JP6756142B2 - Computer program, judgment method and judgment device - Google Patents
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Description
本発明は、試験片を用いた試験結果を判定するコンピュータプログラム、判定方法及び判定装置に関する。 The present invention relates to a computer program, a determination method, and a determination device for determining a test result using a test piece.
従来より、結核菌の薬剤耐性を判定するための試験片が知られている(特許文献1)。このような試験片には複数種のプローブが固定されている。この試験片と、検体に含まれる結核菌の遺伝子(以下、「ターゲット遺伝子」と称する。)がPCR法により増幅されて反応(ハイブリダイズ)され、その反応の有無が試験片において着色されることにより、その着色パターンから結核菌の薬剤耐性が判定される。 Conventionally, a test piece for determining drug resistance of Mycobacterium tuberculosis has been known (Patent Document 1). A plurality of types of probes are fixed to such a test piece. This test piece and the tubercle bacillus gene (hereinafter referred to as "target gene") contained in the sample are amplified and reacted (hybridized) by the PCR method, and the presence or absence of the reaction is colored in the test piece. The drug resistance of Mycobacterium tuberculosis is determined from the coloring pattern.
試験片を撮影した画像データが解析されることにより、検査結果が判定されるシステム等が知られている(特許文献2)。特許文献2に開示されている技術では、携帯機器により試験紙ユニットが撮影され、その画像データが遠隔計算装置に送信される。そして、遠隔計算装置の試験紙分析システムで試験紙ユニットの画像データが分析され、分析結果が携帯機器に送信される。
There is known a system or the like in which an inspection result is determined by analyzing image data obtained by photographing a test piece (Patent Document 2). In the technique disclosed in
前述された結核菌の耐薬剤性の検査のように、試験片における着色パターンを分析する手法においては、演算装置により試験片の着色パターンが判定できれば、判定作業が簡易となり、また、判定結果が安定する。しかしながら、PCR法によるターゲット遺伝子の増幅のばらつきや発色反応の発色のばらつき、試験片の撮影環境などによって、試験片が撮影された画像データにおいて、着色による色彩は変化する。このようなばらつきが生じたとしても、安定した判定結果が得られることが望ましい。 In the method of analyzing the coloring pattern of the test piece as in the above-mentioned examination of the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis, if the coloring pattern of the test piece can be determined by the arithmetic unit, the determination work becomes simple and the determination result is obtained. Stabilize. However, the color due to coloring changes in the image data in which the test piece is photographed depending on the variation in the amplification of the target gene by the PCR method, the variation in the color development in the color development reaction, the imaging environment of the test piece, and the like. Even if such variations occur, it is desirable to obtain stable determination results.
本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査における増幅や発色、撮影環境などにより、画像データにおいて試験片の着色がばらついても、安定した判定結果を得ることができるコンピュータプログラム、判定方法及び判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to obtain a stable determination result even if the coloring of the test piece varies in the image data due to amplification, color development, imaging environment, etc. in the inspection. It is an object of the present invention to provide a computer program, a determination method, and a determination device capable of the present invention.
(1) 本発明に係るコンピュータプログラムは、検査対象の物質との反応の有無に応じて発色する複数の検出体が固定されており、位置マーカが記された試験片の画像データを記憶部に格納する画像データ格納ステップと、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記各非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体の陽性反応を判定して表示部に表示する反応判定ステップと、を含む。 (1) In the computer program according to the present invention, a plurality of detectors that develop color depending on the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and the image data of the test piece on which the position marker is marked is stored in the storage unit. Based on the image data storage step to be stored and the position of the position marker along the reference direction in the image data, at least the plurality of detectors can refer to the detector position information stored in advance in the storage unit. The difference between the position specifying step for obtaining each existing existing region, the maximum value of the brightness value in each existing region of the image data, and the minimum value of the brightness value in each non-existing region adjacent to each existing region. A difference value acquisition step for acquiring each difference value in association with each detector, and each of the above-mentioned ones higher than the first cutoff value set as a default among a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit. A second cutoff from a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit based on the representative value acquisition step of extracting the difference value and acquiring the representative value of each of the extracted difference values and the representative value. A cutoff value selection step for selecting a value, and a reaction determination step for determining a positive reaction of the plurality of detectors based on the difference value and the second cutoff value and displaying the positive reaction on the display unit are included. ..
上記構成によれば、複数の検出体の陽性反応を判定するための第2カットオフ値は、検出体の存在領域と非存在領域との輝度値の差分値に応じて決定されるので、増幅や発色、撮影環境などにより、画像データにおける試験片の着色がばらついたとしても、安定した判定結果を得ることができる。 According to the above configuration, the second cutoff value for determining the positive reaction of the plurality of detectors is determined according to the difference value between the luminance values of the present region and the non-existent region of the detector, and thus is amplified. Even if the coloring of the test piece in the image data varies depending on the color development, the shooting environment, etc., a stable determination result can be obtained.
(2) 好ましくは、上記記憶部に、複数のカットオフ値と閾値範囲とが関連づけて予め格納されている。上記カットオフ値選択ステップにおいて、上記代表値が含まれる閾値範囲に対応するカットオフ値を上記第2カットオフ値として選択する。 (2) Preferably, a plurality of cutoff values and a threshold range are stored in advance in the storage unit in association with each other. In the cutoff value selection step, the cutoff value corresponding to the threshold range including the representative value is selected as the second cutoff value.
上記構成によれば、代表値に基づいて第2カットオフ値が容易に選択される。 According to the above configuration, the second cutoff value is easily selected based on the representative value.
(3) 好ましくは、上記代表値取得ステップにおいて、上記第1カットオフ値より高い上記各差分値の平均値を上記代表値とする。 (3) Preferably, in the representative value acquisition step, the average value of the difference values higher than the first cutoff value is set as the representative value.
(4) 好ましくは、上記反応判定ステップにおいて、上記各差分値と上記第2カットオフ値との差が、上記記憶部に予め設定された所定の範囲内であることを条件として、上記表示部における上記複数の検出体の陽性反応の判定が疑わしい旨の表示を行う。 (4) Preferably, in the reaction determination step, the display unit is provided on the condition that the difference between each difference value and the second cutoff value is within a predetermined range preset in the storage unit. The determination of the positive reaction of the plurality of detectors in the above is suspicious.
上記構成によれば、ユーザは、検出体の陽性反応の判定の確実性を知ることができる。 According to the above configuration, the user can know the certainty of determining the positive reaction of the detector.
(5) 好ましくは、上記検出体は、増幅されたターゲット遺伝子と反応する複数種類のプローブである。上記試験片は、ターゲット遺伝子の増幅に用いられるプライマーの標識物質と発色試薬との反応により上記複数の検出体がそれぞれ存在する位置が発色するものである。 (5) Preferably, the detector is a plurality of types of probes that react with the amplified target gene. In the test piece, the position where the plurality of detectors are present is colored by the reaction between the labeling substance of the primer used for the amplification of the target gene and the coloring reagent.
