[發(fā)明專利]一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210524445.4
• 申請(qǐng)日: 2022-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN115015114A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜琛昱;王磊;石東鑫;賈睿昊;孫靖;宋煜梟;趙儒仕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G01N21/39
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 韓玲

1.一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，其中，數(shù)據(jù)采集是將溫度信號(hào)和二次諧波信號(hào)通過串口傳入上位機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理是將所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理、平滑處理、最大值處理、峰值提取、峰值匹配和閾值判斷；所述溫度信號(hào)由溫度控制器提供，所述二次諧波信號(hào)是信號(hào)探測(cè)器通過探測(cè)穿過細(xì)菌培養(yǎng)皿的激光得到的信號(hào)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，DFB激光器發(fā)射激光穿過細(xì)菌培養(yǎng)皿，所述DFB激光器的頻率輸出表示為：ν(t)＝ν₀+ν_acos(2πft)

其中，ν為激光中心頻率，ν_a為調(diào)制振幅，f為調(diào)制頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，穿過細(xì)菌培養(yǎng)皿的透射激光強(qiáng)度在傅立葉余弦級(jí)數(shù)中展開，過鎖相放大器，經(jīng)過頻域分析轉(zhuǎn)化，得到透射激光強(qiáng)度的二次諧波分量，并傳至數(shù)據(jù)采集卡；所述二次諧波分量表示為：M(ν₀,ν_a)，且C∝M(ν₀,ν_a)，其中C為二氧化碳濃度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理過程包括：

S1.數(shù)據(jù)采集卡開啟端口，接受數(shù)據(jù)；

S2.按組存入數(shù)據(jù)庫；

S3.判斷數(shù)據(jù)處理模塊是否提取完整數(shù)組，如果是n個(gè)數(shù)據(jù)，則按組進(jìn)行噪聲處理，如果未達(dá)到n個(gè)數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)處理模塊繼續(xù)提取數(shù)據(jù)；

S4.平滑處理，以k₁為步進(jìn)長(zhǎng)度遍歷數(shù)組中的n個(gè)數(shù)據(jù)，依次完成移動(dòng)方差處理；

S5.最大值處理，以k₂為步進(jìn)長(zhǎng)度遍歷數(shù)組中的n個(gè)數(shù)據(jù)，依次取移動(dòng)最大值；

S6.提取峰值，按組進(jìn)行峰值匹配，如果匹配，則進(jìn)入步驟S7，如果不匹配，則繼續(xù)該步驟S6；

S7.判斷峰值是否超過閾值，如果是，則對(duì)對(duì)應(yīng)培養(yǎng)瓶報(bào)警，如果沒有超過閾值，則不報(bào)警。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，所述噪聲處理采用中位值平均濾波算法：

其中x_max表示該組數(shù)據(jù)中的最大值，x_min表示該組數(shù)據(jù)中的最小值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于可調(diào)諧激光光譜的血液細(xì)菌檢測(cè)方法，其特征在于，所述移動(dòng)方差處理方法為：

具體是將數(shù)組中降噪后的n個(gè)數(shù)據(jù)x′₁～x′_n依次循環(huán)排列，x′_i排在以k₁為步進(jìn)長(zhǎng)度的段首，f_i為x′_i對(duì)應(yīng)權(quán)值，排在以k₁為步進(jìn)長(zhǎng)度的段尾，為對(duì)應(yīng)權(quán)值，當(dāng)i從1～n-k₁+1取值時(shí)，所述段尾未溢出x′_n，當(dāng)i從n-k₁+2～n取值時(shí)，所述段尾溢出x′_n，則溢出部分的空位個(gè)數(shù)是1～k₁-1，根據(jù)空位個(gè)數(shù)，按照由的順序補(bǔ)位填充，直至滿足所述段首到段尾為k₁個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)x′₁重新回到段首時(shí)，終止平滑處理，則間斷的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為平滑曲線。