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CN105026913B - 校准过程和系统 - Google Patents

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CN105026913B
CN105026913B CN201380065436.2A CN201380065436A CN105026913B CN 105026913 B CN105026913 B CN 105026913B CN 201380065436 A CN201380065436 A CN 201380065436A CN 105026913 B CN105026913 B CN 105026913B
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M·韦特
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Abstract

一种用于医学测试机的改良校准方法。所述测试机自动地识别校准物质的包装已被插入其中，并且执行校准序列，以确定用在采用医学测试机执行的未来测试中的校准参数。所述校准包装可以包括可机读指示符，所述包装被用于校准，并且具有所述包装中的校准物质的校准设定点。校准物质可以以冻干状态被储存在所述包装中，并且所述医学测试机可以自动地重组所述冻干物质。

Description

校准过程和系统
相关申请的交叉参照
本申请要求享有于2013年12月9日提交的美国非临时专利申请No.14/100,397的优先权，该非临时专利申请要求享有于2012年12月12日提交的标题为“校准过程和系统”的美国临时申请No.61/736,389的益处，为了所有的目的，其全部公开通过参照被并入本文中，如同全部在这里被阐明。
背景技术
在疾病的诊断和监测中，经常在从患者取样的血液、组织或者其它介质上执行医学测试。这些测试经常在自动测试仪上执行。在典型的情况下，医生要求执行特殊的检测，并且从患者提取样品。样品被送到本地或者异地的化验室，并且检测结果被返回到医生，以便进行审阅并且报告给患者。
为确保正确的诊断和治疗，医学测试机在首次使用之前以及在周期性地使用之后应当被校准。
发明内容
根据一个方面，一种在医学测试机中执行校准的方法包括：自动地检测校准物质的包装已被插入医学测试机内；并且由所述医学测试机利用所述校准物质执行校准序列，以便为所述医学测试机确定校准参数。所述方法进一步包括将所述校准参数存储在电子存储器中，以日后用在由所述医学测试机执行的测试中。在一些实施例中，所述方法进一步包括从校准物质的包装读取校准设定点。在一些实施例中，所述校准物质以冻干的状态被提供，并且所述方法进一步包括在执行校准序列前控制所述医学测试机自动地重组冻干的物质。在一些实施例中，所述医学测试机执行利用洗涤液的液相色谱测试，并且所述洗涤液同样被用于重组所述冻干的物质。所述方法还可以包括：通过抽吸来自小瓶的至少一些被重组的物质，并且将被抽吸的被重组的物质再注入小瓶中，来搅拌被重组的物质。所述医学测试机可以执行高性能液相色谱测试。所述医学测试机可以执行用于测量血液中的HbAlc血色素水平的测试。在一些实施例中，所述方法进一步包括：将所述校准参数与预定条件进行比较，并且如果所述校准参数不满足所述预定条件，则自动地重新运行所述校准。在一些实施例中，所述方法进一步包括：将所述校准参数与预定条件进行比较，并且如果所述校准参数满足所述预定条件，则自动地重新运行所述校准。所述校准可以是两点校准，其中两个校准参数被确定。所述校准参数可以包括斜率和截距。
根据另一方面，一种医学测试机包括用于在从患者取样的介质上执行医学测试的测试系统、介质传送机构、处理器和存储器。所述存储器保存指令，当所述指令被所述处理器执行时，导致所述医学测试机自动地识别校准物质的包装已被插入所述医学测试机内、利用所述校准物质执行校准序列以便为所述医学测试机确定校准参数并且将所述校准参数存储在所述存储器内以便日后用在由所述医学测试机执行的测试中。在一些实施例中，所述医学测试机进一步包括STAT输入，并且所述医学测试机自动地识别所述校准物质的包装已被插入所述STAT输入内。所述医学测试机可以执行高性能液相色谱测试。所述医学测试机可以执行用于测量血液中的HbAlc血色素水平的测试。在一些实施例中，所述医学测试机进一步包括显示器和指令，当指令被所述处理器执行时，进一步导致所述医学测试机在所述显示器上呈现用户界面屏，指示所述校准序列的进展。所述显示器可以是触屏显示器。
