JP2023106967A - Program, method for processing information, information processor, and method for generating model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プログラム、情報処理方法、情報処理装置及びモデル生成方法に関する。 The present invention relates to a program, an information processing method, an information processing apparatus, and a model generation method.
医療機関等において医師が患者の病状を診断する際に支援するシステムが提案されている。例えば特許文献1では、患者の診察記録、看護記録、検査結果、投薬記録、医療画像等を含む診療情報に基づいて、罹患可能性のある診断名あるいは患者の状態を推定するシステムが開示されている。特許文献1に開示されたシステムでは、患者に対して行われた薬剤の処方及び注射オーダの内容に基づいて、患者の診断名を推定して提示すること、また、診断名と、薬剤の処方及び注射オーダの内容とに基づいて、オーダされた薬剤が診断名の病状に対して禁忌の薬剤である場合に警告を出力すること等が開示されている。 2. Description of the Related Art A system has been proposed that assists a doctor in diagnosing a patient's condition in a medical institution or the like. For example, Patent Document 1 discloses a system for estimating a possible disease diagnosis or a patient's condition based on clinical information including patient examination records, nursing records, test results, medication records, medical images, and the like. there is The system disclosed in Patent Document 1 presumes and presents a patient's diagnosis based on the contents of a drug prescription and an injection order given to the patient, and also compares the diagnosis and the drug prescription. and the content of the injection order, outputting a warning when the ordered drug is contraindicated for the disease condition of the diagnosis name.
医療機関等では、多種の薬剤が取り扱われており、薬剤によって投与量及び投与速度が異なるため、患者に薬剤を投与する際には、薬剤の取り違えや、投与量又は投与速度の設定間違い等が発生しないように細心の注意が必要である。薬剤の種類、投与量、又は投与速度を誤った場合、患者が重篤な状態となるおそれがあるため、医療従事者には正確な作業が求められ、医療従事者の負担が大きい。また、薬剤の種類、投与量、又は投与速度を誤って投与し、その後の患者の状態が悪化した場合には、リカバリするための処置を行う必要があるが、医師及び看護師等の医療従事者の経験及び知識が乏しい場合には、適切な判断を行うことは難しい。特許文献1に開示されたシステムは、診断名又は患者の状態と、使用可能な薬剤名又は禁忌の薬剤名とが関連付けられていることにより、患者に対してオーダされた薬剤から診断名を推定し、また、オーダされた薬剤が禁忌の薬剤であるか否かを判定しているに過ぎず、投薬後に状態が悪化した患者に対して行うべき処置を提示することはできない。 A wide variety of drugs are handled at medical institutions, etc., and the dosage and administration rate differ depending on the drug. Great care must be taken to prevent this from occurring. If the type, dosage, or rate of administration of the drug is incorrect, the patient may be in a serious condition, so accurate work is required of the medical staff, which places a heavy burden on the medical staff. In addition, if the wrong type, dosage, or administration rate of the drug is administered, and the patient's condition worsens afterward, it is necessary to take measures to recover, but medical professionals such as doctors and nurses It is difficult to make appropriate judgments when the experience and knowledge of a person are poor. The system disclosed in Patent Document 1 estimates the diagnosis from the drug ordered for the patient by associating the diagnosis name or the patient's condition with the name of the drug that can be used or the name of the contraindicated drug. In addition, it merely determines whether or not the ordered drug is contraindicated, and cannot suggest the treatment to be performed for the patient whose condition has deteriorated after the drug is administered.
一つの側面では、投薬後に状態が悪化した患者に行うべき回復処置を提示することが可能なプログラム等を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a program or the like capable of suggesting recovery measures to be taken to a patient whose condition has deteriorated after administration.
一つの側面に係るプログラムは、注射剤の投与中又は投与後に正常でない状態となった患者のバイタルデータと、前記注射剤の種類、投与量及び投与速度とを取得し、注射剤の種類、投与量及び投与速度とバイタルデータとを入力した場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力するように学習された学習モデルに、取得した前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータとを入力して、前記バイタルデータの患者に対する回復処置に関するアドバイス情報を出力する処理をコンピュータに実行させる。 A program according to one aspect acquires vital data of a patient who is in an abnormal state during or after administration of an injection, and the type, dosage, and administration rate of the injection, and determines the type of injection, administration The acquired type of injection, dosage and administration rate, and vital data are input to a learning model trained to output advice information regarding recovery treatment when the amount and administration rate, and vital data are input. The computer is caused to execute a process of inputting and outputting advice information regarding recovery treatment for the patient of the vital data.
一つの側面では、投薬後に状態が悪化した患者に行うべき回復処置を提示することができる。 In one aspect, remedial actions to be taken can be suggested to a patient whose condition has deteriorated after administration.
以下、本開示のプログラム、情報処理方法、情報処理装置及びモデル生成方法について、その実施形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the program, the information processing method, the information processing apparatus, and the model generation method of the present disclosure will be described in detail based on the drawings showing the embodiments.
(実施形態1)
注射剤の投与中又は投与後にバイタルデータが正常でない状態となった患者のバイタルデータと、投与された注射剤の種類(薬剤名)、投与量、及び投与速度を含む投薬情報とに基づいて、リカバリするための処置(回復処置)に関するアドバイスを提示する情報処理装置について説明する。本実施形態では、例えば輸液ポンプ又はシリンジポンプを用いて血管内に直接薬剤を投与する投薬方法で使用される注射剤について、投薬中又は投薬後に状態が悪化した患者に対して行うべき回復処置を提示する。なお、注射剤は、血管内に直接投与される薬剤に限定されず、注射針を用いて皮内、皮下、筋肉等の体内組織に投与される薬剤であってもよい。また、状態が悪化したとは、例えばバイタルデータに含まれる血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、又は体温が正常範囲から逸脱した状態を意味する。なお、正常範囲は、例えば年齢、性別、体重、身長、病状等に応じて予め設定されている。
(Embodiment 1)
Based on the vital data of the patient whose vital data became abnormal during or after administration of the injection, and medication information including the type of injection administered (drug name), dosage, and administration rate, An information processing apparatus that presents advice on measures for recovery (recovery measures) will be described. In this embodiment, for an injection used in a drug administration method in which a drug is administered directly into a blood vessel using, for example, an infusion pump or a syringe pump, recovery measures to be taken for a patient whose condition has deteriorated during or after drug administration are described. Present. Injections are not limited to drugs that are directly administered into blood vessels, and may be drugs that are administered intracutaneously, subcutaneously, or into body tissues such as muscles using an injection needle. Further, the deterioration of the condition means that the blood pressure, pulse rate, heart rate, respiratory rate, electrocardiogram, or body temperature included in the vital data deviate from the normal range, for example. It should be noted that the normal range is set in advance according to, for example, age, sex, weight, height, medical condition, and the like.
