一种基于不对称二分法的流式细胞仪激光延时方法与流程

本发明属于细胞分析仪器，尤其涉及一种基于不对称二分法的流式细胞仪激光延时方法。

背景技术：

1、流式细胞仪（flow cytometry，fcm）是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，主要包括样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科知识综合运用的结晶；流式细胞术是一种自动分析和分选细胞或亚细胞的技术。其特点是：测量速度快、被测群体大以及可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上有效。

2、随着临床和科研的要求提升，对流式细胞仪的检测通道要求越来越多，因此多激光流式细胞仪应运而生，目前多激光器流式细胞仪大多采用非共线激发，各激光之间的延时参数非常重要，一旦激光延时错误，会导致信号错误，最终导致检测结果不准确，因此，亟需一种能够自动计算激光延时的算法来保证结果的准确性。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于不对称二分法的流式细胞仪激光延时方法，解决了多激光流式细胞仪各激光延时检测结果的准确性低以及出现错误的信号概率高的问题。

2、为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于不对称二分法的流式细胞仪激光延时方法，包括以下步骤：

3、s1、利用流式细胞仪激光，对预设标准微球进行检测，并利用顺序适配法以及不对称二分法，得到平均激光延时；

4、s2、利用流式细胞仪，对细胞样本进行正常检测，并通过高斯滤波和动态基线更新，得到当前信号最高点位置，并根据平均激光延时，通过寻找细胞的实际信号位置，得到当前细胞的多通道检测结果，并通过循环检测，得到各细胞的多通道检测结果，完成流式细胞仪激光延时。

5、本发明的有益效果为：本发明通过预设标准微球，利用顺序适配法与不对称二分法结合起来，实现快速准确地计算出激光延时，并大幅提升执行效率，满足在嵌入式设备上运行条件，并根据平均激光延时和当前识别出来的信号，再进一步实时计算，确保能够准确地识别每个信号，保证在检测微小残留项目时输出准确的结果。

6、进一步地，所述s1包括以下步骤：

7、s101、利用流式细胞仪激光，对预设标准微球进行检测，并利用顺序适配法，响应于计算得到预设标准微球的峰值和面积最大，得到粗略最优激光延时值；

8、s102、根据粗略最优激光延时值，利用不对称二分法，通过获取搜索区间并进行不对称二分迭代，得到平均激光延时。

9、再进一步地，所述s101包括以下步骤：

10、s1011、通过初始化激光延时的候选范围和激光延时的间隔，对流式细胞仪进行初始化，得到经初始化的流式细胞仪；

11、s1012、利用经初始化的流式细胞仪，对大小均一、各通道均有荧光信号的标准微球进行测量，得到测量数据；

12、s1013、根据测量数据，利用顺序适配法，基于固定步长，对激光延时的候选范围进行遍历，响应于计算得到预设标准微球的峰值和面积最大，得到粗略最优激光延时值。

13、再进一步地，所述s1013包括以下步骤：

14、a1、基于遍历循环次数和激光延时的间隔，设置得到激光延时；

15、a2、利用预设聚类算法，对测量数据进行聚类，计算得到当前循环次数预设标准微球的峰值和面积，并记录当前循环次数预设标准微球的峰值和面积与激光延时的对应关系；

16、a3、通过循环执行对校准信号进行聚类，响应于当前循环次数预设标准微球的峰值和面积最大，将预设标准微球荧光信号峰值和面积最大的激光延时作为粗略最优激光延时值。

17、上述进一步方案的有益效果为：本发明通过顺序适配法，将预设标准微球荧光信号峰值和面积最大的激光延时作为粗略最优激光延时值，实现了在全部候选范围内快速、稳健地定位到激光延时的粗略最优值，为后续不对称二分法的精细搜索提供了可靠的初始中心，避免了精细搜索陷入局部最优，同时缩小了后续的搜索范围并降低了运算量。

18、再进一步地，所述s102包括以下步骤：

19、s1021、根据粗略最优激光延时值，将粗略最优激光延时值作为中心、并利用不对称二分法的初始搜索半径，通过将粗略最优激光延时值与初始搜索半径作差，得到搜索区间左边界，并通过将粗略最优激光延时值与初始搜索半径相加，得到搜索区间右边界；

