СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ
METHOD AND DEVICES FOR ANALYTICAL MEASUREMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу проведения аналитического измерения. Изобретение также относится к компьютерной программе, содержащей программные средства для осуществления предлагаемого в изобретении способа. Кроме того, изобретение относится к мобильному устройству и набору для проведения аналитического измерения. Предлагаемые в изобретении способы, компьютерные программы, мобильные устройства и наборы могут использоваться в медицинской диагностике для качественного или количественного определения одного или нескольких аналитов в одной или нескольких физиологических жидкостях. Вместе с тем настоящее изобретение может использоваться и в других областях.
Уровень техники
В сфере медицинской диагностики во многих случаях требуется определение одного или нескольких аналитов в пробах физиологической жидкости, такой как кровь, интерстициальная жидкость, моча, слюна, или физиологической жидкости иного рода. Примерами таких подлежащих определению аналитов являются глюкоза, триглицериды, лактат, холестерин или другие виды аналитов, обычно присутствующие в этих физиологических жидкостях. В соответствии с концентрацией аналита и/или его наличием при необходимости может быть выбрано надлежащее лечение.
В известных специалисту устройствах и способах обычно используются тест-элементы, содержащие один или несколько индикаторных (аналитических) реагентов, также называемых тест-реагентами, которые в присутствии определяемого аналита способны участвовать в одной или нескольких обнаруживаемых, например оптически обнаруживаемых, аналитических реакциях. В отношении примеров таких индикаторных реагентов можно сослаться, например, на статью J. Hönes и соавт.: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips (Технические средства глюкометров: тест-полоски), Diabetes Technology & Therapeutics, том 10, дополнение 1, 2008, стр. 10-26. Существуют и другие типы индикаторных реагентов, которые также могут использоваться при осуществлении настоящего изобретения.
Обычно за индикаторным реагентом наблюдают для анализа одного или нескольких происходящих в нем оптически обнаруживаемых изменений, по которым можно судить о концентрации по меньшей мере одного определяемого аналита. Как известно, для обнаружения по меньшей мере одного изменения оптических свойств тестового поля применяются различные типы приемников (детекторов) света. При этом известны различные типы источников света для освещения тестовых полей, а также различные типы приемников светового излучения. Помимо одиночных приемников, таких как фотодиоды, известны различные типы устройств, использующих матричные приемники, содержащие множество светочувствительных приборов. Так, в публикации WO 2007/115732 А1 раскрыта система для определения концентрации аналита в жидкой пробе. Система содержит приемник для регистрации интенсивностей света, исходящего от частичных участков аналитической области тест-элемента. Система также включает в себя оценивающее устройство (устройство обработки данных), определяющее распределение частот для зарегистрированных интенсивностей света. Аналогично, в публикации ЕР 1359409 А2 раскрыто устройство для определения концентрации аналита в физиологической пробе. Устройство содержит по меньшей мере один источник света и матричный приемник излучения.
Кроме того, что касается использования матричных приемников излучения, из уровня техники известны методы обнаружения ошибок и артефактов в изображениях, получаемых матричными приемниками излучения. Так, в публикации ЕР 1359409 А2 раскрыты средства для определения того, присутствует ли достаточное количество материала пробы в каждой из нескольких разных аналитических областей, причем для определения концентрации аналита используется зарегистрированный свет из тех областей, для которых установлена достаточность количества пробы. Аналогично, в публикации WO 2007/115732 А1 оценивающее устройство определяет концентрацию аналита по интенсивности света, выбранной на основании распределения частот, имеющего по меньшей мере один первый максимум, относящийся к несмачиваемым частичным областям по меньшей мере одной опорной области, и второй максимум, относящийся к смачиваемым частичным областям. В качестве еще одного примера, в публикации US 6993172 В2 раскрыты способ и система, предусматривающие использование полученных попиксельно данных интенсивности сигнала, содержащихся в пределах областей отсканированного изображения молекулярной матрицы и соответствующих определяемым признакам и их фонам, для определения того, имеют ли определяемые признаки и их фоны неравномерности интенсивностей сигналов, а потому являются аномальными признаками и аномальными фонами.
Например, в публикации US 2015/308961 А1 описывается квантификация цвета аналитических площадок и титрование аналитов, которые могут выполняться в разных условиях освещенности. В одном варианте оценивают условия освещенности, в которых захвачено цифровое изображение, и эти условия используются для выбора набора опорных цветов, из которых квантифицированный цвет сравнивают для определения титра. В еще одном варианте выполняют несколько сравнений при разных условиях освещенности, причем для определения титра выбирают результат, имеющий наивысший уровень доверительной вероятности.
В публикации DE 19630160 А1 раскрывается аналитическая система для оценки тест-элементов, имеющая средства для определения того, нанесена ли проба равномерно и в достаточном количестве на приемный участок тест-элемента. В первом варианте этого решения аналитическая система включает в себя по меньшей мере два источника света, освещающих области приемного участка и исследуемого участков тест-элемента, которые отделены друг от друга или, по меньшей мере, полностью не перекрываются. Кроме того, аналитическая система включает в себя устройство управления, способное приводить в действие по меньшей мере два источника света отдельно друг от друга, по меньшей мере один датчик, способный регистрировать свет, отраженный от исследуемого участка или прошедший через исследуемый участок, и выдавать выходные сигналы, соответствующий интенсивности света, и устройство обработки данных.
В публикации US 2016/153912 А1 раскрыт способ для определения по меньшей мере одного аналита по меньшей мере в одной пробе физиологической жидкости. При этом используется по меньшей мере один тест-элемент с по меньшей мере одним тестовым полем, имеющим по меньшей мере один индикаторный (аналитический) реагент, который приспособлен для проведения по меньшей мере одной оптически обнаруживаемой аналитической реакции в присутствии аналита. Способ включает в себя получение, посредством по меньшей мере одного приемника изображения, последовательности изображений тестового поля. Каждое изображение включает в себя множество пикселей. Способ также включает в себя обнаружение в изображениях, входящих в последовательность изображений, по меньшей мере одного характерного признака тестового поля. Способ также включает в себя коррекцию изменения взаимного положения приемника изображения и тестового поля в последовательности изображений путем использования характерного признака с получением последовательности скорректированных изображений.
Несмотря на преимущества, связанные с использованием устройств бытовой электроники, имеющих камеру, с целью оценки аналитических измерений, остаются актуальными несколько технических проблем. В частности, результаты измерений, получаемые на дефектных или неидеальных оцениваемых областях, до сих пор обычно отбрасываются или ограничиваются наличием определенных дефектов, например, в областях с недостаточным количеством материала пробы способы определения концентрация аналита не применяются, как известно, например, из ЕР 1359409 А2. Общий подход, предусматривающий отбрасывание таких результатов измерений, обычно создает значительное неудобство для пользователей и/или пациентов.
Решаемая задача
Поэтому требуется предложить способы и устройства, решающие вышеупомянутые технические проблемы аналитических измерений с применением мобильных устройств, таких как мобильные устройства бытовой электроники, в частности многоцелевые мобильные устройства, специально не предназначенные для аналитических измерений, такие как смартфоны или планшетные компьютеры. В частности, требуется предложить способы и устройства, которые могли бы широко использоваться применительно к имеющимся мобильным устройствам и подходили бы для повышения точности измерений и удобства для пользователя.
