JP2016154042A - 遺伝子分析用人工知能システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】核酸アレイハイブリダゼーション情報を取得及び解析する完全人工知能システムを提供する。そのシステムは、暗号化されたネットワーク接続又は類似のリンクによって結合された少なくとも1つの中央データ処理機能と1以上の利用者機能とに分離される。各々のユーザ機能は、核酸アレイからハイブリダゼーション信号を収集する光走査システム、その光データを1組のハイブリダゼーションパラメータに変換する画像処理システム、データネットワークへの接続部、及び、ハイブリダゼーション情報を表示、走査、検索及び解析するユーザインターフェースを含んでもよい。
【選択図】図1
Description
本発明の別目的は、分析した核酸アレイのハイブリッド形成情報が患者のプロファイル、医学的状態、種々の不安や病気の療法などとリンクできると共に、相関付けができるシステムを提供することにある。
本明細書で引用する刊行物や特許文献、その他の資料などについては、本明細書の一部をなすものである。
本発明を実施する一方法としては、臨床医やその他の研究者が核酸アレイを利用して、臨床サンプルからハイブリッド形成情報を収集して、この情報をそのアレイの識別情報と共に中央データ処理設備に送信する。中央データ処理設備にあっては、ハイブリッド形成プロファイルが記憶されているハイブリッドパラメータと比較され、人工知能ルーチンで、ハイブリッド形成情報が示唆する最もありそうな病理学的ないし生理学的状態を判断する。このような可能性は、当該状態に対して最適と思われる療法と共に、ユーザに対して回答される。最適と思われる療法は、表示された病理学的ないし生理学的状態を参照するだけで簡単に選べるか、または、特定のハイブリッド形成パラメータに基づく治療上の考えられる効能を鑑みて選ぶことができる。またh、本発明を実施する別の方法としては、核酸アレイの代わりにプロテオミクスチップを利用してもよい。
下記の定義は、本発明を説明するために使用した種々の用語の意味と範囲を表して定義するために記載されている。
本発明は、高密度および低密度の核酸アレイ混成(hybridization)情報の取得および分析のための、完全な人工知能システムを提供する。このシステムは、遺伝子チップまたはDNAマイクロアレイからデータを読み出し、保持されたパラメータに基づいて検査結果を分析し、種々の食物に対する患者の危険性を評価し、治療法を提言し、医者および/または個人に情報を提供し、新たな治療が利用できるようになったとき、検査参加者に通知する。システムは、遺伝子チップからデータを獲得し、光学式スキャニング法を用いて、データベースに検査結果を格納する。遺伝子チップは、固有の登録リスト識別子(ID)を用いて制御される。相関データは、医療実務者または研究者により収集され、電子的インターフェースを介してシステムに入力される。それにより、様々な分析で利用できる追加の情報を提供できる。検査結果は、個人の診断、長期観察、個体群(population)観察、または、患者データの広範な種々の統計分析を行うのに利用できる。本システムはまた、計画作成、製造、品質保証、処理、およびマイクロアレイ生成物を追跡する、ソフトウエアを組み込み、および/または、ソフトウエアにリンクしている。さらに本システムは、インターネットのような、安全な暗号化されたウェブインターフェースを主に介して情報を提供する。その情報はまた、様々な計算機技術を用いて、電子的形式、または紙形式のような、読み出し可能な形式で提供される。
人工知能システムの1つの重要な特徴は、全ての試験データの記録保存である。システムに入って来る全ての遺伝子表現データは、診断処理に使用されるし、また、後での処理のために記録保存もされる。診断処理データベースにおける著しいアップグレード(upgrade)は、新しい情報がシステムに供給されるときにあらゆる与えられた遺伝子表現データのセットの臨床的意義を変更する間にわたって生じる。システムは現在の情報を繰り返して新しいものにする。例えば、遺伝子表現データセットに基づいた臨床的な情報は、データの流入や研究および薬における開発及び進歩の結果、新たな見出と絶えず比較されるので、毎年異なったものとなり得る。システムは、診断処理データベース履歴に基づいて、どの保存データが処理されるべきであるかを特定することができる。更に、システムは再加工を実行する能力を備えている。データが最新のものとされたときは何時でも、修正された結果のイーメール通知がマスタユーザ及びユーザに送信される。
1.0 ユーザコマンド
A. アプリケーションID選択
1.2 初期スキャン及び処理
1.3 出力データ
1.3.1 処理用の中央システムへの初期転送
1.3.2 リポート生成
2.0 遠隔処理
2.1 データ管理
2.1.1 メモリ検索管理
