(57)【要約】  遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバーが、最適なマスク又はラインのセグメントセットを求めるため構成される。染色体の各マスクは、その他のペアレントの各マスクとクロスオーバーされる。フィルタリング又はパススルー部分であるかに関係なく、何れかの重複部分が共通性を保存するためチャイルドに保持される。当該部分は、好ましくは、決定された擬似ランダムに、１つのペアレント又は他方に従って潜在的に拡張される。好適なアプリケーションでは、候補血液構成要素のスペクトルが、テスト血液サンプルのアンサンブルスペクトルへの適合のためマスク処理される。生成されたマスクは、その後に、解析される実際の血液サンプルに適用可能なマスクされたスペクトルを生成するため、構成要素スペクトルに適用可能である。
2008547102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未知の構成の物質の候補コンポーネントのスペクトルを、前記物質のアンサンブルスペクトルとマスクされたスペクトルとの以降のマッチングのため、マスク処理する方法であって、
ａ）遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバーのため、各ペアレント染色体の候補コンポーネントの１つの各マスクであって、該マスクの両方が少なくとも１つのフィルタリングレンジを有する各マスクを比較するステップと、
ｂ）チャイルド染色体のマスクを形成するのに、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジに関して重複する前記各マスクの一部を保持するステップと、
ｃ）前記マスク処理に対して提示されたマスクとして前記チャイルド染色体マスクの形成においてフィルタリングレンジを生成するため、前記アルゴリズムのルールに従って前記保持される重複部分を選択的に拡張するステップと、
ｄ）前記ペアレント染色体の候補コンポーネントの何れか残りの１つについて、前記ステップａ）乃至ｃ）を繰り返すステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記選択的に拡張するステップは、
前記ペアレント染色体の１つを擬似ランダムに選択するステップと、
前記チャイルド染色体マスクを形成するのに、前記ペアレント染色体の他方の各マスクをフィルタリングレンジに関して重複しない前記チャイルド染色体の各マスクの一部を保持するステップと、
を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記保持される非重複部分は、該非重複部分が前記保持された重複部分の選択的な拡張において前記保持された重複部分に隣接するように、前記選択された染色体の重複部分に隣接する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記保持された非重複部分が前記選択された染色体の少なくとも１つのフィルタリングレンジのそれぞれに外部的なものであるか否かは、一般に前記選択の結果に依存する、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記マスクのそれぞれは、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジの１以上に隣接する少なくとも１つの非フィルタリングレンジを有し、
前記拡張するステップは、前記対応する２つの各非フィルタリングレンジの間の重複への拡張から排除される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記チャイルド染色体のマスクを形成するのに、前記マスクの少なくとも１つのフィルタリングレンジのそれぞれの外部のレンジを、該外部レンジが存在する場合、さらに保持するステップと、
前記外部レンジが存在する場合、前記チャイルド染色体マスクを形成するのに、前記外部レンジに隣接する前記マスクの１つの非重複部分をさらに保持するステップと、
をさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記各マスクの一部のさらなる保持のため、前記マスクの１つを擬似ランダムに選択するステップをさらに有する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
