CN104122388A - 金标检测卡批量阅读器及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金标检测卡批量阅读器，包括微型计算机组件，CCD图像扫描模块，对检测卡进行图像采集；检测卡模板，检测卡模板放置在CCD图像扫描模块上，检测卡放置在检测卡模板的定位孔中；与微型计算机组件连接的图像分析模块，对采集来的图像信息进行分析；微型计算机组件控制CCD图像扫描模块和图像分析模块。本发明的测试方法步骤为：首先对T线、C线的位置进行几何定位；根据所述的几何定位确定预采集范围；通过比对计算，确定T线、C线的有效像素范围，再对有效范围内的像素进行分析，计算T线、C线的信号值。本发明适用于大批量胶体金检测卡阅读，同时具有较高的胶体金检测准确性。

Description

金标检测卡批量阅读器及测试方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置，更具体涉及一种食品安全快速检测用的胶体金快速检测卡阅读设备及其测试方法。

背景技术

胶体金检测卡是将特异性的检测用试剂抗原或抗体以条带状涂覆固定在膜上，胶体金标记试剂抗体或单克隆抗体吸附在结合垫上，当待检测样本加到检测卡内试纸条一端的样本垫上后，通过毛细作用向前移动，溶解结合垫上的胶体金标记试剂后相互反应，再移动至固定的抗原或抗体的区域时，待检测物与金标试剂的结合物又与之发生特性结合而被截留，聚集在检测带上，可通过肉眼观察到是否显色，或者按照显色程度与色卡对比来判定检测结果。

现有阅读器一般是在一个暗盒内部设有一个CCD图像采集器和一个供放置一片金标检测卡的卡位，CCD图像采集器对快速检测卡的显色区域进行图像采集，通过软件对所采集的图像分析以判定分析结果，其组成结构一般设有一个插卡孔或者是一个推拉式的卡盒，使用时将加好样品的检测卡放入插卡孔内，待反应结束后阅读器采集图像并计算测试结果。

现有金标检测卡批量阅读器虽然解决了以往通过肉眼判定检测结果而产生的判读误差，但是一次只能放置一片检测卡，而待测样品加入到检测卡后需要一定的反应时间，以盐酸克伦特罗为例，需要在滴入样品反应3-5分钟后才能开始检测，因此单卡阅读器的检测效率较低，不能满足大批量样品的检测需求。

由于不同厂家生产工艺的不同，不同厂家的胶体金检测卡外观尺寸、有效反应区域以及反应标识线的位置及颜色均有较大差异，而现有阅读器的图像采集传感器一般都是点阵式CCD图像采集器，难于准确的识读出不同规格的检测卡标识线的全部有效像素。

发明内容

本发明提出一种适用于大批量胶体金检测卡、具有较高检测效率和检测准确性的金标卡阅读装置。

根据本发明的一个方面，提供一种金标检测卡批量阅读器，包括微型计算机组件；与微型计算机组件连接的CCD图像扫描模块，扫描模块具有线性CCD元件；检测卡模板，检测卡模板的双面具有用于定位检测卡测试标识线、质控标识线的纵向和横向刻度，检测卡模板中有一个或多个定位孔，可放置一张或多张检测卡，检测卡模板几何尺寸与扫描平台相符，并放置在CCD图像扫描模块平台上；与微型计算机组件连接的图像分析模块，对采集来的图像信息进行分析；微型计算机组件控制CCD图像扫描模块和图像分析模块。

