CN111795986A - 应用外形搜索的病毒临床检验检测平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，包括：电子显微机构，位于封闭实验室内，用于对放置有待检测病毒的玻璃基板进行电子显微操作；实时成像设备，与所述电子显微机构连接，用于对所述电子显微机构的显微场景执行成像操作，以获得对应的电子显微图像；DRAM存储设备，位于所述电子显微机构附近的仪表盒内，与存储冠状病毒的外形特征，所述冠状病毒的外形特征为各种冠状病毒都具备的外形特征。本发明的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台结构紧凑、运行稳定。由于能够获取各种类型的冠状病毒的统一的外形特征和面积特征以用于现场的病毒目标的类型辨别，从而实现了对冠状病毒临床检验检测的自动化改造。

Description

应用外形搜索的病毒临床检验检测平台
技术领域
本发明涉及临床检验领域，尤其涉及一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台。
背景技术
冠状病毒属于套式病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、冠状病毒属(Coronavirus)，是许多家畜、宠物包括人类疾病的重要病原，引起多种急慢性疾病。根据系统发育树，冠状病毒可分为四个属：α、β、γ、δ，其中β属冠状病毒又可分为四个独立的亚群A、B、C和D群。
α属冠状病毒包括人冠状病毒229E、人冠状病毒NL63、长翼蝠冠状病毒HKU1、长翼蝠冠状病毒HKU8、菊头蝠冠状病毒HKU2和猪流行性腹泻病毒(Porcineepidemicdiarrheavirus，PEDV)等8个种、猪传染性胃肠炎病毒(Transmissiblegastroenteritisvirus，TGEV)、犬冠状病毒(Caninecoronavirus，CCoV)和猫冠状病毒(Felinecoronavirus，FCoV)。
β属冠状病毒包括人冠状病毒HKU1、鼠冠状病毒、家蝠冠状病毒HKU5、果蝠冠状病毒HKU9、严重急性呼吸综合征(severeacuterespiratorysyndromes，SARS)相关病毒等7个种、牛冠状病毒(Bovinecoronavirus，BCoV)、人冠状病毒OC43、马冠状病毒(Equlnecoronavirus，ECoV)、猪血凝性脑脊髓炎病毒(Porcinehemagglutinatingencephalomyelitis，PHEV)以及犬呼吸道型冠状病毒(Caninerespiratorycoronavirus，CrCoV)等；鼠冠状病毒则包括有鼠肝炎病毒(Mousehepatitisvirus，MHV)、大鼠冠状病毒和鸟嘴海雀病毒。严重急性呼吸综合征(SARS)相关病毒包括SARS病毒和其他类似SARS病毒。
γ类冠状病毒主要包括禽冠状病毒如鸡传染性支气管炎病毒(Infectiousbronchitisvirus，IBV)、白鲸冠状病毒SW1(BelugawhalecoronavirusSW1，BWCoV-SW1)。禽冠状病毒包括引起多种禽类如鸡、火鸡、麻雀、鸭、鹅、鸽子感染的冠状病毒，其中最主要的是禽传染性支气管炎病毒。
δ属冠状病毒包括夜莺冠状病毒(BulbulcoronavirusHKU11，BuCoVHKU11)、鹅口疮冠状病毒(ThrushcoronavirusHKU12，ThCoVHKU12)、文鸟冠状病毒(ThrushcoronavirusHKU12，ThCoVHKU12)、亚洲豹猫冠状病毒《AsianLeopardCatsCoronavirus，ALCCoV)、中国白鼬獾冠状病毒(Chineseferret-badgerCoronavirus，CFBCoV)、猪δ冠状病毒(Por-cineDelatcoronavirus，PDCoV)、绣眼鸟冠状病毒(White-eyeCoronavirus，WECoV)、麻雀冠状病毒(SparrowCoronavirus，SPCoV)、鹊鸲冠状病毒(MagpierobinCoronavirus，MRCoV)、夜鹭冠状病毒(NightheronCoronavirus，NHCoV)、野鸭冠状病毒(WigeonCoronavirus，WiCoV)、黑水鸡冠状病毒(CommonMoorhenCoronavirus，CMCoV)。
尽管第一个冠状病毒在20世纪30年代就被发现，但是冠状病毒真正被引起重视是在2002～2003年SARS冠状病毒(SARS-CoV)导致的“非典”疫情波及多个国家和地区，引起了社会的恐慌后。在此之前，对冠状病毒的研究多限制在兽医领域。γ属的IBV引起的鸡传染性支气管炎在鸡群中具有高度传染性，是重要的呼吸道疾病之一，对家禽的养殖业危害很大。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，能够获取各种类型的冠状病毒的统一的外形特征和面积特征以用于现场的病毒目标的类型辨别，从而实现冠状病毒临床检验检测的自动化改造。
为此，本发明需要具备以下几处重要的发明点：
(1)在电子显微机构的协作下，利用冠状病毒的外形特征对现场是否存在冠状病毒执行高精度的检测；
