计算方法、计算装置和计算程序与流程

本发明涉及计算方法、计算装置和计算程序。更具体而言，涉及由从生物试料取得的荧光或化学发光信号计算信号上升的起点和信号的增加量的计算方法、计算装置和计算程序。

背景技术：

1、为了评价生物反应，对生物试料添加引起生物反应的试剂，通过荧光和化学发光等检测该生物反应带来的变化。例如，作为评价中性粒细胞的活性的方法，已知有通过荧光或化学发光检测添加了中性粒细胞刺激剂的生物试料的髓过氧化物酶活性或超氧化物产生活性进行评价的方法(例如专利文献1和专利文献2)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2019-213464号公报

5、专利文献2：日本特许第6285691号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在使用生物试料(例如，专利文献2中公开的含全血的试料)测定荧光和化学发光等的情况下，由于生物试料中含有的夹杂物(例如全血的情况下，红血球和其它夹杂物)的影响，所测定的荧光和化学发光等不仅信号量小，而且有信号紊乱的倾向。因此难以准确地把握信号上升的起点和信号的增加量，由此难以进行准确的指标的计算(参照图18和图19)。

3、本发明的目的在于解决上述的问题，即，提供能够由从生物试料取得的荧光或化学发光信号准确地计算信号上升的起点和信号的增加量的计算方法。此外，本发明还提供用于实施该计算方法的计算装置和计算程序。

4、用于解决问题的方式

5、本发明涉及由使用生物试料测定的荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算方法，该计算方法中，

6、上述荧光信号是由相对于测定时间的荧光强度的数据对(测定时间，荧光强度)构成的时间序列数据，

7、上述计算方法包括计算暂定起点(xs’，ys’)的工序和基于上述暂定起点(xs’，ys’)计算信号上升的起点(xs，ys)的工序，

8、计算上述暂定起点(xs’，ys’)的工序包含：

9、对生物试料计算添加引起生物反应的试剂后、以该试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻为左端的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fmin(x)和近似线fmin(x)的右端x1值的步骤；

10、计算以上述x1值为左端的荧光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值的步骤；

11、计算以上述x2值为右端的荧光信号数据的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)的步骤；

12、作为暂定基准点(xc’，yc’)计算上述近似线fmin(x)与上述近似线fmax(x)的交点的步骤；和

13、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述暂定基准点的xc’值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入比上述近似线fmin(x)±荧光信号的噪声幅度宽的幅度的范围内的最初的点的步骤，

14、上述起点计算工序包含：

15、计算以上述暂定起点的xs’值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)’的步骤；

16、作为上述基准点(xc，yc)计算上述近似线fb(x)’与近似线fmax(x)的交点的步骤；和

17、作为起点(xs，ys)计算从上述基准点的xc值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述近似线fb(x)’±荧光信号的噪声幅度的范围内的最初的点的步骤，

18、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

19、本发明涉及由使用生物试料测定的荧光信号计算信号的增加量的计算方法，

20、该计算方法包括利用上述的使用生物试料测定的荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算方法计算信号上升的起点(xs，ys)的工序和基于上述起点(xs，ys)计算荧光信号的增加量的工序，

21、计算上述荧光信号的增加量的工序包含：

22、从上述起点的xs值回溯，由至少2点连续的数据对计算荧光强度的平均值y，并将该平均值y的水平线作为yline进行计算的步骤；

23、将上述荧光信号的荧光强度最大的点为峰值点(xp，yp)，作为yl值计算yline上的峰值点xp值中的y值的步骤；

24、计算以上述起点的xs值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)的步骤；

25、作为yb值计算上述近似线fb(x)上的峰值点xp值中的y值的步骤；和

26、作为荧光信号的增加量(l)计算峰值点yp值与上述yl值的差值，或者作为荧光信号的增加量(b)计算峰值点yp值与上述yb值的差值的步骤，

27、将上述荧光信号的增加量(l)或上述荧光信号的增加量(b)设为信号的增加量。

28、根据上述的本发明所涉及的计算方法，能够由从生物试料取得的荧光准确地计算信号上升的起点和信号的增加量。

29、此外，本发明还涉及由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算方法，该计算方法中，

30、上述化学发光信号是由相对于测定时间的化学发光强度的数据对(测定时间，化学发光强度)构成的时间序列数据，

31、上述计算方法包括计算暂定起点(xs’，ys’)的工序、基于上述暂定起点(xs’，ys’)计算初次起点(xs，ys)的工序、计算基准点(xc，yc)的工序和由上述初次起点与上述基准点(xc，yc)计算起点(xs，ys)的工序，