Раскрытие сущности изобретения
Эта задача решается в способе и устройстве, охарактеризованных признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения, которые могут быть реализованы в отдельности или в любой комбинации, указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
В тексте описания и формулы изобретения термины "имеет", "содержит", "включает (в себя)" или любые их грамматические разновидности употребляются неисключительным образом, оставляя соответствующие формулировки открытыми. Таким образом, эти термины могут использоваться как в ситуации, в которой в соответствующем объекте в контексте изобретения отсутствуют какие-либо иные признаки, кроме признака, вводимого этими терминами, так и в ситуации, в которой также присутствует один или несколько других признаков. Например, выражения "А имеет Б", "А содержит Б" и "А включает в себя Б" могут использоваться как в ситуации, в которой в объекте А отсутствуют другие элементы, кроме Б (т.е. в ситуации, в которой А состоит из Б и только из Б), так и в ситуации, в которой в объекте А, помимо Б, присутствует один или несколько других элементов, например, элемент В, элементы Г и Д или другие дополнительные элементы.
Далее следует отметить, что выражения "по меньшей мере один", "один или несколько" или аналогичные выражения, указывающие на то, что речь может идти об одном или более чем одном признаке или элементе, ниже обычно употребляются только однажды - при введении соответствующего признака или элемента. В большинстве случаев при последующем указании соответствующего признака или элемента выражения "по меньшей мере один" или "один или несколько" не повторяются, несмотря на то, что речь может идти об одном или более чем одном соответствующем признаке или элементе.
Далее, ниже по тексту выражения "предпочтительно", "более предпочтительно", "особенно", "преимущественно", "в частности", "прежде всего" или аналогичные выражения используются в отношении факультативных признаков, не ограничивая альтернативных возможностей. Поэтому признаки, вводимые этими выражениями, являются факультативными, т.е. необязательными, и предполагается, что они никоим образом не ограничивают объема патентных притязаний. Как должно быть понятно специалисту, осуществление изобретения возможно с использованием альтернативных признаков. Аналогичным образом, признаки, вводимые выражением "в одном варианте осуществления изобретения" или аналогичными выражениями, предполагаются факультативными и не подразумевают каких бы то ни было ограничений в отношении альтернативных вариантов осуществления изобретения, в отношении объема правовой охраны изобретения и в отношении возможностей комбинирования вводимых таким образом признаков с другими факультативными или обязательными признаками изобретения.
В первом аспекте изобретения предложен способ проведения аналитического измерения. Способ включает в себя рассмотренные ниже шаги, которые, например, могут выполняться в указанном порядке. Вместе с тем, следует отметить, что возможен и другой порядок выполнения соответствующих действий. Кроме того, также возможно однократное или многократное выполнение одного или нескольких шагов способа. Кроме того, два или более шага способа могут выполняться одновременно или с перекрытием по времени. Способ также может включать в себя другие шаги, не указанные в перечне.
Предлагаемый в изобретении способ проведения аналитического измерения в общем случае включает в себя следующие шаги:
а) обеспечение по меньшей мере одного мобильного устройства, имеющего по меньшей мере одну камеру;
б) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски, выполненной с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции при нанесении по меньшей мере одной пробы на тест-полоску, в частности по меньшей мере на одно тестовое поле тест-полоски, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита;
в) захват камерой по меньшей мере одного изображения по меньшей мере части тест-полоски, причем изображение состоит из множества пикселей;
г) определение, в частности распознавание, на изображении по меньшей мере одной интересующей области и соотнесение с интересующей областью первого подмножества пикселей;
д) оценку цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключение выбросов в первом подмножестве пикселей;
г) определение, в частности распознавание, в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область, и соотнесение с интересующей подобластью второго подмножества пикселей; и
ж) сравнение по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определение путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения.
При этом способ также включает в себя по меньшей мере одно из следующего:
- сравнение числа пикселей, входящих в первое подмножество пикселей, по меньшей мере с одним пороговым значением, на основании чего определяют по меньшей мере один элемент информации о достаточности размера интересующей области, причем если по меньшей мере один элемент информации о достаточности размера указывает на то, что интересующая область имеет недостаточный размер, выполнение способа проведения аналитического измерения прерывают,
- сравнение числа пикселей в первом подмножестве пикселей до исключения выбросов на шаге д) с числом пикселей в первом подмножестве пикселей после исключения выбросов на шаге д), причем если число пикселей в первом подмножестве пикселей после исключения выбросов на шаге д) меньше заданной процентной доли числа пикселей в первом подмножестве пикселей до исключения выбросов на шаге д), выполнение способа проведения аналитического измерения прерывают.
Термин "аналитическое измерение" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к количественному и/или качественному определению по меньшей мере одного аналита в пробе, или образце, вещества. Например, проба может включать в себя физиологическую жидкость, такую как кровь, интерстициальная жидкость, моча, слюна или другие виды физиологических жидкостей. Результатом аналитического измерения может быть, например, концентрация аналита и/или присутствие или отсутствие определяемого аналита. В частности, например, аналитическое измерение может представлять собой измерение глюкозы в крови, и таким образом результатом аналитического измерения может быть, например, концентрация глюкозы в крови.
Термин "аналит" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к одному или нескольким конкретным химическим соединениям и/или к другим параметрам, подлежащим определению и/или измерению. Например, по меньшей мере один аналит может быть химическим соединением, участвующим в метаболизме, в частности, может представлять собой одно или несколько соединений из числа глюкозы, холестерина или триглицеридов. В дополнение к указанным выше или в качестве альтернативы им, можно определять другие типы аналитов или параметров, например значение рН.
На шаге а) обеспечивают мобильное устройство, имеющее по меньшей мере одну камеру. Термин "мобильное устройство" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к мобильному электронному устройству, а именно к мобильному коммуникационному устройству, такому как сотовый телефон или смартфон. В дополнение к мобильному коммуникационному устройству или в качестве альтернативы ему, как подробнее описывается ниже, мобильным устройством также может быть планшетный компьютер или иной тип переносного компьютера, имеющий по меньшей мере одну камеру.
Термин "камера" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к устройству, выполненному с возможностью регистрации пространственно-разрешенной оптической информации, например с возможностью съемки одного или нескольких изображений. Камера в общем случае может содержать один или несколько чипов (интегральных схем) или устройств формирования сигналов изображения, например один или несколько чипов на приборах с зарядовой связью (ПЗС) и/или с КМОП-структурой. Камера в общем случае может содержать одномерную или двумерную матрицу датчиков изображения, таких как 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. Вместе с тем, следует заметить, что могут использоваться и другие камеры. Осуществление изобретения, в частности, возможно применительно к камерам, обычно используемым в мобильных технических средствах, таких как переносные компьютеры (ноутбуки), планшетные компьютеры и особенно сотовые телефоны, например смартфоны. Так, в частности, камера может быть частью мобильного устройства, которое, помимо по меньшей мере одной камеры, содержит одно или несколько устройств обработки данных, например один или несколько процессоров для обработки данных. Вместе с тем, могут использоваться и другие камеры. Камера, помимо по меньшей мере одного датчика изображения или чипа, формирующего изображение, может содержать дополнительные элементы, например один или несколько оптических элементов, в частности одну или несколько линз. Например, камера может быть камерой с фиксированным фокусом, имеющей по меньшей мере одну линзу, выставленную неподвижно относительно приемника изображения. Вместе с тем, в качестве альтернативы, камера также может содержать одну или несколько переменных линз, которые могут регулироваться автоматически или вручную.
