CN109406506A - 一种共享式自测健康终端及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种共享式自测健康终端及其测试方法，所述终端包括试纸存储出货模块、试纸扫描模块、结果处理算法模块和无线通讯模块，各部分电性连接；所述试纸扫描模块包括扫描口和摄像头，拍摄出符合算法检测标准的检测图片；所述结果处理算法模块通过云端数据库和图像识别算法实现一致性检测、终端参数更新和色彩还原，通过拍摄的试纸棒图片和结果图片对比计算出对应的检测结果；所述检测结果通过无线通讯模块上传到云端服务器。减弱了外界环境因数对检测结果的影响，并增加了设备在不同环境中的自适应性；通过算法得到色块值，严谨的设计保证了检测结果的真实性；试纸棒和检测设备一体机的设计,方便易用的同时节省空间。

Description

一种共享式自测健康终端及测试方法
技术领域
本发明涉及一种健康检测终端，具体涉及一种共享式自测健康终端及其测试方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对身体健康的重视程度也越来越高。通过体检可以更好的了解个人的身体健康情况，是预防及尽早发现疾病的有效手段。但是，目前的体检过程复杂，需要在不同的科室之间排队接收检查，使得体检花费的时间较长，在多个科室之间穿梭及等待的时间远远超过检查时间。如何提高体检的效率也成为日益关注的问题之一。现有的远程医疗健康检查设备，主要针对基层医院、家庭和中心医院之间进行交互。而在我国现在社会发展的情况下，更倾向于疾病的提前预防。但是社区和基层医院它规模较小、医务人员水平参差不齐、医疗设备水平不高，常以预防、慢性病、简单常见病的治疗为主；且大部分基层医疗机构需要自负盈亏，因此需要一种能够满足其需求且成本低廉的设备来实现其职能。
现有实用新型专利CN207125722U公开了一种远程自助健康终端设备，其包括设置在外壳内部的机架以及设置在机架上的检测模块，外壳上设有触屏电脑模块和接口模块，检测模块分别与触屏电脑模块连接；机架包括底板和固定在所述底板上的支撑架，胶体金测读模块和尿样检测模块固定设置在底板的右侧，支撑架和底板之间形成空腔，血氧检测模块、血糖检测模块、血压检测模块和脉率检测模块固定设置于空腔内，心电检测模块和身份证信息读取模块设置于支撑架上。该装置具体有测心电、血氧、心率、血压、体温、血糖、尿常规，排卵，传染病，肿瘤筛查，维生素含量，食品检测，水质检测、运动数据、睡眠监测等项目。由于该装置能够测量多种样本，所以存在多种样本互相之间污染的风险；同时样本检测时无对照，检测结果可能会存在较大误差。现有发明专利CN102360406A提供了一种远程交互的健康检查终端，中央控制系统和远程交互终端，中央控制系统上设置有可用于连接检查设备的接口，且与远程交互终端相连接。该健康终端将多种功能的检查设备集合在一体设备上，并与中央控制系统连接，通过远程交互终端与远程的终端进行交互，使用方便、体积小且节省成本。
尿常规是医学检验“三大常规”项目之一，不少肾脏病变早期就可以出现蛋白尿或者尿沉渣中有形成分。对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病如糖尿病、血液病、肝胆疾患、流行性出血热等的诊断，也有很重要的参考价值。同时，尿液的化验检查还可以反映一些疾病的治疗效果及预后。通过此项检查可以判断相应的病征。所以急需提供一种自测健康终端能够针对尿液样本进行精确检验。
发明内容
本发明的目的是提供一种共享性自测健康终端及测试方法，用以解决现有技术中自测终端检测结果误差较大，以及样本之间互相污染的问题。具体技术方案如下：
一种共享性自测健康终端，所述终端包括试纸存储出货模块、试纸扫描模块、结果处理算法模块和无线通讯模块，各部分电性连接；所述试纸存储出货模块负责检测试纸棒的存储以及在用户使用微体检服务时提供检测试纸棒；所述试纸扫描模块包括扫描口、摄像头、导光板和补光灯，所述摄像头、导光板和补光灯设置在封闭空间内，为保证稳定的光学环境，并拍摄出符合算法检测标准的检测图片；所述结果处理算法模块通过云端数据库和图像识别算法实现一致性检测、终端参数更新和色彩还原，通过拍摄的试纸棒图片和结果图片对比计算出对应的检测结果；所述结果通过无线通讯模块上传到云端服务器，让用户可以随时查看。
具体地，所述摄像头为QQSJ-8808型号。