2.1.2 スキャナ/検出器システムメモリからのデータ転送
2.2 遺伝パターン生成
2.2.1 一部位パターン生成
2.2.2 複数部位結果への集合
2.3 中央システムへのエクスポートに関するデータフォーマット生成
中央データ処理機能アーキテクチャ
1.0 ウェブサーバ
1.1 セキュリティ
1.1.1 ブラウズユーザ
1.1.2 製品注文ユーザ
1.1.3 データベースユーザ
1.2 アイリスバイオテック(Iris Biotech)に関して
1.2.1 会社
1.2.2 製品及びサービス
1.2.3 データベースの統計概要(適合の百分率など)
A. 製品注文管理
1. 作業サーバへの接続
1.4 診断/データベースユーザ
1.4.1 アプリケーションサーバに対する要求
1.4.2 アプリケーションサーバへのデータ転送
2.0 作業サーバ
2.1 製品注文管理
2.2 請求書作成管理
2.3 注文追跡管理
3.0 アプリケーションサーバ
3.1 ウェブサーバからの遺伝パターン及びアプリケーションチップIDデータの受取り
3.2 アプリケーションチップ特定データに関するデータベースの問い合わせ
3.3 遺伝パターン適合統計処理
3.4 リポート作成
3.5 特定ユーザに関するデータベースへのデータ転送
3.6 統計概要データのブラウズに関するデータベースサーバに対する要求
4.0 データベースサーバ
4.1 各アプリケーションに関するゲノムデータ
4.2 アプリケーションチップの各用途から得られるユーザ特定データ
4.3 全てのアプリケーションチップ用途の統計概要
システムアーキテクチャは、適切なサーバ及び/又はワークステーション(例えばインテル社,IBM社又は他の製造業者からのチップ上で作動するサーバ及びワークステーション)上に基礎をなすものである。適切であれば、このシステム(例えばBEAシステム社からのタキシード(Tuxedo)ョソフトウェア)とともに、いかなるソフトウエアが使用されてもよい。加えて、データベースは、適切であれば、データベースと両立できるいかなるソフトウエア(例えばオラクル社からのソフトウエア又は他のソフトウエア)上でも作動することができる。
システム設計及びスケーリングの概要が図2及び3に示されている。システム設計は、チップの需要が高まるに伴い、システム性能の要求が大きくなる場合に、システムのキーファンクションに関する分散相関性及びそれに関連した拡張の容易性に焦点を合せる。より詳しくは、システム設計は、層状をなすつまり階層化されたアプローチに基づくものである。これにより、システム性能の要求が大きくなった場合に、影響を最小にして、システムのスケーリングが可能となる。システムは、ウェブサーバ階層(図2及び3参照)等のウェブサーバ機能に関する階層を有している。ウェブサーバ階層は、遺伝子発現データを受け取り、安定したアクセス機能を実行し、ユーザ登録を可能とし、テスト結果の問い合わせを受け取りまた転送し、アーカイビング及び処理のために、遺伝子発現データのトランザクションを受け取りまた転送擦する。ウェブサーバ階層は、ユーザのインターフェース及びデータ転送機能を実行するために、一連のローエンドサーバ(例えばインテル社からのサーバ)を採用する。実例として、この能力を提供する4つのローエンドサーバが、図2に示される。
この発明の自動化された人工知能システムは、ルールの基礎のための横たわる仮定の変化を確認するエキスパートシステムを包含する。次の記述は、システムに基づくルールを示すのに役立つ。しかしながら、この発明はこのセクションで示した特定の例に限定されるものではない。
R(tn)=Rtn
ここでt0はルールの組みの生成であり、tnはルールの組みのn番目の生成である。この技術は、数学的またはロジック的なシステムを使用して、一つの一連のシンボルをシンボルの組みにいかにして変化させるかを決めるためのルールの単純な組みを述べている非特許文献1(J.Giarratano and G.Riley, Expert System:Principle and Programming, 2nd Edition, PWS Publishing Company, 1994:第30頁)。そのためこれは、データおよびシンボルの組みの単純な訳につながる。発光(L)でのx,y値は疾患(D)の指示を示す。
これは条件付きの論理に訳される。ルール1(R1)によれば、x,yでの発光≧nならば、疾患(D)がサンプル内に存在する。これは制御の計画によりルールの実行順を限定しない。
ルール2(R2)は、a,bでのLが血液の種類値(BTV)に等しいか大きいなら、血液種(BT)はA、0またはBであることを述べている。
BT=血液種
BTV=血液種の値
血液種A=A
血液種B=B
血液種0=0
Markov アルゴリズムは、ルールの優先度が順序づけられることを可能にする。この場合、優先順位P1に保持するためのR2対、P2に対するR1の要求は、R1が生成された時、知られていない状態である。そのため、
