JPWO2019162496A5 - - Google Patents
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Description
本出願は、試料中の分析物を検出するためのカメラを較正するための較正方法に関する。本発明はさらに、試料中の分析物を検出するための検出方法、および較正方法または検出方法を実行するためのプログラム手段を伴うコンピュータプログラムに関する。さらに、本発明は、カメラを使用することによって試料中の分析物を検出する目的でカメラを較正するための較正システム、少なくとも1つのテスト要素を使用することによって試料中の分析物を検出するための検出システム、および試料中の分析物を検出するためのシステムに関する。本発明に係る方法、コンピュータプログラムおよびシステムは、1つ以上の体液中の1つ以上の分析物を定性的または定量的に検出するために、医療診断において使用することができる。本発明の他の応用分野も可能である。 The present application relates to a calibration method for calibrating a camera for detecting analytes in samples. The invention further relates to a detection method for detecting an analyte in a sample and a computer program with program means for carrying out a calibration method or a detection method. Further, the present invention provides a calibration system for calibrating a camera for the purpose of detecting an analyte in a sample by using the camera, for detecting the analyte in the sample by using at least one test element. and systems for detecting an analyte in a sample. Methods, computer programs and systems according to the present invention can be used in medical diagnostics to qualitatively or quantitatively detect one or more analytes in one or more bodily fluids. Other fields of application of the invention are also possible.
多くの場合において、医療診断には、体液、例えば血液、間質液、尿、唾液または他のタイプの体液などの試料中において1つ以上の分析物を検出することが必要とされる。検出対象の分析物の例としては、グルコース、トリグリセリド、乳酸塩、コレステロールまたはこれらの体液中に典型的に存在する他のタイプの分析物がある。概して、分析物を検出するための当業者にとって公知のデバイスおよび方法は、検出すべき分析物の存在下で1つ以上の検出可能な検出反応、例えば光学的に検出可能な反応を行なうことのできる1つ以上のテスト化学物質を含むテスト要素を使用する。これらのテスト化学物質に関しては、例えばJ.Hoenes et al.:The Technology Behind Glucose Meters:Test Strips,Diabetes Technology & Therapeutics,Volume 10,Supplement 1,2008,S-10~S-26を参照されたい。分析物の濃度および/またはその有無に応じて、必要な場合には適切な治療が選択される。 In many cases, medical diagnostics require the detection of one or more analytes in a sample of bodily fluid, such as blood, interstitial fluid, urine, saliva, or other type of bodily fluid. Examples of analytes to be detected are glucose, triglycerides, lactate, cholesterol or other types of analytes typically present in these bodily fluids. Generally, devices and methods known to those skilled in the art for detecting an analyte involve performing one or more detectable detection reactions, such as optically detectable reactions, in the presence of the analyte to be detected. Use a test element containing one or more test chemicals that can be For these test chemicals see, for example, J. Phys. Hoenes et al. : The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Supplement 1, 2008, S-10 to S-26. Depending on the concentration and/or presence of the analyte, appropriate treatment is selected if necessary.
典型的には、テスト化学物質の1つ以上の光学的に検出可能な変化が監視され、こうしてこれらの変化から検出すべき少なくとも1つの分析物の濃度を導出する。テストフィールドの光学的特性の少なくとも1つの変化を検出するために、当該技術分野においてさまざまなタイプの検出器が知られている。こうして、テストフィールドを照明するためのさまざまなタイプの光源ならびにさまざまなタイプの検出器が知られている。対応するテスト要素が含むテスト化学物質の変化を光学的に検出する目的で特定的に開発されたカスタム検出器を使用することに加えて、近年の開発は、スマートホンなどの広く利用可能なデバイスを使用することを目指している。 Typically, one or more optically detectable changes in the test chemical are monitored, thus deriving from these changes the concentration of at least one analyte to be detected. Various types of detectors are known in the art for detecting changes in at least one optical property of the test field. Thus, different types of light sources as well as different types of detectors are known for illuminating the test field. In addition to using custom detectors developed specifically for the purpose of optically detecting changes in test chemicals contained in their corresponding test elements, recent developments have led to widely available devices such as smartphones. I'm aiming to use
一例として、Li Shen et al.:「Point-of-care colorimetric detection with a smartphone」,Lab Chip,2012,12,4240~4243,「The Royal Society of Chemistry」および対応するElectronic Supplementary Material(ESI) for Lab on a Chip,「The Royal Society of Chemistry」は、スマートホンを用いて比色検出を行なうことを提案している。比色診断アッセイの色は、広範囲の周囲条件内での高精度測定を可能にするスマートホンを用いて定量化される。スマートホンにより撮影したカラー画像の赤色、緑色および青色(RGB)強度を直接使用する代りに、色度値を用いて、分析物濃度の較正曲線が構築される。さらに、このアプローチを異なるライティング条件下で採用できるものにするため、周囲光の可変性に起因する測定誤差を補償するための較正技術が開発された。 As an example, Li Shen et al. :「Point-of-care colorimetric detection with a smartphone」,Lab Chip,2012,12,4240~4243,「The Royal Society of Chemistry」および対応するElectronic Supplementary Material(ESI) for Lab on a Chip,「The Royal Society of Chemistry” proposes using smart phones to perform colorimetric detection. The color of the colorimetric diagnostic assay is quantified using a smart phone that allows for highly accurate measurements within a wide range of ambient conditions. Instead of directly using the red, green and blue (RGB) intensities of color images taken by smartphones, the chromaticity values are used to construct a calibration curve of analyte concentrations. Furthermore, to make this approach adaptable under different lighting conditions, a calibration technique was developed to compensate for measurement errors due to ambient light variability.
概して、スマートホンまたはカメラを有する他の消費者用エレクトロニクス製品を分析測定値の評価を目的として使用する場合、カメラの個別の較正が必要である。こうして、Ali K.Yetisen et al.:「A smartphone algorithm with inter-phone repeatability for the analysis of colorimetric tests」,Sensors and Actuators B 196(2014)156~160は、ユーザがスマートホンに情報を入力しスマートホンのカメラを用いてさまざまな較正点の画像を捕捉することによって較正入力を行なうことを求める、比色テストの分析のためのインターホン再現性を伴うスマートホンアルゴリズムを提案している。較正は、予め定義された条件下で行なわれる必要がある。その後、較正を行なうときと全く同じ条件を用いて、比色測定を行なうことができる。アプリは、較正曲線に対して目標データ値を比較することにより最終測定値を計算する。これは、計算幾何学における最近傍問題に類似した補間アルゴリズムによって達成される。 In general, when a smart phone or other consumer electronics product with a camera is used for the purpose of evaluating analytical measurements, individual calibration of the camera is required. Thus, Ali K. Yetisen et al. : "A smartphone algorithm with inter-phone repeatability for the analysis of colorimetric tests", Sensors and Actuators B 196 (2014) 156-160 describes a method in which a user inputs information into a smartphone and performs various calibrations using the camera of the smartphone. We propose a smartphone algorithm with interphone reproducibility for the analysis of colorimetric tests that requires calibration inputs by capturing images of points. Calibration must be performed under predefined conditions. A colorimetric measurement can then be performed using exactly the same conditions as when performing the calibration. The app calculates final measurements by comparing target data values against the calibration curve. This is achieved by an interpolation algorithm analogous to the nearest neighbor problem in computational geometry.
別の較正アプローチが、比色テストストリップの分析および疾病管理のためのシステムおよび方法を開示する国際公開第2014/037820A2号の中で提案されている。このシステムは、移動体デバイスに対して動作可能な形で結合された付属品を含むことができ、ここで移動体は、比色テストストリップの画像を取得および/または分析する。ライトボックス付属品は、移動体デバイスに対し取外し可能な形で取付けられるか、または移動体デバイスに取付けられた状態にとどまるようにされ得るが、その場合一般写真撮影を目的としてカメラの視野からライトボックス付属品を除去することが可能になっている。他の実施形態においては、周囲ライティング条件の変化をモデリングし色補正関数を決定する目的で先の較正画像と比較するために、公知の較正色および試薬エリアを含む画像が、ライトボックス無しで得られる。補正は、検出された試薬エリアの色と基準チャート上の基準色との間のマッチングのために、検出された試薬エリアの色に対して適用され得る。 Another calibration approach is proposed in WO2014/037820A2, which discloses systems and methods for colorimetric test strip analysis and disease control. The system can include an accessory operably coupled to a mobile device, where the mobile acquires and/or analyzes images of the colorimetric test strip. The light box attachment can be removably attached to the mobile device or adapted to remain attached to the mobile device, in which case the light is removed from the camera's field of view for general photography purposes. It is possible to remove box accessories. In other embodiments, images containing known calibration colors and reagent areas are obtained without a lightbox for comparison with previous calibration images for purposes of modeling changes in ambient lighting conditions and determining color correction functions. be done. A correction may be applied to the detected reagent area color for matching between the detected reagent area color and the reference color on the reference chart.
試料中の分析物を検出する目的で、例えば消費者用エレクトロニクス製品に含まれるカメラなどのカメラを較正し使用する上で関与する利点にも関わらず、いくつかの技術的課題が残されている。概して、カメラシステム内での色表現は、例えばカメラにより捕捉される生データの内部的後処理によって、人間の色知覚の観点から見て最適化された画像を提供するように適応されている。しかしながら、人間の色知覚に起因するこのような後処理は、試料中の分析物濃度を精確に決定することを目指す場合、理想的でない可能性がある。さらに、市販の莫大な数のカメラの個別の技術的および光学的特性または異なるライティング条件などの非線形因子が、分析物濃度の決定に影響を及ぼすかもしれず、したがって考慮に入れる必要がある。 Despite the advantages involved in calibrating and using cameras, such as those included in consumer electronics, for the purpose of detecting analytes in samples, several technical challenges remain. . Generally, the color representation within a camera system is adapted, for example by internal post-processing of the raw data captured by the camera, to provide an image that is optimized in terms of human color perception. However, such post-processing due to human color perception may not be ideal when aiming to accurately determine analyte concentration in a sample. In addition, non-linear factors such as the individual technical and optical properties of the vast number of cameras on the market or different lighting conditions may influence the determination of analyte concentration and therefore need to be taken into account.
したがって、試料中の分析物を検出するためのカメラを較正するため、例えば、移動体デバイス、例えば消費者用エレクトロニクス製品移動体デバイス、具体的には、スマートホンまたはタブレット型コンピュータなどの分析測定専用でない汎用移動体デバイスに含まれるカメラを較正するために、上述の技術的課題に対処する方法、コンピュータプログラムおよびシステムを提供することが望ましい。具体的には、利用可能なカメラに広く応用できかつ測定精度およびユーザにとっての利便性を増大させるのに好適である方法、コンピュータプログラムおよびシステムが提案されるものとする。 Therefore, for calibrating a camera for detecting an analyte in a sample, for example, a mobile device, such as a consumer electronics product mobile device, in particular a smart phone or a tablet computer, dedicated to analytical measurements. It would be desirable to provide methods, computer programs and systems that address the above technical challenges for calibrating cameras included in non-general purpose mobile devices. Specifically, a method, computer program and system shall be proposed which are widely applicable to available cameras and suitable for increasing measurement accuracy and user convenience.
この問題は、独立クレームの特徴を伴う方法、コンピュータプログラムおよびシステムによって対処される。単独でまたは任意の組合せの形で実現され得る有利な実施形態が、従属クレーム中に列挙される。 This problem is addressed by a method, computer program and system with the features of the independent claims. Advantageous embodiments, which can be realized singly or in any combination, are recited in the dependent claims.
以下で使用する「有する(have)」、「含む(compriseまたはinclude)」またはそれらの任意の文法的変化形は、非排他的に使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語によって導入される特徴以外には、この文脈中で説明されるエンティティ内にさらなる特徴が全く存在しない状況、および1つ以上のさらなる特徴が存在する状況の両方を意味し得る。一例として、「AがBを有する(A has B)」、「AがBを含む(A comprises BおよびA includes B」なる表現は、両方共、B以外にA内には他のいかなる要素も存在しない状況(すなわち、Aが排他的にBのみで構成されている状況)、およびBに加えて要素C、要素CおよびD、さらには別の要素などの1つ以上のさらなる要素がエンティティA内に存在している状況を意味することができる。 As used below, "have", "comprise or include" or any grammatical variations thereof are used non-exclusively. These terms therefore cover both the situation in which there are no further characteristics within the entities described in this context, other than the characteristics introduced by these terms, and the situation in which one or more further characteristics are present. can mean As an example, the expressions "A has B" and "A comprises B and A includes B" both mean that there are no other elements in A besides B. non-existent (i.e., A consists exclusively of B), and B plus one or more further elements, such as element C, elements C and D, and even another element, is entity A It can mean the situation that exists within.
さらに、「少なくとも1つ」、「1つ以上」または特徴または要素が1回または2回以上存在し得ることを示す類似の表現は、典型的には、それぞれの特徴または要素を導入するときに一回だけ使用される、ということが指摘されるものとする。以下では、大部分の場合において、それぞれの特徴または要素に言及するとき、「少なくとも1つ」または「1つ以上」なる表現は、それぞれの特徴または要素が1回または2回以上存在し得るという事実にも関わらず、反復されることはない。 Furthermore, the phrase "at least one," "one or more," or similar phrases indicating that a feature or element can be present one or more times is typically used when introducing each feature or element. It should be pointed out that it is used only once. In the following, in most cases when referring to each feature or element, the expressions "at least one" or "one or more" mean that the respective feature or element can be present one or more times. Despite the fact, it is not repeated.
さらに、以下で使用される「好ましくは」、「より好ましくは」、「詳細には」、「より詳細には」、「具体的には」、「より具体的には」なる用語または類似の用語は、代替的な可能性を制限することなく、任意の特徴と併せて使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は任意の特徴であり、クレームの範囲をいかなる形であれ限定するように意図されたものではない。本発明は、当業者であれば認識するように、代替的特徴を使用することによっても実施され得る。同様にして、「本発明の実施形態において」または類似の表現によって導入される特徴は、本発明の変形実施形態に関するいかなる限定も無く、本発明の範囲に関するいかなる限定も無く、かつ本発明の他の任意のまた非任意の特徴を伴う形で導入される特徴の組合せの可能性に関するいかなる限定も無く、任意の特徴であるように意図されている。 In addition, the terms "preferably", "more preferably", "particularly", "more particularly", "specifically", "more specifically" or similar terms used below Terms are used in conjunction with any feature without restricting alternative possibilities. As such, the features introduced by these terms are optional features and are not intended to limit the scope of the claims in any way. The present invention may also be implemented using alternative features, as will be recognized by those skilled in the art. Similarly, the features introduced by "in an embodiment of the invention" or similar language are not limitations with respect to alternative embodiments of the invention, without any limitation as to the scope of the invention, and without any limitation as to the scope of the invention. It is intended to be an optional feature, without any limitation as to the possible combination of features introduced with optional or non-optional features.
本発明の第1の態様においては、試料中の分析物を検出する目的でカメラを較正するための較正方法が開示されている。該方法は、具体的には所与の順序で行なうことのできる以下のステップを含む。さらに、異なる順序も同様に可能である。さらに、2つ以上の方法ステップを完全にまたは部分的に同時に行なうことが可能である。さらに、1つ以上の方法ステップさらには全ての方法ステップを一回または反復的に行なうことも可能である。該方法は、本明細書中で列挙されていない追加の方法ステップを含むことができる。概して、較正方法は、以下のステップを含む:
a. 色座標系セットを提供するステップであって、色座標系セットが物体の色を描写するために構成された複数の異なる色座標系を含んでいるステップ;
b. 分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットを提供するステップ;
c. テスト要素セットに対してテスト試料を適用するステップであって、各テスト要素が、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これによりテスト試料の各々についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップ;
d. カメラを使用することによって有色テストフィールドの画像を取得するステップ;
e. 色座標系セットの色座標系を使用することによって、有色テストフィールドの画像についての色座標を生成するステップであって、これにより、テスト試料および色座標系
についての色座標セットが創出されるステップ;
f. コーディング関数セットを提供するステップであって、コーディング関数セットが、テストフィールドの色座標を試料中の分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含んでいるステップ;
g. コーディング関数セットを使用することによって、ステップe.で生成された色座標セットを測定濃度セットへと変換するステップ;
h. テスト試料セットのテスト試料の公知の濃度と測定濃度セットとを比較し、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする色座標系セットのベストマッチ色座標系およびコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するステップ。
In a first aspect of the invention, a calibration method is disclosed for calibrating a camera for the purpose of detecting an analyte in a sample. The method specifically includes the following steps, which can be performed in a given order. Moreover, different orders are possible as well. Moreover, it is possible to perform two or more method steps wholly or partially concurrently. Furthermore, it is possible to perform one or more or even all method steps once or repeatedly. The method may include additional method steps not listed herein. Generally, calibration methods include the following steps:
a. providing a set of color coordinate systems, the set of color coordinate systems including a plurality of different color coordinate systems configured to describe the color of an object;
b. providing a test sample set having a known concentration of the analyte;
c. applying a test sample to a set of test elements, each test element comprising at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte; having four test fields, thereby creating at least one colored test field for each of the test samples;
d. acquiring an image of the colored test field by using a camera;
e. generating color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system; ;
f. providing a coding function set, the coding function set comprising a plurality of coding functions for converting color coordinates of the test field to corresponding concentrations of analytes in the sample;
g. By using the coding function set, step e. converting the set of color coordinates generated in to a set of measured densities;
h. Comparing the known densities of the test samples of the test sample set with the measured density set, and the best match of the color coordinate system set where the measured density set best matches the known densities the best match of the color coordinate system and the coding function set the coding function the step of determining
本明細書中で使用される「試料中の分析物を検出するためのカメラを較正するための較正方法」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、カメラにより提供される情報と試料中の1つ以上の特定の分析物の有無またはその濃度との間の関係を決定するプロセスを意味し得る。したがって、典型的には、カメラは、以下でさらに詳細に説明するように、情報、例えば電子情報、1つ以上の画像、例えば少なくとも1つのテストフィールドの1つ以上の画像を生成する。概して、例えばカメラが試料により湿らされたテストフィールドの1つ以上の画像を撮る場合などに、情報またはその一部と試料中の分析物の有無または濃度との間には或る関係が存在し得る。この関係を決定するプロセスを、較正方法と呼ぶことができる。較正方法の結果として、この関係は、例えば、関係を定義する少なくとも1つの等式、関係を定義するための少なくとも1つのルックアップテーブルなどの少なくとも1つのテーブル、または少なくとも1つの較正曲線などの少なくとも1つのグラフのうちの1つ以上を定義することによって定義され得る。 The term "calibration method for calibrating a camera for detecting an analyte in a sample" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art. and should not be limited to any special or customized meaning. The term can specifically, without limitation, refer to the process of determining the relationship between information provided by a camera and the presence or absence or concentration of one or more specific analytes in a sample. Typically, therefore, the camera produces information, eg electronic information, one or more images, eg one or more images of at least one test field, as described in more detail below. Generally, there is some relationship between the information, or part of it, and the presence or absence or concentration of the analyte in the sample, such as when a camera takes one or more images of a test field wetted by the sample. obtain. The process of determining this relationship can be called a calibration method. As a result of the calibration method, this relationship may be expressed in at least one equation, such as at least one equation defining the relationship, at least one table, such as at least one lookup table, or at least one calibration curve, for example, for defining the relationship. It can be defined by defining one or more of a graph.
