用于识别测序仪器中的子部件失效的系统和方法技术方案

所公开的技术涉及用于诊断系统故障和隔离系统故障原因的系统和方法

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别测序仪器中的子部件失效的系统和方法
[0001]优先权申请
[0002]本申请要求
2021
年4月1日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR IDENTIFYING SUBCOMPONENT FAILURE IN SEQUENCING INSTRUMENTS”的美国临时专利申请
63/169
，
676(
代理人案卷号
ILLM 1039
‑
2/IP
‑
2119
‑
PRV)
的优先权和权益
。
该临时申请以引用方式并入本文中用于所有目的
。


[0003]所公开的技术涉及应用基于机器学习的分类器和专家系统以识别导致测序系统中的子系统失效的子部件
。
此技术可以扩展到导致其他类型系统失效的子部件的识别
。

技术介绍

[0004]本部分中讨论的主题不应仅因为在本部分中有提及就被认为是现有技术
。
类似地，在本部分中提及的或与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种诊断系统故障并且在多个可更换子部件中隔离系统故障原因的方法，所述方法包括：将检测时间序列异常的预处理器应用于来自至少一个测序运行的时间序列数据，其中时间序列异常包括不连续性
、
漂移
、
缺乏预期相关性和趋势；针对一个测序运行中的至少一个图像通道，将所述预处理器的输出的至少一部分馈送到受过训练的基于树的分类器，并且接收将所述至少一个测序运行分类为异常；将针对异常测序运行的所述预处理器的所述输出的至少一部分馈送到专家规则系统，并且接收对特定子部件进行所述系统故障的根本原因隔离；以及生成对导致所述系统故障的所述特定子部件的通知
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中处理具有检测到的时间序列不连续性的所述异常测序运行还包括：使用从使用第一
LED
照明频率和第二
LED
照明频率的光学子系统生成的测序运行时间序列数据；检测在来自所述第一
LED
照明频率的第一时间序列中但不在来自所述第二
LED
照明频率的第二时间序列中的所述时间序列不连续性；以及生成对用于相对于流通池正确地定位成像器的
z
平台子部件的故障的通知以用于在图形用户界面上显示
。3.
根据权利要求1和2中任一项所述的方法，还包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的不连续性：将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；计算在所述测序运行中的每图像通道的所述聚焦分数时间序列中的连续循环处的平滑聚焦分数之间的差的大小；检测连续循环之间的所述差的大小超过预定义阈值的连续循环的数量；以及响应于检测，生成对用于相对于流通池正确地定位成像器的
z
平台子部件的故障的所述通知以用于在图形用户界面上显示
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中处理具有检测到的时间序列漂移的所述异常测序运行还包括：使用从使用第一相机和第二相机的光学子系统生成的测序运行时间序列数据，其中所述第一相机检测两个图像通道，并且所述第二相机检测另外两个图像通道；检测在对应于来自所述第一相机的所述两个图像通道的时间序列中但不在对应于来自所述第二相机的所述另外两个图像通道的时间序列中的所述漂移；以及生成对
M3
子部件的故障的通知
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的漂移：将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；计算所述测序运行中的多个图像通道中的图像通道对上的每循环的聚焦分数之间的差；在每图像通道对的至少第一半部时间序列和第二半部时间序列中划分计算出的差；针对所述图像通道对，计算每图像通道对的所述第一半部时间序列和所述第二半部时
间序列的计算出的差之间的平均差值，并且针对特定图像通道对，将所述平均差值与其他图像通道对的平均差值进行比较；以及当所述特定图像通道对的所述平均差值比其他图像通道对的所述平均差值大预定阈值时，生成对
M3
子部件的故障的通知
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括通过以下步骤来检测缺乏预期相关性：计算针对第一表面的所述测序运行中的多个图像通道中的第一特定图像通道的聚焦分数时间序列与针对第二表面的所述测序运行中的多个图像通道中的第二特定图像通道的聚焦分数时间序列之间的相关性，其中所述第一特定图像通道和所述第二特定通道在所述测序运行中检测到相同的核苷酸；以及当计算出的相关性低于指示补偿器子部件失效的预定阈值时，使用计算出的相关性来检测两个表面之间的所述缺乏预期相关性
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的趋势：将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；将每图像通道的所述聚焦分数时间序列分割成预定数量的分区；对第一分区和最后一个分区中的聚焦分数进行平均；使用所述第一分区和所述最后一个分区之间的平均聚焦分数值与每分区的数个聚焦分数值之间的差来计算每图像通道的所述聚焦分数时间序列的所述最后一个分区与所述第一分区之间的斜率；以及如果所述聚焦分数时间序列的所述最后一个分区与所述第一分区之间的所述斜率高于预定阈值，则检测到指示
z
平台失效或补偿器失效的趋势
。8.
根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括在生成对子部件故障的通知之前，在两个或更多个测序运行中隔离故障的根本原因
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述测序运行包括多个循环，所述多个循环中的一个循环包括化学处理动作
、
图像捕获动作和图像处理动作
。10.
