移动载玻片成像套件及其用途的制作方法

本发明涉及一种载玻片成像套件，以及特别涉及一种用于对粪便卵计数载玻片成像的套件。本发明还涉及使用套件对载玻片成像的方法。

背景技术：

1、粪便卵计数(fec)是兽医寄生虫学的主要诊断工具。农场动物中常见寄生虫的驱虫药耐药性水平不断提高，因此有必要常规使用fec作为评估治疗效果和总体寄生虫卵脱落水平的监测工具。

2、用于确定fec的技术有很多，包括mcmaster(gordon和whitlock，1939)、stoll(stoll，1923)、wisconsin(cox和todd，1962)和mini-flotac(cringoli等人，2017)多种方法。所有这些都以单一原理为基础，即通过在稠密的液体介质中浮选，将寄生虫卵与大量粪便碎屑分离，随后进行显微镜检查和人工计数卵。mcmaster法目前在兽医实践中被推荐使用。mcmaster载玻片包括两个方形粪便浮选腔；每个被配置为容纳约0.15ml。在观察和计数卵所需的放大倍率下(约10倍)，任何时候都只能观察到腔的一部分。这个问题通过提供印刷网格来解决，该印刷网格将每个腔划分为六个网格区域，每个网格区域具有细长的矩形形状。每个腔中卵的计数是在逐个网格的基础上进行的，这需要显微镜载物台相对于显微镜透镜连续缓慢移动，以检查每个网格区域，并从一个网格区域移动到另一个网格区域。已经发现这种方法需要大量的时间，需要大量培训，而且会导致严重的操作误差。在对载玻片进行远程检查时(例如不是在实验室，而是在农场)，这个问题尤为突出。mcmaster载玻片的另一个问题是，它是由两块在组装时邻接的玻璃板制成的，上平板玻璃板包括印刷网格，下玻璃板是具有轮廓的并且需要机械加工来制造。这使得载玻片的制造成本很高。

3、欧盟立法(欧盟指令2019/6)将导致fec检测的增加，以通过tst(靶向选择性治疗)对抗耐药性问题。此外，研究发现，通过tst(基于像fec这样的指标)，只需24％的药物投入，即可实现使动物获得相同的健康状况和产量。这支持了对易于使用并适合农民在农场使用的测试系统的需求。例如wo2020120640中描述的系统。该系统被配置为在野外使用，并且包括样品制备套件和用于拍摄粪便卵载玻片图像的载玻片读取器，其中在一个实施例中，手机耦合于载玻片读取器以拍摄粪便卵载玻片的图像，并将图像传送到远程位置进行分析，且分析数据被传送回到手机。该系统使用即使在农场环境中也易于使用的套件，对于提供动物健康状况的近实时分析非常有用。通过提供有关动物健康状况的快速信息，可在野外快速作出关于对哪些动物施用抗寄生虫药物的决定，并且还可跟踪个体动物的健康状况。wo2020120640的图9a和9b描述了与mcmaster载玻片一起使用的特定载玻片读取器，mcmaster载玻片具有载玻片读取器，该载玻片读取器被配置为接收载玻片并与手机耦合，以允许手机的摄像头通过读取器的透镜对载玻片的方形网格浮选腔进行成像。这种装置的问题是载玻片上浮选腔的面积很大，且很难扫描整个区域，尤其是当在远程位置例如农场进行分析时。此外，未公开手机如何耦合到读取器以确保手机摄像头和载玻片主体的透镜之间的正确对准，也未公开载玻片如何在观察平台上沿x和y方向都能移动。此外，并无将载玻片聚焦于同一平面上的方法，也没有公开用于安装透镜的系统。此外，没有公开允许使用同一系统进行不同类型的测试的方法。