P1 R2 L(a,b)≧BTV→BT(A0B)
R2 R1 L(x,y)≧n→D
リートアルゴリズムは、ネットワークにルールについての情報を格納することにより、大きいルールの組みの中で、高速のパターンマッチングを可能にする。各認識動作のサイクルですべてのルールに対する事実をマッチさせる替りに、リートアルゴリズムは、すべてのサイクルでのマッチングに変化のみを探す非特許文献1(J.Giarratano and G.riley,supra:第34頁)。これは、リートアルゴリズムがパターンの変化またはデルタΔを探すことを意味する。Markov アルゴリズムと組み合わされると、次を導く。
(ΔP1,2)(ΔR2,1)
R2 R1
これは、値が必要な値の形態に存在するなら、ルールを初期化するために、ポイントインジケータの変化を探す。
もし(L(a,b)≧BTV)かつ(L(x,y)≧n)なら、Dである。
R1≠R2≠Rn
そして、実行の優先度/優先度設定(P)は、各ルールセットにおいて変化して、ルールに表された優先度設定における変換(TR)を示す。よって、変換(TR)優先度(P)は所定の時間(t)において存在する。従って、
TR(P(t))
及び
TR(P(1))≠TR(P(2))≠TR(P(3))
一般に、リートアルゴリズムは、その変化のみを追跡して、変化のクラスをグループ分けしたり、変化の背後の根本的原因を識別しない。よって、新しいルールが、変化のクラスをグループ分けしたり、変化の背後の根本的原因を識別するために適用される。
追加情報を識別及び追跡して,これらの追加情報を仮定(A)、例えば(A1)と呼ぶことが適切である。
A2⇒L(a,b)⇒(A,0,B)のBTV
ダイナミックアプリケーションにおいては,妥当なデータ及び/又は結果セットに対して存在する仮定が何であるかを決定することが必要である。これは,分析の潜在的なエントリポイントに影響すると共に、試験結果を既述する複数ルールに対してデータを前処理又は再処理する必要を示す。
結果1: P1 R2 A1 ⇒
R2 R1 A1 ⇒ D
結果2: P1 R2 A2 ⇒
R2 R2 A2 ⇒ Dでない
結果に対して存在する根本的原因を既述するためにA2で結果Rを提供することは,ユーザにより多くの情報をもたらす。結果の両セットを提供すると共に異なる結果をユーザに既述することは、母集団集合における傾向データを生成することを助ける。例えば、母集団部分を試験することは、時間t(1)、t(2)、t(3)とt(4)において低エネルギーと息切れの症状を報告する数人の個人についての情報を提供する。医学的な前進はt(4)とt(5)の間に発生して、疾患D5の症状を識別する。
T1 P1 R1 A1 ⇒ 0D5
T2 P2 R2 A1 ⇒ 0D5
T3 P3 R3 A1 ⇒ 0D5
T4 P4 R4 A1 ⇒ 0D5
T5 P5 R5 A5 ⇒ D5
上記の例において、リートアルゴリズムは、ルールにおける変化を考慮するが、存在する仮定における変化又はデルタ(Δ)を識別しない。
上記ルールに基づく決定プロセスは、ただの一例であって、本発明の一実施形態を説明するのに役立つ。本発明の別の実施形態では、上記目的を達成するためにニューラルネットワークが使用される。本発明の更に別の実施形態では、他のアプリケーションが用いられる。
ユーザ現場において展開される遺伝プロファイリング・マイクロアレイ・システムに付設されたパソコンに設けられた画像処理ソフトウエアは、人工知能システムの要素であるかもしれないし、人工知能システムの要素でないかもしれない。画像処理ソフトウエアは、人工知能システムに使用される試験データから画像データを提供する。画像処理ソフトウエアの基本機能は、使用される各蛍光色用のチップ上の各点の強度レベルを発生することである。
下記の特定の例は本発明を例示するものであって、請求の範囲を限定するものと解すべきではない。また、下記の例では、人工知能システムにおける特異性の一部と当該システムの使用方法に影響のあり要因を示している。
I. 人工知能システムのデータベース(DB)への公衆データベース(DB)の統合
下記のデータベース、データバンク、情報源、データは、本発明のシステムに統合されるが、かかる情報は記憶されると共に、ダウンロードされたり、定期的に更新される。
⇒GenBank
⇒UniGene
⇒GeneMap
⇒EST、STS及びSNPデータベース
⇒ヒトデータベースにけるオンラインメンデル遺伝(OMIM(商標))
⇒病気と変異
⇒ブラストエンジン
⇒その他
連邦医学図書館(NLM)
⇒病疫制御予防センター(CDC)
⇒米国医薬品局(FDA)
⇒連邦衛生院(NIH)
⇒その他
II. 公衆情報から採集するデータ
人工知能システムは、下記の如くの情報の採集を含むデータ採集ができる。
⇒新技術(アレーテクノロジー、診断道具、薬剤開発、遺伝子試験、
高スループットスクリーニングなど)
