JP2024007851A - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents

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JP2024007851A JP2022109211A JP2022109211A JP2024007851A JP 2024007851 A JP2024007851 A JP 2024007851A JP 2022109211 A JP2022109211 A JP 2022109211A JP 2022109211 A JP2022109211 A JP 2022109211A JP 2024007851 A JP2024007851 A JP 2024007851A
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健児 尾上
Kenji Onoe
嘉伸 佐藤
Yoshinobu Sato
義人 大竹
Yoshito Otake
マーゼン スーフィー
Mazen Soufi
知輝 箱谷
Tomoki Hakotani
平馬 林田
Heima Hayashida
史倫 増山
Fumitomo Masuyama
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Nara Medical University
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Nara Medical University
Nara Prefecture
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a technology that, without presence of experts in cardiac pathology, enables cardiomyopathy to be diagnosed with a same proficiency level as the experts.
SOLUTION: A diagnosis information acquisition unit 51 acquires, from a user terminal 2, diagnosis data that includes cardiac muscle tissue images of the diagnosis object. An AI diagnosis unit 52 outputs a probability corresponding to each of three kinds which are, DCM, HCM, and normal, using the diagnosis object data and an AI model 71, and outputs diagnosis results regarding the diagnosis object on the basis of the probability. A diagnosis result information generation unit 53 generates information that indicates diagnosis results by the AI diagnosis unit 52 as diagnosis result information, and presents the diagnosis result information to users such as doctors via the user terminal 2.
SELECTED DRAWING: Figure 3
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing device, an information processing method, and a program.

従来より、心筋症の診断には心エコーやMRI等の画像診断(例えば特許文献1)が重要であるが、解像度に限界があるため、心臓病理を専門とする病理医や循環器内科医(以下、「専門家」と呼ぶ)による検査が施行されて初めて診断に至る場合が多い。 Conventionally, image diagnosis such as echocardiography and MRI (for example, Patent Document 1) has been important for diagnosing cardiomyopathy, but due to limited resolution, pathologists and cardiologists specializing in cardiac pathology ( In many cases, a diagnosis is only reached after an examination by a person (hereinafter referred to as an "expert").

特開2021-130610号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-130610

しかしながら、心筋症診断の決め手となる心臓病理の専門家は全国的に見ても非常に少なく、ゆえに積極的な心臓病理診断施行施設は限定されている。
このため、心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の心筋症の診断が可能な技術の実現化が要望されている状況である。
However, there are very few specialists in cardiac pathology, which is the deciding factor in diagnosing cardiomyopathies, nationwide, and as a result, there are only a limited number of facilities that actively perform cardiac pathology diagnosis.
For this reason, there is a need for a technology that can diagnose cardiomyopathy in the same manner as an expert, even without a cardiac pathology expert.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の心筋症の診断が可能な技術を実現化させることを目的とする。 The present invention has been made in view of this situation, and it is an object of the present invention to realize a technique that allows diagnosis of cardiomyopathy equivalent to that of an expert, even in the absence of a cardiac pathology expert.

上記目的を達成するため、本発明の一態様の情報処理装置は、
心筋症の診断を支援する情報処理装置であって、
診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データを取得する診断対象取得手段と、
前記診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する心筋症診断手段と、
を備える。
To achieve the above object, an information processing device according to one embodiment of the present invention includes:
An information processing device that supports diagnosis of cardiomyopathy,
a diagnostic target acquisition means for acquiring diagnostic target data including a myocardial tissue image of the diagnostic target;
Based on the diagnosis target data, output the probability of corresponding to each of three types: DCM which is dilated cardiomyopathy, HCM which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, and based on the probabilities, the diagnosis result for the diagnosis target is output. A cardiomyopathy diagnostic means to output,
Equipped with.

本発明の一態様の情報処理方法及びプログラムの夫々は、本発明の一態様の情報処理装置に対応する方法及びプログラムの夫々である。 An information processing method and a program according to one embodiment of the present invention are respectively a method and a program corresponding to an information processing apparatus according to one embodiment of the present invention.

本発明によれば、心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の心筋症の診断が可能な技術を実現化させることができる。 According to the present invention, it is possible to realize a technique capable of diagnosing cardiomyopathy as well as an expert, even without a cardiac pathology expert.

本発明の情報処理装置の一実施形態に係る診断装置が適用される情報処理システムの構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the configuration of an information processing system to which a diagnostic device according to an embodiment of the information processing device of the present invention is applied. 図1の情報処理システムのうち、本発明の情報処理装置の一実施形態に係る診断装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a diagnostic device according to an embodiment of the information processing device of the present invention in the information processing system of FIG. 1. FIG. 図2のハードウェア構成を有する診断装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a diagnostic device having the hardware configuration of FIG. 2. FIG. 図3の診断装置のうちAI診断部により実行される診断処理の一例を説明するフローチャートを示している。4 is a flowchart illustrating an example of a diagnostic process executed by an AI diagnostic unit of the diagnostic apparatus in FIG. 3. FIG. 図3の診断装置のうちAI診断部によりDCMと診断された場合に生成される変性/線維化二次元plotの一例を示す図である。4 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional degeneration/fibrosis plot generated when DCM is diagnosed by the AI diagnosis unit of the diagnostic device of FIG. 3. FIG. 図3の診断装置の診断結果情報生成部により画像の形態で生成される診断結果情報の一例を示している。4 shows an example of diagnostic result information generated in the form of an image by the diagnostic result information generation unit of the diagnostic apparatus of FIG. 3. 図6の診断結果情報のうちグラフ情報の拡大図である。7 is an enlarged view of graph information among the diagnosis result information of FIG. 6. FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の情報処理装置の一実施形態に係る診断装置が適用される情報処理システムの構成の一例を示す図である。
図1に示す情報処理システムは、診断装置1と、ユーザ端末2とを含むように構成されている。
診断装置1及びユーザ端末2は、インターネット等の所定のネットワークを介して相互に接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an information processing system to which a diagnostic device according to an embodiment of the information processing device of the present invention is applied.
The information processing system shown in FIG. 1 is configured to include a diagnostic device 1 and a user terminal 2. The information processing system shown in FIG.
The diagnostic device 1 and the user terminal 2 are connected to each other via a predetermined network such as the Internet.

診断装置1は、心筋症の診断を支援するサーバ等で構成される情報処理装置である。
ユーザ端末2は、心筋症の診断を担当する医師等のユーザにより操作される、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン等で構成される情報処理端末である。
The diagnostic device 1 is an information processing device that includes a server and the like that supports the diagnosis of cardiomyopathy.
The user terminal 2 is an information processing terminal configured with a personal computer, a tablet, a smartphone, etc., and is operated by a user such as a doctor in charge of diagnosing cardiomyopathy.

図2は、図1に示す情報処理システムのうち診断装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a diagnostic device in the information processing system shown in FIG.

診断装置1は、診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データをユーザ端末2等から取得する。
診断装置1は、その診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて診断対象に対する診断結果を出力し、ユーザ端末2に提示する。
The diagnostic device 1 acquires diagnostic target data including a myocardial tissue image to be diagnosed from the user terminal 2 or the like.
Based on the diagnosis target data, the diagnostic device 1 outputs the probability of corresponding to each of three types: DCM which is dilated cardiomyopathy, HCM which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, and determines the diagnosis target based on the probability. The diagnostic results are output and presented to the user terminal 2.

