(57)【要約】  複数の測定結果から測定結果を選択するための方法及び装置が開示されている。この方法は、測定結果の各々について測定状態を第１の値に初期化するステップと、対応する状態値に基づいて複数の測定結果のうちの１つの選択可能性を判定するステップと、測定結果を選択した後に状態を第２の値に更新するステップとを含む。本発明の一態様において、選択可能性を判定するステップは、複数の測定結果のうちの１つを選択するステップと、対応する状態の値が第１の値であるときに、選択された測定結果を保持するステップとを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定結果から測定結果を選択する方法であって、
前記測定結果の各々について測定状態を第１の値に初期化するステップと、
対応する状態値に基づいて前記複数の測定結果のうちの１つの選択可能性を判定するステップと、
前記測定結果を選択した後に前記状態を第２の値に更新するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記選択可能性を判定するステップは、
前記複数の測定結果のうちの１つを選択するステップと、
前記対応する状態の値が前記第１の値であるときに当該選択された測定結果を保持するステップとをさらに有する、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記複数の測定結果のうちの１つを選択するステップは、前記複数の測定結果のうちの１つをランダムに選択するステップを有する、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、前記複数の測定結果のうちの１つを選択するステップは、ルーレット盤選択処理を発生するステップを有する、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記複数の測定結果の各々について分布値を初期化するステップと、
対応する測定結果が選択されたときに前記分布値を更新するステップと、
をさらに有する方法。
【請求項６】
複数の測定結果から測定結果を選択する装置であって、
前記測定結果の各々について測定状態を第１の値に初期化し、
対応する状態値に基づいて前記複数の測定結果のうちの１つの選択可能性を判定し、
前記測定結果を選択した後に前記状態を第２の値に更新する、
ためのコードを実行するコンピュータシステムを有する装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記コンピュータシステムは、
前記複数の測定結果のうちの１つを選択し、
前記対応する状態の値が前記第１の値であるときに当該選択された測定結果を保持する、
ためのコードを実行することにより選択可能性を判定する、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記コンピュータシステムは、前記複数の測定結果のうちの１つをランダムに選択するためのコードを実行することにより前記複数の測定結果のうちの１つを選択する、装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置であって、前記コンピュータシステムは、ルーレット盤選択処理を発生するためのコードを実行することにより前記複数の測定結果のうちの１つを選択する、装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の装置であって、前記コンピュータシステムは、前記複数の測定結果の各々について分布値を初期化し、対応する測定結果が選択されたときに前記分布値を更新するためのコードをさらに実行する、装置。
【請求項１１】
複数の測定結果から測定結果を選択するためにコンピュータを指示するためのコードを含むコンピュータソフトウェア製品であって、前記コードは、
前記測定結果の各々について測定状態を第１の値に初期化するステップと、
対応する状態値に基づいて前記複数の測定結果のうちの１つの選択可能性を判定するステップと、
前記測定結果を選択した後に前記状態を第２の値に更新するステップと、
を実行するよう前記コンピュータに指示をなす、
製品。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータソフトウェア製品であって、前記コードは、
前記複数の測定結果のうちの１つを選択するステップと、
当該対応する状態の値が前記第１の値であるときに当該選択された測定結果を保持するステップと、
を実行するよう前記コンピュータをさらに指示する、製品。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータソフトウェア製品であって、前記コードは、前記複数の測定結果のうちの１つをランダムに選択するステップを実行することにより前記複数の測定結果のうちの１つを選択するよう前記コンピュータをさらに指示する、製品。