未知の構成の物質の候補コンポーネントのスペクトルを、前記物質のアンサンブルスペクトルとマスクされたスペクトルとの以降のマッチングのため、マスク処理する装置であって、当該装置は、
ａ）遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバーのため、各ペアレント染色体の候補コンポーネントの１つの各マスクであって、該マスクの両方が少なくとも１つのフィルタリングレンジを有する各マスクを比較するステップと、
ｂ）チャイルド染色体のマスクを形成するのに、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジに関して重複する前記各マスクの一部を保持するステップと、
ｃ）前記マスク処理に対して提示されたマスクとして前記チャイルド染色体マスクの形成においてフィルタリングレンジを生成するため、前記アルゴリズムのルールに従って前記保持される重複部分を選択的に拡張するステップと、
ｄ）前記ペアレント染色体の候補コンポーネントの何れか残りの１つについて、前記ステップａ）乃至ｃ）を繰り返すステップと、
を実行するよう構成される装置。
【請求項９】
前記選択的に拡張するステップは、
前記ペアレント染色体の１つを擬似ランダムに選択するステップと、
前記チャイルド染色体マスクを形成するのに、前記ペアレント染色体の他方の各マスクをフィルタリングレンジに関して重複しない前記チャイルド染色体の各マスクの一部を保持するステップと、
を有する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記保持される非重複部分は、該非重複部分が前記保持された重複部分の選択的な拡張において前記保持された重複部分に隣接するように、前記選択された染色体の重複部分に隣接する、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記保持された非重複部分が前記選択された染色体の少なくとも１つのフィルタリングレンジのそれぞれに外部的なものであるか否かは、一般に前記選択の結果に依存する、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記マスクのそれぞれは、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジの１以上に隣接する少なくとも１つの非フィルタリングレンジを有し、
前記拡張するステップは、前記対応する２つの各非フィルタリングレンジの間の重複への拡張から排除される、請求項８記載の装置。
【請求項１３】
前記チャイルド染色体のマスクを形成するのに、前記マスクの少なくとも１つのフィルタリングレンジのそれぞれの外部のレンジを、該外部レンジが存在する場合、さらに保持するステップと、
前記外部レンジが存在する場合、前記チャイルド染色体マスクを形成するのに、前記外部レンジに隣接する前記マスクの１つの非重複部分をさらに保持するステップと、
をさらに実行するよう構成される、請求項８記載の装置。
【請求項１４】
前記各マスクの一部のさらなる保持のため、前記マスクの１つを擬似ランダムに選択するステップをさらに実行するよう構成される、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
コンピュータ可読媒体内に実現され、未知の構成の物質の候補コンポーネントのスペクトルを、前記物質のアンサンブルスペクトルとマスクされたスペクトルとの以降のマッチングのため、マスク処理するためのコンピュータプログラムであって、
当該プログラムはプロセッサにより実行可能であって、
ａ）遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバーのため、各ペアレント染色体の候補コンポーネントの１つの各マスクであって、該マスクの両方が少なくとも１つのフィルタリングレンジを有する各マスクを比較するステップと、
ｂ）チャイルド染色体のマスクを形成するのに、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジに関して重複する前記各マスクの一部を保持するステップと、
ｃ）前記マスク処理に対して提示されたマスクとして前記チャイルド染色体マスクの形成においてフィルタリングレンジを生成するため、前記アルゴリズムのルールに従って前記保持される重複部分を選択的に拡張するステップと、
