信号检测方法、校准线生成方法、定量方法及测量装置制造方法及图纸

一种信号检测方法、校准线生成方法、定量方法及测量装置，可高精度检测与测量信号中微量包含的目标成分相关的信号。信号检测方法包括：利用测量信号获取部(20)获取包含目标成分的信号即第1信号和干扰成分的信号即第2信号的测量信号的工序；以及利用第1目标成分信号检测部(316)或者第2目标成分信号检测部(322)进行使测量信号相对第2信号正交的正交运算的工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及信号检测方法、校准线生成方法、定量方法、信号检测装置、测量装置 及葡萄糖浓度测量装置。
技术介绍
作为对测量信号（来自生物体的信号）中包含的预定成分的信号的技术，已知有 各种技术。作为其中代表性技术之一，已知有独立成分分析（或者也称独立成分解析）。 例如，在专利文献1中公开了如下技术：对作为测量信号（来自生物体的信号）的 观测信号进行独立成分分析，W算出的独立成分作为基本函数，通过用基本函数的线性组 合表示观测信号，解析观测信号中包含的目标成分的浓度等。 另外，在专利文献2公开了如下技术对作为测量信号（来自生物体的信号）的观 测数据进行独立成分分析，求出针对观测数据中包含的目标成分的混合系数，从原始观测 数据的目标成分含有量和混合系数求出校准线。 阳0化] 日本特开2007 - 44104号公报 日本特开2013 - 36973号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 理想地，与独立成分相关的信号是唯一固有成分的信号，故没有其他成分的影响， 相对其他成分是"独立"的。然而，现实中存在用独立成分分析从混合成分提取的各个独立 成分难W说是完全"独立"的情况。在运样的情况下，例如，即使为了检测测量对象物中包 含的0. 01 % W下之类的1 % W下的一点点微量成分的浓度而W测量对象物为对象进行独 立成分分析，也难W精度良好地检测微量成分的浓度。 本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种可高精度检测出与测量 信号（例如，来自生物体的信号等）中包含的微量成分相关的信号的新技术。 本适用例的信号检测方法的特征在于，包括：获取包含第1信号和与 所述第1信号不同的第2信号的测量信号的工序；W及进行使所述测量信号相对所述第2 信号正交的正交运算的工序。 根据本申请专利技术人专研，可W考虑使表示第1信号的向量与表示第2信号的向量 正交，第1信号和第2信号构成正交向量空间。因此，依据本适用例的信号检测方法，进行 使测量信号相对第2信号正交而得到相当于第1信号的信号的正交运算，故能从包含第1 信号和第2信号的测量信号除去第2信号，从而能高精度地检测第1信号。由此，可精度良 好地检测包含与第1信号相关的成分和与第2信号相关的成分的样品中的与第1信号相关 的成分的浓度。 优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，在所述正交运算中使用 第2特征信号（第2样品特征信号），所述第2特征信号通过对第2样品信号进行多变量 解析处理而获得，所述第2样品信号对包含与所述第2信号相关的成分且不包含与所述第 1信号相关的成分的样品进行测量而获得。 根据本适用例的信号检测方法，通过对测量包含与第2信号相关的成分且不包含 与第1信号相关的成分的样品的第2样品信号进行多变量解析处理，能提取与第2信号相 关的成分的特征量即第2特征信号（第2样品特征信号）。而且，使测量信号相对所得到的 第2特征信号（第2样品特征信号）正交来进行正交运算，故能从测量包含与第1信号相 关的成分和与第2信号相关的成分的样品的测量信号中，有效地除去第2信号。 优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，所述多变量解析处理是 独立成分分析。 根据本适用例的信号检测方法，使用独立成分分析处理作为对第2样品信号的多 变量解析处理，故在尤其与第2信号相关的成分是高比例成分的情况下，能检测正交性强 且误差小的第2特征信号（第2样品特征信号）。 优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，所述正交运算是使所述 测量信号投影到与由所述第2特征信号（第2样品特征信号）展开的空间正交的空间的投 影运算。 