一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统及方法与流程

本发明涉及免疫层析试条定量测试技术领域，特别是一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统及方法。

背景技术：

免疫层析测定法由于符合现代医学倡导的“床边检测”的发展潮流，具有特异性强，操作方法简单、效率高、无需专业人士指导，灵敏度高等特点而成为最常用的一种侧流免疫层析快速检测方法。近几年免疫层析试条测定技术发展迅速，应用范围日益扩大，几乎涵盖了免疫学诊断检测的所有方面，但其只能提供定性结果，难以满足市场需求，因而出现了多种针对免疫层析试条的定量检测方法。

在众多方法之中，基于图像的试条定量检测方法受到的关注最多，引发了科研院所和企业的研究热潮。试条图像的采集一般通过专门的ccd或coms图像传感器，然后使用个人计算机或者昂贵的处理器进行下一步的处理，得到的结果也没有进行下一步的利用，设备也缺少便携性和实用性，功能单一。

目前，手机已经成为人们的生活必需品，可以通过手机摄像功能直接获取试条图像信息，利用手机强大的处理能力进行试条图像的处理。另一方面，网上医疗合作越来越广被大众接受，患者和医生可通过互联网进行交流而无需实地就诊，这在一定程度缓解了“看病难”的问题，方便了偏远地区的居民及时获得医疗建议和指导，所以可以利用手机的通讯功能，实现检测结果的及时交流与数据共享。但手机成像的稳定性和图像处理算法间的配合仍是难点，因此本发明提出了一种通用的基于手机的免疫层析试条定量检测系统。

技术实现要素：

发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统及方法，不仅有利于提高手机成像清晰度和稳定度，而且能适用于每一部智能手机，根据得到的试条图像即可计算出浓度值。用户可以将检测结果上传并通知亲属和医护人员，在医护人员诊断结束后，用户和亲属还可以下载和阅读医护人员给出的医疗建议和指导，本发明易于操作，适用范围广，使用效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统，包括：手机、弹性固定夹、滑动导轨、黑盒子和试条；所述弹性固定夹与所述手机相连用于根据手机的宽度和摄像头的位置进行移动；所述滑动导轨与所述弹性固定夹固定连接；所述黑盒子可滑动地放置在所述滑动导轨上；所述手机包括摄像头和应用模块，所述应用模块包括对所述试条进行图像拍摄的图像拍摄单元、对拍摄的图像进行处理的图像处理单元、对图像处理结果进行浓度值计算的浓度值计算单元、将浓度值进行发送的检测结果上传单元和医疗指导意见下载单元；所述试条可调节地固定在所述黑盒子内顶部；所述黑盒子底部设有一光圈；所述应用模块进行图像拍摄时，所述摄像头、光圈和试条的检测窗口处于同一直线。

优选的，所述黑盒子为铁质材料。

优选的，所述黑盒子内顶部设有一侧面开口的插槽以供所述试条插入，所述插槽底部设有开口。

优选的，所述定量检测系统还包括一磁性试条固定块；所述磁性试条固定块放置在试条底部用于将所述试条固定到所述铁质黑盒子。

优选的，所述手机还包括一凸面镜；所述凸面镜紧贴所述摄像头用于手机对焦。

优选的，所述黑盒子内底部上方放置有两绿光led灯。

优选的，所述两绿光led灯上方分别放置有散光片。

本发明所述应用模块主要实现图像拍摄、图像处理、浓度值计算和检测结果上传与医疗指导意见下载功能，包括图像拍摄单元、图像处理单元、浓度值计算单元、检测结果上传单元和医疗指导意见下载单元。

所述图像拍摄单元可以分析当前成像质量优劣，当成像符合可处理的规定时，提示用户可以拍摄；若不满足处理要求，无法拍摄图像。

所述图像处理单元包括图像灰度化、降噪去模糊、提取检测窗口以及提取检测线和质控线。

所述图像灰度化包括将拍摄好的试条图像进行灰度化处理，使每一个像素点的值在0到255的区间内。

所述降噪去模糊包括针对试条图像特点使用加权均值滤波和中值滤波去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声。

所述提取检测窗口包括：首先使用边缘检测算子确定大致的检测窗口边缘；再对特定区域的像素灰度进行累加计算，获得检测窗口的边界坐标，根据边界坐标从图像中提取出检测窗口。

