JP5149900B2 - 分子診断判定サポートシステム - Google Patents
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Description
本発明は、分子診断判定サポートシステムに関する。そのシステムは、分子診断の種々のフェーズにおいて、臨床医、技術者又は患者を支援する及び案内することが可能である。本発明はまた、そのシステムに対応する方法にも関する。
分子診断は、一般に、体外診断分野において急速に成長している領域として認識されている。疾病の根本原因を高感度で且つ特定的に検出する分子診断（ＭＤ）アッセイの能力は前例がないものである。
分子診断（ＭＤ）により支援される判定支援システムは、現在、分子診断アッセイにおいて求めた値を分析するように適用されている。その結果は、患者に対する判定又は評価に達するように推奨を実質的に用いることが可能であるユーザ、例えば、臨床医に対する推奨又は指針である。そのような判定支援システムは、ＭＤデータの量及び／又は複雑性が考慮されるとき、分子診断において求められる値についての臨床医の解釈のためにかなり有用である。
国際公開第０３／０１７０３８号パンフレットにおいては、そのような分子診断（ＭＤ）により支援する判定支援システムの例について開示されている。そのシステムは、どの１つ又はそれ以上の薬剤が患者の癌状態を治療するために適切であるかを予測するために用いられ、その場合、その選択は患者の遺伝子型に基づいている。特定の癌に関連する患者の遺伝子発現を解析するためにＰＣＲキットが用いられる。更に、患者の遺伝子型と抗癌剤の対応する毒性及び有効性との間の相関性を含むデータベースが備えられている。その場合、患者についての最適な薬剤を予測するように計算判定によって比較される。残念ながら、分子診断（ＭＤ）を用いて支援するこの種類の判定支援システムは、適用されるのがかなり簡単な方法であるために、患者の健康管理サイクルの種々のステージにおいて支援することができない。それ故、例えば、患者の医療日誌における担当臨床医による情報は、その判定支援システムにおいて考慮されない。
この種類のシステムの他の不利点は、その判定支援システムが単独の特定の疾病を特定する及びオーダーメード化を行い、このことがそのシステムの用途を過剰に狭くし、従って、開発コストが得られる結果に比べてしばしば、過剰に高くなることである。それら特異な判定支援システムは、それ故、通常、健康領域で広範に使用されるには過剰な投資を必要とする。
従って、改善された分子診断判定システムは有利であり、特に、より効率的な及び／又はより信頼性の高いシステムは有利である。
従って、本発明は、好適には、上記の複数の不利点の１つ又はそれ以上を、単独で又は組み合わせて、緩和する、軽減する又は除去するようにする。特に、本発明の目的は、分子診断入力に基づいて判定支援を実行する従来技術の上記問題点を解決する判定支援システムを提供することである。
この目的及び幾つかの他の目的は、患者に関連する情報（ＰＲＩ）を与える分子診断判定システム（ＭＤ−ＤＳＳ）を備えることにより本発明の第１支援で達成され、そのシステムは：
− 患者についての患者データを記憶する患者情報データベース（ＥＭＪ）、
− 関連分子診断測定装置から患者についての入力データ（ＭＤｘ）を受診するように適合されたデータ入力部（ＤＡＴ）、
− 診療指針データベース（ＣＬ）、
− 知識データベース（ＫＢ）、
− 第１判定支援機構（１ＤＳＭ）、
− 第２判定支援機構（２ＤＳＭ）、並びに
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）、データ入力部（ＤＡＴ）、診療指針データベース（ＣＬ）、知識データベース（ＫＢ）、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）を相互接続するミドルウェア（ＭＷ）セクション、
を有し、
ミドルウェアセクションは、入力データ（ＭＤｘ）が患者情報データベース（ＥＭＪ）、診療指針データベース（ＣＬ）及び知識データベース（ＫＢ）を用いる第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）により患者に関連する情報（ＰＲＩ）に処理されるように備えられ、そして
第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、入力データ（ＭＤｘ）の処理中に相互作用するようにミドルウェア（ＭＷ）を介して動作可能であるように結合されている。
− 患者についての患者データを記憶する患者情報データベース（ＥＭＪ）、
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第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、入力データ（ＭＤｘ）の処理中に相互作用するようにミドルウェア（ＭＷ）を介して動作可能であるように結合されている。
