(57)【要約】　　　（修正有）【課題】経験や熟練のない測定者でも抗原を判断することのできるＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置を提供すること。【解決手段】ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成手段３３と、データ種別切り換えスイッチ４２が評価基準データに切り換えられているときに、差分量生成手段３３で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶手段３４，３５と、データ種別切り換えスイッチ４２が判定対象データに切り換えられているときに、評価基準分布変換記憶手段３５に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合して、ｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理による可能性度合い生成手段３８，３９，４０とを有する。【選択図】　図２
2004117109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成手段と、
評価基準データであるか判定対象データであるかを切り換えるデータ種別切換スイッチと、
前記データ種別切り換えスイッチが評価基準データに切り換えられているときに、前記差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶手段と、
前記データ種別切り換えスイッチが判定対象データに切り換えられているときに、前記評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、前記差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成手段とを有することを特徴とするＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載するＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置において、
前記あいまいな判断結果が、［同じ；ほぼ同じ；かなり似ている；やや似ている］の４段階であることを特徴とするＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置において、
前記可能性度合い生成手段の出した判断結果をグラフで表示することを特徴とするＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置。
【請求項４】
ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成工程と、
評価基準データであるか判定対象データであるかを入力信号により判断する切り換えデータ種別判断工程と、
前記データ種別判断手段が評価基準データに切り換えられていると判断したときに、前記差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶工程と、
前記データ種別判断手段が判定対象データに切り換えられていると判断したときに、前記評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、前記差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成工程とを有することを特徴とするＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗体抗原反応の測定技術に関し、特にＳＰＲ（表面プラズモン共鳴）センサの計測データを離散的可能性分布に変換することにより、不安定な温度環境であっても抗原物質を正確に判定し得る簡易抗原判定装置及びその装置用プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体分子間の相互作用を標識なしでリアルタイムにモニタすることができる装置として、例えば、表面プラズモン共鳴（以下、「ＳＰＲ」という。）を測定原理とするＳＰＲ装置がある。このＳＰＲ装置では、生体分子の相互作用を分子レベルで測定するために、対象となる生体分子の一方をセンサーチップと呼ばれる表面に固定化し、これに作用する分子を含む試料をマイクロ流路系を介して一定の流速で送液する。そして、２分子間の結合・解離に伴うセンサーチップ表面での微量な質量変化をＳＰＲシグナルとして検出し、このシグナルの経時変化をセンサーグラムと呼ぶグラフとして表示する。従って、分子を標識することなく、少量の試料を用いて短時間で相互作用の測定ができる。
ＳＰＲセンサは、抗体などを膜に固定して抗原などを検知するセンサ部分と反応結果を電気的信号に変換する検出部分から構成される。ＳＰＲセンサは、プリズムに金や銀等の金属薄膜を形成し、金属薄膜の裏面からレーザ光を入射する。
【０００３】
抗原の種類を判別する方法を説明する。
図１５はＳＰＲセンサの概要を示したものである。
ＳＰＲセンサは、抗体などを膜に固定して抗原などを検知するセンサ部分１２，１３，１４，１５と反応結果を電気的信号に変換する検出器１１から構成される。センサ部分は、プリズム１４に連続するシリコンガラス１３の表面に金や銀等の金属薄膜１２を形成し、金属薄膜１２の裏面からレーザ光出力器１５によりレーザ光を入射する。
