專利名稱：一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬人體體液免疫檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn) 檢測裝置。
背景技術(shù)：
體液中含有人體健康與否的重要信息，包括各種激素含量的高低、特定蛋白的濃度變 化、病原體或相應(yīng)抗體的存在及其多少等、這些待測項目大部分都可以用膠體金免疫滲濾 技術(shù)(金標(biāo)斑點(diǎn)法)加以檢測，檢測結(jié)果是觀察反應(yīng)區(qū)有無紅色斑點(diǎn)早.現(xiàn)，紅色斑點(diǎn)深淺 與被測物的濃度成正比，但僅靠眼晴只能定性判讀，無法定量。靠在國內(nèi)已應(yīng)用的光反射 技術(shù)定量、準(zhǔn)確性不夠。
膠體金免疫滲濾技術(shù)快速而簡易，可在數(shù)分鐘內(nèi)得到檢測結(jié)果，略加培訓(xùn)，護(hù)士也能 操作，如有數(shù)字圖像處理儀器配合其定量，可靠地定量紅色斑點(diǎn)深淺，快速而簡易的金標(biāo) 斑點(diǎn)法就會成為可準(zhǔn)確定量的金標(biāo)斑點(diǎn)法，極大地擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，例如血漿、血清或 全血中的C-反應(yīng)蛋白(CRP)測定，它是有無細(xì)菌感染的重要指針。反應(yīng)原理為固相雙抗
體夾心法免疫試驗(yàn)。待測樣品稀釋后與CRP單抗紅色膠體金綴合物在反應(yīng)管內(nèi)混合，樣品 中CRP特異性地與紅色膠體金綴合物結(jié)合，然后將此混合物加入并流經(jīng)試劑盒反應(yīng)板中的 硝基纖維素膜，其中所含的、已和紅色綴合物結(jié)合的CRP，能為固相在膜上的CRP抗體特 異性地捕獲，呈紅色斑點(diǎn)，斑點(diǎn)紅色強(qiáng)度可用數(shù)字圖像處理儀器測定，它與樣品中CRP濃 度呈正比。現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)有CRP金標(biāo)滲濾數(shù)字圖像定量技術(shù)在中國的專利登記。
金標(biāo)斑點(diǎn)法已廣泛用于血清或尿液中人絨毛膜性腺激素(HCG)的測定，目前國內(nèi)有 關(guān)人體血液激素檢測研究并不多，經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利名稱多參 數(shù)家用血液檢測儀(專利號200510094052.0)，該專利運(yùn)用了 MCU中央控制器和信號放大 器，對血液中的血糖、尿酸和膽固醇進(jìn)行檢測。雖然該發(fā)明介紹其使用范圍廣、測量方便， 但其敘說的效果離醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Y(jié)果精度、計算速度、以及儀器體積的要求還有一定差距。 同時，激素、特定蛋白等的測定也沒有在此發(fā)明中體現(xiàn)。另外，該發(fā)明采用的中央處理器 為單片機(jī)，沒有采用數(shù)字信號處理器，也沒有采用數(shù)字圖像處理的方法分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于數(shù)字信號處理器(DSP)和圖像處理技術(shù)的金標(biāo)斑點(diǎn)檢測裝置，確定人體體液免疫中某種重要物質(zhì)的含量，對被測者可能患有的疾病 做出快速診斷。因?yàn)檫\(yùn)用了 DSP和圖像處理技術(shù)，整個裝置達(dá)到了小巧便攜、運(yùn)算快速、 操作簡單、以及節(jié)約功耗的要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn) 法定量檢測裝置，包括彩色攝像頭，數(shù)字信號處理器和顯示屏，所述的檢測裝置還包括反 應(yīng)板圖像讀入單元、圖像處理單元、結(jié)果顯示預(yù)處理單元和顯示單元，其中，
(1) 反應(yīng)板圖像讀入單元通過高清晰微距彩色攝像頭近距離拾取試紙圖像，讀入反 應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)圖像，將模擬的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳入數(shù)字信號處理器 DSP;
(2) 圖像處理單元接受來自反應(yīng)板圖像讀入單元傳入數(shù)字信號處理器DSP的數(shù)字信
號，計算反應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)帶有待測物濃度信息的顏色信息，作為結(jié)果下傳；
(3) 結(jié)果顯示預(yù)處理單元接受來自圖像處理單元傳入的結(jié)果，根據(jù)此值尋找反應(yīng)板
上反應(yīng)區(qū)帶有待測物的近似濃度值，然后這兩個值以特定方式傳出數(shù)字信號處