本発明は、患者データが１つ又はそれ以上の分子診断測定装置からもたらされる入力データ（ＭＤｘ）と結合されているために、患者に関するより包括的な方法を有する判定支援システムを得るのに、特に有利であるが、それに限定されるものではない。従って、データの処理はより複雑になるが、本発明者は、複数の判定サポート機構を用いて、それにも拘わらず、有利な結果を得ることが可能であり、特に、判定サポートが従来可能であったものより多い健康管理サイクルのフェーズで提供されることが可能であることを認識することができた。このことはまた、包括的な且つ多面的な適切な現在の処置の作用を提供することが可能であり、それ故、健康管理サイクルにおける行為のミスについて対処することができる。診療指針を含めることにより、それらの指針は、適切な管理プロトコルのシーケンスを提案する、与える及び／又は通信することができるため、欠落のミスに対処することができる。
更に、本発明は、複数のアプリケーション、例えば、複数の疾病又は複数のユーザが、同一の判定支援システムに統合されることが可能であるという明確な有利点を有する。このことは、従来、特異な判定サポートシステムの展開においてそのような専用化したシステムが高コストであることが制約になっている。
２つ以上の判定サポート機構（ＤＳＭ）のインタラクションは、単独の判定サポートシステムに組み合わせることが、従来、困難又は不可能であったデータストリームの処理を可能にする。それにより備えられる相乗効果は、従来のものに比べてより高性能なレベルの患者関連情報を得ることを容易にする。更に、組み合わされた本発明のシステムは、患者関連情報（ＰＲＩ）をかなり高速に提供することができる。
何が判定支援機構（ＤＳＭ）を構成するかについての公式な規定は、系統立てて明確にすることはかなり困難である。しかしながら、当業者が理解できるであろうように、そのような機構の例には、ベイジアンネットワーク、人工ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン機構、Ｋ最近隣機構、遺伝子アルゴリズム機構、判定ツリー機構、ルールベースシステム、ケースベース推論機構及びファジー論理ベース機構がある。それ故、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、判定サポート機構の群から選択されることが可能である。
更に、本発明に従った判定サポートシステムは、ある機構の複数の具体例が異なる種類の入力データを処理する、異なる課題を解決する、又は異なるモデル又は表現を用いるために、それらの複数の具体例を異なっているとして処理することができる。例えば、判定サポートシステムは、２つのベイジアンネットワークの具体例が異なる課題を解くために必要な体系を表す異なるネットワークを用いるために、２つの別個のＤＳＭとしてそれら２つのベイジアンネットワークの具体例を処理することが可能である。
一実施形態においては、ミドルウェアセクション（ＭＷ）はアプリケーションサブセクション（ＡＰＰ）を有することが可能であり、アプリケーションは選択可能であり、各々のアプリケーションは、システムのそのアプリケーションに関連する１つ又はそれ以上の対応するルールを有する。判定サポートシステムは、その場合、複数のアプリケーション（例えば、複数の疾病又は複数のユーザ）を有することが可能であり、異なるルール／手順を用いる各々のアプリケーションはミドルウェアの動作を規定する。判定サポートシステムは、それにより、かなり適応性が高い。
有利であることに、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、１つ又はそれ以上の疎結合を介してインタラクトすることが可能であり、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）は、第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）における入力として適用される。これは、直接に又は間接に行われることが可能である。代替として又は付加的に、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、１つ又はそれ以上の密結合を介してインタラクトすることが可能であり、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）の中間値が第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）における入力として適用される。このことはまた、直接に又は間接に行われることが可能である。
有利であることに、その種類の第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）はアプリケーションに依存して選択されることが可能である。それ故、ミドルウェアセクションは機構選択を実行することが可能である。第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は２つの異なる種類の判定サポート機構であることが可能である。これは、システムの適用性を広くすることが可能である。
一実施形態においては、診療指針データベース（ＣＬ）は、指針実行エンジン（ＣＬ−ＥＥ）と通信するように、動作可能であるように接続されることが可能である。同様に、知識データベース（ＫＢ）は、インタフェースエンジン（ＩＥ）と通信するように、動作可能であるように接続されることが可能である。それにより、システムの安定性を改善することが可能である。
