СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ
METHOD FOR DETERMINING ANALYTE IN A SAMPLE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к способу определения для определения аналита в образце. Настоящее изобретение также относится к компьютерной программе с программными средствами для выполнения способа соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, настоящее изобретение относится к мобильному устройству и к набору. Способ, компьютерная программа и мобильное устройство и набор в соответствии с настоящим изобретением могут использовать в медицинской диагностике, чтобы качественно и/или количественно определять один или более аналитов в одной или более физиологических жидкостях. Однако возможны и другие области применения настоящего изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области медицинской диагностики во многих случаях необходимо определить один или более аналитов в образцах физиологической жидкости, такой как кровь, интерстициальная жидкость, моча, слюна или другие типы биологических жидкостей. Примерами аналитов, подлежащих определению, являются глюкоза, триглицериды, лактат, холестерин или другие типы аналитов, обычно присутствующие в этих физиологических жидкостях. В зависимости от концентрации и/или присутствия аналита при необходимости может быть выбрано соответствующее лечение.
Как правило, в устройствах и способах, известных специалисту в данной области техники, используют тестовые элементы, содержащие один или более тестовых химических веществ, которые в присутствии аналита, подлежащего определению, способны выполнять одну или более определяемых реакций определения, таких как реакции определения, определяемые оптически. Что касается этих тестовых химических вещество, можно сделать ссылку, например, на J. Hoenes et al.: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Supplement 1, 2008, S-10 to S-26. Возможны и другие типы тестового химического вещества, которые могут быть использованы для осуществления настоящего изобретения.
В случае аналитических измерений, особенно аналитических измерений на основании реакций окрашивания, одна из технических проблем заключается в оценке изменения цвета, которое происходит в результате реакции определения. Помимо использования специализированных аналитических устройств, таких как портативные глюкометры, в последние годы все более популярным становится использование общедоступных электронных средств, таких как смартфоны и портативные компьютеры. В WO 2012/131386 А1 описано устройство для тестирования для выполнения анализа, причем устройство для тестирования содержит: емкость, содержащую реагент, причем реагент вступает в реакцию с нанесенным тестовым образцом путем проявления изменения цвета или рисунка; портативное устройство, например мобильный телефон или портативный компьютер, содержащий процессор и устройство для получения изображения, при этом процессор выполнен с возможностью обработки данных, полученных устройством для получения изображения, и вывода результата тестирования для нанесенного тестового образца.
В WO 2015/078954 А1 описаны способ, аналитическое устройство и аналитическая система для определения концентрации по меньшей мере одного аналита в физиологической жидкости. Способ, включает: а) нанесение образца физиологической жидкости на тестовый несущий элемент; б) освещение тестового несущего элемента по меньшей мере одним источником света; в) прием света, испускаемого тестовым несущим элементом, с помощью по меньшей мере одного детектора; г) определение концентрации аналита путем оценки по меньшей мере одного сигнала детектора, генерируемого детектором. По меньшей мере один источник света модулируют с использованием по меньшей мере двух частот модуляции. Сигнал детектора демодулируют с по меньшей мере двумя частотами модуляции, чтобы генерировать по меньшей мере два демодулированных сигнала детектора, причем каждый демодулированный сигнал детектора соответствует одной из частот модуляции. Способ включает определение неисправности на основании сравнения по меньшей мере двух демодулированных сигналов детектора.
В US 2017/0343480 A1 описано обеспечение способа измерения уровней глюкозы в крови с помощью портативного терминала с использованием модуля полоски. Модуль полоски содержит красящую прокладку, цвет которой изменяется в зависимости от образца, нанесенного на красящую прокладку. Модуль полоски также содержит прозрачную полоску, имеющую первую сторону и вторую сторону. Первая сторона противоположна второй стороне. Красящая прокладка установлена на первой стороне прозрачной полоски, и прозрачная полоска отражает свет, исходящий от источника света портативного терминала, расположенного рядом со второй стороной, и пропускает свет на красящую прокладку.
В US 2015/233898 A1 описан модуль тест-полоски, содержащий оболочку, тест-полоску в оболочке и фиксатор положения, проходящий вниз мимо сопрягаемой поверхности к лицевой поверхности мобильного вычислительного устройства. Фиксатор положения имеет форму, соответствующую элементу на лицевой поверхности мобильного вычислительного устройства.
В US 6 267 722 В1 описаны системы и способы медицинской диагностики или оценки риска для пациента. Эти системы и способы предназначены для использования в месте оказания медицинской помощи, например в отделениях неотложной помощи и операционных, или в любой ситуации, в которой требуется быстрый и точный результат. Системы и способы обрабатывают данные пациента, в частности данные диагностических тестов или анализов в месте оказания медицинской помощи, включая иммунохимический метод анализа, электрокардиограммы, рентгеновские снимки и другие подобные тесты, и обеспечивают указание на медицинское состояние или риск или его отсутствие. Данные системы содержат прибор для считывания или оценки тестовых данных и программное обеспечение для преобразования этих данных в диагностическую информацию или информацию об оценке риска.
Надежность и точность аналитических измерений с использованием мобильных вычислительных устройств обычно зависят от большого количества технических факторов. В частности, на рынке доступно огромное количество мобильных устройств с камерами, причем все они обладают различными техническими и оптическими свойствами, которые необходимо учитывать при аналитических измерениях. Например, измерение физических и биохимических параметров с помощью мобильных устройств раскрыто в ЕР 3 108 244 А1 и WO 2015/120819 А1, описывающих модуль тест-полоски, содержащий оболочку, тест-полоску в оболочке и фиксатор положения, проходящий вниз мимо сопрягаемой поверхности к лицевой поверхности мобильного вычислительного устройства. Фиксатор положения имеет форму, соответствующую элементу на лицевой поверхности мобильного вычислительного устройства.
Кроме того, надежность и точность аналитических измерений с использованием мобильных вычислительных устройств обычно в значительной степени зависят от освещения и условий света во время измерения. Например, в US 6,574,425 В1 модулированный источник света излучает свет для освещения целевой поверхности, которая имеет определенный цвет и оттенок цвета. Свет, отраженный от целевой поверхности, определяется оптическим детектором. Выходной сигнал оптического детектора обрабатывается и возвращается в оптический детектор для компенсации любого сдвига, вызванного окружающим светом, температурой или другими внешними факторами, и дифференцированно усиливается для генерирования выходного сигнала, указывающего цвет и оттенок целевой поверхности. Затем выходной сигнал дифференциального усилителя демодулируется синхронным детектором для создания по существу постоянного напряжения постоянного тока, которое указывает цвет или оттенок цвета на целевой поверхности. Если цветовой оттенок целевой поверхности указывает на определенное измеримое количество или качество (например, концентрацию аналита), напряжение постоянного тока преобразуется с использованием справочной таблицы или математической формулы в соответствующее количественное или качественное измерение. При выполнении этого преобразования выполняется компенсация любых изменений интенсивности модулированного источника света из-за изменения температуры.
В патенте US 4,553,848 А описан способ и устройство для определения и оценки оптических свойств образца с использованием источника света, который имеет чередующиеся светлые и темные фазы, детектора, который улавливает свет от источника света посредством исследуемого образца, и схема, которая объединяет и оцифровывает сигналы, принятые от детектора, которая содержит интегратор и может быть подключена к детектору. Сигналы, излучаемые детектором, интегрируют как во время по меньшей мере части светлой фазы, так и по меньшей мере во время части темной фазы. Интеграл, полученный во время темной фазы, вычитают из интеграла, полученного во время светлой фазы, чтобы определить результаты. Интегратор, который используют для интегрирования сигналов, используют как аналого-цифровой преобразователь типа двойного интегрирования для преобразования интеграла в цифровой сигнал. Для достижения максимальной точности и простоты на шаге интегрирования и оцифровки за каждой частью светлой или темной фазы следует период измерения напряжения, в течение которого сигналы, поступающие от детектора, подаются последовательно и с противоположными математическими знаками на один интегратор. Интегрирование выполняют по целому числу периодов измерения напряжения, чтобы получить общий интеграл.
В ЕР 1 912 058 А1 описаны устройство и способ определения и оценки оптических сигналов. Устройство содержит микшер, производящий сигнал управления светом из двух разных сигналов управления (AN1, AN2), и источник света, управляемый сигналом управления светом. Источник сигнала выдает один из сигналов управления с частотой и интенсивностью. Сигнал измерения и сигнал управления подаются на частотно-избирательный усилитель. Выходные сигналы (A1, А2) подаются на оценочный блок, который сравнивает выходные сигналы. Посторонний свет определяет информацию о помехах измерения по результату сравнения. Также включен независимый пункт формулы изобретения для способа определения и анализа оптического сигнала для определения аналита в анализируемой жидкости.
Несмотря на преимущества использования мобильного вычислительного устройства для проведения аналитических измерений, остается ряд технических проблем. В частности, необходимо повысить и обеспечить надежность и точность измерений. Основная трудность заключается в наличии и влиянии окружающего света. Надежность и точность аналитического измерения могут существенно зависеть от условий освещения во время получения изображений тест-полоски для аналитического измерения при использовании камеры мобильного телефона. В частности, окружающий свет может оказывать существенное влияние на условия освещения, например, из-за наличия различных средств освещения в разных конкретных местах и/или в зависимости от того, где получают изображение и когда в дневное или ночное время получают изображение. В частности, окружающий свет может мешать оценке цвета, образованного на поле реагента тест-полоски.
