一种检测指标阴阳性的判定方法及装置与流程

本发明涉及荧光检测技术领域，特别是涉及一种检测指标阴阳性的判定方法及装置。

背景技术：

核酸扩增是生命科学中最重要的技术之一，恒温扩增检测特点是扩增反应的全过程均在单一温度，无需专门的扩增器下进行，而不像pcr(polymerasechainreaction，聚合酶链式反应)那样，需要经历几十个温度变化的循环过程。恒温扩增技术的这一特点，使得它们对所需仪器的要求简化，反应时间缩短，因为具有较大的应用价值。

基于荧光的恒温扩增实验，检测指标的阴阳性判定是核酸扩增技术进行定性和定量分析的基础。目前有多种检测指标阴阳性判定的方法，例如，计算核酸样本扩增产物产生的荧光信号强度与核酸样本扩增反应的起始荧光信号强度的比值，将该比值与预设的荧光信号强度比值阈值进行比较，根据比较结果判定荧光扩增曲线的阴阳性等。但是，这些方法需要等到实验完全结束，取得全部荧光数据后才能对检测指标阴阳性进行判定。若对于多指标同时检测的项目，实验结束时间取决于耗时最长的那个指标，这就浪费了检测时间，降低了工作效率。

技术实现要素：

针对于上述问题，本发明提供一种检测指标阴阳性的判定方法及装置，能够实时判定检测指标阴阳性，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种检测指标阴阳性的判定方法，该方法包括：

根据采集获得的荧光数据，计算获得阳性对照基线；

对所述阳性对照基线进行计算，获得检测指标扩增倍数阈值，并根据所述扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值；

若所述初始值判别为阴性，且实验尚未结束，则将所述检测指标的状态确定为未知；

若所述初始值判断为阳性，判断实验是否扩增完成，若未完成且阳性判别点小于预设阈值的上限值，则判定所述检测指标为预测阳性；

若扩增完成，则计算荧光曲线扩增拐点时间值；

根据所述时间值判定获得所述检测指标的状态，其中，所述检测指标的状态包括未知、预测阳性、阴性、疑似阳性和阳性。

可选地，所述根据采集获得的荧光数据，计算获得阳性对照基线，包括：

采集获得荧光数据；

根据所述荧光数据，生成荧光扩增曲线；

当所述荧光扩增曲线进入扩增期时，根据阳性对照当前数据，计算获得阳性对照基线。

可选地，所述对所述阳性对照基线进行计算，获得检测指标扩增倍数阈值，并根据所述扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值，包括：

设定初始扩增倍数阈值；

根据所述阳性对照基线的形态对所述初始扩增阈值进行修正，获得所述检测指标扩增倍数阈值；

依据所述检测指标扩增倍数阈值对所述检测指标的阴阳性进行判定，获得初始值，其中，所述初始值表征所述检测指标的初始阴阳状态。

可选地，所述判断实验是否扩增完成，包括：

获取实验的荧光数据，并根据所述荧光数据计算获得一阶导数曲线；

计算获得所述一阶导数曲线的最大值，并获取所述最大值对应的时间点；

若所述时间点两侧存在满足预设荧光值的点，则判断所述实验扩增完成。

可选地，所述根据所述时间值判定获得所述检测指标的状态，包括：

判断所述时间值是否大于预设阈值的上限值，若是，则将所述检测指标确定为阴性；

若否，则判断所述时间值是否小于预设阈值的下限值，若是，则将所述检测指标确定为阳性，若否，则将所述检测指标确定为疑似阳性。

一种检测指标阴阳性的判定装置，包括：

第一计算单元，用于根据采集获得的荧光数据，计算获得阳性对照基线；

第二计算单元，用于对所述阳性对照基线进行计算，获得检测指标扩增倍数阈值，并根据所述扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值；第一判断单元，用于若所述初始值判别为阴性，且实验尚未结束，则将所述检测指标的状态确定为未知；

