JP2019535046A - 解剖学的または生理学的状態データのクラスタリング - Google Patents
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Abstract
Description
次に、本発明の特定の特徴を簡単に説明する。この説明は、本発明を、この節において説明される1つの特徴または複数の特徴の組み合わせのみに限定するものではない。
この節では、例えば、本発明の可能な実施形態を参照することによって、本発明の一般的な特徴を説明する。
−電子的に生成及び/または保存されたスクリーンショットまたはビデオクリップ。
−DICOMフォーマットで表された医療画像情報(例として、例えば患者の解剖学的身体部位を記述する、コンピュータX線断層画像、磁気共鳴断層画像、超音波画像、または放射線透過画像のうちの少なくとも1つのような医療画像)。
−例えば身体部位の領域(例えば医療画像情報の部分集合(例えば、真部分集合)を定めるボクセルオブジェクト)を表す医療非画像情報。
−例えば放射線治療または手術において使用可能な治療計画情報。
−装置を患者の身体に対して配置するための軌跡を記述する軌跡情報。
−患者の医療状況を記述する患者文書。
−点(例えば、注釈点またはランドマーク)。
−融合(すなわち、画像融合)または照合(すなわち、画像照合)。
−さらなる非DICOMデータ。
−医療情報に対してフィルタ規則が適用され得るかどうかに関する指標。
−医療情報がクラスタから除去されるべきかどうかに関する指標。
−医療情報が医療環境で使用されるべきかどうかに関する指標。
−医療情報の表示装置への出力、
−(例えば、脳深部刺激または経頭蓋磁気刺激による解剖学的または生理学的状態の時間発展を定めるため、)脳深部刺激法または経頭蓋磁気刺激法、または、
−例えば次の装置のうちの少なくとも1つの動作を制御することを含む、フィルタ規則を適用した結果に基づく医療装置の制御。
○放射線治療装置のビーム源または患者支持ユニット
○放射線治療装置の撮像ユニット(例えば、三次元走査装置またはサーマルカメラ)
○医療処置を実行するためのロボット
○医療情報(例えば、医療画像情報)を表示するための、画像誘導ナビゲーションシステムの表示装置(画像誘導ナビゲーションシステムは、少なくとも1つの反射型または電磁共鳴型のマーカー装置の位置追跡の原理に基づいて動作するものであってもよい)
○脳深部刺激法用の電極または経頭蓋磁気刺激法用の装置
−医療情報が生成された時点。
−医療情報の複数の部分集合(例えば、真部分集合または選言的部分集合の少なくとも一方)が生成された時点の間の時間的間隔。
−クラスタ範囲を定めるためのユーザによる手動入力。
−医療情報の種類。
−医療情報が関連する解剖学的領域。
−例えば病理の、解剖学的及び生理学的状態(これは、例えば地図(アトラス)を使用して、例えば医療情報に含まれる医療画像情報の自動画像分析によって、定められるものであってもよい)。
−(医療情報を使用するものであってもよく、または使用しないものであってもよい)他のプログラムによって生成されたデータ。
−医療情報が生成された時点
−患者の解剖学的または生理学的状態(例えば、病理)
−患者を対象とする臨床的ワークフロー
−医療情報が関連する解剖学的領域
−医療情報が関連する、または医療情報が生成された医療用撮像モダリティ
−医療情報を含むデジタルデータセット(例えば、電子データセット)のサイズ(例えば、画像総数またはピクセル寸法の少なくとも一方)
−ユーザによる手動入力(例えば、データセットは、ユーザによって重要または関連なしのように評価され、これによってクラスタ中のデータセットの表示または非表示が生じるものであってもよい)
−手動入力の自動検証
−医療情報の種類(例えば、治療計画)
−クラスタが関連付けられる時点(例えば、どのクラスタが最近の及び/または最新の時点に関連付けられているかを示す指標)
−患者に対して実施される予定の想定医療処置(例えば、放射線治療または手術)
a)第4の態様に従う少なくとも1つのコンピュータ、
b)少なくとも患者データを保存する少なくとも1つの電子データストレージ装置、及び、
c)患者に対して医療処置を実施するための医療装置、を含み、
少なくとも1つのコンピュータは、
−少なくとも1つのデータストレージ装置から少なくとも患者データを取得するための少なくとも1つの電子データストレージ装置に、並びに
−医療情報に対してフィルタ規則を適用した結果、及び、プログラムがこの少なくとも1つのコンピュータに選択物データを定めさせる限り、選択された医療画像情報に基づいて、医療装置の動作を制御するため医療装置に対して制御信号を発行するために、医療装置に、
動作可能に結合される。
この節では、本開示の一部として、本開示で使用される特有の用語の定義が提供される。
患者データを具現化する画像セットは、次のように、規則によって処理され、クラスタに選り分けられる。