ｄ）前記ペアレント染色体の候補コンポーネントの何れか残りの１つについて、前記ステップａ）乃至ｃ）を繰り返すステップと、
を実行するための命令を有するコンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記選択的に拡張するステップは、
前記ペアレント染色体の１つを擬似ランダムに選択するステップと、
前記チャイルド染色体マスクを形成するのに、前記ペアレント染色体の他方の各マスクをフィルタリングレンジに関して重複しない前記チャイルド染色体の各マスクの一部を保持するステップと、
を有する、請求項１５記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記マスクのそれぞれは、前記少なくとも１つのフィルタリングレンジの１以上に隣接する少なくとも１つの非フィルタリングレンジを有し、
前記拡張するステップは、前記対応する２つの各非フィルタリングレンジの間の重複への拡張から排除される、請求項１５記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
未知の構成の物質のサンプルであって、アンサンブルスペクトルを有するサンプルを分光解析する方法であって、
前記アンサンブルスペクトルへの以降の包括的な適合のために最適なマスクされたコンポーネントスペクトルセットを導出するため、既知の構成を有する前記物質の係るテストサンプルのアンサンブルスペクトルに、前記物質の各候補コンポーネントの複数のマスクされたスペクトルの包括的な適合を繰り返し実行するステップと、
前記繰り返しの実行の結果を出力するステップと、
を有する方法。
【請求項１９】
未知の構成の物質のサンプルであって、アンサンブルスペクトルを有するサンプルを分光解析する装置であって、
前記アンサンブルスペクトルへの以降の包括的な適合のために最適なマスクされたコンポーネントスペクトルセットを導出するため、既知の構成を有する前記物質の係るテストサンプルのアンサンブルスペクトルに、前記物質の各候補コンポーネントの複数のマスクされたスペクトルの包括的な適合を繰り返し実行するよう構成されるマッチングモジュールと、
前記繰り返しの実行の結果を出力するインタフェースと、
を有する装置。
【請求項２０】
前記マッチングモジュールはさらに、前記繰り返しの実行の繰り返しの少なくとも一部に対して、コンポーネントのマスクされたスペクトルが１つの繰り返しから次の繰り返しまで擬似ランダムに変化するよう構成される、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
未知の構成の物質のサンプルであって、アンサンブルスペクトルを有するサンプルを分光解析する装置のためのコンピュータプログラムであって、
当該コンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体内に実現され、
前記アンサンブルスペクトルへの移行の包括的な適合のために最適なマスクされたコンポーネントスペクトルセットを導出するため、既知の構成を有する前記物質の係るテストサンプルのアンサンブルスペクトルに、前記物質の各候補コンポーネントの複数のマスクされたスペクトルの包括的な適合を繰り返し実行するステップと、
前記繰り返しの実行の結果を出力するステップと、
を実行するようプロセッサにより実行可能なコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバー（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ）に関し、より詳細には、ペアレントのマスクの間の共通性を保存するクロスオーバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝的アルゴリズムは、適合度（ｆｉｔｔｎｅｓｓ）の生き残りの原理に基づく検索及び最適化技術である。遺伝的アルゴリズムが適用される問題に対する提案される解の表現は、染色体（ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ）として知られている。自然界と同様に、染色体は突然変異し、又はそれらのペアがクロスオーバー又は“再結合”処理により合成され、１以上のチルドレン染色体を形成するかもしれない。遺伝的アルゴリズムによって解決される問題は、この問題を解くため、各染色体の適合度が測定又は評価可能となるようなものである。繰り返し処理により、最も低い適合度の染色体が排除され、最も適合度の高い染色体が残って、突然変異及びクロスオーバーを介してそれらの変形となる子孫を生成するため使用される。このプロセスが、停止基準に到達するまで繰り返される。その後、典型的には、これまでに検出された最良の染色体が、問題に対する“解”として選択される。
