标本识别装置、微型CCD生化分析仪及标本识别方法与流程

本发明涉及生化指标检测，具体涉及一种标本识别装置、微型ccd生化分析仪及标本识别方法。

背景技术：

1、近年来，基于ccd(charge couple device，光耦合组件)成像原理的图像测量、图像识别和图像传感技术发展迅速。目前，采用ccd影像法标定和测量发光信号已经运用于医疗生化指标的检测领域。

2、ccd检测仪的工作原理是光源以一定角度照射到样本后，透射过工件或被工件反射的光线进入感光元件的镜头形成图像，经过图像传感器和图像采集卡将光电信号转换为数字图像信号，分析软件通过预设的数字模型和参数进行图像处理，分辨图像信息。ccd成像灰度与入射光辐射通量成比例，具有线性关系。因此，可以通过测量成像灰度值对样本进行定量检测。与传统的光学类的生化分析仪相比，ccd成像技术具有结构简单、结构固定、无需复杂光路、快速多通道检测等优点，因而适用于微型化、轻量化和集成化的生化分析仪。

3、目前的生化分析仪虽然能够通过扫描标记在标本上的标识的方式判断出标本的类型，但是无法判断出标本是否适合检测。若标本不在检测位置或盖板未盖好时，对其直接进行检测将影响检测结果。

4、此外，生化分析仪在检测标本前，需要根据检测标本的类型选择生化反应程序，设定生化反应的时间、加热的温度等仪器参数。目前，生化分析仪的标本识别分为手动设置和自动识别。手动设置即在分析前对标本参数进行人工设置，但面对大批量、混杂的不同类标本检测时，往往费时费力，错误率高。自动识别的生化分析仪在检测之前，扫描标记在标本上的标识，可快速判断标本类型(如申请号为cn201922089718.3的中国实用新型专利)。但是仪器结构复杂，需要增加标本检测系统，如扫描仪模块，且体积大、造价高。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服目前的生化分析仪无法判断出标本是否适合检测的缺陷，从而提供一种标本识别装置、微型ccd生化分析仪及标本识别方法，以实现对检测位的标本预置位置和盖板开合状态进行评估和判断的目的。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、标本识别装置，包括：

4、壳体，顶端开口且内部为腔体状；

5、盖板，盖设在所述壳体上方，所述盖板的底端设置有反光涂层；

6、光源模块，设置在所述壳体内部，所述光源模块用于发出光波；

7、反应装置，位于所述壳体的顶端开口处；所述反应装置用于盛装待检测标本并使得光波穿过标本；

8、状态检测区域，设置在所述反应装置上，所述状态检测区域用于接收穿过标本的光波，得到标识图像，以对标本状态进行检测；

9、和/或分类检测区域，设置在所述反应装置上，所述分类检测区域用于接收穿过标本的光波，得到标识图像，以对标本类别进行检测；

10、图像采集转换装置，位于所述反应装置正下方，所述图像采集转换装置用于捕获所述状态检测区域和/或所述分类检测区域的标识图像并进行信号转换；

11、计算机，所述光源模块的受控端连接于所述计算机的输出端，所述状态检测区域、图像采集转换装置和/或分类检测区域的输出端连接于所述计算机的输入端；所述计算机根据标识图像计算出接收光波的辐射通量，根据光波的辐射通量生成像素灰度值，根据像素灰度值判断标本的检测状态和/或标本的类别。

12、进一步优化技术方案，所述反应装置包括：

13、反应装置板；

14、若干标本槽，分别开设在所述反应装置板上，所述标本槽用于对标本及标本显色反应底物进行盛装。

15、进一步优化技术方案，所述状态检测区域包括：

16、若干定位识别图像，分别间隔开设在所述反应装置板的边缘；所述定位识别图像为光吸收材料并由若干个像素单位构成。

17、进一步优化技术方案，所述分类检测区域包括：

18、分类标识图像，设置在所述反应装置板的中心处；所述分类标识图像为光吸收材料并由若干个像素单位构成。

19、进一步优化技术方案，所述光源模块包括：

20、发光源；

21、匀光板，位于所述发光源正上方，所述匀光板用于将所述发光源发出的光波转换成扩散光；

22、亚克力板，用于使得所述匀光板的扩散光通过。

23、进一步优化技术方案，所述光源模块还包括：

24、遮光套，所述发光源位于所述遮光套外围，所述遮光套用于将所述发光源发出的光波进行切断，以避免光波直接进入到所述图像采集转换装置内部；所述遮光套的底端开设有适于所述图像采集转换装置接收光波的透光孔。

