JP6109778B2 - 類似症例検索装置、類似症例検索方法、及び類似症例検索プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、類似症例検索装置、類似症例検索方法、及び類似症例検索プログラムに関する。
医療分野において、検査画像に基づいて、検査画像に類似する過去の症例を検索する類似症例検索装置が知られている(例えば特許文献1、2参照)。検査画像は、例えば、断層撮影を行うCT(Computed Tomography)装置や単純透視画像を撮影する一般X線撮影装置などのモダリティで撮影された画像であり、患者の疾患の特定など患者の診断を行うために用いられる。一般X線撮影装置による1回の検査では、検査画像が1枚だけ撮影される場合もあれば、複数枚撮影される場合もある。また、CT装置による1回の検査では、複数枚の断層画像(スライス画像)が取得される。そのため、1件の検査データには、1枚以上の検査画像が含まれる。症例は、過去の検査データの集積によって作成される場合が多いため、1件の症例のデータにも、1枚以上の症例画像が含まれる。
類似症例検索を行う場合には、まず、医師などのユーザによって、検査画像内に関心領域が指定される。関心領域は、検査画像内において医師が特に関心を示す領域であり、診断対象となる病変を含む領域である。類似症例検索装置は、検査画像内に指定された1つの関心領域の特徴を数値化した特徴量と、症例画像内に存在する1つの病変の特徴を数値化した特徴量とを比較して両者の類似度を判定する。ここで、便宜上、検査画像の関心領域内に含まれる病変を対象病変といい、症例画像に含まれる病変を症例病変という。そして、類似症例検索装置は、複数の症例を記憶した症例データベースの中から、関心領域に類似する症例病変を含む症例を検索する。
特許文献1には、対象病変を含む関心領域の指定の仕方にはユーザ毎に個人差があり、個人差に起因して検索結果にばらつきが生じるという検索ばらつきを抑制することを目的する発明が開示されている。具体的には、同じ1つの対象病変を含む領域を関心領域として指定する場合でも、指定するユーザの個人差などが原因で、関心領域の指定の仕方によっては指定した領域の形状や大きさが変化するため、特徴量が変化してしまう場合がある。特徴量が変化すると、類似度も変化するため、ユーザ毎に検索結果が変わるという検索ばらつきが生じてしまう。特許文献1は、こうした検索ばらつきを抑制するために、1例として、1つの対象病変について指定の仕方が異なる複数の関心領域について、関心領域毎に特徴量を算出し、算出した複数の関心領域の特徴量の平均値に基づいて類似度を算出して、類似画像検索を行っている。これによれば、ユーザ毎の個人差に起因する検索ばらつきを抑制することができる。
特許文献2は、ユーザが類似していると感じる主観に対して、より適合的な検索結果を出力する技術に関するものである。具体的には、同種の対象病変が複数の検査画像に対して存在する場合に、関心領域の指定に際して、ユーザが類似していると感じる同種の複数の対象病変を含む関心領域を、同種グループとして1つのグループにまとめる。そして、1件の検査データにおいて、同種グループに属する複数の対象病変の特徴量をすべて包含する特徴量の範囲を求め、この特徴量の範囲を検索条件として、類似症例検索を行う。同種グループの特徴量の範囲は、ユーザが主観的に類似すると感じる範囲と一致すると考えられるため、検索結果もユーザの主観に対して、より適合的なものとすることができる。
特開2010−237930号公報 特開2012−118583号公報
ところで、疾患によっては、検査画像において複数の対象病変が現れていることが、疾患特定の根拠となる場合がある。例えば、結核の場合には、検査画像において、空洞影、点状影、すりガラス影という3種の対象病変が現れていることを以て疾患が特定される場合があり、びまん性汎細気支炎では、気管支異常影と点状影の2種の対象病変が現れていることを以て疾患が特定される場合がある。がんの場合には、単一の対象病変での類似検索でよかったが、がん以外の非がん疾患である場合には、これら複数の対象病変での類似検索が必要である。
特許文献1及び特許文献2に記載の従来の類似症例検索装置は、いずれも、検査画像に含まれている1つの対象病変に着目して、着目した1つの対象病変を含む関心領域の特徴量に基づいて類似症例を検索するものであり、検査画像に含まれている複数の対象病変のそれぞれに着目することは考慮されていなかった。
上述したように、特許文献1は、関心領域毎に特徴量を算出しているが、複数の関心領域は、指定の仕方が異なるだけで、同じ1つの対象病変の関心領域であり、異なる対象病変のそれぞれの関心領域の特徴量に着目して類似症例を検索することについては開示が無い。また、特許文献2は、複数の検査画像に含まれる複数の対象病変に対して、同種の対象病変がグループ化された1つの同種グループについて1つの検索条件を作成し、作成した検索条件で類似症例を検索している。特許文献2は、いわば、同種の複数の対象病変を含むそれぞれの関心領域に共通する特徴量をユーザの嗜好に合うように算出しているのみで、複数の対象病変のそれぞれの関心領域の特徴量に着目して類似症例を検索することについては開示が無い。
本発明は、複数の関心領域のそれぞれの特徴量に着目した類似症例検索が可能な類似症例検索装置、類似症例検索方法、及び類似症例検索プログラムを提供することを目的とする。
本発明の類似症例検索装置は、症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する装置において、特徴量取得部、個別類似度算出部、類似症例検索部を備えている。特徴量取得部は、検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、関心領域毎の特徴量を取得する。個別類似度算出部は、関心領域毎の特徴量と、症例に登録された、症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、関心領域毎の個別類似度を算出する。類似症例検索部は、算出した複数の個別類似度に基づいて、類似症例を検索する。
複数の関心領域は、種類が異なる病変がそれぞれ含まれていてもよい。また、1件の症例内に複数の症例病変が登録されている場合には、個別類似度算出部は、複数の関心領域のそれぞれと、複数の症例病変のそれぞれとを、1対1で対応させて特徴量の比較を行い、症例病変毎の個別類似度である症例病変別に個別類似度を算出するのが好ましい。
ここで、1件の症例内に登録されている複数の症例病変、つまり症例画像内に存在する複数の症例病変は、1枚の症例画像内に複数存在する場合と、例えば2枚の症例画像のそれぞれに、症例病変が1つずつ存在する場合のように、複数枚の症例画像内に存在する症例病変の合計が複数になる場合を含む。
類似症例検索部は、複数件の類似症例に関する情報をリスト化した類似症例リストを作成することが好ましい。また、類似症例リストには、関心領域毎の関心領域別類似症例リストが含まれることが好ましい。
関心領域別類似症例リストは、複数の症例病変を配列したリストであることが好ましい。また、各関心領域別類似症例リストにおいて、共通する1件の症例に含まれる症例病変が存在する場合には、症例が共通する複数の症例病変について症例が共通していることを表す識別表示がされることが好ましい。さらに、類似症例検索部は、類似症例リストにおいて、複数個の症例病変を、個別類似度に基づいてソートすることが好ましい。
1つの関心領域に対して、1件の症例に含まれる複数の症例病変のそれぞれに関する個別類似度が算出された場合には、複数の個別類似度の中から、1つの代表値を代表値判定部により判定し、類似症例検索部が、1つの関心領域について、代表値に対応する症例病変のみを使用して、類似症例を検索することが好ましい。
個別類似度算出部は、1つの関心領域に対して、1件の症例に含まれる症例病変のうち関心領域と同種類の症例病変のみを対応させて、個別類似度を算出することが好ましい。また、関心領域の特徴量に基づいて、病変の種類を判定する病変判定部を有していることが好ましい。
本発明の類似症例検索方法は、症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する方法において、特徴量取得ステップ、個別類似度算出ステップ、類似症例検索ステップを含む。特徴量取得ステップは、検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、関心領域毎の特徴量を取得する。個別類似度算出ステップは、関心領域毎の特徴量と、症例に登録された、症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、関心領域毎の個別類似度を算出する。類似症例検索ステップは、算出した複数の個別類似度に基づいて、類似症例を検索する。
本発明の類似症例検索プログラムは、症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、特徴量取得ステップ、個別類似度算出ステップ、類似症例検索ステップを含む。特徴量取得ステップは、検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、関心領域毎の特徴量を取得する。個別類似度算出ステップは、関心領域毎の特徴量と、症例に登録された、症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、関心領域毎の個別類似度を算出する。類似症例検索ステップは、算出した複数の個別類似度に基づいて、類似症例を検索する。