第二判断单元，用于若所述初始值判断为阳性，判断实验是否扩增完成，若未完成且阳性判别点小于预设阈值的上限值，则判定所述检测指标为预测阳性；

第三计算单元，用于若扩增完成，则计算荧光曲线扩增拐点时间值；

第三判断单元，用于根据所述时间值判定获得所述检测指标的状态，其中，所述检测指标的状态包括未知、预测阳性、阴性、疑似阳性和阳性。

可选地，所述第一计算单元包括：

采集子单元，用于采集获得荧光数据；

生成子单元，用于根据所述荧光数据，生成荧光扩增曲线；

第一计算子单元，用于当所述荧光扩增曲线进入扩增期时，根据阳性对照当前数据，计算获得阳性对照基线。

可选地，所述第二计算单元包括：

设定子单元，用于设定初始扩增倍数阈值；

修正子单元，用于根据所述阳性对照基线的形态对所述初始扩增阈值进行修正，获得所述检测指标扩增倍数阈值；

判定子单元，用于依据所述检测指标扩增倍数阈值对所述检测指标的阴阳性进行判定，获得初始值，其中，所述初始值表征所述检测指标的初始阴阳状态。

可选地，该装置还包括扩增判断单元，所述扩增判断单元包括：

曲线计算子单元，用于获取实验的荧光数据，并根据所述荧光数据计算获得一阶导数曲线；

第二计算子单元，用于计算获得所述一阶导数曲线的最大值，并获取所述最大值对应的时间点；

扩增判断子单元，用于若所述时间点两侧存在满足预设荧光值的点，则判断所述实验扩增完成。

可选地，所述第三判断单元包括：

第一判断子单元，用于判断所述时间值是否大于预设阈值的上限值，若是，则将所述检测指标确定为阴性；

第二判断子单元，用于若否，则判断所述时间值是否小于预设阈值的下限值，若是，则将所述检测指标确定为阳性，若否，则将所述检测指标确定为疑似阳性。

相较于现有技术，本发明提供了一种检测指标阴阳性的判定方法及装置，根据实时采集获得荧光数据，计算获得阳性对照基线，根据对照基线确定扩增倍数阈值可以确定检测指标的初始值，然后可以根据扩增阶段的扩增倍数阈值实时判断检测指标的阴阳性，因此不必在实验结束后才能判定检测指标的阴阳性，可以提前获得实验结果，进而可以判定检测指标阴阳性，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种检测指标阴阳性的判定方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种荧光扩增曲线的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种判断扩增是否完成的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种检测指标阴阳性的判定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在本发明实施例中提供了一种检测指标阴阳性的判定方法，参见图1，包括：

s101、根据采集获得的荧光数据，计算获得阳性对照基线。

实时采集荧光数据，生成荧光扩增曲线，当荧光曲线进入扩增期，根据阳性对照当前数据计算阳性对照基线，参见图2为本发明实施例提供的一种荧光扩增曲线的示意图，对应的，在荧光扩增实验中，实验过程分为平台期、扩增期和扩增完成后阶段，平台期一致延续到扩增开始，所以要采集到扩增开始前，采集阳性对照的平台其数据计算基线。

s102、对所述阳性对照基线进行计算，获得检测指标扩增倍数阈值，并根据所述扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值。

在计算获得检测指标扩增倍数阈值的过程中包括：

设定初始扩增倍数阈值；

根据所述阳性对照基线的形态对所述初始扩增阈值进行修正，获得所述检测指标扩增倍数阈值。

具体的，当检测指标为阳性对照指标时，使用设定的扩增倍数阈值tv1与扩增倍数阈值tv2。

当检测指标为非阳性对照指标时，获取阳性对照曲线的基线。当该基线小于设定阈值时，使用设定的扩增倍数阈值tv1与扩增倍数阈值tv2。当该基线大于等于设定阈值时，判定阳性对照曲线的阴阳性(判定过程与主流程判定阴阳性过程一致)。

如果阳性对照曲线为阴性，使用设定的扩增倍数阈值tv1与扩增倍数阈值tv2。

如果阳性对照曲线为阳性，计算阳性对照曲线的扩增倍数er。如果阳性对照曲线的扩增倍数er大于设定阈值且小于设定阈值tv1，则将扩增倍数阈值tv1修正为阳性对照曲线的扩增倍数er；如果阳性对照曲线的扩增倍数er大于设定阈值且小于设定阈值tv2，则扩增倍数阈值tv2修正为阳性对照曲线的扩增倍数er。否则使用设定的扩增倍数阈值tv1与扩增倍数阈值tv2。