診断装置1は、CPU(Central Processing Unit)11と、ROM(Read Only Memory)12と、RAM(Random Access Memory)13と、GPU(Graphics Processing Unit)14と、バス15と、入出力インターフェース16と、入力部17と、出力部18と、記憶部19と、通信部20と、ドライブ21とを備えている。ただしGPU14を備えていない場合は、その処理はCPU11で代用できる。 The diagnostic device 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, and a GPU (Graphics Processing Unit) 14. , bus 15, and input/output interface 16. , an input section 17, an output section 18, a storage section 19, a communication section 20, and a drive 21. However, if the GPU 14 is not provided, the processing can be performed by the CPU 11 instead.

CPU11は、ROM12に記録されているプログラム、又は、記憶部19からRAM13にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。GPU14が備わっている場合は、学習部55、AI診断部52の処理をCPU11の代わりに実行し、処理時間を短くすることができる。
RAM13には、CPU11が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
The CPU 11 executes various processes according to programs recorded in the ROM 12 or programs loaded into the RAM 13 from the storage unit 19. When the GPU 14 is provided, the processing of the learning section 55 and the AI diagnosis section 52 can be executed in place of the CPU 11, thereby shortening the processing time.
The RAM 13 also appropriately stores data necessary for the CPU 11 to execute various processes.

CPU11、ROM12、RAM13及びGPU14は、バス15を介して相互に接続されている。このバス15にはまた、入出力インターフェース16も接続されている。入出力インターフェース16には、入力部17、出力部18、記憶部19、通信部20及びドライブ21が接続されている。 The CPU 11, ROM 12, RAM 13, and GPU 14 are interconnected via a bus 15. An input/output interface 16 is also connected to this bus 15. An input section 17 , an output section 18 , a storage section 19 , a communication section 20 , and a drive 21 are connected to the input/output interface 16 .

入力部17は、例えばキーボード等により構成され、各種情報を入力する。
出力部18は、液晶等のディスプレイやスピーカ等により構成され、各種情報を画像や音声として出力する。
記憶部19は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等で構成され、各種データを記憶する。
通信部20は、インターネットを含むネットワークNWを介して他の装置(例えばユーザ端末2等)との間で通信を行う。
The input unit 17 includes, for example, a keyboard, and inputs various information.
The output unit 18 includes a display such as a liquid crystal display, a speaker, and the like, and outputs various information as images and sounds.
The storage unit 19 is composed of a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or the like, and stores various data.
The communication unit 20 communicates with other devices (for example, the user terminal 2, etc.) via a network NW including the Internet.

ドライブ21には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア30が適宜装着される。ドライブ21によってリムーバブルメディア30から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部19にインストールされる。
また、リムーバブルメディア30は、記憶部19に記憶されている各種データも、記憶部19と同様に記憶することができる。
A removable medium 30 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory is appropriately installed in the drive 21 . The program read from the removable medium 30 by the drive 21 is installed in the storage unit 19 as necessary.
Further, the removable medium 30 can also store various data stored in the storage section 19 in the same manner as the storage section 19.

このような図2の診断装置1の各種ハードウェアと各種ソフトウェアとの協働により、各種処理の実行が可能になる。
以下、図3を参照して、本実施形態の診断装置1がこのような各種処理を実行するための機能的構成について説明する。
図3は、図2のハードウェア構成を有する診断装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
Through cooperation between various hardware and various software of the diagnostic apparatus 1 shown in FIG. 2, various processes can be executed.
Hereinafter, with reference to FIG. 3, a functional configuration for the diagnostic device 1 of this embodiment to execute such various processes will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a diagnostic device having the hardware configuration of FIG. 2. As shown in FIG.

図3に示すように、診断装置1のCPU11においては、診断情報取得部51と、AI診断部52と、診断結果情報生成部53と、学習データ生成部54と、学習部55とが機能する。
また、診断装置1の記憶部19には、AIモデル71が記憶されている。
As shown in FIG. 3, in the CPU 11 of the diagnostic device 1, a diagnostic information acquisition section 51, an AI diagnosis section 52, a diagnosis result information generation section 53, a learning data generation section 54, and a learning section 55 function. .
Furthermore, an AI model 71 is stored in the storage unit 19 of the diagnostic device 1 .

診断情報取得部51は、診断対象の心筋組織画像(デジタルデータ)を含む診断対象データをユーザ端末2から取得する。
なお、診断対象の心筋組織画像(デジタルデータ)は、心筋症の診断対象となる心臓に対して顕微鏡を用いて撮像された結果得られる画像(デジタルデータ)であれば足り、その取得形態は特に限定されない。即ち、ここでは説明の便宜上ユーザ端末2から取得する形態が採用されたが、その他例えば、リムーバブルメディア30に記憶されていたデジタルデータを直接入力して取得する形態でもよいし、図示せぬクラウド上の装置からデジタルデータを通信により取得する形態でもよい。
The diagnostic information acquisition unit 51 acquires diagnostic target data including a myocardial tissue image (digital data) to be diagnosed from the user terminal 2 .
The myocardial tissue image (digital data) to be diagnosed is sufficient as long as it is an image (digital data) obtained as a result of imaging the heart to be diagnosed for cardiomyopathy using a microscope. Not limited. That is, for convenience of explanation, the form of acquisition from the user terminal 2 was adopted here, but for example, it may also be obtained by directly inputting digital data stored in the removable medium 30, or it may be obtained from a cloud (not shown). The digital data may be acquired from the device through communication.

AI診断部52は、診断対象データ及びAIモデル71を用いて、DCM、HCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて診断対象に対する診断結果を出力する。以下、このような処理を「診断処理」と呼ぶ。
AI診断部52には、アミロイドーシス判断部61と、心筋炎判断部62と、DCM/HCM判断部63とが設けられている。
The AI diagnosis unit 52 uses the diagnosis target data and the AI model 71 to output probabilities corresponding to each of the three types of DCM, HCM, and normal, and outputs a diagnosis result for the diagnosis target based on the probabilities. Hereinafter, such processing will be referred to as "diagnosis processing."
The AI diagnosis section 52 is provided with an amyloidosis judgment section 61, a myocarditis judgment section 62, and a DCM/HCM judgment section 63.

以下、図4のフローチャートを参照してAI診断部52の診断処理の詳細例を説明すると共に、アミロイドーシス判断部61と、心筋炎判断部62と、DCM/HCM判断部63との夫々の機能的構成についても併せて説明する。
図4は、図3の診断装置のうちAI診断部により実行される診断処理の一例を説明するフローチャートである。
Hereinafter, a detailed example of the diagnosis processing of the AI diagnosis section 52 will be explained with reference to the flowchart in FIG. The configuration will also be explained.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a diagnostic process executed by the AI diagnostic unit of the diagnostic apparatus shown in FIG.

図4には、診断対象データは、病理画像と検査データとからなる診断情報として示されている。病理画像とは、診断対象の患者の心臓についての心筋組織画像(デジタルデータ)である。検査データとは、ユーザ端末2を操作するユーザ(医師等)により当該患者に対して行われた検査の結果を示すデータである。 In FIG. 4, diagnostic target data is shown as diagnostic information consisting of pathological images and test data. A pathological image is a myocardial tissue image (digital data) about the heart of a patient to be diagnosed. The test data is data indicating the results of a test performed on the patient by a user (such as a doctor) operating the user terminal 2.

