本發(fā)明涉及免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)，尤其涉及一種基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

即時(shí)檢驗(yàn)(point-of-caretesting，poct)指在病人旁邊進(jìn)行的臨床檢測(cè)，在采樣現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)進(jìn)行分析，不需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室樣本處理從而得到檢測(cè)結(jié)果的新方法。由于poct檢測(cè)方法速度快、使用簡(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn)，使其在臨床檢測(cè)領(lǐng)域中生物標(biāo)記物檢測(cè)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，poct產(chǎn)品大致經(jīng)歷了以下四代：第一代是以試條試紙法為主的定性poct產(chǎn)品；第二代是以板卡比色或半定量?jī)x器閱讀為主的半定量poct產(chǎn)品；第三代是手工操作較少的全定量poct系統(tǒng)；第四代是自動(dòng)化、信息化、智能化的poct技術(shù)平臺(tái)。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的整合，最新的poct技術(shù)與先前的相比最顯著的特點(diǎn)就是:自動(dòng)化水平顯著提高，智能化和信息化更加突出。未來(lái)體外診斷的三大特點(diǎn)：自動(dòng)化和一體化明顯，小型化和即時(shí)化突出，分子化和個(gè)性化成為亮點(diǎn)。

免疫層析檢測(cè)法被認(rèn)為是poct領(lǐng)域里最為普遍使用的分析方法之一，由于其免疫學(xué)特性是生理學(xué)獨(dú)有的特征，因此在快速檢測(cè)領(lǐng)域占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)和地位，被廣泛的應(yīng)用于食品安全監(jiān)測(cè)、標(biāo)簽藥品檢測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。目前，按照免疫層析芯片上標(biāo)記探針的種類可以分為膠體金納米材料，磁性納米顆粒和各類發(fā)光材料(量子點(diǎn)熒光材料，熒光染料，化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，上轉(zhuǎn)化和下轉(zhuǎn)化發(fā)光材料等)。這些不僅拓寬了各種新型分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域，也增加了免疫層析芯片的應(yīng)用范圍和適用場(chǎng)景，使得免疫層析芯片的即時(shí)性和快速高效的特性能夠更好的發(fā)揮，也使得病人的救助能夠更加及時(shí)。

在免疫層析芯片的檢測(cè)過程中，尤其在檢測(cè)的臨界范圍內(nèi)時(shí)，裸眼判讀會(huì)出現(xiàn)較大誤差，光線不足也會(huì)造成誤差。同時(shí)，檢測(cè)結(jié)果只有定性判斷，而不能獲取定量化的結(jié)果。甚至，檢測(cè)后的芯片不適宜長(zhǎng)期保存，檢測(cè)信號(hào)會(huì)隨著與空氣接觸時(shí)間增長(zhǎng)而變化。因此，需要配套的檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果數(shù)字化、定量化處理并加以保存、查詢。目前，針對(duì)免疫層析芯片的配套開發(fā)設(shè)備大多數(shù)是基于臺(tái)式計(jì)算機(jī)處理，具有較高的處理速度和穩(wěn)定的性能，但是體積較大，成本較高，再加上固定電源的限制導(dǎo)致非常不利于戶外使用，大大降低這些設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性。此外，現(xiàn)有的針對(duì)免疫層析芯片的配套開發(fā)設(shè)備還存在設(shè)備檢測(cè)模式單一，數(shù)據(jù)傳輸方式單一，只能一對(duì)一，以及需要專業(yè)人員操作等問題。

基于以上問題，對(duì)于精度高、靈敏度好的便攜式poct定量檢測(cè)設(shè)備的需求不斷增加，許多科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了針對(duì)不同檢測(cè)目標(biāo)的免疫層析檢測(cè)儀器。從國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)報(bào)道中可以發(fā)現(xiàn)，基于嵌入式技術(shù)開發(fā)的便攜式檢測(cè)設(shè)備的研究較多，而針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，基于智能平臺(tái)的檢測(cè)設(shè)備也逐漸成為研發(fā)的熱點(diǎn)，甚至各大互聯(lián)網(wǎng)如百度、阿里巴巴開始布局互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療發(fā)展，傳統(tǒng)技術(shù)公司如飛利浦、強(qiáng)生、西門子等也都開始互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)。這也說(shuō)明在未來(lái)醫(yī)療發(fā)展，智能醫(yī)療和互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療必將成為現(xiàn)實(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種更加智能化且便攜性好的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)。具體公開了一種基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)，包括層析芯片檢測(cè)裝置和與層析芯片檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)連接的檢測(cè)軟件模塊；層析芯片檢測(cè)裝置包括芯片槽和光路模塊；光路模塊包括智能手機(jī)背面自帶的可見光光源、反光棱鏡、透鏡組件和智能手機(jī)的后置攝像頭；可見光光源發(fā)出的光線經(jīng)過反光棱鏡反射到芯片槽中的芯片上，再經(jīng)過透鏡組件，由后置攝像頭拍攝獲取芯片上的圖像采集信號(hào)，通過檢測(cè)軟件模塊對(duì)圖像采集信號(hào)進(jìn)行分析處理。當(dāng)檢測(cè)有色免疫層析芯片時(shí)，選擇智能手機(jī)應(yīng)用軟件中的對(duì)應(yīng)按鈕，就可以打開智能手機(jī)背面自帶的可見光光源，并且保持該光源檢測(cè)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定、常亮。

