CN113325048A - 检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统，检测装置包括电化学传感器、线圈和电路部件，所述电路部件连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。本发明提供的检测装置与外部读写器进行无线通信和非接触供电，降低了外部读写器被检测样品污损和感染的风险；且由于检测装置无需自带电池和接触式供电，使得其外形轻薄，能够进行方便的携带、存储与运输，在使用后废弃处理过程中，也会降低环境污染。

Description

检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统

技术领域

本发明整体涉及医疗检验设备领域，尤其涉及一种检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统。

背景技术

对人体的各类生物样品(液、气、分泌物、组织等)进行快速检测以确定其中一项或多项关键生理、生化指标，是诊疗过程中的常用手段。电化学传感器能够在电能驱动下催化或控制样品中特定化学物质发生电化学反应，并通过测量其反应过程的电学参量(如电压、电流、阻抗等)，来获知待检测化学物质的浓度。基于电化学传感原理的检测装置已在很多医疗领域得到了广泛应用，并且因为其具有设备简单成本低的特点，应用于家用医疗设备中，例如便携式血糖测试仪。

以便携式血糖测试仪为代表的小型化、便携式检测设备，通常由两部分组成：一次性试条、测试仪。一次性试条包括：电化学传感器、接触电极以及承载两者的基材；测试仪主要由测量电路、控制器、显示器等组成。检测时，一次性试条被插入至测试仪上，将血样涂抹于电化学传感器上，电化学传感器通过基材上的导体通路和接触电极与测试仪内的检测电路相连。测试仪启动后，首先对电化学传感器提供一定的工作电压，然后测量其电学参量的数值及其变化量，通过一定换算公式计算得到血糖含量。有些测试仪还附带有通信电路，能够将测量结果传输给手机或云端服务器中。

现有检测设备虽解决了可用性问题，但未解决易用性，主要体现在如下几个方面：一是检测设备必须依赖测试仪来驱动试条和读取测量结果，用户需要额外购买专用测试仪。测试仪的购买成本、使用与维护成本、学习成本对于用户来说都是额外的负担，且专用测试仪大大降低了便携性，用户外出需要携带测试仪及充电器，十分麻烦；二是对于试条的通用性方面，由于生产测试仪的厂家众多，每个品牌甚至型号的测试仪通常都只适配指定的试条。在没有标准化的情况下，用户购买试条受到限制；三是对于数据传输的通用性方面，随着在线智慧医疗、慢病管理、胰岛素闭环自动注射等技术的发展，在手机等智能设备上获取生理参数检测读数的需求越来越高。当前状态下，每个品牌甚至各型号的测试仪通常都需要通过特定的APP来进行通信，影响了健康数据的分享与使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统，实现检测装置与外部读写器无线通信和非接触供电，降低外部读写器被检测样品污损和感染的风险。

为达到上述目的，本发明提供一种检测装置，包括：

电化学传感器，用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；

线圈，用于接收和发射电磁信号；

电路部件，连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。

可选的，所述电路部件包括：

通讯与能量采集模块，与所述线圈连接以实现所述电路部件与所述外部读写器的无线通信，并从所述外部读写器发射的电磁信号中获取电能，供应整个检测装置使用；

测量模块，连接所述通讯与能量采集模块和所述电化学传感器，为所述电化学传感器提供工作电压，并获取所述电化学传感器输出的电学参量；

控制模块，连接所述通讯与能量采集模块和所述测量模块，控制所述通讯与能量采集模块、所述测量模块及所述电化学传感器的工作。

可选的，所述测量模块对所述电化学传感器输出的电学参量进行采集和预处理，以被所述控制模块读取；所述控制模块对所述电学参量进行处理后生成通信数据并通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器。

可选的，所述检测装置通过NFC协议来与所述外部读写器进行无线通信。

可选的，所述外部读写器为具有NFC读写功能的智能设备。

可选的，所述检测装置还包括基底，用于承载所述电化学传感器、所述线圈和所述电路部件，并为所述电化学传感器、所述线圈和所述电路部件提供必要的导体连接。

可选的，所述检测装置包括至少两个化学传感器。

可选的，所述检测样品包括血液、尿液、唾液、泪液和汗液；所述检测装置的检测项目包括葡萄糖、葡萄糖代谢物、酒精、酒精代谢物、细菌、细菌抗体、病毒、病毒抗体、毒品及激素。

