KR20180135986A - 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 세트, 특히 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 정상 스코어를 사용하여 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호(들)를 정확히 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되면, 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널 값이 정상적인 시그널 값으로 대체된 보정된 데이터 세트를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 데이터 세트, 특히 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출에 관한 것이다.
핵산 증폭을 통하여 타겟 핵산 서열을 검출하기 위한 방법으로서, 타겟 핵산 서열의 증폭을 실시간(real-time)으로 측정하는 실시간 PCR(Real time PCR) 기술이 널리 이용되고 있다. 실시간 PCR 기술은 특정 타겟 핵산 서열을 검출하기 위하여 PCR 반응시 타겟 핵산 서열의 양에 비례하여 검출 가능한 형광 시그널을 방출하는 시그널-발생 수단을 이용한다. 검출 가능한 형광 시그널의 방출은, 예를 들어 이중 나선 DNA에 결합하면 형광 시그널을 방출하는 시약(intercalator)을 사용하거나, 리포터 분자 및 이의 형광 방출을 억제하는 퀀처 분자를 모두 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 사용하여 수행된다.
실시간 PCR은 타겟 핵산의 양에 비례하는 형광 시그널을 각 사이클마다 측정하여, 사이클 번호와 상기 사이클 번호에서의 형광 시그널의 세기(시그널 값)의 좌표값의 쌍을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하는 데이터 세트(data set)를 생성한다. 상기 데이터 세트는 데이터 분석의 편의를 위해 형광 세기 값을 사이클 번호에 대해 플롯팅한 증폭 곡선(증폭 프로파일 곡선 또는 성장 곡선으로도 불림)으로 표시될 수 있다. 이후, 증폭 곡선을 나타내는 데이터 세트를 분석하여 샘플 내의 타겟 핵산 서열의 존재 또는 부존재를 결정할 수 있다. 예를 들어, 증폭 곡선을 나타내는 데이터 세트에 적용된 역치(threshold)를 초과하는 형광 시그널을 갖는 사이클이 존재하면 샘플 내에 타겟 핵산 서열이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
타겟 핵산 서열의 검출을 위해서는, 정확하고 신뢰성 있는 데이터 세트를 수득하는 것이 필수적이다. 하지만, 아무리 정교하게 실험을 수행하더라도, 어닐링 온도의 변화, 반응 튜브 내에 기포(air bubble)의 생성, 샘플 내에 이물질의 존재로 인해, 생성된 데이터 세트는 비정상적인 시그널(오류(error) 또는 노이즈(noise))을 포함할 수 있다. 이러한 비정상적인 시그널의 예로는 형광 시그널의 급격한 증가(점프(jump), 스파이크(spike), 스텝(step)으로도 불림) 또는 급격한 감소(딥(dip)으로도 불림)를 들 수 있다. 이러한 비정상적인 시그널은 데이터의 정성 및 정량 분석시 잘못된 해석(misinterpretation)을 초래하여 분석의 정확성 및 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
비정상적인 시그널의 발생을 방지하기 위한 많은 시도가 있었지만, 그 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았다. 정확한 원인이 밝혀진다고 할지라도, 이를 미리 예방하기 쉽지 않다. 따라서, 데이터 세트로부터 타겟 핵산 서열의 존재 또는 부존재를 판단하기 전에, 데이터 세트를 분석하여 비정상적인 시그널이 발생하였는지 결정하고, 필요한 경우 이를 보정하거나 무효화하는 것이 보다 실용적일 것이다.
이와 관련하여, 비정상적인 시그널을 확인하는 몇 가지 분석 방법들이 보고되었다.
미국 특허 제8,560,247호는 비-증폭 데이터, 즉 노이즈 및 점프와 같은 오류를 구별하는 기술을 개시하고 있으며, 상기 기술은 데이터 지점의 세트를 받는 단계, 상기 데이터 지점의 세트를 근사화하는 일차 함수를 계산하는 단계, 상기 일차 함수를 분석하여 상기 일차 함수의 기울기(slope)가 최대 증폭 기울기를 초과하는지 결정하고, 상기 최대 증폭 기울기를 초과하면 상기 초과한 기울기 구간(segment)을 곡선의 비-증폭 구간으로 확인하는 단계를 포함한다. 하지만, 정상적인 시그널도 반응 조건에 따라 최대 증폭 기울기를 초과하는 증폭 데이터를 나타낸다는 것을 고려할 때, 상기 방법은 상당수의 정상적인 시그널을 오류로 결정할 가능성이 높다.
또한, 미국 출원 공개 제2015/0186598호는 데이터 세트의 2차 도함수로부터 상이한 부호를 갖는 2개의 연속적인 사이클을 결정하여 점프 오류(jump error)를 검출하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 상기 방법은 점프 오류를 결정하는데 그렇게 엄격하지 않은 역치를 사용하며, 역치의 적용은 복잡하다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 다양한 특허 및 간행물이 언급되며 그 인용이 괄호에 제공되어 있다. 이들 특허 및 간행물은 본 발명 및 본 발명이 속하는 기술분야의 수준을 보다 상세히 설명하기 위해 그 전체가 참고로 본원에 포함되어 있다.
본 발명자들은 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트에서 발견될 수 있는 비정상적인 시그널을 검출하는 종래의 방법을 개선하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 데이터 세트에 대해 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 파라미터인 "정상-표시 값(normality-representing value)"을 확립하였고, 상기 정상-표시 값에 의해 후보 사이클 번호(들)를 선택하고, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 후보 사이클에서의 변경 후의 정상-표시 값을 변경 전의 정상-표시 값과 비교하여 비정상적인 시그널을 검출하는 신규한 방법을 개발하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는 지시를 포함하는 컴퓨터 해독가능한 기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는, 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 실시예, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
I. 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널(abnormal signal)을 검출하는 방법을 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
본 발명자들은 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트에서 발견될 수 있는 비정상적인 시그널을 검출하는 종래의 방법을 개선하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 데이터 세트에 대해 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 파라미터인 "정상-표시 값(normality-representing value)"을 확립하였고, 상기 정상-표시 값에 의해 후보 사이클 번호(들)를 선택하고, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 후보 사이클에서의 변경 후의 정상-표시 값을 변경 전의 정상-표시 값과 비교하여 비정상적인 시그널을 검출하는 신규한 방법을 개발하였다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "비정상적인 시그널(abnormal signal)"은 분석물질(예컨대, 타겟 핵산 서열)과 관련되지 않은 시그널, 즉 시그널 증폭 반응 동안 분석물질 이외의 다른 요인에 의해 급격하게 증가하거나 감소하는 시그널을 의미한다. 용어 "비정상적인 시그널"은 "오류 시그널(error signal; erroneous signal)", "이상 시그널(aberrant signal; outlier signal)" 및 "노이즈 시그널(noise signal)"과 상호교환적으로 사용된다. 본원에서 비정상적인 시그널은 시그널 증폭 반응으로부터 얻은 증폭 곡선에서 시그널 값의 급격한 증가(예컨대, 점프, 스파이크 또는 스텝) 또는 급격한 감소(예컨대, 딥)를 나타내는 시그널을 포함한다. 상기 비정상적인 시그널의 원인으로는 어닐링 온도의 변화, 반응 튜브 내에 기포(air bubble)의 생성, 샘플 내에 이물질의 존재 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 방법을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다:
단계 (a):
데이터 세트의 수득(110)
단계 (a)에서, 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득한다(110). 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함한다.
본원에서 용어 "타겟 분석물질(target analyte)" 또는 "분석물질(analyte)"은 다양한 물질(예컨대, 생물학적 물질 및 비생물학적 물질)을 포함하며, 구체적으로 생물학적 물질, 보다 구체적으로 핵산분자(예컨대, DNA 및 RNA), 탄수화물, 지질, 아미노산, 생물학적 화합물, 호르몬, 항체, 항원, 대사물질 및 세포를 포함한다. 가장 구체적으로, 타겟 분석물질은 타겟 핵산 분자이다. 타겟 분석물질은 샘플 내에 존재한다.
본원에서 사용된 바와 같이 용어 "샘플"은 본 발명의 방법을 겪는 임의의 물질을 지칭한다. 특히, 용어 "샘플"은 관심있는 핵산을 함유하거나 함유할 것으로 추정되는 임의의 물질 또는 관심있는 타겟 핵산 서열을 함유하거나 함유할 것으로 추정되는 핵산 자체인 임의의 물질을 지칭한다. 가장 특히, 본원에 사용된 바와 같이 용어 "샘플"은 생물학적 샘플(예컨대, 세포, 조직 및 체액) 및 비생물학적 샘플(예컨대, 음식물, 물 및 토양)을 포함한다. 생물학적 샘플은 비제한적으로, 바이러스, 세균, 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 림프, 객담, 왑(swab), 흡인액(aspiration), 기관지 세척액, 우유, 소변, 분변, 안구액, 타액, 뇌 추출물, 척수액(SCF), 맹장, 비장 및 편도 조직 추출물, 복수 및 양막액을 포함한다. 또한, 샘플은 생물학적 공급원으로부터 단리된 자연 발생 핵산 분자 및 합성 핵산 분자를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "타겟 핵산", "타겟 핵산 서열", 또는 "타겟 서열"은 분석, 검출 또는 정량을 위한 관심 핵산 서열을 의미한다. 타겟 핵산 서열은 단일 가닥뿐만 아니라 이중 가닥 서열을 포함한다. 타겟 핵산 서열은 샘플 내에 초기에 존재하는 서열뿐만 아니라 반응에서 새롭게 생성된 서열을 포함한다.
타겟 핵산 서열은 임의의 DNA(gDNA 및 cDNA), RNA 분자 및 이들의 혼성체(키메라 핵산)를 포함한다. 서열은 이중 가닥 또는 단일 가닥 형태일 수 있다. 출발 물질로서 핵산이 이중 가닥인 경우, 상기 이중 가닥을 단일 가닥 또는 부분적 단일 가닥 형태로 만드는 것이 바람직하다. 가닥을 분리시키는 공지된 방법은 비제한적으로, 가열, 알카리, 포름아미드, 우레아 및 글리콕살 처리, 효소적 방법(예, 헬리카아제 작용) 및 결합 단백질을 포함한다. 예를 들어, 가닥 분리는 80-105℃의 온도에서 가열함으로써 달성될 수 있다. 이러한 처리의 일반적인 방법은 문헌[Joseph Sambrook, 등, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001)]에 개시되어 있다.
타겟 핵산 서열은 임의의 자연 발생 원핵세포 핵산, 진핵세포(예컨대, 원생동물과 기생동물, 균류, 효모, 고등 식물, 하등 동물 및 포유동물과 인간을 포함하는 고등 동물) 핵산, 바이러스(예컨대, 헤르페스 바이러스, HIV, 인플루엔자 바이러스, 엡스타인-바 바이러스, 간염 바이러스, 폴리오바이러스 등) 핵산 또는 비로이드 핵산을 포함한다. 핵산 분자는 또한 재조합으로 생산된 또는 생산될 수 있는 또는 화학적으로 합성된 또는 합성될 수 있는 임의의 핵산 분자일 수 있다. 따라서, 타겟 핵산 서열은 자연계에서 발견될 수 있거나 발견되지 않을 수 있다.
타겟 핵산 서열은 주어진 시점에 알려진 서열 또는 주어진 시점부터 이용가능한 서열로 한정하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 대신에 현재 또는 미래의 어느 시점에 이용가능하거나 알려질 수 있는 서열을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 즉, 타겟 핵산 서열은 본 발명의 방법을 실시하는 시점에 알려지거나 알려지지 않을 수 있다. 알려지지 않은 타겟 핵산 서열의 경우, 그의 서열은 본 발명을 실시하기 전에 종래의 시퀀싱 방법 중 하나에 의해 결정될 수 있다.
타겟 분석물질이 타겟 핵산 분자인 경우, 샘플은 본 기술분야에서 공지된 핵산 추출 과정을 거칠 수 있다(참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)). 핵산 추출 과정은 샘플의 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 추출된 핵산이 RNA인 경우, cDNA를 합성하기 위한 역전사(reverse transcription) 과정을 추가로 실시할 수 있다(참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)).
본 발명의 일 구현예에 따르면, 타겟 핵산 서열은 뉴클레오타이드 변이를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "뉴클레오타이드 변이(nucleotide variation)"는 연속의 DNA 세그먼트 중 특정 위치의 DNA 서열에서의 어떤 단일 또는 복수의 뉴클레오타이드의 치환, 결실 또는 삽입을 의미한다. 이러한 연속적 DNA 세그먼트들은 하나의 유전자 또는 하나의 염색체의 어떤 다른 부위를 포함한다. 이러한 뉴클레오타이드 변이는 돌연변이(mutant) 또는 다형성 대립유전자 변이(polymorphic allele variations)일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 검출되는 뉴클레오타이드 변이는 단일 뉴클레오타이드 다형성(single nucleotide polymorphism; SNP), 돌연변이(mutation), 결실, 삽입, 치환 및 전좌를 포함한다. 뉴클레오타이드 변이의 예는, 인간 지놈 내의 다양한 변이(예컨대, 메틸렌사수소 엽산 환원효소(methylenetetrahydrofolate reductase; MTHFR) 유전자의 변이), 병원체의 약제 내성과 관련된 변이 및 종양 형성-유발 변이를 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "뉴클레오타이드 변이"는 핵산 서열의 특정 위치에서의 모든 변이를 포함한다. 즉, 용어 "뉴클레오타이드 변이"는 핵산 서열의 특정 위치에서의 야생형 및 그의 모든 돌연변이형을 포함한다.
본원에서 사용되는 데이터 세트는 시그널 발생 과정에 의하여 수득된다.
본원에서 사용된 바와 같이 용어 "시그널 발생 과정"은 샘플 내 타겟 분석물질의 특성(properties), 즉 활성, 양 또는 존재(또는 부존재), 특히 존재(또는 부존재)에 의존적으로 시그널을 발생시킬 수 있는 임의의 과정을 의미한다. 본원에서 시그널 발생 과정은 생물학적 반응 및 화학적 반응을 포함한다. 이러한 생물학적 반응은 PCR, 실시간 PCR 및 마이크로어레이 분석과 같은 유전적 분석, 면역학적 분석 및 박테리아 성장 분석을 포함한다. 일 구현예에 따르면, 시그널 발생 과정은 화학 물질의 생성, 변화 또는 파괴를 분석하는 것을 포함한다.
시그널 발생 과정은 시그널 변화를 동반한다. 시그널 변화는 타겟 핵산 서열의 존재 또는 부존재를 정성적으로 또는 정량적으로 나타내는 지시자 역할을 할 수 있다.
"시그널 발생 과정"의 세부내용은 본 발명자들에 의해 출원된 WO 2015/147412에 개시되어 있으며, 이의 교시는 그 전체가 참조로 본원에 포함되어 있다.
일 구현예에 따르면, 시그널 발생 과정은 시그널 증폭 과정이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 시그널 발생 과정은 타겟 핵산 분자의 증폭을 동반하거나 동반하지 않는 과정이다.
구체적으로, 시그널 발생 과정은 타겟 핵산 분자의 증폭을 동반하는 과정이다. 보다 구체적으로, 시그널 발생 과정은 타겟 핵산 분자의 증폭을 동반하고 타겟 핵산 분자의 증폭시 시그널을 증가시키거나 감소시킬 수 있는(구체적으로, 시그널을 증가시킬 수 있는) 과정이다.
본원에서 사용된 용어 "시그널 발생"은 시그널의 출현 또는 소멸 그리고 시그널의 증가 또는 감소를 포함한다. 구체적으로, 용어 "시그널 발생"은 시그널의 증가를 의미한다.
시그널 발생 과정은 당업자에게 공지된 다양한 방법에 따라 실시될 수 있다. 상기 방법의 예로는 TaqManTM 프로브 방법(미국 특허 제5,210,015호), 분자 비콘 방법(Tyagi 등, Nature Biotechnology v.14 MARCH 1996), 스콜피온(Scorpion) 방법(Whitcombe 등, Nature Biotechnology 17:804-807(1999)), 선라이즈(Sunrise 또는 Amplifluor) 방법(Nazarenko 등, 2516-2521 Nucleic Acids Research, 25(12):2516-2521(1997), 및 미국 특허 제6,117,635호), 럭스(Lux) 방법(미국 특허 제7,537,886호), CPT(Duck P, 등. Biotechniques, 9:142-148(1990)), LNA 방법(미국 특허 제6,977,295호), 플렉서(Plexor) 방법(Sherrill CB, 등, Journal of the American Chemical Society, 126:4550-4556(2004)), HybeaconsTM(D. J. French, et al., Molecular and Cellular Probes (2001) 13, 363-374 및 미국 특허 제7,348,141호), 이중표지된 자가-퀀칭된 프로브(Dual-labeled, self-quenched probe; 미국 특허 제5,876,930호), 혼성화 프로브(Bernard PS, et al., Clin Chem 2000, 46, 147-148), PTOCE(PTO cleavage and extension) 방법(WO 2012/096523), PCE-SH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Signaling Oligonucleotide Hybridization) 방법(WO 2013/115442), PCE-NH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Non-Hybridization) 방법(WO 2014/104818) 및 CER 방법(WO 2011/037306)을 들 수 있다.
시그널 발생 과정을 TaqManTM 프로브 방법에 따라 실시하는 경우, 시그널 발생 수단은 프라이머 쌍, 상호작용 이중 표지를 갖는 프로브 및 5'→3' 뉴클레아제 활성을 갖는 DNA 중합효소를 포함할 수 있다. 시그널 발생 반응을 PTOCE 방법에 따라 실시하는 경우, 시그널 발생 수단은 프라이머 쌍, PTO(Probing and Tagging Oligonucleotide), CTO(Capturing and Templating Oligonucleotide) 및 5'→3' 뉴클레아제 활성을 갖는 DNA 중합효소를 포함할 수 있다. PTO 또는 CTO는 적합한 표지로 표지될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 시그널 발생 과정은 타겟 증폭과 함께 시그널 증폭을 포함하는 과정으로 실시될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 시그널 발생 과정으로서 시그널 증폭 반응은 타겟 핵산 서열의 증폭과 동시에 시그널이 증폭되는 방식으로 실시된다(예컨대, 실시간 PCR). 택일적으로, 시그널 증폭 반응은 타겟 핵산 분자의 증폭 없이 시그널이 증폭되는 방식으로 실시된다(예를 들어, CPT 방법(Duck P, et al., Biotechniques, 9:142-148 (1990)), Invader assay(미국 특허 제6,358,691호 및 제6,194,149호)).
