JP2020513875A - マンモグラフィ品質分析を提供する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも1つの情報提供ユニットと、
第1の態様によるマンモグラフィ品質分析を提供する装置と、
出力ユニットとを含む。
少なくとも1つのマンモグラムを提供するステップと、
複数のマンモグラム取得パラメータを提供するステップと、
少なくとも1つのマンモグラムを分析し、複数の乳房ポジショニング品質パラメータを生成するステップと、
複数のマンモグラム取得パラメータ及び複数の乳房ポジショニング品質パラメータを分析し、品質管理情報を生成するステップとを含み、
少なくとも1つのマンモグラム取得パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられ、少なくとも1つの乳房ポジショニング品質パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられる。
−ステップa)とも呼ばれる提供ステップ210において、少なくとも1つのマンモグラムを提供する。
−ステップb)とも呼ばれる提供ステップ220において、複数のマンモグラム取得パラメータを提供する。少なくとも1つのマンモグラム取得パラメータは、対応するマンモグラムと関連付けられる。
−ステップc)とも呼ばれる分析及び生成ステップ230において、少なくとも1つのマンモグラムを分析し、複数の乳房ポジショニング品質パラメータを生成する。少なくとも1つの乳房ポジショニング品質パラメータは、対応するマンモグラムと関連付けられる。
−ステップd)とも呼ばれる分析及び生成ステップ240において、複数のマンモグラム取得パラメータ及び複数の乳房ポジショニング品質パラメータを分析し、品質管理情報を生成する。
−一般に認められている臨床品質基準に基づいて、ポジショニングだけでなく、DICOMヘッダから入手可能な追加情報に関して、マンモグラムの品質を自動的に分析するメカニズム。
−技術的品質管理測定及び一組のマンモグラフィ検査の統計的評価と組み合わせた上記基準による自動分析メカニズムであって、画質問題における反復パターンに関するデータの分析(これは「記述分析(Descriptive Analytics)」と呼ぶことができる)を可能にするメカニズム。
−ユーザが、オペレータ、時刻、左対右乳房等といった外部要因との品質の相関関係を検査することを可能にするインタラクティブデータ視覚化を含む(例えば特定の時間間隔に亘って集約される)全体的な画質を報告するメカニズム。この情報は、既知の一組の境界条件/外部要因を所与として、予想アウトカムを導き出すために使用することができる。(これは「予測分析(Predictive Analytics」と呼ぶことができる)。
−観察された問題をそれらの根本原因に関連付ける根本原因分析メカニズム(これは「診断解析(Diagnostic Analytics)」と呼ぶことができる)。
−オペレータによって行われるべきアクションに関して、改善のためのフィードバック、命令及び/又は提案を生成する自動生成メカニズム。(これは「規範的分析(Prescriptive Analytics)」と呼ぶことができる)。
−最初の段階として、マンモグラム品質自動評価アルゴリズムが、マンモグラムに適用される。当該アルゴリズムの例は、上で参照したBulow他に説明されている。提供されるマンモグラムは、図4に示すように、MLO図及びCC図である。評価される品質基準は、以下の表1A及び表1Bに示される特徴を含むがこれらに限定されない。
−マンモグラフィ品質データベース(MQD)が、
−様々なポジショニング品質基準の結果
−通常の品質管理測定及びファントム測定(ACRファントム分析)、CNRから導き出された技術的品質尺度
−反復分析/不合格分析といった性能尺度
−二次的品質尺度及び画像のDICOMヘッダから利用可能である追加情報(例えば圧迫力と身体部分の厚さ、取得日時、オペレータ名/ID)
を含むデータを保持するように構成される。
−不十分な画質基準を根本原因及び改善措置に関係付ける辞書が確立される(表2参照)。
−品質特徴を、個々のオペレータレベル又は集約レベルで分析及び提示することができる。
−全体的な品質特徴と個々の品質特徴とを、患者のBMI、曜日、圧迫力等でグループ分けした左乳房対右乳房の結果を比較するオペレータによって別々にプロットすることができる。
−前のステップである記述的品質分析を使用して、所与の一組の境界条件(BMI、患者の年齢、時刻、オペレータID)のアウトカムを予測し、注意点に関する個別化した提案(例えば「次の患者について、乳房下溝をはっきりと撮像するために、腹部を引き下げるように特に注意して下さい。」)を導き出す。
−品質分析の結果を根本原因へのリンクと組み合わせることで、改善措置及び訓練行動のための提案を自動的に導き出すことができる。考えられる改善提案の例としては、
−「オペレータxは、右乳房のMLO図のためにポジショニングする際に、乳房を持ち上げるように注意を払って下さい」
−「時間の経過と共に品質が下がる傾向があるため、オペレータは連続して60分間以上作業しないで下さい」
との提案が挙げられる。
−提案改善措置と共にベースライン評価が確立された後、上述のワークフローを使用して、画質を継続的にモニタリングすることができる。
根本原因分析モジュールについて更に詳細に説明する。表3は、マンモグラフィにおける患者のポジショニングに関する技師のコンピテンシーを評価するためのチェックリストを示す。これらのコンピテンシー評価を1つ以上満たさない場合、準最適なマンモグラムの根本原因と考えられる。撮像情報に加えて、このチェックリストによるデータの収集は、結果として得られるマンモグラムからポジショニング手順において欠けている/誤って行われたステップを予測するように作られているパターン認識システムを訓練するために必要なデータを提供する。図8は、パターン認識技術の象徴的表現を示し、このパターン認識技術は、根本原因分析モジュール内で使用される。このパターン認識技術は、この例では、単一の隠れ層を有するフィードフォワードニューラルネットワークとして示されている。パターン認識システムへの入力は、表1による画像特徴であり、出力はコンピテンシーチェックリストを表すベクトルである。ニューラルネットワークとしての視覚的表現に関係なく、サポートベクターマシン(SVM)といった他のパターン認識アルゴリズムを、このタスクのために訓練することができる。このようなシステムを訓練することは、統計的に信頼性があるためには大量のデータを必要とする(>1000のマンモグラム+コンピテンシー情報)。このような大量のデータからの特定の画像欠陥の根本原因に関する洞察が得られることの引き換えに、熟練した専門家であっても推定を試みることは非常に難しい。