図1は情報処理装置の構成例を示すブロック図である。情報処理装置10は、種々の情報処理、情報の送受信が可能な装置であり、例えばサーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ等である。情報処理装置10は、複数台設けられて分散処理する構成でもよく、1台の装置内に設けられた複数の仮想マシンによって実現されてもよい。情報処理装置10は、例えば医療機関内に設置されて利用される。情報処理装置10をサーバコンピュータで構成する場合、情報処理装置10は、医療機関内に設置されたローカルサーバであってもよく、インターネット等のネットワークを介して通信接続されたクラウドサーバであってもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an information processing apparatus. The
情報処理装置10は、患者に投与中又は投与後の薬剤(注射剤)に関する投薬情報と、当該患者の投薬前後のバイタルデータとに基づいて、当該患者の投薬後の状態をリカバリするための回復処置をアドバイスするアドバイス情報を出力する処理を行う。具体的には後述のように、情報処理装置10は、所定の訓練データを学習する機械学習を行い、投薬情報及びバイタルデータを入力として、アドバイス情報を出力する学習モデル12M(図3参照)を予め用意してある。情報処理装置10は、投薬中又は投薬後に状態が悪化した患者の投薬情報及びバイタルデータを学習モデル12Mに入力し、状態をリカバリするための処置を提示するアドバイス情報を学習モデル12Mから取得する。
The
情報処理装置10は、制御部11、記憶部12、通信部13、入力部14、表示部15、読み取り部16等を含み、これらの各部はバスを介して相互に接続されている。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro-Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)又はAIチップ(AI用半導体)等の1又は複数のプロセッサを有する。制御部11は、記憶部12に記憶してある制御プログラム12Pを適宜実行することにより、情報処理装置10が行うべき種々の情報処理、制御処理等を行う。
The
記憶部12は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等を含む。記憶部12は、制御部11が実行する制御プログラム12P(プログラム製品)及び制御プログラム12Pの実行に必要な各種のデータ等を予め記憶している。また記憶部12は、制御部11が制御プログラム12Pを実行する際に発生するデータ等を一時的に記憶する。また記憶部12は、例えば機械学習によって訓練データを学習済みの学習モデル12Mを記憶している。学習モデル12Mは、患者の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、投薬後の状態をリカバリするための回復処置を含むアドバイス情報を出力するように学習された学習済みモデルである。学習モデル12Mは、人工知能ソフトウェアを構成するプログラムモジュールとしての利用が想定される。学習モデル12Mは、入力値に対して所定の演算を行い、演算結果を出力するものであり、記憶部12には、この演算を規定する関数の係数や閾値等のデータが学習モデル12Mとして記憶される。また記憶部12は、後述する電子カルテDB12aを記憶している。電子カルテDB12aは、情報処理装置10に接続された他の記憶装置に記憶されてもよく、情報処理装置10が通信可能な他の記憶装置に記憶されてもよい。
The
通信部13は、有線通信又は無線通信によって、インターネット又はLAN(Local Area Network)等のネットワークに接続するための通信モジュールであり、ネットワークを介して他の装置との間で情報の送受信を行う。入力部14は、ユーザによる操作入力を受け付け、操作内容に対応した制御信号を制御部11へ送出する。表示部15は、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等であり、制御部11からの指示に従って各種の情報を表示する。入力部14及び表示部15は一体として構成されたタッチパネルであってもよい。
The
読み取り部16は、CD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)カード等を含む可搬型記憶媒体1aに記憶された情報を読み取る。記憶部12に記憶される制御プログラム12P(プログラム製品)及び各種のデータは、制御部11が読み取り部16を介して可搬型記憶媒体1aから読み取って記憶部12に記憶してもよい。また記憶部12に記憶される制御プログラム12P及び各種のデータは、制御部11が通信部13を介して他の装置からダウンロードして記憶部12に記憶してもよい。
The
図2は電子カルテDB12aの構成例を示す模式図である。電子カルテDB12aは、医療機関を利用する患者の電子カルテデータ(診療記録)を格納するデータベースである。図2に示す電子カルテDB12aは、患者ID列、患者情報列、バイタルデータ列、投薬情報列等を含む。患者ID列は、各患者を識別するための識別情報(患者ID、患者コード)を記憶する。患者IDは例えば医療機関で発行された診察券の診察券番号であってもよい。患者情報列は、患者IDに対応付けて、患者に関する患者情報を記憶する。患者情報は、例えば患者の年齢及び性別を含む属性情報、診断名、既往歴、身長及び体重等を含む。バイタルデータ列は、患者IDに対応付けて、患者から計測したバイタルデータを記憶する。バイタルデータは、例えば血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、体温等を含み、これらのデータは、例えば計測日時に対応付けて各列に記憶される。なお、バイタルデータの各データは、時間的変化を示すグラフで表されてもよく、グラフのデータは、例えば計測日時と計測した値との組を、計測を行うたびに記録した一連のデータである。投薬情報列は、患者IDに対応付けて、患者に投与済みの注射剤又は投与予定の注射剤(薬剤)に関する投薬情報を記憶する。投薬情報は、例えば投薬日時、薬剤名(薬剤の種類)、投与量、投与速度、投与中又は投薬後の経過状態、経過状態が悪化した場合に行われて効果が得られた回復処置等を含む。経過状態は、正常状態(良好)及び正常ではない状態を含む。正常ではない状態とは、例えば投薬の開始後にバイタルデータ(血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、体温等)が正常範囲から逸脱した状態であり、例えば血圧の正常範囲以上への上昇又は正常範囲以下への下降、心拍数の正常範囲以上への増加又は正常範囲以下への減少、呼吸数の正常範囲以上への増加又は正常範囲以下への減少、心電図の正常でない波形、体温の正常範囲以上への上昇又は正常範囲以下への下降等を含む。回復処置は、例えば実施中の投薬を中止(中断)する、実施中の投薬の投与量を増やす又は減らす、実施中の投薬の投与速度を上げる又は下げる、投与中の薬剤に対する拮抗剤を投与する、別の薬剤を投与する等を含む。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of the electronic
電子カルテDB12aの記憶内容は図2に示す例に限定されず、患者に実施した血液検査及び尿検査等の各種検査に関する検査情報、治療に関する治療情報、手術に関する手術情報、薬の服用歴、医師等が入力したコメント等、患者に関する各種の情報が記憶されてもよい。なお、検査情報は、X線画像、超音波画像、CT(Computed Tomography:コンピュータ断層撮影法)画像、MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴画像法)画像、PET(Positron Emission Tomography:陽電子放出断層撮影法)画像等の医用画像を含んでもよい。
The contents stored in the electronic
図3は学習モデル12Mの構成例を示す模式図である。図3に示す学習モデル12Mは、患者の投薬情報(薬剤名、投与量及び投与速度)及びバイタルデータ(血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図等)を入力とし、入力されたデータに基づいて、当該患者に実施すべき回復処置を判別する演算を行い、演算した結果(回復処置を示すアドバイス情報)を出力するように学習してある。なお、学習モデル12Mは、電子カルテDB12aに記憶してある患者の投薬情報と、電子カルテデータに含まれるデータとが入力されるように構成されていてもよい。学習モデル12Mは、例えば深層学習によって生成されるニューラルネットワークモデルであるCNN(Convolutional Neural Network)で構成される。なお、学習モデル12Mは、CNNのほかに、RNN(Recurrent Neural Network)、LSTM(Long Short-Term Memory)、Transformer、決定木、ランダムフォレスト、SVM(Support Vector Machine)等のアルゴリズムを用いて構成されてもよく、複数のアルゴリズムを組み合わせて構成されてもよい。情報処理装置10は、所定の訓練データを学習する機械学習を行って学習モデル12Mを事前に生成しておく。そして情報処理装置10は、投薬中又は投薬後に状態が悪化した患者について、電子カルテDB12aに登録してある患者の投薬情報及び投薬前後のバイタルデータを学習モデル12Mに入力し、学習モデル12Mからの出力情報に基づいて、患者に実施すべき回復処置を予測する。なお、学習モデル12Mは、複数の入力ノードを有しており、各入力ノードには、それぞれ入力すべき情報が対応付けられており、投薬情報及びバイタルデータの各情報がそれぞれ対応付けられた入力ノードを介して学習モデル12Mに入力される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of the
図3に示す学習モデル12Mは複数の出力ノードを有しており、各出力ノードには、予め設定された回復処置がそれぞれ対応付けられており、各出力ノードから、対応付けられた回復処置が実施すべき処置であると判別すべき確率を出力する。回復処置は、投与中の薬剤の投与を中止する、投与中の薬剤の投与量を増やす、投与中の薬剤の投与速度を上げる又は下げる、投与中の薬剤に対する拮抗剤を投与する(拮抗剤A1、投与量B1、投与速度C1で投与)、別の薬剤を投与する(薬剤A3、投与量B3で投与)等を含む。図3に示す例では、出力ノード0は、投薬を中止すると判別すべき確率を出力し、出力ノード1は、投薬量を増やすと判別すべき確率を出力し、出力ノード2は、投薬速度を上げると判別すべき確率を出力する。なお、各出力ノードに対応付けられる回復処置は図3に示す例に限定されず、いずれかのバイタルデータが正常範囲から逸脱した場合に行うべき回復処置を含む。各出力ノードの出力値は例えば0~1.0の値であり、各出力ノードから出力された判別確率の合計が1.0(100%)となる。上述した構成により、本実施形態の学習モデル12Mは、患者の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、入力されたバイタルデータが示す状態(悪化した状態)をリカバリするための回復処置に係る情報(各回復処置に対する判別確率)を出力する。
The
情報処理装置10は、上述した学習モデル12Mにおいて、例えば、各出力ノードからの出力値のうちで大きい順に所定数(例えば3つ)の出力値(判別確率)を選択し、選択した出力値を出力した出力ノードに対応付けられている回復処置を、実施すべき処置に特定する。これにより、実施すべき回復処置の候補として所定数の回復処置を提示することができる。なお、情報処理装置10は、学習モデル12Mの各出力ノードからの出力値のうちで最大の出力値(判別確率)を出力した出力ノードに対応付けられている回復処置を、実行すべき処置に特定してもよい。また、学習モデル12Mは、それぞれの回復処置に対する判別確率を出力する複数の出力ノードを有する代わりに、判別確率が最も高い回復処置を出力する1個の出力ノードを有する構成でもよい。
In the
学習モデル12Mは、訓練用の投薬情報及びバイタルデータと、実施して効果が得られた回復処置を示す情報(正解ラベル)とを含む訓練データを用いて、未学習の学習モデルを機械学習させることにより生成される。訓練データは、各種の注射剤が投与された患者のうちで、投与中又は投与後に状態が悪化した患者の投薬情報及び投薬前後のバイタルデータに対して、効果が得られた回復処置を示す情報が付与されて生成される。投薬情報、バイタルデータ、及び効果が得られた回復処置は、電子カルテDB12aに記憶してある投薬済みの患者の投薬情報、バイタルデータ、及び回復処置から取得することができる。具体的には、電子カルテDB12aに記憶してある投薬情報のうちで、経過状態が悪化し、回復処置の実施後にバイタルデータが正常範囲に戻った患者の投薬情報、当該投薬の前後のバイタルデータ、実施された回復処置が読み出されて訓練データが生成される。
