JP2021176424A - Medical diagnosis support device, medical diagnosis support program and medical diagnosis support method - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、医療診断支援装置、医療診断支援プログラム、および医療診断支援方法に関する。 The present invention relates to a medical diagnosis support device, a medical diagnosis support program, and a medical diagnosis support method.
乳がん等の疾患を発見するための検査においては、画一化されたプログラムによって集団に対して検査が実施されることが一般的である。このような検査においては、対象者個人の発症リスクのレベルに関わらず、一律の検査が実施されるため、疾患の早期発見が遅れる場合がある。 In tests for detecting diseases such as breast cancer, tests are generally performed on a population by a standardized program. In such tests, a uniform test is performed regardless of the level of risk of developing the disease in the individual subject, which may delay the early detection of the disease.
このような問題に関連して、近年では、対象者を撮影して得られた画像等の情報を解析して、対象者個人の疾患の発症リスク等を推定するための技術として、下記の特許文献1、非特許文献1に示すような技術も提案されている。 In relation to such problems, in recent years, as a technique for estimating the risk of developing a disease of an individual subject by analyzing information such as images obtained by photographing the subject, the following patents have been granted. Techniques as shown in Document 1 and Non-Patent Document 1 have also been proposed.
しかしながら、上記の従来技術においては、ある単一のタイミングにおいて対象者から取得された情報に基づいて発症リスク等を推定するものであり、推定の精度が低いことが問題となっている。 However, in the above-mentioned prior art, the onset risk and the like are estimated based on the information acquired from the subject at a certain single timing, and there is a problem that the estimation accuracy is low.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対象者個人の疾患の発症リスクを精度よく推定するための医療診断支援装置、医療診断支援プログラム、および医療診断支援方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a medical diagnosis support device, a medical diagnosis support program, and a medical diagnosis support method for accurately estimating the risk of developing a disease of an individual subject. The purpose.
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.
(1)それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の医療関連情報に関する差分情報を取得する取得部と、学習済みの識別器を用いて、前記取得部によって取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する推定部と、前記推定部によって推定された前記発症リスクに関する情報を出力部に出力させる制御部と、を有する医療診断支援装置。 (1) The difference acquired by the acquisition unit using a learning unit and an acquisition unit that acquires difference information regarding two or more medical-related information acquired for the same subject at different timings. It has an estimation unit that receives information as input and estimates information on the onset risk of the subject's disease at a specific time point, and a control unit that outputs information on the onset risk estimated by the estimation unit to an output unit. Medical diagnosis support device.
(2)前記医療関連情報は、前記対象者を撮影して取得された医用画像に関する医用画像情報を含む上記(1)に記載の医療診断支援装置。 (2) The medical diagnosis support device according to (1) above, wherein the medical-related information includes medical image information related to a medical image acquired by photographing the subject.
(3)前記医用画像は、X線撮影装置、超音波撮影装置、MRI、およびPETの少なくともいずれかによって取得された画像である上記(2)に記載の医療診断支援装置。 (3) The medical diagnosis support device according to (2) above, wherein the medical image is an image acquired by at least one of an X-ray imaging device, an ultrasonic imaging device, MRI, and PET.
(4)前記医療関連情報は、前記対象者に関して取得された医用画像以外の医療に関する情報である非医用画像情報を含む上記(1)〜(3)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (4) The medical diagnosis support device according to any one of (1) to (3) above, wherein the medical-related information includes non-medical image information which is information related to medical treatment other than the medical image acquired for the subject.
(5)前記非医用画像情報は、前記対象者のEHR、PHR、および生物学的検査の結果の少なくともいずれかに関する情報を含む上記(4)に記載の医療診断支援装置。 (5) The medical diagnosis support device according to (4) above, wherein the non-medical image information includes information on at least one of the subject's EHR, PHR, and the result of a biological test.
(6)前記それぞれ異なるタイミングにおいて取得された前記2つ以上の医療関連情報には、それぞれ異なる装置によって取得された2つ以上の医療関連情報が含まれる上記(1)〜(5)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (6) Any of the above (1) to (5), wherein the two or more medical-related information acquired at different timings includes two or more medical-related information acquired by different devices. The medical diagnosis support device described in.
(7)前記推定部は、前記疾患の発症リスクとして、乳がんの発症リスクに関する情報を推定する上記(1)〜(6)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (7) The medical diagnosis support device according to any one of (1) to (6) above, wherein the estimation unit estimates information on the risk of developing breast cancer as the risk of developing the disease.
(8)前記推定部は、前記対象者の前記発症リスクとして、特定の時点における前記対象者の前記疾患の発症の有無および発症確率の少なくとも一方を推定する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (8) Any of the above (1) to (7), in which the estimation unit estimates at least one of the presence or absence of the onset of the disease and the onset probability of the subject at a specific time point as the onset risk of the subject. Medical diagnosis support device described in Crab.
(9)前記制御部は、前記発症リスクに応じて前記疾患に関する検査の受診時期を前記出力部に出力させる上記(1)〜(8)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (9) The medical diagnosis support device according to any one of (1) to (8) above, wherein the control unit outputs the consultation time of the examination related to the disease to the output unit according to the onset risk.
(10)前記制御部は、前記発症リスクに応じて前記疾患に関する検査項目および生活改善に関する情報の少なくとも一方を前記出力部に出力させる上記(1)〜(9)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (10) The medical diagnosis according to any one of (1) to (9) above, wherein the control unit outputs at least one of a test item related to the disease and information related to life improvement to the output unit according to the risk of developing the disease. Support device.