診療指針データベース（ＣＬ）は、少なくとも一部が、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）に統合されることが可能である。同様に、知識データベース（ＫＢ）は、少なくとも一部が、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）に統合されることが可能である。それ故、一部の実施においては、診療指針データベース（ＣＬ）及び／又は知識データベース（ＫＢ）を第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）と区別することが困難である可能性がある。
典型的には、入力データ（ＭＤｘ）は、ゲノムパターン、トランスクリプトームパターン、メタボロノミック（Ｍｍｅｔａｂｏｌｏｎｏｍｉｃ）パターン、後成パターン及びプロテオームパターンを有する群から選択されることが可能である。
第２特徴においては、本発明は、患者関連情報（ＰＲＩ）を供給する分子診断判定サポートシステム（ＭＤ−ＤＳＳ）を動作させる方法であって：
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）に記憶される患者に関する患者データを備えるステップ、
− データ入力セクション（ＤＡＴ）に分子診断測定装置から患者に関する入力データを受信するステップ、
− 診療指針データベース（ＣＬ）を備えるステップ、
− 知識データベース（ＫＢ）を備えるステップ、
− 第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）を備えるステップ、
− 第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）を備えるステップ、
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）、データ入力セクション（ＤＡＴ）、診療指針データベース（ＣＬ）、知識データベース（ＫＢ）、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）を相互接続するミドルウェア（ＭＷ）セクションを備えるステップ、そして
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）、診療指針データベース（ＣＬ）及び知識データベース（ＫＢ）を用いて、入力データ（ＭＤｘ）を第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）により患者関連情報（ＰＲＩ）に処理するステップ、
を有する方法であり、
第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、入力データ（ＭＤｘ）の処理中、インタラクトするように、ミドルウェア（ＭＷ）を介して動作可能であるように結合される、
方法に関する。
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）に記憶される患者に関する患者データを備えるステップ、
− データ入力セクション（ＤＡＴ）に分子診断測定装置から患者に関する入力データを受信するステップ、
− 診療指針データベース（ＣＬ）を備えるステップ、
− 知識データベース（ＫＢ）を備えるステップ、
− 第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）を備えるステップ、
− 第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）を備えるステップ、
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）、データ入力セクション（ＤＡＴ）、診療指針データベース（ＣＬ）、知識データベース（ＫＢ）、第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）を相互接続するミドルウェア（ＭＷ）セクションを備えるステップ、そして
− 患者情報データベース（ＥＭＪ）、診療指針データベース（ＣＬ）及び知識データベース（ＫＢ）を用いて、入力データ（ＭＤｘ）を第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）により患者関連情報（ＰＲＩ）に処理するステップ、
を有する方法であり、
第１判定サポート機構（１ＤＳＭ）及び／又は第２判定サポート機構（２ＤＳＭ）は、入力データ（ＭＤｘ）の処理中、インタラクトするように、ミドルウェア（ＭＷ）を介して動作可能であるように結合される、
方法に関する。
第３特徴においては、本発明は、関連するデータ記憶手段を有する少なくとも１つのコンピュータを有するコンピュータシステムが、本発明の第２特徴に従った判定サポートシステムを制御することを可能にするように適合されたコンピュータプログラムに関連する。
この本発明の特徴は、特に、コンピュータシステムが本発明の第２特徴の動作を実行することを可能にするコンピュータプログラムにより実行されることを可能にするが、それに限定されるものではない。それ故、一部の既知の判定サポートを、光学的記録装置を制御するコンピュータシステムにコンピュータプログラムをインストールすることにより、本発明に従って動作するように変えることが可能であることが検討されている。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能媒体の何れかの種類、例えば、磁気ベースの又は光ベースの媒体において、又はコンピュータベースのネットワーク、例えば、インターネットを介して、備えられることが可能である。