The
学習モデル12Mは、訓練用の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、正解ラベルが示す回復処置に対応する出力ノードからの出力値が1.0に近づき、他の出力ノードからの出力値が0.0に近づくように学習する。学習処理において学習モデル12Mは、入力された投薬情報及びバイタルデータに基づく演算を行い、各出力ノードからの出力値を算出する。そして学習モデル12Mは、算出した各出力ノードの出力値と正解ラベルに応じた値(正解ラベルが示す回復処置に対応する出力ノードに対しては1、それ以外の出力ノードに対しては0)とを比較し、各出力値がそれぞれ正解ラベルに応じた値に近似するように、演算処理に用いるパラメータを最適化する。当該パラメータは、学習モデル12Mにおけるニューロン間の重み等である。パラメータの最適化の方法は特に限定されないが、誤差逆伝播法、最急降下法等を用いることができる。これにより、患者の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、当該患者に実施すべき回復処置を予測し、予測結果を出力するように学習された学習モデル12Mが得られる。
When training medication information and vital data are input to the
学習モデル12Mの学習は他の学習装置で行われてもよい。他の学習装置で学習が行われて生成された学習済みの学習モデル12Mは、例えばネットワーク経由又は可搬型記憶媒体1a経由で学習装置から情報処理装置10にダウンロードされて記憶部12に記憶される。学習モデル12Mは、図3に示す構成に限定されない。学習モデル12Mは、実施すべき回復処置を予測する際に用いられる各種の情報が入力される構成とすることができる。例えば、電子カルテデータに含まれる身長及び体重、既往歴、検査情報、治療情報、手術情報、薬の服用歴、医師等が入力したコメント等の各情報のいずれか又は複数が入力される構成でもよい。この場合、学習モデル12Mは、投薬情報及びバイタルデータだけでなく、電子カルテデータに含まれる各種の情報に基づいて、実施すべき回復処置を判別し、各回復処置に対する判別確率を出力するように構成される。なお、学習モデル12Mに入力される電子カルテデータは時系列データであってもよく、例えば定期的に行われた血液検査又は尿検査等の検査結果の時系列データ(検査情報)、定期的に行われた各種治療に関する時系列データ(治療情報)であってもよい。この場合、例えば患者の直近の1日分の電子カルテデータ、又は直近の1週間分の電子カルテデータ等が学習モデル12Mに入力されるように構成することができる。
Learning of the
以下に、訓練データを学習して学習モデル12Mを生成する処理について説明する。図4は学習モデル12Mの生成処理手順の一例を示すフローチャートである。以下の処理は、情報処理装置10の制御部11が、記憶部12に記憶してある制御プログラム12Pに従って行うが、他の学習装置で行われてもよい。
Processing for learning the training data and generating the
情報処理装置10の制御部11はまず、訓練データに用いる患者の情報を電子カルテDB12aから取得して訓練データを生成し、生成した訓練データを用いて学習モデル12Mの学習を行う。例えば制御部11は、電子カルテDB12aに記憶してある各患者の投薬情報の経過状態に基づいて、投薬を開始した後(投薬中又は投薬後)に状態が悪化した患者がいるか否かを判断する(S11)。具体的には、制御部11は、投薬を開始してから所定時間(例えば数10分、数時間等)が経過するまでの間にバイタルデータ(血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、体温等)が正常範囲から逸脱した患者がいるか否かを判断する。投薬の開始後に状態が悪化した患者がいると判断した場合(S11:YES)、制御部11は、当該患者の投薬情報、投薬前後のバイタルデータ、及び状態が悪化した後に実施された回復処置を示す情報を電子カルテDB12aから取得する(S12)。なお、制御部11は、投薬前後のバイタルデータとして、例えば投薬開始の所定時間前(数分、数10分程度前)から、状態が悪化した後に回復するまでのバイタルデータを取得する。制御部11は、取得した投薬情報及びバイタルデータに対して、取得した回復処置を示す正解ラベルを付与して訓練データを生成し、記憶部12に記憶する(S13)。
First, the
制御部11は、投薬の開始後に状態が悪化した患者のうちで、訓練データの生成処理を実行していない患者(未処理の患者)がいるか否かを判断する(S14)。未処理の患者がいると判断した場合(S14:YES)、制御部11は、ステップS12の処理に戻り、未処理の患者の投薬情報、投薬前後のバイタルデータ、及び回復処置を示す情報を電子カルテDB12aから取得し(S12)、訓練データとして記憶部12に記憶する(S13)。制御部11は、未処理の患者がいないと判断するまでステップS12~S14の処理を繰り返す。これにより、投薬開始後に状態が悪化した患者の情報に基づいて、学習モデル12Mの学習に用いる訓練データを生成して蓄積できる。
The
投薬開始後に状態が悪化した患者がいないと判断した場合(S11:NO)、制御部11は、上述した処理を行わずに処理を終了する。なお、投薬開始後に状態が悪化した患者について、投薬情報、投薬前後のバイタルデータ、実施した回復処置の情報を予め収集しておき、収集しておいたデータに基づいて、制御部11が、学習モデル12Mの学習に用いる訓練データを生成する構成でもよい。
If it is determined that there is no patient whose condition has deteriorated after the start of drug administration (S11: NO), the
未処理の患者がいないと判断した場合(S14:NO)、制御部11は、蓄積した各訓練データを用いて学習モデル12Mの学習処理を行う(S15)。ここでは、制御部11は、訓練データに含まれる投薬情報及びバイタルデータを学習モデル12Mに入力し、各出力ノードからの出力値を取得する。制御部11は、各出力ノードの出力値と、正解ラベルに応じた値(正解の回復処置に対応する出力ノードに対しては1、正解ではない回復処置に対応する出力ノードに対しては0)とを比較し、両者が近似するように、例えば誤差逆伝播法を用いて、学習モデル12Mにおけるニューロン間の重み等のパラメータを最適化する。
When it is determined that there is no unprocessed patient (S14: NO), the
制御部11は、ステップS13で蓄積した訓練データのうちで、学習処理が行われていない訓練データ(未処理のデータ)があるか否かを判断する(S16)。未処理のデータがあると判断した場合(S16:YES)、制御部11はステップS15の処理に戻り、学習処理が未処理の訓練データを用いて学習処理を繰り返す。未処理のデータがないと判断した場合(S16:NO)、制御部11は一連の処理を終了する。
The
上述した処理により、患者の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、患者に実施すべき回復処置を示す情報を出力するように学習された学習モデル12Mが生成される。なお、上述したような訓練データを用いた学習処理を繰り返し行うことにより、学習モデル12Mを更に最適化することができる。また、既に学習済みの学習モデル12Mについても、上述した処理を行うことによって再学習させることができ、この場合、判別精度がより高い学習モデル12Mを生成できる。また、例えば医療機関毎に訓練データを学習させることにより、各医療機関に応じた学習モデル12Mを生成してもよい。患者に実施可能な回復処置は、医療機関で使用可能な医療器具又は薬剤等に応じて多少異なるので、医療機関毎に学習モデル12Mを生成することにより、各医療機関で行われる頻度が高い回復処置を考慮して、患者に実施すべき回復処置の決定が可能となる。
Through the above-described processing, the
以下に、上述した処理によって生成された学習モデル12Mを用いて、例えば投薬中の患者の状態が悪化した場合に、当該患者に実施すべき回復処置を判別してアドバイスを出力する処理について説明する。図5は回復処置の提示処理手順の一例を示すフローチャート、図6は画面例を示す説明図である。以下の処理は、情報処理装置10の制御部11が、記憶部12に記憶してある制御プログラム12Pに従って行う。
The following describes the process of determining recovery measures to be taken for a patient and outputting advice when, for example, the condition of a patient who is taking medication worsens, using the
医療現場において患者に薬剤を投与している際に、又は投与した後に、患者の状態が悪化した場合、医師又は看護師は、図6Aに示すような入力画面を介して、実施中又は実施後の投薬に関する投薬情報(薬剤名、投与量、投与速度)を入力することにより、実施すべき回復処置に関するアドバイスを受けることができる。なお、患者に対する投薬は、例えば手術室、ICU(集中治療室)、病室、処置室等で行われる。以下では説明の簡略化のため、情報処理装置10が、投薬が行わる部屋に設けられている構成を例に説明する。なお、投薬が行われる部屋に、入力部及び表示部を有する端末を設けておき、この端末と、医療機関内の情報処理装置10とが通信接続されている構成でもよい。この場合、端末を介して入力された投薬情報が情報処理装置10へ送信され、情報処理装置10で投薬情報に基づいて予測された回復処置が端末へ送信され、端末の表示部を介して医師又は看護師に提示される。
When the patient's condition deteriorates during or after administering the drug to the patient in the medical field, the doctor or nurse can enter the drug during or after administration via the input screen as shown in FIG. By inputting the medication information (drug name, dosage, administration rate) about the medication, advice on recovery measures to be taken can be received. Medication to a patient is performed in, for example, an operating room, an ICU (intensive care unit), a hospital room, a treatment room, or the like. For the sake of simplicity of explanation, a configuration in which the
情報処理装置10の制御部11は、例えば入力部14を介した医師又は看護師による操作に従って、図6Aに示すような入力画面を表示部15に表示する(S21)。図6Aに示す画面には、患者IDの入力欄と、投薬情報として薬剤名、投与量及び投与速度の各入力欄と、入力された投薬情報に基づく回復処置の特定を指示するためのOKボタンとが設けられている。各入力欄は、任意の情報又は数値を入力できる構成でもよく、複数の選択肢の中から任意の1つを選択するためのプルダウンメニューが設けられていてもよい。入力画面は、図6Aに示す構成のほかに、薬剤のメーカを入力するための入力欄が設けられていてもよく、薬剤名の入力欄は、例えば任意の文字又は数字が入力された場合に、入力された文字又は数字で始まる薬剤名の一覧を表示するように構成されていてもよい。
The