・2つの引き続く画像セットの間の時間差(時間的間隔)が、指定された範囲(例えば、28日等の持続時間のしきい値。これは、固定値を取るものでも、または変動値を取るものであってもよい。この値は、疾病または解剖学的領域等の利用可能な情報に基づいて自動的に定めることができる)を超える場合、複数の画像セットが、異なるクラスタに分離される。この時間的間隔は、それが患者の解剖学的または病理学的状態に変化がもたらされるほど十分に長いという想定の下に、病理学に従って設定することができる。
・ユーザ入力によって、クラスタが分離されるか、または到着する(すなわち、生成される)全ての新規のデータに対する新規のクラスタが作成される。
・(同じ患者データ、例えばDICOMデータ、の集合または部分集合に対して実行される)別のアプリケーションによって、患者の状態の変化を表す医療情報が生成される場合もある。例えば、ナビゲーションソフトウェアは、患者に生じた解剖学的または生理学的状態の変化を示す情報を作成する。
・手術中に新規の画像データが作成され、ブラインラボ社のシステムに送信される。手術中に新規の画像データが作成されるという事実は、解剖学的または生理学的状態の変化を示す指標である。
・引き続く複数の画像セットが患者の様々な身体部位から作成される。他の解剖学的領域は、異なる状態と見なすことができる。
・外部システム(例えば、病院情報システム)からの情報を、患者の解剖学的または生理学的状態の変化が生じたという情報を(例えば、HL7標準に準拠するメッセージを介して)取得するために使用することができる。
・(同じ患者データ、例えばDICOMデータ、の集合または部分集合に対して実行される)別のアプリケーションによって、画像セットの内容が分析され、患者の解剖学的または生理学的状態が変化したことが判別される場合もある。
・データは、適用可能な箇所において画像セットに関連付けられる。例えば、ボクセルオブジェクトのような解剖学的身体部位の少なくとも1つの領域を記述するデータは、それらが区画化される箇所において画像セットに関連付けられる。ボクセルオブジェクトの作成日は考慮されない。データは、それが関連付けられた画像セットのクラスタに入れられる。
・治療計画は、他の一群のデータを参照する。治療計画中で参照される最新の作成日を備えた画像セットは、関連付けられた画像セットと見なされ、治療計画は、この画像セットが入れられるクラスタに入れられる。あるいは、治療計画中で参照される既定の(但し、必ずしも最新ではない)作成日を有する画像セットが、関連付けられた画像セットとみなされる。
・治療計画が、その参照データの全てが取得される前に取得される場合、治療計画が入れられるクラスタについて決定可能となるように全ての参照データがクラスタリングされるまで待つために、取得が保留される。
−1つのクラスタ中に結果として生じる全てのデータは、一群のフィルタ規則に従ってフィルタリングされる。
−1つのクラスタ中の一群のデータをフィルタリングし、可視的なデータの量(例えば、表示されるデータの量)を、治療計画または医療装置の制御を続けるためにユーザにとって最も関係する可能性の高いものに低減する。
−1つのフィルタ規則の結果は、クラスタ中にデータを残すか、またはデータを除去するかという決定、若しくは、それがまだ決定できず、別のフィルタ規則によって決定する必要があるという決定である。
−フィルタ規則は、次のうちの少なくとも1つを決定用入力として取るものであってもよい。
○ユーザにより手動で選択された、データの表示または非表示がもたらされる(肯定的または否定的評価の)データ
○クラスタ中の既存のデータに保存された情報を情報テーブルと一致させ、最もよく一致するデータを選択する、情報テーブルに基づく発見的方法(情報テーブルには、例えば画像サイズ、画像数、画像モダリティ、解剖学的領域、疾病情報、及びこれらの全ての間の関係を含めることができる)。
○臨床的目的(ワークフロー):ユーザが現在作業しているワークフローに応じて、画像セットの種類及び様々なボクセルオブジェクトの種類が適切となる。
−クラスタリング規則及びフィルタリング規則の出力は、データの部分集合に明確に低減するデータのグループを定める。
−そのデータに対して、特定の一群のデータを一時的作業セット中に選択するフィルタ規則が適用可能である。一時的作業セットは、そのデータについて他のアプリケーションで作業を継続するために使用される。選択規則の例は、次の通りである。
○(日付に基づく)最新のクラスタに自動保存された治療計画が含まれる場合、この治療計画が選択される。
○最新のクラスタに1つの治療計画が含まれる場合、その治療計画が選択される(1より多くの治療計画が含まれる場合、最新の治療計画が選択される)。
○最新のクラスタに現在の治療の種類に一致する特定の種類の治療計画が含まれる場合、この治療計画が選択される。
○クラスタ中の可視的な一群のデータ中に治療計画が存在しない場合、最新のクラスタから全ての可視的なデータが選択される。
−クラスタ規則を適用及び結合することによって、患者の同一の解剖学的または生理学的状態に関連すると見なされる一群のデータを定める。1つの解剖学的または生理学的状態に対するデータのそれぞれのクラスタは、1つのクラスタとして表示され得る。
