JP2002031636A - 核酸分析評価の測定記録を解析するためのコンピュータ化された方法及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプル測定記録に基づいて目標の病気ある
いは核酸に関して陽性又は陰性を正確に識別することが
できる方法及びシステムを提供する。 【解決手段】 サンプル分析評価に関する数値データが
各それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、そ
れぞれのデータの集合がそれぞれの時点のそれぞれのサ
ンプルの状態をそのそれぞれが表す複数のデータ値を含
んでいるときに、前記データ値のそれぞれにそれぞれの
数値を付与して、前記データ値のそれぞれから付加的な
バックグラウンド値を取り除いて前記データ値を補正し
（１７００）、前記データ値のグラフを閾値と比較して
（１８００）、その比較の結果に基づいて前記サンプル
が所定の特性を有するかを示すようシステムを制御す
る。さらにサンプル値を計算する前に前記データ内の誤
った値を補正することができる（１０００から１５０
０）方法及びシステムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連した特許及び出願のクロス・リファ
レンス）本願に関連した内容は、１９９８年１１月２０
日に出願されたHarry Yang、Daniel L.Schwarz、Christ
opher M. Embres、Richard L. Moore、Peny D. Haaland
とPaula V. Johnsonの「Computerized Method and Appa
ratus for Analyzing Readings of Nucleic Acid Assay
s」と題された米国同時係属特許出願番号０９／１９
６，１２３号公報と、Jeffrey P. Andrews、Christian
V. O'Keefe、BrianG. Scrivens、Willard C. Pope、Tim
othy HansenとFrank L. Failingの「Automated Optical
Reader for Nucleic Acid Assays」と題された米国特
許第６，０４３，８８０号公報とに開示されており、本
願では、前記の出願及び特許は本明細書の一部をなすも
のとする。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、核酸分析評価（nu
cleic acid assay）といった生物学的又は化学的分析評
価においてそれぞれのサンプルから採取された測定記録
の集合を解析して、サンプルがある特定の所定の特性を
有しているかを判定するためのコンピュータ化された方
法及びシステムに関する。特に、本発明は、読み取り期
間の異なる時間で採取された生物学的又は化学的サンプ
ルの光学的測定記録をグラフにプロットし、その測定記
録に存在する付加的なバックグラウンド値を補正し、そ
して補正された測定記録とをある閾値とを比較して、当
該サンプルにおける目標病原体の存在のような当該サン
プルの特定の特性の存在を検出するようにコンピュータ
化された方法及びシステムに関する。

【０００３】

【従来の技術】淋病（gonorrhea：以下、「ＧＣ」と呼
ぶ）とクラミジア・トラコーマ（chlamydia trachomati
s：以下、「ＣＴ」と呼ぶ）といった性行為感染症を含む
バクテリアによる病気の臨床診断において、患者から得
られた体液のサンプルは興味のある特定のバクテリアの
存在を検査するために培養される。不幸にも、これは、
最終結果を得るために一般に数日を要する比較的に時間
がかかるプロセスである。この時間の間に、病気のそれ
以上の拡散を防止するためにこのような病気を有すると
思われる患者を隔離しなければならない。

【０００４】患者から得られたサンプルにおける独特な
バクテリアのＤＮＡ配列の存在の検査を行うことによっ
て特定のバクテリアを識別することができるＤＮＡプロ
ーブの到来は、臨床診断検査の速度と信頼性を大いに向
上させた。例えば、サンプル内のＣＴあるいはＧＣの存
在の検査は、ＤＮＡプローブ技術を使えば１時間以内に
完了することができる。これによって治療がより迅速に
開始され、患者を長期間隔離する必要を回避する。

【０００５】臨床診断目的のためにＤＮＡプローブを使
用する際には、目標核酸を多くの複製又はアンプリコン
（amplicon）へと増やすために、核酸増幅反応（nuclei
c acid amplification reactions）を通常実行する。核
酸増幅反応の例にはＳＤＡ（strand displacement ampl
ification）法及びＰＣＲ（polymerase chain reactio
n）法がある。ＰＣＲ法とは異なり、ＳＤＡ法は増幅を
起こす反応の進行に対する外部制御を一切必要としない
等温プロセスである。核酸アンプリコンの検出をいくつ
かの方法により実行することができ、それらの方法のす
べてが目標ＤＮＡと特定のプローブの間の雑種形成（バ
インディング（binding））を含む。

【０００６】多くの一般的なＤＮＡプローブ検出方法は
蛍光染料（fluorescein dyes）を使用する。ある周知の
検出方法は蛍光エネルギー移動（fluorescein energy t
ransfer）である。この方法では、検出器プローブは、
外部供給源（outside source）によって励起されると光
を放出する蛍光染料と、ネガティブ状態にある蛍光染料
からの光の放出を抑える消光剤（quencher）とを用いて
ラベル付けされる。ＤＮＡアンプリコンが存在すると、
蛍光ラベル付けされたプローブはアンプリコンに結合し
て拡散し、蛍光を発することができる。蛍光発光の増加
は病気を起こすバクテリアが患者サンプルに存在するこ
とを示すと考えられている。

【０００７】光によって液体サンプルを励起して、そし
て、その励起に応答してその液体サンプルによって生成
された任意の光を検出することができる、いくつかの種
類の光学読み取り装置又はスキャナが存在する。例え
ば、PerSeptive Biosystems社によって製造されたCytoF
luor Series 4000といった、Ｘ−Ｙ平面走査装置はマイ
クロウェルの配列に格納された複数の液体サンプルを走
査することができる。そのＸ−Ｙ平面走査装置は、特定
のサンプルに向かって光を放出して、そのサンプルから
生成された光を検出するための走査ヘッドを備える。稼
働中には、あるサンプルウェルに対して適切なポジショ
ンに光学ヘッドが移動される。光放出装置は光をその光
学ヘッドを介してそのサンプルウェルに向けて送るよう
に動作する。もしそのウェルの中の液体サンプルが放出
された光に応答して蛍光すれば、蛍光（fluorescent li
ght）はその走査ヘッドによって受光されて光検出器に
送られる。検出された光は光検出器によって電気信号へ
と変換される。その電気信号の強度は検出された光の強
度を示している。この電気信号はコンピュータによって
処理され、その電気信号の強度に基づいて液体サンプル
内に目標ＤＮＡが存在するか否かが決定される。マイク
ロウェルトレイ（例えば、全部で９６マイクロウェル）
にあるそれぞれのウェルはこの方法で読み取ることがで
きる。

【０００８】Becton Dickinson and Company社により製
造されてBDProbeTec（登録商標） ET systemとして知ら
れている別のより効率的かつ用途の広いサンプルウェル
読み取り装置が、上記に参照された米国特許第６，０４
３，８８０号公報において記述されている。そのシステ
ムでは、それぞれ８つのマイクロウェルから成る１２の
列を有する標準マイクロウェルアレイ（全部で９６マイ
クロウェル）といったマイクロウェルアレイが走査バー
を通り過ぎるように動かされる可動式ステージに置かれ
ている。走査バーは８つの光放出／検出ポートを含み、
それらのポートは、各列のマイクロウェルが互いに離れ
ている距離と実質的に一致する距離だけ互いに離れてい
る。それ故に、サンプルマイクロウェルの列全体をステ
ージの移動毎に読み取ることができる。

【０００９】以下により詳細に説明するが、そのステー
ジは光検出バーの上を前後に動かされ、その結果、各サ
ンプルマイクロウェルの複数の測定記録が望ましい間隔
で採取される。一例では、各マイクロウェルの測定記録
が１時間の間に１分間隔で採取される。したがって、各
マイクロウェルの６０個の測定記録がウェルの読み取り
期間の間に採取される。次いでこれらの測定記録は、ど
のサンプルが特定の目標となる病気を含んでいるかを決
定するために使用される（例えば、ＣＴ及び／又はＧ
Ｃ）。

【００１０】サンプルウェルの測定記録データ（readin
g data）を解析して当該サンプルウェルに含まれるサン
プルが目標となる病気を含んでいるかどうかを判定する
ためのいくつかの方法が知られている。例えば、すでに
論じられたように、核酸増幅反応によって目標核酸（例
えば、ＣＴ又はＧＣ）は多くのアンプリコンへと増幅さ
れる。そのアンプリコンに結合する蛍光ラベル付けされ
たプローブは、光で励起されると蛍光を発する。核酸増
幅反応が進行する間に長時間にわたってアンプリコン数
が増加すると、それに対応して蛍光発光量が増加する。
したがって、所定の期間（例えば１時間）が経過した
後、目標となる病気を有するサンプル（陽性サンプル）
からの蛍光放出の強度は、目標となる病気を有しないサ
ンプル（陰性サンプル）からの蛍光放出の強度よりもか
なり大きい。実際上、陰性サンプルの蛍光発光の強度は
検査の継続期間の間は本質的に変化しない。

