ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к способу калибровки для калибровки камеры мобильного устройства для определения аналита в образце и способу определения для определения аналита в образце с использованием камеры мобильного устройства. Настоящее изобретение также относится к компьютерной программе с программными средствами для выполнения способов соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, настоящее изобретение относится к мобильному устройству. Способы, компьютерные программы и мобильные устройства в соответствии с настоящим изобретением могут использовать в медицинской диагностике, чтобы качественно или количественно определять один или более аналитов в одной или более биологических жидкостях. Однако возможны и другие области применения настоящего изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области медицинской диагностики во многих случаях необходимо определить один или более аналитов в образцах 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, подлежащего определению, способны выполнять одну или более определяемых реакций определения, таких как реакции определения, определяемые оптически. Что касается этих тестовых химических вещество, можно сделать ссылку, например, на J. Hoenes et al.: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Supplement 1, 2008, S-10 to S-26. Возможны и другие типы тестового химического вещества, которые могут быть использованы для осуществления настоящего изобретения.
В случае аналитических измерений, особенно аналитических измерений на основании реакций окрашивания, одна из технических проблем заключается в оценке изменения цвета, которое происходит в результате реакции определения. Помимо использования специализированных аналитических устройств, таких как портативные глюкометры, в последние годы все более популярным становится использование общедоступных электронных средств, таких как смартфоны и портативные компьютеры. В WO 2012/131386 А1 описано устройство для тестирования для выполнения анализа, причем устройство для тестирования содержит: емкость, содержащую реагент, причем реагент вступает в реакцию с нанесенным тестовым образцом путем проявления изменения цвета или рисунка; портативное устройство, например мобильный телефон или портативный компьютер, содержащий процессор и устройство для получения изображения, при этом процессор выполнен с возможностью обработки данных, полученных устройством для получения изображения, и вывода результата тестирования для нанесенного тестового образца.
В WO 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 шаги 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, k) при этом продолжительность времени между приведением образца жидкости в контакт с контрольной точкой и записью цветного изображения определяют на основании значения цвета, определенного для индикатора времени с помощью заданных эталонных значений, и l) при этом концентрацию аналита в образце определяют на основании значений цвета, определенных для цветового индикатора и эталонного цветового диапазона 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 WO 2015/038717 А1 описаны система и способ анализа жидкости. Система содержит непрозрачный контейнер для приема образца жидкости; индикатор изменения цвета, расположенный на поверхности стакана, причем когда стакан содержит образец жидкости, поверхность погружается в образец жидкости; цветовой эталон, с которым сравнивают цвет индикатора изменения цвета, расположенный на поверхности; камеру, причем камера расположена рядом с контейнером таким образом, что камера получает вид поверхности, причем камера соединена с процессором; искусственный источник света, освещающий поверхность стандартным освещением; светорассеиватель, расположенный между источником искусственного света и поверхностью. Процессор принимает изображения, полученные камерой, извлекает значения цвета из индикатора изменения цвета, стандартизирует значения цвета относительно цветового эталона и количественно связывает значения цвета с известными значениями цвета индикатора изменения цвета при воздействии стандартизованного количества известного тестируемого реагента.
Несмотря на преимущества, связанные с использованием мобильных вычислительных устройств для проведения аналитических измерений, остается ряд технических проблем. В частности, необходимо повысить и обеспечить надежность и точность измерений. Основная трудность заключается в наличии и влиянии блеска. Использование встроенного осветительного устройства и устройств формирования изображения мобильных вычислительных устройств может привести к тому, что свет, изначально исходящий от осветительного устройства, будет по меньшей мере частично отражаться тестовым элементом. Отраженный таким образом свет может помешать оценке цвета, сформированного на подаче реагента тестового элемента, так что надежность и точность результата измерения не могут быть обеспечены из-за наличия и воздействия блеска. Кроме того, расположение блеска может зависеть от относительного расположения осветительного устройства и камеры мобильного устройства, которое из-за огромного количества различных мобильных устройств, доступных на рынке, может различаться для разных типов или моделей мобильных устройств.
Проблема, подлежащая решению
Следовательно, желательно предоставить способы и устройства, которые решают вышеупомянутые технические проблемы аналитических измерений с использованием мобильных устройств, таких как мобильные устройства бытовой электроники, в частности, многоцелевые мобильные устройства, которые не предназначены для аналитических измерений, такие как смартфоны или планшетные компьютеры. В частности, должны быть предложены способы и устройства, обеспечивающие надежность и точность измерений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эту проблему решают с помощью способа калибровки для калибровки камеры мобильного устройства для определения аналита в образце, способа определения для определения аналита в образце с использованием камеры способа 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. Настоящее изобретение, как будет понятно специалисту в данной области техники, может быть осуществлено с использованием альтернативных признаков. Аналогичным образом признаки, представленные выражением «в варианте реализации настоящего изобретения» или аналогичными выражениями, предназначены для использования в качестве необязательных признаков, без каких-либо ограничений в отношении альтернативных вариантов реализации настоящего изобретения, без каких-либо ограничений в отношении объема настоящего изобретения и без каких-либо ограничений в отношении возможности объединения представленных таким образом признаков с другими необязательными или обязательными признаками настоящего изобретения.
В первом аспекте описан способ калибровки для калибровки камеры мобильного устройства для определения аналита в образце. Способ включает в себя следующие шаги, которые, например, можно выполнять в данном порядке. Однако следует отметить, что возможен и другой порядок. Кроме того, также возможно выполнить один или более шагов способа один или более раз. Кроме того, можно выполнять два или более шагов способа одновременно или перекрывающимся по времени образом. Способ может включать в себя дополнительные шаги способа, которые не приведены.
Способ включает следующие шаги:
а) получение по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта с помощью камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен;
б) определение на основании изображения, полученного на шаге а), по меньшей мере одной первой области изображения, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника освещения и отражаемого объектом; и
в) определение по меньшей мере одной второй области на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью, и возвращение второй области в качестве целевой области для местоположения тестового поля тест-полоски на последующем шаге определения.
Используемый в данном документе 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 J. Hones et al: Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, pp. 10-26. Однако практически возможны и другие тестовые химические вещества.
Используемый в данном документе термин «аналит» является широким термином, и его обычное и общепринятое значение должно быть предоставлено специалисту в данной области техники и не должно ограничиваться специальным или индивидуальным значением. Термин, в частности, может относиться, без ограничения, к одному или более конкретным химическим соединениям и/или другим параметрам, которые должны быть определены и/или измерены. В качестве примера, по меньшей мере один аналит может быть химическим соединением, которое принимает участие в метаболизме, таким как один или более из глюкозы, холестерина или триглицеридов. Дополнительно или альтернативно могут быть определены другие типы аналитов или параметров, например значение рН.
Используемый в данном документе 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.
Используемый в настоящем документе термин «калибровка» 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 «калибровка» может относиться по меньшей мере к одному способу обеспечения заданных или предварительно определенных условий получения изображения и/или настройки и/или адаптации условий получения изображения в зависимости от конфигурации оборудования мобильного устройства и/или камеры, например, в зависимости от типа или модели мобильного устройства. Способ калибровки может быть выполнен с возможностью обеспечения того, что заданные и/или предварительно определенные условия получения изображения выполняются во время последующего определения аналита в образце. Это может позволить повысить надежность, достоверность и точность измерения.
