校準曲線創建裝置、目標成分校準裝置、及電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及從被檢測體的觀測數據求出有關被檢測體的目標成分的含量的技術。
【背景技術】
[0002] 在專利文獻1中記載有使用近紅外光來測量生物體的吸光光譜，根據該吸光光 譜而進行葡萄糖濃度的定量的技術。在該現有技術中，在水的吸收所產生的影響少的 1480nm~1880nm的波長范圍內，選擇用于測量源于葡萄糖分子的0H基的吸收的第一波 長區域（1550nm~1650nm)、用于測量源于生物體成分的NH基的吸收的第二波長區域 (1480nm~1650nm)以及用于測量源于CH基的吸收的第三波長區域（1650nm~1880nm)的 三個連續的波長區域而連續性地測量吸光光譜。然后，通過將已測量的吸光光譜作為說明 變量、將葡萄糖濃度作為目標變量而進行PLS回歸分析來進行葡萄糖的定量。另外，在該現 有技術中，通過使用在近紅外光的波長范圍內被認為較多地包括葡萄糖信息的特定的波長 范圍（1480nm~1880nm)內的吸光光譜數據，而且，為了分析相互重疊的信息，則從吸光光 譜中使用3~5個波長而不是特定的一個波長，從而力求達到精度的提高。
[0003] 但是，在上述現有技術中，盡管選擇較多地包括葡萄糖信息的波長范圍，但對于包 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，存在有時不能獲得足夠的校準精度這樣的問題。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2010-66280號公報
【發明內容】
[0007] 本發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用例而 實現。
[0008] (1)根據本發明的第一方式，提供一種校準曲線創建裝置，創建用于由含有葡萄糖 的被檢測體的觀測分光數據導出被檢測體的葡萄糖濃度的校準曲線。該校準曲線創建裝置 包括：估計部，估計在將每個所述樣品的觀測分光數據分離成多個獨立成分或主成分時的 多個獨立成分或主成分；以及回歸公式計算部，根據多個所述樣品的葡萄糖濃度和每個所 述樣品的所述觀測分光數據中的所述獨立成分或所述主成分的混合系數，求出所述校準曲 線的回歸公式。所述估計部選擇在預先選擇的波長處具有峰值的成分波形信號作為所述獨 立成分或主成分。
[0009] 根據該校準曲線創建裝置，由于選擇在作為對應于葡萄糖的波長而預先選擇的波 長處具有峰值的獨立成分或主成分，并使用該獨立成分或主成分而計算回歸公式，因而能 夠得到有關葡萄糖濃度的校準精度高的校準曲線的回歸公式。
[0010] 在一個實施方式中，校準曲線創建裝置包括：樣品觀測數據取得部，取得有關所述 被檢測體的多個樣品的所述觀測分光數據；葡萄糖濃度取得部，取得有關各所述樣品的葡 萄糖濃度；估計部，估計在將每個所述樣品的觀測分光數據分離成多個獨立成分或主成分 時的多個獨立成分或主成分；以及回歸公式計算部，根據多個所述樣品的葡萄糖濃度和每 個所述樣品的所述觀測分光數據中的所述獨立成分或所述主成分的混合系數，求出所述校 準曲線的回歸公式，所述估計部選擇在預先選擇的波長處具有峰值的成分波形信號作為所 述獨立成分或主成分。
[0011] 根據該校準曲線創建裝置，由于選擇在作為對應于葡萄糖的波長而預先選擇的波 長處具有峰值的獨立成分或主成分，并使用該獨立成分或主成分而計算回歸公式，因而可 以得到有關葡萄糖濃度的校準精度高的校準曲線的回歸公式。
[0012] (2)在上述校準曲線創建裝置中，所述預先已選擇的波長可以為（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一個波長或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一個波長。
[0013] 根據該結構，作為對應于葡萄糖的波長，由于選擇940±30nm和1025±30nm中的 至少一個波長或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一個波長，因而可以獲得有關葡萄 糖濃度的校準精度高的校準曲線的回歸公式。
[0014] (3)在上述校準曲線創建裝置中，所述估計部可以包括：獨立成分矩陣計算部，計 算包含多個所述獨立成分的獨立成分矩陣；以及獨立成分選擇部，從所述獨立成分矩陣中 選擇在所述預先選擇的波長處具有峰值的獨立成分。
[0015] 根據該裝置，能夠通過獨立成分選擇部而自動地選擇在對應于葡萄糖的波長處具 有峰值的獨立成分。
[0016] (4)根據本發明的第二方式，提供求出有關含有作為目標成分的葡萄糖的被檢測 體的葡萄糖濃度的目標成分校準裝置。該目標成分校準裝置包括：混合系數計算部，根據有 關被檢測體的觀測分光數據和校準用數據而求出對應于有關所述被檢測體的葡萄糖的混 合系數；以及目標成分量計算部，根據表示對應于所述葡萄糖的混合系數與葡萄糖濃度的 關系的所述一元回歸公式和通過所述混合系數計算部已求出的混合系數而計算所述葡萄 糖濃度。所述混合系數計算部使用在預先選擇的波長處具有峰值的成分作為對應于所述葡 萄糖的獨立成分或主成分。
[0017] 根據該目標成分校準裝置，由于使用在作為對應于葡萄糖的波長而預先選擇的波 長處具有峰值的獨立成分或主成分來進行葡萄糖濃度的校準，因而能提高有關葡萄糖濃度 的校準精度。
