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基于金字塔连接与高斯混合模型算法的量子点荧光芯片检测系统的设计

张雪青  胡贝贝  杨浩  郭勤  崔大祥  
【摘要】:20世纪90年代以来,免疫层析技术因其快速、简便、经济、单人份检测等特点得到迅速发展,已经广泛应用于医学检测、食品质量监测、毒品检测和环境监测。目前,免疫层析技术正朝着高灵敏度、定量和多元检测等方向发展,并有可能成为恶性肿瘤、病原体以及心血管疾病等的早期有效和灵敏的筛查诊断技术。荧光量子点是一类非常重要的功能纳米材料,由于量子效应等,它们表现出独特的光致发光性能。基于这些,我们研制了以量子点为标记物的免疫层析试纸条及其配套的定量检测分析系统。本文选用紫外冷光源作为激发光源,CCD模拟摄像机配合图像采集卡进行荧光信号采集,并结合免疫层析试纸条图像的特点提出了一种新的层析试纸条荧光信号自动识别的算法。该算法使用基于RGB空间的数学形态学运算方法对图像进行滤波增强,并采用金字塔连接算法分割图像,然后使用高斯混合模型(GMM)检测荧光信号,最后再计算荧光区域的平均亮度。经过实验数据分析证明该算法能将荧光区域完整地分割出来并能快速准确地检测出荧光信号,实现荧光层析信号的定量检测。基于此,我们开发设计了仪器配套的软件分析系统,成功实现了信号采集,信号处理,疾病自动诊断及手动辅助诊断,打印检测报告等功能,并建立了完善的病人信息数据库,可以进行病人诊断信息的录入,查询和病例统计分析等。

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