(11)前記推定部は、前記差分情報に加えて、前記医療関連情報を前記識別器への入力として用いて、前記発症リスクに関する情報を推定する上記(1)〜(10)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (11) The estimation unit uses the medical-related information as an input to the discriminator in addition to the difference information to estimate information on the onset risk in any of the above (1) to (10). The described medical diagnosis support device.
(12)前記識別器は、それぞれ異なるタイミングにおいて取得された同一の対象者に関する前記2つ以上の医療関連情報の差分情報を入力データとし、前記対象者の特定の時点における前記発症リスクに関する情報を出力データとして機械学習される上記(1)〜(11)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (12) The discriminator uses the difference information of the two or more medical-related information about the same subject acquired at different timings as input data, and uses the information regarding the onset risk at a specific time point of the subject as input data. The medical diagnosis support device according to any one of (1) to (11) above, which is machine-learned as output data.
(13)前記識別器は、前記差分情報および前記医療関連情報を入力データとし、前記対象者の特定の時点における前記発症リスクに関する情報を出力データとして機械学習される上記(1)〜(12)のいずれかに記載の医療診断支援装置。 (13) The classifier is machine-learned using the difference information and the medical-related information as input data and information on the onset risk at a specific time point of the subject as output data (1) to (12). The medical diagnosis support device described in any of the above.
(14)それぞれ異なるタイミングにおいて取得された同一の対象者に関する2つ以上の医療関連情報の差分情報を取得するステップ(a)と、学習済みの識別器を用いて、前記ステップ(a)において取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定するステップ(b)と、前記ステップ(b)において推定された前記発症リスクに関する情報を出力するステップ(c)と、を有する処理をコンピューターに実行させるための医療診断支援プログラム。 (14) A step (a) of acquiring difference information of two or more medical-related information about the same subject acquired at different timings, and an acquisition in the step (a) using a trained classifier. A step (b) of estimating the information on the onset risk of the subject's disease at a specific time point and a step of outputting the information on the onset risk estimated in the step (b) by inputting the difference information. (C) A medical diagnosis support program for causing a computer to execute a process having the above.
(15)
それぞれ異なるタイミングにおいて取得された同一の対象者に関する2つ以上の医療関連情報の差分情報を取得するステップ(a)と、学習済みの識別器を用いて、前記ステップ(a)において取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定するステップ(b)と、前記ステップ(b)において推定された前記発症リスクに関する情報を出力するステップ(c)と、を有する医療診断支援方法。
(15)
The step (a) of acquiring the difference information of two or more medical-related information about the same subject acquired at different timings, and the step (a) acquired in the step (a) using the learned classifier. A step (b) of estimating the information on the onset risk of the subject's disease at a specific time point by inputting the difference information, and a step (c) of outputting the information on the onset risk estimated in the step (b). And has a medical diagnosis support method.
本発明に係る医療診断支援装置は、それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の医療関連情報に関する差分情報を取得する取得部と、学習済みの識別器を用いて、取得部によって取得された差分情報を入力とし、特定の時点における対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する推定部と、推定部によって推定された発症リスクに関する情報を出力部に出力させる制御部と、を有する。これにより、対象者個人に関して取得された情報に基づいて、対象者個人の疾患の発症リスクを精度よく推定して出力することができる。 The medical diagnosis support device according to the present invention uses an acquisition unit that acquires difference information regarding two or more medical-related information acquired for the same subject at different timings, and an acquisition unit that uses a learned classifier. An estimation unit that estimates the information on the onset risk of the subject's disease at a specific time point by inputting the difference information acquired by the estimation unit, and a control unit that outputs the information on the onset risk estimated by the estimation unit to the output unit. Have. Thereby, based on the information acquired about the individual subject, the risk of developing the disease of the individual subject can be accurately estimated and output.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.
<全体構成>
図1は、医療診断支援システムの全体構成を示す図である。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a medical diagnosis support system.
図1に示すように、医療診断支援システムは、情報処理装置100、撮影装置200、およびサーバー300を有する。
As shown in FIG. 1, the medical diagnosis support system includes an
情報処理装置100は、たとえばPCやスマートフォン、タブレット端末等のコンピューターであり、本実施形態においては医療情報支援装置として機能する。情報処理装置100は、撮影装置200およびサーバー300と接続可能に構成され、各装置との間で各種情報を送受信する。
The
撮影装置200は、対象者を撮影した医用画像を示す医用画像情報を取得するための装置である。撮影装置200としては、たとえば、X線撮影装置、超音波撮影装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)、PET(Positron Emission Tomography)等が用いられる。X線撮影装置には、マンモグラフィまたはトモシンセシスの撮影装置や、単純X線またはCT(Computed Tomography)の撮影装置等が含まれる。
The
サーバー300は、対象者に関して取得された医用画像以外の医療に関する情報である非医用画像情報を取得して記憶するための装置である。非医用画像情報としては、たとえば、対象者のEHR(Electronic Health Record:電子健康記録)、PHR(Personal Health Record:個人健康記録)、各種生物学的検査の結果に関する情報等が記録される。なお、サーバー300は、非医用画像情報に加えて、撮影装置200によって取得された医用画像情報を撮影装置200から取得して記憶してもよい。
The
<情報処理装置100の構成>
図2は、情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。
<Configuration of
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing device.
