(57)【要約】多変量データを表す星形アイコン（２０）は成分の属性の発現に対応する長さを持った試料の成分に対応する指部材（２５）を含む。指部材は基部部材（２３）の上に配置され、その際ある範囲内の属性の発現を伴う成分に対応する指部材は基部部材の上部部分に配置され、範囲内にない属性の発現を伴う成分に対応する指部材は基部部材の下部部分に配置される。星形アイコンを形成する方法とシステムは、表示すべき範囲及び成分及び属性に関するデータを含む変換テーブルを形成するステップを含む。変換テーブルを使用して基部部材上の各指部材の相対的位置を決定し、属性の発現に対応するような指部材の長さを決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の複数の成分を表す方法であって、
少なくとも一つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を、許容可能である又は許容不可能であると指定するステップと、
複数の指部材の中の各指部材が試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が、対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数である底面と長さを有するような複数の指部材を形成するステップと、
第１の部分と第２の部分を有するような基部部材を形成するステップと、
許容可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を前記基部部材の前記第１の部分の上に配置し、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を前記基部部材の前記第２の部分の上に配置することによってアイコンを形成するステップと、
前記アイコンを表示するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
さらに、試料の複数の成分の中表示すべき成分を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、試料中の複数の成分の属性を判定するよう試料を分析するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
成分を選択する前記ステップが、各成分の重要性または発現に基づいて成分を選択するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
各成分の重要性が、複数の研究試料の成分属性のデータベースの評価によって決定される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
成分を選択する前記ステップが、人工知能システムを使用するステップを含み、該人工知能システムによって決定される研究試料のデータベースの評価としての各成分の重要性に基づいて成分を選択する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
選択された各成分を許容可能である、または許容不可能であると指定する前記ステップが、
成分属性データのデータベースを形成するステップと、
前記データベース中の成分属性データを分析することによって各属性または複数の属性についての発現の範囲を決定するステップと、
試料の各成分の各属性または試料の各成分の複数の属性について属性の発現を判定するステップと、
各属性の発現が決定された範囲以内であるかを判定するステップと、
対応する属性の発現が決定された範囲内にある場合に成分が許容可能であると指定するステップと、
属性の発現が決定された範囲内にない場合に成分が許容不可能であると指定するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、異なる色または陰影が試料の複数の成分の各属性を表すように色または陰影を前記指部材に適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、許容可能な属性の最も高い発現を伴う指部材を前記基部部材の前記第１の部分の相対的に最も高い位置に配置し、許容不可能な属性の最も高い発現を伴う指部材を前記基部部材の前記第２の部分の相対的に最も低い位置に配置することを含めて、前記基部部材上の前記指部材の位置によって属性の発現を識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の部分が前記第２の部分の反対側にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の部分が前記第２の部分の上にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記基部部材が円形、球形、楕円形、多角形または任意の３次元形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アイコンを表示する前記ステップが前記アイコンを印刷するステップまたは前記アイコンをモニタ上に表示するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
試料が血液、化学的試料または有機組織試料である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
複数の指部材の中の各指部材が試料の複数の成分に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、
指部材と、該指部材の成分及び少なくとも１つの属性に対応する指部材データとを関連付けるような第１のリンクを該指部材に組み込むステップと、
前記基部部材と、患者の氏名または調査研究名を含む基部部材データとを関連付けるような第２のリンクを前記基部部材に組み込むステップと、
ユーザが前記第１または第２のリンクを選択すると、それぞれ前記指部材データまたは前記基部部材データを表示するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記アイコンが多次元的である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
各成分を指定する前記ステップが、該成分の複数の属性の発現の関数として、各成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、
変化の度合に基づいて表示すべき成分及び属性を識別するデータ編成及び圧縮を行うステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
