CN100470562C - 在载玻片上本地存储生物样本数据的*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于分析生物样本的设备，包括将关于该分析的数据存储在附着到样本载体的读取/写入数据存储装置中。该数据存储装置可以是射频识别(RFID)标签、磁性装置、或光学装置。

Description

在载玻片上本地存储生物样本数据的***
技术领域
本发明涉及生物样本的分析，更特别地，涉及在附着到样本载体(carrier)的数据存储装置上存储和访问数据。
背景技术
医学专业人员和技术人员经常要检查放置在观察载玻片上的生物样本，从而分析病人是否具有或可能具有特定的医学状况或疾病。例如，检查细胞样本，从而检测恶性的或恶化前的细胞，作为帕帕尼科拉乌(Pap)涂片试验和其它癌症检测试验的一部分。为了有助于该检查过程，已经开发出自动***，其将技术人员的注意力集中在最相干的细胞或细胞群集上，同时放弃对较不相干的细胞的进一步检查。
典型的自动***包括成像***和自动光学显微镜或检查仪器(review scope)。成像***扫描样本并生成样本的部分的图像。将这些图像处理成识别具有诊断意义的细胞和细胞群集，在某些***中包括识别那些最有可能具有与恶性或恶性前细胞属性一致的细胞，和它们在载玻片上的位置(x-y坐标)。该x-y坐标信息被提供给显微镜，显微镜通过识别出的x-y坐标，逐步地将细胞或细胞群集置于技术人员的视野中。在检查过程中，技术人员可识别看起来像是恶性的或引起其它关注的样本的特定部分或图像。这些识别出的部分可由技术员标记以便进行进一步检查。
将与该分析相关的x-y坐标数据传输到外部存储部件，例如可以通过以太网或其它网络连接被访问的数据库或服务器，或传输到例如光盘(CD)的存储介质。每个病人的测试载玻片分配有识别号或其它标识符。载玻片标记有识别号，或将带有标识符的标签用于载玻片。例如，将带有标识符的条形码标签应用到载玻片，或技术人员可使用标记器在载玻片上手动写入标识符。
相同的标识符或号码被用作数据库中的指针，从而将存储的图像和数据连接至相应的载玻片或样品。例如，识别号、基准坐标、由成像***识别的样本的坐标、以及由技术人员标记的样本部分的坐标，被成像***或检查仪器经网络传输到标识符引用的数据库。技术人员也可通过网络连接到数据库，以检查或更新存储的数据。
然而，可以改进当前用于生物样本的数据存储和管理***。例如，技术人员应该能够直接访问载玻片和样本数据，而不必通过网络从外部数据库访问和下载数据。如果数据库或网络暂时不可操作，传统***的外部数据库和网络也可产生问题。例如，样本的分析和对于有关病人的测试结果的报告可能因为数据库或网络故障或维护而延迟。
也可以改进存储能力和读/写选择。例如，条形码通常存储有限的信息量，甚至更少的信息可以通过手动标记载玻片而被存储。此外，传统***通常不能用新数据改写或补充现有数据。例如，对于条形码，而技术人员可能要求打印新条形码。对于手写文本或号码，删去旧的数据，并且将新数据改写成删去的数据。否则，必须准备新载玻片。这些步骤不方便且耗时。
此外，与直接访问数据相比，从外部数据库获得数据和将数据存储至外部数据库是低效率的。存储介质，例如CD，也可能被放错或损坏，导致丢失数据和分析。当检查成百上千样本载玻片(正如技术人员和病理学家日常的工作)时，这些缺点被放大。
作为这些缺点的结果，由于数据库和网络设备以及较长的分析时间，与分析样本关联的成本增加。此外，丢失或破坏的数据可导致重复的测试、增加的处理次数和不准确的结果。还限制了用于存储载玻片和样本数据的数据库和网络，这是因为技术人员被限制在特殊地点进行分析，该地点包括为网络和数据库访问而配置的特定成像***和光学显微镜。
特别地，期望使技术人员快速并容易地识别样品中保证进一步的分析的部分，与所使用的成像类型和分析设备无关，而不取决于数据库和网络连接的可用性。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于分析生物样本的设备提供有用于本地存储关于生物样本和/或其分析的数据的装置。在一个实施例中，设备包括生物样本载体(例如载玻片、指管、瓶子、或其它容器)、以及附着到载体的读取/写入数据存储装置。关于样本和/或样本分析的数据可以存储在数据存储装置中，并可以从中访问。
