AT500963A4 - Verfahren zur analyse von bandenbildern - Google Patents
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Description
t c c [iota] rr r f c o
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das erfindungsgemässe Verfahren kann vor allem zur Auswertung von Proben in Antidoping-Testlabors eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft vor allem ein Verfahren zur Korrektur von nichthomogenem Hintergrund in digitalen EPO (Erythropoietin)-Gelbildern und zur Berechnung einer Cutoff-Linie" (Referenzlinie), die als Doping-Positivitätskriterium verwendet wird. Die zugrundeliegenden digitalen Gelbilder werden insbesondere mit Hilfe von isoelektrischer Elektrofokussierung (Elektrophorese) gewonnen und mit Bildaufnahme- und/oder Bildverarbeitungseinrichtungen erstellt.
Die annähernd rechteckigen Bandenstrukturen befinden sich in vorzugsweise senkrecht verlaufenden Spuren des Bildes und sind überwiegend waagrecht ausgerichtet (ein typisches Beispiel für ein Protein-Gelbild ist in Fig.1 abgebildet). Das Bild veranschaulicht die angehäuften Ablagerungen von Glykoproteinformen auf der Basis von isoelektrischer Elektrofokussierung und "double blotting".
Peptidhormone wie EPO sind in Ausdauersportarten wie Langlauf oder Radsport aufgrund ihres leistungssteigernden Effekts und der schweren Nachweisbarkeit weit verbreitet. Das Hauptziel von rEPO (rekombinantes EPO)-Doping ist die Steigerung der Produktion roter Blutkörperchen, was zu erhöhter Sauerstofftransportkapazität des Blutes führt. Es können dadurch Leistungssteigerungen von bis zu 10 % erreicht werden.
Während menschliches EPO - ein Glykoprotein - in den Nieren produziert wird, wird rEPO z.B. in Ovariumszellen von chinesischen Hamstern produziert.
Konventionelle Dopingsubstanzen wie anabole Steroide können mittels Gaschromatographie (GC) und Massenspektroskopie (MS) nachgewiesen werden. Es ist mit diesen Techniken jedoch nicht möglich, die Anwendung von rEPO nachzuweisen, da das Molekulargewicht von Glykoproteinen in einem Bereich liegt, der weit ausserhalb des Bereichs von GC-MS liegt. Es wurde festgestellt, dass zur Detektion von rEPO isoelektrische Fokussierung (IEF) in Gels und die "double blotting" Methode, die die in Gelen enthaltenen Proteine in ein adäquateres Medium überträgt, geeignet sind. Durch Anwendung von chemiluminiszenter Reaktion wird ein endgültiges EPO Bild erzeugt (Fig.1).
Die EPO-Dopingkontrolle hat zum Ziel, eine quantitative Charakteristik zu definieren und zu berechnen, die auf dem Vergleich der Positionen von ReferenzStandard-) rEPO-Banden und den Banden in den Spuren von Urinproben von Sportlern in digitalen EPO-Gelbildern beruht.
In Fig.2 wird eine konventionelle Methode zur Berechnung der Referenz - "Cut-offLinie" skizziert. Sie basiert auf der Verwendung von Standardgraphikwerkzeugen und einer manuellen Analyse. Auf der rechten Seite wird ein Profil der mittleren Zeilenintensitäten einer rEPO-Standardspur dargestellt. Der Benutzer sucht darin nach dem lokalen Maximum P,, das der sauersten Bande der rEPO-Standardspur entspricht. Danach wird das Tal V, zwischen P, und dem nächsten lokalen Maximum in basischer Richtung gesucht und die Distanz Vt= gemessen.
Die Position der Cut-off-Linie wird schliesslich als die Position definiert, die durch die Distanz [delta] von Pfaus in entgegengesetzter Richtung zum Tal V, gegeben ist.
Ziel der Erfindung ist es vor allem, eine exakte Erstellung einer Cut-off-Linie mit geringem Rechenaufwand zu erreichen und Banden unterschiedlicher Substanzen eindeutig trennen zu können.