進(jìn)一步地，可見光光源為白色led光源。芯片槽在芯片的質(zhì)控線(c線)和檢測(cè)線(t線)處設(shè)置有檢測(cè)開口，使得可見光光源發(fā)出的光線經(jīng)過反光棱鏡反射能照到該檢測(cè)開口處的c線和t線。

進(jìn)一步地，透鏡組件包括透鏡和調(diào)節(jié)部件。調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)透鏡與后置攝像頭的距離以及視場(chǎng)角大小，保證光源經(jīng)過透鏡組件聚焦的特性，將光匯聚到芯片反應(yīng)區(qū)域，提升芯片信號(hào)讀取窗口視場(chǎng)范圍內(nèi)的亮度，保證智能手機(jī)拍攝出來(lái)的成像結(jié)果清晰，色彩均勻。芯片反應(yīng)區(qū)域包括芯片的質(zhì)控線(c線)和檢測(cè)線(t線)。透鏡組件還包括濾光片。

進(jìn)一步地，光路模塊還包括紫外光光源；紫外光光源發(fā)出的光線照射到芯片槽中的芯片上，經(jīng)過透鏡組件，由后置攝像頭拍攝獲取芯片上的圖像采集信號(hào)，通過檢測(cè)軟件模塊對(duì)圖像采集信號(hào)進(jìn)行分析處理。芯片槽在芯片的質(zhì)控線(c線)和檢測(cè)線(t線)處設(shè)置的檢測(cè)開口還使得紫外光光源發(fā)出的光線能照到該檢測(cè)開口處的c線和t線。芯片槽上還設(shè)置有安裝開口，芯片從該安裝開口放入芯片槽中。芯片放入芯片槽后關(guān)閉該安裝開口，使得芯片被密封在芯片槽中僅留檢測(cè)開口用于光源(可見光光源和/或紫外光光源)檢測(cè)。芯片槽的結(jié)構(gòu)避免了外界光線干擾，消除噪聲，保證檢測(cè)條件的一致性，使檢測(cè)處于最佳條件。尤其是熒光檢測(cè)，需要在一個(gè)相對(duì)密閉的暗室空間中才能達(dá)到最佳效果。

優(yōu)選地，紫外光光源的波長(zhǎng)為365nm。紫外光光源的功率不能太大，3-5w，否則智能手機(jī)內(nèi)置電池?zé)o法滿足其電力需求，而外置電源則會(huì)增加檢測(cè)儀器的體積和重量。紫外光光源的尺寸小于10mm，有利于避免層析芯片檢測(cè)裝置過大而不便于安裝到智能手機(jī)背面。紫外光光源為紫外led燈。由于紫外led燈的發(fā)熱比較明顯，如果過度發(fā)熱一方面會(huì)影響光源的壽命，另外還會(huì)影響紫外光發(fā)光效率(不是365nm的紫外波長(zhǎng)的光線)。因此，在紫外led燈上設(shè)置有金屬鋁散熱片，保證能夠及時(shí)將多余的熱量散出。此外，在檢測(cè)軟件模塊中，只有選擇熒光免疫層析芯片(比如量子點(diǎn)熒光芯片)檢測(cè)時(shí)，才需要打開紫外led燈，另外在單次檢測(cè)結(jié)束后，軟件自動(dòng)提示關(guān)閉紫外led燈。

進(jìn)一步地，層析芯片檢測(cè)裝置還包括供電模塊；供電模塊包括與智能手機(jī)連接的電源線，用于將智能手機(jī)電池的電力傳輸給紫外光光源，從而為紫外光光源供電。供電模塊還包括電源線固定件，用于固定所述電源線。

