(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出する方法であって、少なくとも１つの試験フィールド（１６２）を備える少なくとも１つの試験エレメント（１２４）が用いられ、前記少なくとも１つの試験フィールド（１６２）は少なくとも１つの試験化学物質（１５４）を有し、前記試験化学物質（１５４）は、前記分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応を行うように構成され、前記方法は、少なくとも１つの画像検出器（１７８）を用いることにより、前記試験フィールド（１６２）の画像の画像シーケンスを取得することを含み、各画像は、複数の画素を備え、前記方法はさらに、前記画像シーケンスの画像において、前記試験フィールド（１６２）の少なくとも１つの特徴を検出することを含み、前記方法はさらに、前記特徴を用いることによって、前記画像シーケンスにおける、前記画像検出器（１７８）と、前記試験フィールド（１６２）との間の相対的な位置変化を補正し、それにより補正画像シーケンスを取得することを含み、前記補正画像シーケンスは、前記試験化学物質（１５４）の検出されるべき前記分析物との前記検出反応による、前記試験フィールド（１６２）の少なくとも１つの光学的に検出可能な性質の、時間に依存する変化を観察するように構成され、前記体液試料は、前記画像シーケンスの取得中に前記試験フィールド（１６２）に塗布される方法。
【請求項２】
前記特徴の検出が、前記画像シーケンスの１つまたは２つ以上の画像のうち、含まれる情報を前記特徴として示す、少なくとも１つの特定の部分を選択することを含み、前記画像シーケンスの他の画像が、この情報または同様の種類の情報のために走査または検索される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記補正は、特定の画像中に検出される前記特徴にしたがって、前記画像シーケンスの各画像に対して個別に構成される請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記相対的な位置変化の補正は、前記画像シーケンスの少なくとも１つの画像を基準画像として用いることを含んでおり、前記基準画像は、変更されないまま維持され、前記画像シーケンスの残りの画像は、画素の位置の少なくとも１つの計算補正を用いることにより補正され、前記計算補正は、前記基準画像と、前記画像シーケンスの残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記計算補正は、
前記画像シーケンスの前記残りの画像の画素の、少なくとも１つの空間的方向へのシフトであって、前記シフトは、前記基準画像と前記残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択されるシフト、および、
前記画像シーケンスの前記残りの画像の、少なくとも１つの回転軸周りでの、少なくとも１つの回転角度での少なくとも１つの回転であって、前記回転軸および前記回転角度のうちの一方または両方は、前記基準画像と前記残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択される回転
のうちの少なくとも１つを含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記特徴は、
前記画像シーケンスの画像中で検出可能な前記試験フィールド（１６２）の粗度、
前記画像シーケンスの画像中で検出可能な前記試験フィールド（１６２）の前記試験化学物質（１５４）の粒度、
前記画像シーケンスの画像中で検出可能な前記試験フィールド（１６２）の欠陥、
前記試験フィールド（１６２）に含まれ、前記画像シーケンスの画像中で検出可能な、少なくとも１つの基準マーク、
からなる群から選択される少なくとも１つの特徴を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記体液試料は、前記画像シーケンスの取得中に前記試験フィールド（１６２）に塗布され、前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布の瞬間に最も近い時点で取得される画像シーケンスの画像である、少なくとも１つのタッチダウン画像が、前記画像シーケンスにおいて検出される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記体液試料は、前記画像シーケンスの取得中に前記試験フィールド（１６２）に塗布され、前記画像シーケンスは、ブランク画像シーケンスを含み、前記ブランク画像シーケンスは、前記体液試料を前記試験フィールド（１６２）に塗布する前に取得される複数のブランク画像を含み、前記ブランク画像シーケンスのブランク画像の相対的な位置変化の補正を行った後、前記ブランク画像シーケンスのブランク画像から少なくとも１つの平均化ブランク画像が得られる請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記平均化ブランク画像が、前記画像シーケンスの画像取得中に、連続する工程で得られ、これまでに取得された補正ブランク画像から予備平均化ブランク画像が得られ、新たに取得されるブランク画像が、前記予備平均化ブランク画像を訂正するために用いられる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記分析物が、前記補正画像シーケンスの画像を、タッチダウン画像および前記ブランク画像シーケンスのうちの一方または両方と比較することによって検出され、前記比較は画素ごとに実施される請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
相対的な補正画像シーケンスの少なくとも一部に対して、少なくとも１つの平均化正規化値が作り出され、前記平均化正規化値は、前記試験フィールド（１６２）への体液試料の塗布後、時間の関数として監視される請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記試験フィールド（１６２）の境界（２１２）および前記試験フィールド（１６２）の可視ウィンドウの境界（２１２）のうちの一方または両方が、前記補正画像シーケンスにおいて検出される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布の瞬間が、前記画像シーケンスにおいて検出される請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布後に、前記画像シーケンスにおいて少なくとも１つの関心領域が決定される請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布前または塗布中に取得される少なくとも１つの補正画像が、前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布後に取得される少なくとも１つの補正画像と、画素ごとに比較され、それにより各画素に関して差分値が生じ、前記差分値は、前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布前または塗布中に取得される前記補正画像と、前記試験フィールド（１６２）上への前記体液試料の塗布後に取得される前記補正画像との間の、対応する画素に含まれる情報の差を示し、前記画素は、前記差分値に基づき、前記関心領域に属する画素または前記関心領域に属さない画素に分類される請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記関心領域に属する画素を示す画像マスクが発生される請求項１４または１５記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための装置（１１２）であって、前記装置（１１２）は、少なくとも１つの試験化学物質（１５４）を備える少なくとも１つの試験フィールド（１６２）を有する、少なくとも１つの試験エレメント（１２４）を受け取るための、少なくとも１つの試験エレメント受容部（１１６）を備え、前記装置（１１２）はさらに、前記試験フィールド（１６２）の画像の画像シーケンスを取得するために、少なくとも１つの画像検出器（１７８）を備え、前記装置（１１２）はさらに、少なくとも１つの制御ユニット（１１８）を備え、前記制御ユニット（１１８）は、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法を実施するように構成される装置（１１２）。
【請求項１８】
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための試験システム（１１０）であって、前記試験システムは、請求項１７記載の少なくとも１つの装置（１１２）を備え、前記試験システム（１１０）はさらに、少なくとも１つの試験化学物質（１５４）を備える少なくとも１つの試験フィールド（１６２）を有する、少なくとも１つの試験エレメント（１２４）を備え、前記試験化学物質（１５４）は、前記分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応を行うように構成される試験システム（１１０）。
【請求項１９】
前記試験システム（１１０）は、少なくとも１つの穿刺エレメント（１４０）をさらに備え、前記試験システム（１１０）は、前記穿刺エレメント（１４０）を用いることにより、ユーザの少なくとも１つの皮膚部位を穿刺し、それにより前記体液試料を生じるように構成され、前記試験システム（１１０）はさらに、前記試験エレメント（１２４）の前記試験フィールド（１６２）上へ前記体液試料を移送するように構成される請求項１８記載の試験システム（１１０）。
【請求項２０】
前記特徴は、前記試験フィールド（１６２）に含まれ、前記画像シーケンスの画像中で検出可能な、少なくとも２つの基準マークを備える請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出する方法、装置および試験システムに関する。本発明はさらに、本発明による方法を実行するためのプログラム手段を備えるコンピュータプログラム、ならびに、コンピュータシステムおよび記憶媒体に関する。本発明による方法、装置、試験システム、コンピュータプログラムおよびコンピュータシステムは、１つまたは２つ以上の体液中の１つまたは２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、医療診断において用いられ得る。本発明を他の分野に適用することも可能である。
【背景技術】
【０００２】
医療診断の分野においては、多くの場合、１つまたは２つ以上の分析物が、例えば、血液、間質液、尿、唾液または他の種類の体液などの体液試料において検出されなければならない。検出されるべき分析物の例には、グルコース、トリグリセリド、乳酸、コレステロール、または通常これらの体液中に存在する他の種類の分析物が含まれる。分析物の濃度および／または分析物の有無に応じて、適切な処置が必要に応じて選択され得る。
【０００３】
一般に、当業者に公知の装置および方法は、検出されるべき分析物の存在下で、光学的に検出可能な検出反応などの１つまたは２つ以上の検出可能な検出反応を実施できる、１つまたは２つ以上の試験化学物質を備える試験エレメントを利用する。これらの試験化学物質に関しては、例えば、非特許文献１を参照できる。他の種類の試験化学物質も可能であり、本発明を実施するために用いられ得る。
【０００４】
通常、試験化学物質における１つまたは２つ以上の光学的に検出可能な変化は、これらの変化から検出される少なくとも１つの分析物の濃度を導き出すために監視される。試験フィールドにおいて１つまたは２つ以上の光学的に検出可能な変化を監視するための試験フィールド、試験化学物質および方法の例は、特許文献１に開示されている。ゆえに、一例として、試験フィールドの再放射（remission）は、化学的検出反応の所定の終点まで、時間の関数として光学的に検出され得る。再放射の変化から、分析物の濃度が導き出され得る。検出反応の所定の終点まで、時間の関数として試験フィールドから反射される光の量を検出する同様の測定は、特許文献２に開示されている。
【０００５】
試験フィールドの少なくとも１つの光学的特性（property）の変化を検出するための、様々な種類の検出器が当該技術において公知である。ゆえに、様々な種類の検出器はもちろん、様々な種類の試験フィールドを照射するための光源が公知である。フォトダイオードなどの単一の検出器に加えて、複数の感光装置を有する検出器アレイを用いる、様々な種類の装置が公知である。特許文献３には、体液試料中に含まれる分析物濃度を測定するための構成が開示されている。この構成は、とりわけ、光源および検出器アレイを備えている。同様に、特許文献４は、生理学的試料中の分析物濃度を決定するための装置を開示している。装置は、少なくとも１つの光源および検出器アレイを含んでいる。
【０００６】
さらに、検出器アレイを用いる場合、検出器アレイにより取得される画像中のエラーおよびアーチファクトを検出するための方法が、当該技術において公知である。特許文献３は、とりわけ、検出器アレイによって観察される反応スポットに存在する欠陥を補正することが可能な、補正アルゴリズムを開示している。同様に、特許文献４は、異なる複数の検出器領域のそれぞれに、充分な量の試料が存在しているかどうかを決定するための手段を開示しており、充分な試料を有していると決定された領域から検出される光だけが、分析物濃度を決定するために用いられている。
【０００７】
試験フィールドを撮像する検出器アレイによって取得される画像の評価をさらに向上させるために、当該技術では統計的手法が用いられている。特許文献５は、液体試料中の分析物濃度を決定するためのシステムを開示している。この文献においては、検出器アレイの画素に記憶される濃淡値の発生度数がヒストグラムにリストされ、試料により浸潤された領域と浸潤されていない領域とを分離することを可能にする。これらの度数分布を評価することによって、分析物濃度が導き出され得る。
【０００８】
特許文献６は、液体試料が展開層の流路領域から外部に流出することを阻止するために、流出阻止ラインが形成されている試験片を用いて、液体試料中の分析物を分析するための液体試料分析方法を開示している。液体試料が流路領域に展開されていない状態で、試験片は、展開層の流路領域および流出阻止ラインを横切るように測定される。ゆえに、展開領域の流路領域と流出阻止ラインとの輝度の差が大きい状態で、展開領域の流路領域と流出阻止ラインとの境界部を適切に認識することができる。
【０００９】
特許文献７は、通常変化する画素パターンの一部が、スクリーン上に投影される隣り合う画素画像のそれぞれに現れる画素基準マークを含んでいる、背面投影用の画像位置合わせシステムを開示している。スクリーン上の画像それぞれの画素基準マークを覆うのに充分な大きさの視野を有するカメラは、コンピュータが、画素基準マークそれぞれの座標を決定し、隣り合う画像の視覚的なずれを表す偏差信号を生じることを可能にするために、画素基準マークの位置を捉える。コンピュータからの偏差信号によって制御可能な駆動部材は、隣り合う画像の一方を、他方に対して再配置するので、画像を位置合わせし、単一の視覚的に継ぎ目のない画像を作り出す。カメラおよびコンピュータは、継続的に偏差信号を生成するために、画素基準マークの両方を継続的に監視するので、隣り合う画像は、自動的に単一の視覚的に継ぎ目のない画像にされ得る。
【００１０】
さらに、試料を試験フィールド上へ移送した後の評価のために、関心領域を自動的に検出するシステムおよび方法が公知である。特許文献８には、体液中の少なくとも１つの分析物を検出するための装置が開示されており、この装置は、少なくとも１つの二次元の分析領域を有する少なくとも１つの試験エレメントを備えている。装置はさらに、複数の画素を有する少なくとも１つの空間的な光学検出器を備えている。この検出器は、試験エレメントの少なくとも一部を画像領域上に複写するように設計される。検出器は、規定可能な最小限の数の画素が、分析画像領域内の各次元に設けられるように、試験エレメントに適合される。さらに、分析物濃度を測定するために評価されるべき関心領域を、自動的に検出するための方法が開示されている。
【００１１】
上述の公知の方法および装置によって達成される進展にもかかわらず、分析物検出の精度に関して、いくつかの重大な課題が残っている。ゆえに、試験フィールドに塗布されるべき試料体積をさらに減少させるための努力が絶えずなされている。患者の指または耳たぶを刺すことなどによる試料の生成に関連する不快感を減少させるために、現代の装置の試料体積は、通常、２μｌ未満の体積まで減少されており、いくつかの場合においては１μｌ未満やそれ以下にまで減少されている。例えば特許文献９に開示されるような、いわゆるマイクロサンプラーを含む一体型試験システムが開発されており、これは複数のランセットを備え、そのそれぞれが、穿刺行程中または患者の皮膚からマイクロサンプラーを後退させるときに体液を受け取るための、ランセットチップおよび少なくとも１つの毛管を有する。少量の試料体積は、マイクロサンプラーが後退したキャビティ内部の試験フィールドへ移送される。少量の試料体積、および試験フィールドの大きさの減少に対する絶え間ない需要はあるが、検出器アレイの空間分解能に関する要件、ならびに、評価されるべき画像からアーチファクトおよび不純物を取り除く能力に関する要件が増大する。
【００１２】
さらなる技術的課題は、光学検出器または検出器アレイにより取得された測定データの正確な正規化にある。特許文献１により開示される上述の装置および方法など、多くの場合において、試験フィールドの再放射が検出され、これは少なくとも１つのいわゆるブランク値またはドライ値（dry value）、すなわち、検出反応の開始前の試験化学物質の反射率の値の決定を要する。しかしながら、特に、試験フィールド上への試料塗布の正確な場所が不明である場合、ブランク値の決定はかなり困難となる。というのも、ブランク値自体が、試験フィールド上での正確な場所に依存し得るからである。ゆえに、ほとんどの場合、試験フィールド上の試料塗布の場所とは異なる場所のブランク値が用いられなければならず、ブランク値の高い不確実性をもたらすか、あるいは、試料塗布前後の多数の試験フィールドの画像が記憶および評価されなければならず、データ記憶および計算のリソースに対する高い需要をもたらす。後者は、しかしながら、通常かなり制限されたハードウェア能力を提供する携帯型の試験装置には、特に不利である。
【００１３】
さらに、特にブランク値の決定に関して、特に試験フィールド上への試料の移送のために高機能の移送機構を有するシステムにおいては、機械公差および光学的な画像取得の公差が考慮されなければならない。ゆえに、特許文献９のものなど、マイクロサンプラーを用いるシステムでは、マイクロサンプラーから試験フィールド上への試料移送は、マイクロサンプラーの毛管を試験フィールド上に押し付けることによって行われる。この試料移送方法および他の種類の試料移送方法は、画像取得および画像評価の高い光学的分解能を要する、高度に構成される試料塗布につながり得る。この種の試料移送は、しかしながら、通常、作動部分に関する動的処理を伴い、これは試験フィールドまたはその部品の変位を引き起こすおそれがある。ゆえに、マイクロサンプラーの試験フィールド上への押し付けは、試験フィールドの変形および／または変位を引き起こすおそれがある。さらに、試験フィールドはしばしば、試験フィールドを耐衝撃性を有する形で実際に取り付けることなく、環状の試験化学物質を単にハウジング内へ挿入するなど、かなり緩やかな方法で試験エレメントのハウジングに収容されている。ゆえに、試験装置の使用中および操作中、特に測定中に、試験フィールドが動く場合があり、それにより、ブランク値の取得に関して、また、分析物決定のために評価されるべき試験フィールドの実際の面積の決定に関して、不正確性を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】欧州特許第０８２１２３４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０９７４３０３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０２０１９０９号明細書
【特許文献４】欧州特許第１３５９４０９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１８４３１４８号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２２７０４２１号明細書
【特許文献７】米国特許第６４７１３５５号明細書
【特許文献８】国際公開第２０１２／０１０４５４号明細書
【特許文献９】国際公開第２０１０／０９４４２６号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】J. Hoenesら、The Technology Behind Glucose Meters：Test Strips、Diabetes Technology & Therapeutics、Volume 10、Supplement 1、2008、S-10〜S-26
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
それゆえ、本発明の目的は、上述の公知の方法および装置の欠点を少なくとも部分的に克服する方法および装置を提供することである。詳細には、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための方法および装置が開示され、これらは、機械的障害および構造方式での試料塗布により生じるアーチファクトおよび不正確性を広く回避することによって、非常に少量の試料体積であっても、高い精度で評価することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題は、独立請求項の特徴を有する、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための方法および装置によって解決される。この課題はさらに、別の独立請求項の特徴を有する、コンピュータプログラム、コンピュータシステム、記憶媒体および試験システムによって解決される。
【００１８】
本明細書で用いられる場合、有する、備えるおよび含むという表現、ならびにそれらの文法的変形態は、非排他的な方法で用いられる。ゆえに、「ＡがＢを有する」という表現、ならびに、「ＡがＢを備える」または「ＡがＢを含む」という表現は、ＡがＢに加えて、１つまたは２つ以上のさらなる構成要素および／または構造物を含んでいるという事実をいい、さらに、Ｂの他には、Ａに存在する他の構成要素、構造物またはエレメントがないという場合もいう。
【００１９】
本発明の第１の態様においては、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出する方法が開示される。上で概説したように、少なくとも１つの分析物は、好ましくは、１つまたは２つ以上の代謝物など、人体または動物の体に通常含まれている１つまたは２つ以上の物質を含み得る。好ましくは、少なくとも１つの分析物は、グルコース、コレステロール、トリグリセリドおよび乳酸からなる群から選択され得る。他の種類の分析物および／または分析物の任意の組み合わせも可能である。好ましくは、この方法は、特異性の高い分析物を検出するように構成される。少なくとも１つの体液は、一般に、血液、間質液、唾液、尿または任意の他の種類の体液または挙げられた体液の組み合わせなど、任意の種類の体液を含み得る。以下で本発明は、他の実施形態を制限することなく、血液および／または間質液中のグルコースを検出する方法に関連して詳細に説明される。
【００２０】