制御部11は、例えば入力部14を介して入力された患者IDを取得し、患者IDの入力欄に表示する(S22)。なお、例えば情報処理装置10にバーコードリーダ又はQRコード(登録商標)リーダ等のコードリーダが接続されている場合、制御部11は、コードリーダによって患者IDを読み取って入力欄に表示してもよい。例えば、患者IDがコード化されたコードが印字されたリストバンドを患者が装着している場合、コードリーダによってリストバンドのコードから患者IDを読み取ってもよく、患者IDのコードが印字された用紙から患者IDを読み取ってもよい。
The
また制御部11(取得部)は、例えば入力部14を介して入力された投薬情報を取得し、各入力欄に表示する(S23)。なお、制御部11は、入力された患者IDに基づいて、電子カルテDB12aに記憶してある当該患者の電子カルテデータから、現在実施中の投薬、又は直近に実施した投薬に関する投薬情報を読み出して各入力欄に表示してもよい。また、輸液ポンプ又はシリンジポンプを用いて投薬する場合、薬剤名、投与量、及び投与速度がポンプに設定される。よって、情報処理装置10が、ポンプと通信できるように構成されている場合、制御部11は、ポンプとの間で情報の送受信を行うことにより、ポンプに設定された薬剤名、投与量、及び投与速度をポンプから取得して入力欄に表示してもよい。ポンプから各情報を取得する場合、各情報の入力ミスが発生せず、医師又は看護師の操作負担も低減できる。更に、薬剤名を含む薬剤情報がコード化されたコードが印字されたシールが薬剤のパッケージに貼付されている場合、制御部11は、コードリーダによって薬剤のパッケージのコードから薬剤名を読み取ってもよい。また、薬剤名を含む薬剤情報を記憶したRFID(Radio Frequency IDentifier)タグが薬剤に貼付してあり、情報処理装置10に、RFIDタグの記憶情報を読み取る読取装置が接続されている場合、制御部11は、読取装置によってRFIDタグから薬剤名を読み取ってもよい。
Also, the control unit 11 (acquisition unit) acquires the medication information input via the
制御部11は、入力画面のOKボタンが操作されたか否かを判断しており(S24)、OKボタンが操作されていないと判断した場合(S24:NO)、ステップS23の処理に戻り、投薬情報の取得及び表示を繰り返す。OKボタンが操作されたと判断した場合(S24:YES)、制御部11(取得部)は、ここでの患者のバイタルデータを電子カルテDB12aから取得する(S25)。ここでは、制御部11は、入力画面に入力された患者ID(患者の識別コード)に基づいて、患者IDに対応付けて記憶されているバイタルデータから、直近の所定時間に計測されたバイタルデータを取得する。なお、制御部11は、例えば投薬を開始する所定時間前(数分、数10分程度前)から直前までに計測されたバイタルデータを取得する。バイタルデータは血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図等を含む。
The
制御部11は、入力画面を介して入力された投薬情報と、ステップS25で取得したバイタルデータとを学習モデル12Mに入力し、学習モデル12Mからの出力値に基づいて、患者に実施すべき回復処置を特定(予測)する(S26)。例えば制御部11は、学習モデル12Mにおいて、各出力ノードからの出力値のうちで大きい順に所定数(例えば3つ)の出力値(判別確率)を選択し、選択した出力値を出力した出力ノードに対応付けられている回復処置を、実施すべき回復処置の候補に特定する。そして、制御部11は、特定した回復処置の候補を医師又は看護師に提示するアドバイス情報を生成する(S27)。例えば制御部11は、ステップS26で特定した回復処置を説明するメッセージを列挙したアドバイス情報を生成する。具体的には、制御部11は、「投薬を中止する」、「投与中の薬剤の投与量を増やす」、「投与中の薬剤の投与速度を上げる(又は下げる)」、「拮抗剤A1、投与量B1、投与速度C1で投与する」、「薬剤A3、投与量B3を投与する」、「様子を見る」等のメッセージを含むアドバイス情報を生成する。
The
そして制御部11(出力部)は、生成したアドバイス情報に基づいて、図6Bに示すようなアドバイス画面を表示部15に表示する(S28)。図6Bに示すアドバイス画面は、患者に実施すべき回復処置の候補として、判別確率が大きい順に3つの回復処置を提示している。なお、制御部11は、各回復処置に対する判別確率に基づいて、複数の回復処置の実施を提案するアドバイス情報を生成してもよい。例えば最高の判別確率と、2番目の判別確率とが同程度の値である場合に、制御部11は、この2つの回復処置の実施を提示するアドバイス情報を生成してもよい。図6Bに示す例では、推奨2は、「投薬を中止する」及び「拮抗剤A1、投与量B1、投与速度C1で投与する」の2つの回復処置を提案している。また、アドバイス画面は、各回復処置に対応付けて、各回復処置に対応する出力ノードから出力された判別確率を表示してもよい。この場合、各回復処置に対する推奨度合を判別確率で提示することができる。医師は、アドバイス画面によって推奨された回復処置を確認し、適切な回復処置を選択し、患者に対して回復処置を実施する。なお、情報処理装置10がスピーカ等の音声出力部を有する場合、制御部11は、アドバイス情報の表示に加えて、アドバイス情報を音声出力することにより医師又は看護師に提示してもよい。また、別室等に医師がいる場合に、この別室等に情報処理装置10と通信可能な他の端末を設けておくことにより、投薬を実施した看護師が情報処理装置10を用いてアドバイス画面を閲覧しているときに、別室等に設けられた端末を介して医師から回復処理の実施指示を受けることができる。具体的には、情報処理装置10は、アドバイス画面を別室の端末へ送信し、別室の医師は、アドバイス画面によって提示された回復処置から適切な処置を決定し、別室の端末を介して、決定した回復処理の実施を看護師に指示できる。
Then, the control unit 11 (output unit) displays an advice screen as shown in FIG. 6B on the
上述した処理により、患者に薬剤を投与している際に、患者の状態が悪化した場合に、悪化した状態をリカバリするために患者に実施すべき回復処置に関するアドバイスを提示することができる。よって、医師は、提示される回復処置の選択肢を考慮して、適切な回復処置を素早く判断することができる。投薬により患者の状態が悪化した場合、緊急を要する状況、切迫度が高い状況となるので、適切な判断を行うことは難しい。また、夜間等のように少ない数の医師で対応している場合には、経験又は知識が豊富な医師に適切なサポートを受けることができない可能性が考えられる。このような状況においても、本実施形態の情報処理装置10を用いることにより、医師は患者に実施すべき回復処置を適切に判断することができ、看護師は、医師からの指示に従って適切な回復処置を実施できるので、患者の状態を早期に回復させることが可能となる。よって、緊迫した状況において、適切な回復処置を判断する医師及び看護師等の医療従事者の負担を軽減することができる。また、本実施形態では、学習モデル12Mを用いて、患者の投薬情報及びバイタルデータから、患者に実施すべき回復処置を特定するので、膨大な訓練データを学習させた学習モデル12Mを用いる場合には、より適切な回復処置を特定することが可能となる。
With the above-described processing, if the patient's condition deteriorates while the drug is being administered to the patient, it is possible to present advice on recovery measures that should be taken to the patient in order to recover from the deteriorated condition. Therefore, the physician can quickly determine the appropriate recovery treatment considering the presented recovery treatment options. When a patient's condition worsens due to medication, it is difficult to make an appropriate judgment because the situation requires urgency and the degree of urgency is high. In addition, when a small number of doctors are available, such as at night, there is a possibility that appropriate support cannot be obtained from experienced or knowledgeable doctors. Even in such a situation, by using the
本実施形態では、適切な回復処置を早期に決定できるので、悪化した患者の状態を早期に鎮静化することができ、患者に対する影響を最小限に抑制することができる。患者に対する影響を最小限に抑制できることにより、更なる回復処置が不要となり、不要となった回復処置について、使用される医療器具、薬剤、及び人的資源(医師及び看護師等の医療従事者)等を含む医療資源の使用が削減される。 In this embodiment, appropriate recovery measures can be determined early, so that the worsened patient's condition can be calmed early and the impact on the patient can be minimized. Minimizing the impact on the patient eliminates the need for further recovery procedures, and the medical equipment, drugs, and human resources (medical workers such as doctors and nurses) used for recovery procedures that are no longer required. Reduced use of medical resources, including
本実施形態では、情報処理装置10が学習モデル12Mを用いて、悪化した患者の状態をリカバリするための回復処置を特定する処理をローカルで行う構成について説明したが、この構成に限定されない。例えば、情報処理装置10をサーバコンピュータで構成し、学習モデル12Mを用いた回復処置の特定処理をサーバコンピュータで行うように構成してもよい。この場合、サーバコンピュータは、例えばネットワーク経由で接続してある医師又は看護師が用いる端末装置から患者の投薬情報及びバイタルデータを取得し、特定した回復処置の情報を前記端末装置へ出力して表示するように構成されていてもよい。なお、サーバコンピュータが電子カルテDB12aを記憶していてもよく、この場合、サーバコンピュータは、端末装置から患者の投薬情報のみを取得すればよい。また、学習モデル12Mを用いた回復処置の特定処理を行う第1サーバと、電子カルテDB12aを記憶している第2サーバとを各別に設ける構成としてもよい。この場合、第1サーバが、第2サーバから患者の投薬情報及びバイタルデータを取得し、学習モデル12Mを用いた回復処置の特定処理を行うように構成することができる。このような構成とした場合であっても、上述した本実施形態と同様の処理が可能であり、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
(実施形態2)
患者の投薬情報及びバイタルデータから、リカバリするための回復処置を予測した際に、学習モデル12Mに入力された投薬情報及びバイタルデータのうちで、得られた予測結果(判別結果)に対する寄与度が大きい入力データを特定し、予測結果と共に提示する情報処理装置について説明する。本実施形態の情報処理装置は、実施形態1の情報処理装置10と同様の構成を有するので、構成についての詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の情報処理装置10において、記憶部12に記憶してある学習モデルは、図3に示す実施形態1の学習モデル12Mと若干異なる。
(Embodiment 2)
