【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于粪菌处理控制，具体涉及一种全自动粪菌处理监测控制系统。
技术介绍
1、粪菌移植(human microbiota transplantation，hmt或fmt)，又称为肠道菌群移植，其定义是健康人类粪便中的功能菌群，移植到患者胃肠道内，重新建立新的肠道菌群，实现肠道及肠道外疾病的治疗。
2、粪菌的处理过程包括对粪便样本进行浸泡、搅拌、稀释、逐级过滤、回收菌液、浓缩菌液、除臭和除寄生虫等一系列处理，从而得到稳定、质量可控粪菌样品。然而在菌液处理的过程中，并没有全面且完善的采集和保存处理过程中的指标数据，导致数据存储分散、无序，难以进行有效的管理和查询，给数据的应用带来困难。其次，数据安全性较低，容易受到丢失、篡改或泄露的风险，对粪菌处理系统的运行和数据准确性造成影响，使得数据的共享和利用变得困难，降低了数据的可用性和应用效率。
3、因此，亟需提出一种全自动粪菌处理监测控制系统，通过全面的采集粪菌处理过程中的指标数据，并通过建立数据库提高数据管理的效率和安全性，提供粪菌移植过程中数据溯源和验证的支撑。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种全自动粪菌处理监测控制系统，通过监测气体浓度比例数据进行粪菌采集处理过程中的数据核查，并建立筛选数据库和制备数据库将数据管理与过程控制紧密结合，实现了粪菌处理的实时监控和工艺调整。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供了一种全
4、所述供体筛选模块，用于通过粗筛选和细检查的方式选择制备菌液的粪便供体；其中粗筛选包括采用问卷模型测试，细检查包括血液检查和粪便检查；
5、所述粪菌处理模块，用于通过粪便采集和菌液制备获取粪菌样品并采集粪菌状态数据至制备数据库；
6、所述气体监测模块，用于构建气体组分浓度检测模型并基于粪菌培养产物中气体的光谱数据获取气体浓度比例数据，从而进行菌液菌群代谢产物中气体的定量识别。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述问卷模型，通过生成并不断更新的问卷表，以问卷调查的方式完成对供体的筛选测试，其中问卷表的生成和更新包括以下步骤：
8、问卷表包括基础表和拓展表，其中基础表通过历史经验设置，包括年龄、性别、心理、身体状况以及用药史；拓展表采集包括饮食习惯、用药习惯、运动习惯、娱乐项目、作息状态以及个人爱好信息；
9、对符合问卷筛选的志愿者，进行血液检查和粪便检查，其中血液检查包括血液学检测和血清学检测；粪便检查包括评估菌群丰度和检查传染性病原体；
10、根据fmt治疗疾病相关的肠道菌群更新拓展表，细化拓展中采集的供体个人信息；
11、生成最新的问卷表，组成包括基础表和更新后的拓展表。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述血液检查，用于排除血源性病原体和全身器官功能障碍；所述粪便检查，用于对志愿者肠道菌群的种类和数量进行定量分析和评估。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述拓展表的更新包括以下步骤：
14、对于血液检查和粪便检查通过的志愿者，根据需求菌群依据菌群丰度评估结果对志愿者进行再次筛选，获取合格者的问卷表；
15、其中，菌群丰度评估结果包括肠道菌群的种类和数量以及微生物群落的结构和功能；
16、依据获取的问卷表信息，将问卷表信息进行对齐和归一化处理，完成预处理过程，并根据数据类型进行合并处理建立筛选数据库；
17、在筛选数据库中利用关联规则分析算法挖掘频繁项集；
18、计算频繁项集的置信度，当置信度大于最小置信度阈值时输出关联规则，从而得到与需求菌群最相关的拓展表信息类型。
19、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述粪菌处理模块，获取粪菌样品并采集粪菌状态数据包括以下步骤：
20、采用灭菌采集盒收集粪便，收集完成后立即放入均质袋中密封，冷链运输至实验室操作间；
21、将均质袋中的粪便转移至分离罐中，通过加注泵加入无菌生理盐水，启动搅拌棒搅拌一段时间，使得粪便与生理盐水完全混合；
22、混合后的悬浊液通过过滤系统转移至收集罐，将收集罐中的过滤液分装到离心罐中离心，去除上清液收集沉淀；
23、加入无菌生理盐水和灭菌甘油进行分管，在各管中取定量至冻存管中进行冰箱冻存；
24、对冻存管编号处理，记录粪菌处理过程中的各项参数并上传至制备数据库；
25、将冻存粪菌在水浴锅中解冻制备成粪菌培养液，在37℃厌氧环境中培养36h-72h，对培养产物提取dna及16s测序分析，同时通过气体监测模块分析获取气体浓度比例数据；
26、将测序分析结果以及气体组分比例数据上传至制备数据库。
27、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的粪菌处理过程中的各项参数包括冻存管编号、捐献者姓名、生理盐水和粪便的比例、搅拌速度和时长、离心速度和时长、冻存温度和时长。
28、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述气体监测模块，构建气体组分浓度检测模型和代谢产物中气体定量识别的过程包括以下步骤：
