ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к способу оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства и к способу определения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства. Данное изобретение также относится к компьютерной программе с программными средствами для выполнения способов в соответствии с данным изобретением. Кроме того, данное изобретение относится к мобильному устройству. Способы, компьютерные программы и мобильные устройства в соответствии с настоящим изобретением могут использовать в медицинской диагностике для качественного или количественного определения одного или более аналитов в одной или более биологических жидкостях. Тем не менее, возможны и другие области применения настоящего изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области медицинской диагностики во многих случаях необходимо обнаружить один или более аналитов в образцах биологической 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 биологических 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 способны выполнять одну или более определяемых реакций определения, таких как реакции определения, определяемые оптически. Что касается этих тестовых химических веществ, может быть приведена ссылка, 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 2014/025415 А2 описан способ и устройство для проведения тестирования биологических материалов на основании цветовой реакции. Способ включает в себя получение и интерпретацию цифровых изображений неподвергшегося воздействию, а затем подвергшегося воздействию прибора в автоматически откалиброванной среде. Указанный прибор содержит метку с уникальной идентификацией (UID; Unique Identification), эталонную цветовую полосу (RCB; Reference Color Bar), обеспечивающую образцы стандартизованных цветов для калибровки цвета изображения, и несколько тестовых определенных последовательностей химических тестовых прокладок (СТР; Chemical Test Pad). Кроме того, способ включает в себя определение местоположения прибора на изображении, извлечение UID, извлечение RCB и определение местоположения совокупности СТР в каждом изображении. Кроме того, способ снижает искажения изображения в СТР и автоматически калибрует изображение в соответствии с измерениями освещения, выполненными на RCB. Кроме того, способ определяет результаты тестирования путем сравнения цвета изображения СТР с цветами из цветовой шкалы для интерпретации производителем (MICC; Manufacturer Interpretation Color Chart). Данный способ показывает эти результаты в графическом или количественно выраженном режиме.
В ЕР 1801568 А1 описаны тест-полоска и способ измерения концентрации аналита в образце биологической жидкости. Данный способ включает в себя размещение камеры возле тест-полоски для графического определения цветового индикатора и эталонной цветовой области. Измеренное значение определяют для относительного положения между камерой и полоской и сравнивают с требуемой областью значений. Камеру перемещают для уменьшения отклонения относительно полоски во время отклонения между измеренным значением и требуемым значением. Область изображения, закрепленную за индикатором, локализуют в цветном изображении, которое определяет камера. Концентрацию аналита в образце определяют с помощью значения для сравнения.
В ЕР 1963828 В1 описан способ измерения концентрации по меньшей мере одного аналита, который содержится в образце биологической жидкости, а) при этом подготавливают тест-полоску, которая имеет по меньшей мере одну контрольную точку, по меньшей мере один индикатор времени и по меньшей мере один эталонный цветовой диапазон, который включает белый цвет и/или цветовую шкалу, b) при этом образец жидкости приводят в контакт с контрольной точкой и индикатором времени, с) при этом цветовой индикатор расположен в контрольной точке как функция концентрации аналита; d) при этом цвет индикатора времени изменяется как функция продолжительности времени, в течение которого жидкость находилась в контакте с контрольной точкой, и независимо от концентрации по меньшей мере одного аналита, е) при этом камера расположена на тест-полоске, f) при этом определяют по меньшей мере одно измеренное значение для относительного положения между камерой и тест-полоской и сравнивают с диапазоном номинальных значений, g) при этом при расхождении между измеренным значением и диапазоном номинальных значений камера перемещается относительно тест-полоски, чтобы уменьшить расхождение, и повторяют этапы f) и g), h) при этом камеру используют для записи цветного изображения, на котором изображены по меньшей мере цветовой индикатор, индикатор времени и эталонный цветовой диапазон, j) при этом области изображения, которые связаны с цветовым индикатором, индикатором времени и эталонным цветовым диапазоном, локализуют в цветном изображении и определяют значения цвета этих областей изображения, к) при этом продолжительность времени между приведением образца жидкости в контакт с контрольной точкой и записью цветного изображения определяют на основании значения цвета, определенного для индикатор времени с помощью заданных эталонных значений, и 1) при этом концентрацию аналита в образце определяют на основании значений цвета, определенных для цветового индикатора, и эталонного цветового диапазона, выполненного и на основании продолжительности времени с помощью заданных значений для сравнения.
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. В WO 2007/079843 А2 описан способ измерения концентрации аналита, содержащегося в образце биологической жидкости. В указанном способе обеспечена тест-полоска, которая содержит по меньшей мере одну контрольную точку и по меньшей мере один эталонный цветовой участок, охватывающий белый цвет и/или цветовую шкалу. Образец жидкости приводят в контакт с контрольной точкой, и на контрольной точке располагают цветовой индикатор в соответствии с концентрацией аналита. На тест-полоске размещают камеру. По меньшей мере одно измеренное значение определяют для относительного положения между камерой и тест-полоской и сравнивают с заданным диапазоном значений. Если измеренное значение отклоняется от заданного диапазона значений, камеру перемещают относительно тест-полоски, чтобы уменьшить отклонение. Цветное изображение, на котором представлены по меньшей мере цветовой индикатор и эталонный цветовой участок, определяют с помощью камеры. Находят области изображения, закрепленные за цветовым индикатором и участком цветового соответствия, и определяют значения цветов указанных областей изображения. Концентрацию аналита в образце определяют на основании значений цвета с помощью заданных значений для сравнения. В ЕР 3108244 А1 и WO 2015/120819 А1 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 2015/233898 А1 описан модуль с тест-полосками, который содержит 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.
Несмотря на преимущества, связанные с использованием мобильных вычислительных устройств для проведения аналитических измерений, остается ряд технических задач. В частности, необходимо повысить и обеспечить надежность и точность измерений. 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, окружающее освещение может оказывать значительное 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, окружающее освещение может мешать оценке цвета, образованного на поле реагента тест-полоски.
Проблема, подлежащая решению
Поэтому желательно обеспечить способы и устройства, которые решают вышеупомянутые технические задачи аналитических измерений с помощью мобильных устройств, таких как мобильные устройства бытовой электроники, в частности, многофункциональные 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
Эту проблему решают с помощью способа оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с использованием камеры мобильного устройства, способа определения для определения аналита в образце с использованием камеры согласно способу с использованием мобильного устройства, компьютерной программы и мобильного устройства с элементами согласно независимым пунктам 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 В», «А содержит В» и «А включает в себя В» могут относиться как к ситуации, в которой, помимо В, в А отсутствует другой элемент (т.е. ситуации, в которой А состоит только и исключительно из В), так и к ситуации, в которой, помимо В, в объекте А присутствуют один или более дополнительных элементов, таких как элемент С, элементы С и D 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. Данное изобретение, как будет понятно специалисту в данной области техники, может быть осуществлено с использованием альтернативных признаков. Аналогичным образом признаки, представленные выражением «в варианте реализации данного изобретения» или аналогичными выражениями, предназначены для использования в качестве необязательных признаков, без каких-либо ограничений в отношении альтернативных вариантов реализации данного изобретения, без каких-либо ограничений в отношении объема данного изобретения и без каких-либо ограничений в отношении возможности объединения представленных таким образом признаков с другими необязательными или не необязательными признаками данного изобретения.
В первом аспекте описан способ оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства. Способ включает в себя следующие этапы, которые, например, можно выполнять в данном порядке. Однако следует отметить, что возможен и другой порядок. Кроме того, также возможно выполнить один или более этапов способа один или более раз. Кроме того, можно выполнять два или более этапов способа одновременно или перекрывающимся по времени образом. Способ может включать в себя дополнительные этапы способа, которые не приведены.
Способ включает в себя следующие этапы:
a) получение по меньшей мере одного первого изображения по меньшей мере одной тест-полоски, при этом тест-полоска выполнена с возможностью определения аналита в образце, причем тест-полоска содержит по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для выполнения реакции оптического определения в присутствии аналита, при этом во время получения первого изображения источник освещения мобильного устройства выключен;
b) получение по меньшей мере одного второго изображения тест-полоски, при этом во время получения второго изображения источник освещения мобильного устройства включен;
c) сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) и b), таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением; и
d) получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с), при этом информация о пригодности включает информацию о пригодности условий освещения для определения аналита.