20、s1022、根据搜索区间左边界和搜索区间右边界，得到搜索区间；

21、s1023、根据搜索区间，获取不对称二分算法查找范围，并通过不对称二分迭代将搜索区间逐步收窄，得到平均激光延时值。

22、再进一步地，所述s1023包括以下步骤：

23、b1、根据搜索区间，将搜索区间的右边界与搜索区间的左边界作差，获取不对称二分算法查找范围；

24、b2、将搜索区间左边界作为左端激光延时，计算得到左端激光延时的峰值和面积，并将搜索区间右边界作为右端激光延时，计算得到右端激光延时的峰值和面积；

25、b3、对左端激光延时的峰值和面积和右端激光延时的峰值和面积进行比较，得到比较结果；

26、b4、响应于比较结果为左端激光延时的峰值和面积大于右端激光延时的峰值和面积，将搜索区间左边界减去不对称二分算法查找范围的一半，得到经更新的搜索区间左边界，将搜索区间右边界减去不对称二分算法查找范围，得到经更新的搜索区间右边界，并将不对称二分算法查找范围更新为不对称二分算法查找范围的一半；

27、b5、响应于比较结果为左端激光延时的峰值和面积小于右端激光延时的峰值和面积，将搜索区间左边界加上不对称二分算法查找范围，得到经更新的搜索区间左边界，将搜索区间右边界加上不对称二分算法查找范围的一半，得到经更新的搜索区间右边界，并将不对称二分算法查找范围更新为不对称二分算法查找范围的一半；

28、b6、判断经更新的不对称二分算法查找范围是否等于一，若否，根据经更新的搜索区间左边界、经更新的搜索区间右边界以及经更新的不对称二分算法查找范围，返回b2；

29、若是，则结束循环，并将最后一次计算的左端激光延时的峰值和面积值和右端激光延时的峰值和面积值，中更大的值对应的激光延时作为平均激光延时。

30、再进一步地，所述不对称二分迭代的表达式如下所示：

31、；

32、其中，表示左端激光延时的峰值和面积，表示右端激光延时的峰值和面积，表示经更新的搜索区间左边界，表示搜索区间左边界，表示不对称二分算法查找范围，表示经更新的搜索区间右边界，表示搜索区间右边界。

33、上述进一步方案的有益效果为：本发明通过将顺序适配法得到的粗略最优激光延时值作为中心，利用不对称二分法，得到平均激光延时，实现了以较少的迭代次数将搜索区间快速收敛，在保证激光延时计算精度的同时大幅提升了运算效率，使其能够满足在嵌入式设备上实时运行的要求。

34、再进一步地，所述s2包括以下步骤：

35、s201、利用流式细胞仪，对细胞样本进行正常检测，得到原始采样信号；

36、s202、对原始采样信号进行高斯滤波，得到经滤波的采样信号；

37、s203、利用模数转换器，对经滤波的采样信号进行采样，并进行动态基线更新，得到当前采样信号最高点位置；

38、s204、根据平均激光延时和当前采样信号最高点位置，通过寻找当前细胞样本的实际信号位置，得到当前细胞的多通道检测结果；

39、s205、通过循环检测各细胞样本的实际信号位置，得到各细胞的多通道检测结果，完成流式细胞仪激光延时。

40、再进一步地，所述s203具体为：

41、s2031、利用模数转换器，对经滤波的采样信号进行采样，并判断模数转换器的采样值是否低于预设阈值，若是，则进入步骤s2032，否则，进入步骤s2033；

42、s2032、将当前模数转换器的采样值加入至基线队列，响应于基线队列采样点超过预设数量，计算预设数量采样点的平均值，作为基线值，并将第一个采样点从基线队列中删除，利用先进先出的原则，保持基线队列中的采样点数量恒定为预设数量；

43、s2033、判断是否已有计算好的基线值，若是，则将模数转换器的采样值减去基线值并放到信号队列，否则，返回s2031；

44、s2034、判断信号队列中的数量是否小于五，若是，则返回s2031，若否，判断信号队列在五个点是否成上升趋势，若第五个点的采样值大于第三个点的采样值且第三个点的采样值大于第一个点的采样值，则得到有效信号队列；

45、s2035、响应于经滤波的采样信号结束，根据信号队列中所有采样点，通过将所有采样点进行累加记为信号面积并将信号队列的数量记为信号宽度，计算得到最大值，将最大值记为经滤波的采样信号的高度，并通过记录最高点所在的位置，得到当前采样信号最高点位置。

46、上述进一步方案的有益效果为：本发明通过对细胞样本检测得到的原始采样信号，进行高斯滤波去噪、动态基线更新以及有效信号识别与提取，并通过根据平均激光延时和细胞样本的经滤波的采样信号，通过实时逐粒子延时补偿，得到各细胞的多通道检测结果，实现了对每个细胞各激光通道信号的准确识别与匹配，避免了因激光延时不准确而产生的信号错位，提高了多通道检测结果的准确性，保证了在微小残留检测等场景下输出结果的可靠性。