(57)【要約】クロマトグラム等の測定波形のデータ、並びに該測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点と終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置と正負の向きに関する情報を記憶した記憶装置４０にアクセス可能な波形データ処理装置３０であって、記憶装置４０に記憶された前記データ及び情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点を始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定する波形データ処理装置３０。(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。
2015049799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料測定装置により取得された測定波形のデータ、並びに前記測定波形上に存在する複数の近接したピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を記憶した記憶装置にアクセス可能な波形データ処理装置であって、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段を有することを特徴とする波形データ処理装置。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。
【請求項２】
更に、前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは逆向きのピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ベースライン決定手段により決定されたベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の波形データ処理装置。
【請求項３】
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の波形データ処理装置。
【請求項４】
前記仮ベースライン修正ステップにおいて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分に代えて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分の長さの和が最大となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとすることを特徴とする請求項３に記載の波形データ処理装置。
【請求項５】
試料測定装置により取得された測定波形のデータ、並びに前記測定波形上に存在する複数の近接したピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を記憶した記憶装置にアクセス可能なコンピュータ上で動作する波形データ処理用プログラムであって、前記コンピュータを、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段として機能させることを特徴とする波形データ処理用プログラム。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインは測定波形と交差してもしなくてもよい。
【請求項６】
前記コンピュータを、更に、
前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは逆向きのピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ベースライン決定手段により決定されたベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段として機能させることを特徴とする請求項５に記載の波形データ処理用プログラム。
【請求項７】
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定することを特徴とする請求項５又は６に記載の波形データ処理用プログラム。
【請求項８】
前記仮ベースライン修正ステップにおいて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分に代えて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分の長さの和が最大となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとすることを特徴とする請求項７に記載の波形データ処理用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフ等の試料測定装置によって取得された測定波形のデータを処理することにより、該測定波形上の隣接する複数のピークから成るピーク群についてベースラインを決定する波形データ処理装置、及び波形データ処理用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフ（ＬＣ）やガスクロマトグラフ（ＧＣ）では、試料をカラムに導入して該試料に含まれる成分を時間的に分離し、それらを順に検出することによって、横軸を保持時間、縦軸を信号強度とするクロマトグラムを取得する。そして、クロマトグラムからピークを抽出し、ピークトップの位置に対応する保持時間から成分を同定し、また、ピーク面積から該成分を定量する。【０００３】
上記のように成分の定量のためにピーク面積を求める際には、該ピークのベースラインを決定する必要がある。但し、特許文献１に記載されているように、ＧＣにおいて昇温分析を行ったり、ＬＣにおいてグラジエント分析を行ったりしてクロマトグラムを取得すると、ベースラインが時間的に変動する、いわゆるベースラインドリフトが生じることが多い。【０００４】
そこで、こうした場合には、ベースラインをクロマトグラムの全域に亘って一定の値とするのではなく、各ピーク毎にベースラインの決定が行われる。一般的な方法としては、クロマトグラム上で対象とするピークの開始点及び終了点を検出し、それらの点を結ぶ線分を該ピークのベースラインとみなす。そして、前記開始点から終了点までの間のピーク波形と前記ベースラインによって囲まれた領域の面積を、ピーク面積として算出する。【０００５】
