RU2789260C1 - Medical decision support system based on medical image analysis - Google Patents

Medical decision support system based on medical image analysis Download PDF

Info

Publication number
RU2789260C1
RU2789260C1 RU2021137766A RU2021137766A RU2789260C1 RU 2789260 C1 RU2789260 C1 RU 2789260C1 RU 2021137766 A RU2021137766 A RU 2021137766A RU 2021137766 A RU2021137766 A RU 2021137766A RU 2789260 C1 RU2789260 C1 RU 2789260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
medical
pathology
image
data
processed
Prior art date
Application number
RU2021137766A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рамиль Фуатович Кулеев
Сердар Амангельдыевич Оразов
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" filed Critical Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Application granted granted Critical
Publication of RU2789260C1 publication Critical patent/RU2789260C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: image processing.
SUBSTANCE: invention relates to the field of image processing, more specifically to a medical decision support system based on the analysis of medical images. A medical decision support system is proposed, comprising: at least one device for obtaining medical images located in a medical organization and configured to form at least one medical image based on a diagnostic study of at least one organ and/or cavity of the examined patient and transmission of said at least one medical image to the data transmission device; at least one data transmission device located in a medical organization and configured to generate data to be processed based on the received at least one medical image and transfer the data to be processed to the central medical information system (CMIS). Moreover, the data to be processed are a package containing at least two medical images; CMIS configured to receive at least one packet from at least one data transmission device, change the size and content of said at least one packet depending on the requirements and / or capabilities of at least one device for determining the pathology and transmitting at least at least one modified package to at least one pathology device; and by at least one device for determining the pathology, configured to extract said at least one medical image from the received at least one package, determine whether there is in the said at least one organ and/or cavity of the examined patient on the mentioned at least one pathology in a medical image, generating a report that contains at least one file containing an indication of the presence or absence of pathology, and transmitting the report at CMIS. Moreover, the definition of pathology is performed using a neural network previously trained for this type of diagnostic study. Moreover, the result of determining the pathology is intended to support the adoption of a medical decision on the state of the said at least one organ and/or cavity of the examined patient and/or on the treatment of the examined patient.
EFFECT: invention provides the possibility of making a medical decision with increased accuracy, increasing the availability and quality of care medical services, reducing the requirements for the personnel of medical organizations performing diagnostic tests, and for the devices included in the system.
41 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к области обработки изображений, и, более конкретно, к системе поддержки принятия врачебных решений на основе анализа медицинских изображений.The present invention relates to the field of image processing, and more specifically to a medical decision support system based on medical image analysis.

Уровень техникиState of the art

В традиционных способах диагностики патологий органов грудной клетки, которые использовались в медицине на протяжении десятилетий, оператор рентген-установки или врач визуально исследовал рентгеновское изображение, полученное установкой, и делал вывод о наличии или отсутствии той или иной патологии у обследуемого пациента.In the traditional methods of diagnosing pathologies of the chest organs, which have been used in medicine for decades, the operator of the X-ray unit or the doctor visually examined the X-ray image obtained by the unit and made a conclusion about the presence or absence of this or that pathology in the examined patient.

Однако высокая распространенность раковых, сердечных, легочных заболеваний, а также вспышка Covid-19, которая привела к существенному увеличению смертности от этих заболеваний, влекут за собой огромные социальные издержки. В медицинских учреждениях, осуществляющих диагностические и терапевтические мероприятия, наблюдается перегруженность и дефицит квалифицированных медицинских специалистов в области радиологических исследований, на оценку и трактовку результатов радиологических исследований оказывает влияние человеческий фактор, отсутствуют необходимые ресурсы для проведения повторных прочтений исследований. Практика осуществления диагностических мероприятий сопряжена с риском пропуска патологий при первичном анализе радиологических исследований.However, the high prevalence of cancer, heart and lung diseases, as well as the outbreak of Covid-19, which has led to a significant increase in mortality from these diseases, entail huge social costs. In medical institutions that carry out diagnostic and therapeutic activities, there is an overload and shortage of qualified medical specialists in the field of radiological studies, the evaluation and interpretation of the results of radiological studies is influenced by the human factor, there are no necessary resources for re-reading studies. The practice of carrying out diagnostic measures is associated with the risk of missing pathologies in the initial analysis of radiological studies.

Данные факторы требуют проведения фундаментальных исследований в этой области с целью разработки новых и более эффективных терапевтических и диагностических инструментов, в том числе для того, чтобы повысить качество врачебных решений и по возможности ускорить процесс принятия врачебных решений.These factors require fundamental research in this area in order to develop new and more effective therapeutic and diagnostic tools, including in order to improve the quality of medical decisions and, if possible, speed up the process of making medical decisions.

Все это способствует внедрению в медицину современных цифровых методик обработки данных. Цифровизация здравоохранения сопровождается стремительно растущими объемами оцифрованной медицинской информации о пациентах, клинических баз данных и наборов медицинских данных, которые можно было бы использовать для поддержки принятия врачебных решений. В последние годы для работы над такими задачами все чаще применяются технологии искусственного интеллекта (ИИ).All this contributes to the introduction of modern digital data processing techniques into medicine. The digitalization of healthcare is accompanied by a rapidly growing volume of digitized medical information about patients, clinical databases and medical data sets that could be used to support medical decision-making. In recent years, artificial intelligence (AI) technologies have been increasingly used to work on such tasks.

Например, в известных способах современной ИИ-диагностики, таких как WO 2021/031279 A1 или WO 2021/091661 A1, нейронная сеть, которая была предварительно обучена на размеченном наборе изображений, получает оцифрованное рентгеновское изображение грудной клетки пациента, анализирует его и осуществляет предсказание того, имеется ли у данного пациента патология, помогая тем самым врачу принять оптимальное взвешенное решение.For example, in known modern AI diagnostic methods such as WO 2021/031279 A1 or WO 2021/091661 A1, a neural network that has been previously trained on a labeled set of images receives a digitized x-ray image of a patient's chest, analyzes it, and makes a prediction about whether whether a given patient has a pathology, thereby helping the doctor to make an optimal informed decision.

Производятся попытки применять самые разные архитектуры нейросетей, разные методы обучения и разные методы предварительной обработки изображений, однако точность известных методов такова, что существенная часть медицинского сообщества высказывает мнение, что на текущем уровне развития подобные системы не помогают врачу, а наоборот, мешают, поскольку они могут снижать концентрацию внимания специалиста, полагающегося отчасти на ИИ, и возможны ошибки в принятии решений, что может влиять на качество оказания медицинских услуг. А в силу того, что ответственность за решение лежит именно на человеке, по-прежнему велик человеческий фактор и высоки трудозатраты и требования к квалификации.Attempts are being made to apply a variety of neural network architectures, different training methods and different methods of image preprocessing, however, the accuracy of known methods is such that a significant part of the medical community is of the opinion that at the current level of development, such systems do not help the doctor, but rather interfere, because they may reduce the concentration of a specialist who relies partly on AI, and there may be errors in decision-making, which can affect the quality of medical services. And due to the fact that the responsibility for the decision lies with the person, the human factor is still great and labor costs and qualification requirements are high.

В связи с этим в научных и технических публикациях в последнее время стало формироваться мнение, что необходимо использовать какие-либо дополнительные данные о пациенте в придачу к изображениям. Однако на данный момент не существовало конкретных способов и систем, которые бы позволяли бы осуществлять такую обработку с высокой точностью с минимальными требованиями как к самим дополнительным данным, так и к устройствам, обрабатывающим такие данные.In this regard, in scientific and technical publications, the opinion has recently begun to form that it is necessary to use some additional data about the patient in addition to images. However, at the moment there were no specific methods and systems that would allow such processing to be carried out with high accuracy with minimal requirements both for the additional data themselves and for the devices that process such data.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

С целью устранения по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых недостатков предшествующего уровня техники, настоящее изобретение направлено на повышение эффективности систем поддержки принятия врачебных решений на основе анализа медицинских изображений.In order to overcome at least some of the aforementioned shortcomings of the prior art, the present invention is directed to improving the efficiency of medical decision support systems based on the analysis of medical images.

Согласно настоящему изобретению, предложена система поддержки принятия врачебных решений, содержащая:According to the present invention, a medical decision support system is provided, comprising:

устройство для получения медицинских изображений, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью формирования по меньшей мере одного медицинского изображения на основе диагностического исследования по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и передачи упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения на устройство передачи данных;a device for obtaining medical images located in a medical organization and configured to generate at least one medical image based on a diagnostic study of at least one organ and/or cavity of the examined patient and transfer the said at least one medical image to the data transmission device;

устройство передачи данных, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью формирования подлежащих обработке данных на основе принятого по меньшей мере одного медицинского изображения и передачи подлежащих обработке данных на устройство для определения патологии; иa data transmission device located in a medical organization and configured to generate data to be processed based on the received at least one medical image and transmit the data to be processed to the device for determining the pathology; And

устройство для определения патологии, выполненное с возможностью извлечения упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения из принятых подлежащих обработке данных и определения, имеется ли в упомянутом по меньшей мере одном органе и/или полости обследуемого пациента на упомянутом по меньшей мере одном медицинском изображении патология,a device for determining pathology, configured to extract said at least one medical image from the received data to be processed and determine whether there is a pathology in said at least one organ and/or cavity of the examined patient on said at least one medical image,

причем определение патологии выполняется с использованием нейронной сети, предварительно обученной для данного типа диагностического исследования,moreover, the definition of pathology is performed using a neural network previously trained for this type of diagnostic study,

причем результат определения патологии предназначен для поддержки принятия врачебного решения о состоянии упомянутого по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и/или о лечении обследуемого пациента.moreover, the result of determining the pathology is intended to support the adoption of a medical decision about the condition of the said at least one organ and/or cavity of the examined patient and/or about the treatment of the examined patient.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит средство просмотра, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью приема результата определения патологии от устройства для определения патологии и предоставления результата определения патологии в виде, пригодном для просмотра человеком.In one embodiment, the system further comprises a viewer located in a healthcare facility and configured to receive a pathology determination result from the pathology determination device and present the pathology determination result in a human-viewable form.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит хранилище, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью хранения упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения, сформированного устройством для получения медицинских изображений, подлежащих обработке данных, сформированных упомянутым устройством передачи данных, и/или результата определения патологии от устройства для определения патологии.In one of the embodiments, the system further comprises a storage located in a medical organization and configured to store said at least one medical image generated by a device for obtaining medical images, data to be processed, generated by said data transmission device, and/or a pathology determination result. from a pathology device.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит медицинскую информационную систему, расположенную в медицинской организации, причем хранилище и устройство передачи данных являются частями медицинской информационной системы.In one of the embodiments, the system further comprises a medical information system located in a medical organization, and the storage and data transmission device are part of the medical information system.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные содержат упомянутое по меньшей мере одно медицинское изображение.In one embodiment, the data to be processed contains said at least one medical image.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные дополнительно содержат дополнительную целевую информацию, содержащую сведения о пациенте, об исследовании, о медицинской организации и/или о медицинском специалисте, проводившем исследование.In one of the embodiments, the data to be processed additionally contains additional target information containing information about the patient, about the study, about the medical organization and/or about the medical specialist who conducted the study.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные дополнительно содержат уникальный идентификатор изображения, соответствующий каждому из упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения,In one embodiment, the data to be processed further comprises a unique image identifier corresponding to each of said at least one medical image,

причем результат определения патологии, полученный устройством для определения патологии после обработки упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения, содержит уникальный идентификатор изображения, соответствующий данному изображению.wherein the pathology detection result obtained by the pathology detection device after processing said at least one medical image contains a unique image identifier corresponding to the image.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные являются деперсонализированными.In one embodiment, the data to be processed is depersonalized.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные представляют собой пакет, содержащий множество медицинских изображений,In one embodiment, the data to be processed is a packet containing a plurality of medical images,

причем устройство передачи данных дополнительно выполнено с возможностью передачи упомянутого пакета при достижении предварительно заданных параметров пакета или по времени.moreover, the data transmission device is additionally configured to transmit the said packet upon reaching predetermined packet parameters or in time.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит центральную медицинскую информационную систему (ЦМИС), выполненную с возможностью приема подлежащих обработке данных от упомянутого устройства передачи данных медицинской организации и их передачи на устройство для определения патологии.In one of the embodiments, the system further comprises a central medical information system (CMIS) configured to receive data to be processed from said data transmission device of a medical organization and transmit them to a device for determining pathology.

В одном из вариантов осуществления подлежащие обработке данные, сформированные и переданные устройством передачи данных медицинской организации в ЦМИС, являются недеперсонализированными,In one of the embodiments, the data to be processed, generated and transmitted by the data transmission device of the medical organization to the CMIS, are non-depersonalized,

причем ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью деперсонализации подлежащих обработке данных.moreover, the CMIS is additionally configured to depersonalize the data to be processed.

В одном из вариантов осуществления устройство для определения патологии дополнительно выполнено с возможностью:In one embodiment, the pathology detection device is further configured to:

визуализации по меньшей мере одной области на изображении, предположительно содержащей патологию, если определено, что в упомянутом по меньшей мере одном органе и/или полости обследуемого пациента на обрабатываемом медицинском изображении имеется патология; иvisualization of at least one area on the image, presumably containing a pathology, if it is determined that there is a pathology in the mentioned at least one organ and/or cavity of the examined patient on the processed medical image; And

формирования отчета, содержащего изображение с визуализацией патологии.generating a report containing an image with visualization of the pathology.

В одном из вариантов осуществления визуализация патологии выполняется на изображении, которое является копией соответствующего изображения, на котором определена патология.In one embodiment, pathology imaging is performed on an image that is a copy of a corresponding image in which pathology is identified.

В одном из вариантов осуществления устройство для определения патологии дополнительно выполнено с возможностью:In one embodiment, the pathology detection device is further configured to:

формирования текстового протокола исследования, содержащего по меньшей мере одно из: идентификатора исходного изображения, результата определения патологии в числовом или текстовом формате, времени получения подлежащих обработке данных, времени получения результата определения патологии, времени формирования протокола исследования, информации об ошибках, возникших в ходе работы устройства; иformation of a text protocol of the study, containing at least one of: the identifier of the original image, the result of determining the pathology in numerical or text format, the time of obtaining the data to be processed, the time of obtaining the result of determining the pathology, the time of generating the study protocol, information about errors that occurred during the work devices; And

формирования отчета, содержащего текстовый протокол исследования.generating a report containing a text protocol of the study.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит оборудование эксперта, выполненное с возможностью:In one embodiment, the system further comprises expert equipment configured to:

приема результата определения патологии от устройства для определения патологии;receiving a pathology detection result from the pathology detection device;

предоставления результата определения патологии и соответствующего медицинского изображения пользователю оборудования эксперта;providing the result of determining the pathology and the corresponding medical image to the user of the expert's equipment;

приема ввода от пользователя для формирования медицинского заключения, содержащего врачебное решение о состоянии упомянутого по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и/или о лечении обследуемого пациента.receiving input from the user to form a medical report containing a medical decision about the state of said at least one organ and/or cavity of the examined patient and/or about the treatment of the examined patient.

В одном из вариантов осуществления пользователем оборудования эксперта является специалист экспертной организации или внешний врач-рентгенолог, производящий медицинские заключения с использованием результатов работы устройства для определения патологии и/или выполняющий функцию эксперта или консультанта.In one embodiment, the user of the expert equipment is a specialist of an expert organization or an external radiologist, who makes medical conclusions using the results of the operation of the pathology device and/or performs the function of an expert or consultant.

В одном из вариантов осуществления система содержит множество экземпляров оборудования эксперта, пользователями которых является множество специалистов экспертных организаций или внешних врачей-рентгенологов,In one of the embodiments, the system contains a plurality of expert equipment, the users of which are a plurality of specialists from expert organizations or external radiologists,

причем разные специалисты экспертных организаций или внешние врачи-рентгенологи выполняют интерпретацию разных типов исследований.moreover, different specialists of expert organizations or external radiologists perform the interpretation of different types of studies.

В одном из вариантов осуществления система содержит множество медицинских организаций и множество устройств для определения патологии,In one embodiment, the system comprises a plurality of medical organizations and a plurality of devices for determining pathology,

причем одна или более медицинских организаций обслуживаются одним или более разными устройствами для определения патологии.and one or more medical organizations are served by one or more different devices for determining the pathology.

В одном из вариантов осуществления одно и то же медицинское изображение из одной медицинской организации передается на обработку в разные устройства для определения патологии, которые имеют разные принципы работы и/или обучены на разных наборах данных.In one of the embodiments, the same medical image from one medical organization is transmitted for processing to different devices for determining the pathology, which have different operating principles and/or are trained on different data sets.

В одном из вариантов осуществления медицинские изображения, полученные в результате разных типов исследований, из одной медицинской организации передаются на обработку в разные устройства для определения патологии, предназначенные для обработки соответствующих типов исследований.In one embodiment, medical images obtained from different types of examinations from one medical organization are transferred for processing to different devices for determining the pathology, designed to process the corresponding types of examinations.

В одном из вариантов осуществления система дополнительно содержит ЦМИС, выполненную с возможностью:In one of the embodiments, the system further comprises a CMIS configured to:

приема подлежащих обработке данных от устройства передачи данных медицинской организации;receiving data to be processed from a data transmission device of a medical organization;

передачи подлежащих обработке данных на устройство для определения патологии;transmitting the data to be processed to the pathology detection device;

приема результата определения патологии от устройства для определения патологии;receiving a pathology detection result from the pathology detection device;

передачи результата определения патологии на оборудование эксперта;transferring the result of determining the pathology to the equipment of the expert;

получения медицинского заключения, сформированного с использованием оборудования эксперта;obtaining a medical report formed using the expert's equipment;

передачи медицинского заключения организации или лицу, запрашивавшему обработку соответствующего медицинского изображения.transfer of the medical report to the organization or person requesting the processing of the relevant medical image.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

хранения медицинских изображений;storage of medical images;

хранения персональных данных пациентов;storage of personal data of patients;

деперсонализации по меньшей мере части подлежащих обработке данных перед их передачей на устройство для определения патологии; иdepersonalizing at least a portion of the data to be processed prior to transmission to the pathology device; And

регулировки количества и типа персональных данных, к которым предоставляется право осуществлять доступ пользователю ЦМИС, в зависимости от его уровня доступа.adjusting the amount and type of personal data to which the user of the CMIS is granted the right to access, depending on his level of access.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

приема запроса на составление заключения в отношении результата определения патологии; иreceiving a request for drawing up a conclusion regarding the result of determining the pathology; And

передачи результата определения патологии на оборудование эксперта в ответ на прием запроса на составление заключения,transferring the result of determining the pathology to the equipment of the expert in response to receiving a request for drawing up an opinion,

причем запрос на составление заключения содержит задачу по интерпретации медицинского изображения и/или результата определения патологии, которую допускается выполнять по собственной инициативе любому одному или более экспертам, имеющим соответствующий уровень доступа к ЦМИС, или которую должен выполнить конкретный один или более экспертов;and the request for the conclusion contains the task of interpreting the medical image and / or the result of determining the pathology, which is allowed to be performed on their own initiative by any one or more experts with the appropriate level of access to the CMIS, or which must be performed by a specific one or more experts;

и/илиand/or

приема запроса на обработку изображения в отношении медицинского изображения; иreceiving an image processing request for the medical image; And

передачи подлежащих обработке данных, содержащих данное медицинское изображение, на устройство для определения патологии в ответ на прием запроса на обработку изображения,transmitting the data to be processed containing the medical image to the pathology detection device in response to receiving an image processing request,

причем запрос на обработку изображения содержит задачу по определению патологии на соответствующем медицинском изображении, которую допускается выполнять по собственной инициативе любому одному или более устройствам для определения патологии, способным обрабатывать медицинские изображения соответствующего типа, или которую должно выполнить конкретное одно или более устройств для определения патологии.wherein the image processing request comprises a pathology detection task on the corresponding medical image, which any one or more pathology detection devices capable of processing medical images of the corresponding type can perform on its own initiative, or which a specific one or more pathology devices must perform.