本明細書中で使用される「カメラ」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、1つ以上の画像などの空間分解された光学的データを記録するために構成されたデバイスを意味する。カメラは具体的には、1つ以上のCCDおよび/またはCMOSチップなどの撮像デバイスである1つ以上のカメラチップを含むことができる。カメラは概して、画素などの画像センサの1次元または2次元アレイを含むことができる。一例として、カメラは、少なくとも1つの次元内に少なくとも10個の画素、例えば各次元内に少なくとも10個の画素を含むことができる。しかしながら、他のカメラも同様に可能であるということを指摘しておくものとする。本発明は具体的には、ノート型パソコン、タブレットまたは具体的には携帯電話、例えばスマートホンなどの移動体の利用分野において通常使用されるようなカメラに応用可能であるものとする。したがって、具体的には、カメラは、少なくとも1つのカメラに加えて1つ以上のデータプロセッサなどの少なくとも1つのデータ処理デバイスを含む移動体デバイスの一部であり得る。しかしながら、他のカメラも可能である。カメラは、少なくとも1つのカメラチップまたは撮像チップに加えて、さらなる要素、例えば1つ以上の光学素子、例えば1つ以上のレンズを含み得る。一例として、カメラは、カメラとの関係において固定的に調整される少なくとも1つのレンズを有する固定焦点カメラであってよい。しかしながら代替的には、カメラは、自動的または手動的に調整され得る1つ以上の可変レンズを含むこともできる。 The term "camera" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and should not be limited to a specific or customized meaning. do not have. The term specifically refers, without limitation, to a device configured for recording spatially resolved optical data, such as one or more images. A camera may specifically include one or more camera chips that are imaging devices such as one or more CCD and/or CMOS chips. A camera may generally include a one- or two-dimensional array of image sensors, such as pixels. As an example, the camera may include at least 10 pixels in at least one dimension, such as at least 10 pixels in each dimension. However, it should be pointed out that other cameras are possible as well. The invention is intended to be particularly applicable to cameras such as those commonly used in mobile applications such as laptops, tablets or in particular mobile phones, eg smart phones. Thus, in particular, the camera may be part of a mobile device that includes at least one camera plus at least one data processing device, such as one or more data processors. However, other cameras are possible. A camera may include, in addition to at least one camera chip or imaging chip, further elements, such as one or more optical elements, such as one or more lenses. As an example, the camera may be a fixed focus camera having at least one lens that is fixedly adjusted with respect to the camera. Alternatively, however, the camera can include one or more variable lenses that can be adjusted automatically or manually.
本明細書中で使用される「分析的測定」としても言及されることの多い「試料中の分析物を検出する」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、試料中の少なくとも1つの分析物の定性的および/または定量的決定を意味し得る。一例として、分析的測定の結果は、決定対象の分析物の濃度および/またはその有無であり得る。 As used herein, the term "detecting an analyte in a sample," often referred to as "analytical measurement," is a broad term whose usual and customary meaning to those skilled in the art is should be given and should not be limited to any special or customized meaning. The term may specifically, without limitation, refer to the qualitative and/or quantitative determination of at least one analyte in a sample. As an example, the result of an analytical measurement can be the concentration and/or presence or absence of the analyte to be determined.
本明細書中で使用される「画像」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、カメラを使用することによって記録されるデータまたは情報、例えばカメラチップの画素などからの複数の電子読取り値を意味し得る。したがって、一例として、画像は1次元または2次元アレイのデータを含むことができる。こうして、画像自体は画素、例えばカメラチップの画素と相関関係をもつ画像の画素を含むことができる。その結果として、「画素」に言及する場合、カメラチップの単一の画素によって生成される画像情報単位か、または直接的にカメラチップの単一の画素のいずれかを意味する。 The term "image" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and should not be limited to a specific or customized meaning. do not have. The term may specifically, without limitation, refer to data or information recorded by using a camera, such as multiple electronic readings from pixels of a camera chip. Thus, by way of example, an image may contain a one-dimensional or two-dimensional array of data. Thus, the image itself may contain pixels, for example pixels of the image that are correlated with pixels of the camera chip. Consequently, when we refer to a "pixel" we mean either the unit of image information produced by a single pixel of the camera chip, or directly a single pixel of the camera chip.
カメラは、具体的に、カラーカメラであり得る。したがって、例えば各画素について、R、G、Bの3色についての色値などの色情報が提供または生成され得る。各画素について4色といったより多くの数の色値も同様に可能である。カラーカメラは、概して、当業者にとって公知のものである。したがって一例としてカメラチップの各画素は3つ以上の異なる色センサ、例えば赤色についての1つの画素(R)、黄色についての1つの画素(G)および青色についての1つの画素(B)のような色記録画素などを有することができる。R、G、B用などの画素の各々について、それぞれの色の強度に応じて0~255の範囲内のデジタル値などの値が画素によって記録され得る。R、G、Bなどの3色組を使用する代りに、一例としてC、M、Y、Kなどの4色組を使用することもできる。画素の色感度は、色フィルタによってかまたはカメラ画素内で使用されるセンサ要素の適切な固有感度によって生成され得る。これらの技術は、概して当業者にとって公知である。 The camera may specifically be a color camera. Thus, for each pixel, for example, color information, such as color values for the three colors R, G, B, may be provided or generated. A higher number of color values, such as four colors for each pixel, is possible as well. Color cameras are generally known to those skilled in the art. Thus, by way of example, each pixel of a camera chip may have three or more different color sensors, such as one pixel for red (R), one pixel for yellow (G) and one pixel for blue (B). It can have color recording pixels and the like. For each pixel, such as for R, G, B, a value may be recorded by the pixel, such as a digital value in the range of 0-255 depending on the intensity of the respective color. Instead of using a 3-color set such as R, G, B, a 4-color set such as C, M, Y, K can be used as an example. The color sensitivities of the pixels can be produced by color filters or by appropriate intrinsic sensitivities of the sensor elements used within the camera pixels. These techniques are generally known to those skilled in the art.
本明細書中で使用される「分析物」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、検出および/または測定の対象である1つ以上の具体的化合物および/または他のパラメータを意味し得る。一例として、少なくとも1つの分析物は、グルコース、コレステロールまたはトリグリセリドのうちの1つ以上など、代謝に参与する化合物であり得る。付加的にまたは代替的に、他のタイプの分析物またはパラメータ、例えばpH値なども決定され得る。 The term "analyte" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to specific or customized meanings. is not. The term may specifically, without limitation, refer to one or more specific compounds and/or other parameters to be detected and/or measured. As an example, at least one analyte can be a compound that participates in metabolism, such as one or more of glucose, cholesterol or triglycerides. Additionally or alternatively, other types of analytes or parameters such as pH values may also be determined.
本明細書中で使用される「試料」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、液体、固体または気体材料のうちの1つ以上といった一定量の分析すべき任意の材料を意味し得る。より具体的には、この用語は、血液、間質液、尿、唾液などのうちの1つ以上といった一定量の体液を意味し得る。しかしながら付加的または代替的には、水などの他のタイプの試料も使用され得る。 The term "sample" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and should not be limited to a specific or customized meaning. do not have. The term may specifically refer, without limitation, to a quantity of any material to be analyzed, such as one or more of a liquid, solid or gaseous material. More specifically, the term can refer to a volume of bodily fluid, such as one or more of blood, interstitial fluid, urine, saliva, and the like. Additionally or alternatively, however, other types of samples, such as water, may also be used.
本明細書中で使用される「色座標系」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、物体の色、テストフィールドの色またはカメラが記録した画像の色などを、例えば数学的または物理的に特徴付けすることのできる任意座標系を意味し得る。当業者には、CIEが定義した色座標系などのさまざまな色座標系が概して公知である。以下にさまざまな例が示される。色座標は全体として、例えば3つまたは4つの基底ベクトルを定義することによって、色空間を網羅するかまたは定義することができる。 The term "color coordinate system" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to a special or customized meaning. not a thing The term specifically means, without limitation, an arbitrary coordinate system that can characterize, for example, mathematically or physically the colors of an object, the colors of a test field or the colors of an image recorded by a camera. can. Various color coordinate systems are generally known to those skilled in the art, such as the CIE defined color coordinate system. Various examples are given below. Color coordinates as a whole can cover or define a color space, for example by defining three or four basis vectors.
色座標系を提供するために、これらの色座標系を、例えばデータ記憶デバイスまたはデータベース内に記憶することができ、かつ/または1つ以上のパラメータを有する座標系についての一般的公式によってこれらの色座標系を定義することができる。色座標系は、自動的にまたは人間の行為により提供され得る。色座標系は、較正方法のユーザによって提供される較正方法についての入力であり得る。 These color coordinate systems can be stored, for example, in a data storage device or database, and/or can be expressed by a general formula for a coordinate system having one or more parameters to provide color coordinate systems. A color coordinate system can be defined. The color coordinate system can be provided automatically or by human action. The color coordinate system can be an input for the calibration method provided by the user of the calibration method.
本明細書中で使用される「テスト試料」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、内部の分析物の、決定されたまたは決定可能な数量または濃度を有する試料を意味し得る。 The term "test sample" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to specific or customized meanings. is not. The term may specifically, without limitation, refer to a sample having a determined or determinable quantity or concentration of an analyte therein.
さらに本明細書中で使用される「セット」なる用語は概して、公知のまたは決定可能な特性を各々の物体および要素が有している、定義された数量の同一のまたは類似の物体または要素を意味する。したがって、概して、各セットは2つ以上、より好ましくは3つ以上の物体または要素を含み得る。セットは、有限数の物体または要素または無限数の物体または要素を含み得る。 Further, as used herein, the term "set" generally refers to a defined quantity of identical or similar objects or elements each having known or determinable properties. means. Thus, in general each set may contain two or more, more preferably three or more objects or elements. A set may contain a finite number of objects or elements or an infinite number of objects or elements.
したがって、一例として、テスト試料セットは概して、複数の少なくとも2つの定義済みのまたは決定可能な量の試料を含むことができる。一例として、テスト試料セットは、分析物の第1の公知のまたは決定可能な濃度を有する第1の数量のテスト試料、ならびに内部に分析物の第2の公知のまたは決定可能な濃度を有する少なくとも1つの第2の数量のテスト試料を含むことができ、ここで第2の濃度は第1の濃度と異なるものである。任意には、内部に含まれている分析物の第3、第4などの濃度を有する第3、第4などの数量のテスト試料が、テスト試料セット内に含まれていてもよい。したがって、一例として、テスト試料セットは、テスト試料中に3つ以上の異なる濃度の分析物を含んでいてよい。一例として、テスト試料セットは、バイアルまたは他の容器に入って提供され得る。濃度は、例えば認定されたまたは信頼できる実験室分析を用いてこれらの濃度を予め決定することによっておよび/または公知の量の構成成分を用いてテスト試料を調製することによって知ることができる。代替的には、例えば認定されたまたは信頼できる実験室分析方法を使用して後続する分析によりテスト試料を後処理することによって、時間的に後で濃度を知ることができる。 Thus, by way of example, a test sample set can generally include a plurality of at least two defined or determinable quantities of samples. As an example, a test sample set includes at least a first quantity of test samples having a first known or determinable concentration of an analyte and a second known or determinable concentration of an analyte therein. A second quantity of test sample can be included, where the second concentration is different than the first concentration. Optionally, a third, fourth, etc. quantity of test samples having a third, fourth, etc. concentration of the analyte contained therein may be included in the test sample set. Thus, by way of example, a test sample set may include three or more different concentrations of analyte in the test samples. As an example, test sample sets may be provided in vials or other containers. Concentrations can be known, for example, by predetermining these concentrations using certified or reliable laboratory analyses, and/or by preparing test samples with known amounts of the constituents. Alternatively, concentrations can be known later in time by post-processing the test sample with subsequent analysis, for example using certified or reliable laboratory analytical methods.
テスト試料を提供するステップには、テスト試料の調製または、適切な供給業者からこれらのテスト試料を購入するなどのこれらのテスト試料の他の提供手段が含まれ得る。テスト試料を提供する他の手段も可能である。 Providing the test samples may include preparing the test samples or other means of providing these test samples, such as purchasing these test samples from a suitable supplier. Other means of providing the test sample are possible.
該方法はさらに、テスト要素を提供するステップを含んでいてよく、ここで各テスト要素は、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有している。 The method may further include providing test elements, wherein each test element contains at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte. has at least one test field containing
本明細書中で使用される「テスト要素」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、試料中の分析物を検出するために構成された任意の要素またはデバイスを、具体的には以上で示した定義の意味合いで意味し得る。一例として、テスト要素は、少なくとも1つのテストフィールドが適用されているかまたは組込まれている状態で、少なくとも1つの担体などの少なくとも1つの基体を含むことができる。一例として、少なくとも1つの担体はストリップ状であってよく、こうしてテスト要素はテストストリップとなる。これらのテストストリップは概して広く使用され入手可能である。1つのテストストリップは単一のテストフィールドあるいは内部に同一のまたは異なるテスト化学薬品を有する複数のテストフィールドを担持し得る。当該技術分野では、検出対象の少なくとも1つの分析物の存在下で着色反応を起こす試薬とも呼ばれる少なくとも1つのテスト化学薬品を含む複数のテスト要素が知られている。本発明の範囲内で同様に使用可能であるテスト要素および試薬についてのいくつかの基本的原則は、例えばJ.Hones et al.:Diabetes Technology and Therapeutics,Vol.10,Supplement 1,2008,pp.10~26中に記載されている。 The term "test element" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to specialized or customized meanings. is not. The term may specifically, without limitation, refer to any element or device configured for detecting an analyte in a sample, specifically in the sense of the definitions given above. As an example, a test element can comprise at least one substrate, such as at least one carrier, with at least one test field applied or incorporated. By way of example, at least one carrier may be strip-shaped, thus the test element being a test strip. These test strips are generally widely used and available. A test strip can carry a single test field or multiple test fields with the same or different test chemicals therein. Known in the art are a plurality of test elements comprising at least one test chemical, also called reagent, which produces a colored reaction in the presence of at least one analyte to be detected. Some basic principles for test elements and reagents that can likewise be used within the scope of the present invention are described, for example, in J. Am. Hones et al. : Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, pp. 10-26.
さらに本明細書中で使用される「テストフィールド」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、一貫した量のテスト化学薬品、例えばフィールド、例えば1つ以上の材料層を有する丸形、多角形または矩形形状のフィールドを意味することができ、ここでテストフィールドの少なくとも1つの層は内部に含まれたテスト化学薬品を有している。反射特性などの具体的光学特性を提供するか、試料を展延させるための展延特性を提供するかまたは、例えば細胞成分などの試料の粒子成分を分離させるための分離特性を提供する他の層も存在していてよい。 Further, the term "test field" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to specific or customized meanings. not a thing The term can specifically refer, without limitation, to a consistent amount of test chemical, e.g., a field, e.g., a round, polygonal or rectangular shaped field with one or more layers of material, Here at least one layer of the test field has a test chemical contained therein. Others that provide specific optical properties such as reflective properties, provide spreading properties for spreading the sample, or provide separation properties for separating particulate components of the sample, e.g., cellular components. Layers may also be present.
本明細書中で使用される「テスト化学薬品」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、分析物の存在下で検出反応を行なうのに好適である化合物または複数の化合物、例えば化合物の混合物を意味することができ、ここで検出反応は特異的手段によって、例えば光学的に検出可能である。検出反応は具体的には分析物特異的であり得る。この場合、テスト化学薬品は具体的には光学的テスト化学薬品、例えば分析物の存在下で色変化する色変化テスト化学薬品であり得る。色変化は具体的には、試料中に存在する分析物の量に依存し得る。一例として、テスト化学薬品は、少なくとも1つの酵素、例えばグルコースオキシダーゼおよび/またはグルコースデヒドロゲナーゼを含むことができる。さらに、1つ以上の染料、媒介物質などの他の成分も存在し得る。テスト化学薬品は概して、当業者にとって公知であり、ここでもまた、J.Hones et al.:Diabetes Technology and Therapeutics,Vol.10,Supplement 1,2008,pp.10~26の参照が指示され得る。しかしながら、他のテスト化学薬品の同様に可能である。 The term "test chemical" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art and should be limited to specific or customized meanings. not a thing The term can specifically, without limitation, refer to a compound or compounds, such as a mixture of compounds, that are suitable for conducting a detection reaction in the presence of an analyte, wherein the detection reaction is It is detectable by specific means, eg optically. Detection reactions can be specifically analyte-specific. In this case, the test chemical can in particular be an optical test chemical, eg a color-changing test chemical that changes color in the presence of the analyte. The color change may specifically depend on the amount of analyte present in the sample. As an example, a test chemical can include at least one enzyme, such as glucose oxidase and/or glucose dehydrogenase. Additionally, other ingredients such as one or more dyes, mediators, etc. may be present. Test chemicals are generally known to those skilled in the art and are also described in J. Am. Hones et al. : Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, pp. 10-26 references may be indicated. However, other test chemicals are possible as well.
テスト要素セットは具体的に、複数の少なくとも3つのテスト要素、例えば同じセットアップの少なくとも3つのテスト要素を含み得る。ここで、テスト要素のセットアップは、定義済みの基体、定義済みの幾何形状、ならびに1つ以上の定義済みテスト化学薬品を含むテストフィールドの定義済みトップを含む特異的アーキテクチャによって定義され得る。具体的には、テスト要素セットのテスト要素は、同じ製造ロットから選択され得、こうしてテスト要素の可能なかぎり高い性質同一度が提供される。 A test element set may specifically include a plurality of at least three test elements, for example at least three test elements of the same setup. Here, a test element setup can be defined by a specific architecture that includes a defined substrate, a defined geometry, and a defined top of a test field containing one or more defined test chemicals. Specifically, the test elements of the test element set can be selected from the same production lot, thus providing the highest possible degree of identity of the test elements.