複数の関心領域のそれぞれの特徴量と、症例画像に含まれる症例病変の特徴量とを比較して個別類似度を算出し、算出した個別類似度に基づいて類似症例を検索するため、複数の関心領域のそれぞれの特徴量に着目した類似症例検索を簡便に行うことができる。
類似症例検索サーバを含む医療情報システムを示す構成図である。 複数枚の検査画像で構成される検査データの概略を示す説明図である。 1枚の検査画像で構成される検査データの概略を示す説明図である。 診療科、検査科、検査画像DBサーバ、及び症例DBサーバの機能を説明する説明図である。 症例DBの説明図である。 類似症例検索サーバの機能概要の説明図である。 各DBサーバや各端末を構成するコンピュータを示す構成図である。 診療科端末の概略を示す構成図である。 関心領域を指定する検査画像表示画面の説明図である。 関心領域の指定方法について、図9とは別の例を示す説明図である。 類似症例検索サーバの概略を示す構成図である。 関心領域の特徴量の説明図である。 病変の画像パターンの説明図である。 特徴量算出部を示す構成図である。 症例病変の特徴量の説明図である。 個別類似度算出部の説明図である。 個別類似度算出方法の説明図である。 複数の関心領域に対応する個別類似度の説明図である。 1つの関心領域と複数の症例病変とから求めた個別類似度の説明図である。 ISMテーブルの説明図である。 関心領域毎に作られるISMテーブルの概略を示す説明図である。 TSMテーブルの作成方法の説明図である。 類似症例リストを表示した画面を示す説明図である。 類似する症例を関心領域毎に分けてリストを表示した画面を示す説明図である。 類似症例画像検索装置の手順の概要を示すフローチャートである。 類似症例検索サーバ内の処理手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の平均順位リストを示す説明図である。 第2実施形態の変形例を示す説明図である。 第3実施形態の代表値判定部の説明図である。 第3実施形態の判定方法の説明図である。 第3実施形態のISMテーブルの説明図である。 第3実施形態の手順を示すフローチャートである。 第4実施形態の説明図である。 第4実施形態の判定方法の説明図である。 第4実施形態の症例DBの説明図である。 第4実施形態の個別類似度算出方法の説明図である。 第5実施形態の説明図である。 第5実施形態の類似症例検索要求の説明図である。
[第1実施形態]
図1に示す医療情報システム9は、病院などの医療施設に構築される。医療情報システム9は、診療科10に配置される診療科端末11、検査科12に設置されるモダリティ(医用画像撮影装置)13、及びオーダ管理端末14、検査画像データベース(以下「DB」と称す)サーバ15、症例DBサーバ16、及び類似症例検索サーバ17を有する。これらは、ネットワーク18を通じて通信可能に接続される。ネットワーク18は、例えば、院内に敷設されたLAN(Local Area Network)である。モダリティ13は、例えば、断層画像を撮影するCT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、及び単純透視画像を撮影する一般X線撮影装置(DR:Digital Radiographyや、CR:Computed Radiographyなど)等を含む。
診療科端末11は、診療科10の医師(図においてDrの符号を付す)によって操作され、電子カルテの入力や閲覧の他、検査科12に対して検査を依頼するための検査オーダの発行に利用される。また、診療科端末11は、検査科12で撮影され検査画像DBサーバ15に保存された検査画像19を表示して、医師が検査画像19を閲覧するための画像表示端末としても利用される。
検査科12において、オーダ管理端末14は、診療科10からの検査オーダを受け付けて、受け付けた検査オーダを管理する。検査科12の技師は、検査オーダの内容に従って、モダリティ13により患者の撮影を行う。検査画像19は、1件の検査オーダに対して1枚あるいは複数枚撮影される。モダリティ13は、撮影が終了すると、撮影した検査画像19を検査画像DBサーバ15に送信する。検査が終了すると、検査科12から診療科10の医師に検査終了が通知され、合わせて、検査画像DBサーバ15内の検査画像19の保存先が通知される。診療科10の医師は、診療科端末11を通じて、検査画像DBサーバ15にアクセスして、診療科端末11で検査画像19を閲覧する。
検査画像DBサーバ15は、複数枚の検査画像19が格納される検査画像DB20を有しており、いわゆるPACS(Picture Archiving and Communication System)サーバである。検査画像DB20は、キーワードによる検索が可能なデータベースであり、診療科端末11などの検索要求や配信要求に応じて、検索条件に合致する検査画像19や指定された検査画像19を配信する。
図2及び図3に示すように、検査画像DB20においては、1件の検査オーダに対して、1枚以上の検査画像19を含む1件の検査データ21が対応付けて格納される。図2に示すように、CT装置やMRI装置で撮影された検査画像19は、断層画像(スライス画像とも呼ばれる)であり、1件の検査データ21には、複数枚の検査画像19が含まれる。図3に示すように、一般X線撮影装置で撮影された検査画像19の場合には、単純透視画像であり、1件の検査データ21は、検査画像19が1枚だけの場合もあれば、複数枚の場合もある。
検査オーダには、診療科10の医師のIDや所属などの依頼元情報、患者情報、検査種別などが含まれる。検査画像19の画像ファイルは、画像データとDICOM(Digital Imaging and COmmunication in Medicine)ヘッダなどの付帯情報とを有する。検査オーダの情報は、検査画像19の付帯情報として格納される。また、付帯情報には、検査IDや、1枚の検査画像19にそれぞれ付与される画像IDが含まれる。図2、図3の例では、検査IDは「O901」や「O902」で、画像IDは「O901−03」、「O901−01」というように、検査IDに、1枚の検査画像19を識別するためのシリアルナンバーを加えた形態で付与されている。検査画像DBサーバ15は、こうしたDICOMタグに含まれる項目を検索キーとして、検索が可能になっている。
類似症例検索サーバ17は、検索条件として検査画像19を受け付けて、受け付けた検査画像19に類似する症例画像22を含む症例を検索する。症例画像22は、過去に診断に利用された検査画像である。症例DBサーバ16は、複数件の症例を検索可能に格納した症例DB23を有している。類似症例検索サーバ17は、症例DBサーバ16にアクセスして、症例を1件ずつ読み出して、検索条件として受け付けた検査画像19と症例内の症例画像22の比較照合を行って、検査画像19に類似する症例を検索する。
図4に示すように、診療科10の医師は、診療科端末11を操作して、検査画像DBサーバ15にアクセスして検査画像19を含む検査データ21をダウンロードする。診療科端末11で検査画像19は表示され、医師によって閲覧される。患者が罹患している場合には、患者の検査画像19には、疾患の症状を現す病変(対象病変OLという)が含まれている。診療科10の医師は、検査データ21に含まれる検査画像19の中から、対象病変OLを含む検査画像19を選択する。検査画像19は、診療科端末11が類似症例検索サーバ17に対して発行する類似症例検索要求に添付されて、類似症例検索サーバ17に送信される。類似症例検索サーバ17は、類似症例検索要求を受け付けると、症例DBサーバ16から検査画像19に類似する症例を検索して、検索結果を依頼元の診療科端末11に配信する。
診療科10の医師は、検査結果に含まれる症例を確認する。症例には、症例画像22に付随して読影レポートが含まれている。医師は、読影レポートに記載された、症例画像22に対する所見などを参照して、検査画像19の疾患の特定など確定診断を下す。
図5に示すように、症例DB23には、症例画像DB23Aと、特徴量DB23Bが設けられている。症例画像DB23Aは、症例画像22を検索可能に格納するデータベースである。症例には、1件毎に症例IDが付与される。症例IDは、検査画像19における検査IDに相当するものである。1件の症例には、1枚以上の症例画像22が含まれる。また、検査画像19と同様に、各症例画像22には、症例IDにシリアルナンバーを加えた画像IDが付与される。図5において、症例IDが「C101」の症例データ24には、例えば、60枚の断層画像が含まれている。
症例画像22には、疾患の症状を表す病変(症例病変CL)が含まれている。1件の症例には、1つ以上の症例病変CLが登録されている。本例では、症例ID「C101」には、No1〜No3の3個、「C102」には2個、「C103」には1個、それぞれ症例病変CLが登録されている。症例病変CLは、症例画像22が過去に検査画像として診断に利用された際に、医師によって病変として指定された領域であり、医師による確定診断を経て、症例病変CLとして登録されたものである。症例病変CLの指定方法については、例えば、後述する関心領域ROIと同様である。
