建立试纸数据库的方法及基于该数据库的试纸检测方法与流程

1.本发明涉及医学检测领域，更具体地，涉及建立试纸数据库的方法及基于该数据库的试纸检测方法。


背景技术：

2.目前市面上用于检测的仪器普遍存在体积大，功耗高，功能单一，造价昂贵等等不足之处。价格昂贵而后期使用率极低的仪器对于普通家庭在经济上是很大的负担，而偏远地区医院及社区卫生诊所等机构对于疾病/症状的检测也只能通过经验判断。
3.对于居家使用，很显然检测分析仪器设备并不适用。相对便捷的方式是采用试纸辅助用于疾病/症状的分析，通过试纸与尿液、血液等溶液反应后的颜色变化对比标准比色卡判断相应的成分浓度。该类试纸需要主动进行试纸颜色辨别。
4.用于尿液检测的智能纸尿裤，将尿液试纸置于纸尿裤内，当尿液接触试纸时，试纸产生颜色变化，此时通过标准比色卡肉眼辨别试纸颜色所属区域，或者手机app扫描二维码呈现出试纸颜色所对应的检测值。由此可见，该类复合尿液试纸的纸尿裤需要主动观察婴儿排尿后才能进行试纸颜色辨别。
5.试纸颜色的变化受时间影响比较大，现阶段仅简单地根据纸尿裤中浸染尿液后的试纸颜色来进行辨别，准确度很低。


技术实现要素：

6.本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供建立试纸数据库的方法及基于该数据库的试纸检测方法，用于解决试纸颜色的变化受时间影响比较大，影响最终评判结果准确性的问题。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种建立试纸数据库的方法。该建立试纸数据库的方法，包括以下步骤：s1.读取沾有不同浓度范围的待检测溶液的试纸在不同浸染时间段内的试纸图像；s2.为每个试纸图像建立代表色；s3.重复n次步骤s1~s2，沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内得到的试纸图像均对应n个代表色；s4.对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内得到的n个代表色中选择其中m个代表色；s5.分别对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的m个代表色进行处理，得到沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的参考色；s6.将待检测溶液对应的检测对象、试纸、待检测溶液的浓度范围、浸染时间段和参考色均存储至数据库，形成不同检测对象对应不同待检测溶液、不同待检测溶液对应不
同的试纸、不同的试纸在沾有不同浓度范围的待检测溶液和不同浸染时间段内对应不同参考色的试纸数据库。
8.本发明通过为设置不同浓度的待检测溶液模拟不同症状所对应的实际溶液，如尿液，血液，再根据沾有不同浓度检测溶液的试纸在不同浸染时间段所显示的颜色有差异为基准，设置了试纸数据库，不同浓度范围和不同试纸浸染时间段下对应的试纸颜色不同，从而解决了试纸颜色的变化受时间影响比较大，影响最终评判结果准确性的问题。
9.所述步骤s2为每个试纸图像建立代表色具体为：对所述试纸图像中试纸被浸染的部分随机截取，获得截取区域；所述截取区域内包含多个像素点；每个像素点对应一个色值；计算所述截取区域内所有色值的均值或中位值作为该试纸图像的代表色的色值。
10.对试纸图像中试纸颜色发生改变的区域中取部分区域，取该区域中颜色均值或中位值作为该试纸图像的代表色，而不是随机读取一个点的色值作为代表色，使得试纸图像的代表色更加具有代表性和准确度。
11.所述步骤s5中分别对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的m个代表色进行处理具体为：对m个代表色的色值取均值或者中位值作为参考色的色值。
