СИСТЕМА ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И АНАЛИЗА ХРОМАТОГРАММЫ Российский патент 2024 года по МПК G01N30/86 G16C20/20 

Область техники

Заявка относится к области хроматографического анализа и, в частности, к системе хроматографического анализа и способам получения и анализа хроматограммы.

Уровень техники

Как раздел химии, хроматография в основном используется для разделения и очистки некоторых смешанных веществ. С непрерывным развитием науки и техники появились соответствующие аналитические приборы и устройства, такие как жидкостный хроматограф, газовый хроматограф или ионный хроматограф, на которые мы часто ссылаемся. Эти приборы и устройства различаются только видом и состоянием разделяемых веществ, а принцип их действия все же основан на теоретических основах хроматографии.

В практическом применении после разделения смешанных веществ присутствует сбор и анализ данных. Однако в некоторых сценариях, где применяется хроматографический анализ (например, в фармацевтике), возникает необходимость анализа данных в отрасли, и требуется проанализировать соответствующие данные и подготовить соответствующие отчеты. Правительственным ведомствам или соответствующим регулирующим органам необходимо исследовать целостность данных, что выдвигает новые требования к управлению данными при хроматографическом анализе, а существующие хроматографические рабочие станции не могут удовлетворить это требование.

В то же время в соответствующих технологиях требуются компьютеры для проведения качественного и количественного анализа хроматограмм при хроматографическом анализе. Важной основой анализа является выявление выдающихся спектральных пиков. Типы пиков хроматографических пиков сложны и разнообразны, включая перекрывающиеся пики, передние плечевые пики, задние плечевые пики, хвостовые пики и отрицательные пики.

На данный момент для обнаружения и идентификации хроматографических пиков, как правило, используют метод временного окна и метод производных. Метод временного окна позволяет получить положение хроматографического пика путем нахождения экстремального значения в пределах диапазона времени удерживания компонента; методом производных получают ряд экстремальных значений путем производных исходных хроматографических данных, после чего находят положение хроматографического пика в соответствии с диапазоном времени удерживания компонентов.

При реализации метода временного окна и метода производных необходимо объединить пороговое значение амплитуды, чтобы определить, является ли оно реальным хроматографическим пиком. Поэтому очень важно, чтобы пороговое значение было установлено разумно. Если установить слишком большое значение, реальный хроматографический пик может быть пропущен, что приведет к снижению разрешения хроматографических компонентов. Если установить слишком маленькое значение, некоторые небольшие пики, образованные шумом, будут рассматриваться как хроматографические пики, что приведет к неправильной оценке. Кроме того, как для метода временного окна, так и для метода производных требуется диапазон времени удерживания компонентов, чтобы найти положение хроматографического пика. Следовательно, если пик выходит за пределы этого диапазона, это приведет к неправильному хроматографическому пику или неправильной оценке компонентов. Кроме того, метод комбинирования первой производной и второй производной для поиска хроматографических пиков имеет относительно высокую скорость распознавания одиночных пиков, однако в случае перекрытия нескольких пиков, в особенности при появлении плечевых пиков, скорость распознавания будет значительно снижена.

Среди родственных технологий есть также метод идентификации хроматографических пиков на основе сопоставления с образцом. Этот метод не имеет отношения к времени удерживания хроматографических компонентов при идентификации пиков, не чувствителен к шумам, изменениям ширины и амплитуды хроматографических пиков. Однако, поскольку этот алгоритм использует статистический метод коэффициента корреляции для расчета подобия между совпадающими формами сигналов и хроматографическими кривыми, очень важна установка порога корреляции, что ведет к плохой универсальности метода сопоставления с образцом.

Вышеприведенное содержание используется только для того, чтобы помочь понять техническое решение изобретения, и не означает, что вышеприведенное содержание признано известным уровнем техники.

Сущность изобретения

Чтобы, по крайней мере, в определенной степени преодолеть проблемы в соответствующих технологиях, настоящая заявка предоставляет систему хроматографического анализа на основе архитектуры двух баз данных. Хранение и управление собранными исходными данными осуществляют в отдельной базе данных, что способствует обеспечению полноты и безопасности исходных собранных данных и удовлетворению новых потребностей в отрасли.

Для достижения вышеуказанных целей в этой заявке используются следующие технические решения:

в первом аспекте

настоящая заявка обеспечивает систему хроматографического анализа на основе архитектуры двух баз данных, при этом система содержит:

блок сбора данных, используемый для сбора исходных данных, полученных с помощью прибора для хроматографического анализа;

блок обработки анализа, используемый для анализа исходных данных на основе операции анализа, сконфигурированной пользователем для получения данных анализа;

блок управления хранением, используемый для хранения исходных данных и данных анализа, а также для хранения параметров метода системы анализа и данных управления;

клиентский блок для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы;

при этом блок управления хранением включает первую базу данных и вторую базу данных, первую базу данных используют для хранения исходных данных и данных анализа, а вторую базу данных используют для хранения параметров метода системы анализа и данных управления;

при этом во вторую базу данных встроена библиотека стандартных методов, библиотека типовых элементов и библиотека пользовательских методов;

библиотека стандартных методов объединяет различные методы анализа, которые устанавливаются на основе требований к разделению и методов анализа содержания соответствующих традиционных китайских лекарств в фармакопее;

библиотеку типовых элементов используют для хранения элементов обнаружения, а элементы обнаружения включают соответствующие методы анализа и данные спектрограммы;

библиотеку пользовательских методов используют для хранения методов анализа, установленных пользователем, чтобы облегчить повторное использование методов анализа.

В предпочтительном варианте, в библиотеке типовых элементов также хранится элемент обнаружения одним кликом;

элемент обнаружения одним кликом имеет встроенные требования к образцам конфигурации, требования к приборам и операциям, конфигурацию метода анализа и шаблон отчета об анализе, чтобы пользователи могли вызывать этот элемент через интерактивный интерфейс для выполнения работы по анализу обнаружения одним кликом.

В другом предпочтительном варианте, блок управления хранением дополнительно содержит модуль управления второй базой данных;

модуль управления второй базой данных используют для реализации функций внедрения и удаления, функций управления авторизацией, функций блокировки и разблокировки элемента, а также функций определения входа и выхода онлайн-пользователей элемента.

В другом предпочтительном варианте, он дополнительно содержит умный вспомогательный блок, который содержит умный модуль диагностики;

умный модуль диагностики используют для автоматического анализа и диагностики неисправностей прибора, создания диагностических отчетов и предложений по решениям, а также помощи пользователям в устранении неисправностей.

В другом предпочтительном варианте, умный вспомогательный блок дополнительно содержит модуль умной хроматографической экспертной системы;

модуль умной хроматографической экспертной системы используют для помощи пользователям в разработке методов, реализации рекомендаций по методам;

при этом модуль умной хроматографической экспертной системы содержит:

подмодуль умных рекомендаций по параметрам метода, используемый для рекомендации параметров для заданных параметров метода при установке метода анализа пользователем;

подмодуль прикладной базы знаний, имеющий встроенные данные отраслевого стандарта, национальные стандарты и данные методов фармакопеи, используемые в отрасли, причем его используют для предоставления пользователям функции запроса локальной базы знаний;

подмодуль умного взаимодействия, используемый для реализации отправки пользователю соответствующих вспомогательных подсказок, когда пользователь выполняет операцию взаимодействия;

подмодуль оптимизации метода градиента, используемый для предоставления пользователю предложений по методу оптимизации градиента.

В другом предпочтительном варианте, система дополнительно содержит блок веб-сервера для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы в виде страницы браузера.

В другом предпочтительном варианте, первая база данных и вторая база данных развернуты в облаке.

В другом предпочтительном варианте, первая база данных использует систему баз данных MongoDB, а вторая база данных использует систему баз данных Mysql.

Во втором аспекте

настоящая заявка предоставляет способ получения и анализа хроматограммы, включающий:

получение исходных данных спектрограммы для обработки с помощью описанной выше системы хроматографического анализа и выполнение обработки с шумоподавлением исходных данных спектрограммы, чтобы получить данные спектрограммы с шумоподавлением;

расчет кривизны каждой точки на хроматографической кривой на основе исходных данных спектрограммы и определение точки, в которой значение кривизны на хроматографической кривой больше первого порогового значения, как временную вершину пика, при этом первое пороговое значение определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

использование, для проведения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением, гауссовой волны в качестве совпадающей волны, и использование вершины пика в результате обнаружения распознавания в качестве контрольной точки вершины пика;

попарное сравнение временных вершин пиков с контрольными точками вершин пиков, определение в качестве вершин пиков точек с большими значениями ординаты;

выполнение для хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, начиная с каждой вершины пика на кривой, поточечного обнаружения расширения с обеих сторон соответствующей вершины, и определение начальной точки пика и конечной точки пика соответствующей вершины согласно кривизне каждой точки в процессе обнаружения;

прием хроматографических пиков, представленных каждой вершиной пика, и соответствующей начальной точкой пика и конечной точкой пика, за обнаруженные хроматографические пики, и генерирование результата обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков.

В предпочтительном варианте, процесс расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца», включает:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии, когда хроматографический прибор находится в режиме «без загрузки образца», вычисление дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

использование стандартного отклонения изменения наклона заданного кратного значения в качестве первого порогового значения.

В другом предпочтительном варианте, поточечное обнаружение расширение включает выполнение следующих этапов обработки для каждой вершины пика:

определение точки перегиба кривизны по обе стороны от точки пика;

выполнение поточечного обнаружения слева с точкой перегиба кривизны на левой стороне вершины пика в качестве базовой точки, когда кривизна точки меньше второго порогового значения, а кривизна предыдущей точки больше второго порогового значения, сравнение значения ординаты двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты как начальной точки пика, соответствующей вершине пика;

выполнение поточечного обнаружения справа с точкой перегиба кривизны на правой стороне вершины пика в качестве базовой точки, когда кривизна точки меньше третьего порогового значения, а кривизна предыдущей точки больше третьего порогового значения, сравнение значения ординаты двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты как конечной точки пика, соответствующей вершине пика.

В другом предпочтительном варианте, второе пороговое значение и третье пороговое значение конфигурируют и определяют на основе введенных пользователем значений, при этом значения по умолчанию для них равны нулю, когда пользователь не вводит данные.