在实际使用时，每一种不同规格的胶体金检测卡都对应配套的检测卡模版，检测卡模版为长方形，其几何尺寸与扫描模块的平台相当，其正反两面的横向和纵向都标注有毫米单位的刻度。在第一次使用某种规格的胶体金检测卡时，需要先进行一次检测卡模板设定，先将具有明显的测试标识线和质控标识线的胶体金检测卡正向放入检测卡模板的定位孔中，依次读取每一个检测卡测试标识线(T)、质控标识线(C)对应检测卡模板的刻度值，在图像分析模块的软件中对各个胶体金检测卡的C线和T线的横向和纵向中心位置的坐标进行设定，然后根据刻度值读出T线和C线的预采集范围并在软件中进行设置。检测时先将与胶体金检测卡配套的模板放置于CCD图像扫描模块平台上，将一片或多片加好样品的胶体金检测卡反向放入检测卡模板的定位孔中，由步进电机通过同步带和导轨驱动CCD图像扫描模块，完成对检测卡模板和检测卡模板中的所有胶体金检测卡图像的采集。微型计算机组件根据预先设定的各片检测卡的T线和C线位置对采集到的整幅图像数据进行分析，先采集每个检测卡的T、C线位置附近预采集范围内的像素，通过将每个像素与相邻像素值的比对计算，确定T、C线的中心像素点精确位置，再以该位置点为中心，选取有效分析范围内的所有像素进行分析，计算出T、C线的信号值，并最终计算出检测结果。在一些实施方式中，扫描模块包括线性CCD元件、步进电机、同步带和导轨，步进电机驱动同步带带动线性CCD元件在导轨上运行，完成对检测卡的图像信息的采集。线性CCD元件的像素感应器呈直线型排列，CCD工作时可以同时采集与像素感应器对应直线上的图像信息，步进电机驱动CCD元件做与线性CCD元件垂直方向的匀速直线运动，就可以获得金标检测卡模板以及定位孔内的所有金标卡的整幅平面图像。在一些实施方式中，微型计算机组件包括条形码和二维码识别软件。金标卡批量阅读器通过识别条形码和二维码可以获得金标卡的批号、修正系数、回收率、检测灵敏度等信息。在一些实施方式中，金标检测卡批量阅读器上设有触摸屏，触摸屏与微型计算机组件连接。通过触摸屏对微型计算机组件发出指令，微型计算机组件控制CCD图像扫描模块采集胶体金检测卡图像信息，触摸屏上还可以显示分析结果。

在一些实施方式中，设有USB接口、外置存储卡接口、键盘接口和鼠标接口，所述USB接口、所述外置存储卡接口、所述键盘接口和所述鼠标接口分别与所述微型计算机组件连接。USB接口和外置存储卡接口便于阅读器与外界交换数据，同时还可以通过USB接口和外置存储卡接口对阅读器充电。除了通过触摸屏对微型计算机组件发出指令，还可以通过鼠标和键盘对微型计算机组件发出指令。

在一些实施方式中，金标检测卡批量阅读器上具有有线和无线网络模块，有线和无线网络模块和微型计算机组件连接。有线和无线网络模块包括LAN网络接口和WIFI及3G无线网络模块，用于批量阅读器通过网络与外界连接和实现数据交换。在一些实施方式中，金标检测卡批量阅读器还包括电池和打印模块，电池和打印模块与微型计算机组件连接。电池为金标检测卡批量阅读器提供电源；打印模块可将微型计算机组件的分析结果打印出来。

本发明还提供了一种金标卡批量测试方法，步骤为：

根据金标卡模板或金标卡上标注的定位标识对测试标识线、质控标识线的位置进行几何定位；

根据几何定位确定预采集范围，并根据预采集范围在图像信息中采集像素，图像信息为CCD图像扫描模块中的图像信息；

对预采集范围内的每个像素与相邻像素值进行比对计算，确定测试标识线、质控标识线的有效像素范围；

对有效范围内的像素进行分析，计算出测试标识线、质控标识线的信号值。

在一些实施方式中，预采集范围的长度为待测金标卡测试标识线和质控标识线实际长度2倍，预采集范围的宽度为待测金标卡测试标识线和质控标识线实际宽度的4倍。

在一些实施方式中，预采集范围在图像处理模块中设定。

附图说明

图1是本发明一实施方式的金标检测卡批量阅读器的原理框图；

图2是本发明一实施方式的金标检测卡批量阅读器的结构示意图；

图3是本发明一实施方式的金标检测卡模板的示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供一种金标检测卡批量阅读器，包括微型计算机组件；与微型计算机组件连接的CCD图像扫描模块，CCD图像扫描模块具有线性CCD元件、步进电机、同步带和导轨，步进电机驱动同步带并带动线性CCD元件在导轨上运行，以完成对检测卡的图像信息的采集；检测卡模板2，检测卡模板2双面具有用于检测卡测试标识线(T)、质控标识线(C)线定位的刻度，检测卡模板2中设有一个或多个定位孔，可供放置一张或多张检测卡，检测卡模板2放置在CCD图像扫描模块平台3上；与微型计算机组件连接的图像分析模块，对采集来的图像数据进行分析；微型计算机组件控制CCD图像扫描模块和图像分析模块。

