TW202016543A - 用於偵測樣品中的分析物之偵測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於偵測至少一個樣品(114)中的至少一個分析物之方法、電腦程式及裝置。該方法包括： a) 提供具有至少一個相機(118)及至少一個照明源(120)之至少一個行動裝置(112)； b) 提供具有至少一個測試場(124)之至少一個測試條(116)，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品(126)； c) 將該至少一個樣品(114)施覆至該測試場(124)； d) 擷取該測試條(116)之至少一個區(144)之複數個影像(142)，該區(144)包括該樣品(114)施覆至其之該測試場(124)之至少一部分，此包括 d1) 在該照明源(120)關閉之情況下，在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之前擷取至少一個影像(142)； d2) 在該照明源(120)開啟之情況下，在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之前擷取至少一個影像(142)；及 d3) 在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之後擷取至少一個影像(142)； e) 藉由使用在步驟d)中擷取之該等影像(142)而判定該樣品(114)中的該分析物之一濃度。

Description

用於偵測樣品中的分析物之偵測方法
本申請案涉及一種用於偵測一樣品中的一分析物之偵測方法。本發明進一步係關於一種具有用於執行根據本發明之方法之程式構件之電腦程式。此外，本發明涉及一種行動裝置及一種套組。根據本發明之方法、電腦程式、行動裝置及套組可用於醫療診斷以定性地及/或定量地偵測一或多種體液中的一或多個分析物。然而，本發明之其他應用領域係可行的。
在醫療診斷之領域中，在許多情況中，必須偵測一體液(諸如血液、間隙液、尿液、唾液或其他類型之體液)之樣品中的一或多個分析物。待偵測之分析物之實例係葡萄糖、三酸甘油酯、乳酸鹽、膽固醇或此等體液中通常存在之其他類型之分析物。根據分析物之濃度及/或存在，可在必要時選擇一適當治療。
一般而言，熟習此項技術者已知之裝置及方法利用包括一或多個測試化學品之測試元件，其等在存在待偵測之分析物之情況下能夠執行一或多個可偵測偵測反應，諸如光學可偵測偵測反應。關於此等測試化學品，可參考例如J. Hoenes等人之The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics，第10卷，附刊1，2008年，S-10至S-26。其他類型之測試化學品係可行的且可用於執行本發明。
在分析量測(明確言之，基於色彩形成反應之分析量測)中，一個技術挑戰在於評估歸因於偵測反應之變色。除使用諸如手持式血糖儀之專用分析裝置以外，諸如智慧型電話及可攜式電腦之一般可用電子器件之使用近年來已變得愈來愈流行。WO 2012/131386 A1揭示一種用於執行一測定之測試設備，該測試設備包括：一容器，其含有一試劑，該試劑藉由顯影一色彩或樣式變化而與一經施覆測試樣品起反應；一可攜式裝置(例如，一行動電話或一膝上型電腦)，其包括一處理器及一影像擷取裝置，其中處理器經組態以處理由影像擷取裝置擷取之資料且輸出針對經施覆測試樣品之一測試結果。
WO 2015/078954 A1揭示一種用於判定一體液中的至少一個分析物之一濃度之方法、分析裝置及分析系統。該方法包括：a)將體液之一樣品施覆至一測試載體；b)藉由至少一個光源照明測試載體；c)藉由使用至少一個偵測器來接收由測試載體再發射之光；d)藉由評估由偵測器產生之至少一個偵測器信號而判定分析物之濃度。藉由使用至少兩個調變頻率來調變至少一個光源。運用至少兩個調變頻率解調變偵測器信號以產生至少兩個解調變偵測器信號，各解調變偵測器信號對應於調變頻率之一者。該方法包括基於至少兩個解調變偵測器信號之一比較的一錯誤偵測。
US 2017/0343480 A1描述一種用於藉由一可攜式終端機使用一條模組量測血糖位準之方法。條模組包含一染料墊，該染料墊具有回應於施覆至染料墊之一樣品而改變之一色彩。條模組亦包含具有一第一側及一第二側之一透明條。第一側與第二側相對。染料墊安裝於透明條之第一側上，且透明條反射自定位成鄰近於第二側之一可攜式終端機之一光源提供之光且使光透射至染料墊。
US 2015/233898 A1描述一種測試條模組，其包含一殼體、殼體中之一測試條及向下延伸經過一配合表面而至一行動計算裝置之一面的一定位錨。定位錨具有匹配行動計算裝置之面上之一特徵的一形狀。
US 6 267 722 B1描述用於對一患者進行醫療診斷或風險評鑑之系統及方法。此等系統及方法經設計以在照護點處採用，諸如在急診室及手術室中或在需要一快速且準確結果之任何情境中。系統及方法處理患者資料(特定言之來自照護點診斷測試或測定(包含免疫測定、心電圖、X射線及其他此等測試)之資料)且提供一病況或風險或沒有該病況之一指示。系統包含用於讀取或評估測試資料之一儀器及用於將資料轉換為診斷或風險評鑑資訊之軟體。
使用行動計算裝置進行分析量測之可靠性及準確度一般取決於大量技術因素。明確言之，在市場上可獲得具有相機之大量行動裝置，其等全部具有分析量測所必須考量之不同技術及光學性質。例如，運用行動裝置量測物理及生化參數揭示於EP 3 108 244 A1及WO 2015/120819 A1中，該等案描述一種測試條模組，該測試條模組包含一殼體、殼體中之一測試條及向下延伸經過一配合表面而至一行動計算裝置之一面的一定位錨。定位錨具有匹配行動計算裝置之面上之一特徵的一形狀。
另外，使用行動計算裝置進行分析量測之可靠性及準確度通常很大程度上取決於量測期間之照明及光照條件。例如，在US 6,574,425 B1中，一調變光源發射光以照明具有某一色彩及色彩濃淡之一目標表面。藉由一光學偵測器偵測自目標表面反射之光。處理來自光學偵測器之輸出且將其饋送回至光學偵測器以補償因周圍光、溫度或其他外部因素引起之任何偏移，且差分地放大該輸出以產生指示目標表面之色彩及濃淡之一輸出信號。接著，藉由一同步偵測器解調變來自差分放大器之輸出信號以產生指示目標表面處之色彩或色彩濃淡之一實質上穩定DC電壓。其中目標表面色彩濃淡指示某一可量測數量或品質(諸如一分析物濃度)，使用一查找表或數學公式將穩定DC電壓轉換為一對應數量或品質量測值。在執行此轉換時，補償歸因於溫度變化之調變光源強度之任何變動。
US 4,553,848 A揭示一種用於偵測及評估一樣本之光學性質之方法及裝置，該方法及裝置利用：一光源，其具有交替之明相及暗相；一偵測器，其藉由所檢查之樣本拾取來自光源之光；及一電路，其對自偵測器接收之信號求積分且數位化該等信號，該電路包含一積分器且可連接至偵測器。在明相之至少部分及暗相之至少部分兩者期間對自偵測器發射之信號求積分。從在明相期間獲得之積分減去在暗相期間獲得之積分以判定結果。用於對信號求積分之積分器被用作雙重積分類型之一類比轉數位轉換器以將積分轉換為一數位信號。為在積分及數位化階段中達成最大精度及簡單性，明相或暗相之各部分之後接著一量測電壓時期，在此期間，來自偵測器之信號循序且以相反數學符號應用於一單一積分器。在全部若干量測電壓時期內實行求積分以形成一總積分。
EP 1 912 058 A1揭示一種用於偵測及評估光學信號之設備及方法。該配置具有自兩個不同控制信號(AN1、AN2)產生一光控制信號之一混頻器單元及由光控制信號控制之一光源。一信號源產生具有頻率及強度之控制信號之一者。將一量測信號及控制信號供應至一選頻放大器。將輸出信號(A1、A2)供應至一評估單元，評估單元比較輸出信號。一外來光自比較之結果判定關於量測之一干擾之資訊。一獨立請求項亦包含一種用於偵測及分析一光學信號以偵測一分析液中的一分析物之方法。
儘管使用一行動計算裝置用於執行一分析量測之目的涉及優點，但仍存在數種技術挑戰。明確言之，需要增強及確保量測之可靠性及準確度。一主要困難係周圍光之存在及影響。在使用一行動電話之相機時，分析量測之可靠性及準確度可顯著取決於在擷取一測試條之影像以進行分析量測期間之光照條件。明確言之，周圍光可對光照條件具有一顯著影響，例如歸因於不同特定位置處存在各種照明構件及/或取決於在何處擷取影像及在白天還是在夜間擷取影像。特定言之，周圍光可干擾評估形成於一測試條之一試劑場上的色彩。