ステップS1において、アミロイドーシス判断部61は、診断対象データに基づいて、アミロイドーシスか否かを判断する。
ここで、後述の図6に示すように、心筋組織画像は、7×5の単位画像(以下、「パッチ」と呼ぶ)に区分されている。そして、AIモデル71は、各パッチ毎に典型的画像特徴が含まれているか否かを判断することができるように学習されているものとする。
そこで、アミロイドーシス判断部61は、AIモデル71を用いて、各パッチ毎に典型的画像特徴が含まれているか否かを判断する。
典型的画像特徴が含まれているパッチの数(割合)が閾値を超える場合、ステップS2において、アミロイドーシス判断部61は、アミロイドーシスであると診断する。これにより診断処理は終了となる。
これに対して、典型的画像特徴が含まれているパッチの数(割合)が閾値以下の場合、アミロイドーシスではないため、処理はステップS3に進む。
In step S1, the amyloidosis determining unit 61 determines whether or not amyloidosis is present based on the diagnosis target data.
Here, as shown in FIG. 6, which will be described later, the myocardial tissue image is divided into 7×5 unit images (hereinafter referred to as “patches”). It is assumed that the AI model 71 has been trained to be able to determine whether typical image features are included for each patch.
Therefore, the amyloidosis determining unit 61 uses the AI model 71 to determine whether typical image features are included for each patch.
If the number (ratio) of patches that include typical image features exceeds the threshold, the amyloidosis determination unit 61 diagnoses amyloidosis in step S2. This ends the diagnostic process.
On the other hand, if the number (ratio) of patches that include typical image features is less than or equal to the threshold, it is not amyloidosis, and the process proceeds to step S3.

ステップS3において、心筋炎判断部62は、診断対象データに基づいて、心筋炎か否かを判断する。
ここで、AIモデル71は、各パッチ毎に心筋炎か否かを判断することができるように学習されているものとする。
そこで、心筋炎判断部62は、AIモデル71を用いて、各パッチ毎に心筋炎か否かを判断する。
心筋炎と判断されるパッチの数(割合)が閾値を超える場合、ステップS4において、心筋炎判断部62は、心筋炎であると診断する。これにより診断処理は終了となる。
これに対して、心筋炎と判断されるパッチの数(割合)が閾値以下の場合、心筋炎ではないため、処理はステップS5に進む。
In step S3, the myocarditis determining unit 62 determines whether or not it is myocarditis based on the diagnosis target data.
Here, it is assumed that the AI model 71 has been trained to be able to determine whether or not each patch has myocarditis.
Therefore, the myocarditis determining unit 62 uses the AI model 71 to determine whether or not each patch has myocarditis.
If the number (ratio) of patches determined to be myocarditis exceeds the threshold, in step S4, the myocarditis determining unit 62 diagnoses the patch to be myocarditis. This ends the diagnostic process.
On the other hand, if the number (ratio) of patches determined to be myocarditis is less than or equal to the threshold, it is not myocarditis, and the process proceeds to step S5.

ここで、ステップS5において用いられるAIモデル71は、各パッチ毎に、DCM、HCM、及び正常の3種類の夫々に該当する確率(確信度)を出力できるように学習されているものとする。なお、学習の詳細については、学習部55の機能的構成の説明として後述する。
ステップS5において、DCM/HCM判断部63は、35個のパッチの夫々についてDCM、HCM、正常のうち最高確率の種類(症例)に分類する。即ち所定パッチが分類された種類(症例)が、当該所定パッチの診断結果である。
DCM/HCM判断部63は、DCM、HCM、正常の3種類(3症例)に夫々分類されたパッチの数の(総計35個に対する)割合を算出する。
DCM/HCM判断部63は、パッチの数の割合が最高となっている所定種類(所定症例)をステップS5の判断結果として出力する。
Here, it is assumed that the AI model 71 used in step S5 has been trained to output probabilities (certainty degrees) corresponding to each of the three types, DCM, HCM, and normal, for each patch. Note that the details of learning will be described later as an explanation of the functional configuration of the learning section 55.
In step S5, the DCM/HCM determining unit 63 classifies each of the 35 patches into the type (case) with the highest probability among DCM, HCM, and normal. That is, the type (case) into which a predetermined patch is classified is the diagnosis result of the predetermined patch.
The DCM/HCM determination unit 63 calculates the ratio (to the total of 35 patches) of the number of patches classified into three types (three cases) of DCM, HCM, and normal.
The DCM/HCM determining unit 63 outputs the predetermined type (predetermined case) with the highest ratio of the number of patches as the determination result in step S5.

ステップS5において、パッチの数の割合が最高となっている所定種類(所定症例)がDCMであって、その割合が閾値を超える場合、処理はステップS6に進む。
ステップS6において、DCM/HCM判断部63は、DCMと診断し、処理をステップS7に進める。
ステップS7において、DCM/HCM判断部63は、心筋細胞変性と間質線維化の程度(一定閾値により心筋細胞変性が低値・高値で二分、一定閾値により間質線維化が低値・高値で二分)により4分割され、サブタイプが図5の様に決定される。これにより、診断処理は終了となる。
In step S5, if the predetermined type (predetermined case) with the highest proportion of patches is DCM and the proportion exceeds the threshold, the process proceeds to step S6.
In step S6, the DCM/HCM determining unit 63 diagnoses DCM and advances the process to step S7.
In step S7, the DCM/HCM determining unit 63 determines the degree of myocardial cell degeneration and interstitial fibrosis (by a certain threshold, myocardial cell degeneration is divided into low and high values, and by a certain threshold, interstitial fibrosis is divided into low and high values). The subtype is determined as shown in FIG. 5. This ends the diagnostic process.

図5は、DCMと診断された場合に生成される変性/線維化二次元plotの一例を示す図である。
変性/線維化二次元plotは、DCMがどの位置に該当するかを視認できるものであるため、後述する診断結果情報に含められてユーザ端末2に送信されて、医師等のユーザに提示される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a two-dimensional degeneration/fibrosis plot generated when DCM is diagnosed.
Since the degeneration/fibrosis two-dimensional plot can visually confirm which position the DCM corresponds to, it is included in the diagnosis result information described later, transmitted to the user terminal 2, and presented to the user such as a doctor. .

図4に戻り、ステップS5において、パッチの数の割合が最高となっている所定種類(所定症例)がHCMであって、その割合が閾値を超える場合、処理はステップS8に進む。
ステップS8において、DCM/HCM判断部63は、空胞変性の有無を判断する。
ステップS8において空胞変性が有りと判断された場合、ステップS9において、DCM/HCM判断部63は、HCM、蓄積疾患要鑑別と診断する。これにより、診断処理は終了となる。
これに対して、ステップS8において空胞変性が無しと判断された場合、ステップS10において、DCM/HCM判断部63は、HCMと診断する。これにより、診断処理は終了となる。
Returning to FIG. 4, in step S5, if the predetermined type (predetermined case) with the highest proportion of patches is HCM and the proportion exceeds the threshold, the process proceeds to step S8.
In step S8, the DCM/HCM determining unit 63 determines the presence or absence of vacuolar degeneration.
If it is determined in step S8 that vacuolar degeneration is present, in step S9, the DCM/HCM determining unit 63 diagnoses HCM as a storage disease requiring diagnosis. This ends the diagnostic process.
On the other hand, if it is determined in step S8 that there is no vacuolar degeneration, the DCM/HCM determining unit 63 diagnoses HCM in step S10. This ends the diagnostic process.

また、ステップS5において、パッチの数の割合が最高となっている所定種類(所定症例)について、その割合が閾値以下の場合、即ち、DCM、HCM、及び正常の3種類(3症例)の何れの割合も閾値以下の場合、処理はステップS11に進む。
ステップS11において、DCM/HCM判断部63は、空胞変性の有無を判断する。
ステップS11において空胞変性が有りと判断された場合、ステップS12において、DCM/HCM判断部63は、判定不能、空胞変性有と判断する。これにより、診断処理は終了となる。
これに対して、ステップS11において空胞変性が無しと判断された場合、ステップS13において、DCM/HCM判断部63は、判定不能、空胞変性無と診断する。これにより、診断処理は終了となる。
In addition, in step S5, for the predetermined type (predetermined case) with the highest proportion of patches, if the proportion is less than the threshold, that is, which of the three types (three cases) of DCM, HCM, and normal If the ratio is also less than the threshold, the process proceeds to step S11.
In step S11, the DCM/HCM determining unit 63 determines the presence or absence of vacuolar degeneration.
If it is determined in step S11 that vacuolar degeneration is present, the DCM/HCM determining unit 63 determines that it is impossible to determine and that vacuolar degeneration is present in step S12. This ends the diagnostic process.
On the other hand, if it is determined in step S11 that there is no vacuolar degeneration, in step S13, the DCM/HCM determining unit 63 diagnoses that it cannot be determined and that there is no vacuolar degeneration. This ends the diagnostic process.

