一種免疫層析試條定量檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于移動醫(yī)療檢測領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種免疫層析試條定量檢測裝置及方 法，免疫層析試條用于檢測待測物的濃度。
【背景技術(shù)】
[0002] 膠體金層析試條應(yīng)用了免疫技術(shù)、層析技術(shù)及膠體金顯色技術(shù)，可W對血、尿、唾 液等體液中的所含的疾病標(biāo)志物進行檢測，具有直觀、快速、操作簡便、費用低廉等優(yōu)點，所 W發(fā)展很快。該技術(shù)出現(xiàn)W來，已取得驚人的發(fā)展，可測項目已達(dá)到數(shù)十種，包括感染性疾 病的抗原和抗體、屯、肌標(biāo)志物、腫瘤標(biāo)志物、激素和各種蛋白質(zhì)等。
[0003] 目前膠體金層析試條多采用目測進行定性判斷，使其應(yīng)用范圍受到極大限制。W 黃體生成激素（LH)為例，LH主要是促使排卵，在卵泡刺激素（FSH)的協(xié)同作用下，形成黃體 并分泌孕激素；對人體內(nèi)LH水平進行檢測在卵巢疾病診斷、治療效果評估、備孕指導(dǎo)及女 性生理健康等具有非常重要的意義。目前的檢測LH試條，是將被檢人的尿樣滴入試條，經(jīng) 一定時間后觀察試條顏色變化。若試條檢測線、標(biāo)志線都顯色，為陽性；若僅有標(biāo)志線顯色 為陰性，無法得出定量結(jié)果。由于試條檢測線顯色的深淺與LH的濃度成正比，若能通過儀 器檢測出LH濃度，運樣試條不僅可用于妊娠的診斷和監(jiān)護，還可用于滋養(yǎng)葉細(xì)胞腫瘤（葡 萄胎、惡性葡萄胎、絨毛膜?。?、異位妊娠，先兆流產(chǎn)，W及其它一些惡性腫瘤等疾病的診斷、 治療跟蹤。其它檢測項目的試條（如HCG，CKMB，AF巧若能實現(xiàn)定量檢測，同樣會使應(yīng)用范 圍擴大及深化。
[0004] 目前國內(nèi)外市場上用于免疫層析試條快速定量檢測的系統(tǒng)多為大型系統(tǒng)。羅氏 (德國生產(chǎn)）公司研制的臺式Cardiacreader分析儀，可分別定量測定肌巧蛋白T、肌紅蛋 白和D-二聚體，該分析儀為臺式儀器無法隨身攜帶；美國博適公司研制的干法巧光檢測系 統(tǒng)，包括干法試條和定量檢測儀，可W通過檢測巧光得到定量值，該儀器針對該公司的巧 光試條，無法檢測市面上的長見的膠體金層析試條。
[0005] 當(dāng)前隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能手機越來越普及，人們幾乎隨時攜帶著它。 手機作為移動醫(yī)療的一種重要載體，在衛(wèi)生保健方面具有積極的推動作用。如何利用 便攜的智能手機輔助移動醫(yī)療檢測，受到國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。針對試條的快速檢測，專利 CN201210584544. 8提出了一種針對巧光標(biāo)記試條的檢測方法及系統(tǒng)，該專利結(jié)合試條檢測 帶、指控帶和空白帶=個部分的巧光強度進行綜合分析，獲得待測物濃度。該專利是?？卺?對巧光免疫層析試條檢測的，在密閉環(huán)境中不受環(huán)境光干擾。專利201110389165. 9提出了 一種通過圖像處理技術(shù)進行層析試條顯色區(qū)域捜索的方法，該方法利用計算機在圖像上首 先將顯色區(qū)域框出來，然后分別尋找上下邊界、檢測線和質(zhì)控線，該方法未設(shè)及濃度檢測算 法和環(huán)境光干擾的消除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] (一）要解決的技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供免疫層析試條定量檢測裝置和方法，能方便、快速地對待 測物濃度進行定量檢測，并且消除了環(huán)境光干擾，使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。 陽00引（二）技術(shù)方案
[0009] 本發(fā)明提供一種免疫層析試條定量檢測裝置，包括：
