圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)。該快診檢測系統(tǒng)包括：金標讀數儀模塊及嵌入式系統(tǒng)；其中，金標讀數儀模塊至少包括：固定于殼體內且用于定位待測免疫紙條的卡槽部件、相對于卡槽部件設置的圖像攝取單元，其配置有廣角微距鏡頭及濾光片、相對于卡槽部件設置的光源部件、及顯示單元；嵌入式系統(tǒng)包括：與光源部件、圖像攝取單元及顯示單元連接且固定在殼體內的嵌入式處理單元、與嵌入式處理單元連接的存儲單元、與所述嵌入式處理單元連接的接口單元、與所述嵌入式處理單元連接的電源單元。本快診檢測系統(tǒng)功能齊全，體積小，重量輕，能直觀、方便地在實驗室或檢測現(xiàn)場使用。
【專利說明】圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及快診檢測領域，尤其涉及一種圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]整個免疫分析技術在向兩個方向發(fā)展:一類為全自動化的免疫分析；另一類為以硝酸纖維膜為載體的POCT快速免疫層析技術。免疫層析(Immunochromatography, IC)技術是在經歷了放射免疫標記、酶免標記、化學發(fā)光標記等階段后，在20世紀80年代發(fā)展起來的一種將免疫技術和色譜層析技術相結合的快速免疫分析方法?？焖倜庖邔游黾夹g的原理是以條狀纖維層析材料為固相，借助毛細作用使樣品溶液在層析條上泳動，同時，使樣品中的待測物與層析材料上針對待測物的受體(如抗體或抗原)發(fā)生高特異、高親和性的免疫反應，層析過程中免疫復合物被富集或截留在層析材料的一定區(qū)域(檢測帶)，通過酶促顯色反應或直接使用可目測的著色標記物(如膠體金)，短時間的生物反應時間(5?IOmin)內便可得到直觀的實驗結果。這種分析技術不需進行結合標記物與游離標記物的分離，省去了繁瑣的加樣、洗滌步驟，操作簡單快速，分析結果清楚。然而目前常用判斷手段是目測，只能滿足定性與半定量的測試。隨著床邊診斷、快速診斷概念的興起，以膠體金為代表的當代快速診斷技術以成本低、制備簡單、工藝成熟等優(yōu)點在國內得到廣泛應用，是國內目前最主要的快速診斷技術。
[0003]床邊體外診斷(POCT)是利用便攜式設備和試劑在數分鐘內得出檢驗結果的一種檢驗方式，廣泛適用于醫(yī)院、護理病房、救護單位、保險公司、家庭保健網絡等領域，它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)上由專門檢驗人員完成的工作更多地交給了非檢驗人員完成。這是一種快速的檢驗方式，可以滿足人們在時間上的要求，適應現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。
[0004]POCT不僅具有快速得出結果、操作簡單、容易使用和小型化等特點，而且又無需傳統(tǒng)的醫(yī)院實驗場地和設備。這使得私人診所或不具備條件的社會醫(yī)療機也能快速正確地得到診斷。最具魅力的是，隨著諸多基于POCT開發(fā)出的家庭疾病自檢(Homelab)產品的陸續(xù)出現(xiàn)，使得患者在自己家中就可以獨立完成一些疾病的檢測操作，該類型的家庭自檢產品，將成為未來即時檢驗領域的發(fā)展趨勢。
[0005]國內目前的金標讀數儀或金標檢測系統(tǒng)有以下二種:1，掃描型、2，攝像法型。
[0006]例如，在中國專利號201120449209.8，2011年11月11日， 申請人:杭州南開日新生物技術有限公司和上?；娇茖W儀器有限公司申請的實用新型專利“金標讀數儀”中，描述了一種掃描型金標讀數儀，用于膠體金免疫層析試劑板定性及定量檢測。該金標讀數儀設有機箱，在機箱中設有光源系統(tǒng)、掃描裝置、信號采集系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)；在機箱上設有數據顯示輸出系統(tǒng)、膠體金免疫層析試劑板托盤、電源開關、適配器插口、干電池放置口。該金標讀數儀除可以定性判斷外，還可以給出被測樣品中所含藥物的具體濃度數值，避免了人為誤差；此外，還能對測定結果進行即時保存、復制和輸出，方便攜帶，適用于不同檢測環(huán)境。
[0007]然而，該金標讀數儀的不足在于:由于是一種掃描式的讀數裝置，故完成整個測試過程耗時過多，且結構復雜，裝、調工藝復雜，機械噪聲大，成本高；此外，僅僅適合某一特定金標試紙盒的應用，而且僅僅只能應用在膠體金的光學能量掃描處理，不包括普通熒光及時間分辨熒光的圖像處理，功能較為單一。