方法ステップcは、テスト要素セットに対してテスト試料を適用するステップを含む。したがって、一例として、テスト試料の液滴をテストフィールドに対し適用することができ、または例えばテスト試料中にテスト要素を浸漬させることでなどの他の手段によりテストフィールドをテスト試料で湿らせることができる。これにより、一例として、テストフィールドにテスト試料が適用された状態で湿らされたテスト要素セットが生成され、ここで一例として、それぞれのテストフィールドに異なるテスト試料が適用された少なくとも3つのテスト要素が存在する。一例として、第1のテスト試料が適用された第1のテスト要素または第1のテストフィールドが提供され得、第2のテスト試料が適用された第2のテスト要素または第2のテストフィールドが提供され得、第3のテスト試料が適用された第3のテスト要素または第3のテストフィールドが提供され得る。さらなるテスト要素またはテストフィールドに対しさらなるテスト試料を適用することができる。これにより、テスト要素セットは、テスト試料の適用後、同じタイプの複数のテストフィールドを含むことができ、ここで、異なるテスト試料が適用されしたがって検出反応が起こった後異なる色を有する少なくとも3つのテストフィールドが提供される。したがって、概して「有色テストフィールド」なる用語は、具体的に、試料またはテスト試料の適用後に検出反応が起こるテストフィールドを意味することができ、ここでテストフィールドの色は検出反応の結果によって決定される。 Method step c includes applying the test sample to the set of test elements. Thus, as an example, a droplet of test sample can be applied to the test field, or the test field can be wetted with the test sample by other means, such as by dipping the test element into the test sample. can. This produces, by way of example, a set of test elements wetted with the test sample applied to the test field, wherein by way of example, at least three test elements are provided with a different test sample applied to each test field. exist. As an example, a first test element or field can be provided with a first test sample applied and a second test element or field with a second test sample applied. and a third test element or third test field having a third test sample applied thereto may be provided. Further test samples can be applied to further test elements or test fields. Thereby, the test element set may comprise a plurality of test fields of the same type after application of the test sample, wherein at least three test fields having different colors after different test samples have been applied and thus detection reactions have taken place. A test field is provided. Thus, in general the term "colored test field" can specifically mean a test field in which a detection reaction takes place after application of a sample or test sample, where the color of the test field is determined by the result of the detection reaction. be.
さらに本明細書中で使用されるように、ステップdにおいて使用される「カメラを使用することによって有色テストフィールドの画像を取得するステップ」なる用語は、概して、カメラを使用することによって上述の定義に係る少なくとも1つの画像を記録するプロセスを意味する。ここでは、具体的には、ステップcで生成された有色テストフィールドの各々から少なくとも1つの画像を取得することができる。それでも、1つ以上のテストフィールドを除外することも可能である。概して、ステップd.においては、少なくとも1つの第1のテスト試料が適用された少なくとも1つの第1のテストフィールドの少なくとも1つの画像、少なくとも1つの第2のテスト試料が適用された少なくとも1つの第2のテストフィールドの少なくとも1つの画像、そして好ましくは少なくとも1つのさらなるテストフィールドの少なくとも1つのさらなる画像、例えば少なくとも1つの第3のテスト試料などの少なくとも1つのさらなるテスト試料が適用された少なくとも1つの第3のテストフィールドの少なくとも1つの画像を含む画像セットを創出することができる。 Further, as used herein, the term "obtaining an image of the colored test field by using a camera" used in step d generally refers to the above definition by using a camera. means the process of recording at least one image according to Here, in particular, at least one image can be acquired from each of the colored test fields generated in step c. Nonetheless, it is also possible to exclude one or more test fields. Generally, step d. at least one image of at least one first test field with at least one first test sample applied; at least one second test field with at least one second test sample applied; at least one image, and preferably at least one further image of at least one further test field, e.g. at least one third test field to which at least one further test sample, such as at least one third test sample, has been applied An image set can be created that includes at least one image of .
ステップe.においては、色座標系セットの色座標系を使用することによって有色テストフィールドの画像についての色座標が生成され、これによりテスト試料および色座標系についての色座標セットが創出される。したがって、一例として、テスト試料で湿らされひいては有色テストフィールドへと形成された各々のテストフィールドについて、色座標系セットの色座標系にしたがった色座標が生成され得る。具体的には、有色テストフィールドの画像の各々について、または各々の有色テストフィールドの少なくとも1つの画像の各々について、それぞれの有色テストフィールドの着色を各々描写する色座標を生成することができる。一例として、色座標(Fi,j、mi,j、bi,j)、(Ai,j、Bi,j、Ci,j)または(Ai,j、Bi,j、Ci,j、Di,j)が生成され得、ここでiは色座標系セットの色座標系のアイデンティティを表わし、jは有色テストフィールドのアイデンティティおよび/またはテスト試料のアイデンティティを表わす。ここで、色座標系セットの色座標系の各々を使用することあるいは、色座標系セットのうちの選択された色座標系を含むサブセットを使用することができる。さらに、画像の各々または画像のサブセットを分析することができる。 step e. generates color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and color coordinate system. Thus, by way of example, for each test field wetted with a test sample and thus formed into a colored test field, color coordinates according to the color coordinate system of the color coordinate system set can be generated. Specifically, for each of the images of the colored test fields, or for each of the at least one image of each colored test field, color coordinates each describing the coloration of the respective colored test field can be generated. As an example, color coordinates ( Fi,j , mi,j , bi ,j ), ( Ai,j , Bi,j , Ci ,j ) or ( Ai,j , Bi,j , C i,j , D i,j ) may be generated, where i represents the color coordinate system identity of the color coordinate system set and j represents the colored test field identity and/or the test sample identity. Here, each of the color coordinate systems of the color coordinate system set can be used, or a subset of the color coordinate system set containing the selected color coordinate system can be used. Additionally, each of the images or a subset of the images can be analyzed.
さらに、テスト試料についておよび色座標系についての色座標セットは、一例として、色座標系セットの各々の色座標系内の各々の有色テストフィールドまたはテスト試料についての色座標(F,m,b)を含むことができ、こうして、pを有色テストフィールドまたはテスト試料の数、qを色座標系セット内の色座標の数として少なくともp・q個の色座標が結果としてもたらされ、ここで、単一の有色テストフィールドの多数の画像を取り上げて、数pの増加を結果としてもたらすことも可能である。他の選択肢も同様に可能である。 Further, the color coordinate sets for the test samples and for the color coordinate system are, by way of example, color coordinates (F, m, b) for each colored test field or test sample within each color coordinate system of the color coordinate system set. thus resulting in at least p q color coordinates, where p is the number of colored test fields or test samples and q is the number of color coordinates in the color coordinate system set, where: It is also possible to take multiple images of a single colored test field, resulting in an increase in the number p. Other options are possible as well.
ステップf.においては、コーディング関数セットが提供され、このコーディング関数セットは、テストフィールドの色座標を試料中の分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含んでいる。 step f. provides a coding function set that includes a plurality of coding functions for converting color coordinates of a test field to corresponding concentrations of analytes in the sample.
本明細書中で使用される「コーディング関数」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、テストフィールド、具体的には分析すべき試料で湿らされた有色テストフィールドの色座標を試料中の分析物の対応する濃度へと変換するための任意変換アルゴリズムを意味し得る。この目的で、コーディング関数は、一例として、1つ以上の解析関数、例えば、有色テストフィールドの画像を撮るカメラによって測定された色座標の1つ以上または全てを試料中の少なくとも1つの分析物の濃度へと変換する関数を含むことができる。付加的にまたは代替的に、コーディング関数は、色座標のベクトルを少なくとも1つの分析物の濃度へと変換するための1つ以上の行列アルゴリズムまたは演算を含み得る。ここでもまた、付加的にまたは代替的に、コーディング関数は同様に、1つ以上の曲線、例えば色座標を分析物の濃度へと変換するための1つ以上の1次元、2次元、3次元または4次元曲線などを含むことができる。さらに、付加的にまたは代替的に、コーディング関数は同様に、分析物の濃度を色座標のそれぞれの値または値範囲に割当てるための1つ以上のルックアップテーブルまたは他のテーブルを含むことができる。 The term "coding function" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and should be limited to special or customized meanings. is not. This term is specifically, but not exclusively, for converting the color coordinates of a test field, specifically a colored test field moistened with the sample to be analyzed, into the corresponding concentration of the analyte in the sample. It can imply any transformation algorithm. For this purpose, the coding function is, by way of example, one or more analytical functions, e.g. It can contain a function that converts to density. Additionally or alternatively, the coding function may include one or more matrix algorithms or operations for converting a vector of color coordinates into concentrations of at least one analyte. Again, additionally or alternatively, the coding function may also be one or more curves, e.g., one or more one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional Or it can include a 4-dimensional curve, or the like. Additionally or alternatively, the coding function may also include one or more lookup tables or other tables for assigning analyte concentrations to respective values or value ranges of color coordinates. .
コーディング関数セットは、以下でさらに詳しく説明するように、具体的には、規定すべき1つ以上のパラメータを伴う類似の関数を提供することによって定義され得る。したがって、具体的に、コーディング関数セットは、コーディング関数セットのうちの特定のコーディング関数を規定するために決定され得る1つ以上のパラメータによって定義され得る。以下にその例を示す。 A coding function set may be defined, in particular by providing a similar function with one or more parameters to be defined, as described in more detail below. Specifically, therefore, a coding function set may be defined by one or more parameters that may be determined to define a particular coding function of the coding function set. Examples are shown below.
ステップg.において、ステップe.で生成された色座標セットは、コーディング関数セットを使用することによって測定濃度セットへと変換される。本明細書中で使用される「測定濃度」なる用語は、概して、1つ以上の測定値、この場合は具体的に1つ以上の色座標、などの実験データの1つ以上の項目に基づいて、試料中の濃度を表わす実験結果を意味することができる。したがってステップg.において、ステップf.で提供されるコーディング関数セットのコーディング関数は、上述のステップe.で生成された色座標に対して適用される。ここでは、コーディング関数は、ステップe.で生成された色座標の全てに対し適用されてよく、或いはステップe.で生成されたこれらの色座標のサブセットだけに対して適用されてもよい。さらに、ステップf.で提供されたコーディング関数セットの全てのコーディング関数またはコーディング関数のサブセットのみを、色座標に対し適用することができる。したがって、一例として、コーディング関数が1つ以上のパラメータによって定義される場合には、例えばパラメータ範囲を離散的ステップに細分することなどによって、コーディング関数セットの可能なコーディング関数のサブセットのみ、例えばパラメータの1つ以上さらには全てについてのパラメータ範囲の1つ以上によっておよび/または少なくとも1つのパラメータについての有限数の値によって定義されるサブセットを適用することができる。概して、ステップg.においては、測定濃度セットが生成される。したがって、一例として、分析物の異なる濃度を有する複数のテスト試料について、例えばコーディング関数セットのコーディング関数の各々についてまたはコーディング関数サブセットのコーディング関数の各々についての、少なくとも1つの測定濃度を生成することができる。一例として、有色テストフィールドのn個の画像が評価される場合および/または対応するテストフィールドを湿らせその色座標を生成し、こうして結果としてn個の色座標またはn個の色座標ベクトルをもたらすことによって異なる濃度のn個のテスト試料が評価される場合、そして評価のために使用されるコーディング関数セットまたはコーディング関数サブセット内にm個のコーディング関数が含まれる場合、n・m個の測定濃度をステップg.で生成することができる。 step g. in step e. The set of color coordinates generated in is transformed into a set of measured densities by using a set of coding functions. As used herein, the term "measured density" is generally based on one or more items of experimental data, such as one or more measurements, in this case specifically one or more color coordinates. can refer to the experimental result representing the concentration in the sample. Therefore step g. in step f. The coding functions of the coding function set provided in step e. applied to the color coordinates generated by Here, the coding function is step e. may be applied to all of the color coordinates generated in step e. may be applied to only a subset of these color coordinates generated by Additionally, step f. All the coding functions or only a subset of the coding functions of the set of coding functions provided in can be applied to the color coordinates. Thus, as an example, if the coding function is defined by one or more parameters, only a subset of the possible coding functions of the coding function set, such as by subdividing the parameter range into discrete steps, e.g. A subset defined by one or more of the parameter ranges for one or more or even all and/or by a finite number of values for at least one parameter can be applied. Generally, step g. In , a set of measured densities is generated. Thus, by way of example, generating at least one measured concentration for a plurality of test samples having different concentrations of an analyte, e.g., for each coding function of a coding function set or each coding function of a coding function subset. can. As an example, if n images of colored test fields are evaluated and/or the corresponding test fields are moistened to generate their color coordinates, thus resulting in n color coordinates or n color coordinate vectors. If n test samples of different concentrations are evaluated by and if m coding functions are included in the coding function set or coding function subset used for the evaluation, n m measured concentrations to step g. can be generated with
ステップh.において、測定濃度セットは、テスト試料セットのテスト試料の公知の濃度と比較される。本明細書中で使用される「比較する」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、比較対象の少なくとも1つの第1の項目と比較対象の少なくとも1つの第2の項目との間の定性的または定量的関係または類似度のあらゆるタイプの決定を意味し得る。比較において、一例として、比較対象の少なくとも2つの項目の間の類似性または同一性の度合を表わす情報の少なくとも1つの項目が生成され得る。一例として、類似度または同一度を表わす情報の少なくとも1つの項目は、標準偏差などの統計情報の少なくとも1つの項目を含み得る。一例として、測定濃度セットと公知の濃度セットとの間の類似度または同一度を表わす統計情報項目は、以下のものを含むことができる:
ステップh.はさらに、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする、色座標系セットのベストマッチ色座標系およびコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するステップを含む。本明細書中で使用される「マッチ」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、類似しているかまたは同一であるという2つの項目の質を意味し得る。その結果として、本明細書中で使用される「ベストマッチ」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、既定の範囲内で項目がマッチするという選択肢を含め、以上で示された定義の意味合いにおける比較によって最高の類似度または同一度が示されている少なくとも2つの項目セットから選択された項目、を意味し得る。したがって、一例として、以上で示された公式によると、ベストマッチコーディング関数i*およびベストマッチ色座標系j*は、上述の統計指標△i,jが最小化されている、コーディング関数セットのうちのコーディング関数および色座標セットのうちの色座標系であり得る。ベストマッチを決定する他の手段は、概して統計学の分野では公知であり、ステップh.においても適用可能である。 step h. further includes determining a best-match color coordinate system of the set of color coordinate systems and a best-match coding function of the set of coding functions that best matches the set of measured densities to the known densities. The term "match" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and should not be limited to a specific or customized meaning. do not have. The term can specifically, without limitation, refer to the quality of two items being similar or identical. As a result, the term "best match" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and not limited to a particular or customized meaning. not what should be done. This term specifically indicates the highest degree of similarity or identity by comparison in the sense of the definitions given above, including, without limitation, the option of matching items within a given range. An item selected from at least two itemsets. Thus, as an example, according to the formula given above, the best-match coding function i * and the best-match color coordinate system j * is and the color coordinate system of the color coordinate set. Other means of determining the best match are generally known in the field of statistics, step h. It is also applicable in
したがって、較正方法の結果は、ベストマッチコーディング関数の標示およびベストマッチ色座標系の標示であり得る。この結果は具体的には、カメラ特異的であり得、かつ使用すべきテスト要素のタイプに特異的であり得る。その結果として、各カメラタイプについて、例えば特定のカメラを有する各々のポータブルデバイスまたはスマートホンについて較正方法を行うことが求められる可能性もあれば、各々のテスト要素タイプについて、例えばテスト要素の各製品ロットについてそれが求められる可能性もある。較正方法は、例えば使用すべきスマートホンの各々の公知のタイプについておよび使用すべきテスト要素の各タイプについて、予め行なうことができ、その結果として、較正方法の結果は対応するコンピュータプログラム内、例えば特定のスマートホン上で実行されるべき対応するアプリの中に、すでに予めプログラミングまたは提供され得る。アプリまたはコンピュータソフトウェアは同様に、それが実行されるスマートホンまたはポータブルデバイスのタイプを検出するために構成されていてよく、かつ使用すべきテスト要素およびカメラについてのベストマッチであることが知られている対応するコーディング関数および色座標系を選択することができる。 The result of the calibration method can thus be an indication of the best match coding function and an indication of the best match color coordinate system. This result may in particular be camera-specific and specific to the type of test element to be used. Consequently, for each camera type, e.g. each portable device or smart phone with a particular camera may be required to perform the calibration method, and for each test element type e.g. each product of the test element. It may also be required for lots. The calibration method can be carried out in advance for each known type of smart phone to be used, for example, and for each type of test element to be used, so that the result of the calibration method is stored in the corresponding computer program, e.g. It may already be pre-programmed or provided in a corresponding app to be run on a particular smartphone. The app or computer software may also be configured to detect the type of smart phone or portable device it runs on, and is known to be the best match for the test elements and cameras to use. A corresponding coding function and color coordinate system can be selected.
以上で概要を説明した通り、カメラは具体的には、ポータブル電子デバイスのカメラ、例えばポータブルコンピュータのカメラ、例えばノート型パソコンまたはテンプレートコンピュータのカメラであり得る。しかしながら、具体的には、多くのユーザが一日中スマートホンを携行しており、したがってスマートホンは至る所に存在する測定デバイスであり、血糖などの分析物を決定するためのその使用が極めて有利であることから、カメラはスマートホンのカメラであり得る。 As outlined above, the camera may specifically be a portable electronic device camera, such as a portable computer camera, such as a laptop or template computer camera. However, in particular, many users carry their smartphones with them all day long, so smartphones are ubiquitous measuring devices, and their use for determining analytes such as blood glucose is highly advantageous. As such, the camera may be a smartphone camera.
以上で概要を説明した通り、本明細書中のさまざまな事例において使用されている「セット」なる用語は、概して有限数または無限数の要素を意味し得る。以上で概要を説明した通り、色座標系に関連して、色座標系セットは具体的には、色座標を変換するためのパラメータ化関数セットによって、すなわち具体的には1つ以上のパラメータを有する関数の1つ以上によって定義され得る。具体的には、カメラによって提供される色座標を変換済み色座標へと変換するために、1つ以上のパラメータ化関数を使用することができる。変換済み色座標は、具体的には、カメラ非依存型の変換済み色座標であり得る。概して、パラメータ化関数の1つ以上のパラメータのセットが、色座標系の各々を特徴付けすることができる。 As outlined above, the term "set" as used in various instances herein can generally refer to a finite or infinite number of elements. As outlined above, in relation to color coordinate systems, a set of color coordinate systems is specifically a set of parameterized functions for transforming color coordinates, namely one or more parameters can be defined by one or more of the functions that have Specifically, one or more parameterized functions can be used to transform the color coordinates provided by the camera into transformed color coordinates. The transformed color coordinates may specifically be camera-independent transformed color coordinates. Generally, a set of one or more parameters of the parameterized function can characterize each of the color coordinate systems.
