DE112020005725T5

DE112020005725T5 - Informationsverarbeitungssystem und informationsverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE112020005725T5
Application number: DE112020005725.9T
Authority: DE
Inventors: Yuji Nishimaki
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2022-09-01
Also published as: WO2021100622A1; JP2021081342A; US20220381671A1; CN114729887A

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Informationsverarbeitungssystems und einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, mit denen es möglich ist, die von einer lokalen Umgebung zu einer Cloud-Umgebung transferierte Datenmenge zu reduzieren. Ein Informationsverarbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine erste Informationsverarbeitungsvorrichtung (100) und eine zweite Informationsverarbeitungsvorrichtung (200) auf, wobei: die erste Informationsverarbeitungsvorrichtung mit einer ersten Verarbeitungseinheit (103), die Licht auf ein Messungsziel abstrahlt, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt wurde, und komprimierte Daten erzeugt, indem gemessene Daten, die mittels der Abstrahlung von Licht gemessen werden, einer Kompressionsverarbeitung unter Verwendung von Referenzdaten für jeden Fluoreszenzfarbstoff unterzieht, der zum Färben des Messungsziels verwendet wird, und einer Übertragungseinheit (104), die die komprimierten Daten an die zweite Informationsverarbeitungsvorrichtung überträgt, versehen ist; und die zweite Informationsverarbeitungsvorrichtung mit einer zweiten Verarbeitungseinheit (203) versehen ist, die eine Rekonstruktionsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten durchführt, die von der ersten Informationsverarbeitungsvorrichtung empfangen werden, um rekonstruierte Daten zu erzeugen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Informationsverarbeitungssystem und eine Informationsverarbeitungseinrichtung.
Hintergrund
Auf den Gebieten von Medizin, Biochemie und dergleichen wird ein Durchflusszytometer manchmal zum schnellen Messen einer Eigenschaft einer großen Menge an Teilchen verwendet. Das Durchflusszytometer, das eine Messeinrichtung unter Verwendung eines analytischen Verfahrens ist, das als Durchflusszytometrie bezeichnet wird, bestrahlt Teilchen, wie etwa Zellen, die durch eine Durchflusszelle fließen, mit Licht und detektiert eine von den Teilchen emittierte Fluoreszenz.
Die folgende Patentliteratur 1 offenbart, bei einer Fluoreszenzdetektion eines Durchflusszytometers (Mikroteilchenmesseinrichtung), das Detektieren einer Intensität von Licht in einem kontinuierlichen Wellenlängenbereich als ein Fluoreszenzspektrum. Bei der in Patentliteratur 1 offenbarten Mikroteilchenmesseinrichtung wird durch Verwenden eines spektroskopischen Elements, wie etwa eines Prismas oder eines Gitters, eine Fluoreszenz, die von Teilchen, wie etwa Zellen, die unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt sind, emittiert wird, dispergiert und die dispergierte Fluoreszenz wird durch ein Lichtempfangselementarray detektiert, in dem mehrere Lichtempfangselemente mit unterschiedlichen Detektionswellenlängenbereichen angeordnet sind. Durch Sammeln von Detektionswerten der jeweiligen Lichtempfangselementen, die das Lichtempfangselementarray darstellen, kann ein Fluoreszenzspektrum eines Messungsziels, wie etwa von Zellen, gemessen werden.
Ein solches Durchflusszytometer wird als ein Spektraldurchflusszytometer bezeichnet. Das Spektraldurchflusszytometer weist einen Vorteil auf, dass Informationen über Fluoreszenz im Vergleich zu einem Filterverfahren, bei dem eine Fluoreszenz für jeden Wellenlängenbereich unter Verwendung eines optischen Filters separiert und detektiert wird, vollständig als Analyseinformationen genutzt werden können.
Ferner offenbaren zum Beispiel die folgenden Patentliteraturen 2 bis 5 ein Verfahren, bei dem ein Fluoreszenzspektrum (Messungsspektrum), das durch ein Spektraldurchflusszytometer erhalten wird, durch eine lineare Summe von Referenzdaten (Einzelfärbungsspektrum) approximiert wird, die eine Standardfluoreszenzwellenlängenverteilung für jeden Fluoreszenzfarbstoff repräsentieren, um Messungsdaten zu erhalten, die ein Messungsergebnis für jeden Fluoreszenzfarbstoff repräsentieren. Ein solches Verfahren wird spektrale Entmischung (nachfolgend einfach als „Entmischung“ bezeichnet) genannt.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 5772425 B2
Patentliteratur 2: JP 5985140 B2
Patentliteratur 3: JP 5540952 B2
Patentliteratur 4: JP 5601098 B2
Patentliteratur 5: JP 5834584 B2

Kurzdarstellung
Technisches Problem
Die Verwendung eines Spektraldurchflusszytometers ist vorteilhaft, weil ein Messungsspektrum, in dem Spektren mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gemischt sind, und Messungsdaten, die ein Messungsergebnis für jeden Fluoreszenzfarbstoff repräsentieren, erlangt werden können und dementsprechend eine Analyse eines Messungsziels unter Verwendung von beiden von ihnen fein durchgeführt werden kann. Um jedoch eine solche Analyse in einer lokalen Umgebung durchzuführen, ist es erforderlich, ausreichende Berechnungsressourcen in der lokalen Umgebung sicherzustellen.
Es wird daher in Betracht gezogen, in der lokalen Umgebung erhaltene Daten an eine Cloud-Umgebung zu transferieren und das Messungsziel in der Cloud-Umgebung zu analysieren. Die Verwendung einer Analyseanwendung in der Cloud-Umgebung ermöglicht es, dass eine ausführliche Analyse des Messungsziels einfach durchgeführt wird, indem ausreichende Rechenressourcen der Cloud-Umgebung genutzt werden, und ermöglicht es, dass eine gemeinsame Datennutzung oder dergleichen einfach durchgeführt wird, was die Benutzerfreundlichkeit verbessert. Jedoch nehmen in diesem Fall, falls eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge groß ist, eine Datentransferperiode und ein zum Datentransfer zu verwendendes Kommunikationsband zu und nehmen auch Speicherungskosten, die zum Speichern von Daten in der Cloud-Umgebung erforderlich sind, zu. Es ist daher wünschenswert, die von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge zu reduzieren.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Informationsverarbeitungssystem Folgendes: eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung; und eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung, wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist: eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Bestrahlen eines Messungsziels, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt ist, mit Licht und Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch die Bestrahlung gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffen, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und eine Übertragungseinheit, die zum Übertragen der komprimierten Daten an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist, wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist: eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten, die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung empfangen werden, konfiguriert ist.
Des Weiteren umfasst gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes: eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch Bestrahlen eines Messungsziels, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt ist, mit Licht gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten konfiguriert ist.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die einen allgemeinen Datenfluss veranschaulicht, falls eine Analyseanwendung in einer Cloud-Umgebung verwendet wird.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Datenfluss veranschaulicht, falls eine Entmischung in einer lokalen Umgebung durchgeführt wird.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Datenfluss gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
4A ist eine Ansicht zum Erklären einer Datenreproduzierbarkeit durch inverse Transformation des Entmischens.
4B ist eine Ansicht zum Erklären einer Datenreproduzierbarkeit durch inverse Transformation des Entmischens.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine Ansicht, die ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Durchflusszytometers veranschaulicht.
7 ist eine Ansicht, die eine Übersicht des Entmischens erklärt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Datenfluss gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Datenfluss gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine charakteristische Verarbeitung, die in dem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
17 ist ein Blockdiagramm, das eine Modifikation erklärt.
18 ist eine Ansicht, die ein schematisches Konfigurationsbeispiel einer Fluoreszenzbildgebungseinrichtung veranschaulicht.
19 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der Informationsverarbeitungseinrichtung veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden ausführlich unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. In dieser Beschreibung und den Zeichnungen sind Komponenten mit im Wesentlichen der gleichen funktionalen Konfiguration durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet und ist eine redundante Beschreibung weggelassen.
Es wird angemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.

1. Übersicht der vorliegenden Offenbarung
2. Erste Ausführungsform
3. Zweite Ausführungsform
4. Dritte Ausführungsform
5. Vierte Ausführungsform
6. Fünfte Ausführungsform
7. Hardwarekonfigurationsbeispiel
8. Ergänzende Beschreibung

<1. Übersicht der vorliegenden Offenbarung>
Zum Beispiel wurde zum Verbessern der Benutzerfreundlichkeit einer Analyse eines Messungsziels unter Verwendung eines Spektraldurchflusszytometers die Verwendung einer Analyseanwendung in einer Cloud-Umgebung untersucht. Während die Benutzerfreundlichkeit durch Verwenden der Analyseanwendung in der Cloud-Umgebung verbessert wird, ist es erforderlich, für eine Analyseverarbeitung erforderliche Daten von einer lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferieren und die Daten in der Cloud-Umgebung zu speichern. Falls eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge reduziert werden kann, können hier eine Datentransferperiode und ein Datenkommunikationsband reduziert werden. Ferner können Speicherungskosten zur Speicherung in der Cloud-Umgebung reduziert werden.
Ein allgemeiner Datenfluss, falls die Analyseanwendung in der Cloud-Umgebung verwendet wird, ist in 1 veranschaulicht. Bei einer Analyse eines Messungsziels unter Verwendung des Spektraldurchflusszytometers werden Messungsdaten (nachfolgend als ein „Fluoreszenzspektrum“ bezeichnet) FS, die durch Bestrahlen des Messungsziels, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt ist, mit Licht zu messen sind, und komprimierte Daten (nachfolgend als eine „Fluoreszenzfarbstoffmenge“ bezeichnet) FC, die durch Durchführen einer Datenkompressionsverarbeitung an dem Fluoreszenzspektrum FS unter Verwendung von Referenzdaten (nachfolgend als eine „Spektralreferenz“ bezeichnet) SR erhalten werden, die eine Standardfluoreszenzwellenlängenverteilung für jeden der zum Färben des Messungsziels verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe repräsentieren, verwendet.
Die Datenkompressionsverarbeitung zum Erzeugen der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC kann eine verlustbehaftete Kompression, lineare Verarbeitung oder nichtlineare Verarbeitung sein. Die nichtlineare Verarbeitung kann zum Beispiel eine Dimensionskompressionsverarbeitung, Clusterbildungsverarbeitung, Gruppierungsverarbeitung und dergleichen beinalten. Ferner kann die lineare Verarbeitung zum Beispiel eine Verarbeitung zum Erzeugen von Fluoreszenzinformationen für jeden Fluoreszenzfarbstoff aus Spektruminformationen von Licht biogener Teilchen durch Durchführen einer Fluoreszenzseparation aufweisen. Bei der vorliegenden Beschreibung wird eine solche Datenkompressionsverarbeitung als Entmischen bezeichnet.
Falls die Analyseanwendung in der Cloud-Umgebung verwendet wird, ist es allgemein denkbar, diese Entmischung in der Cloud-Umgebung durchzuführen. Dementsprechend müssen in diesem Fall, wie in 1 veranschaulicht, das Fluoreszenzspektrum FS, das von dem Spektraldurchflusszytometer erlangt wird, und die Spektralreferenz SR, die zum Entmischen zu verwenden ist, von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert und in der Cloud-Umgebung gespeichert werden.
Ein Problem hier ist, dass eine Datengröße des Fluoreszenzspektrums FS sehr groß ist. Dementsprechend wird eine Datentransferperiode von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung lang und gibt es Probleme, wie etwa ein Problem, dass eine große Menge einer Bandbreite für einen Datentransfer verwendet wird, und ein Problem, dass Speicherungskosten zum Speichern von Daten in der Cloud-Umgebung hoch werden.
Einige Ansätze sind für solche Probleme denkbar. Zum Beispiel gibt es ein Verfahren, bei dem das Fluoreszenzspektrum FS transferiert wird, nachdem eine Datenmenge durch verlustfreie Kompression (oder Löschung von Bits, die nicht verwendet werden) reduziert wurde, bevor das Fluoreszenzspektrum FS zu der Cloud-Umgebung transferiert wird. Jedoch ist es wünschenswert, die gleichen Daten wie jene vor einer Kompression durch verlustfreie Kompression wiederherzustellen, was eine Kompressionsrate begrenzt und eine Effizienz verschlechtert.