この方法は、少なくとも１つの試験エレメントを用い、試験エレメントは少なくとも１つの試験フィールドを備える。少なくとも１つの試験フィールドは、少なくとも１つの試験化学物質を有する。試験化学物質は、分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応、好ましくは変色反応を行うように構成される。本発明に関連して、試験フィールドという語は、連続または非連続の試験化学物質の量を指し、これは好ましくは、少なくとも１つの担持フィルムなどの、少なくとも１つの担持部によって保持される。ゆえに、試験化学物質は、試験フィールドの１つまたは２つ以上のフィルムまたは層を形成するか、試験フィールドの１つまたは２つ以上のフィルムまたは層に含まれてもよいし、および／または、試験フィールドは１つまたは２つ以上の層を有する層配置を備えていてもよく、その層の少なくとも１つが試験化学物質を備える。ゆえに、試験フィールドは、担持部上に配置される層配置を備えていてもよく、体液試料は、試験フィールドのエッジなどの少なくとも１つの塗布側から、および／または、試験フィールドの塗布面から、層配置に塗布され得る。試験フィールドは、少なくとも１つの試験フィールドと、試験フィールドが塗布される少なくとも１つの担持部とを備える、試験エレメントの一部であってもよい。
【００２１】
本明細書で用いられる場合、試験化学物質という語は一般に、分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応を行うように構成される、物質または物質の混合物をいう。ゆえに、検出反応は、好ましくは、試験化学物質の変色または少なくともその一部を意味し得る。試験化学物質に関して、試験化学物質の様々な設計の可能性は、当該技術において公知である。これに関しては、上述の先行技術文献を参照できる。特に、非特許文献１を参照できる。しかしながら、他の種類の試験化学物質も可能である。好ましくは、試験化学物質は、少なくとも１つの酵素を備え、これは、好ましくは特異性の高い分析物と、好ましくは直接または間接的に反応し、さらに、試験化学物質中には１つまたは２つ以上の光学的指示物質が存在し、これは、少なくとも１つの酵素が分析物と反応すると、少なくとも１つの光学的に検出可能な性質変化をもたらす。ゆえに、少なくとも１つの指示物は、少なくとも１つの酵素と分析物との酵素的反応を示す変色反応をもたらす、１つまたは２つ以上の色素を含み得る。ゆえに、少なくとも１つの酵素は、グルコースオキシダーゼおよび／またはグルコース脱水素酵素を含み得る。しかしながら、他の種類の酵素および／または他の種類の試験化学物質または試験化学物質の活性成分も用いられ得る。
【００２２】
この方法はさらに、試験フィールドの画像の、画像シーケンスを取得することを含んでいる。この画像取得は、試験フィールド全体および／または試験フィールドの特定の部分の画像を取得することを含み得る。ゆえに、試験エレメントのマスクおよび／またはハウジングなどによって、少なくとも１つの観察ウィンドウが画定でき、これは試験フィールドの可視部分の境界を提供し、以下では、単に試験フィールドの観察ウィンドウという。この種の観察ウィンドウは、例えば、上述の特許文献９から公知である。
【００２３】
本明細書で用いられる場合、画像シーケンスという語は、順次時点で取得される複数の画像をいう。好ましくは、画像の取得は、一定のフレームレートを用いることなどによって、等間隔の時点で行われる。ゆえに、１秒あたり２０フレーム、１秒あたり２５フレーム、１秒あたり３７フレームのフレームレート、または他の種類のフレームレートが用いられてもよい。さらに、本明細書で用いられる場合、画像という語は、情報値の一次元または二次元のマトリクスのことをいい、各マトリクス位置は、画像検出器の特定の画素を示し、このマトリクス位置に記憶される情報値は、濃淡値など、画像検出器の画素によって取得される光学的情報を示す。以下でさらに詳細に概説されるように、画像は、画像検出器の全ての画素の情報値を含み得る。代替的には、画像の特定のセクションだけなど、部分的な画像のみが用いられてもよい。以下において、画像という語は、両方の選択肢をいい、すなわち、完全な画像を用いる選択肢、または、画像の所定のセクションのみなど、部分的な画像のみを用いる選択肢をいうことができる。
【００２４】
そのため、画像検出器（以下においては、単に検出器ともいう）という語は、一次元マトリクス（線形検出器）または二次元マトリクス（アレイ検出器）で配置される複数の感光性のセンサエレメントを有する任意の検出装置のことをいう。検出器の画像センサは、以下において、検出器の画素ともいわれる。画素は、好ましくは、検出面とも呼ばれ得る、共通面に配置される。画素マトリクスは、直線の画素および／または画素の長方形アレイを含み得る。しかしながら、円形配置および／または六角形配置など、他の種類の画素配置も可能である。画素そのものが、感光性の半導体エレメントなどの感光性センサエレメントであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサエレメント、好ましくはＣＭＯＳセンサエレメントである。
【００２５】
本発明による方法はさらに、画像シーケンスの画像において、試験フィールドの少なくとも１つの特徴（characteristic feature）を検出することを含んでいる。検出は、少なくとも一度行われ、これは、特徴を繰り返し検出する、または特徴の検出を試みるという選択肢を含んでいる。ゆえに、少なくとも１つの特徴の検出は、反復アルゴリズムを含んでいてもよく、例えば、４度の反復など、２度または３度以上の反復を有するアルゴリズムであり、好ましくは、正確なパラメータを有する反復である。
【００２６】
本明細書で用いられる場合、特徴という語は、画像シーケンスの画像、好ましくはこれらの画像の全てにおいて検出可能な、試験フィールドの任意の特色または不規則性のことをいう。ゆえに特徴は、ランダムな構造および／または規則的な構造を示す、画像内の特徴的な濃淡値の空間分布を含み得る。特徴は、好ましくは、試験化学物質の特性（property）および／または試験フィールドの別の構成要素の特性など、試験フィールド自体の特性を示す。ゆえに特徴は、試験フィールドの粒度および／または粗度など、試験フィールドの可視のランダムな構造によって形成され得る。この種のランダムな構造は、通常、試験フィールドの製造時には回避できないが、本発明では、これらの特徴を意図的に試験フィールドに導入することなく用いられ得る。代替的または付加的に、特徴は、１つまたは２つ以上の位置決めマークおよび／または基準マークを導入することなどによって、試験フィールド内に意図的に導入されてもよい。
【００２７】
検出という語は、本明細書で用いられる場合、画像中のパターン認識の分野において公知のものなど、１つまたは２つ以上のパターンを検出するために当該技術において公知である任意のアルゴリズムのことをいう。検出は、とりわけ、画像シーケンスの画像中の、特徴および／または特徴の座標を識別することを含み得る。ゆえに、特徴検出の結果は、詳細には、画像シーケンスの画像における特徴の位置を示す一次元または二次元以上のマトリクスの座標などの、１つまたは２つ以上の座標を含み得る。検出が失敗し、画像シーケンスの画像中で特徴が検出されない場合、検出工程は、エラーまたはデフォルト値を返し得る。しかしながら、パターン認識の分野の当業者であればすぐに理解するように、他の検出アルゴリズムの実施形態が用いられてもよい。
【００２８】
少なくとも１つの特徴の検出は、本発明の方法の明確または黙示的なステップを形成し得る。ゆえに特徴は、本発明による方法の中間ステップのアウトプットにおいて明確に示され得る。代替的または付加的に、特徴検出は、単に、画像シーケンスの１つまたは２つ以上の画像の、少なくとも１つの特定の部分を選択することを含み、この部分に特徴として含まれる情報を示していてもよく、画像シーケンスの他の画像は、この情報または同様の種類の情報のために走査または検索される。
【００２９】
この方法はさらに、特徴を用いることによって、画像シーケンスにおける、画像検出器と試験フィールドとの間での相対的な位置変化を補正し、それにより補正された画像シーケンスを取得することを含んでいる。本明細書で用いられる場合、画像シーケンスにおける、画像検出器と試験フィールドとの間での相対的な位置変化という語は、画像検出器によって撮像された試験フィールドの、絶対位置、角度的な方向および幾何学的形状の少なくとも１つの任意の変化のことをいう。この相対的な位置変化は、画像検出器の位置変化および／または試験フィールドの位置変化によるものであり得る。
【００３０】
さらに、本明細書で用いられる場合、補正という語は、画像シーケンス中の相対的な位置変化を補うように構成される任意のアルゴリズムのことをいう。ゆえにアルゴリズムは、例えば、空間の少なくとも一方向にマトリクスを直線移動（translate）させたり、および／または、少なくとも１つの軸周りで情報マトリクスを約少なくとも１つの角度だけ回転させたり、および／または、特定の量だけマトリクスを拡張または圧縮したりすることによって、画像シーケンスの各画像の情報マトリクスを変換するように構成され得る。補正は、特定の画像中に検出される特徴にしたがって、画像シーケンスの各画像に対して個別に適合され得る。とりわけ、画像シーケンスの画像の１つは、基準画像として定められてもよく、画像シーケンスの他の画像は、補正画像シーケンスの全ての補正画像の特徴がマトリクスの同一位置に見られ得るように補正される。
【００３１】
補正画像シーケンスは、以下では、補正シーケンスともいわれる。本発明にしたがって補正シーケンスを取得することにより、補正シーケンスは、少なくとも１つの分析物を検出するために用いることができ、例えば試験化学物質の検出されるべき分析物との検出反応による、試験フィールドの少なくとも１つの光学的に検出可能な性質の、任意には時間に依存する変化を観察するために用いられ得る。画像シーケンスを補正することにより、従来の技術とは対照的に、高度の構造安定性および信頼性が達成でき、上述の、公知の方法および装置の欠点のほとんどが克服される。
【００３２】
上に開示されるような基本的な方法は、様々な有利な方法でさらに進展され得る。ゆえに、上に概説したように、画像シーケンスの各画像は、一次元または二次元、一般にはｎ次元の情報値、好ましくは濃淡値情報のマトリクスを含み、好ましくは、４ビット、８ビット、１２ビットまたは１６ビットの情報値である。
【００３３】
上に概説したように、画像検出器と試験フィールドとの間での相対的な位置変化の補正は、任意の補正アルゴリズムを含み得る。最も好ましくは、補正は、少なくとも１つの空間的方向への、試験フィールドの画像の画像検出器上での直線移動の補正、少なくとも１つの回転軸周りでの、試験フィールドの画像の画像検出器上での回転の補正、少なくとも１つの拡張および／または少なくとも１つの圧縮を用いることによる補正など、画像検出器上の試験フィールドの画像の歪曲、好ましくは試験フィールドの反りによる歪曲の補正からなる群から選択される少なくとも１つの補正を含んでいる。上述の補正は、情報値のマトリクスを変換する数学的補正アルゴリズムによって容易に実施され得る。マトリクスの適切な変換は、当業者に公知である。
【００３４】
さらに上に概説したように、画像シーケンスの画像は、好ましくは、シーケンスの後続の画像の取得との間の時間間隔が等間隔である、一定の時間系列で取得される。ゆえに、１／１００ｓ〜５ｓの時間間隔、好ましくは１／６４ｓ〜２ｓの時間間隔が用いられ得る。
【００３５】
画像検出器は、好ましくは、感光センサエレメントのラインを有するライン検出器、および感光センサエレメントの二次元アレイを有する二次元検出器からなる群から選択される、少なくとも１つの検出器を備え得る。感光センサエレメントは、上に概説したように、画素ともいわれる。好ましくは、二次元アレイ検出器が用いられ、好ましくは長方形アレイの検出器である。アレイは、各次元に、好ましくは少なくとも３個、より好ましくは少なくとも５個、さらには少なくとも１０個の画素を備え、例えば、各次元に少なくとも５０個の画素を備える。一例として、二次元アレイ検出器は、各次元に２０〜１０００の画素を備えるものが用いられ得る。
【００３６】
さらに好ましい実施形態は、相対的な位置変化の補正に関する。上に示したように、補正は、好ましくは、画像シーケンスの少なくとも１つの画像を基準画像として用いることを含み得る。基準画像は、補正中変更されないまま維持される。画像シーケンスの、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上および最も好ましくは全ての残りの画像は、その後、上で挙げた１つまたは２つ以上の変換など、これら画像のマトリクスの数学的変換を用いることなどによって、画素の位置の少なくとも１つの計算補正を用いることにより補正され得る。計算補正は、基準画像と、画像シーケンスの残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択され得る。換言すれば、計算補正は、上に示したように、少なくとも特定および所定の公差程度まで、試験フィールドの特徴が、同一の場所に見られ、また補正画像シーケンスの各画像の全てにおいて同一の配向を有するように選択され得る。本明細書で用いられる場合、相関という語は、画像および／またはこれらの画像に含まれる特色の、同一性または類似性を示すための任意の評価基準のことをいう。ゆえに、一例として、画像の類似性および／または同一性を定量化するために、経験的相関係数および／またはピアソン相関などの、１つまたは２つ以上の相関係数が用いられ得る。
【００３７】
上に概説したように、計算補正は、画像シーケンスの残りの画像の画素を、少なくとも１つの空間的方向にシフトさせることを含み得る。この画素のシフトは、画像を表す情報値のマトリクスの、直線移動変換によって行われ得る。シフトは、基準画像と残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択され得る。シフトは、画像シーケンスの残りの画像の各画像に対して、個別に選択され得る。
【００３８】
残りの画像の画素のシフトに加えて、またはそれに替えて、回転が用いられ得る。ゆえに計算補正は、画像シーケンスの残りの画像の、少なくとも１つの回転軸周りでの、少なくとも１つの回転角度の少なくとも１つの回転を含み得る。回転軸および／回転角度は、基準画像と残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択され得る。ここでも、回転軸および／または回転角度は、画像シーケンスの残りの画像の各画像に対して個別に選択され得る。さらに、計算補正は、妥当性の確認を含み得る。ゆえに、計算補正が要求され、これが所定の制限値を超えているとわかった場合、補正は、エラーを返すか、および／または、中断され得る。同様に、例えば２つ以上のパターンマッチ、２つ以上の高度の補正または妥当な補正を検出するなどして、２つ以上の計算補正が妥当であるとわかった場合、エラーが返され、および／または、計算補正が中止され得る。
【００３９】
本発明のさらに好ましい実施形態は、上述の特徴に関する。補正を行うために、１つまたは２つ以上の特徴が用いられ得る。特徴は、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの粗度、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの試験化学物質の粒度、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの欠陥、試験フィールドに含まれ画像シーケンスの画像中で検出可能な、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つの基準マークからなる群から選択される少なくとも１つの特徴を含み得る。本明細書で用いられる場合、欠陥という語は、汚れ、繊維、亀裂または他の任意の種類の凹凸など、試験化学物質および／または試験フィールドにおける任意の異常のことを指し得る。他の種類の特徴も用いられ得る。
【００４０】
この方法はさらに、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスから、実際の分析物濃度を導き出す少なくとも１つのステップを備え得る。好ましくは、分析物の濃度は、試験化学物質の少なくとも１つの光学的性質を検出することによって、および／または、試験化学物質および分析物の光学的に検出可能な検出反応による、試験化学物質の少なくとも１つの光学的性質の少なくとも１つの変化を検出することによって、検出される。ゆえに、少なくとも１つの光学的性質には、色彩、絶対再放射（remission）および相対再放射からなる群から選択される、少なくとも１つの光学的性質が含まれ得る。本明細書で用いられる場合、色彩という語は、可視スペクトル領域、および／または、紫外スペクトル領域、および／または、赤外スペクトル領域に存在し得る、少なくとも１つの所定のスペクトル領域における特定の吸光度のことをいう。再放射という語は、散乱光などの、方向付けのない光の反射のことをいう。ゆえに、再放射を決定するためには、少なくとも１つの検出面から試験フィールドを照射する少なくとも１つの光源を用いることができ、試験フィールドから反射および／または散乱した光は、好ましくは試験フィールドの照射角度とは異なる角度で、上述の検出器によって検出され得る。相対再放射という語は、正規化された再放射のことを指し、好ましくは、特定の再放射がノルム値として用いられる。ゆえに、体液試料の試験フィールドへの塗布後の少なくとも１つの光学的性質の変化を検出する場合、試料塗布前の再放射のいわゆるブランク値が、相対再放射を得る目的で、後続の再放射値を正規化するために用いられ得る。ブランク値は、ドライ空値（dry empty value）ともいわれる。これらの値の少なくとも１つが用いられ得る。例えば相対再放射値を生じるために、正規化（標準化ともいわれる）が実施される場合、正規化は、画像全体に基づいて、部分的な画像に基づいて、また画素ごとに行われ得る。ゆえに、画素ごとに、対応するブランク画像の画素の情報値によって、画像の各画素の情報値は割られ得る。
【００４１】
試験化学物質の少なくとも１つの光学的性質、および／または、少なくとも１つの光学的性質の少なくとも１つの変化は、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスの画像の１つ、２つ以上または全てのマトリクスに含まれる、１つの情報値、２つ以上の情報値または全ての情報値から導き出され得る。以下により詳細な例を示す。
【００４２】
少なくとも１つの体液試料は、画像シーケンスの取得中に試験フィールドに塗布され得る。その結果、画像シーケンスは、それぞれの画像の取得時点に応じて、２つまたは３つ以上の画像シーケンスへと細分化され得る。ゆえに、画像シーケンスは、ブランク画像シーケンスを含み、ブランク画像シーケンスは、体液試料を試験フィールドに塗布する前に取得される複数のブランク画像を含み得る。好ましくは、ブランク画像シーケンスは、試料塗布前に取得された全ての画像を含み得る。ブランク画像シーケンスは、ドライ空画像シーケンスとも呼ばれ得る。
【００４３】
ブランク画像シーケンスは、好ましくは、試料塗布前の試験フィールドに関して、少なくとも１つの情報を得るために用いられ得る。この目的のために、好ましくは、補正ブランク画像、すなわち、上述の、ブランク画像シーケンスにおける、画像検出器と、試験フィールドとの間の相対的な位置変化の少なくとも１つの補正を行った後のブランク画像が用いられ得る。好ましくは、少なくとも１つの平均化ブランク画像は、ブランク画像シーケンスにおける、ブランク画像の相対的な位置変化の補正を行った後の、ブランク画像シーケンスのブランク画像から得られる。本明細書で用いられる場合、平均化画像という語、とりわけ平均化ブランク画像という語は、いくつかの画像の、任意の平均化工程の結果のことを指し、平均値のマトリクスが作成される。ゆえに、平均化は、対応するマトリクスフィールドを平均化することによって、画素ごとに実施され得る。ゆえに、二次元マトリクスの場合、対応するマトリクスの画素の平均化が実施され、それにより、各マトリクスフィールドに対して平均値を生じ得る。平均化は、一般に、加重平均、幾何平均または算術平均などの、任意の種類の公知の方法を含み得る。平均化ブランク画像は、ゆえに、各次元に、補正ブランク画像シーケンスの補正画像と同じ数のフィールドを有するマトリクスであってもよく、平均化ブランク画像の各マトリクスフィールドは、補正ブランク画像の対応するフィールドにわたる平均化工程の結果として、平均化情報値を含んでいる。
【００４４】
平均化ブランク画像は、好ましくは、画像シーケンスの画像取得中に、連続する工程で得られ得る。この連続する工程において、好ましくは、予備平均化ブランク画像が、これまでに取得された補正ブランク画像から得られ得る。新たに取得されるブランク画像は、予備平均化ブランク画像を訂正するために用いられ得る。ゆえに、新たに取得される各ブランク画像を用いて、予備ブランク画像を更新でき、それにより、新しい予備平均化ブランク画像を生じる。予備平均化ブランク画像の最終版、すなわち、補正ブランク画像シーケンスの最後の補正ブランク画像を組み込んだ後に得られる予備平均化ブランク画像は、その後、最終的な平均化ブランク画像として用いられ得る。一般に、ブランク画像シーケンスの補正ブランク画像の対応する画素情報は、平均化ブランク画像の対応する画素情報を得るために用いられ得る。ゆえに、一般に、補正ブランク画像の対応する画素情報は、平均化ブランク画像の対応する画素情報を得るために、少なくとも１つの線形結合および／または少なくとも１つの平均化操作によって組み合わされ得る。ゆえに、補正ブランク画像シーケンスの、全ての補正画像ｎの全ての画素（ｉ、ｊ）nは、マトリクスの全てのｉ、ｊに対して、平均化ブランク画像の対応する画素（ｉ、ｊ）avを導き出すために、少なくとも１つの線形結合および／または少なくとも１つの平均化操作によって組み合わされ得る。
【００４５】
分析物は、ブランク画像シーケンス、好ましくは補正ブランク画像シーケンス、さらに好ましくは平均化ブランク画像を用いることによって検出され得る。
【００４６】
付加的または代替的に、この方法は、少なくとも１つのタッチダウン画像（touchdown image）、好ましくは少なくとも１つの補正タッチダウン画像を判定するという、少なくとも１つの付加的なステップを含み得る。本明細書で用いられる場合、タッチダウン画像という語は、タッチダウンの瞬間とも呼ばれる、試料塗布の瞬間に、正確に取得された画像シーケンスの画像、または、画像シーケンスの他の全ての画像と比較して、試料塗布の瞬間に最も近い瞬間に取得される、試料塗布の瞬間の後に取得される画像シーケンスの画像のことをいう。それに応じて、本明細書で用いられる場合、補正タッチダウン画像という語は、タッチダウンの瞬間とも呼ばれる、試料塗布の瞬間に、正確に取得された補正画像シーケンスの補正画像、または、補正画像シーケンスの他の全ての補正画像と比較して、試料塗布の瞬間に最も近い瞬間に取得される、試料塗布の瞬間の後に取得される補正画像シーケンスの補正画像のことをいう。
【００４７】
好ましくは、タッチダウン画像は、検出反応のいずれかが行われる前に、少なくとも、画像検出器の検出限界によりもたらされる公差内で、試料塗布後の試験フィールドまたは少なくともその一部を視覚化する画像である。ゆえに、タッチダウン画像は、試験化学物質を湿潤させる体液試料がその少なくとも一部である、試験フィールドまたは試験フィールドの少なくとも一部の画像であるが、しかしながら、試験化学物質の検出反応は全く行われていないことが好ましい。ゆえに、タッチダウン画像は、体液試料による試験化学物質の湿潤による変化、および／または、体液試料の試験フィールド上への移送のために、毛管および／またはランセットなどの穿刺エレメントを用いて試験フィールドに接触することによる機械的変形などの、試料塗布による試験フィールドの機械的変形による試験フィールドの変化など、試料塗布前に取得された画像に対する試験フィールドまたは試験フィールドの少なくとも一部の光学的に検出可能な変化に関して、情報を提供し得る。
【００４８】
ゆえに、分析物を検出するために、ブランク画像シーケンスの１つまたは２つ以上を用いることに加えて、またはそれに替えて、補正ブランク画像シーケンスおよび平均化ブランク画像、タッチダウン画像または補正タッチダウン画像が用いられてもよい。
【００４９】