在此，将描述本发明的其它和更多的方面和实施例并通过下面详细的描述和附图将变得显而易见。
附图说明
下面参照附图，在整个说明书附图中相同的参考标号表示相同的部件，其中：
图1是根据本发明的附着到生物样本载体(例如测试载玻片)的数据存储装置的立体图；
图2A示出了射频识别(RFID)数据存储装置，其被嵌入在附着到生物样本载体的粘胶标签中；
图2B示出了典型的RFID标签的部件；
图2C示出了典型的RFID标签***；
图3示出了附着到生物样本载体的磁数据存储装置；
图4A示出了以附着到生物样本载体的条形码标签形成的光存储装置；
图4B-C示出了以形成在生物样本载体的表面内的蚀刻图案形式的光数据存储装置；
图5A-B示出了具有打印的载体或样本信息的标签，该标签附着到生物样本载体；
图6示出了用于生成和分析样本图像并将数据本地存储至数据存储装置以及从其中获得数据的***，该数据存储装置附着到生物样本载体；
图7示出了感兴趣的图像或物体如何被组织，以供技术人员检查；以及
图8是示出了使用本发明的用于生成和分析样本图像并将数据本地存储至数据存储装置以及从其中获得数据的***，该数据存储装置附着到生物样本载体。
具体实施方式
下面，将描述用于以有效方式将必要的生物样本和分析信息提供给技术人员，同时消除对于通过外部数据库和网络访问这样数据的需要的***和设备的实施例。所描述的***和设备允许在生物样本载体上本地存储足够的信息，从而使得技术人员能够快速并容易地识别样本的部分，保证了进一步的分析并允许将关于载玻片的信息根据需要进行本地更新。在下面的描述中，参考以图解方式示出可实施本发明的特定实施例的附图。可以理解，因为可在不偏离本发明的范围的条件下做出各种改变，所以也可使用其它实施例。
参考图1，根据本发明的一个实施例，用于本地存储与生物样本分析相关的数据的设备100包括具有样本120的生物样本载体110、以及附着到生物样本载体110的数据存储装置130(一般表示为方块130)。数据存储装置130可使用，例如粘附剂或标签直接或间接地附着到载玻片。本领域的普通技术人员将认识到，在此描述的发明概念和实施例可与不同类型的生物样本载体、样本、数据存储装置和分析一起使用。
例如，生物样本载体110可以是如图所示的载玻片，例如玻璃或塑料载玻片。生物样本载体也可以是瓶子、指管、或用于容纳、存储或支撑生物样本的其它容器和物体。生物样本120可以是被分析以识别癌症状况或其它医学状况的人体细胞样本。样本120也可以是被兽医分析的动物样本。为了便于描述，参考载玻片上人类患者的细胞(例如，PAP涂片)或其它癌症相关的样本120描述实施例。然而，应该理解，本发明不限于此，并且可以与多种其它样本和生物样本载体的收集和分析一起使用。
可以使用多种类型的数据存储装置130。数据存储装置130可以是只读或读/写存储装置并存储不同类型的数据。示例性的数据存储装置包括，例如，射频识别(RFID)标签，以及磁和光存储装置及介质。数据可包括但不限于，与生物样本、样本的特定部分、载体、患者、成像设备、检查或分析设备相关的数据、以及时间及日期数据。本领域普通技术人员将认识到，根据特殊患者、测试、和所进行的分析，可将其它数据存储在存储装置130中。通过该配置，可将数据本地存储在载玻片110上的数据存储装置130中，并可直接从数据存储装置130访问数据而无须通过网络连接访问外部数据库。因此，技术人员可很容易地获得数据，且可更快和更有效地分析样本120，进而减少与PAP涂片和其它癌症分析有关的时间和成本。此外，设备100在成像和检查设备的选择方面提供灵活性。例如，本发明的优选实施例允许使用多种检查和分析设备实施样本120的成像和分析，这是因为不必使用附近的或为特殊数据库和网络连接配置的特定成像和分析设备。