根据本适用例的信号检测方法，通过进行向与由第2特征信号（第2样品特征信 号）展开的空间正交的空间投影测量信号的投影运算，从包含第1信号和第2信号的测量 信号除去第2信号，能高精度地检测第1信号。 [适用例引优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，当用测量向量Μ表示所述 测量信号，用第1向量Μ0表示所述第1信号，用丫个干扰单位向量化表示所述第2特征 信号（第2样品特征信号），用由所述干扰单位向量化构成的矩阵Ρ表示由所述第2特征 信号（第2样品特征信号）展开的空间，用Ρ+表示所述矩阵Ρ的伪逆矩阵，用Ε表示单位 矩阵时，用下式（1)表示所述投影运算，Q 根据本适用例的信号检测方法，通过进行用公式（1)表示的投影运算，能高精度 地检测用测量向量Μ表示的测量信号中包含的第1信号（第1向量Μ0)。 优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，所述正交运算对所述测 量信号应用使用所述第2特征信号的葛兰-施密特（Gram-Schmi化）的正交化法。 根据本适用例的信号检测方法，通过对测量信号应用使用第2特征信号（第2样 品特征信号）的葛兰-施密特的正交化法，从包含第1信号和第2信号的测量信号除去第 2信号，能高精度地检测第1信号。 优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，当用测量向量Μ表示所述 测量信号，用第1向量Μ0表示所述第1信号，用丫个干扰单位向量化表示所述第2特征 信号（第2样品特征信号），用Wk表示丫个中间向量，用WkT表示所述中间向量Wk的转 置向量时，设第1中间向量W1为第1干扰单位向量P1，用下式似和下式做表示所述葛 兰-施密特的正交化法， 阳0巧]ο 根据本适用例的信号检测方法，利用由公式似和公式（3)表示的葛兰-施密特 的正交化法，依次使丫个中间向量Wk正交，故测量向量Μ与丫个中间向量Wk的每一个正 交，其结果是，对第2信号整体正交化。由此，能高精度地检测由测量向量Μ表示的测量信 号中包含的第1信号（第1向量Μ0)。 [适用例引优选的是，根据上述适用例的信号检测方法，所述第1信号在所述测量 信号中所占的比例为1 % W下。 根据本适用例的信号检测方法，即使在与第1信号相关的成分是微量且第1信号 W 1%W下的比例包含于测量信号的情况下，也能在测量信号中高精度地检测出微量成分 的第1信号。 优选的是，本适用例的校准线生成方法，针对与第1信号相关的物理 量已知的基准样品，计算执行上述适用例的信号检测方法而得到的所述第1信号与所述第 1信号的单位信号的内积值，生成校准线，所述校准线表示与所述第1信号相关的物理量和 所述内积值之间的关系。 根据本适用例的校准线生成方法，计算通过执行可从测量信号高精度地检测第1 信号的信号检测方法而得的第1信号和第1信号的单位信号的内积值，生成校准线，故能生 成精度高的校准线。 优选的是，本适用例的定量方法，包括如下工序：计算通过上述适用 例的信号检测方法而得到的第1信号与所述第1信号的单位信号的内积值。 根据本适用例的定量方法，取得通过执行可从测量信号高精度地检测第1信号的 信号检测方法而得的第1信号和第1信号的单位信号的内积值，故能精度良好地求出向量 空间下的第1信号的大小（纯量）。 优选的是，根据上述适用例的定量方法，所述定量方法还包括参照校 准线和所述内积值来定量化物理量的工序。 根据本适用例的定量方法，参考第1信号和第1信号的单位信号的内积值W及表 示与第1信号相关的物理量和内积值的关系的校准线，故能准确地定量化包含与第1信号 相关的成分和与第2信号相关的成分的样品中的与第1信号相关的成分的物理量。 优选的是，根据上述适用例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号检测方法，其特征在于，包括：获取包含第1信号和与所述第1信号不同的第2信号的测量信号的工序；以及进行使所述测量信号相对所述第2信号正交的正交运算的工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水兴子，西田和弘，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP