[發明專利]一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統及檢測方法

在審

• 申請號: 202210685652.8
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115100273A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 唐建斌;劉尚
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州墨炬生物科技有限公司
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/90;G06T5/30;G01N33/543
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本發明公開了一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統及檢測方法，屬于免疫層析定量分析技術領域。所述分析系統包括待測試紙條圖像采集裝置和數據處理裝置，數據處理裝置內置圖像處理算法，通過對圖像二值化、尋找圖像輪廓求質心的方式捕捉檢測線和質控線，計算質心灰度值，取T/C灰度比值作為特征值，輸入到對應項目的擬合方程中，計算出待測物的濃度值。本發明直接用蒙版捕捉圖像中的檢測線和質控線，相較于目前市面上檢測儀器基于模板匹配進行圖像處理的方法，分析時間大大縮短。利用本發明的檢測方法，從圖像輸入到檢測結果輸出只需要10s左右。

技術領域

本發明涉及免疫層析定量分析技術領域，具體涉及一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統及檢測方法。

背景技術

免疫層析技術是上世紀90年代開始興起的一種快速檢測技術，是將抗原抗體反應從試管或者實驗器皿中轉移到試紙條上進行，利用試紙條的層析作用使待測溶液向指定方向移動進而完成整個抗原抗體特異性反應，通過肉眼觀察試劑條特定位置的顏色變化即可做出定性判斷。具體機理是將特異性的抗體以條帶狀噴涂固定在硝酸纖維膜上，并將標記物吸附在納米金結合墊上后，當待測試液(一般為血液或者尿液)滴加到試條一端的樣品墊后，會通過硝酸纖維膜的毛細作用向前移動，達到結合墊處并溶解標記物。隨后繼續移動至包被有抗體的檢測線區域。此時，如果待測試液中含有相應的抗原，則抗原和標記物的復合物會與硝酸纖維膜上的抗體發生特異性結合而被截留。比如標記物如果是膠體金，具有高電子密度的特性，會導致復合物大量聚集在檢測線上，并呈現肉眼可見紅色或品紅色；反之，試條檢測線區域不顯色。

早期的目視檢測存在效率低、主觀因素強、存在誤判陰陽性等問題，并且需要專業水平的檢測人員進行檢測。隨著醫學圖形處理技術的不斷發展，智能化檢測成為社會發展趨勢，智能化、網絡化的檢測設備成為主要研究重點。免疫層析技術朝著高靈敏度、定量、多元檢測方向發展。

免疫層析定量檢測系統除了試紙條，還需要配套的檢測設備，例如利用圖像傳感器采集試紙條圖像信息進行分析處理，最后得出定量結果。專利文獻CN 104020286 A公開的一種免疫層析試紙條定量檢測儀，包括掃描裝置、數據處理裝置、輸出裝置，掃描裝置對待測試紙條進行特征波長掃描和非特征波長的多波長掃描；數據處理裝置進行數據分析，確認質控帶和檢測帶的區域位置，并對光密度值進行分析識別計算，根據判讀標準值表，計算出檢測結果并傳輸給輸出裝置。

然而，目前市面上出現的大部分用于自動定量的膠體金等橫向免疫層析裝置，大多數不能夠避免試紙條之間的差異性對檢測結果的影響，不能夠真正的實現較為精確而穩定的定量檢測。改進圖像處理分析手段有助于提高檢測準確性。例如專利文獻CN111478998 A公開了一種免疫層析試紙條的手機多波長定量快檢方法，其在圖像采集、處理模塊中利用了邊緣檢測算法、參考比值算法、RGB轉波長算法以及圖片序列傅里葉變化，有效降低了測量過程中的人為干預，減少背景光噪聲。

然而，雖然結果準確度有所提高，但是目前市面上的大多數定量檢測儀的圖像處理基于模板匹配，該方法運算復雜導致圖像處理耗時較長，通常需要等待幾分鐘才有結果輸出。因此，有必要對圖像處理方法做出實質性的改進，發明一種定量結果判讀準確且快速的可與手機APP或微信小程序結合的橫向免疫層析定量儀。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，通過優化圖像處理算法實現對免疫層析試紙條檢測結果進行快速準確地定量分析。通過將檢測儀與手機APP及微信小程序有機地結合在一起，可以實現對檢測數據更加系統和全面的智能化管理，更加方便患者及專家查看數據并做出精準判斷。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，包括圖像采集裝置和數據處理裝置，所述圖像采集裝置用于對待測試紙條的圖像進行采集；所述數據處理裝置與圖像采集裝置通訊連接，包括圖像處理模塊、數據分析模塊和人機交互模塊；