CN115656529A - 一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，属于尿检肾功能技术领域，一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统包括：计算机、样品收集与分流模块、样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块、信息数据储存模块、信息数据输出模块、信息数据查询模块和试剂用量自主检测模块，本发明对图像预处理后，进一步加强对图像的降噪与重构及增强，从而使图像更加直观，且通过采用灰度均值参数的识别方法，通过采取特征参数，可以更加有效全面的对原始图像进行分析处理，且利用特征作为参数基准，通过信息数据对比的方式，对检测结果进行识别，大大的提高识别准确度和效率，有效避免误诊的情况。

Description

一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统

技术领域

本发明涉及尿检肾功能技术领域，具体为一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统。

背景技术

肾脏病是常见病多发病，慢性肾脏病早期阶段，患者一般没有不适症状，往往被忽视，然而，看似健康的该病患者死于心脑血管病的风险是正常人的十倍以上，如发展到尿毒症，不仅有害健康，甚至会危及生命，还有两至三成患者首次到医院就诊时，肾功能损害已发展到不可逆阶段；

肾脏病早期筛查的手段和方法不多，B超及影像检查帮助不大，目前常用的方法是测定尿液中的微量白蛋白，尿液微量白蛋白测定可反映早期肾病、肾损伤情况，尿中微量白蛋白的升高多见于糖尿病、高血压及妊娠子痫等疾病并发肾病的前期，尿液微量蛋白初期检出增高阶段是肾病发生的早期信号和预兆，此时肾脏损害处在尚可逆转的时期，如及时治疗，可以终止或逆转肾病的发展进程，尿液微量蛋白联合检测可作为全身性或局部炎症反应的肾功能指标；

常用于肾病早筛的尿液微量白蛋白测定的项目有：白蛋白、转铁蛋白、β2微球蛋白、α1微球蛋白和免疫球蛋白G，还有为计算比值的生化项目尿液肌酐测定，目前尿液微量白蛋白定量测定方法有酶免法、免疫比浊法及胶体金免疫层析法等，酶免法定量测定CV较大，在医院检验科已不常用，免疫比浊法运用大型自动化仪器，普遍应用于大医院检验科批量检测尿液微量蛋白，胶体金免疫层析法常应用于基层医院，但定量检测质量较差，为此，提出一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，包括：计算机、样品收集与分流模块、样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块、信息数据储存模块、信息数据输出模块、信息数据查询模块和试剂用量自主检测模块；

所述计算机，用于保护系统内部的各模块，稳定系统的运行状态，并作为系统的总控制器，带动各模块的运行；

所述样品收集与分流模块，用于收集检测时的全部样品，并将收集的样品均匀分流待检测的支管内部，从而便于后续的抽样检测；

所述样品分离模块，用于分离取样的液体，使检测结果更加精准；

所述样品取样模块，用于随机抽取待检测的样品，保持抽检的随机性原则；

所述试剂自动添加模块，用于向样品取样模块内部添加合适的试剂，从而便于后续的检测工作；

所述光源发生模块，用于发射散射光和透射光，通过两种检测方法，实现精准定量，且线性范围宽，测量重复性好；

所述信息数据采集与处理模块，用于采集检测的信息数据，并将采集信息数据进行分析处理；

所述信息数据储存模块，用于储存分析处理后的信息数据；

所述信息数据输出模块，用于将分析处理后的信息数据转换为可视的数值及相应的检测图像，从而在检测后便于了解检测结果；

所述信息数据查询模块，用于承接外部仪器及传输系统内部资料数据的同时获取系统内部相应的信息数据进行查看；

所述试剂用量自主检测模块，用于实时监测试剂管中的试剂用量，进而提醒进行试剂补偿；

所述样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块和试剂用量自主检测模块分别与所述计算机通过导线电性连接，所述信息数据储存模块与所述信息数据输出模块的电性输入端通过导线分别电性连接于所述信息数据采集与处理模块的电性输出端，所述信息数据储存模块与所述信息数据输出模块无线连接，所述试剂自动添加模块与所述样品取样模块和所述样品取样模块无线连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述计算机包括运行控制单元、触控操作单元和警报图像显示单元，所述运行控制单元用于控制系统总体运行，作为总控制器发出运行命令，所述触控操作单元便于系统的操作运行，且所述触控操作单元的电性输出端通过导线电性连接于所述运行控制单元的电性输入端，所述警报图像显示单元安装于所述触控操作单元的内部，所述警报图像显示单元用于及时提醒试剂补偿。