試料の成分の属性を表すアイコンを生成するシステムであって、
成分及び属性の試料データを使用して該試料データに対応するアイコンを選択するセレクタと、
複数の成分の中の少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するデシグネータと、
指部材の長さが対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数であり、許容可能であると指定された成分または属性に対応する各指部材が基部部材の第１の部分の上に置かれ、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第２の部分の上に置かれるように、複数の成分の中の少なくとも１つの成分に対応する指部材を基部部材の上に配置することによってアイコンを形成するプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２１】
前記デシグネータが、許容可能であると指定された成分に対応する各指部材が前記基部部材の第１の部分の上に配置され、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が前記基部部材の第２の部分の上に配置されるよう決定する変換テーブルを備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
さらに、試料の複数の成分の中の各成分の発現を判定するアナライザを備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
試料が血液、化学的試料または組織試料である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記指部材が複数の成分に対応する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
個体または複数の個体からの血液または組織の試料を含む多変量医学データ試料をアイコンとして表す方法であって、
医学試料の少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するステップと、
複数の指部材の中の各指部材が医学試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が、対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数である底面と長さを有するような複数の指部材を形成するステップと、
第１の部分と第２の部分を有するような基部部材を形成するステップと、
許容可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を前記基部部材の前記第１の部分の上に配置し、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を前記基部部材の前記第２の部分の上に配置することによってアイコンを形成するステップと、
前記アイコンを表示するステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
さらに、医学試料の複数の成分の中表示すべき成分を選択するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
個体または複数の個体からの血液または組織の試料を含む多変量医学データ試料をアイコンとして表すシステムであって、
成分及び属性の試料データを使用して該試料データに対応するアイコンを選択するセレクタと、
少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するデシグネータと、
指部材の長さが対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数であり、許容可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第１の部分の上に置かれ、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第２の部分の上に置かれるように、複数の成分の中の各成分に対応する１つの指部材を基部部材の上に配置することによってアイコンを形成するプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２８】
血液または組織の試料または複数の試料からの多次元医学データを表すアイコンであって、
第１の部分と第２の部分とを有する基部部材と、
複数の指部材の中の各指部材が医学試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が、対応する成分の少なくとも１つの属性の存在の関数である底面と長さを有するような複数の指部材と、
対応する前記指部材を、表示される成分及び属性の名称及び発現に関連付ける、各指部材に埋め込まれた第１のリンクと、
前記基部部材を医学試料に関する情報に関連付ける、基部部材に埋め込まれた第２のリンクと、を備え、
前記第１のリンクを選択することによって、プロセッサが作動して、表示される成分及び属性に関連するデータをモニタ上に表示し、前記第２のリンクを選択することによって、前記プロセッサが作動して、医学試料に関する情報を前記モニタ上に表示するアイコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを表示する方法、システム及びアイコンに関する。特に、本発明は、試料の成分の１つかそれ以上の特定の属性に対応する試料データを表示する対話式星形アイコンを形成する方法とシステムを含む。
【背景技術】
【０００２】
医学研究や医学診断では、各々様々な成分について測定される数多くの標本点からの多量の試料データの分析を必要とすることが多い。例えば、医学研究は、研究に参加する非常に多くの個体の血液試料の試料プールのプロファイリングを必要とすることがある。これは細胞中の酵素の活性の判定を含むことがある。例えば、引用によって本出願の記載に援用するルーカス（Ｌｕｃａｓ）他（米国特許第５，８７１，９４６号及び第５，６９８，４１１号）を参照されたい。各個体は試料プールの成分とみなすことができ、各個体の血液試料の様々なパラメータは試料の属性として測定することができる。属性とは、赤血球、白血球、酵素レベル及び無機物といった血液の要素の発現としてよい。さらに、属性は白血球上のある特定の受容体部位またはある種のＲＮＡまたはＤＮＡ塩基配列の数といった細胞の特性としてもよい。