Ferner kann es ein Verfahren geben, bei dem das Fluoreszenzspektrum FS verlustbehaftet komprimiert wird, bevor das Fluoreszenzspektrum FS zu der Cloud-Umgebung transferiert wird, um eine Datenmenge zu reduzieren, und dann transferiert wird. Bei diesem Verfahren kann im Vergleich zu einer verlustfreien Kompression eine hohe Kompressionsrate von Daten erwartet werden. Falls jedoch das verlustbehaftet komprimierte Fluoreszenzspektrum FS in der Cloud-Umgebung wiederhergestellt wird, tritt ein Fehler auf. Der hier auftretende Fehler nimmt aufgrund der in der Cloud-Umgebung durchzuführenden Entmischung zu, was ein Problem verursacht, dass ein Fehler der in der Cloud-Umgebung zu erzeugenden Fluoreszenzfarbstoffmenge FC sehr groß wird. Dies liegt darin begründet, dass eine wiederholte Produkt-Summe-Operation an dem Fluoreszenzspektrum FS durchgeführt wird, wenn die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC durch Entmischen erzeugt wird.
Durch diese Produkt-Summe-Operation nimmt der Fehler des Fluoreszenzspektrums FS zu und propagiert zu der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC.
Ferner kann es auch ein Verfahren geben, bei dem das Entmischen in der lokalen Umgebung durchgeführt wird, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC für jeden Fluoreszenzfarbstoff zu erzeugen, die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert wird und das Fluoreszenzspektrum FS von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung im Hintergrund übertragen wird. Ein Datenfluss in diesem Fall ist in 2 veranschaulicht.
Die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC ist bezüglich der Dimension geringer als das Fluoreszenzspektrum FS und weist eine Charakteristik auf, dass eine Datengröße ausreichend kleiner als jene des Fluoreszenzspektrums FS ist. Ferner ist eine zum Entmischen erforderliche Periode ausreichend kürzer als eine Periode, die zum Datentransfer des Fluoreszenzspektrums FS erforderlich ist. Dementsprechend kann durch Erzeugen der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC in der lokalen Umgebung und Transferieren der erzeugten Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu der Cloud-Umgebung die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC früher zur Analyse als in einem Fall verwendet werden, in dem das Entmischen in der Cloud-Umgebung durchgeführt wird. Jedoch wird nicht nur die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, sondern auch das Fluoreszenzspektrum FS in der Analyseverarbeitung, wie oben beschrieben, verwendet und dementsprechend muss der Benutzer darauf warten, dass das Fluoreszenzspektrum FS im Hintergrund zu der Cloud-Umgebung transferiert wird. Ferner ist es bei diesem Verfahren erforderlich, sowohl das Fluoreszenzspektrum FS mit einer großen Datengröße als auch die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC in der Cloud-Umgebung zu speichern, was das Problem, dass die Speicherungskosten zum Speichern von Daten in der Cloud-Umgebung zunehmen, nicht lösen kann.
Dementsprechend verwendet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren, bei dem das Fluoreszenzspektrum FS aus der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenz SR in der Cloud-Umgebung unter Verwendung einer inversen Transformation des Entmischens wiederhergestellt wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit, das Fluoreszenzspektrum FS von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferieren und das Fluoreszenzspektrum FS in der Cloud-Umgebung zu speichern, was zu einer Reduzierung einer Datentransferperiode, eines Kommunikationsbandes und von Speicherungskosten führt.
Ein Beispiel für einen Datenfluss der vorliegenden Offenbarung ist in 3 veranschaulicht. Bei der vorliegenden Offenbarung, wie in 3 veranschaulicht, wird die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC durch Entmischen des Fluoreszenzspektrums FS, das von dem Spektraldurchflusszytometer erlangt wird, in der lokalen Umgebung erzeugt. Dann werden die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenz SR, die zum Entmischen verwendet werden, von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert. Danach wird in der Cloud-Umgebung eine inverse Transformation des Entmischens, das in der lokalen Umgebung durchgeführt wird, unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenz SR, die von der lokalen Umgebung transferiert werden, durchgeführt, um das Fluoreszenzspektrum FS wiederherzustellen. Das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS wird als ein wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum FS' bezeichnet.
Das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch eine inverse Transformation des Entmischens erhalten wird, reproduziert das ursprüngliche Fluoreszenzspektrum FS nicht akkurat, ist aber Daten, die nahe genug an dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS sind. Dementsprechend ist es durch Durchführen einer Analyseverarbeitung unter Verwendung des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' und der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC möglich, das Messungsziel wie in einem Fall des Verwendens des ursprünglichen Fluoreszenzspektrums FS und der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC fein zu analysieren.
Hier wird eine Reproduzierbarkeit von Daten durch eine inverse Transformation des Entmischens betrachtet. Ein Ausdruck des Entmischens ist unten angegeben. Hier repräsentiert S eine Spektralreferenz SR, repräsentiert x_i (wobei i 1 bis n ist) einen Wert der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC für jeden Fluoreszenzfarbstoff, repräsentiert n die Anzahl an Fluoreszenzfarbstoffen, repräsentiert yi (wobei i 1 bis m ist) einen Wert des Fluoreszenzspektrums FS für jeden Detektionskanalsatz für jeden Frequenzbereich und repräsentiert m die Anzahl an Detektionskanälen. Hier wird ein Beispiel, bei dem das Entmischen durch ein gewichtetes Verfahren der kleinsten Quadrate durchgeführt wird, beschrieben, aber das Entmischen kann unter Verwendung anderer Verfahren, wie etwa eines Verfahrens der kleinsten Quadrate, durchgeführt werden. $[\begin{matrix} x_{1} \\ ⋮ \\ x_{n} \end{matrix}] = {([S^{T}] [L] [S])}^{- 1} [S^{T}] [L] [\begin{matrix} y_{1} \\ ⋮ \\ y_{m} \end{matrix}]$
$L = [\begin{matrix} λ_{1} & 0 & 0 \\ 0 & ⋱ & 0 \\ 0 & 0 & λ_{m} \end{matrix}], λ_{1} = \frac{1}{max (y_{i},0) + Versatz}, n < m$
Hier wird ein Fall als ein einfaches Beispiel betrachtet, bei dem die Anzahl an Fluoreszenzfarbstoffen zwei ist und die Anzahl an Detektionskanälen drei ist. In diesem Fall kann eine Beziehung zwischen der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und dem Fluoreszenzspektrum FS unter Verwendung von drei Ausdrücken ausgedrückt werden: S₁₁ · x₁ + S₁₂ · x₂ = y₁, S₂₁ · x₁ + S₂₂ · x₂ = y₂ und S₃₁ · x₁ + S₃₂ · x₂ = y₃. Es gibt drei Lösungen (x₁, x₂) für diese Gleichungen. Eine Verarbeitung zum Erhalten einer wahrscheinlichsten Lösung aus diesen Lösungen ist eine Entmischungsverarbeitung. Mit anderen Worten bedeutet Entmischen Erhalten von x₁ und x₂, die am nächsten zu dem folgenden Ausdruck sind. $\sum_{n = 0}^{3} (y_{n} - s_{n 1} \cdot x_{1} - s_{n 2} \cdot x_{2}) = 0$
Zum Beispiel können durch Einsetzen geeigneter numerischer Werte für S und y und Ersetzen der obigen drei Ausdrücke mit drei Ausdrücken 2x₁ + 3x₂ = 5, 3x₁ - x₂ = 2 und -x₁ + x₂ = 1 drei Lösungen (2/5, 7/5), (1, 1) und (3/2, 5/2) erhalten werden, wie in 4A veranschaulicht ist. In diesem Fall kann eine Lösung (137/153, 83/75) als ein Ergebnis des Entmischens erhalten werden.
Falls (137/153, 83/75) durch Entmischen erhalten wird, kann ein Wert am nächsten zu y aus S und x erhalten werden. Mit andere Worten werden, falls x₁ = 137/153 und x₂ = 83/75 jeweils in die drei Ausdrücke 2x₁ + 3x₂ = 5, 3x₁ - x₂ = 2 und -x₁ + x₂ = 1 eingesetzt werden, y₁ = 5,14667, y₂ = 1,633333 und y₃ = 0,1933333 erhalten, die jeweils nahe an den Werten von y in den ursprünglichen drei Ausdrücken sind. Diese Verarbeitung entspricht einer inversen Transformation des Entmischens.
Die drei Ausdrücke (2x₁ + 3x₂ = 5,14667, 3x₁ - x₂ = 1,633333, -x₁ + x₂ = 0,1933333), die durch eine inverse Transformation des Entmischens wiederhergestellt werden, sind in 4B zusammen mit den ursprünglichen drei Gleichungen (2x₁ + 3x₂ = 5, 3x₁ - x₂ = 2, -x₁ + x₂ = 1) veranschaulicht. Eine durchgezogene Linie in der Zeichnung gibt einen Ausdruck an, der durch eine inverse Transformation des Entmischens wiederhergestellt wird, und eine gestrichelte Linie gibt einen ursprünglichen Ausdruck an. Wie aus 4B zu sehen ist, können die ursprünglichen Daten nicht vollständig durch eine inverse Transformation des Entmischens reproduziert werden, aber es können Daten mit einem nahen Wert wiederhergestellt werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung, das Fluoreszenzspektrum FS in der Cloud-Umgebung durch eine inverse Transformation des Entmischens unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenz SR wiederhergestellt, die von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert werden, so dass es nicht erforderlich ist, das Fluoreszenzspektrum FS mit einer großen Datengröße von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferieren. Es ist daher möglich, eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge zu reduzieren. Ferner kann das Fluoreszenzspektrum FS durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens zur Zeit des Ausführens einer Analyseverarbeitung durchgeführt werden, so dass es nicht erforderlich ist, immer das Fluoreszenzspektrum FS in der Cloud-Umgebung zu speichern. Es ist daher möglich, eine in der Cloud-Umgebung zu speichernde Datenmenge zu reduzieren, so dass es möglich ist, Speicherungskosten zu reduzieren.
<2. Erste Ausführungsform>
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 5 veranschaulicht, weist das Informationsverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Durchflusszytometer 10 und eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die in der lokalen Umgebung bereitgestellt sind, und eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200, die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, auf. Die erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die in der lokalen Umgebung bereitgestellt ist, und die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200, die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, sind über ein Netz 20 verbunden. Zum Beispiel kann das Netz 20 ein öffentliches Netz, wie etwa das Internet, ein Telefonnetz oder ein Satellitenkommunikationsnetz, verschiedene Local-Area-Networks (LANs), einschließlich Ethernet (eingetragenes Warenzeichen), ein Wide-Area-Network (WAN) und dergleichen einschließen.
Das Durchflusszytometer 10 misst das Fluoreszenzspektrum FS (Messungsdaten) durch Bestrahlen des Messungsziels, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt ist, mit Licht. Das Messungsziel kann ein biogenes Teilchen, wie etwa eine Zelle, ein Gewebe, ein Mikroorganismus und ein biobezogenes Teilchen, sein. Zum Beispiel kann die Zelle eine Tierzelle (wie etwa zum Beispiel eine Blutzelle), eine Pflanzenzelle oder dergleichen sein. Zum Beispiel kann das Gewebe ein Gewebe, das von einem menschlichen Körper gesammelt wird, oder dergleichen sein oder kann Teil ein (einschließlich einer Gewebezelle) des Gewebes anstelle des gesamten Gewebes sein. Zum Beispiel kann der Mikroorganismus eine Bakterie, wie etwa Escherichia coli, ein Virus, wie etwa ein Tabakmosaikvirus, ein Pilz, wie etwa eine Hefe, oder dergleichen sein. Das biobezogene Teilchen kann ein Teilchen sein, das eine Zelle darstellt, wie etwa ein Chromosom, ein Liposom, ein Mitochondrium oder verschiedene Organelle (Organelle). Es wird angemerkt, dass das biobezogene Teilchen ein biobezogenes Polymer einschließen kann, wie etwa eine Nukleinsäure, ein Protein, ein Lipid und eine Zuckerkette und Kombinationen daraus. Dieses biogene Teilchen kann entweder eine sphärische Form oder eine nichtsphärische Form aufweisen und ist nicht speziell bezüglich Größe und Masse beschränkt.