待解決之問題 因此，可期望提供解決使用行動裝置(諸如消費性電子行動裝置，明確言之非專用於分析量測之多用途行動裝置，諸如智慧型電話或平板電腦)進行分析量測之上述技術挑戰的方法及裝置。明確言之，應提出確保量測之可靠性及準確度之方法及裝置。
藉由一種用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之偵測方法、一種電腦程式、一種行動裝置及一種具有獨立技術方案之特徵之套組來解決此問題。在附屬技術方案中列出可以一隔離方式或以任意組合實現之有利實施例。
如下文中使用，術語「具有」、「包括」或「包含」或其等之任意語法變動以一非排他性方式使用。因此，此等術語可指代其中除由此等術語引入之特徵之外，在此內容背景中描述之實體中不存在進一步特徵之一情境，及其中存在一或多個進一步特徵之一情境兩者。作為一實例，表達「A具有B」、「A包括B」及「A包含B」可指代其中除B之外，A中不存在其他元件之一情境(即，其中A僅且排它性地由B構成之一情境)及其中除B之外，實體A中存在一或多個進一步元件(諸如元件C、元件C及D或甚至進一步元件)之一情境兩者。
此外，應注意，術語「至少一個」、「一或多個」或指示一特徵或元件可出現一次或一次以上之類似表達通常將僅在引入各自特徵或元件時使用一次。在下文中，在大多數情況中，當提及各自特徵或元件時，表達「至少一個」或「一或多個」將不會重複，儘管如此，各自特徵或元件可出現一次或一次以上。
此外，如下文中所使用，術語「較佳」、「更佳」、「特定言之」、「更特定言之」、「明確言之」、「更明確言之」或類似術語結合選用特徵使用，而不限制替代可能性。因此，藉由此等術語引入之特徵係選用特徵且並不意欲以任何方式限制發明申請專利範圍之範疇。如熟習此項技術者將認知，本發明可藉由使用替代特徵而執行。類似地，藉由「在本發明之一實施例中」或類似表達引入之特徵意欲為選用特徵，而不具有關於本發明之替代實施例之任何限制，不具有關於本發明之範疇之任何限制且不具有關於組合以此方式引入之特徵與本發明之其他選用或非選用特徵之可能性的任何限制。
在一第一態樣中，揭示一種用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之偵測方法。作為一實例，該方法包括可以給定順序執行之以下步驟。然而，應注意，一不同順序亦為可行的。此外，可一次或重複地執行方法步驟之一或多者。此外，亦可同時或以一時間重疊方式執行方法步驟之兩者或更多者。該方法可進一步包括未列出之步驟。
該偵測方法包括以下步驟： a) 提供具有至少一個相機及至少一個照明源之至少一個行動裝置； b) 提供具有至少一個測試場之至少一個測試條，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品； c) 將該至少一個樣品施覆至該測試場； d) 擷取該測試條之至少一個區之複數個影像，該區包括該樣品施覆至其之該測試場之至少一部分，此包括 d1) 在該照明源關閉之情況下，在將該樣品施覆至該測試場之前擷取至少一個影像； d2) 在該照明源開啟之情況下，在將該樣品施覆至該測試場之前擷取至少一個影像；及 d3) 在將該樣品施覆至該測試場之後擷取至少一個影像； e) 使用在步驟d)中擷取之該等影像判定該樣品中的該分析物之一濃度。
如本文中使用之術語「偵測一樣品中的一分析物」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於對一任意樣品中的至少一個分析物之一定量及/或定性判定。例如，該樣品可包括一體液，諸如血液、間隙液、尿液、唾液或其他類型之體液。作為一實例，分析量測之結果可為該分析物之一濃度及/或待判定之該分析物之存在或缺失。明確言之，作為一實例，該分析量測可為一血糖量測，因此該分析量測之該結果可為例如一血糖濃度。
例如，在步驟a)中，可提供具有至少一個相機及至少一個照明源之一行動裝置。如本文中使用之術語「行動裝置」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，者且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於一行動電子裝置，更明確言之指代諸如一蜂巢式電話、一智慧型電話之一行動通信裝置。額外地或替代地，如下文將進一步詳細概述，該行動裝置亦可指代一平板電腦、一膝上型電腦或具有至少一個相機及至少一個照明源之任何其他類型之可攜式電腦。
如本文中使用之術語「相機」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於具有經組態用於記錄或擷取空間解析一維、二維或甚至三維光學資訊之至少一個成像元件的一裝置。作為一實例，該相機可包括至少一個相機晶片，諸如經組態用於記錄影像之至少一個CCD晶片及/或至少一個CMOS晶片。例如，該相機可為包括至少三個彩色像素之一彩色相機。該相機可為一彩色CMOS相機。例如，該相機可包括黑白像素及彩色像素。該等彩色像素及該等黑白像素可在該相機內部組合。該相機可包括至少一個彩色相機及至少一個黑白相機，諸如一黑白CMOS。該相機可包括至少一個黑白CMOS晶片。該相機一般可包括影像感測器(諸如像素)之一維或二維陣列。作為一實例，該相機可在至少一個維度上包括至少10個像素，諸如各維度上包括至少10個像素。然而，應注意，其他相機亦為可行的。該相機可為一行動通信裝置之一相機。明確言之，本發明應適用於如通常在行動應用(諸如筆記型電腦、平板電腦或明確言之蜂巢式電話，諸如智慧型電話)中使用之相機。因此，明確言之，該相機可為一行動裝置之部分，該行動裝置除該至少一個相機外亦包括一或多個資料處理裝置，諸如一或多個資料處理器。然而，其他相機係可行的。除至少一個相機晶片或成像晶片之外，該相機可包括進一步元件，諸如一或多個光學元件，例如，一或多個透鏡。作為一實例，該相機可為一固定焦點相機，其具有相對於該相機固定地調整之至少一個透鏡。然而，替代地，該相機亦可包括可自動地或手動地調整之一或多個可變透鏡。
明確言之，該相機可為一彩色相機。因此，諸如針對各像素，可提供或產生色彩資訊，諸如三個色彩R、G、B之色彩值。較大數目個色彩值亦為可行的，諸如各像素之四個色彩。熟習此項技術者一般已知彩色相機。因此，作為一實例，該相機晶片之各像素可具有三個或更多個不同色彩感測器，諸如色彩記錄像素，如一個紅色像素(R)、一個綠色像素(G)及一個藍色像素(B)。針對該等像素之各者(諸如R、G、B)，可藉由該等像素記錄值，諸如在0至255之範圍內之數位值，此取決於各自色彩之強度。代替使用諸如R、G、B之三重色彩，作為一實例，可使用四重色彩，諸如C、M、Y、K或類似者。
如本文中所使用，術語「行動裝置之照明源」指代該行動裝置之一任意光源。術語「照明源」指代經調適以產生用於照明一物件之光的至少一個裝置。如本文中所使用，術語「光」一般指代在可見光譜範圍、紫外線光譜範圍及紅外線光譜範圍之一或多者內之電磁輻射。術語「可見光譜範圍」一般指代380 nm至780 nm之一光譜範圍。較佳地，如在本發明內使用之光係在可見光譜範圍內之光。該照明源可包括整合於該行動裝置中之至少一個發光二極體。特定言之，該照明源可為該行動裝置(特定言之，該行動電話)之一背光。該行動裝置可包括進一步照明裝置，諸如照明顯示器之至少一個照明源，及/或該顯示器可設計為進一步照明源本身。
該照明源可具有兩個狀態，其中其產生用於照明該測試條之光束之一開啟狀態及其中該照明源關閉之一關閉狀態。如本文中所使用，術語「開啟」指代啟動及/或接通該照明源以照明該測試條。術語「關閉」指代該照明源在一關閉狀態內或被主動地關斷。如上文所概述，在步驟d1)中，擷取至少一個影像，其中該行動裝置之該照明源關閉。此可容許擷取僅包括周圍光源之光強度且與由該行動裝置之該照明源提供之照明無關的一影像。在步驟d2)中，該照明源開啟，使得其可擷取包括來自周圍光及來自藉由該行動裝置之該照明源的該照明兩者之照明強度的第二影像。
該照明源可包括整合於該行動裝置中之至少一個發光二極體(LED)。該照明源可包括至少一個白光LED。該白光LED可使用一短電流脈衝控制，使得該白光LED可經調適以產生一亮閃光。該照明源可經調適以在擷取該影像期間始終照明該測試條。與電子閃光相比，該白光LED之閃光持續時間可為數百ms，此可容許該照明源在擷取該影像期間以該LED之一閃光模式始終照明該測試條。替代地，該LED可經調適以依一非閃光模式永久地照明該測試條。
