JP2020089711A - Model generation method and program - Google Patents

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Abstract

To provide a model generation method, etc. that generates a model for presenting a prediction regarding a diagnosis reference used for diagnosis of a disease.SOLUTION: The model generation method acquires plural sets of teacher data obtained by associating and recording an endoscope image 49 and a result of determination regarding a diagnosis reference used to diagnosis of a disease, and generates a first model 61 for outputting diagnosis reference prediction that is a prediction regarding the diagnosis reference of the disease in a case where the endoscope image 49 is input, by using the teacher data.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は、モデルの生成方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a model generation method and program.

内視鏡画像等のテクスチャ解析を行ない、病理診断に対応した分類を行なう画像処理装置が提案されている。このような診断支援技術を利用することにより、高度に専門的な知識と経験を有しない医師であっても、速やかに診断を行なえる。 An image processing apparatus has been proposed which performs texture analysis of endoscopic images and the like and performs classification corresponding to pathological diagnosis. By using such a diagnosis support technique, even a doctor who does not have highly specialized knowledge and experience can quickly make a diagnosis.

特開2017−70609号公報JP, 2017-70609, A

しかしながら、特許文献1の画像処理装置による分類はユーザにとってはブラックボックスである。したがって、出力された分類について、ユーザが分類の理由を理解し、納得できるとは限らない。 However, the classification by the image processing device of Patent Document 1 is a black box for the user. Therefore, it is not always possible for the user to understand and understand the reason for the output classification.

たとえば、潰瘍性大腸炎(UC:Ulcerative Colitis)においては、同一の内視鏡画像を見た専門医同士の間で、判断が分かれる場合があることが知られている。このような疾病である場合、診断支援技術による判定結果について、ユーザである医師が納得できない可能性がある。 For example, in ulcerative colitis (UC), it is known that the judgment may be divided between specialists who have seen the same endoscopic image. In the case of such a disease, there is a possibility that the doctor who is the user may not be satisfied with the determination result obtained by the diagnosis support technology.

一つの側面では、疾病の診断に用いられる診断基準に関する予測を提示するモデルを生成する、モデルの生成方法等を提供することを目的とする。 In one aspect, it is an object to provide a method of generating a model, which generates a model that presents predictions regarding diagnostic criteria used for diagnosing a disease.

モデルの生成方法は、内視鏡画像と、疾病の診断に用いられる診断基準について判定された判定結果とを関連づけて記録した複数の組の教師データを取得し、前記教師データを用いて、内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準について予測した診断基準予測を出力する第1モデルを生成する。 The method for generating the model is to acquire a plurality of sets of teacher data recorded in association with the endoscopic image and a determination result determined for a diagnostic criterion used for diagnosing a disease, and use the teacher data to generate an internal A first model that outputs a diagnostic criterion prediction that predicts a diagnostic criterion of a disease when an endoscopic image is input is generated.

一つの側面では、疾病の診断に用いられる診断基準に関する予測を提示するモデルを生成する、モデルの生成方法等を提供できる。 In one aspect, it is possible to provide a method of generating a model, which generates a model that presents predictions regarding diagnostic criteria used for diagnosing a disease.

診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the outline of a diagnosis support system. 診断支援システムの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a diagnostic support system. 第1スコア学習モデルの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a 1st score learning model. 第2モデルの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a 2nd model. 診断支援システムの動作を模式的に説明するタイムチャートである。6 is a time chart schematically explaining the operation of the diagnosis support system. プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the flow of processing of a program. 第1変形例の診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnostic assistance system of a 1st modification. 第2変形例の画面表示を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the screen display of a 2nd modification. 第3変形例の画面表示を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the screen display of a 3rd modification. 第4変形例の動作を模式的に説明するタイムチャートである。It is a time chart which illustrates operation of the 4th modification typically. モデルを生成する処理の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the process which produces|generates a model. モデル生成システムの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a model generation system. 教師データDBのレコードレイアウトを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the record layout of teacher data DB. 教師データ入力画面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a teacher data input screen. 教師データ入力画面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a teacher data input screen. 学習モデルを生成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining a flow of processing of a program which generates a learning model. 学習モデルを更新するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining a flow of processing of a program which updates a learning model. 教師データを収集するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the flow of processing of the program which collects teacher data. 実施の形態3の診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnostic assistance system of Embodiment 3. 第2モデルから取得される特徴量を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the feature-value acquired from a 2nd model. 特徴量とスコアとの変換を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conversion of a feature-value and a score. 特徴量DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the record layout of feature amount DB. 変換器を作成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the flow of processing of the program which creates a converter. 実施の形態3の内視鏡検査時のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a flow of processing of a program at the time of endoscopy according to the third embodiment. 実施の形態4の診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnostic assistance system of Embodiment 4. 実施の形態4の内視鏡画像とスコアとの変換を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conversion of the endoscopic image and score of Embodiment 4. 実施の形態4の変換器を作成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。16 is a flowchart illustrating a flow of processing of a program that creates the converter according to the fourth embodiment. 実施の形態4の内視鏡検査時のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。16 is a flowchart illustrating a flow of processing of a program at the time of endoscopy according to the fourth embodiment. 実施の形態5の診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnosis assistance system of Embodiment 5. 実施の形態6の第1スコア学習モデルの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the 1st score learning model of Embodiment 6. 実施の形態6の画面表示を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the screen display of Embodiment 6. 実施の形態7の画面表示を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the screen display of Embodiment 7. 実施の形態8の診断支援システムの概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnostic assistance system of Embodiment 8. 実施の形態9のサーバの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the server of Embodiment 9. 実施の形態10のモデル生成システムの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the model generation system of Embodiment 10.

[実施の形態1]
本実施の形態においては、潰瘍性大腸炎の診断を支援する診断支援システム10を例にして説明する。潰瘍性大腸炎は、大腸の粘膜に炎症が生じる炎症性腸疾患の一つである。患部は直腸から大腸の全周にわたって発生し、口側に向けて進行することが知られている。
[Embodiment 1]
In the present embodiment, the diagnosis support system 10 that supports the diagnosis of ulcerative colitis will be described as an example. Ulcerative colitis is one of the inflammatory bowel diseases in which the mucous membrane of the large intestine is inflamed. It is known that the affected area extends from the rectum to the entire circumference of the large intestine and progresses toward the oral side.

症状が強く現れる活動期と、症状が治まる寛解期とを繰り返す場合があること、および、炎症が継続する場合には大腸がんの発症リスクが高くなること等から、発症後は定期的な大腸内視鏡検査による経過観察が推奨されている。 Since the active phase in which the symptoms appear strongly and the remission phase in which the symptoms subside may be repeated, and the risk of developing colon cancer may increase if inflammation continues, and so on. Follow-up with endoscopy is recommended.

医師は、大腸内視鏡の先端をたとえば盲腸まで挿入した後に、抜去しながら内視鏡画像を観察する。患部、すなわち炎症が発生している部分では、内視鏡画像全体に炎症が拡がってみえる。 The doctor inserts the tip of the colonoscope up to the cecum, for example, and then observes the endoscopic image while removing it. In the affected area, that is, in the area where inflammation has occurred, inflammation seems to spread over the entire endoscopic image.

WHO(World Hearth Organization)等の公的機関、医学会、および各医療機関等で、様々な疾病を診断する際に使用する診断基準がそれぞれ定められている。たとえば潰瘍性大腸炎では、患部の赤みの程度、血管の見え方を意味する血管透見の程度、および、潰瘍の程度等の複数の項目が診断基準に挙げられている。 Public institutions such as WHO (World Hearth Organization), medical associations, medical institutions, and the like define diagnostic criteria used when diagnosing various diseases. For example, in the case of ulcerative colitis, a plurality of items such as the degree of redness of the affected area, the degree of vascular see-through which means the appearance of blood vessels, and the degree of ulcer are listed as diagnostic criteria.

医師は、診断基準の各項目を検討した上で、総合的に判断して内視鏡14により観察中の部位を診断する。診断は、観察中の部位が潰瘍性大腸炎の患部であるか否かの判断、および、患部である場合には重度であるか、軽度であるか等の重症度の判断を含む。熟練した医師は、大腸内視鏡を抜去しながら、診断基準の各項目を検討して、観察中の位置についての診断をリアルタイムで行なう。医師は、大腸内視鏡を抜去する過程の診断を総合して、潰瘍性大腸炎により炎症が生じている患部の範囲を判断する。 After examining each item of the diagnostic criteria, the doctor makes a comprehensive judgment and diagnoses the site under observation with the endoscope 14. The diagnosis includes determination of whether or not the site under observation is an affected part of ulcerative colitis, and determination of severity such as severe or mild in the case of the affected part. A skilled doctor examines each item of the diagnostic criteria while removing the colonoscope, and makes a real-time diagnosis of the position under observation. The doctor comprehensively diagnoses the process of removing the colonoscope to determine the range of the affected area in which inflammation is caused by ulcerative colitis.

図1は、診断支援システム10の概要を説明する説明図である。内視鏡14(図2参照)を用いて撮影された内視鏡画像49は、第1モデル61および第2モデル62に入力される。第2モデル62は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍性大腸炎の状態に関する診断予測を出力する。図1に示す例では、正常、すなわち潰瘍性大腸炎の患部ではない確率が70パーセントであり、軽度の潰瘍性大腸炎である確率が20パーセントであるという診断予測が出力されている。第2モデル62の詳細については後述する。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an overview of the diagnosis support system 10. An endoscopic image 49 captured by using the endoscope 14 (see FIG. 2) is input to the first model 61 and the second model 62. The second model 62 outputs a diagnostic prediction regarding the state of ulcerative colitis when the endoscopic image 49 is input. In the example shown in FIG. 1, a diagnostic prediction is output that the probability of not being a normal, ie, non-affected part of ulcerative colitis, is 70%, and the probability of having mild ulcerative colitis is 20%. Details of the second model 62 will be described later.

第1モデル61は、第1スコア学習モデル611、第2スコア学習モデル612および第3スコア学習モデル613を含む。以下の説明において、第1スコア学習モデル611から第3スコア学習モデル613までを特に区別する必要がない場合には、単に第1モデル61と記載する場合がある。 The first model 61 includes a first score learning model 611, a second score learning model 612, and a third score learning model 613. In the following description, the first score learning model 611 to the third score learning model 613 may be simply referred to as the first model 61 if it is not necessary to distinguish them.

第1スコア学習モデル611は、内視鏡画像49が入力された場合に、赤みの程度に関する評価を数値化した第1スコアの予測値を出力する。第2スコア学習モデル612は、内視鏡画像49が入力された場合に、血管透見の程度に関する評価を数値化した第2スコアの予測値を出力する。第3スコア学習モデル613は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍の程度に関する評価を数値化した第3スコアの予測値を出力する。 When the endoscopic image 49 is input, the first score learning model 611 outputs a predicted value of the first score that is a numerical evaluation of the degree of redness. When the endoscopic image 49 is input, the second score learning model 612 outputs a predicted value of the second score that is a numerical evaluation of the degree of vascular see-through. When the endoscopic image 49 is input, the third score learning model 613 outputs the predicted value of the third score that is a numerical evaluation of the degree of ulcer.

赤みの程度、血管透見の程度および潰瘍の程度は、医師が潰瘍性大腸炎の状態を診断する際に用いる診断基準に含まれる診断基準項目の例示である。第1スコアから第3スコアの予測値は、潰瘍性大腸炎の診断基準に関する診断基準予測の例示である。 The degree of redness, the degree of vascular see-through, and the degree of ulcer are examples of the diagnostic criteria items included in the diagnostic criteria used by a doctor when diagnosing the condition of ulcerative colitis. The predicted values of the first score to the third score are examples of the diagnostic standard prediction regarding the diagnostic standard of ulcerative colitis.

図1に示す例では、第1スコアは10、第2スコアは50、第3スコアは5であるという予測値が出力されている。なお、第1モデル61は、易出血性の程度、および、分泌物付着の程度等の、潰瘍性大腸炎に関する様々な診断基準項目に関する評価を数値化したスコアの予測値を出力するスコア学習モデルを含んでも良い。第1モデル61の詳細については後述する。 In the example shown in FIG. 1, predicted values that the first score is 10, the second score is 50, and the third score is 5 are output. The first model 61 is a score learning model that outputs a predicted value of a score that numerically evaluates various diagnostic criteria items for ulcerative colitis, such as the degree of easy bleeding and the degree of secretion adhesion. May be included. Details of the first model 61 will be described later.

第1モデル61および第2モデル62の出力が、それぞれ第1取得部および第2取得部に取得される。第1取得部および第2取得部が取得した出力に基づいて、図1の下部に示す画面が表示装置16(図2参照)に表示される。表示される画面は、内視鏡画像欄73、第1結果欄71、第1停止ボタン711、第2結果欄72および第2停止ボタン722を含む。 The outputs of the first model 61 and the second model 62 are acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit, respectively. The screen shown in the lower part of FIG. 1 is displayed on the display device 16 (see FIG. 2) based on the outputs acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit. The displayed screen includes an endoscopic image column 73, a first result column 71, a first stop button 711, a second result column 72, and a second stop button 722.

内視鏡画像欄73には、内視鏡14を用いて撮影された内視鏡画像49がリアルタイムで表示されている。第1結果欄71には、第1モデル61から出力された診断基準予測が一覧表示されている。第2結果欄72には第2モデル62から出力された診断予測が表示されている。 In the endoscopic image column 73, an endoscopic image 49 taken by using the endoscope 14 is displayed in real time. In the first result column 71, a list of diagnostic reference predictions output from the first model 61 is displayed. In the second result column 72, the diagnostic prediction output from the second model 62 is displayed.

第1停止ボタン711は、第1モデル61の動作停止指示を受け付ける第1受付部の一例である。すなわち、第1停止ボタン711が選択された場合、第1モデル61を使用したスコアの予測値の出力が停止する。第2停止ボタン722は、第2モデル62の動作停止指示を受け付ける第2受付部の一例である。すなわち、第2停止ボタン722が選択された場合、第2モデル62を使用したスコアの予測値の出力が停止する。 The first stop button 711 is an example of a first reception unit that receives an operation stop instruction of the first model 61. That is, when the first stop button 711 is selected, the output of the predicted value of the score using the first model 61 is stopped. The second stop button 722 is an example of a second reception unit that receives an operation stop instruction for the second model 62. That is, when the second stop button 722 is selected, the output of the predicted value of the score using the second model 62 is stopped.

医師は、第1結果欄71に表示された診断基準予測を参照することにより、第2結果欄72に表示された診断予測が診断基準に照らして妥当であるか否かの根拠を確認し、第1結果欄71に表示された診断予測を採用するか否かを判断する。 By referring to the diagnostic criterion prediction displayed in the first result column 71, the doctor confirms the basis of whether the diagnostic prediction displayed in the second result column 72 is appropriate in light of the diagnostic criterion, It is determined whether or not to adopt the diagnostic prediction displayed in the first result column 71.

図2は、診断支援システム10の構成を説明する説明図である。診断支援システム10は、内視鏡14と、内視鏡用プロセッサ11と、情報処理装置20とを含む。情報処理装置20は、制御部21、主記憶装置22、補助記憶装置23、通信部24、表示装置I/F(Interface)26、入力装置I/F27およびバスを備える。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the diagnosis support system 10. The diagnosis support system 10 includes an endoscope 14, an endoscope processor 11, and an information processing device 20. The information processing device 20 includes a control unit 21, a main storage device 22, an auxiliary storage device 23, a communication unit 24, a display device I/F (Interface) 26, an input device I/F 27, and a bus.

内視鏡14は、先端部に撮像素子141を有する長尺の挿入部142を備える。内視鏡14は、内視鏡コネクタ15を介して内視鏡用プロセッサ11に接続されている。内視鏡用プロセッサ11は、撮像素子141から映像信号を受信して各種の画像処理を行ない、医師による観察に適した内視鏡画像49を生成する。すなわち、内視鏡用プロセッサ11は、内視鏡14から取得した映像信号に基づいて内視鏡画像49を生成する画像生成部の機能を果たす。 The endoscope 14 includes an elongated insertion portion 142 having an image sensor 141 at the tip. The endoscope 14 is connected to the endoscope processor 11 via an endoscope connector 15. The endoscope processor 11 receives the video signal from the image sensor 141 and performs various image processings to generate an endoscopic image 49 suitable for observation by a doctor. That is, the endoscope processor 11 functions as an image generation unit that generates an endoscopic image 49 based on the video signal acquired from the endoscope 14.

制御部21は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部21には、一または複数のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)またはマルチコアCPU等が使用される。制御部21は、バスを介して情報処理装置20を構成するハードウェア各部と接続されている。 The control unit 21 is an arithmetic and control unit that executes the program of this embodiment. For the control unit 21, one or more CPUs (Central Processing Units), GPUs (Graphics Processing Units), multi-core CPUs, etc. are used. The control unit 21 is connected to each of the hardware units configuring the information processing device 20 via a bus.