В другом предпочтительном варианте, для проведения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением используют гауссову волну в качестве совпадающей волны, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют в качестве контрольной точки вершины пика, включая:

прием хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвиг формы гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременный расчет коэффициентов корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, чтобы получить группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссовой волны на основе результатов расчета;

сравнение и анализ каждого коэффициента корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определение положения пика гауссовой волны на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определение точки в этом положении на кривой, подлежащей обнаружению, как контрольную точку вершины пика.

В другом предпочтительном варианте, результат обнаружения, созданный на основе обнаруженных хроматографических пиков, включает:

интеграцию обнаруженных хроматографических пиков, расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

В другом предпочтительном варианте, дополнительно включает:

использование алгоритма получения эталонной хроматограммы для исходных данных спектрограммы для выполнения обработки обнаружения, чтобы получить эталонные результаты обнаружения;

сравнение и анализ результатов обнаружения с эталонным результатом обнаружения, создание отчета об оценке обнаружения и отображение выходных данных.

В другом предпочтительном варианте, сравнение и анализ результата обнаружения с эталонным результатом обнаружения включает:

сопоставление хроматографических пиков, обнаруженных в результате обнаружения, и эталонного результата обнаружения, определение совпадающих хроматографических пиков и создание отчета об оценке обнаружения на основе пропорции совпадающих хроматографических пиков в обнаруженных хроматографических пиках и разности совпадающих хроматографических пиков.

В третьем аспекте

настоящая заявка предоставляет способ получения и анализа хроматограммы, включающий:

получение исходных данных спектрограммы для обработки с помощью описанной выше системы хроматографического анализа;

использование, для исходных данных спектрограммы, временного окна заданного размера для последовательного перемещения от начальной точки хроматографической кривой для обнаружения и обработки хроматографических пиков, пока обработка исходных данных спектрограммы не будет завершена, обнаружение всех хроматографических пиков на кривой и генерирование, на основе обнаруженных хроматографических пиков, результатов обнаружения; при этом в процессе обнаружения каждого хроматографического пика он включает:

сравнение наклона кривой в каждой точке на хроматографической кривой с пороговым значением, и определение контрольных точек хроматографического пика на основе результатов сравнения, при этом контрольные точки включают контрольную точку начальной точки пика, контрольную точку временной вершины пика и контрольную точку конечной точки пика, а пороговое значение определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

использование, основываясь на положении хроматографического пика, представленного контрольной точкой на хроматографической кривой, гауссовой волны в качестве совпадающей волны для проведения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением, и использование вершины пика в результате обнаружения распознавания как точку коррекции вершины пика;

корректировку контрольной точки временной вершины пика в соответствии с точкой коррекции вершины пика и использование скорректированной точки как контрольной точки вершины пика;

определение хроматографических пиков, представленных контрольной точкой начальной точки пика, контрольной точкой конечной точки пика и контрольной точкой вершины пика, как обнаруженные хроматографические пики.

В предпочтительном варианте, сравнение наклона кривой в каждой точке на хроматографической кривой с пороговым значением и определение контрольной точки хроматографического пика на основе результатов сравнения включают:

вычисление наклона кривой в точке на хроматографической кривой в процессе скольжения временного окна в режиме реального времени,

сравнение рассчитанного наклона с заданным четвертым пороговым значением, когда наклон кривой в двух последовательных точках больше четвертого порогового значения, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты в качестве контрольной точки начала пика, а также

анализ и оценку положительных и отрицательных изменений наклона кривой в точке после контрольной точки начальной точки пика, когда наклон кривой в точке отрицательный, а наклон кривой в предыдущей точке положительный, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с большим значением ординаты в качестве временной точки отсчета вершины пика, а также

сравнение наклона кривой в точке после контрольной точки временной вершины пика с заданным пятым пороговым значением, когда наклон кривой в двух последовательных точках меньше пятого порогового значения, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты в качестве контрольной точки конечной точки пика.

В другом предпочтительном варианте, процесс расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца», включает:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии, когда хроматографический прибор находится в режиме «без загрузки образца», вычисление и определение дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

использование стандартного отклонения, равного трехкратному изменению наклона, в качестве четвертого порогового значения, и использование стандартного отклонения, равного трехкратному отрицательному изменению наклона, в качестве пятого порогового значения.

В другом предпочтительном варианте, контрольную точку временной вершины пика корректируют в соответствии с точкой коррекции вершины пика, скорректированную точку принимают за контрольную точку вершины пика, а именно:

сравнивают значения ординаты точки коррекции вершины пика и контрольной точки временной вершины пика и определяют точку с большим значением ординаты в качестве контрольной точки вершины пика.

В другом предпочтительном варианте, для проведения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением используют гауссову волну в качестве совпадающей волны, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют в качестве точки коррекции вершины пика, включая:

прием хроматографической кривой рядом с положением в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвиг формы гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременный расчет коэффициентов корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, чтобы получить группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссовой волны на основе результатов расчета;

сравнение и анализ каждого коэффициента корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определение положения пика гауссовой волны на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определение точки в этом положении на кривой, подлежащей обнаружению, как точки калибровки вершины пика.

В другом предпочтительном варианте, результат обнаружения, созданный на основе обнаруженных хроматографических пиков, включает:

интеграцию обнаруженных хроматографических пиков, расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

В другом предпочтительном варианте, метод дополнительно включает:

использование алгоритма получения эталонной хроматограммы для исходных данных спектрограммы для выполнения обработки обнаружения, чтобы получить эталонные результаты обнаружения;

сравнение и анализ результатов обнаружения с эталонным результатом обнаружения, создание отчета об оценке обнаружения и отображение выходных данных.

В другом предпочтительном варианте, сравнение и анализ результата обнаружения с эталонным результатом обнаружения, включает в себя:

сопоставление хроматографических пиков, обнаруженных в результате обнаружения, и эталонного результата обнаружения, определение совпадающих хроматографических пиков и создание отчета об оценке обнаружения на основе пропорции совпадающих хроматографических пиков в обнаруженных хроматографических пиках и разности совпадающих хроматографических пиков.

Настоящая заявка использует вышеуказанное техническое решение и, по крайней мере, имеет следующие полезные эффекты:

в системе хроматографического анализа архитектуру двух баз данных используют для хранения и управления исходными собранными данными с помощью отдельной базы данных, что способствует обеспечению полноты и безопасности собранных исходных данных и удовлетворению новых потребностей в отрасли (таких как электронное утверждение и безопасность данных). На основе сопоставления с образцом и в сочетании с кривизной хроматографической кривой фактическое специфическое обнаружение жидкостных и газовых хроматограмм повышает надежность обнаружения в целом. Кроме того, пороговое значение в методе обнаружения кривизны автоматически рассчитывают и определяют на основе собственного сигнала прибора, а пиковые характерные точки, обнаруженные путем сопоставления с образцом, используют только в качестве контрольных точек для коррекции пиковых характерных точек, полученных на основе обнаружения кривизны, что также компенсирует недостатки двух способов предшествующего уровня техники.

Другие преимущества, цели и признаки изобретения будут в некоторой степени описаны в последующем описании, а в некоторой степени они будут очевидны для специалистов в данной области техники на основе следующего исследования или могут быть изучены на практике изобретения. Цели и другие преимущества изобретения могут быть реализованы и достигнуты за счет конструкции, конкретно указанной в описании и формуле изобретения, а также на прилагаемых чертежах.

Описание графических материалов

Прилагаемые чертежи используются для обеспечения дальнейшего понимания технических решений настоящей заявки или предшествующего уровня техники и составляют часть описания. При этом прилагаемые чертежи, представляющие варианты осуществления заявки вместе с вариантами осуществления заявки, используются для пояснения технических решений заявки, но не являются ограничением технических решений заявки.

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение конструкции системы хроматографического анализа на основе архитектуры двойной базы данных, обеспечиваемой вариантом осуществления настоящей заявки;

фиг. 2 представляет собой схематическое изображение применения системы хроматографического анализа на основе архитектуры двойной базы данных, обеспечиваемой вариантом осуществления настоящей заявки;

фиг. 3 представляет собой схематическое изображение, показывающее сравнение потоков между обнаружением одним кликом традиционным обнаружением согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 4 представляет собой пояснительный чертеж интерактивного интерфейса обнаружения одним кликом согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 5 представляет собой схематическое изображение, показывающее функциональную реализацию второго модуля управления базой данных согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 6 представляет собой схематическое изображение, показывающее функциональную реализацию умного модуля диагностики согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 7 представляет собой пояснительный чертеж способа получения и анализа хроматограммы, обеспечиваемого вариантом осуществления настоящей заявки;

фиг. 8 представляет собой другой пояснительный чертеж способа получения и анализа хроматограммы, обеспечиваемого вариантом осуществления настоящей заявки;

фиг. 9 представляет собой пояснительный чертеж процесса обнаружения определенного хроматографического пика согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 8;

фиг. 10 представляет собой пояснительный чертеж реализации процесса сопоставления хроматографических пиков между различными результатами обнаружения согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 11 представляет собой пояснительный чертеж процесса реализации отображения отчета об обнаружении и оценке согласно варианту осуществления настоящей заявки;

фиг. 12 представляет собой схематическое изображение конструкции электронного оборудования, обеспечиваемого вариантом осуществления настоящей заявки.

Конкретные варианты осуществления

Для того чтобы сделать назначение, техническое решение и преимущества настоящей заявки более понятными, техническое решение настоящей заявки будет подробно описано ниже. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью вариантов осуществления настоящей заявки, а не всеми из них. На основе вариантов осуществления в настоящей заявке все другие способы осуществления, полученные специалистами в данной области техники без творческих усилий, подпадают под объем защиты настоящей заявки.

Вариант осуществления 1

В процессе развития науки о хроматографии, наряду с разработкой аналитических приборов, вспомогательное программное обеспечение постоянно обновляется. Вспомогательное программное обеспечение здесь обычно называется хроматографической рабочей станцией. Хроматографическая рабочая станция эквивалентна главному компьютеру. С одной стороны, он завершает управление подчиненным компьютером (например, устройством системы жидкостной хроматографии), а с другой стороны, анализирует и обрабатывает хроматографические данные, собранные подчиненным компьютером, для проведения анализа обрабатываемого образца.