また、ステップS5において、パッチの数の割合が最高となっている所定種類(所定症例)が正常(Normal)であって、その割合が閾値を超える場合、処理はステップS14に進む。
ステップS14において、DCM/HCM判断部63は、正常と診断する。これにより、診断処理は終了となる。
Further, in step S5, if the predetermined type (predetermined case) with the highest proportion of patches is normal and the proportion exceeds the threshold, the process proceeds to step S14.
In step S14, the DCM/HCM determining unit 63 diagnoses that it is normal. This ends the diagnostic process.

図3に戻り、このような図4の診断処理がAI診断部52により行われると、診断結果情報生成部53は、AI診断部52による診断結果を示す情報(以下、「診断結果情報」と呼ぶ)を生成し、ユーザ端末2を介して医師等のユーザに提示する。
診断結果情報のユーザ提示形態は、特に限定されないが、ここでは図6に示す画像の形態が採用されているものとする。
図6は、図3の診断装置の診断結果情報生成部により画像の形態で生成される診断結果情報の一例を示している。
図6の例の診断結果情報GSは、画像情報GTと、グラフ情報GBとを含んでいる。
Returning to FIG. 3, when the AI diagnosis unit 52 performs the diagnosis process shown in FIG. 2) and presents it to a user such as a doctor via the user terminal 2.
Although the form in which the diagnosis result information is presented to the user is not particularly limited, it is assumed here that the form of the image shown in FIG. 6 is adopted.
FIG. 6 shows an example of diagnostic result information generated in the form of an image by the diagnostic result information generation unit of the diagnostic apparatus shown in FIG.
Diagnosis result information GS in the example of FIG. 6 includes image information GT and graph information GB.

画像情報GTは、診断対象の心筋組織画像に対して、35個のパッチを示す枠が重畳表示され、さらに35個のパッチの夫々の中に、パッチの診断結果(DCM、HCM、正常の3種類(3症例)、アミロイドーシス、心筋炎といった種類(診断名)のうち何れに分類されたのか、その分類された種類(診断名)の確信度)を示す情報が夫々表示されるものである。 In the image information GT, frames indicating 35 patches are superimposed on the myocardial tissue image to be diagnosed, and each of the 35 patches further includes patch diagnosis results (DCM, HCM, normal 3). Information indicating the type (three cases), which type (diagnosis name) such as amyloidosis or myocarditis has been classified, and the confidence level of the classified type (diagnosis name) is displayed.

グラフ情報GBの詳細は、図7に示されている。
図7に示すように、グラフ情報GBには、35個のパッチの夫々を示す35個のブロックが、上述のパッチの診断結果を示す表示態様で配置させることによって得られる棒グラフが含まれている。この棒グラフにより、診断名(種類)の各パッチの割合が容易に視認可能になる。
ここで、「上述のパッチの診断結果を示す表示態様」は、特に限定されず、パッチ毎に、DCM、HCM、正常の3種類(3症例)、アミロイドーシス、心筋炎のうち何れに分類されたのかが区別可能な態様であれば足り、特に限定されない。
即ち、図7においては説明の便宜上「パッチ」で区別される態様とされているが、実際には、DCM、HCM、正常の3種類(3症例)、アミロイドーシス、心筋炎といった診断名の夫々に対して一意の色が予め割り当てられており、各パッチを示すブロックが、該当する色により塗られる態様が採用されている。
さらには、実際には、確信度がわかるように、確信度が低くなる程半透明の度合いが濃くなっていくように、各パッチを示すブロックが該当する色により塗られる態様が採用されている。
Details of the graph information GB are shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the graph information GB includes a bar graph obtained by arranging 35 blocks representing each of the 35 patches in a display mode representing the diagnostic results of the patches described above. . This bar graph allows the percentage of each patch for each diagnosis name (type) to be easily recognized.
Here, the "display mode showing the diagnosis result of the patch described above" is not particularly limited, and each patch is classified into DCM, HCM, three types (three cases) of normal, amyloidosis, and myocarditis. There is no particular limitation as long as it is a distinguishable form.
In other words, in FIG. 7, for convenience of explanation, the forms are distinguished by "patches," but in reality, there are three types (three cases) of DCM, HCM, normal, amyloidosis, and myocarditis. A unique color is assigned in advance to each patch, and a block representing each patch is painted in the corresponding color.
Furthermore, in order to be able to see the confidence level, in reality, the block representing each patch is painted in the corresponding color so that the lower the confidence level, the deeper the degree of translucency. .

また、グラフ情報GB又は図示せぬ情報において、診断結果を示す文章として、M(MはNとは独立した2以上の整数値)のパターンの中から選択されたパターンの文章を提示するようにしてもよい。
ここで、パターンの種類数Mや、各パターンの情報の内容は特に限定されないが、例えばここでは次のようなM=3種類が採用されており、医師等のユーザの選択により診断結果情報GSに含めて提示可能とされている。
即ち、第1のパターンは、最終診断名のみのパターンであり、例えば「HCM、蓄積疾患も鑑別してください」といったテキスト情報である。
第2のパターンは、DCM、HCM、正常の3種類(3症例)等の各分類のパッチの割合のパターンであり、例えば「DCM 15%、Normal 15% HCM 70%、 without vacuolation」といったテキスト情報である。
第3のパターンは、DCM、HCM、正常の3種類(3症例)等の各分類の確信度割合であり、例えば「DCM 13%、Normal 18% HCM 69%、 without vacuolation」といったテキスト情報である。
In addition, in the graph information GB or information not shown, a sentence of a pattern selected from M (M is an integer value of 2 or more independent of N) patterns is presented as a sentence indicating the diagnosis result. You can.
Here, the number of types of patterns M and the information content of each pattern are not particularly limited, but for example, the following M=3 types are adopted here, and the diagnosis result information GS is selected by a user such as a doctor. It is possible to present it by including it in
That is, the first pattern is a pattern containing only the final diagnosis name, and is, for example, text information such as "HCM, please also differentiate storage disease."
The second pattern is a pattern of the percentage of patches of each classification (3 cases), such as DCM, HCM, and normal, and includes text information such as "DCM 15%, Normal 15% HCM 70%, without vacuum". It is.
The third pattern is the confidence ratio of each classification such as DCM, HCM, and normal three types (three cases), and is, for example, text information such as "DCM 13%, Normal 18% HCM 69%, without vacuum". .

また、診断結果がDCMである場合には、上述したように、図5に示すような変性/線維化二次元plotも、診断結果情報GSに含められる。 Furthermore, when the diagnosis result is DCM, as described above, the two-dimensional plot of degeneration/fibrosis as shown in FIG. 5 is also included in the diagnosis result information GS.

図3に戻り、上述の診断結果情報GSを生成するための診断処理において用いられるAIモデル71は、学習データ生成部54及び学習部55により生成又は更新されるものである。ここで、更新とは、新たな学習データを用いて再学習することを意味している。 Returning to FIG. 3, the AI model 71 used in the diagnostic processing for generating the above-described diagnostic result information GS is generated or updated by the learning data generation section 54 and the learning section 55. Here, updating means re-learning using new learning data.