主記憶装置22は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置22には、制御部21が行なう処理の途中で必要な情報および制御部21で実行中のプログラムが一時的に保存される。 The main storage device 22 is a storage device such as SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory), and flash memory. The main storage device 22 temporarily stores information required during the process performed by the control unit 21 and a program being executed by the control unit 21.

補助記憶装置23は、SRAM、フラッシュメモリまたはハードディスク等の記憶装置である。補助記憶装置23には、第1モデル61、第2モデル62、制御部21に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。前述のとおり、第1モデル61は、第1スコア学習モデル611、第2スコア学習モデル612および第3スコア学習モデル613を含む。なお、第1モデル61および第2モデル62は情報処理装置20に接続された外部の大容量記憶装置に記憶されていてもよい。 The auxiliary storage device 23 is a storage device such as an SRAM, a flash memory, or a hard disk. The auxiliary storage device 23 stores the first model 61, the second model 62, a program to be executed by the control unit 21, and various data necessary for executing the program. As described above, the first model 61 includes the first score learning model 611, the second score learning model 612, and the third score learning model 613. The first model 61 and the second model 62 may be stored in an external mass storage device connected to the information processing device 20.

通信部24は、情報処理装置20とネットワークとの間のデータ通信を行なうインターフェイスである。表示装置I/F26は、情報処理装置20と表示装置16とを接続するインターフェイスである。表示装置16は、第1モデル61から取得された診断基準予測と、第2モデル62から取得された診断予測とを出力する出力部の一例である。 The communication unit 24 is an interface that performs data communication between the information processing device 20 and the network. The display device I/F 26 is an interface that connects the information processing device 20 and the display device 16. The display device 16 is an example of an output unit that outputs the diagnostic reference prediction acquired from the first model 61 and the diagnostic prediction acquired from the second model 62.

入力装置I/F27は、情報処理装置20とキーボード17等の入力装置とを接続するインターフェイスである。情報処理装置20は、汎用のパソコン、タブレット、またはスマートフォン等の情報機器である。 The input device I/F 27 is an interface that connects the information processing device 20 to an input device such as the keyboard 17. The information processing device 20 is an information device such as a general-purpose personal computer, a tablet, or a smartphone.

図3は、第1スコア学習モデル611の構成を説明する説明図である。第1スコア学習モデル611は、内視鏡画像49が入力された場合に、第1スコアの予測値を出力する。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the first score learning model 611. The first score learning model 611 outputs the predicted value of the first score when the endoscopic image 49 is input.

第1スコアは、熟練した医師がその内視鏡画像49を見た場合に、潰瘍性大腸炎の診断基準に基づいて判断した赤みの程度を数値化した値である。たとえば、「赤みなし」を0点、「強度の発赤」を100点のように100点満点で医師がスコアを定める。 The first score is a numerical value of the degree of redness determined based on the diagnostic criteria for ulcerative colitis when a skilled doctor views the endoscopic image 49. For example, a doctor determines a score with a maximum score of 100, such as "red deemed" is 0 point and "strong redness" is 100 points.

なお、医師は「赤みなし」、「軽度」、「中度」、「重度」のように4段階で判断し、「赤みなし」を0点、「軽度」を1点、「中度」を2点、「重度」を3点のようにスコア化しても良い。スコアは、「重度」の方が小さい数値になるように定めてもよい。 In addition, the doctor makes a judgment in four stages, such as "red deemed", "mild", "medium", and "severe", and "red deemed" is 0 point, "mild" is 1 point, and "medium" is You may score 2 points and “severity” as 3 points. The score may be set so that “severity” has a smaller numerical value.

本実施の形態の第1スコア学習モデル611は、たとえばCNN(Convolutional Neural Network)を用いた機械学習により生成された学習モデルである。第1スコア学習モデル611は、入力層531、中間層532、出力層533、および、図示を省略する畳み込み層とプーリング層とを有するニューラルネットワークモデル53により構成される。第1スコア学習モデル611の生成方法については、後述する。 The first score learning model 611 according to the present embodiment is a learning model generated by machine learning using CNN (Convolutional Neural Network), for example. The first score learning model 611 includes an input layer 531, an intermediate layer 532, an output layer 533, and a neural network model 53 having a convolutional layer (not shown) and a pooling layer. The method of generating the first score learning model 611 will be described later.

第1スコア学習モデル611に、内視鏡画像49が入力される。入力された画像は、畳み込み層およびプーリング層により繰り返し処理が行なわれた後に、全結合層に入力される。出力層533に、第1スコアの予測値が出力される。 The endoscopic image 49 is input to the first score learning model 611. The input image is repeatedly processed by the convolutional layer and the pooling layer, and then input to the fully connected layer. The predicted value of the first score is output to the output layer 533.

同様に、第2スコアは、熟練した専門医が内視鏡画像49を見た場合に、潰瘍性大腸炎の診断基準に基づいて血管透見の程度を判断した数値である。第3スコアは、熟練した専門医が内視鏡画像49を見た場合に、潰瘍性大腸炎の診断基準に基づいて潰瘍の程度を判断した数値である。第2スコア学習モデル612および第3スコア学習モデル613の構成は、第1スコア学習モデル611と同様であるため、図示および説明を省略する。 Similarly, the second score is a numerical value for judging the degree of vascular see-through based on the diagnostic criteria for ulcerative colitis when a skilled specialist views the endoscopic image 49. The third score is a numerical value for judging the degree of ulcer based on the diagnostic criteria for ulcerative colitis when a skilled specialist views the endoscopic image 49. The configurations of the second score learning model 612 and the third score learning model 613 are the same as those of the first score learning model 611, and therefore illustration and description thereof are omitted.

図4は、第2モデル62の構成を説明する説明図である。第2モデル62は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍性大腸炎の診断予測を出力する。診断予測は、熟練した専門医がその内視鏡画像49を見た場合に、潰瘍性大腸炎についてどのように診断するかに関する予測である。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the second model 62. The second model 62 outputs a diagnostic prediction of ulcerative colitis when the endoscopic image 49 is input. The diagnostic prediction is a prediction about how an expert specialist diagnoses ulcerative colitis when he/she sees the endoscopic image 49.

本実施の形態の第2モデル62は、たとえばCNNを用いた機械学習により生成された学習モデルである。第2モデル62は、入力層531、中間層532、出力層533、および、図示を省略する畳み込み層とプーリング層とを有するニューラルネットワークモデル53により構成される。第2モデル62の生成方法については、後述する。 The second model 62 of the present embodiment is a learning model generated by machine learning using CNN, for example. The second model 62 is composed of an input layer 531, an intermediate layer 532, an output layer 533, and a neural network model 53 having a convolutional layer and a pooling layer (not shown). The method of generating the second model 62 will be described later.

第2モデル62に、内視鏡画像49が入力される。入力された画像は、畳み込み層およびプーリング層により繰り返し処理が行なわれた後に、全結合層に入力される。出力層533に、診断予測が出力される。 The endoscopic image 49 is input to the second model 62. The input image is repeatedly processed by the convolutional layer and the pooling layer, and then input to the fully connected layer. The diagnostic prediction is output to the output layer 533.

図4においては、出力層533は内視鏡画像49を熟練した専門医が見た場合の判断が、重度の潰瘍性大腸炎である確率、中度の潰瘍性大腸炎である確率、軽度の潰瘍性大腸炎である確率および、正常、すなわち潰瘍性大腸炎の患部ではない確率をそれぞれ出力する4個の出力ノードを有する。 In FIG. 4, in the output layer 533, the judgment when the endoscopic image 49 is seen by a trained specialist is the probability of severe ulcerative colitis, the probability of moderate ulcerative colitis, and the mild ulcer. It has four output nodes that output the probability that it is inflammatory bowel disease and the probability that it is normal, that is, not the affected part of ulcerative colitis, respectively.

図5は、診断支援システム10の動作を模式的に説明するタイムチャートである。図5Aは、撮像素子141による撮影のタイミングを示す。図5Bは、内視鏡用プロセッサ11内の画像処理により、内視鏡画像49を生成するタイミングを示す。図5Cは、内視鏡画像49に基づいて第1モデル61および第2モデル62が予測を出力するタイミングを示す。図5Dは、表示装置16への表示のタイミングを示す。図5Aから図5Dまでの横軸は、いずれも時間を示す。 FIG. 5 is a time chart schematically explaining the operation of the diagnosis support system 10. FIG. 5A shows the timing of shooting by the image sensor 141. FIG. 5B shows the timing of generating the endoscopic image 49 by the image processing in the endoscope processor 11. FIG. 5C shows the timing at which the first model 61 and the second model 62 output prediction based on the endoscopic image 49. FIG. 5D shows the timing of display on the display device 16. The horizontal axis in each of FIGS. 5A to 5D represents time.

時刻t0に撮像素子141により「a」のフレームが撮影される。映像信号が内視鏡用プロセッサ11に伝送される。内視鏡用プロセッサ11が画像処理を行ない、時刻t1に「a」の内視鏡画像49を生成する。制御部21は、内視鏡用プロセッサ11が生成した内視鏡画像49を取得して、第1モデル61および第2モデル62に入力する。時刻t2に、制御部21は第1モデル61および第2モデル62からそれぞれ出力される予測を取得する。 At time t 0 , the image sensor 141 captures the frame “a”. The video signal is transmitted to the endoscope processor 11. The endoscopic processor 11 performs image processing to generate an endoscopic image 49 of “a” at time t 1 . The control unit 21 acquires the endoscopic image 49 generated by the endoscopic processor 11 and inputs the endoscopic image 49 to the first model 61 and the second model 62. At time t 2 , the control unit 21 acquires the predictions output from the first model 61 and the second model 62, respectively.

時刻t3に、制御部21は「a」のフレームの内視鏡画像49および予測を表示装置16に出力する。以上で、撮像素子141が撮影した1フレーム分の画像の処理が終了する。同様に、時刻t6に撮像素子141により「b」のフレームが撮影される。時刻t7に「b」の内視鏡画像49が生成される。制御部21は、時刻t8に予測を取得し、時刻t9に「b」のフレームの内視鏡画像49および予測を表示装置16に出力する。「c」のフレーム以降の動作も同様であるため、説明を省略する。以上により、内視鏡画像49と、第1モデル61および第2モデル62による予測とが同期して表示される。 At time t 3 , the control unit 21 outputs the endoscopic image 49 and the prediction of the frame “a” to the display device 16. This is the end of the processing of the image for one frame captured by the image sensor 141. Similarly, at time t 6 , the image sensor 141 captures the frame “b”. At time t 7 , the endoscopic image 49 of “b” is generated. The control unit 21 acquires the prediction at time t 8 and outputs the endoscopic image 49 and the prediction of the frame “b” to the display device 16 at time t 9 . Since the operations after the frame of “c” are similar, the description thereof will be omitted. As described above, the endoscopic image 49 and the predictions by the first model 61 and the second model 62 are displayed in synchronization with each other.

図6は、プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図6を使用して説明するプログラムは、制御部21が内視鏡用プロセッサ11から1フレームの内視鏡画像49を取得するたびに実行される。 FIG. 6 is a flowchart explaining the flow of processing of the program. The program described with reference to FIG. 6 is executed every time the control unit 21 acquires the endoscopic image 49 of one frame from the endoscopic processor 11.

制御部21は、内視鏡用プロセッサ11から内視鏡画像49を取得する(ステップS501)。制御部21は、取得した内視鏡画像49を第2モデル62に入力して、出力層533から出力される診断予測を取得する(ステップS502)。制御部21は、取得した内視鏡画像49を、第1モデル61を構成するスコア学習モデルの一つに入力して、出力層533から出力されるスコアの予測値を取得する(ステップS503)。 The control unit 21 acquires the endoscopic image 49 from the endoscopic processor 11 (step S501). The control unit 21 inputs the acquired endoscopic image 49 into the second model 62 and acquires the diagnostic prediction output from the output layer 533 (step S502). The control unit 21 inputs the acquired endoscopic image 49 into one of the score learning models that configure the first model 61, and acquires the predicted value of the score output from the output layer 533 (step S503). ..

制御部21は、第1モデル61を構成するスコア学習モデルの処理を終了したか否かを判定する(ステップS504)。終了していないと判定した場合(ステップS504でNO)、制御部21は、ステップS503に戻る。 The control unit 21 determines whether or not the processing of the score learning model forming the first model 61 has been completed (step S504). When it is determined that the processing is not completed (NO in step S504), the control unit 21 returns to step S503.

終了したと判定した場合(ステップS504でYES)、制御部21は、図1の下部を使用して説明した画像を生成して、表示装置16に出力する(ステップS505)。制御部21は、処理を終了する。 When it is determined that the processing is completed (YES in step S504), the control unit 21 generates the image described using the lower portion of FIG. 1 and outputs the image to the display device 16 (step S505). The control unit 21 ends the process.

本実施の形態によると、第1モデル61から出力された診断基準予測と、第2モデル62から出力された診断予測とを、内視鏡画像49とともに表示する診断支援システム10を提供できる。医師は、内視鏡画像49を観察しながら、熟練した専門医が同じ内視鏡画像49を見た場合の診断を予測した診断予測、および、診断基準予測を確認できる。 According to the present embodiment, it is possible to provide the diagnosis support system 10 that displays the diagnostic reference prediction output from the first model 61 and the diagnostic prediction output from the second model 62 together with the endoscopic image 49. While observing the endoscopic image 49, the doctor can confirm the diagnostic prediction and the diagnostic reference prediction that predict the diagnosis when a skilled specialist views the same endoscopic image 49.

医師は、第1結果欄71に表示された診断基準予測を参照することにより、第2結果欄72に表示された診断予測が診断基準に照らして妥当であるか否かの根拠を確認し、第1結果欄71に表示された診断予測を採用するか否かを判断できる。 By referring to the diagnostic criterion prediction displayed in the first result column 71, the doctor confirms the basis of whether the diagnostic prediction displayed in the second result column 72 is appropriate in light of the diagnostic criterion, It is possible to determine whether to adopt the diagnostic prediction displayed in the first result column 71.

第2結果欄72には、最も確率の高い項目と、その確率のみが表示されても良い。表示する文字数を減らすことにより、文字サイズを大きくできる。医師は、内視鏡画像欄73を注視しながら、第2結果欄72の表示の変化を感知できる。 In the second result column 72, only the item having the highest probability and the probability thereof may be displayed. By reducing the number of characters displayed, the character size can be increased. The doctor can detect a change in the display of the second result column 72 while gazing at the endoscope image column 73.

医師は、第1停止ボタン711を選択することにより、スコアの予想および表示を停止できる。医師は、第2停止ボタン722を選択することにより、診断予測および診断予測の表示を停止できる。医師は、第1停止ボタン711または第2停止ボタン722を再度選択することにより、診断予測および診断基準予測の表示を再開できる。 The doctor can stop the prediction and display of the score by selecting the first stop button 711. The doctor can stop the diagnosis prediction and the display of the diagnosis prediction by selecting the second stop button 722. The doctor can restart the display of the diagnostic prediction and the diagnostic reference prediction by selecting the first stop button 711 or the second stop button 722 again.

第1停止ボタン711および第2停止ボタン722は、キーボード17、マウス、タッチパネルまたは音声入力等の任意の入力装置から操作可能である。第1停止ボタン711および第2停止ボタン722は、内視鏡14の操作部に設けられた制御ボタン等を用いて操作可能であっても良い。 The first stop button 711 and the second stop button 722 can be operated from any input device such as the keyboard 17, the mouse, the touch panel, or voice input. The first stop button 711 and the second stop button 722 may be operable using a control button or the like provided on the operation unit of the endoscope 14.

たとえば、ポリープの切除またはEMR(Endoscopic Mucosal Resection:内視鏡的粘膜切除術)等の内視鏡下処置を行なう場合には、撮像素子141による撮影から表示装置16への表示までのタイムラグは、できる限り短いことが望ましい。医師は、第1停止ボタン711および第2停止ボタン722を選択して診断予測および診断基準予測を停止することにより、タイムラグを短くできる。 For example, when performing endoscopic treatment such as excision of a polyp or EMR (Endoscopic Mucosal Resection), the time lag from the imaging by the imaging device 141 to the display on the display device 16 is It is desirable to be as short as possible. The doctor can shorten the time lag by stopping the diagnosis prediction and the diagnosis reference prediction by selecting the first stop button 711 and the second stop button 722.

なお、第1モデル61を構成する各スコア学習モデルを用いた診断基準予測と、第2モデル62を用いた診断予測とは、並列処理により実施されても良い。並列処理を用いることにより、表示装置16への表示のリアルタイム性を向上させることができる。 The diagnostic reference prediction using each score learning model forming the first model 61 and the diagnostic prediction using the second model 62 may be performed by parallel processing. By using parallel processing, it is possible to improve the real-time property of the display on the display device 16.