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 или смартфон. Дополнительно или альтернативно, как будет более подробно описано ниже, мобильное устройство может также относиться к планшетному компьютеру или портативному компьютеру другого типа, содержащему по меньшей мере одну камеру.
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, в частности, может иметь тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество 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.
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 
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 обнаружены и/или измерены. В качестве примера по меньшей мере один аналит может быть химическим соединением, которое принимает участие в биотрансформации, таким как одно 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 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 биологическую жидкость, такую как кровь, интерстициальная жидкость, моча, слюна или биологической 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.
Термин «пригодность» может относиться, без ограничения, к характеристике элемента или устройства для выполнения одной или более заданных функций и к соответствию окружающих условий для обеспечения надежности и точности определения аналита в образце. Таким образом, данный термин относится к одному или обоим из характеристик устройства и окружающих условий. Пригодность может быть определена и/или оценена количественно путем определения того, выполнено ли заданное требование. Заданное требование, например по меньшей мере одно пороговое значение, может быть получено, например, на основании экспериментов или на основании определенных граничных условий, например по достигаемой точности. Термин «информация о пригодности» может относиться, без ограничения, к индикации или информации относительно пригодности, особенно в данном случае пригодности условий освещения для целей выполнения аналитического измерения. Элемент информации о пригодности, например, может быть булевым значением или цифровой информацией, например индикацией «пригодно» или «не пригодно»/«непригодно». Однако, дополнительно или альтернативно, информация о пригодности может содержать количественный результат, например степень пригодности. Например, информация о пригодности может содержать информацию о достаточности интенсивности освещения, исходящего от источника освещения мобильного устройства, для освещения тест-полоски. В частности, информация о пригодности может содержать информацию о достаточности интенсивности освещения, исходящего от источника освещения мобильного устройства, для освещения тест-полоски в связи и/или по сравнению с интенсивностями окружающего освещения и/или условиями окружающего освещения.
Используемый в данном документе термин «оценка пригодности условий освещения» относится к тестированию, и/или определению, и/или оценке, и/или определению условий освещения. Используемый в данном документе термин «условия освещения» относится к условиям получения изображения, в частности, как к условиям окружающего освещения, так и к интенсивностям освещения, обеспечиваемым источником освещения мобильного устройства. Кроме того, термин «условия освещения» относится к условиям отражения, в частности свойствам отражения тест-полоски, например, ввиду материала тест-полоски. Термины «окружающее освещение» или «условия окружающего освещения» относятся к освещению, исходящему от доступных источников естественного или искусственного освещения, освещающего тест-полоску независимо от освещения, обеспечиваемого источником освещения мобильного устройства. Окружающее освещение могут создавать и/или обеспечивать источники искусственного освещения, такие как источники комнатного освещения, например лампы, и/или источники естественного освещения, такие как солнце, луна, свет звезд, молнии. Условия освещения могут зависеть от времени, в частности времени дня или ночи. Условия освещения могут зависеть от местоположения, в частности, если изображение получено на открытом воздухе, в помещении, или от географического местоположения. В частности, для измерений на открытом воздухе условия освещения могут зависеть от погодных условий. Для измерений в помещении условия освещения могут зависеть от освещения помещения, которое может различаться в зависимости от активности, например, в домах, супермаркетах, театрах и т.д.
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, как будет подробно описано ниже, 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, М, Y, K или RGGB, BGGR, RGBG, GRGB, RGGB и т.п. Цветовая чувствительность пикселей может быть сгенерирована цветными фильтрами, такими как матрицы цветных фильтров, например по меньшей мере одним фильтром Байера, или соответствующей собственной чувствительностью сенсорных элементов, используемых в пикселях камеры. Эти методы, как правило, известны специалисту в данной области техники.
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, например, из приложений для автоматического считывания штрих-кода.
Используемый в данном 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 освещения для освещения объекта. Используемый в данном документе термины «освещение», «свет», как правило, относятся 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 освещение, используемое в настоящем изобретении, представляет собой освещение 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 описано выше, на этапе а) получают первое изображение, при этом источник освещения мобильного устройства выключен. Это может дать возможность получить изображение, содержащее только интенсивности освещения источников окружающего освещения и независимо от освещения, обеспечиваемого источником освещения мобильного устройства. На этапе b) источник освещения включен таким образом, чтобы можно было определить второе изображение, содержащее интенсивности освещения как от окружающего освещения, так и от освещения источником освещения мобильного устройства.
Источник освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод (светодиод), встроенный в мобильное устройство. Источник освещения может содержать по меньшей мере один светодиод белого света. Светодиодом белого света можно управлять посредством короткого импульса тока таким образом, что светодиод 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 светодиода 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 светодиода. Альтернативно светодиод может быть выполнен с возможностью постоянного освещения тест-полоски в режиме без вспышки.
Источник освещения может быть выполнен с возможностью более яркого освещения по сравнению с окружающим освещением. Источник освещения может представлять собой по существу доминирующий источник освещения при получении изображения тест-полоски на этапе b). Термин «по существу доминирующий» относится к тому, что освещенность от источника освещения превышает освещенность от окружающего освещения, при этом возможно слабое освещение со стороны окружающего освещения. Освещенность от вспышек, генерируемых светодиодом белого света, используемым в мобильных устройствах, может составлять от 80 люкс до 300 люкс на расстоянии до объекта, составляющем 1 м. Таким образом, на расстоянии до объекта, составляющем 0,1 м, освещенность от вспышек, генерируемых светодиодом белого света, может составлять от 8000 люкс до 30000 люкс. Для сравнения: освещенность при полном дневном свете может составлять 10752 люкс, в пасмурный день - 1075 люкс, в очень темный день - 107 люкс, а в сумерках - 10,8 люкс, см. https://www.noao.edu/education/QLTkit/ACTIVITY_Documents/Safety/LightLevels_outdoor+indoor.pdf. Источник освещения может быть выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного светового луча для освещения тест-полоски, интенсивности света которого превышают интенсивности окружающего освещения. Интенсивности света освещения, генерируемого источником освещения, может превышать интенсивности окружающего освещения в два раза, предпочтительно в 10 раз и более предпочтительно в 100 раз.
Этап с) включает в себя сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) и b), таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением. Как указано выше, 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). Каждый из датчиков цвета и/или пикселей цветной съемки может быть выполнен с возможностью генерирования одного сигнала или совокупности сигналов датчика в ответ на освещение. Сигнал датчика может представлять собой или может содержать по меньшей мере один электрический сигнал, такой как по меньшей мере один аналоговый электрический сигнал и/или по меньшей мере один цифровой электрический сигнал. Кроме того, могут использовать необработанные сигналы датчиков или могут использовать обработанные или предварительно обработанные сигналы датчиков, например, сигналы датчиков, предварительно обработанные путем фильтрования и т.п. Камера может быть выполнена с возможностью получения первого и второго изображений на этапах а) и b) по меньшей мере в одном канале цветового сигнала, в частности по меньшей мере в одном канале цветового сигнала, выбранном из группы, состоящей из канала R, канала G и канала В. Камера может быть выполнена с возможностью получения первого и второго изображений на этапах а) и b) в каждом из каналов цветового сигнала. Используемый в данном документе термин «канал цветового сигнала» относится к пикселям цветной съемки микросхемы камеры для одного и того же цвета. Камера и/или процессор, в частности процессор мобильного устройства, могут быть выполнены с возможностью определения на основании первого изображения по меньшей мере одного первого распределения интенсивности и на основании второго изображения по меньшей мере одного второго распределения интенсивности по меньшей мере для одного из каналов цветового сигнала. Предпочтительно первое распределение интенсивности и второе распределение интенсивности могут быть определены для каждого из каналов цветового сигнала. По меньшей мере для одного канала цветового сигнала камера и/или процессор, в частности процессор мобильного устройства, могут быть выполнены с возможностью определения на основании соответствующего первого распределения интенсивности первого спектра интенсивности соответствующего канала цветового сигнала и на основании соответствующего второго распределения интенсивности второго спектра интенсивности соответствующего канала цветового сигнала. Используемый в данном документе термин «спектр интенсивности» относится к распределению интенсивности как функции длины волны. Термин «сравнение первого и второго изображений» относится к сравнению первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала и/или сравнению первого спектра интенсивности и второго спектра интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала.