特徴量DB23Bは、症例病変CLの画像の特徴量CACを格納するデータベースである。特徴量CACは、症例IDと病変Noからなる識別IDが付与されている。例えば、症例ID「C101」には、3個の症例病変CLがあり、各症例病変CLには、1件の症例内のシリアルナンバーであるNo1〜No3がそれぞれ付与される。特徴量CACの後の数字は、症例内のシリアルナンバーに対応している。特徴量CACについても、例えば、後述する関心領域ROIと同様の方法で算出される。
図6に示すように、診療科端末11を通じ類似症例検索要求を発行する際には、医師によって、検査画像19内の対象病変OLを含む領域が関心領域ROIとして指定される。類似症例検索要求には、対象病変OLを含む検査画像19と、指定された関心領域ROIに対応する検査画像19内の領域情報(例えば、検査画像19内の座標情報)が添付される。類似症例検索サーバ17は、類似症例検索要求を受け付けると、検査画像19の画像データと、領域情報に基づいて、関心領域ROIを特定する。そして、関心領域ROIの特徴量を算出する。そして、類似症例検索サーバ17は、症例DBサーバ16から、症例を1件ずつ読み出して、関心領域ROIと症例病変CLとの特徴量を比較して、類似症例を検索する。そして、類似する複数件の症例に関する情報がリスト化された類似症例リストを作成し、これを検索結果として診療科端末11に配信する。
診療科端末11、オーダ管理端末14、検査画像DBサーバ15、症例DBサーバ16、類似症例検索サーバ17は、パーソナルコンピュータ、サーバ用コンピュータ、ワークステーションといったコンピュータをベースに、オペレーティングシステム等の制御プログラムや、クライアントプログラム又はサーバプログラム等のアプリケーションプログラムをインストールして構成される。
図7に示すように、各DBサーバ15〜17や各端末11、14を構成するコンピュータは、基本的な構成は同じであり、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)41、メモリ42、ストレージデバイス43、通信I/F44、及び入出力部46を備えている。これらはデータバス47を介して接続されている。入出力部46は、表示部48と、キーボードやマウスなどの入力デバイス49とからなる。
ストレージデバイス43は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)であり、制御プログラムやアプリケーションプログラム(以下、APという)50が格納される。また、DBが構築されるサーバには、プログラムを格納するHDDとは別に、DB用のストレージデバイス43として、例えば、HDDを複数台連装したディスクアレイが設けられる。ディスクアレイは、サーバ本体に内蔵されるものでもよいし、サーバ本体とは別に設けられ、サーバ本体にケーブルやネットワークを通じて接続されるものでもよい。
メモリ42は、CPU41が処理を実行するためのワークメモリである。CPU41は、ストレージデバイス43に格納された制御プログラムをメモリ42へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信I/F44は、ネットワーク18との間の伝送制御を行うネットワークインタフェースである。
診療科端末11には、AP50として、電子カルテの閲覧や編集を行う電子カルテソフトウエアや、検査画像や類似症例リストの閲覧を行うためのビューアソフトウエアなどのクライアントプログラムがインストールされている。ビューアソフトウエアは、例えば、専用ソフトウエアでもよいし、汎用的なWEBブラウザなどでもよい。
図8に示すように、診療科端末11において、検査画像19を表示するビューアソフトウエアが起動されると、診療科端末11の表示部48Aには、GUI(Graphical User Interface)による操作機能を備えた検査画像表示画面52が表示される。診療科端末11のCPU41Aは、GUI制御部53及び検索要求発行部54として機能する。検査画像表示画面52では、検査画像19に対する関心領域ROIの指定と、類似症例検索要求の発行指示が可能になっている。GUI制御部53は、検査画像表示画面52を通じた入力デバイス49Aからの操作指示を受け付けて、受け付けた操作指示に従った画面制御を行う。また、類似症例検索要求の発行指示が入力されると、入力された発行指示がGUI制御部53から検索要求発行部54に入力される。検索要求発行部54は、類似症例検索要求に、指定された検査画像19や関心領域ROIの領域情報を添付して、類似症例検索要求を発行する。
図9に示すように、検査画像表示画面52は、検査画像19を表示する画像表示領域52Aと、各種操作部とを有している。画像表示領域52Aには、例えば、3枚の検査画像19が並べて表示される。スクロール操作やコマ送り操作により、表示する検査画像19を切り替えることが可能である。画像表示領域52Aの上方には、検査IDを入力する入力ボックス52Bが設けられている。入力ボックス52Bに検査IDを入力すると、入力した検査IDの検査データ21が検査画像DBサーバ15からダウンロードされて、画像表示領域52Aに検査画像19が表示される。画像表示領域52Aの下方には、領域指定ボタン52C、クリアボタン52D、類似症例検索ボタン52Eが設けられている。
領域指定ボタン52Cは、検査画像19内において関心領域ROIを指定するための操作ボタンである。領域指定ボタン52Cが、マウスのポインタ56でクリック操作されると、検査画像19内の任意の領域を指定する領域指定操作が可能になる。この状態で、ポインタ56を操作して、例えば、スプラインによって、対象病変OLを含む領域の外周を指定する。スプラインは、指定された複数の制御点を通る滑らかな曲線であり、ポインタ56で制御点を指定することによって入力される。こうした操作により対象病変OLを含む領域が、関心領域ROIとして指定される。クリアボタン52Dは、指定した関心領域ROIを取り消すためのボタンである。
関心領域ROIは、複数個指定することが可能である。図9の例では、画像IDが「O901−01」から「O901−03」の3枚の検査画像19にそれぞれ1つずつ、No1〜No3の関心領域ROIが指定されている。検査ID「901」の検査データ21において、他に関心領域ROIの指定が無ければ、1件の検査データ21に合計で3つの関心領域ROIが指定されたことになる。また、図10の例では、画像IDが「O906−01」の検査画像19内に2つの関心領域ROI(No1、No2)が指定され、画像IDが「O906−02」、「O906−03」の検査画像19内には、1つずつ関心領域ROI(No3、No4)が指定されている。No3の関心領域ROIには、2つの対象病変OL(No3、No4)が含まれている。このように、複数個の対象病変OLを含む領域を、1つの関心領域ROIとして指定してもよい。検査ID「906」の検査データ21において、他に関心領域ROIの指定が無ければ、1件の検査データ21に合計で4つの関心領域ROIが指定されたことになる。このように指定された各関心領域ROIには、異なる対象病変OLがそれぞれ1つ以上含まれる。
図11に示すように、類似症例検索サーバ17には、AP50として類似症例検索サーバプログラムがインストールされており、プログラムを実行すると、類似症例検索サーバ17のCPU41Bは、要求受付部61、特徴量算出部62、個別類似度算出部65、類似症例検索部67、出力制御部69として機能する。
要求受付部61は、診療科端末11から送信された類似症例検索要求を受け付けて、受け付けた検査画像19及び関心領域ROIの領域情報を、類似症例検索サーバ17のストレージデバイス43などに記憶する。特徴量算出部62は、受け付けた検査画像19及び領域情報に基づいて、関心領域ROIの特徴量を算出する。ここで、特徴量算出部62は、特徴量取得部として機能する。
図12に示すように、関心領域ROIが複数有る場合には、No1の関心領域ROIの特徴量は、「RAC1」、No2の関心領域ROIの特徴量は、「RAC2」、No3の関心領域ROIは、「RAC3」というように、関心領域ROIの特徴量RACは、関心領域ROI毎に算出される。特徴量RACは、典型的な病変の画像パターンとして予め設定されている複数種類の病変パターンに対応する複数次元の数値で構成される、特徴ベクトルである。
図13に示すように、典型的な病変パターンは、例えば、A:低呼吸域の異常影(気腫、気胸、ブラなど)、B:空洞、C:気管支の異常影(気管支壁肥厚、気管支拡張、牽引性気管支拡張、気管支透亮像など)、D:蜂窩、E:すりガラス状陰影、F:点状影(粒上影、TIBなど)、G:高吸収域の異常影(コンソリデーション、ノジュール、気管支粘液腺など)、H:線状・網状影の8種類に分類される。