本実施の形態によると、たとえば潰瘍性大腸炎等の所定の疾病に関する判定結果とともに判定理由を提示する情報処理装置20等を提供できる。医師は、第2モデル62により出力される疾病の診断確率と、第1モデル61により出力される診断基準に関するスコアとの両方を見ることにより、診断基準に基づく正しい結果が出力されている否かを確認できる。 According to the present embodiment, it is possible to provide the information processing apparatus 20 and the like that presents the determination result and the determination result regarding a predetermined disease such as ulcerative colitis. Whether the doctor outputs a correct result based on the diagnostic standard by checking both the diagnosis probability of the disease output by the second model 62 and the score regarding the diagnostic standard output by the first model 61. Can be confirmed.

仮に、第2モデル62による出力と、第1モデル61により出力との間に齟齬がある場合、医師は潰瘍性大腸炎以外の疾病を疑い、指導医への相談、または、必要な検査の追加等の対処を行なえる。以上により、稀な疾病の見落とし等を避けることができる。 If there is a discrepancy between the output of the second model 62 and the output of the first model 61, the doctor suspects a disease other than ulcerative colitis, consults with the instructor, or adds necessary tests. Etc. can be dealt with. As described above, it is possible to avoid rare oversight of diseases.

第1モデル61を用いた診断基準予測と、第2モデル62を用いた診断予測とは、別々のハードウェアにより実行されても良い。 The diagnostic reference prediction using the first model 61 and the diagnostic prediction using the second model 62 may be executed by different hardware.

内視鏡画像49は、電子カルテシステム等に記録された画像であっても良い。たとえば経過観察時に撮影されたそれぞれの画像を第1モデル61に入力することにより、各スコアの時間的変化を比較できる診断支援システム10を提供できる。 The endoscopic image 49 may be an image recorded in an electronic medical chart system or the like. For example, by inputting each image captured during follow-up observation to the first model 61, it is possible to provide the diagnosis support system 10 that can compare the temporal changes of each score.

[第1変形例]
図7は、第1変形例の診断支援システム10の概要を説明する説明図である。図2との相違点以外は説明を省略する。表示装置16は、第1表示装置161と第2表示装置162とを含む。第1表示装置161は、表示装置I/F26に接続されている。第2表示装置162は、内視鏡用プロセッサ11に接続されている。第1表示装置161と第2表示装置162とは、隣接して配置されていることが望ましい。
[First Modification]
FIG. 7: is explanatory drawing explaining the outline|summary of the diagnostic assistance system 10 of a 1st modification. Descriptions other than the differences from FIG. 2 are omitted. The display device 16 includes a first display device 161 and a second display device 162. The first display device 161 is connected to the display device I/F 26. The second display device 162 is connected to the endoscope processor 11. It is desirable that the first display device 161 and the second display device 162 be arranged adjacent to each other.

第1表示装置161には、内視鏡用プロセッサ11で生成された内視鏡画像49がリアルタイムで表示される。第2表示装置162には、制御部21が取得した診断予測および診断基準予測が表示される。 The endoscopic image 49 generated by the endoscopic processor 11 is displayed on the first display device 161 in real time. The second display device 162 displays the diagnosis prediction and the diagnosis reference prediction acquired by the control unit 21.

本変形例によると、内視鏡画像49の表示のタイムラグを削減しながら、診断予測および診断基準予測を表示する診断支援システム10を提供できる。 According to this modification, it is possible to provide the diagnosis support system 10 that displays the diagnostic prediction and the diagnostic reference prediction while reducing the time lag of displaying the endoscopic image 49.

診断支援システム10は、3個以上の表示装置16を有しても良い。たとえば、内視鏡画像49と、第1結果欄71と第2結果欄72とを、それぞれ異なる表示装置16に表示しても良い。 The diagnosis support system 10 may have three or more display devices 16. For example, the endoscopic image 49, the first result column 71, and the second result column 72 may be displayed on different display devices 16.

[第2変形例]
図8は、第2変形例の画面表示を説明する説明図である。図1の下部との相違点以外は説明を省略する。本変形例においては、CPU21は、第1結果欄71および第2結果欄72をグラフ形式で出力する。
[Second Modification]
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating screen display of the second modification. Descriptions are omitted except for differences from the lower part of FIG. In this modification, the CPU 21 outputs the first result column 71 and the second result column 72 in a graph format.

第1結果欄71には、3つの診断基準予測が三軸のグラフ形式で表示されている。図8において上向きの軸は、第1スコアすなわち赤みに関するスコアの予測値を示す。右下向きの軸は、第2スコア、すなわち血管透見に関するスコアの予測値を示す。左下向きの軸は、第3スコア、すなわち潰瘍に関するスコアの予測値を示す。 In the first result column 71, three diagnostic reference predictions are displayed in a triaxial graph format. In FIG. 8, the upward axis indicates the predicted value of the first score, that is, the score for redness. The lower right axis indicates the predicted value of the second score, that is, the score related to vascular see-through. The lower left axis shows the predicted value of the third score, the score for ulcers.

第1スコア、第2スコアおよび第3スコアの予測値が、内側の三角形で表示される。第2結果欄72には、第2モデル62から出力された診断予測が棒グラフにより表示されている。本変形例によると、医師は、三角形および棒グラフを見ることにより診断基準予測を直感的に把握できる。 The predicted values of the first score, the second score, and the third score are displayed by the inner triangle. In the second result column 72, the diagnostic prediction output from the second model 62 is displayed as a bar graph. According to this modification, the doctor can intuitively understand the diagnostic criterion prediction by looking at the triangle and the bar graph.

[第3変形例]
図9は、第3変形例の画面表示を説明する説明図である。図9は、クローン病の診断を支援する診断支援システム10が表示する画面である。クローン病も、潰瘍性大腸炎と同様に炎症性腸疾患の一種である。図9では、第1スコアは腸管の長さ方向に延びる縦走潰瘍の程度を、第2スコアは密集した粘膜隆起である敷石像の程度を、第3スコアは、赤い斑点のアフタの程度をそれぞれ示す。
[Third Modification]
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating screen display of the third modification. FIG. 9 is a screen displayed by the diagnosis support system 10 that supports the diagnosis of Crohn's disease. Crohn's disease is also a type of inflammatory bowel disease like ulcerative colitis. In FIG. 9, the first score is the degree of longitudinal ulcers extending in the lengthwise direction of the intestinal tract, the second score is the degree of cobblestone statues of dense mucosal ridges, and the third score is the degree of red spotted afterh. Show.

診断支援システム10が診断を支援する疾病は、潰瘍性大腸炎およびクローン病に限定しない。適切な第1モデル61および第2モデル62を作成可能な任意の疾病の診断を支援する診断支援システム10を提供できる。ユーザが、内視鏡検査中にどの疾病の診断を支援するかを切替可能であっても良い。複数の表示装置16に、それぞれの疾病の診断を支援する情報を表示しても良い。 Diseases that the diagnosis support system 10 supports for diagnosis are not limited to ulcerative colitis and Crohn's disease. It is possible to provide the diagnosis support system 10 that supports the diagnosis of any disease for which the appropriate first model 61 and second model 62 can be created. The user may be able to switch which disease is assisted in the diagnosis during the endoscopic examination. Information that supports the diagnosis of each disease may be displayed on the plurality of display devices 16.

[第4変形例]
図10は、第4変形例の動作を模式的に説明するタイムチャートである。図5と共通する部分については、説明を省略する。図10は、第1モデル61および第2モデル62を用いた処理に長い時間を要する場合のタイムチャートの例を示す。
[Fourth Modification]
FIG. 10 is a time chart schematically explaining the operation of the fourth modified example. Descriptions of portions common to FIG. 5 are omitted. FIG. 10 shows an example of a time chart when a long time is required for the processing using the first model 61 and the second model 62.

時刻t0に撮像素子141により「a」のフレームが撮影される。内視鏡用プロセッサ11が画像処理を行ない、時刻t1に「a」の内視鏡画像49を生成する。制御部21は、内視鏡用プロセッサ11が生成した内視鏡画像49を取得して、第1モデル61および第2モデル62に入力する。時刻t2に、制御部21は表示装置16に「a」の内視鏡画像49を出力する。 At time t 0 , the image sensor 141 captures the frame “a”. The endoscopic processor 11 performs image processing to generate an endoscopic image 49 of “a” at time t 1 . The control unit 21 acquires the endoscopic image 49 generated by the endoscopic processor 11 and inputs the endoscopic image 49 to the first model 61 and the second model 62. At time t 2 , the control unit 21 outputs the endoscopic image 49 of “a” to the display device 16.

時刻t6に撮像素子141により「b」のフレームが撮影される。内視鏡用プロセッサ11が画像処理を行ない、時刻t7に「b」の内視鏡画像49を生成する。「b」の内視鏡画像49は、第1モデル61および第2モデル62に入力されない。時刻t8に、制御部21は表示装置16に「b」の内視鏡画像49を出力する。 At time t 6 , the image sensor 141 captures the frame “b”. The endoscopic processor 11 performs image processing to generate an endoscopic image 49 of “b” at time t 7 . The endoscopic image 49 of “b” is not input to the first model 61 and the second model 62. At time t 8 , the control unit 21 outputs the endoscopic image 49 of “b” to the display device 16.

時刻t9に、制御部21は第1モデル61および第2モデル62からそれぞれ出力される「a」の内視鏡画像49に基づく予測を取得する。時刻t10に、制御部21は「a」の内視鏡画像49に基づく予測を表示装置16に出力する。時刻t12に、撮像素子141により「c」のフレームが撮影される。以後の処理は、時刻t0から時刻t10までと同様であるため、説明を省略する。以上により、内視鏡画像49と、第1モデル61および第2モデル62による予測とが同期して表示される。 At time t 9 , the control unit 21 acquires predictions based on the endoscopic image 49 of “a” output from the first model 61 and the second model 62, respectively. At time t 10 , the control unit 21 outputs the prediction based on the endoscopic image 49 of “a” to the display device 16. At time t 12 , the image sensor 141 captures the frame “c”. The subsequent processing is the same as that from the time t 0 to the time t 10 , and thus the description thereof is omitted. As described above, the endoscopic image 49 and the predictions by the first model 61 and the second model 62 are displayed in synchronization with each other.

本変形例によると、第1モデル61および第2モデル62に入力する内視鏡画像49を間引くことにより、第1モデル61および第2モデル62を使用した処理に時間を要する場合であっても、リアルタイムでの表示を実現できる。 According to this modification, even if it takes time to process using the first model 61 and the second model 62 by thinning out the endoscopic images 49 input to the first model 61 and the second model 62. Real-time display can be realized.

[実施の形態2]
本実施の形態は、第1モデル61および第2モデル62を生成するモデル生成システム19に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 2]
The present embodiment relates to a model generation system 19 that generates a first model 61 and a second model 62. Descriptions of portions common to the first embodiment will be omitted.

図11は、モデルを生成する処理の概要を説明する説明図である。教師データDB64(図12参照)に、内視鏡画像49と、熟練した専門医等の有識者による判断結果とを関連づけた、複数組の教師データが記録されている。有識者による判断結果は、内視鏡画像49に基づく潰瘍性大腸炎の診断、第1スコア、第2スコアおよび第3スコアである。 FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the outline of the process of generating the model. In the teacher data DB 64 (see FIG. 12), a plurality of sets of teacher data in which the endoscopic image 49 and the judgment result by an expert such as a skilled specialist are associated with each other are recorded. The judgment result by the expert is the diagnosis of ulcerative colitis based on the endoscopic image 49, the first score, the second score, and the third score.

内視鏡画像49と診断結果との組を教師データとした機械学習により、第2モデル62が生成される。内視鏡画像49と第1スコアとの組を教師データとした機械学習により、第1スコア学習モデル611が生成される。内視鏡画像49と第2スコアとの組を教師データとした機械学習により、第2スコア学習モデル612が生成される。内視鏡画像49と第3スコアとの組を教師データとした機械学習により、第3スコア学習モデル613が生成される。 The second model 62 is generated by machine learning using a set of the endoscopic image 49 and the diagnosis result as teacher data. A first score learning model 611 is generated by machine learning using a set of the endoscopic image 49 and the first score as teacher data. A second score learning model 612 is generated by machine learning using a set of the endoscopic image 49 and the second score as teacher data. A third score learning model 613 is generated by machine learning using a set of the endoscopic image 49 and the third score as teacher data.

図12は、モデル生成システム19の構成を説明する説明図である。モデル生成システム19は、サーバ30と、クライアント40とを含む。サーバ30は、制御部31、主記憶装置32、補助記憶装置33、通信部34およびバスを備える。クライアント40は、制御部41、主記憶装置42、補助記憶装置43、通信部44、表示部46、入力部47およびバスを備える。 FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the model generation system 19. The model generation system 19 includes a server 30 and a client 40. The server 30 includes a control unit 31, a main storage device 32, an auxiliary storage device 33, a communication unit 34, and a bus. The client 40 includes a control unit 41, a main storage device 42, an auxiliary storage device 43, a communication unit 44, a display unit 46, an input unit 47, and a bus.

制御部31は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部31には、一または複数のCPU、マルチコアCPUまたはGPU等が使用される。制御部31は、バスを介してサーバ30を構成するハードウェア各部と接続されている。 The control unit 31 is an arithmetic and control unit that executes the program of this embodiment. For the control unit 31, one or more CPUs, multi-core CPUs, GPUs, etc. are used. The control unit 31 is connected to each of the hardware units configuring the server 30 via a bus.

主記憶装置32は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置32には、制御部31が行なう処理の途中で必要な情報および制御部31で実行中のプログラムが一時的に保存される。 The main storage device 32 is a storage device such as SRAM, DRAM, or flash memory. The main storage device 32 temporarily stores information required during the process performed by the control unit 31 and a program being executed by the control unit 31.

補助記憶装置33は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置33には、制御部31に実行させるプログラム、教師データDB64およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。さらに、制御部31により生成された第1モデル61および第2モデル62も、補助記憶装置33に保存される。なお、教師データDB64、第1モデル61および第2モデル62は、サーバ30に接続された外部の大容量記憶装置等に保存されていても良い。 The auxiliary storage device 33 is a storage device such as SRAM, flash memory, hard disk or magnetic tape. The auxiliary storage device 33 stores a program to be executed by the control unit 31, a teacher data DB 64, and various data necessary for executing the program. Further, the first model 61 and the second model 62 generated by the control unit 31 are also stored in the auxiliary storage device 33. The teacher data DB 64, the first model 61, and the second model 62 may be stored in an external mass storage device or the like connected to the server 30.

サーバ30は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、クラウドコンピューティングシステム、または、量子コンピュータである。サーバ30は、分散処理を行なう複数のパソコン等であっても良い。 The server 30 is a general-purpose personal computer, a tablet, a large computer, a virtual machine operating on the large computer, a cloud computing system, or a quantum computer. The server 30 may be a plurality of personal computers that perform distributed processing.

制御部41は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部41は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部41には、一または複数のCPUまたはマルチコアCPUまたはGPU等が使用される。制御部41は、バスを介してクライアント40を構成するハードウェア各部と接続されている。 The control unit 41 is an arithmetic and control unit that executes the program of this embodiment. The control unit 41 is an arithmetic and control unit that executes the program of this embodiment. For the control unit 41, one or a plurality of CPUs, a multi-core CPU, a GPU, or the like is used. The control unit 41 is connected to each of the hardware units configuring the client 40 via a bus.

主記憶装置42は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置42には、制御部41が行なう処理の途中で必要な情報および制御部41で実行中のプログラムが一時的に保存される。 The main storage device 42 is a storage device such as SRAM, DRAM, or flash memory. The main storage device 42 temporarily stores information required during the process performed by the control unit 41 and a program being executed by the control unit 41.

補助記憶装置43は、SRAM、フラッシュメモリまたはハードディスク等の記憶装置である。補助記憶装置43には、制御部41に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。 The auxiliary storage device 43 is a storage device such as an SRAM, a flash memory, or a hard disk. The auxiliary storage device 43 stores a program to be executed by the control unit 41 and various data required for executing the program.

通信部44は、クライアント40とネットワークとの間のデータ通信を行なうインターフェイスである。表示部46は、たとえば液晶表示パネルまたは有機EL(Electro Luminescence)表示パネル等である。入力部47は、たとえばキーボード17およびマウス等である。クライアント40は、表示部46と入力部47とが積層されたタッチパネルを有しても良い。 The communication unit 44 is an interface that performs data communication between the client 40 and the network. The display unit 46 is, for example, a liquid crystal display panel, an organic EL (Electro Luminescence) display panel, or the like. The input unit 47 is, for example, the keyboard 17 and the mouse. The client 40 may have a touch panel in which a display unit 46 and an input unit 47 are stacked.