Diese Ziele werden bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen erreicht.
Die Exaktheit der Vorgangsweise wird erhöht bzw. die Rechenzeit wird herabgesetzt, wenn gemäss der Merkmalen des Anspruches 4 vorgegangen wird. Um die Spurbilder in eine definierte Ausgangslage für die Auswertung bringen zu können, sind die Merkmale des Anspruches 6 von Vorteil.
Zur Abgrenzung von Spurbildern unterschiedlichre Stoffe wird vorteilhaft gemäss den Merkmalen des Anspruches 7 vorgegangen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erklärt:
Fig.3 zeigt schematisch die Auswertung eines Spurbildes. Fig.4 zeigt schematisch die Bildung der Intensitätsvariabilität und der absoluten Differenzen. Fig.5 zeigt schematisch die Trennung von in einem Spurbild enthaltenen Banden von zwei unterschiedlichen Substanzen.
Fig.6 zeigt schematisch ein Flussdiagramm des Verfahrens.
Im Folgenden wird die Berechnung einer Cut-off-Linie für ein rEPO-Spurbild erläutert.
Es wird für jede Zeile des in digitaler Form vorliegenden Spurbildes ein einziger Intensitätswert Pmed(i) ermittelt.
Um ein Bildrauschen zu unterdrücken, wird vorteilhaft ein 1D Medianprofil (Spaltenvektor) Pmed(i) des gegebenen digitalen Standard-2D-Spurbildes L(ij) für alle Zeilen i=l,2,...,m anhand folgender Formel errechnet:
Pmed( = median{L(ij):j=l,2, ...,n },
wobei j die Spaltenindizes darstellt. Das bedeutet, dass der Mediän einer gegebenen Zeile i in n Intensitätswerten dieser Zeile des Spurbildes gefunden wird.
Anstelle einer Medianbildung könnte eine andere Mittelwertbildung oder Wichtung der Intensitätswerte der Bildpunkt einer Zeile vorgenommen werden.
Um irrelevante lokale Maxima des Medianprofils zu reduzieren, kann es durch einen Meanfilter geglättet werden. In Konvolutionsnotation wird das gefilterte Medianprofil Pssufi) durch
Pfill(i)= Pmed(i)(R)fO)
ausgedrückt, wobei f(i) den Konvolutionskern des Meanfilters darstellt. rf r e c C r
Im Folgenden wird eine Menge {(AkBk)} aller möglichen Partitionen des Spurbildes L(ij) in benachbarte rechteckige Blöcke AhBk, k = 1,2, .....r konstruiert (Fig.3)
Jeder Bildblock Akwird in kontinuierlicher Notation (für reelle Variable x anstatt ganzzahlige Indizes i ) durch ein Gesamtmass m A,) der Intensitätsvariabilität innerhalb des Blockes charakterisiert:
mW = ,
Ok- -a *
1 " f, dP/a[iota](x)
Okdx dx
Jeder Bildblock Bkwird in kontinuierlicher Notation durch eine Gesamtmass m^Bd der Intensitätsvariabilität innerhalb des Blockes charakterisiert:
-<oW>- ^ b-at^ drx<i>*
Wie in Fig.4 dargestellt, ist es möglich, dass basierend auf dem Vektor der Intensitätswerte PfiU(i) für die jeweils benachbarten Blöcke die jeweilige integrale Intensitätsvariabilität m AJ, mbss[iota]), insbesondere für den oberen Block die Intensitätsvariabilität m Ai) und für den unteren Block die Intensitätsvariabilität m6(ermittelt wird.
Insbesondere kann für diese Blöcke über alle Zeilen die Summe der Absolutwerte der Differenzen der Intensitätswerte Pfu/) von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zeilen ermittelt werden.
Für alle möglichen Positionen k der Trennungslinie zwischen zwei benachbarten Blöcken Ak, Bkwerden zwei Funktionen definiert:
nämlich eine Funktion topdown, die durch die Werte der Intensitätsvariabilität m A,) der Blöcke AhA2, ..., Angegeben ist, und ferner eine Funktion bottomup, die durch die Werte der Intensitätsvariabilität mb(B,r) der Blöcke BLB2, ..., B, gegeben ist.