図14に示すように、特徴量算出部62は、典型的な8種類の病変パターンに対応する判別器62A〜62Hを有している。各判別器62A〜62Hは、関心領域ROIの画像パターンに基づいて、典型的な各病変パターンに対応する数値を出力する。各判別器62A〜62Hが出力する各数値は、特徴ベクトルを構成する複数次元の数値であり、ここで、各数値を判別器出力値と呼ぶ。本例では、各判別器62A〜62Hに対応して判別器出力値は8種類有り、特徴ベクトルは8次元で構成される。なお、本例では、典型的な病変パターンの種類をA〜Hの8種類としているが、8種類未満でもよいし、8種類以上でもよい。この種類に応じて、判別器の種類、特徴ベクトルの次元数も適宜決定される。
判別器出力値は、典型的な病変パターンらしさを表すもので、関心領域ROI内に典型的な病変パターンが存在する度合いを表す値である。そのため、判定器出力値が大きいほど、関心領域ROIに典型的な病変パターンが存在する度合いが高いことを示し、判別器出力値が小さいほど、存在する度合いが低いことを示す。より詳細には、「+」の判別器出力値は、典型的な病変パターンが関心領域ROI内に存在することを示し、「−」の判別器出力値は、関心領域ROI内に存在しないことを示す。そして、「+」の判別器出力値を示し、かつ、判別器出力値が大きいほど存在する度合いが高いことを示す。
図14の例では、「B:空洞」の病変パターンの判別器62Bと「G:高吸収域」の判別器62Gが「+」の値を示し、「B:空洞」の出力値が最も大きいため、関心領域ROIは、「B:空洞」と「G:高吸収域」の病変パターンを含み、8種類の病変パターンの中では、「B:空洞」が支配的な画像パターンを持つものであることが分かる。
なお、典型的な病変パターンに対する各判別器は、例えば、「資料名:Computer Vision and Image Understanding 88巻119頁〜151頁,発行年2002年12月 Using Human Perceptual Categories for Content-Based Retrieval from a Medical Image Database 著者 Chi-Ren Shyu, Christina Pavlopoulou Avinash C.kak,and Cala E.Brodley」などに記載されているような周知の特徴量を用いて、「Ada−boost」などの機械学習アルゴリズムにより作成することができる。
特徴量算出部62は、類似症例検索要求に添付された検査データ21において指定された複数の関心領域ROIのすべてについて、関心領域ROI毎に特徴量RACを算出する。
図15に示すように、症例DB23内の特徴量DB23Bに格納される、各症例病変CLの特徴量CACについても、上記8種類の病変パターンに対応する特徴ベクトルで構成される。症例病変CLについては、特徴量算出部62と同様の構成により、特徴ベクトルが予め算出されて特徴量DB23Bに格納されている。
図16に示すように、個別類似度算出部65は、関心領域ROIの特徴量RACと、症例病変CLの特徴量CACとの比較を行い、個別類似度ISMを算出する。具体的には、特徴量RACと特徴量CACに含まれる8次元の特徴ベクトルを比較して、個別類似度ISMを算出する。個別類似度ISMの値は、例えば、最小二乗距離または相関で算出する。前者の場合には、値が小さいほど、関心領域ROIと症例病変CLとの類似度が高く、後者の場合には、値が大きいほど、関心領域ROIと症例病変CLとの類似度が高い。
図17に示すように、個別類似度算出部65は、1件の検査データ21に含まれる複数の関心領域ROIと、1件の症例データ24に含まれる症例病変CLとを1対1で対応させて、それぞれの特徴量RACと、CACの比較を行い、個別類似度ISMを算出する。個別類似度ISMは、症例病変CL毎の個別類似度であるため、症例病変別個別類似度である。検査IDが「O901」の検査データ21においては、No1〜No3の3個の関心領域ROIが指定されており、症例IDが「C101」の症例データ24には、No1〜No3の3個の症例病変CLが登録されている。このため、図17に示す例では、「O901」の検査データ21と、「C101」の症例データ24との間では、3×3で合計9個の個別類似度ISMが算出される。なお、図17においては、No1、No2の関心領域ROIと、No1〜No3の各症例病変CLとの対応関係については図示しているが、No3の関心領域ROIと各症例病変CLとの対応関係については、スペース上の制約から図示を省略している。
各個別類似度ISMに付された括弧内の識別符号は、症例IDに、関心領域ROIと症例病変CLのそれぞれのシリアルナンバーを加えたものである。「C101−11」の場合には、No1の関心領域ROIと、症例IDが「C101」の症例データ24に登録された、No1の症例病変CLとの個別類似度ISMであることを示す。同様に、「C101−12」の場合には、No1の関心領域ROIと、症例IDが「C101」のNo2の症例病変CLの個別類似度ISMであることを示す。
図18及び図19に示すように、個別類似度算出部65は、複数件の症例について個別類似度ISMを算出する。例えば、図18に示すように、個別類似度算出部65は、まず、症例IDが「C101」の1件の症例のNo1〜No3の3個の症例病変CLを、No1〜No3の関心領域ROIに、それぞれ対応させて、個別類似度ISMを算出する。上述のとおり、症例IDが「C101」の症例は、症例病変CLの登録数が3個(No1〜No3)であるため、3個の関心領域ROIに対して3個の症例病変CLを対応させると、3×3で合計9個の個別類似度ISMが算出される。
症例IDが「C101」の症例についての個別類似度ISMを算出する処理が終了すると、個別類似度算出部65は、次に、症例IDが「C102」の1件の症例について個別類似度ISMを算出する。症例IDが「C012」の症例については、症例病変CLの登録数が2個(No1とNo2)であるため、3個の関心領域ROIに対して2個の症例病変CLを対応させると、3×2で合計6個の個別類似度ISMが算出される。こうした処理を、症例の数だけ繰り返す。
なお、図18において、症例IDが「C101」の症例病変CLについては、No1〜No3の3個の関心領域ROIとのすべての対応関係を図示しているが、症例IDが「C102」については、No1の関心領域ROIとの対応関係のみを示し、No2、No3の関心領域ROIとの対応関係については、図示を省略している。
個別類似度算出部65は、症例IDが「C103」以降の症例についても、同様に、No1〜No3の関心領域ROIと、各症例の症例病変CLとを対応させて、個別類似度ISMを算出する。図19は、No1の関心領域ROIと、症例IDが「C101」〜「C104」の症例病変CLとの対応関係を示す。症例IDが「C104」以降については、図示を省略している。また、当然ながら、No2、No3の関心領域ROIについても、症例病変CLと対応させて個別類似度ISMが算出されるが、図19においては、図示を省略している。
図20に示すように、個別類似度算出部65は、例えば、類似症例検索サーバ17のメモリ42Bやストレージデバイス46B内に、個別類似度テーブル(以下、ISMテーブルという)71を作成して、ISMテーブル71に算出した個別類似度ISMを記録する。ISMテーブル71は、関心領域ROI毎に作成される。図20の例は、No1の関心領域ROIに対するISMテーブル71を示す。ISMテーブル71は、個別類似度ISM毎に、症例ID、病変No、病変画像を関連付けて記憶したテーブルである。病変画像は、症例病変CLの画像データである。すなわち、ISMテーブル71において、1件のレコードは、症例ID、病変No、病変画像、個別類似度ISMの4項目のデータで構成される。
個別類似度算出部65は、最初に、ISMテーブル71に対して、各個別類似度ISMを算出した順番で記録する。各個別類似度ISMは、例えば「C101」、「C102」、「C103」というように、症例IDの番号が若い順から記録される。個別類似度ISMの値は、関心領域ROIの特徴量RACと症例病変CLの特徴量CACの相関で算出されるため、数値が大きいほど、類似度が高いことを示す。
なお、個別類似度ISMは、上述の特徴ベクトルと同様に、最小二乗距離で算出してもよい。この場合には、数値が小さいほど、類似度が高いことを示す。
図21に示すように、個別類似度算出部65は、関心領域ROI毎にISMテーブル71を作成する。No1〜No3の3個の関心領域ROIがある場合には、3つのISMテーブル71が作成される。この段階では、図20に示すとおり、ISMテーブル71は、症例IDの順番で各レコードが配列されている。個別類似度算出部65は、ISMテーブル71の作成が終了した場合には、ISMテーブル71を、類似症例検索部67に引き渡す。
図22に示すように、類似症例検索部67は、各ISMテーブル71において、個別類似度ISMが高い順に各レコードをソートする。これにより、各症例病変CLに対して順位付けが行われる。これにより、ISMテーブル71の上位に、関心領域ROIに対する類似度が高い症例病変CLが抽出される。
類似症例検索部67には、リスト作成部67A(図11参照)が設けられている。リスト作成部67Aは、ISMテーブル71に基づいて、図23に示す類似症例リスト74を作成する。類似症例リスト74は、検索結果表示画面76内に表示される。類似症例リスト74は、複数件の類似症例に関する情報をリスト化したものである。具体的には、類似症例リスト74は、関心領域ROI毎の各ISMテーブル71に対応した、関心領域別類似症例リストである。検索結果表示画面76は、類似症例検索サーバ17が、類似症例検索要求の要求元である診療科端末11に対して検索結果を配信する画面の例である。