本发明还提供一种检测系统，包括：外部读写器和检测装置，其中，所述检测装置包括：

电化学传感器，用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；

线圈，用于接收和发射电磁信号；

电路部件，连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。

本发明还提供一种检测装置对检测样品进行检测的方法，包括：

电路部件通过线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以启动电化学传感器；

电化学传感器对检测样品进行检测，并产生相应的电学参量；以及

所述电路部件从所述电化学传感器获取所述电学参量，并根据所述电学参量产生检测结果，进而通过所述线圈将所述检测结果发送至所述外部读写器。

可选的，所述电路部件包括通讯与能量采集模块、测量模块及控制模块；所述方法包括：

所述外部读写器启动NFC功能，通过发射电磁信号发送通信指令；

所述线圈接收所述电磁信号，通过所述通讯与能量采集模块对所述电磁信号进行处理，以读取所述外部读写器的通信指令，并从所述电磁信号中采集能量，对所述控制模块供电；

所述控制模块对所述通信指令进行处理。

可选的，所述通信指令包括：查询指令和检测指令。

可选的，当所述通信指令为查询指令时，所述控制模块将检测装置的参数信息通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器，以使所述外部读写器识别所述检测装置。

可选的，所述参数信息包括检测装置的型号、类型、有效期和使用记录。

可选的，当所述通信指令为查询指令时，所述控制模块还将一包含特定网络地址或应用程序入口的文本信息通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器，以便于所述外部读写器按指定程序进行后续操作。

可选的，所述电化学传感器对检测样品进行检测，包括：

所述外部读写器向所述检测装置发送检测指令；

所述外部读写器指示用户将检测样品置于所述化学传感器的指定区域；

所述通讯与能量采集模块向所述测量模块供电，所述测量模块驱动所述电化学传感器对所述检测样品进行检测。

综上，本发明提供一种检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统，检测装置包括电化学传感器、线圈和电路部件，所述电路部件连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。本发明提供的检测装置与外部读写器进行无线通信和非接触供电，无需依赖专用的测试仪，降低了外部读写器被检测样品污损和感染的风险，且由于检测装置无需自带电池和接触式供电，使得其外形轻薄，能够进行方便的携带、存储与运输，在使用后废弃处理过程中，也会降低环境污染。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的检测装置的结构图；

图2为本发明另一实施例提供的检测装置的结构图；

图3为本发明一实施例提供的检测装置对检测样品进行检测的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在说明书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。

图1为本实施例提供的检测装置的结构图。如图1所示，本实施例提供一种检测装置100，可用于体外检测，包括：电化学传感器110，用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；线圈120，用于接收和发射电磁信号，并从外部读写器200发射的电磁信号中获取电能；电路部件130，连接所述电化学传感器110和所述线圈120，通过所述线圈120与所述外部读写器200实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器110对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器200。

继续参考图1所示，所述电路部件130包括通讯与能量采集模块131、测量模块132和控制模块133，其中，所述通讯与能量采集模块131与所述线圈120连接以实现所述电路部件130与所述外部读写器200的无线通信，并从所述外部读写器200发射的电磁信号中获取电能，进行整流后，供应整个检测装置100使用；所述测量模块132连接所述通讯与能量采集模块131和所述电化学传感器110，为所述电化学传感器110提供工作电压，并对所述电化学传感器110输出的电学参量进行采集、预处理和放大，以被所述控制模块133读取；所述控制模块133连接所述通讯与能量采集模块131和所述测量模块132，读取所述测量模块132输出的所述电学参量后，并进行相关处理、滤波与计算后生成通信数据，并通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述外部读写器200，所述控制模块133可以根据所述通讯与能量采集模块131获取的通信信息及所述测量模块132获得电化学传感器110的电学参量，调控所述通讯与能量采集模块131、所述测量模块132及所述电化学传感器110的工作。本实施例中，所述线圈120相当于检测装置100的天线，用于接收外部电磁信号，并将检测装置100内部的通信数据(通讯与能量采集模块131获取的通信数据)通过电磁信号发射出去。