Указанное сравнение может включать в себя по меньшей мере одну математическую операцию, такую как вычитание соответствующих сигналов датчика, генерируемых пикселями цветной съемки одного канала цветового сигнала, и/или вычитание распределений интенсивности одного канала цветового канала и/или вычитание спектров интенсивности одного цветового сигнала, и/или деление соответствующих сигналов датчика одного канала цветового сигнала и/или деление распределений интенсивности одного канала цветового сигнала и/или деление спектров интенсивности одного канала цветового сигнала. Например, указанное сравнение может включать в себя определение разницы между первым распределением интенсивности и вторым распределением интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала. В частности, для каналов R, G и В разница Δ может быть определена посредством уравнения:
причем цвет=R, G, В, где 
представляет собой разницу в соответствующем канале цветового сигнала, 
представляет собой распределение интенсивности второго изображения соответствующего канала цветового сигнала и 
представляет собой распределение интенсивности первого изображения соответствующего канала цветового сигнала. Дополнительно или альтернативно, сравнение может включать в себя определение частного путем деления первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности и/или путем деления кратных и/или деления линейных комбинаций первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала. В частности, для каналов R, G и В частное может быть определено посредством уравнения:
причем цвет=R, G, В, где 
представляет собой частное в соответствующем канале цветового сигнала, 
представляет собой распределение интенсивности второго изображения соответствующего канала цветового сигнала и 
представляет собой распределение интенсивности первого изображения соответствующего канала цветового сигнала. Камера и/или процессор, в частности процессор мобильного устройства, могут быть выполнены с возможностью выполнения указанных операций, предпочтительно с помощью по меньшей мере одного устройства обработки данных и, более предпочтительно, с помощью по меньшей мере одного процессора и/или по меньшей мере одной специализированной интегральной схемы Таким образом, в качестве примера мобильное устройство может содержать по меньшей мере одно устройство обработки данных, на котором хранится программный код, содержащий ряд компьютерных команд. Мобильное устройство может обеспечивать один или более аппаратных элементов для выполнения одной или более из указанных операций и/или может обеспечивать один или более процессоров с выполняемым на них программным обеспечением для выполнения одной или более из указанных операций. Термин «разница» может относиться к отклонениям, в частности в спектре интенсивности, первого и второго изображений. В частности, термин «разница» относится к отклонениям, превышающим статистические колебания. Источник освещения мобильного устройства может иметь известный или заданный спектральный состав. Термин «спектральный состав» относится к спектру интенсивности освещения, генерируемого источником освещения. В частности, по меньшей мере одно распределение интенсивностей освещения как функция длины волны для каждого из каналов R, G, В может быть известно или задано. В частности, спектр излучения светодиода белого света может быть известен или может быть определен эмпирически. Спектральный состав может храниться в таблице или справочной таблице и может быть определен, например, эмпирически и может, например, сохраняться по меньшей мере в одном устройстве хранения данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Как правило, освещенная тест-полоска может поглощать свет в определенном диапазоне длин волн, а непоглощенный свет отражается и улавливается камерой. Таким образом, спектральная характеристика или состав света, освещающего тест-полоску, может оказывать прямое влияние на получаемые значения RGB полученного изображения. Поскольку спектральный состав источника освещения является известным или заданным, возможно определить величину интенсивности освещения, используемой для освещения тест-полоски, которое исходит от источника освещения. Мобильное устройство может содержать по меньшей мере один процессор, который может быть выполнен с возможностью сравнения первого изображения и второго изображения.
Первое изображение и второе изображение могут быть получены до нанесения образца. Дополнительно или альтернативно, способ может включать в себя по меньшей мере один этап нанесения образца, при этом на этапе нанесения образца образец может быть нанесен на тест-полоску. В частности, образец можно нанести на тест-полоску перед этапами а) и/или b).
Этап d) включает в себя получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с). Получение информации о пригодности на этапе d) может включать в себя сравнение разницы в условиях освещения, определенных на этапе с) по меньшей мере с одним пороговым значением. Только в случае, если разница в условиях освещения между вторым изображением и первым изображением по меньшей мере равна пороговому значению, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для определения аналита. Пороговое значение может зависеть от условий окружающего освещения. Например, пользователь и/или процессор могут быть выполнены с возможностью регулирования и/или выбора порогового значения в зависимости от условий окружающего освещения. Пороговое значение может храниться в таблице или справочной таблице и может быть определено, например, эмпирически и может, например, сохраняться по меньшей мере в одном устройстве хранения данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Например, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 70% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски, исходит от источника освещения. Например, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 80% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски, исходит от источника освещения. Возможны и другие пороговые значения. Например, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если 90% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски, исходит от источника освещения.
Условия освещения могут быть обозначены в индикации как пригодные, даже в случае яркого источника окружающего освещения, если состав окружающего освещения по существу соответствует ожидаемому составу освещения, генерируемого источником освещения. Термин «состав» относится к цветовому составу освещения, в частности, к составу распределений интенсивности соответствующих каналов цветового сигнала. Термин «ожидаемый состав» представляет собой заданный спектральный состав.
Термин «по существу соответствует» относится к условиям, в которых состав окружающего освещения соответствует ожидаемому составу освещения, создаваемого источником освещения, с допуском ± 30% или меньше, предпочтительно с допуском ± 20% или меньше, наиболее предпочтительно с допуском ± 10% или меньше. Условия освещения могут быть представлены в индикации как пригодные, если 
при этом 
представляют собой распределения интенсивности соответствующих каналов цветового сигнала для освещения окружающим освещением, 
представляют собой распределения интенсивности соответствующих каналов цветового сигнала для освещения, генерируемого источником освещения, и ε≤0,3, предпочтительно ε≤0,2, наиболее предпочтительно ε≤0,1.
Способ может дополнительно включать в себя проверку и/или оценку того, обеспечивает ли источник освещения достаточную интенсивность освещения. При проверке и/или оценке того, выполнен ли источник освещения с возможностью обеспечения достаточного освещения, могут использовать по меньшей мере один способ определения пороговых значений. Достаточность интенсивности освещения может зависеть от свойств поверхности тест-полоски и/или условий окружающего освещения. В частности, в том случае, если тест-полоска, обладающая интенсивными отражательными свойствами, может быть достаточной более низкая интенсивность освещения по сравнению с темными или слабыми отражательными свойствами. Кроме того, в случае условий яркого окружающего освещения, например из-за солнечного света, может потребоваться более высокая интенсивность по сравнению с условиями экранированного окружающего освещения.
В дополнительном аспекте согласно настоящему изобретению описан способ определения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства. Способ включает в себя следующие этапы, которые, например, можно выполнять в данном порядке. Однако следует отметить, что возможен и другой порядок. Кроме того, также возможно выполнить один или более этапов способа один или более раз. Кроме того, можно выполнять два или более этапов способа одновременно или перекрывающимся по времени образом. Способ может включать в себя дополнительные этапы способа, которые не приведены. Способ включает в себя следующие этапы:
i) оценку условий освещения с помощью способа оценки пригодности условий освещения в соответствии с одним из предшествующих вариантов реализации изобретения;
ii) выполнение следующих этапов, если информация о пригодности условий освещения указывает на то, что условия освещения являются пригодными для определения аналита:
A) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски для определения аналита в образце, причем тест-полоска содержит по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
B) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле тест-полоски;
C) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля с помощью камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен; и
D) определение на основании изображения, полученного на этапе С), концентрации аналита в образце.
В отношении вариантов реализации изобретения и определения способа определения приводится ссылка на предоставленное выше описание способа оценки пригодности условий освещения и согласно приведенному ниже более подробному описанию. В частности, в отношении этапа i) способа может быть приведена ссылка на предоставленное выше описание способа оценки пригодности условий освещения.
