TWM583942U - 具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，包含一體外檢測器供一尿液檢測專用快篩試紙插入並拍攝影像，再傳輸到一電子裝置去作比對分析，其中該快篩試紙至少具有一觀察區，其上至少具有1個至14個測試組，及一辨識標籤，可供讀取尿液檢測項目基本資料所對應的演算法。而該電子裝置，其內具有一分析軟體及一自我學習單元，可將該判斷數據與由雲端所下載之一資料參數比對，以產生各該測試組之一測量值，再加上AI人工智慧學習顯示影像校正，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。

Description

具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統

本創作係有關體外檢測系統的技術領域，尤指一種具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統。

隨著檢測技術不斷進步，市面上有許多可即時得知結果的快篩檢測裝置或快篩試紙，如驗孕棒、流感、及尿液快篩試紙等，其中尿液試紙係使用快速化學分析以得到多種生理數值，由一塑膠片黏附尿液用以判讀白血球(Leukocytes)、亞硝酸鹽(Nitrite)、尿膽素原(Uro-bilinogen)、微量白蛋白(microalbumin)、肌酐(Creatinine)、鈣(Ca)、維生素C(Vitamin C)、蛋白質(Protein)、酸鹼值(pH)、潛血(Occult blood)、比重(Specific gravity)、酮類(Ketone)、膽紅素(Bilirubin)及葡萄糖(Glucose)的試劑區域。使利用人類或動物尿液與尿液試紙之試劑區域進行反應，可以快速獲得相關生理狀況的檢測結果。

目前的尿液快篩試紙雖然標榜操作簡單好用，但僅能依結果簡單告知受測者尿液測試反應的一個大概，不能反應出精準分類、分級的檢測結果，無法提供受測者更多資訊。尤其是檢測時，若待測物所含受測檢體濃度較低或過於混濁，會導致受測後之快篩試紙結果不易被肉眼辨識，因而產生錯誤判斷及認知，提供給受測者錯誤的資訊，如此容易導致受測者及家人身心靈恐慌，或是造成不必要的醫療浪費。

雖然，目前可利用拍攝擷取該受測後尿液快篩試紙之影像，再透過特定裝置進行分析來克服。譬如醫院內所設檢測專用的影像設備，但這種特殊設備龐大且所費不貲，非一般人能輕易購買或取得，且檢測時受測者需在醫院花費大量時間等待；另外，巿面上也有一些可攜式電子裝置，可進行受測後快篩試紙之顯示影像擷取，再傳送至運算伺服器或相互搭配之設備如智慧型手機或電腦等以得到檢測結果；但其缺點是該可攜式電子裝置應用時，操作麻煩必須另外搭設支架穩固，且是處於開放空間進行拍攝，其拍攝影像容易因環境之不同而有所差異，可能導致判讀上之誤差，再加上不同款式的可攜式電子裝置其畫素、對焦距離或感光度皆不同，拍攝出來的影像也會有所落差，而且裝置本身又不具有自我學習智慧功能，當面對待測物所含受測檢體濃度混濁不同時，很容易導致判讀上產生誤差，造成許多不便。

尤其，現有的快篩試紙都是一次性抛棄式用品，其每批內置試紙品質不同，容易受材質、製程差異影響，而造成批次生產間的差異，更是容易導致判讀結果造成差異失去準確性。雖然現有的快篩試紙都具有一辨識標籤，但習式的快篩試紙其辨識標籤通常只是用來提供相關產品的名稱、序號、及製造日期等諸如此類的基本資訊而已，事實上並不能用來有效解決其試紙批次生產間差異上導致測試結果不同失去準確性的使用上缺點。

為了解決上述之問題，故而開發出本創作之一種可隨身攜帶、即時知道反應結果，以及反應程度之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統。

本創作之目的，在於提供一種具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，包括：一體外檢測器、一快篩試紙、以及一電子裝置，其中

