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原文传递用于表征颗粒悬浮液的超声传感器系统

专利名称：	用于表征颗粒悬浮液的超声传感器系统
摘要：	描述了用于表征悬浮在溶液中的多个颗粒的系统和方法。在一些实施例中，可以将超声询问信号发射到包括悬浮在溶液中的多个颗粒的溶液中。可以感测得到的超声频谱并将其提供给溶液的训练统计模型。然后，经训练的统计模型可以确定多个颗粒的一个或多个性质。
专利类型：	发明专利
申请人：	赛多利斯司特蒂姆生物工艺公司
发明人：	萨敏·阿卡巴里;罗伯特·巴尔克;菲利普·安德森;大卫·詹姆斯·波拉德;阿明·甘吉安
专利状态：	有效
申请日期：	2022-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202280025462.1
公开号：	CN117083521A
代理机构：	中原信达知识产权代理有限责任公司
代理人：	张伟峰;夏凯
分类号：	G01N29/032;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/032
申请人地址：	德国格丁根
主权项：	1.一种用于表征悬浮在溶液中的多个颗粒的方法，所述方法包括：获得包括悬浮在所述溶液中的所述多个颗粒的所述溶液的超声频谱；将所述超声频谱提供给所述溶液的经训练的统计模型；以及使用所述经训练的统计模型来确定所述颗粒的一个或多个性质。 2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：输出所述颗粒的所述一个或多个性质。 3.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述超声频谱包括：将超声询问信号发射到包括悬浮在所述溶液中的所述多个颗粒的所述溶液中；以及感测所得到的超声频谱。 4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述经训练的统计模型是经训练的多变量模型。 5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所感测的超声频谱包括来自所述多个颗粒的反向散射超声信号。 6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括：在感测期间搅拌所述溶液。 7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述超声频谱是未处理的超声频谱。 8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述一个或多个性质包括选自颗粒类型、颗粒大小、颗粒大小分布、浓度、组成、硬度和细胞活力的组中的至少一个。 9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个颗粒是悬浮在所述溶液中的多个细胞。 10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：基于所确定的所述一个或多个性质来确定所述多个细胞的活力。 11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，波形由超声发射器发射，所述超声发射器与感测所述超声频谱的超声接收器分离。 12.一种超声传感器系统，包括：超声换能器，所述超声换能器被配置成将超声询问信号发射到溶液中，所述溶液包括悬浮在所述溶液中的多个颗粒，其中所述超声换能器被配置成感测得到的超声频谱；以及处理器，所述处理器可操作地耦合到所述超声换能器，其中所述处理器被配置成从所述超声换能器接收所述超声频谱，并且其中所述处理器被配置成执行以下步骤：将所述超声频谱提供给所述溶液的经训练的统计模型；以及使用所述经训练的统计模型来确定所述颗粒的一个或多个性质。 13.根据权利要求12所述的超声传感器系统，其中，所述经训练的统计模型是经训练的多变量模型。 14.根据权利要求12-13中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述感测的超声频谱包括来自所述多个颗粒的反向散射超声信号。 15.根据权利要求12-14中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括混合器，所述混合器被配置成在所述超声传感器系统的操作期间搅拌所述溶液。 16.根据权利要求12-15中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述超声频谱是未处理的超声频谱。 17.根据权利要求12-16中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述一个或多个性质包括选自颗粒类型、颗粒大小、颗粒大小分布、浓度、组成、硬度及细胞活力的组中的至少一个。 18.根据权利要求12-17中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述多个颗粒是悬浮于所述溶液中的多个细胞。 19.根据权利要求18所述的超声传感器系统，其中，所述处理器被配置成执行基于所确定的所述一个或多个性质来确定所述多个细胞的活力的步骤。 20.根据权利要求12-19中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述超声换能器包括分开的超声发射器和超声接收器。 21.根据权利要求12-20中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括被配置成包含所述溶液的体积。 22.根据权利要求21中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括壳体，并且其中所述体积是所述壳体的内部体积。 23.根据权利要求21-22中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括：包含在所述体积中的所述溶液。 24.