CN112505027A - 集成化检测试纸的检测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种集成化检测试纸的检测装置包括标本采集及预处理装置、喷淋和呈色反应装置、识别判读装置，其中，喷淋和呈色反应装置根据集成化检测试纸规格进行定制，将预处理的标本以微滴方式分区喷淋集成化检测试纸试剂块，将检测试剂以微滴方式分区喷淋试剂块，由识别判读装置的显微计算机视觉传感器识别试剂块类别信息及试剂块呈色反应数据，依据算法获取检测结果，实现以少量样本实施多指标检测效果。

Description

集成化检测试纸的检测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及医疗检测技术，尤其是涉及一种集成化检测试纸的检测方法、检测装置及系统。

背景技术

试纸检测为常用医疗检测技术，其中，集成化检测试纸将数百种小尺寸试剂块集成在一张试纸条上，用少量标本一次即可检测数百项指标。

常规试纸条的检测方法，比如将试纸条浸入标本、滴管滴加标本在试纸上、或将标本涂布在试纸上，并不适合集成化检测试纸。原因包括：(1)导致集成化检测试纸试剂块浸润不均匀，部分试剂块过度浸润而造成试剂块间干扰和标本浪费，部分试剂块浸润不够或遗漏而造成结果不准确或漏检；(2)集成化检测试纸试剂块尺寸小，如果部分试剂块呈色反应过程，需要添加试剂时，精准操作实施难度大；(3)集成化检测试纸试剂块的呈色反应对温度、湿度有特别要求时，不能进行温度、湿度调节；(4)检测过程中，不能控制气溶胶导致的生物污染。

鉴于此，我们设计一种透明封闭式检测装置用于集成化检测试纸的检测，预先设定操作程序，放大镜可视下操作，将检测样本或试剂以微滴方式分区喷淋集成化检测试纸的试剂块，实现精确浸润集成化检测试纸每个试剂块，同时，不浪费样本和试剂，配置的温度、湿度调节组件提供适应的温度和湿度环境，进而达到简化操作难度、控制气溶胶污染、精确检测而节约样本和试剂效果。

发明内容

本发明目的是提供一种集成化检测试纸的检测方法、装置和系统，按照预先设定程序，放大镜可视下操作，将检测样本或试剂以微滴方式分区喷淋集成化检测试纸的试剂块，实现精确浸润集成化检测试纸每个试剂块的同时不浪费样本和试剂，进而达到简化操作难度、精确检测而节约样本和试剂效果。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种集成化检测试纸的检测方法，包括以下步骤：

(1)采集及预处理标本，获取检测样本，所述检测样本的形态为液态，所述检测样本的量不少于集成化检测试纸最小浸润量、也不多于集成化检测试纸最大浸润量；

(2)喷淋样本，将检测样本转移到注射器，注射器连接喷淋和呈色反应装置，将集成化检测试纸置入喷淋和呈色反应装置，按照设定喷淋程序，分次推动注射器，注射器内检测样本经喷淋头形成样本微滴，样本微滴浸润集成化检测试纸的部分试剂块，移动喷淋头，再次推动注射器，样本微滴浸润集成化检测试纸的其他试剂块，直至样本微滴浸润集成化检测试纸的全部试剂块；

(3)呈色反应，为喷淋和呈色反应装置提供呈色反应的适宜条件，包括温度、湿度，促进集成化检测试纸试剂块发生底物呈色反应或标记呈色反应，其中，呈色反应过程中，试剂添加程序同喷淋样本步骤；

(4)识别判读，将呈色反应的集成化检测试纸置入识别判读装置，识别判读装置的显微计算机视觉传感器识别并采集集成化检测试纸上试剂块点阵位点呈色反应数据和试剂块标识码，参考试剂块呈色反应数据与其阴性对照、标准对照、标本预处理稀释比例，利用特定算法，获得检测标本的分析结果。