【請求項１４】
請求項１２に記載のコンピュータソフトウェア製品であって、前記コードは、ルーレット盤選択処理を発生するステップを実行することにより前記複数の測定結果のうちの１つを選択するよう前記コンピュータをさらに指示する、製品。
【請求項１５】
請求項１１に記載のコンピュータソフトウェア製品であって、
前記複数の測定結果の各々について分布値を初期化するステップと、
対応する測定結果が選択されたときに前記分布値を更新するステップとをさらに有する製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲノミクスを基礎とする検査におけるサーチ処理の分野、より具体的には当該サーチ処理により多くの測定結果を含ませる改良型の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部分集合選択の問題は、沢山の領域、例えば分子診断学のパターン発見において生じることが知られている。この領域において、測定データは、特定の病気にかかっているか又はかかっていない患者及びその病気を確実に検出するために使用可能なこうした測定結果の部分集合を見つけることを望む患者に通常は利用可能である。進化的計算法は、利用可能な測定結果から部分集合の測定結果を判定するために用いることができる１つの知られた方法である。進化的計算法の例は、出願された特許出願の国際特許出願に係る文献のＷＯ０１９９０４３及びＷＯ０２０６８２９に見ることができる。
【０００３】
ある種の形態の部分集合選択を伴う進化的サーチアルゴリズムは、一度に全サーチ空間の部分集合を考慮に入れる特性を有する。例えば、各々が１５個の遺伝子を持つ１００個の染色体の母集団は、１，５００個の個別の染色体しか含むことができない。このサーチ空間が１，５００個を超える遺伝子を含む場合、一般的には、当該アルゴリズムが少なくとも一度、遺伝子毎に試行するようにすることは保証されない。この問題に対する強力な方策は、母集団の大きさ及び／又は染色体の大きさを増加させることであり、相当な計算負担をアルゴリズムに掛けてしまうので概して実用的ではない。
【０００４】
２００４年１２月２８日付け出願の「Method for Generating Genomics-Based Medical Diagnostic Tests」と題された米国特許出願整理番号第６０／６３９，７４７号は、ここでその内容が参照により組み入れられるが、染色体の第１発生染色体集団を発生するための分類子を判定する１つの方法を記述しており、そこでは、各々の染色体が、関連のセットの測定結果の部分集合を特定する選択された数の遺伝子を有するものとなっている。記述されているこの方法では、染色体の遺伝子は、連続発生染色体集団を生成するよう計算上遺伝子的に進化させられる。各継承者発生染色体集団の生成は、（ｉ）子の染色体の遺伝子に両親の染色体に共通した遺伝子の値を充足させかつ（ｉｉ）一方又は他方の親の染色体に特有の遺伝子の値を残りの遺伝子に充足させることにより親の染色体集団の親の染色体から子の染色体を発生することと、両親の染色体に共通した子の染色体の遺伝子の値を変化させることなく一方又は他方の親の染色体に特有の子の染色体の遺伝子の値を選択的に変化させることと、当該染色体の遺伝子により特定される関連の測定結果の部分集合を用いて判定される各染色体の適合性に基づいて子の染色体により染色体集団を更新することとを含む。そして分類子は、遺伝子の進化により識別される染色体の遺伝子により特定される関連の測定結果の部分集合を用いるものが選択される。
【０００５】
しかしながら、この説明した方法は、２レベル階層選択ステップ、すなわち正確で小さな部分集合の進化を誘導するよう構成された適者生存を使うものである。この動作では、当該問題に対してＡ及びＢとして表す競合の方策が次のように比較される。
【０００６】
classification_errors (A)<classification_errors (B)ならば、Ａが選択され、
或いは、classification_errors (A)=classification_errors (B)でかつ
number_of_measurements(A)<number_of_measurements(B)ならば、Ａが選択される。
【０００７】
さもなくば、Ａ又はＢがランダムに選択される。
【０００８】
ここで、classification_errors ()は、適応度である。
【０００９】
初期化により、分岐及び突然変異遺伝子は、利用可能な遺伝子のプールからランダムに引き出される。遺伝子アルゴリズム方法の基本的部分は、染色体の交配の間に偶発的な突然変異があることである。染色体の遺伝子は、遺伝子番号への既知の確率をもって変異させられる。特段のケースにおいて、染色体において複製が許されない場合、当該変異は染色体にもはや存在しない遺伝子にだけ限定される。遺伝子がランダムに選択される他の状況では、初期の集団の形成、及び分岐後の遺伝子の多くがランダムに選択される。