根据权利要求9所述的方法，其中所述时间序列数据包括每图像通道的聚焦分数，其中确定所述聚焦分数包括：根据每图像小区
FWHM
平均值，基于流通池的每循环平均
FWHM
来计算聚焦分数的时间序列
。11.
根据权利要求9所述的方法，其中所述时间序列数据包括每图像通道的强度值，其中确定所述强度值包括：根据每图像小区强度值平均值，基于流通池的每循环平均强度来计算强度值的时间序列
。12.
根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中对导致所述系统故障的所述特定子部件的所述通知包括解释，所述解释包括导致所述系统故障的所述特定子部件中的识别出的可能缺陷
。13.
根据权利要求1所述的方法，其中接收所述将所述至少一个测序运行分类为异常还包括指示系统故障
。
14.
根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述特定子部件进行所述系统故障的根本原因隔离指示所述多个可更换子部件中的需要调整或更换的所述特定子部件
。15.
根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中用于相对于流通池正确地定位成像器的所述
z
平台子部件的所述故障导致所捕获图像的不良聚焦质量
。16.
一种系统，所述系统包括耦合到存储器的一个或多个处理器，所述存储器加载有计算机指令，所述计算机指令用以诊断系统故障并且在多个可更换子部件中隔离系统故障原因，所述指令在所述处理器上执行时实现包括以下各项的动作：将检测时间序列异常的预处理器应用于来自至少一个测序运行的时间序列数据，其中时间序列异常包括不连续性
、
漂移
、
缺乏预期相关性和趋势；针对一个测序运行中的至少一个图像通道，将所述预处理器的输出的至少一部分馈送到受过训练的基于树的分类器，并且接收将所述至少一个测序运行分类为异常；将针对异常测序运行的所述预处理器的所述输出的至少一部分馈送到专家规则系统，并且接收对特定子部件进行所述系统故障的根本原因隔离；以及生成对导致所述系统故障的所述特定子部件的通知
。17.
根据权利要求
16
所述的系统，其中处理具有检测到的时间序列不连续性的所述异常测序运行进一步实现包括以下各项的动作：使用从使用第一
LED
照明频率和第二
LED
照明频率的光学子系统生成的测序运行时间序列数据；检测在来自所述第一
LED
照明频率的第一时间序列中但不在来自所述第二
LED
照明频率的第二时间序列中的所述时间序列不连续性；以及生成对用于相对于流通池正确地定位成像器的
z
平台子部件的故障的通知以用于在图形用户界面上显示
。18.
根据权利要求
16
和
17
中任一项所述的系统，进一步实现包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的不连续性的动作：将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；计算在所述测序运行中的每图像通道的所述聚焦分数时间序列中的连续循环处的平滑聚焦分数之间的差的大小；检测连续循环之间的所述差的大小超过预定义阈值的连续循环的数量；以及响应于检测，生成对用于相对于流通池正确地定位成像器的
z
平台子部件的故障的所述通知以用于在图形用户界面上显示
。19.
根据权利要求
16
至
18
中任一项所述的系统，其中处理具有检测到的时间序列漂移的所述异常测序运行进一步实现包括以下各项的动作：使用从使用第一相机和第二相机的光学子系统生成的测序运行时间序列数据，其中所述第一相机检测两个图像通道，并且所述第二相机检测另外两个图像通道；检测在对应于来自所述第一相机的所述两个图像通道的时间序列中但不在对应于来自所述第二相机的所述另外两个图像通道的时间序列中的所述漂移；以及报告
M3
子部件的故障
。20.
根据权利要求
16
至
19
中任一项所述的系统，进一步实现包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的漂移的动作：
将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；计算所述测序运行中的多个图像通道中的图像通道对上的每循环的聚焦分数之间的差；在每图像通道对的至少第一半部时间序列和第二半部时间序列中划分计算出的差；针对所述图像通道对，计算每图像通道对的所述第一半部时间序列和所述第二半部时间序列的计算出的差之间的平均差值，并且针对特定图像通道对，将所述平均差值与其他图像通道对的平均差值进行比较；以及当所述特定图像通道对的所述平均差值比其他图像通道对的所述平均差值大预定阈值时，报告
M3
子部件的故障以聚焦多个小区
。21.
根据权利要求
16
至
20
中任一项所述的系统，进一步实现包括通过以下步骤来检测缺乏预期相关性的动作：计算针对第一表面的所述测序运行中的多个图像通道中的第一特定图像通道的聚焦分数时间序列与针对第二表面的所述测序运行中的多个图像通道中的第二特定图像通道的聚焦分数时间序列之间的相关性，其中所述第一特定图像通道和所述第二特定通道在所述测序运行中检测到相同的核苷酸；以及当计算出的相关性低于指示补偿器子部件失效的预定阈值时，使用计算出的相关性来检测两个表面之间的所述缺乏预期相关性
。22.
根据权利要求
16
至
21
中任一项所述的系统，进一步实现包括通过以下步骤来检测聚焦分数中的趋势的动作：将平滑滤波器应用于所述测序运行中的每图像通道的聚焦分数时间序列；将每图像通道的所述聚焦分数时间序列分割成预定数量的分区；对第一分区和最后一个分区中的聚焦分数进行平均；使用所述第一分区和所述最后一个分区之间的平均聚焦分数值与每分区的数个聚焦分数值之间的差来计算每图像通道的所述聚焦分数时间序列的所述最后一个分区与所述第一分区之间的斜率；以及如果所述聚焦分数时间序列的所述最后一个分区与所述第一分区之间的所述斜率高于预定阈值，则检测到指示
z
平台失效或补偿器失效的趋势
。23.
根据权利要求
16
至
22
中任一项所述的系统，进一步实现包括以下各项的动作：在生成对子部件故障的通知之前，在两个或更多个测序运行中隔离故障的根本原因
。24.
根据权利要求

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：因美纳有限公司，
类型：发明
国别省市：