Камера может быть, в частности, камерой для цветной съемки. Таким образом, камера может выдавать или генерировать, например на каждый пиксель, цветовую информацию, например значения цвета для трех цветов R, G, В. Также может выдаваться большее число значений цвета, например четыре цвета на каждый пиксель. Камеры для цветной съемки в целом известны специалисту. Так, например, каждый пиксель чипа камеры может иметь три или более различных датчиков цвета, таких как регистрирующие цвета пиксели, например один пиксель для красного (R), один пиксель для желтого (G) и один пиксель для синего (В) цвета. Для каждого из пикселей, например пикселей R, G, В, пикселями могут регистрироваться значения, например цифровые значения в диапазоне от 0 до 255, в зависимости от интенсивности соответствующего цвета. Вместо использования трехцветных систем, таких как R, G, В, могут использоваться, например, четырехцветные системы, такие как С, М, Y, K. Цветочувствительность пикселей можно обеспечивать при помощи цветофильтров или соответствующей собственной чувствительности чувствительных элементов, используемых в пикселях камеры. Эти методы в целом известны специалисту.
На шаге б) обеспечивают по меньшей мере одну тест-полоску. Термин "тест-полоска" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к элементу или устройству, выполненному с возможностью протекания на нем изменяющей цвет аналитической реакции. Тест-полоска, в частности, может иметь тестовое поле, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения по меньшей мере одного аналита. Тест-элемент, например, может иметь по меньшей мере одну подложку, в частности по меньшей мере один носитель, на который нанесено или в который встроено по меньшей мере одно тестовое поле. Например, по меньшей мере один носитель может иметь полосообразную форму, в результате чего тест-элемент выполнен в виде тест-полоски. Такие тест-полоски получили широкое распространение и являются общедоступными. Одна тест-полоска может быть носителем одного тестового поля или нескольких тестовых полей, содержащих одинаковые или разные индикаторные реагенты.
В данном контексте термин "тестовое поле" является широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к количеству индикаторного реагента в виде связной фигуры, например площадки, в частности круглой, многоугольной или прямоугольной площадки, и имеющему один или несколько слоев материала, по меньшей мере в одном из которых содержится индикаторный реагент. Могут иметься и другие слои, обеспечивающие особые оптические свойства, например свойства отражения, свойства распределения пробы или задерживающие свойства, например для отделения от пробы компонентов в виде частиц, например клеточных компонентов.
Термин "индикаторный реагент", также известный как аналитический реагент, является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к химическому соединению или нескольким химическим соединениям, например к смеси химических соединений, способным в присутствии аналита участвовать в аналитической реакции, поддающейся обнаружению определенными средствами, например обнаруживаемой оптически. Аналитическая реакция может быть, в частности, специфической в отношении определяемого аналита. В данном случае индикаторным реагентом может быть, в частности, оптический индикаторный реагент, например индикаторный реагент, изменяющий цвет в присутствии аналита. Изменение цвета, в частности, может зависеть от присутствующего в пробе количества аналита. Индикаторный реагент может включать в себя, например, по меньшей мере один фермент, такой как глюкозооксидаза и/или глюкозодегидрогеназа. Кроме того, могут присутствовать другие компоненты, такие как один или несколько красителей, медиаторов и т.п. Индикаторные реагенты в целом известны специалисту, и в этом отношении можно сослаться на работу J. Hönes и соавт.: "Diabetes Technology and Therapeutics" ("Технология и лечение диабета"), том 10, дополнение 1, 2008, стр. 10-26. Вместе с тем, могут использоваться и другие индикаторные реагенты.
На шаге в) камерой захватывают по меньшей мере одно изображение. Термин "изображение" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к записываемым при помощи камеры данным или информации, например к множеству электронных значений, снимаемых с формирователя изображения, в частности пикселей чипа камеры. Так, например, изображение может включать в себя одномерный или двумерный массив данных. Таким образом, само изображение может включать в себя пиксели, которые, например, соотносятся с пикселями чипа камеры. Следовательно, при упоминании "пикселей" речь идет либо о единицах графической информации, генерируемых отдельными пикселями чипа камеры, либо о самих отдельных пикселях чипа камеры.
На шаге г) в пределах изображения определяют, в частности распознают, по меньшей мере одну интересующую область. Термин "интересующая область" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к подмножеству данных, находящемуся в пределах более крупного множества (набора) данных и распознаваемому с конкретной целью. Например, этот термин может относиться к по меньшей мере одному частичному изображению или области, находящейся в пределах изображения, определяемым с определенной целью.
Кроме того, с интересующей областью соотносят первое подмножество пикселей. В данном контексте термин "подмножество пикселей" является широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к частичному количеству элементов картинки, таких как пиксели, находящихся в пределах изображения или картинки. В контексте настоящего изобретения подмножеством пикселей может быть, в частности, количество пикселей, находящихся в пределах изображения и участвующих в отображении интересующей области в пределах изображения.
На шаге д) оценивают цветовое распределение в пределах первого подмножества пикселей. В данном контексте термин "цветовое распределение" является широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к дисперсии цвета в заданном наборе данных, например, на изображении. Цветовое распределение может быть представлено, в частности, на гистограмме, например, на гистограмме изображения, полученной путем подсчета числа пикселей для каждого диапазона значений цвета из заданного набора диапазонов значений цвета в системе цветовых координат. В данном контексте термин "система цветовых координат" является широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к любой системе координат, посредством которой можно охарактеризовать, например математически или физически, цвет объекта, например цвет тестового поля или цвет снятого камерой изображения. Специалисту в целом известны различные системы цветовых координат, например системы цветовых координат, установленные Международной комиссией по освещению (МКО). Цветовые координаты в совокупности могут перекрывать или определять цветовое пространство, например путем определения трех или четырех базисных векторов.
Кроме того, в первом подмножестве пикселей исключают выбросы. Термин "выбросы" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к статистически необычной (аномальной) точке или значению данных. В частности, выброс может представлять собой значение в наборе данных, которое не подходит под статистическую закономерность, описывающую большинство других точек в наборе данных. Так, например, для определения того, какие точки данных являются регулярными (статистически значимыми), а какие являются выбросами, может использоваться метод процентилей, осуществляемый, например, путем определения процентильных порогов. В дополнение к определению процентильных порогов или в качестве альтернативы ему, для определения регулярных точек данных и выбросов могут использоваться и другие средства, например процедуры простых порогов.
Например, регулярные точки данных могут быть больше или равны нижнему процентильному порогу и/или меньше или равны верхнему процентильному порогу. Таким образом, выбросами могут быть точки данных, находящиеся ниже нижнего процентильного порога и/или выше верхнего процентильного порога. В частности, нижний процентильный порог может составлять, например, от более 0-го процентиля до 35-го процентиля, причем 0-й процентиль указывает, что ниже этого процентильного порога точек данных быть не может; предпочтительно нижний процентильный порог может составлять от 5-го процентиля до 30-го процентиля, более предпочтительно - от 15-го до 25-го процентиля, и еще более предпочтительно нижним процентильный порогом может быть, в частности, 25-й процентиль. Далее, в частности дополнительно к нижнему процентильному порогу и/или в комбинации с ним, выбросами могут быть, в частности, точки данных, находящиеся выше верхнего процентильного порога. В частности, верхний процентильный порог может составлять, например, от 65-го процентиля до менее 100-го процентиля, причем 100-й процентиль указывает на то, что все точки данных находятся в районе этого процентильного порога или ниже него, предпочтительно верхний процентильный порог может составлять от 70-го процентиля до 95-го процентиля, более предпочтительно - от 75-го процентиля до 85-го процентиля, и еще более предпочтительно верхним процентильный порогом может быть, в частности, 75-й процентиль. В частности, как указано выше, для определения того, какие точки данных являются регулярными, а какие - выбросами, может использоваться любая комбинация описанных выше нижних процентильных порогов и описанных выше верхних процентильных порогов.
Шаг е) включает в себя определение, в частности распознавание, в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область. В частности, с интересующей подобластью соотносят второе подмножество пикселей.
