生物检测识别系统和方法与流程

1.本技术涉及生物检测设备技术领域，具体涉及一种生物检测识别系统和方法。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.目前，现有技术中尚未有生物检测的标准化识别方法，现有技术一般都是人工肉眼识别生物检测结果，然后根据检测规则来判断检测结果；人工识别生物检测结果的缺点是具有一定的学习成本，受检测员的主观影响较大，导致生物检测的判断结果不一致。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于解决现有生物样品的检测需要人工识别的技术问题。
5.本技术的第一方面提供的生物检测识别系统，生物检测识别系统包括：试剂检测单元，用于接收生物样品并与生物样品反应；探测器，探测器设置于与试剂检测单元对应的位置，用于检测生物样品与试剂检测单元的反应数据；通信单元，通信单元设置为与探测器电连接，用于将反应数据转化为通信数据；服务器，服务器与通信单元电连接，用于接收和分析通信单元发送的通信数据，并识别生物样品的生物信息。
6.在一些实施例中，探测器包括多维度检测单元，探测器通过多维度检测单元检测生物样品与试剂检测单元的多组反应数据。
7.在一些实施例中，服务器包括数据标注单元和机器学习单元，数据标注单元用于对多组通信数据进行标注，机器学习单元用于对标注后的多组通信数据进行分类分析识别。
8.在一些实施例中，生物检测识别系统包括检测终端，检测终端包括壳体和试剂检测棒，试剂检测单元设置于试剂检测棒，壳体的内部设置有容纳试剂检测棒的容纳槽，探测器和通信单元均设置于壳体。
9.在一些实施例中，生物检测识别系统还包括设置于壳体的显示单元，显示单元与服务器通信连接，用于显示服务器识别的生物样品的生物信息。
10.在一些实施例中，试剂检测单元包括抗原检测单元、幽门螺旋菌检测单元、核酸检测单元、汗液检测单元以及唾液检测单元中的至少一种。
11.本技术的第二方面提供的生物检测识别方法，生物检测识别方法包括：探测器获取生物样品与试剂检测单元的反应数据并发送至通信单元；通信单元转化反应数据为通信数据并发送至服务器；服务器接收和分析通信数据后识别生物样品的生物信息。
12.在一些实施例中，获取生物样品与试剂检测单元的反应数据并发送至通信单元包括：探测器获取生物样品与试剂检测单元的多组反应数据，多组反应数据包括抗原检测数据、幽门螺旋菌检测数据和核酸检测数据。
13.在一些实施例中，接收和分析通信数据后识别生物样品的生物信息包括：标注并分类多组通信数据；通过多组分析识别模型对多组通信数据进行分类分析识别。
14.在一些实施例中，服务器接收和分析所述通信数据后识别所述生物样品的生物信息包括：服务器将识别到的生物样品的生物信息发送至检测终端并显示在显示单元处。
15.本技术的技术方案有以下优点：
16.根据本技术提出的生物检测识别系统，通过将生物样品的检测数据发送至服务器，并通过服务器分析和识别生物样品的生物信息，以此提高生物检测识别系统对生物样品的检测识别效率和准确性。
17.本技术提出的生物检测识别系统基于数据采集、传感技术和机器学习技术，对生物样品的检测结果进行多方位采集，多维度综合识别，具有操作简单、识别判断一致性高、可扩展性强等优点。
附图说明
18.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
19.图1为本技术的一个实施例的生物检测识别系统的结构框图；
20.图2为本技术的一个实施例的检测终端的结构示意图；
21.图3为图2所示检测终端的第一拆分结构示意图；
22.图4为图2所示检测终端的第二拆分结构示意图；
23.图5为本技术的一个实施例的生物检测识别方法的流程图。
