便携式医学诊断系统以及使用移动装置的方法

摘要

用于比色测试条分析和疾病管理的系统和方法。该系统包括可操作连接到移动装置的配件，该移动装置获取并且/或者分析比色测试条的图像。轻便盒子配件能被可拆卸地附装到移动装置，或者虽然被保留附装在移动装置上，但是能将轻便盒子配件移离相机的视野让其拍照。在其他的实施例中，不通过该轻便盒子，获得包含已知校准颜色和试剂区域的图像，用来与之前的校准图像比较，以对周围光照环境中的变化建模，并且决定颜色校准功能。校正能被应用到所检测的试剂区域颜色，用于所检测的试剂区域颜色与基准图表上的基准颜色之间的匹配。可选择地，信息能被处理和展示以提供反馈，以及传输给医护人员用于分析。

说明书

技术领域

本发明概括地说，有关于流体样品分析的装置，例如医学诊断装置，更具体地 说，有关于使用相机的比色测试条的分析，所述相机例如是智能手机或者其它移动 装置上提供的相机。

背景技术

糖尿病是全世界最主要的死因之一。单单在印度，有接近5千万的糖尿病患者， 根据世卫组织，该数字2030年之前有望上升到8千万。

糖尿病患者一般要每天几次自己监测他们血液中的葡萄糖水平。葡萄糖水平能 够使用电化学条评估，该电化学条目前对于世界各地的大部分糖尿病患者来说贵得 吓人。比色条也是可用的，但是只有电化学条成本的一小部分。

比色测试条也能用于其它几个血液和尿液参数，例如胆固醇，血红蛋白和酮， 以及完全不同的应用，例如水质测试。能够实施一整套使用各种比色条进行测试的 模块化低成本装置将会是一个有影响力的发明。

与此同时，可用的移动装置或者移动平台已经变得普遍。移动装置的例子包括， 但不限于，功能拍照手机，智能手机，具有编程能力的数字手机以及平板电脑。

在移动平台中使用了更加成本高效的比色条的低成本装置，在满足葡萄糖监视 和其它体液监视增长需求的方面，将会是受欢迎的新选择。

发明内容

本发明的各种实施例提供了用于比色测试条分析以及使用由该分析所产生的 读数的疾病管理的移动平台。更具体的，移动装置的相机能被用来自动检测比色条 一个或多个试剂区域的颜色。这些一个或多个颜色与一套已知的或者标准的颜色相 比较，所述颜色以前在初始的校准中检测自基准和/或校准颜色图表，并且储存在 移动装置的存储器中。这些标准颜色的每一个能伴随一个具体的测试结果读数，使 用该读数比色条进行测试。这些一个或者多个检测值接着被应用在移动装置上的疾 病管理平台。在某些实施例中，平台和另外的信息一道记录和存储这些值，并且将 这些值和信息传输到远程服务器上的数据库，这样医护人员能够存取来提供用于疾 病管理的反馈。对于病人的反馈能够通过分析和可视化移动装置上所收集的数据， 以及通过从医护人员处接收个人化反馈来自动提供。

为了本公开的目的，“标准颜色”是一种在受控制或者标准的光照环境中具有 已知颜色特性的颜色，其中“基准颜色”和“校准颜色”为子集。“基准颜色”指 使用在用于决定在可视比较中最接近匹配的手动系统中的标准颜色。“校准颜色” 为用于校准数字相机反应的标准颜色，并且能够表示特别适合于生成准确颜色校正 功能的颜色范围。在一些实施例中，一种基准颜色或者多种基准颜色也能使用为一 种校准颜色或者多种校准颜色。

同样的，出于公开的目的，“初始的校准”为当观察到多个标准颜色时，被执 行一次来测量数字相机的反应(所生成的颜色值)的校准。“原位校准”为初始校 准之后，并且考虑到变化条件所实施的校准，所述变化条件例如周围光照以及由数 字相机所实施的自动反应。

比色测试条一个或者几个试剂区域的颜色检测不是一个普通的问题。复杂性在 于比色条所承受的影响其显色的各种光照条件。因此，本发明的各种实施例能够执 行用于分析过程中比色测试条可能经受的各种光照条件的归一化。

本发明的某些实施例包括轻便盒子配件，所述轻便盒子配件附装到或者另外与 移动装置连接，用于比色条数字图象的增大。轻便盒子配件覆盖移动电话的相机， 并且限制或者消除会另外到达移动装置相机的光。轻便盒子配件内的光被控制来对 光条以一种一致的方式来照明。在一个实施例中，轻便盒子配件在比色条与移动装 置相机的对齐方面进行协助。此外，本发明各种实施例中的轻便盒子配件，体积小， 具有1到3cm之间的厚度(沿移动装置相机光轴的尺寸)。在某些实施例中，轻便 盒子配件或者在使用后能被移除，或者当不使用时，为移动装置相机的操作，能够 旋转开或者翻转开。

本发明的一个方面为，轻便盒子配件和移动装置之间不需要辅助通信装置。轻 便盒子配件和移动装置之间的所有通信通过由移动装置数字相机所获得的图象以 及转换为那些图象的颜色值进行。这种性质的通信不仅传递分析下的比色条的状 态，而且能检测该系统的其他情况，例如低电量情况，温度溢出情况，以及一般的 溢出情况。

本发明的一个方面为移动装置相机的增大来提供任何比色测试条自动可靠的 精确分析。比色测试条，正如名字所指出的，当与测试下的液体接触，改变颜色。 在反应后，最终的颜色表明了测试的结果。比色条一般要求与基准颜色图表可视化 比较来将结果颜色解读为测试读数，这能导致不可靠和不精确的结果，因为解读基 于依靠人执行比较的主观比较。这种用于葡萄糖测试的比色测试条的一个例子为 BETACHEK可视条，由澳大利亚，悉尼的National Diagnostic Products Pty.Limited 提供。

通过在每个比色测试条上印刷一个或者多个校准色标，该问题能够被解决。该 方法也不同于将整个基准颜色图表包括在每个比色测试条上，然后发现最接近的匹 配，这在多数情况下是不可行的，因为基准图表包含大量基准颜色，而比色测试条 具有较小的物理尺寸。

本发明的一个实施例包括了归一化光照条件的方法。移动装置的相机通过[拍 摄基准图表的照片同步检测一套基准颜色以及一个或多个校准颜色。所有这些颜色 被存储在移动装置存储器中作为被检测的，作为初始的校准。初始的校准步骤仅需 要在每个移动装置上进行一次以考虑移动装置相机的具体属性。

为了使光照条件归一化成为可能，除了一个或多个试剂区域，每个比色条能够 包括和前文所描述的基准图表中相同的一个或多个校准颜色。试剂区域和“原位” 校准颜色能被移动装置的相机同步检测。光照条件归一化过程估计了颜色校正函 数，该功能使用初始校正步骤与比色测试条分析步骤之间的一个或多个“原位”校 准颜色的所检测值中的变化来建模光照条件。该颜色校正函数接着能被应用到一个 或多个试剂区域的所检测颜色值。归一化的试剂区域颜色与来自储存在移动装置存 储器中基准图表的标准颜色比较以发现最接近的匹配。

在一个实施例中，这种比较分别针对每个试剂区域来执行，并且一旦这种匹配 被建立，最接近的基准颜色测试结果读数能被分配给指定的试剂区域。当为数字值 时，获得试剂区域测试结果读数的另一种方法为计算最接近匹配测试读数的加权平 均值，或者基准颜色值的插值或者推算。这些结果接着能被使用在移动装置上的疾 病管理平台中。

在本发明的各种实施例中，比色测试条分析方法包括两个阶段：光照条件归一 阶段，其也能被称为色彩校正，以及颜色匹配阶段。颜色校正能够需要数字相机中 的简单白平衡到存在与正如在高级相机校正算法中所发现的更复杂的颜色校正。

本发明的一些实施例描绘了比色测试条与移动装置相机，类似扫描二维码，使 用装载在移动装置处理器中的软件应用来执行比色条的分析。比色条能被保持在相 机的前方，或者使用夹持器将给定的比色条沿重复的方向夹持在相机的前方。颜色 图案能被印刷在每个条上以使得补偿变化光照条件的软件应用成为可能。