具体地，所述一致性检测为采集实时环境照片，分析终端成像的一致性，设置对应终端参数，得到标准环境照片。
具体地，所述终端参数更新为终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片。
具体地，所述色彩还原为采集实时试纸照片，根据终端实时参数，将实时试纸照片转换为标准环境下的试纸照片。
具体地，所述试纸照片中包括11个检测模块，检测项目分别为亚硝酸盐(NIT)、白细胞(LEU)、葡萄糖(GLU)、比重(SG)、PH值(PH)、抗坏血酸(Vc)、胆原(URO)、胆红素(BIL)、酮体(KET)、潜血(BLD)和蛋白质(PRO)。
具体地，所述结果处理算法模块提取标准环境下试纸照片中各个模块的色块值，与各个模块的各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果。
具体地，所述无线通讯模块将结果处理算法模块中生成的检测结果通过微信反馈到用户端。
具体地，所述无线通讯模块包括Zigbee通信模块、蓝牙通信模块或Wi-Fi通信模块。
一种利用上述终端的检测方法，包括以下步骤：
1)一致性检测：启动摄像头和光源后，采集一张实时环境照片，通过一致性分析方法，设置对应终端参数，得到标准环境照片；
2)采集实时试纸照片：将试纸放置在扫描口，保持光学稳定环境，采集一张实时试纸照片；
3)色彩还原：将所述步骤2)中实时试纸照片与所述步骤1)中标准环境照片做对比，计算出灰度图的增益值，通过计算的增益值，对实时试纸照片通过色彩还原的算法，将图片还原到标准增益值下的状态，得到标准环境下的试纸照片；
4)数据库比对：提取所述步骤3)中标准环境下试纸照片的色块值，与各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果；
5)完成分析：所述无线通讯模块将结果处理算法模块中生成的检测结果通过微信反馈到用户端。
优选地，所述检测方法还包括终端参数更新，所述终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片。
具体地，所述步骤1)中一致性分析方法包括以下步骤：取所述实时环境照片上9个特定视场采样块，求出颜色均值；(9个点的中心：成像的中间区域)；取画面中心的值中间视场值，其值为当前亮度值；其他8个点视场值/中心视场，生成1*8的亮度矩阵；取中间视场的R/G和B/G，生成1*2的色温矩阵；对每套模组进行上面的计算；通过分析1*8的亮度矩阵和1*2的色温矩阵，剔除差异值超过0.1％的模组。
具体地，所述步骤4)中提取标准环境下试纸照片的色块值包括以下步骤：
A)判断试纸是否是真实试纸：通过准备真实的试纸图形作为训练数据；用tensorflow Retrain继续训练出一个模型，调用该模型判断试纸是否合法；
B)试纸药品块定位：所述试纸照片转换为HSV；试纸照片进行开运算；对试纸照片进行threshold处理；寻找试纸照片上的轮廓，过滤和处理掉非定位的点，寻找到定位的点；通过定位点，对试纸照片进行透视变化，转化为正常的试纸照片；通过定位点与12个药品块的关系，计算出每个药品块的位置；
C)检测算法实现：过滤掉药品反应色块的噪点；过滤掉药品与尿液反应不充分的点；计算出颜色均值；通过最近邻分类用自己做基础数据，对每个检测项目进行分类，计算出所属的指标值。
本发明具有以下有益效果：
一、终端会定期进行固定时间间隔的一致性检测，采用精确的一致性分析方法检测，根据机器的实际现场环境进行参数设置，大大减弱了外界环境因数对检测结果的影响，并增加了设备在不同环境中的自适应性；
二、在色彩还原步骤中首先判断试纸的真实性，再确定药品块位置，最后通过算法得到色块值，严谨的设计保证了检测结果的真实性；
三、终端数据库中储存有各个检测模块的各档位标准值，细化各档位，尽可能多的覆盖试纸照片中出现的情况，很大程度上提高了检测结果的精确性；
四、试纸棒和检测设备一体机的设计，让用户可以在同一台终端获取试纸棒并完成结果检测，方便易用的同时节省空间；
五、检测扫描口的设计，相比于传统的手机扫描或是尿检机的检测方式，即提供了一个半封闭的环境保证了结果的准确性，同时又保证试纸棒放在扫描口中时有足够的空间不必是直接接触造成设备的污染。
附图说明
图1为本发明所述终端的各模块连接示意图。
图2为本发明所述终端的结构示意图；1为外壳，2为试纸扫描模块，3为试纸棒，4为LED指示灯，5为支撑架；