Проблема, подлежащая решению
Следовательно, желательно предоставить способы и устройства, которые решают вышеупомянутые технические проблемы аналитических измерений с использованием мобильных устройств, таких как мобильные устройства бытовой электроники, в частности, многоцелевые мобильные устройства, которые не предназначены для аналитических измерений, такие как смартфоны или планшетные компьютеры. В частности, должны быть предложены способы и устройства, обеспечивающие надежность и точность измерений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эта проблема решается с помощью способа определения для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце, компьютерной программы, мобильного устройства и набора с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Преимущественные варианты реализации изобретения, которые могут быть реализованы отдельно или в любых произвольных комбинациях, приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В дальнейшем используемые в данном документе термины «иметь», «содержать» или «включать в себя» или любые их произвольные грамматические вариации используются неисключительным образом. Таким образом, эти термины могут относиться как к ситуации, в которой, помимо признака, представленного этими терминами, в объекте, описанном в данном контексте, отсутствуют другие признаки, так и к ситуации, в которой присутствуют один или более дополнительных признаков. Например, выражения «А имеет Б», «А содержит Б» и «А включает в себя Б» могут относиться как к ситуации, в которой, помимо Б, в А отсутствует другой элемент (т.е. ситуации, в которой А состоит только и исключительно из Б), так и к ситуации, в которой, помимо Б, в объекте А присутствуют один или более дополнительных элементов, таких как элемент В, элементы В и Г или еще другие элементы.
Кроме того, следует отметить, что термины «по меньшей мере один», «один или более» или аналогичные выражения, указывающие на то, что признак или элемент может присутствовать один раз или более одного раза, обычно будут использоваться только один раз при представлении соответствующего признака или элемента. В дальнейшем, в большинстве случаев, когда речь будет идти о соответствующем признаке или элементе, выражения «по меньшей мере один» или «один или более» не будут повторяться, несмотря на то, что соответствующий признак или элемент может присутствовать один раз или более одного раза.
Кроме того, в дальнейшем используемые в данном документе термины «предпочтительно», «более предпочтительно», «особенно», «в частности», «более конкретно» или аналогичные термины используются вместе с необязательными признаками, без ограничения альтернативных возможностей. Таким образом, признаки, представленные этими терминами, являются необязательными признаками и никоим образом не предназначены для ограничения объема формулы изобретения. Настоящее изобретение, как будет понятно специалисту в данной области техники, может быть осуществлено с использованием альтернативных признаков. Аналогичным образом признаки, представленные выражением «в варианте реализации настоящего изобретения» или аналогичными выражениями, предназначены для использования в качестве необязательных признаков, без каких-либо ограничений в отношении альтернативных вариантов реализации настоящего изобретения, без каких-либо ограничений в отношении объема настоящего изобретения и без каких-либо ограничений в отношении возможности объединения представленных таким образом признаков с другими необязательными или обязательными признаками настоящего изобретения.
В первом аспекте описан способ определения для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце. Способ включает в себя следующие шаги, которые, например, можно выполнять в данном порядке. Однако следует отметить, что возможен и другой порядок. Кроме того, возможно выполнить один или более шагов способа один или более раз. Кроме того, также можно выполнять два или более шагов способа одновременно или перекрывающимся по времени образом. Способ может дополнительно включать в себя шаги, которые не перечислены.
Способ определения включает в себя следующие шаги:
а) обеспечение по меньшей мере одного мобильного устройства, содержащего по меньшей мере одну камеру и по меньшей мере один источник освещения;
б) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле, причем тестовое поле содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
в) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле;
г) получение совокупности изображений по меньшей мере одной области тест-полоски, причем указанная область содержит по меньшей мере часть тестового поля, на которое нанесен образец, включающее
г1) получение по меньшей мере одного изображения перед нанесением образца на тестовое поле при выключенном источнике освещения;
г2) получение по меньшей мере одного изображения перед нанесением образца на тестовое поле при включенном источнике освещения; и
г3) получение по меньшей мере одного изображения после нанесения образца на тестовое поле;
д) определение концентрации аналита в образце с использованием изображений, полученных на шаге г).
Используемый в данном документе термин «определение аналита в образце» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к количественному и/или качественному определению по меньшей мере одного аналита в произвольном образце. Например, образец может содержать физиологическую жидкость, такую как кровь, интерстициальная жидкость, моча, слюна или биологические жидкости других типов. Результатом аналитического измерения, например, может быть концентрация аналита и/или присутствие или отсутствие аналита, подлежащего определению. В частности, в качестве примера, аналитическое измерение может быть измерением глюкозы в крови, таким образом, результатом аналитического измерения может быть, например, концентрация глюкозы в крови.
Например, на шаге а) может быть обеспечено мобильное устройство, содержащее по меньшей мере одну камеру и по меньшей мере один источник освещения. Используемый в данном документ термин «мобильное устройство» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Этот термин, в частности, может относиться, без ограничения, к устройству мобильной электроники, более конкретно к устройству мобильной связи, такому как сотовый телефон, смартфон. Дополнительно или альтернативно, как будет более подробно описано ниже, мобильное устройство может также относиться к планшетному компьютеру, ноутбуку или любому другому типу портативного компьютера, содержащему по меньшей мере одну камеру и по меньшей мере один источник освещения.
Используемый в данном документе термин «камера» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Этот термин, в частности, может относиться, без ограничения, к устройству, содержащему по меньшей мере один элемент формирования изображений, выполненный с возможностью записи или получения пространственно разрешенной одномерной, двухмерной или даже трехмерной оптической информации. В качестве примера камера может содержать по меньшей мере одну микросхему камеры, такую как по меньшей мере одна микросхема на приборе с зарядовой связью (ПЗС) и/или по меньшей мере одна микросхема со структурой комплементарного металл-оксидного полупроводника (КМОП), выполненную с возможностью записи изображений. Например, камера может представлять собой камеру для цветной съемки, содержащую по меньшей мере три цветных пикселя. Камера может представлять собой камеру для цветной съемки КМОП. Например, камера может содержать черно-белые пиксели и цветные пиксели. Цветные пиксели и черно-белые пиксели могут быть объединены внутри камеры. Камера может содержать по меньшей мере одну камеру для цветной съемки и по меньшей мере одну камеру для черно-белой съемки, например КМОП для черно-белой съемки. Камера может содержать по меньшей мере одну микросхему со структурой КМОП для черно-белой съемки. Камера, как правило, может содержать одномерную или двумерную группу датчиков изображения, например пиксели. Например, камера может содержать по меньшей мере 10 пикселей по меньшей мере в одном измерении, например по меньшей мере 10 пикселей в каждом измерении. Однако следует отметить, что практически возможны и другие камеры. Камера может представлять собой камеру устройства мобильной связи. В частности, изобретение должно быть применимо к камерам, которые обычно используют в устройствах мобильной связи, таких как портативные компьютеры типа «ноутбук», планшеты или, в частности, сотовые телефоны, такие как смартфоны. Таким образом, в частности, камера может представлять собой часть мобильного устройства, которое, помимо по меньшей мере одной камеры, содержит одно или более устройств обработки данных, таких как один или более процессоров для обработки данных. Однако практически возможно применять и другие камеры. Указанная камера, помимо по меньшей мере одной микросхемы камеры или микросхемы формирования изображений, может содержать дополнительные элементы, такие как один или более оптических элементов, например один или более объективов. В качестве примера камера может представлять собой камеру с постоянным фокусным расстоянием, содержащую по меньшей мере один объектив, который устойчиво отрегулирован по отношению к камере. Однако в качестве альтернативы камера может также содержать один или более регулируемых объективов, которые можно регулировать автоматически или вручную.
В частности, камера может представлять собой камеру для цветной съемки. Таким образом, например для каждого пикселя, можно обеспечивать и генерировать информацию о цвете, например значения цвета для трех цветов палитры «красный, зеленый, синий» (R, G, В). Также практически возможно большее количество значений цвета, например четыре цвета для каждого пикселя. Камеры для цветной съемки, как правило, известны специалисту в данной области техники. Таким образом, в качестве примера, каждый пиксель микросхемы камеры может иметь три или более разных датчиков цвета, например пикселей цветной съемки, таких как один пиксель для красного (R), один пиксель для зеленого (G) и один пиксель для синего (В). Для каждого из пикселей, например для R, G, В, пикселями могут быть записаны значения, например цифровые значения в диапазоне от 0 до 255, в зависимости от интенсивности соответствующего цвета. Вместо использования трехцветных вариантов, таких как R, G, В, в качестве примера, могут использовать четырехцветные варианты, такие как С, Μ, Y, K или и т.п.
Используемый в настоящем документе термин «источник освещения мобильного устройства» относится к произвольному источнику света мобильного устройства. Термин «источник освещения» относится по меньшей мере к одному устройству, выполненному с возможностью генерирования света для освещения объекта. Используемый в настоящем документе термин «свет» обычно относится к электромагнитному излучению в одном или более из видимого спектрального диапазона, ультрафиолетового спектрального диапазона и инфракрасного спектрального диапазона. Термин «видимый спектральный диапазон» обычно относится к спектральному диапазону от 380 нм до 780 нм. Предпочтительно свет, используемый в настоящем изобретении, представляет собой свет в видимом спектральном диапазоне. Источник освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство. В частности, источник освещения может представлять собой заднюю подсветку мобильного устройства, в частности мобильного телефона. Мобильное устройство может содержать дополнительные осветительные устройства, такие как по меньшей мере один источник освещения, освещающий дисплей, и/или дисплей может быть спроектирован как дополнительный источник освещения.