在步驟b)中，可提供具有至少一個測試場之至少一個測試條。如本文中所使用，術語「測試條」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於經組態用於執行一變色偵測反應之一任意元件或裝置。特定言之，該測試條可具有包括至少一個測試化學品之一測試場，該測試化學品用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應以偵測該至少一個分析物。作為一實例，該測試元件可包括至少一個基板，諸如至少一個載體，其中該至少一個測試場施覆至其或整合於其中。作為一實例，該至少一個載體可為條狀的，藉此使該測試元件呈現為一測試條。此等測試條一般廣泛使用及可用。一個測試條可攜載具有包括於其中之相同或不同測試化學品之一單一測試場或複數個測試場。該測試條可具有施覆至其之至少一個樣品。特定言之，該測試條可為一頂部給料(top-dosing)測試條，諸如經組態用於將該至少一個樣品施覆至其之一第二側上且進一步經組態用於執行該變色偵測反應使得可在該測試條之一第一側上(明確言之，與該測試條之該第二側相對配置之該第一側)識別該變色的測試條。
如本文中使用之術語「測試場」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於一致量之該測試化學品，諸如具有一或多個材料層之一場，例如具圓形、多邊形或矩形形狀之一場，其中該測試場之至少一個層具有包括於其中之該測試化學品。可存在提供特定光學性質(諸如反射性質)、提供用於散佈該樣品之散佈性質或提供分離性質(諸如用於分離該樣品之微粒組分，諸如細胞組分)之其它層。
如本文中使用之術語「測試化學品」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於一化學化合物或複數個化學化合物，諸如適於在存在該分析物之情況下執行一偵測反應之化學化合物之一混合物，其中可藉由特定手段(諸如光學地)偵測該偵測反應。明確言之，該偵測反應可為分析物特定的。明確言之，在本情況中，該測試化學品可為一光學測試化學品，諸如在存在該化學品之情況下變色之一變色測試化學品。明確言之，該變色可取決於該樣品中存在之分析物之量。作為一實例，該測試化學品可包括至少一個酶，諸如葡萄糖氧化酶及/或葡萄糖脫氫酶。另外，可存在其他組分，諸如一或多個染料、媒介及類似者。熟習此項技術者一般已知測試化學品且可參考J. Hoenes等人之Diabetes Technology and Therapeutics，第10卷，附刊1，2008年，第10頁至第26頁。然而，其他測試化學品亦為可行的。
如本文中使用之術語「分析物」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於一或多個特定化學化合物及/或待偵測及/或量測之其他參數。作為一實例，該至少一個分析物可為參與代謝之一化學化合物，諸如葡萄糖、膽固醇或三酸甘油酯之一或多者。額外地或替代地，可判定其他類型之分析物或參數，例如一pH值。
如本文中使用(但不限於)，明確言之，術語「影像」可關於藉由使用一相機而記錄之資料，諸如來自一成像裝置(諸如該相機晶片之該等像素)之複數個電子讀數。因此，該影像本身可包括像素，該影像之該等像素與該相機晶片之像素相關。因此，當提及「像素」時，參考由該相機晶片之該等單一像素產生之影像資訊單元或直接參考該相機晶片之該等單一像素。該影像可包括原始像素資料。例如，該影像可包括RGB空間中之資料、來自R像素、G像素或B像素之一者之單一色彩資料、一拜耳(Bayer)樣式影像或類似者。該影像可包括經評估像素資料，諸如一全彩影像或一RGB影像。例如，該原始像素資料可藉由使用解馬賽克演算法及/或過濾演算法而評估。熟習此項技術者一般已知此等技術。
術語「擷取至少一個影像」指代成像、影像記錄、影像獲取、影像擷取之一或多者。術語「擷取至少一個影像」可包括擷取一單一影像及/或複數個影像，諸如一影像序列。該擷取該至少一個影像可藉由使用者行動起始或可自動起始，例如一旦自動偵測到一視場內及/或該相機之該視場之一預定區段內存在至少一個物件。此等自動影像獲取技術例如在自動條碼讀取器(諸如(舉例而言)來自自動條碼讀取應用程式)之領域中係已知的。
例如，在步驟d)中，可擷取該測試條之至少一個區之複數個影像。該測試條之該至少一個區可包括該樣品可施覆至其之該測試場之至少部分。特定言之，如上文概述，在步驟d)中擷取之該等影像可例如用於在步驟e)中判定該樣品中的該分析物之該濃度。
另外，該偵測方法可進一步包括步驟f)：比較在步驟d)中在該照明源開啟及關閉之情況下擷取之對應影像且判定光強度之一差異。明確言之，術語「對應影像」可指代但不限於一物件(諸如該測試條)之至少兩個影像，其中該至少兩個影像之一者係在該照明源開啟之情況下擷取，且其中該至少兩個影像之另一者係在該照明源關閉之情況下(較佳在該情境之其他條件不變之情況下)擷取。作為一實例，可比較在步驟d1)中擷取之該至少一個影像與在步驟d2)中擷取之該至少一個影像。額外地或替代地，例如，可比較在步驟d3)中擷取之該至少一個影像與在步驟d1)及/或步驟d2)中擷取之該等影像之一者。特定言之，步驟f)可包括判定關於在步驟d)中擷取之對應影像之間之光強度之該等差異的資訊。
此外，步驟e)可例如包括使用步驟f)之結果判定該樣品中的該分析物之該濃度。明確言之，在步驟f)中判定之光強度之該等差異可用於判定該樣品中的該分析物之該濃度。因此，在判定該樣品中的該分析物之該濃度時可例如考量關於光強度之該等差異之該資訊。
此外，步驟f)可例如包括 f1) 針對待比較之各影像導出該樣品施覆至其之該測試場之該部分的至少一個色彩資訊項； f2) 藉由使用至少一個相機特定傳輸函數而將該色彩資訊項變換為至少一個光強度資訊項；及 f3) 藉由使用在該照明源開啟及關閉之情況下之對應影像的該等光強度資訊項來判定光強度之該等差異。
如本文中使用之術語「色彩資訊項」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於關於一任意物件之色彩(諸如(舉例而言)在本情況中，該樣品可施覆至其之該測試場之至少該部分之色彩)的一指示或資訊。作為一實例，該色彩資訊項可藉由使用用於描述一任意色彩座標系中之色彩的座標來指示該測試場之該部分之該色彩。因此，明確言之，該至少一個色彩資訊項可暗示至少一個光度資訊項，從而指示由一或多個光譜敏感度函數(諸如由該相機或其之一組件(例如，一相機晶片及/或一或多個光譜濾光片(例如，R、G、B濾光片))之光譜敏感度判定之一或多個光譜敏感度函數)加權之照明的一光強度。熟習此項技術者一般已知且亦可在本發明之內容背景中使用數種色彩座標系。特定言之，該色彩資訊項可包括關於展示該樣品可施覆至其之該測試場之至少該部分的至少一個影像之數個或甚至全部像素之一個、一個以上或甚至全部色彩座標的資訊。作為一實例，該色彩資訊項可為數位資訊。特定言之，該色彩資訊項可為或可包括例如在一或多個色彩座標(諸如(舉例而言) R、G及B之一或多者)之0至255範圍內之至少一個數位值。
作為一實例，特定言之，該色彩資訊項可包括關於一強度之資訊(明確言之在僅評估一個色彩座標之情況中)。因此，作為一實例，明確言之在考量及/或評估一個色彩座標之情況中，該色彩資訊可為或可包括一色彩通道或色彩座標之一值，其中作為一實例，一高值亦可對應於一高強度，且一低值可對應於一低強度。一般而言，一變色亦可伴隨一強度變化。明確言之，在此情況中，上文列出之步驟f1)及f2)不一定必須為單獨方法步驟。因此，步驟f1)及f2)可至少部分組合。
在一簡單情況中，作為一實例，該色彩資訊項可為或可包括一色彩座標之值，已知該色彩座標在該測試化學品之該變色或色彩形成反應期間經歷一最顯著或深刻改變。作為一實例，在已知一特定測試化學品在用於偵測該分析物之該變色反應期間在藍色光譜範圍內最深刻地改變其色相之情況中，可使用一藍色座標，且該色彩資訊項可為或可包括針對該樣品可施覆至其之該影像內之該測試場之至少該部分的全部該等像素或該等像素之至少一群組判定之該藍色座標的值。
如上文指示，在子步驟f2)中，可藉由使用該至少一個相機特定傳輸函數而將該色彩資訊項變換為至少一個光強度資訊項。如本文中所使用，術語「光強度資訊項」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於關於一任意物件(諸如(舉例而言)在本情況中，該樣品可施覆至其之該測試場之至少該部分)之光強度(明確言之，照明強度或曝光位準)的一資訊指示。作為一實例，該光強度資訊項可根據一曝光值(EV) (諸如一曝光位準)指示該測試場之該部分之該光強度。明確言之，該至少一個光強度資訊項可暗示指示每單位面積照明之一輻射功率(諸如W/m2 或類似單位)的至少一個資訊項。特定言之，可藉由使用該至少一個相機特定傳輸函數而導出該光強度資訊項。
