CN105044087A - 尿检快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种尿检快速检测方法及装置，设置有校准条，以及至少十一个尿液试剂块和一个用于进行本底检测的补偿块的试纸条，每个试剂块连接一组光电测试模块，各组光电测试模块都连接一单片机，每组光电测试模块由双色LED灯和导光件组成，导光件内部安装有光源灯和光传感器，光源灯的射光角度为35.5°～36.5°，所述方法包括：由校准条确定各光电测试模块获取光反射强度能量的采集时长；光电测试模块分别独立采集尿试纸条的各个试剂块的反射频率值；通过分析反射频率信号的变化，计算出尿液中被检测项目的含量。本发明的优点是：其提高了测试速度，降低了设备噪声，使用方便，能够快速，准确地获取尿检的检查结果。

Description

尿检快速检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种尿检快速检测装置及方法。

背景技术

尿检也叫尿液分析，定义为目测、理学、化学、显微镜及装置，对尿液进行分析，以达到对泌尿、循环、肝、胆、内分泌等疾病进行预防、诊断疗效观察及预后判断等目的。尿常规检查是健康体检中的必查项目，它是尿液分析一般过筛项目，包括颜色、混浊度、干化学试带十一项及沉渣显微镜检查。通过此项检查可以判断相应的病征。目前，尿检的检查过程一般是需要通过医院，由医生收集患者的尿液，通过结构复杂，价格昂贵的检验装置对尿液的分离检查，测定尿液各种成分的量是否超标，传统的尿检仪具有以下缺陷：第一，靠电机带动的机械传动检测，生产工艺复杂，且产品使用故障率高；第二，机械传动的检测方式，传动时，容易造成试纸条移位，使检测结果出现偏差；第三，检测速度慢；并且，检查时医生需要小心操作，以免出错，因此，人为误差较大。从而为尿检带来了使用上的极大不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种尿检快速检测方法，其使用方便，能够快速，准确地获取尿检的检查结果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种尿检快速检测装置，其特征在于，具有试纸条安放单元，所述试纸条安放单元设置有校准条，以及至少十一个尿液试剂块和一个用于进行本底检测的补偿块的试纸条，所述每个试剂块连接一组光电测试模块，所述各组光电测试模块都连接一单片机，所述每组光电测试模块由双色LED灯和导光件组成，所述导光件内部安装有光源灯和光传感器，所述光源灯的射光角度为35.5°～36.5°。

本发明的另一目的在于提供一种尿检快速检测方法，其特征在于，包括：由校准条确定各光电测试模块获取光反射强度能量的采集时长；光电测试模块分别独立采集尿试纸条的各个试剂块的反射频率值；单片机通过分析反射频率信号的变化，计算出尿液中被检测项目的含量。

本发明的有益效果为：

测量准确，采用为每一个试剂块单独配置一套光电测试部分的方法，提高了测试速度，降低了设备噪声，尿液分析仪利用冷光源对干式化学试纸条上的多项试剂块进行逐项扫描，尿试纸条上的每一个试剂块与尿液发生反应后，会产生不同的颜色变化，先进的生化传感器准确采集各个试剂块的反射频率值，通过分析信号变化，即可计算出尿液中被检测项目的含量。每一个试剂块信息都是由独立的传感器和光源采集，为了消除各路传感器和光源直接的差异性，采用区别时长采集方法，由校准条确定各路传感器的采集时长。由于尿样的本色可能对检测结果产生影响，增加了单独的本底检测，补偿块用于进行本底检测，根据尿样本底的显色对各个试剂块的显色进行修正处理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明的尿液快速检测装置的结构示意图；

图2a和图2b是图1所示装置的电路图；

图3是本发明的尿液快速检测方法的流程示意图；

图4是图3所示方法的实施例示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

请参照图1，本发明的尿检快速检测装置，具有试纸条安放单元，所述试纸条安放单元设置有校准条，以及至少十一个尿液试剂块和一个用于进行本底检测的补偿块的试纸条101，所述每个试剂块连接一组光电测试模块，所述各组光电测试模块都连接一单片机，所述每组光电测试模块由双色LED灯103和导光件104组成，本实施例一共十二只双色LED灯，所述导光件104内部安装有光源灯1041和光传感器，所述光源灯1041的射光角度为35.5°～36.5°。