Исходная хроматографическая рабочая станция представляет собой автономную рабочую станцию (рабочая станция, установленная на компьютере, который управляет прибором, эквивалентным выделенному компьютеру); позже была разработана сетевая рабочая станция. В локальной сети используемые приборы были подключены к нескольким серверам сбора данных. К одному серверу сбора данных можно подключить один прибор или несколько приборов для сбора данных, после чего использовался клиент для управления сбором данных и обработки анализа.

Программная система автономной версии, как правило, хранит соответствующие файлы и данные элемента в виде папки, и пользователь может напрямую выполнять операции удаления, что таит в себе скрытые опасности с точки зрения безопасности и целостности данных. Однако существующие рабочие станции, использующие базы данных, применяют единую систему баз данных, и соответствующий персонал сохраняет данные системных параметров в базе данных, в то время как исходные собранные данные по-прежнему сохраняются в виде файлов, то есть по-прежнему существуют скрытые опасности с точки зрения безопасности и целостности данных.

Как упоминалось в предшествующем уровне техники, по мере того как соответствующие отраслевые специалисты и рецензенты уделяют все больше и больше внимания вопросам безопасности данных, проблемы управления данными в существующей системе хроматографических рабочих станций становятся все более заметными. В связи с этим в настоящей заявке предлагается система хроматографического анализа на основе архитектуры двойной базы данных.

В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, система хроматографического анализа на основе архитектуры двойной базы данных включает в себя:

блок сбора данных, используемый для сбора исходных данных, полученных с помощью прибора для хроматографического анализа;

блок обработки анализа, используемый для анализа исходных данных на основе операции анализа, сконфигурированной пользователем для получения данных анализа;

блок управления хранением, используемый для хранения исходных данных и данных анализа, а также для хранения параметров метода системы анализа и данных управления;

как показано на фиг. 1, блок управления хранением здесь включает первую базу данных и вторую базу данных, первую базу данных используют для хранения исходных данных и данных анализа, вторую базу данных используют для хранения параметров способа системы анализа и данных управления, а также система включает в себя клиентский блок, используемый для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы.

В системе хроматографического анализа техническое решение по настоящей заявке использует архитектуру двойной базы данных, а хранение и управление собранными исходными данными осуществляют в отдельной базе данных, что способствует обеспечению полноты и безопасности исходных собранных данных и удовлетворению новых потребностей в отрасли.

Далее, в качестве конкретного варианта осуществления, система также включает в себя блок веб-сервера, используемый для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы в виде страницы браузера, другими словами, в этом варианте осуществления соответствующую сетевую технологию используют на основе архитектуры BS, которая решает проблему удаленной передачи и обработки и реализует дистанционное управление и применение системы хроматографического анализа.

В качестве конкретного варианта осуществления, базу данных можно развернуть локально. В частности, система базы данных MongoDB может использоваться для первой базы данных, а система базы данных MySQL может использоваться для второй базы данных; в качестве другого конкретного варианта осуществления первая база данных и вторая база данных развернуты в облаке. Основываясь на облачных технологиях, это позволяет лучше реализовать хранение, резервное копирование и совместное использование соответствующих данных, по сравнению с локальным развертыванием баз данных.

Например, фиг. 2 представляет собой схематическое изображение применения системы хроматографического анализа в варианте осуществления.

Как показано на фиг. 2, каждая рабочая станция для сбора данных подключена к нескольким приборам для хроматографического анализа (S3-1, S6-1 и т.д. на чертежах), рабочие станции для сбора данных на чертежах не ограничены двумя, количество серверов сбора связано с количеством подключенных приборов, чем больше подключенных приборов, тем больше требуется рабочих станций для сбора (например, одна рабочая станция для сбора данных может подключать и контролировать до 4 систем жидкостной хроматографии. Если во всей системе спроектировано и настроено более 20 рабочих станций, то количество поддерживаемых систем жидкостной хроматографии может достигать более 200 единиц).

На фиг. 2 дата-центр и клиент являются программными функциональными объектами в системе, которые могут быть развернуты в соответствующих вычислительных устройствах. С точки зрения потока данных клиент выдает инструкции, связанные со сбором данных, запускается служба сбора данных дата-центра, управляет рабочей станцией для сбора данных для реализации сбора данных, сгенерированных прибором, и сохраняет собранные данные, сгенерированные в результате работы приборов, на сервере сбора данных (развернутом с первой базой данных) и на сервере системной базы данных (развернутом со второй базой данных).

После завершения сбора проводится работа по анализу, клиент выдает соответствующие инструкции по анализу, запускается служба анализа дата-центра, обращается к базе данных, выполняет услуги анализа на основе алгоритма анализа и сохраняет полученные данные анализа в первой базе данных.

На фиг. 2 система базы данных MongoDB, развернутая на сервере сбора данных, в основном хранит и обрабатывает исходные данные и результаты анализа данных, в то время как система базы данных Mysql, развернутая на сервере системной базы данных, в основном хранит и обрабатывает данные управления и данные параметров метода, данные обеих систем не синхронизированы, но связаны. MongoDB – это нереляционная база данных. Использование этой базы данных для хранения исходных данных может решить проблемы медленных запросов и низкой эффективности высокочастотного чтения и записи, когда традиционные реляционные базы данных обрабатывают большие объемы данных. MySQL – это реляционная база данных. При сохранении параметров метода и параметров управления данными она позволяет значительно снизить вероятность избыточности и несогласованности данных, а также обеспечить целостность данных.

Техническое решение настоящей заявки эквивалентно добавлению системы баз данных на основе исходной системы единой базы данных на рынке, цель состоит в том, чтобы исправить существующие недостатки хранения только параметров метода/данных управления через единую базу данных.

Как показано на фиг. 2, вариант осуществления, показанный на фиг. 2, также включает в себя веб-сервер для предоставления соответствующих услуг доступа к веб-странице и реализации таких функций, как управление системой/запрос данных/отчет/подпись через терминал браузера.

С другой стороны, с развитием отрасли были выдвинуты новые требования к функциям управления операциями, интерактивному удобству и интеллектуальности хроматографической системы программного обеспечения. Ввиду этого система хроматографического анализа на основе архитектуры двойной базы данных в техническом решении настоящей заявки также была улучшена в этом аспекте.

Прежде всего, внимание было направлено на удобство и универсальность использования. Сложность анализа и обнаружения заключается в установлении методов анализа. После установки метода анализа работа по обнаружению становится больше похожа на процесс повторного обнаружения. В то же время в некоторых областях, таких как некоторые сторонние испытательные учреждения, лаборатории контроля качества и т.д., их исследования и разработки меньше, и больше приходится ссылаться на фармакопею и национальные стандарты испытаний. Их работа по анализу и тестированию в основном представляет собой повторяющуюся работу. Повторяющаяся работа здесь в основном относится к согласованности установленной последовательности, метода работы, требований к обработке данных и отчетности, а также к необходимости тестирования образцов из разных партий.

В одном варианте осуществления, чтобы повысить удобство и универсальность системы хроматографического анализа, приложение встроило в систему библиотеку типовых методов (здесь библиотеку типовых методов представлена с точки зрения аналитического метода).

В этой заявке вторая база данных используется для хранения параметров метода системы анализа и данных управления. В частности, в этом варианте осуществления вторая база данных построена с библиотекой стандартных методов, библиотекой типовых элементов и библиотекой пользовательских методов (с точки зрения методов анализа, все они относятся к библиотеке типовых методов).

Будучи драгоценным богатством китайской нации, разделение и анализ традиционной китайской медицины всегда были в центре внимания и трудности исследований, а основой и источником создания соответствующих методов анализа является фармакопея. Ввиду этого, в этом варианте осуществления различные методы анализа интегрированы в библиотеку стандартных методов, и различные методы анализа устанавливаются на основе требований к разделению и методов анализа содержания соответствующих традиционных китайских лекарств в фармакопее. Легко понять, что стандартная библиотека методов может также интегрировать аналитические методы в пищевой, медицинской, экологической и других областях.

Библиотеку пользовательских методов, которая имеет функции, аналогичные существующему программному обеспечению, используют для хранения метода анализа, установленного пользователем, чтобы облегчить повторное использование метода анализа и хранение данных, связанных с методом.

Библиотека типовых элементов в основном настроена для элементов обнаружения. Она применяется для хранения элементов обнаружения. Эти элементы обнаружения включают методы анализа и спектральные данные. Нетрудно понять, что конкретный состав библиотеки типовых элементов может быть настроен в соответствии с собственными потребностями заказчика. На практике данные о клиентах могут быть упакованы в базу данных в индивидуальном порядке.

Кроме того, аналогично предшествующему уровню техники, в этом варианте осуществления вторая база данных также включает библиотеку спектров, позволяющую анализировать чистоту испытуемых образцов.

Кроме того, в качестве конкретного режима реализации библиотека типовых элементов также хранит элементы обнаружения одним кликом; элементы обнаружения одним кликом имеют встроенные требования к образцам конфигурации, требования к приборам и операциям, конфигурацию метода анализа и шаблоны отчетов об анализе, поэтому пользователи могут вызывать элемент через интерактивный интерфейс для анализа обнаружения одним кликом.

Ниже приведено описание реализации обнаружения одним кликом.

Элементы обнаружения одним кликом поступают из двух источников. Одним из них являются элементы, полученные путем внедрения методов фармакопеи, стандартных методов обнаружения в отрасли, методов обнаружения в соответствии с национальными стандартами и т.д. в соответствующие элементы. Например, проводится большое количество экспериментов на основе методов, описанных в фармакопее, и соответствующей информации, такой как требования к конфигурации образца, требования к приборам и операциям, конфигурация метода анализа (методы анализа, таблица последовательности, методы обработки), шаблоны отчета об анализе и т.д. эта информация интегрируется и упаковывается для получения необходимых элементов; или они основаны на потребностях клиентов, чтобы создать соответствующие элементы, начиная с потребностей самих клиентов, запустить индивидуальные элементы с обнаружением одним кликом и встроить их.

В реальной работе применения обнаружение одним кликом может быть реализовано путем вызова элемента обнаружения одним кликом. По сравнению с обнаружением в традиционном смысле, с точки зрения пользователей, часть работы по разработке методов, анализу данных и выдаче отчетов опускается. Опущенная часть показана на фиг. 3, а этапы процесса, показанные темным цветом в верхней части фиг. 3, эквивалентны тому, что они были опущены для пользователя.