Das Messungsziel kann ein industriell synthetisiertes Teilchen, wie etwa ein Latexteilchen, ein Gelteilchen und ein industrielles Teilchen, sein. Zum Beispiel kann das industriell synthetisierte Teilchen ein Teilchen sein, das mit einem organischen Harzmaterial, wie etwa Polystyrol und Polymethylmethacrylat, einem anorganischen Material, wie etwa Glas, Siliciumdioxid und einem magnetischen Körper, oder einem Metall, wie etwa kolloidalem Gold und Aluminium, synthetisiert wird. Das industriell synthetisierte Teilchen kann auch entweder eine sphärische Form oder eine nichtsphärische Form aufweisen und ist gleichermaßen nicht speziell bezüglich Größe und Masse beschränkt.
Das Messungsziel wird vor einer Messung des Fluoreszenzspektrums unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe FS gefärbt (markiert). Das Messungsziel kann mit den Fluoreszenzfarbstoffen unter Verwendung eines bekannten Verfahrens markiert werden. Insbesondere kann, falls das Messungsziel eine Zelle ist, die Messungszielzelle mit den Fluoreszenzfarbstoffen durch Vermischen eines fluoreszierend markierten Antikörpers, der selektiv an ein auf der Zellenoberfläche vorhandenes Antigen bindet, mit der Messungszielzelle und Binden des fluoreszierend markierten Antikörpers an das Antigen auf der Zellenoberfläche markiert werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Messungszielzelle mit den Fluoreszenzfarbstoffen durch Vermischen eines Fluoreszenzfarbstoffs, der selektiv für eine spezifische Zelle aufgenommen wird, mit der Messungszielzelle zu markieren.
Der fluoreszierend markierte Antikörper ist ein Antikörper, an den eine Bindung der Fluoreszenzfarbstoffe als eine Markierung bewirkt wird. Der fluoreszierend markierte Antikörper kann ein Antikörper sein, an den eine direkte Bindung der Fluoreszenzfarbstoffe bewirkt wird. Alternativ dazu kann der fluoreszierend markierte Antikörper ein Antikörper sein, der durch Binden der Fluoreszenzfarbstoffe, an die eine Bindung von Avidin bewirkt wird, an einen biotinmarkierten Antikörper durch eine Avidin-Biotin-Reaktion erhalten wird. Es wird angemerkt, dass als der Antikörper entweder ein polyklonaler Antikörper oder ein monoklonaler Antikörper verwendet werden kann.
Die Fluoreszenzfarbstoffe zum Markieren einer Zelle sind nicht speziell beschränkt und bekannte Farbstoffe, die zum Färben einer Zelle verwendet werden, oder dergleichen können verwendet werden. Zum Beispiel können als Fluoreszenzfarbstoffe Phycoerythrin (PE), Fluoresceinisothiocyanat (FITC), PE-Cy5, PE-Cy7, PE-Texas-Red (eingetragenes Warenzeichen), Allophycocyanin (APC), APC-Cy7, Ethidiumbromid, Propidiumiodid, Hoechst (eingetragenes Warenzeichen) 33258, Hoechst (eingetragenes Warenzeichen) 33342, DAPI (4',6-Diamidino-2-phenylindol), Acridinorange, Chromomycin, Mithramycin, Olivomycin, Pyronin Y, Thiazolorange, Rhodamin 101, Isothiocyanat, BCECF, BCECF-AM, C.SNARF-1, C.SNARF-1-AMA, Aequorin, Indo-1, Indo-1-AM, Fluo-3, Fluo-3-AM, Fura-2, Fura-2-AM, Oxonol, Texas Red (eingetragenes Warenzeichen), Rhodamin 123, 10-N-Nonylacridinorange, Fluorescein, Fluoresceindiacetat, Carboxyfluorescein, Carboxyfluoresceindiacetat, Carboxydichlorfluorescein, Carboxydichlorfluoresceindiacetat und dergleichen verwendet werden. Ferner können auch Derivate der oben beschriebenen Fluoreszenzfarbstoffe und dergleichen verwendet werden.
Ein schematisches Konfigurationsbeispiel des Durchflusszytometers 10 ist in 6 veranschaulicht. Wie in 6 veranschaulicht, weist das Durchflusszytometer 10 eine Laserlichtquelle 11, eine Durchflusszelle 12, ein spektroskopisches Element 13 und einen Fotodetektor 14 auf.
Die Laserlichtquelle 11 emittiert Laserlicht mit einer Wellenlänge, die zum Anregen der Fluoreszenzfarbstoffe in der Lage ist, die zum Färben des Messungsziels (Probe) S verwendet werden. Obwohl nur eine Laserlichtquelle 11 in 6 veranschaulicht ist, können mehrere Laserlichtquellen 11 bereitgestellt werden. Als die Laserlichtquelle 11 kann zum Beispiel eine Halbleiterlaserlichtquelle verwendet werden, die Laserlicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge emittiert. Das von der Laserlichtquelle 11 emittierte Laserlicht kann gepulstes Licht oder kontinuierliches Licht sein.
Die Durchflusszelle 12 ist ein Durchflusspfad, der einen Fluss des Messungsziels S, wie etwa einer Zelle, während einer Ausrichtung in einer Richtung ermöglicht. Insbesondere bewirkt die Durchflusszelle 12, dass eine Hüllflüssigkeit, die das Messungsziel S, wie etwa eine Zelle, umhüllt, mit hoher Geschwindigkeit als eine laminare Strömung fließt, um das Messungsziel S, wie etwa eine Zelle, auszurichten und in einer Richtung fließen zu lassen.
Das spektroskopische Element 13 ist ein optisches Element, das eine von dem Messungsziel S durch Bestrahlung mit dem Laserlicht von der Laserlichtquelle 11 emittierte Fluoreszenz in ein Spektrum mit kontinuierlicher Wellenlänge dispergiert. Als das spektroskopische Element 13 kann zum Beispiel ein Prisma, ein Gitter oder dergleichen verwendet werden.
Der Fotodetektor 14 weist ein Lichtempfangselementarray auf, das eine Fluoreszenz detektiert, die von dem Messungsziel S, das mit dem Laserlicht bestrahlt wird, erzeugt wird und die durch das spektroskopische Element 13 dispergiert wird. Das Lichtempfangselementarray weist zum Beispiel eine Konfiguration auf, bei der mehrere unabhängige Detektionskanäle mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen von zu detektierendem Licht angeordnet sind. Insbesondere ist das Lichtempfangselementarray durch zum Beispiel Anordnen von Lichtempfangselementen, wie etwa mehreren Fotovervielfachern (PMTs: Photo Multiplier Tubes) oder Fotodioden, mit unterschiedlichen zu detektierenden Wellenlängenbereichen in einer Dimension entlang einer Spektralrichtung durch das spektroskopische Element 13 gegeben. Die Anzahl an Lichtempfangselementen, die das Lichtempfangselementarray darstellen, das heißt die Anzahl an Detektionskanälen, wird so eingestellt, dass sie größer als die Anzahl an Fluoreszenzfarbstoffen ist, die zum Färben des Messungsziels S zu verwenden sind.
Bei dem wie oben beschrieben gegebenen Durchflusszytometer 10 wird eine Fluoreszenz von dem Messungsziel S dadurch emittiert, dass das durch die Durchflusszelle 12 fließende Messungsziel S mit dem Laserlicht von der Laserlichtquelle 11 bestrahlt wird. Die von dem Messungsziel S emittierte Fluoreszenz wird durch das spektroskopische Element 13 in ein kontinuierliches Spektrum dispergiert und wird durch die mehreren Lichtempfangselemente empfangen (detektiert), die das Lichtempfangselementarray des Fotodetektors 14 darstellen. Dies ermöglicht es, das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S zu messen, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt wird.
Wie in 5 veranschaulicht, weist die erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die in der lokalen Umgebung bereitgestellt und mit dem Durchflusszytometer 10 verbunden ist, eine Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101, eine Spektralreferenzspeicherungseinheit 102, eine Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 (ein Beispiel für eine „erste Verarbeitungseinheit“) und eine Übertragungseinheit 104 auf. Es wird angemerkt, dass ein Teil oder alle der Funktionen der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 innerhalb des Durchflusszytometers 10 implementiert werden können. Mit anderen Worten kann wenigstens ein Teil der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 mit dem Durchflusszytometer 10 integriert sein.
Die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 erfasst ein Fluoreszenzspektrum FS (Messungsdaten), das Messungsdaten durch das Durchflusszytometer 10 ist.
Die Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 speichert eine Spektralreferenz SR (Referenzdaten), die eine Standardfluoreszenzwellenlängenverteilung repräsentiert, für jeden Fluoreszenzfarbstoff. Die Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 speichert Spektralreferenzen SR verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, die bei einer Fluoreszenzdetektion durch das Durchflusszytometer 10 verwendet werden können, zum Beispiel in einem Bibliotheksformat. Es wird angemerkt, dass die Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 in einer Servereinrichtung oder dergleichen, außerhalb der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 bereitgestellt werden kann.
Die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 entmischt das Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 erfasst wird, unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff entspricht, unter den Spektralreferenzen SR, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen, die das Messungsergebnis für jeden zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert.
7 ist eine Ansicht zum Erklären einer Übersicht des Entmischens, das durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 durchzuführen ist. Wie in 7 veranschaulicht, ist das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S, das durch das Durchflusszytometer 10 zu messen ist, eine Mischung aus Spektren mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels S verwendet werden. Das Entmischen ist eine Verarbeitung zum Separieren des Fluoreszenzspektrums FS, in dem die Spektren der mehreren Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels S verwendet werden, vermischt sind, in Spektren für jeden Fluoreszenzfarbstoff unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem Fluoreszenzfarbstoff entspricht, und Erhalten der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die das Messungsergebnis repräsentiert, für jeden Fluoreszenzfarbstoff auf diese Weise.
Insbesondere wird angenommen, dass das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt ist, durch eine lineare Summe von Spektralreferenzen SR ausgedrückt wird, die den jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, die zum Färben der Messungsziele S verwendet werden, und die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die ein Messungsergebnis für jeden Fluoreszenzfarbstoff ist, durch Überlagern der Spektralreferenz SR, die jedem Fluoreszenzfarbstoff entspricht, und Fitten der Spektralreferenz SR an das Fluoreszenzspektrum FS abgeleitet werden kann, um einen Kopplungskoeffizienten für jeden Fluoreszenzfarbstoff einer linearen Kopplung zu erhalten. Ein Berechnungsverfahren, wie etwa ein gewichtetes Verfahren der kleinsten Quadrate oder ein Verfahren der kleinsten Quadrate, kann beim Fitten verwendet werden. Es wird angemerkt, dass ein spezielles Beispiel für ein solches Berechnungsverfahren ausführlich in Patentliteraturen 2 bis 5 und dergleichen beschrieben wird und dementsprechend ist eine ausführliche Beschreibung davon hier ausgelassen.
Die Übertragungseinheit 104 überträgt die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 erzeugte Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, das heißt die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die das Messungsergebnis für jeden zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff repräsentiert, und die Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen bei der Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 verwendet werden, das heißt die Spektralreferenzen SR, die den jeweiligen zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200. Hier ist anzumerken, dass die Übertragungseinheit 104 das Fluoreszenzspektrum FS, das Messungsdaten durch das Durchflusszytometer 10 ist, nicht an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200 überträgt. Mit anderen Worten wird bei dem Informationsverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Fluoreszenzspektrum FS mit einer großen Datengröße nicht von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 zu der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 übertragen und werden nur die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenz SR mit einer kleinen Datengröße von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 zu der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 übertragen.
Andererseits weist, wie in 5 veranschaulicht, die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200, die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, eine Empfangseinheit 201, eine Speicherungseinheit 202, eine Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 (ein Beispiel für eine „zweite Verarbeitungseinheit“) und eine Analyseverarbeitungseinheit 204 auf.
Die Empfangseinheit 201 empfängt die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenzen SR, die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 über das Netz 20 übertragen werden.
Die Speicherungseinheit 202 speichert die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenzen SR, die durch die Empfangseinheit 201 von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 empfangen werden.
Die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 stellt das Fluoreszenzspektrum FS, das die Messungsdaten durch das Durchflusszytometer 10 ist, durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens, das durchgeführt wird, wenn die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC erzeugt, unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und der Spektralreferenzen SR wieder her und erzeugt das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS'. Wie oben beschrieben, reproduziert das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' das ursprüngliche Fluoreszenzspektrum FS nicht akkurat, ist aber Daten, die nahe genug an dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS sind. Das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' wird bevorzugt durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 unmittelbar vor der Analyseverarbeitung durch die Analyseverarbeitungseinheit 204 erzeugt (das Fluoreszenzspektrum FS wird bevorzugt wiederhergestellt). Infolgedessen kann das erzeugte wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' wie bei der Analyseverarbeitung durch die Analyseverarbeitungseinheit 204 verwendet werden, ohne permanent gespeichert zu werden.