Es ist vorteilhaft, wenn die für die jeweiligen Blöcke ermittelte integrale Intensitätsvariabilität normiert wird, vorzugsweise indem die erhaltene Summe durch die gegebenenfalls um 1 verringerte Zeilenanzahl des jeweiligen Blockes dividiert wird.
Schliesslich wird für die diskrete Version dieser zwei Funktionen eine Differenzfunktion folgendermassen definiert:
Dif(k) = » Q,(k)-Q2(k) » .
Dazu kann vorgesehen sein, dass der Reihe nach die für die der einen Spurgrenze näher gelegene Blöcke, insbesondere die oberen Blöcke, ermittelten Quotienten Q,(k) von den für die benachbarten, der anderen Spurgrenze näher gelegen en Blöcke, r G insbesondere die unteren Blöcke, ermittelten Quotienten Q2(k) subtrahiert und die Absolutwerte der Differenzen gebildet werden.
Es wird eine Suche nach dem globalen Maximum dieser Funktion Dif(k) durchgeführt. Der Zeilenindex dieses Maximums repräsentiert ein Paar von benachbarten Bildblöcken, für die die Differenz ihrer Intensitätsvariabilität am grössten ist. Dieser Zeilenindex wird als der Zeilenindex der Cut-off-Linie angesehen.
Anhand der Fig.4 wird die Ermittlung der Differenz der Intensitätsvariabilität anhand eines Zahlenbeispiels dargestellt.
Das Profil Pfln(i), das in Fig.4 oben dargestellt ist, wird für die einzelnen Zeilen ermittelt, indem die Intensitäten der digitalen Bildpunkte gemittelt werden, insbesondere wird eine Medianbildung vorgenommen. Für die einzelnen Zeilen besitzt das gefilterte Medianprofil Pjui ) beispielsweise die in Form eines Vektors angeführten Zahlen.
Dieser Spaltenvektor wird in die den Blöcken Akund Bkdes jeweiligen Spurbildes (L(iJ)) entsprechende Teile aufgeteilt;
dargestellt ist eine Aufteilung, bei der Block Akvier Zeilen (Bloc t) und der zugehörige Block Bk16 Zeilen (Blockt) besitzt.
Im nächsten Schritt werden für die einzelnen Blöcke die Absolutwerte der Differenzen der gefilterten Medianwerte der einzelnen Zeilen gebildet.
Es erfolgt eine Summierung der Absolutwerte der Differenzen jeweils für die beiden Blöcke A3und B3und eine Quotientenbildung, in dem die für die einzelnen Blöcke ermittelte Summe um die um 1 verminderte Zeilenanzahl dividiert wird. Man erhält die Quotienten Q (k) und Q2(k) bzw. Q[iota](3) und Q2(3).
In Folge wird die absolute Differenz Difss) dieser beiden Quotienten ermittelt; diese Ermittlung der Quotienten erfolgt für jede Partition des Spaltenvektors Pflu(i), so dass ein Differenzvektor Dif(k) erhalten wird.
Das Maximum dieses Differenzvektors bestimmt die Lage der Cut-off-Linie.
Das generelle Schema der Berechnung der Intensitätsvariabilität innerhalb der Paare benachbarter Bildblöcke eines Spurbildes L(iJ) wird vorteilhafterweise modifiziert, da nicht alle Blöcke gleich relevant sind. Ein Teil der Blöcke wird zweckmässigerweise aufgrund ungenügender Information (zu geringe Anzahl von Zeilen) bzw. aufgrund des Vorabwissens über die Bandbreite in EPO Bildern ausgeschlossen. Die durchschnittliche Bandenbreite Bwav(empirischer Wert in Anzahl von Pixel bzw. Zeilen) auf dem Niveau eines vorgegebenen oder berechneten durchschnittlichen Schwellwertes Inavwird dazu ermittelt. Im gefilterten Medianprofil Pfill(i) wird das erste lokale Maximum (imaxrel) von oben bzw. dessen Zeilenindex ermittelt, das grösser ist als der Schwellwert 7nBV.
