(57)【要約】【課題】光学映像技術により快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を取って、この主要な特徴をコア技術とする類神経ネットワーク定量ユニットによって計算した後、この定量的な結果を前記表示ユニットに伝送して表示する。【解決手段】映像取りユニットにより快速測定用免疫テストペーパーのデジタル映像を快速に取って、特徴取りユニットにより前記デジタル映像のうちから一つの主要な特徴を取って、エラー帰還計算法により訓練された可塑性認識サブネットワークの類神経ネットワーク定量ユニットを通じて、計算を定量的に実施して、定量的な計算が終了した後、計算結果とする定量的なデータを表示ユニットに出力して、前記表示ユニットにおける液晶ディスプレーと、発光ダイオードと、拡声器とにより前記テストペーパーの定量的なテスト結果を作業者に提示する。【選択図】図１
2005091350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に、映像取りユニットと、特徴取りユニットと、類神経ネットワーク定量ユニットと、メモリ・ユニットと、表示ユニットとを含む快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置において、
前記映像取りユニットは、快速測定用免疫テストペーパーのデジタル映像を撮るための光学映像取り装置を有し、
前記特徴取りユニットは、デジタル映像処理プロセスにより、テストペーパーのデジタル映像を少なくとも一つの定量的な特徴を選択的に取り、
前記類神経ネットワーク定量ユニットは、複数の可塑性認識サブネットワークを有し、各可塑性認識サブネットワークがエラー帰還計算法により、快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を定量的に測定し、
前記メモリ・ユニットは、複数のパラメーターを記憶し、前記複数のパラメーターは、複数の特徴値と、複数の可塑性認識サブネットワークの比例値と、複数の可塑性認識サブネットワークの臨界値と、システムの関連のパラメーターとを含み、
前記表示ユニットは、類神経ネットワーク定量ユニットにより計算した結果の定量的なデータを表示ユニットに伝送して表示し、
これにより、光学映像技術により快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を取って、この主要な特徴をコア技術とする類神経ネットワーク定量ユニットによって計算した後、この定量的な結果を前記表示ユニットに伝送して表示することを特徴とする、
快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項２】
前記快速測定用免疫テストペーパーの主な特徴は、快速測定用免疫テストペーパーの映像特徴を定量的に計算するための、テスト品質管理線とテスト結果線とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項３】
前記可塑性認識サブネットワークは、複数の比例値と臨界値とを通じて構成されるものであることを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項４】
前記映像取りユニットは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を映像撮り装置とすることを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項５】
前記映像取りユニットは、光学スキャンナーを映像撮り装置とすることを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項６】
前記特徴取りユニットは、高速論理計算特性を持つマイクロプロセッサーによってデータ処理と計算を実施することを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項７】
前記特徴取りユニットは、デジタル信号プロセッサーによってデータ処理と計算を実施することを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項８】
前記類神経ネットワーク定量ユニットは、高速論理計算特性を持つマイクロプロセッサーによってデータ処理と計算を実施することを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項９】
前記類神経ネットワーク定量ユニットは、デジタル信号プロセッサーによってデータ処理と計算を実施することを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項１０】
前記表示ユニットは、一液晶ディスプレーと、複数の発光ダイオードと、一拡声器とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項１１】
前記特徴取りユニットと、類神経ネットワーク定量ユニットと、メモリ・ユニットとは、一集積回路に集中されることができることを特徴とする、請求項１に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置。
【請求項１２】
主に、定量的に測定しようとする快速測定用免疫テストペーパーを用意するステップＡと、
前記テストペーパーを映像取りユニットに置き、前記テストペーパーのデジタル映像を撮るステップＢと、
