CN114924068A - 高传染疾病的快速筛查检测分析系统 - Google Patents

高传染疾病的快速筛查检测分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统，包括：电子测试仪，其至少包括试纸条及用于读取试纸条测试结果的光电检测模块，以及用于传输检测结果的通信模块；用户终端，其用于接收所述电子测试仪输出的检测结果，并将检测结果及对应的用户信息发送到云端数据平台；云端数据平台，其用于接收所述第一用户终端发送的数据，并对数据进行处理分析和存储，以及基于用户终端的查询请求，检索数据并发送到用户终端；其中，所述光电检测模块基于红绿双光谱识别方式读取试纸条的检测结果。本发明的系统能够实现高传染疾病如HIV疾病的快速筛查检测分析。

Description

高传染疾病的快速筛查检测分析系统
技术领域
本发明涉及疾病筛查技术领域，具体涉及一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统。
背景技术
HIV属于高传染性疾病，属于控制疾病，卫生安全部门对该疾病的发病及感染情况需要有较清晰的掌控。HIV疾病检测需要用到HIV检测试纸。传统的HIV检测试纸普遍采用胶体金检测方法，结果会直接在试纸条上通过CT线直接显示出来，用户可以通过肉眼直接读取试纸条上的CT线来判定自己是否已经感染HIV。
现有情况下，卫生安全部门如果想要知道发放的HIV试纸条的使用情况及用户检测结果，一般通过两种方式：
方式一，快递邮寄样本方式：用户通过特定的网站或微信小程序，向卫生安全部门付费申请HIV试纸条，用户接收到卫生安全部门寄送的HIV试纸条后，即可以开始测试。测试结束后，用户将样本通过快递回寄给卫生安全部门。卫生安全部门收到样本后，将样本结果分析判断出阴性阳性，上传到特定的网站或小程序，同时退还用户的押金。用户通过查询编码，可查询到自己的结果。但此类方式存在以下几个方面的问题：
1)时效性：卫生安全部门从寄出试纸条到接收到试纸条会有较长的物流周期，影响数据采集效率。
2)有效性：试纸条样本的生物特性会随着物流时间的加长而逐渐减弱；同时，错误的试纸条样本操作方式，会降低病毒的检出效果。
3)安全性：试纸条样本本身具有传染性(弱为阳性样本)，快递寄送过程中存在一定传染风险。
4)用户的身份信息在快递寄送过程中容易发生泄露。
方式二，用户自助购买：用户通过卫生安全部门安装在周边的试剂自助发放机微信扫码购买试剂检测并得到结果，用户自觉填写正确的数据并通过自助机回传到到卫生安全部门，完成数据的回传收集。此类方式也存在以下几个方面的问题：
1)准确性：用户可能采用虚假身份信息，或者上传虚假结果信息。
2)有效性：用户可能不上传数据；另外，试纸条的有效期无法得到有效控制，可能会造成试纸条失效，而错误的试纸条样本操作方式，同样会降低病毒的检出效率。
另一方面，现有技术中也开发了一些对试纸条样本进行智能读取的设备。该类设备的光电识别结构和算法，通常采用两组一发一收的光电传感结构(即一组红光或红外光发光管发光，一组光电三极管收光)对胶体金试纸的C线(质控线)和T线(测试线)进行检测，进而通过CT线显性的表示来判断试纸样本的阴阳性。但在面对溶血现象造成的试纸条底板变红的情况时，传统光电结构无法准确的区分出溶血造成的红色和胶体金红色之间的区别(红色光谱接近)，误将溶血红色识别成胶体金红色，经由系统判定规则为阳性，最终形成“假阳性”的错误结果(假阳性表示：实际为阴性，但错误的识别为阳性)。
发明内容
针对上述至少一个方面的问题，本发明提供了一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统，以实现高传染疾病如HIV疾病的快速筛查检测分析。具体采用了如下技术方案：
一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统，包括：
