本發(fā)明涉及免疫層析試條定量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

免疫層析測(cè)定法由于符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)倡導(dǎo)的“床邊檢測(cè)”的發(fā)展潮流，具有特異性強(qiáng)，操作方法簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)需專業(yè)人士指導(dǎo)，靈敏度高等特點(diǎn)而成為最常用的一種側(cè)流免疫層析快速檢測(cè)方法。近幾年免疫層析試條測(cè)定技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，幾乎涵蓋了免疫學(xué)診斷檢測(cè)的所有方面，但其只能提供定性結(jié)果，難以滿足市場(chǎng)需求，因而出現(xiàn)了多種針對(duì)免疫層析試條的定量檢測(cè)方法。

在眾多方法之中，基于圖像的試條定量檢測(cè)方法受到的關(guān)注最多，引發(fā)了科研院所和企業(yè)的研究熱潮。試條圖像的采集一般通過(guò)專門的ccd或coms圖像傳感器，然后使用個(gè)人計(jì)算機(jī)或者昂貴的處理器進(jìn)行下一步的處理，得到的結(jié)果也沒(méi)有進(jìn)行下一步的利用，設(shè)備也缺少便攜性和實(shí)用性，功能單一。

目前，手機(jī)已經(jīng)成為人們的生活必需品，可以通過(guò)手機(jī)攝像功能直接獲取試條圖像信息，利用手機(jī)強(qiáng)大的處理能力進(jìn)行試條圖像的處理。另一方面，網(wǎng)上醫(yī)療合作越來(lái)越廣被大眾接受，患者和醫(yī)生可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流而無(wú)需實(shí)地就診，這在一定程度緩解了“看病難”的問(wèn)題，方便了偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民及時(shí)獲得醫(yī)療建議和指導(dǎo)，所以可以利用手機(jī)的通訊功能，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的及時(shí)交流與數(shù)據(jù)共享。但手機(jī)成像的穩(wěn)定性和圖像處理算法間的配合仍是難點(diǎn)，因此本發(fā)明提出了一種通用的基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)及方法，不僅有利于提高手機(jī)成像清晰度和穩(wěn)定度，而且能適用于每一部智能手機(jī)，根據(jù)得到的試條圖像即可計(jì)算出濃度值。用戶可以將檢測(cè)結(jié)果上傳并通知親屬和醫(yī)護(hù)人員，在醫(yī)護(hù)人員診斷結(jié)束后，用戶和親屬還可以下載和閱讀醫(yī)護(hù)人員給出的醫(yī)療建議和指導(dǎo)，本發(fā)明易于操作，適用范圍廣，使用效果好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)，包括：手機(jī)、彈性固定夾、滑動(dòng)導(dǎo)軌、黑盒子和試條；所述彈性固定夾與所述手機(jī)相連用于根據(jù)手機(jī)的寬度和攝像頭的位置進(jìn)行移動(dòng)；所述滑動(dòng)導(dǎo)軌與所述彈性固定夾固定連接；所述黑盒子可滑動(dòng)地放置在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌上；所述手機(jī)包括攝像頭和應(yīng)用模塊，所述應(yīng)用模塊包括對(duì)所述試條進(jìn)行圖像拍攝的圖像拍攝單元、對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理的圖像處理單元、對(duì)圖像處理結(jié)果進(jìn)行濃度值計(jì)算的濃度值計(jì)算單元、將濃度值進(jìn)行發(fā)送的檢測(cè)結(jié)果上傳單元和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載單元；所述試條可調(diào)節(jié)地固定在所述黑盒子內(nèi)頂部；所述黑盒子底部設(shè)有一光圈；所述應(yīng)用模塊進(jìn)行圖像拍攝時(shí)，所述攝像頭、光圈和試條的檢測(cè)窗口處于同一直線。

