(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210979793.0 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 新疆医科 大学第一附属医院 地址 830000 新疆维吾尔自治区乌鲁 木齐 市新市区鲤 鱼山南路137号 (72)发明人 吕国栋　林仁勇　刘辉　 吾布里塔里甫 ·达吾提　窦景锐　 毕晓娟　李亮　杨宁　 (74)专利代理 机构 北京鼎佳达知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11348 专利代理师 刘铁生　孟阿妮 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/3577(2014.01) (54)发明名称 一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病和羊 布氏杆菌病的分类模型及其建立方法、 检测装置 (57)摘要 本发明为一种基于红外光谱的羊细粒棘球 蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型及其建立方法、 检测装置。 一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病 和羊布氏杆菌病的分类模型的建立方法， 包括： (1)采集健康羊和患病羊的新鲜血液， 提取血清， 得血清样本； (2)对血清样本采用傅里叶变换红 外光谱(FT ‑IR)仪进行检测， 得FT ‑IR光谱数据； (3)对FT‑IR光谱数据进行基线校正和归一化等 处理， 得处理后的光谱数据； (4)对处理后的光谱 数据进行主成分分析方法(PCA)降维后， 建立线 性判别分析(LDA)或支持向量机(SV M)分类模型， 得羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型。 本发明基于机器学习算法、 FT ‑IR光谱， 建立的分 类模型， 在用于快速筛查细粒棘球蚴病羊、 布氏 杆菌病羊具有潜力。 权利要求书1页 说明书9页 附图9页 CN 115266594 A 2022.11.01 CN 115266594 A 1.一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型的建立方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)采集健康羊和患病羊的新鲜血 液， 静置后离心， 提取 血清， 获得 血清样本； (2)对所述的血清样本采用傅里叶变换红外光谱仪进行检测， 获得傅里叶变换红外光 谱数据； (3)对所述的傅里叶变换红外光谱数据进行基线校正和归一化等处理， 得处理后的光 谱数据； (4)对所述的处理后的光谱数据进行降维后， 建立主成分分析 ‑线性判别分析或主成分 分析‑支持向量机分类模型， 得 所述的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型。 2.根据权利要求1所述的建立方法， 其特 征在于， 所述的步骤(1)中， 患病羊为细粒棘球蚴病羊和/或布氏杆菌病羊。 3.根据权利要求2所述的建立方法， 其特 征在于， 健康羊的血清样本 至少采集125例； 所述的患病羊为细粒棘球蚴病羊， 患病羊的血清样本 至少采集7 7例； 所述的患病羊为布氏杆菌病羊， 患病羊的血清样本 至少采集101例。 4.根据权利要求1所述的建立方法， 其特 征在于， 所述的步骤(2)中， 检测的分辨率为4cm‑1， 扫描次数为32次， 在600 ‑4000cm‑1扫描范围内 获取傅里叶变换红外光谱数据。 5.根据权利要求1所述的建立方法， 其特 征在于， 所述的步骤(4)中， 采用主成分分析法在建模光谱范围内对于预处理后的数据进行降 维。 6.根据权利要求5所述的建立方法， 其特 征在于， 所述的建模光谱范围为全波长600 ‑4000cm‑1和不同波段波长900 ‑1200cm‑1、 1200‑ 1500cm‑1、 1500‑1700cm‑1、 2800‑3080cm‑1、 3090‑3700cm‑1。 7.根据权利要求1所述的建立方法， 其特 征在于， 所述的步骤(4)中， 建立支持向量机分类模型。 8.一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型， 其特征在于， 采 用权利要求1 ‑7任一项所述的建立方法得到 。 