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. Например, получение изображения может включать в себя непрерывную запись последовательности изображений, такой как видеофильм или фильм. Получение на шаге а) может происходить во временном интервале менее 1 с, предпочтительно во временном интервале менее 0,5 с, более предпочтительно во временном интервале менее 0,1 с. Однако возможны и более длительные временные промежутки.
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.
Например, на шаге а) может быть получена совокупность изображений. Совокупность изображений может содержать по меньшей мере одну последовательность изображений. На шаге б) может быть выбрано и использовано по меньшей мере одно изображение из совокупности изображений, которое удовлетворяет по меньшей мере одному заданному и/или предварительно определенному критерию выбора. Заданный и/или предварительно определенный критерий выбора может быть приведен в справочной таблице и/или может быть определен эмпирически или полуэмпирически. Критерий выбора может дополнительно, например, храниться в запоминающем устройстве, содержащемся в мобильном устройстве. В частности, критерий выбора может быть сохранен на запоминающем устройстве с помощью программного обеспечения, в частности, приложения. Заданный или предварительно определенный критерий выбора может быть выбран из группы, состоящей из: по меньшей мере одного критерия четкости; по меньшей мере одного пространственного критерия; условий окружающего освещения. Критерий четкости может содержать по меньшей мере одно пороговое значение резкости, выше или равное которому изображение считается «сфокусированным» или «четким». Изображение может быть получено таким образом, что объект заполняет и/или покрывает максимальную область изображения. На шаге б) можно выбрать и использовать изображение из совокупности изображений, на котором объект заполняет и/или покрывает максимальную область изображения. Пространственный критерий может содержать по меньшей мере одно угловое пороговое значение, которое относится к допустимым отклонениям от плоскопараллельного положения мобильного устройства по отношению к произвольной плоскости, например, объекта. Пространственный критерий может зависеть от расстояния между камерой и объектом. Например, угловые отклонения от плоскопараллельного положения мобильного устройства ниже 25°, предпочтительно ниже 20°, наиболее предпочтительно ниже 15° могут считаться допустимыми. Шаг б) может включать в себя выбор наилучшего изображения из последовательности изображений, например изображения, наилучшим образом удовлетворяющего заданному или предварительно определенному критерию выбора. Последовательность изображений можно получать непрерывно в течение по меньшей мере одного временного интервала. Шаг б), например выбор изображения, и/или шаг в) может выполняться в режиме онлайн, то есть во время получения последовательности изображений. Данное получение может повторяться, например, до тех пор, пока не будет определено по меньшей мере одно изображение, удовлетворяющее критерию выбора.
Визуальная индикация, такая как визуальное указание, может быть предоставлена пользователю при получении изображения. Визуальная индикация может быть предоставлена пользователю перед получением изображения. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну инструкцию, такую как текстовое сообщение и/или графическая инструкция. Например, визуальная индикация может включать визуализацию объекта или частей объекта, таких как контур и/или очертание объекта. Визуальная индикация может содержать очертание объекта или контрольную область на объекте, например рамку, которая соответствует форме объекта, совмещенную с дисплеем мобильного устройства, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры относительно объекта. Получение по меньшей мере одного изображения может быть инициировано автоматически в том случае, если определено, что критерий четкости и/или пространственный критерий могут быть удовлетворены, в частности, в случае, если определено, что очертание объекта визуальной индикации перекрывает объект. Визуальная индикация может зависеть от объекта, используемого на шаге а). Например, визуальная индикация, такая как контур и/или очертание объекта, может быть определена эмпирически и/или может храниться по меньшей мере в одной справочной таблице и/или по меньшей мере в одном хранилище данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности, по меньшей мере одного приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Дополнительно или альтернативно может быть предоставлено звуковое указание или другой тип указания.
Используемый в настоящем документе термин «объект» относится к произвольному объекту, который обладает заданными свойствами поверхности, в частности свойствами плоской поверхности и/или заданными отражательными свойствами. Объект, используемый на шаге а), может быть выбран из группы, состоящей из: по меньшей мере одной ровной поверхности; контрольной карточки; 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; по меньшей мере одного контейнера для тест-полоски; по меньшей мере одной упаковки, в частности, тест-полосок. Упаковка может представлять собой упаковку, выбранную из группы, состоящей из: упаковки для одной тест-полоски, упаковки для совокупности тест-полосок, таких как две или более тест-полосок, контейнера для тест-полоски. Таким образом, сам объект, такой как один или более контейнеров для тест-полоски, упаковка для приема по меньшей мере одного тестового элемента или тест-полоски или их части, может функционировать как объект. На шаге а) расстояние между камерой и объектом может составлять от 0,03 м до 0,3 м, предпочтительно от 0,03 м до 0,15 м, наиболее предпочтительно от 0,03 м до 0,1 м. Возможны даже меньшие расстояния в зависимости, например, от типа мобильного устройства, угла между объектом и камерой и глубины объекта.
Мобильное устройство и объект могут быть расположены таким образом, чтобы камера мобильного устройства и объект, в частности по меньшей мере одна поверхность объекта, были по существу параллельны друг другу. Используемый в настоящем документе термин «существенно параллельны» относится к условиям, в которых объект и камера параллельны друг другу с допуском, например, ±20° или меньше, предпочтительно допуском ±10° или меньше, более предпочтительно допуском ±5° или меньше. Объект может содержать по меньшей мере одну метку положения. Относительное положение и/или ориентация между объектом и камерой может быть определена с помощью метки положения. Например, метка положения может включать в себя по меньшей мере одну метку OpenCV ArUco. Способы определения положения с помощью метки OpenCV ArUco обычно известны специалисту в данной области техники. Дополнительно, мобильное устройство может содержать по меньшей мере один датчик положения, выполненный с возможностью определения пространственного положения, в частности углового положения и/или по меньшей мере одной ориентации в пространстве. Например, объект может представлять собой ровную поверхность, например стол и/или стену, и мобильное устройство может быть размещено пользователем параллельно, например выше, ровной поверхности. Например, объект может представлять собой по меньшей мере одну упаковку, имеющую по меньшей мере одну ровную поверхность, например кубическую упаковку. Мобильное устройство и/или упаковка могут быть расположены плоскопараллельно друг другу. Например, объект может быть помещен на стол, а мобильное устройство может быть размещено пользователем относительно объекта. Визуальная индикация может быть предоставлена пользователю при размещении объекта и мобильного устройства относительно друг друга для обеспечения параллельной ориентации. В частности, мобильное устройство может содержать дисплей. Мобильное устройство может быть выполнено с возможностью вывода визуальной индикации на дисплее. Например, визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну подсказку и/или по меньшей мере одну инструкцию для пользователя о том, как адаптировать и/или изменить, и/или расположить мобильное устройство относительно объекта и/или как адаптировать и/или изменить и/или расположить объект относительно мобильного устройства. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одно текстовое сообщение и/или по меньшей мере одну графическую инструкцию. В частности, визуальная индикация может быть предоставлена пользователю при получении изображения объекта. Получение по меньшей мере одного изображения может быть инициировано автоматически в случае, если определено, что относительное положение и/или ориентация могут быть выполнены. Это может дать возможность выполнять операцию со свободными руками, в частности калибровку и/или определение аналита.