На фиг. 4 показано схематическое изображение интерактивного рабочего интерфейса для обнаружения одним кликом в варианте осуществления. В реальной работе оператор выбирает элемент в интерфейсе, показанном на фиг. 4, и вызывает элемент для выполнения; в соответствии с подсказками по размещению образцов помещает образцы в соответствии с отметками на лотке для образцов, то есть помещает стандартные образцы в место с отметкой стандартных образцов, а неизвестные образцы помещает в место с отметкой неизвестных образцов; затем нажимает «Начать обнаружение», система автоматически обнаруживает образец, генерирует и выдает отчет об обнаружении в указанном формате.

Для облегчения управления и настройки второй базы данных блок управления хранением также включает в себя модуль управления второй базой данных; модуль управления второй базой данных используется для реализации функций внедрения и удаления, функций управления авторизацией, функций блокировки и разблокировки элемента, а также функций определения входа и выхода онлайн-пользователей элемента.

В частности, функция внедрения в модуле управления второй базой данных в основном относится к начальному периоду установки программного обеспечения, и инженер по установке программного обеспечения внедряет в базу данных требуемые методы в соответствии с потребностями пользователя;

функция управления авторизацией в основном включает в себя распределение разрешений, то есть, какие пользователи или группы пользователей могут вызывать методы в базе данных и какие операции авторизованные пользователи могут выполнять в базе данных;

функции блокировки и разблокировки элемента, где блокировка и разблокировка предназначены для обнаружения элементов, например, с помощью этой функции для пользователя a и группы пользователей A устанавливают элемент X в заблокированное состояние, тогда права пользователя a и группы пользователей A на элемент X изменятся. Группа пользователей A и пользователь a имеют право только на просмотр, но не на изменение, обработку данных и другие права. Для пользователя b и группы пользователей B устанавливают элемент X в разблокированное состояние, после чего пользователь b и группа пользователей B смогут как просматривать, так и обрабатывать данные для разблокированного элемента;

функция удаления в основном используется для реализации операции удаления методов анализа и элементов обнаружения в базе данных;

функция определения входа и выхода онлайн-пользователей элемента используется для ограничения количества пользователей в сети, чтобы гарантировать, что проводить сбор данных, обработку данных и другие операции в элементе обнаружения в Интернете может один пользователь, а также предотвратить путаницу данных, вызванную операциями нескольких человек.

Например, на фиг. 5 показано схематическое изображение реализации функций каждой конкретной библиотеки модулем управления второй базой данных.

Во-вторых, с точки зрения удобства взаимодействия и интеллекта, хотя в существующей хроматографической системе программного обеспечения есть некоторые интеллектуальные вспомогательные функции, такие как файлы справки и уведомления об ошибках, пользователям по-прежнему необходимо делать выводы на основе данных, отображаемых прибором. В практическом использовании это, несомненно, сложно для пользователей, которые плохо знакомы с прибором. Кроме того, существующая хроматографическая система программного обеспечения недостаточно интеллектуальна для определения методов и методов оптимизации, и пользователям трудно ориентироваться на следующем этапе, будь то оптимизация параметров, оптимизация метода или разделение.

По этой причине система хроматографического анализа по этой заявке также включает умный вспомогательный блок, который включает в себя умный модуль диагностики, умный модуль диагностики используется для автоматического анализа и диагностики неисправностей прибора, создания диагностических отчетов и предложений по решениям, а также помощи пользователям в устранении неисправностей.

Диагностика здесь в основном относится к автоматическому поиску и устранению неисправностей аппаратного обеспечения прибора или сбоев в использовании прибора. Во время использования прибора пользователю необходимо следить за индикаторами прибора, чтобы убедиться в отсутствии проблем с состоянием прибора, а также обеспечить стабильность состояния прибора. Однако часто необходимо решить некоторые проблемы, например с программным обеспечением, например, невозможность подключения к прибору; с точки зрения производительности прибора, например, давление в колонке слишком высокое, термостат колонки сильно колеблется, исходные данные трудно вернуть к нулю; с точки зрения расходных материалов, например, лампа с низким энергопотреблением и т.д. Благодаря диагностике система программного обеспечения будет автоматически анализировать и диагностировать связанные проблемы и предлагать решения после анализа. Оператору требуется только действовать в соответствии с подсказками, что позволяет пользователю максимально быстро решить проблему.

Например, диагностика может быть операцией диагностики одним кликом. Конкретные операции заключаются в следующем: пользователи и группы пользователей с соответствующими разрешениями входят в интерфейс, и после того, как установлен обычный метод, нажимают на умную систему диагностики, чтобы выполнить операцию диагностики одним кликом.

В частности, реализация операции диагностики одним кликом в основном включает оценку после сбора данных и обратную связь в процессе программного управления аппаратным обеспечением прибора. Например, внутренние параметры прибора собираются для обратной связи, и система оценивает данные обратной связи и, наконец, выдает результаты диагностики. В реализации, во-первых, система проводит внутреннюю проверку состояния соединения прибора, считывает состояние работы каждого модуля, чтобы определить, является ли состояние соединения нормальным. Если обнаружение нормальное, система продолжает работать в соответствии с указанным методом анализа. Во-вторых, он оценивает параметры, и система автоматически определяет состояние прибора, чтобы определить, соответствуют ли параметры состояния стандарту. Если они соответствуют стандарту, параметры классифицируются как соответствующие стандарту; если параметры, обнаруженные системой, не соответствуют стандарту, эти параметры будут включены в список неверных параметров. Наконец, соответствующие стандарту параметры и не соответствующие стандарту параметры будут суммированы, и, наконец, будут сгенерированы отчет о диагностике и журнал диагностики. Реализация этого процесса показана на фиг. 6.

Умный вспомогательный блок в этой заявке также включает в себя модуль умной хроматографической экспертной системы; модуль умной хроматографической экспертной системы используется для помощи в разработке пользовательских методов, реализации рекомендаций по методам и функций умного сопоставления методов. Здесь хроматографическая экспертная система относится к «консультанту по разработке метода».

В частности, модуль умной хроматографической экспертной системы включает в себя:

подмодуль умных рекомендаций по параметрам метода используют для рекомендации параметров заданных параметров метода, когда пользователь устанавливает метод анализа; подмодуль библиотеки прикладных знаний имеет встроенные данные отраслевого стандарта, национальные стандарты и данные методов фармакопеи, используемые в отрасли, чтобы предоставить пользователю функции запроса локальной базы знаний; подмодуль умного взаимодействия используют для передачи пользователю соответствующих вспомогательных подсказок, когда пользователь выполняет интерактивную операцию; подмодуль оптимизации метода градиента используют для предоставления пользователю предложений по методу оптимизации градиента, когда результаты анализа не идеальны. Краткое описание каждого приведено ниже:

A. Умные рекомендации по параметрам метода означает, что когда пользователь устанавливает метод анализа, система выдает определенные подсказки для установленного метода в соответствии с настройками. В частности, на практике после того, как пользователь задаст параметры метода, система может интеллектуально диагностировать и рекомендовать параметры метода, установленные клиентом, посредством сбора информации, такой как конфигурация системы прибора, подвижная фаза и хроматографическая колонка, а также предоставлять рекомендации по настройке расширенных параметров и предоставлять подсказки для необоснованных настроек параметров, что позволяет избежать неправильной работы клиента, повысить эффективность и точность работы, а также снизить эксплуатационные расходы.

Например, пользователь сначала выбирает систему приборов, после чего входит в интерфейс настройки метода. После настройки обычного метода пользователь входит в интерфейс умных рекомендаций по параметрам метода в виде активации одним кликом. Пользователи выбирают функции, которые необходимо диагностировать и рекомендовать в соответствии со своими потребностями. После выбора функции система будет рекомендовать параметры в соответствии с каждой диагностической функцией и предоставлять рекомендации и результаты диагностики.

B. Подмодуль библиотеки прикладных знаний включает в себя автономную базу прикладных знаний (локальную базу знаний). На практике соответствующий персонал должен будет обращаться к данным в процессе обнаружения и анализа. База прикладных знаний создает базу знаний по фармакопеям, национальным стандартным методам, файлам справки по использованию программного обеспечения, видеофайлам работы с программным обеспечением и экспериментальным общим знаниям, которые могут облегчить пользователям справку и запрос без внешней сети, тем самым повышая эффективность и экономя время.

C. Подмодуль умного взаимодействия включает интерактивную онлайновую функцию, которая основана на локальной базе знаний и предоставляет соответствующие подсказки во время интерактивной операции пользователя. В частности, есть много вещей, на которые пользователи должны обратить внимание, и советы по использованию хроматографической рабочей станции, особенно для начинающих. Поэтому в процессе использования хроматографического программного обеспечения, будь то настройка параметров, управление сбором данных, обработка данных и т.д., программное обеспечение должно предоставлять некоторые умные подсказки.

Основываясь на этих требованиях, в процессе работы системы, с точки зрения пользователя, система будет реализовать отображение умных всплывающих окон (всплывающее окно подсказки) для параметров и методов, установленных пользователем. Например, для хроматографических колонок, растворителей, методов, параметров и т.д. системный фон будет интеллектуально просматривать локальную базу знаний, предлагая некоторые подсказки по использованию, базам знаний и пунктам, требующим внимания. Например, когда пользователи устанавливают параметры в соответствии со своими потребностями, после выбора таких параметров, как режим разделения, конкретный тип хроматографической колонки, конкретный тип подвижной фазы (при условии, что выбран метанол), тип раствора для промывки игл и режим ввода, система интеллектуально выдаст некоторые подсказки, такие как неправильные настройки при установке длины волны и несоответствующее соотношение подвижной фазы после выбора режима разделения.

