JP6043793B2 - 試料処理量を増やすための補間センサデータの外挿 - Google Patents
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Description
倍したものに等しい。式中、hiiはその点のテコ値である。テコ値はハット行列Hの要素hiiと定義され、Hは、i番目の適合値でi番目の観察値yiによって用いられたテコ値の大きさを特定する。統計的回帰における点の影響度を定量化する別の式は、回帰適合から個別点を除去することによって得られた外挿点における変化を示す測度である。以下に示すのは、このような測度の例は、
であり、式中、55は、外挿点に対応する時間である。
CV=標準偏差(yi)/平均(yi)、及び、
R2=1−(合計((yi−fi)2)/(合計((yi−平均(yi))2)、
式中、yi及びfiはそれぞれ、指定された時間に観察及び計算された値である。
以下の実施形態例は、本発明をさらに明瞭にする目的で提示されるが、本発明が実施形態例のみに制限されるものではないことに留意すべきである。
s(t)=a(log(t))2+b(log(t))+c
式中、a、b及びcは、変換されたデータ点に基づいて求められる多項式係数であり、s(t)は、特定時間tにおける計算されたセンサ出力である。一実施形態では、臨界点が生じる時間の対数の所定値が提供され、この所定値は、多項式係数間の関係を提供する。使用されたセンサ構成ごとに実験的又は分析的に求められるa、b及びcの正確な値は、分析物の濃度、試料のサイズ、温度、センサートランスデューサ構成の形状及び他のパラメータに一部依存する。一事例において、臨界点は極点であり、そして、所定値(V)は、b=−2aVという形式の適合パラメータbとaとの間の関係を提供する。適合パラメータa及びcは、曲線適合技法(回帰分析及び最小二乗法などだが、これらに限定されない)によってセンサ反応に基づいて求められる。あるセンサ構成で値a、b及びcが求められると、試料内の分析物の濃度を速やかに推定するのに、曲線適合式が用いられ得る。本発明によると、分析物の濃度を求めるためにセンサが最終読み取り値を提供するのを待つ必要がない。
s(t)=a(log(t))2+b(log(t))+c
式中、a、b及びcは、変換されたデータ点に基づいて求められる多項式係数であり、s(t)は、特定時間tにおける計算されたセンサ出力である。一実施形態では、臨界点が生じる時間の対数の所定値が提供され、この所定値は、多項式係数間の関係を提供する。使用されたセンサ構成ごとに実験的又は分析的に求められるa、b、及びcの正確な値は、分析物の濃度、試料のサイズ、温度、センサートランスデューサ構成の形状、及び他のパラメータに一部依存する。一事例において、臨界点は極点であり、所定値(V)は、b=−2aVという形式の適合パラメータbとaとの間の関係を提供する。適合パラメータa及びcはセンサ反応に基づいて求められる。
Claims (31)
- 試料処理量を増やすためのシステムであって、
試料内の分析物への曝露に反応してデータ信号を生成するように構成されたセンサと、
プロセッサであって、
前記データ信号に関連付けられたデータ点を記録し、
記録された前記データ点から、動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を選択し、
前記一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の対数目盛として決定し、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータであり、
前記曲線適合式を使用して前記センサの外挿された反応を計算し、
外挿された前記反応を使用して、前記分析物に対応する値を計算し、
それによって前記試料処理量を増やすように構成されたプロセッサと、を備えるシステム。 - 前記データ点が等間隔で記録される、請求項1に記載のシステム。
- 前記動体領域時間範囲が、前記センサが前記分析物に最初に曝露される第1の時間から、前記センサによって生成された前記データ信号が前記センサの実際の反応と略同様である第2の時間にまで及ぶ、請求項1に記載のシステム。
- 前記曲線適合式を用いて前記センサの外挿された前記反応を計算することが、その際前記センサによって生成された前記データ信号が前記センサの実際の反応と略同様である時間についての前記曲線適合式を解くことを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、外挿された前記反応を用いて前記分析物の濃度を求め、前記分析物の所定の前記濃度を提示するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、数値的に遠いデータ点を除去することによって前記分析物に対応する前記曲線適合式の有用性を判断及び改善し、それによって、分析された組のデータ点を構成して、分析された組の前記データ点に適合する別の曲線適合式を時間の対数目盛として決定するようさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 試料を分析するためのシステムであって、
試料内の分析物への曝露に反応してデータ信号を生成するように構成されたセンサと、
プロセッサであって、
前記データ信号に関連付けられたデータ点を記録し、
記録された前記データ点から動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を選択し、
前記一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の対数目盛として決定し、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータであり、
数値的に遠いデータ点を除去することによって前記分析物に対応する前記曲線適合式の有用性を判断及び改善し、それによって、分析された組のデータ点を構成して、分析された組の前記データ点に適合する別の曲線適合式を時間の対数目盛として決定し、
それによって試料処理量を増やすように構成されたプロセッサと、を備えるシステム。 - 前記曲線適合式の有用性を判断及び改善することが、
a)最大残差を有する外れ値候補を判断することと、
b)前記最大残差を有する前記外れ値候補の残差を所定の残差制限と比較することと、
c)前記最大残差を有する前記外れ値候補の前記残差が前記所定の残差制限より大きい場合に、前記最大残差を有する前記外れ値候補を外れ値として分類することと、
d)前記曲線適合式の前記パラメータに対する前記外れ値の影響度を取得することと、
e)前記外れ値の前記影響度を所定の測度制限と比較することと、
f)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、外れ値カウントを増分することと、