[0008]又例如，中國專利申請?zhí)?01310025671.9，中國檢驗檢疫科學研究院于2013年I月21日申請的發(fā)明“一種膠體金金標檢測儀”，提供了一種攝像型金標讀數儀。該膠體金金標檢測儀包括對試紙條進行圖像采集的圖像采集系統(tǒng)、對采集的圖像進行分析處理的中央控制系統(tǒng)和將分析處理的結果打印出來的打印裝置。雖然，該膠體金金標檢測儀可以定性、定量的檢測試紙條信息，并記錄分析數據結果，但由于其采用X86架構的中央處理器，并在windows操作系統(tǒng)下工作，因而導致其硬件系統(tǒng)成本高、軟件操作系統(tǒng)版本成本也高，且整套系統(tǒng)功耗較大；而且同樣也僅僅只能應用在膠體金的光學能量掃描處理，不包括普通熒光及時間分辨熒光的圖像處理。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種多功能的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)。
[0010]為達上述目的及其他目的，本實用新型提供的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其包括金標讀數儀模塊及連接所述金標讀數儀模塊的嵌入式系統(tǒng)；其中，所述金標讀數儀模塊至少包括:
[0011]固定于殼體內且用于定位待測免疫紙條的卡槽部件；
[0012]相對于所述卡槽部件設置且固定于所述殼體內的圖像攝取單元，其配置有廣角微距鏡頭及濾光片；
[0013]相對于所述卡槽部件設置且固定于所述殼體內的光源部件；
[0014]部分外露于所述殼體表面的顯不單兀；
[0015]所述嵌入式系統(tǒng)包括:
[0016]與所述光源部件、圖像攝取單元及顯示單元連接且固定在所述殼體內的嵌入式處理單元；
[0017]與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的存儲單元；
[0018]與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的接口單元；
[0019]與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的電源單元。
[0020]優(yōu)選地，上述金標讀數儀模塊還配置有單項目試紙盒樣品槽或單項目試紙條樣品槽、或多項目試紙盒樣品槽或多項目試紙條樣品槽、或點陣式多項目試紙條或點陣式多項目試紙盒中至少一種。較佳的，可以是2-4個單項目試紙條樣品槽或一個以上單項目試紙條樣品槽與一個以上多項目試紙盒樣品槽。
[0021]優(yōu)選地，上述光源部件包括LED光源及脈沖/亮度調節(jié)單元。
[0022]優(yōu)選地，上述顯示單元的顯示屏包含觸摸屏。
[0023]優(yōu)選地,上述存儲單元包括SD卡。
[0024]優(yōu)選地，上述接口單元包括提供多個USB接口的單元。較佳的，USB接口為二個、三個或四個。
[0025]優(yōu)選地,上述接口單元包括提供以太網接口的通訊單元。
[0026]優(yōu)選地,上述接口單元包括無線通訊單元。
[0027]優(yōu)選地，上述接口單元包括提供與上位機連接接口的單元。
[0028]優(yōu)選地，上述電源單元配置有移動電源。
[0029]如上所述，本實用新型的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:功能齊全，體積小，重量輕，能直觀，方便地在實驗室或檢測現(xiàn)場使用。
[0030]本實用新型的其他方面由于本文的公開內容，對本領域技術人員而言是顯而易見的。
[0031]以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)結構示意圖；
[0033]圖2a至2c為本實用新型的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)的殼體不意圖，其中，2a為俯視圖，圖2b為左視圖，圖2c為后視圖；
[0034]圖3為本實用新型的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)的優(yōu)選示意圖。

【具體實施方式】