【００１０】
上述の処理において、新しい遺伝子は、等しい確率、すなわち、ｎが染色体の一部であることが許される遺伝子の数であるときに１／ｎで引き出される。これにより、良好な数の遺伝子は、進化アルゴリズムのサイクル内での参加において「引き出し」されないので調べられることはないものとすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって、サーチ処理に全ての遺伝子の包含又は検査を見越す方法が産業界において必要性である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
複数の測定結果から測定結果を選択するための方法及び装置が開示される。この方法は、測定結果の各々につき第１の値に測定状態を初期化するステップと、対応の状態値に基づいて複数の測定結果のうちの１つの選択可能性を判定するステップと、当該測定結果を選択した後に第２の値に当該状態を更新するステップとを含む。本発明の一態様において、選択可能性を判定するステップは、当該複数の測定結果のうちの１つを選択し、対応する状態の値が第１の値であるときにその選択された測定結果を保持するステップをさらに有する。
【００１３】
本発明は、様々な構成部及び構成部の様々な構成による形態及び様々な処理動作及び処理動作の様々な構成による形態を採ることができる。図面は、専ら好適実施例を例証することを目的とするものであり、本発明を限定するものと解釈されないものである。
【００１４】
これら図面は、本発明の概念を例示することを目的とするものであり、一律の縮尺で描かれてはいない。適宜参照文字が付されうる同じ参照数字は、対応する部分を識別するために全体を通して用いられていることが分かる筈である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
遺伝子の選択は、上述した共有の米国特許出願において記述されているように行うことができる。但し、そこで説明されているように、遺伝子の選択は、全ての遺伝子が検査されうる訳ではないので限定される。
【００１６】
本発明の１つの、そして好適な原理により、サイズＮのgene_countと称されるベクトルが維持され、これが当該空間においてＮ個の遺伝子すなわち測定結果の各々についてカウンタを含み、このカウンタは、染色体において遺伝子又は測定結果が検出される度にインクリメントされる。さらに本発明の原理により、distributionと表されるベクトルは、変異させられた遺伝子がどのようにして選択されるかを決定するものが設けられる。
【００１７】
gene_countは、既知の値、好ましくはゼロ（０）に初期化され、ベクトルdistributionの値は、第２の既知の値、好ましくは１の値に初期化される。位置ｉにおけるgene_countカウンタがインクリメントされる度に、ベクトルdistributionにおける対応の位置ｉの値は更新可能である。図１の処理１００に示される例においてより完全に説明される本発明の一態様においては、関連の分布値がゼロ（０）に設定される。
【００１８】
本発明の原理により、遺伝子がランダムに選択されるとき、アルゴリズムは、ランダムに選択された遺伝子の使用を、ベクトルgene_counterにおける対応の値が１となるそうした遺伝子に限定すること、或いはより一般的に、当該アルゴリズムは、頻繁には用いられないものの前に頻繁に使用される遺伝子が再利用される確率を限定又は減少する。ベクトルdistributionにおける全ての値がそれらが処理されているものであること、例えばゼロ（０）値を示すように設定されるとき、restore_distributionと表されるフラグは「True」値に設定され、上記共有の米国特許出願に記述されるような遺伝子の選択が再開される。
【００１９】
図１は、本発明の第１の原理による模範的処理１００のフローチャートを示している。この模範的処理において、単一データ構造のベクトルdistribution（１０１）が用いられ「フラグの立っていない」すなわちゼロ（０）の値に初期化される。この模範的処理において、ブロック１１０で遺伝子がランダムに選択される。全ての遺伝子が既に選択された場合（ブロック１２０：１にフラグの立ったdistributionの全ての値）、その遺伝子を受け付けてそれをブロック１５０において出力する。そうではなく、全ての遺伝子が用いられておらずこの遺伝子がブロック１３０において用いられているようにフラグが立っている場合、ブロック１１０において遺伝子選択処理を繰り返す。選択された遺伝子が用いられていないと（すなわち、ブロック１３０における肯定の決定）、（ブロック１４０で）用いられるような遺伝子をフラグ立てしブロック１５０において出力する。
【００２０】
処理１００が少なくとも１回ランダムに全ての遺伝子の値が選択されることを保証する限り（可能な遺伝子の値の数と同様の数の選択がある場合に）、非常に限定的であり、当該サーチ全体にわたり全ての遺伝子の値が等しく選択されることは確実にならない。