На шаге ж) сравнивают по меньшей мере одно среднее значение цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одно среднее значение цветового распределения второго подмножества пикселей. Тем самым определяют, или получают по меньшей мере один элемент информации об однородности изображения. Термин "среднее значение" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к значению или числу, представляющему все значения в наборе данных, например, может относиться к значению или числу, вычисленному с использованием всех значений в наборе данных и представляющему, например, приблизительную середину всех значений в наборе данных. В частности, среднее значение может выбираться из группы, состоящей из арифметического среднего значения, геометрического среднего значения или медианы. В частности, среднее значение может вычисляться с использованием суммы значений из набора дискретных данных, деленной на число значений из набора дискретных данных. Например, в данном случае среднее значение цветового распределения может вычисляться, в частности, путем суммирования цветов пикселей, входящих в некоторое множество пикселей, и деления полученного результата на число пикселей, входящих в это множество. Могут использоваться и другие методы вычислений, например индивидуальное взвешивание или ранжирование всех пикселей или части пикселей.
Термин "элемент информации об однородности" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к указанию, количественному описанию или информацию в отношении однородности той или иной системы. В частности, в данном случае, этот термин может относиться к указанию или информацию в отношении однородности изображения, захваченного камерой мобильного устройства. Элемент информации об однородности может быть, например, логической или цифровой информацией, указывающей, например на одно или несколько из следующих значений: "однородное" или "неоднородное", "пригодное" или "непригодное"/"неподходящее". Так, например, в случае сравнения среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей со средним значением цветового распределения второго подмножества пикселей и установления того, что эти средние значения отличаются друг от друга на значение, большее максимального допуска, приемлемого при аналитическом измерении, изображение может быть сочтено непригодным для проведения аналитического измерения. Например, в случае, если средние значения цветовых распределений первого и второго подмножеств пикселей различаются более чем на максимальный допуск, приемлемый при измерении глюкозы в крови, изображение может быть сочтено непригодным для проведения измерения глюкозы в крови, и поэтому элемент информации об однородности может указывать на то, что изображение является "непригодным". Вместе с тем в качестве альтернативы однородность также может описываться или выражаться количественно, как уже было указано выше.
Термин "однородность" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к одинаковости (равномерности) характеристик или свойств, например, к подобию цветов, в частности подобию цветов пикселей. Однородность, может описываться количественно, например, указанием ширины распределения значений. Например, однородность может выражаться через расстояние между цветами в системе цветовых координат.
Способ, предлагаемый в первом аспекте настоящего изобретения, в частном варианте его осуществления может включать в себя дополнительно следующие шаги:
з) прерывание выполнения способа проведения аналитического измерения, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на непригодность изображения для проведения аналитического измерения; и
и) оценку изображения и получение по меньшей мере одного элемента аналитической информации, в частности по меньшей мере одного элемента информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения для проведения аналитического измерения.
При осуществлении способа, например, может использоваться по меньшей мере один элемент информации об однородности, который, например, может представлять собой или может включать в себя цифровую информацию или логическую информацию, такую как указана выше, например "пригодно" или "непригодно", для проведения аналитического измерения. В зависимости от этой информации об однородности алгоритм осуществления способа может разветвляться между шагами з) и и), причем запрос в отношении однородности может быть запрограммирован, например, как подпрограмма "если…", подпрограмма "если…, то…" или иная аналогичная подпрограмма.
Термин "элемент информации о концентрации по меньшей мере одного аналита" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к указанию или информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в той или иной пробе. Например, элемент информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе может представлять собой, в частности, концентрацию глюкозы в пробе крови.
Далее, шаг ж) способа может включать в себя сравнение абсолютного значения (модуля) разности между средним значением цветового распределения первого подмножества пикселей и средним значением цветового распределения второго подмножества пикселей по меньшей мере с одним пороговым значением. Термин "разность" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к абсолютному расхождению или различию между по меньшей мере двумя значениями или числами. В частности, разность между значениями цветового распределения, например разность между средним значением цветового распределения первого подмножества пикселей и средним значением цветового распределения второго подмножества пикселей, может указывать на расстояние между значениями цветового распределения в системе цветовых координат. Это расстояние, например, может быть приведено и/или выражено в "числе интервалов", например в количестве шагов в гистограмме, в частности, расстояние может указываться абсолютным числом шагов (интервалов) с заданным размером шага в системе цветовых координат.
Термин "сравнение", без ограничения, может относиться к процессу определения просто того, является ли первое значение меньшим, большим второго значения или равным ему, или аналогичного соотношения. В дополнение или в качестве альтернативы, результатом сравнения также может быть количественное выражение разности между значениями. Могут использоваться и другие средства сравнения, в общем случае генерирующие информацию об отношении между значениями.
Термин "порог" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к произвольному значению, указывающему предел и/или границу в пределах системы. Порог, например, может указывать значение и/или уровень, ниже которого что-либо может быть верным, а выше которого - не верным. В частности, в рамках настоящего изобретения, пороговое значение может представлять собой значение, ниже которого изображение может быть пригодным, а выше которого - непригодным для проведения аналитического измерения. В частности, пороговое значение может использоваться, например, при определении элемента информации об однородности. Например, по меньшей мере один элемент информации об однородности может указывать на пригодность изображения для проведения аналитического измерения в случае, если абсолютное значение указанной разности, в частности разности между средним значением цветового распределения первого подмножества пикселей и средним значением цветового распределения второго подмножества пикселей, меньше порогового значения, или если абсолютное значение указанной разности не превышает порогового значения.
В частности, способ может включать в себя определение минимальной точности аналитического измерения. В частности, способ также может включать в себя определение порога путем преобразования минимальной точности аналитического измерения в пороговое значение посредством использования определимого отношения между цветовым распределением и результатом измерения аналита, в частности между средним значением цветового распределения интересующей области и концентрацией аналита в пробе.
Далее, шаг д) способа может включать в себя оценку цветового распределения, выполняемую по меньшей мере по двум цветовым координатам. В более предпочтительном случае шаг д) способа может включать в себя оценку цветового распределения, выполняемую по меньшей мере по трем цветовым координатам. В частности, цветовое распределение может оцениваться независимо, например независимо друг от друга для по меньшей мере двух цветовых координат, более предпочтительно - независимо друг от друга для по меньшей мере трех цветовых координат. Например, цветовое распределение может оцениваться последовательно во времени по первой цветовой координате, указывающей, например, значения для красного цвета, по второй цветовой координате, указывающей, например, значения для желтого цвета, и по третьей цветовой координаты, указывающей, например, значения для синего цвета.
В частности, шаг ж) способа может выполняться независимо по всем из по меньшей мере двух цветовых координат. Например, среднее значение цветового распределения первого подмножества пикселей и среднее значение цветового распределения второго подмножества пикселей могут сравниваться независимо, в частности независимым образом, для всех из по меньшей мере двух цветовых координат. Например, средние значения цветового распределения могут сравниваться последовательно во времени для всех из по меньшей мере двух цветовых координат.
В частности, по меньшей мере один элемент информации об однородности может определяться по каждой из по меньшей мере двух цветовых координат. В частности, однородность изображения может оцениваться отдельно по каждой цветовой координате. В частности, если элемент информации об однородности, определенный по первой цветовой координате, указывает на непригодность изображения для проведения аналитического измерения, изображение в целом может быть признано непригодным для проведения аналитического измерения.
Например, абсолютное значение разности между средним значением цветового распределения первого подмножества пикселей и средним значением цветовых распределений второго подмножества пикселей может независимо сравниваться по меньшей мере с одним пороговым значением для каждой из по меньшей мере двух цветовых координат.