32、计算上述暂定起点(xs’，ys’)的工序包含：

33、计算对生物试料添加引起生物反应的试剂后，该试剂添加的时刻之后的范围化学发光强度成为最大的峰值点(xp，yp)的步骤；

34、计算在上述试剂添加引起的化学发光信号的紊乱稳定的时刻起至上述峰值点的xp值为止的范围内化学发光强度成为最小的谷值点(xb，yb)的步骤；和

35、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述峰值点的xp值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述谷值点的yb值+化学发光信号的噪声幅度以下的范围的最初的点的步骤，

36、计算上述初次起点(xs，ys)的工序包含：

37、从上述暂定起点的xs’值回溯，由至少2点连续的数据对计算化学发光强度的平均值y，作为yline计算该平均值y的水平线的步骤；和

38、作为初次起点(xs，ys)计算从上述峰值点的xp值回溯、进入平均值y+标准偏差以下的范围的最初的点的步骤，

39、计算上述基准点(xc，yc)的工序包含：

40、计算以上述峰值点的xp值为右端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的左端x1值的步骤；

41、在至上述峰值点的xp值为止的范围内计算以上述x1值为左端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值的步骤；

42、计算以上述x2值为右端、令左端为至x1值为止的范围内时的化学发光信号的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)的步骤；和

43、作为基准点(xc，yc)计算上述近似线fmax(x)与上述yline的交点的步骤，

44、计算上述起点(xs，ys)的工序是如下的工序：

45、在上述基准点的xc值与初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)小于再计算基准值的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点，

46、在上述基准点的xc值与上述初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)为再计算基准值以上的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点的xs值之后，按每至少2点连续的数据对计算出的平均值至少连续2次成为之前的平均值以上的最初的点，

47、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

48、此外，本发明还涉及由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号的增加量的计算方法，

49、该计算方法包括利用上述的使用生物试料测定的荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算方法计算信号上升的起点(xs，ys)的工序、计算终点(xe，ye)的工序和计算化学发光信号的增加量的工序，

50、计算上述终点(xe，ye)的工序是作为终点(xe，ye)计算上述峰值点的xp值之后、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述yline以下的范围的最初的点的工序，

51、上述化学发光信号的增加量计算的工序是以上述yline为基线，计算上述起点xs值至上述终点xe值的化学发光强度的累计值的工序，

52、将上述累计值设为信号的增加量。

53、根据上述的本发明所涉及的计算方法，能够由从生物试料取得的化学发光信号准确地计算信号上升的起点和信号的增加量。

54、此外，本发明还涉及上述的计算方法中使用的计算装置和计算程序。本发明所涉及的计算装置和计算程序例如如下所述。

55、一种由使用生物试料测定的荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算装置，该计算装置包括：

56、作为由相对于测定时间的荧光强度的数据对(测定时间，荧光强度)构成的时间序列数据取得上述荧光信号的数据取得部；

57、对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算暂定起点(xs’，ys’)的第一运算部；和

58、对由上述第一运算部计算出的暂定起点(xs’，ys’)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算信号上升的起点(xs，ys)的第二运算部，

59、在上述第一运算部执行包含以下内容的处理：

60、对生物试料计算添加引起生物反应的试剂后、以该试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻为左端的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fmin(x)和近似线fmin(x)的右端x1值；

61、计算以上述x1值为左端的荧光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值；

62、计算以上述x2值为右端的荧光信号数据的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)；

63、作为暂定基准点(xc’，yc’)计算上述近似线fmin(x)与上述近似线fmax(x)的交点；和

64、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述暂定基准点的xc’值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入比上述近似线fmin(x)±荧光信号的噪声幅度宽的幅度的范围内的最初的点，

65、在上述第二运算部执行包含以下内容的处理：

66、计算以上述暂定起点的xs’值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)’；

67、作为上述基准点(xc，yc)计算上述近似线fb(x)’与近似线fmax(x)的交点；

68、作为起点(xs，ys)计算从上述基准点的xc值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述近似线fb(x)’±荧光信号的噪声幅度的范围内的最初的点；和

69、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

70、一种由使用生物试料测定的荧光信号计算信号的增加量的计算装置，该计算装置相对于上述的由荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算装置，还包括对由上述第二运算部计算出的信号上升的起点(xs，ys)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算荧光信号的增加量的第三运算部，

71、在上述第三运算部执行包含以下内容的处理：

72、从上述起点的xs值回溯，由至少2点连续的数据对计算荧光强度的平均值y，并将该平均值y的水平线作为yline进行计算；

73、将上述荧光信号的荧光强度最大的点为峰值点(xp，yp)，作为yl值计算yline上的峰值点xp值中的y值；

74、计算以上述起点的xs值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)；

75、作为yb值计算上述近似线fb(x)上的峰值点xp值中的y值；

76、作为荧光信号的增加量(l)计算峰值点yp值与上述yl值的差值，或者作为荧光信号的增加量(b)计算峰值点yp值与上述yb值的差值；和

77、将上述荧光信号的增加量(l)或上述荧光信号的增加量(b)设为信号的增加量。

78、一种由使用生物试料测定的荧光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算程序，该计算程序用于使计算机作为数据取得部、第一运算部和第二运算部发挥作用，其中，

