CN106846644B - 一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置，包括：微流控芯片，利用MEMS微针阵列进行无痛感的指尖血采集；芯片读取器，用于放置微流控芯片和手机；手机APP，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，并从网上智能检测平台获取癌症风险评估报告和就诊建议；网上智能检测平台，对检测者进行癌症风险评估，并给出医院就诊建议，反馈给手机APP。本发明还公开了一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置的智能检测方法。本发明可实现自助式检测，仅需一滴指尖血，采用MEMS微针阵列采血无痛感，通过手机APP自动进行检测数据采集、结果分析并给出进一步就诊建议。

Description

一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置及方法

技术领域

本发明涉及肿瘤标志物筛查技术领域，尤其是一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置及方法。

背景技术

我国恶性肿瘤发病率日益上升，严重威胁人民健康。应对肿瘤威胁的最佳对策是“早发现、早治疗”。“早发现”是“早治疗”的前提，将极大提高治愈率，也可为患者和社会节省大量的医疗费用。肿瘤筛查是早期发现癌症和癌前病变的重要途径，推广普及肿瘤筛查，提高早期诊断率，是诊治恶性肿瘤的主要有效手段。

肿瘤筛查方法主要是常规医学方法，如医学影像等配合体液进行肿瘤标志物检测。肿瘤标志物是指肿瘤组织特异性表达或分泌的，包括糖脂、激素、酶、蛋白质等。通过检测肿瘤标志物的存在或量变，可以提示肿瘤的性质，辅助诊断肿瘤、分析病程、指导治疗、监测复发或转移、判断预后等。

目前，肿瘤筛查一般使用低剂量CT扫描或血清肿瘤标志物检测，均需在具有一定规模的医疗机构中进行，由具备相应资质的专业技术人员在专业仪器上操作完成，无法在城镇和农村广泛开展，偏高的价格也难以惠及低收入阶层，制约了肿瘤筛查工作的推广，迫切需要研发价格低、无需专业仪器的自助式肿瘤筛查方法和设备。

在癌症治疗方面，通常采用以手术为主或以放化疗为主的综合治疗。为监测疗效，治疗前需要选择对患者敏感的2～3种肿瘤标志物进行首次检测，治疗后根据肿瘤标志物半衰期的不同再次检测，作为疗效观察的指标。目前，肿瘤标志物检测需要在医疗机构内进行，罗氏Cobas 601等大型设备是较为常用的检测仪器，临床上迫切需要检测速度快并且可自助式操作的肿瘤标志物检测的设备和方法，以方便病人，提高肺癌治疗过程中的疗效反馈的速度和频度。

在癌症诊治后，为监测疾病复发、转移需要长期随访，时间长达数年。目前主要采用肿瘤标志物检测和影像学检查进行疗效评估及复发、转移的监测。患者需要住院或经常性到医院进行检查，这对于羸弱的患者很不方便，对患者家庭也是极大的负担，急需发展一种便宜、快速、可由患者在家自行操作的预后监测手段。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种检测快捷、低成本、无需借助专业仪器、实现自助式检测的自助式肿瘤标志物群智能检测装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置，包括：

微流控芯片，利用MEMS微针阵列进行无痛感的指尖血采集，指尖血与微流控芯片上的固态抗体试剂进行反应，显示出可见光条带；

芯片读取器，用于放置微流控芯片和手机，使手机可以对反应后的微流控芯片上的条带进行清晰的拍照；

手机APP，实现延迟特定时间后，自动对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，并从网上智能检测平台获取癌症风险评估报告和就诊建议；检测者的相关信息是指检测者的年龄、吸烟、家族史；

网上智能检测平台，根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，对检测者进行癌症风险评估，并给出医院就诊建议，反馈给手机APP；采集医院上传的确疗结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。

