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JP7607248B2 - Information processing device and program - Google Patents
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Description

本開示は、情報処理装置及びプログラムに関する。 This disclosure relates to an information processing device and a program.

近年、免疫測定法を原理としたイムノクロマトグラフィー法による抗原抗体検査法の利便性を向上した反応カセットに綿棒、スクイズチューブ、滴下チップ等を組み合わせた検査キットが、コロナウイルスの蔓延を背景としいて普及している。図11に例示するように、被検者から採取した検体を反応カセット31の所定の滴下部32に滴下し、所定の検査時間が経過した後に、検査窓33上のレファレンス領域に出現したレファレンスライン、判定領域に出現した判定ラインを目視確認することにより、検査対象物の有無、つまり陽性又は陰性を判定することができる。 In recent years, due to the spread of coronavirus, test kits that combine a cotton swab, squeeze tube, dropping tip, etc. with a reaction cassette that improves the convenience of antigen-antibody testing by immunochromatography based on the principle of immunoassay have become widespread. As shown in FIG. 11, a sample collected from a subject is dropped into a predetermined dropping part 32 of a reaction cassette 31, and after a predetermined testing time has elapsed, the presence or absence of the test target, i.e., positive or negative, can be determined by visually confirming the reference line that appears in the reference area on the test window 33 and the judgment line that appears in the judgment area.

具体的にはレファレンス領域内にレファレンスラインが例えば青系統などの色で出現し、レファレンス領域から所定距離下方の判定領域に判定ラインが出現しなかった場合は、陰性と判定することができ、レファレンスラインと判定ラインとが共に青系統などの色で出現した場合には、陽性であると判定することができる。 Specifically, if a reference line appears in the reference area, for example in a bluish color, and no judgment line appears in the judgment area a specified distance below the reference area, the result can be determined as negative, and if both the reference line and the judgment line appear in a bluish color, the result can be determined as positive.

このような検査キットは、個人での使用が難しい。その主な理由としては、特に判定ラインの発色の程度によりその出現の有無を判断するには十分な経験が必要とされること、さらに様々な照明環境がその判断の画一性を阻害していることによる。 Such test kits are difficult for individuals to use. The main reasons for this are that sufficient experience is required to judge the presence or absence of the test line, particularly based on the degree of color development, and the variety of lighting conditions makes it difficult to make a uniform judgment.

目的は、イムノクロマトグラフィー法による抗原抗体検査法に基づいた検査キットによる検査対象物の有無の判定精度を向上できる情報処理装置及びプログラムを提供することにある。 The objective is to provide an information processing device and a program that can improve the accuracy of determining the presence or absence of a test subject using a test kit based on an antigen-antibody test method using the immunochromatography method.

本実施形態に係る情報処理装置は、試薬と検体とを反応させ、反応による試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットに関する原画像のデータと、原画像を処理して検査対象物質の有無の判定を行うプログラムとを記憶する記憶部と、プログラムを実行するプロセッサと、判定の結果を表示する表示部とを具備する。プロセッサがプログラムを実行することにより、原画像内の検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン内の画素に関する色空間値と、レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値とを特定する手段と、判定ライン内の画素に関する色空間値を、レファレンスライン内の画素に関する色空間値と、レファレンス領域と前記判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値との間で正規化する手段と、正規化された判定ライン内の画素に関する色空間値に基づいて、検査対象物質の有無を判定する手段とが実現される。 The information processing device according to this embodiment includes a storage unit that stores data on an original image of a reaction cassette for reacting a reagent with a sample and detecting the presence or absence of a substance to be tested based on the color development state of the reagent caused by the reaction, a program for processing the original image to determine the presence or absence of a substance to be tested, a processor that executes the program, and a display unit that displays the result of the determination. The processor executes the program to realize a means for identifying, from an examination window image in the original image, a color space value for a pixel in a reference line that appears in a reference region and a color space value for a pixel in a region between the reference region and a determination region where the determination line appears, a means for normalizing the color space value for the pixel in the determination line between the color space value for the pixel in the reference line and the color space value for the pixel in the region between the reference region and the determination region, and a means for determining the presence or absence of a substance to be tested based on the color space value for the pixel in the normalized determination line.