図2に示すように、情報処理装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、ROM(Read Only Memory)120、RAM(Random Access Memory)130、ストレージ140、通信インターフェース150、表示部160、および操作受付部170を有する。各構成は、バス180を介して相互に通信可能に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
CPU110は、ROM120やストレージ140に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御や各種の演算処理を行う。
The
ROM120は、各種プログラムや各種データを格納する。
The
RAM130は、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶する。
The
ストレージ140は、オペレーティングシステムを含む各種プログラムや、各種データを格納する。たとえば、ストレージ140には、学習済みの識別器を用いて、異なるタイミングで取得された2つ以上の医療関連情報の差分情報から対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定するためのアプリケーションがインストールされている。また、ストレージ140には、撮影装置200から取得された医用画像情報およびサーバー300から取得された非医用画像情報が記憶されてもよい。また、ストレージ140には、識別器として用いられる学習済みモデルや、機械学習に用いられる教師データが記憶されてもよい。医用画像情報および非医用画像情報は、医療関連情報を構成する。医療関連情報について、詳細は後述する。
The
通信インターフェース150は、他の装置と通信するためのインターフェースである。通信インターフェース150としては、有線または無線の各種規格による通信インターフェースが用いられる。通信インターフェース150は、たとえば、撮影装置200またはサーバー300から医療関連情報を受信したり、保存のために推定結果をサーバー300等に送信したりする際に用いられる。
The
表示部160は、LCD(液晶ディスプレイ)や有機ELディスプレイ等を備え、各種情報を表示する。本実施形態において、表示部160は、出力部として機能する。
The
操作受付部170は、タッチセンサーや、マウス等のポインティングデバイス、キーボード等を備え、ユーザーの各種操作を受け付ける。なお、表示部160および操作受付部170は、表示部160としての表示面に、操作受付部170としてのタッチセンサーを重畳することによって、タッチパネルを構成してもよい。
The
<情報処理装置100の機能>
図3は、情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。
<Functions of
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus.
図3に示すように、情報処理装置100は、CPU110がストレージ140に記憶されたプログラムを読み込んで処理を実行することによって、取得部111、推定部112、および制御部113として機能する。
As shown in FIG. 3, the
取得部111は、それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の医療関連情報に関する差分情報を取得する。
The
推定部112は、学習済みの識別器を用いて、前記取得部によって取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する。
The
制御部113は、推定部によって推定された前記発症リスクに関する情報を出力部に出力させる。
The
情報処理装置100において実行される処理について、詳細は後述する。
Details of the processing executed by the
<医療関連情報について>
医療関連情報には、医用画像情報および非医用画像情報が含まれる。
<About medical information>
Medical-related information includes medical image information and non-medical image information.
医用画像情報は、たとえば、X線撮影装置、超音波撮影装置、MRI、PET等によって対象者を撮影して得られた画像を示す情報である。X線撮影装置によって取得される医用画像情報には、マンモグラフィ画像、トモシンセシス画像、単純X線画像、CT画像等が含まれる。 The medical image information is information indicating an image obtained by photographing a subject with, for example, an X-ray imaging device, an ultrasonic imaging device, MRI, PET, or the like. The medical image information acquired by the X-ray imaging apparatus includes a mammography image, a tomosynthesis image, a simple X-ray image, a CT image, and the like.
非医用画像情報は、対象者のEHR/PHR情報や、各種生物学的検査の結果に関する情報を含む。 Non-medical image information includes EHR / PHR information of the subject and information on the results of various biological tests.
EHR/PHR情報は、たとえば乳がんの場合、がん家族歴および罹患年齢、卵巣がん家族歴および罹患年齢、年齢、体重、身長、出産歴、第一子出産年齢、月経状態、閉経年齢、初経年齢、良性乳腺疾患の既往、卵巣がんの既往および罹患年齢等に関する情報を含む。また、肺がんの場合、EHR/PHR情報は、性別、がん家族歴、喫煙歴、喫煙量、既往歴等に関する情報を含む。また、脳腫瘍の場合、EHR/PHR情報は、年齢、がんの家族歴、既往歴(ウイルス感染)、頭皮や脳に対する治療歴等に関する情報を含む。 EHR / PHR information includes, for example, in the case of breast cancer, cancer family history and affected age, ovarian cancer family history and affected age, age, weight, height, birth history, first child birth age, menstrual status, menopause age, first menstrual Includes information on age, history of benign breast disease, history of ovarian cancer and age of illness. In the case of lung cancer, the EHR / PHR information includes information on gender, cancer family history, smoking history, smoking amount, medical history, and the like. In the case of a brain tumor, the EHR / PHR information includes information on age, family history of cancer, medical history (virus infection), treatment history for the scalp and brain, and the like.
生物学的検査の結果に関する情報は、血液検査や生体検査等の検査結果を示す情報である。生物学的検査は、たとえば、腫瘍マーカー検査、アミノ酸検査、遺伝子解析等を含む。遺伝子解析は、たとえば、マイクロアレイ分析、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、遺伝子(DNA/RNA)配列解析等によって、遺伝子経路活性(gene pathway activation)、ノンコーディングRNA(noncoding RNA)、複数のRNA(multiple RNAs)、一塩基多型(single nucleotide polymorphism)、コピー数多型(copy number polymorphism)エピジェネティック多型(epigenetic polymorphism)等を得ることを含む。 Information on the results of biological tests is information indicating test results such as blood tests and biological tests. Biological tests include, for example, tumor marker tests, amino acid tests, genetic analysis and the like. Gene analysis is performed by, for example, microarray analysis, polymerase chain reaction (PCR), gene (DNA / RNA) sequence analysis, etc., for gene pathway activity (gene passway activation), non-coding RNA (noncoding RNA), and multiple RNAs (multiple RNAs). ), Single nucleotide polymorphism, epigenetic polymorphism, and the like.
