本发明专利技术涉及临床快速诊断和即时检测技术，旨在提供一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法及系统。该方法是在全黑环境中将智能平板电脑作为微量滴定板的底部光源，以智能手机作为控制端设备实现调控光源、获取对比色图像、进行数据处理分析和结果显示。与传统读板器相比，本发明专利技术利用智能平板电脑的显示屏作为单一发光光源，通过变换光源强度和分析不同的颜色通道，可以极大的扩展系统的检测范围。一次实验的时间少于2秒，极大地缩短了检测时间、提高了检测效率；能根据不同检测对象随时转换光源颜色以得到更高的检测性能，提高检测灵敏度；能够适配市售商品各种规格的微量滴定板，从而进一步降低了使用者的使用成本，极具应用前景。极具应用前景。极具应用前景。
【技术实现步骤摘要】
手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法及系统
[0001]本专利技术涉及临床快速诊断和即时检测技术，特别涉及一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法及系统。
技术介绍
[0002]在临床诊断、环境监测和食品安全检测领域，对简便、高效和廉价的检测技术的需求量很大。即时检测能够在家中进行、具备简单性和高速性，因而在学术界和工业界引起了相当大的关注。即时检测的用户友好特性允许非专业人员在资源有限的环境中实施生化检测，使其适用于公共活动期间的大规模人群筛查。因此，即时检测在生化检测中发挥着越来越重要的作用，并且在过去几十年中经历了快速发展。许多分析方法，例如比色测定和电化学测量，被认为可以提高检测即时检测的准确性和灵敏度。
[0003]因为具备操作简单、快速响应、适应性强和线性范围宽的特点，比色法是一种能够广泛应用的即时检测技术。业内人员也开发了多种比色法来检测各种生化样品，例如针对水中的重金属、血液中的生物标志物或汗液和空气中的环境污染物，通过肉眼检查或使用微量滴定板阅读器。然而，肉眼观察只能定性检测比色测定的颜色变化，但不能量化生化样品中的分析物浓度。同时，昂贵的微量滴定板阅读器虽然能以高通量方式确定生化样品的浓度，但由于成本限制在即时检测的比色测定中的应用有限。
[0004]因此，必须开发便携式且具有成本效益的分析仪器，以高通量的方式对比色分析进行定量测试，以实现基于比色分析的精确即时检测。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法及系统。
[0006]为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0007]提供一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法，是在全黑环境中将智能平板电脑作为微量滴定板的底部光源，以智能手机作为控制端设备实现调控光源、获取对比色图像、进行数据处理分析和结果显示；
[0008]所述检测方法具体包括以下步骤：
[0009](1)智能手机与智能平板电脑之间通过无线通信方式实现交互，由智能手机根据微量滴定板选型和被检测物质种类向智能平板电脑发送光控指令，控制后者发光的范围、颜色和亮度，形成与微量滴定板上各孔对应的光源点阵；
[0010](2)智能平板电脑完成指定的光源显示后，向智能手机发送就绪信息，智能手机对微量滴定板自动拍照以获取比色图像；
[0011](3)从获取的比色图像中导出每个孔的RGB和HSL通道，利用自适应阈值算法将比色图像转换为二值图像；然后通过霍夫圆变换确定图像中所有圆的位置，得到每个孔的中心信息；计算每个孔的11
×
11中心像素阵列的平均像素强度，将计算结果与数据库中被检
测对象的标准标记曲线进行比较，获得各孔的检测结果并显示于智能手机的显示屏。
[0012]作为本专利技术的优先方案，该方法还进一步包括步骤(4)：智能手机将检测结果自动上传至云端服务器，由云端服务器根据预设规则进行数据整理和分析。
[0013]作为本专利技术的优先方案，所述微量滴定板的选型是通过智能手机的操作界面手动输入，或者由智能手机拍照后自动识别后输入；所述被检测物质种类是通过智能手机的操作界面手动输入。
[0014]作为本专利技术的优先方案，所述微量滴定板包括以阵列形式布置的若干个孔，各孔具有透明的底板和黑色的上部结构，各孔之间的连接部位也为黑色；智能平板电脑形成的光源点阵与微量滴定板上各孔的透明底板一一对应。
[0015]作为本专利技术的优先方案，所述数据库设于云端服务器，或内置于智能手机的本地存储器中。
[0016]本专利技术进一步提供了一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测系统，包括能够全封闭且不透光的箱体结构；在箱体的基底表面固定设有显示屏向上的智能平板电脑，微量滴定板由支架悬置于智能平板电脑上方且保持适当间距；在箱顶设有通孔，智能手机以显示屏向上的方式安置在箱顶，并能利用该通孔和后置摄像头对微量滴定板进行拍摄；所述智能手机中内置了图像检测与处理分析模块，用于按前述方法进行比色图像的获取、数据处理分析和结果显示。