優(yōu)選的，所述黑盒子為鐵質(zhì)材料。

優(yōu)選的，所述黑盒子內(nèi)頂部設(shè)有一側(cè)面開(kāi)口的插槽以供所述試條插入，所述插槽底部設(shè)有開(kāi)口。

優(yōu)選的，所述定量檢測(cè)系統(tǒng)還包括一磁性試條固定塊；所述磁性試條固定塊放置在試條底部用于將所述試條固定到所述鐵質(zhì)黑盒子。

優(yōu)選的，所述手機(jī)還包括一凸面鏡；所述凸面鏡緊貼所述攝像頭用于手機(jī)對(duì)焦。

優(yōu)選的，所述黑盒子內(nèi)底部上方放置有兩綠光led燈。

優(yōu)選的，所述兩綠光led燈上方分別放置有散光片。

本發(fā)明所述應(yīng)用模塊主要實(shí)現(xiàn)圖像拍攝、圖像處理、濃度值計(jì)算和檢測(cè)結(jié)果上傳與醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載功能，包括圖像拍攝單元、圖像處理單元、濃度值計(jì)算單元、檢測(cè)結(jié)果上傳單元和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載單元。

所述圖像拍攝單元可以分析當(dāng)前成像質(zhì)量?jī)?yōu)劣，當(dāng)成像符合可處理的規(guī)定時(shí)，提示用戶可以拍攝；若不滿足處理要求，無(wú)法拍攝圖像。

所述圖像處理單元包括圖像灰度化、降噪去模糊、提取檢測(cè)窗口以及提取檢測(cè)線和質(zhì)控線。

所述圖像灰度化包括將拍攝好的試條圖像進(jìn)行灰度化處理，使每一個(gè)像素點(diǎn)的值在0到255的區(qū)間內(nèi)。

所述降噪去模糊包括針對(duì)試條圖像特點(diǎn)使用加權(quán)均值濾波和中值濾波去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲。

所述提取檢測(cè)窗口包括：首先使用邊緣檢測(cè)算子確定大致的檢測(cè)窗口邊緣；再對(duì)特定區(qū)域的像素灰度進(jìn)行累加計(jì)算，獲得檢測(cè)窗口的邊界坐標(biāo)，根據(jù)邊界坐標(biāo)從圖像中提取出檢測(cè)窗口。

所述提取檢測(cè)線和質(zhì)控線包括針對(duì)檢測(cè)窗口和試條圖像特點(diǎn)，使用自適應(yīng)閾值的模糊跳變細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，提取出試條的檢測(cè)線和質(zhì)控線。

所述濃度值計(jì)算單元根據(jù)朗伯比爾定律，將檢測(cè)線和質(zhì)控線信息進(jìn)行量化，通過(guò)量化后的特征值與濃度的工作曲線得出待測(cè)試條的濃度情況。

所述檢測(cè)結(jié)果上傳單元和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載單元能實(shí)現(xiàn)醫(yī)患間的消息互聯(lián)和數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享?；颊咴谧?cè)賬戶后可將其檢測(cè)信息上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，方便醫(yī)護(hù)人員和親屬了解患者情況。醫(yī)護(hù)人員在針對(duì)病患檢測(cè)結(jié)果作出醫(yī)療診斷后，將醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)和詳細(xì)的檢測(cè)報(bào)告上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)。之后病患和親屬均會(huì)收到來(lái)自于應(yīng)用模塊的信息推送，通知其及時(shí)下載醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)和檢測(cè)報(bào)告，以便進(jìn)行下一步的診治。

一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)方法，包括：

步驟a，開(kāi)啟手機(jī)攝像頭，將彈性固定夾固定于手機(jī)外殼，左右移動(dòng)彈性固定夾使得攝像頭與黑盒子的光圈位于同一鉛錘面；將黑盒子沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)直至黑盒子的光圈對(duì)準(zhǔn)攝像頭，用螺釘將其固定；接著插入檢測(cè)試條，滑動(dòng)試條使其檢測(cè)窗口正對(duì)攝像頭，利用磁性試條固定塊將試條固定在黑盒子中避免晃動(dòng)；開(kāi)啟兩盞綠光led燈，調(diào)節(jié)亮度直至燈光柔和均勻分布在檢測(cè)窗口；