В одном из вариантов осуществления запрос на составление заключения или запрос на обработку изображения исходит от медицинской организации, получившей соответствующее медицинское изображение, от медицинской организации или лица, запросившего обработку изображения, от самой ЦМИС, от устройства для определения патологии или от эксперта.In one embodiment, the request for a report or request for image processing comes from the medical organization that received the corresponding medical image, from the medical organization or person requesting image processing, from the CMIS itself, from a pathology device, or from an expert.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС выполнена с возможностью формирования запросов на составление заключения с учетом одного или более из:In one of the embodiments, the implementation of the CMIS is configured to generate requests for the preparation of an opinion, taking into account one or more of:

- рабочего времени эксперта или временного интервала, в течение которого эксперт готов принимать запросы;- working hours of the expert or the time interval during which the expert is ready to accept requests;

- числа запросов, которые уже выданы эксперту, но еще не обработаны;- the number of requests that have already been issued to the expert, but have not yet been processed;

- минимального количества запросов, которые одновременно готов принимать эксперт;- the minimum number of requests that the Expert Advisor is ready to accept at the same time;

- суммарного количества запросов, уже обработанных экспертом, и запросов, которые назначены данному эксперту, за рабочее время;- the total number of requests already processed by the expert, and requests that are assigned to this expert, during working hours;

- количества заключений, выданных экспертом за последний период времени.- the number of opinions issued by the expert for the last period of time.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС выполнена с возможностью формирования запросов на обработку изображения с учетом одного или более из:In one of the embodiments, the CMIS is configured to generate requests for image processing, taking into account one or more of:

- временного интервала, в течение которого допускается передавать запросы тому или иному устройству для определения патологии;- the time interval during which it is allowed to send requests to one or another device to determine the pathology;

- числа запросов, которые уже выданы устройству для определения патологии, но еще не обработаны;- the number of requests that have already been issued to the device for determining the pathology, but have not yet been processed;

- минимального количества запросов, которые одновременно способно обрабатывать устройство для определения патологии;- the minimum number of requests that can be simultaneously processed by the device for determining the pathology;

- суммарного количества запросов, уже обработанных устройством для определения патологии, и запросов, которые назначены данному устройству для определения патологии, за предварительно определенный период времени;- the total number of requests already processed by the device for determining the pathology, and requests that are assigned to this device for determining the pathology, for a predetermined period of time;

- количества результатов, выданных данным устройством для определения патологии за последний предварительно определенный период времени.- the number of results generated by the given pathology device in the last predetermined period of time.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС выполнена с возможностью организации запросов на составление заключения и/или запросов на обработку изображений в порядке очереди.In one embodiment, the CMIS is configured to organize inference requests and/or image processing requests on a first-come, first-served basis.

В одном из вариантов осуществления запросы на составление заключения и запросы на обработку изображений имеют приоритет, устанавливаемый медицинской организацией, получившей соответствующее медицинское изображение, от медицинской организацией или лицом, запросившим обработку изображения, автоматически самой ЦМИС, автоматизированно или вручную оператором ЦМИС, устройством для определения патологии или экспертом.In one of the embodiments, requests for drawing up a conclusion and requests for image processing have priority set by the medical organization that received the corresponding medical image, from the medical organization or the person who requested image processing, automatically by the CMIS itself, automatically or manually by the CMIS operator, the device for determining pathology or an expert.

В одном из вариантов осуществления приоритет устанавливается с учетом одного или более из:In one embodiment, the priority is set based on one or more of:

- особенностей проводимых исследований,- features of ongoing research,

- профиля организации, проводившей исследование,- the profile of the organization that conducted the study,

- состояния пациента,- the patient's condition,

- требований организации или лица, запрашивавшего обработку изображения или составление заключения,- the requirements of the organization or person who requested the processing of the image or the drawing up of an opinion,

- крайнего срока оказания медицинской услуги.- the deadline for the provision of medical services.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

группировки изображений, ожидающих обработки, в пакеты для передачи на устройство для определения патологии.grouping pending images into packets for transmission to a pathology device.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

приема, от одного или более устройств передачи данных, одного или более пакетов, содержащих множество подлежащих обработке изображений; иreceiving, from one or more data communication devices, one or more packets containing a plurality of images to be processed; And

изменения размера и наполнения пакетов в зависимости от требований и/или возможностей одного или более устройств для определения патологии.changing the size and filling of packages depending on the requirements and/or capabilities of one or more devices for determining the pathology.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью валидации и/или предобработки подлежащих обработке данных.In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to validate and/or pre-process the data to be processed.

В одном из вариантов осуществления валидация содержит одну или более следующих проверок:In one embodiment, the validation comprises one or more of the following checks:

- возможно ли извлечение изображения из подлежащих обработке данных;- is it possible to extract an image from the data to be processed;

- соответствуют ли данные, приложенные к запросу на обработку изображения, самому запросу;- whether the data attached to the request for image processing correspond to the request itself;

- является ли изображение позитивом или негативом;- whether the image is positive or negative;

- имеет ли изображение размер, равный или превышающий предварительно заданный минимальный размер, поддерживаемый по меньшей мере одним из устройств для определения патологии, способных обрабатывать такой тип исследований;- whether the image has a size equal to or greater than a predetermined minimum size supported by at least one of the pathology devices capable of processing this type of examination;

- являются ли подлежащие обработке данные деперсонализированными;- whether the data to be processed is depersonalized;

- имеет ли уникальный идентификатор изображения предварительно заданный формат.- whether the unique identifier of the image has a predefined format.

В одном из вариантов осуществления предобработка подлежащих обработке данных содержит одну или более следующих операций:In one embodiment, the preprocessing of the data to be processed comprises one or more of the following operations:

- преобразование изображения в позитив или негатив;- converting the image to positive or negative;

- обрезку изображения в соответствии с областью интереса, предварительно заданной в параметрах изображения медицинским специалистом, проводившим исследование;- cropping the image in accordance with the area of interest pre-set in the image parameters by the medical specialist who conducted the study;

- преобразование яркости или цветности изображения;- conversion of brightness or color of the image;

- сжатие изображения до требуемого размера;- image compression to the required size;

- деперсонализацию подлежащих обработке данных;- depersonalization of the data to be processed;

- преобразование уникального идентификатора изображения в предварительно заданный формат, поддерживаемый одним или более устройств для определения патологии.- converting the unique image identifier into a predetermined format supported by one or more pathology devices.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

хранения по меньшей мере одного набора данных, содержащих должным образом размеченные медицинские изображения,storing at least one data set containing properly labeled medical images,

причем разметка содержит указание на наличие или отсутствие патологии.moreover, the markup contains an indication of the presence or absence of pathology.

В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один набор данных предназначен для обучения одного или более устройств для определения патологии.In one embodiment, at least one dataset is for training one or more pathology devices.

В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один набор данных содержит персональные данные пациентов.In one embodiment, the implementation of at least one data set contains personal data of patients.

В одном из вариантов осуществления персональные данные пациентов содержат пол и возраст пациентов.In one embodiment, the implementation of personal data of patients contains the sex and age of patients.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью передачи по меньшей мере одного набора данных в устройство для определения патологии для целей обучения без деперсонализации в отношении тех персональных данных, которые необходимы для обучения устройству для определения патологии.In one embodiment, the CMIS is further configured to transmit at least one set of data to the pathology device for learning purposes without depersonalization with respect to those personal data needed to train the pathology device.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

анализа медицинских заключений, составляемых экспертами;analysis of medical reports compiled by experts;

извлечения из медицинских заключений сведений о наличии или отсутствии патологии и о характере патологии, если таковая имеется; иextracting from medical reports information about the presence or absence of pathology and the nature of the pathology, if any; And

формирования по меньшей мере одного набора размеченных медицинских изображений на основе извлеченных данных.generating at least one set of labeled medical images based on the extracted data.

В одном из вариантов осуществления ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:In one of the embodiments, the CMIS is additionally configured to:

дополнения разметки сформированных размеченных медицинских изображений соответствующими персональными данными пациента, сохраненными в ЦМИС.supplementing the markup of the generated marked up medical images with the corresponding personal data of the patient stored in the CMIS.

В одном из вариантов осуществления анализируются только медицинские заключения, подготовленные экспертами, уровень квалификации или рейтинг которых выше предварительно заданного порога.In one embodiment, only medical opinions prepared by experts whose skill level or rating is above a predetermined threshold are analyzed.

В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один набор данных содержит для каждого пациента по меньшей мере два медицинских изображения одной и той же области, сделанных в разные периоды времени.In one embodiment, at least one data set contains for each patient at least two medical images of the same area taken at different time periods.

В одном из вариантов осуществления каждые по меньшей мере два медицинских изображения для каждого пациента являются размеченными, и содержащий их набор данных предназначен для обучения одного или более устройств для определения патологии игнорировать индивидуальные особенности пациентов, которые не должны считаться патологией, а также отслеживать изменения, происходящие в организме пациента в динамике.In one embodiment, every at least two medical images for each patient are labeled, and the data set containing them is designed to train one or more pathology devices to ignore individual patient characteristics that should not be considered pathology, as well as track changes that occur. in the patient's body in dynamics.

В одном из вариантов осуществления устройство для определения патологии выполнено с возможностью запрашивать у ЦМИС предыдущие медицинские изображения анализируемой области пациента, изображенного на конкретном анализируемом изображении.In one embodiment, the pathology detection device is configured to request previous medical images from the CMIS of the analyzed area of the patient depicted in the particular image being analyzed.

Технический результатTechnical result

Настоящее изобретение позволяет повысить эффективность систем поддержки принятия врачебных решений на основе анализа медицинских изображений. При этом обеспечивается:The present invention improves the efficiency of medical decision support systems based on the analysis of medical images. This provides:

- повышение точности определения патологий;- improving the accuracy of determining pathologies;

- отсутствие необходимости обработки и передачи дополнительных данных о пациенте в процессе непосредственной работы системы;- no need to process and transfer additional data about the patient in the process of direct operation of the system;

- ускорение обработки данных по сравнению с системами, которые помимо передачи самого медицинского изображения требуют обработки и передачи дополнительных данных о пациенте в процессе непосредственной работы;- acceleration of data processing compared to systems that, in addition to transferring the medical image itself, require the processing and transfer of additional data about the patient in the process of direct work;

- снижение нагрузки на сети передачи данных и на систему поддержки принятия врачебных решений в целом и ее компоненты;- reducing the load on data networks and on the medical decision support system in general and its components;

- обеспечение повышенной конфиденциальности исследования, так как по сети передается только деперсонализированное изображение;- ensuring increased confidentiality of the study, since only a depersonalized image is transmitted over the network;

- упрощение определения патологий по сравнению с системами, которые требуют обработки и передачи множества видов дополнительных данных о пациенте;- simplification of the definition of pathologies compared to systems that require the processing and transmission of many types of additional data about the patient;

- снижение требований к квалификации медицинского персонала;- reduction of requirements for the qualification of medical personnel;

- уменьшение влияния человеческого фактора (внимательность, утомляемость, ответственность);- reducing the influence of the human factor (mindfulness, fatigue, responsibility);

- снижение требований к производительности устройств и соответствующее снижение затрат и энергопотребления, возможность уменьшения размеров устройств;- reducing the requirements for device performance and the corresponding reduction in costs and power consumption, the possibility of reducing the size of devices;

- снижение требований к устройствам, обрабатывающим дополнительные данные.- reduced requirements for devices that process additional data.

Следует понимать, что не каждый из вариантов осуществления может обеспечивать одновременно все указанные преимущества по сравнению со всеми известными решениями из уровня техники. Соответственно, некоторые варианты осуществления могут обладать лишь некоторыми из указанных преимуществ или иными преимуществами относительно некоторых известных решений.It should be understood that not each of the embodiments can simultaneously provide all of these advantages over all known prior art solutions. Accordingly, some embodiments may have only some of these advantages or other advantages over some known solutions.

Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут понятны при прочтении нижеследующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи.These and other advantages of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 показано схематическое изображение системы поддержки принятия врачебных решений согласно настоящему изобретению.On FIG. 1 shows a schematic representation of a medical decision support system according to the present invention.

На Фиг. 2 показан пример изображения, подлежащего обработке в устройстве определения патологии.On FIG. 2 shows an example of an image to be processed in a pathology detection device.

На Фиг. 3 и 4 показаны примеры изображений, которые не должны пройти валидацию.On FIG. Figures 3 and 4 show examples of images that should not pass validation.

На Фиг. 5 показана блок-схема устройства для определения патологии согласно настоящему изобретению.On FIG. 5 shows a block diagram of a pathology device according to the present invention.

На Фиг. 6 и 7 показаны примеры изображений для пациентов в разном возрасте.On FIG. 6 and 7 show example images for patients at different ages.

На Фиг. 8 приведен пример изображения, на которое области интереса нанесены в виде тепловой карты.On FIG. 8 shows an example of an image on which regions of interest are plotted as a heat map.

На Фиг. 9 приведен пример изображения, на которое нанесены контуры областей интереса.On FIG. 9 shows an example of an image on which the contours of the regions of interest are plotted.

Следует понимать, что фигуры могут быть представлены схематично и не в масштабе и предназначены, главным образом, для улучшения понимания настоящего изобретения.It should be understood that the figures may be represented schematically and not to scale and are intended primarily to improve understanding of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Общий обзор системыGeneral overview of the system

Далее со ссылкой на Фиг. 1 будет в целом описана система 100 поддержки принятия врачебных решений.Next, with reference to FIG. 1, the medical decision support system 100 will be generally described.

В медицинской организации (МО) 110 содержится устройство 120 для получения медицинских изображений. В качестве медицинских изображений могут использоваться, например, рентгеновские изображения, изображения МРТ (магнитно-резонансной томографии), изображения КТ (компьютерной томографии) и иные изображения, полученные методами радиологической (то есть с помощью излучения) или нерадиологической (например, с помощью камеры) диагностики. Медицинское изображение может также называться диагностическим изображением. Соответственно, устройство 120 может представлять собой устройство для получения рентгеновских изображений (также может взаимозаменяемо называться рентгенографическим диагностическим аппаратом, рентген-аппаратом, рентген-установкой, рентгеном и т.д.), устройство для получения флюорографических изображений, устройство для получения МРТ-изображений, устройство для получения КТ-изображений и т.п. Далее в данном документе исключительно для удобства описания в качестве устройства 120 для получения медицинских изображений может упоминаться рентген-аппарат, однако следует принимать во внимание вышеуказанные сведения и об иных возможных вариантах осуществления настоящего изобретения.The medical organization (MO) 110 contains a device 120 for obtaining medical images. Medical images can be, for example, x-ray images, MRI (magnetic resonance imaging) images, CT (computed tomography) images, and other images obtained by radiological (i.e. using radiation) or non-radiological (i.e., using a camera) methods. diagnostics. A medical image may also be referred to as a diagnostic image. Accordingly, the apparatus 120 may be an X-ray imaging apparatus (also may be referred to interchangeably as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray machine, an X-ray machine, an X-ray, etc.), a fluorographic imaging apparatus, an MRI imaging apparatus, a device for obtaining CT images; and the like. Hereinafter, solely for convenience of description, an x-ray machine may be referred to as the medical imaging device 120, however, the above information and other possible embodiments of the present invention should be taken into account.

Медицинский специалист с помощью устройства 120 для получения медицинских изображений производит диагностическое исследование органов обследуемого пациента. Далее в данном документе исключительно для удобства описания в качестве примера диагностического исследования может упоминаться рентгенологическое исследование органов грудной клетки, однако следует понимать, что в иных вариантах осуществления настоящего изобретения возможно проведение МРТ-исследования, КТ-исследования и т.п., а органами, подлежащими исследованию, могут быть любые органы и полости, которые можно исследовать с помощью устройства для получения медицинских изображений.The medical specialist, using the device 120 for obtaining medical images, performs a diagnostic examination of the organs of the examined patient. Further in this document, solely for the convenience of description, chest X-ray examination may be mentioned as an example of a diagnostic examination, however, it should be understood that in other embodiments of the implementation of the present invention, it is possible to conduct an MRI examination, a CT examination, etc., and organs to be examined may be any organs and cavities that can be examined using a device for obtaining medical images.

В качестве медицинской организации 110, согласно настоящему изобретению, может выступать клиника, поликлиника, врачебный кабинет, больница, госпиталь, стационар, санаторий, пункт оказания медицинской помощи, аптека, мобильная установка, передвижной флюорографический кабинет или любая иная организация, помещение или установка, оборудованная устройством 120 для получения медицинских изображений.As a medical organization 110, according to the present invention, there can be a clinic, a polyclinic, a doctor's office, a hospital, a hospital, a hospital, a sanatorium, a medical care center, a pharmacy, a mobile unit, a mobile fluorography room, or any other organization, room or installation equipped with device 120 for obtaining medical images.

Результат исследования формируется в виде медицинского изображения, например, в формате DICOM (стандарт цифровых изображений и связи в медицине), NIfTI (Инициатива по технологии нейроизображения в области информатики), Analyze, Minc1, Minc2 или ином пригодном открытом или проприетарном формате. Медицинский специалист при необходимости перед сохранением может применить к изображению фильтры, которые, на его взгляд, могут улучшить восприятие изображения. Кроме того, на изображение могут накладываться в одном из вариантов осуществления какие-либо предустановленные фильтры, характерные для конкретного устройства или для конкретного производителя.The result of the study is formed in the form of a medical image, for example, in the format of DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), NIfTI (Neural Imaging Technology Initiative in Informatics), Analyze, Minc1, Minc2, or other suitable open or proprietary format. The medical specialist, if necessary, can apply filters to the image before saving, which, in his opinion, can improve the perception of the image. In addition, the image can be superimposed in one of the embodiments of any preset filters that are specific to a particular device or to a particular manufacturer.

Сформированное изображение сохраняется в локальном хранилище 131 данных, таком как хранилище на основе или в составе PACS (системы архивации и передачи DICOM-изображений), RIS (радиологической информационной системы), МИС (медицинской информационной системы) 130 или иной системы или устройства, пригодного для хранения медицинских данных. При необходимости к сохраняемому изображению может добавляться дополнительная целевая информация, такая как сведения о пациенте, об исследовании, о медицинской организации, о медицинском специалисте и т.д.The generated image is stored in a local data store 131, such as a store based on or as part of a PACS (DICOM image archiving and transmission system), RIS (radiological information system), MIS (medical information system) 130, or other system or device suitable for storage of medical data. If necessary, additional target information can be added to the saved image, such as information about the patient, about the study, about the medical organization, about the medical specialist, etc.

МИС 130 (в том числе PACS или RIS) может быть развернута на компьютере или сервере общего назначения, на специализированном оборудовании или на иных аппаратных средствах хранения, обработки и передачи данных, пригодных для воплощения настоящего изобретения и известных специалисту в данной области техники. В иллюстративном неограничивающем примере МИС 130 может представлять собой компьютер, имеющий 4-ядерный процессор, 8 ГБ RAM, дисковое пространство 60 ГБ под операционную систему CentOS 7, дисковое пространство 2 ТБ под данные, дисковое пространство 1 ТБ под базу данных и 2 сетевых адаптера.MIS 130 (including PACS or RIS) can be deployed on a general purpose computer or server, on specialized equipment, or on other data storage, processing and transmission hardware suitable for implementing the present invention and known to a person skilled in the art. In an illustrative non-limiting example, MIS 130 may be a computer having a 4-core processor, 8 GB of RAM, 60 GB disk space for the CentOS 7 operating system, 2 TB disk space for data, 1 TB disk space for the database, and 2 network adapters.

Хранилище 131 изображено на Фиг. 1 в составе МИС 130 лишь в качестве примера, и следует понимать, что возможны и иные реализации, в которых хранилище 131 является отдельным от МИС 130, находится в составе устройства 120 для получения медицинских изображений или находится в составе другой внутренней системы хранения медицинской организации. Возможны также реализации, в которых медицинская организация вообще не использует специальные системы хранения и передачи медицинских данных, а использует для этих целей иные доступные средства хранения и передачи, такие как персональный компьютер или ноутбук.Storage 131 is shown in FIG. 1 as part of HMI 130 by way of example only, and it should be understood that other implementations are possible in which storage 131 is separate from HMI 130, resides within medical imaging device 120, or resides within another internal storage system of a medical organization. Implementations are also possible in which a medical organization does not use special systems for storing and transmitting medical data at all, but uses other available storage and transmission means for these purposes, such as a personal computer or laptop.