⇒市場情報(国内及び国外、基礎研究と臨床用途)
⇒競合相手情報
⇒政治、経済、社会(ライフスタイル、健康管理など)の傾向と変化
III. 重大決定のための情報 人工知能システムは、下記に関する情報を提供する。
この情報は、経営管理上の戦略決定、会社指針、財務、市場ターゲットなどに関するものである。
特殊情報
この情報は、計画決定、技術適用、研究開発、製品デザインなどに関するものである。この情報は人工知能システムと相関付けられて統合されるもので、下記のものが挙げられる。
⇒市場に基づくもの
⇒病気に基づくもの
⇒技術に基づくもの
⇒種に基づくもの
⇒機能の基づくもの
⇒経路に基づくもの
⇒配列に基づくもの
⇒変異に基づくもに
⇒クラスターに基づくもの
病疫分析、遺伝子分析、配列分析の情報
この分析情報は種々のデータベースに組織立てられて記憶される
⇒病疫遺伝子分類:病気データバンク
⇒経路、相互作用、規制ネットワーク: 経路データバンク
⇒クラスターとその特異部位:クラスターデータバンク
⇒配列とオリゴヌクレオチドの構成:オリゴデータバンク
⇒変異: 変異データバンク
IV. 遺伝子材の組織立て
遺伝子材は遺伝子データバンクに組織立てられるが、このデータバンクには必ずしもそれに限らないが下記のものが含まれている。
⇒材料調製ないし合成
⇒材料記号化
⇒材料保管
⇒材料追跡
V. 遺伝子選択
データベース内で興味にある遺伝子を選択するために特殊コンピュータプログラムを利用する。従って、特定の遺伝子を表す遺伝子または遺伝子の断片を選択するに当っては、種々のコンピュータ用プログラムを利用する。例えば、対象遺伝子としてBRCA1、BRCA2、HER2/neu、p53、p57の如くの遺伝子を選択して乳癌遺伝子チップへ付けるまたは付加するのに、コンピュータ用プログラムを利用することができる。BRCA1遺伝子の場合、別のコンピュータ用プログラムを利用して、所望のGC含有量、最小ヘアピン情報、最小二量体情報、最適融点と共に、一つかそれ以上の固有の50量体オリゴ配列(50mer oligo sequence)を選択してもよい。
⇒オリゴ/ペプチド核酸(PNA)構成
⇒オリゴ/ペプチド核酸(PNA)合成
⇒配列確認
⇒濃度調節
VII. マイクロアレイの設計及び追跡
マイクロアレイはアレーデータバンクを用いて設計され、かつ追跡され、このデータバンクは次のものを含むが、それらに制限されない。
→アレイの設計(例えば、人口知能(AI)と、複数の対照物(controls)と、プログラムされた(複数の)画像と、(複数の)病気、(複数の)機能、(複数の)経路によってグループ分けされたものと、基礎をなすネットワークと、表現型−遺伝子型の相関と、その他)
→遺伝物質情報と関連したアレイのロケーションID、サンプルID、保存用プレート、及び他のパラメータ
→最後の画像形成、データ分析、及びエンドユーザらへのデータエクスポートに接続されたアレイID
VIII.スポッティング
スポッティングは、インクジェット印刷システムの(複数の)較正と、キーとなる複数のパラメータのモニタリングとを達成する。
検査されている組織は追跡されて、サンプルデータバンクに記録される。検査されたすべての組織は、以下のパラメータに関して記録される。
→供給源:人/動物/その他
→組織のタイプ:例えば、血液、胸の組織、肝臓の組織など;健康な組織、病気の組織、感染容易な弱った組織(compromised tissue)、腫脹した組織、ストレスを受けた組織など
→検査前の診断
→遺伝子プロファイリングマイクロアレー検査前の処理又は検査
→対照サンプル情報
→組織標本の情報/標識(ラベル)付け手順
→その他
X.交雑 交雑情報は次のものを含むが、それらに限定されない。
→(複数の)流体ステーション(fluidic station)と関連した、プログラムされた(複数の)交雑手順
→(複数の)交雑条件(例えば、緩衝成分、時間サイクル、温度制御など)
→洗浄
→チップの保存
XI.結果の分析 結果の分析は、次のような3つのステージに導かれる。
画像分析:画像データバンク
→実際の画像を分析的な画像に翻訳する
→画像をディジタル/数(画素の強度)に変化させる
→有意な変化をソーティングし、再グループ化し、比較し、フィルタリングし、かつハイライトを強調する
→公開データ及び内部データと相関させる
→エンドユーザの通信
プロファイリング:プロファイルデータバンク 異なる組織、病気、人種集団、処理、経路、遺伝子などによる発現のプロファイリング
変異及び病気:変異データバンク
変異DB:病気のタイプ、表現型−遺伝子型の相関
XII.ユーザインターフェースを介して提示される情報
当該人口知能システムは、ネットワーク(例えば、インターネット)を介して、ユーザインターフェースを介してユーザに情報を提供する。情報は、ウィンドウ、画面、メニュー等を介して提示され、上記ウィンドウ等は、ユーザ情報、臨床のサンプル情報、検査情報、臨床の検査結果の報告、R&Dのサンプル情報、チップ情報、バイオファーマチップの結果の報告、処理の選択肢、支払い情報、及びその他を、ユーザが便利なように見ることを可能にする。