リスト作成部67Aは、各ISMテーブル71から、1つの症例病変CLについて、順位、症例ID、病変No、病変画像を抽出し、これを個別類似度ISMが高い順に配列した類似症例リスト74を作成する。類似症例リスト74は、例えば、上位6位までの症例病変CLが表示される。もちろん、画面スクロールなどの操作により6位以下の順位を表示できるようにしてもよい。また、上位10位まで表示するというように、同時に表示できる表示件数を変更できるようにしてもよい。
また、類似症例リスト74は、関心領域ROI毎に抽出されるので、検索結果表示画面76において、各リスト74の上方には、対応する関心領域ROIを含む検査画像19が表示される。こうすると、類似症例リスト74と対応する関心領域ROIとを対照することができるため、関心領域ROIと症例病変CLとの類似度を直感的に判断しやすい。
また、リスト作成部67Aは、図24に示すように、各類似症例リスト74において、共通する1件の症例に含まれる症例病変CLが存在する場合には、症例が共通する複数の症例病変CLについて症例が共通していることを表す識別表示をする。例えば、No1〜No3の各関心領域ROIに対応する各類似症例リスト74には、症例IDが「C106」の症例に含まれる症例病変CL(No7、No3、No1)が存在する。また、各類似症例リスト74には、同様に、症例IDが「C105」の症例に含まれる症例病変CL(No1、No3、No4)が存在する。
このように、各類似症例リスト74には、共通する1件の症例に含まれる症例病変CLが存在する。このような場合に、リスト作成部67Aは、症例が共通する複数の症例病変CLに対して、背景色を同じ色にしたり、各症例病変CLを繋ぐ関連線78を付すなどの方法により、症例が共通していることを示す識別表示を行う。図24において、同濃度の薄墨、及び同種のハッチングは、背景色が同じであることを示す。これにより、各類似症例リスト74において、症例が共通する症例病変CLを一目で確認することができる。
なお、リスト作成部67Aは、症例IDが「C106」や「C105」の症例のように、3つの類似症例リスト74のすべてに症例病変CLが存在する場合以外でも、例えば、症例IDが「C101」の症例に含まれる症例病変CLのように、No1の関心領域ROIに対応する類似症例リスト74と、No3の関心領域ROIに対応する類似症例リスト74の2つのリストに存在する場合においても、症例が共通することを表す識別表示を行う。
出力制御部69は、このように作成される検索結果表示画面76に関して、例えば、XML(Extensible Markup Language)などのマークアップ言語によってWEB配信用のXMLデータを作成して、これを検索結果として、要求元の診療科端末11に配信する制御を行う。XMLデータを受信した診療科端末11は、WEBブラウザがXMLデータに基づいて検索結果表示画面76を再現して、表示部48Aに表示する。これにより、類似症例リスト74を含む検索結果表示画面76が医師の閲覧に供される。
以下、上記構成の作用について、図25及び図26を参照しながら説明する。図25に示すように、診療科10の医師は、診療科端末11で検査画像DBサーバ15にアクセスして、検査科12に依頼した検査の検査データ21を取得する(S1100)。診療科端末11は、検査データ21を表示部48Aに表示する(S1200)。取得した検査データ21に含まれる検査画像19は、図9に示す検査画像表示画面52に表示される。検査画像表示画面52を通じて、医師により検査画像19内に関心領域ROIの指定が行われる。診療科端末11は、医師の指定操作により、複数の関心領域ROIの指定を受け付ける(S1300)。関心領域ROIの指定が終了すると、類似症例検索ボタン52Eが操作される。これにより、診療科端末11は、検索指示を受け付ける(S1400)。検索指示を受け付けると、検索要求発行部54が、検査画像19と領域情報とが添付された類似症例検索要求を発行して、これが類似症例検索サーバ17に送信される(S1500)。
類似症例検索サーバ17は、類似症例検索要求を受信すると、要求受付部61がこれを受け付ける(S2100)。そして、特徴量算出部62は、検査画像19と関心領域ROIの領域情報とに基づいて、関心領域ROI毎の特徴量を算出する(S2200)。この後、類似症例検索が実行される(S2300)。
図26に示すように、類似症例検索では、まず、個別類似度算出部65が、症例DBサーバ16から、1件の症例データ24を読み出す(S2310)。そして、個別類似度算出部65は、検査データ21内の複数の関心領域ROIと、1件の症例データ24に含まれる症例病変CLとを1対1で対応させて、個別類似度ISMを算出する(S2320)。症例病変CLが複数有る場合には、症例病変CL毎に個別類似度ISMを算出する(S2330)。個別類似度算出部65は、算出した個別類似度ISMをISMテーブル71に記録して(S2340)、関心領域ROI毎にISMテーブル71を作成していく(S2350)。こうした処理を、1件の症例データ24について行った後、次の症例データ24に対しても同様に行う。そして、すべての症例データ24について個別類似度ISMの算出及びISMテーブル71の作成が終了するまで(S2360でN)、同様の処理を繰り返す。
類似症例検索部67は、このように関心領域ROI毎に作成されたISMテーブル71に基づいて、類似症例検索を行う。まず、各ISMテーブル71において、個別類似度ISMが高い順に症例病変CLをソートする(S2370)。これにより、各ISMテーブル71において、関心領域ROIに対する類似度が高い症例病変CLが上位に抽出される。
リスト作成部67Aは、ソートされた各ISMテーブル71から、閾値順位(本例では第6位)までの症例病変CLを抽出して、類似症例リスト74を作成する。そして、リスト作成部67Aは、関心領域ROI毎の各類似症例リスト74と、各類似症例リスト74に対応する関心領域ROIを含む検査画像19とを含む検索結果表示画面76(図23参照)を作成する(S2380)。さらに、リスト作成部67Aは、各類似症例リスト74において、共通する1件の症例に含まれる複数の症例病変CLが存在する場合には、各症例病変CLの背景色を同色にするなどの識別表示を行う(S2390)。
出力制御部69は、リスト作成部67Aが検索結果として作成した類似症例リスト74を含む検索結果表示画面76を、配信用のXMLデータに変換して、診療科端末11に配信する(S2400)。診療科端末11は、類似症例リスト74を含むXMLデータを受信して(S1600)、XMLデータに基づいて検索結果表示画面76(図24)を再現して、表示部48Aに表示する。
類似症例リスト74は、異なる対象病変OLをそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域ROIと、複数の症例病変CLとを1対1で対応させて算出される個別類似度ISMに基づいて作成される。そのため、1枚以上の検査画像19を含む1件の検査データ21に複数の関心領域ROIが指定される場合において、関心領域ROI毎の特徴量に着目した症例病変CLを含む類似症例を検索することができる。
1つの関心領域ROIの特徴量にのみ着目した類似症例を検索する従来技術では、複数の関心領域ROIに着目する必要がある場合には、1つの関心領域ROIを指定して検索を行い、その後、別の関心領域ROIを指定して検索を行うというように、関心領域ROIの数に応じて検索回数が増えてしまう。これに対して、本発明では、複数の関心領域ROIの指定を受け付けて、それぞれの特徴量に着目した類似症例を検索することができるため、検索の手間も軽減される。また、1つの関心領域ROIに基づく類似検索を複数回行っても、複数の検索結果は個別に提示されるため、各検索結果を比較判断しにくい。これに対して、本発明のように、複数の関心領域ROIに基づく類似検索を行えば、図24の検索結果表示画面76のように、複数の関心領域ROIに関する検索結果を比較しやすい形態で提示することができる。
疾患によっては、複数の対象病変OLが現れていることが疾患の特定の根拠となる場合がある。このように複数の関心領域ROIの特徴量に注意を払わなければならない診断において、本発明は有用である。このような疾患は、空洞影、点状影、すりガラス影という3種の対象病変OLに着目する必要がある結核や、気管支異常影と点状影の2種の対象病変OLに着目する必要があるびまん性汎細気支炎など、非がん疾患である場合が多い。そのため、本発明は、非がん疾患の診断に特に有用性を発揮する。
また、検索結果は、複数件の類似症例に関する情報をリスト化した類似症例リスト74の形態で表示されるので、類似症例を確認しやすい。また、類似症例リスト74は、関心領域ROI毎に作成されるため、各関心領域ROIに対して、どの症例病変CLが類似しているのかを把握しやすい。