【０００３】
遺伝的アルゴリズムは、検索の幅を制御するため個体の多様性を利用する強力な検索技術である。多様性（多数の変形を試行する）とフォーカス（機能していると思われるものを利用する）との間のトレードオフは、主として共通でないものの変形を試行しながら、２つのペアレントの間で共通となるもの（すなわち、尊重する）を保存するクロスオーバー演算子によって実現される。
【０００４】
ビット表現によるビット、実数値表現によるレンジ、トラベリングセールスマン表現による巡回、サブセット表現によるセットなど、特定の問題について構成されてきたいくつかのクロスオーバー演算子がある。ここでは、比較のためパラレルに揃えられた２つの破線又は２つのマスクの間の共通性を保存することが着目される。その目的は、最適なラインセグメントセット又は最適なマスクを検出することである。
【０００５】
このため、例えば、マスクがあるプロセスを受けるレンジ又は連続体に亘る場合、マスクのフィルタリング部分は、当該連続体において、当該プロセスが何れにおいて実行されるべきか、又は実行されないべきか示すかもしれない。最適なマスク又はマスクセットを検索しており、何れか任意のマスク又はマスクセットの適合度を評価する方法を有している場合、本発明によるクロスオーバー手順が利用可能である。
【０００６】
本発明によるクロスオーバー手順が実現可能な１つの例は、マッチング手順への入力を最適化することである。その構成が未知である血液サンプルなど、ある物質のサンプルが、赤外線やレーザなどの放射を受けることが可能である。ラマン分光は、レーザなどの単色光源を使用する。強度と周波数シフトとのプロット化は、サンプルのラマン分光を構成する点の軌跡をもたらす。血液の構成要素及びそれらの濃度が、スペクトルから決定することができる。この決定は、候補コンポーネントの純粋なサンプルのスペクトルを個別に取得し、それらをサンプルのスペクトル全体、すなわち、アンサンブルスペクトルと比較又はマッチングすることによって可能である。コンポーネントスペクトルがマッチングされるアンサンブルスペクトルの強さが、濃度を示す。マッチング手順において複数の血液コンポーネントを同時に使用する多変量解析が、典型的には、単変量解析より好ましい。
【０００７】
このようなスペクトルのマッチングは、血液、特にグルコース濃度の頻繁な解析を必要とする糖尿病患者の血液を非侵襲的に解析するのに利用されている。
【０００８】
このマッチングは、ＰＬＳ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）やＨＬＡ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）などの線形又は非線形多変量解析を利用して、電子的に実行可能であるが、主として血液サンプルの未知の構成要素からのノイズと、通信ノイズなどの他のノイズによって邪魔される。ノイズの結果として、純粋なグルコースラマンスペクトルの特定のセグメントしかアンサンブルスペクトルに寄与しない。寄与しないセグメントをマスクすることは、使用されるマッチング手順を向上させるが、最適なコンポーネントマスクを解析的に導出することは困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明によるクロスオーバー演算子は、このタイプの問題を解決するため構成される。染色体には、血液サンプルの各候補コンポーネントの複数のマスクを備えることが可能である。染色体の適合度は、既知の構成要素のテスト血液サンプルのアンサンブルスペクトル（ｅｎｓｅｍｂｌｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）に対してそれのマスクをテストすることによって評価することが可能である。さらに、患者の血液の実際の構成要素は患者毎に異なっているため、多用途のマスクセットが所望される。このため、マスクセットを導出するのに複数のテスト血液サンプルを使用することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一特徴によると、未知の構成の物質の候補コンポーネントのスペクトルが、当該物質のアンサンブルスペクトルとマスクされたスペクトルとの以降のマッチングのためマスク処理される。