色座標系セットの色座標系を使用することによって有色テストフィールドの画像についての色座標を生成し、テスト試料および座標系についての色座標セットを創出するための方法ステップe.は、単一のステップであってもよいし、或いは多数のサブステップを含んでいてもよい。具体的には、このステップは、第1に、カメラにより提供され、典型的にはカメラ依存型である画像についての色座標を、非依存型色座標へと変換するステップを含み得る。したがって、一例として、カメラは、カメラチップを含んでいてよく、このカメラチップは、画像の評価がこのカメラチップで記録された後、概してカメラチップ、カメラの光学的セットアップまたは画像を記録するための電子部品の物理的特性に依存するものである色座標(R,G,B)または色座標の4色組を創出する。したがって、一例として、カメラチップの感度はスペクトル範囲に依存し得る。その結果として、該方法は、カメラにより提供される色座標を、カメラ非依存型色座標、例えばカメラのスペクトル感度を回避しかつ異なるカメラによって1つの同じ有色テストフィールドの画像が評価される場合に所与の許容誤差を伴って同一であるかまたは少なくとも匹敵するものであるという意味合いにおいて比較可能である色座標、へと変換する方法ステップを含み得る。その結果として、本明細書中で使用されるカメラ非依存型色座標とは、1つの同じ有色テストフィールドから異なるカメラを用いて撮られた異なる画像から得ることのできる色座標であり得る。そこでは、概して、CIE座標系などの標準化されたカメラ非依存型色座標系を使用することができる。しかしながら、概して、以上で概要を説明した通り、方法ステップe.は、以下のサブステップを含むことができる:
e1. 有色テストフィールドの画像についてのカメラ依存型色座標を生成するステップ;
e2. 第1の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ依存型色座標をカメラ非依存型色座標へと変換するステップ;
e3. 第2の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ非依存型色座標を色座標系セットの色座標系についての色座標へと変換し、これにより、テスト試料および色座標系についての色座標セットが創出されるステップ。
A method step for generating color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set to create a color coordinate set for the test sample and the coordinate system e. may be a single step or may include multiple substeps. Specifically, this step may involve first transforming the color coordinates for the image provided by the camera, which are typically camera dependent, into independent color coordinates. Thus, by way of example, the camera may include a camera chip, generally a camera chip, an optical setup of the camera or a device for recording images after an evaluation of the image has been recorded with this camera chip. Create a color coordinate (R,G,B) or quadruple of color coordinates that depends on the physical properties of the electronic component. Thus, as an example, the sensitivity of a camera chip can depend on the spectral range. As a result, the method avoids the camera-independent color coordinates, e.g. , which are comparable in the sense of being identical or at least comparable with a given tolerance. Consequently, camera-independent color coordinates as used herein can be color coordinates that can be obtained from different images taken with different cameras from one and the same colored test field. There, in general, a standardized camera-independent color coordinate system such as the CIE coordinate system can be used. Generally, however, as outlined above, method step e. can include the following substeps:
e1. generating camera-dependent color coordinates for the image of the colored test field;
e2. converting camera dependent color coordinates to camera independent color coordinates by using a first conversion algorithm;
e3. A second transformation algorithm is used to transform the camera-independent color coordinates into color coordinates for the color coordinate system of the color coordinate system set, which yields a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system. step to be created.
本明細書中で使用される「カメラ依存型色座標」なる用語は概して、結果がカメラおよび/またはその中に含まれているカメラチップ、例えばCCDおよび/またはCMOSチップの特定の特性に依存している、有色物体を撮像するためのカメラを使用することによって生成される色座標を意味する。一例として、カメラチップは、値がカメラチップの感度に依存している、RGBのような3色組またはCMYKのような4色組などの、各色についての値を記録する色センサを含み得る。したがって、異なるカメラを使用することによって1つの同じ有色物体の画像を記録するとき、これらのカメラによって生成されるカメラ依存型色座標は異なるものであり得る。 The term "camera dependent color coordinates" as used herein generally means that the results depend on certain characteristics of the camera and/or the camera chip contained therein, such as a CCD and/or CMOS chip. means the color coordinates generated by using a camera to image a colored object. As an example, a camera chip may include a color sensor that records a value for each color, such as a tricolor set such as RGB or a quadrucolor set such as CMYK, where the value depends on the sensitivity of the camera chip. Therefore, when recording images of one and the same colored object by using different cameras, the camera-dependent color coordinates produced by these cameras may be different.
したがって、概して、ステップe1.は、有色テストフィールドすなわちテスト試料により湿らされテストフィールド内の後続する検出反応に起因して着色されたテストフィールドの画像を評価するステップを含む。一例として、各有色テストフィールドの各画像など、各々の有色テストフィールドの少なくとも1つの画像を、そのカメラ依存型色座標を導出する目的で評価することができる。これにより、一例として、iがlからpまでの整数であり、pが評価対象の有色テストフィールドまたはテスト試料の数であるものとして、複数のカメラ依存型色座標(Ri,Gi,Bi)を生成することができる。 Therefore, in general, step e1. comprises evaluating an image of a colored test field, i.e. a test field wetted by a test sample and colored due to subsequent detection reactions in the test field. As an example, at least one image of each colored test field, such as each image of each colored test field, can be evaluated for the purpose of deriving its camera-dependent color coordinates. Thus, by way of example, a plurality of camera-dependent color coordinates (R i , G i , B i ) can be generated.
さらに、本明細書中で使用される「カメラ非依存型色座標」なる用語は広義語であり、当業者にとって通常かつ習慣的なその意味が与えられるべきであり、特殊なまたはカスタマイズされた意味に限定されるべきものではない。この用語は具体的には、非限定的に、少なくとも既定の許容誤差に至るまでは、カメラまたはカメラチップの感度に依存しない色座標を意味し得る。換言すると、許容可能な相違までは、1つの同じ物体のカメラ非依存型色座標は、使用中のカメラの感度に依存しない。 Furthermore, the term "camera-independent color coordinates" as used herein is a broad term and should be given its ordinary and customary meaning to those skilled in the art, and no special or customized meaning. should not be limited to The term can specifically, and without limitation, refer to color coordinates that are independent of the sensitivity of the camera or camera chip, at least up to a predetermined tolerance. In other words, up to an acceptable difference, the camera-independent color coordinates of one and the same object do not depend on the sensitivity of the camera in use.
ステップe2.を行なうためには、較正プロセスを使用してもよいし、または既定の較正関数を適用してもよい。一例として、第1の変換アルゴリズムは、行列Mを使用することによる行列演算、具体的には以下の変換:
ステップe2.において、i=l...pでありpが評価対象の有色テストフィールドまたはテスト試料の数であるものとして、カメラ依存型色座標セット(Ri,Gi,Bi)をカメラ非依存型色座標(Xi,Yi,Zi)へと変換することができる。同様にして、色座標の4色組についての変換も可能である。 step e2. in i=l. . . Let p be the number of colored test fields or test samples to be evaluated, the set of camera-dependent color coordinates (R i , G i , B i ) to the camera-independent color coordinates (X i , Y i , Z i ). In a similar manner, transformations for four-color pairs of color coordinates are also possible.
第2の変換アルゴリズムは、パラメータ化関数を使用することによって、座標X、Y、Zなどのカメラ非依存型色座標を色座標セットの色座標へと変換するステップを含むことができる。したがって、一例として、第2の変換アルゴリズムは、P1~P11がパラメータ、具体的には実数および/または有理数であるものとして、以下のパラメータ化関数:
ここで、ステップe2.において、i=l...pであり、pが評価対象の有色テストフィールドまたはテスト試料の数であるものとして、カメラ非依存型色座標セット(Xi,Yi,Zi)が生成された場合には、ステップe3.の結果はパラメータ化された色座標のセット(Fi,mi,bi)であり得る。 Here, step e2. in i=l. . . p, where p is the number of colored test fields or test samples to be evaluated, if a set of camera-independent color coordinates (X i , Y i , Z i ) has been generated, step e3. The result of may be a set of parameterized color coordinates (F i , m i , b i ).
カメラ非依存型色座標は、具体的には人間の眼の感度に基づく色座標、具体的には規格、より具体的にはCIE規格にしたがった色座標であり得る。具体的にはカメラ非依存型色座標は三刺激値であり得る。 The camera-independent color coordinates may specifically be color coordinates based on the sensitivity of the human eye, specifically color coordinates according to standards, more specifically CIE standards. Specifically, the camera-independent color coordinates can be tristimulus values.
第2の変換アルゴリズムは同様に、テストフィールドの照明も考慮することができる。具体的には第2の変換アルゴリズムは、具体的には少なくとも1つの基準色、具体的には白色フィールドの基準色を検出することによって、テストフィールドの照明を考慮することができる。したがって、一例として、照明依存型色座標(F,m,b)は、(FR,mR,bR)が照明基準フィールドの画像から導出された色座標であるものとして、以下の等式:
これにより、i=l...pであり、pが評価対象の有色テストフィールドまたはテスト試料の数であるものとして、相対的色座標セット(Fi,rel,mi,rel,bi,rel)を生成することができる。 This gives i=l. . . A set of relative color coordinates (Fi, rel , mi,rel , bi ,rel ) can be generated, where p is the number of colored test fields or test samples to be evaluated.
第1の変換アルゴリズム、具体的には行列Mは、公知のカメラ非依存型色座標を有する少なくとも1つの基準色フィールドの少なくとも1つの画像を取得することによって、カメラ較正プロセスにおいて決定され得る。したがって、一例として、色スケールなどにしたがった色フィールドなど、公知のカメラ非依存型色座標を有する複数の基準色フィールドを提供することができる。これらの基準色フィールドの画像は、記録することができ、これにより、行列Mの係数を導出するためまたは他の任意の変換アルゴリズムのための等式系を生成することができる。具体的には、ここでもまた、基準色フィールドの公知の色座標は、公知のCIE座標および/または三刺激値であり得る。しかしながら、他の実施形態も可能である。 A first transformation algorithm, specifically the matrix M, may be determined in the camera calibration process by acquiring at least one image of at least one reference color field with known camera-independent color coordinates. Thus, by way of example, a plurality of reference color fields having known camera-independent color coordinates may be provided, such as color fields according to a color scale or the like. Images of these reference color fields can be recorded to generate a system of equations for deriving the coefficients of the matrix M or for any other transformation algorithm. Specifically, again, the known color coordinates of the reference color field may be known CIE coordinates and/or tristimulus values. However, other embodiments are possible.
以上で概略的に説明した通り、ステップh.において、測定濃度セットは、テスト試料セットのテスト試料の公知の濃度および色座標系セットのベストマッチ色座標系と比較され、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチするコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数が決定される。ここで、具体的には、ステップh.は既定の濃度測定範囲にわたり、等距離濃度の試料が本質的に等距離の色差を有するベストマッチ色座標系内の色座標を導くような形で行なわれ得る。したがって、CIE座標系などの測光座標系という考えの1つが、濃度測定に転用されてもよい。具体的には、既定の測定範囲にわたり、テストフィールドに適用される場合に、分析物の異なる濃度Cp、Cvを有するテスト試料は、εを既定の範囲として、以下の色差:
測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする色座標系セットの色座標系およびコーディング関数セットのコーディング関数は、具体的にはベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を含む対を形成し得る。この対は、具体的にはカメラ特異的であり得、例えばアプリまたは他のソフトウェアを介して、カメラを含む移動体デバイスに提供され得る。 The color coordinate system of the set of color coordinate systems and the coding function of the set of coding functions in which the set of measured densities best match the known densities may form a pair, specifically including the best match color coordinate system and the best match coding function. . This pair may specifically be camera-specific and may be provided to the mobile device containing the camera, eg, via an app or other software.
コーディング関数セットは、以上で概略的に説明した通り、具体的には色座標のパラメータ化多項式関数を含み得る。一例として、パラメータ化多項式関数は、c(F,m,b)を有色テストフィールドが色(F,m,b)を有する場合の分析物の測定濃度とし、Nを正の整数とし、ai,j,kを多項式関数のパラメータとして:
さらに以上で概略的に説明した通り、具体的には、ステップc.において使用されるテスト要素セットのテスト要素は、具体的にはセットアップから全て同一であることなどにより、同じタイプのものであってよい。具体的には、これらのテスト要素は、同じ製造ロットのものであり得る。較正方法はさらに、少なくとも1つの標準テスト要素セットアップを定義するステップを含むことができ、この標準テスト要素セットアップは、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドについての少なくとも1つのテスト化学薬品タイプを定義する。標準テスト要素セットアップはさらに、テスト化学薬品が適用される定義済み基体を含み得る。 As further outlined above, specifically, step c. The test elements of the test element sets used in may be of the same type, in particular by being all identical from setup. Specifically, these test elements can be from the same manufacturing lot. The calibration method can further include defining at least one standard test element setup, the standard test element setup comprising at least one test element configured for performing an optically detectable detection reaction with the analyte. At least one test chemical type is defined for at least one test field containing one test chemical. A standard test element setup may further include a defined substrate to which test chemicals are applied.
以上で概略的に説明した通り、テスト試料セットは、分析物の少なくとも3つの異なる濃度を提供する少なくとも3つの異なるテスト試料を含み得る。具体的には、濃度は、測定範囲全体にわたり等距離で分布し得る。分析物は具体的にはグルコースであり得る。しかしながら、以上で概略的に説明した通り、他のタイプの分析物を検出することも同様に可能である。試料は具体的には、体液、例えば血液または間質液であり得る。しかしながら、他のタイプの試料も同様に可能であるということが指摘されるものとする。テスト試料セットは、0mg/dl~600mg/dlの既定の測定範囲全体にわたる異なる濃度のテスト試料を含み得る。したがって、一例として、グルコースを分析物とする血液または間質液の試料については、測定範囲は0mg/dl~600mg/dlであり得、テスト試料の濃度は、例えば等間隔で、測定範囲全体にわたり分布し得る。 As outlined above, the test sample set may include at least three different test samples providing at least three different concentrations of the analyte. Specifically, the concentrations may be distributed equidistantly over the measurement range. The analyte may specifically be glucose. However, as outlined above, it is equally possible to detect other types of analytes. The sample may specifically be a bodily fluid, such as blood or interstitial fluid. However, it should be pointed out that other types of samples are possible as well. A test sample set may contain test samples of different concentrations over a predetermined measurement range of 0 mg/dl to 600 mg/dl. Thus, by way of example, for a sample of blood or interstitial fluid with glucose as the analyte, the measurement range may be from 0 mg/dl to 600 mg/dl, and the concentration of the test sample may be, for example, equidistantly spaced over the entire measurement range. can be distributed.
以下でさらに詳述されるように、較正方法は具体的にはコンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することによって行なうことができる。したがって、具体的には、ステップa.、d.、e.、f.、g.、またはh.のうちの少なくとも1つは、コンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することで行なわれてもよく、かつ/またはソフトウェア内にエンコードされてもよい。 As will be described in further detail below, the calibration method can specifically be performed by using a computer or computer network. Specifically, therefore, step a. , d. , e. , f. , g. , or h. At least one of the may be performed using a computer or computer network and/or may be encoded in software.
本発明のさらなる態様においては、試料中の分析物を検出するための検出方法が開示されている。以下でさらに詳述するように、該方法は、上述の較正方法を使用する。したがって、考えられる定義および実施形態については、以上で示したまたは以下でさらに詳述される開示を参照することができる。該方法は、具体的には所与の順序で行なうことのできる以下のステップを含む。さらに、異なる順序も同様に可能である。さらに、2つ以上の方法ステップを完全にまたは部分的に同時に行なうことが可能である。さらに、1つ以上の方法ステップさらには全ての方法ステップを一回または反復的に行なうことも可能である。該方法は、本明細書中で列挙されていない追加の方法ステップを含むことができる。概して、試料中の分析物を検出するための方法は、以下のステップを含む:
A. カメラを提供するステップ;
B. 較正方法を使用することによって、カメラを較正するステップ;
C. テスト要素に対して試料を適用するステップであって、テスト要素が分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これにより試料についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップと;
D. 少なくとも1つの有色テストフィールドの少なくとも1つの画像を取得するステップ;
E. ベストマッチ色座標系を使用することによって、テストフィールドの色座標を生成するステップと;
F. ベストマッチコーディング関数を使用することによって、色座標を、試料中の分析物の測定濃度へと変換するステップ。
In a further aspect of the invention, a detection method for detecting an analyte in a sample is disclosed. As detailed further below, the method uses the calibration method described above. Accordingly, reference may be made to the disclosure given above or further detailed below for possible definitions and embodiments. The method specifically includes the following steps, which can be performed in a given order. Moreover, different orders are possible as well. Moreover, it is possible to perform two or more method steps wholly or partially concurrently. Furthermore, it is possible to perform one or more or even all method steps once or repeatedly. The method may include additional method steps not listed herein. Generally, a method for detecting an analyte in a sample includes the steps of:
A. providing a camera;
B. calibrating the camera by using a calibration method;
C. applying the sample to the test element, the test element forming at least one test field containing at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte; creating at least one colored test field for the sample;
D. acquiring at least one image of at least one colored test field;
E. generating color coordinates for the test field by using the best match color coordinate system;
F. Converting the color coordinates to the measured concentration of the analyte in the sample by using the best match coding function.
方法ステップA.およびB.については、以上で示された較正方法の説明を広く参照することができる。方法ステップC.については、概して試料およびその中の分析物の含有量が分かっていないという事実を除き、上述の方法ステップc.と非常に類似した形で、このステップを行なうことができる。方法ステップC.において使用されるテスト要素は、具体的には、上述の方法ステップc.で使用されたテスト要素と同一であるか、同じタイプのもの、好ましくは同じ製造ロットのものであり得る。検出すべき分析物の存在下での検出反応に起因して、テスト要素のテストフィールドは、一例として、試料中に分析物が全く存在しない可能性を含め、試料中の分析物の濃度に応じて有色テストフィールドへと変化する。概して、1つ以上のテストフィールドを少なくとも1つの試料によって湿らせることができる。 Method step A. and B. can be broadly referred to the description of the calibration method given above. Method step C. for the above method step c. This step can be done in a very similar way to Method step C. Specifically, the test elements used in method step c. or be of the same type, preferably from the same production lot, as the test element used in . Due to the detection reaction in the presence of the analyte to be detected, the test field of the test element varies depending on the concentration of the analyte in the sample, including, by way of example, the possibility that no analyte is present in the sample. changes into a colored test field. Generally, one or more test fields can be wetted with at least one sample.
方法ステップD.については、上述のステップd.の説明を参照することができる。方法ステップD.における画像の取得は、類似の形で行なわれ得る。 Method step D. For , above step d. You can refer to the description of Method step D. Acquisition of images in can be performed in a similar manner.
方法ステップE.およびF.に関しては、上述のステップh.において決定されたベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を使用する。ここでもまた、テストフィールドの色座標を生成するステップは、単一ステッププロセスであってよく、あるいは、多重ステッププロセスであってもよい。後者の場合、一例として、カメラは、最初に、上述のステップe1と類似の形で(R,G,B)などのテストフィールドについてのカメラ依存型色座標を生成することができる。これらのカメラ依存型色座標はその後、カメラ非依存型色座標へと変換され得、ここで上述のステップe2.の説明を参照することができる。したがって、例えば、カメラ非依存型色座標(X,Y,Z)を有色テストフィールドについて生成することができる。さらに、その後、ベストマッチパラメータセットPと共に、例えば上述の1つ以上の等式(2.1~2.3)または(3.1~3.6)を使用することによって、カメラ非依存型色座標をベストマッチ色座標系の色座標へと変換することができる。その後、ステップF.において、色座標は次に、ベストマッチパラメータと共に、例えば上述の等式(5)を使用することによって、色座標を分析物の測定濃度へと変換することができる。 Method step E. and F. With respect to step h. Use the best match color coordinate system and best match coding function determined in . Again, generating the color coordinates of the test field may be a single-step process or may be a multi-step process. In the latter case, as an example, the camera can first generate camera-dependent color coordinates for a test field such as (R,G,B) in a manner analogous to step e1 above. These camera-dependent color coordinates can then be transformed into camera-independent color coordinates, where step e2. You can refer to the description of Thus, for example, camera-independent color coordinates (X, Y, Z) can be generated for colored test fields. Further, then, with the best match parameter set P, camera-independent color The coordinates can be transformed into color coordinates in the best match color coordinate system. Then step F. , the color coordinates can then be converted to measured concentrations of the analytes by using, for example, equation (5) above with the best match parameters.
