便攜式醫(yī)學診斷系統(tǒng)以及使用移動裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明概括地說，有關(guān)于流體樣品分析的裝置，例如醫(yī)學診斷裝置，更具體地說， 有關(guān)于使用相機的比色測試條的分析，所述相機例如是智能手機或者其它移動裝置上提供 的相機。
【背景技術(shù)】
[0002] 糖尿病是全世界最主要的死因之一。單單在印度，有接近5千萬的糖尿病患者，根 據(jù)世衛(wèi)組織，該數(shù)字2030年之前有望上升到8千萬。
[0003] 糖尿病患者一般要每天幾次自己監(jiān)測他們血液中的葡萄糖水平。葡萄糖水平能夠 使用電化學條評估，該電化學條目前對于世界各地的大部分糖尿病患者來說貴得嚇人。比 色條也是可用的，但是只有電化學條成本的一小部分。
[0004] 比色測試條也能用于其它幾個血液和尿液參數(shù)，例如膽固醇，血紅蛋白和酮，以及 完全不同的應用，例如水質(zhì)測試。能夠?qū)嵤┮徽资褂酶鞣N比色條進行測試的模塊化低成 本裝置將會是一個有影響力的發(fā)明。
[0005] 與此同時，可用的移動裝置或者移動平臺已經(jīng)變得普遍。移動裝置的例子包括，但 不限于，功能拍照手機，智能手機，具有編程能力的數(shù)字手機以及平板電腦。
[0006] 在移動平臺中使用了更加成本高效的比色條的低成本裝置，在滿足葡萄糖監(jiān)視和 其它體液監(jiān)視增長需求的方面，將會是受歡迎的新選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的各種實施例提供了用于比色測試條分析以及使用由該分析所產(chǎn)生的讀 數(shù)的疾病管理的移動平臺。更具體的，移動裝置的相機能被用來自動檢測比色條一個或多 個試劑區(qū)域的顏色。這些一個或多個顏色與一套已知的或者標準的顏色相比較，所述顏色 以前在初始的校準中檢測自基準和/或校準顏色圖表，并且儲存在移動裝置的存儲器中。 這些標準顏色的每一個能伴隨一個具體的測試結(jié)果讀數(shù)，使用該讀數(shù)比色條進行測試。這 些一個或者多個檢測值接著被應用在移動裝置上的疾病管理平臺。在某些實施例中，平臺 和另外的信息一道記錄和存儲這些值，并且將這些值和信息傳輸?shù)竭h程服務器上的數(shù)據(jù) 庫，這樣醫(yī)護人員能夠存取來提供用于疾病管理的反饋。對于病人的反饋能夠通過分析和 可視化移動裝置上所收集的數(shù)據(jù)，以及通過從醫(yī)護人員處接收個人化反饋來自動提供。
[0008] 為了本公開的目的，"標準顏色"是一種在受控制或者標準的光照環(huán)境中具有已知 顏色特性的顏色，其中"基準顏色"和"校準顏色"為子集。"基準顏色"指使用在用于決定 在可視比較中最接近匹配的手動系統(tǒng)中的標準顏色。"校準顏色"為用于校準數(shù)字相機反應 的標準顏色，并且能夠表示特別適合于生成準確顏色校正功能的顏色范圍。在一些實施例 中，一種基準顏色或者多種基準顏色也能使用為一種校準顏色或者多種校準顏色。
[0009] 同樣的，出于公開的目的，"初始的校準"為當觀察到多個標準顏色時，被執(zhí)行一次 來測量數(shù)字相機的反應（所生成的顏色值）的校準。"原位校準"為初始校準之后，并且考 慮到變化條件所實施的校準，所述變化條件例如周圍光照以及由數(shù)字相機所實施的自動反 應。
[0010] 比色測試條一個或者幾個試劑區(qū)域的顏色檢測不是一個普通的問題。復雜性在于 比色條所承受的影響其顯色的各種光照條件。因此，本發(fā)明的各種實施例能夠執(zhí)行用于分 析過程中比色測試條可能經(jīng)受的各種光照條件的歸一化。