如本文中使用之術語「相機特定傳輸函數」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於用於描述該相機在將來自至少一個物件(明確言之，該樣品可施覆至其之該測試場之至少部分)之照明或光強度轉換為色彩資訊(諸如至少一個色彩資訊項)時之一任意行動或行為的一數學運算。特定言之，該相機特定傳輸函數可取決於該相機之技術特徵，諸如該成像晶片或一或多個感測器、該資料處理裝置(諸如該處理器)、該等光學元件(諸如該一或多個透鏡)或該相機之任何其他技術特徵。
例如，該相機特定傳輸函數可藉由經驗或半經驗手段判定，且作為一實例，可藉由一或多個校準程序(其等亦可為該方法之部分)預先判定或判定。因此，作為一實例，該相機特定傳輸函數可完全或部分藉由使用具有已知色彩座標或已知色彩性質之一或多個參考場而判定。針對判定該相機特定傳輸函數，作為一實例，可在一或多個已知照明條件(例如，具有一或多個已知強度)下照明該一或多個參考場，且可藉由使用該相機來量測色彩資訊(諸如至少一個色彩資訊項)。藉此，可判定該至少一個色彩資訊項與該強度之間之一關係。該相機特定傳輸函數可例如藉由使用一曲線、一圖表、一分析變換函數、一表、一矩陣或指示一特定色彩資訊項之強度之一值之任何其他手段之一或多者而判定或儲存，或反之亦然。作為一實例，該相機特定傳輸函數可儲存於一資料儲存裝置中，諸如一揮發性或非揮發性資料儲存裝置。作為一實例，可針對一特定類型之相機預先判定該相機特定傳輸函數。因此，作為一實例，例如可針對複數個特定行動裝置預先判定複數個相機特定傳輸函數，且該方法可暗示根據行動裝置之類型自該複數個相機特定傳輸函數選擇一適當相機特定傳輸函數。
此外，針對步驟e)，可將光強度之差異變換為對應影像之色彩資訊項之差異。特定言之，可藉由使用該相機特定傳輸函數之一反函數而將光強度之該等差異變換為對應影像之色彩資訊項之該等差異。
特定言之，相機特定變換函數可為一非線性函數。作為一實例，該相機特定變換函數可容許將例如以曝光值(EV)量測之光強度變換為色彩資訊(諸如一RGB值)。因此，該相機特定變換函數可為例如一非線性光強度傳輸函數。額外地或替代地，作為一實例，該相機特定變換函數可容許將例如以曝光值(EV)量測之光強度或曝光位準變換為色彩資訊(諸如JPEG亮度)。因此，該相機特定變換函數可為例如一非線性曝光位準敏感度函數。特定言之，該相機特定變換函數可為例如一非線性光強度傳輸函數及一非線性曝光位準敏感度函數之一或多者。
此外，該子步驟或步驟d3)可包括至少兩個進一步子步驟。特定言之，d3)可包括 d3i) 在該照明源關閉之情況下擷取至少一個影像；及 d3ii) 在該照明源開啟之情況下擷取至少一個影像。
特定言之，步驟e)可進一步包括使用在d31)及d3ii)中擷取之該等影像之間之光強度的一差異。因此，該偵測方法之步驟e)可額外地包括使用在d3i)及d3ii)中擷取之該等影像之間之光強度的差異來判定該樣品中的該分析物之該濃度。
此外，步驟d1)至d3)之一或多者可重複執行。特定言之，重複執行步驟d1)、d2)及/或d3)之一或多者可例如容許監測該光學偵測反應之一動力學量測曲線。因此，該偵測方法可進一步包括監測該光學偵測反應之一動力學量測曲線。
在該偵測方法之步驟c)中，明確言之，可從與該相機相對之一側將該樣品施覆至該測試場。該測試條(明確言之，該頂部給料測試條)可相對於該相機定位，使得該測試場之一個側可面向該相機，其中該測試場之另一側可避開或背向該相機。特定言之，可將該樣品施覆至與該相機相對或避開該相機之該測試場之該側。
明確言之，一固持器可用於相對於該行動裝置定位該測試條。特定言之，該測試條可經定位以使該測試場與該相機(特定言之，該行動裝置之該相機)相距一距離。作為一實例，該行動裝置可經配置使得該相機可面向一第一方向(例如，一向上方向)，明確言之面向該測試場之一第一側，且可將該樣品施覆至與該第一側相對之該測試場之一第二側。因此，該偵測方法可包括使用該固持器相對於該行動裝置定位該測試條，其中該測試條可經定位以使該測試場與該相機相距一距離，其中該相機可在該測試場之該第一側上，且其中可從與該第一側相對之該第二側施覆該樣品。
明確言之，該固持器可朝向該第二側敞開，使得該測試場可在該第二側上未被覆蓋。特定言之，該固持器可未覆蓋該第二側上之該測試場，使得在將該樣品施覆至該測試場之該第二側時，該固持器可未干擾或妨礙。另外，該固持器可包括一開口，使得該測試場亦可在該第一側上未被覆蓋。
此外，該測試場可為例如至少部分半透明的。特定言之，在該偵測方法之步驟e)中，可判定照射穿過該測試場而至該相機上之周圍光之一貢獻。如本文中使用之術語「半透明」係一廣義術語且對於一般技術者而言應被給予其普通及習慣含義，且不應限於一特殊或客製化含義。明確言之，該術語可指代但不限於一任意物件允許光(明確言之，入射光)行進穿過該物件之一特性或性質。其中一半透明物件一般可透射光，因此允許0%以上之光行進穿過，該半透明物件進一步可未完全透射入射光或周圍光，因此允許少於100%之光行進穿過。作為一實例，該半透明測試場可允許有限量之光行進穿過該測試場。明確言之，入射光或周圍光(例如，照射至該測試場上之傳入光)可至少部分藉由該測試場透射。特定言之，該測試場可例如透射高達60%之入射光。較佳地，該測試場可透射高達40%之入射光。更佳地，該測試場可透射高達30%之入射光。明確言之，該測試場可例如透射自1%至60%之入射光，較佳自1%至40%之入射光，更佳自1%至30%之入射光。然而，該透射可取決於該入射光之光譜性質。此外，該透射可明確言之取決於該測試場之一狀態或狀況，諸如(舉例而言)該測試場之一乾濕狀態。因此，特定言之，該透射可取決於該測試場之一潤濕狀況、一濕度狀況或一潮濕狀況，明確言之該測試場藉由該樣品之一潤濕。作為一實例，處於一乾燥狀況之該測試場可明確言之展現比例如處於一潮濕或潤濕狀況之相同測試場(諸如具有施覆至其之該樣品之該測試場)高之一入射光透射率。作為一實例，可針對在可見光譜範圍內之至少一個波長給出上述透射值。
該測試條可例如進一步包括一參考場。特定言之，該參考場之至少部分可例如由該測試條之該區(明確言之，由包括該測試場之至少部分之該測試條之該區)包括。因此，該參考場及該測試場可明確言之以一緊密距離配置，諸如(舉例而言)彼此相鄰。
此外，該參考場可為不透明的。明確言之，術語「不透明」可指代但不限於一任意物件不允許光行進穿過該物件之一特性或性質。特定言之，該不透明參考場可經組態以未使入射光或周圍光透射穿過該參考場。作為一實例，該參考場可使少於3%、較佳少於2%、更佳少於1%之周圍光透射穿過該參考場。明確言之，該參考場可為例如100%不透明的，因此，作為一實例，該參考場可使0%之入射光或周圍光透射穿過該參考場。
該偵測方法之步驟d)可進一步包括子步驟d4)：擷取該參考場之至少一個影像。另外，步驟e)可例如考量該參考場之該影像。
例如，該參考場可含有至少一個白場(white field)。特定言之，該白場(明確言之，該參考場所包括之該白場)可例如用於校準該相機，諸如用於設定該相機之一白平衡。
該偵測方法可進一步包括檢查相機特定性質之至少一個步驟。例如，該相機特定變換函數可在檢查該等相機特定性質之該步驟中判定。亦可在該步驟中檢查其他相機特定性質，諸如色彩真實性。
在另一態樣中，揭示一電腦程式，其包括用於完全或部分執行偵測方法之程式構件。因此，明確言之，該偵測方法之步驟d)、步驟e)及視情況步驟f)可藉由該電腦程式執行。特定言之，該電腦程式包括程式構件，諸如用於在該電腦程式在一電腦或一電腦網路上(諸如(舉例而言)該行動裝置之一處理器上)執行時完全或部分執行該偵測方法的電腦可執行指令。明確言之，該電腦可完全或部分整合至該行動裝置中，且該電腦程式明確言之可具體實施為一軟體應用程式。特定言之，該電腦程式可儲存於一電腦可讀資料載體中，諸如(舉例而言)該行動裝置之一記憶體或資料儲存器上。然而，替代地，該電腦之至少部分亦可定位於該行動裝置外部。
本文中進一步揭示及提出一種資料載體，其具有儲存於其上之一資料結構，該資料結構在載入至一電腦或電腦網路(諸如該電腦或電腦網路之一工作記憶體或主記憶體)中之後可執行根據本文中揭示之實施例之一或多者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟。