一例として、分析物は、試料塗布後に取得される少なくとも１つの画像、好ましくは少なくとも１つの補正画像、および／または、これらの画像もしくは補正画像またはその一部に対する平均値の時間系列などの、それらから導き出される任意の情報を用いることによって検出され得る。また、試料塗布は、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスにアーチファクトを取り込むおそれがあるので、分析物の検出は、上述のタッチダウン画像または補正タッチダウン画像から導き出される少なくとも１つの情報を考慮に入れてもよい。これにより、一例として、試験フィールドの湿潤により引き起こされる変化や、および／または、試験フィールドの機械的変形により引き起こされる変化などの、試料塗布による画像シーケンスまたは補正画像シーケンス中の変化は、完全または部分的に補正され得る。付加的または代替的に、分析物の検出は、平均化ブランク画像から導き出される少なくとも１つの情報など、ブランク画像シーケンスから得られる少なくとも１つの情報を考慮に入れ得る。これにより、一例として、試験フィールドのバッチ間の変動による影響、および／または、試験フィールドの照射の影響は、完全または部分的に補正され得る。
【００５０】
ゆえに、分析物は、補正画像シーケンスの画像を、タッチダウン画像およびブランク画像シーケンスの１つまたは２つ以上、好ましくは平均化ブランク画像および／またはタッチダウン画像と比較することによって検出され得る。本明細書で用いられる場合、比較という語は、画像に含まれる情報値の偏差または差異に関する情報を得るように適合される任意の工程のことをいう。ゆえに、比較という語は、とりわけ、２つの情報値間での差分値の形成、および／または、２つの情報値の商の形成のことを指し得る。
【００５１】
比較は、補正画像シーケンスの補正画像の各画素を、タッチダウン画像または補正タッチダウン画像の対応する画素、および／または、ブランク画像シーケンス、好ましくは補正ブランク画像シーケンスの対応する画素、より好ましくは平均化ブランク画像の画素と比較することによって、好ましくは画素ごとに実施され得る。ゆえに、画素ごとの差および／または画素ごとの比率を得ることができ、補正画像の対応する画素と、タッチダウン画像および／またはブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の対応する画素とを割るか、および／または、補正画像シーケンスの画像の対応する画素と、タッチダウン画像または補正タッチダウン画像の対応する画素および／またはブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の対応する画素とを引くことによって、比率マトリクスを生じる。
【００５２】
上に概説したように、補正画像シーケンスの画像と、タッチダウン画像および／またはブランク画像シーケンス、好ましくは平均化ブランク画像との間の比較は、画素ごとに実施され得るので、それにより差および／または商を含むマトリクスなどの、比較値のマトリクスを得る。
【００５３】
一例として、比較マトリクスが得られ、分析物検出、好ましくは分析物濃度の決定に用いられ得る。比較マトリクスの各画素の情報値は、画像または補正画像の画素と、タッチダウン画像または補正タッチダウン画像の画素との、対応する情報値の差であってもよく、この差は、少なくとも１つのブランク画像または補正ブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の、対応する画素の情報値によって割られる。この種の比較マトリクスの例を、以下にさらに詳細に示す。一例として、画像シーケンスのｎ番目の画像または補正画像の情報値画素（ｉ、ｊ）がＩn（ｉ、ｊ）で示され、平均化ブランク画像の情報値がＢ（ｉ、ｊ）で示され、タッチダウン画像の画素（ｉ、ｊ）の情報値がＴ（ｉ、ｊ）で示される場合、対応する比較マトリクスの画素Ｃnは、以下の式により導き出され得る。
【数１】
0006324375.tif 000002
【００５４】
分析物を検出するため、とりわけ少なくとも１つの体液の少なくとも１つの試料中の分析物濃度を導き出すために、少なくとも１つの比較マトリクスがさらに評価され得る。ゆえに、この比較マトリクスに含まれる情報の平均値が評価され得るか、代替的には、以下でさらに詳細に説明するように、比較マトリクスの関心領域内の情報値など、この比較マトリクスの一部のみが評価され得る。
【００５５】
最も好ましくは、試験フィールドへの体液試料の塗布後の、補正画像シーケンスの画像の各画素に含まれる情報は、少なくとも１つのブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の対応する画素に含まれる情報によって割られ、これにより各画素に関する正規化情報を生じる。結果として、相対的な補正画像シーケンスが作り出され、相対的な補正画像のそれぞれは、それぞれの画素の正規化情報を含む。この中で、相対的な補正画像シーケンスの少なくとも一部に対して、好ましくは相対的な補正画像の関心領域に対して、少なくとも１つの平均化正規化値が作り出され得る。好ましくは、正規化値は、相対的な補正画像シーケンスの少なくとも一部に対する、好ましくは相対的な補正画像の関心領域に対する、平均値であり得る。平均化正規化値は、好ましくは、体液中の分析物濃度を導き出すために用いられ得る。平均化正規化値は、好ましくは、試験フィールドへの体液試料の塗布後、時間の関数として監視され得る。この方法の例を、以下により詳細に示す。しかしながら、他の種類の、体液試料中の少なくとも１つの分析物濃度の導出が実現されてもよいことに留意されたい。
【００５６】
本発明のさらなる実施形態は、試験フィールドの境界の検出に関する。好ましくは、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界は、補正画像シーケンスにおいて検出され得る。検出は、補正画像の群または１つの補正画像において、補正画像シーケンスの各補正画像で行われ得る。一例として、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界の検出は、補正ブランク画像シーケンスおよび／または平均化ブランク画像において行われ得る。本明細書で用いられる場合、境界という語は、試験フィールドの外側伸長部を定める、１つ、２つ、３つまたは４つの試験フィールドの境界のことを指し、画像の評価はこれを越えて実施されるべきではない。ゆえに、上述のように、試験フィールドは、それを越えては試験化学物質が試験エレメントの担持部に塗布されない、１つまたは２つ以上の境界線により範囲を定められ得る。付加的または代替的に、上に概説したように、光学的に検出可能な反応は、試験フィールドを完全または部分的に覆う試験エレメントのマスクまたはハウジングの、１つまたは２つ以上のウィンドウにより画定される観察ウィンドウを介して、検出器により観察され得る。これに関しては、試験化学物質の反応が観察され得るウィンドウを有するハウジングを開示する、上述の特許文献９を参照できる。ゆえに、本発明による方法は、補正画像シーケンスおよび／または補正ブランク画像シーケンスの画像、および／または、平均化ブランク画像の、１つ、２つ以上または全てにおける、試験フィールドの１つまたは２つ以上の境界、および／または、試験フィールドの可視ウィンドウの境界の検出を含み得る。
【００５７】
試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界を検出するために、様々な方法を用いることができ、これらは一般には当業者に公知である。ゆえに、補正画像の画素情報を１つまたは２つ以上の閾値と比較する、閾値法が用いられ得る。一般に、上述の補正工程の後、補正画像シーケンスの全ての画像は、正確に配向および／または配置されているはずであるので、補正画像シーケンスの補正画像の１つにおいて、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界を決定することが充分であり得る。というのも、これら境界の位置は、シーケンスの他の補正画像に伝達され得るからである。ゆえに、一例として、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界は、補正画像シーケンスの位置座標を関数として画定可能であり、この関数は、好ましくは補正画像シーケンスの全ての補正画像に適用可能である。ゆえに、補正画像シーケンスは、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界が、補正画像シーケンスの、シーケンスのマトリクスの座標系の軸と平行に配向されるような方法で、配向および／または補正され得る。
【００５８】
さらに好ましい実施形態は、試験フィールド上への体液試料の塗布の検出に関する。ゆえに、本発明による方法の好ましい実施形態において、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間は、画像シーケンス、好ましくは補正画像シーケンスにおいて検出される。本明細書で用いられる場合、塗布の瞬間という語は、試験フィールド上への体液試料の試料移送が行われる時点のことをいう。本明細書で用いられる場合、時間という語は、方法の進捗を示す任意のパラメータまたは変数のことを指し得る。このパラメータは、時間パラメータや、方法を実施する装置の内部クロックであってもよいし、さらには、試料移送が検出される画像シーケンスの特定の画像の、番号または指標であってもよい。好ましくは、画像は所定の時点で取得されるので、試料移送を示す特定の画像の識別子は、行程中の特定の瞬間を示し、これにより、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間を示す。
【００５９】
以下において、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間は、試料塗布の瞬間、タッチダウンの瞬間、塗布の瞬間または移送の瞬間とも呼ばれる。この瞬間は、実際には、特定の時点や、さらには期間を指し、これは、試料移送は通常、期間にわたって行われるからである。移送の瞬間が実際には移送の期間である場合、移送の期間の開始が、特定の移送の瞬間として示され得る。代替的または付加的に、試料移送が検出される画像シーケンスの最初の画像の取得時間が、移送の瞬間として示され得る。
【００６０】
塗布の瞬間を検出するために、様々な方法が用いられ得る。ゆえに、塗布の瞬間は、画像シーケンス、好ましくは補正画像シーケンスに含まれる情報の、１つまたは２つ以上の変化を観察することによって検出され得る。ゆえに、画像シーケンスの画像に含まれる、平均化情報の変化が観察され得る。ここでは、未補正画像シーケンスおよび／または補正画像シーケンスが用いられ得る。好ましくは、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間は、補正画像シーケンスの補正画像における、１つまたは２つ以上の変化を観察することによって検出され得る。
【００６１】
塗布の瞬間を検出するために、画像シーケンス、好ましくは補正画像シーケンスの隣り合う画像が、補正後に比較され得る。比較は、好ましくは隣り合う平均化画像を用いることによって実施され得る。ゆえに、各画像または補正画像に関して、例えば、画像または補正画像に含まれる全ての情報値の平均値を求めることによって、および／または、これらの画像に含まれる情報値の所定の群または判定可能な群に対する平均値を求めることによって、平均値が導き出され得る。これにより、隣り合う画像の各組に対して平均化された差分値を導き出すことができ、これは隣り合う補正画像における隣り合う画像の差を示す。試験フィールド上への試料の塗布の瞬間は、平均化された差分値を少なくとも１つの閾値と比較することによって検出され得る。他の種類の塗布の瞬間の検出も可能である。
【００６２】
上に概説したように、試料塗布の瞬間の検出に加えて、タッチダウン画像が画像シーケンス中に識別でき、またはそれに応じて、補正タッチダウン画像が補正画像シーケンス中に識別できる。本明細書で用いられる場合、タッチダウン画像は、試料塗布の瞬間に最も近い瞬間に取得される試料塗布後の画像シーケンスの画像である。ゆえに、タッチダウン画像は、試料塗布の瞬間または試料塗布の瞬間のすぐ後に、正確に取得され得る。ゆえに、上に開示した方法の１つまたは２つ以上を用いるなどして、試料塗布の瞬間が識別され次第、タッチダウン画像は、試料塗布の瞬間に取得される画像であるか、この瞬間に画像が取得されなかった場合には、試料塗布の瞬間に最も近い取得時間に取得される、画像シーケンスの次の画像である。
【００６３】
タッチダウン画像または補正タッチダウン画像は、好ましくは、以下により詳細に概説するように関心領域を検出するために用いられ得る。
【００６４】
本発明のさらなる実施形態は、試験フィールド上への試料の塗布後、通常、分析物の濃度に応じて試験フィールドの一部のみが検出可能な反応を行うので、試験フィールドの一部のみしか分析物濃度の決定の評価には適していないという事実に言及する。ゆえに、本発明の好ましい実施形態においては、試験フィールド上への体液試料の塗布後、少なくとも１つの関心領域が画像シーケンスにおいて決定される。この関心領域は、画像シーケンスの１つの画像、画像シーケンスの複数の画像、または画像シーケンスの全ての画像において決定され得る。好ましくは、関心領域は、補正画像シーケンスの、１つの補正画像、複数の補正画像または全ての補正画像において決定され得る。ゆえに、上述の画像シーケンスの補正を実施することにより、関心領域は、補正画像シーケンス内の補正画像の配向および／または配置は一定のままであることから、単に補正画像シーケンス中の座標を決定することによって定められ得る。
【００６５】
本明細書で用いられる場合、関心領域という語は、画像シーケンスの画像、好ましくは補正画像シーケンスの補正画像のマトリクスにおける、画素座標系の群またはセットにより定められる、画素の群またはセットのことをいい、この画素の群またはセットは、体液試料中の少なくとも１つの分析物を定性的または定量的に検出する目的で、後続の分析のために考慮されるべき情報値を含んでいると考えられる。極端な場合、関心領域は、単一の画素のみを含んでいる場合もある。しかしながら、通常、関心領域は複数の画素を含んでいる。
【００６６】
ゆえに、関心領域は、画像または補正画像中の画素のセットまたは群を定めることができ、これらの画素に含まれる情報値は、後続の分析のために考慮される一方で、この画素のセットまたは群に含まれていないマトリクス中の他の情報値は、無視されてもよいし、より低い程度またはより低い重要性で考慮されてもよい。ゆえに、関心領域は、分析物濃度の測定に有意であると考えられる画像の１つまたは２つ以上に含まれる情報値を含む画素のセットまたは群を定めることができる一方で、他の画素は、有意ではないか、有意である程度が低いと考えられる。
【００６７】
好ましくは、関心領域は、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスの画像または補正画像の、マトリクスの全ての画素に対して、１（後続の分析に関して考慮されるべき）または０（後続の分析に関して考慮されるべきでない）という値を割り当てる、デジタルマスクによって決定される。ゆえに、好ましくは、画像シーケンス、または、好ましくは補正画像シーケンスの、１つのマトリクス、複数のマトリクスまたは全てのマトリクスは、関心領域外に配置される全ての情報値が０によって置き換えられる一方で、関心領域内の全ての情報値が変更されないまま維持されるような方法で修正され得る。さらなる例を以下に示す。
【００６８】
好ましくは補正画像シーケンスにおいて関心領域を決定するために、様々な方法が用いられ得る。好ましくは、試験フィールド上への体液試料の塗布前または塗布中に、少なくとも１つの補正画像が取得でき、試験フィールド上への体液試料の塗布後に、少なくとも１つの補正画像が取得され得る。試料塗布中に取得される画像または補正画像の一例としては、上で定義したようなタッチダウン画像または補正タッチダウン画像を参照できる。ゆえに、試料塗布中に取得される画像は、上で定義したようなタッチダウン画像であり得る。
【００６９】
試料塗布後に取得される画像、好ましくは試料塗布後に取得される補正画像は、好ましくは、試料塗布の瞬間の後の任意の時点で取得される画像であり得る。好ましくは、この時点は、検出反応が、画像に含まれる情報値または情報値の少なくともいくつかに、有意な変化（significant change）をすでにもたらしているように選択され得る。一例として、試料塗布後に取得される画像は、試料塗布の瞬間の後の所定の期間で取得されてもよく、例えば、０．５秒から４ｓの期間、好ましくは０．７ｓ〜２ｓの期間、さらに好ましくは１ｓの期間で取得され得る。
【００７０】
好ましい例としては、試料塗布前または試料塗布中に取得される画像は、上述のタッチダウン画像であり得る。試料塗布後に取得される画像は、試料塗布の瞬間の１秒後に取得される画像であり得る。
【００７１】
関心領域を決定するために、試料塗布前または試料塗布中に取得される少なくとも１つの補正画像は、試料塗布後に取得される少なくとも１つの補正画像と、画素ごとに比較され、すなわち、試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像の各画素を、試料塗布後に取得される補正画像の対応する画素と比較することによって比較され得る。これにより、例えば、試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像の画素の情報値を、試料塗布後に取得される補正画像の対応する画素の情報値から差し引くことによって、各画素に対して差分値が生じられ得る。これにより、各画素に対して差分値を生じることができ、差分値は、試験フィールド上への試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像と、試験フィールド上への試料塗布後に取得される補正画像との間の、対応する画素に含まれる情報の差を示す。それにより差分マトリクスを生じることができ、これらの画像の差は各画素にもたらされ得る。
【００７２】
これらの差分値に基づき、再度、関心領域を決定するために閾値法が用いられ得る。ゆえに、画素は、差分値に基づき、関心領域に属する画素または関心領域に属さない画素に分類され得る。ゆえに、各画素に関する差分値は１つまたは２つ以上の閾値と比較され、（それ自体またはその絶対値により）閾値を超える差は、関心領域に属する画素と分類される一方で、その他の画素は、関心領域に属さない画素と分類され得る。それにより、関心領域に属する画素の位置を決定することによって、位置のセットまたは群を導き出すことができ、これ自体が、マトリクス内の関心領域として画定され得る。
【００７３】
上に概説したように、少なくとも１つの補正画像が試料塗布前または試料塗布中に取得され、少なくとも１つの補正画像が試料塗布後に取得される。好ましくは、試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像の取得時間、および試料塗布後に取得される補正画像の取得時間は、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間にかなり近い。ゆえに、好ましくは、試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像の取得時間は、試料塗布の瞬間前１ｓ未満であるように選択され、試料塗布後に取得される補正画像の取得時間は、試料塗布の瞬間後１ｓ未満であるように選択される。この取得時間の選択により、上で定められた差分値が、主として、体液試料による試験フィールドおよび／または試験化学物質の湿潤によるものであることが確実にされ得る。
【００７４】
関心領域は、上述のように、関心領域が完全に試験フィールド内、さらに好ましくは、試験フィールドの可視ウィンドウの境界内に存在し得るように決定される。
【００７５】
上に概説したように、試料塗布前または試料塗布中に取得される補正画像と試料塗布後に取得される補正画像との間の比較から得られる、各画素に関する差分値を含む差分マトリクスを決定する場合、関心領域を導き出す目的で、少なくとも１つの閾値法が画素を分類するために用いられ得る。様々な種類の閾値法が当該技術において公知であり、関心領域を決定する目的で用いられ得る。ゆえに、通常の試料の経験的測定により１つまたは２つ以上の閾値を定めることができ、これにより、画素を、関心領域に属する画素および関心領域に属さない画素へと分類するための、少なくとも１つの閾値を経験的に得る。ゆえに、少なくとも１つの閾値は、各次元に対して定められてもよく、例えば、ｘ方向に１つの閾値が定められ、ｙ方向に１つの閾値が定められ得る。より好ましくは、少なくとも１つの閾値法は、大津の方法を含み得る。ゆえに、差分値を含んでいる画素は、２つのセットまたは群に分類され、１つの群は関心領域に属する画素を含んでおり、もう一方の群は関心領域に属さない画素を含んでいる。群は、群を制限する少なくとも１つの閾値を選択することによって選択でき、閾値を上回る差分値を有する画素は第１の群に割り当てられ、閾値を下回る差分値を有する画素は第２の群に割り当てられる。ここで、閾値は、同一クラス内の差分値の差異が最小となる一方で、異なるクラスに属する差分値の差異が最大となるように選択され得る。しかしながら、大津の方法に加えて、またはそれに替えて、他の種類の閾値法も用いられ得る。
【００７６】
上に概説したように、関心領域は、画像マスクとしてもたらされ得る。この画像マスクは、関心領域に属する画素を示すものとして生じられ得る。ゆえに、画像マスクは、関心領域外に配置される、画像、好ましくは補正画像の全ての情報値を０によって置き換えるように構成され得る一方で、関心領域内に位置する画素の情報値は、変化されないまま維持され得る。この画像マスクは、１つの画像、好ましくは１つの補正画像に適用されてもよいし、複数の画像、好ましくは複数の補正画像に適用されてもよいし、全ての画像、好ましくは全ての補正画像に適用されてもよい。好ましくは、画像マスクは、関心領域内の画素の情報値全てに１を掛ける一方で、関心領域外に位置する画素の情報値には０が掛けられる、バイナリ画像マスクであり得る。
【００７７】
関心領域は、体液試料中の少なくとも１つの分析物を様々な方法で検出するために用いられ得る。ゆえに、好ましくは、補正画像シーケンスの関心領域に属する画素だけが、体液試料中の分析物を検出するために用いられ得る。
【００７８】
さらに、上に概説したように、分析物濃度は、少なくとも１つの評価アルゴリズムを用いるなどして、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスから得られ得る。評価アルゴリズムは、あらかじめ定められてもよいし、決定可能なものであってもよい。さらに、複数の可能な評価アルゴリズムからの評価アルゴリズムの選択は、試料塗布前または試料塗布中に取得される画像と、試料塗布後に取得される画像との情報値の差を含んでいる、上述の差分マトリクスに基づいてなされ得る。ゆえに、これらの差分に基づき、例えば、画像全体にわたって、または上述の関心領域など、これらの画像の一部にわたって平均化される差分に基づき、適切な評価アルゴリズムが選択され得る。
【００７９】
ゆえに、一例として、試料塗布の瞬間の１秒後に取得される画像と、タッチダウン画像との、情報値の差分を含んでいる上述の差分マトリクスが用いられ得る。この差分マトリクスに含まれている差分値に基づき、例えば、差分マトリクスに含まれる差分値全てにわたって、または差分マトリクス内の関心領域にわたって平均化される差分値に基づき、画像シーケンス、好ましくは補正画像シーケンスから分析物濃度を決定するために用いられるべき適切な評価アルゴリズムについての決定がなされ得る。ゆえに、平均化される差分値が少なくとも１つの所定の条件を満たす場合、この所定の条件に割り当てられる評価アルゴリズムが選択され得る。一例として、所定の条件は、１つまたは２つ以上の閾値との比較を含み得る。
【００８０】