一种用于训练统计模型的方法，所述方法包括：获得训练数据，其中所述训练数据包括用于溶液的超声频谱以及与所述超声频谱相关联的颗粒的一个或多个性质，所述溶液包括悬浮在所述溶液中的所述颗粒；使用所述训练数据来生成经训练的统计模型；以及存储所述经训练的统计模型以供后续使用。 25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述经训练的统计模型是经训练的多变量模型。 26.根据权利要求24-25中的任一项所述的方法，其中，所述一个或多个性质包括选自颗粒类型、颗粒大小、颗粒大小分布、浓度、组成、硬度和细胞活力的组中的至少一个。 27.根据权利要求24-26中的任一项所述的方法，其中，所述超声频谱是未处理的超声频谱。 28.一种用于表征悬浮在溶液中的多个颗粒的方法，所述方法包括：获得包括悬浮在所述溶液中的所述多个颗粒的所述溶液的超声频谱；将所述超声频谱提供给第一经训练的统计模型；使用所述第一经训练的统计模型来确定所述溶液中的所述多个颗粒的第一性质；至少部分地基于所述第一性质来选择第二经训练的统计模型；将所述超声频谱提供给所述第二经训练的统计模型；以及使用所述第二经训练的统计模型来确定所述多个颗粒的第二性质。 29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括：输出所述多个颗粒的所述第二性质。 30.根据权利要求28-29中的任一项所述的方法，其中，所述第一性质是所述多个颗粒的浓度。 31.根据权利要求28-30中的任一项所述的方法，其中，所述第二性质是选自颗粒类型、颗粒大小、颗粒大小分布、浓度、组成、硬度和细胞活力中的至少一个。 32.根据权利要求28-31中的任一项所述的方法，其中，所述第一性质不同于所述第二性质。 33.根据权利要求28-31中的任一项所述的方法，其中，所述第一性质与所述第二性质相同。 34.根据权利要求28-33中的任一项所述的方法，其中，获得所述超声频谱包括：将超声询问信号发射到包括悬浮在所述溶液中的所述多个颗粒的所述溶液中；以及感测所得到的超声频谱。 35.根据权利要求28-34中的任一项所述的方法，其中，所述第一经训练的统计模型和所述第二经训练的统计模型是经训练的多变量模型。 36.根据权利要求28-35中的任一项所述的方法，其中，所述超声频谱是未处理的超声频谱。 37.根据权利要求28-36中的任一项所述的方法，其中，所述多个颗粒是悬浮在所述溶液中的多个细胞。 38.根据权利要求28-37中的任一项所述的方法，其中，所感测的超声频谱包括来自所述多个颗粒的反向散射超声信号。 39.根据权利要求28-38中的任一项所述的方法，进一步包括：在感测期间搅拌所述溶液。 40.根据权利要求28-39中的任一项所述的方法，其中，波形由与感测所述超声频谱的超声接收器分离的超声发射器发射。 41.一种超声传感器系统，包括：超声换能器，所述超声换能器被配置成将超声询问信号发射到溶液中，所述溶液包括悬浮在所述溶液中的多个颗粒，其中所述超声换能器被配置成感测得到的超声频谱；以及处理器，所述处理器可操作地耦合到所述超声换能器，其中所述处理器被配置成从所述超声换能器接收所述超声频谱，并且其中所述处理器被配置成执行以下步骤：将所述超声频谱提供给第一经训练的统计模型；使用所述第一经训练的统计模型来确定所述溶液中的所述多个颗粒的第一性质；至少部分地基于所述第一性质来选择第二经训练的统计模型；将所述超声频谱提供给所述第二经训练的统计模型；以及使用所述第二经训练的统计模型来确定所述多个颗粒的第二性质。 42.根据权利要求41所述的超声传感器系统，进一步包括：输出所述多个颗粒的所述第二性质。 43.根据权利要求41-42中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述第一性质是所述多个颗粒的浓度。 44.根据权利要求41-43中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述第二性质包括选自颗粒类型、颗粒大小、颗粒大小分布、浓度、组成、硬度及细胞活力的组的至少一个。 45.根据权利要求41-44中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述第一性质不同于所述第二性质。 46.根据权利要求41-44中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述第一性质与所述第二性质相同。 47.根据权利要求41-46中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述第一经训练统计模型和所述第二经训练统计模型是经训练的多变量模型。 48.根据权利要求41-47中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所感测的超声频谱包括来自所述多个颗粒的反向散射超声信号。 49.根据权利要求41-48中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括混合器，所述混合器被配置成在所述超声传感器系统的操作期间搅拌所述溶液。 50.根据权利要求41-49中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述超声频谱是未处理的超声频谱。 51.根据权利要求41-50中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述多个颗粒是悬浮于所述溶液中的多个细胞。 52.根据权利要求41-51中的任一项所述的超声传感器系统，其中，所述超声换能器包括分开的超声发射器和超声接收器。 53.根据权利要求41-52中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括：被配置成包含所述溶液的体积。 54.根据权利要求41-53中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括壳体，并且其中所述体积是所述壳体的内部体积。 55.根据权利要求54-54中的任一项所述的超声传感器系统，进一步包括：包含在所述体积中的所述溶液。