校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置、目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置、及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及從被檢測(cè)體的觀測(cè)數(shù)據(jù)求出有關(guān)被檢測(cè)體的目標(biāo)成分的含量的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在專利文獻(xiàn)1中記載有使用近紅外光來測(cè)量生物體的吸光光譜，根據(jù)該吸光光 譜而進(jìn)行葡萄糖濃度的定量的技術(shù)。在該現(xiàn)有技術(shù)中，在水的吸收所產(chǎn)生的影響少的 1480nm~1880nm的波長范圍內(nèi)，選擇用于測(cè)量源于葡萄糖分子的0H基的吸收的第一波 長區(qū)域（1550nm~1650nm)、用于測(cè)量源于生物體成分的NH基的吸收的第二波長區(qū)域 (1480nm~1650nm)以及用于測(cè)量源于CH基的吸收的第三波長區(qū)域（1650nm~1880nm)的 三個(gè)連續(xù)的波長區(qū)域而連續(xù)性地測(cè)量吸光光譜。然后，通過將已測(cè)量的吸光光譜作為說明 變量、將葡萄糖濃度作為目標(biāo)變量而進(jìn)行PLS回歸分析來進(jìn)行葡萄糖的定量。另外，在該現(xiàn) 有技術(shù)中，通過使用在近紅外光的波長范圍內(nèi)被認(rèn)為較多地包括葡萄糖信息的特定的波長 范圍（1480nm~1880nm)內(nèi)的吸光光譜數(shù)據(jù)，而且，為了分析相互重疊的信息，則從吸光光 譜中使用3~5個(gè)波長而不是特定的一個(gè)波長，從而力求達(dá)到精度的提高。
[0003] 但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，盡管選擇較多地包括葡萄糖信息的波長范圍，但對(duì)于包 括相互重疊地其他生物體成分信息的波長范圍沒有任何變化，在原理上難以僅分離提取葡 萄糖信息。因此，存在有時(shí)不能獲得足夠的校準(zhǔn)精度這樣的問題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2010-66280號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決上述問題的至少一部分而做出，能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而 實(shí)現(xiàn)。
[0008] (1)根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置，創(chuàng)建用于由含有葡萄糖 的被檢測(cè)體的觀測(cè)分光數(shù)據(jù)導(dǎo)出被檢測(cè)體的葡萄糖濃度的校準(zhǔn)曲線。該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置 包括：估計(jì)部，估計(jì)在將每個(gè)所述樣品的觀測(cè)分光數(shù)據(jù)分離成多個(gè)獨(dú)立成分或主成分時(shí)的 多個(gè)獨(dú)立成分或主成分；以及回歸公式計(jì)算部，根據(jù)多個(gè)所述樣品的葡萄糖濃度和每個(gè)所 述樣品的所述觀測(cè)分光數(shù)據(jù)中的所述獨(dú)立成分或所述主成分的混合系數(shù)，求出所述校準(zhǔn)曲 線的回歸公式。所述估計(jì)部選擇在預(yù)先選擇的波長處具有峰值的成分波形信號(hào)作為所述獨(dú) 立成分或主成分。
[0009] 根據(jù)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置，由于選擇在作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長而預(yù)先選擇的波 長處具有峰值的獨(dú)立成分或主成分，并使用該獨(dú)立成分或主成分而計(jì)算回歸公式，因而能 夠得到有關(guān)葡萄糖濃度的校準(zhǔn)精度高的校準(zhǔn)曲線的回歸公式。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施方式中，校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置包括：樣品觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部，取得有關(guān)所述 被檢測(cè)體的多個(gè)樣品的所述觀測(cè)分光數(shù)據(jù)；葡萄糖濃度取得部，取得有關(guān)各所述樣品的葡 萄糖濃度；估計(jì)部，估計(jì)在將每個(gè)所述樣品的觀測(cè)分光數(shù)據(jù)分離成多個(gè)獨(dú)立成分或主成分 時(shí)的多個(gè)獨(dú)立成分或主成分；以及回歸公式計(jì)算部，根據(jù)多個(gè)所述樣品的葡萄糖濃度和每 個(gè)所述樣品的所述觀測(cè)分光數(shù)據(jù)中的所述獨(dú)立成分或所述主成分的混合系數(shù)，求出所述校 準(zhǔn)曲線的回歸公式，所述估計(jì)部選擇在預(yù)先選擇的波長處具有峰值的成分波形信號(hào)作為所 述獨(dú)立成分或主成分。
[0011] 根據(jù)該校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置，由于選擇在作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長而預(yù)先選擇的波 長處具有峰值的獨(dú)立成分或主成分，并使用該獨(dú)立成分或主成分而計(jì)算回歸公式，因而可 以得到有關(guān)葡萄糖濃度的校準(zhǔn)精度高的校準(zhǔn)曲線的回歸公式。
[0012] (2)在上述校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置中，所述預(yù)先已選擇的波長可以為（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一個(gè)波長或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一個(gè)波長。