79、数据取得部作为由相对于测定时间的荧光强度的数据对(测定时间，荧光强度)构成的时间序列数据取得上述荧光信号，

80、第一运算部对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算暂定起点(xs’，ys’)，

81、第二运算部对由上述第一运算部计算出的暂定起点(xs’，ys’)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算信号上升的起点(xs，ys)，

82、并且，

83、在上述第一运算部执行包含以下内容的处理：

84、对生物试料计算添加引起生物反应的试剂后、以该试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻为左端的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fmin(x)和近似线fmin(x)的右端x1值；

85、计算以上述x1值为左端的荧光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值；

86、计算以上述x2值为右端的荧光信号数据的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)；

87、作为暂定基准点(xc’，yc’)计算上述近似线fmin(x)与上述近似线fmax(x)的交点；和

88、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述暂定基准点的xc’值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入比上述近似线fmin(x)±荧光信号的噪声幅度宽的幅度的范围内的最初的点，

89、在上述第二运算部执行包含以下内容的处理：

90、计算以上述暂定起点的xs’值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)’；

91、作为上述基准点(xc，yc)计算上述近似线fb(x)’与近似线fmax(x)的交点；

92、作为起点(xs，ys)计算从上述基准点的xc值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述近似线fb(x)’±荧光信号的噪声幅度的范围内的最初的点；和

93、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

94、一种由使用生物试料测定的荧光信号计算信号的增加量的计算程序，该计算程序相对于上述的由荧光信号计算起点(xs，ys)的计算程序，还使计算机作为第三运算部发挥作用，该第三运算部对由上述第二运算部计算出的信号上升的起点(xs，ys)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据而进行处理计算荧光信号的增加量，

95、并且，

96、在上述第三运算部执行包含以下内容的处理：

97、从上述起点的xs值回溯，由至少2点连续的数据对计算荧光强度的平均值y，并将该平均值y的水平线作为yline进行计算；

98、将上述荧光信号的荧光强度最大的点为峰值点(xp，yp)，作为yl值计算yline上的峰值点xp值中的y值；

99、计算以上述起点的xs值为右端、令左端为试剂添加引起的荧光信号的紊乱稳定的时刻之后的范围内时的荧光信号的近似线中，具有最小斜率的近似线fb(x)；

100、作为yb值计算上述近似线fb(x)上的峰值点xp值中的y值；

101、作为荧光信号的增加量(l)计算峰值点yp值与上述yl值的差值，或者作为荧光信号的增加量(b)计算峰值点yp值与上述yb值的差值；和

102、将上述荧光信号的增加量(l)或上述荧光信号的增加量(b)设为信号的增加量。

103、一种由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算装置，该计算装置包括：

104、作为由相对于测定时间的化学发光强度的数据对(测定时间，化学发光强度)构成的时间序列数据取得上述化学发光信号的数据取得部；

105、对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算暂定起点(xs’，ys’)的第一运算部；

106、对由上述第一运算部计算出的暂定起点(xs’，ys’)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算初次起点(xs，ys)的第二运算部；

107、对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算基准点(xc，yc)的第三运算部；和

108、对由上述第二运算部计算出的初次起点数据、由上述第三运算部计算出的基准点(xc，yc)数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算起点(xs，ys)的第四运算部，

109、在上述第一运算部执行包含以下内容的处理：

110、计算对生物试料添加引起生物反应的试剂后，该试剂添加的时刻之后的范围化学发光强度成为最大的峰值点(xp，yp)；

111、计算在上述试剂添加引起的化学发光信号的紊乱稳定的时刻起至上述峰值点的xp值为止的范围内化学发光强度成为最小的谷值点(xb，yb)；和

112、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述峰值点的xp值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述谷值点的yb值+化学发光信号的噪声幅度以下的范围的最初的点，

113、在第二运算部执行包含以下内容的处理：

114、从上述暂定起点的xs’值回溯，由至少2点连续的数据对计算化学发光强度的平均值y，作为yline计算该平均值y的水平线；和

115、作为初次起点(xs，ys)计算从上述峰值点的xp值回溯、进入平均值y+标准偏差以下的范围的最初的点，

116、在第三运算部执行包含以下内容的处理：

117、计算以上述峰值点的xp值为右端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的左端x1值；

118、在至上述峰值点的xp值为止的范围内计算以上述x1值为左端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值；

119、计算以上述x2值为右端、令左端为至x1值为止的范围内时的化学发光信号的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)；和

120、作为基准点(xc，yc)计算上述近似线fmax(x)与上述yline的交点，

121、在第四运算部执行包含以下内容的处理：

122、在上述基准点的xc值与初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)小于再计算基准值的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点，