Кроме того, тест-полоска может содержать по меньшей мере одно тестовое поле и по меньшей мере одно опорное цветовое поле. В частности, шаг в) способа может выполняться так, что по меньшей мере одно изображение включает в себя по меньшей мере одно изображение или по меньшей мере одно частичное изображение тестового поля и по меньшей мере одно изображение или по меньшей мере одно частичное изображение опорного цветового поля. В частности, шаги г)-ж) способа могут выполняться как для изображения или частичного изображения тестового поля, так и для изображения или частичного изображения опорного цветового поля, в частности могут выполняться независимо.
Например, опорное цветовое поле может содержать по меньшей мере одно поле белого цвета. В частности, опорное цветовое поле может включать в себя по меньшей мере одно поле, имеющее белый цвет, в частности заданный белый цвет или оттенок белого цвета. Например, опорное цветовое поле может содержать, в частности, цвет тест-полоски, например цвет подложки или носителя тест-полоски. Так, например, опорное цветовое поле может быть просто самой подложкой, например самим носителем тест-полоски.
В частности, и интересующая область, и интересующая подобласть могут иметь форму, независимо выбранную из группы, состоящей из прямоугольной формы, квадратной формы, округлой формы, круглой формы, а также их вычитания и/или комбинации.
1
1
2
2
1
2
1
Далее, шаг д) способа может включать в себя исключение пикселей, цвет, в частности цветовые координаты которых, находится(-ятся) за пределами интервала приемлемости. В частности, могут исключаться пиксели, цвет которых находится за пределами интервала приемлемости [p-Δp, р+Δр], где p - нижний процентиль, р - верхний процентиль, a Δp, Δр2 - положительные толерантные области.
1
В частности, p может представлять собой 25%-квантиль цветового распределения, а р2 может представлять собой 75%-квантиль цветового распределения. В частности, 25%-квантиль также может называться "нижним квартилем", а 75%-квантиль аналогично может называться "верхним квартилем".
1
2
Например, толерантные области Δp и Δр могут описываться при помощи следующих уравнений, называемых ниже уравнением (1) и уравнением (2):
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
где f, f положительные коэффициенты толерантности, в частности удовлетворяющие следующим выражениям: f, f≥1, в особенности 1,0≤f, f≤2,0, в особенности 1,3≤f, f≤1,7, в особенности f, f=1,5.
1
2
1
2
1
2
В частности, интервал приемлемости может представлять собой [p-1,5⋅L, р+1,5⋅L], где L - область от квантиля p до квантиля р. В частном случае, когда p представляет собой 25%-квантиль, а р представляет собой 75%-квантиль, область L может представлять собой межквартильный размах (IQR), и таким образом, например, L=IQR.
Далее, шаг способа г) может включать в себя определение интересующей области методом распознавания образов для распознавания на изображении по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из тестового поля, части тестового поля, опорного цветового поля, части опорного цветового поля.
В частности, центр интересующей области может быть расположен в центре тестового поля или в центре опорного цветового поля, находящихся в пределах изображения. Термин "центр" является в данном контексте широким термином, подлежащим толкованию в его обычном значении, привычном для среднего специалиста, и не должен ограничиваться каким-либо частным или специализированным значением. В частности, этот термин может относиться, без ограничения, к точке или местоположению, указывающей(-ему) середину фигуры или объекта. В частности, центр может быть точкой внутри круга или сферы, которая равноудалена от всех точек окружности или поверхности, или точкой внутри правильного многоугольника, которая равноудалена от всех вершин.
Например, из интересующей области может исключаться по меньшей мере один край тестового поля или опорного цветового поля, предпочтительно все края тестового поля или опорного цветового поля. В частности, края и вершины тестового поля или опорного цветового поля могут не содержаться в пределах интересующей области.
В частности, центр интересующей подобласти может находиться в центре интересующей области.
Вышеупомянутое пороговое значение может выбираться из группы, состоящей из абсолютного порогового значения и относительного порогового значения, в частности относительного порогового значения, зависящего от числа пикселей в первом подмножестве пикселей.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель данных, в котором хранится компьютерная программа, содержащая машиноисполняемые команды для осуществления по меньшей мере шагов г), д), е) и ж) предлагаемого в изобретении способа по одному из описываемых здесь вариантов его осуществления. В частности, машиноисполняемые команды могут обеспечивать выполнение не только шагов г), д), е) и ж) способа, но при необходимости также одного или обоих шагов з)-и). В частности, программа выполняется в компьютере или компьютерной сети, в частности в процессоре мобильного устройства, имеющего по меньшей мере одну камеру.
Таким образом, в общем случае изобретение может быть реализовано в компьютерной программе, содержащей машиноисполняемые команды для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению в одном или нескольких вариантах его осуществления, раскрытых в данном описании, при выполнении программы в компьютере или компьютерной сети, причем такая компьютерная программа хранится в машиночитаемом носителе данных. Таким образом, в частности, один шаг, более одного шага или даже все шаги способа, как указано выше, могут выполняться с использованием компьютера или компьютерной сети, предпочтительно посредством компьютерной программы. Компьютер, в частности, может быть полностью или частично интегрирован (встроен) в мобильное устройство, а компьютерные программы, в частности, могут быть выполнены в виде программного приложения. Вместе с тем, в качестве альтернативы использованию встроенного компьютера, по меньшей мере часть компьютера может находиться за пределами мобильного устройства.
Кроме того, в настоящей заявке раскрыт и предложен носитель данных с хранящейся в нем структурой данных, которая после загрузки в компьютер или компьютерную сеть, например в оперативное запоминающее устройство или основное запоминающее устройство компьютера или компьютерной сети, обеспечивает осуществление способа в одном или нескольких вариантах его осуществления, раскрытых в данном описании, в частности обеспечивает осуществление одного или нескольких шагов способа, упомянутых выше.
Кроме того, в настоящей заявке раскрыт и предложен компьютерный программный продукт со средствами программного кода, хранящимися в машиночитаемом носителе данных, для осуществления способа в одном или нескольких вариантах его осуществления, раскрытых в данном описании, при выполнении программы в компьютере или компьютерной сети. В данном контексте компьютерный программный продукт относится к программе как оборотоспособному товару. В общем случае продукт может существовать в любом формате, например в бумажном формате или в машиночитаемом носителе данных. В частности, компьютерный программный продукт может распространяться по сети передачи данных.
Наконец, в настоящей заявке раскрыт и предложен модулированный информационный сигнал, содержащий команды, считываемые компьютерной системой или компьютерной сетью, для осуществления способа в одном или нескольких вариантах его осуществления, раскрытых в данном описании, в частности одного или нескольких шагов способа, упомянутых выше.
В частности, раскрытие изобретения также предусматривает возможность его осуществления в следующих формах:
- компьютер или компьютерная сеть, содержащий(-ая) по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью осуществления способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании,
- загружаемая в компьютер структура данных, которая при ее выполнении в компьютере обеспечивает осуществление способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании,
- компьютерная программа, которая при ее выполнении в компьютере обеспечивает осуществление способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании,
- компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании, при выполнении компьютерной программы в компьютере или в компьютерной сети,
- компьютерная программа, содержащая программные средства по предыдущему варианту, в котором программные средства хранятся в среде хранения, доступной компьютеру для чтения,
- среда хранения, в которой хранится структура данных, которая после ее загрузки в основное и/или оперативное запоминающее устройство компьютера или компьютерной сети обеспечивает осуществление способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании, и
- компьютерный программный продукт, имеющий средства программного кода, которые могут храниться или хранятся в среде хранения и при их выполнении в компьютере или в компьютерной сети обеспечивают осуществление способа в одном из вариантов его осуществления, рассмотренных в данном описании.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложено мобильное устройство для проведения аналитического измерения. Мобильное устройство имеет по меньшей мере одну камеру. Мобильное устройство выполнено с возможностью проведения по меньшей мере одного аналитического измерения посредством следующих шагов:
А) захвата камерой по меньшей мере одного изображения по меньшей мере части тест-полоски, причем изображение состоит из множества пикселей;
Б) определения, в частности распознавания, на изображении по меньшей мере одной интересующей области и соотнесения с интересующей областью первого подмножества пикселей;
В) оценки цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключения выбросов в первом подмножестве пикселей;
Г) определения, в частности распознавания, в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область, и соотнесения с интересующей подобластью второго подмножества пикселей; и
Д) сравнения по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определения путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения.