具体的には、ステップC.~F.を反復的に行なうことができる。ステップB.は、最初ステップC.~F.の複数の反復について一回だけかまたは毎回ステップC.~F.を行なう前に行なわれ得る。 Specifically, step C. ~F. can be performed iteratively. Step B. first step C. ~F. only once or each time for multiple iterations of step C. ~F. can be done before doing
以上で概略的に説明した通り、ステップC.において使用されるテスト要素は、具体的には、較正方法のステップc.におけるテスト要素セットのテスト要素と同じタイプのものであってよい。したがって、テスト要素は、較正方法について使用されるものと同じセットアップを有していてよく、あるいは同じロットで製造されていてよい。 As outlined above, step C. The test elements used in step c. can be of the same type as the test elements in the test element set in Therefore, the test elements may have the same set-up as used for the calibration method or may be manufactured in the same lot.
ここでもまた、検出方法は、コンピュータまたはコンピュータネットワーク、例えばポータブルデバイス、例えばタブレット、ノート型パソコンまたはスマートホンなどの携帯電話のうちの1つ以上のもののコンピュータまたはコンピュータネットワークによってサポートされ得る。具体的には、コンピュータまたはコンピュータネットワークは、ステップB.、D.、E.、またはF.の1つ以上を行なうために使用されてよい。 Again, the detection method may be supported by a computer or computer network, such as one or more of portable devices, such as tablets, laptops or mobile phones such as smart phones. Specifically, the computer or computer network performs step B.1. , D. , E. , or F. may be used to perform one or more of
本明細書中でさらに開示され提案されているのは、コンピュータまたはコンピュータネットワーク上でプログラムが実行された時点で、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上の中で本発明に係る方法を行なうためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムである。したがって、以上で概略的に説明した通り、コンピュータプログラムは具体的には、較正方法のステップの1つ以上さらにはその全てを行なうためのコンピュータ実行可能命令を含むことができる。具体的には、コンピュータプログラムは、較正方法のステップa.、d.、e.、f.、g.、またはh.の1つ以上さらにはその全てを行なうためのコンピュータ実行可能命令を含むことができる。付加的にまたは代替的に、検出方法のステップB.、D.、E.、またはF.の1つ以上さらにはその全てなどの、検出方法の方法ステップの少なくともいくつかさらにはその全てを行なうためのコンピュータ実行可能命令を伴うコンピュータプログラムが提案される。具体的には、コンピュータプログラムは、コンピュータ可読データ記憶媒体上に記憶され得る。 It is further disclosed and suggested herein to implement the invention in one or more of the embodiments disclosed herein when the program is executed on a computer or computer network. A computer program product comprising computer-executable instructions for performing such a method. Thus, as generally described above, the computer program may specifically include computer-executable instructions for performing one or more or even all of the steps of the calibration method. Specifically, the computer program performs steps a. , d. , e. , f. , g. , or h. may include computer-executable instructions for doing one or more of, or even all of, Additionally or alternatively, step B. of the detection method. , D. , E. , or F. A computer program is proposed with computer-executable instructions for performing at least some or all of the method steps of the detection method, such as one or more and all of Specifically, the computer program can be stored on a computer-readable data storage medium.
本明細書中でさらに開示され提案されているのは、コンピュータまたはコンピュータネットワーク上でプログラムが実行された時点で、コンピュータプログラムに関連して以上で説明された方法ステップの1つ以上など、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上において本発明に係る方法を行なうことを目的とする、プログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品である。具体的には、プログラムコード手段は、コンピュータ可読データ記憶媒体上に記憶され得る。 Further disclosed and proposed herein is the ability of the present specification, such as one or more of the method steps described above in connection with a computer program, to execute the program when the program is executed on a computer or computer network. A computer program product comprising program code means for carrying out the method according to the invention in one or more of the embodiments disclosed therein. Specifically, the program code means may be stored on a computer-readable data storage medium.
本明細書中でさらに開示され提案されているのは、コンピュータまたはコンピュータネットワーク内、例えばコンピュータまたはコンピュータネットワークの作業メモリまたは主メモリ内へロードした後に、例えばコンピュータプログラムに関連して論述された上述のステップの1つ以上を実行することによって、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上に係る方法を実行することのできる、データ構造が上に記憶されたデータ記憶媒体である。 Further disclosed and proposed herein is the above-described, e.g., computer program, after loading into a computer or computer network, e.g. A data storage medium having stored thereon a data structure capable of performing a method according to one or more of the embodiments disclosed herein by performing one or more of the steps.
本明細書中でさらに開示され提案されているのは、コンピュータプログラムに関連して論述された上述のステップの1つ以上など、コンピュータまたはコンピュータネットワーク上でプログラムが実行された時点で、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上に係る方法を行なうための、機械可読記憶媒体上に記憶されたプログラムコード手段を伴うコンピュータプログラム製品である。本明細書中で使用されるコンピュータプログラム製品とは、取引可能な製品としてのプログラムを意味する。この製品は概して、任意のフォーマットで、例えば紙フォーマットで、またはコンピュータ可読データ記憶媒体上で存在し得る。具体的には、コンピュータプログラム製品は、データネットワーク全体にわたり分布していてよい。 Further disclosed and proposed herein are steps, such as one or more of the steps discussed above in connection with a computer program, which may be performed herein when the program is executed on a computer or computer network. A computer program product with program code means stored on a machine-readable storage medium for performing the method according to one or more of the embodiments disclosed therein. A computer program product, as used herein, means a program as a tradeable product. This product may generally exist in any format, for example in paper format or on a computer readable data storage medium. In particular, computer program products may be distributed over a data network.
最後に、本明細書中で開示され提案されているのは、コンピュータプログラムに関連して論述された上述のステップの1つ以上など、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上に係る方法を行なうための、コンピュータシステムまたはコンピュータネットワークにより読取り可能な命令を含む変調データ信号である。 Finally, disclosed and proposed herein is one or more of the embodiments disclosed herein, such as one or more of the steps discussed above in connection with a computer program. A modulated data signal containing instructions readable by a computer system or computer network to perform a method according to
本発明のコンピュータ実装される態様に関しては、本明細書中で開示されている実施形態の1つ以上に係る方法の方法ステップの1つ以上さらにはその全てを、コンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することによって行なうことができる。したがって、概して、データの提供および/または操作を含めた方法ステップのいずれでも、コンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することによって行なうことができる。概して、これらの方法ステップには、典型的には手作業を必要とする方法ステップ、例えば試料を提供するステップおよび/または実際の測定を行なういくつかの局面を除いて、方法ステップのいずれでも含まれ得る。 For computer-implemented aspects of the invention, one or more and even all of the method steps of the method according to one or more of the embodiments disclosed herein may be performed using a computer or computer network. can be done by Thus, in general any of the method steps involving providing and/or manipulating data can be performed using a computer or computer network. In general, these method steps include any of the method steps except for some aspects of method steps that typically require manual intervention, such as providing a sample and/or performing the actual measurement. can be
具体的には、本明細書中でさらに開示されているのは、以下のものである:
- プロセッサが、本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうように適応されている、少なくとも1つのプロセッサを含むコンピュータまたはコンピュータネットワーク、
- データ構造がコンピュータ上で実行されている間に本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうように適応されている、コンピュータロード可能なデータ構造、
- プログラムがコンピュータ上で実行されている間に本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうように適応されている、コンピュータプログラム、
- コンピュータまたはコンピュータネットワーク上でコンピュータプログラムが実行されている間に、本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうためのプログラム手段を含むコンピュータプログラム、
- プログラム手段がコンピュータにより可読なストレージ媒体上に記憶されている、先行する実施形態に係るプログラム手段を含むコンピュータプログラム、
- データ構造がストレージ媒体上に記憶されており、かつデータ構造がコンピュータまたはコンピュータネットワークの主および/または作業ストレージ内にロードされた後に本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうように適応されている、ストレージ媒体、
- プログラムコード手段がコンピュータまたはコンピュータネットワーク上で実行された場合に、本明細書中に記載の実施形態の1つに係る方法の1つを完全にまたは部分的に行なうために、プログラムコード手段がストレージ媒体上に記憶され得るかまたはこの上に記憶されている、プログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品。
Specifically, further disclosed herein are:
- a computer or computer network comprising at least one processor, the processor being adapted, in whole or in part, to perform one of the methods according to one of the embodiments described herein;
- computer-loadable, adapted to perform, wholly or partly, one of the methods according to one of the embodiments described herein while the data structure is running on a computer; data structure,
- a computer program adapted to perform, wholly or partly, one of the methods according to one of the embodiments described herein while the program is running on a computer;
- a computer comprising program means for performing, wholly or partly, one of the methods according to one of the embodiments described herein while the computer program is running on a computer or computer network; program,
- a computer program comprising program means according to the preceding embodiment, wherein the program means are stored on a computer-readable storage medium;
- of the method according to one of the embodiments described herein after the data structure has been stored on a storage medium and the data structure has been loaded into the primary and/or working storage of a computer or computer network. a storage medium adapted wholly or partly to carry out
- the program code means for performing wholly or partly one of the methods according to one of the embodiments described herein when the program code means are executed on a computer or computer network; A computer program product having program code means capable of being stored on or having been stored thereon a storage medium.
本発明のさらなる態様においては、カメラを使用することによって試料中の分析物を検出する目的で、カメラを較正するための較正システムが開示されている。較正システムは、少なくとも1つのコンピュータまたはコンピュータネットワークを含む。較正システムは、例えばコンピュータまたはコンピュータネットワークの適切なソフトウェアプログラミングによって、本明細書中に記載の実施形態のいずれか1つの中の本発明に係る較正方法を行なうために構成されている。さらに較正システムは、分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットおよびテスト要素セットを含むことができ、各々のテスト要素は少なくとも1つのテストフィールドを有する。さらに、較正システムはカメラを含むことができる。 In a further aspect of the invention, a calibration system is disclosed for calibrating a camera for the purpose of detecting an analyte in a sample using the camera. A calibration system includes at least one computer or computer network. The calibration system is configured, for example by suitable software programming of a computer or computer network, to perform the calibration method according to the invention in any one of the embodiments described herein. Additionally, the calibration system can include a set of test samples and a set of test elements having known concentrations of analytes, each test element having at least one test field. Additionally, the calibration system can include a camera.
本発明のさらなる態様においては、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有する少なくとも1つのテスト要素を使用することによって、試料中の分析物を検出することを目的とする検出システムが開示されている。検出器システムは、少なくとも1つのカメラ、例えば移動体デバイス、例えばスマートホンのカメラを含む。検出器システムは、さらに少なくとも1つのコンピュータまたはコンピュータネットワーク、具体的には少なくとも1つのスマートホンを含む。検出システムは、本明細書中に記載の実施形態のいずれか1つに係る検出方法を行なうために構成されている。さらに、検出システムは、少なくとも1つの試料および少なくとも1つのテスト要素を含むことができ、テスト要素は少なくとも1つのテストフィールドを有する。さらに、検出システムは、分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットおよびテスト要素セットを含み、各テスト要素は少なくとも1つのテストフィールドを有する。 A further aspect of the invention employs at least one test element having at least one test field containing at least one test chemical configured to perform an optically detectable detection reaction with an analyte. Accordingly, a detection system is disclosed that is intended to detect an analyte in a sample. The detector system includes at least one camera, such as that of a mobile device, such as a smart phone. The detector system further comprises at least one computer or computer network, in particular at least one smart phone. The detection system is configured to perform a detection method according to any one of the embodiments described herein. Furthermore, the detection system can include at least one sample and at least one test element, the test element having at least one test field. Additionally, the detection system includes a test sample set having a known concentration of the analyte and a set of test elements, each test element having at least one test field.
さらに、以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される較正システムによってかまたは以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される検出システムによってコンピュータプログラムが実行された時点で、以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される較正システムまたは以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される検出システムに、以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される較正方法または以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される検出方法の諸ステップをそれぞれ実施させる命令を含むコンピュータプログラムが開示されている。 Furthermore, when the computer program is executed by the calibration system described above or described in further detail below or by the detection system described above or described in more detail below, the above or described in more detail below, or the detection system described above or described in more detail below. A computer program is disclosed that includes instructions for performing each of the steps of the calibration method or the detection method described above or described in more detail below.
本発明のさらなる態様においては、コンピュータまたはコンピュータネットワークにより実行された時点で、コンピュータまたはコンピュータネットワークに、以上で説明されているかまたは以下でさらに詳細に説明される通りの較正方法のステップa.、d.、e.、f.、g.、またはh.のうちの少なくとも1つまたは検出方法のステップB.、D.、E.、またはF.の1つ以上を実施させる命令を含むコンピュータプログラムが開示されている。 In a further aspect of the invention, the computer or computer network, when executed by the computer or computer network, performs steps a. of the calibration method as described above or described in more detail below. , d. , e. , f. , g. , or h. or step B. of the detection method. , D. , E. , or F. A computer program is disclosed that includes instructions for performing one or more of:
本発明のさらなる態様においては、試料中の分析物を検出するためのシステムが開示される。該システムは、本発明に係る較正システムおよび検出システムを含む。 In a further aspect of the invention, a system for detecting an analyte in a sample is disclosed. The system includes a calibration system and a detection system according to the invention.
本出願に係る方法、コンピュータプログラムおよびシステムは、試料中の分析物を検出するためのカメラを較正および/または使用するための公知の出願に比べて、多数の利点を提供することができる。したがって、詳細には、本発明は、分析物濃度値の決定の精度を改善することができる。詳細には、本出願は、試料中の分析物の濃度を決定するため、例えば血糖濃度を決定するためのアルゴリズム内で使用される特定的に適応された色空間を提供することができる。具体的には、本出願は、テストストリップの色と分析物の濃度の間の線形関係、具体的にはテストストリップの色と結果としてのその数値表現との間の線形関係を創出する特定的に適応された色空間を提供することができる。適応された色空間の線形関係は、測定値の全範囲にわたり均一な精度を達成することができる。さらに、本出願は、代替的には、定義された測定値範囲内、詳細には予め定義された測定値範囲内での分析物の濃度決定の極めて高い精度を可能にすることができる。 The methods, computer programs and systems of the present application can provide numerous advantages over known applications for calibrating and/or using cameras to detect analytes in samples. Specifically, therefore, the present invention can improve the accuracy of the determination of analyte concentration values. In particular, the present application can provide specifically adapted color spaces for use within algorithms for determining the concentration of an analyte in a sample, for example for determining blood glucose concentration. Specifically, the present application describes a specific method that creates a linear relationship between the color of the test strip and the concentration of the analyte, specifically between the color of the test strip and its resulting numerical representation. can provide a color space adapted to The linear relationship of the adapted color space can achieve uniform accuracy over the entire range of measurements. Furthermore, the present application may alternatively allow for extremely high accuracy of analyte concentration determination within a defined range of measurements, in particular within a predefined range of measurements.
さらに、本出願は、分析物濃度値の光学的決定の妥当性を改善することができる。具体的には、当該技術分野から公知のアプリケーションに比べて、光学的測定の妥当性を改善することができる。詳細には、本出願において提供されている特定的に適応された色空間は、外部的に決定された分析物濃度に基づくものであり得る。より詳細には、該方法、コンピュータプログラムおよびシステムは、外部的に決定された分析物濃度、例えば実験室内で決定された分析物濃度に対し色空間を最適化し適応させ、具体的には、決定された分析物濃度の極めて高い妥当性を可能にし、こうして、適応された色空間を用いて光学的に決定された分析物濃度の妥当性を改善することによって、特定的に適応された色空間を提供することができる。これとは対照的に、先行技術は通常、人間の色知覚に基づく最適化を目指している。 Furthermore, the present application can improve the validity of optical determination of analyte concentration values. In particular, the validity of optical measurements can be improved compared to applications known from the art. Specifically, the specifically adapted color spaces provided in this application may be based on externally determined analyte concentrations. More particularly, the methods, computer programs and systems optimize and adapt the color space to externally determined analyte concentrations, such as laboratory determined analyte concentrations, and in particular to the determined A specifically adapted color space by enabling extremely high plausibility of measured analyte concentrations, thus improving the plausibility of optically determined analyte concentrations using the adapted color space. can be provided. In contrast, the prior art usually aims at optimization based on human color perception.
その上、先行技術により公知の他の方法とは異なり、本出願に係る方法、コンピュータプログラムおよびシステムでは、試料中の分析物の検出に対し影響を及ぼす非線形因子を考慮することができる。したがって、非線形因子による試料中の分析物の検出に対する影響は、本出願によって最小限に抑えられるか、さらには取り払われさえする。具体的には、本出願に係る方法、コンピュータプログラムおよびシステムにおいては、異なるまたは可変的なライティング条件または市販されている莫大な数のカメラの個別の技術的および光学的特性などの非線形因子を考慮することができる。 Moreover, unlike other methods known from the prior art, the methods, computer programs and systems of the present application can take into account non-linear factors that affect the detection of analytes in samples. Thus, the impact of non-linear factors on the detection of analytes in a sample is minimized or even eliminated by the present application. Specifically, the methods, computer programs and systems of the present application take into account non-linear factors such as different or variable lighting conditions or the individual technical and optical characteristics of the vast number of commercially available cameras. can do.
さらに考えられる実施形態を排除することなく、要約すると、以下の実施形態を想定することができる:
実施形態1. 試料中の分析物を検出するためのカメラを較正するための較正方法において:
a. 色座標系セットを提供するステップであって、色座標系セットが物体の色を描写するために構成された複数の異なる色座標系を含んでいるステップと;
b. 分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットを提供するステップと;
c. テスト要素セットに対してテスト試料を適用するステップであって、各テスト要素が、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これによりテスト試料の各々についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップと;
d. カメラを使用することによって有色テストフィールドの画像を取得するステップと;
e. 色座標系セットの色座標系を使用することによって、有色テストフィールドの画像についての色座標を生成するステップであって、これによりテスト試料および色座標系についての色座標セットが創出されるステップと;
f. コーディング関数セットを提供するステップであって、コーディング関数セットが、テストフィールドの色座標を試料中の分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含んでいるステップと;
g. コーディング関数セットを使用することによって、ステップe.で生成された色座標セットを測定濃度セットへと変換するステップと;
h. テスト試料セットのテスト試料の公知の濃度と測定濃度セットとを比較し、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする色座標系セットのベストマッチ色座標系およびコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するステップと;
を含む較正方法。
In summary, without excluding further possible embodiments, the following embodiments can be envisioned:
Embodiment 1. In a calibration method for calibrating a camera for detecting an analyte in a sample:
a. providing a color coordinate system set, the color coordinate system set including a plurality of different color coordinate systems configured to describe the color of an object;
b. providing a test sample set having a known concentration of the analyte;
c. applying a test sample to a set of test elements, each test element comprising at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte; having four test fields, thereby creating at least one colored test field for each of the test samples;
d. obtaining an image of a colored test field by using a camera;
e. generating color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system; ;
f. providing a coding function set, the coding function set comprising a plurality of coding functions for converting color coordinates of the test field to corresponding concentrations of analyte in the sample;
g. By using the coding function set, step e. converting the set of color coordinates generated in to a set of measured densities;
h. Comparing the known densities of the test samples of the test sample set with the measured density set, and the best match of the color coordinate system set where the measured density set best matches the known densities the best match of the color coordinate system and the coding function set the coding function and
Calibration method including.