<処理概要>
<推定処理について>
図4は、情報処理装置において実行される推定処理の手順を示すフローチャートである。図5は、情報処理装置によって出力される情報の表示形態の一例を示す図である。図6〜図9は、情報処理装置によって出力される情報の表示形態の他の例を示す図である。図4のフローチャートに示される情報処理装置100の処理は、情報処理装置100のストレージ140にプログラムとして記憶されており、CPU110が各部を制御することにより実行される。
<Outline of processing>
<About estimation processing>
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of estimation processing executed in the information processing apparatus. FIG. 5 is a diagram showing an example of a display form of information output by the information processing device. 6 to 9 are diagrams showing another example of the display form of the information output by the information processing apparatus. The process of the
(ステップS101)
情報処理装置100は、それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の医用画像を示す医用画像情報を取得する。たとえば、情報処理装置100は、1年前、2年前等の過去のある時点に対象者を撮影して得られた医用画像情報と、本処理を実行する時点で同一の対象者を撮影して得られた医用画像情報を取得する。あるいは、情報処理装置100は、マンモグラフィ撮影装置と超音波撮影装置のようにそれぞれ異なる撮影装置200(異なるモダリティ)によって、数秒または数分程度の異なるタイミングにおいて取得された2つ以上の医用画像情報を取得してもよい。
(Step S101)
The
(ステップS102)
情報処理装置100は、ステップS101の処理において取得された2つ以上の医用画像情報に関する差分を算出して差分情報を取得する。たとえば、情報処理装置100は、2つの医用画像情報それぞれについて、対象者の身体の同一の箇所に対応する画素を特定して当該画素同士の画素値の差分を算出してもよい。あるいは、情報処理装置100は、対象者の身体における特定の領域に対応する関心領域内の画像情報について差分を取得してもよい。また、情報処理装置100は、医用画像情報または上記の関心領域内の画像情報について、形状、サイズ、位置、密度、濃度、テクスチャ等に関する特徴量を抽出して特徴量同士の差分を算出してもよい。なお、ステップS101の医用画像情報の取得処理およびステップS102の差分の算出処理は、情報処理装置100以外の他の装置によって実行されてもよい。この場合、情報処理装置100は、当該他の装置において算出および生成された差分情報を取得する。
(Step S102)
The
(ステップS103)
情報処理装置100は、ステップS102の処理において取得された差分情報を、予め機械学習された識別器に入力して、特定の時点における対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する。たとえば、識別器は、後述するような学習方法によって、予め多数準備された過去の被検者の異なるタイミングにおける複数の医用画像に関する差分情報と、最新の医用画像が取得されてから1年後、3年後、5年後等の特定の時点における当該被検者のがんの発症有無に関する情報とを有する教師データを用いて機械学習される。これにより、情報処理装置100は、対象者の医用画像について取得された差分情報を識別器に入力することによって、1年後、3年後、5年後等の特定の時点における対象者の疾患の発症の有無あるいは発症確率を推定することができる。
(Step S103)
The
たとえば、乳がんの発症リスクを推定する場合、乳房の医用画像に関する差分情報と特定の時点における乳がんの発症有無とを有する多数の教師データによって機械学習された識別器に、対象者の乳房の医用画像に関する差分情報を入力することによって、特定の時点における対象者の乳がんの発症リスクを推定することができる。 For example, when estimating the risk of developing breast cancer, a medical image of the subject's breast is placed in a discriminator machine-learned by a large number of teacher data having differential information about the medical image of the breast and the presence or absence of breast cancer at a specific time point. By entering the differential information about, the risk of developing breast cancer in the subject at a specific time point can be estimated.
なお、識別器に入力する情報は差分情報に限定されず、差分情報に加えて、医用画像情報や医用画像情報から抽出された各種特徴量も、識別器に入力して学習および推定を行うための情報として用いられてもよい。また、医療関連情報として、医用画像情報に加えて、非医用画像情報や非医用画像情報の差分情報も、識別器に入力して学習および推定を行うための情報として用いられてもよい。 The information input to the classifier is not limited to the difference information, and in addition to the difference information, medical image information and various feature quantities extracted from the medical image information are also input to the classifier for learning and estimation. It may be used as information of. Further, as medical-related information, in addition to medical image information, non-medical image information and difference information of non-medical image information may be used as information for inputting to a classifier for learning and estimation.
