特開 2024-163032 測定方法及び測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163032

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】測定方法及び測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/78 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

G01N21/78 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024067026

(22)【出願日】2024-04-17

(31)【優先権主張番号】P 2023078865

(32)【優先日】2023-05-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000141897

【氏名又は名称】アークレイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平村 史人

(72)【発明者】

【氏名】小田垣 徹

(57)【要約】

【課題】簡素な構成要素によって、測定対象物の測定に関連する光量ムラを補正する測定方法。
【解決手段】反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片に対し、試料が導入される前の試験片の測定領域に測定光を照射した状態で測定前画像を撮影し、撮影した測定前画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、測定前画像における各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を測定部位ごとに特定し、試料が導入された後の試験片の測定領域に測定光を照射した状態で測定画像を撮影し、撮影した測定画像における、測定前画像の各測定部位に対応する測定部位ごとに発光強度を測定し、測定画像における各測定部位の発光強度を、当該測定部位の演算値で補正する、測定方法。
【選択図】図１６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片に対し、前記試料が導入される前の前記試験片の測定領域に測定光を照射した状態で測定前画像を撮影し、
撮影した前記測定前画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、
前記測定前画像における各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を測定部位ごとに特定し、
前記試料が導入された後の前記試験片の前記測定領域に前記測定光を照射した状態で測定画像を撮影し、
撮影した前記測定画像における、前記測定前画像の前記各測定部位に対応する測定部位ごとに発光強度を測定し、
前記測定画像における各測定部位の発光強度を、当該測定部位の前記演算値で補正する、測定方法。

【請求項2】

前記複数の測定部位は、前記試験片において導入された前記試料が移動する方向に沿って設定される、請求項１に記載の測定方法。

【請求項3】

前記演算値を、前記各測定部位において、前記試料が移動する方向と直交する方向に沿って得られた発光強度の平均値に基づき特定する、請求項２に記載の測定方法。

【請求項4】

反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片が内部の測定領域に配置されて前記試験片が測定される測定システムであって、
前記測定領域に配置された試験片の測定領域に測定光を照射する光源と、
前記試験片の前記測定領域の画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影した画像を解析する解析部と、を備え、
前記撮影部は、試料が導入される前の前記試験片の前記測定領域を前記光源から前記測定光が照射された状態で撮影することによって測定前画像を取得するとともに、試料が導入された後の前記試験片の前記測定領域を前記光源から前記測定光が照射された状態で撮影することによって測定画像を取得し、
前記解析部は、前記測定前画像における複数の測定部位ごとに、各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を特定するとともに、前記測定前画像の前記各測定部位に対応する前記測定画像の測定部位ごとの発光強度を、前記演算値に基づき補正する、測定システム。

【請求項5】

前記複数の測定部位は、前記試験片において導入された前記試料が移動する方向に沿って設定される、請求項４に記載の測定システム。

【請求項6】

前記演算値は、前記各測定部位において、前記試料が移動する方向と直交する方向に沿って得られた発光強度の平均値に基づき特定される、請求項５に記載の測定システム。

【請求項7】

前記撮影部としてのカメラを有するモバイル装置と、
前記モバイル装置を保持するハウジングと、
前記試験片が挿入されるとともに前記光源が設けられ、前記ハウジングに装着される保持部と、を備えるとともに、
前記モバイル装置の中央演算装置が、前記解析部として機能する、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定対象物の測定に関連する光量ムラを補正する測定方法及び測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

反応試薬が適用されている試験片を用いて、試料中の測定対象物と反応試薬との反応を発光強度で検出する測定システムにおいては、試験片の測定領域に測定光が一様に照射されるとは限らない。このため、試験片の測定領域を一様に照射するか、あるいは照射される光量のムラを補正する試みが種々なされている。

【0003】

下記特許文献１記載の技術では、イメージセンサでの測定に際し、入射光の分布補正及び基準物質の測定結果が均一になるような光量ムラの補正を実施している。下記特許文献２記載の技術では、照明装置による照度が十分か否か、撮影装置における撮影素子の感度に劣化がないか否かなどを定期的に点検するために専用の点検用試験片を用いて精度管理を行っている。下記特許文献３記載の技術では、点灯状態での光量分布を、消灯状態での光量分布及び補正用光量分布に基づいて補正することが開示されている。

【0004】

下記特許文献４及び下記特許文献５に記載の技術では、試料を塗布する前の光学試験ストリップと、塗布した後の光学試験ストリップの両方をスマートフォンのカメラで撮影して、塗布前後の画像を解析する技術を開示している。すなわち、特許文献４では、塗布前後の画像の強度を比較し、周囲の照明条件が時間とともに変化する場合において対応するための技術を開示しており、特許文献５では塗布前後の画像から撮影位置を同じようにすることを目的としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＷＯ２００２／０３９０９４Ａ１

