CN102483402B - 用于尿分析的便携式数字读出器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尿分析的便携式数字读出器。该便携式数字读出器用于对包括多个化验区域的分析目标芯片读数，该便携式数字读出器包括：本体，包括光发射部分、整体式光学分束器、光接收部分以及测量部分，该光发射部分具有用于发射光的光发射元件，该分束器将来自光发射部分的光均匀地分配到分析目标芯片的每个化验区域，该光接收部分接收从每个化验区域反射的光以将所接收的光转换为电信号，该测量部分根据该光接收部分获得的电信号来测量浓度；主支撑件，具有该分析目标芯片并且与本体装配在一起；以及辅助支撑件，装配在分析目标芯片与该主支撑件之间，包括用于装配该分析目标芯片的凹槽，并且与该主支撑件装配在一起，以在使用后更换。因此，通过形成与条形芯片接触的可更换部分并且对引入条形芯片的部分设置吸湿材料，可以避免读出器受到过量尿的污染。

Description

用于尿分析的便携式数字读出器

技术领域

本发明涉及一种用于尿分析的数字读出器，尤其涉及一种能够避免被样本污染的用于尿分析的便携式数字读出器。

背景技术

一般而言，尿分析条形芯片具有各种独立的化验项目。具体而言，这些化验项目包括潜隐血、胆红素、尿后胆色素原、酮体、蛋白质、亚硝酸盐、葡萄糖、pH、比重、白血球、维生素C等等。采用化验纸的尿分析是初步筛查各种身体疾病的半定量化验，并且能够对身体中的在其早期阶段的异常进行化验。利用这种化验，易于对尿采样，不会给化验患者带来负担，并且可立即确定其结果，所以这种化验得到高度利用。尿分析条形芯片将化验结果展示给化验患者，从而能够以肉眼检查上述相关项目的异常。

发明内容

【技术问题】

由于条形芯片自然要使用贴附到塑料膜的用于各个化验项目的化验部分，因此条形芯片可能具有色彩区域，其中难以通过肉眼来辨认作为化验结果显示的色彩变化。因此，条形芯片的缺点在于，在对同一色彩图案的辨认依赖于个体(例如色盲的个体)而改变的情况下，化验准确度可能降低。

因此，读出器用于从这些条形芯片读出信息。目前市场上有的且在医院中使用的读出器体积大并且价格贵。因此，急切需要开发出新概念的诊断读出器，其能够在任何地方任何时间普遍地测试和监控公众的健康。为此，提出了采用光发射元件和光接收元件的读出器。

然而，由于读出器本体被残留或者过量的尿污染，因此这些读出器可能留给使用者不愉快的感觉。然而，没有其它选择，而只能手动处理这个问题。

【技术方案】

本发明涉及一种用于尿分析的便携式数字读出器，其中接触条形芯片的元件可被更换，从而可避免读出器被污染。

本发明的一个方面提供一种用于尿分析的便携式数字读出器，其中旨在用于分析并且具有多个化验区域的芯片被读数。该便携式数字读出器包括：本体，具有光发射器、集成的光分配器、光接收器以及测量部分，光发射器包括光发射元件并且发射光，光分配器将来自光发射器的光均匀地分配到芯片的每个化验区域，光接收器接收从每个化验区域反射的光并且将所接收的光转换为电信号，测量部分基于从光接收器接收的电信号来测量浓度；主支撑件，支持芯片并且与本体装配在一起；以及辅助支撑件，设置在芯片与主支撑件之间，具有其中装配芯片的凹槽，与主支撑件装配在一起，并且在使用后更换。

在示例性实施例中，辅助支撑件可包括突出部，该突出部从辅助支撑件的长边延伸并且放置在主支撑件上。

在示例性实施例中，该主支撑件包括凹槽，辅助支撑件装配到该凹槽中。

在示例性实施例中，便携式数字读出器进一步包括保护膜支撑件，该保护膜支撑件安装在芯片上并且包括暴露化验区域的多个窗口。

在示例性实施例中，保护膜支撑件包括与辅助支撑件的突出部对准的突出部。

在示例性实施例中，保护膜支撑件和辅助支撑件由聚合物形成。

在示例性实施例中，聚合物是选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)等中的一种。

在示例性实施例中，便携式数字读出器可进一步包括：装载区和吸湿构件，主支撑件装载到该装载区中，吸湿构件设置在装载区的上端并且吸收芯片上的过量的尿。

在示例性实施例中，吸湿构件包括固定部分和从该固定部分延伸的吸湿部分。

在示例性实施例中，装载区的上端可包括凹槽，吸湿构件的固定部分装配到该凹槽中。

在示例性实施例中，吸湿构件可由选自纸、纤维、聚合物和无机材料中的一种形成。

在示例性实施例中，吸湿部分具有U形形状或者多边形形状。

在示例性实施例中，便携式数字读出器可进一步包括显示部分，用于显示测量部分分析的结果。

【有益效果】

根据本发明的示例性实施例，数字读出器可更换与条形芯片接触的元件，并且在条形芯片装载到其中的部分设置吸湿构件，以避免被过量的尿污染。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的以上和其它特征和优点对本领域的技术人员将变得更为清楚，在附图中：

