一种拭子检测自助系统及采样方法与流程

本发明涉及拭子检测，尤其涉及拭子检测自助系统及采样方法。

背景技术：

1、在医疗检测领域，拭子检测是一种常用且重要的诊断手段，广泛应用于疾病筛查、病原体检测等方面。然而，传统的拭子检测方式存在诸多局限性。

2、传统拭子检测通常需要专业医护人员进行样本采集，这不仅对医护人员的数量和专业技能有较高要求，而且在面对大规模检测需求时，如突发公共卫生事件或群体性疾病筛查，有限的医护人员资源往往难以满足快速、大量检测的需求。大量的人力投入也增加了检测成本和组织难度。

3、在传统检测中，身份识别方式较为简单，可能仅仅依靠人工登记或单一的证件核对，容易出现身份识别错误的情况。例如，在人员众多、环境嘈杂的检测现场，可能会出现记录错误或混淆身份的问题，这对后续准确的检测结果记录和跟踪造成困扰。而且这种传统的身份识别方式效率低下，导致检测流程整体耗时较长。

4、由于样本采集高度依赖医护人员的经验和操作规范，不同医护人员之间的操作差异可能导致样本采集质量参差不齐。例如，拭子插入的深度、采集部位的准确性等因素如果把握不当，会直接影响样本的质量，进而影响检测结果的准确性。此外，缺乏实时有效的样本质量评估手段，往往在检测过程后期才发现样本质量问题，导致需要重新采集样本，浪费时间和资源。

5、传统的检测分析方法通常需要将大量样本集中送往实验室，然后由专业人员使用大型检测设备进行分析。这种集中式检测模式导致检测周期较长，一般需要数小时甚至数天才能得出检测结果，难以满足快速诊断和及时防控疾病的需求。特别是在应对紧急疫情等情况时，检测结果的时效性对于疫情控制和患者治疗至关重要。

6、传统检测中，检测结果的数据记录多采用纸质或简单的电子表格形式，数据存储分散且缺乏统一规范，不便于数据的管理和查询。同时，在数据共享方面，由于缺乏安全高效的数据传输机制，检测结果难以快速准确地共享给医疗机构或相关健康管理平台，不利于疾病监测、统计分析和整体医疗决策的制定。

7、综上所述，面对传统拭子检测的诸多问题，结合现有技术的发展，开发一种拭子检测自助系统及采样方法具有重要的现实意义和广阔的应用前景，可以提高检测效率、准确性和用户体验，满足日益增长的医疗检测需求。

技术实现思路

1、本发明提出的拭子检测自助系统及采样方法，以解决上述现有技术中提到的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种拭子检测自助系统，包括：

3、身份识别模块：采用生物特征识别技术与智能卡识别相结合的方式对用户身份进行识别，设生物特征识别准确率为pb，智能卡识别准确率为pc，综合识别准确率ptotal通过公式：ptotal＝pb×pc+(1-pb)×(1-pc)计算得出，当达到设定阈值：ptotal≥99％时，确认用户身份有效，该模块识别用户身份信息，并将其传输至样本采集管理模块；

4、样本采集管理模块：包括智能拭子抓取装置和拭子定位引导机构，智能拭子抓取装置采用高精度机械臂，其定位精度误差不超过0.1mm，通过预设的路径规划算法，设机械臂运动路径函数为f(x，y，z，t)，其中(x，y，z)为空间坐标，t为时间，根据用户的位置和样本采集需求准确抓取拭子并传递给用户，拭子定位引导机构通过激光定位和语音提示相结合的方式引导用户将拭子准确放置到检测区域，确保采样的准确性，并将样本采集状态实时反馈至检测分析模块；

5、检测分析模块：采用分子检测技术对采集的样本进行分析，设检测时间为td，检测灵敏度为sd，通过优化检测算法和仪器参数，在满足检测灵敏度sd≥95％的前提下，检测时间td≤30分钟，该模块将检测结果传输至结果反馈与存储模块；

6、结果反馈与存储模块：接收检测分析模块传输的检测结果，以显示屏显示或短信通知的方式将结果反馈给用户，采用加密存储技术将检测结果按照用户身份信息进行分类存储，存储数据格式符合相关医疗数据标准，设存储数据的加密密钥为k，采用aes对称加密算法对数据进行加密，加密后的数据为c＝e(k，m)，其中m为原始数据，e为加密函数；

7、系统清洁与消毒模块：在每次样本采集完成后，自动对样本采集区域进行清洁和消毒，采用紫外线照射和消毒液喷洒相结合的方式，设紫外线照射强度为iu，消毒液浓度为cd，杀灭样本采集区域以上的细菌和病毒。

8、优选的，用户交互界面模块：用户通过触摸屏或语音交互方式与系统进行交互，界面显示操作指南、检测进度信息，设用户操作错误率为eo，通过优化界面设计和交互流程，使得用户操作错误率eo≤1％；

9、设备状态监测模块：实时监测系统各设备的运行状态，包括机械臂的工作状态、检测仪器的性能参数，设设备故障预警阈值为tw，当设备运行参数超过tw时，自动发出故障预警并通知维护人员。

10、优选的，样本质量评估模块：对采集的样本质量进行实时评估，设样本质量评估指标为q，其与样本的完整性、采集位置准确性等因素有关，通过图像分析和传感器数据融合技术对样本质量进行量化评估，当样本质量评估指标q低于设定标准时，提示用户重新采集样本；