【特許文献2】特開２０１４－１９０９２６号公報

【特許文献3】特開平７－３３２９３５号公報

【特許文献4】特表２０２２－５０６３７６号公報

【特許文献5】特表２０２３－５０３８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示の実施態様は、簡素な構成要素によって、測定対象物の測定に関連する光量ムラを補正する測定方法及び測定システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様の測定方法は、反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片に対し、試料が導入される前の試験片の測定領域に測定光を照射した状態で測定前画像を撮影し、撮影した測定前画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、測定前画像における各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を測定部位ごとに特定し、試料が導入された後の試験片の測定領域に測定光を照射した状態で測定画像を撮影し、撮影した測定画像における、測定前画像の各測定部位に対応する測定部位ごとに発光強度を測定し、測定画像における各測定部位の発光強度を、当該測定部位の前記演算値で補正する。

【0008】

本開示の一態様は、反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片が内部の測定領域に配置されて試験片が測定される測定システムであって、測定領域に配置された試験片の測定領域に測定光を照射する光源と、試験片の測定領域の画像を撮影する撮影部と、撮影部が撮影した画像を解析する解析部と、を備え、撮影部は、試料が導入される前の試験片の測定領域を光源から測定光が照射された状態で撮影することによって測定前画像を取得するとともに、試料が導入された後の試験片の測定領域を光源から測定光が照射された状態で撮影することによって測定画像を取得し、解析部は、測定前画像における複数の測定部位ごとに、各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を特定するとともに、測定前画像の各測定部位に対応する測定画像の測定部位ごとの発光強度を、演算値に基づき補正する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の実施態様によれば、簡素な構成要素によって、測定対象物の測定に関連する光量ムラを補正する測定方法及び測定システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態で使用される保持部を上方斜視図で示す。

【図2】保持部の挿入口付近を下方斜視図にて拡大して示す。

【図3】実施形態で使用される試験片を平面視で示す。

【図4】保持部に試験片が装着された状態を上方斜視図で示す。

【図5】図４の状態を平面視で示す。

【図6】実施形態で使用される載置部を上方斜視図で示す。

【図7】載置部を底面視で示す。

【図8】実施形態のハウジングを上方斜視図で示す。

【図9】図８のハウジングに試験片が装着された状態を上方斜視図で示す。

【図10】実施形態で使用されるモバイル装置を底面視で示す。

【図11】実施形態の測定システムを上方斜視図で示す。

【図12】図１１の測定システムから外壁部の一部を除いた状態を上方斜視図で示す。

【図13】図１２のXIII－XIII断面を示す。

【図14】実施形態の測定システムの機能ブロック図である。

【図15】制御部をブロック図で示す。

【図16】実施形態の測定システムにおける測定対象物の測定方法の概要を示すフローチャートである。

【図17】係数算出の概要を示すフローチャートである。

【図18】係数補正の概要を示すフローチャートである。

【図19】測定前画像の一例を示す。

【図20】測定画像の一例を示す。

【図21】測定前画像及び測定画像における補正前の発光強度の一例をグラフで示す。

【図22】測定画像における補正後の発光強度の一例をグラフで示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示における実施形態を、図面を参照しつつ説明する。各図において共通する符号は、特段の説明がなくとも同一の部分を指し示す。また、各図に現された各部材や各部位はあくまで模式的に描かれたものであって、実際の製品のサイズ及び位置関係は必ずしも正確には表現されていない。

【0012】

（１）保持部
図１は、本実施形態の測定システム１０（図１１参照）で用いられる保持部４０を上方斜視図で示したものである。本開示の測定システム１０においては、ハウジング２０（図８参照）を構成する部材として、図１に示すような保持部４０を含んでいてもよい。保持部４０は箱形の形状を呈し、上面には測定用開口部４３及び識別用開口部４４の２つの開口が形成されている。測定用開口部４３には光学フィルター４５が嵌め込まれている。上面にはさらに光を感知するセンサ４７が設けられている。保持部４０の側面には、後述の試験片６０（図３参照）が挿入される挿入口４１が開口している。挿入口４１の内部空間は、測定用開口部４３及び識別用開口部４４とも連通し、試験片６０の一部が収容される空間である、収容部４６となっている。

【0013】

図２は、保持部４０の挿入口４１付近を下方斜視図にて拡大して示したものである。挿入口４１の内部空間である収容部４６の、測定用開口部４３の近傍には、前記のセンサ４７が設けられている。収容部４６の内部に設けられた光源４２（図１３参照）からは、測定領域６１の撮影に適した波長の光線を含む光が照射される。そして、光学フィルター４５は、その撮影に適した波長の光線のみを好適に透過させる光学特性を有する。