Источник освещения может иметь два состояния: включенное состояние, в котором он генерирует световой луч для освещения тест-полоски, и выключенное состояние, в котором источник освещения выключен. Используемый в данном документе термин «включен» относится к тому, что источник освещения активируют и/или включают для освещения тест-полоски. Термин «выключен» относится к тому, что источник освещения находится в выключенном состоянии или активно выключен. Как указано выше, на шаге г1) получают по меньшей мере одно изображение, при этом источник освещения мобильного устройства выключен. Это может обеспечить получение изображения, содержащего только интенсивности света источников окружающего света и независимо от освещения, обеспечиваемого источником освещения мобильного устройства. На шаге г2) включают источник освещения, так что можно получить второе изображение, содержащее интенсивности освещения как от окружающего света, так и от освещения источником освещения мобильного устройства.
Источник освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод (СИД), встроенный в мобильное устройство. Источник освещения может содержать по меньшей мере один СИД белого света. СИД белого света можно управлять с помощью короткого импульса тока таким образом, что СИД белого света может быть выполнен с возможностью генерирования яркой вспышки света. Источник освещения может быть выполнен с возможностью постоянного освещения тест-полоски во время получения изображения. В отличие от электронных вспышек, длительность вспышки СИД белого света может составлять несколько сотен (100) мс, это может дать возможность источнику освещения постоянно освещать тест-полоску во время получения изображения в режиме вспышки СИД. В качестве альтернативы, СИД может быть выполнен с возможностью постоянного освещения тест-полоски в немигающем режиме. На шаге б) может быть обеспечена по меньшей мере одна тест-полоска, содержащая по меньшей мере одно тестовое поле. Используемый в данном документе термин «тест-полоска» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Указанный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к произвольному элементу или устройству, выполненному с возможностью проведения реакции для определения изменения цвета. Тест-полоска может, в частности, содержать тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для проведения реакции оптического определения в присутствии аналита для определения по меньшей мере одного аналита. Тест-полоска, например, может содержать по меньшей мере одну подложку, такую как по меньшей мере один носитель, с нанесенным на нее или интегрированным в нее по меньшей мере одним тестовым полем. В качестве примера, по меньшей мере один носитель может иметь форму полоски, тем самым превращая тестовый элемент в тест-полоску. Эти тест-полоски обычно широко используются и доступны. Одна тест-полоска может содержать одно тестовое поле или совокупность тестовых полей, содержащих идентичные или разные тестовые химические вещества. На тест-полоску может быть нанесен по меньшей мере один образец. В частности, тест-полоска может представлять собой тест-полоску с верхней дозировкой, такую как тест-полоска, выполненная с возможностью нанесения на нее по меньшей мере одного образца на второй стороне и дополнительно выполненная с возможностью осуществления реакции для определения изменения цвета таким образом, что изменение цвета может быть идентифицировано на первой стороне тест-полоски, причем, в частности, первая сторона расположена напротив второй стороны тест-полоски.
Используемый в данном документе термин «тестовое поле» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к когерентному количеству тестового химического вещества, такому как поле, например поле круглой, многоугольной или прямоугольной формы, содержащему один или более слоев материала, с по меньшей мере одним слоем тестового поля, содержащим тестовое химическое вещество. Могут присутствовать другие слои, обеспечивающие определенные оптические свойства, такие как отражательные свойства, обеспечивающие свойства распределения для распределения образца, или обеспечивающие свойства разделения, например для разделения компонентов в виде частиц в образце, таких как клеточные компоненты.
Используемый в данном документе термин «тестовое химическое вещество» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к химическому соединению или совокупности химических соединений, например смеси химических соединений, подходящим для проведения реакции определения в присутствии аналита, при этом реакция определения может быть определена конкретным способом, например оптически. Реакция определения, в частности, может быть специфичной для аналита. Тестовое химическое вещество в данном случае, в частности, может быть оптическим тестовым химическим веществом, таким как тестовое химическое вещество для изменения цвета, которое изменяет цвет в присутствии аналита. Изменение цвета, в частности, может зависеть от количества аналита, присутствующего в образце. Тестовое химическое вещество, например, может содержать по меньшей мере один фермент, такой как глюкозооксидаза и/или глюкозодегидрогеназа. Кроме того, могут присутствовать другие компоненты, такие как один или более красителей, медиаторов и т.п.Тестовые химические вещества, как правило, известны специалисту в данной области техники, и может быть приведена ссылка на J. Hoenes et al.: Diabetes Technology and Therapeutics, Vol.10, Supplement 1, 2008, pp.10-26. Однако практически возможны и другие тестовые химические вещества.
Используемый в данном документе термин «аналит» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Термин, в частности, может относиться, без ограничения, к одному или более конкретным химическим соединениям и/или другим параметрам, которые должны быть определены и/или измерены. В качестве примера по меньшей мере один аналит может быть химическим соединением, которое принимает участие в метаболизме, таким как один или более из глюкозы, холестерина или триглицеридов. Дополнительно или альтернативно могут быть определены другие типы аналитов или параметров, например значение рН.
Используемый в данном документе, без ограничения, термин «изображение», в частности, может относиться к данным, записанным с помощью камеры, таким как совокупность электронных показаний устройства формирования изображений, такого как пиксели микросхемы камеры. Таким образом, само изображение может содержать пиксели, причем пиксели изображения коррелируют с пикселями микросхемы камеры. Следовательно, в отношении «пикселей» упоминаются либо единицы информации изображения, генерируемые отдельными пикселями микросхемы камеры, либо непосредственно отдельные пиксели микросхемы камеры. Изображение может содержать необработанные данные пикселей. Например, изображение может содержать данные в диапазоне RGGB, данные об одном цвете по одному из пикселей R, G или В, изображение по шаблону Байера и т.п. Изображение может содержать оцененные пиксельные данные, такие как полноцветное изображение или изображение RGB. Необработанные данные пикселей могут быть оценены, например, с помощью алгоритмов демозаики и/или алгоритмов фильтрации. Эти методы, как правило, известны специалисту в данной области техники.
Термин «получение по меньшей мере одного изображения» относится к одному или более из следующих действий: формирование изображения, запись изображения, прием изображения, получение изображения. Термин «получение по меньшей мере одного изображения» может включать в себя получение отдельного изображения и/или совокупности изображений, например последовательности изображений. Получение по меньшей мере одного изображения может быть инициировано действием пользователя или может быть инициировано автоматически, например как только автоматически определяется присутствие по меньшей мере одного объекта в поле зрения и/или в пределах заданного сектора поля зрения камеры. Эти методы автоматического получения изображений известны, например, в области автоматических считывателей штрих-кода, такие как, например, из приложений для автоматического считывания штрих-кода.
Например, на шаге г) может быть получена совокупность изображений по меньшей мере одной области тест-полоски. По меньшей мере одна область тест-полоски может содержать по меньшей мере часть тестового поля, на которое может быть нанесен образец. В частности, как указано выше, изображения, полученные на шаге г), можно, например, использовать для определения концентрации аналита в образце на шаге д).
Кроме того, способ определения может дополнительно включать в себя шаг е) сравнения соответствующих изображений, полученных на шаге г) с включенным и выключенным источником освещения, и определения разности интенсивностей света. В частности, термин «соответствующие изображения» может относиться, без ограничения, к по меньшей мере двум изображениям объекта, такого как тест-полоска, при этом одно из по меньшей мере двух изображений получают с включенным источником освещения, и при этом другое из по меньшей мере двух изображений получают с выключенным источником освещения, предпочтительно с неизменными другими условиями ситуации. В качестве примера, по меньшей мере одно изображение, полученное на шаге г1), можно сравнить с по меньшей мере одним изображением, полученным на шаге г2). Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере одно изображение, полученное на шаге г3), можно, например, сравнить с одним из изображений, полученных на шаге г1) и/или шаге г2). В частности, шаг е) может включать в себя определение информации по разностям интенсивности света между соответствующими изображениями, полученными на шаге г).
Кроме того, шаг д) может, например, включать в себя использование результата шага е) для определения концентрации аналита в образце. В частности, разности интенсивности света, определенные на шаге е), можно использовать для определения концентрации аналита в образце. Таким образом, информацию о разностях интенсивности света могут, например, принимать во внимание при определении концентрации аналита в образце.
Кроме того, шаг е) может, например, включать в себя
e1) получение по меньшей мере одного элемента информации о цвете части тестового поля, на которое нанесен образец, для каждого подлежащего сравнению изображения;
е2) преобразование указанного элемента информации о цвете в по меньшей мере один элемент информации об интенсивности света с использованием по меньшей мере одной специфичной для камеры функции преобразования; и
е3) определение разности интенсивностей света с помощью элементов информации об интенсивности света соответствующих изображений с включенным и выключенным источником освещения.