Определение концентрации аналита может включать в себя оптическое определение. Используемый в данном документе термин «оптическое определение» относится к определению реакции с использованием химического вещества для оптического теста, такого как тестовое химическое вещество для изменение цвета, которое изменяет цвет в присутствии аналита. Изменение цвета, в частности, может зависеть от количества аналита, присутствующего в образце. Этап D) может включать в себя анализ цвета пятна на тестовом поле тест-полоски, причем указанное пятно по меньшей мере частично содержит образец. Методы определения аналита посредством оптического определения и, в частности, анализа цвета пятна на тестовом поле, как правило, известны специалисту в данной области техники. Для оценки по меньшей мере одного изображения и получения по меньшей мере одной аналитической информации о нем можно использовать несколько алгоритмов, которые, как правило, известны специалистам в области аналитики, например, в области контроля уровня глюкозы в крови. Таким образом, в качестве примера может быть оценен цвет тестового элемента, например цвет по меньшей мере одного тестового поля, содержащего по меньшей мере одно тестовое химическое вещество. В качестве примера при оценке изображения в изображении тестового элемента может быть определена представляющая интерес область, например представляющая интерес область в тестовом поле тестового элемента, и может быть проведен анализ цвета, такой как статистический анализ. В качестве примера прямоугольная, квадратная, многоугольная, овальная или круглая представляющая интерес область может быть определена в пределах той части изображения, которая распознается как изображение тестового поля. Впоследствии может быть проведен статистический анализ цвета пикселей в пределах представляющей интерес области. В качестве примера для пикселей могут быть получены одна или более цветовых координат, и по представляющей интерес области может быть проведен статистический анализ цветовых координат. В качестве примера может быть определен центр распределения по меньшей мере одной цветовой координаты. Используемый в данном документе термин «цветовая координата» 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 координате произвольной системы цветовых координат, используемой для описания цвета с помощью координат. Специалисту в данной области техники, как правило, известны несколько систем цветовых координат, которые также могут использоваться в контексте настоящего изобретения. Таким образом, в качестве примера могут использовать колориметрическую система координат или систему координат, основанную на человеческом восприятии, например цветовое пространство CIE 1964, систему цветов Манселла или другие системы координат, такие как R, G, В, L, а, b.
Таким образом, для получения аналитической информации на основании изображения, можно, например, отслеживать заданную или определяемую взаимосвязь по меньшей мере одной цветовой координаты тестового элемента, например тестового поля. Как указано выше, статистический анализ может быть проведен для тестового элемента или его части, например, в тестовом поле, содержащем по меньшей мере одно тестовое химическое вещество, и/или в представляющей интерес области в пределах тестового поля, содержащей по меньшей мере одно тестовое химическое вещество. Таким образом, в качестве примера по меньшей мере одно тестовое поле в изображении тестового элемента может быть распознано, предпочтительно автоматически, например посредством распознавания образов и/или других алгоритмов, как описано в примерах ниже. Опять же, одна или более представляющих интерес областей могут быть определены в пределах частичного изображения тестового поля. В представляющей интерес области могут быть определены цветовые координаты, например опять же координаты синего цвета и/или другие цветовые координаты, например опять же с использованием одной или более гистограмм. Статистический анализ может включать в себя подбор одной или более аппроксимирующих кривых, как описано выше, по меньшей мере к одной гистограмме, с определением таким образом, например, центра пика. Таким образом, реакцию окрашивания можно отслеживать с помощью одного или более изображений, при этом для одного или более изображений посредством статистического анализа можно определить центр пика, с определением таким образом изменения цвета в пределах по меньшей мере одной координаты. Как только реакция окрашивания завершена или достигла заданной или определяемой конечной точки, что, как правило, известно специалисту в данной области техники, например, на основании контроля уровня глюкозы в крови может быть определено изменение по меньшей мере одной цветовой координаты или цветовых координат конечной точки, и оно может быть преобразовано, например, в концентрацию аналита в образце с использованием заданной или определяемой корреляции между цветовой координатой и концентрацией. Указанная корреляция, например функция преобразования, таблица преобразования или справочная таблица, может быть определена, например, эмпирически и может, например, сохраняться по меньшей мере в одном устройстве хранения данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п.
В том случае, если оценка условий освещения на этапе i) не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство может быть выполнено с возможностью прерывания и/или предотвращения определения аналита в образце. Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство может быть выполнено с возможностью генерирования по меньшей мере одного предупредительного сигнала. Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство может быть выполнено с возможностью повторного выполнения этапа i). Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) не установления для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство может быть выполнено с возможностью генерирования по меньшей мере одной подсказки пользователю изменить условия окружающего освещения, например переместить в другое место и/или выключить мешающие источники света.
После этапа D) условия освещения могут быть оценены с помощью способа оценки пригодности условий освещения согласно настоящему изобретению. Определенная концентрация аналита может быть отклонена, если информация о пригодности в отношении пригодности условий освещения указывает, что условия освещения не пригодны для определения аналита. Мобильное устройство может быть выполнено с возможностью генерирования предупредительного сигнала для пользователя, такого как визуальное предупредительное сообщение на дисплее мобильного устройства и/или по меньшей мере один звуковой предупредительный сигнал.
Этап С) может включать в себя предоставление пользователю визуальной индикации для размещения тест-полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области. Используемый в данном документе термин «целевая область» относится к заданной или заранее определенной области, в которой, как можно предположить, находится тестовое поле тест-полоски во время получения изображения. Визуальная индикация, такая как визуальное указание, может быть предоставлена пользователю перед получением изображения. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну инструкцию, такую как текстовое сообщение и/или графическую инструкцию. Например, визуальная индикация может включать визуализацию тест-полоски или частей тест-полоски, например контур и/или очертание тест-полоски. Визуальная индикация может содержать контур тест-полоски или контрольную область на тест-полоске, например рамку, которая соответствует форме тест-полоски, совмещенной с дисплеем мобильного устройства, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры относительно тест-полоски. Получение по меньшей мере одного изображения может быть инициировано автоматически в том случае, если определено, что могут быть удовлетворены критерий четкости и/или пространственный критерий, в частности, если определено, что контур тест-полоски визуальной индикации совмещен с тест-полоской. Визуальная индикация может зависеть от используемой тест-полоски. Например, визуальная индикация, такая как контур и/или очертание тест-полоски, может быть определена эмпирически и/или может быть сохранена по меньшей мере в одной справочной таблице и/или по меньшей мере в одном хранилище данных мобильного устройства, например программным обеспечением, в частности по меньшей мере одним приложением, скачанного из магазина приложений, и т.п. Дополнительно или альтернативно могут быть предоставлены звуковые указания или другие типы указаний.
Как будет более подробно описано ниже, способ оценки пригодности условий освещения и способ определения могут быть полностью или частично реализованы на компьютере, в частности, на компьютере мобильного устройства, таком как процессор мобильного устройства. Таким образом, в частности, данные способы могут включать в себя использование по меньшей мере одного процессора и программных инструкций для выполнения по меньшей мере этапов с) и d) способа оценки пригодности условий освещения и/или этапа D) способа согласно способу определения. В частности, способы могут быть полностью или частично реализованы как так называемые приложения, например для Android или iOS, и, например, могут быть скачаны из магазина приложений. Программные инструкции, в частности приложение, могут также содержать инструкции для пользователя, например посредством одного или более дисплеев, звуковых инструкций или других инструкций, чтобы поддерживать этапы способа в отношении оценки пригодности условий освещения и/или способа определения. При этом, как указано выше, этапы а) и b) способа также могут быть полностью или частично реализованы на компьютере, например путем автоматического получения первого и второго изображений по меньшей мере одной тест-полоски с помощью камеры, когда тест-полоска оказывается в поле зрения камеры и/или в определенном диапазоне в пределах поля зрения. Процессор для осуществления способа оценки пригодности условий освещения и/или способа определения, в частности, может быть частью мобильного устройства.
Как указано выше, мобильное устройство, в частности, может представлять собой портативный компьютер и/или устройство мобильной связи. Таким образом, в частности, мобильное устройство может быть выбрано из группы, состоящей из:
устройства мобильной связи, в частности смартфона; портативного компьютера, в частности ноутбука; планшетного компьютера.
Как указано выше, дополнительные этапы способа могут быть реализованы на компьютере или с помощью компьютера, в частности, посредством процессора мобильного устройства.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описана компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно любому из вариантов реализации изобретения, как описано в данном документе. В частности, выполняемые компьютером инструкции могут быть пригодными для выполнения одного или более этапов а), b), с) и d) способа. В частности, программа выполняется на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства, содержащего по меньшей мере одну камеру.