在一種具體實(shí)施方式中，電源線與智能手機(jī)的usb接口連接。對(duì)于usb接口，其功能是越來(lái)越大，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)充電，還可以連接外設(shè)，如鍵盤、鼠標(biāo)和u盤等。為了實(shí)現(xiàn)外設(shè)的功能，usb接口必然為外設(shè)提供電力驅(qū)動(dòng)，同樣能為紫外光光源提供電力供應(yīng)。

在另一種具體實(shí)施方式中，電源線與智能手機(jī)的耳機(jī)接口連接。

在一種具體實(shí)施方式中，反光棱鏡的數(shù)量≥2個(gè)；紫外光光源的數(shù)量≥2個(gè)，且以并聯(lián)的方式獲得電力。進(jìn)一步地，紫外光光源需要的電壓驅(qū)動(dòng)是2-4v，優(yōu)選3v。并聯(lián)有利于各紫外光光源處于同一電壓驅(qū)動(dòng)下。

在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，反光棱鏡的數(shù)量是2個(gè)；紫外光光源的數(shù)量是2個(gè)，且以并聯(lián)的方式獲得電力。

進(jìn)一步地，檢測(cè)軟件模塊包括檢測(cè)模塊；檢測(cè)模塊用于選擇檢測(cè)類型，讀取檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算檢測(cè)值，以及給出檢測(cè)結(jié)果。檢測(cè)軟件模塊可以做成app程序供智能手機(jī)下載應(yīng)用。

進(jìn)一步地，檢測(cè)軟件模塊還包括注冊(cè)登錄模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)的增刪改查模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)的短信發(fā)送模塊、檢測(cè)指標(biāo)的增刪改查模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)地圖分布模塊和智能醫(yī)療咨詢服務(wù)模塊。注冊(cè)登錄模塊有利于保證數(shù)據(jù)的安全性。

進(jìn)一步地，檢測(cè)軟件模塊還包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊是用在移動(dòng)設(shè)備中的輕量級(jí)sqlite。

進(jìn)一步地，檢測(cè)模塊采用第一種方式和第二種方式相結(jié)合的方式進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的提??；第一種方式是直接選取質(zhì)控線或者檢測(cè)線的矩形信號(hào)區(qū)域的中心位置附近的20像素點(diǎn)×20像素點(diǎn)范圍內(nèi)的所有像素值之和；第二種方式是采用信號(hào)區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)像素值的眾數(shù)。第二種方式不僅避免了因污染和芯片質(zhì)量造成的像素值的顏色加深或變淺，也避免了數(shù)據(jù)被最大值所影響，采用眾數(shù)更能表達(dá)該信號(hào)強(qiáng)度的一般情況。本發(fā)明采用了第一種方式和第二種方式相結(jié)合的方式進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的提取，這種結(jié)合方式，不僅避免了信號(hào)邊界區(qū)域的影響，也保證了該區(qū)域信號(hào)數(shù)據(jù)的充分提取。

進(jìn)一步地，檢測(cè)模塊在針對(duì)膠體金免疫層析芯片時(shí)，提取像素點(diǎn)的rgb三個(gè)值之和作為該點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值；檢測(cè)模塊在針對(duì)量子點(diǎn)熒光芯片時(shí)，使用r通道的像素值作為該點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。在單通道信號(hào)強(qiáng)度分析中，三個(gè)通道對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度都有體現(xiàn)，也使得信號(hào)強(qiáng)度有更大的取值范圍來(lái)對(duì)應(yīng)待測(cè)樣品的濃度。因此采用了rgb三個(gè)值的和作為信號(hào)強(qiáng)度。而對(duì)于量子點(diǎn)熒光芯片，在rgb模式下，三個(gè)通道中對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度的體現(xiàn)差別較大。r通道明顯體現(xiàn)出了r值和信號(hào)強(qiáng)度的正相關(guān)性，g和b通道上完全沒有信號(hào)強(qiáng)度的體現(xiàn)。因此，針對(duì)熒光芯片，本發(fā)明中使用r通道的像素值作為該點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，與數(shù)據(jù)服務(wù)端通過無(wú)線連接傳輸數(shù)據(jù)，且一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)端能夠連接多個(gè)基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)。進(jìn)一步地，無(wú)線連接傳輸數(shù)據(jù)包括wifi傳輸方式。

有益效果：

1、基于智能手機(jī)開發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)，大大降低軟硬件成本，提高便攜性。