【００１１】それ故に、それぞれのサンプルについて採
取された最後の測定記録の値は、それ以前に決定されて
いる周知の閾値と比較できる。もしそのサンプル値がそ
の閾値を越えるなら、そのサンプルは目標となる病気が
存在している陽性サンプルであると確認される。しかし
ながら、もしそのサンプルについて採取された最後の値
がその閾値を下回れば、そのサンプルはその病気がない
陰性サンプルであると確認される。

【００１２】この「終点検出（endpoint detection）」
法は一般に陽性サンプルと陰性サンプルを識別するのに
効果的であり得るが、この方法では、陰性サンプルを陽
性サンプルと誤認する、又は陽性サンプルを陰性サンプ
ルと誤認することが珍しくない。すなわち、サンプル内
に発生する泡や光学読み取り装置上の異物（debris）の
存在に起因するサンプルからの励起光及び／又は蛍光の
放出の妨害等のような要因によって、任意の個別のサン
プル測定記録の値の精度が劣化しうる。したがって、も
し特定のサンプルの最終の測定記録が誤りで、ただその
測定記録だけが解析されるならば、誤った陽性又は陰性
の結果を得る蓋然性が高くなる。

【００１３】さらに、一部の場合には、検査が進行する
につれてアンプリコンの量は減少する。アンプリコンの
この減少のために、サンプルからの蛍光放出の強度は時
間の経過と共に減少する。したがって、そのサンプルの
採取された最後の測定記録の強度は、そのサンプルに存
在するアンプリコンの量がピークにある時間に採取され
た測定記録の強度よりも小さいことがあり得る。一部の
場合には、そうしたアンプリコンの減少によって、所定
の閾値未満であるサンプルからの蛍光放出の強度という
結果が生じうる。その場合には、陽性サンプルは陰性サ
ンプルとして誤認される。

【００１４】これらの欠点を避けるために、他の方法が
開発されてきた。ある方法では、サンプル測定記録の強
度の全変化を計算し、陽性の結果を示す強度を有する既
知の値と比較する。したがって、もし変化の強度がその
所定値より大きければ、サンプルは目標とされる病気を
有する陽性サンプルであると識別される。他方、もし変
化の強度がその所定値未満であれば、そのサンプルは陰
性サンプルであると識別される。

【００１５】この方法はすでに述べた終点検出法（endp
oint method）よりも有効であるが、この方法にも欠点
は存在する。例えば、もしサンプルが特に大量の病原菌
を含んでいると、増幅プロセスのために生成されたアン
プリコンの量は初期の測定記録が採取される時に最大に
達して、読み取り期間の継続時間を通して、あまりほと
んど増加又は減少しないかもしれない。この場合には、
初期の測定記録と最終の測定記録との間に生じる変化
は、たとえそのサンプルが強い陽性であっても最小とな
る。それ故に、そのサンプルは陰性サンプルであると誤
認されうる。

【００１６】別の周知の方法は、サンプル測定記録にお
ける逐次的な変化を測定するアクセレレーション・イン
デックス法（acceleration index method）であり、そ
れらの変化と所定値とを比較する。この方法は一般に有
効であるが、アンプリコンの量が長時間にわたって減少
するサンプルについて採取された測定記録と同様に、そ
の結果の精度は個別の測定記録に存在するエラーに影響
されやすい。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、サンプルウェルについて採取された測定記録
を表すデータを解析して、そのサンプルを特定の病気に
関して陽性又は陰性と正確に識別するための方法及びシ
ステムが継続的に必要とされている。

【００１８】本発明の課題は、生物学的又は化学的サン
プルの測定記録を採取して得られるデータの値を正確に
解釈して、そのデータ値に基づいて当該サンプルにおけ
る特定の病気の存在を確認するための方法及びシステム
を提供することにある。

【００１９】本発明の別の課題は、光学的サンプルウェ
ル読み取り装置に使用され、所定の期間にサンプルから
検出された蛍光放出の強度を表すデータを正確に解釈
し、そのサンプルにおける特定の病気の存在を確認する
ための方法及びシステムを提供することにある。

【００２０】本発明の更なる課題は、サンプルウェルに
含まれる生物学的又は化学的サンプルを読み取って得ら
れるデータを解析し、複雑な数値計算をすることなく、
解析結果に悪影響を与えるデータ内のエラーを補正する
ための方法及びシステムを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】少なくとも一つの生物学
的又は化学的サンプルを含むサンプル分析評価に関する
数値データが、各それぞれのサンプルに関するデータの
集合を含み、それぞれの前記データの集合は、それぞれ
の時点において読み取られた前記それぞれのサンプルの
状態をそのそれぞれが表す複数のデータ値を含んでお
り、その数値データを解析するようにシステムを制御す
るためのコンピュータ化された方法及びシステムを提供
することにより、以上の課題を実質的に達成する。前記
方法及びシステムは、前記データ値のそれぞれに、それ
ぞれの数値を付与して、前記データ値のそれぞれから付
加的なバックグラウンド値を取り除いて補正されたデー
タ値を提供し、その値とある閾値とを比較してデータ値
がその閾値を越え始めるときを判定し、前記比較の結果
に基づいて当該サンプルが所定の特性を有するかを示す
ようにシステムを制御する。さらに、前記閾値との前記
比較に先立って、フィルタリングと、正規化と、他の補
正作業とを前記データに対して実行して、結果の精度に
悪影響を与えかねない前記データにおける誤った値を補
正することができる。

【００２２】前記方法及びシステムは、前記複数のデー
タ値をそれぞれ、前記データ値の強度を表す縦軸と、前
記サンプルの測定記録が前記複数のデータ値を取得する
ために採取された期間を表す横軸とを有するグラフ上の
点として表し、前記データ値のそれぞれに存在する付加
的なバックグラウンド値を除去してそのデータ値を補正
してグラフ上に補正されたプロットの点を提供すること
により、上記全ての機能を実行することができる。ここ
で、補正されたプロットの各点は対応するデータ値の強
度を表す。補正されたプロットの点と閾値とを比較し
て、点がその閾値を越えたかどうか及び越えた時点を決
定し、それにより、病原体の存在のような特定の状況が
当該データの集合に関係するサンプルに存在するかを判
定する。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施態様にお
けるウェル読み取り装置（well reading apparatus）１
００を示している。装置１００はキーパッド１０２を含
み、それによりオペレータはデータを入力して、装置１
００の動作を制御することができる。装置１００は、オ
ペレータがデータを入力して装置１００の動作を制御す
ることができる「ソフトキー（soft keys）」を表示
し、以下に説明される方法によりサンプルから集められ
た走査情報に関するデータとともに、オペレータのコマ
ンドに応じて情報を表示するためのＬＣＤディスプレイ
スクリーンのようなディスプレイスクリーン１０４をさ
らに含む。装置１００は、装置１００によって生成され
たデータを記憶するためのフロッピィディスクをその中
へと挿入することができ、又はそこから装置がデータを
読み出すことができるディスクドライブ１０６も含む。

【００２４】装置１００は、サンプルトレイ組立品１１
２をその中へと装填できるステージ組立品１１０にアク
セスできるドア１０８をさらに含む。図２に示すよう
に、サンプルトレイ組立品１１２は、マイクロウェルア
レイ１１６がその中へと装填されるトレイ１１４を含
む。そのマクロウェルアレイは、それぞれが８個のウェ
ルからなる１２の列に配置された９６個の個別のマイク
ロウェル１１８を有する標準的マイクロウェルアレイで
あり得る。トレイ１１４はそのトレイを貫通する穴（op
enings）１２０を有し、それらの穴はそれぞれが８個の
ウェルからなる１２の列に配置されており、それぞれの
穴１２０はマイクロウェルアレイ１１６のマイクロウェ
ル１１８を収容することができる。サンプルがマイクロ
ウェル１１８内に置かれた後に、それぞれの液体サンプ
ルをそれぞれのマイクロウェル１１８内に保持するため
にカバー１２２をマイクロウェル１１８の上にしっかり
固定することができる。サンプルトレイ組立品１１２及
びサンプル採集技術のさらなる詳細については、米国特
許第６，０４３，８８０号公報に記述されている。