步驟b，手機(jī)應(yīng)用模塊接收啟動(dòng)請(qǐng)求，如果對(duì)焦失敗，則在手機(jī)屏幕右上角顯示“對(duì)焦失敗，請(qǐng)重新對(duì)焦”；如果對(duì)焦成功，檢測(cè)窗口成像清晰，則在手機(jī)屏幕右上角顯示“現(xiàn)在可以進(jìn)行拍攝”，接收到拍攝請(qǐng)求后，進(jìn)行拍攝到清晰的待處理圖像；

步驟c，接收到確定請(qǐng)求后，手機(jī)應(yīng)用模塊進(jìn)行圖像處理單元和濃度值計(jì)算，包括：將拍攝的待處理圖像作為輸入進(jìn)行灰度化；使用加權(quán)均值濾波和中值濾波進(jìn)行圖像的降噪；使用邊緣檢測(cè)算子和特定區(qū)域像素灰度累加計(jì)算的策略提取檢測(cè)窗口；使用自適應(yīng)閾值的模糊跳變細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取出檢測(cè)線和質(zhì)控線；將檢測(cè)線和質(zhì)控線信息進(jìn)行量化，通過(guò)量化后的特征值與濃度的工作曲線得出待測(cè)試條的濃度情況；

步驟d，手機(jī)應(yīng)用模塊在跳轉(zhuǎn)頁(yè)面顯示待測(cè)試條的當(dāng)前濃度，并接收自查報(bào)告請(qǐng)求、上傳檢測(cè)結(jié)果給親屬請(qǐng)求和上傳檢測(cè)結(jié)果給醫(yī)生請(qǐng)求；

步驟f，手機(jī)應(yīng)用模塊接收醫(yī)生反饋的醫(yī)療診斷結(jié)果和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)，通知檢測(cè)結(jié)果上傳者下載醫(yī)療診斷結(jié)果和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)能夠保證定量檢測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性；

(2)能夠方便偏遠(yuǎn)地區(qū)患者就醫(yī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，優(yōu)化醫(yī)療配置；

(3)減輕醫(yī)生工作量，通過(guò)軟件自動(dòng)得出濃度，無(wú)需人工化驗(yàn)；

(4)降低醫(yī)療成本。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；但本發(fā)明的一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)及方法不局限于實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的黑盒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的手機(jī)應(yīng)用模塊頁(yè)面圖1；

圖4是本發(fā)明的手機(jī)應(yīng)用模塊頁(yè)面圖2；

圖5是本發(fā)明的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像采集硬件裝置和手機(jī)應(yīng)用模塊，所述手機(jī)為智能手機(jī)，包括有攝像頭和凸面鏡，并且能通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)手機(jī)應(yīng)用模塊的功能。

參見(jiàn)圖1和圖2所示，所述圖像采集硬件裝置包括手機(jī)101、彈性固定夾102、滑動(dòng)導(dǎo)軌103和黑盒子104。所述滑動(dòng)導(dǎo)軌103與彈性固定夾102固定連接；所述彈性固定夾102可根據(jù)手機(jī)101的寬度和攝像頭的位置進(jìn)行移動(dòng)；所述黑盒子104可在滑動(dòng)導(dǎo)軌103來(lái)回滑動(dòng)直至黑盒子的光圈205對(duì)準(zhǔn)手機(jī)101的攝像頭位置。緊貼著手機(jī)101攝像頭的是一片凸面鏡206，用于手機(jī)101聚焦。