2、采用智能手機(jī)自帶電源供電，脫離了交流供電的依賴；配合智能手機(jī)外型，在智能手機(jī)背面提供一個(gè)封閉的檢測(cè)空間，用于放置檢測(cè)芯片，避免外界光線的干擾和對(duì)免疫層析芯片的污染。

3、提供白光和紫外光兩種激發(fā)光，分別實(shí)現(xiàn)膠體金為代表的有色芯片和量子點(diǎn)為代表的熒光芯片的雙模態(tài)檢測(cè)。

4、采用wifi傳輸方式，實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)端和數(shù)據(jù)服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸，同一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)端可以同時(shí)鏈接多個(gè)智能手機(jī)終端。

5、用戶只需在智能手機(jī)上安裝檢測(cè)的app程序(檢測(cè)軟件模塊)及配套的智能手機(jī)檢測(cè)裝置(層析芯片檢測(cè)裝置)，即可以實(shí)現(xiàn)自行檢測(cè)，整個(gè)過程快捷、方便。

在本發(fā)明所涉及的基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)的一些具體實(shí)施方式中可以看出該系統(tǒng)還具備以下有益效果：1)不僅可以定量檢測(cè)膠體金為代表的有色層析芯片，還可以實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)熒光層析芯片的定量檢測(cè)；2)系統(tǒng)體積小、重量輕、便攜性強(qiáng)，可單手操作，且具有持久的續(xù)航能力和低廉的硬件成本；3)檢測(cè)結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的云端共享，為遠(yuǎn)程醫(yī)療、野外檢測(cè)和社區(qū)、家庭體檢推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；4)建立快速、靈敏、可靠的便攜式智能手機(jī)體外診斷定量分析系統(tǒng)。

其中有一些具體實(shí)施方式還體現(xiàn)了雙模態(tài)特征。該雙模態(tài)特征有兩個(gè)部分：一是光源，包含了白色光源和紫外光源，分別對(duì)應(yīng)檢測(cè)有色芯片和熒光芯片；二是圖像信號(hào)處理方式，即針對(duì)兩種芯片需要分別開發(fā)不同的圖像信號(hào)提取算法。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所涉及的層析芯片檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的光路示意圖。

圖3是本發(fā)明的電路原理圖。

圖4是本發(fā)明的軟件功能流程圖。

圖5是熒光免疫層析芯片r通道信號(hào)三維狀態(tài)圖。

圖6是熒光免疫層析芯片g通道信號(hào)三維狀態(tài)圖。

圖7是熒光免疫層析芯片b通道信號(hào)三維狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)包括層析芯片檢測(cè)裝置和與層析芯片檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)連接的檢測(cè)軟件模塊。層析芯片檢測(cè)裝置包括芯片槽7、光路模塊和供電模塊。

光路模塊包括可見光光源2、圖像采集傳感器3、透鏡組件4、反光棱鏡5和紫外光光源6，如圖2所示。透鏡組件4，反光棱鏡5，紫外光光源6，芯片槽7都固定在圖1所示的層析芯片檢測(cè)裝置里；可見光光源2和圖像采集傳感器3分別對(duì)應(yīng)智能手機(jī)1自帶的后置光源和后置攝像頭。在本實(shí)施例中，反光棱鏡5和紫外光光源6的數(shù)量均為2個(gè)。芯片槽在芯片的質(zhì)控線(c線)和檢測(cè)線(t線)處設(shè)置有檢測(cè)開口，使得可見光光源發(fā)出的光線經(jīng)過反光棱鏡反射能照到該檢測(cè)開口處的c線和t線。

如圖1和2所示，可見光光源2發(fā)出的光線經(jīng)過反光棱鏡5反射到芯片槽7中的芯片11上，再經(jīng)過透鏡組件4，由圖像采集傳感器3拍攝獲取芯片11上的圖像采集信號(hào)，通過檢測(cè)軟件模塊對(duì)圖像采集信號(hào)進(jìn)行分析處理。紫外光光源6發(fā)出的光線照射到芯片槽7中的芯片11上，經(jīng)過透鏡組件4，由圖像采集傳感器3拍攝獲取芯片11上的圖像采集信號(hào)，通過檢測(cè)軟件模塊對(duì)圖像采集信號(hào)進(jìn)行分析處理。

供電模塊包括與智能手機(jī)連接的電源線，用于將智能手機(jī)電池的電力傳輸給紫外光光源6，從而為紫外光光源6供電。供電模塊還包括電源線入口10、電源線固定件8和開關(guān)9，分別用于穿入所述電源線、固定所述電源線和控制紫外光光源6的亮滅。在本實(shí)施例中，電源線與智能手機(jī)1的usb接口連接，從而將手機(jī)電力導(dǎo)出供電給紫外光光源6，紫外光光源6為紫外led光源。

