[发明专利]上转换磷光生物检测仪及对样品试纸条的检测方法

权利要求书

1.一种上转换磷光生物检测仪，由光学系统、光电探测器、控制系统、驱动模 块、步进电机和供放置试纸条的扫描平台组成，其特征在于：

所述的控制系统包括微处理器、光电探测器接口、信号采集电路、驱动模块接口、 液晶显示模块、矩阵键盘、射频识别模块、数字/模拟转换器、储存器、安全数码卡 和微型打印机，所述的光电探测器接口的输出接口经所述的信号采集电路与所述的 微处理器的一个模拟/数字转换输入通道相连；所述的驱动模块接口的方向信号DIR、 驱动信号STEP与所述的微处理器的2个输入/输出端口相连，所述的步进电机经驱 动模块和驱动模块接口与所述的微处理器相连，所述的扫描平台与所述的步进电机 连接在一起；所述的液晶显示模块的写信号WR、读信号RD、片选信号CS与所述 的微处理器的3个I/O口相连，所述的液晶显示模块的内部寄存器低位地址、高位 地址与所述的微处理器的2个I/O口相连，所述的液晶显示模块的数据端口与所述 的微处理器的8个I/O口相连；所述的矩阵键盘的行信号ROW1～4与所述的微处理 器的4个I/O口相连，所述的矩阵键盘的列信号COL1～4与所述的微处理器的4个 I/O口相连；所述的射频识别模块的数据接收RX、数据发送TX与所述的微处理器 的2个I/O口相连；所述的数字/模拟转换器的片选信号CS、时钟信号SCLK、数据 输入DIN与所述的微处理器的3个I/O口相连，所述的数字/模拟转换器的电压输出 与所述的光电探测器接口的输入接口相连；所述的储存器的片选信号CS、时钟信号 SCK、数据输出SO、数据输入SI与所述的微处理器的4个I/O口相连；所述的安全 数码卡的片选信号CS、时钟信号CLK、数据输出DATA0、命令输入CMD与所述 的微处理器的4个I/O口相连，所述的安全数码卡的写保护状态输出WP、插入状态 输出CD与所述的微处理器的2个I/O口相连；所述的微型打印机的数据接收RXD、 数据发送TXD、忙状态输出CTS与所述的微处理器的3个I/O口相连；

所述的试纸条由安装在试纸条外壳内的试纸和射频识别卡构成，所述的试纸含有 一个样品垫、一个检测带和一个质控带，所述的射频识别卡中的信息包括试纸ID、 检测物、判定值、参数A和参数B。

2.根据权利要求1所述的上转换磷光生物检测仪，其特征在于所述的微处理器 为资源丰富的ARM处理器、混合信号系统级芯片或其他高级处理器。

3.利用权利要求1所述的上转换磷光生物检测仪对样品试纸条的检测方法，该 方法用于非诊断目的，特征在于包括如下步骤：

①准备

所述的上转换磷光生物检测仪上电后进入检测界面，所述的控制系统自动检测扫 描平台是否在扫描起始位置，如果不在扫描起始位置，控制系统经驱动模块驱动步 进电机复位扫描平台，试纸条未插入扫描平台时，在液晶显示模块上提示“请插入 试纸条！”；

②自动检测

当试纸条已插入扫描平台时，所述的控制系统自动读入试纸条的射频识别卡中的 信息，按测量键进入自动检测：

控制系统经驱动模块驱动步进电机带动扫描平台向前移动，从质控带的右侧至检 测带的左侧对试纸条进行扫描，并在液晶显示模块上实时显示采集到的信号分布曲 线；

待扫描完毕，控制系统经驱动模块驱动步进电机复位扫描平台；控制系统利用自 适应边界提取算法自动确定检测带和质控带的边界线位置、进行数据处理、检测结 果显示和检测报告的存储；

③若需继续检测，更换试纸条，所述的控制系统发现新的试纸条，即自动读入新 的试纸条的射频识别卡中的信息，按测量键，即进入自动检测；

所述的自适应边界提取算法是根据采集到的信号的特征，即检测带和质控带的 信号幅度远大于本底的信号幅度、质控带位于检测带之前以及检测带和质控带的信 号幅度变化剧烈而本底的信号幅度变化平缓，首先全局查找第一极大值y1并记录其 位置x1；将第一极大值y1位置x1附近即x1-15至x1+15之间的数据赋0，再查找 第二极大值y2及其位置x2；比较x1和x2的大小，值较小的作为质控带的峰值位 置，值较大的作为检测带的峰值位置，并分别确定质控带和检测带的峰值大小；从 质控带的峰值位置开始到1进行搜索，判断相邻两个采样点的数据的差值，若小于 给定的幅度阈值，计数器的值加1，否则将计数器的值赋0重新开始计数，当计数 器的值达到给定的计数阈值，则将该位置即此时进行比较的两个采样点中序号较小 者的位置作为质控带的左边界线位置，否则继续判断下两个相邻采样点的数据的差 值；从质控带的峰值位置到检测带的峰值位置之间搜索质控带的右边界线位置，方 法与上述步骤相同；同样地，确定检测带的左边界线位置和右边界线位置；

所述的数据处理方法是：

①根据自适应边界提取算法确定检测带和质控带的边界线位置，计算检测带和 质控带的磷光信号强度S_T和S_C，即它们各自的边界线、信号分布曲线和横坐标所围 成的图形的面积，最后得到两者的比值S_T/S_C；

②判定：若S_T/S_C小于判定值，则为阴性，否则为阳性；

③利用S_T/S_C与待检试纸条中含有的被检物浓度呈线性关系和下列公式计算被 检物的浓度：

浓度＝参数A*S_T/S_C+参数B

式中：参数A是计算被检物浓度的标准工作曲线的斜率，参数B是计算被检物 浓度的标准工作曲线的截距。