なお、ここではクロマトグラムを一例に挙げたが、他の測定装置により得られる波形でも同様にベースラインのドリフトが生じる場合がある。例えば、特許文献３に記載のように、分光測定において、試料を配置しないで取得したリファレンスデータと、試料を配置して取得した測定データとの差分を計算して得たスペクトルでは、リファレンスデータ取得時と測定データ取得時との測定環境の違い（光学系の変化、温度変化等）に起因するベースラインのドリフトが生じる場合がある。従って、クロマトグラムの場合と同様に、スペクトルのベースラインを決定する場合においても、上記のように各ピーク毎にベースライン決定を行うことによりベースラインドリフトの影響を排除することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2004-271422号公報
【特許文献２】米国特許第6694265号明細書（[0095], [0096], 図7A, 7B）
【特許文献３】特開2001-343324号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ベースライン決定の精度はピーク面積の値に直接的に影響するため、クロマトグラフやスペクトル等の測定波形に基づいて試料中の成分を定量する際には、常に適切なベースライン決定を行う必要がある。しかしながら、例えば図８に示すように、測定波形上で複数のピークｐ１、ｐ２が近接している場合には、前記の方法によりピーク毎にベースラインｂ１、ｂ２を決定すると、各ピークのベースラインが実際よりも高くなり、結果的にピークの定量値に大きな誤差が生じる可能性がある。そこで、こうした場合には、それらのピークｐ１、ｐ２を未分離ピーク群として共通のベースラインｂ３を検出し、その後、該未分離ピーク群の波形からベースラインを差し引く処理（バックグラウンド除去）を行った上で、ピークの分離処理とピーク面積の算出を行う手法がよくとられる。【０００８】
例えば、特許文献２に記載の発明では、クロマトグラム上の各ピークについてベースラインを決定し、隣接する２つのピークｐ１、ｐ２について決定したベースラインｂ１、ｂ２が互いに交わる場合には、これらのピークは重複していると判断し、第一のベースラインｂ１の始点と第二のベースラインｂ２の終点を結ぶ線分を両ピークに共通のベースラインｂ３として決定し直す処理が行われる（図８参照）。【０００９】
しかしながら、上記従来の手法では、多数のピークが近接している場合や、正負のピークが近接している場合には、妥当なベースラインを得られない場合があった。【００１０】
本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、複数の近接したピークから成るピーク群に対して常に適切なベースライン決定を行うことのできる波形データ処理装置、及び波形データ処理用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係る波形データ処理装置は、
試料測定装置により取得された測定波形のデータ、並びに前記測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を記憶した記憶装置にアクセス可能な波形データ処理装置であって、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段を有することを特徴としている。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。【００１２】
なお、前記の測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報は、予め、前記測定波形のデータに基づいて所定のデータ処理装置により求められ、前記記憶装置に記憶される。ここで、前記所定のデータ処理装置は、本発明に係る波形データ処理装置と一体のものであってもよく、別個の装置であってもよい。【００１３】
前記本発明に係る波形データ処理装置は、更に、前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは逆向きのピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ベースライン決定手段により決定されたベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段、
を有するものとすることが望ましい。【００１４】
また、本発明に係る波形データ処理装置は、例えば、
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定するものとすることができる。【００１５】
また、本発明に係る波形データ処理用プログラムは、試料測定装置により取得された測定波形のデータ、並びに前記測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を記憶した記憶装置にアクセス可能なコンピュータ上で動作する波形データ処理用プログラムであって、前記コンピュータを前記ベースライン決定手段として機能させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成から成る本発明に係る波形データ処理装置及び波形データ処理用プログラムによれば、測定波形上において多数のピークが近接している場合や、正負のピークが近接している場合においても常に妥当なベースラインを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る波形データ処理装置を含む試料測定システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるベースラインの決定方法を説明する概念図であって、正のピークが連続する場合の例を示す。
【図３】同実施形態におけるベースラインの決定方法を説明する概念図であって、負のピークが連続する場合の例を示す。
【図４】同実施形態におけるベースラインの決定方法を説明する概念図であって、正負のピークが連続する場合の例を示す。
