[0001] 本发明涉及仪器校准技术领域，特别涉及一种生理指标检测仪的校准方法和校准装置。

[0002] 目前，市面上的生理指标检测仪，比如血糖仪、尿酸仪、免疫分析仪、化学发光检测仪等等，这些检测仪在进行生理指标检测过程中，通过将检测到的样本与反应试剂产生的信号，代入预置的校准函数中，计算出生理指标的浓度参数。而检测仪中预置的校准函数，是由厂商在出厂前内置的。因此，校准函数的准确性，关乎到最终的生理指标参数的准确性。现有的校准函数的确定方法，一般是将多个校准品在检测仪系统上进行测度，将检测到的反应信号和校准品的浓度进行函数拟合，以获得校准函数。但通过这种方式获得的校准函数应用到检测仪作为预置校准函数后，会出现待测物浓度为高低值时其检测结果大幅偏离校准函数，导致在某些情况下检测结果不准确的现象出现。因此，目前的检测仪校准方法仍需改进。

[0032] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 目前，市面上的生理指标检测仪，比如血糖仪、尿酸仪、免疫分析仪、化学发光检测仪等等，这些检测仪在进行生理指标检测过程中，通过将检测到的样本与反应试剂产生的信号，代入预置的校准函数中，计算出生理指标的浓度参数。而检测仪中预置的校准函数，是由厂商在出厂前内置的。因此，校准函数的准确性，关乎到最终的生理指标参数的准确性。现有的校准函数的确定方法，一般是将多个校准品在检测仪系统上进行测度，将检测到的反应信号和校准品的浓度进行函数拟合，以获得校准函数。但通过这种方式获得的校准函数应用到检测仪作为预置校准函数后，会出现待测物浓度为高低值时其检测结果大幅偏离校准函数，导致在某些情况下检测结果不准确的现象出现。因此，目前的检测仪校准方法仍需改进。

[0034] 为此，本发明提供了一种便携式检测分析仪校准方案，能够实现对标志物浓度曲线进行准确生成，提升检测结果的准确度。

[0035] 参照图1所示，本发明实施例公开了一种生理指标检测仪的校准方法，包括：

[0036] 步骤S11：将多个不同样本浓度的生物样本在待校准系统上分别进行测试，以获取对应的多个原始信号值，并将各所述生物样本在参考系统上分别进行测试，以获取对应的多个参考浓度值。

[0037] 本实施例中，待校准系统为待校准生理指标检测仪。需要注意的是，本发明的校准方法适用于任何生理指标检测仪的校准，比如：血糖仪、尿酸仪、免疫比色、比浊检测仪、化学发光检测仪等任何同类型设备。

[0038] 本实施例中，将各目标生物样本分别加载至待校准系统中的待校准检测试剂盒，以便所述待校准检测试剂盒与所述目标生物样本进行化学反应；通过所述待校准系统捕捉并测量各反应信号，以获取各所述反应信号作为原始信号值。可以理解的是，以检测糖化血红蛋白的化学发光检测仪为例，获取多个不同样本浓度的血液样本，这些血液样本的糖化血红蛋白浓度应涵盖常见的检测范围，例如从低浓度到高浓度均匀分布。然后对上述血液样本进行预处理，可包括离心、稀释、添加试剂等操作，以得到符合检测要求的目标血液样本，然后将准备好的各个不同浓度的目标血液样本分别放入待校准糖化血红蛋白检测仪中进行检测，获取对应的多个反应信号。其中，因待校准糖化血红蛋白检测仪为化学发光检测仪，因此反应信号的信号类型为光信号，相应的，获取的原始信号值为相应的光信号。此外，针对不同类型的检测仪器，相应的原始信号值对应的信号类型也是不同类型的，其中，原始信号值对应的信号类型为电信号、光信号、声信号、磁信号的任意一种或几种。

[0039] 本实施例中，所述将各所述生物样本在参考系统上分别进行测试，以获取对应的多个参考浓度值，包括：将各所述生物样本分别加载至所述参考系统中的参考检测试剂盒，以便所述参考检测试剂盒与所述生物样本进行反应；通过所述参考系统捕捉并测量各反应信号；利用所述参考系统内置的校准算法对各所述反应信号进行信号计算，以得到在所述参考系统下的对应的多个参考浓度值。可以理解的是，利用参考系统对同一批的不同样本浓度的目标生物样本分别进行浓度测试，因参考系统中预先内置了相应的校准算法，因此，能够对参考系统检测得到的原始信号值进行浓度测试，以得到参考系统下的对应的多个参考浓度值。

