JP5164646B2 - 臨床検査データ解析支援装置、臨床検査データ解析支援方法及びそのプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る臨床検査データ解析支援装置41がデータクレンジング後の臨床検査データを出力する統合医療データベース4Aを構成要素とするユビキタス統合医療情報システムのネットワークシステムの一構成例を示す。ユビキタス統合医療情報システムは、病院ないし施設1A,1B・・・と、在宅サイト2A,2B・・・と、ネットワーク3と、統合医療サーバ4とを具備する。
図2は、本実施形態に係る臨床管理データ解析支援装置の機能構成の一例を示す。臨床管理データ解析支援装置4は、検査データ収集部21と、検査欠損値補間処理部23と、施設間誤差補正処理部25と、検査データ表現形変換処理部29とを具備する。代替的に、臨床管理データ解析支援装置4において、検査欠損値補間処理部23、検査データ表現形変換処理部29とは省略され得る。また、図2に示される検査欠損値補間処理部23と、施設間誤差補正処理部25と、検査データ表現形変換処理部29とが実行する各処理の順序は、図示された順序に限定されず、検査欠損値補間処理部23、施設間誤差補正処理部25、検査データ表現形変換処理部29の実行する各処理順序は、任意に変更され得る。
本実施形態に係る検査欠損値補間処理部23は、所定の複数の臨床検査項目についてそれぞれ検査値が取得されているべき1つの被検者の臨床検査データについて、1つ又は複数の検査項目について欠損値がある場合に、この欠損値を補間する。
ならば、血糖リスク+1、と判断するものと考える。この場合、例えば空腹時血糖>=100(mg/dl)の値があり、糖尿病治療を受けている=Yの値があり、一方HbA1cの検査値が欠損していたとすると、本実施形態に係る検査欠損値補間処理部23は、図3のOR演算についての真理値表を参照して、HbA1cの検査値について、m>=5.2(%)であるmの値を生成する。
図6ないし図9を参照して、本実施形態に係る施設間差補正処理部25が実行する施設間差補正処理を説明する。
一般に、疾病或いは定期健康診断等に起因して臨床検査を受検する被検者は、特定年齢層にピークを持つ傾向を持つ。例えば、若年層に属する被検者は、少数であってサンプルのばらつきが大きいことが推定され、他方、老年層に属する被検者の多くは何らかの疾病を持つため、検査異常値が出現する頻度が高いものと推定される。このため、本実施形態に係る施設間差補正処理部25は、臨床検査の被検者が多数存在する年齢層であって健常者の割合が高いものと推定される年齢層を抽出する。例えば図8に示す例によれば40歳を下限閾値、50歳を上限閾値として設定することにより、40歳から50歳までの年齢層の臨床検査データのみをフィルタリング処理により抽出し、健常者と推定される母集団の臨床検査データの候補とする(ステップS633)。
ある被検者が複数の臨床検査項目について臨床検査を受検したものとする。この場合、他の検査項目で異常値を示した被検者は、この他の検査項目が当該検査項目と高い相関性を示すものであれば、当該検査項目についても異常値を示す確率が高いものと推定される。このため、本実施形態に係る施設間差補正処理部25は、臨床検査項目間の相関に基づき、ある検査項目で異常値を示した被検者については、該検査項目と他の検査項目とが高い相関性を示すものであれば、他の検査項目について、当該被検者の臨床検査データを除外する(ステップS635)。好適には、この項目間相関に基づくフィルタリング処理は、図5の臨床検査項目間の相関マトリックスを利用した回帰分析により実行することができる。
k(p)≠0のとき、一般べき乗変換
X(p,i)=((x(p,i)−a(p))k(p)−1)/k(p)
k(p)=0のとき、対数変換
X(p,i)=log(x(p,i)−a) (式1)
特許文献3及び非特許文献1は、このべき乗変換によるデータ配列の正規化手法を開示する。また、べき乗変換パラメータの最適値を、例えばBox−Cox変換方式によりシンプレックス法で導出する手法は、例えば、http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/R/Box-Cox-transformation2.html に開示されている。
図6に戻り、ステップS61からステップS73の処理は、全臨床検査項目について、さらに全施設について、繰り返し実行される。