該體外檢測器，具有一封閉環境，以設有一檢體盒、一拍攝影像處理器、一傳輸介面控制處理器以及一電源單元，該檢體盒對外設有一檢體插入口，用以插入一受測之該快篩試紙；

該快篩試紙，為尿液檢測專用，至少具有一觀察區及一辨識標籤，其中該觀察區中至少具有1個至14個測試組，而該辨識標籤上具有一第一讀取訊息，至少包括該快篩試紙其試紙批次、材質及尿液檢測項目基本資料所對應的演算法；以及

該電子裝置，其內具有一分析軟體及一自我學習單元，該分析軟體用以接收自該傳輸介面控制處理器所傳來該快篩試紙受測後的顯示影像，以產生一參數包與一判斷數據；該自我學習單元可針對該顯示影像模糊度進行判讀，並以AI人工智慧學習進行校正；

藉此，透過該第一讀取訊息中傳達的試紙種類、尿液檢測項目基本資料，可將該判斷數據與由雲端所下載之一資料參數比對，以產生各該測試組之一測量值，再加上AI人工智慧學習顯示影像校正，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。

為達上述目的，本創作之技術手段會在該雲端內設有一對照資料庫，該對照資料庫中根據辨識標籤的第一讀取訊息、及自我學習單元學習記錄對應的內容，而具有多種不同程度之生理反應檢測影像結果，而該等檢測影像結果透過該雲端運算產生該資料參數，當使用者開啟該電子裝置內之分析軟體時，該分析軟體會自動下載該資料參數，並儲存於該分析軟體中；當檢測完成時，該電子裝置接收自該體外檢測器所傳輸之顯示影像，透過該分析軟體將分別產生一具有生理反應參數、顯示影像之參數包，以及一本次檢測結果之判斷數據，該分析軟體進一步會將該參數包傳送至該雲端，以進行數據之儲存及收集，同時該判斷數據與該資料參數將依檢測之類別進行反應程度之比對，再加上AI人工智慧學習顯示影像校正，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。

為方便對本創作之技術手段及運作過程有更進一步之認識與瞭解，茲舉例配合圖式，詳細說明如下。

請參閱第1圖至第3圖所示，本創作有關一種具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，包含一體外檢測器10、一快篩試紙20、以及一電子裝置30，其中：

該體外檢測器10，具有一封閉環境，以設有一檢體盒15、一拍攝影像處理器16、一傳輸介面控制處理器17以及一電源單元18，該檢體盒15對外設有一檢體插入口101，用以插入一受測之該快篩試紙20；

該快篩試紙20，為尿液檢測專用，具有一觀察區21及一辨識標籤23，其中該觀察區21中至少具有1個至14個測試組22，而該辨識標籤23上具有一第一讀取訊息231，至少包括該快篩試紙20其試紙批次、材質及尿液檢測項目基本資料所對應的演算法，其中該辨識標籤23可為一維條碼或二維條碼，但實施時並不以此為限；以及

該電子裝置30，其內具有一分析軟體31及一自我學習單元32，該分析軟體31用以接收自該傳輸介面控制處理器17所傳來該快篩試紙20受測後之顯示影像，以產生一參數包與一判斷數據；該自我學習單元30，可針對該顯示影像模糊度進行判讀，並以AI人工智慧學習進行校正；

藉此，透過該第一讀取訊息231中傳達的試紙種類、尿液檢測項目基本資料，可將該判斷數據與由雲端40所下載之一資料參數比對，以產生各該測試組之一測量值，再加上電子裝置30內具有的分析軟體31及自我學習單元32，以進行AI人工智慧學習顯示影像校正，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。

藉由以上的有效設計，使本創作測試應用時具有以下之優點：

第一，以該辨識標籤23的第一讀取訊息231，可供體外檢測器10讀取，而透過藍芽連線之手機APP至雲端40下載並套用第一讀取訊息231代表的演算法，進行快篩試紙20的判讀。