4、本发明的目的是克服上述问题中的至少一个。

技术实现思路

1、为实现上述目的，提供了一种移动套件，该移动套件包括载玻片读取器，该载玻片读取器被配置为接收载玻片，该载玻片设有液体样品腔，该液体样品腔通常呈线性且细长的，且通常具有至少大于其宽度的10或20倍的长度。这就允许通过相对于载玻片读取器以单一线性(或圆形)运动移动载玻片，来对腔的整个长度成像，从而允许与载玻片读取器耦合的成像装置沿着载玻片的大部分长度记录一系列图像或视频。载玻片读取器具有用于对载玻片的腔成像的透镜，其可被配置为使腔的宽度对应于载玻片的透镜的视野的至少60％或80％。移动套件的尺寸设计为便于携带和使用，允许在野外(例如在农场)使用手机作为耦合至载玻片读取器的成像装置。本发明还描述了一种附接模块，其被设计为使成像装置(例如手机)能够轻松、准确地与载玻片主体对准，从而使成像装置能够通过载玻片读取器的透镜对载玻片的液体样品腔成像。所述附接模块是用户可以容易操作的平面体，并且具有容易与成像装置(例如，手机的摄像头)对准的孔，其中可以通过翻转附接模块并检查摄像头是否与孔对准来容易地检查对准。附接模块的表面可包括固定装置，例如用于将手机固定在对准位置的干粘合剂。一旦对准，则附接模块附接到载玻片读取器上，附接模块和载玻片读取器都可以用相应的构造(例如相应的磁体或倒角)进行修改，该构造的尺寸或配置为便于正确对准，而无需为其进行目视对准。本发明的另一方面是在载玻片读取器中为载玻片提供轨道，并在载玻片的底座和轨道的底座上提供磁体，该磁体用于使载玻片在沿轨道移动时与轨道的底座保持接触。这防止了在成像过程中载玻片的垂直移动，这确保图像或视频的质量不受损。本发明的套件可用于对各种类型的微小的微生物(如寄生虫或幼虫的粪便卵)进行成像。对于粪便卵，液体样品腔是浮选腔，其被配置为允许样品中的任何粪便卵漂浮到顶部，且载玻片主体和成像装置的透镜被配置为在腔的顶部或邻近腔的顶部具有焦点。在腔的入口端的载玻片的顶部设置的可见标记的提供可用于将成像装置聚焦于腔的顶部。在腔的每一端设置的第一和第二可见标记的提供可被应用于启动和停止驱动模块，该驱动模块被配置为沿轨道移动载玻片。如果没有标记，自动启动和停止就需要在读取器和载玻片之间进行昂贵的有线或无线通信，如蓝牙连接。因此，该载玻片是专门为自动分析而设计的，而这是mcmaster载玻片无法做到的。

2、在第一方面，本发明提供一种用于对载玻片上的液体样品中的微生物成像的移动套件。这些生物可以是寄生虫，例如卵、幼虫或蠕虫。在一实施例中，载玻片是粪便卵成像载玻片。该套件包括载玻片读取器，该载玻片读取器包括透镜，且该载玻片读取器被配置为接收载玻片，并使用耦合到该载玻片读取器的移动成像装置来通过透镜对载玻片的液体样品腔成像。载玻片的液体样品腔通常为线性细长液体样品腔(也可以是圆形的)。所述载玻片读取器包括轨道，所述轨道被配置为接收所述载玻片并对所述载玻片沿着所述轨道的移动进行导向，以允许所述细长的液体样品腔的长度通过所述透镜成像。所述移动通常是线性的(且样品腔也是线性的)，但其他迭代也是可能的，例如圆形样品通道和被配置为用于旋转载玻片的轨道)。

3、所述载玻片读取器通常包括驱动模块，所述驱动模块被配置为相对于轨道移动载玻片。载玻片读取器固件可通过无线或有线连接更新。应当理解，这种连接可以通过所述移动成像装置或其他计算装置进行。

4、在任一实施例中，所述套件包括具有线性细长液体样品腔的载玻片。

5、在任一实施例中，所述套件包括大体上呈平面状的附接模块，所述附接模块具有上表面、下表面及在所述表面之间延伸的孔。所述上表面被配置为可拆卸地附接于移动成像装置。所述下表面被配置为可拆卸地附接于所述载玻片读取器，从而使所述移动成像装置的透镜通过所述孔与所述载玻片读取器的透镜对准。