さらに、各類似症例リスト74に、共通する症例に含まれる症例病変CLが存在する場合には、背景色を共通にしたり、関連線78を付すなどの方法により、識別表示を行うため、症例が共通する症例病変CLを一目で確認することができる。上述したように、非がん疾患では、複数の対象病変OLが現れることを以て疾患特定が行われる。このような診断においては、1件の検査データ21内の複数の関心領域ROIと同じ複数の症例病変CLが存在している症例が、最も参考になる。そのため、各類似症例リスト74において、症例が共通する症例病変CLを識別可能に表示することは、非がん疾患のように複数の関心領域ROIに着目する必要がある診断においては特に有用である。
また、症例が共通する症例病変CLを識別可能に表示することで、医師が、個別の類似度が高い症例をもとに診断をするか、それとも総合的に類似度が高い症例をもとに診断をするかを、状況に応じて判断しながら使用することができるため、利便性も高い。
また、症例が共通することを表す識別表示によって、例えば、図24で説明した症例IDが「C106」と「C105」のように、どちらも3つの類似症例リスト74に症例病変CLが存在する、2つの症例間の比較もしやすい。例えば、「C106」の3つの症例病変CLは、各類似症例リスト74において、「C105」の3つの症例病変CLよりも順位が高いことが分かる。そのため、「C106」と「C105」を比較すると、「C106」の方が類似症例として適切であると簡単に判断することができる。
なお、本例では、複数の関心領域ROIに、「空洞」と「すりガラス影」というように、病変の種類が異なる対象病変OLがそれぞれ含まれる例で説明したが、各関心領域ROIに含まれる対象病変OLは、別の対象病変OLであれば、種類は同じでもよい。
[第2実施形態]
図27に示す平均順位リスト81を、上記類似症例リスト74に加えて、またはそれに代えて、検索結果として配信してもよい。平均順位リスト81は、検査データ21で指定された関心領域ROIの数以上の症例病変CLの登録数を有する複数の症例の中で、検査データ21に最も類似する類似症例がどの症例かを簡単に把握するためのリストである。平均順位リスト81は、リスト作成部67Aが作成する。
平均順位リスト81では、1件の症例に登録される症例病変CLの登録数と、平均順位の2つを、ソートキーとして使用して、複数件の症例が配列される。2つのソートキーのうち、まず優先されるのは、症例病変CLの登録数である。症例病変CLの登録数をソートキーとして、登録数の多い順に症例が配列される。この段階では、症例IDが「C106」の症例が、登録数7個で最多であり、次に登録数が5個の症例IDが「C105」と「C108」の症例が続く。その後が、登録数が3個の「C101」と「C109」の症例である。
平均順位は、関心領域ROI(No1〜No3)毎の個別類似度ISMの順位の平均値の順位である。個別類似度ISMの順位は、類似症例リスト74の順位である。症例ID「C106」は、3つの類似症例リスト74における順位が5位、3位、2位であるため、平均順位は、(5+3+2)/3=3.3となる。同様に、「C101」の順位が4.3、「C105」の順位が6.0となる。リスト作成部67Aは、関心領域ROIの数(本例では3個)以上の症例病変CLの登録数を有する症例(症例病変CLが3個以上)を、平均順位の順番でソートする。
平均順位が高い症例は、各関心領域ROIに対する類似度が平均して高い症例病変CLを有していることを意味する。類似度が平均して高い症例病変CLを有する症例については、1つの観点によれば、検査データ21に最も類似する類似症例と評価することができる。そのため、平均順位リスト81により、関心領域ROIの数以上の症例病変CLの登録数を有する複数の症例の中で、検査データ21に最も類似する類似症例がどの症例かを簡単に把握することができる。
なお、症例病変CLの登録数が、関心領域ROIの数(3個)未満のものについては、2個以上のものについて、平均順位が計算される。しかし、症例病変CLの登録数が関心領域ROIの数に満たない症例は、数の点で類似度が低いと評価されるため、仮に平均順位が高くても、関心領域ROIの数以上の症例よりも下位に表示される。登録数が1個の症例については、平均順位を出す意味が無いため、計算されない。
また、図27に示す平均順位リスト81の代わりに、図28に示す平均順位リスト82を作成してもよい。平均順位リスト82は、平均順位リスト81と異なり、平均順位の計算対象となる、各類似症例リスト74の個別類似度ISMの順位を、第6位以内に限定したものである。「C106」と「C105」の症例は、6位以内の症例病変CLの数が3個有るため、これらの順位が平均順位の計算対象となる。「C101」の症例は、症例病変CLの登録数は3個あるが、6位以内の症例病変CLの数が2個であるため、2個のみが平均順位の計算対象となる。平均順位リスト82によれば、類似度が平均して高い症例病変CLを有する症例をより見つけやすい。
[第3実施形態]
図29〜図32に示す第3実施形態は、1個の関心領域ROIに対するISMテーブル71を作成する際に、1件の症例毎に1つの代表値を判定する形態である。図29に示すように、第3実施形態では、類似症例検索部67には、代表値判定部67Bが設けられる。
図30に示すように、個別類似度算出部65は、1個の関心領域ROIに対しては、症例病変CL毎に個別類似度ISMを算出する。代表値判定部67Bは、症例病変CL毎の個別類似度ISMの中から、1つの代表値を判定する。本例では、「C101」の症例においては、No1の関心領域ROIに対しては、No3の症例病変CLの個別類似度ISMが最も高いため、No3の症例病変CLが「C101」の代表となる。同様に、「C102」については、No2の症例病変CLが代表となる。
図31に示すように、代表値判定部67Bは、代表値判定を全症例について実施する。そうすると、1個の関心領域ROIに対するISMテーブル71においては、1つの症例については、1つの症例病変CLが抽出されることになり、第1実施形態と比較して、症例病変CLの数を減らすことができる。このため、類似症例検索部67の処理の負荷を減らすことができるため、検索処理を高速化することができる。
図32に示すように、例えば、個別類似度算出部65が関心領域ROI毎にISMテーブル71を作成(S2340)した後、代表値判定部67Bが、症例毎に代表値判定を行って(S2341)、ISMテーブル71において、代表値に対応する症例病変CLのみを抽出する(S2342)。後の処理は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、ISMテーブル71を全症例の症例病変CLの個別類似度ISMを算出した後に、各症例について代表値判定を行っているが、例えば、個別類似度算出部65が、1件の症例内の症例病変CLの個別類似度ISMを算出する毎に代表値判定を行ってもよい。こうすれば、ISMテーブル71を一時的に展開するメモリの作業領域を減らすことができる。
[第4実施形態]
図33〜図36に示すように、関心領域ROIに含まれる対象病変OLと症例病変CLについて、同種の病変同士のみを対応させて個別類似度ISMを算出してもよい。図13に示したように、病変パターンは典型的には病変の種類によって区別される。そのため、特徴量を算出した段階で、特徴量に基づいて病変の種類を判定することができる。第4実施形態は、このような病変の種類判定を利用する形態である。
図33に示すように、第4実施形態では、類似症例検索サーバ17には、病変種類判定部86が設けられる。図34に示すように、病変種類判定部86は、特徴量算出部62が算出した関心領域ROIの特徴量RACに基づいて、関心領域ROIに含まれる対象病変OLの種類を判定する。病変種類判定部86は、例えば、各判別器62A〜62Hが出力する判別器出力値のうち、最大の判別器出力値を示す判別器に対応する病変の種類を、関心領域ROIに含まれる対象病変OLの種類と判定する。本例の場合には、「B:空洞」の判別器62Bの判別器出力値が最大であるため、対象病変OLの種類は「B:空洞」と判定される。
一方、第4実施形態では、図35に示すように、各症例病変CLについても、特徴量CACに基づいて、予め病変の種類が判定されており、判定された病変の種類は特徴量DB23Bに格納されている。
図36に示すように、個別類似度算出部65は、関心領域ROIと、各症例病変CLとの個別類似度ISMを算出する際に、病変の種類が同種のもの同士についてのみ個別類似度ISMを算出し、病変の種類が異なるものについては、個別類似度ISMを算出しない。本例においては、No1の関心領域ROIの種類は「B:空洞」であるので、「C101」の症例の中から、種類が「B:空洞」である、No3の症例病変CLとの個別類似度ISMのみ算出する。1件の症例の中に、関心領域ROIと同種の症例病変CLが複数個登録されている場合には、複数個の個別類似度ISMが算出される。また、関心領域ROIと同種の症例病変CLが1個も登録されていない場合には、その症例については、個別類似度ISMは算出されない。
これにより、個別類似度算出部65の算出処理時間を減らすことができる。また、病変の種類を区別せずに個別類似度ISMを算出する第1実施形態と比較して、ISMテーブル71のサイズも小さくなるため、メモリの作業領域も少なくて済む。そのため、類似症例検索サーバ17のCPU41Bに掛かる負荷が軽減されるため、検索時間の短縮化を図ることができる。ISMテーブル71のサイズを小さくできるという意味では、図29に示す第3実施形態と同様の効果が得られる。第4実施形態では、さらに、個別類似度算出部65の算出処理時間が減る分、検索時間の短縮化についての効果は、第3実施形態よりも高い。