12.为了使得实验结果更加准确更具说服力，本发明进行大量重复实验获得多个实验数据，再对获得的多个实验数据中的有效数据取均值或者中位值，使得试纸图像的参考色更加精确，更具代表性。
13.所述待检测溶液为尿液；所述试纸置于儿童纸尿裤中，用于检测黄疸；所述浸染时间段根据接收到的尿湿报警信号的时间和拍摄所述试纸图像的时间，结合浸染时间阈值确定；其中所述尿湿报警信号是内置在儿童纸尿裤中的传感器在检测到尿液后发出的。
14.黄疸是新生儿常见体征，婴儿出院后对于黄疸检测只是依靠经验的判断，缺少持续的动态监测，目前已有的黄疸检测纸尿裤，通过试纸颜色和比色卡对比分析，而忽略了试纸时效性的问题，同时常规的试纸检测是在完全浸润液体后进行颜色分析，置于纸尿裤内部的试纸在婴儿排尿时并不能保证试纸在接触尿液时能够一次性完全润湿，由此直接分析结果的准确性值得商榷。本发明分析出试纸的浸染时间阈值，根据浸染时间阈值设置时间段，内置于儿童纸尿裤中的传感器在检测到尿液后发出尿湿报警信号后，提示用户查看并上传试纸图像，再根据拍照时间和发出尿湿报警信号的时间差确定试纸浸染的时间段。建立检测黄疸的试纸数据库，该数据库除试纸颜色外还包含试纸的浸染时间段，使得通过试纸检测黄疸的结果更准确。
15.根据本发明的另一个方面，提供了一种试纸检测方法。该试纸检测方法，包括以下步骤：f1.读取上传的试纸照片；f2.获取所述试纸对应的浸染时间；f3.根据所述上传的试纸照片获取所述试纸对应的代表色；
f4.根据待检测溶液、所述试纸的浸染时间和所述试纸的代表色在试纸数据库中进行查询对比，得到对应的最接近的参考色；f5.根据最接近的参考色对应的浓度范围得到待检测溶液的浓度范围；f6.根据待检测溶液的浓度范围判断该待检测溶液浓度是否属于正常浓度范围。
16.本发明通过在建立的试纸数据库中查询待检测溶液对应的浸染时间段，在该时间段包含的所有参考色中查询与试纸照片的代表色最接近的参考色，根据参考色对应的浓度范围就可知道待检测溶液的浓度范围，不需要大型检测设备，只需要上传试纸照片便可查询出检测溶液的浓度范围。
17.步骤f2.获取所述试纸对应的浸染时间具体为：读取试纸在待检测溶液中开始浸染的时间；读取上传试纸照片的拍摄时间；所述试纸对应的试纸浸染时间=上传试纸照片的拍摄时间-所述试纸开始浸染的时间。
18.本发明通过对试纸对应的试纸浸染时间在试纸数据库中查询该试纸浸染时间所在的浸染时间段，通过试纸浸染时间段和试纸照片颜色两种变量查询所检测溶液的浓度范围，而不仅仅通过试纸颜色确认，使得实验结果更加精确。
19.所述步骤f3.根据所述上传的试纸照片获取所述试纸对应的代表色具体为：在所述试纸照片中试纸被浸染的部分随机截取，获得截取区域；所述截取区域内包含多个像素点；每个所述像素点对应一个色值；计算所述截取区域内所有色值的均值或中位值作为试纸图像的代表色。
20.试纸照片中，因为设备或拍摄角度或光照等原因，使得试纸照片中试纸的颜色值分布并不均匀。本发明对拍摄的试纸照片中试纸颜色发生改变的区域中取部分区域，取该区域中颜色均值或中位值作为该试纸照片的代表色，而不是随机读取一个点的色值作为代表色，使得试纸照片的代表色更加具有代表性和准确度。
21.所述步骤f4.获取待检测溶液对应的试纸浸染时间后，还包括：判断所述试纸的浸染时间是否在阈值范围内，如是则执行f5，如否则反馈试纸浸染时间异常，结束检测；所述阈值范围为试纸数据库中所述待检测溶液对应试纸的所有浸染时间段的并集。
22.不同检测的试纸在沾有检测溶液后开始显色时间是不固定的，且试纸颜色也会随着浸染时间而改变，当达到一个阈值时，试纸的颜色便不再改变或颜色值改变较少，不同浓度的溶液在对试纸长时间浸染之后试纸的颜色值会均趋于一个色值，而当试纸被长时间浸染后，可能造成试纸颜色失真，从而影响检测准确度，所以为试纸的浸染时间设定一个阈值，防止试纸浸染过短或过久，从而使得检测结果不准确。
23.所述步骤根据待检测溶液的浓度范围判断该待检测溶液浓度是否为正常具体为：将试纸数据库中待检测溶液对应的正常浓度范围阈值分别记为a、b，其中，a《b；若待检测溶液的浓度范围小于a，反馈该待检测溶液浓度较低；若待检测溶液的浓度范围大于b，反馈该待检测溶液浓度较高；