(ステップS104)
情報処理装置100は、ステップS103の処理における識別器による出力に基づいて、対象者の疾患の発症リスクに関する情報の推定結果を生成する。
(Step S104)
The
(ステップS105)
情報処理装置100は、ステップS104の処理において生成された推定結果を出力する。たとえば、情報処理装置100は、図5〜図9に示すような画面を表示部160に表示することによって推定結果を出力する(エンド)。
(Step S105)
The
たとえば、情報処理装置100は、図5に示すように、対象者の身体の領域ごとの疾患の発症確率をヒートマップとして示す画面を推定結果表示部161に表示してもよい。図5に示す例では、対象者の医用画像上において、疾患の発症確率が高い領域ほど濃い色となるように表現されている。これにより、医師等の医療スタッフは、疾患の発症確率が高い部位を一見して容易に視認することができる。なお、図5の画面下部のサムネイル表示部162には、各タイミングにおける対象者の医用画像がサムネイル(縮小画像)として時系列等の順番で一覧表示され得る。各サムネイルは、選択されることによって拡大表示され得る。これにより、医師等の医療スタッフは、疾患の発症確率が高い領域等の過去の状態や状態の推移を容易に確認することができる。サムネイル表示部162の表示については、以下の図6〜図9の画面においても同様である。
For example, as shown in FIG. 5, the
また、情報処理装置100は、図6に示すように、対象者の身体において疾患の発症確率が高い領域に識別可能な図形163を配置して、対象者の医用画像を推定結果表示部161に表示するとともに、具体的な発症確率の数値等のテキストを関連付けて表示してもよい。これにより、医師等の医療スタッフは、疾患の発症確率が高い部位を一見して容易に視認できるとともに、具体的な発症確率等の詳細な情報もあわせて確認することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、情報処理装置100は、図7に示すように、対象者の身体において疾患の発症確率が高い領域に識別可能な図形163を配置して、対象者の医用画像を推定結果表示部161に表示するとともに、並べて設けられる説明表示部164に発症リスクや発症確率を示す情報を表示してもよい。これにより、医師等の医療スタッフは、対象者の疾患の発症リスクや発症確率を把握しつつ、医用画像を確認することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、情報処理装置100は、図8に示すように、対象者の過去の医用画像と現在の医用画像とを比較可能に並べて推定結果表示部161に表示してもよい。この場合、情報処理装置100は、過去の医用画像において、その時点で推定された疾患の発症リスクに関する情報を関連付けて表示し、疾患の発症リスクが高いと推定された箇所について、現在の医用画像においても病変等の発症状況を確認しやすいように、識別可能な図形163を表示してもよい。これにより、医師等の医療スタッフは、過去に疾患の発症リスクが高いと推定された箇所について、現在の状況を迅速かつ容易に把握することができる。
Further, as shown in FIG. 8, the
また、情報処理装置100は、図9に示すように、特定の時点における対象者の発症リスクや発症確率を示す情報を、時系列のグラフとして推定結果表示部161に表示してもよい。これにより、医師等の医療スタッフは、対象者の疾患の発症リスクや発症確率の経時変化を視覚によって迅速かつ容易に把握することができる。
Further, as shown in FIG. 9, the
なお、情報処理装置100は、疾患の発症リスクに関する情報を、図5〜図9のような画面として表示部160に表示させるかわりに、通信インターフェース150を介してサーバー300等の他の装置に送信することによって出力してもよい。あるいは、情報処理装置100は、疾患の発症リスクに関する情報を、プリンターに送信して印刷させることによって出力してもよい。上記の場合、通信インターフェース150は、出力部として機能する。
The
また、情報処理装置100は、推定された疾患の発症リスクに応じて、疾患に関する検査の受診時期を出力してもよい。たとえば、情報処理装置100は、疾患の発症リスクが高いと推定された対象者に対して、通常の集団検査の受診時期または受診年齢よりも早期の受診を提案したり、通常の集団検査の受診サイクルよりも短いサイクルでの受診を提案したりすることができる。あるいは、情報処理装置100は、疾患の発症確率に関する閾値をストレージ140に予め記憶し、推定された疾患の発症確率が上記の閾値を超える時点を、当該疾患に関する検査の受診時期として提示してもよい。
In addition, the
また、情報処理装置100は、推定された疾患の発症リスクに応じて、疾患に関する検査項目や、生活改善に関する情報を出力してもよい。たとえば、情報処理装置100は、疾患の発症リスクが高いと推定された対象者に対して、通常の集団検査では実施されない、遺伝子検査、超音波検査、MRI検査等のより精密な検査を受診することを提案してもよい。あるいは、情報処理装置100は、疾患の発症確率に関する閾値をストレージ140に予め記憶し、推定された疾患の発症確率が上記の閾値を超えた場合に、より精密な検査を受診することを対象者に提案してもよい。
In addition, the
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクが高いと推定された対象者に対して、疾患の内容やリスクの程度に応じて、飲酒量を減らしたり、禁煙したり、適度な運動を行うこと等の生活改善に関する情報を提示してもよい。あるいは、情報処理装置100は、疾患の発症確率に関する閾値をストレージ140に予め記憶し、推定された疾患の発症確率が上記の閾値を超えた場合に、当該疾患を予防するために有効と考えられる食事、睡眠、運動、禁酒、禁煙等の生活改善に関するアドバイス等を対象者に提示してもよい。
In addition, the
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクが高いと推定された対象者について、当該対象者の医用画像の読影を担当する医師等の人数を増やす旨の指示を出力してもよい。
In addition, the
また、情報処理装置100は、読影を担当する医師の熟練度を予め記憶しておき、疾患の発症リスクが高いと推定された対象者について、当該対象者の医用画像の読影を熟練度が高い医師に自動的に依頼するための指示を出力してもよい。あるいは、情報処理装置100は、推定された疾患の発症リスクと、読影を担当する医師の熟練度に基づいて、当該対象者の医用画像の読影を担当する医師を自動的に決定してもよい。
Further, the
<学習処理について>
次に、識別器において用いられる学習済みモデルの機械学習方法について説明する。
<About learning process>
Next, the machine learning method of the trained model used in the classifier will be described.
図10は、学習済みモデルの機械学習方法を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a machine learning method of the trained model.