実施形態2. カメラがスマートホンカメラである、実施形態1に記載の較正方法。 Embodiment 2. 2. The calibration method of embodiment 1, wherein the camera is a smartphone camera.
実施形態3. 色座標系セットが、色座標を変換するため、具体的にはカメラにより提供された色座標を変換済み色座標へ、より具体的には変換済みカメラ非依存型色座標へと変換するためのパラメータ化関数セットによって定義され、パラメータ化関数のパラメータセットが色座標系の各々を特徴付けする、実施形態1ないし2のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 3. A set of color coordinate systems for transforming color coordinates, specifically camera-provided color coordinates to transformed color coordinates, more specifically transformed camera-independent color coordinates. 3. A calibration method as in any one of embodiments 1-2, defined by a parameterization function set, the parameter set of the parameterization function characterizing each of the color coordinate systems.
実施形態4.ステップe.が:
e1. 有色テストフィールドの画像についてのカメラ依存型色座標を生成するステップと;
e2. 第1の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ依存型色座標をカメラ非依存型色座標へと変換するステップと;
e3. 第2の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ非依存型色座標を色座標系セットの色座標系についての色座標へと変換し、これによりテスト試料および色座標系についての色座標セットが創出されるステップと;
を含む、実施形態1ないし3のいずれか1つに記載の較正方法。
Embodiment 4. step e. But:
e1. generating camera-dependent color coordinates for the image of the colored test field;
e2. converting the camera dependent color coordinates to camera independent color coordinates by using a first conversion algorithm;
e3. A second transformation algorithm is used to transform the camera-independent color coordinates into color coordinates for the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system. and
4. A calibration method as in any one of embodiments 1-3, comprising:
実施形態5. 第1の変換アルゴリズムが、行列Mを使用することによる行列演算、具体的には以下の変換:
実施形態6. 第2の変換アルゴリズムが、パラメータ化関数を使用することによってカメラ非依存型色座標を色座標セットの色座標へと変換するステップを含む、実施形態4ないし5のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 6. 6. A calibration as in any one of embodiments 4-5, wherein the second transformation algorithm comprises transforming camera independent color coordinates into color coordinates of the color coordinate set by using a parameterized function. Method.
実施形態7. 第2の変換アルゴリズムは、
P1-P11がパラメータ、具体的には実数および/または有理数であるものとして、以下のパラメータ化関数:
Given that P 1 -P 11 are parameters, specifically real and/or rational numbers, the following parameterized functions:
実施形態8. 第2の変換アルゴリズムが、テストフィールドの照明を考慮する実施形態4ないし7のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 8. 8. A calibration method as in any one of embodiments 4-7, wherein the second transformation algorithm takes into account illumination of the test field.
実施形態9. カメラ非依存型色座標が具体的には、人間の眼の感度に基づく色座標、具体的には規格、より具体的にはCIE規格にしたがった色座標である、実施形態4ないし8のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 9. 9. As in any one of embodiments 4-8, wherein the camera-independent color coordinates are specifically color coordinates based on the sensitivity of the human eye, specifically color coordinates according to a standard, more specifically a CIE standard. A calibration method according to claim 1.
実施形態10. カメラ非依存型色座標が三刺激値である、実施形態9に記載の較正方法。 Embodiment 10. 10. The calibration method of embodiment 9, wherein the camera independent color coordinates are tristimulus values.
実施形態11. 第2の変換アルゴリズムが、具体的には少なくとも1つの基準色、具体的には白色フィールドの基準色を検出することによって、テストフィールドの照明を考慮する、実施形態10に記載の較正方法。 Embodiment 11. 11. Calibration method according to embodiment 10, wherein the second transformation algorithm takes into account the illumination of the test field, in particular by detecting at least one reference color, in particular a white field reference color.
実施形態12. 照明依存型色座標(F,m,b)は、(FR,mR,bR)が照明基準フィールドの画像から導出された色座標であるものとして、以下の等式:
実施形態13. 第1の変換アルゴリズム、具体的には行列Mが、公知のカメラ非依存型色座標、具体的には公知のCIE座標および/または三刺激値を有する少なくとも1つの基準色フィールドの少なくとも1つの画像を取得することによって、カメラ較正プロセスにおいて決定される、実施形態4ないし12のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 13. At least one image of at least one reference color field in which the first transformation algorithm, specifically the matrix M, has known camera-independent color coordinates, specifically known CIE coordinates and/or tristimulus values. 13. A calibration method as in any one of embodiments 4-12, wherein is determined in the camera calibration process by obtaining .
実施形態14. ステップh.は、既定の濃度測定範囲にわたり、等距離濃度の試料が、本質的に等距離の色差を有するベストマッチ色座標系内の色座標を導くような形で行なわれる、実施形態1ないし14のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 14. step h. is carried out over a predetermined range of density measurements in such a way that equidistant density samples lead to color coordinates in a best-match color coordinate system with essentially equidistant color differences. A calibration method according to claim 1.
実施形態15. 既定の測定範囲にわたり、テストフィールドに適用される場合に、分析物の異なる濃度Cp、Cvを有するテスト試料が、εを既定の範囲として、以下の色差:
実施形態16. 測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする色座標系セットの色座標系およびコーディング関数セットのコーディング関数が、具体的には、ベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を含む対を形成する、実施形態1ないし15のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 16. The color coordinate system of the color coordinate system set and the coding function of the coding function set in which the measured density set best matches the known density form a pair, specifically including the best match color coordinate system and the best match coding function. 16. A calibration method according to any one of embodiments 1-15.
実施形態17. コーディング関数セットが色座標のパラメータ化多項式関数を含む、実施形態1ないし16のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 17. 17. A calibration method as in any one of embodiments 1-16, wherein the coding function set comprises a parameterized polynomial function of color coordinates.
実施形態18. パラメータ化多項式関数が、c(F,m,b)を、有色テストフィールドが色(F,m,b)を有する場合の分析物の測定濃度とし、Nを正の整数とし、αi,j,kを多項式関数のパラメータとして:
実施形態19. ステップc.において使用されるテスト要素セットのテスト要素がすべて同じタイプのもの、好ましくは全て同一である、実施形態1ないし18のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 19. step c. 19. A calibration method according to any one of embodiments 1-18, wherein the test elements of the test element set used in are all of the same type, preferably all are identical.
実施形態20. さらに、少なくとも1つの標準テスト要素セットアップを定義するステップを含み、この標準テスト要素セットアップが、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドについての少なくとも1つのテスト化学薬品タイプを定義する、実施形態1ないし19のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 20. Further comprising defining at least one standard test element setup, the standard test element setup including at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte. 20. A calibration method according to any one of embodiments 1-19, wherein at least one test chemical type for at least one test field is defined.
実施形態21. 標準テスト要素セットアップがさらに、テスト化学薬品が適用される定義済み基体を含む、実施形態20に記載の較正方法。 Embodiment 21. 21. A calibration method according to embodiment 20, wherein the standard test element setup further comprises a defined substrate to which the test chemistry is applied.
実施形態22. テスト試料セットが、分析物の少なくとも3つの異なる濃度を提供する少なくとも3つの異なるテスト試料を含む、実施形態1ないし21のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 22. 22. A calibration method according to any one of embodiments 1-21, wherein the test sample set comprises at least three different test samples providing at least three different concentrations of the analyte.
実施形態23. 分析物がグルコースである、実施形態1ないし22のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 23. 23. A calibration method according to any one of embodiments 1-22, wherein the analyte is glucose.
実施形態24. 試料が体液である、実施形態23に記載の較正方法。 Embodiment 24. 24. A calibration method according to embodiment 23, wherein the sample is a bodily fluid.
実施形態25. テスト試料セットが、0mg/dl~600mg/dlの既定の測定範囲全体にわたる異なる濃度のテスト試料を含む、実施形態23ないし24のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 25. 25. A calibration method according to any one of embodiments 23-24, wherein the test sample set comprises test samples of different concentrations over a predetermined measurement range of 0 mg/dl to 600 mg/dl.
実施形態26. 具体的には、ステップa.、d.、e.、f.、g.、またはhのうちの少なくとも1つを行うためにコンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することによって行なわれる、実施形態1ないし25のいずれか1つに記載の較正方法。 Embodiment 26. Specifically, step a. , d. , e. , f. , g. , or h.
実施形態27. 試料中の分析物を検出するための検出方法において:
A. カメラを提供するステップと;
B. 実施形態1ないし26のいずれか1つに記載の較正方法を使用することによって、カメラを較正するステップと;
C. テスト要素に対して試料を適用するステップであって、テスト要素が分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これにより試料についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップと;
D. 少なくとも1つの有色テストフィールドの少なくとも1つの画像を取得するステップと;
E. ベストマッチ色座標系を使用することによって、テストフィールドの色座標を生成するステップと;
F. ベストマッチコーディング関数を使用することによって、色座標を、試料中の分析物の測定濃度へと変換するステップと;
を含む方法。
Embodiment 27. In a detection method for detecting an analyte in a sample:
A. providing a camera;
B. calibrating the camera by using the calibration method of any one of embodiments 1-26;
C. applying the sample to the test element, the test element forming at least one test field containing at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte; creating at least one colored test field for the sample;
D. acquiring at least one image of at least one colored test field;
E. generating color coordinates for the test field by using the best match color coordinate system;
F. converting the color coordinates to the measured concentration of the analyte in the sample by using a best match coding function;
method including.
実施形態28.ステップC.において使用されるテスト要素が較正方法のステップc.のテスト要素セットのテスト要素と同じタイプのものである、実施形態27に記載の検出方法。 Embodiment 28. step C. If the test element used in step c. of the calibration method 28. A detection method according to embodiment 27, wherein the test elements of the test element set of are of the same type.
実施形態29. ステップC.~F.が反復的に行なわれ、ステップBが、最初ステップC.~F.の複数の反復について一回だけかまたは毎回ステップC.~F.を行なう前に行なわれる、検出方法に関する実施形態27ないし28のいずれか1つに記載の検出方法。 Embodiment 29. step C. ~F. is performed iteratively, step B is first followed by step C. ~F. only once or each time for multiple iterations of step C. ~F. 29. The method of detection according to any one of embodiments 27-28 of the method of detection, performed prior to performing the.
実施形態30. 具体的にはステップB.、D.、E.、またはF.の1つ以上を行なうために、コンピュータまたはコンピュータネットワークを使用することによって行なわれる、検出方法に関する実施形態27ないし29のいずれか1つに記載の検出方法。 Embodiment 30. Specifically, step B. , D. , E. , or F. 30. A method of detection according to any one of embodiments 27-29 which relates to the method of detection by using a computer or computer network to perform one or more of:
実施形態31. コンピュータプログラムがコンピュータまたはコンピュータネットワークによって実行された時点で、コンピュータまたはコンピュータネットワークに、較正方法に関する実施形態1ないし26のいずれか1つに記載の較正方法または検出方法に関する実施形態27ないし30のいずれか1つに記載の前記検出方法の諸ステップを実施させる命令を含む、コンピュータプログラム。 Embodiment 31. When the computer program is executed by the computer or computer network, the computer or computer network can read any of the calibration method according to any one of the calibration method embodiments 1 through 26 or any of the detection method embodiments 27 through 30. A computer program comprising instructions for performing the steps of the detection method according to one.
実施形態32. カメラを使用することによって試料中の分析物を検出する目的でカメラを較正するための較正システムにおいて、少なくとも1つのコンピュータまたはコンピュータネットワークを含み、較正方法に関する実施形態1ないし26のいずれか1つに記載の較正方法を行なうために構成されている較正システム。 Embodiment 32. 27. A calibration system for calibrating a camera for the purpose of detecting an analyte in a sample by using the camera, comprising at least one computer or computer network, according to any one of the calibration method embodiments 1-26. A calibration system configured to perform the described calibration method.
実施形態33. さらに分析物の公知の濃度を有するテスト試料セット、およびテスト要素セットを含み、各テスト要素が少なくとも1つのテストフィールドを有する、実施形態32に記載の較正システム。 Embodiment 33. 33. The calibration system of embodiment 32, further comprising a set of test samples having known concentrations of analytes, and a set of test elements, each test element having at least one test field.
実施形態34. さらにカメラを含む、実施形態32ないし33のいずれか1つに記載の較正システム。 Embodiment 34. 34. A calibration system as in any one of embodiments 32-33, further comprising a camera.
実施形態35. 分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有する少なくとも1つのテスト要素を使用することによって試料中の分析物を検出するための検出システムにおいて、少なくとも1つのカメラ、具体的にはスマートホンのカメラを含み、さらに少なくとも1つのコンピュータまたはコンピュータネットワーク、具体的には少なくとも1つのスマートホンを含む検出方法に関する実施形態27ないし30のいずれか1つに記載の検出方法を行なうために構成されている検出システム。 Embodiment 35. An analyte in a sample is detected by using at least one test element having at least one test field containing at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte. Embodiment 27 relating to a detection method comprising at least one camera, in particular a camera of a smart phone, and at least one computer or computer network, in particular at least one smart phone, in a detection system for detecting 31. A detection system configured to perform the detection method of any one of Claims 1-30.
実施形態36. さらに少なくとも1つの試料および少なくとも1つのテスト要素を含み、テスト要素が少なくとも1つのテストフィールドを有する、実施形態35に記載の検出システム。 Embodiment 36. 36. A detection system according to embodiment 35, further comprising at least one sample and at least one test element, the test element having at least one test field.
実施形態37. さらに、分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットおよびテスト要素セットを含み、各テスト要素が少なくとも1つのテストフィールドを有する、実施形態35ないし36のいずれか1つに記載の検出システム。 Embodiment 37. 37. A detection system according to any one of embodiments 35-36, further comprising a set of test samples and a set of test elements having known concentrations of analytes, each test element having at least one test field.
実施形態38. 試料中の分析物を検出するためのシステムにおいて、実施形態36および37に記載の較正システムおよび検出システムを含むシステム。 Embodiment 38. 38. A system for detecting an analyte in a sample, comprising the calibration system and detection system of embodiments 36 and 37.
好ましくは従属クレームと併せて、実施形態の後続する説明において、さらなる任意の特徴および実施形態についてより詳細に説明する。ここで、それぞれの任意の特徴は、当業者であれば認識するように、単独でならびにいずれか任意の可能な組合せの形で実現され得る。本発明の範囲は、好ましい実施形態によって限定されない。実施形態は、図中で概略的に描かれている。ここで、これらの図中の同一の参照番号は、同一のまたは機能的に匹敵する要素を意味する。 Further optional features and embodiments are described in more detail in the subsequent description of the embodiments, preferably in conjunction with the dependent claims. Here, each optional feature can be implemented singly as well as in any possible combination, as the person skilled in the art will appreciate. The scope of the invention is not limited by the preferred embodiments. Embodiments are depicted schematically in the figures. Here, identical reference numbers in these figures denote identical or functionally comparable elements.
システム110の一実施形態が図1に例示されており、このシステム110は、較正システム112と検出システム114とを有する。図1に例示されている較正システム112は、カメラ116、例えばスマートホン118に含まれるカメラを較正するために構成されている。較正システム112は、少なくとも1つのコンピュータ119またはコンピュータネットワーク120を含む。較正システム112の例示された実施形態において、コンピュータ119は具体的には、据え置き型コンピュータまたはコンピュータネットワーク120であり得る。代替的には、コンピュータ119は例えば、移動体またはポータブルデバイス、例えばタブレット、ノート型パソコンまたは携帯電話、例えばスマートホン118のうちの1つ以上のもののコンピュータネットワークであり得る。較正システム112はさらに、較正方法、具体的には図2および3に例示された較正方法を行なうために構成されている。さらに、図1は、テスト試料122、具体的には2つ以上のテスト試料124を含むテスト試料セット122を例示する。テスト試料124は具体的には、体液、例えば血液または尿の試料であり得る。テスト試料セット122に含まれるテスト試料124は、具体的には分析物の異なる濃度を有し得る。詳細には、各テスト試料124は、具体的にはカメラ116を較正するときに分析物の公知の濃度を有し得る。さらに、図1は、テスト要素セット126を例示しており、各テスト要素128は、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールド130を有し、これにより少なくとも1つの有色テストフィールド130が創出される。 One embodiment of system 110 is illustrated in FIG. 1 and includes calibration system 112 and detection system 114 . The calibration system 112 illustrated in FIG. 1 is configured to calibrate a camera 116 , such as a camera included in a smart phone 118 . Calibration system 112 includes at least one computer 119 or computer network 120 . In the illustrated embodiment of calibration system 112 , computer 119 may specifically be a stationary computer or computer network 120 . Alternatively, computer 119 may be, for example, a computer network of one or more of mobile or portable devices such as tablets, laptops or cell phones, such as smart phone 118 . Calibration system 112 is further configured to perform a calibration method, specifically the calibration method illustrated in FIGS. Further, FIG. 1 illustrates a test sample 122 , specifically a test sample set 122 that includes two or more test samples 124 . The test sample 124 may specifically be a sample of bodily fluid, such as blood or urine. The test samples 124 included in the test sample set 122 can specifically have different concentrations of analytes. In particular, each test sample 124 may have a known concentration of analyte, particularly when calibrating camera 116 . Further, FIG. 1 illustrates a set of test elements 126, each test element 128 including at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte. It has one test field 130 , thereby creating at least one colored test field 130 .