否则反馈该待检测溶液浓度正常。
24.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种建立试纸数据库的方法或一种试纸检测方法。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.建立了以溶液溶度范围以及试纸浸染时间段为参照的试纸数据库；2.根据试纸时间和试纸浸染时间为参照，在试纸数据库中查询，解决了试纸颜色的变化受时间影响比较大，影响最终评判结果准确性的问题。
附图说明
26.图1为本发明的一种建立试纸数据库的方法的流程图。
27.图2为本发明的一种试纸检测方法的流程图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种建立试纸数据库的方法。该建立试纸数据库的方法，包括以下步骤：s1.读取沾有不同浓度范围的待检测溶液的试纸在不同浸染时间段内的试纸图像；s2.为每个试纸图像建立代表色；s3.重复n次步骤s1~s2，沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内得到的试纸图像均对应n个代表色；s4.对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内得到的n个代表色中选择其中m个代表色；s5.分别对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的m个代表色进行处理，得到沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的参考色；s6.将待检测溶液对应的检测对象、试纸、待检测溶液的浓度范围、浸染时间段和参考色均存储至数据库，形成不同检测对象对应不同待检测溶液、不同待检测溶液对应不同的试纸、不同的试纸在沾有不同浓度范围的待检测溶液和不同浸染时间段内对应不同参考色的试纸数据库。
30.在对试纸颜色比对时，不仅判断试纸颜色属于比色卡中的哪个颜色区间，而且将试纸浸染时间作为参考，使得判断结果更精确更具说服力。具体的，m小于或等于n，由于实验过程中难免出现误差，故在统计时可所有实验数据中剔除误差明显或实验失败的数据，使得实验结果更精确。具体的，所述试纸可以为胆红素/尿胆原试纸、ph试纸、葡萄糖试纸、蛋白质试纸或白细胞试纸等，所述待检测溶液为尿液，血液等。
31.具体地，所述浸染时间段是根据获得的试纸颜色与试纸浸染时间之间的关系预设的，将试纸浸染时间按浸染时间阈值划分为多个试纸浸染时间段。此外，所述浸染时间段为多个不相交的时间跨度，如，在建立检测黄疸浓度的试纸数据库中，所述时间段分为：0-1min，1-2min，2-3min，3-4min，4-5min。
32.在建立试纸数据库时，一种疾病/症状对应一种试纸，该试纸的浸染时间段分为不相交的多段，每一段浸染时间段内均包含多个不相交的待测溶液浓度范围，每个待测溶液的浓度范围内均对应一个参考色。具体地，一个浸染时间段内对应多个待测溶液的浓度范围，一个浸染时间段内的一个浓度范围内对应一个参考色，该参考色是根据多个该浸染时间段内的该浓度范围内的多个试纸图像的代表色取均值或中位值获得。如，在试纸数据库中，黄疸对应胆红素/尿胆原试纸，该试纸的浸染时间段分为0-1min，1-2min，2-3min，3-4min，4-5min，在0-1min时间段内包含浓度为0-x，x-y等不同浓度范围的试纸参考色（其余时间段同上述）。
33.所述待检测溶液的不同浓度指的是待检测溶液中某一待检测对象的不同浓度，如待检测溶液是尿液，待检测对象是黄疸，则所述不同浓度指的是尿液中用于指征黄疸的胆红素和或尿胆原的浓度，通过能检测胆红素和或尿胆原的试纸可以检测到尿液中的胆红素和或尿胆原的浓度，从而来确定人体中的黄疸含量。