図1は、本実施形態に係る情報処理装置の一例としての携帯型情報処理端末を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a portable information processing terminal as an example of an information processing device according to this embodiment. 図2は、図1の携帯型情報処理端末の構成図を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the portable information processing terminal of FIG. 図3は、本実施形態に係る情報処理装置の他の例としてのサーバ装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a server device as another example of the information processing device according to the present embodiment. 図4は、図1の情報処理装置による判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the determination process by the information processing device of FIG. 図5は、図4の判定処理に続くの手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing a procedure following the determination process of FIG. 図6は、図4の工程S12により抽出される検査窓画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an inspection window image extracted in step S12 of FIG. 図7は、図5、図6に示す工程の補足図である。FIG. 7 is a supplementary diagram of the steps shown in FIGS. 図8は、図6の工程S20により発生される換算距離画像を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the reduced distance image generated by step S20 of FIG. 図9は、図6の工程Sによる判定処理S24,S28の補足図である。FIG. 9 is a supplementary diagram of the determination processes S24 and S28 in the step S of FIG. 図10は、図6の工程S29による判定結果の表示画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a display screen showing the determination result in step S29 of FIG. 図11は、反応カセットの一例に関する平面図である。FIG. 11 is a plan view of an example of a reaction cassette.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態は、試薬と検体とを反応させ、反応による試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットを撮影し、それにより発生した原画像内の検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン内の画素に関する色空間値と、レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の発色していない領域内の画素に関する色空間値との間で、判定ライン内の画素に関する色空間値を正規化(スケーリング)し、検査対象物質の有無を判定することを特徴としている。それによりカメラの特性や照明環境の変化等の外乱要因による判定精度の低下を抑え、判定処理の安定化を実現するものである。以下詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiment of the present invention is characterized in that a reaction cassette for detecting the presence or absence of a test target substance by reacting a reagent with a sample and detecting the presence or absence of a test target substance based on the color development state of the reagent due to the reaction is photographed, and from the test window image in the original image generated by this, the color space values for the pixels in the judgment line are normalized (scaled) between the color space values for the pixels in the reference line appearing in the reference area and the color space values for the pixels in the non-colored area between the reference area and the judgment area where the judgment line appears, to determine the presence or absence of the test target substance. This suppresses a decrease in judgment accuracy due to disturbance factors such as changes in camera characteristics and lighting environment, and realizes stabilization of the judgment process. This will be described in detail below.

図1に示すように、本実施形態に係る情報処理装置は、典型的にはスマートフォン等の携帯型情報処理端末である。図2に示すように、携帯型情報処理端末は、プロセッサ11に対してデータ/制御バス10を介して、RAM12、ROM13、記憶部14、カメラ15、タッチパネル17、タッチパネル17の入力コントローラ16、LCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイ19、ディスプレイ19のビデオコントローラ18、通信モジュール20が接続されてなる。プロセッサ11は、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)により構成され、記憶部14に記憶され、RAMにロードされたプログラムを実行することにより、カメラ15で撮影された反応カセットに関する画像(原画像)に対してコロナウイルス、インルルエンザウイルス等の検査対象物質の有無を判定するための各種手段が実現される。 As shown in FIG. 1, the information processing device according to this embodiment is typically a portable information processing terminal such as a smartphone. As shown in FIG. 2, the portable information processing terminal is configured such that a RAM 12, a ROM 13, a memory unit 14, a camera 15, a touch panel 17, an input controller 16 for the touch panel 17, a display 19 such as an LCD (Liquid Crystal Display), a video controller 18 for the display 19, and a communication module 20 are connected to a processor 11 via a data/control bus 10. The processor 11 is configured with a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit), and by executing a program stored in the memory unit 14 and loaded into the RAM, various means are realized for determining the presence or absence of a test target substance such as a coronavirus or influenza virus in an image (original image) of a reaction cassette captured by the camera 15.

なお、本実施形態に係る情報処理装置としては、図3に示すように、携帯型情報処理端末1に対してインターネット回線5を介して接続されるサーバ装置3であってもよい。サーバ装置3は、携帯型情報処理端末1のカメラ15で撮影された反応カセットに関する画像(原画像)のデータを携帯型情報処理端末1から受信し、原画像のデータを処理して検査対象物質の有無を判定し、当該判定結果を携帯型情報処理端末1に返信する。ここでは、本実施形態に係る情報処理装置は、携帯型情報処理端末1であるとして説明する。 The information processing device according to this embodiment may be a server device 3 connected to the portable information processing terminal 1 via an Internet line 5, as shown in FIG. 3. The server device 3 receives image (original image) data relating to the reaction cassette taken by the camera 15 of the portable information processing terminal 1 from the portable information processing terminal 1, processes the original image data to determine the presence or absence of the test target substance, and returns the determination result to the portable information processing terminal 1. Here, the information processing device according to this embodiment will be described as being the portable information processing terminal 1.