图3为试纸扫描模块结构示意图；6为扫描口，7为摄像头，8为补光灯，9为导光板。
具体实施例
一种共享性自测健康终端，包括外壳1、支撑架5、设置在外壳内部的试纸存储出货模块、试纸扫描模块2、结果处理算法模块和无线通讯模块，所述各模块之间依次电性连接；
所述试纸存储出货模块负责检测试纸棒3的存储以及在用户使用微体检服务时提供检测试纸棒3；
所述试纸扫描模块2包括扫描口6、摄像头7、导光板9和补光灯8；所述摄像头7、导光板9和补光灯8设置在封闭空间内，为保证稳定的光学环境，并拍摄出符合算法检测标准的检测图片；
所述结果处理算法模块通过云端数据库和图像识别算法实现一致性检测、终端参数更新和色彩还原，通过拍摄的试纸棒3图片和结果图片对比计算出对应的检测结果；所述一致性检测为采集实时环境照片，分析终端成像的一致性，设置对应终端参数，得到标准环境照片；所述终端参数更新为终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片；所述色彩还原为采集实时试纸照片，根据终端实时参数，将实时试纸照片转换为标准环境下的试纸照片；所述试纸照片中包括11个检测模块，检测项目分别为亚硝酸盐(NIT)、白细胞(LEU)、葡萄糖(GLU)、比重(SG)、PH值(PH)、抗坏血酸(Vc)、胆原(URO)、胆红素(BIL)、酮体(KET)、潜血(BLD)和蛋白质(PRO)。
所述结果处理算法模块提取标准环境下试纸照片中各个模块的色块值，与各个模块的各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果。
所述检测结果通过无线通讯模块上传到云端服务器，通过微信反馈到用户端，让用户可以随时查看；所述无线通讯模块包括Zigbee通信模块、蓝牙通信模块或Wi-Fi通信模块。
一种利用上述终端的检测方法，包括以下步骤：
1)一致性检测：启动摄像头和光源后，采集一张实时环境照片，通过一致性分析方法，设置对应终端参数，得到标准环境照片；所述一致性分析方法包括以下步骤：取所述实时环境照片上9个特定视场采样块，求出颜色均值；(9个点的中心：成像的中间区域)；取画面中心的值中间视场值，其值为当前亮度值；其他8个点视场值/中心视场，生成1*8的亮度矩阵；取中间视场的R/G和B/G，生成1*2的色温矩阵；对每套模组进行上面的计算；通过分析1*8的亮度矩阵和1*2的色温矩阵，剔除差异值超过0.1％的模组；
2)采集实时试纸照片：将试纸放置在扫描口，保持光学稳定环境，采集一张实时试纸照片；
3)色彩还原：将所述步骤2)中实时试纸照片与所述步骤1)中标准环境照片做对比，计算出灰度图的增益值，通过计算的增益值，对实时试纸照片通过色彩还原的算法，将图片还原到标准增益值下的状态，得到标准环境下的试纸照片；终端参数更新为所述终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片。
4)数据库比对：提取所述步骤3)中标准环境下试纸照片的色块值，与各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果；所述提取标准环境下试纸照片的色块值包括以下步骤：
A)判断试纸是否是真实试纸：通过准备真实的试纸图形作为训练数据；用tensorflow Retrain继续训练出一个模型，调用该模型判断试纸是否合法；
B)试纸药品块定位：所述试纸照片转换为HSV；试纸照片进行开运算；对试纸照片进行threshold处理；寻找试纸照片上的轮廓，过滤和处理掉非定位的点，寻找到定位的点；通过定位点，对试纸照片进行透视变化，转化为正常的试纸照片；通过定位点与12个药品块的关系，计算出每个药品块的位置；
C)检测算法实现：过滤掉药品反应色块的噪点；过滤掉药品与尿液反应不充分的点；计算出颜色均值；通过最近邻分类用自己做基础数据，对每个检测项目进行分类，计算出所属的指标值；
5)完成分析：所述无线通讯模块将结果处理算法模块中生成的检测结果通过微信反馈到用户端。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共享式自测健康终端，包括试纸存储出货模块、试纸扫描模块、结果处理算法模块和无线通讯模块，各部分电性连接；所述试纸存储出货模块负责检测试纸棒的存储以及在用户使用微体检服务时提供检测试纸棒；所述试纸扫描模块包括扫描口、摄像头、导光板和补光灯，所述摄像头、导光板和补光灯设置在封闭空间内，为保证稳定的光学环境，并拍摄出符合算法检测标准的检测图片；所述结果处理算法模块通过云端数据库和图像识别算法实现一致性检测、终端参数更新和色彩还原，通过拍摄的试纸棒图片和结果图片对比计算出对应的检测结果；所述检测结果通过无线通讯模块上传到云端服务器。