g)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記外れ値カウントを所定の外れ値数制限と比較することと、
h)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記データ点から前記外れ値を除去し、分析された組の前記データ点をもたらすことと、を含む、請求項7に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、
分析された組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、
i)分析された組の前記データ点に対してステップa)からh)を繰り返すようさらに構成されている、請求項8に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、
前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限と同等以下である場合に、前記外れ値を前記データ点から除去することにより、反復される組のデータ点を形成し、
分析された組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、
反復される組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、
i)反復される組の前記データ点に対してステップa)からh)を繰り返すようさらに構成されている、請求項8に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、前記外れ値カウントが前記所定の外れ値数制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定するようさらに構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、
前記曲線適合式の適合パラメータの組の各適合パラメータを、前記各適合パラメータの所定の適合パラメータ制限と比較し、
前記適合パラメータの組の少なくとも1つの適合パラメータが前記各適合パラメータの前記所定の適合パラメータ制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定するようさらに構成されている、請求項8に記載のシステム。 - 前記最大残差を有する外れ値候補を判断することが、最大スチューデント化残差を有するデータ点を判断することを含み、前記外れ値の前記影響度を取得することが、DFFITS値を取得することを含む、請求項8に記載のシステム。
- 試料処理量を増やすための方法であって、
試料内の分析物への曝露に反応して生成されたデータ信号をセンサから受け取ることと、
前記データ信号に関連付けられたデータ点を記録することと、
記録された前記データ点から動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を選択することと、
前記一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の対数目盛として決定することであって、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータである、決定することと、
前記曲線適合式を用いて前記センサの外挿された反応を計算することと、
外挿された前記反応を用いて前記分析物に対応する値を計算し、それによって前記試料処理量を増やすことと、を含む、方法。 - 動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を、記録された前記データ点から選択することが、前記センサが最初に前記分析物に曝露されたときに始まり、前記センサによって生成された前記データ信号が前記センサの実際の反応と略同様となるときに終わる期間に対応するデータ点を選択することを含む、請求項14に記載の方法。
- 動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を、記録された前記データ点から選択することが、前記センサが前記分析物に曝露されてから約15秒後に始まり、前記センサが前記分析物に曝露されてから約30秒後に終わる期間に対応するデータ点を選択することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記曲線適合式を用いて前記センサの外挿された前記反応を計算することが、前記センサによって生成された前記データ信号が前記センサの実際の反応と略同様である時間についての前記曲線適合式を解くことを含む、請求項14に記載の方法。
- 外挿された前記反応を用いて前記分析物の濃度を求めることと、
前記分析物の前記所定濃度を提示することと、をさらに含む、請求項14に記載の方法。 - センサからのデータから取得された曲線適合式の有用性を判断及び改善するための方法であって、
a)試料内の分析物への曝露に反応して生成されるデータ信号を前記センサから受け取ることと、
b)前記データ信号に関連付けられたデータ点を記録することと、
c)記録された前記データ点から動体領域時間範囲の一部分に対応する一連のデータ点を選択することと、
d)前記一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の対数目盛として決定することであって、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータである、決定することと、
e)最大残差を有する外れ値候補を判断することと、
f)前記最大残差を有する前記外れ値候補の残差を所定の残差制限と比較することと、
g)前記最大残差を有する前記外れ値候補の前記残差が前記所定の残差制限より大きい場合に、前記最大残差を有する前記外れ値候補を外れ値として分類することと、
h)前記曲線適合式の前記パラメータに対する前記外れ値の影響度を取得することと、
i)前記外れ値の前記影響度を所定の測度制限と比較することと、
j)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、外れ値カウントを増分することと、
k)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記外れ値カウントを所定の外れ値数制限と比較し、
l)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記データ点から前記外れ値を除去し、分析された組のデータ点をもたらすことと、を含み、
それによって試料処理量を増やす、方法。 - 分析された組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定することと、