【0014】

（２）試験片
図３は、本実施形態の測定システム１０（図１１参照）で用いられる試験片６０を平面視で示したものである。試験片６０は平たい棒状の外形を呈する。試験片６０の一端には上面側が窪んだ把持部６５が形成され、ここを持って手指で試験片６０を把持することができる。試験片６０の内部には、試験片６０の長手方向に沿った長尺形状の試験紙６４が収容される。試験紙６４は、試験片６０の上面に形成された２箇所の開口において上方に露出している。これら２箇所の開口のうち、把持部６５に近い方が試料点着部６３であり、把持部６５から遠い方が測定対象物の測定が行われる測定領域６１である。さらに、試験片６０の他端側、すなわち、把持部６５から最も離れた箇所の上面には、試験片６０に関する情報が記録された、識別領域６２が形成されている。以下、試験片６０について、把持部６５に近い側を「上流側」と称し、識別領域６２に近い側を「下流側」と称する。

【0015】

試験紙６４は、濾紙のような吸水体、又は、合成樹脂製の基板の表面に吸水層が塗布されたものである。試験紙６４には、測定対象物と反応して発色する反応試薬が適用されている。試料点着部６３に、測定対象物が含有されると想定される試料が点着される。試料としては、生体から採取される液体検体、たとえば血液若しくは尿又はこれらを適当な溶媒で希釈した希釈液、あるいは、生体から採取された固形物若しくは粘液又はそれらを適当な溶媒に希釈若しくは懸濁した液体検体、等が挙げられる。測定対象物としては、液体検体に含まれる成分、又は、外来の微生物若しくはウイルスに由来する抗原等が挙げられる。

【0016】

図４は、保持部４０に試験片６０が装着された状態を上方斜視図で示すものである。また、図５は、この状態を平面視で示すものである。図４及び図５に示すように、試験片６０は、下流側を先にして、挿入口４１から収容部４６の内部に挿入される。この状態で、図５に示すように、測定領域６１は測定用開口部４３と、また、識別領域６２は識別用開口部４４と、それぞれ同一の平面位置にある。

【0017】

この状態で、試料点着部６３に試料が点着されると、試験紙６４を毛細管現象にて，図２０に示す試料の移動方向へ流動していき、測定領域６１において試料の点着を示すコントロール反応帯７０（図２０参照）が下流側寄りに生ずることとなっている。さらに、試料中に測定対象物が含まれている場合、その濃度に応じた強さの対象反応帯７１（図２０参照）が上流側寄りに生ずる。この試験紙６４では、対象反応帯７１は測定領域における中央部分に位置し、コントロール反応帯７０は中央部分を外れた下流側に位置している。すなわち、光源４２との位置関係においては、対象反応帯７１は光源４２から近い位置にあり、コントロール反応帯７０は光源４２から遠い位置にある。この対象反応帯７１に、光源４２から発する光を照射して、生じた光の強度を測定することによって、本実施形態の測定システム１０は測定対象物の濃度を測定する。前記した識別領域６２には、たとえば、この試験片６０にはどのような種類の試験紙６４が収容されているか、といった試験片６０に関する情報である識別情報が記録されている。識別情報としては、バーコードやＱＲコード（登録商標）等が挙げられる。

【0018】

（３）載置部
図６は、本実施形態の測定システム１０（図１１参照）で用いられる載置部３０を上方斜視図で示すものである。また、図７は、この載置部３０を底面視で示すものである。載置部３０は、上面及び下面が開放した略直方体形状の紙箱として構成される。載置部３０の４側面は垂直に立設された外壁部３４となっている。載置部３０の上面には、後述のモバイル装置５０（図１０参照）が載置される枠である載置枠３２が形成されている。載置部３０の内部の一方側（以後、「前方側」と称する。）には、窓３１を開口しつつ上面が閉塞し、かつ、下面が開放（図７参照）した箱状の遮光部３３が形成される。

【0019】

ここで、外壁部３４の４面のうち、遮光部３３が位置している側の面を正面３４ａ、その反対側の面を背面３４ｂ、正面３４ａから見て左側の面を左側面３４ｃ、及びその反対側の面を右側面３４ｄとする。また、載置部３０の内部は、正面３４ａ及び背面３４ｂと平行な補強部３５で仕切られている。さらに、左側面３４ｃの前方側下縁には、矩形の切欠部３６が形成されている。