図4、図5に検査対象物質の有無の判定処理の手順が示されている。なお、前提として、被検者から採取した検体が図11に示した反応カセット31の所定の滴下部32に滴下され、所定の検査時間が経過した後に、検査窓33上にレファレンス領域内にレファレンスラインが青系統の色により適正に出現し、且つレファレンス領域から所定距離だけ下方の判定領域内に判定ラインが青系統の色で出現した場合には、検体に検査対象物質が含まれると判定できる(陽性判定)。一方、レファレンス領域内にレファレンスラインが適正に出現したが、判定領域内には判定ラインが出現しなかった場合は、陰性と判定することができる。なお、レファレンスラインとは、検査キットが正しく機能していることを確認するためのラインであって、判定ラインの出現の有無(陽性または陰性)に関わらず発色する。なお、発色する色は、検査キットが採用する発色原理によって異なる、レファレンスラインおよび判定ラインの色には赤、青、緑、紫、黒などがある。ここでは、レファレンスライン、判定ラインともに青色に発色するものとして説明する。 Figures 4 and 5 show the procedure for determining the presence or absence of the test target substance. As a premise, a sample collected from a subject is dropped into a predetermined dropping portion 32 of the reaction cassette 31 shown in Figure 11, and after a predetermined test time has elapsed, if a reference line appears in a blue-based color properly in the reference area on the test window 33, and a judgment line appears in a blue-based color in the judgment area a predetermined distance below the reference area, it can be determined that the sample contains the test target substance (positive judgment). On the other hand, if the reference line appears properly in the reference area but no judgment line appears in the judgment area, it can be determined that the sample contains the test target substance (positive judgment). The reference line is a line to confirm that the test kit is functioning properly, and it develops color regardless of the appearance of the judgment line (positive or negative). The color that develops depends on the color development principle adopted by the test kit, and the colors of the reference line and judgment line include red, blue, green, purple, black, etc. Here, we will assume that both the reference line and the judgment line are colored blue.

なお、原画像I0その他の画像に関して上下方向を、図11に示す反応カセット31において、検査窓33から見て滴下部32及び反応開始ボタン34の側を下方、反応開始ボタン34から見て滴下部32、検査窓33の側を上方として説明の便宜上規定する。 For ease of explanation, the up-down direction for the original image I0 and other images is defined as the downside of the drip part 32 and reaction start button 34 when viewed from the test window 33 in the reaction cassette 31 shown in FIG. 11, and the upside of the drip part 32 and test window 33 when viewed from the reaction start button 34.

まず工程S11において、カメラ15により反応カセット31の全体が撮影される。それにより図6に例示するように、原画像I0のデータが発生され、記憶部14に記憶される。好ましくは反応カセット31の上下全体が垂直画角の全域に整合して収まるように撮影される。なお、ここでは原画像I0を構成する画素の値がRGB形式により表現されているものとして説明する。換言すると、画素値は、R軸、G軸、B軸の直交3軸からなる座標空間(色空間)上の座標としての色空間値(R値、G値、B値)により与えられる。周知の通り、R値、G値、B値それぞれが256階調で表現されるとき、青はRGB(0,0,255)、白はRGB(255,255,255)で表される。 First, in step S11, the entire reaction cassette 31 is photographed by the camera 15. As a result, data of the original image I0 is generated and stored in the memory unit 14, as shown in FIG. 6. Preferably, the entire reaction cassette 31 is photographed so that the top and bottom are aligned and fit within the entire range of the vertical angle of view. In this description, the values of the pixels constituting the original image I0 are expressed in RGB format. In other words, the pixel values are given by color space values (R value, G value, B value) as coordinates on a coordinate space (color space) consisting of three orthogonal axes, the R axis, the G axis, and the B axis. As is well known, when the R value, the G value, and the B value are each expressed in 256 gradations, blue is expressed as RGB (0, 0, 255) and white is expressed as RGB (255, 255, 255).

次に工程S12において、図6に例示するように、原画像I0から例えば輪郭抽出処理により、反応カセット31上の検査窓33に関する検査窓画像I1が抽出される。この抽出方法としては輪郭抽出処理に限定されることはなく、任意の手法が採用される。次に工程S13において、検査窓画像I1は、補間処理又は間引き処理により所定のマトリクスサイズ(縦横の画素数)にリサイズされる。それによりリサイズされた検査窓画像I2が発生され、記憶部14に記憶される。携帯型情報処理端末1に装備されるカメラ15の解像度は様々であり、また撮影条件の設定に応じて変動するので、当該リサイズ処理はマトリクスサイズを一定にして、後述の処理の安定的な実行を実現する。 Next, in step S12, as shown in FIG. 6, an inspection window image I1 relating to the inspection window 33 on the reaction cassette 31 is extracted from the original image I0, for example, by contour extraction processing. This extraction method is not limited to contour extraction processing, and any method can be used. Next, in step S13, the inspection window image I1 is resized to a predetermined matrix size (number of pixels vertically and horizontally) by interpolation processing or thinning processing. This generates a resized inspection window image I2, which is stored in the memory unit 14. Since the resolution of the camera 15 equipped in the portable information processing terminal 1 varies and varies depending on the settings of the shooting conditions, the resizing processing keeps the matrix size constant to realize stable execution of the processing described below.