遺伝的アルゴリズムにおけるクロスオーバーのため、各ペアレント染色体の候補コンポーネントの１つの各マスクが比較される。両方のマスクは、少なくとも１つのフィルタリングレンジを有する。チャイルド染色体のマスクを形成するのに、少なくとも１つのフィルタリングレンジに関して重複するマスクの一部が保持される。上記アルゴリズムのルールに従って、この保持される重複部分は、提示されるマスクとしてチャイルド染色体マスクを形成するのにフィルタリングレンジを生成するため、選択的に拡張される。上記比較、保持及び拡張が、ペアレント染色体の何れか残りの候補コンポーネントに対して繰り返される。
【００１１】
本発明の他の特徴では、未知の構成の物質のサンプルが分光解析される。準備では、当該物質の係るテストサンプルのアンサンブルスペクトルに対する当該物質の各候補コンポーネントの複数のマスクされたスペクトルの包括的な適合が繰り返し実行される。テストサンプルは、既知の構成を有する。適合の結果として、未知の構成の物質のサンプルのアンサンブルスペクトルへの以降の包括的な適合のため、最適なマスクされたコンポーネントスペクトルセットが求められる。繰り返しの実行の出力が出力される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明によるラマン分光システム１００の一例を示し、ラマン分光システム１００は、ラマン分光プロセッサ１０４、光サブシステム１０８、格納されている解マスク１１２及びユーザインタフェース１１６を有し、それらすべてが、当該バス上の各種要素とのインタフェースとして機能するデータ制御バス１２０を介し接続されている。プロセッサ１０４は、マスクされたコンポーネントスペクトルセットとアンサンブルスペクトルとをマッチングするためのマッチングモジュール１２４を有する。マッチングモジュールは、マスクベースクロスオーバーアルゴリズム１３２を使用する遺伝的アルゴリズム１２８と、ＰＬＳなどの多変量解析アルゴリズム１３６とを特徴とする。遺伝的アルゴリズム１２８に対する解として選択される染色体のマスクは、格納される解マスク１１２として格納され、何れかのタイプのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、揮発性若しくは不揮発性メモリにより実現されてもよい。ユーザインタフェース１１６は、テスト又は実際の血液サンプルが解析のためシステム１００の内部に配置されたことを示すため、ユーザにより起動可能なコントロール１４０を有する。ユーザインタフェース１１６はさらに、解析結果を提供するための画面又は他の出力機構を有する。本発明はラマン分光に関して説明されるが、本発明に関して使用されるスペクトルは、赤外線分光などの他の手段によって生成されてもよい。さらに、本発明のセグメント保存によるクロスオーバー演算子は血液解析のためのスペクトルマッチングに関して記載されるが、本発明の意図する範囲はこのようなアプリケーションに限定されるものでない。
【００１３】
図２は、本発明により利用可能な典型的な染色体２００を示す。染色体２００は、窒素マスク２１０、グルコースマスク２２０、尿素マスク２３０、及びアミノ酸マスク２４０を有する。染色体２００は、典型的には、ペプチド、アルコール又は他の構成要素などの他の候補構成要素のための様々な他のマスクを有するかもしれない。
【００１４】
図３は、本発明によるチャイルド染色体のためのマスクをクロスオーバーアルゴリズム１３２がどのように形成するかに関する３つの例を提供する。具体例１では、クロスオーバー手順における第１ペアレント染色体のマスク３０２は、２つのフィルタリングレンジ３０４及び３０６並びに介在する非フィルタリングレンジ３０８を有する。第２ペアレント染色体３１２のマスク３１０は、１つのフィルタリングレンジを構成し、非フィルタリングレンジを構成しない。フィルタリングレンジは、プロセスが実行されない領域に対応するものとしてみなされるかもしれず、非フィルタリングレンジは、プロセスが実行される領域を特定する。あるいは、これらの指定は、最初にリバースすることが可能である。破線の垂直線は、図３を閲覧する者のため、単に視覚的な配置を提供するためのものである。
【００１５】
保存しようとするペアレント３０２、３１２の共通性を特定するため、２つのマスク３１１、３１３がオーバーラップについて比較される。領域３１４は１つの重複部分であり、領域３１６は他の重複部分である。