When predicting a recovery treatment for recovery from the patient's medication information and vital data, the degree of contribution to the obtained prediction result (discrimination result) among the medication information and vital data input to the
図7は実施形態2の学習モデルの構成例を示す模式図である。本実施形態の学習モデル12Maは、いわゆる説明可能なAI(Explainable AI、XAI)であり、患者の投薬情報及びバイタルデータを入力として、患者に実施すべき回復処置の情報(各回復処置の判別確率)と、予測の根拠を示す説明データとを出力する機械学習モデルである。本実施形態においても、学習モデル12Maは、投薬情報及び電子カルテデータが入力される構成でもよい。学習モデル12Maは、SHAP又はAttention機構等を利用して、それぞれの入力データに対して、予測結果(モデルの出力)が得られる根拠とすべき寄与度(SHAP値、Attention等)を算出するように構成されている。寄与度は、学習モデル12Maの各入力データが、予測された回復処置(予測結果)の出力に寄与した度合を示す値であり、例えばAttentionは、予測結果を予測するために各入力データ(入力要素)に対してどれだけAttention(注目)したかを示す値である。従って、寄与度が高い入力データを、予測結果が得られた根拠と見なすことができる。図7に示す学習モデル12Maは、図3に示す学習モデル12Mと同様の構成に加えて、説明データの出力ノードとして、それぞれの入力データに対応する複数(入力データの数)の出力ノードを有する。よって、学習モデル12Maは、説明データ用の各出力ノードから、それぞれの入力データに対する寄与度(説明データ)を出力するように構成されている。例えば出力ノード101は入力データ1(例えば入力ノード0の入力データ)に対する寄与度を出力し、出力ノード102は入力データ2(例えば入力ノード1の入力データ)に対する寄与度を出力する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a learning model according to the second embodiment. The learning model 12Ma of the present embodiment is a so-called explainable AI (XAI), which uses the patient's medication information and vital data as inputs to obtain information on recovery treatment to be performed on the patient (discrimination probability of each recovery treatment ) and explanatory data indicating the grounds for the prediction. Also in this embodiment, the learning model 12Ma may be configured to receive medication information and electronic medical record data. The learning model 12Ma uses the SHAP or Attention mechanism or the like to calculate the degree of contribution (SHAP value, Attention, etc.) that should be used as the basis for obtaining the prediction result (model output) for each input data. is configured to The degree of contribution is a value indicating the degree to which each input data of the learning model 12Ma contributed to the output of the predicted recovery action (prediction result). It is a value that indicates how much attention is given to the element). Therefore, input data with a high degree of contribution can be regarded as the basis for obtaining the prediction result. A learning model 12Ma shown in FIG. 7 has, in addition to the same configuration as the
情報処理装置10は、説明データ用の各出力ノードからの出力値(寄与度)のうちで大きい順に所定数(例えば3つ)の出力値を選択し、選択した出力値を出力した出力ノードに対応付けられている入力データを、予測の根拠の候補に特定する。この場合、予測の根拠の候補として所定数の入力データを特定することができる。なお、情報処理装置10は、所定値以上の寄与度(出力値)を出力した出力ノードに対応付けられている入力データを、予測の根拠の候補に特定してもよい。本実施形態の学習モデル12Maは、それぞれの入力データに対する寄与度を出力する複数の出力ノードを有する代わりに、寄与度が最も高い入力データを示す情報(例えば入力ノード番号)を出力する1個の出力ノードを有する構成でもよい。
The
図8は実施形態2の回復処置の提示処理手順の一例を示すフローチャート、図9は画面例を示す説明図である。図8に示す処理は、図5に示す処理において、ステップS27,S28の間にステップS31を追加したものである。図5と同じステップについては説明を省略する。本実施形態の情報処理装置10の制御部11は、図5中のステップS21~S27と同様の処理を行う。これにより、本実施形態においても、入力画面を介して患者ID及び投薬情報が入力された場合に、投薬情報及びバイタルデータに基づいて患者に実施すべき回復処置が予測され、予測された回復処置を通知するためのアドバイス情報が生成される。なお、本実施形態では、ステップS26において、制御部11は、学習モデル12Maからの出力値に基づいて、回復処置を予測すると共に、予測結果の根拠となる入力データを特定している。例えば制御部11は、学習モデル12Maから出力された説明データ(各入力データの寄与度)のうちで、大きい順に所定数(例えば3つ)の寄与度を選択し、選択した寄与度を出力した出力ノードに対応付けられている入力データを、予測結果の根拠候補に特定する。
FIG. 8 is a flow chart showing an example of the procedure for presenting recovery measures according to the second embodiment, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a screen. The process shown in FIG. 8 is obtained by adding step S31 between steps S27 and S28 in the process shown in FIG. Description of the same steps as in FIG. 5 will be omitted. The
制御部11は、ステップS27の処理後、ステップS26で特定した予測結果の根拠となる入力データを通知するための予測の根拠情報を生成する(S31)。例えば予測結果の根拠となる入力データとして薬剤名を特定していた場合、制御部11は、予測結果(推奨する回復処置)の根拠として薬剤名を通知するメッセージ(例えば「推奨処置の根拠:薬剤A」)を生成する。また、予測結果の根拠となる入力データとして血圧を特定していた場合、制御部11は、予測結果(推奨する回復処置)の根拠として血圧を通知するメッセージを生成する。またこのとき、制御部11は、ステップS25で取得したバイタルデータ(血圧データ)に基づいて、血圧が正常範囲以上に上昇したのか正常範囲以下に下降したのかを判断し、血圧の変化を予測結果の根拠として通知してもよい。
After the process of step S27, the
そして制御部11は、ステップS27で生成したアドバイス情報と、ステップS31で生成した予測の根拠情報とに基づいて、図9に示すようなアドバイス画面を表示部15に表示する(S28)。図9に示すアドバイス画面は、図6Bに示すアドバイス画面の内容に加えて、推奨されている回復処置の予測に寄与した度合が高い入力データを提示している。図9に示す例では、予測結果に寄与した入力データとして、寄与度が大きい順にバイタルデータのうちの血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数の3つのデータが提示されている。なお、それぞれの入力データに対応付けて、それぞれの入力データの寄与度が表示されてもよい。この場合、予測結果に寄与した入力データについて寄与度も把握できる。医師は、アドバイス画面によって推奨された回復処置と、この回復処置の予測に寄与した入力データとを確認することによって、適切な回復処置を選択し、患者に対して回復処置を実施する。本実施形態では、投薬情報及びバイタルデータのうちで、予測結果(回復処置の予測)に寄与したデータがどれであるかが提示されるので、医師は、より適切な回復処置を選択することができる。
Then, the
本実施形態において、学習モデル12Maは、図7に示す構成に限定されず、例えば電子カルテデータに含まれる身長及び体重、既往歴、検査情報、治療情報、手術情報、薬の服用歴、医師等が入力したコメント等の各種の情報が入力される構成とすることができる。この場合、学習モデル12Maは、投薬情報及びバイタルデータだけでなく、電子カルテデータに含まれる各種の情報に基づいて実施すべき回復処置を判別し、その際に判別結果(予測結果)に対する各入力データの寄与度を出力するように構成することができる。なお、学習モデル12Maにおいても、入力される電子カルテデータは時系列データであってもよく、例えば患者の直近の1日分の電子カルテデータ、又は直近の1週間分の電子カルテデータ等が学習モデル12Maに入力されるように構成することができる。 In this embodiment, the learning model 12Ma is not limited to the configuration shown in FIG. can be configured to input various information such as comments input by the . In this case, the learning model 12Ma discriminates the recovery action to be performed based on not only the medication information and vital data but also various information included in the electronic medical record data, and at that time, each input for the discrimination result (prediction result) It can be configured to output the contribution of the data. Also in the learning model 12Ma, the electronic medical record data to be input may be time-series data, for example, the patient's electronic medical record data for the most recent day, or the electronic medical record data for the most recent week, etc. are learned. It can be configured to be input to the model 12Ma.