【００２５】各マイクロウェルは、すでに説明されたよ
うに、特定の病気（例えばＧＣあるいはＣＴ）を識別す
るためのある種類の検出プローブ（detector probe）を
含みうる。もしそれぞれの患者サンプルにおいてＧＣ及
びＣＴの検査を行うためにマイクロウェルアレイ１１６
を使用する場合には、それぞれが３つのマイクロウェル
からなるいくつかのグループにマイクロウェル１１８を
まとめて、そのグループに属するあるマイクロウェルは
ＧＣの存在を識別するために使われる試薬（reagent）
を含み、そのグループに属する別のマイクロウェルはＣ
Ｔの存在を識別するために使われる試薬を含み、そして
第３のマイクロウェルは増幅コントロール試薬（amplif
ication control reagent）ＡＣを含む。以下にその目
的を詳細に説明する。特定グループのウェルに属する３
つのウェルすべてに、特定の患者からの液体サンプルが
置かれる。

【００２６】さらに、マイクロウェルアレイ１１６にお
ける９６個のマイクロウェル１１８の一部（例えば２
つ）は、ＣＴといった特定の病気に対するコントロール
サンプルウェルに指定できる。そのコントロールサンプ
ルウェルの一つはコントロール陽性サンプル（control
positive sample）を含み、その他のコントロールウェ
ルはコントロール陰性サンプル（control negative sam
ple）を含む。以下にその目的を詳細に説明する。同じ
く、他の（例えば他の２つの）マイクロウェル１１８は
ＧＣのためのコントロールマイクロウェルサンプルウェ
ルに指定できる。そのコントロールマイクロウェルサン
プルウェルの一つは陽性サンプル（positive sample）
を含み、その他は陰性サンプル（negative sample）を
含む。さらに、ＡＣのためのコントロールマイクロウェ
ルサンプルウェルに他の（例えば、他の２つの）マイク
ロウェル１１８を指定できる。そのコントロールサンプ
ルウェルの一方は陽性サンプルを含み、他方は陰性サン
プルを含む。従って、この例では、この方法により配列
された各マイクロウェルアレイ１１６に対して最大３０
個の患者サンプルを検査できる（すなわち、３０サンプ
ル×３マイクロウェル、既に説明されたコントロールサ
ンプルに残りの６マイクロウェルを使用する）。

【００２７】患者の液体サンプルがサンプルトレイ組立
品１１２内のマイクロウェルアレイ１１６の適切なマイ
クロウェル１１８内に置かれた後、サンプルトレイ組立
品１１２がウェル読み取り装置１００のステージ組立品
１１０に装填される。図３にステージ組立品１１０をよ
り詳細に示す。特に、ステージ組立品１１０はサンプル
トレー組立品１１２を受けるための開口１２４を含む。
ステージ組立品１１０は、ウェル読み取り装置１００の
読み取り部品の完全性を較正し確認することに使用され
る複数のコントロールウェル１２６をさらに含む。とり
わけこれらのコントロールウェル１２６は８つの正規化
ウェル（normalization wells）１２７からなる列であ
り、以下にその目的を詳細に説明する。サンプルトレイ
組立品１１２が開口１２４内へと装填されてサンプル読
み取りを開始するとき、ステージ組立品１１０は、サン
プルトレイ組立品１１２及びコントロールウェル１２６
を覆うカバー１２８をさらに含む。ステージ組立品１１
０は米国特許第６，０４３，８８０号公報に更に詳細に
説明されている。

【００２８】ステージ組立品１１０へと装填されたサン
プルトレイ組立品１１２のマイクロウェル１１８に含ま
れるサンプルを読み取るため、図４に示すようにステー
ジ組立品１１０が光センサバー１３０を通過して運ばれ
る。光センサバー１３０は複数の光放出／検出ポート１
３２を含む。ステージ組立品１１０がそれらのマイクロ
ウェル１１８を光放出／検出ポート上に位置づけたとき
に、８つのマイクロウェル１１８からなる列に向けて光
を放出して、それらのマイクロウェル１１８内に含まれ
るサンプルから発せられる蛍光の発光を検出するように
光放出／検出ポート１３２が制御される。この例では、
光センサバー１３０は、マイクロウェルアレイ１１６の
列が光放出／検出ポート１３２上に位置したときに、そ
の列にある８つのマイクロウェル１１８と実質的に揃う
ように配置された８つの光放出／検出ポート１３２を含
む。

【００２９】それぞれの光ファイバケーブル１３４によ
って、ＬＥＤのようなそれぞれの光放出装置１３６に光
放出／検出ポート１３２を接続する。それぞれの光ファ
イバケーブル１３８によって、光電子増倍管（photomul
tiplier tube）のような光検出器１４０に光放出／検出
ポート１３２をさらに接続する。マイクロウェル１１８
に含まれるサンプルを読み取るために光センサバー１３
０を通過してステージ組立品１１０を運ぶ方法ととも
に、さらなる光センサバー（light sensor bar）１３０
及びそれに関係する部品が、上記に参照された米国特許
第６，０４３，８８０号公報に詳細に説明されている。

【００３０】一般に、それぞれのマイクロウェルの測定
記録（reading）は時間的にある特定の間隔で採取さ
れ、それぞれのマイクロウェルの追加的な測定記録は所
定の継続期間の間にそれぞれの時間間隔で採取される。
この例では、あるマイクロウェル測定記録はそれぞれの
マイクロウェル１１８に対して１時間の間にほぼ１分間
隔で得られる。正規化ウェル（normalization wells）
１２７のそれぞれの測定記録は、光放出／検出ポート１
３２のそれぞれに対する「暗（dark）」測定記録ととも
に、それぞれの１分間隔で採取される。したがって、そ
れぞれの正規化ウェル１２７の６０個の測定記録と６０
個の暗測定記録とともに、それぞれのマイクロウェル１
１８の６０個のマイクロウェル測定記録が１時間の間に
得られる。上記で述べたように、測定記録は、サンプル
上に放出された励起光に応答してマイクロウェルサンプ
ルによって生成された蛍光放出の強度の測定値である。
これらの強度値は相対的螢光単位（relative fluoresce
nt units：以下、「ＲＦＵ」と呼ぶ）の強度で記憶され
る。蛍光放出の高い強度を有するサンプルの測定記録
は、低い蛍光放出を有するサンプルの測定記録によって
提供されるものよりもずっと高いＲＦＵ値を提供する。

【００３１】一旦、各サンプルの測定記録の総数（例え
ば６０個の測定記録）が採取されると、サンプルが特定
の病気（例えば、ＣＴ又はＧＣ）に対して検査により陽
性又は陰性のどちらかをウェル読み取り装置１００が示
しうるように、ウェル読み取り装置１００によって各サ
ンプルの測定記録を解釈しなければならない。サンプル
ウェル測定記録を表しているデータに対して以下のオペ
レーションを実行するために、ウェル読み取り装置１０
０のマイクロプロセッシングユニットをソフトウェアに
よって制御する。実質的に同じ方法によりそれぞれのサ
ンプルマイクロウェル１１８について採取された測定記
録に説明されている操作を適用する。したがって、説明
目的のために、最初のサンプルマイクロウェル１１８と
称されるあるサンプルマイクロウェル１１８に対して採
取された測定記録に関してその操作を説明する。

【００３２】上述したように、サンプルトレイ組立品１
１２にある全てのマイクロウェル１１８がその間に読み
取られる各１分間の間に、光センサバー１３０は一回正
規化ウェルを読み取る。従ってそれぞれのマイクロウェ
ルサンプルについて６０個の測定記録を採取した後に、
それぞれの正規化ウェル１２７は光センサバー１３０の
それぞれの光放出／検出ポート１３２によって６０回読
み取られ、６０個の正規化ウェル測定記録からなる８つ
の集合が得られる。説明目的のために、いま議論されて
いる最初のサンプルマイクロウェル１１８も読み取った
光放出／検出ポート１３２によって読み取られた正規化
ウェル１２７の正規化測定記録（normalization readin
gs）はｎ₁からｎ₆₀で表される。

【００３３】さらに、上述したように、それぞれの１分
間の間に作動している光放出装置１３６が全く存在して
いないとき測定記録が読み取られるときの「暗」測定記
録（"dark"reading）を得るように光検出器１４０を制
御する。これにより光検出器１４０はシステムに存在し
うる任意の周囲の光も検出することができる。この暗測
定記録は各光放出／検出ポート１３２に対して採取され
る。したがって、あらゆるマイクロウェル１１８につい
て６０個の測定記録が得られた後に、６０個の暗測定記
録からなる８つの集合（つまり、８つの光放出／検出部
１３２のそれぞれに対して６０個の暗測定記録からなる
集合が８つ）が得られる。説明目的のために、今議論さ
れている最初のサンプルマイクロウェル１１８を読み取
った光放出／検出ポート１３２によって得られる暗測定
記録をｄ₁からｄ₆₀として表す。

