[发明专利]一种基于神经网络的检测艾滋病病毒的装置和方法

说明书

本发明涉及一种基于神经网络的检测艾滋病病毒的装置，所述装置包括近红外分光光度计以及计算机，所述计算机用于接收近红外分光光度计所获得的吸收谱图数据，其特征在于，所述计算机包括基于空白血清吸收谱图去除背景吸收的模块、针对去除背景吸收后的光谱数据进行一阶微分处理的模块、将一阶微分处理结果分为多段并针对每段进行偏最小二乘算法拟合，针对所有具有艾滋病病毒的吸收谱图数据确定吸收峰值的模块、基于所述吸收峰值计算艾滋病病吸收谱图数据毒浓度的模块。本发明提供的检测装置和检测方法可以以非常简单易操作的方式确定艾滋病病毒的浓度，同时还具有非常高的灵敏度，为实现艾滋病的防控提供了新的路线。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种基于神经网络的检测艾滋病病毒的装置和方法。

背景技术

艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)感染引起的一种重大威胁人类生命安全的传染病，艾滋病在我国已流行数十年，目前我国艾滋病疫情形势严峻，感染者人数缓慢上升，仅2018年我国新发感染人数接近15万。随着感染者和临床病人的不断增加、感染人群的变化，艾滋病检测工作量逐渐加大。检测是艾滋病防治的第一步，扩大检测也是我国长期实施的艾滋病防治策略，只有及时诊断和发现HIV感染者，才能启动抗病毒治疗，减少HIV传播并改善病人的预后；只有在HIV病毒载量、CD4细胞计数及HIV耐药及时检测的保障下，抗病毒治疗才能有效实施并取得预期效果。检测也是监测和血液安全的重要技术保障，评估疫情和防治效果、新发感染判断、血液安全筛查等都依赖检测结果。检测是艾滋病防治不可或缺的科学工具和技术支撑，做好检测工作对我国艾滋病防治具有非常重要的意义。

目前常用的艾滋病实验室检测包括HIV抗体检测、抗原检测、核酸检测。HIV抗体检测是HIV感染诊断最常见的方法，是判断HIV感染的间接指标。根据其主要的适用范围，可将现有HIV抗体检测方法分为筛检试验和确证试验。初筛主要包括酶联免疫吸附测定(ELISA)，凝胶颗粒凝集试验，乳胶凝集试验，放射免疫试验和各种快速检测试验等。由于初筛特异性不能保证，还需要进行确证实验，包括免疫印迹试验(WB)，条带免疫试验，放射免疫沉淀试验(RIPA)及免疫荧光试验(IFA)等。目前最常用的确证方法是免疫印迹试验。HIV的抗原检测主要针对HIV-1的核心结构蛋白，检测时间早于HIV的抗体，适合早期感染检测，可以缩短窗口期，一般能在感染后2-3周检出。HIV核酸检测主要有实时荧光定量PCR方法、荧光探针PCR法及以焦磷酸化激活聚合酶(PAP)反应为基础的核酸扩增PCR方法。HIV核酸定量检测主要基于靶核酸扩增和信号放大两种方法。病毒载量测定和CD4细胞计数是判断疾病进展和治疗时机、评价疗效和预后的两项重要指标。但基于近红外吸收谱图检测艾滋病病毒的装置和方法研究尚未被报道。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种基于神经网络的检测艾滋病病毒的装置和方法。具体而言，为了实现本发明的目的，本发明拟采用如下的技术方案：

本发明一方面涉及一种基于神经网络的检测艾滋病病毒的装置，所述装置包括近红外分光光度计以及计算机，所述计算机用于接收近红外分光光度计所获得的吸收谱图数据，其特征在于，所述计算机包括基于空白血清吸收谱图去除背景吸收的模块、针对去除背景吸收后的光谱数据进行一阶微分处理的模块、将一阶微分处理结果分为多段并针对每段进行偏最小二乘算法拟合，针对所有具有艾滋病病毒的吸收谱图数据确定吸收峰值的模块、基于所述吸收峰值计算艾滋病病吸收谱图数据毒浓度的模块。

在本发明的一个优选实施方式中，所述吸收峰值包括1582nm、1810nm和2363nm处的吸收峰值。

在本发明的一个优选实施方式中，基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块是指基于吸收峰值分别计算艾滋病病毒浓度并且基于算术平均值确定艾滋病病毒浓度的模块。

在本发明的一个优选实施方式中，所述计算机包括基于标准溶液吸收谱图数据获取吸收峰值与艾滋病病毒浓度标准曲线的模块。