24.其中，100、生物检测识别系统；10、检测终端；11、检测棒；12、容纳壳；13、盖体。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本发明虽然通过抗原检测、幽门螺旋菌检测和核酸检测来阐述生物检测识别系统的具体结构和技术效果，但是，抗原检测、幽门螺旋菌检测和核酸检测只是本发明的优选实施例，并不是对本发明生物检测识别系统的应用范围的限制，例如，本发明的生物检测识别系统还可以用于检测其他生物信息如唾液信息等，这种调整属于本发明生物检测识别系统的应用范围。
26.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
27.此外，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
28.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理
解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“侧”、“顶”、“外”、“周边”、“底”、“内”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。机构可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
30.如图1至图4所示，本技术的第一方面提供了一种生物检测识别系统100，生物检测识别系统100包括试剂检测单元、探测器、通信单元和服务器，试剂检测单元用于接收生物样品并与生物样品反应，探测器设置于与试剂检测单元对应的位置，用于检测生物样品与试剂检测单元的反应数据，通信单元设置为与探测器电连接，用于将反应数据转化为通信数据，服务器与通信单元电连接，用于接收和分析通信单元发送的通信数据，并识别生物样品的生物信息。
31.根据本技术提出的生物检测识别系统100，通过将生物样品的检测数据发送至服务器，并通过服务器分析和识别生物样品的生物信息，以此提高生物检测识别系统100对生物样品的检测识别效率和准确性。
32.试剂检测单元包括反应试剂，反应试剂可以优选地包括一些(或优选地全部)化学组件，可能需要它们以溶解、提取和/或稳定一些特定生物组件，从而协助、便于和/或支持正确地标定这些生物样品。反应试剂可以优选地在试剂检测单元内提供。在根据本发明的一些优选实施方案中，反应试剂可以存储在试剂检测单元内部的小室或容器内或者涂覆在侧向流式条上。在一些情况下，可以由用户和/或医疗人员手工地添加一种或多种特定反应试剂。
33.在一些实施例中，探测器包括多维度检测单元，探测器通过多维度检测单元检测生物样品与试剂检测单元的多组反应数据。
34.在本实施例中，探测器优选地可以是光(例如依靠荧光或比色法)或者电的(例如依靠阻抗效应)。优选地，多种不同的检测技术可以在生物检测识别系统100中使用(其可以在功能上、在所进行的发现中和/或在检测区域内改动)，例如下述中的一种或多种：侧向流式条检测技术、纳米和/或微米细胞计数检测技术、阻抗探测器检测技术、介电电泳检测技术、微pcr检测技术和/或电肽探测器技术。探测器优选地接收优选地通过数据获取组件传输的信号，从而如在下文中更详细地描述的传送给服务器。(在本发明的一些替代实施例中，光纤输出或二极管探测器可以在生物检测识别系统内用作激励和/或光探测器，替代生物检测识别系统的探测器或者作为附加。然而，优选地，将探测器提供作为检测设备的一部分。)
35.根据本技术的一些实施例，试剂检测单元包括荧光检测区域和识别区域，探测器包括荧光检测模块和识别模块，荧光检测模块负责读取试剂检测单元的荧光检测区域，识
别模块负责读取试剂检测单元的识别区域，荧光检测区域有第一油墨，荧光检测区域接收荧光检测模块发出的光线，呈现荧光状态。