所述圖像采集硬件裝置還包括磁性試條固定塊201、常規(guī)試條202、散光片203和綠光led燈204。所述黑盒子104為鐵質(zhì)材料，其內(nèi)頂部設(shè)有一側(cè)面開(kāi)口的插槽以供所述試條202插入，所述插槽底部設(shè)有開(kāi)口使所述試條202插入時(shí)其檢測(cè)窗口不被遮擋。所述磁性試條固定塊201放置在所述試條202的底部，由于黑盒子104為鐵質(zhì)材料，所述磁性試條固定塊201可以將試條202固定于黑盒子內(nèi)頂部，避免其晃動(dòng)。所述綠光led燈204包括兩個(gè)，其放置在所述黑盒子104內(nèi)底部上方，可依據(jù)外部環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)燈光亮度(led燈由貼附在后面紐扣電池供電)。所述散光片203包括兩個(gè)，分別放置在兩綠光led燈204上方，兩個(gè)對(duì)稱的散光片203使得燈光能夠均勻地分布在試條202上。因不同的手機(jī)攝像頭的位置有所差異，可調(diào)節(jié)插入試條202的深度，在導(dǎo)軌103上移動(dòng)黑盒子104，使得攝像頭、光圈和試條檢測(cè)窗口處于同一直線,該圖像采集硬件裝置能得到清晰分辨率高的圖像。

所述手機(jī)應(yīng)用模塊包括圖像拍攝單元、圖像處理單元、濃度值計(jì)算單元、檢測(cè)結(jié)果上傳單元和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載單元。

所述圖像拍攝單元可以分析當(dāng)前成像質(zhì)量?jī)?yōu)劣，當(dāng)成像符合可處理的規(guī)定時(shí)，提示用戶可以拍攝；若不滿足處理要求，無(wú)法拍攝圖像。

所述圖像處理單元包括圖像灰度化、降噪去模糊、提取檢測(cè)窗口以及提取檢測(cè)線和質(zhì)控線。

所述圖像灰度化包括將拍攝好的試條圖像進(jìn)行灰度化處理，使每一個(gè)像素點(diǎn)的值在0到255的區(qū)間內(nèi)。

所述降噪去模糊包括針對(duì)試條圖像特點(diǎn)使用加權(quán)均值濾波和中值濾波去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲。

所述提取檢測(cè)窗口包括：首先使用邊緣檢測(cè)算子確定大致的檢測(cè)窗口邊緣；再對(duì)特定區(qū)域的像素灰度進(jìn)行累加計(jì)算，獲得檢測(cè)窗口的邊界坐標(biāo)，根據(jù)邊界坐標(biāo)從圖像中提取出檢測(cè)窗口。

所述提取檢測(cè)線和質(zhì)控線包括針對(duì)檢測(cè)窗口和試條圖像特點(diǎn)，使用自適應(yīng)閾值的模糊跳變細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，提取出試條的檢測(cè)線和質(zhì)控線。

所述濃度值計(jì)算單元根據(jù)朗伯比爾定律，將檢測(cè)線和質(zhì)控線信息進(jìn)行量化，通過(guò)量化后的特征值與濃度的工作曲線得出待測(cè)試條的濃度情況。

所述檢測(cè)結(jié)果上傳單元和醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)下載單元能實(shí)現(xiàn)醫(yī)患間的消息互聯(lián)和數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享?；颊咴谧?cè)賬戶后可將其檢測(cè)信息上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，方便醫(yī)護(hù)人員和親屬了解患者情況。醫(yī)護(hù)人員在針對(duì)病患檢測(cè)結(jié)果作出醫(yī)療診斷后，將醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)和詳細(xì)的檢測(cè)報(bào)告上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)。之后病患和親屬均會(huì)收到來(lái)自于應(yīng)用模塊的信息推送，通知其及時(shí)下載醫(yī)療指導(dǎo)意見(jiàn)和檢測(cè)報(bào)告，以便進(jìn)行下一步的診治。

如圖3所示為本發(fā)明的手機(jī)應(yīng)用模塊頁(yè)面圖1，當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)在可以拍攝的提示303時(shí)，點(diǎn)擊確定302，應(yīng)用模塊開(kāi)始識(shí)別圖像進(jìn)行圖像處理，計(jì)算濃度值；若要放棄此次拍攝可以點(diǎn)擊取消301再次調(diào)整。