[0040] 步骤S12：根据同一样本浓度对应的原始信号值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第一函数，并将各所述原始信号值分别代入第一函数计算，获得多个初始浓度值。

[0041] 本实施例中，构建同一样本浓度对应的原始信号值与参考浓度值之间的对应函数关系，以得到第一函数。其中，所述第一函数的函数类型为一元一次线性函数类型、一元二次多项式函数类型、分段函数类型、指数函数类型的任意一种或几种。

[0042] 当第一函数为一元一次线性函数时，对应的函数表达式为： ，其中， 、表示一元一次线性函数的参数，表示原始信号值， 表示初始浓度值。

[0043] 可以理解的是，首先根据每一对的参考浓度值与原始信号值的对应关系不断拟合，具体地以原始信号值作为X值、以参考浓度值作为Y值，在直角坐标系中标记拟合得到第一函数，其中，、均为通过每一对参考浓度值和原始信号值在拟合过程中得到的；将各原始信号值分别代入至一元一次线性函数 ，则得到各自对应的初始浓度值，最终得到的第一函数能够根据原始信号值作为的输入，相应输出对应的初始浓度值。可见，采用一元一次线性函数形式构建第一函数的形式简单，易于理解和计算。在初步建立原始信号值和参考浓度值之间的关系时，可以快速捕捉到两者之间的大致线性趋势，作为初步的近似和估计。由于原始信号值和参考浓度值之间可能存在一个主要的线性相关趋势，使用一元一次线性函数能够首先抓住这个主要的变化规律。

[0044] 步骤S13：根据同一样本浓度对应的初始浓度值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第二函数。

[0045] 本实施例中，同样的，根据同一批的各样本浓度的生物样本的初始浓度值和参考浓度值之间的对应关系，构建第二函数。其中，所述第二函数的函数类型为一元一次线性函数类型、一元二次多项式函数类型、分段函数类型、指数函数类型的任意一种或几种。

[0046] 当第二函数为一元二次多项式函数时，对应的函数表达式为： ，其中， 、、 表示一元二次多项式函数的参数， 表示初始浓度值。

[0047] 可以理解的是，在经过第一函数的初步建模后，发现存在一些非线性的偏差或误差。一元二次多项式函数具有更多的灵活性，可以更好地捕捉和修正这些非线性的特征，提高校准的精度，原始信号值和参考浓度值之间的关系可能在初步线性趋势的基础上，存在一些二次方的变化规律，例如：在特定浓度范围内的加速或减速变化，一元二次多项式函数能够更好地描述这种复杂的关系。因此，进一步的构建了第二函数，具体地以初始浓度值作为X值、以参考浓度值作为Y值，在直角坐标系中标记拟合得到第二函数；其中，第二函数的、、 均为通过每一对参考浓度值和初始浓度值在拟合过程中得到的。

[0048] 步骤S14：将第一函数代入第二函数，以获取第三函数，并将所述第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数，完成对生理指标检测仪的校准。

[0049] 本实施例中，将第一函数 代入第二函数 ，以获取第三函数 。可以理解的是，通过将第一函数代入第二函数，得到一
个复合函数，也即第三函数，由于第一函数是基于原始信号值和参考浓度值的初步关系建立的，它在一定程度上反映了待校准系统的基本测量特性。然而，这个初步的函数可能无法完全准确地描述两者之间的复杂关系，可能存在一些偏差或未考虑到的因素。第二函数则是基于第一函数计算得到的初始浓度值与真实的参考浓度值之间的关系建立的。它进一步捕捉了第一函数计算结果与实际参考值之间的差异和规律。当将第一函数代入第二函数得到第三函数时，实际上是综合了上述两个阶段的信息和关系。第三函数能够更全面、更准确地反映原始信号值与最终参考浓度值之间的真实关系。它考虑了待校准系统的初步测量特性、第一函数计算结果的偏差以及与参考浓度值的整体差异。

[0050] 本实施例中，在获取第三函数后，为了验证第三函数能够作为待校准系统的浓度计算函数，对第三函数先进行误差验证，具体的，利用内置所述第三函数的所述待校准系统对不同样本浓度的生物测试样本进行浓度检测，以得到相应的第一浓度拟合曲线；利用内置的校准算法的所述参考系统对不同样本浓度的所述生物测试样本进行浓度检测，以得到相应的第二浓度拟合曲线；根据所述第一浓度拟合曲线与所述第二浓度拟合曲线之间的曲线偏差确定当前第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数的准确度是否符合要求。其中，根据所述第一浓度拟合曲线与所述第二浓度拟合曲线之间的曲线偏差确定当前第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数的准确度是否符合要求，包括：判断所述第一浓度拟合曲线和所述第二浓度拟合曲线之间的曲线偏差是否满足预设偏差条件；若满足，则当前第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数的准确度符合要求；若不满足，则当前第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数的准确度不符合要求。