本発明の第１特徴、第２特徴及び第３特徴の各々は、他の特徴の何れかと組み合わされることが可能である。本発明の上記の及び他の特徴は、以下に詳述する実施形態を参照して明らかになり、理解することができる。
本発明について、以下、例示としての添付図を参照して詳述する。
図１は、出力として患者関連情報ＰＲＩを提供する分子診断判定サポートシステムＭＤ−ＤＳＳ１００による、本発明に従って実行されるデータ処理の模式図である。
患者情報データベースＥＭＪは、好適には、電子医療日誌に患者に関する患者データを記憶する。そのデータベースのコンテンツは、患者において実行された全ての以前の観測及び処置に関する。本発明は一時に単独の患者への適用について意図されているが、本発明はまた、複数の患者群に適用されることも可能であることが意図されていることについて説明しておく必要がある。
データ入力セクションＤＡＴ（図示せず）は、関連分子診断測定装置（図示せず）から患者に関する入力データＭＤｘを受信するように適合されている。
診療指針データベースＣＬ１０２は、一般に、下で詳細に説明するような、推奨される処置の経路について記述していて、矢印２０及び２１で示すように、第１判定サポート機構１ＤＳＭ１０４及び第２判定サポート機構２ＤＳＭ１０６と通信する。
知識データベースＫＢ１０８は、ドメインについて必ず又は原型的に真であるものを有し、矢印３０及び３１で示すように、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭと通信する。
第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭは、入力データＭＤｘ及びＥＭＪデータのそれぞれを受信する。例示目的で、各々の判定サポート機構は、このデータの単独の列のみを受信するように示されているが、同様に、各々の判定サポート機構１ＤＳＭ及び２ＤＳＭは、両方のデータ列ＭＤｘ及びＥＭＪを受信することが可能である。更に、本発明は、２つの判定サポート機構のみに限定されるものではないことを説明しておく必要がある。むしろ、３つ以上の判定サポート機構が本発明の教示の範囲内で適用可能であることが意図されている。
ミドルウェアＭＷセクション１１０は、患者情報データベースＥＭＪ、データ入力セクションＤＡＴ、診療指針データベースＣＬ、知識データベースＫＢ、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭを相互接続する。図１に示す他の構成要素は、ミドルウェアＭＷにおいて実施されるように考慮されることが可能であるが、実際の考慮について、ミドルウェアＭＷセクションは、電気的／無線接続による通信を可能にし、この通信を制御する。
ミドルウェアＭＷは、それ故、データ処理において判定サポート介入を生成する要求に適合するように、ディレクトリ管理及びセキュリティサービス等のサービスを適用することが可能である。
ミドルウェアＭＷセクションは、患者情報データベースＥＭＪ、診療指針データベースＣＬ及び知識データベースＫＢを用いて、入力データＭＤｘが第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭにより患者関連情報ＰＲＩに処理されるように備えられている。
第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭは、矢印１０及び１１で示されているように、入力データＭＤｘの処理中、インタラクトするように、ミドルウェアＭＷを介して、動作可能であるように結合されている。インタラクトすることにより、キャラクタにおける最初の、中間の又は最後のデータは２つの判定サポート機構１ＤＳＭ及び２ＤＳＭ間で交換されることが可能であることが理解できる。従って、複数のデータフォーマット及び／又はそれらの間の変換は、互いに従うようになっている。
患者関連情報ＰＲＩを表すユーザインタフェース、例えば、スクリーン又は類似する装置が用いられる必要がある。ユーザインタフェースは、アプリケーションに従って特定のものであることが可能である。
本発明は、診断を患者関連情報ＰＲＩの一部として提供するものではないことが理解される必要がある。むしろ、本発明は、診断に到るように、医師、臨床医及び／又は技術者を支援することが可能である情報ＰＲＩを提供する。
図１に示すように、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの何れかの組み合わせを有する何れかの適切な様式で実行されることが可能である。本発明又は本発明の一部の特徴は、１つ又はそれ以上のデータプロセッサ及び／又はディジタル信号プロセッサを実行するコンピュータソフトウェアとして実行されることが可能である。本発明の実施形態の要素及び構成要素は、何れかの適切な方法で物理的に、機能的に及び論理的に実行されることが可能である。実際には、機能性は、単独のユニットにおいて、複数のユニットにおいて、又は他の機能ユニットの一部として、実行されることが可能である。従って、本発明は、単独のユニットにおいて実行されることが可能であり、又は、異なるユニット及びプロセッサ間に物理的に及び機能的に分配されることが可能である。ＤＳＳの要素を相互接続するミドルウェアＭＷセクションは、電気的接続及び無線接続を含む何れかの種類の接続を有することが可能であるが、それに限定されるものではない。特に、無線接続は、患者関連情報ＰＲＩが患者についての管理要点に備えられる。