本実施形態では、上述した実施形態1と同様の効果が得られる。また本実施形態では、患者に実施すべき回復処置が予測されるだけでなく、予測結果に対する根拠となる入力データがどの入力データであるかを提示できる。よって、医師及び看護師等は、提示された入力データ及び回復処置に対して適切であるか否かを判断し、適切な回復処置であれば採用して患者に実施することにより、患者の状態を早期にリカバリすることが可能となる。本実施形態においても、上述した実施形態1で適宜説明した変形例の適用が可能である。 In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. Moreover, in this embodiment, it is possible not only to predict the recovery treatment to be performed on the patient, but also to present which input data is the basis for the prediction result. Therefore, doctors, nurses, etc. judge whether the presented input data and recovery measures are appropriate or not, and if appropriate recovery measures are adopted and implemented on the patient, the patient's condition can be improved. can be recovered at an early stage. Also in the present embodiment, it is possible to apply the modified examples appropriately described in the first embodiment.
(実施形態3)
上述した実施形態1~2では、薬剤の投与中又は投与後に患者の状態が悪化した場合に、患者に実施すべき回復処置を提示する構成である。本実施形態では、薬剤の投与中又は投与後に患者のバイタルデータに基づいて、バイタルデータが正常でない状態となったか否か(状態が悪化したか否か)を自動で判定し、正常でない状態となったことを判定した場合に、患者に実施すべき回復処置を提示する情報処理装置について説明する。本実施形態の情報処理装置は、実施形態1の情報処理装置10と同様の構成を有するので、構成についての詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Embodiments 1 and 2 described above are configured to present recovery measures to be taken to the patient when the patient's condition deteriorates during or after administration of the drug. In this embodiment, based on the patient's vital data during or after administration of the drug, it is automatically determined whether the vital data has become abnormal (whether the condition has deteriorated), and the abnormal condition is determined. A description will be given of an information processing apparatus that presents a patient with recovery measures to be taken when it is determined that the condition has become abnormal. Since the information processing apparatus of this embodiment has the same configuration as the
図10は実施形態3の回復処置の提示処理手順の一例を示すフローチャート、図11は画面例を示す説明図である。図10に示す処理は、図5に示す処理において、ステップS21~S22の代わりにステップS41~S42を追加したものである。図5と同じステップについては説明を省略する。本実施形態の情報処理装置10には、例えば患者のバイタルデータ(血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、体温等)を計測し、計測したデータが正常範囲内であるか否かを判定し、正常範囲から逸脱した場合にアラートを出力するモニタ装置(図示せず)が接続されている。この場合、情報処理装置10の制御部11が、モニタ装置が検知したアラート(正常範囲から逸脱したバイタルデータ)をモニタ装置から取得するように構成することができる。なお、モニタ装置は、計測した患者のバイタルデータを情報処理装置10へ出力するように構成されていてもよく、この場合、情報処理装置10の制御部11が、モニタ装置から取得したバイタルデータが正常範囲内であるか否かの判定を行う。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of a procedure for presenting recovery measures according to the third embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a screen. The process shown in FIG. 10 is obtained by adding steps S41 to S42 instead of steps S21 to S22 in the process shown in FIG. Description of the same steps as in FIG. 5 will be omitted. The
本実施形態の情報処理装置10の制御部11は、投薬中又は投薬後の患者のバイタルデータを監視しているモニタ装置からアラートを取得したか否かに応じて、患者のバイタルデータが正常でない状態となったか否かを判断する(S41)。バイタルデータが正常でない状態ではないと判断した場合(S41:NO)、即ち正常な状態であると判断した場合、制御部11は待機する。バイタルデータが正常でない状態となったと判断した場合(S41:YES)、制御部11は、正常でない状態となったバイタルデータを通知するアラート画面を生成して表示部15に表示する(S42)。図11Aはアラート画面例を示しており、アラート画面は、監視中の患者の患者IDと、正常でない状態と判断されたバイタルデータとを表示する。図11Aに示す例では、血圧が正常範囲以上に上昇したことを通知している。またアラート画面は、図6Aに示す入力画面と同様に、投薬情報(薬剤名、投与量及び投与速度)の入力欄とOKボタンとを有する。
The
図11Aに示すようなアラート画面を表示した後、制御部11は、ステップS23以降の処理を実行する。即ち、制御部11は、図5に示す処理と同様に、投薬情報を取得して各入力欄に表示し、アラート画面中のOKボタンが操作された場合に、ここでの患者のバイタルデータを電子カルテDB12aから取得する。そして、制御部11は、取得した投薬情報及びバイタルデータに基づいて、学習モデル12Mを用いて回復処置を特定し、特定した回復処置を提示するアドバイス画面を表示部15に表示する。本実施形態では、図11Bに示すようなアドバイス画面が表示される。図11Bに示すアドバイス画面は、図6Bに示すアドバイス画面の表示内容に加えて、正常でない状態となったバイタルデータを通知している。このようなアドバイス画面(表示情報)によって、患者の正常範囲内でないバイタルデータを提示できると共に、このバイタルデータを正常範囲内に戻すための回復処置を提案することができる。
After displaying the alert screen as shown in FIG. 11A, the
上述した処理において、患者のバイタルデータが正常な状態であるか否かを判定する処理は、機械学習によって学習させた学習モデルを用いて実行されてもよい。例えば、CNN、RNN、LSTM等のアルゴリズムを用いて、患者に投与中又は投与した薬剤に関する投薬情報と、投薬前から投薬中又は投薬後のバイタルデータとが入力された場合に、投薬によって変化する患者の状態を示す情報を出力するように学習した学習モデルを用いることができる。この場合、制御部11は、投与中又は投与した薬剤に関する投薬情報と、モニタ装置から取得するバイタルデータとを学習モデルに入力し、学習モデルからの出力情報に基づいて、当該患者の現時点での状態を判別し、又は今後の状態を予測することが可能となる。
In the above-described process, the process of determining whether the patient's vital data is in a normal state may be performed using a learning model learned by machine learning. For example, using an algorithm such as CNN, RNN, LSTM, etc., when medication information about a drug being administered or administered to a patient and vital data from before medication to during medication or after medication are input A learned model can be used that is trained to output information indicative of the patient's condition. In this case, the
図12は、患者の状態判定に用いる学習モデルの構成例を示す説明図である。図12に示す学習モデルは、患者に投与中又は投与した薬剤の投薬情報(薬剤名、投与量及び投与速度)と、投薬中又は投薬後の患者のバイタルデータ(血圧、脈拍数、心拍数、呼吸数、心電図、体温等)を入力とし、入力されたデータに基づいて、当該患者の状態を判別する演算を行い、演算した結果(各状態に対する判別確率)を出力するように学習してある。なお、学習モデルに入力されるバイタルデータは、投薬前から投薬中又は投薬後の時系列のバイタルデータであってもよい。また、図12に示す学習モデルも、投薬情報及びバイタルデータに加えて、電子カルテデータに含まれる検査情報、治療情報、手術情報、薬の服用歴、医師等が入力したコメント等のいずれか又は複数の情報が入力されるように構成されていてもよい。また、学習モデルに入力される電子カルテデータは時系列データであってもよく、例えば定期的に行われた血液検査又は尿検査等の検査結果の時系列データ(検査情報)、定期的に行われた各種治療に関する時系列データ(治療情報)であってもよい。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration example of a learning model used for patient condition determination. The learning model shown in FIG. 12 includes medication information (drug name, dosage and administration rate) of the drug being administered or administered to the patient, and patient vital data (blood pressure, pulse rate, heart rate, Respiratory rate, electrocardiogram, body temperature, etc.) are input, and based on the input data, calculations are performed to discriminate the patient's condition, and the result of calculation (discrimination probability for each condition) is learned to be output. . The vital data input to the learning model may be chronological vital data from before to during or after drug administration. In addition to medication information and vital data, the learning model shown in FIG. It may be configured such that a plurality of pieces of information are input. Further, the electronic medical record data input to the learning model may be time-series data. It may be time-series data (treatment information) on various treatments that have been obtained.