Es wird sodann der erste relevante Bildblock A, als folgendes Teilbild des Spurbildes definiert: [Lambda][iota](iJ) = {L(i,j): i=l,2, ...,( imaxrel - [Alpha]Bway), j=l,2, ...,n}
In ähnlicher Vorgangsweise wird der letzte Bildblock B, anhand der Information über die durchschnittliche Bandenbreite in EPO Bildern folgendermassen definiert:
Br (W = {L(iJ): i- - Bwav, .... m, j=l,2, ...,n) .
Es ist somit vorgesehen, dass zur Bestimmung der inneren Grenze des ersten Blockes A[iota] mit der geringsten Zeilenanzahl, das Maximum des Verlaufs der Intensitätswerte Pjm J) ermittelt wird, das den geringsten Abstand von einer der beiden, insbesondere der oberen, Spurgrenze Sp, aufweist und einen vorgegebenen Schwellenwert ln", insbesondere den Durchschnitts- bzw. Mittelwert der Intensitätswerte Pmed(i,) überschreitet.
Ferner wird von dem Zeilenindex (imaxrel) dieses Maximums ein vorgegebener Wert, insbesondere die Hälfte der Zeilenzahl der durchschnittlichen Bandbreite Bwavabgezogen und der sich ergebende Zeilenindex als innere Grenze des ersten Blockes Atangesehen. Zur Bestimmung der inneren Grenze des letzten Blockes Armit der höchsten Zeilenanzahl r wird die vorhandene Spurgrenze um eine Zeilenanzahl entsprechend der durchschnittliche Bandbreite Bwmin Richtung in das Innere des Spurbildes verlegt und als innere Grenze des letzten Blockes Arangesehen.
Diese ermittelten Grenzen für die Blöcke mit Mindestzeilenanzahl werden der Teilung des Spurbildes L(ij) zugrundegelegt.
Die Zeilenzahl der zu den Blöcke Arkonjugierten Blöcken Brergibt sich, da die Summe der Zeilen der Blöcke Arund der Blöcke Brder Gesamtzeilenzahl eines Spurbildes mit den Grenzen Sp, und Spbentspricht.
Die Auswertung einer NESP Standardspur, bei der die Banden im unteren, d.h. dem Bereich eines rEPO-Bildes gegenüberliegenden, Bereich des Spurbildes konzentriert sind, unterscheidet sich von der Auswertung einer rEPO-Standardspur durch zwei zusätzliche Schritte: Zuerst muss das Spurbild vor der Anwendung eines für rEPO-Auswertung zugeschnittenen Verfahrens über eine Zeile bzw. horizontale Achse gespiegelt werden. Dadurch wird ein temporäres Spurbild erhalten, in dem die Banden im oberen Bereich konzentriert sind, was für EPO-Standardspuren charakteristisch und üblich ist.
Anschliessend wird auf dieses geometrisch transformierte Spurbild die zuvor beschriebene Vorgangsweise angewendet. Schliesslich wird der so erhaltene Zeilenindex der Cut-off-Line in das ursprüngliche Koordinatensystem des Eingangsbildes zurückgerechnet. Prinzipiell ist das erfindungsgemässe Verfahren in gleicher Weise auf rEPO und NESP Spurbilder anwendbar, z.B. könnte ein NESP Spurbild in seiner Bildebene um 180[deg.] verdreht der Auswertung zugrundegelegt werden.
Beim Vorliegen einer kombinierten rEPO+NESP-Standardspur in einem Spurbild sind zwei Cut-off-Lines zu berechnen;
eine rEPO Cut-off-Line für den Teil der Spur, in c r < r c e dem rEPO Proteine konzentriert sind, und eine NESP Cut-off-Line für den Teil, in dem NESP Proteine konzentriert sind.