ただし、予め病変の種類を判定して同種のものについてのみ個別類似度ISMをする態様は、病変の種類の判定精度が低い場合には、類似症例として検索すべき症例病変CLが抜け落ちる、いわゆる検索漏れの懸念もある。特に、図10で示すように、複数の対象病変OLを1つの関心領域ROIとして指定する場合には、種類判定によって、複数の対象病変OLのいずれかに偏った判定が下されることになる。そのため、第4実施形態については、病変の種類の判定精度を見極めた上で実施することが好ましい。
[第5実施形態]
図37及び図38に示す第5実施形態は、類似症例検索サーバ17ではなく、診療科端末11において関心領域ROIの特徴量を算出する形態である。第5実施形態のように診療科端末11で関心領域ROIの特徴量を算出してもよく、この場合には、類似症例検索サーバ17には特徴量算出部62を設けずに、図11に示す、個別類似度算出部65、類似症例検索部67など、特徴量算出部62以外の構成が設けられる。
図37に示すように、診療科端末11には、特徴量算出部62と同様の特徴量算出部88が設けられる。特徴量算出部88は、例えば、診療科端末11にインストールされるソフトウエアをCPU41Aが実行することによって実現される。特徴量算出部88は、検査画像19を含む検査データ21及びGUI制御部53を通じて入力される関心領域ROIの領域情報に基づいて、特徴量RACを算出する。検索要求発行部54は、関心領域ROIに対応する画像と、算出した特徴量RACとを添付して、類似症例検索要求を発行する。
図38に示すように、類似症例検索要求は、診療科端末11から類似症例検索サーバ17に送信される。類似症例検索サーバ17は、受信した類似症例検索要求に基づいて、類似検索を行い、検索結果を診療科端末11に配信する。第5実施形態において、第4実施形態で説明した病変の種類判定を行う場合には、診療科端末11に病変種類判定部を設けてもよい。この場合には、類似症例検索要求に判定した種類の情報も添付して、類似症例検索サーバ17に送信される。第5実施形態においては、類似症例検索サーバ17の要求受付部61が特徴量取得部として機能する。
上記各実施形態では、本発明の類似症例検索装置を、診療科端末11からの要求に基づいて類似症例検索を行う類似症例検索サーバ17の形態で説明したが、もちろん、類似症例検索サーバ17を使わずに、診療科端末11が症例DBサーバ16にアクセスして類似症例を検索するというように、診療科端末11に類似症例検索機能を設けてもよい。この場合には、診療科端末11が類似症例検索装置となる。
また、上記各実施形態では、類似症例検索サーバ17と症例DBサーバ16を、別々のサーバで構成しているが、これらを統合して1つのサーバで構成してもよい。このように、1つのサーバに複数の機能を統合したり、機能毎にサーバを分離してもよい。
なお、コンピュータシステムのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、類似症例検索サーバ17に関して、処理能力や信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のサーバコンピュータで構成することも可能である。このように、コンピュータシステムのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性など要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、症例DB23やAP50などのプログラムについて、安全性や信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージデバイスに分散して格納することももちろん可能である。
また、上記各実施形態では、類似症例検索サーバ17について、1つの医療施設内で利用される形態で説明したが、複数の医療施設が利用できる形態としてもよい。
具体的には、上記各実施形態では、類似症例検索サーバ17は、診療科端末11など1つの医療施設内に設置されるクライアント端末がLANを介して通信可能に接続され、クライアント端末からの要求に基づいて、類似症例検索に関するアプリケーションサービスを提供する形態である。複数の医療施設で利用可能にするには、類似症例検索サーバ17は、例えば、インターネットや公衆通信網などのWAN(Wide Area Network)を介して、複数の医療施設に設置されるクライアント端末と通信可能に接続される。そして、類似症例検索サーバ17は、複数の医療施設のクライアント端末からの要求を受け付けて、各クライアント端末に対して類似症例検索に関するアプリケーションサービスを提供する。
この場合の類似症例検索サーバ17の設置場所や運営主体は、例えば医療施設とは別のデータセンタでもよいし、複数の医療施設のうちの1つでもよい。また、WANを利用する場合には、情報セキュリティを考慮して、VPN(Virtual Private Network)を構築したり、HTTPS(Hypertext Transfer Protocol Secure)などのセキュリティレベルの高い通信プロトコルを使用することが好ましい。
本発明は、上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、本例では、検査画像の例として、CT、MRI、単純X線画像を例としたが、マンモグラフィーや内視鏡など他のモダリティで撮影した検査画像に対しても適用することができる。また、上述の種々の実施形態や種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、本発明は、本発明を実現するプログラムに加えて、プログラムを記憶する記憶媒体にも及ぶ。
11 診療科端末
16 症例DBサーバ
17 類似症例検索サーバ
19 検査画像
21 検査データ
22 症例画像
24 症例データ
62 特徴量算出部
65 個別類似度算出部
67 類似症例検索部
67A リスト作成部
69 出力制御部
CL 症例病変
OL 対象病変
ROI 関心領域

Claims (18)

  1. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置において、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得部と、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出部と、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索部と、を備えており、
    1件の前記症例内に複数の前記症例病変が登録されている場合には、
    前記個別類似度算出部は、複数の前記関心領域のそれぞれと、前記複数の症例病変のそれぞれとを、1対1で対応させて前記特徴量の比較を行い、前記症例病変毎の前記個別類似度である症例病変別に個別類似度を算出し、
    前記類似症例検索部は、複数件の前記類似症例に関する情報をリスト化した類似症例リストを作成し、
    前記類似症例リストには、前記関心領域毎の関心領域別類似症例リストが含まれており、前記関心領域別類似症例リストは、複数の前記症例病変を配列したリストであって、
    各前記関心領域別類似症例リストにおいて、共通する1件の前記症例に含まれる前記症例病変が存在する場合には、前記症例が共通する複数の前記症例病変について前記症例が共通していることを表す識別表示がされる、類似症例検索装置。
  2. 前記類似症例検索部は、前記類似症例リストにおいて、前記複数の前記症例病変を、前記個別類似度に基づいてソートする請求項1に記載の類似症例検索装置。
  3. 前記複数の関心領域は、種類が異なる病変がそれぞれ含まれる請求項1又は2に記載の類似症例検索装置。
  4. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置において、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得部と、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出部と、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索部とを、備えている類似症例検索装置であって、
    さらに、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる複数の前記症例病変のそれぞれに関する前記個別類似度が算出された場合に、複数の前記個別類似度の中から、1つの代表値を判定する代表値判定部を備えており、
    前記類似症例検索部は、1つの前記関心領域については、前記代表値に対応する前記症例病変のみを使用して、類似症例を検索する、類似症例検索装置。