【図５】同実施形態におけるベースラインの決定方法を説明する概念図であって、正負のピークが連続する場合の別の例を示す。
【図６】同実施形態における未分離ピーク群ベースライン決定プログラムによる処理手順を示すフローチャート。
【図７】前記未分離ピーク群ベースライン決定プログラムによる処理内容を説明するための概念図。
【図８】従来の未分離ピーク群に対するベースラインの決定方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明を行う。図１は本実施形態に係る波形データ処理装置を含む試料測定システムの概略構成図、図２〜図５は本実施形態におけるベースラインの決定方法を説明するための概念図である。また、図６は本実施形態における未分離ピーク群ベースライン決定プログラムによる処理手順を示すフローチャートであり、図７は前記未分離ピーク群ベースライン決定プログラムによる処理内容を説明するための概念図である。
【００１９】
本実施形態に係る試料測定システムは、液体クロマトグラフ１０（本発明における試料分析装置に相当）と、システムコントローラ２０と、システムコントローラ２０を介して液体クロマトグラフ１０からデータを取得し、該データを解析・処理する波形データ処理装置３０を含んでいる。
【００２０】
液体クロマトグラフ１０は、図示しないカラムによって時間的に分離され順次溶出される試料成分を検出するための検出器１１（例えば吸光度検出器、蛍光検出器、示差屈折率検出器、電気伝導度検出器など）を備えている。検出器１１はアナログ検出信号を所定のサンプリング周期でサンプリングしてデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１２を備え、デジタル化された検出信号を通信線路を通してシステムコントローラ２０に送出する。
【００２１】
波形データ処理装置３０の実態は、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）３１にメモリ３２、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から成るモニタ（表示部）３３、キーボードやマウス等から成る入力部３４、ハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置から成る記憶部４０が互いに接続されている。記憶部４０には、ＯＳ（Operating System）４１、クロマトグラム作成・解析プログラム４２、及び未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４（本発明における波形データ処理用プログラムに相当）が記憶されると共にピーク情報記憶部４３が設けられている。波形データ処理装置３０は、更に、外部装置との直接的な接続や、外部装置等とのＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介した接続を司るためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）３５を備えており、該Ｉ／Ｆ３５よりネットワークケーブルＮＷ（又は無線ＬＡＮ）を介してシステムコントローラ２０に接続されている。
【００２２】
図１においては、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４に係るように、ベースライン決定部４５及びピーク谷間判定部４６が示されている。これはいずれも基本的にはＣＰＵ３１が未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４を実行することによりソフトウエア的に実現される機能手段である。なお、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４は必ずしも単体のプログラムである必要はなく、例えば液体クロマトグラフ１０を制御するためのプログラムの一部に組み込まれた機能であってもよく、その形態は特に問わない。
【００２３】
本実施形態に係る試料分析システムにおいて、液体クロマトグラフ１０の検出器１１で検出され、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル変換された測定波形データは、システムコントローラ２０を介して波形データ処理装置３０に送出される。波形データ処理装置３０は、該測定波形データをクロマトグラム作成・解析プログラム４２によって処理することで横軸を保持時間、縦軸を信号強度とするクロマトグラムを作成する。更に、クロマトグラム作成・解析プログラム４２は、クロマトグラムカーブの傾斜に基づいて該クロマトグラム上に存在する各ピークの開始点、終了点、及びピークトップの位置を検出すると共に、各ピークのベースライン及び正負の向きを決定し、その結果をクロマトグラムと共にピーク情報記憶部４３に記憶する。ここで、ベースラインは例えば各ピークの開始点と終了点を結ぶ線分として作成され、該ベースラインよりも上にピークトップが位置するピークは正のピークと判定され、該ベースラインよりも下にピークトップが位置するピークは負のピークと判定される。更に、クロマトグラム作成・解析プログラム４２は、隣接するピーク同士のベースラインが交わる場合に、これらのピークを「未分離ピーク群」と判定し、該未分離ピーク群を構成する各ピークについては、上記で決定されたベースラインを取り消し、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４によるベースライン決定を行うものとする。
【００２４】
本実施形態に係る未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４では、ベースライン決定部４５により、図２〜図５に示すような「ゴム紐モデル」に基づいてベースラインが決定される。ここで、図中の矢印はクロマトグラム上における各ピークのピークトップ位置とピークの向き（上向きが正のピーク、下向きが負のピーク）を示しており、鎖線はベースラインを、黒丸はクロマトグラムとベースラインの接点又は交点を示している。なお、図２の左図及び図３〜図５では簡略化のためクロマトグラムを曲線で表しているが、実際のクロマトグラムは、図２の右図に示すように、所定のサンプリングレートに従って測定された測定値から成る離散的な点をつないだ折れ線グラフである。
