CN103245780B - 胶体金防伪溯源云平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶体金防伪溯源云平台，属于远程医疗技术领域。所述云平台包括云管理及计算服务器、二维码数据服务器、健康档案服务器和胶体金在线测试仪，胶体金法在线检测仪包括：图像采集装置，其用于采集胶体金测试板的图像数据；云管理及计算服务器用于对图像数据进行处理，将图像数据分成二维码图像和胶体金测试图像，并将二维码图像数据与二维码数据服务器中存储的二维码数据进行比对，以判断胶体金测试板是否是授权的测试板；并对胶体金测试图像进行处理以判断测试结果的阴阳性；还将测试图像及测试结果存储到健康档案服务器并发送回胶体金法在线检测仪。利用本发明提供的云平台，能够使多个机构或者个人共享测试资源并能降低医疗成本。

Description

胶体金防伪溯源云平台

技术领域

本发明涉及一种胶体金防伪溯源云平台，尤其涉及一种能够共享测试资源并能降低医疗成本的胶体金防伪溯源云平台，属于远程医疗技术领域。

背景技术

免疫层析检测技术的飞跃发展，尤其是金标技术的不断完善和改进，其试剂品种也日趋丰富，目前已多达数百种，产品的应用范围包括病毒抗原、抗体检测；激素检测；微生物检测；肿瘤标志物检测；药物残留检测；毒品检测等，免疫层析检测技术发展十分迅速，这种检测方法的最大特点是单人份、简单和快速。

但是，目前的免疫层析试板检测结果主要依靠肉眼来判定结果，而人类肉眼的灰度、色度极限分辨率有限，低于一定分辨率的图像，人类视力就无法分辨。当被检样品的浓度很低时，几乎接近临界值时，测试呈色区域色带或色块的颜色显色十分浅，人眼很难判别出层析试板上是否有显色出现，这时很容易造成误判，再有，每一次检测后原始显色结果都无法保留存档，所以实用性受到了很大的限制。

目前也有一些定量检测装置出现，但是由于光接受传感器本身的灵敏度有限，再加上元器件的噪音原因，当被检测样品的浓度很低时，几乎接近临界值时，测试呈色区域色带或色块的颜色显色十分浅，这类仪器也是无法分辨出是否有颜色，容易出现错误的判定结果。

无论直接用肉眼判别免疫层析试板检测结果，还是借助光电传感器做成的装置来判别检测结果，都存在对灰度、色度的分辨率有限的问题，且容易因检测者的个体差异或装置的灵敏度，得出错误的判定结论。

综上所述，现有技术存在的缺点是：通过人工肉眼或光电传感器做成的装置对免疫层析试板检测结果进行判别，判别的准确性和稳定性差，不能进行定量分析，且无法保存原始的图像资料。

发明内容

为克服现在技术中的存在的技术问题，本发明的发明目的是提供一种胶体金防伪溯源云平台，本发明提供的胶体金防伪溯源云平台能够使多个机构或者个人共享测试资源并能降低测试成本。

为实现所述发明目的，本发明提供一种胶体金防伪溯源云平台，其包括通过网络连接的云管理及计算服务器、二维码数据服务器、健康档案服务器和胶体金在线测试仪，其特征在于，胶体金法在线检测仪包括：图像采集装置，其用于采集胶体金测试板的图像数据；通信模块，其根据CPU的指令将图像数据通过网络传输到云管理及计算服务器，和CPU，其用于控制图像采集装置和通信模块的工作状态；

云管理及计算服务器用于对图像数据进行处理，将图像数据分成二维码图像和胶体金测试图像，并将二维码图像数据与二维码数据服务器中存储的二维码数据进行比对，以判断胶体金测试板是否是授权的测试板；并对胶体金测试图像进行处理以判断测试结果的阴阳性；还将测试图像及测试结果存储到健康档案服务器并发送回胶体金法在线检测仪。

优选地，图像采集装置包括：光学镜头，其用于将胶体金测试板反射的光聚焦到光电转换器上；聚焦变焦驱动电路，其根据CPU的指令对光学镜头进行调焦；快门及光圈驱动电路，其根据CPU的指令对光学镜头进行调光及快门操作；光电转换器，其用于将胶体金测试板反射的光转换成模拟电图像信号；模拟信号处理器，其用于将模拟电图像信号进行放大；A/D转换器，其用于将放大的模拟电图像信号转换成数字图像信号；数字信号处理器，其用于将数字图像信号进行编码、压缩以形成JPEG格式的图像数据。