図２は、第１判定サポート機構１ＤＳＭ２０２と第２判定サポート機構２ＤＳＭ２０４との間の疎結合を示す模式図である。疎結合を備えることにより、第１判定サポート機構１ＤＳＭについて得られる出力は、矢印５１で示すように、第２判定サポート機構２ＤＳＭにおける入力として適用される。これは、結合の種類に依存して、直接に又は間接に行われる。要約すると、それらの２つの機構は、１つの機構の出力が他の機構の入力と結合される“ブラックボックス”として扱われる。それらの判定サポート機構は、出力／入力結合のフォーマット及びセマンティクスにおいて一致をみる必要があるが、他の機構の内部動作と干渉しないようになっている。
図３は、第１判定サポート機構１ＤＳＭ３０２と第２判定サポート機構２ＤＳＭ３０４との間の密結合６０、６１及び６２を示す模式図である。第１判定サポート機構１ＤＳＭの中間値が、第２判定サポート機構２ＤＳＭの入力として適用される。また、これは、上記のように、直接に又は間接に行われることが可能である。その点で、機構１ＤＳＭ及び２ＤＳＭは“オープンボックス”として扱われる。それらの機構は、それらの機構内から緊密にインタラクトするものである。一実施例においては、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）における交叉及び突然変異を促進させるように知識ベースＫＢからの干渉が用いられる。この密結合は、遺伝的アルゴリズムＧＡにおいて純粋に統計的処理を案内するように生物学的知識を導入する。それ故、そのＧＡにおける遺伝子は、不明の従属エンティティとしては扱われないが、そうではなく、重要性及び相関性を有するエンティティとして扱われる。他の実施例は、診療指針ＣＬにおける判定ステップにおける基準を解決するベイジアンベースネットワーク又はファジー論理ベースネットワークを用いる。これは、その指針において患者の状況にアクセスするベイジアン／ファジーネットワークを必要とする。
図４は、本発明に従った判定サポートシステムのアーキテクチャの模式図である。図１に示す構成要素に加えて、診療指針データベースＣＬ４０２は、指針実行エンジンＣＬ−ＥＥ４０４と通信するように、動作可能であるように接続され、同様に、知識データベースＫＢ４０６は、干渉エンジンＩＥ４０８と通信するように、動作可能であるように接続されている。
指針実行エンジンＣＬ−ＥＥ及び干渉エンジンＩＥは、判定サポートシステムの汎用構成要素であり、分子診断アプリケーションについて特異な要求を有するものではない。指針実行エンジンＣＬ−ＥＥは、その実行可能指針を通り、患者の状況に基づいてその指針における１つ又はそれ以上のステップを提案することが可能であるソフトウェア構成要素である。ＧＬＩＦ３指針実行エンジン（ＧＬＥＥ）はそのようなエンジンの例である。
干渉エンジンＩＥは、クラスの論理的規定を用いる階層におけるクラスの正確な位置を求めるように、知識ベースＫＢにおいてアサートされた複数の事実を分類する。これは、それらの事実間の推論関係についてアプリケーションセクションが学習することを可能にする。レーサーは例示としての干渉エンジンである。それらのエンジンＩＥ及びＣＬ−ＥＥについての既製のエンジンも有効に用いることが考慮される必要がある。
指針ＣＬに関して、一部の指針は複雑なアッセイを実行することができる習熟した技術者は限られた数しかいないという課題を克服することを目的とするということができる。他の指針は、患者に対して適用可能にする必要がある必要な教育及びカウンセリングを特定することを目標とする。例えば、米国のハンチントン舞踏病学会は、患者及び患者の家族を教育及びカウンセリングすることを目的とする一連の指針を提案している。
指針構成要素は指針のリポジトリであることが可能である。機械処理可能指針は、指針交換フォーマットＧＬＩＦ３．５で表されることが可能である。人間により読み込まれるようになっているスクリーンにレンダリングされるようになっている指針は指針要素モデル（ＧＥＭ）で表されることが可能であり、これについては、文献、ＧＬＩＦ ３．５ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｄｒａｆｔ Ｒｅｌｅａｓｅ， ＩｎｔｅｒＭｅｄ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １２，２００２を参照されたい。
表現フォーマットの選択は、意図されたシステムにおける指針の使用に依存する。実行可能な指針は、それらが診療治療の進捗をモニタするように用いられることが可能であるためにかなり強力である。ＧＥＭのような符号化指針は、ユーザが読み取り、そして考慮する関連知識及び証拠を提示するときに、有用である。システム設計者は、上記の指針に類似する、紙による指針を電子的フォーマットで提示するのに必要である努力を認識する必要がある。
