JP6755234B2 - 画像を取り込み、処理するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、注射デバイスで使用するのに適した補助的デバイスで具現化される、光学センサおよび制御システムに関する。

薬剤の注射による規則的な治療を必要とする様々な疾患が存在する。そのような注射は、注射デバイスを用いて実行することができ、医療従事者または患者自身のいずれかによって施される。一例として、１型および２型の糖尿病は、例えば１日１回または数回のインスリン用量の注射により、患者自身によって治療することができる。例えば、充填済みの使い捨てインスリンペンを注射デバイスとして使用することができる。代替方法として、再利用可能なペンを使用することもできる。再利用可能なペンでは、空の薬剤カートリッジを新しいものに交換することが可能である。いずれのペンも、各使用前に交換される１組の１回使い切りの針（ｏｎｅ−ｗａｙ ｎｅｅｄｌｅ）を搭載することができる。次いで例えば、投薬量ノブを回し、インスリンペンの用量窓またはディスプレイから実際の用量を観察することによって、インスリンペンにおいて、注射予定のインスリン用量を手動で選択することができる。

インスリン注射を監視し、例えばインスリンペンの誤った取扱いを防止する、または、すでに投与された用量を追跡することを可能にするために、例えば、注射されたインスリンのタイプおよび用量に関する情報など、注射デバイスの状態および／または使用に関係する情報を測定することが望ましい。この情報は、典型的には、注射デバイスの使用者によって手動で記録される。使用者の負担および間違いの可能性を減らし、データの電子的な記憶および伝送を容易にするために、薬物用量投与の監視における使用者の関与を減らす必要がある。さらに、薬物用量が注射デバイス機構の一部に印刷され、用量窓を通して使用者によって見られる場合、視力の弱い一部の使用者にとっては、用量の読み取りを正確に決定することが難しい場合がある。これは、不正確な用量投与につながる恐れがある。したがって、このような注射デバイスを視力の弱い人にとって、より使いやすいものとする必要がある。

例えば、特許文献１には、デバイスを注射デバイスに解放可能に取り付けるための嵌合ユニットを含む、補助デバイスを提供することが記載されている。このデバイスは、カメラを含み、注射ペンの投薬量窓を通して視認可能な取り込まれた画像に対し光学文字認識（ＯＣＲ）を実行し、それによって注射デバイスにダイヤル設定された薬剤の用量を決定するように構成される。

ＷＯ２０１１／１１７２１２

本発明の第１の態様は、格子状に配置された複数の感光セルを有する光学センサを含む装置であって、光学センサは：
感光セルの第１のサブセットを用いて第１の画像を取り込み；
感光セルの第２のサブセットを用いて第２の画像を取り込むように構成され、第２のサブセットは、第１のサブセットのいずれの感光セルも含まず；
ここで、装置は、少なくとも１つの光学文字認識アルゴリズムを用いて第１および第２の画像を処理するように構成される装置を提供する。

このように構成された装置の使用により、単一の光学センサを用いて２つの画像が取り込まれることが可能になる。しかしながら、２つの画像は、別個で、分離されており、光学文字認識アルゴリズムの信頼性を向上させるために使用することができる。特に、１つまたはそれ以上の欠陥感光セルがある場合、２つの別々に取り込まれた画像を有することは、これらの欠陥の悪影響を低減させる。

感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の線を含むことができ、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の線を含むことができる。これにより、単一の光学センサを用いて２つのほぼ同一の画像が取り込まれることが可能になる。

感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の列を含むことができ、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の列を含むことができる。代替方法として、感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の行を含むことができ、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の行を含むことができる。これにより、単一の光学センサを用いて２つのほぼ同一の画像が取り込まれることが可能になる。

第１のサブセットの感光セルのいずれも、縁を共有し得ず、第２のサブセットの感光セルのいずれも、縁を共有し得ない。これにより、やはり、単一の光学センサを用いて２つのほぼ同一の画像が取り込まれることが可能になる。

２つのほぼ同一の画像を同時に取り込み、処理することは、システムの復元力、特にピクセル欠陥に対する復元力を向上させる。

光学センサは、第１および第２の画像を同時に取り込むように構成することができる。第１および第２のサブセットのいずれの感光セルも同じではない場合、これは可能である。これにより、画像取り込み処理を実行するのに必要な時間が最小限に抑えられる。

装置は：
第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて第１の画像を処理し、第１の結果を生成し；
第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて第２の画像を処理し、第２の結果を生成するように構成することができる。

２つの異なる光学文字認識アルゴリズムを使用し、第１および第２の画像を処理することは、システムの復元力を向上させる。第１および第２の画像はほぼ同一となるため、両方の光学文字認識アルゴリズムから返される結果は、同じになるはずである。

第１および第２の光学文字認識アルゴリズムの各々は、それらのそれぞれの結果に信頼値を生成することができ、装置は、第１の光学文字認識アルゴリズムおよび第２の光学文字認識アルゴリズムからの信頼値を組み合わせ、組み合わせ信頼値を生成するように構成することができる。