【0020】

（４）ハウジング
図７に示すように、遮光部３３の下縁と、外壁部３４の下縁との間には間隙が生じていて、この間隙を高さとして、四方を正面３４ａ、補強部３５、左側面３４ｃ及び右側面３４ｄで囲まれた空間を、収容領域３７と称する。この収容領域３７に、保持部４０が装着されると、図８に示すハウジング２０が構成される。この状態で、載置部３０の切欠部３６と、保持部４０の挿入口４１とが一致している。この状態の挿入口４１に、図４及び図５に示すように試験片６０が装着された状態は、図９に示す上方斜視図に示すとおりである。

【0021】

（５）モバイル装置
図１０は、本実施形態の測定システム１０（図１１参照）で用いられるモバイル装置５０をハウジング２０に載置された状態における底面視で示したものである。本実施形態では、モバイル装置５０としてスマートフォンが充てられているが、カメラ機能付きのタブレット端末をモバイル装置５０としてもよい。モバイル装置５０の底面側（いわゆる裏面）には、カメラとして構成された撮影部５１と、その脇の可視光を照射するフラッシュとして構成された照明部５２とが設けられている。なお、モバイル装置５０の天面側（いわゆる表面）は表示部５３となっている。

【0022】

（６）測定システム
図９に示すハウジング２０の載置枠３２の内側に、図１０に示すモバイル装置５０を、撮影部５１及び照明部５２を窓３１に一致させつつ、表示部５３を上向きにして載置させることで、図１１の上方斜視図に示すような本実施形態の測定システム１０が構成される。この状態から、外壁部３４のうち正面３４ａ、左側面３４ｃ及び右側面３４ｄを除いた状態を示す図１２の上方斜視図に示すように、保持部４０の測定用開口部４３及び識別用開口部４４は遮光部３３で覆われ、外界からの光の進入が妨げられている。

【0023】

また、図１２をXIII－XIII断面で示す図１３に示すように、試験片６０の測定領域６１の上方には測定用開口部４３及び光学フィルター４５が位置し、また、識別領域６２の上方には識別用開口部４４が位置している。さらに、測定用開口部４３の下方のやや背面側には測定領域６１を斜め上方から照射する光源４２が設置されている。より詳しくは、収容部４６の背面側に当たる収容部背面壁４６Ａの下縁からは、測定用開口部４３の背面縁４３Ａに向かって、光源設置板４２Ａが斜めに延設されている。そして、光源設置板４２Ａの下面側には光源４２が設置されることで、光源４２は測定領域６１を背面側から斜めに（すなわち、光源設置板４２Ａの延設方向に対し垂直方向に）照射可能となっている。測定用開口部４３の真上には、載置部３０の窓３１が位置しており、ここを通して、モバイル装置５０の撮影部５１が、測定領域６１に加えて識別領域６２も視野に収めている。

【0024】

図１４は、本実施形態の測定システム１０を機能ブロック図で表したものである。モバイル装置５０には、図１０に示す撮影部５１及び照明部５２並びに図１１に示す表示部５３、並びにこれらを制御する制御部１００が設けられている。制御部１００は、後述するＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０及び記憶装置１５０をコンピュータのハードウェア資源として利用することで、以下の各手段として機能する。

【0025】

すなわち、制御部１００は、照明部５２による照明のオン／オフ（点灯／消灯）を切り替える照明切替手段２００として機能する。照明切替手段２００は、具体的にはモバイル装置５０にインストールされたアプリケーションとして実現することができるが、他にも、保持部４０との間の電気的又は光学的なセンシングを利用した手段として、あるいは、保持部４０との間の無線通信手段（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）として実現することもできる。また、制御部１００は、撮影部５１による撮影の条件が記憶される撮影条件記憶手段２１０として機能する。撮影条件として規定される条件には、たとえば、測定対象物と試薬との反応に要する待機時間が含まれる。また、制御部１００は、撮影部５１を通じて、試験片６０への試料の点着を検出する点着検出手段２２０として機能する。また、制御部１００は、待機時間を計測する待機時間計測手段２３０として機能する。そして、制御部１００は、撮影部５１によって撮影された測定領域６１の画像を記憶する画像記憶手段２４０として機能する。さらに、制御部１００は、撮影部５１が撮影した画像を解析する解析部２５０として機能する。

【0026】

制御部１００は、図１５のハードウェア構成に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３０及び記憶装置１５０を有する。各構成は、バス１９０を介して相互に通信可能に接続されている。

【0027】

ＣＰＵ１１０は、中央演算装置であり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０又は記憶装置１５０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３０を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０又は記憶装置１５０に記録されているプログラムに従って、測定システム１０の制御を行う。

【0028】

ＲＯＭ１２０は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ１３０は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。記憶装置１５０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリによるストレージとして構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