图1为示出根据本发明的示例性实施例的用于尿分析的便携式数字读出器的方块图；

图2示出用于解释根据本发明的示例性实施例的用于尿分析的便携式数字读出器结构的构造；

图3为示出其上安装有条形芯片的支撑件的结构的立体图；

图4示出从图3的支撑件移除条形芯片的状态；

图5示出具有吸湿构件的数字读出器的支撑件；

图6示出在根据本发明的第一实施例的数字读出器中装载支撑件的过程；

图7至图10示出根据本发明的吸湿构件的示例；以及

图11示出在根据本发明的第二实施例的数字读出器中装载支撑件的过程。

具体实施方式

下面将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出本发明的示例性实施例。然而，本发明可以通过不同的形式实施，并且不应构建为限定于这里阐述的实施例。为了保持本发明的以下说明清楚且简明，可省略已知功能和已知部件的详细说明。当本发明的任一元件在一个以上的附图中出现时，该元件在每个附图中由相同的参考标号表示。

应该理解的是，在本说明书的全文中，除非明确阐明相反的情况，术语“包括”应该解释为包括任何所述的元件，但是不一定排除其它元件。此外，这里使用的术语“部分”、“装置”以及“模块”是指可实施为硬件、软件或者其组合的单元，用于处理至少一个功能和执行一个操作。

图1为示出根据本发明的示例性实施例的用于尿分析的便携式数字读出器的方块图。图2示出用于解释根据本发明的示例性实施例的用于尿分析的便携式数字读出器结构的构造。

参照图1，用于尿分析的便携式数字读出器包括光发射器130、光分配器150、光接收器140以及测量部分120，其中光发射器130具有三色光源，光分配器150将来自光发射器130的光均匀地发送到条形芯片的每个区域，光接收区140接收从光发射器130发送且从条形芯片反射的光，以执行转换为电信号的光电转换，测量部分120基于从光接收器140接收的电信号来测量浓度。

此外，此数字读出器进一步包括通信单元182以及显示器185。

测量部分120包括放大器160、模数转换器(ADC)170、微控制单元(MCU)180、存储器190。

放大器160放大从光接收器140接收的电信号，并且将其发送到ADC170。ADC 170将放大的信号转换为数字信号，并且将其发送到MCU 180。

MCU 180分析来自ADC 170的数字信号。这里，MCU 180读出数字信号的色度坐标，以确定反应的存在。

同时，MCU 180以切换模式控制光发射器130。

存储器190存储由MCU 180驱动的程序，并且临时存储由MCU 180计算的数据。显示器185显示由MCU 180计算的数据，并且包括液晶显示器等等。

通信单元182将MCU 180读出的结果发送到远程门诊部，例如医院或者公共健康中心，并且通信单元182可包括作为通信模块的射频识别系统(RFID)。在这种情况下，MCU 180将结果记录在RFID芯片上。当使用者想要将结果发送到远程门诊部时，使用者采用其上安装有RFID读出器的有线或者无线终端从RFID芯片读出结果，并且将该结果发送到远程终端。

此外，该读出器可包括流体控制模块(未示出)，该流体控制模块配置以使微流体移动、停止、过滤、净化、反应和混合，从而在生物芯片或者条形芯片中做出有效的分析。

流体控制模块包括：能够使相关溶液移动、混合以及停止以便于分析生物样品的沟道、存储流体的存储槽、转移流体的泵、控制流体转移的阀以及用于流体控制的混合器。为了使流体移动、停止和混合，可采用各种现有驱动装置，例如静电式电动机(electrostatic motor)、压电泵、水压或气压、超声波等。

同时，参照图2，具有图1所示的方块的数字读出器包括本体200和支撑件210。

在图2中，从侧面观察根据本发明的数字读出器。本体200形成为C形，并且支撑件210被置入或移出本体200的相对的上表面与下表面之间的空间。

支撑件210具有安装在其上的生物芯片215，并且移入到本体200中。本体200在其上部装配有照射生物芯片215的每个化验区域的光发射器130、光接收器140、侧壁260、光分配器150以及测量部分120(未示出)。此外，本体200可包括显示化验结果的显示器185。