−1つのクラスタの全てのデータから、備えられた一群のフィルタを適用することによって、初期的に、ユーザがさらなる治療計画または医療装置の制御に使用するために最も適切なデータのみが表示され得る。
−一群の表示されるデータは、ユーザに対する提案として、その一群のデータを使用した作業を継続するために一時的作業セット中に選択され得る。
−少なくとも1つの画像セット(例えば、CT、MR、X線、PET)、少なくとも1つのスクリーンショット、または少なくとも1つのビデオクリップ。
−画像セットに関連付けられた治療関連データ(例えば、少なくとも1つのボクセルオブジェクト(図5に例示するように、画像セットに追加されるものであってもよい)、少なくとも1つの軌跡、少なくとも1つの点、少なくとも1つの文書、または少なくとも1つの繊維束、のうちの少なくとも1つ)。
−例えば一群のデータを参照する少なくとも1つの治療計画。ユーザは、一群の参照情報を保存するために治療計画を明示的に保存しているものであってもよい。
−自動保存された治療計画。この治療計画は、例えば、(例えば最新の作業セットのように)ユーザによって能動的に作成されることなく、ユーザによって使用された一群のデータのうちの最新の選択物を保存するために同じ一群のデータまたはその部分集合に対して作業する別のアプリケーションによって保存される。
−患者情報に基づいて、例えばブレインラボ社のアプリケーション等のアプリケーションによる要求に応じて、患者データを提供するデータ源、
−データ源によって準備されかつ管理される一時的作業セット。ブレインラボ社のアプリケーション等のアプリケーションは、患者データへの参照情報を他のアプリケーションに通信するために、一時的作業セットにアクセスして患者データの読み取り及び書き込みを実行することができる。
−データ源により供給されるデータに対してクラスタリング規則、フィルタ規則、及び選択規則を実行するプログラム。
−処理されたデータは、一度に利用可能なものでなくともよい。データは、患者データを次々に提供するデータ源からシステムに受け入れられ、システムに受け入れられると直ちに処理される。その順序は任意である。既に利用可能なデータは、データ源から転送され、これには数秒から数分かかる。データは後の任意の時間にシステムに受け入れられるものであってもよい。この場合、データが利用可能となったときにデータ源から取得される。
−画像セット(スクリーンショットを含む)は、作成日付によって順序付けられる。外部からの契機によって、新規のクラスタが作成されるものであってもよい。初期的に、処理された第1の画像セットを使用して作成された1つのクラスタが存在する。
−クラスタは、クラスタ中のデータの開始から終了までの時間範囲を定める時間範囲を有する。複数のクラスタの時間範囲は、重なり合わない。
−事象が特定の時点を記述する。これは、この事象が既にクラスタ中に入れられたデータの間にある時点を有する場合、全ての受け入れられるデータに対して新規の追加されるクラスタが作成されるか、または既存のクラスタが2つに分割されることを意味し得る。
−全てのクラスタリング規則、フィルタ規則、及び選択規則は、固定された集合ではない。利用可能な新規の情報または知識に基づく新規の規則を作成することができる。
−多くの規則は、ロジックを変更するのではなく決定をするために使用される実際の値を変化させるパラメータ(例えば、新規のクラスタを作成するための日にち毎の時間的間隔)に関する挙動が構成され得るように、作成することができる。
−第1の態様に従う方法の全ての部分(例えば、クラスタリング、フィルタリング、及び/または選択/事前選択)は、特徴を記述するパラメータが、自動的に定まり、かつ利用可能な一群のデータ及び以前の使用状況の特徴を分析する(機械学習)ことによって経時的に変化するように、作成することができる。機械学習アルゴリズムは、この方法の結果の品質を定めるために、全ての使用状況の統計データ及びデータの利用可能な情報を使用するように適用することができる。結果の品質は、例えば、ユーザがそのタスクを達成するために必要な時間、またはタスクを達成するために必要な特定のユーザ相互作用の量によって、測ることができる。言い換えれば、パラメータの変更によって、全使用時間の短縮が生じ、データ選択タスクを完了するために必要なクリック数の低減が生じれば、その変更は、品質を改善するものと見なすことができる。
−第1の態様に従う方法は、同じ解剖学的または生理学的状態に関連付けられたデータを発見し、この一群のデータ内の特定のデータをフィルタリング及び選択することを目的とする。解剖学的または生理学的状態は、一群のデータがユーザに対して適切であることを判別するための、現在使用される既知の最良の判定基準である。全体的な目的は、ユーザに対して最も適切な一群のデータを選択することである。
−ロボットアーム等のロボットのアプリケーションが選択されたデータを使用し、そのデータが軌跡オブジェクトを含むかどうか判別するものであってもよい。ロボットアームは、軌跡の方向に従って自らを位置決めることができる。
−放射線治療のための位置決めシステム(例えば、ExacTrac)は、結果の画像セットを基準画像として使用して、治療のために患者を位置決めするものであってもよい。