优选地，胶体金防伪溯源云平台还还包括身份认证服务器，所述身份认证服务器中保存了各个胶体金法在线检测仪的身份认证信息，胶体金法在线检测仪发出登陆请求后，云管理及计算服务器将胶体金法在线检测仪的身份信息与身份认证服务器中存储的信息进行比如，以判断胶体金法在线检测仪是否是合法用户。

优选地，胶体金法在线检测仪还包括身份证识别模块，所述身份证识别模块用于将被测对象的身份证中所存储的个人信息读入到CPU，通信模块根据CPU的指令将被测对象的个人信息发送给云管理及计算服务器。

优选地，云管理及计算服务器根据接收到的被测对象的个人信息从健康档案服务器中查找被测对象的健康档案或者建立健康档案。

与现有技术相比，本发明提供的胶体金防伪溯源云平台能够使多个机构或者个人共享测试资源并能降低测试成本。

附图说明

图1是本发明提供胶体金防伪溯源云平台体系结构示意图；

图2是本发明提供的胶体金在线测试仪的组成框图；

图3是本发明提供的胶体金在线测试仪和服务器在登陆阶段交互的流程示意图；

图4是本发明提供的胶体金在线测试仪和服务器在测量阶段交互的流程示意图；

图5是本发明提供的试纸灰度级图像示意图；

图6是本发明提供像素灰度值数组的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的工作原理。

图1是本发明提供胶体金防伪溯源云平台体系结构示意图。如图1所示，胶体金防伪溯源云平台包括通过网络连接的云管理及计算服务器、二维码数据服务器、健康档案服务器、身份认证服务器和胶体金法在线测试仪(用户1，用户2，...用户n)、医院(医院1，医院2，...医院m)和国家CDC，其中，所述网络用于在胶体金法在线测试仪、医院、国家CDC和各种服务器间进行通信连接。医院、国家CDC均可具有多个胶体金法在线测试仪，医院可以利用本发明提供的云平台对被测对象进行检测，不具有医疗资格的单个授权用户也可以利用本发明提供的云平台对被测对象进行检测，医院、授权的用户和国家CDC均可调阅健康档案服务器中的数据。国家CDC通过调阅健康档案服务器中的数据对某一种传染病或者慢病进行统计分析以给出公众预警信息。所述网络是用于在胶体金法在线检测仪和各种服务器间进行通信连接。所述网络包括利用如Wi-Fi、Wi-Max、3G、UMTS(通用移动动通信系统)、ISDN(综合业务数字网)、DSL(数字用户线路)、ATM(异步传输模式)、802.11、以太网、InfinBand和PCI Express AdvancedSwitching等技术的连接。在网络中应该的协议包括TCP/IP(传输控制协议/网络协议)、MPLS(多协议标签交换)、UDP(用户数据报协议)、HTTP(超文本传输协议)、SMTP(单邮件传输协议)、FTP(文件传输协议)、LDAP(轻量目录访问协议)、CDMA(码分多址)、WCDMA(宽带码分多址)、GSM(全球移动通信系统)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等。在网络中交换数据的格式包括HTML、XML等。

云管理及计算服务器用于对网络进行管理并对测试仪的测试结果进行处理；所述二维码数据服务器用于存放国家认证中心授权给胶体金测试板生产厂家的二维码数据。健康档案服务器用于存放被测对象的档案数据，包括姓名、性别、出生年月、身份证号、测试地点和每次的测试记录等。身份服务器用于存储所述胶体金法在线检测仪的身份信息；所述胶体金法在线检测仪用于采集胶体金测试板的图像、采集被测对象的身份信息并安装置了游览器和客户端应用程序以显示测试结果等。