應用說明：將人類或動物尿液與快篩試紙20之複數個尿液測試組22進行反應，再將該快篩試紙20置入體外檢測器10，利用體外檢測器10拍攝掃描一待測的快篩試紙20上測試組22與辨識標籤23的影像，透過有線或無線的方式連接一電子裝置30，將影像擷取至電子裝置30之中。當體外檢測器10透過讀取快篩試紙20上的辨識標籤23，初步取得第一讀取訊息231時，可以清楚知道試紙種類、尿液檢測項目基本資料，即會從雲端40讀取並下載有關辨識標籤23其第一讀取訊息231對應的演算法至一電子體外檢測器10，進行各個測試組22之比對結果分析，以即時產生檢測結果。

第二，以該電子裝置30內具有自我學習單元32，使在尿液檢測時，可智慧學習進行量測校正。

應用說明：當該快篩試紙20之尿液檢測結果透過電子裝置30之分析軟體31進行判讀，分析軟體31對快篩試紙20各個尿液測試組22之顯示影像進行色度、亮度、飽和度之判讀，並透過該辨識標籤20讀取一參數，使試紙顯示影像之色度、亮度、飽和度與該參數進行比對與分析，以得到各個尿液測試組22判讀結果並將其儲存。除此，該電子裝置30還可經由自我學習單元32，以AI人工智慧進行學習校正訓練，使達到在不同混濁度(Fuzzy)判讀都能獲得精確之半定量結果判定。

第三，以該辨識標籤23的第一讀取訊息231其對應內容，還可衍伸應用在降低試紙批間差異及作為試紙的有效期限控管。

應用說明：主要是因為一般快篩試紙20的觀察區21之結果，可能受材質、製程差異影響，而造成批次生產間的差異，進而導致系統判讀結果時造成之差異，故此時即可利用讀取辨識標籤23的第一讀取訊息231以載入不同之運算參數，進而達到校正且校對觀察區22之結果。進一步還可透過快篩試紙20之辨識標籤23，以作為雲端40紀錄試紙的有效期限進而限制過期試紙之使用，避免可能的過期試紙產生的錯誤判讀混淆使用者的生理數值判讀。

藉此，如第1圖至第4圖所示，使本系統實施執行具辨識標籤補償功能之檢測時，當該電子裝置30拍攝快篩試紙20各個尿液測試組22之顯示影像，以分析軟體31處理各該個尿液測試組22之顯示影像，可透過讀取快篩試紙20上的辨識標籤23，初步取得第一讀取訊息231時，清楚知道試紙種類、尿液檢測項目基本資料，即會從雲端40讀取並下載有關辨識標籤23其第一讀取訊息231對應的演算法，將該判斷數據與由雲端40所下載之一資料參數比對，對各個尿液測試組22產生一測量值，同時並利用電子裝置30內具有自我學習單元32，對輸入讀到的各個尿液測試組22的反應結果進行AI人工智慧學習，使顯示影像混濁度獲得適當調整校正，並根據辨識標籤23預先植入的參數索引表對尿液試紙之色度、亮度、飽和度之顏色進行匹配，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。從而實現檢測項目至少包括但不限於：尿液試紙的白血球(Leukocytes)、亞硝酸鹽(Nitrite)、尿膽素原(Uro-bilinogen)、微量白蛋白(microalbumin)、肌酐(Creatinine)、鈣(Ca)、維生素C(Vitamin C)、蛋白質(Protein)、酸鹼值(pH)、潛血(Occult blood)、比重(Specific gravity)、酮類(Ketone)、膽紅素(Bilirubin)及葡萄糖(Glucose)…等之半定量讀值，並顯示在一電子裝置30進行數據儲存。

更具體而言，以上所述之本創作系統可實現應用在各種方便易攜的體外檢測器10上，其中該體外檢測器10與該電子設備30可透過有線或無線的方式連接，該電子裝置30可為智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦以及筆記型電腦等。

如第1圖及第5圖所示，其中本創作的該體外檢測器10機種造型可多樣化，其外觀實際並不以此為限，也可設計成其他不同造型。

以第5圖為例，該體外檢測器10之一面具有一控制面板11，該控制面板11上設有一電源鈕111以及一影像擷取鈕112，該體外檢測器10上具有一檢體插入口101以及一USB連接槽14，該檢體插入口101以及該USB連接槽14分別設於不同面，於該體外檢測器10上具有一檢視面板13，該檢視面板13上設有一電源顯示燈131、一無線連接指示燈132、一檢體顯示燈133以及一傳輸顯示燈134等，用以提醒使用者該體外檢測器10是否有被啟動以及運作狀況。

