便携式医学诊断系统以及使用移动装置的方法
【技术领域】
[0001] 本发明概括地说，有关于流体样品分析的装置，例如医学诊断装置，更具体地说， 有关于使用相机的比色测试条的分析，所述相机例如是智能手机或者其它移动装置上提供 的相机。
【背景技术】
[0002] 糖尿病是全世界最主要的死因之一。单单在印度，有接近5千万的糖尿病患者，根 据世卫组织，该数字2030年之前有望上升到8千万。
[0003] 糖尿病患者一般要每天几次自己监测他们血液中的葡萄糖水平。葡萄糖水平能够 使用电化学条评估，该电化学条目前对于世界各地的大部分糖尿病患者来说贵得吓人。比 色条也是可用的，但是只有电化学条成本的一小部分。
[0004] 比色测试条也能用于其它几个血液和尿液参数，例如胆固醇，血红蛋白和酮，以及 完全不同的应用，例如水质测试。能够实施一整套使用各种比色条进行测试的模块化低成 本装置将会是一个有影响力的发明。
[0005] 与此同时，可用的移动装置或者移动平台已经变得普遍。移动装置的例子包括，但 不限于，功能拍照手机，智能手机，具有编程能力的数字手机以及平板电脑。
[0006] 在移动平台中使用了更加成本高效的比色条的低成本装置，在满足葡萄糖监视和 其它体液监视增长需求的方面，将会是受欢迎的新选择。
【发明内容】
[0007] 本发明的各种实施例提供了用于比色测试条分析以及使用由该分析所产生的读 数的疾病管理的移动平台。更具体的，移动装置的相机能被用来自动检测比色条一个或多 个试剂区域的颜色。这些一个或多个颜色与一套已知的或者标准的颜色相比较，所述颜色 以前在初始的校准中检测自基准和/或校准颜色图表，并且储存在移动装置的存储器中。 这些标准颜色的每一个能伴随一个具体的测试结果读数，使用该读数比色条进行测试。这 些一个或者多个检测值接着被应用在移动装置上的疾病管理平台。在某些实施例中，平台 和另外的信息一道记录和存储这些值，并且将这些值和信息传输到远程服务器上的数据 库，这样医护人员能够存取来提供用于疾病管理的反馈。对于病人的反馈能够通过分析和 可视化移动装置上所收集的数据，以及通过从医护人员处接收个人化反馈来自动提供。
[0008] 为了本公开的目的，"标准颜色"是一种在受控制或者标准的光照环境中具有已知 颜色特性的颜色，其中"基准颜色"和"校准颜色"为子集。"基准颜色"指使用在用于决定 在可视比较中最接近匹配的手动系统中的标准颜色。"校准颜色"为用于校准数字相机反应 的标准颜色，并且能够表示特别适合于生成准确颜色校正功能的颜色范围。在一些实施例 中，一种基准颜色或者多种基准颜色也能使用为一种校准颜色或者多种校准颜色。
[0009] 同样的，出于公开的目的，"初始的校准"为当观察到多个标准颜色时，被执行一次 来测量数字相机的反应（所生成的颜色值）的校准。"原位校准"为初始校准之后，并且考 虑到变化条件所实施的校准，所述变化条件例如周围光照以及由数字相机所实施的自动反 应。
[0010] 比色测试条一个或者几个试剂区域的颜色检测不是一个普通的问题。复杂性在于 比色条所承受的影响其显色的各种光照条件。因此，本发明的各种实施例能够执行用于分 析过程中比色测试条可能经受的各种光照条件的归一化。
[0011] 本发明的某些实施例包括轻便盒子配件，所述轻便盒子配件附装到或者另外与移 动装置连接，用于比色条数字图象的增大。轻便盒子配件覆盖移动电话的相机，并且限制或 者消除会另外到达移动装置相机的光。轻便盒子配件内的光被控制来对光条以一种一致的 方式来照明。在一个实施例中，轻便盒子配件在比色条与移动装置相机的对齐方面进行协 助。此外，本发明各种实施例中的轻便盒子配件，体积小，具有1到3cm之间的厚度（沿移 动装置相机光轴的尺寸）。在某些实施例中，轻便盒子配件或者在使用后能被移除，或者当 不使用时，为移动装置相机的操作，能够旋转开或者翻转开。
[0012] 本发明的一个方面为，轻便盒子配件和移动装置之间不需要辅助通信装置。轻便 盒子配件和移动装置之间的所有通信通过由移动装置数字相机所获得的图象以及转换为 那些图象的颜色值进行。这种性质的通信不仅传递分析下的比色条的状态，而且能检测该 系统的其他情况，例如低电量情况，温度溢出情况，以及一般的溢出情况。
[0013] 本发明的一个方面为移动装置相机的增大来提供任何比色测试条自动可靠的精 确分析。比色测试条，正如名字所指出的，当与测试下的液体接触，改变颜色。在反应后，最 终的颜色表明了测试的结果。比色条一般要求与基准颜色图表可视化比较来将结果颜色解 读为测试读数，这能导致不可靠和不精确的结果，因为解读基于依靠人执行比较的主观比 较。这种用于葡萄糖测试的比色测试条的一个例子为BETACHEK可视条，由澳大利亚，悉尼 的 National Diagnostic Products Pty. Limited 提供。