所述微流控芯片包括基板以及位于其上方的盖板，所述盖板为透明材质，所述盖板上设采血微针阵列，所述采血微针阵列由多个采血微针组成，每根采血微针的内部有微管；所述盖板和基板二者胶合或热压键合形成溢流腔、进样腔、反应腔、毛细管流道和废液腔，所述进样腔和反应腔在垂直空间上连通，进样腔在上，反应腔在下；所述进样腔内设置吸水纸和滤纸；所述反应腔位于滤纸下方，所述反应腔内置微柱阵列，反应腔的底面和微柱阵列的表面涂有偶联了发色基团的标记抗体；所述毛细管流道通过延时阀与反应腔连通；所述毛细管流道的尾端区域的底部设置印有固相化的抗体试剂的多个检测条带和质量控制条带，每一个检测条带用于检测一种肿瘤标志物；所述毛细管流道外，与检测条带和质量控制条带一一对应的位置处印有标准检测色带和标准质量控制色带。

所述芯片读取器包括手机放置板、底板和芯片放置板，所述手机放置板上开设与手机的形状相吻合的第一凹槽，所述手机放置板上开设与手机摄像头位置相对应的通孔，所述手机放置板与底板的一侧铰接，且手机放置板与底板上设置第一限位调节机构；所述芯片放置板与底板的另一侧铰接，且芯片放置板与底板上设置第二限位调节机构，所述芯片放置板上开设与微流控芯片的形状相吻合的第二凹槽，所述微流控芯片的反应条带位于手机摄像头的拍照范围内。

所述采血微针阵列由微电子机械系统的加工工艺制作，内置微管，与进样腔连通；所述吸水纸与采血微针内的微管的底部紧密相连；所述滤纸位于吸水纸的下方、反应腔的上方；所述进样腔的顶部和溢流腔之间通过溢流槽连通；所述延时阀为位于反应腔和毛细管流道之间的一段长为5毫米的毛细管，该毛细管的管道底面设置深度极浅的微孔阵列。

所述手机放置板的正面开设第一凹槽，所述手机放置板与底板通过第一铰链铰接，所述第一铰链安装在手机放置板的背面和底板之间；所述第一限位调节机构包括第二铰链、挡板和第一八行沟槽，所述第二铰链的一侧合页安装在手机放置板的背面，所述第二铰链的另一侧合页上固定安装挡板，挡板的下端插入开设在底板板面上的第一八行沟槽内；所述芯片放置板的正面开设第二凹槽，所述芯片放置板与底板通过第三铰链铰接，所述第三铰链安装在芯片放置板的背面和底板之间；所述第二限位调节机构包括第四铰链和第二三行沟槽，所述第四铰链的一侧合页固定安装在芯片放置板的背面，所述第四铰链的另一侧合页插入开设在底板上的第二三行沟槽内；所述底板上设置与芯片放置板的形状相吻合的第三凹槽。

本发明的另一目的在于提供一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置的智能检测方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）被检测者手指按压微流控芯片盖板上的采血微针阵列，指尖血即可渗入微流控芯片，经过滤纸过滤后，血清在微流控芯片上进行反应，在微流控芯片的末端显现可见光条带；

（2）将微流控芯片和手机分别放置在芯片读取器上，利用手机APP，自动在延迟特定时间后，对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，

（3）手机app自动对所拍得的照片进行图像处理分析，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，

（4）网上智能检测平台根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，通过算法对检测者进行癌症风险评估，并给出是否需要到医院就诊的建议，反馈给手机APP。

检测者根据评估结果有针对性的去医院就诊，并将医院检查结果反馈至网上智能检测平台；网上智能检测平台根据医院检查结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果如下：（1）自助式检测：便宜、方便、快捷、不用进医院；（2）安全：仅需一滴指尖血，采用MEMS微针阵列采血无痛感；（3）数字化、智能化和网络化：手机APP自动进行检测数据采集、结果分析并给出进一步就诊建议；（4）准确：利用医疗大数据进行机器自学习，自动改进算法，提高诊断的准确率；（5）适用于肿瘤高危人群的癌症早期筛查及国内城乡各地广大群众的健康体检；（6）适用于省级三甲及专科医院肿瘤治疗的疗效监测；（7）适用于国内城乡各地肿瘤治疗后复发和转移监测。