(2)基于电子显微机构的放大倍数、成像机构的成像焦距、疑似病毒占据的成像面积和成像景深计算疑似病毒对应的现场面积，基于疑似病毒现场面积是否落在预设面积范围内执行冠状病毒的类型识别。
根据本发明的一方面，提供了一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，所述平台包括：
电子显微机构，位于封闭实验室内，用于对放置有待检测病毒的玻璃基板进行电子显微操作。
更具体地，在所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中，所述平台还包括：实时成像设备，与所述电子显微机构连接，用于对所述电子显微机构的显微场景执行成像操作，以获得对应的电子显微图像。
更具体地，在所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中，所述平台还包括：
DRAM存储设备，位于所述电子显微机构附近的仪表盒内，与存储冠状病毒的外形特征，所述冠状病毒的外形特征为各种冠状病毒都具备的外形特征；
信号锐化设备，与所述实时成像设备连接，用于对接收到的电子显微图像执行基于空域微分法的信号锐化处理，以获得即时锐化图像；
外形鉴别设备，分别与所述信号锐化设备和所述DRAM存储设备连接，用于在接收到的即时锐化图像中搜索存在所述冠状病毒的外形特征的一个以上的图像区域；
数据提取设备，分别与所述外形鉴别设备、所述电子显微机构和所述实时成像设备连接，用于获得所述电子显微机构的放大倍数以及所述实时成像设备的成像焦距，还用于识别存在所述冠状病毒的外形特征的每一个图像区域占据面积以及所述图像区域对应的目标的成像景深；
内容判断设备，与所述数据提取设备连接，用于对每一个图像区域执行以下处理：基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积；
现场上报机构，与所述内容判断设备连接，用于在计算获得的某一个图像区域的现场面积在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之内时，发出冠状病毒识别信号；
其中，所述现场上报机构还用于在计算获得的所有图像区域的现场面积都在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之外时，发出冠状病毒未识别信号；
其中，在所述DRAM存储设备中，所述冠状病毒的外形特征为球形或椭圆形且具有多形性；
基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积包括：在其他参数不变的情况下，所述放大倍数或所述成像焦距与所述现场面积成反相关联的关系。
根据本发明的另一方面，还提供了一种应用外形搜索的病毒临床检验检测方法，所述方法包括使用一种如上述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，用于基于冠状病毒的外形特征和面积特征对现场待检测区域是否存在冠状病毒执行实时分析和辨别。
本发明的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台结构紧凑、运行稳定。由于能够获取各种类型的冠状病毒的统一的外形特征和面积特征以用于现场的病毒目标的类型辨别，从而实现了对冠状病毒临床检验检测的自动化改造。
具体实施方式
下面将对本发明的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台的实施方案进行详细说明。
冠状病毒感染分布在全世界多个地区，中国以及英国、美国、德国、日本、俄罗斯、芬兰、印度等国均已发现本病毒的存在。该病毒引起的感染主要发生在冬季和早春。在美国密歇根州的一次家庭检查中，证明冠状病毒可以感染各个年龄组，0～4岁占29.2％，40岁以上占22％，在15～19岁年龄组发病率最高。这与其它上呼吸道病毒的流行情况不尽相同，例如呼吸道合胞病毒，大多随着年龄的增加而发病率降低。另外，当冠状病毒流行时鼻病毒却不常见。
到目前为止，大约有15种不同冠状病毒株被发现，能够感染多种哺乳动物和鸟类，有些可使人发病。
冠状病毒引起的人类疾病主要是呼吸系统感染(包括严重急性呼吸综合征，SARS)。该病毒对温度很敏感，在33℃时生长良好，但35℃就使之受到抑制。由于这个特性，冬季和早春是该病毒疾病的流行季节。冠状病毒是成人普通感冒的主要病原之一，儿童感染率较高，主要是上呼吸道感染，一般很少波及下呼吸道。另外，还可引起婴儿和新生儿急性肠胃炎，主要症状是水样大便、发热、呕吐，每天可拉10余次，严重者甚至出现血水样便，极少数情况下也引起神经系统综合征。
现有技术中，对冠状病毒的检测无法获取各种类型的冠状病毒的统一的外形特征和面积特征以用于现场的病毒目标的类型辨别，从而导致无法实现冠状病毒临床检验检测的自动化改造。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台包括：
电子显微机构，位于封闭实验室内，用于对放置有待检测病毒的玻璃基板进行电子显微操作。
接着，继续对本发明的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台的具体结构进行进一步的说明。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中还可以包括：