図1に例示されている検出システム114は、少なくとも1つのテストフィールド130を有する少なくとも1つのテスト要素128を使用することによって試料131中の分析物を検出するために構成されている。試料131は、例えば分析物濃度を検出することを目的とする単一の試料であり得、したがって、詳細には、試料131内部の分析物の濃度は未知であり得る。具体的には、検出システム114は、図1においてテスト試料セット122とは別個に例示されている試料131中の分析物を検出するために構成され得る。同様にして、テストフィールド130を有するテスト要素128は、図1においてテスト要素セット126とは別個に例示されているテスト要素128であり得る。テストフィールド130は、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む。検出システム114は、少なくとも1つのカメラ116、具体的にはスマートホン118のカメラ116を含む。さらに検出システム114は、少なくとも1つのコンピュータ119またはコンピュータネットワーク120を含む。検出システム114の例示された実施形態において、コンピュータ119は、具体的にはスマートホン118であり得る。検出システムはさらに、検出方法、具体的には図4で例示された検出方法を行なうために構成されている。 Detection system 114 illustrated in FIG. 1 is configured for detecting analytes in sample 131 by using at least one test element 128 having at least one test field 130 . Sample 131 may be, for example, a single sample intended to detect analyte concentration, and thus, in particular, the concentration of analyte within sample 131 may be unknown. Specifically, detection system 114 may be configured to detect an analyte in sample 131, illustrated separately from test sample set 122 in FIG. Similarly, test element 128 with test field 130 may be test element 128 illustrated separately from test element set 126 in FIG. Test field 130 contains at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte. Detection system 114 includes at least one camera 116 , specifically camera 116 of smart phone 118 . Further, detection system 114 includes at least one computer 119 or computer network 120 . In the illustrated embodiment of detection system 114 , computer 119 may specifically be smart phone 118 . The detection system is further configured for performing a detection method, specifically the detection method illustrated in FIG.
概して、典型的な問題点は、光学的に検出可能な検出反応を検出するためのカメラを較正するときに発生し得る。一例として、カメラを較正するために使用される色差を測定するための測定単位を決定するためのアプローチには、以下の3つのステップが含まれ得る。 In general, typical problems can occur when calibrating cameras for detecting optically detectable detection reactions. As an example, an approach for determining the units of measure for measuring color difference used to calibrate a camera may include the following three steps.
第1のステップは、例えば、初期変換を行なうステップを含み得る。具体的には、第1のステップは、例えば(R,G,B)などのカメラ依存型色座標を、例えば(X,Y,Z)などのカメラ非依存型色座標に変換するステップを含み得る。代表的には、初期変換は、電磁スペクトルの物理的サイズと生理学的色覚とを結び付ける目的で役立つことができる。例えば、初期変換は、以上の説明の中で開示されている等式(1)を使用することができる。具体的には、標準アルゴリズム、例えば基準色の測定に基づく標準アルゴリズムを、等式(1)中で使用されている変換行列Mを決定するために使用することができる。ここでもまた、F.Konig:「Die Charakterisierung von Farbsensoren」,Dissertation,Logos Verlag,Berlin,2001,pp.48~49に対する参照が指示され得る。 A first step may include, for example, performing an initial transformation. Specifically, the first step includes transforming camera-dependent color coordinates, such as (R,G,B), to camera-independent color coordinates, such as (X,Y,Z). obtain. Typically, the initial transformation can serve the purpose of linking the physical size of the electromagnetic spectrum with physiological color vision. For example, the initial transform can use equation (1) disclosed in the discussion above. Specifically, standard algorithms, such as standard algorithms based on measurements of reference colors, can be used to determine the transformation matrix M used in equation (1). Again, F. Konig: "Die Charakterisierung von Farbsensoren", Dissertation, Logos Verlag, Berlin, 2001, pp. References to 48-49 may be indicated.
第2のステップは、さらなる変換を含み得る。具体的には、第2のステップは、カメラ非依存型色座標、例えば(X,Y,Z)を、選択された色空間、例えば人間の色知覚にしたがった色差などの色差を最適化するのに好適な色空間、例えばCIEにしたがった色空間へと変換するステップを含み得る。以下の等式は、カメラ非依存型色座標のCIE L*a*b色空間への変換の計算を、代表的に示している。 A second step may include further transformations. Specifically, the second step is to optimize the camera-independent color coordinates, e.g. (X, Y, Z), to a selected color space, e.g. into a color space suitable for, for example, a color space according to the CIE. The following equations represent the computation of the conversion of camera-independent color coordinates to the CIE L*a*b color space.
第3のステップは、色同士の間の差異、例えば色差を測定するための測定単位を計算および/または定義するステップを含み得る。例えばL*a*b色空間に基づく2つの試料pおよびvの間の色差などの色差を、以下の等式を用いて決定することができる:
詳細には、測定単位を定義するための他の数式または等式、例えば非線形等式、例えば色差に対する考えられる非線形効果を考慮したより複雑な非線形等式を使用することができる。具体的には、色差を測定するための測定単位を決定するために、色差、例えば△E94および△E00に対する周囲輝度の考えられる効果を考慮に入れた非線形等式を使用することができる。 In particular, other mathematical formulas or equations for defining units of measure can be used, such as non-linear equations, eg more complex non-linear equations that take into account possible non-linear effects on color difference. Specifically, a non-linear equation that takes into account the possible effect of ambient luminance on color difference, e.g. .
上述の方法には典型的に、分析的測定に適用される場合にいくつかの課題が関与する。したがって、CIE勧告に基づいて測定単位を定義するための数式などの数式は、人間の色知覚と色刺激の物理的原因との間のつながりまたは関係を確立することを目指すものであり得、したがって、等距離データ、例えば等距離分析物濃度の不規則または非線形表現を導き得ると考えるべきである。詳細には、前記非線形表現は、例えば、分析物を検出するためのカメラ116を較正するために使用された場合、決定された分析物濃度の非線形または不規則精度を導き得る。したがって、本発明に係る試料131中の分析物を検出するためのカメラ116を較正するための較正方法は、詳細には、既定の濃度測定範囲にわたり、等距離濃度の試料が本質的に等距離の色差を有する色座標を導くような形で行なうことができる。試料131中の分析物を検出するためのカメラ116を較正するための較正方法の流れ図の一実施形態が図2で例示されている。 The methods described above typically involve several challenges when applied to analytical measurements. Accordingly, mathematical formulas such as those for defining units of measurement based on CIE recommendations may aim to establish a link or relationship between human color perception and the physical causes of color stimuli, thus , can lead to equidistant data, eg, irregular or non-linear representations of equidistant analyte concentrations. In particular, said non-linear representation may lead to non-linear or irregular accuracy of determined analyte concentrations, for example when used to calibrate camera 116 for detecting analytes. Accordingly, the calibration method for calibrating the camera 116 for detecting an analyte in a sample 131 according to the present invention is specifically designed to provide essentially equidistant concentrations of sample over a predetermined concentration measurement range. can be done in such a way as to derive color coordinates with a color difference of . One embodiment of a flow diagram of a calibration method for calibrating camera 116 for detecting analytes in sample 131 is illustrated in FIG.
図2には、本発明に係る較正方法が示されている。図2で例示された較正方法は、色座標系セットを提供するためのステップa.(方法ステップ132)を含み、これらの色座標系セットは、物体の色を描写するために構成された複数の異なる色座標系を含む。較正方法はさらに、分析物の公知の濃度を有するテスト試料セット122を提供するためのステップb.(方法ステップ134)を含む。具体的には、図1に例示されたテスト試料セット122を提供することができる。 FIG. 2 shows a calibration method according to the invention. The calibration method illustrated in FIG. 2 includes steps a. to provide a color coordinate system set. (method step 132), these color coordinate system sets include a plurality of different color coordinate systems configured to describe the color of an object. The calibration method further comprises a step b. for providing a test sample set 122 having a known concentration of analyte. (method step 134). Specifically, the test specimen set 122 illustrated in FIG. 1 can be provided.
さらに、較正方法は、テスト要素セット126にテスト試料124を適用するためのステップc.(方法ステップ136)を含む。具体的には、図1に例示されたテスト要素セット126にテスト試料124を適用することができる。詳細には、テスト試料セット122からのテスト試料124の各々を、それぞれテスト要素セット126からのテスト要素128に対して適用することができる。各テスト要素128は、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールド130を有し、これによりテスト試料124の各々についての少なくとも1つの有色テストフィールド130が創出される。 Further, the calibration method includes step c. for applying test sample 124 to test element set 126. (method step 136). Specifically, test specimen 124 may be applied to test element set 126 illustrated in FIG. Specifically, each of test samples 124 from test sample set 122 can be applied to test elements 128 from test element set 126, respectively. Each test element 128 has at least one test field 130 containing at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte, whereby each test sample 124 At least one colored test field 130 for is created.
較正方法はさらに、カメラ116を使用することにより有色テストフィールド130の画像を取得するためのステップd.(方法ステップ138)を含む。具体的には、図1に例示されているスマートホン118に含まれたカメラ116を用いて、有色テストフィールド130の画像を取得することができる。さらに、較正方法は、色座標系セットの色座標系を使用することによって、有色テストフィールド130の画像についての色座標を生成し、これにより、テスト試料および色座標系についての色座標セットを創出するためのステップe.(方法ステップ140)を含む。 The calibration method further includes step d. for acquiring an image of the colored test field 130 by using the camera 116. (method step 138). Specifically, an image of the colored test field 130 can be acquired using the camera 116 included in the smart phone 118 illustrated in FIG. Further, the calibration method generates color coordinates for the image of the colored test field 130 by using the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system. step e. (method step 140).
さらに、較正方法は、コーディング関数セットを提供するためのステップf.(方法ステップ142)を含む。コーディング関数セットは、テストフィールド130の色座標をテスト試料124中の分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含む。較正方法はさらに、コーディング関数セットを使用することによって、ステップe.で生成された色座標セットを測定濃度セットへと変換するためのステップg.(方法ステップ144)を含む。 Further, the calibration method includes step f. for providing a set of coding functions. (method step 142). The coding function set includes a plurality of coding functions for converting color coordinates of test field 130 to corresponding concentrations of analytes in test sample 124 . The calibration method further uses the coding function set to perform step e. for converting the set of color coordinates generated in g. to a set of measured densities. (method step 144).
さらに、較正方法は、測定濃度セットをテスト試料124の公知の濃度と比較し、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチするベストマッチ色座標系およびコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するためのステップh.(方法ステップ146)を含む。具体的には、較正方法は詳細には、等距離濃度の試料124が、本質的に等距離の色差を有するベストマッチ色座標系内の色座標を導くような形で行なわれ得る。 Additionally, the calibration method compares the set of measured densities to the known densities of the test sample 124 to determine the best match color coordinate system and best match coding function of the set of coding functions in which the set of measured densities best matches the known densities. a step for h. (method step 146). Specifically, the calibration method may be performed in such a manner that equidistant density samples 124 lead to color coordinates within a best match color coordinate system having essentially equidistant color differences.
例えば、異なる色座標系から、具体的には色座標系セットからの異なる色座標系から、色座標の1つ、2つ以上または全てを取り上げることができ、これを使用してベストマッチ色座標系を網羅することができる。具体的には、ベストマッチ色座標系は、2つ以上、好ましくは3つ以上の色座標で構成されていてよい。具体的には、多数の色座標を、多次元パラメータと呼ぶことができる。代表的には、ベストマッチ色座標系を決定するために、具体的には測定濃度と公知の濃度の間、例えば測定結果と基準結果の間の相違、例えば誤差を最小化することができる。詳細には、誤差は例えば、色座標系の、例えば色空間のパラメータ、例えば係数の値を適応させることによって最小化され得る。さらに、コーディング関数セットは具体的には、詳細には多次元コード関数と呼ばれる2つ以上のコーディング関数を含むことができる。一例として、多次元コード関数を用いて、結果を計算する、例えば試料131の分析物濃度を決定することができる。 For example, one, more or all of the color coordinates can be taken from different color coordinate systems, specifically different color coordinate systems from the set of color coordinate systems, and used to determine the best match color coordinates. system can be covered. Specifically, the best match color coordinate system may consist of two or more, preferably three or more color coordinates. Specifically, multiple color coordinates can be referred to as multidimensional parameters. Typically, in order to determine the best match color coordinate system, the difference, eg error, specifically between the measured density and the known density, eg between the measured result and the reference result, can be minimized. In particular, the error can be minimized, for example, by adapting the values of the parameters, eg coefficients, of the color coordinate system, eg of the color space. Furthermore, the coding function set can specifically include two or more coding functions, specifically referred to as multi-dimensional code functions. As an example, a multidimensional code function can be used to calculate a result, eg, determine the analyte concentration of sample 131 .
図3では、ほとんどの部分において図2の方法に対応する、較正方法のさらなる実施形態が示されている。したがって、大部分のステップについて、以上の図2の説明を参照することができる。図3で例示されているように、較正方法のこの実施形態において、ステップe.(方法ステップ140)は、3つのサブステップを含むことができる。具体的には、有色テストフィールド130の画像についてのカメラ依存型色座標を生成するための第1のサブステップe1.(方法ステップ148)、第1の変換アルゴリズムを使用することによってカメラ依存型色座標をカメラ非依存型色座標へと変換するための第2のサブステップe2.(方法ステップ150)、および第2の変換アルゴリズムを使用することによってカメラ非依存型色座標を色座標系セットの色座標系についての色座標へと変換し、これによりテスト試料および色座標系についての色座標を創出するための第3のサブステップe3.(方法ステップ152)である。 In FIG. 3 a further embodiment of a calibration method is shown, which for the most part corresponds to the method of FIG. Therefore, reference can be made to the description of FIG. 2 above for most of the steps. As illustrated in FIG. 3, in this embodiment of the calibration method, step e. (method step 140) may include three substeps. Specifically, a first sub-step e1. for generating camera-dependent color coordinates for the image of the colored test field 130; (method step 148), a second sub-step for transforming camera-dependent color coordinates into camera-independent color coordinates by using a first transformation algorithm e2. (method step 150), and transforming the camera-independent color coordinates into color coordinates for the color coordinate system of the color coordinate system set by using a second transformation algorithm, thereby for the test sample and the color coordinate system a third sub-step for creating the color coordinates of e3. (method step 152).
図4は、試料124中の分析物を検出するための検出方法の一実施形態の流れ図を例示する。検出方法は、カメラ116を提供するためのステップA.(方法ステップ154)を含む。具体的には、図1に例示されているようなカメラ116を提供することができる。さらに、検出方法は、較正方法を使用することによって、カメラ116を較正するためのステップB.(方法ステップ156)を含む。詳細には、カメラ116を較正するために、図2または3で例示されている較正方法を使用することができる。 FIG. 4 illustrates a flow diagram of one embodiment of a detection method for detecting analytes in sample 124 . The detection method includes step A.1 to provide camera 116. (method step 154). Specifically, a camera 116 as illustrated in FIG. 1 may be provided. Further, the detection method includes step B.1 for calibrating the camera 116 by using the calibration method. (method step 156). Specifically, the calibration method illustrated in FIGS. 2 or 3 can be used to calibrate camera 116 .
さらに、検出方法は、テスト要素128に試料を適用するためのステップC.(方法ステップ158)を含み、テスト要素128は、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールド130を有し、これにより試料124についての少なくとも1つの有色テストフィールド130が創出される。具体的には、図1でテスト試料セット122と別個に例示されている試料124を、テスト要素128に対して、具体的には図1でテスト要素セット126とは別個に例示されているテスト要素128に対して適用することができる。 Additionally, the detection method includes step C.1 for applying the sample to the test element 128. (method step 158), wherein the test element 128 has at least one test field 130 containing at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with the analyte; This creates at least one colored test field 130 for the sample 124 . Specifically, sample 124, illustrated separately from test sample set 122 in FIG. It can be applied to element 128 .
さらに、検出方法は、少なくとも1つの有色テストフィールド130の少なくとも1つの画像を取得するためのステップD.(方法ステップ160)を含む。検出方法はさらに、ベストマッチ色座標系を使用することによってテストフィールド130の色座標を生成するためのステップE.(方法ステップ162)を含む。詳細には、ベストマッチ色座標系は、色座標系セットの異なる色座標系からの3つまたは4つの色座標で構成され得る。さらに、検出方法は、ベストマッチコーディング関数を使用することによって色座標を試料124中の分析物の測定濃度へと変換するためのステップF.(方法ステップ164)を含む。 Further, the detection method includes a step D.1 for acquiring at least one image of at least one colored test field 130. (method step 160). The detection method further includes step E. for generating color coordinates of test field 130 by using a best match color coordinate system. (method step 162). Specifically, the best match color coordinate system can be composed of three or four color coordinates from different color coordinate systems of the color coordinate system set. Further, the detection method includes step F. for converting color coordinates to measured concentrations of analytes in sample 124 by using a best match coding function. (method step 164).
図5は、試料124中の分析物を検出するためのカメラ116を較正するための較正方法の一実施形態の流れ図の一部を例示している。この実施形態は、図2または図3中に示された方法の具体的実施形態の一部とみなすことができるものである。詳細には、サブステップe2.およびe3.(方法ステップ150および152)およびステップf.、g.、およびh(方法ステップ142、144および146)を含む較正方法の実施形態の流れ図の一部を、図5に例示することが可能である。 FIG. 5 illustrates part of a flow diagram of one embodiment of a calibration method for calibrating camera 116 for detecting analytes in sample 124 . This embodiment can be considered part of the specific embodiment of the method shown in FIG. 2 or FIG. Specifically, substep e2. and e3. (method steps 150 and 152) and step f. , g. , and h (method steps 142, 144 and 146) may be illustrated in FIG.
ステップe2.(方法ステップ150)の第1の変換アルゴリズムは、例えば、行列演算を含むことができる。具体的には、第1の変換アルゴリズムは、行列Mを使用することによる行列演算、詳細には、カメラ依存型色座標(R,G,B)をカメラ非依存型色座標(X,Y,Z)へと変換するための行列演算を含むことができる。第1の変換は、具体的には、等式(1)に示された変換、詳細には図5の左側の最初の囲みの中に例示された変換を使用することができる。 step e2. The first transformation algorithm of (method step 150) may include, for example, matrix operations. Specifically, the first transformation algorithm is a matrix operation by using a matrix M, specifically camera dependent color coordinates (R,G,B) to camera independent color coordinates (X,Y, Z) can include matrix operations. The first transform may specifically use the transform shown in equation (1), specifically the transform exemplified in the first box on the left hand side of FIG.
ステップe3.(方法ステップ152)の第2の変換アルゴリズムは、例えば、パラメータ化関数を使用することによってカメラ非依存型色座標を色座標セットの色座標へと変換するステップを含むことができる。詳細には、カメラ非依存型色座標(X,Y,Z)は、等式2.1、2.2および2.3に示された変換を使用することによって色座標セット(F,m,b)へと変換され得る。図5に例示されているように、カメラ非依存型色座標(X,Y,Z)を色座標セット(F,m,b)へと変換するステップは、第1の変換アルゴリズムを行なった後で行なうことができる。第2の変換アルゴリズムはさらに、具体的には、少なくとも1つの基準色、具体的には白色フィールドの基準色を検出することによって、テストフィールドの照明を考慮することができる。詳細には、図5中の左から3番目の囲みに例示されているような、等式3.1~3.6の1つ以上を使用することによって、照明依存型色座標(F,m,b)を相対的色座標(Frel,mrel,brel)へと変換することができる。 step e3. The second transformation algorithm of (method step 152) may include, for example, transforming the camera-independent color coordinates into color coordinates of the color coordinate set by using a parameterized function. Specifically, the camera-independent color coordinates (X, Y, Z) are converted from the color coordinate set (F, m, b). As illustrated in FIG. 5, the step of transforming the camera-independent color coordinates (X,Y,Z) into a set of color coordinates (F,m,b) comprises: can be done with The second transformation algorithm can also take into account the illumination of the test field, in particular by detecting at least one reference color, in particular the reference color of the white field. Specifically, the illumination dependent color coordinates (F,m , b) into relative color coordinates (F rel , m rel , b rel ).