作为本技术方案的进一步优选的：所述样品收集与分流模块包括样品收集单元和样品分流单元，所述样品收集单元用于收集检测时的全部样品，所述样品分流单元用于将收集的总样品进行分流，从而便于后续的抽检。

作为本技术方案的进一步优选的：所述样品分离模块包括清洗单元、离心运行单元和制冷单元，所述离心运行单元的电性输入端通过导线电性连接于所述运行控制单元的电性输出端，所述离心运行单元主要用于样品分离的分离作业，所述离心运行单元的电性输入端通过导线分别电性连接于所述清洗单元和所述制冷单元的电性输出端，所述清洗单元用于清洗反应杯，从而最大限度降低交叉污染的风险，有效的提高检测精准度，所述制冷单元用于稳定开瓶样品，从而使用管理更加便捷。

作为本技术方案的进一步优选的：所述信息数据采集与处理模块包括信息数据采集单元和信息数据处理单元，所述信息数据采集单元的电性输入端通过导线电性连接于所述样品取样模块的电性输出端，所述信息数据采集单元的电性输出端通过导线电性连接于所述信息数据处理单元的电性输入端，所述信息数据采集单元用于收集检测的信息数据，所述信息数据处理单元用于对采集的信息数据进行分析处理。

作为本技术方案的进一步优选的：所述信息数据输出模块包括初始图像采集单元、图像预处理单元、特征处理单元、降噪与重构单元和图像增强单元，所述初始图像采集单元的信号接收端通过无线电无线连接于所述信息数据采集与处理模块的信号输出端，所述初始图像采集单元与所述图像预处理单元无线连接，所述图像预处理单元与所述特征处理单元无线连接，所述特征处理单元与所述降噪与重构单元无线连接，所述降噪与重构单元与所述图像增强单元无线连接，所述初始图像采集单元根据检测信息数据，制作出相应的原始图像，所述图像预处理单元用于原始图像的修正，所述特征处理单元对修正后图像进行特征处理，采集有效的灰度信息，所述降噪与重构单元与所述图像增强单元用于对预处理后的图像做进一步的精修，从而使得到的图像更加直观。

作为本技术方案的进一步优选的：所述图像预处理单元采用FreeMat软件对图像进行分析，将原始图像截取为尺寸大小300*300像素的图像，即采集原始图像的中心位置，所述降噪与重构单元采用Topaz DeNoise AI软件和MagicEXIF Photo Validator软件，且降噪与重构单元以Topaz DeNoise AI软件为主，MagicEXIF Photo Validator软件为辅。

作为本技术方案的进一步优选的：所述特征处理单元中采取的灰度信息，其参数提取的具体计算公式为：

μn＝L-1∑i＝0(Zi-m)np(Zi)

式中：L为灰度级数目；为图像灰度级的一个离散随机变量，i＝0，1，…，L-1；

m为灰度均值；

n为矩的阶；

p(Zi)为灰度级Zi出现的概率估值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置的计算机，有效保护系统内部的各模块，从而稳定系统的运行，而通过采用光源发生模块，通过其可发射散射光和透射光，经两种检测方法，实现精准的定量，且线性范围拓宽，增强测量的重复性，而利用样品分离模块中的清洗单元清洗反应杯，可最大限度的降低交叉污染的风险，有效的提高检测精准度，并通过样品分离模块中的制冷单元，可以稳定开瓶样品，使得使用管理更加的方便快捷；

2、本发明采用样品取样模块，用于随机抽取待检测的样品，以此保持抽检的随机性原则，而借由设置的试剂自动添加模块，用于向样品取样模块内部添加合适的试剂，从而便于后续的检测工作；

3、本发明通过采用试剂用量自主检测模块，实时监测试剂自动添加模块中的试剂用量，当小于监测阈值时，试剂用量自主检测模块会将监测信息传递给运行控制单元，进而触发警报图像显示单元显示在触控操作单元上，以此有效的提醒使用人员进行试剂补偿，即可实现自动显示试剂余量和自动提示更换试剂的效果；

4、本发明通过设置的信息连接传输单元用于承接外部仪器以及用于系统内部储存资料数据的传输，而利用扫描单元可利用其发射出的红外线光源，根据反射的结果，利用芯片来译码，最后再返回数值码所代表的正确内容，进而可以将信息数据储存模块内部相对应的信息内容获取查看；

5、本发明系统，同时定量分析尿微量白蛋白和肌酐，有效消除尿量波动及检测系统不同所致的干扰，使得检测结果更可靠，且同时至少输出3个参数(尿微量白蛋白、尿肌酐、尿微量白蛋白/尿肌酐、尿微量白蛋白/尿肌酐的共值)，以此增加检测结果的准确性；