学習データ生成部54は、実際の症例の心筋組織画像であって、N個の単位画像(パッチ)の夫々に対して、DCM、HCM、正常の3種類を含む複数種類のうちの何れかを付すアノテーションが行われた心筋組織画像を含む学習データを生成する。
学習部55は、学習データを用いて、N個の単位画像(パッチ)に区分された心筋組織画像を入力すると当該N個の単位画像毎に複数種類の夫々に該当する確率(確信度)を出力するAIモデル71を生成又は更新する。
The learning data generation unit 54 generates one of a plurality of types including DCM, HCM, and normal for each of the N unit images (patches), which are myocardial tissue images of actual cases. Generate learning data that includes myocardial tissue images that have been annotated.
Using the learning data, the learning unit 55 calculates the probability (certainty) of each of the N unit images corresponding to each of the plurality of types when a myocardial tissue image divided into N unit images (patches) is input. Generate or update the AI model 71 to be output.

具体的には例えば、図6と同様なインターフェース、即ち、実際の症例の心筋組織画像に対してN=35個のパッチが視認可能なように重畳表示され、パッチ毎に、DCM、HCM、正常の3種類を含む複数種類のうちの何れかの診断結果を付与することが可能なインターフェースが、心臓病理専門家に提供される。即ち、心臓病理専門家は、このようなインターフェースを用いて、実際の症例の心筋組織画像に対してアノテーションを行う。
このようなアノテーションが行われた実際の症例の心筋組織画像がK枚(Kは、多数の整数値であるが、複数種類の夫々が同じ比率に含まれるような値であるとよい)、学習データとして学習データ生成部54により生成される。
ここで、1枚の心筋組織画像は、1920×1440ピクセルの画像が採用されており、パッチは、5行7列のN=35枚、即ち縦横256ピクセルの画像が採用された。
Specifically, for example, an interface similar to that shown in FIG. A cardiac pathology expert is provided with an interface that can provide any one of a plurality of types of diagnostic results, including the three types. That is, cardiac pathologists use such an interface to annotate myocardial tissue images of actual cases.
K myocardial tissue images of actual cases that have been annotated in this way (K is a large number of integer values, but it is preferable that the values are such that each of multiple types is included in the same ratio), and the learning The learning data generation unit 54 generates the data as data.
Here, one myocardial tissue image was an image of 1920×1440 pixels, and the patch was an image of N=35 in 5 rows and 7 columns, that is, 256 pixels in the vertical and horizontal directions.

また例えば、学習部55は、このようなK枚のアノテーションが行われた心筋組織画像を含む学習データを用いて、次のような学習方法により学習することで、深層学習ネットワークとして構成されるAIモデル71を生成した。
即ち、DCM、HCM、正常、及びBackgroundの4クラスに分類する深層学習ネットワークを構築する学習方法が採用された。
即ち、ImageNet(自然画像などで構成された大規模データセット)で事前学習済みのResNet(ImageNetの分類問題における高精度のモデル)を画像特徴抽出器として用い、全ての層を再学習する学習方法が採用された。K枚の心筋組織画像をランダムに分割して交差検証を行う学習方法が採用された。適当なエポック数で学習を行う(全ての学習データをエポック数の回数だけ学習を行う)学習方法が採用された。テスト画像のN=35枚のパッチのAI分類結果に対して、Backgroundを除いた3クラスで多数決を行い,一番多いクラスをその心筋組織画像の予測診断結果とする学習方法が採用された。
Further, for example, the learning unit 55 uses learning data including the K annotated myocardial tissue images to perform learning using the following learning method to develop an AI configured as a deep learning network. Model 71 was generated.
That is, a learning method was adopted to construct a deep learning network that classifies into four classes: DCM, HCM, normal, and background.
That is, a learning method that uses ResNet (a high-accuracy model for ImageNet classification problems) that has been pre-trained on ImageNet (a large-scale dataset composed of natural images, etc.) as an image feature extractor, and retrains all layers. was adopted. A learning method was adopted in which K myocardial tissue images were randomly divided and cross-validated. A learning method was adopted in which learning is performed using an appropriate number of epochs (learning is performed on all learning data as many times as the number of epochs). A learning method was adopted in which the AI classification results for the N=35 patches in the test image were determined by a majority vote among three classes excluding Background, and the class with the highest frequency was used as the predictive diagnosis result for the myocardial tissue image.

ここで、DCM、HCM、正常の3種類の組織型分類については、専門家でも臨床情報無く心筋組織画像のみの情報では、診断正答率は77%にとどまる。
上述の学習方法により学習された結果として生成されたAIモデル71を用いることで、正答率は71%まで到達できている。今後、学習データの数を増やして再学習を繰り返すことで、専門家の正答率を超えるレベルのAIモデル71が得られるものと推定できる。
このようにして、心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の心筋症の診断が可能な技術を実現化させることができる。
Here, regarding the three types of histological classification of DCM, HCM, and normal, the diagnostic accuracy rate is only 77% even for experts with information only from myocardial tissue images without clinical information.
By using the AI model 71 generated as a result of learning by the above-described learning method, the correct answer rate can reach 71%. In the future, by increasing the number of learning data and repeating re-learning, it can be estimated that an AI model 71 with a level of correct answer rate exceeding that of experts will be obtained.
In this way, it is possible to realize a technique that can diagnose cardiomyopathy in the same manner as an expert, even without a cardiac pathology expert.

以上説明したように、本実施形態の診断装置1(図1乃至図4参照)は、顕微鏡で撮影した心臓病理写真(診断対象の心筋組織画像)及び各種検査データが入力されると、自動で病理診断名を結果として出力することができる。
本実施形態の診断装置1(図1乃至図4参照)は、心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の診断がAIを用いて可能であり、その診断結果も独自のインターフェースを用いてユーザに提示することが可能である。
即ち、本実施形態の診断装置1によれば、医師の中に心臓病理の専門家がいなくても、専門家と同等の心筋症を診断することができる。
As explained above, the diagnostic device 1 of the present embodiment (see FIGS. 1 to 4) automatically performs the following operations when cardiac pathological photographs taken with a microscope (myocardial tissue images to be diagnosed) and various test data are input. Pathological diagnosis names can be output as results.
The diagnostic device 1 of the present embodiment (see FIGS. 1 to 4) can use AI to perform a diagnosis equivalent to that of an expert even without a cardiac pathology expert, and the diagnosis results can also be obtained using a unique interface. It is possible to present the information to the user using the following information.
That is, according to the diagnostic device 1 of this embodiment, even if there is no cardiac pathology expert among the doctors, it is possible to diagnose cardiomyopathy as well as an expert.

このような本実施形態の診断装置1を含む情報処理システム(例えば図1のような情報処理システム)を、以下、「心臓病理診断システム」と呼ぶものとすると、心臓病理診断システムは、自動化及び標準化できるとともに、希少心筋症をより効果的に抽出して医療の最適化に資するものになると期待される。
また、心臓病理診断システムによる病理組織解析結果を、臨床歴やゲノム情報とリンクさせ、組織像から予後や重症度予測を可能とすることができ、これにより、臨床的にも心筋病理診断の重要性が増す結果となる。
現状存在する分類不能心筋症が、AIを用いる心臓病理診断システムの病理組織診断により分類可能なものとなることが期待され、これにより、未診断心筋症も含め新たな疾患群を提唱することができる。
さらにこれらの結果、心筋生検施行施設が増加すれば、臨床的エビデンスが蓄積され、最終的に診療ガイドラインの改訂に繋がり、より正確な最適化された心筋疾患診療に資するものになると期待される。
An information processing system (for example, an information processing system as shown in FIG. 1) including the diagnostic device 1 of this embodiment will be hereinafter referred to as a "cardiac pathology diagnosis system", and the cardiac pathology diagnosis system will be automated and It is expected that this method will not only be standardized, but also contribute to the optimization of medical care by more effectively identifying rare cardiomyopathy.
In addition, by linking the histopathological analysis results from the cardiac pathology diagnostic system with clinical history and genomic information, it is possible to predict the prognosis and severity from histological images, which is important from a clinical perspective in myocardial pathological diagnosis. This results in an increase in gender.
It is expected that currently existing unclassifiable cardiomyopathies will be able to be classified by histopathological diagnosis using an AI-based cardiac pathological diagnosis system, and this will allow us to propose new disease groups including undiagnosed cardiomyopathies. can.
Furthermore, as a result of these results, if the number of facilities performing myocardial biopsies increases, clinical evidence will accumulate, which will ultimately lead to the revision of clinical guidelines, which is expected to contribute to more accurate and optimized treatment of myocardial diseases. .