优选地，所述喷淋程序包括每次推动注射器的喷淋剂量、喷淋装置每次位移的间隔、喷淋总剂量，比如集成化检测试纸检测区长度50毫米、宽度8毫米，包含4排25列共计100个试剂块，喷淋装置的喷头每次喷淋范围10毫米*8毫米，喷淋总剂量为500微升检测样本，则喷淋程序为：每次推动注射器的喷淋剂量100微升，喷淋装置每次位移的间隔10毫米，共需5次喷淋操作。

本发明提供一种集成化检测试纸的检测装置，包括标本采集装置、标本预处理装置、喷淋和呈色反应装置、识别判读装置，所述喷淋和呈色反应装置包括外壳、位移调节器、喷淋头，所述外壳包括盖、腔室、开口，所述盖包括主体、透镜结构、顶槽、侧槽，所述顶槽用于接口沿长轴移动，所述侧槽用于齿轴沿长轴移动，所述腔室用于容纳喷淋头、位移调节器、集成化检测试纸，所述开口设置于腔室底部，用于置入集成化检测试纸，所述位移调节器包括齿条、齿轮、旋钮、齿轴、卡槽，所述齿条、齿轮各成对设置于外壳壁，所述齿轮间由齿轴连接，所述齿轴中段设置卡槽，其中一侧齿轴末端设置旋钮，所述旋钮设置刻度，转动旋钮一个刻度，带动齿轮沿着齿条移动，推动卡槽联结的喷淋头发生一个位移单位，所述喷淋头包括接口、缓冲室、微孔、卡口，所述接口一端连接注射器，另一端连接缓冲室，所述缓冲室侧面和底面设置多个微孔，注射器内样本或试剂经接口进入缓冲室，经微孔喷出，所述识别判读装置包括照明组件、直角坐标机器人、末端执行器，所述照明组件包括可见光、红外光、激光、紫外线，所述末端执行器包括显微计算机视觉传感器，所述显微计算机视觉传感器识别采集集成化检测试纸上试剂块点阵位点反射光或激发光数据及试剂块数据。

优选地，所述外壳还可设计为圆盘型，腔室中心设置转轴，位移调节器的齿条、齿轮数目为一个，设置于外壳周边，齿轴一端联结齿轮，一端联结转轴，作业时，喷淋头绕转轴旋转，喷淋样品或试剂。

优选地，所述腔室包括恒温组件和恒湿组件，依据呈色反应需求，所述恒温组件和恒湿组件分别用于调节腔室局部温度和湿度。

优选地，所述喷淋头依据其长度、宽度、微孔孔径，分为多种规格类型，适应集成化检测试纸的检测要求。

优选地，所述外壳规格尺寸依据集成化检测试纸的规格尺寸定制。

优选地，所述位移调节器规格尺寸依据所述外壳的规格尺寸定制。

优选地，所述盖采用透明材质制作，经过所述盖可以看到腔室内部结构。

优选地，所述透镜结构为盖主体的所述透明材质局部加厚，形成具有放大透镜功能的组件，用于观察集成化检测试纸的试剂块点阵。

本发明提供一种集成化检测试纸的检测系统，包括集成化检测试纸、集成化检测试纸的检测装置、识别判读算法、软件、云服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)喷淋和呈色反应装置为透明封闭结构，透过具有放大透镜功能的盖，可观察到置入的集成化检测试纸试剂块点阵，同时，避免检测过程中气溶胶播散导致的生物污染。

(2)喷淋和呈色反应装置的喷淋头结构小巧，减少沾染导致的样本损失，放大镜可视下操作，淋喷头随着位移调节器的推进，样本分区滴淋浸润检测试纸，避免检测试纸试剂块浸润过度、不足或遗漏，提高样本利用率及检测精确性。