附图说明

图1为微流控芯片的透明盖板的结构示意图；

图2为微流控芯片的基板及其上安装的各个部件的结构示意图；

图3为微流控芯片的的剖视图；

图4为微流控芯片的两个微针的放大结构示意图；

图5为芯片读取器的立体结构示意图；

图6、图7分别为芯片读取器的手机放置板的正面结构示意图和背面结构示意图；

图8为芯片读取器的底板的结构示意图；

图9为芯片读取器的芯片放置板的正面结构示意图。

具体实施方式

一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置，包括：

微流控芯片，利用MEMS微针阵列进行无痛感的指尖血采集，指尖血与微流控芯片上的固态抗体试剂进行反应，显示出可见光条带；

芯片读取器，用于放置微流控芯片和手机，使手机可以对反应后的微流控芯片上的条带进行清晰的拍照；

手机APP，实现延迟特定时间后，自动对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，并从网上智能检测平台获取癌症风险评估报告和就诊建议；检测者的相关信息是指检测者的年龄、吸烟、家族史；

网上智能检测平台，根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，对检测者进行癌症风险评估，并给出医院就诊建议，反馈给手机APP；采集医院上传的确疗结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。

如图1、2、3所示，所述微流控芯片包括基板1以及位于其上方的盖板2，所述盖板2为透明材质，所述盖板2上设采血微针阵列3，所述采血微针阵列3由多个采血微针组成，每根采血微针的内部有微管14；所述盖板2和基板1二者胶合或热压键合形成溢流腔4、进样腔16、反应腔5、毛细管流道8和废液腔15，所述进样腔16和反应腔5在垂直空间上连通，进样腔16在上，反应腔5在下；所述进样腔16内设置吸水纸6和滤纸18；所述毛细管流道8通过延时阀9与反应腔5连通；所述毛细管流道8的尾端区域的底部设置印有固相化的抗体试剂的多个检测条带13和质量控制条带12，每一个检测条带13用于检测一种肿瘤标志物；所述毛细管流道8外，与检测条带13和质量控制条带12一一对应的位置处印有标准检测色带10和标准质量控制色带11，用作读取检测反应和质量控制反应强度的对照参考。

如图1、2所示，所述基板1和盖板2利用胶水粘合，以防泄露。基板1和盖板2的材料均为生物兼容性的塑料，盖板2为透明材质。为适于大批量生产，基板1和透明盖板2均采用注塑或热压成型工艺生产。

如图4所示，所述采血微针阵列3由微电子机械系统的加工工艺制作，每根采血微针的高度为300微米，底部直径为250微米，尖端直径为100微米。被检测者手指按压采血微针阵列3，采血微针可穿破手指的角质层和表皮，血液即可通过微针内的微管14渗入微流控芯片。由于采血微针尺寸小，刺入皮肤时几乎不接触任何神经；拔出后，在皮肤上留下的针孔极小，皮肤可很快愈合，不会导致伤口感染，所以这种采血方法安全、无痛感。

如图2、3所示，所述吸水纸6与采血微针内的微管14的底部紧密相连，以吸收从微管14渗入的血样，并增强微管14对血样的吸力；所述滤纸18在吸水纸6的下方，反应腔5的上方，对全血起过滤作用，血清可透过，流入下面的反应腔5，血细胞则不能透过。吸水纸6较厚，具有较大孔隙，吸水性强，与采血微针阵列3内的微管14相连，增强了微管14对指尖血的吸力，提高采血效率。滤纸6在吸水纸18的下方，较薄，孔隙较小，对全血起过滤作用：血清可透过滤纸6的孔隙流入下面的反应腔5，血细胞则不能透过。

如图2、3所示，所述进样腔16的顶部和溢流腔4之间通过溢流槽17连通。所述进样腔16的一侧设置溢流槽17，连通溢流腔4，使得过量注入的血样可以溢入溢流腔4，保证进入进样腔的血样的体积精确定量。

如图2、3所示，所述反应腔5位于滤纸18下方，所述反应腔5内置微柱阵列7，反应腔5的底面和微柱阵列7的表面涂有偶联了发色基团的标记抗体。待测样品的血清透过滤纸6流入反应腔5后，标记抗体从反应腔5的底面和微柱阵列7的表面溶解下来，与血清中的待测蛋白（肿瘤标志物）起免疫反应，形成牢固的抗原－抗体结合，从而使偶联在标记抗体上的发色基团牢固地附着到被测蛋白（肿瘤标志物）上，即待测蛋白（肿瘤标志物）被发色基团标记，为后续检测提供必备的条件。