Die Analyseverarbeitungseinheit 204 analysiert das Messungsziel S unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 erzeugt wird. Die Analyseverarbeitung kann zum Beispiel eine Clusterbildungsverarbeitung an dem Messungsziel S aufweisen. Durch die Clusterbildungsverarbeitung kann das Messungsziel S, wie etwa eine Zelle, in mehrere Gruppen klassifiziert werden, die durch externe Isolation und interne Kohäsion erhalten werden. Ein Algorithmus der Clusterbildungsverarbeitung ist nicht speziell beschränkt und ein bekannter Clusterbildungsalgorithmus kann verwendet werden. Zum Beispiel kann die Analyseverarbeitungseinheit 204 eine Clusterbildungsverarbeitung unter Verwendung eines Algorithmus, wie etwa k-Means, durchführen, der die Anzahl an Clustern spezifizieren kann, oder kann eine Clusterbildungsverarbeitung unter Verwendung eines Algorithmus, wie etwa FlowSOM, durchführen, der die Anzahl an Clustern automatisch bestimmt.
Ferner kann die Analyseverarbeitungseinheit 204 dem Benutzer ein Ergebnis der Analyseverarbeitung, wie etwa einer Clusterbildungsverarbeitung, präsentieren. Falls das Ergebnis der Clusterbildungsverarbeitung dem Benutzer präsentiert wird, kann die Analyseverarbeitungseinheit 204 das Ergebnis der Clusterbildungsverarbeitung in zum Beispiel einem Tabellenformat oder einem Minimalspannbaumformat anzeigen. Zusätzlich zu der Clusterbildungsverarbeitung kann die Analyseverarbeitungseinheit 204 verschiedene Arten von Analyseverarbeitung unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' gemäß einer Bedienung des Benutzers durchführen und kann das Ergebnis dem Benutzer präsentieren.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Nachfolgend wird eine Übersicht eines Betriebs des Informationsverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang des Flussdiagramms aus 8 beschrieben.
Falls das Fluoreszenzspektrum FS des unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbten Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10 gemessen wird, erfasst zuerst die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 das Fluoreszenzspektrum FS (Schritt S101).
Als Nächstes entmischt die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 das Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 in Schritt S101 erfasst wird, unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff entspricht, unter den Spektralreferenzen SR, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen, die das Messungsergebnis für jeden Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert (Schritt S102).
Als Nächstes überträgt die Übertragungseinheit 104 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 in Schritt S102 erzeugt wird, und die Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen verwendet werden, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200 (Schritt S103).
Als Nächstes empfängt die Empfangseinheit 201 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenzen SR, die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 über das Netz 20 übertragen werden, und speichert sie in der Speicherungseinheit 202 (Schritt S104).
Danach stellt die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 das Fluoreszenzspektrum FS durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens, das durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 in Schritt S102 durchgeführt wird, unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und der Spektralreferenzen SR wieder her, um das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen (Schritt S105).
Dann führt die Analyseverarbeitungseinheit 204 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 eine Analyseverarbeitung an dem Messungsziel S unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 in Schritt S105 erzeugt wird, durch (Schritt S106), und eine Verarbeitungsreihe endet.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem Informationsverarbeitungssystem der vorliegenden Ausführungsform, als ein Ergebnis davon, dass die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und die Spektralreferenzen SR von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 in der lokalen Umgebung zu der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 in der Cloud-Umgebung transferiert werden und dass eine inverse Transformation des Entmischens bei der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 in der Cloud-Umgebung unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenzen SR durchgeführt wird, das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' dadurch erzeugt, dass das Fluoreszenzspektrum FS wiederhergestellt wird. Dies ermöglicht, dass eine Analyseverarbeitung unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' bei der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 in der Cloud-Umgebung durchgeführt wird, ohne dass das Fluoreszenzspektrum FS mit einer großen Datengröße von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 in der lokalen Umgebung zu der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 in der Cloud-Umgebung transferiert wird, was es ermöglicht, eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu übertragende Datenmenge zu reduzieren und eine in der Cloud-Umgebung zu speichernde Datenmenge zu reduzieren, so dass es möglich ist, Speicherungskosten zu reduzieren.
<3. Zweite Ausführungsform>
Wie oben beschrieben, ist das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch Wiederherstellen des Fluoreszenzspektrums FS durch eine inverse Transformation des Entmischens erzeugt wird, Daten, die nahe genug an dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS sind, das ursprüngliche Fluoreszenzspektrum FS aber nicht vollständig reproduzieren. Dies liegt darin begründet, dass das an dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS durchgeführte Entmischen eine Charakteristik des Löschens von Informationen außer den Spektruminformationen der für das Entmischen verwendeten Spektralreferenz SR aufweist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Erhöhen einer Reproduktionsrate des Fluoreszenzspektrums FS beschrieben. Ein Beispiel für einen Datenfluss der vorliegenden Ausführungsform ist in 9 veranschaulicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 veranschaulicht, wird, wenn das Entmischen an dem Fluoreszenzspektrum FS in der lokalen Umgebung durchgeführt wird, zusätzlich zu den Spektralreferenzen SR, die den zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, eine Dummy-Spektralreferenz SR' verwendet, die Dummy-Daten ist, die unabhängig von den zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffen ist. Die Dummy-Spektralreferenz SR' weist Spektralinformationen auf, die nicht in den Spektralreferenzen SR inkludiert sind, die den zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, und dementsprechend ist es durch Hinzufügen der Dummy-Spektralreferenz SR' möglich, Spektralinformationen, die ursprünglich durch das Entmischen gelöscht wurden, zu belassen, so dass es möglich ist, die Reproduzierbarkeit des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' zu verbessern, das durch eine inverse Transformation des Entmischens erzeugt wird.
Falls das Entmischen an dem Fluoreszenzspektrum FS unter Verwendung der Dummy-Spektralreferenz SR' zusätzlich zu der Spektralreferenz SR durchgeführt wird, wird eine Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' erzeugt, bei der Dummy-Daten zu der ursprünglichen Fluoreszenzfarbstoffmenge FC hinzugefügt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR' von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert. Dadurch, dass eine inverse Transformation des Entmischens in der Cloud-Umgebung unter Verwendung der Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', der Spektralreferenzen SR und der Dummy-Spektralreferenz SR' durchgeführt wird, wird dann das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' mit hoher Reproduzierbarkeit erzeugt.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform anstelle der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert und dementsprechend ist es erforderlich, die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC in der Cloud-Umgebung zu erzeugen. Dementsprechend wird in der Cloud-Umgebung das Entmischen an dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS' unter Verwendung der Spektralreferenzen SR durchgeführt, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen. Dann wird das Messungsziel S einer Analyseverarbeitung unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' unterzogen.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform nimmt, wenn eine Datenmenge der Dummy-Spektralreferenz SR' zunimmt, eine Datenmenge der Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' zu und nimmt eine Reproduktionsrate des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' zu, das durch eine inverse Transformation des Entmischens erzeugt wird. Mit anderen Worten kann die Reproduktionsrate des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' durch Anpassen der Datenmenge der Dummy-Spektralreferenz SR' gesteuert werden. Dementsprechend kann zum Beispiel eine Zunahme einer von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierenden Datenmenge durch Anpassen der Datenmenge der Dummy-Spektralreferenz SR' gemäß der bei der Analyse erforderlichen Reproduktionsrate des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' gesteuert werden.
Es wird angemerkt, dass als die Dummy-Spektralreferenz SR' Spektruminformationen, die nicht in den zum Entmischen verwendeten Spektrumreferenzen SR inkludiert sind, erzeugt und verwendet werden können. Ferner kann zum Beispiel eine Spektralreferenz SR, die einem Fluoreszenzfarbstoff außer den zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoffen als die Dummy-Spektralreferenz SR' verwendet werden. Des Weiteren kann die Dummy-Spektralreferenz SR' beliebige Daten sein, die Spektruminformationen ergänzen können, die nicht in den zum Entmischen verwendeten Spektrumreferenzen SR inkludiert sind, und es kann zum Beispiel auch eine Zufallszahl oder dergleichen als die Dummy-Spektralreferenz SR' verwendet werden.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 10 veranschaulicht, weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100', die in der lokalen Umgebung bereitgestellt ist, eine Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 (ein Beispiel für eine „erste Verarbeitungseinheit“) anstelle der Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103, die oben beschrieben ist, auf. Des Weiteren weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200', die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, ferner eine Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 auf (die einem Teil der Funktionen der „zweiten Verarbeitungseinheit“ entspricht).
Die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 entmischt das Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 erfasst wird, unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff entspricht, und der Dummy-Spektralreferenz SR' unter den Spektralreferenzen SR, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, um die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' zu erzeugen. Als die Dummy-Spektralreferenz SR' können Spektralinformationen, die nicht in den Spektralreferenzen SR inkludiert sind, die den zum Färben des Messungsziels S verwendeten jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, separat erzeugt und verwendet werden oder kann eine Spektralreferenz SR außer den Spektralreferenzen SR, die den zum Färben des Messungsziels S verwendeten jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen entsprechen, unter den Spektralreferenzen SR verwendet werden, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, oder kann eine Zufallszahl verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform überträgt die Übertragungseinheit 104 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die durch die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 erzeugt wird, und die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die zum Entmischen bei der Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 verwendet werden, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200'.
Die Empfangseinheit 201 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200' empfängt die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' über das Netz 20 übertragen werden.
Die Speicherungseinheit 202 speichert die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die durch die Empfangseinheit 201 von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' empfangen werden.
Die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 verwendet die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert sind, um ein wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen, indem eine inverse Transformation des Entmischens durchgeführt wird, wenn die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' erzeugt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden das Entmischen und die inverse Transformation des Entmischens unter Verwendung der Dummy-Spektrumreferenz SR, wie oben beschrieben, durchgeführt, so dass im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' mit einer hohen Reproduzierbarkeit erzeugt werden kann.
Die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 entmischt das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 erzeugt wird, unter Verwendung der Spektralreferenzen SR, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert sind, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen. Das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 erzeugt wird, wird durch Wiederherstellen des ursprünglichen Fluoreszenzspektrums FS mit hoher Reproduzierbarkeit erhalten und dementsprechend kann die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC durch Entmischen des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' akkurat erzeugen.
Die Analyseverarbeitungseinheit 204 verwendet die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 erzeugte Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 erzeugte wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', um das Messungsziel S auf eine zu der oben beschriebenen Ausführungsform ähnliche Weise zu analysieren.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Nachfolgend wird eine Übersicht eines Betriebs des Informationsverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang des Flussdiagramms aus 11 beschrieben.
Falls das Fluoreszenzspektrum FS des unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbten Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10 gemessen wird, erfasst zuerst die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' das Fluoreszenzspektrum FS (Schritt S201).
Als Nächstes entmischt die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' das Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 in Schritt S201 erfasst wird, unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff entspricht, und der Dummy-Spektralreferenz SR' unter den Spektralreferenzen SR, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, um die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC' zu erzeugen (Schritt S202).
Als Nächstes überträgt die Übertragungseinheit 104 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die durch die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 in Schritt S202 erzeugt wird, und die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die zum Entmischen verwendet werden, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200' (Schritt S203).
Als Nächstes empfängt die Empfangseinheit 201 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200' die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die Spektralreferenzen SR und die Dummy-Spektralreferenz SR', die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' über das Netz 20 übertragen werden, und speichert sie in der Speicherungseinheit 202 (Schritt S204).
Danach stellt die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200' das Fluoreszenzspektrum FS durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens, das durch die Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 105 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' in Schritt S202 durchgeführt wird, unter Verwendung der Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge FC', die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, der Spektralreferenzen SR und der Dummy-Spektralreferenz SR' wieder her, um das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen (Schritt S205).
Ferner entmischt die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200' das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 in Schritt S205 erzeugt wird, unter Verwendung der Spektralreferenzen SR, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert sind, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen (Schritt S206).