根据另一方面，一种用于校准一医学测试机的校准物质的包装，包括：两种物质，至少其中之一为校准物质；以及用于所述物质中的每一种的相应的容器。在使用所述校准包装之前，所述容器在所述物质之间保持分离，并且所述容器被连接。在一些实施例中，所述物质之一是调节流体(conditioning fluid)。所述物质之一可以是冻干状态的校准物质。在一些实施例中，所述校准物质的包装包括两种校准物质和一种调节流体，每种位于相应的容器中。在一些实施例中，所述校准物质的包装进一步包括在所述包装的外部上的可机读指示符，所述包装用于校准所述医学测试机。所述可机读指示符可以是条形码。在一些实施例中，所述校准物质的包装进一步包括在用于所述物质之一的校准设定点的包装的外部上的可机读指示符。所述可机读指示符可以是条形码。在一些实施例中，所述校准物质的包装处于连接到一起的血液采集小瓶的形状。
附图说明
图1示出了根据本发明的实例实施例的医学测试机。
图2更加详细地示出了可用在图1的医学测试机中的小瓶。
图3示出了根据本发明实施例的图1的医学测试机的结构的简化方框图。
图4A示出了根据一种实施例的校准物质的包装。
图4B示出了根据另一种实施例的校准物质的包装。
图5示出了一种实例的用户界面屏。
图6示出了一种实例的用户界面屏，用于提供关于校准序列进展的用户反馈。
图7示出了一种实例的用户界面屏，用于调用与校准序列有关的存储信息。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种用于医学测试机的改良校准过程。
需要持续监测并重复测试的一种状况实例是糖尿病。糖尿病是给予其中患者展示出血糖水平升高的一类情形的名字，这种情形或是因为患者身体不产生足够的新陈代谢调节激素胰岛素，或是因为患者体内的细胞对胰岛素不正确地响应。糖尿病在美国以及世界的其它局部地区日益普遍。
糖尿病的管理经常涉及频繁的血糖测量，并且许多患者利用家用血糖测试设备进行频繁的即时读取其血糖水平。
患者在长时间周期典型地是几个月内的平均血糖水平同样反映在患者血液中的HbAlc血色素水平中。对于HbAlc水平的测试比对于即时血糖水平的测试更复杂，并且能够利用高性能液相色谱(HPLC)在专门的测试机中进行。患者每年可以被测试多次，并且最终测量的HbAlc水平用作关于患者的血糖水平被控制得有多好的量度。
图1示出了根据本发明的实例实施例的医学测试机100。实例的测试机100被构造成用于测试血液样品的HbAlc血色素水平，但是将被理解的是，本发明的原理可应用到为了其它目的而使用或采用其它技术的测试机。含有从患者取样的血液的小瓶101被载入架102内，随后架在输入位置103处被放入测试机100内。小瓶101是用于患者介质的容器实例，但在其它类型的测试中，可以使用其它类型的容器。医学测试机100内的自动测试系统依次从每个小瓶提取一定量的血液，并且为每种样品执行HPLC测试，以确定血液中的HbAlc水平。当测试完架中的所有小瓶时，在输出位置104处将架传送出测试机。可以设置“STAT输入”105，用于开始按顺序的测试。将小瓶放置在STAT输入105中导致待测试小瓶优先于先前在输入位置103处放置的小瓶。
测试结果和其它的信息被显示在显示屏106上。显示屏106可以是任何适当类型的显示器，例如平板液晶显示器(LCD)。显示屏106也可以包括触摸屏，并且充当输入设备，用于接收来自医学测试机100的用户输入。
HPLC本质上使用了某些可消耗物质，例如缓冲液和洗涤液，并且可以在医学测试机100中周期性地替换可消耗物质的袋107。也可以周期性地替换在HPLC中使用的固定介质。
图2更加详细地示出了小瓶101。用带有关于样品信息的可机读标签201标记每个小瓶101。许多不同的标签形式是可能的。实例的标签201包括可以以可人读形式以及可机读形式诸如以条形码203形式显示的患者标识符202。标签201也可以包括编入目录号204。编入目录号可以是数字的、字母的、字母数字的、符号的或者特定的介质样品独有的其它标识符。编入目录号204也可以被编码到条形码203内。