(6) 好ましくは、上記複数の検出体の陽性反応の判定結果と、上記記憶部に予め格納された判定パターン情報とに基づいて、検査対象に含まれる遺伝子のタイプを判定して、上記表示部に表示する遺伝子判定ステップを更に含む。 (6) Preferably, the type of the gene included in the test target is determined based on the determination result of the positive reaction of the plurality of detectors and the determination pattern information stored in advance in the storage unit, and the above display is performed. The gene determination step to be displayed in the section is further included.
上記構成によれば、ユーザは、検査対象に含まれる遺伝子のタイプを知ることができる。 According to the above configuration, the user can know the type of gene included in the test target.
(7) 好ましくは、上記試験片は、上記標識物質が固定されたカラーコントロールを有している。上記位置特定ステップにおいて、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、上記カラーコントロールが存在する領域を求め、当該領域における輝度値が上記第1カットオフ値より低いことを条件として、上記表示部に発色反応が不良であることを示す表示を行う。 (7) Preferably, the test piece has a color control to which the labeling substance is fixed. In the position specifying step, the area where the color control exists is obtained by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit based on the position of the position marker along the reference direction in the image data. On the condition that the brightness value in the region is lower than the first cutoff value, the display unit is displayed to indicate that the color development reaction is poor.
上記構成によれば、ユーザは、発色反応が不良であるか否かを知ることができる。 According to the above configuration, the user can know whether or not the color development reaction is poor.
(8) 好ましくは、上記試験片は、上記ターゲット遺伝子の増幅において同時に増幅されるコントロール遺伝子と反応するプローブが固定された増幅コントロールを有している。上記位置特定ステップにおいて、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、上記増幅コントロールが存在する領域を求め、当該領域における輝度値が上記第1カットオフ値より低いことを条件として、上記表示部に増幅反応が不良であることを示す表示を行う。 (8) Preferably, the test piece has an amplification control in which a probe that reacts with a control gene that is simultaneously amplified in the amplification of the target gene is fixed. In the position specifying step, the region where the amplification control exists is obtained by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit based on the position of the position marker along the reference direction in the image data. On the condition that the brightness value in the region is lower than the first cutoff value, the display unit is displayed to indicate that the amplification reaction is poor.
上記構成によれば、ユーザは、増幅反応が不良であるか否かを知ることができる。 According to the above configuration, the user can know whether or not the amplification reaction is defective.
(9) 好ましくは、上記代表値取得ステップにおいて、第1カットオフ値より高い上記各差分値が存在しないことを条件として、上記複数の検出体の陽性反応がないことを上記表示部に表示する。 (9) Preferably, in the representative value acquisition step, it is displayed on the display unit that there is no positive reaction of the plurality of detectors, provided that each of the difference values higher than the first cutoff value does not exist. ..
上記構成によれば、ユーザは、全ての検出体について陽性反応がないことを容易に知ることができる。 According to the above configuration, the user can easily know that there is no positive reaction for all the detectors.
(10) 好ましくは、上記位置特定ステップにおいて、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、上記複数の検出体を複数の検出体群に分け、当該検出体群毎に、上記差分取得ステップ、上記代表値取得ステップ、上記カットオフ値選択ステップ、及び上記反応判定ステップを実行する。 (10) Preferably, in the position specifying step, the plurality of detector position information stored in advance in the storage unit is referred to based on the position of the position marker along the reference direction in the image data. The detectors are divided into a plurality of detector groups, and the difference acquisition step, the representative value acquisition step, the cutoff value selection step, and the reaction determination step are executed for each detector group.
上記構成によれば、ユーザは、複数の検出体群を有する試験片について、複数の検出体群の陽性反応の判定結果を知ることができる。 According to the above configuration, the user can know the determination result of the positive reaction of the plurality of detector groups for the test piece having the plurality of detector groups.
(11) 本発明に係る判定方法は、コンピュータを用いて複数の検出体の陽性反応を判定する判定方法である。検査対象の物質との反応の有無に応じて発色する複数の検出体が固定されており、位置マーカが記された試験片の画像データを記憶部に格納する画像データ格納ステップと、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記各非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体の陽性反応を判定する反応判定ステップと、を含む。 (11) The determination method according to the present invention is a determination method for determining a positive reaction of a plurality of detectors using a computer. A plurality of detectors that develop color depending on the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and an image data storage step for storing the image data of the test piece on which the position marker is written in the storage unit and the above image data. With reference to the detector position information stored in advance in the storage unit based on the position of the position marker along the reference direction in the above, the position specifying step of obtaining each existing area where at least the plurality of detectors are present. , Each difference value, which is the difference between the maximum value of the brightness value in each existing region of the image data and the minimum value of the brightness value in each non-existing region adjacent to each existing region, is associated with each detector. Of the difference value acquisition step to be acquired and the plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit, each of the above difference values higher than the first cutoff value set as the default is extracted and extracted. A representative value acquisition step for acquiring a representative value of a difference value, a cutoff value selection step for selecting a second cutoff value from a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit based on the representative value, and a cutoff value selection step. A reaction determination step for determining a positive reaction of the plurality of detectors based on each of the difference values and the second cutoff value is included.
(12) 本発明に係る判定装置は、画像データを取得する撮像装置と、データを記憶する記憶部と、画像を表示する表示部と、演算部と、を具備する判定装置である。上記演算部は、検査対象の物質との反応の有無に応じて発色する複数の検出体が固定されており、位置マーカが記された試験片の画像データを上記撮像装置により取得する撮像ステップと、上記画像データを上記記憶部に格納する画像データ格納ステップと、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記各非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体の陽性反応を判定して上記表示部に表示する反応判定ステップと、を実行する。 (12) The determination device according to the present invention is a determination device including an image pickup device for acquiring image data, a storage unit for storing data, a display unit for displaying an image, and a calculation unit. In the calculation unit, a plurality of detectors that develop color according to the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and an imaging step of acquiring image data of a test piece marked with a position marker by the imaging device. Based on the image data storage step of storing the image data in the storage unit and the position of the position marker along the reference direction in the image data, the detector position information stored in advance in the storage unit is referred to. In the position specifying step for obtaining each existing region in which at least the plurality of detectors exist, the maximum value of the brightness value in each existing region of the image data, and each non-existing region adjacent to each existing region. The difference value acquisition step for acquiring each difference value, which is the difference from the minimum brightness value, in association with each detector, and the plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit are set as defaults. A representative value acquisition step of extracting each of the above difference values higher than the first cutoff value and acquiring the representative value of each of the extracted said difference values, and a plurality of stored in advance in the above storage unit based on the above representative values. Based on the cutoff value selection step of selecting the second cutoff value from the cutoff value of the above, each of the above difference values, and the above second cutoff value, the positive reaction of the plurality of detectors is determined and the display unit is described. The reaction determination step displayed in is executed.
本発明によれば、陽性反応の判定に用いられる第2カットオフ値が、検出体の存在領域の輝度値によって選択されるので、増幅や発色、撮影環境などによって、画像データにおける試験片の着色がばらついたとしても、安定した判定結果が得られる。 According to the present invention, the second cutoff value used for determining the positive reaction is selected by the luminance value of the region where the detector exists, so that the test piece is colored in the image data depending on the amplification, color development, shooting environment, and the like. Even if there are variations, stable judgment results can be obtained.