本発明のさらなる態様においては、コンピュータプログラムが開示される。コンピュータプログラムは、上に開示される実施形態や以下に開示される実施形態など、本発明による方法の実施形態の１つまたは２つ以上による方法の方法ステップを実行するための、プログラム手段を備えている。ゆえに、プログラム手段は、画像検出器、画像シーケンスの画像の試験フィールドの少なくとも１つの特徴を検出するためのプログラム手段、および画像シーケンス中の相対的な位置変化を補正するためのプログラム手段を用いることによって、試験フィールドの画像の画像シーケンスを取得するステップを実行するために設けることができ、これにより、補正画像シーケンスを生じる。さらに、プログラム手段は、上に概説されるか以下に概説される付加的な任意の方法ステップを実行するために設けられ得る。プログラム手段は、一般に、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ると、コンピュータまたはコンピュータネットワークに方法ステップを実行させるように構成される、１つまたは２つ以上のコンピュータが読み取り可能な命令をそれぞれ備え得る。好ましくは、プログラム手段は、例えば少なくとも１つのコンピュータが読み取り可能なデータキャリアなど、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読み取り可能な揮発性または不揮発性のコンピュータ記憶媒体などの記憶媒体に記憶され得る。本明細書で用いられる場合、コンピュータという語は、任意のデータ処理装置のことをいう。ゆえに、コンピュータという語は、固定のデータ処理装置、および／または、持ち運び可能なコンピュータ、携帯型コンピュータ、ポケットサイズの携帯型コンピュータまたは任意の他の種類の持ち運び可能な装置などの、携帯型装置のことをいう。
【００８１】
本明細書で用いられる場合、持ち運び可能という語は、一般に、ヒトによって、例えばポケットに入れられて運搬され得る装置のことをいう。ゆえに、好ましくは、持ち運び可能な装置は、一般に、重量が１ｋｇを超えないことが好ましく、５００ｇを超えないことがより好ましい。さらに、持ち運び可能な装置は、体積が１０００ｃｍ3を超えないことが好ましく、５００ｃｍ3を超えないことがより好ましい。
【００８２】
さらに、１つまたは２つ以上のコンピュータおよび／またはコンピュータネットワークを備えるシステムなどの、コンピュータシステムが開示され、コンピュータシステムは、本発明によるコンピュータプログラムをロードし、このコンピュータプログラムを実行するために、少なくとも１つのプロセッサを有する。コンピュータシステム自体は、以下でさらに詳細に開示するように、完全または部分的に、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための装置の一部であってもよい。他のコンピュータシステムの実装も可能であり得る。
【００８３】
さらなる態様においては、データ構造が記憶される記憶媒体が開示され、データ構造は、コンピュータまたはコンピュータネットワークにロードされた後、本発明の方法の１つまたは２つ以上の実施形態による方法を実施するように構成される。
【００８４】
本発明のさらなる態様においては、少なくとも１つの体液試料の少なくとも１つの分析物を検出するための装置が開示される。装置は、少なくとも１つの試験化学物質を備える少なくとも１つの試験フィールドを有する、少なくとも１つの試験エレメントを受け取るための、少なくとも１つの試験エレメント受容部を備える。試験エレメントの可能な実施形態に関しては、上に開示するか、以下により詳細に開示する実施形態の１つまたは２つ以上の方法の開示を参照できる。
【００８５】
少なくとも１つの試験エレメントは、一般に、１つまたは２つ以上の試験エレメントを備え、様々な種類の試験エレメントが本発明の範囲内で使用できる。ゆえに、装置は、１つのみの試験エレメントを備えていてもよい。代替的には、装置は、複数の試験エレメントを備えていてもよい。ゆえに、一例として、装置は、１つの試験エレメントを含んでいるマガジンを備えていてもよいし、または代替的には、装置は、複数の試験エレメントを含んでいるマガジンを備えていてもよい。
【００８６】
ゆえに、複数の試験エレメントを備える、試験ストリップ、試験テープ、試験カセットまたは試験マガジンが用いられ得る。これに関しては、上に列挙した先行技術文献を参照できる。他の種類の試験エレメントも使用できる。試験エレメント受容部に関しては、少なくとも１つの試験エレメントを受け取るように構成される任意の種類の受容部が使用でき、受容部は、例えば、少なくとも１つの測定位置および／または少なくとも１つの試料塗布位置などで、少なくとも１つの試験エレメントを装置内に保持および／または配置するように構成され得る。ゆえに、試験エレメントまたはその一部の、少なくとも１つの測定位置および／または少なくとも１つの試料塗布位置が設けられ得る。試験エレメントは、上述のように、少なくとも１つの試験フィールドを備え得る。試験エレメントはさらに、任意には、少なくとも１つの切開エレメントなどの、少なくとも１つの穿刺エレメントを備えていてもよく、これは、好ましくは、穿刺動作、サンプリング動作または切開動作を行い、それにより皮膚表面に切開部を形成するために、試験フィールドに対して可動に取り付けられ得る。好ましくは、試験フィールドは、穿刺、サンプリングまたは切開動作中、固定位置に留まり、体液試料は、穿刺、サンプリングまたは切開動作後、例えば、毛管作用によって、および／または、穿刺エレメントまたはその一部を試験フィールド上に押し付けることによって、試験フィールド上へと移送される。
【００８７】
装置はさらに、試験フィールドの画像の画像シーケンスを取得するために、検出器とも呼ばれる、少なくとも１つの画像検出器を備える。画像検出器の可能な実施形態に関しては、上述の検出器を参照できる。装置はさらに、１つまたは２つ以上の揮発性または不揮発性データ記憶装置など、画像シーケンスの画像を記憶するように構成される１つまたは２つ以上のデータ記憶装置を備え得る。
【００８８】
画像検出器の可能な実施形態に関しては、上述の方法の開示を参照できる。詳細には、画像検出器は、少なくとも１つのライン検出器および／または少なくとも１つの二次元画像検出器、好ましくはＣＣＤ線形センサ、ＣＭＯＳラインセンサ、二次元ＣＣＤアレイセンサ、二次元ＣＭＯＳアレイセンサ、または列挙したセンサシステムおよび／または他のセンサの任意の組み合わせを含み得る。
【００８９】
検出器または画像検出器は、複数の画素に加えて、１つまたは２つ以上の付加的なエレメントをさらに備え得る。ゆえに、好ましくは、検出器は、紫外スペクトル領域、および／または、可視スペクトル領域、および／または、赤外スペクトル領域に光を生成するように構成される、１つまたは２つ以上の光源を備え得る。少なくとも１つの任意の光源は、少なくとも１つの試験化学物質の少なくとも一部、および／または、少なくとも１つの試験フィールドの少なくとも一部を照射するように構成され得る。ゆえに、好ましくは、検出器は、試験フィールドの少なくとも一部を照射するための光を生成する少なくとも１つの光源を備え、複数の画素は、試験フィールドから伝搬する光を検出するように構成される。それゆえ、好ましくは、少なくとも１つの光源および複数の画素は、試験フィールドの同じ側に配置されている。試験フィールドから検出器の複数の画素へと伝搬する光の性質に関しては、様々な可能性が実現可能である。これらの可能性を制限することなく、少なくとも１つの光源により生成される光は、励起光と称され、試験フィールドから複数の画素へと伝搬する光は、検出光または応答光と称され得る。一般に、一例として、検出光は、試験フィールドに完全または部分的に反射または回析される励起光であってもよいし、これを含んでいてもよい。付加的または代替的に、検出光は、蛍光（例えば、欧州特許第１７８０２８８号明細書）および／または燐光など、試験化学物質またはその一部から発せられる光であってもよいし、これを含んでいてもよい。ゆえに、一般に、励起光および検出光は、同一の波長または同一のスペクトル性質を有していてもよいし、異なる波長または異なるスペクトル性質を有していてもよい。好ましくは、励起光の試験フィールド上への入射角度は、検出光の出射角度とは異なる。ゆえに、好ましくは、試験フィールドから直接反射された励起光は、複数の画素によって検出されない。しかしながら、他の可能性も実現可能である。
【００９０】
以下に、検出器の好ましい実施形態を開示する。検出器は、本発明による方法および装置における検出器として用いられ得る。しかしながら、検出器は、本発明の他のエレメントなしに、本発明のさらなる詳細を用いることなく、または検出器に関する詳細のみを用いて、分離した方法でも実現され得る。検出器は、上に概説したように、少なくとも１つの光源を備える。検出器はさらに、上にさらに詳細に開示するような、複数の感光性のセンサエレメントを備える。検出器はさらに、波長変換物質を通る光の波長を、異なる波長、好ましくはより長い波長へと変換するように構成される、少なくとも１つの波長変換物質を備える。ゆえに、少なくとも１つの波長変換物質は、１つまたは２つ以上の層に含まれ得る。好ましくは、波長変換物質は、少なくとも１つの被膜に含まれ得る。被膜は、検出器の複数の画素を完全または部分的に被覆し得る。検出器の画素は、検出器の画像センサに含むことができ、画像センサは、少なくとも１つの波長変換物質を含む少なくとも１つの被膜によって、完全または部分的に被覆されている。
【００９１】
好ましくは、少なくとも１つの光源は、紫外線を生成するように構成される。しかしながら、他の種類の光源も、付加的または代替的に用いられ得る。少なくとも１つの波長変換物質は、好ましくは、紫外スペクトル領域の光または青色スペクトル領域の光を、緑色または赤色スペクトル領域の可視光さらには赤外スペクトル領域へと変換するように構成され得る。ゆえに、少なくとも１つの波長変換物質は、光を画素の最大感度のスペクトル領域へと変換するように構成され得る。
【００９２】
様々な種類の波長変換物質が当該技術において公知であり、部分的には、市販されている。ゆえに、波長変換物質は、１つまたは２つ以上の蛍光物質および／または１つまたは２つ以上の燐光物質を含み得る。１つまたは２つ以上の蛍光色素などの、有機および／または無機の波長変換物質が用いられ得る。ゆえに、一例として、ディスプレイ技術または照明技術から公知である、量子ドット物質、ユウロピウム錯体物質または蛍光色素が、波長変換物質として用いられ得る。
【００９３】
検出器は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ画像センサチップなどの、複数の画素を含む画像センサを備え得る。画像センサは、少なくとも１つの蛍光物質などの、波長変換物質を含む１つまたは２つ以上の被膜を有し得る。一例として、波長変換物質は、３６０ｎｍの波長の光子を、６００ｎｍの波長の光子へと変換するように構成され得る。他の種類の変換も可能である。充分な量子効率および持続性を有する多数の色素が利用可能である。変換は、主に幾何学的理由および感度により、光子束に一定の損失を示し得るが、波長変換は、全体では、より長い波長での画像センサチップのよりよい感度により、検出効率を向上し得る。標準的なＣＭＯＳ画像センサチップは、通常、６００〜９００ｎｍの領域で最大効率を示す。一方で、紫外スペクトル領域または青色スペクトル領域における感度は、１０％、さらには１％にまで減少され得る。ゆえに、波長変換物質を用いることにより、検出効率の高度な向上が達成され得る。
【００９４】
さらに、波長変換物質は、詳細には、特に変換特徴に関して、特定の検出環境に適合され得る。ゆえに、通常、蛍光色素は、３６０ｎｍの領域の光を、６００ｎｍ以上の波長の光へと変換し得る。
【００９５】
少なくとも１つの波長変換物質に加えて、検出器は、フィルター物質を通る光の１つまたは２つ以上の波長を完全または部分的にフィルタリングするように構成される、１つまたは２つ以上のフィルター物質を備え得る。ゆえに、例えば画像センサチップ上の被膜などの、層配置が用いられてもよく、少なくとも１つの波長変換物質を有する１つまたは２つ以上の層と、少なくとも１つのフィルター物質を有する１つまたは２つ以上の層とを備える。付加的または代替的に、少なくとも１つの波長変換物質および少なくとも１つのフィルター物質は、単一および同一の層に含まれ得る。ゆえに、フィルター物質を用いることにより、望ましくない光は、除外および／または抑制され得る。この技術や他の技術を用いることにより、３６０ｎｍの波長での使用など、紫外スペクトル領域での使用のための、効率的なＣＣＤまたはＣＭＯＳ画像センサチップなどの効率的な画像センサが達成でき、これは、特に本発明に適合され得る。しかしながら、他の種類の検出器も、付加的または代替的に用いられ得る。
【００９６】
波長変換物質はさらに、単純な一次元のフォトダイオードにおいて用いることができ、例えば、Vishay Semiconductor社（Ｄ−７４０２５ハイルブロン、ドイツ連邦共和国）から市販されているような、ＢＰＷ３４フォトダイオードなどのシリコンフォトダイオードが挙げられる。シリコンフォトダイオードは、通常、ＧａＰフォトダイオードなどの紫外スペクトル領域または青色スペクトル領域において最大感度を有するフォトダイオードよりも、およそ２桁少ない価格範囲で入手可能であるので、１つの一般的な利点は、比較的コストが低いことにある。
【００９７】
波長変換物質はさらに、分析測定に対する酸素含有量の影響を防ぐために封入され得る。封入は、適切なマトリクス材を用いることにより行うことができ、波長変換物質は、マトリクス材に分散されるなどして、マトリクス材に完全または部分的に含まれる。一例として、エポキシ樹脂などの、１つまたは２つ以上の樹脂がマトリクス材として用いられ得る。マトリクス材自体が、被膜を形成し得る。ゆえに、波長変換物質としての１つまたは２つ以上のフルオロフォアは、画像センサチップの被膜を形成する１つまたは２つ以上のレジデント（resident）に含まれ得る。付加的または代替的に、１つまたは２つ以上のガラスがマトリクス材として用いられてもよく、ガラスは、波長変換物質として、１つまたは２つ以上のドーパントを含む。一例として、１つまたは２つ以上のレアアースが、波長変換性質を有するドーパントとして用いられ得る。１つまたは２つ以上のドーパントを含んでいるこの種のガラスは、一例として、ファイバー技術から公知である。ガラスは、画像センサチップ上に直接被覆されてもよいし、および／または、分離して独立して製造され、その後、例えば適切なドーパントを有する１つまたは２つ以上のガラス板を用いることにより、画像センサに機械的に取り付けられてもよい。この方法または他の方法において、優れた信号対雑音比が達成され得る。
【００９８】
開示される実施形態の１つまたは２つ以上における上述の検出器は、詳細には、ＮＡＤを含む試験化学物質と組み合わされ得る。ゆえに、励起波長は、ＮＡＤＨの吸光の最大値近く、すなわち、約３５０ｎｍ近くで選択され得る。安定性がより良好な試験化学物質としては、カルバ−ＮＡＤならびに変異酵素が用いられ得る（例えば、国際公開２００９／１０３５４０号明細書または国際公開第２０１０／０９４６３２号明細書に記載）。カルバ−ＮＡＤＨの吸光ピークのシフトにより、およそ３６５ｎｍの波長で発光する、ＬＥＤなどの発光装置または光源が好ましい。代替的には、可視領域または赤外領域において吸光する指示物質を備える検出層を含む分析システムが用いられてもよく、例えば、２，１８−りんモリブデン酸塩（例えば、特許文献１に開示）またはテトラゾリウム塩（例えば、米国特許第６６５６６９７号明細書または米国特許第７８６７７２８号明細書に開示）が挙げられる。
【００９９】
本明細書に概説される発明は、グルコースオキシダーゼ／ペルオキシダーゼおよび指示物質ＭＢＴＨ−ＡＮＳまたはＭＢＴＨ−ＤＭＡＢ（例えば、米国特許第４９３５３４６号明細書または欧州特許第１１６７５４０号明細書に記載）との酸化カップリングを用いる、分析検出層に適用されるか、またはそれによって実現され得る。
【０１００】
蛍光ユウロピウム含有物質などの波長変換物質を用いることにより、例えば測定の測光モードにおいて試験化学物質から再放射する光は、シリコン画像センサチップの画素など、検出器の画素の感度の最大値に近づくようにシフトされ得る。
【０１０１】
装置はさらに、少なくとも１つの制御ユニットを備えることができ、少なくとも１つの制御ユニットは、本発明による方法、すなわち、上に開示しているか、以下にさらに詳細に開示される実施形態の１つまたは２つ以上による方法を実施するように構成される。上に概説されるように、少なくとも１つの制御ユニットは、好ましくは、１つまたは２つ以上のプロセッサを備え、１つまたは２つ以上のプロセッサは、コンピュータシステム、および／または、コンピュータ、および／または、コンピュータネットワークを形成し得る。
【０１０２】
詳細には、制御ユニットは、適切なソフトウェアおよび／またはプログラムコードの実装により、本発明による方法を実施するように構成される、１つまたは２つ以上のプロセッサを備え得る。ゆえに、装置のさらなる可能な詳細については、上述および／または以下にさらに詳細に開示する方法を参照できる。
【０１０３】
装置は、好ましくは、携帯型装置および／または持ち運び可能な装置であり得る。本発明による方法を実施するために要求されるハードウェア資源が、かなり低いレベルに維持できることから、本発明による方法の実施は、携帯型装置において特に有利である。ゆえに、低レベルのデータ記憶システムならびに低レベルの制御ユニット、特にかなり単純なプロセッサが、高度な画像分析ツールを使用する必要なしに用いられ得る。特に、好ましくは１つまたは２つ以上の相関手段を用いることによる、画像シーケンスにおける、画像検出器と試験フィールドとの間の相対的な位置変化は、かなり低レベルのプロセッサを用いることによって実施され得る。
【０１０４】
上に概説したように、制御ユニットは、好ましくは少なくとも１つのプロセッサを備え得る。少なくとも１つのプロセッサは、好ましくは、１つまたは２つ以上のマイクロコントローラを備え得る。付加的または代替的に、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備え得る。
【０１０５】
本発明のさらなる態様において、少なくとも１つの体液試料中に少なくとも１つの分析物を検出するための試験システムが開示される。試験システムは、好ましくは、携帯型および／または持ち運び可能な試験システムであり得る。持ち運び可能という表現に関しては、上に示した定義を参照できる。試験システムは、上述の実施形態の１つまたは２つ以上による、および／または、以下にさらに詳細に開示する実施形態の１つまたは２つ以上による、本発明の少なくとも１つの装置を備える。さらに、試験システムは、少なくとも１つの試験化学物質を備える少なくとも１つの試験フィールドを有する、少なくとも１つの試験エレメントを備える。少なくとも１つの試験エレメントおよび少なくとも１つの試験フィールドに関しては、上述の開示を参照できる。試験化学物質は、分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な反応を実施するように構成される。
【０１０６】
試験システムは、好ましくは、少なくとも１つの穿刺エレメントをさらに備え得る。本明細書において用いられる場合、穿刺エレメントという語は、ユーザの皮膚部位に１つまたは２つ以上の開口を生成するように構成される任意のエレメントのことをいう。ゆえに、少なくとも１つの穿刺エレメントは、１つまたは２つ以上のランセットまたはランセットエレメントを備え得る。試験システムはさらに、穿刺エレメントを用いることによって、ユーザの少なくとも１つの皮膚部位を穿刺するように構成され得る。ゆえに、試験システムは、ユーザの少なくとも１つの皮膚部位を穿刺するために、少なくとも１つの穿刺エレメントに係合し、穿刺エレメントを前進動作させるよう駆動するように構成される、１つまたは２つ以上のアクチュエータを備え得る。さらに、少なくとも１つのアクチュエータは、ユーザの皮膚部位から少なくとも１つの穿刺エレメントを後退させるように構成され得る。任意には、この後退動作の間、体液試料が穿刺エレメントによって収集され、任意には、少なくとも１つの試験エレメント上に移送され得る。ゆえに、試験システムは、穿刺エレメントを用いることによってユーザの少なくとも１つの皮膚部位を穿刺するように構成され得るので、それにより体液試料を生み出し、試験システムはさらに、体液試料を試験エレメントの試験フィールド上へ移送するように構成され得る。試料移送は、様々な方法で実施され得る。ゆえに、体液試料を移送するために、少なくとも１つの移送エレメントが実施でき、および／または、少なくとも１つの穿刺エレメントは、少なくとも１つの試験フィールドと近接するか、または接触され得る。
【０１０７】
穿刺エレメントは、好ましくは、少なくとも１つのマイクロサンプラーを備え得る。少なくとも１つのマイクロサンプラーは、体液試料を取るための、少なくとも１つのランセットチップおよび少なくとも１つの毛管を備え得る。ゆえに、マイクロサンプラーは、１つまたは２つ以上のランセットチップを有する１つまたは２つ以上のランセットを備え、各ランセットは、少なくとも１つの毛管、好ましくは、少なくとも１つの毛管チャネルまたは少なくとも２つの毛管チャネルを有し得る。本明細書で用いられる場合、毛管という語は、毛管作用によって液体を取るか、および／または、搬送するように構成される、任意の種類のエレメントを含み得る。毛管は、中空針におけるチャネルなどの、閉鎖チャネル、および／または、毛管溝または毛管スリットなどの、開放チャネルを含み得る。閉鎖チャネルは、管状の毛管壁によって周囲を囲われ得る一方で、開放チャネルは、チャネルの長手軸に沿って開放した面を提供し得る。
【０１０８】
試料移送は、上に概説したように、いくつかの方法で実施され得る。ゆえに、試験システムは、穿刺エレメント、好ましくはマイクロサンプラーを、試験フィールド上に押し付け、それにより、体液試料を少なくとも部分的に試験フィールド上に移送するように構成され得る。ゆえに、マイクロサンプラーを用いる場合、マイクロサンプラーは、試験フィールド上に押し付けられ得る。そこで、好ましくは、任意の少なくとも１つの毛管チャネルが、少なくとも１つの試験フィールドと接触され得る。ゆえに、毛管チャネルに含まれる体液は、少なくとも部分的に試験フィールド上に移送され得る。付加的または代替的に、他の種類の試料移送も可能であり得る。
【０１０９】
試験フィールドは、好ましくは、試験エレメントのハウジングのキャビティ内部に位置付けられ得る。１つの単一の試験フィールドが、１つのハウジングに含まれるか、１つのハウジング内に位置付けられてもよいし、いくつかの試験フィールドが、試験エレメントの１つのハウジングに含まれるか、ハウジング内に位置付けられてもよい。試験エレメントはゆえに、好ましくは単一の試験、すなわち、正確な体液試料中の分析物の１つの検出のための、少なくとも１つの試験フィールドを有するエレメントと定義され得る。例えば、１つの試験エレメントを備えるマガジンまたは２つ以上の試験エレメントを備えるマガジンを用いることによって、１つの試験エレメントまたはいくつかの試験エレメントが試験システムに含まれ得る。さらに、例えば、それぞれが少なくとも１つの試験フィールドを受け取る複数のキャビティを、共通のハウジング内に備えることによって、いくつかの試験エレメントは、ハウジングまたはハウジングの一部を共用し得る。さらに、上に概説したように、少なくとも１つの穿刺エレメントは、各キャビティに位置付けられ得る。好ましくは、試験フィールド上への体液の移送は、キャビティ内で行われ得る。
【０１１０】
さらに好ましい実施形態において、試験システムは、体液試料を塗布面から試験フィールド上へ移送するように構成され得る。画像検出器は、好ましくは、塗布面とは反対側に位置付けられている検出面から、試験フィールドの画像の画像シーケンスを取得するように構成され得る。ゆえに、試験エレメントは、好ましくは、１つまたは２つ以上の担持部を備えることができ、試験フィールドは担持部に塗布される。体液試料は、塗布面から試験フィールドに塗布され得る。担持部は、透明であってもよいし、および／または、１つまたは２つ以上の開口を備えていてもよく、画像シーケンスの取得は、透明の担持部を用いたり、および／または、担持部内の１つまたは２つ以上の任意の開口を通したりして、担持部を通して行われ得る。
【０１１１】