[0011] 本發(fā)明的某些實施例包括輕便盒子配件，所述輕便盒子配件附裝到或者另外與移 動裝置連接，用于比色條數(shù)字圖象的增大。輕便盒子配件覆蓋移動電話的相機，并且限制或 者消除會另外到達移動裝置相機的光。輕便盒子配件內(nèi)的光被控制來對光條以一種一致的 方式來照明。在一個實施例中，輕便盒子配件在比色條與移動裝置相機的對齊方面進行協(xié) 助。此外，本發(fā)明各種實施例中的輕便盒子配件，體積小，具有1到3cm之間的厚度（沿移 動裝置相機光軸的尺寸）。在某些實施例中，輕便盒子配件或者在使用后能被移除，或者當 不使用時，為移動裝置相機的操作，能夠旋轉(zhuǎn)開或者翻轉(zhuǎn)開。
[0012] 本發(fā)明的一個方面為，輕便盒子配件和移動裝置之間不需要輔助通信裝置。輕便 盒子配件和移動裝置之間的所有通信通過由移動裝置數(shù)字相機所獲得的圖象以及轉(zhuǎn)換為 那些圖象的顏色值進行。這種性質(zhì)的通信不僅傳遞分析下的比色條的狀態(tài)，而且能檢測該 系統(tǒng)的其他情況，例如低電量情況，溫度溢出情況，以及一般的溢出情況。
[0013] 本發(fā)明的一個方面為移動裝置相機的增大來提供任何比色測試條自動可靠的精 確分析。比色測試條，正如名字所指出的，當與測試下的液體接觸，改變顏色。在反應后，最 終的顏色表明了測試的結(jié)果。比色條一般要求與基準顏色圖表可視化比較來將結(jié)果顏色解 讀為測試讀數(shù)，這能導致不可靠和不精確的結(jié)果，因為解讀基于依靠人執(zhí)行比較的主觀比 較。這種用于葡萄糖測試的比色測試條的一個例子為BETACHEK可視條，由澳大利亞，悉尼 的 National Diagnostic Products Pty. Limited 提供。
[0014] 通過在每個比色測試條上印刷一個或者多個校準色標，該問題能夠被解決。該方 法也不同于將整個基準顏色圖表包括在每個比色測試條上，然后發(fā)現(xiàn)最接近的匹配，這在 多數(shù)情況下是不可行的，因為基準圖表包含大量基準顏色，而比色測試條具有較小的物理 尺寸。
[0015] 本發(fā)明的一個實施例包括了歸一化光照條件的方法。移動裝置的相機通過[拍攝 基準圖表的照片同步檢測一套基準顏色以及一個或多個校準顏色。所有這些顏色被存儲在 移動裝置存儲器中作為被檢測的，作為初始的校準。初始的校準步驟僅需要在每個移動裝 置上進行一次以考慮移動裝置相機的具體屬性。
[0016] 為了使光照條件歸一化成為可能，除了一個或多個試劑區(qū)域，每個比色條能夠包 括和前文所描述的基準圖表中相同的一個或多個校準顏色。試劑區(qū)域和"原位"校準顏色 能被移動裝置的相機同步檢測。光照條件歸一化過程估計了顏色校正函數(shù)，該功能使用初 始校正步驟與比色測試條分析步驟之間的一個或多個"原位"校準顏色的所檢測值中的變 化來建模光照條件。該顏色校正函數(shù)接著能被應用到一個或多個試劑區(qū)域的所檢測顏色 值。歸一化的試劑區(qū)域顏色與來自儲存在移動裝置存儲器中基準圖表的標準顏色比較以發(fā) 現(xiàn)最接近的匹配。
[0017] 在一個實施例中，這種比較分別針對每個試劑區(qū)域來執(zhí)行，并且一旦這種匹配被 建立，最接近的基準顏色測試結(jié)果讀數(shù)能被分配給指定的試劑區(qū)域。當為數(shù)字值時，獲得試 劑區(qū)域測試結(jié)果讀數(shù)的另一種方法為計算最接近匹配測試讀數(shù)的加權(quán)平均值，或者基準顏 色值的插值或者推算。這些結(jié)果接著能被使用在移動裝置上的疾病管理平臺中。
[0018] 在本發(fā)明的各種實施例中，比色測試條分析方法包括兩個階段：光照條件歸一階 段，其也能被稱為色彩校正，以及顏色匹配階段。顏色校正能夠需要數(shù)字相機中的簡單白平 衡到存在與正如在高級相機校正算法中所發(fā)現(xiàn)的更復雜的顏色校正。