図10の処理においては、予め準備した2つ以上の医療関連情報の差分情報等を入力とし、正解として設定された特定の時点における対象者の疾病の発症リスクに関する情報を出力とする、多数(i組個(iは例えば数千から十数万))のデータセットを学習サンプルデータとして用いて機械学習が実行される。識別器として機能する学習器(図示せず)には、たとえば、CPUおよびGPUのプロセッサを用いたスタンドアロンの高性能コンピューター、またはクラウドコンピューターが用いられる。以下においては、学習器において、ディープラーニング等のパーセプトロンを組み合わせて構成したニューラルネットワークを用いる学習方法について説明するが、これに限られず、種種の手法が適用され得る。例えば、ランダムフォレスト、決定木、サポートベクターマシン(SVM)、ロジスティック回帰、k近傍法、トピックモデル等が適用され得る。 In the processing of FIG. 10, the difference information of two or more medical-related information prepared in advance is input, and the information regarding the risk of developing the disease of the subject at a specific time point set as the correct answer is output. Machine learning is executed using a data set of i sets (i is, for example, thousands to hundreds of thousands) as training sample data. As the learner (not shown) that functions as a discriminator, for example, a stand-alone high-performance computer using a CPU and GPU processor, or a cloud computer is used. In the following, a learning method using a neural network configured by combining perceptrons such as deep learning in a learning device will be described, but the learning method is not limited to this, and various methods can be applied. For example, random forest, decision tree, support vector machine (SVM), logistic regression, k-nearest neighbor method, topic model, etc. may be applied.
(ステップS111)
学習器は、教師データである学習サンプルデータを読み込む。最初であれば1組目の学習サンプルデータを読み込み、i回目であれば、i組目の学習サンプルデータを読み込む。
(Step S111)
The learner reads the learning sample data which is the teacher data. If it is the first time, the first set of training sample data is read, and if it is the i-th time, the i-th set of training sample data is read.
(ステップS112)
学習器は、読み込んだ学習サンプルデータのうち入力データをニューラルネットワークに入力する。
(Step S112)
The learner inputs the input data of the read learning sample data to the neural network.
(ステップS113)
学習器は、ニューラルネットワークの推定結果を、正解データと比較する。
(Step S113)
The learner compares the estimation result of the neural network with the correct answer data.
(ステップS114)
学習器は、比較結果に基づいてパラメータを調整する。学習器は、たとえば、バックプロパゲーション(Back−propagation、誤差逆伝搬法)に基づく処理を実行することにより、比較結果の差異が小さくなるようにパラメータを調整する。
(Step S114)
The learner adjusts the parameters based on the comparison result. The learner adjusts the parameters so that the difference in the comparison results is small, for example, by executing a process based on backpropagation (backpropagation, error backpropagation method).
(ステップS115)
学習器は、1〜i組目まで全データの処理が完了すれば(YES)、処理をステップS116に進め、完了していなければ(NO)、処理をステップS111に戻し、次の学習サンプルデータを読み込み、ステップS111以下の処理を繰り返す。
(Step S115)
If the processing of all the data from the 1st to the i-th group is completed (YES), the learning device advances the processing to step S116, and if it is not completed (NO), the learning device returns the processing to step S111 and the next learning sample data. Is read, and the process of step S111 and subsequent steps is repeated.
(ステップS116)
学習器は、学習を継続するか否かを判定し、継続する場合(YES)、処理をステップS111に戻し、ステップS111〜S115において再度1組目〜i組目までの処理を実行し、継続しない場合(NO)、処理をステップS117に進める。
(Step S116)
The learner determines whether or not to continue learning, and if it continues (YES), returns the process to step S111, executes the processes from the first group to the i-group again in steps S111 to S115, and continues. If not (NO), the process proceeds to step S117.
(ステップS117)
学習器は、これまでの処理で構築された学習済みモデルを記憶して終了する(エンド)。記憶先には、情報処理装置100の内部メモリが含まれる。上述の図4の処理では、このようにして生成された学習済みモデルを用いて疾病の発症リスクが推定される。
(Step S117)
The learner memorizes the trained model built by the processing so far and ends (end). The storage destination includes the internal memory of the
<変形例1>
変形例1として、医用画像情報の差分情報に加えて、非医用画像情報も識別器に入力して発症リスクを推定する例について具体的に説明する。
<Modification example 1>
As a modification 1, a specific example will be described in which non-medical image information is input to the classifier in addition to the difference information of the medical image information to estimate the risk of onset.
図11は、変形例1に係る情報処理装置において実行される医療診断支援処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of medical diagnosis support processing executed in the information processing apparatus according to the first modification.
(ステップS201、S202)
ステップS201、S202の処理は、図4のステップS101、S102の処理と同様であるため、重複する説明を省略する。
(Steps S201, S202)
Since the processing of steps S201 and S202 is the same as the processing of steps S101 and S102 of FIG. 4, duplicate description will be omitted.
(ステップS203)
情報処理装置100は、サーバー300から、医用画像を取得した対象者と同一の対象者に関する非医用画像情報を取得する。
(Step S203)
The
(ステップS204)
情報処理装置100は、ステップS202の処理において取得された医用画像情報の差分情報と、ステップS203の処理において取得された非医用画像情報とを、予め機械学習された識別器に入力して、特定の時点における対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する。識別器は、医用画像情報の差分情報および非医用画像情報と、特定の時点における疾患の発症リスクに関する情報とを有する多数の教師データを用いて予め機械学習されている。
(Step S204)
The
(ステップS205、S206)
ステップS205、S206の処理は、図4のステップS104、S105の処理と同様であるため、重複する説明を省略する。
(Steps S205 and S206)
Since the processing of steps S205 and S206 is the same as the processing of steps S104 and S105 of FIG. 4, duplicate description will be omitted.
<変形例2>
変形例2として、非医用画像情報の差分情報と、医用画像情報とを識別器に入力して発症リスクを推定する例について具体的に説明する。
<Modification 2>
As a second modification, an example in which the difference information of the non-medical image information and the medical image information are input to the classifier to estimate the onset risk will be specifically described.