工程S14において、図7に示すレファレンスラインの下縁を示す基準線RLを探索するための探索枠F1が設定される。レファレンスラインは検査窓33内のレファレンス領域内のいずれかの位置に出現する。検査窓33内におけるレファレンス領域の位置及び範囲は予め決まっている。なお、インフルエンザウイルスの判定ラインが出現する判定領域、コロナウイルスの判定ラインが出現する判定領域それぞれの位置及び範囲も予め決まっている。レファレンス領域を包囲するように探索枠F1が設定される。探索枠F1の中心は、検査窓画像I2の上端から所定の距離、つまり所定の画素数P1だけ下方の位置に設定され、幅は検査窓画像I2の幅と同じに設定され、また高さはレファレン領域と同じ又は少し大きく設定される。 In step S14, a search frame F1 is set to search for a reference line RL indicating the lower edge of the reference line shown in FIG. 7. The reference line appears somewhere in the reference area in the inspection window 33. The position and range of the reference area in the inspection window 33 are predetermined. The positions and ranges of the judgment area in which the influenza virus judgment line appears and the judgment area in which the coronavirus judgment line appears are also predetermined. The search frame F1 is set to surround the reference area. The center of the search frame F1 is set at a predetermined distance from the top end of the inspection window image I2, that is, a predetermined number of pixels P1 below, the width is set to the same as the width of the inspection window image I2, and the height is set to the same as or slightly larger than the reference area.

工程S15において、探索枠F1内に限定して、上方から下方に向かって検査窓画像I2の中心線Cに沿って、着目画素を1画素ずつ移動しながら、着目画素の色空間値と着目画素より一又は所定数だけ上方に位置する対象画素の色空間値とに基づいて、青色から、発色していない白色に変化するレファレンスラインの下縁が特定される。具体的には、着目画素の色空間値が対象画素の色空間値より低く、且つそれら2画素の色空間値の差、つまり色空間値の変動が最大を示す位置を特定する。当該位置を通り、幅方向に平行に基準線RLが設定される。 In step S15, within the search frame F1, the pixel of interest is moved pixel by pixel from top to bottom along the center line C of the inspection window image I2, and the lower edge of the reference line where the color changes from blue to uncolored white is identified based on the color space value of the pixel of interest and the color space value of a target pixel located one pixel or a predetermined number pixels above the pixel of interest. Specifically, the position where the color space value of the pixel of interest is lower than the color space value of the target pixel and where the difference between the color space values of these two pixels, i.e., the variation in color space value, is maximum, is identified. A reference line RL is set parallel to the width direction, passing through that position.

次に、工程S16において、基準線RLから所定の画素数P2だけ上方の位置に、所定サイズの青ブロックB(B)が設定される。青ブロックB(B)のサイズとしては、例えば検査窓画像I2の全幅を示す画素数の20%の幅で、検査窓画像I2の全幅を示す画素数の10%の高さに既定される。画素数P2は、青ブロックB(B)の全域がレファレンスライン内に含まれるように既定されている。工程S17において、青ブロックB(B)に含まれる検査窓画像I2上の複数の画素を対象として色空間値の平均値ave.(B(B))が計算される。典型的には画素値がRGB形式で表現されるとき、R値、G値、B値それぞれの平均値が求められる。なお、青ブロックB(B)内の複数の画素に関する色空間値の平均ave.(B(B))は、レファレンスライン内の標準的な色空間値を示している。 Next, in step S16, a blue block B(B) of a predetermined size is set at a position a predetermined number of pixels P2 above the reference line RL. The size of the blue block B(B) is set, for example, to a width of 20% of the number of pixels representing the total width of the inspection window image I2, and a height of 10% of the number of pixels representing the total width of the inspection window image I2. The number of pixels P2 is set so that the entire area of the blue block B(B) is included within the reference line. In step S17, the average color space value ave.(B(B)) is calculated for multiple pixels on the inspection window image I2 included in the blue block B(B). Typically, when pixel values are expressed in RGB format, the average values of the R value, G value, and B value are calculated. Note that the average color space value ave.(B(B)) for multiple pixels in the blue block B(B) indicates the standard color space value within the reference line.