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものとみなす。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within the range that can achieve the purpose of the present invention are included in the present invention. regarded as.

例えば、AIモデル71は、上述のDCM、HCM、正常、及びBackgroundの4クラスに分類する深層学習ネットワークを構築するものに特に限定されず、診断対象の心筋組織画像を入力するとDCM、HCM、正常の3種類の何かしらの確率を出力するモデルであれば足りる。
また、上記実施形態では、記憶部19にAIモデル71を一つ記憶した例で説明したが、疾患毎にAIモデル71を複数設けてもよく、AIモデル71の数は実施形態に限定されない。
上記実施形態では、学習部55が、学習データを用いて、N個の単位画像に区分された心筋組織画像を入力すると当該N個の単位画像毎に複数種類の夫々に該当する確率を出力するAIモデル71(図3参照)を生成又は更新する例として説明したが、これ以外に、例えば学習部55はAIモデル71を生成するだけの機能とし、学習部55により生成されたAIモデル71の性能を評価し更新する評価手段(評価部)を別に設けてもよい。
For example, the AI model 71 is not particularly limited to one that constructs a deep learning network that classifies into the four classes of DCM, HCM, normal, and Background. A model that outputs some probability of the three types is sufficient.
Further, in the above embodiment, an example in which one AI model 71 is stored in the storage unit 19 has been described, but a plurality of AI models 71 may be provided for each disease, and the number of AI models 71 is not limited to that in the embodiment.
In the above embodiment, when the learning unit 55 receives a myocardial tissue image divided into N unit images using learning data, it outputs the probability that each of the N unit images corresponds to each of a plurality of types. Although the explanation has been given as an example of generating or updating the AI model 71 (see FIG. 3), in addition to this, for example, the learning unit 55 has a function of only generating the AI model 71, and the function of the AI model 71 generated by the learning unit 55 is Evaluation means (evaluation section) for evaluating and updating performance may be provided separately.

また、図1に示すシステム構成、図2に示す診断装置1のハードウェア構成は、本発明の目的を達成するための例示に過ぎず、特に限定されない。 Further, the system configuration shown in FIG. 1 and the hardware configuration of the diagnostic device 1 shown in FIG. 2 are merely examples for achieving the object of the present invention, and are not particularly limited.

また、図3に示す機能ブロック図は、例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは、特に図3の例に限定されない。 Further, the functional block diagram shown in FIG. 3 is merely an example and is not particularly limited. In other words, it is sufficient that the information processing system is equipped with a function that can execute the above-mentioned series of processes as a whole, and what kind of functional blocks are used to realize this function is not particularly limited to the example shown in FIG. 3. .

また、機能ブロックの存在場所も、図3に限定されず、任意でよい。
例えば、図3の例において、上述の処理は診断装置1側で行われる構成となっているが、これに限定されず、ユーザ端末2や、図示せぬ他の情報処理装置側で処理の少なくとも一部が行われてもよい。
例えば、学習に必要となる機能ブロックは、診断装置1側が備える構成となっているが、これは例示に過ぎず、図示せぬ学習装置が備えるようにしてもよい。
同様に、AIモデル71の存在場所も図3に限定されず、図示せぬクラウド上など任意でよい。
Further, the location of the functional blocks is not limited to that shown in FIG. 3, and may be arbitrary.
For example, in the example of FIG. 3, the above-mentioned processing is performed on the diagnostic device 1 side, but the configuration is not limited thereto. Some may be done.
For example, the functional blocks required for learning are provided in the diagnostic device 1, but this is merely an example, and a learning device (not shown) may be provided.
Similarly, the location of the AI model 71 is not limited to that shown in FIG. 3, and may be any location such as on a cloud (not shown).

また、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
Furthermore, the series of processes described above can be executed by hardware or by software.
Further, one functional block may be configured by a single piece of hardware, a single piece of software, or a combination thereof.

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。
また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えばサーバの他汎用のスマートフォンやパーソナルコンピュータであってもよい。
When a series of processes is executed by software, a program constituting the software is installed on a computer or the like from a network or a recording medium.
The computer may be a computer built into dedicated hardware.
Further, the computer may be a computer that can execute various functions by installing various programs, such as a server, a general-purpose smartphone, or a personal computer.

このようなプログラムを含む記録媒体は、装置本体とは別に配布される図示せぬリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態で提供される記録媒体等で構成される。 A recording medium containing such a program is not only composed of a removable medium (not shown) distributed separately from the device itself, but also a recording medium provided pre-installed in the device body. .

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
Note that in this specification, the step of writing a program to be recorded on a recording medium is not only a process that is performed chronologically in accordance with the order, but also a process that is not necessarily performed chronologically but in parallel or individually. It also includes the processing to be executed.
Furthermore, in this specification, the term system refers to an overall device composed of a plurality of devices, a plurality of means, and the like.

以上まとめると、本発明が適用される情報処理システムは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。 In summary, the information processing system to which the present invention is applied only needs to have the following configuration, and can take various embodiments.

即ち、本発明が適用される情報処理装置(例えば図1乃至図3の診断装置1)は、
心筋症の診断を支援する情報処理装置であって、
診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データを取得する診断対象取得手段(例えば図3の診断情報取得部51)と、
前記診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する心筋症診断手段(例えば図3のAI診断部52)と、
を備える。
That is, the information processing device to which the present invention is applied (for example, the diagnostic device 1 in FIGS. 1 to 3),
An information processing device that supports diagnosis of cardiomyopathy,
A diagnostic target acquisition means (for example, the diagnostic information acquisition unit 51 in FIG. 3) that acquires diagnostic target data including a myocardial tissue image of the diagnostic target;
Based on the diagnosis target data, output the probability of corresponding to each of three types: DCM which is dilated cardiomyopathy, HCM which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, and based on the probabilities, the diagnosis result for the diagnosis target is output. Cardiomyopathy diagnostic means to output (for example, AI diagnostic unit 52 in FIG. 3),
Equipped with.

前記診断対象取得手段は、N個(Nは2以上の整数値)の単位画像(例えば上述のN=35のパッチ)に区分された前記心筋組織画像を取得し、
前記心筋症診断手段は、前記N個の単位画像の夫々について、前記3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する、
ことができる。
The diagnosis target acquisition means acquires the myocardial tissue image divided into N unit images (N is an integer value of 2 or more) (for example, the above-mentioned N=35 patches),
The cardiomyopathy diagnosing means outputs a probability corresponding to each of the three types for each of the N unit images, and outputs a diagnosis result for the diagnosis target based on the probability.
be able to.