クライアント40は、教師データを作成する専門医等が使用する、汎用のパソコン、タブレット、またはスマートフォン等の情報機器である。クライアント40は、制御部31による制御に基づいてユーザインターフェイスを実現する、いわゆるシンクライアントであってもよい。シンクライアントを用いる場合、クライアント40が行なう後述する処理の大部分は、制御部41の代わりに制御部31で実行される。 The client 40 is an information device such as a general-purpose computer, tablet, or smartphone used by a specialist who creates teacher data. The client 40 may be a so-called thin client that realizes a user interface under the control of the control unit 31. When a thin client is used, most of the processing described below performed by the client 40 is executed by the control unit 31 instead of the control unit 41.

図13は、教師データDB64のレコードレイアウトを説明する説明図である。教師データDB64は、第1モデル61および第2モデル62の生成に用いる教師データを記録するDBである。教師データDB64は、部位フィールド、疾病フィールド、内視鏡画像フィールド、内視鏡所見フィールド、およびスコアフィールドを有する。スコアフィールドは、赤みフィールド、血管透見フィールドおよび潰瘍フィールドを有する。 FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a record layout of the teacher data DB 64. The teacher data DB 64 is a DB that records teacher data used to generate the first model 61 and the second model 62. The teacher data DB 64 has a site field, a disease field, an endoscopic image field, an endoscopic finding field, and a score field. The score field has a reddish field, a blood vessel see-through field and an ulcer field.

部位フィールドには、内視鏡画像49が撮影された部位が記録されている。疾病フィールドには、教師データを作成する際に専門医等が判断を行なった疾病の名称が記録されている。内視鏡画像フィールドには、内視鏡画像49が記録されている。内視鏡所見フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した疾病の状態、すなわち内視鏡所見が記録されている。 The region where the endoscopic image 49 is captured is recorded in the region field. In the disease field, the name of the disease judged by a specialist when creating the teacher data is recorded. An endoscopic image 49 is recorded in the endoscopic image field. In the endoscopic finding field, the state of a disease judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, that is, the endoscopic finding is recorded.

赤みフィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、赤みに関する第1スコアが記録されている。血管透見フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、血管透見に関する第2スコアが記録されている。潰瘍フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、血管に関する第3スコアが記録されている。教師データDB64は、1枚の内視鏡画像49について1個のレコードを有する。 In the reddish field, the first score relating to reddishness, which is judged by a specialist or the like by viewing the endoscopic image 49, is recorded. In the blood vessel see-through field, a second score regarding the blood vessel see-through, which is judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, is recorded. In the ulcer field, a third score regarding blood vessels, which is judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, is recorded. The teacher data DB 64 has one record for one endoscopic image 49.

図14および図15は、教師データ入力画面を説明する説明図である。図14は、既存の第1モデル61および第2モデル62を使用せずに教師データを作成する場合に、制御部41が表示部46に表示する画面の例を示す。 14 and 15 are explanatory diagrams illustrating the teacher data input screen. FIG. 14 shows an example of a screen displayed on the display unit 46 by the control unit 41 when creating teacher data without using the existing first model 61 and second model 62.

図14に示す画面は、内視鏡画像欄73、第1入力欄81、第2入力欄82、次ボタン89、患者ID欄86、疾病名欄87およびモデルボタン88を含む。第1入力欄81は、第1スコア入力欄811、第2スコア入力欄812および第3スコア入力欄813を含む。図14においては、モデルボタン88は「モデル不使用」の状態に設定されている。 The screen shown in FIG. 14 includes an endoscopic image field 73, a first input field 81, a second input field 82, a next button 89, a patient ID field 86, a disease name field 87, and a model button 88. The first input field 81 includes a first score input field 811, a second score input field 812, and a third score input field 813. In FIG. 14, the model button 88 is set to the “model not used” state.

内視鏡画像欄73には内視鏡画像49が表示される。内視鏡画像49は、教師データを入力する専門医等が実施した内視鏡検査により撮影された画像であっても、サーバ30から配信された画像であっても良い。専門医等は、内視鏡画像49に基づいて疾病名欄87に表示された「潰瘍性大腸炎」に関する診断を行ない、第2入力欄82の左端に設けられたチェックボックスを選択する。 An endoscopic image 49 is displayed in the endoscopic image column 73. The endoscopic image 49 may be an image taken by an endoscopic examination performed by a specialist who inputs teacher data or an image delivered from the server 30. The specialist or the like makes a diagnosis regarding “ulcerative colitis” displayed in the disease name column 87 based on the endoscopic image 49, and selects the check box provided at the left end of the second input column 82.

なお「不適切画像」は、たとえば残渣が多い、または、ブレがある等の事情により、診断に使用するには不適切であると、専門医等が判断したことを意味する。「不適切画像」であると判断された内視鏡画像49は、教師データDB64に記録されない。 The “unsuitable image” means that a specialist or the like has determined that the image is unsuitable for use in diagnosis due to a large amount of residue or blurring. The endoscopic image 49 determined to be the “unsuitable image” is not recorded in the teacher data DB 64.

専門医等は、内視鏡画像49に基づいて第1スコアから第3スコアを判断して、第1スコア入力欄811から第3スコア入力欄813にそれぞれ入力する。入力終了後、専門医等は次ボタン89を選択する。制御部41は、内視鏡画像49、第1入力欄81への入力および第2入力欄82への入力を、サーバ30に送信する。制御部31は、教師データDB64に新規レコードを追加して、内視鏡画像49、内視鏡所見および各スコアを記録する。 The specialist or the like determines the first score to the third score based on the endoscopic image 49, and inputs them into the first score input field 811 to the third score input field 813, respectively. After completing the input, the specialist or the like selects the next button 89. The control unit 41 transmits the endoscopic image 49, the input to the first input field 81, and the input to the second input field 82 to the server 30. The control unit 31 adds a new record to the teacher data DB 64 and records the endoscopic image 49, the endoscopic findings and each score.

図15は、既存の第1モデル61および第2モデル62を参照して教師データを作成する場合に、制御部41が表示部46に表示する画面の例を示す。図15においては、モデルボタン88は「モデル使用中」の状態に設定されている。なお、既存の第1モデル61および第2モデル62が生成されていない場合には、モデルボタン88は「モデル使用中」の状態が選択されないように設定されている。 FIG. 15 shows an example of a screen displayed on the display unit 46 by the control unit 41 when creating teacher data by referring to the existing first model 61 and second model 62. In FIG. 15, the model button 88 is set to the “model in use” state. When the existing first model 61 and second model 62 have not been generated, the model button 88 is set so that the state of “model in use” is not selected.

内視鏡画像49を第1モデル61および第2モデル62に入力した結果が、第1入力欄81および第2入力欄82に表示される。第2入力欄82には、最も確率の高い項目の左端のチェックボックスに、デフォルトでチェックが入った状態になっている。 The result of inputting the endoscopic image 49 into the first model 61 and the second model 62 is displayed in the first input field 81 and the second input field 82. In the second input field 82, the check box at the left end of the item with the highest probability is checked by default.

専門医等は、内視鏡画像49に基づいて第1入力欄81の各スコアが正しいか否かを判断し、必要に応じてスコアを変更する。専門医等は、内視鏡画像49に基づいて第2入力欄82のチェックが正しいか否かを判断し、必要に応じてチェックボックスを選択しなおす。第1入力欄81および第2入力欄82を適切な状態にした後、専門医等は次ボタン89を選択する。以後の処理は、図14を使用して説明した、「モデル不使用」である場合と同様であるため、説明を省略する。 The specialist or the like determines whether or not each score in the first input field 81 is correct based on the endoscopic image 49, and changes the score as necessary. The specialist or the like determines whether or not the check in the second input field 82 is correct based on the endoscopic image 49, and reselects the check box as necessary. After setting the first input field 81 and the second input field 82 to appropriate states, the specialist or the like selects the next button 89. The subsequent processing is the same as the case of “model not used” described with reference to FIG.

図16は、学習モデルを生成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図16を使用して説明するプログラムは、第1モデル61を構成する各学習モデルおよび、第2モデル62の生成に使用される。 FIG. 16 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program that generates a learning model. The program described with reference to FIG. 16 is used to generate each learning model forming the first model 61 and the second model 62.

制御部31は、作成対象の学習モデルを選択する(ステップS522)。作成対象の学習モデルは、第1モデル61を構成する各学習モデルのいずれか一つ、または第2モデル62である。制御部31は、教師データDB64から必要なフィールドを抽出して、内視鏡画像49と出力データとのペアにより構成された教師データを作成する(ステップS523)。 The control unit 31 selects a learning model to be created (step S522). The learning model to be created is any one of the learning models forming the first model 61 or the second model 62. The control unit 31 extracts necessary fields from the teacher data DB 64 and creates teacher data composed of a pair of the endoscopic image 49 and output data (step S523).

たとえば、第1スコア学習モデル611を生成する場合には、出力データは赤みに関するスコアである。制御部31は、教師データDB64から内視鏡画像フィールドおよび赤みフィールドを抽出する。同様に、第2モデル62を生成する場合には、出力データは内視鏡所見である。制御部31は、教師データDB64から内視鏡画像フィールドおよび内視鏡所見フィールドを抽出する。 For example, when the first score learning model 611 is generated, the output data is a score regarding redness. The control unit 31 extracts the endoscopic image field and the reddish field from the teacher data DB 64. Similarly, when generating the second model 62, the output data is endoscopic findings. The control unit 31 extracts the endoscopic image field and the endoscopic finding field from the teacher data DB 64.

制御部31は、ステップS523で作成した教師データを、訓練データとテストデータとに分離する(ステップS524)。制御部31は、訓練データを使用し、誤差逆伝播法等を用いて中間層532のパラメータを調整することにより、教師あり機械学習を行ない、学習モデルを生成する(ステップS525)。 The control unit 31 separates the training data created in step S523 into training data and test data (step S524). The control unit 31 uses the training data and adjusts the parameters of the intermediate layer 532 using the error back propagation method or the like to perform supervised machine learning and generate a learning model (step S525).

制御部31は、訓練データを用いて学習モデルの精度を検証する(ステップS526)。検証は、訓練データ中の内視鏡画像49を学習モデルに入力した場合に、出力が内視鏡画像49に対応する出力データと一致する確率を算出することにより行なわれる。 The control unit 31 verifies the accuracy of the learning model using the training data (step S526). The verification is performed by calculating the probability that the output matches the output data corresponding to the endoscopic image 49 when the endoscopic image 49 in the training data is input to the learning model.

制御部31は、ステップS525で生成した学習モデルの精度が合格であるか否かを判定する(ステップS527)。合格であると判定した場合(ステップS527でYES)、制御部31は補助記憶装置33に学習モデルを記録する。(ステップS528)。 The control unit 31 determines whether or not the accuracy of the learning model generated in step S525 is acceptable (step S527). When it is determined that the learning model is acceptable (YES in step S527), the control unit 31 records the learning model in the auxiliary storage device 33. (Step S528).

合格でないと判定した場合(ステップS527でNO)、制御部31は処理を終了するか否かを判定する(ステップS529)。たとえば、ステップS524からステップS529までの処理を所定の回数繰り返した場合に、制御部31は処理を終了すると判定する。処理を終了しないと判定した場合(ステップS529でNO)、制御部31はステップS524に戻る。 When it is determined that the process is not passed (NO in step S527), the control unit 31 determines whether to end the process (step S529). For example, when the processing from step S524 to step S529 is repeated a predetermined number of times, the control unit 31 determines to end the processing. When it is determined that the process is not finished (NO in step S529), the control unit 31 returns to step S524.

処理を終了すると判定した場合(ステップS529でYES)、または、ステップS528の終了後、制御部31は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS531)。処理を終了しないと判定した場合(ステップS531でNO)、制御部31はステップS522に戻る。処理を終了すると判定した場合(ステップS531でYES)、制御部31は処理を終了する。 When it is determined that the processing is to be ended (YES in step S529), or after the end of step S528, the control unit 31 determines whether to end the processing (step S531). When it is determined that the process is not finished (NO in step S531), the control unit 31 returns to step S522. When it is determined that the process is to be ended (YES in step S531), the control unit 31 ends the process.

なお、合格であると判定される学習モデルが生成されない場合には、教師データDB64に記録された各レコードの見直し、および、レコードの追加が行なわれた後に、図16を使用して説明したプログラムが再度実行される。 If a learning model that is determined to be acceptable is not generated, after reviewing each record recorded in the teacher data DB 64 and adding a record, the program described using FIG. 16 is used. Is executed again.

図16を使用して説明したプログラムで更新された第1モデル61および第2モデル62は、たとえば医薬品医療機器等法上の承認等の手続が終了した後に、ネットワークを介して、または、記録媒体を介して、情報処理装置20に配信される。 The first model 61 and the second model 62 updated by the program described with reference to FIG. 16 are, for example, via a network or a recording medium after procedures such as approval under the law of pharmaceuticals and medical devices are completed. Is distributed to the information processing device 20 via.

図17は、学習モデルを更新するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図17を使用して説明するプログラムは、教師データDB64に追加のレコードが記録された場合に適宜実行される。なお、追加の教師データは、教師データDB64とは別のデータベースに記録されても良い。 FIG. 17 is a flowchart illustrating the flow of processing of the program for updating the learning model. The program described using FIG. 17 is appropriately executed when an additional record is recorded in the teacher data DB 64. The additional teacher data may be recorded in a database different from the teacher data DB 64.

制御部31は、更新する対象の学習モデルを取得する(ステップS541)。制御部31は、追加の教師データを取得する(ステップS542)。具体的には、制御部31は、教師データDB64に追加されたレコードから、内視鏡画像フィールドに記録された内視鏡画像49と、ステップS541で取得した学習モデルに対応する出力データとを取得する。 The control unit 31 acquires the learning model to be updated (step S541). The control unit 31 acquires additional teacher data (step S542). Specifically, the control unit 31 extracts the endoscopic image 49 recorded in the endoscopic image field and the output data corresponding to the learning model acquired in step S541 from the record added to the teacher data DB 64. get.

制御部31は、内視鏡画像49を学習モデルの入力データに、内視鏡画像49に関連づけられた出力データを学習モデルの出力に設定する(ステップS543)。制御部31は、誤差逆伝播法により、学習モデルのパラメータを更新する(ステップS544)。制御部31は、更新されたパラメータを記録する(ステップS545)。 The control unit 31 sets the endoscopic image 49 as the input data of the learning model, and sets the output data associated with the endoscopic image 49 as the output of the learning model (step S543). The control unit 31 updates the parameters of the learning model by the error back propagation method (step S544). The control unit 31 records the updated parameter (step S545).

制御部31は、教師データDB64に追加されたレコードの処理を終了したか否かを判定する(ステップS546)。終了していないと判定した場合(ステップS546でNO)、制御部31はステップS542に戻る。終了したと判定した場合(ステップS546でYES)、制御部31は処理を終了する。 The control unit 31 determines whether or not the processing of the record added to the teacher data DB 64 has been completed (step S546). When it is determined that the processing has not ended (NO in step S546), the control unit 31 returns to step S542. When it is determined that the process is completed (YES in step S546), the control unit 31 ends the process.

図17を使用して説明したプログラムで更新された第1モデル61および第2モデル62は、たとえば医薬品医療機器等法上の承認等の手続が終了した後に、ネットワークを介して、または、記録媒体を介して、情報処理装置20に配信される。以上により、第1モデル61および第2モデル62が更新される。なお、第1モデル61および第2モデル62を構成する各学習モデルは、同時に更新されても、個別に更新されても良い。 The first model 61 and the second model 62 updated by the program described with reference to FIG. 17 are, for example, via a network or a recording medium after procedures such as approval under the law of pharmaceuticals and medical devices have been completed. Is distributed to the information processing device 20 via. As described above, the first model 61 and the second model 62 are updated. The learning models forming the first model 61 and the second model 62 may be updated at the same time or individually.

図18は、教師データを収集するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部41は、図示を省略する電子カルテシステムまたは内視鏡用プロセッサ11に搭載されたハードディスク等から、内視鏡画像49を取得する(ステップS551)。制御部41は、図14を使用して説明したモデルボタン88を介してモデルを使用する旨が選択されているか否かを判定する(ステップS552)。 FIG. 18 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program that collects teacher data. The control unit 41 acquires the endoscopic image 49 from a hard disk or the like mounted in the electronic medical chart system or the endoscope processor 11 (not shown) (step S551). The control unit 41 determines whether or not to use the model is selected via the model button 88 described using FIG. 14 (step S552).

モデルを使用する旨が選択されていないと判定した場合(ステップS552でNO)、制御部41は図14を使用して説明した画面を表示部46に表示する(ステップS553)。モデルを使用する旨が選択されていると判定した場合(ステップS552でYES)、制御部41はサーバ30から第1モデル61および第2モデル62を取得する(ステップS561)。 When it is determined that the use of the model is not selected (NO in step S552), the control unit 41 displays the screen described using FIG. 14 on the display unit 46 (step S553). When it is determined that the use of the model is selected (YES in step S552), the control unit 41 acquires the first model 61 and the second model 62 from the server 30 (step S561).