Используемый в настоящем документе термин «источник освещения мобильного устройства» относится к произвольному источнику света мобильного устройства. Термин «источник освещения» относится по меньшей мере к одному устройству, выполненному с возможностью генерирования света для освещения объекта. Используемый в настоящем документе термин «свет» обычно относится к электромагнитному излучению в одном или более из видимого спектрального диапазона, ультрафиолетового спектрального диапазона и инфракрасного спектрального диапазона. Термин «видимый спектральный диапазон» обычно относится к спектральному диапазону от 380 нм до 780 нм. Предпочтительно свет, используемый в настоящем изобретении, представляет собой свет в видимом спектральном диапазоне. Источник освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство. Источник освещения может иметь два состояния: включенное состояние, в котором он генерирует по меньшей мере один световой луч для освещения объекта, и выключенное состояние, в котором источник освещения выключен. Используемый в настоящем документе термин «включен» относится к тому, что источник освещения включен для освещения объекта или находится во включенном состоянии, в котором он генерирует световой луч для освещения объекта. Мобильное устройство может содержать дополнительные осветительные устройства, такие как по меньшей мере один источник освещения, выполненный с возможностью освещения дисплея, и/или дисплей может быть спроектирован как дополнительный источник освещения.
Способ калибровки может дополнительно включать в себя оценку того, выполнен ли источник освещения с возможностью обеспечения достаточной интенсивности освещения для выполнения способа определения. При 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 объекта и/или условий окружающего света. В частности, в случае ярких объектов, обладающих интенсивными отражательными свойствами, более низкой интенсивности света может быть достаточно по сравнению с темным объектом, обладающим слабыми отражательными свойствами. Кроме того, в случае условий яркого окружающего света, например, из-за солнечного света, может потребоваться более высокая интенсивность по сравнению с условиями экранированного окружающего света.
Как указано выше, на основании изображения, полученного на шаге а), определяют по меньшей мере одну первую область на изображении, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника освещения и отражаемого объектом. Термин «первая область» относится к области произвольной формы на изображении. В частности, первая область может представлять собой одну или более из по меньшей мере одной полоски, по меньшей мере одного квадранта по меньшей мере одной области прямоугольной формы, по меньшей мере одного круга. Например, первая область может соответствовать кругу с радиусом светового пятна, создаваемого прямыми отражениями на изображении. Источник освещения мобильного устройства может освещать объект. Однако в мобильных устройствах источник освещения и камера расположены таким образом, что луч света, генерируемый источником освещения, в частности свет вспышки, по меньшей мере частично отражается объектом. Термин «на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника освещения» относится к световому пятну на изображении, создаваемому прямым отражением светового луча, генерируемого источником освещения. Световое пятно на изображении может быть областью, которая ярче, чем окружающие области изображения.
Анализ гистограммы изображения могут использовать для определения указанной первой области на шаге б). Анализ гистограммы может включать в себя определение положения первой области на изображении. Анализ гистограммы может включать в себя определение максимальной интенсивности на изображении и определение положения максимальной интенсивности на изображении. Первая область может быть определена с использованием по меньшей мере одного порогового значения интенсивности при анализе гистограммы. Анализ гистограммы может включать в себя по меньшей мере одну двухмерную гауссову подгонку. Например, области изображения с интенсивностью выше 1σ можно рассматривать как первую область. Анализ гистограммы могут использовать для определения того, работает ли источник освещения в достаточной степени, т.е. генерируется ли подходящее количество света для освещения объекта.
На шаге в) на изображении определяют по меньшей мере одну вторую область, которая по существу не перекрывается с первой областью, и вторую область возвращают в качестве целевой области для местоположения тестового поля тест-полоски на последующем шаге определения. Шаг определения могут выполнять по окончании, в частности после, выполнения способа калибровки. Таким образом, шаг определения может не быть частью способа калибровки. Термин «вторая область» относится к области или зоне изображения, отличной от первой области, в которой возможны небольшие перекрытия первой и второй областей. Вторая область может представлять собой непрерывную область изображения. Используемый в настоящем документе термин «целевая область» относится к области, в которой тестовое поле тест-полоски может находиться на последующем шаге определения. Целевая область может представлять собой заданную или предварительно определенную область, в которой, как можно предположить, находится тестовое поле тест-полоски во время получения изображения. Вторая область может быть определена таким образом, что влияния из-за прямого отражения света от источника освещения предотвращаются и/или сводятся к минимуму, и/или по меньшей мере значительно уменьшаются. Целевая область может быть определена как находящаяся вне зоны, в частности вне первой области, на которую влияет прямое оптическое отражение света от источника освещения. Кроме того, целевая область может быть определена таким образом, что возможно определение аналита, например тестовое поле достаточно освещено и находится в поле зрения камер. Вторая область может быть определена как область изображения с существенным однородным освещением. Термин «существенное однородное освещение» относится к условиям однородного освещения с допусками 10% или меньше, предпочтительно 5% или меньше, наиболее предпочтительно 1% или меньше. Вторая область может быть определена как область с интенсивностью освещения ниже по меньшей мере одного порогового значения интенсивности. Вторая область может быть выбрана таким образом, чтобы освещение, генерируемое световым пятном от прямых отражений, было сведено к минимуму.
Способ определения, как будет описано ниже, включает в себя по меньшей мере один шаг, на котором пользователю предоставляется визуальная индикация для размещения тестовой полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области. Целевая область может иметь форму, идентичную форме или частям формы тест-полоски. Целевая область может быть выполнена в виде очертания или наложения тест-полоски. Визуальная индикация может представлять собой совмещение прямого изображения камеры на дисплее мобильного устройства с целевой областью, например очертанием тест-полоски. Таким образом, при расположении тест-полоски в поле зрения камеры визуальная индикация будет показывать наложение целевой области и тест-полоски, позволяя пользователю согласовать целевую область и легко расположить тест-полоску.
Используемый в настоящем документе термин «по существу не перекрывается» относится к тому, что первая область и вторая области являются пространственно разделенными областями. Однако возможны области перекрытия, которые не влияют на определение аналита. Например, области первой области и второй области могут перекрываться менее чем на 10%, предпочтительно менее чем на 5%, наиболее предпочтительно менее чем на 1%. Например, полученное изображение может быть разделено на по меньшей мере четыре сегмента, например на квадранты. Первая область может быть отнесена к по меньшей мере одному первому сегменту изображения. Вторая область может быть отнесена к по меньшей мере одному второму сегменту изображения, отличному от первого сегмента. Например, первая область может быть определена как находящаяся в нижнем левом квадранте. Вторая область может быть отнесена к левому верхнему квадранту, и/или верхнему правому квадранту, и/или нижнему правому квадранту.
Термин «возвращение второй области в качестве целевой области» относится к тому, что генерируется по меньшей мере одна информация о местоположении целевой области. Информация о местоположении целевой области может быть предоставлена, например, в качестве подсказки для вычислительных средств, например для внешних вычислительных средств или вычислительных средств мобильного устройства, таких как процессор. Вычислительное средство может адаптировать и/или генерировать визуальную индикацию для размещения тест-полоски и мобильного устройства относительно друг друга на основании информации о местоположении целевой области.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описан способ определения для определения аналита в образце с использованием камеры мобильного устройства. Способ включает в себя следующие шаги, которые, например, можно выполнять в данном порядке. Однако следует отметить, что возможен и другой порядок. Кроме того, также возможно выполнить один или более шагов способа один или более раз. Кроме того, можно выполнять два или более шагов способа одновременно или перекрывающимся по времени образом. Способ может включать в себя дополнительные шаги способа, которые не приведены. Способ включает следующие шаги:
i) калибровку камеры с использованием способа калибровки в соответствии с настоящим изобретением;
ii) 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;
iii) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле тест-полоски;
iv) обеспечение визуальной индикации для пользователя для размещения тест-полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области;
v) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля с использованием камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен; и
vi) определение на основании изображения, полученного на шаге v), концентрации аналита в образце.