34.所述步骤s2为每个试纸图像建立代表色具体为：对所述试纸图像中试纸被浸染的部分随机截取，获得截取区域；所述截取区域内包含多个像素点；每个像素点对应一个色值；计算所述截取区域内所有色值的均值或中位值作为该试纸图像的代表色的色值。
35.具体地，所述截取区域为多边形、圆形或无规则形状，且所述截取区域面积大于0。在计算时还可以取所述截取区域周围范围内的色值，所述周围范围根据试纸被浸染的区域大小而定。
36.所述步骤s5中分别对沾有相同浓度范围的待检测溶液的试纸在相同浸染时间段内的m个代表色进行处理具体为：对m个代表色的色值取均值或者中位值作为参考色的色值。
37.具体地，将参考色对应色值存储到数据库，并显示该色值对应的颜色，将该色值与对应的试纸浸染时间、溶液浓度范围以及疾病/症状名称相关联。
38.所述待检测溶液为尿液；所述试纸置于儿童纸尿裤中，用于检测黄疸；所述浸染时间段根据接收到的尿湿报警信号的时间和拍摄所述试纸图像的时间，结合浸染时间阈值确定；其中所述尿湿报警信号是内置在儿童纸尿裤中的传感器在检测到尿液后发出的。
39.具体地，所述试纸为能检测胆红素和或尿胆原的试纸；所述浸染时间阈值为根据获得的试纸颜色与试纸浸染时间之间的关系预设的，将试纸浸染时间按浸染时间阈值划分为多个试纸浸染时间段。
40.在建立数据库的过程中，为了降低拍摄图像的差异性，所述拍摄所述试纸图像的设备建议采用同一设备进行。
41.所述黄疸是新生儿常见的一种症状，在本优选实施例中，通过预先在新生儿使用的儿童纸尿垫中内置用于感应尿液的传感器，如湿度传感器等，来监测新生儿的排尿情况，当传感器感应到尿液后发出尿湿报警信号到后台系统，后台系统记录所述尿湿报警信号以及收到所述尿湿报警信号的时间。后台系统通过接收到尿湿报警信号后可以通过提醒等方式提示对纸尿裤中内置的试纸进行图像拍摄。
42.实施例2如图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种试纸检测方法。该试纸检测方法，包括以下步骤：f1.读取上传的试纸照片；f2.获取所述试纸对应的浸染时间；f3.根据所述上传的试纸照片获取所述试纸对应的代表色；f4.根据待检测溶液、所述试纸的浸染时间和所述试纸的代表色在试纸数据库中进行查询对比，得到对应的最接近的参考色；f5.根据最接近的参考色对应的浓度范围得到待检测溶液的浓度范围；f6.根据待检测溶液的浓度范围判断该待检测溶液浓度是否属于正常浓度范围。
43.根据试纸的浸染时间在试纸数据库中查询到所属的浸染时间段，再在浸染时间段中不同浓度范围所对应的参考色中查询与试纸的代表色最接近的参考色，所述查询具体为，筛选出与代表色差值绝对值最小的参考色。
44.步骤f2.获取所述试纸对应的浸染时间具体为：读取试纸在待检测溶液中开始浸染的时间；读取上传试纸照片的拍摄时间；所述试纸对应的试纸浸染时间=上传试纸照片的拍摄时间-所述试纸开始浸染的时间。
45.具体地，用户在上传试纸照片到系统后，系统自动读取该试纸照片的拍摄时间。
46.所述步骤f3.根据所述上传的试纸照片获取所述试纸对应的代表色具体为：在所述试纸图像中试纸被浸染的部分随机截取，获得截取区域；所述截取区域内包含多个像素点；每个所述像素点对应一个色值；计算所述截取区域内所有色值的均值或中位值作为试纸图像的代表色。
47.具体地，所述截取区域为多边形、圆形或无规则形状，且所述截取区域面积大于0。在计算时还可以取所述截取区域周围范围内的色值，所述周围范围根据试纸被浸染的区域大小而定。
48.所述步骤f4.获取待检测溶液对应的试纸浸染时间后，还包括：判断所述试纸的浸染时间是否在阈值范围内，如是则执行f5，如否则反馈试纸浸染时间异常，结束检测；所述阈值范围为试纸数据库中所述待检测溶液对应试纸的所有浸染时间段的并集。
49.具体的，所述异常为试纸浸染时间过短或过久。试纸浸染时间过短可能造成试纸颜色显示不充分，试纸浸染时间过久可能使得试纸中检测物质流失挥发。