この際、ある特定の角度から入射したレーザ光のみが、金属薄膜１２の金属表面プラズモンと共鳴し吸収される。この吸収の起こる入射角度θ（本明細書では、「特定入射角度」という。）は金属薄膜１２の表面状態に対して非常に敏感である。したがって、吸収される入射角度θを変化させながら検出器１１により反射光を測定することにより、表面プラズモン共鳴が起こる特定入射角度を決定し、その特定入射角度により金属表面で起きる抗原抗体反応を測定できる。
【０００４】
図１６に、特定入射角度と時間経過との関係を示す。時間軸のＡの範囲は、抗原物質が流されていない初期状態における反射光のエネルギが消失する時の入射光の角度（初期状態における特定入射角度）を示す。時間軸のＢの範囲は、抗原物質が金属薄膜１２の表面を流れ抗原抗体反応が起こっている状態を示す。時間軸のＣの範囲は、抗原が抗体と十分反応して定常状態となったときの反射光のエネルギが消失する時の入射光の角度（定常状態における特定入射角度）を示す。そして、差分量Ｈは、定常状態における特定入射角度と初期状態における特定入射角度との差を示す。この差分量Ｈは、抗原の種類により異なる値となるものであり、原則的には、この差分量Ｈを求めることにより、抗原の種類が特定できる。
【０００５】
ＳＰＲセンサに関する一般的な文献を次ぎに掲げておく。
【非特許文献１】
「　ＳＰＲ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　１−Ｄ　ａｎｄ　２−Ｄ　ＤＮＡ　Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ　Ｃｒｅａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｏｎ　Ｇｏｌｄ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍｓ　　」　Ｈｙｅ　Ｊｉｎ　Ｌｅｅ，　Ｔｅｒｒｙ　Ｔ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ　ａｎｄ　Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍ．　Ｃｏｒｎ
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｍｉｓｔｒｙ，　Ｖｏｌ．７３，　Ｎｏ．２２，　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　１５，　２００１　　５６２５頁
【非特許文献２】
「ＢＩＡ−ＭＳ：機能プロテオミクスのための表面プラズモン共鳴センサ−と質量分析法」　夏目徹
ＢＩＯ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１１，２００１　３５頁〜４１頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置には、次のような問題があった。
ＳＰＲセンサは測定のための最適な入射角を探す必要があり、光学系が複雑でありなおかつ温度の変化に影響を受けやすいため安定性が低く、利用範囲が限定されるのが現状である。
すなわち、この差分量Ｈは、周囲温度の変化等によっても変化する値であり、図１６に示されたデータを見て、抗原の種類を判別することは、かなりの経験と熟練とを必要とする作業であった。また、計測結果はグラフで表示される初期状態における特定入射角度と反応終了時における特定入射角度との差分量を評価する形式をとっているため、測定者には高度な知識が必要とされていた。
【０００７】
例えば、装置内の温度変化に対する計測判定の例を示す。図　１７は抗原である大腸菌と大腸菌抗体との抗原抗体反応を装置内温度２５℃および２５．５℃において計測した結果である。レーザ光線入射角の初期状態における特定入射角と定常状態における特定入射角の差分量Ｈは、装置内温度が２５℃のときには、図１７の（ａ）に示すように、Ｈ＝０．６度である。また、レーザ光線入射角の初期状態における特定入射角と定常状態における特定入射角の差分量Ｈは、装置内温度が２５．５℃のときには、図１７の（ｂ）に示すように、初期状態における特定入射角度も６０．１度に変化し、初期状態における特定入射角と定常状態における特定入射角の差分量も、Ｈ＝０．５６５度に変化する。
図１７の（ａ）と（ｂ）とを同じ抗原と判断するには、かなりの経験と熟練とを必要とし、熟練者を確保することが困難な病院等においては、きわめて不便であった。
したがって、温度変化にあまり影響されず、データ評価に対しても専門的な知識や熟練がなくても評価が可能なバイオセンサが求められている。
【０００８】
一般的にこのような、あまり精度の良くない測定データに対する数値表現としては、実数直線上のファジィ集合として表され、特にファジィ数と呼ばれるものが利用されている。
ファジィ数は実数直線上で定義された正規かつ凸ファジィ集合で、特にメンバシップ関数が区分的に連続なものとして定義される。そして、２つのファジィ数Ｍ，Ｎの和、差、積、商などの四則演算はＺａｄｅｈの拡張原理によれば、もとの数のメンバシップ関数よりもあいまい性が増加するメンバシップ関数として与えられる。
【０００９】
すなわち、ファジイ数の演算を計測されたデータに対する演算に適用するのは必ずしも妥当ではない。