Затем с помощью устройства 132 передачи данных, такого как PACS, RIS, МИС 130 или иная пригодная открытая или проприетарная система, формируются подлежащие обработке данные. Как и в случае с хранилищем 131, несмотря на то, что устройство 132 передачи данных изображено на Фиг. 1 в составе МИС 130, оно также может быть отдельным от МИС 130 или находиться в составе другой внутренней системы хранения медицинской организации.The data to be processed is then generated using a data communication device 132 such as PACS, RIS, MIS 130, or other suitable open or proprietary system. As with the storage 131, although the communication device 132 is shown in FIG. 1 as part of MIS 130, it can also be separate from MIS 130 or be part of another internal storage system of a medical organization.

В одном из вариантов осуществления при формировании подлежащих обработке данных в устройстве 132 передачи данных может производиться деперсонализация (анонимизация, де-идентификация, обезличивание) медицинского изображения органов обследуемого пациента. Для этого производится замена сведений о пациенте, которые так или иначе можно считать персональными, на обезличенные данные, по которым третья сторона не сможет восстановить первоначальные данные, не имея к ним надлежащего доступа. Например, в случае применения системы PACS анонимизируются поля “PatientName” (имя пациента), “OtherPatientNames” (другие имена пациента), “PatientID” (идентификатор пациента) и при необходимости другие поля, содержащие персональные данные или отнесенные к таковым.In one of the embodiments, when forming the data to be processed in the data transmission device 132, depersonalization (anonymization, de-identification, depersonalization) of the medical image of the organs of the examined patient can be performed. To do this, patient information, which in one way or another can be considered personal, is replaced with anonymized data, from which a third party will not be able to restore the original data without having proper access to it. For example, in the case of a PACS system, the fields “PatientName” (patient name), “OtherPatientNames” (other patient names), “PatientID” (patient identifier) and, if necessary, other fields containing personal data or related to such, are anonymized.

В одном из вариантов осуществления может быть необходимо, чтобы изображение имело некоторый уникальный идентификатор (ID) изображения, не содержащий персональные данные, с тем чтобы впоследствии, получив обратно данные с таким идентификатором, МИС 130 или иная система или устройство, имеющее надлежащий доступ к персональным данным, при необходимости могла бы вновь сопоставить полученные данные с соответствующим пациентом. В иллюстративном неограничивающем примере на Фиг. 2 идентификатор имеет значение «56HJ». Конкретные методы генерации уникальных идентификаторов известны специалистам в данной области техники и не являются предметом настоящего изобретения. При этом в качестве уникального идентификатора может выступать как одно отдельное поле, так и набор из нескольких полей. In one of the embodiments, it may be necessary for the image to have some unique identifier (ID) of the image that does not contain personal data, so that later, upon receiving back data with such an identifier, the MIS 130 or other system or device with proper access to personal data, if necessary, could again compare the obtained data with the corresponding patient. In the illustrative non-limiting example of FIG. 2 identifier has the value "56HJ". Specific methods for generating unique identifiers are known to those skilled in the art and are not the subject of the present invention. In this case, either one separate field or a set of several fields can act as a unique identifier.

Возможные значения деперсонализированных данных и/или формат уникальных идентификаторов могут быть предварительно заданными и известными всем устройствам в системе, только доверенным устройствам или только устройству 160 для определения патологии, с тем чтобы они могли определять, являются ли передаваемые данные деперсонализированными. Например, в вышеуказанном примере на Фиг. 2 идентификатор имеет формат XXYY, где X - это арабская цифра, а Y - это буква латинского алфавита.The possible values of the depersonalized data and/or the format of the unique identifiers may be predefined and known to all devices in the system, only to trusted devices, or only to the pathology device 160 so that they can determine whether the transmitted data is depersonalized. For example, in the above example in FIG. 2 identifier has the format XXYY, where X is an Arabic numeral and Y is a Latin letter.

Процесс деперсонализации может происходить как полностью автоматически, так и при необходимости часть процесса деперсонализации или весь процесс деперсонализации может выполняться с участием человека, который может удалять или редактировать данные через соответствующий интерфейс устройства 132 передачи данных или медицинской информационной системы 130.The depersonalization process can occur both completely automatically, and if necessary, part of the depersonalization process or the entire depersonalization process can be performed with the participation of a person who can delete or edit data through the appropriate interface of the data transfer device 132 or medical information system 130.

Деперсонализированные подлежащие обработке данные, пример которых показан на Фиг. 2, передаются из медицинской организации 110 напрямую или через центральную медицинскую информационную систему 150 на устройство 160 для определения патологии. При этом в одном из вариантов осуществления деперсонализация может выполняться в центральной медицинской информационной системе 150, и в таком случае из медицинской организации 110 могут сначала передаваться неанонимизированные данные в центральную медицинскую информационную систему 150, а затем из нее на устройство 160 для определения патологии могут передаваться деперсонализированные подлежащие обработке данные. Процесс деперсонализации может происходить как полностью автоматически, так и при необходимости часть процесса деперсонализации или весь процесс деперсонализации может выполняться с участием человека, который может удалять или редактировать данные через соответствующий интерфейс центральной медицинской информационной системы 150.The depersonalized data to be processed, an example of which is shown in FIG. 2 are transmitted from the medical organization 110 directly or through the central medical information system 150 to the device 160 for determining the pathology. At the same time, in one of the embodiments, the implementation of depersonalization can be performed in the central medical information system 150, and in this case, non-anonymized data can first be transmitted from the medical organization 110 to the central medical information system 150, and then depersonalized data can be transmitted from it to the device 160 for determining the pathology. data to be processed. The depersonalization process can occur both completely automatically, and if necessary, part of the depersonalization process or the entire depersonalization process can be performed with the participation of a person who can delete or edit data through the appropriate interface of the central medical information system 150.

Устройство 160 для определения патологии, проанализировав на основе методов искусственного интеллекта (ИИ) медицинское изображение, содержащееся в поступивших данных, формирует предсказание, имеется ли на данном изображении патология. Если таковая имеется, то устройство 160 для определения патологии указывает области на изображении, содержащие патологии. Если патологии нет, то изображение не изменяется.The pathology detecting device 160 analyzes the medical image contained in the received data based on artificial intelligence (AI) methods and predicts whether the image contains a pathology. If so, the pathology detecting device 160 indicates areas in the image that contain pathologies. If there is no pathology, then the image does not change.

Опционально устройство 160 для определения патологии может формировать отчет (или протокол) о результате работы, содержащий описание результата в виде текстовой информации.Optionally, the device 160 for determining the pathology can generate a report (or protocol) on the result of the work, containing a description of the result in the form of textual information.

Сформированные данные (одно или более изображений и/или отчет) отправляются обратно (напрямую или опосредованно) от устройства 160 для определения патологии в медицинскую организацию 110, запрашивавшую обработку данных. The generated data (one or more images and/or a report) is sent back (directly or indirectly) from the pathology device 160 to the medical organization 110 that requested data processing.

Полученные от устройства 160 для определения патологии результаты работы предоставляются ответственному лицу, например, врачу-рентгенологу, лечащему врачу или иному медицинскому специалисту или лицу, имеющему доступ к таким сведениям и ответственному за их прием и обработку в медицинской организации 110, с помощью средства 140 просмотра, и с их использованием он принимает решение о состоянии обследованных органов, а именно о наличии или отсутствии той или иной патологии. При необходимости медицинский специалист с учетом полученных результатов работы устройства 160 для определения патологии может принимать решение о лечении пациента. Средство 140 просмотра на Фиг. 1 упрощенно указано как дисплей 140, однако в предпочтительном варианте оно представляет собой АРМ (автоматизированное рабочее место) врача. В иллюстративном неограничивающем примере АРМ врача может представлять собой компьютер на базе процессора Intel Core i3 или его аналога, имеющий 8 ГБ RAM, свободное дисковое пространство 40 ГБ, устройство чтения компакт-дисков DVD-R/RW, скорость сетевого соединения 5 Мбит/с, монитор с разрешением экрана 1920x1080, а просмотр может выполняться с использованием программ просмотра DICOM изображений или через web-браузер.The results of the work received from the device 160 for determining the pathology are provided to the responsible person, for example, a radiologist, an attending physician or other medical specialist or a person who has access to such information and is responsible for receiving and processing it in a medical organization 110, using a viewer 140 , and using them, he makes a decision about the state of the examined organs, namely the presence or absence of a particular pathology. If necessary, the medical specialist, taking into account the results of the device 160 for determining the pathology, can make a decision on the treatment of the patient. Viewer 140 in FIG. 1 is simplistically referred to as display 140, however, in the preferred embodiment, it is an AWP (workstation) of a physician. In an illustrative non-limiting example, a physician's workstation may be a computer based on an Intel Core i3 processor or equivalent, having 8 GB of RAM, 40 GB of free disk space, a DVD-R/RW CD-ROM drive, a network connection speed of 5 Mbps, monitor with a screen resolution of 1920x1080 and can be viewed using DICOM image viewers or through a web browser.

Тем самым система 100 способствует повышению точности принятия врачебного решения.Thus, the system 100 contributes to improving the accuracy of medical decision making.

Также возможен вариант осуществления, в котором сформированные устройством 160 для определения патологии данные отправляются не напрямую в медицинскую организацию 110, запрашивавшую обработку данных, а сначала (напрямую или через центральную медицинскую информационную систему 150) в специализированную экспертную организацию 170, производящую медицинские заключения с использованием результатов работы устройства 160 для определения патологии, или к внешнему врачу-рентгенологу 180, выполняющему функцию эксперта или консультанта. В таком случае медицинская организация 110 в ответ на отправленное медицинское изображение может получать от экспертной организации 170 или от внешнего врача-рентгенолога 180 (опять-таки, напрямую или через центральную медицинскую информационную систему 150) сразу готовое заключение или же предварительное заключение, которое может использоваться для принятия врачебного решения. Это позволяет снизить требования к квалификации и к рабочей нагрузке персонала медицинской организации 110 вплоть до возможности вообще не иметь в штате врача-рентгенолога, что обеспечивает существенное расширение географии возможного использования системы и позволяет получать высококвалифицированные медицинские услуги в тех местоположениях, где раньше они не были доступны из-за отсутствия персонала с надлежащей квалификацией, и с другой стороны, позволяет врачам-рентгенологам подключаться к системе из различных удаленных местоположений без привязки к конкретной медицинской организации.It is also possible that the data generated by the device 160 for determining the pathology is not sent directly to the medical organization 110 that requested data processing, but first (directly or through the central medical information system 150) to a specialized expert organization 170 that produces medical reports using the results. operation of the pathology device 160, or to an external radiologist 180 acting as an expert or consultant. In this case, the medical organization 110, in response to the sent medical image, can receive from the expert organization 170 or from the external radiologist 180 (again, directly or through the central medical information system 150) an immediately ready conclusion or a preliminary conclusion that can be used to make a medical decision. This allows to reduce the requirements for qualification and workload of the personnel of a medical organization 110 up to the possibility of not having a radiologist on the staff at all, which provides a significant expansion of the geography of the possible use of the system and allows you to receive highly qualified medical services in those locations where they were not available before. due to the lack of properly qualified personnel, and on the other hand, allows radiologists to connect to the system from various remote locations without being tied to a specific medical organization.

Следует понимать, что в данном документе блоки 170 и 180 упрощенно упоминаются как «экспертная организация 170» и «внешний врач-рентгенолог 180», однако технически с точки зрения системы эти блоки представляют собой оборудование/устройства для приема, просмотра, редактирования и передачи данных, которыми управляет/владеет/пользуется экспертная организация 170 и внешний врач-рентгенолог 180.It should be understood that in this document blocks 170 and 180 are simply referred to as "expert organization 170" and "external radiologist 180", however, technically, from the point of view of the system, these blocks are equipment / devices for receiving, viewing, editing and transmitting data managed/owned/used by an expert organization 170 and an external radiologist 180.

Согласно настоящему изобретению, термин “внешний” применительно к врачу-рентгенологу означает, что этот врач не состоит в штате медицинской организации 110, проводившей рентгенологическое исследование и запросившей обработку полученного снимка, и/или не находится физически в этой организации и/или не имеет доступа к МИС 130 этой организации. Кроме того, следует понимать, что термин “рентгенолог” (radiologist) в контексте настоящего изобретения приводится в расширительном толковании, то есть подразумевается, что это медицинский специалист, который обладает подтвержденной квалификацией (знаниями, умениями, навыками и опытом) по анализу (интерпретации) медицинских (диагностических) изображений, то есть по одному или более из следующего: анализ результатов рентгенологического исследования, анализ результатов КТ, анализ результатов МРТ и т.п.According to the present invention, the term "external" in relation to a radiologist means that this doctor is not on the staff of the medical organization 110 that performed the x-ray examination and requested the processing of the resulting image, and / or is not physically located in this organization and / or does not have access to MIS 130 of this organization. In addition, it should be understood that the term “radiologist” (radiologist) in the context of the present invention is given in an expansive interpretation, that is, it is understood that this is a medical specialist who has a proven qualification (knowledge, skills, skills and experience) in analysis (interpretation) medical (diagnostic) images, that is, one or more of the following: analysis of X-ray results, analysis of CT results, analysis of MRI results, and the like.

Экспертная организация 170 может представлять собой медицинскую или иную организацию, наделенную функциями по анализу медицинских изображений и составлению заключений и обладающую одним или более специалистами соответствующего профиля и надлежащей квалификации по анализу (интерпретации) медицинских (диагностических) изображений, то есть по одному или более из следующего: анализ результатов рентгенологического исследования, анализ результатов КТ, анализ результатов МРТ и т.п.The expert organization 170 may be a medical or other organization endowed with the functions of analyzing medical images and drawing conclusions and having one or more specialists of the appropriate profile and appropriate qualifications for the analysis (interpretation) of medical (diagnostic) images, that is, one or more of the following : analysis of X-ray results, analysis of CT results, analysis of MRI results, etc.

Специалисты экспертной организации 170 и внешние врачи-рентгенологи 180 могут осуществлять доступ к данным со специализированного рабочего места (АРМ врача) или с использованием иного подходящего устройства, такого как компьютер, ноутбук, смартфон, планшет, VR-шлем (шлем виртуальной реальности), VR-очки и т.д.Specialists of the expert organization 170 and external radiologists 180 can access data from a specialized workstation (doctor's workstation) or using another suitable device, such as a computer, laptop, smartphone, tablet, VR helmet (virtual reality helmet), VR -glasses, etc.

На Фиг. 1 для простоты изображена одна медицинская организация 110, одно устройство 160 для определения патологии, одна экспертная организация 170 и один внешний врач-рентгенолог 180, однако следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления. Например, в одном из вариантов осуществления система 100 поддержки принятия врачебных решений может содержать множество медицинских организаций 110, обслуживаемых одним устройством 160 для определения патологии. В общем случае одна или более медицинских организаций 110 могут обслуживаться одним или более разными устройствами 160 для определения патологии.On FIG. 1 depicts one medical organization 110, one pathology device 160, one expert organization 170, and one external radiologist 180 for simplicity, however, it should be understood that other embodiments are possible. For example, in one embodiment, the medical decision support system 100 may comprise multiple medical organizations 110 served by a single pathology device 160. In general, one or more healthcare organizations 110 may be served by one or more different pathology detection devices 160.

При этом медицинская организация 110 может отправлять одно и то же изображение в разные устройства 160 для определения патологии, если они имеют разные принципы работы и/или обучены на разных наборах данных, и тогда медицинская организация 110 может иметь несколько результатов обработки (отчетов, протоколов, предварительных заключений), что является некоторым аналогом консилиума и может повысить точность принятия врачебного решения.At the same time, the medical organization 110 can send the same image to different devices 160 to determine the pathology, if they have different operating principles and / or are trained on different data sets, and then the medical organization 110 can have several processing results (reports, protocols, preliminary conclusions), which is somewhat analogous to a consultation and can increase the accuracy of making a medical decision.

Кроме того, медицинская организация 110 может отправлять разные изображения в разные устройства 160 для определения патологии. В частности, это может быть удобно, если они специализируются на разных типах исследований. Например, одно устройство 160 для определения патологии предназначено для выявления патологий органов грудной полости, а другое - для выявления патологий позвоночника. Это обеспечивает расширение функционала системы поддержки принятия врачебных решений и возможность медицинской организации получать полный спектр услуг по обработке и анализу диагностических исследований в рамках единой системы поддержки принятия врачебных решений без необходимости интеграции со множеством разных систем с целью получения услуг по разным направлениям исследований. Кроме того, разработчики и поставщики устройств 160 для определения патологии могут не стремиться охватить все возможные типы исследований в попытке удовлетворить все требования системы 100 поддержки принятия врачебных решений, а сконцентрироваться именно на тех типах исследований, в которых они имеют наибольшие компетенции, что с точки зрения системы обеспечивает повышение точности и качества оказания услуг по каждому из отдельных типов исследований.In addition, the medical organization 110 can send different images to different devices 160 to determine the pathology. In particular, this can be handy if they specialize in different types of research. For example, one pathology detection device 160 is for detecting pathologies of the thoracic organs, and the other is for detecting pathologies of the spine. This provides an extension of the functionality of the medical decision support system and the ability of a medical organization to receive a full range of services for processing and analyzing diagnostic tests within a single medical decision support system without the need to integrate with many different systems in order to receive services in different areas of research. In addition, developers and suppliers of pathology devices 160 may not seek to cover all possible types of examinations in an attempt to meet all the requirements of the medical decision support system 100, but rather concentrate on those types of examinations in which they have the greatest competence, which in terms of The system provides an increase in the accuracy and quality of services for each of the individual types of studies.

Аналогичным образом, разные экспертные организации 170 и разные внешние врачи-рентгенологи 180 могут специализироваться именно на тех типах исследований, в которых они имеют наибольшие компетенции, что с точки зрения системы обеспечивает повышение точности и качества оказания услуг по каждому из отдельных типов исследований.Likewise, different expert organizations 170 and different external radiologists 180 can specialize in exactly the types of examinations in which they have the greatest competence, which from the point of view of the system provides an increase in the accuracy and quality of service delivery for each of the individual types of examinations.

Центральная медицинская информационная система 150, указанная на Фиг. 1, экспертная организация 170 или внешний врач-рентгенолог 180 не являются обязательными элементами предложенной системы 100 поддержки принятия врачебных решений. Соответственно, в одном из вариантов осуществления медицинская организация 110 может осуществлять непосредственный обмен данными с устройством 160 для определения патологии. Это обеспечивает упрощение реализации системы 100 поддержки принятия врачебных решений. Такая реализация может быть удобна, например, для случаев, когда число медицинских организаций 110, обслуживаемых устройством 160 для определения патологии, относительно невелико, а экспертные организации 170 или внешние врачи-рентгенологи 180 вообще не привлекаются или их число также относительно невелико.The central medical information system 150 shown in FIG. 1, an expert organization 170 or an external radiologist 180 are not required elements of the proposed medical decision support system 100. Accordingly, in one embodiment, the implementation of the medical organization 110 may communicate directly with the device 160 to determine the pathology. This provides a simplified implementation of the medical decision support system 100 . Such an implementation can be convenient, for example, in cases where the number of medical organizations 110 served by the pathology device 160 is relatively small, and expert organizations 170 or external radiologists 180 are not involved at all or their number is also relatively small.

В другом варианте осуществления, когда в систему 100 поддержки принятия врачебных решений входит множество медицинских организаций 110 и/или множество устройств 160 для определения патологии, а также экспертные организации 170 или внешние врачи-рентгенологи 180, целесообразно применять центральную медицинскую информационную систему 150. Необходимо отметить, что термин “центральная” в данном случае указывает в первую очередь не на то, что это некий один-единственный центральный сервер, который замыкает на себе все возможные связи, а на то, что центральная медицинская информационная система 150 занимает место посередине, в центре между остальными участниками системы 100 поддержки принятия врачебных решений, выполняя роль промежуточной системы сбора, хранения и перераспределения данных. При этом в зависимости от требований конкретного применения центральная медицинская информационная система 150 может быть как сосредоточенной (централизованной), так и распределенной, в том числе реализованной в облаке.In another embodiment, when the medical decision support system 100 includes a plurality of medical organizations 110 and/or a plurality of pathology devices 160, as well as expert organizations 170 or external radiologists 180, it is advisable to use a central medical information system 150. It should be noted that the term “central” in this case indicates, first of all, not that this is a single central server that closes all possible connections, but that the central medical information system 150 occupies a place in the middle, in the center between the other participants in the medical decision support system 100, acting as an intermediate system for collecting, storing and redistributing data. In this case, depending on the requirements of a particular application, the central medical information system 150 can be both concentrated (centralized) and distributed, including those implemented in the cloud.