理器DSP，傳入下級；
(4) 所述顯示單元接受數(shù)字信號處理器DSP傳出的坐標(biāo)圖像模擬信號，直接顯示在 顯示屏上。
所述的檢測裝置的檢測包括人體體液免疫的激素含量的高低、特定蛋白的濃度變化、
病原體或相應(yīng)抗體的存在及其多少的金標(biāo)呈色顯示分析檢測。
所述的數(shù)字信號處理器DSP中的圖像處理模塊，可采用各種帶圖像采集功能的處理器。
所述的圖像處理單元采用數(shù)字圖像處理的方法，對金標(biāo)斑點(diǎn)的圖像信息進(jìn)行分析處 理，提取帶有待測物濃度信息區(qū)域的平均亮度值之后，減去周圍非反應(yīng)區(qū)的平均亮度值， 以去除環(huán)境影響。
所述的結(jié)果顯示預(yù)處理單元將平均亮度Y值信息轉(zhuǎn)換為濃度信息是通過對比預(yù)先設(shè)定 的顏色亮度一待測物濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的，從0到最大值，依次搜索AVEY軸的數(shù)值，找 到與待測物相同的AVEY值之后就記錄對應(yīng)的濃度值，作為結(jié)果傳遞到下一級。
所述的顯示單元通過坐標(biāo)圖的方式轉(zhuǎn)換成待測物濃度顯示。
本發(fā)明采用數(shù)字圖像處理的方法，對金標(biāo)斑點(diǎn)的圖像信息進(jìn)行分析處理，提取帶有激 素濃度信息區(qū)域的平均亮度值之后，要減去周圍無血液接觸的試紙的平均亮度值，以去除 環(huán)境噪聲影響。
4有益效果
本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)
首先，運(yùn)用DSP作為處理平臺，可以大大提升數(shù)據(jù)處理的速度，并且達(dá)到輕巧便攜的 目的。
其次，運(yùn)用圖像處理技術(shù)，將原本依靠人類視覺的經(jīng)驗(yàn)判斷轉(zhuǎn)換為機(jī)器的精確計算， 不但提高正確率，也排除了因?yàn)閭€人差異而導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不一致性。相對于中國市場上已有 的光反射原理儀器，具有更好的分辨率，特別是在低端與高端有很好的分辨率。
再次，通過在顯示屏上顯示坐標(biāo)圖，可以實(shí)時、直接、清楚的表達(dá)結(jié)果，這樣就方便 了使用者快速讀取結(jié)果，及時得出待測物的濃度。


圖1為本發(fā)明原理的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限
定的范圍。
如圖1、 2所示，本實(shí)施例中，所述裝置由反應(yīng)板圖像讀入單元、圖像處理單元、結(jié) 果顯示預(yù)處理單元和顯示單元組成，其中圖像讀入單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換、圖像處理單元、結(jié) 果顯示預(yù)處理單元、以及顯示單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能均由DSP平臺實(shí)現(xiàn)。外圍設(shè)備包括彩 色攝像頭和顯示屏。
反應(yīng)板圖像讀入單元通過高清晰微距彩色攝像頭近距離拾取試紙圖像，要確保圖像 不變形、色彩不失真，這樣才能保證檢測結(jié)果的正確性。此模擬信號傳入DSP中，首先 到達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。
圖像處理單元接收來自上級圖像讀入單元傳來的數(shù)字信號，首先分離每個像素點(diǎn)的
亮度和色度信息。然后拾取試紙中心帶有激素顏色信息區(qū)域中的20*20個像素點(diǎn)，計算他 們的平均亮度值，再減去周圍沒有激素顏色信息的白色區(qū)域的5*10個像素點(diǎn)平均亮度值， 得到的結(jié)果可以認(rèn)為近似的消除環(huán)境影響。
結(jié)果顯示預(yù)處理單元接受來自上級圖像處理單元傳來的平均亮度值，在(顏色亮度一激素濃度)標(biāo)準(zhǔn)曲線上尋找對應(yīng)此值的激素濃度，然后下拉一條垂直線將它標(biāo)注在濃度軸 上，預(yù)備在顯示屏上連同標(biāo)準(zhǔn)曲線和坐標(biāo)軸共同顯示。同時，準(zhǔn)備以點(diǎn)陣方式顯示平均亮 度的數(shù)值。組織好這些信息之后，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號還原為模擬信號傳出DSP。 將平均亮度Y值信息轉(zhuǎn)換為濃度信息是通過對比預(yù)先設(shè)定的(顏色亮度一激素濃度)標(biāo)準(zhǔn) 曲線得到的，從0到最大值，依次搜索AVEY軸的數(shù)值，找到與待測試紙相同的AVEY值之 后就記錄對應(yīng)的濃度值，作為結(jié)果傳遞到下一級。