図12は、変形例2に係る情報処理装置において実行される医療診断支援処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of medical diagnosis support processing executed in the information processing apparatus according to the second modification.
(ステップS301)
情報処理装置100は、それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の非医用画像情報を取得する。たとえば、情報処理装置100は、1年前、2年前等の過去のある時点に対象者に関して得られた各種非医用画像情報と、本処理を実行する時点で同一の対象者に関して得られた各種非医用画像情報とを取得する。
(Step S301)
The
(ステップS302)
情報処理装置100は、ステップS301の処理において取得された2つ以上の非医用画像情報に関する差分を算出して差分情報を取得する。たとえば、情報処理装置100は、2つの非医用画像情報それぞれについて、同一の項目を特定して同一項目同士の値の差分を算出してもよい。あるいは、情報処理装置100は、発症リスクを推定したい特定の項目の値について差分を取得してもよい。また、情報処理装置100は、非医用画像情報について、所定の方法を用いて特徴量を抽出して特徴量同士の差分を算出してもよい。なお、ステップS301の非医用画像情報の取得処理およびステップS302の差分の算出処理は、情報処理装置100以外の他の装置によって実行されてもよい。この場合、情報処理装置100は、当該他の装置において算出および生成された差分情報を取得する。
(Step S302)
The
(ステップS303)
ステップS303の処理は、図4のステップS101の処理と同様であるため、重複する説明を省略する。
(Step S303)
Since the process of step S303 is the same as the process of step S101 of FIG. 4, a duplicate description will be omitted.
(ステップS304)
情報処理装置100は、ステップS302の処理において取得された非医用画像情報の差分情報と、ステップS303の処理において取得された医用画像情報とを、予め機械学習された識別器に入力して、特定の時点における対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する。識別器は、非医用画像情報の差分情報および医用画像情報と、特定の時点における疾患の発症リスクに関する情報とを有する多数の教師データを用いて予め機械学習されている。
(Step S304)
The
(ステップS305、S306)
ステップS305、S306の処理は、図4のステップS104、S105の処理と同様であるため、重複する説明を省略する。
(Steps S305, S306)
Since the processes of steps S305 and S306 are the same as the processes of steps S104 and S105 of FIG. 4, redundant description will be omitted.
以上のように、情報処理装置100によれば、それぞれ異なるタイミングにおいて同一の対象者について取得された2つ以上の医療関連情報に関する差分情報を取得し、学習済みの識別器に差分情報を入力することによって、特定の時点における対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定して出力する。これにより、対象者個人に関して取得された情報に基づいて、対象者個人の疾患の発症リスクを精度よく推定して出力することができる。より具体的には、複数のタイミングにおいて取得された対象者の医療関連情報の差分情報を用いることにより、対象者の経時的な変化に関する情報を考慮することができる。これにより、疾患の発生リスクを推定する対象となる注目領域、例えば乳腺の発達または退縮に関する情報の予測精度を向上でき、疾患の発症リスクに関する予測精度を向上させることができる。
As described above, according to the
また、医療関連情報は、対象者を撮影して取得された医用画像に関する医用画像情報を含む。これにより、医用画像情報の差分情報を用いてより高精度に疾患の発症リスクを推定することができる。 In addition, the medical-related information includes medical image information related to the medical image obtained by photographing the subject. This makes it possible to estimate the risk of developing a disease with higher accuracy by using the difference information of the medical image information.
また、医用画像は、X線撮影装置、超音波撮影装置、MRI、PETの少なくともいずれかによって取得された画像である。これにより、診断対象とする疾患の種類や部位等に応じて、適切な医用画像を用いて疾患の発症リスクを推定することができる。 The medical image is an image acquired by at least one of an X-ray imaging apparatus, an ultrasonic imaging apparatus, MRI, and PET. As a result, the risk of developing the disease can be estimated using appropriate medical images according to the type and site of the disease to be diagnosed.
また、医療関連情報は、対象者に関して取得された医用画像以外の医療に関する情報である非医用画像情報を含む。これにより、対象者の医療に関する様々な観点の情報を多面的に考慮できるため、より高精度に疾患の発症リスクを推定することができる。 In addition, the medical-related information includes non-medical image information which is information related to medical treatment other than the medical image acquired for the subject. As a result, information from various viewpoints regarding the medical treatment of the subject can be considered from various aspects, so that the risk of developing the disease can be estimated with higher accuracy.
また、非医用画像情報は、対象者のEHR、PHR、および生物学的検査の結果の少なくともいずれかに関する情報を含む。これにより、対象者のEHR、PHR、生物学的検査の結果等の情報を考慮できるため、より高精度に疾患の発症リスクを推定することができる。 Non-medical imaging information also includes information about at least one of the subject's EHR, PHR, and biological test results. As a result, information such as the subject's EHR, PHR, and the results of biological tests can be taken into consideration, so that the risk of developing a disease can be estimated with higher accuracy.
また、それぞれ異なるタイミングにおいて取得された2つ以上の医療関連情報には、それぞれ異なる装置によって取得された2つ以上の医療関連情報が含まれる。これにより、異なる装置によって取得された医療関連情報同士の差異を考慮できるため、より高精度に疾患の発症リスクを推定することができる。 Further, the two or more medical-related information acquired at different timings includes two or more medical-related information acquired by different devices. As a result, the difference between the medical-related information acquired by different devices can be taken into consideration, so that the risk of developing the disease can be estimated with higher accuracy.