知識データベースＫＢに関しては、オントロジーはそのデータベースの重要な部分を有することが可能であるこということができる。オントロジーは、知識のドメインの概念化を提供し、リサーチャとコンピュータによるドメイン知識の使用との間の両方の通信を容易にする。例えば、遺伝子オントロジー（ＧＯ）プロジェクトは、異なるデータベースにおける遺伝子産物についての一貫性のある記述子を提供し、配列についての分類及び配列特徴を標準化することを目的とする。ＧＯは、限定された属性の集合により遺伝子および遺伝子産物をアノーテート（ａｎｎｏｔａｔｉｎｇ）することを可能にする。遺伝子産物は、１つ又はそれ以上の分子機能を有し、１つ又はそれ以上の生物学的処理で用いられる。しかしながら、ＧＯは、どこで、いつ、又はどのような状況下で、作用が生じるかを特定することはできない。この知識は生物学的過程の知識基礎（Ｒｅａｃｔｏｍｅ）により取り込まれ、それは人間の生物学的処理の治療用の査読された（ｐｅｅｒ−ｒｅｖｉｅｗｅｄ）知識ベースである。他の関連ソースはｄｂＳＮＰ、即ち、人間の遺伝子変異のデータベースである。
その知識ベースは、患者データを取り扱うときに用いられることが可能である。分子試験は、患者記録の一部として記録される必要があるグラニュラー（ｇｒａｎｕｌａｒ）調査結果をもたらす。記述的調査結果を導き出すように用いることが可能である一般的診療知識ベースの例はＳＮＯＭＥＤ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｔｅｒｍｓ（ＳＮＯＭＥＤ−ＣＴ（登録商標））オントロジーである。しかしながら、それは、染色体構造の詳細な記述についての適切な概念が十分でなく、遺伝子異常及び遺伝子多型に関する分子的調査結果の正確な記述に必要な用語が十分でない。Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ Ｏｎｔｈｏｌｏｇｙ（登録商標）（ＣＢＯ）は、遺伝子的診療知識と詳細な分子的調査結果との間のこのギャップを埋めることを目的としている。
最終的に、それらの知識ベースＫＢを用いることには２つの関心が存在している。第１には、異なる知識ベースＫＢは、遺伝子及び遺伝子産物を追跡するように異なる識別子を用いることである。システム設計者は、それ故、１つの種類の識別子から他の種類の識別子への変換が１対１の関係であるときの解決方法を考慮する必要がある。第２には、この新たな分野において、生物学的経路の理解する上で幾つかの落とし穴が存在することである。それらの落とし穴は、決定されるべき知識要求に従って特定される必要がある。バイオインフォマティクス方法は、それらの落とし穴を埋めるアイテムを提案することが可能である。従って、それらの提案は実験的に検証される必要がある。
患者情報データベースに関しては、判定サポートシステムＭＤ ＤＳＳは、もたらされた判定を個人的なものにする患者特定データを含むということができる。患者の分子プロファイルは、過去の分子試験の結果をまとめたものである。詳細な家族の履歴は重要であり、しばしば、遺伝子素因を示唆することが可能である。薬剤の履歴が、幾つかの症状の原因である可能性のある薬剤を特定するように考慮される必要がある。患者のデータは、疾病の経過と定量的に相関する（直接的に又は間接的に）イメージング測定を含むことが可能である。研究用データは、疾病の経過をモニタするように正確な履歴を確立することが可能である、以前の分子試験及び従来の試験による測定を含むことが可能である。そのデータベースは、患者が有する特定の優先傾向及び値に関する情報を有することが可能である。知識ベースの方法は、それらの患者のデータの異なるソースを統合する上で重要である。分子診断は新しい分野であるため、分子診断判定サポートシステムＭＤ ＤＳＳのデータ要求に応えることができるように、電子診療記録ＥＭＪ ４１０が必要な量の情報を常に有することができることは確実ではない。どのような推奨を判定サポートシステムＭＤ ＳＤＤが生成する必要があるかが決定され、それらの推奨の生成をサポートするようにどのようなデータが収集される必要があるかを逆に確立し、関連データがどこから由来するか、及びそれらのデータがどのように捕捉され且つ標準化されるかを逆に更に特定する必要があり、それに関しては、文献Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｐｈｙｓｉｃｉａｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｂｙ Ｓ．Ｃｏａｄｙ，ｉｎ Ｈｅａｌｔｈ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２を参照されたい。
ＥＭＪは、ミドルウェアＭＷ４１２を介してインタフェースエンジン及び診療指針実行エンジンに動作可能であるように接続されている。
図５は、癌疾患の予後の判定を支援する本発明に従った判定サポートシステムの実施形態である。予後は治療計画を方向付ける重要なステップである。臨床医は、個別の患者に何が発生しているか、生存確立はどれ位かの予測に関して、大きな不確実性に直面する。腫瘍の場合、転移する確率はどれ位か、転移パターンはどのようなものか、生存年数はどれ位か、等の大きな不確実性に直面する。予後は、特定の患者についての治療の選択に影響する。
例えば、ｃＤＮＡマイクロアレイを用いる測定装置ＭＤ５０２は、生検サンプルの遺伝子発現を提供し、それ故、分子診断入力データＭＤｘ５０４が提供される。
ベイジアンネットワーク１ＤＳＭ／１ＢＡＹ５０６が、複数の癌のサブグループのうちの１つにおけるメンバーの確率を得るように、多くの患者についての治験及び結果に基づいて構築される。癌のサブグループの例は、悪性乳癌対非悪性乳癌である。ｃＤＮＡデータに基づいて、ベイジアンネットワークは患者の癌のサブグループＥＳＴ５０８を推定する。