타겟 핵산 분자를 증폭하는 다양한 방법들이 알려져 있으며, 이는 비제한적으로 PCR(중합효소 연쇄반응), LCR(리가아제 연쇄반응, Wiedmann M, et al., "Ligase chain reaction (LCR)- overview and applications." PCR Methods and Applications, 3(4):S51-64(1994) 참고), GLCR(갭 필링 LCR, WO 90/01069, EP 0439182 및 WO 93/00447 참고), Q-beta(Q-beta replicase amplification, Cahill P, et al., Clin Chem., 37(9):1482-5(1991), 미국 특허 5,556,751 참고), SDA(strand displacement amplification, G T Walker et al., Nucleic Acids Res. 20(7):16911696(1992), EP 0497272 참고), NASBA(nucleic acid sequence-based amplification, Compton, J. Nature 350(6313):912(1991) 참고), TMA(Transcription-Mediated Amplification, Hofmann WP et al., J Clin Virol. 32(4):289-93(2005); 미국 특허 5,888,779 참고) 또는 RCA(Rolling Circle Amplification, Hutchison C.A. et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA. 102:1733217336(2005) 참고)를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "시그널"은 측정가능한 아웃풋을 의미한다. 본원에서 사용된 "시그널 값"은 시그널을 정량적으로 나타내는 표현이다.
시그널의 크기, 변화 등은 타겟 분석물질(타겟 핵산 서열)의 특성, 특히 존재 또는 부존재를 정성적으로 또는 정량적으로 나타내는 지시자 역할을 할 수 있다.
유용한 지시자의 예는 형광 세기, 발광세기, 화학발광 세기, 생발광 세기, 인광세기, 전하 이동, 전압, 전류, 전력, 에너지, 온도, 점성도, 광 스캐터, 방사능 세기, 반사도, 투광도 및 흡광도를 포함한다. 가장 널리 사용되는 지시자는 형광 세기이다. 시그널 변화는 시그널의 발생 또는 소멸뿐만 아니라 시그널의 증가 또는 감소를 포함한다.
시그널은 시그널 검출로부터 얻어지는 다양한 시그널 특성, 예컨대 시그널 세기[예컨대, RFU(relative fluorescence unit) 값 또는 증폭반응을 실시하는 경우, 특정 사이클 번호, 선택된 사이클 번호 또는 엔드-포인트에서의 RFU 값], 시그널 변화 모양(또는 패턴) 또는 Ct 값 또는 상기 특성을 수학적으로 가공하여 얻은 값을 포함한다.
일 구현예에 따르면, 용어 "시그널"은 검출 온도에서 검출된 시그널 자체뿐만 아니라 상기 시그널을 수학적으로 가공하여 제공된 변형된 시그널을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 실시간 PCR에 의해 증폭 곡선을 얻는 경우, 증폭 곡선으로부터 다양한 시그널 값(또는 특성)을 선택하고 타겟 핵산 서열의 존재를 결정하는데 사용할 수 있다(예컨대, 시그널 세기, Ct 값 또는 증폭 곡선 데이터).
시그널(특히, 시그널 세기)은 그의 검출 온도뿐만 아니라 사용된 시그널 발생 수단에 따라 달라질 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "시그널 발생 수단"은 분석하고자 하는 타겟 분석물질의 특성, 구체적으로 존재 또는 부존재를 나타내는 시그널을 제공하는 수단을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "시그널 발생 수단"은 타겟 핵산 서열의 존재를 나타내는 시그널을 발생하는데 사용되는 임의의 물질을 의미하며, 예컨대 올리고뉴클레오타이드, 표지 및 효소를 포함한다. 택일적으로, 본원에서 사용된 용어 "시그널 발생 수단"은 시그널 발생을 위한 물질을 사용하는 임의의 방법을 의미하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 시그널 발생 수단이 당업계에 알려져 있다. 시그널 발생 수단은 표지 자체 및 표지를 갖는 올리고뉴클레오타이드를 포함한다. 상기 표지는 형광 표지, 발광 표지, 화학발광 표지, 전기화학적 표지 및 금속 표지를 포함한다. 상기 표지 자체, 예컨대 인터컬레이팅 염료(intercalating dye)가 시그널 발생 수단으로서의 역할을 할 수 있다. 택일적으로, 단일 표지 또는 공여 분자(donor molecule) 및 수용 분자(acceptor molecule)를 포함하는 상호작용적인 이중 표지가 하나 이상의 올리고뉴클레오타이드에 결합된 형태로 시그널 발생 수단으로서 사용될 수 있다.
시그널 발생 수단은 핵산절단 효소(5'-뉴클레아제 및 3'-뉴클레아제)와 같이 시그널을 발생시키는 추가의 성분을 포함할 수 있다.
시그널 발생 수단은 이합체의 형성에 의존적인 방식으로 시그널을 발생시키는 것; 타겟 분석물질에 특이적으로 혼성화된 매개 올리고뉴클레오타이드(mediation oligonucleotide)의 절단에 의존적인 방식으로 이합체가 형성되는 것을 이용하여 시그널을 발생시키는 것; 및 검출 올리고뉴클레오타이드(detectoin oligonucleotide)의 절단에 의하여 시그널을 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "시그널 증폭 반응"은 시그널 발생 수단에 의하여 발생되는 시그널을 증가 또는 감소시키는 반응을 의미한다.
일 구현예에 따르면, 시그널 증폭 반응은 타겟 분석물질의 존재에 의존적으로 시그널 발생 수단에 의하여 발생하는 시그널을 증가시키는(증폭시키는) 반응을 의미한다. 이러한 시그널 증폭 반응은 타겟 분석물질(예컨대, 타겟 핵산 분자)의 증폭을 동반하거나 동반하지 않을 수 있다. 구체적으로, 시그널 증폭 반응은 타겟 분석물질의 증폭을 동반하는 시그널의 증폭을 의미한다.
시그널 증폭 반응에 의해 수득되는 데이터 세트는 사이클 번호를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "사이클 번호" 또는 "사이클"은 조건의 변화를 수반한 복수의 측정에서 상기 조건의 변화 단위를 말한다. 예를 들어, 조건의 변화는 온도, 반응시간, 반응횟수, 농도, pH 및/또는 타겟 핵산 분자 서열의 복제 횟수의 변화를 포함한다. 따라서, 사이클은 온도, 시간 또는 공정 사이클, 단위 작동 사이클 또는 재현 사이클을 포함할 수 있다.
일예로, 기질의 농도에 따른 효소에 의한 기질 분해 능력을 분석하는 경우, 기질 농도를 달리하여 효소의 기질 분해 정도를 수차례 측정한다. 기질 농도의 증가가 조건의 변화에 해당할 수 있고, 증가 단위가 사이클에 해당할 수 있다.
다른 일예로, 등온 증폭(isothermal amplification)은 등온 조건하의 반응 시간 동안 수차례 샘플을 측정하게 하며, 반응 시간이 조건의 변화에 해당할 수 있고, 반응 시간의 단위가 사이클에 해당할 수 있다. 예를 들어, 5, 10, 15분 등과 같은 5분 간격이 하나의 반응 시간으로 설정되는 경우, 사이클은 5분 사이클, 10분 사이클, 15분 사이클 등으로 표현될 수 있다. 택일적으로, 5분 간격을 하나의 단위로 간주하면, 5분 사이클은 1 사이클, 10분 사이클은 2 사이클, 15분 사이클은 3 사이클 등으로 나타낼 수 있다.
또 다른 일예로, 멜팅 분석 또는 혼성화 분석의 경우, 일정 범위의 온도 내에서 온도를 변화시키면서 시그널의 변화를 측정할 수 있으며, 온도가 조건의 변화에 해당할 수 있고, 온도 단위(예를 들어, 측정 온도)가 사이클에 해당할 수 있다. 예를 들어, 40℃, 40.5℃, 50℃, 50.5℃ 등과 같이 0.5℃ 간격이 하나의 반응 시간으로 설정되는 경우, 사이클은 40℃ 사이클, 40.5℃ 사이클, 50℃ 사이클, 50.5℃ 사이클 등으로 표현될 수 있다. 택일적으로, 0.5℃ 간격을 하나의 단위로 간주하면, 40℃ 사이클은 1 사이클, 40.5℃ 사이클은 2 사이클, 50℃ 사이클은 3 사이클 등으로 나타낼 수 있다.
구체적으로, 일련의 반응을 반복하거나 일정한 시간 간격으로 반응을 반복하는 경우, 용어 "사이클" 또는 "사이클 번호"는 상기 반복의 하나의 단위를 의미한다.
예를 들어, 중합효소 연쇄반응(PCR)에서, 하나의 사이클 또는 사이클 번호는 타겟 분자의 변성(denaturation), 타겟 분자와 프라이머 간의 어닐링(혼성화) 및 프라이머 연장을 포함하는 반응 단위를 의미한다. 상기 반응의 반복의 증가가 조건의 변화에 해당할 수 있고, 상기 반복의 단위가 사이클 또는 사이클 번호에 해당할 수 있다.
시그널 증폭 반응에 의해 수득된 데이터 세트는 복수의 데이터 지점을 포함하고, 상기 각 데이터 지점은 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는다.
본원에서 사용된 용어 "시그널 값"은 시그널 발생 과정의 각 사이클에서 실제적으로 측정된 시그널 값(예컨대, 시그널 증폭 반응에 의해 가공된 형광 세기의 실제값) 또는 이들의 변형값을 의미한다. 상기 변형은 측정된 시그널 값(예컨대, 세기)의 수학적으로 가공된 값을 포함할 수 있다. 실제 측정된 시그널 값(즉, 원시 데이터 세트의 시그널 값)의 수학적으로 가공된 값의 예는 측정된 시그널 값에 선택된 상수를 더하거나, 측정된 시그널 값으로부터 선택된 상수를 빼거나, 측정된 시그널 값에 선택된 상수를 곱하거나, 또는 측정된 시그널 값을 선택된 상수로 나누어 수득된 값; 측정된 시그널 값의 로그값; 또는 측정된 시그널 값의 미분을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본원에서 사용된 용어 "시그널"은 용어 "시그널 값"을 포괄하는 것으로 의도되며 따라서 상기 두 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용된 시그널 값은 검출기에서 사이클 번호에서 초기에 검출된 시그널의 크기를 절대적 또는 상대적으로 정량화하여 수득된 값을 의미한다. 상기 시그널 값은 1차 변화값 또는 2차 변화값과 구별하기 위해 "0차 시그널 값", "원시(raw) 시그널 값" 또는 "원래의(original) 시그널 값"으로도 불린다. 상기 시그널 값의 단위는 이용된 시그널 발생 반응의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 실시간 PCR 증폭 반응에 의해 각 사이클 번호에서 시그널 값을 수득하는 경우, 상기 시그널 값은 RFU(Relative Fluorescence Unit)로 표시될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "데이터 지점(data point)"은 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 포함하는 하나의 좌표값(a coordinate value)을 의미한다. 용어 "데이터"는 데이터 세트를 구성하는 모든 정보를 의미한다. 예컨대, 사이클 번호 및 시그널 값 각각은 데이터이다.
시그널 발생 과정, 특히 시그널 증폭 반응에 의해 얻어진 데이터 지점은 2차원 직교 좌표계에서 좌표값으로 표시될 수 있다. 상기 좌표값에서 X-축은 사이클 번호를 나타내며, Y-축은 사이클 번호에서 측정되거나 가공된 시그널 값을 나타낸다.
본원에서 사용된 용어 "데이터 세트"는 데이터 지점들의 집합을 의미한다. 예를 들어, 데이터 세트는 시그널 발생 수단의 존재 하에서 실시된 시그널 증폭 반응에 의해 직접 수득된 데이터 지점의 집합이거나 원래의 데이터 세트로부터 변형된 데이터 지점의 집합일 수 있다. 상기 데이터 세트는 시그널 증폭 반응에 의해 수득된 복수의 데이터 지점들 또는 이의 변형된 데이터 지점들의 전부 또는 일부일 수 있다. 또한, 상기 데이터 세트는 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 n차 변화값을 포함하는 데이터 지점의 집합일 수 있다.
데이터 세트는 플롯팅되어 증폭 곡선을 생성할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "증폭 곡선"은 시그널 증폭 반응에 의해 얻은 곡선을 의미한다. 증폭 곡선은 샘플 내에 분석물질이 존재하는 경우에 수득되는 곡선, 또는 샘플 내에 분석물질이 존재하지 않은 경우에 수득되는 곡선(또는 선)을 포함한다. 일 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용되는 데이터 세트는 수학적 가공을 거치지 않은 원시 데이터 세트(raw dataset)이다. 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용되는 데이터 세트는 수학적으로 가공된 데이터 세트, 예를 들어 원시 데이터 세트에서 백그라운드 시그널을 제거하기 위하여 베이스라인이 차감된(baseline subtracted) 데이터 세트이다. 베이스라인 차감된 데이터 세트는 당업계에 공지된 다양한 방법(예컨대, 미국 특허 제8,560,247호)에 의해 얻을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 단계 (a) 이전에 시그널 발생 반응(예컨대, 시그널 증폭 반응)을 실시하여 데이터 세트를 수득하는 단계를 추가적으로 포함한다.
본원에서 사용된 데이터 세트는 검출 온도에서 시그널 발생 수단에 의해 수득된 데이터 세트를 포함한다. 본원에서의 데이터 세트는 시그널 증폭 반응에서 상이한 검출 온도에서의 검출에 의해 수득된 데이터 세트 중 어느 하나이거나, 상이한 시그널 검출 수단을 사용한 검출에 의해 수득된 데이터 세트 중 어느 하나일 수 있다.
상이한 검출 온도에서의 검출에 의해 수득된 데이터 세트는, 예를 들어, 단일 반응 용기에서 단일 시그널 발생 수단을 사용한 시그널 증폭 반응 동안 상이한 검출 온도에서(예컨대, 각 사이클 번호에서 최소 2개의 검출 온도에서) 시그널 값의 변화를 검출함으로써 수득된 데이터 세트를 의미한다. 예를 들어, 둘 이상의 데이터 세트는 본 발명자에 의해 개발된 MuDT1 기술(WO 2015/147412) 또는 MuDT2 기술(WO 2016/093619)에 따라 상이한 검출 온도에서의 검출에 의해 시그널 증폭 반응으로부터 수득될 수 있고, 본원에서 사용된 데이터 세트는 상기 데이터 세트 중 하나일 수 있다.
상이한 시그널 검출 수단을 사용하여 수득된 데이터 세트는, 예를 들어, 시그널 증폭 반응에서의 상이한 검출 수단(예컨대, 광학 모듈)을 사용하여 시그널 값의 변화를 검출함으로써 수득된 데이터 세트를 의미한다. 예를 들어, 둘 이상의 타겟 핵산 서열의 검출을 위해 둘 이상의 시그널 발생 수단(예컨대, 형광 표지)을 사용한 멀티플렉스 실시간 PCR에서, 데이터 세트는 상이한 광학 모듈을 함유하는 적절한 채널을 사용하여 상이한 시그널 발생 수단으로부터 시그널을 검출함으로써 수득될 수 있고, 본원에서의 데이터 세트는 상기 데이터 세트 중 하나일 수 있다.
단계 (b):
각 사이클에서의 정상-표시 값의 제공(120)
이후, 상기 시그널 값을 사용하여 데이트 세트의 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공한다.
본 단계에서, 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 정상-표시 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하는 "정상-표시 값 데이터 세트"가 수득된다.
정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값을 지칭한다. 정상-표시 값은 각 사이클 번호에 대해 계산되어 각 사이클 번호에 할당된다.
정상-표시 값은 그것이 시그널의 정상(normality)을 나타내는 한 다양한 방식으로 표현될 수 있다.
일 구현예에서, 정상-표시 값은 더 큰 정상-표시 값이 더 높은 정상 정도를 나타내는 수치로 표현된다. 이 경우, 더 작은 정상-표시 값은 상기 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 것을 나타내는 반면, 더 큰 정상-표시 값은 상기 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 1000의 정상-표시 값을 갖는 특정 사이클 번호는 정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높은 반면, -2000의 정상-표시 값을 갖는 또 다른 사이클 번호는 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다. 상기 표현된 바와 같은 정상-표시 값의 전형적인 예는 하기에 설명될 정상 스코어를 포함한다.
택일적인 구현예에서, 정상-표시 값은 더 작은 정상-표시 값이 더 높은 정상 정도를 나타내는 수치로 표현된다. 이 경우, 더 큰 정상-표시 값은 상기 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 것을 나타내는 반면, 더 작은 정상-표시 값은 상기 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 1000의 정상-표시 값을 갖는 특정 사이클 번호는 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높은 반면, -2000의 정상-표시 값을 갖는 또 다른 사이클 번호는 정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다.
데이트 세트의 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 다양한 방법에 의해 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 각 사이클 번호를 포함하는 2-5개의 연속적인 사이클 번호, 특히 상기 각 사이클 번호를 포함하는 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값으로부터 상기 각 사이클 번호에서의 변화값을 계산함으로써 제공된다. 예를 들어, 10번째 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 10번째 사이클 번호를 포함하는 2-5개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값으로부터 상기 10번째 사이클 번호에서의 변화값을 계산함으로써 제공된다.
각 사이클 번호에서의 시그널 값과 관련하여 본원에서 사용된 용어 "변화", "변화값", 또는 "변화의 값"은 특정 사이클 번호에서의 시그널 값의 변화의 양(정도)을 의미한다. "변화", "변화값", 또는 "변화의 값"은 특정 사이클 번호로부터 계산되므로, 그것은 "사이클 번호에서의 시그널 값의 변화값" 또는 간략하게 "사이클 번호에서의 변화값" 또는 이의 변형으로도 표현될 수 있다. 본원에서 사용된 "n차 변화값"은 특정 사이클 번호에서의 n-1차 변화값의 변화의 양(정도)을 의미한다. 상기 n차 변화값은 특정 사이클 번호로부터 계산되므로, "사이클 번호에서의 시그널 값의 n차 변화값" 또는 간략하게 "사이클 번호에서의 n차 변화값" 또는 이의 변형으로도 표현될 수 있다.