[0035]如圖1所示，本實用新型提供一種圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)。所述快診檢測系統(tǒng)I包括:金標讀數儀模塊11及連接所述金標讀數儀模塊的嵌入式系統(tǒng)12。
[0036]所述金標讀數儀模塊11包括:卡槽部件111、圖像攝取單元112、光源部件113、及顯示單元114 ;所述嵌入式系統(tǒng)12包括:嵌入式處理單元121、存儲單元122、接口單元123、電源單元124。
[0037]所述卡槽部件111固定于殼體內且用于定位待測免疫試紙條。其中,所述殼體小巧美觀，便于攜帶，可采用金屬材質或塑料材質，其形狀優(yōu)選“面包板”狀，上表面外露有顯示屏，如圖2a至2c所示,其中，圖2a為俯視圖，圖2b為左視圖，圖2c為后視圖。
[0038]所述圖像攝取單元112相對于所述卡槽部件111設置，固定于殼體內，其配置有廣角微距鏡頭及濾光片，其還包含CMOS攝像芯片構成的圖像傳感器，如圖3所示，用于攝取所述卡槽部件111所定位的待測免疫試紙條的圖像。
[0039]所述光源部件113相對于所述卡槽部件111設置，且固定于殼體內，用于提供圖像攝取時所需要的照明度，優(yōu)選地，其包括LED光源及脈沖/亮度調節(jié)單元，如圖3所示，所述脈沖/亮度調節(jié)單元用于調節(jié)LED光源，以便能提供圖像攝取時所需要的均勻光源。
[0040]所述顯示單元114用于顯示測試結果等，其包含的顯示屏外露于殼體表面，如圖2a所示。
[0041 ] 優(yōu)選地，所述顯示屏包含觸摸屏。
[0042]優(yōu)選地，所述金標讀數儀模塊11還配置有試紙盒樣品槽115及試紙條樣品槽116，如圖3所示；當然，也可以根據需要配置一個試紙盒樣品槽或一個試紙條樣品槽。
[0043]所述嵌入式處理單元121與所述光源部件113、圖像攝取單元112及顯示單元114連接，固定在殼體內，用于完成控制與數據處理，包括:不同項目的試紙條的各自陰/陽性及弱陽性設置、濃度直讀數學模型的建立與校正等；尤其是可按待測項目(最多可預置99個項目)的要求，預置不同試紙盒或試紙條、不同的金標反應條的位置、不同的反應機理(夾心法或競爭法)、不同的判斷閥值、以至濃度直讀來進行判斷與直讀等；而且，每次讀數的結果與條件，嵌入式處理單元121會自動存入SD卡、或外插的U盤、或通過以太網口或無線通訊單元等向上一級數據站傳送；所述嵌入式處理單元121也可基于上位機的指令來控制圖像攝取或傳送數據。
[0044]所述存儲單元122與所述嵌入式處理單元121連接，且固定在殼體內，用于存儲數據，其優(yōu)選為SD卡。
[0045]所述接口單元123與所述嵌入式處理單元121連接，且固定在殼體內，用于與其他部件或設備等進行通信。
[0046]優(yōu)選地，所述接口單元123可包括:提供多個USB接口的單元(例如，4個USB接口的單元)、提供以太網接口的通訊單元、無線通訊單元、與上位機連接接口的單元等，由此，通過該些USB接口可連接鍵盤、鼠標、U盤、條形碼掃描器等；通過以太網接口可實現(xiàn)與局域網(LAN)的連接；通過無線通訊單元可實現(xiàn)與3G網絡、WiFi網絡等的鏈接，如圖3所示。
[0047]如圖2c所示，在殼體后表面外露有4個USB接口、一個以太網接口。
[0048]所述電源單元124與所述嵌入式處理單元121連接，且固定在殼體內，用于提供電能，優(yōu)選地，其包括移動電源，即通過可充電電池，例如，鋰電池供電的單元，其還可包括通過市電供電的單元。通過采用移動電源，可使本快診檢測系統(tǒng)I能在不同的環(huán)境，例如測試現(xiàn)場、實驗室、檢測車等處進行檢測。
[0049]上述快診檢測系統(tǒng)I的工作過程如下:
[0050]測試時，當樣品中的待測物與層析材料上針對待測物的受體(如抗體或抗原)發(fā)生高特異、高親和性的免疫反應，在短時間生物反應后(5?IOmin內)便可得到著色標記物(如熒光乳膠粒子或膠體金)產生的普通熒光、時間分辨熒光或顯色反應，由此，通過卡槽部件111對免疫試紙條的定位，在光源部件113的照射下，由嵌入式處理單元121控制圖像攝取單元112經過濾色片攝取免疫試紙條的圖像，隨后，嵌入式處理單元121對攝取的圖像進行處理及判斷，最后將結果顯示在觸摸屏上；同時，嵌入式處理單元121可根據預定協(xié)議分別通過以太網口、或無線通訊單元鏈接英特網，或通過連接上位機，來完成以下操作:a)控制圖像的攝取、b)獲取實時數據、c)保存于上位機內存；此外，嵌入式處理單元121也可根據預先約定，將數據及相應控制指令等存入所連接的U盤或SD卡；再有，整個系統(tǒng)也可由所連接的鼠標操作，相應的免疫試紙條信息根據需要可由所連接的條形碼掃描器采集后提供。
