本站原创摘 要 ：微柱凝胶检测技术正广泛用于医学临床血型鉴定和交叉配血实验中.为了方便临床使用,本文设计微柱凝胶检测系统,系统由硬件和软件两部分组成.工业相机是硬件的关键部件；软件采用VB编程,集成图像识别技术、数据库技术编辑而成.经过软硬件联调,本系统预定功能已基本实现.
关 键 词 ：微柱凝胶；系统；设计
中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 16-0000-02
1.前言
微柱凝胶检测技术是一种安全、灵敏的免疫鉴定技术,正逐步取代传统的玻片法、试管法等血清实验方法,用于医学临床血型鉴定和交叉配血实验,该技术简化了操作过程,检测结果清晰明了,易于判断.最大限度消除了人为因素对实验的影响,使实验结果便于保存和查询,对提高用血质量与安全发挥了明显的促进作用.本文利用VB编程,集成图像识别技术、数据库技术开发了微柱凝胶检测结果判读系统.
2.系统设计
2.1 硬件系统设计
微柱凝胶检测系统硬件部分主要由计算机和微柱凝胶试验卡判读仪组成.其中微柱凝胶试验卡判读仪包含有：高品质工业相机、微柱凝胶卡输送机构、电源部分、照明系统及密封箱体等部分组成.
工业级摄像头是硬件系统的关键部件,本系统选用了200万像素免驱USB2.0工业相机,其CCD是大面阵CMOS图像传感器,可广泛的应用于模式识别、工业检测、医学显微图像以及交通管理和机器视觉等领域.该工业相机的能够保证所采集到的图像的真实性,防止了影像的变形及色彩的失真.
照明系统及密封箱体也是硬件系统的重要组成部分,保证了使所采集到的图像色彩的稳定性.
计算机主要用于运行软件系统、存储所采集到的图像.
2.2 软件系统设计
微柱凝胶检测系统包含以下功能：输入、信息录入、判读打印、信息查询、重新检测、系统维护、退出等.
输入：包括判读仪仪器操作者输入、打印者输入、审核人员输入,设定了不同的使用登记,以保证软件使用的安全性.设定的都存储在一个Access数据表格中,由软件系统调用.
信息录入：包括医院有关科室的信息,如科室名称,医生姓名等；病人信息：病人姓名、病人年龄、就诊科室、检验项目、诊断记录、就诊时间、检验时间等.录入的信息由数据库管理.
判读打印：是软件的主要功能,用于判断系统硬件部分是否工作正常,运行图像采集子程序、图像识别子程序、并将判读结果显示和存储到相关数据表格中.同时可以根据就诊科室的需要,按照不同格式打印微柱凝胶的检测结果.
信息查询：可以查询病人信息、微柱凝胶的判读结果、以及就诊相关信息.
重新检测：当对本次检测结果有疑问时,可以重新检测一次,以获得正确的判读结果.
系统维护：可以测试硬件系统照明系统灯光是否发生变化、输送机构的精度等进行定期的测试,以保证硬件部件的稳定性.
（1）判读原理
1）微柱凝胶卡图像的二值化处理.将微柱凝胶卡实验结果图片用为一个二维函数f（x,y）表示,其中x,y是图像中像素坐标,图像左上角为坐标原点（0,0）.f为图像像素在坐标点（x,y）处的灰度值.图像的数据矩阵表示如下：
数据矩阵中的数值在[0,255]范围中取值,坐标点的颜色越深其灰度值越小.针对图片中坐标点（x,y）像素,采用VB语言实现的数字化程序如下：（Picture2.Point（x,y）＼65536）Mod256,所有像素点的二值化数值存储到某个数组中,即实现了对图像的二值化处理.
2）单个微柱试管中心线的确定.仔细观察图1中的每个微柱试管,可以看出,每个塑料微柱试管边缘轮廓呈现白色,颜色较其余部位要浅,其二值化数值范围为150～165,而微柱试管轮廓内作为血清实验主体部分的凝胶部分的二值化数值是小于140的.因此可以利用VB语言的循环语句找出微柱的两个侧边的坐标,平均后即为微柱的中心线.
3）单个微柱凝胶孔实验图像结果判别.经测定红细胞积聚处颜色较深,其图像二值化数值小于75；停留在微柱试管中的红细胞颜色较浅,其二值化数值大于75,小于100.
因此,以75、100为阈值,以微柱试管中心线为纵坐标,采用VB语言编程,依次对每个微柱试管的实验结果进行二值化数值的比较,若实验结果的二值化数值小于75,则表示有红细胞积聚,将高度坐标赋给Ys1或Ys2；若二值化数值大于75小于100则表示有红细胞停留,将其高度坐标赋给Yq1或Yq2；若二值化数值大于100则表示凝胶中没有红细胞,则Ys1、Ys2、Yq1、Yq2赋值为0.根据Ys1、Ys2、Yq1、Yq2的最后赋值即可判读出每个微柱试管的实验结果,实验结果与阴阳性的对应关系见表1.
微柱凝胶检测法通过调节试剂中葡集糖凝胶的浓度来控制分子筛孔径大小,使分子筛只允许游离分子通过,从而达到分离凝集红细胞和游离红细胞的目的.观察所采集到的微柱凝胶卡图片,可以发现微柱凝胶试管的边缘呈亮白色,颜色最浅,颜色灰度值最大；微柱凝胶试管中试剂颜色稍有加深,其灰度值稍有减小；悬浮在凝胶中的血红细胞颜色又有所加深,灰度值减小；积聚在凝胶底部或顶部的血红细胞颜色最深,灰度值最小.
根据上述微柱凝胶卡中各部分灰度值数值的不同,设置相应的阈值,采用VB语言编程即可实现对微柱凝胶试管位置的确定、每个微柱凝胶试管试验结果的阴阳性的判读.
（2）数据存储.Microsoft Office Access是微软把数据库引擎的图形用户界面和软件开发工具结合在一起的一个数据库管理系统.它是微软OFFICE的一个成员.
MS Access以它自己的格式将数据存储在基于Access Jet的数据库引擎里.它还可以直接导入或者链接数据（这些数据存储在其他应用程序和数据库）.
软件开发人员和数据架构师可以使用Microsoft Access开发应用软件,“高级用户”可以使用它来构建软件应用程序.和其他办公应用程序一样,Access支持Visual Basic宏语言,它是一个面向对象的编程语言,可以引用各种对象,包括DAO（数据访问对象）,ActiveX数据对象,以及许多其他的ActiveX组件.可视对象用于显示表和报表,他们的方法和属性是在VBA编程环境下,VBA代码模块可以声明和调用Windows操作系统函数.
利用MS ACCESS软件数据库管理的强大功能,采用VB语言对其进行开发和利用,建立了有关的数据库,包括病人信息、医院信息、正定试验判读结果信息、反定试验判读结果信息、IGG试验判读结果信息等数据表格.通过系统“判读打印”功能,可以调用表格中存储的信息,套用系统设定的表格模板,打印出各个诊断科室需要的血液检验单,且检验单上能够打印出微柱凝胶检验卡的图片信息,为医生的确诊提供确凿的依据.
3.结论
目前,本系统的硬件部分的原型机已加工成型,软件也基本编辑完毕,经系统软硬件联合调试,系统能够实现预定的功能.