[0010] 圖像拍攝單元，用于拍攝一個比色卡和放置在該比色卡上的免疫層析試條，得到 拍攝圖片，其中，拍攝圖片包括免疫層析試條圖像及比色卡圖像；
[0011] 分析處理單元，用于對拍攝圖片進行分析處理，獲得待測物濃度。
[0012] 其中，免疫層析試條定量檢測裝置可W是智能手機，圖像拍攝單元為智能手機的 攝像頭，分析處理單元為智能手機內(nèi)置的分析處理軟件。
[0013] 本發(fā)明還提供一種免疫層析試條定量檢測方法，包括：
[0014]S1，拍攝一個比色卡和放置在該比色卡上的免疫層析試條，得到拍攝圖片，其中， 拍攝圖片包括免疫層析試條圖像及比色卡圖像；
[0015] S2,對拍攝圖片進行分析處理，獲得待測物濃度。
[0016] (S)有益效果
[0017] 1、本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測裝置可W是帶有攝像頭及分析處理軟件 的智能手機，不需要?？诘姆治鲈O(shè)備，使用者用手機拍照，就能迅速完成免疫層析試條檢 巧。，大大方便了使用者。
[0018] 2、本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測裝置及方法，比色卡上有標(biāo)準(zhǔn)的紅色區(qū)和 白色區(qū)，可W作為參考標(biāo)準(zhǔn)，減小了環(huán)境誤差，達(dá)到消除自然光干擾的目的，在分析處理中 還對檢測帶、指控帶和空白帶的數(shù)據(jù)進行綜合分析，W消除免疫層析試條內(nèi)部膠體金流動 情況不同造成的干擾，提高了檢測精度。
[0019] 3、本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測方法，拍照前出現(xiàn)拍攝界面，在拍攝界面 上顯示兩個長方形虛線框，將矩形比色塊和免疫層析試條分別納入兩個虛線框中，然后進 行拍攝，在后續(xù)對拍照獲得的圖像進行分析，不需要分析全部圖像，只需分析框內(nèi)的部分， 運大大簡化了圖像處理算法，提高了分析速度。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測方法的流程圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實施例中灰度圖像化的像素灰度值的分布圖。
[0023] 圖4是本發(fā)明實施例中灰度圖像化的像素灰度值的分布圖。
[0024] 圖5是本發(fā)明實施例中采用智能手機對比色卡和免疫層析試條進行拍攝的流程 圖。
【具體實施方式】
[00巧]本發(fā)明提供一種免疫層析試條定量檢測裝置及方法，通過拍攝比色卡和放置在該 比色卡上的免疫層析試條，得到拍攝圖片，再對拍攝圖片進行分析處理，獲得待測物濃度。 其中，免疫層析試條定量檢測裝置可W是智能手機，圖像拍攝單元為智能手機的攝像頭，分 析處理單元為智能手機內(nèi)置的分析處理軟件。本發(fā)明的裝置及方法能方便、快速地對待測 物濃度進行定量檢測，并且消除了環(huán)境光干擾，使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
[0027] 圖1是本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括圖像 拍攝單元10和分析處理單元20,其中，
[0028] 圖像拍攝單元10用于實現(xiàn)W下功能：
[0029] 提供拍攝界面，用于拍攝一個比色卡和放置在該比色卡上的免疫層析試條；
[0030] 其中，比色卡具有試條放置區(qū)及矩形比色塊，矩形比色塊分為上下兩個區(qū)域，上區(qū) 域為紅色區(qū)，下區(qū)域為白色區(qū)，免疫層析試條包括檢測線、空白帶及質(zhì)控線，檢測線用于檢 測待測物，質(zhì)控線用于表示該免疫層析試條是否損壞，空白帶位于所述檢測線與所述質(zhì)控 線之間；
[0031] 在拍攝時，拍攝界面上顯示有兩個長方形虛線框，將矩形比色塊和免疫層析試條 分別納入兩個虛線框中，然后進行拍攝，將兩個虛線框中的圖像分別作為檢測區(qū)圖像T及 比參考區(qū)圖像D。