以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できることは言うまでもない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Needless to say, the present embodiment is only one embodiment of the present invention, and the embodiments can be changed without changing the gist of the present invention.
[試験片]
結核菌には、野生型と、野生型から変異した変異型とがある。変異型には、異なる薬剤に対して薬剤耐性を有する複数の種類がある。そのため、特定の結核菌に効力を有する薬剤を選択するためには、その結核菌の遺伝子タイプを特定する必要がある。試験片10は、結核菌の薬剤耐性遺伝子(以下、「ターゲット遺伝子」と称する。)の遺伝子タイプを特定するための試験に使用される。ターゲット遺伝子は、検査対象の物質の一例である。
[Test pieces]
Mycobacterium tuberculosis has a wild type and a mutant type mutated from the wild type. There are multiple types of variants that have drug resistance to different drugs. Therefore, in order to select a drug effective against a specific M. tuberculosis bacterium, it is necessary to specify the gene type of the M. tuberculosis bacterium. The
図1に示されるように、試験片10は、基準方向11に延びる細長いストリップ形状である。試験片の一方の面には、複数のマーカライン12が記されている。マーカライン12は、基準方向11と直交する方向に細長く延びている。マーカライン12は、例えば、試験片10が青色に着色されたものである。マーカライン12は、試験片10の基準方向11において所定間隔を空けて複数本(図1に示される試験片10においては4本)が記されている。一対のマーカライン12によって挟まれた試験片10の領域が、特定のターゲット遺伝子を検査するための領域として用いられている。マーカライン12の本数及び基準方向11における配置の間隔(以下、「マーカライン12の配置パターン」と称する。)は、試験片10の種別毎に異なる。
As shown in FIG. 1, the
試験片10において、基準方向11における各マーカライン12の間には、1種類又は異なる種類の複数のプローブ13が固定されている。プローブ13は、ターゲット遺伝子とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドである。特定の種類のプローブ13は、基準方向11と直交する方向に細長く配置されている。異なる種類のプローブ13は、試験片10の基準方向11に所定距離を空けて配置されている。隣合う一対のマーカライン12の間に配置されている複数のプローブ13によって、1つのプローブ群14が構成される。図1に示された試験片10においては、3つのプローブ群14が存在する。1つのプローブ群14の各プローブ13は、ターゲット遺伝子の異なる領域とハイブリダイズする。プローブ群14は、検出体群の一例である。
In the
なお、本実施形態では、隣り合う一対のマーカライン12の間に配置されている複数のプローブ13が1つのプローブ群14を構成しているが、必ずしも隣り合う一対のマーカライン12の間に配置された複数のプローブ13のみによって、同一のプローブ群14が構成されている必要はない。例えば、隣り合う一対のマーカライン12の間には、他のプローブ群14に属するプローブが配置されていてもよい。また、1つのプローブ群14に属する複数のプローブ13のうちの一部のみが隣り合う一対のマーカライン12の間に配置されており、他の部分は、当該一対のマーカライン12の間以外の別の位置に配置されていてもよい。
In the present embodiment, a plurality of
ターゲット遺伝子の遺伝子タイプを判定するために、試験片10に固定されたプローブ13にターゲット遺伝子がハイブリダイズされる。具体的には、まず、検体からターゲット遺伝子が抽出され、例えば、PCR法により増幅される。増幅されたターゲット遺伝子は、試験片10に固定されたプローブ13とハイブリダイズされる。
In order to determine the gene type of the target gene, the target gene is hybridized to the
PCR法において用いられるプライマーは、例えば、ビオチンにより修飾されている。したがって、増幅されたターゲット遺伝子はビオチン修飾されている。ターゲット遺伝子が試験片10のプローブ13とハイブリダイズされた後、アルカリホスファターゼにより標識されたストレプトアビジンを含む溶液と試験片10を反応させた後、発色試薬としてのNBT/BCIP(Nitro−Blue Tetrazolium/5−Bromo−4−Chloro−3−Indolyl−Phosphateの略)により、ターゲット遺伝子がハイブリダイズされたプローブ13が発色される。試験片10において、マーカライン12間における複数のプローブ13の発色パターンによって、検査対象に含まれる遺伝子タイプが判定される。
The primers used in the PCR method are, for example, modified with biotin. Therefore, the amplified target gene is biotin-modified. After the target gene is hybridized with the
また、PCR法においては、ターゲット遺伝子とは異なるコントロール遺伝子が加えられてターゲット遺伝子と共にビオチン修飾されたプライマーにより増幅される。 Further, in the PCR method, a control gene different from the target gene is added and amplified by a biotin-modified primer together with the target gene.
[カラーコントロール15]
図1に示されるように、試験片10には、カラーコントロール15が固定されている。カラーコントロール15は、発色が正常に行われているか否かを判定するためのものである。カラーコントロール15としては、例えば、ビオチン修飾により標識されているプローブが試験片10に固定される。
[Color control 15]
As shown in FIG. 1, a
[増幅コントロールプローブ16]
図1に示されるように、試験片10には、増幅コントロールプローブ16(以下、「ACプローブ」と称する。)が固定されている。ACプローブ16は、PCR法においてコントロール遺伝子の増幅が正常に行われたか否かを判定することにより、ターゲット遺伝子の増幅が正常に行われたか否かを判定するためのプローブである。ACプローブ16としては、コントロール遺伝子とハイブリダイズするプローブが試験片10に固定される。
[Amplification control probe 16]
As shown in FIG. 1, an amplification control probe 16 (hereinafter, referred to as “AC probe”) is fixed to the
[携帯端末50]
携帯端末50は、例えば、スマートフォンであり、図2及び図3に示されるように、ディスプレイ53と、入力インタフェース54(以下、「入力I/F」と称する。)と、カメラ55と、CPU(Central Processing Unitの略)61と、メモリ62と、通信バス63とを主に備える。携帯端末50は、判定装置及びコンピュータの一例であり、カメラ55は、撮像装置の一例であり、ディスプレイ53は、表示部の一例であり、CPU61は、演算部の一例であり、メモリ62は、記憶部の一例である。
[Mobile terminal 50]
The
ディスプレイ53としては、例えば、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Displayの略)、有機ELディスプレイ(Organic Electro−Luminescence Displayの略)等が採用される。
As the
入力I/F54は、ユーザによる入力操作を受け付けるユーザインタフェースである。具体的には、入力I/F54は、ディスプレイ53に重畳された膜状のタッチセンサである。すなわち、ディスプレイ53はタッチパネルディスプレイとして構成されている。また、入力I/F54は携帯端末50が備えるボタンであってもよい。入力I/F54は、入力I/Fがユーザにより操作された場合、入力I/F54の操作に対応づけられた各種の操作信号をCPU61へ出力する。
The input I /
カメラ55には、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductorの略)イメージセンサが用いられている。カメラ55が起動された状態において、カメラ55が撮影している映像は、リアルタイムにディスプレイ53に表示される。また、カメラ55によって撮像された静止画像の画像データは、カラーの画像データとして後述するメモリ62に記憶される。なお、カメラ55には、CCD(Charge Coupled Deviceの略)イメージセンサが用いられていてもよい。
A CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor is used in the
CPU61は、携帯端末50の全体動作を制御するものである。CPU61は、入力I/F54から出力される各種情報等に基づいて、後述する各種プログラムをメモリ62から取得して実行する。
The
メモリ62は、プログラム記憶領域62Aと、データ記憶領域62Bとを有する。プログラム記憶領域62Aには、OS(Operating Systemの略)64と、アプリケーションプログラム65とが格納される。OS64は、例えば、Android(Google inc.の登録商標) OS、iOS(Cisco Systems,Inc.の登録商標)、Windows Phone(Microsoft Corporationの登録商標) Operating System等である。