−手術用の画像誘導ナビゲーションシステムは、結果データの画像セットを使用し、それらをユーザに対して表示する。
−手術計画/ナビゲーション。
−脳深部刺激法。
−経頭蓋磁気刺激法。
−外部のデータ管理ソフトウェアにおける保存及び/またはリンク作成。
Claims (20)
- コンピュータが実行する医学的な患者データの処理方法であって、
a)患者に関する医療情報を記述する患者データが取得されるステップ(S11)と、
b)前記患者データに基づいてクラスタデータが定められるステップ(S12)と、を含み、前記クラスタデータは、患者の解剖学的状態または生理学的状態の少なくとも一方に対する医療情報のクラスタリングを定める少なくとも1つのクラスタを記述し、さらに、
c)前記クラスタデータに基づいてフィルタリングされたデータが定められるステップ(S13)を含み、前記フィルタリングされたデータは、前記クラスタデータによって記述される少なくとも1つのクラスタの前記医療情報に対してフィルタ規則を適用した結果を記述し、
該結果は、
−前記医療情報に対して前記フィルタ規則が適用され得るかどうかに関する指標、
−前記医療情報が前記クラスタから除去されるべきかどうかに関する指標、
−前記医療情報が医療環境で使用されるべきかどうかに関する指標、
のうちの少なくとも1つを記述する、ことを特徴とする方法。 - それぞれの前記クラスタは、前記医療情報の少なくとも1つの部分集合、例えば真部分集合、と1つの前記解剖学的または生理学的状態との関連性を記述することを特徴する請求項1に記載の方法。
- 前記患者データをクラスタリングするための少なくとも1つのクラスタリング規則を記述するクラスタ規則データが取得され、
前記クラスタデータは、前記クラスタ規則データに基づいて定められる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 少なくとも1つの前記クラスタリング規則は、
−前記医療情報が生成された時点、
−前記医療情報の複数の部分集合が生成された時点の間の時間的間隔、
−クラスタ範囲を定めるためのユーザによる手動入力、
−前記医療情報の種類、
−前記医療情報が関連する解剖学的領域、及び、
−前記解剖学的及び生理学的状態、
の判定基準のうちの少なくとも1つに基づく前記医療情報のクラスタリングのための少なくとも1つの規則を含む、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記解剖学的または生理学的状態には、患者の病理を考慮した、特定の時点における患者の状態の特徴付けが含まれる、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記病理には、腫瘍が含まれ、前記解剖学的または生理学的状態は、例えば腫瘍のサイズ、または転移の広がり、または患者の生理学的指標のうちの少なくとも1つによって定められる、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記クラスタデータまたは前記患者データの少なくとも一方をフィルタリングするための少なくとも1つの前記フィルタ規則を記述するフィルタ規則データが取得され、
前記フィルタ規則データにさらに基づいて、前記フィルタリングされたデータが定められる、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 少なくとも1つの前記フィルタ規則は、
−前記医療情報が生成された時点、
−患者の病理、
−患者を対象とする臨床的ワークフロー、
−前記医療情報が関連する解剖学的領域、
−前記医療情報が関連する、または前記医療情報が生成された医療用撮像モダリティ、
−前記医療情報を含むデジタルデータセットのサイズ、及び、
−ユーザによる手動入力、
の判定基準のうちの少なくとも1つに基づいて、前記医療情報をフィルタリングするための少なくとも1つの規則を含む、ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記医療情報は、
−スクリーンショットまたはビデオクリップ、
−医療画像情報、
−例えば医療画像情報の部分集合を定めるボクセルオブジェクトである、医療非画像情報、
−例えば放射線治療または手術において使用可能な治療計画情報、
−装置を患者の身体に対して配置するための軌跡を記述する軌跡情報、
−患者の医療状況を記述する患者文書、
−例えば注釈点またはランドマークである点、及び、
−融合または照合、のうちの少なくとも1つを含むか、または該少なくとも1つから構成される、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記フィルタリングされたデータに基づいて選択物データが定められ、該選択物データは、例えば医療環境での使用のために前記クラスタデータによって記述される少なくとも1つの前記クラスタにクラスタリングされた前記医療情報の選択物を記述する、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記クラスタデータによって記述される少なくとも1つの前記クラスタにクラスタリングされた前記医療情報の前記選択物を選択するための少なくとも1つの選択規則を記述する選択規則データが取得され、