图2是本发明提供的胶体金在线测试仪的组成框图。如图2所示，胶体金法在线检测仪包括：图像采集装置，其用于采集胶体金测试板的图像数据；通信模块，其根据CPU的指令将图像数据通过网络传输到云管理及计算服务器；身份证识别模块，其用于将被测对象的身份证中所存储的个人信息读入到CPU，通信模块根据CPU的指令将被测对象的个人信息发送给云管理及计算服务器；触摸屏，所述触摸屏用于用户输入指令；显示器，所述显示器为LCD，所述LCD用于显示图像、数据等；接口电路，其用于连接打印机、键盘和显示器；所述打印机用于根据CPU的指令打印测试图像和测试结论，所述键盘可以输入用户指令，所述显示器可以是平板电视或者外接的显示器；定位模块，其用于对测试仪进行定位，以及CPU，所述CPU用于控制图像采集装置、身份证识别模块、通信模块、定位模块、触摸屏、LCD和接口电路的工作状态。所述胶体金在线测试仪还包括DRAM和Nand Flash，Nand Flash用于存放测试仪的客户端程序；DRAM存储器，其用于存储测试仪工作时的临时值。

所述图像采集装置包括：光学镜头，其用于将胶体金测试板反射的光聚焦到光电转换器上；聚焦变焦驱动电路，其根据CPU的指令对光学镜头进行调焦；快门及光圈驱动电路，其根据CPU的指令对光学镜头进行调光及快门操作；光电转换器，其用于将胶体金测试板反射的光转换成模拟电图像信号；模拟信号处理器，其用于将模拟电图像信号进行放大；A/D转换器，其用于将放大的模拟电图像信号转换成数字图像信号；数字信号处理器，其用于将数字图像信号进行编码、压缩以形成JPEG格式的图像数据；照明控制电路，其根据CPU的指令控制照明灯的工作状态。

图3是本发明提供的胶体金在线测试仪和服务器在登陆阶段交互的流程示意图。如图3所示，胶体金在线测试仪和服务器在登陆阶段交互的流程包括如下步骤：

第1步：胶体金在线测试仪的触摸屏上显示一个登陆页面，用户输入测试仪的身份信息(用户信息)，CPU给通信模块发送一个指令，通信模块将测试仪的身份信息发送给云管理和计算服务器；

第2步：云管理和计算服务器接收到测试仪所发送的用户信息并与身份信息服务器所存储的身份信息比对；

第3步：如果所接收的用户信息与身份信息服务器所存储的身份信息之一相符，则执行第4步；如果没有相符的，则管理和计算服务器判断该用户为不合法用户，给测试仪发送信息，说明验证没有通过；

第4步：管理和计算服务器启用虚拟机并将虚拟机IP、系统登陆用户名和密码发送给测试仪；

第5步：测试仪利用虚拟机并将虚拟机IP、系统登陆用户名和密码向管理和计算服务器发出登陆请求；

第6步：管理和计算服务器接收测试仪的请求并建立连接；

第7步：测试仪显示连接成功并可使用虚拟机进行测试；

第8步：用户在测试仪的触摸屏上输入读取被测对象的身份信息，身份证识别模块工作将被测对象的身份信息读入到CPU，而后通过通信模块发送给云管理和计算服务器；

第9步：云管理和计算服务器接收测试仪所发送来的被测对象的身份证信息，并将被测对象的身份证信息与健康档案服务器中的档案信息进行比如，如果查找到了被测对象的健康档案，则将其发送给测试仪；如果没有，则给测试仪发送信息，说明该被测对象没有健康档案，需要建立，而后根据用户的指令建立被测对象的健康档案，并保存到健康档案服务器中。

图4是本发明提供的胶体金在线测试仪和服务器在测量阶段交互的流程示意图。如图4所示，胶体金在线测试仪和服务器在测量阶段交互的流程包括如下步骤：

第1步：测试仪通过图像采集装置获取胶体金测试板的图像数据信号；通过定位模块获取测试仪所在地理位置数据和测试时间数据，通信模块将这些数据打包而后发送给云管理和计算服务器；

第2步：云管理和计算服务器接收测试仪所送的数据进行解包，将地理位置数据和测试时间记录到被测对象的档案中，对图像数据信号进行处理分成二维码区域图像数据和试纸测试区域图像数据；

第3步：云管理和计算服务器判断是否有二维码图像数据，如果有，则使二维码图像数据与二维码服务器中所存储的授权的指定商标的二维码图像数据进行比对，如果所接收的二维码图像数据与所存储的二维码图像数据之一相符，则判定测试板为授权测试板，而后执行第4步；如果没有相符的原始二维图像数据或者没有二维码图像数据，云管理和计算服务器给测试仪发送信息，说明测试板为非授权测试板，测试仪接收该信息后结束工作；