Используемый в данном документе термин «элемент информации о цвете» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к индикации или информации относительно цвета произвольного объекта, такого как, например, в данном случае цвет по меньшей мере части тестового поля, на которое может быть нанесен образец. В качестве примера, элемент информации о цвете может указывать цвет части тестового поля с использованием координат для описания цвета в произвольной системе цветовых координат. Таким образом, по меньшей мере один элемент информации о цвете, в частности, может подразумевать по меньшей мере один элемент фотометрической информации, указывающий интенсивность света, взвешенную с одной или более функциями спектральной чувствительности, такими как одна или более функций спектральной чувствительности, определяемых спектральной чувствительностью камеры или ее компонента, например микросхемы камеры и/или одного или более спектральных фильтров, например фильтров R, G, В. Специалисту в данной области техники, как правило, известны несколько систем цветовых координат, которые также могут использоваться в контексте настоящего изобретения. В частности, элемент информации о цвете может содержать информацию об одной, более чем одной или даже всех цветовых координатах нескольких или даже всех пикселей по меньшей мере одного изображения, показывающего по меньшей мере часть тестового поля, на которое может быть нанесен образец. Элемент информации о цвете, в качестве примера, может представлять собой цифровую информацию. В частности, элемент информации о цвете может представлять собой или может содержать, например, по меньшей мере одно цифровое значение в диапазоне от 0 до 255 для одной или более цветовых координат, например для одного или более из R, G и В.
В качестве примера, элемент информации о цвете может, в частности, содержать информацию об интенсивности, в частности в случае, если оценивают только одну цветовую координату. Таким образом, в качестве примера, в частности, в случае, если рассматривают и/или оценивают одну цветовую координату, информация о цвете может представлять собой или может содержать значение цветового канала или цветовой координаты, при этом, в качестве примера, высокое значение также может соответствовать высокой интенсивности, а низкое значение может соответствовать низкой интенсивности. Как правило, изменение цвета также может сопровождаться изменением интенсивности. В частности, в этом случае шаги e1) и е2), перечисленные выше, не обязательно должны быть отдельными шагами способа. Таким образом, шаги e1) и е2) по меньшей мере частично могут быть объединены.
В простом случае, в качестве примера, элемент информации о цвете может представлять собой или может содержать значение для цветовой координаты, которая, как известно, претерпевает наиболее значительное или сильное изменение во время реакции изменения цвета или цветообразования тестового химического вещества. Например, в случае, если, как известно, конкретное тестовое химическое вещество наиболее сильно изменяет свой оттенок в синем спектральном диапазоне во время реакции изменения цвета, используемой для определения аналита, можно использовать координату синего цвета, и элемент информации о цвете может представлять собой или может содержать значения координаты синего цвета, определенные для всех пикселей или для по меньшей мере группы пикселей по меньшей мере части тестового поля на изображении, на которое может быть нанесен образец.
Как указано выше, элемент информации о цвете может быть преобразован в по меньшей мере один элемент информации об интенсивности света на подшаге е2) с использованием по меньшей мере одной специфичной для камеры функции преобразования. Используемый в данном документе термин «элемент информации об интенсивности света» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к индикации информации относительно интенсивности света, в частности интенсивности освещения или уровня экспозиции, произвольного объекта, такого как, например, в данном случае, по меньшей мере части тестового поля, на которое может быть нанесен образец. В качестве примера, элемент информации об интенсивности света может указывать интенсивность света части тестового поля с точки зрения значения экспозиции (EV; exposure value), такого как уровень экспозиции. По меньшей мере один элемент информации об интенсивности света, в частности, может подразумевать по меньшей мере один элемент информации, указывающий радиометрическую мощность освещения на единицу площади, например, в Вт/м или подобных единицах. В частности, элемент информации об интенсивности света может быть получен с использованием по меньшей мере одной специфичной для камеры функции преобразования.
Используемый в данном документе термин «специфичная для камеры функция преобразования» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к математической операции для описания произвольного действия или режима работы камеры при преобразовании освещения или интенсивности света от по меньшей мере одного объекта, в частности, по меньшей мере части тестового поля, на которое может быть нанесен образец, в информацию о цвете, например по меньшей мере в один элемент информации о цвете. Специфичная для камеры функция преобразования может, в частности, зависеть от технических характеристик камеры, таких как микросхема формирования изображения или один или более датчиков, устройство обработки данных, такое как процессор, оптические элементы, такие как один или более объективов, или любые другие технические характеристики камеры.
Специфичная для камеры функция преобразования, например, может быть определена эмпирическим или полуэмпирическим способом и, в качестве примера, может быть предварительно определена или может быть определена одним или более процессами калибровки, которые также могут быть частью данного способа. Таким образом, например, специфичная для камеры функция преобразования может быть полностью или частично определена с помощью одного или более эталонных полей с известными цветовыми координатами или известными цветовыми свойствами. Для определения специфичной для камеры функции преобразования одно или более эталонных полей, в качестве примера, могут быть освещены при одном или более известных условиях освещения, например с известной интенсивностью или интенсивностями, и информация о цвете, такая как по меньшей мере один элемент информации о цвете, может быть измерена с помощью камеры. Таким образом, может быть определена взаимосвязь между по меньшей мере одним элементом информации о цвете и интенсивностью. Специфичную для камеры функцию преобразования, например, можно определять или сохранять с помощью одного или более из кривой, графика, функции аналитического преобразования, таблицы, матрицы или любых других средств, указывающих значение интенсивности для конкретного элемента информации о цвете или наоборот. Специфичная для камеры функция преобразования, в качестве примера, может храниться в устройстве хранения данных, таком как энергозависимое или энергонезависимое устройство хранения данных. Специфичная для камеры функция преобразования, в качестве примера, может быть предварительно определена для конкретного типа камеры. Таким образом, в качестве примера, может быть предварительно определена совокупность специфичных для камеры функций преобразования, например для совокупности конкретных мобильных устройств, и способ может подразумевать выбор соответствующей специфичной для камеры функции преобразования из совокупности специфичных для камеры функций преобразования в соответствии с указанным типом мобильного устройства.
Кроме того, на шаге д) разности интенсивности света могут быть преобразованы в разности элементов информации о цвете для соответствующих изображений. В частности, разности интенсивности света могут быть преобразованы в разности элементов информации о цвете для соответствующих изображений с помощью инвертированной функции специфичной для камеры функции преобразования.
В частности, специфичная для камеры функция преобразования может представлять собой нелинейную функцию. Специфичная для камеры функция преобразования, зависящая от камеры, может, например, позволять преобразовывать интенсивность света, например, измеренную в значении экспозиции (EV), в информацию о цвете, например в значение RGB. Таким образом, специфичная для камеры функция преобразования может, например, представлять собой нелинейную функцию преобразования интенсивности света. Дополнительно или альтернативно, специфичная для камеры функция преобразования может, например, позволять преобразовывать интенсивность света или уровень экспозиции, например измеренную в значении экспозиции (EV), в информацию о цвете, например в яркость JPEG. Таким образом, специфичная для камеры функция преобразования может, например, представлять собой нелинейную функцию чувствительности уровня экспозиции. В частности, специфичная для камеры функция преобразования может представлять собой, например, одно или более из нелинейной функции преобразования интенсивности света и нелинейной функции чувствительности уровня экспозиции.
Кроме того, подшаг или шаг г3) может включать по меньшей мере два дополнительных подшага. В частности, г3) может включать
г3i) получение по меньшей мере одного изображения при выключенном источнике освещения; и
г3ii) получение по меньшей мере одного изображения при включенном источнике освещения.
В частности, шаг д) может дополнительно включать использование разности интенсивностей света между изображениями, полученными на шагах г3i) и г3ii). Таким образом, шаг д) способа определения может дополнительно включать в себя использование разности интенсивностей света между изображениями, полученными на шагах г3i) и г3ii), для определения концентрации аналита в образце.
Кроме того, один или более из шагов г1) - г3) могут выполняться повторно. В частности, повторное выполнение одного или более из шагов г1), г2) и/или г3) может, например, обеспечить контроль кинетической кривой измерения реакции оптического определения. Таким образом, способ определения может дополнительно включать в себя контроль кинетической кривой измерения реакции оптического определения.
На шаге в) способа определения образец может быть, в частности, нанесен на тестовое поле со стороны, противоположной камере. Тест-полоска, в частности, тест-полоска с верхней дозировкой, может быть расположена относительно камеры таким образом, что одна сторона тестового поля может быть обращена к камере, а другая сторона тестового поля может быть отвращена или обращена от камеры. В частности, образец можно наносить на сторону тестового поля, противоположную камере или отвращенную от нее.
В частности, для расположения тест-полоски относительно мобильного устройства можно использовать держатель. В частности, тест-полоска может быть расположена таким образом, чтобы тестовое поле находилось на расстоянии от камеры, в частности, от камеры мобильного устройства. Например, мобильное устройство может быть расположено таким образом, чтобы камера была обращена в первом направлении, например в направлении вверх, в частности, обращена к первой стороне тестового поля, и образец может быть нанесен на вторую сторону тестового поля, противоположную первой стороне. Таким образом, способ определения может включать в себя использование держателя для расположения тест-полоски относительно мобильного устройства, при этом тест-полоска может быть расположена таким образом, чтобы тестовое поле находилось на расстоянии от камеры, при этом камера может располагаться на первой стороне тестового поля и при этом образец может быть нанесен со второй стороны, противоположной первой стороне.
В частности, держатель может быть открыт со второй стороны таким образом, что тестовое поле может быть непокрыто со второй стороны. В частности, держатель не может покрывать тестовое поле со второй стороны таким образом, чтобы держатель не мешал или не находился на пути нанесения образца на вторую сторону тестового поля. Кроме того, держатель может иметь отверстие, так что тестовое поле также может быть непокрыто с первой стороны.