Dann führt die Analyseverarbeitungseinheit 204 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200' eine Analyseverarbeitung an dem Messungsziel S unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 205 in Schritt S206 erzeugt wird, und des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 in Schritt S205 erzeugt wird, durch (Schritt S207), und eine Verarbeitungsreihe endet.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Entmischen und die inverse Transformation des Entmischens des Fluoreszenzspektrums FS unter Verwendung der Dummy-Spektralreferenz SR' mit Spektralinformationen, die nicht in den Spektralreferenzen SR inkludiert sind, durchgeführt, so dass die Reproduzierbarkeit des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' verbessert werden kann, das in der Cloud-Umgebung erzeugt wird. Ferner kann die Reproduzierbarkeit des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das in der Cloud-Umgebung erzeugt wird, durch Anpassen einer Datenmenge der Dummy-Spektralreferenz SR' gesteuert werden, so dass eine Zunahme einer von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierenden Datenmenge minimiert werden kann.
<4. Dritte Ausführungsform>
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein anderes Verfahren zum Erhöhen der Reproduktionsrate des Fluoreszenzspektrums FS beschrieben. Ein Beispiel für einen Datenfluss der vorliegenden Ausführungsform ist in 12 veranschaulicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 12 veranschaulicht, wird das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens unter Verwendung der erzeugten Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenzen SR zusätzlich zu dem Erzeugen der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC durch Entmischen des Fluoreszenzspektrums FS unter Verwendung der Spektralreferenzen SR in der lokalen Umgebung erzeugt. Dann werden die Differenzinformationen DF erzeugt, die eine Differenz zwischen dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS', das durch eine inverse Transformation des Entmischens erzeugt wird, und dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS repräsentiert.
Die Differenzinformationen DF weisen einen kleineren Dynamikumfang von Daten auf, reduzieren mehr Bits und weisen eine höhere Kompressionsrate in einem Kompressionsalgorithmus im Vergleich zu dem Fluoreszenzspektrum FS auf. Dementsprechend werden komprimierte Differenzinformationen DF', die durch Komprimieren der Differenzinformationen DF erhalten werden, zusammen mit der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und den Spektralreferenzen SR von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert und in der Cloud-Umgebung gespeichert.
In der Cloud-Umgebung wird, nachdem das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und der Spektralreferenzen SR erzeugt wurde, das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' unter Verwendung der Differenzinformationen DF, die durch Dekomprimieren der komprimierten Differenzinformationen DF' erhalten werden, so korrigiert, dass es sich dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS annähert, um das korrigierte Fluoreszenzspektrum FS'' mit einer höheren Reproduzierbarkeit als das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen. Dann wird eine Analyseverarbeitung des Messungsziels unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC und des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'' durchgeführt.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform nimmt, wenn eine Datenmenge der Differenzinformationen DF zunimmt, die Reproduktionsrate des korrigierten Fluoreszenzspektrums FS'' zu, das durch die Korrekturverarbeitung erzeugt wird. Mit anderen Worten kann die Reproduktionsrate des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'' durch Anpassen der Datenmenge der Differenzinformationen DF gesteuert werden. Es ist daher möglich, eine Zunahme einer von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierenden Datenmenge durch zum Beispiel Anpassen der Datenmenge der Differenzinformationen DF gemäß der bei der Analyse erforderlichen Reproduktionsrate des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'' zu verhindern.
13 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 13 veranschaulicht, weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100'', die in der lokalen Umgebung bereitgestellt ist, ferner eine Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 106 (die einem Teil der Funktionen der „ersten Verarbeitungseinheit“ entspricht), eine Differenzinformationserzeugungseinheit 107 (die einem Teil der Funktionen der „ersten Verarbeitungseinheit“ entspricht) und eine Kompressionsverarbeitungseinheit 108 auf. Ferner weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200'', die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, ferner eine Dekompressionsverarbeitungseinheit 206 und eine Korrekturverarbeitungseinheit 207 auf (die einem Teil der Funktionen der „zweiten Verarbeitungseinheit“ entsprechen).
Die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 106 erzeugt ein wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum FS' durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 erzeugt wird, und der Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen bei der Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 verwendet werden.
Die Differenzinformationserzeugungseinheit 107 erzeugt Differenzinformationen DF, die eine Differenz zwischen dem Fluoreszenzspektrum FS und dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS' repräsentieren, basierend auf dem Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 erfasst wird, und dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 106 erzeugt wird.
Die Kompressionsverarbeitungseinheit 108 komprimiert die Differenzinformationen DF, die durch die Differenzinformationserzeugungseinheit 107 erzeugt werden, unter Verwendung eines vorbestimmten Kompressionsalgorithmus, um komprimierte Differenzinformationen DF' zu erzeugen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform überträgt die Übertragungseinheit 104 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' zusätzlich zu der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 erzeugt wird, und den Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen bei der Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 verwendet werden, die komprimierten Differenzinformationen DF', die durch die Kompressionsverarbeitungseinheit 108 erzeugt werden, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinheit 200''.
Die Empfangseinheit 201 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' empfängt die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die Spektralreferenzen SR und die komprimierten Differenzinformationen DF', die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' über das Netz 20 übertragen werden.
Die Speicherungseinheit 202 speichert die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die Spektralreferenzen SR und die komprimierten Differenzinformationen DF', die durch die Empfangseinheit 201 von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' empfangen werden.
Die Dekompressionsverarbeitungseinheit 206 dekomprimiert die komprimierten Differenzinformationen DF', die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert werden, um die Differenzinformationen DF wiederherzustellen.
Die Korrekturverarbeitungseinheit 207 korrigiert das wiederhergestellte Spektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 erzeugt wird, so dass es sich dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS annähert, unter Verwendung der Differenzinformationen DF, die durch die Dekompressionsverarbeitungseinheit 206 wiederhergestellt werden, um dadurch das korrigierte wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS'' mit einer höheren Reproduzierbarkeit als das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen.
Die Analyseverarbeitungseinheit 204 analysiert das Messungsziel S auf eine der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnliche Weise unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'', das durch die Korrekturverarbeitungseinheit 207 erzeugt wird.
14 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss einer Verarbeitungsreihe, die in einem Informationsverarbeitungssystem durchzuführen ist, gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Nachfolgend wird eine Übersicht eines Betriebs des Informationsverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang des Flussdiagramms aus 14 beschrieben.
Falls das Fluoreszenzspektrum FS des unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbten Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10 gemessen wird, erfasst zuerst die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' das Fluoreszenzspektrum FS (Schritt S301).
Als Nächstes entmischt die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' das Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 in Schritt S301 erfasst wird, unter Verwendung der Spektralreferenz SR, die jedem zum Färben des Messungsziels S verwendeten Fluoreszenzfarbstoff entspricht, unter den Spektralreferenzen SR, die in der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 gespeichert sind, um die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC zu erzeugen (Schritt S302) .
Dann führt die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 106 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' eine inverse Transformation des Entmischens unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 in Schritt S302 erzeugt wird, und der Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen beim Erzeugen der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC verwendet werden, durch, um das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen (Schritt S303).
Als Nächstes erzeugt die Differenzinformationserzeugungseinheit 107 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' Differenzinformationen DF, die eine Differenz zwischen dem Fluoreszenzspektrum FS und dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS' repräsentieren, basierend auf dem Fluoreszenzspektrum FS, das durch die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 in Schritt S301 erfasst wird, und dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 106 in Schritt S303 erzeugt wird (Schritt S304).
Dann komprimiert die Kompressionsverarbeitungseinheit 108 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' die Differenzinformationen DF, die durch die Differenzinformationserzeugungseinheit 107 in Schritt S304 erzeugt werden, unter Verwendung eines vorbestimmten Kompressionsalgorithmus, um komprimierte Differenzinformationen DF' zu erzeugen (Schritt S305). Durch das Komprimieren der Differenzinformationen DF kann eine Datenmenge, die in Schritt S306 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' zu übertragen ist, was später beschrieben wird, reduziert werden. Jedoch können die Differenzinformationen DF an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' übertragen werden, ohne komprimiert zu werden. In diesem Fall kann die Verarbeitung in Schritt S305 ausgelassen werden.
Dann überträgt die Übertragungseinheit 104 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 in Schritt S302 erzeugt wird, die Spektralreferenzen SR, die zum Entmischen verwendet werden, und die komprimierten Differenzinformationen DF', die durch die Kompressionsverarbeitungseinheit 108 in Schritt S305 erzeugt werden, über das Netz 20 an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' (Schritt S306).
Als Nächstes empfängt die Empfangseinheit 201 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' die Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die Spektralreferenzen SR und die komprimierten Differenzinformationen DF', die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' über das Netz 20 übertragen werden, und speichert sie in der Speicherungseinheit 202 (Schritt S307).
Danach führt die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' eine inverse Transformation des Entmischens, das durch die Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100'' in Schritt S302 durchgeführt wird, unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und der Spektralreferenzen SR durch, um das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' zu erzeugen (Schritt S308).
Dann dekomprimiert die Dekompressionsverarbeitungseinheit 206 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' die komprimierten Differenzinformationen DF', die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert sind, um die Differenzinformationen DF wiederherzustellen (Schritt S309).
Dann korrigiert die Korrekturverarbeitungseinheit 207 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' das wiederhergestellte Spektrum FS', das durch die Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 in Schritt S308 erzeugt wird, so dass es sich dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS annähert, unter Verwendung der Differenzinformationen DF, die durch die Dekompressionsverarbeitungseinheit 206 in Schritt S309 wiederhergestellt werden, um ein korrigiertes wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum FS'' zu erzeugen (Schritt S310).
Dann führt die Analyseverarbeitungseinheit 204 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200'' eine Analyseverarbeitung an dem Messungsziel S unter Verwendung der Fluoreszenzfarbstoffmenge FC, die in der Speicherungseinheit 202 gespeichert ist, und des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'', das durch die Korrekturverarbeitungseinheit 207 in Schritt S310 erzeugt wird, durch (Schritt S311), und eine Verarbeitungsreihe endet.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Differenzinformationen DF, die die Differenz zwischen dem ursprünglichen Fluoreszenzspektrum FS und dem wiederhergestellten Fluoreszenzspektrum FS' repräsentieren, das durch eine inverse Transformation des Entmischens erzeugt wird, im Voraus in der lokalen Umgebung erzeugt und zu der Cloud-Umgebung transferiert, und das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS', das durch eine inverse Transformation des Entmischens in der Cloud-Umgebung erzeugt wird, wird unter Verwendung der Differenzinformationen DF korrigiert, so dass es möglich ist, eine Analyseverarbeitung unter Verwendung des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'' mit höherer Reproduzierbarkeit als das wiederhergestellte Fluoreszenzspektrum FS' durchzuführen. Ferner kann die Reproduzierbarkeit des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS'', das in der Cloud-Umgebung erzeugt wird, durch Anpassen einer Datenmenge der Differenzinformationen DF gesteuert werden, so dass eine Zunahme einer von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierenden Datenmenge minimiert werden kann.
<5. Vierte Ausführungsform>
Obwohl das in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen beschriebene Durchflusszytometer 10 das zur Analyse des Messungsziels S zu verwendende Fluoreszenzspektrum FS misst, gibt es auch eine Einrichtung mit einer Funktion zum Sortieren von einem, welches eine spezielle Fluoreszenz von dem Messungsziel S emittiert, indem ein Bewegungsziel des Messungsziels S, wie etwa von Zellen, das die Durchflusszelle 12 passiert, basierend auf dem gemessenen Fluoreszenzspektrum FS gesteuert wird. Das Durchflusszytometer 10' mit einer solchen Sortierfunktion wird als ein Sortierer (Zellensortierer) bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Anwendungsbeispiel für ein Informationsverarbeitungssystem unter Verwendung des Durchflusszytometers 10' mit einer solchen Sortierfunktion beschrieben. In dem Durchflusszytometer 10' mit einer Sortierfunktion ist es erforderlich, basierend auf dem Fluoreszenzspektrum FS, das durch Bestrahlen des Messungsziels S, das die Durchflusszelle 12 passiert, mit Licht gemessen wird, instantan zu bestimmen, ob das Messungsziel S ein Sortierziel ist, und das Bewegungsziel des Messungsziels S zu steuern. Hier ist es durch Konstruieren eines Lernmodells durch Maschinenlernen unter Verwendung des Fluoreszenzspektrums FS, das von dem Messungsziel S gemessen wird, das ein Sortierziel ist, als Lerndaten und Durchführen einer Bestimmung unter Verwendung dieses Lernmodells möglich, instantan eine Bestimmung basierend auf dem Fluoreszenzspektrum FS durchzuführen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass ein solches Lernmodell in der Cloud-Umgebung konstruiert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst das Fluoreszenzspektrum FS zum Konstruieren des Lernmodells durch das Durchflusszytometer 10' gemessen. Das gemessene Fluoreszenzspektrum FS wird nicht von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung transferiert, sondern wird wiederhergestellt, indem es einer inversen Transformation des Entmischens in der Cloud-Umgebung auf eine den oben beschriebenen Ausführungsformen ähnliche Weise unterzogen wird. Dann wird auf eine den oben beschriebenen Ausführungsformen ähnliche Weise eine Analyseverarbeitung, wie etwa eine Clusterbildungsverarbeitung, an dem Messungsziel S in der Cloud-Umgebung durchgeführt und wird dem Benutzer ein Ergebnis der Analyseverarbeitung präsentiert.