36.第一油墨在紫外光10-400nm或红外光750nm-1mm下被激发呈现荧光状态，荧光检测模块包括光学单元、信号采集单元及计算单元，其中，光学单元发射出紫外光10-400nm或红外光750nm-1mm，信号采集单元获取荧光检测区域被激发后的荧光信号，计算单元接收到荧光信号后进行判读。
37.识别区域内还印刷有第二油墨，第一油墨与第二油墨混合，或者第一油墨覆盖于第二油墨上方，第一油墨包括荧光油墨，第二油墨包括普通有色油墨，第一油墨在荧光检测区域被印刷呈预设的识别图案。
38.在本技术的其他实施例中，探测器还包括图像获取模块和图像识别模块，图像获取模块用于获取试剂检测单元中至少一个试剂槽以及至少一个试剂卡的图像，图像识别模块用于识别试剂槽图像及获取参考标记在试剂槽图像中参考位置信息并识别试剂槽图像上的二维码以获取对应试剂槽信息。
39.在一些实施例中，服务器包括数据标注单元和机器学习单元，数据标注单元用于对多组通信数据进行标注，机器学习单元用于对标注后的多组通信数据进行分类分析识别。
40.在本实施例中，机器学习单元包括存储模块、计算模块和检测模块，存储模块用于预存与试剂检测单元对应的试剂信息，以测试新型冠状病毒肺炎的试剂信息为例，试剂信息包括检测区中的c线和t线，c线即质控线，能够表明试剂是否有效，t线即检测线，能够表明试剂盒的检测结果。当测出一条杠时，需要依据具体杠的类型进行判断，若一条杠是c线，而没有t线时，则代表测试阴性，若一条杠为t线，而没有c线时，则代表本次测试无效，需要再行测试。
41.试剂信息还包括检测区中c线和t线相对于试剂检测单元的参考标记位置信息，计算模块包括云端计算模式和边缘计算模式，计算模块用于根据参考标记的参考位置信息及剂检测单元的c线及t线相对于参考标记的位置信息计算剂检测单元图像中c线及t线的位置，检测模块用于根据计算的c线和t线位置获取相应图像后进行检测。
42.图像获取模块获取包含至少一试剂卡槽和试剂卡的图像，试剂卡包括一参考标记、一二维码及一检测区；存储模块预存与二维码对应的试剂卡信息，试剂卡信息包括检测区中c线和t线相对于试剂卡的参考标记的位置信息；图像识别模块包括一参考识别单元及一二维码识别单元；参考识别单元用于识别试剂卡图像并获取参考标记在识别试剂卡图像中的参考位置信息；二维码识别单元用于识别所相应试剂卡图像上二维码并获取与二维码对应的试剂卡信息；计算模块用于根据参考识别单元获取的参考标记在所识别的试剂卡图像上的参考位置信息及对应的试剂卡信息中获取与所识别的二维码相对应的试剂卡的c线及t线相对于试剂卡的参考标记的位置信息来计算出所识别的试剂卡图像中c线及t线的位置；及检测模块用于根据计算模块计算的c线和t线在所识别的试剂卡图像上的位置获取相应的图像数据后进行分析检测。
43.存储模块中所预存的试剂卡信息还包括二维码方向信息，计算模块根据维码识别单元识别试剂卡上二维码的方向与预存的相应试剂卡的二维码设置方向是否相同来确定试剂卡是否反置。
44.在一些实施例中，生物检测识别系统100包括检测终端10，检测终端10包括壳体和试剂检测棒11，试剂检测单元设置于试剂检测棒11，壳体的内部设置有容纳试剂检测棒11的容纳槽，探测器和通信单元均设置于壳体。
45.在本实施例中，检测终端10优选地是联网电子设备，并装备有通信系统以提供连接性和/或通信(例如网络连接、gsm、卫星连接、互联网)性能，通信子系统与可以包括卫星网络(例如gps网络)、陆地无线网络(例如手机网络、本地无线网络)、互联网和实验室和/或医院信息系统(lis/his网络)的外部通信系统联网。检测终端10可以优选地与至少一个通信系统无线(和/或有线)通信。
46.所提供的通信子系统可以优选地取决于在检测终端10内使用的检测终端10的类型或版本。在手机的情况下，例如，检测终端10可以优选地使用其无线性能以通过手机网络将数据传送给远程数据库之一。