此外，数据存储装置130可附着到载玻片100的不同部分或位置。例如，数据存储装置130可附着到顶面111、底面112、第一侧面113、第二侧面或相对侧面114、第一边缘115、第二边缘或相对边缘116和端截面(end section)117。一些载玻片的顶面包括“磨砂的(frosted)”端截面117，该“磨砂的”端截面提供了较高摩擦表面并使得技术人员更容易地操纵该载玻片。如图1所示，数据存储装置130附着到载玻片110的端截面117或顶面111，但本发明不局限于此，这是由于不同的存储装置130可适于载玻片110的其它位置。样本120通常放置在载玻片110的磨砂部分117的端部之间的样本部分118的中间，但样本120也可以放置在载玻片100的端部117，使得技术人员操纵相对端。因此，图1中所示的配置仅是对于不同的可能的样本120和数据存储装置130布置的说明。
参考图2A，附着到测试载玻片100的一个示例性数据存储装置130是射频识别(RFID)标签或应答器200。多种RFID标签200都是适合的，例如由Texas Instruments，Radio FrequencyIdentification System(6550 Chase Oaks Blvd.，MS 8470，plano，Texas75023)提供的 RFID标签，或由Intermec TechnologiesCorporation，Identification System(9290 LeSaint Drive，Fairfield，Ohio 45104)提供的具有RFID嵌件的
Figure C200480025292D0010113106QIETU
标签。这些示例性的RFID 200装置优选地嵌入到标签210中，如图2A所示，其附着到载玻片110。RFID标签200也可以以不同方式附着到载玻片，例如，通过使用保护涂层(未示出)，将该保护涂层涂敷在RFID标签200上，从而将RFID标签200固定到载玻片110。多种粘附剂也可用来将RFID标签200附着到载玻片110。
参考图2B，RFID标签200通常包括集成电路(IC)220，例如专用集成电路(ASIC)，其包括用于存储数据的存储器230。不同尺寸的存储器230可用来存储不同的样本信息量。
参考图2C，典型的RFID标签***240包括如上所述的RFID标签200、读出器242、和天线244。RFID标签200由来自读出器242的指令或信号激活，该指令或信号是通过天线244发送的。例如，读出器242通过天线310将信号发送至IC 220，以无线地将数据写入IC 210的存储器230或从其中无线地读出数据。在使用中，用户通常被允许激活RFID标签200，以从存储器230读出数据。根据存储器230的读/写配置，也可将数据写入存储器230。此外，根据存储器230的配置，存储在存储器230中的数据可被更新以补充或改写现有的数据。此外，因为RFID标签200和读出器230之间的瞄准线(a line of sight)是不必要的，所以RFID标签200可以附着到载玻片100的不同表面和位置。优选地，RFID标签200附着到载玻片110的顶端117，使得标签200不影响样本120的分析。
参考图3，在可选实施例中，数据存储装置130是磁介质300。本领域普通技术人员将认识到，可以使用不同的磁存储装置300。示例性的磁存储装置300包括由ID Tech(1047 South PlacetiaAvenue，Fullerton，California)提供的磁编码带。这些示例性的磁编码带和相关的读出器以基于ANSI，和ISO/IEC标准的编码特征为基础，并可存储多种类型的字母-数字样本数据。
参考图4A-C，在其它的可选实施例中，数据存储装置130是光数据存储装置。如图4A所示，一个示例性光数据存储装置是条形码400或其它二进制调制符号或装置。条形码400可以打印在粘胶标签410上，该标签附着到载玻片110，例如，在载玻片110的端部117。可选地，如图4B-C所示，载玻片110的表面可标记或蚀刻420有信息。例如，蚀刻图案420可以是线条、图样、文本或数字420，其包含或表示不同类型的细胞或生物样本信息。