상기 변화값의 특정 예는 1차 변화값(예컨대, 1차 차분(difference), 1차 계차(difference quotient) 및 1차 미분(derivative)), 2차 변화값(예컨대, 2차 차분, 2차 계차 및 2차 미분), 3차 변화값(예컨대, 3차 차분, 3차 계차 및 3차 미분) 등을 포함한다.
따라서, 상기 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 사이클 번호를 포함하는 2-5개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값의 1차 변화값, 2차 변화값, 3차 변화값 등을 계산함으로써 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 사이클 번호를 포함하는 2-5개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값의 계산된 변화값을 변형함으로써 제공될 수 있다. 상기 변형은 임의의 수학적 변형, 계산, 처리 또는 연산을 포함한다. 수학적 변형, 계산, 처리 또는 연산은 상이한 사이클 번호에서의 변화값 사이의 덧셈, 뺄셈, 곱셈 또는 나눗셈을 포함할 수 있다. 수학적 변형, 계산, 처리 또는 연산은 변화값과 다른 인자(값)과의 덧셈, 뺄셈, 곱셈 또는 나눗셈을 포함할 수 있다.
변화값을 계산하기 위해 사용되는 시그널 값의 개수는, 2, 3, 4, 또는 5개를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
시그널 값의 개수가 2, 3, 4, 또는 5개인 경우, 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 사이클 번호를 포함하는 2, 3, 4, 또는 5개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값을 사용하여 변화값을 계산함으로써 제공될 수 있다.
정상-표시 값의 대표적인 예는 정상 스코어(normality score)이다.
본 명세서가 정상 표시-값의 더 명확한 이해를 위해 정상 스코어를 설명하고 있지만, 당업자는 정상 스코어 대신에 다른 정상-표시 값이 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
정상 표시-값의 예인 정상 스코어를 하기에 더 상세히 설명한다.
정상 스코어(Normality Score)
정상 스코어는 (i) 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산하는 단계; 및 (ii) 상기 2차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상 스코어를 계산하는 단계에 의해 수득되며; 상기 정상 스코어의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 실시된다.
(i) 각 사이클 번호에서 2차 변화값의 계산
먼저, 단계 (a)에서 수득된 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산한다. 2차 변화값의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 1차 변화값을 계산한 후, 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2개의 1차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산함으로써 실시된다.
본 단계에서, "1차 변화값 데이터 세트"(사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 1차 변화값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함함) 및 "2차 변화값 데이터 세트"(사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 2차 변화값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함함)는 원시 데이터 세트(사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함함) 또는 이의 변형된 데이터 세트로부터 수득된다.
1차 변화값 및 2차 변화값을 계산하는데 사용되는 용어 "시그널 값"은 다른 시그널 값과의 관계를 나타내는 값(예컨대, 1차 변화값, 2차 변화값 등과 같은 변화값)을 배제한 시그널 값으로서 "0차 시그널 값", "원시(raw) 시그널 값" 또는 "원래의(original) 시그널 값"으로도 불린다.
어느 특정 사이클 번호에 대해 본원에서 사용된 용어 "바로 인접한 사이클 번호"는 상기 특정 사이클 번호에 연속한 사이클 번호, 즉 상기 특정 사이클의 바로 이전(앞) 또는 바로 이후(뒤)의 사이클 번호를 의미한다. 예를 들어, 사이클 번호가 1씩 증가하는 전형적인 데이터 세트에서, 4번째 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호는 3번째 사이클 번호 또는 5번째 사이클 번호이다.
또한, 본원에서 사용된 용어 "2개의 바로 인접한 사이클 번호", "바로 인접한 2개의 사이클 번호", 또는 "연속적인 사이클 번호"는 서로 바로 인접한 2개의 사이클 번호, 즉 2개의 연속적인 사이클 번호를 의미한다. 예를 들어, 사이클 번호가 1씩 증가하는 전형적인 데이터 세트에서, 2개의 바로 인접한 사이클 번호는 사이클 x 및 x+1 또는 사이클 x-1 및 x를 의미한다.
각 사이클 번호에서의 시그널 값과 관련하여 본원에서 사용된 용어 "변화(change)", "변화값", 또는 "변화의 값"은 특정 사이클 번호에서의 시그널 값의 변화의 양(또는 정도)를 의미한다. "변화(change)", "변화값", 또는 "변화의 값"은 특정 사이클 번호로부터 계산되므로, "사이클 번호에서의 시그널 값의 변화값" 또는 간략하게 "사이클 번호에서의 변화값" 또는 이의 변형으로도 표현될 수 있다. 본원에서 사용된 "n차 변화값"은 특정 사이클 번호에서의 n-1차 변화값의 변화의 양(또는 정도)를 의미한다. 상기 n차 변화값은 특정 사이클 번호로부터 계산되므로, "사이클 번호에서의 시그널 값의 n차 변화값" 또는 간략하게 "사이클 번호에서의 n차 변화값" 또는 이의 변형으로도 표현될 수 있다. 특히, 0차 변화는 원시 시그널 값을 의미한다. 상기 정의에 따르면, 1차 변화값은 특정 사이클 번호에서의 0차 변화값(즉, 시그널 값)의 변화의 양(또는 정도)를 의미하고, 2차 변화값은 특정 사이클 번호에서의 1차 변화값(즉, 시그널 값의 변화의 양(또는 정도))의 변화의 양(또는 정도)를 의미한다. 하기에 설명할 바와 같이, 특정 사이클 번호에서의 1차 변화값 및 2차 변화값은 광의의 개념으로 상기 특정 사이클 번호 이외의 사이클 번호에서 계산된 것을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 용어 "변화값"은 용어 "변화율"과 상호교환적으로 사용될 수 있다.
본 단계에서, 각 사이클 번호에서의 2차 변화값은 각 사이클 번호에서의 시그널 값을 사용하여 수득된다. 구체적으로, 제2 변화값은 2개의 연속적인(바로 인접한) 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 1차 변화값을 계산한 후, 2개의 연속적인(바로 인접한) 사이클 번호에서의 2개의 1차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산함으로써 수득된다.
2차 변화값의 계산은 1차 변화값의 계산과 동일하거나 상이한 방식으로 실시될 수 있다.
변화값은 차분(difference), 계차(difference quotient) 및 미분(derivative)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있고, 따라서 n차 변화값(예컨대, 1차 변화값 및 2차 변화값)은 n차 차분, n차 계차 또는 n차 미분일 수 있다.
변화값, 특히 차분(차분값), 계차(계차값) 및 미분(미분값)은 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 계산되거나 수득될 수 있다.
예를 들어, 본원에 사용된 차분은 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 시그널 값 사이의 차이를 계산함으로써 수득될 수 있다. 본원에 사용된 계차는 상기 차분을 2개의 바로 인접한 사이클 번호 사이의 간격으로 나눔으로써 수득될 수 있다. 본원에서 사용된 미분은 2, 3, 4 이상의 데이터 지점에서 시그널 값에 최소 자승법을 적용하거나, 증폭 곡선 내의 각 사이클 번호에서의 접선(기울기)을 결정함으로써 수득될 수 있다.
2차 변화값을 계산할 때 사용되는 기호 y(x), D(x), D'(x) 및 D"(x)는 하기 의미를 가질 것이다:
기호 y(x)는 x번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 의미하며; D'(x)는 x번째 사이클 번호에서의 1차 변화값을 의미하고; D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 의미한다. 상기 정의에서 x는 1 이상의 정수로서, 데이터 세트 내의 특정 사이클 번호를 의미한다. 예를 들어, 수득된 데이터 세트가 45개 사이클 번호로 구성되는 경우, 각 사이클 번호는 1번째 사이클 번호(사이클 번호 1), 2번째 사이클 번호(사이클 번호 2)... 45번째 사이클 번호(사이클 번호 45)와 같은 표시를 사용하여 구별될 수 있다.
본원에 사용된 2차 변화값은 2차 차분, 2차 계차 및 2차 미분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
2차 차분은 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값을 사용하여 각 사이클 번호에서 1차 차분(사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 1차 차분을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함)을 계산한 후, 2개의 인접한 사이클 번호에서의 2개의 1차 차분을 사용하여 각 사이클 번호에서 2차 차분(사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 2차 차분을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함)을 계산함으로써 수득될 수 있다.
본원에 사용된 차분은 당업계에 알려진 다양한 방식으로 계산될 수 있다.
일 구현예에서, 2차 차분(또는 2차 계차)은 전향 차분법(forward difference method) 또는 후향 차분법(backward difference method)에 의해 계산된다.
예를 들어, 전향 차분법 또는 후향 차분법에 의해 2개의 시그널 값으로부터 1차 차분을 계산한 후, 전향 차분법 또는 후향 차분법에 의해 2개의 1차 차분으로부터 2차 차분을 계산할 수 있다. 전향 차분법이 1차 차분 및 2차 차분 모두의 계산에 적용될 수 있거나, 후향 차분법이 1차 차분 및 2차 차분 모두의 계산에 적용될 수 있거나, 전향 차분법이 1차 차분의 계산에 적용될 수 있고 후향 차분법이 2차 차분의 계산에 적용될 수 있거나, 후향 차분법이 1차 차분의 계산에 적용되고 전향 차분법이 2차 차분의 계산에 적용될 수 있다.
전향 차분법에 따르면, 2차 차분은 하기 수학식 I 및 II를 순차적으로 이용하거나, 또는 하기 수학식 III을 단독으로 이용하여 계산될 수 있다.
수학식 I
D'(x) = y(x+1) - y(x)
수학식 II
D"(x) = D'(x+1) - D'(x)
수학식 III
D"(x) = y(x+2) - 2 * y(x+1) + y(x)
상기 식에서, y(x), y(x+1) 및 y(x+2)는 각각 x번째 사이클 번호, x+1번째 사이클 번호 및 x+2번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 나타내며; D'(x)는 x번째 사이클 번호에서의 1차 차분을 나타내고; D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 차분을 나타낸다.
후향 차분법에 따르면, 2차 차분은 하기 수학식 IV 및 V를 순차적으로 이용하거나, 또는 하기 수학식 VI을 단독으로 이용하여 계산될 수 있다.
수학식 IV
D'(x) = y(x) - y(x-1)
수학식 V
D"(x) = D'(x) - D'(x-1)
수학식 VI
D"(x) = y(x) - 2 * y(x-1) + y(x-2)
상기 식에서, y(x), y(x-1) 및 y(x-2)는 각각 x번째 사이클 번호, x-1번째 사이클 번호 및 x-2번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 나타내며; D'(x)는 x번째 사이클 번호에서의 1차 차분을 나타내고; D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 차분을 나타낸다.
예를 들어, 전향 차분법의 경우, y(1), y(2), y(3), y(4) 및 y(5)가 각각 1, 8, 30, 100 및 500인 경우, D'(1), D'(2), D'(3) 및 D'(4)는 각각 7(=8-1), 22(=30-8), 70(=100-30) 및 400(=500-100)이고, D"(1), D"(2) 및 D"(3)은 각각 15(=22-7), 48(=70-22) 및 330(=400-70)인 반면, 후향 차분법의 경우, y(1), y(2), y(3), y(4) 및 y(5)가 각각 1, 8, 30, 100 및 500인 경우, D'(2), D'(3), D'(4) 및 D'(5)는 각각 7(=8-1), 22(=30-8), 70(=100-30) 및 400(=500-100)이고, D"(3), D"(4) 및 D"(5)은 각각 15(=22-7), 48(=70-22) 및 330(=400-70)일 것이다.
D'(x)가 다른 수학식, 예컨대 D'(x) = y(x) - y(x+1) 또는 D'(x) = y(x-1) - y(x)에 의해 계산될 수 있고, D"(x)가 다른 수학식 D"(x) = D'(x) - D'(x+1), D"(x) = y(x) - 2 * y(x+1) + y(x+2), D"(x) = D'(x-1)-D'(x), 또는 D"(x) = y(x-2) - 2 * y(x-1) + y(x)에 의해 계산될 수 있음에 유의한다.
전향 차분법에서, 최종 사이클 및 최종 사이클 바로 이전 사이클에서는 D"(x)가 계산되지 않는다. 예를 들어, 시그널 증폭 반응을 45개 사이클 번호까지 실시하는 경우, D"(45) 및 D"(44)는 46번째 사이클 번호 또는 47번째 사이클 번호에서의 시그널의 값이 없기 때문에 계산될 수 없다.
마찬가지로, 후향 차분법에서, 최초 사이클 및 최초 사이클 바로 이후 사이클에서는 D"(x)가 계산되지 않는다. 예를 들어, 시그널 증폭 반응을 45개 사이클 번호까지 실시하는 경우, D"(1) 및 D"(2)는 -1번째 사이클 번호 또는 0번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 없기 때문에 계산될 수 없다.
이와 같이, y(x), D(x), D"(x) 및 D"(x)와 같은 함수는 존재하지 않거나 정의될 수 없는 사이클 번호에 대해 계산되지 않는다.
전향 차분법 및 후향 차분법에 의해 수득된 결과는 사이클 번호와 관련하여 특정한 상호변환가능성을 갖는다는 점에 유의한다.
구체적으로, 전향 차분법에 의해 수득된 D'(x)는 후향 차분법에 의해 수득된 D'(x+1)과 동일하다. 예를 들어, 전향 차분법에 의해 수득된 1번째 사이클 번호에서의 1차 차분은 후향 차분법에 의해 수득된 2번째 사이클 번호에서의 2차 차분과 동일하다. 따라서, 이러한 상호변환가능성에 비추어, 당업자는 전향 차분법의 결과를 후향 차분법의 결과로 쉽게 변환할 수 있거나, 그 반대이다. 예를 들어, 전향 차분법에 의해 1차 차분을 얻은 경우, 후향 차분법의 결과로 변환하기 위해 x+1번째 사이클 번호에서 계산된 1차 차분을 x번째 사이클 번호에서의 1차 차분으로 간주할 수 있다.
또한, 전향 차분법에 의해 수득된 D"(x)는 후향 차분법에 의해 수득된 D"(x+2)와 동일하다. 예를 들어, 전향 차분법에 의해 수득된 1번째 사이클 번호에서의 2차 차분은 후향 차분법에 의해 수득된 3번째 사이클 번호에서의 2차 차분과 동일하다.
따라서, 이러한 상호변환가능성에 비추어, 당업자는 전향 차분법의 결과를 후향 차분법의 결과로 쉽게 변환할 수 있거나, 그 반대이다. 예를 들어, 전향 차분법에 의해 2차 차분을 얻은 경우, 후향 차분법의 결과로 변환하기 위해 x+2번째 사이클 번호에서 계산된 2차 차분을 x번째 사이클 번호에서의 2차 차분으로 간주할 수 있다.
후향 차분법에 의한 2차 차분의 계산이 본 출원의 실시예에 예시되어 있다. 하지만, 당업자는 후향 차분법 대신에 전향 차분법을 사용하고 후향 차분법과 동일한 결과를 얻기 위해 사이클 번호만을 변경할 수 있다. 따라서, 본원에서 특정 사이클에서의 1차 차분 및 2차 차분은 사용된 계산 방식에 따라 다른 사이클에서 계산된 것을 포함할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
(ii) 각 사이클 번호에서 정상 스코어의 계산
다음으로, 2차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상 스코어를 계산한다.
본원에서, 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 정상 스코어를 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하는 "정상 스코어 데이터 세트"가 수득된다.
정상 스코어의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 실시된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "정상 스코어"('NS'로 약칭됨)는 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 변화값의 크기 모두를 나타내는 수치를 의미한다. 정상 스코어는 시그널 증폭 반응에 의해 수득된 시그널의 정상 정도(the extent of normality of signals)를 나타내는 수치일 수 있다. 작은 정상 스코어는 상기 정상 스코어를 갖는 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 정상 스코어 1000을 갖는 특정 사이클 번호는 정상 시그널을 나타낼 가능성이 높은 반면, -2000의 정상 스코어를 갖는 또 다른 사이클 번호는 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다.
정상 스코어는 데이터 세트 내의 모든 사이클 번호 중에서 후보 사이클 번호를 선택하는데 사용될 뿐만 아니라 시그널 값의 변경 전의 정상 스코어("변경전 정상 스코어"로도 불림)와 시그널 값의 변경 후의 정상 스코어("변경후 정상 스코어"로도 불림)를 비교하여 비정상적인 시그널을 결정하는데 사용된다.
본원에 사용된 용어 "사이클 번호에서의 정상 스코어"는 특정 사이클 번호에서의 2차 변화값 및 상기 특정 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 변화값을 사용하여 계산되는 정상 스코어를 지칭하며, 특정 사이클 번호에 부여(할당)된다. 그것은 사이클 번호에서의 시그널 값으로부터 수득된 정상 스코어, 사이클 번호에서 시그널 값의 2차 변화값으로부터 수득된 정상 스코어, 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어, 또는 이의 변형과 같이 다양한 표현으로 기재될 수 있다. 특정 사이클 번호에서의 정상 스코어는 광의의 개념으로 다른 사이클 번호에서 계산된 것을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 계산하는데 사용되는 바로 인접한 사이클 번호는 x번째 사이클 바로 이전 또는 바로 이후의 사이클을 포함한다. 예를 들어, 사이클 번호가 1씩 증가하는 전형적인 데이터 세트에서, x번째 사이클 번호의 바로 인접한 사이클 번호는 사이클 번호 x+1 또는 사이클 번호 x-1이다.
정상 스코어는 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 수득된다. 전술한 바와 같이, 상기 2차 변화값은, 예를 들어 2차 차분, 2차 계차 또는 2차 미분일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어는 x번째 사이클 번호 및 x+1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 계산된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어는 x번째 사이클 번호 및 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 계산된다.
본원에서 사용된 부호 변화는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양의 부호(양의 값, +)를 갖고 x+1 또는 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음의 부호(음의 값, -)을 갖는 상황을 나타낸다. 2차 변화값 사이의 부호 변화를 나타내는 수학적 연산은 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양의 부호를 갖고 x+1 또는 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음의 부호를 갖는 경우 음의 정상 스코어를 제공하고, x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값과 x+1 또는 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값이 모두 동일한 부호(예컨대, 모두 양의 값 또는 모두 음의 값)를 갖는 경우 양의 정상 스코어를 제공하는 임의의 연산이다.