装置は、第１および第２の結果を比較し、この結果が同じときに、この結果が装置のディスプレイに表示されるように構成することができる。

装置は、第１および第２の結果が同じでない場合、光学センサに、感光セルの第１のサブセットを用いて新しい第１の画像を取り込ませ、感光セルの第２のサブセットを用いて新しい第２の画像を取り込ませるように構成することができる。

装置は、第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて新しい第１の画像を処理し、第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて新しい第２の画像を処理するように構成することができる。

装置は、少なくとも１つの光学文字認識アルゴリズムを用いて第１および第２の画像を処理するように構成されたプロセッサを含むことができる。

装置は、薬物送達デバイスに取り付ける補助デバイスとすることができる。

本発明の第２の態様は、格子状に配置された複数の感光セルを有する光学センサを含む装置の動作方法であって：
感光セルの第１のサブセットを用いて第１の画像を取り込むステップと；
感光セルの第２のサブセットを用いて第２の画像を取り込むステップであって、第２のサブセットは、第１のサブセットのいずれの感光セルも含まないステップと；
少なくとも１つの光学文字認識アルゴリズムを用いて第１および第２の画像を処理するステップと
を含む方法を提供する。

方法は：
第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて第１の画像を処理し、第１の結果を生成するステップと；
第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて第２の画像を処理し、第２の結果を生成するステップと
をさらに含むことができる。

本発明の実施形態について、例示のみを目的として、添付の図面を参照しながら次に説明する。

注射デバイスの分解図である。 図１ａの注射デバイスの一部の詳細の斜視図である。 図１の注射デバイスに解放可能に取り付けられることになる補助デバイスの概略図である。 図１の注射デバイスに解放可能に取り付けられることになる補助デバイスの斜視図である。 図１の注射デバイスに解放可能に取り付けられることになる補助デバイスの斜視図である。 補助デバイス（図２ａ、２ｂ、および２ｃの補助デバイスなど）を注射デバイスとともに使用するときの、デバイス間における可能な機能分布の図である。 補助デバイス（図２ａ、２ｂ、および２ｃの補助デバイスなど）を注射デバイスとともに使用するときの、デバイス間における可能な機能分布の図である。 図１の注射デバイスに取り付けられた状態の、図２ａの補助デバイスの概略図である。 本発明の態様による光学センサの一部分を概略的に示す図である。 図５に示される光学センサの動作を図示する図である。 図５に示される光学センサの動作を図示する図である。 図１ａおよび１ｂの注射デバイスの用量窓の典型的な２値化後画像を示す図である。 本発明の実施形態の例示的な動作を図示するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、インスリン注射デバイスで使用するための補助デバイスを参照し説明する。特に、本発明は、デバイスにダイヤル設定されたインスリン用量値を読み取るために、インスリン注射デバイスに一時的に取り付ける補助デバイスで具現化されるものとして説明される。しかしながら、本発明は、そのような適用例に限定されるものではなく、他の薬剤を放出する注射デバイス、または、本発明の装置によって読み取ることができる印刷された、もしくは別の方法で表示されたシンボルを有する、他のタイプの医療デバイスもしくは非医療デバイスでも等しく導入することができる。

図１ａは、本発明の装置とともに使用することができる注射デバイス１の分解図である。注射デバイス１は、例えば、ＳａｎｏｆｉのＳｏｌｏｓｔａｒ（登録商標）というインスリン注射ペンを表すことができる。

図１ａの注射デバイス１は、ハウジング１０を含み、インスリン容器１４を含む、充填済みの使い捨て注射ペンであり、針１５をインスリン容器１４に取り付けることができる。針は、内側針キャップ１６および外側針キャップ１７によって保護され、内側針キャップ１６および外側針キャップ１７は、キャップ１８によって覆うことができる。注射デバイス１から放出予定のインスリン用量は、投薬量ノブ１２を回すことにより選択することができ、選択用量は、次いで、投薬量窓１３を介し、例えば、いわゆる国際単位（ＩＵ）の倍数で表示され、ここで、１ＩＵは、約４５．５マイクログラムの純結晶インスリン（１／２２ｍｇ）と生物学的に等価である。投薬量窓１３に表示される選択用量の一例は、例えば、図１ａに示されるように、３０ＩＵとすることができる。選択用量は、異なる方法で、例えば電子ディスプレイを用いて、同様に良好に表示することもできることに留意されたい。

投薬量ノブ１２を回すことで、機械的なクリック音が生じ、使用者に音響フィードバックを提供する。投薬量窓１３に表示される数字は、ハウジング１０に含まれたスリーブ上に印刷されており、スリーブは、インスリン容器１４内のピストンと機械的に相互作用する。針１５が患者の皮膚部分内へ刺し込まれ、次いで、注射ボタン１１が押されたとき、表示窓１３に表示されたインスリン用量が、注射デバイス１から放出される。注射ボタン１１が押された後、注射デバイス１の針１５が皮膚部分内に特定の時間留まったとき、高い割合の用量が実際に患者の体内へ注射される。インスリン用量の放出によっても機械的なクリック音が生じるが、この音は、投薬量ノブ１２を使用するときに生成される音とは異なる。