各施設で収集される同一の臨床検査項目について得られた検査値は、各施設間で異なる表現形で記述されている。本実施形態に係る検査データ表現形変換処理部29は、これら相違する表現形で記述された検査値を、統一された表現形式へと変換する。好適には、検査データ表現形変換処理部29は、臨床検査値のデータ型を判定し、臨床検査データの文字型で記述された検査値を、数値型で記述された連続値へと変換する。数値型で記述された連続値の検査値は、検索条件に一致することが容易に判定でき、また他の検査値との間で大小関係が容易に把握できる。このため、統合された臨床検査データのデータマイニング処理がシームレスに実現される。
図11ないし図13を参照して、図6のステップS63に示される、施設間差補正処理部25が行なう健常者のものと推定される検査データのみを検査項目ごと抽出する処理の変形例を説明する。
図14は、本実施形態による臨床検査データ解析支援装置44のハードウエア構成の非限定的一例を示すブロック図である。図14に示されるコンピュータ装置110である臨床検査データ解析支援装置44において、CPU111は、ROM114および/またはハードディスクドライブ116に格納されたプログラムに従い、RAM115を一次記憶用ワークメモリとして利用して、システム全体を制御する。さらに、CPU111は、マウス112aまたはキーボード112を介して入力される利用者の指示に従い、ハードディスクドライブ116に格納されたプログラムに基づき、本実施形態に係る臨床検査データ解析処理を実行する。ディスプレイインタフェイス113には、CRTやLCDなどのディスプレイが接続され、CPU111が実行する臨床検査データ解析処理の入力待ち受け画面、処理経過や処理結果、各種画像などが表示される。リムーバブルメディアドライブ117は、主に、リムーバブルメディアからハードディスクドライブ116へファイルを書き込んだり、ハードディスクドライブ116から読み出したファイルをリムーバブルメディアへ書き込む場合に利用される。リムーバブルメディアとしては、フロッピディスク(FD)、CD−ROM、CD−R、CD−R/W、DVD−ROM、DVD−R、DVD−R/W、DVD−RAMやMO、あるいはメモリカード、CFカード、スマートメディア、SDカード、メモリスティックなどが利用可能である。
検査生データ記憶部 22
検査欠損値補間処理部 23
補間後検査データ記憶部 24
施設間差補正処理部 25
健常者抽出データ記憶部 26
変換テーブル 27
補正後検査データ記憶部 28
検査データ表現形変換処理部 29
表現形変換後検査データ記憶部 30
Claims (21)
- 同一施設で分析された被検者を母集団とする、1つの臨床検査項目についての臨床検査データを入力する入力部と、
入力された前記臨床検査データから、健常者の臨床検査データと推定される臨床検査データのみを抽出して、第1の基準検査データとして第1の記憶装置に格納する健常者検査データ抽出部と、
前記第1の記憶装置から前記第1の基準検査データを読み出し、その分布型が正規分布に近似する第2の基準検査データに変換する正規化処理部と、
前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上において、該正規分布の標準偏差に基づき決定される近似直線を求め、該近似直線の傾き及び切片を補正用パラメータとして導出し、該補正用パラメータを変換テーブルに記憶する補正用パラメータ導出部と、
入力部により入力された前記臨床検査データの項目値と一致する施設及び臨床検査項目について定義された前記補正用パラメータを、前記変換テーブルを参照して取得し、前記臨床検査データに対して前記補正用パラメータで規定される一次関数を適用することにより、前記臨床検査データを補正する補正処理部と、
補正された臨床検査データを第2の記憶装置に格納する補正後データ格納部とを具備する
ことを特徴とする臨床検査データ解析支援装置。 - 前記補正用パラメータ導出部は、前記近似直線を、前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上で、x=μ±2σである偏位点(ここで、μは平均値、σは標準偏差)における接線として求める
ことを特徴とする請求項1に記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 前記健常者検査データ抽出部は、
入力された前記臨床検査データのうち、被検者の年齢を値とする、第1の閾値と、該第1の閾値より高い第2の閾値との間にある値の年齢値を有する被検者のみを母集団とする臨床検査データを抽出する第1のフィルタリング処理部を具備する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 前記健常者検査データ抽出部は、
