在人类尿液中使用由机器学习支持的光学传感器对C反应蛋白 (CRP) 的评估
Kacper Cierpiak1, Paweł Wityk2,3,4, Monika Kosowska5
1Department of Metrology and Optoelectronics, Faculty of Informatics, Telecommunications and Informatics, Gdańsk University of Technology, Narutowicza Street 11/12, 80-233, Gdańsk, Poland.
Scientific reports
|August 14, 2024
概括
这项研究介绍了一种光纤传感器,用于检测C-反应蛋白 (CRP),这是一个关键的炎症标志物. 该传感器在患者样本中区分炎症状态时取得了高精度,有助于医学诊断.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学传感传感器是什么?
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
背景情况:
- 反应性C蛋白 (CRP) 是炎症的一个关键生物标志物.
- 准确的CRP水平测定对于诊断各种疾病至关重要,包括感染和心血管疾病.
- 现有的诊断方法可能需要提高速度和灵敏度.
研究的目的:
- 开发和验证用于敏感C反应蛋白 (CRP) 检测的干扰度传感器.
- 为了区分正常和升高的CRP水平,表明炎症.
- 在真实患者样本中评估传感器的性能.
主要方法:
- 用于CRP检测的光纤传感器与微球尖的制造.
- 传感器表面的生物功能化,用于特定的CRP结合.
- 使用标准化CRP溶液和从尿路感染或尿路感染患者的临床样本进行测试.
- 应用27个机器学习分类器用于数据分析和分类.
主要成果:
- 传感器在广泛的度范围内 (1.9μg/L至333 mg/L) 准确检测CRP.
- 机器学习模型,特别是ExtraTreesClassifier,在分类幻影样本方面实现了95%的准确性.
- XGB分类器在分类真实患者样本方面表现出高达100%的准确性,有效区分炎症状态.
结论:
- 开发的干扰度光纤传感器是用于CRP水平确定的一种灵敏而准确的工具.
- 该传感器显示出在临床环境中快速可靠的炎症诊断的巨大潜力.
- 与机器学习的整合增强了对尿路感染和尿道感染等疾病的诊断能力.