Таким образом, в общем, в данном документе описана и предложена компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно настоящему изобретению в одном или более вариантах реализации изобретения, включенных в данный документ, при выполнении программы на компьютере или в компьютерной сети. В частности, компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе данных. Таким образом, в частности, один, более чем один или даже все этапы способа, как указано выше, могут быть выполнены с использованием компьютера или компьютерной сети, предпочтительно с использованием компьютерной программы. В частности, компьютер может быть полностью или частично интегрирован в мобильное устройство, а компьютерные программы, в частности, могут быть реализованы в виде программного приложения. Однако в качестве альтернативы по меньшей мере часть компьютера может быть расположена вне мобильного устройства.
Далее 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 оценки пригодности условий освещения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, в частности, согласно одному или более этапам способа, упомянутым выше.
Далее в данном документе описан и предложен компьютерный программный продукт со средствами программного кода, хранящимися на машиночитаемом носителе, для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, при выполнении программы на компьютере или в компьютерной сети. 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 оценки пригодности условий освещения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, в частности, согласно одному или более из этапов способа оценки пригодности условий освещения, как упомянуто выше.
В частности, в данном документе дополнительно описаны:
- компьютер или компьютерная сеть, содержащая по меньшей мере один процессор, причем процессор выполнен с возможностью осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании,
- загружаемая на компьютер структура данных, которая выполнена с возможностью осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении структуры данных на компьютере,
- компьютерная программа, причем компьютерная программа выполнена с возможностью осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении программы на компьютере, компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети,
- компьютерная программа, содержащая программные средства согласно предшествующему варианту реализации изобретения, причем программные средства хранятся на носителе данных, считываемом компьютером,
- носитель данных, причем структура данных хранится на носителе данных и причем структура данных выполнена с возможностью осуществления способа оценки пригодности условий освещения 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, и компьютерный программный продукт, содержащий средства программного кода, причем средства программного кода могут храниться или хранятся на носителе данных, для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, если средства программного кода выполняются на компьютере или в компьютерной сети.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описана компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа определения согласно любому из вариантов реализации изобретения, как описано в данном документе. В частности, выполняемые компьютером инструкции могут подходить для выполнения одного или более этапов i) и ii) способа. В частности, программа выполняется на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства, содержащего по меньшей мере одну камеру.
Таким образом, в общем, в данном документе описана и предложена компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа определения согласно настоящему изобретению в одном или более вариантах реализации изобретения, включенных в данных документ, при выполнении программы на компьютере или в компьютерной сети. В частности, компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе данных. Таким образом, в частности, один, более чем один или даже все этапы способа, как указано выше, могут быть выполнены с использованием компьютера или компьютерной сети, предпочтительно с использованием компьютерной программы. В частности, компьютер может быть полностью или частично интегрирован в мобильное устройство, а компьютерные программы, в частности, могут быть реализованы в виде программного приложения. Однако в качестве альтернативы по меньшей мере часть компьютера может быть расположена вне мобильного устройства.
Далее 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, в частности, согласно одному или более этапам способа, упомянутым выше.
Кроме того, в данном документе описан и предложен компьютерный программный продукт со средствами программного кода, хранящимися на машиночитаемом носителе, для осуществления способа определения согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в данном документе, при выполнении программы на компьютере или в компьютерной сети. 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 передавать 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, согласно одному или более из этапов способа определения, как упомянуто выше.
В частности, в данном документе дополнительно описаны:
- компьютер или компьютерная сеть, содержащая по меньшей мере один процессор, причем процессор выполнен с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании,
- 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,
- компьютерная программа, причем компьютерная программа выполнена с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, при выполнении программы на компьютере,
- 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, компьютерная программа, содержащая программные средства согласно предшествующему варианту реализации изобретения, причем программные средства хранятся на носителе данных, считываемом компьютером,
- носитель данных, причем структура данных хранится на носителе данных и причем 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, и
- компьютерный программный продукт, содержащий средство программного кода, причем средства программного кода могут храниться или хранятся на носителе данных, для осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации изобретения, изложенных в этом описании, если средства программного кода выполняются на компьютер или в компьютерной сети.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описано мобильное устройство для выполнения аналитического измерения. Мобильное устройство содержит:
- по меньшей мере одну камеру;
- по меньшей мере один источник освещения; и
- по меньшей мере один процессор, содержащий программные средства для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из предшествующих вариантов реализации изобретения.
Для большинства используемых в данном документе терминов и возможных определений может быть предоставлена ссылка на приведенное выше описание способов.
Процессор дополнительно может содержать программные средства для осуществления способа определения согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения. Мобильное устройство может представлять собой устройство мобильной связи.
Способы 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 точность способа выполнения аналитического измерения по сравнению со способами, известными из уровня техники. В частности, настоящее изобретение может повысить надежность и точность приложения, например приложения, содержащего выполняемые компьютером инструкции для выполнения аналитического измерения по сравнению с известными приложениями или компьютерными программами. В частности, настоящее изобретение может дать возможность обеспечить надежные условия получения изображений независимо от условий окружающего освещения и для различных мобильных устройств. В частности, это можно обеспечить, избегая и/или значительно уменьшая влияние окружающего освещения.
Обобщая и не исключая дополнительные возможные варианты реализации изобретения, можно предусмотреть следующие варианты реализации изобретения:
Вариант 1 реализации изобретения: Способ оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства, включающий следующие этапы:
a) получение по меньшей мере одного первого изображения по меньшей мере одной тест-полоски, при этом тест-полоска выполнена с возможностью определения аналита в образце, причем тест-полоска имеет по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для выполнения реакции оптического определения в присутствии аналита, при этом во время получения первого изображения источник освещения мобильного устройства выключен;
b) получение по меньшей мере одного второго изображения тест-полоски, при этом во время получения второго изображения источник освещения мобильного устройства включен;
c) сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) и b), таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением; и
d) получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с), при этом информация о пригодности включает информацию о пригодности условий освещения для определения аналита.
Вариант 2 реализации изобретения: Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что источник освещения имеет известный или заданный спектральный состав.
Вариант 3 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что источник освещения выполнен с возможностью более яркого освещения по сравнению с окружающим освещением.
Вариант 4 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что первое изображение и второе изображение получают до нанесения образца.
Вариант 5 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что способ включает в себя по меньшей мере один этап нанесения образца, при этом на этапе нанесения образца образец наносят на тест-полоску, при этом образец наносят на тест-полоску перед этапами а) и/или b).
Вариант 6 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что получение информации о пригодности на этапе d) включает в себя сравнение разницы в условиях освещения, определенных на этапе с) по меньшей мере с одним пороговым значением.
Вариант 7 реализации изобретения: Способ согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что только в том случае, если разница в условиях освещения между вторым изображением и первым изображением по меньшей мере равна пороговому значению, информацию о пригодности устанавливают для индикации пригодности условий освещения для определения аналита.
Вариант 8 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что информация о пригодности установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 80% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски, исходит от источника освещения.
Вариант 9 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя проверку и/или оценку того, обеспечивает ли источник освещения достаточную интенсивность освещения.
Вариант 10 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что камера представляет собой камеру устройства мобильной связи.
Вариант 11 реализации изобретения: Способ согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что источник освещения мобильного устройства содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство.
Вариант 12 реализации изобретения: Способ определения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства, включающий:
i) оценку условий освещения с помощью способа оценки пригодности условий освещения согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения;
ii) выполнение следующих этапов, если информация о пригодности условий освещения указывает на то, что условия освещения являются пригодными для определения аналита:
A) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски для определения аналита в образце, причем тест-полоска содержит по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
B) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле тест-полоски;
C) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля с помощью камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен; и
D) определение на основании изображения, полученного на этапе С), концентрации аналита в образце.
Вариант 13 реализации изобретения: Способ определения согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающийся тем, что этап D) включает в себя анализ цвета пятна на тестовом поле тест-полоски, причем указанное пятно по меньшей мере частично содержит образец.
Вариант 14 реализации изобретения: Способ определения согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что этап С) включает в себя визуальную индикацию для пользователя для расположения тест-полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области.
Вариант 15 реализации изобретения: Способ определения согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что после этапа D) условия освещения оценивают с помощью способа оценки пригодности условий освещения согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, при этом определенную концентрацию аналита отклоняют, если информация о пригодности относительно пригодности условий освещения указывает на то, что условия освещения не являются пригодными для определения аналита.
