具体实施方式

图1A及图1B示出根据本发明的具体实例的用于测试生物样本的装置。本文中所揭示的具体实例用于说明目的且不应视为对本发明的所需限制。用于测试生物样本的装置A1包括：具有形成于载体10的顶部上的样本固持区域11的载体10、堆迭于载体10 的顶部上的外罩20及包括形成于外罩20上的凸透镜型表面的至少一个放大部件30(亦被称作放大元件或放大镜)。

本具体实例的放大部件30包括如图1A中所示的平面凸透镜。然而，可包括其他类型的放大透镜(例如，双面双凸透镜)作为放大部件30。放大部件30经安置以与载体10 的样本固持区域11对准且覆盖所述样本固持区域11。放大部件30可基于各种测试的测试要求而具有各种放大比率。举例而言，所述测试可包括精液测试、尿液测试、滑液关节液测试、皮肤测试、水测试或其他体液测试等等。

使用本具体实例的用于测试生物样本的装置A1的测试不需要昂贵且操作耗时的额外放大透镜或实验室显微镜。此外，不需要使样本固持区域与所述放大透镜或实验室显微镜对准。

如图1A中所示，载体10的样本固持区域11可经形成具有凹陷结构。所述凹陷结构设计提供含有样本40的稳定且大的储存空间。所述凹陷结构允许在执行测试之前将所述样本静置一所需时间段。举例而言，在对精液样本执行活动力测试之前，有必要在执行活动力测试之前使精液样本于室温下静置一所需时间段。

样本40可首先经滴注于凹陷结构(亦即，载体10的样本固持区域11)中以静置一段时间。如图1B中所示，外罩20的总面积可小于载体10的总面积。暴露在外罩20外部的样本接收埠12形成于样本固持区域11的一侧上。样本接收埠12可经设计以具有朝外扩展的形状，所述形状可有助于平稳地滴注样本。

图2A示出延伸超出外罩20的另一侧且形成于样本固持区域11的另一侧上的空气通道13。空气通道13可阻止空气填充样本固持区域11的内部，该填充在样本呈液体状态时阻止对样本的接收。

如图2A中所示，侧向照明装置50可安置于测试装置A1的载体10的一侧处。所述侧向照明装置50可为样本固持区域11中的样本40提供照明且因此改良样本40的经撷取测试图像的解析度。在一些具体实例中，样本固持区域11可接收在测试装置A1的顶部或底部上的光源的照明。

如图1A中所示，放大部件30及外罩20可一体地形成，亦即，放大部件30及外罩20可为单一元件。在其他具体实例(诸如图2B中所示的具体实例)中，可拆卸外罩20及安置于可拆卸外罩20的朝上凹型部件，即凹槽21中的放大部件30可各自为适于经整合在一起的独立组件。换言之，相同类型的可拆卸外罩20可与各种放大比率的不同放大部件30整合。

在一些具体实例中，所述可拆卸外罩20的底部与所述样本固持区域11之间的距离为0.005mm至10mm。在一些具体实例中，所述可拆卸外罩20的底部与所述样本固持区域11之间的距离约为0.01mm。测试装置可包括一或多个间隔件(图未示)以确保可所述拆卸外罩20的底部与样本固持区域11之间的距离。所述间隔件可与可拆卸外罩20 或载体10的样本固持区域11一体地形成。

在一些具体实例中，包括载体10及外罩20的条带是用于精子测试。在一些具体实例中，用于判定精子浓度及活动力的最佳角度放大比率约为100至200。在一些具体实例中，用于判定精子形态的最佳角度放大比率为约200至300。放大组件愈薄，角度放大比率则愈高。

放大组件的焦距亦可与角度放大比率相关。在一些具体实例中，具有100的角度放大比率的放大元件具有2.19mm的焦距。具有角度放大比率为156的放大元件具有 1.61mm的焦距。具有300的角度放大比率的放大元件具有0.73mm的焦距。在一些具体实例中，放大元件具有的角度放大比率至少为30、较佳地至少为50。在一些具体实例中，放大元件的焦距为0.1mm至3mm。

图3示出使用图1B中所示的用于测试生物样本的装置A1执行测试的样本处理常式。在步骤S110中，将待测试的样本40设置于样本固持区域11中。在步骤S110中，使外罩20堆迭于载体10的顶部上，之后自样本接收埠12将待测试的样本40设置于样本固持区域11中。替代地，可首先将待测试的样本40直接设置于样本固持区域11中，之后使外罩20堆迭于载体10的顶部上。在步骤S120中，根据样本40的测试要求使样本40静置于样本固持区域11中，选择性地持续一段时间。在步骤S130中，智慧通信装置(例如，行动电话)附接在外罩20上，且使行动电话的相机与放大部件30对准，以使用行动电话的相机经由放大部件30撷取样本的图像或视频资料。在步骤S140中，在行动电话或其他分析装置处运行的应用编码(APP)可用于对图像或视频资料执行分析，从而获得测试结果。

如图4中所示，支撑侧(诸如突起部件14)可进一步形成于测试装置A2的外罩20的顶部上放大部件30的边界处。在一些具体实例中，突起型支撑结构可藉由添加突起部件14形成于外罩20的顶部上。当使用者试图使用智慧通信装置60(例如，诸如智慧型电话或单板电脑的移动装置)撷取样本的图像或视频资料时，具有相机61的智慧通信装置60的一侧可固定至突起部件14(沿箭头L1示出的方向)。因此，测试装置A2允许使用者使用智慧通信装置60撷取样本的图像或视频资料，且不需要昂贵测试装置记录图像或视频资料。此外，为了最佳观测距离，可基于相机61及测试装置A2的规格预定突起部件14的高度。

如图5及图6中所示，测试装置A3可包括仪表装置70(亦被称作基座组件)。仪表装置70包括下部机筒基座71及可相对于下部机筒基座71上升或下降的上部机筒主体72。下部机筒基座71具有为堆迭在一起的外罩20及载体10提供插入位置的插入埠73。朝上发光装置(亦被称作光源)80安置于下部机筒基座71的底部上，以自底部向外罩20及载体10的组合提供照明。上部机筒主体72可包括例如用于进一步放大的至少一个额外放大透镜74。

可使用螺纹机构将上部机筒主体72附接至下部机筒基座71以使得上部机筒主体72可如同螺钉相对于下部机筒主体71上升或下降。换言之，上部机筒主体72可相对于下部机筒基座71沿箭头L2方向旋转以使得上部机筒主体72沿箭头L3方向相对于下部机筒基座71向上及向下移动。藉由调整上部机筒主体72相对于下部机筒主体71的高度，所述系统调整放大透镜74的高度(改变放大比率)及相机61的高度。

组装框架75(亦被称作形状配合框架)可安置于上部机筒主体72的上端处。组装框架75将智慧通信装置60固定在预定位置处。组装框架75具有相机对准孔76。智慧通信装置60的相机61可经由相机对准孔76接收来自样本的光。

安置于当前智慧通信装置60上的相机61典型地仅具有数位变焦功能。一般而言，高精确度的测试需要光学变焦透镜。然而，使用测试装置A3的使用者不需要具有光学变焦透镜的相机61。测试装置A3的高度调整功能为对准样本、放大透镜及相机61提供灵活的解决方案。

图6示出已组装且固定至组装框架75上的智慧通信装置60，所述组装框架75安置于上部机筒主体72上。外罩20及含有样本40的载体10经由插入埠73插入。朝上发光装置80可向样本提供照明且增加样本的亮度。

图6示出已组装且固定至组装框架75上的智慧通信装置60，所述组装框架75安置于上部机筒主体72上。外罩20及含有样本40的载体10经由插入埠73插入。朝上发光装置80可向样本提供照明且增加样本的亮度。

上部机筒主体72或仪表装置70可沿着方向L2旋转，以沿方向L3朝上或向下调整放大透镜74及相机61的高度。高度调整机构实现调整放大比率的功能。相机61可在放大之后撷取样本40的动态视频资料或静态测试图像。此外，智慧通信装置60可使用其原始装备功能储存经撷取视频资料或图像、传递测试图像或视频资料及进行后续处理。

如图7中所示，用于测试生物样本的装置A4包括安置于外罩20上的具有不同放大比率的多个放大部件30、30B、30C。使用者可使外罩20偏移以使载体10的样本固持区域11与具有不同放大比率的放大部件30、30B、30C中的任一者对准，以便获得具有不同放大比率的测试结果。藉由此设计，具有单一模组的放大功能的测试装置A4可应用于满足多个测试协定的放大要求，而不需要改变放大部件或外罩。

如图8中所示，用于测试生物样本的装置A5包括可挠性透明薄膜15。可挠性透明薄膜15安置于载体10与放大部件30之间，且覆盖样本固持区域11。可挠性透明薄膜15 覆盖样本40(呈液态)以使得样本40在受限空间中。因此，将由空气、灰尘及污物所致的外部影响约束至最低程度。此外，测试装置A5可藉由改变可挠性透明薄膜15的厚度来调整焦距。

如图9中所示，用于测试生物样本的装置A6的放大部件30为平面凸透镜，且面向载体10的放大部件30的表面为突起表面。因此，朝上凹型空心部件，即凹槽21形成于面向载体10的放大部件30的表面处。藉由平面凸透镜的放大部件30的最厚部分的厚度定义焦距参数H1。如图10中所示，用于测试生物样本的装置A7的焦距参数H2不同于图9的焦距参数H1。

可藉由改变外罩20的厚度或放大部件30的曲率大小来调整焦距H1及H2。举例而言，图10中所示的焦距H2大于图9中所示的焦距H1，且藉由改变放大部件30的曲率大小来达成。以此方式，可藉由采用不同放大部件30来满足各种焦距的测试要求。

在一些具体实例中，放大部件30可为透明的且外罩20的其余部分可不透明。另外，载体10可包括透明的样本固持区域11。载体10的剩余部分可为不透明的。当在测试装置上执行测试操作时，光可传播穿过样本固持区域11、放大部件30以抑制装置的其他部件中的光干扰的机会。

参见图11，在用于测试生物样本的装置A8中，测试装置A8的载体10进一步包括形成于载体10的底部表面处的光束辅助导引结构16。载体10可由透明的或半透明的材料制成。光束辅助导引结构16可为不透明的或包括颗粒结构、粗糙图案、雕刻图案或散射到达导引结构16的光束的其他合适结构。光束辅助导引结构16可为外罩及载体的整个表面或部分表面提供特定图案。光束辅助导引结构16亦可全部围绕载体10的侧表面形成。

当外罩20及载体10经堆迭且附接至智慧通信装置60(例如，如图4中所示)时，放大部件30与智慧通信装置60的相机61对准。另外，补充光(图未示)可安置在智慧通信装置60的表面上的相机61附近处。由补充光提供的光束可经导引至载体10以穿过外罩20 照亮样本固持区域11。同时，载体10的光束辅助导引结构16可使由补充光提供的光束散射，进而改良样本固持区域11的亮度及照明均匀性。

藉由安置光束辅助导引结构16，测试装置不需要额外的补充光源来照亮载体10。因此，外罩20包括光透射性材料以使得智慧通信装置60的补充光可穿过外罩20到达样本。在一些替代具体实例中，装置不包括外罩20且补充光直接到达载体10而不传播穿过外罩20。

用于测试生物样本的装置A8可包括防滑薄膜92、离型纸96及pH试纸94。防滑薄膜92附接在外罩20的支撑侧(诸如顶部侧)上，且用于将外罩20稳定安置至智慧通信装置60的相机61，如图4中所示，以使得放大部件30与智慧通信装置60的相机61对准。使用防滑薄膜92，智慧通信装置60相对于测试装置A8的定位经固定至预定结构。

防滑薄膜92可具有与放大部件30对准的开口，以使得防滑薄膜92不阻断穿过放大部件30自样本传输至相机61的光。防滑薄膜92可包括(例如)硅的材料，利用离型纸 96可保护防滑薄膜92表面，以维持纸黏性。pH试纸94可安置于载体10的样本固持区域 11上，以提供对样本的pH值的指示。pH试纸94可在使用之后经替换。

另外，放大部件30及外罩20可采用可拆卸设计。因此，使用者可基于测试要求选择不同于放大部件30的另一放大部件31来替换原始放大部件30。可与外罩20组装的各种放大部件经组装以达成不同的放大比率或其他光学特征。