m)分析された組の前記データ点に対してステップe)からl)を繰り返すことと、をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限と同等以下である場合に、前記外れ値を前記データ点から除去することにより、反復される組のデータ点を形成することと、
反復される組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定することと、
m)反復された組の前記データ点に対してステップe)からl)を繰り返すことと、をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 前記外れ値カウントが前記所定の外れ値数制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記曲線適合式の適合パラメータの組の各適合パラメータを、前記各適合パラメータの所定の適合パラメータ制限と比較することと、
前記適合パラメータの組の少なくとも1つの適合パラメータが前記各適合パラメータの前記所定の適合パラメータ制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定することと、をさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 前記最大残差を有する外れ値候補を判断することが、最大スチューデント化残差を有するデータ点を判断することを含み、前記外れ値の前記影響度を取得することが、DFFITS値を取得することを含む、請求項19に記載の方法。
- コンピュータ実行可能な命令を記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
試料内の分析物への曝露に反応して生成されたデータ信号をセンサから受け取り、
一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の対数目盛として決定し、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータであり、
前記曲線適合式を用いて前記センサの外挿された反応を計算し、
外挿された前記反応を用いて、前記分析物に対応する値を計算する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令をさらに記憶しており、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
前記分析物に対応する計算値を用いて前記分析物の濃度を求め、
前記分析物の前記所定濃度を提示するようにする、請求項25に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令を記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
a)試料内の分析物への曝露に応じて生成されるデータ信号をセンサから受け取り、
b)一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、前記曲線適合式がs(t)=a*(log(t))2−2aV(log(t))+cという形式であり、式中、Vは極値が生じる時間の対数であり、tが時間を表し、a及びcが二次多項式の適合パラメータであり、
c)最大残差を有する外れ値候補を判断し、
d)前記最大残差を有する前記外れ値候補の残差を所定の残差制限と比較し、
e)前記最大残差を有する前記外れ値候補の前記残差が前記所定の残差制限より大きい場合に、前記最大残差を有する前記外れ値候補を外れ値として分類し、
f)前記曲線適合式のパラメータに対する前記外れ値の影響度を取得し、
g)前記外れ値の前記影響度を所定の測度制限と比較し、
h)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、外れ値カウントを増分し、
i)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記外れ値カウントを所定の外れ値数制限と比較し、
j)前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限より大きい場合に、前記データ点から前記外れ値を除去し、分析された組のデータ点をもたらすようにする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令をさらに記憶しており、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
分析された組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、
前記分析された組のデータ点に対してステップc)からj)を繰り返すようにする、請求項27に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令をさらに記憶しており、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
前記外れ値の前記影響度が前記所定の測度制限と同等以下である場合に、前記外れ値を前記データ点から除去することにより、反復される組のデータ点を形成し、
反復される組の前記データ点から取得した一連のデータ点に適合する曲線適合式を時間の関数として決定し、
前記反復された組のデータ点に対してステップc)からj)を繰り返すようにする、請求項27に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令をさらに記憶しており、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
前記外れ値カウントが前記所定の外れ値数制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定するようにする、請求項27に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータ実行可能な命令をさらに記憶しており、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータが、
前記曲線適合式の適合パラメータの組の各適合パラメータを、前記各適合パラメータの所定の適合パラメータ制限と比較し、
前記適合パラメータの組の少なくとも1つの適合パラメータが前記各適合パラメータの前記所定の適合パラメータ制限より大きい場合に、前記データ点を見直しの対象として特定する、請求項27に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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