図１ｂは、注射デバイス１の用量ボタン端部の斜視図を示す。注射デバイスは、投薬量ノブ１２に隣接し、ハウジング１０に配設された案内リブ７０を有する。注射デバイス１は、ハウジング１０に配設された２つのくぼみ５２も有する。これらは、案内リブ７０に対し対称的であってもよい。案内リブ７０およびくぼみ５２は、注射デバイス１上の正しい位置に、補助デバイスを固定するように作用する（以下に詳述）。

注射デバイス１は、インスリン容器１４が空になるまで、または、注射デバイス１の有効期日（例えば、最初の使用から２８日）に到達するまで、数回の注射処理に対して使用することができる。

さらに、注射デバイス１を初めて使用する前に、例えば、２単位のインスリンを選択し、針１５が上向きの状態で注射デバイス１を保持しながら注射ボタン１１を押すことによって、針が塞がれていないことを確かめ、インスリン容器１４および針１５から空気を除去する、いわゆる「プライムショット」を実行することが必要になる場合がある。

提示を簡潔にするために、以下では、例示として、放出用量は注射用量に実質上対応し、したがって、例えば、次に注射予定の用量に対する提案を行うとき、この用量は注射デバイスによって放出されるべき用量に等しいと仮定する。それでもやはり、放出用量と注射用量との間の差（例えば損失）を当然考慮に入れてもよい。

図２ａは、図１ａの注射デバイス１に解放可能に取り付けられることになる補助デバイス２の実施形態の概略図である。補助デバイス２は、図１ａの注射デバイス１のハウジング１０を取り巻くように構成された嵌合ユニットを有するハウジング２０を含み、したがって、補助デバイス２は、注射デバイス１のハウジング１０上にぴったりと位置するが、それにもかかわらず、例えば、注射デバイス１が空になり、交換されなければならないときに注射デバイス１から着脱可能である。図２ａは、非常に概略的な図であり、物理的な配置の詳細については、図２ｂを参照し、以下に説明する。

補助デバイス２は、注射デバイス１から情報を集めるための光センサおよび任意選択の音響センサを含む。情報は、補助デバイス２の表示ユニット２１を介し表示される。注射デバイス１の投薬量窓１３は、補助デバイス２が注射デバイス１に取り付けられたときに、補助デバイス２によって遮られる。

補助デバイス２は、ボタン２２として概略的に図示される、３つの使用者入力トランスデューサをさらに含む。これらの入力トランスデューサ２２により、使用者が補助デバイス２をオン／オフにすること、作動をトリガすること（例えば、別のデバイスとの接続もしくはペアリングを確立させること、および／もしくは、補助デバイス２から別のデバイスへの情報の伝送をトリガすること）、または何かを確認することが可能になる。

図２ｂは、図１ａの注射デバイス１に解放可能に取り付けられることになる補助デバイス２の第２の実施形態の概略図である。補助デバイス２は、図１ａの注射デバイス１のハウジング１０を取り巻くように構成された嵌合ユニットを有するハウジング２０を含み、したがって、補助デバイス２は、注射デバイス１のハウジング１０上にぴったりと位置するが、それにもかかわらず、注射デバイス１から着脱可能である。

情報は、補助デバイス２の表示ユニット２１を介し表示される。注射デバイス１の投薬量窓１３は、補助デバイス２が注射デバイス１に取り付けられたときに、補助デバイス２によって遮られる。

補助デバイス２は、３つの使用者入力ボタンまたはスイッチをさらに含む。第１のボタン２２は電源オン／オフボタンであり、このボタンを介して、例えば、補助デバイス２をオンおよびオフにすることができる。第２のボタン３３は、通信ボタンである。第３のボタン３４は、確認またはＯＫボタンである。ボタン２２、３３、３４は、任意の適した形態の機械的なスイッチとすることができる。これらの入力ボタン２２、３３、３４により、使用者が補助デバイス２をオン／オフにすること、作動をトリガすること（例えば、別のデバイスとの接続もしくはペアリングを確立させること、および／もしくは、補助デバイス２から別のデバイスへの情報の伝送をトリガすること）、または何かを確認することが可能になる。

図２ｃは、図１ａの注射デバイス１に解放可能に取り付けられることになる補助デバイス２の第３の実施形態の概略図である。補助デバイス２は、図１ａの注射デバイス１のハウジング１０を取り巻くように構成された嵌合ユニットを有するハウジング２０を含み、したがって、補助デバイス２は、注射デバイス１のハウジング１０上にぴったりと位置するが、それにもかかわらず、注射デバイス１から着脱可能である。

情報は、補助デバイス２の表示ユニット２１を介し表示される。注射デバイス１の投薬量窓１３は、補助デバイス２が注射デバイス１に取り付けられたときに、補助デバイス２によって遮られる。

補助デバイス２は、タッチ感知入力トランスデューサ３５をさらに含む。補助デバイス２は、単一の使用者入力ボタンまたはスイッチ２２も含む。ボタン２２は、電源オン／オフボタンであり、このボタンを介して、例えば、補助デバイス２をオンおよびオフにすることができる。タッチ感知入力トランスデューサ３５を使用し、作動をトリガすること（例えば、別のデバイスとの接続もしくはペアリングを確立させること、および／もしくは、補助デバイス２から別のデバイスへの情報の伝送をトリガすること）、または何かを確認することができる。

図３ａおよび３ｂは、補助デバイス（図２ａおよび２ｂの補助デバイスなど）を注射デバイスとともに使用するときの、デバイス間における可能な機能分布を示す。

図３ａの配列４では、補助デバイス４１（図２ａおよび２ｂの補助デバイスなど）は、注射デバイス４０からの情報を決定し、この情報（例えば、注射予定の薬剤のタイプおよび／または用量）を血糖監視システム４２に（例えば、有線または無線接続を介して）提供する。

血糖監視システム４２（例えば、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末、移動電話、タブレットコンピュータ、ノートブック、ネットブック、またはウルトラブックとして具現化することができる）は、患者がこれまで受けた注射を（例えば、放出用量と注射用量が同じであると仮定することにより、または、例えば、所定の割合の放出用量が患者によって完全には受けられないと仮定し、放出用量に基づいて注射用量を決定することにより、放出用量に基づいて）記録する。血糖監視システム４２は、例えば、この患者に対する次の注射のインスリンのタイプおよび／または用量を提案することができる。この提案は、患者によって受けられた１つまたはそれ以上の過去の注射に関する情報、および、血糖計４３によって測定され、血糖監視システム４２に（例えば、有線または無線接続を介して）提供される現在の血糖レベルに関する情報に基づくものとすることができる。そこで、血糖計４３は、患者のわずかな（例えば、キャリア材上の）血液プローブを受け、患者の血糖レベルを、この血液プローブに基づいて決定するように構成された分離したデバイスとして具現化することができる。しかしながら、血糖計４３は、患者内へ、例えば、患者の目の中または皮下に少なくとも一時的に移植されるデバイスとすることもできる。

図３ｂは、図３ａの血糖計４３が、図３ａの血糖監視システム４２内に含まれ、したがって、図３ｂの修正された血糖監視システム４２’をもたらす、修正された配列４’である。図３ａの注射デバイス４０および補助デバイス４１の機能は、この修正による影響を受けない。また、血糖監視システム４２、および、血糖監視システム４２’内へ組み合わせられた血糖計４３の機能は、ここでは両者が同じデバイスに含まれており、したがって、これらのデバイス間の外部の有線または無線通信が不要になるという点を除き、基本的に変わらない。しかしながら、血糖監視システム４２と血糖計４３との間の通信は、システム４２’の中で行われる。

図４は、図１ａの注射デバイス１に取り付けられた状態の、図２ａ、２ｂ、または２ｃの補助デバイス２の概略図を示す。

複数の構成要素は、補助デバイス２のハウジング２０の中に含まれる。これらは、プロセッサ２４によって制御され、このプロセッサ２４は、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などとすることができる。プロセッサ２４は、プログラムメモリ２４０に記憶されたプログラムコード（例えばソフトウェアまたはファームウェア）を実行し、メインメモリ２４１を使用し、例えば、中間結果を記憶する。メインメモリ２４１を使用し、実行された放出／注射に関するログブックを記憶することもできる。プログラムメモリ２４０は、例えば、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）とすることができ、メインメモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とすることができる。

図２ｂに示されるような実施形態では、プロセッサ２４は、第１のボタン２２と相互作用し、第１のボタン２２を介し、補助デバイス２を、例えばオンおよびオフにすることができる。第２のボタン３３は、通信ボタンである。第２のボタンを使用し、別のデバイスとの接続の確立をトリガすること、または別のデバイスへの情報の伝送をトリガすることができる。第３のボタン３４は、確認またはＯＫボタンである。第３のボタン３４を使用し、補助デバイス２の使用者に提示された情報を承認することができる。

図２ｃに示されるような実施形態では、ボタン３３、３４の２つを省略することができる。代わりに、１つまたはそれ以上の容量センサまたは他のタッチセンサが設けられる。

プロセッサ２４は、表示ユニット２１を制御し、表示ユニット２１は、ここでは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として具現化されているが、任意の他のタイプの表示デバイス、例えば電子インクディスプレイであってもよい。表示ユニット２１を使用し、例えば、注射デバイス１の現在の設定、または、投与予定の次の注射に関する情報を補助デバイス２の使用者に表示する。表示ユニット２１は、例えば、使用者入力を受けるタッチスクリーンディスプレイとして具現化することもできる。