前記テストペーパーから撮ったデジタル映像を初歩に判読し、前記テストペーパーに対する測定が有効であるかどうかを判定し、且つ初歩の測定結果を判断するステップＣと、
前記特徴取りユニットにより、テストペーパーのデジタル映像のうちから、少なくとも一つの主要な特徴を取るステップＤと、
前記類神経ネットワーク定量ユニットを通じて、取ったデジタル映像の主要な特徴を定量的に計算するステップＥと、
計算して得られた定量的なデータを表示ユニットに出力するステップＦとを含むことを特徴とする、
快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１３】
前記光学映像取り装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）により、前記テストペーパーのデジタル映像を撮ることを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１４】
前記光学映像取り装置は、光学スキャンナーにより、前記テストペーパーのデジタル映像を撮ることを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１５】
前記ステップＣにおいて、初歩の判読は、テスト品質管理線とテスト結果線との反応後の顔色の濃さをテストが成功であるかどうかの分析とすることを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１６】
前記ステップＤにおいて、その主要な特徴は、テスト品質管理線とテスト結果線とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１７】
前記ステップＤにおいて、更に一メモリ・ユニットにより複数のパラメーターを記憶し、前記複数のパラメーターは、複数の特徴値と、複数の類神経ネットワークの比例値と、複数の類神経ネットワークの臨界値と、システムの関連のパラメーターとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１８】
前記類神経ネットワーク定量ユニットは、複数の比例値と臨界値とを通じて一可塑性認識ネットワークを構成して、定量的な計算処理を実施することを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【請求項１９】
前記表示ユニットは、一液晶ディスプレーと、複数の発光ダイオードと、一拡声器とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法に係り、特に光学映像技術により快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を取って、この主要な特徴をコア技術とする類神経ネットワーク定量ユニットによって計算した後、この定量的な結果を前記表示ユニットに伝送して表示する快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
快速測定用免疫テストペーパーは免疫層析原理を利用し、ゲル金粒子により顔色を表示するテストペーパーであり、このようなテストペーパーの表面に抗体が被覆してあり、前記抗体は、血液サンプル又は血清サンプルにおける測定しようとする抗原または蛋白質と同様に単一性を有するので、血液サンプル又は血清サンプルを取ってテストペーパーに滴下した後、サンプルにおける液体がゲル金粒子に従って毛細管原理によりテストペーパーの上方に移動し、前記液体がテストペーパーにあるテスト結果線（test line）に到達するときに、何れかの前記血液サンプル又は血清サンプルにおける測定しようとする抗原または蛋白質が捕られて顔色を表示し、その後、前記血液サンプル又は血清サンプルは前記テストペーパーにあるテスト品質管理線（control line）に継続に移動して顔色を表示する。前記テストペーパーにあるテスト品質管理線に顔色が表示する場合には、これは血液サンプル又は血清サンプルのテストペーパーでの反応が完成したと意味し、また、前記テストペーパーにあるテスト品質管理線に顔色が表示しなかった場合には、これはテストが失敗したと意味する。
【０００３】
目下の快速測定用免疫テストペーパーの測定結果の判読は、テスト結果線とテスト品質管理線とが現れると、肉眼によりテスト結果線とテスト品質管理線とに現れた顔色の濃さを判断する。テスト結果線がテスト品質管理線の顔色より濃い場合には、測定しようとする抗原または蛋白質の濃度がテスト品質管理線より高いと意味する。テスト結果線がテスト品質管理線の顔色より薄い場合には、測定しようとする抗原または蛋白質の濃度がテスト品質管理線より低いと意味する。しかしながら、このような判読方法は、半定量の判読だけが可能であるので、前記快速測定用免疫テストペーパーが、正常/不正常、又は、高濃度/低濃度だけを判断でき、定量なデータが得られない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、快速測定用免疫テストペーパーの測定した結果の判読および計算は定量的なデータが得られる、快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法を提供する。
【０００５】