【００１６】
遺伝的アルゴリズムの解を導くためさらなる多様性に対して、重複部分３１４と３１６との間のギャップ３１８は、好ましくは、ペアレント３０２と３１２の一方又は両方を考慮する擬似ランダム手順に従って、潜在的には部分的又は完全に充填される。一方のペアレント又は他方のペアレントを選択する確率は、等しく又は重み付けすることが可能である。重要な重複情報を考慮して、当該充填は、好ましくは重複セグメント３１４と３１６を拡張しようとする。重複部分３１４と３１６の一方又は両方がどのようにして拡張可能であるかに関する３つの可能な具体例として、図３は、２つの可能性として拡張部３２０と３２２と、第３の可能性として拡張部３２４と３２６とを示す。これら３つの可能性のそれぞれにおいて、擬似ランダム手順は、ギャップ３１８を充填するため、第２ペアレント３１２をたまたま選択した。さらに、３つの可能性のそれぞれは、単に部分的にギャップ３１８を充填する。何れの程度までギャップを充填するかはまた、擬似ランダムな結果に従う可能性がある。第４の可能性では、拡張部３２８はまた、第２ペアレント３１２の選択に基づき導かれるが、以降の擬似ランダム選択はギャップ３１８を完全に充填した。第２の可能性が実現されると仮定すると、重複部３１４は、チャイルド染色体のマスク３３４のフィルタリング領域３３０と３３２を形成するため、拡張部３２２により拡張される。
【００１７】
マスク３３４を有するチャイルド染色体がそれが有する染色体の適合度を評価するためテストされるとき、マスク３３４は、マスクされたコンポーネントスペクトル３３８を生成するため、純粋なコンポーネントのラマンスペクトル３３６に適用される。
【００１８】
第２の具体例は、ペアレント３０２と３１２のマスク３４０と３４２が、垂直方向の破線の間のギャップによって図３において示される相互ギャップを有するケースを示す。相互ギャップは、非フィルタリングレンジの重複部分としてみなされるかもしれない。すべての相互ギャップは、好ましくは、再び共通性に基づき充填されないままとされる。重複部分３４４、３４６の非フィルタリングレンジ３４８、３５０のオーバーラップへの拡張、すなわち、相互ギャップは、排除される。保持される重複部分３４４、３４６への拡張の３つの可能性は、拡張３５２、拡張３５４及び拡張３５６、３５８としてそれぞれ示される。他の可能性は、ペアレント３０２、３１２の間の擬似ランダム選択の結果に依存して、拡張なしとなる。
【００１９】
第３の具体例は、何れの重複部分３６２とも隣接しない重複のないフィルタリングレンジ３６０を示す。さらに、フィルタリングレンジ３６０は、相互ギャップだけ重複部分から分離されているため、フィルタリングレンジは、何れの重複部分３６２をも拡張するのに利用できない。さらに、擬似ランダム発見によって、各ペアレント３１２にフィルタリングレンジ３６０の一部又はすべてをチャイルド染色体にわたす機会を提供することを所望する。一実現形態では、各ペアレント３０２、３１２が擬似ランダム的に選択される場合、相互ギャップ３６４、３６６に隣接するマスクの非重複部分が保持されてもよい。このような保持の３つの具体例３６８、３７０、３７２が示される。
【００２０】
図４は、本発明によるクロスオーバー演算子４００の上述したステップ４１０、４２０、４３０を非限定的な具体例として提供する。これら３つのステップ４１０、４２０、４３０のそれぞれは、１つの候補コンポーネントのペアレント染色体のペアに関して実行され、候補コンポーネントが残らなくなるまで、ペアの次の候補コンポーネントに対して繰り返される。ステップ４３０はまた、相互ギャップ３６４、３６６に隣接する非重複フィルタリング領域３６０の一部又はすべてを選択的に保持するため、上述したルールにより実現可能である。
【００２１】
本発明によるクロスオーバープロセス４００は、図５に与えられるように、一例となるマスク準備プロセス５００によって最適マスクセットを準備するため、遺伝的アルゴリズム１２８の範囲内で処理される。
【００２２】
一例となるクロスオーバープロセス４００は、配置においてポイント毎に処理される。すなわち、クロスオーバーが厳密に垂直的に処理されることによって、各ペアレントの２つのマスクがパラレルかつ整列して配置される。このため、初期の個体がマスクに関してコンポーネント毎に同一である２つのペアレントから構成される場合、すべてのフィルタリング及び非フィルタリングレンジは重複し、これにより、クロスオーバーは、増殖するための多様性を有しない。この初期的な多様性は、エリート主義による突然変異することによって、すなわち、突然変異すべき染色体が保持されるように、導入することができる。あるいは、あるマスクが、トライアル及びエラーなどに基づき、ある有効性を有することが知られているかもしれない。