Центральная медицинская информационная система 150 может содержать множество устройств хранения и обработки данных. В одном из вариантов осуществления владельцем всей центральной медицинской информационной системы 150 в целом может быть государственная структура, муниципальная структура, уполномоченный орган или оператор или иная государственная или негосударственная коммерческая или некоммерческая структура или организация. В другом варианте осуществления отдельные устройства в рамках центральной медицинской информационной системы 150 могут принадлежать разным владельцам - например, в разных городах разные организации (местные операторы) могут предоставлять свое серверное оборудование для использования в качестве устройств хранения и обработки данных, а общий оператор может осуществлять функции надзора и регулирования. При необходимости участникам центральной медицинской информационной системы 150 может требоваться получение лицензии на право работы в рамках этой системы и/или на право доступа к персональным данным и их хранения и обработки.The central medical information system 150 may include a plurality of data storage and processing devices. In one embodiment, the owner of the entire central health information system 150 as a whole may be a government entity, municipality, authorized body or operator, or other government or non-government commercial or non-profit entity or organization. In another embodiment, individual devices within the central health information system 150 may belong to different owners - for example, in different cities, different organizations (local operators) may provide their server equipment for use as data storage and processing devices, and a common operator may perform the functions supervision and regulation. If necessary, participants in the central medical information system 150 may be required to obtain a license for the right to work within this system and / or the right to access personal data and their storage and processing.

Выше описывалось, что результат работы устройства 160 для определения патологии может пересылаться в экспертную организацию 170 или к внешнему врачу-рентгенологу 180, однако возможен также и другой вариант осуществления, в котором такой результат лишь отправляется в центральную медицинскую информационную систему 150, сохраняется в ней и помечается как предварительный результат, требующий заключения профильного медицинского специалиста. В дальнейшем по собственной инициативе (например, по мере возможности, при наличии свободного времени, при необходимости получения опыта и практики и т.д.) или по запросу экспертные организации 170 или внешние врачи-рентгенологи 180, имеющие соответствующие права доступа, осуществляют доступ к центральной медицинской информационной системе 150, загружают предварительные результаты, требующие заключения, на свои устройства, выполняют анализ, составляют заключение и отправляют заключение в центральную медицинскую информационную систему 150, или же, не загружая, просматривают такие предварительные результаты через свои устройства прямо в пользовательском интерфейсе центральной медицинской информационной системы 150 и составляют заключения непосредственно в этом интерфейсе. Под загрузкой результатов здесь подразумевается сохранение соответствующих файлов в постоянной памяти устройства на стороне экспертной организации 170 или внешнего врача-рентгенолога 180 для дальнейшего открытия этих файлов из постоянной памяти.It has been described above that the result of operation of the pathology device 160 can be sent to an expert organization 170 or to an external radiologist 180, however, another embodiment is also possible in which such a result is only sent to the central medical information system 150, stored in it and is marked as a preliminary result requiring the opinion of a specialized medical specialist. In the future, on their own initiative (for example, to the extent possible, if there is free time, if necessary to gain experience and practice, etc.) or upon request, expert organizations 170 or external radiologists 180 with appropriate access rights, access to central medical information system 150, download preliminary results requiring a conclusion to their devices, perform analysis, draw up a conclusion and send a conclusion to the central medical information system 150, or, without downloading, view such preliminary results through their devices directly in the user interface of the central medical information system 150 and draw conclusions directly in this interface. By loading the results here is meant saving the corresponding files in the permanent memory of the device on the side of the expert organization 170 or an external radiologist 180 for further opening these files from the permanent memory.

Термин “запрос” согласно настоящему изобретению охватывает как задачу, которую допускается выполнять по собственной инициативе любому врачу или экспертной организации, имеющим соответствующий уровень доступа, так и задачу, которую должна выполнить конкретная экспертная организация 170 или конкретный внешний врач-рентгенолог 180.The term "request" according to the present invention encompasses both a task that can be performed on its own initiative by any doctor or expert organization with an appropriate level of access, and a task that a specific expert organization 170 or a specific external radiologist 180 must perform.

Далее в настоящем документе в некоторых случаях для простоты описания экспертная организация или внешний врач-рентгенолог могут быть заменены одним термином “эксперт”. Соответственно, оборудование/устройства для приема, просмотра, редактирования, обработки и передачи данных, которыми управляет/владеет/пользуется экспертная организация 170 или внешний врач-рентгенолог 180, может называться оборудованием/устройством эксперта.Hereinafter, in some cases, for ease of description, the expert organization or external radiologist may be replaced by the single term “expert”. Accordingly, equipment/devices for receiving, viewing, editing, processing and transmitting data that is managed/owned/used by the expert organization 170 or external radiologist 180 may be referred to as expert equipment/device.

Запрос на составление заключения может исходить, например, от медицинской организации 110, изначально запросившей обработку изображения, от самой центральной медицинской информационной системы 150 или от устройства 160 для определения патологии. В одном из вариантов осуществления запрашивать обработку данных и/или составление заключения может не та медицинская организация, в которой выполнялось диагностическое исследование, а некоторая иная организация или лицо. Это может быть применимо, например, для случая, когда пользователем или владельцем устройства 120 для получения медицинских изображений является одна медицинская организация, а заключения по получаемым этим устройством изображениям составляет экспертная организация 170 или внешний врач-рентгенолог 180 и отправляет напрямую заказчику. Это позволяет снизить требования к квалификации медицинских специалистов, пользующихся устройствами 120 для получения медицинских изображений, и увеличить географию применения таких устройств, что обеспечивает повышение доступности качественных медицинских услуг.The request for a report may come from, for example, the medical organization 110 that originally requested the image processing, from the central medical information system 150 itself, or from the pathology device 160. In one of the embodiments, the request for data processing and / or the preparation of a conclusion may not be the medical organization in which the diagnostic study was performed, but some other organization or person. This may be applicable, for example, when the user or owner of the device 120 for obtaining medical images is one medical organization, and the conclusions on the images received by this device are compiled by an expert organization 170 or an external radiologist 180 and sent directly to the customer. This reduces the skill requirements for medical professionals using medical imaging devices 120 and expands the geography of the use of such devices, which increases the availability of quality medical services.

Кроме того, если один эксперт испытывает затруднения в составлении заключения или сомневается в его точности, то он может вновь пометить текущий результат как предварительный результат, требующий заключения, и/или направить запрос к другому эксперту. Такой подход позволяет получать консолидированное мнение по сложным случаям, что повышает точность принятия врачебных решений и качество оказания медицинских услуг.In addition, if one expert has difficulty in drawing up a conclusion or doubts its accuracy, then he can re-mark the current result as a preliminary result requiring a conclusion and / or send a request to another expert. This approach allows you to get a consolidated opinion on complex cases, which increases the accuracy of medical decisions and the quality of medical services.

Момент выдачи запроса на составление заключения может быть различным. Как указывалось выше, запрос может формироваться сразу при формировании результата работы устройства 160 для определения патологии, требующего заключения. Такой подход может повысить скорость обработки предварительных результатов и получения заключений и тем самым повысить качество оказания медицинских услуг.The moment of issuing a request for an opinion may be different. As mentioned above, the request can be generated immediately when generating the result of the device 160 to determine the pathology that requires a conclusion. This approach can increase the speed of processing preliminary results and obtaining conclusions, and thereby improve the quality of medical services.

В другом варианте осуществления может приниматься во внимание тот факт, что запросы на анализ каждого отдельного предварительного результата, приходящие множеству экспертов нерегулярно в течение дня, могут вызывать неудобство, беспокойство и переутомление, а также могут оказывать негативное влияние на иные работы, выполняемые этим экспертом. Во избежание этих недостатков при формировании запросов в адрес того или иного эксперта может учитываться его рабочее время или временной интервал, в течение которого этот эксперт готов принимать запросы. Кроме того, может учитываться текущая загрузка, то есть число запросов, которые уже выданы данному эксперту, но еще не обработаны. Если порог текущих запросов для данного эксперта достигнут или превышен, новые запросы ему могут не выдаваться. Также может учитываться, какое минимальное количество запросов одновременно готов принимать эксперт. Для этого предварительные результаты, требующие заключения, могут накапливаться, и при достижении порога одновременных запросов для данного эксперта они могут отправляться данному эксперту сразу пакетом. Помимо того, может учитываться общая загрузка эксперта, то есть суммарное количество запросов, уже обработанных данным экспертом, и запросов, которые назначены данному эксперту, за рабочее время. Если порог общей загрузки для данного эксперта достигнут или превышен, новые запросы ему могут не выдаваться, чтобы снизить вероятность ошибки из-за анализа изображения уставшим экспертом. Кроме того, может учитываться текущая производительность эксперта, то есть количество заключений, выданных данным экспертом за последний период времени, и при достижении порога производительности во избежание снижения концентрации новые запросы ему могут не выдаваться до тех пор, пока в последующий момент времени при очередном пересчете производительности она вновь не окажется ниже порога. Все эти меры позволяют обеспечить то, что эксперт будет выполнять анализ изображения и составлять заключение с должным вниманием и ответственностью и без утомления, а также обеспечить гибкость системы и возможность участия в ней множества заказчиков и исполнителей.In another embodiment, it may take into account the fact that requests for analysis of each individual preliminary result, which come to many experts irregularly during the day, may cause inconvenience, anxiety and overwork, and may also have a negative impact on other work performed by this expert. To avoid these shortcomings, when generating requests to an expert, his working hours or the time interval during which this expert is ready to accept requests can be taken into account. In addition, the current load can be taken into account, that is, the number of requests that have already been issued to this Expert Advisor, but have not yet been processed. If the threshold of current requests for this Expert Advisor is reached or exceeded, new requests may not be issued to it. It can also take into account the minimum number of requests the Expert Advisor is ready to accept at the same time. To do this, preliminary results that require a conclusion can be accumulated, and when the threshold of simultaneous requests for a given expert is reached, they can be sent to this expert immediately as a package. In addition, the total workload of an expert can be taken into account, that is, the total number of requests already processed by this expert, and requests that are assigned to this expert, during working hours. If the total load threshold for a given expert is reached or exceeded, new requests may not be issued to it in order to reduce the likelihood of an error due to image analysis by a tired expert. In addition, the current performance of an expert can be taken into account, that is, the number of conclusions issued by this expert over the last period of time, and when the performance threshold is reached, in order to avoid a decrease in concentration, new requests may not be issued to him until, at the next time, during the next recalculation of performance it will not fall below the threshold again. All these measures help to ensure that the expert will perform image analysis and report with due attention and responsibility and without fatigue, as well as to ensure the flexibility of the system and the possibility of participation in it by many customers and performers.

Запросы на составление заключения могут храниться в центральной медицинской информационной системе 150, например, в порядке очереди, такой как FIFO (первым пришел - первым обслужен), очередь с приоритетом или очередь с иным принципом обработки.Review requests may be stored in the central health information system 150, for example, in a first come first served basis such as FIFO (First In First Out), priority queue or other processing queue.

Когда экспертная организация 170 или внешний врач-рентгенолог 180 принимает в работу один или более запросов, соответствующие запросы могут извлекаться (удаляться) из очереди во избежание дублирования и выполнения одной и той же работы разными экспертами. В другом варианте осуществления один или более предварительных результатов могут изначально быть предназначенными для анализа предварительно заданным числом из двух или более экспертов, и тогда соответствующий запрос в очереди может содержать счетчик, отражающий, сколько экспертов приняли в работу данный запрос. Когда счетчик достигает требуемого предварительно заданного числа, соответствующий запрос удаляется из очереди.When the expert organization 170 or the external radiologist 180 accepts one or more requests for work, the corresponding requests can be removed (removed) from the queue to avoid duplication and the same work by different experts. In another embodiment, one or more preliminary results may initially be intended for analysis by a predetermined number of two or more experts, and then the corresponding request in the queue may contain a counter reflecting how many experts have accepted this request. When the counter reaches the required preset number, the corresponding request is removed from the queue.

Соответственно, по мере добавления запросов в очередь, по мере удаления запросов из очереди, по мере принятия запросов в работу конкретным экспертом, с определенной периодичностью, в комбинации вышеуказанного или каким-либо иным подходящим образом может выполняться пересчет вышеупомянутых параметров загрузки для отдельного эксперта или для всех экспертов.Accordingly, as requests are added to the queue, as requests are removed from the queue, as requests are accepted for work by a particular expert, with a certain frequency, in a combination of the above or in any other suitable way, the above-mentioned loading parameters can be recalculated for an individual expert or for all experts.

В одном из вариантов осуществления приоритет запросов на составление заключения может устанавливаться самой медицинской организацией 110, запрашивающей обработку изображения. В другом варианте осуществления приоритет запросов на составление заключения может устанавливаться автоматически центральной медицинской информационной системой 150 в соответствии с профилем медицинской организации 110, запрашивающей обработку изображения. Еще в одном варианте осуществления приоритет запросов на составление заключения может устанавливаться вручную пользователем, выполняющим функцию оператора центральной медицинской информационной системы 150. Например, если предположительно здоровый пациент проходит ежегодное флюорографическое исследование, приоритет такого запроса может быть изначально самым низким, число экспертов, от которых требуется получить заключение по такому исследованию, может быть равно 1, а требуемая квалификация эксперта может быть самой низкой. В противоположном случае, если исследование проводится в срочном режиме и стоит вопрос жизни и смерти пациента, а врачу, который произвел исследование, требуется немедленная помощь от коллег, такому запросу может быть назначен наивысший приоритет, число экспертов, от которых требуется получить заключение по такому исследованию, может составлять 2 и более, а требуемая квалификация экспертов может быть самой высокой. Разумеется, возможны и иные, промежуточные варианты в зависимости от особенностей проводимых исследований, профиля организации и состояния пациента. Описывать все возможные варианты нецелесообразно, так как они должны быть понятны специалисту исходя из принципов настоящего изобретения. Таким образом, обеспечивается повышение качества оказания медицинских услуг.In one embodiment, the priority of opinion requests may be set by the medical organization 110 itself requesting image processing. In another embodiment, the priority of opinion requests may be set automatically by the central medical information system 150 in accordance with the profile of the medical organization 110 requesting image processing. In yet another embodiment, the priority of opinion requests may be set manually by the user acting as the operator of the central medical information system 150. obtain an opinion on such a study may be equal to 1, and the required expert qualification may be the lowest. Otherwise, if the study is carried out in an urgent mode and there is a question of life and death of the patient, and the doctor who performed the study needs immediate assistance from colleagues, such a request may be assigned the highest priority, the number of experts from whom it is required to obtain an opinion on such a study , may be 2 or more, and the required qualification of experts may be the highest. Of course, other, intermediate options are also possible, depending on the characteristics of the studies being conducted, the profile of the organization and the patient's condition. It is not practical to describe all possible options, since they should be clear to a person skilled in the art based on the principles of the present invention. Thus, the quality of medical services is improved.

В одном из вариантов осуществления может учитываться крайний срок оказания медицинской услуги, и по мере приближения к этому сроку приоритет соответствующего запроса на составление заключения может повышаться. Тем не менее, учитывая важность некоторых типов исследований и услуг, каждое исследование может иметь соответствующий предел приоритета в зависимости от особенностей проводимых исследований, профиля организации и состояния пациента. Например, даже просроченная флюорография здорового человека не может быть важнее, чем снимок человека, лежащего на больничной койке, которому через полчаса предстоит операция. При этом приоритеты могут быть реализованы, в частности, в виде весовых коэффициентов - например, весовой коэффициент 1 может соответствовать самому высокому приоритету, а изначально самый низкоприоритетный запрос может иметь весовой коэффициент, варьирующийся в пределах от 0 до 0,5, и т.д. Это позволяет повысить своевременность оказания медицинских услуг при сохранении их высокого качества.In one embodiment, the implementation may take into account the deadline for the provision of medical services, and as this deadline approaches, the priority of the corresponding request for a conclusion can increase. However, given the importance of certain types of studies and services, each study may have an appropriate priority limit depending on the nature of the studies being conducted, the profile of the institution, and the patient's condition. For example, even an overdue fluorography of a healthy person cannot be more important than a picture of a person lying in a hospital bed, who will have an operation in half an hour. In this case, priorities can be implemented, in particular, in the form of weighting factors - for example, a weighting factor of 1 can correspond to the highest priority, and initially the lowest priority request can have a weighting factor ranging from 0 to 0.5, etc. . This allows to increase the timeliness of the provision of medical services while maintaining their high quality.

Кроме того, при добавлении новых требующих обработки исследований в центральную медицинскую информационную систему 150 приоритет, изначально установленный медицинской организацией 110, запрашивающей обработку, может корректироваться самой системой 150 автоматически или ее оператором вручную в соответствии с особенностями проводимых исследований, профиля организации, состояния пациента, датой проведения исследования и крайнего срока оказания медицинской услуги. Таким образом, если исследование не является срочным, то устраняется необходимость как можно быстрее после получения изображения отправлять его в центральную медицинскую информационную систему 150 в попытке занять место в очереди пораньше, чтобы пораньше получить заключение, а вместо этого обеспечивается возможность загружать исследования единовременно пакетами - например, раз в час или в конце рабочего дня. Это позволяет регулировать и планировать трафик и количество одновременных подключений к центральной медицинской информационной системе 150, что повышает рациональность использования ресурсов времени, трафика и ресурсов производительности центральной медицинской информационной системы 150 и иных устройств в системе 100 поддержки принятия врачебных решений при поддержании высокой своевременности и качества оказываемых медицинских услуг.In addition, when new studies requiring processing are added to the central medical information system 150, the priority initially set by the medical organization 110 requesting processing can be adjusted automatically by the system 150 itself or manually by its operator in accordance with the characteristics of the studies being conducted, the profile of the organization, the patient's condition, the date the conduct of the study and the deadline for the provision of medical services. Thus, if the study is not urgent, then it eliminates the need to send it to the central medical information system 150 as soon as possible after receiving the image in an attempt to get an early place in the queue in order to receive an early conclusion, and instead provides the ability to download studies at a time in batches - for example , once an hour or at the end of the working day. This allows you to regulate and plan the traffic and the number of simultaneous connections to the central medical information system 150, which increases the rational use of time resources, traffic and performance resources of the central medical information system 150 and other devices in the medical decision support system 100 while maintaining high timeliness and quality of services provided. medical services.

Подобно тому, как запросы на составление заключения применительно к предварительным результатам от устройств 160 для определения патологии формируются, организуются в очередь и обрабатываются центральной медицинской информационной системой 150, экспертными организациями 170 и внешними врачами-рентгенологами 180, могут формироваться и организовываться в очередь запросы к устройствам 160 для определения патологии на обработку изображений, поступающих от медицинских организаций 110. Устройства 160 для определения патологии могут выполнять обработку изображений по конкретному запросу или же опрашивать центральную медицинскую информационную систему 150 на предмет наличия необработанных запросов на обработку изображений, которые способно обработать данное устройство. Кроме того, в зависимости от загрузки устройств 160 для определения патологии и от их требований центральная медицинская информационная система 150 может регулировать число и время отправки запросов на обработку изображений. Также запросам на обработку изображений могут присваиваться различные приоритеты, подобному тому, как это описывалось выше в отношении запросов на составление заключения, в тех случаях, когда это применимо к устройствам 160 для определения патологии.Just as requests for reporting on preliminary results from pathology devices 160 are generated, queued, and processed by the central medical information system 150, expert organizations 170, and external radiologists 180, device requests can be generated and queued. 160 to determine pathology to process images from healthcare providers 110. Pathology devices 160 may perform image processing on a specific request or poll the central health information system 150 for pending image processing requests that the device is capable of processing. In addition, depending on the load of the devices 160 to determine the pathology and their requirements, the central medical information system 150 can adjust the number and time of sending requests for image processing. Also, image processing requests may be prioritized in a manner similar to that described above for opinion requests, where applicable to pathology devices 160.