本発明の次の目的は、各種類の快速測定用免疫テストペーパーに対して、測定結果の判読および計算を実施し、定量的なデータが得られる、快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法を提供する。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、定量測定するときに必要な映像特徴をいつでも更新できる、快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、主に、映像取りユニットと、特徴取りユニットと、類神経ネットワーク定量ユニットと、メモリ・ユニットと、表示ユニットとを含む快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置において、前記映像取りユニットは、快速測定用免疫テストペーパーのデジタル映像を撮るための光学映像取り装置を有し、前記特徴取りユニットは、デジタル映像処理プロセスにより、テストペーパーのデジタル映像を少なくとも一つの定量的な特徴を選択的に取り、前記類神経ネットワーク定量ユニットは、複数の可塑性認識サブネットワークを有し、各可塑性認識サブネットワークがエラー帰還計算法により、快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を定量的に測定し、前記メモリ・ユニットは、複数のパラメーターを記憶し、前記複数のパラメーターは、複数の特徴値と、複数の可塑性認識サブネットワークの比例値と、複数の可塑性認識サブネットワークの臨界値と、システムの関連のパラメーターとを含み、前記表示ユニットは、類神経ネットワーク定量ユニットにより計算した結果の定量的なデータを表示ユニットに伝送して表示し、これにより、光学映像技術により快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を取って、この主要な特徴をコア技術とする類神経ネットワーク定量ユニットによって計算した後、この定量的な結果を前記表示ユニットに伝送して表示することを特徴とする快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置であることを要旨としている。
【０００８】
本願の発明では、主に、定量的に測定しようとする快速測定用免疫テストペーパーを用意するステップＡと、前記テストペーパーを映像取りユニットに置き、前記テストペーパーのデジタル映像を撮るステップＢと、前記テストペーパーから撮ったデジタル映像を初歩に判読し、前記テストペーパーに対する測定が有効であるかどうかを判定し、且つ初歩の測定結果を判断するステップＣと、前記特徴取りユニットにより、テストペーパーのデジタル映像のうちから、少なくとも一つの主要な特徴を取るステップＤと、前記類神経ネットワーク定量ユニットを通じて、取ったデジタル映像の主要な特徴を定量的に計算するステップＥと、計算して得られた定量的なデータを表示ユニットに出力するステップＦとを含むことを特徴とする快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法であることを要旨としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置とその方法によれば、次のような効果がある。
【００１０】
（イ）快速測定用免疫テストペーパーの測定した結果の判読および計算は定量的なデータが得られる。
【００１１】
（ロ）各種類の快速測定用免疫テストペーパーに対して、測定結果の判読および計算を実施し、定量的なデータが得られる。
【００１２】
（ハ）定量測定するときに必要な映像特徴をいつでも更新できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１を参照する。本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置は、映像取りユニット１と、特徴取りユニット２と、類神経ネットワーク定量ユニット３と、メモリ・ユニット４と、表示ユニット５とから構成されるものである。
【００１５】
前記映像取りユニット１は、快速測定用免疫テストペーパーのデジタル映像を撮るためのものであり、本実施例では、前記映像取りユニット１は何れかの光学映像取り装置でもよく、一般の光学スキャンナーでもいいし、最高なのはＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を映像撮り装置とする。また、ＣＣＤ又はＣＭＯＳを映像撮り装置とする場合には、そのデジタル映像の撮り速度は光学スキャンナーよりも遥かに速いので、ＣＣＤ又はＣＭＯＳを映像撮り装置とすると、快速測定用免疫テストペーパーの映像取り時間が短縮できる。
【００１６】
前記特徴取りユニット２は、一連のデジタル映像処理プロセスにより、テストペーパーのデジタル映像の主要な特徴を取り、その取った主要な特徴は、テスト結果線でもいいし、テスト品質管理線などでもいい。
【００１７】
