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(a) 생체시료에서 핵산을 추출하여 서열정보를 획득하는 단계; (b) 획득한 서열정보(reads)를 표준 염색체 서열 데이터베이스(reference genome database)에 정렬(alignment)하는 단계; (c) 상기 정렬된 서열정보(reads) 기반의 핵산단편(fragments)을 이용한 벡터화된 데이터를 생성하는 단계; (d) 생성된 상기 벡터화된 데이터를 학습된 인공지능 모델에 입력하여 분석한 출력 결과값과 기준값(cut-off value)을 비교하여 암 유무를 판정하는 단계; 및(e) 상기 출력 결과값 비교를 통해 암 종을 예측하는 단계를 포함하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 다음의 단계를 포함하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법:(a-i) 혈액, 정액, 질 세포, 모발, 타액, 소변, 구강세포, 태반세포 또는 태아세포를 포함하는 양수, 조직세포 및 이의 혼합물에서 핵산을 수득하는 단계;(a-ii) 채취된 핵산에서 솔팅-아웃 방법(salting-out method), 컬럼 크로마토그래피 방법(column chromatography method) 또는 비드 방법(beads method)을 사용하여 단백질, 지방, 및 기타 잔여물을 제거하고 정제된 핵산을 수득하는 단계; (a-iii) 정제된 핵산 또는 효소적 절단, 분쇄, 수압 절단 방법(hydroshear method)으로 무작위 단편화(random fragmentation)된 핵산에 대하여, 싱글 엔드 시퀀싱(single-end sequencing) 또는 페어 엔드 시퀀싱(pair-end sequencing) 라이브러리(library)를 제작하는 단계; (a-iv) 제작된 라이브러리를 차세대 유전자서열검사기(next-generation sequencer)에 반응시키는 단계; 및(a-v) 차세대 유전자서열검사기에서 핵산의 서열정보(reads)를 획득하는 단계
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제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 벡터화된 데이터는 그랜드 캐년 플롯(Grand Canyon plot, GC plot)인 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제3항에 있어서, 상기 GC plot은 정렬된 핵산단편의 염색체 구간 별 분포를 구간 별 수(count) 또는 핵산단편(fragment) 사이의 거리를 계산하여 벡터화된 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제4항에 있어서, 상기 염색체 구간 별 분포를 핵산단편의 수로 계산하는 것은 하기의 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법:i) 염색체를 일정구간(bin)으로 구분하는 단계;ii) 각 구간에 정렬된 핵산단편의 수를 결정하는 단계;iii) 각 구간에 결정된 핵산단편 수를 샘플의 전체 핵산단편 수로 나누어 정규화(normalization)하는 단계; 및iv) 각 구간의 순서를 X 축 값으로 하고, 상기 iii) 단계에서 계산한 정규화 값을 Y축 값으로 하여 GC plot을 생성하는 단계
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제4항에 있어서, 상기 염색체 구간 별 분포를 핵산단편 사이의 거리로 계산하는 것은 하기의 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법:i) 염색체를 일정구간(bin)으로 구분하는 단계;ii) 각 구간에 정렬된 핵산단편 사이의 거리를 계산하는 단계;iii) 각 구간별로 계산된 거리값을 기반으로 각 구간의 거리의 대표값(RepFD)을 결정하는 단계; iv) 상기 iii) 단계에서 계산된 대표값을 전체 핵산단편 사이의 거리 값의 대표값으로 나누어 정규화(normalization)하는 단계; 및iv) 각 구간의 순서를 X 축 값으로 하고, 상기 iv) 단계에서 계산한 정규화 값을 Y축 값으로 하여 GC plot을 생성하는 단계
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제6항에 있어서, 상기 대표값은 핵산단편 사이의 거리의 합, 차, 곱, 평균, 중앙값, 분위수, 최소값, 최대값, 분산, 표준편차, 중앙값 절대편차, 변동계수, 이들의 역수값 및 조합으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 인공지능 모델은 염색체 상태가 정상인 벡터화된 데이터와 염색체 이상이 있는 벡터화된 데이터를 구별할 수 있도록 학습하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제8항에 있어서, 상기 인공지능 모델은 합성곱 신경망(convolutional neural network, CNN), 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 및 오토 인코더(autoencoder)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제9항에 있어서, 상기 인공지능 모델이 CNN이고, binary classification 을 학습할 경우, 손실함수는 하기 수식 1로 표시되며, 상기 인공지능 모델이 CNN이고, Multi-class classification을 학습할 경우, 손실함수는 하기 수식 2으로 표시되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법:수식 1: 수식 2:
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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 인공지능 모델이 입력된 벡터화된 데이터를 분석하여 출력하는 결과값은 DPI(Deep Probability Index)값인 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 기준값은 0
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제1항에 있어서, 상기 (e) 단계의 출력 결과값 비교를 통해 암 종을 예측하는 단계는 출력 결과값 중, 가장 높은 값을 나타내는 암 종을 샘플의 암으로 판정하는 단계를 포함하는 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측을 위한 정보의 제공방법
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생체시료에서 핵산을 추출하여 서열정보를 해독하는 해독부; 해독된 서열을 표준 염색체 서열 데이터베이스에 정렬하는 정렬부; 및 정렬된 서열 기반의 핵산단편을 이용한 벡터화된 데이터를 생성하는 데이터 생성부; 생성된 벡터화된 데이터를 학습된 인공지능 모델에 입력하여 분석하고, 기준값과 비교하여 암 유무를 판정하는 암 진단부; 및출력된 결과값을 분석하여 암 종을 예측하는 암 종 예측부를 포함하는 인공지능 기반 암 진단 및 암 종 예측 장치
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컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 암 진단 및 암 종을 예측하는 프로세서에 의해 실행되도록 구성되는 명령을 포함하되, (a) 생체시료에서 핵산을 추출하여 서열정보를 획득하는 단계; (b) 획득한 서열정보(reads)를 표준 염색체 서열 데이터베이스(reference genome database)에 정렬(alignment)하는 단계; (c) 상기 정렬된 서열정보(reads) 기반의 핵산단편을 이용한 벡터화된 데이터를 생성하는단계; (d) 생성된 상기 벡터화된 데이터를 학습된 인공지능 모델에 입력하여 분석하고, 기준값과 비교하여 암 유무를 판정하는 단계; 및(e) 출력된 결과값을 분석하여 암 종을 예측하는 단계를 통하여, 암 유무 및 암 종을 예측하는 프로세서에 의해 실행되도록 구성되는 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체
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