29、获取数据集：通过现有光谱数据库获取混合气体光谱数据集，将数据集划分为训练集和测试集；
30、确定网络结构：根据菌群的定量分析数量确定模型的输入，再依据输入和输出参数的个数确定神经网络模型的网络结构；
31、初始化参数：初始化网络获取初始权值、阈值，初始化遗传算法的各个参数，根据所设参数初始化种群初始位置及寻优速度；
32、迭代寻优求解：设定适应度函数为训练数据预测误差的绝对值之和，初始化种群后对个体执行选择、交叉与变异操作，通过对个体适应度值的横向及纵向对比获取当前最优个体，迭代寻优求解出最优初始权值、中心值及阈值；
33、获取气体组分浓度检测模型：判断寻优结果是否符合结束条件，若不符合，则返回上一步继续执行此过程，否则将通过遗传算法优化获得的最优个体赋予神经网络；
34、模型训练与测试：使用赋予最优个体的神经网络采用训练样本集训练，并在测试集上进行性能评估；
35、模型预测：通过菌液培养产物中气体的光谱数据利用构建的气体组分浓度检测模型预测菌群代谢气体的浓度数据，生成各组分气体浓度比例数据。
36、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述数据存储模块，用于筛选数据库和制备数据库的存储、检索和更新操作，便于监测控制系统访问和处理数据。
37、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的全自动粪菌处理监测控制系统的流程步骤包括：
38、问卷调查：通过填写问卷表完成供体选择的粗筛分，其中问卷表包括基础表和拓展表；
39、项目检查：问卷调查合格的志愿者进行血液检查和粪便检查，其中血液检查包括血液学检测和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：包括供体筛选模块、粪菌处理模块、气体监测模块和数据存储模块；
2.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述问卷模型，通过生成并不断更新的问卷表，以问卷调查的方式完成对供体的筛选测试，其中问卷表的生成和更新包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述血液检查，用于排除血源性病原体和全身器官功能障碍；所述粪便检查，用于对志愿者肠道菌群的种类和数量进行定量分析和评估。
4.根据权利要求3所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述拓展表的更新包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述粪菌处理模块，获取粪菌样品并采集粪菌状态数据包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述的粪菌处理过程中的各项参数包括冻存管编号、捐献者姓名、生理盐水和粪便的比例、搅拌速度和时长、离心速度和时长、冻存温度和时长。
7.根
8.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述数据存储模块，用于筛选数据库和制备数据库的存储、检索和更新操作，便于监测控制系统访问和处理数据。
9.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述的全自动粪菌处理监测控制系统的流程步骤包括：
10.根据权利要求9所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述的依据气体浓度比例匹配菌群丰度数据的过程包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：包括供体筛选模块、粪菌处理模块、气体监测模块和数据存储模块；
2.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述问卷模型，通过生成并不断更新的问卷表，以问卷调查的方式完成对供体的筛选测试，其中问卷表的生成和更新包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述血液检查，用于排除血源性病原体和全身器官功能障碍；所述粪便检查，用于对志愿者肠道菌群的种类和数量进行定量分析和评估。
4.根据权利要求3所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述拓展表的更新包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种全自动粪菌处理监测控制系统，其特征在于：所述粪菌处理模块，获取粪菌样品并采集粪菌状态数据包括以下步骤：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫澜，刘紫菱，张尚菲，
申请(专利权)人：广州福慧医学检验实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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