パスワード(ユーザが特定される/セキュリティが守られている)
→名前
→性別
→誕生日
→人種集団
→社会保障番号(SSN)
→病歴(health history)
→職業
→雇用者情報
→保険情報
→医師の情報/診療所及び病院情報
→家族の履歴
→診断
a)臨床医/医師
b)病理学
c)診療所/ラボ
d)遺伝子検査
臨床のサンプル情報
日付
→サンプルID
→患者ID
→器官
→組織
→細胞
→DNA又はmRNA
→標本/増幅/浄化
→標識付け
→保存
→対照サンプル情報
検査情報
検査の日付
検査のタイプ
→遺伝子検査
→発現プロファイル
分類された検査
→癌
→心臓血管
→神経学
→内分泌
→感染
→代謝
→血液
→免疫
→老化
使用されたチップ
交雑の(複数の)方法及び(複数の)条件
臨床検査結果の報告
日付
チップID
患者ID
サンプルID
遺伝子検査
→変異
→増幅
発現プロファイル
→異常な発現パターン
→関連した遺伝子
R&Dサンプル情報
サンプルの供給源
→人
→動物
→昆虫
→ウイルス
→細菌
→酵母
→農業
→その他
(複数の)組織及び細胞のタイプ
処理
→(複数の)試薬
→濃縮
→時間期間
→特定の処理
サンプル標本情報
標識付け、保存、及び交雑情報
対照物
チップ情報
チップID
チップのタイプ
→バイオファーマ
→カスタムメード(R&D)
→臨床
チップの分類
→病気が特定された
→機能が特定された
→変異に関連した
完全なプローブ情報
完全なアレイ情報
遺伝子データベースに対する情報の直接のリンク
バイオファーマチップの結果の報告
(複数の)実験のタイプ
→発現
→変異
→増幅
チップの分類
→病気に基づく
→機能に基づく
→構造に基づく
トップヒットリスト(例えば、上位10個、上位100個など)
→対照物と比較して過剰に発現された遺伝子と発現が不足した遺伝子
→変異が生成されたか又は検出された
→ゲノムの増幅(複数の)研究員、(複数の)医師、(複数の)遺伝子カウンセラーなどによる結論
治療方法の選択肢
→患者ID
→サンプルID
→チップID
→検査結果及び診断:病気に対する遺伝子型/発現の変形
→利用可能な治療方法
→代替の治療方法の選択肢
→研究中の治療方法
支払い(billing)情報
⇒ 患者IDまたは顧客ID
⇒ サンプルID
⇒ チップID
⇒ テスト結果
⇒ 保険料情報
⇒ 医者への報酬
a)保険会社による補償
⇒ 患者支払い
⇒ 顧客支払い
XIII. オンラインマーキング、注文および発送システム(B2B2C)
その人口知能システムは、注文、支払い、注文追跡、発送およびその他に関する情報を記憶する処理サーバを含む。eコマ−ス関連情報も提供される。eコマ−ス取引は、患者(1または複数)の処方薬(1または複数)の購入、保険会社の個人(1または複数)に対する異常のない遺伝プロファイル(GP)(1または複数)の割引の申出、農業経営者(1または複数)の新しい遺伝子組み替え生物(GMO)の購入、ユーザ(1または複数)の特定のニュース記事(1または複数)の購読、および、ユーザ(1または複数)の、特定の遺伝プロファイル(1または複数)を理解する助けになる特定の本(1または複数)または他の情報材料の注文を含んでもよい。また、そのシステムは、随意的に、教育情報/セミナー(1または複数)、特定のチャットルーム(1または複数)、および、多数の定期的な訪問者を魅了しうるオンライン支援団体の集合(1または複数)を含み、さらなる広告オプション、および、広範囲な製品とサービスを含む商取引の簡易化を提供してもよい。
⇒ ファイアウォール保護された入力
⇒ ユーザパスワード(PW)およびサンプルID特定されたログオン
⇒ 診断ユーザおよびブラウズユーザによる選択されたおよび制限されたアクセス
⇒ オンライン技術サポートシステム(1または複数)
本発明の種々の修正および変形が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、当業者に明らかである。本発明は特定の好ましい実施の形態に関連して述べられたが、特許請求される発明が、そのような特定の実施の形態に不当に制限されるべきではない。実際に、当業者に明らかである説明された発明の実行方法の種々の修正が、特許請求の範囲内であることが意図される。
Claims (27)
- 個々の患者の生理学的状態を診断、および、前記患者に治療を勧めるための個々の患者に関するペプチド核酸(PNA)マイクロアレイハイブリダイゼーション情報を解析する人工知能システムであって、
(i)ユーザ設備であって、マイクロアレイの表面につながれている長さが約25から約70の塩基を含むPNAプローブを含む表面を有するペプチド核酸(PNA)マイクロアレイ、および、前記PNAマイクロアレイからの前記ハイブリダイゼーションの情報を集めるように構成される光学走査システム、を含み、