【０００３】
医学研究及び医学診断の別の側面としては、組織または血液の試料を使用して疾患を診断し、個人の健康の状態を広範に評価する等といったことが含まれる。この場合、１つの血液試料を、様々な酵素、白血球、赤血球、栄養分レベル、酵素レベル及び細胞の様々な特性等といった非常に多くの成分について分析することがある。そして、各成分はその属性に基づいて特徴付けられる。
【０００４】
個体の血液と非常に多くの個体からの試料のプールとの両方の試料データを分析するため、バイプロット（ｂｉｐｌｏｔ）を使用することがある。バイプロットは、血液試料の試料プール、またはある個体の血液試料の様々な成分と属性の試料データといった多変量試料データについて試料データの２次元グラフィカル表示を提供する。図１はバイプロットの一例を提供する。個体試料または試料プール何れかについてのバイプロットは主成分分析法（ＰＣＡ）に基づいている。ＰＣＡに関する議論については、引用によって本出願の記載に援用するリアリー他「稀少細胞母集団の検出、分析及び分離の新方法」、ＳＰＩＥ、第２６７８巻、２４０−２５３ページ、１９９６年（Ｌｅａｒｙ  ｅｔ  ａｌ．“Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｒｅ  Ｃｅｌｌ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ”，ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．２６７８，ｐｇｓ．２４０−２５３，１９９６）を参照されたい。
【０００５】
図１は、先行技術によるバイプロットの一例を示す。図１のバイプロットは、第１主成分Ｐ１についての主成分平面上の多次元空間中にベクトルＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤを配置することによって多変量データを表している。各ベクトルＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、個々の成分Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤまたは特定の成分の発現に対応するデータの変化に比例する長さを有する。ベクトル間の角度は、ベクトルＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤの属性間の不一致の度合に対応する。バイプロットに関する議論については、リアリー他を参照されたい。
【０００６】
図２は、様々な割合の細胞表現型を有する３つの成分の存在を示す別の種類の先行技術を示している。「＋」と「−」の符号はそれぞれ、細胞中の成分の存在または欠如を示している。図２が示すように、細胞の８％の試料は３つの成分を全て含まず、細胞の１２％の試料は１つの成分について正であるが他の２つの成分は欠如している。
【０００７】
他の研究分野にも同様に複雑な多変量データ分析の必要が存在している。例えば、犯罪研究は、個々の犯罪を犯した犯罪者の心理学的特性のプロファイルの作成を必要とすることがある。また、地質学でも、調査現場での多くの坑井またはボーリングに対応する無数の土壌及び地下水の試料の属性の分析が必要なことがある。
【０００８】
技術は絶えず進歩しており、コンピュータ及びプロセッサは増大する量の複雑なデータを処理できるようになっている。さらに、人工知能を使用してデータ結果が好ましいか好ましくないかを判断することも可能になった。多量のデータを分析する能力が増大し変化するにつれて、バイプロットはデータを表示するツールとしては不十分になった。例えば、バイプロットは、好ましくない試料データ及び／または好ましい試料データを含む結果をユーザが容易に読み取り理解できるような形式でデータを提示していない。さらに、バイプロットはデータの２次元表示に制限されているので、ベクトル間の角度が歪んで見えることがある。
【０００９】
これまで、２次元表示にせよ３次元表示にせよ、多パラメータ・データを単一表示で表すことは問題であった。先行技術のもう１つの欠点は、ユーザにデータの意味を知らせることができないことであった。本発明は、複雑なデータを、臨床的関連性に関する固有のパラメータを示す簡易なスナップショット画像に引き出すことのできるアイコン化データ表示を作成することによって、これら及び他の問題を克服する。
【発明の開示】
【００１０】
本発明の１つの実施形態は、試料の複数の成分を表す方法を含む。この方法では、少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を、許容可能である又は許容不可能であると指定する。また、複数の指部材の中の各指部材が試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が、対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数である底面と長さを有するような複数の指部材を形成する。また、第１の部分と第２の部分を有するような基部部材を形成する。許容可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を基部部材の第１の部分の上に配置し、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を基部部材の第２の部分の上に配置することによってアイコンを形成する。そしてアイコンを表示する。
【００１１】
また、本方法は、試料中の複数の成分の属性を決定するよう試料を分析するステップと、試料の複数の成分の中の表示すべき成分を選択するステップとを含んでもよい。
【００１２】
また、表示すべき成分及び属性を決定してもよい。変化の度合に基づいて表示すべき成分及び属性を識別するデータ編成及び圧縮を行ってもよい。また、各成分の重要性または発現に基づいて成分を選択してもよい。各成分の重要性は、複数の研究試料の成分属性のデータベースの評価によって決定する。また、成分を選択するステップは、人工知能システムを使用するステップを含み、該人工知能システムによって決定される研究試料のデータベースの評価としての各成分の重要性に基づいて成分を選択することとしてもよい。
【００１３】