Вариант 16 реализации изобретения: Компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к способу оценки пригодности условий освещения, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
Вариант 17 реализации изобретения: Компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа определения согласно одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к способу определения, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
Вариант 18 реализации изобретения: Мобильное устройство, содержащее:
- по меньшей мере одну камеру;
- по меньшей мере один источник освещения; и
- по меньшей мере один процессор, содержащий программные средства для осуществления способа оценки пригодности условий освещения согласно одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к способу оценки пригодности условий освещения.
Вариант 19 реализации изобретения: Мобильное устройство согласно предшествующему варианту реализации изобретения, отличающееся тем, что процессор дополнительно содержит программные средства для осуществления способа определения согласно любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, относящихся к способу определения.
Вариант 20 реализации изобретения: Мобильное устройство согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающееся тем, что мобильное устройство представляет собой устройство мобильной связи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Дополнительные необязательные признаки и варианты реализации изобретения будут более подробно изложены в последующем описании вариантов реализации изобретения, предпочтительно в сочетании с зависимыми пунктами формулы 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 данного изобретения не ограничен предпочтительными вариантами реализации изобретения. Варианты реализации изобретения схематично изображены на фигурах. В данном документе идентичные ссылочные позиции на этих фигурах относятся к идентичным или функционально сопоставимым элементам.
Фигуры включают следующее:
на фиг. 1 показана блок-схема способа оценки пригодности условий освещения и способа определения аналита;
на фиг. 2 показан вид в перспективе варианта реализации мобильного устройства для осуществления способа оценки пригодности условий освещения; и
на фиг. 3A-3G показаны относительные распределения спектральной интенсивности стандартного источника света и экспериментальные результаты воздействия окружающего освещения на получаемое камерой изображение.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показана блок-схема способа 110 оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры 112 мобильного устройства 114 и способа определения аналита 115. Способ 110 оценки пригодности включает в себя следующие этапы:
a) (обозначено ссылочной позицией 117) получение по меньшей мере одного первого изображения по меньшей мере одной тест-полоски 116, при этом тест-полоска 116 выполнена с возможностью определения аналита в образце, причем тест-полоска 116 содержит по меньшей мере одно тестовое поле 118, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для выполнения реакции оптического определения в присутствии аналита, при этом во время получения первого изображения источник 120 освещения мобильного устройства 114 выключен;
b) (обозначено ссылочной позицией 122) получение по меньшей мере одного второго изображения тест-полоски 116, при этом во время получения второго изображения источник 120 освещения мобильного устройства 114 включен;
c) (обозначено ссылочной позицией 124) сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) 117 и b) 122, таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением; и
d) (обозначено ссылочной позицией 126) получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с) 124, при этом информация о пригодности включает информацию о пригодности условий освещения для определения аналита.
На фиг. 2 показан вид в перспективе мобильного устройства 114 для осуществления способа 110 оценки пригодности условий освещения. Мобильное устройство 114 может представлять собой мобильное электронное устройство, более конкретно устройство мобильной связи, такое как сотовый телефон или смартфон. Дополнительно или альтернативно, мобильное устройство 114 может также относиться к планшетному компьютеру или портативному компьютеру другого типа, содержащему по меньшей мере одну камеру. Кроме того, показана по меньшей мере одна тест-полоска 116. Тест-полоска 118 содержит тестовое поле 118, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для определения по меньшей мере одного аналита. Тест-полоска 116, 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 118.
Мобильное устройство 114 содержит по меньшей мере одну камеру 112. Камера 112 может содержать по меньшей мере одну микросхему камеры, не показанную в данном документе, например по меньшей мере одну микросхему ПЗС и/или по меньшей мере одну микросхему со структурой КМОП, выполненную с возможностью записи изображений. Камера 112, как правило, может содержать одномерную или двумерную группу датчиков изображения, например пиксели. Камера 112 может представлять собой камеру устройства мобильной связи. Камера 112, в частности, может представлять собой камеру для цветной съемки. Камера 112 может быть выполнена с возможностью генерирования значений цвета по меньшей мере для трех цветов, например для красного (R), зеленого (G), синего (В). Например, каждый пиксель микросхемы камеры может иметь три или более разных датчиков цвета, например пикселей цветной съемки, таких как один пиксель для R, один пиксель для G, один пиксель для В.
Способ 110 оценки пригодности условий освещения может включать в себя определение влияния окружающего освещения на получение изображения с помощью камеры 112 мобильного устройства 114. Например, информация о пригодности может содержать информацию о достаточности интенсивности освещения, исходящего от источника 120 освещения мобильного устройства 114, для освещения тест-полоски 116. В частности, информация о пригодности может содержать информацию о достаточности интенсивности освещения, исходящего от источника 120 освещения мобильного устройства 114, для освещения тест-полоски 116 в связи и/или по сравнению с интенсивностями окружающего освещения и/или условиями окружающего освещения. Окружающее освещение могут создавать и/или обеспечивать источники искусственного освещения, такие как источники комнатного освещения, например лампы, и/или источники естественного освещения, такие как солнце, луна, свет звезд, молнии. Условия освещения могут зависеть от времени, в частности времени дня или ночи. Условия освещения могут зависеть от местоположения, в частности, если изображение получено на открытом воздухе, в помещении, или от географического местоположения. В частности, для измерений на открытом воздухе условия освещения могут зависеть от погодных условий. Для измерений в помещении условия освещения могут зависеть от освещения помещения, которое может различаться в зависимости от активности, например, в домах, супермаркетах, театрах и т.д.
Источник 120 освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство 114. В частности, источник 120 освещения может представлять собой заднюю подсветку мобильного устройства 114, в частности мобильного телефона. Мобильное устройство 114 может содержать дополнительные устройства освещения, такие как по меньшей мере один источник освещения, освещающий по меньшей мере один дисплей 128, и/или дисплей 128 может быть спроектирован как дополнительный источник освещения.
Источник 120 освещения может иметь два состояния: включенное состояние, в котором он генерирует световой луч для освещения тест-полоски 116, и выключенное состояние, в котором источник 120 освещения выключен. Как описано выше, на этапе а) 117 получают первое изображение, при этом источник 120 освещения мобильного устройства 114 выключен. Это может дать возможность получить изображение, содержащее только интенсивности освещения источников окружающего освещения и независимо от освещения, обеспечиваемого источником 120 освещения мобильного устройства 114. На этапе b) 122 источник 120 освещения включают таким образом, чтобы можно было определить второе изображение, содержащее интенсивности освещения как от окружающего освещения, так и от освещения от источника 120 освещения мобильного устройства 114.
Светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство 114, может содержать по меньшей мере один светодиод белого света. Светодиодом белого света можно управлять посредством короткого импульса тока таким образом, что светодиод белого света может быть выполнен с возможностью генерирования яркой вспышки света. Источник 120 освещения может быть выполнен с возможностью постоянного освещения тест-полоски 116 во время получения изображения. В отличие от электронных вспышек, длительность вспышки светодиода белого света может составлять несколько сотен (100) мс. Это может позволить источнику 120 освещения постоянно освещать тест-полоску 116 во время получения изображения в режиме вспышки светодиода. Альтернативно, светодиод может быть выполнен с возможностью постоянного освещения тест-полоски в режиме без вспышки, причем светодиод выполнен с возможностью непрерывного генерирования по меньшей мере одного светового луча для освещения тест-полоски 116.
Источник 120 освещения может быть выполнен с возможностью более яркого освещения по сравнению с окружающим освещением. Источник 120 освещения может представлять собой по существу доминирующий источник света при получении изображения на этапе b) 122 тест-полоски 116. Освещенность от вспышек, генерируемых светодиодом белого света, используемым в мобильных устройствах, может составлять от 80 люкс до 300 люкс на расстоянии до объекта, составляющем 1 м. Таким образом, на расстоянии до объекта, составляющем 0,1 м, освещенность от вспышек, генерируемых светодиодом белого света, может составлять от 8000 люкс до 30000 люкс. Для сравнения: освещенность при полном дневном свете может составлять 10752 люкс, в пасмурный день - 1075 люкс, в очень темный день - 107 люкс, а в сумерках - 10,8 люкс, см. https://www.noao.edu/education/QLTkit/ACTIVITY_Documents/Safety/LightLevels_outdoor+indoor.pdf. Источник 120 освещения может быть выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного светового луча 130 для освещения тест-полоски 116, интенсивности света которого превышают интенсивности окружающего освещения. Интенсивности света светового луча 130, генерируемого источником 120 освещения, могут превышать интенсивности окружающего освещения в два раза, предпочтительно в 10 раз и более предпочтительно в 100 раз.