本文中進一步揭示及提出一種電腦程式產品，其具有儲存於一機器可讀載體上之程式碼構件，以在該程式在一電腦或電腦網路上執行時執行根據本文中揭示之實施例之一或多者之方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟。如本文中所使用，一電腦程式產品將該程式稱為一可交易產品。該產品一般可以一任意格式(諸如一紙質格式)存在或在一電腦可讀資料載體上。明確言之，該電腦程式產品可分佈於一資料網路上。
最後，本文中揭示及提出一種調變資料信號，其含有可藉由一電腦系統或電腦網路讀取用於執行根據本文中揭示之實施例之一或多者之偵測方法(明確言之，如上文提及或如下文進一步描述之該偵測方法之一或多個步驟，例如步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟)的指令。
明確言之，本文中進一步揭示： - 一種電腦或電腦網路，其包括至少一個處理器，其中該處理器經調適以執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟， - 一種電腦可載入資料結構，其經調適以在該資料結構在一電腦上執行時執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟， - 一種電腦程式，其中該電腦程式經調適以在該程式在一電腦上執行時執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟， - 一種電腦程式，其包括用於在該電腦程式在一電腦或一電腦網路上執行時執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法(例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟)的程式構件， - 一種電腦程式，其包括根據前述實施例之程式構件，其中該等程式構件儲存於可讀取至一電腦之一儲存媒體上，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟， - 一種儲存媒體，其中一資料結構儲存於該儲存媒體上，且其中該資料結構經調適以在已載入至一電腦或一電腦網路之一主儲存區及/或工作儲存器中之後執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟，及 - 一種電腦程式產品，其具有程式碼構件，其中該等程式碼構件可儲存或儲存於一儲存媒體上用於在該等程式碼構件在一電腦或一電腦網路上執行時執行根據本描述中描述之實施例之一者之偵測方法，例如，步驟d)及e)及視情況f)，包含可能子步驟。
在本發明之另一態樣中，揭示一種行動裝置。該行動裝置包括 I) 至少一個相機； II) 至少一個照明源；及 III) 至少一個處理器。
該行動裝置經組態用於結合具有至少一個測試場之一測試條執行如本文中描述(例如，根據上文描述及/或下文進一步描述之實施例之任一者)之偵測方法，其中該測試場包括用於在存在分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品。
對於在本文中使用之大多數術語及可能定義，可參考在上文給出或如下文進一步描述之偵測方法之描述。
作為一實例，該處理器可包括用於完全或部分執行如上文揭示或如下文進一步揭示之偵測方法之程式構件。明確言之，該等程式構件可經組態用於執行該偵測方法之步驟d)、e)及視情況f)。
在另一態樣中，揭示一種用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之套組。該套組包括根據本發明之行動裝置及具有至少一個測試場之至少一個測試條，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品。
對於在本文中使用之大多數術語及可能定義，可參考在上文給出或如下文進一步描述之偵測方法之描述及/或行動裝置之描述。
此外，該套組可包括用於相對於該行動裝置定位該測試條之至少一個固持器，其中該測試條可藉由該固持器定位以使該測試場與該相機相距一距離，其中該相機可在該測試場之一第一側上，且其中可從與該第一側相對之一第二側施覆該樣品。
另外，該固持器可朝向該第二側敞開，使得該測試場可在該第二側上未被覆蓋。明確言之，該固持器可經組態以使該測試場之該第二側保持未被覆蓋，以例如可在不干擾該固持器之情況下將該樣品施覆至該測試場之該第二側。
特定言之，該固持器與該測試條及該行動裝置可構成一內部空間。例如，該空間可由該行動裝置、該固持器及該測試條圍封。明確言之，該固持器、該測試條及該行動裝置可經配置使得可構成該內部空間。此外，相機及照明源可面向該內部空間。特定言之，該固持器可定位該測試條使得該照明源可能夠照明該測試場。
根據本發明之方法及裝置可提供優於用於分析量測之已知方法及裝置之大量優點。與此項技術中已知之程序相比，本發明可改良偵測一樣品中的一分析物之程序之可靠性及使用者易用性。明確言之，與已知應用程式或電腦程式相比，本發明可改良一應用程式(例如，包含用於偵測一樣品中的一分析物之電腦可執行指令的一應用程式)之可靠性及使用者易用性。特定言之，本發明可容許確保在變化或非穩定成像條件下對該分析物之一穩健偵測。明確言之，本發明可提供使用行動裝置之相機影像之應用程式或電腦程式的一改良可靠性及準確度，此係因為在判定結果時(明確言之，在偵測該樣品中的該分析物時)考量周圍光之一影響。
總結而言且不排除進一步可能實施例，可設想以下實施例： 實施例1. 一種用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之偵測方法，該方法包括： a) 提供具有至少一個相機及至少一個照明源之至少一個行動裝置； b) 提供具有至少一個測試場之至少一個測試條，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品； c) 將該至少一個樣品施覆至該測試場； d) 擷取該測試條之至少一個區之複數個影像，該區包括該樣品施覆至其之該測試場之至少一部分，此包括 d1) 在該照明源關閉之情況下，在將該樣品施覆至該測試場之前擷取至少一個影像； d2) 在該照明源開啟之情況下，在將該樣品施覆至該測試場之前擷取至少一個影像；及 d3) 在將該樣品施覆至該測試場之後擷取至少一個影像； e) 使用在步驟d)中擷取之該等影像判定該樣品中的該分析物之一濃度。 實施例2. 根據前述實施例之方法，其進一步包括： f) 比較在步驟d)中在該照明源開啟及關閉之情況下擷取之對應影像且判定光強度之差異。 實施例3. 根據前述實施例之方法，其中步驟e)包括使用步驟f)之結果來判定該樣品中的該分析物之該濃度。 實施例4. 根據前兩項實施例中任一項之方法，其中步驟f)包括 f1) 針對待比較之各影像導出該樣品施覆至其之該測試場之該部分之至少一個色彩資訊項； f2) 藉由使用至少一個相機特定傳輸函數而將該色彩資訊項變換為至少一個光強度資訊項； f3) 藉由使用在該照明源開啟及關閉之情況下之對應影像之該等光強度資訊項來判定光強度之該等差異。 實施例5. 根據前兩項實施例之方法，其中針對步驟e)，藉由使用該相機特定傳輸函數之一反函數而將光強度之差異變換為對應影像之色彩資訊項之差異。 實施例6. 根據前兩項實施例中任一項之方法，其中該相機特定傳輸函數係將該色彩資訊項變換為該光強度資訊項之一非線性函數。 實施例7. 根據前三項實施例中任一項之方法，其中該相機特定變換函數係一非線性光強度傳輸函數及一非線性曝光位準敏感度函數之一或多者。 實施例8. 根據前述實施例中任一項之方法，其中步驟d3包括 d3i) 在該照明源關閉之情況下擷取至少一個影像；及 d3ii) 在該照明源開啟之情況下擷取至少一個影像。 實施例9. 根據前述實施例之方法，其中步驟e)進一步包括使用在d3i)及d3ii)中擷取之影像之間之光強度的一差異。 實施例10. 根據前述實施例中任一項之方法，其中重複執行步驟d1)至d3)之一或多者。 實施例11. 根據前述實施例之方法，其中監測該光學偵測反應之一動力學量測曲線。 實施例12. 根據前述實施例中任一項之方法，其中在步驟c)中，從與該相機相對之一側將該樣品施覆至該測試場。 實施例13. 根據前述實施例之方法，其中一固持器用於相對於該行動裝置定位該測試條，其中該測試條經定位以使該測試場與該相機相距一距離，其中該相機在該測試場之一第一側上，且其中從與該第一側相對之一第二側施覆該樣品。 實施例14. 根據前述實施例之方法，其中該固持器朝向該第二側敞開，使得該測試場在該第二側上未被覆蓋。 實施例15. 根據前兩項實施例中任一項之方法，其中該固持器包括一開口，使得該測試場在該第一側上未被覆蓋。 實施例16. 根據前述實施例中任一項之方法，其中該測試場係至少部分半透明的，其中在步驟e)中，判定照射穿過該測試場而至該相機上之周圍光之一貢獻。 實施例17. 根據前述實施例中任一項之方法，其中該測試條進一步包括一參考場，其中該測試條之該區進一步包括該參考場之至少一部分。 實施例18. 根據前述實施例之方法，其中該參考場係不透明的。 實施例19. 根據前兩項實施例中任一項之方法，其中方法步驟d)進一步包括： d4) 擷取該參考場之至少一個影像。 實施例20. 根據前述實施例之方法，其中步驟e)考量該參考場之該影像。 實施例21. 根據前三項實施例中任一項之方法，其中該參考場含有至少一個白場。 實施例22. 根據前述實施例中任一項之方法，其中該方法進一步包括檢查相機特定性質之至少一個步驟。 實施例23. 一種電腦程式，其包括用於在該電腦程式在一電腦或一電腦網路上、明確言之，在行動裝置之一處理器上執行時完全或部分執行根據前述實施例中任一項之方法、明確言之用於執行該方法之步驟d)、e)及視情況f)的程式構件。 實施例24. 一種行動裝置，其包括： I) 至少一個相機； II) 至少一個照明源；及 III) 至少一個處理器， 其中該行動裝置經組態用於結合具有至少一個測試場之一測試條執行根據前述實施例中任一項之用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之偵測方法，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品。 實施例25. 根據前述實施例之行動裝置，其中該處理器包括用於完全或部分執行根據前述實施例中任一項之方法(參考一方法)、明確言之用於執行該方法之步驟d)、e)及視情況f)的程式構件。 實施例26. 一種用於偵測至少一個樣品中的至少一個分析物之套組，該套組包括根據前述實施例中任一項之行動裝置(參考一行動裝置)，該套組進一步包括具有至少一個測試場之至少一個測試條，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品。 實施例27. 根據前述實施例之套組，該套組進一步包括用於相對於該行動裝置定位該測試條之至少一個固持器，其中該測試條由該固持器定位而使該測試場與相機相距一距離，其中該相機在該測試場之一第一側上，且其中可從與該第一側相對之一第二側施覆該樣品。 實施例28. 根據前述實施例之套組，其中該固持器朝向該第二側敞開，使得該測試場在該第二側上未被覆蓋。 實施例29. 根據前兩項實施例中任一項之套組，其中該固持器與該測試條及該行動裝置構成一內部空間，該空間由該行動裝置、該固持器及該測試條圍封。 實施例30. 根據前述實施例之套組，其中相機及照明源面向該內部空間。 實施例31. 根據前述實施例中任一項之套組(參考一套組)，其中該固持器定位該測試條使得該照明源能夠照明該測試場。
在圖1中，繪示用於偵測至少一個樣品114中的至少一個分析物之一套組110之一實施例之一側視圖，其包括一行動裝置112及一測試條116。如圖1中展示，行動裝置112包括至少一個相機118、至少一個照明源120及至少一個處理器122。測試條116包括至少一個測試場124，測試場124包括用於在存在分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品126。此外，光線之三個實例可在圖1中藉由三個虛線箭頭繪示。一第一虛線箭頭可指示自一任意周圍光源128 (諸如太陽、一燈或任何其他光源)照射至一測試場124上之周圍光或入射光。一第二虛線箭頭可指示在照明源120開啟時藉由照明源120發射之光。因此，第二虛線箭頭可指示僅在照明源120開啟之情況下存在之光。在照明源120關閉之情況下，無法自行動裝置112之照明源120發射光。一第三虛線箭頭可指示照射至相機118上之光。明確言之，在照明源120關閉之情況下，照射至相機118上之光(例如，藉由第三虛線箭頭指示之光)可包括透射穿過測試條116 (例如，穿過測試場124)而至相機118上之周圍光或入射光。替代地，在照明源開啟之情況下，照射至相機118上之光(例如，藉由第三虛線箭頭指示之光)可包括透射穿過測試條116之周圍光或入射光以及自照明源120發射之光。特定言之，在照明源120開啟之情況下，照射至相機118上之光可例如藉由測試條116 (諸如(舉例而言)測試場124)及/或一固持器130反射，其中固持器130可由套組110包括。
在圖2中，展示如圖1中繪示之套組110之實施例之一放大截面圖。特定言之，展示具有測試場124之測試條116、包括至少一個測試化學品126之測試場124。作為一實例，測試條116可包括一基板或載體132，其中作為一實例可將測試場124施覆至載體132。如圖2中繪示，測試場124可例如包括多個層，諸如(舉例而言)用於均等地散佈樣品114之一潤濕層134、用於過濾或分離樣品114組分以進行可藉由測試化學品126執行之一後續變色偵測反應的一過濾層136。其他結構或層堆積可為可行的。作為一實例，測試化學品126可經配置使得可在測試場124之一第一側138上識別變色。特定言之，第一側138可相對於測試場124之一第二側140配置，其中可將樣品114施覆至測試場124之第二側140。明確言之，相機118可經配置以諸如面向測試場124之第一側138。
圖3繪示由行動裝置112之相機118擷取的一影像142之一實施例。作為一實例，影像142可為包括測試場124之至少一部分之測試條116之至少一個區144的影像，其中測試場124例如可為半透明的。作為一實例，區144可進一步完全或部分包括一參考場146，其中參考場146作為一實例可為不透明的且可含有至少一個白場。
在圖4A及圖4B中，繪示周圍光對測試場124及參考場146之一色彩的一影響之圖表之實施例。在圖表中，x軸可指示時間t (例如以秒為單位量測)，且y軸可指示一色彩或反射率R。圖4A中之圖表繪示周圍光對測試場124之一經判定色彩或反射率及參考場146之一經判定色彩的一影響。特定言之，針對三個不同照明條件隨時間展示以一實線繪示之測試場124及以一虛線繪示之參考場146的經判定色彩或反射率R。作為一實例，在一第一照明條件中，周圍光源128可關閉且行動裝置112之照明源120可開啟。明確言之，在圖表中，可在時間框t1 、t3 、t5 及t7 中使用第一照明條件，其中t1 = 0 ≤ t ＜2 s，t3 = 11 ≤ t ＜ 18 s，t5 = 32 ≤ t ＜ 34且t7 = 39 ≤ t ＜ 41 s。在一第二及第三照明條件中，行動裝置112之照明源120及周圍光源128兩者可開啟。然而，在第三照明條件中，周圍光可具有比在第二照明條件中高之一亮度位準。明確言之，在圖表中，可在時間框t2 中使用第二照明條件，其中t2 = 2 ≤ t ＜ 11 s，且可在時間框t4 及t6 中使用第三照明條件，其中t4 = 18 ≤ t ＜ 32且t6 = 34 ≤ t ＜39 s。在圖表中，如圖4A中繪示，測試場124針對三個照明條件之各者展示一不同色彩(例如，一不同色彩座標值、一不同色彩特定強度或在一特定光譜色彩範圍內之一不同強度)或反射率。特定言之，測試場124針對第一照明條件之經判定第一色彩148可不如測試場124針對第二照明條件之經判定第二色彩150及測試場124針對第三照明條件之經判定第三色彩152亮。另外，測試場124之經判定第三色彩152可比經判定第二色彩150亮。因此，照明條件可對測試場124之經判定色彩具有一直接影響。然而，參考場126之一經判定色彩154可與照明條件無關，如在圖4A中繪示之圖表中可見。
可注意，如在圖之描述中陳述，給定時間規範(諸如(舉例而言)時間框之特定時間)僅為例示性目的而給出且因此用於繪示可能實施例且不應被解釋為限制其範疇。