D. Наиболее важной целью хроматографического программного обеспечения является управление прибором для сбора данных, анализа данных, оптимизации параметров, приведения данных в соответствие с требованиями и подготовки отчета. Среди них наиболее трудоемкими, материальными и финансовыми ресурсами являются оптимизированные параметры, чтобы данные соответствовали требованиям анализа. При оптимизации конфигурации параметров речь идет не только об оптимизации параметров прибора, но и об оптимизации некоторых внешних условий, таких как подвижная фаза (тип: содержится ли соль, добавляется ли кислота; регулировка пропорции подвижной фазы); смена хроматографической колонки (длина, тип, размер частиц и т.д.); изменение длины волны обнаружения и т.д. В процессе хроматографического анализа обнаружение, отвечающее требованиям, не может быть завершено после запуска не по изначально заданным параметрам. Оптимизацию параметров часто приходится выполнять несколько раз;

подмодуль оптимизации метода градиента предназначен для такой ситуации. Когда результаты анализа не идеальны, он предоставляет пользователям предложения по методам градиентной оптимизации. Например, в соответствии с текущими измеренными данными спектрограммы и предустановленной логикой пользователям рекомендуется использовать для анализа хроматографические колонки с меньшим размером частиц.

Вариант осуществления 2

Как упоминалось в предшествующей технологии, среди существующих технологий, связанных с получением и анализом хроматограммы, метод временного окна, метод производных, сопоставление с образцом и другие методы имеют недостатки, например, хорошая идентификация множественного перекрытия пиков или низкая универсальность.

Ввиду этого, на основе варианта осуществления 1, в настоящей заявке дополнительно предлагается способ получения и анализа хроматограммы, который обнаруживает хроматографические пики на основе сопоставления с образцом и в сочетании с кривизной хроматографических кривых. Данный способ позволяет компенсировать недостатки существующей технологии и добиться более полной производительности получения и анализа спектрограмм.

Как показано на фиг. 7, в одном варианте осуществления способ получения и анализа хроматограммы, предложенный настоящей заявкой, включает в себя:

этап S710, получение исходных данных спектрограммы для обработки и выполнение обработки с шумоподавлением исходных данных спектрограммы, чтобы получить данные спектрограммы с шумоподавлением;

например, здесь можно использовать фильтр Savgol_filter для фильтрации исходных данных спектрограммы, удаляя некоторый шум в исходном сигнале и получая очищенные от шума данные спектрограммы F.

Этап S720, расчет кривизны каждой точки на хроматографической кривой на основе исходных данных спектрограммы и определение точки, в которой значение кривизны на хроматографической кривой больше первого порогового значения, как временной вершины пика, при этом первое пороговое значение определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

этот этап отличается от предшествующего уровня техники. В процессе обнаружения на основе кривизны пороговое значение не задается вручную, а определяется на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца». По сравнению с установленным вручную пороговым значением этот метод более надежен, что способствует обеспечению разрешения распознавания и повышению точности распознавания.

специалистам в данной области техники легко понять, что на основе характеристик данных спектрограммы временную вершину пика, полученная на этапе S720, являются по существу точками локального максимума кривизны на хроматографической кривой. Как правило, для определенных данных спектрограммы существует множество временных вершин пиков, полученных на этапе S720.

Этап S730, использование гауссовой волны в качестве совпадающей волны для выполнения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением и использование вершины пика в результате обнаружения распознавания в качестве контрольной точки вершины пика. Легко понять, что здесь также есть несколько контрольных точек вершины пика.

После определения временной вершины пика и контрольной точки вершины пика переходят к этапу S740, сравнивают каждую временную вершину пика с каждой контрольной точкой вершины пика попарно и определяют точку с большим значением ординаты в качестве вершины пика.

Легко понять, что, поскольку объект обнаружения является по существу одними и теми же данными спектрограммы, множество вершин временных пиков, полученных на этапе S720, и множество контрольных точек вершин пиков, полученных на этапе S730, взаимно однозначно соответствуют (то есть соответствующие вершины временных пиков (x1, y1) и контрольные точки вершин пиков (x2, y2) вблизи некоторой оси абсцисс X);

Попарное сравнение на этапе S740 относится к сравнению один к одному соответствующих вершин временных пиков и контрольных точек вершин пиков для множества вершин временных пиков и контрольных точек вершин пиков, например, рядом с абсциссой X находятся соответствующая вершина временного пика (x1, y1) и контрольная точка вершины пика (x2, y2), и попарное соответствующее сравнение выполняется на этапе S740, т.е. сравнивают (x1, y1) с (x2, y2).

После этапа S740 переходят к этапу S750, для хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, начиная с каждой вершины пика на кривой, выполняют поточечное обнаружение расширения с обеих сторон соответствующей вершины и определяют начальную точку пика и конечную точку пика соответствующей вершины в соответствии с кривизной каждой точки в процессе обнаружения;

легко понять, что, поскольку вершина пика может не находиться на кривой, положение вершины пика на этапе S740 относится к точке на кривой, соответствующей оси абсцисс вершины.

Наконец, выполняется этап S760, и хроматографические пики, представленные каждой вершиной пика, и соответствующей начальной точкой пика и конечной точкой пика, принимают за обнаруженные хроматографические пики, а результат обнаружения генерируется на основе обнаруженных хроматографических пиков.

В частности, на этапе S760 генерирование результатов обнаружения на основе обнаруженного хроматографического пика включает в себя интегрирование обнаруженного хроматографического пика, а также расчет и определение площади и высоты хроматографического пика.

Техническое решение настоящей заявки основано на сопоставлении с образцом и в сочетании с кривизной хроматографической кривой для фактически специфического обнаружения жидкофазного и газового хроматограмм, что повышает надежность обнаружения в целом. Кроме того, пороговое значение в методе обнаружения кривизны автоматически рассчитывается и определяется на основе собственного сигнала прибора, а пиковые характерные точки, обнаруженные путем сопоставления с образцом, используются только в качестве контрольных точек для коррекции пиковых характерных точек, полученных на основе обнаружения кривизны, что также компенсирует недостатки двух способов предшествующего уровня техники.

Чтобы облегчить понимание технического решения настоящей заявки, техническое решение настоящей заявки будет описано ниже с другим вариантом осуществления.

В этом варианте осуществления аналогичным образом выполняется первый этап S7210 для получения исходных данных спектрограммы, подлежащих обработке, и исходные данные спектрограммы подвергаются обработке с шумоподавлением для получения шумоподавляющих данных F спектрограммы, после чего выполняются этап S7220 и этап S7230;

этап S7220, расчет кривизны каждой точки на хроматографической кривой на основе исходных данных спектрограммы и определение точки, в которой значение кривизны на хроматографической кривой больше первого порогового значения, как временную вершину пика, при этом первое пороговое значение определяется на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

в частности, на этапе S7220 процесс расчета и анализа выходного сигнала без нагрузки хроматографического прибора, генерирующего исходные данные спектрограммы, включает в себя:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии при разгрузке хроматографического прибора, вычисление и определение дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

в области технологии аналитических приборов обычно считается, что изменение наклона случайного шума и дрейф базовой линии подчиняются нормальному распределению и имеют нулевое среднее значение. Поэтому необходимо только рассчитать его дисперсию на основе следующего выражения (1):

(1)

выражение (1) представляет собой дисперсию, представляет собой стандартное отклонение, представляет собой разницу между выборкой и средним значением, а размер выборки обычно превышает 100.

Кроме того, стандартное отклонение изменения наклона заданного кратного можно использовать в качестве первого порогового значения , в этом варианте осуществления, на основе обобщения фактического инженерного опыта, в качестве вершинного порогового значения, первое пороговое значение может быть в 18 раз больше стандартного отклонения , то есть =18*, в это время может быть достигнут оптимальный эффект обнаружения.

Чтобы получить контрольную точку вершины пика, необходимо выполнить этап S7230, используя гауссову волну в качестве совпадающей волны для выполнения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением, и использовать вершину пика в результате обнаружения распознавания в качестве в качестве контрольной точки вершины пика.

В частности, в этом варианте осуществления гауссова волна с используется в качестве совпадающей волны для выполнения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением, а вершина пика в результате обнаружения распознавания используется в качестве контрольной точки вершины пика, аналогично предшествующему уровню техники, данный процесс включает в себя следующее:

сначала принимая хроматографическую кривую, соответствующую данным спектрограммы с шумоподавлением F, в качестве кривой, в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвигают форму гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременно рассчитывают коэффициент корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, на основании результатов расчета получают группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссовой волны, формула процесса расчета выражается следующим образом.

(2)

В выражении (2) представляет собой коэффициент корреляции, , представляют данные хроматографического пика и данные совпадающей волны для текущего расчета корреляции соответственно, , соответственно представляют собой среднее значение двух групп данных.

После этого сравнивают и анализируют каждый коэффициент корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определяют положение пика гауссовой волны на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определяют точку в этом положении на кривой, которая должна быть обнаружена в качестве контрольной точки вершины пика.

Например, заданное значение здесь равно 0,8, и когда коэффициент корреляции больше 0,8, это означает, что они сильно коррелированы. Процесс определения положения пика гауссовой волны такой же, как и в предшествующем уровне техники, и не будет подробно описываться в настоящей заявке.

После этапа S7220 и этапа S7230 выполняется этап S7240, и каждая вершина временного пика сравнивается с каждой контрольной точкой вершины пика попарно, точка с большим значением ординаты определяется как вершина пика. Данный шаг аналогичен предыдущему варианту осуществления, поэтому здесь он повторяться не будет.

После этапа S7240 переходят к этапу S7250, для хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, начиная с каждой вершины пика на кривой, выполняют поточечное обнаружение расширения с обеих сторон соответствующей вершины и определяют начальную точку пика и конечную точку пика соответствующей вершины в соответствии с кривизной каждой точки в процессе обнаружения;

в этом варианте осуществления обнаружение поточечного расширения включает следующие этапы обработки для каждой вершины пика:

определяют точки перегиба кривизны по обе стороны от вершины пика, в частности, если представляет собой кривизну точки , тогда в или считается, что точка является точкой перегиба кривизны;

используя точку перегиба на левой стороне вершины пика в качестве базовой точки выполняют поточечное обнаружение слева, когда кривизна точки меньше второго порогового значения, а кривизна предыдущей точки больше второго порогового значения (т.е. , ), сравнивают значения ординат двух точек и определяют с меньшим значением ординаты как начальную точка пика, соответствующей вершине пика, то есть начальная точка ;

используя точку перегиба на правой стороне вершины пика в качестве базовой точки выполняют поточечное обнаружение справа, когда кривизна точки меньше третьего порогового значения и кривизна точки перед точкой больше третьего порогового значения (т.е., ), сравнивают значения ординат двух точек и определяют с меньшим значением ординаты как конечную точка пика, соответствующей вершине пика, то есть конечная точка ;

следует отметить, что при фактическом осуществлении второе пороговое значение и третье пороговое значение здесь настраиваются и определяются на основе значений, введенных пользователем, при этом значения по умолчанию для них равны нулю, когда пользователь не вводит данные.