The
プログラム記憶領域62Aに記憶されているプログラムは、CPU61によって実行される。なお、アプリケーションプログラム65は、単一のプログラムであってもよいし、複数のプログラムの集合体であってもよい。データ記憶領域62Bには、アプリケーションプログラム65の実行に必要なデータが記憶される。
The program stored in the
メモリ62は、例えば、RAM(Random Access Memoryの略)、ROM(Read Only Memoryの略)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memoryの略)、HDD(Hard Disk Driveの略)、SSD(Solid State Driveの略)等、或いはそれらの組み合わせによって構成される。
The
メモリ62のデータ記憶領域62Bは、マーカラインパターン情報と、プローブ位置情報と、カットオフ値選択テーブルと、判定パターン情報と、CCフラグと、ACフラグとを記憶している。プローブ位置情報は、検出体位置情報の一例である。
The data storage area 62B of the
マーカラインパターン情報は、試験片10上におけるマーカライン12の配置パターンと、試験片10の種別と、この試験片10におけるプローブ群14の数とが関連付けられた情報である。マーカライン12の位置は、例えば、基準方向11に沿った位置である。マーカラインパターン情報には、マーカライン12の配置パターンとして、試験片10に固定されている複数のマーカライン12の位置が、基準となる最も左に位置するマーカライン12から基準方向11に沿った距離の比が記憶されている。
The marker line pattern information is information in which the arrangement pattern of the
プローブ位置情報は、試験片10においてプローブ13が固定されている領域(存在領域の一例、以下、「存在領域」という。)を特定する情報である。プローブ位置情報は、試験片10の種別ごとに記憶されている。プローブ位置情報は、例えば、対象とする種別の試験片10(例えば、図1に示される試験片10)について、基準方向11における各マーカライン12の位置に基づいて、基準方向11における各プローブ13の存在領域が占める範囲又は位置の情報である。プローブ13の範囲は、例えば、画像データにおける画素の単位で表わされる。
The probe position information is information for specifying a region (an example of an existing region, hereinafter referred to as “existing region”) in which the
図4に示されるように、カットオフ値選択テーブルには、複数のカットオフ値が記憶されている。カットオフ値は、プローブ13の陽性反応を判定するための閾値である。カットオフ値は、各プローブ13にそれぞれ対応して設けられており、カットオフ値ユニットを形成している。複数のカットオフ値ユニットのうちの1つは、第1カットオフ値として設定されている。第1カットオフ値として設定するカットオフ値ユニットは、ユーザによって変更可能であってもよい。また、図示は省略するがカットオフ値選択テーブルには、カラーコントロール15のカットオフ値と、ACプローブ16のカットオフ値とが記憶され、カラーコントロール15の第1カットオフ値と、ACプローブ16の第1カットオフ値とが設定されている。カットオフ値選択テーブルには、カットオフ値ユニットに代えて、各プローブ13に単一のカットオフ値が設定されていてもよい。また、カットオフ値選択テーブルは、単一のテーブルにより構成されていてもよいし、複数のテーブルにより構成されていてもよい。
As shown in FIG. 4, a plurality of cutoff values are stored in the cutoff value selection table. The cutoff value is a threshold value for determining a positive reaction of the
カットオフ値選択テーブルには、閾値範囲が記憶されている。各閾値範囲は、各カットオフ値ユニットに関連付けられている。閾値範囲は、後述する陽性Δ平均値の範囲である。陽性Δ平均値は、代表値の一例である。 The threshold range is stored in the cutoff value selection table. Each threshold range is associated with each cutoff value unit. The threshold range is the range of the positive Δ average value described later. The positive Δ average value is an example of a representative value.
判定パターン情報は、試験片10によって遺伝子タイプを判定するための情報である。具体的には、判定パターン情報は、各種別の試験片10において、陽性と判定されたプローブ13と陰性と判定されたプローブ13との配置パターンと、遺伝子タイプとが対応付けられた情報である。判定パターン情報は、試験片10の各種別に対し、その種別の試験片10で判定可能な全遺伝子タイプごとに設けられている。
The determination pattern information is information for determining the gene type by the
CCフラグは、カラーコントロール15が陰性であるか陽性であるかを示すフラグである。CCフラグには、例えば、カラーコントロール15が陰性と判定された場合に0が記憶され、陽性と判定された場合に1が記憶される。
The CC flag is a flag indicating whether the
ACフラグは、増幅コントロールプローブ16が陰性であるか陽性であるかを示すフラグである。ACフラグには、例えば、増幅コントロールプローブ16が陰性と判定された場合に0が記憶され、陽性と判定された場合に1が記憶される。
The AC flag is a flag indicating whether the
[メイン処理]
図5に示されるメイン処理は、ユーザが携帯端末50において、結核菌の遺伝子タイプ判定用のアプリケーションプログラム65を起動することにより、CPU61によって実行される。
[Main processing]
The main process shown in FIG. 5 is executed by the
メイン処理において、CPU61は、カメラ55に起動信号を送信し、カメラ55を起動させる(ステップS11)。これにより、図2に示されるように、カメラ55に撮影されている映像がディスプレイ53に表示される。
In the main process, the
CPU61は、カメラ55に起動信号を送信した後、終了ボタン23(図2参照)の押下が受け付けられたか否かを判定する(ステップS12)。終了ボタン23は、入力I/F54の1つであり、例えば、携帯端末50が備えるボタンである。CPU61は、終了ボタン23の押下が受け付けられたと判定した場合(ステップS12:Yes)、メイン処理を終了する。
After transmitting the start signal to the
カメラ55が起動されている状態において、図2に示されるように、ディスプレイ53には、ディスプレイ53を横断する赤いライン21(以下、「基準線」と称する。)が表示される。ユーザは、ディスプレイ53に表示されている基準線21が試験片10の基準方向11に沿っており、ディスプレイ53内に試験片10の全体が写るように、試験片10とカメラ55との位置関係を調整する。そして、調整後に撮像ボタン22(図2参照)を押下する。撮像ボタン22は、入力I/F54の1つである。撮像ボタン22は、ディスプレイ53に表示されたボタンであってもよいし、携帯端末50が備えるボタンであってもよい。
In a state where the
CPU61は、終了ボタン23の押下が受け付けられていないと判定した場合(ステップS12:No)、撮像ボタン22が押下されたか否かを判断する(ステップS13)。CPU61は、撮像ボタン22が押下されていないと判断した場合(ステップS13:No)、ステップS12の処理を再度実行する。
When the
CPU61は、撮像ボタン22が押下されたと判断した場合(ステップS13:Yes)、撮像指示をカメラ55に送信する。カメラ55は、撮像指示を受信した場合、撮像を実行し、撮像した画像データをCPU61に送信する。これに伴い、CPU61は、画像データをカメラ55から受信する(ステップS14)。そして、CPU61は、受信した画像データをメモリ62に記憶する(ステップS15)。ステップS14の処理は、撮像ステップの一例であり、ステップS15の処理は、画像データ格納ステップの一例である。
When the
そして、CPU61は、試験片種別判定処理を実行する(ステップS16)。試験片種別判定処理は、前述した試験片10の種別を判定する処理である。試験片種別判定処理についての詳細は後述される。
Then, the
次に、CPU61は、遺伝子タイプ判定処理を実行する(ステップS17)。遺伝子タイプ判定処理は、試験片10の各プローブ13の発色状態に基づいてターゲット遺伝子の遺伝子タイプを判定する処理である。CPU61は、遺伝子タイプ判定処理についての詳細は後述される。遺伝子タイプ判定処理が終了した後、メイン処理を終了する。
Next, the
[試験片種別判定処理]
図5に示されるメイン処理のステップS16で実行される試験片種別判定処理の詳細が図6に示されている。
[Test piece type judgment processing]
The details of the test piece type determination process executed in step S16 of the main process shown in FIG. 5 are shown in FIG.