なお、制御部41は取得した第1モデル61および第2モデル62を補助記憶装置43に一時的に記憶しても良い。このようにすることにより、制御部41は2回目以降のステップS561の処理を省略できる。 The control unit 41 may temporarily store the acquired first model 61 and second model 62 in the auxiliary storage device 43. By doing so, the control unit 41 can omit the processing of step S561 from the second time.

制御部41は、ステップS551で取得した内視鏡画像49をステップS561で取得した第1モデル61および第2モデル62にそれぞれ入力して、出力層533から出力される推定結果を取得する(ステップS562)。制御部41は、図15を使用して説明した画面を表示部46に表示する(ステップS563)。 The control unit 41 inputs the endoscopic image 49 acquired in step S551 into the first model 61 and the second model 62 acquired in step S561, respectively, and acquires the estimation result output from the output layer 533 (step). S562). The control unit 41 displays the screen described with reference to FIG. 15 on the display unit 46 (step S563).

ステップS553またはステップS563の終了後、制御部41は入力部47を介してユーザによる判断結果の入力を取得する(ステップS564)。制御部41は、第2入力欄82において「不適切画像」が選択されているか否かを判定する(ステップS565)。「不適切画像」が選択されていると判定した場合(ステップS565でYES)、制御部41は処理を終了する。 After the end of step S553 or step S563, the control unit 41 acquires the determination result input by the user via the input unit 47 (step S564). The control unit 41 determines whether or not “inappropriate image” is selected in the second input field 82 (step S565). When it is determined that “inappropriate image” is selected (YES in step S565), the control unit 41 ends the process.

「不適切画像」が選択されていないと判定した場合(ステップS565でNO)、制御部41は内視鏡画像49と、ユーザによる入力結果とを関連づけた教師レコードをサーバ30に送信する(ステップS566)。なお、教師レコードは、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型記録媒体を介して教師データDB64に記録されても良い。 When it is determined that the “inappropriate image” is not selected (NO in step S565), the control unit 41 transmits the teacher record in which the endoscopic image 49 and the input result by the user are associated with each other to the server 30 (step). S566). The teacher record may be recorded in the teacher data DB 64 via a portable recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory.

制御部31は、教師データDB64に新規レコードを作成して、受信した教師レコードを記録する。なお、たとえば複数の有識者が同じ内視鏡画像49について判断を行ない、所定の数の有識者による判断が一致した場合に、教師データDB64に記録されても良い。このようにすることにより、教師データDB64の精度を高めることができる。 The control unit 31 creates a new record in the teacher data DB 64 and records the received teacher record. It should be noted that, for example, a plurality of experts may judge the same endoscopic image 49, and when the judgment by a predetermined number of experts coincides, it may be recorded in the teacher data DB 64. By doing so, the accuracy of the teacher data DB 64 can be improved.

本実施の形態によると、教師データを収集、および、第1モデル61および第2モデル62の生成と更新とを行なえる。 According to the present embodiment, teacher data can be collected, and the first model 61 and the second model 62 can be generated and updated.

[実施の形態3]
本実施の形態は、第2モデル62の中間層532から抽出した特徴量に基づいて、診断基準に沿ったスコアを出力する診断支援システム10に関する。実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、説明を省略する。
[Third Embodiment]
The present embodiment relates to a diagnosis support system 10 that outputs a score in accordance with a diagnosis criterion, based on the feature amount extracted from the intermediate layer 532 of the second model 62. Descriptions of portions common to the first or second embodiment will be omitted.

図19は、実施の形態3の診断支援システム10の概要を説明する説明図である。内視鏡14を用いて撮影された内視鏡画像49は、第2モデル62に入力される。第2モデル62は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍性大腸炎の診断予測を出力する。後述するように、第2モデル62の中間層532を構成するノードから、第1特徴量651、第2特徴量652および第3特徴量653等の特徴量65が取得される。 FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an overview of the diagnosis support system 10 according to the third embodiment. The endoscopic image 49 captured by using the endoscope 14 is input to the second model 62. The second model 62 outputs a diagnostic prediction of ulcerative colitis when the endoscopic image 49 is input. As will be described later, the feature amount 65 such as the first feature amount 651, the second feature amount 652, and the third feature amount 653 is acquired from the nodes forming the intermediate layer 532 of the second model 62.

第1モデル61は、第1変換器631、第2変換器632および第3変換器633を含む。第1特徴量651が、第1変換器631により赤みの程度を示す第1スコアの予測値に変換される。第2特徴量652が、第2変換器632により血管透見の程度を示す第2スコアの予測値に変換される。第3特徴量653が、第3変換器633により潰瘍の程度を示す第3スコアの予測値に変換される。以後の説明において第1変換器631から第3変換器633までを特に区別しない場合には、変換器63と記載する。 The first model 61 includes a first converter 631, a second converter 632 and a third converter 633. The first feature amount 651 is converted by the first converter 631 into a predicted value of a first score indicating the degree of redness. The second feature amount 652 is converted by the second converter 632 into a predicted value of the second score indicating the degree of blood vessel see-through. The third feature amount 653 is converted by the third converter 633 into a predicted value of a third score indicating the degree of ulcer. In the following description, the first converter 631 to the third converter 633 will be referred to as the converter 63 unless otherwise specified.

第1モデル61および第2モデル62の出力が、それぞれ第1取得部および第2取得部に取得される。第1取得部および第2取得部が取得した出力に基づいて、図19の下部に示す画面が表示装置16に表示される。表示される画面は、実施の形態1で説明した画面と同様であるため、説明を省略する。 The outputs of the first model 61 and the second model 62 are acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit, respectively. The screen shown in the lower part of FIG. 19 is displayed on the display device 16 based on the outputs acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit. The displayed screen is the same as the screen described in the first embodiment, and thus the description is omitted.

図20は、第2モデル62から取得される特徴量を説明する説明図である。中間層532は、相互に連結された複数のノードを含む。第2モデル62に内視鏡画像49が入力された場合、それぞれのノードには内視鏡画像49の種々の特徴量が現れる。例として、5個のノードに現れるそれぞれの特徴量を、特徴量A65Aから特徴量E65Eまでの記号で示す。 FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating the characteristic amount acquired from the second model 62. The middle layer 532 includes a plurality of nodes connected to each other. When the endoscopic image 49 is input to the second model 62, various feature amounts of the endoscopic image 49 appear in each node. As an example, the respective characteristic amounts appearing in the five nodes are indicated by symbols from the characteristic amount A65A to the characteristic amount E65E.

特徴量は、畳み込み層およびプーリング層により繰り返し処理が行なわれた後、全結合層に入力される直前のノードから取得されても、全結合層に含まれるノードから取得されても良い。 The feature amount may be acquired from a node immediately before being input to the fully connected layer after being repeatedly processed by the convolutional layer and the pooling layer, or may be acquired from a node included in the fully connected layer.

図21は、特徴量とスコアとの変換を説明する説明図である。図21の上部に、教師データDB64に含まれる教師データを模式的に示す。教師データDB64には、内視鏡画像49と、専門医等の有識者による判断結果とを関連づけた教師データが記録されている。教師データDB64のレコードレイアウトは、図13を使用して説明した実施の形態1の教師データDB64と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating conversion between the feature amount and the score. The upper part of FIG. 21 schematically shows the teacher data included in the teacher data DB 64. In the teacher data DB 64, teacher data that associates the endoscopic image 49 with the determination result by an expert such as a specialist is recorded. Since the record layout of the teacher data DB 64 is the same as that of the teacher data DB 64 of the first embodiment described with reference to FIG. 13, description thereof will be omitted.

前述のとおり、内視鏡画像49が第2モデル62に入力されて、特徴量A65A等の複数の特徴量が取得される。取得した特徴量と、内視鏡画像49に関連づけられた第1スコアから第3スコアとの間で相関解析が行なわれて、それぞれのスコアに対して相関の高い特徴量が選択される。図21においては、第1スコアと特徴量A65Aとの相関、第2スコアと特徴量C65Cとの相関、および、第3スコアと特徴量D65Dとの相関が高い場合を示す。 As described above, the endoscopic image 49 is input to the second model 62, and a plurality of feature amounts such as the feature amount A65A are acquired. Correlation analysis is performed between the acquired feature amount and the first to third scores associated with the endoscopic image 49, and the feature amount having a high correlation with each score is selected. FIG. 21 shows a case where the correlation between the first score and the feature amount A65A, the correlation between the second score and the feature amount C65C, and the correlation between the third score and the feature amount D65D are high.

第1スコアと特徴量A65Aとの回帰分析を行なうことにより第1変換器631が求められる。同様に、第2スコアと特徴量C65Cとの回帰分析により第2変換器632が、第3スコアと特徴量D65Dとの回帰分析により第3変換器633が、それぞれ求められる。回帰分析には線形回帰が用いられても、非線形回帰が用いられても良い。回帰分析は、ニューラルネットワークを用いて行なわれても良い。 The first converter 631 is obtained by performing a regression analysis of the first score and the feature amount A65A. Similarly, the second converter 632 is obtained by the regression analysis of the second score and the feature amount C65C, and the third converter 633 is obtained by the regression analysis of the third score and the feature amount D65D. Linear regression or non-linear regression may be used for the regression analysis. The regression analysis may be performed using a neural network.

図22は、特徴量DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。特徴量DBは、教師データと、内視鏡画像49から取得した特徴量とを関連づけて記録するDBである。特徴量DBは、部位フィールド、疾病フィールド、内視鏡画像フィールド、内視鏡所見フィールド、スコアフィールドおよび特徴量フィールドを有する。スコアフィールドは、赤みフィールド、血管透見フィールドおよび潰瘍フィールドを有する。特徴量フィールドは、Aフィールド、Bフィールド等の多数のサブフィールドを有する。 FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating a record layout of the feature amount DB. The feature amount DB is a DB that records the teacher data and the feature amount acquired from the endoscopic image 49 in association with each other. The feature amount DB has a region field, a disease field, an endoscopic image field, an endoscopic finding field, a score field, and a feature amount field. The score field has a reddish field, a blood vessel see-through field and an ulcer field. The feature amount field has many subfields such as A field and B field.

部位フィールドには、内視鏡画像49が撮影された部位が記録されている。疾病フィールドには、教師データを作成する際に専門医等が判断を行なった疾病の名称が記録されている。内視鏡画像フィールドには、内視鏡画像49が記録されている。内視鏡所見フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した疾病の状態、すなわち内視鏡所見が記録されている。 The region where the endoscopic image 49 is captured is recorded in the region field. In the disease field, the name of the disease judged by a specialist when creating the teacher data is recorded. An endoscopic image 49 is recorded in the endoscopic image field. In the endoscopic finding field, the state of a disease judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, that is, the endoscopic finding is recorded.

赤みフィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、赤みに関する第1スコアが記録されている。血管透見フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、血管透見に関する第2スコアが記録されている。潰瘍フィールドには、内視鏡画像49を見て専門医等が判断した、潰瘍に関する第3スコアが記録されている。特徴量フィールドの各サブフィールドには、中間層532の各ノードから取得された特徴量A64A等の特徴量が記録されている。 In the reddish field, the first score relating to reddishness, which is judged by a specialist or the like by viewing the endoscopic image 49, is recorded. In the blood vessel see-through field, a second score regarding the blood vessel see-through, which is judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, is recorded. In the ulcer field, a third score regarding the ulcer, which is judged by a specialist or the like by looking at the endoscopic image 49, is recorded. In each subfield of the feature amount field, the feature amount such as the feature amount A64A acquired from each node of the intermediate layer 532 is recorded.

特徴量DBは、1枚の内視鏡画像49について1個のレコードを有する。特徴量DBは、補助記憶装置33に記憶される。特徴量DBは、サーバ30に接続された外部の大容量記憶装置等に保存されていても良い。 The feature amount DB has one record for one endoscopic image 49. The feature amount DB is stored in the auxiliary storage device 33. The feature amount DB may be stored in an external mass storage device or the like connected to the server 30.

図23は、変換器63を作成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部31は、教師データDB64から1個のレコードを選択する(ステップS571)。制御部31は、内視鏡画像フィールドに記録された内視鏡画像49を第2モデル62に入力し、中間層532の各ノードから特徴量を取得する(ステップS572)。制御部31は、特徴量DBに新規レコードを作成し、ステップS571で取得したレコードに記録されているデータと、ステップS572で取得した特徴量とを記録する(ステップS573)。 FIG. 23 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program that creates the converter 63. The control unit 31 selects one record from the teacher data DB 64 (step S571). The control unit 31 inputs the endoscopic image 49 recorded in the endoscopic image field to the second model 62, and acquires the feature amount from each node of the intermediate layer 532 (step S572). The control unit 31 creates a new record in the feature amount DB, and records the data recorded in the record acquired in step S571 and the feature amount acquired in step S572 (step S573).

制御部31は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS574)。たとえば、所定の数の教師データレコードの処理を終了した場合に、制御部31は処理を終了すると判定する。処理を終了しないと判定した場合(ステップS574でNO)、制御部31はステップS571に戻る。 The control unit 31 determines whether to end the process (step S574). For example, when the processing of the predetermined number of teacher data records is completed, the control unit 31 determines to end the processing. When it is determined that the process is not finished (NO in step S574), the control unit 31 returns to step S571.

処理を終了すると判定した場合(ステップS574でYES)、制御部31は特徴量DBのスコアフィールドから一つのサブフィールドを選択する(ステップS575)。制御部31は、特徴量DBの特徴量フィールドから一つのサブフィールドを選択する(ステップS576)。 When it is determined that the process is to be ended (YES in step S574), the control unit 31 selects one subfield from the score fields of the feature amount DB (step S575). The control unit 31 selects one subfield from the feature amount fields of the feature amount DB (step S576).

制御部31は、ステップS575で選択したスコアと、ステップS576で選択した特徴量との間の相関解析を行ない、相関係数を算出する(ステップS577)。制御部31は、算出した相関係数を主記憶装置32または補助記憶装置33に一時的に記録する(ステップS578)。 The control unit 31 performs a correlation analysis between the score selected in step S575 and the feature amount selected in step S576 to calculate a correlation coefficient (step S577). The control unit 31 temporarily records the calculated correlation coefficient in the main storage device 32 or the auxiliary storage device 33 (step S578).

制御部31は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS579)。たとえば、制御部31は、スコアと特徴量とのすべての組合せの相関解析が完了した場合に、処理を終了すると判定する。制御部31は、ステップS577で算出した相関係数が所定の閾値以上である場合に、処理を終了すると判定しても良い。 The control unit 31 determines whether to end the process (step S579). For example, the control unit 31 determines to end the process when the correlation analysis of all the combinations of the score and the feature amount is completed. The control unit 31 may determine to end the process when the correlation coefficient calculated in step S577 is greater than or equal to a predetermined threshold.

処理を終了しないと判定した場合(ステップS579でNO)、制御部31はステップS576に戻る。処理を終了すると判定した場合(ステップS579でYES)、制御部31はステップS575で選択したスコアと最も相関の高い特徴量を選択する(ステップS580)。 When it is determined that the process is not finished (NO in step S579), the control unit 31 returns to step S576. When it is determined that the process is to be ended (YES in step S579), the control unit 31 selects the feature amount having the highest correlation with the score selected in step S575 (step S580).

制御部31は、ステップS575で選択したスコアを目的変数、ステップS580で選択した特徴量を説明変数にした回帰分析を行ない、特徴量をスコアに変換する変換器63を特定するパラメータを算出する(ステップS581)。たとえば、ステップS575で選択したスコアが、第1スコアである場合、ステップS581で特定された変換器63は第1変換器631であり、ステップS575で選択したスコアが、第2スコアである場合、ステップS581で特定された変換器63は第2変換器632である。制御部31は、算出した変換器63を補助記憶装置33に記憶する(ステップS582)。 The control unit 31 performs a regression analysis using the score selected in step S575 as an objective variable and the feature amount selected in step S580 as an explanatory variable, and calculates a parameter that specifies the converter 63 that converts the feature amount into a score ( Step S581). For example, when the score selected in step S575 is the first score, the converter 63 specified in step S581 is the first converter 631, and when the score selected in step S575 is the second score, The converter 63 specified in step S581 is the second converter 632. The control unit 31 stores the calculated converter 63 in the auxiliary storage device 33 (step S582).

制御部31は、特徴量DBのすべてのスコアフィールドの処理を終了したか否かを判定する(ステップS583)。終了していないと判定した場合(ステップS583でNO)、制御部31はステップS575に戻る。終了したと判定した場合(ステップS583でYES)、制御部31は処理を終了する。以上により、第1モデル61を構成するそれぞれの変換器63が生成される。 The control unit 31 determines whether or not the processing of all score fields of the feature amount DB has been completed (step S583). When it is determined that the processing is not completed (NO in step S583), the control unit 31 returns to step S575. When it is determined that the process is completed (YES in step S583), the control unit 31 ends the process. By the above, each converter 63 which comprises the 1st model 61 is generated.