微型计算机组件中包括有用以识别金标检测卡上的条形码和二维码的软件，金标检测卡批量阅读器自动识别金标检测卡上的条形码和二维码，从而可以获得金标卡的批号、修正系数、回收率、检测灵敏度等信息。在实际使用时，每一种规格的胶体金检测卡都有对应配套的检测卡模板2，检测卡模板2为长方形，几何尺寸与扫描平台相符，其正反两面的横向和纵向都标注有毫米单位的刻度。金标检测卡批量阅读器用于检测自带定位标识的金标检测卡时，可不使用检测卡模板2而根据金标检测卡自带的定位标识来确定T、C线的几何位置。在开始使用某种规格的金标检测卡时，需要先进行一次配套检测卡模板2设定，先将具有明显的T、C线的金标检测卡放入检测卡模板2的卡位中，对应检测卡模板2的刻度值，依次读出各个金标检测卡的T线和C线中心点的横向和纵向坐标值。

线性CCD元件的像素感应器呈直线型排列，CCD工作时可以同时采集与像素感应器对应直线上的图像信息，步进电机驱动CCD元件做与线性CCD元件相垂直方向的匀速直线运动，可以获得包含金标检测卡模板以及模版定位孔内的所有金标卡的整幅图像；通过检测卡模板上的刻度，可以读出每一片检测卡的T线和C线的刻度位置，并在图像处理模块中进行设定，定位T线和C线。对金标卡进行检测时将与待测金标检测卡配套的检测卡模板2放置于CCD图像扫描模块平台3上，将一片或多片金标检测卡放入检测卡模板2中，合上盖板，由步进电机通过同步带和导轨驱动CCD图像扫描模块，完成对整检测卡模板2中的金标检测卡图像的采集。

计算信号值的步骤为：

(1)通过金标卡模板或金标卡上标注的定位标识对T线、C线的位置进行几何定位；然后根据T线、C线的几何定位读出T线和C线的预采集范围，并在图像分析模块的软件中进行设定。

(2)在CCD扫描模块采集到的图像信息中选取预先设定的T线和C线预采集范围内的所有像素。预采集范围的长度分别为待测金标卡T线和C线实际长度2倍，预采集范围的宽度分别为待测金标卡T线和C线实际宽度的4倍，预采集范围的数值在图像处理模块的软件中预先进行设定。对预采集范围内的每个像素与相邻像素值进行比对计算，确定T线、C线的有限像素范围。

(3)微型计算机组件对预采集范围内的每个像素与相邻像素值进行比对计算，确定T线、C线的有效像素范围，再以有效范围内的像素进行分析，计算出T线、C线的信号值，并最终计算出检测结果。

金标检测卡批量阅读器还包括打印模块。打印模块可将微型计算机组件的分析结果打印出来。扫描模块包括线性CCD元件、光源、盖板、步进电机、同步带和导轨，安装有CCD元件的电路板固定在导轨上，方向与导轨垂直并可在导轨上滑行，CCD元件及其电路板与同步带连接，步进电机与同步带连接，步进电机驱动同步带带动线性CCD元件在导轨上运行，完成对检测卡的图像信息的采集。金标检测卡批量阅读器上设有触摸屏1。通过触摸屏1对微型计算机组件发出指令，微型计算机组件控制CCD图像扫描模块采集金标检测卡图像信息，触摸屏1上还可以显示分析检测结果。金标检测卡批量阅读器上设有USB接口和外接存储卡接口。USB接口和外接存储卡接口便于阅读器与外界交换数据，同时还可以通过USB接口对阅读器充电。金标检测卡批量阅读器上连接有电池。电池为金标检测卡批量阅读器提供电源。金标检测卡批量阅读器上还设有有线和无线网络模块，包括LAN网络接口和WIFI及3G无线网络，以便阅读器与外界进行网络连接和交换数据。金标检测卡批量阅读器设有键盘接口和鼠标接口。金标检测卡批量阅读器除了通过触摸屏对微型计算机组件发出指令，还可以通过鼠标和键盘对微型计算机组件发出指令。