25、进一步优化技术方案，所述图像采集转换装置包括：

26、ccd摄像机，位于所述透光孔正下方，所述ccd摄像机用于收集光源信号；

27、控制电路，用于接收计算机的控制程序采集图像；

28、转换电路，用于将ccd摄像机收集的光源信号进行放大、滤波、去噪、相关双采样和a/d转换，并将处理后的信号传入计算机。

29、进一步优化技术方案，还包括：

30、上盖信号感应模块，所述上盖信号感应模块的输出端连接于计算机的输入端，上盖信号感应模块用于在盖板盖住壳体时将盖设信号反馈给计算机，进而计算控制光源模块动作。

31、微型ccd生化分析仪，包括：

32、如所述的标本识别装置；

33、加热装置，用于对标本进行加热，所述加热装置的受控端连接于计算机的输出端；

34、生化反应系统，用于根据标本的类型设定生化反应时间、加热温度参数，所述计算机的输出端连接于所述生化反应系统的输入端。

35、标本识别方法，所述方法基于所述的标本识别装置进行，包括以下步骤：

36、s1.将标本放入至反应装置，合拢盖板；

37、s2.光源模块发出的光波穿过反应装置上的标本后被状态检测区域和/或分类检测区域接收，得到标识图像；

38、s3.图像采集转换装置捕获状态检测区域和/或分类检测区域的标识图像，进行信号转换后反馈至计算机；

39、s4.计算机根据标识图像计算出接收光波的辐射通量，根据光波的辐射通量生成像素灰度值，根据像素灰度值判断标本的检测状态和/或标本的类别。

40、进一步优化技术方案，所述步骤s4包括以下步骤：

41、计算标识图像的灰度值gt与预置灰度值g之差r；

42、计算平均预设极差值r；

43、对r与r进行比较；如果r＜r，则说明标本的状态适于检测，和/或标本属于某一预设标本类型；如果r＞r，则说明标本的状态不适于检测，和/或标本不属于预设标本类型。

44、进一步优化技术方案，所述步骤s4包括以下步骤：

45、计算标识图像的灰度值gt与预置灰度值g之差绝对值r1；

46、计算平均预设sd值；

47、对r1与sd值进行比较；如果r1＜2×sd，则认为标识图像与预设信息无差别，标本的状态适于检测，和/或标本属于某一预设标本类型；如果r1＞2×sd，则说明标本的状态不适于检测，和/或标本不属于预设标本类型。

48、进一步优化技术方案，所述标本的状态包括标本位置是否在预设位置和/或盖板是否盖好。

49、本发明技术方案，具有如下优点：

50、1.本发明提供的标本识别装置，光源模块发出的光波透过标本，被状态检测区域和/或分类检测区域接收，再通过图像采集转换装置对状态检测区域和/或分类检测区域进行图像采集，并将采集信息反馈至计算机，计算机根据标识图像计算出接收光波的辐射通量，根据光波的辐射通量生成像素灰度值，根据像素灰度值判断标本的检测状态和/或标本的类别。本发明通过图像采集转换装置和内置算法对标本类型的预设图形和颜色进行识别，判断测试状态。本发明实现了对检测位的标本预置位置和盖板开合状态进行评估和判断。当标本不在预置位置或盖板未盖好时，所得标识图像的灰度值与标本处于正常状态下的灰度值不同，进而有效解决了目前的生化分析仪无法自动识别标本检测状态的问题。

51、并且本发明不需要增加专用的标本检测模块，发出的光波被状态检测区域和/或分类检测区域接收后，可直接通过图像采集转换装置采集，并自动传输至计算机，通过计算机实现了对标本的自动识别和快速检测。

52、2.本发明提供的标本识别装置，光源模块还包括遮光套，发光源位于遮光套外围，遮光套用于将发光源发出的光波进行切断，避免了光波直接进入到图像采集转换装置内部。进而所有光源发出的光线直射到匀光板上，将线光转换成扩散光，介质分界面会产生部分镜面反射，亚克力板的下表面会形成反射面，通过遮光套把入射光线切断，从而避免灯珠的光线通过反射直接进入ccd摄像机。扩散光的部分光线散射到反应装置上，产生漫反射后被ccd摄像机捕获，可以有效避免光线直射造成的光噪点。

53、3.本发明提供的微型ccd生化分析仪，通过标本识别装置对标本的状态及位置进行检测后，可直接根据标本的类型控制加热装置动作，来设定生化反应时间、加热温度参数，实现标本的自动识别和快速检测，并且无需增加标本检测系统(如扫描仪模块)，大大降低了仪器的体积，降低了生产成本。