【００２５】
前記のゴム紐モデルでは、まず、未分離ピーク群のクロマトグラムの両端の点（最初のピークの開始点と最後のピークの終了点）の間にゴム紐をピンと張った状態を考える。そして、図２のように正のピークが連続する箇所においてゴム紐（鎖線）とクロマトグラムが接触する場合には、クロマトグラムによってゴム紐が上から押し下げられると考える。また、図３のように負のピークが連続する箇所においてゴム紐とクロマトグラムが接触する場合には、クロマトグラムによってゴム紐が下から押し上げられると考える。このようにクロマトグラムによって撓んだゴム紐の形をベースラインとみなす。なお、正負のピークが連続する箇所では、ゴム紐とクロマトグラムが接触してもゴム紐の形状には影響しない。例えば、図４の場合、ゴム紐はクロマトグラムによって押し上げられたり押し下げられたりせず、該クロマトグラムと交差する。
【００２６】
但し、図５（ａ）に示すような、正→負→正（又は負→正→負）のように正負のピークが隣接する領域において、ベースラインがクロマトグラムと交差しない場合は、ピーク谷間判定部４６により、中央のピークは（ピークではなく）両側のピークの間の谷（図５（ｂ）参照）であると判断され、ピーク情報記憶部４３から該ピークの情報が削除される。
【００２７】
そして、以上により求められたベースラインとクロマトグラムの交点又は接点（図２〜図５中の黒丸の位置）でベースラインを分割し、分割された各ベースラインを該ベースラインの上方又は下方に存在するピークのベースラインとする。これにより、未分離ピーク群がそれぞれ前記黒丸の位置を開始点及び終了点とする複数のピークに分離されると共に、該複数のピークのそれぞれについて該黒丸の位置を始点及び終点とするベースラインが決定されたことになる。なお、図２の最初の２つのピークや図３の最後の２つのピークのように、隣接する同じ向きのピークの間でベースラインとクロマトグラムが接しない場合、これらのピークは真の未分離ピーク群（すなわち本実施形態に係る方法では分離できないピーク群）であると判定され、従来既知の方法でピーク分離処理が行われる。前記従来既知のピーク分離処理としては、例えば隣接するピークの谷間からベースラインに垂線を伸ばし、該垂線でピークを分離する方法や各ピークの開始点及び終了点を結ぶ線分をベースラインとすることでピークを分離する（すなわち上述のクロマトグラム作成・解析プログラムで決定されたベースラインを各ピークのベースラインとする）方法などが挙げられる。
【００２８】
以上を整理すると、本実施形態に係る未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４は、クロマトグラム上の未分離ピーク群について、以下の条件を満たす最も短い直線又は折れ線を検出し、該折れ線をベースラインとして決定するものであるといえる。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインはクロマトグラムの下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインはクロマトグラムの上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。
【００２９】
以上の方法によれば、クロマトグラフ上で多数のピークが近接している場合や、正負のピークが近接している場合であっても各ピークについて適切なベースラインを決定することができる。
【００３０】
以下、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４における具体的処理の一例について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４は、ピーク情報記憶部４３からクロマトグラム及び未分離ピーク群を構成する各ピークの情報を読み出す（ステップＳ１１）。そして、該未分離ピーク群の開始点と終了点を結ぶ線分を引き、これを仮のベースラインとする（ステップＳ１２）。次に、前記仮のベースラインとクロマトグラムの交点を検出し、該交点が（前記開始点及び終了点を除いて）二つ以上存在する否かを判定する（ステップＳ１３）。前記交点が一つ以下であった場合（ステップＳ１３でNo）、すなわち例えば図５（ｂ）に示すような場合には、前記仮のベースラインを最終的なベースラインとして決定し（ステップＳ１７）、処理を完了する。一方、前記交点が二つ以上であった場合（ステップＳ１３でYes）は、続いて、隣接する二つの交点で挟まれたクロマトグラフ上の領域が全てピークトップを含んでいるか否かを判定する（ステップＳ１４）。前記交点で挟まれた領域の全てがピークトップを含んでいた場合（ステップＳ１４でYes）、すなわち例えば図４に示すような場合には、前記仮のベースラインを最終的なベースラインとして決定し（ステップＳ１７）、処理を完了する。一方、前記交点で挟まれた領域の少なくともいずれか一つがピークトップを含んでいなかった場合（ステップＳ１４でNo）は、次の工程に進む。以下、前記隣接する二つの交点で挟まれたクロマトグラフ上の領域であってピークトップを含まない領域を「非ピーク領域」と呼ぶ。
【００３２】
次の工程（ステップＳ１５）では、非ピーク領域上の任意の点であって、該点と前記仮のベースラインの一端とを結んだ線分と、該点と前記仮のベースラインの他端とを結んだ線分とが成す角の大きさが最小となる点を決定し、該二本の線分をそれぞれ新たな仮のベースラインとする（ステップＳ１６）。例えば、図７に示すクロマトグラムの場合、ステップＳ１２で仮のベースラインとして線分ＡＢが引かれ、ステップＳ１５において線分ＣＡと線分ＣＢとが成す角が最小となるような非ピーク領域上の点Ｃが決定される。そして、ステップＳ１６において線分ＡＢに代わって線分ＣＡと線分ＣＢ（すなわち折れ線ＡＣＢ）が新たな仮のベースラインとされる。
【００３３】