Bei Vorliegen von Spurbildern, die Bandenbereiche unterschiedlicher Substanzen oder Stoffe, insbesondere von rEPO und NESP, enthalten wird zur Trennung der Bandenbereiche der unterschiedlichen Substanzen oder Stoffe für jede Zeile des Spurbildes ein Intensitätswert Pmat(9 ermittelt, z.B. durch Mittelwertbildung, gewichtete Mitteilung, Summierung oder Medianbildung der bzw. für die Intensitätswerte der einzelnen digitalen Bildpunkte dieser Zeile.
Für ein kombiniertes rEPO+NESP 2D Spurbild L(ij) wird somit zuerst, wie auch bei der oben beschriebenen Vorgangsweise ein 1D Medianprofil Pmea(i) berechnet.
Das Medianprofil P" i) kann sodann mit einem Meanfilter mit einer grossen Fenstergrösse win (ca. 10% der Spurbildhöhe, in üblichen EPO Spurbildern ca. 30 Pixel) gefiltert werden.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn zur Filterung des Profilsm})) der Intensitätswerte der einzelnen Zeilen eine Mittelwertbildung der Intensitätswerte über eine 6 bis 14 %, vorzugsweise 8 bis 12 %, der Zeilenanzahl des gesamten Spurbildes betragende Anzahl von, insbesondere symmetrisch, beidseits der jeweils betrachteten Zeile liegenden Zeilen erfolgt und dieser Wert der betrachteten Zeile als Intensitätswert zugeordnet wird.
In dem resultierenden gefilterten Medianprofil Pfl,2(i) wird nach dem globalen Maximum Max, und dem zweithöchsten Maximum Max2gesucht. Zwischen Max, und Max2wird nach dem globalen Minimum min gesucht. Beim Zeilenindex (Koordinate) d dieses Minimums wird das Eingangsspurbild in zwei temporäre Teilbilder L,(ij) und Lb(ij) geteilt (Fig.5).
Die diesen zwei Teilbildern entsprechenden gefilterten partiellen Medianprofile PTssu(i) (für oberes Teilbild) und PBssU(i) (für unteres Teilbild) sind Teilmengen des ursprünglichen gefilterten Medianprofils Pj[iota](i). Ferner wird der durchschnittliche Intensitätswert (Schwellwert) Inavdes gesamten Spurbildes berechnet.
Im partiellen gefilterten Medianprofil PTssll(i) wird nach dem ersten lokalen Maximum von unten gesucht, dessen Wert höher ist als der Schwellwert In". Der Index dieses Maximums T"pdient als obere Begrenzung des NESP Teilbildes LMp(ij) , das folgendermassen definiert wird:
nsP(iJ) = { L(iJ): ie {T^ + '[Lambda] Bwav,..., m) } .
Im partiellen gefilterten Medianprofil PBssu(i) wird nach dem ersten lokalen Maximum von oben gesucht, dessen Wert höher als der Schwellwert Inavist.
Der Index dieses Maximums Bepodient als untere Begrenzung des rEPO Teilbildes Lep0(ij) , das folgendermassen definiert wird: : -r r v c c
Lepo ) = { LQj): i[identical to] {[Lambda] -... Bepo-'[Lambda] Bwav} .
Auf das rEPO Teilbild Lepo(iJ) wird die zuvor für ein rEPO-Bild beschriebene Vorgangsweise mit dem Ziel angewendet, die rEPO Cut-off-Line für das kombinierte Spurbild zu ermitteln.
Auf das NESP Teilbild L"p(ij) wird die zuvor für ein NESP-Bild beschriebene Vorgangsweise mit dem Ziel angewendet, die Cut-off-Line für das NESP Teilbild zu ermitteln.
Diese Cut-off-Line wird in das ursprüngliche Koordinatensystem des kombinierten Spurbildes zurückgerechnet und ergibt damit die endgültige NESP Cut-offLine des kombinierten Spurbildes.