選択された各成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するため、成分属性データのデータベースを形成してもよく、データベース中の成分属性データを分析することによって各属性または複数の属性についての発現の範囲を決定する。また、試料の各成分の各属性または試料の各成分の複数の属性について属性の発現を判定する。さらに、各属性の発現が決定された範囲内であるか否かを判定する。対応する属性の発現が決定された範囲内にある場合に成分が許容可能であると指定し、属性の発現が決定された範囲内にない場合に成分が許容不可能であると指定する。
【００１４】
また、各成分を許容可能または許容不可能であると指定するステップは、各成分の複数の属性の発現の関数として、該成分を許容可能である又は許容不可能であると指定するステップを含んでもよい。
【００１５】
成分の属性は指部材によって表してもよい。例えば、異なる色または陰影が試料の複数の成分の各属性を表すように色または陰影を指部材に適用してもよい。また、許容可能な属性の最も高い発現を伴う指部材を基部部材の第１の部分の相対的に最も高い位置に配置し、許容不可能な属性の最も高い発現を伴う指部材を基部部材の第２の部分の相対的に最も低い位置に配置することを含めて、基部部材上の指部材の位置によって属性の発現を識別してもよい。さらに、指部材は複数の成分を表すこともできる。
【００１６】
基部部材は円形、球形、楕円形、多角形または任意の３次元形状である。さらに、基部部材の第１の部分は第２の部分の反対側及び／または上にある。
【００１７】
表示される試料は血液、化学的試料または有機組織の試料といった試料を含んでもよい。また、アイコンはモニタ上に表示するかまたはプリンタによって印刷してもよい。
【００１８】
また、指部材と基部部材のそれぞれのデータ間のリンクをアイコンに組み込んでもよい。指部材と、該指部材の成分及び少なくとも１つの属性に対応する指部材データとを関連付けるような第１のリンクを指部材に組み込んでもよい。基部部材と、患者の氏名または調査研究名を含む基部部材データとを関連付けるような第２のリンクを基部部材に組み込んでもよい。また、指部材データまたは基部部材データは、ユーザがそれぞれ第１または第２のリンクを選択すると表示される。
【００１９】
本発明の第２の実施形態は、成分及び属性の試料データを使用して該試料データに対応するアイコンを選択するセレクタと、複数の成分の中の少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を、許容可能である又は許容不可能であると指定するデシグネータ（ｄｅｓｉｇｎａｔｏｒ）と、指部材の長さが対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数であり、許容可能であると指定された成分または属性に対応する各指部材が基部部材の第１の部分の上に置かれ、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第２の部分の上に置かれるように、複数の成分の中の少なくとも１つの成分に対応する指部材を基部部材の上に配置することによってアイコンを形成するプロセッサとを含む、試料の成分の属性を表すアイコンを生成するシステムを含む。
【００２０】
また、本システムは、試料の複数の成分の中の各成分の発現を判定するアナライザを含んでもよい。試料は血液、化学的試料または組織試料でよい。また、デシグネータは、許容可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第１の部分の上に配置され、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第２の部分の上に配置されるよう決定する変換テーブルを含んでもよい。
【００２１】
本発明の第３の実施形態は、個体または複数の個体からの血液または組織の試料を含む多変量医学データ試料をアイコンとして表す方法である。本方法は、医学試料の少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を、許容可能である又は許容不可能であると指定するステップと、複数の指部材の中の各指部材が医学試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が、対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数である底面と長さを有するような複数の指部材を形成するステップと、第１の部分と第２の部分を有するような基部部材を形成するステップと、許容可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を基部部材の第１の部分の上に配置し、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材の底面を基部部材の第２の部分の上に配置することによってアイコンを形成するステップと、アイコンを表示するステップとを含む。
【００２２】
本発明の第４の実施形態は、個体または複数の個体からの血液または組織の試料を含む多変量医学データ試料をアイコンとして表すシステムを含む。本システムは、成分及び属性の試料データを使用して該試料データに対応するアイコンを選択するセレクタと、少なくとも１つの成分または該成分の少なくとも１つの属性の存在の関数として、該成分を、許容可能である又は許容不可能であると指定するデシグネータと、指部材の長さが対応する成分の少なくとも１つの属性の発現の関数であり、許容可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第１の部分の上に置かれ、許容不可能であると指定された成分に対応する各指部材が基部部材の第２の部分の上に置かれるように、複数の成分の中の各成分に対応する１つの指部材を基部部材の上に配置することによってアイコンを形成するプロセッサとを含む。
【００２３】
本発明の第５の実施形態は、血液または組織の試料または複数の試料からの多次元医学データを表すアイコンである。本アイコンは、第１の部分と第２の部分とを有する基部部材と、複数の指部材の中の各指部材が医学試料の少なくとも１つの成分に対応し、各指部材が対応する成分の少なくとも１つの属性の存在の関数である底面と長さを有するような複数の指部材と、対応する指部材を表示される成分及び属性の名称及び発現に関連付ける、各指部材に埋め込まれた第１のリンクと、基部部材を医学試料に関する情報に関連付ける、基部部材に埋め込まれた第２のリンクとを含み、第１のリンクを選択することによって、プロセッサが作動して表示される成分及び属性に関連するデータをモニタ上に表示し、第２のリンクを選択することによって、プロセッサが作動して医学試料に関する情報をモニタ上に表示する。
【００２４】