50.所述步骤根据待检测溶液的浓度范围判断该待检测溶液浓度是否为正常具体为：将试纸数据库中待检测溶液对应的正常浓度范围阈值分别记为a、b，其中，a《b；若待检测溶液的浓度范围小于a，反馈该待检测溶液浓度较低；若待检测溶液的浓度范围大于b，反馈该待检测溶液浓度较高；否则反馈该待检测溶液浓度正常。
51.进一步，设定阈值c，b《c，若待检测溶液的浓度范围大于b小于或等于c，表示生理指标轻微超标，反馈该待检测溶液浓度轻微超标，需要注意；若待检测溶液的浓度范围大于c，表示生理指标严重超标，反馈该待检测溶液浓度严重超标，需要及时就医诊断。
52.具体地，在使用时，用户在系统上提前选择要检测的疾病/症状，系统读取用户选择的检测对象要检测的疾病/症状，对选择的要检测的疾病/症状的检测对象进行判断，若选择的检测对象要检测的疾病/症状在试纸数据库中查找到对应检测该疾病/症状的检测对象的试纸数据库，则将试纸数据库中的数据更新显示为所述检测对象检测该疾病/症状的试纸数据库数据，若试纸数据库中暂未收录，则向用户反馈该检测对象类疾病/症状尚不能检测。
53.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种建立试纸数据库的方法或一种试纸检测方法。
54.通过本系统可以解决试纸颜色的变化受时间影响比较大，影响最终评判结果准确性的问题。
55.实施例3本实施例是将实施例2的试纸检测方法应用到检测新生儿黄疸浓度时的一个具体实施例，当实施例2的试纸检测方法用于检测黄疸时，所述待检测溶液为尿液，在实施该具体实施例时，将实施例1得到的试纸数据库预先嵌入到后台系统上，当用户要进行新生儿黄疸检测时，用户先在后台系统对应的前端用户界面上（如手机app/小程序）选择要检测的疾病/症状（如黄疸检测），然后为婴儿穿戴带有能检测黄疸的婴儿纸尿裤，所述婴儿纸尿裤中预先内置有用于检测胆红素或尿胆原的试纸，且该婴儿纸尿裤中内置有传感器，所述传感器可以是湿度传感器，用于检测尿液，当传感器检测到婴儿排尿后，所述传感器发出尿湿报警信号到后台系统，后台系统在接收到尿湿报警信号的同时记录当前时刻，作为试纸开始浸染的时间，同时后台系统在对应的前端界面上提示用户已经收到了尿湿报警信号（即告知用户婴儿已排尿），用户根据所提示的尿湿报警信号及时查看试纸颜色变化，并通过手机app/小程序等上传试纸照片，此时，后台系统则执行如下步骤：读取用户上传的试纸照片；在读取到试纸照片后，根据试纸照片的拍摄时间和收到尿湿报警信号的时间获取婴儿纸尿裤中所述试纸对应的浸染时间；例如，系统数据库中存储用于检测黄疸的试纸的浸染时间段分为0-1min，1-2min，2-3min，3-4min，4-5min，用户在婴儿尿湿报警后2分30秒拍照试纸，将试纸色照片上传至app，系统根据试纸照片的拍摄时间与尿湿报警信号发出的时间差确定出试纸的浸染时间长度为2分30秒，系统再根据浸染时间长度选取对应试纸的浸染时间段为2-3min。
56.对所述上传的试纸照片进行图像分析获取所述试纸对应的代表色；根据前述用户所选择的需要检测的疾病/症状，此实施例是检测黄疸，则在试纸数
据库中调取检测黄疸对应的数据，然后在所调取的检测黄疸对应的数据中，根据试纸的浸染时间获取该浸染时间对应的浸染时间段内所有的参考色，再在所有的参考色中查询比对与试纸照片中试纸代表色最接近的参考色；例如，若系统选取对应的试纸浸染时间段为2-3min，则系统试纸数据库中2-3min时间段范围内查找与试纸照片中试纸的颜色与最接近的那个参考色。
57.选定参考色后，该参考色对应的浓度范围便为待检测溶液的浓度含量，此实施例中参考色对应的浓度范围便为尿液中胆红素/尿胆原的浓度范围，根据该范围便可评估新生儿的黄疸值范围，最终将黄疸值范围从前端界面呈现给用户，并给予健康护理建议。
58.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。