このメンバーの情報に基づいて、干渉エンジンＩＥ５１０は、癌に関する知識ベースＫＢ５１２及びそれらの癌の転移パターンＭＰ５１４を詳しく検討し、対応するパターン及び関連する生存率を引き出す。
並行して、診療指針実行エンジンＣＬ−ＥＥ５１６は、電子診療記録ＥＭＪ５２０を使用して患者が登録される診療指針５１８を選択し、この患者についての以前の、現在の及び示唆される治療ステップＳＴＥＰ５２２を示す。
他のベイジアンネットワーク２ＤＳＭ／２ＢＡＹ５２４が、異なる治療選択肢、癌サブグループメンバーの推定及び転移パターンに基づいて生存確率ＰＲＯＧを得るように構築される。判定サポート機構１ＤＳＭ／１ＢＡＹからの結果は、図５に示す予後ＰＲＯＧ５２６を提供するように、他のベイジアンネットワーク２ＤＳＭ／２ＢＡＹに供給される。
図６は、本発明に従った方法のフローチャートである。この方法のステップは、当業者が理解することができるように、列挙されている順序で必ずしも実行される必要はない。その方法は：
− 患者情報データベースＥＭＪに記憶される患者に関する患者データを備えるステップＳ１と、
− データ入力セクションＤＡＴにおいて分子診断機構から患者に関する入力データＭＤｘを受診するステップＳ２と、
− 診療指針データベースＣＬを備えるステップＳ３と、
− 知識データベースＫＢを備えるステップＳ４と、
− 第１判定サポート機構１ＤＳＭを備えるステップＳ５と、
− 第２判定サポート機構２ＤＳＭを備えるステップＳ６と、
− 患者情報データベースＥＭＪ、データ入力セクションＤＡＴ、診療指針データベースＣＬ、知識データベースＫＢ、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭを相互接続するミドルウェアＭＷセクションを備えるステップＳ７と、
− 患者情報データベースＥＭＪ、データ入力セクションＤＡＴ、診療指針データベースＣＬ及び知識データベースＫＢを用いて第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭにより患者関連情報ＰＲ１に入力データＭＤｘを処理するステップであって、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭが、入力データＭＤｘの処理中、相互作用する１０、１１、５１、６０、６１又は６２ように、ミドルウェアＭＷを介して動作可能であるように結合される、ステップＳ８と、
を有する。
− 患者情報データベースＥＭＪに記憶される患者に関する患者データを備えるステップＳ１と、
− データ入力セクションＤＡＴにおいて分子診断機構から患者に関する入力データＭＤｘを受診するステップＳ２と、
− 診療指針データベースＣＬを備えるステップＳ３と、
− 知識データベースＫＢを備えるステップＳ４と、
− 第１判定サポート機構１ＤＳＭを備えるステップＳ５と、
− 第２判定サポート機構２ＤＳＭを備えるステップＳ６と、
− 患者情報データベースＥＭＪ、データ入力セクションＤＡＴ、診療指針データベースＣＬ、知識データベースＫＢ、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭを相互接続するミドルウェアＭＷセクションを備えるステップＳ７と、
− 患者情報データベースＥＭＪ、データ入力セクションＤＡＴ、診療指針データベースＣＬ及び知識データベースＫＢを用いて第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭにより患者関連情報ＰＲ１に入力データＭＤｘを処理するステップであって、第１判定サポート機構１ＤＳＭ及び第２判定サポート機構２ＤＳＭが、入力データＭＤｘの処理中、相互作用する１０、１１、５１、６０、６１又は６２ように、ミドルウェアＭＷを介して動作可能であるように結合される、ステップＳ８と、
を有する。
本発明は、特定の実施形態に関連付けて説明しているが、ここで説明している特定の様式に限定されるように意図されてはいない。そうではなく、本発明の範囲は、同時提出の特許請求の範囲にみにより制限されるものである。請求項において、用語“を有する”は、他の要素又はステップの存在を排除するものではない。更に、個々の特徴が異なる請求項に記載されているが、それらの特徴は有利に結合されることが可能であり、異なる請求項に含まれているものは、特徴の組み合わせが実現可能でない及び／又は有利でないことを意味するのではない。更に、単数表現は複数の存在を排除するものではない。
Claims (14)
- 患者関連情報を供給する分子診断判定サポートシステムは：
患者に関する患者データを記憶する患者情報データベース；
前記患者に関する入力データを関連分子診断測定装置から受信するように適合されたデータ入力セクション；
診療指針データベース；
知識データベース；
第１判定サポート機構；
第２判定サポート機構；並びに
前記患者情報データベース、前記データ入力セクション、前記診療指針データベース、前記知識データベース、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構を相互接続するミドルウェアセクション；
を有する分子診断判定サポートシステムであって、