所述提取检测线和质控线包括针对检测窗口和试条图像特点，使用自适应阈值的模糊跳变细胞神经网络算法，提取出试条的检测线和质控线。

所述浓度值计算单元根据朗伯比尔定律，将检测线和质控线信息进行量化，通过量化后的特征值与浓度的工作曲线得出待测试条的浓度情况。

所述检测结果上传单元和医疗指导意见下载单元能实现医患间的消息互联和数据库资源共享。患者在注册账户后可将其检测信息上传至数据库，方便医护人员和亲属了解患者情况。医护人员在针对病患检测结果作出医疗诊断后，将医疗指导意见和详细的检测报告上传至数据库。之后病患和亲属均会收到来自于应用模块的信息推送，通知其及时下载医疗指导意见和检测报告，以便进行下一步的诊治。

一种基于手机的免疫层析试条定量检测方法，包括：

步骤a，开启手机摄像头，将弹性固定夹固定于手机外壳，左右移动弹性固定夹使得摄像头与黑盒子的光圈位于同一铅锤面；将黑盒子沿着滑动导轨滑动直至黑盒子的光圈对准摄像头，用螺钉将其固定；接着插入检测试条，滑动试条使其检测窗口正对摄像头，利用磁性试条固定块将试条固定在黑盒子中避免晃动；开启两盏绿光led灯，调节亮度直至灯光柔和均匀分布在检测窗口；

步骤b，手机应用模块接收启动请求，如果对焦失败，则在手机屏幕右上角显示“对焦失败，请重新对焦”；如果对焦成功，检测窗口成像清晰，则在手机屏幕右上角显示“现在可以进行拍摄”，接收到拍摄请求后，进行拍摄到清晰的待处理图像；

步骤c，接收到确定请求后，手机应用模块进行图像处理单元和浓度值计算，包括：将拍摄的待处理图像作为输入进行灰度化；使用加权均值滤波和中值滤波进行图像的降噪；使用边缘检测算子和特定区域像素灰度累加计算的策略提取检测窗口；使用自适应阈值的模糊跳变细胞神经网络算法提取出检测线和质控线；将检测线和质控线信息进行量化，通过量化后的特征值与浓度的工作曲线得出待测试条的浓度情况；

步骤d，手机应用模块在跳转页面显示待测试条的当前浓度，并接收自查报告请求、上传检测结果给亲属请求和上传检测结果给医生请求；

步骤f，手机应用模块接收医生反馈的医疗诊断结果和医疗指导意见，通知检测结果上传者下载医疗诊断结果和医疗指导意见。

本发明的有益效果是：

(1)能够保证定量检测的准确性和有效性；

(2)能够方便偏远地区患者就医，实现远程医疗，优化医疗配置；

(3)减轻医生工作量，通过软件自动得出浓度，无需人工化验；

(4)降低医疗成本。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统及方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明系统的黑盒子内部结构示意图；

图3是本发明的手机应用模块页面图1；

图4是本发明的手机应用模块页面图2；

图5是本发明的工作流程图。

具体实施方式

本发明一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统，包括图像采集硬件装置和手机应用模块，所述手机为智能手机，包括有摄像头和凸面镜，并且能通过软件编程实现手机应用模块的功能。

参见图1和图2所示，所述图像采集硬件装置包括手机101、弹性固定夹102、滑动导轨103和黑盒子104。所述滑动导轨103与弹性固定夹102固定连接；所述弹性固定夹102可根据手机101的宽度和摄像头的位置进行移动；所述黑盒子104可在滑动导轨103来回滑动直至黑盒子的光圈205对准手机101的摄像头位置。紧贴着手机101摄像头的是一片凸面镜206，用于手机101聚焦。

所述图像采集硬件装置还包括磁性试条固定块201、常规试条202、散光片203和绿光led灯204。所述黑盒子104为铁质材料，其内顶部设有一侧面开口的插槽以供所述试条202插入，所述插槽底部设有开口使所述试条202插入时其检测窗口不被遮挡。所述磁性试条固定块201放置在所述试条202的底部，由于黑盒子104为铁质材料，所述磁性试条固定块201可以将试条202固定于黑盒子内顶部，避免其晃动。所述绿光led灯204包括两个，其放置在所述黑盒子104内底部上方，可依据外部环境来调节灯光亮度(led灯由贴附在后面纽扣电池供电)。所述散光片203包括两个，分别放置在两绿光led灯204上方，两个对称的散光片203使得灯光能够均匀地分布在试条202上。因不同的手机摄像头的位置有所差异，可调节插入试条202的深度，在导轨103上移动黑盒子104，使得摄像头、光圈和试条检测窗口处于同一直线,该图像采集硬件装置能得到清晰分辨率高的图像。