본원에 사용된 바와 같이 2차 변화값의 크기는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값의 크기 및 x+1 또는 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값의 크기의 조합을 나타낸다.
2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산의 예는 2차 변화값의 수학적 증폭(예컨대, 곱셈), 2차 변화값의 수학적 비율(예컨대, 나눗셈) 등을 포함한다.
일 구현예에 따르면, 정상 스코어는 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 변화값을 곱하여 계산된다. 상기 2차 변화값의 곱셈은 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 효과적으로 나타낸다.
보다 구체적으로, 정상 스코어는 하기 수학식 VII 또는 VIII에 의해 계산될 수 있다:
수학식 VII
NS(x) = D"(x) * D"(x+1)
상기 식에서, NS(x)는 x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내며, D"(x+1)은 x+1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내고, x는 1 이상의 정수이다.
수학식 VIII
NS(x) = D"(x) * D"(x-1)
상기 식에서, NS(x)는 x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내며, D"(x-1)은 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내고, x는 2 이상의 정수이다.
상기 수학식 VII 및 VIII에서, D"(x-1), D"(x) 및 D"(x+1)은 각각 사이클 번호 x-1, x 및 x+1에서의 2차 차분을 나타낸다.
예를 들어, D"(1), D"(2), D"(3) 및 D"(4)가 각각 -100, 50, 350, -400인 경우, NS(1), 수학식 VII에 대해 NS(2) 및 NS(3)은 각각 -5000(=-100*50), 17500(=50*350) 및 -14000(=350*-400)인 반면; 수학식 VIII에 대해 NS(2), NS(3) 및 NS(4)가 5000(=-100*50), 17500(=50*350) 및 -14000(=350*-400)일 것이다.
마지막 사이클 번호에서의 정상 스코어는 수학식 VII을 사용하는 경우 계산될 수 없는 반면, 첫 번째 사이클 번호에서의 정상 스코어는 수학식 VIII을 사용하는 경우 계산될 수 없음에 유의한다.
또한, 수학식 VII에 의해 수득된 정상 스코어 및 수학식 VIII에 의해 수득된 정상 스코어는 사이클 번호에 대해 특정한 상호변환가능성을 갖는다는 점에 유의한다.
구체적으로, 수학식 VII에 의해 수득된 NS(x)는 수학식 VIII에 의해 수득된 NS(x+1)과 동일하다. 예를 들어, 수학식 VII에 의해 수득된 4번째 사이클 번호에서의 정상 스코어는 수학식 VIII에 의해 수득된 5번째 사이클 번호에서의 정상 스코어와 동일하다.
따라서, 이러한 상호변환가능성에 비추어, 당업자라면 수학식 VII에 의해 수득된 정상 스코어를 수학식 VIII에 의해 수득된 정상 스코어로 쉽게 변환할 수 있고, 그 반대이다.
수학식 VII에 의한 정상 스코어의 계산이 본 출원의 실시예에 예시되어 있다. 하지만, 당업자는 수학식 VII 대신에 수학식 VIII을 사용하여 각 사이클 번호에서의 정상 스코어를 계산한 다음, 사이클 번호를 조정하여, 즉 상기 계산된 사이클 번호에서 1을 차감하여, 수학식 VII과 동일한 결과를 얻을 수 있을 것이다. 따라서, 특정 사이클 번호에서의 정상 스코어는 그 계산 방법에 따라 다른 사이클 번호에 계산된 정상 스코어를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 상기 수학식 VII 또는 수학식 VIII을 사용한 정상 스코어의 계산은 전향 차분법 또는 후향 차분법을 사용한 2차 변화값의 계산과 다양하게 조합될 수 있다.
예를 들어, 전향 차분법을 사용한 2차 차분의 계산은 수학식 VII을 사용한 정상 스코어의 계산과 조합될 수 있거나; 전향 차분법을 사용한 2차 차분의 계산은 수학식 VIII을 사용한 정상 스코어의 계산과 조합될 수 있거나; 후향 차분법을 사용한 2차 차분의 계산은 수학식 VII을 사용한 정상 스코어의 계산과 조합될 수 있거나; 후향 차분법을 사용한 2차 차분의 계산은 수학식 VIII을 사용한 정상 스코어의 계산과 조합될 수 있다.
그러나, 전향 차분법 또는 후향 차분법 중 어느 하나와 수학식 VII 또는 수학식 VIII 중 어느 하나의 다양한 조합에서, 동일한 정상 스코어를 갖는 사이클 번호는 일정한 규칙성을 가지고 달라지질 것이며, 이에 따라 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 역시 일정한 규칙성을 가지고 달라질 것임에 유의해야 한다.
예를 들어, 전향 차분법과 수학식 VII의 조합이 2번째 사이클 번호에서 -63의 정상 스코어를 생성하는 경우, 전향 차분법과 수학식 VIII의 조합은 3번째 사이클 번호에서 동일한 정상 스코어를 생성할 것이며, 후향 차분법과 수학식 VII의 조합은 4번째 사이클 번호에서 동일한 정상 스코어를 생성할 것이고, 후향 차분법과 수학식 VIII의 조합은 5번째 사이클 번호에서 동일한 정상 스코어를 생성할 것이다. 따라서, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호는 정상 스코어의 계산 방법에 따라 달라질 수 있다.
본 발명자들은 후향 차분법과 수학식 VII의 조합에 의해 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 이론적으로 결정된 사이클 번호가 실제 데이터 세트의 육안 검사에서 비정상적인 시그널을 나타낸다는 것을 확인하였다. 이는 후향 차분법과 수학식 VII의 조합을 사용한 본 발명의 방법이 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정하는데 있어 매우 정확하고 효과적임을 입증한다. 하지만, 전술한 사이클 번호 변화의 규칙을 고려할 때, 당업자라면 다른 조합을 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전향 차분법과 수학식 VII의 조합이 사용되는 경우, 결과에 사이클 번호 2를 더함으로써 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 조정할 수 있다. 따라서, 이러한 다양한 조합이 본 발명의 범위에 속한다는 것이 당업자에게 이해될 것이다.
전술한 바와 같이, 전향 차분법 또는 후향 차분법과 수학식 VII 또는 수학식 VIII의 조합에 따라, 각 사이클 번호에 해당하는 1차 차분, 2차 차분 및 정상 스코어는 일정한 규칙성을 가지고 달라질 수 있다. 따라서, 본원에서 특정 사이클 번호에서의 1차 차분, 2차 차분 및 정상 스코어는 다른 사이클 번호에서 계산된 것들을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
후향 차분법과 수학식 VII의 조합에 의한 정상 스코어의 계산은 또한 본원 실시예에서 확인될 수 있다.
단계 (c):
정상-표시 값에 의한 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)의 선택(130)
본 단계에서는, 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클(들)(candidate cycle)을 선택하며, 상기 후보 사이클(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당한다(130). 특히, 정상-표시 값이 정상 스코어인 경우, 비정적인 시그널에 대한 후보 사이클(들)은 정상 스코어에 의해 선택된다.
본원에서 사용된 용어 "후보 사이클 번호(candidate cycle number)"는 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높거나 비정상적인 시그널을 나타낼 것으로 예측되는 사이클 번호를 의미한다.
본 발명자들은 본 발명자들이 제시한 정상 스코어와 같은 정상-표시 값이 비정상적인 시그널과 높은 관련이 있으며, 즉 정상 스코어와 같은 정상-표시 값이 비정상적인 시그널에 대한 지시자로서 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명자들의 발견에 따르면, 정상-표시 값이 정상 스코어이고 정상 스코어가 수학식 VII 또는 VIII에 의해 계산되는 경우, 특정 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어가 작을수록 상기 사이클 번호는 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다. 따라서, 정상 스코어와 같은 정상-표시 값은 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호를 찾는데 사용된다.
표현 "정상 스코어에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)를 선택"하는 것은 그의 정상-표시 값에 기초하여 후보 사이클 번호(들)를 선택하는 것을 의미하며, 즉 정상-표시 값이 후보 사이클 번호를 선택하기 위한 기준으로의 역할을 한다는 것을 의미한다.
후보 사이클 번호의 선택은 정상-표시 값, 특히 정상 스코어의 크기(대소)에 기초하여 실시될 수 있다. 예를 들어, 정상 스코어 "70"은 정상 스코어 "-80"에 비해 크기가 더 큰 것으로 간주된다.
후보 사이클 번호의 선택은 하기와 같이 다양한 방법에 의해 달성될 수 있다:
일 구현예에서, 더 큰 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 선택되는 후보 사이클 번호는 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호이다.
후보 사이클 번호의 선택은 모든 사이클 번호에서의 정상-표시 값에 역치를 적용하고, 상기 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호(들)를 선택함으로써 실시될 수 있다.
선택되는 후보 사이클 번호(들)의 개수는 0 이상일 수 있다. 예를 들어, 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 없으면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 0이다. 만약 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 1개만 존재하면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 1이다. 만약 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 복수의 사이클 번호가 존재하면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 1 초과이다.
작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 점에 비추어, 후보 사이클 번호를 선택하는데 사용되는 역치는 0 미만의 시그널 값을 가질 수 있다. 역치는 경험적으로 또는 실험적으로 결정될 수 있다. 역치는, 예를 들어 -100, -200, -300, -400, -500, -600, -700, -800, -900, -1000, -2000, -3000, -4000 이하(이들 사이의 모든 값 포함)의 RFU(상대적 형광 단위)일 수 있다.
또 다른 구현예에서, 더 큰 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 선택되는 후보 사이클 번호는 역치보다 작고 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호이다.
후보 사이클 번호의 선택은 모든 사이클 번호에서의 정상-표시 값에 역치를 적용하고, 상기 역치보다 작고 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호(들)를 선택함으로써 실시될 수 있다.
선택되는 후보 사이클 번호(들)의 개수는 0 또는 1일 수 있다. 예를 들어, 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 없으면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 0이다. 만약 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 1개 이상의 사이클 번호가 존재하면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 1이다.
작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다는 점에 비추어, 후보 사이클 번호를 선택하는데 사용되는 역치는 0 미만의 시그널 값을 가질 수 있다. 역치는 경험적으로 또는 실험적으로 결정될 수 있다. 역치는, 예를 들어 -100, -200, -300, -400, -500, -600, -700, -800, -900, -1000, -2000, -3000, -4000 이하(이들 사이의 모든 값 포함)의 RFU(상대적 형광 단위)일 수 있다.
또 다른 구현예에서, 더 큰 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 선택되는 후보 사이클 번호는 음의 부호 및 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호이다.
후보 사이클 번호의 선택은 역치를 사용하지 않고, 즉 음의 부호 및 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호를 후보 사이클 번호로 선택함으로써, 실시된다.
선택되는 후보 사이클 번호(들)의 개수는 0 또는 1일 수 있다. 예를 들어, 음의 부호를 갖는 사이클 번호가 없으면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 0이다. 만약 음의 부호를 갖는 1개 이상의 사이클 번호가 존재하면, 선택되는 후보 사이클 번호의 개수는 1이다.
전술한 바와 같은 구현예 중 어느 것에서, 정의된 기준을 만족하는(예컨대, 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖거나, 역치보다 작고 최소인 정상-표시 값을 갖거나, 또는 음의 부호 및 최소인 정상-표시 값을 갖는) 사이클 번호가 없으면, 데이터 세트에서 후보 사이클이 선택되지 않는다. 이것은 본 발명에 의해 분석되는 데이터 세트가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 포함하지 않는다는 것을 나타낸다. 이 경우, 단계 (a)에서 수득된 데이터 세트가 비정상적인 시그널을 포함하지 않는다는 표시, 즉 상기 데이터 세트가 정상적인 시그널로 구성되어 있다는 표시가 디스플레이될 수 있다.
대안적인 구현예에서, 더 작은 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 시그널 값의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 후보 사이클은 (i) 0 초과의 값으로부터 선택된 역치보다 큰 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; (ii) 0 초과의 값으로부터 선택된 역치보다 크고 최대인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; 또는 (iii) 양의 부호 및 최대인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호이다.
전술한 바와 같이, 후보 사이클 번호의 선택시, 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값이 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상-표시 값으로 채택된다.
본원에 사용된 용어 "변경전 정상-표시 값"(예컨대, 변경전 정상 스코어)은 단계 (b)에서 제공된 정상-표시 값 또는 정상 스코어 중에서 상기 선택된 후보 사이클 번호에 해당하는 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)을 의미한다. 상기 변경전 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)은 단계 (b)에서 특정 사이클 번호에서 계산된 것이며, 이는 특정 사이클 번호에 할당된다. 즉, 변경전 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)은 단계 (d)에서의 시그널 변경 방식에 의해 변경되기 전의 시그널 값을 사용하여(즉, 변경되지 않은 시그널 값 또는 변경전 시그널 값을 사용하여) 특정 사이클 번호에서 계산된 것이다
용어 "변경전 정상-표시 값"(예컨대, 변경전 정상 스코어)은 하기 기재된 "변경후 정상-표시 값"(예컨대, 변경후 정상 스코어)와 구별된다.
후보 사이클 번호에서의 변경전 정상-표시 값(예컨대, 변경전 정상 스코어)은 본 단계에서 새롭게 계산되거나 생성되지 않지만, 후보 사이클 번호의 선택시에 동시에 또는 자동적으로 제공되거나 획득된다.
구체적으로, 모든 사이클 번호에서의 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)이 단계 (b)에서 제공되며, 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)가 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상-표시 값(예컨대, 변경전 정상 스코어)으로 지정되거나 할당된다. 따라서, 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)은 변경전 정상 표시-값(예컨대, 변경전 정상 스코어)에 해당한다.
후보 사이클 번호에서의 변경전 정상-표시 값(예컨대, 변경전 정상 스코어)은 이를 후보 사이클 번호에서의 "변경후 정상-표시 값"(예컨대, 변경후 정상 스코어)과 비교함으로써, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 결정하는데 사용된다.
단계 (d):
후보 사이클 번호에서 시그널 값의 변경 및 정상-표시 값의 추가의 제공(140)
본 단계에서는, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하며, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당한다(140).
수식어 "변경전(pre-alteration)" 및 "변경후(post-alteration)"는 2개의 요소인 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하기 전에 수득된 것과 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경한 후에 수득된 또 다른 것을 구별하기 위해 본원에 사용된다. 수식어 "변경전"은 "변경되지 않은"과 상호교환적으로 사용될 수 있고, 수식어 "변경후"는 "변경된"과 상호교환적으로 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 용어 "변경전 시그널 값"은 아직 변경되지 않은 특정 사이클 번호(특히, 후보 사이클 번호)에서의 시그널 값을 지칭하는 반면, 용어 "변경후 시그널 값"은 변경된 특정 사이클 번호에서의 시그널 값을 지칭한다. 용어 "변경전 사이클 번호"는 변경전 시그널 값을 갖는 사이클 번호를 지칭하는 반면, 용어 "변경후 사이클 번호"는 변경후 시그널 값을 갖는 사이클 번호를 지칭한다. 용어 "변경전 1차 차분", "변경전 2차 차분" 및 "변경전 정상-표시 값"(예컨대, "변경전 정상 스코어")은 각각 변경전 사이클 번호에서 계산된 1차 차분, 2차 차분 및 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)을 지칭하는 반면, 용어 "변경후 1차 차분", "변경후 2차 차분" 및 "변경후 정상-표시 값"(예컨대, "변경후 정상 스코어")은 각각 변경후 사이클 번호에서 계산된 1차 차분, 2차 차분 및 정상-표시 값(예컨대, 정상 스코어)을 지칭한다. 또한, 용어 "변경전 데이터 세트"는 변경전 시그널 값으로 구성된 데이터 세트를 지칭하는 반면, 용어 "변경후 데이터 세트"는 하나 이상의 변경후 시그널 값을 포함하는 데이터 세트를 지칭한다.
본 단계에서, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은, 당업계에 공지된 시그널 보정 방법을 포함하여 다양한 방식으로 변경될 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 본원에 기재된 시그널 변경 방식(방법)에 의해 변경될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "시그널 변경 방식(방법)"은 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 또 다른 적절한 시그널 값으로 변경하기 위한 수단 또는 규칙을 의미한다. 시그널 변경 방식(방법)은, 예를 들어 후보 사이클에서의 시그널 값에 대한 변경 방향(예컨대, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 증가하거나 감소하는지 여부) 및 변경 정도(예컨대, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 얼마나 많이 증가하거나 감소하는지 여부)를 결정하는 수단일 수 있다. 택일적으로, 시그널 변경 방식(방법)은 후보 사이클에서의 변경전 시그널 값이 변경되는 변경후 시그널 값(변경전 시그널 값보다 크거나 작음)을 결정하는 수단이다.
본 발명에 따른 시그널 변경 방식을 하기와 같이 상세히 설명한다.
일 구현예에서, 시그널 변경 방식은 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 그의 절대값이 감소하도록 변경되는 것을 포함한다. 즉, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 그의 절대값이 감소하도록 시그널 변경 방식에 의해 변경된다.
일 구현예에 따르면, 이러한 변경은 시그널 값의 부호가 바뀌는 변경을 포함하지 않는다.
예를 들어, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 "+10"이라고 가정하면, 상기 시그널 값의 이러한 변경은, 예를 들어, +9, +8, +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1 등으로의 변경을 포함하나, 예를 들어, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9 등으로의 변경을 포함하지 않는다. 유사하게, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 "-10"이라고 가정하면, 상기 시그널 값의 이러한 변경은, 예를 들어, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1 등으로의 변경을 포함하나, 예를 들어, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, +9 등으로의 변경을 포함하지 않는다.
일 구현예에 따르면, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 절대값은 변경전의 것의 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 20% 이하, 10% 이하, 또는 5% 이하로 감소된다.
특정 구현예에서, 시그널 변경 방식은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값보다 크거나 같도록 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하는 것을 포함한다. 즉, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값보다 크거나 갖도록 변경된다.
예를 들어, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 "11"이고 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값이 "6" 및 "8"이라고 가정하면, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "11"은 "11"보다 작고 "6" 이상인 임의의 시그널 값으로 변경될 수 있다. 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 "-11"이고 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값이 "-6" 및 "-8"이라고 가정하면, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "-11"은 "-11"보다 크고 "-6" 이하인 임의의 시그널 값으로 변경될 수 있다.
