JP7006423B2 - 検量装置および検量方法 - Google Patents
検量装置および検量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7006423B2 JP7006423B2 JP2018054481A JP2018054481A JP7006423B2 JP 7006423 B2 JP7006423 B2 JP 7006423B2 JP 2018054481 A JP2018054481 A JP 2018054481A JP 2018054481 A JP2018054481 A JP 2018054481A JP 7006423 B2 JP7006423 B2 JP 7006423B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- calibration
- spectrum
- target component
- subset
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明の好適な形態に係る検量装置100の説明に先立ち、目的成分の成分量を検量する原理について説明する。目的成分は、例えばグルコース、アルブミン、塩化ナトリウム、ヘモグロビン、脂質またはアルコール等の生体成分である。成分量は、例えば以上に例示した目的成分の濃度である。成分量の検量には、以下に詳述する通り、独立成分分析が利用される。
以上に説明した独立成分分析を利用した第1実施形態の検量装置100について説明する。検量装置100は、被検体(例えば生体)の分光測定により観測される光学スペクトルから、当該被検体に含有される目的成分の成分量を検量する測定装置である。
Programmable Gate Array)等の処理回路を含んで構成され、被検体に含有される目的成分(例えばグルコース)の成分量を算定するための各種の処理を実行する。記憶装置12は、制御装置11が実行するプログラムと制御装置11が使用する各種のデータとを記憶する。例えば半導体メモリーが記憶装置12として好適である。表示装置13は、例えば液晶表示パネルで構成され、制御装置11が算定した成分量を含む各種の情報を表示する。
図6は、解析処理Saの説明図である。図6に例示される通り、記憶装置12には、Q個(Qは3以上の整数)の光学スペクトルX0と複数の評価用データDとが事前に記憶される。Q個の光学スペクトルX0は、目的成分(例えばグルコース)を含むN種類の成分を含有する複数の第1サンプルの分光測定により測定されたスペクトルである。第1サンプルは、被検体と同様の成分で構成される。各光学スペクトルX0は、独立成分分析により各成分検量用スペクトルZnを決定するための学習用のサンプルデータとして利用される。複数の評価用データDの各々は、第2サンプルに対する分光測定で測定された光学スペクトル(以下「評価用光学スペクトル」という)XEと、当該第2サンプルにおける目的成分の既知の成分量Ct(すなわち真値)とを含んで構成される。なお、複数の第1サンプルについては目的成分の成分量が既知である必要はない。光学スペクトルX0および評価用光学スペクトルXEは、第2サンプルの分光測定により観測された光学スペクトルに対して、平均スペクトルXaveを利用した前述の前処理を実行することで生成されたスペクトルである。なお、第1サンプルの一部を第2サンプルとして利用してもよい。
更新処理Sa8における各部分集合Pbの更新には、遺伝的アルゴリズムが好適に利用される。第1実施形態では、既存の2個の部分集合Pbの交叉(crossover)により新規な部分集合Pを生成する。交叉は、2個の部分集合Pbの相互間で光学スペクトルX0を部分的に交換(組換え)することで新規な部分集合Pを生成する遺伝的操作である。
c1=(p1・¬λ)+(p2・λ) …(a1)
c2=(p1・λ)+(p2・¬λ) …(a2)
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
c=(β・γ・¬p)+(¬γ・p) …(b)
L2=M/(Q-M)
すなわち、部分集合Pの要素数Mが増加するほど、要素Fqの追加を採用する確率L2は上昇する。したがって、更新処理Sa8による更新の前後で要素数Mが大幅に乖離する可能性を低減できる。第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
第3実施形態の更新処理Sa8においては、第2実施形態と同様に、要素配列GbにおけるQ個の要素F1~FQから確率的に選択された各要素Fqの数値を0および1の一方から他方に変更する突然変異により部分集合Pbを更新することで新規な部分集合Pが生成される。第3実施形態では、突然変異の具体的な方法が第2実施形態とは相違する。
c=¬γ・p+b・¬p …(c)
L2=L1×M/(Q-M)
第3実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
Claims (4)
- 被検体に含有される目的成分の成分量を検量する検量装置であって、
前記目的成分に対応する目的成分検量用スペクトルと、前記目的成分検量用スペクトルと前記被検体の光学スペクトルとの内積の演算値と前記目的成分の成分量との関係を表す検量線と、を生成する解析処理部と、
前記演算値に対応する前記目的成分の成分量を、前記検量線から特定する検量処理部とを具備し、
前記解析処理部は、
(a)N種類(Nは1以上の整数)の成分を含有するサンプルについて測定されたQ個(Qは3以上の整数)の光学スペクトルの集合からR個(Rは2以上の整数)の部分集合を生成する処理であって、前記R個の部分集合の各々について、前記Q個の光学スペクトルにそれぞれ対応するQ個の要素からなり、当該部分集合に含まれる光学スペクトルに対応する要素が第1値に設定され、当該部分集合に含まれない光学スペクトルに対応する要素が第2値に設定された要素配列を生成する処理と、
(b)前記R個の部分集合の各々に対して、前記N種類の成分量を独立成分とする独立成分分析を実行することで、複数の成分の各々について成分検量用スペクトルを特定する処理と、
(c)前記R個の部分集合からB個(Bは1以上R未満の整数)の部分集合を選択する処理と、
(d)前記B個の部分集合にそれぞれ対応するB個の要素配列について、前記各要素配列の前記Q個の要素のうち1個以上の要素の数値を変更することで、前記処理(b)の対象となるR個の部分集合にそれぞれ対応するR個の要素配列を生成し、当該要素配列から部分集合を生成する処理と、
(e)終了条件が成立するまで、前記処理(b)から前記処理(d)を反復する処理と、
(f)前記終了条件が成立した場合に、前記処理(b)で特定された複数の成分検量用スペクトルから前記目的成分検量用スペクトルを特定する処理と、
(g)前記目的成分の成分量が既知であるサンプルについて測定された複数の評価用光学スペクトルの各々と前記目的成分検量用スペクトルとの内積の演算値と、当該サンプルに含有される前記目的成分の成分量と、の関係から前記検量線を特定する処理とを実行する