[0051] 为了比较内置了参考浓度计算函数（对应第二浓度拟合曲线）的参考系统中与内置了未校准前的普通浓度计算函数的待校准系统各自输出的浓度值的准确性，分别将待校准系统中输出的各个数据点作为测试值，将参考系统中与之对应的标准数据点作为参考值，然后根据以下相对误差计算公式计算各数据点的相对误差：

[0052] ；

[0053] 其中，表示测试值，表示参考值，表示相对误差。

[0054] 相对误差用于衡量测试值相对于参考值的偏离程度，以参考值为基准表示误差的大小。

[0055] 例如，参考值为100，测试值为110，那么测试值‑参考值=110‑100 = 10，其绝对值为10。相对误差为10÷100=0.1，即10%。

[0056] 相对误差常用于评估测量结果的准确性和可靠性，帮助判断测试方法或仪器的精度。

[0057] 判断相对误差是否大于预设误差阈值，以得到相应的比较结果；需要注意的是，在判断相对误差是否大于预设误差阈值时，预设误差阈值为人为根据历史误差情况进行具体设置误差值。若大于，则表明待校准系统中输出的部分数据点存在大量偏离自身普通浓度计算函数的情况，若小于或等于，则表明待校准系统中输出的部分数据点存在少量或不存在偏离自身普通浓度计算函数的情况。以糖化血红蛋白数据样本为例进行相对误差的分析，未经过拟合校准前的相关数据结果如下表1所示：

[0058] 表1

[0059]

[0060]

[0061]

[0062] 可以看出，表1中选择了50个糖化血红蛋白数据样本，计算其相对误差，并设置相对误差符合校准要求可接受的曲线偏差为10%，这样一来，参考值在5.0以下13.0以上的样本偏离对应的自身普通浓度计算函数，也即形成当前数据点属于的曲线段为自身普通浓度计算函数的曲线段起始段和曲线段结束段时，会产生相应的曲线偏离，进而形成偏离数据，可以看出，自身普通浓度计算函数相较于参考系统中的参考浓度计算函数，曲线中的高低值都存在偏高情况。扩展到待校准检测试剂盒对应的不同样本数据的检测环境，能够看出，自身普通浓度计算函数均存在与参考浓度计算函数偏移的情况。如图2所示，可以清楚发现图2中的根据各数据点拟合形成的自身普通浓度计算函数中与虚线作为的参考浓度计算函数之间的偏离程度，且两个黑框框住的数据点即为偏离数据。

[0063] 本实施例中，因第三函数的最终函数表达式为，在经过多次实验数据的测试后，最终， 。

[0064] 可以理解的是，第三函数的确定过程依赖于第一函数和第二函数，其中在第一函数和第二函数的函数类型选择中，首先确定多项式的阶数：根据数据的特点和拟合的目的，选择合适的多项式阶数。一般来说，阶数越高，拟合的精度越高，但也容易导致过拟合。因此，本实施例选择多项式的阶数为2阶；构建方程组、求解方程组。最后，按照对不同样本浓度的生物测试样本进行浓度检测，得到第一浓度拟合曲线。

[0065] 其中，第一浓度拟合曲线的拟合效果如图3所示，能够看出，得到的拟合结果相较于其他拟合算法（多项式校正、分段校正、spline（样条拟合算法）等）在偏离数据的基础上的拟合结果更优。

[0066] 将第一浓度拟合曲线与第二浓度拟合曲线进行比较，判断本次的比较结果是否满足曲线对比要求，也即判断二者之间的相对误差是否小于或等于预设标准误差，如果第一浓度拟合曲线中所有数据点与第二浓度拟合曲线的标准数据点的比较结果均小于或等于预设标准误差，则表明此时达到了校准结束条件，确定对应的第三函数为浓度计算函数。以表1的数据为例，对表1中的数据点进行二次拟合后，得到的相关指标结果如下表2所示：

[0067] 表2

[0068]

[0069]

[0070]

[0071] 可见，根据表2中的偏离数据进行二次校准后，第一浓度拟合曲线中所有数据点与标准数据点的比较结果均小于或等于预设标准误差10%，则表明此时达到了校准结束条件，输出当前第三函数为作为待校准系统的浓度计算函数的准确度符合要求。因此，输出结果如图4所示，从图4中的曲线显示结果可以看出，整个线性范围的测试值都能够与参考值相匹配，进一步证明当前第三函数为作为待校准系统的浓度计算函数的准确度更高。