6、本发明通过对原始图像进行预处理后，进一步加强对图像的降噪与重构以及图像增强的处理，从而使图像更加的直观，以此更容易了解检测结果，通过数值与图像的双重对比，增强检测的准确性，有效的避免误诊的情况，且本发明利用了灰度均值参数的识别方法，通过采取特征参数，从而可以更加有效全面的对原始图像进行分析处理，且利用特征作为参数基准，通过信息数据对比的方式，对检测结果进行有效的识别，以此大大的提高识别准确度和效率。

附图说明

图1为本发明的组合运行流程示意图；

图2为本发明的计算机运行流程示意图；

图3为本发明的样品收集与分流模块运行流程示意图；

图4为本发明的样品分离模块运行流程示意图；

图5为本发明的信息数据采集与处理模块运行流程示意图；

图6为本发明的信息数据查询模块运行流程结构示意图；

图7为本发明的信息数据输出模块运行流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，包括：计算机、样品收集与分流模块、样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块、信息数据储存模块、信息数据输出模块、信息数据查询模块和试剂用量自主检测模块；

计算机，用于保护系统内部的各模块，稳定系统的运行状态，并作为系统的总控制器，带动各模块的运行；

样品收集与分流模块，用于收集检测时的全部样品，并将收集的样品均匀分流待检测的支管内部，从而便于后续的抽样检测；

样品分离模块，用于分离取样的液体，使检测结果更加精准；

样品取样模块，用于随机抽取待检测的样品，保持抽检的随机性原则；

试剂自动添加模块，用于向样品取样模块内部添加合适的试剂，从而便于后续的检测工作；

光源发生模块，用于发射散射光和透射光，通过两种检测方法，实现精准定量，且线性范围宽，测量重复性好；

信息数据采集与处理模块，用于采集检测的信息数据，并将采集信息数据进行分析处理；

信息数据储存模块，用于储存分析处理后的信息数据；

信息数据输出模块，用于将分析处理后的信息数据转换为可视的数值及相应的检测图像，从而在检测后便于了解检测结果；

信息数据查询模块，用于承接外部仪器及传输系统内部资料数据的同时获取系统内部相应的信息数据进行查看；

试剂用量自主检测模块，用于实时监测试剂管中的试剂用量，进而提醒进行试剂补偿；

样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块和试剂用量自主检测模块分别与计算机通过导线电性连接，信息数据储存模块与信息数据输出模块的电性输入端通过导线分别电性连接于信息数据采集与处理模块的电性输出端，信息数据储存模块与信息数据输出模块无线连接，试剂自动添加模块与样品取样模块和样品取样模块无线连接。

本实施例中，具体的：计算机包括运行控制单元、触控操作单元和警报图像显示单元，运行控制单元用于控制系统总体运行，作为总控制器发出运行命令，触控操作单元便于系统的操作运行，且触控操作单元的电性输出端通过导线电性连接于运行控制单元的电性输入端，警报图像显示单元安装于触控操作单元的内部，警报图像显示单元用于及时提醒试剂补偿。

本实施例中，具体的：样品收集与分流模块包括样品收集单元和样品分流单元，样品收集单元用于收集检测时的全部样品，样品分流单元用于将收集的总样品进行分流，从而便于后续的抽检。

本实施例中，具体的：样品分离模块包括清洗单元、离心运行单元和制冷单元，离心运行单元的电性输入端通过导线电性连接于运行控制单元的电性输出端，离心运行单元主要用于样品分离的分离作业，离心运行单元的电性输入端通过导线分别电性连接于清洗单元和制冷单元的电性输出端，清洗单元用于清洗反应杯，从而最大限度降低交叉污染的风险，有效的提高检测精准度，制冷单元用于稳定开瓶样品，从而使用管理更加便捷。

本实施例中，具体的：信息数据采集与处理模块包括信息数据采集单元和信息数据处理单元，信息数据采集单元的电性输入端通过导线电性连接于样品取样模块的电性输出端，信息数据采集单元的电性输出端通过导线电性连接于信息数据处理单元的电性输入端，信息数据采集单元用于收集检测的信息数据，信息数据处理单元用于对采集的信息数据进行分析处理。

本实施例中，具体的：信息数据输出模块包括初始图像采集单元、图像预处理单元、特征处理单元、降噪与重构单元和图像增强单元，初始图像采集单元的信号接收端通过无线电无线连接于信息数据采集与处理模块的信号输出端，初始图像采集单元与图像预处理单元无线连接，图像预处理单元与特征处理单元无线连接，特征处理单元与降噪与重构单元无线连接，降噪与重构单元与图像增强单元无线连接，初始图像采集单元根据检测信息数据，制作出相应的原始图像，图像预处理单元用于原始图像的修正，特征处理单元对修正后图像进行特征处理，采集有效的灰度信息，降噪与重构单元与图像增强单元用于对预处理后的图像做进一步的精修，从而使得到的图像更加直观。