プロセッサ２４は、投薬量窓１３の画像を取り込むことができる光学センサ２５も制御し、この投薬量窓１３には、現在選択されている用量が（注射デバイス１に含まれたスリーブ１９上に印刷され、投薬量窓１３を通して視認可能な数字により）表示される。さらに、光学センサ２５は、取り込まれた画像から文字（例えば数字）を認識し、この情報をプロセッサ２４に提供することもできる。代替方法として、プロセッサ２４は、取り込まれた画像に対するＯＣＲの実行を担う。プロセッサ２４は、２つ以上の異なるＯＣＲ処理を実行するように構成することができ、このＯＣＲ処理は、各々が異なるアルゴリズムを用いる。

プロセッサ２４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）２９などの光源も制御し、現在選択されている用量が表示される投薬量窓１３を照明する。光源の前で、拡散器、例えば１片のアクリルガラスから作られた拡散器を使用することができる。さらに、光学センサは、センサ２５の視野が用量窓１３の全体を包囲することを可能にするレンズ（例えば非球面レンズ）を含むことができる。

プロセッサ２４は、注射デバイス１のハウジング１０の光学的特性、例えば色または陰影を決定するように構成された光度計２６をさらに制御する。光学的特性は、ハウジング１０の特定部分にのみ存在することができ、例えば、スリーブ１９もしくは注射デバイス１の中に含まれたインスリン容器の色または色分け（ｃｏｌｏｕｒ ｃｏｄｉｎｇ）であり、この色または色分けは、例えば、ハウジング１０（および／またはスリーブ１９）のさらなる窓を通して視認可能であってもよい。この色に関する情報は、次いで、プロセッサ２４に提供され、プロセッサ２４は、次いで、注射デバイス１のタイプ、または、注射デバイス１に含まれたインスリンのタイプを決定することができる（例えば、ＳｏｌｏＳｔａｒ Ｌａｎｔｕｓは紫色を有し、ＳｏｌｏＳｔａｒ Ａｐｉｄｒａは青色を有する）。代替方法として、光度計２６の代わりにカメラユニットを使用することができ、その場合、ハウジング、スリーブ、またはインスリン容器の画像が、プロセッサ２４に提供され、ハウジング、スリーブ、またはインスリン容器の色を、画像処理を用いて決定することができる。さらに、光度計２６の読み取りを改善するために、１つまたはそれ以上の光源を設けることができる。光源は、光度計２６による色検出を改善するために、特定の波長またはスペクトルの光を提供することができる。光源は、例えば投薬量窓１３による望ましくない反射を回避または低減するように配置することができる。例示的な実施形態では、光度計２６の代わりに、または光度計２６に加えて、カメラユニットを導入し、注射デバイス、および／またはそこに含まれる薬剤に関係するコード（例えば、バーコードであり、これは例えば１次元または２次元バーコードとすることができる）を検出することができる。このコードは、例えば、数例にすぎないが例をあげると、ハウジング１０上、または注射デバイス１に含まれた薬剤容器上に位置することができる。このコードは、例えば、注射デバイスおよび／もしくは薬剤のタイプ、ならびに／またはさらなる特性（例えば有効期日）を示すことができる。

プロセッサ２４は、注射デバイス１によって生成される音を感知するように構成された音響的センサ２７をさらに制御する（および／またはそこから信号を受ける）。そのような音は、例えば、投薬量ノブ１２を回すことによって用量がダイヤル設定されたとき、および／または、注射ボタン１１を押すことによって用量が放出／注射されたとき、および／またはプライムショットが実行されたときに発生することができる。これらの作動は、機械的に類似しているが、それにもかかわらず異なる音を出す（これはまた、これらの作動を示す電子音にも当てはまることができる）。音響的センサ２７および／またはプロセッサ２４は、例えば（プライムショットのみではなく）注射が行われたことを安全に認識することができるように、これらの異なる音を区別するように構成することができる。

プロセッサ２４は、例えば注射デバイス１の動作状態に関係し得る音響信号を、例えば使用者へのフィードバックとして生成するように構成された、音響信号生成器２３をさらに制御する。例えば、音響信号は、注射予定の次の用量に対する注意喚起として、または、例えば、誤使用の場合の警告信号として、音響信号生成器２３によって発することができる。音響信号生成器は、例えばブザーまたは拡声器として具現化することができる。また、音響信号生成器２３に加えて、または音響信号生成器２３に対する代替として、触覚信号生成器（図示せず）を使用し、例えば振動によって触覚フィードバックを提供することもできる。