图3示出了根据本发明实施例的医学测试机100的体系结构的简化方框图。处理器301通常控制医学测试机100的操作。处理器301可以是任何适当类型的微处理器、微控制器、数字信号处理器或者其它能够执行所需功能的电路。存储器302可以包括不同类型的存储器，单独地或组合地，并且存储了多种数字信息。例如，存储器302可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、诸如闪存器的可重写非易失存储器、其它类型的存储器，或其任何适当的组合。特别地，存储器302包括大容量存储器303，用于大量信息的非易失存储，例如由医学测试机100完成的测试结果。大容量存储器303可以包括磁盘存储器、光盘存储器、固态存储器、其它类型的存储器，或者其任何适当的组合。
存储器302的一部分优选地保存指令，当指令被处理器301执行时，导致医学测试机100执行它预期的功能。
医学测试机100包括小瓶运送机构304，用于移动患者样品小瓶通过测试系统。小瓶读出器305从小瓶101读取信息。例如，小瓶读出器305可以是读取条形码信息的条形码读出器，诸如来自标签如标签201的患者和编入目录号202和204。在其它的实施例中，不同的机构可以被设置成用于获取关于样品的信息，例如射频识别(RFID)扫描仪、光学字符识别或者另一种适当的机构。在一些实施例中，用户可以人工地输入信息。
提取机构306在处理器301的控制下，自动地依次从每个小瓶提取用于测试的血液，并且将样品传送到高性能液相色谱(HPLC)系统307。通常，液相色谱涉及将少量取样的血液引入液体介质流中，并且将液体介质穿过固定介质。被引入的血液的不同组分由于他们与液体和固定介质之间的不同相互作用而将以不同的速度穿过固定介质。固定介质有时被称为“柱”。过了一会儿，被引入的血液样品的不同组分将在柱内变为分离的，并且被分离的组分将在不同的时间到达柱末端。靠近柱末端的传感器308监视不同组分穿过的迹象。所述迹象可以在颜色、折射率、光谱吸收特性、pH或其它特性上不同。在于2012年11月13日提交的并且标题为“色谱构造界面”的共同未决的美国专利申请No.13/675,022中给出了色谱的简短综述，其全部公开通过参照被并入本文中。
传感器308的输出将数据传递到确定测试结果的处理器301。结果可以被显示在显示屏106上。测试结果被存储在大容量存储器303中，与其它的信息诸如从小瓶标签读取的信息相关联。特别地，特定的测试结果可以被存储，与用于被测试介质的编入目录号相关联，其可以稍后与患者信息相关联。优选被包括在测试信息中的其它类型的信息包括来自测试的原始传感器输出、医学测试机100的最近校准时间和最终得到的校准参数、序列号或者其它关于在测试中使用的可消耗项目的识别信息，以及在测试时适用的任何再测试规则。也可以存储其它类型的信息。例如，特定的测试可以不产生用数字表示的结果，这是由于在特定的测试中与样品或不规则性有关的问题。在这种情况下，测试的成果可以是不存在要报告的数字结果。为了本文公开的目的，术语“成果”涵盖具有或不具有数字结果的测试成果。
尽管在图3中大容量存储器303被描述为处于医学测试机100的内部，但其它的布置是可能的，并且希望附属的权利要求书涵盖了其它的布置。例如，大容量存储器303的一些或全部可以位于医学测试机100的外部，并且通过线缆或无线接口连接到医学测试机100。在一些实施例中，大容量存储器303可以位于不同于医学测试机100的场所，并且通过计算机网络连接到医学测试机100。
为确保正确的结果以及对那些结果的正确解释，重要的是在医学测试机100首次使用之前和使用之后周期性被校准。校准典型地涉及将具有已知特性的一种或多种校准物质呈送给医学测试机100。校准物质可以是实际的测试介质或者模拟实际测试介质的合成物质。校准物质被制备，以产生特定的测试结果，该结果被称为校准物质的赋值。利用测试系统测试校准物质，并且将假定在特定校准物质上进行的测试的原始输出相应于校准物质的赋值。
一个或多个校准参数被确定，所述参数能够被用于调节原始输出，以匹配赋值。参数被存储并且应用到患者介质样品的未来测试中。