光发射器130构造为组合三色发光二极管(LED)，即，红LED、蓝LED、绿LED。

可以切换模式间断地控制光发射器130的三色光源元件。例如，红LED可工作预定时间，并且可暂时存储响应于红LED的光的光电二极管的信号值R。接下来，绿LED可工作预定时间，并且可暂时存储响应于绿LED的光的光电二极管的信号值G。最后，蓝LED可工作预定时间，并且可暂时存储响应于蓝LED的光的光电二极管的信号值B。通过利用这些存储的R值、G值和B值，通过色调值来测量目标样品的浓度，并且可通过强度值来检查是否安装芯片或者读出器是否正常。

光接收器140可采用硅传感器，例如硅光电二极管或者光电三极管。这些传感器可配置成阵列，使得能够确保生物芯片的易于安装以及灵敏度。

侧壁260设置在光发射器130和光接收器140之间，从而有效地区分光，尤其是区分光接收器140的光接收元件之间的光。

光分配器150设置在三色光发射器130与条形芯片215之间，接收来自光发射器130的光，并且反射光，使得光可均匀地分配到条形芯片215中的多个化验区域(未示出)。

现在将描述具有这种构造的数字读出器的工作。

当生物芯片215插入到读出器中时，开关打开，从而告知插入生物芯片215的信号施加到MCU 180。当施加生物芯片215的插入信号时，MCU 180确定生物芯片215插入到读出器中，从而对三色LED构成的光发射器130供电。这里，MCU 180供电以使得三色LED间断地切换导通。

因此，光发射器130发射光。发射的光穿过光分配器150、从生物芯片215的每个化验区域反射，并且由光接收器140接收。

首先，每当读出器接通电源时，通过相对于三色LED中的每种LED的初始光源信号强度读出由光接收器140接收的信号的值，对光源进行信号补偿。对此补偿，在读出器中可进一步安装用于白色或者黑色的补偿器，白色或者黑色用作单独的标准色。因此，能够获得测量信号的精确性和再现性。

光接收器140将接收的光信号转换为电信号。由MCU 180对由光接收器140转换的电信号进行信号处理和分析。分析结果通过显示器185显示。

此外，MCU 180将读出结果记录在RFID芯片上，或者使得使用者能够通过移动通信调制解调器将结果发送到希望的远程终端。

下面，将参照图3和图4描述数字读出器的用于避免污染的支撑件结构。

在此，支撑件构造为更换条形芯片或者生物芯片(以下，称为“条形芯片”)与尿接触的部分，从而避免数字读出器的污染。

图3为示出其上安装有条形芯片的支撑件的结构的立体图。图4示出从图3的支撑件移除条形芯片的状态。

参照图3和图4，支撑件210在条形芯片350的纵向方向上具有长形形状，并且具有形成在其中的凹槽216。

凹槽216在条形芯片350的纵向方向上具有长六面体形状，并且辅助支撑件215安装到凹槽216中。

类似于支撑件210的凹槽216，辅助支撑件215在条形芯片350的纵向方向上也具有长六面体形状，并且设置有凹槽219，凹槽219具有与条形芯片350相同的形状。

此辅助支撑件215包括从其一边向外延伸的突出部217。

详细来说，在装配时，辅助支撑件215紧密地安装到支撑件210的凹槽216中。在装配辅助支撑件215之后，突出部217放置在支撑件210上，从而帮助分离辅助支撑件215。同时，保护膜支撑件300设置在辅助支撑件215上，并且具有暴露条形芯片350的多个化验区域360的窗口。

此保护膜支撑件300具有保护膜窗口310和类似于辅助支撑件215的突出部320。保护膜支撑件300的突出部320形成为与辅助支撑件215的突出部217对准。

同时，除了用于条形芯片350的化验区域360的窗口之外，保护膜支撑件300的保护膜窗口310也可包括与对应于白色补偿器或黑色补偿器的窗口，白色补偿器用于补偿白色，黑色补偿器用于补偿黑色。

通过这种方式，保护膜支撑件300覆盖条形芯片350的化验区域360之外的部分，以避免数字读出器的尿污染。保护膜支撑件300和辅助支撑件215在更换时通过其突出部320和217而易于从支撑件210上分离，使得使用者可以不再有重复使用引起污染所带来的不愉快感觉。

这里，窗口可被涂覆，以有助于光的行进和最小化光反射。

用于避免污染的辅助支撑件215和保护膜支撑件300可由聚合物形成。聚合物可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)等等。

可采用诸如注模、热压印、铸造或软光刻(soft lithography)的现有聚合物微机械加工技术或者类似于CNC(计算数字控制)处理的传统机械技术来形成辅助支撑件215和保护膜支撑件300。

同时，数字读出器也可包括吸收过量的尿以避免污染的模块。参照图5至图11描述吸湿构件。

图5示出具有吸湿构件的数字读出器的支撑件，而图6示出在根据本发明的第一实施例的数字读出器中装载支撑件的过程。图7至图10示出根据本发明的吸湿构件的示例。图11示出在根据本发明的第二实施例的数字读出器中装载支撑件的过程。