9.一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的检测装置， 其特征在于， 所 述的检测装置包括： 激光器、 红外光谱仪、 计算分析系统； 所述的傅里叶变换红外光谱仪对每个样进行一次扫描， 用于获取血清红外光谱数据， 并把所得血清红外光谱数据传送至所述的计算分析系统； 所述的计算分析系统接受傅里叶变换红外光谱仪所采集的血清 红外光谱数据， 并对数 据进行基线校正和归一 化的预处 理； 所述的计算分析系统对已预处理后的血清红外光谱数据采用主成分分析法进行降维 后， 取累计方差贡献率最大并且有统计学差异的主成分输入至支持向量机和线性判别分析 算法中， 建立分类模 型， 并将所有样本随机 分成训练集和测试集， 最 终输出患病组和健康组 的分类诊断结果。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115266594 A 2一种基于红外光谱的羊细粒 棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类 模型及其建立方 法、 检测装 置 技术领域 [0001]本发明属于畜牧业疾病检测的技术领域， 具体涉及一种基于红外光谱的羊细粒棘 球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型及其建立方法、 检测装置 。 背景技术 [0002]细粒棘球蚴病(亦称包虫病)严重威胁公共卫生安全和畜牧业， 在全球分布范围广 泛， 在我国北方和西南地区的广大农牧区较 常见。 2016年10月24日， 国家卫生计生委等12个 部委联合发布了 《全国包虫病等重点寄生虫病防治规划(2016 ‑2020年)》 ， 该规划指出， 包 虫 病疫情严重流行地区包括新 疆、 青海、 甘肃、 宁夏、 内蒙古、 西藏和四川等7个省和自治区， 占 全国面积的44％。 羊是棘球绦虫主要的中间宿 主， 对细粒棘球蚴病羊进 行有效的防控措施， 对于阻断包虫病的传播和发展 具有重大的意义。 目前采用的细粒棘球蚴病羊的筛查技术主 要有影像学诊断技术和血清免疫 学检测方法。 影像技术需要配备昂贵的B超仪、 CT扫描仪和 专业的影像学技师， 诊断流程也较为繁琐并需要专业的影像学医师 的判读。 影像超声检测 前， 还需要剔除羊毛， 及两名工作人员固定住羊的身体， 影像超声医师才能进行检测。 虽然 采集羊血清较为容易， 但细粒棘球蚴病羊血清免疫学检测试剂盒存在检测时间长、 产品批 次间难以标准化与交叉反应、 检测特异度低等缺点。 此外， 细粒棘球蚴病主要分布于我国西 部的农牧贫困地区， 需要研发新型、 经济、 便携、 易操作的， 能够快速鉴别出细粒棘球蚴病羊 的筛查技术， 才能为细粒棘球蚴病的定期筛查和治疗工作提便利条件。 [0003]布氏杆菌病(亦称布病)是由布鲁氏杆菌感染引起的人畜共患传染病， 在我国牧区 高发。 布鲁氏杆菌感染家畜后， 会导致家畜易 发流产和奶量及肉量减产等问题。 人接触患布 氏杆菌病家畜、 或误食其奶和肉等， 会导致人感染布氏杆菌病。 目前羊布氏杆菌病诊断方法 主要依靠虎红平板 凝集试验和试 管凝集实验， 但存在费时和准确率低等问题。 [0004]细粒棘球蚴病和布氏杆菌病是羊易感染的两种疾病， 而目前没有可同时检测羊细 粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的诊断技术。 因此， 本发明提出一种基于傅里叶变换红外光谱 (FT‑IR)的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型及其建立方法、 检测装置 。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于红外光谱的羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的 分类模型的建立方法， 基于机器学习算法， 结合FT ‑IR光谱， 建立的分类模型对一次性实现 筛查感染细粒棘球蚴病羊和感染布氏杆菌病羊具有很大的应用潜力。 [0006]为了实现上述目的， 所采用的技 术方案为： [0007]一种羊细粒棘球蚴病和羊布氏杆菌病的分类模型的建立方法， 包括以下步骤： [0008](1)采集健康羊和患病羊的新鲜血 液， 静置后离心， 提取 血清， 得血清样本； [0009](2)对所述的血清样本采用傅里叶变换红外光谱仪进行检测， 获得FT ‑IR光谱数 据；说　明　书 1/9 页 3 CN 115266594 A 3