【0029】

一方、保持部４０には、測定領域６１を照射する光源４２と、照明部５２のオン／オフ（点灯／消灯）を検出するセンサ４７と、センサ４７からの信号が入力されると光源４２を点灯させる光源制御部４８とを備える。光源制御部４８は、モバイル装置５０の制御部１００と同様に、コンピュータのハードウェア資源として構成される。なお、光源制御部４８は、後述の測定領域６１の撮影時に光源４２を点灯させる制御を行うことができるものであれば、センサ４７からの信号の入力態様の如何（たとえば、有線又は無線）を問わずに光源４２を点灯させることを実現できる。また、光源制御部４８は光源４２を消灯させる制御も行うことができる。

【0030】

上述のとおり、本実施形態の測定システム１０は、測定領域６１及び識別領域６２を有する試験片６０が挿入される挿入口４１と、挿入口４１から挿入された試験片６０を内部に収容する収容部４６と、収容部４６に収容された試験片６０に対向する窓３１を有するハウジング２０と、収容部４６に収容された試験片６０の識別領域６２を照明する照明部５２及び測定領域６１及び識別領域６２を撮影する撮影部５１を有するモバイル装置５０と、で構成される。ハウジング２０は、撮影部５１及び照明部５２を窓３１に面する位置に配置した状態でモバイル装置５０を外面に載置する載置部３０と、収容部４６に収容された試験片６０を内部に保持する保持部４０と、保持部４０の内部において測定領域６１を照射する位置に設けられた光源４２と、を有する。そして、この測定システム１０では、後述するように、撮影部５１による測定領域６１の撮影時には光源４２を点灯しつつ照明部５２を消灯し、撮影部５１による識別領域６２の撮影時には照明部５２を点灯する。このように構成されていることで、本実施形態の測定システム１０では、試験片６０に複数の撮影領域（すなわち、測定領域６１及び識別領域６２）がある場合、撮影領域に応じて適切な光源を用いた撮影を行うことができる。

【0031】

ここで、照明部５２による照明のオン／オフ（点灯／消灯）を切り替える照明切替手段２００として機能する制御部１００は、識別領域６２の撮影時には照明部５２を点灯させるとともに、測定領域６１の撮影時には照明部５２を消灯させるように制御することができる。また、光源制御部４８は、測定領域６１の撮影時には光源４２を点灯させるように制御することができる。また、光源４２の消耗を防ぐ観点から、光源制御部４８は、識別領域６２の撮影時には光源４２を消灯するように制御することが好ましい。

【0032】

ここで前記したように、測定領域６１は、試験片６０上の領域であって、試験片６０での測定対象物を測定する領域であり、識別領域６２は試験片６０の識別情報が記録されている領域である。測定領域では、対象反応帯７１において測定対象物と特異的に反応する試薬による発色や、測定対象物と特異的に結合する試薬による測定対象物の捕捉等によって、試料中の測定対象物を検出する。識別領域６２としては、たとえば、バーコードやＱＲコード（登録商標）等が付された領域が挙げられる。識別領域６２に記録される識別情報としては、試験片６０に収容される試験紙６４の種類、試験片６０に適した測定条件、試験片６０のロット情報などが挙げられる。また、光源４２は、測定領域６１において測定対象物の検出に適した光源である。たとえば、測定領域６１の対象反応帯７１において測定対象物と反応する物質が紫外光に吸収を持つ場合、光源４２は紫外光とすることで適切な撮影を行うことができる。なお、これによって、測定領域６１の撮影には、測定対象物に応じた波長の光源４２を用い、識別領域６２の撮影にはモバイル装置５０の照明部５２を光源として用いることができる。

【0033】

なお、撮影部５１による識別領域６２の撮影時には、照明部５２を点灯しつつ光源４２を消灯することが望ましい。これによって、光源４２を測定領域６１の撮影に必要な際にのみ点灯することができるので、光源４２の消耗を防ぐことができる。

【0034】

（７）測定システムによる測定対象物の測定方法
本実施形態の測定システム１０による測定対象物の測定方法の一例を、図１６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、このフローチャートでは、モバイル装置５０が直接行う動作以外の操作を示す段階については、括弧書きでその概要を表示している。

【0035】

まず、図１１に示すように、載置部３０に保持部４０を装着したハウジング２０に、モバイル装置５０を載置した測定システム１０を準備し、挿入口４１から試験片６０を挿入する。この段階で、表示部５３（図１１及び図１４参照）の画面が操作されると、モバイル装置５０にインストール済の測定用のアプリケーションが起動され、測定が開始される。