В отношении вариантов реализации и определения способа определения приводится ссылка на описание способа калибровки, приведенное выше и более подробно описанное ниже. В частности, в отношении шага i) способа можно привести ссылку на изложенное выше описание способа калибровки.
Используемый в настоящем документе термин «визуальная индикация» относится к визуальному указанию для пользователя, как разместить мобильное устройство и тест-полоску относительно друг друга. Мобильное устройство может содержать дисплей, который может быть выполнен с возможностью отображения визуальной индикации. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну инструкцию для пользователя, такую как текстовое сообщение, например подсказку, и/или по меньшей мере одну графическую инструкцию. Например, визуальная индикация может содержать визуализацию тест-полоски или частей тест-полосок, например контура и/или очертания тест-полоски. Визуальная индикация может, в частности, представлять собой визуальное указание и может представлять собой или может содержать очертание, например, в форме тест-полоски, наложенное на дисплей мобильного устройства, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры относительно тест-полоски. Визуальная индикация может содержать визуализацию как мобильного устройства, так и тест-полоски относительно друг друга. Визуальная индикация может содержать информацию о размещении, такую как подсказки об ориентации и/или расстоянии, например по меньшей мере одну стрелку и/или по меньшей мере одно текстовое сообщение. Термин «по меньшей мере частично находящийся в целевой области» относится к тому, что тест-полоска и/или мобильное устройство размещены таким образом, что тест-полоска перекрывает и/или покрывает целевую область и/или полностью совпадает с целевой областью с допусками 20% или меньше, предпочтительно 10% или меньше, наиболее предпочтительно 5% или меньше.
Определение концентрации аналита может включать в себя оптическое определение. Используемый в настоящем документе термин «оптическое определение» относится к определению реакции с использованием химического вещества для оптического теста, такого 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. Шаг vi) 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 специалисту 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.
Как будет более подробно описано ниже, способ калибровки 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 шагов б) и в) способа согласно способу калибровки и/или одного или более шагов i), iv) и vi) способа согласно способу определения. В частности, данные способы могут быть полностью или частично реализованы как так называемые приложения, например для Android или iOS, и, например, могут быть скачаны из магазина приложений. Инструкции программного обеспечения, в частности приложение, могут также содержать инструкции пользователя, например посредством одного или более дисплеев, звуковых инструкций или других инструкций, чтобы поддерживать шаги способа калибровки и/или способа определения. При этом, как указано выше, шаги а), б) и в) способа также могут быть полностью или частично реализованы на компьютере, например путем автоматического получения по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта с помощью камеры, когда объект находится в пределах поля зрения камеры и/или в пределах определенного диапазона в пределах поля зрения. Процессор для выполнения способа калибровки 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 шаги способа могут быть реализованы на компьютере или с помощью компьютера, в частности, посредством процессора мобильного устройства. Таким образом, в качестве примера, визуальное указание для пользователя для размещения мобильного устройства относительно объекта и/или тест-полоски может быть реализовано на компьютере или с помощью компьютера. Дополнительно или альтернативно может быть предоставлено звуковое указание или другой тип указания.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описана компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для выполнения способа калибровки согласно любому из вариантов реализации, как описано в настоящем документе. В частности, выполняемые компьютером инструкции могут подходить для выполнения одного или более шагов а), б) и в) 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 настоящем документе описана и предложена компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа калибровки в соответствии с настоящим изобретением в одном или более вариантах реализации, включенных в настоящий 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 шаги 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.
Кроме того, в настоящем 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 настоящем документе, в частности, согласно одному или более шагам способа, упомянутым выше.
Кроме того, в настоящем документе описан и предложен компьютерный программный продукт со средствами программного кода, хранящимися на машиночитаемом носителе, для осуществления способа калибровки согласно одному или более вариантам реализации, описанным в настоящем 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 настоящем документе описан и предложен модулированный сигнал данных, который содержит инструкции, считываемые компьютерной системой или компьютерной сетью, для осуществления способа калибровки согласно одному или более вариантам реализации, описанным в настоящем документе, в частности, согласно одному или более из шагов способа калибровки, как упомянуто выше.
В частности, в настоящем документе дополнительно описаны:
- компьютер или компьютерная сеть, содержащая по меньшей мере один процессор, причем процессор выполнен с возможностью осуществления способа калибровки согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании,
- загружаемая на компьютер структура данных, которая выполнена с возможностью осуществления способа калибровки согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, при выполнении структуры данных на компьютере,
- компьютерная программа, причем компьютерная программа выполнена с возможностью осуществления способа калибровки согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, при выполнении программы на компьютере,
- компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа калибровки согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети,
- компьютерная программа, содержащая программные средства согласно предшествующему варианту реализации, 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 калибровки 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 калибровки согласно одному из вариантов реализации, 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 настоящем документе. В частности, выполняемые компьютером инструкции могут подходить для выполнения одного или более шагов i) - vi) 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 настоящем документе описана и предложена компьютерная программа, содержащая выполняемые компьютером инструкции для осуществления способа определения в соответствии с настоящим изобретением в одном или более вариантах реализации, включенных в настоящий 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 шаги 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.
Кроме того, в настоящем 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 калибровки согласно одному или более вариантам реализации изобретения, описанным в настоящем документе, в частности, согласно одному или более шагам способа, упомянутым выше.
Кроме того, в настоящем 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, описанным в настоящем 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 настоящем 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, описанным в настоящем документе, в частности согласно одному или более из шагов способа определения, как упомянуто выше.
В частности, в настоящем 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, изложенных в этом описании,
- загружаемая на компьютер структура данных, которая выполнена с возможностью осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации, 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, изложенных в этом описании, при выполнении программы на компьютере,
- компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети,
- компьютерная программа, содержащая программные средства согласно предшествующему варианту реализации, 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 средства программного кода, причем средства программного кода могут храниться или хранятся на носителе данных, для осуществления способа определения согласно одному из вариантов реализации, изложенных в этом описании, если средства программного кода выполняются на компьютере или в компьютерной сети.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения описано мобильное устройство для выполнения аналитического измерения. Мобильные устройства содержат:
- по меньшей мере одну камеру;
- по меньшей мере один источник освещения; и
- по меньшей мере один процессор, содержащий программные средства для осуществления способа калибровки согласно одному из предшествующих вариантов реализации.
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 проведения аналитического измерения по сравнению с известными приложениями или компьютерными программами. В частности, настоящее изобретение может позволить обеспечить надежные, в частности неизменяющиеся, условия получения изображения для различных мобильных устройств и/или аппаратных конфигураций камеры, такие как различные положения светодиодной вспышки относительно камеры для каждого конкретного мобильного устройства. В частности, это обеспечивается путем динамического размещения очертания тест-полоски, такого как рамка тест-полоски для распознавания тест-полоски, на дисплее мобильного устройства вне зоны, на которую влияет прямое оптическое отражение света, исходящего от источника освещения и отражаемого тест-полоской. Настоящее изобретение может обеспечить повышенную надежность и точность приложений или компьютерных программ, использующих изображения с камеры мобильного телефона, поскольку влияние блеска по существу предотвращается или по меньшей мере существенно снижается.