如圖4所示為本發(fā)明的手機(jī)應(yīng)用模塊頁(yè)面圖2，在應(yīng)用模塊右上方顯示當(dāng)前濃度401，患者可點(diǎn)擊自查報(bào)告402，此應(yīng)用模塊自動(dòng)連接至醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)中，可根據(jù)濃度查到與自己相關(guān)癥狀的診斷報(bào)告，極大方便患者了解病情，無(wú)需排隊(duì)等待，對(duì)于長(zhǎng)期患有同種疾病的患者，例如糖尿病患者，無(wú)需去醫(yī)院掛號(hào)得知病情是否好轉(zhuǎn)，只需在家利用本發(fā)明即可得知濃度，經(jīng)過(guò)對(duì)比了解自身情況；另一方面，如果自身無(wú)法準(zhǔn)確分析病情，或者有閱讀障礙的人士，可以選擇發(fā)送至醫(yī)生404或發(fā)送至親屬403，醫(yī)生根據(jù)醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)和醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)信息分析患者病情，并且可以給出相關(guān)建議，讓患者服用藥品和注意飲食攝入。極大方便了偏遠(yuǎn)山區(qū)的居民就醫(yī)，優(yōu)化醫(yī)療配置。

如圖5所示，一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)方法，包括如下步驟：

開(kāi)啟手機(jī)攝像頭，將彈力固定夾固定于手機(jī)外殼，左右移動(dòng)彈力固定夾使得攝像頭與黑盒子的光圈位于同一鉛錘面；讓黑盒子沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)直至黑盒子的光圈對(duì)準(zhǔn)攝像頭，用螺釘將其固定在滑動(dòng)導(dǎo)軌上避免晃動(dòng)；接著插入檢測(cè)試條，滑動(dòng)試條使檢測(cè)窗口正對(duì)攝像頭，利用磁性試條固定塊(如磁鐵)將層析試條固定于黑盒子中避免晃動(dòng)，最后攝像頭、光圈與檢測(cè)窗口應(yīng)成一直線；開(kāi)啟兩盞led燈，調(diào)節(jié)亮度直至燈光柔和均勻分布于檢測(cè)窗口；

打開(kāi)手機(jī)應(yīng)用模塊，如果對(duì)焦失敗，則在手機(jī)屏幕右上角出現(xiàn)“對(duì)焦失敗，請(qǐng)重新對(duì)焦”字樣；成功對(duì)焦后，檢測(cè)窗口成像清晰，手機(jī)屏幕右上角出現(xiàn)“現(xiàn)在可以進(jìn)行拍攝”字樣，按下拍攝，即可得到清晰的待處理圖像；

點(diǎn)擊確定，應(yīng)用模塊開(kāi)始運(yùn)行圖像處理功能，包括：將拍攝的待處理圖像作為輸入進(jìn)行灰度化；使用加權(quán)均值濾波和中值濾波進(jìn)行圖像的降噪；使用邊緣檢測(cè)算子和特定區(qū)域像素灰度累加計(jì)算的策略提取檢測(cè)窗口；使用自適應(yīng)閾值的模糊跳變細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取出檢測(cè)線和質(zhì)控線；將檢測(cè)線和質(zhì)控線信息進(jìn)行量化，通過(guò)量化后的特征值與濃度的工作曲線得出待測(cè)試條的濃度情況；

手機(jī)跳轉(zhuǎn)頁(yè)面，屏幕的右上方顯示當(dāng)前濃度，中間為自查報(bào)告按鈕(患者可以根據(jù)醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫(kù)中不同濃度代表的信息與自己當(dāng)前濃度進(jìn)行對(duì)比)，也可以選擇發(fā)送給親屬，醫(yī)生這兩個(gè)按鈕，對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)可能他們可能無(wú)法準(zhǔn)確的理解一些專業(yè)名詞，可以選擇發(fā)送給親屬，由其來(lái)發(fā)送至醫(yī)生。

醫(yī)生收到信息推送之后，根據(jù)醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)和濃度數(shù)據(jù)庫(kù)得出檢測(cè)報(bào)告反饋至病人和親屬手中，若有情況，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的病人號(hào)碼聯(lián)系患者。

上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種基于手機(jī)的免疫層析試條定量檢測(cè)系統(tǒng)及方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。