圖4B中之圖表繪示周圍光及照明源120是否開啟及樣品114是否施覆至測試場124之一組合對測試場124之一經判定色彩及參考場146之一經判定色彩的一影響。特定言之，針對不同照明條件及樣品114是否施覆至測試場124而展示以實線繪示之測試場124及以虛線繪示之參考場146之經判定色彩或反射率R。明確言之，在圖表中，在時間0 ≤ t ＜ 32 s期間，未將樣品114施覆至測試場124。隨後，在時間32 ≤ t ＜ 38 s期間，將樣品114施覆至測試場124且可藉由測試化學品126執行變色偵測反應。在後續時間38 ≤ t ＜ 86 s期間，將樣品施覆至測試場124且變色偵測反應可已終止。作為一實例，樣品施覆可在1秒或更少之一時間框內發生。樣品可滲透測試化學品126，且可發生具有其特性反應動力學之變色偵測反應。在圖4B中，可再次使用三個不同照明條件，其中在圖4B中使用之照明條件不同於在圖4A中使用之照明條件。
特定言之，在圖4B中使用之第一照明條件中，行動裝置112之照明源120開啟且周圍光源128亦開啟，其中在此圖表中，周圍光源128可僅能夠調適兩個階段「開啟」及「關閉」。可在時間框t1 ’、t4 ’及t7 ’中使用圖4B中使用之第一照明條件，其中t1 ’ = 0 ≤ t＜ 5 s，t4 ’ = 16 ≤ t ＜ 58 s且t7 ’ = 75 ≤ t ＜ 82 s。在第二照明條件中，照明源120關閉而周圍光源128開啟。明確言之，可在時間框t2 ’、t5 ’及t8 ’中使用第二照明條件，其中t2 ’ = 5 ≤ t ＜ 13 s，t5 ’ = 58 ≤ t ＜ 68 s且t8 ’ = 75 ≤ t ＜82 s。在第三照明條件中，照明源120開啟而周圍光源128關閉。明確言之，可在時間框t3 ’及t6 ’中使用第三照明條件，其中t3 ’ = 13 ≤ t ＜ 16 s且t6 ’ = 68 ≤ t ＜ 75 s。
如圖4B中可見，參考場146針對第一照明條件及第三照明條件之經判定第一色彩156 (諸如一第一色彩座標值、一第一色彩特定強度或在一第一特定光譜色彩範圍內之一強度)可本質上相同。因此，例如，僅照明源120 (例如，接通或關斷)可對參考場146之經判定色彩具有一影響。明確言之，如圖4B中繪示，參考場146之經判定第二色彩158 (例如，在照明源120關閉期間之時間框內判定)可例如展示R = 0之一色彩或反射率。然而，如圖表中繪示，測試場124之經判定色彩可展示對照明條件以及樣品114之施覆之一顯著相依性。明確言之，測試場124針對各照明條件之經判定色彩可彼此不同。此外，無論樣品114是否施覆至測試場124，甚至針對相同照明條件，測試場124之經判定色彩可不同。特定言之，測試場124針對第一照明條件之一經判定第一色彩160在將樣品114施覆至測試場124之前可比施覆樣品114之後更亮。作為一實例，測試場124之一半透明性可歸因於將樣品114施覆至測試場124而降低，因此較少量之光可透射穿過測試場124而至相機118上，此可導致一色彩過渡159。明確言之，在將樣品114施覆至測試場124之後，在相同第一照明條件下，色彩過渡159可導致測試場124之經判定第一色彩160不如之前亮。此外，如圖4B中繪示，測試場124之經判定第二色彩162以及經判定第三色彩164兩者彼此不同且不同於第一色彩160，且另外，第二色彩162及第三色彩164亦歸因於將樣品114施覆至測試場124而改變亮度。
在圖5A及圖5B中，展示一相機特定傳輸函數165之一圖表之實施例。明確言之，在圖表中，可在x軸上繪示一曝光位準或光強度I (明確言之，傳入光之一強度)，且可在y軸上繪示一對應色彩或反射率R (明確言之，一經判定色彩之一色彩通道之一值，例如來自R、G及B之一或多者)。作為一實例，圖5A及圖5B可展示相同相機特定傳輸函數165。然而，在圖5A中，x軸可以一任意單位之光強度值之一線性標度展示一光強度I，其中在圖5B中，可使用一對數標度繪示光強度I。特定言之，作為一實例，在圖表中繪示之相機特定傳輸函數165可數學描述為
Figure 02_image001
。                               (1)
作為一實例，非線性函數之一反函數(2)可數學描述為
Figure 02_image002
。                                               (2)
在圖6及圖7中，繪示用於偵測至少一個樣品114中的至少一個分析物之一偵測方法之流程圖。偵測方法包括步驟a) (用元件符號166表示)：提供具有至少一個相機118及至少一個照明源120之至少一個行動裝置112。作為一實例，可提供如圖1中繪示之行動裝置112。此外，偵測方法包括步驟b) (用元件符號168表示)：提供具有至少一個測試場124之至少一個測試條116，測試場124包括用於在存在分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品126。特定言之，作為一實例，可提供圖1中繪示之測試條116。此外，偵測方法可包括步驟c) (用元件符號170表示)：將至少一個樣品114施覆至測試場124。作為一實例，步驟c)可藉由將樣品114滴落至測試場124上而執行，如圖1及圖2中繪示。
此外，偵測方法包括步驟d) (用元件符號172表示)：擷取測試條116之至少一個區144之複數個影像142，區144包括樣品114施覆至其之測試場(124)之至少一部分。方法步驟d)進一步至少包括以下子步驟： d1) (用元件符號174指示)：在照明源120關閉之情況下，在將樣品114施覆至測試場124之前擷取至少一個影像142； d2) (使用元件符號176指示)在照明源120開啟之情況下，在將樣品114施覆至測試場124之前擷取至少一個影像142；及 d3) (使用元件符號178指示)在將樣品114施覆至測試場124之後擷取至少一個影像142。
特定言之，子步驟d1)可例如在圖4B中繪示之圖表之時間框t2 ’內執行。此外，作為一實例，子步驟d2)可在時間框t1 ’及t3 ’之一者或兩者內執行。亦可在時間框t4 ’開始時(例如，在16 ≤ t ＜ 32 s期間)、例如在執行將樣品114施覆至測試場124之步驟e) (例如，在32 ≤ t ＜38 s期間)之前執行子步驟d2)。此外，子步驟d3)可明確言之在將樣品114施覆至測試場124之後(諸如(舉例而言)在時間框t4 ’結束時(例如在38 ≤ t ＜58 s期間)及/或時間框t5 ’、t6 ’、t7 ’及t8 ’)執行。
偵測方法進一步包括步驟e) (用元件符號180表示)：藉由使用在步驟d)中擷取之影像142來判定樣品114中的分析物之一濃度。如圖7中繪示，偵測方法可進一步包括步驟f) (用元件符號182表示)：比較在步驟d)中在照明源120開啟及關閉之情況下擷取之對應影像且判定光強度之差異。步驟f)之結果可例如用於判定樣品114中的分析物之濃度，因此作為一實例，步驟e)可包括步驟f)，如圖7中繪示。
如圖7中進一步繪示，步驟f)可例如包括以下子步驟： f1) (用元件符號184表示)：針對待比較之各影像導出樣品施覆至其之測試場之部分之至少一個色彩資訊項； f2) (用元件符號186表示)：藉由使用至少一個相機特定傳輸函數165而將色彩資訊項變換為至少一個光強度資訊項； f3) (用元件符號188表示)：藉由使用在照明源開啟及關閉之情況下之對應影像之光強度資訊項來判定光強度之差異。
作為一實例，可在子步驟f2)中使用之相機特定傳輸函數165可例如繪示於圖5A及圖5B中。因此，在下文中，展示一例示性計算，此可在偵測方法中執行。在步驟d1)中擷取之影像142可例如展示Rd1 = 230之一色彩或反射率，且在步驟d2)中擷取之影像142可例如展示Rd2 = 80之一色彩或反射率。作為一實例，Rd1 及Rd2 可由在步驟f1)中導出之色彩資訊項包括。作為一實例，在步驟f2)中，反相機特定傳輸函數(2)可用於將Rd1 及Rd2 變換為光強度Id1 = 80及Id2 = 15。隨後，可在步驟f3)中判定光強度之一差異，諸如(舉例而言) Id12 = 80 – 15 = 65。特定言之，針對步驟e)，作為一實例，可藉由使用相機特定傳輸函數(1)之反函數(2)而將光強度之差異變換為對應影像之色彩資訊項之差異。因此，作為一實例，可計算Rd12 (Id12 = 65) = 211。特定言之，色彩資訊項之差異(例如，Rd12 )可例如包括關於測試場之一真實色彩(諸如(舉例而言)在樣品114可施覆至測試場124之前不受外部光或周圍光干擾之參考場之色彩)的資訊。