Обобщая и не исключая дополнительные возможные варианты реализации, можно предусмотреть следующие варианты реализации:
Вариант 1 реализации: Способ калибровки для калибровки камеры мобильного устройства для определения аналита в образце, включающий:
а) получение по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта с помощью камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен;
б) определение на основании изображения, полученного на шаге а), по меньшей мере одной первой области изображения, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника освещения и отражаемого объектом; и
в) определение по меньшей мере одной второй области на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью, и возвращение второй области в качестве целевой области для местоположения тестового поля тест-полоски на последующем шаге определения.
Вариант 2 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что анализ гистограммы изображения используют для определения первой области на шаге б).
Вариант 3 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что первую область определяют с помощью по меньшей мере одного порогового значения интенсивности в анализе гистограммы.
Вариант 4 реализации: Способ калибровки согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что анализ гистограммы включает по меньшей мере одну двумерную гауссову подгонку.
Вариант 5 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что полученное изображение разделено на по меньшей мере четыре сегмента, при этом первая область отнесена к по меньшей мере одному первому сегменту изображения, при этом вторая область отнесена к по меньшей мере одному второму сегменту изображения, отличному от первого сегмента.
Вариант 6 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что способ калибровки дополнительно включает оценку того, выполнен ли источник освещения с возможностью обеспечения достаточной интенсивности освещения для выполнения способа определения.
Вариант 7 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что для оценки того, используют ли источники освещения, выполненные с возможностью обеспечения достаточного освещения, по меньшей мере один способ определения пороговых значений.
Вариант 8 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что способ калибровки дополнительно учитывает перспективу и/или угол между камерой и объектом.
Вариант 9 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что объект содержит по меньшей мере одну метку положения, при этом относительное положение и/или ориентация между объектом и камерой определяют с помощью метки положения.
Вариант 10 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что на шаге а) получают совокупность изображений, при этом совокупность изображений содержит по меньшей мере одну последовательность изображений, а на шаге б) выбирают и применяют по меньшей мере одно изображение из совокупности изображений, которое удовлетворяет по меньшей мере одному заданному критерию выбора.
Вариант 11 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что последовательность изображений непрерывно получают в течение по меньшей мере одного временного интервала, при этом шаги б) и/или в) выполняют во время получения последовательности изображений.
Вариант 12 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что камера представляет собой камеру устройства мобильной связи.
Вариант 13 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что на шаге а) расстояние между камерой и объектом составляет от 0,03 м до 0,3 м, предпочтительно от 0,03 м до 0,15 м, наиболее предпочтительно от 0,03 м до 0,1 м.
Вариант 14 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что объект, применяемый на шаге а), выбирают из группы, состоящей из: по меньшей мере одной ровной поверхности; контрольной карточки; 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; по меньшей мере одного контейнера для тест-полоски; по меньшей мере одной упаковки, в частности, тест-полосок.
Вариант 15 реализации: Способ калибровки согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что на тест-полоску нанесен по меньшей мере один образец.
Вариант 16 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что источник освещения мобильного устройства содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство.
Вариант 17 реализации: Способ калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации, отличающийся тем, что получение на шаге а) происходит во временном интервале менее 1 с, предпочтительно во временном интервале менее 0,5 с, более предпочтительно во временном интервале менее 0,1 с.
Вариант 18 реализации: Способ определения для определения аналита в образце посредством камеры мобильного устройства, включающий:
i) калибровку камеры с помощью способа калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации;
ii) 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;
iii) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле тест-полоски;
iv) обеспечение визуальной индикации для пользователя для размещения тест-полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области;
v) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля с использованием камеры, при этом во время указанного получения источник освещения мобильного устройства включен; и
vi) определение на основании изображения, полученного на шаге v), концентрации аналита в образце.
Вариант 19 реализации: Способ определения согласно предшествующему варианту реализации, отличающийся тем, что шаг vi) включает анализ цвета пятна на тестовом поле тест-полоски, причем указанное пятно по меньшей мере частично содержит образец.
Вариант 20 реализации: Компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа калибровки согласно одному из предшествующих вариантов реализации, относящихся к способу калибровки, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
Вариант 21 реализации: Компьютерная программа согласно предшествующему варианту реализации, отличающаяся тем, что компьютерная программа содержит программные средства для
- определения на основании изображения, полученного на шаге а), по меньшей мере одной первой области изображения, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника освещения и отражаемого объектом; и
- определения по меньшей мере одной второй области на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью, и возвращение второй области в качестве целевой области для местоположения тестового поля тест-полоски на последующем шаге определения.
Вариант 23 реализации: Компьютерная программа, содержащая программные средства для осуществления способа определения согласно одному из предшествующих вариантов реализации, относящихся к способу определения, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства.
Вариант 24 реализации: Компьютерная программа согласно предшествующему варианту реализации, отличающаяся тем, что компьютерная программа содержит программные средства для
- калибровки камеры с помощью способа калибровки согласно любому из предшествующих вариантов реализации;
- обеспечения визуальной индикации для пользователя для размещения тест-полоски относительно камеры таким образом, чтобы тестовое поле по меньшей мере частично располагалось в целевой области;
- определения на основании изображения, полученного на шаге v), концентрации аналита в образце.
Вариант 25 реализации: 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 калибровки согласно одному из предшествующих вариантов реализации, относящихся к способу калибровки.
Вариант 26 реализации: Мобильное устройство согласно предшествующему варианту реализации, отличающееся тем, что процессор дополнительно содержит программные средства для осуществления способа определения согласно любому из предшествующих вариантов реализации, относящихся к способу определения.
Вариант 27 реализации: Мобильное устройство согласно любому из двух предшествующих вариантов реализации, 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, 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 настоящего изобретения не ограничен предпочтительными вариантами реализации. Варианты реализации схематично изображены на фигурах. В настоящем документе идентичные ссылочные позиции на этих фигурах относятся к идентичным или функционально сопоставимым элементам.
Фигуры включают следующее:
на фиг. 1 показана блок-схема способа калибровки и способа определения аналита;
на фиг. 2 показан вид в перспективе варианта реализации мобильного устройства для осуществления способа калибровки в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 3А и 3В показаны варианты реализации изображений, полученных мобильным устройством; и
на фиг. 4А и 4В показаны варианты реализации визуальных индикаций.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показана блок-схема способа 110 калибровки для калибровки камеры 112 мобильного устройства 114 для определения аналита в образце и способа определения аналита 115. Способ 110 калибровки включает следующие шаги:
а) (обозначено ссылочной позицией 118) получение по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта 116 с помощью камеры 112, при этом во время указанного получения источник 120 освещения мобильного устройства 114 включен;
б) (обозначено ссылочной позицией 122) определение на основании изображения, полученного на шаге а), по меньшей мере одной первой области 124 на изображении, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника 120 освещения и отражаемого объектом 116; и
в) (обозначено ссылочной позицией 126) определение по меньшей мере одной второй области 128 на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью 124, и возвращение второй области 128 в качестве целевой области 130 для местоположения тестового поля 132 тест-полоски 134 на последующем шаге определения.
На фиг. 2 мобильное устройство 114 для осуществления способа 110 калибровки показано на виде в перспективе. Кроме того, показан по меньшей мере один объект 116. Объект 116 может быть выбран из группы, состоящей из: по меньшей мере, одной ровной поверхности; контрольной карточки; по меньшей мере одной тест-полоски 134 для определения аналита в образце, причем тест-полоска 134 содержит по меньшей мере одно тестовое поле 132, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита; по меньшей мере одного контейнера для тест-полоски; по меньшей мере одной упаковки 136, в частности, тест-полосок 134. В варианте реализации, показанном на фиг. 2, объект 116 может представлять собой упаковку 136. На шаге а) 118 расстояние между камерой 112 и объектом 116 может составлять от 0,03 м до 0,3 м, предпочтительно от 0,03 м до 0,15 м, наиболее предпочтительно от 0,03 м до 0,1 м.