本発明のこれらと他の目的は以下に示す詳細な説明からより容易に明らかになるだろう。しかし、本発明の精神と範囲の中での様々な変更及び修正はこの詳細な説明から当業者に明らかになるのであって、詳細な説明と個々の例は、本発明の好適実施形態を示すものではあるが、例示としてのみ示されるものであることを理解されたい。
【００２５】
本発明は以下に示す詳細な説明と添付の図面からさらに完全に理解されるが、これらは例示としてのみ示すものであって、本発明を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図３に示すように、本発明による星形アイコン２０を、試料データの表示として形成する。以下論じるように、星形アイコン２０はデータ処理に基づいて生成し、コンピュータまたは他のプロセッサによってモニタ上または紙形式によりプリンタ上に出力できる。アイコン２０は、基部部材または部分２３と、複数の指部材または部分２５とを含む。
【００２７】
アイコン２０は２次元的に示されているものの、これは実際にはデータの３次元表示であり、紙のような２次元媒体に収容するため２次元に制限することが可能である。しかし、アイコン２０は３次元での視認が可能な対話モードでモニタ上に表示してもよい。
【００２８】
好適実施形態では、基部部分は球形であるが、基部部分の形状は、何らかの円形、楕円形、多角形または無定形の３次元形状でもよい。図示するように、本発明の好適実施形態によれば、指部分２５の形状は円錐形または三角形であるが、指部分は矩形または円筒形といった他の形状を有してもよく、１色でもそれより多い色のものでもよい。
【００２９】
基部部分２３は、想像上の水平境界線３０によって区切られた２つの領域２７及び２９を有し、その上に、（１）ある属性または成分が試料データ中に存在するか否か、（２）ある属性または成分が正常または異常な濃度で存在するか否か、または（３）ある属性または成分が望ましい、または望ましくない量だけ存在するか否か、等に基づいて指部分２５を配置する。例えば、好適実施形態では、基部部分２３の上部部分または半球２７は、ある特定の成分または成分の組合せがデータ中または属性のある範囲内に存在することを反映する試料データのような正のデータ用に指定されている。下部部分または半球２９は、負の試料、すなわち測定された属性または成分を含まないか、またはある範囲内の属性または成分を含まない試料のデータ用に指定されている。
【００３０】
各指部分２５は試料または試料プールの１つかそれ以上の成分を表し、表された成分（単数または複数）の属性の発現に対応する。成分とは試料抽出された生成物の構成成分であり、試料の１つかそれ以上の要素または要素を構成する式の解を含んでもよい。例えば、１つの指部分２５は、試料中の抑制Ｔ細胞または総Ｔ細胞といった個体の血液中で測定される１つの成分に対応してもよい。さらに、試料が個体のプールから取られる場合、各指部分２５は、例えば、赤血球、白血球、酵素及び栄養分等といった血液の構成成分に対応する異なる指部分を含むプール内のある特定の成分の存在を表してもよい。また、試料抽出される個体は成分でもよく、各指部分２５は、各指部分２５が個体の血液試料のある特定の成分の属性の発現に対応するような、試料抽出された各個体との１対１対応を有してもよい。発現は、制限的ではないが、分析された標本の統計的特性を含んでもよい。これは例えば、１つかそれ以上の測定値の標準偏差、検査試料の構成成分の形状、またさらには検査試料の構成成分または検査試料に反応する検体の数、割合及び濃度、等を含んでもよい。
【００３１】
指部分２５は、長さ、厚さ、色、形状及び基部上の位置といった、構成成分の属性を表す上で有用な様々な外観を有する。属性とは成分の品質または特性である。指部分２５の長さは、試料中の成分のある特定の属性の存在の強さまたは度合いに応じて変化してもよく、またその臨床的な意義に応じて拡大・縮小してもよい。例えば、各指部分２５が個体試料を表す、ある特定の細胞受容体の存在または発現に関する個体のプールの研究では、受容体部位の高発現を伴う試料は、該特定の細胞受容体の比較的低い発現を伴う試料よりも比較的長い指部分２５によって表される。指部分２５の太さは、指を構成する成分の重要性または数、または該成分の所定の属性に相関してもよい。
【００３２】
また、指部分２５の色を使用して試料の態様を示してもよい。例えば、測定または研究される試料データの各成分が異なる色によって表されるように、各指部分２５の色を一意にしてもよい。また、ある特定の成分の存在または欠如に基づいて指部分の色を割り当ててもよい。例えば、ある特定のＲＮＡ配列が成分中に存在する場合、指部分２５の色には青が割り当てられ、該ＲＮＡが存在しない場合、赤が割り当てられてもよい。さらに、どちらの場合も、色の陰影を使用して属性の発現を表してもよい。例えば、暗い陰影は属性の比較的高い発現を表し、明るい陰影は属性の比較的低い発現を表してもよい。さらに、陰影の組合せを利用して成分中のレベルの変化する発現を示してもよい。
【００３３】
基部部分２３上の指部分２５の位置は、成分の属性の特性に基づいてもよい。本発明の好適実施形態によれば、発現が望ましい範囲内である成分または属性を表す指部分２５は上部半球２７上に配置されるので上方向を向く。発現が望ましい範囲内にない成分または属性を表す指部分２５は下部半球２９に配置されるので下方向を向く。
【００３４】
さらに、指部分２５は、各指部分２５が表す特定の成分または属性の発現の相対的強さに基づいてそれぞれの半球２７、２９上に配置される。例えば、各半球２７、２９は対応する極３１及び３３を有し、属性の最も望ましい発現に対応する指部分２５は基部部分２３の上部極３１の最も近くに配置される。さらに、属性の最も望ましくない発現に対応する指部分２５は基部部分２３の下部極３３の最も近くに配置される。例えば、リンパ球細胞成分の望ましい発現は白血球の３０％であるが、これは基部部分２３の上部極３１に配置される。
【００３５】
より望ましいかまたは望ましくない発現を伴う指部分が極３１及び３３の近くに配置され、低い相対的強さの発現を伴うものは極３１及び３３から離れて基部部分２３の中間点に近づくように、それほど極端でない特性を有する他の指部分２５は、成分の発現の相対的強さに基づいて、適切な半球２７、２９上の基部部分２３の境界線３０と極３１、３３との間に配置される。
【００３６】
基部部分２３の領域の指定及び指部分２５の配置は上下の関係に制限されない。基部部分２３の対抗面の指定などの他の関係が有用なこともある。さらに、極３１及び３３は回転軸に制限されず、例えば、基部部分のそれぞれの部分の最高または最低点でもよい。
【００３７】