在实际应用时，以定性测定猪尿液中的盐酸克伦特罗为例，盐酸克伦特罗为俗称“瘦肉精”的一种。

第一步，定标：将定性标准液滴入到检测卡的样品孔4内，然后将检测卡正面朝下放到置于CCD图像扫描模块平台3上的检测卡模版2内的任意一个定位孔内，扫描模块对检测卡模板2中内的金标卡的T线和C线进行扫描成像。

图像分析模块通过金标卡模板对T线、C线的位置进行几何定位；根据所述的几何定位确定预采集范围，并根据预采集范围在图像信息中采集像素，图像信息为CCD图像扫描模块中的图像信息；对预采集范围内的每个像素与相邻像素值进行比对计算，确定T线、C线的有效像素范围，再以选取有效范围内的像素进行分析，计算并保存T线、C线的信号值以及T线与C线的比值(T/C值)。

第二步，检测：将待测的猪尿液滴入到检测卡的样品孔4中，重复上述与定性标准液相同的步骤。

第三步，判定：图像分析模块自动将滴入待测猪尿液的C线与定性标准液的C线相比对，如前者信号值大于等于后者，则判定检测卡有效，反之则判定为检测卡失效；检测卡有效的情况下，将滴入待测猪尿液的检测卡T/C值与定性标准液的T/C值进行比对，前者大于等于后者的判定为阴性，反之则判定为阳性。判定结果可在触摸屏上显示并可通过数据接口输出。

Claims (10)

1.金标检测卡批量阅读器，其特征在于，包括

微型计算机组件，

与微型计算机组件连接的CCD图像扫描模块，所述CCD图像扫描模块具有线性CCD元件；

检测卡模板，所述检测卡模板设有一个或多个定位孔，可放置一片或多片检测卡，所述检测卡模板具有用于定位检测卡测试标识线、质控标识线位置的双面刻度，所述检测卡模板放置在所述CCD图像扫描模块平台上；

与微型计算机组件连接的图像分析模块，以对采集来的图像信息进行分析。

2.根据权利要求1所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，所述CCD图像扫描模块还包括步进电机、同步带和导轨，所述步进电机驱动同步带并带动线性CCD元件在导轨上运行，以完成对检测卡的图像信息的采集。

3.根据权利要求1或2所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，所述微型计算机组件包括条形码和二维码识别软件。

4.根据权利要求1或2所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，还设有触摸屏，所述触摸屏与所述微型计算机组件连接。

5.根据权利要求1或2所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，还设有USB接口、外置存储卡接口、键盘接口和鼠标接口，所述USB接口、所述外置存储卡接口、所述键盘接口和所述鼠标接口分别与所述微型计算机组件连接。

6.根据权利要求5所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，还设有有线和无线网络模块，所述有线和无线网络模块与所述微型计算机组件连接。

7.根据权利要求6所述的金标检测卡批量阅读器，其特征在于，还设有电池和打印模块，所述电池和打印模块与所述微型计算机组件连接。

8.根据权利要求1所述的金标检测卡批量阅读器的测试方法，其步骤为：

根据金标卡模板或金标卡上标注的定位标识对测试标识线、质控标识线的位置进行几何定位；

根据所述几何定位确定预采集范围，并根据预采集范围在图像信息中采集像素，所述图像信息为CCD图像扫描模块中的图像信息；

对预采集范围内的每个像素与相邻像素值进行比对计算，确定测试标识线、质控标识线的有效像素范围；

对有效范围内的像素进行分析，计算出测试标识线、质控标识线的信号值。

9.根据权利要求8所述金标检测卡批量测试方法，其中，所述预采集范围的长度为待测金标卡测试标识线和质控标识线实际长度2倍，预采集范围的宽度为待测金标卡测试标识线和质控标识线实际宽度的4倍。

10.根据权利要求9所述的金标检测卡批量测试方法，其中，所述预采集范围在图像处理模块中设定。