用于配置分类矩阵中的分类区域的方法和存储介质的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2009年7月17日、申请号为20098013216L 3(PCT/ US2009/051039)、发明名称为"用于配置分析系统的分类矩阵中的分类区域以及对测定的 粒子进行分类的方法、存储介质和系统"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明一般涉及用于配置测定分析系统的分类矩阵中的分类区域的方法、存储介 质和系统，并且还涉及用于将测定的粒子分类的方法、存储介质和系统。
【背景技术】
[0003] 以下说明和示例不能由于其包括在此部分中而被承认为现有技术。
[0004] 在化学测定和生物测定的分析中广泛使用光谱技术。通常，这些技术需要测量感 兴趣的物质的电磁辐射的吸收或发射。一个这样的应用是在微阵列领域中，其是由包括组 合化学和生物测定行业的大量学科所采用的技术。德克萨斯州奥斯汀的Luminex公司已经 开发出了这样的系统，在该系统中通过检测来自各种颜色的荧光粒子的表面的荧光发射来 分析生物测定。该系统还可以经由测量由粒子所散射的光的水平、粒子的电阻抗和其它参 数来对测定进行分析。
[0005] -些情况下，在测定分析系统中使用复用方案以便在单个样本的单个分析过程中 可以评估多个分析物。为了促进复用方案，粒子被配置成可区分的组，用不同的组去指示测 定中不同分析物的存在、不存在和/或数量。例如，不同的荧光染色和/或不同浓度的染色 可以被吸收到粒子中和/或粘合到粒子的表面，和/或粒子的大小可以不同。使用这些分类 粒子的传统系统能够在使用二维分类矩阵的测定中对数十个至一百个以上的不同分析物 进行测试。尽管通过增加染色的数目和/或不同的染色强度可以增加粒子种类的数目（以 及因此待检测的分析物的数目），但是粒子种类数量的增加一般需要增大分类矩阵的大小。 如以下所描述的，分类矩阵的大小和分类矩阵内用于布置分类区域的可用空间可能是有限 的，因此需要分类区域的有效分配，并且当分类区域的数目增加时，分类区域的有效分配变 得更有挑战性。
[0006] 在利用荧光发射对粒子进行分类的测定分析系统中，荧光值的范围一般由能被雪 崩光电二极管检测到的染色的最小量限定，并且还由能被粒子保留的染色的最大量限定。 由此，特别在针对测定存在多于100种粒子类别的情况下，有时由多于2个的参数来构建 (frame)与这样的系统相关联的分类矩阵以增加可用的分类空间。但是，由多于2个的参数 所构建的分类矩阵可能特别易于限制可用的空间。更具体地，荧光发射的检测通道一般不 是正交的，因此，在通道之间可存在串扰（即，一种染色的增多和/或增加可在某种程度上 影响其它通道中的一个或更多个通道）。因此，可能存在可能不适合于分类区域（即，被串 扰影响的区域）的分类矩阵的区域。由于增多和/或增加染色以促进这种与二维分类矩阵 相关的矩阵，因此这种对可用空间的限制可特别地与由多于2个的参数所构建的分类矩阵 关系密切。
[0007] 不考虑构建分类矩阵参数的数量，使分类矩阵内的分类区域合适和确保明确分类 的一种方式是配置小的和间隔宽的分类区域。但是，由于在小的和间隔宽的分类区域内匹 配（fit)的粒子的比例相对低，因此这种策略经常导致差的分类效率。更高的分类效率给 予更准确的分析结果，因此通常有利的是，将分类区域配置成包括粒子子集的可能测量值 中的大多数，并且更具体的，大于粒子子集的可能测量值的大约90%。但是，特别在针对测 定存在多于100种粒子类别的情况下，这种高分类效率通常很难达到，因为不同分类区域 的配置随着粒子种类数量的增加而趋向于变化更大，并且在某些实施例中，不同分类区域 的配置可能交叠。由于存在将粒子误分类到多于一个的分类区域的潜在性，交叠分类区域 尤其是不希望的，因此一般要避免交叠分类区域。因此，一般会根据构建分类矩阵的单元的 标度而将分类区域减小到下一个更小尺寸，显著地限制区域的大小并削弱获得高分类效率 的能力。
[0008] 对测定分析系统的另一挑战是存储分类区域的配置参数所需要的大量存储容量。 特别地，给定构建分类矩阵的等级粒度的具体水平，一般需要附加的存储容量以存储附加 的分类区域。此外，用于定义分类区域的参数越多，所需要的存储容量就越多。在某些情况 下，对系统存储容量的限制可能妨碍可被考虑用于测定的分类区域的数量，因此，不合乎希 望地限制多路复用方案的范围。在某些实施例中，分类矩阵可由比可从粒子测量到的值的 标度更小粒度的标度所构建，以具体地减少系统存储容量。例如，在某些实施例中，分类矩 阵可由根据粒子测量参数计算出的对数值的整数的标度所构建。但是，在这种情况下，转换 粒子测量值以匹配分类矩阵的对数标度可使值偏移，降低粒子分类的准确性。此外，使用这 种分类矩阵的系统可能仍然具有存储容量限制，这些存储容量限制妨碍可被考虑用于测定 的分类区域的数量。