Наконец, выполняется этап S7260, и хроматографические пики, представленные каждой вершиной пика, и соответствующей начальной точкой пика и конечной точкой пика, принимают за обнаруженные хроматографические пики, а результат обнаружения генерируется на основе обнаруженных хроматографических пиков.

В частности, такие как, интеграция обнаруженных хроматографических пиков, расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

Вариант осуществления 3

Как упоминалось в предшествующей технологии, среди существующих технологий, связанных с получением и анализом хроматограммы, метод временного окна, метод производных, сопоставление с образцом и другие методы имеют недостатки, например, хорошая идентификация множественного перекрытия пиков или низкая универсальность.

Ввиду этого, на основе варианта осуществления 1, в настоящей заявке дополнительно предлагается способ получения и анализа хроматограммы, который обнаруживает хроматографические пики на основе сопоставления с образцом и в сочетании с наклоном хроматографических кривых. Данный способ позволяет компенсировать недостатки существующей технологии и добиться более полной производительности обнаружения и анализа спектрограмм.

Как показано на фиг. 8 и 9, в одном варианте осуществления способ получения и анализа хроматограммы, предложенный настоящей заявкой, включает в себя:

этап S810, получение исходных данных спектрограммы для обработки;

этап S820, для исходных данных спектрограммы используют временное окно с предварительно заданным размером (размер окна устанавливают на основе стандартного параметра времени удерживания прибора, например, 10% стандартного параметра времени удерживания) для скольжения от начальной точки хроматографического кривая для обнаружения хроматографических пиков, пока исходные данные спектрограммы не будут обработаны, все хроматографические пики на кривой будут обнаружены, и результаты обнаружения будут сгенерированы на основе обнаруженных хроматографических пиков;

легко понять, что для определенных полных данных спектра, как правило, имеется несколько хроматографических пиков. Другими словами, во время процесса обнаружения на этапе S820 каждый хроматографический пик последовательно обнаруживают путем скольжения временного окна. В частности, как показано на фиг. 9, на этапе S820 во время обнаружения и обработки каждого хроматографического пика включаются следующие этапы:

этап S121: наклон каждой точки на хроматографической кривой сравнивается с пороговым значением, а контрольные точки хроматографического пика определяют на основе результатов сравнения, при этом контрольные точки включают контрольную точку начальной точки пика, контрольную точку временной вершины пика и контрольную точку конечной точки пика, а пороговое значение здесь определяют на основе компьютерного анализа выходного сигнала без нагрузки хроматографического прибора, сгенерировавшего исходные данные спектрограммы.

На этапе S121, в отличие от предшествующего уровня техники, в процессе обнаружения на основе наклона пороговое значение не устанавливают вручную, а определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца». По сравнению с установленным вручную пороговым значением этот способ обладает более высокой надежностью, что способствует обеспечению разрешения распознавания и повышению точности распознавания.

Этап S122, на основе положения хроматографического пика, представленного контрольной точкой на хроматографической кривой, используют гауссову волну в качестве совпадающей волны для выполнения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют как точку коррекции вершины пика;

этап S123, контрольную точку временной вершины пика корректируют в соответствии с точкой коррекции вершины пика, скорректированную точку принимают за контрольную точку вершины пика;

в частности, на этом этапе путем сравнения значения ординаты точки коррекции вершины пика и контрольной точки временной вершины пика точку с большим значением ординаты определяют как контрольную точку вершины пика.

Этап S124, хроматографические пики, представленные контрольной точкой начальной точки пика, контрольной точкой конечной точки пика и контрольной точкой вершины пика, определяют как обнаруженные хроматографические пики.

На этапе S820 по мере скольжения временного окна во время каждого процесса обнаружения хроматографического пика этапы S121-S124 повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все исходные данные спектрограммы.

Техническое решение настоящей заявки основано на сопоставлении с образцом и в сочетании с наклоном хроматографической кривой для фактически специфического обнаружения жидкофазного и газового хроматограмм, что повышает надежность обнаружения в целом. Кроме того, пороговое значение в методе обнаружения наклона автоматически рассчитывают и определяют на основе собственного сигнала прибора, а пиковые характерные точки, обнаруженные путем сопоставления с образцом, используют только в качестве контрольных точек для коррекции пиковых характерных точек, полученных на основе обнаружения наклона, что также компенсирует недостатки двух способов предшествующего уровня техники.

Чтобы облегчить понимание технического решения настоящей заявки, техническое решение настоящей заявки будет описано ниже с другим вариантом осуществления.

В этом варианте осуществления аналогичным образом сначала выполняют этап S1210 для получения исходных данных спектрограммы, подлежащих обработке.

Затем переходят к этапу S1220, для исходных данных спектрограммы используют временное окно заданного размера для последовательного перемещения от начальной точки хроматографической кривой для обнаружения и обработки хроматографических пиков до тех пор, пока не будут обработаны исходные спектральные данные, обнаружения всех хроматографических пиков на кривой и создания результатов обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков;

например, здесь генерирование результата обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков включает в себя интегрирование обнаруженных хроматографических пиков, а также расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

Аналогичным образом, этот вариант осуществления на этапе S1220 во время обнаружения и обработки каждого хроматографического пика включает следующие этапы:

этап S1221: наклон каждой точки на хроматографической кривой сравнивают с пороговым значением, а контрольные точки хроматографического пика определяют на основе результатов сравнения, при этом контрольные точки включают контрольную точку начальной точки пика, контрольную точку временной вершины пика и контрольную точку конечной точки пика, а пороговое значение здесь определяют на основе компьютерного анализа выходного сигнала сгенерировавшего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца».

В частности, сравнение наклона каждой точки на хроматографической кривой с пороговым значением и определение контрольной точки хроматографического пика на основе результатов сравнения включают в себя:

вычисление наклона точки на хроматографической кривой в процессе скольжения временного окна в режиме реального времени,

сравнение рассчитанного наклона с заданным четвертым пороговым значением , когда наклон двух последовательных точек больше четвертого порогового значения , а именно , , сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты в качестве контрольной точки начала пика, а также

анализ и оценка положительных и отрицательных изменений наклона точки после контрольной точки начальной точки пика, когда наклон точки отрицательный, а наклон предыдущей точки положительный, то есть , сравнение значений ординат двух точек и определение точки с большим значением ординаты в качестве временной точки отсчета вершины пика, а также

сравнение наклона точки после контрольной точки временной вершины пика с заданным пятым пороговым значением, когда наклон двух последовательных точек меньше пятого порогового значения, т. е. , , сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты как контрольной точки конечной точки пика.

Четвертое пороговое значение и пятое пороговое значение на этапе S1221 определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора, в режиме «без загрузки образца», конкретный процесс определения выглядит следующим образом:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии при разгрузке хроматографического прибора, вычисление и определение дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

в области технологии аналитических приборов обычно считается, что изменение наклона случайного шума и дрейф базовой линии подчиняются нормальному распределению и имеют нулевое среднее значение. Поэтому необходимо только рассчитать его дисперсию на основе следующего выражения (1):

(3)

в выражении (3) представляет собой дисперсию, представляет собой стандартное отклонение, представляет собой разницу между выборкой и средним значением, а размер выборки обычно превышает 100.

Затем, на основе статистических характеристик нормального распределения (3e может гарантировать, что 97,3% наклона базовой линии попадает в диапазон нулевого наклона), стандартное отклонение трехкратного изменения наклона используют в качестве четвертого порогового значения, а стандартное отклонение трехкратного отрицательного изменения наклона используют в качестве пятого порогового значения, а именно, четвертого порогового значения и пятого порогового значения .

после этапа S1221 переходят к этапу S1222, основываясь на положении хроматографического пика, представленного контрольной точкой на хроматографической кривой, используют гауссову волну в качестве совпадающей волны для проведения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют как точку коррекции вершины пика;

в частности, на этапе S1222, подобно предшествующему уровню техники, сначала используют хроматографическую кривую вблизи этого положения в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвигают форму гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременно рассчитывают коэффициент корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, на основании результатов расчета получают группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссова пучка, формула процесса расчета выражается следующим образом:

(4)

в выражении (4) представляет коэффициент корреляции, и , соответственно, представляют данные хроматографического пика и данные согласующей волны, для которых в настоящее время рассчитывается корреляция, а и представляют собой средние значения двух групп данных соответственно.

После этого сравнивают и анализируют каждый коэффициент корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определяют положение пика гауссова пучка на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определяют точку в этом положении на кривой, которая должна быть обнаружена в качестве точки коррекции вершины пика.

Например, заданное значение здесь равно 0,8. Когда коэффициент корреляции больше 0,8, это означает, что они сильно коррелированы. Процесс определения положения пика гауссова пучка такой же, как и в предшествующем уровне техники, и здесь подробно описываться не будет.

После этапа S1222 переходят к этапу S1223 путем сравнения значения ординаты точки коррекции вершины пика и контрольной точки временной вершины пика точку с большим значением ординаты определяют как контрольную точку вершины пика.

В этом варианте осуществления наконец выполняют этап S1224, хроматографические пики, представленные контрольной точкой начальной точки пика, контрольной точкой конечной точки пика и контрольной точкой вершины пика, определяют как обнаруженные хроматографические пики.

В этом варианте осуществления на этапе S1220 по мере скольжения временного окна во время каждого процесса обнаружения хроматографического пика этапы S1221-S1224 повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все исходные данные спектрограммы.

Техническое решение настоящей заявки, основанное на сопоставлении с образцами и в сочетании с наклоном хроматографической кривой, фактически специфически обнаруживает жидкую фазу и газовую хроматографическую спектрограмму и сочетает в себе преимущества двух методов (например, распознавание образов не чувствительно к изменениям шума, ширины хроматографического пика и амплитуды и обладает высокой помехозащищенностью, отказоустойчивостью и надежностью), что повышает надежность обнаружения в целом. Кроме того, в этом методе анализа идентификация данных спектрограммы выполняется на основе способа временного окна, что позволяет реализовать обработку обнаружения и анализа одновременно с выводом данных спектрограммы, чтобы быстрее выводить результаты обнаружения и анализа.

