JP5014330B2 - 化学分析データの視覚化 - Google Patents
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Description
本発明のいくつかの実施形態は、化学分析された試料のデータ集合全体の3次元(3D)視覚化および動的インタラクションを実現するデータ分析の方法および装置に関する。このような分析能力を用いることで試料データの本質を見抜くことができるが、従来のアプローチだと、このような試料データの本質を見抜くことは困難である。本発明のいくつかの実施形態において、現在の考えに最も関連性のあるデータの部分のみから表示画像を生成することにより大きなデータ集合の操作の問題を緩和する。
図面において、類似の参照文字は、さまざまな図面全体を通して同じ部品を指す。さらに、これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、一般に本発明の原理を説明することに重点を置いている。
図2は、イオン強度対m/zを示すグラフである。
図3は、本発明の一実施形態による、化学分析データの視覚化の方法を示す流れ図である。
図4Aは、通常の地形サンプリンググリッドを示す図である。
図4Bは、本発明の一実施形態による、LC/MSデータサンプリンググリッドを示す図である。
図5は、本発明の一実施形態による、視点位置および関連する視錐台を示す3次元図である。
図6は、本発明の一実施形態による、時間の昇順による質量スキャンの並びとして収集されたデータの編成を例示する図である。
図7は、図6のいくつかのスキャンのうちの1つなど、単一質量スキャンの生データに関する質量−強度関連付けを示す図である。
図8は、図6のいくつかのスキャンのうちの1つなど、単一質量スキャンを示す図である。
図9Aは、図8の質量スキャンに対応するスキャン対象を示す図である。
図9Bは、本発明の一実施形態による、圧縮データ構造を示す図である。
図10は、本発明の一実施形態による、9つのグリッドレベルを示す図である。
図11は、本発明の一実施形態による、9つのグリッドレベルを示す図である。
図12は、本発明の一実施形態による、1つのグリッドレベルを示す図である。
図13は、図12に例示されているメモリ領域の、視野移動に対する応答を例示する図である。
図14は、図13のメモリの更新を例示する図である。
図15は、本発明の一実施形態による、環状アドレス指定を例示するグリッドのデータ配列を示す図である。
図16は、図15の配列の更新バージョンである配列を示す図である。
図17は、本発明の一実施形態による、描写パターンを例示する図である。
図18Aは、本発明の一実施形態による、複数のインデックスの配列と対応関係にある帯状パターンの描画を例示する図である。
図18Bは、本発明の一実施形態による、複数のインデックスの更新配列と対応関係にある未更新の帯状パターンの描画を例示する図である。
図19は、図18Aに示されているインデックスの二重配列と対応関係にある図18Bの更新された帯状パターンを例示する図である。
図20は、本発明の一実施形態による、4つのセクタを例示する描画領域を示す図である。
図21は、本発明の一実施形態による、視錐台と水平面との交差を例示する3次元図である。
図22は、本発明の一実施形態による視野データの体積、「注視」点、カメラアイの間の幾何学的関係を例示する3次元図である。
図23は、本発明の一実施形態による、動物血清データに関連する画像のスクリーンショットを示す図である。
図24は、図23の動物血清データに関連する画像のスクリーンショットを示す図である。
図25は、本発明の他の実施形態による、分析機器を示すブロック図である。
以下で説明される本発明のいくつかの実施形態は、大きなLC/MSデータ集合の3次元視覚化に関する。これらの実施形態のうちのいくつかは、データ分析を支えるインタラクティブ3次元視覚化を実現する。本明細書において示されている説明においては、LC/MSデータの分析および提示に主眼を置いているが、当業者であれば、ガスクロマトグラフィ関係データなどのデータの他のジャンル、およびより一般的に、化学分析および他のデータの多くの他のジャンルの表示を包含することを理解している。
Claims (19)
- 試料の化学分析結果から、保持時間値およびm/z比値の対によりそれぞれ一意に識別される、イオン強度値を有するデータ点を受け取ること、
データ点により与えられた実質的にすべてのデータを保存して、受け取ったデータ点を圧縮すること、
圧縮されたデータ点を第1のメモリに格納すること、
格納され圧縮されたデータ点から、入れ子になっている複数のデータ配列を生成すること(入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも1つは、入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも1つと視覚化視点との間の距離に応じて、データの低減された密度を有し、それぞれの配列は線形勾配時間軸および非線形勾配質量軸を有する。)、
入れ子になっている複数のデータ配列を第1のメモリよりも高速な第2のメモリに格納すること、
視覚化視点に応じて、格納された入れ子になっているデータ配列から現在の画像を描写すること、および、
