[发明专利]基于颜色RGB分量的尿液分析装置及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及到生物医学领域的尿常规检测技术，具体地说，是一种基于颜色RGB分量的尿液分析装置及其处理方法。

背景技术

尿液分析是临床最常用的化验指标之一，不仅对泌尿系统疾病的诊断、疗效观察提供参考，而且对凡是能引起血液生化成分改变的其它系统疾病的诊疗也很有帮助。此外，尿液分析还可以用于安全用药检测和健康状态初评。

作为传统方式而言，尿液检查往往是根据试纸条上试剂区与尿样本中生化成分反应所产生的颜色变化，定性或半定量检测尿液样本中尿胆原、胆红素、酮体、血、蛋白质、亚硝酸盐、白细胞、葡萄糖、维生素C(或微白蛋白)的含量及尿样本的比重、酸碱度等。

随着人们生活水平的提高和健康意识的加强，大量便携式、低成本、无创检测医学仪器、设备逐渐向家庭普及，如便携式血压计；便携式血糖仪等。而随着颜色传感器和电子技术的发展，微型家用尿液分析仪在不久的将来将进入家庭，作为人们自身健康评价的一种手段。

现今,尿液分析仪产品市场迎来快速发展时期，已经可以进行多个项目的检测。但尿液分析仪的关键部分是光学系统和定性或半定量分析的具体算法。其原理是:将光线照射到试纸的反应区表面产生反射光，反射光的强度与各个测试项目的反应颜色有关，通过反射光的情况分析尿液中各种物质的含量。现有的高精度尿液检测仪通常设备昂贵、结构复杂，为了使尿液分析仪能进入家庭，并满足精度要求，则需要对现有尿液分析装置进行改进或更新。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是为了满足家用医学仪器便携式需求，提出一种基于颜色RGB分量的尿液分析装置，而为了让便携式仪器检测精度符合要求，本发明还提出了一种基于颜色RGB分量的尿液分析装置的处理方法。

其具体的技术方案如下：

一种基于颜色RGB分量的尿液分析装置，其关键在于：包括处理器以及连接在处理器上的串行通信单元、温度测量单元、光强控制单元和颜色传感器单元，处理器通过光强控制单元控制白色LED灯的发光强度，白色LED灯发出的光线照射到取样平台上的尿检试带中，利用颜色传感器单元获取尿检试带各个试剂区反射光的颜色RGB分量，处理器根据颜色RGB分量和温度测量单元获取的温度信息判定出各个试剂区对应检测指标的半定量值。

由干化分析原理可得，在反应时间基本一定的情况下，最后试纸尿检试带各个试剂区的颜色变化情况主要与被测尿液中对应成份的浓度、温度有关,因此通过颜色传感器单元获取的各颜色分量也与被测尿液中对应成份的浓度、温度也有关。而通常用反射率来反映试剂区颜色的变化程度，所以反射率可以用颜色传感器获取的各颜色分量来反映。另外，对于具有相同浓度成分的被测尿液、在相同时间测量其颜色情况会有一定的变化。因此，要用同一反射率来反映相同浓度的被测尿液在不同温度下的颜色变化情况，这就必须考虑温度的影响，即温度也应该作为一个因素考虑。因此，反射率的值应该是四个因素的定量关系，即颜色的R、G、B分量和温度。基于此，本设计在光强控制单元保证入射光强度的基础上，利用颜色传感器单元和温度测量单元相结合，有效提高了尿液干化分析的精度，扩宽测量的温度范围。

为了保证电路安全，防止外部电压过高而引起芯片损坏，所述处理器上连接有启停控制单元，该启停控制单元包括二极管Q2，该二极管Q2的集电极经电阻R10与3.3V电源相连，二极管Q2的基极经电阻R11与外部控制端连接，二极管Q2的发射极接地，二极管Q2的基极还经电阻R12接地，处理器的电源输入端连接在二极管Q2的集电极上。

为了保证尿检试带入射光的光线强度，所述光强控制单元包括双集成运放，该双集成运放的第1管脚经电阻R5与二极管Q1的基极连接，二极管Q1的集电极经电阻R6与电源连接，二极管Q1的发射极与双集成运放的第2管脚之间连接所述白色LED灯，双集成运放的第3管脚与第7管脚相连，双集成运放的第4管脚接地，双集成运放的第5管脚依次经过电阻R2、电阻R1与处理器的PWM输出端连接，电阻R2的一端经过电容C1接地，电阻R2的另一端经过电容C2接地，双集成运放的第7管脚还依次经过电阻R4、电阻R3接地，双集成运放的第6管脚连接在电阻R4与电阻R3之间，双集成运放的第8管脚与电源相连，双集成运放的第2管脚还经过取样电阻R7接地。

为了在减小处理器成本的基础上提高检测精度，所述处理器为STM32F103RB微控制芯片，在处理器上还连接有参考电压单元。

结合上述电路结构的描述，本发明所提出的一种基于颜色RGB分量的尿液分析装置的处理方法如下：