В отношении большинства используемых здесь терминов и возможных определений можно сослаться на описание рассмотренных выше способов.
Мобильное устройство может содержать по меньшей мере один процессор. В частности, процессор может быть запрограммирован для выполнения шагов Б)-Д).
В отношении возможных определений или вариантов осуществления изобретения можно сослаться на приведенное выше описание способа. Так, в частности, мобильное устройство, в частности за счет использования его процессора, может быть выполнено с возможностью осуществления способа проведения аналитического измерения по одному из вариантов его осуществления, описанных выше или подробнее рассматриваемых ниже.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен набор для проведения аналитического измерения. Набор содержит:
- по меньшей мере одно мобильное устройство; и
- по меньшей мере одну тест-полоску, выполненную с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции, в частности оптическую, т.е. анализируемую оптическими методами, тест-полоску, прежде всего тест-полоску, имеющую по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита.
В отношении возможных определений терминов и возможных вариантов осуществления изобретения можно опять же сослаться на приведенное выше или ниже описание.
Предлагаемые в настоящем изобретении способы и устройства могут обеспечивать множество преимуществ перед известными способами и устройствами для аналитических измерений. Так, в частности, предлагаемый в настоящем изобретении процесс проведения аналитического измерения, может характеризоваться меньшими затратами времени по сравнению с другими процессами, известными из уровня техники. В частности, настоящее изобретение может допускать использование для проведения аналитического измерения слегка дефектных изображений или изображений, содержащих дефектные или неидеальные оцениваемые области, такие, например, как тестовое поле или опорное цветовое поле. Настоящее изобретение может допускать использование изображений, которые в ином случае пришлось бы отбрасывать, что таким образом обеспечивает средства для менее времязатратного и более практичного проведения аналитического измерения, чем известные способы и устройства.
Кроме того, настоящее изобретение может повысить надежность процесса проведения аналитического измерения и его удобство для пользователя по сравнению с известными из уровня техники процессами. В частности, настоящее изобретение может повысить надежность и удобство использования прикладной программы, например приложения, содержащей(-его) машиноисполняемые команды для проведения аналитического измерения, по сравнению с известными приложениями или компьютерными программами. В частности, настоящее изобретение может обеспечивать возможность активного улучшения (коррекции) дефектных изображений или изображений, содержащих дефектные или неидеальные оцениваемые области, тем самым позволяя использовать такие изображения. Например, за счет активного улучшения изображения, захваченного для проведения аналитического измерения, настоящее изобретение может повысить надежность и удобство осуществления процесса проведения аналитического измерения.
В качестве обобщения ниже приведены предлагаемые варианты осуществления настоящего изобретения, не исключающие других возможных вариантов:
Вариант 1: Способ проведения аналитического измерения, включающий в себя следующие шаги:
а) обеспечение по меньшей мере одного мобильного устройства, имеющего по меньшей мере одну камеру;
б) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски, выполненной с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции при нанесении по меньшей мере одной пробы на тест-полоску, в частности по меньшей мере на одно тестовое поле тест-полоски, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита;
в) захват камерой по меньшей мере одного изображения по меньшей мере части тест-полоски, причем изображение состоит из множества пикселей;
г) определение, в частности распознавание, на изображении по меньшей мере одной интересующей области и соотнесение с интересующей областью первого подмножества пикселей;
д) оценку цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключение выбросов в первом подмножестве пикселей;
г) определение, в частности распознавание, в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область, и соотнесение с интересующей подобластью второго подмножества пикселей; и
ж) сравнение по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определение путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения.
Вариант 2: Способ по предыдущему варианту, также включающий в себя:
з) прерывание выполнения способа проведения аналитического измерения, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на непригодность изображения для проведения аналитического измерения; и
и) оценку изображения и получение по меньшей мере одного элемента аналитической информации, в частности по меньшей мере одного элемента информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения для проведения аналитического измерения.
Вариант 3: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором шаг ж) включает в себя сравнение абсолютного значения разности между средним значением цветового распределения первого подмножества пикселей и средним значением цветового распределения второго подмножества пикселей по меньшей мере с одним пороговым значением
Вариант 4: Способ по предыдущему варианту, в котором по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения для проведения аналитического измерения в случае, если абсолютное значение указанной разности меньше порогового значения или если абсолютное значение указанной разности не превышает порогового значения.
Вариант 5: Способ по одному из двух предыдущих вариантов, включающий в себя определение минимальной точности аналитического измерения и включающий в себя определение порога путем преобразования минимальной точности аналитического измерения в пороговое значение посредством использования определимого отношения между цветовым распределением и результатом измерения аналита, в частности между средним значением цветового распределения интересующей области и концентрацией аналита в пробе.
Вариант 6: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором шаг д) включает в себя оценку цветового распределения, выполняемую по меньшей мере по двум цветовым координатам, предпочтительно - по меньшей мере по трем цветовым координатам, в частности выполняемую независимо.
Вариант 7: Способ по предыдущему варианту, в котором шаг ж) выполняют независимо по всем из по меньшей мере двух цветовых координат.
Вариант 8: Способ по предыдущему варианту, в котором по меньшей мере один элемент информации об однородности определяют по каждой из по меньшей мере двух цветовых координат.
Вариант 9: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором тест-полоска содержит по меньшей мере одно тестовое поле и по меньшей мере одно опорное цветовое поле, причем шаг в) выполняют так, что по меньшей мере одно изображение включает в себя по меньшей мере одно изображение или по меньшей мере одно частичное изображение тестового поля и по меньшей мере одно изображение или по меньшей мере одно частичное изображение опорного цветового поля, причем шаги г)-ж) выполняют как для изображения или частичного изображения тестового поля, так и для изображения или частичного изображения опорного цветового поля, в частности выполняют независимо.
Вариант 10: Способ по предыдущему варианту, в котором опорное цветовое поле содержит по меньшей мере одно поле белого цвета.
Вариант 11: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором и интересующая область, и интересующая подобласть имеют форму, независимо выбранную из группы, состоящей из прямоугольной формы, квадратной формы, округлой формы, круглой формы, а также их вычитания и/или комбинации.
Вариант 12: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором шаг д) выполняют так, что исключение выбросов в первом подмножестве пикселей выполняют при помощи гистограммного анализа и/или процентильного анализа цветового распределения.
1
1
2
2
1
2
1
2
Вариант 13: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором шаг д) включает в себя исключение пикселей, цвет, в частности цветовые координаты, которых находится(-ятся) за пределами интервала приемлемости [p-Δp, р+Δр], где p - нижний процентиль, р - верхний процентиль, a Δp, Δp - положительные толерантные области.
1
2
Вариант 14: Способ по предыдущему варианту, в котором p представляет собой 25%-квантиль цветового распределения, а р представляет собой 75%-квантиль цветового распределения.