(3)检测前，依据集成化检测试纸最小浸润量，可准确预估需要获取的临床标本量，避免样本量不足，需要二次采集，或获取的临床标本量过多，造成医疗资源浪费。

(4)喷淋和呈色反应装置结构简单、材料便宜、定制容易，且可重复使用，有助于降低医疗检测费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。此外，这些介绍并不构成对实施例的限定。

图1是集成化检测试纸的检测流程图；

图2是集成化检测试纸的检测装置外壳结构示意图；

图3是集成化检测试纸的检测装置位移调节器结构示意图；

图4是集成化检测试纸的检测装置喷淋头结构示意图；

图5是集成化检测试纸的检测装置圆盘型外壳结构示意图；

图6是集成化检测试纸的检测装置圆盘型位移调节器结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

需要说明的是，本实施例的上、下、左、右、前、后、正、背、侧、远、近、末等方位语，仅是互为相对概念或是以产品正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1-图6所示，本发明实施例揭示了一种集成化检测试纸的检测方法、检测装置和系统。

本发明的一个实施例揭示了一种集成化检测试纸的检测方法，请参阅图1，其流程100包括以下步骤：

110：采集标本，标本采集量不少于集成化检测试纸所需要的最少量，所述标本包括临床标本、环境标本，所述临床标本包括但不限于血液、尿液、粪便、胸腹水、脑脊液、前列腺液、精液、白带、唾液、呕吐物、创面或体表洗脱液，所述环境标本包括但不限于土壤、水、动物组织、植物组织；

120：预处理标本，将步骤110采集的标本进行预处理，获取检测样本，所述检测样本的形态为液态，所述检测样本的量不少于集成化检测试纸最小浸润量，其中，静脉抽血或末梢穿刺血，制备血浆或血浆稀释液，粪便制备粪便滤液，植物组织和动物组织制备洗脱液或组织匀浆液；

130：置入集成化检测试纸，将选取的集成化检测试纸放入规格匹配的喷淋和呈色反应装置，集成化检测试纸检测区向上，集成化检测试纸空白区部分裸露在喷淋和呈色反应装置外，方便置入和取出集成化检测试纸；

140：喷淋样本，将步骤120制备的检测样本转移到注射器，注射器连接步骤130的喷淋和呈色反应装置，按照预先设定喷淋程序，分次推动注射器，放大镜可视下操作，注射器内检测样本经喷淋头形成样本微滴，样本微滴浸润集成化检测试纸的部分试剂块，移动喷淋头，再次推动注射器，样本微滴浸润集成化检测试纸的其他试剂块；所述喷淋程序由喷淋头尺寸、每次喷淋剂量、每次喷淋头位移距离、总喷淋剂量，计算出喷淋次数，允许少许试剂块重叠喷淋，避免试剂块遗漏；

150：呈色反应，集成化检测试纸试剂块经步骤140喷淋检测样本并充分浸润后发生呈色反应，步骤130的喷淋和呈色反应装置提供呈色反应的适宜条件，其又包括以下步骤：

152：温度控制，实时监测喷淋和呈色反应装置内部温度，必要时启动温控组件，保持最佳呈色反应温度42℃，或调节到特定集成化检测试纸所需求的特定适宜温度；

154：湿度控制，实时监测喷淋和呈色反应装置内部湿度，必要时启动湿度控制组件，保持最佳呈色反应湿度；

156：添加试剂，集成化检测试纸试剂块底物呈色反应或标记呈色反应过程中，需要添加试剂，试剂添加程序同步骤140的喷淋操作；

160：识别判读，将步骤150完成呈色反应的集成化检测试纸从喷淋和呈色反应装置取出，然后，置入识别判读装置，识别判读装置的显微计算机视觉传感器识别并采集集成化检测试纸上试剂块点阵位点呈色反应数据和试剂块标识码；

170：结果分析，数据处理器接收步骤160显微计算机视觉传感器采集数据，参考试剂块呈色反应数据、阴性对照、标准对照、标本预处理稀释比例，利用特定算法，获得标本的检测结果。