现参见图12，用于测试生物样本的装置A9可进一步包括安置于样本固持区域11中的样本收集片42。样本收集片42(例如)具有样本收集区域42A。样本收集区域42A 可使用黏着或其他方法收集精子、皮下组织/细胞、寄生虫卵及类似固体测试主体。在一些具体实例中，样本收集片42可用作维持外罩20与样本固持区域11之间的距离的间隔件。

接着，参见图13，用于测试生物样本的装置A10可包括安置于载体10与外罩20之间的样本固持区域11处的隔离元件98。隔离元件98可使放大部件30与样本固持区域11 中的测试液隔离，且防止测试液污染放大部件30。在一些具体实例中，隔离元件98可用作维持外罩20与样本固持区域11之间的距离之间隔件。隔离元件98可与外罩20整合为单一组件。替代地，隔离组件98可与载体10整合为单一组件。

图14A为根据本发明的另一具体实例的插入至仪表装置中的测试条带的示意图。测试条带5(亦称为测试盒)包括可拆卸外罩20及载体10。换言之，可拆卸外罩20与载体 10的组合(例如，如图1B中所示)形成测试条带5。测试条带5经由插入埠插入至仪表装置70(亦被称作基座组件)中。插入埠可为例如侧向或竖直插入埠。仪表装置70可包括例如用于撷取测试条带5中所收集的样本的图像的元件。

图14B为根据本发明的另一具体实例的仪表装置的元件的示意图。仪表装置70包括提供测试条带5的插入位置的插入埠73。测试条带5包括载体10及可拆卸外罩20。可拆卸外罩包括放大部件30。仪表装置70包括用于撷取载体10的样本固持区域的图像或视频资料的相机61。相机61与放大部件30对准。仪表装置进一步包括用于自底部为样本固持区域提供照明的光源80。在一些具体实例中，平行光管(例如，平行光管透镜或光反射器；现示出)可置放于光源80的顶部上以用于准直光束。环状光圈可进一步置放于光源80与平行光管之间以使得行进穿过平行光管的光束形成空心锥形的光束。载体10可包括用于光传播的透明或半透明材料。

在一些具体实例中，仪表装置70可进一步包括使自样本固持区域发射的光线的相位偏移的相位板。当光线传播穿过样本时，光线的速度增大或减小。因此，传播穿过样本的光线与未传播穿过样本的剩余光线异相(约90度)。异相光线彼此干扰且增强样本图像的明亮部分与黑暗部分之间的对比度。

相位板可进一步使传播穿过样本的光线的相位偏移约90度，以便进一步增强由异相光线的干扰所致的对比度。因此，传播穿过样本的光线与未传播穿过样本的剩余光线异相共约180度。光线之间的此破坏性干扰藉由暗化图像中的物件且亮化该等物件的边界来增强样本图像的对比度。

在一些替代具体实例中，此相位板可安置于测试条带5的可拆卸外罩20的顶部上。换言之，相位板可为测试条带5的部分，而非仪表装置70的部分。

图15A-图15F示出藉由诸如分别在图5、图14A和图14B中所示的仪表装置70或智慧通信装置60的装置对精液测试进行的样本处理常式。在步骤1505中，装置获得样本的图像(图框)。在步骤1510中，装置基于该图像判定精子浓度。在步骤1515中，藉由分析pH条带的色彩或灰度，装置可进一步判定样本的pH值。举例而言，装置可包括用以识别由相机撷取的图像的部分(对应于pH条带)的色彩及判定包含于该条带中的生物样本的生化特性(例如，pH水准)的处理器。在一些其他具体实例中，装置的光源可提供具有至少一个色彩的照明。举例而言，光源可包括具有不同色彩(例如，红色、绿色及蓝色)的光发射器来形成各种色彩的光。装置的相机可进一步撷取用光照亮的样本的至少一个(或更多)图像。处理器可比较图像的特定区域(例如，pH条带区域)的色彩以判定生物样本的特性或分析物的量化。在一些具体实例中，处理器仅需要一个图像的特定区域的色彩来判定生物样本的特性。举例而言，装置(例如，测试装置)可包括用于校正图像的色彩的色彩校正模组。处理器接着分析经校正图像以判定生物样本的特性。替代地，测试条带可包括具有已知色彩的色彩校正区域。处理器基于色彩校正区域对图像进行色彩校正操作，且接着分析经校正图像以判定生物样本的特性或分析物的量化。在一些具体实例中，pH条带(或其他类型的生化测试条带)中的试剂与生物样本反应，的后图像的特定区域(例如，pH条带区域)示出特定色彩。在一些具体实例中，用于色彩检测的特定区域必定需要对由相机撷取的图像的放大。因此，至少在一些具体实例中，在用于色彩检测的条带的特定区域(例如，pH条带区域)上方不存在放大组件或补充物。举例而言，一些类型的生化测试条带含有光化学试剂。当光化学试剂与生物样本中的特定分析物反应时，该反应造成条带的样本固持区域中的色彩变化。处理器可分析测试条带的图像(由相机撷取)以检测色彩变化且量化生物样本中的特定分析物。此外，装置可判定精子形态(1520)、精子容量(1525)及精子总数(1530)。在步骤1540中，装置获得样本的一系列多个图框。在步骤1545、1550及1555中，装置可基于精子轨迹判定精子活动力参数且判定精子活动力。图16示出判定精子浓度的样本处理常式。在1605中，如分别在图5、图14A及图14B中所示的仪表装置70或智慧通信装置60(「所述装置」)的相机撷取精子样本的经放大图像。经撷取图像为用于判定精子浓度的原始图像。所述装置接着将数位色彩图像转换成数位灰度图像，且进一步将数位灰度图像划分成多个区域。

在步骤1610中，所述装置基于每一区域的灰度值的均值及标准差对彼区域进行自我调整定限二进位计算。该自我调整定限二进位计算的目标为将为精子的候选者的物件识别为前景物件，且将区域的其余部分识别为背景。

在二进位计算之后的图像中的前景物件可仍包括实际上不为精子的杂质。彼等杂质小于该等精子或大于该等精子。所述方法可为精子的大小设置上边界值及下边界值。在步骤1615中，所述装置藉由移除大于精子的上边界值或小于精子的下边界值的杂质来对图像进行降噪操作。在降噪操作之后，图像中的前景物件表示精子。

所述方法基于精子的头部部分对图像中的精子数目进行计数。在步骤1620及1625中，所述装置进行距离变换操作以计算前景物件与背景之间的最小距离，且亦识别局部最大值的位置。彼等位置为精子头部位置的候选者。

在步骤1630中，所述装置对每一精子候选物件进行椭圆拟合操作以减少不具有椭圆形状且因此不为精子头部的伪阳性候选者。接着，所述装置对精子的剩余阳性候选者的总数进行计数，且基于由图像所表示的体积计算所述精子的浓度。该体积可为(例如)经撷取样本固持区域的面积乘以样本固持区域与外罩的底部之间的距离。

在一些具体实例中，所述装置可使用样本的多个图像且分别基于该等图像计算浓度值。接着，所述装置计算该等浓度值的平均值以使得精子浓度的量测误差最小化。

使用样本的一系列图像(例如，视频资料图框)，所述装置可进一步判定精子的轨迹及活动力。举例而言，图17示出诸如精子1705的样本精子及诸如轨迹1710及轨迹1720的样本精子轨迹。

图18示出判定精子轨迹及活动力的样本处理常式。如分别在图5、图14A和图14B中所示的仪表装置70或智慧通信装置60(「所述装置」)的相机撷取精子样本的一系列图像(例如，视频资料图框)。所述装置使用经撷取的一系列图像判定精子活动力的参数。为判定精子活动力的参数，所述装置需要追踪该系列图像中的每一精子的轨迹。

所述装置将数位色彩图像转换成数位灰度图像。所述装置首先识别所述系列的第一图像中的精子的头部位置(例如，使用图16中所示的方法)。第一图像中的精子的经识别头部位置为待追踪的精子轨迹的初始位置。在一些具体实例中，所述装置可使用二维卡尔曼过滤(Kalman filter)来估计该等精子的运动的轨迹。

在一些具体实例中，用于追踪具有量测值z_j(k)之的精子s_j的二维卡尔曼过滤包括以下的步骤：

1：计算预测状态及误差共变数矩阵

2：使用预测状态量测值z_j(k)及误差共变数矩阵计算经预测量测值量测值残差及残差共变数矩阵

3：若及则计算卡尔曼过滤增益经更新状态估计值及经更新误差共变数矩阵

表示基于图像k-1对图像k的预测，为第j个精子的位置及速度的状态。为估计误差的共变数矩阵，Q(k-1)为处理杂讯共变数矩阵，N(k)为白色位置杂讯向量的共变数矩阵，γ为闸极临限值且V_max为最大可能精子速度。

当追踪多个精子的多个轨迹时，所述方法可使用联合概率资料关联过滤来决定轨迹路径。该联合概率资料关联过滤判定检测目标与量测目标之间的可行联合关联事件。可行联合关联事件(A_js)为检测精子s与量测精子j之间的相对概率值。接着，所述方法基于最佳指定方法进行路径分配决策。A_js定义为：

λ为参数，为该等检测精子的高斯概率密度函数。

基于一时间段内的所述系列图框，所述方法识别每一精子的轨迹，诸如如图18中所示的轨迹1805。接着，所述方法基于该等轨迹判定精子活动力的各种参数。该等参数包括：例如，曲线速度(curvilinear velocity；VCL)、直线速度(straight-line velocity；VSL)、线性度(linearity；LIN)及横向头部位移幅度(amplitude of lateral headdisplacement；ALH)。曲线速度(VCL)1810经定义为在单位时间内的运动距离的总和。直线速度(VSL)1815经定义为在单位时间内的直线运动距离。线性度(LIN)经定义为 VSL除以VCL。横向头部位移幅度(ALH)1820经定义为精子头部相对于平均路径1825 的横向位移的幅度的两倍。

在一些具体实例中，曲线速度(VCL)1810可用于判定精子活动力。所述方法可设定速度临限值。具有高于或等于速度临限值的VCL的任何精子经识别为活跃精子。具有低于速度临限值的VCL的其余精子经识别为非活跃精子。活动力的水准为经识别活跃精子的数目除以自图像辨识的精子的总数。

所述方法可进一步分析精子形态。仪表装置70或智慧通信装置60(「所述装置」)的相机撷取精子样本的经放大图像。经撷取图像为判定精子形态的原始图像。

所述方法基于分段检测精子候选者的形状。所述方法将该等精子的头部的位置用作初始点。使用与形状相关的分段演算法，所述方法将精子的图像分割成头部部分、颈部部分及尾部部分。举例而言，所述方法可使用诸如主动轮廓模型的方法分割该等精子。

基于各部分，所述方法计算各种部分的参数(诸如长度及宽度)。可使用包括已经标记的样本的训练资料集合来训练分类器(诸如支援向量机、神经网路、回旋神经网路或AdaBoost演算法)。在训练之后，可将精子的各种部分的参数馈入至分类器以判定精子是否具有恰当的形态。在一些具体实例中，分类器可用于诸如检测细胞及微生物的特性的其他应用。

此外，在一些情况下发现，由于不稳定的电压，闪烁的光源或其他类型的杂讯，图像中的图像的数个区域可能被误认为是精子的运动轨迹。图46示出包括有许多错误分类区域的实例图像。在图46中，小区域4601被分类为运动轨迹，实际上为静态的。为了降低外部的杂讯，所述处理器可以采用分析演算法以判定精子的运动特性以最小化错误分类。

图47为在此揭露的测试设备精确地判定样本运动特性的可实施处理常式4700的实例流程图。步骤4710，例如：在插入载体盒后，器件可利用相机模组撷取载体的样本固持区域的多个图像。

步骤4720所述器件可适应性地基于多个图像选择一适于被测生物样本移动特性分析演算法。在一些具体实例中，该移动特性显示所述生物样本实质静态或动态。在判定生物样本为实质静态后，可选取静态演算法来处理经撷取图像。在一实例中，此静态演算法可判定其形态(morphology)，如精子顶体(acrosome)及/或精子的中间段。在一些具体实例中，静态演算法还可以分析精子染色质分散(SCD)染色图像，以判定精子DNA片段的正常性。另一方面，在判定生物样本为实质动态后，可选取动态演算。在另一示例中，可使用动态演算法以判定高活动力精子的轨迹。动态演算法有助于判定与精子活动力相关的多个参数，例如：如图18所示的VCL，VSL，VAP， ALH等，以优化计算效率。