工程S18において、レファレンス領域と判定領域との間の領域を探索枠F2として、この探索枠F2内に限定して、検査窓画像I2の中心線Cに沿って下方に、青ブロックB(B)と同じサイズの白ブロックB(W)が1画素ピッチで移動され、その各位置で白ブロックB(W)内に含まれる画素に関する色空間値の平均値ave.B(W)が計算される。そして青ブロックB(B)内の画素に関する色空間値の平均値ave.(B(B))から色空間上で最も離れた、つまり青ブロックB(B)内の画素に関する色空間値の平均ave.B(B)からの色空間上での距離が最大を示す色空間値の平均ave.B(W)が特定される。 In step S18, the area between the reference area and the judgment area is set as a search frame F2, and within this search frame F2, a white block B(W) of the same size as the blue block B(B) is moved downward along the center line C of the inspection window image I2 at one pixel pitch, and the average color space value ave.B(W) of the pixels contained in the white block B(W) at each position is calculated. Then, the average color space value ave.B(W) that is furthest in color space from the average color space value ave.(B(B)) of the pixels in the blue block B(B), that is, the average color space value ave.B(W) that shows the greatest distance in color space from the average color space value ave.B(B) of the color space values of the pixels in the blue block B(B), is identified.

工程S19において、図8(a)、図8(b)に示すように、探索された白ブロックB(W)の色空間値の平均値ave.B(W)と、検査窓画像I2上の各画素に関する色空間値p(x,y(I2))との間の色空間上の距離d(x,y(I2))が画素毎に計算される。それにより検査窓画像I2が、距離画像I3に変換される。さらに工程S20において、距離画像I3の各画素の画素値が、青ブロックB(B)内の画素に関する色空間値の平均値ave.B(B)と白ブロック内の画素に関する色空間値の平均値ave.B(W)との間の色空間上の距離Dに対する割合(d(x,y(I2))/D)に換算される。それにより換算距離画像I4が生成される。つまり、当該換算距離画像I4の生成処理は、カメラ15の特性や照明等の撮影環境等による依存性を排除して、判定精度を高めて且つ安定化するために、検査窓画像I2上の各画素に関する色空間値を、白ブロックB(W)内の画素に関する色空間値の平均値ave.B(W)と青ブロックB(B)内の画素に関する色空間値の平均値ave.B(B)との間で正規化(スケーリング)することを意味する。 In step S19, as shown in Figures 8(a) and 8(b), the color space distance d(x,y(I2)) between the average color space value ave.B(W) of the searched white block B(W) and the color space value p(x,y(I2)) for each pixel in the inspection window image I2 is calculated for each pixel. This converts the inspection window image I2 into a distance image I3. Furthermore, in step S20, the pixel value of each pixel in the distance image I3 is converted into a ratio (d(x,y(I2))/D) to the color space distance D between the average color space value ave.B(B) for the pixels in the blue block B(B) and the average color space value ave.B(W) for the pixels in the white block. This generates a converted distance image I4. In other words, the process of generating the converted distance image I4 means that the color space values for each pixel on the inspection window image I2 are normalized (scaled) between the average value ave.B(W) of the color space values for the pixels in the white block B(W) and the average value ave.B(B) of the color space values for the pixels in the blue block B(B) in order to eliminate dependency on the characteristics of the camera 15 and the shooting environment such as lighting, and to improve and stabilize the judgment accuracy.

次に、工程S21において、基準線RLから所定の画素数P3だけ下方の位置に、探索枠F3が設定される。探索枠F3の中心は、基準線RLから所定の距離、つまり所定の画素数P3だけ下方の位置に設定され、幅は検査窓画像I2の全域に設定され、また高さは検査窓33内でインフルエンザウイルスの判定ラインが出現する可能性のある判定領域を包囲する大きさに既定されている。 Next, in step S21, a search frame F3 is set at a position a predetermined number of pixels P3 below the reference line RL. The center of the search frame F3 is set at a position a predetermined distance from the reference line RL, that is, a predetermined number of pixels P3 below, the width is set to the entire area of the inspection window image I2, and the height is preset to a size that surrounds the judgment area within the inspection window 33 where the influenza virus judgment line may appear.

工程S22において、探索枠F3内で青ブロックB(B)と同じサイズのインフルエンザブロックB(FLU)が縦横に1画素ずつ移動され、その各位置でインフルエンザブロックB(FLU)に含まれる換算距離画像I4上の複数の画素に関する画素値の平均ave.B(FLU)が計算される。そして工程S23において、複数の画素値の平均値ave.B(FLU)から最大値MAXave.B(FLU)が特定される。 In step S22, influenza block B(FLU), which is the same size as blue block B(B), is moved vertically and horizontally by one pixel within search frame F3, and the average ave.B(FLU) of pixel values for multiple pixels on converted distance image I4 contained in influenza block B(FLU) at each position is calculated. Then, in step S23, a maximum value MAXave.B(FLU) is determined from the average ave.B(FLU) of multiple pixel values.