本发明的一个实施例提供了一种集成化检测试纸的检测装置200，包括标本采集装置、标本预处理装置、喷淋和呈色反应装置210、识别判读装置，请参阅图2、图3和图4，其揭示了一种适用于长条状集成化检测试纸300的喷淋和呈色反应装置210。

喷淋和呈色反应装置210包括外壳211、位移调节器212、喷淋头213、腔室214，所述外壳211包括盖211-1、壳体211-2、开口211-3，所述盖211-1包括主体211-1-1、透镜结构211-1-2、顶槽211-1-3、侧槽211-1-4，所述顶槽211-1-3用于所述接口213-1沿长轴移动，所述侧槽211-1-4用于所述齿轴212-4沿长轴移动，所述腔室214用于容纳所述喷淋头213、所述位移调节器212、集成化检测试纸300，所述开口211-3设置于所述腔室214底部右侧，用于置入长条状集成化检测试纸300。

位移调节器212包括齿条212-1、齿轮212-2、旋钮212-3、齿轴212-4、卡槽212-5，所述齿条212-1分别包括近侧齿条212-1A和远侧齿条212-1B，所述齿轮212-2分别包括近侧齿轮212-2A和远侧齿轮212-2B，近侧齿条212-1A和近侧齿轮212-2A设置于所述腔室214并固定于所述外壳211近侧壁，远侧齿条212-1A和远侧齿轮212-2A设置于所述腔室214并固定于所述外壳211远侧壁，所述近侧齿轮212-2A和远侧齿轮212-2B间由所述齿轴212-4连接，所述齿轴212-4中段设置所述卡槽212-5，所述卡槽212-5通过卡口213-4联结所述喷淋头213，所述卡槽212-5可依据需要在所述齿轴212-4变换位置，其中，所述齿轴212-4近侧末端伸出所述外壳211，在所述齿轴212-4伸出所述外壳211端安装所述旋钮212-3，所述旋钮212-3设置刻度，转动所述旋钮212-3一个刻度，带动所述齿轮212-2沿着所述齿条212-1移动，推动所述卡槽212-5联结的所述喷淋头213发生一个位移单位。

喷淋头213包括接口213-1、缓冲室213-2、微孔213-3、卡口213-4，所述接口213-1上端连接注射器，所述接口213-1下端连通所述缓冲室213-2，所述缓冲室213-2侧面和底面设置多个所述微孔213-3，注射器内样本或试剂经所述接口213-1进入所述缓冲室213-2，经所述微孔213-3喷出。

使用时，参考集成化检测试纸300的技术标准，明确集成化检测试纸300的检测区长度和宽度、试剂块完全浸润的最小样本量和最大样本量，制备样本量介于试剂块完全浸润的最小样本量和最大样本量之间，选取匹配的喷淋和呈色反应装置210和喷淋头213，打开盖211-1，安装上喷淋头213，关闭盖211-1，从开口211-3处，置入长条状集成化检测试纸300，集成化检测试纸300检测区向上，部分集成化检测试纸300空白区裸露在开口211-3外，转动旋钮212-3，将喷淋头213移动到最左侧，透过盖211-1的透镜结构211-1-2，转动旋钮212-3，调整喷淋头213正对集成化检测试纸300检测区的左侧部分；计算推注次数、每次推注剂量、喷淋头213每次移动距离；注射器抽入样本，推注一定剂量样本，转动旋钮212-3，喷淋头213移动一定距离，再次推注一定剂量样本，直到推注完样本，透过盖211-1的透镜结构211-1-2观察到集成化检测试纸300所有试剂块得到充分浸润；参考集成化检测试纸300的技术标准，明确集成化检测试纸300适宜的环境温度和湿度，根据实时监测的腔室214内环境温度和湿度，通过启动温度和湿度控制组件进行调节；参考集成化检测试纸300的技术操作流程，必要时，需要特别添加的试剂装入注射器，联结喷淋头213实施试剂添加。