本實(shí)施例的電路原理圖如圖3所示，通過pow1(手機(jī)usb接口)可以提供5.0v的驅(qū)動(dòng)電壓，d1和d2分別為兩個(gè)紫外led光源，d1和d2的驅(qū)動(dòng)電壓為3v，為了保證d1和d2的正常工作，在電路上分別串聯(lián)一個(gè)分壓電阻r1和r2，電阻值為5.6ω。sw1為電路開關(guān)。

本實(shí)施例中的檢測(cè)軟件模塊包括注冊(cè)登錄模塊、檢測(cè)模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)的增刪改查模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)的短信發(fā)送模塊、檢測(cè)指標(biāo)的增刪改查模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)地圖分布模塊、智能醫(yī)療咨詢服務(wù)模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。檢測(cè)軟件模塊被做成app程序供智能手機(jī)下載應(yīng)用。

登錄注冊(cè)模塊：登錄注冊(cè)模塊是該app程序的入口，之所以需要登錄是為了保護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)的安全。因?yàn)橛行┎樵償?shù)據(jù)具有一定的隱私性，所以不能被普通用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。但是為了能夠進(jìn)行快捷免疫層析芯片的檢測(cè)，程序提供了快捷入口。用戶首次進(jìn)入程序需要注冊(cè)，點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕后進(jìn)入注冊(cè)界面。為了簡(jiǎn)化繁瑣的注冊(cè)流程，該界面只需要提供用戶名、用戶密碼、密碼確認(rèn)、手機(jī)號(hào)和郵箱地址。如果用戶不想注冊(cè)自己的信息，可以通過提供的快速入口進(jìn)入系統(tǒng)檢測(cè)。在非注冊(cè)的狀態(tài)下，不允許用戶查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，這是出于數(shù)據(jù)安全性和用戶便利性的考慮。

檢測(cè)模塊：檢測(cè)模塊用于選擇檢測(cè)類型，讀取檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算檢測(cè)值，以及給出檢測(cè)結(jié)果。具體而言，用戶登錄并進(jìn)入系統(tǒng)后，需要選擇待檢測(cè)的層析芯片的種類。本實(shí)施例中設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)支持兩種類型芯片的檢測(cè)——以膠體金為標(biāo)記探針的有色免疫層析芯片和以量子點(diǎn)為標(biāo)記探針的熒光免疫層析芯片。由于二者需要的檢測(cè)環(huán)境不同，激發(fā)光源和發(fā)射光譜不同，對(duì)應(yīng)的圖像分析算法也必然不同，因此需要用戶在檢測(cè)時(shí)進(jìn)行一下手動(dòng)選擇。兩種模態(tài)的檢測(cè)，均采用圖像自動(dòng)識(shí)別+診斷方式，通過采用不同的信號(hào)處理算法，分析反應(yīng)區(qū)域檢測(cè)線和質(zhì)控線的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)峰值，當(dāng)這個(gè)峰值超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的檢測(cè)閾值范圍時(shí)，就認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果是可靠的，數(shù)據(jù)是可用的，并給出診斷參考值。不同疾病的檢測(cè)，需要預(yù)設(shè)不同檢測(cè)閾值，這個(gè)數(shù)值需要通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷的補(bǔ)充、修正獲取。檢測(cè)全程無(wú)需手動(dòng)參與，全部結(jié)果自動(dòng)定位分析完成，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和操作的智能化。熒光芯片檢測(cè)模式下可以通過軟件控制紫外光光源的開關(guān)。有色芯片檢測(cè)模式下，紫外光光源處于常關(guān)狀態(tài)。

檢測(cè)數(shù)據(jù)的增刪改查模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)的短信發(fā)送模塊、檢測(cè)指標(biāo)的增刪改查模塊又可合并稱為數(shù)據(jù)管理模塊：管理界面的主要功能就是用戶有條件查詢和刪除存在系統(tǒng)中的歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)?；谥悄苁謾C(jī)程序簡(jiǎn)單快捷的需求考慮，并沒有設(shè)置高級(jí)模糊匹配查詢(高級(jí)查詢功能主要在數(shù)據(jù)服務(wù)端實(shí)現(xiàn))，設(shè)計(jì)兩個(gè)最常用關(guān)鍵字段進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果查詢，包括用戶名和檢測(cè)時(shí)間，方便用戶按時(shí)間和次數(shù)查看或者刪除自己的檢測(cè)記錄。也包括檢測(cè)數(shù)據(jù)的短信發(fā)送和檢測(cè)指標(biāo)的增刪改查。