検量装置。 - 前記処理(d)は、前記B個の要素配列のうち相異なる第1要素配列と第2要素配列との間において、前記Q個の要素のうち共通の光学スペクトルに対応する要素同士で数値を交換する処理を含む
請求項1の検量装置。 - 前記処理(d)は、前記B個の要素配列のうちの一の要素配列における前記Q個の要素から所定の確率で選択された1個以上の要素の数値を、前記第1値および前記第2値の一方から他方に変更する処理を含む
請求項1または請求項2の検量装置。 - 被検体に含有される目的成分の成分量をコンピューターが検量する方法であって、
前記目的成分に対応する目的成分検量用スペクトルと、前記目的成分検量用スペクトルと前記被検体の光学スペクトルとの内積の演算値と前記目的成分の成分量との関係を表す検量線と、を生成する解析処理と、
前記演算値に対応する前記目的成分の成分量を、前記検量線から特定する検量処理とを含み、
前記解析処理は、
(a)N種類(Nは1以上の整数)の成分を含有するサンプルについて測定されたQ個(Qは3以上の整数)の光学スペクトルの集合からR個(Rは2以上の整数)の部分集合を生成する処理であって、前記R個の部分集合の各々について、前記Q個の光学スペクトルにそれぞれ対応するQ個の要素からなり、当該部分集合に含まれる光学スペクトルに対応する要素が第1値に設定され、当該部分集合に含まれない光学スペクトルに対応する要素が第2値に設定された要素配列を生成する処理と、
(b)前記R個の部分集合の各々に対して、前記N種類の成分量を独立成分とする独立成分分析を実行することで、複数の成分の各々について成分検量用スペクトルを特定する処理と、
(c)前記R個の部分集合からB個(Bは1以上R未満の整数)の部分集合を選択する処理と、
(d)前記B個の部分集合にそれぞれ対応するB個の要素配列について、前記各要素配列の前記Q個の要素のうち1個以上の要素の数値を変更することで、前記処理(b)の対象となるR個の部分集合にそれぞれ対応するR個の要素配列を生成し、当該要素配列から部分集合を生成する処理と、
(e)終了条件が成立するまで、前記処理(b)から前記処理(d)を反復する処理と、
(f)前記終了条件が成立した場合に、前記処理(b)で特定された複数の成分検量用スペクトルから前記目的成分検量用スペクトルを特定する処理と、
(g)前記目的成分の成分量が既知であるサンプルについて測定された複数の評価用光学スペクトルの各々と前記目的成分検量用スペクトルとの内積の演算値と、当該サンプルに含有される前記目的成分の成分量と、の関係から前記検量線を特定する処理とを含む
検量方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018054481A JP7006423B2 (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 検量装置および検量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018054481A JP7006423B2 (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 検量装置および検量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019168262A JP2019168262A (ja) | 2019-10-03 |
JP7006423B2 true JP7006423B2 (ja) | 2022-02-10 |
Family
ID=68107190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018054481A Active JP7006423B2 (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 検量装置および検量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7006423B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040148106A1 (en) | 2003-01-27 | 2004-07-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus of estimating pure spectra and a concentration of a mixture |
JP2009113717A (ja) | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 状態推定システム |
JP2013160574A (ja) | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Seiko Epson Corp | 検量線作成方法およびその装置、並びに目的成分検量装置 |
JP2015135318A (ja) | 2013-12-17 | 2015-07-27 | キヤノン株式会社 | データ処理装置、データ表示システム、試料データ取得システム、及びデータ処理方法 |
JP2016075625A (ja) | 2014-10-08 | 2016-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | 検量線作成装置、目的成分検量装置、及び、電子機器 |
WO2017100424A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-15 | Kla-Tencor Corporation | System, method and computer program product for fast automatic determination of signals for efficient metrology |
-
2018
- 2018-03-22 JP JP2018054481A patent/JP7006423B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040148106A1 (en) | 2003-01-27 | 2004-07-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus of estimating pure spectra and a concentration of a mixture |
JP2009113717A (ja) | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 状態推定システム |