实例对于解释说明方法是有帮助的。图4A示出根据一种实例实施例的校准物质包装400。尽管可以使用其它的构型，但实例的包装400被形成，以方便地放置在架内，诸如架102中的一个，并且包括连接在一起的3个小瓶401、402和403。小瓶401-403可以具有标准血液采集小瓶的形状和尺寸，并且是容器的实例，在包装400中的校准物质之间保持分开。小瓶401可以含有调节流体，而小瓶402和403含有两种不同的校准物质。小瓶402含有具有用于HbAlc浓度的第一赋值(在该实例中是31.1mmol/mol)的第一种物质，并且小瓶403含有具有用于HbAlc含量的第二赋值(在该实例中是93.4mmol/mol)的第二种物质。包装400可以以这种方式被标记，该方式使得医学测试机100能够自动地将其识别为校准物质包装。例如，第一条形码404可以编码包装400是校准物质包装的指示，从而当读出器305遇到条形码404时，处理器301立即识别出校准序列将被运行，而不是测试患者介质样品。其它的信息也可以被编码在条形码404内，例如包装400内的校准物质的有效期、批号或者其它信息。
可以以任何可使用的方式将包装400呈送到医学测试机，例如通过将其放置在医学测试机100的输入位置103的架中或STAT输入105中。
在一些实施例中，附加的条形码诸如条形码405和406可以向医学测试机100提供其它信息。例如，条形码405可以编码用于小瓶402中的物质的赋值(在该实例中为31.1mmol/mol)，并且条形码406可以编码来自小瓶403中的物质的赋值(在该实例中是93.4mmol/mol)。这些值也可以被称为设定点，并且可以在制造校准物质时被确定。
图4B示出了根据另一种实例实施例的校准物质的包装410。实例的包装410包括用于保存调节流体和校准物质的小瓶411、412和413。标签414将包装410标识为校准包装，并且包括编码关于包装410的各种信息的条形码415。例如，条形码415可以编码小瓶412和413中的校准物质的赋值、有效期、批号或者其它类型的信息。其它的校准构型也是可能的。
在一些实施例中，当医学测试机100识别到校准序列将被运行时，可以呈现用户界面屏。图5示出一种可被呈现在显示器诸如显示器106上的实例用户界面屏500。医学测试机100的用户可以利用用户界面屏500命令医学测试机继续进行校准序列、取消校准或者采取其它措施。
提取机构306可以在处理器301的控制下能够执行在校准序列中需要的任何混合或者其它必要的处理。例如，提取机构306可以从小瓶401中提取调节流体，以准备运行测试的柱。一种或多种消耗品107可以被分配到小瓶402和403中的任一个或两个内，以调节那些小瓶中的用于校准序列的物质。
医学测试机随后从小瓶402和403提取样品，在它们上面执行测试，并且存储结果。因为在该实例中测试了两种具有不同赋值的不同物质，这是两点校准。将意识到其它的实施例可以使用单个校准物质，或者多于两种的校准物质。
为了该实例的目的，我们假定在小瓶402中的物质上进行的测试导致读数为30.5mmol/mol，并且在小瓶403中的物质上进行的测试导致读数为94.9mmol/mol。这些结果被汇总在下面的表1中。
赋值 实际读数
31.1 30.5
93.4 94.9
表1
假定赋值和实际读数之间的差异是由于医学测试机的误校准，看起来医学测试机100提供了对于具有低HbAlc浓度的物质太低的结果以及对于具有高HbAlc浓度的物质太高的结果。
利用处理器301，医学测试机100能够确定将被应用到未来测试的校准参数，以校正未来测试的结果。对于两点校准，基于实际读数到赋值的线性变换能够确定两种参数。直接确定表1中的实例读取。
赋值＝0.9674*实际读数+1.5946。
在该实例中，两种校准参数是实际读数到赋值的线性转化的斜率(0.9674)和截距(1.5946)。假定该线性变换将提高其它浓度水平的读数的准确度，斜率和截距被存储，并且线性变换被应用到未来测试的结果。例如，在从患者取样的介质的未来测试中，如果医学测试机100最初获得的读数为77.4mmol/mol，则该读数在报告前将根据以下公式被调整：
报告的结果＝0.9674*77.4+1.5946＝76.5mmol/mol
在实际的实施例中测定的斜率和截距将取决于使用的特定测试机、被执行的测试类型以及其它变量。
在一些实施例中，测试机使用的内部测量单位可以不同于测试结果呈现的单位。例如，在HPLC测试HbAlc水平的情况下，医学测试机100可以计算色谱图中的特定峰面积，以测量HbAlc水平，但是以mmol/mol报告测试结果。这种转化可以被反映在校准中。