实时成像设备，与所述电子显微机构连接，用于对所述电子显微机构的显微场景执行成像操作，以获得对应的电子显微图像。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中还可以包括：
DRAM存储设备，位于所述电子显微机构附近的仪表盒内，与存储冠状病毒的外形特征，所述冠状病毒的外形特征为各种冠状病毒都具备的外形特征；
信号锐化设备，与所述实时成像设备连接，用于对接收到的电子显微图像执行基于空域微分法的信号锐化处理，以获得即时锐化图像；
外形鉴别设备，分别与所述信号锐化设备和所述DRAM存储设备连接，用于在接收到的即时锐化图像中搜索存在所述冠状病毒的外形特征的一个以上的图像区域；
数据提取设备，分别与所述外形鉴别设备、所述电子显微机构和所述实时成像设备连接，用于获得所述电子显微机构的放大倍数以及所述实时成像设备的成像焦距，还用于识别存在所述冠状病毒的外形特征的每一个图像区域占据面积以及所述图像区域对应的目标的成像景深；
内容判断设备，与所述数据提取设备连接，用于对每一个图像区域执行以下处理：基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积；
现场上报机构，与所述内容判断设备连接，用于在计算获得的某一个图像区域的现场面积在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之内时，发出冠状病毒识别信号；
其中，所述现场上报机构还用于在计算获得的所有图像区域的现场面积都在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之外时，发出冠状病毒未识别信号；
其中，在所述DRAM存储设备中，所述冠状病毒的外形特征为球形或椭圆形且具有多形性；
基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积包括：在其他参数不变的情况下，所述放大倍数或所述成像焦距与所述现场面积成反相关联的关系。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中：
基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积包括：在其他参数不变的情况下，所述占据面积或所述占据面积与所述现场面积成正相关联的关系。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中还可以包括：
湿度感应设备，设置在所述内容判断设备的左侧，用于测量所述内容判断设备当前所在位置的现场湿度。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中还可以包括：
参数判断设备，与所述湿度感应设备连接，用于在接收到的现场湿度超限时，发出湿度报警信号；
其中，所述湿度分析设备还用于在接收到的现场湿度未超限时，发出湿度可靠信号。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中还可以包括：
现场通知设备，与所述参数判断设备连接，用于在接收到湿度报警信号时，执行相应的报警操作；
时分双工通信接口，与所述现场通知设备连接，用于对所述现场通知设备的开关状态进行接收和发送；
其中，所述现场通知设备为蜂鸣器，用于在执行相应的报警操作时，发出预设频率的蜂鸣声。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中：
替换地，所述现场通知设备为语音播放芯片，用于在执行相应的报警操作时，播放相应的报警文件。
所述应用外形搜索的病毒临床检验检测平台中：
替换地，所述现场通知设备为显示设备，用于在执行相应的报警操作时，显示相应的报警文字。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种应用外形搜索的病毒临床检验检测方法，所述方法包括使用一种如上述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，用于基于冠状病毒的外形特征和面积特征对现场待检测区域是否存在冠状病毒执行实时分析和辨别。
另外，时分双工是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收和传送信道。移动通信目前正向第三代发展，中国于1997年6月提交了第三代移动通信标准草案(TD-SCDMA)，其TDD模式及智能天线新技术等特色受到高度评价并成三个主要候选标准之一。在第一代和第二代移动通信系统中FDD模式一统天下，TDD模式没有引起重视。但由于新业务的需要和新技术的发展，以及TDD模式的许多优势，TDD模式将日益受到重视。
时分双工的工作原理如下：TDD是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收与传送信道(或上下行链路)。TDD模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙，用保证时间来分离接收与传送信道；而FDD模式的移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离接收与传送信道。