【００３４】図５は、１時間の読み取り期間に得られた
１ウェルに関する６０個の測定記録の関係を示したグラ
フである。説明目的のために、これらの測定記録をｒ₁
からｒ₆₀として表す。これらの測定記録を図５のグラフ
上にプロットする。その読み取り期間の間に測定記録が
読み取られたそれぞれの時間（分）に関して縦軸として
表されたＲＦＵ値を用いて、これらの測定記録を図５の
グラフ上にプロットする。

【００３５】グラフから分かるように、読み取り期間内
のより後に採取された測定記録に対するＲＦＵ値は、読
み取りの始めに採取された測定記録のＲＦＵ値よりも大
きい。説明目的のために、この例は、それに対してウェ
ルが検査されている特定の病気（例えば、ＣＴ又はＧ
Ｃ）を含むあるウェルに対する測定記録の傾向を示して
いる。

【００３６】同じく図５から分かるように、「生デー
タ」測定記録（"raw data" readings）のグラフは図示
されているようなノイズスパイク（noise spike）及び
段差（steps）を含む。サンプルウェルについて採取さ
れている誤った測定記録の結果であるグラフにおける任
意のノイズスパイク、段差、又は他の明らかな異常も次
に説明されるプロセスによって除去される。

【００３７】図６に示されたフローチャートは、図５に
示された生データ測定記録ｒ₁からｒ₆₀のグラフを解釈
して、あるウェルサンプルが、検査されている特定の目
標とする病気を含むかを判定するために使用されるその
ウェルサンプルについての結果を提供するための全体の
プロセスを表している。ウェル読み取り装置１００内に
あるメモリ（図示せず）又はディスクドライブ１０６へ
と挿入されるディスク上に記憶することができるソフト
ウェアによって制御されるウェル読み取り装置１００の
コントローラ（図示せず）によって、これらのプロセス
を実行する。

【００３８】図６に示すように、このソフトウェアは最
初に、正規化データ測定記録（normalizer data readin
gs）ｎ₁からｎ₆₀に対して、及び、ウェル測定記録ｒ₁か
らｒ ₆₀に対して暗補正（dark correction）を実行する
ようにコントローラを制御する。図７のフローチャート
及び補遺の擬似コードのステップ１にこのステップの詳
細を示す。

【００３９】特に、ステップ１０１０では、暗測定記録
値ｄ₁〜ｄ₆₀が対応する正規化測定記録値（normalizer
reading values）ｎ₁〜ｎ₆₀からそれぞれ差し引かれ
て、補正された正規化測定記録（corrected normalizer
readings）ｃｎ₁〜ｃｎ₆₀がそれぞれ与えられる。すな
わち、正規化測定記録ｎ₁から暗測定記録ｄ₁を差し引い
て補正された正規化測定記録ｃｎ₁が与えられ、正規化
測定記録ｎ₂から暗測定記録ｄ₂を差し引いて補正された
正規化測定記録ｃｎ₂が与えられる等となる。

【００４０】そして、プロセスはステップ１０２０に進
み、ここでは暗測定記録ｄ₁〜ｄ₆₀がそれらに対応する
ウェル測定記録ｒ₁〜ｒ₆₀からそれぞれ差し引かれて補
正されたウェル測定記録ｃ₁〜ｃ₆₀がそれぞれ与えられ
る。すなわち、ウェル測定記録ｒ₁から暗ウェル測定記
録ｄ₁を差し引いて補正されたウェル測定記録ｃ₁が与え
られ、ウェル測定記録ｒ₂から暗ウェル測定記録ｄ₂を差
し引いて補正されたウェル測定記録ｃ₂がそれぞれ与え
られる等となる。

【００４１】補正された正規化測定記録と補正されたウ
ェル測定記録が全て得られた後、プロセスは次に図６に
示されたフローチャートのフィルタリング作業ステップ
１１００へ進む。そこではノイズが、上述されたステッ
プ１０１０で得られた補正された正規化測定記録ｃｎ₁
〜ｃｎ₆₀から除去（filter）される。図８及び補遺の擬
似コードのステップ２にステップ１１００の詳細を示し
ている。特に、この例では、５点移動中間値処理（5 po
int running median）を補正された正規化測定記録ｃｒ
₁〜ｃｒ₆₀に適用する。

【００４２】ステップ１１１０に示すように、最初の二
つの平滑化された正規化値（smoothed normalizer valu
es）ｘｎ₁及びｘｎ₂を、それぞれ最初の２つの補正され
た正規化値ｃｎ₁及びｃｎ₂に等しくなるように設定す
る。それに対し、最後の二つの平滑化された正規化値ｘ
ｎ₅₉及びｘｎ₆₀を、それぞれ最後の２つの補正された正
規化値ｃｎ₅₉及びｃｎ₆₀に等しくなるように設定する。
そして、ステップ１１２０において、平滑化された正規
化値ｘｎ₃からｘｎ₅₈はそれぞれ、それらに対応する補
正された正規化値ｃｎ３からｃｎ５８と周辺の補正され
た正規化値との平均値又は中間値として得られる。例え
ば、平滑化された正規化値ｘｎ₃を、補正された正規化
値ｃｎ_lとｃｎ₂とｃｎ₃とｃｎ₄とｃｎ₅との平均値又は
中間値と等しくなるように設定する。同様に、平滑化さ
れた正規化値ｘｎ₄を、補正された正規化値ｃｎ₂とｃｎ
₃とｃｎ₄とｃｎ₅とｃｎ₆との平均値又は中間値と等しく
なるように設定する。平滑化された正規化値ｘｎ₅から
ｘｎ₅₈を同様の方法で計算する。

【００４３】すべての平滑化された正規化値ｘｎ₁から
ｘｎ₆₀が得られたら、プロセスは図６のフローチャート
に示された動的正規化（dynamic normalization）ステ
ップ１２００に進む。補遺の擬似コードのステップ３及
び図９のフローチャートに動的正規化プロセスの詳細を
示す。特にこの例では、平滑化された正規化値ｘｎ₁か
らｘｎ₆₀を、補正されたウェル測定記録値ｃｒ₁からｃ
ｒ₆₀とともに、動的正規化値ｎｒ₁からｎｒ₆₀を計算す
るために使用する。

【００４４】ステップ１２１０では、計算で使用される
スカラー値が設定される。この例ではそのスカラーの値
は３０００であるが任意の適切な値でありうる。そし
て、処理はステップ１２２０に進み、ここで、スカラー
値（scalar value）と、補正されたウェル測定記録値
（corrected well reading values）と、平滑化された
正規化値（smoothed normalize values）とを、動的正
規化値（dynamic normalization values）の計算のため
に使用する。特に、動的正規化値を計算するために、対
応する補正されたウェル値はスカラー値によって掛け合
わされ、そして、その全体を対応する平滑化された正規
化値（smoothed normalizer value）で割る。例えば、
動的正規化値ｎｒ_lを得るために、補正されたウェル測
定記録値ｃｒ₁を３０００（スカラー値）によって掛け
合わせ、そして、その全体を平滑化された正規化値ｘｎ
₁で割る。同様に、補正されたウェル測定記録値ｃｒ₂に
３０００を掛け、そして、その全体を平滑化された正規
化ｘｎ₂で割ることによって計算される。６０全ての動
的正規化値ｎｒ₁からｎｒ₆₀が得られるまで、このプロ
セスが継続される。

【００４５】そして、処理を継続して図６のフローチャ
ートのステップ１３００に示すように、ウェルデータに
対して入力ノイズフィルタリング作業を実行する。図１
０のフローチャート及び補遺の擬似コードのステップ４
にもこの作業の詳細を示している。ステップ１３００で
は、３点移動中間値処理（three point running media
n）が平滑化された正規化された値ｘ₁からｘ₆₀を得るた
めに動的正規化値ｎｒ₁からｎｒ₆₀に適用される。この
作業を実行するために、ステップ１３１０に示されてい
るように、最初の平滑化された正規化値ｘ₁はｒ₁に関す
る最初の動的正規化値に等しく設定され、最後の平滑化
された正規化値ｘ₆₀は最後のｒ₆₀に関する動的正規化値
に等しく設定される。そして、処理はステップ１３２０
に進み、ここで、平滑化されて正規化された値ｘ₂から
ｘ₅₉が得られる。これらの値は３点移動中間値処理（th
ree point running median）を動的正規化値に適用する
ことによって得られるが、平滑化されて正規化された値
ｘ₂からｘ₅₉はそれらの対応する動的正規化値ｎｒ₂から
ｎｒ₅₉と周辺の正規化値の平均又は中間値をそれぞれ計
算することによって得られる。

