专利名称：Pc式免疫试纸图像识别及定量分析仪的制作方法
PC式免疫试纸图像识别及定量分析仪
免疫试纸作为快速方便的医学检测手段，已经在广大的家庭及医院，血站等场所 得大普及应用，并且不断有更多的品种被开发出来。但目前的免疫试纸儿乎全部 是凭肉眼进行定性判断，不能提供定量信息。而在医学检测中，很多项目既需要 快速方便的及时检测，也需要定量检测信息。如果能解决免疫试纸的定量检测问 题，免疫试纸的将更广泛地被广大临床检测部门和家庭接受，将为医学检测行业 的很有希望的--个发展方向。
免疫试纸检测技术与酶联免疫吸附(ELISA ) —样，具有抗体抗原反应所特有 的高特异性和高灵敏度。两者反应方法相同，如夹心法，间接法，竞争法等。所 不同的是，ELISA是液相反应体系，信号强弱由孔内溶液颜色的深浅来表示， 操作时间长，适合批量处理。而免疫试纸是固相膜反应，信号强弱由膜上线条或 点的颜色深浅表示，反应快速，适合现场即时检测。如果能对线条或点的颜色深 浅进行定量分析，则就能对反应物的浓度高低进行判别分析。
对免疫试纸进行定量分析的方法有多种，其中的--种方法就是利用成像元件获取 免疫试纸的相关信号，经过相关的数据分析，得出反应区的特征定量信息，通过 特定的数据计算方式，得出定量分析结果。
目前在试纸的成像定量分析方向上，存在不少的技术方案。
专利200410034105.5， 200420049579.2是釆用红外激发光源，经激发光路，磷光
图像接收光路及图像处理系统组成。其激发光经聚焦成线，照射在上转换磷光免
疫层析试纸上，然后经特定光学处理后，由成像部件采集进行相关信号，传送图
像处理系统进行分析。
专利200510030549.6是由相关光学系统将激光分成两有一定间隔的两束光，分 別照射在试纸的检测带和质控带上，进行激发后，通过相关光学部件将光学信号
送入一维CCD元件，然后将一维CCD的信号通过相关单片机进行数据分析。
专利03137101.9是采用接触式图像扫描仪获取静态胶体金层析试纸图像，通过 模/数转换，将获得的光密度的信号数字用于相关数字处理系统进行分析。
专利03154445.2也釆用影像扫描元件取得静态试纸线条的数字影像，由包含数 字信号处理器在内的微处理器进行相关特征分析，并运用网络神经定量单元进行 判别分析。
吉林大学硕士研究生张峰等人于2005年发表的相关毕业论文中，也公布了他们 的开发成果。即采用视频CCD摄取静态试纸图像，通过视频图像处理模块进行 模/数转换后，通过增强型的51系争片机W77E58进行图像数据分析处理，然后 再显示模块上进行结果显示。该仪器也可通过模式转换，作为图像采集卡的作用， 由USB 口将图像数据传输到PC机，进行相关数据分析处理。
在尿液多联试纸分析仪中，分析对象是贴在塑料条上的正方形吸水纸，该试纸是 是以化学呈色反应为目的。尿试纸分析仪目前主要以光束漫反射分析技术对试纸
颜色进行分析。也有部分r家开始采用数字图像分析技术，对静态或移动过程中
的尿试纸摄取特定面积的图像，对该区域的化学反应颜色进行批量分析。
本发明是PC式免疫试纸图像识别及定量分析仪。本发明特点为
1. 本发明的分析对象是免疫试纸上的线条。
2. 本发明的图像元件是RGB原色输出的面阵固态图像传感器(如CCD/CMOS), ,可以快速地获取高分辨率的数字图像。
3. 本发明中，固态图像传感器(如CCD/CMOS)摄取的数字图像信号通过USB 协议传输到PC机，省略了固态图像传感器与PC机间的视频数据模/数转换 的歩骤。
4. 本发明釆用基于PC操作软件界面开发的图像识别分析软件，对免疫试纸的 特征信号进行定量分析。
5.本发明对样品的特征值进行识别分析后，以相关曲线拟合技术对以系列标准 样品特征值建立的标准曲线进行对照来得到定量分析结果。
具体实施例说明
以台湾肯定资讯科技有限公司的U30C型工业摄像头作为图像采集元件，以6个 LED灯为照射光源，工业摄像头和灯源安装在一个密闭的盒体中，工业摄像头 对处T"底部的免疫试纸进行图像采集。该试纸是进行早孕检测的胶体金免疫层析 试纸，分析对象是试纸反应lx:的C/T红色线条。
在PC机上以VB进行数字图像分折软件开发,对由USB 口传输过来的数字图像 数据进行识别分析，提取出反应C/T线条颜色深浅的特征值。
安排仪器对系列已知浓度的HCG祥品迸行图像拍摄,分别得出各试纸的特征值， 然后以图像分析软件中特定的程序模块对系列样品的浓度与其特征值进行曲线 拟合，建立HCG标准曲线，存储在程序中。
然后取未知浓度的HCG试纸进行图像拍摄，由仪器分析得出其特征值，然后参 照存储的HCG标准曲线，得出该试纸的HCG浓度。该结果可以通过PC机的显 示屏显示，也可以通过连接的打印机进行数据打印保存。
由于该仪器为PC式图像分析系统，图像釆集系统是属于低功耗的固态图像传感 器，通过USB接口即可直接供电并照明，因此该仪器可做成台式的仪器，在任 何拥有PC的场所即可进行分析检测。特别适合样品量较少却需要及时免疫检测 的基层单位。
权利要求
一种PC式免疫试纸图像识别及定量分析仪，由以下部分组成检测样品，USB协议数据输出的面阵固态图像传感器，PC式图像识别分析程序，标准曲线建立及定量分析程序。1. 本仪器检测样品是带特定光谱标记物的免疫试纸，试纸条反应区中的反应线是主信号，可以是一个，也可以是多个。
1. 本仪器检测样品是带特定光谱标记物的免疫试纸，试纸条反应区中的反 应线是主信号，可以是一个，也可以是多个。
2. 本仪器检测的特定光谱信号物既可以是胶体金，也可以是带其它颜色的 标记物，或其它荧光/磷光标记物。
3. 本仪器的RGB原色面阵图像传感器可以是基于面阵C C D或CMO S。
4. 本仪器的图像识别系统为基于电脑计算机开发的图像识别分析程序。该 分析程序以相关数字图像分析方法得出免疫试纸反应信号的特征值，以分析 免疫反应的样品物质浓度为目的。
5. 本仪器的通过相关的数字图像分析方法得出试纸主信号的特征值，然后 以系列标准样品建立标准曲线，所有样品的特征值参照标准曲线即可得出样 品中免疫反应物质的定量结果。
全文摘要
一种基于PC系统进行操作的免疫试纸图像识别及定量分析仪，可做成台式的仪器，在任何拥有PC的场所即可进行分析检测。特别适合样品量较少却需要及时免疫检测的基层单位。
文档编号G06K9/62GK101387601SQ200710046040
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月15日 优先权日2007年9月15日
发明者周中人 申请人:周中人