[发明专利]基于YOLOX模型的中成药药材成分的检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于YOLOX模型的中成药药材成分的检测方法及装置，包括以下步骤：(1)采集中成药粉末的显微图像进行标注、预处理，构建成训练集；(2)以YOLOX‑S网络模型为基础构建目标检测模型；所述的目标检测模型包括输入层、特征提取网络、多尺度特征融合网络、解耦输出网络、输出层；(3)采用所述的训练集对目标检测模型进行训练；(4)采集待测中成药粉末的显微图像并输入至训练好的目标检测模型中，即可获得显微图像中存在的药材成分的类别信息及各药材成分在显微图像中对应的位置信息。本发明的检测方法极大的降低复方中成药的检测难度、保证检测精度、提高检测速率度和降低误检率。

技术领域

本发明涉及目标检测技术领域，尤其涉及一种基于YOLOX模型的中成药药材成分的检测方法及装置。

背景技术

我国中药市场行业发展迅猛，但药材质量不合格，药品成分掺伪等乱象层出不穷，严重影响药材处方、制剂的质量、疗效以及用药安全，同时也严重损害了药材种植户以及中成药生产企业的利益。因此中成药药材成分鉴定在稳定和推动中成药市场发展中起到关键性的作用。

常见的中成药药材成分鉴定方法有薄层色谱法(TLC)，聚合酶链式反应(PCR)和中药粉末显微鉴别法等。

薄层色谱法(TLC)是一种吸附薄层色谱分离法，其主要原理是利用吸附力与分配系数的不同，使混合物得以分离。当溶剂沿着吸附剂移动时，带着样品中的各组分一起移动，同时发生连续吸附与解吸作用以及反复分配作用。由于各组分在溶剂中的溶解度不同，以及吸附剂对它们的吸附能力的差异，将混合物分离成一系列斑点。最终根据比移值(Rf值)与作为标准的对照物按同法所得色谱图的Rf值作对比，用以进行药品成分的鉴别或含量测定。TLC法具有操作简便、分析成本低、可同时测定多个样品等特点，因此，该法在药材成分检查中应用十分普遍。TLC在中药材与中成药上的应用，主要是药材品种的鉴别、含量的测定、成分研究、采收期与炮制方法等对成分与含量的影响，以及成药中药味的鉴别与含量的测定等。此方法可以直接在薄层板上进行中药成分的定量分析，其扫描图谱也可作为中药材的质量评价和鉴别依据。由于中成药相对复杂，不单单只包含一味药材制剂，多数为复方制剂，所以在薄层扫描法中，依据色谱峰的归属对中成药中各味药材的鉴别一般是通过阴、阳双对照法进行的。TLC法虽然有操作简便、分析成本低、可同时测定多个样品等优点，但是也存在着诸多不足，主要表现在结果重复性和稳定性较差，鉴别速度慢，展开剂毒性大等方面。1.结果重复性和稳定性较差：TLC所得的结果重复性和稳定性较差，导致的这一结果的因素很多。首先，薄层色谱结果质量的好坏很大程度上取决于操作人员的经验和技术。在薄层色谱板的选用、点样、展开、显色、检视与记录，每一个环节稍有不当，均会影响实验结果。其次，环境中的温度、相对湿度等也不可避免地会对固定相和展开剂产生不同程度的影响，从而造成结果偏差。2.鉴别速度慢：虽然完成一次TLC检测展开大概需要几分钟，但绝大多数TLC检测的制备方法都是非常复杂，且时间较长，远远高于对应含量测定的制备方法。此外，TLC还需要薄层板活化、预饱和、干燥等工作，均需要大量的时间。3.展开剂毒性大：TLC中几乎都使有毒性展开剂，包括具有强毒性、致癌性的苯或甲苯，高毒性的环己烷、正己烷、石油醚等有机溶剂。

聚合酶链式反应(PCR)是通过控制反应温度，使核酸片段在体外不断重复变性、退火和延伸这3个步骤，从而实现在短时间内快速扩增特定DNA片段的一项技术。由于DNA作为物种的遗传物质具有结构相对稳定，能够自我复制等优良特性，将其作为目标检测物，无论是定性分析还是定量分析，都可获得良好的检测结果，所以PCR技术被逐渐应用于药品的原料质控和杂质分析领域。采用PCR技术对样品的DNA进行鉴定，可以从药材成分的根本性遗传物质来判定种源，能够高效快速的鉴别药材的真伪。PCR通过对DNA序列的扩增，能够高效快速稳定地鉴别药材的真伪，为中药材的鉴别提供了有力的手段，但是该技术也有缺点。由于该技术是对生物的分子特性进行鉴定，所以无法对中药的质量进行直观评价。虽然在一定程度上能够发现药材掺伪的情况，但是由于PCR都是取样本进行测定，检测的结果范围较小，无法对成批的药材进行鉴定。