所述试纸条以滤纸为载体，将各种试剂成分浸渍后干燥，作为试剂层，再在其表面覆盖一层纤维素膜，作为反射层。试纸条上的试剂块要比分析仪测试项目多一个空白块，这个空白块为补偿块。

所述校准条采用稳定性高、灰度均匀一致的物质制作而成的，并且与尿液分析试纸条形状大小相同。

校准条作用：在装置出厂之前，必须先用校准条进行校准以确定各个光电模块的采集时长；在装置使用过程中，可用校准条重新修正各个光电模块的采集时长，减少使用磨损机械部分引起的测量误差。

试纸条的作用：各个试剂块与尿液反应后产生颜色变化，光电模块检测颜色变化从而判断出某种物质的浓度。补偿块用于消除尿液本身的颜色及试剂块分布的状态不均等所产生测试误差，提高测量精度。

优选地，所述光源灯的射光角度为36°。尿液分析试纸条带上有数个含各种试剂的试剂块，试纸条浸入尿液中后，除了空白块外，其余的试剂块都因和尿液发生了化学反应而产生了颜色的变化。试剂块的颜色深浅与光的吸收和反射程度有关，颜色越深，相应某种成分浓度越高，吸收光量值越大，反射光量值越小，反射率也越小；反之，反射率越大。因为颜色的深浅与光的反射率成比例关系，而颜色的深浅又与尿液中各种成分的浓度成比例关系，所以只要测得光的反射率即可以求得尿液中各种成分的浓度。

在装置进行校准时，光电模块采取的是定脉冲数量求取时间的测量方式。

在装置用试纸条检测时，光电模块采取的是定时间计数脉冲的测量方式。

请参照图2a和图2b，单片机采用PIC24FJ64GA002是28引脚封装，64KBFlash16位单片机，与其它相同Flash容量的单片机相比，具有体积小，成本低，拥有6mm6mm的QFN(QuadFlatNo-leadPackage)封装，其可灵活运用片上外设，通过“外设引脚选择”引脚映射功能，把外设映射至所需要的引脚，该单片机除了“映射功能”外，还配有2个独立通道，可支持I²C、UART及SPI通信，从而可使单片机能够通过多种协议与设备通信，简化系统设计。

优选地，所述试纸条安放单元包括测试槽。

优选地，所述光传感器包括型号为TCS320的颜色传感器，其连接一电容，所述颜色传感器通过多路模拟开关连接所述双色LED灯。所述多路模拟开关采用CD74HC4067。

优选地，所述单片机还连接有蓝牙模块。蓝牙模块采用HC06。

请参照图3和图4，本发明的尿检快速检测方法，包括：S100，由校准条确定各光电测试模块获取光反射强度能量的采集时长；S200，光电测试模块分别独立采集尿试纸条的各个试剂块的反射频率值；S300，通过分析反射频率信号的变化，计算出尿液中被检测项目的含量。

优选地，各个试剂块都有相应的测定波长，其中亚硝酸盐、酮体、胆红素、尿胆原的测定波长为550nm，pH、葡萄糖、蛋白质、维生素C、潜血的测定波长为620nm。各试剂块所选用的参考波长为720nm。

优选地，由校准条确定各路传感器获取光反射强度能量的采集时长。装置校准时，采用标准白色校准条放入测试槽，以试剂块对应传感器获得对应波长光固定累计光能量所需要的时间作为此试剂块相应波长光的能量测量采集时间，每个试剂块的测量采集时间都不相同，但相同颜色测量时采集到的能量是相同的，从根本上消除了光电测试部分之间的差异。

所述采集时间满足算法：

其中，Tp为单个脉冲的时间，Ts为连续一段脉冲需要的时间。

环境光干扰修正测量结果

正常情况下，测试槽应该是纯黑暗环境，当设备工作在强光环境下时，不可避免的会有自然光通过外壳透进来，此时测量数据被环境光影响，测量结果可能出现偏差。为了解决这个问题，我们在机器自检的过程中，不放入任何试纸条，按正常检测流程获取测试槽的自然光反射光强，用此反射光强修正正常测试时的反射光强。