所述手机应用模块包括图像拍摄单元、图像处理单元、浓度值计算单元、检测结果上传单元和医疗指导意见下载单元。

所述图像拍摄单元可以分析当前成像质量优劣，当成像符合可处理的规定时，提示用户可以拍摄；若不满足处理要求，无法拍摄图像。

所述图像处理单元包括图像灰度化、降噪去模糊、提取检测窗口以及提取检测线和质控线。

所述图像灰度化包括将拍摄好的试条图像进行灰度化处理，使每一个像素点的值在0到255的区间内。

所述降噪去模糊包括针对试条图像特点使用加权均值滤波和中值滤波去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声。

所述提取检测窗口包括：首先使用边缘检测算子确定大致的检测窗口边缘；再对特定区域的像素灰度进行累加计算，获得检测窗口的边界坐标，根据边界坐标从图像中提取出检测窗口。

所述提取检测线和质控线包括针对检测窗口和试条图像特点，使用自适应阈值的模糊跳变细胞神经网络算法，提取出试条的检测线和质控线。

所述浓度值计算单元根据朗伯比尔定律，将检测线和质控线信息进行量化，通过量化后的特征值与浓度的工作曲线得出待测试条的浓度情况。

所述检测结果上传单元和医疗指导意见下载单元能实现医患间的消息互联和数据库资源共享。患者在注册账户后可将其检测信息上传至数据库，方便医护人员和亲属了解患者情况。医护人员在针对病患检测结果作出医疗诊断后，将医疗指导意见和详细的检测报告上传至数据库。之后病患和亲属均会收到来自于应用模块的信息推送，通知其及时下载医疗指导意见和检测报告，以便进行下一步的诊治。

如图3所示为本发明的手机应用模块页面图1，当出现现在可以拍摄的提示303时，点击确定302，应用模块开始识别图像进行图像处理，计算浓度值；若要放弃此次拍摄可以点击取消301再次调整。

如图4所示为本发明的手机应用模块页面图2，在应用模块右上方显示当前浓度401，患者可点击自查报告402，此应用模块自动连接至医院数据库中，可根据浓度查到与自己相关症状的诊断报告，极大方便患者了解病情，无需排队等待，对于长期患有同种疾病的患者，例如糖尿病患者，无需去医院挂号得知病情是否好转，只需在家利用本发明即可得知浓度，经过对比了解自身情况；另一方面，如果自身无法准确分析病情，或者有阅读障碍的人士，可以选择发送至医生404或发送至亲属403，医生根据医疗经验和医院数据库信息分析患者病情，并且可以给出相关建议，让患者服用药品和注意饮食摄入。极大方便了偏远山区的居民就医，优化医疗配置。

如图5所示，一种基于手机的免疫层析试条定量检测方法，包括如下步骤：

开启手机摄像头，将弹力固定夹固定于手机外壳，左右移动弹力固定夹使得摄像头与黑盒子的光圈位于同一铅锤面；让黑盒子沿着滑动导轨滑动直至黑盒子的光圈对准摄像头，用螺钉将其固定在滑动导轨上避免晃动；接着插入检测试条，滑动试条使检测窗口正对摄像头，利用磁性试条固定块(如磁铁)将层析试条固定于黑盒子中避免晃动，最后摄像头、光圈与检测窗口应成一直线；开启两盏led灯，调节亮度直至灯光柔和均匀分布于检测窗口；

打开手机应用模块，如果对焦失败，则在手机屏幕右上角出现“对焦失败，请重新对焦”字样；成功对焦后，检测窗口成像清晰，手机屏幕右上角出现“现在可以进行拍摄”字样，按下拍摄，即可得到清晰的待处理图像；

点击确定，应用模块开始运行图像处理功能，包括：将拍摄的待处理图像作为输入进行灰度化；使用加权均值滤波和中值滤波进行图像的降噪；使用边缘检测算子和特定区域像素灰度累加计算的策略提取检测窗口；使用自适应阈值的模糊跳变细胞神经网络算法提取出检测线和质控线；将检测线和质控线信息进行量化，通过量化后的特征值与浓度的工作曲线得出待测试条的浓度情况；

手机跳转页面，屏幕的右上方显示当前浓度，中间为自查报告按钮(患者可以根据医院的数据库中不同浓度代表的信息与自己当前浓度进行对比)，也可以选择发送给亲属，医生这两个按钮，对于老年人来说可能他们可能无法准确的理解一些专业名词，可以选择发送给亲属，由其来发送至医生。

医生收到信息推送之后，根据医疗经验和浓度数据库得出检测报告反馈至病人和亲属手中，若有情况，也可以根据数据库中提供的病人号码联系患者。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种基于手机的免疫层析试条定量检测系统及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。