一种血铅来源解析系统和方法与流程

本发明涉及环境健康，尤其涉及一种血铅来源解析系统和方法。

背景技术：

1、铅是人体非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链，可以在生物体内蓄积，很容易通过消化道、呼吸道以及皮肤接触进入人体。铅对中枢神经系统和周围神经系统都可能产生毒性作用，此外，还影响血液系统、肾脏、心血管、内分泌、免疫系统、胃肠道以及生殖系统等，研究发现，铅对婴儿和儿童的智力发育有不利影响。血铅作为人体内铅负荷的生物标志物被广泛采用，因此，对于血铅的溯源研究十分有必要，可以更好的确定人体内血铅的来源，为人群健康防护源头控制提供更加精准的建议。

2、自然界中存在的铅同位素共4种，分别为204pb、206pb、207pb和208pb，环境介质中稳定的铅同位素的指纹图谱常用于追踪自然和人为源。现有技术的血铅检测和溯源系统和方法是采集调查人群的血液样本和调查对象生活的周边环境样本，分别检测血液和周边环境样本中的铅元素总量和铅同位素浓度，通过血液中铅元素总量判断血铅含量是否超标，通过血液中和周边环境样本的铅同位素浓度比值的相似度来判断血液中铅的来源。该系统和方法存在以下缺陷：1、血铅来源解析结果不全面精细；2、需要开展大量的环境监测，效率低。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种血铅来源解析系统和方法，用以解决现有的血铅溯源的系统和方法效率低、不够精细的问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种血铅来源解析系统，所述血铅来源解析系统包括数据库单元、检测单元、筛选单元和解析单元；

3、其中，所述数据库单元中设置有血铅限值数据库、环境介质铅同位素数据库、环境介质铅暴露接触数据库和调查对象基础信息数据库；

4、所述检测单元中设置有血铅同位素检测系统，所述血铅同位素检测系统用于检测血液样本中的铅同位素浓度；

5、所述筛选单元中设置有数据提取系统，所述数据提取系统用于根据所述数据库单元中的调查对象基础信息数据库中的调查对象特征，从所述数据库单元中的环境介质铅同位素数据库中提取符合调查对象特征的环境介质铅同位素浓度数据，从所述数据库单元中的环境介质铅暴露接触数据库中提取符合调查对象特征的暴露接触数据；

6、所述解析单元中设置有初步解析模块和混合解析模块；

7、所述初步解析模块用于根据所述检测单元得到的血液铅同位素检测结果和所述筛选单元提取的符合调查对象特征的环境介质铅同位素浓度数据，按照同位素比值特征的相似性筛选出三种环境介质；所述混合解析模块中设置有同位素比值混合解析模型和来源贡献率计算模型，所述同位素比值混合解析模型用于计算所述初步解析模块所筛选出的每种环境介质的总体贡献比，所述来源贡献率计算模型用于根据同位素比值混合解析模型计算得到的总体贡献比和所述筛选单元提取的暴露接触数据计算所述初步解析模块所筛选出的每环境介质的小类环境介质或暴露途径的来源贡献率。

8、优选地，所述血铅来源解析系统还包括判别单元，所述判别单元用于根据所述检测单元得到的血液铅同位素检测结果判断血铅总浓度是否超标以及选择是否进入解析单元。

9、优选地，所述血铅来源解析系统还包括输出单元，所述输出单元用于输出判别单元和解析单元的结果。

10、优选地，所述判别单元中设置有依次关联的判断模块和选择模块，其中，所述判断模块用于根据所述检测单元得到的血液铅同位素检测结果，将血铅总浓度与血铅限值数据库中符合调查对象基础信息数据库中调查对象基础信息的血铅限值进行比较，判断血铅总浓度是否超标；所述选择模块用于选择将数据输出给解析单元或者输出单元。

11、优选地，所述判断模块中设置有血铅总浓度计算模型，计算公式为：

12、

13、其中，ctotal为血铅总浓度，为204pb的浓度，为206pb的浓度，为207pb的浓度，为208pb的浓度。

14、优选地，所述判别单元中还设置有健康影响信息整理模块，所述数据库单元中还设置有健康信息数据库，所述健康影响信息整理模块用于根据所述检测单元得到的血液铅同位素检测结果，从所述健康信息数据库中提取整理出健康影响信息数据，并将所述健康影响信息数据输入所述输出单元。