檢測(cè)數(shù)據(jù)地圖分布模塊：本發(fā)明對(duì)手機(jī)客戶端系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，增加檢測(cè)數(shù)據(jù)地圖分布統(tǒng)計(jì)展示，即可以實(shí)時(shí)定位用戶使用地點(diǎn)，并在地圖上標(biāo)記存儲(chǔ)。后續(xù)，可以將本地的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器中，服務(wù)器中會(huì)儲(chǔ)存所有的檢測(cè)信息，通過地理位置分布查詢疾病分布區(qū)域特點(diǎn)，非常適用于大范圍的流行病學(xué)調(diào)查或區(qū)域疾病管控。

和智能醫(yī)療咨詢服務(wù)模塊：本發(fā)明在該檢測(cè)系統(tǒng)中接入智能醫(yī)療咨詢服務(wù)機(jī)器人，用于完成用戶常見問題的對(duì)答，同時(shí)提供中英文兩種語(yǔ)言模式。該智能助手計(jì)劃使用圖靈公司的中文語(yǔ)言智能機(jī)器人技術(shù)，圖靈機(jī)器人在中文處理方面處于領(lǐng)先水平。

數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：數(shù)據(jù)庫(kù)主要是指用在移動(dòng)設(shè)備中的輕量級(jí)sqlite。該數(shù)據(jù)庫(kù)具有體積小，速度快，最大支持2tb的數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢。本軟件需要的數(shù)據(jù)庫(kù)表都是基于sqlite實(shí)現(xiàn)。主要數(shù)據(jù)庫(kù)包括，用戶信息表，檢測(cè)信息表。用戶信息表包含5個(gè)字段，用戶編號(hào)，用戶名、用戶密碼、用戶手機(jī)號(hào)、用戶郵箱地址。用戶編號(hào)作為主鍵，每條記錄擁有唯一的用戶編號(hào)，余下的字段經(jīng)過md5加密算法加密后保存成字符串，這樣在直接查看數(shù)據(jù)時(shí)，只能看到一對(duì)復(fù)雜的編碼，有利于保護(hù)用戶的信息。

圖4示出了本實(shí)施例的軟件功能流程。非注冊(cè)用戶僅能使用本系統(tǒng)的檢測(cè)功能，其檢測(cè)流程為：檢測(cè)，查詢項(xiàng)目選擇，開始采集圖像，獲取圖像數(shù)據(jù)，分析圖像數(shù)據(jù)和顯示檢測(cè)結(jié)果。用戶注冊(cè)后成為注冊(cè)用戶，登錄后，其可以使用本系統(tǒng)的功能不僅包括非用戶的操作權(quán)限，還包括對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)查詢與分析功能，以及設(shè)置功能。數(shù)據(jù)查詢與分析的功能流程包括數(shù)據(jù)查詢接口，時(shí)間段選擇，顯示查詢結(jié)果，刪除，咨詢分析；設(shè)置功能包括個(gè)人信息，檢測(cè)項(xiàng)目修正，咨詢服務(wù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)地理分布查詢，版本信息。此外，本實(shí)施例的軟件還包括服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的功能是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、時(shí)間段選擇、個(gè)人信息、咨詢服務(wù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)地理分布查詢這些功能實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程共享。具體而言是：服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要功能是接收所有用戶的數(shù)據(jù)傳輸，并將所有數(shù)據(jù)有序保存到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供數(shù)據(jù)查詢和更多的潛在使用。包括利用條形碼效驗(yàn)疾病信息，利用wifi模塊傳遞數(shù)據(jù)都需要有數(shù)據(jù)服務(wù)端的支持。其中，檢測(cè)數(shù)據(jù)地理分布查詢，是在手機(jī)端增加檢測(cè)數(shù)據(jù)地圖分布統(tǒng)計(jì)展示，即可以實(shí)時(shí)定位用戶使用地點(diǎn)，并在地圖上標(biāo)記存儲(chǔ)。后續(xù)，可以將本地的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器中，服務(wù)器中會(huì)儲(chǔ)存所有的檢測(cè)信息，通過地理位置分布查詢疾病分布區(qū)域特點(diǎn)。同時(shí)，數(shù)據(jù)服務(wù)端可以用于預(yù)編輯病人信息，存儲(chǔ)檢查結(jié)果，高級(jí)查詢?cè)\斷結(jié)果，以及根據(jù)用戶需求設(shè)置具體條件下數(shù)據(jù)分析等功能。服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以同時(shí)支持多個(gè)手機(jī)終端設(shè)備正常工作。