일 구현예에서, 시그널 변경 방식은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 큰 절대값보다 작도록 시그널 변경 방식에 의해 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하는 것을 포함한다.
추가의 특정 구현예에서, 시그널 변경 방식은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값에 근접하도록 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하는 것을 포함한다. 즉, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 그의 절대값이 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값에 근접하도록 시그널 변경 방식에 의해 변경된다.
예를 들어, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 "11"이고 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값이 "6" 및 "8"이라고 가정하면, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "11"은 "6"에 근접한 값, 예컨대, 6.1, 6.2 등으로 변경될 수 있다.
추가의 특정 구현예에서, 시그널 변경 방식은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값에 근접하도록 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하는 것을 포함한다.
일 구현예에서, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 (i) 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값 또는 (ii) 후보 사이클 번호 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값과 같은 참조 시그널 값을 고려하여 변경되는 경우, 변경후 시그널 값은 상기 참조 시그널 값의 150%-50% 이내, 140%-60% 이내, 130%-70% 이내, 120%-80% 이내, 110%-90% 이내 또는 105%-95% 이내이다. 일 구현예에서, 변경후 시그널 값은 상기 참조 시그널 값의 150% 이하, 140% 이하, 130% 이하, 120% 이하, 110% 이하, 또는 105% 이하이다. 일 구현예에서, 변경후 시그널 값은 상기 참조 시그널 값의 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상이다.
일 구현예에서, 시그널 변경 방식은 시그널 증가 곡선을 나타내는 데이터 세트에서 참조 시그널 값 이상인 변경후 시그널 값을 제공하거나 또는 시그널 감소 곡선을 나타내는 데이터 세트에서 참조 시그널 값 이하인 변경후 시그널 값을 제공한다.
일 구현예에서, 시그널 변경 방식에 의한 변경은 시그널 값의 부호가 바뀌는 변경을 포함하지 않는다.
또 다른 구현예에서, 시그널 변경 방식은 상기 후보 사이클 번호에서의 1차 변화값이 감소하도록 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하는 것을 포함한다. 즉, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 상기 후보 사이클 번호에서의 1차 변화값을 감소시키는 시그널 변경 방식에 의해 변경된다.
또 다른 구현예에서, 시그널 변경 방식은 상기 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 감소시키거나, 상기 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 증가시키는 것을 포함한다.
후보 사이클 번호에서의 2차 변화값의 부호는 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 증가 또는 감소와 관련된다.
양수의 2차 변화값은 후보 사이클 번호에서의 1차 변화값이 상기 후보 사이클 바로 이전 사이클 번호에서의 1차 변화값보다 크다는 것을 나타내며, 이는 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 상기 후보 사이클 번호 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값보다 상대적으로 더 크다는 것을 암시한다. 반대로, 후보 사이클 번호에서의 음수의 2차 변화값은 상기 후보 사이클 번호에서의 1차 변화값이 상기 후보 사이클 바로 이전 사이클 번호에서의 1차 변화값보다 작다는 것을 나타내며, 이는 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 상기 후보 사이클 번호 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값보다 상대적으로 작다는 것을 암시한다. 따라서, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경 방향(증가/감소)은 후보 사이클 번호에서의 2차 차분의 부호(양의 부호 또는 음의 부호)에 기초하여 결정될 수 있다. 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값은 시그널 값의 2차 차분, 2차 계차, 또는 2차 미분, 특히 상기 기재된 바와 같이 시그널 값의 2차 차분일 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 2차 차분의 부호를 사용하는 구현예에서, 시그널 변경 방식은, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 감소시키거나, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 증가시키는 것을 포함한다.
후보 사이클 번호에서의 2차 차분의 부호를 사용하는 특정 구현예에서, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양수인 경우, 단계 (d)의 시그널 변경 방식은 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중에서 상대적으로 작은 시그널 값 이상이 되도록 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 감소시키는 것을 포함한다.
후보 사이클 번호에서의 2차 차분의 부호를 사용하는 특정 구현예에서, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음수인 경우, 단계 (d)의 시그널 변경 방식은 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중에서 상대적으로 큰 시그널 값 이하가 되도록 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 증가시키는 것을 포함한다.
구체적으로, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양수인 경우, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 후보 사이클 번호에서의 시그널 값보다 작고 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 중 상대적으로 작은 사이클 이상인 또 다른 값으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 3개의 연속적인 시그널 값 "6", "11" 및 "8" 중에서 후보 사이클 번호로서 "11"의 시그널 값을 갖는 사이클 번호가 선택되고 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 양수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "11"은 "11"보다 작고 "6" 이상인 임의의 시그널 값으로 변경될 수 있다. 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경되는 시그널 값(변경후 값)의 예는 10, 9, 8, 7 또는 6(이들 숫자 사이의 모든 값 포함)을 포함할 수 있다. 상기 변경후 값은 상기 범위 내에서 임의로 선택될 수 있다.
택일적으로, 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값보다 크고 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 중 상대적으로 큰 것 이하인 또 다른 값으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 3개의 연속적인 시그널 값 "6", "3" 및 "8" 중에서 후보 사이클 번호로서 "3"의 시그널 값을 갖는 사이클 번호가 선택되고 상기 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값이 음수인 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "3"은 "3"보다 크고 "8" 이하인 임의의 시그널 값으로 변경될 수 있다. 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경되는 시그널 값(변경후 값)의 예는 4, 5, 6, 7 또는 8(이들 숫자 사이의 모든 값 포함)을 포함할 수 있다. 상기 변경후 값은 상기 범위 내에서 임의로 선택될 수 있다.
추가의 구현예에서, 정상 스코어가 정상-표시 값의 예로서 사용되는 경우, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은, (i) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어를 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 수득하는 단계, 및 (ii) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 수득하는 단계에 의해 수득된 변경후 시그널 값으로 변경된다. 일 구현예에 따르면, 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값의 절대값은 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값의 절대값보다 작다. 정상 스코어가 정상-표시 값의 예로 사용되는 경우, 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어가 이러한 변경후 1차 변화값의 더 작은 절대값을 제공하는 식을 설정하는데 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 변경후 1차 변화값의 더 작은 절대값은 후보 사이클 번호 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값에 근접한 변경후 시그널 값을 제공할 수 있다.
상기 구현예에 따르면, 변경전 1차 변화값은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값을 사용하여 계산될 수 있다. 변경전 1차 변화값은 변경전 1차 차분일 수 있다. 변경전 1차 차분은 수학식 I에서와 같은 전향 차분법 또는 수학식 IV에서와 같은 후향 차분법에 의해 계산될 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 정상 스코어가 정상-표시 값의 예로서 사용되는 경우, 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어는 식 VII 또는 VIII에 의해 계산될 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값과 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 합하여 계산될 수 있다.
본 구현예는 하기 수학식 IX 및 X를 사용하여 추가로 구현될 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 시그널 값(변경전 시그널 값)은 수학식 IX 및 X에 의해 결정된 시그널 값(변경후 시그널 값)으로 변경될 수 있다.
수학식 IX
상기 식에서, D'변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타내며, D'변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값을 나타내고, NS변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어를 나타내며; k는 1 이상의 수이고; c는 후보 사이클 번호를 나타낸다.
수학식 X
y변경후(c) = y변경전(c-1) + D'변경후(c)
상기 식에서, y변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 나타내고, y변경전(c-1)은 (후보 사이클 번호-1)에서의 변경전 시그널 값을 나타내며, D'변경후(c)는 수학식 IX에 의해 계산된, 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타낸다.
후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값(D'변경후(c))은 수학식 D'변경후(c) = y변경후(c) - y변경후(c-1)에 의해 계산될 수 있으므로, y변경후(c)는 수학식 y변경후(c) = y변경후(c-1) + D'변경후(c)에 의해 표현될 수 있다. (c-1)번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경되지 않는 것에 비추어 볼 때, y변경후(c-1)은 y변경전(c-1)과 동일한 것으로 고려될 수 있다. 따라서, y변경후(c)는 수학식 X에 나타낸 바와 같이 y변경전(c-1) 및 D'변경후(c)의 합에 의해 계산될 수 있다.
상기 수학식 IX에서, k는 대략 1, 특히 1의 수일 수 있다.
수학식 IX 및 X를 사용한 시그널 변경 방식의 예를 하기에 설명한다.
수학식 IX 및 X를 사용하여 c번째 사이클 번호(후보 사이클로서)에서의 시그널 값을 변경하는 경우, 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분(D'변경전(c)) 및 변경전 정상 스코어(NS변경전(c))를 수학식 IX에 적용하여, 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분(D'변경후(c))을 얻는다.
예를 들어, 후보 사이클 번호(예컨대, 10번째 사이클 번호)가 "8916.60"(RFU)의 시그널 값, "128.81"의 변경전 1차 차분 및 "-20235.34"의 변경전 정상 스코어를 갖는 특정 데이터 세트를 가정하는 경우, 상기 후보 사이클에서의 변경후 1차 차분은 다음과 같이 수학식 IX에 의해 계산될 수 있다:
이어서, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분(D'변경후(c)) 및 상기 후보 사이클 바로 이전 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(c-1))을 수학식 X에 적용하여, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값(y변경후(c))을 얻는다.
예를 들어, 9번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 8797.79라고 가정하면, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은 다음과 같이 수학식 X에 의해 계산될 수 있다: y변경후(10) = 8787.79 + 0.90 = 8788.69.
그 결과, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값 "8916.60"은 상기 수학식 IX 및 X에 따라 또 다른 시그널 값 "8788.69"로 변경될 수 있다.
본 발명의 본 구현예에 따른 시그널 변경 방식이 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서 보는 바와 같이, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(10))은 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값(y변경후(10))으로 대체된다.
이와 같이, 수학식 IX 및 X을 이용하는 경우, 후보 사이클에서의 변경후 시그널 값을 자동으로 제공할 수 있고, 이에 따라 후보 사이클에서의 원래의 시그널 값을 또 다른 시그널 값, 즉, 변경후 시그널 값으로 자동으로 대체할 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 상기와 같이 변경한 후, 상기 변경된 시그널 값(변경후 시그널 값)을 사용하여 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값이 추가로 제공된다. 특히, 정상 스코어가 정상-표시 값의 예로서 사용되는 경우, 변경된 시그널 값(변경후 시그널 값)을 사용하여 후보 사이클 번호에서의 정상 스코어가 추가로 제공된다.
변경된 시그널 값을 사용하여 후보 사이클 번호에서 추가로 제공되는 정상-표시 값 또는 정상 스코어는 후보 사이클 번호에서의 "변경후 정상-표시 값" 또는 "변경후 정상 스코어"로 지칭된다. 따라서, 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공되는 정상-표시 값 또는 정상 스코어는 변경후 정상-표시 값 또는 변경후 정상 스코어에 해당한다
본원에서 사용된 용어 "변경후 정상-표시 값" 또는 "변경후 정상 스코어"는 단계 (d)에서 변경된 시그널 값을 사용하여(즉, 변경후 시그널 값을 사용하여) 특정 사이클 번호에서 계산된 정상-표시 값 또는 정상 스코어를 지칭한다.
변경후 정상-표시 값 또는 변경후 정상 스코어는 단계 (b)에서의 변경전 정상-표시 값 또는 변경전 정상 스코어의 계산과 동일한 방식으로 계산될 수 있다.
예를 들어, 정상-표시 값의 예로서 변경후 정상 스코어는 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 사용하여 후보 사이클 번호에서의 2차 변화값을 재계산하고, 상기 2차 변화값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 정상 스코어를 재계산함으로써 추가로 제공될 수 있다.
후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값은, 이를 상기 후보 사이클 번호에서의 "변경전 정상-표시 값"과 비교함으로써, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 결정하는데 사용된다.
단계 (e):
변경후 정상-표시 값과 변경후 정상-표시 값의 비교(150)
본 단계에서는, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교한다(150). 특히, 정상 스코어가 정상-표시 값의 예로서 사용되는 경우, 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상 스코어를 변경전 정상 스코어와 비교한다.
2개의 정상-표시 값과 관련하여 용어 "비교하다", "비교하는" 또는 "비교"는 2개의 정상-표시 값 중 어느 것이 더 큰지 결정하는 과정을 지칭한다. 2개의 정상-표시 값 사이의 비교는 정상-표시 값의 부호, 즉 양의 부호 또는 음의 부호를 고려하여 실시되어야 한다. 예를 들어, 정상-표시 값 "10"은 정상-표시 값 "-80"보다 더 큰 것으로 간주된다.
비교를 위해 사용된 변경후 정상-표시 값은 단계 (d)에서 추가로 제공된 것인데 반해, 변경후 정상-표시 값은 단계 (b)에서 제공되어 단계 (c)에서 채택된 것이다.
단계 (f):
비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호의 결정(160)
본 단계에서는, 단계 (e)에서의 비교 결과에 기초하여 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 결정한다(160).
구체적으로, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정한다.
더 큰 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 일 구현예에서, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 크면, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정한다. 이러한 특징을 갖는 정상-표시 값의 전형적인 예는 본원에 기재된 정상 스코어를 포함한다.
이러한 경우, 특정 사이클 번호에서의 작은 정상-표시 값은 상기 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널과 높은 관련이 있다. 다시 말하면, 특정 사이클 번호에서의 정상-표시 값이 작을수록 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 높다. 따라서, 본 발명의 방법에 따른 시그널 값의 변경에 의해 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값의 크기가 더 커지면, 상기 후보 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널이 정상적인 시그널로 변경된 것으로 볼 수 있으므로, 상기 후보 사이클 번호를 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정할 수 있다. 반대로, 본 발명의 방법에 따른 시그널 값의 변경에 의해 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값의 크기가 더 작아지면, 상기 후보 사이클 번호에서의 정상적인 시그널이 오히려 비정상적인 시그널로 변경된 것으로 볼 수 있으므로, 상기 후보 사이클 번호를 정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정할 수 있다.
더 작은 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 택일적인 구현예에서, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 작으면, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정한다.
이러한 경우, 특정 사이클 번호에서의 작은 정상-표시 값은 상기 사이클 번호에서의 정상적인 시그널과 높은 관련이 있다. 다시 말하면, 특정 사이클 번호에서의 정상-표시 값이 더 작을수록 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타낼 가능성이 낮다. 따라서, 본 발명의 방법에 따른 시그널 값의 변경에 의해 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값의 크기가 더 작아지면, 상기 후보 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널이 정상적인 시그널로 변경된 것으로 볼 수 있으므로, 상기 후보 사이클 번호를 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정할 수 있다. 반대로, 본 발명의 방법에 따른 시그널 값의 변경에 의해 후보 사이클 번호에서의 정상-표시 값의 크기가 더 커지면, 상기 후보 사이클 번호에서의 정상적인 시그널이 오히려 비정상적인 시그널로 변경된 것으로 볼 수 있으므로, 상기 후보 사이클 번호를 정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 사이클 번호에서의 변경전 정상-표시 값과 변경후 정상-표시 값의 비교를 통해, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호와 정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 구별할 수 있다.
상기 기재된 섹션 I의 방법은 다수의 PCR에 의해 수득된 복수의 데이터 세트에 적용될 수 있다. 예를 들어, 멀티플렉스 PCR에 의해 복수의 데이터 세트가 수득되는 경우, 섹션 I의 방법은 각 데이터 세트에 적용되어 각 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정할 수 있을 뿐만 아니라 각 데이터 세트를 보정할 수 있다. 구체적으로, 본 발명자들에 의해 개발된 MuDT1 기술(WO 2015/147412 참고)에 따라 단일 증폭 반응으로부터 상이한 검출 온도에서의 검출에 의해 복수의 데이터 세트를 수득하는 경우, 섹션 I의 방법은 각 데이터 세트에 적용되어 각 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정할 뿐만 아니라 각 데이터 세트를 보정한다.
비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정하는 것 외에도, 본 발명의 방법은 데이터 세트 내의 비정상적인 시그널을 보정하는데, 즉 보정된 데이터 세트를 제공하는데 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명의 방법에 따라 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되는 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 적절한 시그널 값으로 변경함으로써 보정된 데이터 세트가 제공될 수 있다.
상기 보정된 데이터 세트의 제공과 관련하여, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 변경후 데이터 세트가 보정된 데이터 세트로서 제공될 수 있는 반면, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 낮은 정상 정도를 나타내는 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경을 무효화하면서 변경후 데이터 세트 대신에 변경전 데이터 세트가 제공될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "변경"은 특정한 값 등을 또 다른 값으로 단순히 치환 또는 대체하는 것을 가리키는데 반해, 용어 "보정"은 비정상적인 값을 정상적인 값으로 치환 또는 대체하는 것을 가리킨다. 다시 말하면, 변경과 달리, 보정은 특정한 값의 특징이 개선되는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 방법은 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되면, 보정된 데이터 세트(변경후 데이터 세트)를 제공하는 반면, 후보 사이클 번호가 정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되면, 보정되지 않은 데이터 세트(변경전 데이터 세트)를 제공한다.
택일적으로, 본 발명의 방법은 변경후 데이터 세트 및 변경전 데이터 세트 중 어느 하나를 제공하거나, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 제공하도록 설계될 수 있다.
일 구현예에서, 보정된 데이터 세트(변경후 데이터 세트)가 제공되는 경우, 보정된 데이터 세트는, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 적합한 시그널 값으로 변경하는 것뿐만 아니라 비정상적인 시그널을 나타내는 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값을 추가로 변경함으로써 제공될 수 있다. 이 경우, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경은 각 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 변경전 시그널 값 사이의 차이가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 차이와 동일하도록 실시될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 변경후 데이터 세트를 표시하지 않고 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호만을 표시하도록 설계된다.
또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법은 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 표시하지 않고 변경후 데이터 세트만을 표시하도록 설계된다.
또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법은 변경전 데이터 세트와 함께 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 표시하거나 '재시험' 또는 '무효'와 같은 지시와 함께 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 표시하도록 설계된다.
이러한 본 발명의 방법의 설계는 당업자에 의해 용이하게 조정될 수 있고, 이는 또한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법의 단계 (c)에서 선택된 후보 사이클 번호는 복수의 후보 사이클 번호일 수 있다.
이 경우, 후보 사이클 번호는 상기 단계 (d)-(f)에 순차적으로 또는 동시에 적용된다.