为了于步骤4720选取分析演算法，根据一些具体实例，装置可先在多个图像中选取两个图像。该装置接着对两个图像进行比较以确定第一和第二图像间的变化量，以判定适合使用哪种分析演算法。可根据生物样本中可检测标的的移动变化率以判定变化量。举例来说，检测装置可将两个图像间的变化量与预先定义的阈值进行比较，指出所述生物样本特性为实质静态或动态。若所述变化量小于阈值，则该生物样本被认定为静态，并选择静态分析演算法来处理经撷取图像。另一方面，若所述变化量大于等于阈值，则该生物样本被认定为动态，并选取动态分析演算法以进行后续处理。

多个图像可包括于短时间内所获取的一系列图像。在一些具体实例中，于0.04到10秒内可获取2至600张图像(例如：以每秒60张图像的速率)。在另一具体实例中，速率可为每秒15张图像。举例来说，在3秒内可获取45张图像。所述装置可选取两个各自在时间和/或次序上分开拍摄的图像，从而使两图像间的变化量更为明显。举例来说，此两图像可以相隔2至5秒(例如:选取序列中第一图像及最后图像)。

在步骤4730，以此所述方式，所述装置可对经撷取集合图像执行与所选取分析演算法对应的一组分析处理常式，以取得生物样本相关的分析结果。

图19为根据本发明的至少一个具体实例的包括收集瓶的测试装置的示意图。测试条带装置1905可经由插入埠插入至测试装置1900中。测试条带装置1905可包括用于收集样本(例如，精子样本)的收集瓶1910或包括容纳收集瓶的槽孔。测试装置1900可包括感测器(图未示)以检测收集瓶1910是否插入至测试装置1900中。

测试装置1900可具有用于判定收集瓶1910插入至测试装置1900中所历经的时间段的计时器机构。在插入含有样本的收集瓶1910之后，测试装置1900可等待预定时间段(例如，30分钟)来液化样本，之后促使使用者将样本自收集瓶1910转移至测试条带装置1905。在一些具体实例中，测试装置1900可包括相机或感测器以判定样本是否已经液化。

此外，测试装置可包括移动机构以将机械力施加至收集瓶1910以便将样本混合于收集瓶1910中。举例而言，移动机构可(例如)摇动、振动或旋转收集瓶1910。在一些其他具体实例中，测试装置可包括待插入至收集瓶1910中且搅拌收集瓶1910中的样本的杆。

测试装置1900视情况可包括用于显示资料的显示器(例如，萤幕1920)。举例而言，萤幕1920可示出关于如何操作测试装置1900的指令或提示。萤幕1920亦可示出在测试装置1900进行测试之后的测试结果。另外或替代地，测试装置1900可包括已知通信模组以使得其可与使用者的计算装置(例如，具有移动软体应用编码的智慧型电话，或诸如膝上型电脑的传统个人电脑)通信(例如，分析结果及/或藉由相机模组获取的图像)。测试装置1900可操作以接收来自使用者(例如，来自萤幕1920及/或来自前述通信模组)的指令，且基于指令执行选定数目的自动化分析处理常式。测试装置1900亦可将结果及/或样本的图像显示于萤幕1920上或使用者的电脑(例如，经由前述通信模组) 上，或两者上。

类似于在图14A及图14B中所示的测试装置，测试装置1900可包括用于撷取测试条带装置1905的图像或视频资料的相机(图未示)。测试装置1900可进一步包括用于处理用于判定测试结果的图像或视频资料(例如，经由图16中所示的处理常式)的处理器 (图未示)。

在一些具体实例中，举例而言，放大组件2110为放大透镜。放大组件2110的放大能力可由角度放大比率或线性放大比率表示。角度放大比率为如经由光学系统所见的物件的角度大小与如直接在最近明视距离处(亦即，距人眼250mm)所见的物件的角度大小之间的比率。线性放大比率为将投射在图像感测器上的物件的图像的大小与实际物件的大小之间的比率。

举例而言，所述放大透镜可具有6mm的焦距、1mm的厚度及2mm的直径。假设 250mm为人眼的近点距离(亦即，人眼可聚焦的最近距离)，则角度放大比率为250 mm/6mm＝41.7倍。放大元件2110与样本固持区域2115之间的距离可为(例如)9mm。因此，线性放大比率可接近于2。换言之，由放大元件造成的图像感测器上的物件的图像的大小为在放大元件下方的实际物件的大小的2倍。

在一些具体实例中，放大元件具有0.1mm至8.5mm的焦距。在一些具体实例中，放大元件的线性放大比率为至少1。在一些具体实例中，放大元件的线性放大比率为 0.5至10.0。

在一些具体实例中，补充透镜2135置放于相机模组2130下方以用于进一步放大图像及减小放大元件2110与样本固持区域2115之间的距离。整个光学系统的有效线性放大比率可为(例如)3。换言之，由相机模组2130撷取的物件的图像的大小为样本固持区域2115中的实际物件的大小的3倍。在一些具体实例中，测试装置的整个光学系统的有效线性放大比率为1.0至100.0，较佳为1.0至48.0。

在一些具体实例中，相机模组的图像感测器具有1.4μm的图元大小。典型地，物件的经撷取图像需要获取至少1图元以便恰当地分析物件的形状。因此，物件的经撷取图像的大小需要为至少1.4μm。若测试装置的线性放大比率为3，则测试装置可恰当地分析具有至少0.47μm的大小的物件的形状。

在一些具体实例中，相机模组的图像感测器具有1.67μm的图元大小。接着，物件的经撷取图像的大小需要为至少1.67μm以便恰当地分析物件的形状。若测试装置的线性放大比率为3，则测试装置可恰当地分析具有至少0.56μm的大小的物件的形状。

在一些具体实例中，举例而言，整个光学系统的长度可为(例如)24mm。放大元件的底部与样本固持区域2115的顶部之间的距离可为(例如)1mm。在一些具体实例中，测试装置的整个光学系统的长度为2mm至100mm，较佳为5mm至35mm。

图20为根据本发明的至少一个具体实例的不包括收集瓶的测试装置的示意图。不同于测试装置1900，测试装置2000不包括收集瓶或用于插入收集瓶的槽孔。由使用者或操作员将样本直接施加至测试条带装置2005，而不收集在收集瓶中。

图21B为图21A测试装置1900的具体实例的A-A截面示意图。测试装置1900的A-A截面示出在测试条带装置2105的顶部上用于撷取测试条带装置2105的样本固持区域 2115的图像或视频资料的相机模组2130。测试条带装置2105包括在样本固持区域2115 的顶部上的放大组件2110。在测试条带装置2105下方的光源2140为样本固持区域2115 提供照明。在一些其他具体实例中，光源可置放于测试条带装置的顶部上或横向置放于测试条带装置的一侧。可存在用于在测试条带装置上提供照明的多个光源或光源阵列。在一些具体实例中，可视分析物类型而切换、调整或选择光源的不同组合，以使得分析物由具有恰当色彩的光照亮。

在一些具体实例中，测试条带装置2105可包括在样本固持区域2115中或附近的测试条带。举例而言，测试条带可为pH测试条带、HCG(人绒毛膜促性腺激素)测试条带、 LH(黄体激素)测试条带或果糖测试条带。当样本固持区域中的样本的分析物与测试条带中的化学或生化试剂相互作用时，测试条带的一些光学特性(例如，色彩或光强度) 可改变。相机模组2130可撷取测试条带的色彩或强度以判定测试结果，诸如pH水准、 HCG水准、LH水准或果糖水准。在一些具体实例中，在测试条带上方的放大元件2110 可用透明的或半透明的外罩替换。因此，测试装置可同时对样本中的分析物进行检核及经由样本的一或多个放大图像对样本进行另一分析。

图21C为图21A测试装置1900的另一具体实例的A-A截面示意图。测试装置1900 的A-A截面示出在测试条带装置2105的顶部上的用于撷取测试条带装置2105的样本固持区域2115的图像或视频资料的相机模组2130，其包括感测器及一或多个透镜 2135(亦被称作补充透镜或光学透镜模组)。在测试条带装置2105下方(或安置于其他地方)的光源2140为样本固持区域2115提供照明。放大组件2110可附接至透镜2135的底部，而非如图21A中所示在样本固持区域2115的顶部上。在一些具体实例中，若透镜 2135提供足够的放大能力，则元件2110可为不具有放大能力的平坦光透射性外罩。在一些其他具体实例中，若透镜2135提供足够的放大能力(例如，若透镜2135的线性放大比率为至少1.0)，则测试装置1900不包括放大元件2110。

图22为具有两个样本固持区域的测试条带装置的测试装置的示意图。图29示出可适合于具有多相机配置的测试装置(诸如图22中所示的测试装置)的载体的实例。同时参照图19及图20，图22中所示的测试装置可为测试装置1900(亦即，具有收集瓶)或测试装置2000(亦即，不具有收集瓶)的另一变体。如图22中所示，接收机构包括于测试装置中以接收一或多个载体(例如，诸如测试条带装置2205的测试条带装置，或诸如瓶子1910的收集瓶)，所述载体可经由测试装置的壳体上的开口插入。

在一些具体实例中，单一载体可包括第一固持区域及第二固持区域，诸如由图22中的测试条带装置2205所示。如图22中所示，至少两个相机模组可包括于测试装置中。两个相机模组包括经配置以分别撷取第一固持区域2215A及第二固持区域2215B的图像及/或视频资料的第一相机模组2230A及第二相机模组2230B。更特定言之，测试条带装置2205可包括样本固持区域2215A及另一样本固持区域2215B。在一些实例中，透明的或半透明的外罩2210A置放于样本固持区域2215A的顶部上。光源2240A可为可控制的且可在样本固持区域2215A上提供照明。第一相机模组2230A经定位以撷取样本固持区域2215A的图像或视频资料。作为一可选实施，放大元件2210B可置放于样本固持区域2215B的顶部上。另外，在一些具体实例中，光源2240B可操作以在样本固持区域2215B上提供照明。第二相机模组2230B经定位以撷取样本固持区域2215B的图像或视频资料。第一固持区域及第二固持区域可直接携载生物样本或已暴露于生物样本。类似于关于图14B引入的结构，在一些具体实例中，测试装置可包括用于将光源发射的光束准直至固持区域中的至少一者的平行光管。在一些具体实例中，环状光圈可进一步包括在光源与平行光管之间以用于形成行进穿过平行光管且接着到达样本固持区域的空心锥形光束。在一些额外具体实例中，相位板可包括在样本固持区域与相机模组中的至少一者之间以用于相移由样本固持区域反射的光线。

作为具有多个固持区域的单一载体的替代方案，多个载体可经由其个别开口、埠或槽孔插入至测试装置中。举例而言，两个独立测试条带装置可分别包括样本固持区域2215A及2215B。视测试的需要而定，样本固持区域2215A及2215B在测试条带中的位置可经设计以与第一相机模组2230A及第二相机模组2230B对准。在一些具体实例中，两个测试条带装置经由两个独立插入埠插入至测试装置中。

除其他益处之外，测试的便利性及容易度为本文所揭示的测试装置可提供的两个显著益处。根据本文具体实例，所揭示的测试装置的使用者不必在该使用者可利用测试装置产生结果之前具备关于如何对生物样本执行各种类型的分析的任何专业知识。因此，测试装置可包括用于对样本执行自动化分析处理常式的处理器且判定关于样本的结果。所述处理器可藉由主电路板(亦即，已知元件，为简单起见未示出)携载。另外，测试装置较佳地为较小的且不与在实验室中常见的传统测试装置一样庞大。因此，在一些具体实例中，诸如图19及图20中所示的彼等，载体的接收机构、相机模组及主电路板可全部封装于测试装置的壳体内。测试装置可具有较小的外观尺寸，诸如小于 30厘米(cm)×30cm×30cm，亦即27,000cm³。在一些具体实例中，测试装置可进一步包括封装于壳体内的电池隔室，以使得电池可安装在电池隔室中为测试装置供电。

在一些具体实例中，包括于测试装置中的处理器可对不同固持区域执行不同分析，且可基于对不同区域执行的分析的结果的组合汇出结果。换言之，处理器可经配置以对第一固持区域的经撷取图像执行第一分析处理常式、对第二固持区域的经撷取图像执行不同于第一分析处理常式的第二分析处理常式，且基于第一分析处理常式及第二分析处理常式两者的结果判定关于生物样本的结果。如本文所使用，术语「分析处理常式(analyticprocess)」意谓可评估自许多来源收集的资料(例如，固持区域的图像)的一或多个片段，且产生关于来源的结果、结论、最终结果、估计值或其类似者的处理常式。

