一种血细胞离心分层检测系统及方法
阅读说明：本技术 一种血细胞离心分层检测系统及方法 (Blood cell centrifugal layering detection system and method ) 是由 王鹏 李川 陈石 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种血细胞离心分层检测系统及方法,解决现有技术采用反射式光电传感器对血液离心分层界面进行测量时,受外界光源干扰、发射器光功率衰减影响、以及耗材加工精度影响导致测量精度不够理想的技术问题。本发明检测系统包括离心杯、光源、反射镜、视觉识别传感器和图像数据处理模块。本发明方法主要是利用反射镜将光源投射到离心杯肩部,同时通过反射镜将反射光反射到视频摄像传感器进行成像,以精确获取血液杯式离心分层各层厚度及分界面位置信息。本发明可以解决环境光干扰、光源发射器衰减、安装位置精度、离心杯加工精度等对血液杯式离心分层各层厚度测量及分界面位置测量的影响,以大幅度提高分层厚度及界面位置检测的精度。(The invention discloses a blood cell centrifugal layering detection system and a blood cell centrifugal layering detection method, which solve the technical problem that when a reflection type photoelectric sensor is adopted to measure a blood centrifugal layering interface in the prior art, the measurement precision is not ideal due to the interference of an external light source, the attenuation influence of the light power of an emitter and the influence of consumable processing precision. The detection system comprises a centrifugal cup, a light source, a reflector, a visual identification sensor and an image data processing module. The method mainly utilizes the reflector to project the light source to the shoulder part of the centrifugal cup, and simultaneously reflects the reflected light to the video camera sensor for imaging through the reflector so as to accurately obtain the thickness of each layer of the blood cup type centrifugal layering and the position information of the interface. The invention can solve the influence of ambient light interference, light source emitter attenuation, installation position precision, centrifugal cup processing precision and the like on the thickness measurement of each layer of the blood cup type centrifugal layering and the interface position measurement, thereby greatly improving the detection precision of the layering thickness and the interface position.)
技术领域
本发明涉及全血分离技术领域，具体涉及一种血细胞离心分层检测系统及方法。
背景技术
全血在杯式离心分离过程中，需要对血液离心分层界面进行精确测量，以便精确控制采集单一成分(血浆、血小板、白细胞、红细胞等)，其测量精度直接决定了单一成分的采集质量。
传统检测方式是采用反射式光电传感器对血液离心分层界面进行测量，其在测量过程中容易受到外界光源影响，因此，对于反射式光电传感器的安装精度要求很高，同时，其受发射器光功率衰减的影响大，导致在检测测量时精度不够理想，且耗材的加工精度对检测结果影响也较大，上述因素综合影响下，反射式光电传感器难以满足高精度控制和使用便利性的要求。
因此，本发明设计一种血细胞离心分层检测系统及方法，利用反射镜将光源投射到离心杯肩部，同时通过反射镜将反射光反射到视频摄像传感器进行成像，以精确获取血液杯式离心分层各层厚度及分界面位置信息，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种血细胞离心分层检测系统及方法。解决现有技术采用反射式光电传感器对血液离心分层界面进行测量时，受外界光源干扰、发射器光功率衰减影响、以及耗材加工精度影响导致测量精度不够理想的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种血细胞离心分层检测系统，它包括：
用于对血液进行离心分层的离心杯；
用于发射光束的光源；
反射镜；