前記ミドルウェアセクションは、前記患者情報データベース、前記診療指針データベース及び前記知識データベースを用いて前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構により、入力データが患者関連情報に処理されるように備えられ；そして
前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は、前記入力データの処理中に相互作用するように、前記ミドルウェアを介して動作可能であるように結合されている；
分子診断判定サポートシステム。 - 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記ミドルウェアセクションはアプリケーションサブセクションを有し、アプリケーションは選択可能であり、各々のアプリケーションは、前記システムの前記アプリケーションに関係する１つ又はそれ以上の対応するルールを有する、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は１つ又はそれ以上の疎結合を介してインタラクトし、得られた前記第１判定サポート機構の出力は前記第２判定サポート機構における入力として適用される、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は１つ又はそれ以上の密結合を介してインタラクトし、前記第１判定サポート機構の中間値は前記第２判定サポート機構における入力として適用される、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は、ベイジアンネットワーク、人工ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン機構、Ｋ最近隣機構、遺伝子アルゴリズム機構、判定ツリー機構、ルールベースシステム、ケースベース推論機構及びファジー論理ベース機構を有する群から選択される、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項２に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記第１判定サポート機構及び／又は前記第２判定サポート機構は前記アプリケーションに依存して選択される、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１乃至５の何れか一項に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は２つの異なる種類の判定サポート機構である、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記診療指針データベースは、動作可能であるように、指針実行エンジンと通信するように接続されている、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記診療指針データベースは、動作可能であるように、干渉エンジンと通信するように接続されている、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記診療指針データベースは、少なくとも一部が、前記第１判定サポート機構及び／又は前記第２判定サポート機構に統合されている、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記知識データベースは、少なくとも一部が、前記第１判定サポート機構及び／又は前記第２判定サポート機構に統合されている、分子診断判定サポートシステム。
- 請求項１に記載の分子診断判定サポートシステムであって、前記入力データは、ゲノムパターン、トランスクリプトームパターン、メタボロノミックパターン、後成パターン及びプロテオームパターンを有する群から選択される、分子診断判定サポートシステム。
- 患者関連情報を供給する分子診断判定サポートシステムを作動する方法であって：
患者情報データベースに記憶されている患者に関する患者データ供給するステップ；
前記患者に関する入力データをデータ入力セクションにおける分子診断測定装置から受信するステップ；
診療指針データベースを備えるステップ；
知識データベースを備えるステップ；
第１判定サポート機構を備えるステップ；
第２判定サポート機構を備えるステップ；
前記患者情報データベース、前記データ入力セクション、前記診療指針データベース、前記知識データベース、前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構を相互接続するミドルウェアセクションを備えるステップ；並びに
前記患者情報データベース、前記診療指針データベース及び前記知識データベースを用いて前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構により、前記入力データが患者関連情報に処理されるステップ；
を有し、
前記第１判定サポート機構及び前記第２判定サポート機構は、前記入力データの処理中に相互作用するように、前記ミドルウェアを介して動作可能であるように結合されている；
方法。 - データ記憶手段を有する少なくとも１つのコンピュータを有するコンピュータシステムに、請求項１３に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
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