JP7604232B2

Artificial intelligence-based generation of sequencing metadata

Abstract

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JP7604232B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 88

Term

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Expires 21 March 2040.

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14 claims: 2 independent, 12 dependent

  1. 1
    クラスターメタデータ判定タスクのためのニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するために、グラウンドトゥルース訓練データを生成するコンピュータ実装の方法であって、配列決定実行中に生成された一連の画像セットにアクセスすることであって、前記一連の各画像セットは、配列決定実行のそれぞれの配列決定サイクル中に生成され、前記一連の各画像が、クラスター及びそれらの周囲の背景を描き、前記一連の各画像は、ピクセルドメイン内にピクセルを含み、前記ピクセルのそれぞれは、サブピクセルドメイン内の複数のサブピクセルに分割される、アクセスすることと、ベースコーラーから前記サブピクセルの各々を4つの塩基(A、C、T、及びG)のうちの1つと分類するベースコールを取得し、それにより、前記配列決定 実行 の複数の配列決定サイクルにわたって、前記サブピクセルのそれぞれについてベースコールシーケンスを生成することと、実質的に一致するベースコールシーケンスを共有する隣接するサブピクセルの不連続領域として前記クラスターを識別するクラスターマップを生成することと、クラスターマップ内の前記不連続領域に基づいてクラスターメタデータを決定することであって、前記クラスターメタデータが、クラスター中心、クラスター形状、クラスターサイズ、クラスター背景、及び/又はクラスター境界を含む、決定することと、クラスターメタデータを使用して、クラスターメタデータ判定タスクのためのニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するために、グラウンドトゥルース訓練データを生成することであって、グラウンドトゥルース訓練データが、減衰マップ、三元マップ、又はバイナリマップを含み、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器が、前記グラウンドトゥルース訓練データに基づいて、前記減衰マップ、前記三元マップ、又は前記バイナリマップを出力として生成するように訓練される、生成することと、を含む、コンピュータ実装の方法。
  2. 2
    ハイスループット核酸配列決定技術におけるスループットを増加させるために 、ニ ューラルネットワークベースのテンプレート生成器による出力として生成された、前記減衰マップ、前記三元マップ、又は前記バイナリマップから導き出された前記クラスターメタデータを 、ニューラルネットワークベースのベースコーラーによってベースコールするために 使用すること、を更に含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。
  3. 3
    前記不連続領域のいずれにも属さないサブピクセルを背景として識別することによって、前記クラスターマップを生成すること、を更に含む、請求項1又は2に記載のコンピュータ実装の方法。
  4. 4
    前記クラスターマップが、前記ベースコールシーケンスが実質的に一致しない2つの連続するサブピクセル間のクラスター境界部分を識別する、請求項1から3のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  5. 5
    前記クラスターマップが、ベースコーラーによって決定された前記クラスターの予備中心座標における原点サブピクセルを特定することと、前記原点サブピクセルから開始し、連続的に連続した非原点サブピクセルを継続することによって、実質的に一致するベースコールシーケンスを幅優先探索する、請求項1から4のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  6. 6
    前記クラスターマップの前記不連続領域の質量の中心を、前記不連続領域を形成するそれぞれの連続するサブピクセルの座標の平均として計算することによって、前記クラスターの超位置中心座標を決定することと、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、メモリ内の前記クラスターの前記超位置中心座標を記憶することと、を更に含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  7. 7
    前記クラスターの前記超位置中心座標における前記クラスターマップの非接合領域内の質量サブピクセルの中心を特定することと、補間を使用して前記クラスターマップをアップサンプリングし、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリ内に前記アップサンプリングされたクラスターマップを記憶することと、アップサンプリングされたクラスターマップでは、隣接するサブピクセルが属する不連続領域内の質量サブピクセルの中心からの隣接するサブピクセルの距離に比例する減衰係数に基づいて、前記不連続領域内の各連続サブピクセルに値を割り当てることと、を更に含む、請求項6に記載のコンピュータ実装の方法。
  8. 8
    前記不連続領域内の前記連続するサブピクセルを表し、前記サブピクセルが前記割り当てられた値に基づいて前記背景として特定される、前記アップサンプリングされたクラスターマップから前記減衰マップを生成することと、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリに前記減衰マップを記憶することと、を更に含む、請求項7に記載のコンピュータ実装の方法。
  9. 9
    前記アップサンプリングされたクラスターマップにおいて、前記クラスターごとに、前記非接合領域内の前記連続するサブピクセルを、同じクラスターに属するクラスター内部サブピクセルとして分類することと、クラスターの中心サブピクセルとしての質量サブピクセルの中心と、クラスター境界部分を含むサブピクセルと、背景サブピクセルとして前記背景として特定されたサブピクセルとを分類することと、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリに前記分類を記憶することと、を更に含む、請求項8に記載のコンピュータ実装の方法。
  10. 10
    前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、 前記クラスターごとに、クラスター内部サブピクセル の座標 、クラスター中心サブピクセル の座標 、境界サブピクセル の座標 、及び背景サブピクセル の座標 をメモリ内 に記 憶することと、前記クラスターマップをアップサンプリングするために使用される因子によって座標をダウンスケールすることと、クラスターごとに、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリに前記ダウンスケールされた座標を記憶することと、を更に含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  11. 11
    フローセルの複数のタイルのクラスターマップを生成することと、前記クラスターマップをメモリに記憶し、前記クラスター中心、前記クラスター形状、前記クラスターサイズ、前記クラスター背景、及び/又は前記クラスター境界を含む、前記クラスターマップに基づいて、前記クラスター内のクラスターのクラスターメタデータを決定することと、前記タイル内の前記クラスターのアップサンプリングされたクラスターマップにおいて、クラスターごとにサブピクセルをクラスターごとに分類することと、同じクラスターに属するクラスター内部サブピクセルとしてのサブピクセル、クラスター中心サブピクセル、境界サブピクセル、及び背景サブピクセルに分類することと、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリに前記分類を記憶することと、 前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、 前記クラスターにクラスターごとに、前記クラスター内部サブピクセルの座標、前記クラスター中心サブピクセル の座標 、前記境界サブピクセル の座標 、及び前記背景サブピクセル の座標を前 記メモリ内 に記 憶することと、前記クラスターマップをアップサンプリングするために使用される因子によって前記座標をダウンスケールすることと、前記タイルにわたるクラスターごとに、前記ニューラルネットワークベースのテンプレート生成器を訓練するための前記グラウンドトゥルース訓練データとして使用するために、前記メモリ内の前記ダウンスケールされた座標を記憶することと、を更に含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  12. 12
    前記ベースコールシーケンスが、ベースコールの所定の部分が、順序位置ごとに一致するときに実質的に一致する、請求項1から11のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  13. 13
    前記クラスターマップが、不連続領域のための所定の最小数のサブピクセルに基づいて生成される、請求項1から12のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
  14. 14
    フローセルが、前記クラスターを占有するウェルのアレイを有する少なくとも1つのパターン化表面を有し 、 前記ウェルのうちの どの 1つが、少なくとも1つのクラスターによって実質的に占有され ているか 、前記ウェルのうちの どの 1つが最小限に占有され ているか 、 および 前記 ウェルのうちの どの 1つ が 、複数の集団によって共占有され ているか、 をクラスターの決定された形状及びサイズに基づいて決定することを更に含む、 請求項1から13のいずれか一項に記載のコンピュータ実装の方法。
Independent claims14