【００２３】
このため、第１ステップは、遺伝的アルゴリズムを投入することである（ステップ５１０）。これは、初期的な個体を構成する初期的な染色体のマスクをランダムに生成することによって、実行されてもよい。
【００２４】
適合度評価ルーチンが、各染色体に適合度を提供するため、初期的な個体に染色体毎に適用される（ステップＳ５２０）。遺伝的アルゴリズムの大部分のアプリケーションでは、染色体について適合度が生成されると、当該値は不変とされる。このため、適合度が初期的な個体について生成されると、適合度評価ルーチンの以降の呼び出しは、新たな染色体の適合度を生成するためにのみ必要とされる。しかしながら、十分な量のノイズが適合度評価プロセスに伴う場合、各世代について、個体の各メンバーを評価することが好ましいかもしれない。同様に、テストサンプルが遺伝的アルゴリズム１２８の処理中に変化する場合、すべての個体メンバーが各世代において評価される。
【００２５】
所定の停止基準に該当した場合（ステップＳ５３０）、現在で最も適合度の高い染色体が“解”としてみなされ、染色体のマスク、すなわち、解となるマスクが格納される（ステップＳ５４０）。この停止基準は、典型的には、適合度閾値又は繰り返し閾値であるかもしれない。繰り返し閾値は、単なる設定された繰り返し数であってもよく、又は改善がなくなる、すなわち、最も適合度の高い染色体が繰り返し毎に変化することのない設定された繰り返し数であってもよい。“解”として選択されたマスクは、任意的には、解マスクの有効性を評価するため、さらなるテストサンプルに関するテストを受ける。
【００２６】
停止基準に該当しない場合（ステップＳ５３０）、ペアレントとして機能する染色体の個体にいて選択が行われる（ステップＳ５５０）。セグメント保存によるクロスオーバー手順は、１以上のチャイルド染色体を生成するため実行される（ステップＳ５６０）。一部の染色体の突然変異が、同様に、典型的にはランダムかつ低頻度で生成されるかもしれない。その後、処理は適合度評価ルーチンに戻る（ステップＳ５２０）。
【００２７】
図６は、ステップＳ５２０として実現可能な適合度評価ルーチン６００の具体例である。現在の血液テストサンプルはそれぞれ、既知の構成を有している。それぞれは、例えば、光サブシステム１０８によって、ラマンアンサンブルスペクトルを生成する。これにより、純粋な候補コンポーネントのスペクトルは、テストサンプルの構成を解析するため、アンサンブルスペクトルにまとめて適合又はマッチングすることができる。効果的には、本発明によると、候補コンポーネントのラマンスペクトルは、まず評価される染色体の候補となる各コンポーネントマスクによってマスクされる。
【００２８】
適合度評価ルーチン６００における最初のステップとして、評価される染色体のマスクが、対応するコンポーネントに対するコンポーネントのラマンスペクトル３３６に適用される。これは、マスクされたスペクトルセットを生成する（ステップＳ６１０）。
【００２９】
テストアンサンブルのラマンスペクトルに対する染色体のマスクされたスペクトルの以降の包括的な適合が、ＰＬＳアルゴリズム１３６などによって、第１テストサンプルについて実行され、同様に、各テストサンプルに対してマッチングが行われるまで、第２テストサンプルについて実行される（ステップＳ６２０）。
【００３０】
与えられたテストサンプルに対して、より多くのコンポーネント、又はグルコースなどの重要なコンポーネントの多くを特定するマッチングは、それの染色体のより高い適合度を獲得するかもしれない。あるいは、又はさらに、マッチングによるコンポーネントスペクトルの配置により示されるコンポーネント濃度が、染色体の適合度を評価するため、テストサンプルに対する実際の既知の濃度と対比することが可能となる（ステップＳ６３０）。
【００３１】
