子与反应池中的试剂起反应时，指示剂显影以进行显示。在一些示例中，化学芯片1602a和1602b可以均包括充满液体的反应比色杯。在这些示例中，反应比色杯的成像可能会在比色杯壁上示出气泡、碎屑和/或划痕。相对于分析和测定结果，可以识别已识别的缺陷并且减轻其影响。

化学芯片1602的使用减小了样本所需的面积，并且使得多于一个样本被分配在载玻片上。每一个化学芯片1602可以从样本接收相同的流体，以使得能够使用相同的固体介质10进行相同或不同的分析。替换地，化学芯片1602可以均接收不同的流体以使得能够使用相同的载玻片10进行相同或不同的分析。另外，虽然图16示出了两个化学芯片1602，但在其他示例中，固体介质10可以包括附加的化学芯片，诸如三个、四个等。应当领会的是，在固体介质10上包括多于一个化学芯片可以改进测定系统20的操作效率，这是因为可以在相同的固体介质10上实行多个分析而无需移动固体介质。相比之下，仅具有单个化学芯片的固体介质需要处理两个或更多个单独的固体介质以进行与具有多个化学芯片的单个固体介质10相同的分析。

图16还示出了化学产物固体介质组合的示例。该组合包括：甘油三酸酯胆固醇(TRI-CHOL)、总胆红素碱性磷酸酶(TBIL-ALKP)、丙氨酸氨基转移酶-天冬氨酸氨基转移酶(ALTV-AST)、尿素肌酐(UREA-CREA)、葡萄糖钙(GLU-CA)和总白蛋白(ALB-TP)。应当领会的是，可以在固体介质10上创建和实现其他组合。

图17示出了根据本公开的示例实施例的由图3的测定系统记录的图像，其包括放置在相应固体介质10的化学芯片1602上的样本。如上面讨论的，流体样本的分配在化学芯片1602上创建了液体透镜46。图17的示例固体介质10被配置成减小样本大小，并且提高测定系统20的操作效率，同时维持分析性能比对已知的常规单个载玻片测试。由于放置在各个化学芯片1602中的样本体积较小，因此减小了用于分析测量的区域的大小。在一些示例中，测定系统20可以使用数字化学技术，如上面讨论的，以减轻可能的性能敏感性。如图17所示，数字化学使用波长特定的LED在数字图像反射仪上记录或捕获固体介质10的图像。测定系统20使用一种或多种成像算法来通过确保对样本的最佳区域进行分析（如上面讨论的）来改进化学结果，即使存在计量方位的变化或包括污染物（例如，灰尘）的情况下也是。

如图17所示，测定系统20使用成像算法来确定中心40，其被示为相应芯片1602a至1602d的中心40a至40d。如上面讨论的，中心40可以与默认中心相同或可以与其不同，如果分配尖端和载玻片完美对准，则该默认中心是理论上的点中心。然后，测定系统20分析中心40周围的一定半径。半径在1 mm至8 mm之间，优选地为大约2.25 mm，如在图中的虚线所示。

图18示出了根据本公开的示例实施例的由图3的测定系统20记录的图像1800，其中在样本中包括灰尘或另一种污染物1802。图19示出了由测定系统20使用本文中公开的方法对图18的样本进行的分析。第一曲线图1902示出了在检测到异常1802并将其去除之前的分析结果。第二曲线图1904示出了在检测到异常1802并将其去除之后的分析结果。在所图示的示例中，成像算法检测异常并且从经处理的图像1906（源自图18的图像1800）中去除异常。结果，异常不被包括在样本的后续分析中。在一些示例中，测定系统20通过将与异常相关联的像素颜色变成与周围像素颜色相一致的颜色或指示没有数据用于后续分析的像素颜色来去除异常。

图20示出了根据本公开的示例实施例的由图3的测定系统20记录的另一图像2000，其中在样本中包括灰尘或另一种污染物。图21示出了由测定系统20对样本实行的分析。第一曲线图2102示出了在检测到异常并去除异常之前的分析结果。第二曲线图2104示出了在检测到异常并去除异常之后的分析结果。类似于先前的示例，成像算法检测异常并且从经处理的图像2106（源自图20的图像2000）中去除异常。结果，异常不被包括在样本的后续分析中。附加地，测定系统20被配置成移动图像2106的中心40，使得其减少或最小化分析场（例如，中心周围的圆）内所包括的许多经异常校正的位置。