前記ハイブリダイゼーションの情報は、前記患者に関連する遺伝子発現情報を含み、
遺伝子発現情報を提供できるように構成される、
ユーザ設備と、
(ii)少なくとも一つのユーザ設備と通信し、
ウェブサーバであって、
前記患者に関連する遺伝子発現情報を受け取り伝達する機能、データ解析をサポートする機能、ならびに、セキュリティおよびビジネス機能を提供する機能を含む機能のグループを遂行するように構成され、
前記患者に関連する前記遺伝子発現情報が、前記患者に関連する臨床試料と接続して前記PNAマイクロアレイから集められたハイブリダイゼーション情報を含む、
ウェブサーバと、
(iii)データーベースサーバであって、ハイブリダイゼーションプロファイル、ハイブリダイゼーションプロファイルに関連する臨床情報、前記患者に関連する個人の医療履歴情報、ハイブリダイゼーションプロファイルに関連する診断条件に適した治療、および、前記ハイブリダイゼーションプロファイルに関連した統計情報を含む機能のグループを遂行するように構成される、
データベースサーバと、ならびに、
(iv)アプリケーションサーバであって、ユーザ設備に対応する診断マスタユーザおよび前記診断マスタユーザに関連する個人の患者に対応する診断ユーザを認識し、
前記ウェブサーバと前記データベースサーバとの間の情報交換を促進し、
前記ハイブリダイゼーション情報を、高い遺伝子発現レベルの検出するステップと、低い遺伝子発現レベルの検出するステップと、および、患者の家族の履歴と前記遺伝子発現レベルの関係付するステップとを含むリートアルゴリズムを用いて分析するように構成されるアプリケーションサーバと、
を含み、ならびに、
機能のグループの遂行は、
前記リートアルゴリズムによって示される前記患者の生理学的状態を診断するステップ、および、
前記診断した生理学状態に基づいて前記患者に対する治療の方法を提供するステップを含む、
人工知能システム。 - 前記機能のグループは、製品情報、製品注文、会社情報、患者データベースの統計的概要、前記アプリケーションからの要求、および、セキュリティからなる群から選択される機能を含む前記ウェブサーバによって遂行される、請求項1に記載のシステム。
- 前記データベースサーバに記憶されたデータは、さらにチップIDのための遺伝子パターンデータベースデータ、患者の遺伝子パターンデータベースデータ、および、統計データ概要データからなる群から選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記アプリケーションサーバは、前記データベースサーバのための少なくとも1つの問い合わせを作成し、前記ウェブサーバによって受け取られるハイブリダイゼーションパラメータと前記データベースサーバによって供給されるハイブリダイゼーションパラメータとの間で少なくとも1つの統計的比較を行う、請求項1に記載のシステム。
- 前記アプリケーションサーバは、チップID遺伝子パターンのためのデータベース問い合わせ機能、統計データ概要のためのデータベース問い合わせ機能、パターンマッチング統計処理機能及び結果出力機能からなる群から選択される1つ若しくは複数の機能を行うようにさらに構成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記人工知能システムは、オペレーションサーバをさらに含む、
請求項1に記載のシステム。 - 前記オペレーションサーバは、注文管理機能、請求管理機能及び注文追跡機能からなる群から選択される機能を含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、暗号化されたネットワーク接続を介して前記人工知能システムに接続されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、遠隔ユーザ設備である請求項8に記載のシステム。
- 前記ユーザ装置は、ローカルユーザ装置である請求項8に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、病院、クリニック、調査設備、ビジネス、非営利団体からなる群から選択される、請求項8に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、
(i)光学走査システムからの光学データを1群のハイブリダイゼーションパラメータに変換する画像処理システム、
(ii)ネットワークに接続されたコンピュータ、及び
(iii)データ関連情報を表示するユーザインターフェース、を含む、
請求項8に記載のシステム。 - 前記ネットワークは、インターネットである、請求項12に記載のシステム。