前記類神経ネットワーク定量ユニット３は、複数の比例値と臨界値とを通じて構成される可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３を有し、且つ複数の訓練された可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３で構成されるフレームを利用し、図２に示すように、可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３は複数の単一な隠れ層および単一な出力ノッドを有するエラー帰還類神経ネットワークから構成されるものであり、その数量が分類の数量により決められ、各可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３が一種類を代表し、且つ各可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３の間は互いに独立であり、平行に分散処理することができ、且つ隠れ層のノッドが極めて少ないので、各可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３が容易で快速に一点に集中することができ、なお、新しい可塑性認識サブネットワーク３４を増加するときに（もう一快速測定用免疫テストペーパーの種類を増加）、前記可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３を新たに訓練する必要がなく、図２に示すように、新しい可塑性認識サブネットワーク３４を訓練して前記ネットワーク・フレームに加入することだけでいい。また、前記可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３の訓練方法は、よく知られたエラー帰還計算法（Back Propagation）を利用し、且つ各可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３をエラー帰還計算法により快速測定用免疫テストペーパーの主要な特徴を定量的に測定する。
【００１８】
図３に示すように、前記エラー帰還計算法の計算プロセスは下記に示す。
ステップ１：比例値（weight）と臨界値とを初期化する。
ステップ２：モデルを入力し、希望な出力を設定する。
ステップ３：ネットワークの実際の出力値を計算する。
ステップ４：比例値と臨界値とを調整する。
ステップ５：全ての比例値と臨界値とが安定にならないと、ステップ２に戻る。
【００１９】
前記メモリ・ユニット４は、複数のパラメーターを有するデータベースと見られてもよく、前記複数のパラメーターは、複数の特徴値と、複数の可塑性認識サブネットワークの比例値と、複数の可塑性認識サブネットワークの臨界値と、システムの関連のパラメーターとを含む。定量的な計算は、映像特徴のデータを訓練された類神経ネットワーク（パラメーターが設定された）に入力し、前記類神経ネットワークの計算は前記パラメーター（つまり、比例値）によって計算する。各映像特徴は、異なるパラメーターを持つ類神経ネットワークにより、始めて定量的に計算することができる。本実施例では、これらの特徴値は各可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３の定量的な計算の根拠であり、前記類神経ネットワーク定量ユニット３は比例値と臨界値とにより、エラー帰還計算法と可塑性認識サブネットワーク・フレームとを構成する。
【００２０】
前記表示ユニット５は、一液晶ディスプレー５１と、複数の発光ダイオード５２と、一拡声器５３とを含み、それらは、類神経ネットワーク定量ユニット３により計算した結果の定量的なデータを表示ユニット５に伝送した後、表示ユニット５の拡声器５３は定量的な計算が完成した音を発生し、発光ダイオード５２は点滅になり、且つ液晶ディスプレー５１は定量的な結果を表示する。
【００２１】
また、前記特徴取りユニット２と類神経ネットワーク定量ユニット３とは、高速論理計算特性を持つマイクロプロセッサー又はデジタル信号プロセッサーなどの電子部品によってデータ処理と計算を実施する。そして前記特徴取りユニット２と、類神経ネットワーク定量ユニット３と、メモリ・ユニット４とは一集積回路に集中されることができる。
【００２２】
次に、図４を参照して本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定方法のステップを説明する。これは、
【００２３】
定量的に測定しようとする快速測定用免疫テストペーパーを用意するステップＡと、
【００２４】
前記テストペーパーを映像取りユニットに置き、前記テストペーパーのデジタル映像を撮るステップＢと、
【００２５】
前記テストペーパーから撮ったデジタル映像を初歩に判読し、前記テストペーパーに対する測定が有効であるかどうかを判定し、且つ初歩の測定結果を判断するステップＣと、
【００２６】
前記特徴取りユニットにより、テストペーパーのデジタル映像のうちから、少なくとも一つの主要な特徴を取るステップＤと、
【００２７】
前記類神経ネットワーク定量ユニットを通じて、取ったデジタル映像の主要な特徴を定量的に計算するステップＥと、
【００２８】
計算して得られた定量的なデータを表示ユニットに出力するステップＦとを含む。
【００２９】
また、定量アルファ・フェタルプロテン（Alpha-Fetalprotein）免疫テストペーパーを例にし、且つ図４における定量測定方法のプロセスを参照する。まず、定量的に測定しようとする快速測定用免疫テストペーパーを一枚に用意して（ステップＳ３０１）、前記テストペーパーを映像取りユニット１に置き、前記テストペーパーのデジタル映像を撮って（ステップＳ３０２）（図１を参照）、前記テストペーパーから撮ったデジタル映像を初歩に分析し、前記テストペーパーに対してテスト品質管理線とテスト結果線とを分類し、且つ初歩の判読を実施し、例えば、定量的に測定しようとする快速測定用免疫テストペーパーには線の特徴が一本だけ現れると、これは失敗と意味し、又は、二本の線は全て特徴が現れると、テスト品質管理線とテスト結果線との顔色の濃さを比較して、正常/不正常を判断する（ステップＳ３０３）。