Claims (15)
- 入力ユニットと、
処理ユニットと、
を含む、マンモグラフィ品質分析を提供する装置であって、
前記入力ユニットは、少なくとも1つのマンモグラムを前記処理ユニットに提供し、
前記入力ユニットは、複数のマンモグラム取得パラメータを前記処理ユニットに提供し、少なくとも1つのマンモグラム取得パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられ、
前記処理ユニットは、前記少なくとも1つのマンモグラムを分析し、複数の乳房ポジショニング品質パラメータを生成するポジショニング評価モジュールを実装し、少なくとも1つの乳房ポジショニング品質パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられ、
前記処理ユニットは、前記複数のマンモグラム取得パラメータ及び前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータを分析し、品質管理情報を生成する品質管理評価モジュールを実装する、
装置。 - 前記処理ユニットは、前記品質管理評価モジュールの一部として、根本原因分析モジュールを実装し、前記根本原因分析モジュールは、前記品質管理情報の生成の一部として、前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータにおける少なくとも1つの反復パターンを決定する、請求項1に記載の装置。
- 前記処理ユニットは、前記品質管理情報を分析し、乳房ポジショニング情報を生成するアクションモジュールを実装する、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記複数のマンモグラム取得パラメータは、X線機器オペレータ情報を含む、請求項1乃至3の何れか一項に記載の装置。
- 前記複数のマンモグラム取得パラメータは、時刻、曜日、乳房への圧迫力、患者特性、及び、マンモグラムが右乳房に関連するのか又は左乳房に関連するのか、のうちの1つ以上を含む、請求項1乃至4の何れか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのマンモグラムは、少なくとも1つの内外斜位方向(MLO)画像を含み、前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータは、胸筋が乳頭レベルまで示されているかどうか、胸筋の角度、胸筋の角度が20度より大きいかどうか、乳頭が断面で示されているかどうか、乳房下角がはっきりと示されているかどうか、すべての乳房組織がはっきりと示されているかどうか、胸筋下部範囲がゼロより大きいかどうか、及び、前記少なくとも1つのマンモグラムが同一人物の左右の乳房のマンモグラムを含む場合、左右のマンモグラムは対称的であるかどうか、のうちの1つ以上を含む、請求項1乃至5の何れか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのマンモグラムは、少なくとも1つの頭尾方向(CC)画像を含み、前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータは、乳頭が断面で示されているかどうか、乳房の外側面が示されている範囲、胸筋の影が乳房の後端に示されているかどうか、乳房の内側縁が示されているかどうか、及び、前記少なくとも1つのマンモグラムが同一人物の左右の乳房のマンモグラムを含む場合、左右のマンモグラムは対称的であるかどうか、のうちの1つ以上を含む、請求項1乃至6の何れか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのマンモグラムが、同じ乳房の少なくとも1つの内外斜位方向(MLO)画像及び少なくとも1つの頭尾方向(CC)画像を含み、前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータは、CC画像における乳頭から後縁までの距離と、MLO画像における乳頭から胸筋までの距離との差を含む、請求項1乃至7の何れか一項に記載の装置。
- 前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータは、前記距離の差が10mm未満であるかどうかを含む、請求項8に記載の装置。
- 少なくとも1つの情報提供ユニットと、
マンモグラフィ品質分析を提供する請求項1乃至9の何れか一項に記載の装置と、
出力ユニットと、
を含む、マンモグラフィ品質分析を提供するシステムであって、
前記少なくとも1つのマンモグラムは、前記少なくとも1つの情報提供ユニットから前記入力ユニットに提供され、
前記複数のマンモグラム取得パラメータは、前記少なくとも1つの情報提供ユニットから前記入力ユニットに提供され、
前記出力ユニットは、前記品質管理情報を出力する、
システム。 - 少なくとも1つのマンモグラムを提供するステップa)と、
複数のマンモグラム取得パラメータを提供するステップb)であって、少なくとも1つのマンモグラム取得パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられる、ステップb)と、
前記少なくとも1つのマンモグラムを分析し、複数の乳房ポジショニング品質パラメータを生成するステップc)であって、少なくとも1つの乳房ポジショニング品質パラメータは、対応するマンモグラムに関連付けられる、ステップc)と、
前記複数のマンモグラム取得パラメータ及び前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータを分析し、品質管理情報を生成するステップd)と、
を含む、マンモグラフィ品質分析を提供する方法。 - 前記ステップd)は、前記品質管理情報の生成の一部として、前記複数の乳房ポジショニング品質パラメータにおける少なくとも1つの反復パターンを決定するステップを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記品質管理情報を分析し、乳房ポジショニング情報を生成するステップe)を含む、請求項11又は12に記載の方法。
- プロセッサによって実行されると、請求項11乃至13の何れか一項に記載の方法を実行する、請求項1乃至9の何れか一項に記載の装置及び/又は請求項10に記載のシステムを制御する、コンピュータプログラム。
- 請求項14に記載のプログラムを格納している、コンピュータ可読媒体。
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