Экспертная система определения заболевания по хроматограмме образца сыворотки крови
Дипломная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие дипломы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
пектр и время удерживания рассматриваемого пика.
.Из базы данных выбираются все записи, время удерживание которых попадает в заданное окно.
.Из этих записей выбирается компоненты со спектрами, наиболее близкими к рассматриваемому.
Идентификация может проводиться по каждому пику в отдельности или по всей хроматограмме сразу.
Валидация хроматографа
жидкостный хроматография шум фильтр
В системе предусмотрена возможность проверки корректности работы хроматографа. После анализа специально созданной пробы выполняется обработка полученной хроматограммы и измеряются определенные параметры. Если значения этих параметров отклоняются от эталонных менее чем на заданную величину - хроматограф считается годным для дальнейшей работы с базой данных.
Рис. 4. Пример отчета по валидации хроматографа
Градуировка
В системе реализована система градуировок, позволяющая вычислять концентрацию того или иного вещества в образце, основываясь на данных об объеме пробы, площади соответствующего пика и заранее заданных эталонных концентрациях. Аппроксимация производится с использованием метода наименьших квадратов и имеет вид или , где - количество вещества и - площадь пика.
Рис. 5. Диалог выбора градуировочных параметров
Факторный анализ
Одной из наиболее сложных проблем обработки хроматограмм является разделение перекрывающихся пиков. В ряде случаев эта задача может быть решена путем анализа поведения спектральных отношений. В системе реализованы базовые алгоритмы такого анализа, позволяющие оценить степень перекрывания и разделить пики:
где - значение оптической плотности пика в точке , и - измеренные значения оптической плотности для текущей и опорной длин волн в точке , и - спектральные отношения для первого и второго пика соответственно. Значения и задаются как в точках где перекрытие пиков отсутствует.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате работы была создана готовая легко расширяемая программная платформа, обеспечивающая удобный доступ к хроматографическим данным и вывод результатов анализа на экран. В системе реализованы основные рабочие алгоритмы, позволяющие проводить фильтрацию входных данных, кластеризацию (как в автоматическом режиме, так и вручную), идентификацию веществ по базе спектральных данных, выполнять процедуру валидации хроматографа и обрабатывать хроматограммы в пакетном режиме.
Также в ходе работы было создано приложение, позволяющее генерировать хроматограммы с заданными асимметричными пиками (моделирующимися гауссианой, модифицированной экспоненциальной функцией) и уровнем шума, что дает возможность тестировать новые алгоритмы на сколь угодно большом объеме данных.
Дальнейшая работа будет направлена на поиск более оптимальных методов фильтрации и факторного анализа, однако основной задачей останется разработка и исследование алгоритмов сравнения сложных хроматограмм для выявления схожих фрагментов, что обеспечит возможность широкого применения технологии построения отпечатка пальца для реализации системы диагностики заболеваний.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.N. Dyson, Chromatographic Integration Methods, 2nd ed. (Royal Society of Chemistry, Letchworth, UK, 1998).
.J. Dolan, Integration Problems (LCGC North America, Volume 27, Number 10, October 2009).
3.Л. Хубер, Применение диодно-матричного детектирования в ВЭЖХ (Москва Мир, 1993).
.МультиХром для Windows 9x & NT, версия 1.5x-Е. Руководство пользователя. (АМПЕРСЕНД 1993-2009, ЭкоНова 1997-2009).
5.Savitzky A., Golay M.J.E. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures / An. Chem., 1964.
.Каламбет Ю.А., Михайлова К.В. Оценка величины шума и ее использование при обработке хроматографического сигнала. (Лабораторный журнал №1 (1) июль 2002).