[0009] 因此，期望的是，开发用于配置分类区域的方法和系统，其中，这些分类区域有效 分布在分类矩阵中并导致足够高的分类效率。此外，有益的是，开发用于创建分类区域的方 法和系统，其中，用更准确地对应于粒子测量值的值来表征这些分类区域。而且，有利的是， 开发用于将粒子分类到多个分类区域而不会严重地增加系统的存储使用量的方法和系统。
【发明内容】
[0010] 用于配置测定分析系统的分类矩阵中的分类区域的方法、存储介质和系统的各种 实施例，以及用于对测定的粒子进行分类的方法、存储介质和系统的各种实施例的以下描 述，不应以任何方式被解释为限制所附权利要求的主题。
[0011] 方法、存储介质和系统的实施例包括用于识别分类矩阵中的多个分类区域的配 置，其中该分类矩阵由与被配置用于测定分析的粒子的一个或更多个可测量参数相关联的 值的各范围所构建。另外，方法、存储介质和系统包括用于将共同分配给多个分类区域中的 两个或更多个分类区域的单元位置（unit location)再分配为非分类区域的配置。
[0012] 方法、存储介质和系统的其它实施例包括用于将对应于测定粒子群种类中的点的 第一值数学变换成第二值以及将第二值转换成第一整数的配置。方法、存储介质和系统还 包括用于将第一整数数学变换成第三值、将第三值转换成第二整数、以及将第二整数指定 为测定粒子群种类中的点的替换值的配置。
[0013] 方法、存储介质和系统的其它实施例包括用于获取对应于粒子可测量参数的数据 以及识别分类矩阵中单个粒子的数据中的至少一些所对应的单元位置的配置。方法、存储 介质和系统还包括用于将对应于所识别的单元位置的数据或位于分类矩阵中已知位置处 的目标空间平移预定数量的预定坐标路径，直至得到粒子被分类到粒子群或拒绝类的结论 的配置。在某些情况下，方法、存储介质和系统被配置成通过多个目标空间迭代这样的步骤 直至粒子被分类。
【附图说明】
[0014] 在阅读以下详细描述以及在参考附图之后，本发明的其它目标和优点将变得明 显,其中：
[0015] 图Ia示出包括具有程序指令的存储介质的系统的示意图，其中，这些程序指令被 配置成执行参考图2a_12所描述的过程；
[0016] 图2a和2b示出用于描述图4中所概述的过程的示例性分类矩阵和分类区域的图 形表示；
[0017] 图3示出由图5中概述的过程所产生的分类区域的示例性移位和示例性分类矩阵 的图形表不；
[0018] 图4和5示出用于配置测定分析系统的分类矩阵中的分类区域的示例性方法的流 程图；
[0019] 图6和7示出用于对测定的粒子进行分类的示例性方法的流程图；
[0020] 图8和9示出用于描述图6和7中所概述的过程的分类矩阵的图形表示；
[0021] 图10示出表示彼此堆叠的多个分类区域配置的示例性目标空间，该示例性目标 空间用于解释参考图11和12所描述的过程；
[0022] 图11和12示出当在参考图6和7所描述的两种方法之一中使用表示多个分类区 域配置的目标空间时，用于确定数据点或目标空间是否可被平移到多个分类区域配置以及 平移到多个分类区域配置中的哪一个的示例性技术的流程图；
[0023] 虽然该发明能够容许各种修改和替代形式，但是其具体实施例通过附图中的例子 被示出并且在本文中被详细描述。但是，应当理解，附图和详细说明不是试图将该发明限制 到所公开的特定形式，而是相反的，该发明将覆盖落入如所附权利要求定义的本发明的精 神和范围内的所有修改、等同实施例或替代实施例。
【具体实施方式】
[0024] 转向附图，提供了用于配置测定分析系统的分类矩阵内的分类区域的示例性方 法、存储介质和系统。另外，提供了用于对测定粒子进行分类的示例性方法、存储介质和系 统。特别的，图4和图5描述了用于配置测定分类系统的分类矩阵内的分类区域的流程图。 另一方面，图6、7、11和12描述了用于对测定粒子进行分类的流程图。图1描述了具有存 储介质的示例性系统，该存储介质包括程序指令，程序指令被配置成执行图4-7、11和12中 描述的流程图中所概述的过程。图2a-3和图8-10示出了用于描述流程图中所概述的过程 的分类矩阵的图形表示和/或目标空间。
[0025] 应当指出，本文描述的方法、存储介质和系统不需要取决于物理意义上图形地描 述的分类矩阵和分类区域。相反的，本文描述的分类矩阵和分类区域在某种意义上可具有 虚拟存在。图2a-3和图8-10主要用于帮助解释本文描述的方法、程序指令和系统的纷繁 复杂之处。应当指出，在某些情况下，本文描述的系统、存储介质和方法可被配置成执行除 与配置分类区域和/或分类粒子相关联的那些过程之外的过程，因此，本文描述的系统、存 储介质和方法不需要被限于图1-12的描述。
[0026] 如图1所示，系统20包括存储介质22和处理器26。系统20可采用各种形式，包括 个人计算机系统、大型机计算机系统、工作站、网络设备、英特网设备、个人数字助理（PDA)、 数字信号处理器（DSP)、现场可编程门阵列（FPGA)或其它设备。在任何情况下，存储介质 22