さらに、試験エレメントは、１つまたは２つ以上のハウジングを備え得る。検出面を観察可能な観察ウィンドウは、試験エレメントのハウジングにより設けられるウィンドウによって画定され得る。これに関しては、上述の特許文献９に開示されるディスク形状の試験エレメントマガジンを参照できる。試験エレメントの他の実施形態も実現され得る。
【０１１２】
試験化学物質は、上に概説したように、好ましくは、試験エレメントの試験化学物質担持部に直接または間接的に塗布され得る。さらに、上に概説したように、試験システムは、マガジンに含まれる複数の試験エレメントを備え得る。マガジンは、好ましくはマガジンハウジングを備えることができ、試験システムはさらに、試験化学物質担持部を備え、試験化学物質担持部は、好ましくは形状嵌合（form-fit）および／または圧力嵌めによる接続によって、ハウジングに機械的に接続される。上に概説したように、試験化学物質担持部をハウジングに接続するこの種の接続は、むしろ製造に関連して望ましい。しかしながら、上の先行技術の考察において概説されるように、試験システムの操作中に、試験化学物質担持部とハウジングとのいくつかの相対移動が可能となり、特に、試験エレメントのハウジングにより、試験フィールドとウィンドウとの相対移動がもたらされる。上述の相対的な位置変化の補正は、しかしながら、これらの移動を補正するように構成され得るので、分析物検出の精度および正確性を向上させる。
【０１１３】
マガジンは、一般に、任意の形状を有し得る。ゆえに、１つの試験エレメントのみを備えるマガジンが設けられ、例えば矩形マガジンが設けられ得る。代替的に、マガジンは、複数の試験エレメントを備えていてもよい。ゆえに、上に概説したように、マガジンは環状の形状を有していてもよい。この場合、試験エレメントは、好ましくは、環状のマガジン内部で放射状に配向される。ゆえに、環状のマガジンは、マガジンのハウジング内部に、複数の放射状に配向されるチャンバを備え、各チャンバ内には、少なくとも１つのマイクロサンプラーが位置付けられ、また各チャンバ内には、少なくとも１つの試験フィールドが、試料塗布に適合されて位置付けられ得る。
【０１１４】
本発明による装置および方法は、当該技術において公知の装置および方法に対して、多数の利点をもたらす。ゆえに、詳細には、本発明による方法は、動的アルゴリズムを実現する可能性をもたらし、これは、最初に相対的な位置変化に関して補正する。ゆえに、試験フィールドの位置および／または試験フィールドの回転が、判定および／または補正され得る。位置変化を補正することによって、および／または、試験フィールドの位置および／または試験フィールドの回転がわかることによって、後続の画像処理ステップは全て、同一の基準に基づき実施され得る。理想的には、補正は、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界が、画像認識工程の座標系において水平方向および／または垂直方向に延びるような方法で実施される。ゆえに、理想的には、画像処理においてはサーチラインを用いることができ、これは補正画像シーケンスの全ての画像において比較可能である。さらに、試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界を知ることにより、機械公差により画像検出器の視野にある、試験フィールドの外の領域および／または試験フィールドの外の試験エレメントの部分などの、試験エレメントの境界領域は、さらなる画像処理に関しては除外され得る。
【０１１５】
本発明による方法は、試料の塗布および検出反応を含み得る複雑な操作中の、試験フィールドの画像シーケンスにおける誤配置および／または変形を補正するという技術的課題を解決するための手段を提供する。これに反して、特許文献６の開示は、ホルダ内の試験片の監視中、機械公差により機械的移動が生じ得るという事実に取り組む。これに対し、特許文献６は、試験フィールドの外に配置される基準マークの認識を提案し（例えば、段落［００６６］を参照）、また、実際の測定が開始する前の、誤配置の前もっての補正を提案する（例えば、段落［００３６］を参照）。特許文献６は、しかしながら、操作中または検出反応中の、画像シフトや画像形成の技術的問題を認識せず、また、この問題に対する技術的解決手段を提供することもない。
【０１１６】
さらに、本発明による方法は、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間を決定することを容易に可能にする。この試料塗布の瞬間は、補正画像の画素に記憶される情報値に基づき決定され得る。上に概説したように、タッチダウン画像または補正タッチダウン画像は、画像シーケンスまたは補正画像シーケンスにおいて識別でき、タッチダウン画像とは、試料塗布の瞬間に最も近く取得された画像シーケンスの画像である。タッチダウン画像は、試料塗布および／または試験フィールドの浸潤による画像シーケンスの変化を考慮に入れるために用いられてもよく、これは検出反応自体によっては生じられないので、分析物濃度に関する情報は含んでいない。タッチダウン画像は、関心領域を正確に決定するため、および／または、分析物濃度を正確に決定するために用いられ得る。さらに、例えば、補正画像のマトリクスにわたって平均化される情報値における変化を検出するための１つまたは２つ以上の閾値など、１つまたは２つ以上の閾値が用いられてもよく、これは体液試料による試験フィールドの浸潤を示す。
【０１１７】
さらに、上に概説したように、本発明による方法は、ブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の容易な決定を可能にする。この平均化ブランク画像の決定は、好ましくは、試料移送の瞬間の決定と並行して行われる。平均化ブランク画像の決定は、例えばマイクロサンプラーを試験フィールドに接触させる前など、体液試料塗布前の補正画像シーケンスの補正画像を用いることによって、非常に高い精度で実施され得る。上に概説したように、平均化ブランク画像を決定するためには、連続的な工程を用いることができ、これは、移動工程または滑走工程とも呼ばれ得る。これにより、移動工程において、予備平均化ブランク画像は、これまでに取得された補正ブランク画像から得ることができ、新たに取得される各ブランク画像を用いて、予備平均化ブランク画像は訂正され得る。平均化は、画素ごとに行われ得る。換言すれば、１つの画像の特定の座標に記憶される、濃淡値などの情報値は、同一座標の他の画像の、対応する濃淡値などの対応する情報値と組み合わされる。この組み合わせのために、基本的には、算術平均値、幾何平均値を決定する工程や、他の種類の平均化工程など、任意の種類の平均化工程が用いられ得る。
【０１１８】
詳細には、上述の画像補正は、従来の測定において測定中の振動やぶれをもたらすおそれのある、画像の振動および／または衝撃に対する補償を可能にする。ゆえに、従来の方法においては、これらの振動および衝撃により、複数の画像の組み合わせは、高度の不確実性を示す。反対に、本発明による方法では、補正により対応する画素の正しい組み合わせが可能になるので、画素ごとの、補正画像シーケンスの補正画像の組み合わせが可能である。ゆえに、平均化ブランク画像が、高精度で得られ得る。
【０１１９】
さらに、本発明による方法は、データ記憶装置に記憶されるべき画像データの、大幅な減少を可能にする。ゆえに、補正画像シーケンスのブランク画像を１つの単一の平均化ブランク画像に組み合わせることにより、この平均化ブランク画像の記憶容量は、分析物濃度のさらなる決定および後続の決定に対して、完全に充分となる。さらに、平均化ブランク画像を決定するために用いられ得る連続的または移動する平均工程は、資源効率も非常によい。ゆえに、これまでに取得された全ての補正ブランク画像は、予備平均化ブランク画像に組み合わされ、ゆえに、予備平均化ブランク画像のみが記憶され得る一方で、補正ブランク画像自体は消去され得る。
【０１２０】
さらに、上述の相対的な位置変化の補正は、携帯型または持ち運び可能な装置においても容易に示され得る、より単純で資源効率のよい方法で実施され得る。ゆえに補正は、画像シーケンスの少なくとも１つの特徴を用いるパターン認識に基づいて行われ得る。特徴は、好ましくは、画像シーケンスの基準画像の画像セクションなど、所定の位置および大きさの画像シーケンスの画像の画像セクションであってもよいし、これを含んでいてもよい。基準画像としては、例えば、画像シーケンスの最初の画像が選択され得る。上述の補正を目的として、この画像シーケンスの、別の画像における画像シーケンスとの、識別度合や一致（match）が定量化されてもよい。この定量化は、適切なアルゴリズムによって容易に実施され得る。ゆえに、識別度合や一致は、相互相関や相関係数、好ましくは正規化された相関係数を用いることにより定量化され得る。さらに、比較されるべき画像における変位を用いることができ、例えば、ユークリッド距離が用いられ得る。このようにして、および／または、ユークリッド距離を変更することなどによる他の方法で、比較されるべき画像は、度合を変更することによって互いに対して実質的にシフトおよび／または回転され、各変更に関して、識別度合および／または一致が判定され、例えば、画像セクションの、比較されるべき画像の対応する画像セクションとのパターン照合が判定され得る。最高度の識別度合および／または最高の一致をもたらすシフトおよび／または回転は、例えばマトリクスを移送するために、画像の補正に用いられ得る。
【０１２１】
さらに、任意には、識別度合または一致は、１つまたは２つ以上の閾値または制限値と比較され得る。ゆえに、識別度合および／または一致が、所定の制限値を下回ることが分かった場合、基準画像の異なる画像セクションなど、異なる種類の特徴が用いられ、パターン照合の工程は繰り返され得る。ゆえに、異なる位置および／または異なる大きさを有する異なる画像セクションは、新たな検査に用いられ得る。
【０１２２】
補正を目的として特徴を認識する方法は、当該技術において公知の他の方法と比較して、多数の利点を示す。ゆえに、一例として、画像間での明度の変動、および／または、検出器および／または光学系および／または試験化学物質の不純物および汚れによる欠陥などの、画像中の微小なエラーまたは欠陥は、通常、パターン認識の不良を導くことはない。誤りまたはエラーが、いずれにしても検出エラーをもたらす、画像の重大な分裂または障害をもたらしてはじめて、方法は不充分な識別度合により機能しなくなる。ゆえに方法は、欠陥のある画像の選択および廃棄や、測定全体の失敗の原因となる、画像取得におけるエラー判定にも用いられることができ、任意には装置のユーザに提供される適切な警告と連動する。
【０１２３】
さらに、本発明による方法を用いることによって、関心領域は、試験フィールドの複雑な形状、および／または、１つまたは２つ以上の毛管を介した試料移送など、試験フィールド上への複雑な試料移送の形態に関しても、より効率的に決定することができる。ゆえに、試験フィールド上への試料移送が複雑な形態であっても処理することができ、関心領域がより不規則な形状を有することにつながる。一例として、１つ、２つまたは３つ以上の毛管チャネルを有するマイクロサンプラーが用いられてもよく、これらの毛管チャネルから試験フィールド上への試料移送は、体液試料が塗布される領域の形状を不規則にする。ゆえに、関心領域は、補正画像シーケンス中の有意な変化を検出することによって決定され得る。この目的のために、試験フィールドへの試料塗布の瞬間の後の、補正画像シーケンスの１つまたは２つ以上の補正画像、例えば、試料移送または試料塗布の後、所定の待機時間（所定の期間ともいわれる）（例えば、１秒の待機期間または同様の待機期間）を経て取得される画像は、好ましくは画素ごとに評価され、有意な変化が検出され得る。有意な変化は、上に概説したように、この、試料塗布の瞬間の後に取得される補正画像を、タッチダウン画像などの、試料塗布前後に取得される画像と比較することによって決定され得る。試料塗布の瞬間の後に取得される補正画像の、信号対雑音比などの画像の質が、不充分である場合には、試料塗布の瞬間の後に取得される１つまたは２つ以上のさらなる補正画像が、例えば試料塗布の瞬間の後に取得される複数の補正画像を平均化するなどして、有意な変化を検出するために用いられ得る。ゆえに、試料塗布後に取得される補正画像の１つまたは２つ以上は、試料塗布後の平均化補正画像を生じるために用いることができ、差分値または１つまたは２つ以上の比較マトリクスが決定され得る。ゆえに、試料塗布後の平均化画像は、試料塗布前または試料塗布中に取得される平均化画像と比較され、それにより、例えばこれらのマトリクスの差を画素ごとに決定するなどして、１つまたは２つ以上の平均化された差分マトリクスを生じ得る。ゆえに、差分マトリクスは、各フィールドに、試料塗布後に取得される平均化補正画像マトリクスと、試料塗布前または試料塗布中に取得される画像との、対応する情報値の差分値を含み得る。
【０１２４】
これらまたは他の種類の比較を用いることにより、有意な変化は、例えばヒストグラムおよび／または１つまたは２つ以上の閾値法を用いることによって、容易に評価され得る。さらに、任意には、ヒストグラムのフィルタリング、および／または、ヒストグラムの平均化が実施され得る。少なくとも１つのヒストグラムに基づき、閾値が決定でき、これは、例えば差分マトリクスに含まれるデータを評価する目的で、有意な変化を評価するために用いられ得る。
【０１２５】
上に概説したように、関心領域は、一般に、補正画像の座標のセットを含んでいてもよく、すなわち、例えば少なくとも１つの分析物の濃度を測定する目的で、体液試料中の分析物を定性的および／または定量的に測定するために用いられ得る、各補正画像中の画素の群を含んでいてもよい。本発明による方法を用い、画像中の有意な変化を検出するために複数の画像を平均化するという可能性を用いることにより、関心領域の決定は、より効率的および単純に維持され得る。ゆえに、全ての補正画像はその位置および／または回転に関して比較可能であるので、関心領域の境界線が決定でき、これは複数の補正画像、さらには全ての補正画像に適用可能であり得る。
【０１２６】
ゆえに、関心領域を決定するための次のステップにおいて、補正画像の水平方向および／または垂直方向の平均は、差分値を含む差分マトリクスのｘ方向および／またはｙ方向など、差分マトリクスにおいて決定され得る。ゆえに、異なるマトリクスにおいて平均化された濃淡値の最大値は、空間中の１つまたは２つ以上の方向に関して計算され、例えば、ｘ方向（補正画像の水平方向）に関する最大値、および／または、ｙ方向（補正画像の垂直方向）に関する最大値が計算され得る。この少なくとも１つの最大値に基づき、例えば、空間の各方向に対する少なくとも１つの閾値など、少なくとも１つの閾値が決定され得る。この少なくとも１つの閾値を用いることにより、水平方向および／または垂直方向の平均値における有意な変化などの、有意な変化が決定され得る。これにより、差分マトリクスにおける関心領域の境界線が決定でき、すなわち、このマトリクスにおける境界線の位置を示す境界線の座標が決定され得る。付加的または任意には、安全距離が加えられ得るか、および／または、この関心領域を補正するために、マイクロサンプラーの構成など、試料移送の公知の構成が用いられ得る。一般に、画素ごとに、試料塗布前後の変化を示す差分マトリクスを用いることによって、関心領域の境界線が決定でき、例えば、関心領域をおおまかに制限するために、矩形の関心領域に対して４つの境界線が決定され得る。
【０１２７】
この関心領域の決定は、おおまかに決定された関心領域内の画素の情報値をさらに処理することによって精緻化され得る。ゆえに、一般に、関心領域の決定はいくつかのステップを含んでいてもよく、例えば、少なくとも１つの、関心領域のおおまかな決定、および、少なくとも１つの、関心領域の精緻な決定を含み得る。ゆえに、例えば、１つまたは２つ以上の矩形の関心領域を画定する境界線などの、関心領域の境界線を決定することによって、関心領域のおおまかな推測が分かるとすぐに、このおおまかな関心領域の決定は、統計的方法によりさらに評価され得る。これにより、これらのおおまかな境界線内の、１つまたは２つ以上の領域の付加的な廃棄が実施され得る。一例として、おおまかな関心領域は、有意な画素、すなわち、精緻化または訂正された関心領域に割り当てられるべき画素を検索するために、１つまたは２つ以上のヒストグラムを用いることによって、および／または、ヒストグラムをフィルタリングするためのフィルタリングステップなど、１つまたは２つ以上のフィルタリングステップを用いることによって、さらに評価され得る。ゆえに、おおまかな関心領域内の差分マトリクスの画素の情報値のヒストグラムおよび／またはフィルタリングされたヒストグラムに基づき、１つまたは２つ以上の閾値が決定され得る。閾値の一方の側の画素の情報値は、関心領域に割り当てられ得る一方で、閾値の他方の側の画素は、関心領域の外部にあると決定され得る。付加的または代替的に、少なくとも１つの閾値を見つけ出すために、上述の大津の方法が用いられてもよく、これは正規化ヒストグラムに基づき得る。
【０１２８】
このような方法または別の方法において、試料塗布前／試料塗布中および試料塗布後の補正画像の有意な変化を評価することにより、関心領域は、補正画像内の座標または位置のセットまたは群として容易に決定され得る。ゆえに、関心領域は、補正画像の画素が関心領域に属しているか否かを示す、バイナリマトリクスによって容易に表され得る。この、画素ごとのバイナリマスクまたはバイナリマトリクスは、通常、環状形状および／または矩形形状などのかなり単純な形状によって関心領域の決定を利用する、従来の方法とは対照的な、マイクロサンプラーといった複雑な形状であっても、関心領域を正確に画定し得る。
【０１２９】
好ましくは、バイナリマスク、および／または、関心領域に属する画素の画素座標系の正確な判定を含む、正確に画定された関心領域に基づき、少なくとも１つの分析物を定性的および／または定量的に検出するため、例えば、高精度で分析物濃度を測定するために、補正画像の正確な評価が実施され得る。ゆえに、補正画像の関心領域内の画素の情報値を評価することにより、検出反応の反応速度は、分析物濃度を測定するために、好ましくは画素ごとおよび／または平均化に基づき評価され得る。この、分析物濃度の決定を目的として、１つまたは２つ以上の評価アルゴリズムが用いられてもよく、これはあらかじめ定められてもよいし、および／または、決定可能なものであってもよい。上に概説したように、例えば、試料塗布前または試料塗布中に取得される１つまたは２つ以上の画像と、試料塗布の１秒後など、試料塗布後、所定の期間の待機時間を経て取得される１つまたは２つ以上の画像との情報値を比較することによって、検出反応開始後の情報値の変化に基づき適切な評価アルゴリズムを選択することも可能である。
【０１３０】
分析物濃度の決定を目的として、一般に、試料塗布の瞬間の後に取得されるこれらの補正画像における情報値は、例えば、平均化ブランク画像を用いることによる画素ごとの正規化などによって、補正および／または正規化され得る。これにより、試料塗布の瞬間の後に取得される補正画像シーケンスの各補正画像から、一例として、各画素に関する相対再放射値を含む対応するマトリクスは、例えば、各画素の情報値を、平均化ブランク画像の対応する画素に含まれる対応する情報値で割ったり、および／または、画素ごとにオフセットを差し引いたりすることによって決定され得る。これらの補正および／または修正された画像に基づき、補正画像の画素の平均化を行うことができ、これにより、関心領域内の画素の情報値の、非常に正確な平均化値を取得し得る。
【０１３１】
上述の発見および本発明の任意の実施形態を集約すると、以下の本発明の実施形態が好ましい。
【０１３２】
実施形態１
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するため、好ましくは、血液および／または間質液中のグルコースを検出するための方法であって、少なくとも１つの試験フィールドを備える少なくとも１つの試験エレメントが用いられ、少なくとも１つの試験フィールドは少なくとも１つの試験化学物質を有し、試験化学物質は、分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応、好ましくは変色反応を行うように構成され、方法は、少なくとも１つの画像検出器を用いることにより、試験フィールドの画像の、画像シーケンスを取得することを含み、各画像は、複数の画素を備え、方法はさらに、画像シーケンスの画像において、試験フィールドの少なくとも１つの特徴を検出することを含み、方法はさらに、特徴を用いることによって、画像シーケンスにおける、画像検出器と、試験フィールドとの間の相対的な位置変化を補正し、それにより補正画像シーケンスを取得することを含む。
【０１３３】
実施形態２
画像シーケンスの各画像は情報値のマトリクス、好ましくは濃淡値のマトリクスを含んでいる実施形態１に記載の方法。
【０１３４】
実施形態３
画像検出器と試験フィールドとの間の相対的な位置変化の補正は、少なくとも１つの空間的方向での、試験フィールドの画像の画像検出器上での直線移動の補正、少なくとも１つの回転軸周りでの、試験フィールドの画像の画像検出器上での回転の補正、試験フィールドの画像の画像検出器上での歪曲の補正、好ましくは試験フィールドの反りによる歪曲の補正からなる群から選択される少なくとも１つの補正を含んでいる実施形態１または２に記載の方法。
【０１３５】
実施形態４
画像シーケンスの画像は、一定の時間系列および／または一定のフレームレートで取得される実施形態１〜３のいずれか１つの記載の方法。
【０１３６】
実施形態５
画像検出器は、ライン検出器および二次元検出器からなる群から選択される少なくとも１つの検出器を備える実施形態１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【０１３７】
実施形態６
相対的な位置変化の補正は、画像シーケンスの少なくとも１つの画像を基準画像として用いることを含んでおり、基準画像は、変更されないまま維持され、画像シーケンスの残りの画像は、画素の位置の少なくとも１つの計算補正を用いることにより補正され、計算補正は、基準画像と、画像シーケンスの残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択される実施形態１〜５のいずれか１つの記載の方法。
【０１３８】
実施形態７
計算補正は、画像シーケンスの残りの画像の画素を、少なくとも１つの空間的方向にシフトさせることを含み、シフトは、基準画像と残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択される実施形態６記載の方法。
【０１３９】
実施形態８
シフトは、画像シーケンスの残りの画像の各画像に対して、個別に選択される実施形態７記載の方法。
【０１４０】
実施形態９
計算補正は、画像シーケンスの残りの画像の、少なくとも１つの回転角度による少なくとも１つの回転軸周りでの少なくとも１つの回転を含み、回転軸および／または回転角度は、基準画像と残りの補正画像との間の相関が最大となるように選択される実施形態６〜８のいずれか１つに記載の方法。
【０１４１】
実施形態１０
回転軸および／または回転角度は、画像シーケンスの残りの画像の各画像に対して、個別に選択される実施形態９記載の方法。
【０１４２】
実施形態１１
特徴は、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの粗度、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの試験化学物質の粒度、画像シーケンスの画像中で検出可能な試験フィールドの欠陥、試験フィールドに含まれ、画像シーケンスの画像中に検出可能な、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つの基準マークからなる群から選択される少なくとも１つの特徴を含む実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１４３】
実施形態１２
分析物の濃度は、試験化学物質の少なくとも１つの光学的性質を検出することによって、および／または、光学的に検出可能な検出反応による、試験化学物質の少なくとも１つの光学的性質の少なくとも１つの変化を検出することによって検出される実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【０１４４】