然后可以根据扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值，即检测指标当前的阴阳性。

s103、若所述初始值判别为阴性，且实验尚未结束，则将所述检测指标的状态确定为未知；

s104、若所述初始值判断为阳性，判断实验是否扩增完成，若未完成且阳性判别点小于预设阈值的上限值，则判定所述检测指标为预测阳性；

s105、若扩增完成，则计算荧光曲线扩增拐点时间值；

s106、根据所述时间值判定获得所述检测指标的状态，其中，所述检测指标的状态包括未知、预测阳性、阴性、疑似阳性和阳性。

需要说明的是，检测指标状态分为五种状态：未知、阴性、阳性、预测阳性和疑似阳性。其中，未知表示初始状态，当前无法判别检测指标阴阳性；阴性表示确定检测指标为阴性，阳性表示确定检测指标为阳性，预测阳性表示检测指标很可能为阳性，需要多数据支持；疑似阳性表示不能确定为阳性，需要进一步判断。

在实时判定检测指标状态时，若此时指标判别为阴性且实验尚未结束，指标状态仍显示为未知；若此时指标判别为阳性，判断是否扩增完成。

其中，在本发明实施例中还提供了一种判断扩增是否完成的方法，参见图3，包括：

s301、获取实验的荧光数据，并根据所述荧光数据计算获得一阶导数曲线；

s302、计算获得所述一阶导数曲线的最大值，并获取所述最大值对应的时间点；

s303、若所述时间点两侧存在满足预设荧光值的点，则判断所述实验扩增完成。

具体的，由当前的荧光数据计算一阶导数曲线，计算一阶导数曲线最大值。一阶导数计算公式为：

其中，xi表示第i个循环的时间值，yi表示第i个循环的荧光值，n标识当前循环数。

取一阶导数最大值m及对应的时间点t，分别在t两侧寻找荧光值满足预设荧光值范围的点，例如预设荧光值为0.1*m，若两侧都存在这样的点，则扩增完成，否则扩增未完成。

若扩增完成则计算荧光扩增曲线扩增拐点时间值tp。

根据tp值判定指标状态，判别公式为：

其中，s标识检测指标当前状态，cutpff表示预设阈值，upcutpff表示预设阈值的上限值，lowcutpff表示预设阈值的下限值，其中，该预设阈值是基于对历史数据的分析总结确定的阈值。

本发明提供了一种检测指标阴阳性的判定方法，根据实时采集获得荧光数据，计算获得阳性对照基线，根据对照基线确定扩增倍数阈值可以确定检测指标的初始值，然后可以根据扩增阶段的扩增倍数阈值实时判断检测指标的阴阳性，因此不必在实验结束后才能判定检测指标的阴阳性，可以提前获得实验结果，进而可以判定检测指标阴阳性，提高工作效率。

在本发明实施例中还提供了一种计算荧光曲线扩增拐点时间值的方法，其中，计算荧光曲线扩增拐点采用了对不同形态特征的荧光扩增曲线进行分类，进而可以针对不同的分类曲线采用了不同拐点计算方法。

具体的，根据荧光扩增曲线的一阶导分布曲线的极大值和荧光曲线扩增倍数判断是否为标准阴性曲线，如果极大值低于设定的阴性阈值，并且扩增倍数小于设定的扩增倍数阈值，则判定为阴性曲线。阴性曲线没有拐点。扩增倍数计算公式如下：

其中，为以曲线极大值为核心的n点平均值，n取值范围为3～7。为以曲线极小值为核心的n点平均值。

如果一阶导分布曲线的极大值在阴性阈值和阳性阈值之间，计算一阶导分布曲线的幅度，如果幅度大于设定的幅度阈值，则判定为非s特征曲线。非s特征曲线为阴性曲线，没有拐点。幅度计算公式如下：

β＝x2(0.1×ymax)-x1(0.1×ymax)

其中，x1(0.1×ymax)为曲线极大值左侧0.1倍极大值对应的时刻。

x2(0.1×ymax)为曲线极大值右侧0.1倍极大值对应的时刻。

如果一阶导分布曲线的极大值大于阳性阈值，查找二阶导分布曲线极大值之前是否有次极大值，如果有次极大值并且次极大值和极大值范围内对应的一阶导分布曲线单调递增，则判定为s曲线二型。此类曲线将二阶导分布曲线的次极大值对应的时刻作为拐点。