図12に示す学習モデルは複数の出力ノードを有しており、各出力ノードは、それぞれ対応付けられている状態に対する判別確率を出力する。例えば出力ノード0は、患者の状態が良好であると判別すべき確率を出力し、出力ノード1は、血圧が正常範囲以上に上昇すると判別すべき確率を出力し、出力ノード2は、血圧が正常範囲以下に下降すると判別すべき確率を出力する。各出力ノードの出力値は例えば0~1.0の値であり、各出力ノードから出力された判別確率の合計が1.0となる。なお、各出力ノードに割り当てられる状態は、投薬によって生じる可能性のある状態の変化を用いることができる。
The learning model shown in FIG. 12 has a plurality of output nodes, and each output node outputs a discrimination probability for each associated state. For example, output node 0 outputs the probability that it should be determined that the patient's condition is good, output node 1 outputs the probability that it should be determined that the blood pressure rises above the normal range, and
図12に示す学習モデルは、訓練用の投薬情報及びバイタルデータと、投薬中又は投薬後に生じる可能性のある患者の状態を示す情報(正解ラベル)とを含む訓練データを用いて、未学習の学習モデルを機械学習させることにより生成される。学習モデルは、訓練用の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、正解ラベルが示す状態に対応する出力ノードからの出力値が1.0に近づき、他の出力ノードからの出力値が0.0に近づくように学習する。学習処理において学習モデルは、入力された投薬情報及びバイタルデータに基づく演算を行い、各出力ノードからの出力値を算出する。そして学習モデルは、算出した各出力ノードの出力値と正解ラベルに応じた値(0又は1)とを比較し、各出力値がそれぞれの正解ラベルに応じた値に近似するように、演算処理に用いるパラメータを最適化する。ここでも、最適化されるパラメータは、学習モデルにおけるニューロン間の重み等であり、最適化の方法は特に限定されない。これにより、患者の投薬情報及びバイタルデータが入力された場合に、現時点での患者の状態又は今度に生じる可能性のある患者の状態を判別するように学習された学習モデルが得られる。学習モデルの学習は他の学習装置で行われてもよい。他の学習装置で学習が行われて生成された学習済みの学習モデルは、例えばネットワーク経由又は可搬型記憶媒体1a経由で学習装置から情報処理装置10にダウンロードされて記憶部12に記憶される。
The learning model shown in FIG. 12 uses training data including training medication information and vital data, and information (correct label) indicating the patient's condition that may occur during or after medication. It is generated by machine learning the learning model. In the learning model, when medication information and vital data for training are input, the output value from the output node corresponding to the state indicated by the correct label approaches 1.0, and the output value from the other output nodes approaches 0. .0 is learned. In the learning process, the learning model performs calculations based on the input medication information and vital data, and calculates output values from each output node. Then, the learning model compares the calculated output value of each output node with the value (0 or 1) corresponding to the correct label, and performs arithmetic processing so that each output value approximates the value corresponding to the respective correct label. Optimize the parameters used for Again, parameters to be optimized are weights between neurons in the learning model, and the optimization method is not particularly limited. This results in a learning model that is trained to determine the patient's current or potential future state given the patient's medication information and vital data. Training of the learning model may be performed on other learning devices. A learned learning model generated by learning in another learning device is downloaded from the learning device to the
図12に示すような学習モデルを用いる場合、情報処理装置10の制御部11は、各出力ノードからの出力値のうちで最大の出力値(判別確率)を出力した出力ノードに対応付けられている状態を、患者の状態に特定する。なお、制御部11は、各出力ノードからの出力値のうちで大きい順に所定数(例えば3つ)の出力値を選択し、選択した出力値を出力した出力ノードに対応付けられている状態を、患者の状態の候補に特定してもよい。図12に示す学習モデルを用いて患者の状態を判別又は予測した場合、制御部11は、図10中のステップS41で、予測した状態に基づいて、患者のバイタルデータが正常でない状態であるか否かを判断する。そして、正常でない状態であると判断した場合、制御部11は、正常でないと判断したバイタルデータの状態を通知するアラート画面を表示する(S42)。このような構成の場合でも、上述した本実施形態と同様の処理が可能であり、同様の効果が得られる。
When using the learning model as shown in FIG. 12, the
本実施形態では、上述した各実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態では、患者の状態が正常であるか否かを自動で判定することができる。よって、正常でない状態が自動で判定された場合に、正常でない状態が通知されると共に、当該状態をリカバリするための回復処置のアドバイスを提供することができる。従って、本実施形態では、患者の状態悪化を早期に把握できると共に、実施すべき回復処置をアドバイスできるので、緊急を要する状況や、経験及び知識が豊富な医師のサポートを受けられない状況において、適切な判断を行う必要がある医師を支援することができる。 In this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained. Further, in this embodiment, it is possible to automatically determine whether the patient's condition is normal. Therefore, when an abnormal state is automatically determined, it is possible to notify the abnormal state and provide advice on recovery measures for recovering from the state. Therefore, in this embodiment, deterioration of the patient's condition can be grasped at an early stage, and recovery measures to be taken can be advised. It can assist doctors who need to make good decisions.
本実施形態の構成は、実施形態1~2の情報処理装置10に適用可能であり、実施形態1~2の情報処理装置10に適用した場合であっても同様の効果が得られる。また、本実施形態においても、上述した各実施形態で適宜説明した変形例の適用が可能である。
The configuration of the present embodiment can be applied to the
(実施形態4)
投薬中又は投薬後に患者の状態が悪化した場合に提示された回復処置の内容に対して医師による変更指示を受け付ける処理を行う情報処理装置について説明する。本実施形態の情報処理装置は、実施形態1の情報処理装置10と同様の構成を有するので、構成についての詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
A description will be given of an information processing apparatus that performs a process of receiving an instruction from a doctor to change the content of recovery treatment presented when the patient's condition worsens during or after medication. Since the information processing apparatus of this embodiment has the same configuration as the
図13は実施形態4の回復処置の提示処理手順の一例を示すフローチャート、図14は画面例を示す説明図である。図13に示す処理は、図5に示す処理において、ステップS28の後にステップS51~S56を追加したものである。図5と同じステップについては説明を省略する。なお、図13では図5中のステップS21~S27の図示を省略している。 FIG. 13 is a flow chart showing an example of a procedure for presenting recovery measures according to the fourth embodiment, and FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a screen. The process shown in FIG. 13 is obtained by adding steps S51 to S56 after step S28 in the process shown in FIG. Description of the same steps as in FIG. 5 will be omitted. In FIG. 13, steps S21 to S27 in FIG. 5 are omitted.