Этап с) 124 включает в себя сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) 117 и b) 122, таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением. Как указано выше, каждый пиксель микросхемы камеры может иметь три или более разных датчиков цвета, например пиксели цветной съемки, такие как один пиксель для красного (R), один пиксель для зеленого (G) и один пиксель для синего (В). Например, камера 112 может содержать по меньшей мере один датчик Байера. Микросхема камеры может быть выполнена с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала датчика для каждого из каналов R, G, В. Микросхема камеры может быть выполнена с возможностью определения спектра интенсивности соответствующего канала R, G, В. Камера 112 может быть выполнена с возможностью получения первого и второго изображений на этапах а) 117 и b) 122 по меньшей мере в одном цветовом канале, в частности по меньшей мере в одном канале цветового сигнала, выбранном из группы, состоящей из канала R, канала G и канала В. Камера 112 может быть выполнена с возможностью получения первого и второго изображений на этапах а) 117 и b) 122 в каждом из каналов цветового сигнала. Мобильное устройство 114 содержит по меньшей мере один процессор 132. Камера 112 и/или процессор 132 могут быть выполнены с возможностью определения на основании первого изображения по меньшей мере одного первого распределения интенсивности и на основании второго изображения по меньшей мере одного второго распределения интенсивности по меньшей мере для одного из каналов цветового сигнала. Предпочтительно первое распределение интенсивности и второе распределение интенсивности могут быть определены для каждого из каналов цветового сигнала. По меньшей мере для одного канала цветового сигнала камера 112 и/или процессор 132 могут быть выполнены с возможностью определения на основании соответствующего первого распределения интенсивности первого спектра интенсивности соответствующего канала цветового сигнала и на основании соответствующего второго распределения интенсивности второго спектра интенсивности соответствующего канала цветового сигнала. Например, указанное сравнение может включать в себя определение разницы между первым распределением интенсивности и вторым распределением интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала. В частности, для каналов R, G и В разница А может быть определена посредством уравнения:
причем цвет=R, G, В, где Δцвет представляет собой разницу в соответствующем канале цветового сигнала, 
представляет собой распределение интенсивности второго изображения соответствующего канала цветового сигнала и 
представляет собой распределение интенсивности первого изображения соответствующего канала цветового сигнала. Дополнительно или альтернативно, сравнение может включать в себя определение частного путем деления первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности и/или путем деления кратных и/или деления линейных комбинаций первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала. В частности, для каналов R, G и В частное может быть определено посредством уравнения:
причем цвет=R, G, В, где Qцвет представляет собой частное в соответствующем канале цветового сигнала, 
представляет собой распределение интенсивности второго изображения соответствующего канала цветового сигнала и 
представляет собой распределение интенсивности первого изображения соответствующего канала цветового сигнала. Процессор 132 может содержать вычислительные средства, выполненные с возможностью сравнения первого и второго изображений.
Источник 120 освещения мобильного устройства 114 может иметь известный или заданный спектральный состав. В частности, по меньшей мере одно распределение интенсивностей освещения как функция длины волны для каждого из каналов R, G, В может быть известно или задано. В частности, спектр излучения светодиода белого света может быть известен или может быть определен эмпирически. Спектральный состав может храниться в таблице или справочной таблице и может быть определен, например, эмпирически и может, например, сохраняться по меньшей мере в одном устройстве хранения данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Поскольку спектральный состав источника 120 освещения является известным или заданным, возможно определить величину интенсивности освещения, используемой для освещения тест-полоски 116, которое исходит от источника 120 освещения.
Первое изображение и второе изображение могут быть получены до нанесения образца. Дополнительно или альтернативно, способ может включать в себя по меньшей мере один этап нанесения образца, при этом на этапе нанесения образца образец может быть нанесен на тест-полоску 116. В частности, образец можно нанести на тест-полоску 116 перед этапами а) 117 и/или b) 122.
Этап d) 126 включает в себя получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с) 124. Получение информации о пригодности на этапе d) 126 может включать в себя сравнение разницы в условиях освещения, определенных на этапе с) 124 по меньшей мере с одним пороговым значением. Только в случае, если разница в условиях освещения между вторым изображением и первым изображением по меньшей мере равна пороговому значению, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для определения аналита. Пороговое значение может зависеть от условий окружающего освещения. Например, пользователь и/или процессор 132 могут быть выполнены с возможностью регулирования и/или выбора порогового значения в зависимости от условий окружающего освещения. Пороговое значение может храниться в таблице или справочной таблице и может быть определено, например, эмпирически и может, например, сохраняться по меньшей мере в одном устройстве хранения данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Например, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 80% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски 116, исходит от источника 120 освещения. Например, информация о пригодности может быть установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в случае, если 90% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски 116, исходит от источника 120 освещения.
На фиг. 3А показано относительное распределение мощности стандартных источников света А, В, С CIE от 380 нм до 780 нм, см. https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_illuminant. На фиг. 3В показана интенсивность I определенных RGB-сигналов как функция длины волны 1 в нм для образца крови 100 мг/дл, освещенного стандартным источником света А. На фиг. 3С показана интенсивность I определенных RGB-сигналов как функция длины волны % в нм для образца крови 100 мг/дл, освещенного стандартным источником света В. На фиг. 3D показана интенсивность I определенных RGB-сигналов как функция длины волны λ в нм для образца крови 100 мг/дл, освещенного стандартным источником света С. Наблюдали интенсивность определенных RGB-сигналов как функцию изменения длины волны в зависимости от освещения соответствующим источником света А, В или С. На фиг. 3Е показана интенсивность I определенных RGB-сигналов как функция длина волны λ в нм для образца крови 100 мг/дл, при этом образец освещается стандартным источником света А с 10%-й интенсивностью света и источником 120 освещения с 90%-й интенсивностью света, в данном случае светоизлучающим диодом смартфона Samsung Galaxy® J7. Замечено, что интенсивность определенных RGB-сигналов как функция длины волны не зависит от освещения соответствующим источником света. Освещение, исходящее от источника 120 освещения, преобладает в условиях освещения.
В соответствии с фиг. 1, способ 115 определения включает в себя этап i) 134, на котором оценивают условия освещения с помощью способа оценки пригодности условий освещения. Способ 115 определения включает в себя этап ii) 136, на котором, если информация о пригодности относительно пригодности условий освещения указывает, что условия освещения являются пригодными для определения аналита, выполняют следующие этапы:
A) (обозначено ссылочной позицией 138) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски для определения аналита в образце, причем тест-полоска содержит по меньшей мере одно тестовое поле, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
B) (обозначено ссылочной позицией 140) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле 118 тест-полоски 116;
C) (обозначено ссылочной позицией 142) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля 118 с помощью камеры 112, при этом во время указанного получения источник 120 освещения мобильного устройства включен; и
D) (обозначено ссылочной позицией 144) определение на основании изображения, полученного на этапе С), концентрации аналита в образце.
Этап С) 142 может включать в себя предоставление пользователю визуальной индикации для размещения тест-полоски 116 относительно камеры 112 таким образом, чтобы тестовое поле 118 по меньшей мере частично располагалось в целевой области. Визуальная индикация, такая как визуальное указание, может быть предоставлена пользователю перед получением изображения. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну инструкцию, такую как текстовое сообщение и/или графическую инструкцию. Например, визуальная индикация может включать визуализацию тест-полоски 116 или частей тест-полоски 116, таких как контур и/или очертание тест-полоски 116. Визуальная индикация может содержать очертание тест-полоски 116 или контрольную область на тест-полоске 116, например рамку, которая соответствует форме тест-полоски 116, совмещенной с дисплеем 128 мобильного устройства 114, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры 112 относительно тест-полоски 116.