Кроме того, тестовое поле может быть, например, по меньшей мере частично полупрозрачным. В частности, на шаге д) способа определения может быть определено воздействие окружающего света, падающего через тестовое поле на камеру. Используемый в данном документе термин «полупрозрачный» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Данный термин, в частности, может относиться, без ограничения, к характеристике или свойству произвольного объекта, позволяющему свету, в частности падающему свету, проходить через объект. В то время как полупрозрачный объект обычно может пропускать свет, таким образом позволяя проходить более чем 0% света, полупрозрачный объект дополнительно может не пропускать падающий или окружающий свет полностью, таким образом позволяя проходить менее 100% света. Например, полупрозрачное тестовое поле может пропускать ограниченное количество света через тестовое поле. В частности, падающий или окружающий свет, например входящий свет, падающий на тестовое поле, может по меньшей мере частично проходить через тестовое поле. В частности, тестовое поле может, например, пропускать до 60% падающего света. Предпочтительно, тестовое поле может пропускать до 40% падающего света. Более предпочтительно, тестовое поле может пропускать до 30% падающего света. В частности, тестовое поле может, например, пропускать от 1% до 60% падающего света, предпочтительно от 1% до 40% падающего света, более предпочтительно от 1% до 30% падающего света. Однако указанное пропускание может зависеть от спектральных свойств падающего света. Кроме того, пропускание может, в частности, зависеть от состояния или свойств тестового поля, например, от сухого или влажного состояния тестового поля. Таким образом, пропускание может, в частности, зависеть от состояния смачивания, состояния влажности или состояния сырости тестового поля, в частности от смачивания тестового поля образцом. Например, тестовое поле в сухом состоянии может, в частности, демонстрировать более высокий коэффициент пропускания падающего света, чем, например, такое же тестовое поле в сыром или влажном состоянии, такое как тестовое поле, на которое нанесен образец. Вышеупомянутые значения пропускания, в качестве примера, могут быть предоставлены для по меньшей мере одной длины волны в пределах видимого спектрального диапазона.
Тест-полоска может, например, дополнительно содержать эталонное поле. В частности, по меньшей мере часть эталонного поля может, например, состоять из области тест-полоски, в частности, из области тест-полоски, содержащей по меньшей мере часть тестового поля. Таким образом, эталонное поле и тестовое поле могут быть расположены на близком расстоянии, например, рядом друг с другом.
Кроме того, эталонное поле может быть непрозрачным. В частности, термин «непрозрачный» может, без ограничения, относиться к характеристике или свойству произвольного объекта, не позволяющему свету проходить через объект. В частности, непрозрачное эталонное поле может быть выполнено с возможностью не пропускать падающий или окружающий свет через эталонное поле. В качестве примера, эталонное поле может пропускать менее 3%, предпочтительно менее 2%, более предпочтительно менее 1% окружающего света через эталонное поле. В частности, эталонное поле может быть, например, 100% непрозрачным, таким образом, эталонное поле, в качестве примера, может пропускать 0% падающего или окружающего света через эталонное поле.
Шаг г) способа определения может дополнительно включать в себя подшаг г4) получения по меньшей мере одного изображения эталонного поля. Кроме того, изображение эталонного поля может, например, приниматься во внимание на шаге д).
Эталонное поле, например, может содержать по меньшей мере одно белое поле. В частности, белое поле, более конкретно, белое поле, содержащееся эталонным полем, могут, например, использовать для калибровки камеры, например, для установки баланса белого камеры.
Способ определения может дополнительно включать в себя по меньшей мере один шаг проверки специфичных для камеры свойств. Например, специфичная для камеры функция преобразования может быть определена на шаге проверки специфичных для камеры свойств. Другие специфичные для камеры свойства, такие как подлинность цвета, также могут быть проверены на указанном шаге.
В дополнительном аспекте описана компьютерная программа, содержащая программные средства для полного или частичного выполнения способа определения. Таким образом, в частности, шаг г), шаг д) и необязательно шаг е) способа определения могут выполняться компьютерной программой. В частности, компьютерная программа содержит программные средства, такие как исполняемые компьютером инструкции для полного или частичного осуществления способа определения, когда компьютерная программа выполняется на компьютере или в компьютерной сети, например на процессоре мобильного устройства. В частности, компьютер может быть полностью или частично интегрирован в мобильное устройство, а компьютерная программа, в частности, может быть реализована в виде программного приложения. В частности, компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе данных, например в запоминающем устройстве или хранилище данных мобильного устройства. Однако в качестве альтернативы по меньшей мере часть компьютера может быть расположена вне мобильного устройства.
Кроме того, в данном документе описан и предложен носитель данных, содержащий хранящуюся на нем структуру данных, который после загрузки в компьютер или компьютерную сеть, например в оперативное запоминающее устройство или основное запоминающее устройство компьютера или компьютерной сети, может выполнять способ определения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, например шаги г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги.
Кроме того, в данном документе описан и предложен компьютерный программный продукт со средствами программного кода, хранящимися на машиночитаемом носителе, для выполнения способа согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, при выполнении программы на компьютере или в компьютерной сети, например шаги г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги. Используемый в данном документе термин «компьютерный программный продукт» относится к программе как к рыночному продукту. Данный продукт, как правило, может существовать в произвольном формате, например, в бумажном формате или на машиночитаемом носителе данных. В частности, компьютерный программный продукт можно распространять по сети передачи данных.
И наконец, в данном документе описан и предложен модулированный сигнал данных, который содержит инструкции, считываемые компьютерной системой или компьютерной сетью, для осуществления способа определения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, в частности, одного или более шагов способа определения, как упомянуто выше или как дополнительно описано ниже, например шаги г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги.
В частности, в настоящем документе дополнительно описаны:
- компьютер или компьютерная сеть, содержащая по меньшей мере один процессор, при этом процессор выполнен с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, например шаги г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги,
- загружаемая на компьютер структура данных, которая выполнена с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении структуры данных на компьютере, например шагов г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги,
- компьютерная программа, при этом компьютерная программа выполнена с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении программы на компьютере, например шагов г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги,
- компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, например шагов г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги,
- компьютерная программа, содержащая программные средства согласно предшествующему варианту реализации изобретения, при этом программные средства хранятся на носителе данных, считываемом компьютером, например шаги г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги,
- носитель данных, при этом структура данных хранится на носителе данных и при этом структура данных выполнена с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, после загрузки в основное запоминающее устройство и/или оперативное запоминающее устройство компьютера или компьютерной сети, например шагов г) и д) и необязательно е), включая возможные подшаги, и
- компьютерный программный продукт, содержащий средство программного кода, при этом средство программного кода может храниться или могут храниться на носителе данных, для выполнения способа определения согласно одному из вариантов осуществления, описанных в этом описании, если средство программного кода выполняется на компьютер или в компьютерной сети, например шаги г) и д) и, возможно, е), включая возможные подшаги.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описано мобильное устройство. Данное мобильное устройство содержит:
I) по меньшей мере одну камеру;
II) по меньшей мере один источник освещения; и
III) по меньшей мере один процессор.
Мобильное устройство выполнено с возможностью выполнения описанного в данном документе способа определения, например согласно любому из вариантов реализации изобретения, описанных выше и/или более подробно описанных ниже, в сочетании с тестовой полоской, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле, при этом тестовое поле содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для проведения реакции оптического определения в присутствии аналита.
Для большинства используемых в данном документе терминов и возможных определений может быть сделана ссылка на описание способа определения, приведенное выше или дополнительно описанное ниже.
В качестве примера процессор может содержать программные средства для полного или частичного выполнения способа определения, как описано выше или как дополнительно описано ниже. В частности, программные средства могут быть выполнены с возможностью осуществления шагов г), д) и необязательно е) способа определения.
В дополнительном аспекте описан набор для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце. Набор содержит мобильное устройство в соответствии с настоящим изобретением и по меньшей мере одну тест-полоску, содержащую по меньшей мере одно тестовое поле, причем тестовое поле содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита.
Для большинства используемых в данном документе терминов и возможных определений может быть сделана ссылка на описание способа определения и/или описание мобильного устройства, приведенное выше или дополнительно описанное ниже.
Кроме того, набор может содержать по меньшей мере один держатель для расположения тест-полоски относительно мобильного устройства, при этом тест-полоска может быть расположена держателем таким образом, чтобы тестовое поле находилось на расстоянии от камеры, при этом камера может располагаться на первой стороне тестового поля и при этом образец может быть нанесен со второй стороны, противоположной первой стороне.
Кроме того, держатель может быть открыт со второй стороны таким образом, что тестовое поле может быть непокрыто со второй стороны. В частности, держатель может быть выполнен с возможностью сохранения второй стороны тестового поля непокрытой, чтобы образец можно было наносить на вторую сторону тестового поля без вмешательства держателя.
В частности, держатель с тест-полоской и мобильным устройством может составлять внутреннее пространство. Пространство, например, может быть ограничено мобильным устройством, держателем и тест-полоской. В частности, держатель, тест-полоска и мобильное устройство могут быть расположены таким образом, что может быть образовано внутреннее пространство. Кроме того, камера и источник освещения могут быть обращены к внутреннему пространству. В частности, держатель может расположить тест-полоску таким образом, чтобы источник освещения мог освещать тестовое поле.