根据一些实例，测试装置可使用第一相机模组2230A、光源2240A及外罩2210A的组合来定量分析物或判定样本的特性(例如，pH水准、LH水准、HCG水准或果糖水准)。另外，测试装置可进一步使用第二相机模组2230B、光源2240B及放大元件2210B的组合来分析样本的经放大图像以判定样本的特性(例如，精子数量、精子活动力、精子形态等)。视各种类型的生化测试的要求而定，不同组合或配置的光源可用于照亮生化样本。多相机配置尤其有益，此是由于不同分析处理常式可经由不同相机模组执行而不需要使用者更换载体(例如，测试条带装置)，由此加速结果生成且降低必要人类操作的复杂度。光源2240A及2240B封装于壳体内部且经配置以为相机模组中的至少一者照亮生物样本。根据一或多个具体实例，处理器经配置以基于处理器当前经配置以执行的分析处理常式来控制光源。

此外，在一些具体实例中，处理器可基于载体上的视觉提示执行不同的分析处理常式。举例而言，一些具体实例可对固持区域的图像执行图像辨识及处理，且可根据来自图像辨识的结果的视觉提示执行不同的分析处理常式。实例载体2905(1)至 2905(4)示出于图29中，其中载体2905(1)用于关于男性受试者的生殖细胞的生育力测试(例如，经由其精子)，且载体2905(2)、2905(3)及2905(4)用于关于女性受试者的生殖细胞的生育力测试(例如，经由其尿液)。如所示，载体2905(1)至2905(4)全部具有对应于第一相机模组2230A的位置的第一固持区域2915A，但仅载体2905(1)包括第二固持区域2915B。在一些实例中，载体上的视觉提示可为特定固持区域(例如，固持区域 2215A)的形状。对于本文中的论述，固持区域的形状意谓固持区域的整体边缘(或外部周边)。举例而言，所述形状可为圆形、卵形、三角形、矩形，或藉由利用已知影像处理技术的处理器在如由个别相机模组(例如，第一相机模组2230A)所撷取的固持区域的图像上可识别的任何适合的形状。视觉提示的额外实例可包括图形图案、视觉标志、一维条码、多维图案码(例如，QR码)等。

同时参照图22及图29，在一些具体实例中，当处理器识别(例如，经由第一相机模组2230A)第一固持区域(例如，载体2905(1)的区域2215A或区域2915A)呈第一形状(例如，圆形)时，处理器经配置以执行某一分析处理常式(例如，男性受试者的生育力，诸如根据其精子样本的各种特性)，且当第一固持区域(载体2905(2)的区域2215A或区域2915A)呈第二形状(例如，卵形)时，处理器将执行不同的分析处理常式(例如，对女性受试者的生育力的分析，诸如根据其尿液样本的激素水准)。以此方式，测试装置不仅不限于执行仅一种类型的测试(例如，精子的生育力)，而且其亦可基于插入至机器中的载体(例如，测试条带装置)相应地切换分析处理常式。

更特定言之，根据一些实施，当形状表示生物样本包括来自男性受试者的精子时，则处理常式可判定精子的一或多个特性，诸如本文中所引入的彼等特性。在一些实例中，可藉由使用第二相机模组2230B执行对精子的一或多个特性的判定。对于一些特定实例，可判定的特性可包括：精子的浓度、精子的活动力及/或精子的形态。根据一些具体实例，处理器经配置以(1)基于经撷取图像中的单一图像判定精子的浓度及/或精子的形态，且(2)基于经撷取图像中的两个或多于两个图像判定精子的活动力。

鉴于以上情况，图30为用于利用本文所揭示的测试装置(例如，在图22中)分析男性受试者及女性受试者两者的生育力的实例处理常式3000的流程图。继续参照图29，在下文说明处理常式3000。应注意，以下实例首先施加男性的样本，接着为女性的样本，但可执行反向次序(亦即，女性及接着男性)，而对结果的精确度无影响。

首先在步骤3002中，使用者可将男性受试者的生物样本(例如，精子)施加至第一载体(例如，载体2905(1))的第一固持区域(例如，区域2915A)及第二固持区域(区域2915B)。接着，在步骤3004中，使用者将第一载体插入至测试装置(例如，图22中所示的一者)，且因为载体2905(1)的第一固持区域2915A的形状为圆形，测试装置可自动获取当前样本含有来自男性的精子的知识且相应地选择分析处理常式。接着，在步骤 3006中，使用者可使用测试装置判定精子的一或多个特性。举例而言，如此处所论述，测试装置中的处理器可利用第一相机模组2230A来获取载体2095(1)的第一固持区域 2915A的图像(所述载体2095(1)可包括回应于不同酸度而示出不同色彩的测试条带)，且识别测试条带的色彩以判定精子的酸度。另外，在步骤3006中，测试装置中的处理器可利用第二相机模组2230B来判定选自由以下组成的群组的精子的一或多个特性：细胞数(例如精子数)、精子的浓度、精子的活动力及精子的形态。

接着，在步骤3008中，使用者可将来自女性受试者的尿液施加至第二载体(例如，载体2905(2))的固持区域2915A。在步骤3010中，使用者将第二载体插入至测试装置，且由于载体2905(2)的第一固持区域2915A的形状为卵形，测试装置可自动地获取当前样本含有来自女性的尿液的知识且相应地选择分析处理常式。在步骤3012中，测试装置例如藉由利用第二相机模组2230B判定尿液的一或多个特性。举例而言，测试条带可适合于使测试装置能够判定一或多个类型的女性激素(例如，FSH、LH或HCG)的浓度水准。最后，在步骤3014中，使用者利用测试装置自动地分析男性及女性生物样本的结果且判定关于受试者的生育力的最终结果。

在一些特定实例中，第一相机模组2230A与第二相机模组2230B相比可具有较低的相机解析度，且因此所述两个摄像机由处理器用以执行不同的分析处理常式。另外，第一相机模组2230A与第二相机模组2230B相比可具有较低的放大比率。第一相机模组2230A的一些实例可根本不具有放大功能，而第二相机模组2230B可具有固定的放大比率。另外或作为本身具有较高放大比率的第二相机模组2230B的替代方案，第二固持区域2215B的外罩2210B可包括放大组件，诸如图22中所示。在一些实施中，所述相机模组的放大比率可为可调整的(例如，由处理器控制)。测试装置的一些实例规定第一相机模组2230A具有2百万图元或更高的相机解析度，且第二相机模组2230B具有 13百万图元或更高的相机解析度。在一些实例中，第二相机模组2230B可包括至少4.8 倍或更高的线性放大比率。

在此等实例中的一些中，处理器进一步藉由使用第一相机模组2230A来判定精子的至少一个额外特性。此额外特性可包括精子的酸度。举例而言，载体可包括在第一固持区域2215A中使用色彩表示精子的酸度的pH指示器，处理器可辨识该色彩以识别酸度。类似地，一些实例规定处理器可基于第一或第二固持区域的一或多个图像中的一区域的色彩来判定生物样本的生化特性。

继续在图22中的具有多相机配置的以上测试装置实例及图29中的载体实例的情况下，在一些实施中，当处理器识别第一固持区域(例如，区域2215A或载体2905(2)的区域2915A)呈可指示生物样本包括来自女性受试者的尿液的第二形状(诸如卵形)时，处理器经配置以判定尿液的一或多个特性。可判定的特性可包括：LH水准水准、FSH 水准及/或HCG水准。如同酸度，可藉由使用第一相机模组执行对尿液的一或多个特性的判定。类似地，载体可包括第一固持区域(例如，个别载体的区域2915A)中的LH 指示器(例如，如载体2905(3)中所示)、FSH指示器(例如，如载体2905(2)中所示)及/或 HCG指示器(例如，如载体2905(4)中所示)。

此外，在一些具体实例中，处理器可利用两个相机模组中的至少一者(例如，第一相机模组2230A)或另一感测器(例如，下文关于图26B引入的光感测器2690)来在执行分析处理常式的前判定生物样本的准备状态或有效性。在一些实施中，可基于识别第一视觉标志是否显示在第一固持区域(例如，区域2915A)中的特定区域(例如，其中线 2916示出于图29中)中来判定测试样本的准备状态或有效性。此第一视觉标志的实例可为测试条带上的某一指定区域中所显示的线，诸如在图29中示出为红线2916。红线2916可用作品质控制构件，其可指示测试为有效的或结果准备好了。另外，第一固持区域2915A可包括显示表示关于生物样本的特性的测试结果的第二视觉标志的另一区域(例如，其中线2917示出于图29中)。此第二视觉标志的实例可为测试条带上准备状态另一某一指定区域中所显示的线，诸如在图29中示出为红线2917。

在一些具体实例中，测试装置可回应于生物样本未准备好的判定执行动作。在一些实例中，藉由处理器执行的动作包括实施具有藉由待执行的分析处理常式判定的持续时间的计时器。在一些其他实例中，测试装置进一步包括移动机构，且测试装置中的处理器可利用移动机构将机械力施加至载体以提高生物样本的准备度。在下文关于图25A、图25B、图26A及图26B引入可在测试装置中实施的动作及机构的更多细节。

该等放大元件(例如，相机模组的放大元件或测试条带的放大组件)的位置及该等光源的位置可视各种类型的分析物分析的要求而经调整或选择。在变体中，该等相机模组可具有可调整放大比率。在此等实例中的至少一些中，处理器经进一步配置以基于所述处理器当前经配置以执行的分析处理常式来调整两个相机模组中的至少一者的放大比率。如上文引入，当生物样本包括精子时，测试装置可配置合适相机模组(例如，第二相机模组2230B)达到不同的放大比率以用于判定精子的活动力及精子的形态。

应注意，相机模组与放大元件之间的最佳距离可具有低误差界限。举例而言，甚至与最佳距离的0.01mm的微小偏差可阻止相机模组撷取样本固持区域的清晰图像。为了精细调节相机模组与放大元件之间的距离，测试装置可包括自动聚焦(AF)功能。自动聚焦功能为自动地调整光学系统(例如，调整光学系统的元件之间的距离)以使得正成像的物件(例如，精液)在光学系统的焦平面内的功能。至少一或多个具体实例亦提供可藉由处理器控制的机械聚焦机构以使得两个相机模组中的至少一者聚焦于个别固持区域上。在下文关于图23及图24更详细地论述机械聚焦机构。所述机械聚焦机构可为可控制的以调整透镜在两个相机模组中的至少一者中的位置(例如，图23中大体所示)。另外或替代地，所述机械聚焦机构可为可控制的以调整载体的位置(例如，图24中大体所示)。

图23为具有自动聚焦功能的测试装置的元件的示意图。如图23中所示，测试装置可沿Z轴朝上或朝下移动相机模组(例如，藉由机动轨、超音波马达驱动或步进马达)。藉由调整相机模组的竖直位置，测试装置可调整相机模组与放大元件之间的距离。

图24为具有自动聚焦功能的另一测试装置的元件的示意图。如图24中所示，测试装置可沿Z轴朝上或朝下移动测试条带装置。藉由调整测试条带装置的竖直位置，测试装置可调整相机模组与放大元件之间的距离。

在如图23或图24中所示的自动聚焦操作期间，相机模组及补充透镜保持为单一模组。换言之，相机模组与补充透镜之间的距离在如图23或图24中所示的自动聚焦操作期间保持不变。

图25B为图25A包括开关及马达的测试装置的B-B截面示意图。图25B中的测试装置1900的B-B横截面示出所述测试装置的各种元件。测试装置1900包括用以检测插入至测试装置1900中的收集瓶2510的开关2550。当插入了收集瓶2510时，开关2550被启动。接着经由开关2550将收集瓶2510告知测试装置1900。基于开关2550处于被启动的时间段，测试装置可判定收集瓶2510保持插入的时间段。

测试装置1900进一步包括用于摇动、振动或旋转收集瓶2510以便在收集瓶2510中混合样本的马达2560。测试装置1900可包括相机2570以基于收集瓶2510中的样本的经撷取图像来判定样本是否已经液化。

