多功能测量、分析和诊断便携式装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用于医学、生物医学和化学测量、分析和诊断的便携式装置，包括：放有待测的样品的样品托；一个构成装置底架的外壳；一个获取样品托上的样品的图像信息的图像采集系统；一个典型地为通用的小计算机的数据处理与显示单元，包括手持式计算机（ＨＨＣ）、袖珍个人计算机（ＰＰＣ）、个人电子助手（ＰＤＡ）、掌上计算机和膝上型电脑计算机、或是通用微处理器及特殊配套硬件，用于根据所述图像信息对所述样品进行检测、分析或作出诊断，在使用过程中，所述底架外壳、所述图像采集系统和所述数据处理与显示单元是集成在一起的，从而本发明专利技术的集成装置可构成一个携带式智能多功能诊断仪（ＰＩＭＤ），适用于在活动场所、病人身边和小型实验室内使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学、生物医学和化学化验中对样品的浓度进行定量测量、分析和依据分析进行诊断的方法，以及实现这些功能的便携式装置。更具体地说，这套方法和装置对各种试剂条或试剂微盘样品中的某种物质浓度进行定量测量、依据统计的数据和数学的模型的分析和诊断、以及有关的数据库的建造和数据交换的多种功能有机的结合在一起。另外，这套便携式的装置是用一般的小计算机和图像采集和处理系统组成的，既可以被用在移动的应用场合、又可以被用在静止的应用场合。
技术介绍
医学，生物医学和化学化验可以使用各种不同的方法和仪器设备。通常，只有使用复杂的实验室技术和仪器设备、并经专业技术人员使用的特别软件处理后才能获取精确和定量的化验结果。而大多数简单、手工操作的化验，虽然有廉价、易用的优点，通常只能提供定性的结果。例如，通过验血来定量的检查胆固醇的水平要在医院或化验中心进行，一般用户可在家里操作的仅限于定性的和不太准确的怀孕测试。通常，医学和生物医学方面的化验的结果通过在医院或化验中心使用特殊和昂贵的生物医学和化学系统和设备，经过一系列的化验、比较实验和专家的解释才能取得的。与酶相联的免疫吸收化验(Enzyme-linked Immunosorbent Assay-ELISA)的引入从很大程度上改良这些实验桌上的仪器和方法。ELISA实验室技术由三个主要的成份所组成ELISA免疫学和生物化学的反应、ELISA解读器和数据分析软件。ELISA免疫学和生物化学反应通过样品微盘内试剂光亮度和色彩的变化呈现抗原或抗体的浓度。ELISA解读器根据测得的萤光强度和吸收量定量地测量抗原或抗体的浓度。不同的光源和不同的频宽的光过滤器进一步使对特定的抗原或抗体的浓度的测量更有效。通过一个仪器内部的标准曲线，测量到的光强度被转变为对应的抗原或抗体的浓度。专业分析软件把测得的抗原或抗体的浓度与统计平均值相比较，并考虑其它的影响因素从而得出相关的诊断。一个典型的ELISA解读器是Bio-Tek公司制造的Synergy HT Multi-Dection的微盘解读器，其利用一个单色光波长选择吸收和萤光照射阅读的双重-光学系统设计(生化Tek工具公司.，产品数据-多发现解读器多发现解读器，http//www.biotek.com/product/detection.php，2003.)。虽然这些最新的发展很让人鼓舞，但实验桌上的ELISA技术仍然是一种特殊的实验室技术，需要样品准备、仪器测量和结果分析。其所必需的实验室条件和多步骤、多操作员的程序使其难以更广泛的应用，极大地限制了这项技术的效益。我们今天快节奏的生活需要快速的分析和诊断，其包括孕妇唐氏综合症和神经管缺损胎儿危险的评估、心血管疾病危险的评估；前列腺癌危险的评估；食物安全和环境污染情况的检测和评估；或是违法复制商品的检测(经过在各种不同的食物、果汁、医药、健康食品、纸张和化学药品的主要成分的定量测量)。这些分析和诊断，如果可以通过掌上或手提式的装置来进行，将可以使医生在病人床边快速地得到实验室质量的分析和诊断；也可以使检查人员用手提式的装置在检测现场发现传染源、污染食物和物品、以及伪造物品；这样的技术和装置亦可被一般人员在家中作为日常健康监测工具。
技术实现思路