図23を使用して説明したプログラムで作成された変換器63を含む第1モデル61は、たとえば医薬品医療機器等法上の承認等の手続が終了した後に、ネットワークを介して、または、記録媒体を介して、情報処理装置20に配信される。 The first model 61 including the converter 63 created by the program described with reference to FIG. 23 is, for example, via a network or a recording medium after a procedure such as approval under the law of pharmaceutical medical equipment is completed. Is distributed to the information processing device 20 via.

図24は、実施の形態3の内視鏡検査時のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図24のプログラムは図6を使用して説明したプログラムの代わりに、制御部21により実行される。 FIG. 24 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program during endoscopic examination according to the third embodiment. The program of FIG. 24 is executed by the control unit 21 instead of the program described using FIG.

制御部21は、内視鏡用プロセッサ11から内視鏡画像49を取得する(ステップS501)。制御部21は、取得した内視鏡画像49を第2モデル62に入力して、出力層533から出力される診断予測を取得する(ステップS502)。 The control unit 21 acquires the endoscopic image 49 from the endoscopic processor 11 (step S501). The control unit 21 inputs the acquired endoscopic image 49 into the second model 62 and acquires the diagnostic prediction output from the output layer 533 (step S502).

制御部21は、第2モデル62の中間層532に含まれる所定のノードから特徴量を取得する(ステップS601)。所定のノードは、図23を使用して説明したステップS580で選択された特徴量が取得されたノードである。制御部21は、取得した特徴量を変換器63により変換して、スコアを算出する(ステップS602)。 The control unit 21 acquires the characteristic amount from a predetermined node included in the middle layer 532 of the second model 62 (step S601). The predetermined node is the node from which the feature amount selected in step S580 described with reference to FIG. 23 is acquired. The control unit 21 converts the acquired feature amount by the converter 63 to calculate a score (step S602).

制御部21は、すべてのスコアの算出を終了したか否かを判定する(ステップS603)。終了していないと判定した場合(ステップS603でNO)、制御部21はステップS601に戻る。終了したと判定した場合(ステップS603でYES)、制御部21は、図19の下部を使用して説明した画像を生成して、表示装置16に出力する(ステップS604)。制御部21は、処理を終了する。 The control unit 21 determines whether or not the calculation of all scores has been completed (step S603). When it is determined that the processing has not ended (NO in step S603), the control unit 21 returns to step S601. When it is determined that the processing is completed (YES in step S603), the control unit 21 generates the image described using the lower part of FIG. 19 and outputs the image to the display device 16 (step S604). The control unit 21 ends the process.

本実施の形態によると、深層学習により生成される学習モデルは第2モデル62のみであるため、比較的少ない計算量で診断支援システム10を実現できる。 According to the present embodiment, since the learning model generated by deep learning is only the second model 62, the diagnosis support system 10 can be realized with a relatively small amount of calculation.

第2モデル62の中間層532から特徴量を取得することにより、人間が通常発想できる範囲の特徴量に限定されずに、スコアとの相関の高い特徴量を得ることができる。したがって、内視鏡画像49に基づいてそれぞれの診断基準予測を精度良く算出できる。 By acquiring the feature amount from the middle layer 532 of the second model 62, it is possible to obtain the feature amount having a high correlation with the score, without being limited to the feature amount in the range that a person can normally think of. Therefore, each diagnostic reference prediction can be accurately calculated based on the endoscopic image 49.

なお、第1スコア、第2スコアおよび第3スコアのうちの一部は実施の形態1と同様の方法で算出されても良い。 Note that some of the first score, the second score, and the third score may be calculated by the same method as in the first embodiment.

[実施の形態4]
本実施の形態は、深層学習以外の手法に基づいて診断基準予測を算出する情報処理システムに関する。実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 4]
The present embodiment relates to an information processing system that calculates a diagnostic reference prediction based on a method other than deep learning. Descriptions of portions common to the first or second embodiment will be omitted.

図25は、実施の形態4の診断支援システム10の概要を説明する説明図である。内視鏡14を用いて撮影された内視鏡画像49は、第2モデル62に入力される。第2モデル62は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍性大腸炎の診断予測を出力する。 FIG. 25 is an explanatory diagram illustrating an overview of the diagnosis support system 10 according to the fourth embodiment. The endoscopic image 49 captured by using the endoscope 14 is input to the second model 62. The second model 62 outputs a diagnostic prediction of ulcerative colitis when the endoscopic image 49 is input.

第1モデル61は、第1変換器631、第2変換器632および第3変換器633を含む。第1変換器631は、内視鏡画像49が入力された場合に、赤みの程度を示す第1スコアの予測値を出力する。第2変換器632は、内視鏡画像49が入力された場合に、血管透見の程度を示す第2スコアの予測値を出力する。第3変換器633は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍の程度を示す第3スコアの予測値を出力する。 The first model 61 includes a first converter 631, a second converter 632 and a third converter 633. The first converter 631 outputs a predicted value of the first score indicating the degree of redness when the endoscopic image 49 is input. The second converter 632 outputs the predicted value of the second score indicating the degree of blood vessel see-through when the endoscopic image 49 is input. The third converter 633 outputs the predicted value of the third score indicating the degree of ulcer when the endoscopic image 49 is input.

第1モデル61および第2モデル62の出力が、それぞれ第1取得部および第2取得部に取得される。第1取得部および第2取得部が取得した出力に基づいて、図25の下部に示す画面が表示装置16に表示される。表示される画面は、実施の形態1で説明した画面と同様であるため、説明を省略する。 The outputs of the first model 61 and the second model 62 are acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit, respectively. The screen shown in the lower part of FIG. 25 is displayed on the display device 16 based on the outputs acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit. The displayed screen is the same as the screen described in the first embodiment, and thus the description is omitted.

図26は、実施の形態4の内視鏡画像49とスコアとの変換を説明する説明図である。なお、図26においては、第2モデル62の図示を省略する。 FIG. 26 is an explanatory diagram illustrating conversion between the endoscopic image 49 and the score according to the fourth embodiment. Note that the illustration of the second model 62 is omitted in FIG.

本実施の形態では、変換器A63A、変換器B63B等、内視鏡画像49が入力された場合に特徴量を出力する様々な変換器63が用いられる。たとえば、変換器A63Aにより内視鏡画像49が特徴量A65Aに変換される。 In the present embodiment, various converters 63 such as the converter A 63A and the converter B 63B that output the feature amount when the endoscopic image 49 is input are used. For example, the converter A63A converts the endoscopic image 49 into a feature amount A65A.

変換器63は、たとえば所定の条件を満たす画素の数または比率に基づいて、内視鏡画像49を特徴量に変換する。変換器63は、SVM(Support Vector Machine)またはランダムフォレスト等を用いた分類により内視鏡画像49を特徴量に変換しても良い。 The converter 63 converts the endoscopic image 49 into a feature amount based on, for example, the number or ratio of pixels satisfying a predetermined condition. The converter 63 may convert the endoscopic image 49 into a feature amount by classification using SVM (Support Vector Machine), random forest, or the like.

変換器63により変換された特徴量と、内視鏡画像49に関連づけられた第1スコアから第3スコアとの間で相関解析が行なわれて、それぞれのスコアに対して相関の高い特徴量が選択される。図26においては、第1スコアと特徴量A65Aとの相関、第2スコアと特徴量C65Cとの相関、および、第3スコアと特徴量D65Dとの相関が高い場合を示す。 Correlation analysis is performed between the feature amount converted by the converter 63 and the first score to the third score associated with the endoscopic image 49, and the feature amount having high correlation with each score is obtained. To be selected. FIG. 26 shows a case where the correlation between the first score and the feature amount A65A, the correlation between the second score and the feature amount C65C, and the correlation between the third score and the feature amount D65D are high.

第1スコアと特徴量A65Aとの回帰分析を行ない、変換器A63Aと組み合わせることにより第1変換器631が求められる。同様に、第2スコアと特徴量C65Cとの回帰分析を行ない、変換器C63Cと組み合わせるにより第2変換器632が求められる。 The regression analysis of the first score and the feature amount A65A is performed, and the first converter 631 is obtained by combining the first score and the feature A65A with the converter A63A. Similarly, regression analysis is performed on the second score and the feature amount C65C, and the second converter 632 is obtained by combining the second score and the feature amount C65C with the converter C63C.

図27は、実施の形態4の変換器63を作成するプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部31は、教師データDB64から1個のレコードを選択する(ステップS611)。制御部31は、変換器A63Aおよび変換器B63B等の複数の変換器63をそれぞれ使用して、内視鏡画像フィールドに記録された内視鏡画像49を特徴量に変換する(ステップS612)。制御部31は、特徴量DBに新規レコードを作成し、ステップS611で取得したレコードに記録されているデータと、ステップS612で取得した特徴量とを記録する(ステップS613)。 FIG. 27 is a flowchart for explaining the processing flow of the program that creates the converter 63 according to the fourth embodiment. The control unit 31 selects one record from the teacher data DB 64 (step S611). The control unit 31 uses the plurality of converters 63 such as the converter A 63A and the converter B 63B to convert the endoscopic image 49 recorded in the endoscopic image field into a feature amount (step S612). The control unit 31 creates a new record in the feature amount DB, and records the data recorded in the record acquired in step S611 and the feature amount acquired in step S612 (step S613).

制御部31は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS614)。たとえば、所定の数の教師データレコードの処理を終了した場合に、制御部31は処理を終了すると判定する。処理を終了しないと判定した場合(ステップS614でNO)、制御部31はステップS611に戻る。 The control unit 31 determines whether to end the process (step S614). For example, when the processing of the predetermined number of teacher data records is completed, the control unit 31 determines to end the processing. When it is determined that the process is not finished (NO in step S614), the control unit 31 returns to step S611.

処理を終了すると判定した場合(ステップS614でYES)、制御部31は特徴量DBのスコアフィールドから一つのサブフィールドを選択する(ステップS575)。ステップS575からステップS581までの処理は、図23を使用して説明したプログラムの処理の流れと同一であるため、説明を省略する。 When it is determined that the process is to be ended (YES in step S614), the control unit 31 selects one subfield from the score fields of the feature amount DB (step S575). Since the processing from step S575 to step S581 is the same as the processing flow of the program described with reference to FIG. 23, description thereof will be omitted.

制御部31は、回帰分析により得た結果と、ステップS612で内視鏡画像49を特徴量に変換した変換器63とを組み合わせて、新たな変換器63を算出する(ステップS620)。制御部31は、算出した変換器63を補助記憶装置33に記憶する(ステップS621)。 The control unit 31 combines the result obtained by the regression analysis with the converter 63 that has converted the endoscopic image 49 into the feature amount in step S612 to calculate a new converter 63 (step S620). The control unit 31 stores the calculated converter 63 in the auxiliary storage device 33 (step S621).

制御部31は、特徴量DBのすべてのスコアフィールドの処理を終了したか否かを判定する(ステップS622)。終了していないと判定した場合(ステップS622でNO)、制御部31はステップS575に戻る。終了したと判定した場合(ステップS622でYES)、制御部31は処理を終了する。以上により、第1モデル61を構成するそれぞれの変換器63が生成される。 The control unit 31 determines whether or not the processing of all score fields of the feature amount DB has been completed (step S622). When it is determined that the processing has not ended (NO in step S622), the control unit 31 returns to step S575. When it is determined that the process is completed (YES in step S622), the control unit 31 ends the process. By the above, each converter 63 which comprises the 1st model 61 is generated.

図27を使用して説明したプログラムで作成された変換器63を含む第1モデル61は、たとえば医薬品医療機器等法上の承認等の手続が終了した後に、ネットワークを介して、または、記録媒体を介して、情報処理装置20に配信される。 The first model 61 including the converter 63 created by the program described with reference to FIG. 27 is, for example, via a network or a recording medium after procedures such as approval under the law of pharmaceuticals and medical devices are completed. Is distributed to the information processing device 20 via.

図28は、実施の形態4の内視鏡検査時のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図28のプログラムは図6を使用して説明したプログラムの代わりに、制御部21により実行される。 FIG. 28 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program at the time of endoscopy according to the fourth embodiment. The program of FIG. 28 is executed by the control unit 21 instead of the program described using FIG.

制御部21は、内視鏡用プロセッサ11から内視鏡画像49を取得する(ステップS501)。制御部21は、取得した内視鏡画像49を第2モデル62に入力して、出力層533から出力される診断予測を取得する(ステップS502)。 The control unit 21 acquires the endoscopic image 49 from the endoscopic processor 11 (step S501). The control unit 21 inputs the acquired endoscopic image 49 into the second model 62 and acquires the diagnostic prediction output from the output layer 533 (step S502).

制御部21は、取得した内視鏡画像49を第1モデル61に含まれる変換器63に入力して、スコアを算出する(ステップS631)。 The control unit 21 inputs the acquired endoscopic image 49 to the converter 63 included in the first model 61 to calculate a score (step S631).

制御部21は、すべてのスコアの算出を終了したか否かを判定する(ステップS632)。終了していないと判定した場合(ステップS632でNO)、制御部21はステップS631に戻る。終了したと判定した場合(ステップS632でYES)、制御部21は、図25の下部を使用して説明した画像を生成して、表示装置16に出力する(ステップS633)。制御部21は、処理を終了する。 The control unit 21 determines whether or not the calculation of all scores has been completed (step S632). When it is determined that the processing has not ended (NO in step S632), the control unit 21 returns to step S631. When it is determined that the processing is completed (YES in step S632), the control unit 21 generates the image described using the lower portion of FIG. 25 and outputs the image to the display device 16 (step S633). The control unit 21 ends the process.

本実施の形態によると、深層学習により生成される学習モデルは第2モデル62のみであるため、比較的少ない計算量で診断支援システム10を実現できる。 According to the present embodiment, since the learning model generated by deep learning is only the second model 62, the diagnosis support system 10 can be realized with a relatively small amount of calculation.

なお、第1スコア、第2スコアおよび第3スコアのうちの一部は実施の形態1または実施の形態3と同様の方法で算出されても良い。 Note that some of the first score, the second score, and the third score may be calculated by the same method as in the first or third embodiment.

[実施の形態5]
本実施の形態は、がん、またはポリープ等の、限局性に発生する疾病の診断を支援する診断支援システム10に関する。実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
The present embodiment relates to a diagnosis support system 10 that supports the diagnosis of a localized disease such as cancer or polyp. Descriptions of portions common to the first or second embodiment will be omitted.

図29は、実施の形態5の診断支援システム10の概要を説明する説明図である。内視鏡14を用いて撮影された内視鏡画像49は、第2モデル62に入力される。第2モデル62は、内視鏡画像49が入力された場合に、ポリープ、または、がん等の病変部が存在すると予測された病変領域74の範囲を予測した領域予測、および、その病変が良性であるか悪性であるか等の診断予測を出力する。図29においては、病変領域74内のポリープが「悪性」である確率は5%、「良性」である確率は95%であると予測されている。 FIG. 29 is an explanatory diagram illustrating an overview of the diagnosis support system 10 according to the fifth embodiment. The endoscopic image 49 captured by using the endoscope 14 is input to the second model 62. In the second model 62, when the endoscopic image 49 is input, a region prediction that predicts a range of a lesion region 74 in which a lesion such as a polyp or a cancer is predicted, and the lesion are predicted. It outputs a diagnostic prediction whether it is benign or malignant. In FIG. 29, it is predicted that the probability that the polyp in the lesion area 74 is “malignant” is 5%, and the probability that it is “benign” is 95%.

第2モデル62は、RCNN(Regions with Convolutional Neural Network)、Fast RCNN、Faster RCNN、SSD(Single Shot Multibook Detector)、または、YOLO(You Only Look Once)等の、任意の物体検出アルゴリズムを使用して生成された学習モデルである。医用画像の入力を受け付けて、病変部が存在する領域および診断予測を出力する学習モデルは従来から使用されているため、詳細については説明を省略する。 The second model 62 uses an arbitrary object detection algorithm such as RCNN (Regions with Convolutional Neural Network), Fast RCNN, Faster RCNN, SSD (Single Shot Multibook Detector), or YOLO (You Only Look Once). This is the generated learning model. Since a learning model that receives an input of a medical image and outputs a region in which a lesion portion exists and diagnostic prediction has been conventionally used, a detailed description thereof will be omitted.

第1モデル61は、第1スコア学習モデル611、第2スコア学習モデル612および第3スコア学習モデル613を含む。第1スコア学習モデル611は、病変領域74内の画像が入力された場合に、境界の明瞭さの程度を示す第1スコアの予測値を出力する。第2スコア学習モデル612は、病変領域74内の画像が入力された場合に、表面の凸凹不整の程度を示す第2スコアの予測値を出力する。第3スコア学習モデル613は、病変領域74内の画像が入力された場合に、赤みの程度を示す第3スコアの予測値を出力する。 The first model 61 includes a first score learning model 611, a second score learning model 612, and a third score learning model 613. The first score learning model 611 outputs a predicted value of the first score indicating the degree of clarity of the boundary when an image in the lesion area 74 is input. The second score learning model 612 outputs the predicted value of the second score indicating the degree of irregularity of the surface when the image in the lesion area 74 is input. The third score learning model 613 outputs the predicted value of the third score indicating the degree of redness when an image in the lesion area 74 is input.