123、在上述基准点的xc值与上述初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)为再计算基准值以上的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点的xs值之后，按每至少2点连续的数据对计算出的平均值至少连续2次成为之前的平均值以上的最初的点；和

124、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

125、一种由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号的增加量的计算装置，该计算装置相对于上述由化学信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算装置，还包括对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算终点(xe，ye)的第五运算部，以及对由上述第四运算部计算出的信号上升的起点(xs，ys)数据、由上述第五运算部计算出的终点(xe，ye)数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算化学发光信号的增加量的第六运算部，

126、在上述第五运算部，执行包含作为终点(xe，ye)计算上述峰值点的xp值之后、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述yline以下的范围的最初的点的内容的处理，

127、上述第六运算部，执行包含以上述yline为基线、计算上述起点xs值至上述终点xe值的化学发光强度的累计值的内容，以及将上述累计值设为信号的增加量的内容的处理。

128、一种由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算程序，该计算程序使计算机作为数据取得部、第一运算部、第二运算部、第三运算部和第四运算部发挥作用，其中

129、数据取得部作为由相对于测定时间的化学发光强度的数据对(测定时间，化学发光强度)构成的时间序列数据取得上述化学发光信号，

130、第一运算部对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算暂定起点(xs’，ys’)，

131、第二运算部对由上述第一运算部计算出的暂定起点(xs’，ys’)的数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算初次起点(xs，ys)，

132、第三运算部对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算基准点(xc，yc)，

133、第四运算部对由上述第二运算部计算出的初次起点数据、由上述第三运算部计算出的基准点(xc，yc)数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算起点(xs，ys)，

134、并且，

135、在上述第一运算部执行包含以下内容的处理：

136、计算对生物试料添加引起生物反应的试剂后，该试剂添加的时刻之后的范围化学发光强度成为最大的峰值点(xp，yp)；

137、计算在上述试剂添加引起的化学发光信号的紊乱稳定的时刻起至上述峰值点的xp值为止的范围内化学发光强度成为最小的谷值点(xb，yb)；和

138、作为暂定起点(xs’，ys’)计算从上述峰值点的xp值回溯、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述谷值点的yb值+化学发光信号的噪声幅度以下的范围的最初的点，

139、在第二运算部执行包含以下内容的处理：

140、从上述暂定起点的xs’值回溯，由至少2点连续的数据对计算化学发光强度的平均值y，作为yline计算该平均值y的水平线；和

141、作为初次起点(xs，ys)计算从上述峰值点的xp值回溯、进入平均值y+标准偏差以下的范围的最初的点，

142、在第三运算部执行包含以下内容的处理：

143、计算以上述峰值点的xp值为右端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的左端x1值；

144、在至上述峰值点的xp值为止的范围内计算以上述x1值为左端的化学发光信号的近似线成为最大斜率的右端x2值；

145、计算以上述x2值为右端、令左端为至x1值为止的范围内时的化学发光信号的近似线中，具有最大斜率的近似线fmax(x)；和

146、作为基准点(xc，yc)计算上述近似线fmax(x)与上述yline的交点，

147、在第四运算部执行包含以下内容的处理：

148、在上述基准点的xc值与初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)小于再计算基准值的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点，

149、在上述基准点的xc值与上述初次起点的xs值的差值(xc值-xs值)为再计算基准值以上的情况下，作为起点(xs，ys)计算上述初次起点的xs值之后，按每至少2点连续的数据对计算出的平均值至少连续2次成为之前的平均值以上的最初的点；和

150、将上述起点(xs，ys)设为信号上升的起点。

151、一种由使用生物试料测定的化学发光信号计算信号的增加量的计算程序，该计算程序相对于上述的由化学信号计算信号上升的起点(xs，ys)的计算程序，使计算机还作为第五运算部和第六运算部发挥作用，该第五运算部对由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算终点(xe，ye)，该第六运算部对由上述第四运算部计算出的信号上升的起点(xs，ys)数据、由上述第五运算部计算出的终点(xe，ye)数据和由上述数据取得部取得的时间序列数据进行处理而计算化学发光信号的增加量，

152、并且，在上述第五运算部，执行包含作为终点(xe，ye)计算上述峰值点的xp值之后、由至少2点连续的数据对计算出的移动平均至少连续2次进入上述yline以下的范围的最初的点的内容的处理，

153、上述第六运算部，执行包含以上述yline为基线、计算上述起点xs值至上述终点xe值的化学发光强度的累计值的内容，以及将上述累计值设为信号的增加量的内容的处理。

154、发明的效果

155、根据本发明，能够提供能够由从生物试料取得的荧光或化学发光信号准确地计算信号上升的起点和信号的增加量的计算方法。此外，根据本发明还能够提供用于实施该计算方法的计算装置和计算程序。