В том случае, если оценка условий освещения на этапе i) 134 не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью прерывания и/или предотвращения определения аналита в образце. Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) 134 не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью генерирования по меньшей мере одного предупредительного сигнала. Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) 134 не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью повторного выполнения этапа i) 134. Дополнительно или альтернативно, в том случае, если оценка условий освещения на этапе i) не установлена для индикации того, что условия освещения являются пригодными, мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью генерирования по меньшей мере одной подсказки пользователю изменить условия окружающего освещения, например переместить в другое место и/или выключить мешающие источники света.
После этапа D) 144 условия освещения могут быть оценены с помощью способа 110 оценки пригодности условий освещения, как описано выше. Определенная концентрация аналита может быть отклонена, если информация о пригодности в отношении пригодности условий освещения указывает, что условия освещения не пригодны для определения аналита. Мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью генерирования по меньшей мере одного сообщения об ошибке, если информация о пригодности в отношении пригодности условий освещения указывает, что условия освещения не были пригодными во время определения аналита. Мобильное устройство 114 может быть выполнено с возможностью генерирования предупредительного сигнала для пользователя, такого как визуальное предупредительное сообщение на дисплее 128 мобильного устройства 114 и/или по меньшей мере один звуковой предупредительный сигнал.
Перечень ссылочных позиций
110 способ оценки пригодности условий освещения
112 камера
114 мобильное устройство
115 способ определения аналита
116 тест-полоска
117 этап a)
118 тестовое поле
120 источник освещения
122 этап b)
124 этап с)
126 этап d)
128 дисплей
130 луч света
132 процессор
134 этап i)
136 этап ii)
138 этап А)
140 этап В)
142 этап С)
144 этап D).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ КАМЕРЫ МОБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ | 2019 |
|
RU2809608C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ | 2019 |
|
RU2792659C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ | 2019 |
|
RU2791099C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ | 2019 |
|
RU2794865C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ | 2019 |
|
RU2786271C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АНАЛИТА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ | 2019 |
|
RU2768216C1 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ | 2018 |
|
RU2777489C2 |
| УСТРОЙСТВА И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ | 2019 |
|
RU2794623C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ, ОСНОВАННОГО НА ЦВЕТООБРАЗУЮЩЕЙ РЕАКЦИИ | 2018 |
|
RU2777984C2 |
| СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДЛЯ НАСТРОЙКИ УСТАНОВКИ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО СПОСОБА | 2020 |
|
RU2825596C1 |
Изобретение относится к способу оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства и к способу определения для определения аналита в образце с помощью камеры мобильного устройства. Способ (110) оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры (112) мобильного устройства (114) включает в себя: a) (117) получение по меньшей мере одного первого изображения по меньшей мере одной тест-полоски (116), при этом тест-полоска (116) выполнена с возможностью определения аналита в образце, причем тест-полоска (116) содержит по меньшей мере одно тестовое поле (118), содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита, при этом во время получения первого изображения источник (120) освещения мобильного устройства (114) выключен; b) (122) получение по меньшей мере одного второго изображения тест-полоски (116), при этом во время получения второго изображения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен; c) (124) сравнение первого и второго изображений, полученных на этапах а) (117) и b) (122), таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением; и d) (126) получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на этапе с) (124), при этом информация о пригодности содержит информацию о пригодности условий освещения для определения аналита. Изобретение обеспечивает надежность и точность измерений. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Способ (110) оценки пригодности условий освещения для определения аналита в образце с помощью камеры (112) мобильного устройства (114), включающий следующие шаги:
а) (117) получение по меньшей мере одного первого изображения по меньшей мере одной тест-полоски (116), при этом тест-полоска (116) выполнена с возможностью определения аналита в образце, причем тест-полоска (116) содержит по меньшей мере одно тестовое поле (118), содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита, при этом во время получения первого изображения источник (120) освещения мобильного устройства (114) выключен;
б) (122) получение по меньшей мере одного второго изображения тест-полоски (116), при этом во время получения второго изображения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен,
при этом источник (120) освещения имеет известный или заданный спектральный состав, при этом спектральный состав представляет собой спектр интенсивности освещения, генерируемого источником (120) освещения;
при этом способ включает по меньшей мере один шаг нанесения образца,
при этом на шаге нанесения образца образец наносят на тест-полоску (116),
при этом образец наносят на тест-полоску (116) перед шагами а) (117) и/или б) (122);
в) (124) сравнение первого и второго изображений, полученных на шагах а) (117) и б) (122), таким образом определяя разницу в условиях освещения между первым изображением и вторым изображением, при этом камера (112) выполнена с возможностью получения первого и второго изображений на шагах а) и б) по меньшей мере в одном канале цветового сигнала, при этом камера (112) и/или процессор (132) мобильного устройства (114) выполнены с возможностью определения на основании первого изображения по меньшей мере одного первого распределения интенсивности и на основании второго изображения по меньшей мере одного второго распределения интенсивности для по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала, и при этом сравнение первого и второго изображений представляет собой сравнение первого распределения интенсивности и второго распределения интенсивности по меньшей мере одного из каналов цветового сигнала, поскольку спектральный состав источника (120) освещения известен или задан, возможно определить величину интенсивности освещения, используемой для освещения тест-полоски (116), которое исходит от источника (120) освещения; и
г) (126) получение по меньшей мере одной информации о пригодности на основании сравнения на шаге в) (124), при этом информация о пригодности содержит информацию о пригодности условий освещения для определения аналита;
при этом информация о пригодности установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 70% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски (116), исходит от источника (120) освещения.
2. Способ (110) по предшествующему пункту, причем источник (120) освещения выполнен с возможностью более яркого освещения по сравнению с окружающим освещением.
3. Способ (110) по любому из предшествующих пунктов, причем первое изображение и второе изображение получают до нанесения образца.
4. Способ (110) по любому из предшествующих пунктов, причем получение информации о пригодности на шаге г) (126) включает сравнение разницы в условиях освещения, определенных на шаге в) (124), по меньшей мере с одним пороговым значением.
5. Способ (110) по любому из предшествующих пунктов, причем информация о пригодности установлена для индикации пригодности условий освещения для последующего определения аналита только в том случае, если по меньшей мере 80% интенсивности света, используемой для освещения тест-полоски (116), исходит от источника (120) освещения.
6. Способ (110) по любому из предшествующих пунктов, причем способ (110) дополнительно включает проверку и/или оценку того, обеспечивает ли источник (120) освещения достаточную интенсивность освещения.
7. Способ (110) по любому из предшествующих пунктов, причем источник (120) освещения мобильного устройства (114) содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство (114).
8. Способ определения для определения аналита в образце с помощью камеры (112) мобильного устройства (114), включающий:
i) оценку условий освещения с помощью способа оценки пригодности условий освещения по любому из предшествующих пунктов;
ii) выполнение следующих шагов, если информация о пригодности условий освещения указывает на то, что условия освещения являются пригодными для определения аналита:
А) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски (116) для определения аналита в образце, причем тест-полоска (116) содержит по меньшей мере одно тестовое поле (118), содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита;
Б) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле (118) тест-полоски (116);
В) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля (118) с помощью камеры (112), при этом во время указанного получения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен; и
Г) определение на основании изображения, полученного на шаге В), концентрации аналита в образце.
9. Машиночитаемый носитель данных, в котором хранится компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа (110) по одному из пп. 1-7 при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
10. Машиночитаемый носитель данных, в котором хранится компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа (115) по п. 8 при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
11. Мобильное устройство (114), содержащее:
- по меньшей мере одну камеру (112);
- по меньшей мере один источник (120) освещения; и
- по меньшей мере один процессор (132), содержащий программные средства для осуществления способа (110) оценки пригодности условий освещения по одному из предшествующих пунктов, относящихся к способу оценки пригодности условий освещения.
12. Мобильное устройство (114) по предшествующему пункту, причем процессор (132) дополнительно содержит программные средства для осуществления способа (115) определения по любому из предшествующих пунктов, относящихся к способу определения.
13. Мобильное устройство (114) по любому из двух предшествующих пунктов, причем мобильное устройство (114) представляет собой устройство мобильной связи.
| US 2013203043 A1, 08.08.2013 | |||
| US 2013273528 A1, 17.10.2013 | |||
| US 2015359458 A1, 17.12.2015. |