图26B为图26A包括可挠性元件的测试装置的C-C截面示意图。图26B中的测试装置1900的B-B横截面示出所述测试装置的各种元件。测试装置1900包括在用于以移动方式容纳收集瓶2610的槽孔的底部的移动元件2680(例如，弹性元件)。举例而言，移动元件2680可包括在收缩或变形之后可自发地恢复其正常形状的弹簧。当收集瓶2610 插入至槽孔中时，移动元件2680经压缩。光感测器2690(或其他类型的距离感测器)负责检测光感测器2690与收集瓶2610的底部之间的距离。基于光感测器2690与收集瓶 2610的底部之间的距离，测试装置1900可判定收集瓶2610中所含样本的重量或体积。举例而言，光感测器2690与收集瓶2610的底部之间的距离可与收集瓶2610中所含样本的重量或体积成反比。

在一些其他具体实例中，测试装置1900可包括在收集瓶2610的顶部上的感测器。感测器可负责检测感测器与收集瓶2610的顶部之间的距离。可基于所述距离判定收集瓶2610中所含样本的重量或体积，此是由于所述体积或所述重量可(例如)同感测器与收集瓶2610的顶部之间的距离成正比。继而，基于样本的重量或体积，测试装置1900 可判定等待收集瓶2610中的样本液化的时间段。测试装置1900进一步包括用于摇动、振动或旋转收集瓶2610以便在收集瓶2610中混合样本的马达2660。

在一些具体实例中，测试装置的相机模组可包括撷取光线的强度以及方向的光场相机(图未示)。光场相机可包括在图像感测器的前方的微透镜阵列或多相机阵列以检测方向资料。使用光线的方向资料，相机模组可在广泛范围的焦平面处撷取清晰图像。因此，使用光场相机的测试装置可不需要自动聚焦功能来精细调整相机模组与放大元件之间的距离。

鉴于以上情况，本发明的装置适用于测试男性生育力及/或女性生殖力。

本发明提供一种使用本申请案的装置测试男性生育力的方法。所述方法包含以下步骤：将来自男性受试者的生物样本施加至载体的第一固持区域及第二固持区域；将载体插入至装置中；根据第一分析处理常式判定精子的酸度；根据第二分析处理常式判定选自由以下组成的群组的精子的一或多个特性：精子的浓度、精子的活动力及精子的形态；以及分析结果以判定男性生育力。

本发明亦提供一种使用本申请案的装置测试女性生殖激素的方法。所述方法包含以下步骤：将来自女性受试者的生物样本施加至载体的第一固持区域；将载体插入至装置中；以及判定一或多个类型的女性激素的浓度水准，所述女性激素诸如黄体激素 (LH)、滤泡刺激激素(FSH)，或人绒毛膜促性腺激素(HCG)。

本发明进一步提供一种用于测试一对男性受试者与女性受试者的生育力的方法。所述方法包含以下步骤：将来自男性受试者的生物样本施加至第一载体的第一固持区域及第二固持区域；将第一载体插入至装置中；根据第一分析处理常式判定精子的酸度；根据第二分析处理常式判定选自由以下组成的群组的精子的一或多个特性：精子的浓度、精子的活动力及精子的形态；将来自女性受试者的生物样本施加至第二载体的固持区域；将第二载体插入至装置中；判定一或多个类型的雌性激素的浓度水准；以及分析男性与女性生物样本的结果。

图27为用于分析男性客户或患者的精液样本的处理常式的流程图。用于分析精液样本的系统可包括测试机(例如，测试装置1900)、移动装置及云端伺服器。图28为用于分析女性客户或患者的LH或HCG的处理常式的流程图。用于分析LH或HCG的系统可包括测试机(例如，测试装置1900)、移动装置及云端伺服器。图27及图28的流程图示出藉由测试机、移动装置及云端伺服器执行的步骤及在测试机、移动装置及云端伺服器之间传递的资料。

在一些具体实例中，用于测试精子的方法包含以下步骤：获得用于测试生物样本的装置，将精子样本施加至样本固持区域，记录精子样本的视频资料或图像；基于经记录视频资料或经记录图像的至少一个图框来判定精子样本的精子数；以及基于经记录视频资料或经记录图像判定精子样本的精子活动力。

在相关具体实例中，所述方法进一步包含：在将精子样本施加至样本固持区域之前等待用于精子样本的液化的预定时间段。

在另一相关具体实例中，所述方法进一步包含：置放包括在装置的顶部上的相机元件的移动装置以使得所述相机元件与放大元件及样本固持区域对准；及藉由移动装置接收样本固持区域中经由放大元件的放大来自精子样本的光信号。

在又一相关具体实例中，所述方法进一步包含：藉由安置于装置的载体的一侧的侧向照明装置或安置于装置的载体的顶部或下方的竖直照明装置来照亮样本固持区域。

在再一相关具体实例中，所述方法进一步包含：导引来自侧向照明装置的光束穿过由透明的或半透明材料制成的载体；及藉由包括于载体中的多个光反射图案将光束反射至样本固持区域。

在又一相关具体实例中，所述方法进一步包含：将一次性测试装置插入至基座中，该基座包括用于记录精子样本的视频资料的相机元件或用于固定移动装置的形状配合框架，所述移动装置包括用于记录精子样本的视频资料的相机元件。

在再一相关具体实例中，所述方法进一步包含：自生物样本的经记录视频资料提取至少一个图框；自至少一个图框识别多个精子；以及基于经识别精子的数目及由至少一个图框记录的面积计算精子数。

在又一相关具体实例中，所述方法进一步包含：分析经识别精子的形状；及基于经识别精子的形状判定形态水准。

在再一相关具体实例中，所述方法进一步包含：自精子样本的经记录视频资料提取一系列视频资料图框；自该系列视频资料图框识别多个精子；基于所述系列视频资料图框识别精子的移动轨迹；基于精子的移动轨迹及由所述系列视频资料图框撷取的时间段判定精子的移动速度；以及基于精子的移动速度计算精子活动力。

在又一相关具体实例中，所述方法进一步包含：经由放大透镜进一步放大精子样本的视频资料或图像。

在一些具体实例中，一种用于使用测试生物样本的系统来测试精子的方法，其包含：将装置插入至基座元件中；藉由移动装置记录样本固持区域中的精子样本的视频资料，所述移动装置固定在基座元件的形状配合框架中；基于经记录视频资料的至少一个图框判定精子样本的精子数；以及基于经记录视频资料判定精子样本的精子活动力。

在相关具体实例中，所述方法进一步包含：经由放大透镜进一步放大精子样本的视频资料。

在一些具体实例中，用于测试生物样本的系统包含用于测试生物样本的一次性装置及基座元件。一次性装置包括含样本固持区域的样本载体及置放于该样本固持区域的顶部上的可拆卸外罩。基座元件包括用于将一次性装置插入至基座元件中的插入埠，及用于撷取样本固持区域的图像的相机元件，所述相机元件包括图像感测器及光学透镜模组。在相关具体实例中，光学透镜模组可具有至少为0.1的线性放大比率。

图31示出一额外实例载体3105有一或多的视觉标志3117(1)-3117(5)(或可以被共同地称为视觉提示3117)可用以控制测式装置执行的分析处理常式(例如，图21C或图 22示出的测试装置)。如图31中所示，视觉提示3117可以在载体3105固持区域(例如固持区域3115B)中(或附近，在一些另外或替代的实施例)。

如同前述(例如有关于图29)，处理器可基于一载体上的视觉提示执行不同的分析处理常式。例如在一些特定的实施例可以执行图像辨识并处理固持区域的图像并可根据来自图像辨识的结果的视觉提示执行不同的分析处理常式。在一些实施例中，载体的视觉提示可为一特定固持区域的一形状。另外的视觉提示实施例可包括图形图案、视觉标志、一维条码、多维图案码(例如，QR码)等。

在一些特定实例如图31所示，任一视觉标志(例如视觉记号3117(1))可为一特定小型的图形图案可被刻印、被附接再者或被标记在载体3105中的固持区域3115B上。图 31的实例中，视觉标志3117(1)-3117(5)是全部相同或实质上相似的图案，然而在其他实例中(为简单起见未示出)，它们不必完全相同且每一视觉标志可有特有的形状、尺寸、图案等。在一或多的实施中，视觉提示3117(例如视觉标志3117(1)-3117(5))是一不被人类感知的尺寸但可以被一相机模组经由显微透镜放大后识别(例如，图22中的第二相机模组2230B或图21C的相机模组2130)。在其中一些实施中，视觉标志3117(1)- 3117(5)是小于15微米(μm)，此外，视觉标志3117(1)-3117(5)可经配置以使得它们的位置共同地形成一图案(例如一预定的配置)。另外或作为视觉标志特有的特性的替代方案(例如尺寸、形状、颜色及/或位置)，此由每一视觉记号的位置形成的集合图案可为可识别的提示以被用来控制测试装置的功能(例如，是否且接续地执行何种分析处理常式)。此集合图案可基于视觉标志(例如在固持区域)的绝对位置及/或视觉标志的相对位置(例如，从它们各别的邻近标志)。图31中，由视觉标志3117(1)-3117(5)所示的集合图案是视觉标志3117(1)-3117(4)每一被设置在(相机捕捉的影像)四个角落之一且视觉记号3117(5)被设置在中心，每一视觉标志是被均匀的分布。一些另外或替代地实施例提供在视觉提示的每一(或每一组)特别的视觉记号(或标志)可代表一个不同的分析功能以被执行。

鉴于以上状况，此处的测试装置可利用载体上的视觉提示(例如，在固持区域中或附近)以控制测试装置的功能且适应性地基于视觉提示执行分析处理常式。在某些实施例中，视觉提示可用来确认是否载体为一授权的载体(例如，适当的被授权且在符合某一规范下并根据适用的品质标准制造)。在其他实例中，视觉提示可被用于控制测试装置以在何种模式(例如，男性或女性、实验室或家庭、高准确度或短时间、使用电池或插电)下执行计算。此外，在一些实施例中提供视觉提示可用于控制存取测试设备的某一功能，这根据客户身分、地理位置等提供弹性订制由测试设备提供的服务的能力。

图32是在此揭露的测试装置(如在图21C或图22)基于视觉提示适应性的执行一分析处理常式可实施的处理常式3200另外实例流程图。继续参照图31，在下文说明处理常式3200。应注意，以下处理常式3200的实例中，视觉提示是被应用于执行一载体认证应用，然而处理常式可同样地被适用于执行其他应用(例如，有关于图30的叙述)。例如在一些不是载体验证的应用，处理器可以基于不同视觉提示执行不同组的分析处理常式。

首先，步骤3202，在测试装置的接收机构接收经由开口插入的载体，感测器(简单起见未示出)可通知处理器，而处理器将造成测试装置内建的相机模组以撷取一或多个载体固持区域的图像。在步骤3204，处理器可利用经撷取图像识别(例如基于已知图像分析技术或揭露于此的那些)在载体中的视觉提示。如上讨论，视觉提示可包括一些视觉标志，每一视觉标志可以是相同或不同尺寸、形状、图案、颜色等(如图31所示的实例)或他们可能不相同。视觉标志可共同进一步呈现一个图案(例如，从他们的位置)。接着，处理器可将视觉提示(例如特有的尺寸、形状、位置或集合图案)与预定的视觉提示(例如，储存在本机记忆体及/或云端资料库(可藉由测试装置的制造商或其他管理员操作或控制)进行比较。

步骤3206，处理器选择性地对固持区域的经撷取图像基于视觉提示的识别结果执行一组分析处理常式。如果视觉提示的识别结果回复正向(例如，回应具有预定的视觉提示的载体固持区域)，接着处理器继续进行可包括选择性的撷取额外的图像(或视频资料)以用于分析(步骤3208)及对经图像执行分析处理常式的相对应组(步骤3210) 的后续步骤。另一方面，若识别结果回复负向(例如，回应不具有预定的视觉提示的载体固持区域)，则处理器造成替代性的动作(例如，显示错误代码)反映视觉提示的不可识别，且不对图像执行任何分析处理常式(步骤3212)。在所述的分析处理常式组被执行后，处理器可如前述基于分析处理常式的结果继续判定关于生物样本的结果。

此外，值得注意的是传统的电脑辅助精子分析(computer-assisted spermanalyzers， CASA)依赖大型显微镜及操作技术人员的经验以判定精子的参数。有一些电脑软体辅助以补充技术人员的经验及使标准化分析结果。然而，由于透镜及感测模组的不同，模糊图像时常会严重影响辅助软体的有效性，导致相关功能(例如精子数计算)的不精确。

