基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具及系统，包括：处理器和存储介质；存储介质用于在存储的程序被所述处理器加载时执行以下步骤：利用鉴别模型对待诊断患者的唾液的凝集素芯片数据进行鉴别，对所述待诊断患者是否患有结直肠疾病、肺部疾病、肝部疾病、胃部疾病、乳腺疾病或甲状腺疾病进行区分。本发明专利技术所述的疾病区分工具，通过鉴别模块对待诊断患者的唾液进行鉴别，确定所述待诊断患者的疾病类型。本发明专利技术所述的疾病区分工具具有采样方便、灵敏度高的特点，能够快速的鉴别受试者患病类型。受试者患病类型。受试者患病类型。

【技术实现步骤摘要】
基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具及系统


[0001]本专利技术涉及生物计算机领域，尤其涉及一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具及系统。

技术介绍

[0002]液体活检是与传统组织活检相对应的概念，液体活检中的“液体”以血液为主，也包括粪便、尿液、唾液以及其它体液为样品的体外诊断技术。在癌症早期筛查领域，液体活检相较传统检测有诸多优点：首先，液体活检的对象是血液、尿液或粪便等液体样品，取样简单，能够显著降低成本并减少患者的创伤和风险；其次，相比医学影像学和内镜检查每次只能检查特定位点的肿瘤病灶，液体活检更容易实现对多种肿瘤的同步覆盖；第三，液体活检操作简便、检测速度快，可以重复性获取样本进行高频率监测；最后，恶性肿瘤是一种异质性疾病，在减小肿瘤异质性对诊断造成偏差的同时，也能及时地反应肿瘤发展的动态变化。所以，在癌症的早筛早查领域首推液体活检技术；液体活检目前分为非唾液(血清及其它体液)液体活检与唾液液体活检，唾液与非唾液样品相比，采集安全方便，无创伤，无血源性疾病传播的危险，且能判断受检者是否处于炎症(良性疾病)阶段，这是非唾液活检早筛做不到的，受检者受益大依从性好。
[0003]现有的，应用凝集素芯片鉴别癌症的方法主要是：选定对照组，将待检测临床样本的凝集素芯片结果同健康对照组的凝集素芯片结果进行对比，得到每种凝集素的Fold
‑
change值，以Fold
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change>1.5和Fold
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change<0.67作为选择标准，Fold
‑
change>1.5为上调糖链，Fold
‑
change<0.67为下调糖链，筛选出表达上调和下调的糖链组合，利用这些糖链的组合来判断某种癌症。
[0004]如果仅针对一种已知癌症，例如乳腺癌，进行诊断，现有的凝集素芯片鉴别方法的确具有一定的准确性，但是，由于某些糖链结构在这些癌症发生发展的过程中表现一致，导致现有的凝集素芯片鉴别癌症的方法在多病种复杂情景下出现无法准确区分疾病的问题；例如，基于一次检测，无法正确区分样本来源于健康志愿者、乳腺癌、肝癌，还是胃癌患者。
[0005]一种能够区分待检测样品的疾病类型的鉴别系统亟待研发。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具及系统，用于解决前述技术问题中的至少一个。
[0007]具体地，其技术方案如下：
[0008]一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，包括：
[0009]处理器；
[0010]存储介质，用于在存储的程序被所述处理器加载时执行以下步骤：
[0011]利用鉴别模型对待诊断患者的唾液的凝集素芯片数据进行鉴别，用于对所述待诊断患者是否患有结直肠疾病、肺部疾病、肝部疾病、胃部疾病、乳腺疾病或甲状腺疾病进行
区分。
[0012]上述的一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，还包括：采集模块；
[0013]所述采集模块采集外界样本，用于执行以下步骤后，将所述外界样本发送至所述存储介质：
[0014]将收集到的全唾液经离心后，吸取上清弃去沉淀；
[0015]将所述上清再经过滤后，经荧光染料标记后，去掉游离荧光，得到荧光标记的预处理后的唾液样本。
[0016]上述的一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，还包括，预处理模块：
[0017]所述预处理模块，与所述采集单元和所述存储介质进行数据交互，用于执行以下步骤后，将凝集素芯片数据发送至所述存储介质内：
[0018]将点制好的凝集素芯片的玻片进行清洗，得到清洁后的凝集素芯片；
[0019]将清洁后的凝集素芯片与封闭缓冲液在芯片杂交盒中孵育，进行旋转反应，得到封闭后的凝集素芯片；
[0020]将所述荧光标记的预处理后的唾液样本与孵育缓冲液混匀，配置成上样体系，将封闭后的凝集素芯片至于所述盖玻片上，进行避光旋转孵育，孵育结束后清洗玻片，离心甩干，得到待扫描芯片；
[0021]扫描所述待扫描芯片，将芯片扫描结果经过图像分析后，进行数据的归一化处理，获得所述凝集素芯片数据。
[0022]一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分系统，包括：
