第1章绪论
1. 1干式生化分析技术概述
在临床诊断中，人体的各项生化指标是医生判断病人病情的重要参考数据。因此，生化分析仪成为各级医疗机构不可或缺的检测设备，主要功能是通过对人体体液的生化分析确定各种生化指标(如血红蛋白、胆固醇、葡萄糖、淀粉酶、尿素氮、白蛋白、总蛋白、无机磷、尿酸、钙等)，辅助医生对病情做出正确诊断，确定发病原因，给出合理的治疗方案。
1957年，世界上第一台生化分析仪诞生，是由Skeggs教授设计，美国泰克尼康(TEOHNiooN)公司制造的一种单通道、连续流动式生化分析仪器。此后生化分析类仪器得到迅猛发展，从单通道发展到多通道，由半自动发展为全自动，并目_随着生物技术、电子技术、计算机网络等科学的发展，生化分析仪也在不断地更新换代，精度、速度更高，功能更加齐全，测试项目口益增多。根据分析仪器的结构原理不同，大致可分为管道式(连续流动式)、离心式、分立式以及干片式四类。管道式分析仪的特点是待测样本与试剂混合后，所有的化学反应都是混合液在管道内流动时完成的，整套仪器是由样品、比例泵、混合管、透析器、恒温器、比色计和记录器几个部件组成。分立式生化分析仪是一种按照预先存入程序来完成每项检测工作的自动分析仪器，程序根据人工操作步骤编写，也就是用机器代替手工操作，各检测环节都是用传送带连接起来的引。离心式生化分析仪由加样和分析两部分构成，整个检测过程都是发生在一个圆上，该圆与离心机的转头相似，因此才叫做离心式分析仪。干片式生化分析仪采用干化学技术，将发生在液相的反应移到固相中，再根据特异性颜色变化给出检测结果。
上个世纪八十年代，第一台干片式生化分析仪诞生，Eastman kodak公司率先制造出可以检测血清中蛋白质、葡萄糖、尿素等生化参数的干式试片。干式生化分析仪以干化学(dry chemistry)方法为基本原理(干化学方法就是将发生在液相反应物中的反应，转移到一个固相载体上)，将血液、尿液等液体滴加到干式试片的反应模块上，在待检测成分与反应模块中的反应物发生特异性颜色反应后，利用分光检测系统采集试片颜色特征，并与标准色板中的颜色进行比较给出最终的检测结果。
干式试片多采用多层薄膜(multiple layer fill)固相试剂技术，结构从上到下分为展开层、试剂层、显色层和支持层，只要将检测样品加在固相试剂上即可进行测定。
随着反射光分析仪器的发展，干化学技术在生化分析类仪器中得到了更广泛的应用，提供了一种新的生化分析仪设计思路，仪器的准确性、精密性、多功能性和分析速度都有显著提高。干化学技术发展至今已成为多种前沿科学相交融的学科，主要检测方法包括反射光度法和基十离子选择电极的差示电位法。通常采用反射光度法检测人体血液、尿液的生化指标，基十反射光度法的干化学分析仪结构。干化学分析所涉及的反射光度法主要为漫反射(diffuse reflection)，具备以下两个特点:
(1)计算不遵守Lanbert-Beer定律，而服从Kubelka-Mumk理论。因为颜色反应发生在固相上，对透射光和反射光都有明显的散射作用。
3.3 图像处理模块硬件........ 39-45
3.3.1 FPGA 基本结构 ........ 40-42
3.3.2 FPGA 芯片选型........ 42-44
3.3.3 FPGA 的外部存储器........ 44-45
3.4 液晶显示屏（LCD）接口........ 45-46
3.5 键盘接口设计........ 46-47
3.6 打印接口设计........ 47-50
第4章 软件系统设计........ 50-62
4.1 软件系统总体........ 50-52
4.2 图像处理部分软件........ 52-59
4.2.1 FPGA 开发软件及........ 52-56
4.2.2 图像处理总程序........ 56-57
4.2.3 边缘检测算法子程序........ 57-58
4.2.4 改进 FCM 聚类算法........ 58-59
4.3 键盘部分软件........ 59-60
4.4 显示部分软件........ 60-62
第5章 算法验证及系统性能........ 62-77
5.1 改进 FCM 聚类算法........ 62-68
5.2 系统性能测试........ 68-75
5.2.1 系统调试........ 68-69
5.2.2 实验测试结果........ 69-75
5.3 系统误差分析........ 75-77
结论
生化分析仪作为一种重要的检测仪器，在临床诊断中得到广泛应用，主要通过对人体血液或其它体液的生化分析来确定各种生化指标(如血红蛋白、胆固醇、葡萄糖、淀粉酶、尿素氮、白蛋白、总蛋白、无机磷、尿酸、钙等)，辅助医生做出正确的诊断。随着我国医疗体制的改革、农村医疗保障体系的建立以及人口老龄化口趋明显，医院对检验设备的需求将达到一个新的高峰。并目_，对精度、速度等技术指标的要求也逐渐提高。一种新的生化分析仪器应具备精度高、重复性好、功能齐
全、测试项目多等优点，以保证为医生提供受检者更准确、更全面的综合生化参数信息。
随着临床生化检验技术地快速发展，干式生化分析技术已经逐步取代传统湿化学检验技术。但是，现有的光电式干式生化分析仪存在一些缺陷，当仪器向试纸或试卡滴加检测液体时，不能保证反应模块与液体充分接触、完全反应，对十反应模块上未反应部分(颜色未发生变化)和反应不充分部分(颜色不均匀)，光电式干式生化分析仪不能有效地进行辨别，只能提取反应模块颜色的平均值作为检测数据，导致检测结果出现误差，降低检测精度。
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