請參閱第1、3、5圖所示，應用時，受測後之快篩試紙20可自該檢體插入口101插入該檢體盒15內，當該受測後之快篩試紙20接觸到該檢體盒15一端所設有之一感應器151時，該檢視面板13之檢體顯示燈133會被啟動，如此使用者將知道該受測後之快篩試紙20有正確放入，且可以開始進行影像之擷取，該拍攝影像處理器16係設於該檢體盒15之一側與該影像擷取鈕112電性連接，透過該影像擷取鈕112控制該拍攝影像處理器16擷取該檢體盒15內該快篩試紙20受測後之顯示影像，並將該顯示影像傳送至該傳輸介面控制處理器17，該傳輸介面控制處理器17可為無線之藍芽傳輸或wifi傳輸，亦可透過與之電性連接之該USB連接槽14進行有線傳輸，直接藉由無線或有線的方式將該顯示影像輸出至該電子裝置30內進行分析，同時該檢視面板13之傳輸顯示燈134會被啟動。

請參閱第1、2圖所示，該電子裝置30內具有一分析軟體31，當檢測完成時，該電子裝置30接收該體外檢測器10所傳輸之顯示影像，該分析軟體31對該顯示影像進行去背、去雜訊以及清晰度處理後，分別產生一參數包以及一判斷數據，以判讀各該測試組22之顯示影像，同時又可利用電子裝置30內具有一自我學習單元32，針對該顯示影像模糊度進行判讀，以AI人工智慧學習進行校正，並將相關判讀及學習校正記錄傳遞至本創作之雲端40。

該雲端40內設有一與該分析軟體31相對應之對照資料庫，該對照資料庫中根據辨識標籤23的第一讀取訊息231、及自我學習單元32學習校正記錄對應的內容，而具有複數種不同程度之生理反應檢測之顯示影像，因生理反應程度不同，其檢體中欲檢測成分濃度會有所不同，所以呈現在該快篩試紙20受測後之結果亦會有深淺不同之區分，當使用者在有線環境下打開該電子裝置30，該分析軟體31會自動自該雲端40下載最新之該資料參數，如此，當該電子裝置30處在無線情況下仍然可進行檢測結果之比對。

該雲端40接收自該分析軟體31傳送之參數包後，會依據該參數包內具有之生理反應參數以及各該測試組22之影像進行數據之分類及歸檔，若所提供之影像為新的，該對照資料庫則會進行更新，使針對該快篩試紙20其辨識標籤23上第一讀取訊息231所對應的內容，供該分析軟體31下載，使本創作應用時，透過該第一讀取訊息231中傳達的試紙種類、尿液檢測項目基本資料，讓電子裝置30內之分析軟體，對應產生一參數包與一判斷數據，然後將該判斷數據與由雲端40所下載之一資料參數比對，以產生各該測試組22之一測量值；

另外，在判讀時更可透過該雲端40所下載該運算法，將前述各該測試組22之一測量值，與該系統自我學習單元32學習校正記錄之測量值比較，依據其差異由該運算法產生對各該測試組22之測量值作補償性修正。從而，讓受測者生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告，不會受到試紙批量材質不同及實測的混濁度不同而影響，以達成早期發現早期預防及規劃之功能。