구체적으로, 단계 (c)에서 복수의 후보 사이클 번호, 예컨대 제1 후보 사이클 번호 및 제2 후보 사이클 번호가 선택되는 경우, 후보 사이클 번호에서의 시그널 값을 시그널 변경 방식에 의해 개별적으로 변경하고, 각 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교한 다음, 각 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 결정한다.
일 구현예에 따르면, 복수의 후보 사이클 번호가 선택되고 하나의 후보 사이클에서의 시그널 값을 변경한 후 상기 하나의 후보 사이클에서의 변경후 정상-표시 값이 계산되는 경우, 다른 후보 사이클에서의 시그널 값은 변경후 시그널 값이 아니라 변경전 시그널 값이다. 택일적으로, 다른 후보 사이클에서의 변경후 시그널 값이 다른 후보 사이클에서의 변경전 시그널 값 대신에 사용될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출은 후보 사이클 번호를 선택하는 방식을 바꿔가며 수차례 실시될 수 있다.
II. 반복 방식에 의한 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출
본 발명의 방법은 추가의 비정상적인 시그널을 검출하기 위해 반복적으로 실시될 수 있다. 단계 (a)-(f)의 반복은 추가의 비정상적인 시그널을 검출할 수 있게 해줄 뿐만 아니라 보다 정확하게 보정된 데이터 세트를 제공할 수 있게 해준다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 반복하는 것을 추가로 포함하는, 반복 방식으로 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 제공한다: (g) 상기 단계 (f)를 실시한 후 변경후 데이터 세트를 제공하는 단계로서, 상기 변경후 데이터 세트는 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경함으로써 수득되며; (h) 상기 단계 (a)의 데이터 세트 대신에 상기 변경후 데이터 세트를 사용하여 상기 단계 (a)-(f)를 실시하는 단계.
상기 방법은, 추가의 비정상적인 시그널을 검출하기 위해 단계 (a)-(f)를 반복한다는 점에서, "반복 방식", "연속 방식", 또는 "루프 방식"으로도 불릴 수 있다.
상기 반복 방식에 따르면, 추가의 비정상적인 시그널은 하기와 같이 검출될 수 있다:
단계 (g):
변경후 데이터 세트의 제공
먼저, 단계 (f)를 실시한 후 변경후 데이터 세트를 제공한다.
상기 변경후 데이터 세트는 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경함으로써 수득된다.
상기 단계 (f)에서, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호는 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된다. 이 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 변경되어 변경후 데이터 세트를 제공할 수 있다. 반대로, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 낮은 정상 정도를 나타내면, 변경후 데이터 세트는 제공되지 않고 상기 반복 모드를 더 이상 진행하지 않는다.
변경후 데이터 세트는 단계 (d)와 동일한 방식으로 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경함으로써 수득될 수 있다.
단계 (a)-(f)의 반복은 단계 (a)의 데이터 세트 대신에 새롭게 제공된 변경후 데이터 세트를 사용하여 실시된다.
단계 (a)-(f)를 실시하는 경우, 후보 사이클 번호는 동일한 방식으로 또는 상이한 방식으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 단계 (a)-(f)의 첫 번째 실시에서, 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 후보 사이클 번호로서 선택될 수 있고, 단계 (a)-(f)의 두 번째 실시에서, 역치보다 작고 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호가 후보 사이클 번호로서 선택된 사이클일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 변경후 데이터 세트는 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값을 추가로 변경함으로써 수득된다.
문구 "비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호"는 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 바로 이후의 사이클 번호부터 마지막 사이클 번호까지의 사이클 영역을 지칭한다. 예를 들어, 총 45개 사이클 번호로 구성된 데이터 세트의 경우, 25번째 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호는 26번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호까지의 영역을 가리킨다.
일 구현예에서, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경은 각 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 변경전 시그널 값 사이의 차이가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 차이와 동일하도록 실시된다.
예를 들어, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값과 변경후 시그널 값 사이의 차이가 "10"이라고 가정하면, 상기 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 각 사이클 번호에서의 시그널 값은 "10"의 차이만큼 낮아질 수 있다.
또 다른 구현예에서, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경은 각 사이클 번호에서의 1차 차분이 변하지 않도록 실시된다. 예를 들어, 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경된 경우, 11번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은, 11번째 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분이 변경전 1차 차분과 동일하도록, 10번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 11번째 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분을 합하여 계산된다. 동일한 방식으로, 12번째 사이클 번호에서의 시그널 값은 11번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 12번째 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분을 더하여 계산될 수 있다.
특히, 비정상적인 시그널을 나타내는 복수의 사이클 번호가 존재하는 경우, 상기 사이클 번호 중 어느 하나의 사이클 번호에서의 시그널 값 및 상기 사이클 번호 이후의 시그널 값의 변경은 이전에 실시된 다른 사이클 번호에서의 시그널 값 및 상기 사이클 번호 이후의 시그널 값의 변경을 고려하여 실시된다.
예를 들어, 비정상적인 시그널을 나타내는 10번째 및 27번째 사이클 번호가 존재하는 경우, 10번째 사이클 및 그 이후의 모든 시그널 값이 변경된 다음, 27번째 및 그 이후의 모든 시그널 값이 변경될 수 있다. 이 경우, 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경은 또한 10번째 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(27번째 사이클 번호 포함)에서의 시그널 값에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 "300"에서 "100"으로 변경되는 경우, 27번째 사이클 번호에서의 시그널 값 역시 "200"의 차이만큼 낮아진다. 따라서, 이후의 27번째 사이클 번호에서의 변경은 10번째 사이클 번호 및 그 이후에서의 시그널 값의 변경을 고려하여 실시되어야 한다. 예를 들어, 27번째 사이클 및 그 이후에서의 시그널 값이 변경되는 경우, 시그널 값은 10번째 사이클 번호의 변경에 의해 영향을 받은 값으로부터 추가로 변경될 수 있다.
단계 (h):
단계 (a)-(f)의 실시
다음으로, 단계 (a)의 데이터 세트 대신에 상기 변경후 데이터 세트를 사용하여 단계 (a)-(f)를 반복한다.
단계 (a)-(f)의 반복은, 변경후 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값을 제공하고 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)를 선택하는 단계로서, 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하고; 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며; 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계에 의해 실시된다.
정상-표시 값이 정상 스코어인 경우, 단계 (a)-(f)는, 변경후 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산하는 단계; 상기 2차 변화값을 사용하여 변경후 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상 스코어를 계산하는 단계; 상기 정상 스코어에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 계산된 정상 스코어는 변경전 정상 스코어에 해당하고; 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상 스코어를 재계산하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 재계산된 정상 스코어는 변경후 정상 스코어에 해당하고; 상기 후보 사이클 번호에서 변경후 정상 스코어를 변경전 정상 스코어와 비교하는 단계; 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계에 의해 실시될 수 있다.
단계 (a)-(f)의 반복은 변경전 데이터 세트 대신에 새로운 변경후 데이터 세트를 사용하여 새로운 후보 사이클 번호를 선택하는 것을 제외하면, 섹션 I에 기재된 것과 동일하다.
단계 (a)-(f)의 반복은, 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 사이클 번호가 존재하지 않으면, 종료될 수 있다. 예를 들어, 하나의 후보 사이클 번호가 선택되고 상기 선택된 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내지 않는 것으로 결정되는 경우, 또는 복수의 후보 사이클 번호가 선택되고 상기 선택된 후보 사이클 번호 모두가 비정상적인 시그널을 나타내지 않는 것으로 결정되는 경우, 단계 (a)-(f)의 반복은 종료될 수 있다.
상기 반복이 종료되는 경우, 상기 반복 동안 결정된 모든 사이클 번호가 원래의 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로서 최종적으로 결정된다.
단계 (a)-(f)의 반복에서, 모든 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값과 함께 미리 계산될 수 있다. 즉, 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 단계 (d)의 첫 번째 실시에서 계산되는 경우, 단계 (d)의 두 번째 실시에서 계산되는 다른 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 함께 단계 (d)의 첫 번재 실시에서 미리 결정될 수 있다.
반복 방식에 따르면, 단계 (a)-(f)의 반복 동안 후보 사이클 번호의 선택에 사용된 각 데이터 세트는 상이한 용어를 사용하여 구별될 수 있다. 예를 들어, 단계 (a)-(f)가 2회 실시되는 경우, 각 반복에서 사용된 각 데이터 세트는 "변경전 데이터 세트", "1차 변경후 데이터 세트", "2차 변경후 데이터 세트" 등으로 불릴 수 있다.
"1차 변경후 데이터 세트"는 단계 (a)-(f)의 첫 번째 실시에서 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 사이클 번호에서의 시그널 값이 그의 적절한 변경후 시그널 값으로 대체된 데이터 세트를 지칭하고; "2차 변경후 데이터 세트"는 단계 (a)-(f)의 두 번째 실시에서 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 또 다른 사이클 번호에서의 시그널 값이 그의 적절한 변경후 시그널 값으로 추가로 대체된 데이터 세트를 지칭한다.
상기 기재된 섹션 II의 방법은 다수의 PCR에 의해 수득된 복수의 데이터 세트에 적용될 수 있다. 예를 들어, 멀티플렉스 PCR에 의해 복수의 데이터 세트가 수득되는 경우, 섹션 II의 방법은 각 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정할 수 있을 뿐만 아니라 각 데이터 세트를 보정할 수 있다. 구체적으로, 본 발명자들에 의해 개발된 MuDT1 기술(WO 2015/147412 참고)에 따라 단일 증폭 반응으로부터 상이한 검출 온도에서의 검출에 의해 복수의 데이터 세트가 수득되는 경우, 섹션 II의 방법은 각 데이터 세트에 적용되어 각 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정할 뿐만 아니라 각 데이터 세트를 보정한다.
비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정하는 것 외에도, 섹션 II의 방법은 데이터 세트 내의 비정상적인 시그널을 보정하는데, 즉 보정된 데이터 세트를 제공하는데 적용될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되는 경우, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경된 데이터 세트가 보정된 데이터 세트(예컨대, 증폭 곡선)로서 제공될 수 있다.
반복이 종료되면, 상기 반복 동안 결정된 모든 사이클 번호가 원래의 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로서 최종적으로 결정된다.
반복이 종료되면, 종료 이전에 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경된 데이터 세트가 보정된 데이터 세트로서 최종적으로 제공될 수 있다.
보정된 데이터 세트는 추가 분석을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 세트는 타겟 분석물질의 존재/부존재를 결정하는데 사용될 수 있다.
섹션 I 및 II의 방법은 특정 영역, 예컨대 데이터 세트 내의 모든 사이클 번호가 아닌 데이터 세트 내의 관심 영역에 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명의 방법은 데이터 세트 내의 베이스라인 영역 내의 사이클 번호에만 적용될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법은 데이터 세트 내의 지수 영역 내의 사이클 번호에만 적용될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법은 데이터 세트 내의 정체 영역 내의 사이클 번호에만 적용될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법은 사용자에 의해 선택된 사이클 번호에만 적용될 수 있다. 분석될 사이클 번호는 임의로 선택될 수 있다. 예를 들어, 분석될 사이클 번호는 3번째 사이클 번호부터 마지막 사이클 번호까지, 5번째 사이클 번호부터 마지막 사이클 번호까지, 또는 7번째 사이클 번호부터 마지막 사이클 번호까지이다. 택일적으로, 분석될 사이클 번호는 중간-범위 사이클 번호이다.
상기 기재된 섹션 I 및 II의 방법은 당업계에 알려진 다른 방법, 예를 들어 미국 특허 제8,560,247호 및 미국 특허 출원 공개 제2015/0186598호에 개시된 것과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재된 방법 중 어느 것의 결과를 당업계에 알려진 임의의 종래의 방법의 결과와 비교한 다음, 공통적으로 결정된 사이클 번호가 궁극적으로 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정될 수 있다.
정상-표시 값은 상기 기재된 정상 스코어뿐만 아니라 2개의 사이클 번호에서의 2개의 1차 변화값을 곱하여 수득된 값을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널을 보정하는 공지된 방법이 선택된 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하기 위해 단계 (d)에 적용될 수 있다.
III. 데이터 세트에서 비정상적인 시그널의 검출(후보 사이클의 선택 없음)
비정상적인 시그널의 검출은 후보 사이클을 선택하지 않고 실시된다.
본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 데이터 세트 내의 모든 사이클 번호에 대하여 하기 단계 (b-1) 내지 (b-4)를 실시하는 단계;
(b-1) 시그널 값을 사용하여 사이클 번호에서의 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(b-2) 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하고, 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 사이클 번호에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(b-3) 상기 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(b-4) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 크면, 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
섹션 I 및 II의 방법과 달리, 섹션 III의 방법은 선택된 후보 사이클 번호를 분석하는 대신에 모든 사이클 번호를 순차적으로 분석하는 것을 특징으로 한다.
섹션 III의 방법은 모든 사이클 번호가 적어도 1회 분석되는 한, 사이클 번호의 분석 순서에 제한되지 않는다. 즉, 데이터 세트 내의 모든 사이클 번호가, 예컨대 순차적으로, 무작위로, 또는 규칙적인 방식으로, 섹션 III의 방법에 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 단계 (a)에서 수득된 데이터 세트는 비정상적인 시그널이 나타날 가능성이 낮은 사이클 영역을 제외한 데이터 세트일 수 있다. 예를 들어, 단계 (a)에서의 데이터 세트는 1번째 사이클 번호부터 10번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 9번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 8번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 7번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 6번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 5번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 4번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 3번째 사이클 번호, 1번째 사이클 번호부터 2번째 사이클 번호, 또는 1번째 사이클 번호의 사이클 영역을 제외한 데이터 세트일 수 있다.
섹션 III의 방법은 섹션 I 및 II의 방법과 유사하므로, 이들 사이의 공통된 내용은 반복 기재에 의한 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위해 생략한다.
IV. 시그널 추출용 기록매체, 컴퓨터 프로그램 및 장치
하기 기재된 본 발명의 기록 매체, 장치 및 컴퓨터 프로그램은 본 발명의 방법을 컴퓨터에서 실시하기 위한 것이므로, 이들 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 의한 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는 지시를 포함하는 컴퓨터 해독가능한 기록매체를 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수신하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는 지시를 포함하는 컴퓨터 해독가능한 기록매체를 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 데이터 세트 내의 전체 사이클 번호에 대하여 하기 단계 (b-1) 내지 (b-4)를 실시하는 단계;
(b-1) 시그널 값을 사용하여 사이클 번호에서의 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(b-2) 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하고, 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 사이클 번호에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(b-3) 상기 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(b-4) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는, 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수신하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는, 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 제공한다:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 데이터 세트 내의 전체 사이클 번호에 대하여 하기 단계 (b-1) 내지 (b-4)를 실시하는 단계;
(b-1) 시그널 값을 사용하여 사이클 번호에서의 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(b-2) 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하고, 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 사이클 번호에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(b-3) 상기 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(b-4) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
프로그램 지시들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서가 상술한 본 발명의 방법을 실행하도록 한다. 본 발명의 방법을 실행하는 프로그램 지시들은 다음의 지시를 포함할 수 있다: (i) 데이터 세트 내의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산하도록 하는 지시; (ii) 2차 변화값을 사용하여 각 사이클 번호에서 정상-표시 값을 계산하도록 하는 지시; (iii) 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)를 선택하도록 하는 지시; (iv) 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 후보 사이클 번호(들)에서 정상-표시 값을 재계산하도록 하는 지시; (v) 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하도록 하는 지시; 및 (vi) 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 결정하도록 하는 지시.
본 발명의 방법은 프로세서에서 실행되며, 상기 프로세서는 독립 실행형 컴퓨터(stand alone computer), 네트워크 부착 컴퓨터 또는 실시간 PCR 장치와 같은 데이터 수득 장치에 있는 프로세서일 수 있다.
컴퓨터 해독가능한 기록매체의 유형은 CD-R, CD-ROM, DVD, 플래쉬 메모리, 플로피 디스크, 하드 드라이브, 포터블 HDD, USB, 마그네틱 테이프, MINIDISC, 비휘발성 메모리 카드, EEPROM, 광학 디스크, 광학 저장매체, RAM, ROM, 시스템 메모리 및 웹 서버를 포함하는 다양한 기록 매체를 포함한다.
시그널 발생 과정으로부터의 시그널 값은 몇 가지 기전을 통해 수신될 수 있다. 예를 들어, 시그널 값은 PCR 데이터 수집 장치에 있는 프로세서에 의해 수집될 수 있다. 시그널 값은 시그널 값이 수집됨에 따라 실시간으로 프로세서에 제공될 수 있거나, 시그널 값은 메모리 유닛 또는 버퍼에 저장되고 실험 완료 후 프로세서에 제공될 수 있다. 유사하게, 시그널 값은 상기 수집 장치와의 네트워크 연결(예컨대, LAN, VPN, 인터넷 및 인트라넷) 또는 직접 연결(예컨대, USB 또는 다른 직접 유선 연결 또는 무선 연결)에 의해 데스크탑 컴퓨터 시스템과 같은 별도의 시스템에 제공될 수 있거나, 또는 CD, DVD, 플로피 디스크 및 포터블 HDD와 같은 포터블 매체 상에 제공될 수 있다. 유사하게, 시그널 값은 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터 시스템과 같은 클라이언트에 네트워크 연결(예컨대, LAN, VPN, 인터넷, 인트라넷 및 무선 통신 네트워크)을 통하여 서버 시스템에 제공될 수 있다.
본 발명을 실행하는 프로세서를 구현하는 지시들은 로직 시스템에 포함될 수 있다. 상기 지시는, 비록 포터블 HDD, USB, 플로피 디스크, CD 및 DVD와 같은 임의의 소프트웨어 기록 매체로 제공될 수 있지만, 다운로드 가능하고 메모리 모듈(예컨대, 하드 드라이브 또는 로컬 또는 부착 RAM 또는 ROM과 같은 다른 메모리)에 저장될 수 있다. 본 발명을 실행하는 컴퓨터 코드는, C, C++, Java, Visual Basic, VBScript, JavaScript, Perl 및 XML과 같은 다양한 코딩 언어로 실행될 수 있다. 또한, 다양한 언어 및 프로토콜은 본 발명에 따른 시그널과 명령의 외부 및 내부 저장과 전달에 이용될 수 있다.