その後は、ステップＳ１３に戻って前記新たな仮のベースラインについてステップＳ１３〜Ｓ１６の処理を実行する。このとき、ステップＳ１３では、ステップＳ１６で引かれた新たな仮のベースラインである二本の線分（図７の例の場合線分ＣＡと線分ＣＢ）について、それぞれクロマトグラムとの交点が（前記開始点及び終了点を除いて）二つ以上であるか否か判定する。そして、両方の線分でクロマトグラムとの交点が一つ以下であった場合はステップＳ１７に進んで処理を完了し、いずれか一方又は両方の線分でクロマトグラムとの交点が二つ以上であった場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では前記ステップＳ１３においてクロマトグラムとの交点が二つ以上と判定された線分（図７の例の場合線分ＣＡ）について、隣接する２つの交点で挟まれたクロマトグラム上の領域の全てがピークトップを含んでいるか否かを判定する。
【００３４】
そして、前記交点で挟まれた領域の全てがピークトップを含んでいた場合（ステップＳ１４でYes）は、ステップＳ１７に進んで処理を完了し、前記領域の少なくともいずれか一つがピークトップを含んでいなかった場合（ステップＳ１４でNo）は以降のステップに進む。例えば、図７の例の場合、ステップＳ１５で点Ｄが検出され、ステップＳ１６において線分ＡＤ、ＤＣが線分ＣＡに代わって新たな仮のベースラインとされる。その後、再びステップＳ１３に戻り、線分ＡＤと線分ＤＣの双方でクロマトグラムとの交点が一つ以下であるため、ステップＳ１７に進む。そして、ステップＳ１７において線分ＡＤ、ＤＣ、及びＣＢから成る折れ線が最終的なベースラインとして決定され、未分離ピーク群ベースライン決定プログラム４４による処理が完了する。
【００３５】
以上により決定されたベースラインの情報は、ピーク情報記憶部４３に記憶され、更に、クロマトグラムと共に表示部３３のモニタに表示されてユーザに提示される。
【００３６】
なお、上記の処理手順はあくまで一例であり、図２〜図５で説明したベースライン決定を実現可能なものであればいかなる処理手順を採用してもよい。例えば、ステップＳ１５において、ステップＳ１３でＹｅｓとなり、且つステップＳ１４でＮｏと判定された線分（本発明における修正条件を満たす線分に相当）の両端と非ピーク領域における任意の点とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角（図７の例の場合、∠ＡＣＢ）の大きさが最小となるような前記二本の線分を求めてこれらを新たな仮のベースラインとする代わりに、非ピーク領域における任意の点と修正条件を満たす線分の両端をそれぞれ結んで成る二本の線分と前記修正条件を満たす線分とが成す角の和（図７の例の場合、∠ＢＡＣ＋∠ＡＢＣの大きさ）が最大となるような前記二本の線分を求めてこれらを仮のベースラインとするようにしても実質的に同じである。また、これらに変わり、非ピーク領域における任意の点と修正条件を満たす線分の両端をそれぞれ結んで成る二本の線分の長さの和（図７の例の場合、線分ＡＣと線分ＣＢの長さの和）が最大となるような前記二本の線分を求めてこれらを仮のベースラインとするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０…液体クロマトグラフ
１１…検出器
１２…Ａ／Ｄ変換器
２０…システムコントローラ
３０…波形データ処理装置
４０…記憶部
４２…クロマトグラム作成・解析プログラム
４３…ピーク情報記憶部
４４…未分離ピーク群ベースライン決定プログラム
４５…ベースライン決定部
４６…ピーク谷間判定部
【図１】
2015049799.tif 000003
【図２】
2015049799.tif 000004
【図３】
2015049799.tif 000005
【図４】
2015049799.tif 000006
【図５】
2015049799.tif 000007
【図６】
2015049799.tif 000008
【図７】
2015049799.tif 000009
【図８】
2015049799.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月1日(2016.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料測定装置により取得された測定波形のデータに基づき予め抽出された該測定波形上に存在するピークに関する情報、前記測定波形上に存在する複数の近接したピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を前記測定波形のデータとともに記憶した記憶装置にアクセス可能な波形データ処理装置であって、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段を有することを特徴とする波形データ処理装置。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。
【請求項２】
更に、前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは正負の向きが逆のピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ピーク群のベースライン決定手段により決定された前記ピーク群のベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の波形データ処理装置。
【請求項３】
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記ピーク群の測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の波形データ処理装置。
【請求項４】
前記仮ベースライン修正ステップにおいて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分に代えて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分の長さの和が最大となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとすることを特徴とする請求項３に記載の波形データ処理装置。
【請求項５】