Мобильное устройство 114 и объект 116 могут быть расположены таким образом, чтобы камера 112 мобильного устройства 114 и объект 116, в частности по меньшей мере одна поверхность объекта 116, были по существу параллельны друг другу. Объект 116 может содержать по меньшей мере одну метку 138 положения, например по меньшей мере одну метку OpenCV ArUco. Относительное положение и/или ориентация между объектом 116 и камерой 112 может быть определена с помощью метки 138 положения, в частности метки OpenCV ArUco. Как показано на фиг. 2, объект 116 может представлять собой по меньшей мере одну упаковку 136, имеющую по меньшей мере одну ровную поверхность, содержащую по меньшей мере одну метку 138 положения. Например, упаковка 136 может представлять собой кубическую упаковку. Мобильное устройство 114 и/или упаковка 136 могут быть расположены плоскопараллельно друг другу. Например, объект 116 может быть помещен на стол, а мобильное устройство 114 может быть размещено пользователем относительно объекта 116. Визуальная индикация может быть предоставлена пользователю при размещении объекта 116 и мобильного устройства 114 относительно друг друга. В частности, мобильное устройство 114 может содержать дисплей 140, и на дисплее 140 может отображаться визуальная индикация. Мобильное устройство 114 может содержать по меньшей мере один процессор 142. Процессор 142 может быть выполнен с возможностью генерирования визуальной индикации. Например, визуальная индикация может содержать по меньшей мере одну подсказку и/или по меньшей мере одну инструкцию для пользователя о том, как адаптировать, и/или изменить, и/или расположить мобильное устройство 114 относительно объекта 116 и/или как адаптировать, и/или изменить, и/или расположить объект 116 относительно мобильного устройства 114. Визуальная индикация может содержать по меньшей мере одно текстовое сообщение и/или по меньшей мере одну графическую инструкцию. В частности, визуальная индикация может быть предоставлена пользователю при получении изображения объекта 116. Получение по меньшей мере одного изображения может быть инициировано автоматически в случае, если определено, что относительное положение и/или ориентация могут быть выполнены. Это может дать возможность выполнять операцию со свободными руками, в частности калибровку и/или определение аналита. Источник 120 освещения может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство 114. Источник 120 освещения может иметь два состояния: включенное состояние, в котором он генерирует световой луч для освещения объекта 116, и выключенное состояние, в котором источник 120 освещения выключен. Мобильное устройство 114 может содержать дополнительные осветительные устройства, такие как по меньшей мере один источник освещения, освещающий дисплей 140, и/или дисплей 140 может быть спроектирован как дополнительный источник освещения. Способ 110 калибровки может дополнительно включать оценку того, выполнен ли источник 120 освещения с возможностью обеспечения достаточной интенсивности освещения для выполнения способа определения. При оценке того, выполнен ли источник 120 освещения с возможностью обеспечения достаточного освещения, могут использовать по меньшей мере один способ определения пороговых значений. Достаточность интенсивности освещения может зависеть от свойств поверхности объекта 116 и/или условий окружающего света. В частности, в случае ярких объектов 116, обладающих интенсивными отражательными свойствами, более низкой интенсивности света может быть достаточно по сравнению с темным объектом 116, обладающим слабыми отражательными свойствами. Кроме того, в случае условий яркого окружающего света, например, из-за солнечного света, может потребоваться более высокая интенсивность по сравнению с условиями экранированного окружающего света.
На шаге а) 118 может быть получено одно изображение объекта 116 и/или может быть получена совокупность изображений объекта 116, например, последовательность изображений. Например, получение изображения может включать в себя непрерывную запись последовательности изображений, такой как видеофильм или фильм. Получение на шаге а) 118 может происходить во временном интервале менее 1 с, предпочтительно во временном интервале менее 0,5 с, более предпочтительно во временном интервале менее 0,1 с. Получение по меньшей мере одного изображения объекта может быть инициировано действием пользователя или может быть инициировано автоматически, например как только автоматически определено присутствие по меньшей мере одного объекта 116 в поле зрения и/или в предварительно определенном секторе поля зрения камеры 112. Эти методы автоматического получения изображений известны, например, в области автоматических считывателей штрих-кода, например, из приложений для автоматического считывания штрих-кода.
Например, на шаге а) 118 может быть получена совокупность изображений. Совокупность изображений может содержать по меньшей мере одну последовательность изображений. На шаге б) 122 может быть выбрано и использовано по меньшей мере одно изображение из совокупности изображений, которое удовлетворяет по меньшей мере одному заданному и/или предварительно определенному критерию выбора. Заданный и/или предварительно определенный критерий выбора может быть приведен в справочной таблице и/или может быть определен эмпирически или полуэмпирически. Критерий выбора может дополнительно, например, храниться в запоминающем устройстве, содержащемся в мобильном устройстве 114. В частности, критерий выбора может быть сохранен на запоминающем устройстве с помощью программного обеспечения, в частности, приложения. Заданный или предварительно определенный критерий выбора может быть выбран из группы, состоящей из: по меньшей мере одного критерия четкости; по меньшей мере одного пространственного критерия; условий окружающего освещения. Критерий четкости может содержать по меньшей мере одно пороговое значение резкости, выше или равное которому изображение считается «сфокусированным» или «четким». Пространственный критерий может содержать по меньшей мере одно угловое пороговое значение, которое относится к допустимым отклонениям от плоскопараллельного положения мобильного устройства 114 по отношению к произвольной плоскости, например, объекта 116. Шаг б) 122 может включать в себя выбор наилучшего изображения из последовательности изображений, например изображения, наилучшим образом удовлетворяющего заданному или предварительно определенному критерию выбора. Последовательность изображений можно получать непрерывно в течение по меньшей мере одного временного интервала. Шаг б) 122, например выбор изображения, и/или шаг в) 126 может выполняться в режиме онлайн, то есть во время получения последовательности изображений. Данное получение может повторяться, например, до тех пор, пока не будет определено по меньшей мере одно изображение, удовлетворяющее критерию выбора. Как указано выше, визуальная индикация, такая как визуальное указание, может предоставляться пользователю при получении изображения объекта 116. Например, визуальная индикация может содержать визуализацию объекта 116 или частей объекта 116, таких как контур и/или очертание объекта 116. Визуальная индикация может содержать очертание объекта 116 или контрольную область на объекте 116, например рамку, которая соответствует форме объекта 116, совмещенную с дисплеем 140 мобильного устройства 114, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры 112 относительно объекта 116. Получение по меньшей мере одного изображения объекта 116 может быть инициировано автоматически в том случае, если определено, что критерий четкости и/или пространственный критерий могут быть удовлетворены, в частности, в случае, если определено, что очертание объекта 116 визуальной индикации перекрывает объект 116. Дополнительно или альтернативно может быть предоставлено звуковое указание или другой тип указания.