試験片種別判定処理において、CPU61は、カメラ55によって撮像された試験片10の画像データをメモリ62から読み出し、基準線21に沿った各画素において青色の画素の位置をマーカライン12の位置として特定する(ステップS21)。例えば、画像データにおけるマーカライン12の位置は、画素単位で特定するものとし、マーカライン12の位置としては、1つのマーカライン12を示す一群の青色画素のうち、基準線21に沿う画素の位置(範囲)をマーカライン12の位置(範囲)とする。
In the test piece type determination process, the
CPU61は、試験片10に固定されている複数のマーカライン12の基準方向11に沿った間隔比を、ステップS21で特定されたマーカライン12の位置を用いて取得する(ステップS22)。この間隔比は、複数のマーカライン12のうち最も左に位置するマーカライン12を基準として、各マーカライン12が基準となるマーカライン12から基準方向11に離れている距離の比として演算される。
The
CPU61は、マーカラインパターン情報をメモリ62から読み出し、取得したマーカラインの間隔比と比較して、一致するマーカライン12の配置パターンに対応する試験片10の種別を取得する(ステップS23)。このマーカライン12の配置パターンは、必ずしもすべての間隔比が一致している必要はなく、複数のマーカライン12のうちの特定の割合の間隔比が一致していることより判定されてもよい。そして、CPU61は、撮像された試験片10の種別を示す識別子をメモリ62に記憶する(ステップS24)。
The
[Δ値算出処理]
図7に示されるΔ値算出処理は、撮像された試験片10の全てのプローブ13についてのΔ値をそれぞれ算出する処理である。Δ値算出処理は、差分値取得ステップの一例である。
[Delta value calculation process]
The Δ value calculation process shown in FIG. 7 is a process of calculating the Δ values for all the
Δ値算出処理において、CPU61は、撮像された試験片10の種別をメモリ62から読み出し、読み出した種別に対応するプローブ位置情報をメモリ62から読み出す(ステップS51)。
In the Δ value calculation process, the
そして、CPU61は、画像データにおける試験片10における基準線21上の画素をメモリ62から読み出し、読み出した各画素の画素値(階調)を取得し、各画素について輝度値を算出する(ステップS52)。輝度値は、所定の式を用いて画素値から算出される。
Then, the
次に、CPU61は、プローブ位置情報と基準線21上の画素とを比較して、基準線21上の画素について、プローブ13の存在領域に位置する画素と、プローブ13及びマーカライン12が固定されていない非存在領域に位置する画素とを特定する(ステップS53)。ステップS53の処理は、位置特定ステップの一例である。なお、非存在領域は、プローブ位置情報に基づいて特定される各プローブ13の存在領域間において予め定められた範囲又は位置として特定されてもよいし、各プローブ13の存在領域間における輝度値の最低値が存在する位置を基準として特定されてもよい。また、基準線21上の画素の輝度値のうち、閾値未満の画素が存在する位置が非存在領域として特定されてもよい。
Next, the
そして、CPU61は、Δ値が算出されていないプローブ13の存在領域から1つを選択する(ステップS54)。例えば、対象となる複数のプローブ13のうち、最も左に位置するプローブ13を選択する。
Then, the
そして、CPU61は、選択した存在領域に属する画素の各輝度値のうち最高値を取得する(ステップS55)。最高値は、選択した存在領域に属する画素の各輝度値の一の最高値であってもよいし、最高値から順に複数の高値を選択し、これら複数の高値の平均値であってもよい。
Then, the
また、CPU61は、選択した存在領域の基準方向11の両側にそれぞれ位置する非存在領域に属する画素の各輝度値のうち最低値を取得する(ステップS56)。最低値は、選択した非存在領域に属する画素の各輝度値の一の最低値であってもよいし、最低値から順に複数の低値を選択し、これら複数の低値の平均値であってもよい。なお、輝度値の高低は相対的な概念であり、本実施形態では、着色されていないほど輝度値は低いものであり、着色されるほど輝度値は高いものとする。
Further, the
そして、CPU61は、取得した輝度値の最高値から輝度値の最低値を減算した値を選択した存在領域に対応するプローブ13のΔ値としてメモリ62に記憶する(ステップS57)。
Then, the
次に、CPU61は、Δ値が算出されていない存在領域がまだあるか否かを判定する(ステップS58)。そして、CPU61は、Δ値が算出されていない存在領域がある場合(ステップS58:Yes)、ステップS54の処理を再び実行する。例えば、既に選択したプローブ13の右隣のプローブ13があるか否かを判定して、右隣のプローブ13があれば、そのプローブ13に対してステップS54の処理を実行する。CPU61は、Δ値が算出されていない存在領域がない場合(ステップS58:No)、Δ値算出処理を終了する。
Next, the
[遺伝子タイプ判定処理]
図5に示されるメイン処理のステップS17で実行される遺伝子タイプ判定処理の詳細が図8に示されている。
[Gene type determination processing]
Details of the gene type determination process performed in step S17 of the main process shown in FIG. 5 are shown in FIG.