电子测试仪，其至少包括试纸条及用于读取试纸条测试结果的光电检测模块，以及用于传输检测结果的通信模块；
用户终端，其用于接收所述电子测试仪输出的检测结果，并将检测结果及对应的用户信息发送到云端数据平台；
云端数据平台，其用于接收所述第一用户终端发送的数据，并对数据进行处理分析和存储，以及基于用户终端的查询请求，检索数据并发送到用户终端；
其中，所述光电检测模块基于红绿双光谱识别方式读取试纸条的检测结果。
进一步的，所述电子测试仪包括壳体，所述试纸条和光电检测模块设于壳体内，所述光电检测模块包括光栅、电路板和电池，所述壳体上设有对应试纸条前端的滴液孔，所述光栅设有对应试纸条上测试位的光栅孔，所述电路板上设有对应所述光栅孔的光电发射接收单元和控制处理单元，所述光电发射接收单元包括红绿光发射单元和接收单元。
进一步的，所述壳体包括底壳和顶盖，所述底壳内设有用于安装光栅的安装部和试纸条固定部，所述试纸条固定于所述试纸条固定部和光栅之间；所述光栅上设有电路板卡接部，所述电路板设有光电发射接收单元的部分与所述电路板卡接部卡接。
进一步的，所述测试位包括试纸条上的胶体金线及其附近的区域，所述光栅孔包括对应胶体金线中质控线的第一组光栅孔和对应胶体金线中测试线的第二组光栅孔，每组光栅孔包括倾斜设置的连通红绿光发射单元与测试位的入射光栅孔和连通测试位与接收单元的反射光栅孔。
进一步的，所述滴液孔处设有连接电路板的滴液检测电路，所述控制处理单元基于滴液检测电路检测的滴液信号进行计时并控制所述光电发射接收单元进行光信号发射与接收。
进一步的，所述电子测试仪配置有唯一标识信息，所述用户终端基于所述唯一标识信息与电子测试仪绑定并进行一次性激活。
进一步的，所述通信模块包括蓝牙模组和第一加密单元，所述检测结果由所述数据加密单元进行加密处理后，通过蓝牙模组传输到用户终端；所述用户终端还设有第一解密单元，用户对所述第一加密单元加密后的数据进行解密处理；所述加密处理和解密处理基于所述唯一标识信息进行。
进一步的，所述用户终端配置有第二加密单元，用于将检测结果及对应的用户信息统一加密打包后发送到云端数据平台；所述用户信息包括用户个人信息、终端标识信息和地理位置信息中的一种或几种。
进一步的，所述云端数据平台包括用户管理模块、数据分析模块、数据分发模块和维护模块，所述用户管理模块用于对注册用户进行管理，所述数据分析模块用于对用户终端发送的数据进行解密后和分析处理，所述数据分发模块用于根据用户终端的查询请求查询数据并分发到相应用户终端，所述维护模块用于系统维护。
进一步的，所述数据分析模块对用户终端发送的数据进行分析处理包括基于预设规则，对数据进行标记、归类、分析、呈现或存储中的一种或几种操作。
本发明的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，相比现有技术具有如下优点：
1)能够实现对高传染性疾病的信息化采集，可将检测结果数据快速上传至疾病控制部门，进行前期预防和掌控。
2)采用多种信息安全手段，将使用者身份信息、结果数据加密传输与存储，确保了使用者信息安全。
3)可根据地域、时间对本辖区内数据整理汇总和统计分析，为制定预防措置提供依据。
4)便于使用者进行个人自检，减少了对医护、护工、快递等公共资源的占用。
5)试纸条隐匿于电子测试仪内部，使用者需使用app读取结果，结果数据不易被外人发现，能够有效保护用户隐私。
6)电子检测仪与用户信息唯一绑定，使用者以外的用户无法通过获取检测结果，有效防止了结果信息泄露。
附图说明
图1为本发明实施例中电子测试仪的外型示意图。
图2为本发明实施例中电子测试仪的内部模块示意图。
图3为本发明实施例中电子测试仪的光栅及试纸条示意图。
图4为本发明实施例中电子测试仪的光电检测模块截面示意图。
图5为本发明实施例中整个系统的模块组成及信息传递示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例提供了一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统，包括：