【0036】

最初に、Ｓ１００に示す段階において、照明切替手段２００（図１４参照）が、照明部５２を点灯させる。この段階では、保持部４０の光源４２は消灯している。次いで、Ｓ１１０に示す段階において、撮影部５１が、照明部５２を光源として、識別領域６２を撮影する。撮影が完了すると、Ｓ１２０に示す段階へ進む。

【0037】

Ｓ１２０に示す段階では、制御部１００は、撮影された識別領域６２の画像から、撮影条件記憶手段２１０（図１４参照）を参照して、当該試験片６０による測定に際しての撮影条件を取得する。

【0038】

次に、Ｓ１２１に示す段階において、照明切替手段２００が、照明部５２を消灯させる。そして、Ｓ１２２に示す段階において、保持部４０では、照明部５２の消灯をセンサ４７（図１及び図１４参照）を通じて光源制御部４８が検知すると、光源４２を点灯させる。

【0039】

光源４２が点灯すると、Ｓ１２３に示す段階において、撮影部５１が、光源４２からの測定光で照明される測定領域６１を測定前画像として撮影する。この段階で撮影される測定領域６１は、たとえば図１９に示すとおりである。この図１９では、測定前画像の試料の移動方向における中央付近で、試料が移動する方向と直交する方向（すなわち、図１９及び図２０に示す幅方向）の下方向（つまり、光源４２から近い位置）の発光強度が最も高く、そこから離れるにつれて発光強度が低くなるような光量ムラが生じている。ここで、光量ムラとは、光源４２からの光の強さが測定領域６１において一様でないことをいう。撮影が完了すると、Ｓ１２４に示す段階において、保持部４０の光源制御部４８は、光源４２を消灯させる。そして、Ｓ１２５に示す段階へ進む。

【0040】

Ｓ１２５に示す段階では、解析部２５０（図１４参照）が、撮影した測定前画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、各測定部位の発光強度が均一となるような演算値が、測定部位ごとに特定される。ここで、測定部位とは、測定前画像及び測定画像を用いて規定される部位であって、測定前画像及び測定画像を基にして、発光強度が測定される部位をいう。

【0041】

測定部位は、たとえば、図１９及び図２０に示す、測定領域６１の画像、すなわち、測定前画像及び測定画像を試料が移動する方向に沿って複数の箇所で設定されることが望ましい。この複数の箇所は、試料が移動する方向に沿って等分割される部位であってもよい。また、図１９及び図２０における試料の移動方向に沿って、撮影された画像の個々の画素を測定部位としてもよい。さらに、測定部位ごとの発光強度は、図１９及び図２０に示す幅方向に沿って得られた発光強度の平均値とすることが望ましいが、この方向における任意の位置（たとえば、中央の位置）の発光強度で代表させることとしてもよい。これらは、後述のＳ２００に示す段階でも同様である。

【0042】

具体的には、図１７のＳ１２５ａに示す段階において、解析部２５０は、撮影した測定前画像における測定部位ごとに発光強度を測定する。次に、Ｓ１２５ｂに示す段階において、解析部２５０は、各発光強度から、基準値を決定する。基準値としては、たとえば、各測定部位の発光強度の数値のうち最大の数値を採用してもよいし、また、最小の数値を採用してもよい。あるいは、各測定部位の発光強度を平均した平均値を採用してもよい。これらの代わりに、各測定部位の発光強度のうちのいずれかの値を選択してもよい。

【0043】

次に、Ｓ１２５ｃに示す段階において、解析部２５０は、測定部位ごとに、基準値を発光強度で除して、演算値としての係数を特定する。そしてＳ１２５ｄに示す段階において特定された係数を、各測定部位と対応づけて記憶装置１５０（図１５参照）に保存する。そして、図１６のＳ１２６に示す段階へ進み、照明切替手段２００（図１４参照）が、照明部５２を再び点灯させる。

【0044】

次いで、Ｓ１３０に示す段階において、測定者によって、試験片６０の試料点着部６３（図３参照）に、適量の試料が点着される。点着された試料は、試験片６０の内部で試験紙６４（図３参照）により下流側へ展開される。

【0045】

この間、制御部１００の点着検出手段２２０（図１４参照）は、Ｓ１４０に示す段階において、撮影部５１からの画像を通じて、測定領域６１において、点着が完了したことを示す画像（たとえば、測定対象物との反応で生じたコントロール反応帯７０）が検出されたかどうかを監視し続ける。かかる画像が検出されると、Ｓ１５０に示す段階へ進む。

【0046】

Ｓ１５０に示す段階では、Ｓ１４０に示す段階における点着の完了の検出後、制御部１００の待機時間計測手段２３０（図１４参照）が、Ｓ１２０に示す段階で取得した撮影条件のうち、試験紙６４における測定対象物と試薬との反応に要する待機時間が経過したかどうかを監視し続ける。