其他实施例提供了光照条件的更多控制。已经被发现跨越广泛的光照条件范围 维持高精度的结果可能是有问题的。同样的，至少对于条不需要手就能保持在相机 前的实施例，完全新的用户体验是必须的。用户习惯于将测试条插入葡萄糖测量仪 中，这样不需要手的技术展示了一个挑战，该挑战为不得不教用户为了最优结果怎 样恰当地定向比色测试条。

在结构上，本发明的各种实施例包括和移动装置一起的用来分析比色条的轻便 盒子配件，该移动装置包括中央处理单元和数字相机。所述配件包括具有近侧罩的 外壳，周界壁和远端罩，近侧罩展示了近侧面并且包括限定了穿过近侧罩的观察窗 口的结构，远端罩展示了远端面。孔结构限定了外壳内的孔，孔限定了定中心于此 的观察轴，观察轴实质垂直于孔并且近侧罩的观察窗口实质围绕观察轴定中心。在 一个实施例中，孔结构与至少一个周界壁和远端罩整体成型。在一个实施例中，结 构限定了用于比色条插入的槽，槽配置用来定向比色条贯穿观察轴。原位校准目标 能被布置在孔结构内，原位校准目标具有预设的颜色特性，在某些实施例中，至少 一种光源被布置在外壳内，当比色测试条被对准在槽内，至少一种光源被安排用于 比色测试条的照明。至少一种光源能为发光二极管。

电源能被放置在外壳内，并与至少一个光源可操作地耦合。开关能被可操作地 耦合在电源和至少一个光源之间用于至少一个光源的选择激活。在一个实施例中， 开关可在外壳外部接触到，用于至少一个光源的手动通电。电源能够包括至少一节 电池。配件被配置仅仅通过移动装置的数字相机与移动装置的中央处理单元通信。

轻便盒子配件能够包括被放置在外壳内的微距镜头，所述微距镜头实质围绕观 察轴定中心，并且位于观察窗口和原位校准目标之间。轻便盒子配件能够进一步包 括用于溢出条件检测的电路，该电路包括当被激活时，被安排对原位校准目标照明 的彩色光源。在某些实施例中，溢出能力包括第一电路和第二电路，第一和第二电 路的每一个都用于溢出条件的检测，第一和第二电路的每一个都包括各自的彩色光 源，各自彩色光源的每一个，当被激活时，都被安排来对原位校准目标照明。在一 个实施例中，第一电路被配置检测第一溢出条件，而第二电路被配置检测第二溢出 条件，由于第一溢出条件不同于第二溢出条件。第一电路相应彩色光源的的颜色能 够不同于第二电路相应彩色光源的的颜色。

本发明的各种实施例包括了用于比色测试条比色分析的方法，该方法实施了颜 色校正。该方法包括提供包括了数字相机和中央处理单元(CPU)的移动装置。所 述CPU被可操作地耦合到存储介质，并且配置接收来自存储介质的指令，并且配 置存储介质包括CPU可读的指令。在一个实施例中，这些指令包括：

●用数字相机捕捉多个标准颜色的至少一个图像；

●将多个标准颜色的至少一个图像转换为多个初始校准颜色值；

●提供接触测试液体的比色条，所述比色条包括反应区域；

●提供一个原位校准目标，所述原位校准目标包括至少一种原位校准颜色在 其上，这至少一种的原位校准颜色不受测试液体存在的影响，这至少一种 的原位校准颜色的每一种与相应的多个标准颜色的一个实质上一模一样；

●获得数字测试图像，所述数字测试图像既包括比色条反应区域的图像，又 包括原位校准目标的图像；

●分析数字测试图像的部分(被知道用来表示原位校准目标)以获得多个相 应的原位量化颜色值；

●比较相应的量化颜色值与初始的校准颜色值；

●基于相应的原位量化颜色值，建立颜色校正函数；

●分析数字测试图像的部分(被知道用来表示比色条的反应区域)以获得多 个对应反应区域的测试颜色值；

●将颜色校正函数应用到多个测试颜色值

●将多个测试颜色值转换为至少一个测试读数

在一个实施例中，多个标准颜色为基准颜色。所述多个标准颜色的至少一个图 像能够既包括校准颜色又包括基准颜色。方法能够进一步包括线性化所述初始校准 颜色值和原位量化颜色值。在一个实施例中，方法包括将多个初始校准颜色值储存 到存储介质，并且/或者在比较步骤前从存储介质恢复多个初始的校准颜色值。

附图说明

图1为本发明实施例中可操作附装到移动装置的轻便盒子配件的立体图；

图2为图1轻便盒子配件的立体图；

图3为本发明实施例中图1轻便盒子配件近侧面的立体图；

图4为从近侧观察的图1轻便盒子配件外壳的立体图；

图5为从远侧侧观察的图1轻便盒子配件外壳的立体图；

图6为本发明实施例中“原位”校准目标的平面图；

图7为本发明实施例中扩压器嵌件的平面图；

图8为本发明实施例中电路板近侧面的平面图；

图8A为本发明实施例中低电量检测电路的简图；

图8B为本发明实施例中温度溢出检测电路的简图；

图9和10为本发明实施例中测试条适配器的立体图；

图11和12为本发明实施例中测试条适配器和被安装到测试条适配器的比色条 一起的立体图；

图13和14为本发明实施例中比色测试条近侧面和远侧面各自的立体图；

图15为被观察比色条的移动装置和图1的轻便盒子配件中的“原位”校准目 标捕捉的图像；

图16为本发明实施例中被观察比色条的移动装置使用微距镜头捕捉的图像；

图17和18为本发明实施例中用来将轻便盒子配件安装到移动装置的弹性条的 立体图；

图19和20为本发明实施例中将轻便盒子配件安装到移动装置的卡套配置的立 体图；

图21和22为本发明实施例中将轻便盒子配件安装到移动装置的粘扣织物的立 体图；

图23到26为本发明实施例中将轻便盒子配件安装到移动装置的轨道安装系统 的立体图；

图27为本发明实施例中用于比色测试条分析和疾病管理平台的移动装置的简 图；

图28为本发明实施例中移动装置，当被用来执行比色测试条分析，病人手持 比色测试条在移动装置相机前的立体图；

图29为本发明实施例中移动装置，当被用来执行比色测试条分析，钳形壳体 夹持比色测试条在移动装置相机前的侧视图；

图30为本发明实施例中比色测试条例子的平面图；

图31为本发明实施例中例子基准颜色图表的平面图；

图32为本发明实施例的流程图；

图33为本发明实施例中不同的照明条件中定色的物理对象的所检测的颜色值 的图解表示；

图34为本发明实施例中所使用的光照条件归一方法的流程图；

图35为描绘本发明实施例中发现比色条上每个试剂区域最接近匹配基准颜色 过程的流程图；

图36为本发明实施例中疾病管理平台的流程图；

图37为本发明实施例中决定溢出事件已经发生的序列流程图。

具体实施方式

参照图1到图3，适用于与移动装置32联接的轻便盒子部件或者配件30被描 绘在本发明的实施例中。在一个实施例中，轻便盒子配件30包括具有远侧罩35 的外壳34，该远侧罩35展示远侧面36，以及与近侧罩42配合以限定出容纳部件 43的周界壁38，该近侧罩42具有近侧面44。在一个实施例中，远侧面36与周界 壁38容纳测试条适配器46，该测试条适配器46被紧固件48固定到外壳34上。 远侧面36也能包括电源开关52，该电源开关52可被使用者接触到用于手动地将 外壳34内的光源通电。测试条适配器46与周界壁38能配合限定出用于比色测试 条56插入的槽54。

在一个实施例中，轻便盒子配件30包括板载电源57。在所描绘的实施例中， 电源57包括电池座58，该电池座58容纳纽扣型电池或者硬币型电池，并且被插 入周界壁38中的槽(图中不可见)。能够理解的是，也可使用其他板载电源和电池 构造。