[0051]綜上所述，本實用新型的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)采用配有廣角微距鏡頭的CMOS攝像頭，加上濾光片及LED的照度調節(jié)，除了能完成免疫試紙條的反應產生的普通膠體金顯色光學圖像攝影，還能完成在與彩色乳膠熒光粒子/時間分辨納米粒子相適應的濾光片或LED光源，經脈沖/照度調節(jié)控制下的完成普通熒光或時間分辨熒光的標記物圖像處理；除了能完成一般單項目(單條T)的試紙盒/條槽模塊外，還包括可一次完成多條試紙條上的多項目試紙盒/條槽模塊的測試，而且能適合于不同的試紙盒與裸條，也適合于不同的單檢、雙檢與三聯(lián)檢的試紙，應用面廣，適合于不同的檢驗機構的需求，可用于心血管類疾病(心肌梗塞、心力衰竭)、感染性疾病(HBV，HIV, H1N1)、腫瘤標記物、毒品、農藥殘留、食品安全(三聚腈胺，瘦肉精，微量抗生素殘留)等等的檢測；本實用新型功能強大，功耗低，具有極大競爭力；還有，其外形扁平美觀，便于手持操作與攜帶。
[0052]在本實用新型提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括金標讀數儀模塊及連接所述金標讀數儀模塊的嵌入式系統(tǒng)；其中， 所述金標讀數儀模塊至少包括: 固定于殼體內且用于定位待測免疫紙條的卡槽部件； 相對于所述卡槽部件設置且固定于所述殼體內的圖像攝取單元，其配置有廣角微距鏡頭及濾光片； 相對于所述卡槽部件設置且固定于所述殼體內的光源部件； 部分外露于所述殼體表面的顯不單兀； 所述嵌入式系統(tǒng)包括: 與所述光源部件、圖像攝取單元及顯示單元連接且固定在所述殼體內的嵌入式處理單元; 與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的存儲單元； 與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的接口單元； 與所述嵌入式處理單元連接且固定在所述殼體內的電源單元。
2.如權利要求1所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述金標讀數儀模塊還配置有:單項目試紙盒樣品槽或單項目試紙條樣品槽、或多項目試紙盒樣品槽或多項目試紙條樣品槽、或點陣式多項目試紙條或點陣式多項目試紙盒中至少一種。
3.如權利要求1所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光源部件包括LED光源及脈沖/亮度調節(jié)單元。
4.如權利要求1所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元的顯示屏包含觸摸屏。
5.如權利要求1所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲單元包括SD卡。
6.如權利要求1-5任一權利要求所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述接口單元包括提供多個USB接口的單元。
7.如權利要求1-5任一權利要求所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述接口單元包括提供以太網接口的通訊單元。
8.如權利要求1-5任一權利要求所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述接口單元包括無線通訊單元。
9.如權利要求1-5任一權利要求所述的基于嵌入式系統(tǒng)的便攜式多功能金標快診檢測儀圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述接口單元包括提供與上位機連接接口的單元。
10.如權利要求1-5任一權利要求所述的圖像傳感與嵌入式系統(tǒng)相結合的快診檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源單元配置有移動電源。
【文檔編號】G01N33/558GK203838156SQ201320815438
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】李建國, 李 浩 申請人:上海捷浩科學儀器有限公司