実施形態１３
少なくとも１つの光学的性質は、色彩、絶対再放射、相対再放射および蛍光を含む実施形態１２記載の方法。
【０１４５】
実施形態１４
体液試料は、画像シーケンスの取得中に試験フィールドに塗布される実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【０１４６】
実施形態１５
画像シーケンスは、ブランク画像シーケンスを含み、ブランク画像シーケンスは、体液試料を試験フィールドに塗布する前に取得される複数のブランク画像を含む実施形態１４に記載の方法。
【０１４７】
実施形態１６
ブランク画像シーケンスのブランク画像の相対的な位置変化の補正を行った後、ブランク画像シーケンスのブランク画像から少なくとも１つの平均化ブランク画像が得られる実施形態１５記載の方法。
【０１４８】
実施形態１７
平均化ブランク画像が、画像シーケンスの画像取得中に、連続する工程で得られ、これまでに取得された補正ブランク画像から予備平均化ブランク画像が得られ、新たに取得されるブランク画像が、予備平均化ブランク画像を訂正するために用いられる実施形態１６記載の方法。
【０１４９】
実施形態１８
ブランク画像シーケンスの補正ブランク画像の対応する画素情報は、平均化ブランク画像の対応する画素情報を得るために用いられる実施形態１６または１７に記載の方法。
【０１５０】
実施形態１９
補正ブランク画像の対応する画素情報は、平均化ブランク画像の対応する画素情報を得るために、少なくとも１つの線形結合および／または少なくとも１つの平均化操作によって結合される実施形態１８記載の方法。
【０１５１】
実施形態２０
分析物が、補正画像シーケンスの画像を、ブランク画像シーケンス、好ましくは平均化ブランク画像と比較することによって検出される実施形態１５〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【０１５２】
実施形態２１
比較が画素ごとに行われる実施形態２０記載の方法。
【０１５３】
実施形態２２
試験フィールドへの体液試料の塗布後の、補正画像シーケンスの画像の各画素に含まれる情報が、少なくとも１つのブランク画像、好ましくは平均化ブランク画像の対応する画素に含まれる情報によって割られ、これにより各画素に関する正規化情報を生じ、好ましくは、相対的な補正画像シーケンスが作り出され、相対的な補正画像のそれぞれは、それぞれの画素の正規化情報を含む画素を有する実施形態２１記載の方法。
【０１５４】
実施形態２３
相対的な補正画像シーケンスの少なくとも一部に対して、好ましくは相対的補正画像の関心領域に対して、少なくとも１つの平均化正規化数が作り出される実施形態２２記載の方法。
【０１５５】
実施形態２４
正規化値は、相対的な補正画像シーケンスの少なくとも一部に対する、好ましくは相対的な補正画像の関心領域に対する、平均値である実施形態２３記載の方法。
【０１５６】
実施形態２５
平均化正規化値は、体液中の分析物濃度を得るために用いられる実施形態２３または２４記載の方法。
【０１５７】
実施形態２６
平均化正規化値は、試験フィールドへの体液試料の塗布後、時間の関数として監視され、それにより好ましくはキネティクス曲線を生じる実施形態２３〜２５のいずれか１つに記載の方法。
【０１５８】
実施形態２７
試験フィールドの境界および／または試験フィールドの可視ウィンドウの境界が、補正画像シーケンス、好ましくは、補正ブランク画像シーケンス、および／または、平均化ブランク画像において検出される実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の方法。
【０１５９】
実施形態２８
境界は、閾値法および／またはパターン認識法を用いることによって検出される実施形態２７記載の方法。
【０１６０】
実施形態２９
試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間が、画像シーケンスにおいて検出される実施形態１〜２８のいずれか１つに記載の方法。
【０１６１】
実施形態３０
試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間が、画像シーケンスに含まれる情報の変化を観察することによって検出される実施形態２９記載の方法。
【０１６２】
実施形態３１
画像シーケンスの画像に含まれる平均化情報の変化が観察される実施形態３０記載の方法。
【０１６３】
実施形態３２
試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間が、補正画像シーケンスの補正画像における変化を観察することによって検出される実施形態２９〜３１のいずれか１つに記載の方法。
【０１６４】
実施形態３３
画像シーケンスの隣り合う平均化画像は、隣り合う画像の各組に対して平均化された差分値を取得する補正後に比較され、試験フィールド上への試料の塗布の瞬間が、平均化された差分値を少なくとも１つの閾値と比較することによって検出される実施形態２９〜３２のいずれか１つに記載の方法。
【０１６５】
実施形態３４
体液試料は、画像シーケンスの取得中に試験フィールドに塗布され、試験フィールド上への体液試料の塗布の瞬間に最も近い時点で取得される画像シーケンスの画像である、少なくとも１つのタッチダウン画像、好ましくは少なくとも１つの補正タッチダウン画像が、画像シーケンス、好ましくは補正画像シーケンスにおいて検出される実施形態１〜３３のいずれか１つに記載の方法。
【０１６６】
実施形態３５
分析物は、補正画像シーケンスの画像をタッチダウン画像と比較することによって検出される実施形態３４記載の方法。
【０１６７】
実施形態３６
比較は画素ごとに実施される実施形態３５記載の方法。
【０１６８】
実施形態３７
試験フィールド上への体液試料の塗布後に、画像シーケンスにおいて少なくとも１つの関心領域が決定される実施形態１〜３６のいずれか１つに記載の方法。
【０１６９】
実施形態３８
試験フィールド上への試料塗布前または試料塗布中に取得される少なくとも１つの補正画像が、試験フィールド上への試料塗布後に取得される少なくとも１つの補正画像と、画素ごとに比較される実施形態３７記載の方法。
【０１７０】
実施形態３９
各画素に関して差分値が生じられ、差分値は、試験フィールド上への体液試料の塗布前または塗布中に取得される補正画像と、試験フィールド上への体液試料塗布後に取得される補正画像との間の、対応する画素に含まれる情報の差を示し、画素は、差分値に基づき、関心領域に属する画素または関心領域に属さない画素に分類される実施形態３８記載の方法。
【０１７１】
実施形態４０
画素を分類するために、少なくとも１つの閾値法、好ましくは大津の方法が用いられる実施形態３９記載の方法。
【０１７２】
実施形態４１
関心領域に属する画素を示す画像マスクが生じられる実施形態３８〜４０記載の方法。
【０１７３】
実施形態４２
画像マスクはバイナリマスクである実施形態４１記載の方法。
【０１７４】
実施形態４３
補正画像シーケンスの関心領域に属する画素だけが、体液試料中の分析物を検出するために用いられる実施形態３７〜４２のいずれか１つに記載の方法。
【０１７５】
実施形態４４
コンピュータプログラムであって、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るときに、実施形態１〜４３のいずれか１つに記載の方法の方法ステップを実行するためのプログラム手段を備えるコンピュータプログラム。
【０１７６】
実施形態４５
プログラム手段が、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読み取り可能な記憶媒体に記憶される実施形態４４記載のコンピュータプログラム。
【０１７７】
実施形態４６
コンピュータシステムであって、実施形態４４または４５に記載のコンピュータプログラムをロードし、このコンピュータプログラムを実行するために、少なくとも１つのプロセッサを有するコンピュータシステム。
【０１７８】
実施形態４７
記憶媒体にデータ構造が記憶され、データ構造は、コンピュータまたはコンピュータネットワークにロードされた後、実施形態１〜４３のいずれか１つに記載の方法を実施するように構成される記憶媒体。
【０１７９】
実施形態４８
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための装置であって、装置は、少なくとも１つの試験化学物質を備える少なくとも１つの試験フィールドを有する、少なくとも１つの試験エレメントを受け取るための、少なくとも１つの試験エレメント受容部を備え、装置はさらに、試験フィールドの画像の画像シーケンスを取得するために、少なくとも１つの画像検出器を備え、装置はさらに、少なくとも１つの制御ユニットを備え、制御ユニットは、実施形態１〜４３のいずれか１つに記載の方法を実施するように構成される装置。
【０１８０】
実施形態４９
装置は、携帯型および／または持ち運び可能な装置である実施形態４８記載の装置。
【０１８１】
実施形態５０
画像検出器は、ライン検出器および二次元画像検出器の少なくとも１つ、好ましくは、ＣＣＤラインセンサ、ＣＭＯＳラインセンサ、二次元ＣＣＤアレイセンサおよび二次元ＣＭＯＳアレイセンサの１つを備える実施形態４８または４９記載の装置。
【０１８２】
実施形態５１
制御ユニットは少なくとも１つのプロセッサを備える実施形態４８〜５０のいずれか１つに記載の装置。
【０１８３】
実施形態５２
少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための試験システムであって、試験システムは、実施形態４８〜５０のいずれか１つに記載の少なくとも１つの装置を備え、試験システムはさらに、少なくとも１つの試験化学物質を備える少なくとも１つの試験フィールドを有する、少なくとも１つの試験エレメントを備え、試験化学物質は、分析物の存在下で、少なくとも１つの光学的に検出可能な検出反応を行うように構成される試験システム。
【０１８４】
実施形態５３
試験システムは、持ち運び可能な試験システム、および／または、携帯型の試験システムである実施形態５２記載の試験システム。
【０１８５】
実施形態５４
試験システム、好ましくは試験エレメントは、少なくとも１つの穿刺エレメントをさらに備え、試験システムは、穿刺エレメントを用いることにより、ユーザの少なくとも１つの皮膚部位を穿刺し、それにより体液試料を生じるように構成され、試験システムはさらに、試験エレメントの試験フィールド上へ体液試料を移送するように構成される実施形態５２または５３記載の試験システム。
【０１８６】
実施形態５５
穿刺エレメントは、少なくとも１つのマイクロサンプラーを備え、マイクロサンプラーは、体液試料を取るための、少なくとも１つのランセットチップと、少なくとも１つの毛管、好ましくは、少なくとも１つの毛管チャネルまたは少なくとも２つの毛管チャネルを備える実施形態５４記載の試験システム。
【０１８７】
実施形態５６
試験システムは、穿刺エレメントを試験フィールド上に押し付け、それにより体液試料を試験フィールド上へ移送するように構成される実施形態５４または５５記載の試験システム。
【０１８８】
実施形態５７
試験フィールドは、試験エレメントのハウジングのキャビティ内に位置付けられ、試験フィールド上への体液試料の移送が、キャビティ内部で行われる実施形態５４〜５６のいずれか１つに記載の試験システム。
【０１８９】
実施形態５８
試験システムは、体液試料を塗布面から試験フィールド上へ移送するように構成され、画像検出器は、塗布面とは反対側に位置付けられている検出面から、試験フィールドの画像の画像シーケンスを取得するように構成される実施形態５２〜５７のいずれか１つに記載の試験システム。
【０１９０】
実施形態５９
検出面を観察可能な観察ウィンドウが、試験エレメントのハウジングにより設けられるウィンドウによって画定される実施形態５８記載の試験システム。
【０１９１】
実施形態６０
試験化学物質が、試験化学物質担持部に塗布される実施形態５８または５９記載の試験システム。
【０１９２】
実施形態６１
試験システムは、マガジンに含まれる複数の試験エレメントを備える実施形態５２〜６０のいずれか１つに記載の試験システム。
【０１９３】
実施形態６２
マガジンは、マガジンハウジングを備え、試験システムはさらに、試験化学物質担持部を備え、試験化学物質担持部は、好ましくは形状嵌合接続および／または圧力嵌めによる接続によって、ハウジングに機械的に接続される実施形態６１記載の試験システム。
【０１９４】
実施形態６３
マガジンは、環状の形状を有し、試験エレメントは、マガジン内部で放射状に配向される実施形態６１または６２記載の試験システム。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
本発明のさらなる任意の詳細および任意の特徴は、好ましくは従属請求項と共に、後続の好ましい実施形態の記載から導き出され得る。これらの実施形態においては、各場合において、任意の特徴は、分離した方法で実現されてもよいし、いくつかの任意の組み合わせで実現されてもよい。本発明は実施形態に制限されない。実施形態は、図面に概略的に示される。図面の同一の参照番号は、同一、同様または機能的に同一のエレメントを指す。
【０１９６】
【図１】体液試料中の分析物を検出するための装置および試験システムの概念を示す図である。
【図２】図１の試験システムにおいて用いられる検出器を示す図である。
【図３Ａ】図１の試験システムにおいて用いられ得るマイクロサンプラーの図である。
【図３Ｂ】図１の試験システムにおいて用いられ得るマイクロサンプラーの図である。
【図３Ｃ】図１の試験システムにおいて用いられ得るマイクロサンプラーの図である。
【図４】図１の試験システムにおいて用いられるマガジンを示す図である。
【図５Ａ】試験フィールド上への試料移送および画像取得の概略図である。
【図５Ｂ】試験フィールド上への試料移送および画像取得の概略図である。
【図５Ｃ】試験フィールド上への試料移送および画像取得の概略図である。
【図６】血液試料が異なる濃度のグルコースを含む、一連の取得画像の図である。
【図７】関心領域の検出の選択肢を示す図である。
【図８】関心領域の検出の選択肢を示す図である。
【図９】画像シーケンスにおける相対的な位置変化の補正の一例を示すブロック図である。
【図１０Ａ】位置補正を目的とした画像比較の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】位置補正を目的とした画像比較の一例を示す図である。
【図１１】試験フィールドおよび／または観察ウィンドウの検出の一例を示す図である。
【図１２】平均化ブランク画像を決定するためのアルゴリズムを示す図である。
【図１３Ａ】ヒストグラムを用いることによる、画像シーケンスの有意な変化の検出の一例を示す図である。
【図１３Ｂ】ヒストグラムを用いることによる、画像シーケンスの有意な変化の検出の一例を示す図である。
【図１４】試験フィールド上への試料移送の瞬間の検出の一例を示す図である。
【図１５】画素ごとの、関心領域の検出の一例を示す図である。
【図１６】画素ごとの、関心領域の検出の一例を示す図である。
【図１７】様々なグルコース濃度に関して経時的に平均化相対再放射を観察することによる、血中グルコースの検出のための検出反応の観察を示す図である。
【図１８】本発明による方法の、可能な一実施形態の概略的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１９７】
図１には、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出するための可能な試験システム１１０が、２つの異なる状態で開示されており、図１の左側の試験システム１１０は閉鎖状態で示され、右側のものは開放状態で示されている。試験システム１１０は、少なくとも１つの体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出する装置１１２と、一例として、装置１１２の受容部１１６に受け取られるマガジン１１４とを備える。
【０１９８】
装置１１２は、１つまたは２つ以上の制御ユニットを備えることができ、これらは、図１では概して参照番号１１８により示されている。ゆえに、上に概説したように、少なくとも１つの制御ユニット１１８は、少なくとも１つのマイクロコントローラなどの、少なくとも１つのプロセッサ１２０を備える。さらに、装置１１２は、少なくとも１つのディスプレイ、および／または、ユーザが試験システム１１０および／または装置１１２を操作することを可能にする少なくとも１つの操作エレメントなどの、１つまたは２つ以上のユーザインターフェース１２２を備えていてもよい。
【０１９９】
この実施形態において、マガジン１１４は、放射状にマガジン１１４内に受け取られる複数の試験エレメント１２４を備え、それにより、環状のマガジン１１４および／またはディスク状のマガジン１１４を提供している。しかしながら、他の種類のマガジン１１４も可能であり、および／または、装置１１２は、複数の試験エレメント１２４ではなく１つの試験エレメント１２４のみを用いてもよいことに留意する。
【０２００】
装置１１２は、少なくとも１つの塗布位置１２６を提供する。装置１１２は、受容部１１６内でマガジン１１４を回転させ、塗布位置１２６に位置付けられる試験エレメント１２４を用いて試験を実施するように構成される。
【０２０１】
マガジン１１４および／または試験エレメント１２４の例示的な実施形態は、図３Ａ〜３Ｃおよび図４に、様々な視点で詳細に開示されている。これらマガジン１１４の一般的な配置は、例えば、特許文献９から公知であるので、この文献を参照できる。しかしながら、他の配置も可能である。
【０２０２】
ゆえに、マガジン１１４は、試験エレメント１２４のハウジング１３０の一部も形成し得る、マガジンハウジング１２８を備えることができる。この特定の実施形態において、ハウジング１３０は、底部とも呼ばれる下シェル１３２を備え、これは通常、不透明な、好ましくは黒色のプラスチック材料で製造される。さらに、ハウジング１３０は、カバー部とも呼ばれる上シェル１３４を備え、これは通常、透明なプラスチック材料で製造される。さらに、ハウジング１３０は、通常アルミニウム箔などの金属箔で作られる、シールフィルム１３６を備えることができ、これは、接着剤１３８により上シェル１３４に接着され得る。
【０２０３】
さらに、この特定の実施形態において、各試験エレメント１２４は、１つまたは２つ以上の皮膚刺突または穿刺エレメント１４０を備えることができ、これは、一例として、マイクロサンプラー１４２として形成されてもよく、各マイクロサンプラーは、ランセットチップ１４６を備えるランセット１４４と、少なくとも１つの毛管チャネル１４８などの少なくとも１つの毛管エレメントを含んでいる。マイクロサンプラー１４２に関するさらなる可能な詳細は、以下に概説される。
【０２０４】
さらに、マガジン１１４は、試験化学物質担持部１５２と、下シェル１３２に面する側で試験化学物質担持部１５２上に塗布される試験化学物質１５４とを備える、試験化学物質リング１５０を備え得る。試験化学物質リング１５０は、接着テープなどの少なくとも１つの接着剤１５６によって下シェル１３２に接着されてもよいし、および／または、他の手段によってマガジンハウジング１２８に固定されてもよい。
【０２０５】
マガジンハウジング１２８の内部には、下シェル１３２および／または上シェル１３４の適切な凹部によって、複数のキャビティ１５８が形成される。これらのキャビティ１５８は、一般には、図４に示すように放射状に配向され得る。各キャビティ１５８において、１つのマイクロサンプラー１４２が受け取られ、ランセットチップ１４６は環状マガジン１１４の外側に向いており、毛管チャネル１４８は試験化学物質リング１５０に向かって、図４において下側を向いている。
【０２０６】
各キャビティ１５８ではさらに、ウィンドウ１６０が下シェル１３２に形成される。これらのウィンドウ１６０を通してアクセス可能な試験化学物質１５４は、それゆえ、各試験エレメント１２４用の試験フィールド１６２または試験フィールド１６２の一部を形成する。ゆえに、ウィンドウ１６０を通して、体液試料は試験フィールド１６２に塗布され得る。各試験エレメント１２４はそれゆえ、この実施形態においては、少なくとも１つの試験フィールド１６２、および任意には、キャビティ１５８、穿刺エレメント１４０、ならびに、この実施形態においては、マガジンハウジング１２８と一体部分であり得るハウジング１３０を備えている。
【０２０７】
試料生成および／または試料移送のさらなる詳細は、図３Ａ〜３Ｃおよび図５Ａ〜５Ｃに関して説明される。すなわち、図３Ａは上述のようなマイクロサンプラー１４２の上面図を示す。図３Ｂは、マイクロサンプラー１４２のランセット１４４の断面図を示し、一例としてＵ字形状を有し得る、少なくとも１つの、この実施形態においては２つの毛管チャネル１４８を示している。図３Ｃは、図３Ａのマイクロサンプラー１４２の斜視図を示し、装置１１２のアクチュエータによるマイクロサンプラー１４２の係合を可能にする、マイクロサンプラー１４２の後端にある任意の係合開口１６４をさらに示す。このステップは、試験エレメント１２４用のキャビティ１５８の断面図を示す図５Ａおよび５Ｂに概略的に示される。
【０２０８】
図５Ａからわかるように、試験エレメント１２４が装置１１２の塗布位置１２６に位置付けられると、アクチュエータ１６６は、マイクロサンプラー１４２の後端および係合開口１６４に係合し、ハウジング１３０の穿刺開口１６８を通してマイクロサンプラー１４２を駆動し、それにより、ユーザの皮膚部位に開口を形成し、体液試料を生じさせて毛管チャネル１４８に収集する。その後、図５Ｂに示すように、アクチュエータ１６６はマイクロサンプラー１４２をキャビティ１５８内に後退させ、毛管チャネル１４８は、マイクロサンプラー１４２の適切な湾曲によって、試験フィールド１６２に対して押し付けられる。それにより、マイクロサンプラー１４２の毛管チャネル１４８に含まれる体液試料の少なくとも一部は、各試験エレメント１２４の試験フィールド１６２上に移送される。ゆえに、試料または試料の一部は、検出反応において、試験フィールド１６２に含まれる試験化学物質１５４と反応することができ、これは光学的に検出可能な変化をもたらす。この、検出反応による試験化学物質１５４の少なくとも１つの光学的に検出可能な性質の変化は、ウィンドウ１６０を通して観察でき、これにより、観察ウィンドウ１７０を画定する。ゆえに、試験フィールド１６２のキャビティ１５８に面する面は、塗布面１７２を形成し得る一方で、ウィンドウ１６０に面する面は、試験フィールド１６２および／または試験エレメント１２４の検出面１７４を形成し得る。光学的に検出可能な変化は、ウィンドウ１６０を通して検出器により検出でき、これは図５Ａおよび５Ｂには示していない。
【０２０９】
図５Ｃには、試料移送、および、検出器１７６による検出反応の検出の工程が、概略的に示されている。検出器１７６は、例示的な実施形態として、以下では画像検出器１７８の画素とも呼ばれる、矩形の感光エレメントの二次元アレイ１８０を有する、画像検出器１７８を備える。さらに、検出器１７６は、例えば試験化学物質リング１５０の試験化学物質担持部１５２を通して、試験フィールド１６２の検出面１７４を照射するために、１つまたは２つ以上の発光ダイオードなどの、１つまたは２つ以上の光源１８２を備え得る。
【０２１０】
一例として、光源１８２は、３５０〜４００ｎｍのスペクトル領域、好ましくは３５０〜３８０ｎｍまたは３６０〜３６５ｎｍのスペクトル領域など、紫外スペクトル領域または青色スペクトル領域において発光する、２つの発光ダイオードなどの、１つまたは２つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え得る。代替的または付加的に、緑色ＬＥＤ（５７０±３０ｎｍ）、赤色ＬＥＤ（６５０±５０ｎｍ）または赤外線ＬＥＤ（７００〜１０００ｎｍ）などの、他の市販のＬＥＤも用いられ得る。ＬＥＤに加えて、またはＬＥＤに替えて、１つまたは２つ以上の他の種類の光源も用いられ得る。ゆえに、一例として、電球が適用されてもよい。付加的または代替的に、通常、光信号に対する要件によっては、レーザーダイオードが用いられてもよいが、この種の光源は通常コストを増大させる。