図29に示す例では、第1スコアは50、第2スコアは5、第3スコアは20であるという予測値が出力されている。なお、第1モデル61は、有茎性であるか等の形状、および、分泌物付着の程度等の、ポリープに関する様々な診断基準項目に関する診断基準予測を出力するスコア学習モデルを含んでも良い。 In the example shown in FIG. 29, predicted values that the first score is 50, the second score is 5, and the third score is 20 are output. The first model 61 may include a score learning model that outputs diagnostic criteria predictions regarding various diagnostic criteria items regarding polyps, such as the shape such as pedunculated and the degree of secretion attachment.

第1モデル61および第2モデル62の出力が、それぞれ第1取得部および第2取得部に取得される。第1取得部および第2取得部が取得した出力に基づいて、図29の下部に示す画面が表示装置16に表示される。表示される画面は、実施の形態1で説明した画面と同様であるため、説明を省略する。 The outputs of the first model 61 and the second model 62 are acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit, respectively. The screen shown in the lower part of FIG. 29 is displayed on the display device 16 based on the outputs acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit. The displayed screen is the same as the screen described in the first embodiment, and thus the description is omitted.

内視鏡画像49中に複数の病変領域74が検出された場合には、それぞれの病変領域74が第1モデル61に入力され、診断基準予測が出力される。ユーザは、内視鏡画像欄73中に表示された病変領域74を選択することにより、当該病変領域74に関する診断予測およびスコアを閲覧できる。なお、複数の病変領域74に関する診断予測およびスコアを、画面上に一覧表示しても良い。 When a plurality of lesion areas 74 are detected in the endoscopic image 49, each lesion area 74 is input to the first model 61, and the diagnostic reference prediction is output. By selecting the lesion area 74 displayed in the endoscopic image column 73, the user can browse the diagnostic prediction and the score regarding the lesion area 74. Note that the diagnostic predictions and scores relating to the plurality of lesion areas 74 may be displayed as a list on the screen.

病変領域74は、円形、楕円形または任意の閉曲線により囲まれていても良い。そのようにする場合には、周辺領域は黒色または白色でマスクすることにより、第1モデル61への入力に適する形状に補正した画像が、第1モデル61に入力される。たとえば、複数のポリープが近接している場合に、1個のポリープが含まれる領域を切り出して、第1モデル61によりスコアを算出できる。 The lesion area 74 may be surrounded by a circle, an ellipse, or any closed curve. In such a case, the peripheral area is masked with black or white, and an image corrected to have a shape suitable for input to the first model 61 is input to the first model 61. For example, when a plurality of polyps are close to each other, a region including one polyp can be cut out and the score can be calculated by the first model 61.

[実施の形態6]
本実施の形態は、第1モデル61が疾病に関する診断基準に定められたそれぞれのカテゴリである確率を出力する診断支援システム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
The present embodiment relates to a diagnosis support system 10 that outputs the probabilities that the first model 61 is each category defined in a diagnosis standard related to a disease. Descriptions of portions common to the first embodiment will be omitted.

図30は、実施の形態6の第1スコア学習モデル611の構成を説明する説明図である。図30を使用して説明する第1スコア学習モデル611は、図3を使用して説明した第1スコア学習モデル611の代わりに使用される。 FIG. 30 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the first score learning model 611 according to the sixth embodiment. The first score learning model 611 described using FIG. 30 is used instead of the first score learning model 611 described using FIG.

第1スコア学習モデル611は、内視鏡画像49が入力された場合に、潰瘍性大腸炎の診断基準に基づいて赤みの程度が、「判定1」、「判定2」および「判定3」の3段階のそれぞれである確率を出力する、3個の出力ノードを出力層533に有する。「判定1」は赤みの程度は「正常」であることを、「判定2」は「紅斑」であることを、「判定3」は「強紅斑」であることを、それぞれ意味する。 In the first score learning model 611, when the endoscopic image 49 is input, the degree of redness is “determination 1”, “determination 2”, and “determination 3” based on the diagnostic criteria for ulcerative colitis. The output layer 533 has three output nodes that output the probabilities of each of the three stages. The "judgment 1" means that the degree of redness is "normal", the "judgment 2" is "erythema", and the "judgment 3" is "strong erythema".

同様に第2スコア学習モデル612においては、「判定1」は血管透見の程度は「正常」であることを、「判定2」は血管透見が「斑状に消失」していることを、「判定3」はほぼ全域にわたって「消失」していることを、それぞれ意味する。 Similarly, in the second score learning model 612, “judgment 1” indicates that the degree of blood vessel observation is “normal”, and “judgment 2” indicates that the blood vessel observation has “disappeared in a patchy manner”. "Judgment 3" means that "disappeared" over almost the entire area.

なお、スコア学習モデルの出力層533のノードの数は任意である。本実施の形態においては、第3スコア学習モデル613は、「判定1」から「判定4」までの4個の出力ノードを出力層533に有する。「判定1」は潰瘍の程度は「なし」であることを、「判定2」は「びらん」であることを、「判定3」は「中位」の深さの潰瘍であることを、「判定4」は「深い」潰瘍であることを、それぞれ意味する。 The number of nodes in the output layer 533 of the score learning model is arbitrary. In the present embodiment, the third score learning model 613 has four output nodes from “judgment 1” to “judgment 4” in the output layer 533. “Judgment 1” indicates that the ulcer degree is “none”, “Judgment 2” indicates “erosion”, and “judgment 3” indicates that the ulcer has a “medium” depth. Judgment 4 means a "deep" ulcer, respectively.

図31は、実施の形態6の画面表示を説明する説明図である。画面の左上部に、内視鏡画像欄73が表示されている。画面の右側に、第1結果欄71および第1停止ボタン711が表示されている。内視鏡画像欄73の下側に、第2結果欄72および第2停止ボタン722が表示されている。 FIG. 31 is an explanatory diagram illustrating screen display according to the sixth embodiment. An endoscopic image field 73 is displayed in the upper left part of the screen. A first result column 71 and a first stop button 711 are displayed on the right side of the screen. Below the endoscope image column 73, the second result column 72 and the second stop button 722 are displayed.

本実施の形態によると、診断基準に定められた定義に沿った表現で第1結果欄71を表示する診断支援システム10を提供できる。 According to the present embodiment, it is possible to provide the diagnosis support system 10 that displays the first result column 71 in an expression according to the definition defined in the diagnostic standard.

[実施の形態7]
本実施の形態は、第1モデル61による出力と、第2モデル62による出力との間に齟齬がある場合に、注意喚起の表示を行なう診断支援システム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 7]
The present embodiment relates to a diagnosis support system 10 that displays an alert when there is a discrepancy between the output from the first model 61 and the output from the second model 62. Descriptions of portions common to the first embodiment will be omitted.

図32は、実施の形態7の画面表示を説明する説明図である。図32に示す例では、正常である確率は70%、赤みの程度を示す第1スコアは70、血管透見の程度を示す第2スコアは50、潰瘍の程度を示す第3スコアは5であるという診断基準予測が出力されている。 FIG. 32 is an explanatory diagram illustrating screen display according to the seventh embodiment. In the example shown in FIG. 32, the probability of being normal is 70%, the first score indicating the degree of redness is 70, the second score indicating the degree of vascular see-through is 50, and the third score indicating the degree of ulcer is 5. The diagnostic criterion prediction that there is is output.

画面の下部に警告欄75が表示されている。警告欄75は、診断基準によると「赤み」の程度である第1スコアが高値である場合には、「正常」ではないと判定されるべきであるため、第1結果欄71と第2結果欄72との間に齟齬があることを示す。齟齬の有無は、診断基準に基づいてルールベースにより判定される。 A warning field 75 is displayed at the bottom of the screen. According to the diagnostic criteria, the warning column 75 should be determined to be not “normal” when the first score, which is the degree of “redness”, is high, so the first result column 71 and the second result Indicates that there is a discrepancy with the column 72. The presence or absence of discrepancies is determined by a rule base based on diagnostic criteria.

このように、第1モデル61による出力と、第2モデル62による出力との間に齟齬がある場合に、警告欄75が表示されることにより、ユーザである医師の注意を喚起できる。 In this way, when there is a discrepancy between the output of the first model 61 and the output of the second model 62, the warning column 75 is displayed, so that the doctor who is the user can be alerted.

[実施の形態8]
本実施の形態は、内視鏡用プロセッサ11と情報処理装置20とが一体である診断支援システム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 8]
The present embodiment relates to a diagnosis support system 10 in which an endoscope processor 11 and an information processing device 20 are integrated. Descriptions of portions common to the first embodiment will be omitted.

図33は、実施の形態8の診断支援システム10の概要を説明する説明図である。なお、図33においては、光源、送気送水ポンプおよび撮像素子141の制御部等の、内視鏡用プロセッサ11の基本機能を実現する構成については、図示および説明を省略する。 FIG. 33 is an explanatory diagram illustrating an overview of the diagnosis support system 10 according to the eighth embodiment. Note that, in FIG. 33, the illustration and description of the configuration that realizes the basic functions of the endoscope processor 11 such as the light source, the air/water pump, and the control unit of the image sensor 141 are omitted.

診断支援システム10は、内視鏡14と、内視鏡用プロセッサ11とを含む。内視鏡用プロセッサ11は、内視鏡接続部12、制御部21、主記憶装置22、補助記憶装置23、通信部24、表示装置I/F26、入力装置I/F27およびバスを備える。 The diagnosis support system 10 includes an endoscope 14 and an endoscope processor 11. The endoscope processor 11 includes an endoscope connection unit 12, a control unit 21, a main storage device 22, an auxiliary storage device 23, a communication unit 24, a display device I/F 26, an input device I/F 27, and a bus.

制御部21、主記憶装置22、補助記憶装置23、通信部24、表示装置I/F26、入力装置I/F27は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。内視鏡14は、内視鏡コネクタ15を介して内視鏡接続部12に接続されている。 The control unit 21, the main storage device 22, the auxiliary storage device 23, the communication unit 24, the display device I/F 26, and the input device I/F 27 are the same as those in the first embodiment, and therefore description thereof will be omitted. The endoscope 14 is connected to the endoscope connecting portion 12 via an endoscope connector 15.

本実施の形態によると、制御部21は内視鏡接続部12を介して内視鏡14から映像信号を受信して各種の画像処理を行ない、医師による観察に適した内視鏡画像49を生成する。制御部21は、生成した内視鏡画像49を第1モデル61に入力して、診断基準に沿った各項目の診断基準予測を取得する。制御部21は、生成した内視鏡画像49を第2モデル62に入力して、疾病の診断予測を取得する。 According to the present embodiment, the control unit 21 receives a video signal from the endoscope 14 via the endoscope connection unit 12 and performs various image processings to generate an endoscopic image 49 suitable for observation by a doctor. To generate. The control unit 21 inputs the generated endoscopic image 49 to the first model 61 and acquires the diagnostic reference prediction of each item according to the diagnostic reference. The control unit 21 inputs the generated endoscopic image 49 to the second model 62 and acquires the diagnosis prediction of the disease.

なお、第1モデル61および第2モデル62は、内視鏡14から取得した映像信号、または、映像信号に基づいて内視鏡画像49を生成する途中の画像を受け付けるように構成されていても良い。このようにすることにより、医師による観察に適した画像を生成する途中で失われる情報も利用可能な診断支援システム10を提供できる。 The first model 61 and the second model 62 may be configured to accept the video signal acquired from the endoscope 14 or an image in the process of generating the endoscopic image 49 based on the video signal. good. By doing so, it is possible to provide the diagnosis support system 10 in which information lost during the generation of an image suitable for observation by a doctor can be used.

[実施の形態9]
図34は、実施の形態9のサーバ30の機能ブロック図である。サーバ30は、取得部381および生成部382を有する。取得部381は、内視鏡画像49と、疾病の診断に用いられる診断基準について判定された判定結果とを関連づけて記録した複数の組の教師データを取得する。生成部382は、教師データを用いて、内視鏡画像49が入力された場合に疾病の診断基準について予測した診断基準予測を出力する第1モデルを生成する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 34 is a functional block diagram of the server 30 according to the ninth embodiment. The server 30 has an acquisition unit 381 and a generation unit 382. The acquisition unit 381 acquires a plurality of sets of teacher data in which the endoscopic image 49 and the determination result of the determination criterion used for the diagnosis of a disease are recorded in association with each other. The generation unit 382 uses the teacher data to generate a first model that outputs a diagnostic criterion prediction that predicts a diagnostic criterion of a disease when the endoscopic image 49 is input.

[実施の形態10]
本実施の形態は、汎用のサーバコンピュータ901と、クライアントコンピュータ902と、プログラム97とを組み合わせて動作させることにより、本実施の形態のモデル生成システム19を実現する形態に関する。図35は、実施の形態10のモデル生成システム19の構成を示す説明図である。実施の形態2と共通する部分については、説明を省略する。
[Embodiment 10]
The present embodiment relates to a mode in which a general-purpose server computer 901, a client computer 902, and a program 97 are operated in combination to realize the model generation system 19 of the present embodiment. FIG. 35 is an explanatory diagram showing the structure of the model generation system 19 according to the tenth embodiment. Descriptions of parts common to the second embodiment will be omitted.

本実施の形態のモデル生成システム19は、サーバコンピュータ901と、クライアントコンピュータ902とを含む。サーバコンピュータ901は、制御部31、主記憶装置32、補助記憶装置33、通信部34、読取部39、およびバスを備える。サーバコンピュータ901は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、クラウドコンピューティングシステム、または、量子コンピュータである。サーバコンピュータ901は、分散処理を行なう複数のパソコン等であっても良い。 The model generation system 19 of this embodiment includes a server computer 901 and a client computer 902. The server computer 901 includes a control unit 31, a main storage device 32, an auxiliary storage device 33, a communication unit 34, a reading unit 39, and a bus. The server computer 901 is a general-purpose personal computer, a tablet, a large computer, a virtual machine operating on the large computer, a cloud computing system, or a quantum computer. The server computer 901 may be a plurality of personal computers that perform distributed processing.

クライアントコンピュータ902は、制御部41、主記憶装置42、補助記憶装置43、通信部44、表示部46、入力部47およびバスを備える。クライアントコンピュータ902は、汎用のパソコン、タブレット、またはスマートフォン等の情報機器である。 The client computer 902 includes a control unit 41, a main storage device 42, an auxiliary storage device 43, a communication unit 44, a display unit 46, an input unit 47, and a bus. The client computer 902 is an information device such as a general-purpose personal computer, tablet, or smartphone.

プログラム97は、可搬型記録媒体96に記録されている。制御部31は、読取部39を介してプログラム97を読み込み、補助記憶装置33に保存する。また制御部31は、サーバコンピュータ901内に実装されたフラッシュメモリ等の半導体メモリ98に記憶されたプログラム97を読出しても良い。さらに、制御部31は、通信部24および図示しないネットワークを介して接続される図示しない他のサーバコンピュータからプログラム97をダウンロードして補助記憶装置33に保存しても良い。 The program 97 is recorded on the portable recording medium 96. The control unit 31 reads the program 97 via the reading unit 39 and stores it in the auxiliary storage device 33. The control unit 31 may also read the program 97 stored in the semiconductor memory 98 such as a flash memory installed in the server computer 901. Further, the control unit 31 may download the program 97 from another server computer (not shown) connected via the communication unit 24 and a network (not shown) and store the program 97 in the auxiliary storage device 33.

プログラム97は、サーバコンピュータ901の制御プログラムとしてインストールされ、主記憶装置22にロードして実行される。制御部31は、プログラム97のうち、制御部41で実行される部分を、ネットワークを介してクライアントコンピュータ902に配信する。配信されたプログラム97は、クライアントコンピュータ902の制御プログラムとしてインストールされ、主記憶装置42にロードして実行される。 The program 97 is installed as a control program for the server computer 901, loaded into the main storage device 22 and executed. The control unit 31 distributes the part of the program 97 executed by the control unit 41 to the client computer 902 via the network. The distributed program 97 is installed as a control program for the client computer 902, loaded into the main storage device 42, and executed.

これにより、サーバコンピュータ901とクライアントコンピュータ902とは、上述した診断支援システム10として機能する。 As a result, the server computer 901 and the client computer 902 function as the diagnosis support system 10 described above.

