[发明专利]一种基于多光谱成像的体外过敏原定量检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于生物和医药技术领域，涉及一种过敏原检测方法及装置，具体涉及一种基于多光谱成像的体外过敏原定量检测装置及其方法。

背景技术

过敏性疾病在全球的发病率日益增高，病情也越来越复杂。过敏原是引起过敏性炎症的原因，因此检测和发现过敏原，并采取有效措施避免与之接触，对防治过敏性疾病有重要意义。目前检测过敏原最主要的方法包括体内试验和体外试验。体内试验费用较高，受个体差异性影响较大，并且有可能会引起严重后果。体外试验检测安全可靠，适合于患有严重皮肤疾病、对过敏原极度敏感、或不能停用干扰皮肤试验的药物的患者。体外过敏原检测有很好的应用前景，由最初的定性检测、半定量检测发展为现阶段的定量检测。定量检测方法以其自动化，高效快捷，结果准确成为目前体外过敏原检测的发展方向。体外试验中最重要的是IgE(immunoglobulin E，免疫球蛋白E)的检测。IgE抗体存在于过敏体质个体的血清中，因此可采用体外检测血清过敏原特异性IgE(specific IgE，简称sIgE)和总IgE(total IgE，简称tIgE)水平，来判断机体对过敏原的敏感程度。

酶联免疫吸附试验(ELISA)是目前主要使用的一种体外过敏原检测方法。通过在试剂条的表面包被有单一过敏原、过敏原混合物或单克隆抗体，患者血清中的slgE抗体与它们分别反应，形成免疫复合物后沉淀下来。随后加入酶及底物，最终反应后的试剂条会呈现深浅程度不同的颜色。通过检测试剂条的颜色深浅可得到过敏程度的定量结果。

准确的判断装置对于过敏程度分级致关重要。现有的技术，如德国MEDIWISS公司的Rapid检测仪和美国ASI公司的IVT检测仪，使用白光照射试剂条，并用彩色探测器获取反射信号的RGB三个分量。然而，不同颜色分量间有一定的重叠。将会导致获取原始信息时有局限性，从而限制了过敏原定量检测能力的提高。

发明内容

针对现有技术中存在的获取检测试剂条的颜色信息的局限性，限制了过敏原定量检测的准确性的问题，本发明提供一种基于多光谱成像的体外过敏原定量检测装置及其方法。

本发明提出的一种基于多光谱成像的体外过敏原定量检测装置，该检测装置包括光源电路、光强校正模块、多光谱分光模块、光学信号捕获模块和置物台，置物台为一水平台，待检测试剂条放置在置物台上，置物台的正上方设置有多光谱分光模块和光学信号捕获模块，多光谱分光模块设置在光学信号捕获模块的下方；光源电路位于置物台的左上方，用于提供试验所需的光源，发射白光线斜射到置物台上；光强校正模块固定在光源电路(1)的正下方，实时监测光源的强度，将采集到的光学信号转换为数字信号，将数字信号传输至计算机中，校正由于光源抖动造成的误差。

所述的多光谱分光模块包括滤光片、滤光片轮、中心轴、旋转台和运动控制器；滤光片轮为随中心轴旋转的轮盘，在轮盘靠近边缘的一周上均匀开有一排孔，每个孔处固定有一个滤光片；滤光片轮通过中心轴与旋转台固定一起；旋转台通过串口传输线连接运动控制器；通过计算机控制运动控制器前进或者后退特定的步长，带动旋转台转动，旋转台带动滤光片轮同轴转动，将某一个滤光片旋转到光学信号捕获模块的镜头的正下方，且滤光片与镜头紧密结合。

本发明提出的基于多光谱成像的体外过敏原定量检测方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一，初始化试验装置，包括三步：

步骤11，开启光源电路、光强校正模块、多光谱分光模块和光学信号捕获模块，将光源电路的面状LED白光源预热1分钟，预热后，面状LED白光源发射白光线；

步骤1.2，通过计算机，控制运动控制器行进特定的步长，带动旋转台旋转，固定于旋转台上的滤光片轮随之同轴转动特定的角度，将某一波长的滤光片转动到镜头正下方，并与镜头紧密结合；

步骤1.3，调整CCD图像采集器的曝光时间并拍照，使所拍摄的图像的最大灰度值在200-230之间。

步骤二，获取图片：利用镜头拍照，并在每次拍照的同时，光强校正模块采集光源电路所发射的白光线的光学信号，并将光学信号转换为数字信号，在计算机上显示并记录下来；在计算机中校正由于光源抖动造成的误差：将拍第一张照片之前得到的光源光强值A设为标准，然后在每次拍照的同时，记录当前的光源光强值B，利用差值(A-B)作对该次所拍的图片的灰度值进行校正。

步骤三，转动滤光片轮至下一个滤光片正对镜头，重复步骤1.2～步骤1.3与步骤二，一直到11个滤光片全部使用过后，进入步骤四执行。