如图2、3所示，所述延时阀9为位于反应腔5和毛细管流道8之间的一段长为5毫米的毛细管。该段毛细管的底面为疏水性，导致液体浸润该管道底的过程缓慢，从而起到阻止血清流入毛细管流道8的“阀”作用，保证血清样品在反应腔５里停留足够长时间，以充分完成待测蛋白（肿瘤标志物）与标记抗体的免疫反应，确保待测蛋白被发色基团标记。经过特定的一段时间后，该段毛细管流道8的管底被血清完全浸润，表面覆盖了液体膜，就变成亲水的，失去阻碍血清样品的作用，相当于阀门打开，血清样品在毛细管力牵引下可顺利流过。

如图2、3所示，所述毛细管流道利用毛细管浸润原理实现血清样品沿管道的自动输送，毛细管力成为牵引血清样品沿微管道流动的动力。整个过程无需外界控制或提供能量。可通过设置毛细管流道8特定区域的亲、疏水特性，控制血清样品以合适的速度流过位于毛细管流道8尾端的若干检测条带13和质量控制条带12区域，使待测蛋白（肿瘤标志物）检测所需的特异性免疫反应充分完成，并保证未起特异性免疫反应的蛋白和附着其上的发色基团随血清流到废液腔15，不残留在检测条带13和质量控制条带12区域。

如图2所示，所述检测条带13和质量控制条带12位于毛细管流道8的尾端区域的底部，通过在毛细管流道8的底部分别印刷不同的抗体试剂制成。这些抗体试剂本身无色，固化后牢固地附着在毛细管流道8的底部，遇血清冲洗，也不会从管道底部脱落。血清样品流过检测条带13和质量控制条带12时，血清样品中特定的待测蛋白（肿瘤标志物）分别与这些固相化的抗体试剂起特异性免疫反应，形成不同的抗原-抗体结合体，从而分别被捕获在相应的检测条带上。由于待测蛋白（肿瘤标志物）已在反应腔5中通过标记抗体被发色基团染色，所以检测条带13显出发色基团的颜色。被捕获的待测蛋白（肿瘤标志物）越多，检测条带13的颜色就越深，因此，可以通过测量反应后检测条带13的灰度值，来判断待测血样中肿瘤标志物的浓度。每个检测条带13含有特定的检测抗体试剂，用于捕获一种肿瘤标志物。虽然不同的肿瘤标志物在反应腔5里被同一种发色基团标记，但由于毛细管流道8里各检测条带13是事先精确定位的，相互之间留有足够的间隔，并检测抗体牢固附着在流道底上，所以检测时各检测条带13互不混淆，显现的色带之间保持间隔，可以凭色带的位置识别检测的是哪一种肿瘤标志物，从而实现“一个流道，一种发色基团，同时检测多种肿瘤标志物”。

如图2、3所示，毛细管流道8外，与检测条带13和质量控制条带12一一对应的位置印有标准检测色带10和标准质量控制色带11，用作读取检测反应和质量控制反应强度的对照参考。质量控制条带12用于验证芯片是否有效：如果芯片有效，血清样品流过后，质量控制色带12出现的颜色应该与标准质量控制色带11的颜色接近，否则，则说明芯片失效。对检测条带13、质量控制条带12、标准检测色带10和标准质量控制色带11拍摄数字照片，再利用图像处理软件分别对质量控制条带12与标准质量控制色带11、检测条带13与标准检测色带10进行单位面积上的灰度值对比，可以判断芯片检测是否有效，并换算出各检测条带对应的肿瘤标志物的浓度。

微流控芯片的工作流程如下：

1）指尖血进样：被检测者手指按压芯片盖板2上的采血微针阵列3，采血微针刺穿手指的角质层和表皮，血液即可通过采血微针内的微管14渗入芯片的进样腔16，被上层的滤纸18吸收。过量的血样通过溢流槽17流入溢流腔4，保证进入反应腔5的血样的精确定量。

