样本检测方法、装置、系统、电子设备及计算机可读介质与流程

本技术涉及体外检测领域，具体而言，涉及一种基于单一光学检测通道的样本检测方法、装置、系统、电子设备及计算机可读介质。

背景技术：

1、体外诊断，即ivd(in vitro diagnosis)，是指在人体之外，通过对人体样本(血液、体液、组织等)进行检测而获取临床诊断信息，进而判断疾病或机体功能的产品和服务。

2、目前的体外诊断里的免疫诊断技术和分子诊断技术，可分为：化学发光免疫检测clia(包括直接化学发光分析，化学发光酶免疫分析(cleia)，电化学发光免疫分析eclia/ecl)；单分子免疫测定simoa；酶联免疫吸附测定elisa；多重因子超灵敏电化学发光免疫分析meso scale discovery(msd)；荧光免疫测定fia；放射免疫测定ria；胶体金colloidalgold；聚合酶链式反应pcr；环状介导等温扩增lamp；其他等温核酸扩增测定；其他分子诊断技术(基因测序)等。

3、其中，通过光学手段进行定性或定量的检测的模式大概分如下几种：1.基于显微镜的肉眼观察颜色或荧光的强度；2.光学传感器(比如光子计数器等)测量颜色吸收、发光强度或荧光强度；3.相机直接或通过显微镜对于颜色变化或荧光进行检测和识别，一般会辅助使用图像处理技术。其中需要多通道的光学系统，增加了光学设备的光路设计复杂性以及仪器造价成本，每个通道有不同的滤光透镜和分束镜组合，有的技术还需要特殊耗材。复杂的检测手段限制了体外诊断技术的发展。因此，需要一种新的基于单一光学检测通道的样本检测方法、装置、系统、电子设备及计算机可读介质。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种基于单一光学检测通道的样本检测方法、装置、系统、电子设备及计算机可读介质，能够通过单通道的光学系统实现多路复用检测，而且在不需要特殊耗材的前提下，同时对多目标分析物进行定性或定量的精准识别。

2、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。

3、根据本技术的一方面，提出一种基于单一光学检测通道的样本检测方法，该方法包括：获取待测样本，所述待测样本中包含多种目标分析物；对所述待测样本进行基于磁性粒子的生化反应处理以生成反应溶液，所述反应溶液中包含多种多元复合物，其中，多种多元复合物与多种目标分析物对应；对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光；在外界磁场作用下将目标分析物从待测样本中分离出来以及收集在磁性粒子的表面；基于单一光学检测通道获取所述多种光以生成样本检测图片；基于所述样本检测图片生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果；基于每一种目标分析物的检测结果生成所述待测样本的检测结果。

4、在本技术的一种示例性实施例中，对所述待测样本进行基于磁性粒子的生化反应处理以生成反应溶液，包括：基于生物载体技术对所述待测样本进行基于磁性粒子的非酶生化反应处理以生成所述反应溶液。

5、在本技术的一种示例性实施例中，基于生物载体技术对所述待测样本进行基于磁性粒子的非酶生化反应处理以生成所述反应溶液，包括：对所述待测样本进行非酶生化反应处理以使得待测样本中的多种目标分析物分别和多种生物载体结合以生成所述反应溶液；利用磁性粒子，在外界磁场作用下对目标分析物进行分离。

6、在本技术的一种示例性实施例中，对所述待测样本进行非酶生化反应处理以使得待测样本中的多种目标分析物分别和多种生物载体结合以生成所述反应溶液，包括：对所述待测样本进行非酶生化反应处理以使得待测样本中的多种目标分析物分别和与其对应的磁性粒子、抗体、待测物、荧光纳米珠信号探针结合以生成所述反应溶液。

7、在本技术的一种示例性实施例中，对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光，包括：通过光源设备或电学设备或化学试剂对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光，所述多种光包括具有不同的强度和/或频率的光。

8、在本技术的一种示例性实施例中，对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光，包括：通过光源对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光。

9、在本技术的一种示例性实施例中，通过光源对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光，包括：将所述反应溶液放置于透明平面；待反应溶液中的磁性粒子沉淀在平面的表面上，通过蓝色光源对置于透明平面的所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光。

10、在本技术的一种示例性实施例中，基于单一光学检测通道获取所述多种光以生成样本检测图片，包括：基于单一光学检测通道中的滤光透镜获取所述多种光；光学传感器基于所述多种光生成所述样本检测图片。

11、在本技术的一种示例性实施例中，光学传感器基于所述多种光生成所述样本检测图片，包括：cmos光学传感器基于所述多种光生成所述样本检测图片；或ccd光学传感器基于所述多种光生成所述样本检测图片。

12、在本技术的一种示例性实施例中，基于所述样本检测图片生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果，包括：对所述样本检测图片进行预处理；生成所述样本检测图片的特征矩阵；将所述特征矩阵输入多目标识别模型中，生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果。