【００２１】
図２は、本発明の第２の原理による模範的処理２００のフローチャートを示している。この処理は、当該実験の全体の実行までの時間の長さにおいて動的に調整される分布を提供する。本発明のこの態様において、２つのデータ構造がこの処理において用いられる。すなわち、遺伝子毎に当該遺伝子が選択される度に関連のカウンタが増加させられるgene_count（２０１）と、gene_countの値に基づいて各遺伝子に関連付けられた値及びオプションとしてのプリセット最大値を含むdistribution（２０２）である。distributionにおける全てのフィールドは、第２の既知の値、例えば１に初期化される。
【００２２】
処理２００において、最大遺伝子カウント（max-GC）を所定値、すなわち例えばgene_countデータ構造（２０１）における最大の数に設定することで選択が始まり、これはブロック２１０において行われる。本発明の第２の態様は、ベクトルdistributionが当該実験全体を通じて動的に更新されることを確実なものとするので有利である。
【００２３】
この場合、ベクトルdistributionにおける値は、次の原理により更新される。すなわち、gene_countの値がmax-GCよりも小さい場合、distributionの値はmax-GC-gene_countに設定される。そうではなく、max-GCよりも小さくない場合、distributionの値はゼロ（０）に設定される。なお、max-GCがgene_countの最大値により設定されるとき、ステップ２２０における後のルールによりゼロ（０）には設定されない。distributionに基づいて値を設定する実際の方法は、周知のRoulette Wheel Selection Ruleによる。このため、遺伝子のリストは、distributionの全ての値の合計に等しい長さにより作られる。そして、各遺伝子番号は、distribution（２３０）の値と厳密に同じ回数、リストにおいて繰り返される。これにより、ランダムにその１つの値が選択される（２４０）「ルーレット」が形成される。選択される遺伝子のgene_counterは、インクリメントされ（２５０）、その値が戻される（２６０）。
【００２４】
図１及び図２における処理は、上記共有の米国特許出願に記述されているように処理の値のランダムなピックアップのための置換のために用いることができる。
【００２５】
また、本発明の範囲においては、本発明が上記共有の米国特許出願（ＣＨＣと称する）に記述されているアルゴリズムに限定されないことも留意されるところであるが、遺伝子アルゴリズム（ＧＡ）インプリメンテーションとともに用いることができる。ここで記述した方法は、共通の遺伝子の値が保存されることを確実にするＣＨＣにおける安全性メカニズムに依拠し、ランダム化された遺伝子選択が用いられる他の方法を考慮に入れるものであるので、さらに有利である。一般に、このアルゴリズムは、特徴スペースの適切な包含が必要とされる方法と共に用いることができる。
【００２６】
本発明によるシステムは、適切なソフトウェア又は実行可能なコードがロードされる１つ又は複数のハードウェア／ソフトウェア装置に埋め込まれうるハードウェア、プログラマブル処理又はコンピュータシステムとして具現化可能である。このシステムは、コンピュータプログラムによって実現可能である。このコンピュータプログラムは、プログラマブル装置の中にロードされたときに、当該装置におけるプロセッサが本発明による方法を実行することを行わせることになる。したがって、このコンピュータプログラムにより、プログラマブル装置が本発明によるシステムとして機能することが可能となる。
【００２７】
本発明の基本的新規な特徴をその好適実施例に適用されたように図示し、説明し、指摘したが、開示した装置の形態及び詳細並びにそれらの動作において、説明した装置の様々な省略及び置換並びに変更を、本発明の主旨を逸脱することなく当業者により行うことができることが分かる筈である。
【００２８】
特に、同じ結果を達成するために実質的に同じ機能を実質的に同じ態様で実行するそうした要素の全ての組み合わせが本発明の範囲内であることを意図している。説明した１つの実施例から別のものへの要素の置換も、意図されたものであり包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の原理により遺伝子を選択するための模範的な処理を示す図。
【図２】本発明の第２の原理により遺伝子を選択するための第２の模範的な処理を示す図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2009503533.tif 000004
2009503533.tif 000005
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