【００４６】すなわち、この例では、平滑化されて正規
化された値ｘ₂は動的正規化値ｎｒ₁、ｎｒ₂とｎｒ₃の平
均値又は中間値（midpoint）を採ることによって得られ
る。同様に、平滑化されて正規化された値ｘ₃は動的な
正規化された値ｎｒ₂、ｎｒ₃とｎｒ₄の平均値又は中間
値を採ることによって得られる。平滑化されて正規化さ
れた値ｘ₄からｘ₅₉は同様な方法で得られる。

【００４７】一旦、平滑化されて正規化された値ｘ１か
らｘ₆₀が得られると、平滑化されて正規化された値ｚ₁
からｚ₆₀を得るために３点移動中間値処理（three poin
t running median）をそれらの値に適用する。すなわ
ち、ステップ１３３０では、平滑化されて正規化された
値ｚ１を平滑化されて正規化された値ｘ₁に等しく設定
し、平滑化されて正規化された値ｚ₆₀を平滑化されて正
規化された値ｘ₆₀に等しく設定する。そして、ステップ
１３４０では、平滑化されて正規化された値ｚ₂からｚ
₅₉を、対応する平滑化された正規化された値ｘ₂からｘ
₅₉及び周辺の平滑化されて正規化された値の平均値又は
中間値を計算することによって得られる。すなわち、平
滑化されて正規化された値ｘ₁とｘ₂とｘ₃との平均値又
は中間値を計算することによって、平滑化されて正規化
された値ｚ₂を得る。同様に、平滑化されて正規化され
た値ｘ₂とｘ₃とｘ₄との平均値又は中間値を計算するこ
とによって、平滑化されて正規化された値ｚ₃は得る。
そして、平滑化されて正規化された値ｚ₄からｚ₅₉を同
様な方法で得る。

【００４８】上述したように、図６のフローチャートに
おけるステップ１０００からステップ１３００を実行し
た後に、ウェル測定記録は、それゆえに平滑化され正規
化されて、平滑化されて正規化された値ｚ₁からｚ₆₀に
よって表される。したがって、図１１のグラフに示すよ
うに、平滑化された正規化された値ｚ₁からｚ₆₀をそれ
らの対応するウェル測定記録が得られた対応する期間に
関してプロットすると、グラフのノイズスパイクが消滅
する。

【００４９】しかしながら、これらの平滑化及び正規化
作業は、図１１に示されたグラフに存在している段差
（step）を除去しない。グラフに現れる段差を生じさせ
た測定記録値の増加はウェル内の泡の存在によっておそ
らく引き起こされ、この泡は３０番目のウェル測定記録
を得た後（すなわち、３０分が経過した後）であるが、
３１番目のウェル測定記録を得る前に発生した。それゆ
えに、ウェル測定記録値ｒ₃₁からｒ₆₀の強度、すなわち
平滑化されて正規化された値ｚ₃₁からｚ₆₀はこの泡に起
因して増加した。それ故に、平滑化されて正規化された
値ｚ₃₁からｚ₆₀を段差の強度に比例する値だけ減少させ
ることが必要である。

【００５０】図６のフローチャートに示すステップ１４
００において段差除去作業を実行する。図１２のフロー
チャート及び補遺の擬似コードのステップ５において段
差除去作業が述べられている。

【００５１】これらのタイプのグラフは、一般に、１つ
だけあるいは２つの段差を有し、５つより多くの段差を
有することはほとんどあり得ないことが分かっている。
したがって、段差位置決定プロセス（step locating pr
ocess）を５回実行した後にグラフにおける全ての段差
を位置決めして除去する。したがって、図１２のフロー
チャートにおけるステップ１４０５では、プロセスが最
大で５回繰り返すようにカウント値を設定する。そし
て、プロセスはステップ１４１０に進み、ここで、隣り
合った平滑化されて正規化された値ｚ₁からｚ₆₀の差を
表す差分値（difference values）ｄｒ₁からｄｒ₅₉を計
算する。すなわち、平滑化されて正規化された値ｚ₂か
ら平滑化されて正規化された値ｚ₁を差し引いた値とし
て、最初の差分値ｄｒ₁を計算する。平滑化されて正規
化された値ｚ₃から平滑化された正規化された値ｚ₂を差
し引いた値として、第２の差分値ｄｒ₂を計算する。５
９個の差分値ｄｒ₁からｄｒ₆₀が得られるまで、このプ
ロセスを繰り返す。

【００５２】そして、処理はステップ１４１５に進み、
ここで、差分値ｄｒ₁からｄｒ₅₉が一緒に加えられて平
均トータル（average total）が与えられる。そして、
この平均トータルは５９で割られて差分平均（differen
ce average）`ｄｒが与えられる。そして処理はステッ
プ１４２０に進み、ここで分散値（variance value）ｖ
ａｒ（ｄｒ）を計算する。それぞれの差分値ｄｒ<sub>1</sub>〜ｄ
ｒ<sub>59</sub>から差分値`ｄｒを差し引いて、それぞれの差し引
いた結果を自乗して、その自乗した結果を総和してこの
分散値を得る。例えば、差分値`ｄｒを最初の差分値ｄ
ｒ<sub>1</sub>から差し引いて、そしてその結果を自乗する。そし
て、差分値`ｄｒを第２の差分値ｄｒ₂から差し引いて、
その結果を自乗する。このプロセスは、残りの全ての差
分値ｄｒ₃からｄｒ₅₉について継続する。そして、これ
らの５９個の「自乗された」結果を加えて、加えた結果
を５８で割って分散値（ｄｒ）を得る。

【００５３】そして、プロセスはステップ１４２５に進
み、ここで、総和値（sum value）「ｓ」を計算する。
差分値`ｄｒを差分値ｄｒ<sub>1</sub>からｄｒ<sub>59</sub>のそれぞれから差
し引いて、それぞれの結果を４乗して５９個の４乗され
た結果からなる集合が得られ、そして、それらの４乗さ
れた結果を総和することによってこの総和値を得る。す
なわち、差分値`ｄｒを第１の差分値ｄｒ₁から差し引い
て結果を得る。そして、その結果を４乗して、第１の４
乗された結果が与えられる。差分値`ｄｒを第２の差分
値ｄｒ₂から差し引いて、その引き算の結果を４乗し
て、第２の４乗結果が与えられる。５９個の４乗された
結果を全て計算するまで、残り全ての差分値ｄｒ₃から
ｄｒ₅₉についてこのプロセスを継続する。５９個の４乗
された結果を加えて、総和値「ｓ」が与えられる。

【００５４】ステップ１４３０の処理では、分散値ｖａ
ｒ（ｄｒ）がゼロに等しいかどうか判定される。もしｖ
ａｒ（ｄｒ）の値がゼロに等しいなら、処理はステップ
１４３３に進み、そこでカウント値を１だけ増加させ
て、ステップ１４１０からステップ１４２５を上述した
ように繰り返す。しかしながら、もしｖａｒ（ｄｒ）の
値がゼロに等しくないなら、処理はステップ１４３５に
進む。ステップ１４３５では、臨界値（critical valu
e）ＣＲＩＴ＿ＶＡＬを４．９に等しくなるように設定
する。そして、処理はステップ１４４０に進み、ここ
で、総和「ｓ」の値が、ｖａｒ（ｄｒ）の自乗に５９を
掛けた値により割り算された値が臨界値ＣＲＩＴ＿ＶＡ
Ｌの値より大きいかどうかを判定する。そして、もし計
算された値がＣＲＩＴ＿ＶＡＬより大きくないなら、段
差位置決定及び修繕処理（step location and repair p
rocessing）が完了して、処理は図６のフローチャート
に示されたステップ１５００における周期ノイズフィル
タ処理（periodic noise filterprocessing）まで進
む。

【００５５】しかしながら、もし総計がＣＲＩＴ＿ＶＡ
Ｌの値より大きいなら処理はステップ１４４５まで進
み、ここで、段差の位置を決定する処理を実行する。こ
れは、差分値ｄｒ₁からｄｒ₅₉までのそれぞれの差分値
から差分値`ｄｒを差し引いて、差し引かれた結果のそ
れぞれの絶対値をとり、どの絶対値が最大かを決定する
ことによって遂行される。例えば、処理は値`ｄｒを第
１の差分値ｄｒ₁から最初に差し引いてその結果の絶対
値をとる。この絶対値を、初期にゼロに設定されている
変数「ｍａｘ」と比較する。もし絶対値がより大きけれ
ば、変数ｍａｘをその絶対値に設定し、変数ｍａｘｐｔ
＿ｄｒを差分値の番号、この場合では１、と等しくなる
ように設定する。