Помимо этого пороговое значение в методе обнаружения наклона автоматически рассчитывают и определяют на основе собственного сигнала прибора, а пиковые характерные точки, обнаруженные путем сопоставления с образцом, используют только в качестве контрольных точек для коррекции пиковых характерных точек, полученных на основе обнаружения наклона, что также компенсирует недостатки двух способов предшествующего уровня техники.

Помимо этого, чтобы облегчить пользователям быстрое понимание и оценку производительности способа получения и анализа согласно данной заявке, в конкретных сценариях применения на основе вышеупомянутых вариантов 2 и 3, техническое решение заявки также включает в себя:

использование алгоритма получения эталонной хроматограммы для исходных данных спектра для обнаружения и обработки, чтобы получить эталонный результаты обнаружения; сравнение и анализ результатов обнаружения с эталонным результатом обнаружения, создание отчета об оценке теста и отображение результата; алгоритм получения эталонной хроматограммы здесь относится к другим способам получения и анализа, отличным от способа получения и анализа по данной заявке, которые достигают той же функциональной цели, что и способ по данной заявке.

Вышеупомянутое сравнение и анализ между результатами обнаружения и эталонными результатами обнаружения включает в себя: сопоставление результатов обнаружения и хроматографических пиков, обнаруженных в результате эталонного обнаружения, определение совпадающих хроматографических пиков (процесс показан на фиг. 10) и создание отчета об обнаружении и оценке на основе доли совпадающих хроматографических пиков в обнаруженных хроматографических пиках и разности совпадающих хроматографических пиков (процесс потока показан на фиг. 11).

Другими словами, в процессе оценки и анализа по данной заявке результаты не сравниваются один за другим из временных рядов, а сначала упорядочивают результаты обнаруженных пиков в порядке убывания в соответствии с высотой пика, при этом результаты пика включают начальную точку пика, конечную точку, высоту пика, площадь, время удерживания (соответствующее время вершины пика), начальную точку базовой линии, конечную точку базовой линии, затем отсортированные результаты сравнивают и сопоставляют (один результат пика соответствует одному фрагменту данных, и весь фрагмент данных изменится при изменении порядка высоты пика).

Как показано на фиг. 10, в этой реализации для сравнения и сопоставления сначала рассматривают двойные условия высоты пика и времени удерживания. Сначала сравниваются высоты пиков. Если разница высоты пиков алгоритма сравнения находится в определенном диапазоне, сравнивают время удерживания. Если разница также находится в определенном диапазоне, это означает, что соответствующая пиковая энергия алгоритма сравнения совпадает, и результаты сравнения сохраняют для последующего расчета значений их индексов.

Если одно из двух условий не выполняется, считается, что текущие данные сравнения не совпадают. Затем индекс одной стороны фиксируется, а индекс результата другой стороны перемещается назад до тех пор, пока не будут найдены совпадающие данные или пока индекс данных другой стороны не переместится к последнему. Стоит отметить, что результаты расчета разными алгоритмами для одного и того же пика одних и тех же хроматографических данных не обязательно будут совпадать, из-за разницы в алгоритме определенные различия в результатах есть, однако разница будет не очень большой, поэтому разница находится в определенном диапазоне. Конечно, одинаковые высоты пиков могут существовать в одних и тех же хроматографических данных. Следовательно, при сравнении результатов по настоящей заявке также увеличивается сравнение времени удерживания согласно соответствующей ситуации для обеспечения точности результатов.

После завершения процесса сопоставления порции информации о результатах сопоставления пиков сохраняют одну за другой, затем рассчитывают соответствующий индекс в соответствии с информацией о результатах каждого пика, после чего переходят к этапу визуального вывода отчета об обнаружении и оценке, показанный на фиг. 11. В частности, отчет об обнаружении и оценке на этом этапе включает:

A. Просмотр приблизительных результатов сопоставления

Количество совпадающих и несовпадающих пиков наносится на график для визуального отображения. Например, столбчатую диаграмму используют для отображения. Предположим, что количество пиков, обнаруженных методом 1 (метод обнаружения и анализа приложения), равно n, количество пиков, обнаруженных методом 2 (со ссылкой на алгоритм обнаружения хроматографической диаграммы), равно m, а количество совпадающих пиков равно s, где s<min (n, m). Гистограмма состоит из трех частей: нижняя часть представляет собой количество n-s несовпадающих пиков для метода 1, средняя часть представляет собой количество s совпадающих пиков для двух алгоритмов, а верхняя часть представляет собой количество m-s несовпадающих пиков для метода 2. Если доля средней части относительно велика, это указывает на то, что количество пиков, обнаруженных двумя алгоритмами, относительно велико, а эффективность обнаружения относительно близка.

B. В большинстве случаев хроматографические данные будут генерировать определенный шум из-за условий прибора и эксперимента, и разные алгоритмы имеют разную чувствительность к шуму. При сопоставлении небольшие пики часто кажутся несовпадающими, однако такая ситуация в определенной степени искажает результаты, полученные в пункте А выше. Поэтому здесь добавлена сравнительная столбчатая диаграмма, чтобы сопоставить процентное соотношение общей площади пика к суммарной площади всех пиков Если два процентных результата очень близки и оба значения относительно велики, считается, что две группы результатов совпали с большими пиками, что подтверждает разницу в эффективности обнаружения двух алгоритмов по другому индикатору.

C. Проверка на предмет аномальности результатов сопоставления

В частности, например, вычисляют стандартное отклонение (среднеквадратичная ошибка) разности между начальной и конечной точками совпадающего пика. Стандартное значение разности площадей пиков, если стандартное значение плавает в пределах определенного диапазона, то считается, что в начальной и конечной точках пиков, соответствующих двум алгоритмам сравнения, нет заметной аномалии. В противном случае считается, что возникла аномальная точка, и тогда аномалия в алгоритме обнаружения может быть проверена на основе аномальных данных.

Кроме того, легко понять, что для разных исходных данных алгоритмы сравнивают и анализируют на основе соответствующих результатов. Одни данные могут соответствовать одному отчету об оценке. Согласно этим отчетам, формируют всестороннюю оценку общих результатов данных, чтобы всесторонне оценить производительность алгоритма.

На основе данных спектрограммы в вышеупомянутом варианте осуществления 1, варианте осуществления 2 и варианте осуществления 3 можно узнать, что вариант осуществления 1, вариант осуществления 2 и вариант осуществления 3 настоящей заявки могут реализовать обработку данных хроматограммы для достижения технических эффектов, таких как обеспечение целостности и безопасности исходных собранных данных.

Фиг. 12 представляет собой схематическую структурную схему электронного оборудования, предусмотренного вариантом осуществления настоящей заявки, как показано на Фиг. 12, электронное оборудование 1200 включает в себя:

память 1201, на которой хранятся исполняемые программы;

процессор 1202, сконфигурированный для выполнения исполняемых программ в памяти 1201, чтобы реализовать этапы описанного выше метода.

Что касается электронного оборудования 1200 в вышеупомянутом варианте осуществления, то конкретный метод его процессора 1202, выполняющего программы в памяти 1201, был подробно описан в варианте осуществления этого метода и не будет здесь подробно описываться.

Вышеизложенное является лишь предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, однако объем защиты настоящего изобретения не ограничивается этим, и любое изменение или замена, которые может легко представить любой, кто знаком с технологией в рамках технического объема, раскрытого в настоящем изобретении, должны подпадать под объем защиты настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения должен определяться объемом защиты формулы изобретения.

Группа изобретений относится к области хроматографического анализа. Раскрыта система хроматографического анализа на основе архитектуры двух баз данных, которая содержит блок сбора данных, блок обработки анализа, блок управления хранением и клиентский блок. При этом блок управления хранением включает первую базу данных и вторую базу данных, первую базу данных используют для хранения исходных данных и данных анализа, а вторую базу данных используют для хранения параметров метода системы анализа и данных управления, и при этом во вторую базу данных встроена библиотека стандартных методов, библиотека типовых элементов и библиотека пользовательских методов. Также раскрыты способы получения и анализа хроматограммы. Группа изобретений обеспечивает полноту и безопасность собранных исходных данных, а также повышает надежность обнаружения. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система хроматографического анализа на основе архитектуры двух баз данных, отличающаяся тем, что содержит:

блок сбора данных, используемый для сбора исходных данных, полученных с помощью прибора для хроматографического анализа;

блок обработки анализа, используемый для анализа исходных данных на основе операции анализа, сконфигурированной пользователем для получения данных анализа;

блок управления хранением, используемый для хранения исходных данных и данных анализа, а также для хранения параметров метода системы анализа и данных управления;

клиентский блок для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы;

при этом блок управления хранением включает первую базу данных и вторую базу данных, первую базу данных используют для хранения исходных данных и данных анализа, а вторую базу данных используют для хранения параметров метода системы анализа и данных управления;

при этом во вторую базу данных встроена библиотека стандартных методов, библиотека типовых элементов и библиотека пользовательских методов;

библиотека стандартных методов объединяет различные методы анализа, которые устанавливают на основе требований к разделению и методов анализа содержания соответствующих традиционных китайских лекарств в фармакопее;

библиотеку типовых элементов используют для хранения элементов обнаружения, а элементы обнаружения включают соответствующие методы анализа и данные спектрограммы;

библиотеку пользовательских методов используют для хранения методов анализа, установленных пользователем, чтобы облегчить повторное использование методов анализа.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что библиотека типовых элементов хранит элементы обнаружения одним кликом;

элемент обнаружения одним кликом имеет встроенные требования к образцам конфигурации, требования к приборам и операциям, конфигурацию метода анализа и шаблон отчета об анализе, чтобы пользователи могли вызывать этот элемент через интерактивный интерфейс для выполнения работы по анализу обнаружения одним кликом.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления хранением также содержит модуль управления второй базой данных;

модуль управления второй базой данных используют для реализации функций внедрения и удаления, функций управления авторизацией, функций блокировки и разблокировки элемента, а также функций определения входа и выхода онлайн-пользователей элемента.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит умный вспомогательный блок, который содержит умный модуль диагностики;

умный модуль диагностики используют для автоматического анализа и диагностики неисправностей прибора, создания диагностических отчетов и предложений по решениям, а также помощи пользователям в устранении неисправностей.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что умный вспомогательный блок дополнительно содержит модуль умной хроматографической экспертной системы;

модуль умной хроматографической экспертной системы используют для помощи пользователям в разработке методов и реализации рекомендаций по методам;

при этом модуль умной хроматографической экспертной системы содержит:

подмодуль умных рекомендаций по параметрам метода, используемый для рекомендации параметров для заданных параметров метода при установке метода анализа пользователем;

подмодуль прикладной базы знаний, имеющий встроенные данные отраслевого стандарта, национальные стандарты и данные методов фармакопеи, используемые в отрасли, которые используют для предоставления пользователям функции запроса локальной базы знаний;

подмодуль умного взаимодействия, используемый для отправки пользователю соответствующих вспомогательных подсказок, когда пользователь выполняет операцию взаимодействия;

подмодуль оптимизации метода градиента, используемый для предоставления пользователю предложений по методу оптимизации градиента.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок веб-сервера, который используют для предоставления пользователю интерактивного интерфейса системы в виде страницы браузера.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первая база данных и вторая база данных развернуты в облаке.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первая база данных использует систему базы данных MongoDB, а вторая база данных использует систему баз данных MySQL.