另外，主管机关例如世界卫生组织(World Health Organization，WHO)发布人类精液检查与处理实验室手册，手册中明订被评估用以决定精子的浓度、精子的活动力及精子的形态的样本最低量(例如，200个精子)。现有的基于电脑辅助精子分析图像的分析一般缺乏自动采样或需要手动操作以取得多个视野以达到世界卫生组织规范及降低分析中的采样误差，替代地，如果采样仅用单一视野重复的执行，为了达到令人满意的低采样误差，而重复程式所花费的时间往往变得过长而无法大规模地实现。

图33是可被此处测试装置(例如，图21C或图22)为了较佳的结果(例如较佳的分析精确性或效率)实施的处理常式3300实例流程图。处理常式3300可为此处(例如图16 示出的处理常式)的处理常式的替代性或补充性处理常式。

首先，步骤3310(例如，在携载所述生物样本或已暴露于所述生物样本的载体盒插入后(如上文引入))，此被引入的装置可利用相机模组以撷取载体盒固持区域的一或多个图像(或共同地称为，集合图像(imagery))。在一些选择性的实施例(例如，关于图 29或图31的形容)，装置可从固持区域的经撷取集合图像识别(步骤3320)载体上的视觉提示。在这些选择性的实施例中，此装置可基于视觉提示的识别结果对经撷取集合图像执行一组分析处理常式。

于步骤3330，此装置可将经撷取集合图像分割为许多的区块。在某些实施例中，区块可以是多边形的。更特定地来说，一些实施指出区块可以是三角形、矩形、正方形、五边形、六边形等等。这些(区块的)形状可能至少有一边常为0.05毫米。在一个或多个实施例中，区块为正方形且尺寸为0.05毫米乘以0.05毫米。值得注意的是，依据特定的实施，区块的数量及尺寸可根据相机模组的解析度调整。在图34中说明指出一个固持区域的图像实例分割为数个区块(例如，区块3402)。应注意到，为了在此促进所揭示的技术的讨论，经撷取集合图像被认为「分割」成区块；然而，在一个或多个实施中应该要了解到，处理器在电脑运作时间(或在正常操作时)并不需要实际上进行数学上的划分运作来执行此技术；而是，所得到的区块或网格可以被预定、逻辑上预接、编码预设，或是预先配置在装置的相机控制器及/或处理器上，如此与集合图像为分割为区块的相关运算执行的需求可以被减少，或在某些实例中完全被消除。

于步骤3340，实例装置从多个区块、候选区块中选取以做分析。根据一个或更多实施例，候选区块的选取是基于很多因素，举例来说某一区块的聚焦程度及/或某一区块的正常性。

更特定言之，在许多实施中，此装置可判定(步骤3342)每一多区块的聚焦程度，以至于每一区块能够有相对应的聚焦程度测量。此聚焦程度可基于一或多个焦距测量功能判定。依据实施，被采纳的焦距测量功能可包括一或多个：变异型、差异系数总和型、拉普拉斯能量图像型、及/或侧梯度强度最大化型。

在判定每个区块的聚焦程度后，在一些实施例中，此装置会将一区块的聚焦程度与最小聚焦程度阈值进行比较。在一或多个实施中，一个区块只有在聚焦程度满足(例如，达到或超过)最小聚焦程度阈时可以被选择为候选区块。此外，此装置亦可标记或标号区块。此装置在一个或多个实施例中指出，区块只有在满足最小聚焦程度阈值时会被标记或标号(例如，为了进一步的分析或追踪识别)。标记或标号可以是连续的或随机的完成。在图35中说明是一部分的候选区块的选取过程，在此，区块是随机地经标号，且超过最小焦距程度阈值的区块被初步的选取为候选区块3510。

接下来，此装置可对于数个被选取的区块执行影像处理程式，以判定被选取的区块的特性(步骤3344)，以判定一区块的正常性，例如查看此区块是否「足够正常」以授予更进一步的分析。在一些实例中，被选取做正常性判定的区块是那些已经被初步的选取为候选区块(例如，那些满足最小聚焦程度阈值，如上文说明)。在一些实例中，此阶段被用于判定正常性的特性是细胞数(如精子数)。在特定的实例中，此装置可对满足最小聚焦程度的区块(意即它们是足够聚焦的)执行影像处理程式以对每一足够聚焦的区块判定区块内细胞(精子)数。此影像处理程式可包括二值化 (binarization)(且在一些实施中，搭配适应定限)以识别区块中部分可能是精子的物件为前景，并识别区块的剩余部份为背景，经影像处理程式后，此装置可判定细胞(精子) 数。在一或多个实施例中，候选区块的细胞数可基于有精子与没有精子的面积比例被判定(例如，利用与已知细胞数比例相关的表格进行外插法)。

之后，此装置能够计算所有剩余候选区块(例如，这些满足最小聚焦程度阈值的区块)的统计资料(例如，平均值和标准差)。统计资料经计算后，此装置能够藉由统计上比较特定区块和所有剩余候选区块的一或多个特性(例如，精子数)判定(步骤 3344)特定区块的正常性。在一些实施例中，只有在特定区块的正常性满足一个正常性条件，才会被继续的选取为候选区块。以精子数为例，在多个实施例中，一区块被认为「足够正常」(例如，满足正常性条件)，是当区块中的精子数在多个区块的以平均值而言的标准差预设数值中。在一或多个实施中，正常性的要求是(以平均值而言) 在两个标准差之内。在其他的实施之中，正常性要求以是一个或三个标准差，或其他适合的的统计技术，能够反映一个区块与其他区块组的正常性的比较。在图36中说明，此图为在影像处理程式后的结果(例如，适应限定二值化(adaptive thresholding binarization))和细胞数判定。应注意，在图36中，显示每一个候选区块的估计细胞数替代它的标志。

此外，此装置可判定(步骤3346)是否已达到欲被分析细胞的目标数量。特定地来说，所揭示的装置的一或多个实施例能够维持总细胞数，且针对被选取为候选区块的每一区块，此装置将该区块的相应细胞数加至总细胞数。此装置可用此该目标数量的分析细胞去控制欲被分析生物样本的数量，且根据实施此数量是可配置的。此数量 (数目)可依实验室手册和测试特定生物样本的标准订做。在一些实施例中，欲被分析细胞的目标数量是两百(200)。在某些实例中，当总细胞量达到欲被分析细胞的目标数量时，选取候选区块即完成。也就是说，根据至少某些揭示于此的实施例，在满足聚焦程度阈值和总细胞数达到欲被分析细胞的目标数量的正常性要求的区块上，候选区块的选取能够被执行(例如，以随机的方式)。

于步骤3350，在选取候选区块后，此引入的装置可以藉由分析选取的候选区块(例如，藉由此处所引入的一个或更多技术)，判定生物样本一或多个特性。在至少数个实施例中，此生物样本为精液，且在候选区块中一或多的生物样本特性欲被判定，其包括一或多的：细胞数量(或浓度，可以从细胞数量推断)、活动力、或形态。在一些实例中，此装置更配置了，在该组分析处理常式执行后，可基于分析处理常式的结果判定关于此生物样本的结果(例如，生育力)。

此外，在此观察到完美地制造镜片的组合件通常是困难的(尤其是量大时和须控制成本时)诸如安装在在此引入的测试装置上的显微的透镜组合件和/或放大透镜组合件。透镜的瑕疵以各式各样的形式存在着，诸如杂质，或透镜本身的不完美(例如，清楚程度、折射度、焦点及其他)，而这些瑕疵可以对测试装置的精确性做出不利的影响。因此在此介绍，是校正和合格检查的技术以减轻透镜瑕疵并且更进一步改善于此所揭示的测试装置的分析精确性。

图37是一例校正处理常式的实例流程图3700，可以由一个在此揭示的测试装置实施(例如，图21C或图22)以获得改进的结果。此处理常式3700可以是在此揭示的过程的替代的或是补充的处理常式，例如在图16中说明的处理常式。

首先，在步骤3710中(举例来说，载体盒插入后)，此引入的装置能够利用相机模组以撷取于载体盒固持区域的一个或多个图像(或共同地称为，集合图像(imagery))。在一些选择性的实施例中(例如，那些有关于图29或图31的叙述，此装置可以，从固持区域撷取的集合图像识别(步骤3720)载体上的视觉提示。在这些选择性的实施例中，此装置可以根据上述视觉提示的识别的结果对经撷取集合图像执行一组的分析过程。

更特定地来说，在一些实施中，在此的载体盒可以作为一个专门的虚拟盒，可用以触发校正处理常式。举例来说，专门的虚拟盒可能带有一或更多的专门的图形图案 (例如，关于图38如下介绍)，在视觉提示识别处理常式后(例如，在步骤3720中)，能够触发测试装置进入校正模式。另一实例中，一个专门的虚拟盒能够携载专门的测试样本(例如，关于图41如下介绍)，且使用者可以手动造成(例如，通过面板上的使用者界面或遥控测试装置)测试装置进入校正模式中。在许多实例中，虚拟盒可以包括一个电子的(例如，一个无线射频辨识(RFID))或一个机械的特征(例如，一个特殊的形状或是机械的凸出物)，能够触发校正模式。

图38是一测试载体携载一视觉提示或一个图像图案，能够用于校正或验证在此揭露的测试装置。在一个或更多的实施例中，视觉提示包括一个图像图案，使测试装置能够识别作为一触发器以进入校正模式。之后，此测试装置能利用相机模组撷取图像图案的图像，且执行自我诊断以从经撷取图像中的结果自行校正。视觉图案应要易于识别(且不容易误认)。如同在图38中说明，实例中的视觉图案包含重复的(例如，每0.08毫米，也就是重复率或「间距(pitch)」)、更大的(例如，0.02毫米乘以0.02毫米) 和一般地有规则的形状。此视觉提示可以更进一步包含一个或更多重复的线性样式。在图38说明的例子中，此线性样式包含一组(例如，三个)水平线条和一组(例如，三个)垂直线条。在一些实施例中，这些线条有200线对/毫米(LP/mm)或是更高的解析度。在图38特定的例子中，线条有500LP/mm的解析度。应注意到，水准和/或垂直线条是的视觉线性图案的实例，适合辅助测试装置以执行特定安装于测试装置本身的光学仪器(例如，显微透镜)的光学特性与性能的自我诊断；其他适合的视觉图案可取代图38中的说明例。举例来说，在一些实施列中，一个「E」形状图案或同等物可取代平行线条用作视觉线性图案。举例来说，在一些实施列中，实线和虚线能够用于视觉线性图案。

继续处理常式3700，尽管于步骤3730校正模式已被引发，在载体的集合图像被撷取后(例如，于步骤3710)，此装置能分割经撷取集合图像为多个区块(此与步骤3330 相似，如上讨论)。在一些实施例中，区块可以是多边形的。更特定言之，一些实施中指出区块能为三角形、矩形、正方形、五边形、六边形等等。这些(区块的)这些形状可能至少有一边为0.05毫米。在一个或多个实施例中，区块为正方形且尺寸为0.05 毫米乘以0.05毫米。值得注意的是，根据特定的实施，区块的数量与尺寸能依据相机模组的解析度调整。在一个或更多的实施中，上文提到的间距(例如，视觉图案规律地自行重复率)能够对应到集合图像能被分割的区块的数量。在一些实施例中，间距可以与集合图像能被测试装置分割的区块数量一致。

于步骤3740，实例中的装置能执行校正/自我诊断程式，例如于每一区块。校正程式通常应为一或更多步骤，能够使测试装置能够自主地自我诊断当前安装在测试装置自身上的光学模组(例如，包括显微透镜、相机模组)品质。在一或多个实施例中，测试装置可以判定(于步骤3742)每个区块的聚焦程度，例如，藉由使用一或更多焦距测量函数。焦距测量函数的例子可以包含变异型、差异系数总和型、拉普拉斯能量图像型、和/或侧梯度强度最大化型。接着，于步骤3744，此测试仪器可判定一区块是否满足聚焦程度，例如，上文讨论的最小聚焦程度阈值。另外或替代地，此测试装置能将经撷取的结果与一或多个期望结果做比较(于步骤3746)。举例来说，此测试仪器的处理器存取到一或多个预先安装在记忆体中的图像(例如，非使用相机撷取，例如，被传递或被编码预设安装)，与经撷取的图像做出比较，并判定在区块中的有疑虑的经撷取图像品质是否满足最低标准。预先安装的一个或多个图像应为应用于校正的视觉图案的代表。于步骤3746，测试装置能够比较并检视示例图像品质参数，包括颜色失真、图案变形、清晰程度瑕疵及/或其他图像瑕疵。