【００５６】そして、処理は第２の差分値ｄｒ₂から差
分値`ｄｒを差し引いて、その差し引かれた結果の絶対
値をとる。処理は、その絶対値が新しい「ｍａｘ」の値
より大きいかどうかを判定する。もしその絶対値がより
大きいなら、「ｍａｘ」をその絶対値に設定し、ｍａｘ
ｐｔ＿ｄｒを２と等しくなるように設定する。このプロ
セスを全ての残りの差分値ｄｒ₃からｄｒ₅₉に対して繰
り返す。プロセスが完了した後に、段差が生じた位置で
ある平滑化されて正規化された値の番号に等しくなるよ
うにｍａｘｐｔ＿ｄｒを設定する。上述したように、こ
の例では、段差が値ｚ₃₀において起こったと推定され
る。したがって、ｍａｘｐｔ＿ｄｒを３０に設定する。

【００５７】そして、プロセスは、差分値ｄｒ₁からｄ
ｒ₅₉までの中間差分値（median difference value）を
決定するステップ１４５０に進む。そして、ステップ１
４５５では、段差の後に生じる平滑化されて正規化され
た値が、段差が発生するところで平滑化されて正規化さ
れた値に対して計算された差分値だけ減少され、ステッ
プ１４５０では、計算された中間差分値だけ増加され
る。例えば、平滑化されて正規化された値ｚ₃₁からｚ₆₀
は、差分値ｄｒ₃₀（３０番目の読み取り後に生じた段
差）だけそれぞれ減少され、そして平滑化されて正規化
された値ｚ₃₁からｚ₆₀はステップ１４５０で計算された
平均差分値（median difference value）だけそれぞれ
増加される。図１３に示すように、このプロセスはｚ₃₁
からｚ₆₀までのＲＦＵ値を表す曲線の部分全体を下方に
シフトさせる効果を有するので、段差は消滅する。

【００５８】そして、処理はステップ１４６０に進み、
ここでプロセス全体を５回繰り返したかを判定する。も
しカウントの値が５に等しくないなら、ステップ１４６
５においてそのカウントの値を一つ増加し、ステップ１
４１０に戻って上述したように処理を繰り返す。しかし
ながら、もしカウントの値が５に等しいなら、処理は図
６に示されるフローチャートにおける周期的ノイズフィ
ルタステップ１５００に進む。

【００５９】周期的ノイズフィルタの操作１５００を実
行して、段差を修繕した図１３に示されたグラフに存在
しうる誤った値をさらに除外する。図１４のフローチャ
ート及び補遺の擬似コードのステップ６に周期的ノイズ
フィルタの詳細を示す。

【００６０】特に、５点移動平均処理（five-point mov
ing average）を図１３のグラフに表された測定記録値
ｚ₁からｚ₆₀に適用して、フィルタされた値ｆ₁からｆ₆₀
を与える。ステップ１５１０では、平滑化されて正規化
された値ｚ₁及びｚ₂にそれぞれ等しくなるように最初の
２つのフィルタ値ｆ₁及びｆ₂を設定し、２つの平滑化さ
れて正規化された値ｚ₅₉及びｚ₆₀にそれぞれ等しくなる
ように最後の２つのフィルタされた値ｆ₅₉及びｆ₆₀を設
定する。そして、ステップ１５２０では、フィルタされ
た値ｆ₃からｆ₅₈は、対応する平滑化されて正規化され
た値ｚ₃からｚ₅₈と周辺の平滑化されて正規化された値
との平均をとることによってそれぞれ決定される。例え
ば、平滑化された正規化された値ｚ₁とｚ₂とｚ₃とｚ₄と
ｚ₅との総和をとり、その総和の結果を５で割ることに
よってフィルタされた値ｆ₃を決定する。平滑化されて
正規化された値ｚ₂とｚ₃とｚ₄とｚ₅とｚ₆との総和をと
り、その総和の結果を５で割ることによってフィルタさ
れた値ｆ₄を決定する。残りの全てのフィルタ値ｆ₃から
ｆ₅₈が得られるまでこのプロセスを継続する。

【００６１】そして、処理は図６に示されたステップ１
６００に進み、ここでは、生データのウェル測定記録値
ｒ₁からｒ₆₀までの値から上述したステップを経てそれ
ぞれ導出されてフィルタされた値ｆ₁からｆ₆₀が、実際
にウェルと解釈されるかどうか、又は言い換えると、ウ
ェルが、サンプルトレイ組立品１１２のマイクロアレイ
１１６においてその場所に実際に存在したかどうかを処
理が判定する。図１５のフローチャー及び補遺の擬似コ
ードのステップ７にウェル存在判定処理（wellpresent
determination processing）の詳細を示す。

【００６２】特に、ステップ１６１０では、フィルタ値
ｆ₁₀とｆ₂₀とｆ₃₀とｆ₄₀とｆ₅₀とを加え、それらの値を
５で割ることによってウェル測定記録平均（well readi
ng average）ｗｐ_avg（以下、「ｗｐ_avg」と呼ぶ）を決定
する。このｗｐ_avgをウェル閾値ＷＴ＿ＴＨＲＥＳと比
較する。ウェル閾値ＷＴ＿ＴＨＲＥＳをこの例では１２
５．０に設定する。もし、ステップ１６２０における処
理が、ｗｐ_avgはゼロよりも大きいが閾値ＷＰ＿ＴＨＲ
ＥＳよりも小さいことを判定すると、処理はウェルが一
切存在しないこと及び得られたデータが完全に誤りであ
ることを決定する。そして、処理は図６に示されたフロ
ーチャートにおけるステップ１９００に進み、ここで、
そのウェルに対する処理を完了する。しかしながら、も
し、ステップ１６２０における処理がウェルの存在を判
定すると、処理は図６に示されたフローチャートにおけ
るステップ１７００に進む。

【００６３】ステップ１７００では、処理がベースライ
ン・バックグラウンド補正（base line background cor
rection）を確立し、ここで、例えば、最初のバックグ
ラウンド値ｆ₁からｆ₅に基づいて平均値を計算する。分
析評価によってはｆ₁₀からｆ ₁₅とような他の範囲の値を
使用することができる。フィルタされた値ｆ₁からｆ_{6 0}
までの全てからこの平均値を差し引く。さらに、必要で
はないが、その平均を計算するために使用される値を、
その平均値を計算するために使用された後にそれぞれゼ
ロに設定することができる。図１６のフローチャート及
び補遺の疑似コードのステップ８にこのバックグラウン
ド補正作業の詳細を示している。

【００６４】すなわち、ステップ１７１０では、フィル
タされた値ｆ₁からｆ₅を加えて総和値が与えられる。こ
の例では、総和値を５で割って初期の調整値ＩＡ（init
ialadjustment value、以下、「ＩＡ」と呼ぶ）が与えら
れる。

【００６５】そして、処理はステップ１７２０に進み、
ここで、初期の調整値ＩＡをフィルタ値ｆ₁からｆ₆₀の
それぞれから差し引く。その減算処理において、もしフ
ィルタ値がゼロよりも小さいならば、そのフィルタされ
た値をゼロに設定する。図１７のグラフに示すように、
この処理によって、フィルタ値ｆ₁からｆ₆₀にわたるグ
ラフの部分全体は水平軸に向かってシフトする。そし
て、処理は図６のフローチャートにおけるステップ１８
００に進み、以下に説明するように補正されたグラフを
ある閾値と比較する。

【００６６】上記で実行された処理ステップのすべて
が、誤った追加的な値を除去して閾値との比較に最も適
切なグラフを提供することを指摘しておく。しかしなが
ら、許容できる結果を与えるために閾値と比較すること
ができるグラフを作成するにはバックグラウンド補正の
実行が必要であるだけである。

【００６７】図１８に示されたフローチャートにより詳
細に閾値比較ステップを示す。ステップ１８１０におい
て、過去の結果に基づいて決定された閾値と補正された
グラフとを比較する。言い換えると、もし、その病気が
当該サンプルに実際に存在していれば（つまり、サンプ
ルが陽性であれば）、補正された測定記録値が６０回の
読み取りの間のある時点に特定の値を越えることで特定
の病気（例えば、ＣＴ又はＧＣ）の存在を採られた過去
のデータ測定記録から検出する。したがって、当該サン
プルにおいて関心のある病気の存在又は不存在に関する
最も正確な表示を与える値となるように閾値を選択す
る。感度及び特徴を同時に最大にする閾値を選択するこ
とによってこれを達成することができる。この例では、
「１００」となるように閾値を選択する。