相互信号连接的视觉识别传感器和图像数据处理模块；
所述光源所发射光束依次经过反射镜、离心杯的分层界面、以及反射镜后投射至视觉识别传感器进行精确成像，所述图像数据处理模块接收视觉识别传感器所传送的成像数据信息后运算处理出离心杯内血浆层、白膜层和红细胞层的精确位置及厚度。
进一步地，还包括图像识别模块，所述视觉识别传感器通过所述图像识别模块与所述图像数据处理模块连接。
进一步地，还包括与所述图像数据处理模块信号连接用于实时显示离心杯内血浆层、白膜层和红细胞层精确位置及厚度信息的液晶显示屏。
进一步地，所述白膜层包括血小板层、白细胞层和干细胞层。
进一步地，所述反射镜有多片。
进一步地，多片所述反射镜共同对光源所发射光束反射至离心杯分层界面。
进一步地，多片所述反射镜共同对离心杯分层界面所反射光束反射至所述视觉识别传感器。
血细胞离心分层检测系统的检测方法，光源发射出光束并投射至反射镜，反射镜将该光束反射至离心杯分层界面，离心杯分层界面将该光束再反射至反射镜，反射镜将离心杯分层界面所投射的光束反射至视觉识别传感器，视觉识别传感器接收到反射镜所投射的光束后成像并将成像信息传送至图像数据处理模块，图像数据处理模块根据接收到的信息精准运算处理出离心杯内血浆层、白膜层和红细胞层的精确位置及厚度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，利用反射镜将光源投射到离心杯肩部，同时通过反射镜将反射光反射到视频摄像传感器进行成像，以精确获取血液杯式离心分层各层厚度及分界面位置信息。
本发明可以解决环境光干扰、光源发射器衰减、安装位置精度、离心杯加工精度等对血液杯式离心分层各层厚度测量及分界面位置测量的影响，以大幅度提高分层厚度及界面位置检测的精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明各电器设备连接框图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-反射镜、2-光源、3-视觉识别传感器、4-离心杯、5-图像数据处理模块、6-图像识别模块、7-液晶显示屏、8-血浆层、9-白膜层、10-红细胞层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和2所示，本发明提供的一种血细胞离心分层检测系统，它包括：用于对血液进行离心分层的离心杯4，用于发射光束的光源2，反射镜1，相互信号连接的视觉识别传感器3和图像数据处理模块5，图像识别模块6，以及液晶显示屏7；所述光源2所发射光束依次经过反射镜1、离心杯4的分层界面、以及反射镜1后投射至视觉识别传感器3进行精确成像，所述图像数据处理模块5接收视觉识别传感器3所传送的成像数据信息后运算处理出离心杯4内血浆层、白膜层和红细胞层的精确位置及厚度，所述白膜层包括血小板层、白细胞层和干细胞层。所述视觉识别传感器3通过所述图像识别模块6与所述图像数据处理模块5连接。所述液晶显示屏7与所述图像数据处理模块5信号连接用于实时显示离心杯4内血浆层、白膜层和红细胞层精确位置及厚度信息。
本发明所述反射镜1有多片，多片所述反射镜1共同对光源2所发射光束反射至离心杯4分层界面，多片所述反射镜1共同对离心杯4分层界面所反射光束反射至所述视觉识别传感器3。
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，利用反射镜将光源投射到离心杯肩部，同时通过反射镜将反射光反射到视频摄像传感器进行成像，以精确获取血液杯式离心分层各层厚度及分界面位置信息。
本发明提供的血细胞离心分层检测系统的检测方法，光源发射出光束并投射至反射镜，反射镜将该光束反射至离心杯分层界面，离心杯分层界面将该光束再反射至反射镜，反射镜将离心杯分层界面所投射的光束反射至视觉识别传感器，视觉识别传感器接收到反射镜所投射的光束后成像并将成像信息传送至图像数据处理模块，图像数据处理模块根据接收到的信息精准运算处理出离心杯内血浆层8、白膜层9和红细胞层10的精确位置及厚度。
本发明可以解决环境光干扰、光源发射器衰减、安装位置精度、离心杯加工精度等对血液杯式离心分层各层厚度测量及分界面位置测量的影响，以大幅度提高分层厚度及界面位置检测的精度。
本发明通过反射镜将光源所发射光束投射到离心杯肩部(离心杯分层界面)，通过多片反射镜将反射光反射到视频摄像传感器进行成像，将反射图像通过Canny边缘检测算子边缘检测算法分别对空气层、血浆层、白膜层(血小板、白细胞、干细胞层)、红细胞层进行计算，可精确识别血液杯式离心分层各层厚度，分界面位置等。
本发明可以允许在一定安装误差范围内保证测量结果的正确性，允许光源功率改变，血液分层检测精度高，增加耗材加工精度允许误差范围。
市面视觉识别摄像传感器焦距一般为50mm到90mm，由于焦距过短，其不能直接安装于离心分离设备内进行血液杯式离心分层厚度及分界面位置成像测量，本发明巧妙地在视觉识别传感器和离心杯之间设多片反射镜，通过反射镜将光源光束投射到离心杯肩部，通过多片反射镜将离心杯肩部的反射光反射到视觉识别传感器进行成像，将反射图像通过视觉识别算法分别对空气层、血浆层、白膜层(血小板、白细胞、干细胞层)、红细胞层进行计算，可精确识别血液杯式离心分层各层厚度及分界面位置信息，并在液晶显示屏实时显示。
本发明在使用时，首先，按图1所示方位安装反射镜组、视觉传感器、光源，并安装样品离心杯；之后，调整视觉传感器和反射镜模组，使得待测量分层界面在视觉传感器视场范围内；然后，调整光源位置和角度，使得待测分层界面部分照度基本均匀；最后，调整视觉传感器焦距、使得视觉传感器焦距在理想成像范围内，视觉传感器即可将成像信息通过图像识别模块传送至图像数据处理模块，图像数据处理模块将运算处理后的分层厚度信息和分界面位置信息通过液晶显示屏实时显示。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。