所述反射光强满足算法：R槽＝Tm槽/Ts槽×100％，其中，R槽：测试槽的自然光反射强度；Tm槽：测试槽对应试纸块测量波长的反射强度；Ts槽：测试槽对应试纸块参考波长的反射强度。

R试纸＝Tm/Ts×100％，R空白＝Cm/Cs×100％，R总＝R试纸/R空白＝TmCs/TsCm×100％。其中，R试纸：试纸块的反射率，R空白：空白块的反射率，R总：抵消了尿液颜色变化的总反射率，Tm：试纸块对测量波长的反射强度，Ts：试纸块对参考波长的反射强度，Cm：空白块对测量波长的反射强度，Cs：空白块对参考波长的反射强度。

本发明的R实际＝R总-R槽，其中，R实际：自然光修正后的实际反射率。

本发明的有益效果为：

测量准确，采用为每一个试剂块单独配置一套光电测试部分的方法，提高了测试速度，降低了设备噪声，尿液分析仪利用冷光源对干式化学试纸条上的多项试剂块进行逐项扫描，尿试纸条上的每一个试剂块与尿液发生反应后，会产生不同的颜色变化，先进的生化传感器准确采集各个试剂块的反射频率值，通过分析信号变化，即可计算出尿液中被检测项目的含量。每一个试剂块信息都是由独立的传感器和光源采集，为了消除各路传感器和光源直接的差异性，采用区别时长采集方法，由校准条确定各路传感器的采集时长。由于尿样的本色可能对检测结果产生影响，增加了单独的本底检测，根据尿样本底的显色对各个试剂块的显色进行修正处理。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种尿检快速检测装置，其特征在于，具有试纸条安放单元，所述试纸条安放单元设置有校准条，以及至少十一个尿液试剂块和一个用于进行本底检测的补偿块的试纸条，所述每个试剂块连接一组光电测试模块，所述各组光电测试模块都连接一单片机，所述每组光电测试模块由双色LED灯和导光件组成，所述导光件内部安装有光源灯和光传感器，所述光源灯的射光角度为35.5°～36.5°。

2.根据权利要求1所述的尿检快速检测装置，其特征在于，所述试纸条安放单元包括测试槽。

3.根据权利要求2所述的尿检快速检测装置，其特征在于，所述光源灯的射光角度为36°。

4.根据权利要求3所述的尿检快速检测装置，其特征在于，所述光传感器包括型号为TCS320的颜色传感器，其连接一电容，所述颜色传感器通过多路模拟开关连接所述双色LED灯。

5.根据权利要求4所述的尿检快速检测装置，其特征在于，所述单片机还连接有蓝牙模块。

6.一种尿检快速检测方法，其特征在于，包括：

由校准条确定各光电测试模块获取光反射强度能量的采集时长；

光电测试模块分别独立采集尿试纸条的各个试剂块的反射频率值；

单片机通过分析反射频率信号的变化，计算出尿液中被检测项目的含量。

7.根据权利要求6所述的尿检快速检测方法，其特征在于，所述确定采集时长的步骤为：采用标准白色校准条放入测试槽，以试剂块对应传感器获得对应波长光固定累计光能量所需要的时间作为此试剂块相应波长光的能量测量采集时间。

8.根据权利要求6所述的尿检快速检测方法，其特征在于，所述采集时间满足算法：其中，Tp为单个脉冲的时间，Ts为400到800脉冲需要的时间。

9.根据权利要求6所述的尿检快速检测方法，其特征在于，还包括环境光干扰修正测量的步骤，其包括获取测试槽的自然光反射光强，用此反射光强修正正常测试时的反射光强。

10.根据权利要求9所述的尿检快速检测方法，其特征在于，所述反射光强满足算法：R槽＝Tm槽/Ts槽×100％，其中，

R槽：测试槽的自然光反射强度；

Tm槽：测试槽对应试纸块测量波长的反射强度；

Ts槽：测试槽对应试纸块参考波长的反射强度。