请参阅图5和图6，其揭示了一种适用于圆盘状集成化检测试纸300的喷淋和呈色反应装置210。

喷淋和呈色反应装置210包括外壳211、位移调节器212、喷淋头213、腔室214，所述外壳211为圆柱型，包括盖211-1、壳体211-2，所述盖211-1包括主体211-1-1、透镜结构211-1-2、顶槽211-1-3、侧槽211-1-4，所述顶槽211-1-3用于所述接口213-1沿长轴移动，所述侧槽211-1-4用于所述齿轴212-4沿长轴移动，所述腔室214用于容纳所述喷淋头213、所述位移调节器212、转轴212-6、圆盘状集成化检测试纸300。

位移调节器212包括齿条212-1、齿轮212-2、旋钮212-3、齿轴212-4、转轴212-6、卡槽212-5，所述齿条212-1和所述齿轮212-2围绕并固定于盖211-1壁，所述齿轮212-2和转轴212-6间由所述齿轴212-4连接，所述齿轴212-4中段设置所述卡槽212-5，所述卡槽212-5通过卡口213-4联结所述喷淋头213，其中，所述齿轴212-4末端伸出主体211-1-1并安装所述旋钮212-3，所述旋钮212-3设置刻度，转动所述旋钮212-3一个刻度，带动所述齿轮212-2沿着所述齿条212-1移动，推动所述卡槽212-5联结的所述喷淋头213发生一个位移单位，实施作业时，所述喷淋头213绕所述转轴212-6旋转，喷淋样品或试剂到圆盘状集成化检测试纸300试剂块。

使用时，参考集成化检测试纸300的技术标准，明确集成化检测试纸300的检测区长度和宽度、试剂块完全浸润的最小样本量和最大样本量，制备样本量介于试剂块完全浸润的最小样本量和最大样本量之间，选取匹配的喷淋和呈色反应装置210和喷淋头213，打开盖211-1，置入圆盘状集成化检测试纸300，安装上喷淋头213，关闭盖211-1，其他操作同长条状集成化检测试纸300。

本发明的一个实施例提供了一种集成化检测试纸的检测系统，其包括集成化检测试纸300、集成化检测试纸的检测装置200、识别判读算法、软件、服务器，所述识别判读算法依据集成化检测试纸300技术标准、集成化检测试纸300图形码、试剂块呈色反应数据、空白对照、阴性对照、阳性标准对照、呈色反应的量效关系，获得集成化检测试纸300数百个试剂块的检测结果，所述软件包括直角坐标机器人操作代码、显微计算机视觉传感器运行代码、识别判读算法代码、数据安全代码，所述服务器包括云服务器。

本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种集成化检测试纸的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集及预处理标本，获取检测样本，所述检测样本的形态为液态，所述检测样本的量不少于集成化检测试纸最小浸润量；

(2)喷淋样本，将步骤(1)制备的检测样本转移到注射器，注射器连接喷淋和呈色反应装置，将集成化检测试纸置入喷淋和呈色反应装置，按照预先设定喷淋程序，分次推动注射器，注射器内检测样本经喷淋头形成样本微滴，样本微滴浸润集成化检测试纸的部分试剂块，移动喷淋头，再次推动注射器，样本微滴浸润集成化检测试纸的部分试剂块，移动喷淋头，再次推动注射器，直到样本微滴浸润集成化检测试纸的全部试剂块为止；

(3)呈色反应，为喷淋和呈色反应装置提供呈色反应的适宜条件，包括温度、湿度、试剂添加，促进集成化检测试纸试剂块发生底物呈色反应或标记呈色反应，其中，所述试剂添加程序与操作同步骤(2)的喷淋样本步骤，直到试剂微滴浸润需要添加试剂的集成化检测试纸的全部试剂块为止；