【００６８】もし、閾値を越える最初の補正値がバック
グラウンド補正値を計算するために使用された最初のい
くつかの値以外の値であることを比較によって判定され
ると、処理は図１８に示されたステップ１８２０とステ
ップ１８３０に進む。次の処理において、閾値を越える
場所を決定するためにグラフが補間される。すなわち、
図１９に示すように、グラフが閾値と交差する値は２つ
の実際の測定記録の間にある。したがって、ｘ軸（時間
軸）上の位置に対応する値である報告値（reported val
ue）を計算するために、処理によって２つの実際の値の
間を補間する。例えば、もしグラフが測定記録１６と１
７の間で閾値と交差するならば、補間は１６と１７の間
の強度（例えば、１６．４０）を有する報告値に達す
る。そして、処理はステップ１８４０に進み、ここで、
ウェル読み取り装置１００が報告値を報告し、目標とす
る病気に対して陽性と検査されて対応するウェルに存在
する当該サンプルの表示をするように、コントローラが
ウェル読み取り装置１００を制御する。この表示は、デ
ィスプレイスクリーン１０８上に表示され、又はディス
クドライブ１０６のディスクにデータとして保存され、
及び／又は、ウェル読み取り装置１００に付随するプリ
ンタからプリントすることができる。

【００６９】しかしながら、もし、ステップ１８１０に
おける処理が、バックグラウンド補正値を計算するため
に使用された最初のいくつかの値の間にある値であると
閾値を越える最初の補正値を判定するならば、処理は図
１８に示されたステップ１８５０及びステップ１８６０
に進む。この状況は、図２０のグラフに示されており、
サンプルが十分な量の関心のある病原体又は目標とする
核酸を含む非常に強い陽性のサンプルであるときに生じ
る。そして、報告値を計算するために、バックグラウン
ド補正のために使用される値のうちで最後の値と、バッ
クグラウンド補正値の外側の次の値との間が処理によっ
て補間される。例えば、もしバックグラウンド補正のた
めに使用される値のうちで最後の値が５であるならば、
補間において５と６の間の値（例えば、５．７０）が計
算される。処理はステップ１８４０に進み、ここで、上
述した類似の方法で、目標とする病原体又は核酸に対し
て強い陽性と検査された対応するウェルに存在する当該
サンプルの表示をするように、コントローラがウェル読
み取り装置１００を制御する。この表示は、ディスプレ
イスクリーン１０８上に表示され、又はディスクドライ
ブ１０６のディスクにデータとして保存され、及び／又
は、ウェル読み取り装置１００に付随するプリンタから
プリントすることができる。

【００７０】もしステップ１８１０の処理によって、グ
ラフにおける値のどれもが閾値を越えないと判定されれ
ば、処理は図１８に示された１８７０とステップ１８８
０に進む。この状況は、図２１のグラフに示されてお
り、関心のある病原体あるいは目標となる核酸を一切含
まないか又は十分な量を含んでいないときに生じる。そ
の後の処理によってグラフにおける最後の値（すなわち
６０）が報告値とされる。そして、処理はステップ１８
４０に進み、ここで、上述した類似の方法で、目標とす
る病気に関して陰性と検査された対応するウェルに存在
する当該サンプルの表示をするように、コントローラが
ウェル読み取り装置１００を制御する。この表示は、デ
ィスプレイスクリーン１０８上に表示され、又はディス
クドライブ１０６のディスクにデータとして保存され、
及び／又は、ウェル読み取り装置１００に付随するプリ
ンタからプリントすることができる。

【００７１】上述したように、他のサンプルマイクロウ
ェルに集められた患者番号１からのサンプルを読み出し
て解析する方法は、最初のサンプルマイクロウェル内の
サンプルに対して上述した方法と基本的に同じである。
特に、それぞれの各サンプルマイクロウェルにあるサン
プルについて採取された６０個の測定記録が、上述した
ようなステップ１０００からステップ１８００に従って
処理される。

【００７２】そして、基本的に同一の方法で全ての患者
サンプルに対して上記の処理を実行することができる。
上述したように、もし、それぞれの患者サンプルが２つ
の病気に対して検査される場合には、マイクロウェルア
レイ１１６及びサンプルトレイ組立品１１２は最大で３
０人の患者のサンプルを収容することができる。しかし
ながら、いくつかの場合には、増幅コントロールＡＣ
（amplification control、以下、「ＡＣ」と呼ぶ）を全
てのウェルに存在する内部コントロールとして含みう
る。この増幅コントロールは、光センサバー１３０の光
放出／検出ポート１３２により放出された異なる周波数
の光によって、又は、例えば、上記米国特許第６，０４
３，８８０号公報に記述された二重光センサバー（図示
せず）によって光を当てることができる。この場合に
は、２つの異なる病気（例えば、ＣＴ及びＧＣ）を検査
するために各患者に対して２つのマイクロウェルの集合
を必要とし、一つの病気（例えば、ＣＴ又はＧＣ）を検
査するために患者毎に唯一つのマイクロウェルを必要と
する。

【００７３】何らかの結果を患者に報告する前に、Ｃ
Ｔ、ＧＣ、ＡＣの陽性及び陰性のコントロールサンプル
の読み取りから得られた値をステップ１０００から１８
００に関して上述した方法で処理し、結果として生じる
値が解析されて既知の陽性及び陰性のコントロールサン
プルが実際に陽性と陰性にそれぞれ読み取られたことを
確かなものとすることも注意しておく。もし、これらの
コントロールサンプルのいずれかの測定記録が正しくな
いならば（すなわち、陰性サンプルが陽性サンプルと識
別される、又は陽性サンプルが陰性サンプルと識別され
る）、マイクロウェルトレイ全体に対して採取されるサ
ンプル測定記録は疑問とされる。サンプルデータのすべ
てが捨てられなければならず、新しいサンプルが、新し
いマイクロウェルアレイに集められ、上述した方法で読
み取られ、評価されることができる。

【００７４】本発明の２、３の例示的な実施態様を上記
で詳細に説明してきたが、当業者であれば本発明の技術
的思想及び範囲を超えることなく、例示した実施態様の
多くの修正や変更を考えることができる。従って、その
ようなすべての変更が請求項に定義された本発明の範囲
内に含まれることを意図している。

【００７５】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【図面の簡単な説明】

【図１】サンプルウェルアレイのサンプルウェルを光学
的に読み取ってサンプルウェル測定記録を解釈するため
の本発明の一実施態様におけるサンプルウェル読み取り
装置の概略図である。

【図２】図１に示されたサンプルウェル読み取り装置に
おいて使用されるサンプルウェルトレイの拡大斜視図で
ある。

【図３】図１に示されたサンプルウェル読み取り装置に
おいて使用される図２に示されたサンプルウェルトレイ
組立品を受け取って運ぶためのステージ組立品の詳細斜
視図である。

【図４】図１の装置において使用される光センサバーと
対応する光ファイバケーブル、光放出ダイオードと光検
出器のレイアウトを、図３のステージ組立品によって運
ばれる光センサバーを通過して運ばれるサンプルウェル
トレイとの関係において示した概略図である。

【図５】図１の装置によって図２に示されたサンプルウ
ェルトレイのサンプルウェルから検出された蛍光放出の
強度を表した値のグラフを示した概略図である。その値
は、対応する蛍光放出が検出された時間の関数としてプ
ロットされている。

【図６】本発明の一実施態様における図５に示されたグ
ラフのデータを、正規化、フィルタリング、調整、及び
解釈する方法のステップのフローチャートである。

【図７】図６に示されたフローチャートの暗補正処理ス
テップのフローチャートである。

【図８】図６に示されたフローチャートのインパルスノ
イズフィルタ処理ステップのフローチャートである。

【図９】図６に示されたフローチャートの動的正規化処
理ステップのフローチャートである。

【図１０】図６に示されたフローチャートのインパルス
ノイズフィルタ処理ステップのフローチャートである。

【図１１】図５に示されたグラフに対して、図６に示さ
れた暗補正、インパルスノイズフィルタ、及び動的正規
化ステップを実行した後の結果のグラフを示した概略図
である。

