一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，该系统至少包括呼气数据存储模块、色谱质谱数据处理模块、呼气标志物数据分析分类模块、疾病检索筛查模四个主要模块，可以实现对一种或多种特定疾病的呼气数据存储和分型筛查功能，用于检测设备或检测试剂盒。通过本发明专利技术提出的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，能够存储目标疾病患者呼气中的生物标志物数据，并可以对待测的呼气数据进行初步的分型筛查和预测，在诸如癌症、新冠等疾病的检测筛查领域具有很好的应用前景。检测筛查领域具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统


[0001]本专利技术涉及生物信息数据处理
，具体公开了一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统。
技术背景
[0002]随着信息技术和人工智能的快速发展，越来越多的医学数据库被建立起来，帮助医生辅助诊断或者病人自诊。例如，利用医疗大数据建立来的疾病诊断数据库可以根据医生输入的主要症状，相关疾病的CT图或核磁共振扫描图来结合人工智能深度学习方法进行辅助诊断，可以在没有对病人进行深入体检的情况下做出一个相对可靠的疾病分型和筛查，有助于及早找出潜在病因，对症下药，同时可以减轻医生的工作负担，提高工作效率。在自诊领域，人们可以利用网络搜索引擎查询医学知识的相关问题，但由于现有查询工具往往只会给出简单的医学常识或者导向一个医师的咨询链接，而不是直接对于描述的症状进行直接诊断预测，这对于一个非医学从业人员而言是不方便的。另外，在一些重大疾病例如胃癌，新冠等的分型筛查方面，患者只能通过医院的仪器设备进行检测，往往需要较长的时间周期。
[0003]由于某些特定疾病的患病组织会产生一些具有特异性的化合物，此类化合物会通过肺泡经由呼气排出，且与健康者呼气的标志物类型、组合、数量均有差异。因此，通过检测呼气中的生物标志物也可以对特定的疾病进行分型筛查，有利于增强医生诊断的可信度，有助于对疾病患者进行及时的临床治疗。呼气中的生物标志物数据可以通过色谱和质谱联用的方法采集，在交叉验证中可以提高准确性，且检测过程方便快捷，既可家庭使用作为自诊工具，亦可应用于医院的疾病诊断和筛查工作。
专利
技术实现思路

[0004]为克服现有技术不足，本专利技术目的在于：提供一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统。
[0005]本专利技术目的通过下述方案实现：一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，用于诊疗设备，至少包括存储呼气数据的呼气数据存储模块、色谱质谱数据处理模块、呼气标志物数据分析分类模块和疾病检索筛查模块，呼气数据用于检索和筛查。
[0006]本专利技术的原理在于：某些特定疾病的患病组织会产生一些具有特异性的化合物，此类化合物会通过肺泡经由呼气排出，且与健康者呼气的标志物类型、组合、数量均有差异。因此，通过检测呼气中的生物标志物可以对特定的疾病进行分型筛查。
[0007]进一步的，所述呼气数据存储模块作为呼气数据库的主体部分，用于存储病例呼吸气体色谱、质谱的原始数据，以及呼气中疾病相关生物标志物的整合数据，并存储对比分析的筛查文件数据。
[0008]进一步的，所述色谱质谱数据处理模块用于处理检测呼气得到的色谱质谱原始数据，提取色谱图中每种标志物峰的保留时间、响应值以及对应标志物质谱图中的荷质比、丰
度类特征数据并整理汇总成每个病例的呼吸气体生物标志物数据。
[0009]进一步的，所述呼气标志物数据分析分类模块，根据呼气数据存储模块数据库中已知病例的呼气标志物的整合数据进行对比分析后得到该疾病对应的生物标志物模式，包括类型、组合和数量。
[0010]进一步的，所述呼气数据库中的呼气数据以及检索筛查数据是实时更新的。
[0011]进一步的，所述呼气数据中，呼气原始数据是通过气相色谱与质谱联用的方法检测得到的。
[0012]进一步的，所述呼吸气体生物标志物数据是由系统的色谱质谱数据处理模块通过提取色谱图中每种标志物峰的保留时间、响应值以及对应标志物质谱图中的荷质比、丰度等特征数据并整理汇总处理得到。
[0013]本专利技术系统可以实现对一种或多种特定疾病的分型和筛查功能。具体而言，通过色谱
‑
质谱联用（GC
‑
MS）方法采集某种疾病患者和健康者呼气中的生物标志物原始数据，提取色谱图中每种标志物峰的保留时间、响应值以及对应标志物质谱图中的荷质比、丰度等特征数据，进行存储、对比分析后得到该疾病对应的生物标志物模式（类型、组合、数量），确定筛查策略，之后便可以通过检测分析未知病例的呼气数据进行该类疾病的分型筛查和预测。通过本专利技术提出的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，能够存储目标疾病患者呼气中的生物标志物数据，并可以对待测的呼气数据进行初步的分型筛查和预测。