【0047】

Ｓ１５０に示す段階において、待機時間計測手段２３０によって、待機時間が経過したと判断されると、Ｓ１６０に示す段階で、照明切替手段２００が、照明部５２を消灯させる。

【0048】

一方、Ｓ１７０に示す段階において、保持部４０では、照明部５２の消灯をセンサ４７（図１及び図１４参照）を通じて光源制御部４８が検知すると、光源４２を点灯させる。

【0049】

光源４２が点灯すると、Ｓ１８０に示す段階において、撮影部５１が、測定領域６１において光源４２からの測定光の波長で可視化される対象反応帯７１を含めた測定部位を測定画像として撮影する。撮影が完了すると、Ｓ１９０に示す段階において、保持部４０の光源制御部４８は、光源４２を消灯させる。そして、Ｓ２００に示す段階に進む。

【0050】

Ｓ２００に示す段階では、解析部２５０（図１４参照）が、撮影した測定画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、各測定部位の発光強度を、当該測定部位の係数で補正する。

【0051】

具体的には、図１８のＳ２００ａに示す段階において、測定前画像でのＳ１２５ａに示す段階と同様に、解析部２５０は、撮影した測定画像における測定部位ごとに発光強度を測定する。次に、Ｓ２００ｂに示す段階において、解析部２５０は、測定画像における測定部位ごとに、発光強度に、Ｓ１２５ｃで算出した当該測定部位に対応する係数を乗じることによって、測定画像におけるそれぞれの発光強度を補正する。補正された測定画像の測定部位ごとの発光強度は記憶装置１５０（図１５参照）に記憶され、その後、測定対象物の含有量の計算に供されることによって、測定対象物が測定される。

【0052】

なお、図１７のＳ１２５ｃに示す段階においては、解析部２５０は、測定部位ごとに、発光強度を基準値で除して、演算値としての係数を特定することとしてもよい。この場合、図１８のＳ２００ｂに示す段階においては、解析部２５０は、測定画像における測定部位ごとに、発光強度を、Ｓ１２５ｃで算出した当該測定部位に対応する係数で除することによって、測定画像におけるそれぞれの発光強度を補正することになる。

【0053】

ここで、測定前画像及び測定画像における係数での補正を施していない未加工データである発光強度の一例は、図２１に示すグラフで表される。図２１では、Ｘ軸は測定前画像及び測定画像を３２０に分割した個々の測定部位を示し、Ｙ軸はそれぞれの測定部位における発光強度を示している。なお、発光強度とは、モバイル装置５０の撮影部５１において測定された光学的な測定値をデジタル値として表した数値である。図中の破線は、測定前画像の測定部位ごとの発光強度を示す。また、図中の実線は、測定画像の測定部位ごとの発光強度を示す。測定前画像の発光強度は、測定部位の中央付近で最大となっている。一方、測定画像の発光強度では、図２０の画像に示すのと同様、下流側寄りにコントロール反応帯７０のピークが見られ、上流側寄りに対象反応帯７１のピークが現れる。しかし、測定画像の発光強度は、測定前画像の発光強度が表すように、中央部分の発光強度が中央部分以外の部分の発光強度と比較して高い値になっていると考えられる。これは、たとえば図１９に示すような光量ムラに起因するものと考えられる。そのため、光量ムラの影響によって、中央部分に位置する対象反応帯７１の発光強度の値は、光源からの光量が強いため相対的に強めに表されている可能性がある。一方、中央部分以外の部分に位置するコントロール反応帯７０の発光強度の値は、光源からの光量が弱いため相対的に弱めに表されている可能性がある。

【0054】

一方、測定画像における補正後の発光強度の一例は、図２２において実線で示すグラフで表される。一方、図２１における測定前画像の発光強度のグラフのうち、最大の発光強度を上述の基準値として、これを一点鎖線で示される一定値のグラフとして示す。すなわち、破線で示す測定前画像の発光強度のグラフが一点鎖線で示される基準値となるように、測定画像の発光強度を上述の係数で補正すると、実線で示すグラフとなる。すなわち、図２１で両端が下がっているグラフが、図２２ではベースラインが平坦化している。この補正後のグラフは、図１９に示すような光量ムラが演算によって解消されることで、発光強度の実態をよりよく現していると考えられる。

【0055】

なお、図２１に示す測定前画像の発光強度のグラフを、適当な関数で近似して、この関数によって演算値を特定し、それにより測定画像の発光強度を補正することとしてもよい。すなわち、図２１の横軸の測定部位をｘで表し、縦軸の発光強度をｙで表したとき、破線で示す測定前画像の発光強度が、下記式１の関数で近似されるとする。