Falls das Messungsziel S, das das Sortierziel ist, durch den Benutzer spezifiziert wird, der auf das präsentierte Ergebnis der Analyseverarbeitung Bezug nimmt, wird hier Maschinenlernen unter Verwendung des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' (oder des korrigierten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS''), das dem spezifizierten Messungsziel S entspricht, das das Sortierziel ist, als Lerndaten durchgeführt, so dass ein Lernmodell konstruiert wird. Dann wird das in der Cloud-Umgebung konstruierte Lernmodell zu der lokalen Umgebung transferiert.
Danach wird in der lokalen Umgebung das Sortierziel unter Verwendung des Lernmodells bestimmt, das von der Cloud-Umgebung transferiert wird. Mit anderen Worten wird, falls das Fluoreszenzspektrum FS durch das Durchflusszytometer 10' gemessen wird, basierend auf dem Lernmodell bestimmt, ob das Messungsziel S mit diesem Fluoreszenzspektrum ein Sortierziel ist oder nicht. Dann wird das Bewegungsziel des Sortierziels S basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung gesteuert und wird das Messungsziel S, das als das Sortierziel designiert ist, sortiert.
15 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 15 veranschaulicht, weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung 200''', die in der Cloud-Umgebung bereitgestellt ist, ferner eine Lerneinheit 208 und eine Übertragungseinheit 209 (die einer „Lernmodellübertragungseinheit“ entspricht) auf. Ferner weist bei der vorliegenden Ausführungsform eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100''', die in der lokalen Umgebung bereitgestellt ist, ferner eine Empfangseinheit 109 (die einer „Lernmodellempfangseinheit“ entspricht), eine Lernmodellspeicherungseinheit 110 und eine Bestimmungseinheit 111 auf. Es wird angemerkt, dass, obwohl 15 ein Konfigurationsbeispiel veranschaulicht, bei dem eine für die vorliegende Ausführungsform spezifische Konfiguration zu dem Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinzugefügt ist, ein Basisinformationsverarbeitungssystem das Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform oder das Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform sein kann.
Falls ein spezielles Messungsziel S durch den Benutzer, der auf das Analyseergebnis der Analyseverarbeitungseinheit 204 Bezug nimmt, als das Sortierziel designiert wird, führt die Lerneinheit 208 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' Maschinenlernen unter Verwendung des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das dem als das Sortierziel designierten Messungsziel S entspricht, als Lerndaten durch, um dadurch ein Lernmodell zum Bestimmen davon, ob das Messungsziel S das Sortierziel ist oder nicht, basierend auf dem Fluoreszenzspektrum FS zu konstruieren.
Ein Algorithmus für Maschinenlernen, der durch die Lerneinheit 208 durchzuführen ist, ist überwachtes Lernen unter Verwendung des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das dem als das Sortierziel designierten Messungsziel S entspricht, als Lerndaten. Zum Beispiel kann die Lerneinheit 208 das Lernmodell unter Verwendung eines Maschinenlernalgorithmus, wie etwa Random Forest, Support Vector Machine oder Deep Learning, konstruieren.
Es wird angemerkt, dass die Lerneinheit 208 bestimmen kann, ob ein Lernmodell, das zum ausreichenden Bestimmen des Sortierziels in der Lage ist, konstruiert wurde oder nicht, und den Benutzer über das Bestimmungsergebnis benachrichtigen kann. Falls zum Beispiel die Zahl des gelernten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' des Messungsziels S oder ein Verhältnis des gelernten wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS' zum Ganzen einen Schwellenwert überschreitet, kann die Lerneinheit 208 den Benutzer benachrichtigen, dass ein Lernmodell, das zum ausreichenden Bestimmen des Sortierziels in der Lage ist, konstruiert wurde.
Alternativ dazu kann, falls ein Korrekte-Antwort-Anteil des Lernmodells den Schwellenwert überschreitet, die Lerneinheit 208 den Benutzer benachrichtigen, dass das Lernmodell, das zum ausreichenden Bestimmen des Sortierziels in der Lage ist, konstruiert wurde. Der Korrekte-Antwort-Anteil des Lernmodells kann durch zum Beispiel eine N-fache Kreuzvalidierung bestimmt werden. Insbesondere kann der Korrekte-Antwort-Anteil des konstruierten Lernmodells kann durch Aufteilen der Gesamtheit der Lerndaten in N, Durchführen von Lernen mit den Lerndaten, die in den N-1 aufgeteilten Teilen inkludiert sind, um ein Lernmodell zu konstruieren, und dann Durchführen einer Bestimmung unter Verwendung der Lerndaten, die in dem verbleibenden einen aufgeteilten Teil inkludiert sind, bestimmt werden.
Die Übertragungseinheit 209 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' überträgt das Lernmodell, das durch die Lerneinheit 208 konstruiert wird, über das Netz 20 an die erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100'''.
Die Empfangseinheit 109 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100' empfängt das Lernmodell, das von der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' über das Netz 20 übertragen wird.
Die Lernmodellspeicherungseinheit 110 speichert das Lernmodell, das durch die Empfangseinheit 109 von der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' empfangen wird.
Falls das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10' gemessen wird, nachdem die Lernmodellspeicherungseinheit 110 das Lernmodell gespeichert hat, bestimmt die Bestimmungseinheit 111, ob das Messungsziel S mit dem Fluoreszenzspektrum FS ein Sortierziel ist oder nicht, basierend auf dem Lernmodell, das in der Lernmodellspeicherungseinheit 110 gespeichert ist. Dann gibt, falls das Messungsziel S als das Sortierziel bestimmt wird, die Bestimmungseinheit 111 eine Anweisung an das Durchflusszytometer 10' zum Sortieren des Messungsziels S aus. Falls das Durchflusszytometer 10' zum separaten Sortieren mehrerer Gruppen des Messungsziels S in der Lage ist, kann die Bestimmungseinheit 111 ferner das Durchflusszytometer 10' nicht nur bezüglich dessen anweisen, ob das Messungsziel S ein Sortierziel ist oder nicht, sondern auch bezüglich dessen, zu welcher Sammlungseinheit das Messungsziel S zu sammeln ist.
Es wird angemerkt, dass die Lernmodellspeicherungseinheit 110 und die Bestimmungseinheit 111 bei dem Durchflusszytometer 10' bereitgestellt sein können. Außerdem kann das konstruierte Lernmodell in einem Logikschaltkreis, wie etwa einem FPGA-Schaltkreis, implementiert werden, der bei dem Durchflusszytometer 10' bereitgestellt ist. Zum Beispiel kann die Bestimmungseinheit 111 bei dem Durchflusszytometer 10' bereitgestellt werden und kann eine Logik, die das Lernmodel ausführt, das basierend auf der Art der Bestimmungseinheit 111 gestaltet und konstruiert ist, bei dem FPGA-Schaltkreis implementiert werden, der bei dem Durchflusszytometer 10' bereitgestellt ist.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine charakteristische Verarbeitung veranschaulicht, die in dem Informationsverarbeitungssystem gemäß der vierten Ausführungsform durchzuführen ist, und veranschaulicht zum Beispiel einen Verarbeitungsfluss, der anschließend an die Analyseverarbeitung in Schritt S106 durchzuführen ist, die in dem Flussdiagramm aus 8 veranschaulicht ist. Es wird angemerkt, dass bei der Analyseverarbeitung angenommen wird, dass dem Benutzer ein Ergebnis einer Verarbeitung, wie etwa einer Clusterbildungsverarbeitung, präsentiert wird und das Sortierziel durch den Benutzer designiert wird, der auf das präsentierte Ergebnis der Analyseverarbeitung Bezug nimmt.
Falls das Sortierziel durch den Benutzer designiert wird, führt die Lerneinheit 208 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' Maschinenlernen unter Verwendung des wiederhergestellten Fluoreszenzspektrums FS', das dem als das Sortierziel designierten Messungsziel S entspricht, als Lerndaten durch und konstruiert ein Lernmodell zum Bestimmen des Sortierziels (Schritt S401).
Als Nächstes überträgt die Übertragungseinheit 209 der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' das Lernmodell, das durch die Lerneinheit 208 in Schritt S401 konstruiert wird, über das Netz 20 an die erste Informationsverarbeitungseinrichtung 100''' (Schritt S402).
Als Nächstes empfängt die Empfangseinheit 109 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100''' das Lernmodell, das von der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' über das Netz 20 übertragen wird, und speichert das Lernmodell in der Lernmodellspeicherungseinheit 110 (Schritt S403).
Falls das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10' gemessen wird, bestimmt danach die Bestimmungseinheit 111 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100''', ob das Messungsziel S ein Sortierziel ist oder nicht, basierend auf dem Lernmodell, das in der Lernmodellspeicherungseinheit 110 gespeichert ist (Schritt S404), und gibt eine Anweisung an das Durchflusszytometer 10' aus. Infolgedessen kann das Messungsziel S, das durch den Benutzer als das Sortierziel spezifiziert wird, durch das Durchflusszytometer 10' geeignet sortiert werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion eines Lernmodells, das eine schwere Verarbeitungslast erfordert, in der Cloud-Umgebung durchgeführt und wird das Sortierziel unter Verwendung des Lernmodells, das in der Cloud-Umgebung konstruiert wird, bestimmt, um das Durchflusszytometer 10' zum geeigneten Durchführen einer Operation zu veranlassen, so dass die Benutzerfreundlichkeit verbessert wird. Ferner ist es nicht erforderlich, das Fluoreszenzspektrum FS mit einer großen Datengröße von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100''' in der lokalen Umgebung zu der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200''' in der Cloud-Umgebung zu transferieren, um das Lernmodell in der Cloud-Umgebung zu konstruieren, so dass es möglich ist, eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge zu reduzieren und eine in der Cloud-Umgebung gespeicherte Datenmenge zu reduzieren, so dass es möglich ist, Speicherungskosten zu reduzieren.
<6. Fünfte Ausführungsform>
Es wird angemerkt, dass, obwohl bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S durch das Durchflusszytometer 10 (10') gemessen wird, ein Mechanismus der vorliegenden Offenbarung auch effektiv auf zum Beispiel einen Fall des Verwendens einer Fluoreszenzbildgebungseinrichtung angewandt werden kann, die das Fluoreszenzspektrum FS unter Verwendung eines Bildgebungselements (zweidimensionalen Bildsensors) misst. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel für eine Anwendung auf ein Informationsverarbeitungssystem unter Verwendung einer solchen Fluoreszenzbildgebungseinrichtung beschrieben.
17 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 17 veranschaulicht, ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30 in der lokalen Umgebung anstelle des Durchflusszytometers 10 (10') bereitgestellt. Es wird angemerkt, dass eine Basiskonfiguration des Informationsverarbeitungssystems der Konfiguration bei der ersten Ausführungsform ähnlich ist, die in 5 veranschaulicht ist.
18 veranschaulicht ein schematisches Konfigurationsbeispiel der Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30. Zum Beispiel weist, wie in 18 veranschaulicht, die Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30 eine Laserlichtquelle 31, einen beweglichen Tisch 32, ein spektroskopisches Element 34 und ein Bildgebungselement 35 auf.
Die Laserlichtquelle 31 emittiert Laserlicht mit einer Wellenlänge, die zum Anregen von Fluoreszenzfarbstoffen in der Lage ist, die zum Färben des Messungsziels S verwendet werden. Als die Laserlichtquelle 31 kann zum Beispiel eine Halbleiterlaserlichtquelle verwendet werden, die Laserlicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge emittiert.
Eine fluoreszierend gefärbte Probe 33 wird auf dem beweglichen Tisch 32 platziert. Der bewegliche Tisch 32 bewegt sich in einer horizontalen Richtung, so dass das von der Laserlichtquelle 31 emittierte Laserlicht die fluoreszierend gefärbte Probe 33 in zwei Dimensionen scannt.