Способ и устройства согласно настоящему изобретению могут обеспечить большое количество преимуществ по сравнению с известными способами и устройствами для аналитических измерений. Настоящее изобретение может повысить надежность и удобство использования способа определения аналита в образце по сравнению со способами, известными из уровня техники. В частности, настоящее изобретение может повысить надежность и удобство использования приложения, например приложения, содержащего выполняемые компьютером инструкции для определения аналита в образце по сравнению с известными приложениями или компьютерными программами. В частности, настоящее изобретение может позволить обеспечить надежное определение аналита в меняющихся или нестабильных условиях получения изображений. В частности, изобретение может обеспечить повышенную надежность и точность приложений или компьютерных программ, использующих изображения с камеры мобильного устройства, поскольку влияние окружающего света учитывается при определении результата, в частности при определении аналита в образце.
Обобщая и не исключая дополнительные возможные варианты реализации, можно предусмотреть следующие варианты реализации изобретения:
Вариант 1 реализации изобретения. Способ определения для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце, включающий:
а) обеспечение по меньшей мере одного мобильного устройства, содержащего по меньшей мере одну камеру и по меньшей мере один источник освещения;
б) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле, причем тестовое поле содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
в) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле;
г) получение совокупности изображений по меньшей мере одной области тест-полоски, причем указанная область содержит по меньшей мере часть тестового поля, на которое нанесен образец, включающее
г1) получение по меньшей мере одного изображения перед нанесением образца на тестовое поле при выключенном источнике освещения;
г2) получение по меньшей мере одного изображения перед нанесением образца на тестовое поле при включенном источнике освещения; и
г3) получение по меньшей мере одного изображения после нанесения образца на тестовое поле;
д) определение концентрации аналита в образце с использованием изображений, полученных на шаге г).
Вариант 2 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, дополнительно включающий:
е) сравнение соответствующих изображений, полученных на шаге г) с включенным и выключенным источником освещения, и определение разностей интенсивностей света.
Вариант 3 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что шаг д) включает в себя использование результата шага е) для определения концентрации аналита в образце.
Вариант 4 реализации изобретения. Способ согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что шаг е) включает:
e1) получение по меньшей мере одного элемента информации о цвете части тестового поля, на которое нанесен образец, для каждого подлежащего сравнению изображения;
е2) преобразование элемента информации о цвете в по меньшей мере один элемент информации об интенсивности света с использованием по меньшей мере одной специфичной для камеры функции преобразования;
е3) определение разности интенсивностей света с помощью элементов информации об интенсивности света соответствующих изображений с включенным и выключенным источником освещения.
Вариант 5 реализации изобретения. Способ согласно двум предшествующим вариантам реализации изобретения, отличающийся тем, что на шаге д) разности интенсивности света преобразуются в разности элементов информации о цвете для соответствующих изображений с использованием инвертированной функции специфичной для камеры функции преобразования.
Вариант 6 реализации изобретения. Способ согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что специфичная для камеры функция преобразования представляет собой нелинейную функцию, преобразующей элемент информации о цвете в элемент информации об интенсивности света.
Вариант 7 реализации изобретения. Способ согласно любому из трех предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что специфичная для камеры функция преобразования представляет собой одну или более из нелинейной функции преобразования интенсивности света и нелинейной функции чувствительности уровня экспозиции.
Вариант 8 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что шаг г3 включает в себя:
г3i) получение по меньшей мере одного изображения при выключенном источнике освещения; и
г3ii) получение по меньшей мере одного изображения при включенном источнике освещения.
Вариант 9 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что шаг д) дополнительно включает в себя использование разности интенсивностей света между изображениями, полученными на шагах г3i) и г3ii).
Вариант 10 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что один или более из шагов г1) - г3) выполняют повторно.
Вариант 11 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что контролируют кинетическую кривую измерения реакции оптического определения.
Вариант 12 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что на шаге в) образец наносят на тестовое поле со стороны, противоположной камере.
Вариант 13 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что держатель используют для расположения тест-полоски относительно мобильного устройства, при этом тест-полоска располагается таким образом, чтобы тестовое поле находилось на расстоянии от камеры, при этом камера расположена на первой стороне тестового поля и при этом образец наносят со второй стороны, противоположной первой стороне.
Вариант 14 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что держатель открыт со второй стороны таким образом, что тестовое поле непокрыто со второй стороны.
Вариант 15 реализации изобретения. Способ согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что держатель содержит отверстие, так что тестовое поле непокрыто с первой стороны.
Вариант 16 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что тестовое поле является по меньшей мере частично полупрозрачным, при этом на шаге д) определяют воздействие окружающего света, падающего через тестовое поле на камеру.
Вариант 17 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что тест-полоска дополнительно содержит эталонное поле, при этом область тест-полоски дополнительно содержит по меньшей мере часть эталонного поля.
Вариант 18 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что эталонное поле является непрозрачным.
Вариант 19 реализации изобретения. Способ согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что шаг г) способа дополнительно включает в себя:
г4) получение по меньшей мере одного изображения эталонного поля.
Вариант 20 реализации изобретения. Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что изображение эталонного поля учитывают на шаге д).
Вариант 21 реализации изобретения. Способ согласно любому из трех предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что эталонное поле содержит по меньшей мере одно белое поле.
Вариант 22 реализации изобретения. Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя по меньшей мере один шаг проверки специфичных для камеры свойств.
Вариант 23 реализации изобретения. Компьютерная программа, содержащая программные средства для полного или частичного осуществления способа согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в частности, для осуществления шагов г), д) и необязательно е) способа, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
Вариант 24 реализации изобретения. Мобильное устройство, содержащее:
I) по меньшей мере одну камеру;
II) по меньшей мере один источник освещения; и
III) по меньшей мере один процессор,
при этом мобильное устройство выполнено с возможностью осуществления способа определения для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения в сочетании с тест-полоской, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле, причем тестовое поле содержит: по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для проведения реакции оптического определения в присутствии аналита.
Вариант 25 реализации изобретения. Мобильное устройство согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающееся тем, что процессор содержит программные средства для полного или частичного осуществления способа согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к способу, в частности, для выполнения шагов г), д) и необязательно е) способа.
Вариант 26 реализации изобретения. Набор для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце, причем набор содержит мобильное устройство согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к мобильному устройству, причем набор дополнительно содержит по меньшей мере одну тест-полоску, содержащую по меньшей мере одно тестовое поле, причем тестовое поле содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для проведения реакции оптического определения в присутствии аналита.
Вариант 27 реализации изобретения. Набор согласно предшествующему варианту реализации изобретения, причем набор дополнительно содержит по меньшей мере один держатель для расположения тест-полоски относительно мобильного устройства, при этом тест-полоска расположена держателем таким образом, чтобы тестовое поле находилось на расстоянии от камеры, при этом камера расположена на первой стороне тестового поля и при этом образец наносят со второй стороны, противоположной первой стороне.
Вариант 28 реализации изобретения. Набор согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что держатель открыт со второй стороны таким образом, что тестовое поле непокрыто со второй стороны.
Вариант 29 реализации изобретения. Набор согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что держатель с тест-полоской и мобильным устройством составляет внутреннее пространство, причем указанное пространство ограничено мобильным устройством, держателем и тест-полоской.
Вариант 30 реализации изобретения. Набор согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что камера и источник освещения обращены к указанному внутреннему пространству.
Вариант 31 реализации изобретения. Набор согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к набору, отличающийся тем, что держатель располагает тест-полоску таким образом, чтобы источник освещения был способен освещать тестовое поле.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Дополнительные необязательные признаки и варианты реализации изобретения будут более подробно изложены в последующем описании вариантов реализации, предпочтительно в сочетании с зависимыми вариантами реализации изобретения. При этом соответствующие необязательные признаки могут быть реализованы отдельно, а также в любой произвольной возможной комбинации, что будет понятно специалисту в данной области техники. Объем настоящего изобретения не ограничен предпочтительными вариантами реализации. Варианты реализации схематично изображены на фигурах. В настоящем документе идентичные ссылочные позиции на этих фигурах относятся к идентичным или функционально сопоставимым элементам.
Фигуры включают следующее:
на фиг.1 показан вид сбоку варианта реализации набора, содержащего мобильное устройство, для осуществления способа определения в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2 показан увеличенный вид в разрезе варианта реализации набора, проиллюстрированного на фиг.1;
на фиг.3 показан вариант реализации изображения, полученного камерой мобильного устройства;
на фиг.4А и 4Б показаны варианты реализации графиков влияния окружающего света на цвет тестового поля и эталонного поля;
на фиг.5А и 5Б показаны варианты реализации графика специфичной для камеры функции преобразования; и
на фиг.6 и 7 показаны варианты реализации блок-схем варианта реализации способа определения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 проиллюстрирован вид сбоку варианта реализации набора 110 для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце 114, содержащего мобильное устройство 112 и тест-полоску 116. Мобильное устройство 112, как показано на фиг.1, содержит по меньшей мере одну камеру 118, по меньшей мере один источник 120 освещения и по меньшей мере один процессор 122. Тест-полоска 116 содержит по меньшей мере одно тестовое поле 124, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество 126 для проведения реакции оптического определения в присутствии аналита. Кроме того, три примера световых лучей могут быть проиллюстрированы на фиг.1 тремя пунктирными стрелками. Первая пунктирная стрелка может указывать на окружающий или падающий свет, падающий от произвольного источника 128 окружающего света, такого как солнце, лампа или любой другой источник света, на тестовое поле 124. Вторая пунктирная стрелка может указывать на свет, излучаемый источником 120 освещения, когда источник 120 освещения включен. Таким образом, вторая пунктирная стрелка может указывать на свет, присутствующий только в том случае, если источник 120 освещения включен. В случае, если источник 120 освещения выключен, источник 120 освещения мобильного устройства 112 не может излучать свет. Третья пунктирная стрелка может указывать на свет, падающий на камеру 118. В частности, в том случае, если источник 120 освещения выключен, свет, падающий на камеру 118, например свет, обозначенный третьей пунктирной стрелкой, может включать в себя окружающий или падающий свет, проходящий через тест-полоску 116, например, через тестовое поле 124, на камеру 118. В качестве альтернативы, в том случае, если источник 120 освещения включен, свет, падающий на камеру 118, например свет, обозначенный третьей пунктирной стрелкой, может включать в себя окружающий или падающий свет, проходящий через тест-полоску 116, а также свет, излучаемый источником 120 освещения. В частности, в том случае, если источник 120 освещения включен, свет, падающий на камеру 118, может, например, отражаться тестовой полоской 116, такой как, например, тестовое поле 124, и/или держатель 130, при этом держатель 130 может входить в набор 110.