如图5A-B所示，样本信息也可直接打印到标签500上，然后标签附着到载玻片110。不同字母、数字、符号或其它标记510可以以足够小的字体或符号体系打印，以安装在标签500上。标记510可由裸眼或借助放大装置读取，例如放大镜或显微镜。根据要存储在载玻片110上的信息量和可利用的观察装置，可增加或减小标记510的尺寸以及存储在标签500上的信息数量。
数据存储装置130可以包括不同数量的存储器，以存储不同数量的数据。此外，在存储的数据被更新或补充的情况下，数据存储装置可以被设置为将数据写入存储装置和/或从数据存储装置中读取数据。因此，本发明的实施例提供了增强的数据存储能力和读/写选择。
已经描述了多个可与设备100一起使用的示例性数据存储装置230，图6概括地示出***600，用于产生和分析样本120的图像、以及将数据存储至附着到载玻片100的存储装置130和从其中获得数据。示例性的***600包括具有如前面所述的数据存储装置130的载玻片110、成像装置或***610、以及自动或半自动检查装置或***，例如显微镜620或其它适合的装置。
成像***610扫描样本120，并使用，例如软件程序612，生成或制备样本120的各部分的一系列图像630。如果需要，***600也可以包括滤波器或处理器640，其在使用显微镜620检查图像之前从图像630中消除无关数据。关于成像***610的不同类型的信息和数据可被记录到数据存储装置230，信息和数据包括但不限于载玻片、患者、或诸如字母、数字、或字母-数字标识符的样本标识符650(如果还没有分配)、成像***标识符651、表示由成像***610产生图像630的日期和时间的时间戳(timestamp)652、用于产生图像630的成像***软件612的版本653、以及如下所述的兴趣范围(FOIs)的坐标(x，y)。
参考图7，其为载玻片样本120的分解图，成像***610也建立参考或基准(fiduciary)坐标***700，在该坐标***内可识别样本120的部分。更具体地，成像***610分配三个基准点(fiducialmarks)，这些基准点建立了参考坐标***：(X0，Y0)701；(X1，Y1)702；和(X2，Y2)703。这三个坐标701-703建立参考网(referencegrid)700，其中坐标701表示x＝0，y＝0。样本120部分的图像630映射到参考网700上。
成像***610也处理或分析图像630，以识别和选择具有细胞和细胞群集的图像，这些细胞和细胞群集最可能具有保证细胞学技士进行进一步思考的属性。在一个实施例中，这些属性可以是与恶性或恶化前细胞一致的属性。在每种情形中，可以将这些被识别的细胞称为兴趣对象(OOI)710。该图像分析可以使用，例如处理器执行的程序来执行。可以将一个或多个OOI 710组织在限定的边界内或兴趣范围(FOI)720内。FOI 720可以以多种方式来限定，并且具有多种几何图形，以包括不同的多个OOI 710。例如，FOI 720可具有诸如矩形、椭圆形、三角形、和多边形的形状和尺寸，其覆盖样本120的不同部分和不同的多个OOI 710。为了便于说明，图7示出为正方形或矩形的FOI。因此，四个(x，y)坐标可用来识别每个FOI的边界。
基于不同标准，可将OOI 710分配给FOI 720。例如，如果没有将主体(subject)OOI 710预先分配给FOI 720，那么可将OOI 710分配给FOI 720。也可将FOI 720限定成包括所有的OOI 710，或在有限的FOI 720中使OOI 720的数量最大化或最小化。OOI 710也可基于，例如OOI 710包括诊断感兴趣的细胞的可能性而进行排序，并可基于该排序而被选择包括在特定FOI 720中。在一个实施例中，分析***610建立22个FOI 720，即相对参考坐标***700的22个(x，y)坐标，其通过一个或多个OOI 710识别或限定FOI 720。