近侧罩42适用于与移动装置32的背面或者相机面62接触。近侧罩42能够由 柔顺性垫片材料构成。近侧罩42也限定了观察窗64，该观察窗64与测试条适配 器46对齐，而且与其相对，并且定位成与移动装置32的照相机镜头对齐，因此透 过该处能够观察比色测试条56。在一个实施例中，磁铁66被固定在外壳34里， 磁铁66的暴露面68可从外壳34的近侧面44接触到。

为了公开的目的，“远侧面”，“远侧表面”或者“远侧”指，当轻便盒子配 件30运转时，一般面朝远离移动装置32方向的外壳34的表面，面或侧。“近侧面”， “近侧表面”或者“近侧”指，当轻便盒子配件30运转时，一般面朝移动装置32 方向的外壳34的表面，面或侧。此外，“移动装置”是任何具有数字成像能力的移 动计算设备，该移动计算设备能被编程从数字图像获得和/或处理信息。移动装置 的例子包括，但不限于，功能拍照手机，智能手机，具有编程能力的数字手机以及 平板电脑。

参照图4和5，描绘了近侧罩42被去除的外壳34。在所描绘的实施例中，外 壳34包括孔结构71，该孔结构限定了在壳体43内的孔72，该孔72限定有观看轴 线73。在一个实施例中，孔结构71包括围绕孔72周边的突出部结构74。在一个 实施例中，孔72在相对的两侧被形成在外壳34远侧面36上的横档76裁切。突出 部结构74也能包括凸片78，该凸片78从突出部结构向内径向延伸。外壳34也限 定了用于安装电源开关52的开口82，用于安装磁铁66的容槽84，以及用于安装 螺纹母头92、94和96的容槽86。在一个实施例中，在外壳34的远侧面36上提 供有安装通道98，用来容纳测试条适配器46。尽管所描述的实施例将孔72描绘 成多边形，也可限定为其它几何形状，例如圆形的，卵形的或者椭圆形的几何形状。

参照图6和7，“原位”(in situ)校准目标102以及漫射器嵌件104被描绘在 本发明的实施例中。原位校准目标102被配置成配合在孔72内，并与横档76的近 侧面以及凸片78的近侧面接触。在一个实施例中，原位校准目标102被设置在漫 射器嵌件104与横档76加上凸出部78的近侧面之间。在一个实施例中，微距镜头 (未绘出)也被设置在外壳34的孔72中，镜头的光轴与孔72的中轴线同轴。

参照图8，在本发明的实施例中具有电路板112。电路板112包括基础部分114 和延伸部分116，该延伸部分116延伸自基础部分114。孔118位于延伸部分116 的自由端部分122。在一个实施例中，多个发光二极管(LED)被设置在电路板112 的远侧面126上，紧邻孔118，LED124被可操作地耦合到用于选择性激活的电路。 电路板112也包括用来与外壳32中的螺纹母头94和96分别联接的安装孔132和 134。电路板112成形为，当电路板112被安装在外壳34中时，能具备供电源开关 52的间隙以及能接触到磁铁66。

注意到，尽管所描述的实施例描绘了多个LED，单个LED的使用也是能预料 的。同样地，能够使用，除了LED以外的，对于技工可获得的，以及易于合并到 本文所描述的手持系统的其它光源。

去除电源开关52可以是一个可供选择的实施例。取而代之的，这多个LED124 能够被设置在轻便盒子配件30内部的并且检测比色测试条56存在的(例如，通过 滚轮杠杆臂拨动微动开关或者光路检测开关)开关激活。这种配置能够具有优势， 所述优势为，确保，在能够获得分析图像之前，比色条56被正确地装进轻便盒子 配件30。这种配置也能够阻止，能够消耗电量的LED的无意中激活。

在一些实施例中，轻便盒子配件30包括用于探测的电路，所述探测针对一个 超出范围的情况或者多个超出范围的情况，其例子在下文中被描述。

参照图8A并且再参照图8，在本发明的一个实施例中描述了低电量探测电路 135。低电量探测电路135能够包括比较器136，该比较器136被可操作地耦合到 基准电压源137以及彩色光源138，例如彩色LED。电压源137的一个非限制例子 为，由Texas Instruments,Inc.of Dallas,Texas,USA制造的，REF29xx CMOS电压 基准，其规格为“100ppm/℃，50μA在SOT23-3CMOS电压基准中”，可在 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref2912.pdf中获得(最后一次被访问是在2013年3 月5日)。

彩色光源138主要能够穿过窄带通来透光，该窄带通与色彩(例如，红色，绿 色，琥珀色)粗略地相关，并且该彩色光源138被安排在激活后立即对原位校准目 标102照明。适合在低电量探测电路135中使用的比较器136的一个非限制例子为， 国家半导体(National Semiconductor)LPV7215MF，其规格为“LPV7215580nA轨 对轨输入和输出，1.8V，推挽输出比较器，”可在 http://html.alldatasheet.com/html-pdf/115571/NSC/LPV7215MF/56/1/LPV7215MF.htm l中获得(最后一次被访问是在2013年3月3日)。

在操作中，比较器136将电源59电压Vbat(直供或者分流)与基准电压源137 的基准电压Vref比较。当Vbat下降低于Vref，比较器136使彩色光源138通电。

参照图8B并且再参照图8，在本发明的一个实施例中描述了温度超出范围探 测电路140。温度超出范围探测电路140能够包括温度传感器141，双比较器142 和彩色光源143。根据与传感器141温度已知的相关性，温度传感器141能够输出 电压Vtemp。彩色光源143，例如彩色LED，主要能够穿过窄带通来透光，该窄带 通与色彩(例如，红色，绿色，琥珀色)粗略地相关，并且该彩色光源143被安排 在激活后立即对原位校准目标102照明。例如，通过使用电阻，正如图8B中所描 绘的电阻R1，R2，R3和R4，对基准电压Vref分压，能够生成Vref_h和Vref_L 电压。在一个实施例中，Vref能够源自电压源137。

适合在温度超出范围探测电路140中使用的双比较器142的一个非限制例子为 MCP9700/9700A或者/9701A，由Microchip Techonolgy，Inc.of Chandler AX制造， 其规格为“低功耗线性有源热敏电阻(Thermistor^TM)集成电路”，可在 http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21942e.pdf中获得(最后一次被 访问是在2013年3月3日)。

正如图8中所描绘的，多个超出范围电路(例如，电路135和140)能够在相 同的轻便盒子配件30中被实施。由光源(例如，光源138和143)放出的色彩能 够在不同的带通透光，当每条电路被设计来探测不同的参数或者不同的超出范围阙 值时，这能是有用的。

双比较器142能够包括第一比较器142a和第二比较器142b。第一比较器142a 将来自温度传感器141的电压Vtemp输出与高基准电压Vref_h比较，并且当Vref_h 超过预定电压(该预定电压对应温度传感器141输出的预定高温度)，其激活彩色 光源143。第二比较器142b将来自温度传感器141的电压Vtemp输出与低基准电 压Vref_l比较，并且当Vref_l下降低于预定电压(该预定电压对应温度传感器141 输出的预定低温度)，其激活彩色光源143。

从功能上说，并且正如下文关于图37更详细地解释，对原位校准目标102的 照明能够提供一种机制用来向移动装置32通报已经发生超出范围的情况。考虑， 例如，通过低电量探测电路135的彩色光源138对原位校准目标102照明，并且考 虑彩色光源138被配置为对原位校准目标102(也通过举例)用大体为琥珀色的光 进行照射。覆盖在由多个LED124所提供的宽带照射上的琥珀色光的存在，当被多 个LED单独照射，将引起相对于所观察到的强度的色谱的某些部分的强度(绝对 的或者归一化的)上的增长。此外，受到来自彩色光源138照射影响的色彩能被认 知为受到来自光源138照射下，原位校准目标102校准的先验(a priori)。用于彩 色光源138的装置以及它们伴随光谱的非限制例子包括：琥铂色LED(用在 600-625nm带通中的峰值强度操作)；绿色LED(用在500-575nm带通中的峰值强 度操作)；红色LED(用在630-650nm带通中的峰值强度操作)；蓝色LED(用在 460-480nm带通中的峰值强度操作)。