- 前記ユーザインターフェースは、データを操作する機能、データを検索する機能、データを解析する機能及びデータを表示する機能からなる群から選択される機能をさらに含む、請求項12に記載のシステム。
- 前記ユーザインターフェースは、ユーザ情報、臨床サンプル情報、検査情報、臨床検査結果報告、研究開発サンプル情報、チップ情報、生物薬剤チップの検査報告、治療選択及び請求書情報からなる群から選択される表示情報をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記情報関連データは、ハイブリダイゼーション情報、患者情報、統計情報、臨床情報、医学情報、診断情報、治療情報、生物学的情報、製品情報及び会社情報からなる群から選択される、請求項12に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、遺伝子パターン処理機能、チップIDのためのパターンマッチングの要求機能及び報告書生成機能からなる群から選択される機能をさらに含む、請求項12に記載のシステム。
- 前記ユーザ設備は、
(i)ネットワークに接続されたコンピュータ、及び
(ii)情報関連データを表示するユーザインターフェース、を含む、
請求項8に記載のシステム。 - 前記情報関連データは、ハイブリダイゼーション情報、患者情報、統計情報、臨床情報、医学情報、診断情報、治療情報、生物学的情報、製品情報及び会社情報からなる群から選択されるデータを有する、請求項18に記載のシステム。
- 少なくとも1つの遠隔位置と少なくとも1つの中央データ処理設備との間で共有される処理機能に基づくシステム構成を含む、請求項1に記載のシステム。
- 個々の患者の生理学的状態を診断、および、前記患者に治療を提供するための方法であって、
(i)前記患者に関連する患者識別子を準備するステップと、
(ii)マイクロアレイの表面につながれている長さが約25から約70の塩基を含むPNAプローブを含む表面を含むペプチド核酸(PNA)マイクロアレイを準備するステップと、
(iii)前記患者および前記患者の識別子に関連する前記PNAマイクロアレイからのハイブリダイゼーション情報を回収するステップであって、
前記患者に関連するハイブリダイゼーション情報は、前記患者の臨床試料が接触された前記マイクロアレイの表面につながれている長さが約20から約70の塩基の塩基を含むPNAプローブを含む前記PNAマイクロアレイから回収された遺伝子発現ハイブリダイゼーション情報である、
回収するステップと、
(iv)前記ハイブリダイゼーション情報および前記患者の識別子の情報を中央データ処理設備に送信するステップと、
(v)前記患者に関連するハイブリダイゼーションプロファイルを生成するために前記ハイブリダイゼーション情報を解析するステップと、
(vi)解析されたデータを準備するために、前記ハイブリダイゼーションプロファイルと記憶されたハイブリダイゼーションパラメータ、および、記憶された患者の医療履歴情報および前記患者に関連する臨床観察を比較するステップと、
(vii)リートアルゴリズムの使用を介して前記解析されたデータによって示される可能性のある生理学的状態を診断するステップであって、
前記リートアルゴリズムが、高い遺伝子発現レベルを検出するステップと、低い遺伝子発現レベルを検出するステップと、および、前記患者の生理学的状態を診断のために特定の疾患になる可能性を決定する前記高い遺伝子発現レベルおよび前記低い遺伝子発現レベルを患者の家族の履歴と関連付けるステップと、を含む、
診断するステップと、
(viii)前記診断した生理学的状態、患者の個人の医療情報、および、臨床観察に基づいて、前記患者に治療の方法を提供するステップと、ならびに、
(ix)前記記憶されたハイブリダイゼーションパラメータおよび記憶された患者の医療履歴をアップデートするステップと、
を含む方法。 - 個々の患者の生理学的状態を診断、および、前記患者に治療を提供するための方法であって、
(i)前記患者に関連する患者識別子を準備するステップと、
(ii)タンパク質プローブが結合されている基質を含むプロテオミクスチップを準備するステップと、
(iii)前記患者関連するプロテオミクスチップからの情報を回収するステップと、
(iv)前記プロテオミクスチップ情報および前記患者の識別子の情報を中央データ処理設備に送信するステップと、
(v)前記患者のプロテオミクスプロファイルを生成するために前記情報を解析するステップと、
(vi)解析されたデータを準備するために、前記プロテオミクスプロファイルと記憶されたプロテオミクスパラメータ、および、記憶された患者の医療履歴情報および前記患者に関連する臨床観察を比較するステップと、
(vii)人工知能の使用を介して前記解析されたデータによって示される可能性のある生理学的状態を診断するステップであって、
前記人工知能が、前記比較されたパラメータと前記プロファイルの間の変化を検出するように構成されたリートアルゴリズムのアプリケーションを有し、