15、优选地，所述数据提取系统包括环境介质铅同位素浓度数据提取模块和暴露接触数据提取模块；所述环境介质铅同位素浓度数据提取模块用于根据调查对象的活动区域和周边环境，从环境介质铅同位素数据库中提取符合调查对象特征的环境介质铅同位素浓度数据；所述暴露接触数据提取模块用于根据调查对象的基本信息，从环境介质铅暴露接触数据库提取符合调查对象特征的暴露贡献比。

16、优选地，所述数据提取系统中还设置有环境介质暴露水平计算模型和暴露贡献比计算模型，暴露贡献比rsc的计算公式为：

17、

18、其中，rsci为各环境介质暴露贡献比，addi为各环境介质暴露水平，∑addi为各环境介质暴露水平总和。

19、优选地，所述同位素比值混合解析模型中，计算公式为：

20、

21、

22、1＝p1+p2+p3   式(5)；

23、其中，和为血液中的铅同位素浓度比值，p1为第一种环境介质的总体贡献比，p2为第二种环境介质的总体贡献比，p3为第三种环境介质的总体贡献比。

24、另一方面，本发明实施例提供了一种血铅来源解析方法，所述血铅来源解析方法在本发明的血铅来源解析系统中进行，包括：

25、采集调查对象的血液样本，通过检测单元中的血铅同位素检测系统检测得到血液铅同位素检测结果；

26、所述筛选单元中的数据提取系统根据所述数据库单元中的调查对象基础信息数据库中的调查对象特征，从所述数据库单元中的环境介质铅同位素数据库中提取符合调查对象特征的环境介质铅同位素浓度数据，从所述数据库单元中的环境介质铅暴露接触数据库中提取符合调查对象特征的暴露接触数据；

27、所述解析单元中的初步解析模块根据所述检测单元得到的血液铅同位素检测结果和所述筛选单元提取的符合调查对象特征的环境介质铅同位素浓度数据，按照铅同位素浓度比值特征的相似性筛选出三种环境介质；所述解析单元中的混合解析模块获取同位素比值混合解析模型，计算所述初步解析模块所筛选出的每种环境介质的总体贡献比；

28、所述解析单元中的混合解析模块根据所述同位素比值混合解析模型计算得到的总体贡献比和所述筛选单元提取的符合调查对象特征的暴露接触数据，获取来源贡献率计算模型，计算所述初步解析模块所筛选出的每种环境介质的小类环境介质或暴露途径的来源贡献率。

29、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

30、(1)本发明从血铅检测到来源解析，将血铅检测、来源解析与数据库相结合，提出了一种包括来源-暴露接触-血铅的全链条、全过程的血铅来源解析系统和方法，该系统和方法具有较强的操作性及可推广性，给出了一个从检测到解析的具有完整性和系统性的可操作的系统体系，可为人体铅元素健康风险的快速检测及造成其健康风险的环境因素来源判断提供技术支撑，在重金属铅污染防治政策制订，保障人群健康方面提供科学指导。

31、(2)本发明的系统中，判断模块中设置有血铅总浓度计算模型，铅元素总量通过铅同位素浓度计算，仅对铅同位素检测即可；本发明的系统包括判别单元和解析单元，既可以进行血铅总量超标判断，也可以进行血铅同位素解析；本发明将人群暴露于环境介质中铅元素的实际接触情况引入来源解析过程，并且将环境介质和/或暴露途径细化，使来源解析结果更精细；同时，本发明将血铅来源解析与数据库结合，避免了现有技术中的每次来源解析都要开展大量环境检测的弊端，显著提高来源解析的效率。

32、(3)本发明设置检测单元和判别单元，在采集调查对象血液时，首先采集的是容易获取的末梢血液样本，在末梢血液的血铅超标的情况下，再采集静脉血样本进行复测，尽可能避免采集较难获取的静脉血，又可以实现判断血铅超标与否的准确性。

33、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。