本实施例中，所述测量装置100通过标准的近场通信NFC(Near FieldCommunication)协议来实现与所述外部读写器200的通信和能量获取。所述外部读写器200可以为具有NFC功能的智能设备，例如智能手机、平板电脑等自带NFC读写功能的智能设备；或是安装了NFC读写器的电脑等设备。在本发明其他实施例中，所述测量装置100与所述外部读写器200 的无线通信也可以通过例如蓝牙等其他通用无线通信协议进行，以适配各类智能设备。

本实施例提供的检测装置100还包括基底140，用于承载所述电化学传感器110、所述线圈120和所述电路部件120，并为所述电化学传感器110、所述线圈120所述电路部件130提供必要的导体连接。所述基底140可为本领域的技术人员所知的任何合适的电绝缘基底，包括例如纸基底、玻璃基底、陶瓷基底、尼龙基底、聚碳酸酯基底、聚酰亚胺基底、聚氯乙烯基底、聚乙烯基底、聚丙烯基底、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)基底或聚酯基底。

以上所述的实施例中检测装置100包括单个电化学传感器110，在本发明其它实施例中，检测装置100包括多个电化学传感器，示例性的，如图 2所示，检测装置100包括电化学传感器110a、电化学传感器110b和电化学传感器110c，各电化学传感器分别与电路部件130连接，分别通过测量模块132与控制模块133通信，其具体工作原理与前述实施例相同，在此不再赘述，不同之处在于，此设置方案使得同一个检测装置可进行多次检测，例如，用户检测一次则使用一个电化学传感器，使用完毕之后即可将该使用后的电化学传感器去除。

本实施例提供检测装置和外部读写器进行无线通信和非接触供电，用户能够非常方便的进行随身携带，并在需要的时候通过智能设备进行使用，而无须购买、携带专用测试仪。用户可以根据需要，在医院、家庭、企业、学校及车站等不同应用场景下应用，完成不同的检测需求，例如，测量血糖、检验酒驾、检验传染病、检验吸毒、妊娠检测、细菌与病毒检测等。

本发明还提供一种检测系统，如图1所示，所述检测系统包括外部读写器200和检测装置100，其中，所述检测装置100包括：电化学传感器 110、线圈120及电路部件130，其中，所述电化学传感器110用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；所述线圈120用于接收和发射电磁信号；所述电路部件130连接所述电化学传感器110和所述线圈 120，通过所述线圈120与所述外部读写器200实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器110对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器200。

本发明还提供一种检测装置对检测样品进行检测的方法，如图3所示，本实施例提供的检测装置对检测样品进行检测的方法包括：

S01：电路部件通过线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以启动电化学传感器；

S02：电化学传感器对检测样品进行检测，并产生相应的电学参量；以及

S03：所述电路部件从所述电化学传感器获取所述电学参量，并根据所述电学参量产生检测结果，进而通过所述线圈将所述检测结果发送至所述外部读写器。

以下将参考图1和图3详细说明本实施例提供的检测装置对检测样品进行检测的方法。

首先，执行步骤S01，电路部件130通过线圈120与外部读写器200 实现无线通信并获取电能，以启动电化学传感器110。

具体的，所述外部读写器200启动NFC功能，通过发射电磁信号向外发送通信指令。

所述外部读写器200与所述检测装置100靠近，所述线圈120接收到来自于所述外部读写器200的所述电磁信号后，通过所述通讯与能量采集模块131对所述电磁信号进行处理，以读取所述外部读写器200发出的通信指令，并从所述电磁信号中获取电能，对所述控制模块133供电。