前記患者の生理学的状態を診断のために特定の疾患になる可能性を決定する前記前記プロファイルは、高いタンパク質レベルを検出するステップと、低いタンパク質レベルを検出するステップと、および、前記高いタンパク質レベルおよび低いタンパク質レベルを患者の家族の履歴と関係付けるステップとを含む、
診断するステップと、
(viii)前記診断した生理学的状態、患者の個人の医療情報、および、臨床観察に基づいて、前記患者に治療の方法を提供するステップと、および、
(ix)前記記憶されたプロテオミクスパラメータおよび記憶された患者の医療履歴をアップデートするステップと、
を含む方法。 - 生物の生理学的状態を診断、および、前記生物に治療を提供するための方法であって、
(i)前記生物に関連する識別子を準備するステップと、
(ii)マイクロアレイの表面につながれている長さが約25から約70の塩基を含むPNAプローブを含む表面を含むペプチド核酸(PNA)マイクロアレイを準備するステップと、
(iii)前記生物および前記識別子に関連する前記PNAマイクロアレイからのハイブリダイゼーション情報を回収するステップと、
(iv)前記ハイブリダイゼーション情報および前記識別子の情報を中央データ処理設備に送信するステップと、
(v)前記生物に関連するハイブリダイゼーションプロファイルを生成するために前記ハイブリダイゼーション情報を解析するステップと、
(vi)解析されたデータを準備するために、前記ハイブリダイゼーションプロファイルと記憶されたハイブリダイゼーションパラメータ、疾患モデル、および、生物プロファイルを比較するステップと、
(vii)リートアルゴリズムの使用を介して前記解析されたデータによって示される可能性のある生理学的状態を診断するステップであって、
前記リートアルゴリズムが、前記比較されたパラメータと前記プロファイルの間の変化を検出するように構成され、
前記生物の生理学的状態を診断のために特定の疾患になる可能性を決定する前記プロファイルは、高い遺伝子質発現を検出するステップと、低い遺伝子レベルを検出するステップと、および、前記遺伝子発現レベルを記憶されたハイブリダイゼーションパラメータ、疾患モデル、および、生物のプロファイルと関係付けるステップとを含む、
診断するステップと、
(viii)前記診断した生理学的状態、疾患モデル、および、生物のプロファイルに基づいて前記生物に治療の方法を提供するステップと、ならびに、
(ix)前記記憶されたハイブリダイゼーションパラメータおよび記憶された生物のプロファイルをアップデートするステップと、
を含む方法。 - 前記生物は動物である、請求項23に記載の前記生物の生理学的状態を診断、および、前記生物の治療を提供するための方法。
- 前記生物は植物である、請求項23に記載の前記生物の生理学的状態を診断、および、前記生物の治療を提供するための方法。
- 生物の生理学的状態を診断、および、前記生物に治療を提供するための方法であって、
(i)前記生物に関連する識別子を準備するステップと、
(ii)タンパク質プローブが結合されている基質を含むプロテオミクスチップを準備するステップと、
(iii)前記生物関連するプロテオミックチップからの情報を回収するステップと、
(iv)前記プロテオミクスチップ情報および前記識別子の情報を中央データ処理設備に送信するステップと、
(v)前記患者に関連するプロテオミクスプロファイルを生成するために前記情報を解析するステップと、
(vi)解析されたデータを準備するために、前記プロテオミクスプロファイルと記憶されたプロテオミクスパラメータ、および、記憶された疾患モデルおよび生物プロファイルを比較するステップと、
(vii)人工知能の使用を介して前記解析されたデータによって示される可能性のある生理学的状態を診断するステップであって、
前記人工知能が、前記比較されたパラメータと前記プロテオミクスプロファイルの間の変化を検出するように構成されたリートアルゴリズムのアプリケーションを有し、
前記患者の生理学的状態を診断のために特定の疾患になる可能性を決定する前記前記プロファイルは、高いタンパク質発現を検出するステップと、低いタンパク質レベルを検出するステップと、および、前記タンパク質レベルを記憶された疾患モデル、および、生物プロファイルと関係付けるステップとを含む、
診断するステップと、
(viii)前記診断した生理学的状態、疾患モデル、および、生物のプロファイルに基づいて前記生物に治療の方法を提供するステップと、ならびに、
(ix)前記記憶されたプロテオミクスパラメータおよび記憶された生物のプロファイルをアップデートするステップと、
を含む方法。 - 前記生物は動物である、請求項26に記載の前記生物の生理学的状態を診断、および、前記生物の治療を提供するための方法。
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