На фиг. 3А и 3В показаны варианты реализации изображений, полученных мобильным устройством 114. На основании изображения, полученного на шаге а) 118, определяют по меньшей мере одну первую область 124 изображения, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника 120 освещения и отражаемого объектом 116. Как показано на фиг. 3А и 3В, световое пятно 144 на изображении генерируется прямым отражением светового луча 146, генерируемого источником 120 освещения. Световое пятно 144 на изображении может быть областью, которая ярче, чем окружающие области изображения. Анализ гистограммы изображения могут использовать для определения первой области 124 на шаге б) 122. Анализ гистограммы может включать в себя определение положения первой области 124 изображения. Анализ гистограммы может включать в себя определение максимальной интенсивности на изображении и определение положения максимальной интенсивности на изображении. Первая область 124 может быть определена с использованием по меньшей мере одного порогового значения интенсивности при анализе гистограммы. Анализ гистограммы может включать в себя по меньшей мере одну двухмерную гауссову подгонку. Например, области изображения с интенсивностью выше 1 σ можно рассматривать как первую область 124. Изображения, показанные на фиг. 3А и 3В, могут быть разделены на по меньшей мере четыре сегмента, например, на квадранты. Первая область 124 может быть отнесена к по меньшей мере одному первому сегменту изображения. Например, на изображении, показанном на фиг. 3А, первая область 124 может быть определена как расположенная в двух верхних сегментах квадранта. Например, на изображении, показанном на фиг. 3В, первая область 124 может быть определена как расположенная в двух нижних сегментах.
На шаге в) 126 на изображении определяют по меньшей мере одну вторую область 128, которая по существу не перекрывается с первой областью 124, и возвращают вторую область 128 в качестве целевой области 130 для местоположения тестового поля 132 тест-полоски 134 на последующем шаге определения. Вторая область 128 может быть определена таким образом, что влияния из-за прямого отражения света от источника 120 освещения предотвращаются и/или по меньшей мере значительно уменьшаются. Целевая область 130 может быть определена как находящаяся вне зоны, в частности, вне первой области 124, на которую влияет прямое оптическое отражение света от источника 120 освещения. Кроме того, целевая область 130 может быть определена таким образом, что возможно определение аналита, например тестовое поле 132 достаточно освещено и находится в пределах поля зрения камер 112. Вторая область 128 может быть определена как область изображения с существенным однородным освещением. Вторая область 128 может быть определена как область с интенсивностью освещения ниже по меньшей мере одного порогового значения интенсивности. Вторая область может быть выбрана таким образом, чтобы освещение, генерируемое световым пятном от прямых отражений, было сведено к минимуму. Таким образом, вторая область 128 может быть определена как расположенная в по меньшей мере одном другом сегменте изображения, отличном от первого сегмента, в котором была определена первая область 124. Кроме того, вторая область 128 может быть определена как достаточно отделенная от краев изображения, чтобы обеспечить достаточное освещение источником света и предотвратить краевые эффекты из-за краев изображения. На фиг. 3А и 3В показаны определенные вторые области 128 и соответствующие целевые области 130. На фиг. 3А, на которой было определено, что первая область 124 расположена в двух верхних сегментах, вторая область 128 может быть определена как расположенная в одном или обоих из двух нижних сегментов квадранта. На фиг. 3В, на которой было определено, что первая область 124 расположена в двух нижних сегментах, вторая область 128 может быть определена как находящаяся в двух верхних сегментах.
Информация о местоположении целевой области 130 может быть предоставлена, например в качестве подсказки для вычислительных средств, например для внешних вычислительных средств или вычислительных средств мобильного устройства 114, таких как процессор 142. Процессор 142 может адаптировать и/или генерировать визуальную индикацию для размещения тест-полоски 134 и мобильного устройства 114 относительно друг друга на основании информации о местоположении целевой области 130.
Способ 115 определения включает в себя шаг 146 обеспечения по меньшей мере одной тест-полоски 134 для определения аналита в образце. На фиг. 2 показан вариант реализации тест-полоски 134, содержащей по меньшей мере одно тестовое поле 132, содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для осуществления реакции оптического определения в присутствии аналита. Способ 115 определения включает в себя шаг 148 нанесения по меньшей мере одного образца на тестовое поле 132 тест-полоски 134.
Способ 115 определения включает в себя шаг 152 обеспечения для пользователя визуальной индикации 150 для размещения тест-полоски 134 относительно камеры 112 таким образом, чтобы тестовое поле 132 по меньшей мере частично располагалось в целевой области 130. Целевая область 130 может иметь форму, идентичную форме или частям формы тест-полоски 134. Целевая область 130 может быть выполнена в виде очертания или наложения тест-полоски 134. Визуальная индикация 150 может представлять собой совмещение прямого изображения камеры на дисплее 140 мобильного устройства 114 с целевой областью 130, например очертанием тест-полоски 134. Таким образом, при расположении тест-полоски 134 в поле зрения камеры 112, визуальная индикация 150 будет показывать наложение целевой области 130 и тест-полоски 134, позволяя пользователю согласовать целевую область 130 и легко расположить тест-полоску 134. Визуальная индикация 150 может содержать по меньшей мере одну инструкцию для пользователя, такую как текстовое сообщение, например подсказку, и/или по меньшей мере одну графическую инструкцию. Например, визуальная индикация может содержать визуализацию тест-полоски 134 или частей тест-полосок 134, таких как контур и/или очертание тест-полоски 134. Визуальная индикация 150 может, в частности, представлять собой визуальный ориентир и может представлять собой или может содержать очертание, например, в форме тест-полоски 134, наложенное на дисплей 140 мобильного устройства 114, обеспечивая визуальное указание для размещения камеры относительно тест-полоски 134. Визуальная индикация 150 может содержать визуализацию как мобильного устройства 114, так и тест-полоски 114 относительно друг друга. Визуальная индикация 150 может содержать информацию о размещении, такую как подсказки об ориентации и/или расстоянии, например по меньшей мере одну стрелку и/или по меньшей мере одно текстовое сообщение. На фиг. 4А и 4В показаны варианты реализации визуальных индикаций 150 на дисплее 140 мобильного устройства 114. На фиг. 4А визуальная индикация 150 может содержать наложение 154, соответствующее тест-полоске 134, которая будет использоваться в способе 115 определения. Наложение 154 может быть определено эмпирически и/или может храниться по меньшей мере в одной справочной таблице и/или по меньшей мере в одном хранилище данных мобильного устройства, например посредством программного обеспечения, в частности, по меньшей мере одного приложения, скачанного из магазина приложений, и т.п. Кроме того, на дисплее 140 может отображаться полученное камерой прямое изображение тест-полоски 134 таким образом, что пользователь может быть адаптирован для согласования наложения 154 и тест-полоски 134. На фиг. 4В показана дополнительная визуальная индикация 150. В частности, визуальная индикация 150 может содержать текстовое сообщение и графическую индикацию, предлагающую пользователю поменять сторону тест-полоски.
Способ 115 определения включает в себя шаг 156 получения по меньшей мере одного изображения тестового поля 132 с помощью камеры 112, при этом во время указанного получения источник 120 освещения мобильного устройства 114 включен. Способ 115 определения включает в себя шаг 158, на котором на основании изображения, полученного на предшествующем шаге 156, определяют концентрацию аналита в образце.