もともと、計測されたデータのあいまい性は計測誤差によるものであり、人間の主観によるものではない。したがって計測データの計測誤差の範囲をメンバシップ関数の値の存在範囲として制限することにより、あいまい性の膨張を防ぐことが可能であると推定できる。
【００１０】
一方、計測結果の評価に対しては、厳密な数値による判定はあまり意味をもたない。何故ならば、人間がＡとＢとを比較して似ていると感じる場合の判定内容としては、［同じ；ほぼ同じ；かなり似ている；やや似ている］というような４段階程度の分解能で判断して場合が多い。したがって、離散的可能性分布の分解能も４段階のレベルにより表現すれば十分実用的であると考える。
したがって、計測誤差よるあいまいさを表現するために確率的手法ではなく、定性的性格を持ち無知量を扱うことが可能な可能性分布を用い、データを離散的可能性分布で表現することにより可能性を有する結果を表現することにより、経験や熟練を有しない測定者でも、正確に抗原を判定可能になると、本発明者らは考えた。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、測定データを制限範囲の付いた可能性分布により表現し、抗原の種類の判定結果を類似度として表現することにより、経験や熟練のない測定者でも抗原を判断することのできるＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置及びその装置用プログラムは、次のような構成及び工程を有している。
（１）ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成手段と、評価基準データであるか判定対象データであるかを切り換えるデータ種別切換スイッチと、データ種別切り換えスイッチが評価基準データに切り換えられているときに、差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶手段と、データ種別切り換えスイッチが判定対象データに切り換えられているときに、評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成手段とを有する。
【００１３】
（２）（１）に記載するＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置において、前記あいまいな判断結果が、［同じ；ほぼ同じ；かなり似ている；やや似ている］の４段階であることを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載するＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置において、前記可能性度合い生成手段の出した判断結果をグラフで表示することを特徴とする。
【００１４】
（４）ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成工程と、評価基準データであるか判定対象データであるかを入力信号により判断する切り換えデータ種別判断工程と、データ種別判断手段が評価基準データに切り換えられていると判断したときに、差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶工程と、データ種別判断手段が判定対象データに切り換えられていると判断したときに、評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量生成手段から得た差分量分布と差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成工程とを有する。
【００１５】
上記ＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置、及びその装置用プログラムは、次のように作用する。
差分量生成手段は、ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する。データ種別切換スイッチは、測定者の操作により、評価基準データであるか判定対象データであるかが切り換えられる。評価基準分布変換記憶手段は、データ種別切り換えスイッチが評価基準データに切り換えられているときに、差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する。可能性度合い生成手段は、データ種別切り換えスイッチが判定対象データに切り換えられているときに、評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果、例えば、［同じ；ほぼ同じ；かなり似ている；やや似ている］をグラフとして、画面に表示する。
さらに、評価基準分布を順次追加することにより幅広い検査を行うことが可能となる。
【００１６】
抗原の判定は、温度変化等の種々の条件が複合的に作用するため、１００％正確に行うことには元々無理があり、熟練した測定者であっても、あいまいな結論が得られるのみである。
そこで、このあいまいな判定自体を許容することにより、本発明のＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置によれば、熟練者と同じあいまいなレベル範囲内では、未熟練の測定者も、熟練した測定者と同程度の判定結果を得ることができる。
