校准曲线创建装置、目标成分校准装置、及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从被检测体的观测数据求出有关被检测体的目标成分的含量的技术。
【背景技术】
[0002] 在专利文献1中记载有使用近红外光来测量生物体的吸光光谱，根据该吸光光 谱而进行葡萄糖浓度的定量的技术。在该现有技术中，在水的吸收所产生的影响少的 1480nm~1880nm的波长范围内，选择用于测量源于葡萄糖分子的0H基的吸收的第一波 长区域（1550nm~1650nm)、用于测量源于生物体成分的NH基的吸收的第二波长区域 (1480nm~1650nm)以及用于测量源于CH基的吸收的第三波长区域（1650nm~1880nm)的 三个连续的波长区域而连续性地测量吸光光谱。然后，通过将已测量的吸光光谱作为说明 变量、将葡萄糖浓度作为目标变量而进行PLS回归分析来进行葡萄糖的定量。另外，在该现 有技术中，通过使用在近红外光的波长范围内被认为较多地包括葡萄糖信息的特定的波长 范围（1480nm~1880nm)内的吸光光谱数据，而且，为了分析相互重叠的信息，则从吸光光 谱中使用3~5个波长而不是特定的一个波长，从而力求达到精度的提高。
[0003] 但是，在上述现有技术中，尽管选择较多地包括葡萄糖信息的波长范围，但对于包 括相互重叠地其他生物体成分信息的波长范围没有任何变化，在原理上难以仅分离提取葡 萄糖信息。因此，存在有时不能获得足够的校准精度这样的问题。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2010-66280号公报
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决上述问题的至少一部分而做出，能够作为以下的方式或应用例而 实现。
[0008] (1)根据本发明的第一方式，提供一种校准曲线创建装置，创建用于由含有葡萄糖 的被检测体的观测分光数据导出被检测体的葡萄糖浓度的校准曲线。该校准曲线创建装置 包括：估计部，估计在将每个所述样品的观测分光数据分离成多个独立成分或主成分时的 多个独立成分或主成分；以及回归公式计算部，根据多个所述样品的葡萄糖浓度和每个所 述样品的所述观测分光数据中的所述独立成分或所述主成分的混合系数，求出所述校准曲 线的回归公式。所述估计部选择在预先选择的波长处具有峰值的成分波形信号作为所述独 立成分或主成分。
[0009] 根据该校准曲线创建装置，由于选择在作为对应于葡萄糖的波长而预先选择的波 长处具有峰值的独立成分或主成分，并使用该独立成分或主成分而计算回归公式，因而能 够得到有关葡萄糖浓度的校准精度高的校准曲线的回归公式。
[0010] 在一个实施方式中，校准曲线创建装置包括：样品观测数据取得部，取得有关所述 被检测体的多个样品的所述观测分光数据；葡萄糖浓度取得部，取得有关各所述样品的葡 萄糖浓度；估计部，估计在将每个所述样品的观测分光数据分离成多个独立成分或主成分 时的多个独立成分或主成分；以及回归公式计算部，根据多个所述样品的葡萄糖浓度和每 个所述样品的所述观测分光数据中的所述独立成分或所述主成分的混合系数，求出所述校 准曲线的回归公式，所述估计部选择在预先选择的波长处具有峰值的成分波形信号作为所 述独立成分或主成分。
[0011] 根据该校准曲线创建装置，由于选择在作为对应于葡萄糖的波长而预先选择的波 长处具有峰值的独立成分或主成分，并使用该独立成分或主成分而计算回归公式，因而可 以得到有关葡萄糖浓度的校准精度高的校准曲线的回归公式。
[0012] (2)在上述校准曲线创建装置中，所述预先已选择的波长可以为（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一个波长或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一个波长。
[0013] 根据该结构，作为对应于葡萄糖的波长，由于选择940±30nm和1025±30nm中的 至少一个波长或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一个波长，因而可以获得有关葡萄 糖浓度的校准精度高的校准曲线的回归公式。
[0014] (3)在上述校准曲线创建装置中，所述估计部可以包括：独立成分矩阵计算部，计 算包含多个所述独立成分的独立成分矩阵；以及独立成分选择部，从所述独立成分矩阵中 选择在所述预先选择的波长处具有峰值的独立成分。
[0015] 根据该装置，能够通过独立成分选择部而自动地选择在对应于葡萄糖的波长处具 有峰值的独立成分。
[0016] (4)根据本发明的第二方式，提供求出有关含有作为目标成分的葡萄糖的被检测 体的葡萄糖浓度的目标成分校准装置。该目标成分校准装置包括：混合系数计算部，根据有 关被检测体的观测分光数据和校准用数据而求出对应于有关所述被检测体的葡萄糖的混 合系数；以及目标成分量计算部，根据表示对应于所述葡萄糖的混合系数与葡萄糖浓度的 关系的所述一元回归公式和通过所述混合系数计算部已求出的混合系数而计算所述葡萄 糖浓度。所述混合系数计算部使用在预先选择的波长处具有峰值的成分作为对应于所述葡 萄糖的独立成分或主成分。
[0017] 根据该目标成分校准装置，由于使用在作为对应于葡萄糖的波长而预先选择的波 长处具有峰值的独立成分或主成分来进行葡萄糖浓度的校准，因而能提高有关葡萄糖浓度 的校准精度。