47.具体地，试剂检测棒11包含至少一个试剂卡以及至少一个试剂卡槽，试剂卡包括一参考标记、一二维码及一检测区，试剂卡槽为黑色，试剂卡为白色，参考标记在所获取的图像中对应为试剂卡与所在试剂卡槽的边缘线，以试剂卡中的两条垂直相连的边缘线为x轴和y轴，建立x-y坐标系；参考标记在x-y坐标系中的坐标值为参考位置信息。
48.壳体包括容纳壳12和盖体13，容纳壳12的内部形成有容纳试剂检测棒11的容纳槽，容纳壳12的端部设置有与容纳槽连通并与试剂检测棒11配合的开口，试剂检测棒11上设置有采集窗口的端部从开口伸出至容纳壳12的外部，容纳壳12的侧壁设置有与容纳槽连通并与试剂检测棒11配合的窗口，试剂检测棒11上设置有与窗口对应的试剂卡槽，探测器通过窗口采集试剂卡槽处的试剂检测单元的反应数据。
49.在一些实施例中，生物检测识别系统100还包括设置于壳体的显示单元，显示单元与服务器通信连接，用于显示服务器识别的生物样品的生物信息。
50.在本实施例中，服务器能够将识别到的生物样品的生物信息发送至检测终端10并显示在显示单元处，方便用户及时查看生物样品的生物信息。
51.在一些实施例中，试剂检测单元包括抗原检测单元、幽门螺旋菌检测单元、核酸检测单元、汗液检测单元以及唾液检测单元中的至少一种。
52.在本实施例中，试剂检测棒11设置有多个试剂卡槽和多个试剂卡，多个试剂卡槽和多个试剂卡分别用于抗原检测、幽门螺旋菌检测、核酸检测、汗液检测单元以及唾液检测单元，通过本技术实施例的检测终端10能够达到对生物样品的多组反应数据同时进行检测的目的。具体地，试剂检测单元可以使用微流控检测等技术，形成每个检测项目的多维度测试结果以及多个检测项目的多维度测试结果，为后续对检测项目进行全方位分析提供了数据基础。
53.需要说明的是，试剂检测单元包括的上述实施例仅是本技术的优选实施例，并不是对试剂检测单元的保护范围的限制，试剂检测单元还包括其他类型的检测单元，在此不进行一一举例。
54.如图5所示，本技术的第二方面提供的生物检测识别方法，生物检测识别方法包括：探测器获取生物样品与试剂检测单元的反应数据并发送至通信单元；转化反应数据为通信数据；接收和分析通信数据后识别生物样品的生物信息。
55.在本实施例中，根据本技术提出的生物检测识别系统100，通过将生物样品的检测
数据发送至服务器，并通过服务器分析和识别生物样品的生物信息，以此提高生物检测识别系统对生物样品的检测识别效率和准确性。
56.本技术提出的生物检测识别系统基于数据采集、传感技术和机器学习技术，对生物样品的检测结果进行多方位采集，多维度综合识别，具有操作简单、识别判断一致性高、可扩展性强等优点。
57.实施例1：以探测器为荧光检测模块和识别模块为例，将试剂卡插入试剂检测棒11，以及将试剂检测棒11插入容纳壳12；荧光检测模块对试剂卡进行检测并判定，若判定通过则进行下一步骤，若判定不通过则中止操作；待生物样品的样液与试剂卡充分反应；探测器的识别模块对试剂卡进行检测并输出反应数据，检测结束。光学单元发射激发光，照射到试剂卡上的对应区域；通信单元采集对应区域的反应数据并转化反应数据为通信数据，然后传输至服务器中，具体地，通信单元对反应数据进行光电转换，若反应数据为荧光信号，则将荧光信号转换为电信号，若电信号为预设的电信号，则进入下一步骤；若电信号不是预设的电信号，则检测结束；若反应数据不为荧光信号，则不进行光电转换，检测结束。光学单元发射的激发光仅与第一油墨产生荧光反应，第一油墨印刷的识别图案不同产生不同的荧光信号；预设的电信号，由第一油墨印刷的特定的识别图案进行光电转换后产生。
58.实施例2：以探测器为图像获取模块和图像识别模块为例，各试剂卡信息及对应的二维码信息会预先存储，识别检测方法包括以下步骤：