また、温度の変化による測定誤差を可能性分布により吸収することにより、真偽の判定ではなく、柔軟な判定を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例の簡易抗原判定装置について図面を参照しながら説明する。
図１はＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置の概観を示したものである。携帯型ＳＰＲセンサー装置２０とパソコン３０上で動くソフトウェアプログラムにより構成され、携帯型ＳＰＲセンサー装置２０からのセンシングデータをＡ／Ｄ変換し、例えば、ＣＤ３１によりパソコン３０にデータを取りこむ。ＳＰＲセンサー装置２０は、サンプルである抗原を投入するためのサンプル投入口２１が形成され、それと連結してサンプルを貯蔵するバッファ２２が付設されている。バッファから図示しない搬送手段により、ＳＰＲセンサ２３にサンプルが供給される。レーザ発信器１５により入射角度を変化させたレーザ光がＳＰＲセンサ２３に入射される。検出器は省略している。
【００１８】
図２は図１の構成によるＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置における実施例を機能ブロックで表現したものである。また、図３は、ＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置の作用のフローチャートを示している。
図２のセンシングデータ入力部３１は、レーザ光入射角をＡ／Ｄ変換して（Ｓ１）、センシングデータ格納部３２に時系列データとして格納する（Ｓ２）。ユーザーインタフェースＳ６により予め設定されていた試験時間の経過により（Ｓ３；ＹＥＳ）、試験が終了しＳ４に進む。試験終了後、レーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を、差分量生成部３３により生成する（Ｓ４）。
【００１９】
また、ユーザーインタフェース３６の入力に基づいてデータ切換スイッチ４２により、評価基準データ（Ｓ５；ＹＥＳ）と未知データの検出（Ｓ５；ＮＯ）を切り替える。
例えば、既知の抗原試験の場合、評価基準データ分布変換部３４により離散的可能性分布である評価基準データ分布に変換し（Ｓ１３）、その出力分布を評価基準分布として評価基準分布格納部Ｓ５に格納する（Ｓ１４）。
次に抗体または抗原を変更して以下同様に上記方法により標準分布を生成し、順次抗体または抗原を変更して標準分布を出力し格納する（Ｓ１〜Ｓ１４の繰り返し）。
ただし、これらの標準分布は順次追加できるものであり、デフォルトとして試験済みのデータを評価基準分布として格納しておくものとする。
【００２０】
次にユーザーインタフェース部３６の入力に基づいてデータ切り替えスイッチ４２により、未知の抗原の抗体反応を行う。まず差分量を算出し（Ｓ４）、差分量分布変換部３３により数値データである差分量を差分量分布変換部３７により分布に変換する（Ｓ６）。ここで、差分量の分布化は現在試験を行っている抗体に対する評価基準分布との差により出力される。
次ぎに、差分量評価分布生成部Ｓ８により評価基準分布のピーク値を分布の台集合の原点にシフトし（Ｓ７）、差分量分布とのｍｉｎ集合を分布合成部３９により出力する（Ｓ７）。
出力されるｍｉｎ集合の分布から、可能性度合い生成部Ｓ１０により未知の抗原の可能性の度合いを［０，１］の範囲で出力し（Ｓ９）、可能性表示部Ｓ１１により最も可能性の数値の高い部分を表示する（Ｓ１０）。
【００２１】
次に、同じ抗体による評価基準分布を用い上記の差分量の分布化をつぎの評価基準分布により分布化を行い、分布合成を行うことにより可能性の最も大きい部分を画面上に重畳表示する。
以上が一連の抗原判定処理で、同一抗体による評価基準分布全てについての可能性の度合いの計算を行う。結果は複数の抗原の可能性が可能性の数値とともに離散的に表示される。
上記構成において、差分量生成部３３が、差分量生成手段に相当する。また、データ種別切換スイッチ４２が、データ種別切換スイッチに相当する。また、評価基準データ分布変換部３４と評価基準分布格納部３５とが、評価基準分布変換記憶手段に相当する。また、差分量分布変換部３７、差分量評価分布生成部３８及び可能性度合い生成部４０とが、可能性度合い生成手段に相当する。
【００２２】
以上のように構成された本実施例における離散的可能性分布について、次ぎに説明する。
可能性分布の表現は図４に示すような離散的な表現として定義域は［αｉ，βｉ］であり、これ以外には存在しないものとして定義する。また、分布の形状は三角型でｍを中心とし、定義域［ｍ−ａ，ｍ＋ａ］とした離散値で数１で与えられる。
【数１】
2004117109.tif 000003
ここで、例えば、ａ＝０．０４、ｍ＝０．６とした時の評価基準データは図５で示すように以下のようになる。
【数２】
2004117109.tif 000004
【００２３】
次ぎに、この評価基準データをもとにセンシングデータの分布化を行う。分布化は、センシングデータ（Ｎ）から評価基準分布μＭを引いたものとし、標準からの相違として捉え、Ｚａｄｅｈの拡張原理により数３のように行う。
【数３】
2004117109.tif 000005
これは、図的には、図６で示すように評価基準分布の台集合をＮだけ左にシフト（中心位置をｍからＮ−ｍへシフト）した分布として得られる。本実施例では、この分布を差分量分布と称する。