【0056】

ｙ＝ｆ（ｘ） ・・・（式１）

【0057】

このとき、測定部位ｘにおける演算値はｆ（ｘ）となる。そして、図２１において、測定部位ｘにおける測定画像の発光強度をＡｘとすると、補正後の発光強度Ｂｘは、下記式２のように、発光強度を演算値で除することで求めることができる。

【0058】

Ｂｘ＝Ａｘ／ｆ（ｘ） ・・・（式２）

【0059】

上述のとおり、本実施形態の測定システム１０は、反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片６０が内部の測定領域６１に配置されて試験片６０が測定されるものであって、測定領域６１に配置された試験片６０の測定領域６１に測定光を照射する光源４２と、試験片６０の測定領域６１の画像を撮影する撮影部５１と、撮影部５１が撮影した画像を解析する解析部２５０と、を備え、撮影部５１は、試料が導入される前の試験片６０の測定領域６１を光源４２から測定光が照射された状態で撮影することによって測定前画像を取得するとともに、試料が導入された後の試験片６０の測定領域６１を光源４２から測定光が照射された状態で撮影することによって測定画像を取得し、解析部２５０は、測定前画像における複数の測定部位ごとに、各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を特定するとともに、測定前画像の各測定部位に対応する測定画像の測定部位ごとの発光強度を、演算値に基づき補正する。

【0060】

また、本実施形態の測定システム１０によって、反応試薬が適用されているとともに、該反応試薬と反応する測定対象物を含む試料が導入される試験片６０に対し、試料が導入される前の試験片６０の測定領域６１に測定光を照射した状態で測定前画像を撮影し、撮影した測定前画像における複数の測定部位ごとに発光強度を測定し、測定前画像における各測定部位の発光強度が均一となるような演算値を測定部位ごとに特定し、試料が導入された後の試験片６０の測定領域６１に測定光を照射した状態で測定画像を撮影し、撮影した測定画像における、測定前画像の各測定部位に対応する測定部位ごとに発光強度を測定し、測定画像における各測定部位の発光強度を、当該測定部位の演算値で補正する、測定方法を実行することができる。

【0061】

上記実施形態では、図１１に示すように載置部３０にモバイル装置５０を装着する度に、載置部３０とモバイル装置５０との位置が微妙にずれる可能性がある。これに伴い、モバイル装置５０の撮影部５１と、試験片６０の測定領域６１との相対的な位置も微妙にずれることになる。すなわち、測定領域６１に照射される測定光の分布は、載置部３０にモバイル装置５０を装着する度に微妙に異なる可能性がある。そのため、図１９に示すような光量ムラは毎回同じように撮影されるとは限らない。しかし、載置部３０にモバイル装置５０を一旦装着して、その状態からモバイル装置５０を動かすことなく、測定前画像と測定画像とを撮影すれば、測定領域に生ずる光量ムラは同じであるから、モバイル装置５０の装着位置のずれは発光強度の補正には影響しない。したがって、発光強度の補正のための校正用に特別な作業が不要となり、試験片６０の測定と連携した光量ムラの補正が可能となる。これによって、ユーザの手間が簡略化され、コストの低減が可能となるとともに、光量ムラの補正の客観性が向上することともなる。

【0062】

（８）その他
上記の実施形態の測定システム１０は、載置部３０に別体の保持部４０が組み合わされてハウジング２０が形成されていたが、ハウジング２０は、載置部３０と保持部４０とが一体となった構造であってもよい。その場合、ハウジング２０に挿入口４１が設けられ、その奥に設けられる空間が収容部４６となる。そして、挿入口４１から試験片６０が挿入され、収容部４６に収容された試験片６０の測定領域６１及び識別領域６２が、上述の実施形態と同様にモバイル装置５０の撮影部５１による撮影に供されることになる。

【0063】

また、試験片６０は、上記の実施形態で記述したような、内部に試験紙６４を収容した構造となっているが、たとえば尿試験紙のような試験紙６４そのものを試験片６０としてもよい。この場合、試験片６０としての試験紙６４の上に、測定領域６１のみならず識別領域６２が設けられることになる。またこの場合、試験紙６４の材質については、上記の実施形態でも記載したように、濾紙のような吸水体、又は、合成樹脂製の基板の表面に吸水層が塗布されたものを使用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明は、試料中の測定対象物を試験片で展開して光学的に検出する測定システムに利用可能である。

【符号の説明】

【0065】

１０ 測定システム
２０ ハウジング
４０ 保持部
４２ 光源
５０ モバイル装置
５１ 撮影部
６０ 試験片
６１ 測定領域
１１０ ＣＰＵ（中央演算装置）
２５０ 解析部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】