На фиг.2 показан увеличенный вид в разрезе варианта реализации набора 110, проиллюстрированного на фиг.1. В частности, показана тест-полоска 116, содержащая тестовое поле 124, причем тестовое поле 124 содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество 126. В качестве примера тест-полоска 116 может содержать подложку или несущий элемент 132, причем тестовое поле 124, в качестве примера, может быть нанесено на несущий элемент 132. Тестовое поле 124, как проиллюстрировано на фиг.2, может, например, содержать несколько слоев, таких как, например, смачивающий слой 134 для равномерного распределения образца 114, фильтрующий слой 136 для фильтрации или разделения компонентов образца 114 для последующей реакции для определения изменения цвета, которая может быть проведена с помощью тестового химического вещества 126. Практически возможны и другие структуры или формирование слоев. В качестве примера, тестовое химическое вещество 126 может быть расположено таким образом, чтобы изменение цвета можно было идентифицировать на первой стороне 138 тестового поля 124. В частности, первая сторона 138 может быть расположена напротив второй стороны 140 тестового поля 124, при этом образец 114 может быть нанесен на вторую сторону 140 тестового поля 124. В частности, камера 118 может быть расположена таким образом, что она обращена к первой стороне 138 тестового поля 124.
На фиг.3 проиллюстрирован вариант реализации изображения 142, полученного камерой 118 мобильного устройства 112. Изображение 142, в качестве примера, может представлять собой по меньшей мере одну область 144 тест-полоски 116, содержащую по меньшей мере часть тестового поля 124, при этом тестовое поле 124, например, может быть полупрозрачным. В качестве примера, область 144 может дополнительно полностью или частично содержать эталонное поле 146, при этом эталонное поле 146, в качестве примера, может быть непрозрачным и может содержать по меньшей мере одно белое поле.
1
3
5
7
1
3
5
7
2
2
4
6
4
6
На фиг.4А и 4Б проиллюстрированы варианты реализации графиков влияния окружающего света на цвет тестового поля 124 и эталонного поля 146. На этих графиках ось x может указывать время t, например, измеренное в секундах, а ось у может указывать цвет или коэффициент отражения R. График на фиг.4А иллюстрирует влияние окружающего света на определенный цвет или отражательную способность тестового поля 124 и на определенный цвет эталонного поля 146. В частности, определенные цвета или коэффициенты отражения R тестового поля 124, показанного сплошной линией, и эталонного поля 146, показанного пунктирной линией, показаны для трех различных условий освещения в зависимости от времени. В качестве примера, в первых условиях освещения источник 128 окружающего света может быть выключен, а источник 120 освещения мобильного устройства 112 может быть включен. В частности, на графике первые условия освещения можно использовать в периоды времени t, t, t и t, где t=0≤t<2 с, t=11≤t<18 с, t=32≤t<34 с и t=39≤t<41 с. Во вторых и третьих условиях освещения могут быть включены как источник 120 освещения мобильного устройства 112, так и источник 128 окружающего света. Однако в третьих условиях освещения окружающий свет может иметь более высокий уровень яркости, чем во вторых условиях освещения. В частности, на графике вторые условия освещения можно использовать в период времени t, где t=2≤t<11 c, а третьи условия освещения можно использовать в периоды времени t и t, где t=18≤t<32 с и t=34≤t<39 с. На графике, как показано на фиг.4А, тестовое поле 124 имеет другой цвет, например другое значение цветовой координаты, другую интенсивность, зависящую от цвета, или другую интенсивность в определенном спектральном цветовом диапазоне, или коэффициент отражения для каждых из трех условий освещения. В частности, определенный первый цвет 148 тестового поля 124 для первых условий освещения может быть менее ярким, чем определенный второй цвет 150 тестового поля 124 для вторых условий освещения и определенный третий цвет 152 тестового поля 124 для третьих условий освещения. Кроме того, определенный третий цвет 152 тестового поля 124 может быть ярче определенного второго цвета 150. Таким образом, условия освещения могут иметь прямое влияние на определенный цвет тестового поля 124. Однако, определенный цвет 154 эталонного поля 126 может быть независимым от условий освещения, как это можно видеть на графике, показанном на фиг.4А.
Можно отметить, что заданные временные характеристики, такие как, например, конкретные моменты времени периодов времени, как указано в описании фигур, предоставлены для иллюстративных целей и, следовательно, предназначены для иллюстрации возможных вариантов реализации изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие их объем.
График на фиг.4Б иллюстрирует влияние комбинации окружающего света и включенного или выключенного источника 120 освещения и того, нанесен ли или не нанесен образец 114 на тестовое поле 124, на определенный цвет тестового поля 124 и на определенный цвет эталонного поля 146. В частности, определенные цвета или коэффициенты отражения R тестового поля 124, показанного сплошной линией, и эталонного поля 146, показанного пунктирной линией, показаны для различных условий освещения и для образца 114, который нанесен или не нанесен на тестовое поле 124. В частности, на графике образец 114 не наносят на тестовое поле 124 в течение времени 0≤t<32 с. Затем в течение времени 32≤t<38 с образец 114 наносят на тестовое поле 124, и с помощью тестового химического вещества 126 может выполняться реакция для определения изменения цвета. В течение последующего периода времени 38≤t<86 с образец наносят на тестовое поле 124, и реакция для определения изменения цвета может быть уже прекращена. Например, нанесение образца может происходить в течение одной секунды или меньше. Образец может проникать в тестовое химическое вещество 126, и может происходить реакция для определения изменения цвета, имеющая характерную кинетику реакции. На фиг.4Б снова могут быть использованы три различных условия освещения, при этом условия освещения, используемые на фиг.4Б, отличаются от условий освещения, используемых на фиг.4А.
1
4
7
1
4
7
2
5
8
2
5
7
3
6
3
6
В частности, в первых условиях освещения, используемых на фиг.4Б, источник 120 освещения мобильного устройства 112 включен, и источник 128 окружающего света также включен, при этом на данном графике источник 128 окружающего света может включать только два состояния «включен» и «выключен». Первые условия освещения, используемые на фиг.4Б, можно использовать в периоды времени t', t' и t', где t'=0≤t<5 с, t'=16≤t<58 с и t'=75 ≤t<82 с. Во вторых условиях освещения источник 120 освещения выключен, тогда как источник 128 окружающего света включен. Вторые условия освещения можно, в частности, использовать в периоды времени t', t' и t', где t'=5≤t<13 с, t'=58≤t<68 с и t'=75≤t<82 с. В третьих условиях освещения источник 120 освещения включен, тогда как источник 128 окружающего света выключен. Третьи условия освещения можно, в частности, использовать в периоды времени t' и t', где t'=13≤t<16 с и t'=68≤t<75 с.
Как можно видеть на фиг.4Б, определенный первый цвет 156, такой как первое значение цветовой координаты, первая интенсивность, зависящая от цвета, или интенсивность в первом определенном спектральном цветовом диапазоне, эталонного поля 146 может быть по существу одинаковым для первых условий освещения и третьих условий освещения. Таким образом, например, только источник 120 освещения, например включенный или выключенный, может оказывать влияние на определенный цвет эталонного поля 146. В частности, как проиллюстрировано на фиг.4Б, определенный второй цвет 158 эталонного поля 146, например, определенный в периоды времени, в течение которых источник 120 освещения выключен, может, например, показывать цвет или коэффициент отражения R=0. Однако определенный цвет тестового поля 124, как проиллюстрировано на графике, может показывать значительную зависимость от условий освещения, а также от нанесения образца 114. В частности, определенные цвета тестового поля 124 могут отличаться друг от друга для каждых условий освещения. Кроме того, определенный цвет тестового поля 124 может отличаться независимо от того, нанесен ли образец 114 на тестовое поле 124 или нет, даже для одинаковых условий освещения. В частности, определенный первый цвет 160 тестового поля 124 для первых условий освещения может быть ярче перед нанесением образца 114 на тестовое поле 124, чем после нанесения образца 114. В качестве примера, полупрозрачность тестового поля 124 может быть уменьшена из-за того, что образец 114 нанесен на тестовое поле 124, таким образом, меньшее количество света может проходить через тестовое поле 124 на камеру 118, что может привести к цветовому переходу 159. В частности, цветовой переход 159 может привести к менее яркому определенному первому цвету 160 тестового поля 124, чем раньше, при тех же первых условиях освещения после того, как образец 114 нанесен на тестовое поле 124. Кроме того, как проиллюстрировано на фиг.4Б, определенный второй цвет 162, а также определенный третий цвет 164 тестового поля 124 отличаются друг от друга и от первого цвета 160, и, кроме того, второй цвет 162 и третий цвет 164 также изменяются по яркости в результате нанесения образца 114 на тестовое поле 124.