电子测试仪，其至少包括试纸条及用于读取试纸条测试结果的光电检测模块，以及用于传输检测结果的通信模块；
用户终端，其用于接收所述电子测试仪输出的检测结果，并将检测结果及对应的用户信息发送到云端数据平台；
云端数据平台，其用于接收所述第一用户终端发送的数据，并对数据进行处理分析和存储，以及基于用户终端的查询请求，检索数据并发送到用户终端。
参考附图1-4，在一个示出实施例中，电子测试仪包括由底壳11和顶盖10组成的壳体。试纸条20和光电检测模块设于壳体内，其中光电检测模块包括光栅30、电路板40和电池50，壳体上设有对应试纸条前端201的滴液孔110。光栅设有对应试纸条上测试位的光栅孔301、302，电路板上设有对应所述光栅孔的光电发射接收单元和控制处理单元，其中光电发射接收单元包括红绿光发射单元和接收单元。
具体的，参见附图2-4，底壳11内设有用于安装光栅的安装部112和试纸条固定部111，试纸条20固定于试纸条固定部111和光栅30之间。光栅30上设有电路板卡接部304、305，电路板40设有光电发射接收单元的部分通过电路板卡接部304、305与光栅30卡接。另外，光栅30还设有下卡接部，具体为4个与安装部112适配的卡爪303，并通过卡爪303和安装部112固定于底壳11内。
试纸条20上的测试位包括胶体金线及其附近的区域，胶体金线包括质控线(C线)202和测试线(T线)203。光栅30上的光栅孔包括对应质控线202的第一组光栅孔301和对应测试线203的第二组光栅孔302，每组光栅孔包括倾斜设置的连通红绿光发射单元与测试位的入射光栅孔和连通测试位与接收单元的反射光栅孔，且入射光栅孔和反射光栅孔于靠近试纸条的一端连通合并为一个端口，该端口对应试纸条上的测试位即胶体金线及其附近2-3mm的区域，胶体金线包括质控线(C线)202和测试线(T线)203。
与之对应的，电路板40上的光电发射接收单元包括红绿光发射管402、403和各自对应的光接收管401、404。红绿光发射管402、403各自能够发出红色和绿色两种光谱的光，经试纸条上的测试位反射后被对应的光接收管接收。
另外，电路板40上还设有电池安装部，电池50安装于该电池安装部处，以为整个测试仪提供电源。
作为进一步的优选方案，本实施例中，滴液孔101处设有连接电路板的滴液检测电路，电路板上的控制处理单元基于滴液检测电路检测的滴液信号进行计时并控制光电发射接收单元进行光信号发射与接收。
作为进一步的优选实施方案，本实施例中，测试仪于壳体上设有USB接口101，其与内部电路板连接，用于连接外部设备进行数据传输或参数配置。
在一种示出实施方案中，本实施例中的电测测试仪中的光电检测模块基于红绿双光谱识别方式读取试纸条的检测结果，具体包括如下步骤：
首先，分别采集未发生溶血现象的阳性试纸条样本和发生溶血现象的阴性试纸条样本上测试位在反应前后多个时刻的红光反射值，计算反应前后多个时刻平均值的差值。
作为优选实施方案，本实施例中，选取测试开始的前10秒作为反应前的采样时刻，并选取测试开始后的第400～410秒作为反应后的采样时刻，通过如下公式计算反应前后多个时刻平均值的差值：
Figure BDA0003641706740000061
然后，基于多组未发生溶血现象的阳性试纸条样本和发生溶血现象的阴性试纸条样本获取的所述差值数据的平均值，得到溶血判定阈值。具体通过如下公式计算：
Figure BDA0003641706740000071
其中，
Figure BDA0003641706740000072
为未发生溶血现象的多组阳性试纸条样本采样数据代入公式1所求出的差值的平均值，
Figure BDA0003641706740000073
为发生溶血现象的多组阴性试纸条样本采样数据代入公式1所求出的差值差值的平均值。
接下来，分别采集发生溶血现象的阳性试纸条样本和阴性试纸条样本上测试位对应的多个时刻的红绿光反射值，以及未发生溶血现象的阳性试纸条样本和阴性试纸条样本上测试位对应的多个时刻的红绿光反射值，基于反应过程中多个时刻的红绿光差值计算采样值。