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクとして、乳がんの発症リスクに関する情報を推定する。これにより、早期発見が重要である乳がんの発症リスクをより高精度に推定して、発症リスクに応じた適切な措置につなげることができる。
In addition, the
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクとして、特定の時点における対象者の疾患の発症の有無および発症確率の少なくとも一方を推定する。これにより、将来の特定の時点における疾患の発症の有無や発症確率を推定できるため、疾患の予防や早期発見に向けた適切な措置を計画的に進めることができる。
In addition, the
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクに応じて、疾患に関する検査の受診時期を出力する。これにより、対象者個人ごとの疾患の発症リスクに応じて適切な検査の受診時期を判断できるため、従来の集団検査よりもより適切かつ効果的に検査を行うことができる。
In addition, the
また、情報処理装置100は、疾患の発症リスクに応じて、疾患に関する検査項目および生活改善に関する情報の少なくとも一方を出力する。これにより、対象者個人ごとの疾患の発症リスクに応じて適切な検査項目を判断したり生活改善を促したりすることができる。
In addition, the
また、情報処理装置100は、差分情報に加えて、医療関連情報を前記識別器への入力として用いて、前記発症リスクに関する情報を推定する。差分情報に加えて医用画像情報や非医用画像情報そのものも入力として用いるため、より高精度に疾患の発症リスクを推定することができる。
Further, the
なお、本発明は、上述した実施形態および各変形例のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made within the scope of the claims.
たとえば、情報処理装置100、撮影装置200、およびサーバー300は、それぞれ上記の構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上記の構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。
For example, the
また、情報処理装置100、撮影装置200、およびサーバー300は、それぞれ複数の装置によって構成されてもよく、あるいは単一の装置によって構成されてもよい。
Further, the
また、各構成が有する機能は、他の構成によって実現されてもよい。たとえば、撮影装置200およびサーバー300は、情報処理装置100に統合され、撮影装置200およびサーバー300が有する各機能の一部または全部が情報処理装置100によって実現されてもよい。
Further, the functions of each configuration may be realized by other configurations. For example, the photographing
また、上記の実施形態におけるフローチャートの処理単位は、各処理の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理ステップの分類の仕方によって、本願発明が制限されることはない。各処理は、さらに多くの処理ステップに分割することもできる。また、1つの処理ステップが、さらに多くの処理を実行してもよい。 Further, the processing unit of the flowchart in the above embodiment is divided according to the main processing contents in order to facilitate understanding of each processing. The invention of the present application is not limited by the method of classifying the processing steps. Each process can be divided into more processing steps. Also, one processing step may perform more processing.
上述した実施形態に係るシステムにおける各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、フレキシブルディスクおよびCD−ROM等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、システムの一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。 The means and methods for performing various processes in the system according to the above-described embodiment can be realized by either a dedicated hardware circuit or a programmed computer. The program may be provided, for example, by a computer-readable recording medium such as a flexible disk and a CD-ROM, or may be provided online via a network such as the Internet. In this case, the program recorded on the computer-readable recording medium is usually transferred and stored in a storage unit such as a hard disk. Further, the above program may be provided as a single application software, or may be incorporated into the software of the device as a function of the system.
100 情報処理装置、
110 CPU、
111 取得部、
112 推定部、
113 制御部、
120 ROM、
130 RAM、
140 ストレージ、
150 通信インターフェース、
160 表示部、
170 操作受付部、
200 撮影装置、
300 サーバー。
100 information processing device,
110 CPU,
111 acquisition part,
112 estimation part,
113 Control unit,
120 ROM,
130 RAM,
140 storage,
150 communication interface,
160 display section,
170 Operation reception department,
200 shooting equipment,
300 servers.
Claims (15)
学習済みの識別器を用いて、前記取得部によって取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された前記発症リスクに関する情報を出力部に出力させる制御部と、
を有する医療診断支援装置。 An acquisition unit that acquires difference information about two or more medical-related information acquired for the same subject at different timings, and an acquisition unit.
Using the learned classifier, the difference information acquired by the acquisition unit is input, and the estimation unit that estimates information on the risk of developing the disease of the subject at a specific time point, and the estimation unit.
A control unit that outputs information on the onset risk estimated by the estimation unit to the output unit,
Medical diagnosis support device with.
学習済みの識別器を用いて、前記ステップ(a)において取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定するステップ(b)と、
前記ステップ(b)において推定された前記発症リスクに関する情報を出力するステップ(c)と、
を有する処理をコンピューターに実行させるための医療診断支援プログラム。 Step (a) of acquiring the difference information of two or more medical-related information about the same subject acquired at different timings, and
Using the trained classifier, the difference information acquired in the step (a) is input, and the step (b) of estimating the information on the risk of developing the disease of the subject at a specific time point and the step (b).
In step (c), which outputs information regarding the onset risk estimated in step (b),
A medical diagnosis support program that allows a computer to perform processing with.
学習済みの識別器を用いて、前記ステップ(a)において取得された前記差分情報を入力とし、特定の時点における前記対象者の疾患の発症リスクに関する情報を推定するステップ(b)と、
前記ステップ(b)において推定された前記発症リスクに関する情報を出力するステップ(c)と、
を有する医療診断支援方法。 Step (a) of acquiring the difference information of two or more medical-related information about the same subject acquired at different timings, and
Using the trained classifier, the difference information acquired in the step (a) is input, and the step (b) of estimating the information on the risk of developing the disease of the subject at a specific time point and the step (b).
In step (c), which outputs information regarding the onset risk estimated in step (b),
Medical diagnosis support method with.
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