6、在任一实施例中，所述附接模块的下表面和所述载玻片读取器的上表面包括磁体，该磁体被配置为对所述附接模块和载玻片主体的对准进行导向。

7、在任一实施例中，所述载玻片主体的上表面和所述附接模块的下表面被成形为(例如包括倒角部分)以对所述附接模块和载玻片主体的对准进行导向。

8、在任一实施例中，所述附接模块的上表面包括干粘合剂层，例如合成刚毛。

9、在任一实施例中，所述载玻片包括沿着载玻片(通常是载玻片的侧边)设置的结构(例如一系列齿)。在任一实施例中，载玻片主体的驱动机构包括小齿轮，所述小齿轮被配置为啮合所述结构(如齿)并旋转以驱动所述载玻片的移动，通常是沿所述轨道的线性运动。

10、在任一实施例中，所述驱动机构被配置成为相对于所述轨道以0.5至10mm/s、0.5至5mm/s、0.5至2mm/s或0.5至1.5mm/s的速度移动载玻片。

11、在任一实施例中，所述载玻片读取器的透镜具有物镜和目镜。在任一实施例中，所述物镜具有5-20倍、5-15倍、10-20倍或10-16倍的放大倍数。

12、在任一实施例中，所述目镜具有15-25倍或20-22倍的放大倍数。

13、在任一实施例中，所述载玻片的下表面包括一个或多个磁体，且其中所述轨道的底座包括一个或多个磁条。

14、在任一实施例中，所述载玻片包括透镜模块、底座模块和载玻片接收模块，所述载玻片接收模块包括连接于所述透镜模块和底座模块之间的所述轨道和驱动机构。

15、在任一实施例中，所述透镜模块可拆卸地附接于所述载玻片接收模块。

16、在任一实施例中，所述轨道包括直接设置于所述透镜下方的照明部分，且所述载玻片主体包括设置于所述照明部分下方的灯，以在使用过程中引导光通过所述照明部分到所述载玻片的底座上。

17、在任一实施例中，所述轨道水平设置在载玻片主体上，且被配置为在载玻片壳体的一侧接收所述载玻片，并在所述载玻片壳体的相对侧分配所述载玻片。

18、在任一实施例中，所述载玻片主体的透镜被配置为当由所述移动成像装置成像时提供视野，其中所述线性细长液体样品腔的宽度包括所述视野的至少60％、70％、80％、90％或95％。

19、在任一实施例中，所述线性细长液体样品腔具有至少比其宽度大20倍的长度。

20、在任一实施例中，所述线性细长样品腔具有50至100mm的长度。

21、在任一实施例中，所述线性细长样品腔具有0.5至5mm的宽度。

22、在任一实施例中，所述线性细长样品腔具有1至5mm的高度。

23、在任一实施例中，所述线性细长样品腔具有约0.5至约10ml的容积，典型地约1至约5ml，典型地约2至约4ml，以及优选地约3ml。

24、在任一实施例中，所述载玻片主体包括上表面和第一标记，所述第一标记设置于所述载玻片主体的入口端的上表面上，处于与细长浮选腔的纵轴轴向对准的位置。标记通常是允许透镜聚焦的符号，例如字母或数字。在使用中，所述成像装置被训练以识别所述第一标记并修改其焦距以使标记聚焦。这对粪便卵的成像特别有用，因为标记设置在所述载玻片的顶部，与粪便卵所处的液体样品腔的顶部的平面相邻。

25、在任一实施例中，所述载玻片包括第二标记，所述第二标记设置于所述载玻片主体的出口端的上表面上，处于与所述细长浮选腔的纵轴轴向对准的位置。所述第二标记可以与所述第一标记相同或不同。所述成像装置被训练以识别标记，并在识别所述第一标记时启动载玻片读取器的驱动机构，以及在识别到所述第二标记时停止驱动机构。

26、在任一实施例中，标记具有小于5mm、4mm、3mm或2mm的最大尺寸。小于xmm的最大尺寸是指所述标记可以放入直径为xmm的圆内。

27、在任一实施例中，轨道长度与载玻片长度之比为1.0:0.5至0.5至1.0，优选地约0.85:1.0至1.0至0.85。

28、在任一实施例中，所述载玻片主体的上表面包括可见线，该可见线设置于细长浮选腔的每个纵向侧上，且与所述浮选腔共同平行并可选地共同延伸。这些线可被所述成像装置或处理器利用以确定腔内的例如粪便卵等物体的尺寸。通常，每条可见线与细长浮选腔间隔小于1mm的距离，例如0.2mm或0.3mm。