[0023]数据采集模块，用于根据唾液样本获取凝集素芯片数据；
[0024]模型构建模块，与所述数据采集模块进行数据交互，用于利用所述凝集素芯片数据形成分类标签和特征，从而构建和训练鉴别模型；
[0025]如权利要求1所述的疾病区分工具，与所述数据采集模块进行数据交互，用于利用已训练的鉴别模型对待诊断患者的唾液进行鉴别，对所述待诊断患者是否患有结直肠疾病、肺部疾病、肝部疾病、胃部疾病、乳腺疾病或甲状腺疾病进行区分。
[0026]所述模型构建模块，包括：
[0027]数据预处理单元，与所述数据采集模块进行数据交互，用于将所述凝集素芯片数据进行归一化处理，得到归一化后的凝集素芯片数据；
[0028]数据分类单元，与所述数据预处理单元进行数据交互，用于将所述归一化后的凝集素芯片数据随机排序，获取所述归一化后的凝集素芯片数据的特征和标签，并按照所述标签随机选取一部分所述归一化后的凝集素芯片数据作为所述鉴别模型的训练集，另一部分所述归一化后的凝集素芯片数据作为所述鉴别模型的测试集；
[0029]构建单元，与所述疾病区分工具连接，用于得到所述训练后的鉴别模型并存储在所述疾病区分工具内。
[0030]所述构建单元与所述数据分类单元连接，用于利用所述特征和标签通过K最近邻算法、支撑向量机、多层感知器、逻辑回归以及随机森林中的任一种算法依据所述凝集素芯片数据构建所述鉴别模型。
[0031]所述构建单元采集所述标签和特征，用于通过以下步骤利用KNN算法依据所述凝集素芯片数据构建所述鉴别模型：
[0032]通过训练集样本的所述特征和标签，构建KNN分类器；
[0033]利用所述KNN分类器通过所述凝集素芯片数据构建的测试集进行预测，输出预测结果；
[0034]将所述预测结果与所述凝集素芯片数据构建的测试集的标签进行比对，衡量算法表现。
[0035]上述的一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分系统，还包括：所述参数选择与优化单元；
[0036]所述参数选择与优化单元与所述构建单元进行数据交互，用于对所述KNN分类器进行参数优化。
[0037]所述参数选择与优化单元采集所述鉴别模型的参数，用于获取所述KNN分类器中weights、p以及k的最佳参数值。
[0038]所述数据采集模块，包括：
[0039]采集单元，用于收集唾液样本；
[0040]标记单元，与所述采集单元连接，用于对所述唾液样本进行荧光标记；
[0041]凝集素芯片单元，与所述标记单元连接，用于放置荧光标记后的唾液样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，其特征在于，包括：处理器；存储介质，用于在存储的程序被所述处理器加载时执行以下步骤：利用鉴别模型对待诊断患者的唾液的凝集素芯片数据进行鉴别，对所述待诊断患者是否患有结直肠疾病、肺部疾病、肝部疾病、胃部疾病、乳腺疾病或甲状腺疾病进行区分。2.根据权利要求1所述的基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，其特征在于，还包括：采集模块；所述采集模块采集外界样本，用于执行以下步骤后，将所述外界样本发送至所述存储介质：将收集到的全唾液经离心后，吸取上清弃去沉淀；将所述上清再经过滤后，经荧光染料标记后，去掉游离荧光，得到荧光标记的预处理后的唾液样本。3.根据权利要求2所述的基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分工具，其特征在于，还包括，预处理模块：所述预处理模块，与所述采集单元和所述存储介质进行数据交互，用于执行以下步骤后，将凝集素芯片数据发送至所述存储介质内：将点制好的凝集素芯片的玻片进行清洗，得到清洁后的凝集素芯片；将清洁后的凝集素芯片与封闭缓冲液在芯片杂交盒中孵育，进行旋转反应，得到封闭后的凝集素芯片；将所述荧光标记的预处理后的唾液样本与孵育缓冲液混匀，配置成上样体系，将封闭后的凝集素芯片至于所述盖玻片上，进行避光旋转孵育，孵育结束后清洗玻片，离心甩干，得到待扫描芯片；扫描所述待扫描芯片，将芯片扫描结果经过图像分析后，进行数据的归一化处理，获得所述凝集素芯片数据。4.一种基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于根据唾液样本获取凝集素芯片数据；模型构建模块，与所述数据采集模块进行数据交互，用于利用所述凝集素芯片数据形成分类标签和特征，从而构建和训练鉴别模型；如权利要求1所述的疾病区分工具，与所述数据采集模块进行数据交互，用于利用已训练的鉴别模型对待诊断患者的唾液进行鉴别，对所述待诊断患者是否患有结直肠疾病、肺部疾病、肝部疾病、胃部疾病、乳腺疾病或甲状腺疾病进行区分。5.根据权利要求4所述的基于唾液凝集素芯片数据的疾病区分系统，其特征在于，所述模型构建模块，包括：数据预处理单元，与所述数据采集模块进行数据交互，用于将所述凝集素芯片数据进行归一化处理，得到归一化后的凝集素芯片数据；数据分类单元，与所述数据预处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铮，舒健，于汉杰，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：