Изображения, ожидающие обработки, могут группироваться в пакеты (серии) для пересылки на устройство 160 для определения патологии. Соответственно, устройство 160 для определения патологии может выполнять пакетную обработку принятых изображений. Группировка в пакеты может выполняться как в медицинской организации 110, так и в центральной медицинской информационной системе 150. Центральная медицинская информационная система 150 может изменять размер и наполнение пакетов, полученных от медицинских организаций 110 - например, сортировать снимки по их разрешению в пикселях, по приоритету или иным параметрам и формировать новые пакеты, причем при необходимости в один и тот же пакет могут быть добавлены снимки от разных медицинских организаций 110.Images awaiting processing may be grouped into batches (series) for transfer to the device 160 for determining the pathology. Accordingly, the pathology detecting device 160 can perform batch processing of the received images. Grouping into packages can be performed both in the medical organization 110 and in the central medical information system 150. The central medical information system 150 can change the size and content of the packages received from the medical organizations 110 - for example, sort images by their resolution in pixels, by priority or other parameters and form new packages, and if necessary, images from different medical organizations 110 can be added to the same package.

В одном из вариантов осуществления центральная медицинская информационная система 150 может выполнять первичную валидацию или предобработку изображений. Также первичная валидация или предобработка возможна на стороне медицинской организации 110.In one embodiment, central health information system 150 may perform primary validation or pre-processing of images. Also, primary validation or pre-processing is possible on the side of the medical organization 110.

В частности, из подлежащих обработке данных может выполняться попытка извлечь изображение. Если попытка терпит неудачу, то делается вывод, что файл изображения поврежден или не может быть прочитан. Причиной этому могут быть такие факторы, как отсутствие изображения в данных, невозможность считывания метаданных, присутствие каких-либо аномальных и не учтенных значений тегов и т.д. В таком случае данные не передаются на обработку, и по ним создается соответствующее указание.In particular, an attempt may be made to extract an image from the data to be processed. If the attempt fails, then it is concluded that the image file is corrupted or cannot be read. The reason for this may be factors such as the absence of an image in the data, the impossibility of reading metadata, the presence of any anomalous and unaccounted for tag values, etc. In this case, the data is not transferred for processing, and a corresponding indication is created for it.

Может выполняться проверка, соответствуют ли данные, приложенные к запросу на обработку изображения, самому запросу. Например, если в запросе указано, что требуется обработать рентгеновский снимок органов грудной клетки в прямой проекции, может выполняться проверка, содержат ли приложенные данные рентгеновский снимок органов грудной клетки в прямой проекции. Различные варианты реализации такой проверки известны специалистам в данной области техники и могут включать в себя, например, предварительно обученную нейронную сеть (нейросеть), производящую соответствующую классификацию, или иные методы компьютерного зрения. Если проверка терпит неудачу, то такие данные не передаются на обработку, и по ним создается соответствующее указание. Примеры подобных ошибок, когда исследование заявлено как рентгенограмма органов грудной клетки в прямой проекции, а на самом деле таковым не является и не может быть обработано, приводятся на Фиг. 3 и 4.A check may be made whether the data attached to the image processing request matches the request itself. For example, if the request specifies that a AP chest x-ray is to be processed, a check can be made to see if the attached data contains a AP chest x-ray. Various implementations of such a check are known to those skilled in the art and may include, for example, a pre-trained neural network (neural network) that produces the appropriate classification, or other computer vision methods. If the check fails, then such data is not transferred for processing, and a corresponding indication is created for it. Examples of such errors, when the study is claimed to be an X-ray of the chest in a direct projection, but in fact it is not and cannot be processed, are shown in Fig. 3 and 4.

Кроме того, может выполняться проверка, является ли изображение позитивом или негативом. Различные варианты реализации такой проверки известны специалистам в данной области техники и могут включать в себя, например, предварительно обученную нейронную сеть (нейросеть), производящую соответствующую классификацию, или иные методы компьютерного зрения. Если в результате проверки выявляется, что изображение не соответствует входным требованиям устройства 160 для определения патологии, может выполняться надлежащее преобразование изображения в негатив или позитив.In addition, a check can be made whether the image is a positive or a negative. Various implementations of such a check are known to those skilled in the art and may include, for example, a pre-trained neural network (neural network) that produces the appropriate classification, or other computer vision methods. If the inspection reveals that the image does not meet the input requirements of the pathology device 160, an appropriate conversion of the image to negative or positive can be performed.

Если медицинским специалистом, проводившим исследование, в параметрах изображения предварительно задана область интереса (VOI), то может выполняться соответствующая обрезка изображения (VOI LUT) для получения изображения, содержащего только область интереса. Например, если медицинский специалист, проводивший рентгенологическое исследование органов грудной клетки, указал область интереса, то согласно параметрам, вшитым в изображение, применяется обрезка, в результате которой на изображении остается только область легких.If a region of interest (VOI) is predefined in the image parameters by the examiner, appropriate image cropping (VOI LUT) can be performed to obtain an image containing only the region of interest. For example, if the medical specialist who performed the chest x-ray has specified an area of interest, then according to the parameters embedded in the image, cropping is applied, as a result of which only the lung region remains on the image.

Также может производиться проверка, имеет ли изображение размер (разрешение в пикселях), равный или превышающий предварительно заданный минимальный размер, поддерживаемый по меньшей мере одним из устройств 160 для определения патологии, способных обрабатывать такой тип исследований. Например, полученное исходное рентгеновское изображение органов грудной клетки, требующее обработки, имеет размер 800х800 пикселей, а система 100 поддержки принятия врачебных решений содержит три устройства 160 для определения патологии, способных обрабатывать такой тип исследований, из них два устройства поддерживают минимальный размер входного изображения, равный 1024×1024 пикселя, и третье устройство поддерживает минимальный размер 512×512 пикселей. Соответственно, запрос на обработку полученного изображения будет отправлен только третьему устройству 160 для определения патологии. Если же исходное изображение имеет размер меньше минимально поддерживаемого хотя бы одним из устройств 160 для определения патологии, то такое изображение не передается на обработку, и по нему создается соответствующее указание. Это позволяет повысить точность обработки изображений и снизить вероятность ошибок и необходимость повторного анализа некоторых изображений разными устройствами 160 для определения патологии, и тем самым повысить качество оказания медицинских услуг.It can also be checked if the image has a size (pixel resolution) equal to or greater than a predetermined minimum size supported by at least one of the pathology devices 160 capable of processing this type of examination. For example, the received initial chest X-ray image requiring processing has a size of 800x800 pixels, and the medical decision support system 100 contains three pathology devices 160 capable of processing this type of examination, of which two devices support a minimum input image size equal to 1024×1024 pixels, and the third device supports a minimum size of 512×512 pixels. Accordingly, a request for processing the received image will only be sent to the third device 160 for determining the pathology. If the original image has a size less than the minimum supported by at least one of the devices 160 to determine the pathology, then such an image is not transmitted for processing, and a corresponding indication is created for it. This improves the accuracy of image processing and reduces the possibility of errors and the need to reanalyze some images by different devices 160 to determine the pathology, and thereby improve the quality of medical services.

Если устройство 160 для определения патологии, которое принимает в работу запрос на обработку изображений, требует определенных параметров входного изображения, то центральная медицинская информационная система 150 или сама медицинская организация 110 (например, когда система 100 поддержки принятия врачебных решений не содержит систему 150 или если система 100 содержит только одно устройство 160 для определения патологии, способное обработать такой тип исследований) может выполнить предобработку изображений. В частности, в одном из вариантов осуществления может выполняться преобразование яркости и цветности исходного изображения. Например, глубина цвета исходного изображения может составлять 12-16 бит, а в результате преобразования может быть получено изображение с глубиной цвета 8 бит. В другом варианте осуществления может выполняться сжатие изображения до требуемого размера. Применимы различные методы сжатия, известные специалистам в данной области техники, поэтому подробное описание процесса сжатия здесь не приводится.If the pathology device 160 that accepts the image processing request requires certain input image parameters, then the central medical information system 150 or the medical organization 110 itself (for example, when the medical decision support system 100 does not contain the system 150 or if the system 100 contains only one pathology device 160 capable of processing this type of examination) can perform image preprocessing. In particular, in one of the embodiments, the conversion of the brightness and chrominance of the original image can be performed. For example, the color depth of the original image may be 12-16 bits, and as a result of the conversion, an image with a color depth of 8 bits may be obtained. In another embodiment, the image may be compressed to a desired size. Various compression methods known to those skilled in the art are applicable, so a detailed description of the compression process will not be given here.

Вышеуказанные функции первичной валидации и предобработки позволяют повысить гибкость и адаптируемость системы поддержки принятия врачебных решений к различным техническим возможностям участников системы, что обеспечивает высокую степень масштабируемости и возможность участия в системе как можно большего числа участников, что повышает доступность высококачественных медицинских услуг.The above functions of primary validation and pre-processing make it possible to increase the flexibility and adaptability of the medical decision support system to the various technical capabilities of the system participants, which ensures a high degree of scalability and the ability to participate in the system as many participants as possible, which increases the availability of high-quality medical services.

Помимо того, в центральной медицинской информационной системе 150 может производиться проверка, являются ли подлежащие обработке данные деперсонализированными. Для этого проверяется, содержат ли поля, которые относятся к персональным данным, какие-либо значения, и если содержат, то являются ли эти значения деперсонализированными. Например, если поле “PatientName” пустое или содержит предварительно заданное значение “0” или “Аноним”, как указано на Фиг. 2 и Фиг. 4, то считается, что это поле деперсонализировано, а поле со значением «Венера Милосская», указанное на Фиг. 3, не является деперсонализированным. Данные, не прошедшие проверку, могут деперсонализироваться центральной медицинской информационной системой 150 перед формированием запроса на обработку данных или запроса на составление заключения.In addition, the central health information system 150 can check whether the data to be processed is depersonalized. To do this, it is checked whether the fields that relate to personal data contain any values, and if so, whether these values are depersonalized. For example, if the "PatientName" field is blank or contains the predefined value "0" or "Anonymous" as indicated in FIG. 2 and FIG. 4, this field is considered to be depersonalized, and the field with the value "Venus de Milo" indicated in FIG. 3, is not depersonalized. Unverified data may be depersonalized by the central health information system 150 prior to generating a data processing request or a report request.

В случае использования уникальных идентификаторов может также производиться проверка, имеет ли уникальный идентификатор изображения предварительно заданный формат. Например, если идентификатор изображения должен строго иметь формат XXYY, то идентификатор изображения с Фиг. 2, имеющий значение «56HJ», пройдет проверку, а идентификаторы изображения с Фиг. 3 и 4 со значениями «0» и «C3PO» не пройдут проверку. Идентификаторы, формат которых не удовлетворяет требованиям, могут быть преобразованы центральной медицинской информационной системой 150 перед формированием запроса на обработку данных или запроса на составление заключения, либо соответствующие данные не передаются на обработку и по ним создается указание о невозможности обработки.In the case of using unique identifiers, a check can also be made whether the unique image identifier has a predetermined format. For example, if the image ID is to be strictly in XXYY format, then the image ID of FIG. 2 having the value "56HJ" will pass the test, and the image IDs of FIG. 3 and 4 with values "0" and "C3PO" will fail the test. Identifiers whose format does not meet the requirements can be converted by the central medical information system 150 before generating a request for data processing or a request for drawing up an opinion, or the corresponding data is not transferred for processing and an indication of the impossibility of processing is generated.

Следует отметить, что устройство 160 для определения патологии или устройства экспертов, составляющих заключения, могут поддерживать несколько разных допустимых значений деперсонализированных данных и форматов уникальных идентификаторов, и в таком случае в центральной медицинской информационной системе 150 может производиться проверка, соответствуют ли значения полей в принятых данных и формат идентификатора принятого изображения хотя бы одному из соответствующих поддерживаемых значений и форматов данного устройства 160 для определения патологии или устройства эксперта, готового и способного принять запрос в работу. Если значение не соответствует предварительно заданному допустимому значению или идентификатор изображения имеет неверный формат, то в центральной медицинской информационной системе 150 может выполняться приведение данных к тем требованиям деперсонализации, которые поддерживаются данным устройством 160 для определения патологии или устройством эксперта.It should be noted that the pathology device 160 or the expert judgment device may support several different allowable values of depersonalized data and unique identifier formats, in which case the central medical information system 150 may check whether the values of the fields in the received data match. and the format of the received image identifier to at least one of the corresponding supported values and formats of the given device 160 for determining the pathology or the device of the expert, ready and able to accept the request for work. If the value does not match a predetermined valid value or the image identifier is not in the correct format, then the central health information system 150 may perform data reduction to those depersonalization requirements that are supported by the pathology device 160 or the examiner device.

Вышеуказанные функции деперсонализации позволяют повысить гибкость и адаптируемость системы поддержки принятия врачебных решений к различным техническим возможностям участников системы и существенно снизить требования к участникам системы, связанные с обработкой персональных данных, что обеспечивает высокую степень масштабируемости и возможность участия в системе как можно большего числа участников, что повышает доступность высококачественных медицинских услуг.The above functions of depersonalization make it possible to increase the flexibility and adaptability of the medical decision support system to the various technical capabilities of the system participants and significantly reduce the requirements for the system participants related to the processing of personal data, which ensures a high degree of scalability and the ability to participate in the system as many participants as possible, which increases the availability of high-quality medical services.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения центральная медицинская информационная система 150 может хранить не только те медицинские изображения, по которым требуется анализ и составление заключения, но и обучающие наборы данных, содержащие должным образом размеченные медицинские изображения, которые предназначены, в числе прочего, для обучения одного или более устройств 160 для определения патологии, а именно для обучения встроенных в них нейронных сетей и/или алгоритмов компьютерного зрения. Таким образом, существует единый архив обучающих наборов данных, к которому может обращаться каждое из множества устройств 160 для определения патологии, входящих в систему 100 поддержки принятия врачебных решений, при этом самим устройствам 160 для определения патологии нет необходимости отдельно хранить, поддерживать, обновлять и пополнять свои обучающие наборы данных, а также искать иные сторонние источники обучающих данных. Тем самым снижаются требования к участникам системы, что обеспечивает высокую степень масштабируемости и возможность участия в системе как можно большего числа участников, что повышает доступность высококачественных медицинских услуг.In one of the embodiments of the present invention, the central medical information system 150 can store not only those medical images that require analysis and conclusion, but also training datasets containing properly labeled medical images that are intended, among other things, for training one or more devices 160 for determining pathology, namely for training their embedded neural networks and/or computer vision algorithms. Thus, there is a single archive of training datasets that can be accessed by each of the multiple pathology devices 160 included in the medical decision support system 100, without the pathology devices 160 themselves having to separately store, maintain, update, and replenish their training datasets, as well as look for other third-party sources of training data. This reduces the requirements for system participants, which ensures a high degree of scalability and the ability to participate in the system as many participants as possible, which increases the availability of high-quality medical services.

Более того, к этому же единому архиву обучающих наборов данных могут при необходимости осуществлять доступ медицинские специалисты, научные сотрудники и обучающиеся из любого местоположения, например, в целях обучения, проведения научных исследований, поиска снимков с похожей патологией и т.д. Тем самым повышается качество и доступность образования, качество оказания медицинских услуг и доступность высококачественных медицинских услуг.Moreover, the same single archive of training datasets can be accessed by medical professionals, researchers and students from any location, if necessary, for example, for the purpose of education, research, search for images with similar pathology, etc. This improves the quality and accessibility of education, the quality of medical services and the availability of high-quality medical services.

Еще в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения центральная медицинская информационная система 150 может хранить обучающие наборы данных, в которых разметка медицинских изображений содержит персональные данные пациента, такие как имя, пол, возраст и т.д. Каждый человек, устройство или система, осуществляющие доступ к системе, имеют назначенный им уровень доступа, и в зависимости от уровня доступа конкретного пользователя центральная медицинская информационная система 150 регулирует количество данных, которые может просматривать этот пользователь. Например, пользователь, имеющий низкий уровень доступа, может просматривать сами снимки, а из их описания (разметки) имеет доступ только к описанию патологии, если таковая имеется. Научный сотрудник, например, для проведения исследования может получить доступ к полу, возрасту и информации о сопутствующих заболеваниях пациентов, если таковая имеется, но ему не требуется знать имя пациента, поэтому центральная медицинская информационная система 150 не показывает ему имена пациентов. В то же время, лечащий врач или эксперт, готовящий заключение, получив высокий уровень доступа, может производить в архиве поиск предыдущих снимков конкретного пациента, вводя, например, его имя или номер медицинского полиса, и центральная медицинская информационная система 150 предоставляет в ответ на такой поиск все имеющиеся в архиве снимки данного пациента. Также возможна реализация, в которой центральная медицинская информационная система 150 предоставляет все имеющиеся в архиве снимки данного пациента без использования персональных данных, а просто в ответ на запрос предоставления предыдущих снимков пациента, изображенного на конкретном анализируемом или просматриваемом пользователем снимке. Тем самым, повышается качество и доступность образования, качество оказания медицинских услуг и доступность высококачественных медицинских услуг.In yet another embodiment of the present invention, the central medical information system 150 may store training datasets in which the medical image markup contains patient personal data such as name, gender, age, and so on. Each person, device, or system accessing the system has an access level assigned to them, and depending on the access level of a particular user, central medical information system 150 adjusts the amount of data that user can view. For example, a user with a low level of access can view the images themselves, and from their description (markup) has access only to the description of the pathology, if any. A researcher, for example, can access the sex, age, and comorbidity information of patients, if any, to conduct a study, but does not need to know the patient's name, so the central medical information system 150 does not show him the names of the patients. At the same time, the attending physician or expert preparing the opinion, having received a high level of access, can search the archive for previous images of a particular patient, entering, for example, his name or medical policy number, and the central medical information system 150 provides in response to such search for all archived images of a given patient. An implementation is also possible in which the central medical information system 150 provides all archived images of a given patient without using personal data, but simply in response to a request to provide previous images of the patient depicted in a particular image being analyzed or viewed by the user. Thus, the quality and accessibility of education, the quality of medical services and the availability of high-quality medical services are increasing.

Более того, одно или более устройств 160 для определения патологии могут также получать доступ ко всем или к части персональных данных, содержащихся в разметке. Если такие данные необходимы устройству 160 для определения патологии только в целях обучения его нейронных сетей и/или алгоритмов компьютерного зрения, то они используются только в процессе обучения и не сохраняются. За счет этого значительно повышается точность обучения и предсказания патологии, что приводит к повышению качества оказания медицинских услуг, при этом снижаются требования к участникам системы (например, в части обработки и хранения персональных данных), что обеспечивает высокую степень масштабируемости и возможность участия в системе как можно большего числа участников, что повышает доступность высококачественных медицинских услуг.Moreover, one or more pathology devices 160 may also access all or part of the personal data contained in the markup. If such data is needed by the pathology device 160 only for the purpose of training its neural networks and/or computer vision algorithms, then it is only used in the training process and is not stored. This significantly increases the accuracy of training and pathology prediction, which leads to an increase in the quality of medical services, while reducing the requirements for system participants (for example, in terms of processing and storing personal data), which ensures a high degree of scalability and the ability to participate in the system as the largest possible number of participants, which increases the availability of high-quality medical services.

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения центральная медицинская информационная система 150 может полностью автоматически или автоматизированно с использованием ввода от оператора анализировать медицинские заключения, составляемые экспертами, извлекать из них сведения о наличии или отсутствии патологии и о характере патологии, если она имеется, и создавать на основе извлеченных данных размеченные медицинские изображения. При необходимости разметка может также дополняться соответствующими персональными данными пациента, если центральная медицинская информационная система 150 имеет такие данные. Таким образом, создаются условия для постоянного и широкомасштабного пополнения обучающих наборов данных. За счет этого обеспечивается возможность повышения точности обучения и предсказания патологии, что приводит к повышению качества оказания медицинских услуг, при этом снижаются требования к участникам системы (в частности, нет необходимости самостоятельного пополнения обучающих данных), что обеспечивает высокую степень масштабируемости и возможность участия в системе как можно большего числа участников, что повышает доступность высококачественных медицинских услуг.In a further embodiment of the present invention, the central medical information system 150 can fully automatically or automatically, using input from an operator, analyze medical reports compiled by experts, extract from them information about the presence or absence of pathology and the nature of the pathology, if any, and create on the basis of extracted data labeled medical images. If necessary, the markup can also be supplemented with appropriate personal data of the patient, if the central medical information system 150 has such data. Thus, conditions are created for the constant and large-scale replenishment of training data sets. Due to this, it is possible to improve the accuracy of training and predicting pathology, which leads to an increase in the quality of medical services, while reducing the requirements for system participants (in particular, there is no need to independently replenish training data), which ensures a high degree of scalability and the ability to participate in the system the largest possible number of participants, which increases the availability of high-quality medical services.