图39是一个视觉提示图38的示例图像，经此处所揭示的测试装置撷取，此图像品质一般而言往左下角较佳，往右上角则较差。图40A及图40B为两个在图39中在不同区块中经撷取图像的不同图像品质的特定实例说明。在一些实施例中，例如，其中间距与可以分割集合图像的区块数量一致，图40A及图40B能分别代表一个区块。如图说明，图40A的区块中图像品质较图40B良好，因为图像较为清晰且更加聚焦。

回溯到处理常式3700，于步骤3750中，步骤3740的结果(例如，区块是否满足最小图像品质要求，例如最低聚焦程度)被记录在结合于测试装置(简易起见不多加赘述)的电脑可读取储存媒体中(例如，可以是非暂态的，例如快速存储(flash memory))。从校正处理常式获得的知识可以，举例来说，当测试装置在之后的正常操作中被利用。在一个或更多实施例中，在正常的操作中(例如，于步骤3340中，如上讨论)此时测试装置可以自动地跳过或忽略那些在校正或自我诊断时未能达到最小图像品质要求的区块。这样一来，在此揭示的测试装置能减轻透镜瑕疵的不良反应并增加分析精确性。

图41所揭示的是一测试载体携载一测试样本的示例图像，其可用于校正或验证揭露于此的测试装置。此技术可被应用在一或多个前述的实施例中，一个专门的虚拟盒能携载专门的测试样本且校正模式能被视觉图案以外的触发器启动(例如使用者手动启动，或由机械的特征或是虚拟盒上的无线射频辨识(RFID))。某一些实施例指出测试样本应为水介质型式(例如，液态溶液)包含小型的测试粒子，例如在图41中说明的测试粒子4102。这些微粒子可以被任何适合的物质所制成，包括，举例来说聚合物。一特定的粒子4102实例物质为乳胶。粒子的尺寸可适合于特定的应用。在某些实施中，粒子的尺寸能与那些细胞，例如精子，的尺寸相似。粒子的实例尺寸范围可从直径0.5 微米至50微米。在实例中，粒子为直径5微米。当测试粒子作为样本，此测试装置可以如3700处理常式执行校正/自我诊断而不需步骤3720，且自我诊断当前安装于自身的光学模组的品质。在这些当中的一些实施，此测试装置可以预先安装测试粒子的图像(例如，非经相机撷取，例如，通过被传输或被其他方式编码安装)于记忆体中，例如上述讨论，以做出比较和校正目的。

图42A及图42B说明在图41中经撷取图像的不同区块中不同图像品质。如同说明，图42A中区块中图像品质较图42B佳，因为图像较为清晰且更加聚焦。与上述讨论相似，关于步骤3750，每一区块的基线图像品质的知识可以用来，例如，当测试装置在之后的正常操作时被利用。举例来说，一些测试设备的实施例可以自动地跳过或忽略那些在校正时未能达成最小图像品质条件的区块或自我诊断。这样一来，在此揭露的测试设备能减轻透镜瑕疵的不良反应并改进分析准确性。

在一些具体实例中视觉提示(例如：于图31讨论的有关)可以说明测试设备判定载体或样本固持区域的状态(例如：区域为干的或湿的，或是携载良好的样本)。图 43是在此揭露的测试设备(例如：图21B或图22中)验证样本固持区域携载生物样本的可实施处理常式4300的实例流程图。

步骤4310(例如，在载体盒(carrier cartridge)被插入后)，装置可以利用相机模组获取载体盒的固持区域的一或多个图像(或合并称为集合图像)。步骤4320装置可以基于固持区域的经撷取集合图像识别载体上的视觉提示。视觉的识别包括步骤4342 基于视觉提示于经撷取集合图像中显示的方式验证固持区域是否携载生物样本。所述识别进一步包括在步骤4346选择性地使处理器对经撷取集合图像根据所述验证结果执行该组分析处理常式。步骤4330装置可对经撷取集合图像根据视觉提示的识别结果执行该组分析处理常式。

图44A至图44B示出空的或干的样本固持区域的经撷取集合图像实例。图45A至图45B示出样本固持区域装载有携载生物样本的流体的经撷取图像的实例。在这些特定实例中，每一经撷取图像示出一微型图解图案的视觉记号。视觉记号的阴影在空的或干的样本固持区域为清晰可见的。携载生物样本的流体会造成样本固持区域显示与空的载体盒相比不同的折射率(refractive index)，因此将影响视觉记号的经撷取形状。视觉记号的阴影会因折射而消褪。例如，有生物样本的视觉记号的经撷取形状与范本 (如图44A至图44B所示出的没有任何样本的视觉记号的经撷取形状)相比将会形成光学失真(opticaldistorted)。因此，藉由与范本比较视觉记号的经撷取形状并评估失真程度，例如判定记号的边界厚度或是阴影区域等，处理器可以判定固持区域是否真的装载待测生物样本。此处，失真阈值代表显示固持区域中生物样本存在的光学失真程度。特别是，失真程度可与预设的阈值比较以验证是否载体携载一生物样本。在许多实施态样中，不同的阈值可被基于采用的演算法及/或启发式演算法(heuristics)定义，例如，如图元梯度方向(pixelgradient direction)及强度检测(intensity detection) 的演算法可被用于判定相应的阈值。

在一些实施例中，范本可以在检测任何生物样本前通过在配置阶段撷取空的载体盒的影像，并储存代表经撷取图像的视觉提示的图像资料来产生。在一些实施例中，范本可以被储存在装置中以降低在配置阶段降低需执行的运算元量。在一些实施例中，视觉提示可被与经储存的图像比较，以判定两者的相异性。当相异低于预设的阈值，处理器可以判定固持区域携载生物样本。

若处理器验证样本固持区域携载一有效的样本，处理器进行分析经撷取图像。然而若处理器无法基于比较验证样本固持区域携载任何有效的(例如当要进行的分析任务(在一些实例中辨识固持区域的形状如同上述)需要流体样本时，而不是流体)生物样本，则处理器不进行任何图像分析。取而代之的，在一些实施例中，装置会通知使用者所提供的为无效样本。所述通知可以利用信号或指出没有已提供的生物样本的标记示出。

在一些情况下，如前所述，基于CASA图像分析通常缺乏自动取样或需要手动图像后处理(post-processing)以取得多个视野以达到WHO规格。为了解决此问题，测试设备可以包括定位机构，所述定位机构可操作以在或不在人为干预下调整载体对于相机的相对位置使得图像可与多个相邻视野被获取。

图48为在此揭露的测试设备利用多个视野以改进结果的可实施处理常式4800实例流程图。步骤4810，例如在载体盒被插入后，装置可以利用相机模组以撷取载体的样本固持区域的第一图像。步骤4820装置识别第一图像的边缘，步骤4830装置的定位机构调整载体对于相机的相对位置(通过调整载体、相机或两者)使得当相机获取第二图像时，第二图像的边缘是与第一图像的经识别边缘相邻或对齐。步骤4840装置对第一及第二图像所组合的图像进行一组分析处理常式，以判定生物样本的一或多个特性(例如细胞数)。在一些实施例中，当第二图像的边缘与第一图像的边缘对齐时，两图像可用于组成更大的图像。在一些实施例中，第一及第二图像仅为来自不同视角。第二图像可座落于邻近于第一图像或随机座落于使得第二图像不与第一图像重叠的位置。

在一些实施例中，定位机构可以判定相机的多个固定位置。在一些实施例中，定位机构可以判定载体的多个位置。例如图49所示的多轴可移动平台(multi-axis mobileplatform)可用于调整载体位置及/或相机位置。

在一些实施例中，多个标记(例如图31所示的视觉提示)可被置于测试设备(例如至于可移动平台)使相机可以检测到他们。在相机确定标记的位置后，相机利用标记作为起始点开始扫瞄。剩余的标记作为相机扫瞄路径的引导，因此使得测试设备调整相机自动地到固定位置以撷取多个视角的图像。随着标记的扫瞄路径可为随机的只要没有区域被重复扫瞄。扫描路径也可按一定顺序(例如顺时钟或逆时钟)。举例来说，四个标记可被用于标出四个相应区域。相机可沿着标记依序或是随机的撷取每一区域而不重复。在一些实施例中，平台的复数轴4901使得载体及/或相机手动或自动的沿X、Y及载体平台的方向调整。

在一些实施例中，定位机构调整载体对于相机的相对位置的方式使得当自相机观看时，经相机撷取的多个图像是依序为顺时钟或逆时钟。例如，图50A示出自相机观看获取图像依顺时钟顺序的实例方式。在一些实施例中，定位机构调整载体对相机的相对位置以一方式，使得自相机观看时，多个图像是经由相机依循序扫瞄获取。图50B 示出依循序扫描获取图像的实例方式。

在一些实施例中，第一及第二图像在执行进一步的图像分析前被组合。在一些情况下，第一及第二图像可能会因相机或载体的调整而有重叠的部分。重叠的部分可以被利用影像处理技术移除以形成组合的图像。

如图50A至图50B，第一图像的所述边缘可以是第一图像的底边且第二图像的所述边缘可以是第二图像的顶边。在一些情况下，第一图像的所述边缘为第一图像的顶边，且第二图像的所述边缘是第二图像的底边。第一图像的所述边缘也可以是第一图像的左侧且第二图像的所述边缘可以是第二图像的右侧。类似地，第一图像的所述边缘也可以是第一图像的右侧且第二图像的所述边缘可以是第二图像的左侧。

如有关图16的叙述，测试设备基于样本的体积计算精子的浓度，所述样本的体积是经撷取样本固持区域乘以样本固持区域与外罩底部之间的距离，然而，由于制造上的不精确性，样本的体积可能不会一样因为样本固持区域与外罩底部之间的距离可能会变化。为了弥补前述的不精确性并判定样本的实际体积，测试设备可包括一具有聚焦马达的相机模组，所述聚焦马达可例如音圈马达(voice coil motor，VCM)、陶瓷压电致动机(ceramicpiezoelectric actuator)、用于单眼相机聚焦机构或用于显微镜的伺服马达(servomotor)机构等。所述聚焦马达可操作以驱动相机透镜调整相机焦点。图51A至图51B示出相机模组的可调整透镜实例。在图51A中，透镜位于初始或预设，对应于透镜的第一焦距(focal length)。在图51B中，透镜延伸到其最大长度，对应于透镜的第二焦距。透镜的两不同位置形成一距离L，所述距离L可被分成多个步数 (step)，而每一个步数对应到一焦距的变化。因此，通过知道两目标物体透镜的位置，即可得出两个目标物体之间的距离。

图52示出了用以判定载体内所含样本实际体积的配置实例。在将载体5220插入以撷取样本的图像前，将外罩5210先行置于载体5220的顶部。第一视觉提示5217a(例如：如图31所示)可置于外罩5210的底部。第二视觉提示5217b则可置于载体5220的一表面，所述表面与载体5220的样本接触或已暴露于载体5520的样本。

在进行载体中生物样本的分析前，此装置会先针对外罩5220判定相机模组5230的第一聚焦位置。此一步骤的执行，是通过调整透镜以对焦在第一视觉提示5217a。此装置亦可通过调整透镜以判定载体5210的第二聚焦位置，以对焦在第二视觉提示 5217b。此装置接着可经由这两个聚焦位置来判定焦距，并计算外罩5210的第一表面与载体5220的第二表面之间的距离。此一处理常式可在分析一批样品前的配置阶段进行(例如：同一批次中的载体及外罩应使用同批制造的器材，以使其具有相同的特性)。为达更加精确的样本读取，若每一载体及外罩具有不同特性，则此一处理常式亦可于使用阶段进行。

在一特定实例中，相机模组的透镜可支援的焦距范围为50μm至550μm。此范围对应于两透镜位置间的距离L，如图51A-图51B所示。在一些实施中，距离L可以被分为1024段步数(步数0、步数1、…步数1023)，每一步数皆对应于一特定焦距(即每个步数是对应到(550–50)/1024＝0.49μm而有不同焦距)。在配置阶段，测试设备先行判定第一视觉提示5217a的聚焦位置为步数235。此设备接着判定第二视觉提示 5217b的聚焦位置为步数295。此两个步数间的差距(295-235)＝60个步数则对应到60 ×0.49＝29.4μm的焦距差距，此亦指出外罩底部表面与载体顶部表面之间的实际距离。通过此一距离及经撷取样本固持区域的区域可判定样本的实际体积。