プロセッサ２４は、別のデバイスへ情報を無線で伝送し、かつ／または、別のデバイスから情報を無線で受けるように構成された無線ユニット２８を制御する。そのような伝送は、例えば、無線伝送または光伝送に基づくものとすることができる。いくつかの実施形態では、無線ユニット２８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバである。代替方法として、無線ユニット２８は、別のデバイスへ情報を有線結合で、例えばケーブルもしくはファイバ接続を介して伝送し、かつ／もしくは、別のデバイスから情報を有線結合で受けるように構成された有線ユニットによって置き換える、または補完することができる。データが伝送されるとき、送られるデータ（値）の単位は、明示的または暗示的に画成することができる。例えば、インスリン用量の場合、常に、国際単位（ＩＵ）を使用することができ、またはそうでない場合、使用される単位は、明示的に、例えばコード化された形態で送ることができる。

プロセッサ２４は、ペン１が存在するかどうかを検出し、すなわち補助デバイス２が注射デバイス１に連結されているかどうかを検出するように動作可能なペン検出スイッチ３０からの入力を受ける。

バッテリ３２は、電源装置３１を用いてプロセッサ２４および他の構成要素に電力を供給する。

したがって、図４の補助デバイス２は、注射デバイス１の状態および／または使用に関係する情報を決定することが可能である。この情報は、デバイスの使用者による使用のためにディスプレイ２１に表示される。この情報は、補助デバイス２自体によって処理することができ、または、この情報を、別のデバイス（例えば血糖監視システム）に少なくとも部分的に提供することができる。この情報は、デバイス２のメインメモリ２４１に記憶することもできる。

図５は、本発明の実施形態を表す光学センサの一部分を概略的に示す。説明を容易にするために、センサの一部分のみが示されている。典型的には、光学センサ２５が、実行予定のＯＣＲ処理が所望レベルの精度を有する程度に十分高い解像度で、数字スリーブの単一の画像を取り込むのに十分な数の感光セル（本明細書では感光領域またはピクセルとも呼ばれる）を有するように、光学センサ２５は選択または設計される。例えば、６４×４８（水平×垂直）のセルの格子が、典型的には、十分な解像度の画像を生成することが見出されている。

しかしながら、本発明では、水平または垂直方向のいずれかの感光セルの数は、少なくとも２倍になる。図５および上記の例を引き続き参照すると、光学センサ２５は、１２８×４８の感光セルの格子を含むことができる。この実施形態では、光学センサ２５は、２倍の幅であってもよいが、上述の典型的なセンサと同じ高さを有する。各感光セルは独立して入射光を記録し、独立して信号を送信するので、各セルに個別に対処するために追加の電源および制御回路が必要である。簡潔にするために、制御回路は示されていない。代替方法として、光学センサ２５は、６４×９６の感光セルの格子を含むことができ、すなわち、垂直方向のセルの数が２倍にされ、感光セルアレイの垂直寸法が対応して増加する。１つの方向の感光セルの数を２倍にすることで、以下でより詳細に説明されるように、単一の光学センサを用いて２つのほぼ同一の画像が取り込まれることが可能になる。

図６ａおよび６ｂは、図５に示される光学センサ２５の動作を図示する。プロセッサ２４は、感光セルの異なるサブセットを用いて２つの分離した画像を取り込むように光学センサ２５を制御するように構成される。代替方法として、単一の画像を取り込み、次いで、異なるピクセルのサブセットからのデータをＯＣＲアルゴリズムへ供給し、２つの分離した画像が分析されるように光学センサ２５を制御してもよい。図６ａに示されるように、光学センサ２５は、黒色領域で図示される奇数の列（すなわち、第１、第３、第５の列など）を用いて第１の画像を取り込むように制御される。センサ２５は、白色領域で図示される偶数の列（すなわち、第２、第４、第６の列など）を用いて第２の画像を取り込むように制御される。これは、視野にあるデバイスの２つの画像を生成し、これらはほとんど同一であるが、独立して生成される。同じ感光セルは使用されないため、この２つの画像を同時に取り込んでも、順次取り込んでもよい。

図６ｂでは、感光セルが別様にグループ化されている。セルの第１のサブセット（黒色セル）は、奇数の行の奇数の列と、偶数の行の偶数の列とを含む。セルの第２のサブセット（白色セル）は、奇数の行の偶数の列と、偶数の行の奇数の列とを含む。先に述べた実施形態の場合と同じく、これは、視野にあるデバイスの２つの画像を生成し、これらはほとんど同一であるが、独立して生成される。同じ感光セルは使用されないため、この２つの画像を同時に取り込んでも、順次取り込んでもよい。ＯＣＲアルゴリズムは、例えば、いくつかのセルからの画像データを所定量だけ水平または垂直に移すことにより、奇数および偶数の行／列それぞれにおけるずれを調整するようにプログラムすることができる。

欠陥セルの存在が、光学センサ２５によって取り込まれた画像の質に影響を及ぼす場合がある。感光セルの２つのサブセットによって生成された画像はほとんど同一であるため、サブセットの１つにおける欠陥セル（または、さらに欠陥セルの列もしくは行全体）の影響が大幅に低減される。