在將樣品114施覆至測試場之後，例如在執行步驟c)之後，可執行步驟d3)。特定言之，步驟d3)可例如包括子步驟d3i) (用元件符號190表示)：在照明源120關閉之情況下擷取至少一個影像142；及子步驟d3ii) (用元件符號192表示)：在照明源120開啟之情況下擷取至少一個影像142。作為一實例，在步驟d3)中擷取之影像142可展示Rd3i = 190及Rd3ii = 15之一色彩或反射率。作為一實例，Rd3i 及Rd3ii 可由在步驟f1)中導出之色彩資訊項包括。再者，作為一實例，使用相機特定傳輸函數(1)之反函數(2)，可例如在步驟f)中判定對應光強度Id3i = 51及Id3ii = 7，而導致光強度之一差異Id3 = 44。隨後，作為一實例，可計算Rd3 (Id3 = 44) = 176。Rd3 可例如包括關於在藉由測試化學品126執行變色偵測反應之後之測試場124之一真實色彩的資訊。因此，可例如自Rd12 與Rd3 之間之一差異判定一變色(明確言之，歸因於樣品114中的分析物之濃度之與入射光或周圍光無關的一色彩差異)。
110:套組 112:行動裝置 114:樣品 116:測試條 118:相機 120:照明源 122:處理器 124:測試場 126:測試化學品 128:周圍光源 130:固持器 132:載體 134:潤濕層 136:過濾層 138:第一側 140:第二側 142:影像 144:區 146:參考場 148:測試場之第一色彩 150:測試場之第二色彩 152:測試場之第三色彩 154:參考場之色彩 156:參考場之第一色彩 158:參考場之第二色彩 159:色彩過渡 160:測試場之第一色彩 162:測試場之第二色彩 164:測試場之第三色彩 165:相機特定傳輸函數 166:步驟a) 168:步驟b) 170:步驟c) 172:步驟d) 174:子步驟d1) 176:子步驟d2) 178:子步驟d3) 180:步驟e) 182:步驟f) 184:子步驟f1) 186:子步驟f2) 188:子步驟f3) 190:子步驟d3i) 192:子步驟d3ii)
將在實施例之後續描述中，較佳結合附屬實施例更詳細揭示進一步選用特徵及實施例。其中，如熟習此項技術者將認識到，各自選用特徵可以一隔離方式以及任意可行組合實現。本發明之範疇不限於較佳實施例。在圖中示意性地描繪實施例。其中，此等圖中之相同元件符號指代相同或功能上相當之元件。 在圖中： 圖1展示根據本發明之包括用於執行一偵測方法之一行動裝置的一套組之一實施例之一側視圖； 圖2展示圖1中繪示之套組之實施例之一放大截面圖； 圖3展示由行動裝置之相機擷取的一影像之一實施例； 圖4A及圖4B展示周圍光對一測試場及一參考場之一色彩的一影響之圖表之實施例； 圖5A及圖5B展示一相機特定傳輸函數之一圖表之實施例；及 圖6及圖7展示一偵測方法之一實施例之流程圖之實施例。
110:套組
112:行動裝置
114:樣品
116:測試條
118:相機
120:照明源
122:處理器
124:測試場
126:測試化學品
128:周圍光源
130:固持器

Claims (13)

  1. 一種用於偵測至少一個樣品(114)中的至少一個分析物之偵測方法，該方法包括： a) 提供具有至少一個相機(118)及至少一個照明源(120)之至少一個行動裝置(112)； b) 提供具有至少一個測試場(124)之至少一個測試條(116)，該測試場包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品(126)； c) 將該至少一個樣品(114)施覆至該測試場(124)； d) 擷取該測試條(116)之至少一個區(144)之複數個影像(142)，該區(144)包括該樣品(114)施覆至其之該測試場(124)之至少一部分，此包括 d1) 在該照明源(120)關閉之情況下，在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之前擷取至少一個影像(142)； d2) 在該照明源(120)開啟之情況下，在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之前擷取至少一個影像(142)；及 d3) 在將該樣品(114)施覆至該測試場(124)之後擷取至少一個影像(142)； e) 藉由使用在步驟d)中擷取之該等影像(142)來判定該樣品(114)中的該分析物之一濃度； 其特徵在於，該方法進一步包括： f) 比較在步驟d)中在該照明源(120)開啟及關閉之情況下擷取之對應影像且判定光強度之差異，其中步驟f)包括 f1) 針對待比較之各影像(142)，導出該樣品(114)施覆至其之該測試場(124)之該部分的至少一個色彩資訊項； f2) 藉由使用至少一個相機特定傳輸函數(165)而將該色彩資訊項變換為至少一個光強度資訊項； f3) 藉由使用在該照明源(120)開啟及關閉之情況下之對應影像之該等光強度資訊項來判定光強度之該等差異。
  2. 如請求項1之方法，其中步驟e)包括使用步驟f)之結果來判定該樣品(114)中的該分析物之該濃度。
  3. 如請求項1或2之方法，其中針對步驟e)，藉由使用該相機特定傳輸函數(165)之一反函數而將光強度之差異變換為對應影像之色彩資訊項之差異，其中該相機特定傳輸函數(165)係將該色彩資訊項變換為該光強度資訊項之一非線性函數。
  4. 如請求項1或2之方法，其中步驟d3)包括 d3i) 在該照明源(120)關閉之情況下擷取至少一個影像(142)；及 d3ii) 在該照明源(120)開啟之情況下擷取至少一個影像(142)。
  5. 如請求項1或2之方法，其中步驟e)進一步包括使用在d3i)及d3ii)中擷取之影像(142)之間之光強度之一差異。
  6. 如請求項1或2之方法，其中在步驟c)中，從與該相機(118)相對之一側將該樣品(114)施覆至該測試場(124)。
  7. 如請求項1或2之方法，其中一固持器(130)用於相對於該行動裝置(112)定位該測試條(116)，其中該測試條(116)經定位以使該測試場(124)與該相機(118)相距一距離，其中該相機(118)在該測試場(124)之一第一側(138)上，且其中從與該第一側(138)相對之一第二側(140)施覆該樣品(114)。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該固持器(130)朝向該第二側(140)敞開，使得該測試場(124)在該第二側(140)上未被覆蓋，其中該固持器(130)包括一開口，使得該測試場(124)在該第一側(138)上未被覆蓋。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該測試場(124)係至少部分半透明的，其中在步驟e)中，判定照射穿過該測試場(124)而至該相機(118)上之周圍光之一貢獻。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該測試條(116)進一步包括一參考場(146)，其中該測試條(124)之該區(144)進一步包括該參考場(146)之至少一部分，其中該參考場(146)係不透明的，其中方法步驟d)進一步包括：步驟d4)：擷取該參考場(146)之至少一個影像(142)，且其中步驟e)考量該參考場(146)之該影像(142)。
  11. 一種電腦程式，其包括用於在該電腦程式在一電腦或一電腦網路上執行時執行如請求項1至10中任一項之方法之至少步驟d)、步驟e)及步驟f)的程式構件。
  12. 一種行動裝置(112)，其包括： I) 至少一個相機(118)； II) 至少一個照明源(120)；及 III) 至少一個處理器(122)， 其中該行動裝置(112)經組態用於結合具有至少一個測試場(124)之一測試條(116)執行如請求項1至10中任一項之用於偵測至少一個樣品(114)中的至少一個分析物之該偵測方法，該測試場(124)包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品(126)。
  13. 一種用於偵測至少一個樣品(114)中的至少一個分析物之套組(110)，該套組(110)包括如請求項12之行動裝置(112)，該套組(110)進一步包括具有至少一個測試場(124)之至少一個測試條(116)，該測試場(124)包括用於在存在該分析物之情況下執行一光學偵測反應之至少一個測試化學品(126)。
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