[0032] 分析處理單元20用于實現(xiàn)W下功能： W33] 對參考區(qū)圖像D進行灰度轉(zhuǎn)換，得到灰度圖像化，灰度轉(zhuǎn)換公式為化= 0. 299Dr+0. 587Dg+0. 114Db，其中，Dr、Dg和Db分別是參考區(qū)圖像D中R、G、B分量的值； [0034]圖3是灰度圖像化的像素灰度值的分布圖，可W看到，參考區(qū)圖像D中不同顏色 的區(qū)域在對應(yīng)的灰度圖像化中具有不同的灰度值，將每個像素點的灰度值投影到X、Y軸， 得到一系列邊界點，由圖4可知，邊界點il、12、jl、j2組成的區(qū)域為紅色區(qū)，邊界點il、 i2、j2、j3組成的區(qū)域為白色區(qū)，然后計算紅色區(qū)的每個像素點的R、G、B分量的平均值 R。，G。，B。，W及白色區(qū)的每個像素點的R、G、B分量的平均值斬，G。，B"; W35] 對檢測區(qū)圖像T進行灰度轉(zhuǎn)換，得到灰度圖像化，，灰度轉(zhuǎn)換公式為化= 0. 299Tr+0. 587Tg+0. 114Tb，其中，Tr、Tg和化分別是檢測區(qū)圖像T中R、G、B分量的值；
[0036] 圖4是本發(fā)明實施例中灰度圖像化的像素灰度值的分布圖，分析處理單元將灰度 圖像化每個像素點的灰度值投影到Y(jié)軸，得到y(tǒng)軸上的投影點Py，根據(jù)投影點Py的值，將 所述檢測區(qū)圖像T從上到下劃分為多個分區(qū)Ti，計算每個分區(qū)Ti內(nèi)的所有像素點的R、G、B 分量的平均值Ri，Gi，Bi與R。，G。，B。差的絕對值Q1，
[0037] Qi=I巧c-Ri) + 杞-Gi) + 化-Bi)
[0038] 當(dāng)Qi小于給定的闊值時，判定分區(qū)Ti為質(zhì)控線區(qū)，根據(jù)該質(zhì)控線區(qū)的位置，確定空 白帶區(qū)和檢測線區(qū)； 陽039] 根據(jù)如下公式進行計算，得到計算結(jié)果Result:
[0040]
[0041]其中￡f、tg、tb分別為R、G、B=個參數(shù)在免疫層析試條定量檢測中對計算結(jié)果 Result的貢獻(xiàn)指數(shù)，Rz、Gz、Bz為質(zhì)控線區(qū)R、G、B分量平均值，Rt、Gt、Bt為檢測線區(qū)R、G、B 分量平均值，Rb、Gb、Bb為空白帶區(qū)R、G、B分量平均值；本發(fā)明在公式中引入標(biāo)準(zhǔn)的紅色區(qū)和 白色區(qū)的R、G、B分量平均值，消除了光照的影響，并引入質(zhì)控線區(qū)、空白帶區(qū)、檢測線區(qū)的R、G、B分量平均值，W消除免疫層析試條內(nèi)部膠體金流動情況不同造成的干擾，提高了檢測 精度；
[0042] 根據(jù)計算結(jié)果Result與待測物濃度的線性對應(yīng)關(guān)系，得到待測物濃度。
[0043] 圖2是本發(fā)明提供的免疫層析試條定量檢測方法的流程圖，包括：
[0044] S1 :提供拍攝界面，用于拍攝一個比色卡和放置在該比色卡上的免疫層析試條；
[0045] 其中，比色卡具有試條放置區(qū)及矩形比色塊，矩形比色塊分為上下兩個區(qū)域，上區(qū) 域為紅色區(qū)，下區(qū)域為白色區(qū)，免疫層析試條包括檢測線、空白帶及質(zhì)控線，檢測線用于檢 測待測物，質(zhì)控線用于表示該免疫層析試條是否損壞，空白帶位于所述檢測線與所述質(zhì)控 線之間；
[0046] 在進行拍攝時，拍攝界面上顯示有兩個長方形虛線框，將矩形比色塊和免疫層析 試條分別納入兩個虛線框中，然后進行拍攝，將兩個虛線框中的圖像分別作為檢測區(qū)圖像T 及比參考區(qū)圖像D，
[0047] S2:對參考區(qū)圖像D進行灰度轉(zhuǎn)換，得到灰度圖像化，灰度轉(zhuǎn)換公式為化= 0. 299Dr+0. 587Dg+0. 114Db，其中，Dr、Dg和Db分別是參考區(qū)圖像D中R、G、B分量的值； W48]圖3是灰度圖像化的像素灰度值的分布圖，可W看到，參考區(qū)圖像D中不同顏色 的區(qū)域在對應(yīng)的灰度圖像化中具有不同的灰度值，將每個像素點的灰度值投影到X、Y軸， 得到一系列邊界點，由圖4可知，邊界點il、12、jl、j2組成的區(qū)域為紅色區(qū)，邊界點il、 i2、j2、j3組成的區(qū)域為白色區(qū)，然后計算紅色區(qū)的每個像素點的R、G、B分量的平均值 R。，G。，B。，W及白色區(qū)的每個像素點的R、G、B分量的平