2）血清分离：指尖血被吸入进样腔16内的上层滤纸后，在重力作用下，透过下层滤纸进入反应腔5。下层滤纸的孔隙小，血清可以透过，流入反应腔5，血细胞则不能透过，留在滤纸上。

3）待测蛋白（肿瘤标志物）标记：反应腔5的腔底和微柱阵列7表面涂有偶联了发色基团的标记抗体。由于反应腔5和毛细管流道8之间的延时阀9的作用，血清进入反应腔5后，在反应腔5里停留一段时间，将把标记抗体从反应腔5的腔底和微柱阵列7表面 “溶解’下来。血清中的待测蛋白（肿瘤标志物）与标记抗体起免疫反应，从而被发色基团标记。

4）待测蛋白捕获：延时阀9打开后，血清在毛细管力作用下，自动沿毛细管流道8流动，以合适的速度流过检测条带13和质量控制条带12区域。检测条带13的底部预先印有可与待测的肿瘤标志物（蛋白）起特异性反应的抗体探针，即捕获抗体。捕获抗体应与上述标记抗体无交叉反应，并且牢固地附着在检测反应区的底部。血清流过时，血清中的待测肿瘤标志物蛋白，将会与捕获抗体起特异性反应，形成抗原-抗体结合体，从而附着在检测反应区的底部。由于待测的肿瘤标志物（蛋白）已偶联发色基团，所以在检测反应区的底部出现显色条带。血清中的其他成分将沿毛细管通道流入废液腔15。质量控制条带12上印有固相化的质控抗体，也可与待测的肿瘤标志物（蛋白）起免疫反应，也捕获待测的肿瘤标志物（蛋白）。如果芯片反应有效，血清样品流过后，质量控制色带12将显色，否则，则说明芯片失效。

5）检测读取：对检测条带13、质量控制条带12、标准检测色带10和标准质量控制色带11拍照，然后利用图像处理软件对质量控制条带12与标准质量控制色带11、检测条带13与标准检测色带10进行单位面积的灰度值对比，判断芯片检测是否有效，并换算出各检测条带对应的肿瘤标志物的浓度。

如图5、8所示，一种折叠式微流控芯片可见光读取器，包括手机放置板100、底板200和芯片放置板300，所述手机放置板100上开设与手机的形状相吻合的第一凹槽110，所述手机放置板100上开设与手机摄像头位置相对应的通孔1200，所述手机放置板100与底板200的一侧铰接，且手机放置板100与底板200上设置第一限位调节机构；所述芯片放置板300与底板200的另一侧铰接，且芯片放置板300与底板200上设置第二限位调节机构，所述芯片放置板300上开设与微流控芯片的形状相吻合的第二凹槽，所述微流控芯片的反应条带位于手机摄像头的拍照范围内。所述底板200上设置与芯片放置板300的形状相吻合的第三凹槽230。

如图5、6、7、8所示，所述手机放置板100的正面开设第一凹槽110，所述手机放置板100与底板200通过第一铰链400铰接，所述第一铰链400安装在手机放置板100的背面和底板200之间。所述第一限位调节机构包括第二铰链、挡板130和第一八行沟槽210，所述第二铰链的一侧合页安装在手机放置板100的背面，所述第二铰链的另一侧合页上固定安装挡板130，挡板130的下端插入开设在底板200板面上的第一八行沟槽210内。

如图5、9、8所示，所述芯片放置板300的正面开设第二凹槽310，所述芯片放置板300与底板200通过第三铰链500铰接，所述第三铰链500安装在芯片放置板300的背面和底板200之间。所述第二限位调节机构包括第四铰链320和第二三行沟槽220，所述第四铰链320的一侧合页固定安装在芯片放置板300的背面，所述第四铰链320的另一侧合页插入开设在底板200上的第二三行沟槽220内。

所述手机放置板100主要用于固定手机，芯片放置板300主要用于放置微流控芯片，通过将芯片放置板300和手机放置板100背面的铰链放置于底板200上不同的沟槽位置可以调节拍摄角度，不同的手机型号会有不同尺寸的芯片读取器。