遺伝子タイプ判定処理において、CPU61は、前述したΔ値算出処理を実行する(ステップS31)。Δ値算出処理において算出されたΔ値はメモリ62に記憶される。Δ値は、差分値の一例である。
In the gene type determination process, the
次に、CPU61は、メモリ62から第1カットオフ値とカラーコントロール15のΔ値とを読み出し、カラーコントロール15のΔ値が第1カットオフ値以上であるか否かを判定する(ステップS32)。CPU61は、カラーコントロール15のΔ値が第1カットオフ値以上であると判定した場合(ステップS32:Yes)、メモリ62に記憶されているCCフラグに陽性を示す情報として「1」を記憶する(ステップS33)。
Next, the
そして、CPU61は、メモリ62から第1カットオフ値とACプローブ16のΔ値とを読み出し、ACプローブ16のΔ値が第1カットオフ値以上であるか否かを判定する(ステップS34)。CPU61は、ACプローブ16のΔ値が第1カットオフ値以上であると判定した場合(ステップS34:Yes)、メモリ62に記憶されているACフラグに陽性を示す情報として「1」を記憶する(ステップS35)。
Then, the
一方、CPU61は、ステップS34において、ACプローブ16のΔ値が第1カットオフ値より小さいと判定した場合(ステップS34:No)、メモリ62に記憶されているACフラグに陰性を示す情報として「0」を記憶する(ステップS36)。
On the other hand, when the
CPU61は、ステップS35又はステップS36の処理の後、メモリ62に記憶されている試験片10の種別を読み出し、マーカラインパターン情報から試験片10に対応するプローブ群14の数(例えば3つのプローブ群。以後、それぞれA群、B群、C群という。)を読み出す。そして、CPU61は、プローブ群14の数に基づき、1つのプローブ群(例えばA群)を選択する(ステップS37)。
After the processing of step S35 or step S36, the
CPU61は、メモリ62から、第1カットオフ値として選択されているA群に対応する第1カットオフ値ユニット(以下、単に「第1カットオフ値」と称する。)と、A群に含まれる全てのプローブ13のΔ値とを読み出す。そして、CPU61は、第1カットオフ値と各プローブ13のΔ値とをそれぞれ比較して、第1カットオフ値より大きいΔ値を有するプローブ13が1つ以上あるか否かを判定する(ステップS38)。このとき、CPU61は、第1カットオフ値より大きいΔ値を有する全てのプローブ13のΔ値をメモリ62に記憶させる。
The
CPU61は、第1カットオフ値より大きいΔ値を有するプローブ13が1つ以上あると判定した場合(ステップS38:Yes)、ステップS38でメモリ62に記憶させた各Δ値を用いて、第1カットオフ値より大きいΔ値の平均値を算出し、陽性Δ平均値としてメモリ62に記憶する(ステップS39)。ステップS39の処理は、代表値取得ステップの一例である。
When the
例えば、図9に示されるように,5つのプローブ13のΔ値が、それぞれ「18」、「13」、「5」、「5」、「7」であるとする。例えば、各プローブ13に対応する第1カットオフ値が「10」、「10」、「8」、「12」、「4」であれば、第1カットオフ値より大きいΔ値は、「18」、「13」、「7」である。この3つのΔ値の平均値が算出されて、陽性Δ平均値として「12.67」が求められる。
For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that the Δ values of the five
そして、CPU61は、図4に示されるカットオフ値選択テーブルにおいて陽性Δ平均値が含まれる閾値範囲に関連付けられてメモリ62に記憶されているカットオフ値をメモリ62から読み出し、第2カットオフ値とする(ステップS40)。図4に示されるように、陽性Δ平均値が「12.67」であれば、各プローブ13に対応する第2カットオフ値として「5」、「5」、「4」、「6」、「2」が取得される。ステップS40の処理は、カットオフ値選択ステップの一例である。
Then, the
そして、CPU61は、第2カットオフ値とA群に含まれる全てのプローブ13のΔ値とを比較して、各プローブ13について陽性反応を判定し、判定結果をメモリ62に記憶する(ステップS41)。具体的には、CPU61は、陽性反応の判定として、Δ値が第2カットオフ値以上のプローブ13を陽性と判定し、Δ値が第2カットオフ値より小さいプローブ13を陰性と判定する。このとき、Δ値が第2カットオフ値以上の所定範囲(例えば第2カットオフ値に1.3を乗じた値以下)に含まれる場合は、疑わしい陽性と判定する。また、Δ値が第2カットオフ値未満の所定範囲(例えば第2カットオフ値に0.7を乗じた値以上)に含まれる場合は、疑わしい陰性と判定する。ここで、上記の所定範囲は、疑わしい陽性及び疑わしい陰性を判定するための値として、予めメモリ62に記憶されている。この値は、ユーザが変更可能であってもよい。ステップS41の処理は、反応判定ステップの一例である。
Then, the
例えば、図9に示される例においては、各プローブ13に対応する第2カットオフ値「5」、「5」、「4」、「6」、「2」を用いて、上記のΔ値「18」、「13」、「5」、「5」、「7」について陽性反応の判定を行うと、プローブ番号1,2,5のΔ値「18」、「13」、「7」が陽性と判定される。また、このうち、プローブ番号3のΔ値「5」は、疑わしい陽性と判定され、プローブ番号4のΔ値「5」は、疑わしい陰性と判定される。
For example, in the example shown in FIG. 9, the above Δ value “2” is used by using the second cutoff values “5”, “5”, “4”, “6”, and “2” corresponding to each
次に、CPU61は、陽性反応を判定していないプローブ群14がまだあるか否かを判定する(ステップS42)。CPU61は、陽性反応を判定していないプローブ群14(例えば、B群、C群)がまだあると判定した場合(ステップS42:Yes)、ステップS37に戻り、陽性反応を判定していないプローブ群14を選択して、ステップS38からの処理を実行する。
Next, the
一方、CPU61は、ステップS38において、第1カットオフ値より大きいΔ値を有するプローブ13がないと判定した場合(ステップS38:No)、A群における全てのプローブ13が陰性であることをメモリ62に記憶して(ステップS43)、ステップS42の処理を実行する。
On the other hand, when the
CPU61は、陽性反応を判定していないプローブ群14がもうないと判定した場合(ステップS42:No)、陽性反応を判定したプローブ群14の判定結果に基づいて、遺伝子タイプを判定する(ステップS44)。具体的には、CPU61は、判定パターン情報と、ステップS41においてメモリ62に記憶された各プローブ群14の判定結果をメモリ62から読み出す。そして、CPU61は、判定パターン情報に含まれる試験片10に対応する複数の判定パターンと、全プローブ13の判定結果とを比較して、一致する判定パターンを選択する。
When the
また、CPU61は、ステップS32において、カラーコントロール15のΔ値が第1カットオフ値より小さいと判定した場合(ステップS32:No)、メモリ62に記憶されているCCフラグに陰性を示す情報として「0」を記憶する(ステップS45)。カラーコントロール15のΔ値が第1カットオフ値より小さいと判定された場合、ターゲット遺伝子の発色が正常に行われていない。そのため、ステップS44の遺伝子タイプ判定は行われない。
Further, when the
CPU61は、ステップS44の処理又はステップS45の処理の後、図10に示されるように、一致した判定パターンの遺伝子タイプ、各プローブ13、カラーコントロール15及びACプローブ16がそれぞれ陰性であるか、陽性であるか、さらに、疑わしい陰性又は疑わしい陽性であるか否かを判定結果としてディスプレイ53に表示させる(ステップS46)。ステップS44及びステップS46の処理は、遺伝子判定ステップの一例である。
After the treatment of step S44 or the treatment of step S45, the
図10に示される判定結果の表示例において、遺伝子タイプ表示欄31には、遺伝子タイプとして判定された、例えば、「katG変異型」が表示されている。プローブ13については、プローブ群種別32、プローブ番号33、Δ値34、陰性/陽性種別35、及び疑わしい陰性/疑わしい陽性種別36が各プローブ群14ごとに表示される。プローブ群種別32(図10における「群」の表示列)には、プローブ13が属するプローブ群の種別、例えば「A」が表示される。プローブ番号33(図10における「プローブ」の表示列)には、プローブの番号、例えば試験片10の左から順に各プローブ13に割り付けられた番号が表示される。Δ値34(図10における「Δ値」の表示列)には、各プローブ13に対して算出されたΔ値が表示される。陰性/陽性種別35(図10における「+/−」の表示列)には、各プローブ13に対して判定された判定結果として、陰性の場合には「−」、陽性の場合には「+」が表示される。疑わしい陰性/疑わしい陽性種別36(図10における「Reliability」の表示列)としては、疑わしい陰性又は疑わしい陽性の場合に「R」が表示され、疑わしい陰性又は疑わしい陽性でない場合には何も表示されない。