前記心筋症診断手段は、
前記N個の単位画像の夫々について前記3種類のうち最高確率の種類に分類し(例えば図4のステップS6、S8,S11)、
前記3種類のうち、分類された前記単位画像の数の割合が最高となっている所定種類について、当該所定種類の割合が閾値を超える場合、当該所定種類を前記診断結果として出力し(例えば図4のステップS7,S9、S10、S14)、当該所定種類の割合が閾値以下の場合、判定不能を前記診断結果として出力する(例えば図4のステップS12,S13)、
ことができる。
The cardiomyopathy diagnostic means includes:
Classifying each of the N unit images into the type with the highest probability among the three types (for example, steps S6, S8, and S11 in FIG. 4);
Among the three types, if the proportion of the predetermined type exceeds a threshold for the predetermined type with the highest proportion of the number of classified unit images, the predetermined type is output as the diagnosis result (for example, Steps S7, S9, S10, S14 of FIG. 4), if the proportion of the predetermined type is below the threshold value, output undeterminable as the diagnosis result (for example, steps S12, S13 of FIG. 4);
be able to.

前記心筋症診断手段は、前記DCM、前記HCM、又は前記判定不能を前記診断結果として出力する場合、さらに、空胞変性の有無についても追加検証する(例えば図4のステップS6、S8、S11)、
ことができる。
When outputting the DCM, the HCM, or the indeterminable as the diagnosis result, the cardiomyopathy diagnostic means additionally verifies the presence or absence of vacuolar degeneration (for example, steps S6, S8, and S11 in FIG. 4). ,
be able to.

前記心筋症診断手段は、前記3種類の夫々に該当する確率を出力する前に、さらに、
前記心筋組織画像に基づいて、アミロイドーシスであるか否か(例えば図4のステップS1)、次に、心筋炎であるか否か(例えば図4のステップS3)を夫々判別し、
前記アミロイドーシスに該当すると判断した場合、当該アミロイドーシスを前記診断結果として出力し(例えば図4のステップS2)、
前記心筋炎に該当すると判断した場合、当該心筋炎を前記診断結果として出力し(例えば図4のステップS4)、
前記アミロイドーシス及び前記心筋炎の何れにも該当しないと判断した場合、前記3種類の夫々に該当する前記確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断結果を出力する(例えば図4のステップS5乃至S14)、
ことができる。
Before outputting the probabilities corresponding to each of the three types, the cardiomyopathy diagnostic means further:
Based on the myocardial tissue image, it is determined whether or not it is amyloidosis (for example, step S1 in FIG. 4), and then whether or not it is myocarditis (for example, step S3 in FIG. 4),
If it is determined that the amyloidosis is applicable, output the amyloidosis as the diagnosis result (for example, step S2 in FIG. 4);
If it is determined that the myocarditis corresponds to the myocarditis, the myocarditis is outputted as the diagnosis result (for example, step S4 in FIG. 4);
If it is determined that neither the amyloidosis nor the myocarditis applies, the probabilities corresponding to each of the three types are output, and the diagnosis result is output based on the probabilities (for example, from step S5 in FIG. 4 S14),
be able to.

実際の症例の前記心筋組織画像であって、N個の単位画像の夫々に対して前記3種類を少なくとも含む複数種類のうちの何れかを付すアノテーションが行われた心筋組織画像を含む学習データを生成する学習データ生成手段(例えば図3の学習データ生成部54)と、
前記学習データを用いて、前記N個の単位画像に区分された心筋組織画像を入力すると当該N個の単位画像毎に前記複数種類の夫々に該当する前記確率を出力するモデル(例えば図3のAIモデル71)を生成又は更新する学習手段(例えば図3の学習部55)と、
をさらに備え、
前記心筋症診断手段は、前記診断対象の前記心筋組織画像を前記モデルに入力させ、当該モデルの出力に基づいて前記診断結果を出力する、
ことができる。
Learning data including myocardial tissue images of actual cases, in which each of the N unit images has been annotated with one of a plurality of types including at least the three types. A learning data generating means (for example, the learning data generating unit 54 in FIG. 3) to generate,
Using the learning data, when a myocardial tissue image divided into the N unit images is input, a model that outputs the probability corresponding to each of the plurality of types for each of the N unit images (for example, in FIG. A learning means (for example, the learning unit 55 in FIG. 3) that generates or updates the AI model 71);
Furthermore,
The cardiomyopathy diagnosing means inputs the myocardial tissue image of the diagnosis target to the model, and outputs the diagnosis result based on the output of the model.
be able to.

前記心筋症診断手段により出力された前記3種類のうち最高確率の種類が夫々割り当てられた前記N個の単位画像に区分された前記診断対象の前記心筋組織画像と共に、前記心筋症診断手段による診断結果(例えば図6の画像情報GT)を提示する診断結果提示手段(例えば図3の診断結果情報生成部53)
をさらに備えることができる。
Diagnosis by the cardiomyopathy diagnosing means together with the myocardial tissue image of the diagnosis target divided into the N unit images to which the type with the highest probability among the three types outputted by the cardiomyopathy diagnosing means is respectively assigned. Diagnosis result presentation means (for example, the diagnosis result information generation unit 53 in FIG. 3) that presents the results (for example, the image information GT in FIG. 6)
It is possible to further include the following.

前記診断結果提示手段は、さらに、
前記N個の単位画像の夫々を示すN個のブロックを、前記3種類を少なくとも含む診断結果のうち何れに分類されたのかを示す表示態様で配置させることによって得られる棒グラフ(例えば図6及び図7のグラフ情報GB)を提示する、
ことができる。
The diagnostic result presentation means further includes:
A bar graph obtained by arranging N blocks representing each of the N unit images in a display mode indicating which of the diagnosis results including at least the three types has been classified (for example, FIG. 6 and FIG. 7 graph information GB),
be able to.

前記診断結果提示手段は、
前記診断結果として前記DCMを提示する場合、さらに、
変性/線維化二次元plot(例えば図5参照)を提示する、
ことができる。
The diagnostic result presentation means includes:
When presenting the DCM as the diagnosis result, further,
Presenting a degeneration/fibrosis two-dimensional plot (see e.g. Figure 5),
be able to.

前記診断結果提示手段は、
前記診断結果を示す文章として、M(MはNとは独立した2以上の整数値)のパターンの中から選択されたパターンの文章を提示する、
ことができる。
The diagnostic result presentation means includes:
Presenting a sentence of a pattern selected from M (M is an integer value of 2 or more independent of N) patterns as a sentence indicating the diagnosis result;
be able to.

1・・・診断装置、11・・・CPU、19・・・記憶部、21・・・ドライブ、30・・・リムーバブルメディア、51・・・診断情報取得部、52・・・AI診断部、53・・・診断結果情報生成部、54・・・学習データ生成部、55・・・学習部、61・・・アミロイドーシス判断部、62・・・心筋炎判断部、63・・・DCM/HCM判断部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Diagnostic device, 11...CPU, 19...Storage part, 21...Drive, 30...Removable media, 51...Diagnostic information acquisition part, 52...AI diagnosis part, 53... Diagnosis result information generation section, 54... Learning data generation section, 55... Learning section, 61... Amyloidosis judgment section, 62... Myocarditis judgment section, 63... DCM/HCM Judgment department

Claims (12)