图22至图37示出了测试结果数据，其将图1至图21的示例固体介质10的分析性能与已知载玻片或固体介质进行比较。在图22和图23的图示示例中，使用测定系统20来分析固体介质10，同时使用已知的常规测定系统来分析已知的载玻片或固体介质。在示例中，在示例测定系统20上使用质量控制材料评估了针对两种血清浓度的示例固体介质10中的六个。在CLSI EP05指南之后，对于总共80个复制，在二十天内每次运行（run）两个复制的情况下、在每天两次运行的情况下评估单个校准的总实验室内性能精度（作为方差百分数（％CV）进行报告）。将由测定系统20分析的示例固体介质10的最坏情况的实验室内精度与使用常规测定系统分析的对应的单个现有技术测试载玻片进行比较。

％CV对应于样本数据的标准偏差与平均值的比率，其提供了对测定中的精度和重复性的指示，其中较低的值对应于较高的精度和重复性。

图22图示了表格2200的示图，该表格示出了每种载玻片化学成分（UREA、TRIG、GLU、ALB、TBIL、ALTV、CREA、CHOL、CA、TP、ALKP和AST）的两种血清水平，以及对于使用常规测定系统的现有技术载玻片和使用示例测定系统20的示例固体介质10的对应的％CV。如图示的，在二十四个不同的测试中，对于二十四个不同的测试中的十九个，使用测定系统20的固体介质10具有较低的％CV。图23示出了曲线图2300，其图示了使用测定系统20分析的已知现有技术载玻片与本文中公开的示例固体介质10之间的每一种不同的载玻片化学测试的％CV差异。如所示的，与现有技术载玻片相比，将示例固体介质10与测定系统20一起使用为大多数载玻片化学成分提供了更好的％CV。

在图24至图37的图示示例中，进行了外部精度研究。在此研究中，使用常规测定系统分析了现有技术载玻片。针对两种血清浓度分析了具有十二种化学成分的测试载玻片。根据分析去除统计数据异常值。对其余数据进行Shapiro-Wilk正态性检验，其中去除了表明与正态性严重偏离的集合。计算每种载玻片血清-试剂批（lot）组合的％CV。将％CV度量在试剂批内求平均，并且将％CV度量与由示例测定系统20分析的示例固体介质(10)的最坏情况的实验室内精度进行比较。

图24图示了表格2400的示图，该表格示出了每种载玻片化学成分（UREA、TRIG、GLU、ALB、TBIL、ALTV、CREA、CHOL、CA、TP、ALKP和AST）的两种血清水平，以及对于使用常规测定系统的现有技术载玻片和使用示例测定系统20的示例固体介质10的对应的％CV。如图示的，在二十四个不同的测试中，对于二十四个不同的测试中的二十个，使用测定系统20的固体介质10具有较低的％CV。图25示出了曲线图2500，其图示了使用测定系统20分析的已知现有技术载玻片与本文中公开的示例固体介质10之间的每一种不同的载玻片化学测试的％CV差异。

图26至图37示出了曲线图，其图示了示例固体介质10和已知的现有技术载玻片的每个试剂批号的结果。在曲线图中，固体介质10被提供有三批，并被称为“XT…Lot#”。此外，与现有技术载玻片有关的数据被称为“来自场的ST…”和“ST平均值”。每一个曲线图提供每一种血清(PVI)和(PVII)的精度％CV。

图26的曲线图2600示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的TRIG载玻片化学试剂的％CV。图27的曲线图2700示出了由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的CHOL载玻片化学试剂的％CV，除了Lot 3的PVI血清之外，其与由常规系统分析的已知现有技术载玻片相比具有稍微更高的％CV。图28的曲线图2800示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的GLU载玻片化学试剂的％CV。图29的曲线图2900示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的CA载玻片化学试剂的％CV。