本实施例中，具体的：图像预处理单元采用FreeMat软件对图像进行分析，将原始图像截取为尺寸大小300*300像素的图像，即采集原始图像的中心位置，降噪与重构单元采用Topaz DeNoise AI软件和MagicEXIF Photo Validator软件，且降噪与重构单元以TopazDeNoise AI软件为主，MagicEXIF Photo Validator软件为辅，通过上述图像预处理单元所采用的FreeMat软件，可使预处理后的图像更加直观，通过上述降噪与重构单元中采用的Topaz DeNoise AI软件用于图像的降噪工作，而上述降噪与重构单元中采用的MagicEXIFPhoto Validator软件用于图像的重构工作。

本实施例中，具体的：特征处理单元中采取的灰度信息，其参数提取的具体计算公式为：

μn＝L-1∑i＝0(Zi-m)np(Zi)

式中：L为灰度级数目；为图像灰度级的一个离散随机变量，i＝0，1，…，L-1；

m为灰度均值；

n为矩的阶；

p(Zi)为灰度级Zi出现的概率估值。

工作原理或者结构原理，运行时，先通过样品收集与分流模块中的样品收集单元收集检测所需的全部样品，再借由样品收集与分流模块中的样品分流单元将收集总样品进行分流，以此便于后续的抽样检测，样品进入样品分流单元后，使用人员通过触控操作单元经运行控制单元启动样品分离模块中的清洗单元，对反应试管进行清理，从而最大限度的降低交叉污染风险，有效的提高检测精准度，之后再启动离心运行单元对样品试管进行离心作业，并在其运行完成后，借由离心运行单元，稳定开瓶样品，从而实现使用及管理上的方便快捷；

上述运行完成，工作人员先通过触控操作单元经运行控制单元启动样品取样模块，经样品取样模块对样品进行抓取时，可以有效保证随机性的原则，当确定检测的试管后，工作人员再启动试剂自动添加模块，以此向样品取样模块的内部添加合适的试剂，便于后续的检测工作，当试剂添加完成后，使用人员通过触控操作单元经运行控制单元启动运行控制单元，通过运行控制单元可发射散射光和透射光，通过两种检测方法，实现精准的定量，且线性范围会更加的宽，从而大大提高测量重复性；

此时通过设置的信息数据采集单元收集检测的信息数据，并通过信息数据处理单元用于对采集的信息数据进行分析处理，进行分析处理后的信息数据会分别传输到信息数据储存模块和信息数据输出模块，设置的信息数据储存模块会有效的保持分析数据，而输入到信息数据输出模块内的信息数据，会先将分析处理后的信息数据转换为可视的数值及相应的检测原始图像，制作后的原始图像，会先通过设置图像预处理单元进行修正，且在修正之后，通过特征处理单元对修正后图像进行特征处理，采集有效的灰度信息，最后利用降噪与重构单元及图像增强单元对预处理后的图像做进一步的精修，从而使得到的图像更加的直观；

通过设置的信息数据查询模块中的信息连接传输单元可用于承接外部仪器及用于系统内部储存资料数据的传输，而利用信息数据查询模块中的扫描单元可以利用其发射出的红外线光源，根据反射的结果，利用芯片来译码，最后再返回数值码所代表的正确内容，进而可以将信息数据储存模块内部相对应的信息内容获取查看，最后借由设置的试剂用量自主检测模块用于实时监测试剂自动添加模块中的试剂用量，当小于监测阈值时，试剂用量自主检测模块会将监测信息传递给运行控制单元，进而触发警报图像显示单元显示在触控操作单元上，以此有效的提醒使用人员进行试剂补偿。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于，包括：计算机、样品收集与分流模块、样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块、信息数据储存模块、信息数据输出模块、信息数据查询模块和试剂用量自主检测模块；