На фиг.5А и 5Б показаны варианты реализации графика специфичной для камеры функции 165 преобразования. В частности, на данных графиках уровень экспозиции или интенсивность света I, в частности интенсивность падающего света, может быть показан на оси х, и соответствующий цвет или коэффициент отражения R, в частности значение цветового канала определенного цвета, например от одного или более из R, G и В, могут быть показаны на оси у. В качестве примера, на фиг.5А и 5Б может быть показана одна и та же специфичная для камеры функция 165 преобразования. Однако на фиг.5А ось x может показывать интенсивность света I в линейной шкале значений интенсивности света в произвольных единицах, при этом на фиг.5Б можно использовать логарифмическую шкалу для иллюстрации интенсивности света I. В частности, в качестве примера, специфичная для камеры функция 165 преобразования, показанная на графиках, может быть математически описана следующим образом
В качестве примера, обратная функция нелинейной функции (2) может быть математически описана следующим образом
На фиг.6 и 7 проиллюстрированы блок-схемы способа определения для определения по меньшей мере одного аналита в по меньшей мере одном образце 114. Способ определения включает в себя шаг а) (обозначен ссылочной позицией 166) обеспечения по меньшей мере одного мобильного устройства 112, содержащего по меньшей мере одну камеру 118 и по меньшей мере один источник 120 освещения. В качестве примера, может быть обеспечено мобильное устройство 112, проиллюстрированное на фиг.1. Кроме того, способ определения включает в себя шаг б) (обозначен ссылочной позицией 168) обеспечения по меньшей мере одной тест-полоски 116, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле 124, причем тестовое поле 124 содержит по меньшей мере одно тестовое химическое вещество 126 для выполнения реакции оптического определения в присутствии аналита. В частности, в качестве примера, может быть обеспечена тест-полоска 116, проиллюстрированная на фиг.1. Кроме того, способ определения может включать в себя шаг в) (обозначен ссылочной позицией 170) нанесения по меньшей мере одного образца 114 на тестовое поле 124. В качестве примера, шаг в) может быть выполнен путем опускания образца 114 на тестовое поле 124, как проиллюстрировано на фиг.1 и 2.
Кроме того, способ определения включает в себя шаг г) (обозначен ссылочной позицией 172) получения совокупности изображений 142 по меньшей мере одной области 144 тест-полоски 116, причем область 144 содержит по меньшей мере часть тестового поля 124, на которое нанесен образец 114. Шаг г) способа дополнительно включает в себя по меньшей мере следующие подшаги:
г1) (обозначено ссылочной позицией 174) получение по меньшей мере одного изображения 142 перед нанесением образца 114 на тестовое поле 124 при выключенном источнике 120 освещения;
г2) (обозначено ссылочной позицией 176) получение по меньшей мере одного изображения 142 перед нанесением образца 114 на тестовое поле 124 с включенным источником 120 освещения; и
г3) (обозначено ссылочной позицией 178) получение по меньшей мере одного изображения 142 после нанесения образца 114 на тестовое поле 124.
2
1
3
4
4
5
6
7
8
В частности, подшаг г1) может, например, выполняться в период времени t' графика, показанного на фиг.4Б. Кроме того, подшаг г2) могут, в качестве примера, выполнять в один или оба периода времени t' и t'. Также можно выполнить подшаг г2) в начале периода времени t', например в течение 16≤t<32 с, например, перед выполнением шага д) нанесения образца 114 на тестовое поле 124, например в течение 32≤t<38 с. Кроме того, подшаг г3) могут, в частности, выполнять после нанесения образца 114 на тестовое поле 124, например, в конце периода времени t', например в течение 38≤t<58 с и/или периодов времени t', t', t' и t'.
Способ определения дополнительно включает в себя шаг д) (обозначен ссылочной позицией 180) определения концентрации аналита в образце 114 с использованием изображений 142, полученных на шаге г). Как проиллюстрировано на фиг.7, способ определения может дополнительно включать в себя шаг е) (обозначен ссылочной позицией 182) сравнения соответствующих изображений, полученных на шаге г), с включенным и выключенным источником 120 освещения, и определения разностей интенсивностей света. Результат шага е) можно, например, использовать для определения концентрации аналита в образце 114, таким образом, в качестве примера, шаг д) может включать в себя шаг е), как проиллюстрировано на фиг.7.
Как дополнительно проиллюстрировано на фиг.7, шаг е) может, например, включать в себя следующие подшаги:
e1) (обозначено ссылочной позицией 184) получение по меньшей мере одного элемента информации о цвете части тестового поля, на которое нанесен образец, для каждого изображения, подлежащего сравнению;
е2) (обозначено ссылочной позицией 186) преобразование элемента информации о цвете в по меньшей мере один элемент информации об интенсивности света с использованием по меньшей мере одной специфичной для камеры функции 165 преобразования;
е3) (обозначено ссылочной позицией 188) определение разностей интенсивностей света с помощью элементов информации об интенсивности света соответствующих изображений с включенным и выключенным источником освещения.
d1
d2
d1
d2
d1
d2
d1
d2
d12
d12
d12
d12
В качестве примера, специфичная для камеры функция 165 преобразования, которую можно использовать на подшаге е2), может, например, быть проиллюстрирована на фиг.5А и 5Б. Таким образом, далее показан приведенный в качестве примера расчет, который могут выполнять при осуществлении способа определения. Изображение 142, полученное на шаге г1), может, например, иметь цвет или коэффициент отражения R=230, а изображение 142, полученное на шаге г2), может, например, иметь цвет или коэффициент отражения R=80. В качестве примера, R и R могут состоять из элемента информации о цвете, полученной на шаге e1). Например, на шаге е2) обратную специфичную для камеры функцию (2) преобразования можно использовать для преобразования R и R в интенсивности света I=80 и I=15. Впоследствии на шаге е3) может быть определена разность интенсивностей света, например I=80-15=65. В частности, для шага д) разности интенсивностей света, например, могут быть преобразованы в разности элементов информации о цвете для соответствующих изображений с использованием инвертированной функции (2) специфичной для камеры функции (1) преобразования. Таким образом, в качестве примера, можно рассчитать R(I=65)=211. В частности, разности элементов информации о цвете, например R могут, например, содержать информацию об истинном цвете тестового поля, таком как, например, цвет эталонного поля без помех со стороны внешнего или окружающего света, перед тем, как образец 114 может быть нанесен на тестовое поле 124.
d3i
d3ii
d3i
d3ii
d3i
d3ii
d3
d3
d3
d3
di2
d3
После нанесения образца 114 на тестовое поле, например после выполнения шага в), может быть выполнен шаг г3). В частности, шаг г3) может, например, включать подшаг г3i) (обозначен ссылочной позицией 190) получения по меньшей мере одного изображения 142 с выключенным источником 120 освещения; и подшаг г3ii) (обозначен ссылочной позицией 192) получения по меньшей мере одного изображения 142 с включенным источником 120 освещения. В качестве примера, изображения 142, полученные на шаге г3), могут иметь цвет или коэффициент отражения R=190 и R=15. В качестве примера, R и R могут состоять из элемента информации о цвете, полученной на шаге e1). Опять же, в качестве примера, используя инвертированную функцию (2) специфичной для камеры функции (1) преобразования, можно определить соответствующие интенсивности света I=51 и I=7, например на шаге е2), что приводит к разности интенсивностей света I=44. Затем, например, можно рассчитать R(I=44)=176. R, например, может содержать информацию об истинном цвете тестового поля 124 после того, как с помощью тестового химического вещества 126 будет выполнена реакция для определения изменения цвета. Таким образом, изменение цвета, в частности разность цвета из-за концентрации аналита в образце 114, независимо от падающего или окружающего света, можно, например, определять по разности между R и R.
Перечень ссылочных позиций
110 - набор
112 - образец
114 - мобильное устройство
116 - тест-полоска
118 - камера
120 - источник освещения
122 - процессор
124 - тестовое поле
126 - тестовое химическое вещество
128 - источник окружающего света
130 - держатель
132 - несущий элемент
134 - смачивающий слой
136 - фильтрующий слой
138 - первая сторона
140 - вторая сторона
142 - изображение
144 - область
146 - эталонное поле
148 - первый цвет тестового поля
150 - второй цвет тестового поля
152 - третий цвет тестового поля
154 - цвет эталонного поля
156 - первый цвет эталонного поля
158 - второй цвет эталонного поля
159 - цветовой переход
160 - первый цвет тестового поля
162 - второй цвет тестового поля
164 - третий цвет тестового поля
165 - специфичная для камеры функция преобразования
166 - шаг а)
168 - шаг б)
170 - шаг в)
172 - шаг г)
174 - шаг г1)
176 - шаг г2)
178 - шаг г3)
180 - шаг д)
182 - шаг е)
184 - шаг e1)
186 - шаг е2)
188 - шаг е3)
190 - шаг г3i)
192 - шаг г3ii)