Ganz allgemein ist es zweckmässig, wenn vor der Bestimmung der Cut-off-Linie zur Entfernung von Rausch ein Rauschfilter, vorzugsweise ein auf einer geometrisch gesteuerten Diffusion (GDD) basierter Rauschfilter, angewendet wird. Es ist ausserdem zweckmässig, wenn vor der Bestimmung der Cut-off-Linie eine Bildkorrektur, z.B. durch Entzerren, Verschieben und/oder Grössenänderung, des Intensitätsbildes bzw. der Bildmatrix vorgenommen wird.
Fig.5 zeigt in Form eines Flussdiagramms schematisch die Vorgangsweise bei der Auswertung von rEPO-Spurbildern, NESP-Spurbildern und kombinierten rEPO + NESP-Spurbildem.
Claims (9)
1. Verfahren zur Analyse und/oder Auswertung von, insbesondere in Form von Gelbildern vorliegenden, Bandenbildern von zumindest einer(m), vorzugsweise organischen, Substanz und/oder Stoff, vorzugsweise natüriichen und/oder synthetischen Proteinen, insbesondere EPO und/oder rEPO und/oder NESP, welche Bandenbilder durch Elektrophorese, vorzugsweise isoelektrische Elektrofokussierung, gewonnen und mit Bildaufnahme- und Bildverarbeitungseinrichtungen ausgewertet werden, wobei zur Abgrenzung des Bandengebietes in einem die Banden der(s) jeweiligen Substanz oder Stoffes in einer Spur enthaltenden Spurbild eine Cut-off-Linie bzw. Grenzlinie ermittelt bzw. berechnet und danach die Auswertung des Spurbildes bzw. der Bandenbilder fortgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
- dass zur Erstellung der Cut-off-Linie für jede Zeile (i=l, 2, .... m) des digitalen Spurbildes (L(ij)) ein Intensitätswert (Pme) berechnet bzw. ermittelt wird, z.B. durch Mittelwertbildung, gewichtete Mittelung, Summierung oder Medianbildung der bzw. für die Intensitätswerte der einzelnen digitalen Bildpunkte in den Spalten (f=l, 2,..., ) dieser Zeile,
- dass jedes Spurbild (L(ij)) innerhalb seiner, gegebenenfalls ausgewählten bzw. vorgegebenen, Spurgrenzen (Spt, Spb) durch eine parallel zu einer Zeile erfolgenden Teilung in zwei unmittelbar aufeinanderfolgende, sich in Spaltenrichtung erstreckende Blöcke (Ak, Bk) geteilt wird, wobei alle möglichen Partitionen (k=l, 2, .... r) des der Teilung unterzogenen Spurbildes L(iJ) in zwei benachbarte Blöcke (AhB ), insbesondere in einen oberen Block (Ak) und einen unteren Block (Bk), ermittelt werden,
- dass basierend auf dem Vektor der Intensitätswerte (-?*/)) für die benachbarten Blöcke die jeweilige integrale Intensitätsvariabilität (m,(Ak), mbss,)), insbesondere für den oberen Block die Intensitätsvariabilität (m,(A,)) und vorzugsweise für den unteren Block die Intensitätsvariabilität mhssk)), ermittelt wird, insbesondere für diese Blöcke über alle Zeilen die Summe der Absolutwerte der Differenzen der Intensitätswerte (P"ed(i)) von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zeilen ermittelt wird,
- dass die für die jeweiligen Blöcke ermittelte integrale Intensitätsvariabilität normiert wird, vorzugsweise indem die erhaltene Summe durch die gegebenenfalls um 1 verringerte Zeilenanzahl des jeweiligen Blockes dividiert wird,
- dass der Reihe nach bzw. für alle Partitionen die für die der einen Spurgrenze näher gelegenen Blöcke, insbesondere die oberen Blöcke, ermittelten Quotienten Q,(k) von den für die jeweils benachbarten, der anderen Spurgrenze näher gelegenen Blöcke, insbesondere die unteren Blöcke, ermittelten Quotienten Q2(k) subtrahiert werden, i[iota][iota] ooo rrt-c r ro i[iota][iota] ooo rrt-c
cc e c c
- dass unter allen sich ergebenden absoluten Differenzwerten (Dif(k)) das globale Maximum (M) ermittelt wird und
- dass die dieses Maximum (M) aufweisende Zeile der Teilung benachbarter Blöcke als Cut-Off-Linie bzw. Grenzlinie des Bandengebietes der(s) in dieser Bandenspur auszuwertenden Substanz bzw. des Stoffes angesehen wird.
2. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ermittlung der Intensitätswerte und vor Teilung des Spurbildes in Blöcke, der Vektor der für die einzelnen aufeinanderfolgenden Zeilen ermittelten Intensitätswerte Pmed(i) einer Konvolution unterzogen wird, insbesondere dass für die einzelnen Zeilen ein gegebenenfalls gewichteter Mittelwert ermittelt wird, indem die Intensitätswerte einer vorgegebenen Anzahl von aufeinander folgenden, insbesondere symmetrisch zu dieser Zeile gelegenen Zeilen, gewichtet gemittelt werden und der erhaltene Wert Pfiit ) anstelle des Intensitätswertes dieser Zeile gesetzt und der weiteren Auswertung zugmndegelegt wird.
3. Verfahren nach Anspmch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Intensitätsvariabilität bzw. der Summe nur Blöcke mit einer vorgegebenen Mindestzeilenanzahl herangezogen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass zur Bestimmung der inneren Grenze des ersten Blockes (Ai) der Partition mit der geringsten Zeilenanzahl, das Maximum des Verlaufs bzw. Profils (Pjui )) der gegebenenfalls konvolutierten Intensitätswerte ermittelt wird, das den geringsten Abstand von einer der beiden aussenliegenden Spurgrenzen (S[rho]bSpb), insbesondere der oberen Spurgrenze (Sp,), aufweist und einen vorgegebenen Schwellenwert ([Lambda]i[beta]v), insbesondere den Durchschnitts- bzw. Mittelwert der Intensitätswerte (P"ed(i)), überschreitet,
- dass von dem Zeilenindex (imaxrel) dieses Maximums ein vorgegebener Wert, insbesondere die der Hälfte der mittleren Breite (Bwm) aller Maxima auf dem Niveau des Schwellenwertes (lnm) entsprechende Zeilenanzahl, abgezogen wird und der sich ergebende Zeilenindex die innere Grenze des ersten Blockes (A,) bestimmt,
- dass zur Bestimmung der inneren Grenze des letzten Blockes (Ar) mit der höchsten Zeilenanzahl der Zeilenindex der vorgegebenen bzw. vorhandene, insbesondere unteren, Spurgrenze (Spb) um eine Zeilenanzahl entsprechend der mittleren Breite {Bway) verringert bzw. die Zeile der Spurgrenze (Spb) in Richtung in das Innere des Spurbildes verlegt und die erhaltene Zeile als innere Grenze des letzten Blockes (Ar) angesehen wird, und
r c t rc
- dass diese ermittelten Grenzen zur Festlegung der Mindestzeilenanzahl der der Teilung des Spurbildes (L(ij)) zugrundegelegten Blöcke herangezogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Bild vor Ermittlung der Intensitätswerte einer Bildkorrektur, z.B. durch ein Entzerren, Verschieben und/oder Grössenänderung der Bildmatrix, allenfalls begleitet von einer Rauschunterdrückung vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor Ermittlung der Intensitätswerte das Spurbild, insbesondere ein NESP-Spurbild, geometrisch invertiert bzw. parallel zum Zeilenverlauf gespiegelt wird, woraufhin die Cut-Off-Linie gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 ermittelt und zur weiteren Auswertung die Cut-Off-Linie in der selben Weise wie das gespiegelte NESP-Spurbild in die Ausgangslage zurückinvertiert bzw. zurückgespiegelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
- dass bei Vorliegen von Spurbildern, die Bandenbereiche unterschiedlicher Substanzen oder Stoffe, insbesondere von rEPO und NESP, enthalten, zur Trennung der Bandenbereiche der unterschiedlichen Substanzen oder Stoffe für jede Zeile des Spurbildes ein Intensitätswert (Pm.i)) ermittelt wird, z.B. durch Mittelwertbildung, gewichtete Mittelung, Summierung oder Medianbildung der bzw. für die Intensitätswerte der einzelnen digitalen Bildpunkte dieser Zeile,