Вариант 15: Способ по одному из двух предыдущих вариантов, в котором толерантные области описываются выражениями:
1
1
2
1
Δp=f⋅(р-p),
2
2
2
1
и Δp=f⋅(р-p),
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
где f, f - положительные коэффициенты толерантности, в частности удовлетворяющие следующим выражениям: f, f≥1, в особенности 1,0≤f, f≤2,0, в особенности 1,3≤f, f≤1,7, в особенности f, f=1,5.
1
2
1
2
1
2
Вариант 16: Способ по предыдущему варианту, в котором p представляет собой 25%-квантиль цветового распределения, а р представляет собой 75%-квантиль цветового распределения, причем интервал приемлемости представляет собой [p-1,5⋅L, р+1,5⋅L], где L - область от квантиля p до квантиля р.
Вариант 17: Способ по одному из предыдущих вариантов, в котором шаг г) включает в себя определение интересующей области методом распознавания образов для распознавания на изображении по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из тестового поля, части тестового поля, опорного цветового поля, части опорного цветового поля.
Вариант 18: Способ по предыдущему варианту, в котором центр интересующей области находится в центре тестового поля или в центре опорного цветового поля, находящихся в пределах изображения.
Вариант 19: Способ по одному из двух предыдущих вариантов, в котором из интересующей области исключают по меньшей мере один край тестового поля или опорного цветового поля, предпочтительно все края тестового поля или опорного цветового поля.
Вариант 20: Способ по одному из двух предыдущих вариантов, в котором центр интересующей подобласти находится в центре интересующей области.
Вариант 21: Способ по одному из предыдущих вариантов, также включающий в себя сравнение числа пикселей, входящих в первое подмножество пикселей, по меньшей мере с одним пороговым значением, на основании чего определяют по меньшей мере один элемент информации о достаточности размера интересующей области, причем если по меньшей мере один элемент информации о достаточности размера указывает на то, что интересующая область имеет недостаточный размер, выполнение способа проведения аналитического измерения прерывают.
Вариант 22: Способ по предыдущему варианту, в котором пороговое значение выбирают из группы, состоящей из абсолютного порогового значения и относительного порогового значения, в частности относительного порогового значения, зависящего от числа пикселей в первом подмножестве пикселей.
Вариант 23: Способ по одному из предыдущих вариантов, также включающий в себя сравнение числа пикселей в первом подмножестве пикселей до исключения выбросов на шаге д) с числом пикселей в первом подмножестве пикселей после исключения выбросов на шаге д).
Вариант 24: Способ по предыдущему варианту, в котором если число пикселей в первом подмножестве пикселей после исключения выбросов на шаге д) меньше заданной процентной доли числа пикселей в первом подмножестве пикселей до исключения выбросов на шаге д), способ проведения аналитического измерения прерывают.
Вариант 25: Компьютерная программа, содержащая машиноисполняемые команды для осуществления способа по одному из предыдущих вариантов, в частности шагов г), д), е) и ж) способа, а при необходимости и одного или обоих шагов з)-и), при выполнении программы в компьютере или компьютерной сети, в частности в процессоре мобильного устройства, имеющего по меньшей мере одну камеру.
Вариант 26: Мобильное устройство для проведения аналитического измерения, имеющее по меньшей мере одну камеру и выполненное с возможностью проведения по меньшей мере одного аналитического измерения посредством следующих шагов:
A) захвата камерой по меньшей мере одного изображения по меньшей мере части тест-полоски, причем изображение состоит из множества пикселей;
Б) определения, в частности распознавания, на изображении по меньшей мере одной интересующей области и соотнесения с интересующей областью первого подмножества пикселей;
B) оценки цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключения выбросов в первом подмножестве пикселей;
Г) определения, в частности распознавания, в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область, и соотнесения с интересующей подобластью второго подмножества пикселей; и
Д) сравнения по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определения путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения.
Вариант 27: Мобильное устройство по предыдущему варианту, содержащее по меньшей мере один процессор, запрограммированный для выполнения шагов Б)-Д).
Вариант 28: Мобильное устройство по одному из предыдущих вариантов, относящихся к мобильному устройству, выполненное, в частности посредством процессора, с возможностью осуществления способа по одному из вариантов последнего.
Вариант 29: Набор для проведения аналитического измерения, содержащий:
- по меньшей мере одно мобильное устройство по одному из предыдущих вариантов, относящихся к мобильному устройству; и
- по меньшей мере одну тест-полоску, выполненную с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции, в частности оптическую тест-полоску, прежде всего тест-полоску, имеющую по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита.
Краткое описание чертежей
Другие факультативные признаки изобретения и возможности его осуществления подробнее раскрываются в приведенном ниже описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения, предпочтительно во взаимосвязи с зависимыми пунктами его формулы. При этом соответствующие факультативные признаки могут быть реализованы, как это понятно специалисту, по отдельности, а также в любой произвольной комбинации. Объем охраны изобретения не ограничивается предпочтительными вариантами его осуществления. Варианты осуществления изобретения представлены на чертежах схематически. На чертежах одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым или функционально сопоставимым элементам. На чертежах показано:
на фиг. 1 и 2 - блок-схемы осуществления способа проведения аналитического измерения;
на фиг. 3 - перспективное изображение одного варианта выполнения набора и мобильного устройства для проведения аналитического измерения;
на фиг. 4 - вариант изображения, захваченного мобильным устройством;
на фиг. 5А и 6А - варианты изображений, захваченных мобильным устройством, и определенной на них интересующей области;
на фиг. 5Б и 6Б - варианты гистограмм, соответствующих фиг. 5А и 6А; и
на фиг. 7 и 8 - варианты изображений, захваченных мобильным устройством, и определенной на них интересующей области, а также определенной интересующей подобласти.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 приведена блок-схема осуществления способа проведения аналитического измерения в одном варианте. Способ включает в себя шаг а) (шаг 110 на блок-схеме) обеспечения по меньшей мере одного мобильного устройства 112, имеющего по меньшей мере одну камеру 114. Например, может быть обеспечено мобильное устройство 112, имеющее по меньшей мере одну камеру 114, как показано на фиг. 3. Способ также включает в себя шаг б) (шаг 116 на блок-схеме) обеспечения по меньшей мере одной тест-полоски 118, выполненной с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции при нанесении на тест-полоску 118 по меньшей мере одной пробы. Пробу можно наносить, в частности, по меньшей мере на одно тестовое поле 120, содержащее по меньшей мере один индикаторный реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита. В частности, может обеспечиваться тест-полоска 118 и тестовое поле 120, показанные на фиг. 3. Дополнительно тест-полоска 118 также может содержать опорное цветовое поле 121.
Способ также включает в себя шаг в) (шаг 122 на блок-схеме) захвата камерой 114 по меньшей мере одного изображения 124 по меньшей мере части тест-полоски 118. В частности, можно захватывать изображение 124, показанное, например, на фиг. 4. Изображение 124 состоит из множества пикселей. Кроме того, способ включает в себя шаг г) (шаг 126 на блок-схеме) определения (нахождения), в частности распознавания, на изображении 124 по меньшей мере одной интересующей области 128 и соотнесения с этой интересующей областью 128 первого подмножества пикселей. В частности, можно определять интересующую область 128, показанную, например, на фиг. 5А.
