JP2019154943A - 人工知能を用いた病変の検知方法、及び、そのシステム - Google Patents
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Abstract
Description
1回のAIエンジンの処理の負荷が重くなるので、より高い処理能力のAIエンジンが必要であった。また、1枚のレントゲン画像をそのまま処理することで、個人情報の保護の観点からの懸念もあった。
図1に、第1の実施形態に係る検診補助システム1の構成を模式的に示す。この検診補助システム1は、インターネット10を介して繋がるクラウドシステムとして提供されており、インターネット10に通信回線12を介して接続されたAIサービスサーバ(クラウドサービスのサーバ)14と、そのインターネット10に通信回線16を介して接続されたクライアント側システム18とを有する。
(1) 学習モデル作成部20A
(2) 画像診断支援部20B
学習モデルは、AIサービスサーバ14において実行される機械学習及び深層学習で使用される、所謂、ビッグデータ(サンプルデータ)である。このビッグデータは随時又は定期的に各医療機関からアップロードされる。人工知能(AI)は自主的に学習するため、このビッグデータとしてアップロードされるサンプルデータが増えるほど、胸部疾患の診断の種類が増えるとともに、学習の精度は上がることになる。
一方で、医師が画像診断支援を要求する場合には(診断時)、ゲートウェイ20の画像診断支援部20B(つまり、CPU201)は、医師はPACS24を介して診断支援を仰ぐ、患者の胸部の画像データIMc´が送信されてくるので、その画像IMc´を受信し(図3参照)、内部メモリに一時保管する(図6:ステップS21,S22)。勿論、これらの受信情報に患者名等の個人情報は含まれていない。
次いで、図7を参照して、本発明の第2の実施形態に係る検診補助システムを説明する。
病気の有無を判断するAIの出力値Pは、各AIが出力する、病気である確率pi(AIモジュール数:i=1,2,…,n)とバイアスWi(i=1,2,…,n)を用いて、以下のように定める。
テストデータを利用して各AIに以下のように定義する。
Fi(i=1,2,…,n):F値(F-measure(適合率(Precision)と再現性(Recall)の調和平均))
AUCi(i=1,2,…,n):AUC(Area Under the Curve)
この定義を用いて、バイアスWiを例えば以下のように設定することができる。
・設定法2: Wi=ai 2
・設定法3: Wi=exp(ai)
・設定法4: Wi=Fi
・設定法5: Wi=Fi−min(Fi)×C(C:定数で0<C≦1)
・設定法6: Wi=AUCi
これらのバイアスは、AIモジュールの更新と連動して、テストデータを用いて更新される。
10 インターネット
14、14A AIサービスサーバ
18 医療機関
20 ゲートウェイ
24 PACS
Claims (12)
- 被検体の所望領域の病変に関する学習モデルを作成し、
診断要求された被検体のX線画像を受け付け、
前記X線画像において前記所望領域の全体をカバーするように複数の所定サイズの矩形状の領域に区切って複数の矩形状画像を生成し、
前記複数の矩形状画像それぞれを矩形単位で前記学習モデルに拠る機械学習及び深層学習に基づく人工知能(AI)エンジンによる病変の検知処理に付し、
前記人工知能の病変の検知結果を受ける、
ことを特徴とする人工知能を用いた病変の検知方法。
- 前記X線画像は前記被検体の胸部のX線レントゲン画像であり、
前記所望領域は前記胸部の肺野である、
ことを特徴とする請求項1に記載の検知方法。
- 前記複数の矩形状画像は、指定された初期位置に基づく前記矩形状の領域に沿った前記矩形状画像を生成し、
その後、前記矩形状画像を当該矩形状画像のサイズよりも小さい所定サイズを以って所定方向に移動させることを繰り返しながら、その繰り返し毎に、前記矩形状の領域に沿った前記矩形状画像を生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の検知方法。
- 前記人工知能エンジンが、前記矩形状画像の病変の有無を検出する第1の人工知能エンジンと、前記矩形状画像の病変の位置を検出する第2の人工知能エンジンとを備えるときに、
最初に前記第1の人工知能エンジンによる前記病変の有無を判定し、その後に、前記病変の有無の判定結果を受けて前記第2の人工知能エンジンによる前記病変の位置を検出させる、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の検知方法。
- 前記第1の人工知能エンジンは、予め設定した前記病変の種類の数だけ設けられている、
ことを特徴とする請求項4に記載の検知方法。
- 前記複数の第1の人工知能エンジンは、当該複数の第1の人工知能エンジンの判定情報にそれぞれバイアス係数を乗じ、
前記バイアス係数が乗じられた前記判定情報を総合し、
前記総合された判定情報と所定の閾値とに基づいて前記病変の有無を判定させる、
ことを特徴とする請求項5に記載の検知方法。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の方法を実施するように構成されたことを特徴とするゲートウェイ装置。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の方法を実施するアルゴリズムを表すプログラムであって、かつ、コンピュータにより読出し可能なプログラムを記録した記録媒体。
- 被検体の胸部の病変に関する学習モデルを作成し、
診断要求された被検体の胸部のレントゲン画像を受け付け、前記レントゲン画像において肺野をカバーするように複数の所定サイズの矩形状の領域に区切って生成した複数の矩形状画像を受信し、
前記複数の矩形状画像それぞれを矩形単位で前記学習モデルに拠る機械学習及び深層学習に基づく人工知能(AI)エンジンによる病変の検知処理に付し、
前記人工知能の検知結果を要求元に返送する、
ように構成したことを特徴とする、人工知能を用いた病変を検知するためのサーバシステム。
- 前記人工知能エンジンが、前記矩形状画像の病変の有無を検出する第1の人工知能エンジンと、前記矩形状画像の病変の位置を検出する第2の人工知能エンジンとを備え、
最初に前記第1の人工知能エンジンによる前記病変の有無を判定し、その後に、前記病変の有無の判定結果を受けて前記第2の人工知能エンジンによる前記病変の位置を検出させるように構成した、
ことを特徴とする請求項9に記載のサーバシステム。
- 前記第1の人工知能エンジンは、前記病変の、設定した種類の数だけ個別に設けられている、
ことを特徴とする請求項10に記載のサーバシステム。
- 前記複数の第1の人工知能エンジンは、当該複数の第1の人工知能エンジンの判定情報にそれぞれバイアス係数を乗じ、
前記バイアス係数が乗じられた前記判定情報を総合し、
前記総合された判定情報と所定の閾値とに基づいて前記病変の有無を判定させる、ように構成した、
ことを特徴とする請求項11に記載のサーバシステム。
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