Analyysialgoritmin kehittäminen molekyylidiagnostiselle testille
Uusivirta, Sanna (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105036704
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105036704
Tiivistelmä
Mobidiag Oy:n kehittämä Novodiag®-testialusta on täysin automatiosoitu In vitro -diagnostinen (IVD) lääkinnällinen laite tartuntatauteja aiheuttavien patogeenien osoittamiseen erilaisista näytemateriaaleista. Testialusta koostuu itse laitteesta, kertakäyttöisestä testikasetista sekä laitteen käyttöliittymäohjelmistosta ja testikohtaisesta ohjelmistokomponentista. Testikohtainen ohjelmistokomponentti (plugin) sisältää parametrit, minkä perusteella tulos tulkitaan joko positiiviseksi tai negatiiviseksi kunkin patogeenin osalta.
Insinöörityön tarkoituksena oli määritellä analyysiparametrit Novodiag Bacterial GE+ -testille, joka tunnistaa joukon gastroenteriittiä aiheuttavia bakteereita ulostenäytteestä. Kyseisessä testissä lopullinen tunnistus tapahtuu näytteen esikäsittelyn, bakteeri-DNA:n eristämisen ja ennalta määritellyn DNA-sekvenssin monistuksen (PCR) jälkeen mikrosirulla käyttäen kohdepatogeenispesifisiä PCR-alukkeita ja koettimia sekä DNA-amplikoniin PCR-monistuksessa liitettyjä fluoresoivia leimamolekyylejä.
Mikrosirulta saatuun fluoresenssidataan vaikuttavat monet laitteesta ja sen kuvantamisominaisuuksista, testikasettien tuotannosta sekä molekyylibiologisista menetelmistä (kuten DNA-eristys ja PCR) ja biologisesta näytemateriaalista johtuvat tekijät. Tästä johtuen lopullista analyysialgoritmia varten tuotettiin dataa, jossa kohdebakteereita lisättiin näytteisiin tunnettuja pitoisuuksia. Jotta dataa voitiin käyttää algoritmin rakentamiseen, siihen linkitettiin näytteen sisällöstä kertovaa metadataa tätä tarkoitusta varten luotuun SQL-tietokantaan.
Varsinainen analyysialgoritmi kehitettiin käyttäen Mobidiagin sisäistä tarkoitukseen kehitettyä tuotekehitystyökalua, ARRY-ohjelmistoa, joka hyödyntää ohjattua koneoppimista ja jolla dataa voidaan tarvittaessa myös visualisoida. Lopuksi analyysialgoritmin säännöt käytiin manuaalisesti läpi, koska lopullisen analyysialgoritmin antamien tulosten on täytettävä testille asetetut suorituskykyvaatimukset herkkyyden, spesifisyyden sekä positiivisen ja negatiivisen ennustearvon osalta.
Insinöörityön lopputuloksena saatiin rakennettua esiversio analyysialgoritmista kyseisen Novodiag-testin kaikille kohdebakteereille, joka toimi odotetusti simuloidulla ja tunnetuilla näytteillä tuotetulla datalla ja jota voidaan käyttää pohjana lopullisen, tuotteeseen päätyvän analyysialgoritmin rakentamisessa.
Liite rajattu vain työn tilaajan käyttöön.
Insinöörityön tarkoituksena oli määritellä analyysiparametrit Novodiag Bacterial GE+ -testille, joka tunnistaa joukon gastroenteriittiä aiheuttavia bakteereita ulostenäytteestä. Kyseisessä testissä lopullinen tunnistus tapahtuu näytteen esikäsittelyn, bakteeri-DNA:n eristämisen ja ennalta määritellyn DNA-sekvenssin monistuksen (PCR) jälkeen mikrosirulla käyttäen kohdepatogeenispesifisiä PCR-alukkeita ja koettimia sekä DNA-amplikoniin PCR-monistuksessa liitettyjä fluoresoivia leimamolekyylejä.
Mikrosirulta saatuun fluoresenssidataan vaikuttavat monet laitteesta ja sen kuvantamisominaisuuksista, testikasettien tuotannosta sekä molekyylibiologisista menetelmistä (kuten DNA-eristys ja PCR) ja biologisesta näytemateriaalista johtuvat tekijät. Tästä johtuen lopullista analyysialgoritmia varten tuotettiin dataa, jossa kohdebakteereita lisättiin näytteisiin tunnettuja pitoisuuksia. Jotta dataa voitiin käyttää algoritmin rakentamiseen, siihen linkitettiin näytteen sisällöstä kertovaa metadataa tätä tarkoitusta varten luotuun SQL-tietokantaan.
Varsinainen analyysialgoritmi kehitettiin käyttäen Mobidiagin sisäistä tarkoitukseen kehitettyä tuotekehitystyökalua, ARRY-ohjelmistoa, joka hyödyntää ohjattua koneoppimista ja jolla dataa voidaan tarvittaessa myös visualisoida. Lopuksi analyysialgoritmin säännöt käytiin manuaalisesti läpi, koska lopullisen analyysialgoritmin antamien tulosten on täytettävä testille asetetut suorituskykyvaatimukset herkkyyden, spesifisyyden sekä positiivisen ja negatiivisen ennustearvon osalta.
Insinöörityön lopputuloksena saatiin rakennettua esiversio analyysialgoritmista kyseisen Novodiag-testin kaikille kohdebakteereille, joka toimi odotetusti simuloidulla ja tunnetuilla näytteillä tuotetulla datalla ja jota voidaan käyttää pohjana lopullisen, tuotteeseen päätyvän analyysialgoritmin rakentamisessa.
Liite rajattu vain työn tilaajan käyttöön.