Чтобы повысить степень доверия к новым данным, пополняющим обучающие наборы данных, пополнение может производиться только из заключений, сделанных экспертами, уровень квалификации или рейтинг которых выше предварительно заданного порога. По сравнению с предыдущим вариантом осуществления это несколько снижает скорость пополнения обучающих наборов данных, однако существенно снижает вероятность наличия в них ошибок, что позволяет повысить точность обучения и предсказания патологии, а также повысить качество оказания медицинских услуг.In order to increase confidence in the new data that adds to the training datasets, the addition can be made only from the conclusions made by experts whose skill level or rating is above a predetermined threshold. Compared to the previous embodiment, this slightly reduces the speed of replenishment of training data sets, but significantly reduces the likelihood of errors in them, which makes it possible to improve the accuracy of training and pathology prediction, as well as improve the quality of medical services.

Еще в одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения может быть создан обучающий набор данных, содержащий для каждого пациента по меньшей мере два размеченных медицинских изображения одной и той же области, сделанных в разные периоды времени. Таким образом, устройство 160 для определения патологии может, обучившись на таком наборе данных, научиться игнорировать индивидуальные особенности пациентов, которые не должны считаться патологией, а также отслеживать изменения, происходящие в организме пациента в динамике. За счет этого может быть повышена точность предсказания патологии, что приводит к повышению качества оказания медицинских услуг.In yet another further embodiment of the present invention, a training dataset can be created containing for each patient at least two labeled medical images of the same area taken at different time periods. Thus, the pathology detecting device 160 can learn from such a data set to ignore individual characteristics of patients that should not be considered pathology, and also to track changes in the patient's body over time. Due to this, the accuracy of pathology prediction can be increased, which leads to an increase in the quality of medical services.

Кроме того, центральная медицинская информационная система может хранить для каждого пациента историю как размеченных, так и неразмеченных снимков одной и той же области, сделанных в разные периоды времени. При этом с точки зрения объема передаваемых данных и производительности работы может быть нецелесообразно передавать сразу всю историю снимков для каждого пациента, текущий снимок которого необходимо проанализировать. Устройство 160 для определения патологии может при необходимости запрашивать у центральной медицинской информационной системы 150 предыдущие снимки пациента, изображенного на конкретном анализируемом снимке. Например, это может происходить, когда выявленная устройством 160 для определения патологии вероятность наличия патологии по результатам анализа текущего снимка является пограничной (допустим, 35-65%, 40-60% и т.п.), и анализ предыдущих снимков может помочь устройству 160 для определения патологии выполнить более точное предсказание. За счет этого без существенного влияния на производительность и нагрузки на систему может быть повышена точность предсказания патологии, что приводит к повышению качества оказания медицинских услуг.In addition, the central medical information system can store for each patient a history of both labeled and unlabeled images of the same area taken at different time periods. At the same time, from the point of view of the amount of data transferred and the performance of work, it may not be advisable to transfer the entire history of images at once for each patient whose current image needs to be analyzed. The pathology detection device 160 may, if necessary, query the central medical information system 150 for previous images of the patient depicted in the particular image being analyzed. For example, this may occur when the pathology detection device 160 detects a pathological probability based on the analysis of the current image is borderline (say, 35-65%, 40-60%, etc.), and the analysis of previous images can help the device 160 to determine the pathology to perform a more accurate prediction. Due to this, without a significant impact on productivity and load on the system, the accuracy of pathology prediction can be increased, which leads to an increase in the quality of medical services.

Структура устройства для определения патологииThe structure of the device for determining the pathology

Далее со ссылкой на Фиг. 5 будет подробно описано устройство 200 для определения патологии на основе медицинских изображений согласно настоящему изобретению. Следует отметить, что устройство 200 для определения патологии полностью соответствует устройству 160 для определения патологии, изображенному на Фиг. 1, и имеет такие же функции и возможности, если это применимо и не противоречит описанию данного раздела. Далее для удобства описания в качестве обследуемых органов могут упоминаться органы грудной клетки, а в качестве медицинского изображения может упоминаться рентгеновское изображение, однако следует принимать во внимание, что принципы настоящего изобретения применимы и к другим видам исследований, как это указывалось выше в данном документе.Next, with reference to FIG. 5, the device 200 for detecting pathology based on medical images according to the present invention will be described in detail. It should be noted that the pathology detection device 200 fully corresponds to the pathology detection device 160 shown in FIG. 1, and has the same functions and capabilities, if applicable and does not conflict with the descriptions in this section. In the following, for convenience of description, chest organs may be referred to as the examined organs, and X-ray imaging may be referred to as the medical image, however, it should be appreciated that the principles of the present invention are applicable to other types of examinations, as indicated above in this document.

Устройство 200 для определения патологии содержит блок 210 приема данных, блок 220 хранения данных, блок 230 валидации данных, блок 240 подготовки изображений, блок 250 предсказания патологии, блок 260 формирования отчета, блок 270 передачи данных и блок 280 обучения. В зависимости от конкретного применения некоторые из этих блоков могут отсутствовать, как будет более подробно пояснено позднее в данном документе.The pathology determination device 200 includes a data receiving unit 210, a data storage unit 220, a data validation unit 230, an image preparation unit 240, a pathology prediction unit 250, a report generation unit 260, a data transmission unit 270, and a learning unit 280. Depending on the particular application, some of these blocks may be omitted, as will be explained in more detail later in this document.

Блок 210 приема данных принимает подлежащие обработке данные, содержащие медицинское изображение, такое как рентгеновское изображение грудной клетки обследуемого пациента. Блок 210 приема может представлять собой отдельную микросхему, сетевую плату или иное подходящее средство, способное осуществлять связь с внешними устройствами проводным и/или беспроводным образом, например, по протоколу локальной сети (LAN), Интернет и т.д. с помощью технологий Ethernet, оптоволокна, WiFi, 4G и т.д.The data receiving unit 210 receives data to be processed containing a medical image, such as an x-ray image of the chest of a patient being examined. The receiving unit 210 may be a separate chip, network card, or other suitable means capable of communicating with external devices in a wired and/or wireless manner, such as over a local area network (LAN) protocol, the Internet, etc. using Ethernet, fiber, WiFi, 4G, etc. technologies.

Блок 220 хранения данных хранит данные, принятые блоком 210 приема данных, с тем чтобы другие блоки устройства 200 могли ими воспользоваться в подходящий момент времени. Принятые данные могут сохраняться только на время их обработки и стираться, когда их обработка завершена. Для данных целей в одном из вариантов осуществления используется кратковременное запоминающее устройство, такое как RAM и т.п. В другом варианте осуществления принятые данные при необходимости могут сохраняться на более длительный промежуток времени, превышающий непосредственное время их обработки, и тогда может использоваться долговременное запоминающее устройство, такое как жесткий диск и т.п.The data storage unit 220 stores the data received by the data receiving unit 210 so that other units of the device 200 can use it at the appropriate time. Received data can only be stored while it is being processed and deleted when it is processed. For these purposes, in one embodiment, a short-term storage device such as RAM or the like is used. In another embodiment, the received data may be stored for a longer period of time than the immediate processing time, if necessary, and then a long-term storage device such as a hard disk or the like may be used.

Дополнительно блок 220 хранения данных может хранить кратковременно или долговременно данные и/или файлы, получаемые в результате или в процессе работы других блоков устройства.Additionally, the data storage unit 220 may store short-term or long-term data and/or files resulting from or during the operation of other units of the device.

Блок 230 валидации данных получает подлежащие обработке данные непосредственно от блока 210 приема данных или извлекает их из блока 220 хранения данных. Затем блок 230 валидации данных проверяет, являются ли принятые данные пригодными для обработки.The data validator 230 receives the data to be processed directly from the data receiving unit 210 or retrieves it from the data storage unit 220 . The data validator 230 then checks whether the received data is suitable for processing.

Как указывалось выше в разделе описания системы 100 поддержки принятия врачебных решений, часть операций валидации могут выполняться на стороне самой медицинской организации или на стороне центральной медицинской информационной системы 150. В таком случае, если устройству 200 для определения патологии известно, какие именно операции валидации уже произведены в отношении подлежащих обработке данных, блок 230 валидации данных может не выполнять эти операции, что позволяет упростить и ускорить обработку и тем самым повысить производительность. Тем не менее, в другом варианте осуществления устройству 200 для определения патологии может быть неизвестно, какие именно операции валидации уже произведены, или оно может повторно выполнять их в целях дополнительной перепроверки. Это может обеспечить повышение качества обработки.As mentioned above in the description section of the medical decision support system 100, part of the validation operations can be performed on the side of the medical organization itself or on the side of the central medical information system 150. In this case, if the device 200 for determining the pathology knows which validation operations have already been performed with regard to the data to be processed, the data validator 230 may not perform these operations, which can simplify and speed up processing, and thereby improve productivity. However, in another embodiment, the pathology device 200 may not know which validations have already been performed, or it may re-perform them for further revalidation. This can improve the quality of processing.

Конкретные операции валидации описывались выше и не будут упоминаться здесь подробно. The specific validation operations have been described above and will not be mentioned here in detail.

Валидация позволяет отсеять данные, по которым не может быть проведен анализ или же точность обработки будет иметь заведомо низкую точность. Соответственно, снижается нагрузка на самую ресурсоемкую часть анализа и повышается точность предсказания. Кроме того, отсев изображений, которые не являются деперсонализированными, обеспечивает отсутствие обработки персональных данных на стороне устройства 200, что снижает требования к его реализации и сертификации.Validation allows you to filter out data that cannot be analyzed or the accuracy of processing will have a deliberately low accuracy. Accordingly, the load on the most resource-intensive part of the analysis is reduced and the prediction accuracy is increased. In addition, screening out images that are not depersonalized ensures that no personal data is processed on the device 200 side, which reduces requirements for its implementation and certification.

Блок 240 подготовки изображений принимает из блока 220 хранения данных и/или из блока 230 валидации данных прошедшее валидацию медицинское изображение и выполняет над ним предварительные преобразования, с тем чтобы подготовить его для непосредственного использования в блоке 250 предсказания патологии.The image preparation unit 240 receives a validated medical image from the data storage unit 220 and/or from the data validation unit 230 and performs preliminary transformations on it in order to prepare it for direct use in the pathology prediction unit 250 .

В частности, выполняемая в блоке 240 подготовка изображений может заключаться в следующем.In particular, the image preparation performed in block 240 may be as follows.

Подлежащее обработке медицинское изображение считывается и при необходимости преобразуется в градации серого с предварительно заданной глубиной цвета. Параметры яркости и цветности исходного изображения зависят от параметров, выставленных врачом-рентгенологом при работе с устройством для получения медицинских изображений, и содержатся в метаданных изображения. Например, глубина цвета исходного изображения может составлять 12-16 бит. При этом, например, в результате считывания и преобразования в изображение с глубиной цвета 8 бит может быть получена матрица целочисленных значений пикселей от 0 до 255. Также, как указывалось выше, может выполняться надлежащее преобразование изображения в негатив или позитив.The medical image to be processed is read and, if necessary, converted to grayscale with a predetermined color depth. The brightness and color parameters of the original image depend on the parameters set by the radiologist when working with the device for obtaining medical images, and are contained in the image metadata. For example, the color depth of the original image may be 12-16 bits. In this case, for example, as a result of reading and converting to an image with a color depth of 8 bits, a matrix of integer pixel values \u200b\u200bfrom 0 to 255 can be obtained. Also, as mentioned above, an appropriate conversion of the image to a negative or positive can be performed.

Исходный размер медицинских изображений может быть относительно большим - например, у рентгеновских снимков он составляет в среднем 2500×2500 пикселей, то есть 2500 пикселей по высоте (по вертикали) и 2500 пикселей по длине (по горизонтали). Изображения в таком размере в общем случае поддаются обработке с применением методов машинного обучения, однако такие модели затрачивают очень много ресурсов.The initial size of medical images can be relatively large - for example, for x-rays, it averages 2500×2500 pixels, that is, 2500 pixels in height (vertically) and 2500 pixels in length (horizontally). Images in this size are generally amenable to processing using machine learning methods, but such models are very resource intensive.

Кроме того, диапазон размеров входных медицинских изображений может быть достаточно велик, что может вызвать неудобство, если пытаться производить обработку каждого отдельного изображения непосредственно в исходном размере. В частности, становится затруднительно подобрать набор методов обработки, одинаково эффективный для разных размеров.In addition, the range of sizes of input medical images can be quite large, which can cause inconvenience if you try to process each individual image directly in its original size. In particular, it becomes difficult to choose a set of processing methods that are equally effective for different sizes.

В связи с этим перед обработкой больших медицинских изображений предпочтительно производить уменьшение их размера. Это позволяет без значимой потери качества значительно сократить затрачиваемые ресурсы: время, вычислительную мощность, энергопотребление. Применимы различные методы уменьшения размера - например, сжатие, кадрирование (обрезка) и т.д. Методы сжатия известны специалистам в данной области техники, поэтому подробное описание процесса сжатия здесь не приводится. Что касается обрезки изображения, она будет описана далее.In this regard, before processing large medical images, it is preferable to reduce their size. This allows, without significant loss of quality, to significantly reduce the resources expended: time, computing power, energy consumption. Various methods of size reduction are applicable - for example, compression, cropping (cropping), etc. Compression techniques are known to those skilled in the art, so a detailed description of the compression process is not provided here. As for image cropping, it will be described later.

Например, в одном из вариантов осуществления, если медицинским специалистом, проводившим исследование, в параметрах изображения предварительно задана область интереса (VOI), то может выполняться соответствующая обрезка изображения (VOI LUT) для получения изображения, содержащего только область интереса. Например, если медицинский специалист, проводивший рентгенологическое исследование органов грудной клетки, указал область интереса, то согласно параметрам, «вшитым» в изображение, применяется обрезка, в результате которой на изображении остается только область легких.For example, in one embodiment, if a region of interest (VOI) is predefined in the image parameters by the medical professional performing the study, appropriate image cropping (VOI LUT) can be performed to obtain an image containing only the region of interest. For example, if the medical specialist who performed the chest X-ray indicated the region of interest, then according to the parameters “embedded” in the image, cropping is applied, as a result of which only the lung region remains in the image.

В другом варианте осуществления в дополнение к вышеупомянутой обрезке VOI LUT или вместо нее выполняется поиск области интереса на изображении и кадрирование изображения путем отсечения частей изображения, не входящих в найденную зону интереса. Для целей кадрирования могут быть использованы алгоритмы компьютерного зрения, обученные искать на изображении область интереса, которая включает в себя только область, ограниченную органами или полостями, подлежащими анализу.In another embodiment, in addition to or instead of the aforementioned VOI LUT cropping, a search for a region of interest in an image is performed and the image is cropped by cutting off parts of the image that are not included in the found region of interest. For framing purposes, computer vision algorithms can be used that are trained to search an image for a region of interest that includes only the region delimited by the organs or cavities to be analyzed.

Соотношение сторон изображения, полученного в результате кадрирования, зависит от размера и формы органов или полостей, подлежащих анализу. Для дальнейшей обработки требуется привести его к единому формату. Для этого размер изображения изменяется до второго размера. Второй размер изображения является предварительно заданным - например, в виде квадрата 224×224, 320×320 или 512×512 пикселей. Выбранное значение зависит от требований конкретной применяемой далее нейросети.The aspect ratio of the cropped image depends on the size and shape of the organs or cavities to be analyzed. For further processing, it is required to bring it to a single format. To do this, the image is resized to the second size. The second image size is predetermined - for example, as a square of 224x224, 320x320 or 512x512 pixels. The selected value depends on the requirements of the specific neural network used further.

При необходимости изображение может подвергаться нормализации. В частности, значения пикселей из исходного диапазона (например, [0…255]) приводятся к диапазону, требуемому применяемой далее нейросетью (например, [0…1]). Различные методы нормализации известны специалистам в данной области техники и не раскрываются здесь подробно. В иллюстративном неограничивающем примере может применяться простая нормализация (Х-Хmin)/(Xmax-Xmin), где Х - это значение текущего пикселя, а Хmin и Xmax - это минимальное и максимальное значения пикселей в нормализуемом изображении.If necessary, the image can be normalized. In particular, pixel values from the original range (for example, [0…255]) are reduced to the range required by the neural network applied further (for example, [0…1]). Various normalization methods are known to those skilled in the art and are not detailed here. In an illustrative non-limiting example, simple normalization (X-Xmin)/(Xmax-Xmin) can be applied, where X is the value of the current pixel, and Xmin and Xmax are the minimum and maximum pixel values in the image to be normalized.

Следует понимать, что возможны варианты осуществления, в которых нормализация изображения может быть выполнена и на более ранней стадии - например, еще до первого сжатия изображения. Тем не менее предпочтительно выполнять ее после приведения кадрированного изображения ко второму размеру, так как это позволяет повысить точность на каждом из предыдущих этапов подготовки (предварительной обработки) изображения, а также несколько снизить объем вычислений, производимых непосредственно при нормализации.It should be understood that embodiments are possible in which image normalization can be performed at an earlier stage - for example, even before the first image compression. Nevertheless, it is preferable to perform it after bringing the cropped image to the second size, since this allows you to increase the accuracy at each of the previous stages of image preparation (pre-processing), as well as somewhat reduce the amount of calculations performed directly during normalization.

Тем самым создается изображение, подготовленное к дальнейшей обработке.This creates an image prepared for further processing.

Блок 250 предсказания патологии принимает из блока 220 хранения данных и/или из блока 240 подготовки изображений подготовленное медицинское изображение, ограниченное областью интереса, и анализирует его. В частности, блок 250 предсказания патологии с использованием предварительно обученной нейронной сети определяет наличие или отсутствие патологии и при ее наличии определяет наиболее вероятные границы, в пределах которых она расположена.The pathology prediction unit 250 receives from the storage unit 220 and/or from the image preparation unit 240 the prepared medical image limited by the area of interest and analyzes it. In particular, the pathology predictor 250, using a pretrained neural network, determines the presence or absence of a pathology and, if present, determines the most likely boundaries within which it is located.

Врач, получивший результат вышеуказанного определения, имеющий определенный опыт, а также при необходимости располагающий дополнительной информацией о пациенте, такой как анамнез, история болезни, жалобы, физическое состояние, результаты анализов и т.д., может иметь более полную картину и сделать более точное заключение. Соответственно, следует отметить, что результат работы предложенного устройства не является клинически значимым медицинским заключением, а применяется для поддержки принятия врачебных решений, при этом клиническое заключение должно приниматься врачом-рентгенологом.A doctor who has obtained the result of the above determination, has some experience, and also, if necessary, has additional information about the patient, such as anamnesis, medical history, complaints, physical condition, test results, etc., can have a more complete picture and make more accurate conclusion. Accordingly, it should be noted that the result of the operation of the proposed device is not a clinically significant medical opinion, but is used to support medical decision-making, while the clinical opinion should be taken by a radiologist.

Выполняемая в блоке 250 обработка изображений может заключаться в следующем.The image processing performed in block 250 may be as follows.

Нейронная сеть интерпретирует полученное изображение с целью выявления признаков патологий, при этом в качестве результата работы выдается вероятность наличия признаков тех или иных патологий.The neural network interprets the resulting image in order to identify signs of pathologies, while the result of the work is the probability of the presence of signs of certain pathologies.

В процессе исследований ошибок нейронных сетей, которые обучены только на данных о патологиях и анализируют только изображение, авторы обнаружили, что часть ошибок связаны с половыми особенностями пациентов. Например, нейросеть иногда может ошибаться в случаях, когда размер молочных желез у женщины отличается от среднестатистических размеров. Также наличие грудных имплантов у женщин нередко вызывает затруднения у нейросети и может неверно распознаваться как патология. Возможны ситуации, когда на изображении проявлены соски молочной железы, что тоже может приводить к трудностям обработки.In the process of studying the errors of neural networks that are trained only on pathological data and analyze only the image, the authors found that some of the errors are related to the gender characteristics of patients. For example, a neural network can sometimes make mistakes in cases where the size of a woman's mammary glands differs from the average size. Also, the presence of breast implants in women often causes difficulties for the neural network and may be incorrectly recognized as a pathology. There are situations when the image shows the nipples of the mammary gland, which can also lead to processing difficulties.