第4步；判断是否存在试纸图像区域，如果存在，则进行第5步，如果不存在，云管理和计算服务器给测试仪发送信息，说明没有进行测试；

第5步：选择试纸图像区域，将试纸图像灰度化，计算测试线和检测线的位置，判断测试结果的阴/阳性，并将测试图像和结果保存到被测对象的健康档案服务器，而后将被测对象的健康档案发送给测试仪；

第6步：测试仪接收云管理和计算服务器的信息后进行显示并打印

第7步：结束。

其中，步骤5的具体方法包括如下步骤：

第5.1步：将检测试纸图像待识别区域转化成灰度级图像并保存，所述灰度级图像由n行和m列像素组成，其中，n和m均为非零自然数，如图5所示；

第5.2步：依次计算灰度级图像中第i行中的m个像素的灰度值之和y_i，(i，y_i)作为一个灰度值数组，其中i＝1，2，…，n；

第5.3步：将n个灰度值数组分为两份，其中一份为数组A，另一份为数组B；当n为偶数时，所述数组A由第个灰度值数组组成，数组B由第 $(\frac{n}{2}+1)~n$ 个灰度值数组组成；

当n为奇数时，所述数组A由第个灰度值数组组成，数组B由第个灰度值数组组成；或者所述数组A由第个灰度值数组组成，数组B由第 $(\frac{n-1}{2}+1)~n$ 个灰度值数组组成。

第5.4步：在数组A中以y_i为变量，以i为自变量，拟合函数y_A(i)，求出y_A(i)中的极值点若为最大值点，则i＝A_max为控制线，如图5所示；

第5.5步：在数组B中以y_i为变量，以i为自变量，拟合函数y_B(i)，求出y_B(i)中的极值点若为最大值点且(|B_max-A_max)-L|≤Δδ，则i＝B_max为测试线，其中，L为试纸测试线与控制线之间的固定距离，Δδ为误差，如图6所示；

第5.6步：根据的大小判断测试结果为阴性或阳性。实际检查值属阴性或阳性，取决于具体试剂。有些试剂，高于标定值的为阳性；有些试剂相反。

利用本发明提供云平台，在任一位置测量的被检样本的数据通过网络都保存在服务器中，因此，在医院需要调取某人的档案时，可以直接通过终端查找。国家疾病控制中心CDC、工商部门等需要统计某些数据时，通过云终端可以从服务器中调取被某些生化指标及相应的地理位置，以确定哪些地区发生了疫情。

以上结合附图详细说明了本发明，但是说明书仅是用于解释权利要求书的。但本以明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种胶体金防伪溯源云平台，其包括通过网络连接的云管理及计算服务器、二维码数据服务器、健康档案服务器和胶体金在线测试仪，其特征在于，胶体金法在线检测仪包括：图像采集装置，其用于采集胶体金测试板的图像数据；通信模块，其根据CPU的指令将图像数据通过网络传输到云管理及计算服务器，和CPU，其用于控制图像采集装置和通信模块的工作状态；

云管理及计算服务器用于对图像数据进行处理，将图像数据分成二维码图像数据和胶体金测试图像数据，并将二维码图像数据与二维码数据服务器中存储的二维码图像数据进行比对，以判断胶体金测试板是否是授权的测试板；并对胶体金测试图像进行处理以判断测试结果的阴阳性；还将测试图像及测试结果存储到健康档案服务器并发送回胶体金法在线检测仪，对胶体金测试图像处理具体包括：

将检测试纸图像待识别区域转化成灰度级图像并保存，所述灰度级图像由                                               行和 列像素组成，其中，和均为非零自然数；依次计算灰度级图像中第行中的个像素的灰度值之和，作为一个灰度值数组，其中；将个灰度值数组分为两份，其中一份为数组A，另一份为数组B； 在数组A中以为变量，以为自变量，拟合函数，求出中的极值点，若为最大值点，则为控制线；在数组B中以为变量，以为自变量，拟合函数，求出中的极值点，若为最大值点且，则为测试线，其中，为试纸测试线与控制线之间的固定距离，为误差；根据的大小判断测试结果为阴性或阳性。