作为优选实施方案，本实施例中，选取测试开始后200～250秒作为反应过程中多个时刻的红绿光差值，通过如下公式计算采样值：
Figure BDA0003641706740000074
然后，基于多组发生溶血现象的试纸条样本和未发生溶血现象的试纸条样本获取的所述采样值，得到发生溶血现象和未发生溶血现象下的阳性判定阈值。具体通过如下公式计算发生溶血现象w2和未发生溶血现象下的阳性判定阈值w3：
Figure BDA0003641706740000075
Figure BDA0003641706740000076
其中，其中
Figure BDA0003641706740000077
为发生溶血现象的多组阴性试纸条样本采样数据代入公式2所求出的采样值的平均值，
Figure BDA0003641706740000078
为发生溶血现象的多组阳性试纸条样本采样数据代入公式2所求出的采样值的平均值，
Figure BDA0003641706740000079
为未发生溶血现象的多组阴性试纸条样本采样数据代入公式2所求出的采样值的平均值，
Figure BDA0003641706740000081
为未发生溶血现象的多组阳性试纸条样本采样数据代入公式2所求出的采样值的平均值。
接下来，在进行测试时，将测试样本滴入滴液孔110，测试仪即可根据上述的溶血判定阈值判定试纸条是否发生溶血现象，并进一步的根据发生溶血现象或未发生溶血现象下的阳性判定阈值判定试纸条是否为阳性。具体过程为：
采集待识别试纸条测试位在反应前后多个时刻的红光反射值，计算反应前后多个时刻平均值的差值并与所述溶血判定阈值比较，判定待识别试纸条是否发生溶血现象。
若计算得到的试纸条对应的Δs值超过阈值w1，则判定试纸条发生溶血现象；否则判定试纸条未发生溶血现象。
然后，采集待识别试纸条上测试位对应的多个时刻的红绿光反射值，基于反应前后多个时刻的红绿光差值计算采样值，并结合溶血判定结果进行阳性/阴性判定。
若判定发生了溶血现象，则通过比较计算得到的ΔT是否超过阈值w2来判定试纸阴阳性，超过为阳性，未超过为阴性。
若判定未发生溶血现象，则通过比较计算得到的ΔT是否超过阈值w3判定试纸阴阳性，超过为阳性，未超过为阴性。
需要说明的是，上述实施例中，所指的测试位均为试纸条上胶体金线及其附近2mm的区域。
参见附图5，作为优选实施方案，本实施例中，电子测试仪配置有唯一标识信息，用户终端基于该唯一标识信息与电子测试仪绑定并进行一次性激活。
具体的，该唯一标识信息可以是印制于壳体上的二维码或条码，也可以是烧录于电路板上的固件信息或硬件标识信息。
使用时，可通过用户终端(如手机APP)扫描作为唯一标识信息的二维码以与电子检测仪建立蓝牙连接，同时还可以进一步读取到该电子检测仪的唯一硬件编码，来做用户绑定。
作为优选实施方案，本实施例中，通信模块包括蓝牙模组和第一加密单元，检测结果由数据加密单元进行加密处理后，通过蓝牙模组传输到用户终端；用户终端还设有第一解密单元，用户对所述第一加密单元加密后的数据进行解密处理；加密处理和解密处理基于上述唯一标识信息进行。
作为优选实施方案，本实施例中，用户终端配置有第二加密单元，用于将检测结果及对应的用户信息统一加密打包后发送到云端数据平台。可选的，用户信息包括用户个人信息、终端标识信息和地理位置信息中的一种或几种。
作为优选实施方案，本实施例中，云端数据平台包括用户管理模块、数据分析模块、数据分发模块和维护模块，用户管理模块用于对注册用户进行管理，数据分析模块用于对用户终端发送的数据进行解密后和分析处理，数据分发模块用于根据用户终端的查询请求查询数据并分发到相应用户终端，维护模块用于系统维护。
作为优选实施方案，本实施例中，数据分析模块对用户终端发送的数据进行分析处理包括基于预设规则，对数据进行标记、归类、分析、呈现或存储中的一种或几种操作。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，包括：