因此，当图像的色彩被移动装置32所分析，所述移动装置32能被配置来解释 这些已知色彩强度的增长，以作为在那里低电量电路135已经探测低电量情况的指 示。

使用其它彩色光源来检测其它超出范围的情况能够实施相同的一般程序。例 如，用于温度超出范围检测电路140的光源143，能够配置使用比低电量检测电路 135(例如琥珀色)更加不同的色彩(例如红色)，对原位校准目标102照明。用不 同的彩色(红色)光对原位校准目标102照明，引起不同的要被观察的颜色配置文 件，而不是为了或者由多个LED124单独提供的宽带照射，或者加上来自多个 LED124以及彩色光源138的彩色光(例如琥珀色)的宽带照射。因此，移动装置 32能够分辨多个超出范围情况(例如低电量或者低温)中的哪一个正在由轻便盒 子配件30传递信息。

在本发明的各种实施例中，所有正如“传递信息”是通过移动装置32的相机。 不需要另外的传递信息渠道(例如，USB，无线加密)。以这种方式，从轻便盒子 配件30到移动装置32的信息传递用模拟装置实施。

参照图9和10，本发明的实施例中介绍了测试条适配器46a和46b(通称为或 者共同称为测试条适配器46)，这些适配器限定出槽54并且容易通过槽54进入。 测试条适配器46包括具有两个平行侧145a和145b的栏条144，以及形成在近侧 面148上的凹部146。凹部146沿栏条144长度的第一部分延伸，终止在抵接端152， 并且限定了比色测试条56的插入长度。安装孔156被设置紧邻栏条144的第一端 158。栏条144的平行侧145a和145b包括轨道162和164，这些轨道沿栏条144 的部分延伸并且靠近栏条144的第二端166，所述第二端166与栏条的第一端158 面对面。在一个实施例中，提供了穿过栏条144的出入孔168。在一个实施例中， 通槽170被包括紧邻凹部146的抵接端152，用来比色条56被完全插入的视觉验 证。

所描述实施例的组装包括按压或者另外将磁铁66和螺纹母头92、94和96牢 牢固定在外壳34各自的容器84和86。原位校准目标102被设置在来自近侧的孔 72内，原位校准目标102接触横档76并且覆盖由孔72限定的开口的部分。扩压 器嵌件104接着被设置在孔72内，紧靠原位校准目标102以及凸出部78的近侧面 展示。对于实施了微距镜头的实施例，微距镜头能被安装在电路板112的孔118 上，并且被近侧罩42固定。

电路板112接着被安装到外壳34，以使得在延伸部分116自由端部分上的孔 118与外壳34的孔72实质对齐，并且通过安装孔132和134紧固到螺纹母头94 和96。在这个方向，延伸部分116的自由端部分122留住扩压器嵌件104和原位 校准目标102，并且LED124与扩压器嵌件104接触或者几乎接触。

通过将测试条适配器46插入安装通道98并且用紧固件48(所述紧固件48通 过测试条适配器46上的安装孔156与螺纹母头92耦合)将其牢牢固定在适当的位 置，测试条适配器46被牢牢固定到外壳34的远端面36。在一个实施例中，用沿 安装通道198的边缘所形成的轨道162和164滑动啮合槽，测试条适配器46沿通 道轴172(图5)被横向插入安装通道98(图中槽不可视)。

从功能上说，测试条适配器46a适合与“两面”条一起使用(例如下文伴随图 13所讨论的条190)，在该测试条适配器46a中在其被安装到轻便盒子配件30之后， 取样被放置在条上。通过出入孔168，取样的应用被完成。测试条适配器46a适合 与“单面”条一起使用，在该测试条适配器46b中在其被安装到轻便盒子配件30 之前，取样被应用到条上。

观察窗64，电路板112的孔118以及外壳34的孔72实质对齐，这样移动装 置的相机能够观察在测试条适配器46凹部146内的目标区域174。正如图10中所 描绘的，作为实施例，使用原位校准目标102，限定在测试条适配器46上的目标 区域174被修剪。孔72的突出部结构能够限定挡板，该挡板与近侧罩42和测试条 适配器46一起，显著阻挡了来自照射测试条适配器46目标区域174的环境光。

扩压器嵌件104起到漫射由LED124发出的光来提供原位校准目标102和目标 区域174中实质上均匀的光的作用。正如下文图21-26的讨论所带来的解释，原位 校准目标102能够是适合于移动装置32的相机校准的已知颜色，色谱或者颜色的 组合。

参照图11和12，比色测试条56a和56b(通常称为比色测试条56)被介绍为 被分别安装在条适配器46a和46b。从功能上说，由测试条适配器46上的凹部146 所限定的插入长度154，被调整来使得比色测试条56的反应区域176与测试条适 配器46的目标区域174对齐。例如，测试条适配器46a被设计与BETACHEK G5 测试条对齐，而测试条适配器46b与BETACHEK可视测试条对齐。G5和可视测 试条的反应区域176的中心，定在离各自测试条的插入端不同的距离处。各自凹部 146的邻接端是这样确定位置的，那就是当比色测试条56被插入并且显示出依靠 邻接端152比色测试条56a和56b的反应区域176覆盖对齐各自的测试条适配器 46a或者46b的目标区域。凹部146的宽度也能形成尺寸，该尺寸用来提供与比色 测试条56想要的配合。

在操作中，移动装置32的相机覆盖对齐近侧罩42的观察窗64来观察轻便盒 子配件30内的原位校准目标102和目标区域174。在一个实施例中，磁铁(未描 绘)被安装在移动装置32的相机面上。移动装置32上磁铁的暴露面导向具有与轻 便盒子配件30上磁铁66的暴露接触面互补的极性。磁铁间的吸引使轻便盒子配件 30的近侧面44可拆卸地紧靠移动装置32的相机面62。同样地，当相机的镜头与 观察窗64对齐，移动装置32上的磁铁被定位与轻便盒子配件30上的磁铁66对齐。

比色条56沿通道轴172插入测试条适配器46的凹部146，直到插入端186接 触凹部146的对接端152。电源开关52被激活来给LED 124提供能量，这些LED 通过扩压器嵌件104用光照进孔中来对比色测试条56照明。移动装置32接着被操 作执行应用软件以获得和评估比色测试条56的图像。

参照图13和14，比色测试条190被描绘与本发明实施例中的测试条适配器46a 一起使用。比色测试条190包括具有穿孔192的衬底，该穿孔实质上位于相对于插 入端193与其他标准测试条(例如，BETACHEK G5测试条)的反应区域176相同 的位置。用于反应区域194的材料被设置在比色测试条190的近侧面196上，覆盖 穿孔，并且可穿过穿孔192从比色测试条190的远侧面198出入。当比色测试条 190被完全插入测试条适配器46a，穿孔192与测试条适配器46a上的出入孔168 对齐，并且从远侧面196可出入。出入孔168与穿孔192之间的对齐，使得能够在 比色测试条190插入轻便盒子配件30之后，将测试下的液体放置在比色测试条190 上。

图13和14的比色条是两面条的代表，其中液体(例如，小血滴)被应用在一 面，而反应变化在另一面被观察。当两面条被使用，控制移动装置32的软件应用 能被编程来以视频或者时间推移的方式来观察颜色变化的发生，并且以变化发生后 的预先确定的时间间隔获取两面条反应部分的数字图像。以预先确定的时间间隔所 获取的数字图像接着能够被分析来提供测试结果。预先确定的时间能够以为人所知 用来提供可重复结果的时间段来建立，因此加强了测量的准确性和可靠性。

参照图15和16，本发明的实施例介绍了，当比色测试条56的图像被移动装 置32的相机捕捉的时候，该图像处在覆盖目标区域174的位置。图15的图像包括 原位校准目标102和反应区域176，它们是模糊的，因为移动装置32的相机的聚 焦系统未被设计来捕捉离开仅仅几毫米的图像。对于一些能够下载到移动装置32 的软件应用，这种图像足够用来分析，因为被检测的以图像某个像素的颜色值不受 模糊图像的影响。

对于图16的图像，伴随着原位校准目标102被移除，在移动装置32的相机与 比色条56的反应区域176之间设置微距镜头。图像不像前面一样模糊。微距镜头 能被描述成具有代表性，并且具有大约1到10毫米的非限制焦距。对于图16的图 像，例如，发现当聚焦无限远这一档的时候，大约6mm的焦距使得相机能够捕捉 图像。一般，微距镜头的焦距不需要仔细指定，因为现有的移动装置相机具有自动 聚焦的能力。