所述控制模块133上电后，对所述通信和能量采集模块131所读取的通信指令进行处理。

所述通信指令包括查询指令和检测指令。当所述通讯指令为查询指令时，所述检测装置100进入查询模式。所述控制模块133将所述检测装置 100的参数信息通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述外部读写器 200，以使所述外部读写器200识别所述检测装置100。所述参数信息包括检测装置100的型号、类型、有效期和使用记录等。同时，所述控制模块 133还可以将一包含特定网络地址或应用程序入口的文本信息通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述外部读写器200，以便于所述外部读写器200按指定程序进行后续操作。

所述外部读写器200获取所述检测装置100的参数信息后，进入特定网络地址或应用程序(APP)，根据网站信息或应用程序指示，可以对所述检测装置100的参数信息进行确认，同时根据所述检测装置100的型号和类型调用不同的子程序。首先，进入第一子程序，根据所述检测装置100 的参数信息确认其是否可被识别，并对所述检测装置100的有效期和使用记录进行判断，若所述检测装置100已超出有效期或已使用，则将判断结果反馈至用户，终止检测任务；若所述检测装置100在有效期内且未被使用，则向用户发出指示，指示用户将检测样品置于指定区域。例如可以通过文字、图像、语音和视频动画等指示方式指示用户将检测样品置于指定区域。所述检测样品包括血液、尿液、唾液、泪液、汗液及其他体液；可以通过涂抹、滴入、吸取等方式将所述检测样品置于所述电化学传感器的指定区域或其他指定区域，以进行检测操作。本实施例中，可根据化学传感器110种类的不同进行不同的检测项目，检测项目例如葡萄糖、葡萄糖代谢物、酒精、酒精代谢物、细菌、细菌抗体、病毒、病毒抗体、毒品、激素及其他生化指标。

接着，执行步骤S02，电化学传感器对检测样品进行检测，并产生相应的电学参量。具体的，所述外部读写器200进入第二子程序，所述外部读写器200向所述检测装置100发送检测指令，使所述检测装置100进入检测模式。

所述检测装置100接收检测指令，进入检测模式后，所述控制模块133 控制所述通讯与能量采集模块131向所述测量模块132供电，所述测量模块132驱动所述电化学传感器110对所述检测样品进行检测。其中，在所述测量模块132上电后，驱动所述电化学传感器110对所述检测样品进行检测之前，还包括对所述检测模块132进行初始化。在特定的情况下，所述初始化过程还包括对所述测量模块132的自校准，以消除温度、湿度、压力、存储时间等各种因素的影响，提高检测精度。

所述测量模块132初始化完成后，向所述电化学传感器110提供工作电压，所述电化学传感器110驱动所述检测样品发生电化学反应，并向所述测量模块132输出相应的电学参量。

接着，执行步骤S03，所述电路部件130从所述电化学传感器110获取所述电学参量，并根据所述电学参量产生检测结果，进而通过所述线圈 120将所述检测结果发送至所述外部读写器200。

具体的，所述测量模块132对所述电化学传感器110输出的电学参量进行采集、预处理和放大，以被所述控制模块133读取；所述控制模块133 对所述电学参量进行处理、滤波与计算后生成通信数据；所述通信数据通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述线圈120；通过所述线圈120 与所述外部读写器200之间的无线通信将所述通信数据发送至所述外部读写器200。示例性的，所述控制模块133持续读取所述测量模块发送的电学参量，根据特定的算法，通过所述电学参量的大小及变化趋势判断检测进度；当所述控制模块133判断检测完成后，以特定算法对获取的全部电学参量(测量数据)进行处理，给出一个或一组最终结果，然后通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述线圈120，进而无线传输至所述外部读写器200。若算法判断因用户操作或其他原因导致检测量失败、检测结果不可用时，也会将检测失败这一信息及具体原因通过所述通讯与能量采集模块131发送至所述外部读写器200。

所述外部读写器200接收所述检测装置100发送的检测结果，并将检测结果通过文字、图像、语音和视频动画等方式报告给用户。在本发明其他实施例中，所述外部读写器200接收所述检测装置100发送的检测结果后，进入第三子程序，对检测结果进行一些较为复杂的数据滤波、单位转换、与标准值比对等处理后报给用户，以便于用户使用和数据解读。