Перечень ссылочных позиций
110 способ калибровки
112 камера
114 мобильное устройство
115 способ определения аналита
116 объект 118 шаг а)
120 источник освещения
122 шаг б)
124 первая область
126 шаг в)
128 вторая область
130 целевая область
132 тестовое поле
134 тест-полоска
136 упаковка
138 метка положения
140 дисплей
142 процессор
144 световое пятно
146 луч света
148 шаг способа
150 визуальная индикация
152 шаг способа
154 наложение
156 шаг способа
158 шаг способа
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРИГОДНОСТИ УСЛОВИЙ ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ КАМЕРЫ МОБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА | 2019 |
|
RU2791101C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ | 2019 |
|
RU2794865C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ | 2019 |
|
RU2792659C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ КАЛИБРОВКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАМЕРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ПРОБЕ | 2019 |
|
RU2754208C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНАЛИТА В ОБРАЗЦЕ | 2019 |
|
RU2791099C2 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ | 2018 |
|
RU2777489C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АНАЛИТА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ И МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, СКОНФИГУРИРОВАННОЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АНАЛИТА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ | 2020 |
|
RU2812204C2 |
| СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ | 2020 |
|
RU2823570C1 |
| СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДЛЯ НАСТРОЙКИ УСТАНОВКИ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО СПОСОБА | 2020 |
|
RU2825596C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АНАЛИТА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ | 2020 |
|
RU2824292C2 |
Изобретение относится к способу калибровки для калибровки камеры мобильного устройства для определения аналита в образце и способу определения для определения аналита в образце с использованием камеры мобильного устройства. Заявленный способ калибровки (110) для калибровки камеры (112) мобильного устройства (114) для определения аналита в образце, включает: получение по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта (116) с помощью камеры (112), при этом во время указанного получения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен; определение на основании изображения, полученного на шаге а) по меньшей мере одной первой области (124) на изображении, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника (120) освещения и отражаемого объектом (116); и определение по меньшей мере одной второй области (128) на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью (124), и возвращение второй области (128) в качестве целевой области (130) для определения местоположения тестового поля (132) тест-полоски (134) на последующем шаге определения. При этом шаг определения выполняют после осуществления способа калибровки. Технический результат – повышение надежности и точности измерений. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Способ калибровки (110) для калибровки камеры (112) мобильного устройства (114) для определения аналита в образце, включающий:
а) (118) получение по меньшей мере одного изображения по меньшей мере одного объекта (116) с помощью камеры (112), при этом во время указанного получения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен;
б) (122) определение на основании изображения, полученного на шаге а), по меньшей мере одной первой области (124) на изображении, на которую влияет прямое отражение света, исходящего от источника (120) освещения и отражаемого объектом (116); и
в) (126) определение по меньшей мере одной второй области (128) на изображении, которая по существу не перекрывается с первой областью (124), и возвращение второй области (128) в качестве целевой области (130) для определения местоположения тестового поля (132) тест-полоски (134) на последующем шаге определения, при этом шаг определения выполняют после осуществления способа калибровки.
2. Способ (110) калибровки по предшествующему пункту, причем для определения первой области (124) на шаге б) (122) применяют анализ гистограммы изображения.
3. Способ (110) калибровки по предшествующему пункту, причем первую область (124) определяют с помощью по меньшей мере одного порогового значения интенсивности в анализе гистограммы.
4. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем способ (110) калибровки дополнительно учитывает угол между камерой (112) и объектом (116).
5. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем на шаге а) (118) получают совокупность изображений, при этом совокупность изображений содержит по меньшей мере одну последовательность изображений, и при этом на шаге б) (122) выбирают и применяют по меньшей мере одно изображение из совокупности изображений, которое удовлетворяет по меньшей мере одному заданному критерию выбора, выбранному из группы, состоящей из по меньшей мере одного критерия четкости, по меньшей мере одного пространственного критерия и условий окружающего освещения.
6. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем на шаге а) (118) расстояние между камерой (112) и объектом (116) составляет от 0,03 м до 0,3 м, предпочтительно от 0,03 м до 0,15 м, наиболее предпочтительно от 0,03 м до 0,1 м.
7. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем объект (116), применяемый на шаге а) (118), выбирают из группы, состоящей из: по меньшей мере одной ровной поверхности; контрольной карточки; по меньшей мере одной тест-полоски (134) для определения аналита в образце; по меньшей мере одного контейнера для тест-полоски; по меньшей мере одной упаковки (136).
8. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем источник (ПО) освещения мобильного устройства (114) содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод, встроенный в мобильное устройство (114).
9. Способ (110) калибровки по любому из предшествующих пунктов, причем получение на шаге а) (118) происходит во временном интервале менее 1 с, предпочтительно во временном интервале менее 0,5 с, более предпочтительно во временном интервале менее 0,1 с.
10. Способ (115) определения для определения аналита в образце с помощью камеры (112) мобильного устройства (114), включающий:
i) калибровку камеры (112) с помощью способа калибровки по любому из предшествующих пунктов;
ii) обеспечение по меньшей мере одной тест-полоски (134) для определения аналита в образце, причем тест-полоска (134) содержит по меньшей мере одно тестовое поле (132), содержащее по меньшей мере одно тестовое химическое вещество для выполнения реакции оптического определения в присутствии аналита;
iii) нанесение по меньшей мере одного образца на тестовое поле (132) тест-полоски (134);
iv) обеспечение визуальной индикации (150) для пользователя для размещения тест-полоски (134) относительно камеры (112) таким образом, чтобы тестовое поле (132) по меньшей мере частично располагалось в целевой области (130);
v) получение по меньшей мере одного изображения тестового поля (132) с помощью камеры (112), при этом во время указанного получения источник (120) освещения мобильного устройства (114) включен; и
vi) определение на основании изображения, полученного на шаге v), концентрации аналита в образце.
11. Способ (115) определения по предшествующему пункту, причем шаг vi) включает анализ цвета пятна на тестовом поле (132) тест-полоски (134), причем указанное пятно по меньшей мере частично содержит образец.
12. Машиночитаемый носитель данных, на котором хранится компьютерная программа, содержащая программные средства для выполнения по меньшей мере шагов б) и в) способа (110) калибровки по п. 1, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства (114).
13. Машиночитаемый носитель данных по п. 12, причем компьютерная программа дополнительно содержит программные средства для выполнения по меньшей мере шага а) способа (110) калибровки по п. 1 и шагов iv) и vi) способа (115) определения по любому из пп. 10 или 11, при выполнении компьютерной программы на компьютере или в компьютерной сети, в частности, на процессоре мобильного устройства (114), при этом получение изображения на шаге а) инициируется автоматически после автоматического определения наличия по меньшей мере одного объекта в поле зрения и/или в заданном секторе поля зрения камеры.
14. Мобильное устройство (114), содержащее:
- по меньшей мере одну камеру (112);
- по меньшей мере один источник (120) освещения; и
- по меньшей мере один процессор (142), содержащий программные средства для выполнения способа (110) калибровки по одному из предшествующих пунктов, относящихся к способу калибровки, при этом получение изображения инициируется автоматически после автоматического определения наличия по меньшей мере одного объекта в поле зрения и/или в заданном секторе поля зрения камеры.
15. Мобильное устройство (114) по предшествующему пункту, причем процессор (142) дополнительно содержит программные средства для выполнения по меньшей мере шагов iv) и vi) способа (115) определения по любому из предшествующих пунктов, относящихся к способу определения.
| WO 2015038717 A1, 19.03.2015 | |||
| EP 3112827 A1, 04.01.2017 | |||
| US 20150233898 A1, 20.08.2015 | |||
| US 20150055134 A1, 26.02.2015 | |||
| US 20180031551 A1, 01.02.2018 | |||
| EP 2916117 A1, 09.09.2015. |