【００２４】
さらに、センシングデータが評価基準値のピーク値と完全に一致する場合、拡張原理により以下の分布になる。
【数４】
2004117109.tif 000006
これは図６の場合と同様に、評価基準値の分布中心を定義域０に移動することである。本実施例では、この分布を差分評価分布と称する。図７に差分評価分布を示す。
したがって、図６に示す差分量分布と、図７に示す差分評価分布を比較することにより、評価基準データに対する可能性の度合いを算出することが可能となる。
【００２５】
ここで、Ｄ．ＤｕｂｏｉｓとＨ．Ｐｒａｄｅによるファジィ数間の等号関係の指標によれば、μＮがμＲと等しい可能性の度合は、数５で得ることができる。
【数５】
2004117109.tif 000007
ただし、μＮは差分量分布、μＲ　は差分評価分布、ＰｏｓはＰｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙの省略形。
このＲとＮが等しいということに対する可能性の度合いΠＲ（Ｎ）は、図８のように表現できる。
【００２６】
ここで、ΠＲ（Ｎ）は数６のようにμＲ（ｕ）とμＮ（ｕ）の対応する関数値のｍｉｎ集合のｍａｘ値で得ることができる。
【数６】
2004117109.tif 000008
【００２７】
例えば、図９（ａ）に示すように、未知の入力データの差分データを０．５６５とした場合の可能性分布化は、以下のように行う。
（センシングデータ　―評価基準データ）をμとすると、拡張原理により以下に示す数７の分布になる。
【数７】
2004117109.tif 000009
ただし、定義域［−０．０３，０．０３］であるので
【数８】
2004117109.tif 000010
となる。
以上のプロセスを図９に示す。図９（ａ）は、既知の評価基準データの可能性分布μＭに未知データ０．５６５が入力された場合である。始めに、図９（ｂ）に示すように、中心を０．６０から−０．０３５にシフトする。次ぎに、定義域が［−０．０３，０．０３］であるので、その範囲以外を削除すると図９（ｃ）となる。
【００２８】
次に、評価基準値とセンシングデータが完全に一致する場合の可能性分布と分布化された入力データとを比較し、該当する抗原が検出される可能性を求める。
未知データＮが評価基準データＭである可能性の度合いは、図１０に示すように分布の合成によりｍｉｎ集合として得ることができる。ここで、μＲ（ｕ），　μＮ（ｕ）は数１により数９、数１０で与えることができる。
【数９】
2004117109.tif 000011
【数１０】
2004117109.tif 000012
【００２９】
したがって、可能性の度合いは数１１により求めることができる。
【数１１】
2004117109.tif 000013
【００３０】
図１０の場合では、ΠＭ＝　０．５となり、検出した抗原の存在する可能性を［０，１］の範囲で表示する。図１１に示すように、縦軸は試験液に含まれる抗原Ｎの存在する可能性で、横軸には抗原の種類を表示する。画面の中央に表示されるものほど可能性が高くなる。
本実施例では、抗原Ｎが可能性０．５であり定性的表現としては“かなり似ている”という判定結果である。
【００３１】
次に、図１７で示した装置内の温度変化に対する計測判定の実施例を示す。図１７は大腸菌と大腸菌抗体との抗原抗体反応を装置内温度２５℃および２５．５℃において計測した結果である。レーザ光線入射角の初期状態と定常状態の差分はそれぞれ０．６度、０．５６５度である。そして、２５．５℃においては、初期状態における特定入射角度も６０．０度から６０．１度に変化している。
以上の条件下において装置内温度２５℃の時の計測結果を評価基準として、装置内温度２５．５℃の時の計測結果に対して安定的に判定できることを示す。
数１におけるａの値は、大きくすることにより台集合の間隔は大きくなり、小さくすることにより台集合の間隔は狭くなり厳密な判定を行うことが出来る。ここでは、数１におけるａ，ｍの値をａ＝０．１、ｍ＝０．６として設定し、センサーデータの分布化を行う。
【００３２】
数１により装置内温度２５℃の計測結果の差分評価分布は以下のようになる。
評価基準データ分布：μＭ
【数１２】
2004117109.tif 000014
その結果を図１２（ａ）に示す。
次ぎに、拡張原理を適用し、可能性１を原点に移動することにより差分評価分布（μＲ）を得る。
【数１３】
2004117109.tif 000015
【００３３】
μＲより分布の存在範囲を［−０．０７５，０．０７５］とする。
数３により装置内温度２５．５℃の計測結果の差分量分布は以下のようになる。
【数１４】
2004117109.tif 000016
その結果を図１２（ｂ）に示す。
分布の存在範囲が［−０．０７５，０．０７５］であるので、
【数１５】
2004117109.tif 000017
となる。その結果を図１２（ｃ）に示す。
【００３４】
数７によりｍｉｎ集合である可能性分布（ΠＲ）を算出する。
【数１６】
2004117109.tif 000018
その結果を図１３に示す。
以上の計算によりΠＲ　＝　０．７５となり、定性的表現では“ほぼ同じ”という判定結果であり、温度変化に対してロバスト性が高く安定的な判定を行うことが出来る。その結果を図１４に示す。図１４に示すように、グラフで可能性が示されるので、未熟練者でも判断に迷うことがない。