図６ａおよび６ｂを参照して説明されたサブセットは、垂直方向のセルの数が増やされた光学センサ２５にも等しく適用可能である。例えば、セルの第１のサブセットは、奇数の行を含み、第２のサブセットは、偶数の行を含むことができる。さらに、当業者は、図６ａおよび６ｂに示されたもの以外のセルの異なるグループ化を考案することができる。

プロセッサ２４は、画像を分析するための１つまたはそれ以上のアルゴリズムを用いてＯＣＲ処理を実行することができる。いくつかの実施形態では、生成された画像の両方が、単一のＯＣＲアルゴリズムによって連続的に処理される。いくつかの他の実施形態では、プロセッサ２４は、冗長性を提供し、得られた結果の信頼レベルを改善するために、２つの並列ＯＣＲ処理を実行するように構成される。この場合、２つの画像の各々は、２つのアルゴリズムのうちの異なる１つによって処理することができる。さらに別の実施形態では、２つの画像の各々は、ＯＣＲアルゴリズムの両方（またはすべて）によって処理することができる。いずれの場合にも、２つの画像の各々内に存在するシンボルは、プロセッサによって識別される。次いで、プロセッサによって２つの結果が比較され、結果の信頼レベルを改善することができる。

取り込まれた画像を分析するために用いられるＯＣＲアルゴリズムは、複数の工程を有する。１つの適切なアルゴリズムは、以下の処理を用いる：
・欠陥および不良ピクセル補正
・光（露光）補正
・歪みおよび傾斜補正
・２値化
・セグメント化
・パターンマッチング

例えば、露光制御アルゴリズムは、明るすぎるまたは暗すぎるピクチャを拒否し、調整された露光パラメータで新しいピクチャが撮られる。数字は、人間による認識および位置決めを容易にするために斜めに印刷する場合があるが、この傾きが除去されると解読がより容易となり得る。光学センサによって取り込まれた画像は、典型的には、グレースケール画像である。これらは、「２値化」工程で白黒画像に変換される。図７は、光学センサ２５によって取り込まれた注射デバイス１の用量窓１３の典型的な２値化後画像７００を示す。いくつかの実施形態では、黒色と白色のピクセルを分離するために固定閾値が使用される。２値化されたピクチャにおいて、閾値以上の値を有するピクセルは白色になり、閾値より下のピクセルは黒色になる。高い閾値は、アーチファクト（白色領域の黒色部分）につながり、低い閾値では、いくつかの場合では、アラビア数字の一部が欠落する恐れがある。試験では、２５６のグレイ値を検出することができるセンサが使用され、１２７の閾値で良好な結果を示した。「セグメント化」工程の目標は、画像内の視認可能、または、部分的に視認可能な各シンボルの正確な場所を決定することである。これを達成するために、アルゴリズムは、シンボルの縁を見つけることによって、視認可能なシンボルの境界を画成する。

次いで、パターンマッチング処理が、画像内のシンボルを識別するために実行される。各シンボル用のテンプレートは、メモリに記憶することができ、画像は、これらのテンプレートと比較される。単純な手法では、パターンマッチングは、ピクセルごとに実行することができる。しかしながら、これには高い演算能力が必要になる場合がある。さらに、この手法では、画像とテンプレートとの間の位置相違が生じやすい。いくつかの他の実施形態では、特徴認識処理が実行される。特徴は、水平線、垂直線、斜線、湾曲、円、また
は閉ループなどであってもよい。このような特徴は、画像内で認識され、テンプレートと比較することができる。

アルゴリズムのパターンマッチング部は、代替方法として、ベクトル比較処理に基づいてもよい。例えば、テンプレートは、テンプレートの中心を通って延びる垂直線に対する黒色ピクセルの各線（連続するラン（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｕｎ））の位置および長さを記述するベクトルの形態であってもよい。各シンボルの取り込まれた２値化画像は、同様にベクトルに変換され、記憶された各テンプレートと順番に比較され、最も一致するものを見つけることができる。結果を出力するだけではなく、アルゴリズムは、結果の信頼レベルを表す値も出力することができる。例えば、結果は、数字「１８」となり得、信頼レベルは、９９．９％となり得る。アルゴリズムは、次に最も可能性の高い値、およびこれらの結果の信頼値も示すことができる。例えば、次に最も可能性の高い結果は、「１０」で、０．０５％の信頼レベルとなり得る。

上述の説明は、１つの可能なＯＣＲアルゴリズムを概説している。感光セルの第１のサブセットによって生成された画像は、このＯＣＲアルゴリズムによって処理することができる。プロセッサは、例えば、隠れマルコフモデルに基づいた異なるＯＣＲアルゴリズムを実行し、感光セルの第２のサブセットによって生成された画像を、この異なるアルゴリズムを用いて処理するように構成することができる。