- dass das Profil der Intensitätswerte (PmJi)) der Zeilen des Spurbildes einer Glättung, Filterung oder Konvolution unterzogen und ein Profil (Pss2(i)) ermittelt wird und in diesem Profil (Pssa(i)) das globale Maximum (Maxi) und das nächst höchste Maximum (Max2) und das zwischen den beiden Maxima liegende globale Minimum (min) ermittelt werden,
- dass das Spurbild in Bezug auf die das Minimum (min) enthaltenen Zeile (d) in zwei Teilbilder (L,(ij), Lb(iJ)) aufgeteilt wird,
- dass der durchschnittliche Intensitätswert (Inm) des Profils (Pme) der Intensitätswerte ermittelt wird,
- dass für die beiden Teilbilder die partiellen gefilterten Profile bzw. Medianprofile (PTfi,,(i), PBflu )) des jeweiligen gefilterten Profils bzw. Medianprofils (Pss[iota]j(i)) ermittelt werden,
- dass in dem einen, insbesondere oberen, Teilbild (L,(ij)), das der aussenliegenden Spurgrenze (Spb) entfernteste lokale Maximum (T"p) ermittelt wird, dessen Wert den Schwellwert (Inav) übersteigt,
- dass der Zeilenindex dieses Maximums um die der halben durchschnittlichen Bandbreite (Bwav) entsprechende Zeilenzahl erhöht wird und der erhaltene
Zeilenindex als innere, insbesondere obere, Spurgrenze des jeweils anderen, insbesondere unteren, Teilbildes (L[kappa]p(ij) insbesondere NESP-Spurbildes, angesehen wird,
- dass im anderen, insbesondere unteren, Teilbild (Lb(ij)) das der aussenliegenden Spurgrenze (Spb) entferntest liegende Maximum (Bepo) ermittelt wird, dessen Wert den Schwellenwert (Inm) übersteigt,
- dass von Zeilenindex dieses Maximums die der halben durchschnittliche Bandbreite (Bwm) entsprechende Zeilenanzahl subtrahiert und der erhaltene Zeilenindex als innere, insbesondere untere, Spurgrenze des ersten Teilbildes (Lepo(ij)) angesehen wird, und
- dass die beiden Teilbilder (Ltpo(ij), L^ ij)) getrennt für sich als getrennt vorliegende und getrennt auszuwertende Spurbilder jeweils einer einzigen Substanz bzw. eines einzigen Stoffes gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 6 beginnend mit der Aufteilung des Spurbildes in Blöcke ausgewertet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Filterung des Profils (/WO) der Intensitätswerte der einzelnen Zeilen zur Trennung der Bandenbereiche der unterschiedlichen Substanzen eine Mittelwertbildung der Intensitätswerte über eine 6 bis 14 %, vorzugsweise 8 bis 12 %, der Zeilenanzahl des gesamten Spurbildes betragende Anzahl von, insbesondere symmetrisch, beidseits der jeweils betrachteten Zeile liegenden Zeilen erfolgt und dieser Wert der betrachteten Zeile als Intensitätswert des Profils (Pm( ) zugeordnet wird.
9. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Auswertung von Bandenbildern in Hinblick auf das Vorhandensein bzw. Vorliegen von zum menschlichen Doping einsetzbaren Präparaten, wie z.B. rEPO und/oder NESP.
Wien, am 12. rebruai 2004 - GmbH
<EMI ID=11.1>
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Applications Claiming Priority (1)
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| AT2232004A AT500963B8 (de) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | Verfahren zur analyse von bandenbildern |
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