關(guān)于信號(hào)提取方式，根據(jù)計(jì)算出來(lái)的信號(hào)區(qū)域坐標(biāo)判定出未經(jīng)處理的彩色圖像中信號(hào)區(qū)域的位置。在芯片的質(zhì)控線(c線)和檢測(cè)線(t線)內(nèi)，使用相同的提取方式。第一種方法是直接選取質(zhì)控線或者檢測(cè)線的矩形信號(hào)區(qū)域的中心位置附近的20×20范圍內(nèi)的所有像素值之和。第二種方式采用信號(hào)區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)像素值的眾數(shù)，這種方式不僅避免了因污染和芯片質(zhì)量造成的像素值的顏色加深或變淺，也避免了數(shù)據(jù)被最大值所影響，采用眾數(shù)更能表達(dá)該信號(hào)強(qiáng)度的一般情況。本發(fā)明采用了第一種方式和第二種方式相結(jié)合的方式進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的提取，這種結(jié)合方式，不僅避免了信號(hào)邊界區(qū)域的影響，也保證了該區(qū)域信號(hào)數(shù)據(jù)的充分提取。

在rgb彩色圖像模式下，每個(gè)像素點(diǎn)的像素值包括rgb三個(gè)部分。針對(duì)膠體金免疫層析芯片，提取像素點(diǎn)的rgb三個(gè)值之和作為該點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值。在單通道信號(hào)強(qiáng)度分析中，三個(gè)通道對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度都有體現(xiàn)，也使得信號(hào)強(qiáng)度有更大的取值范圍來(lái)對(duì)應(yīng)待測(cè)樣品的濃度。因此采用了rgb三個(gè)值的和作為信號(hào)強(qiáng)度。而對(duì)于量子點(diǎn)熒光芯片，在rgb模式下，三個(gè)通道中對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度的體現(xiàn)差別較大。r通道明顯體現(xiàn)出了r值和信號(hào)強(qiáng)度的正相關(guān)性，g和b通道上完全沒有信號(hào)強(qiáng)度的體現(xiàn)。如圖5-7，r通道上更能體現(xiàn)熒光信號(hào)強(qiáng)度，而r和b通道上基本上沒有什么信號(hào)顯示。因此，針對(duì)熒光芯片，本發(fā)明中使用r通道的像素值作為該點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。

實(shí)施例2

實(shí)施方案一：膠體金免疫層析芯片的檢測(cè)

基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)工作時(shí)，首先啟動(dòng)智能手機(jī)上的app程序(即檢測(cè)軟件模塊)，選擇是否需要用戶注冊(cè)，注冊(cè)用戶可以享有檢測(cè)、查詢和智能咨詢的服務(wù)，非注冊(cè)用戶則受到權(quán)限限制，僅享有檢測(cè)項(xiàng)目的服務(wù)。

之后，將制備好的免疫層析芯片送入芯片槽7，用戶選擇有色免疫層析芯片檢測(cè)項(xiàng)目后，則進(jìn)入檢測(cè)界面，檢測(cè)界面的中心是圖像顯示區(qū)域，點(diǎn)擊中心區(qū)域的圖像顯示區(qū)域，開始預(yù)覽膠體金免疫層析芯片。在預(yù)覽狀態(tài)下，用戶可以調(diào)整芯片的位置和方向，以便檢測(cè)更加準(zhǔn)確和快捷。點(diǎn)擊檢測(cè)按鈕后，系統(tǒng)開始采集圖像信息，然后分析信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度給出參考濃度值。檢測(cè)結(jié)束后預(yù)覽窗口會(huì)顯示經(jīng)過分析后的圖像，圖像的信號(hào)區(qū)域被標(biāo)記出來(lái)，以確定系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；檢測(cè)后的層析芯片上的檢測(cè)線(t線)和質(zhì)控線(c線)的信號(hào)強(qiáng)度及其比值(t/c)會(huì)顯示在信息顯示區(qū)域；經(jīng)過系統(tǒng)計(jì)算出的待測(cè)物的參考濃度同樣會(huì)顯示在信息區(qū)域。信息顯示區(qū)域有檢測(cè)項(xiàng)目的選擇，根據(jù)不同的檢測(cè)項(xiàng)目的作為檢測(cè)結(jié)果的判斷依據(jù)。系統(tǒng)會(huì)暫時(shí)保存所有的檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)芯片的圖像信息，如果用戶不選擇保存按鈕，則下次登錄時(shí)該檢測(cè)信息會(huì)丟失。軟件之所以進(jìn)行這種處理方式，是因?yàn)橛脩粼跈z測(cè)界面可以多次檢測(cè)同一個(gè)免疫層析芯片，避免錯(cuò)誤或者是冗余信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。