[0018] 在一個實施方式中，目標成分校準裝置包括：被檢測體觀測數據取得部，取得有關 所述被檢測體的觀測分光數據；校準用數據取得部，取得包括對應于葡萄糖的獨立成分或 主成分和校準用的一元回歸公式的校準用數據；混合系數計算部，根據有關所述被檢測體 的觀測數據和所述校準用數據而求出相對于有關所述被檢測體的葡萄糖的混合系數；以及 目標成分量計算部，根據表示對應于所述葡萄糖的混合系數與葡萄糖濃度的關系的所述一 元回歸公式和通過所述混合系數計算部已求出的混合系數而計算所述葡萄糖濃度。所述混 合系數計算部使用在預先選擇的波長處具有峰值的成分作為相對于所述葡萄糖的獨立成 分或主成分。
[0019] 根據該目標成分校準裝置，由于使用在作為對應于葡萄糖的波長而預先選擇的波 長處具有峰值的獨立成分或主成分來進行葡萄糖濃度的校準，因而可以提高有關葡萄糖濃 度的校準精度。
[0020] (5)在上述目標成分校準裝置中，所述預先選擇的波長可以為（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一個波長或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一個波長。
[0021] 根據該結構，作為對應于葡萄糖的波長，由于選擇940±30nm和1025±30nm中的 至少一個波長或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一個波長，因而可以提高有關葡萄 糖濃度的校準精度。
[0022] 本發明也能以上述的方式以外的各種方式實現，例如，可以以包括上述的裝置的 電子設備、實現上述裝置的各部分的功能的計算機程序以及存儲計算機程序的非暫時性的 記錄介質（non-transitory storage medium :非暫時性存儲介質）等方式等實現。
【附圖說明】
[0023] 圖1的㈧~（F)是示出利用了獨立成分分析的校準曲線創建處理的概要的說明 圖。
[0024] 圖2的（A)~（D)是示出目標成分的校準處理的概要的說明圖。
[0025] 圖3是血糖值用的校準曲線創建處理的流程圖。
[0026] 圖4A的⑴~（3)是示出血糖值校準用的獨立成分的例子的說明圖。
[0027] 圖4B的⑴~（3)是示出血糖值校準用的獨立成分的例子的說明圖。
[0028] 圖5是校準曲線創建處理的流程圖。
[0029] 圖6是示出在校準曲線創建處理中所使用的計算機的說明圖。
[0030] 圖7是在校準曲線創建處理中所使用的裝置的功能框圖。
[0031] 圖8是示出獨立成分矩陣計算部的內部結構的一個例子的功能框圖。
[0032] 圖9是示意性示出測量數據集（r 一夕七y卜）DS1的說明圖。
[0033] 圖10是混合系數估計處理的流程圖。
[0034] 圖11是說明估計混合矩陣美的說明圖。
[0035] 圖12是回歸公式的計算處理的流程圖。
[0036] 圖13是使用于目標成分的校準處理的裝置的功能框圖。
[0037] 圖14是目標成分的校準處理的流程圖。
[0038] 符號說明
[0039] 10…CPU; 20…存儲器；
[0040] 30…硬盤驅動器； 50…輸入接口；
[0041] 60…輸出接口； 100…計算機；
[0042] 200…分光測量儀 400…校準曲線創建裝置；
[0043] 410…樣品觀測數據取得部； 420…樣品目標成分量取得部（葡萄糖濃 度取得部）；
[0044] 430…混合系數估計部（估計部）； 432…獨立成分矩陣計算部；
[0045] 434…估計混合矩陣計算部； 436…混合系數選擇部；
[0046] 438…獨立成分選擇部； 440…回歸公式計算部；
[0047] 450…第一預處理部（標準化處理部）；452…標準正態變量變換（SNV);
[0048] 454…零空間投影法（PNS) ; 460…第二預處理部（白化處理部）；
[0049] 462…主成分分析（PCA) ; 464…因子分析（FA);
[0050] 470…獨立成分分析處理部； 472…第一處理；
[0051] 474…第二處理； 500…校準裝置；
[0052] 510…被檢測體觀測數據取得部； 520…校準用數據取得部；
[0053] 530…混合系數計算部（內積運算部）；532…預處理部；
[0054] 540…目標成分量計算部； 550…非易失性存儲裝置
【具體實施方式】
[0055] 下面，按以下的順序說明本發明的實施方式：
[0056] A.校準曲線創建處理及校準處理的概要：
[0057] B.血糖值用的校準曲線創建方法：
[0058] C.校準曲線創建方法：
[0059] D.目標成分的校準方法：
[0060] E.各種算法及其影響：
[0061] F.變形例：
[0062] 在本實施方式中使用以下的縮寫詞：
[0063] · ICA :獨立成分分析（Independent Component Analysis)
[0064] · SNV :標準正態變量變換（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.校準曲線創建處理及校準處理的概要：
[0069] 圖1是示出利用了獨立成分分析的校準曲線創建處理的概要的說明圖。圖1的 (A)示出了有關多個樣品的觀測數據（也稱為"測量數據"）的一個例子。該觀測數據為分 光吸光度，例如能夠通過含有葡萄糖等多種化學成分的樣品的分光測定而得到。作為在校 準曲線創建處理中使用的多個樣品，使用了目標成分（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量多個樣品中含有的目