(4)识别判读，将步骤(3)完成呈色反应的集成化检测试纸取出，置入识别判读装置，识别判读装置的显微计算机视觉传感器识别并采集集成化检测试纸试剂块点阵位点呈色反应数据和试剂块标识码，参考试剂块呈色反应数据、阴性对照、标准对照、及步骤(1)预处理标本时稀释比例，利用特定算法，获得标本的检测结果。

2.如权利要求1所述的集成化检测试纸的检测方法，其特征在于，所述喷淋程序包括每次推动注射器的喷淋剂量、喷淋头每次位移的距离、喷淋总剂量。

3.一种集成化检测试纸的检测装置，包括标本采集装置、标本预处理装置、喷淋和呈色反应装置、识别判读装置，其特征在于，

所述喷淋和呈色反应装置包括外壳、位移调节器、喷淋头、腔室，所述外壳包括盖、壳体、开口，所述盖包括主体、透镜结构、顶槽、侧槽，所述顶槽用于所述接口沿长轴移动，所述侧槽用于所述齿轴沿长轴移动，所述腔室用于容纳所述喷淋头、所述位移调节器、集成化检测试纸，所述开口设置于所述腔室底部，用于置入集成化检测试纸；

所述位移调节器包括齿条、齿轮、旋钮、齿轴、卡槽，所述齿条和所述齿轮成对设置于所述腔室并固定于所述外壳壁，所述齿轮间由所述齿轴连接，所述齿轴中段设置所述卡槽，所述卡槽用于联结所述喷淋头，其中一侧所述齿轴末端设置所述旋钮，所述旋钮设置刻度，转动所述旋钮一个刻度，带动所述齿轮沿着所述齿条移动，推动所述卡槽联结的所述喷淋头发生一个位移单位；

所述喷淋头包括接口、缓冲室、微孔、卡口，所述接口一端连接注射器，一端连接所述缓冲室，所述缓冲室侧面和底面设置多个所述微孔，注射器内样本或试剂经所述接口进入所述缓冲室，经所述微孔喷出；

所述识别判读装置包括照明组件、直角坐标机器人、末端执行器，所述照明组件包括可见光、红外光、激光、紫外线，所述末端执行器包括显微计算机视觉传感器，所述显微计算机视觉传感器识别并采集集成化检测试纸试剂块点阵位点反射光或激发光数据及试剂块数据。

4.如权利要求3所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述外壳还可为圆盘型，用于圆盘状集成化检测试纸的检测，所述腔室中心设置一个转轴，所述齿条和所述齿轮数目分别为一个，设置于所述外壳壁，所述齿轴一端联结所述齿轮，所述齿轴另一端联结所述转轴，所述喷淋头通过所述卡口与所述卡槽联结，实施作业时，所述喷淋头绕所述转轴旋转，喷淋样品或试剂到圆盘状集成化检测试纸试剂块。

5.如权利要求3所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述腔室包括恒温组件和恒湿组件，依据呈色反应需求，所述恒温组件和所述恒湿组件分别实时监测、调节所述腔室内部温度和湿度。

6.如权利要求3所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述喷淋头依据其长度、宽度、所述微孔孔径，分为多种规格类型，适应集成化检测试纸的检测要求。

7.如权利要求3所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述外壳规格尺寸依据集成化检测试纸的规格尺寸定制；

所述位移调节器规格尺寸依据所述外壳的规格尺寸定制。

8.如权利要求3所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述盖采用透明材质制作，经过所述盖可看到所述腔室内部结构。

9.如权利要求3和8所述的集成化检测试纸的检测装置，其特征在于，所述透镜结构为所述盖的所述透明材质局部加厚，形成放大透镜组件，用于观察集成化检测试纸试剂块点阵。

10.一种集成化检测试纸的检测系统，其特征在于，包括集成化检测试纸、集成化检测试纸的检测装置、识别判读算法、软件、服务器。

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