采用不同双工模式的移动通信系统特点与通信效益是不同的。TDD模式的移动通信系统中上下行信道用同样的频率，因而具有上下行信道的互惠性，这给TDD模式的移动通信系统带来许多优势。
在TDD模式中，上行链路和下行链路中信息的传输可以在同一载波频率上进行，即上行链路中信息的传输和下行链路中信息的传输是在同一载波上通过时分实现的。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出适当的改动和同等替换。因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台包括：
电子显微机构，位于封闭实验室内，用于对放置有待检测病毒的玻璃基板进行电子显微操作。
2.如权利要求1所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
实时成像设备，与所述电子显微机构连接，用于对所述电子显微机构的显微场景执行成像操作，以获得对应的电子显微图像。
3.如权利要求2所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
DRAM存储设备，位于所述电子显微机构附近的仪表盒内，与存储冠状病毒的外形特征，所述冠状病毒的外形特征为各种冠状病毒都具备的外形特征；
信号锐化设备，与所述实时成像设备连接，用于对接收到的电子显微图像执行基于空域微分法的信号锐化处理，以获得即时锐化图像；
外形鉴别设备，分别与所述信号锐化设备和所述DRAM存储设备连接，用于在接收到的即时锐化图像中搜索存在所述冠状病毒的外形特征的一个以上的图像区域；
数据提取设备，分别与所述外形鉴别设备、所述电子显微机构和所述实时成像设备连接，用于获得所述电子显微机构的放大倍数以及所述实时成像设备的成像焦距，还用于识别存在所述冠状病毒的外形特征的每一个图像区域占据面积以及所述图像区域对应的目标的成像景深；
内容判断设备，与所述数据提取设备连接，用于对每一个图像区域执行以下处理：基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积；
现场上报机构，与所述内容判断设备连接，用于在计算获得的某一个图像区域的现场面积在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之内时，发出冠状病毒识别信号；
其中，所述现场上报机构还用于在计算获得的所有图像区域的现场面积都在直径为80纳米的圆形面积和直径为120纳米的圆形面积之外时，发出冠状病毒未识别信号；
其中，在所述DRAM存储设备中，所述冠状病毒的外形特征为球形或椭圆形且具有多形性；
基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积包括：在其他参数不变的情况下，所述放大倍数或所述成像焦距与所述现场面积成反相关联的关系。
4.如权利要求3所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于：
基于所述放大倍数、所述成像焦距、所述占据面积和所述成像景深计算所述图像区域对应的目标的现场面积包括：在其他参数不变的情况下，所述占据面积或所述占据面积与所述现场面积成正相关联的关系。
5.如权利要求4所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
湿度感应设备，设置在所述内容判断设备的左侧，用于测量所述内容判断设备当前所在位置的现场湿度。
6.如权利要求5所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
参数判断设备，与所述湿度感应设备连接，用于在接收到的现场湿度超限时，发出湿度报警信号；
其中，所述湿度分析设备还用于在接收到的现场湿度未超限时，发出湿度可靠信号。
7.如权利要求6所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
现场通知设备，与所述参数判断设备连接，用于在接收到湿度报警信号时，执行相应的报警操作；
时分双工通信接口，与所述现场通知设备连接，用于对所述现场通知设备的开关状态进行接收和发送；
其中，所述现场通知设备为蜂鸣器，用于在执行相应的报警操作时，发出预设频率的蜂鸣声。
8.如权利要求7所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于：
替换地，所述现场通知设备为语音播放芯片，用于在执行相应的报警操作时，播放相应的报警文件。
9.如权利要求7所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，其特征在于：
替换地，所述现场通知设备为显示设备，用于在执行相应的报警操作时，显示相应的报警文字。
10.一种应用外形搜索的病毒临床检验检测方法，所述方法包括提供一种如权利要求3-9任一所述的应用外形搜索的病毒临床检验检测平台，用于基于冠状病毒的外形特征和面积特征对现场待检测区域是否存在冠状病毒执行实时分析和辨别。
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