【０２１１】
検出器１７６はさらに、画像検出器１７８上に試験フィールド１６２および／またはその少なくとも一部を撮像し、それにより、画像検出器１７８上に試験フィールド１６２および／またはその一部の画像１８６を形成するために、１つまたは２つ以上の撮像光学系などの、１つまたは２つ以上の光学エレメント１８４を備え得る。画像１８６は、一次元または二次元にマトリクスを形成する、濃淡値などの情報値のマトリクスを備え得る。図５Ｃには、ｘ次元およびｙ次元を備える二次元マトリクスが示される。
【０２１２】
試料移送を目的として、図５Ａおよび５Ｂに関して上に概説したように、マイクロサンプラー１４２は、少なくとも１つのアクチュエータ１６６によって作動される。マイクロサンプラー１４２をキャビティ１５８（図５Ｃには図示せず）内に後退させるときに、上に概説したように、マイクロサンプラー１４２の少なくとも１つの毛管チャネル１４８に含まれる試料は、塗布面１７２から試験フィールド１６２上へと移送される。通常、試験フィールド１６２の一部１８８のみが試料によって湿潤されることから、この、体液試料による試験フィールド１６２の湿潤と、検出反応により試験化学物質１５４において光学的に検出可能な変化とは、不均質である。制御ユニット１１８を用いることにより、以下により詳細に概説するように評価されるための、画像シーケンス１８６が取得され得る。
【０２１３】
図２には、検出器１７６の可能な実施形態の斜視図が示される。この図からわかるように、検出器１７６は、画像検出器１７８（例えば、ＣＣＤおよび／またはＣＭＯＳ検出器）および少なくとも１つのレンズなどの少なくとも１つの光学エレメント１８４に加えて、少なくとも１つの光源１８２を備え得る。この実施形態では、２つの光源１８２が画像検出器１７８に接続されているので、画像検出器１７８、光源１８２および光学エレメント１８４を備える検出器ブログを形成する。図５Ｃに概略的に示されているように、好ましくは、試験フィールド１６２の照射および画像検出器１７８による試験フィールド１６２の撮像は、好ましくは、例えば、照射および検出に異なる角度を用いることによって、反射されないか、および／または、配向を有さない方法で行われる。ゆえに、試験フィールド１６２から散乱および／または拡散反射された光は、画像検出器１７８によって記録され得る。
【０２１４】
一例として、Ｅｕｒｅｃａ  Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨ（ドイツ連邦共和国）から市販されている画像センサなどの、ＣＣＤ／ＣＭＯＳ画像検出器１７８が用いられ得る。ゆえに、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  ｉｍａｇｉｎｇ、Ｐａｎａｖｉｓｉｏｎ、ＮＥＣ、Ｓｏｎｙ、Ｔｏｓｈｉｂａ、ＣＭＯＳ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｉｎｃ．、Ｋｏｄａｋ、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ＴＡＯＳまたは他の製造業者によって製造されるＣＣＤ／ＣＭＯＳ画像検出器など、様々な製造業者の画像検出器が用いられ得る。一例として、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  ｉｍａｇｉｎｇ製のＣＣＤ１１１Ａ、ＣＣＤ４２４モデルの１つまたは２つ以上、Ｐａｎａｖｉｓｉｏｎ製のＬＩＳ−５００またはＭＤＩＣ−２．０モデルの１つまたは２つ以上、ＮＥＣ製のμＰＤ３７５３ＣＹ−Ａモデル、Ｓｏｎｙ製のＩＣＸ２０７ＡＫ−ＥまたはＩＬＸ５５１Ｂモデルの１つまたは２つ以上、Ｔｏｓｈｉｂａ製のＴＣＤ１２０１ＤＧまたはＴＣＤ１３２ＴＧ型の１つまたは２つ以上、ＣＭＯＳ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｉｎｃ．製のＭ１０６−Ａ９またはＣ１０６モデルの１つまたは２つ以上、Ｋｏｄａｋ製のＫＡＣ９６１８またはＫＡＣ−０１３０１モデルの１つまたは２つ以上、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＴＣ２３７Ｂモデル、またはＴＡＯＳ製のＴＳＬ２０１Ｒモデルの、ＣＣＤ／ＣＭＯＳラインセンサおよび／またはエリアセンサが用いられ得る。付加的または代替的に、印刷回路基板に１つまたは２つ以上の画像センサチップを含むカメラボードが、画像検出器１７８として用いられてもよい。
【０２１５】
上にさらに詳細に記載するように、検出器１７６はさらに、少なくとも１つの波長変換物質を備えることができ、これは図には示されていない。すなわち、画像検出器１７８は、少なくとも１つの蛍光物質など、少なくとも１つの波長変換物質を備える１つまたは２つ以上の塗膜により被覆され得る。波長変換性質を有する特殊なＵＶ塗膜は、Ｅｕｒｅｃａ  Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨ（ドイツ連邦共和国）から市販されている。しかしながら、蛍光の無機または有機材料など、他の種類の波長変換物質も用いられ得る。
【０２１６】
体液試料による試験フィールド１６２の湿潤後、すなわち、体液試料の試験フィールド１６２上への塗布後、上述の検出反応が行われ、試験フィールド１６２および／またはそこに含まれる試験化学物質１５４に、光学的に検出可能な変化をもたらす。画像検出器１７８によって取得される試験フィールド１６２の異なる画像の例は、図６に示される。そこでは、異なる画像は、検出されるべき分析物、この場合グルコースの濃度が異なる、異なる種類の体液試料を示し、この場合、血液を示す。分析物濃度は、ミリグラム毎デシリットル（ｍｇ／ｄｌ）で示されて、画像に表される。見られるように、画像１８６の濃淡値またはこれら濃淡値の変化から、分析物濃度は直接的または間接的に得られ得る。ゆえに、画像１８６における変色および／または濃淡値の変化は、検出反応が完了する特定の終了点まで記録および観察され得る。この目的のために、画像１８６の変化または変化率は、観察され、１つまたは２つ以上の閾値と比較されることができ、所定の時間にわたる変化が所定の閾値を下回る場合、検出反応の終了点が検出でき、この終了点の画像が分析物濃度を測定するために評価され得る。画像１８６から分析物濃度を得るための工程、および／または、検出反応の終了点の決定のための工程の例は、上述の特許文献１および特許文献２において提供されている。
【０２１７】
ゆえに、画像１８６を評価することにより、分析物濃度は、本明細書においては画像シーケンス１８６と呼ばれる、画像１８６の時間系列に与えられる情報を直接的または間接的に評価することによって決定され得る。好ましくは、画像検出器１７８は、各方向に、２０μｍ〜５０μｍの寸法、好ましくは３０μｍの寸法を有する感光エレメント１８０のグリッドを備え得る。しかしながら、他の寸法も可能である。さらに、画像検出器１７８のいくつかの感光エレメント１８０は、組み合わされて一体の感光エレメント１８０を形成してもよく、これら一体の感光エレメント１８０によってもたらされる情報は、組み合わせられ、画像検出器１７８のスーパーピクセル（superpixel）の情報とみなされる。本明細書において、この選択肢は、画像検出器１７８の未加工の感光エレメント１８０が用いられるかどうか、またはいくつかの感光エレメント１８０が組み合わされ、それによりスーパーピクセルのアレイを備える画像検出器を作り出しているかという事実からは独立して含まれるべきである。
【０２１８】
本発明においてもあり得るが、通常は、画像１８６の一部のみが分析物濃度を測定するために評価される。ゆえに、関心領域が画定されなければならず、これは、分析物を決定するために考慮される画像１８６の画素を決定する。図７および８には、関心領域（参照番号１９０により示す）を決定するためのいくつかの選択肢が示されている。ゆえに、図７に示されるように、所定の矩形領域などの、画像１８６の固定領域が、関心領域１９０として用いられ得る。これは、通常、図５Ｃに開示される試料移送による試料の塗布は、おおよそあらかじめ定められる位置で行われ、これは図７に示す画像１８６からわかるように、１つまたは２つ以上の毛管チャネル１４８に対応する試料移送の領域をもたらすという事実による。ここで、この図の画像１８６は、分析物濃度が異なる試料を用いることによって生じられる。
【０２１９】
あらかじめ定められる関心領域１９０を用いる、図７に示される選択肢は、しかしながら、非常に厳しい位置公差が要求され、特に、試料移送に関する厳しい公差、および／または、マイクロサンプラー１４２、検出器１７６および全体の試験エレメント１２４の形状に関する厳しい公差が要求される。
【０２２０】
それゆえ、以下にさらに詳細に概説するように、関心領域１９０を決定するための第２の選択肢は、体液試料による試験フィールド１６２の湿潤の早い段階、および／または、検出反応の工程の早い段階における、画像１８６の画像シーケンスの分析である。この選択肢においては、画像１８６の画素に含まれる情報の変化を評価でき、これは、試料流体の移送後の試験フィールド１６２の湿潤により引き起こされる。特に、画像１８６の信号対雑音比が充分である場合は、終了点に達した後に湿潤領域だけが評価され、これはデータ記憶容量および評価時間の大幅な減少をもたらし得る。
【０２２１】
上述の第２の選択肢と組み合わせることも可能な、第３の選択肢としては、関心領域を決定するために、画像シーケンスの画像１８６の画素に記憶される情報値の変化が評価され得る。ゆえに、画像１８６中の変化を検出するために、画像１８６の少なくとも２つが比較され、関心領域１９０は、これらの検出された変化に基づき決定することができる。ゆえに画像１８６の画素は、一定の期間において変化率が最も高い画素を関心領域１９０に割り当てるなど、そのヒストリに基づいて選択され得る。図８には、異なる時間の、画像シーケンスの２つの画像１８６が示されており、右側の画像は、左側の画像と比べてより遅い時点に取得されている。異なる毛管形状、移送ステップおよび試薬フィルム成分から取得される異なる画像１８６を使用でき、関心領域１９０を決定するための適切な方法を選択することにより、アーチファクト、色の不均質性、封入気泡および信号の経時変化は補われ得る。
【０２２２】
上に概説したように、本発明による方法は、画像検出器１７８と、画像シーケンス中の試験フィールド１６２との間の相対的な位置変化を補正する、少なくとも１つの補正ステップを含んでいる。上に概説したように、相対的な位置変化という語は、検出器１７６、特に画像検出器１７８によって見られる、試験フィールド１６２のあらゆる種類の移動のことをいう。この種の移動は、試験システム１１０における内的および／または外的な要因による。ゆえに、移動および対応する相対的な位置変化は、好ましくは、装置１１２は携帯型の装置であり得ることから、試験システム１１０の操作、例えば、ユーザによる装置１１２の操作中の機械的振動によるものであり得る。付加的または代替的に、移動は、試験システム１１０自体の作動、すなわち、内的な要因によるものであってもよい。ゆえに、体液試料の試験フィールド１６２上への塗布は、図５Ｃに示されるように、試験フィールド１６２自体の移動および／または歪曲をもたらす場合があり、これは、好ましくは、マイクロサンプラー１４２は試験フィールド１６２と直接接触するか、試験フィールド１６２上に押し付けられて、機械的な力を与えるからである。ゆえに、本発明において用いられるような、画像検出器１７８によって検出される画像からわかる、試験フィールド１６２またはその一部のあらゆる種類の移動、および／または、試験フィールド１６２またはその一部の任意の種類の歪曲は、相対的な位置変化という語に含まれ得る。
【０２２３】
本発明によれば、この、異なる時間に取得される画像を含む画像シーケンスにおける、画像検出器１７８と、試験フィールド１６２との間の相対的な位置変化は、少なくとも部分的に補正される。補正工程の一例は、以下で図９および１０Ａ、１０Ｂに関して説明される。
【０２２４】
すなわち、図９は、補正画像シーケンスをもたらす、本発明による方法の概略的なブロック図を示す。第１ステップのステップ１９２において、新たな画像１８６が取得される。この、未補正画像の画像シーケンスに属する新たな画像１８６は、少なくとも１つの補正ステップ１９４において補正される。それゆえ、試験フィールド１６２の少なくとも１つの特徴が画像中に検出され（ステップ１９６）、補正ステップ１９４は、この特徴に基づき実施される。画像１８６の実際の補正は、図９の工程ステップ１９８によって示されている。
【０２２５】
少なくとも１つの特徴の検出１９６に基づく補正１９８の一例として、図１０Ａおよび１０Ｂを参照できる。ゆえに、補正されるべき画像１８６、すなわち、取得ステップ１９２で取得される画像は、１つまたは２つ以上の基準画像と比較され得る。ゆえに、一例として、画像シーケンスの最初の画像を基準画像として使用でき、後続して取得される画像シーケンスの画像は全て、この基準画像と位置整合するように補正され得る。しかしながら、基本的には、画像シーケンスの他の任意の画像も基準画像として使用でき、いくつかの画像の組み合わせであってもよい。
【０２２６】
ゆえに、図１０Ａでは、補正されるべき画像１８６の部分２００が特徴２０２として選択され、これはこの部分２００に記憶される情報値を含む。その中で、本発明の観点では、部分２００は、基準画像の部分であり、補正されるべき画像の対応する部分が検索されてもよいし、および／または、部分２００は、補正されるべき画像の部分であり、基準画像の対応する部分が検索されてもよい。両方の選択肢が可能であり、本発明による方法に含まれるべきである。以下に、本発明の範囲を制限することなく、一例として、基準画像の特徴２０２を決定する選択肢を説明する。
【０２２７】
基準画像を含む各画像１８６は、以下のような、画像１８６の各位置または各画素に多数の情報値Ｉを含むマトリクスとして記載することができる。
【数２】
0006324375.tif 000003
【０２２８】
式中、Ｉi、jは、画像Ｉの画素ｉ、ｊの、濃淡値などの情報値を示す。ＮおよびＭは、画像１８６の幅（Ｎ）および画像の高さ（Ｍ）を示す整数である。１≦ｉ≦Ｍおよび１≦ｊ≦Ｎである座標ｉ、ｊにより示される、このマトリクスの１つの特定の位置は、画像１８６の特定の画素または位置を示す。
【０２２９】
図１０Ａに示すように、基準画像の一部である特徴２０２が選択され、補正されるべき画像１８６において、この特徴２０２に対する検索が実施される。この目的のために、基準画像の部分２０２は、再び、補正されるべき画像１８６のマトリクスＩにわたってシフトされる。部分２００そのものは、マトリクスＩよりも小さい寸法を有するマトリクスにより表され得る。部分２００は、検索領域２０４にわたって、ｘ方向にはｒ、ｙ方向にはｓだけシフトされ、これは、検索されるべき画像１８６そのものよりは小さい。ｒ＝０およびｓ＝０から開始して、シフト工程中ｒおよびｓによって想定される最大値は、ｒmax＝Ｍ−ｈR（ｈRは部分２００の高さ）であり、ｓmax＝Ｎ−ｗR（ｗRは部分２００の幅）である。図１０Ａにおいては、ｗIは画像１８６の幅を示し、ｈIは画像１８６の高さを示す。
【０２３０】
シフト（ｒ、ｓ）の全ての可能性のある値に関して、整合の程度および／または同一性または類似性の程度が、部分２００および検索されるべき画像１８６の対応する部分に対して判定される。これは、図１０Ｂに概略的に示されている。ゆえに、特徴２０２または画像１８６中の検索されるべき部分２００を示すＲを用いて、画像Ｉの対応する部分２００、２０２が部分Ｒと一致するために、シフト座標（ｒ、ｓ）に対する検索が実施される。一例として、各値の組（ｒ、ｓ）に関して、以下の平方差の和が決定され得る。
【数３】
0006324375.tif 000004
【０２３１】
検索されるべき画像１８６全体にわたって特徴２０２をシフトさせることにより（すなわち、Ｒをシフトさせることにより）、各シフト（ｒ、ｓ）に対して１つのｄEが決定され得る。最終的に、このようにして決定された全てのｄE（ｒ、ｓ）を比較することによって、全てのｄEの最小値、すなわち、ｄEが最小値をとる特定のシフト（ｒ、ｓ）が決定され得る。このシフトは、画像１８６の特徴２０２に関する検索の検索結果の、最も有利な推測を示す。アーチファクトを回避するために、このシフトの候補は、１つまたは２つ以上の限界値と比較され、すなわち、最小値ｄE、minが少なくとも１つの限界値と比較され得る。ｄE、minが限界値よりも小さいか、限界値とほぼ同じである場合にのみ、肯定的な照合が検出され得る。
【０２３２】
しかしながら、上述の平方差の和は、画像１８６の特徴を見つける目的でパターン照合を検索するように適合される、多数の可能なアルゴリズムの１つでしかないということが留意されなくてはならない。この、パターン照合を見つけるアルゴリズムは、例えば、W. Burgerら、Image Processing、Springer Verlag、London、2008、pp. 429-436に開示されている。しかしながら、付加的または代替的に、画像間のシフトを決定するために、画像１８６の特徴を検索する他の種類のパターン照合アルゴリズムも用いられ得る。
【０２３３】
画像１８６の特徴２０２に関する検索が成功するとすぐに、検索は、画像１８６と基準画像との間の相対的な位置変化量を示す、シフト（ｒ*、ｓ*）を戻す。このシフト（ｒ*、ｓ*）は、画像１９８の補正を実施するために、図９の方法ステップ１９８において用いることができ、それにより補正画像を作り出し（図９のステップ２０６）、この補正画像で、補正画像シーケンスを含む補正シーケンスを作り出す。この目的のために、以下の、画像１８６のマトリクスＩの補正が実施され得る。
Ｉ*（ｉ，ｊ）＝Ｉ（ｉ＋ｒ*，ｊ＋ｓ*）
ここで、０≦ｉ＜Ｍかつ０≦ｊ＜Ｎ
ｒ*＝０かつｓ*＝０の場合、Ｉ*＝Ｉ
【０２３４】
一例として、ｒ*およびｓ*は、５０を超えない値など、妥当な値に制限され得る。上述したシフト（ｒ*、ｓ*）の加算の代わりに、減算も可能である。
【０２３５】
補正ステップ１９４のための可能なアルゴリズムのさらなる詳細、および／または、さらなる任意の実施形態に関しては、上述の文献、W. Burgerら、Digital Image Processing、Springer Verlag、London、2008、pp. 429-436を参照できる。詳細には、このテキストパッセージに開示されるテンプレート照合アルゴリズムが、補正アルゴリズムまたは補正ステップ１９４に適用され得る。しかしながら、相互相関アルゴリズムおよび／またはパターン認識アルゴリズムなどの、他の種類の相関および／または照合アルゴリズムが用いられてもよいことに留意されたい。さらに、図１０Ａおよび１０Ｂに示される例に関して、上述の例示的な実施形態に開示されるアルゴリズムは、ｘ方向のシフトおよび／またはｙ方向のシフトによって説明され得る位置変化のみに言及することにも留意されたい。しかしながら、多数の他の補正アルゴリズムも用いられ得る。ゆえに、上述のものと同様のアルゴリズムを用いて、例えば、移動パラメータ（ｒ、ｓ）の代わりに回転パラメータを用い、パターン照合を検索するなどして、回転による変化が検出されてもよい。さらに、同様のアルゴリズムを用いることにより、図９のステップ１９８のために、画像１８６の歪曲は検出および補正され得る。
【０２３６】
図９の補正ステップ１９４全体は、新しく取得される画像（ステップ１９２）ごとに１回など、繰り返し実施され得る。図９において、これは反復２０８により示される。反復２０８は、オンラインの補正工程として、図９に示すように、新たに取得される画像それぞれに対して実施され得る。しかしながら、補正には他の時間シーケンスも用いることができ、例えば、画像シーケンス全体、および／または、複数の画像１９８に補正ステップ１９４を適用し、これはすなわち、複数の画像１８６を同時に補正することによる。
【０２３７】
さらに、図９の参照番号２１０により示されるように、補正画像シーケンスまたは補正シーケンスは、その後、さらなる評価に用いられ得る。ゆえに、体液試料中の少なくとも１つの分析物を検出する目的で、画像シーケンスの画像１８６を評価するためのさらなるステップ２１０は全て、補正画像および／または補正画像シーケンスに基づき得る。それにより、上に詳細に概説したように、さらなるステップの全ての精度が大幅に改善され得る。
【０２３８】
図９の補正アルゴリズムなどの、補正アルゴリズムの対象となる画像１８６は、画像検出器１７８によって提供される画像情報の全体を含んでいる必要はない。ゆえに、図６〜８の例示的な画像１８６からわかるように、画像検出器１７８によって提供されるこの画像情報は、図５Ｂに示される観察ウィンドウ１７０の実際の可視ウィンドウの外側にあってもよい。ゆえに、画像１８６の評価前後に、補正ステップ１９４において補正されるべき未処理の画像、または、補正画像シーケンスの補正画像の一方で、試験フィールド１６２の境界、および／または、試験フィールド１６２の可視ウィンドウの境界が検出され得る。このステップは、好ましくは補正画像シーケンスにおいて実施される。というのも、この場合、試験フィールド１６２、および／または、試験フィールド１６２の可視ウィンドウの境界は、補正画像の絶対座標系でもたらされ得るので、すなわち、補正画像シーケンスの全ての補正画像に対して有効であり得るからである。ゆえに、図１１に示すように、観察ウィンドウ１７０および／または可視ウィンドウ（どちらの用語も本明細書においては同義語として用いられる）は、画像マトリクス内の情報値を評価することによって検出され得る。ゆえに、例えば、画像検出器１７８によって提供される画像の濃淡値のエッジ検出を用いることにより、補正前後に、ｘ方向の境界および／またはｙ方向の境界などの、境界２１２が検出され得る。境界２１２の検出にエッジ検出を用いる場合、選択のエッジ検出アルゴリズムは、塵埃または同様の画像障害に対して耐性のあるアルゴリズムであり得る。後続の分析のために、データ量を減少させる目的で、画像１８６は、これら境界２１２内の面積へと縮小され得る。さらに、付加的または代替的に、観察ウィンドウ１７０の位置および／または回転は、画像１８６および／または補正画像中に検出され得る。ゆえに、画像という語は、上に概説したように、画像検出器１７８によって提供される情報量の全てを言及する必要はない。データ縮小は、例えば、試験フィールド１６２内、および／または、試験フィールド１６２の観察ウィンドウ１７０または可視ウィンドウ内の情報値のみを含む、縮小画像または縮小補正画像へと画像１８６を縮小することによって、本発明による方法の１つまたは２つ以上のステップにおいて行われ得る。画像１８６という語を用いるときには、両方の選択肢が言及される。
【０２３９】
さらに、分析物濃度を定性的および／または定量的に検出するための従来の方法において、ブランク値および／または空の値（どちらの用語も本明細書においては同義語として用いられる）の決定は、通常、重要な役割を果たす。ゆえに、試験フィールド１６２または試験化学物質１５４の異なるバッチの光学的性質は、乾燥状態であっても異なる場合があり、ブランク値は、実際には検出反応により検出される光学的変化を正規化するために用いられ得る。通常、特許文献８のものなど、公知の方法においては、１つまたは２つ以上のブランク値は、体液試料を試験フィールド１６２へ塗布する前に取得され、試料塗布後、後続の測定値は、例えば、検出器１７６により提供される全ての後続の測定値を、少なくとも１つのブランク値によって割るなどして、このブランク値を用いて正規化される。
【０２４０】
本発明、特に補正ステップ１９４は、非常に高い精度で、単一のブランク値ではなく平均化ブランク画像を生じる可能性をもたらし、平均化ブランク画像は、複数のブランク画像の平均化情報を含む。
【０２４１】
図１２において、平均化ブランク画像を生じるためのアルゴリズムの一実施形態は、概略的なブロック図で開示される。平均化ブランク画像は、平均化ドライ空画像とも呼ばれる。図９に示すようなアルゴリズムは、本発明による方法に実施され得る。
【０２４２】