9. Способ получения и анализа хроматограммы, включающий:

получение исходных данных спектрограммы для обработки с помощью системы хроматографического анализа по п. 1 и выполнение обработки с шумоподавлением исходных данных спектрограммы, чтобы получить данные спектрограммы с шумоподавлением;

расчет кривизны каждой точки на хроматографической кривой на основе исходных данных спектрограммы и определение точки, в которой значение кривизны на хроматографической кривой больше первого порогового значения, как временную вершину пика, при этом первое пороговое значение определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала, генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

использование, для проведения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением, гауссовой волны в качестве совпадающей волны и использование вершины пика в результате обнаружения распознавания в качестве контрольной точки вершины пика;

попарное сравнение временных вершин пиков с контрольными точками вершин пиков, определение в качестве вершин пиков точек с большими значениями ординаты;

выполнение для хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, начиная с каждой вершины пика на кривой, поточечного обнаружения расширения с обеих сторон соответствующей вершины и определение начальной точки пика и конечной точки пика соответствующей вершины согласно кривизне каждой точки в процессе обнаружения;

прием хроматографических пиков, представленных каждой вершиной пика, и соответствующей начальной точкой пика и конечной точкой пика, за обнаруженные хроматографические пики и генерирование результата обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что процесс расчета и анализа выходного сигнала, генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца», включает:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии, когда хроматографический прибор находится в режиме «без загрузки образца», вычисление дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

использование стандартного отклонения изменения наклона заданного кратного значения в качестве первого порогового значения.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанное поточечное обнаружение расширения включает следующие этапы обработки для каждой вершины пика:

определение точки перегиба кривизны по обе стороны от точки пика;

выполнение поточечного обнаружения слева с точкой перегиба кривизны на левой стороне вершины пика в качестве базовой точки, когда кривизна точки меньше второго порогового значения, а кривизна предыдущей точки больше второго порогового значения, сравнение значения ординаты двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты как начальной точки пика, соответствующей вершине пика;

выполнение поточечного обнаружения справа с точкой перегиба кривизны на правой стороне вершины пика в качестве базовой точки, когда кривизна точки меньше третьего порогового значения, а кривизна предыдущей точки больше третьего порогового значения, сравнение значения ординаты двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты как конечной точки пика, соответствующей вершине пика.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что второе пороговое значение и третье пороговое значение конфигурируют и определяют на основе значений, введенных пользователем, и оба по умолчанию равны нулю, когда пользователь не вводит данные.

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что для проведения обнаружения распознавания образов на данных спектрограммы с шумоподавлением используют гауссову волну в качестве совпадающей волны, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют в качестве контрольной точки вершины пика, включая:

прием хроматографической кривой, соответствующей данным спектрограммы с шумоподавлением, в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвиг формы гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременный расчет коэффициентов корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, чтобы получить группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссовой волны на основе результатов расчета;

сравнение и анализ каждого коэффициента корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определение положения пика гауссовой волны на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определение точки в этом положении на кривой, подлежащей обнаружению, как контрольную точку вершины пика.

14. Способ по п. 9, отличающийся тем, что генерация результатов обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков включает:

интеграцию обнаруженных хроматографических пиков, расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает:

использование алгоритма получения эталонной хроматограммы для исходных данных спектрограммы для выполнения обработки обнаружения, чтобы получить эталонные результаты обнаружения;

сравнение и анализ результатов обнаружения с эталонным результатом обнаружения, создание отчета об оценке обнаружения и отображение выходных данных.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что сравнение результата обнаружения с эталонным результатом обнаружения включает:

сопоставление хроматографических пиков, обнаруженных в результате обнаружения, и эталонного результата обнаружения, определение совпадающих хроматографических пиков и создание отчета об оценке обнаружения на основе пропорции совпадающих хроматографических пиков в обнаруженных хроматографических пиках и разности совпадающих хроматографических пиков.

17. Способ получения и анализа хроматограммы, отличающийся тем, что он включает:

получение исходных данных спектрограммы для обработки с помощью системы хроматографического анализа по п. 1;

использование, для исходных данных спектрограммы, временного окна заданного размера для последовательного перемещения от начальной точки хроматографической кривой для обнаружения и обработки хроматографических пиков, пока обработка исходных данных спектрограммы не будет завершена, обнаружение всех хроматографических пиков на кривой, и генерирование, на основе обнаруженных хроматографических пиков, результатов обнаружения; при этом в процессе обнаружения каждого хроматографического пика он включает:

сравнение наклона кривой в каждой точке на хроматографической кривой с пороговым значением и определение контрольных точек хроматографического пика на основе результатов сравнения, при этом контрольные точки включают контрольную точку начальной точки пика, контрольную точку временной вершины пика и контрольную точку конечной точки пика, а пороговое значение определяют на основе расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца»;

использование, основываясь на положении хроматографического пика, представленного контрольной точкой на хроматографической кривой, гауссовой волны в качестве совпадающей волны для проведения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением, и использование вершины пика в результате обнаружения распознавания используется как точка коррекции вершины пика;

корректировку контрольной точки временной вершины пика в соответствии с точкой коррекции вершины пика и использование скорректированной точки как контрольной точки вершины пика;

определение хроматографических пиков, представленных контрольной точкой начальной точки пика, контрольной точкой конечной точки пика и контрольной точкой вершины пика, в качестве обнаруженных хроматографических пиков.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что наклон кривой в каждой точке на хроматографической кривой сравнивают с пороговым значением, а контрольную точку хроматографического пика определяют на основании результата сравнения, включая:

вычисление наклона кривой в точке на хроматографической кривой в процессе скольжения временного окна в режиме реального времени,

сравнение рассчитанного наклона с заданным четвертым пороговым значением, когда наклон кривой в двух последовательных точках больше четвертого порогового значения, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты в качестве контрольной точки начала пика, а также

анализ и оценку положительных и отрицательных изменений наклона кривой в точке после контрольной точки начальной точки пика, когда наклон кривой в точке отрицательный, а наклон кривой в предыдущей точке положительный, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с большим значением ординаты в качестве временной точки отсчета вершины пика, а также

сравнение наклона кривой в точке после контрольной точки временной вершины пика с заданным пятым пороговым значением, когда наклон кривой в двух последовательных точках меньше пятого порогового значения, сравнение значений ординат двух точек и определение точки с меньшим значением ординаты в качестве контрольной точки конечной точки пика.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что процесс расчета и анализа выходного сигнала генерирующего исходные данные спектрограммы хроматографического прибора в режиме «без загрузки образца», включает:

проведение статистического анализа изменения наклона выходной базовой линии, когда хроматографический прибор находится в режиме «без загрузки образца», вычисление и определение дисперсии изменения наклона и определение стандартного отклонения изменения наклона;

использование стандартного отклонения, равного трехкратному изменению наклона, в качестве четвертого порогового значения и использование стандартного отклонения, равного трехкратному отрицательному изменению наклона, в качестве пятого порогового значения.

20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что контрольную точку временной вершины пика корректируют в соответствии с точкой коррекции вершины пика, скорректированную точку используют в качестве контрольной точки вершины пика, а именно:

сравнивают значения ординаты точки коррекции вершины пика и контрольной точки временной вершины пика и определяют точку с большим значением ординаты в качестве контрольной точки вершины пика.

21. Способ по п. 17, отличающийся тем, что для проведения обнаружения распознавания образов на хроматографической кривой рядом с положением используют гауссову волну в качестве совпадающей волны, а вершину пика в результате обнаружения распознавания используют в качестве точки коррекции вершины пика, включая:

прием хроматографической кривой рядом с положением в качестве кривой, подлежащей обнаружению, сдвиг формы гауссовой волны от левой конечной точки к правой конечной точке на кривой, подлежащей обнаружению, и одновременный расчет коэффициентов корреляции между значениями координат на кривой для указанных точек, чтобы получить группу коэффициентов корреляции хроматографических данных кривой, подлежащей обнаружению, относительно гауссовой волны на основе результатов расчета;

сравнение и анализ каждого коэффициента корреляции в группе коэффициентов корреляции с заданным значением, определение положения пика гауссовой волны на основе коэффициента корреляции, значение коэффициента которого больше заданного значения, и определение точки в этом положении на кривой, подлежащей обнаружению, как точки калибровки вершины пика.

22. Способ по п. 17, отличающийся тем, что генерация результатов обнаружения на основе обнаруженных хроматографических пиков включает:

интеграцию обнаруженных хроматографических пиков, расчет и определение площади и высоты хроматографических пиков.

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что он дополнительно включает:

использование алгоритма получения эталонной хроматограммы для исходных данных спектрограммы для выполнения обработки обнаружения, чтобы получить эталонные результаты обнаружения;

сравнение и анализ результата обнаружения с эталонным результатом обнаружения, создание отчета об оценке обнаружения и отображение выходных данных.

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что сравнение результата обнаружения с эталонным результатом обнаружения включает:

сопоставление хроматографических пиков, обнаруженных в результате обнаружения, и эталонного результата обнаружения, определение совпадающих хроматографических пиков и создание отчета об оценке обнаружения на основе пропорции совпадающих хроматографических пиков в обнаруженных хроматографических пиках и разности совпадающих хроматографических пиков.