电子测试仪，其至少包括试纸条及用于读取试纸条测试结果的光电检测模块，以及用于传输检测结果的通信模块；
用户终端，其用于接收所述电子测试仪输出的检测结果，并将检测结果及对应的用户信息发送到云端数据平台；
云端数据平台，其用于接收所述第一用户终端发送的数据，并对数据进行处理分析和存储，以及基于用户终端的查询请求，检索数据并发送到用户终端；
其中，所述光电检测模块基于红绿双光谱识别方式读取试纸条的检测结果。
2.如权利要求1所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述电子测试仪包括壳体，所述试纸条和光电检测模块设于壳体内，所述光电检测模块包括光栅、电路板和电池，所述壳体上设有对应试纸条前端的滴液孔，所述光栅设有对应试纸条上测试位的光栅孔，所述电路板上设有对应所述光栅孔的光电发射接收单元和控制处理单元，所述光电发射接收单元包括红绿光发射单元和接收单元。
3.如权利要求2所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述壳体包括底壳和顶盖，所述底壳内设有用于安装光栅的安装部和试纸条固定部，所述试纸条固定于所述试纸条固定部和光栅之间；所述光栅上设有电路板卡接部，所述电路板设有光电发射接收单元的部分与所述电路板卡接部卡接。
4.如权利要求2所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述测试位包括试纸条上的胶体金线及其附近的区域，所述光栅孔包括对应胶体金线中质控线的第一组光栅孔和对应胶体金线中测试线的第二组光栅孔，每组光栅孔包括倾斜设置的连通红绿光发射单元与测试位的入射光栅孔和连通测试位与接收单元的反射光栅孔。
5.如权利要求2所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述滴液孔处设有连接电路板的滴液检测电路，所述控制处理单元基于滴液检测电路检测的滴液信号进行计时并控制所述光电发射接收单元进行光信号发射与接收。
6.如权利要求1-5任一项所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述电子测试仪配置有唯一标识信息，所述用户终端基于所述唯一标识信息与电子测试仪绑定并进行一次性激活。
7.如权利要求6所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述通信模块包括蓝牙模组和第一加密单元，所述检测结果由所述数据加密单元进行加密处理后，通过蓝牙模组传输到用户终端；所述用户终端还设有第一解密单元，用户对所述第一加密单元加密后的数据进行解密处理；所述加密处理和解密处理基于所述唯一标识信息进行。
8.如权利要求6所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述用户终端配置有第二加密单元，用于将检测结果及对应的用户信息统一加密打包后发送到云端数据平台；所述用户信息包括用户个人信息、终端标识信息和地理位置信息中的一种或几种。
9.如权利要求1-5任一项所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述云端数据平台包括用户管理模块、数据分析模块、数据分发模块和维护模块，所述用户管理模块用于对注册用户进行管理，所述数据分析模块用于对用户终端发送的数据进行解密后和分析处理，所述数据分发模块用于根据用户终端的查询请求查询数据并分发到相应用户终端，所述维护模块用于系统维护。
10.如权利要求9所述的高传染疾病的快速筛查检测分析系统，其特征在于，所述数据分析模块对用户终端发送的数据进行分析处理包括基于预设规则，对数据进行标记、归类、分析、呈现或存储中的一种或几种操作。
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