Кроме того, авторы заметили, что традиционные нейросети не учитывают естественные половозрастные изменения анатомии, происходящие в костных структурах и внутренних органах человека. Например, с возрастом у людей могут возникать такие изменения, как фиброз (особенно прикорневой), расширение сердца (часто), удлинение и склероз аорты (часто), уплотнения хрящевой ткани в ребрах, остеопороз в костях, снижение плотности костной структуры (что приводит к увеличению прозрачности костей на снимках), деформирующий остеоартроз в суставах, снижение высоты тел позвонков, развитие субхондрального склероза, наличие листезов, грыжи шилолистный и поммера и т.д. Соответственно, чем старше человек, тем подобных изменений может становиться больше. При этом известно, что в целом могут существовать различия в характере возрастных изменений в организме между мужчинами и женщинами, связанные с образом жизни. Также известны исследования, показывающие, что изменения у мужчин и женщин как минимум в некоторых возрастных интервалах протекают с различной интенсивностью.In addition, the authors noticed that traditional neural networks do not take into account the natural age-sex changes in the anatomy that occur in human bone structures and internal organs. For example, with age, people may experience changes such as fibrosis (especially hilar), heart enlargement (common), elongation and sclerosis of the aorta (common), hardening of cartilage in the ribs, osteoporosis in the bones, decreased bone density (leading to increase in the transparency of the bones in the images), deforming osteoarthritis in the joints, lowering the height of the vertebral bodies, the development of subchondral sclerosis, the presence of listhesis, awl-leaved and pommer hernias, etc. Accordingly, the older the person, the more such changes can become. At the same time, it is known that, in general, there may be differences in the nature of age-related changes in the body between men and women associated with lifestyle. There are also studies showing that changes in men and women, at least in some age intervals, proceed with different intensity.

Многие из этих изменений проявляются на медицинских изображениях, и та или иная степень изменений может считаться допустимой для определенного возраста, однако традиционные нейросети не принимают это во внимание и могут выводить ошибочное предсказание о том, что пациент болен. Ошибочное указание о наличии патологии на снимке может приводить к усложнению работы медицинского специалиста с таким снимком.Many of these changes show up in medical images, and varying degrees of change may be considered acceptable for a certain age, but traditional neural networks do not take this into account and may incorrectly predict that a patient is sick. An erroneous indication of the presence of pathology in the image can complicate the work of a medical specialist with such an image.

Например, на Фиг. 6 приведен образец рентгеновского изображения для пациента в возрасте менее 65 лет, легкие и позвоночник которого имеют состояние, соответствующее данному возрасту.For example, in FIG. 6 shows a sample x-ray image for a patient less than 65 years of age, whose lungs and spine are in age-appropriate condition.

На Фиг. 7 приведен образец рентгеновского изображения для пациента в возрасте 72 лет. Со стороны сердечно-сосудистой системы на данном снимке имеет место расширение сердца, расширение верхней полой вены, застойные сосуды преимущественно в нижних отделах, усиленный легочной рисунок; со стороны костной системы - артроз 1 реберно-ключичного сустава с обеих сторон, спондилезные разрастания позвонков в латеральные стороны. Все эти признаки видны на снимке, и несмотря на то, что они в целом приемлемы для человека в таком возрасте, нейросеть, которая не учитывает возраст пациента, может ошибочно посчитать, что он болен, а медицинскому специалисту, получившему такое предварительное заключение, придется потратить дополнительное время на изучение снимка, который на самом деле не требует такого внимания.On FIG. 7 shows a sample x-ray image for a 72 year old patient. On the part of the cardiovascular system in this picture, there is an expansion of the heart, an expansion of the superior vena cava, congestive vessels mainly in the lower sections, an enhanced pulmonary pattern; on the part of the skeletal system - arthrosis of 1 costoclavicular joint on both sides, spondylosis growths of the vertebrae in the lateral sides. All these signs are visible in the picture, and despite the fact that they are generally acceptable for a person at that age, a neural network that does not take into account the age of the patient may mistakenly consider that he is sick, and the medical specialist who received such a preliminary conclusion will have to spend extra time to study an image that doesn't really need that much attention.

Соответственно, в одном из вариантов осуществления нейронная сеть может быть предварительно обучена учитывать дополнительные данные о пациенте, такие как пол и возраст, чтобы повысить точность предсказания патологий.Accordingly, in one embodiment, the neural network may be pre-trained to take into account additional patient data such as gender and age to improve pathology prediction accuracy.

Конкретная конфигурация нейронной сети для определения патологии не является предметом настоящего изобретения, поэтому не раскрывается здесь подробно.The specific configuration of the neural network for determining pathology is not the subject of the present invention, therefore, is not disclosed in detail here.

Предварительное обучение нейронной сети может выполняться с использованием разных методов обучения. Например, оно может производиться по методу обучения с учителем на основе множества медицинских изображений, которые были заранее обработаны и размечены медицинскими специалистами, обладающими достаточной квалификацией - например, врачами-рентгенологами. В частности, в результате визуального изучения изображений врач указывает, имеется ли на представленном изображении патология. Кроме того, для каждого изображения из обучающих данных может указываться пол и возраст пациента. Это делает либо врач вручную, либо считывание производится автоматически из данных о пациенте, сохраненных в медицинской информационной системе 130 медицинской организации 110 или в центральной медицинской информационной системе 150, либо из метаданных изображения, если они содержат эти сведения, и т.д.Neural network pre-training can be performed using different training methods. For example, it may be supervised based on a plurality of medical images that have been pre-processed and labeled by suitably qualified medical professionals such as radiologists. In particular, as a result of a visual examination of the images, the doctor indicates whether there is a pathology in the presented image. In addition, for each image from the training data, the gender and age of the patient can be indicated. This is done either manually by the doctor or is read automatically from the patient data stored in the medical information system 130 of the medical organization 110 or in the central medical information system 150, or from the image metadata if it contains this information, etc.

Процессом обучения нейронной сети управляет блок 280 обучения посредством применения алгоритма обучения к обучаемой нейронной сети с использованием обучающих данных. Указания (разметка) от врача используются обучаемой нейронной сетью в качестве истинных данных (ground truth). Например, в одном варианте осуществления разметка может представлять собой 3 числа: «1» (болен), «1» (женский) и «0» (номер диапазона, указывающий, что снимок принадлежит пациенту в возрасте 0-10 лет).The learning process of the neural network is controlled by the learning block 280 by applying a learning algorithm to the trained neural network using the training data. Instructions (markup) from the doctor are used by the trained neural network as ground truth. For example, in one embodiment, the markup may be 3 numbers: "1" (sick), "1" (female) and "0" (a range number indicating that the image belongs to a patient aged 0-10 years).

В иллюстративном варианте осуществления 70% взятых для обучения изображений могут использоваться непосредственно для обучения, а 30% для тестирования модели. В другом варианте осуществления может использоваться иное соотношение, более подходящее для целей обучения конкретной нейросети. Например, для обучения нейросети изображения могут быть разделены на обучающую, валидационную и тестовую выборки. Размер обучающей выборки может составлять 70%, размер валидационной выборки может составлять 15%, и размер тестовой выборки может составлять 15% от изображений, поданных на обучение. Конкретные соотношения зависят от количества обучающих снимков и предназначены для проверки обобщаемой модели - происходит проверка, в какой мере результаты исследования применимы к новым данным, перед использованием модели в рабочем режиме в медицинской организации.In an exemplary embodiment, 70% of the training images can be used directly for training and 30% for model testing. In another embodiment, a different ratio may be used, more suitable for the purposes of training a particular neural network. For example, to train a neural network, images can be divided into training, validation, and test sets. The training set size can be 70%, the validation set size can be 15%, and the test set size can be 15% of the images submitted for training. Specific ratios depend on the number of training images and are intended to test the generalized model - the extent to which the results of the study are applicable to new data is checked before using the model in production mode in a medical organization.

В процессе обучения изображения подготавливаются аналогично тому, как было описано выше применительно к блоку 240, и подаются на вход нейросети, при этом используются изображения как с наличием, так и с отсутствием патологий. На каждом шаге обучения нейронная сеть рассчитывает предсказания для одного или более изображений. Эти предсказания сравниваются с указанием истинного наличия/отсутствия патологии, а также при необходимости с указанием истинного пола и возраста пациента, и рассчитывается значение функции потерь (насколько сильно нейронная сеть ошиблась в выявлении наличия патологии, в определении пола и возраста пациента). Далее, с помощью метода градиентного спуска и алгоритма обратного распространения ошибки (backpropagation) все веса (весовые коэффициенты) нейронной сети изменяются в соответствии с выбранным параметром скорости обучения в направлении, обратном вычисленному градиенту, для того чтобы минимизировать ошибку на текущем(их) изображении(ях). Этот шаг повторяется многократно, и в результате процесса обучения веса нейронной сети сходятся к оптимальным. В дальнейшем эти веса используются сетью в процессе работы устройства для выявления патологий на входных изображениях, которые не подвергались разметке.During the training process, images are prepared in the same way as described above with respect to block 240, and are fed to the input of the neural network, using images with both the presence and absence of pathologies. At each training step, the neural network calculates predictions for one or more images. These predictions are compared with the indication of the true presence/absence of the pathology, and, if necessary, with the indication of the true gender and age of the patient, and the value of the loss function is calculated (how much the neural network was mistaken in detecting the presence of pathology, in determining the sex and age of the patient). Further, using the gradient descent method and the backpropagation algorithm, all weights (weight coefficients) of the neural network are changed in accordance with the selected learning rate parameter in the direction opposite to the calculated gradient in order to minimize the error on the current image(s) ( I). This step is repeated many times, and as a result of the learning process, the weights of the neural network converge to the optimal ones. In the future, these weights are used by the network during the operation of the device to detect pathologies in the input images that have not been labeled.

В одном из вариантов осуществления выходные данные блока 250 предсказания патологии, то есть указание вероятности наличия патологии, являются конечным результатом работы устройства 200 и используются далее другими устройствами - например, сохраняются в блоке 220 хранения данных, откуда в дальнейшем могут извлекаться по запросу от других устройств, и/или отправляются в блок 270 передачи данных, который передает этот результат в другое устройство - например, в центральную медицинскую информационную систему 150 или в медицинскую организацию 110, запрашивавшую обработку данных.In one of the embodiments, the output data of the pathology prediction block 250, that is, an indication of the probability of the presence of pathology, is the end result of the operation of the device 200 and is further used by other devices - for example, stored in the data storage block 220, from which it can later be retrieved on request from other devices , and/or sent to the data transfer unit 270, which transmits this result to another device - for example, to the central medical information system 150 or to the medical organization 110 that requested data processing.

В другом варианте осуществления выходные данные блока 250 предсказания патологии также передаются в блок 260 формирования отчета, который формирует отчет об исследовании, проведенном в устройстве 200. Отчет об исследовании может содержать по меньшей мере одно из следующего: а) изображение с визуализацией патологии; б) текстовый протокол исследования.In another embodiment, the output of the pathology predictor 250 is also passed to a report generator 260, which generates a report on the examination performed on the device 200. The examination report may comprise at least one of the following: a) a pathology image; b) text protocol of the study.

Изображение с визуализацией патологии может формироваться для тех изображений, для которых в результате анализа была выявлена вероятность наличия патологии, превышающая предварительно заданную пороговую вероятность наличия патологии, что указывает на то, что врачу-рентгенологу следует обратить внимание на такой снимок. Пороговая вероятность наличия патологии в общем случае составляет 0,5 (или 50%), но в зависимости от показателей точности конкретной обученной модели и от степени доверия к ней может варьироваться при практическом применении как в меньшую, так и в большую сторону. Например, медицинская организация может специализироваться на лечении таких заболеваний, раннее выявление которых является критически важным с точки зрения прогноза лечения, поэтому может запрашивать визуализированные изображения, если устройством выявлена вероятность наличия патологии всего 10% и более. В другом примере медицинская организация может быть прикреплена к предприятию, и основной контингент ее пациентов может иметь профессиональные хронические заболевания органов грудной клетки, и некоторые изменения на снимках у таких пациентов могут считаться допустимыми, поэтому визуализация может запрашиваться только для случаев, когда устройством выявлена вероятность наличия патологии 60% и более. Следует отметить, что возможно множество иных ситуаций, которые не перечислены в данном документе, но входят в объем данного изобретения. Возможность выбора пороговой вероятности наличия патологии позволяет адаптировать результаты работы предложенного устройства 200 к различным конкретным применениям, например, чтобы снизить нагрузку на медицинский персонал и при этом обеспечить раннее выявление патологий с необходимой точностью.An image with visualization of pathology can be formed for those images for which, as a result of the analysis, a probability of the presence of pathology was found that exceeds a predetermined threshold probability of the presence of pathology, which indicates that the radiologist should pay attention to such an image. The threshold probability of the presence of a pathology in the general case is 0.5 (or 50%), but depending on the accuracy of a particular trained model and the degree of confidence in it, it can vary in practical application both up and down. For example, a medical organization may specialize in the treatment of diseases, the early detection of which is critical in terms of treatment prognosis, so it may request imaging images if the device detects a probability of pathology of only 10% or more. In another example, a medical organization may be attached to an enterprise, and the main contingent of its patients may have occupational chronic diseases of the chest, and some changes in the images in such patients may be considered acceptable, so imaging may be requested only for cases where the device has detected the possibility of having pathology 60% or more. It should be noted that many other situations are possible, which are not listed in this document, but are included in the scope of this invention. The ability to select a threshold probability of the presence of pathology allows the results of the proposed device 200 to be adapted to various specific applications, for example, to reduce the burden on medical personnel and at the same time provide early detection of pathologies with the required accuracy.

Изображение с визуализацией патологии представляет собой копию проанализированного изображения, на которое наложено указание найденных признаков патологий. Например, в случае использования формата DICOM оно может быть сформировано в виде DICOM Secondary Capture (вторичный снимок DICOM).An image with visualization of pathology is a copy of the analyzed image, on which an indication of the found signs of pathologies is superimposed. For example, in the case of using the DICOM format, it can be generated as a DICOM Secondary Capture (secondary DICOM snapshot).

Возможны различные варианты визуализации. В одном из вариантов осуществления визуализация может выполняться в виде тепловой карты, на которой выполняется более интенсивное выделение тех точек и/или областей, которые представляют больший интерес с точки зрения наличия патологий, менее интенсивное выделение тех точек и/или областей, которые представляют меньший интерес, а те области, которые, предположительно, не содержат патологии, не выделяются. Принцип выделения может быть различным - так, выделение может выполняться с помощью градиента одного и того же цвета (например, оттенки красного или оранжевого), с помощью градиентного перехода от одних цветов к другим цветам (например, от желтого к красному), с помощью точного указания цвета (например, голубой - меньшая вероятность, синий - большая вероятность), с помощью размера точки (например, чем меньше вероятность, тем меньше точка) и т.д. Применимы различные методы построения тепловых карт. Пример тепловой карты изображен на Фиг. 8.Various visualization options are possible. In one of the embodiments, the visualization can be performed in the form of a heat map, which performs a more intensive selection of those points and/or areas that are of greater interest in terms of the presence of pathologies, a less intensive selection of those points and/or areas that are of less interest , and those areas that, presumably, do not contain pathology, are not highlighted. The principle of selection can be different - for example, selection can be performed using a gradient of the same color (for example, shades of red or orange), using a gradient transition from one color to another (for example, from yellow to red), using an exact specifying a color (for example, blue - less likely, blue - more likely), using the size of the dot (for example, the lower the probability, the smaller the dot), etc. Various methods for constructing heat maps are applicable. An example heat map is shown in Fig. 8.

Тепловые карты позволяют регулировать степень внимания, которую медицинскому специалисту следует обратить при изучении той или иной области на снимке, избавляя от необходимости детального визуального осмотра всего изображения. Таким образом, обеспечивается снижение нагрузки на медицинский персонал.Heat maps allow you to adjust the amount of attention that a medical specialist should pay when studying a particular area in the image, eliminating the need for a detailed visual inspection of the entire image. Thus, the burden on medical personnel is reduced.

Тем не менее возможны ситуации, когда тепловая карта является недостаточно точной, и в таком случае врачу, наоборот, приходится тратить время на изучение такой области, которая не представляет интереса. Также выяснилось, что в некоторых реализациях тепловые карты загромождают собой изображение, вследствие чего специалисту приходится тратить время на то, чтобы просматривать одновременно два изображения: как исходное изображение, так и изображение с нанесенной на него тепловой картой.However, there are situations when the heat map is not accurate enough, in which case the doctor, on the contrary, has to spend time studying an area that is not of interest. It also turned out that in some implementations, heat maps clutter up the image, as a result of which the specialist has to spend time viewing two images at the same time: both the original image and the image with the heat map applied to it.

Соответственно, в другом варианте осуществления настоящего изобретения визуализация может выполняться в виде очертания границ (или контуров), охватывающих одну или более областей на изображении, на которой имеется вероятность наличия патологии, или иными словами, на которой блоком 250 предсказания патологии обнаружены признаки патологии. Для реализации такого подхода могут использоваться разные методы компьютерного зрения. Пример изображения с нанесенными на него контурами возможной патологии показан на Фиг. 9.Accordingly, in another embodiment of the present invention, the visualization may be performed as a delineation of boundaries (or contours) covering one or more areas in the image in which there is a possibility of pathology, or in other words, in which signs of pathology are detected by the pathology predictor 250 . Various computer vision methods can be used to implement this approach. An example of an image with contours of a possible pathology plotted on it is shown in Fig. 9.

Изображение с нанесенными на него очертаниями границ возможных патологий, по-прежнему, позволяет снизить нагрузку на медицинский персонал, при этом достаточно изучать только его, не обращаясь к исходному изображению. Кроме того, такой подход позволяет сгладить неточности в определении областей интереса.The image with the outlines of the boundaries of possible pathologies printed on it, as before, makes it possible to reduce the burden on medical personnel, while it is enough to study only it without referring to the original image. In addition, this approach makes it possible to smooth out inaccuracies in the determination of areas of interest.

Также при необходимости изображение с визуализацией патологии может содержать в текстовом виде указание вероятности наличия патологии, полученное в результате работы первой нейросети блока 250 предсказания патологии. Тем самым, устраняется необходимость изучать какие-либо иные изображения или файлы, в том числе исходное изображение и/или файл с текстовым протоколом исследования.Also, if necessary, the image with the visualization of the pathology may contain in text form an indication of the probability of the presence of pathology, obtained as a result of the operation of the first neural network of the pathology prediction block 250 . This eliminates the need to study any other images or files, including the original image and/or a file with a text study protocol.

Обращаясь теперь к текстовому протоколу исследования, можно отметить, что он может как дополнять вышеописанное изображение с визуализацией патологии, так и заменять его. Текстовый протокол исследования содержит результаты работы и описание работы устройства 200 в виде текстовой информации, например, в формате CSV. В случае использования формата DICOM протокол может быть сформирован в виде DICOM Structured Report (структурированный отчет DICOM).Turning now to the text protocol of the study, it can be noted that it can both supplement the above image with visualization of the pathology, and replace it. The text protocol of the study contains the results of the work and a description of the operation of the device 200 in the form of textual information, for example, in CSV format. In the case of using the DICOM format, the protocol can be generated as a DICOM Structured Report (structured DICOM report).

В частности, текстовый протокол исследования может содержать:In particular, the text protocol of the study may contain:

1) Наименование исходного изображения (ссылку на него в виде соответствующего идентификатора - например, StudyInstanceID).1) The name of the source image (link to it in the form of an appropriate identifier - for example, StudyInstanceID).

2) Рекомендацию (или иными словами, предсказание). Как указывалось выше, данная рекомендация может иметь двоичное значение (например, 0 / 1), может быть числом в некотором диапазоне, указывающем вероятность наличия патологии (например, от 0 до 1), или может иметь текстовый формат (например, «вероятно, болен» / «вероятно, здоров»).2) Recommendation (or in other words, prediction). As noted above, this recommendation may be a binary value (for example, 0 / 1), may be a number in some range indicating the likelihood of a pathology (for example, from 0 to 1), or may be in text format (for example, “probably sick / "probably healthy").

3) Временные метки - время получения исследования, время формирования отчета.3) Timestamps - the time the study was received, the time the report was generated.

4) Информацию об ошибках работы устройства в ходе анализа, если таковые были.4) Information about errors in the operation of the device during the analysis, if any.