手机放置板100由ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）材料制成，根据不同的手机型号大小设定不同尺寸的第一凹槽110，以此来固定手机；并在手机后置摄像头的位置留有通孔120，通过此通孔对微流控芯片进行拍照。

手机放置板100背后安装第二铰链，第二铰链末端用铆钉固定挡板130，挡板130的末端做了打薄处理，这样挡板130就可以插在底板200第一八行沟槽210不同的沟槽内，手机放置板100与底板200的角度会随之改变。手机放置板100与底板200的角度分别是0°、110.5°、230.1°、300.7°、36.8°、42.3°、47.2°、51.7°、55.9°。

底板200由ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）材料制成，第三凹槽230用来放置芯片放置板300，这样可以使整个芯片读取器在不使用时处于闭合状态，节省空间。第四铰链320放置到第二三行沟槽220的不同的沟槽里，芯片放置板300与底板200的角度分别是0°、220.6°、36.1°、46.2°。芯片放置板300由ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）材料制成，主要用来固定微流控芯片。

可见，芯片读取器具有高通量的特点，可同时读取多种肿瘤标志物，工作效率高；芯片读取器操作极其简单，“傻瓜化”，凡会使用智能手机的人，就会使用；可推广应用，芯片读取器还可用于读取其他用可见光信号检测的MEMS或微流控芯片、传感器、图像信号等；芯片读取器本身就是手机近距离拍摄微小物体的好工具，它消除了拍摄者手抖动的影响，可以拍出高质量的近距离照片；塑料材质，零部件设计简单，安装容易；便于大批量生产，制造成本极低；环境适应性强，可利用手机的闪光灯，在光线不足的情况下拍摄；手机镜头到芯片的距离可调，便于调焦，拍出高清晰度的画面，由于的镜头到物体的可调，所以同一芯片读取器可应用于多种型号的手机。

本方法包括下列顺序的步骤：

（1）被检测者手指按压微流控芯片盖板上的采血微针阵列，指尖血即可渗入微流控芯片，经过滤纸过滤后，血清在微流控芯片上进行反应，在微流控芯片的末端显现可见光条带；

（2）将微流控芯片和手机分别放置在芯片读取器上，利用手机APP，自动在延迟特定时间后，对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，

（3）手机app自动对所拍得的照片进行图像处理分析，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，

（4）网上智能检测平台根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，通过算法对检测者进行癌症风险评估，并给出是否需要到医院就诊的建议，反馈给手机APP。

检测者根据评估结果有针对性的去医院就诊，并将医院检查结果反馈至网上智能检测平台；网上智能检测平台根据医院检查结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。

综上所述，本发明可实现自助式肿瘤标志物的检测：便宜、方便、快捷、不用进医院，无需专业设备的辅助，受检者自行操作，自我检查；采血量极低：仅需一滴指尖血，就可以同时检测多种肿瘤标志物指标；安全：采用MEMS微针阵列采血无痛感；高通量：同一毛细管流道，一次可以检测多种肿瘤标志物；肿瘤标志物在可见光范围读取，无需激发等光学设备器材；数字化、智能化和网络化：手机APP自动进行检测数据采集、结果分析并给出进一步就诊建议；准确：利用医疗大数据进行机器自学习，自动改进算法，提高诊断的准确率。

Claims (7)

1.一种自助式肿瘤标志物群智能检测装置，其特征在于：包括：

微流控芯片，利用MEMS微针阵列进行无痛感的指尖血采集，指尖血与微流控芯片上的固态抗体试剂进行反应，显示出可见光条带；

芯片读取器，用于放置微流控芯片和手机，使手机可以对反应后的微流控芯片上的条带进行清晰的拍照；

手机APP，实现延迟特定时间后，自动对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，并从网上智能检测平台获取癌症风险评估报告和就诊建议；检测者的相关信息是指检测者的年龄、吸烟、家族史；

网上智能检测平台，根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，对检测者进行癌症风险评估，并给出医院就诊建议，反馈给手机APP；采集医院上传的确疗结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。