본 발명의 추가의 양태에서, 본 발명은 (a) 컴퓨터 프로세서, 및 (b) 상기 컴퓨터 프로세서에 커플링된 상기 기재된 컴퓨터 해독가능한 기록매체를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하기 위한 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 장치는 샘플 및 시그널 발생 수단을 수용할 수 있는 반응 용기, 상기 반응 용기의 온도를 조절하는 온도 조절 수단 및/또는 사이클 번호에서 시그널을 검출하는 검출기를 추가적으로 포함한다.
컴퓨터 프로세서는 하나의 프로세서가 상술한 퍼포먼스를 모두 하도록 구축될 수 있다. 택일적으로, 프로세서 유닛은 여러 개의 프로세서가 각각의 퍼포먼스를 실행하도록 구축할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 프로세서는 타겟 핵산 서열의 검출을 위한 종래의 장치(예컨대, 실시간 PCR 장치)에 소프트웨어를 인스톨하여 구현시킬 수 있다.
시그널 값은 다양한 방식으로 증폭 곡선으로 수신될 수 있다. 예를 들어, 시그널 값은 실시간 PCR 장치의 데이터 수집기 내에 프로세서에 의해 수신되고 수집될 수 있다. 시그널 값의 수집시, 이들은 실시간 방식으로 프로세서에 제공되거나, 메모리 단위 또는 버퍼에 저장된 다음, 실험 후에 프로세서에 제공될 수 있다.
유사하게, 시그널 값은 네트워크 연결(예컨대, LAN, VPN, 인트라넷 및 인터넷) 또는 직접 연결(예컨대, USB 및 유선 또는 무선 직접 연결)을 통해, 또는 CD, DVD, 플로피 디스크 및 휴대용 HDD와 같은 휴대용 매체를 통해, 실시간 PCR 장치로부터 데스크탑 컴퓨터 시스템과 같은 컴퓨터 시스템에 제공될 수 있다. 택일적으로, 시그널 값은 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터 시스템과 같은 클라이언트에 연결된 네트워크 연결(예컨대, LAN, VPN, 인트라넷, 인터넷 및 무선 통신 네트워크)을 통해 서버 시스템에 제공될 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법은 상기 컴퓨터 시스템 내로 공급자에 의해 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)에 의해 구현되고, 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램은 비정상적인 시그널의 검출을 위한 모든 기능을 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 본 발명의 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 저장된 프로그램 지시를 포함하는 프로그램일 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 C, C++, JAVA, Visual basic, VBScript, JavaScript, Perl, XML 및 기계 언어와 같은 적합한 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다. 상기 프로그램은 상기 기재된 수학적 기능을 위한 기능 코드 및 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의해 순서대로 프로세서를 구현하기 위한 제어 코드를 포함할 수 있다.
상기 코드는 프로세서에 의해 상기 기재된 기능을 구현하는데 필요한 부가적인 정보 또는 매체가 컴퓨터 시스템의 내부 또는 외부 메모리의 위치(어드레스)에서 참조되는 메모리 참조 코드를 더 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템이 프로세서의 기능을 구현하기 위해 원격의 또 다른 컴퓨터 또는 서버와의 통신을 필요로 하는 경우, 상기 코드는 프로세서가 통신 모듈(예컨대, 유선 및/또는 무선 통신 모듈)을 사용하여 원격의 또 다른 컴퓨터 또는 서버와 어떻게 통신하는지 또는 어떤 정보 또는 매체가 전송되는지를 코딩하는 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
본 발명을 구현하기 위한 기능적 프로그램 및 코드(코드 세그먼트)는 기록매체를 판독하고 프로그램을 실행하는 컴퓨터의 시스템 환경을 고려하여 당업계의 프로그래머에 의해 쉽게 추론되거나 변형될 수 있다.
컴퓨터 시스템에 네트워크 연결된 기록매체는 분산될 수 있고, 컴퓨터 해독가능한 코드는 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다. 이 경우, 복수의 분산된 컴퓨터 중 적어도 하나의 컴퓨터는 기능들의 일부를 구현할 수 있고, 기능의 일부를 구현하고 구현 결과를 적어도 하나의 컴퓨터에 전송할 수 있는 적어도 하나의 컴퓨터에 전송할 수 있다.
본 발명을 실행하기 위해 애플리케이션(즉, 프로그램)이 기록된 기록매체는 애플리케이션 스토어 또는 애플리케이션 제공자 서버에 포함된 기록매체(예컨대, 하드 디스크), 애플리케이션 제공자 서버 자체, 상기 프로그램 및 그의 기록매체를 갖는 또 다른 컴퓨터를 포함한다.
기록매체를 판독할 수 있는 컴퓨터 시스템은 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터와 같은 일반 PC, 스마트폰, 태블릿 PC, PDA(개인 디지털 보조장치) 및 모바일 통신 단말기와 같은 모바일 단말기뿐만 아니라 모든 컴퓨팅 실행가능 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명의 방법은 정상-표시 값을 사용하여 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 또는 나아가 복수의 비정상적인 시그널을 정확히 결정할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 방법은 데이터 세트 내에 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클이 존재하는지, 그리고 어떤 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는지 여부를 표시함으로써, 데이터 세트의 보정 또는 무효에 관한 정보를 제공한다.
(b) 본 발명의 방법은 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정되면 사이클 번호에서의 비정상적인 시그널이 정상적인 시그널 값으로 대체된 보정된 데이터 세트를 제공할 수 있다. 상기 보정된 데이터 세트는 타겟 분석물질(특히, 타겟 핵산서열)에 대한 새로운 데이터 세트로서 타겟 분석물질에 대한 정성 및/또는 정량 정보를 제공하는데 사용될 수 있다.
(c) 본 발명의 방법은 간단하고 시간 효율적인 방식으로 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클의 결정 및 비정상적인 시그널의 보정 모두를 달성할 수 있다.
(d) 또한, 본 발명의 방법에 의해 보정된 데이터 세트의 사용은 타겟 분석물질에 대한 위양성(false positive) 또는 위음성(false negative) 결과를 현저히 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 대표적인 구현예에 따라 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클을 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 실시예 1의 분석에 사용된 예시적인 데이터 세트(변경전 데이터 세트)를 나타낸다.
도 3은 도 2의 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어(NS)를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2의 데이터 세트에 대해 후보 사이클에서의 시그널 값을 변경하기 위한 본 발명의 시그널 변경 방식의 예를 나타낸다. 시그널 변경 방식에 따르면, 후보 사이클 번호로서 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(10))이 변경후 시그널 값(y변경후(10))으로 대체된 다음, 10번째 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값 역시 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된다.
도 5는 변경전 데이터 세트(도 2의 데이터 세트에 해당함; 점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 변경전 데이터 세트 내의 후보 사이클 번호(10번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(11번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 1차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 6은 1차 변경후 데이트 세트(도 5에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 도시하는 그래프이다.
도 7은 1차 변경후 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 1차 변경후 데이터 세트 내의 또 다른 후보 사이클 번호(11번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(12번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 2차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 8은 2차 변경후 데이터 세트(도 7에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 도시하는 그래프이다.
도 9는 2차 변경후 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 2차 변경후 데이터 세트 내의 또 다른 후보 사이클 번호(23번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(24번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 3차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 10은 3차 변경후 데이터 세트(도 9에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 2의 변경전 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 방법의 일 구현예에 따라 최종적으로 제공된 보정된 데이터 세트(2차 변경후 데이터 세트; 실선)를 나타낸다.
도 2는 실시예 1의 분석에 사용된 예시적인 데이터 세트(변경전 데이터 세트)를 나타낸다.
도 3은 도 2의 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어(NS)를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2의 데이터 세트에 대해 후보 사이클에서의 시그널 값을 변경하기 위한 본 발명의 시그널 변경 방식의 예를 나타낸다. 시그널 변경 방식에 따르면, 후보 사이클 번호로서 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(10))이 변경후 시그널 값(y변경후(10))으로 대체된 다음, 10번째 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값 역시 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된다.
도 5는 변경전 데이터 세트(도 2의 데이터 세트에 해당함; 점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 변경전 데이터 세트 내의 후보 사이클 번호(10번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(11번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 1차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 6은 1차 변경후 데이트 세트(도 5에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 도시하는 그래프이다.
도 7은 1차 변경후 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 1차 변경후 데이터 세트 내의 또 다른 후보 사이클 번호(11번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(12번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 2차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 8은 2차 변경후 데이터 세트(도 7에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 도시하는 그래프이다.
도 9는 2차 변경후 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 일 구현예에 따라 2차 변경후 데이터 세트 내의 또 다른 후보 사이클 번호(23번째 사이클 번호)에서의 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호(24번째 사이클 번호부터 45번째 사이클 번호)에서의 시그널 값이 각각의 적합한 변경후 시그널 값으로 대체된 3차 변경후 데이터 세트(실선)를 나타낸다.
도 10은 3차 변경후 데이터 세트(도 9에서 실선으로 표시됨)의 각 사이클 번호에서 계산된 정상 스코어를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 2의 변경전 데이터 세트(점선); 및 본 발명의 방법의 일 구현예에 따라 최종적으로 제공된 보정된 데이터 세트(2차 변경후 데이터 세트; 실선)를 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예
1: 비정상적인 시그널의 검출
본 발명의 일 구현예에 따라, 실시간 PCR 반응로부터 수득된 데이터 세트에서 비정상적인 시그널(abnormal signal)을 검출할 수 있는지 확인하였다.
<1-1> 실시간
PCR
반응에 의한 데이터 세트의 수득
분석물질에 대한 실시간 PCR 반응에 의해 수득된 데이터 세트 중에서, 본 발명의 일 구현예를 적용하기 위해 육안 검사에 의해 비정상적인 시그널을 가질 것으로 의심되는 데이터 세트를 선택하였다. 상기 실시간 PCR 반응은 CFX96™ Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad Laboratories)에서 시그널-발생 수단으로서 TaqMan 프로브를 사용하여 45 증폭 사이클로 실시하였다.
상기 선택된 데이터 세트(증폭 곡선) 및 각 사이클 번호에서 시그널 값(RFU)을 각각 도 2 및 표 1에 나타내었다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| RFU | 8776.39 | 8762.88 | 8768.55 | 8768.85 | 8778.93 | 8789.20 | 8801.55 | 8790.66 | 8787.79 | 8916.60 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| RFU | 8891.73 | 8897.98 | 8895.84 | 8897.33 | 8910.11 | 8923.05 | 8950.22 | 8992.13 | 9066.27 | 9175.60 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| RFU | 9316.99 | 9485.84 | 9666.92 | 9827.49 | 9961.62 | 10053.62 | 10124.35 | 10162.62 | 10192.80 | 10209.73 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| RFU | 10230.79 | 10253.57 | 10265.73 | 10278.29 | 10284.25 | 10295.40 | 10294.58 | 10288.54 | 10286.77 | 10283.82 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| RFU | 10286.75 | 10288.49 | 10295.78 | 10289.51 | 10300.51 | - | - | - | - | - |
<1-2> 각 사이클 번호에서 2차 차분의 계산
상기 데이터 세트에 대해, 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 시그널 값의 뺄셈에 의해 각 사이클 번호에서의 1차 차분(first order difference)을 계산하였다. 그리고 나서, 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 1차 차분의 뺄셈에 의해 각 사이클 번호에서의 2차 차분(second order difference)을 계산하였다. 상기 1차 차분 및 2차 차분의 계산은 후향 차분법(backward difference method)에 의해 실시하였다.
구체적으로, 각 사이클 번호에서의 2차 차분은 하기 수학식 IV 및 V를 순차적으로 사용하거나, 또는 하기 수학식 VI을 단독으로 사용하여 계산하였다.
수학식 IV
D'(x) = y(x) - y(x-1)
수학식 V
D"(x) = D'(x) - D'(x-1)
수학식 VI
D"(x) = y(x) - 2 * y(x-1) + y(x-2)
상기 식에서, D'(x)는 x번째 사이클 번호에서의 1차 차분을 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 차분을 나타내며, y(x)는 x번째 사이클 번호에서의 시그널 값이고, y(x-1)은 x-1번째 사이클 번호에서의 시그널 값이며, y(x-2)는 x-2번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 나타낸다.
<1-3> 각 사이클 번호에서의 정상 스코어(NS)의 계산
이후, 하기 수학식 VII에 따라 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 차분을 곱하여 각 사이클 번호에서의 정상 스코어(normality score; NS)를 계산하였다. 상기 정상 스코어는 정상-표시 값의 한 가지 예로서 사용하였다.
수학식 VII
NS(x) = D"(x) * D"(x+1)
상기 식에서, NS(x)는 x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클에서의 2차 차분을 나타내며, D"(x+1)은 x+1번째 사이클 번호에서의 2차 차분을 나타낸다.
상기 계산된 각 사이클 번호에서의 NS를 도 3 및 표 2에 도식적으로 나타내었다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| NS | - | - | -102.90 | -52.50 | 1.75 | 0.37 | -48.65 | -186.50 | 1056.35 | -20235.34 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| NS | -4782.73 | -261.09 | -30.48 | 41.00 | 1.87 | 2.36 | 209.66 | 475.09 | 1134.40 | 1128.29 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| NS | 880.30 | 335.69 | -250.71 | 542.08 | 1113.66 | 896.35 | 690.30 | 262.68 | 107.27 | -54.72 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| NS | 7.12 | -18.31 | -4.19 | -2.60 | -34.23 | -62.05 | 62.44 | -22.27 | -5.04 | -6.95 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| NS | -7.00 | -6.60 | -75.19 | -234.17 | - | - | - | - | - | - |
<1-4> 후보 사이클의 선택 및 변경전 NS의 제공
실시예 <1-3>에서 계산된 NS에 기초하여(도 3 및 표 2 참고), 최소 NS를 갖는 사이클 번호를 후보 사이클 번호로 선택하였다. 그 결과, 10번째 사이클 번호(NS = -20235.34; 시그널 값: 8916.60)가 후보 사이클 번호로서 선택되었다.
또한, 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-20235.34"를 변경전 NS로서 채택하였고, 이를 실시예 <1-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<1-5> 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경 및 변경후 NS의 제공
후보 사이클 번호, 즉 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 하기 수학식 IX 및 X을 사용하여 미리 설정된 시그널 값 변경 방식에 따라 변경하였다.
구체적으로, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분(변경전 시그널 값을 사용하여 계산된 1차 차분) 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 NS를 하기 수학식 IX에 적용하여, 변경후 1차 차분을 수득하였다.
수학식 IX
상기 식에서, D'변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타내며, D'변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값을 나타내고, NS변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어를 나타내며; k는 1 이상의 수이고; c는 후보 사이클 번호를 나타낸다.
본 실시예에서, 1차 변화값의 하나로서 1차 차분을 사용하였다.
본 실시예에서, 후보 사이클 번호는 10번째 사이클 번호였고, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분(D'변경전(10))은 128.81이었으며, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 NS(NS변경전(10))는 -20235.34였다.
하기와 같이 D'변경전(10) 및 NS변경전(10)을 사용하여 수학식 IX(식에서, K=1)에 의해 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분(D'변경후(10))을 계산하였다:
이후, 상기 후보 사이클 번호 바로 이전 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분을 하기 수학식 X에 적용하여, 상기 후보 사이클 번호에서 변경후 시그널 값을 수득하였다.
수학식 X
y변경후(c) = y변경전(c-1) + D'변경후(c)
상기 식에서, y변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 나타내고, y변경전(c-1)은 (후보 사이클 번호-1)에서의 변경전 시그널 값을 나타내며, D'변경후(c)는 수학식 IX에 의해 계산된, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타낸다.
본 실시예에서, 1차 변화값의 하나로서 1차 차분을 사용하였다.
10번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은 하기와 같이 계산될 수 있다: y변경후(10) = y변경전(9) + D'변경후(10).
본 실시예에서, 9번째 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값(y변경전(9))은 8797.79였고, 수학식 IX에 의해 계산된 10번째 사이클 번호에서의 변경후 1차 차분(D'변경후(10))은 0.90이었므로, y변경후(10) = 8797.79 + 0.90 = 8788.69이다.
상기 계산 결과에 기초하여, 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(10)) "8916.60"을 변경후 시그널 값(y변경후(10)) "8788.69"로 변경하였다.
그리고 나서, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 NS를 재계산하였다. 상기 후보 사이클 번호에서의 재계산된 NS는 "-97.10"이었다. 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-97.10"을 변경후 NS로 채택하였고, 이를 실시예 <1-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<1-6> 비정상적인 시그널의 결정
본 발명의 일 구현예에 따르면, 후보 사이클 번호에서의 변경후 NS와 변경전 NS를 비교하고, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 NS가 변경전 NS보다 크면, 상기 후보 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정한다.
본 실시예에서, 후보 사이클 번호(10번째 사이클 번호)에서의 변경후 NS "-97.10"은 변경전 NS "-20235"보다 컸다.
따라서, 상기 10번째 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호인 것으로 결정하였다.
실시예
2: 본 발명의
구현예에
따른 추가적인 비정상적인 시그널의 검출 (1)
비정상적인 시그널이 정상적인 시그널로 변경된 데이터 세트를 이용하여 추가적인 비정상적인 시그널을 검출할 수 있는지 조사하였다. 이를 위해, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경된 1차 변경후 데이터 세트를 준비하고, 이를 실시예 <1-1>의 데이터 세트 대신에 실시예 <1-1> 내지 <1-6>에 적용하였다.
<2-1> 1차
변경후
데이터 세트의 제공
비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 추가로 확인하기 위해, 실시예 <1-1>의 데이터 세트 대신에 변경후 데이터 세트를 사용하였다.
상기 변경후 데이터 세트를 하기와 같이 수득하였다:
먼저, 실시예 <1-6>에서 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 10번째 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(10): "8916.60")을 변경후 시그널 값(y변경후(10): "8788.69")으로 변경하였다(도 4 참고).
그리고 나서, 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값을 추가로 변경하였다(도 4 참고). 이 경우, 상기 후보 사이클 번호 이후의 사이클 번호에서의 시그널 값을 각 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값과 변경후 시그널 값 사이의 차이가 후보 사이클 번호에서의 차이와 동일하도록 변경하였다. 구체적으로, 11번째 사이클 번호에서의 변경전 1차 차분(D'변경전(11))과 10번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값(y변경후(10))을 더하여 11번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 계산하였다. 이 방식으로, 12번째 사이클 번호부터 마지막 사이클 번호까지의 시그널 값을 변경하였다.