工程S24において、図9に示すように、最大値MAXave.B(FLU)が、所定の閾値TH、例えば0.3と比較される。当該比較結果に従ってインフルエンザウイルスに関する陽性/陰性が判定される。インフルエンザブロックB(FLU)の最大値MAXave.B(FLU)が閾値THより低いとき、陰性として判定され、高いとき、陽性として判定される。閾値THの値は任意に変更可能である。 In step S24, as shown in FIG. 9, the maximum value MAXave.B(FLU) is compared with a predetermined threshold value TH, for example 0.3. The positive/negative result for influenza virus is determined according to the comparison result. When the maximum value MAXave.B(FLU) of influenza block B(FLU) is lower than the threshold value TH, it is determined as negative, and when it is higher, it is determined as positive. The value of the threshold value TH can be changed arbitrarily.

次に、工程S25において、基準線RLから所定の画素数P4だけ下方の位置に、探索枠F4が設定される。探索枠F4の中心は、基準線RLから所定の距離、つまり所定の画素数P4だけ下方の位置に設定され、幅は検査窓画像I2の全域に設定され、また高さは検査窓33内でコロナウイルスの判定ラインが出現する可能性のある判定領域を包囲する大きさに既定されている。 Next, in step S25, a search frame F4 is set at a position a predetermined number of pixels P4 below the reference line RL. The center of the search frame F4 is set at a position a predetermined distance from the reference line RL, that is, a predetermined number of pixels P4 below, the width is set to the entire area of the test window image I2, and the height is preset to a size that surrounds the test area within the test window 33 where a test line for coronavirus may appear.

工程S26において、探索枠F4内で青ブロックB(B)と同じサイズのコロナブロックB(COV)が縦横に1画素ずつ移動され、その各位置でコロナブロックB(COV)に含まれる換算距離画像I4上の複数の画素に関する画素値の平均ave.B(COV)が計算される。そして工程S27において、平均値ave.B(COV)から最大値MAXave.B(COV)が特定される。 In step S26, corona block B(COV), which is the same size as blue block B(B), is moved vertically and horizontally by one pixel within search frame F4, and the average ave.B(COV) of the pixel values of multiple pixels on converted distance image I4 contained in corona block B(COV) at each position is calculated. Then, in step S27, the maximum value MAXave.B(COV) is determined from the average ave.B(COV).

工程S28において、最大値MAXave.B(COV)が所定の閾値THと比較される。当該比較結果に従ってコロナウイルスに関する陽性/陰性が判定される。コロナブロックB(COV)の最大値MAXave.B(COV)が閾値THより低いとき、陰性として判定され、高いとき、陽性として判定される。典型的には閾値THの値は、インフルエンザウイルス判定とコロナウイルス判定とで同一であるが、それぞれ個別に設定するものであっても良い。 In step S28, the maximum value MAXave.B(COV) is compared with a predetermined threshold value TH. A positive/negative result for coronavirus is determined according to the comparison result. When the maximum value MAXave.B(COV) of corona block B(COV) is lower than the threshold value TH, it is determined as negative, and when it is higher, it is determined as positive. Typically, the value of the threshold value TH is the same for influenza virus determination and coronavirus determination, but it may be set separately for each.

図10に例示するように、工程S29において、判定結果は、ディスプレイ19に表示される。または、判定結果に関するデータは、サーバ装置3から携帯型情報処理端末1に送信され、携帯型情報処理端末1のディスプレイ19に表示される。なお、表示される換算距離画像I4の右側には、画素値p(x,y(I4))を水平方向に積分したヒストグラムが表示され、下側には、画素値p(x,y(I4))を垂直方向に積分したヒストグラムが表示されていてもよい。これらヒストグラムによりレファレンスラインの積分値と反応ラインの積分値とを対比することができ、陽性/陰性の判定結果及びその確度を目視によりおおよそ確認することができる。 As shown in FIG. 10, in step S29, the judgment result is displayed on the display 19. Alternatively, data related to the judgment result is transmitted from the server device 3 to the portable information processing terminal 1 and displayed on the display 19 of the portable information processing terminal 1. A histogram obtained by integrating the pixel value p(x,y(I4)) in the horizontal direction may be displayed on the right side of the displayed converted distance image I4, and a histogram obtained by integrating the pixel value p(x,y(I4)) in the vertical direction may be displayed below. These histograms allow the integral value of the reference line to be compared with the integral value of the reaction line, and the positive/negative judgment result and its accuracy can be roughly confirmed visually.