心筋症の診断を支援する情報処理装置において、
診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データを取得する診断対象取得手段と、
前記診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する心筋症診断手段と、
を備える情報処理装置。
In an information processing device that supports the diagnosis of cardiomyopathy,
a diagnostic target acquisition means for acquiring diagnostic target data including a myocardial tissue image of the diagnostic target;
Based on the diagnosis target data, output the probability of corresponding to each of three types: DCM which is dilated cardiomyopathy, HCM which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, and based on the probabilities, the diagnosis result for the diagnosis target is output. A cardiomyopathy diagnostic means to output,
An information processing device comprising:
前記診断対象取得手段は、N個(Nは2以上の整数値)の単位画像に区分された前記心筋組織画像を取得し、
前記心筋症診断手段は、前記N個の単位画像の夫々について、前記3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する、
請求項1に記載の情報処理装置。
The diagnosis target acquisition means acquires the myocardial tissue image divided into N unit images (N is an integer value of 2 or more);
The cardiomyopathy diagnosing means outputs a probability corresponding to each of the three types for each of the N unit images, and outputs a diagnosis result for the diagnosis target based on the probability.
The information processing device according to claim 1.
前記心筋症診断手段は、
前記N個の単位画像の夫々について前記3種類のうち最高確率の種類に分類し、
前記3種類のうち、分類された前記単位画像の数の割合が最高となっている所定種類について、当該所定種類の割合が閾値を超える場合、当該所定種類を前記診断結果として出力し、当該所定種類の割合が閾値以下の場合、判定不能を前記診断結果として出力する、
請求項2に記載の情報処理装置。
The cardiomyopathy diagnostic means includes:
Classifying each of the N unit images into the type with the highest probability among the three types,
Among the three types, if the proportion of the predetermined type exceeds the threshold for the predetermined type with the highest ratio of the number of classified unit images, the predetermined type is output as the diagnosis result, and the predetermined type is outputted as the diagnosis result. If the percentage of types is less than a threshold, outputting indeterminable as the diagnosis result;
The information processing device according to claim 2.
前記心筋症診断手段は、前記DCM、前記HCM、又は前記判定不能を前記診断結果として出力する場合、さらに、空胞変性の有無についても追加検証する、
請求項3に記載の情報処理装置。
When the cardiomyopathy diagnostic means outputs the DCM, the HCM, or the indeterminable as the diagnosis result, the cardiomyopathy diagnostic means further verifies the presence or absence of vacuolar degeneration.
The information processing device according to claim 3.
前記心筋症診断手段は、前記3種類の夫々に該当する確率を出力する前に、さらに、
前記心筋組織画像に基づいて、アミロイドーシスであるか否か、次に、心筋炎であるか否かを夫々判別し、
前記アミロイドーシスに該当すると判断した場合、当該アミロイドーシスを前記診断結果として出力し、
前記心筋炎に該当すると判断した場合、当該心筋炎を前記診断結果として出力し、
前記アミロイドーシス及び前記心筋炎の何れにも該当しないと判断した場合、前記3種類の夫々に該当する前記確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断結果を出力する、
請求項1に記載の情報処理装置。
Before outputting the probabilities corresponding to each of the three types, the cardiomyopathy diagnostic means further:
Based on the myocardial tissue image, determining whether or not amyloidosis is present, and then determining whether or not myocarditis is present, respectively,
If it is determined that the amyloidosis is applicable, output the amyloidosis as the diagnosis result,
If it is determined that the myocarditis corresponds to the myocarditis, output the myocarditis as the diagnosis result,
If it is determined that neither the amyloidosis nor the myocarditis applies, output the probability that each of the three types applies, and output the diagnostic result based on the probability;
The information processing device according to claim 1.
実際の症例の前記心筋組織画像であって、N個の単位画像の夫々に対して前記3種類を少なくとも含む複数種類のうちの何れかを付すアノテーションが行われた心筋組織画像を含む学習データを生成する学習データ生成手段と、
前記学習データを用いて、前記N個の単位画像に区分された心筋組織画像を入力すると当該N個の単位画像毎に前記複数種類の夫々に該当する前記確率を出力するモデルを生成又は更新する学習手段と、
をさらに備え、
前記心筋症診断手段は、前記診断対象の前記心筋組織画像を前記モデルに入力させ、当該モデルの出力に基づいて前記診断結果を出力する、
請求項2に記載の情報処理装置。
Learning data including myocardial tissue images of actual cases, in which each of the N unit images has been annotated with one of a plurality of types including at least the three types. a learning data generating means to generate;
Using the learning data, when a myocardial tissue image divided into the N unit images is input, a model is generated or updated that outputs the probability corresponding to each of the plurality of types for each of the N unit images. learning means and
Furthermore,
The cardiomyopathy diagnosing means inputs the myocardial tissue image of the diagnosis target to the model, and outputs the diagnosis result based on the output of the model.
The information processing device according to claim 2.
前記心筋症診断手段により出力された前記3種類のうち最高確率の種類が夫々割り当てられた前記N個の単位画像に区分された前記診断対象の前記心筋組織画像と共に、前記心筋症診断手段による診断結果を提示する診断結果提示手段
をさらに備える請求項3に記載の情報処理装置。
Diagnosis by the cardiomyopathy diagnosing means together with the myocardial tissue image of the diagnosis target divided into the N unit images to which the type with the highest probability among the three types outputted by the cardiomyopathy diagnosing means is respectively assigned. The information processing apparatus according to claim 3, further comprising: a diagnosis result presentation means for presenting the results.
前記診断結果提示手段は、さらに、
前記N個の単位画像の夫々を示すN個のブロックを、前記3種類を少なくとも含む診断結果のうち何れに分類されたのかを示す表示態様で配置させることによって得られる棒グラフを提示する、
請求項7に記載の情報処理装置。
The diagnostic result presentation means further includes:
Presenting a bar graph obtained by arranging N blocks representing each of the N unit images in a display mode indicating which of the diagnostic results including at least the three types has been classified.
The information processing device according to claim 7.
前記診断結果提示手段は、
前記診断結果として前記DCMを提示する場合、さらに、
変性/線維化二次元plotを提示する、
請求項7に記載の情報処理装置。
The diagnostic result presentation means includes:
When presenting the DCM as the diagnosis result, further,
Presenting a degeneration/fibrosis two-dimensional plot,
The information processing device according to claim 7.
前記診断結果提示手段は、
前記診断結果を示す文章として、M(MはNとは独立した2以上の整数値)のパターンの中から選択されたパターンの文章を提示する、
請求項7に記載の情報処理装置。
The diagnostic result presentation means includes:
Presenting a sentence of a pattern selected from M (M is an integer value of 2 or more independent of N) patterns as a sentence indicating the diagnosis result;
The information processing device according to claim 7.
心筋症の診断を支援する情報処理装置が実行する情報処理方法において、
診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データを取得する診断対象取得ステップと、
前記診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する心筋症診断ステップと、
を含む情報処理方法。
In an information processing method executed by an information processing device that supports diagnosis of cardiomyopathy,
a diagnostic target acquisition step of acquiring diagnostic target data including a myocardial tissue image of the diagnostic target;
Based on the diagnostic target data, the probability of corresponding to each of the three types of DCM, which is dilated cardiomyopathy, HCM, which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, is output, and the diagnostic result for the diagnostic target is determined based on the probability. Cardiomyopathy diagnosis step to output,
Information processing methods including
心筋症の診断を支援するコンピュータに、
診断対象の心筋組織画像を含む診断対象データを取得する診断対象取得ステップと、
前記診断対象データに基づいて、拡張型心筋症であるDCM、肥大型心筋症であるHCM、正常の3種類の夫々に該当する確率を出力し、当該確率に基づいて前記診断対象に対する診断結果を出力する心筋症診断ステップと、
を含む制御処理を実行させるプログラム。

A computer that supports the diagnosis of cardiomyopathy,
a diagnostic target acquisition step of acquiring diagnostic target data including a myocardial tissue image of the diagnostic target;
Based on the diagnosis target data, output the probability of corresponding to each of three types: DCM which is dilated cardiomyopathy, HCM which is hypertrophic cardiomyopathy, and normal, and based on the probabilities, the diagnosis result for the diagnosis target is output. Cardiomyopathy diagnosis step to output,
A program that executes control processing including.

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