JP2013160574A (ja) | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Seiko Epson Corp | 検量線作成方法およびその装置、並びに目的成分検量装置 |
JP2015135318A (ja) | 2013-12-17 | 2015-07-27 | キヤノン株式会社 | データ処理装置、データ表示システム、試料データ取得システム、及びデータ処理方法 |
JP2016075625A (ja) | 2014-10-08 | 2016-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | 検量線作成装置、目的成分検量装置、及び、電子機器 |
WO2017100424A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-15 | Kla-Tencor Corporation | System, method and computer program product for fast automatic determination of signals for efficient metrology |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019168262A (ja) | 2019-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yun et al. | Using variable combination population analysis for variable selection in multivariate calibration | |
Keithley et al. | Multivariate concentration determination using principal component regression with residual analysis | |
Demeler et al. | Monte Carlo analysis of sedimentation experiments | |
Brown et al. | A flexible B-spline model for multiple longitudinal biomarkers and survival | |
Harenberg et al. | Uncertainty quantification and global sensitivity analysis for economic models | |
Revell et al. | A new Bayesian method for fitting evolutionary models to comparative data with intraspecific variation | |
CN104798090A (zh) | 用传感器测量数据更新数据结构的系统和方法 | |
Karaman et al. | Sparse multi-block PLSR for biomarker discovery when integrating data from LC–MS and NMR metabolomics | |
JP2018040787A (ja) | 流体クラスのサンプル、特に生物流体のサンプルにおけるnmrスピン系の化学シフト値を予測する方法 | |
Pennecchi et al. | Correlation of test results and influence of a mass balance constraint on risks in conformity assessment of a substance or material | |
Sun et al. | Regularized latent class model for joint analysis of high-dimensional longitudinal biomarkers and a time-to-event outcome | |
JP7006423B2 (ja) | 検量装置および検量方法 | |
US6629041B1 (en) | Methods to significantly reduce the calibration cost of multichannel measurement instruments | |
Demeler et al. | Analysis of heterogeneity in molecular weight and shape by analytical ultracentrifugation using parallel distributed computing | |
TW201321739A (zh) | 訊號分析裝置、訊號分析方法及電腦程式產品 | |
JP3902999B2 (ja) | 光学的散乱特性推定装置およびその作動方法 | |
De Francesco et al. | Bayesian approach for x-ray and neutron scattering spectroscopy | |
Roigé et al. | Self-organizing maps for analysing pest profiles: Sensitivity analysis of weights and ranks | |
JP6992633B2 (ja) | 検量装置および検量方法 | |
JP2001067409A (ja) | 金融商品あるいはその派生商品の価格リスク評価システムおよび記憶媒体 | |
Baaquie et al. | Empirical microeconomics action functionals | |
Röver et al. | Partition function approach to non-Gaussian likelihoods: physically motivated convergence criteria for Markov chains | |
Bleicker et al. | Probing thermalization in quenched integrable and nonintegrable Fermi-Hubbard models | |
JP2018054307A (ja) | 検量装置、検量線作成方法、及び、独立成分分析方法 | |
Pachón-García et al. | SurvLIMEpy: A python package implementing SurvLIME |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7006423 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |