[發明專利]一種檢測微生物生長情況的方法

在審

• 申請號: 202210549690.0
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114898810A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳志偉;鄭加鑫
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G16B40/00
• 分類號: G16B40/00;G16B20/50;G16B45/00;G06F16/215;G06F16/2458
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

本發明提供一種檢測微生物生長情況的方法，包括：根據微生物生長監測系統實時獲取衡量微生物樣本生長情況的時序數據集；將獲取的時序數據集進行預處理，得到預處理后的時序數據集；根據預處理后的時序數據集中時序數據的變化率，得到時序數據的變化率數據集(變化率曲線)；根據Savitzky?Golay濾波器對變化率曲線進行平滑除噪，得到除噪后的變化率曲線；根據Pettitt突變點檢測、Kolmogorov?Smirnov檢驗以及Mann?Kendall趨勢檢驗和線下面積對除噪后的變化率曲線進行檢測，并根據檢測結果判定微生物樣本是否出現生長的情況；本發明極大的降低了因為不良因素導致的單個或多個數據點異常而出現誤判的可能性，在受到極端不良因素的影響下，仍然可以快速、準確的完成對微生物生長情況的檢測。

技術領域

本發明涉及生物醫學微生物檢測領域，特別是指一種檢測微生物生長情況的方法。

背景技術

微生物檢測是指借助人工配制的培養基和人為創造的培養條件，使得符合生長條件的微生物快速繁殖，并通過監測衡量微生物生長情況的指標從而實現檢測目標源是否存在微生物的目的，其中若目標源存在微生物，則這種情況被稱為報陽。特別的以血培養為基礎培養手段的微生物檢測在臨床醫學上有著極其重要的應用。在正常情況下人體的血液是無菌的，而臨床上嚴重危及患者生命的敗血癥、菌血癥等病癥是由于患者血液中出現了對應的致病微生物導致的，所以快速穩定地檢測患者的血液中是否存在致病微生物對臨床治療有著重要意義。

通常情況下，衡量微生物生長情況的指標是指通過微生物生長監測系統得到的，能夠反映微生物生長情況的時序數據集(一系列按時間維度索引的觀察值的集合)，如在以壓力傳感檢測法為基礎的微生物監測系統，其衡量微生物生長情況的指標為培養瓶中壓力傳感器的隨時間變化的壓力值；在以阻抗(電導)分析法為基礎的微生物監測系統，其衡量微生物生長情況的指標為培養瓶中溶液的隨時間變化的阻抗(電導)值。

微生物的培養環境需要一直處于合適的狀態，這是因為一旦微生物的培養環境受到不良因素的影響，所得到的時序數據集就會帶有噪聲，使得檢測結果變得不準確。但是微生物的培養環境很難一直處于合適的狀態，往往會因為一些微小的環境變動而受到影響。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種檢測微生物生長情況的方法，對時序數據集的信噪比要求不高，抗干擾能力強，且快速、準確。

本發明采用如下技術方案：

一種檢測微生物生長情況的方法，包括：

根據微生物生長監測系統實時獲取衡量微生物樣本生長情況的時序數據集；

將獲取的時序數據集進行預處理，得到預處理后的時序數據集；

根據預處理后的時序數據集中時序數據的變化率，得到時序數據的變化率數據集(變化率曲線)；

根據Savitzky-Golay濾波器對變化率曲線進行平滑除噪，得到除噪后的變化率曲線；

根據Pettitt突變點檢測、Kolmogorov-Smirnov檢驗以及Mann-Kendall趨勢檢驗和線下面積對除噪后的變化率曲線進行檢測，并根據檢測結果判定微生物樣本是否出現生長的情況。

具體地，所述根據微生物生長監測系統實時獲取衡量微生物樣本生長情況的時序數據集，所述參數包括但不限于：微生物生長監測系統所得到的觀察值和得到觀察值時所對應的時刻。

具體地，根據預處理后的時序數據集計算得出時序數據的變化率數據集，時序數據的變化率r_t的具體計算公式為：

其中，y_t是x_t時刻微生物生長監測系統所得到的觀察值，y_t-1是x_t-1時刻微生物生長監測系統所得到的觀察值。