【図１２】図６に示されたフローチャートの段差位置決
定・除去処理ステップのフローチャートである。

【図１３】図１１に示されたグラフに、図６に示された
フローチャートの段差位置決定・修繕ステップを実行し
た結果のグラフを示した概略図である。

【図１４】図６に示されたフローチャートの周期的ノイ
ズフィルタ作業ステップのフローチャートである。

【図１５】図６に示されたフローチャートのウェル存在
判定ステップのフローチャートである。

【図１６】図６に示されたフローチャートのバックグラ
ウンド補正ステップのフローチャートである。

【図１７】図１３に示されたグラフに、図６に示された
フローチャートのバックグラウンド補正ステップを実行
した結果のグラフを示した概略図である。

【図１８】図６に示されたフローチャートの閾値比較ス
テップのフローチャートである。

【図１９】閾値と図１７に示されたグラフとの比較を示
した概略図である。

【図２０】閾値と非常に高い陽性サンプルから生成され
たグラフとの比較を示した概略図である。

【図２１】閾値と陰性サンプルから生成されたグラフと
の比較を示した概略図である。

【符号の説明】

１００ ウェル読み取り装置 １０２ キーパッド １０４ ディスプレイ １０６ ディスクドライブ １０７ フロッピィディスク １０８ ドア １１０ ステージ組立品 １１２ サンプルトレイ組立品 １１４ トレイ １１６ マイクロウェルアレイ １１８ マイクロウェル １２０、１２４ 開口部 １２２ カバー １２６ コントロールウェル １２７ 正規化ウェル １３０ 光センサバー １３２ 光放出/検出ポート １３４、１３８ 光ファイバケーブル １３８ 発光ダイオード １４０ 光検出器 １４２ コントローラ １４４ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 17/18 Ｇ０６Ｆ 17/18 Ｚ (71)出願人 595117091 １ ＢＥＣＴＯＮ ＤＲＩＶＥ， ＦＲＡ ＮＫＬＩＮ ＬＡＫＥＳ， ＮＥＷ ＪＥ ＲＳＥＹ 07417−1880， ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ (72)発明者 リチャード・エル・ムーア アメリカ合衆国メリーランド州21228，ケ イトンズヴィル，グリーンロウ・ロード 356 (72)発明者 トビン・ジェイ・ヘルヤー アメリカ合衆国メリーランド州21117，オ ーウィングズ・ミルズ，ローヤルティ・サ ークル 110 Ｆターム(参考） 2G045 AA25 CB21 CB30 DA12 DA13 DA14 FA22 FA26 FB02 FB12 HA09 HA16 JA01 JA02 JA04 JA20 5B056 BB51 HH00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの生物学的又は化学的サ
   ンプルを含むサンプル分析評価に関する数値データが、
   それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、それ
   ぞれの前記データの集合が、それぞれの時点において読
   み取られた前記各サンプルの状態のそれぞれを表す複数
   のデータ値を含んでおり、 それぞれの前記データの集合に対して、 前記データ値のそれぞれに、それぞれの数値を付与する
   ステップと、 前記数値の少なくとも一つに基づいて補正値を計算する
   ステップと、 前記補正値に基づいて前記数値のそれぞれを調整してそ
   れぞれの補正された数値を提供するステップと、 前記補正された数値のいずれかが閾値を越えているかど
   うかを判定するステップと、 前記判定ステップの結果に基づいて、前記サンプルが所
   定の特性を有しているかどうかを示すように前記システ
   ムを制御するステップとを実行する、少なくとも一つの
   生物学的又は化学的サンプルを含むサンプル分析評価に
   関する数値データを解析するようにシステムを制御する
   ためのコンピュータ化された方法。
2. 【請求項２】 前記付与するステップが、前記それぞれ
   の時点を表す系列に前記データ値を配列するステップを
   含み、 前記補正された数値の一つが前記閾値を越えるまで、前
   記判定するステップが、前記補正された数値と前記閾値
   とを継続的に比較するステップを含んでいる請求項１に
   記載の方法。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの生物学的又は化学的サ
   ンプルを含むサンプル分析評価に関する数値データが、
   各それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、そ
   れぞれの前記データの集合が、それぞれの時点において
   読み取られた前記各サンプルの状態のそれぞれを表す複
   数のデータ値を含んでおり、 それぞれの前記セットのデータに対して、 前記複数のデータ値をそれぞれ、前記データ値の強度を
   表す縦軸と、前記複数のデータ値を取得するために、前
   記サンプルの測定値を採取した間の期間を表す横軸とを
   有するグラフ上に点として表すステップと、 前記データ値の前記強度の少なくとも一つに基づいて補
   正値を計算するステップと、 前記補正値に基づいて前記データ値をそれぞれ調整し
   て、それぞれの補正された値の補正されたグラフを提供
   するステップと、 前記補正されたグラフの前記補正された値のいずれかが
   前記縦軸の方向において閾値を越えているかどうかを判
   定するステップと、 前記判定ステップの結果に基づいて、前記サンプルが所
   定の特性を有しているかどうかを示すように前記システ
   ムを制御するステップとを実行する、少なくとも一つの
   生物学的又は化学的サンプルを含むサンプル分析評価に
   関する数値データを解析するようにシステムを制御する
   ためのコンピュータ化された方法。
4. 【請求項４】 前記グラフの始めに複数の前記データ値
   の前記強度に基づいて、前記計算するステップが前記補
   正値を計算する請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 少なくとも一つの生物学的又は化学的サ
   ンプルを含むサンプル分析評価に関する数値データが、
   各それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、そ
   れぞれの前記データの集合が、それぞれの時点において
   読み取られた前記各サンプルの状態のそれぞれを表す複
   数のデータ値を含んでおり、 それぞれの前記データの集合に対して、 前記データ値のそれぞれにそれぞれの数値を割り当てる
   ために、前記システムを制御するように構成された第１
   の命令の集合と、 前記数値の少なくとも一つに基づいて補正値を計算する
   ために、前記システムを制御するように構成された第２
   の命令の集合と、 前記補正値に基づいてそれぞれの補正された数値を提供
   するために、前記システムを制御するように構成された
   第３の命令の集合と、 前記補正された数値のいずれかが閾値を越えているかど
   うかを判定するために、前記システムを制御するように
   構成された第４の命令の集合と、 前記判定ステップの結果に基づいて前記サンプルが所定
   の特性を有しているかどうかを示すために、前記システ
   ムを制御するように構成された第５の命令の集合と を含んでなる、数値データを解析するためにシステムを
   制御するための命令を記憶したコンピュータ読み取り可
   能な記録媒体。
6. 【請求項６】 前記それぞれの時点を表す系列に前記デ
   ータ値を配列するように、前記第１の命令の集合が前記
   システムを制御するようにさらに構成され、 前記補正された数値の一つが前記閾値を越えるまで前記
   補正された数値と前記閾値とを継続的に比較するよう
   に、前記第４の命令の集合が、前記システムを制御する
   ようにさらに構成されている請求項５に記載のコンピュ
   ータ読み取り可能な記録媒体。
7. 【請求項７】 少なくとも一つの生物学的又は化学的サ
   ンプルを含むサンプル分析評価に関する数値データが、
   各それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、そ
   れぞれの前記データの集合が、それぞれの時点において
   読み取られた前記各サンプルの状態のそれぞれを表す複
   数のデータ値を含んでおり、 前記データ値のそれぞれに、それぞれの数値を付与する
   ための手段と、 前記数値の少なくとも一つに基づいて補正値を計算する
   ための手段と、 前記補正値に基づいて前記数値のそれぞれを調整してそ
   れぞれの補正された数値を提供するための手段と、 前記補正された数値のいずれかが閾値を越えているかど
   うかを判定するための手段と、 前記判定手段の結果に基づいて前記サンプルが所定の特
   性を有しているかどうかを示すように前記システムを制
   御するための手段とを含んでなる数値データを解析する
   ためのシステム。
8. 【請求項８】 前記付与するための手段は、前記それぞ
   れの時点を表す系列に前記データ値を配列するための手
   段を含み、 前記判定するための手段は、前記補正された数値の一つ
   が前記閾値を越えるまで、継続的に前記補正された数値
   と前記閾値とを比較する請求項７に記載のシステム。
9. 【請求項９】 少なくとも一つの生物学的又は化学的サ
   ンプルを含むサンプル分析評価に関する数値データが、
   各それぞれのサンプルに関するデータの集合を含み、そ
   れぞれの前記データの集合が、それぞれの時点において
   読み取られた前記各サンプルの状態のそれぞれを表す複
   数のデータ値を含んでおり、 前記複数のデータ値をそれぞれ、前記データ値の強度を
   表す縦軸と、前記サンプルの測定記録が前記複数のデー
   タ値を取得するために採取された期間を表す横軸と、を
   有するグラフ上のポイントして表すための手段と、 前記データ値の前記強度の少なくとも一つに基づいて補
   正値を計算するための手段と、 前記補正値に基づいて前記データ値をそれぞれ調整し
   て、それぞれの補正された値の補正されたグラフを提供
   するための手段と、 前記補正されたグラフの前記補正された値のいずれかが
   前記縦軸の方向において閾値を越えているかどうかを判
   定するための手段と、 前記判定手段の結果に基づいて前記サンプルが所定の特
   性を有しているかどうかを示すように前記システムを制
   御するための手段とを含んでなる数値データを解析する
   ためのシステム。
10. 【請求項１０】 前記計算するための手段が、複数の前
    記データ値の前記強度に基づいて前記グラフの始めに前
    記補正値を計算する請求項９に記載のシステム。