図８は、光学センサ２５によって取り込まれた画像を分析する際のプロセッサ２４の例示的な動作を図示するフローチャートを示す。

工程８００では、用量窓１３の第１および第２の画像が、光学センサ２５によって取り込まれる。２つのサブセットの各々において同じ感光セルは使用されないため、画像は、単一の画像取り込み動作で同時に取り込むことができる。工程８０２では、第１の画像を表す画像データがプロセッサ２４に送信される。工程８０４では、プロセッサ２４は、第１のＯＣＲアルゴリズムを用いて第１の画像を表す画像データを分析する。工程８０６では、プロセッサは、第１のＯＣＲアルゴリズムの結果を出力する。上述したように、結果は、信頼値を含むこともできる。この信頼値は、例えば、取り込まれた画像内の数字が、記憶されたテンプレートの数字と一致し得る度合に基づくことができる。

工程８０８では、第２の画像を表す画像データがプロセッサ２４に送信される。工程８１０では、プロセッサ２４は、第２のＯＣＲアルゴリズムを用いて第２の画像を表す画像データを分析する。工程８１２では、プロセッサは、第２のＯＣＲアルゴリズムの結果を出力する。上述したように、結果は、信頼値を含むこともできる。工程８０８から８１２は、工程８０２から８０６と同時に実行することができる。代替方法として、工程８０８から８１２は、工程８０２から８０６の後に実行してもよい。

工程８１４では、第１および第２のＯＣＲ処理からの結果（場合により信頼値）が比較され、それらが一致していることを確かめる。各結果に関連付けられた信頼値を集め、新たな、向上した信頼値を生成することができる。工程８１６では、第１および第２の結果が一致すれば、ディスプレイ２１に表示する、かつ／またはデバイスのメモリに記憶する、かつ／または伝送するために結果が出力される。結果が同じでない場合、または、組み合わせ信頼値が閾値より下の場合、プロセッサ２４は、その結果を破棄し、分析のためにさらなる画像を取り込むように光学センサ２５を制御することができる。このようにして取り込まれた新たな画像は、最初の分析を実行した２つのＯＣＲアルゴリズムのうちの他方によって処理することができる。

Claims (13)

1. 格子状に配置された複数の感光セルを有する光学センサおよびプロセッサを含む装置であって、光学センサは：
   感光セルの第１のサブセットを用いて第１の画像を取り込み；
   感光セルの第２のサブセットを用いて第２の画像を取り込み、第２のサブセットは、第１のサブセットのいずれの感光セルも含まないように構成されており；
   プロセッサは：
   第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて第１の画像を処理し、第１の結果を生成し；
   第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて第２の画像を処理し、第２の結果を生成するように構成される、前記装置。
2. 感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の線を含み、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の線を含む、請求項１に記載の装置。
3. 感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の列を含み、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の列を含む、請求項２に記載の装置。
4. 感光セルの第１のサブセットは、格子の交互の行を含み、感光セルの第２のサブセットは、格子の交互の行を含む、請求項２に記載の装置。
5. 第１のサブセットの感光セルのいずれも、縁を共有せず、第２のサブセットの感光セルのいずれも、縁を共有しない、請求項１に記載の装置。
6. 光学センサは、第１および第２の画像を同時に取り込むように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 第１および第２の光学文字認識アルゴリズムの各々は、それらのそれぞれの結果に信頼値を生成し、装置は、第１の光学文字認識アルゴリズムおよび第２の光学文字認識アルゴリズムからの信頼値を組み合わせ、組み合わせ信頼値を生成するように構成される、請求
   項１に記載の装置。
8. 第１および第２の結果を比較し、該結果が同じときに、該結果が装置のディスプレイに表示されるように構成される、請求項１または７に記載の装置。
9. 第１および第２の結果が同じでない場合、光学センサに、感光セルの第１のサブセットを用いて新しい第１の画像を取り込ませ、感光セルの第２のサブセットを用いて新しい第２の画像を取り込ませるように構成される、請求項１または７に記載の装置。
10. 第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて新しい第１の画像を処理し；
    第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて新しい第２の画像を処理するように構成される、請求項９に記載の装置。
11. ２つの光学文字認識アルゴリズムを用いて第１および第２の画像を処理するように構成されたプロセッサを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 薬物送達デバイスに取り付ける補助デバイスである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 格子状に配置された複数の感光セルを有する光学センサおよびプロセッサを含む装置の動作方法であって：
    プロセッサが感光セルの第１のサブセットを用いて第１の画像を取り込むステップと；
    プロセッサが感光セルの第２のサブセットを用いて第２の画像を取り込むステップであって、第２のサブセットは、第１のサブセットのいずれの感光セルも含まないステップと；
    プロセッサが第１の光学文字認識アルゴリズムを用いて第１の画像を処理し、第１の結果を生成するステップと；
    プロセッサが第２の光学文字認識アルゴリズムを用いて第２の画像を処理し、第２の結果を生成するステップと
    を含む前記方法。

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