本実施形態によれば、イムノクロマトグラフィー法による抗原抗体検査法に基づいた検査キットによる検査対象物の有無の判定精度を向上することができる。より具体的には、
レファレンスライン内の標準的な色空間値と、レファレンス領域と判定領域との間の発色していない領域の色空間値との間で、判定ライン内の色空間値を正規化(スケーリング)することにより、カメラ15の特性や照明等の撮影環境等による依存性を排除して、検査対象物の有無に関する判定精度を高めて且つ安定化することができる。
According to this embodiment, it is possible to improve the accuracy of determining the presence or absence of a test subject using a test kit based on an antigen-antibody test method using immunochromatography. More specifically,
By normalizing (scaling) the color space values within the judgment line between the standard color space values within the reference line and the color space values of the non-colored area between the reference area and the judgment area, dependency on the characteristics of the camera 15 and the shooting environment such as lighting can be eliminated, thereby improving and stabilizing the accuracy of judgment regarding the presence or absence of the object to be inspected.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

1…携帯型情報処理端末、11…プロセッサ、10…データ/制御バス、12…RAM、13…ROM、14…記憶部、15…カメラ、17…タッチパネル、19…ディスプレイ、20…通信モジュール。 1...Portable information processing terminal, 11...Processor, 10...Data/control bus, 12...RAM, 13...ROM, 14...Memory unit, 15...Camera, 17...Touch panel, 19...Display, 20...Communication module.

Claims (10)