本実施形態の情報処理装置10の制御部11は、図5中のステップS21~S28と同様の処理を行う。これにより、本実施形態においても、入力画面を介して患者ID及び投薬情報が入力された場合に、投薬情報及びバイタルデータに基づいて患者に実施すべき回復処置が予測され、予測された回復処置を通知するアドバイス画面が表示部15に表示される。本実施形態の制御部11は、図14Aに示すようなアドバイス画面を表示する。図14Aに示す画面は、図6Bに示すアドバイス画面と同様の構成を有しており、提示する回復処置は選択可能に表示されている。よって、制御部11は、アドバイス画面に対して入力部14を介した操作によって、いずれかの回復処置に対する選択を受け付ける。図14Aに示す例では、「推奨2」の回復処置が選択された状態を示す。
The
制御部11は、アドバイス画面に表示した回復処置のいずれかに対する選択を受け付けたか否かを判断する(S51)。回復処置に対する選択を受け付けていないと判断した場合(S51:NO)、制御部11は、選択を受け付けるまで待機する。なお、アドバイス画面中の閉じるボタンが操作された場合、制御部11は一連の処理を終了する。制御部11は、いずれかの回復処置に対する選択を受け付けたと判断した場合(S51:YES)、選択された回復処置に対する変更指示を受け付ける変更受付画面を表示部15に表示する(S52)。図14Bは変更受付画面例を示しており、図14Bに示す画面は、図14Aに示す画面で選択された回復処置を表示し、回復処置の内容について変更可能な箇所に入力欄が設けられている。図14Bに示す例では、「拮抗剤A1」、投与量の「B1」、投与速度の「C1」に入力欄が設けられ、各入力欄にそれぞれ対応する値が表示されている。また、図14Bに示す画面は、入力欄に入力された情報に変更する指示を行うための変更ボタンと、変更受付画面の表示終了を指示するための閉じるボタンとを有する。医師は、図14Aに示すアドバイス画面によって提示された回復処置を参考にして、患者に実施する回復処置を選択し、その際、選択した回復処置の内容の一部を変更して実施する場合、図14Bに示す変更受付画面を介して回復処置の内容の一部に対する修正内容を入力する。
The
制御部11は、変更受付画面中の入力欄に表示中の情報に対する変更内容を、入力部14を介した操作によって受け付ける(S53)。制御部11は、いずれかの入力欄に対する変更内容を受け付けた場合、受け付けた変更内容を入力欄に表示して更新する。制御部11は、変更受付画面中の変更ボタンが操作されたか否かを判断し(S54)、操作されていないと判断した場合(S54:NO)、ステップS53の処理に戻り、変更受付画面中の入力欄に対する変更内容の受付を継続する。
The
制御部11は、変更ボタンが操作されたと判断した場合(S54:YES)、ステップS23で取得した投薬情報、ステップS25で取得したバイタルデータ、ステップS53で受け付けた変更内容を含む変更後の回復処置の内容を取得する(S55)。そして制御部11は、取得した投薬情報及びバイタルデータに対して、変更後の回復処置を示す正解ラベルを付与して訓練データを生成し、記憶部12に記憶する(S56)。例えば制御部11は、生成した訓練データを、記憶部12に設けられた訓練データ用のDBに記憶する。
When the
上述した処理により、投薬によって患者の状態が悪化した場合にアドバイスされた回復処置を、内容の一部を変更して採用した場合に、変更された内容の回復処置を正解ラベルとした訓練データを生成できる。よって、このような訓練データを用いて学習モデル12Mを再学習させることにより、医師によって訂正された回復処置を学習モデル12Mにフィードバックすることができる。従って、実際に医師が採用した回復処置の内容を反映させた学習モデル12Mを生成することができる。なお、上述した処理において、訂正された回復処置を用いた訓練データに対して、回復処置後に患者の状態が正常な状態に回復したか否かに応じて、訓練データとして用いるか否かを判断してもよい。医師は、回復処置を行った患者のバイタルデータが正常範囲内に回復したか否かを判断し、判断結果を、訓練データ用DBに記憶した訓練データに対して登録する。この場合、情報処理装置10の制御部11は、訓練データ用DBに蓄積された訓練データを用いて学習モデル12Mの学習処理を行う際に、患者が回復した回復処置を含む訓練データのみを用いて再学習を行うことが可能となる。この場合、患者に対して効果が得られた回復処置を学習モデル12Mにフィードバックすることができる。
By the above-described processing, when the advised recovery action when the patient's condition worsens due to medication is partially changed and adopted, training data with the changed content recovery action as the correct label is generated. can be generated. Therefore, by re-learning the
本実施形態では、上述した各実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態では、医師が実際に採用した回復処置の内容を反映させた学習モデル12Mを生成することができ、このような学習モデル12Mを用いることによって、より適切な回復処置のアドバイスが可能となる。
In this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained. In addition, in this embodiment, it is possible to generate a
本実施形態の構成は、実施形態1~3の情報処理装置10に適用可能であり、実施形態1~3の情報処理装置10に適用した場合であっても同様の効果が得られる。また、本実施形態においても、上述した各実施形態で適宜説明した変形例の適用が可能である。
The configuration of the present embodiment can be applied to the
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及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 embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the meaning described above, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
10 情報処理装置
11 制御部
12 記憶部
13 通信部
14 入力部
15 表示部
12a 電子カルテDB
12M 学習モデル
12Ma 学習モデル
REFERENCE SIGNS
12M learning model 12Ma learning model
Claims (10)
注射剤の種類、投与量及び投与速度とバイタルデータとを入力した場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力するように学習された学習モデルに、取得した前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータとを入力して、前記バイタルデータの患者に対する回復処置に関するアドバイス情報を出力する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。 Obtaining vital data of a patient who became abnormal during or after administration of an injection, and the type, dosage and administration rate of the injection,
When inputting the type, dosage, and administration rate of the injection and vital data, the learned model is trained to output advice information on recovery treatment, and the obtained type, dosage, and administration rate of the injection. and vital data, and outputting advice information on recovery treatment for the patient based on the vital data.
注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータと、電子カルテデータとを入力した場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力するように学習された学習モデルに、取得した前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータと、電子カルテデータとを入力して、前記回復処置に関するアドバイス情報を出力する
処理を前記コンピュータに実行させる請求項1に記載のプログラム。 obtaining electronic medical record data of the patient;
When the type of injection, dosage and administration rate, vital data, and electronic medical record data are input, the learned model is trained to output advice information on recovery measures, and the acquired type of injection. , dosage and rate of administration, vital data, and electronic medical chart data, and outputting advice information regarding said recovery treatment.
処理を前記コンピュータに実行させる請求項1又は2に記載のプログラム。 3. The program according to claim 1 or 2, which causes the computer to execute a process of outputting display information that displays vital data indicating an abnormal state and advice information regarding the recovery action.
取得した情報に基づいて、前記学習モデルに入力されたデータのうちで、前記アドバイス情報の出力に対する寄与度が高いデータを出力する
処理を前記コンピュータに実行させる請求項1から3までのいずれかひとつに記載のプログラム。 acquiring from the learning model information according to the degree of contribution of each piece of data input to the learning model to the output of the advice information;
4. The computer according to any one of claims 1 to 3, wherein, based on the acquired information, the data input to the learning model and having a high degree of contribution to the output of the advice information are output. program described in .
請求項1から4までのいずれかひとつに記載のプログラム。 5. The program according to any one of claims 1 to 4, wherein the advice information includes information on the type of injection, dosage and administration rate.
処理を前記コンピュータに実行させる請求項1から5までのいずれかひとつに記載のプログラム。 6. The program according to any one of claims 1 to 5, which causes the computer to execute a process of accepting a change instruction for the outputted advice information on the recovery action.
生成した訓練データを用いて、前記学習モデルを再学習させる
処理を前記コンピュータに実行させる請求項1から6までのいずれかひとつに記載のプログラム。 generating training data including the type, dosage, and administration rate of the injection input to the learning model, vital data, and advice information regarding recovery measures taken when the patient recovers;
The program according to any one of claims 1 to 6, which causes the computer to execute a process of re-learning the learning model using the generated training data.
注射剤の種類、投与量及び投与速度とバイタルデータとを入力した場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力するように学習された学習モデルに、取得した前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータとを入力して、前記バイタルデータの患者に対する回復処置に関するアドバイス情報を出力する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。 Obtaining vital data of a patient who became abnormal during or after administration of an injection, and the type, dosage and administration rate of the injection,
When inputting the type, dosage, and administration rate of the injection and vital data, the learned model is trained to output advice information on recovery treatment, and the obtained type, dosage, and administration rate of the injection. and vital data, and outputting advice information regarding recovery treatment for the patient based on the vital data.
注射剤の種類、投与量及び投与速度とバイタルデータとを入力した場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力するように学習された学習モデルに、取得した前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータとを入力して、前記バイタルデータの患者に対する回復処置に関するアドバイス情報を出力する出力部と
を備える情報処理装置。 an acquisition unit that acquires vital data of a patient who is in an abnormal state during or after administration of an injection, and the type, dosage, and administration rate of the injection;
When inputting the type, dosage, and administration rate of the injection and vital data, the learned model is trained to output advice information on recovery treatment, and the obtained type, dosage, and administration rate of the injection. and an output unit for inputting vital data and outputting advice information regarding recovery treatment for the patient based on the vital data.
取得した訓練データを用いて、前記注射剤の種類、投与量及び投与速度と、バイタルデータとが入力された場合に、回復処置に関するアドバイス情報を出力する学習モデルを生成する
処理をコンピュータが実行するモデル生成方法。 Acquiring training data including the type, dosage and administration rate of the injection administered to the patient, vital data after administration of the injection of the patient, and advice information regarding recovery treatment performed on the patient;
Using the acquired training data, the computer executes a process of generating a learning model that outputs advice information regarding recovery measures when the type, dosage and administration rate of the injection and vital data are input. Model generation method.
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