[发明专利]比色测量分析移动平台设备

说明书

本发明提供了一种比色测量分析移动平台设备，包括：便携装置、照明控制箱和传感带支架；便携装置包括：相机组件、图像处理组件和处理组件；相机组件捕获测试中的感测条的图像；图像处理组件对相机组件获取的图像进行处理，通过比色分析直接从图像中提取像素信息数据；处理组件对图像处理组件提取的像素信息数据进行校准以便将其转换为当前的照明条件，将校准后的数据拟合到预先计算的线性回归模型中以估计浓度，线性回归模型是利用已知的选定样品浓度基于该选定样品浓度的感测结果预先计算出来的；便携装置和测试条带支架在使用时在封闭的不透光的照明控制箱内相对布置，照明控制箱的外表面具有控制便携装置的相机组件的控制组件。

技术领域

本发明涉及比色测量分析领域，具体涉及一种比色测量分析移动平台设备。

背景技术

直接与医学诊断相关的溶液浓度传感现在是一个重要的研究课题。在该领域中，已经为家中的患者或诊所的医务人员开发了许多产品，以监测健康状况指标，例如葡萄糖浓度。与实验室中那些复杂的分析设备相比，最广泛使用的工具例如有化学传感带，但是它只能提供定性结果。

例如，传统的比色测量广泛用于化学浓度估算。传统的比色测量只是在家中进行自我诊断的适当实施方案。比色测量只能提供有关测试化学溶液的有限信息。然而，普通人对健康的认识不断提高以及对临床分析的更精细数据的需求需要一种新的解决方案。

尤其地，存在这种情况，在测试条带的传感带上，部署了多种类型的传感阵列，每种传感阵列都嵌入了一种用于化学反应的酶。当阵列直接接触目标溶液时，化学反应过程引起阵列顶层颜色的变化。在正常/室内照明环境下，肉眼可以很容易地看到这些颜色的变化。当反应完成后，使用提供的参考图表，可以立即读出溶液浓度的大致范围。然而，难以精确量化分析物的量，因此需要进行巨大的改进。

有许多关于比色传感的研究工作。其中一项最有价值的工作是这样一种工具，可以在各种环境条件下进行高精度测量，以量化比色诊断分析的颜色。该工具不是直接使用RGB强度，而是使用从智能手机拍摄的图像中提取的色度值来构建分析物浓度的校准曲线，以克服简单RGB分析的不足，例如对暗色的低灵敏度。该设置首先需要标准颜色参考图表来校准光照条件，然后测量感兴趣点的RGB值并将其映射到国际照明委员会(CIE)1931颜色空间以进行色度值量化。最后，它对3D空间执行回归以计算测量值。沉提供了一种执行比色测量的好方法，并参考图表详细讨论了光照条件的补偿；然而，该工具仍然存在一些阻碍其在临床水平上应用的缺点。首先，3D空间中的非线性回归来计算测量值是一种昂贵的方法，这意味着执行算法需要很长时间。其次，该工具对环境光的补偿，使用颜色参考图来补偿光源的位置，光温或室外照明环境，因为不同环境光条件之间的测量强度具有线性关系。但是，这个方案并不普遍。根据本发明发明人的观察，除非照明条件包括曝光时间，曝光速率，ISO感光度和甚至焦距等，否则校准参考不一定是线性的。最后，手持式智能手机相机相对于测试条的位置和角度对该工具忽略的测量值产生了重大影响。

本发明旨在克服上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够分析定量数据，同时仍然保留诸如低成本的定性方法的优点的比色测量分析移动平台设备。

根据本发明，提供了一种比色测量分析移动平台设备包括便携装置、照明控制箱和传感带支架；其中，便携装置包括：相机组件、图像处理组件和处理组件；相机组件用于捕获测试中的感测条的图像；图像处理组件对相机组件获取的图像进行处理，通过比色分析直接从图像中提取像素信息数据；处理组件首先对图像处理组件提取的像素信息数据进行校准以便将其转换为当前的照明条件，将校准后的数据拟合到预先计算的线性回归模型中以估计浓度，其中线性回归模型是利用已知的选定样品浓度基于该选定样品浓度的感测结果预先计算出来的；便携装置和测试条带支架在使用时在封闭的不透光的照明控制箱内相对布置，照明控制箱的外表面具有控制便携装置的相机组件的控制组件。

优选地，处理组件使得估计的浓度可视化以呈现给用户。