In the display example of the determination result shown in FIG. 10, for example, "katG mutant type" determined as the gene type is displayed in the gene
陰性/陽性種別35、及び疑わしい陰性/疑わしい陽性種別36は、Δ値34の表示における背景色によって示されてもよい。例えば、Δ値34の表示における背景色を、陰性の場合は赤色、疑わしい陰性の場合はオレンジ色、陽性の場合は青色、疑わしい陽性の場合は緑色にしてもよい。
The negative /
[本実施形態の作用効果]
以上のように、複数のプローブ13の陽性反応を判定するための第2カットオフ値は、プローブ13のΔ値に応じて決定される。Δ値は、プローブ13の存在領域の輝度値の最高値と非存在領域の輝度値の最低値との差分値である。そして、Δ値が第1カットオフ値より高い全てのプローブ13におけるΔ値の平均値(陽性Δ平均値)に応じて第2カットオフ値が決定される。そのため、増幅しやすい等のターゲット遺伝子の特徴や、プローブ13の陽性反応の反応状態、試験片10の撮影環境などに応じて、陽性反応が安定して判定される。
[Action and effect of this embodiment]
As described above, the second cutoff value for determining the positive reaction of the plurality of
PCR法によるターゲット遺伝子の増幅や、ターゲット遺伝子とプローブ13とのハイブリダイズには、ばらつきが生じる。ターゲット遺伝子とプローブ13とのハイブリダイズのばらつきに合わせて、カットオフ値は複数のプローブ13の各プローブ13にそれぞれ対応して設けられている。また、ターゲット遺伝子の増幅のばらつきに合わせて、第1カットオフ値から第2カットオフ値にカットオフ値を選択し直す。これにより、PCR法によるターゲット遺伝子の増幅や、ターゲット遺伝子とプローブ13とのハイブリダイズのばらつきに対応した適切なカットオフ値によって、各プローブ13の陽性反応を判定することができる。
There are variations in the amplification of the target gene by the PCR method and the hybridization between the target gene and the
CPU61は、第1カットオフ値より高い各Δ値のプローブ13が存在しないことを条件として、複数のプローブ13の陽性反応がないことをディスプレイ53に表示する。そのため、ユーザは、全てのプローブ13について陽性反応がないことを容易に知ることができる。
The
CPU61は、各Δ値と第2カットオフ値との差が、メモリ62に予め設定された所定の範囲内であるプローブ13については、陽性又は陰性の判定結果に加えて、疑わしい陽性又は疑わしい陰性であることをディスプレイ53に表示する。そのため、ユーザは、プローブ13の陽性反応の判定が疑わしい陽性又は疑わしい陰性であることを知ることができる。
The
CPU61は、複数のプローブ13の陽性反応の判定結果と、メモリ62に予め格納された判定パターン情報とに基づいて、ターゲット遺伝子に含まれる遺伝子タイプを判定して、ディスプレイ53に表示させる。そのため、ユーザは、ターゲット遺伝子の遺伝子タイプを知ることができる。
The
試験片10は、カラーコントロール15を有している。そのため、ユーザは、発色反応が正常か不良かを知ることができる。
The
試験片10は、増幅コントロールプローブ16を有している。そのため、ユーザは、増幅反応が正常か不良かを知ることができる。
The
CPU61は、複数のプローブ群14について陽性反応の判定を行うので、ユーザは、複数のプローブ群14を有する試験片10について、複数のプローブ群14の陽性反応の判定結果を知ることができる。
Since the
[変形例]
前述の実施形態では、各プローブ13に対応する画素の輝度値を用いてΔ値を算出した。しかしながら、輝度値に代えて、明度値を用いてΔ値を算出するようにしてもよい。また、輝度値及び明度値の両方を用いてΔ値を算出するようにしてもよい。
[Modification example]
In the above-described embodiment, the Δ value is calculated using the brightness value of the pixel corresponding to each
また、前述の実施形態では、基準線21上に位置する画素のみを用いてΔ値等を求めたが、試験片10に沿って基準線21と直交する方向に基準線21から離れた位置に存在する複数の画素を用いてΔ値等が演算されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the Δ value or the like is obtained using only the pixels located on the
また、試験片10を用いた検査対象の物質は、必ずしも結核菌の薬剤耐性遺伝子でなくてもよい。試験片10は、例えば、HPV(ヒトパピローマ)検査、HLA(ヒト白血球型抗原)検査、MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)検出、Staphylococcus(黄色ブドウ球菌)群検出、Helicobacter Pylori(ヘリコバクター・ピロリ)検出、Clostridium difficile(クロストリジウム属菌)検出、E.coli(大腸菌)検出等の遺伝子検査に用いられるものであってもよい。
Further, the substance to be inspected using the
また、前述の実施形態では、判定装置として、携帯端末50が用いられたが、PC(パーソナルコンピュータ)等や、専用の判定装置など、他の情報処理装置が用いられてもよい。また、必ずしも判定装置に撮像装置(カメラ55)が備えられている必要はない。撮像装置が判定装置とは別に設けられていてもよく、Bluetooth(Bluetooth SIGの登録商標)や赤外線通信などの通信手段を用いて、画像データが撮像装置から判定装置に送信されてもよい。通信手段は、有線接続によるものであっても無線接続によるものであってもよい。通信手段は、撮像装置と判定装置との間で直接通信するものであってもよいし、間接的に通信するものであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
10・・・試験片
11・・・基準方向
12・・・マーカライン(位置マーカ)
13・・・プローブ(検出体)
14・・・プローブ群(検出体群)
15・・・カラーコントロールプローブ
16・・・増幅コントロールプローブ
50・・・携帯端末(判定装置、コンピュータ)
53・・・ディスプレイ(表示部)
55・・・カメラ(撮像装置)
61・・・CPU(演算部)
62・・・メモリ(記憶部)
10 ...
13 ... Probe (detector)
14 ... Probe group (detector group)
15 ...
53 ... Display (display unit)
55 ... Camera (imaging device)
61 ... CPU (calculation unit)
62 ... Memory (storage unit)
Claims (12)
上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、
上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記検出体の非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、
上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、
上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、
上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体が陽性か否かを判定して、上記複数の検出体が陽性か否かを表示部に表示する反応判定ステップと、をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 A plurality of detectors that develop color depending on the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and an image data storage step of storing the image data of the test piece on which the position marker is marked is stored in the storage unit.