實(shí)施方案二：熒光芯片的檢測(cè)

用戶登錄基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)后，如果需要檢測(cè)熒光免疫層析芯片，需要選擇熒光檢測(cè)項(xiàng)目。這也是該檢測(cè)系統(tǒng)的特色功能，進(jìn)入檢測(cè)界面后，系統(tǒng)會(huì)提示需要打開紫外光光源，如果已經(jīng)打開了紫外燈，直接點(diǎn)擊確定按鈕即可。

檢測(cè)界面的中心是圖像顯示區(qū)域，點(diǎn)擊圖像顯示區(qū)域，開始預(yù)覽量子點(diǎn)熒光免疫層析芯片，在預(yù)覽狀態(tài)下，用戶可以調(diào)整芯片的位置和方向，以便檢測(cè)更加準(zhǔn)確和快捷。點(diǎn)擊檢測(cè)按鈕后，系統(tǒng)開始采集圖像信息，然后分析信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度給出參考濃度值。檢測(cè)結(jié)束后用戶需要及時(shí)關(guān)閉紫外燈，否則紫外燈長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光會(huì)影響紫外燈使用壽命。此時(shí)的預(yù)覽窗口會(huì)顯示經(jīng)過分析后的圖像，圖像的信號(hào)區(qū)域被標(biāo)記出來(lái)，以確定系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；檢測(cè)后層析芯片上的檢測(cè)線(t線)和質(zhì)控線(c線)的信號(hào)強(qiáng)度及其比值(t/c)會(huì)顯示在信息顯示區(qū)域；經(jīng)過系統(tǒng)計(jì)算出的待測(cè)物的參考濃度同樣會(huì)顯示在信息區(qū)域。信息顯示區(qū)域有檢測(cè)項(xiàng)目的選擇，根據(jù)不同檢測(cè)項(xiàng)目的給出檢測(cè)結(jié)果的判斷依據(jù)。系統(tǒng)會(huì)暫時(shí)保存所有的檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)芯片的圖像信息，如果用戶不選擇保存按鈕，則下次登錄時(shí)該檢測(cè)信息會(huì)丟失。軟件之所以進(jìn)行這種處理方式，是因?yàn)橛脩粼跈z測(cè)界面可以多次檢測(cè)同一個(gè)免疫層析芯片，避免錯(cuò)誤或者是冗余信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)如果需要保存，則會(huì)記錄下當(dāng)前檢測(cè)時(shí)間、數(shù)據(jù)處理前后的圖片、檢測(cè)線的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)控線的信號(hào)強(qiáng)度以及二者的比值信息、檢測(cè)項(xiàng)目名稱、檢測(cè)的陰性或者陽(yáng)性結(jié)果、待測(cè)物的參考濃度，同時(shí)用戶的姓名及其當(dāng)前所處的地理位置的經(jīng)度緯度坐標(biāo)會(huì)被記錄和保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。檢測(cè)結(jié)果信息便于之后的查詢、發(fā)送給用戶親屬或者醫(yī)生，定位信息用于在地圖上進(jìn)行標(biāo)記，該方式可以進(jìn)行區(qū)域病情管控和大數(shù)據(jù)分析。對(duì)于沒有登錄而進(jìn)行檢測(cè)的用戶，其檢測(cè)數(shù)據(jù)信息同樣會(huì)被保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)用戶數(shù)據(jù)分析。

基于智能手機(jī)的免疫層析芯片定量分析系統(tǒng)的工作原理是免疫層析芯片在紫外光光源或者可見光光源的照射下，圖像采集器(后置攝像頭)獲取芯片反應(yīng)區(qū)域的光學(xué)信號(hào)和圖像信息，經(jīng)過系統(tǒng)的檢測(cè)軟件進(jìn)行圖像處理和信號(hào)分析，提取層析芯片上的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出相應(yīng)的待測(cè)物濃度，給出定量檢測(cè)結(jié)果。最終，所有的檢測(cè)信息被保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下則備份到數(shù)據(jù)服務(wù)端中，實(shí)現(xiàn)云共享。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。