[0013] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長，由于選擇940±30nm和1025±30nm中的 至少一個(gè)波長或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一個(gè)波長，因而可以獲得有關(guān)葡萄 糖濃度的校準(zhǔn)精度高的校準(zhǔn)曲線的回歸公式。
[0014] (3)在上述校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置中，所述估計(jì)部可以包括：獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部，計(jì) 算包含多個(gè)所述獨(dú)立成分的獨(dú)立成分矩陣；以及獨(dú)立成分選擇部，從所述獨(dú)立成分矩陣中 選擇在所述預(yù)先選擇的波長處具有峰值的獨(dú)立成分。
[0015] 根據(jù)該裝置，能夠通過獨(dú)立成分選擇部而自動(dòng)地選擇在對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長處具 有峰值的獨(dú)立成分。
[0016] (4)根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供求出有關(guān)含有作為目標(biāo)成分的葡萄糖的被檢測(cè) 體的葡萄糖濃度的目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置。該目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置包括：混合系數(shù)計(jì)算部，根據(jù)有 關(guān)被檢測(cè)體的觀測(cè)分光數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)而求出對(duì)應(yīng)于有關(guān)所述被檢測(cè)體的葡萄糖的混 合系數(shù)；以及目標(biāo)成分量計(jì)算部，根據(jù)表示對(duì)應(yīng)于所述葡萄糖的混合系數(shù)與葡萄糖濃度的 關(guān)系的所述一元回歸公式和通過所述混合系數(shù)計(jì)算部已求出的混合系數(shù)而計(jì)算所述葡萄 糖濃度。所述混合系數(shù)計(jì)算部使用在預(yù)先選擇的波長處具有峰值的成分作為對(duì)應(yīng)于所述葡 萄糖的獨(dú)立成分或主成分。
[0017] 根據(jù)該目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置，由于使用在作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長而預(yù)先選擇的波 長處具有峰值的獨(dú)立成分或主成分來進(jìn)行葡萄糖濃度的校準(zhǔn)，因而能提高有關(guān)葡萄糖濃度 的校準(zhǔn)精度。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方式中，目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置包括：被檢測(cè)體觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部，取得有關(guān) 所述被檢測(cè)體的觀測(cè)分光數(shù)據(jù)；校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)取得部，取得包括對(duì)應(yīng)于葡萄糖的獨(dú)立成分或 主成分和校準(zhǔn)用的一元回歸公式的校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)；混合系數(shù)計(jì)算部，根據(jù)有關(guān)所述被檢測(cè)體 的觀測(cè)數(shù)據(jù)和所述校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)而求出相對(duì)于有關(guān)所述被檢測(cè)體的葡萄糖的混合系數(shù)；以及 目標(biāo)成分量計(jì)算部，根據(jù)表示對(duì)應(yīng)于所述葡萄糖的混合系數(shù)與葡萄糖濃度的關(guān)系的所述一 元回歸公式和通過所述混合系數(shù)計(jì)算部已求出的混合系數(shù)而計(jì)算所述葡萄糖濃度。所述混 合系數(shù)計(jì)算部使用在預(yù)先選擇的波長處具有峰值的成分作為相對(duì)于所述葡萄糖的獨(dú)立成 分或主成分。
[0019] 根據(jù)該目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置，由于使用在作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長而預(yù)先選擇的波 長處具有峰值的獨(dú)立成分或主成分來進(jìn)行葡萄糖濃度的校準(zhǔn)，因而可以提高有關(guān)葡萄糖濃 度的校準(zhǔn)精度。
[0020] (5)在上述目標(biāo)成分校準(zhǔn)裝置中，所述預(yù)先選擇的波長可以為（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一個(gè)波長或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一個(gè)波長。
[0021] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，作為對(duì)應(yīng)于葡萄糖的波長，由于選擇940±30nm和1025±30nm中的 至少一個(gè)波長或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一個(gè)波長，因而可以提高有關(guān)葡萄 糖濃度的校準(zhǔn)精度。
[0022] 本發(fā)明也能以上述的方式以外的各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，可以以包括上述的裝置的 電子設(shè)備、實(shí)現(xiàn)上述裝置的各部分的功能的計(jì)算機(jī)程序以及存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的非暫時(shí)性的 記錄介質(zhì)（non-transitory storage medium :非暫時(shí)性存儲(chǔ)介質(zhì)）等方式等實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0023] 圖1的㈧~（F)是示出利用了獨(dú)立成分分析的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理的概要的說明 圖。