星形アイコン２０がモニタ上に表示されると、ユーザはコンピュータに指示を出して図４に示すように星形アイコンを回転させてもよく、アイコン２０は異なった側面から見えるようになる。さらに、ユーザはコンピュータに指示を出してアイコン２０のある特定の表示の印刷出力を生成してもよい。このように、アイコン２０はデータの３次元表示を提供できる。３次元ホログラムのようなアイコン２０の他の表示方法も考えられる。
【００３８】
また、アイコン２０は、アイコン２０の各部分が表すデータへのリンクを含む。例えば、オブジェクトの連結及び埋め込み（ＯＬＥ）を使用して、ユーザがアイコンのある特定の部分を選択すると、プロセッサが作動して該部分に関連する生データまたは該部分の特性の編集可能な変換テーブルの値をも表示するようにしてもよい。例えば、ユーザがある特定の指部分２５を選択した場合、図５Ａに示すように、モニタはウィンドウ２１に、指部分が表す成分及び属性の名称と選択された指部分２５に対応する試料データとを表示してもよい。ユーザが基部部分２３を選択した場合、図５Ｂに示すように、ウィンドウ２２は試料のプール及び研究に関する情報を表示してもよい。さらに、ある指部分２５を選択した場合、図９に示すように、該特定の指部分２５を作成するのに使用された成分と属性を組み合わせて示すさらなるグラフィカル表示を表示してもよい。
【００３９】
星形アイコン２０を使用してデータを表示することは多くの利点と利益を有する。第１に、星形アイコンは３次元で表示することが可能である。これによって成分データの間隔が広がり解釈が容易になる。また、星形アイコンは、制限的な２次元表示の場合に発生する歪みを克服し、結果の読み取りを容易にする。
【００４０】
また、第２に、星形アイコン２０は、基部部分の所定の領域上に個々の成分を配置することによってデータの解釈を単純化する。例えば、上部半球２７を好ましい結果用に指定し、下部半球２９を好ましくない結果用に指定してもよい。こうした指定を使用して、疾患を示す成分または属性を表す指部分２５を下部半球２９に配置し、疾患でないことを示す成分または属性を表す指部分を上部半球２７に配置してもよい。このフォーマットによって、ユーザは、問題となりうる試料中のこうした成分または属性を容易に識別することができる。また、好ましい結果または好ましくない結果を表示するために、それぞれ上部半球２７及び下部半球２９を使用することは、好ましいものと好ましくないものとを示す「サムズアップ（親指を上に向ける印）」または「サムズダウン（親指を下に向ける印）」といった他の考え方と同様である。
【００４１】
第３に、星形アイコン２０は、ある特定の成分または属性の好ましい、及び好ましくない特性をさらに示すよう変形可能な多くの特徴を有しており、多変量データを表す汎用性のあるものになっている。こうした特徴には、例えば、基部部分上の指部分の位置、指の太さ、指部分の色と指部分の長さ、及び指の他のグラフィカルな操作が含まれる。
【００４２】
図６は、星形アイコン２０を作成する本発明のシステム構成要素の好適実施形態を示す。図６に示すように、本システムは、出力装置３０と、ユーザ・インタフェース５０を有するコンピュータまたはプロセッサ４０と、ニューラル・ネットワーク６０のような人工知能構成要素とを含む。出力装置３０と、ユーザ・インタフェース５０と、ニューラル・ネットワーク６０とはプロセッサ４０と通信し、プロセッサ４０はシステムの様々な装置間の通信の中心点を提供する。
【００４３】
プロセッサ４０は、分析部４１と、データ変換器４３と、データ編成及び圧縮部４５と、変換テーブルまたはデシグネータ４７と、ＯＬＥ部４８と、アイコン生成器４９とを含む。分析部４１は入力試料データを受信し、クラスタリングまたはゲーティング・アルゴリズムといった一連の分析アルゴリズムを使用して１つかそれ以上の所定の成分についての属性を決定する。この手順は、ビショップ、Ｃ．Ｍ．「パターン認識のための新しいネットワーク」、英国オックスフォード、オックスフォード大学出版局、１９９５年（Ｂｉｓｈｏｐ，Ｃ．Ｍ．“ＮＯＶＥＬ  ＮＥＴＷＯＲＫＳ  ＦＯＲ  ＰＡＴＴＥＲＮ  ＲＥＣＯＧＮＩＴＩＯＮ”、Ｏｘｆｏｒｄ  Ｅｎｇｌａｎｄ：Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，１９９５）に記載のＫ−平均クラスタリングのような教師なし（ｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ）クラスタリング・アルゴリズム、またはゴンザレス、Ｒ．、ウッズ、Ｒ．「デジタル画像処理」、アディソン・ウェスリー出版社、マサチューセッツ州レディング、１９９２年（Ｇｏｎｚａｌｅｓ，Ｒ．，Ｗｏｏｄｓ，Ｒ．“ＤＩＧＩＴＡＬ  ＩＭＡＧＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ”，Ａｄｄｉｓｏｎ  Ｗｅｓｌｅｙ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｒｅａｄｉｎｇ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，１９９２）に記載のようなパターン認識技術、またはユークリッド距離及びボロノイ図といった距離測定（ライズ、Ｃ．及びアジョウアディ、Ｍ．「無作為データ分類のための方向性クラスタリング技術」、「血球計算」誌、２７：１２６−１３５、１９９７年（Ｒｅｙｅｓ，Ｃ．ａｎｄ  Ａｄｊｏｕａｄｉ，Ｍ．“Ａ  ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＣＬＵＳＴＥＲＩＮＧ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ  ＦＯＲ  ＲＡＮＯＭ  ＤＡＴＡ  ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ”，Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  ２７：１２６−１３５，１９９７）参照）、及び、フォーセット、Ｌ．「ニューラル・ネットワークの基礎：アーキテクチャ、アルゴリズム及び応用」、プレンティス・ホール社、ニュージャージー州、１９９４年（Ｆａｕｓｅｔｔ，Ｌ．“ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬ  ｏｆ  ＮＥＵＲＡＬ  ＮＥＴＷＯＲＫＳ”：ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＳ，ＡＬＧＯＲＩＴＨＭＳ  ＆  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ  Ｉｎｃ，ＮＪ，１９９４）の教示による自己組織化マップにおけるような人工分析技術によって行えばよい。
