信號檢測方法、校準線生成方法、定量方法及測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及信號檢測方法、校準線生成方法、定量方法、信號檢測裝置、測量裝置 及葡萄糖濃度測量裝置。
【背景技術】
[0002] 作為對測量信號（來自生物體的信號）中包含的預定成分的信號的技術，已知有 各種技術。作為其中代表性技術之一，已知有獨立成分分析（或者也稱獨立成分解析）。
[0003] 例如，在專利文獻1中公開了如下技術：對作為測量信號（來自生物體的信號）的 觀測信號進行獨立成分分析，W算出的獨立成分作為基本函數，通過用基本函數的線性組 合表示觀測信號，解析觀測信號中包含的目標成分的濃度等。
[0004] 另外，在專利文獻2公開了如下技術對作為測量信號（來自生物體的信號）的觀 測數據進行獨立成分分析，求出針對觀測數據中包含的目標成分的混合系數，從原始觀測 數據的目標成分含有量和混合系數求出校準線。 陽0化][現有技術文獻]
[0006] [專利文獻1]日本特開2007 - 44104號公報
[0007] [專利文獻2]日本特開2013 - 36973號公報
【發明內容】
[0008] 發明要解決的技術問題
[0009] 理想地，與獨立成分相關的信號是唯一固有成分的信號，故沒有其他成分的影響， 相對其他成分是"獨立"的。然而，現實中存在用獨立成分分析從混合成分提取的各個獨立 成分難W說是完全"獨立"的情況。在運樣的情況下，例如，即使為了檢測測量對象物中包 含的0. 01 % W下之類的1 % W下的一點點微量成分的濃度而W測量對象物為對象進行獨 立成分分析，也難W精度良好地檢測微量成分的濃度。
[0010] 本發明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于，提供一種可高精度檢測出與測量 信號（例如，來自生物體的信號等）中包含的微量成分相關的信號的新技術。
[0011] [適用例1]本適用例的信號檢測方法的特征在于，包括：獲取包含第1信號和與 所述第1信號不同的第2信號的測量信號的工序；W及進行使所述測量信號相對所述第2 信號正交的正交運算的工序。
[0012] 根據本申請發明人專研，可W考慮使表示第1信號的向量與表示第2信號的向量 正交，第1信號和第2信號構成正交向量空間。因此，依據本適用例的信號檢測方法，進行 使測量信號相對第2信號正交而得到相當于第1信號的信號的正交運算，故能從包含第1 信號和第2信號的測量信號除去第2信號，從而能高精度地檢測第1信號。由此，可精度良 好地檢測包含與第1信號相關的成分和與第2信號相關的成分的樣品中的與第1信號相關 的成分的濃度。
[0013] [適用例2]優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，在所述正交運算中使用 第2特征信號（第2樣品特征信號），所述第2特征信號通過對第2樣品信號進行多變量 解析處理而獲得，所述第2樣品信號對包含與所述第2信號相關的成分且不包含與所述第 1信號相關的成分的樣品進行測量而獲得。
[0014] 根據本適用例的信號檢測方法，通過對測量包含與第2信號相關的成分且不包含 與第1信號相關的成分的樣品的第2樣品信號進行多變量解析處理，能提取與第2信號相 關的成分的特征量即第2特征信號（第2樣品特征信號）。而且，使測量信號相對所得到的 第2特征信號（第2樣品特征信號）正交來進行正交運算，故能從測量包含與第1信號相 關的成分和與第2信號相關的成分的樣品的測量信號中，有效地除去第2信號。
[0015] [適用例3]優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，所述多變量解析處理是 獨立成分分析。
[0016] 根據本適用例的信號檢測方法，使用獨立成分分析處理作為對第2樣品信號的多 變量解析處理，故在尤其與第2信號相關的成分是高比例成分的情況下，能檢測正交性強 且誤差小的第2特征信號（第2樣品特征信號）。
[0017] [適用例4]優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，所述正交運算是使所述 測量信號投影到與由所述第2特征信號（第2樣品特征信號）展開的空間正交的空間的投 影運算。
[0018] 根據本適用例的信號檢測方法，通過進行向與由第2特征信號（第2樣品特征信 號）展開的空間正交的空間投影測量信號的投影運算，從包含第1信號和第2信號的測量 信號除去第2信號，能高精度地檢測第1信號。
[0019] [適用例引優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，當用測量向量Μ表示所述 測量信號，用第1向量Μ0表示所述第1信號，用丫個干擾單位向量化表示所述第2特征 信號（第2樣品特征信號），用由所述干擾單位向量化構成的矩陣Ρ表示由所述第2特征 信號（第2樣品特征信號）展開的空間，用Ρ+表示所述矩陣Ρ的偽逆矩陣，用Ε表示單位 矩陣時，用下式（1)表示所述投影運算，
[0020]
Q
[0021] 根據本適用例的信號檢測方法，通過進行用公式（1)表示的投影運算，能高精度 地檢測用測量向量Μ表示的測量信號中包含的第1信號（第1向量Μ0)。
[0022] [適用例6]優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，所述正交運算對所述測 量信號應用使用所述第2特征信號的葛蘭-施密特（Gram-Schmi化）的正交化法。
