[发明专利]基于智能设备比色分析的阵列式尿液多指标检测装置与方法

说明书

本发明涉及尿液多项指标检测领域，提出了一种基于智能设备比色分析的阵列式尿液多指标检测装置与方法。包括：光学硬件装置、智能设备和阵列式尿液检测试纸条；阵列式尿液检测试纸条上设置有多个试纸条，每个试纸条用于检测一种尿液指标；光学硬件装置用于在智能设备进行拍照采集图片时提供均匀光照；智能设备用于通过光学硬件装置对标准品或待测尿液在阵列式尿液检测试纸上的显色区域进行拍照，以及用于根据标准品的显色图片上各个试纸条的RGB值或HSV值建立各个试纸条对应的尿液指标的标准方程，并结合待测尿样的显色图片上各个试纸条的RGB值或HSV值计算出待测尿液的各个指标值。本发明可以实现待测样的定量检测，操作简单。

技术领域

本发明属于尿液多项指标检测领域，具体涉及一种基于智能设备比色分析的阵列式尿液多指标检测装置与方法。

背景技术

尿常规检查是医学检验“三大常规”项目之一，其检查结果对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病如糖尿病、血液病、肝胆疾患、流行性出血热等的诊断，具有很重要的参考价值。同时，尿常规检查还可以反映一些疾病的治疗效果。因此，在医疗诊断方面，尿常规的检查是必不可少的一项初步检查。传统的尿常规检查的方法主要是医院里使用的尿干化学分析仪、尿沉渣分析仪等大型仪器法，该方法需要专业的医护人员进行操作，检测时间比较长大约需要最少30min才可以得到检测结果，这给医疗设备不发达地区的人们带来了极大的不便。除此之外，试纸条法检测尿常规也是目前常用的一种检测方法，该方法主要采取的是目视比色法对各指标进行检测，由于每个人对颜色的敏感度不同，因此这种方法只适用于定性检测。

近年来，随着智能手机等智能设备的发展及普及，其不仅仅是作为一种通讯工具出现在大众面前，而且由于目前智能手机拥有种类繁多的嵌入式传感器，处理器功能更加强大，操作系统开放等优点，智能手机可以作为成本更低的分析测试设备，并且不需要专业仪器操作员。Arjnarong等人（Mathaweesansurn A, Maneerat N, Choengchan N. AMobile Phone-based Analyzer for Quantitative Determination of Urinary Albuminusing Self-Calibration Approach[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 2017,242:476-483.）开发了一种名为“Albumin smart test”的智能手机Android应用程序，作为尿液中白蛋白定量测定的分析仪。该方法是基于白蛋白和四溴苯酚酞乙酯（TBPE）之间的显色原理，将待测尿液滴加在含有显色剂的体系中，随着白蛋白浓度的变化显色也会发生单调性的变化，利用智能手机“Albumin smart test”应用程序对显色样品图片进行获取并分析，从而实现尿液中白蛋白含量的测定。Camilo等人（Morais C L M, Neves A C O,Menezes F G, et al. Determination of serum protein content using cell phoneimage analysis[J]. Analytical Methods, 2016, 8(34).）提出了一种简单，快速，廉价的方法，通过整合手机相机和多元线性回归（MLR）获得的彩色图像来测量血清蛋白质含量（白蛋白和总蛋白质）。使用RGB-HSV图像系统构建MLR模型，其中白蛋白和总蛋白分别使用溴代甲酚绿法和Biuret方法引起溶液颜色的变化。Ortizgómez等人（Ortizgómez I,Salinascastillo A, García A G, et al. Microfluidic paper-based device forcolorimetric determination of glucose based on a metal-organic frameworkacting as peroxidase mimetic.[J]. MikrochimicaActa, 2017, 185(1):47.）开发了一种基于微流体纸的分析装置（μPAD），使用作为过氧化物酶模拟物的负载金属有机骨架（MOF）进行葡萄糖测定。葡萄糖氧化酶（GOx）对葡萄糖的催化作用导致H₂O₂的形成，MOF通过H₂O₂氧化3,3'，5,5'-四甲基联苯胺（TMB），形成吸收蓝绿色的产物。通过建立葡萄糖浓度与HSV颜色空间中的S值的关系曲线，实现尿液及血清中葡萄糖的定量检测。Dae-Sik Lee等人（Lee D S, Jeon B G, Ihm C, et al. A simple and smart telemedicine device fordeveloping regions: a pocket-sized colorimetric reader.[J]. Lab on A Chip,2011, 11(1):120-126.）结合一种小型比色读数器与市售的10参数尿液分析试纸条开发了一种基于移动医疗保健平台的尿常规检测装置，其可以将检测数据发送至智能手机平台。