JP2021510201A - 訓練が低減されたニューラルネットワークを使用したバイオ流体検体の特徴付けのための方法および装置 - Google Patents
訓練が低減されたニューラルネットワークを使用したバイオ流体検体の特徴付けのための方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
この出願は、2018年1月10日に提出された米国仮出願第62/615,873号の優先権を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
第1の態様によれば、ニューラルネットワークを訓練する方法が提供される。ニューラルネットワークを訓練する方法は、画像取込場所で訓練検体を含む検体容器の訓練画像を取り込むことと、ニューラルネットワークへの入力用に血清または血漿部分の領域候補を生成することと、血清または訓練検体の血漿部分に最良に一致する領域候補を選択することとを含む。
バイオ流体を特徴付けるためのモデルベースシステムを訓練するための方法の上記の欠陥を考慮して、モデル訓練プロセスの効率を劇的に改善する方法および装置が本明細書で提供される。特に、モデルベースシステムの従来技術の訓練は、既知の特性を有する訓練検体の画像化を含み、その時、オペレータは、訓練検体の画像内の様々な部分(バウンディングボックスなどのグラフィカルな領域のアノテーション(annotations))を手動で輪郭化しなければならない。これらのバウンディングボックスは、血清または血漿部分、沈降した血液部分、ゲルセパレータ、空気などの周辺領域を輪郭化することができる。これらのバウンディングボックスは、モデルが検体テストの後でこれらの領域を認識するよう訓練され得るように、モデル訓練のアノテーション付き入力(グラフィカルな入力)として提供された。さらに、H、I、Lクラス、またはNおよび/またはHIL指標値などの手動で生成された各バウンディングボックスに対して、手動のデータアノテーション入力が提供されてもよい。そのような(そのグラフィカル領域の)手動バウンディングボックスの提供および入力は、モデルベースシステムの全体的な訓練が非常に面倒で極端に時間がかかり人による手動の努力を必要とすることを理解されたい。したがって、手動のグラフィカルな入力に依存しない、より効率的なモデル訓練方法が大いに必要とされている。
本明細書で使用される「干渉物質」は、検体の血清または血漿部分における溶血(H)、黄疸(I)、または脂肪血症(L)の少なくとも1つの存在を意味する。溶血(H)、黄疸(I)、および脂肪血症(L)は、本明細書では総称的に「HIL」と呼ばれる。
Claims (23)
- ニューラルネットワークを訓練する方法であって、
画像取込場所での訓練検体を含む検体容器の訓練画像の取込と、
ニューラルネットワークへの入力のための血清または血漿部分の領域候補の生成と、
訓練検体の血清または血漿部分への最良の一致を与える領域候補の選択と
を備える、方法 - 前記領域候補が、前記訓練画像の上に重ね合わされた仮想グリッドのサブ領域を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記仮想グリッドが、幅W×高さHの寸法の複数のグリッド要素を備える、請求項2に記載の方法。
- 前記領域候補のそれぞれが、前記仮想グリッド内の長方形のサブ領域を備える、請求項2に記載の方法。
- 前記領域候補がランダムに選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記の領域候補の選択が、生成された前記領域候補のうちの最良の2000以上を選択することを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練検体の血清または血漿部分への前記の最良の一致は、それぞれの前記領域候補内の強度勾配に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練検体の血清または血漿部分への前記の最良の一致は、それぞれの前記領域候補の周辺での強度勾配に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練検体の血清または血漿部分への前記の最良の一致は、それぞれの前記領域候補の周辺での強度勾配の合計に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記畳込ニューラルネットワークは、畳込およびプーリングを実行するように構成された少なくとも2つの層と、少なくとも2つの追加の完全畳込層とを含むアーキテクチャを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記畳込ニューラルネットワークは、バウンディングボックスリグレッサによる損失層を含むアーキテクチャを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記畳込ニューラルネットワークは、バウンディングボックスリグレッサおよびSoftMaxによる損失層を含むアーキテクチャを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記畳込ニューラルネットワークは、畳込およびプーリングを含む少なくとも3つの層と、少なくとも2つの完全畳込層と、バウンディングボックスリグレッサおよびSoftMaxによる損失層とを含むアーキテクチャを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記の訓練画像の取込は、複数のスペクトルのそれぞれに対して異なる露出を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記の訓練画像の取込は、赤、緑、および青のそれぞれのスペクトルに対して異なる露出時間を提供することを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記の訓練画像の取込は、複数の視点から、各視点毎に、複数スペクトル、複数露出の画像で、画像を取り込むことを含む、請求項1に記載の方法。
- 訓練されたニューラルネットワークを使用して検体を特徴付ける方法であって、
画像取込場所における検体を含む検体容器の画像の取込と、
ニューラルネットワークへの入力のための、血清または血漿部分の領域候補の生成と、
検証済領域を提供するための回帰による、検体の血清または血漿部分への一致を提供するための領域候補の収束とを備える、
訓練されたニューラルネットワークを使用して検体を特徴付ける方法。 - 訓練されたニューラルネットワークによって、溶血、黄疸、脂肪血症の1つ以上を含んでいる、または正常であるとする検証領域の特徴付けを備える、
請求項17に記載の訓練されたニューラルネットワークを使用して検体を特徴付ける方法。 - 品質検査モジュールであって、
検体の血清または血漿部分を含む検体容器の複数の画像を取り込むように構成された画像取込デバイスと、
該画像取込デバイスに接続されたコンピュータとを備え、
該コンピュータは、
該複数の画像からニューラルネットワークに画像データを入力することと、
血清または血漿部分の領域候補を生成することと、
検証済みの領域を提供するために回帰によって該領域候補を収束することと、
該ニューラルネットワークから、溶血性、黄疸、脂肪血症、および正常の1つ以上であるとして、該検証済領域の分類を出力することとを行うように構成され、操作され得る、
品質検査モジュール。 - 前記ニューラルネットワークが、バウンディングボックスリグレッサおよびSoftMaxを含むアーキテクチャを備える、請求項19に記載の品質検査モジュール。
- 前記ニューラルネットワークが、畳込およびプーリングを含む少なくとも3つの層と、少なくとも2つの完全畳込層と、バウンディングボックスリグレッサと、SoftMaxとを含むアーキテクチャを備える、請求項19に記載の品質検査モジュール。
- 前記複数の画像が、複数スペクトル、複数露出の画像として取り込まれる、請求項19に記載の品質検査モジュール。
- 前記複数の画像が、複数の視点から、各視点毎の、複数スペクトル、複数露出の画像で取り込まれる、請求項19に記載の品質検査モジュール。
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