11、数据传输与共享模块：采用安全的数据传输协议将检测结果在用户授权的情况下传输至医疗机构或相关健康管理平台，设数据传输成功率为st，通过优化网络配置和数据传输算法，使得数据传输成功率st≥98％，实现检测数据的共享和有效利用。

12、优选的，智能调度模块：该模块采用基于人工智能的调度算法，对系统的资源进行智能调度，设系统资源利用率为ur，通过分析用户的到达时间、样本采集和检测需求因素，动态调整智能拭子抓取装置、检测分析模块等设备的工作状态，设调度优化目标函数为：

13、其中a，b，c为常数，通过求解该函数的最大值来实现资源调度方案；

14、环境监测与调节模块：实时监测样本采集区域的环境参数，包括温度、湿度、空气质量。设环境舒适度指标为ec，其与温度t、湿度h、空气质量a指数因素有关，通过公式ec＝αt+βh+γa计算得出,其中α，β，γ为权重系数,根据环境舒适度指标自动调节空调、空气净化设备，保证样本采集和检测的准确性。

15、优选的，用户交互界面模块支持多语言显示和语音切换功能，设语言切换准确率为sl，通过优化语言识别和切换算法，使得语言切换准确率sl≥95％，满足不同用户的语言需求，提高系统的通用性和易用性；

16、用户交互界面模块具备个性化设置功能，用户可以设置界面颜色、字体大小参数，设用户满意度指标为su，通过用户调查和反馈机制收集用户对个性化设置的满意度情况，当用户满意度指标su低于设定标准时，对个性化设置功能进行优化改进。

17、优选的，本发明还公开了一种拭子检测自助采样方法，包括以下步骤：

18、步骤一：身份识别，通过身份识别模块采用生物特征识别技术与智能卡识别相结合的方式对用户身份进行准确识别，确认用户身份有效后进入下一步；

19、步骤二：样本采集准备，样本采集管理模块中的智能拭子抓取装置抓取拭子并传递给用户，拭子定位引导机构通过激光定位和语音提示引导用户做好样本采集准备；

20、步骤三：样本采集，用户在拭子定位引导机构的引导下，将拭子准确放置到检测区域进行样本采集，样本采集管理模块实时监控采集过程，确保采集的样本符合质量要求，并将采集的样本传递至检测分析模块；

21、步骤四：检测分析，检测分析模块采用先进的分子检测技术对采集的样本进行快速分析，在满足检测灵敏度和检测时间要求的前提下得出检测结果；

22、步骤五：结果反馈与存储，结果反馈与存储模块接收检测分析模块的检测结果，将结果反馈给用户并对数据进行加密存储。

23、优选的，在步骤一的身份识别过程中，除了生物特征识别和智能卡识别外，增加手机验证码验证环节，提高身份识别的安全性，当用户身份识别信息与预存信息不一致时，发送手机验证码进行二次验证，确保用户身份的真实性。

24、优选的，在步骤四的检测分析过程中，采用并行检测技术，将样本分成多个子样本同时进行检测，设检测效率提升倍数为n，通过合理的样本分配和检测任务调度，使得检测效率提升倍数n≥2，缩短检测时间，提高检测效率。

25、优选的，在步骤二的样本采集准备过程中，引入虚拟现实vr技术对用户进行采样操作培训，通过vr模拟采样场景和操作流程，设用户培训效果评估指标为et，根据用户在vr模拟中的操作准确性和熟练程度等因素进行评估，当用户培训效果评估指标et达到设定标准时，用户方可进行实际的样本采集操作；

26、在步骤五的结果反馈与存储过程中，增加数据分析与报告生成功能，对用户的检测结果进行数据分析，生成详细的检测报告，报告内容包括检测项目、检测结果、结果解读信息，并以电子文档形式提供给用户。

27、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

28、本发明通过采用生物特征识别技术与智能卡识别相结合的身份识别方式，提高了身份识别的准确率和效率，减少了传统身份识别的繁琐与错误，让用户能更快速准确地进入检测流程，提升了检测的便捷性和整体效率。

29、本发明通过样本采集管理模块中高精度机械臂的智能拭子抓取装置和激光定位与语音提示结合的拭子定位引导机构，确保了样本采集的准确性，同时样本质量评估模块实时评估样本质量，保证了进入检测分析环节的样本质量，从而提高了检测结果的准确性。

30、本发明通过检测分析模块采用先进分子检测技术并优化算法和仪器参数，缩短了检测时间，同时引入虚拟现实技术对用户进行采样操作培训，提高了样本采集的准确性和规范性，减少了因操作不当导致的样本质量问题和重新采集情况，整体提升了检测效率。

31、本发明通过结果反馈与存储模块的加密存储技术、数据传输与共享模块的安全传输协议和区块链技术，保障了检测数据的安全性、真实性和完整性，并且数据分析与报告生成功能方便了用户和医护人员准确解读检测结果，提高了检测结果的应用价值和准确性。

32、本发明通过智能调度模块对系统资源的智能调度，提高了系统资源利用率，减少了用户等待时间，环境监测与调节模块为用户提供了舒适的采样环境，同时系统清洁与消毒模块保证了样本采集区域的卫生安全，提升了用户体验和系统安全性。