【００３０】
その反応が不正常な場合には、この状態を表示ユニット５に出力して、拡声器５３は警告音を発生し、発光ダイオード５２は警告光を発生し、且つ液晶ディスプレー５１は"エラー"情報を表示する。
【００３１】
反応は正常または不正常であるかにも係らずに、前記特徴取りユニット２により、テストペーパーのデジタル映像のうちから主要な特徴（例えば、テスト品質管理線とテスト結果線となどの定量的な特徴）を取って（ステップＳ３０４）、前記類神経ネットワーク定量ユニット３を通じて、取ったデジタル映像の主要な特徴を定量的に計算して（ステップＳ３０５）、計算して得られた定量的なデータを表示ユニット５に出力し、このとき、表示ユニット５の拡声器５３は定量的な計算が完成した音を発生し、発光ダイオード５２は点滅し、且つ液晶ディスプレー５１は定量的な結果を表示する。
【００３２】
また、図５は本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置の斜視概略図である。あれは、各種類の免疫テストペーパーがテストペーパー入り口６１から送入されて、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ製の映像撮り装置により前記免疫テストペーパーのデジタル映像を撮って定量的に測定した後、テストペーパー出口６２から送り出される。
【００３３】
もちろん、本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置６は、外部で訓練されたパラメーターをメモリ・ユニット４に記憶してメモリ・ユニット４のパラメーターを調整し、類神経ネットワーク定量ユニット３における可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３を訓練することだけで、異なる免疫テストペーパー（例えば、定量アルファ・フェタルプロテン（Alpha-Fetalprotein）免疫テストペーパー、又はＰＳＡ免疫テストペーパーなどの快速測定用免疫テストペーパー）に対して定量的に測定することができる。そして可塑性認識サブネットワークの訓練方法は従来のエラー帰還計算法を利用する。
【００３４】
上記の説明から明らかなように、本発明はＣＣＤまたはＣＭＯＳ製の映像撮り装置６３により前記免疫テストペーパーのデジタル映像を快速に取って、前記デジタル映像の主要な特徴を取って、エラー帰還計算法により訓練された可塑性認識サブネットワーク３１，３２，３３の類神経ネットワーク定量ユニット３を通じて、計算を定量的に実施して、定量的な計算が終了した後、計算結果とする定量的なデータを表示ユニット５に出力して、前記表示ユニット５における液晶ディスプレー５１と、発光ダイオード５２と、拡声器５３とにより前記テストペーパーの定量的なテスト結果を作業者に提示する。そうすると、定量的な方法により作業者の判読正確率が向上し、且つ各種類の快速測定用免疫テストペーパーを定量的に測定することができ、そして定量測定するときに必要な映像特徴をいつでも更新できる。すなわち、新たに訓練された映像特徴データを快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置６におけるメモリ・ユニット４に記憶すると、更新作業が完成する。
【００３５】
このように、本考案が、特定の例を参照して説明されたが、それらの例は、説明のためだけのものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の精神および請求範囲は、特許請求の範囲に限定され、上記の実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の構造のブロック図である。
【図２】本発明に係る可塑性認識ネットワークの構造の概略図である。
【図３】本発明に係るエラー帰還式類神経ネットワークの概略図である。
【図４】本発明に係る定量測定方法のプロセスを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置の斜視概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１        映像取りユニット          ２        特徴取りユニット
３        類神経ネットワーク定量ユニット
３１      サブネットワーク          ３２      サブネットワーク
３３      サブネットワーク          ３４      サブネットワーク
４        メモリ・ユニット          ５        表示ユニット
５１      液晶ディスプレー          ５２      発光ダイオード
５３      拡声器                    ６１      テストペーパー入り口
６        快速測定用免疫テストペーパーの定量測定装置
６２      テストペーパー出口        ６３      映像撮りユニット
【図１】
2005091350.tif 000003
【図２】
2005091350.tif 000004
【図３】
2005091350.tif 000005
【図４】
2005091350.tif 000006
【図５】
2005091350.tif 000007