[發明專利]卷積神經網絡系統及數據分類方法

有效

• 申請號: 201980037053.1
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN112888459B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 弗吉爾·尼古拉;安東·瓦盧耶夫;達莉亞·菲利波娃;馬修·H·拉森;M·賽勒斯·馬厄;莫妮卡·波特拉·朵斯·桑托斯·皮門特爾;羅伯特·安倍·潘恩·卡列夫;科林·梅爾頓
• 申請（專利權）人: 格里爾公司
• 主分類號: A61K45/00
• 分類號: A61K45/00;A61P35/00;C40B30/04;C40B60/12;G06N3/126;G06N7/00
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 呂姝娟

1.?一種用于將一測試對象分類為不同的多個癌癥狀況中的一癌癥狀況的計算機系統，其特征在于，所述計算機系統包含：

至少一通用處理器；以及

一通用存儲器，所述通用存儲器存儲至少一程序，以由所述至少一通用處理器執行，所述至少一程序包括多個指令，以用于進行：

（A）針對一物種的多個訓練對象中的每個各自的訓練對象獲得：（i）一癌癥狀況；以及（ii）一基因型數據構建，包括對應于所述物種的一參考基因組的多個位置的基因型信息，從而獲得多個基因型數據構建；

（B）將所述多個基因型數據構建中的每個基因型數據構建格式化為包括一個或多個相應的向量的一相應的向量集，從而產生多個向量集；

（C）將所述多個向量集提供給一網絡架構，所述網絡架構至少包括：（i）一第一卷積神經網絡路徑，包括一第一多個層，所述第一多個層包括至少一第一卷積層，所述至少一第一卷積層與至少一第一過濾器相關聯，所述至少一第一過濾器包括一第一組過濾器權重；以及（ii）一評分器；

（D）從所述評分器獲取多個分數，其中所述多個分數中的每個分數對應于所述多個向量集中的其中一個向量集到所述網絡架構中的一輸入；

（E）使用所述多個分數中的各自的分數與多個所述訓練對象中的相應的訓練對象的相應的癌癥狀況的一比較來調整至少所述第一組過濾器權重，從而訓練所述網絡架構，以在所述多個癌癥狀況下對一癌癥狀況進行分類；以及

（F）使用基于從所述測試對象獲得的一生物樣本中的多個游離核酸的序列讀數數據的一基因型數據構建作為被訓練的所述網絡架構的輸入，而使用被訓練的所述網絡架構將所述測試對象分類為所述多個癌癥狀況中的一癌癥狀況。

2.如權利要求1所述的計算機系統，其特征在于：所述計算機系統還包含具有一圖形處理存儲器的一圖形處理單元；所述網絡架構存儲在所述圖形處理存儲器中；以及所述提供（C）使所述第一卷積層順序接收所述多個向量集中的多個向量集。

3.如權利要求1或2所述的計算機系統，其特征在于：所述第一多個層還包括一第二卷積層；所述第二卷積層包括至少一第二過濾器，所述第二過濾器包括一第二組過濾器權重；除了所述第一多個層中的一最終層之外，所述第一多個層中的每個層的輸出用以作為所述第一多個層中的另一層的輸入；并且其中所述提供（C）響應于所述多個向量集中的一各自的向量集到所述網絡架構的輸入來執行一程序，所述程序包括步驟：

（a）將一第一多個輸入值輸入到所述第一卷積層中，作為所述各自的向量集中的多個值的一第一函數；

（b）使所述第一卷積層將一第一多個中間值饋入所述第一卷積神經網絡路徑中的另一層，所述第一多個中間值被計算作為以下的一第二函數：（i）至少所述第一組過濾器權重；及（ii）所述第一多個輸入值；

（c）使所述第二卷積層從所述第一卷積神經網絡路徑中的另一層饋入一第二多個中間值，作為以下的一第三函數：（i）至少所述第二組過濾器權重；及（ii）所述第二卷積層接收的多個輸入值；以及

（d）使所述第一卷積神經網絡路徑中的一最終層將來自所述最終層的多個值饋入所述評分器。

4.如權利要求3所述的計算機系統，其特征在于：所述第一卷積層的所述至少第一過濾器包括一對過濾器，所述一對過濾器的每個過濾器在所述提供（C）之前獨立地初始化為多個隨機值；以及所述第二卷積層的所述至少第二過濾器是在所述提供（C）之前被獨立初始化為多個隨機值的一對過濾器。

5.?如權利要求3所述的計算機系統，其特征在于：所述第一卷積神經網絡路徑還包括一第一池化層及一第二池化層，并且其中所述程序還包括：

使所述第一池化層將計算為所述第一多個中間值的一第一池化函數的一第三多個中間值從所述第一卷積層饋入所述第一卷積神經網絡路徑中的另一層；以及

使所述第二池化層將計算為所述第二多個中間值的一第二池化函數的一第四多個中間值從所述第二卷積層饋入所述第一卷積神經網絡路徑中的另一層或饋入所述評分器。

6.如權利要求5所述的計算機系統，其特征在于：所述第一池化層以及所述第二池化層各自獨立地選自由以下所組成的群組：一最大池化層、一分數階最大池化層、一平均池化層以及一L2-范數池化層。