Based on the position of the position marker along the reference direction in the image data, the position for obtaining each existing area where at least the plurality of detectors are present by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit. With specific steps
Each difference value, which is the difference between the maximum value of the luminance value in each of the existing regions of the image data and the minimum value of the luminance value in the non-existing region of the detector adjacent to each existing region, is given to each detector. The difference value acquisition step to be acquired in association with
A representative that extracts each of the above-mentioned difference values higher than the first cut-off value set as the default from the plurality of cut-off values stored in advance in the above-mentioned storage unit, and acquires the representative value of each of the extracted said-mentioned difference values. Value acquisition step and
A cutoff value selection step of selecting a second cutoff value from a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit based on the representative value, and
A reaction determination step of determining whether or not the plurality of detectors are positive based on the respective difference values and the second cutoff value, and displaying whether or not the plurality of detectors are positive on the display unit. A computer program that causes a computer to run .
上記カットオフ値選択ステップにおいて、上記代表値が含まれる閾値範囲に対応するカットオフ値を上記第2カットオフ値として選択する請求項1に記載のコンピュータプログラム。 A plurality of cutoff values and a threshold range are stored in advance in the above storage unit in association with each other.
The computer program according to claim 1, wherein in the cutoff value selection step, a cutoff value corresponding to a threshold range including the representative value is selected as the second cutoff value.
上記試験片は、ターゲット遺伝子の増幅に用いられるプライマーの標識物質と発色試薬との反応により上記複数の検出体がそれぞれ存在する位置が発色するものである請求項1から4のいずれかに記載のコンピュータプログラム。 The detector is a plurality of types of probes that react with the amplified target gene.
The test piece according to any one of claims 1 to 4, wherein the position where the plurality of detectors are present is colored by the reaction between the labeling substance of the primer used for amplifying the target gene and the coloring reagent. Computer program.
上記位置特定ステップにおいて、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、上記カラーコントロールが存在する領域を求め、当該領域における輝度値が上記第1カットオフ値より低いことを条件として、上記表示部に発色反応が不良であることを示す表示を行う請求項6に記載のコンピュータプログラム。 The test piece has a color control to which the labeling substance is fixed.
In the position specifying step, the region where the color control exists is obtained by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit based on the position of the position marker along the reference direction in the image data. The computer program according to claim 6, wherein the display unit displays an indication that the color development reaction is poor, provided that the luminance value in the region is lower than the first cutoff value.
上記位置特定ステップにおいて、上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、上記増幅コントロールが存在する領域を求め、当該領域における輝度値が上記第1カットオフ値より低いことを条件として、上記表示部に増幅反応が不良であることを示す表示を行う請求項6又は7に記載のコンピュータプログラム。 The test piece has an amplification control in which a probe that reacts with a control gene that is simultaneously amplified in the amplification of the target gene is fixed.
In the position specifying step, the region where the amplification control exists is obtained by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit based on the position of the position marker along the reference direction in the image data. The computer program according to claim 6 or 7, wherein the display unit displays an indication that the amplification reaction is defective, provided that the luminance value in the region is lower than the first cutoff value.
検査対象の物質との反応の有無に応じて発色する複数の検出体が固定されており、位置マーカが記された試験片の画像データを記憶部に格納する画像データ格納ステップと、
上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、
上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記検出体の非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、
上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、
上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、
上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体が陽性か否かを判定する反応判定ステップと、を含む判定方法。 It is a determination method for determining whether or not a plurality of detectors are positive using a computer.
A plurality of detectors that develop color depending on the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and an image data storage step of storing the image data of the test piece on which the position marker is marked is stored in the storage unit.
Based on the position of the position marker along the reference direction in the image data, the position for obtaining each existing area where at least the plurality of detectors are present by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit. With specific steps
Each difference value, which is the difference between the maximum value of the luminance value in each of the existing regions of the image data and the minimum value of the luminance value in the non-existing region of the detector adjacent to each existing region, is given to each detector. The difference value acquisition step to be acquired in association with
A representative that extracts each of the above-mentioned difference values higher than the first cut-off value set as the default from the plurality of cut-off values stored in advance in the above-mentioned storage unit, and acquires the representative value of each of the extracted said-mentioned difference values. Value acquisition step and
A cutoff value selection step of selecting a second cutoff value from a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit based on the representative value, and
A determination method including a reaction determination step for determining whether or not the plurality of detectors are positive based on each of the difference values and the second cutoff value.
上記演算部は、
検査対象の物質との反応の有無に応じて発色する複数の検出体が固定されており、位置マーカが記された試験片の画像データを上記撮像装置により取得する撮像ステップと、
上記画像データを上記記憶部に格納する画像データ格納ステップと、
上記画像データにおける基準方向に沿った上記位置マーカの位置に基づいて、上記記憶部に予め格納された検出体位置情報を参照して、少なくとも上記複数の検出体が存在する各存在領域を求める位置特定ステップと、
上記画像データの上記各存在領域における輝度値の最高値と、上記各存在領域に隣接する上記検出体の非存在領域における輝度値の最低値との差である各差分値を、各検出体に関連づけて取得する差分値取得ステップと、
上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値のうち、デフォルトとして設定された第1カットオフ値より高い上記各差分値を抽出し、抽出された上記各差分値の代表値を取得する代表値取得ステップと、
上記代表値に基づいて、上記記憶部に予め格納された複数のカットオフ値から第2カットオフ値を選択するカットオフ値選択ステップと、
上記各差分値及び上記第2カットオフ値に基づいて、上記複数の検出体が陽性か否かを判定して、上記複数の検出体が陽性か否かを上記表示部に表示する反応判定ステップと、を実行する判定装置。
A determination device including an imaging device for acquiring image data, a storage unit for storing data, a display unit for displaying an image, and a calculation unit.
The above calculation unit
A plurality of detectors that develop color depending on the presence or absence of reaction with the substance to be inspected are fixed, and an imaging step of acquiring image data of a test piece marked with a position marker by the above imaging device, and
An image data storage step for storing the image data in the storage unit, and
Based on the position of the position marker along the reference direction in the image data, the position for obtaining each existing area where at least the plurality of detectors are present by referring to the detector position information stored in advance in the storage unit. With specific steps
Each difference value, which is the difference between the maximum value of the luminance value in each of the existing regions of the image data and the minimum value of the luminance value in the non-existing region of the detector adjacent to each existing region, is given to each detector. The difference value acquisition step to be acquired in association with
A representative that extracts each of the above difference values higher than the first cutoff value set as the default from the plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit, and acquires the representative value of each of the extracted difference values. Value acquisition step and
A cutoff value selection step of selecting a second cutoff value from a plurality of cutoff values stored in advance in the storage unit based on the representative value, and
A reaction determination step of determining whether or not the plurality of detectors are positive based on the respective difference values and the second cutoff value, and displaying whether or not the plurality of detectors are positive on the display unit. And, a judgment device that executes.
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