29、在任一实施例中，所述载玻片的上表面是透明的，且所述载玻片的下表面是半透明的以漫射从所述载玻片下方穿过所述载玻片的光。这就允许通过透明覆盖层观察样品腔，且还提供了对载玻片下方的光源发出的光的漫射，这确保样品腔的长度都被照亮。

30、在任一实施例中，所述移动成像装置是具有摄像头的手机。

31、在任一实施例中，所述载玻片是粪便卵计数载玻片。

32、在任一实施例中，所述载玻片包括：

33、底座层，所述底座层具有上表面和下表面，其中所述上表面包括外围肩部和凹陷的中心部；以及

34、覆盖层，其尺寸被设置以嵌套在所述凹陷的中心部的顶上，

35、其中所述凹陷的中心部包括具有开放顶部的细长通道，且其中当嵌套在所述凹陷的中心部时，所述细长液体样品腔由所述细长通道和覆盖层限定。

36、在任一实施例中，线性细长液体样品的液体样品入口设置于所述载玻片的顶部表面上。

37、在任一实施例中，所述载玻片包括样品入口腔，所述样品入口腔被设置为与所述液体样品入口及所述线性细长液体样品腔的入口端流体连通。

38、在任一实施例中，所述覆盖层是透明的，且所述底座层是半透明的和光漫射的。

39、在任一实施例中，所述移动套件包括用于具有摄像头的移动通讯装置的软件，其中该软件被配置为使得所述移动通讯装置：

40、使用所述摄像头识别设置于所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的入口端的所述第一标记；以及将所述摄像头的透镜聚焦在所述第一标记上。

41、在任一实施例中，所述软件被配置成使所述移动通信装置：

42、使用所述摄像头识别设置于所述载玻片主体的所述上表面上的、邻近于所述细长浮选腔的出口端的所述第二标记；

43、确定所述第二标记是否被聚焦；以及

44、若所述第二标记未被聚焦，则提醒用户。

45、在任一实施例中，所述移动套件包括用于具有摄像头的移动通讯装置的软件，其中该软件被配置为：

46、使用所述摄像头识别设置于所述载玻片主体的上表面上的、邻近于所述细长浮选腔的入口端的所述第一标记；

47、响应于对所述第一标记的识别，启动所述摄像头沿所述细长浮选腔的长度记录图像或视频；使用所述摄像头识别设置在载玻片主体的上表面上的、邻近于所述细长浮选腔的出口端的所述第二标记；以及

48、响应于对所述第二标记的识别，停止所述摄像头的图像或视频记录。

49、在任一实施例中，所述载玻片的上表面包括视觉线，所述视觉线设置于每一侧边，且与所述线性细长液体样品腔共同平行并可选地共同延伸。

50、在任一实施例中，所述套件包括软件，所述软件被配置为比较所述视觉线之间的距离与在线性细长的每一侧的、且与所述线性细长液体样品腔共同平行并可选地共同延伸的微观物体的尺寸。

51、在任一实施例中，所述套件包括软件，所述软件被配置为识别所述两条线，并对所述成像装置记录的图像或视频进行定向，使得当记录的图像或视频被显示于图形显示器上时，这些线被水平地布置在图像上。