另外，图30的曲线图3000示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的TP载玻片化学试剂的％CV。图31的曲线图3100示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的ALB载玻片化学试剂的％CV。图32的曲线图3200示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的ALTV载玻片化学试剂的％CV。图33的曲线图3300示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的AST载玻片化学试剂的％CV。

图34的曲线图3400示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较高的UREA载玻片化学试剂的％CV。然而，示例系统与常规系统之间的％CV差异小于0.5％。图35的曲线图3500示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的CREA载玻片化学试剂的％CV。图36的曲线图3600示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有近似等于或较低的ALKP载玻片化学试剂的％CV。图37的曲线图3700示出了与由常规测定系统分析的现有技术载玻片相比，由测定系统20分析的示例固体介质10具有较低的TBIL载玻片化学试剂的％CV。

结论

应当理解的是，对本文中描述的当前优选实施例的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。在不脱离本主题的精神和范围的情况下并且在不减弱其预期优点的情况下，可以进行这样的改变和修改。因此，意图的是这样的改变和修改由所附权利要求来覆盖。

除非另行陈述，否则在说明书和权利要求书中使用的所有表述成分的量、属性（诸如分子量、反应条件等等）的数字在任何情况下均要被理解为由术语“大约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则以下说明书和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以取决于寻求通过本公开获得的期望属性而变化。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求的范围，每个数字参数至少应当根据所报告的有效数字的数量并且通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本公开的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值固有地包含从在其相应测试测量结果中找到的标准偏差必然得到的某些误差。

除非在本文中另行指示或与上下文明显矛盾，否则在本公开的上下文中使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的指代物（尤其是在所附权利要求的上下文中）要被解释为覆盖单数和复数两者。本文中对值的范围的列举仅仅意图用作单独地指代落入该范围内的每个单独的值的简写方法。除非本文中另行指示的，否则每个单独的值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独引用一样。除非本文中另行指示或以其它方式与上下文明显矛盾，否则本文中描述的所有方法可以以任何合适的次序实行。本文中所提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅仅意图来更好地说明本公开，并且不对以其他方式要求保护的本公开的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应该被解释为指示对实践本公开来说必不可少的任何未要求保护的要素。

除非明确指示仅指代替代方案或替代方案是互斥的，否则权利要求中的术语“或”的使用意味着“和/或”，尽管本公开支持仅提及替代方案和“和/或”的定义。

本文中公开的本公开的替代元件或实施例的分组不要被解释为限制。每个组成员可以单独引用或要求保护，或者也可以与该组的其他成员或本文中找到的其他元素组合使用。预期出于方便和/或可专利性的原因，组中的一个或多个成员可以被包括在组中或从组中删除。当发生任何这样的包括或删除时，说明书在本文中被认为包含经修改的组，因此满足所附权利要求中使用的所有Markush组的书面描述。

本文中描述了本公开的优选实施例，包括发明人已知的用于执行本公开的最佳模式。当然，在阅读上述描述后，对那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员将变得显而易见。发明人期望本领域普通技术人员酌情采用这样的变化，并且发明人希望以不同于本文中具体描述的方式来实践本公开。因此，本公开包括适用法律所准许的所附权利要求中记载的主题的所有修改和等同方式。此外，除非在本文中另行指示或以其他方式与上下文明显矛盾，否则本申请涵盖上述元素在其所有可能的变化中的任何组合。

本文中公开的特定实施例可以使用由语言组成或基本上由语言组成的方式来被限制在权利要求中。当在权利要求中使用时，无论是按修正案提交还是增加，过渡术语“由……组成”不包括权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。过渡术语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤以及那些不会实质性影响（一个或多个）基本和新颖特性的材料或步骤。如此要求保护的本公开的实施例在本文中被固有地或明确地描述和启用。

另外，要理解的是，本文中公开的本公开的实施例是本公开的原理的说明。可以采用的其他修改在本申请的范围内。因此，作为示例而非限制，可以根据本文中的教导来利用本公开的替换配置。因此，本公开不限于精确地如所示出和描述的那样。