在轻便盒子配件30提供被控制的光环境的同时，一些图像归一化仍然可以是 必须的。一些相机的参数，例如曝光时间，由数字成像装置相机的硬件自动选择， 并且不能与储存在存储器中的初始校准图像比较，以产生读值。同样地，不同的手 机型号具有不同的相机参数和特征。因此，尽管不总是必须的，使用原位校准目标 102的图像归一化，对于避免不得不对每个移动装置型号执行校准是经常有益的。 在这里的描述中，原位校准目标102是纯白色，但是其它颜色以及更复杂的颜色图 案能够被使用。在一个实施例中，原位校准目标102包括一片片的不同颜色，例如， 黄色条，绿黄色条以及绿色条。在另一个实施例中，原位校准目标102包括一片或 者一片片基准颜色。

在一个实施例中，使用轻便盒子配件30内的图案(未描绘)有助于轻便盒子 配件30与移动装置32的相机对齐，所述图案当轻便盒子配件30被附装时可以通 过相机看到。图案能够被印在测试条适配器46的目标区域174上，原位校准目标 102上，或者能被包括在被插入测试条适配器46的单独的条上。在一个实施例中， 图案的图像与相同图案想要得到的位置一起能够被呈现在移动装置32的显示装置 上。用户接着仅仅将图像化和优选的图案与相机对齐。在另一个实施例中，图案能 够被这样设计，那就是为了充分的对齐，软件应用决定配件需要向哪个方向转移， 并且发布指示关于为了实现对齐，向哪个方向转移轻便盒子配件30。例如，显示 装置上的右箭头将指示用户向右转移轻便盒子配件30，等等。

在一些实施例中，辅助用具被提供来将轻便盒子配件30与移动装置32的结合 锁住，这样，在最初的对齐后，随后轻便盒子配件30的安装导致对齐的方位。例 如，磁铁66的容器84可以具有多边形的外周边(未描绘)，并且安装到移动装置 32的磁铁可以被设置在框中(未描绘)，所述框围绕电话磁铁并且同样被安装到相 机面62，该框被配置与容器84的多边形外周边紧密配合。对齐过程接着将被执行 在将电话磁铁固定到移动装置32之前，确立电话磁铁的合适位置。在一个实施例 中，轻便盒子配件30的对齐能够使用与轻便盒子配件30的周界壁38接触的突起 (未描绘)来完成。在用于随后安装的轻便盒子配件30的三角定向的最初对齐过 程中，或者紧接着这个过程之后，突起能被安装到移动装置。

在一个实施例中，数字可读信息(例如，2D或者3D条形码)被印在插入轻 便盒子配件的条上。这些信息能以至少两种方式使用：(1)“验证”被使用的条， 因此确保仅仅被授权的条在被系统使用，(2)在分析测试条的图像中，通过移动装 置读取用来使用的校准信息。校准信息能够包括校准系数，所述校准系数接着被载 入一般的曲线形式，或者能够提供存取这些信息的指示(例如，互联网址)。信息 本身能被印在比色条上，或者被印在伴随一包比色条的单独的条上。

参照图17到26，本发明的实施例中描述了，用来选择将轻便盒子配件30结 合到移动装置32的可供选择的手段，那就是可选择磁性结合。在一个实施例中， 有弹性的捆缚装置200被实施。包括带扣204的弹性条202被固定在轻便盒子配件 30第一侧边208的一端206(图17)。槽212形成在轻便盒子配件30的第二，相 对边214。在操作中，轻便盒子配件30被放置在移动装置32相机面62上的有效 位置。连结槽212的弹性条202缠绕移动装置32，这样带扣啮合槽212(图18)。 带扣204能被调节，这样当带扣204啮合槽212，弹性条是张紧的。

在另一个实施例中，实施了可膨胀的卡套配置218。可膨胀的卡套219被固定 到轻便盒子配件30(图19和20)用来滑过移动装置32。当滑过移动装置32，可 膨胀的卡套219被测定进入张紧状态。

在另一个实施例中，实施了粘扣织物(例如，维可牢)紧固配置220(图21 和22)。在这个实施例中，粘织物222被固定到轻便盒子配件30的远端面36。带 224，具有固定到轻便盒子配件30的一端226以及固定在相对另一端229的扣织物 228，所述带224缠绕移动装置32，这样粘织物222与扣织物228咬合。

还有另一个的实施例中，实施了槽轨配置230(图23到26)。在这个实施例中， 轻便盒子配件30的近侧面196包括限定为键槽232的结构，所述键槽232具有处 在沿轴238位置的开口端234和封闭端236。轨道242被固定到相机面62，用来啮 合键槽232。键槽232和轨道242包括互补的横断面使得键槽232内轨道242的抓 取成为可能(例如T槽或者燕尾)。

在一个实施例中，将轨道242固定到相机面62涉及将轨道242插入键槽232， 这样轨道242的对准端243依靠键槽232的封闭端236对准，作为一个临时组件 244(图23和24)。在这种配置中，轨道242的暴露面为与相机面62啮合的啮合 面246。粘合剂能被应用到临时组件244中轨道242的啮合面246。可供选择地， 轨道242能在啮合面244上预制一层粘合剂，所述粘合剂由箔或纸覆盖保护；覆盖 被去除则暴露粘合剂。轻便盒子配件30接着被放置在移动装置相机面62的上方， 这样轻便盒子配件30的观察窗64与移动装置32的相机248完全对齐。临时组件 244接着靠着相机面62压紧，这样涂着粘合剂的啮合面246被固定到相机面62。 通过滑动轻便盒子配件30，轻便盒子配件30接着被从轨道242移除，这样封闭端 236被从轨道242提离。

随后，通过在轨道242上滑动轻便盒子配件30，轻便盒子配件30能被选择连 结到移动装置32(图25和26)。

从功能上说，当键槽232的封闭端236与轨道242的对准端243啮合，轨道 242将用来操作的轻便盒子配件30对齐。

参照图27到29，本发明可供选择的实施例中描绘了移动装置302。移动装置 302，例如整合了相机的移动电话，能够包括连接到存储器306和外围控制器308 的中央处理单元(CPU)304。外围控制器308能够通过接口与元件接合，所述元 件与用户和物质世界互动，例如屏幕310，小键盘312，触屏传感器314和数字相 机316。外围控制器308也能与用来与外围设备通信的通用通信接口320可操作地 连接，包括，但不限于无线通信控制器320a，USB端口320b和音频插口320c。

图28和29中描绘了比色测试条分析方面的情况。移动装置302的数字相机 316被用来分析比色测试条318。在一个实施例中，图28中所描绘的，病人手持比 色测试条紧靠移动装置302的相机。在另一个实施例中，图29中所描绘的，通过 附装到手机的钳形壳体322，比色测试条在相对于移动装置302相机的特定距离和 特定位置被夹持。

参照图30，本发明的一个实施例中描绘了比色测试条318。它包括一个或多个 试剂区域，当接触某种正在被测试的体液，例如血液或者唾液，这些试剂区域变色。 比色测试条318也包括一个或者多个原位校准色标326。这些原位校准颜色一模一 样地重新产生在每个比色测试条318上，并且也和基准彩色图表328上的初始校准 色标326’相同(图31)。在一些实施例中，原位校准颜色的一种能是纯白色。

参照图31，本发明的一个实施例中描绘了基准彩色图表328。基准彩色图表 328包括一个或者多个如前文所描述的初始校准色标326’，以及基准色标330。这 些基准颜色的每一种对应能由比色测试条318产生的测试结果读数。光照条件归一 序列能被使用来补偿基准彩色图表328检测与比色测试条318检测之间的光照条件 中的变化。