생성된 데이터 세트를 "1차 변경후 데이터 세트"로 명명하였고, 이를 표 3에 나타내었다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| RFU | 8776.39 | 8762.88 | 8768.55 | 8768.85 | 8778.93 | 8789.20 | 8801.55 | 8790.66 | 8787.79 | 8788.69 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| RFU | 8763.82 | 8770.07 | 8767.93 | 8769.42 | 8782.20 | 8795.15 | 8822.31 | 8864.22 | 8938.36 | 9047.70 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| RFU | 9189.09 | 9357.94 | 9539.01 | 9699.58 | 9833.72 | 9925.71 | 9996.44 | 10034.72 | 10064.90 | 10081.82 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| RFU | 10102.88 | 10125.66 | 10137.83 | 10150.39 | 10156.35 | 10167.49 | 10166.67 | 10160.64 | 10158.87 | 10155.91 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| RFU | 10158.85 | 10160.59 | 10167.87 | 10161.60 | 10172.61 | - | - | - | - | - |
1차 변경후 데이터 세트(실선) 및 시그널 값의 변경 전의 데이터 세트(실시예 <1-1>의 변경전 데이터 세트; 점선)가 도 5에 도시되어 있다.
<2-2> 각 사이클 번호에서 2차 차분의 계산
상기 1차 변경후 데이터 세트에 대해, 각 사이클 번호에서의 2차 차분을 실시예 <1-2>에서와 같이 계산하였다.
<2-3> 각 사이클 번호에서 정상 스코어(NS)의 계산
실시예 <1-3>에서와 같이 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 차분을 곱하여 각 사이클 번호에서의 NS를 계산하였다.
상기 재계산된 각 사이클 번호에서의 NS가 도 6 및 표 4에 나타나 있다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| NS | - | - | -102.90 | -52.50 | 1.75 | 0.37 | -48.65 | -186.50 | 30.23 | -97.10 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| NS | -802.05 | -261.09 | -30.48 | 41.00 | 1.87 | 2.36 | 209.66 | 475.09 | 1134.40 | 1128.29 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| NS | 880.30 | 335.69 | -250.71 | 542.08 | 1113.66 | 896.35 | 690.30 | 262.68 | 107.27 | -54.72 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| NS | 7.12 | -18.31 | -4.19 | -2.60 | -34.23 | -62.05 | 62.44 | -22.27 | -5.04 | -6.95 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| NS | -7.00 | -6.60 | -75.19 | -234.17 | - | - | - | - | - | - |
<2-4> 후보 사이클 번호의 선택 및
변경전
NS의 제공
실시예 <2-3>에서 재계산된 NS에 기초하여(도 6 및 표 4 참고), 최소 NS를 갖는 사이클 번호를 후보 사이클 번호로서 선택하였다. 그 결과, 11번째 사이클 번호(NS = -802.05; 시그널 값 = 8763.82)가 후보 사이클 번호로서 선택되었다.
또한, 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-802.05"를 변경전 NS로서 채택하였고, 이를 실시예 <2-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<2-5> 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경 및
변경후
NS의 제공
상기 후보 사이클 번호, 즉 11번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 실시예 <1-5>에서와 같이 미리 설정된 시그널 변경 방식에 따라 변경하였다.
그 결과, 11번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은 하기와 같이 계산되었다: y변경후(11) = 8788.69 + 0.85 = 8789.54.
상기 계산 결과에 기초하여, 상기 11번째 사이클에서의 시그널 값(y변경전(11)) "8763.82"를 상기 변경후 시그널 값(y변경후(11)) "8789.54"로 변경하였다.
그 다음, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 NS를 재계산하였다. 상기 후보 사이클 번호에서 재계산된 NS는 "-0.27"이었다. 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-0.27"을 변경후 NS로 채택하였고, 이를 실시예 <2-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<2-6> 비정상적인 시그널의 결정
본 발명의 구현예에 따라, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 NS를 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 NS와 비교하였다.
본 실시예에서, 상기 후보 사이클 번호(11번째 사이클 번호)에서의 변경후 NS "-0.27"은 변경전 NS "-802.05"보다 컸다.
따라서, 상기 11번째 사이클 번호를 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정하였다.
실시예
3: 본 발명의
구현예에
따른 추가적인 비정상적인 시그널의 검출 (II)
비정상적인 시그널이 정상적인 시그널로 변경된 데이터 세트를 이용하여 추가적인 비정상적인 시그널을 검출할 수 있는지 조사하였다. 이를 위해, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 시그널 값이 변경된 2차 변경후 데이터 세트를 준비하고, 이를 실시예 <1-1>의 데이터 세트 대신에 실시예 <1-1> 내지 <1-6>에 적용하였다.
<3-1> 2차
변경후
데이터 세트의 제공
비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 추가로 확인하기 위해, 실시예 <1-1>의 데이터 세트 대신에 2차 변경후 데이터 세트를 사용하였다.
상기 2차 변경후 데이터 세트를 하기와 같이 수득하였다:
먼저, 1차 변경후 데이터 세트에 대해, 실시예 <2-6>에서 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 11번째 사이클 번호에서의 시그널 값(y변경전(11)) "8763.82")을 변경후 시그널 값(y변경후(11)) "8789.54")으로 변경하였다.
그리고 나서, 상기 후보 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값을 추가로 변경하였다. 이 경우, 상기 후보 사이클 번호 이후의 사이클 번호에서의 시그널 값을, 각 사이클 번호에서의 변경전 시그널 값과 변경후 시그널 값 사이의 차이가 상기 후보 사이클 번호에서의 차이와 동일하도록 변경하였다.
생성된 데이터 세트를 "2차 변경후 데이터 세트"로 명명하였고, 이를 표 5에 나타내었다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| RFU | 8776.39 | 8762.88 | 8768.55 | 8768.85 | 8778.93 | 8789.20 | 8801.55 | 8790.66 | 8787.79 | 8788.69 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| RFU | 8789.54 | 8795.79 | 8793.65 | 8795.14 | 8807.92 | 8820.87 | 8848.04 | 8889.94 | 8964.08 | 9073.42 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| RFU | 9214.81 | 9383.66 | 9564.73 | 9725.30 | 9859.44 | 9951.43 | 10022.16 | 10060.44 | 10090.62 | 10107.54 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| RFU | 10128.60 | 10151.38 | 10163.55 | 10176.11 | 10182.07 | 10193.21 | 10192.39 | 10186.36 | 10184.59 | 10181.64 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| RFU | 10184.57 | 10186.31 | 10193.59 | 10187.32 | 10198.33 | - | - | - | - | - |
2차 변경후 데이터 세트(실선) 및 1차 변경 데이터 세트(점선)가 도 7에 도시되어 있다.
<3-2> 각 사이클 번호에서 2차 차분의 계산
상기 2차 변경후 데이터 세트에 대해, 각 사이클 번호에서의 2차 차분을 실시예 <1-2>에서와 같이 계산하였다.
<3-3> 각 사이클 번호에서 정상 스코어(NS)의 계산
실시예 <1-3>에서와 같이 2개의 바로 인접한 사이클 번호에서의 2차 차분을 곱하여 각 사이클 번호에서의 NS를 계산하였다.
상기 재계산된 각 사이클 번호에서의 NS가 도 8 및 표 6에 나타나 있다.
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| NS | - | - | -102.90 | -52.50 | 1.75 | 0.37 | -48.65 | -186.50 | 30.23 | -0.19 |
| X | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| NS | -0.27 | -45.32 | -30.48 | 41.00 | 1.87 | 2.36 | 209.66 | 475.09 | 1134.40 | 1128.29 |
| X | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| NS | 880.30 | 335.69 | -250.71 | 542.08 | 1113.66 | 896.35 | 690.30 | 262.68 | 107.27 | -54.72 |
| X | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| NS | 7.12 | -18.31 | -4.19 | -2.60 | -34.23 | -62.05 | 62.44 | -22.27 | -5.04 | -6.95 |
| X | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | - | - | - | - | - |
| NS | -7.00 | -6.60 | -75.19 | -234.17 | - | - | - | - | - | - |
<3-4> 후보 사이클 번호의 선택 및 변경전 NS의 제공
실시예 <3-3>에서 재계산된 NS에 기초하여(도 8 및 표 6 참고), 최소 NS를 갖는 사이클 번호를 후보 사이클 번호로서 선택하였다. 그 결과, 23번째 사이클 번호(NS = -250.71; 시그널 값 = 9564.74)가 후보 사이클 번호로서 선택되었다.
또한, 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-250.71"을 변경전 NS로서 채택하였고, 이를 실시예 <3-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<3-5> 후보 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경 및 변경후 NS의 제공
상기 후보 사이클 번호, 즉 23번째 사이클 번호에서의 시그널 값을 실시예 <1-5>에서와 같이 미리 설정된 시그널 변경 방식에 따라 변경하였다.
그 결과, 23번째 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값은 하기와 같이 계산되었다: y변경후(23) = 9383.66 + 10.6 = 9394.42
상기 계산 결과에 기초하여, 상기 23번째 사이클에서의 시그널 값(y변경전(11)) "9564.74"를 상기 변경후 시그널 값(y변경후(11)) "9394.42"로 변경하였다.
그 다음, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 NS를 재계산하였다. 상기 후보 사이클 번호에서 재계산된 NS는 "-23682.71"이었다. 상기 후보 사이클 번호에서의 NS "-23682.71"을 변경후 NS로 채택하였고, 이를 실시예 <3-6>에서의 비교를 위해 제공하였다.
<3-6> 비정상적인 시그널의 결정
본 발명의 구현예에 따라, 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 NS를 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 NS와 비교하였다.
본 실시예에서, 상기 후보 사이클 번호(23번째 사이클 번호)에서의 변경후 NS "-23682.71"은 변경전 NS "-250.71"보다 작았다.
따라서, 상기 23번째 사이클 번호를 정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 결정하였다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 각 데이터 세트에 대해 후보 사이클에서의 변경후 NS가 변경전 NS보다 작으면, 본 발명의 방법은 종료될 수 있다. 본 실시예에서, 실시예 3의 후보 사이클 번호에서의 변경후 NS가 변경전 NS보다 작으므로, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 더 이상 결정하지 않았다.
실시예 1 내지 3에 따르면, 10번째 사이클 번호 및 11번째 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호로 최종적으로 결정되었다.
이와 더불어, 10번째 및 11번째 사이클 번호에서의 시그널 값이 각각의 적절한 변경후 시그널 값으로 대체된 데이터 세트(2차 변경후 데이터 세트)를 보정된 데이터 세트로서 최종적으로 제공하였다. 상기 최종적으로 제공된 보정된 데이터 세트를 도 11에 나타내었다. 상기 도면에서, 점선은 보정 전의 데이터 세트(변경전 데이터 세트)를 나타내고, 실선은 최종적으로 보정된 데이터 세트(2차 변경후 데이터 세트)를 나타낸다.
도 11에서 보는 바와 같이, 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호가 본 발명의 방법에 의해 정확하게 보정될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 방법을 이용하면, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호를 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상적인 시그널(들)을 포함하는 데이터 세트를 보정할 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (22)
- 하기 단계를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널(abnormal signal)을 검출하는 방법:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
- 제1항에 있어서, 상기 각 사이클 번호에서의 정상-표시 값은 상기 각 사이클 번호를 포함하는 2-5개의 연속적인 사이클 번호에서의 시그널 값으로부터 상기 각 사이클 번호에서의 변화값을 계산함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 정상-표시 값은 (i) 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산하는 단계; 및 (ii) 상기 2차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상 스코어를 계산하는 단계에 의해 수득된 정상 스코어(normality score)이며, 상기 정상 스코어의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2차 변화값 사이의 부호 변화 및 2차 변화값의 크기를 나타내는 수학적 연산에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 2차 변화값의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2개의 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 1차 변화값을 계산한 후, 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2개의 1차 변화값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 2차 변화값을 계산함으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 2차 변화값은 2차 차분, 2차 계차 및 2차 미분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 2차 차분 또는 2차 계차는 전향 차분법(forward difference method) 또는 후향 차분법(backward difference method)에 의해 수득되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 정상 스코어의 계산은 2개의 연속적인 사이클 번호에서의 2차 변화값을 곱하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 정상 스코어의 계산은 하기 수학식 VII 또는 VIII에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법:
수학식 VII
NS(x) = D"(x) * D"(x+1)
상기 식에서, NS(x)는 x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내며, D"(x+1)은 x+1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내고, x는 1 이상의 정수이다.
수학식 VIII
NS(x) = D"(x) * D"(x-1)
상기 식에서, NS(x)는 x번째 사이클 번호에서의 정상 스코어를 나타내고, D"(x)는 x번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내며, D"(x-1)은 x-1번째 사이클 번호에서의 2차 변화값을 나타내고, x는 2 이상의 정수이다.
- 제1항에 있어서, 더 큰 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 후보 사이클 번호는 (i) 0 미만의 값으로부터 선택된 역치보다 작은 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; (ii) 0 미만의 값으로부터 선택된 역치보다 작고 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; 또는 (iii) 음의 부호 및 최소인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호이고; 더 작은 정상-표시 값이 사이클 번호에서의 시그널 값의 더 높은 정상 정도를 나타내는 경우, 후보 사이클은 (i) 0 초과의 값으로부터 선택된 역치보다 큰 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; (ii) 0 초과의 값으로부터 선택된 역치보다 크고 최대인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호; 또는 (iii) 양의 부호 및 최대인 정상-표시 값을 갖는 사이클 번호인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 그의 절대값이 감소하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 그의 절대값이 상기 후보 사이클 번호에 바로 인접한 2개의 사이클 번호에서의 시그널 값 중 상대적으로 작은 절대값보다 크거나 같도록 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은, (i) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값 및 상기 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어를 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 수득하는 단계; 및 (ii) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 수득하는 단계에 의해 수득된 변경후 시그널 값으로 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 후보 사이클 번호에서의 시그널 값은 수학식 IX 및 X에 의해 결정된 변경후 시그널 값으로 변경되는 것을 특징으로 하는 방법:
수학식 IX
상기 식에서, D'변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타내며, D'변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 1차 변화값을 나타내고, NS변경전(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경전 정상 스코어를 나타내며; k는 1 이상의 수이고; c는 후보 사이클 번호를 나타낸다.
수학식 X
y변경후(c) = y변경전(c-1) + D'변경후(c)
상기 식에서, y변경후(c)는 후보 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값을 나타내고, y변경전(c-1)은 (후보 사이클 번호-1)에서의 변경전 시그널 값을 나타내며, D'변경후(c)는 수학식 IX에 의해 계산된, 후보 사이클 번호에서의 변경후 1차 변화값을 나타낸다.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 복수의 후보 사이클 번호가 선택되는 경우, 상기 후보 사이클 번호는 상기 단계 (d)-(f)에 순차적으로 또는 동시에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 하기 단계를 반복하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징하는 방법:
(g) 상기 단계 (f)를 실시한 후 변경후 데이터 세트를 제공하는 단계로서, 상기 변경후 데이터 세트는 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경함으로써 수득되며; (h) 상기 단계 (a)의 데이터 세트 대신에 상기 변경후 데이터 세트를 사용하여 상기 단계 (a)-(f)를 실시하는 단계.
- 제15항에 있어서, 상기 변경후 데이터 세트는 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값을 추가로 변경함으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호 이후의 모든 사이클 번호에서의 시그널 값의 변경은 각 사이클 번호에서의 변경후 시그널 값과 변경전 시그널 값 사이의 차이가 비정상적인 시그널을 나타내는 사이클 번호에서의 차이와 동일하도록 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 단계 (a)-(f)의 반복은, 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정된 사이클 번호가 존재하지 않으면, 종료되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 하기 단계를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수득하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 데이터 세트 내의 모든 사이클 번호에 대하여 하기 단계 (b-1) 내지 (b-4)를 실시하는 단계;
(b-1) 시그널 값을 사용하여 사이클 번호에서의 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(b-2) 사이클 번호에서의 시그널 값을 변경하고, 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 사이클 번호에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(b-3) 상기 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(b-4) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 사이클 번호가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
- 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는 지시를 포함하는 컴퓨터 해독가능한 기록매체:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수신하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
- (a) 컴퓨터 프로세서, 및 (b) 상기 컴퓨터 프로세서에 커플링된 제20항의 컴퓨터 해독가능한 기록매체를 포함하는, 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하기 위한 장치.
- 하기 단계를 포함하는 데이터 세트에서 비정상적인 시그널을 검출하는 방법을 실행하기 위한 프로세서를 구현하는, 컴퓨터 해독가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램:
(a) 시그널 증폭 반응에 의해 타겟 분석물질에 대한 데이터 세트를 수신하는 단계로서, 상기 데이터 세트는 사이클 번호(cycle number) 및 상기 사이클 번호에서의 시그널 값을 갖는 복수의 데이터 지점을 포함하며;
(b) 상기 시그널 값을 사용하여 데이터 세트의 각 사이클 번호에서 정상-표시 값(normality-representing value)을 제공하는 단계로서, 상기 정상-표시 값은 사이클 번호에서의 시그널 값의 정상 정도를 나타내는 값이며;
(c) 상기 정상-표시 값에 의해 비정상적인 시그널에 대한 후보 사이클 번호(들)(candidate cycle number)를 선택하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값은 변경전 정상-표시 값에 해당하며;
(d) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 시그널 값을 변경하고, 상기 변경된 시그널 값을 사용하여 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 정상-표시 값을 추가로 제공하는 단계로서, 상기 후보 사이클 번호(들)에서 추가로 제공된 정상-표시 값은 변경후 정상-표시 값에 해당하며;
(e) 상기 후보 사이클 번호(들)에서의 변경후 정상-표시 값을 변경전 정상-표시 값과 비교하는 단계; 및
(f) 상기 후보 사이클 번호에서의 변경후 정상-표시 값이 변경전 정상-표시 값보다 더 높은 정상 정도를 나타내면, 상기 후보 사이클 번호(들)가 비정상적인 시그널을 나타내는 것으로 결정하는 단계.
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