[0019] 本發(fā)明的一些實施例描繪了比色測試條與移動裝置相機，類似掃描二維碼，使用 裝載在移動裝置處理器中的軟件應用來執(zhí)行比色條的分析。比色條能被保持在相機的前 方，或者使用夾持器將給定的比色條沿重復的方向夾持在相機的前方。顏色圖案能被印刷 在每個條上以使得補償變化光照條件的軟件應用成為可能。
[0020] 其他實施例提供了光照條件的更多控制。已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)跨越廣泛的光照條件范圍維 持高精度的結(jié)果可能是有問題的。同樣的，至少對于條不需要手就能保持在相機前的實施 例，完全新的用戶體驗是必須的。用戶習慣于將測試條插入葡萄糖測量儀中，這樣不需要 手的技術(shù)展示了一個挑戰(zhàn)，該挑戰(zhàn)為不得不教用戶為了最優(yōu)結(jié)果怎樣恰當?shù)囟ㄏ虮壬珳y試 條。
[0021] 在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的各種實施例包括和移動裝置一起的用來分析比色條的輕便盒 子配件，該移動裝置包括中央處理單元和數(shù)字相機。所述配件包括具有近側(cè)罩的外殼，周界 壁和遠端罩，近側(cè)罩展示了近側(cè)面并且包括限定了穿過近側(cè)罩的觀察窗口的結(jié)構(gòu)，遠端罩 展示了遠端面?？捉Y(jié)構(gòu)限定了外殼內(nèi)的孔，孔限定了定中心于此的觀察軸，觀察軸實質(zhì)垂直 于孔并且近側(cè)罩的觀察窗口實質(zhì)圍繞觀察軸定中心。在一個實施例中，孔結(jié)構(gòu)與至少一個 周界壁和遠端罩整體成型。在一個實施例中，結(jié)構(gòu)限定了用于比色條插入的槽，槽配置用來 定向比色條貫穿觀察軸。原位校準目標能被布置在孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，原位校準目標具有預設的顏 色特性，在某些實施例中，至少一種光源被布置在外殼內(nèi)，當比色測試條被對準在槽內(nèi)，至 少一種光源被安排用于比色測試條的照明。至少一種光源能為發(fā)光二極管。
[0022] 電源能被放置在外殼內(nèi)，并與至少一個光源可操作地耦合。開關(guān)能被可操作地耦 合在電源和至少一個光源之間用于至少一個光源的選擇激活。在一個實施例中，開關(guān)可在 外殼外部接觸到，用于至少一個光源的手動通電。電源能夠包括至少一節(jié)電池。配件被配 置僅僅通過移動裝置的數(shù)字相機與移動裝置的中央處理單元通信。
[0023] 輕便盒子配件能夠包括被放置在外殼內(nèi)的微距鏡頭，所述微距鏡頭實質(zhì)圍繞觀察 軸定中心，并且位于觀察窗口和原位校準目標之間。輕便盒子配件能夠進一步包括用于溢 出條件檢測的電路，該電路包括當被激活時，被安排對原位校準目標照明的彩色光源。在某 些實施例中，溢出能力包括第一電路和第二電路，第一和第二電路的每一個都用于溢出條 件的檢測，第一和第二電路的每一個都包括各自的彩色光源，各自彩色光源的每一個，當被 激活時，都被安排來對原位校準目標照明。在一個實施例中，第一電路被配置檢測第一溢出 條件，而第二電路被配置檢測第二溢出條件，由于第一溢出條件不同于第二溢出條件。第一 電路相應彩色光源的的顏色能夠不同于第二電路相應彩色光源的的顏色。
[0024] 本發(fā)明的各種實施例包括了用于比色測試條比色分析的方法，該方法實施了顏色 校正。該方法包括提供包括了數(shù)字相機和中央處理單元（CPU)的移動裝置。所述CPU被 可操作地耦合到存儲介質(zhì)，并且配置接收來自存儲介質(zhì)的指令，并且配置存儲介質(zhì)包括CPU 可讀的指令。在一個實施例中，這些指令包括：
[0025] 魯用數(shù)字相機捕捉多個標準顏色的至少一個圖像；
[0026]魯將多個標準顏