描写された現在の画像を表示すること
を含む、化学試料を分析する方法。 - 圧縮することが、ゼロのイオン強度値を有するデータ点のうちの少なくともいくつかを除去することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記受け取ったデータ点を圧縮することが、
一対一の対応関係にて線形勾配時間軸の複数の時間値を複数の時間インデックスに関連づけること、および、
一対一の対応関係にて非線形勾配質量軸の複数のm/z値を複数の質量インデックスに関連づけること、および、
非ゼロの強度値を有するそれぞれのデータ点を、時間インデックスおよび質量インデックスの対応する対によりアドレス指定すること
を含む、請求項1に記載の方法。 - 入れ子になっている複数のデータ配列を生成することが、データの低減された密度を有する入れ子になっているデータ配列の少なくとも1つをそれぞれの時間インデックス値に結びつけられたデータ点の一部を取り除くことにより生成して、時間スケール密度を保存すること、および質量スケール密度を低減することを含む、請求項3に記載の方法。
- 線形勾配時間軸の可能なすべての時間値を時間インデックスでアドレス指定された配列内に格納し、非線形勾配質量軸の質量値を質量インデックスでアドレス指定された配列内に格納する、請求項3に記載の方法。
- 入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも2つが、互いに関して中心を外れている、請求項1に記載の方法。
- 視覚化視点が、保持時間およびデータ点を伴っているすべてのイオン強度値のm/z比とのすべての対の外にあるピボット点を伴っている、請求項1に記載の方法。
- 生成された入れ子になっている複数のデータ配列を、入れ子になっている複数のデータ配列に関する視覚化視点の位置の変化に応じて更新することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 更新することが、位置の変化が変化閾値よりも大きい場合にのみ更新することを含む、請求項8に記載の方法。
- 入れ子になっている複数のデータ配列を生成することが、視点が閾値量よりも大きく移動することに応じて配列の少なくとも1つの一部を更新することを含む、請求項1に記載の方法。
- 描写することが、入れ子になっている複数のデータ配列に視点が近づくことに応じて、詳細度を高め、視野を狭めることを含む、請求項10に記載の方法。
- 入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも2つが異なる質量サンプリング密度および同じ時間サンプリング密度を有する、請求項1に記載の方法。
- 第1のメモリが、DRAMを含む、請求項1に記載の方法。
- 第2のメモリが、グラフィック処理デバイス内に置かれ、描写することが、グラフィック処理デバイスにより描写することを含む、請求項1に記載の方法。
- 描写することが、特定の視野についての選択されたデータの量がほぼ一定となるように可視状態の細部のレベルと視野のサイズとのバランスを選択することを含む、請求項1に記載の方法。
- 描写することが、色パターンを強度値に関連付けることを含み、該色パターンが、ピークの少なくともいくつかの相対強度を示す、請求項1に記載の方法。
- 描写することが、選択された照明効果を画像に適用することを含む、請求項1に記載の方法。
- クロマトグラフィモジュール、
クロマトグラフィモジュールから溶離液を受け取る質量分析モジュール、
クロマトグラフィモジュールおよび質量分析モジュールから、保持時間値とおよびm/z比値の対によりそれぞれ一意に識別される、イオン強度値を有するデータ点を受け取るコンピュータユニット{このコンピュータユニットは、少なくとも1つのプロセッサ、第2のメモリ、および命令を格納している第1のメモリを有する[この命令は、少なくとも1つのプロセッサにより実行されたときに、
データ点により与えられた実質的にすべてのデータを保存して、受け取ったデータ点を圧縮するステップ、
圧縮されたデータ点を第1のメモリに格納するステップ、
格納され圧縮されたデータ点から、入れ子になっている複数のデータ配列を生成するステップ(入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも1つは、入れ子になっている複数のデータ配列の少なくとも1つと視覚化視点との間の距離に応じて、データの低減された密度を有し、それぞれの配列は線形勾配時間軸および非線形勾配質量軸を有する。)、
入れ子になっている複数のデータ配列を第2のメモリに格納するステップであって、第2のメモリは第1のメモリより高速であるステップ、および
視覚化視点に応じて、格納された入れ子になっているデータ配列から画像を描写するステップ
を実行させる。]。}、ならびに、
描写された画像を表示するモニタ
を備える、化学試料を分析するための装置。 - 圧縮することが、ゼロのイオン強度値を有するデータ点のうちの少なくともいくつかを除去することを含む、請求項18に記載の装置。
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