59.获取包含至少一试剂卡及所对应试剂卡槽的图像，试剂卡包括参考标记、二维码及检测区；识别试剂卡图像并获取参考标记在所识别的试剂卡图像中的参考位置信息；识别相应试剂卡图像上的二维码信息及与二维码相对应的试剂卡信息；根据参考标记在所识别试剂卡图像中的参考位置信息及对应的试剂卡信息获取与所识别的二维码相对应的试剂卡中c线和t线相对于参考标记的位置信息来计算出所识别的试剂卡图像的检测区中c线和t线的位置；根据所计算的试剂卡图像上c线和t线位置的图像数据进行分析检测。
60.具体地，试剂卡槽为黑色，试剂卡为白色，参考标记在所获取的图像中对应为试剂卡与所在试剂卡槽的边缘线。以试剂卡图像中的试剂卡的两条垂直相连的边缘线为x轴和y轴，建立x-y坐标系；参考标记在x-y坐标系中的坐标值为所参考位置信息。在扫描二维码的步骤与计算所识别试剂卡图像中c线和t线的位置步骤之间还包括以下步骤：判断扫描的相应试剂卡上的二维码方向与预存的二维码设置方向信息是否相同并根据判断结果确定试剂卡是否反置。
61.在一些实施例中，获取生物样品与试剂检测单元的反应数据并发送至通信单元包括：探测器获取生物样品与试剂检测单元的多组反应数据，多组反应数据包括抗原检测数据、幽门螺旋菌检测数据和核酸检测数据。
62.在本实施例中，试剂检测棒11设置有多个试剂卡槽和多个试剂卡，多个试剂卡槽和多个试剂卡分别用于抗原检测、幽门螺旋菌检测以及核酸检测，通过本技术实施例的检测终端10能够达到对生物样品的多组反应数据同时进行检测的目的。
63.在一些实施例中，接收和分析通信数据后识别生物样品的生物信息包括：标注并分类多组通信数据；通过多组分析识别模型对多组通信数据进行分类分析识别。
64.在本实施例中，通过服务器的云端计算和边缘计算对多组通信数据进行分类分析识别，以此提高生物检测识别系统100的工作效率，进一步地，接收和分析通信数据后识别
生物样品的生物信息后还包括：存储生物信息至服务器的生物信息库并更新生物信息库，以此提高生物检测识别系统100对生物样品的检测识别效率和准确性。
65.在一些实施例中，服务器接收和分析所述通信数据后识别所述生物样品的生物信息包括：服务器将识别到的生物样品的生物信息发送至检测终端10并显示在显示单元处。
66.在本实施例中，服务器能够将识别到的生物样品的生物信息发送至检测终端10并显示在显示单元处，方便用户及时查看生物样品的生物信息。
67.进一步地，服务器具有存储器，其电子地存储检测数据和/或算法；和其中该电子设备的处理器通过检测和电子连接单元有效接收来自该检测设备的算法，其中该处理器有效应用算法以控制样品与试剂的反应。检测终端的显示单元包括展示单元，该算法生成在展示单元上显示的定量检测结果和/或显示数据，其形式为一种或多种视觉可显示的文本数据、图形数据和/或彩色指示灯数据。
68.进一步地，上述实施例和附图只是阐述了生物检测识别系统100中与发明点有关的结构，并不代表生物检测识别系统100只具有上述结构，例如，生物检测识别系统100还包括设置于检测终端的播音单元，检测终端通过播音单元播放生物样品的生物信息，以此提高生物检测识别系统100的适用人群范围。
69.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或控制装置(如处理器执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
70.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何本领域技术人员均可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本技术的权力保护范围，应如权利要求书所列。