参照图32，本发明的实施例中描绘了比色条分析的一般过程和总过程。在该 实施例中，步骤332是初始的比色步骤，在该步骤过程中，病人使用移动装置302 的数字相机316来获得基准彩色图表328的数字图像。因此数字相机316即检测校 准色标326’的颜色值，又检测包含在基准彩色图表328中的基准色标330的颜色 值。通过发现数字图像中的各种色标326’、330和分析色标的颜色，移动装置302 能被配置自动检测这些颜色值。色标326’和/或者色标330的定位能够被执行，通 过使用方法，例如公开在“参考”部分里所列的参考[3]到[6]中的方法，所使用方 法的公开因此被全部包含在参考里，除了其中的专门限定。单个颜色值能被计算用 作指定的检测色标，通过使用颜色值中值统计或者均值统计的方法，所述颜色值包 含在色域内。颜色值接着被存储在移动装置302的存储器306中用于随后的使用。

可供选择地，通过接受一系列的图像，标准颜色的图像能被输入移动装置，每 个图像包括不同的基准颜色。该方法特别适合于相机仅能观察有限尺寸目标的地 方，例如使用轻便盒子配件30。

从功能上说，初始的校准步骤332中所获得的颜色值可以校准移动装置302 的数字相机316。初始校准色标326’和基准色标330的颜色值都是已知的，并且 能够通过软件与各自的颜色值相关并且存储在移动装置302的存储器306中。因此， 所获得的颜色值提供了广泛的校准数据库，从该数据库由数字相机所检测的颜色值 能被解释对比标准化的颜色。在指定的移动装置302上，初始的校准步骤332仅需 要执行一次，因此考虑数字相机316的具体特性。

步骤334是测试步骤，在该步骤中，病人将少量正在被测试的体液放在比色测 试条318的一个或者多个试剂区域上。

步骤336是比色测试条的检测步骤，在该步骤中，正如前文所描述的，比色测 试条318被放置在移动装置302的相机316前面，并且通过拍照以及如前文所述自 动在照片中发现试剂区域和色标来检测试剂区域324的颜色和原位校准色标326。 参见参考[3]-[6]。

步骤338是光照条件归一的应用。该步骤在下文中详细描述。

步骤340为来自比色条318每个试剂区域324的测试结果的计算，例如通过发 现每个试剂区域324所检测的颜色(在光照条件归一后)与来自储存在存储器中基 准色标330的基准颜色的集合之间最接近的对应关系。接着移动装置302上的病人 与疾病管理系统能够获得这些一个或者多个测试读数。该步骤也将在下文中更详细 地描述。图33中描绘了光照条件归一序列分解的问题，图33以任意三维标准红- 绿-蓝颜色空间(sRGB)描绘。为了该例子的目的，定色的物理对象能够拥有的不 同的外观颜色值344a，344b和344c在不同的光照条件下。例如，在主要的荧光 (344a)中观察指定的色标一般将比在白炽光(334b)中观察在光谱强度中不同地 反射，在白炽光(334b)中观察的将比在主要的阳光(344c)中观察的在光谱强度 中不同地反射。该归一过程考虑这种不同的周围光照条件。

参照图34，本发明的一个事实例中描绘了光照条件均衡的方法。输入为基准 图表328上初始校准色标326’的所检测的颜色值344和比色测试条318上原位校 准色标326的所检测的颜色值346。步骤348为这些输入-被检测颜色值的线性化， 通过将逆Gamma校正函数独立应用到每个这种颜色值的每个通道，来撤销由数字 相机自动进行的后置处理。在普遍被使用的sRGB颜色空间中，逆Gamma校正函 数定义如下：

$I_{\mathrm{linear}}=\left(\begin{array}{ccc}\frac{I_{\mathrm{sRGB}}}{12.92}& \mathrm{if}& I_{\mathrm{sRGB}}\le 0.04045\\ {\left(\frac{I_{\mathrm{sRGB}}+0.055}{1.055}\right)}^{2.4},& \mathrm{otherwise}& \end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(1\right)$

其中I表示一个颜色通道中的颜色强度值。在另一个实施例中，下面近似的逆 Gamma校正函数能被使用在大多数颜色空间：

I_linear＝(I_non-linear)^1/γ   Eq.(2)

其中γ为图像格式和相机应变值，而I表示一个颜色通道中的颜色强度值。

步骤350为可选择的步骤，该步骤为将从颜色空间所检测的颜色值(在该颜色 空间中，所检测的颜色值由移动装置302的相机316检测)转变为任何具体的颜色 空间，包括但不限于Srgb，Commission Internationale de l'Eclairage(CIE)XYZ或者 CIELAB，在这些颜色空间中将执行色彩校正函数步骤352的估计。在一些情况下， 这将不是必须的，因为所检测的颜色值将已经在近似的颜色空间。

步骤352为要建模的色彩校正函数的估计，或相反考虑光照条件下的变化，和 /或者初始校准(当基准色标330所检测的基准颜色杯储存在移动装置302的存储 器316中)与比色测试条分析(当比色测试条上试剂区域354所检测的颜色值与基 准色标330的所检测基准颜色对比比较)之间的相机反应。在各种实施例中，如下 所述，在相同的颜色空间色彩校正函数f()将输入色彩向量vin转换为输出色彩向量 vout：

v_out＝f(v_in)

            Eq.(3)

能通过将下表中的函数最小化来估计色彩校正函数f()，有时被称为代价函数：

$\min \underset{k}{\Sigma }e(v_{c,k},f\left(v_{a,k}\right))---\mathrm{Eq}.\left(4\right)$

其中e()为错误函数，该函数量化校准阶段过程中基准图标328上kth校准色标的 被检测颜色vc,k与条分析阶段过程中比色测试条上匹配kth校准色标的色彩校正 f(va,k)之后的被检测颜色之间的不相似。这种错误函数的一个例子是平方和 Euclidean距离，当该距离被代入Eq.(4)产生如下函数：

$\min \underset{k}{\Sigma }{\left|\right|v_{c,k}-f\left(v_{a,k}\right)\left|\right|}^2---\mathrm{Eq}.\left(5\right)$

并且将色彩校正函数f()估计的问题减小到最小二乘估计法。

色彩校正函数f()被估计之后，该函数能被应用到比色测试条上每个试剂区域 的所检测颜色值vRA，如下所述：

${\hat{v}}_{\mathrm{RA}}=f\left(v_{\mathrm{RA}}\right)---\mathrm{Eq}.\left(6\right)$

下文的各种实施例描述了用于标准三维颜色空间，例如sRGB空间，CIE XYZ 空间和CIE Lab空间。

在一个实施例中，色彩校正函数定义如下：

$v_{\mathrm{out}}=\left(\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right)v_{\mathrm{in}}---\mathrm{Eq}.\left(7\right)$

具有如Eq.(5)中所定义的代价函数，该实施例需要至少三个校准色标。值aij 的估计，通过使用精确的结果如果三个校准色标正好出现，以及使用线性最小二乘 方来获得近似结果如果多于三个校准色标。

在一个类似的实施例中，色彩校正函数能被类似地定义，但是具有对角矩阵：

$v_{\mathrm{out}}=\left(\begin{array}{ccc}{a}_{11}& 0& 0\\ 0& a_{22}& 0\\ 0& 0& a_{33}\end{array}\right)v_{\mathrm{in}}---\mathrm{Eq}.\left(8\right)$

具有如Eq.(5)中所定义的代价函数，该实施例需要至少一个校准色标。值aij 的估计，通过使用精确的结果如果一个校准色标正好出现，以及使用线性最小二乘 方来获得近似结果如果多于一个校准色标。

在还有另一个的实施例中，色彩校正函数被定义如下：

$v_{\mathrm{out}}=\left(\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right)v_{\mathrm{in}}+\left(\begin{array}{c}{b}_1\\ b_2\\ b_3\end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(9\right)$

具有如Eq.(5)中所定义的代价函数，该实施例需要至少四个校准色标。值aij和bi 的估计，通过使用精确的结果如果四个校准色标正好出现，以及使用线性最小二乘 方来获得近似结果如果多于四个校准色标。

在另一个实施例中，色彩校正函数被用对角矩阵定义：

$v_{\mathrm{out}}=\left(\begin{array}{ccc}{a}_{11}& 0& 0\\ 0& a_{22}& 0\\ 0& 0& a_{33}\end{array}\right)v_{\mathrm{in}}+\left(\begin{array}{c}{b}_1\\ b_2\\ b_3\end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(10\right)$