[0014] 通过在每个比色测试条上印刷一个或者多个校准色标，该问题能够被解决。该方 法也不同于将整个基准颜色图表包括在每个比色测试条上，然后发现最接近的匹配，这在 多数情况下是不可行的，因为基准图表包含大量基准颜色，而比色测试条具有较小的物理 尺寸。
[0015] 本发明的一个实施例包括了归一化光照条件的方法。移动装置的相机通过[拍摄 基准图表的照片同步检测一套基准颜色以及一个或多个校准颜色。所有这些颜色被存储在 移动装置存储器中作为被检测的，作为初始的校准。初始的校准步骤仅需要在每个移动装 置上进行一次以考虑移动装置相机的具体属性。
[0016] 为了使光照条件归一化成为可能，除了一个或多个试剂区域，每个比色条能够包 括和前文所描述的基准图表中相同的一个或多个校准颜色。试剂区域和"原位"校准颜色 能被移动装置的相机同步检测。光照条件归一化过程估计了颜色校正函数，该功能使用初 始校正步骤与比色测试条分析步骤之间的一个或多个"原位"校准颜色的所检测值中的变 化来建模光照条件。该颜色校正函数接着能被应用到一个或多个试剂区域的所检测颜色 值。归一化的试剂区域颜色与来自储存在移动装置存储器中基准图表的标准颜色比较以发 现最接近的匹配。
[0017] 在一个实施例中，这种比较分别针对每个试剂区域来执行，并且一旦这种匹配被 建立，最接近的基准颜色测试结果读数能被分配给指定的试剂区域。当为数字值时，获得试 剂区域测试结果读数的另一种方法为计算最接近匹配测试读数的加权平均值，或者基准颜 色值的插值或者推算。这些结果接着能被使用在移动装置上的疾病管理平台中。
[0018] 在本发明的各种实施例中，比色测试条分析方法包括两个阶段：光照条件归一阶 段，其也能被称为色彩校正，以及颜色匹配阶段。颜色校正能够需要数字相机中的简单白平 衡到存在与正如在高级相机校正算法中所发现的更复杂的颜色校正。
[0019] 本发明的一些实施例描绘了比色测试条与移动装置相机，类似扫描二维码，使用 装载在移动装置处理器中的软件应用来执行比色条的分析。比色条能被保持在相机的前 方，或者使用夹持器将给定的比色条沿重复的方向夹持在相机的前方。颜色图案能被印刷 在每个条上以使得补偿变化光照条件的软件应用成为可能。
[0020] 其他实施例提供了光照条件的更多控制。已经被发现跨越广泛的光照条件范围维 持高精度的结果可能是有问题的。同样的，至少对于条不需要手就能保持在相机前的实施 例，完全新的用户体验是必须的。用户习惯于将测试条插入葡萄糖测量仪中，这样不需要 手的技术展示了一个挑战，该挑战为不得不教用户为了最优结果怎样恰当地定向比色测试 条。
[0021] 在结构上，本发明的各种实施例包括和移动装置一起的用来分析比色条的轻便盒 子配件，该移动装置包括中央处理单元和数字相机。所述配件包括具有近侧罩的外壳，周界 壁和远端罩，近侧罩展示了近侧面并且包括限定了穿过近侧罩的观察窗口的结构，远端罩 展示了远端面。孔结构限定了外壳内的孔，孔限定了定中心于此的观察轴，观察轴实质垂直 于孔并且近侧罩的观察窗口实质围绕观察轴定中心。在一个实施例中，孔结构与至少一个 周界壁和远端罩整体成型。在一个实施例中，结构限定了用于比色条插入的槽，槽配置用来 定向比色条贯穿观察轴。原位校准目标能被布置在孔结构内，原位校准目标具有预设的颜 色特性，在某些实施例中，至少一种光源被布置在外壳内，当比色测试条被对准在槽内，至 少一种光源被安排用于比色测试条的照明。至少一种光源能为发光二极管。
[0022] 电源能被放置在外壳内，并与至少一个光源可操作地耦合。开关能被可操作地耦 合在电源和至少一个光源之间用于至少一个光源的选择激活。在一个实施例中，开关可在 外壳外部接触到，用于至少一个光源的手动通电。电源能够包括至少一节电池。配件被配 置仅仅通过移动装置的数字相机与移动装置的中央处理单元通信。
[0023] 轻便盒子配件能够包括被放置在外壳内的微距镜头，所述微距镜头实质围绕观察 轴定中心，并且位于观察窗口和原位校准目标之间。轻便盒子配件能够进一步包括用于溢 出条件检测的电路，该电路包括当被激活时，被安排对原位校准目标照明的彩色光源。在某 些实施例中，溢出能力包括第一电路和第二电路，第一和第二电路的每一个都用于溢出条 件的检测，第一和第二电路的每一个都包括各自的彩色光源，各自彩色光源的每一个，当被 激活时，都被安排来对原位校准目标照明。在一个实施例中，第一电路被配置检测第一溢出 条件，而第二电路被配置检测第二溢出条件，由于第一溢出条件不同于第二溢出条件。第一 电路相应彩色光源的的颜色能够不同于第二电路相应彩色光源的的颜色。
[0024] 本发明的各种实施例包括了用于比色测试条比色分析的方法，该方法实施了颜色 校正。该方法包括提供包括了数字相机和中央处理单元（CPU)的移动装置。所述CPU被 可操作地耦合到存储介质，并且配置接收来自存储介质的指令，并且配置存储介质包括CPU 可读的指令。在一个实施例中，这些指令包括：
[0025] 鲁用数字相机捕捉多个标准颜色的至少一个图像；
[0026]鲁将多个标准颜