[0017]作为本专利技术的优先方案，该系统中还包括能与智能手机进行数据交互的云端服务器，用于存储不同物质的标定曲线和/或对智能手机上传的数据进行分析和整理。
[0018]作为本专利技术的优先方案，所述支架是可抽拉的导轨支架，包括设于箱体上的四个轴承，每两个轴承为一组且分别以导轨连接，两根导轨平行布置；支架搁置在导轨上，所述微量滴定板嵌装在支架的安装位中。
[0019]作为本专利技术的优先方案，所述箱顶通孔的孔径为3cm，智能手机的后置摄像头与微量滴定板的间距为30cm。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、与传统读板器相比，本专利技术利用智能平板电脑的显示屏作为单一的发光光源，通过变换光源强度和分析不同的颜色通道，可以极大的扩展系统的检测范围。
[0022]2、传统读板器在获取比色图像后，还需要手动统计数据并绘制标定曲线，一次实验的检测时间超过了200秒。本专利技术全自动处理比色图像并自动绘制标定曲线，一次实验的时间少于2秒，极大地缩短了检测时间、提高了检测效率。
[0023]3、本专利技术还可根据检测物质的需要灵活切换光源，根据不同检测对象随时转换光源颜色以得到更高的检测性能，提高检测灵敏度。因此，本专利技术可以有效地用于各种比色应用。
[0024]4、本专利技术利用智能平板电脑的显示屏作为微量滴定板的底部光源，能够根据不同型号的微量滴定板选择相应适配形状和布局方式的光源点阵，更换光源点阵方便且几乎无成本。因此，本专利技术能够适配市售商品各种规格的微量滴定板，从而进一步降低了使用者的使用成本。
[0025]5、相对于传统读板器之类科学仪器几千美元到几万美元的普遍售价，智能手机和平板电脑是成本相对低廉、数量庞大、覆盖面广泛的高性能移动设备，能提供强大的平台硬
件支撑。这些设备自带高分辨率相机、计算机处理器和多个传感器等重要模块，且体积足够小，适于制造便携式仪器，能够有效地将制造成本维持在数百美元之内，因此极具推广应用前景。
附图说明
[0026]图1为装置结构示意图。
[0027]图中附图标记：1箱体；2智能平板电脑；3微量滴定板；4支架；5导轨；6轴承； 7智能手机；8基底。
[0028]图2为黑色孔壁微量滴定板(a)和智能平板电脑的显示界面(b)。
[0029]图3为作为示例的智能手机APP主界面。
[0030]图4为作为示例的智能手机APP比色图像获取界面。
[0031]图5为作为示例的智能手机APP数据显示图。
[0032]图6为作为示例的智能手机APP最终结果显示界面。
[0033]图7为不同蓝色光源强度下柠檬黄溶液的比色成像。
[0034]图8为柠檬黄溶液的比色图像定量分析。
[0035]图中：(a)蓝色光源下不同光强蓝色通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种手机平板电脑联用的动态光调控生物比色检测方法，其特征在于，是在全黑环境中将智能平板电脑作为微量滴定板的底部光源，以智能手机作为控制端设备实现调控光源、获取对比色图像、进行数据处理分析和结果显示；所述检测方法具体包括以下步骤：(1)智能手机与智能平板电脑之间通过无线通信方式实现交互，由智能手机根据微量滴定板选型和被检测物质种类向智能平板电脑发送光控指令，控制后者发光的范围、颜色和亮度，形成与微量滴定板上各孔对应的光源点阵；(2)智能平板电脑完成指定的光源显示后，向智能手机发送就绪信息，智能手机对微量滴定板自动拍照以获取比色图像；(3)从获取的比色图像中导出每个孔的RGB和HSL通道，利用自适应阈值算法将比色图像转换为二值图像；然后通过霍夫圆变换确定图像中所有圆的位置，得到每个孔的中心信息；计算每个孔的11
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11中心像素阵列的平均像素强度，将计算结果与数据库中被检测对象的标准标记曲线进行比较，获得各孔的检测结果并显示于智能手机的显示屏。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括步骤(4)：智能手机将检测结果自动上传至云端服务器，由云端服务器根据预设规则进行数据整理和分析。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微量滴定板的选型是通过智能手机的操作界面手动输入，或者由智能手机拍照后自动识别后输入；所述被检测物质种类是通过智能手机的操作界面手动输入。4....
【专利技术属性】
技术研发人员：胡宁，邹瞿超，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：
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