試料測定装置により取得された測定波形のデータに基づき予め抽出された該測定波形上に存在するピークに関する情報、前記測定波形上に存在する複数の近接したピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を前記測定波形のデータとともに記憶した記憶装置にアクセス可能なコンピュータ上で動作する波形データ処理用プログラムであって、前記コンピュータを、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段として機能させることを特徴とする波形データ処理用プログラム。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインは測定波形と交差してもしなくてもよい。
【請求項６】
前記コンピュータを、更に、
前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは正負の向きが逆のピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ベースライン決定手段により決定された前記ピーク群のベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段として機能させることを特徴とする請求項５に記載の波形データ処理用プログラム。
【請求項７】
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記ピーク群の測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定することを特徴とする請求項５又は６に記載の波形データ処理用プログラム。
【請求項８】
前記仮ベースライン修正ステップにおいて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分に代えて、
前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と前記修正条件を満たすと判定された線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分の長さの和が最大となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとすることを特徴とする請求項７に記載の波形データ処理用プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係る波形データ処理装置は、
試料測定装置により取得された測定波形のデータに基づき予め抽出された該測定波形上に存在するピークに関する情報、前記測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を前記測定波形のデータとともに記憶した記憶装置にアクセス可能な波形データ処理装置であって、
前記記憶装置に記憶された前記データ及び前記情報に基づき、前記ピーク群について、該ピーク群の開始点及び終了点をそれぞれ始点及び終点とし、以下の全ての条件を満たす最も短い直線又は折れ線を求め、該直線又は折れ線を前記ピーク群のベースラインとして決定するベースライン決定手段を有することを特徴としている。
(1)正のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の下側を通り、直線又は下に凸の折れ線となる。
(2)負のピークが連続する領域では、ベースラインは測定波形の上側を通り、直線又は上に凸の折れ線となる。
(3)正負のピークが隣接する領域では、ベースラインの形状は測定波形に影響されない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記本発明に係る波形データ処理装置は、更に、前記ピーク群において、正のピーク又は負のピークの直前及び直後に該ピークとは正負の向きが逆のピークが存在している場合に、前記正のピーク又は負のピークのピークトップとその前後のピークのピークトップとの間の領域で前記測定波形が前記ベースライン決定手段により決定された前記ピーク群のベースラインと交差しなかった場合には、前記正のピーク又は負のピークを、ピークではなく前後のピークの谷間であると判定するピーク谷間判定手段、
を有するものとすることが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係る波形データ処理装置は、例えば、
前記ベースライン決定手段が、
a)前記ピーク群の開始点と終了点を結んだ線分を仮ベースラインとして設定する仮ベースライン設定ステップと、
b)前記線分と前記測定波形の交点が該線分の開始点及び終了点を除いて２つ以上存在し、且つ隣接する２つの交点で挟まれた前記ピーク群の測定波形上の領域の少なくとも１つがピークトップを含んでいない場合に前記線分は修正条件を満たすと判定する判定ステップと、
c)前記判定ステップで前記修正条件を満たすと判定された線分について、前記隣接する２つの交点で挟まれ且つピークトップを含まない前記測定波形上の領域における任意の点と該線分の両端とをそれぞれ結んで成る二本の線分が成す角が最小となるような前記二本の線分を求め、該二本の線分を前記修正条件を満たす線分に代えて新たな仮ベースラインとする仮ベースライン修正ステップと、
を実行するものであって、
更に、前記判定ステップにて、前記仮ベースライン修正ステップで求められた前記二本の線分のそれぞれについて前記修正条件を満たすか否か判定し、
前記仮ベースラインに含まれる線分の全てが前記修正条件を満たさないと判定されるまで前記判定ステップ及び仮ベースライン修正ステップを繰り返し実行し、最後に得られた仮ベースラインを前記ピーク群のベースラインとして決定するものとすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る波形データ処理用プログラムは、試料測定装置により取得された測定波形のデータに基づき予め抽出された該測定波形上に存在するピークに関する情報、前記測定波形上に存在する近接した複数のピークから成るピーク群の開始点及び終了点の情報、前記ピーク群に含まれる各ピークの位置、及び前記各ピークの正負の向きに関する情報を前記測定波形のデータとともに記憶した記憶装置にアクセス可能なコンピュータ上で動作する波形データ処理用プログラムであって、前記コンピュータを前記ベースライン決定手段として機能させることを特徴としている。
【国際調査報告】
2015049799.tif 000011
2015049799.tif 000012