52、在任一实施例中，所述套件包括机器学习软件。

53、在任一实施例中，所述套件包括可以通过有线或无线通信装置更新的固件。

54、在任一实施例中，所述套件包括被配置为使用从成像装置接收的数据(例如图像或视频)来执行一个或多个功能的软件，例如：

55、识别卵和/或其类型或气泡；

56、计算检测到的每个物体的尺寸，并将检测到的每个物体分类到其正确的卵类型中(可选地去除机器学习软件的任何错误)；

57、追踪每个物体并计算其出现的次数，以得出卵数量(定量分析)；和/或

58、生成报告并将该报告发送给用户。

59、在另一方面，本发明提供一种利用本发明的移动套件对液体样品中的微生物进行成像的方法。

60、在任一实施例中，该方法包括以下步骤：

61、将液体样品装入所述载玻片的所述线性细长浮选腔中；

62、将所述载玻片放入所述载玻片读取器的所述轨道中；

63、将移动成像装置附接于所述附接模块，以使所述移动成像装置能够通过所述附接模块的孔成像；

64、将所述附接模块附接于所述载玻片读取器，以使所述移动成像装置的透镜通过所述孔与所述载玻片读取器的所述透镜对准；

65、启动所述驱动机构，以使所述载玻片以线性运动方式沿着所述轨道移动，从而使所述透镜的视野沿着所述线性细长液体样品腔的长度移动；以及

66、通过所述移动成像装置记录所述线性细长样品腔的长度的图像或视频。

67、所述载玻片可以在所述附接模块附接到所述成像装置与所述载玻片读取器之前或之后被装载并放到所述载玻片读取器中。

68、在任一实施例中，所述方法包括通过所述移动成像装置记录所述线性细长样品腔的全长的图像或视频的步骤。

69、在任一实施例中，所述方法是对液体样品中的粪便卵进行计数的方法，其中所述线性细长液体样品腔为粪便卵浮选腔，其中所述方法包括从所述图像或视频中沿着所述细长浮选腔的长度对粪便卵进行计数的步骤。

70、在任一实施例中，所述移动成像装置是具有摄像头的手机。

71、在任一实施例中，所述方法包括通过手机将所述图像或视频传输至远程位置的步骤。

72、在任一实施例中，所述载玻片包括设置在所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的入口端的第一标记，其中所述方法包括以下步骤：

73、通过所述移动成像装置识别所述第一标记；以及

74、将所述移动成像装置的透镜聚焦于所述第一标记上。

75、在任一实施例中，所述载玻片包括设置在所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的出口端的第二标记，其中所述方法包括以下步骤：

76、通过所述移动成像装置识别所述第二标记；确定所述第二标记是否被聚焦；以及

77、若所述第二标记未被聚焦，则提醒用户。

78、在任一实施例中，所述载玻片包括设置在所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的入口端的第一标记和设置在所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的出口端的第二标记，其中所述方法包括以下步骤：

79、通过所述移动成像装置识别设置于所述载玻片的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的入口端的所述第一标记；

80、响应于所述移动成像装置对所述第一标记的识别，启动所述移动成像装置沿着所述线性细长液体样品腔的长度记录图像或视频；

81、通过所述移动成像装置识别设置于所述载玻片主体的上表面上的、邻近于所述线性细长液体样品腔的出口端的所述第二标记；以及

82、响应于所述移动成像装置对所述第二标记的识别，停止所述移动成像装置对图像或视频的记录。

83、在任一实施例中，所述载玻片主体的上表面包括设置在每一侧并与所述线性细长液体样品腔共同平行的线，其中该方法包括以下步骤：

84、通过所述成像装置比较所述线之间的距离与所述线性细长液体样品腔中的微观物体的尺寸；以及

85、基于所述比较提供对所述微观物体的尺寸的估计。

86、在任一实施例中，所述载玻片主体的上表面包括设置在每一侧并与所述线性细长液体样品腔共同平行的线，其中该方法包括以下步骤：

87、通过所述移动成像装置识别所记录的图像或视频中的两条线；以及

88、对所述图像或视频进行定向，使得当记录的图像或视频被显示于图形显示器上时，所述线被水平地布置在图像上。

89、在任一实施例中，所述驱动模块以0.5至10mm/s、0.5至5mm/s、0.5至3mm/s或0.1至1.5mm/s的速度沿着轨道移动所述载玻片。

90、在任一实施例中，该方法包括用软件查询来自所述成像装置的数据(如图像或视频)，该软件被配置为：

91、识别卵和/或其类型或气泡；

92、计算检测到的每个物体的尺寸，并将检测到的每个物体分类到其正确的卵类型中(可选地去除机器学习软件的任何错误)；

93、追踪每个物体并计算其出现的次数，以得出卵数量(定量分析)；和/或

94、生成报告并将该报告发送给用户。

95、在任一实施例中，所述软件为机器学习软件。

96、本发明的其他方面和优选实施方案在下文的其他权利要求中进行了定义和描述。