[0024] 圖2的（A)~（D)是示出目標(biāo)成分的校準(zhǔn)處理的概要的說明圖。
[0025] 圖3是血糖值用的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理的流程圖。
[0026] 圖4A的⑴~（3)是示出血糖值校準(zhǔn)用的獨(dú)立成分的例子的說明圖。
[0027] 圖4B的⑴~（3)是示出血糖值校準(zhǔn)用的獨(dú)立成分的例子的說明圖。
[0028] 圖5是校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理的流程圖。
[0029] 圖6是示出在校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理中所使用的計(jì)算機(jī)的說明圖。
[0030] 圖7是在校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理中所使用的裝置的功能框圖。
[0031] 圖8是示出獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的功能框圖。
[0032] 圖9是示意性示出測(cè)量數(shù)據(jù)集（r 一夕七y卜）DS1的說明圖。
[0033] 圖10是混合系數(shù)估計(jì)處理的流程圖。
[0034] 圖11是說明估計(jì)混合矩陣美的說明圖。
[0035] 圖12是回歸公式的計(jì)算處理的流程圖。
[0036] 圖13是使用于目標(biāo)成分的校準(zhǔn)處理的裝置的功能框圖。
[0037] 圖14是目標(biāo)成分的校準(zhǔn)處理的流程圖。
[0038] 符號(hào)說明
[0039] 10…CPU; 20…存儲(chǔ)器；
[0040] 30…硬盤驅(qū)動(dòng)器； 50…輸入接口；
[0041] 60…輸出接口； 100…計(jì)算機(jī)；
[0042] 200…分光測(cè)量儀 400…校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建裝置；
[0043] 410…樣品觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部； 420…樣品目標(biāo)成分量取得部（葡萄糖濃 度取得部）；
[0044] 430…混合系數(shù)估計(jì)部（估計(jì)部）； 432…獨(dú)立成分矩陣計(jì)算部；
[0045] 434…估計(jì)混合矩陣計(jì)算部； 436…混合系數(shù)選擇部；
[0046] 438…獨(dú)立成分選擇部； 440…回歸公式計(jì)算部；
[0047] 450…第一預(yù)處理部（標(biāo)準(zhǔn)化處理部）；452…標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換（SNV);
[0048] 454…零空間投影法（PNS) ; 460…第二預(yù)處理部（白化處理部）；
[0049] 462…主成分分析（PCA) ; 464…因子分析（FA);
[0050] 470…獨(dú)立成分分析處理部； 472…第一處理；
[0051] 474…第二處理； 500…校準(zhǔn)裝置；
[0052] 510…被檢測(cè)體觀測(cè)數(shù)據(jù)取得部； 520…校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)取得部；
[0053] 530…混合系數(shù)計(jì)算部（內(nèi)積運(yùn)算部）；532…預(yù)處理部；
[0054] 540…目標(biāo)成分量計(jì)算部； 550…非易失性存儲(chǔ)裝置
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面，按以下的順序說明本發(fā)明的實(shí)施方式：
[0056] A.校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理及校準(zhǔn)處理的概要：
[0057] B.血糖值用的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法：
[0058] C.校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建方法：
[0059] D.目標(biāo)成分的校準(zhǔn)方法：
[0060] E.各種算法及其影響：
[0061] F.變形例：
[0062] 在本實(shí)施方式中使用以下的縮寫詞：
[0063] · ICA :獨(dú)立成分分析（Independent Component Analysis)
[0064] · SNV :標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換（Standard Normal Variate transformation)
[0065] · PNS :零空間投影法（Project on Null Space)
[0066] · PCA :主成分分析（Principal Components Analysis)
[0067] · FA :因子分析（Factor Analysis)
[0068] A.校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理及校準(zhǔn)處理的概要：
[0069] 圖1是示出利用了獨(dú)立成分分析的校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理的概要的說明圖。圖1的 (A)示出了有關(guān)多個(gè)樣品的觀測(cè)數(shù)據(jù)（也稱為"測(cè)量數(shù)據(jù)"）的一個(gè)例子。該觀測(cè)數(shù)據(jù)為分 光吸光度，例如能夠通過含有葡萄糖等多種化學(xué)成分的樣品的分光測(cè)定而得到。作為在校 準(zhǔn)曲線創(chuàng)建處理中使用的多個(gè)樣品，使用了目標(biāo)成分（例如葡萄糖）的含量為已知的樣品。 也可以取而代之由分析裝置測(cè)量多個(gè)樣品中含有的目