在一些实例中，外罩5210及载体5220可以有多个视觉提示，位于顶部或底部的表面。为取得更精确的读值，所述测量可在固持区域的不同位置执行。值得注意的是，焦距及所述距离的比例会因不同的透镜设计而有所不同。上述特定实例所采用的比例为1:1(即所述透镜的焦距等同于外罩与载体间的距离)。焦距与所述距离间各种不同的比例均可被支持，如1:1.2,1:1.5,1:2等。

尽管本文所揭示的具体实例中的一些将所揭示的技术应用于精子测试，但本领域技术人员容易了解，所揭示的技术可应用于测试各种类型的生物样本，诸如精液、尿液、滑动关节液、表层组织或细胞、肿瘤细胞、水样本等。此外，在此揭露的技术亦可应用于各种分析处理常式，如精子染色质分散(Sperm Chromatin Dispersion，SCD) 或用于去氧核醣核酸(DNA)片段检测的末端去氧核糖核苷酸转移酶去氧尿苷三磷酸切口末端标记(terminaldeoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling，TUNEL)。更特定言之，在一个或多个实施中可以执行SCD，在此所述的测试设备的处理器可经配置以利用经撷取图像来判定精子DNA片段的正常性(normalcy)。在一些实例中，在SCD的测试下，精子头部呈现大或中的晕环(halo)(所述尺寸大小在本领域中为已知)，则此处理器可以判定受测精子样本中不具有DNA片段的问题。反之，若精子头部呈现小、无晕环或是降解晕环，则所述处理器判定此受测精子样本有DNA片段的问题。此外，在一个或多个实施中可以执行TUNEL。在一个或多个实施中，在此所述的测试设备的处理器可经配置以利用经撷取集合图像来检测凋亡的DNA片段。所述处理器可用于识别一个或多个经TUNEL染色的细胞，从而定量凋亡细胞及/或检测个别细胞中过多的DNA断裂。

在一实例方面，用于检测生物样本的装置包括了用于接收载体的接收机构。所述载体包括一个固持区域，所述固持区域经配置以携载生物样本。此装置包括相机模组，所述相机模组经配置以撷取固持区域的集合图像。此装置亦包括一个处理器，所述处理器经配置以利用相机模组从固持区域的经撷取集合图像识别载体上的视觉提示，并基于所述视觉提示的识别结果，对经撷取集合图像执行一组分析处理常式。所述视觉提示的识别包括：根据视觉提示在撷取集合图像中的显示方式，验证固持区域是否含有生物样本，并根据所述验证的结果，选择性的使处理器对经撷取集合图执行一组分析处理常式。

在一些具体实例中，该处理器仅会在确认固持区域中携载有生物样本后，才会对经撷取集合图像执行该组分析处理常式。在一些具体实例中，若未能确认固持区域是否携载有生物样本，处理器则不会对经撷取集合图像执行该组分析处理常式。在一些具体实例中，处理器还会显示出与所述未能验证固持区域是否含有生物样本相关的预设信号或标志。

在一些具体实例中，视觉提示的显示方式包括视觉提示的光学失真。在一些具体实例中，视觉提示所产生的光学失真是对应于生物样本和空气间折射率的差异。在一些具体实例中，验证固持区域是否携载有生物样本包括比较视觉提示的光学失真与失真阈值，其中失真阈值表示光学失真的程度，所述光学失真的程度可表示出生物样本存在于固持区域中。在一些具体实例中，验证固持区域是否载有生物样本的过程，包括比较所述视觉提示与已储存的视觉提示集合图像之间的差异，若该差异低于预设阈值，则证明该固持区域存在生物样本。

在一些具体实例中，在配置阶段、载体上不含任何生物样本时，处理器会经配置以撷取已储存的视觉提示集合图像。在一些具体实例中，视觉提示位于或邻近载体上的固持区域中。在一些具体实例中，当视觉提示以预设形状或于预设位置存在，则所述视觉提示被识别。在一些具体实例中，视觉提示包含多个视觉记号的预设配置。

在一些具体实例中，所述装置包括一壳体。装置的元件皆封装于所述壳体内。壳体外观尺寸小于27000立方公分。在一些具体实例中，设备还包含了封装于壳体内部的显示器。处理器经配置在得出最终结果后于显示器上显示出该判定的最终结果。在一些具体实例中，显示器经配置基于验证的结果显示通知。在一些具体实例中，所述通知包括一个信号或标志，显示尚未提供生物样本。在一些具体实例中，所述处理器进一步经配置以利用该组分析处理常式判定该生物样本的生物化学性质。

在另一实例方面，一用于测试生物样本的装置包括一接收机构，以接收一载体，所述载体经配置以携载所述生物样本或已暴露所述生物样本。所述装置包括一相机模组，所述相机模组经配置以撷取固持区域的多个图像。所述装置亦包括一处理器，所述处理器经配置以基于固持区域的多个图像利用相机模组进行适应性地选择一分析演算法，所述分析演算法适用于受测生物样本的移动特性，并对经撷取多个图像执行一组和所选择的分析演算法相对应的分析处理常式，以取得所述生物样本的相关分析结果。

在一些具体实例中，所述移动特性基本维持实质静态或实质动态。在一些具体实例中，所述处理器将根据以下步骤适应性地选择分析演算法，所述步骤包括判定多个图像中第一图像和第二图像间的变化量，并根据判定出的变化量小于或大于阈值来选取静态演算法或动态演算法。在一些具体实例中，所述变化量是根据生物样本中可检测标的物的移动变化率来判定。

在一些具体实例中，处理器将根据以下步骤进行适应性地选取分析演算法，所述步骤包括：判定多个图像中第一图像和第二图像间的变化量，并将判定出的变化量和阈值做比较，并根据判定出的变化量与阈值的比较结果，以选取适合用于移动特性的分析演算法。在一些具体实例中，分析演算法是静态演算法或动态演算法。在一些具体实例中，阈值是生物样本是否为实质静态或动态的特征。在一些具体实例中，处理器经配置以利用分析演算法判定生物样本的移动性(motility)。在一些具体实例中，当被判定出的变化量小于阈值时，所选择的演算法为静态演算法。在一些具体实例中，当被判定出的变化量不小于阈值时，所选取的演算法为动态演算法。

在一些具体实例中，处理器经配置利用动态演算法来判定生物样本的轨迹。在一些具体实例中，第一及第二图像的获取，两者在时序上必须至少相隔一段预设的时间。在一些具体实例中，该预设时间的范围在0.04秒至10秒之间。在一些具体实例中，对于依序给定数量的图像获取，第一图像及第二图像两者分开获取。在一些具体实例中，所述依序给定数量的图像获取的范围从2张至600张图像。在一些具体实例中，所述设备还包括一壳体，其中所述接收机构、所述相机模组及所述处理器皆封装于所述壳体内，壳体外观尺寸小于27000立方公分。

在另一实例中，用于测试生物样本的装置包括：一接收机构，以接收载体，所述载体包括固持区域，所述固持区域经配置以携带所述生物样本或已暴露于所述生物样本。所述装置包括一相机模组，其经配置以撷取固持区域的多个图像，包括第一图像及第二图像，及一可操作以调整载体与相机的相对位置的定位机构。所述装置亦包括一处理器，所述处理器经配置以利用所述相机模组以识别第一图像的一边缘，使定位机构调整载体和相机的相对位置使得当相机获取第二图像，第二图像的一边缘与第一图像的经识别边缘相邻或对其并对第一及第二图像所组合的图像执行一组分析处理常式以判定生物样本的一或多个特性。

在一些具体实例中，定位机构调整载体与相机的相对位置的方式为，当从相机观看时，多个图像由相机以顺时针或逆时针方向依序获取。在一些具体实例中，定位机构判定载体与相机的相对位置是根据相机检测到的多个标记。在一些具体实例中，定位机构调整载体与相机的相对位置的方式为：从相机观察时，相机依循序扫描的顺序获取多个图像。所述处理器尚可经配置以组合第一和第二图像而形成组合的图像。在一些具体实例中，对于组合图像的分析处理常式，不包括第一和第二图像的重叠部分。在一些具体实例中，所述生物样品的一或多个特性包括了细胞数。

在一些具体实例中，第一图像的边缘为第一图像的底边，第二图像的边缘则在第二图像的顶边。在一些具体实例中，第一图像的边缘是在于第一图像的顶边，第二图像的边缘则在第二图像的底边。在一些具体实例中，第一图像的边缘是第一图像的左侧，第二图像的边缘则在第二图像的右侧。在一些具体实例中，第一图像的边缘是在第一图像的右侧，第二图像的边缘则在第二图像的左侧。

在一些具体实例中，为调整载体与相机的相对位置，定位机构将载体调整至下个位置，以利相机获取后续图像。在一些具体实例中，为调整载体与相机的相对位置，定位机构将相机调整至下个位置，以利相机获取后续图像。在一些具体实例中，在相机获取第一图像后，处理器会自动调整载体与相机的相对位置。

在一些具体实例中，定位机构经配置以自动调节相机至多个固定位置。在一些具体实例中，定位机构包括一多轴移动平台，所述多轴移动平台经配置以将载体或相机调整至多个位置。在一些具体实例中，所述多轴移动平台经配置以能手动调节载体位置。在一些具体实例中，多轴移动平台经配置以能自动调节载体位置。在一些具体实例中，所述设备进一步包括一壳体。所述接收机构、所述相机模组及所述处理器皆封装于所述壳体内，所述壳体外观尺寸于27000立方公分。

在另一实例中，用于测试生物样本的装置包含：一接收机构，以接收一载体，其中所述载体包括一固持区域，所述固持区域经配置以携载所述生物样本或已暴露所述生物样本。所述装置包括一相机模组，所述相机模组经配置以撷取固持区域的集合图像。所述相机模组包括一可操作(operable)聚焦马达以调整相机的焦点。所述装置包括一处理器，所述处理器经配置以利用相机模组根据聚焦马达的操作来判定固持区域的体积特性并对至少一部分经撷取的固持区域图像执行分析处理常式，以判定所述生物样本的一或多个特性。所述生物样品的一或多个特性由处理器根据所判定的固持区域体积性质进行调整。

在一些具体实例中，处理器经配置以通过操作聚焦马达以聚焦在固持区域的不同位置上，以判定固持区域的体积特性。在一些具体实例中，处理器经配置以在判定固持区域的体积特性时同步估算固持区域的深度。在一些具体实例中，处理器经配置以执行计算，以将预估的固持区域深度转换成固区域的体积特性。

在一些具体实例中，处理器经配置以判定固持区域的体积特性，是藉由使相机聚焦在一外罩或固持区域的其中一个上以形成第一焦点、测量第一焦点的第一深度、使相机聚焦在外罩或固持区域的另一个上以形成第二焦点，并测量第二焦点的第二深度。在一些具体实例中，外罩及固持区域的每一个都包括有视觉记号，供相机对焦。在一些具体实例中，外罩底面亦标有视觉记号。在一些具体实例中，视觉记号置于固持区域的表面上，所述固持区域的表面与所述生物样本接触或已暴露于所述生物样本。所述视觉记号可做成显微级大小(microscopic in size)。

在一些具体实例中，第一及第二深度是根据聚焦马达的操作进行测量。可根据从预设起点到达第一焦点及第二焦点时聚焦马达运作的步数(how many steps)，以测量第一深度和第二深度。在一些具体实例中，预设了可用于焦点调整的总行程 (travel)，并可用总步数对应于可用于焦点调整的总行程。在一些具体实例中，聚焦马达元件包括了一音圈马达、一陶瓷压电致动机以及一单眼相机聚焦机构或显微镜的伺服马达机构。在一些具体实例中，生物样本的一或多个特性亦包含生物样品的浓度。在一些具体实例中，所述生物样本为精液。

在一些具体实例中，在配置阶段，固持区域的体积特性被判定。在一些具体实例中，于正常使用过程中，对所述生物样本的分析处理常式被执行。在一些具体实例中，所述装置进一步包含一壳体，所述接受机构、所述相机模组及所述处理器皆封装于所述壳体内，壳体外观尺寸小于27000立方公分。

本领域技术人员将显而易见，在不脱离本发明的范畴或精神的情况下可对本发明的结构进行各种修改及变化。鉴于前述内容，意欲本发明涵盖本发明的修改以及变化，只要其属于前述权利要求书以及其等效内容的范畴。