  5. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置において、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得部と、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出部と、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索部と、を備えており、
    前記個別類似度算出部は、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる前記症例病変のうち前記関心領域と同種類の前記症例病変のみを対応させて、個別類似度を算出する、類似症例検索装置。
  6. 前記関心領域の特徴量に基づいて、病変の種類を判定する病変種類判定部を有している請求項5に記載の類似症例検索装置。
  7. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置の作動方法である類似症例検索方法において、
    特徴量取得部が、前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    個別類似度算出部が、前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    類似症例検索部が、算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、を備えている類似症例検索方法であって、
    1件の前記症例内に複数の前記症例病変が登録されている場合には、
    前記個別類似度算出ステップにおいて、複数の前記関心領域のそれぞれと、前記複数の症例病変のそれぞれとを、1対1で対応させて前記特徴量の比較を行い、前記症例病変毎の前記個別類似度である症例病変別に個別類似度を算出し、
    前記類似症例検索ステップにおいて、複数件の前記類似症例に関する情報をリスト化した類似症例リストを作成し、
    前記類似症例リストには、前記関心領域毎の関心領域別類似症例リストが含まれており、前記関心領域別類似症例リストは、複数の前記症例病変を配列したリストであって、
    各前記関心領域別類似症例リストにおいて、共通する1件の前記症例に含まれる前記症例病変が存在する場合には、前記症例が共通する複数の前記症例病変について前記症例が共通していることを表す識別表示がされる、類似症例検索方法。
  8. 前記類似症例検索ステップにおいて、前記類似症例リストは、前記複数の前記症例病変が、前記個別類似度に基づいてソートされる請求項7に記載の類似症例検索方法。
  9. 前記複数の関心領域は、種類が異なる病変がそれぞれ含まれる請求項7又は8に記載の類似症例検索方法。
  10. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置の作動方法である類似症例検索方法において、
    特徴量取得部が、前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    個別類似度算出部が、前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    類似症例検索部が、算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、を備えている類似症例検索方法であって、
    さらに、代表値判定部が、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる複数の前記症例病変のそれぞれに関する前記個別類似度が算出された場合に、複数の前記個別類似度の中から、1つの代表値を判定する代表値判定ステップを備えており、
    前記類似症例検索ステップにおいて、1つの前記関心領域については、前記代表値に対応する前記症例病変のみを使用して、類似症例を検索する、類似症例検索方法。
  11. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する類似症例検索装置の作動方法である類似症例検索方法において、
    特徴量取得部が、前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    個別類似度算出部が、前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    類似症例検索部が、算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、を備えている類似症例検索方法であって、
    前記個別類似度算出ステップにおいて、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる前記症例病変のうち前記関心領域と同種類の前記症例病変のみを対応させて、個別類似度を算出する、類似症例検索方法。
  12. さらに、病変種類判定部が、前記関心領域の特徴量に基づいて、病変の種類を判定する病変種類判定ステップを有している請求項11に記載の類似症例検索方法。
  13. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する処理をコンピュータに実行させる類似症例検索プログラムにおいて、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、
    を前記コンピュータに実行させる類似症例検索プログラムであって、
    1件の前記症例内に複数の前記症例病変が登録されている場合には、
    前記個別類似度算出ステップにおいて、複数の前記関心領域のそれぞれと、前記複数の症例病変のそれぞれとを、1対1で対応させて前記特徴量の比較を行い、前記症例病変毎の前記個別類似度である症例病変別に個別類似度を算出し、
    前記類似症例検索ステップにおいて、複数件の前記類似症例に関する情報をリスト化した類似症例リストを作成し、
    前記類似症例リストには、前記関心領域毎の関心領域別類似症例リストが含まれており、前記関心領域別類似症例リストは、複数の前記症例病変を配列したリストであって、
    各前記関心領域別類似症例リストにおいて、共通する1件の前記症例に含まれる前記症例病変が存在する場合には、前記症例が共通する複数の前記症例病変について前記症例が共通していることを表す識別表示がされる、類似症例検索プログラム。
  14. 前記類似症例検索ステップにおいて、前記類似症例リストは、前記複数の前記症例病変が、前記個別類似度に基づいてソートされる請求項13に記載の類似症例検索プログラム。
  15. 前記複数の関心領域は、種類が異なる病変がそれぞれ含まれる請求項13又は14に記載の類似症例検索プログラム。
  16. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する処理をコンピュータに実行させる類似症例検索プログラムにおいて、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、を備えている類似症例検索プログラムであって、
    前記コンピュータに実行させるステップとして、さらに、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる複数の前記症例病変のそれぞれに関する前記個別類似度が算出された場合に、複数の前記個別類似度の中から、1つの代表値を判定する代表値判定ステップを備えており、
    前記類似症例検索ステップにおいて、1つの前記関心領域については、前記代表値に対応する前記症例病変のみを使用して、類似症例を検索する、類似症例検索プログラム。
  17. 症例画像を1枚以上含む症例が複数件登録された症例データベースの中から、患者の診断に用いる検査画像に類似する類似症例を検索する処理をコンピュータに実行させる類似症例検索プログラムにおいて、
    前記検査画像を1枚以上含む検査データにおいて指定され、前記検査画像内に存在する病変である対象病変を含むように指定される関心領域であり、異なる対象病変をそれぞれ1つ以上含む複数の関心領域に関して、前記関心領域毎の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
    前記関心領域毎の前記特徴量と、前記症例に登録された、前記症例画像内の病変である症例病変の特徴量とを比較して、前記関心領域毎の個別類似度を算出する個別類似度算出ステップと、
    算出した複数の前記個別類似度に基づいて、前記類似症例を検索する類似症例検索ステップと、を備えている類似症例検索プログラムであって、
    前記個別類似度算出ステップにおいて、1つの前記関心領域に対して、1件の症例に含まれる前記症例病変のうち前記関心領域と同種類の前記症例病変のみを対応させて、個別類似度を算出する、類似症例検索プログラム。
  18. さらに、前記関心領域の特徴量に基づいて、病変の種類を判定する病変種類判定ステップを有している請求項17に記載の類似症例検索プログラム。
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