各実施例で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The technical features (constituent elements) described in the respective embodiments can be combined with each other, and by combining them, new technical features can be formed.
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above meaning but by the scope of the claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

(付記1)
内視鏡画像を取得する画像取得部と、
内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準に関する診断基準予測を出力する第1モデルに、前記画像取得部が取得した内視鏡画像を入力して、出力される診断基準予測を取得する第1取得部と、
前記第1取得部が取得した診断基準予測を、前記内視鏡画像に基づいて取得した前記疾病の状態に関する診断予測と関連づけて出力する出力部と
を備える情報処理装置。
(Appendix 1)
An image acquisition unit that acquires an endoscopic image,
When the endoscopic image is input, the endoscopic image acquired by the image acquisition unit is input to the first model that outputs the diagnostic standard prediction related to the diagnostic standard of the disease, and the output diagnostic standard prediction is acquired. A first acquisition unit that
An information processing apparatus, comprising: an output unit that outputs the diagnosis reference prediction acquired by the first acquisition unit in association with the diagnosis prediction related to the disease state acquired based on the endoscopic image.

(付記2)
前記第1取得部は、前記疾病の診断基準に含まれる複数の項目の診断基準予測をそれぞれ出力する複数の第1モデルからそれぞれの項目の診断基準予測を取得する
付記1に記載の情報処理装置。
(Appendix 2)
The information processing device according to appendix 1, wherein the first acquisition unit acquires the diagnostic reference prediction of each item from a plurality of first models that respectively output the diagnostic reference predictions of the plurality of items included in the diagnostic criteria for the disease. ..

(付記3)
前記第1モデルは、機械学習により生成された学習モデルである
付記1または付記2に記載の情報処理装置。
(Appendix 3)
The first model is a learning model generated by machine learning. The information processing device according to supplementary note 1 or supplementary note 2.

(付記4)
前記第1モデルは、前記画像取得部が取得した内視鏡画像に基づいて算出した数値を出力する
付記1または付記2に記載の情報処理装置。
(Appendix 4)
The information processing device according to supplementary note 1 or supplementary note 2, wherein the first model outputs a numerical value calculated based on the endoscopic image acquired by the image acquisition unit.

(付記5)
前記第1取得部の動作停止指示を受け付ける第1受付部を備える
付記1から付記4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(Appendix 5)
The information processing apparatus according to any one of appendices 1 to 4, comprising a first accepting unit that accepts an operation stop instruction of the first acquisition unit.

(付記6)
前記診断予測は、内視鏡画像が入力された場合に前記疾病の診断予測を出力する第2モデルに、前記画像取得部が取得した内視鏡画像を入力して、出力された診断予測である
付記1から付記5のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(Appendix 6)
The diagnostic prediction is the output diagnostic prediction when the endoscopic image acquired by the image acquisition unit is input to a second model that outputs the diagnostic prediction of the disease when the endoscopic image is input. The information processing apparatus according to any one of Supplementary Notes 1 to 5.

(付記7)
前記第2モデルは、機械学習により生成された学習モデルである
付記6に記載の情報処理装置。
(Appendix 7)
The information processing device according to attachment 6, wherein the second model is a learning model generated by machine learning.

(付記8)
前記第2モデルは、
内視鏡画像が入力される入力層と、
疾病の診断予測を出力する出力層と、
内視鏡画像と診断予測とを関連づけて記録した複数組の教師データによりパラメータが学習された中間層とを備えるニューラルネットワークモデルであり、
前記第1モデルは、前記中間層の所定のノードから取得した特徴量に基づいて診断基準予測を出力する
付記6または付記7に記載の情報処理装置。
(Appendix 8)
The second model is
An input layer to which an endoscopic image is input,
An output layer that outputs the diagnosis prediction of the disease,
A neural network model having an intermediate layer in which parameters are learned by a plurality of sets of teacher data recorded in association with endoscopic images and diagnostic predictions,
The information processing device according to supplementary note 6 or supplementary note 7, wherein the first model outputs a diagnostic reference prediction based on a feature amount acquired from a predetermined node of the intermediate layer.

(付記9)
前記第2モデルは、内視鏡画像が入力された場合に前記疾病が含まれる病変領域に関する領域予測を出力し、
前記第1モデルは、病変領域の内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準に関する診断基準予測を出力し、
前記第1取得部は、前記画像取得部が取得した内視鏡画像のうち前記第2モデルから出力された領域予測に対応する部分を前記第1モデルに入力して、出力される診断基準予測を取得する
付記6または付記7に記載の情報処理装置。
(Appendix 9)
The second model outputs a region prediction regarding a lesion region including the disease when an endoscopic image is input,
The first model outputs a diagnostic criterion prediction regarding a diagnostic criterion of a disease when an endoscopic image of a lesion area is input,
The first acquisition unit inputs a portion of the endoscopic image acquired by the image acquisition unit, which corresponds to the region prediction output from the second model, to the first model, and outputs the diagnostic reference prediction. The information processing device according to supplementary note 6 or supplementary note 7.

(付記10)
前記診断予測の取得を停止する指示を受け付ける第2受付部を備える
付記6から付記9のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(Appendix 10)
The information processing apparatus according to any one of appendixes 6 to 9, further comprising a second accepting unit that accepts an instruction to stop the acquisition of the diagnostic prediction.

(付記11)
前記出力部は、前記画像取得部が取得した内視鏡画像も出力する
付記6から付記10のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(Appendix 11)
The information processing apparatus according to any one of appendixes 6 to 10, wherein the output unit also outputs the endoscopic image acquired by the image acquisition unit.

(付記12)
前記画像取得部は、内視鏡検査中に撮影された内視鏡画像をリアルタイムで取得し、
前記出力部は、前記画像取得部による内視鏡画像の取得と同期して出力を行なう
付記1から付記11のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(Appendix 12)
The image acquisition unit acquires the endoscopic image taken during the endoscopy in real time,
The information processing apparatus according to any one of appendices 1 to 11, wherein the output unit outputs in synchronization with acquisition of the endoscopic image by the image acquisition unit.

(付記13)
内視鏡が接続される内視鏡接続部と
前記内視鏡接続部に接続された内視鏡から取得した映像信号に基づいて内視鏡画像を生成する画像生成部と、
内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準に関する診断基準予測を出力する第1モデルに、前記画像生成部が生成した内視鏡画像を入力して、出力される診断基準予測を取得する第1取得部と、
前記第1取得部が取得した診断基準予測を、前記内視鏡画像に基づいて取得した前記疾病の状態に関する診断予測と関連づけて出力する出力部と
を備える内視鏡用プロセッサ。
(Appendix 13)
An endoscope connection unit to which an endoscope is connected, and an image generation unit that generates an endoscope image based on a video signal acquired from the endoscope connected to the endoscope connection unit,
When the endoscopic image is input, the endoscopic image generated by the image generation unit is input to the first model that outputs the diagnostic reference prediction related to the diagnostic reference of the disease, and the output diagnostic reference prediction is acquired. A first acquisition unit that
An output processor that outputs the diagnosis reference prediction acquired by the first acquisition unit in association with the diagnosis prediction related to the disease state acquired based on the endoscope image.

(付記14)
内視鏡画像を取得し、
内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準に関する診断基準予測を出力する第1モデルに、取得した内視鏡画像を入力して、出力される診断基準予測を取得し、
取得した診断基準予測を、前記内視鏡画像に基づいて取得した前記疾病の状態に関する診断予測と関連づけて出力する
処理をコンピュータに実行させる情報処理方法。
(Appendix 14)
Acquire an endoscopic image,
When the endoscopic image is input, the acquired endoscopic image is input to the first model that outputs the diagnostic standard prediction related to the diagnostic standard of the disease, and the diagnostic standard prediction that is output is acquired.
An information processing method for causing a computer to execute a process of outputting the acquired diagnosis reference prediction in association with the diagnosis prediction related to the disease state acquired based on the endoscopic image.

(付記15)
内視鏡画像を取得し、
内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準に関する診断基準予測を出力する第1モデルに、取得した内視鏡画像を入力して、出力される診断基準予測を取得し、
取得した診断基準予測を、前記内視鏡画像に基づいて取得した前記疾病の状態に関する診断予測と関連づけて出力する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
(Appendix 15)
Acquire an endoscopic image,
When the endoscopic image is input, the acquired endoscopic image is input to the first model that outputs the diagnostic standard prediction related to the diagnostic standard of the disease, and the diagnostic standard prediction that is output is acquired.
A program that causes a computer to execute a process of outputting the acquired diagnosis reference prediction in association with the diagnosis prediction related to the disease state acquired based on the endoscopic image.

10 診断支援システム
11 内視鏡用プロセッサ
12 内視鏡接続部
14 内視鏡
141 撮像素子
142 挿入部
15 内視鏡コネクタ
16 表示装置
161 第1表示装置
162 第2表示装置
17 キーボード
19 モデル生成システム
20 情報処理装置
21 制御部
22 主記憶装置
23 補助記憶装置
24 通信部
26 表示装置I/F
27 入力装置I/F
30 サーバ
31 制御部
32 主記憶装置
33 補助記憶装置
34 通信部
381 取得部
382 生成部
39 読取部
40 クライアント
41 制御部
42 主記憶装置
43 補助記憶装置
44 通信部
46 表示部
47 入力部
49 内視鏡画像
53 ニューラルネットワークモデル
531 入力層
532 中間層
533 出力層
61 第1モデル
611 第1スコア学習モデル
612 第2スコア学習モデル
613 第3スコア学習モデル
62 第2モデル
63 変換器
631 第1変換器
632 第2変換器
633 第3変換器
64 教師データDB
65 特徴量
651 第1特徴量
652 第2特徴量
653 第3特徴量
71 第1結果欄
711 第1停止ボタン
72 第2結果欄
722 第2停止ボタン
73 内視鏡画像欄
74 病変領域
75 警告欄
81 第1入力欄
811 第1スコア入力欄
812 第2スコア入力欄
813 第3スコア入力欄
82 第2入力欄
86 患者ID欄
87 疾病名欄
88 モデルボタン
89 次ボタン
901 サーバコンピュータ
902 クライアントコンピュータ
96 可搬型記録媒体
97 プログラム
98 半導体メモリ
10 Diagnostic Support System 11 Endoscope Processor 12 Endoscope Connection Section 14 Endoscope 141 Imaging Device 142 Insertion Section 15 Endoscope Connector 16 Display Device 161 First Display Device 162 Second Display Device 17 Keyboard 19 Model Generation System 20 information processing device 21 control unit 22 main storage device 23 auxiliary storage device 24 communication unit 26 display device I/F
27 Input device I/F
30 server 31 control unit 32 main storage device 33 auxiliary storage device 34 communication unit 381 acquisition unit 382 generation unit 39 reading unit 40 client 41 control unit 42 main storage device 43 auxiliary storage device 44 communication unit 46 display unit 47 input unit 49 introspection Mirror image 53 Neural network model 531 Input layer 532 Intermediate layer 533 Output layer 61 First model 611 First score learning model 612 Second score learning model 613 Third score learning model 62 Second model 63 Converter 631 First converter 632 Second converter 633 Third converter 64 Teacher data DB
65 feature amount 651 1st feature amount 652 2nd feature amount 653 3rd feature amount 71 1st result column 711 1st stop button 72 2nd result column 722 2nd stop button 73 endoscopic image column 74 lesion area 75 warning column 81 First input field 811 First score input field 812 Second score input field 813 Third score input field 82 Second input field 86 Patient ID field 87 Disease name field 88 Model button 89 Next button 901 Server computer 902 Client computer 96 Yes Portable recording medium 97 Program 98 Semiconductor memory

Claims (7)

内視鏡画像と、疾病の診断に用いられる診断基準について判定された判定結果とを関連づけて記録した複数の組の教師データを取得し、
前記教師データを用いて、内視鏡画像が入力された場合に疾病の診断基準について予測した診断基準予測を出力する第1モデルを生成する
モデルの生成方法。
Endoscopic images, to obtain a plurality of sets of teacher data recorded in association with the determination results determined for the diagnostic criteria used to diagnose the disease,
A model generating method for generating a first model that outputs a diagnostic criterion prediction that predicts a diagnostic criterion of a disease when an endoscopic image is input, using the teacher data.
前記教師データは、前記診断基準に含まれる複数の診断基準項目のそれぞれについて判定した判定結果を含み、
前記第1モデルは、複数の前記診断基準項目のそれぞれに対応して生成される
請求項1に記載のモデルの生成方法。
The teacher data includes a determination result determined for each of a plurality of diagnostic criteria items included in the diagnostic criteria,
The model generation method according to claim 1, wherein the first model is generated corresponding to each of the plurality of diagnostic reference items.
前記第1モデルは、取得した内視鏡画像が入力層に入力された場合に、取得した判定結果が出力層から出力されるように中間層のパラメータを調整する深層学習により生成される
請求項1または請求項2に記載のモデルの生成方法。
The said 1st model is produced|generated by the deep learning which adjusts the parameter of an intermediate|middle layer so that the acquired determination result may be output from an output layer, when the acquired endoscopic image is input into an input layer. The method of generating a model according to claim 1 or claim 2.
前記第1モデルは、
内視鏡画像が入力された場合に前記疾病の診断予測を出力するニューラルネットワークモデルに、取得した教師データ中の内視鏡画像を入力し、
前記ニューラルネットワークモデルの中間層を構成するノードから、入力した内視鏡画像に関する複数の特徴量を取得し、
取得した複数の特徴量から、前記内視鏡画像に関連づけられた判定結果との相関が高い特徴量を選択し、
選択した特徴量と、前記判定結果を数値化したスコアとの回帰分析により、選択した特徴量に基づいて前記スコアを算出する計算方法を定めることにより生成する
請求項1または請求項2に記載のモデルの生成方法。
The first model is
To the neural network model that outputs the diagnosis prediction of the disease when the endoscopic image is input, input the endoscopic image in the acquired teacher data,
From the nodes constituting the intermediate layer of the neural network model, to obtain a plurality of feature quantities regarding the input endoscopic image,
From the plurality of acquired feature amounts, select a feature amount having a high correlation with the determination result associated with the endoscopic image,
The method according to claim 1 or 2, wherein a regression method of the selected feature amount and a score obtained by digitizing the determination result determines a calculation method for calculating the score based on the selected feature amount. How to generate the model.
前記第1モデルは、
取得した内視鏡画像から複数の特徴量を抽出し、
抽出した複数の特徴量から、前記内視鏡画像に関連づけられた判定結果との相関が高い特徴量を選択し、
選択した特徴量と、前記判定結果を数値化したスコアとの回帰分析により、選択した特徴量に基づいて前記スコアを算出する計算方法を定めることにより生成する
請求項1または請求項2に記載のモデルの生成方法。
The first model is
Extracting multiple features from the acquired endoscopic image,
From the plurality of extracted feature amounts, select a feature amount having a high correlation with the determination result associated with the endoscopic image,
The method according to claim 1 or 2, wherein a regression method of the selected feature amount and a score obtained by digitizing the determination result determines a calculation method for calculating the score based on the selected feature amount. How to generate the model.
前記疾病は、潰瘍性大腸炎であり、
前記診断基準予測は、内視鏡画像の赤み、血管透見、または、潰瘍の重症度に関する予測である
請求項1から請求項5のいずれか一つに記載のモデルの生成方法。
The disease is ulcerative colitis,
The method for generating a model according to claim 1, wherein the diagnostic criterion prediction is prediction regarding redness of an endoscopic image, vascular see-through, or ulcer severity.
内視鏡画像と、疾病の診断に用いられる診断基準について判定された判定結果とを関連づけて記録した複数の組の教師データを取得し、
内視鏡画像が入力された場合に前記疾病の診断予測を出力するニューラルネットワークモデルに、取得した教師データ中の内視鏡画像を入力し、
前記ニューラルネットワークモデルの中間層を構成するノードから、入力した内視鏡画像に関する複数の特徴量を取得し、
取得した複数の特徴量を、入力した内視鏡画像に関連づけられた判定結果を数値化したスコアと関連づけて記録し、
記録した複数の特徴量のそれぞれと前記スコアとの相関に基づいて、前記スコアとの相関が高い特徴量を選択し、
選択した特徴量と、前記スコアとの回帰分析により、選択した特徴量に基づいて前記スコアを算出する計算方法を定めることにより、内視鏡画像が入力された場合に前記疾病の診断基準について予測した診断基準予測を出力する第1モデルを生成する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
Endoscopic images, to obtain a plurality of sets of teacher data recorded in association with the determination results determined for the diagnostic criteria used to diagnose the disease,
To the neural network model that outputs the diagnosis prediction of the disease when the endoscopic image is input, input the endoscopic image in the acquired teacher data,
From the nodes constituting the intermediate layer of the neural network model, to obtain a plurality of feature quantities regarding the input endoscopic image,
The acquired multiple feature quantities are recorded in association with the numerically converted score of the determination result associated with the input endoscopic image,
Based on the correlation between each of the plurality of recorded feature amount and the score, select a feature amount having a high correlation with the score,
By predicting the diagnostic criteria for the disease when an endoscopic image is input, by defining a calculation method for calculating the score based on the selected feature amount by regression analysis of the selected feature amount and the score. A program that causes a computer to execute a process of generating a first model that outputs the predicted diagnostic criterion.
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