試薬と検体とを反応させ、前記反応による前記試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットに関する原画像のデータと、前記原画像を処理して前記検査対象物質の有無の判定を行うプログラムとを記憶する記憶部と、
前記プログラムを実行するプロセッサとを具備する情報処理装置であって、
前記プロセッサが前記プログラムを実行することにより、
前記原画像内の検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン内の画素に関する色空間値と、前記レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値とを特定する手段と、
前記判定ライン内の画素に関する色空間値を、前記レファレンスライン内の画素に関する色空間値と、前記レファレンス領域と前記判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値との間で正規化する手段と、
前記正規化された前記判定ライン内の画素に関する色空間値に基づいて、前記検査対象物質の有無を判定する手段とが実現される、情報処理装置。
a storage unit for storing data of an original image relating to a reaction cassette for reacting a reagent with a specimen and detecting the presence or absence of a test target substance based on a color change state of the reagent caused by the reaction, and a program for processing the original image to determine the presence or absence of the test target substance;
An information processing device comprising: a processor that executes the program;
When the processor executes the program,
means for identifying, from an inspection window image in the original image, color space values for pixels in a reference line appearing in a reference region, and color space values for pixels in a region between the reference region and a judgment region in which a judgment line appears;
means for normalizing color space values for pixels in the decision line between color space values for pixels in the reference line and color space values for pixels in an area between the reference area and the decision area;
and determining the presence or absence of the test target substance based on the normalized color space values for the pixels within the determination line.
試薬と検体とを反応させ、前記反応による前記試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットに関する原画像のデータと、前記原画像を処理して前記検査対象物質の有無の判定を行うプログラムとを記憶する記憶部と、
前記プログラムを実行するプロセッサとを具備する情報処理装置であって、
前記プロセッサが前記プログラムを実行することにより、
前記原画像から、前記反応カセット上の検査窓に関する検査窓画像を抽出する手段と、
前記検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン上の第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均を特定する手段と、
前記レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の領域内において、前記第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均に対して色空間上での距離が最大を示す第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均を特定する手段と、
前記判定ライン上の第3ブロック内の画素に関する色空間値の平均の最大値を特定する手段と、
前記第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均と前記第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均との間の色空間上の距離に対する、前記第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均と前記第3ブロック内の画素に関する色空間値の平均の最大値との間の色空間上の距離の割合に基づいて、前記検査対象物質の有無を判定する手段とが実現される、情報処理装置。
a storage unit for storing data of an original image relating to a reaction cassette for reacting a reagent with a specimen and detecting the presence or absence of a test target substance based on a color change state of the reagent caused by the reaction, and a program for processing the original image to determine the presence or absence of the test target substance;
An information processing device comprising: a processor that executes the program;
When the processor executes the program,
means for extracting an interrogation window image relating to an interrogation window on the reaction cassette from the original image;
means for identifying an average of color space values for pixels in a first block on a reference line appearing in a reference region from the interrogation window image;
means for identifying an average of color space values of pixels in a second block that shows a maximum distance in color space to an average of color space values of pixels in the first block in a region between the reference region and a judgment region in which a judgment line appears;
means for determining a maximum value of average color space values for pixels in a third block on the decision line;
an information processing device that realizes a means for determining the presence or absence of the substance to be tested based on a ratio of the distance in color space between the average of the color space values for the pixels in the second block and the average of the color space values for the pixels in the first block to the distance in color space between the average of the color space values for the pixels in the second block and the maximum of the averages of the color space values for the pixels in the third block.
前記検査窓画像を抽出する手段は、前記原画像に対する輪郭抽出処理により前記検査窓画像を抽出する、請求項2記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 2, wherein the means for extracting the inspection window image extracts the inspection window image by performing a contour extraction process on the original image. 前記検査窓画像を所定のマトリクスサイズにリサイズする手段がさらに実現される、請求項2記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 2, further comprising a means for resizing the inspection window image to a predetermined matrix size. 前記検査窓画像の中心線に沿って色空間値を探索し、色空間値が最大の変動を示す位置を特定する手段と、
前記位置から所定距離だけ上方の位置に前記第1ブロックを設定する手段とがさらに実現される、請求項2記載の情報処理装置。
means for searching color space values along a centerline of the interrogation window image to identify a location where the color space values exhibit the greatest variation;
3. The information processing apparatus according to claim 2, further comprising: means for setting the first block at a position a predetermined distance above the position.
前記位置から所定距離だけ下方の位置に、前記第3ブロックを移動しながら前記最大値を探索するための第2探索枠を設定する手段がさらに実現される、請求項5記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 5 further includes a means for setting a second search frame at a position a predetermined distance below the position for searching for the maximum value while moving the third block. 前記2ブロック内の画素に関する色空間値の平均に対する、前記検査窓画像の各画素の色空間値の色空間上での距離を計算し、距離画像を発生する手段がさらに実現される、請求項2記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 2, further comprising a means for calculating the distance in color space of the color space value of each pixel of the inspection window image relative to the average of the color space values of the pixels in the two blocks, and generating a distance image. 前記距離画像の各画素の距離を、前記2ブロック内の画素に関する色空間値の平均と前記第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均との間の色空間上の距離に対する割合に換算し、換算距離画像に変換する手段がさらに実現される、請求項7記載の情報処理装置。 The information processing device of claim 7 further includes a means for converting the distance of each pixel of the distance image into a ratio to the distance in color space between the average of the color space values for the pixels in the two blocks and the average of the color space values for the pixels in the first block, and converting the distance into a converted distance image. 試薬と検体とを反応させ、前記反応による前記試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットに関する原画像内の検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン内の画素に関する色空間値と、前記レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値とを特定する手段と、
前記判定ライン内の画素に関する色空間値を、前記レファレンスライン内の画素に関する色空間値と、前記レファレンス領域と前記判定領域との間の領域内の画素に関する色空間値との間で正規化する手段と、
前記正規化された前記判定ライン内の画素に関する色空間値に基づいて、前記検査対象物質の有無を判定する手段とをコンピュータに実現させるためのプログラム。
a means for identifying color space values of pixels in a reference line appearing in a reference region and color space values of pixels in a region between the reference region and a judgment region where a judgment line appears, from an inspection window image in an original image of a reaction cassette for reacting a reagent with a sample and detecting the presence or absence of a substance to be inspected based on the color development state of the reagent due to the reaction;
means for normalizing color space values for pixels in the decision line between color space values for pixels in the reference line and color space values for pixels in an area between the reference area and the decision area;
and determining the presence or absence of the test target substance based on the normalized color space values of the pixels within the determination line.
試薬と検体とを反応させ、前記反応による前記試薬の呈色状態により検査対象物質の有無を検出するための反応カセットに関する原画像から、前記反応カセット上の検査窓に関する検査窓画像を抽出する手段と、
前記検査窓画像から、レファレンス領域内に出現するレファレンスライン上の第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均を特定する手段と、
前記レファレンス領域と判定ラインが出現する判定領域との間の領域内において、前記第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均に対して色空間上での距離が最大を示す第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均を特定する手段と、
前記判定ライン上の第3ブロック内の画素に関する色空間値の平均の最大値を特定する手段と、
前記第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均と前記第1ブロック内の画素に関する色空間値の平均との間の色空間上の距離に対する、前記第2ブロック内の画素に関する色空間値の平均と前記第3ブロック内の画素に関する色空間値の平均の最大値との間の色空間上の距離の割合に基づいて、前記検査対象物質の有無を判定する手段とをコンピュータに実現させるためのプログラム。
a means for extracting an image of an inspection window on a reaction cassette from an original image of the reaction cassette for detecting the presence or absence of a test target substance based on a color change state of the reagent caused by the reaction;
means for identifying an average of color space values for pixels in a first block on a reference line appearing in a reference region from the interrogation window image;
means for identifying an average of color space values of pixels in a second block that shows a maximum distance in color space to an average of color space values of pixels in the first block in a region between the reference region and a judgment region in which a judgment line appears;
means for identifying a maximum value of average color space values for pixels in a third block on the decision line;
a means for determining the presence or absence of the substance to be tested based on the ratio of the distance in color space between the average of the color space values for the pixels in the second block and the average of the color space values for the pixels in the first block to the distance in color space between the average of the color space values for the pixels in the second block and the maximum of the averages of the color space values for the pixels in the third block.
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