具有如Eq.(5)中所定义的代价函数，该实施例需要至少两个校准色标。值aij 和bi的估计，通过使用精确的结果如果两个校准色标正好出现，以及使用线性最 小二乘方来获得近似结果如果多于两个校准色标。

在另一个实施例中，色彩校正函数定义如下：

$v_{\mathrm{out}}=\left(\begin{array}{ccc}{c}_{11}& 0& 0\\ 0& c_{22}& 0\\ 0& 0& c_{33}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{in},1}^2\\ v_{\mathrm{in},2}^2\\ v_{\mathrm{in},3}^2\end{array}\right)+\left(\begin{array}{ccc}{a}_{11}& 0& 0\\ 0& a_{22}& 0\\ 0& 0& a_{33}\end{array}\right)v_{\mathrm{in}}+\left(\begin{array}{c}{b}_1\\ b_2\\ b_3\end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(11\right)$

具有如Eq.(5)中所定义的代价函数，该实施例需要至少三个校准色标。值aij 和cij的估计，通过使用精确的结果如果三个校准色标正好出现，以及使用线性最 小二乘方来获得近似结果如果多于三个校准色标。

就不同的校准色标需要的数字而言，所公开的实施例具有变化的要求。在单个 校准色标被使用的情况下，该标能够包括在红色，绿色和蓝色波长方面反映的颜色 (例如，灰色和白色)。在多个校准色标被使用的情况下，它们能被裁剪在波长方 面实质反映，所述波长彼此间尽可能明显区别(例如，如果有三个这种色标，则分 别为红，绿和蓝波长)，以实现覆盖广泛色谱的目的。另一个方法为仅仅从基准色 标330所跨的色谱选择这些颜色，这可以在该具体颜色范围内改进表现。仍然另一 种考虑是选择对于普遍所遇到的光照条件特别敏感的颜色(例如，经历最大反射变 化的波长，在，例如，阳光或者白炽光与荧光之间)。

发现每个比色测试条试剂区域最接近匹配步骤340的过程被更详细地描绘在 图35。步骤340的输入为基准彩色图表328上的基准色标330的所检测的颜色值 与比色测试条318上正在考虑的试剂区域324的所检测的颜色值

步骤356为通过应用到每个Eq.(1)或者Eq.(2)的逆Gamma校正函数，对这些 输入的所检测颜色值的线性化，同样在图34的步骤348中被执行。使用某种移动 装置，线性化步骤356能被认为可选择的(例如，对于提供存取原始图像数据以代 替仅仅被调整图像数据的系统)。

步骤358为将上文步骤352中被估计的色彩校正函数应用到使用Eq.(6)所涉及 的试剂区域324的所检测的颜色值。如果色彩校正估计在不同于颜色被检测的颜色 空间的颜色空间中被进行，在色彩校正函数应用之前，该步骤也能包括适当的颜色 空间转变。

步骤360为将所涉及的试剂区域324的线性化和光照归一化的颜色值以及比色 条318上原位校准色标326的所检测线性化颜色值转换到适合于颜色匹配的颜色空 间，例如建模人类感官的CIELAB颜色空间。对于CIELAB颜色空间的转换，可 能需要首先将颜色值转换到CIE XYZ颜色空间，对于大多数标准颜色空间，例如 sRGB颜色空间，这能够通过矩阵乘法来完成：

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\left[M\right]\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(12\right)$

其中M是特定的3×3转移矩阵。转换到CIELAB颜色空间接着能根据下面的 等式完成，该等式能在参考[7]中发现，参考[7]被并入参考当中，除了包含其中的 表达定义：

L^*＝116f(Y/Y_n)-16

a^*＝500[f(X/X_n)-f(Y/Y_n)]   Eq.(13)

b^*＝200[f(Y/Y_n)-f(Z/Z_n)]

其中

$f\left(t\right)=\left(\begin{array}{ccc}{t}^{1/3}& \mathrm{if}& t>{\left(\frac{6}{29}\right)}^3\\ \frac{1}{3}{\left(\frac{29}{6}\right)}^{2}t+\frac{4}{29}& \mathrm{otherwise}& \end{array}\right)---\mathrm{Eq}.\left(14\right)$

并且{XN，YN，ZN}为纯白色校准标的CIE XYZ颜色值。

在一个实施例中，在线性化，光照归一和转化到CIELAB颜色空间后，步骤 362包括将所检测的线性化的和光照归一的在讨论的试剂区域的CIELAB颜色值匹 配到基准色标330，所述基准色标330根据下述方程式，具有最接近的线性化的所 检测的CIELAB颜色值：

$\underset{i}{\arg \min }\left|\right|{\hat{v}}_{\mathrm{RA}}-v_i\left|\right|---\mathrm{Eq}.\left(15\right)$

其中为在讨论的试剂区域光照归一CIELAB颜色值，vi为ith基准色标的线 性化CIELAB颜色值，而argmin表示评估Eq.(15)产生的最小化表达式的自变量， 在本例中，基准色标下标i，代替了表达式的最小值。一旦该匹配被建立，讨论中 的试剂区域的测试读数能被建立为rRA＝ri，ri为如Eq.(15)中所获得的匹配基准色 标的测试读数。试剂区域测试读数接着可为病人和移动装置上疾病管理系统所获 得。

在另一个实施例中，当伴随每一个基准色标的测试读数为数字值时，讨论中的 试剂区域的读数值能被计算为伴随基准色标的测试读数值的加权平均值，所述基准 色标在集合N内。该集合由基准色标组成，这些色标具有CIELAB颜色值，所述颜 色值为对于讨论中的试剂区域的光照归一CIELAB颜色值N最接近这种值的一种。 加权平均值定义如下：

$r_{\mathrm{RA}}=\underset{i\in N}{\Sigma }{w}_i{r}_i---\mathrm{Eq}.\left(16\right)$

其中rRA分配给讨论中的试剂区域的测试读数值，ri为对应ith基准色标的测 试读数值，而加权wi与ith基准色标的CIELAB颜色值和讨论中试剂区域的光照 归一CIELAB颜色值的接近测量成正比：

$w_i=\frac{\mathrm{sim}({\hat{v}}_{\mathrm{RA}},v_i)}{{\Sigma }_{i\in N}\mathrm{sim}({\hat{v}}_{\mathrm{RA}},v_i)}---\mathrm{Eq}.\left(17\right)$

其中和vi定义如上，而sim()是能被定义为两个颜色值之间Euclidean距离 倒数的相似测量：

$\mathrm{sim}({\hat{v}}_{\mathrm{RA}},v_i)=\frac{1}{\left|\right|{\hat{v}}_{\mathrm{RA}}-v_i\left|\right|}---\mathrm{Eq}.\left(18\right)$

这是能够理解的，具体的颜色空间，例如CIELAB，被使用在上文说明书的一 些地方目的在于作为例子，而非限制。这是不言自明的，其他适合的颜色空间，包 括但不限制于sRGB，CIE CYZ和CIELUV，也可以被使用。

在被移动装置的相机捕捉的照片中发现各种色标和试剂区域的过程，能够使用 边沿检测和形状识别技术，正如下文参考[3]到[6]中所描述的，参考[3]到[6]被上文 的参考所合并。

图36中描绘了使用应用上文所描述的比色测试条来收集测试读数的疾病管理 平台。它包括三个部件：病人移动装置302上的软件应用，远程服务器和医护人员 装置上的软件应用。平台功能如下：病人使用如前文所描述的移动装置302，通过 使用一个或多个比色测试条318来收集测试读数363以开始。病人接着使用移动装 置302上的软件来输入另外的信息，例如时间日期，食物摄取量和身体活动。这个 和先前输入的信息能在移动装置上被合计和分析，以产生向病人显示用于疾病管理 的报告和数字366.另外，数据能被转移到远程服务器上的数据库368。这允许在软 件应用中，由医护人员存取数据370。医护人员接着分析数据并且选择发送反馈 372，例如药物剂量或者生活方式调整，给病人。该反馈能被发送到远程服务器上 的数据库368，在该数据库中反馈能被存储并能被发送到病人的显示所收到反馈 374的移动装置。