本专利技术的目的即是提供一项快速、多功能的现场定量检测、分析和诊断的方法和便携式装置，以满足以上提到的需要。相对于传统的、大而笨、而且需要大量人工的实验室和定量测量实验，本专利技术在速度、成本、化学药品的用量、环境污染、使用效率、安全性和自动化等诸多方面具有明显的优势。本专利技术的技术和装置将免疫学、生物化学或化学反应，反应变化解读器和与ELISA等同的数据分析软件结合进一个便携式装置中，从而可形成内携带式的、自我包含的、便携式(或掌上型或手提式)的装置，例如，本专利技术可构成一种携带式智能多功能诊断仪(PIMD)。它将传统分开的检测和诊断功合并到一个独立的、有成效的、便携式和完全集成的装置中。不同于其它的专用、使用特别设计的硬件制造的、专用免疫化验便携结果解读器(像Plito等专利技术的侧流化验装置(Polito，A.J.，等，“操作一个侧面的流程化验的方法和装置”，美国专利，第#6,136,610号，2000年10月24日))，本专利技术的便携式装置采用一个通用小计算机及图像采集和处理系统作为装置的核心。这一设计允许不同的化验标定、结果分析、诊断和数据通讯软件可以根据需要被安装在这一仪器上通过侧流化验或微盘化验中对某种物质浓度的定量测量，以进行各种医学、生物医学和化学化验。除此之外，通用计算机的计算能力允许化验标定、结果分析、诊断、以及数据获取和通讯的多种任务可以在一套装置上实现。特别是可以基于计算机上储存的统计的数据和数学模型进行化验分析、并根据分析结果，做出快速的、现场诊断。通过一个包括各种类型的通用小计算机，例如手持式计算机(HHC)、袖珍个人计算机(PPC)、个人电子助手(PDA)、掌上计算机和膝上型电脑计算机、或是通用微处理器及特殊配套硬件，数据通讯和程序传递可以在集成式或便携式的装置和中央计算机之间进行，与所有的计算机外部设备的联接可以轻易完成。总的来说，本专利技术的集成式或便携式多功能测量诊断装置的技术和装置呈现下列的独特特征和优点·将多项先进的技术有效的整合，其包括手持式计算机、袖珍个人计算机、个人电子助手、掌上计算机或微处理器的小计算机技术；数字图像的获取和处理的技术；互联网和无线电数据通讯技术；模式识别技术；数理统计技术；和各种专业分析软件。·在医学、生物学、化学和多种其它的区域的宽广应用。只要所进行的试验可以通过在测试条、样本托或微盘上反应试剂的反光、透光或放光强弱变化或颜色变化来表达，此项技术和装置都可使用。·由于直接采用快速进步和大规模生产的、通用小计算机硬件和编程工具，使此项技术和装置可以具有较低成本和极大的灵活性。作为一种对科学家，医学专业技术人员和业余者家庭用户的化验分析支持技术，本专利技术所引入的多功能测量诊断装置的技术和便携式装置，通过集成多种先进的计算机、图像处理、数据通讯和模式识别技术，提供一种价廉、多功能和高效的现场化验、检读、定量分析和诊断的工具，从而有潜力在很大程度上革新生物医学、生命科学、和化学分析和诊断的实践。本专利技术的内容之一是为化验、定量化验分析和基于化验分析的诊断提供一套新的方法和装置，适用于在活动场所、病人身边和小型实验室内使用。专利技术的另外一个内容是例如使用通用小计算机，包括手持式计算机(HHC)、袖珍个人计算机(PPC)、个人电子助手(PDA)、掌上计算机和膝上型电脑计算机作为数据显示、处理与分析单元来制成进行定量化验、分析和诊断的便携式装置-例如，携带式智能多功能诊断仪。专利技术的另外一个内容是使用通用、廉价的微处理器作为数据显示、处理与分析单元以及特殊配套硬件来制成进行定量化验分析和诊断的便携式装置-例如，携带式智能多功能诊断仪，以便进一步降低装置的制造成本、同时保有它的多功能性。专利技术的另外一个内容是提供一套准确、定量地测量侧流样品或微盘化验中某种物质的浓度的方法和装置。专利技术的另外一个内容是可以依据样品中某种物质的测定浓度，利用存储的统计数据、经验知识和数学模型进行分析的一套方法和装置。专利技术的另外一个内容是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于医学、生物医学和化学测量、分析和诊断的便携式装置，包括：.样品托，其上放有待测的样品；.一个构成装置底架的外壳；.一个位于底架外壳上的样品输入开口，用于将所述样品托放入底架外壳中；.一个位于底架外壳内的图像采集系统，用于获取样品托上的样品的图像信息；.一个数据显示、处理与分析单元，用于根据所述图像信息对所述样品进行检测、分析或作出诊断，其可以接收外部指令，以及显示或输出处理结果。其中，在使用过程中，放入了样品托的所述底架外壳至少包围所述图像采集系统，使所述图像采集系统和所述样品托在底架外壳内部具有确定的位置关系，并且所述图像采集系统与所述数据显示、处理与分析单元通过数字端口相连，从而构成便携式装置使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董佐民，马杰，
申请(专利权)人：马杰，董佐民，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]