技术人员用显微镜620分析被组织或分配到22个FOI 720的OOI 710，通过由图像***610识别的每个FOI 720的x-y坐标继续进行或逐步地进行分析，并将它们放置在技术人员的视野内。在优选实施例中，表现FOI以供检查的顺序由所谓的“旅行商”算法的版本支配，导致最小量的显微镜载物台的移动。在检查的过程，技术人员可识别特定FOI 720，该FOI可能包含恶性或恶化前细胞或引起其它的关注。这些识别的FOI 720的坐标可由技术人员标记或突出显示，并被称为标记的目标区域(MTZs)730。
再参考图6，与检查和分析图像630相关的不同类型的信息也可存储在载玻片110上的数据存储装置130中，信息包括但不限于，载玻片或患者标识符650、检查范围620的标识符660、具有表示在使用检查范围620时的日期和时间的时间戳661、执行检查范围分析620的技术员的标识符662、检查范围软件662的版本663、多个MTZ 664、MTZ的坐标665、MTZ 730是否落在FOI 720中的指示666、以及是否执行自动扫描667。关于用于检查和分析载玻片样本的***的其它信息可在美国专利第6,562,299中找到。
参考图8，其描述了本发明的示例性设备和示例性***的多种配置，并提供了对使用本发明实施例的方法的描述，该方法用于将关于样本分析的数据本地存储至附着到测试载玻片的数据存储装置以及从该装置中读取数据。首先，在步骤800，数据存储装置附着到生物样本载体，例如载玻片。例如，数据存储装置可以附着到应用于载玻片的标签，或使用涂层或粘附剂附着。在步骤805，多个样本的图像通过成像***生成。在步骤810，分析多个图像中的一个或多个图像。在步骤815，将关于样本或样本分析的数据本地存储到数据存储装置，该数据例如，样本或载玻片标识符、关于成像***的数据(例如，标识符、软件版本、时间戳)、以及关于检查***或样本检查的数据(例如，技术人员和检查***的标识符、软件版本、时间戳、兴趣范围、坐标、标记的目标区域)。在步骤820，将来自成像***的数据记录到数据存储装置。在步骤825，将来自检查范围的数据记录到数据存储装置。在步骤830，可以根据需要将所记录的数据更新。在步骤835，在存储装置中本地存储的数据可以由技术人员进行访问，而不必连接到外部数据库或网络。

Claims (8)

1.一种用于生物样本分析的设备，包括：
生物样本载体；以及
读/写数据存储装置，附着到所述载体，所述读/写数据存储装置包括射频识别装置；远程读出器，用于无线地将数据写入所述射频识别装置并从其中无线地读出数据，
其中，与所述载体中携带的生物样本的分析有关的数据可被存储在所述读/写数据存储装置中，并且可以使用远程读出器从所述读/写数据存储装置中获得所述数据，所述数据包括兴趣范围的坐标，其中，所述兴趣范围包括：所述生物样本的图像所限定的边界。
2.根据权利要求1所述的设备，所述生物样本包括细胞样本。
3.根据权利要求1所述的设备，所述生物样本载体包括载玻片。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，关于所述生物样本的分析的所述数据还包括标识符、时间戳或标记的目标区域的坐标。
5.一种用于分析生物样本的***，包括：
生物样本载体；
成像装置，用于获得在所述载体中携带的生物样本的图像；
处理器，用于分析由所述成像装置获得的所述生物样本的图像，并用于从所述图像中识别所述生物样本中的对象；
显微镜，用于观察由所述处理器识别的所述生物样本中的对象；以及
读/写数据存储装置，附着到所述生物样本载体，所述读/写数据存储装置包括射频识别装置；远程读出器，用于无线地将数据写入所述射频识别装置并从其中无线地读出数据，
其中，与所述生物样本的分析有关的数据可以被存储在所述读/写数据存储装置中，并且可以使用远程读出器从所述读/写数据存储装置中获得所述数据，所述数据包括兴趣范围的坐标，其中，所述兴趣范围包括：所述生物样本的图像所限定的边界。
6.根据权利要求5所述的***，所述生物样本包括细胞样本。
7.根据权利要求5所述的***，所述生物样本载体包括载玻片。
8.根据权利要求5所述的***，其中，与所述生物样本的所述分析有关的所述数据还包括标识符、时间戳或标记的目标区域的坐标。
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