Die fluoreszierend gefärbte Probe 33 ist zum Beispiel eine von einem menschlichen Körper gesammelte Probe oder eine aus einer Gewebeprobe zum Zweck einer pathologischen Diagnose vorbereite Probe oder dergleichen und unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt. Die fluoreszierend gefärbte Probe 33 weist eine große Anzahl an Messungszielen S, wie etwa Zellen, auf, die das gesammelte Gewebe darstellen. Durch Bewegen des beweglichen Tisches 32 derart, dass das von der Laserlichtquelle 31 emittierte Laserlicht die fluoreszierend gefärbte Probe 33 in zwei Dimensionen scannt, kann eine große Anzahl an Messungszielen S, die in der fluoreszierend gefärbten Probe 33 inkludiert sind, sequentiell mit dem Laserlicht bestrahlt werden.
Das spektroskopische Element 34 ist ein optisches Element, das eine Fluoreszenz, die durch Bestrahlen der Messungsziele S, die in der fluoreszierend gefärbten Probe 33 inkludiert sind, mit Laserlicht emittiert wird, in ein Spektrum einer kontinuierlichen Wellenlänge dispergiert. Als das spektroskopische Element 34 kann zum Beispiel ein Prisma, ein Gitter oder dergleichen verwendet werden.
Das Bildgebungselement 35 ist ein zweidimensionaler Bildsensor, in dem Lichtempfangselemente, wie etwa ein Ladungsgekoppelte-Vorrichtung(CCD: Charge Coupled Device)-Sensor und ein Komplementärer-Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Sensor, in zwei Dimensionen angeordnet sind. Das Bildgebungselement 35 empfängt die Fluoreszenz, die durch Bestrahlen der Messungsziele S, die in der fluoreszierend gefärbten Probe 33 inkludiert sind, mit Laserlicht emittiert und durch das spektroskopische Element 34 dispergiert wird, durch die jeweiligen Lichtempfangselemente, die in zwei Dimensionen angeordnet sind, und gibt ein Bildsignal aus. Die von den Messungszielen S durch Bestrahlung mit Laserlicht emittierte Fluoreszenz wird durch das spektroskopische Element 13 in ein kontinuierliches Spektrum dispergiert und dementsprechend gibt das Bildgebungselement 35 ein Bildsignal aus, das der Fluoreszenzintensität in einem Wellenlängenbereich entspricht, der für jeden Beriech verschieden ist.
Bei der Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird die Fluoreszenz, die durch Bestrahlen der Messungsziele S, die in der fluoreszierend gefärbten Probe 33 inkludiert sind, mit Laserlicht emittiert wird, durch das spektroskopische Element 34 in ein kontinuierliches Spektrum dispergiert und durch die jeweiligen Lichtempfangselemente des Bildgebungselements 35 detektiert. Dementsprechend kann das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S unter Verwendung des Bildsignals, das von dem Bildgebungselement 35 ausgegeben wird, auf eine dem Durchflusszytometer 10 (10') ähnliche Weise gemessen werden.
Bei dem Informationsverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die in der lokalen Umgebung bereitgestellt ist, das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S, das durch die Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30 gemessen wird. Die anschließende Verarbeitung ist jener der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich und dementsprechend wird die Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass, obwohl 17 ein Beispiel veranschaulicht, bei dem das Durchflusszytometer 10 in dem Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit der Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30 ersetzt ist, ein Basisinformationsverarbeitungssystem das Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform oder das Informationsverarbeitungssystem gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform sein kann.
Wie oben beschrieben, ist es, selbst wenn das Fluoreszenzspektrum FS des Messungsziels S durch die Fluoreszenzbildgebungseinrichtung 30 gemessen wird, durch Anwenden des Mechanismus der vorliegenden Offenbarung möglich, eine von der lokalen Umgebung zu der Cloud-Umgebung zu transferierende Datenmenge zu reduzieren und eine in der Cloud-Umgebung gespeicherte Datenmenge zu reduzieren, so dass es möglich ist, Speicherungskosten zu reduzieren.
<7. Hardwarekonfigurationsbeispiel>
Anschließend wird ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 und der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 (nachfolgend werden diese gemeinsam als eine „Informationsverarbeitungseinrichtung 300“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der Informationsverarbeitungseinrichtung 300 veranschaulicht.
Wie in 19 veranschaulicht, weist die Informationsverarbeitungseinrichtung 300 eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 301, einen Nurlesespeicher (ROM) 302, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 303, einen Hostbus 305, eine Brücke 307, einen externen Bus 306, eine Schnittstelle 308, eine Eingabeeinrichtung 311, eine Ausgabeeinrichtung 312, eine Speicherungseinrichtung 313, ein Laufwerk 314, einen Verbindungsport 315 und eine Kommunikationseinrichtung 316 auf. Die Informationsverarbeitungseinrichtung 300 kann einen Verarbeitungsschaltkreis, wie etwa einen elektrischen Schaltkreis, einen DSP oder einen ASIC, anstelle oder zusätzlich zu der CPU 301 aufweisen.
Die CPU 301 fungiert als eine Arithmetikverarbeitungseinheit und eine Steuereinheit und steuert einen Gesamtbetrieb der Informationsverarbeitungseinrichtung 300 gemäß verschiedenen Programmen. Des Weiteren kann die CPU 301 ein Mikroprozessor sein. Der ROM 302 speichert Programme, Betriebsparameter und dergleichen, die durch die CPU 301 verwendet werden. Der RAM 303 speichert Programme, die bei einer Ausführung der CPU 301 zu verwenden sind, und Parameter, die bei dieser Ausführung nach Bedarf variieren, und dergleichen temporär. Die CPU 301 kann Funktionen von zum Beispiel der Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit 101 und der Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit 103 bei der oben beschriebenen ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 implementieren. Außerdem kann die CPU 301 Funktionen von zum Beispiel der Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit 203 und der Analyseverarbeitungseinheit bei der oben beschriebenen zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 implementieren.
Die CPU 301, der ROM 302 und der RAM 303 sind gemeinsam durch den Hostbus 305 einschließlich eines CPU-Busses und dergleichen verbunden. Der Host-Bus 305 ist über die Brücke 307 mit dem externen Bus 306, wie etwa einem Peripheral-Component-Interconnect/Interface(PCI)-Bus, verbunden. Es wird angemerkt, dass der Hostbus 305, die Brücke 307 und der externe Bus 306 nicht zwingend separiert sind, und diese Funktionen können in einem Bus implementiert werden.
Die Eingabeeinrichtung 311 ist eine Einrichtung, wie etwa eine Maus, eine Tastatur, ein Berührungsfeld, Knöpfe, ein Mikrofon, ein Schalter und ein Hebel, in die Informationen durch den Benutzer eingegeben werden. Alternativ dazu kann die Eingabeeinrichtung 311 zum Beispiel eine Fernsteuerungseinrichtung sein, die Infrarotstrahlen oder andere Funkwellen verwendet, oder kann eine externe Verbindungsausrüstung, wie etwa ein Mobiltelefon oder ein PDA, sein, die dem Betrieb der Informationsverarbeitungseinrichtung 300 entspricht. Ferner kann die Eingabevorrichtung 311 zum Beispiel einen Eingabesteuerschaltkreis aufweisen, der ein Eingabesignal basierend auf Informationen, die durch den Benutzer unter Verwendung des oben beschriebenen Eingabemittels eingegeben werden, erzeugt.
Die Ausgabeeinrichtung 312 ist eine Einrichtung, die zum visuellen oder akustischen Benachrichtigen des Benutzers über Informationen in der Lage ist. Die Ausgabeeinrichtung 312 kann zum Beispiel eine Anzeigeeinrichtung, wie etwa eine Kathodenstrahlröhre(CRT)-Anzeigeeinrichtung, eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, eine Plasmaanzeigeeinrichtung, eine Elektrolumineszenz(EL)-Anzeigeeinrichtung, ein Laserprojektor, ein Leuchtdioden(LED)-Projektor oder eine Lampe, sein oder kann eine Audioausgabeeinrichtung, wie etwa ein Lautsprecher oder ein Kopfhörer, sein.
Die Ausgabevorrichtung 312 kann zum Beispiel Ergebnisse ausgeben, die durch verschiedene Arten von Verarbeitung durch die Informationsverarbeitungseinrichtung 300 erhalten werden. Insbesondere kann die Ausgabeeinrichtung 312 die durch verschiedene Arten von Verarbeitung durch die Informationsverarbeitungseinrichtung 300 erhaltenen Ergebnisse in verschiedenen Formaten, wie etwa Text, Bild, Tabelle oder Graph, visuell anzeigen. Alternativ dazu kann die Ausgabeeinrichtung 312 ein Audiosignal, wie etwa Audiodaten oder Akustikdaten, in ein analoges Signal umwandeln und das analoge Signal akustisch ausgeben. Die Eingabeeinrichtung 311 und die Ausgabeeinrichtung 312 können zum Beispiel die Funktionen der Schnittstelleneinheit 309 ausführen.
Die Speicherungseinrichtung 313 ist eine Einrichtung zur Datenspeicherung, die als ein Beispiel für eine Speicherungseinheit der Informationsverarbeitungseinrichtung 300 gebildet ist. Die Speicherungseinrichtung 313 kann durch zum Beispiel eine magnetische Speicherungseinrichtung, wie etwa ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Halbleiterspeicherungseinrichtung, wie etwa ein Festkörperlaufwerk (SSD), eine optische Speicherungseinrichtung, eine magnetooptische Speicherungseinrichtung oder dergleichen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Speicherungseinrichtung 313 ein Speicherungsmedium, eine Aufzeichnungseinrichtung, die Daten auf dem Speicherungsmedium aufzeichnet, eine Leseeinrichtung, die Daten aus dem Speicherungsmedium liest, eine Löschungseinrichtung, die auf dem Speicherungsmedium aufgezeichnete Daten löscht und dergleichen aufweisen. Die Speicherungseinrichtung 313 kann durch die CPU 301 auszuführende Programme, verschiedene Arten von Daten, verschiedene Arten von Daten, die von außerhalb erlangt werden, und dergleichen speichern. Die Speicherungseinrichtung 313 kann Funktionen von zum Beispiel der Spektralreferenzspeicherungseinheit 102 in der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die oben beschrieben ist, implementieren.
Das Laufwerk 314, das ein Lese/Schreib-Gerät für ein Speicherungsmedium ist, ist eingebaut oder extern an die Informationsverarbeitungseinrichtung 300 angeschlossen. Das Laufwerk 314 liest Informationen, die auf einem Wechselspeicherungsmedium, wie etwa einer/einem montierten magnetischen Platte, optischen Platte, magnetooptischen Platte oder Halbleiterspeicher, gespeichert sind, aus und gibt die Informationen an den RAM 303 aus. Ferner kann das Laufwerk 314 auch Informationen in ein Wechselspeicherungsmedium schreiben.
Der Verbindungsport 315 ist eine Schnittstelle, die mit einer externen Ausrüstung verbunden ist. Der Verbindungsport 315 ist ein Verbindungsport, der zum Übertragen von Daten an eine externe Ausrüstung in der Lage ist, und kann zum Beispiel ein Universal Serial Bus (USB) sein.
Die Kommunikationseinrichtung 316 ist zum Beispiel eine Schnittstelle, die durch eine Kommunikationsvorrichtung oder dergleichen gebildet ist, zum Verbinden mit dem Netz 20. Die Kommunikationseinrichtung 316 kann zum Beispiel eine Kommunikationskarte für ein drahtgebundenes oder drahtloses lokales Netz (LAN: Local Area Network), Long Term Evolution (LTE), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) oder Wireless-USB (WUSB) sein. Ferner kann die Kommunikationseinrichtung 316 ein Router zur optischen Kommunikation, ein Router für einen asymmetrischen digitalen Teilnehmeranschluss (ADSL: Asymmetrie Digital Subscriber Line), ein Modem für verschieden Arten von Kommunikation oder dergleichen sein. Zum Beispiel kann die Kommunikationseinrichtung 316 Signale und dergleichen gemäß einem vorbestimmten Protokoll, wie etwa TCP/IP, an das Internet oder eine andere Kommunikationsausrüstung übertragen und davon empfangen. Die Kommunikationseinrichtung 316 kann zum Beispiel die Funktionen von zum Beispiel der Übertragungseinheit 104 in der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100, die oben beschrieben ist, implementieren. Ferner kann die Kommunikationseinrichtung 316 die Funktionen von zum Beispiel der Empfangseinheit 201 in der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200, die oben beschrieben ist, implementieren.