13、在本技术的一种示例性实施例中，对所述样本检测图片进行预处理，包括：对所述样本检测图片进行滤波处理；和/或对所述样本检测图片进行斑点检测处理。

14、在本技术的一种示例性实施例中，生成所述样本检测图片的特征矩阵，包括：提取所述样本检测图片中每一个像素的特征数据；基于所有像素的特征数据生成所述特征矩阵。

15、在本技术的一种示例性实施例中，提取所述样本检测图片中每一个像素的特征数据，包括：提取所述样本检测图片中每一个像素的颜色和位置。

16、在本技术的一种示例性实施例中，基于所有像素的特征数据生成所述特征矩阵，还包括：对所述特征矩阵进行特征变换处理。

17、在本技术的一种示例性实施例中，将所述特征矩阵输入多目标识别模型中，生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果，包括：将所述特征矩阵输入多目标识别模型中；所述多目标识别模型基于所述特征矩阵对所述样本检测图片中的像素逐一进行分类预测；基于分类预测结果生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果。

18、在本技术的一种示例性实施例中，生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果，包括：生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物对应的像素总数和总亮度；基于像素总数和总亮度生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果。

19、在本技术的一种示例性实施例中，基于像素总数和总亮度生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果，包括：基于校准公式和每一种目标分析物对应的像素总数和总亮度生成每一种目标分析物对应的数量和浓度；基于每一种目标分析物对应的数量和浓度生成所述待测样本的检测结果。

20、在本技术的一种示例性实施例中，还包括：通过多个检测样本生成多个样本训练图片；为所述多个样本训练图片分别标注多个训练标签，其中，所述多个训练标签与所述多种目标分析物对应；基于带有多个训练标签的多个样本训练图片对机器学习模型进行训练以生成所述多目标识别模型。

21、在本技术的一种示例性实施例中，为所述多个样本训练图片分别标注多个训练标签，包括：为所述多个样本训练图片中的每个像素分别标注训练标签。

22、在本技术的一种示例性实施例中，基于带有多个训练标签的多个样本训练图片对机器学习模型进行训练以生成所述多目标识别模型，包括：基于带有多个训练标签的多个样本训练图片对多层感知器进行训练以生成所述多目标识别模型；或基于带有多个训练标签的多个样本训练图片对随机森林分类器进行训练以生成所述多目标识别模型。

23、根据本技术的一方面，提出一种基于单一光学检测通道的样本检测装置，该装置包括：样本模块，用于获取待测样本，所述待测样本中包含多种目标分析物；反应模块，用于对所述待测样本进行基于磁性粒子的生化反应处理以生成反应溶液，所述反应溶液中包含多种多元复合物，其中，多种多元复合物和多种目标分析物对应；激发分离模块，用于对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光；在外界磁场作用下将目标分析物从待测样本中分离出来以及收集在磁性粒子的表面；图片模块，用于基于单一光学检测通道获取所述多种光以生成样本检测图片；检测模块，用于基于所述样本检测图片生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果；结果模块，用于基于每一种目标分析物的检测结果生成所述待测样本的检测结果。

24、在本技术的一种示例性实施例中，所述检测模块，包括：处理单元，用于对所述样本检测图片进行预处理；特征单元，用于生成所述样本检测图片的特征矩阵；识别单元，用于将所述特征矩阵输入多目标识别模型中，生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果。

25、在本技术的一种示例性实施例中，所述检测模块，还包括：模型训练单元，用于通过多个检测样本生成多个样本训练图片；为多个样本训练图片分别标注多个训练标签，其中，所述多个训练标签与所述多种目标分析物对应；基于带有多个训练标签的多个样本训练图片对机器学习模型进行训练以生成所述多目标识别模型。

26、根据本技术的一方面，提出一种基于单一光学检测通道的样本检测系统，该系统包括：反应装置，用于获取待测样本，所述待测样本中包含多种目标分析物；对所述待测样本进行基于磁性粒子的生化反应处理以生成反应溶液，所述反应溶液中包含多种多元复合物，其中，多种多元复合物与多种目标分析物对应；激发分离装置，用于对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光；在外界磁场作用下将目标分析物从待测样本中分离出来以及收集在磁性粒子的表面；图像装置，用于基于单一光学检测通道获取所述多种光以生成样本检测图片；服务器，用于基于所述样本检测图片生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果；基于每一种目标分析物的检测结果生成所述待测样本的检测结果。

27、根据本技术的一方面，提出一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上文的方法。

28、根据本技术的一方面，提出一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上文中的方法。

29、根据本技术的基于单一光学检测通道的样本检测方法、装置、系统、电子设备及计算机可读介质，通过获取待测样本，所述待测样本中包含多种目标分析物；对所述待测样本进行基于磁性粒子的生化反应处理以生成反应溶液，所述反应溶液中包含多种多元复合物，其中，多种多元复合物与多种目标分析物对应；对所述反应溶液进行激发以使所述多种多元复合物发出多种光；基于单一光学检测通道获取所述多种光以生成样本检测图片；基于所述样本检测图片生成所述多种目标分析物中每一种目标分析物的检测结果；基于每一种目标分析物的检测结果生成所述待测样本的检测结果的方式，能够通过单通道的光学系统实现多路复用检测，而且在不需要特殊耗材的前提下，同时对多目标分析物进行定性或定量的精准识别。

30、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。