同一被検者について、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する他の臨床検査項目が、異常値を示した場合には、当該被検者の臨床検査データを、前記第1の基準検査データとして抽出すべき臨床検査データから除外する第2のフィルタリング処理部を具備する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 前記健常者検査データ抽出部は、
各臨床検査項目をそれぞれ軸とするn次元(n≧1の整数)の確率分布上で、該確率分布の等確率楕円外にプロットされる臨床検査データを除外し、
該処理を、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する全臨床検査項目間について、除外されるべきデータがなくなるまで繰り返した後得られた臨床検査データを前記第1の基準検査データとして抽出する第3のフィルタリング処理部を具備する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 上記臨床検査データ解析支援装置は、さらに、
前記入力部により入力された臨床検査データに欠損臨床検査項目が存在する場合には、該欠損臨床検査項目の検査値を補間により生成する補間処理部を具備する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 上記臨床検査データ解析支援装置は、さらに、
前記入力部により入力された臨床検査データの検査値のデータ型を判定し、文字型で記述された検査値を、数値型の連続値に変換する表現形変換処理部を具備する
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか記載の臨床検査データ解析支援装置。 - 入力部と、健常者検査データ抽出部と、正規化処理部と、補正用パラメータ導出部と、補正処理部と、補正後データ格納部とを備える臨床検査データ解析支援装置により実行される臨床検査データ解析支援方法であって、
前記入力部が、同一施設で分析された被検者を母集団とする、1つの臨床検査項目についての臨床検査データを入力するステップと、
前記健常者検査データ抽出部が、入力された前記臨床検査データから、健常者の臨床検査データと推定される臨床検査データのみを抽出して、第1の基準検査データとして第1の記憶装置に格納するステップと、
前記正規化処理部が、前記第1の記憶装置から前記第1の基準検査データを読み出し、その分布型が正規分布に近似する第2の基準検査データに変換するステップと、
前記補正用パラメータ導出部が、前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上において、該正規分布の標準偏差に基づき決定される近似直線を求め、該近似直線の傾き及び切片を補正用パラメータとして導出し、該補正用パラメータを変換テーブルに記憶するステップと、
前記補正処理部が、入力部により入力された前記臨床検査データの項目値と一致する施設及び臨床検査項目について定義された前記補正用パラメータを、前記変換テーブルを参照して取得し、前記臨床検査データに対して前記補正用パラメータで規定される一次関数を適用することにより、前記臨床検査データを補正するステップと、
前記補正後データ格納部が、補正された臨床検査データを第2の記憶装置に格納するステップとを含む
ことを特徴とする方法。 - 前記補正用パラメータを導出するステップにおいて、前記近似直線を、前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上で、x=μ±2σである偏位点(ここで、μは平均値、σは標準偏差)における接線として求める
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記健常者検査データを抽出するステップは、さらに、
入力された前記臨床検査データのうち、被検者の年齢を値とする、第1の閾値と、該第1の閾値より高い第2の閾値との間にある値の年齢値を有する被検者のみを母集団とする臨床検査データを抽出するステップを含む
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。 - 前記健常者検査データを抽出するステップは、さらに、
同一被検者について、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する他の臨床検査項目が、異常値を示した場合には、当該被検者の臨床検査データを、前記第1の基準検査データとして抽出すべき臨床検査データから除外するステップを含む
ことを特徴とする請求項8ないし10のいずれか記載の方法。 - 前記健常者検査データを抽出するステップは、さらに、
各臨床検査項目をそれぞれ軸とするn次元(n≧1の整数)の確率分布上で、該確率分布の等確率楕円外にプロットされる臨床検査データを除外し、