前記選択物データは、前記選択規則データに基づいて定められる、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記選択規則は、前記フィルタ規則が適用された前記医療情報を選択するための少なくとも1つの規則を含み、前記選択規則は、
−前記医療情報の種類、
−前記クラスタが関連付けられる時点、及び、
−患者に対して実施される予定の想定医療処置、
の判定基準のうちの少なくとも1つに基づいて、前記医療情報を選択するために適している、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 医療環境において前記医療情報を使用することは、
−前記医療情報の表示装置への出力、
−脳深部刺激法または経頭蓋磁気刺激法、または、
−前記フィルタ規則を適用した結果に基づく医療装置の制御、のうちの少なくとも1つを含み、
前記医療装置の制御は、
○放射線治療装置のビーム源または患者支持ユニット、
○放射線治療装置の(三次元走査装置またはサーマルカメラ等の)撮像ユニット、
○医療処置を実行するためのロボット、
○前記医療情報を表示するための、画像誘導ナビゲーションシステムの表示装置、
○脳深部刺激法用の電極または経頭蓋磁気刺激法用の装置、及び、
の装置のうちの少なくとも1つの動作を制御することを含む、ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。 - 患者の解剖学的身体部位の画像に基づくモデルを記述する地図データが取得され、
前記クラスタデータは、前記患者データ及び前記地図データに基づいて定められる、ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。 - 少なくとも1つのコンピュータの少なくとも1つのプロセッサで実行されたとき、または、少なくとも1つのコンピュータの少なくとも1つのメモリーにロードされたとき、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法を前記少なくとも1つのコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
- 請求項15に記載のプログラムが保存された非一時的かつコンピュータ可読なプログラムストレージ媒体。
- 少なくとも1つのプロセッサ及びメモリーを含み、請求項15に記載のプログラムが前記少なくとも1つのプロセッサ上で実行されるかもしくは前記メモリーにロードされる、または、請求項16に記載のプログラムストレージ媒体を含む、少なくとも1つのコンピュータ。
- 医療システム(1)であって、
a)請求項17に記載の少なくとも1つのコンピュータ(2)、
b)少なくとも患者データを保存する少なくとも1つの電子データストレージ装置(3)、及び、
c)患者に対して医療処置を実施するための医療装置(4)、を含み、
前記少なくとも1つのコンピュータは、
−少なくとも1つのデータストレージ装置から少なくとも前記患者データを取得するための前記少なくとも1つの電子データストレージ装置に、並びに
−医療情報に対してフィルタ規則を適用した結果、及び、前記プログラムが前記少なくとも1つのコンピュータに請求項10から12のいずれか1項に記載の方法を実行させる限り、選択された医療画像情報に基づいて、前記医療装置の動作を制御するため前記医療装置に対して制御信号を発行するために、前記医療装置に、
動作可能に結合される、ことを特徴とする医療システム(1)。 - 前記医療装置は、
治療用ビーム源及び患者支持ユニットを含む放射線治療装置を含み、
前記少なくとも1つのコンピュータは、医療情報に対してフィルタ規則を適用した結果、及び、前記プログラムが前記少なくとも1つのコンピュータに請求項10から12のいずれか1項に記載の方法を実行させる限り、選択された医療情報に基づいて、
−前記治療用ビーム源の動作、または、
−前記患者支持ユニットの位置、
のうちの少なくとも一方を制御するため前記放射線治療装置に対して制御信号を発行するために、前記放射線治療装置に動作可能に結合される、ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。 - 前記医療装置は、
医療処置を実行するためのロボットを含み、
前記少なくとも1つのコンピュータは、医療情報に対してフィルタ規則を適用した結果、及び、前記プログラムが前記少なくとも1つのコンピュータに請求項10から12のいずれか1項に記載の方法を実行させる限り、選択された医療情報に基づいて、前記ロボットの動作を制御するため前記ロボットに対して制御信号を発行するために、前記ロボットに動作可能に結合される、ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。
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