参照图37，用来测定溢出事件已经发生的程序380被描绘在本发明的一个实 施例中。首先，图像数据从数字相机(步骤382)和通过使用步骤(步骤384)中 所描述的方法来分析的像素中获得，所述像素被知道用来表示原位校准目标图像。 所分析的像素接着和与溢出条件对应的颜色配置文件的值相比较(步骤386)。如 果颜色配置不对应溢出条件，则分析过程的剩下步骤被执行(步骤388)。如果颜 色配置在对应溢出条件的值的范围内(例如，指出对原位校准目标102照射的彩色 光源满足指定的溢出条件)，信息被显示用来通知用户，溢出条件被指示了(步骤 389)。在所描述的实施例中，随着比色图像的分析，程序路径继续(步骤388)。 可供选择地，程序能分支到各种子程序路径的一条，包括终止，等待进一步的指示， 或者提供有关治疗措施的建议。

注意到如果不同的彩色光被用于每个溢出条件，相同的一般方法能被用于多个 溢出条件。也就是说，实质不同的彩色光将引起不同的不规则颜色配置。

上文所描述的各种步骤，过程和程序能被提供为有形介质上的指导或算法，例 如在用于读取的存储器306中和CPU304的执行中。图32和图34到图37的各种 步骤被依次显示和讨论，它们为本发明特定实施例的代表。这是能够被理解的，某 些实施例能够仅仅使用这里所公开步骤的一部分，而这些步骤，在一些例子中，能 够以不同的顺序被执行。

注意到Cho et al.(Cho)的美国专利申请公开号No.2008/0025599公开了一种方 法，该方法用于将由移动装置相机检测到的颜色与从先前检测存储在其存储器的基 准颜色匹配。这些基准颜色也使用比色器检测来记录它们的真实颜色值，并且将真 实颜色值的一种分配给新的被匹配的颜色。Cho未透露光照条件归一；取而代之的， Cho仅仅描述了匹配过程和因此假设了不变的周围光照条件。

Chasen(Chasen)的美国专利号6,628,829指向了涂料配色，并且公开了将储存 在装置存储器中的颜色与表面颜色匹配的方法。Chasen的装置要求带有某些校准 色的测试卡，使得储存在存储器中的基准颜色的检测与要分析的表面颜色之间的光 照条件下的变化估计成为可能。Chasen未透露颜色校正函数或者描述任何匹配过 程的细节。

Dell et al.[1](Dell)描述了一种基于自动化免疫分析系统的移动电话。Dell所披 露的利用了由颜色强度所构成的一维颜色空间。同样地，Wang et al.[2](Wang)描述 了用于移动电话相机的方法，该方法基于卵巢癌诊断的微芯片化验分析。Wang所 披露的也利用了一维颜色强度空间。Dell和Wang所讨论的应用都未要求全色的知 识。

颜色校正方法也已经被广泛应用在相机校正的背景下。Vaughn(Vaughn)的美国 专利号7,414758和Wong(Wong)的美国专利申请公开号US 2007/0177032公开了通 过获得带有已知色标测试卡的相片，用于校正数字图象传感器的方法。这些已知的 颜色接着被应用到估计参数，例如曝光，白平衡校正，亮度校正，非线性补偿和颜 色校正。在校正被执行后，Vaughn和Wong都未公开任何颜色匹配方面的内容。

使用移动装置的糖尿病人疾病管理方法，公开在Drucked et al的美国专利申请 公开号2010/0145733中。本发明描述了在移动装置上运行的软件，为了提供血糖 测量，外部快速血糖仪被连接到该移动装置。另外的生活方式信息被直接在移动装 置上输入。该信息的收集和转移考虑到分析数据以产生给病人的反馈，例如纵向趋 势和疾病管理建议。对于测量，除了移动装置以外，本发明的实施例当下不需要外 部测量仪器，取而代之的是使用移动装置内装的相机用于该任务。

Kloepfer et al.(“Kloepfer”)的美国专利号8,145,431公开了用来与移动处理装置 例如移动电话一起使用的分析物测试装置。Kloepfer披露了附装到移动电话的外壳 以及包含在外壳内的光源的使用。然而，光照直接用于穿过测试条的传输(背光源)， 这增加了光学系统的复杂性和光学布局的成本。此外，Kloepfer的装置配置容纳固 定测试条的棒，该棒具有比测试条实质更大的截面尺寸。背光光学系统的调节设备 与棒的尺寸结合起来形成了巨大的包裹，实际上增加了移动电话的外形尺寸。

Mudanyali et al.，“手机上集成快速-诊断-测试读数器”， DOI:10.1039/C2LC40235A，(2012.4.16)，公开了基于用于各种横向侧流免疫层析 化验以检测样品形式的目标分析物存在的读数器平台。光照控制光学系统被安装在 框架上的壳体中，该框架被改装滑过手机的相机端。光照控制光学系统即要适应测 试条的传输(背光)，也要适应测试条的反射(正面照明)。光照和光学系统实质上 增加了手机的外形尺寸当其被连接到那里。同样的，不同尺寸的手机和光学布局要 求不同的框架，因为框架是用来提供与手机的相机对齐。此外平台必须完全移除， 来为其他目的操作移动装置的相机。

下面的参考文献，在上文中被讨论，因此通过引用将其全部合并，除了其中表 达的定义或者所包含的权利要求：U.S.Patent No.8,145,431 to Kloepfer et al；U.S. Patent Application Publication No.2011/0038765 to Drucker et al.；Mudanyali,et al., "Integrated Rapid-Diagnostic-Test Reader on a Cellphone,"DOI:10.1039/C2LC40235A, (April 16,2012)(可在http://pubs.rsc.org获得,最后一次被访问是在2012年4月19 日)；Lee,et al.,"A simple and smart telemedicine device for developing regions:a  pocket-sized colorimetric reader,"Lab Chip,2011,11,120,pp.120-126(November 26, 2010)((可在http://pubs.rsc.org获得,最后一次被访问是在2012年5月16日)；Dell, et al,"Towards a Point-of-Care Diagnostic System:Automated Analysis of  Immunoassay Test Data on a Cell Phone,"NSDR'11(June 28,2011)；"100ppm/℃,50 μΑ in SOT23-3CMOS Voltage Reference,"可在 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref2912.pdf获得(最后一次被访问是在2013年3月 5日)；"LPV7215580nA Rail-to-Rail Input and Output,1.8V,Push-Pull Output  Comparator,"可在http://html.alldatasheet.eom/html-pdf/l15571NSC/LPV7215MF/56/1/ LPV7215MF.html获得(最后一次被访问是在2013年3月3日)；"Low-Power Linear  ActiveThermistor^TMICs,"可在http://wwl.microchip.coni/downloads/en/DeviceDoc/ 21942e.pdf获得(最后一次被访问是在2013年3月3日)。

参考文献

[1]Nicola Dell et al.,Towards a Point-of-Care Diagnostic System:Automated  Analysis of Immunoassay Test Data on a Cell Phone.5th ACM Workshop on Networked  Systems for Developing Regions(NSDR),2011.

[2]S.Wang et al.,Integration of cell phone imaging with microchip ELISA to  detect ovarian cancer HE4biomarker in urine at the point-of-care.Lab on a Chip,11(20), pp.3411-3418,2011.

[3]J.Canny,A Computational Approach To Edge Detection,IEEE Trans.Pattern  Analysis and Machine Intelligence,8(6),pp.679-698,1986.

[4]R.O.Duda and P.E.Hart,Use of the Hough Transformation to Detect Lines  and Curves in Pictures.Comm.ACM,Vol.15,pp.11-15(January,1972).

[5]D.H.Ballard,Generalizing the Hough Transform to Detect Arbitrary Shapes, Pattern Recognition,Vol.13,No.2,p.l 11-122,1981.

[6]Claudio Rosito Jung and Rodrigo Schramm.2004.Rectangle Detection based  on a Windowed Hough Transform.In Proceedings of the Computer Graphics and Image  Processing,XVII Brazilian Symposium(SIBGRAPl).IEEE Computer Society, Washington,DC,USA,113-120.

[7]Richard Szeliski,Computer Vision:Algorithms and Applications.Springer, 2010,pp.80-84(Section 2.3.2).