【００４４】
好適実施形態では、入力試料データは、横の行に各試料を置き、縦の列に試料抽出された属性及び／または成分の結果を置いたスプレッドシートまたはデータベースの形態でもよい。データ変換器４３は分析部４１から入力データを受信し該データを画像形式（以下説明する）に変換する。データ編成及び圧縮部４５は分析部４１からの入力データを変換する。データ編成及び圧縮部４５の結果はニューラル・ネットワーク部６０に提供される。変換テーブル４７はニューラル・ネットワークから情報を受信するが、このニューラル・ネットワークは変換テーブル中のアイコンの位置を指定するものであり、変換テーブル４７によって制御される。そして、変換テーブル４７はデータ編成及び圧縮部４５の結果を利用してアイコン生成部４９のために成分とその属性を指定する。アイコン生成器４９は、変換テーブルによって提供される命令に応じてアイコン２０を生成する。ＯＬＥ部４８はプロセッサに指示を出し、ユーザの選択に応じてモニタ上にデータを表示させる。
【００４５】
ニューラル・ネットワーク６０は、試料抽出結果の意味について継続的に学習し、様々な成分及び属性についての母集団データのデータベースを維持することのできる人工知能装置である。例えば、試料プール中の多くの試料の分析を通じて、ニューラル・ネットワーク６０はある属性の傾向または水準の認識を開始する。
【００４６】
さらに、ニューラル・ネットワーク６０は将来の試料を分析するルールを確立してもよい。例えば、ニューラル・ネットワークは正常で健康な個体の非常に多数の血液試料を分析し、試料の大部分がＸ〜Ｙの範囲内にある白血球上のある特定の受容体部位の発現を有すると判断することがある。そして、ニューラル・ネットワーク６０がその範囲を越える同じ受容体部位の発現を伴う個体からの試料データを受信すると、ニューラル・ネットワーク６０はこれを異常な結果であると認識する。さらに、ニューラル・ネットワーク６０はその結果によって、蓄積されたデータベース及び／またはルールを更新してもよい。その上、ニューラル・ネットワーク６０は、医師、研究者または医療従事者のような者や、リンクされた装置からユーザ指示を受信してもよい。
【００４７】
出力装置３０はモニタ３３及び／またはプリンタ３５及び、電子データを記録するためのフロッピードライブ及びＣＤドライブといった他の出力装置を含んでもよい。ユーザ・インタフェース５０はキーボード５３、マウス５５または他の入力装置を含んでもよい。
【００４８】
データは様々な情報源からプロセッサ４０に入力してもよい。例えば、プロセッサ４０と、試料データを実際に分析するために使用されるアナライザ３９のような他の実験装置との間の通信からプロセッサ４０がデータを受信してもよい。また、プロセッサ４０はデータのスプレッドシートを走査したり、電子媒体からデータをコピーしたり、インターネットからのデータにアクセスしたり、手動入力したりすることによって入力データを受信してもよい。
【００４９】
本発明のシステムはハードウェアによって使用されるソフトウェア・プログラムによって実現してもよく、図６の図示及び上記の議論に制限されない。逆に、他の構成も考えられる。例えば、ニューラル・ネットワーク６０は、望ましい結果の誤差を最小化する何らかの処理によって置き換えてもよく、また類似性の尺度によって置き換えてもよい。また、プロセッサ４０の機能の一部を実行する追加のプロセッサを使用してもよい。
【００５０】
図７は、ユーザが表示を所望する試料について星形アイコン２０を作成する図６のシステムの動作を示す。ステップ８０では、実験室用計器は生データを生成することとしてよい。そして、データはネットワークまたはインターネットといった電子通信によってプロセッサ４０に転送されることとしてよい。さらに、データはキーボード５３を使用して手動でプロセッサ４０に入力してもよく、また入力電子媒体によってプロセッサ４０に転送してもよい。
【００５１】
ステップ８２では、生データを分析アルゴリズムに入力する。当業技術分野で既知のように、分析アルゴリズムはデータの成分とその関連する属性とを決定する。図２のプリズムを作成するのに使用された分析と同様、分析アルゴリズムは、試料中に存在する属性が所定の範囲内にあるか否かに応じて各試料データ・エントリをポジティブ（正）またはネガティブ（負）に指定することとしてよい。
【００５２】
ステップ８４では、ユーザ・インタフェースによって、分析部４１の結果の再確認を行うこととしてよい。プロセッサ４０はモニタ３３上に分析結果を表示することとしてよい。研究が大学の研究室で行われている場合、研究者は分析アルゴリズムの適切な動作を保証する確認を行うこととしてよい。個体の健康状態を判定するために試料を分析する場合、医師または実験室の技師は結果の再確認を行うこととしてよい。分析の結果が正しくないと思われた場合、ユーザは分析基準を変更して正しい結果を達成することとしてよい。この変更は、プロセッサ４０及び分析部４１とのインタフェースを有し結果を訂正するキーボード５３またはマウス５５を使用することによって行うこととしてよい。
【００５３】
ステップ８６では、分析部４１からのデータがデータ変換部４３に転送される。好適実施形態では、データ変換部４３はデータを入力された形式からグレイスケールまたは他の疑似カラー画像に変換する。例えば、入力データが入力スプレッドシート中の様々な成分の濃度を含む場合、白黒画像の場合０〜２５５の段階から基準化された陰影によって濃度を識別する。グレイスケール画像を使用してデータの編成及び圧縮処理を視覚化することとしてよい。さらに、結果として得られるグレイスケール画像は、試料のデータベースと比較した試験試料のある特定の成分を視覚的に分析する、データベース内の相対的変化の画像による表示を提供することができる。
【００５４】
ステップ９０では、データ編成及び圧縮部４５はデータを変換し、主成分分析、フーリエ変換またはウェーブレット変換といった、当業者に既知の方法による数学的処理を使用して最も大きな分散（ｍｏｓｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｖａｒｉａｎｃｅ）及び共分散の関係を決定する。この関係を利用してアイコン上の成分とそれらの関連性を識別する。最も重要な成分の識別を利用して星形ディスプレイを最適化する。
【００５５】