参照图5和图6，吸湿构件500设置在本体200的装载区的上端205，从而吸收残留在条形芯片350上的过量的尿510。

详细来说，如图6，当在纵向方向上推进并装载装配在本体200外侧的支撑件(未示出)上的条形芯片350时，在向下方向上具有长形形状的吸湿构件设置在本体200的装载区的上端205。

这里，吸湿构件500由固定部分520和吸湿部分530构成，如图7至图10。吸湿部分530可具有U形形状，或者具有多边形形状，例如五边形形状或者四边形形状。吸湿构件500可包括能够有效吸收尿的有机或者无机材料，例如纤维、纸、聚合物或者吸湿剂。如图6，本体200的装载区的上端205设置有凹槽。吸湿构件500装配为以固定部分520固定在凹槽中并且吸湿部分530朝向下的方式使用。

通过这种方式，由于吸湿构件500可采用形成在本体200的装载区的上端205中的凹槽而容易地装配或卸除，因此吸湿构件500去除条形芯片350中的过量的尿510，然后被更换。因此，可避免数字读出器的污染。

同时，如图11中，数字读出器可在条形芯片的纵向方向上具有长装载区900。

除了设置在条形芯片的纵向方向上的长装载区900之外，图11中所示的数字读出器包括显示窗口830。

在此数字读出器中，通过盖810打开装载区900，并且将条形芯片装配到支撑件。这里，由于装载区900与条形芯片的长边接触，因此将在条形芯片的纵向方向上为长形的吸湿构件装配到装载区900的上部820。从而，可避免由过量的尿引起的污染。

通过这种方式，吸湿构件安装到其中装载有条形芯片的装载区的上部或者下部，从而吸收和去除条形芯片的过量尿。因此，可避免由过量尿引起的数字读出器的污染。

这里，在根据本发明的示例性实施例的数字读出器中，辅助支撑件、保护膜支撑件以及吸湿构件，全部是可更换的，它们可以被全部采用或者选择性采用。

本发明的上述示例性实施例也可以实施为计算机程序，或者记录计算机程序的记录介质。这可由本领域技术人员从本发明的上述示例性实施例的公开而容易地实施。

尽管参照本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，其中可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种用于尿分析的便携式数字读出器，其中旨在用于分析并且具有多个用于尿样的化验区域的芯片被读数，该便携式数字读出器包括：

本体，具有光发射器、集成的光分配器、光接收器以及测量部分，该光发射器包括光发射元件并且发射光，该光分配器将来自该光发射器的光均匀地分配到该芯片的每个化验区域，该光接收器接收从每个化验区域反射的光并且将所接收的光转换为电信号，该测量部分基于从该光接收器接收的电信号来测量浓度；

主支撑件，支持该芯片并且与该本体装配在一起；以及

辅助支撑件，设置在该芯片与该主支撑件之间，具有其中装配该芯片的凹槽，与该主支撑件装配在一起，并且在使用后更换。

2.根据权利要求1所述的便携式数字读出器，其中该辅助支撑件包括突出部，该突出部从该辅助支撑件的长边延伸并且放置在该主支撑件上。

3.根据权利要求2所述的便携式数字读出器，其中该主支撑件包括凹槽，该辅助支撑件装配到该凹槽中。

4.根据权利要求3所述的便携式数字读出器，还包括保护膜支撑件，该保护膜支撑件安装在该芯片上并且包括暴露该化验区域的多个窗口。

5.根据权利要求4所述的便携式数字读出器，其中该保护膜支撑件包括与该辅助支撑件的该突出部对准的突出部。

6.根据权利要求4所述的便携式数字读出器，其中该保护膜支撑件和该辅助支撑件由聚合物形成。

7.根据权利要求6所述的便携式数字读出器，其中该聚合物为选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)中的一种。

8.根据权利要求1所述的便携式数字读出器，还包括：

装载区，该主支撑件装载到该装载区中；以及

吸湿构件，设置在该装载区的上端，并且吸收该芯片上的过量的尿。

9.根据权利要求8所述的便携式数字读出器，其中该吸湿构件包括固定部分和从该固定部分延伸的吸湿部分。

10.根据权利要求9所述的便携式数字读出器，其中该装载区的上端包括凹槽，该吸湿构件的该固定部分装配到该凹槽中。

11.根据权利要求10所述的便携式数字读出器，其中该吸湿构件由选自纸、纤维、聚合物和无机材料中的一种形成。

12.根据权利要求11所述的便携式数字读出器，其中该吸湿部分具有U形形状或者多边形形状。

13.根据权利要求1所述的便携式数字读出器，还包括显示部分，用于显示该测量部分分析的结果。