[0023] 根據本適用例的信號檢測方法，通過對測量信號應用使用第2特征信號（第2樣 品特征信號）的葛蘭-施密特的正交化法，從包含第1信號和第2信號的測量信號除去第 2信號，能高精度地檢測第1信號。
[0024] [適用例7]優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，當用測量向量Μ表示所述 測量信號，用第1向量Μ0表示所述第1信號，用丫個干擾單位向量化表示所述第2特征 信號（第2樣品特征信號），用Wk表示丫個中間向量，用WkT表示所述中間向量Wk的轉 置向量時，設第1中間向量W1為第1干擾單位向量P1，用下式似和下式做表示所述葛 蘭-施密特的正交化法， 陽0巧]
ο
[0026] 根據本適用例的信號檢測方法，利用由公式似和公式（3)表示的葛蘭-施密特 的正交化法，依次使丫個中間向量Wk正交，故測量向量Μ與丫個中間向量Wk的每一個正 交，其結果是，對第2信號整體正交化。由此，能高精度地檢測由測量向量Μ表示的測量信 號中包含的第1信號（第1向量Μ0)。
[0027] [適用例引優選的是，根據上述適用例的信號檢測方法，所述第1信號在所述測量 信號中所占的比例為1 % W下。
[0028] 根據本適用例的信號檢測方法，即使在與第1信號相關的成分是微量且第1信號 W 1%W下的比例包含于測量信號的情況下，也能在測量信號中高精度地檢測出微量成分 的第1信號。
[0029] [適用例9]優選的是，本適用例的校準線生成方法，針對與第1信號相關的物理 量已知的基準樣品，計算執行上述適用例的信號檢測方法而得到的所述第1信號與所述第 1信號的單位信號的內積值，生成校準線，所述校準線表示與所述第1信號相關的物理量和 所述內積值之間的關系。
[0030] 根據本適用例的校準線生成方法，計算通過執行可從測量信號高精度地檢測第1 信號的信號檢測方法而得的第1信號和第1信號的單位信號的內積值，生成校準線，故能生 成精度高的校準線。
[0031] [適用例10]優選的是，本適用例的定量方法，包括如下工序：計算通過上述適用 例的信號檢測方法而得到的第1信號與所述第1信號的單位信號的內積值。
[0032] 根據本適用例的定量方法，取得通過執行可從測量信號高精度地檢測第1信號的 信號檢測方法而得的第1信號和第1信號的單位信號的內積值，故能精度良好地求出向量 空間下的第1信號的大小（純量）。
[0033] [適用例11]優選的是，根據上述適用例的定量方法，所述定量方法還包括參照校 準線和所述內積值來定量化物理量的工序。
[0034] 根據本適用例的定量方法，參考第1信號和第1信號的單位信號的內積值W及表 示與第1信號相關的物理量和內積值的關系的校準線，故能準確地定量化包含與第1信號 相關的成分和與第2信號相關的成分的樣品中的與第1信號相關的成分的物理量。
[0035] [適用例12]優選的是，根據上述適用例的定量方法，所述校準線通過上述適用例 的校準線生成方法來獲得。
[0036] 根據本適用例的定量方法，使用表示與第1信號相關的物理量和內積值的關系的 校準線，故可精度良好地定量化測量對象物中包含的與第1信號相關的成分的物理量。
[0037] [適用例13]優選的是，根據上述適用例的定量方法，所述物理量是血液中的葡萄 糖濃度。
[0038] 根據本適用例的定量方法，能高精度地定量化相對W高比例包含于血液中的水 (與第2信號相關的成分）微量包含的葡萄糖（與第1信號相關的成分）的物理量。
[0039] [適用例14]本適用例的信號檢測裝置的特征在于，包括：獲取部，獲取對包含與 第1信號相關的成分和與不同于所述第1信號的第2信號相關的成分的測量對象物進行測 量而獲得的測量信號；W及運算處理部，進行使所述測量信號相對所述第2信號正交的正 交運算。
[0040] 根據本適用例的結構，在獲取部獲取測量了包含與第1信號相關的成分和與第2 信號相關的成分的測量對象物的測量信號。而且，在運算處理部中，形成表示第2信號的向 量相對表示第1信號的向量正交的向量空間，利用該向量空間進行使測量信號相對第2信 號正交的正交運算。因此，從包含第1信號和第2信號的測量信號除去第2信號，能實現可 高精度地檢測第1信號的信號檢測裝置。
[0041] [適用例1引本適用例的測量裝置的特征在于，包括：獲取部，獲取對包含與第1 信號相關的成分和與不同于所述第1信號的第2信號相關的成分的測量對象物進行測量而 獲得的測量信號；W及運算處理部，進行使所述測量信號相對所述第2信號正交的正交運 算，使用所述正交運算的結果來定量物理量。
[0042] 根據本適用例的結構，通過獲取部獲取測量包含與第1信號相關的成分和與第2 信號相關的成分的測量對象物的測量信號。而且，在運算處理部形成表示第2信號的向量 相對表示第1信號的向量正交的向量空間，利用該向量空間進行使測量信號相對第2信號 正交的正交運算，使用其運算結果定量物理量。因此，從包含第1信號和第2信號的測量信 號除去第2信號來檢測第1信號，能實現可高精度地定量與第1信號相關的成分的物理量 的測量裝置。
[0043] 另外，用于解決上述技術問題的第1發明是信號檢測方法，包括：獲取對包含高比 例成分的信號即第2信號（干擾信號）和微量成分的信號即第1信號（目標信號）的預定 的測量對象物進行測量的測量信號（來自生物體的信號）；W及在表示各成分的信號的向 量互相正交的向量空間中，進行使所述測量信號（來自生物體的信號）相對所述第2信號 (干擾信號）正交的正交運算。
[0044] 根據第1發明，在表示各成分的信號的向量互相正交的向量空間中，通過使測量 信號（來自生物體的信號）相對高比例成分的信號即第2信號（干擾信號）正交來進行正 交運算，可得到去除了高比例成分的信號。由于去除高比例成分的信號，可高精度地檢