全自动血凝仪定标算法研究

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1、全自动血凝仪定标算法研究摘要：定标是全自动血凝仪必须实现的功能之一。全自动血凝仪定标是通过测定标准已知浓度血浆的凝血时间或吸光度变化量，来确定与所测项目结果报告单位相关的定标曲线。以常规检测的FIB和D-二聚体为例,釆用最小二乘法对数据进行拟合，确定定标曲线方程。FIB定标曲线是直线，对此直接套用公式；D-二聚体定标曲线是三次项曲线，对此先转换为正规方程组，再用列主元高斯消元法求解线性方程组。使用Origin软件对同一数据进行拟合，通过比较，所求的定标曲线方程一致。关键词：全自动血凝仪；定标曲线；FIB；D-二聚体中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号：1672-78

2、00(2012)010-0042-03作者简介：陈权(1986-),女，北京信息科技大学光电学院硕士研究生，研究方向为生物医学检测技术与仪器；董明利(1965-)，女，硕士，北京信息科技大学光电学院教授、硕士生导师，研究方向为视觉测试；土君(1978-),男，博士，北京信息科技大学光电学院讲师，研究方向为生物医学检测技术与仪器。0引言血凝仪是对血栓和止血进行实验室检查的仪器。止血与血栓分子标志物的检测指标与临床各种疾患有着密切联系，如心脑血管疾病、糖尿病、动静脉血栓形成等。目前，国内的全自动血凝仪主要依靠进口，只在大中型医院使用而口价格都很昂贵，小型医院还是使用半自动血凝仪

3、。由此可知，研制出产品化的全自动血凝仪，可以打破进口全自动血凝仪在国内的垄断地位，而且在国内冇很广阔的市场。对于FIB、D-二聚体等检测项日，需耍把凝血时间或光强度变化量和标准试样的定标曲线对照，得出检定项目的浓度、方分比活度等通用单位,以此來判断患者的此项指标是否在止常范围内。以FIB定标为例，首先将定标血浆按一定步骤配比出4种不同浓度的标准血浆；然后把这4种标准血浆按FIB项目进行检测，得到凝血时间；最后把凝血时间作为X轴，浓度作为Y轴，得到血浆浓度与凝血时间的关系曲线，这就是FIB的定标曲线。本文所用的全自动血凝仪在硬件设计上，用磁珠法测试FIB,下位机传给上位机的是

4、时间s,FIB的检测单位是g/L。用光学法测试D-二聚体,下位机传给上位机的是吸光度变化量，D-二聚体的检测单位是ng/mLo1FII3定标算法根据试剂化学反应特性，得到的FIB定标曲线应该是一条直线，设为y二kx+b。理论上至少需要3个定标点，也就是说标准血浆至少要按3种不同的比例稀释。2D-二聚体定标算法通过相关文献的查询，以及用Origin拟合检测的数据可知，D-二聚体定标曲线拟合成三次项曲线效果最好。多项式拟合中，当拟合多项式的次数较高时，可能出现止规方程组的病态。方程组系数矩阵阶数越高，病态越严重。対高次多项式作不同的分段低次拟合，可有效解决正规方程组的病态。由于

5、定标算法中多项式的次数并不是很高，所以没分段拟合。线性方程组的数值解法可分为直接法和迭代法两大类。直接法程序结构较复杂，只要原方程组有解，就一定能求出解。求解方法木身没有误差,但实际计算过程可能产生舍入误差，求解的运算量与方程组的阶数直接相关。迭代法常用于求解高阶稀疏矩阵。具体來说有Gauss消元法，LU分解法，雅可比迭代法，高斯-赛德尔迭代法等。本文采用列主元高斯消元法求解线性方程组，比起顺序高斯消元法，列主元高斯消元法可以避免零主元或小主元出现，提高解的精度。列主元高斯消元法的运算量为0(n3)o列主元高斯消元法的算法如表1所示。3实验结果跟Origin对比及效果图先将

6、标准血浆配比成5・10g/L、2・55g/L、l・27g/L、0.85g/L,浓度依次减半，再将配比好的血浆按FIB项目进行检测，得到反应时间。结果如表2所示。对于D-二聚体也是类似的，先将标准血浆配比成4.00ng/mL>3.00Pg/mL>2.00pg/mL>1.00ug/mL>0.50ug/mL>0.01ug/mL,再将配比好的血浆按D-二聚体项H进行检测，得到反应时间。结果如表3所示。本文所用的开发工具是VC++6.0,用自己写的算法所求的定标曲线方程如表4所示。用Origin软件所求的定标曲线方程如表5所示。通过比较可知，用Origin拟合同样的数据，所求的定标曲

7、线方程结果是一样的，只是保留小数点的位数不一样，这是开发工具决定的。效果图如图1和图2所示。4结语木文采用最小二乘法対全自动血凝仪需要定标的检测项冃进行定标。以磁珠法检测的FIB和光学法检测的D-二聚体为例，提出具体的算法。FIB的直线拟合可按公式求解。D-二聚体的多项式拟合可先化为正规方程组，再采用列主元高斯消元法求解。通过实验验证，此模块的算法可移植到磁珠法的血凝仪和光学法的血凝仪中。参考文献：[1]杨一都•数值计算方法[M]•北京：高等教育出版社，2008.[2]靳天飞，杜忠友•计算方法：C语言版[M].北京