ステップ９４では、参考情報とデータ編成及び圧縮９０の結果とに基づいてニューラル・ネットワーク６０の養成を行う。ニューラル・ネットワーク６０には、データ編成及び圧縮部４５からの分析データと、使用されるアイコンを確立するためデータ編成及び圧縮部以外の情報源から提供される参考データとを提供すればよい。さらに詳しく言うと、多数の患者は、ある特定のアイコンによって示される同じ疾患を有しうるが、属性の個々の値は個々の検体に依存する。例えば、ニューラル・ネットワーク６０は、どの星形アイコンが適当かについて変換テーブル４７に指示する。
【００５６】
その上、ニューラル・ネットワーク６０は、試料の有意の部分が白血球１つ当たり４つのＴ細胞受容体部位を有すると判断した場合、白血球１つ当たり４つの受容体部位を有する試料を正常と指定するルールを生成してもよく、このアイコン定義は変換テーブル４７に転送される。
【００５７】
ステップ９８では、変換テーブルは、ニューラル・ネットワーク６０から受信した星形アイコンの選択を、アイコン生成器４９のための命令を作成するための試料データと結合し、アイコンを作成する。変換テーブル４７は、ニューラル・ネットワーク６０の出力に基づいて結果として得られる星形アイコン中に表示すべき属性及び／または成分を識別する。さらに、変換テーブルは、基部部分上の指の位置、指部分２５の長さ、指部分の幅、及び指部分２５の色といった、星形アイコンの指部分２５の視覚表示要素を含む。変換テーブルは、視覚表示要素と共にデータ編成及び圧縮部４５から得たある特定の試料に関する情報を利用して星形アイコンの定義を作成し、この情報をアイコン生成器４９に伝える。
【００５８】
ステップ１００では、アイコン生成器４９は変換テーブル４７から表示の定義を受信し、グラフィカル表示情報を作成する。そして、この情報は、表示のため出力装置へのＯＬＥ部４８の命令と共に出力装置に伝えられる。こうして星形アイコンを作成する。
【００５９】
必要に応じて、ステップ１０２では、ユーザは、ステップ８４で説明されたように、変換テーブル４７、または分析アルゴリズム８２の結果を手動で調整してもよい。
【００６０】
図８に示すように、星形アイコンは、１つの試料または試料のプールの成分の属性を表すように形成される。例えば、医師は、患者が健康か否かを判断する血液試料の分析を指示することがある。ニューラル・ネットワーク６０と変換テーブル４７とは、図７を参照して上記で論じたようにすでに形成されている。ステップ２０２で患者のデータが収集されると、データはステップ２０４で画像に変換され、ステップ２０５では分析部で分析され、ステップ２０６でデータ編成及び圧縮部４５に転送される。ステップ２０４で作成された画像をステップ２０６でも使用して、データ編成及び圧縮処理を視覚化してもよい。
【００６１】
図８では、ニューラル・ネットワーク・ステップ２０７は、データ編成及び圧縮分析２０６の結果を使用してデータを分析し適用可能な星形アイコンを選択する。ステップ２０８では、変換テーブル４７は、星形アイコンの形態でデータをどのように表すかを決定する。例えば、変換テーブルは、対応する指部分２５が基部部分２３の上部半球２７または下部半球２９にあるべきか否かを指定する。さらに、変換テーブルは、指部分２５をどのくらい長くすべきかということと、基部部分２３上の指部分２５の相対的位置を指定する。
【００６２】
ステップ２０８から得た情報から、次のステップ２１０は、ステップ２１２に示すようにアイコンを生成して出力装置に送信する。最後に、ステップ２１２で、アイコン２０が出力される。
【００６３】
例１−急性骨髄性白血病試料を識別するためのアイコン化表示の利用
各々正常または異常状態の妥当な臨床的指標を有することが当業者に既知の多数の単クローン抗体を入れたいくつかの試験管に試験試料を配分する。そして、試験管をフローサイトメータのような器具によって処理し、試料中に存在する成分細胞とその属性を数えるが、この場合属性は光散乱の相対強度または各成分の蛍光強度を含む。
【００６４】
その後、このデータを分析部４１に入力し、ゲーティングのようなある種の分析戦略を利用して、データの分析に影響しうる試料中の組織片によって発生するもののような干渉を除去する。分析したデータをデータ編成及び圧縮部４５に転送し、成分の属性を以前のデータベースの属性と比較する。そして、編成されたデータをニューラル・ネットワーク６０に転送し、ニューラル・ネットワーク６０は試料データがどのカテゴリーに適合するかを判定するが、この場合急性骨髄性白血病を示すと判定されるカテゴリーとなる。
【００６５】
そして、このカテゴリーの指定を変換テーブル４７に転送する。急性骨髄性白血病は変換テーブルを通るパスを指定するが、これは星形表示のための個々の要素を蓄積する。そしてこうした要素を試料データに適用し、星形表示の定義が完了する。そしてこの定義をアイコン生成器４９に転送し、そこでアイコンのグラフィカルな作成を完了する。その後これを、ユーザにアイコンを表示せよというＯＬＥ４８からの命令と共に、モニタ等の出力装置３０に送信する。
【００６６】
図９のようなアイコンが生成されるが、これは属性が１０％のＣＤ３＋である上部半球上のポジティブな成分と、属性が５５％であるＣＤ３４＋、ＣＤ１３及びＣＤ３３＋からなる下部半球上のネガティブな成分と、属性が３５％であるＨＬＡＤＲ＋、ＣＤ３４＋の別のネガティブな成分とを示している。これは、試験試料が急性骨髄性白血病を示す異常な試料であることを臨床医に知らせるものである。
【００６７】
本発明は上記のように説明したが、様々に変更可能であることは明らかである。こうした変更は本発明の精神及び範囲から離れるものとはみなされず、当業者に明らかなこうした全ての修正は以下の請求項の範囲内に含まれるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】試料データのバイプロットの例を示す図である。
【図２】試料データのプリズム表示を示す図である。
【図３】本発明の星形アイコンを示す図である。
【図４】図３の星形アイコンの回転図を示す図である。
【図５Ａ】選択された指部分及び基部部分のリンクを伴う図３の星形アイコンの表示を示す図である。
【図５Ｂ】選択された指部分及び基部部分のリンクを伴う図３の星形アイコンの表示を示す図である。
【図６】図３の星形アイコンを作成する本発明のシステム構成要素の好適実施形態を示す図である。
【図７】本発明の図３の星形アイコンを作成する方法を示す図である。
【図８】新しい患者試料各々と、その患者試料の分析から決定した成分に関連する星形アイコンの指の値と、について星形アイコンを作成する方法を示す図である。
【図９】図示された３つの成分の属性の表示を伴う星形アイコンを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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