その後に、ステップf.g.およびh.(方法ステップ142、144および146)を行なうことができる。具体的には、ステップh.(方法ステップ146)は、既定の濃度測定範囲にわたり、等距離濃度の試料124が、本質的に等距離の色差を有するベストマッチ色座標系内の色座標を導くような形で行なわれ得る。一例として、図5中に示された最も右側の囲みは、試料124の実際の分析物濃度(c)(x軸)と試料124の本質的に等距離の色差(△E)の間に線形関係が存在している理想的な例を示している。 Thereafter, step f. g. and h. (method steps 142, 144 and 146) may be performed. Specifically, step h. (Method step 146) may be performed in such a way that the equidistant density samples 124 lead to color coordinates within the best match color coordinate system that have essentially equidistant color differences over a predetermined density measurement range. As an example, the rightmost box shown in FIG. 5 shows the linear relationship between the actual analyte concentration (c) of sample 124 (x-axis) and the essentially equidistant color difference (ΔE) of sample 124. It shows an ideal example where a relationship exists.
さらに、図6は、実際の血糖値(c)、例えばテスト試料124の予め定義された血糖値と、カメラ非依存型色座標(X,Y,Z)の比X/(X+Y)との間の関係を表わす図表を例示する。示された例において、色座標ZはZ=0に設定されている。具体的には、パラメータa0、a1およびa2が代表的にa0=1、a1=1およびa2=1に設定されたカメラ非依存型色座標の比a0・X/(a1・X+a2・Y)は、図6に例示された図表のy軸上にプロットされている。x軸上にプロットされているのは、試料124中の分析物の濃度、例えば、デシリットルあたりのミリグラム(mg/dl)の単位で示された実際の血糖値(c)などの、試料124中の分析物の濃度である。詳細には、この図表は、カメラ非依存型色座標の比と実際の血糖値の間の非線形依存性を示す。こうして、示された例において、等距離濃度の試料は、選択された色座標系(X,Y,Z)中の本質的に等距離の色差を導かない。したがって、選択された色座標系はベストマッチ色座標系でない可能性があり、例えば図2および3に例示されているように、較正方法をさらに行なうステップが必要であり得る。 In addition, FIG. 6 shows the relationship between the actual blood glucose level (c), e.g., the predefined blood glucose level of the test sample 124, and the ratio X/(X+Y) of the camera-independent color coordinates (X, Y, Z). A diagram showing the relationship between is illustrated. In the example shown, the color coordinate Z is set to Z=0. Specifically, the ratio of camera - independent color coordinates a 0 ·X / ( a 1.X+a 2.Y ) are plotted on the y-axis of the diagram illustrated in FIG. Plotted on the x-axis is the concentration of the analyte in the sample 124, e.g., the actual blood glucose level (c) expressed in milligrams per deciliter (mg/dl) is the concentration of the analyte. Specifically, this chart shows the non-linear dependence between the ratio of camera-independent color coordinates and the actual blood glucose level. Thus, in the example shown, equidistant density samples do not lead to essentially equidistant color differences in the chosen color coordinate system (X,Y,Z). Therefore, the selected color coordinate system may not be the best match color coordinate system, and further steps of calibration methods may be required, as illustrated in FIGS. 2 and 3, for example.
さらに、図7A~Eは、実際の血糖値(c)と選択されたCIE座標、例えば図7A中のL*、図7B中のa*、図7C中のb*、図7D中のu’および図7E中のv’との間の関係を表わす図表の実施形態を例示している。これらの図表は、全てのCIE座標について、実際の血糖値とCIE座標の間の異なる関係を表わす。具体的には、例示されている通り、異なる色座標は、実際の血糖濃度とのマッチングに対する異なる適合性を有する。詳細には、等距離濃度の例示された試料は、図7A~E全てについて同じであるが、全ての例示されたCIE座標について本質的に等距離の色差を導かない。例えば、図7D中に例示された図表は、色座標a*に基づいて、図7Bに例示された図表に比べてより線形的な色座標u’と試料間の関係を表わしている。 Further, FIGS. 7A-E show actual blood glucose levels (c) and selected CIE coordinates, eg, L * in FIG. 7A, a* in FIG. 7B, b * in FIG. 7C, and u′ in FIG. 7D . and v′ in FIG. 7E. These charts represent different relationships between actual blood glucose levels and CIE coordinates for all CIE coordinates. Specifically, as illustrated, different color coordinates have different suitability for matching with actual blood glucose concentration. Specifically, the illustrated samples of equidistant densities, which are the same for all FIGS. 7A-E, do not lead to essentially equidistant color differences for all illustrated CIE coordinates. For example, the chart illustrated in FIG. 7D represents a more linear relationship between color coordinate u′ and sample than the chart illustrated in FIG. 7B, based on color coordinate a * .
図8Aは、血糖値決定のために一般的な方法およびシステムを用いて、決定された血糖値と実際の血糖値との間の関係を表わす図表の一実施形態を例示している。詳細には、図8Aに例示された図表は、CIE色座標系L*a*b*を用いて、決定または測定された血糖値(mBG)と実際の血糖値(c)との間の関係を表わしている。 FIG. 8A illustrates one embodiment of a chart representing the relationship between determined blood glucose levels and actual blood glucose levels using the general method and system for blood glucose determination. Specifically, the chart illustrated in FIG. 8A shows the relationship between the determined or measured blood glucose level (mBG) and the actual blood glucose level (c) using the CIE color coordinate system L * a * b * . represents
これと対照的に、図8Bは、血糖値決定のために本出願に係る当該方法およびシステムを用いて、決定された血糖値と実際の血糖値との間の関係を表わす図表の一実施形態を例示する。具体的には、図8Bに例示された図表は、ベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を用いて、決定され測定された血糖値(mBG)と実際の血糖値(c)との間の関係を表わしている。詳細には、図8Aと8Bを比較すると、血中濃度を決定する一般的アプローチを使用する場合に比べて、ベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を使用した場合に精度が改善されることが分かる。具体的には、ベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を使用した場合、決定された血糖値のより低い散乱度を達成することができる。さらに、図8Aおよび8Bは、実際の血糖濃度に比べた決定された血糖濃度の臨床的精度を定量化する、エラーグリッド解析の領域A~E、具体的にはパークスエラーグリッドの領域A~Eを示す。 In contrast, FIG. 8B illustrates one embodiment of a chart representing the relationship between determined blood glucose levels and actual blood glucose levels using the methods and systems of the present application for blood glucose determination. is exemplified. Specifically, the chart illustrated in FIG. 8B plots between the determined and measured blood glucose level (mBG) and the actual blood glucose level (c) using the BestMatch color coordinate system and the BestMatch coding function. represents a relationship. In particular, comparing Figures 8A and 8B, it can be seen that the accuracy is improved when using the BestMatch color coordinate system and BestMatch coding function compared to using the general approach for determining blood concentration. I understand. Specifically, when using the BestMatch color coordinate system and the BestMatch coding function, a lower degree of scattering of the determined blood glucose level can be achieved. Further, FIGS. 8A and 8B show areas AE of the error grid analysis, specifically areas AE of the Parkes error grid, which quantify the clinical accuracy of the determined blood glucose concentration compared to the actual blood glucose concentration. indicates
さらに、図8Aおよび8Bは、実際の血糖濃度に比べた決定された血糖濃度の臨床的精度を定量化する、エラーグリッド解析の領域A~E、具体的にはパークスエラーグリッドの領域A~Eを示す。例えば、以下の領域内の血糖値は以下の通りである:
- 領域A内の血糖値は、基準センサの20%の範囲内の値を含む;
- 領域B内の血糖値は、20%の外にあるものの不適切な治療を導くことがないと思われる値を含む;
- 領域C内の血糖値は、不要な治療を導く値を含む;
- 領域D内の血糖値は、潜在的に危険な低血糖症または高血糖症の検出不具合を表わす値を含む。
- 領域E内の血糖値は、低血糖症の治療を高血糖症と混同させるまたはその逆が考えられる値を含む。
Further, FIGS. 8A and 8B show areas AE of the error grid analysis, specifically areas AE of the Parkes error grid, which quantify the clinical accuracy of the determined blood glucose concentration compared to the actual blood glucose concentration. indicates For example, blood glucose levels in the following areas are:
- Blood glucose values within region A include values within 20% of the reference sensor;
- Blood glucose levels within region B include values outside 20% but not likely to lead to inappropriate treatment;
- Blood glucose levels in region C include values that lead to unnecessary therapy;
- Blood glucose values in region D contain values representing potentially dangerous hypoglycemia or hyperglycemia failure to detect.
- Blood glucose levels within region E include values that may confuse treatment of hypoglycemia with hyperglycemia and vice versa.
エラーグリッド解析についてのさらなる情報に関しては、Clarke WL,Cox D,Gonder-Frederick LA,Carter W,Pohl SL:Evaluating clinical accuracy of systems for self-monitoring of blood glucose.Diabetes Care 10:622~628,1987を参照することができる。 For more information on error grid analysis, see Clarke WL, Cox D, Gonder-Frederick LA, Carter W, Pohl SL: Evaluating clinical accuracy of systems for self-monitoring of blood glucose. Diabetes Care 10:622-628, 1987.
図8Aおよび8Bは両方共、同じ試料に基づくものであり、詳細には、両方の図において血糖値を決定するために同じテスト試料セットが使用されている。表1は、それぞれの領域に応じて選別された図8Aおよび図8Bの両方についての決定された血糖値の数を標示している。 Both Figures 8A and 8B are based on the same sample, specifically the same test sample set is used to determine blood glucose levels in both figures. Table 1 lists the number of determined blood glucose levels for both Figures 8A and 8B sorted according to their respective regions.
具体的には、図8Aおよび8Bに例示されているように、かつ上の表中に記された決定された血糖値の定量化によって示されている通り、決定された血糖値の精度および正確さは、血糖濃度を決定する一般的なアプローチを用いた場合に比べて、ベストマッチ色座標系およびベストマッチコーディング関数を使用した場合に改善され得る。 Specifically, the precision and accuracy of the determined blood glucose levels, as illustrated in FIGS. 8A and 8B and indicated by the quantification of the determined blood glucose levels noted in the table above. The accuracy can be improved when using the BestMatch color coordinate system and BestMatch coding function compared to using common approaches to determine blood glucose concentration.
110 システム
112 較正システム
114 検出システム
116 カメラ
118 スマートホン
120 コンピュータネットワーク
122 テスト試料セット
124 テスト試料
126 テスト要素セット
128 テスト要素
130 テストフィールド
131 試料
132 ステップa. 色座標系セットを提供するステップ。
134 ステップb. 分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットを提供するステップ。
136 ステップc. テスト要素セットに対してテスト試料を適用するステップであって、各テスト要素が、分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これによりテスト試料の各々についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップ。
138 ステップd. カメラを使用することによって有色テストフィールドの画像を取得するステップ。
140 ステップe. 色座標系セットの色座標系を使用することによって、有色テストフィールドの画像についての色座標を生成するステップであって、これによりテスト試料および色座標系についての色座標セットが創出されるステップ。
142 ステップf. コーディング関数セットを提供するステップであって、コーディング関数セットが、テストフィールドの色座標を試料中の分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含んでいるステップ。
144 ステップg. コーディング関数セットを使用することによって、ステップe.で生成された色座標セットを測定濃度セットへと変換するステップと。
146 ステップh. テスト試料の公知の濃度と測定濃度セットとを比較し、測定濃度セットが公知の濃度と最適にマッチする色座標系セットのベストマッチ色座標系およびコーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するステップ。
148 ステップe1. 有色テストフィールドの画像についてのカメラ依存型色座標を生成するステップ。
150 ステップe2. 第1の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ依存型色座標をカメラ非依存型色座標へと変換するステップ。
152 e3. 第2の変換アルゴリズムを使用することによって、カメラ非依存型色座標を色座標系セットの色座標系についての色座標へと変換し、これによりテスト試料および色座標系についての色座標セットが創出されるステップ。
110 System 112 Calibration System 114 Detection System 116 Camera 118 Smartphone 120 Computer Network 122 Test Specimen Set 124 Test Specimen 126 Test Element Set 128 Test Element 130 Test Field 131 Specimen 132 Step a. Providing a color coordinate system set.
134 Step b. Providing a test sample set having a known concentration of analyte.
136 Step c. applying a test sample to a set of test elements, each test element comprising at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with an analyte; having four test fields, thereby creating at least one colored test field for each of the test samples.
138 Step d. Acquiring an image of the colored test field by using a camera.
140 Step e. Generating color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system.
142 Step f. Providing a coding function set, the coding function set containing a plurality of coding functions for converting color coordinates of the test field to corresponding concentrations of analytes in the sample.
144 Step g. By using the coding function set, step e. and converting the set of color coordinates generated in to a set of measured densities.
146 Step h. Comparing the known density of the test sample with the set of measured densities to determine the best match color coordinate system of the set of color coordinate systems and the best match coding function of the set of coding functions for which the set of measured densities best matches the known density. .
148 Step e1. Generating camera-dependent color coordinates for the image of the colored test field.
150 Step e2. Transforming the camera dependent color coordinates into camera independent color coordinates by using a first transformation algorithm.
152 e3. A second transformation algorithm is used to transform the camera-independent color coordinates into color coordinates for the color coordinate system of the color coordinate system set, thereby creating a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system. steps to be taken.
Claims (16)
a. 色座標系セットを提供するステップであって、前記色座標系セットが物体の色を描写するために構成された複数の異なる色座標系を含んでいるステップと;
b. 前記分析物の公知の濃度を有するテスト試料セットを提供するステップと;
c. テスト要素セットに対してテスト試料を適用するステップであって、各テスト要素が、前記分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これにより前記テスト試料の各々について少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップと;
d. 前記カメラを使用することによって前記有色テストフィールドの画像を取得するステップと;
e. 前記色座標系セットの前記色座標系を使用することによって、前記有色テストフィールドの前記画像について色座標を生成するステップであって、これにより前記テスト試料および前記色座標系についての色座標セットが創出されるステップと;
f. コーディング関数セットを提供するステップであって、前記コーディング関数セットが、テストフィールドの色座標を前記試料中の前記分析物の対応する濃度へと変換するための複数のコーディング関数を含んでいるステップと;
g. 前記コーディング関数セットを使用することによって、ステップe.で生成された前記色座標セットを測定濃度セットへと変換するステップと;
h. 前記テスト試料セットの前記テスト試料の前記公知の濃度と前記測定濃度セットとを比較し、前記測定濃度セットが前記公知の濃度と最適にマッチする前記色座標系セットのベストマッチ色座標系および前記コーディング関数セットのベストマッチコーディング関数を決定するステップと;
を含む較正方法。 In a calibration method for calibrating a camera for detecting an analyte in a sample:
a. providing a set of color coordinate systems, said set of color coordinate systems including a plurality of different color coordinate systems configured to describe the color of an object;
b. providing a test sample set having a known concentration of said analyte;
c. applying a test sample to a set of test elements, each test element comprising at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with said analyte; having one test field thereby creating at least one colored test field for each of said test specimens;
d. obtaining an image of the colored test field by using the camera;
e. generating color coordinates for the image of the colored test field by using the color coordinate system of the color coordinate system set, whereby a color coordinate set for the test sample and the color coordinate system is a step that is created;
f. providing a coding function set, said coding function set comprising a plurality of coding functions for converting color coordinates of a test field into corresponding concentrations of said analyte in said sample; ;
g. by using said coding function set, step e. converting the set of color coordinates generated in to a set of measured densities;
h. comparing said known densities of said test samples of said set of test samples with said set of measured densities, and said best match color coordinate system of said set of color coordinate systems in which said set of measured densities best match said known densities and said determining a best matching coding function of the set of coding functions;
Calibration method including.
e1. 前記有色テストフィールドの前記画像についてのカメラ依存型色座標を生成するステップと;
e2. 第1の変換アルゴリズムを使用することによって、前記カメラ依存型色座標をカメラ非依存型色座標へと変換するステップと;
e3. 第2の変換アルゴリズムを使用することによって、前記カメラ非依存型色座標を前記色座標系セットの前記色座標系について色座標へと変換し、これにより前記テスト試料および前記色座標系についての前記色座標セットが創出されるステップと;
を含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の較正方法。 step e. But:
e1. generating camera dependent color coordinates for said image of said colored test field;
e2. transforming the camera-dependent color coordinates to camera-independent color coordinates by using a first transformation algorithm;
e3. Converting the camera-independent color coordinates to color coordinates for the color coordinate system of the set of color coordinate systems by using a second conversion algorithm, thereby converting the camera-independent color coordinates for the test sample and the color coordinate system a step in which a color coordinate set is created;
4. A calibration method according to any one of claims 1 to 3, comprising:
P1-P11がパラメータであるものとして、以下のパラメータ化関数:
The following parameterized function, where P 1 -P 11 are parameters:
請求項4ないし6のいずれか1項に記載の較正方法。 wherein the camera-independent color coordinates are color coordinates based on the sensitivity of the human eye, the camera-independent color coordinates are tristimulus values, and the second transformation algorithm takes into account illumination of the test field. Putting in the illumination dependent color coordinates (F,m,b) where (F R ,m R ,b R ) are the color coordinates derived from the image of the illumination reference field:
A calibration method according to any one of claims 4 to 6.
A. カメラを提供するステップと;
B. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の前記較正方法を使用することによって、前記カメラを較正するステップと;
C. テスト要素に対して前記試料を適用するステップであって、前記テスト要素が前記分析物との光学的に検出可能な検出反応を行なうために構成された少なくとも1つのテスト化学薬品を含む少なくとも1つのテストフィールドを有し、これにより前記試料についての少なくとも1つの有色テストフィールドが創出されるステップと;
D. 前記少なくとも1つの有色テストフィールドの少なくとも1つの画像を取得するステップと;
E. 前記ベストマッチ色座標系を使用することによって、前記テストフィールドの色座標を生成するステップと;
F. 前記ベストマッチコーディング関数を使用することによって、前記色座標を、前記試料中の前記分析物の測定濃度へと変換するステップと;
を含む方法。 In a detection method for detecting an analyte in a sample:
A. providing a camera;
B. calibrating the camera by using the calibration method according to any one of claims 1 to 9;
C. applying said sample to a test element, said test element comprising at least one test chemical configured to undergo an optically detectable detection reaction with said analyte; having a test field, thereby creating at least one colored test field for the sample;
D. acquiring at least one image of said at least one colored test field;
E. generating color coordinates for the test field by using the best match color coordinate system;
F. converting the color coordinates into measured concentrations of the analyte in the sample by using the best match coding function;
method including.
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