[0014]呼气数据检测步骤包括：1）样本的采集：采集健康者及已知某一疾病患者的呼吸气体，气体储存在专用呼气袋中；2）将呼气袋通过导管连入本数据库系统附带的便携式气相色谱
‑
质谱联用仪中，进行气体生物标志物的检测；3）收集健康者及该疾病患者呼吸气体中生物标志物的色谱和质谱数据。
[0015]所述呼吸气体生物标志物数据是由系统的色谱质谱数据处理模块通过提取色谱图中每种标志物峰的保留时间、响应值以及对应标志物质谱图中的荷质比、丰度等特征数据并整理汇总处理得到。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：1. 呼气中的生物标志物数据通过色谱和质谱联用的方法采集，交叉验证可以提高准确性，且检测过程方便快捷，既可家庭使用作为自诊工具，亦可应用于医院的疾病诊断和筛查工作；2. 基于质谱色谱检测的呼气原始数据经过系统模块分析后得到呼吸气体标志物的分类数据，通过保留时间、质谱特征对呼气中的不同生物标志物进行分类和存储，筛选出可以用于该疾病诊断的多种生物标志物，自定义该疾病的分型筛查策略；3. 由该系统得到的疾病相关生物标志物可以应用于疾病早期快速检测、分型和筛查，也可以用于疾病诊断试剂的制备，前景广阔。
附图说明
[0017]附图1 本专利技术基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统示意图，其中，图1A为数据库建立，图1B为利用本专利技术系统进行筛查示意图；
附图2 呼吸气体色谱
‑
质谱原始数据图；附图3 系统的疾病筛查步骤示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1、附图2及附图3，并结合实施例来详细说明本申请。
[0020]本专利技术涉及一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，包括了存储呼气数据的呼气数据存储模块1、色谱质谱数据处理模块2、呼气标志物数据分析分类模块3和疾病检索筛查模块4，可以实现对一种或多种特定疾病的分型和筛查功能，见附图1所示，其中，图1A为数据库建立：对已知病例呼气数据经过色谱质谱数据处理模块2分析取得：1）呼气色谱原始数据和呼气质谱原始数据存储入呼气数据库存储模块1，2）从呼气色谱原始数据提取响应值和保留时间，从呼气质谱原始数据提取荷质比和丰度，进入呼气标志物数据分析分类模块3；呼气标志物数据分析分类模块3中取得疾病的呼气标质物数据，对数据比较分析确定筛查策略，并将数据存储呼气数据存储模块1的数据库中；呼气数据存储模块1数据库支持疾病病例筛查本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，至少包括存储呼气数据的呼气数据存储模块、色谱质谱数据处理模块、呼气标志物数据分析分类模块和疾病检索筛查模块，呼气数据用于检索和筛查。2.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，所述2.呼气数据存储模块作为呼气数据库的主体部分，用于存储病例呼吸气体色谱、质谱的原始数据，以及呼气中疾病相关生物标志物的整合数据，并存储对比分析的筛查文件数据。3.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，所述色谱质谱数据处理模块用于处理检测呼气得到的色谱质谱原始数据，提取色谱图中每种标志物峰的保留时间、响应值以及对应标志物质谱图中的荷质比、丰度类特征数据并整理汇总成每个病例的呼吸气体生物标志物数据。4.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，所述呼气标志物数据分析分类模块，根据呼气数据存储模块数据库中已知病例的呼气标志物的整合数据进行对比分析后得到该疾病对应的生物标志物模式，包括类型、组合和数量。5.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，所述呼气数据库中的呼气数据以及检索筛查数据是实时更新的。6.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据库的疾病筛查系统，其特征在于，所述呼气数据中，呼气原始数据是通过气相色谱与质谱联用的方法检测得到的。7.根据权利要求1所述的基于呼吸气体数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，刘振宇，薛翠丽，王彦君，彭家伟，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：