【００３５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置によれば、ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成手段と、評価基準データであるか判定対象データであるかを切り換えるデータ種別切換スイッチと、データ種別切り換えスイッチが評価基準データに切り換えられているときに、差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶手段と、データ種別切り換えスイッチが判定対象データに切り換えられているときに、評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成手段とを有するので、熟練者と同じあいまいなレベル範囲内では、未熟練の測定者も、熟練した測定者と同じ判定結果を得ることができる。
【００３６】
また、本実施の形態のＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置によれば、あいまいな判断結果が、［同じ；ほぼ同じ；かなり似ている；やや似ている］の４段階であるので、熟練した測定者が通常行っているのと同じレベル範囲内では、未熟練の測定者も、熟練した測定者と同じ判定結果を得ることができる。
また、本実施の形態のＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置によれば、可能性度合い生成手段の出した判断結果をグラフで表示するので、未熟練の測定者にとっても、判断が容易であり、迅速な判断を行うことができる。
【００３７】
本発明に係るＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置は、上記実施の形態に限定されず、色々な応用が可能である。
例えば、本実施の形態では、４段階による判断結果を示しているが、２段階または３段階で判断結果を示しても良い。
また、評価基準データをタンパク質などの別分野のデータに置き換えることにより、アレルゲン判定装置の利用も可能であり、適用範囲が広がる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の形態のＳＰＲを用いた簡易抗原判定装置によれば、ＳＰＲセンサからのレーザ光入射角の初期状態における特定入射角度と定常状態における特定入射角度との差分量を生成する差分量生成手段と、評価基準データであるか判定対象データであるかを切り換えるデータ種別切換スイッチと、データ種別切り換えスイッチが評価基準データに切り換えられているときに、差分量生成手段で生成されたデータを、離散的可能性分布に変換し、評価基準分布として記憶する評価基準分布変換記憶手段と、データ種別切り換えスイッチが判定対象データに切り換えられているときに、評価基準分布変換記憶手段に記憶されている評価基準分布の中心位置を原点に移動し差分量評価分布とし、差分量生成手段から得た差分量分布と前記差分量評価分布を分布合成部において結合することによりｍｉｎ集合を得て、評価結果として、ファジィ処理によるあいまいな判断結果を示す可能性度合い生成手段とを有するので、熟練者と同じあいまいなレベル範囲内では、未熟練の測定者も、熟練した測定者と同じ判定結果を得ることができる。
また、温度の変化による測定誤差を可能性分布により吸収することにより、真偽の判定ではなく、柔軟な判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置の概観図である。
【図２】ＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置の機能を示すブロック図である。
【図３】ＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置の機能を示すフローチャートである。
【図４】評価基準データの可能性分布図である。
【図５】評価基準分布の具体例を示す図である。
【図６】差分量分布を示す図である。
【図７】差分評価分布を示す図である。
【図８】可能性の度合いを示す図である。
【図９】分布の合成手順を示す図である。
【図１０】抗原の存在する可能分布であるｍｉｎ集合を示す図である。
【図１１】抗原の存在の可能性を表示するグラフである。
【図１２】具体例について、分布の合成手順を示す図である。
【図１３】抗原の存在する可能分布であるｍｉｎ集合を示す図である。
【図１４】具体例について、抗原の存在の可能性を表示するグラフである。
【図１５】ＳＰＲセンサの構造を示す図である。
【図１６】従来のＳＰＲセンサを用いた簡易抗原判定装置の出力例を示す図である。
【図１７】装置内の温度変化による入射角度の変動例を示す図である。
【符号の説明】
２０　携帯用ＳＰＲセンサー装置
２３　ＳＰＲセンサ
３０　パソコン
３３　差分量生成部
３４　評価基準データ分布変換部
３５　評価基準分布格納部
３８　差分量評価分布生成部
３９　分布合成部
４０　可能性度合い生成部
４１　可能性表示部
４２　データ切り替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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