在下面的表2中示出了用于执行包括单位转化的校准的实例数据。在该实例中，医学测试机内部使用的HbAlc浓度单位是归因于HbAlc峰的色谱图面积，以任意单位表示。
赋值(mmol/mol) 实际读数(任意面积单位)
31.1 3.282
93.4 7.679
表2
直接测定表2中的实例读数，其中
赋值(mmol/mol)＝14.169*实际读数(任意单位)-15.405
因此，导致面积读数为7.4任意单位的未来测试将被报告为：
报告的结果＝14.169*7.4-15.405＝89.4mmol/mol。
可以以这种方式执行其它的单位变换。
在其它的实施例中，可以使用或多或少的校准点。在一点校准中，单个校准参数可以是在报告前被应用到测量结果的简单换算系数或者补偿值。在三点校准中，原始读数和报告读数之间的转换可以是更复杂的，例如二次公式。
在一些实施例中，以冻干方式储存一种或多种校准物质。例如，小瓶402和403中的物质中的一种或两种可以处于冻干方式。在该情况下，在进行测试前通过将液体添加到物质中而重组所述物质。用于重组的液体可以被提供在校准包装中，例如小瓶401中，或者可以使用已存在于医学测试机中的液体。例如，在执行色谱测试的医学测试机100的情况下，在色谱中使用的洗涤液也可以被用于重组冻干的校准物质。
在重组冻干的物质时，可以将液体添加到冻干物质中，并且混合物被搅拌。在一些实施例中，通过利用提取机构306抽吸来自被搅拌的小瓶的一些或所有混合物并且将被抽吸的混合物再注入小瓶内而完成搅拌。抽吸和再注射可以根据需要被执行多次，以确保充分的混合。
在一些情况下，根据实施例的医学测试机可以识别到校准失败，并且可以自动地重复校准。例如，在确定校准参数后，处理器301可以将它们与预定条件进行比较，并且如果所述参数不满足预定条件，则重复校准。在以上的实例中，斜率参数应当始终是大于零的数值。如果校准的结果是斜率参数为负的，则校准很明显是错误的。在这种情况下，预定条件是斜率参数必需是正的。
在其它的实施例中，如果参数落在预期范围之外，则校准可以被重复。例如，如果斜率从其预期数值差别大于预期的百分比，或者如果截距从其预期数值差别大于预期量，则校准可以被重复。预定量将取决于被执行的特定测试、校准参数的数目和类型、用于实际的和预期的测试结果的测量单位，以及其它因子。在一些实施例中，如果斜率从其预期数值差别大于1％、2％、5％、10％、25％或者另一适当量，则测试可以被重复。如果重复校准仍然不产生处于预期范围内的校准参数，则测试机可以发出需要维护的信号。
在一些实施例中，医学测试机提供关于校准进展的用户反馈。图6示出一种用于该目的的实例用户界面屏600。在实例的用户界面屏600中，动画计数器601倒计时在校准序列中剩余的时间。箭头602或阴影特征可以绕计数器601旋转，以指示测试正在进行中。例如，箭头602可以大约每秒钟旋转一次，或者以另一种适当的速度旋转。用户界面屏600的其它区域可以视觉上指示校准的进展。例如，活动可以被高亮显示在显示器中。高亮显示可通过利用颜色、动画或其它适当的图形技术实现。
优选地，根据实施例的测试机存储关于校准序列的信息，用于日后的检索和检查。被存储的信息可以包括为每种校准物质获得的色谱图、为每种校准物质测量的结果、校准参数，诸如在校准中确定的斜率和截距，或其它信息。
图7示出一种实例的用户界面屏700，用于调用存储的与校准序列有关的信息。在用户界面屏700中，用户可以例如通过触摸屏106高亮显示特定的校准物质的测试。在图7中，特定的校准结果701已被高亮显示。另一控制器702可以允许选择与校准相关联的特定校准结果。在实例的屏中，显示了用于被高亮显示的校准样品的表数据703和色谱图704。同样显示了校准参数705。
尽管上面已经描述了本发明的实施例，在上下文中是利用HPLC测试血液中的HbAlc血色素水平的机器，将要理解的是，权利要求书并非被这样限定，并且本发明的原理可以被具体化为在其它的流体、组织或其它患者介质上执行不同测试的其它类型的测试机。将要理解的是，在本文中描述的特征和性能的所有可使用的组合同样视为被公开。例如，具体化本发明的医学测试机可以包括以上描述的兼容特征和性能中的任何一个、任何组合或全部。