[0018] 在一个实施方式中，目标成分校准装置包括：被检测体观测数据取得部，取得有关 所述被检测体的观测分光数据；校准用数据取得部，取得包括对应于葡萄糖的独立成分或 主成分和校准用的一元回归公式的校准用数据；混合系数计算部，根据有关所述被检测体 的观测数据和所述校准用数据而求出相对于有关所述被检测体的葡萄糖的混合系数；以及 目标成分量计算部，根据表示对应于所述葡萄糖的混合系数与葡萄糖浓度的关系的所述一 元回归公式和通过所述混合系数计算部已求出的混合系数而计算所述葡萄糖浓度。所述混 合系数计算部使用在预先选择的波长处具有峰值的成分作为相对于所述葡萄糖的独立成 分或主成分。
[0019] 根据该目标成分校准装置，由于使用在作为对应于葡萄糖的波长而预先选择的波 长处具有峰值的独立成分或主成分来进行葡萄糖浓度的校准，因而可以提高有关葡萄糖浓 度的校准精度。
[0020] (5)在上述目标成分校准装置中，所述预先选择的波长可以为（i)940±30nm和 1025±30nm中的至少一个波长或者（ii)1135±30nm和1210±30nm中的至少一个波长。
[0021] 根据该结构，作为对应于葡萄糖的波长，由于选择940±30nm和1025±30nm中的 至少一个波长或者1135±30nm和1210±30nm中的至少一个波长，因而可以提高有关葡萄 糖浓度的校准精度。
[0022] 本发明也能以上述的方式以外的各种方式实现，例如，可以以包括上述的装置的 电子设备、实现上述装置的各部分的功能的计算机程序以及存储计算机程序的非暂时性的 记录介质（non-transitory storage medium :非暂时性存储介质）等方式等实现。
【附图说明】
[0023] 图1的㈧~（F)是示出利用了独立成分分析的校准曲线创建处理的概要的说明 图。
[0024] 图2的（A)~（D)是示出目标成分的校准处理的概要的说明图。
[0025] 图3是血糖值用的校准曲线创建处理的流程图。
[0026] 图4A的⑴~（3)是示出血糖值校准用的独立成分的例子的说明图。
[0027] 图4B的⑴~（3)是示出血糖值校准用的独立成分的例子的说明图。
[0028] 图5是校准曲线创建处理的流程图。
[0029] 图6是示出在校准曲线创建处理中所使用的计算机的说明图。
[0030] 图7是在校准曲线创建处理中所使用的装置的功能框图。
[0031] 图8是示出独立成分矩阵计算部的内部结构的一个例子的功能框图。
[0032] 图9是示意性示出测量数据集（r 一夕七y卜）DS1的说明图。
[0033] 图10是混合系数估计处理的流程图。
[0034] 图11是说明估计混合矩阵美的说明图。
[0035] 图12是回归公式的计算处理的流程图。
[0036] 图13是使用于目标成分的校准处理的装置的功能框图。
[0037] 图14是目标成分的校准处理的流程图。
[0038] 符号说明
[0039] 10…CPU; 20…存储器；
[0040] 30…硬盘驱动器； 50…输入接口；
[0041] 60…输出接口； 100…计算机；
[0042] 200…分光测量仪 400…校准曲线创建装置；
[0043] 410…样品观测数据取得部； 420…样品目标成分量取得部（葡萄糖浓 度取得部）；
[0044] 430…混合系数估计部（估计部）； 432…独立成分矩阵计算部；
[0045] 434…估计混合矩阵计算部； 436…混合系数选择部；
[0046] 438…独立成分选择部； 440…回归公式计算部；
[0047] 450…第一预处理部（标准化处理部）；452…标准正态变量变换（SNV);
[0048] 454…零空间投影法（PNS) ; 460…第二预处理部（白化处理部）；
[0049] 462…主成分分析（PCA) ; 464…因子分析（FA);
[0050] 470…独立成分分析处理部； 472…第一处理；
[0051] 474…第二处理； 500…校准装置；
[0052] 510…被检测体观测数据取得部； 520…校准用数据取得部；
[0053] 530…混合系数计算部（内积运算部）；532…预处理部；
[0054] 540…目标成分量计算部； 550…非易失性存储装置
【具体实施方式】
[0055] 下面，按以下的顺序说明本发明的实施方式：
[0056] A.校准曲线创建处理及校准处理的概要：
[0057] B.血糖值用的校准曲线创建方法：
[0058] C.校准曲线创建方法：
[0059] D.目标成分的校准方法：
[0060] E.各种算法及其影响：
[0061] F.变形例：
[0062] 在本实施方式中使用以下的缩写词：
[0063] · ICA :独立成分分析（Independent Component Analysis)
[0064] · SNV :标准正态变量变换（Standard Normal Variate transformation)
[0065] · PNS :零空间投影法（Project on Null Space)
[0066] · PCA :主成分分析（Principal Components Analysis)
[0067] · FA :因子分析（Factor Analysis)
[0068] A.校准曲线创建处理及校准处理的概要：
[0069] 图1是示出利用了独立成分分析的校准曲线创建处理的概要的说明图。图1的 (A)示出了有关多个样品的观测数据（也称为"测量数据"）的一个例子。该观测数据为分 光吸光度，例如能够通过含有葡萄糖等多种化学成分的样品的分光测定而得到。作为在校 准曲线创建处理中使用的多个样品，使用了目标成分（例如葡萄糖）的含量为已知的样品。 也可以取而代之由分析装置测量多个样品中含有的目