Es wird angemerkt, dass es auch möglich ist, ein Computerprogramm zu erzeugen, das bewirkt, dass Hardware, wie etwa die CPU 301, der ROM 302 und der RAM 303, die in der Informationsverarbeitungseinrichtung 300 eingebaut ist, Funktionen ausübt, die äquivalent zu den Funktionen der Komponenten der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 100 und der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung 200 sind, die oben beschrieben sind. Ferner kann auch ein Speicherungsmedium bereitgestellt werden, in dem das Computerprogramm gespeichert ist.
<8. Ergänzende Erklärung>
Wie oben beschrieben, wurden die vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, aber der technische Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf solche Beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, dass ein Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Offenbarung verschiedene Änderungen und Veränderungen innerhalb des Schutzumfangs der technischen Idee, die in den Ansprüchen beschrieben ist, ersinnen kann, und es versteht sich natürlich, dass diese Änderungen und Veränderungen zu dem technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung gehören.
Des Weiteren sind die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Effekte lediglich veranschaulichend oder beispielhaft und sind nicht beschränkend. Das heißt, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann andere Effekt, die für einen Fachmann aus der Beschreibung der vorliegenden Schrift offensichtlich sind, zusätzlich zu den oder anstelle der oben beschriebenen Effekte aufweisen.
Es wird angemerkt, dass die folgenden Konfigurationen auch zu dem technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung gehören.

(1) Ein Informationsverarbeitungssystem, das Folgendes umfasst: eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung; und eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung, wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist:
- eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Bestrahlen eines Messungsziels, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt ist, mit Licht und Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch die Bestrahlung gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffen, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und
- eine Übertragungseinheit, die zum Übertragen der komprimierten Daten an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist,
- wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist: eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten, die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung empfangen werden, konfiguriert ist.
(2) Das Informationsverarbeitungssystem nach (1), wobei das Messungsziel ein biogenes Teilchen, einschließlich einer Zelle, eines Gewebes, eines Mikroorganismus und/oder eines biobezogenen Teilchens, ist.
(3) Das Informationsverarbeitungssystem nach (1) oder (2), wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung und die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung so verbunden sind, dass sie zum Durchführen einer Kommunikation miteinander über ein vorbestimmtes Netz in der Lage sind.
(4) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (3), wobei die Kompressionsverarbeitung eine lineare Verarbeitung und/oder eine nichtlineare Verarbeitung aufweist.
(5) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (4), wobei die Kompressionsverarbeitung eine Dimensionskompressionsverarbeitung, Clusterbildungsverarbeitung oder Gruppierungsverarbeitung aufweist.
(6) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (5), wobei die komprimierten Daten eine Fluoreszenzfarbstoffmenge sind, die ein Messungsergebnis für jeden der zum Färben des Messungsziels verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
(7) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (6), wobei die Wiederherstellungsverarbeitung eine Inverstransformationsverarbeitung der komprimierten Daten ist.
(8) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (7), wobei die erste Verarbeitungseinheit die Kompressionsverarbeitung an den Messungsdaten unter Verwendung von Dummy-Referenzdaten zusätzlich zu den Referenzdaten durchführt, um komprimierte Dummy-Daten zu erzeugen, wobei Dummy-Daten zu den komprimierten Daten hinzugefügt werden, die Übertragungseinheit die komprimierten Dummy-Daten und die Dummy-Referenzdaten an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung überträgt, und die zweite Verarbeitungseinheit die wiederhergestellten Daten durch Durchführen der Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten, der komprimierten Dummy-Daten und der Dummy-Referenzdaten erzeugt.
(9)
Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (8), wobei die erste Verarbeitungseinheit die Messungsdaten ferner durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens unter Verwendung der komprimierten Daten und der Referenzdaten wiederherstellt und Differenzinformationen erzeugt, die eine Differenz zwischen wiederhergestellten Messungsdaten, das heißt den wiederhergestellten Messungsdaten, und den Messungsdaten erzeugt, die Übertragungseinheit ferner die Differenzinformationen an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung überträgt, die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner die Differenzinformationen von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung empfängt, und die zweite Verarbeitungseinheit ferner die wiederhergestellten Messungsdaten basierend auf den Differenzinformationen korrigiert.
(10) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (9), wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist:
- eine Analyseverarbeitungseinheit, die zum Analysieren des Messungsziels unter Verwendung der komprimierten Daten und wiederhergestellter Messungsdaten konfiguriert ist, die die Messungsdaten sind, die durch Wiederherstellen der komprimierten Daten erhalten werden.
(11) Das Informationsverarbeitungssystem nach (10), wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist:
- eine Lerneinheit, die zum Konstruieren eines Lernmodells zum Bestimmen eines Sortierziels durch Durchführen von Maschinenlernen unter Verwendung der Messungsdaten, die dem spezifizierten Sortierziel entsprechen, basierend auf einem Analyseergebnis durch die Analyseverarbeitungseinheit konfiguriert ist; und
- eine Lernmodellübertragungseinheit, die zum Übertragen des Lernmodells an die erste Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist, und
- wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist:
  - eine Lernmodellempfangseinheit, die zum Empfangen des Lernmodells von der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist; und
  - eine Bestimmungseinheit, die zum Bestimmen des Sortierziels basierend auf dem Lernmodell konfiguriert ist.
(12) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (11), wobei die Messungsdaten ein Fluoreszenzsignal sind, das durch Messen einer von dem Messungsziel emittierten Fluoreszenz erhalten wird.
(13) Das Informationsverarbeitungssystem nach einem von (1) bis (11), wobei die Messungsdaten Bilddaten sind, die durch Bildgebung des Messungsziels erhalten werden.
(14) Eine Informationsverarbeitungseinrichtung, die Folgendes umfasst:
- eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch Bestrahlen eines Messungsziels, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt ist, mit Licht gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und
- eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten konfiguriert ist.

Bezugszeichenliste

10, 10': Durchflusszytometer
20: Netzwerk
30: Fluoreszenzbildgebungseinrichtung
100, 100', 100'', 100''': erste Informationsverarbeitungseinrichtung
101: Fluoreszenzspektrumerfassungseinheit
102: Spektralreferenzspeicherungseinheit
103: Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit (erste Verarbeitungseinheit)
104: Übertragungseinheit
105: Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit (erste Verarbeitungseinheit)
106: Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit (erste Verarbeitungseinheit)
107: Differenzinformationserzeugungseinheit (erste Verarbeitungseinheit)
108: Kompressionsverarbeitungseinheit
109: Empfangseinheit
110: Lernmodellspeicherungseinheit
111: Bestimmungseinheit
200, 200', 200'', 200''': zweite Informationsverarbeitungseinrichtung
201: Empfangseinheit
202: Speicherungseinheit
203: Fluoreszenzspektrumwiederherstellungseinheit (zweite Verarbeitungseinheit)
204: Analyseverarbeitungseinheit
205: Fluoreszenzfarbstoffmengenerzeugungseinheit (zweite Verarbeitungseinheit)
206: Dekompressionsverarbeitungseinheit
207: Korrekturverarbeitungseinheit (zweite Verarbeitungseinheit)
208: Lerneinheit
209: Übertragungseinheit
FS: Fluoreszenzspektrum (Messungsdaten)
FS': wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum (wiederhergestellte Messungsdaten)
FS'': korrigiertes wiederhergestelltes Fluoreszenzspektrum
SR: Spektralreferenz (Referenzdaten)
SR': Dummy-Spektralreferenz (Dummy-Referenzdaten)
FC: Fluoreszenzfarbstoffmenge (komprimierte Daten)
FC': Dummy-Fluoreszenzfarbstoffmenge (Dummy-Messungsdaten)
DF: Differenzinformationen
DF': komprimierte Differenzinformationen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5772425 B2 [0005]
JP 5985140 B2 [0005]
JP 5540952 B2 [0005]
JP 5601098 B2 [0005]
JP 5834584 B2 [0005]

Claims

Informationsverarbeitungssystem, das Folgendes umfasst: eine erste Informationsverarbeitungseinrichtung; und eine zweite Informationsverarbeitungseinrichtung, wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist: eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Bestrahlen eines Messungsziels, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt ist, mit Licht und Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch die Bestrahlung gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und eine Übertragungseinheit, die zum Übertragen der komprimierten Daten an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist, wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung Folgendes aufweist: eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten, die von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung empfangen werden, konfiguriert ist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei das Messungsziel ein biogenes Teilchen, einschließlich einer Zelle, eines Gewebes, eines Mikroorganismus und/oder eines biobezogenen Teilchens, ist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung und die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung so verbunden sind, dass sie zum Durchführen einer Kommunikation miteinander über ein vorbestimmtes Netz in der Lage sind.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsverarbeitung eine lineare Verarbeitung und/oder eine nichtlineare Verarbeitung aufweist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsverarbeitung eine Dimensionskompressionsverarbeitung, Clusterbildungsverarbeitung oder Gruppierungsverarbeitung aufweist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die komprimierten Daten eine Fluoreszenzfarbstoffmenge sind, die ein Messungsergebnis für jeden der zum Färben des Messungsziels verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Wiederherstellungsverarbeitung eine Inverstransformationsverarbeitung der komprimierten Daten ist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitungseinheit die Kompressionsverarbeitung an den Messungsdaten unter Verwendung von Dummy-Referenzdaten zusätzlich zu den Referenzdaten durchführt, um komprimierte Dummy-Daten zu erzeugen, wobei Dummy-Daten zu den komprimierten Daten hinzugefügt werden, die Übertragungseinheit die komprimierten Dummy-Daten und die Dummy-Referenzdaten an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung überträgt, und die zweite Verarbeitungseinheit die wiederhergestellten Daten durch Durchführen der Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten, der komprimierten Dummy-Daten und der Dummy-Referenzdaten erzeugt.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitungseinheit die Messungsdaten ferner durch Durchführen einer inversen Transformation des Entmischens unter Verwendung der komprimierten Daten und der Referenzdaten wiederherstellt und Differenzinformationen erzeugt, die eine Differenz zwischen wiederhergestellten Messungsdaten, das heißt den wiederhergestellten Messungsdaten, und den Messungsdaten erzeugt, die Übertragungseinheit ferner die Differenzinformationen an die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung überträgt, die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner die Differenzinformationen von der ersten Informationsverarbeitungseinrichtung empfängt, und die zweite Verarbeitungseinheit ferner die wiederhergestellten Messungsdaten basierend auf den Differenzinformationen korrigiert.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Analyseverarbeitungseinheit, die zum Analysieren des Messungsziels unter Verwendung der komprimierten Daten und wiederhergestellter Messungsdaten konfiguriert ist, die die Messungsdaten sind, die durch Wiederherstellen der komprimierten Daten erhalten werden.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 10, wobei die zweite Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Lerneinheit, die zum Konstruieren eines Lernmodells zum Bestimmen eines Sortierziels durch Durchführen von Maschinenlernen unter Verwendung der Messungsdaten, die dem spezifizierten Sortierziel entsprechen, basierend auf einem Analyseergebnis durch die Analyseverarbeitungseinheit konfiguriert ist; und eine Lernmodellübertragungseinheit, die zum Übertragen des Lernmodells an die erste Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist, und wobei die erste Informationsverarbeitungseinrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Lernmodellempfangseinheit, die zum Empfangen des Lernmodells von der zweiten Informationsverarbeitungseinrichtung konfiguriert ist; und eine Bestimmungseinheit, die zum Bestimmen des Sortierziels basierend auf dem Lernmodell konfiguriert ist.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Messungsdaten ein Fluoreszenzsignal sind, das durch Messen einer von dem Messungsziel emittierten Fluoreszenz erhalten wird.
Informationsverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Messungsdaten Bilddaten sind, die durch Bildgebung des Messungsziels erhalten werden.
Informationsverarbeitungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen komprimierter Daten durch Durchführen einer Kompressionsverarbeitung an Messungsdaten, die durch Bestrahlen eines Messungsziels, das unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe gefärbt ist, mit Licht gemessen werden, unter Verwendung von Referenzdaten für jeden der Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Färben des Messungsziels verwendet werden, konfiguriert ist; und eine zweite Verarbeitungseinheit, die zum Erzeugen wiederhergestellter Daten durch Durchführen einer Wiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung der Referenzdaten und der komprimierten Daten konfiguriert ist.