第１ステップでは、新たな画像１８６は、図１２の方法ステップ１９２に示すように、画像検出器１７８を用いることにより取得される。上に図１１に関して説明したように、この新たに取得される画像は、観察ウィンドウ１７０の境界２１２内の実画像へと縮小され得る。さらに、例えば、上に図９に関して説明されるようなアルゴリズムを用いることによって、１つまたは２つ以上の補正ステップ１９４が実施され得る。観察ウィンドウ１７０の任意の検出は、未補正、未処理の画像を用いることによって、および／または、補正画像を用いることによって、実施され得る。
【０２４３】
続いて、新たに取得される画像または新たに取得される補正画像において、少なくとも１つの試料塗布の検出ステップ２１４が実施される。この試料塗布の検出は、先行する画像の取得と、現在の新たに取得される画像の取得との間で、体液試料が試験フィールド１６２に塗布されたかどうかという問いへの答えをもたらす。この試料塗布の検出ステップ２１４は、先行する画像と比較した、画像または補正画像の情報値Ｉ（ｉ、ｊ）における変化を検出することによって実施され得る。一例として、画像または補正画像に含まれる情報値の平均の変化は、例えば以下の式を用いることによって計算および使用され得る。
【数４】
0006324375.tif 000005
式中、
0006324375.tif 000006
は、隣り合う画像Ｉn-1およびＩnの平均化された差分値を示し、Ｉn（ｉ、ｊ）は、新たに取得される画像または補正された新たに取得される画像の画素（ｉ、ｊ）の情報値を示し、Ｉn-1（ｉ、ｊ）は、すでに取得されている画像またはすでに取得されている補正画像の画素（ｉ、ｊ）の、対応する情報値を示す。
【０２４４】
異なる平均化値
0006324375.tif 000007
は、相対的な平均化された差分値：
【数５】
0006324375.tif 000008
を得るために、任意には、画像Ｉnに含まれる平均情報へとさらに標準化され得る。
【０２４５】
以下において、
0006324375.tif 000009
は、
0006324375.tif 000010
とも称される。図１４において、
0006324375.tif 000011
は、画像番号ｎの関数として示される。ここでは、画像全体が評価されてもよいし、画像１８６の一部のみが評価されてもよい。ゆえに、観察ウィンドウ１７０の境界２１２内の画像の部分のみが評価され得る。グラフは、有意なピーク２１６を示す。時間変数、ピーク２１６が検出される画像の番号または識別子を示すものと同等な、画像番号ｎは、試料塗布の瞬間２１８を示す。ゆえに、画像１８６、好ましくは補正画像に含まれる情報の変化を示す適切な値を生じることによって、試料塗布の瞬間２１８は容易に検出され得る。さらに、任意には、試料塗布の瞬間２１８に最も近接して取得されたか、取得される画像シーケンスの画像１８６が決定でき、この画像はタッチダウン画像と呼ばれる。
【０２４６】
図１２の平均化ブランク画像を検出するためのアルゴリズムに戻ると、新たに取得される画像または新たに取得される補正画像のそれぞれに対して、試料塗布が行われているか否かを示す適切な検査が実施され得る。この試料塗布の検出２１４は、例えば、上述のアルゴリズムを使用でき、付加的または代替的には、試料塗布による有意な変化を検出する他の任意の種類のアルゴリズムを使用できる。
【０２４７】
試料塗布が検出されていない場合（参照番号２２０により示す、図１２の分岐Ｎ）、新たに取得される画像、好ましくは、補正ステップ１９４を実施した後に新たに取得される補正画像は、画素ごとに、予備平均化ブランク画像に加えられ得る（図１２のステップ２２２）。この目的のために、以下の式が用いられ得る。
【数６】
0006324375.tif 000012
式中、Ｂpr、nはｎ番目の平均化ブランク画像（画素ｉ、ｊ）を示し、Ｉnは試料塗布前に新たに取得されるｎ番目の画像（画素ｉ、ｊ）を示す。Ｂpr、1に対する初期値としては、最初のブランク画像Ｉ1が用いられ得る。ゆえに、平均化ブランク画像Ｂpr、nは、予備平均化ブランク画像Ｂpr、nを更新するなどして、移動アルゴリズムを用いることによって生じられ得る。最終的に、試料塗布が検出される（参照番号２２４により示す、図１２の分岐Ｙ）とすぐに、最新の平均化ブランク画像が最終的なブランク画像として用いられ、それにより、以下の式を用いて平均化ブランク画像Ｂを定める（図１２のステップ２２６）。
【数７】
0006324375.tif 000013
【０２４８】
この平均化ブランク画像Ｂは、後続の、試料塗布による画像変化の全てに対する基準として用いられ得る。
【０２４９】
ゆえに、平均化ブランク画像Ｂは、例えば、画像（すなわち、１つの画像、複数の画像、さらには全ての画像）を以下の変換マトリクスの１つまたは全てに変換するなどして、好ましくは試料塗布後の、画像または補正画像を、平均化ブランク画像Ｂに画素ごとに正規化することによって、分析物濃度を測定するために用いられ得る。
【数８】
0006324375.tif 000014
または
【数９】
0006324375.tif 000015
または
【数１０】
0006324375.tif 000016
【０２５０】
付加的または代替的に、上に概説したように、少なくとも１つのタッチダウン画像Ｔまたは補正タッチダウン画像は、分析物濃度を決定するために用いられ得る。ゆえに、一例として、以下の変換マトリクスの１つまたは２つ以上が、分析物濃度を決定するために用いられ得る。
【数１１】
0006324375.tif 000017
または
【数１２】
0006324375.tif 000018
【０２５１】
後者の式は、上記で定めた比較マトリクスＣnと一致しており、これは、画像シーケンスおよび／または補正画像シーケンス中の関心領域を検出する目的で、有意な変化を検出するためにも用いられ得る。
【０２５２】
他の種類の正規化工程も可能である。以下において、分析物濃度の決定を目的とする画像シーケンスまたは補正画像シーケンスの評価に関して言及する場合、画像または補正画像を用いる可能性と、先行する式の１つまたは２つ以上を用いることにより、正規化される変換画像または補正画像を用いる可能性との、両方が可能である。
【０２５３】
さらに、上に概説するように、関心領域の決定は、体液中の分析物を検出するための多くの処理において重要な役割を果たす。本発明による方法は、特に、例えば図９に示すアルゴリズムを用いることによって、補正画像シーケンスを作り出すことにより、特に、および好ましくは、補正画像中の画素ごとの、関心領域１９０の非常に正確な決定を可能にする。
【０２５４】
最初に、図１３Ａおよび１３Ｂに示すように、関心領域１９０および／または予備関心領域を画定するために、有意な変化の検出が行われ得る。この目的のために、画像、好ましくは補正画像に含まれる情報値の変化が評価される。一例として、画像の情報値の変化を示す、以下の、いわゆる差分マトリクスが用いられ得る。
【数１３】
0006324375.tif 000019
式中、ｄＩは情報値の変化を示すマトリクスを指し、Ｉmは、試料塗布の瞬間２１８後に取得される、画像もしくは補正画像、または組み合わされるか変換される画像を指し、Ｉnは、試料塗布の瞬間２１８前または瞬間２１８中に取得される、画像もしくは補正画像、または変換されるか組み合わされる画像を指す。一例として、Ｉnは、上述のタッチダウン画像Ｔであり得る。しかしながら、Ｉnが試料塗布の瞬間前に取得される画像である実施形態など、他の実施形態も実現可能である。好ましくは、画像ＩmおよびＩnは、試料塗布の瞬間２１８の可能な限り近くで取得される。ゆえに、Ｉnは、試料塗布の瞬間の直前に取得される画像であってもよく、Ｉmは、試料塗布の瞬間の直後に取得される画像であってもよい。付加的または代替的に、試料塗布の前後の所定の時間距離で取得される画像は、例えば、Ｉnのような、試料塗布の１秒前に取得される画像、および、Ｉmのような、試料塗布の１秒後に取得される画像を用いることにより、比較され得る。代替的に、Ｉnはタッチダウン画像であり、Ｉmは試料塗布の瞬間の１ｓ後など、試料塗布の瞬間の０．５ｓ〜４ｓ後の時点で取得される画像であってもよい。さらに、例えば、画像Ｉnの代わりに予備平均化ブランク画像を用いたり、および／または、画像Ｉnの代わりに平均化ブランク画像Ｂを用いたりすることによって、いくつかの画像が組み合わされ得る。
【０２５５】
図１３Ａにおいて、マトリクスｄＩに含まれる情報値の一例は、３次元プロットで描かれている。ここで、ｘおよびｙは、画素座標を示し、ｚは、濃淡値など、マトリクスｄＩの対応する画素（ｉ、ｊ）の情報値を示す。図１３Ａの例示的な実施形態において、有意な変化が検出され得る。マトリクスｄＩ内に有意な相対的な変化が検出されない場合、有意な変化を検出するために、試料塗布後に取得される２つ以上の画像など、いくつかの画像が組み合わされ得る。
【０２５６】
図１３Ａからわかるように、有意な変化は、通常、試験フィールド１６２の領域全体にわたって見られ、部分的には、化学的不均一性により棘状である。図１３Ａのプロットはさらに、異なる領域を示す。そこでは、バックグラウンド領域２２８を検出でき、湿潤していない試験フィールドの領域２３０および有意な変化の実際の領域２３２は、後に、関心領域１９０の候補となり得る。
【０２５７】
関心領域１９０または関心領域１９０のおおまかな推測を定めるために、例えば図１３Ｂに示すように、アルゴリズムを用いることによる、閾値法が用いられてもよい。このアルゴリズムでは、上ではマトリクスｄＩで示される変化画像は、参照番号２３４により示される。変化画像２３４は、グルコース濃度が５５６ｍｇ／ｄｌの血液試料により得られた。この変化画像２３４において、行の平均値（図１３Ｂのプロット２３６）および列の平均値（参照番号２３８）は、各行および各列のそれぞれにわたって、マトリクスｄｌの情報値を平均化することにより形成され得る。これらの平均化値は、図１３Ｂにおいて参照番号２４２および２４４によって示される、１つまたは２つ以上の閾値と比較され得る。行および／または列にわたって平均化することにより、マトリクスｄｌのスパイクが取り除かれ得る。さらに、平均化値のフィルタリングが適用され得る。図１３Ｂに示されるような閾値法を用いることによって、および／または、他の種類の閾値法を用いることによって、有意な変化の領域を示す、マトリクスｄｌ内のプラトーを検出でき、この関心領域１９０の境界線、および／または、関心領域のおおまかな推測が生じられ得る。ゆえに、プロット２３６が閾値２４２と交わるときの最も外側の列が、関心領域の列座標として用いられ、プロット２３８が閾値２４４と交わるときの最も外側の座標が、関心領域の行座標として用いられ得るので、矩形の関心領域１９０を生じる。単に閾値と交わることに加えて、他の基準が用いられてもよい。ゆえに、付加的な基準は、所定数の後続のプロット２３６、２３８の値も、閾値２４２または２４４をそれぞれ超過することとしてもよい。
【０２５８】
図１３Ａおよび１３Ｂに示す平均化閾値法を用いることによる、関心領域のおおまかな推測に加えて、またはこれに代えて、図１５および１６に関してより詳細に説明するような、より画素指向の方法が用いられ得る。
【０２５９】
すなわち、図１５に示す方法は、図１３Ａおよび１３Ｂの方法を用いることによって決定される、矩形の予備関心領域１９０を用いて開始し得る。予備関心領域外のマトリクスｄｌに含まれる情報値は、除外されるか、０に置き換えられ得る。付加的または代替的に、マトリクスｄｌ中の非常に小さな情報値は、切り離されるか、および／または、０に置き換えられ得る。さらに、平均値内のスパイクの除去など、他の種類の平滑化が適用されてもよい。それにより、変化画像２３４は、図１３Ａに示すものと同様のプロットで、図１５の左側に示されるように生じられ得る。
【０２６０】
さらに、変化画像２４６を評価するために、図１５のヒストグラム２４８によって示されるような、ヒストグラム法が用いられ得る。このヒストグラム２４８において、マトリクスｄｌに含まれる濃淡値または情報値のそれぞれに関する相対度数（縦軸）は、各情報値または濃淡値（横軸）に対してプロットされる。
【０２６１】
さらに、ヒストグラム２４８を評価するために、さらなる閾値法が用いられ得る。上に概説したように、この閾値法は、１つまたは２つ以上の閾値２５０の自動的な選択を示し得る。この目的のために、当該技術において公知の閾値法が用いられ得る。ゆえに、好ましくは、いわゆる大津の方法が用いられ得る。この方法では、フィルタリング前後または付加的なデータ縮小ステップの適用前後に、変化マトリクスｄｌまたは補正変化マトリクスｄｌにおいて、ヒストグラム２４８を２つのクラス、すなわち、閾値２５０を下回る情報値のクラス２５２と、閾値２５０を上回る情報値のクラス２５４へと分ける、閾値２５０が選択される。閾値２５０は、クラス２５２のそれぞれにおける値の変動が最小にされる一方で、異なるクラス間の変動は最大にされるように、自動的に選択され得る。
【０２６２】
次のステップにおいて、クラス２５２に属する全ての画素は、関心領域１９０から除外され得る。ゆえに、図１５の右側に示すように、バイナリマスク２５６の形式の関心領域１９０が生じられ得る。ゆえに、関心領域１９０は、画素（ｉ、ｊ）が関心領域内にある場合には、ＲＯＩ（ｉ、ｊ）＝１を用い、画素（ｉ、ｊ）が関心領域外にある場合には、ＲＯＩ（ｉ、ｊ）＝０を用いて、バイナリマトリクスＲＯＩによって画定され得る。このバイナリマスク２５６をプロットすると、図１５に示すような白黒の画像が生じる。
【０２６３】
図１６には、バイナリマスク２５６により示されるより複雑な関心領域１９０が示され、これは通常、図３Ａに示すような、２つの毛管チャネル１４８を有するマイクロサンプラー１４２を用いる場合に生じ得る。この場合、関心領域１９０および／またはバイナリマスク２５６は、平行な毛管チャネル１４８により、２つの分離した水平方向の白い縞を明確に示す。さらに、バイナリマスク２５６は、図１６の黒い領域２５８によって示すように、気泡および／または塵埃を除去し得る。ゆえに、好ましくは補正ステップ１９４後に、画像１８６を評価することによって画素ごとに関心領域１９０を検出するこの方法は、非常に高い精度および確実性で関心領域１９０を決定する。気泡または塵埃により引き起こされる障害などの、関心領域１９０内の障害は、閾値工程によって確実に取り除かれ得る。この方法は、例えば、寸法、関連する画素の数に関する妥当性の確認や、他の種類の関心領域１９０の妥当性の確認を実施することによって、自動的に検出される関心領域１９０の付加的な妥当性の確認を加えることなどによりさらに精緻化され得る。
【０２６４】
画素ごとに画定される関心領域１９０は、バイナリマスク２５６を用いることにより、例えば試料塗布の瞬間２１８後に取得される補正画像を評価するなどして、好ましくは補正ステップ１９４後に、画像１８６を評価するために用いられ得る。ゆえに、補正ステップ１９４を実施した後の補正画像１８６は、以下のように変換され得る。
【数１４】
0006324375.tif 000020
【０２６５】
これにより、あらゆる画像、画像シーケンス、画像群、補正画像または平均化画像において、関心領域外の全ての画素が除去され得る一方で、関心領域１９０内の画素は、変更されないまま維持され得る。ゆえに、画像のマスキングが行われ得る。
【０２６６】
分析物濃度のさらなる評価および決定のために、関心領域内の画像の画素、例えばマトリクスＩROIの画素が評価され得る。この目的のために、画像、補正画像、または、例えば上述の画像Ｉ’、Ｉ”またはＩ'''の１つまたは２つ以上などの関連画像の、１つまたは２つ以上は、これらの画像の関心領域内の画素のみを用いてマスクされ得る。ゆえに、上述の画像Ｉ'''は、例えば以下の式を用いることにより、さらなる評価のために使用およびマスクされ得る。
【数１５】
0006324375.tif 000021
【０２６７】
これにより、反射または相対再放射率における変化を示すマトリクスが作り出され得る。このマトリクスＩ'''ROIから、ＲＯＩ内の画素全てにわたる平均値を作り出すことができ、基本的に、ＲＯＩ内の画素全てにわたる中央値、平均値、加重平均および他の平均化工程などの、あらゆる種類の平均化処理が用いられ得る。
【０２６８】
図１７には、時間ｔの関数として、いくつかの測定に関するこれらの平均値
0006324375.tif 000022
が示されている（縦軸）。ここで、平均化値
0006324375.tif 000023
は、相対再放射率などの任意の単位で示され、時間は秒で示されている。曲線は、血中グルコースの異なる濃度を表し、曲線２６０は２０ｍｇ／ｄｌ、曲線２６２は７０ｍｇ／ｄｌ、曲線２６４は１５０ｍｇ／ｄｌ、曲線２６６は２５０ｍｇ／ｄｌ、および曲線２６８は５５０ｍｇ／ｄｌを示す。各濃度に関して、いくつかのプロットが挙げられ、これはこれらの曲線２６０〜２６８の低散乱を示す。さらに、このプロットにおいて、試料塗布の瞬間２１８は矢印によって印を付けられている。
【０２６９】
図１７に示す曲線２６０〜２６８は、例えば反応速度の評価のための公知の方法などを用いることによりさらに評価され得る。ゆえに、分析物濃度を計算するために、値
0006324375.tif 000024
は、試料塗布後の所定の時点で測定され得る。付加的または代替的に、例えば特許文献１または特許文献２から公知のように、反応の終了点は、曲線２６０〜２６８における変化を観察することによって決定され得る。ゆえに、曲線２６０〜２６８の変化は経時的に観察され、所定の時間間隔にわたる変化が所定の閾値を下回る場合、検出反応の終了点が決定され得る。この終了点での値
0006324375.tif 000025
は、例えば、当該技術において公知のように、終了点を対応する分析物濃度へと変換する所定のアルゴリズムを用いることによって、分析物濃度を計算するために用いられ得る。
【０２７０】
図１８には、いくつかの任意の方法ステップを備える本発明の方法の可能な実施形態の概略が、ブロック図として示されている。開始２７０の後の最初の任意の方法ステップでは、上に図１１に関して開示したように、試験フィールド１６２および／または観察ウィンドウ１７０の境界２１２が、好ましくは自動的に検出され得る（ステップ２７２）。さらに、任意の方法ステップ２７４では、図１４に関して上に概説したように、タッチダウンの瞬間とも呼ばれる、試料塗布の瞬間２１８が検出される。さらに、好ましくは方法ステップ２７４と並行して、例えば、図１２に関して上に概説したような工程を用いることにより、ブランク画像および／または平均化ブランク画像が検出され得る（ステップ２７６）。
【０２７１】
さらに、図１３Ａ、１３Ｂ、１５および１６に関して上に概説したように、試料塗布による有意な変化を検出でき（ステップ２７８）、有意な変化を処理でき（ステップ２８０）、関心領域１９０を決定できる（ステップ２８２）。
【０２７２】
続いて、方法が終了する（ステップ２９０）前に、さらなる一連の任意の方法ステップにおいて、反応速度を測定でき（ステップ２８４）、測定結果を評価でき（ステップ２８６、測定の分析）、さらに任意には、測定結果の統計的分析を実施できる（測定統計、ステップ２８８）。
【０２７３】
図１８に示す方法を見ると、この実施形態においては、独立した方法ステップ１９４（補正ステップ）は示されていないことがわかる。これは、補正ステップ１９４は、図１８による方法のステップの、１つ、２つ以上さらには全ての一部であり得るという事実による。ゆえに、ステップ２７２における試験フィールドの検出は、補正ステップ１９４と同時、すなわち、１つまたは２つ以上の補正画像を評価することによって実施されてもよい。さらに、試料塗布の瞬間の検出（ステップ２７４）およびブランク画像または平均化ブランク画像の検出（ステップ２７６）のステップは、補正ステップ１９４と同時、すなわち、補正画像を用いることによって実施されてもよい。さらに、好ましくは、ステップ２７８における有意な変化は、補正ステップ１９４と同時、すなわち、有意な変化を検出するための１つまたは２つ以上の補正画像を用いることによって検出され得る。同様に、上に概説するように、有意な変化の処理（ステップ２８０）および関心領域１９０の決定（ステップ２８２）は、補正画像を用いることにより実施され得る。さらに、図１７に示す曲線に関して上に概説したように、反応速度の測定２８４は、補正画像を用いることによって実施でき、測定結果の分析（ステップ２８６）および測定統計（ステップ２８８）についても同様である。ゆえに、図１８に示す体液試料中の少なくとも１つの分析物濃度を測定するための方法の、例示的な実施形態の１つ、２つ以上さらには全ての方法ステップにおいて、上述の補正アルゴリズムは有利であり得る。
【符号の説明】
【０２７４】
１１０  試験システム
１１２  装置
１１４  マガジン
１１６  受容部
１１８  制御ユニット
１２０  プロセッサ
１２２  ユーザインターフェース
１２４  試験エレメント
１２６  塗布位置
１２８  マガジンハウジング
１３０  ハウジング
１３２  下シェル
１３４  上シェル
１３６  シールフィルム
１３８  接着剤
１４０  穿刺エレメント
１４２  マイクロサンプラー
１４４  ランセット
１４６  ランセットチップ
１４８  毛管チャネル
１５０  試験化学物質リング
１５２  試験化学物質担持部
１５４  試験化学物質
１５６  接着剤
１５８  キャビティ
１６０  ウィンドウ
１６２  試験フィールド
１６４  係合開口
１６６  アクチュエータ
１６８  穿刺開口
１７０  観察ウィンドウ
１７２  塗布面
１７４  検出面
１７６  検出器
１７８  画像検出器
１８０  感光エレメント
１８２  光源
１８４  光学エレメント
１８６  画像
１８８  湿潤部
１９０  関心領域（ＲＯＩ）
１９２  新たな画像の取得
１９４  補正ステップ
１９６  特徴の検出
１９８  補正
２００  部分
２０２  特徴
２０４  検索領域
２０６  補正画像の作成
２０８  反復
２１０  さらなる評価
２１２  境界
２１４  試料塗布の検出
２１６  ピーク
２１８  試料塗布の瞬間
２２０  試料塗布が検出されない場合
２２２  予備平均化ブランク画像への新たな画像の追加
２２４  試料塗布が検出される場合
２２６  平均化ブランク画像の画定
２２８  背景領域
２３０  湿潤していない試験フィールド
２３２  有意な変化の領域
２３４  変化画像
２３６  行の平均値
２３８  列の平均値
２４２  閾値
２４４  閾値
２４６  変化画像
２４８  ヒストグラム
２５０  閾値
２５２  閾値を下回る情報値のクラス
２５４  閾値を上回る情報値のクラス
２５６  バイナリマスク
２５８  気泡または塵埃
２６０  ２０ｍｇ／ｄｌ
２６２  ７０ｍｇ／ｄｌ
２６４  １５０ｍｇ／ｄｌ
２６６  ２５０ｍｇ／ｄｌ
２６８  ５５０ｍｇ／ｄｌ
２７０  開始
２７２  試験フィールドの検出
２７４  試料塗布の瞬間の検出
２７６  ブランク画像の検出
２７８  有意な変化の検出
２８０  有意な変化の処理
２８２  ＲＯＩの決定
２８４  反応速度の測定
２８６  測定の分析
２８８  測定統計
２９０  終了
【図１】
0006324375.tif 000026
【図２】
0006324375.tif 000027
【図３Ａ】
0006324375.tif 000028
【図３Ｂ】
0006324375.tif 000029
【図３Ｃ】
0006324375.tif 000030
【図４】
0006324375.tif 000031
【図５Ａ】
0006324375.tif 000032
【図５Ｂ】
0006324375.tif 000033
【図５Ｃ】
0006324375.tif 000034
【図６】
0006324375.tif 000035
【図７】
0006324375.tif 000036
【図８】
0006324375.tif 000037
【図９】
0006324375.tif 000038
【図１０Ａ】
0006324375.tif 000039
【図１０Ｂ】
0006324375.tif 000040
【図１１】
0006324375.tif 000041
【図１２】
0006324375.tif 000042
【図１３Ａ】
0006324375.tif 000043
【図１３Ｂ】
0006324375.tif 000044
【図１４】
0006324375.tif 000045
【図１５】
0006324375.tif 000046
【図１６】
0006324375.tif 000047
【図１７】
0006324375.tif 000048
【図１８】
0006324375.tif 000049