[发明专利]一种基于图像处理的免疫层析试纸条定量分析系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的免疫层析试纸条定量分析系统及检测方法，属于免疫层析定量分析技术领域。所述分析系统包括待测试纸条图像采集装置和数据处理装置，数据处理装置内置图像处理算法，通过对图像二值化、寻找图像轮廓求质心的方式捕捉检测线和质控线，计算质心灰度值，取T/C灰度比值作为特征值，输入到对应项目的拟合方程中，计算出待测物的浓度值。本发明直接用蒙版捕捉图像中的检测线和质控线，相较于目前市面上检测仪器基于模板匹配进行图像处理的方法，分析时间大大缩短。利用本发明的检测方法，从图像输入到检测结果输出只需要10s左右。

技术领域

本发明涉及免疫层析定量分析技术领域，具体涉及一种基于图像处理的免疫层析试纸条定量分析系统及检测方法。

背景技术

免疫层析技术是上世纪90年代开始兴起的一种快速检测技术，是将抗原抗体反应从试管或者实验器皿中转移到试纸条上进行，利用试纸条的层析作用使待测溶液向指定方向移动进而完成整个抗原抗体特异性反应，通过肉眼观察试剂条特定位置的颜色变化即可做出定性判断。具体机理是将特异性的抗体以条带状喷涂固定在硝酸纤维膜上，并将标记物吸附在纳米金结合垫上后，当待测试液(一般为血液或者尿液)滴加到试条一端的样品垫后，会通过硝酸纤维膜的毛细作用向前移动，达到结合垫处并溶解标记物。随后继续移动至包被有抗体的检测线区域。此时，如果待测试液中含有相应的抗原，则抗原和标记物的复合物会与硝酸纤维膜上的抗体发生特异性结合而被截留。比如标记物如果是胶体金，具有高电子密度的特性，会导致复合物大量聚集在检测线上，并呈现肉眼可见红色或品红色；反之，试条检测线区域不显色。

早期的目视检测存在效率低、主观因素强、存在误判阴阳性等问题，并且需要专业水平的检测人员进行检测。随着医学图形处理技术的不断发展，智能化检测成为社会发展趋势，智能化、网络化的检测设备成为主要研究重点。免疫层析技术朝着高灵敏度、定量、多元检测方向发展。

免疫层析定量检测系统除了试纸条，还需要配套的检测设备，例如利用图像传感器采集试纸条图像信息进行分析处理，最后得出定量结果。专利文献CN 104020286 A公开的一种免疫层析试纸条定量检测仪，包括扫描装置、数据处理装置、输出装置，扫描装置对待测试纸条进行特征波长扫描和非特征波长的多波长扫描；数据处理装置进行数据分析，确认质控带和检测带的区域位置，并对光密度值进行分析识别计算，根据判读标准值表，计算出检测结果并传输给输出装置。

然而，目前市面上出现的大部分用于自动定量的胶体金等横向免疫层析装置，大多数不能够避免试纸条之间的差异性对检测结果的影响，不能够真正的实现较为精确而稳定的定量检测。改进图像处理分析手段有助于提高检测准确性。例如专利文献CN111478998 A公开了一种免疫层析试纸条的手机多波长定量快检方法，其在图像采集、处理模块中利用了边缘检测算法、参考比值算法、RGB转波长算法以及图片序列傅里叶变化，有效降低了测量过程中的人为干预，减少背景光噪声。

然而，虽然结果准确度有所提高，但是目前市面上的大多数定量检测仪的图像处理基于模板匹配，该方法运算复杂导致图像处理耗时较长，通常需要等待几分钟才有结果输出。因此，有必要对图像处理方法做出实质性的改进，发明一种定量结果判读准确且快速的可与手机APP或微信小程序结合的横向免疫层析定量仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像处理的免疫层析试纸条定量分析系统，通过优化图像处理算法实现对免疫层析试纸条检测结果进行快速准确地定量分析。通过将检测仪与手机APP及微信小程序有机地结合在一起，可以实现对检测数据更加系统和全面的智能化管理，更加方便患者及专家查看数据并做出精准判断。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于图像处理的免疫层析试纸条定量分析系统，包括图像采集装置和数据处理装置，所述图像采集装置用于对待测试纸条的图像进行采集；所述数据处理装置与图像采集装置通讯连接，包括图像处理模块、数据分析模块和人机交互模块；