顯示單元接受來自DSP傳出的模擬信號，通過顯示屏顯示一幅白底黑線的坐標(biāo)圖，圖 上包括坐標(biāo)軸、(顏色亮度一激素濃度)標(biāo)準(zhǔn)曲線、 一條從標(biāo)準(zhǔn)曲線上對應(yīng)待測試紙上的 激素濃度大小的下拉垂直線，以及平均亮度的數(shù)值。
本發(fā)明主要應(yīng)用于以下場景反應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)間和體液中某種待測物反應(yīng)會導(dǎo)致反應(yīng) 區(qū)間顏色變化，根據(jù)此顏色的亮度深淺，判斷該待測物的濃度大小。使用者在得到結(jié)果后 可以判斷患者的疾病隱患或者患病程度，以便及時采取相應(yīng)措施。
權(quán)利要求
1. 一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，包括彩色攝像頭，數(shù)字信號處理器和顯示屏，其特征在于，所述的檢測裝置還包括反應(yīng)板圖像讀入單元、圖像處理單元、結(jié)果顯示預(yù)處理單元和顯示單元，其中，(1)反應(yīng)板圖像讀入單元通過高清晰微距彩色攝像頭近距離拾取試紙圖像，讀入反應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)圖像，將模擬的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳入數(shù)字信號處理器DSP；(2)圖像處理單元接受來自反應(yīng)板圖像讀入單元傳入數(shù)字信號處理器DSP的數(shù)字信號，計算反應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)帶有待測物濃度信息的顏色信息，作為結(jié)果下傳；(3)結(jié)果顯示預(yù)處理單元接受來自圖像處理單元傳入的結(jié)果，根據(jù)此值尋找反應(yīng)板上反應(yīng)區(qū)帶有待測物的近似濃度值，然后這兩個值以特定方式傳出數(shù)字信號處理器DSP，傳入下級；(4)所述顯示單元接受數(shù)字信號處理器DSP傳出的坐標(biāo)圖像模擬信號，直接顯示在顯示屏上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，其特征在于所述的檢測裝置的人體體液免疫檢測包括體液的激素含量的高低、特定蛋白的濃度變化、病原體或相應(yīng)抗體的存在及其多少的金標(biāo)呈色顯示分析檢測。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，其特征在于所述的數(shù)字信號處理器DSP中的圖像處理模塊，可采用各種帶圖像采集功能的處理器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，其特征在于所述的圖像處理單元采用數(shù)字圖像處理的方法，對金標(biāo)斑點(diǎn)的圖像信息進(jìn)行分析處理，提取帶有待測物濃度信息區(qū)域的平均亮度值之后，減去周圍非反應(yīng)區(qū)的平均亮 度值，以去除環(huán)境影響。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，其特征在于所述的結(jié)果顯示預(yù)處理單元將平均亮度Y值信息轉(zhuǎn)換為濃度信息是通過對比預(yù)先設(shè)定的顏色亮度一待測物濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的，從0到最大值，依次搜索AVEY軸的數(shù) 值，找到與待測物相同的AVEY值之后就記錄對應(yīng)的濃度值，作為結(jié)果傳遞到下一級。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，其特征在于所述的顯示單元通過坐標(biāo)圖的方式轉(zhuǎn)換成待測物濃度顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字圖像處理的金標(biāo)斑點(diǎn)法定量檢測裝置，基于數(shù)字信號處理器(DSP)和圖像處理技術(shù)的檢測裝置。其中，反應(yīng)板圖像讀入單元負(fù)責(zé)讀入反應(yīng)板圖像，將圖像的數(shù)字信號傳入DSP，經(jīng)過圖像處理單元處理后，得到相對應(yīng)的待測物濃度信息，最后將此信息通過顯示單元輸出。本發(fā)明主要應(yīng)用于人體體液免疫中激素含量的高低、特定蛋白的濃度變化、病原體或相應(yīng)抗體的存在及其多少等的快速檢測，使用者可以通過簡單操作，方便地得到被測者體液中某種待測成分的濃度信息，從而將正確的檢驗(yàn)報告在醫(yī)生決策前及時交醫(yī)生手中、讓最安全有效的治療服務(wù)于每位具體患者。
文檔編號G01N21/00GK101451948SQ200810208028
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者徐建新, 朱貽盛, 牛金海, 石夢瑩, 童善保 申請人:上海衡道光電儀器有限公司