2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述一致性检测为采集实时环境照片，分析终端成像的一致性，设置对应终端参数，得到标准环境照片。
3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端参数更新为终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片。
4.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述色彩还原为采集实时试纸照片，根据终端实时参数，将实时试纸照片转换为标准环境下的试纸照片。
5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述结果处理算法模块提取标准环境下试纸照片中各个模块的色块值，与各个模块的各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果。
6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述无线通讯模块将结果处理算法模块中生成的检测结果反馈到云端服务器。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述终端的检测方法，包括以下步骤：
1)一致性检测：启动摄像头和光源后，采集一张实时环境照片，通过一致性分析方法，设置对应终端参数，得到标准环境照片；
2)采集实时试纸照片：将试纸放置在扫描口，保持光学稳定环境，采集一张实时试纸照片；
3)色彩还原：将所述步骤2)中实时试纸照片与所述步骤1)中标准环境照片做对比，计算出灰度图的增益值，通过计算的增益值，对实时试纸照片通过色彩还原的算法，将图片还原到标准增益值下的状态，得到标准环境下的试纸照片；
4)数据库比对：提取所述步骤3)中标准环境下试纸照片的色块值，与各档位标准色块值作比较，得到对应的结果档位，生成检测结果；
5)完成分析：所述无线通讯模块将检测结果处理算法模块中生成的检测结果通过微信反馈到用户端。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述检测方法还包括终端参数更新，所述终端在固定时间间隔自动拍摄实时环境照片，对终端参数进行实时更新维护，得到实时标准环境照片。
9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤1)中一致性分析方法包括以下步骤：取所述实时环境照片上9个特定视场采样块，求出颜色均值；(9个点的中心：成像的中间区域)；取画面中心的值为中间视场值，其值为当前亮度值；其他8个点视场值/中心视场值，生成1*8的亮度矩阵；取中间视场的R/G和B/G，生成1*2的色温矩阵；对每套模组进行上面的计算；通过分析1*8的亮度矩阵和1*2的色温矩阵，剔除差异值超过0.1％的模组。
10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤4)中提取标准环境下试纸照片的色块值包括以下步骤：
A)判断试纸是否是真实试纸：通过准备真实的试纸图形作为训练数据；用TensorFlowRetrain继续训练出一个模型，调用该模型判断试纸是否合法；
B)试纸药品块定位：所述试纸照片转换为HSV；试纸照片进行开运算；对试纸照片进行Threshold处理；寻找试纸照片上的轮廓，过滤和处理掉非定位的点，寻找到定位的点；通过定位点，对试纸照片进行透视变化，转化为正常的试纸照片；通过定位点与12个药品块的关系，计算出每个药品块的位置；
C)检测算法实现：过滤掉药品反应色块的噪点；过滤掉药品与尿液反应不充分的点；求出颜色均值；通过最近邻分类法对每个检测项目进行分类，计算出所属的指标值。
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