所述计算机，用于保护系统内部的各模块，稳定系统的运行状态，并作为系统的总控制器，带动各模块的运行；

所述样品收集与分流模块，用于收集检测时的全部样品，并将收集的样品均匀分流待检测的支管内部，从而便于后续的抽样检测；

所述样品分离模块，用于分离取样的液体，使检测结果更加精准；

所述样品取样模块，用于随机抽取待检测的样品，保持抽检的随机性原则；

所述试剂自动添加模块，用于向样品取样模块内部添加合适的试剂，从而便于后续的检测工作；

所述光源发生模块，用于发射散射光和透射光，通过两种检测方法，实现精准定量，且线性范围宽，测量重复性好；

所述信息数据采集与处理模块，用于采集检测的信息数据，并将采集信息数据进行分析处理；

所述信息数据储存模块，用于储存分析处理后的信息数据；

所述信息数据输出模块，用于将分析处理后的信息数据转换为可视的数值及相应的检测图像，从而在检测后便于了解检测结果；

所述信息数据查询模块，用于承接外部仪器及传输系统内部资料数据的同时获取系统内部相应的信息数据进行查看；

所述试剂用量自主检测模块，用于实时监测试剂管中的试剂用量，进而提醒进行试剂补偿；

所述样品分离模块、样品取样模块、试剂自动添加模块、光源发生模块、信息数据采集与处理模块和试剂用量自主检测模块分别与所述计算机通过导线电性连接，所述信息数据储存模块与所述信息数据输出模块的电性输入端通过导线分别电性连接于所述信息数据采集与处理模块的电性输出端，所述信息数据储存模块与所述信息数据输出模块无线连接，所述试剂自动添加模块与所述样品取样模块和所述样品取样模块无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述计算机包括运行控制单元、触控操作单元和警报图像显示单元，所述运行控制单元用于控制系统总体运行，作为总控制器发出运行命令，所述触控操作单元便于系统的操作运行，且所述触控操作单元的电性输出端通过导线电性连接于所述运行控制单元的电性输入端，所述警报图像显示单元安装于所述触控操作单元的内部，所述警报图像显示单元用于及时提醒试剂补偿。

3.根据权利要求1所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述样品收集与分流模块包括样品收集单元和样品分流单元，所述样品收集单元用于收集检测时的全部样品，所述样品分流单元用于将收集的总样品进行分流，从而便于后续的抽检。

4.根据权利要求1所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述样品分离模块包括清洗单元、离心运行单元和制冷单元，所述离心运行单元的电性输入端通过导线电性连接于所述运行控制单元的电性输出端，所述离心运行单元主要用于样品分离的分离作业，所述离心运行单元的电性输入端通过导线分别电性连接于所述清洗单元和所述制冷单元的电性输出端，所述清洗单元用于清洗反应杯，从而最大限度降低交叉污染的风险，有效的提高检测精准度，所述制冷单元用于稳定开瓶样品，从而使用管理更加便捷。

5.根据权利要求1所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述信息数据采集与处理模块包括信息数据采集单元和信息数据处理单元，所述信息数据采集单元的电性输入端通过导线电性连接于所述样品取样模块的电性输出端，所述信息数据采集单元的电性输出端通过导线电性连接于所述信息数据处理单元的电性输入端，所述信息数据采集单元用于收集检测的信息数据，所述信息数据处理单元用于对采集的信息数据进行分析处理。

6.根据权利要求1所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述信息数据输出模块包括初始图像采集单元、图像预处理单元、特征处理单元、降噪与重构单元和图像增强单元，所述初始图像采集单元的信号接收端通过无线电无线连接于所述信息数据采集与处理模块的信号输出端，所述初始图像采集单元与所述图像预处理单元无线连接，所述图像预处理单元与所述特征处理单元无线连接，所述特征处理单元与所述降噪与重构单元无线连接，所述降噪与重构单元与所述图像增强单元无线连接，所述初始图像采集单元根据检测信息数据，制作出相应的原始图像，所述图像预处理单元用于原始图像的修正，所述特征处理单元对修正后图像进行特征处理，采集有效的灰度信息，所述降噪与重构单元与所述图像增强单元用于对预处理后的图像做进一步的精修，从而使得到的图像更加直观。

7.根据权利要求6所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述图像预处理单元采用FreeMat软件对图像进行分析，将原始图像截取为尺寸大小300*300像素的图像，即采集原始图像的中心位置，所述降噪与重构单元采用Topaz DeNoise AI软件和MagicEXIF Photo Validator，且降噪与重构单元以Topaz DeNoise AI软件为主，MagicEXIF Photo Validator为辅。

8.根据权利要求6所述的一种基于尿液检测人体肾功能用分析系统，其特征在于：所述特征处理单元中采取的灰度信息，其参数提取的具体计算公式为：

μn＝L-1∑i＝0(Zi-m)np(Zi)

式中：L为灰度级数目；为图像灰度级的一个离散随机变量，i＝0，1，…，L-1；

m为灰度均值；

n为矩的阶；

p(Zi)为灰度级Zi出现的概率估值。

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