如果一阶导极大值大于阳性阈值并且没有s曲线二型特征，计算曲线的偏度，如果偏度大于设定的偏度阈值，则判定为s曲线三型。偏度计算公式如下：

α＝|2x(ymax)-x1(0.1×ymax)-x2(0.1×ymax)|

其中，x(ymax)为曲线极大值对应的时刻。

此类曲线首先根据一阶导分布确定初步的扩增期范围，在扩增范围内查找最小最大荧光信号值，将最小最大荧光值的差值的一定倍数累加最小荧光值对应的时刻作为拐点。

如果没有以上特征，则判定为s曲线i型。此类曲线将二阶导分布曲线的极大值对应的时刻作为拐点。

本发明提出一种实时判定检测指标状态及显示的方法，可在实验中同步更新当前可判定的检测指标状态。让用户在第一时间获得相关信息，减少了用户等待的时间，同时提高了效率。特别是对于扩增速度快的指标，极大提前了阳性指标确定的时间。例如整个实验扩增阶段时间长度为50分钟，使用该方法对某些指标提前十几分钟甚至二十分钟以上即可判定出阳性，缩短了近一倍的时间，这在诸如出入境检验等对时间要求比较高的应用场所有很大的实用价值。

在本发明实施例中还提供了一种检测指标阴阳性的判定装置，参见图4，包括：

第一计算单元401，用于根据采集获得的荧光数据，计算获得阳性对照基线；

第二计算单元402，用于对所述阳性对照基线进行计算，获得检测指标扩增倍数阈值，并根据所述扩增倍数阈值确定所述检测指标阴阳性判定的初始值；

第一判断单元403，用于若所述初始值判别为阴性，且实验尚未结束，则将所述检测指标的状态确定为未知；

第二判断单元404，用于若所述初始值判断为阳性，判断实验是否扩增完成，若未完成且阳性判别点小于预设阈值的上限值，则判定所述检测指标为预测阳性；

第三计算单元405，用于若扩增完成，则计算荧光曲线扩增拐点时间值；

第三判断单元406，用于根据所述时间值判定获得所述检测指标的状态，其中，所述检测指标的状态包括未知、预测阳性、阴性、疑似阳性和阳性。

可选地，所述第一计算单元包括：

采集子单元，用于采集获得荧光数据；

生成子单元，用于根据所述荧光数据，生成荧光扩增曲线；

第一计算子单元，用于当所述荧光扩增曲线进入扩增期时，根据阳性对照当前数据，计算获得阳性对照基线。

可选地，所述第二计算单元包括：

设定子单元，用于设定初始扩增倍数阈值；

修正子单元，用于根据所述阳性对照基线的形态对所述初始扩增阈值进行修正，获得所述检测指标扩增倍数阈值；

判定子单元，用于依据所述检测指标扩增倍数阈值对所述检测指标的阴阳性进行判定，获得初始值，其中，所述初始值表征所述检测指标的初始阴阳状态。

可选地，该装置还包括扩增判断单元，所述扩增判断单元包括：

曲线计算子单元，用于获取实验的荧光数据，并根据所述荧光数据计算获得一阶导数曲线；

第二计算子单元，用于计算获得所述一阶导数曲线的最大值，并获取所述最大值对应的时间点；

扩增判断子单元，用于若所述时间点两侧存在满足预设荧光值的点，则判断所述实验扩增完成。

可选地，所述第三判断单元包括：

第一判断子单元，用于判断所述时间值是否大于预设阈值的上限值，若是，则将所述检测指标确定为阴性；

第二判断子单元，用于若否，则判断所述时间值是否小于预设阈值的下限值，若是，则将所述检测指标确定为阳性，若否，则将所述检测指标确定为疑似阳性。

本发明提供了一种检测指标阴阳性的判定装置，在第一计算单元中根据实时采集获得荧光数据，计算获得阳性对照基线，然后通过第二计算单元、第一判断单元、第二判断单元、第三计算单元和第三判断单元可以根据扩增阶段的扩增倍数阈值实时判断检测指标的阴阳性，因此不必在实验结束后才能判定检测指标的阴阳性，可以提前获得实验结果，进而可以判定检测指标阴阳性，提高工作效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。