2.根据权利要求1所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置，其特征在于：所述微流控芯片包括基板以及位于其上方的盖板，所述盖板为透明材质，所述盖板上设采血微针阵列，所述采血微针阵列由多个采血微针组成，每根采血微针的内部有微管；所述盖板和基板二者胶合或热压键合形成溢流腔、进样腔、反应腔、毛细管流道和废液腔，所述进样腔和反应腔在垂直空间上连通，进样腔在上，反应腔在下；所述进样腔内设置吸水纸和滤纸；所述反应腔位于滤纸下方，所述反应腔内置微柱阵列，反应腔的底面和微柱阵列的表面涂有偶联了发色基团的标记抗体；所述毛细管流道通过延时阀与反应腔连通；所述毛细管流道的尾端区域的底部设置印有固相化的抗体试剂的多个检测条带和质量控制条带，每一个检测条带用于检测一种肿瘤标志物；所述毛细管流道外，与检测条带和质量控制条带一一对应的位置处印有标准检测色带和标准质量控制色带。

3.根据权利要求1所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置，其特征在于：所述芯片读取器包括手机放置板、底板和芯片放置板，所述手机放置板上开设与手机的形状相吻合的第一凹槽，所述手机放置板上开设与手机摄像头位置相对应的通孔，所述手机放置板与底板的一侧铰接，且手机放置板与底板上设置第一限位调节机构；所述芯片放置板与底板的另一侧铰接，且芯片放置板与底板上设置第二限位调节机构，所述芯片放置板上开设与微流控芯片的形状相吻合的第二凹槽，所述微流控芯片的反应条带位于手机摄像头的拍照范围内。

4.根据权利要求2所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置，其特征在于：所述采血微针阵列由微电子机械系统的加工工艺制作，内置微管，与进样腔连通；所述吸水纸与采血微针内的微管的底部紧密相连；所述滤纸位于吸水纸的下方、反应腔的上方；所述进样腔的顶部和溢流腔之间通过溢流槽连通；所述延时阀为位于反应腔和毛细管流道之间的一段长为5毫米的毛细管，该毛细管的管道底面设置深度极浅的微孔阵列。

5.根据权利要求3所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置，其特征在于：所述手机放置板的正面开设第一凹槽，所述手机放置板与底板通过第一铰链铰接，所述第一铰链安装在手机放置板的背面和底板之间；所述第一限位调节机构包括第二铰链、挡板和第一八行沟槽，所述第二铰链的一侧合页安装在手机放置板的背面，所述第二铰链的另一侧合页上固定安装挡板，挡板的下端插入开设在底板板面上的第一八行沟槽内；所述芯片放置板的正面开设第二凹槽，所述芯片放置板与底板通过第三铰链铰接，所述第三铰链安装在芯片放置板的背面和底板之间；所述第二限位调节机构包括第四铰链和第二三行沟槽，所述第四铰链的一侧合页固定安装在芯片放置板的背面，所述第四铰链的另一侧合页插入开设在底板上的第二三行沟槽内；所述底板上设置与芯片放置板的形状相吻合的第三凹槽。

6.一种如权利要求1所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置的智能检测方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）被检测者手指按压微流控芯片盖板上的采血微针阵列，指尖血即可渗入微流控芯片，经过滤纸过滤后，血清在微流控芯片上进行反应，在微流控芯片的末端显现可见光条带；

（2）将微流控芯片和手机分别放置在芯片读取器上，利用手机APP，自动在延迟特定时间后，对反应后的微流控芯片上的可见光条带进行拍照，

（3）手机app自动对所拍得的照片进行图像处理分析，获取可见光条带的灰度值，再换算成各肿瘤标志物的数值，与检测者的相关信息一起传输到网上智能检测平台，

（4）网上智能检测平台根据手机APP上传的多种肿瘤标志物的数值和检测者的相关信息，通过算法对检测者进行癌症风险评估，并给出是否需要到医院就诊的建议，反馈给手机APP。

7.根据权利要求6所述的自助式肿瘤标志物群智能检测装置的智能检测方法，其特征在于：检测者根据评估结果有针对性的去医院就诊，并将医院检查结果反馈至网上智能检测平台；网上智能检测平台根据医院检查结果，利用深度学习方法进行机器学习，不断改进癌症评估算法，提高准确率。