[发明专利]一种核酸扩增结果判定方法

权利要求书

1.一种核酸扩增结果判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取不同循环数的荧光强度数据，并对荧光强度数据进行曲线拟合，得到拟合函数；

根据粒子群优化算法计算拟合函数的最优参数，将最优参数代入拟合函数，并对拟合函数进行一阶导数求解，其中，根据粒子群优化算法计算拟合函数的最优参数，包括以下步骤：初始化荧光信号所形成的粒子群，将粒子群分为若干个局部子集，并对局部子集进行迭代计算，得到结果子集，并将所述结果子集存储于最优参数集内，

具体地，对局部子集进行迭代计算，包括以下步骤：设定学习率α和参数θ的初始值，并通过模型计算粒子当前位置所对应的目标位置，同时计算损失函数；根据适应度函数计算粒子个体的适应值；将所述损失函数沿参数θ的负梯度方向更新，并得到损失函数最小值；计算粒子个体的局部最优位置向量和粒子群的全局最优位置向量，并根据损失函数分别更新粒子个体的速度向量和位置向量；根据所述粒子个体的速度向量和位置向量，更新粒子个体的局部位置向量和全局位置向量，并存入结果子集中；判断更新后的局部子集的损失函数的大小，得到更优解，并将最优解存入最优参数集；判断粒子群是否满足参数优化后的终止条件，若满足，则停止迭代计算；若不满足，则重新设定学习率并重新计算粒子个体的适应值，

其中，所述拟合函数的计算公式为：

且θ＝(θ₁，θ₂，θ₃，θ₄，θ₅，θ₆，θ₇，θ₈)，θ₁、θ₂、θ₃和θ₄部分函数为对正常的扩增S型曲线进行拟合，对荧光扩增曲线数据的非线性特征参数进行调节；θ₅是对荧光扩增曲线数据的不同平移进行拟合；θ₆、θ₇和θ₈是对荧光扩增曲线数据的线性特征的斜率进行调节；h_θ(t)代表在t时间点的拟合函数对荧光强度的预测值；

根据所述一阶导数，通过求导计算荧光信号上升或下降的连续次数；

设定状态阈值G，并设定荧光信号上升或下降的连续次数大于状态阈值G时，荧光信号上升或下降的连续区间为第一区间；

获取所述第一区间的扩增幅度，并设定扩增幅度阈值D，判断是否第一区间的拟合函数的数值大于0，且第一区间的扩增幅度大于扩增幅度阈值D；

若是，则第一区间为扩增区间，且扩增曲线为潜在阳性曲线；若否，则扩增曲线为阴性曲线；

根据所述一阶导数计算二阶导数，并得出二阶导数的最大值的解和最大值的解对应的时间T；

判断时间T是否在扩增区间内，若是，则判定时间T即为C_t值，并根据样本定义阈值，判断扩增结果；若否，则判断时间T与扩增区间的位置关系；

若时间T位于扩增区间的起始位置之前，则直接定义C_t值为一分钟位置，且扩增结果为阳性；若时间T位于扩增区间的结束位置之后，则直接定义C_t值为四十分钟位置，且扩增结果为阴性。

2.根据权利要求1所述的一种核酸扩增结果判定方法，其特征在于，所述损失函数的公式为：

其中，J(θ)为损失函数；m代表样本个数；i代表m个样本中的第i个样本；h_θ(t_i)代表第i个样本在t时间点的拟合函数对荧光强度的预测值；y_i代表第i个样本的真实荧光强度数据。

3.根据权利要求2所述的一种核酸扩增结果判定方法，其特征在于，将所述损失函数沿参数θ的负梯度方向更新的更新公式为：

4.根据权利要求1所述的一种核酸扩增结果判定方法，其特征在于，判断粒子群是否满足参数优化后的终止条件，包括以下步骤：

设定参数θ一次迭代的变化值为Δθ，若Δθ＜0.0001，则结果收敛，判断结果收敛速度，并根据结果收敛速度判断是否满足终止条件；若Δθ≥0.0001，则结果不收敛，不满足终止条件，迭代继续，并减小学习率α的初始值，计算损失函数。