本創作之體外檢測系統透過該體外檢測器10於封閉環境中擷取該受測後之快篩試紙20之顯示影像，無須擔心因環境或拍攝設備之不同，而影響影像擷取之結果，因此使用者可將該體外檢測器10隨身攜帶，隨時隨地進行尿液檢測；並將該顯示影像傳送至該電子裝置30進行結果之分析，可節省使用者自行上傳資料之程序；再者，該體外檢測系統透過該電子裝置30內之該分析軟體31及自我學習單元32，會定時自該雲端40下載及上傳更新資料參數，因此在有線或無線的情況下皆可進行該顯示影像之分析比對，除可得知尿液檢測各種不同項目的生理反應結果，亦可分析其生理反應程度並提供建議，達到早期發現早期預防及規劃之功能。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧體外檢測器 101‧‧‧檢體插入口 11‧‧‧控制面板 111‧‧‧電源鈕 112‧‧‧影像擷取鈕 13‧‧‧檢視面板 131‧‧‧電源顯示燈 132‧‧‧無線連接指示燈 133‧‧‧檢體顯示燈 134‧‧‧傳輸顯示燈 14‧‧‧USB連接槽 15‧‧‧檢體盒 151‧‧‧感應器 16‧‧‧拍攝影像處理器 17‧‧‧傳輸介面控制處理器 18‧‧‧電源單元 20‧‧‧快篩試紙 21‧‧‧觀察區 22‧‧‧測試組 23‧‧‧辨識標籤 231‧‧‧第一讀取訊息 30‧‧‧電子裝置 31‧‧‧分析軟體 32‧‧‧自我學習單元 40‧‧‧雲端

第 1 圖 為本創作系統的配置圖。 第 2 圖 為本創作快篩試紙的平面圖。 第 3 圖 為本創作體外檢測器的內部結構圖。 第 4 圖 為本創作測試應用的流程圖。 第 5 圖 為本創作另一體外檢測器的外觀圖。

Claims (8)

1. 一種具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，包括：一體外檢測器、一快篩試紙、以及一電子裝置，其中
   該體外檢測器，具有一封閉環境，以設有一檢體盒、一拍攝影像處理器、一傳輸介面控制處理器以及一電源單元，該檢體盒對外設有一檢體插入口，用以插入一受測之該快篩試紙；
   該快篩試紙，為尿液檢測專用，至少具有一觀察區及一辨識標籤，其中該觀察區中至少具有1個至14個測試組，而該辨識標籤上具有一第一讀取訊息，至少包括該快篩試紙其試紙批次、材質及尿液檢測項目基本資料所對應的演算法；以及
   該電子裝置，其內具有一分析軟體及一自我學習單元，該分析軟體用以接收自該傳輸介面控制處理器所傳來該快篩試紙受測後之顯示影像，以產生一參數包與一判斷數據；該自我學習單元可針對該顯示影像模糊度進行判讀，並以AI人工智慧學習進行校正；
   藉此，透過該第一讀取訊息中傳達的試紙種類、尿液檢測項目基本資料，可將該判斷數據與由雲端所下載之一資料參數比對，以產生各該測試組之一測量值，再加上AI人工智慧學習顯示影像校正，讓受測者尿液生理反應受測項目能產生一準確的檢測報告。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該雲端內建有一與該分析軟體相互對應之對照資料庫，該對照資料庫中係根據該辨識標籤的第一讀取訊息、及自我學習單元學習記錄對應的內容，而具有複數種不同程度之生理反應檢測顯示影像，並將該等顯示影像透過運算、分類產生該資料參數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該雲端會接收該參數包內具有檢測結果之生理反應參數以及各該測試組之影像，以及將AI人工智慧學習進行校正數據之儲存及收集。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該電子裝置可為智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦以及筆記型電腦之其中一種。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該傳輸介面控制處理器係可分別透過一USB連接槽進行有線傳輸，以及藍芽或WIFI進行無線傳輸。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該體外檢測器之一面具有一顯示面板，其上分別設有一電源顯示燈、一無線連接指示燈、一檢體顯示燈以及一傳輸顯示燈。
7. 如申請專利範圍第3項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該辨識標籤的第一讀取訊息其對應內容進一步用在降低試紙批間差異，提供不同之運算參數下載以校對觀察區之結果。
8. 如申請專利範圍第3項所述之具有自我學習可攜式快篩尿液檢測系統，其中該辨識標籤的第一讀取訊息其對應內容進一步提供作為試紙的有效期限控管。