为了清楚和理解的目的，现在已经详细描述了本发明。然而，将被预期的是，可以在附属的权利要求书的范围内实践某些改变和修改。

Claims (17)

1.一种在医学测试机中执行校准的方法，所述方法包括：
自动地检测校准物质的包装已被插入所述医学测试机内；
由所述医学测试机利用所述校准物质执行校准序列，以确定用于所述医学测试机的校准参数；并且
将所述校准参数存储在电子存储器中，以便日后用在由所述医学测试机执行的测试中；
其中，所述校准物质以冻干状态被提供，所述方法进一步包括控制所述医学测试机以便在执行所述校准序列前自动地重组冻干物质。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述校准物质的包装读取校准设定点。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述医学测试机执行利用洗涤液的液相色谱测试，并且其中所述洗涤液同样被用于重组所述冻干物质。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过抽吸来自小瓶的至少一些被重组的物质并且将被抽吸的被重组的物质再注入小瓶内来搅拌被重组的物质。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述医学测试机执行高性能液相色谱测试。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述医学测试机执行用于测量血液中的HbAlc血色素水平的测试。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将所述校准参数与预定条件进行比较；并且
如果所述校准参数不满足所述预定条件，则自动地重新运行所述校准。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将所述校准参数与预定条件进行比较；并且
如果所述校准参数满足所述预定条件，则自动地重新运行所述校准。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准是两点校准，并且其中两种校准参数被确定。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述校准参数包括斜率和截距。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述包装保存两种物质，至少其中之一是校准物质，并且所述包装包括用于每种物质的相应容器，在使用所述校准包装前所述容器在所述物质之间保持分离，其中，所述包装是从所述医学测试机之外接收的。
12.一种医学测试机，包括：
测试系统，用于在从患者取样的介质上执行医学测试；
介质传送机构；
处理器；以及
存储器，所述存储器保存指令，当所述指令被所述处理器执行时导致所述医学测试机：
自动地识别校准物质的包装已被插入所述医学测试机内，其中，所述包装保存两种物质，至少其中之一是处于冻干状态中的校准物质，并且所述包装包括用于每种物质的相应容器，在使用所述校准包装前所述容器在所述物质之间保持分离，其中，所述包装是从所述医学测试机之外接收的；
自动地重组冻干的校准物质；
在重组冻干的校准物质之后，利用所述校准物质执行校准序列，以便为所述医学测试机确定校准参数；以及
将所述校准参数存储在所述存储器中，以便日后用在由所述医学测试机执行的测试中。
13.根据权利要求12所述的医学测试机，进一步包括STAT输入，其中所述医学测试机自动地识别所述校准物质的包装已插入所述STAT输入中。
14.根据权利要求12所述的医学测试机，其中所述医学测试机执行高性能液相色谱测试。
15.根据权利要求12所述的医学测试机，其中所述医学测试机执行用于测量血液中的HbAlc血色素水平的测试。
16.根据权利要求12所述的医学测试机，进一步包括显示器，并且其中所述指令当被所述处理器执行时进一步导致所述医学测试机在所述显示器上呈现用户界面屏从而指示所述校准序列的进展。
17.根据权利要求16所述的医学测试机，其中所述显示器是触摸屏显示器。
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