完成检测后，所述外部读写器200进入第四子程序，提示用户将用过的检测装置100进行妥善处理。

综上所述，本发明提供一种检测装置及其对检测样品进行检测的方法、检测系统，检测装置包括电化学传感器、线圈和电路部件，所述电路部件连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。本发明提供的检测装置与外部读写器进行无线通信和非接触供电，无需依赖专用的测试仪，降低了外部读写器被检测样品污损和感染的风险，且由于检测装置无需自带电池和接触式供电，使得其外形轻薄，能够进行方便的携带、存储与运输，在使用后废弃处理过程中，也会降低环境污染。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (16)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：

电化学传感器，用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；

线圈，用于接收和发射电磁信号；

电路部件，连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电路部件包括：

通讯与能量采集模块，与所述线圈连接以实现所述电路部件与所述外部读写器的无线通信，并从所述外部读写器发射的电磁信号中获取电能，供应整个检测装置使用；

测量模块，连接所述通讯与能量采集模块和所述电化学传感器，为所述电化学传感器提供工作电压，并获取所述电化学传感器输出的电学参量；

控制模块，连接所述通讯与能量采集模块和所述测量模块，控制所述通讯与能量采集模块、所述测量模块及所述电化学传感器的工作。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述测量模块对所述电化学传感器输出的电学参量进行采集和预处理，以被所述控制模块读取；所述控制模块对所述电学参量进行处理后生成通信数据并通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置通过NFC协议来与所述外部读写器进行无线通信。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述外部读写器为具有NFC读写功能的智能设备。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括基底，用于承载所述电化学传感器、所述线圈和所述电路部件，并为所述电化学传感器、所述线圈和所述电路部件提供必要的导体连接。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括至少两个化学传感器。

8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测样品包括血液、尿液、唾液、泪液和汗液；所述检测装置的检测项目包括葡萄糖、葡萄糖代谢物、酒精、酒精代谢物、酒精代谢物、细菌、细菌抗体、病毒、病毒抗体、毒品及激素。

9.一种检测系统，其特征在于，包括：外部读写器和检测装置，其中，所述检测装置包括：

电化学传感器，用于驱动检测样品发生电化学反应，并输出相应电学参量；

线圈，用于接收和发射电磁信号；

电路部件，连接所述电化学传感器和所述线圈，通过所述线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以驱动所述电化学传感器对检测样品进行检测，并将检测结果通过无线通信的方式发送至所述外部读写器。

10.一种检测装置对检测样品进行检测的方法，其特征在于，包括：

电路部件通过线圈与外部读写器实现无线通信并获取电能，以启动电化学传感器；

电化学传感器对检测样品进行检测，并产生相应的电学参量；以及

所述电路部件从所述电化学传感器获取所述电学参量，并根据所述电学参量产生检测结果，进而通过所述线圈将所述检测结果发送至所述外部读写器。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述电路部件包括通讯与能量采集模块、测量模块及控制模块；所述方法包括：

所述外部读写器启动NFC功能，通过发射电磁信号发送通信指令；

所述线圈接收所述电磁信号，通过所述通讯与能量采集模块对所述电磁信号进行处理，以读取所述外部读写器的通信指令，并从所述电磁信号中采集能量，对所述控制模块供电；

所述控制模块对所述通信指令进行处理。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述通信指令包括：查询指令和检测指令。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述通信指令为查询指令时，所述控制模块将检测装置的参数信息通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器，以使所述外部读写器识别所述检测装置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括检测装置的型号、类型、有效期和使用记录。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述通信指令为查询指令时，所述控制模块还将一包含特定网络地址或应用程序入口的文本信息通过所述通讯与能量采集模块发送至所述外部读写器，以便于所述外部读写器按指定程序进行后续操作。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电化学传感器对检测样品进行检测的方法包括：

所述外部读写器向所述检测装置发送检测指令；

所述外部读写器指示用户将检测样品置于所述化学传感器的指定区域；

所述通讯与能量采集模块向所述测量模块供电，所述测量模块驱动所述电化学传感器对所述检测样品进行检测。

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