Способ также включает в себя шаг д) (шаг 130 на блок-схеме) оценки цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключения выбросов в первом подмножестве пикселей. Кроме того, способ включает в себя шаг е) (шаг 132 на блок-схеме) определения (нахождения), в частности распознавания, в пределах интересующей области 128 по меньшей мере одной интересующей подобласти 134, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область 128, и соотнесения с интересующей подобластью 134 второго подмножества пикселей. Способ также включает в себя шаг ж) (шаг 136 на блок-схеме) сравнения по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определения путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения 124.
Как показано на фиг. 2, алгоритм осуществления способа проведения аналитического измерения в рассматриваемом варианте также может включать в себя ветвление 138. Ветвление 138 может указывать запрос условия, например принятие решения о выборе между первой ветвью 140 и второй ветвью 142. Например, при запросе условия может использоваться элемент информации об однородности. Элемент информации об однородности может включать в себя логическую информацию об однородности изображения 124, такую как "пригодное" ("да") или "непригодное" ("нет"). Первая ветвь 140 указывает на непригодность изображения 124 для проведения аналитического измерения, и поэтому первая ветвь 140 ведет к выполнению шага з) (шаг 144 на блок-схеме), а именно к прерыванию выполнения способа проведения аналитического измерения, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на непригодность изображения 124 для проведения аналитического измерения. В частности, если элемент информации об однородности указывает на "непригодность" изображения 124 для измерения глюкозы в крови, измерение глюкозы в крови может не проводиться.
Вторая ветвь 142 указывает на пригодность изображения 124 для проведения аналитического измерения. Поэтому вторая ветвь ведет к выполнению шага и) (шаг 146 на блок-схеме), а именно к оценке изображения 124 и получению по меньшей мере одного элемента аналитической информации, в частности по меньшей мере одного элемента информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения 124 для проведения аналитического измерения. В частности, если элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения 124 для проведения измерения глюкозы в крови, может выполняться измерение глюкозы в крови. В частности, по изображению 124 может быть получен по меньшей мере один элемент информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе.
На фиг. 3 приведено перспективное изображение набора 148 и мобильного устройства для проведения аналитического измерения в одном варианте осуществления изобретения. Набор 148 содержит по меньшей мере одно мобильное устройство 112 и по меньшей мере одну тест-полоску 118, выполненную с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции. Мобильное устройство 112, имеющее камеру 114, также может содержать процессор 149. Мобильное устройство 112 может быть выполнено, в частности посредством процессора 149, с возможностью осуществления способа, представленного на фиг. 1 и 2. Тест-полоска 118 может быть, в частности, оптической, т.е. анализируемой оптическими методами, тест-полоской. В частности, как описано выше, тест-полоска 118 может иметь по меньшей мере одно тестовое поле 120, содержащее по меньшей мере один индикаторный (аналитический) реагент для определения в пробе по меньшей мере одного аналита.
Мобильное устройство 112, как показано на фиг. 3, может захватывать при помощи камеры 114 по меньшей мере одно изображение 124 по меньшей мере части тест-полоски 118. Вариант изображения 124, захваченного мобильным устройством 112, показан на фиг. 4. В частности, изображение 124 состоит из множества пикселей. Как показано на фиг. 4, изображение 124 по меньшей мере части тест-полоски 118 может иметь различные дефектные или неидеальные оцениваемые области, такие, например, как повреждения 150 тест-полоски 118 и/или загрязненные или грязные участки 152 в пределах тестового поля 120 или опорного цветового поля 121.
Кроме того, как показано на фиг. 5А, в пределах изображения 124 может быть определена по меньшей мере одна интересующая область 128, и с интересующей областью 128 может быть соотнесено первое подмножество пикселей. Интересующая область 128 может иметь форму вычитания круглой формы из прямоугольной формы, показанную, например, прерывистыми линиями. Например, в пределах интересующей области 128, находящейся внутри опорного цветового поля 121, могут иметься загрязненные или грязные участки 152. Загрязненный или грязный участок 152, показанный на фиг. 5А, может быть, в частности, пятном крови, окрашенным в красный цвет. На фиг. 5Б приведена гистограмма, соответствующая показанной на фиг. 5А интересующей области 128. Эта гистограмма может быть основана на одной цветовой координате, например цветовых координатах, указывающих значения для красного цвета. В частности, гистограмма может представлять распределение количества пикселей (вертикальная ось) по значениям красного цвета этих пикселей (горизонтальная ось). Как видно, некоторые пиксели могут иметь более темный оттенок красного, например пиксели, имеющие значения 120-170 единиц на горизонтальной оси, чем большинство пикселей, имеющих значения около 180 единиц на горизонтальной оси. Таким образом, по сравнению с показанной на фиг. 5А интересующей областью, пиксели, имеющие более темный оттенок красного, можно четко соотнести с загрязненными или грязными участками 152, в частности с окрашенным в красный цвет пятном крови, находящимся в пределах интересующей области 128.
После оценки цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключения выбросов в первом подмножестве пикселей загрязненные или грязные участки 152, в частности окрашенное в красный цвет пятно крови, находящееся в пределах опорного цветового поля 121, уже не будет находиться в пределах интересующей области 128, как показано на фиг. 6А. На фиг. 6Б приведена гистограмма, соответствующая показанной на фиг. 6А интересующей области 128. Эта гистограмма, как показано на фиг. 6Б, основана на цветовых координатах, указывающих значения для красного цвета, и представляет распределение количества пикселей (вертикальная ось) по значениям красного цвета пикселей (горизонтальная ось) в пределах интересующей области 128, показанной на фиг. 6А. Как видно, интересующая область 128 уже не содержит пикселей, имеющих более темный оттенок красного, например пикселей, имеющих значения 120-170 единиц на горизонтальной оси.
В пределах интересующей области 128 можно определить интересующую подобласть 134. Интересующая подобласть 134, в частности, имеет меньшую площадь, чем интересующая область 128, как показано на фиг. 7 и 8. В частности, как показано на фиг. 7, интересующая подобласть 134 может иметь, например, иную форму, чем интересующая область 128.
Перечень ссылочных обозначений
110 - шаг а): обеспечение по меньшей мере одного мобильного устройства, имеющего по меньшей мере одну камеру
112 - мобильное устройство
114 - камера
116 - шаг б): обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски, выполненной с возможностью протекания на ней изменяющей цвет аналитической реакции при нанесении на тест-полоску по меньшей мере одной пробы
118 - тест-полоска
120 - тестовое поле
121 - опорное цветовое поле
122 - шаг в): захват камерой по меньшей мере одного изображения по меньшей мере части тест-полоски
124 - изображение
126 - шаг г): определение на изображении по меньшей мере одной интересующей области 128 интересующая область
130 - шаг д): оценка цветового распределения в пределах первого подмножества пикселей и исключение выбросов в первом подмножестве пикселей
132 - шаг е): определение в пределах интересующей области по меньшей мере одной интересующей подобласти, имеющей меньшую площадь, чем интересующая область, и соотнесение с интересующей подобластью второго подмножества пикселей
134 - интересующая подобласть
136 - шаг ж): сравнение по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения первого подмножества пикселей и по меньшей мере одного среднего значения цветового распределения второго подмножества пикселей и определение путем этого сравнения по меньшей мере одного элемента информации об однородности изображения
138 - ветвление
140 - первая ветвь
142 - вторая ветвь
144 - шаг з): прерывание выполнения способа проведения аналитического измерения, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на непригодность изображения для проведения аналитического измерения,
146 - шаг и): оценка изображения и получение по меньшей мере одного элемента аналитической информации, в частности по меньшей мере одного элемента информации о концентрации по меньшей мере одного аналита в пробе, если по меньшей мере один элемент информации об однородности указывает на пригодность изображения для проведения аналитического измерения
148 - набор
149 - процессор
150 - повреждения
152 - грязные участки.