[0072] 可见，本申请提供了一种生理指标检测仪的校准方法，包括：将多个不同样本浓度的生物样本在待校准系统上分别进行测试，以获取对应的多个原始信号值，并将各所述生物样本在参考系统上分别进行测试，以获取对应的多个参考浓度值；根据同一样本浓度对应的原始信号值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第一函数，并将各所述原始信号值分别代入第一函数计算，获得多个初始浓度值；根据同一样本浓度对应的初始浓度值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第二函数；将第一函数代入第二函数，以获取第三函数，并将所述第三函数作为所述待校准系统的浓度计算函数，完成对生理指标检测仪的校准。由此可见，通过准备多个具有不同样本浓度的生物样本。把这些样本分别在待校准的检测系统上测试，得到多个原始信号值；同时，把这些相同的样本也在一个作为参考标准的系统上测试，获取到对应的多个参考浓度值。然后，针对每个相同样本浓度所对应的原始信号值和参考浓度值，建立一种函数关系，这就是第一函数。把之前得到的各个原始信号值分别代入第一函数进行计算，从而得出多个初始浓度值。接着，对于每个相同样本浓度所对应的初始浓度值和参考浓度值，再建立一种函数关系，这就是第二函数。最后，把第一函数代入第二函数，得到第三函数。将这个第三函数确定为待校准系统用来计算浓度的函数，这样就完成了对生理指标检测仪的校准工作。这样一来，通过多次不同样本浓度的测试和建立多个函数关系进行校准，能够更精准地修正待校准系统的测量偏差，从而显著提高生理指标检测的准确性。考虑了原始信号值与参考浓度值的多次对应关系，综合建立多个函数，有效降低了单一因素或偶然误差对校准结果的影响。进一步的，由于使用了多个不同样本浓度进行测试和校准，能够适应不同浓度范围的样本检测，提高了检测仪在各种实际应用场景中的通用性，避免出现待测物浓度为高低值时其检测结果大幅偏离校准函数，减少了高低值偏离标准校准曲线的情况，进而减少了由于标志物浓度计算不准确导致的大量假阳性或假阴性病例，能够更正确地给出诊断值，为医疗诊断提供更可靠的依据。

[0073] 参照图5所示，本发明还相应公开了一种生理指标检测仪的校准装置，包括：

[0074] 第一获取模块11，用于获取多个不同样本浓度的生物样本在待校准系统上分别进行测试的多个原始信号值；以及用于获取各所述生物样本在参考系统上分别进行测试的多个参考浓度值；

[0075] 第一函数构建模块12，用于根据同一样本浓度对应的原始信号值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第一函数；

[0076] 第二函数构建模块13，用于将各所述原始信号值分别代入第一函数计算，获得多个初始浓度值，根据同一样本浓度对应的初始浓度值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第二函数；

[0077] 第三函数构建模块14，用于将第一函数代入第二函数，以获取第三函数。

[0078] 可见，本申请提供了获取多个不同样本浓度的生物样本在待校准系统上分别进行测试的多个原始信号值；以及用于获取各所述生物样本在参考系统上分别进行测试的多个参考浓度值；根据同一样本浓度对应的原始信号值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第一函数；将各所述原始信号值分别代入第一函数计算，获得多个初始浓度值，根据同一样本浓度对应的初始浓度值和参考浓度值建立对应函数关系，以得到第二函数；将第一函数代入第二函数，以获取第三函数。由此可见，通过获取多个不同样本浓度的生物样本在待校准系统和参考系统上的测试值，并建立第一函数、第二函数、第三函数关系来进行校准，能够显著减少因待校准系统自身的误差或偏差导致的不准确检测结果，并且多轮的函数构建和校准过程，使得检测结果更加稳定和可靠。即使在面对复杂的生物样本或检测环境变化时，也能保持较好的检测性能从而大大提高了生理指标检测的准确性，并且本发明提出的生理指标检测仪能够覆盖市面大多类型的指标检测仪器，实现多种不同类型的生理指标检测，只要能够获取到相应的样本浓度数据和原始信号值，就可以通过这一系列的函数构建和校准步骤，得到更准确的检测结果，具有广泛的应用前景。

[0079] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0080] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器RAM（Random Access Memory）、内存、只读存储器ROM（Read Only Memory）、电可编程EPROM（Electrically Programmable Read Only Memory）、电可擦除可编程EEPROM（Electric Erasable Programmable Read Only Memory）、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD‑ROM（Compact Disc‑Read Only Memory，紧凑型光盘只读储存器）、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

[0081] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0082] 以上对本发明所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。