図７は、本発明による未知の血液サンプルのラマン分光解析の手順７００の一例を示す。未知の構成の実際のサンプルが解析されるとき（ステップＳ７０５）、解マスクは純粋な各コンポーネントラマンスペクトルに適用される（ステップＳ７１０）。その後、マスクされたスペクトルは、好ましくは、ステップＳ７２０において使用されたものと同じマッチングアルゴリズムを利用して、未知の構成の実際のサンプルのラマンアンサンブルスペクトルにまとめてマッチングされる（ステップＳ７２０）。解マスクは、選択されたテストサンプルによる影響を受け、複数の解マスクセットが、糖尿病患者、幼児、潜在的にアルコールの影響を受ける人々、食事による異なる血液を有する異なる文化の人々など、様々なタイプの患者に適応するため、マスク準備プロセス５００により生成することが可能である。同じマスクセットが他の実際のサンプルに適用される場合、処理はステップＳ７２０に戻る（ステップＳ７３０、Ｓ７４０）。他方、新たな異なるマスクセットが所望されるとき、処理は、新たなマスクセットを準備するため（ステップＳ５４０）、マスク準備プロセス５００に戻る（ステップＳ７３０、Ｓ７４０）。その後、新たなマスクセットを適用するため、解析手順７００に戻る。
【００３２】
他の実施例は、コンポーネント毎に１つの純粋なスペクトルの代わりに、それぞれがコンポーネントの異なる濃度における複数のスペクトルを利用する。例えば、ある濃度におけるグルコース水溶液が、ラマンスペクトルを生成するため放射される。これは、異なる濃度について実行され、異なる濃度における他の様々な可能な血液コンポーネントについて実行される。すべての候補スペクトルから、ＰＬＳ１３６などを利用して、アンサンブルスペクトルについて最良のマッチが検出される。何れか与えられた候補コンポーネントについて、マッチングは各濃度を出力し、アンサンブルスペクトルをもたらす血液が当該コンポーネントを欠いている場合には０％となるかもしれない。
【００３３】
この他の実施例では、染色体２００には、血液サンプルの各種濃度の各自のマスクセットが与えられ、これは、染色体の各候補コンポーネントに対して実行される。クロスオーバープロセスのステップ４１０は、コンポーネント毎だけでなく濃度毎に比較される。ステップＳ５６０において、クロスオーバーはコンポーネント単位だけでなく濃度単位で分離される。図５によるマスク準備は、アンサンブルスペクトルに対してそれのマスクされたスペクトルをマッチングすることによって、染色体２００の適合度を評価する。これは、各アンサンブルスペクトルが既知の構成のテスト血液サンプルに関するアンサンブルスペクトルグループの各メンバーについて実行される。各マッチング処理について、血液構成結果が既知の血液サンプル構成と比較される。これにより、染色体のマスクコレクションの適合度が。テスト血液サンプルに基づき全体評価することが可能である。テスト血液サンプルは、染色体の全体適合度を評価する広範な各種組み合わせを提供するため、好ましくは、コンポーネント濃度に関して可変とされる。好適な実施例に適用されるような本発明の基本的な新規な特徴が図示、記載及び指摘されたが、図示された装置の形式及び詳細とそれの動作について、各種省略、置換及び変更が本発明の趣旨から逸脱することなく当業者に可能であるかもしれないということは理解されるであろう。例えば、同一の結果を実現するため、実質的に同じ方法により実質的に同一の機能を実行する上記要素及び／又は方法ステップのすべての組み合わせが、本発明の範囲内に属することが明示的に意図される。さらに、本発明の開示された形式又は実施例に関して図示及び／又は記載された構成、要素及び／又は方法ステップは、一般的な設計事項として開示、記載又は示唆された他の何れかの形式又は実施例に含まれることが認識されるべきである。従って、本発明は、添付した請求項の範囲によってのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明によるラマン分光システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明による染色体の概念図である。
【図３】図３は、本発明による一例となるマスクの概念図である。
【図４】図４は、本発明によるクロスオーバープロセスのフローチャートである。
【図５】図５は、本発明によるマスク導出プロセスのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明による染色体適合度評価手順のフローチャートである。
【図７】図７は、本発明によるラマン分光解析のフローチャートである。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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