該処理を、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する全臨床検査項目間について、除外されるべきデータがなくなるまで繰り返した後得られた臨床検査データを前記第1の基準検査データとして抽出するステップを含む
ことを特徴とする請求項8ないし11のいずれか記載の方法。 - 上記方法は、さらに、
前記入力部により入力された臨床検査データに欠損臨床検査項目が存在する場合には、該欠損臨床検査項目の検査値を補間により生成するステップを含む
ことを特徴とする請求項8ないし12のいずれか記載の方法。 - 上記方法は、さらに、
前記入力部により入力された臨床検査データの検査値のデータ型を判定し、文字型で記述された検査値を、数値型の連続値に変換するステップを含む
ことを特徴とする請求項8ないし13のいずれか記載の方法。 - 臨床検査データ解析支援処理をコンピュータに実行させるための臨床検査データ解析支援プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
同一施設で分析された被検者を母集団とする、1つの臨床検査項目についての臨床検査データを入力する入力処理と、
入力された前記臨床検査データから、健常者の臨床検査データと推定される臨床検査データのみを抽出して、第1の基準検査データとして第1の記憶装置に格納する健常者検査データ抽出処理と、
前記第1の記憶装置から前記第1の基準検査データを読み出し、その分布型が正規分布に近似する第2の基準検査データに変換する正規化処理と、
前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上において、該正規分布の標準偏差に基づき決定される近似直線を求め、該近似直線の傾き及び切片を補正用パラメータとして導出し、該補正用パラメータを変換テーブルに記憶する補正用パラメータ導出処理と、
入力部により入力された前記臨床検査データの項目値と一致する施設及び臨床検査項目について定義された前記補正用パラメータを、前記変換テーブルを参照して取得し、前記臨床検査データに対して前記補正用パラメータで規定される一次関数を適用することにより、前記臨床検査データを補正する補正処理と、
補正された臨床検査データを第2の記憶装置に格納する補正後データ格納処理とを含む
処理を実行させるためのものであることを特徴とするプログラム。 - 前記補正用パラメータ導出処理は、前記近似直線を、前記第2の基準検査データ群の正規分布パターン曲線上で、x=μ±2σである偏位点(ここで、μは平均値、σは標準偏差)における接線として求める
ことを特徴とする請求項15に記載のプログラム。 - 前記健常者検査データ抽出処理は、
入力された前記臨床検査データのうち、被検者の年齢を値とする、第1の閾値と、該第1の閾値より高い第2の閾値との間にある値の年齢値を有する被検者のみを母集団とする臨床検査データを抽出する第1のフィルタリング処理を含む
ことを特徴とする請求項15又は16に記載のプログラム。 - 前記健常者検査データ抽出処理は、
同一被検者について、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する他の臨床検査項目が、異常値を示した場合には、当該被検者の臨床検査データを、前記第1の基準検査データとして抽出すべき臨床検査データから除外する第2のフィルタリング処理を含む
ことを特徴とする請求項15ないし17のいずれか記載のプログラム。 - 前記健常者検査データ抽出処理は、
各臨床検査項目をそれぞれ軸とするn次元(n≧1の整数)の確率分布上で、該確率分布の等確率楕円外にプロットされる臨床検査データを除外し、
該処理を、入力された前記臨床検査データの臨床検査項目との間で所定の閾値以上の相関性を有する全臨床検査項目間について、除外されるべきデータがなくなるまで繰り返した後得られた臨床検査データを前記第1の基準検査データとして抽出する第3のフィルタリング処理を含む
ことを特徴とする請求項15ないし18のいずれか記載のプログラム。 - 上記プログラムは、さらに、
前記入力処理により入力された臨床検査データに欠損臨床検査項目が存在する場合には、該欠損臨床検査項目の検査値を補間により生成する補間処理を含む
ことを特徴とする請求項15ないし19のいずれか記載のプログラム。 - 上記プログラムは、さらに、
前記入力処理により入力された臨床検査データの検査値のデータ型を判定し、文字型で記述された検査値を、数値型の連続値に変換する表現形変換処理を含む
ことを特徴とする請求項15ないし20のいずれか記載のプログラム。
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