Полученный в результате работы блока 260 отчет об исследовании, содержащий изображение с визуализацией патологии и/или текстовый протокол исследования, сохраняется в блоке 220 хранения данных, откуда в дальнейшем может извлекаться по запросу от других устройств, и/или отправляется в блок 270 передачи данных, который передает этот отчет в другое устройство - например, в центральную медицинскую информационную систему 150 или в медицинскую организацию 110, запрашивавшую обработку данных.The study report obtained as a result of the operation of block 260, containing an image with visualization of the pathology and / or a text protocol of the study, is stored in the data storage block 220, from where it can later be retrieved upon request from other devices, and / or sent to the data transmission block 270, which transmits this report to another device - for example, to the central medical information system 150 or to the medical organization 110 that requested data processing.

В одном из вариантов осуществления результаты обработки, полученные устройством 200, могут при необходимости храниться в устройстве в течение предварительно заданного времени (например, семи дней) и далее удаляться. Это может выполняться, например, с целью резервного копирования, чтобы результат анализа можно было запросить и передать повторно без необходимости полноценного повторного анализа.In one embodiment, the processing results obtained by the device 200 may be stored in the device for a predetermined time (eg, seven days) if necessary, and subsequently deleted. This can be done, for example, for the purpose of backup, so that the result of the analysis can be requested and retransmitted without the need for a full reanalysis.

Таким образом, обеспечивается устройство для определения патологии, способное с повышенной точностью автоматически определять вероятность патологии. Это позволяет снизить требования к квалификации медицинского персонала и уменьшить влияние человеческого фактора (внимательность, утомляемость, ответственность). Также обеспечивается возможность использования для обучения большого числа разрозненных наборов данных. Кроме того, результат исследования обеспечивает исчерпывающий набор сведений, необходимый для принятия корректного врачебного решения с повышенной скоростью и точностью.Thus, a pathology determination apparatus capable of automatically determining the pathology probability with improved accuracy is provided. This reduces the requirements for the qualification of medical personnel and reduces the influence of the human factor (attention, fatigue, responsibility). It also provides the possibility of using a large number of disparate data sets for training. In addition, the result of the study provides a comprehensive set of information necessary for making the correct medical decision with increased speed and accuracy.

В иллюстративном неограничивающем примере для целей настоящего изобретения устройство 200 определения патологии может быть реализовано в виде облачного сервера, имеющего 24 вычислительных ядра, 64 ГБ RAM, дисковое пространство 300 ГБ под операционную систему CentOS 7, дисковое пространство 12 ТБ под данные, дисковое пространство 1,5 ТБ под базу данных и 2 сетевых адаптера.In an illustrative non-limiting example for the purposes of the present invention, the pathology detection device 200 can be implemented as a cloud server having 24 computing cores, 64 GB RAM, 300 GB disk space for the CentOS 7 operating system, 12 TB disk space for data, disk space 1, 5 TB for the database and 2 network adapters.

ПрименениеApplication

Системы, устройства и способы согласно настоящему изобретению можно использовать для обработки диагностических медицинских изображений органов и/или полостей с целью выявления в них признаков патологий.Systems, devices and methods according to the present invention can be used to process diagnostic medical images of organs and/or cavities in order to identify signs of pathologies in them.

Дополнительные особенности реализацииAdditional Implementation Features

Хотя приведенное выше описание относится к системам и устройствам, следует понимать, что оно полностью может быть описано в виде способов, содержащих этапы, в которых реализуются соответствующие операции и функции устройств и блоков, содержащихся в системах и устройствах. Конкретное описание способов по существу повторяет приведенное выше описание, поэтому отдельно не раскрывается в данном документе.Although the foregoing description relates to systems and devices, it should be understood that it can be fully described in terms of methods containing steps that implement the respective operations and functions of devices and blocks contained in systems and devices. The specific description of the methods essentially repeats the above description, therefore, is not separately disclosed in this document.

Несмотря на то, что в данном документе может быть указано, что данные передаются/отправляются или принимаются/получаются человеком (например, медицинским специалистом, врачом, экспертом), специалист в данной области техники должен понимать, что такое указание используется исключительно в целях упрощения описания, тогда как на самом деле подразумевается, что данные передаются/отправляются или принимаются/получаются соответствующим устройством, которым пользуется и/или управляет этот человек.Although this document may indicate that data is being transmitted/sent or received/received by a person (e.g., medical professional, physician, expert), one skilled in the art should understand that such indication is used solely for the purpose of simplifying the description. , while in fact it is understood that the data is transmitted / sent or received / received by the corresponding device used and / or controlled by this person.

Один или более описанных в настоящем документе блоков или устройств передачи (передатчиков) и один или более блоков или устройств приема (приемников) физически могут быть реализованы в одном и том же блоке или устройстве приемопередачи или в разных блоках или устройствах.One or more transmission units or devices (transmitters) described herein and one or more receiver units or devices (receivers) may be physically implemented in the same transceiver unit or device or in different units or devices.

Устройством или блоком передачи в данном документе для упрощения описания может называться устройство или блок, имеющий функции не только передачи, но и приема данных, информации и/или сигналов. Аналогичным образом, устройство или блок приема может также заключать в себе функции передачи данных, информации и/или сигналов.A device or a transmission unit in this document, for the sake of simplicity of description, may be referred to as a device or unit having the functions of not only transmitting, but also receiving data, information and/or signals. Similarly, the receiving device or unit may also include data, information and/or signaling functions.

Различные иллюстративные блоки и модули, описанные в связи с раскрытием сущности в данном документе, могут реализовываться или выполняться с помощью процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства (PLD), дискретного логического элемента или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов либо любой комбинации вышеозначенного, предназначенной для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, но в альтернативном варианте, процессор может представлять собой любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может реализовываться как комбинация вычислительных устройств (к примеру, комбинация DSP и микропроцессора, несколько микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с DSP-ядром либо любая другая подобная конфигурация).Various illustrative blocks and modules described in connection with the disclosure herein may be implemented or executed by a general purpose processor, digital signal processor (DSP), application specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate array (FPGA), or other programmable logic device (PLD), discrete logic element or transistor logic, discrete hardware components, or any combination of the foregoing, designed to perform the functions described in this document. A general purpose processor may be a microprocessor, but in the alternative, the processor may be any conventional processor, controller, microcontroller, or state machine. A processor may also be implemented as a combination of computing devices (eg, a combination of a DSP and a microprocessor, multiple microprocessors, one or more microprocessors together with a DSP core, or any other similar configuration).

Некоторые блоки по отдельности или вместе могут представлять собой, например, компьютер, и включать в себя процессор, который сконфигурирован для вызова и выполнения компьютерных программ из памяти для выполнения этапов способа или функций блоков в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Согласно вариантам осуществления, устройство может дополнительно включать в себя память. Процессор может вызывать и выполнять компьютерные программы из памяти для выполнения способа. Память может быть отдельным устройством, независимым от процессора, или может быть интегрирована в процессор. Память может хранить код, инструкции, команды и/или данные для исполнения на наборе из одного или более процессоров описанного устройства. Коды, инструкции, команды могут предписывать процессору выполнять этапы способа или функции устройства.Some blocks individually or collectively may be, for example, a computer, and include a processor that is configured to call and execute computer programs from memory to perform method steps or block functions in accordance with embodiments of the present invention. According to embodiments, the device may further include a memory. The processor may call and execute computer programs from memory to execute the method. The memory may be a separate device independent of the processor or may be integrated with the processor. The memory may store code, instructions, commands, and/or data for execution on a set of one or more processors of the device described. Codes, instructions, commands may direct the processor to perform the steps of a method or device function.

Функции, описанные в данном документе, могут реализовываться в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, выполняемом посредством одного или более процессоров, микропрограммном обеспечении или в любой комбинации вышеозначенного. Аппаратные и программные средства, реализующие функции, также могут физически находиться в различных позициях, в том числе согласно такому распределению, что части функций реализуются в различных физических местоположениях, то есть может выполняться распределенная обработка или распределенные вычисления.The functions described herein may be implemented in hardware, software running on one or more processors, firmware, or any combination of the foregoing. The hardware and software implementing the functions may also be physically located in different locations, including such a distribution that parts of the functions are implemented in different physical locations, that is, distributed processing or distributed computing may be performed.

При необходимости (например, в случае если велик объем данных и/или вычислений, которые необходимо выполнить в отношении этих данных), может производиться многопоточная обработка данных, которая в простом представлении может выражаться в том, что все множество подлежащих обработке данных разделяется на набор подмножеств, и каждое ядро процессора выполняет обработку в отношении назначенного для него подмножества данных.If necessary (for example, if the amount of data and / or calculations that need to be performed on this data is large), multi-threaded data processing can be performed, which in a simple representation can be expressed in the fact that the entire set of data to be processed is divided into a set of subsets , and each processor core performs processing on its assigned subset of data.

Вышеупомянутая память может быть энергозависимой или энергонезависимой памятью или может включать в себя как энергозависимую, так и энергонезависимую память. Специалисту в области техники должно быть также понятно, что, когда речь идет о памяти и о хранении данных, программ, кодов, инструкций, команд и т.п., подразумевается наличие машиночитаемого (или компьютерно-читаемого, процессорно-читаемого) запоминающего носителя. Машиночитаемые носители данных включают в себя как некратковременные компьютерные носители хранения данных, так и среду связи, включающую в себя любую передающую среду, которая упрощает перемещение компьютерной программы или ее части из одного места в другое. Некратковременный машиночитаемый запоминающий носитель может представлять собой любой доступный носитель, который может использоваться для того, чтобы переносить или сохранять требуемое средство программного кода в форме инструкций или структур данных, и к которому можно осуществлять доступ посредством компьютера, процессора или иного устройства обработки общего назначения или специального назначения.The above memory may be volatile or non-volatile memory, or may include both volatile and non-volatile memory. One of ordinary skill in the art will also understand that when referring to memory and storage of data, programs, codes, instructions, instructions, and the like, it is understood that there is a machine-readable (or computer-readable, processor-readable) storage medium. Computer-readable storage media includes both non-transitory computer storage media and communication media, including any transmission medium that facilitates movement of a computer program, or portion thereof, from one place to another. A non-transitory computer-readable storage medium can be any available medium that can be used to carry or store a desired piece of program code in the form of instructions or data structures, and that can be accessed by a computer, processor, or other general purpose or special processing device. destination.

В качестве примера, а не ограничения, машиночитаемые носители могут содержать постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), электронно-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), флэш-память, оперативную память (RAM), статическую память с произвольным доступом (SRAM), динамическую память с произвольным доступом (DRAM), синхронную динамическую память с произвольным доступом (SDRAM), синхронную динамическую память с произвольной выборкой с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), синхронную динамическую память с произвольной выборкой с повышенной скоростью (ESDRAM), DRAM с синхронной линией связи (SLDRAM) и оперативную память с шиной прямого доступа (DR RAM), регистр, кэш-память, полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные носители, такие как внутренние жесткие диски и съемные диски, магнитооптические носители и оптические носители, такие как диски CD-ROM и цифровые универсальные диски (DVD), а также любые другие известные в уровне техники носители данных.By way of example, and not limitation, computer-readable media may include read-only memory (ROM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electronically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory. , Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Dynamic Random Access Memory (DRAM), Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM), Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (DDR SDRAM) , accelerated speed synchronous dynamic random access memory (ESDRAM), synchronous link DRAM (SLDRAM), and direct access bus random access memory (DR RAM), register, cache, semiconductor memories, magnetic media such as internal hard drives and removable drives, magneto-optical media and optical media such as CD-ROMs and digital versatile discs (DVDs), as well as any other media known in the art.

Информация и сигналы, описанные в данном документе, могут представляться с помощью любой из множества различных технологий. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные сигналы, которые могут приводиться в качестве примера в вышеприведенном описании, могут представляться посредством напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц либо любой комбинации вышеозначенного, если это применимо к настоящему изобретению.The information and signals described herein may be represented using any of a variety of different technologies. For example, the data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, and elementary signals that may be exemplified in the above description may be represented by voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields or particles, or any combinations of the above, if applicable to the present invention.

По меньшей мере один из этапов в способе или блоков в устройстве может использовать модель искусственного интеллекта (AI) для выполнения соответствующих операций. Функция, связанная с AI, может выполняться через процессор и энергонезависимую и/или энергозависимую память.At least one of the steps in the method or blocks in the device may use an artificial intelligence (AI) model to perform the respective operations. The AI-related function may be executed via a processor and non-volatile and/or volatile memory.

Процессор может включать в себя один или более процессоров. В то же время, один или более процессоров могут быть процессором общего назначения, например центральным процессором (CPU), прикладным процессором (AP) и т.п., блоком обработки только графики, таким как графический процессор (GPU), визуальный процессор (VPU), и/или специализированным процессором AI, таким как нейронный процессор (NPU).The processor may include one or more processors. At the same time, one or more processors may be a general purpose processor such as a central processing unit (CPU), an application processor (AP) and the like, a graphics-only processing unit such as a graphics processing unit (GPU), a visual processing unit (VPU). ), and/or a specialized AI processor such as a Neural Processing Unit (NPU).

Один или более процессоров управляют обработкой входных данных в соответствии с предварительно определенным правилом работы или моделью искусственного интеллекта (AI), хранящейся в энергонезависимой памяти и/или энергозависимой памяти. Предварительно определенное правило работы или модель искусственного интеллекта могут быть получены путем обучения. При этом процессор может выполнять операцию предварительной обработки данных для преобразования в форму, подходящую для использования в качестве входных данных для модели искусственного интеллекта.One or more processors direct the processing of input data in accordance with a predefined operating rule or artificial intelligence (AI) model stored in non-volatile memory and/or non-volatile memory. A predetermined operating rule or artificial intelligence model can be obtained through training. In doing so, the processor may perform a pre-processing operation on the data to convert it into a form suitable for use as input to the artificial intelligence model.

«Получены путем обучения» означает, что посредством применения алгоритма обучения к обучаемой модели искусственного интеллекта с использованием множества обучающих данных создается предварительно определенное правило работы или модель AI с желаемой характеристикой. Обучение может выполняться на самом устройстве, в котором выполняется AI согласно варианту осуществления, и/или может быть реализовано через отдельный сервер/систему."Obtained by training" means that by applying a learning algorithm to a trainable artificial intelligence model using a set of training data, a predefined operation rule or AI model with a desired characteristic is created. The training may be performed on the device itself running the AI according to the embodiment and/or may be implemented via a separate server/system.

Модель искусственного интеллекта может включать в себя множество слоев нейронной сети. Каждый из множества слоев нейронной сети включает в себя множество весовых значений (коэффициентов) и выполняет рабочую операцию для данного слоя путем вычисления с применением множества весовых значений данного слоя в отношении входных данных или результата вычисления предыдущего слоя.An artificial intelligence model may include multiple neural network layers. Each of the multiple layers of the neural network includes a plurality of weights (coefficients) and performs a work operation for a given layer by computing using the plurality of weights of a given layer with respect to the input or calculation result of a previous layer.

Примеры нейронных сетей включают, помимо прочего, сверточную нейронную сеть (CNN), глубокую нейронную сеть (DNN), рекуррентную нейронную сеть (RNN), ограниченную машину Больцмана (RBM), глубокую сеть доверия (DBN), двунаправленную рекуррентную глубокую нейронную сеть (BRDNN), генеративно-состязательные сети (GAN) и глубокие Q-сети.Examples of neural networks include, but are not limited to, Convolutional Neural Network (CNN), Deep Neural Network (DNN), Recurrent Neural Network (RNN), Restricted Boltzmann Machine (RBM), Deep Belief Network (DBN), Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN). ), generative adversarial networks (GANs), and deep Q-nets.

Алгоритм обучения - это метод обучения предварительно определенного целевого устройства (например, нейронной сети на базе GPU или NPU) с использованием множества обучающих данных, чтобы вызывать, разрешать или управлять целевым устройством для выполнения определения или прогнозирования. Примеры алгоритмов обучения включают, но не ограничиваются ими, обучение с учителем, обучение без учителя, обучение с частичным привлечением учителя или обучение с подкреплением.A learning algorithm is a method of training a predetermined target device (eg, a GPU or NPU based neural network) using a set of training data to call, enable, or control the target device to perform a determination or prediction. Examples of learning algorithms include, but are not limited to, supervised learning, unsupervised learning, partially supervised learning, or reinforcement learning.

Следует понимать, что хотя в настоящем документе для описания различных блоков, модулей, сетей, элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, могут использоваться такие термины, как "первый", "второй", "третий" и т.п., эти блоки, модули, сети, элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются только для того, чтобы отличить один блок, модуль, сеть, элемент, компонент, область, слой или секцию от другого блока, модуля, сети, элемента, компонента, области, слоя или секции. Так, первый блок, модуль, сеть, элемент, компонент, область, слой или секция может быть назван вторым блоком, модулем, сетью, элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без выхода за рамки объема настоящего изобретения. В настоящем описании термин "и/или" включает любые и все комбинации из одной или более из соответствующих перечисленных позиций. Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.It should be understood that although terms such as "first", "second", "third" and the like may be used in this document to describe various blocks, modules, networks, elements, components, regions, layers and/or sections ., these blocks, modules, networks, elements, components, areas, layers and/or sections should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one block, module, network, element, component, region, layer, or section from another block, module, network, element, component, region, layer, or section. Thus, a first block, module, network, element, component, region, layer, or section may be referred to as a second block, module, network, element, component, region, layer, or section, without departing from the scope of the present invention. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the respective listed positions. Elements mentioned in the singular do not exclude the plurality of elements, unless otherwise specified.

Функциональность элемента, указанного в описании или формуле изобретения как единый элемент, может быть реализована на практике посредством нескольких компонентов устройства, и наоборот, функциональность элементов, указанных в описании или формуле изобретения как несколько отдельных элементов, может быть реализована на практике посредством единого компонента.The functionality of an element specified in the description or claims as a single element may be practiced by means of several components of the device, and conversely, the functionality of elements indicated in the description or claims as several separate elements may be practiced by means of a single component.

В одном из вариантов осуществления некоторые или все элементы/блоки/модули предложенного устройства находятся в общем корпусе, могут быть размещены на одной раме/конструкции/печатной плате/кристалле и связаны друг с другом конструктивно посредством монтажных (сборочных) операций и функционально посредством линий связи. Упомянутые линии или каналы связи, если не указано иное, являются типовыми, известными специалистам линиями связи, материальная реализация которых не требует творческих усилий. Линией связи может быть провод, набор проводов, шина, дорожка, беспроводная линия связи (индуктивная, радиочастотная, инфракрасная, ультразвуковая и т.д.). Протоколы связи по линиям связи известны специалистам и не раскрываются отдельно.In one of the embodiments, some or all elements/blocks/modules of the proposed device are located in a common housing, can be placed on the same frame/structure/printed circuit board/crystal and are structurally connected to each other through assembly (assembly) operations and functionally through communication lines . The mentioned communication lines or channels, unless otherwise indicated, are typical communication lines known to specialists, the material implementation of which does not require creative efforts. The communication link may be a wire, a set of wires, a bus, a track, a wireless link (inductive, RF, infrared, ultrasonic, etc.). Communication protocols over communication lines are known to those skilled in the art and are not disclosed separately.

Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электромагнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов, и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.The functional connection of elements should be understood as a connection that ensures the correct interaction of these elements with each other and the implementation of one or another functionality of the elements. Particular examples of functional communication may be communication with the ability to exchange information, communication with the ability to transmit electric current, communication with the ability to transmit mechanical motion, communication with the ability to transmit light, sound, electromagnetic or mechanical vibrations, etc. The specific type of functional connection is determined by the nature of the interaction of the mentioned elements, and, unless otherwise indicated, is provided by well-known means, using principles well-known in the art.

Конструктивное исполнение элементов предложенного устройства является известным для специалистов в данной области техники и не описывается отдельно в данном документе, если не указано иное. Элементы устройства могут быть выполнены из любого подходящего материала. Эти составные части могут быть изготовлены с использованием известных способов, включая, лишь в качестве примера, механическую обработку на станках, литье по выплавляемой модели, наращивание кристаллов. Операции сборки, соединения и иные операции в соответствии с приведенным описанием также соответствуют знаниям специалиста в данной области и, таким образом, более подробно поясняться здесь не будут.The design of the elements of the proposed device is known to specialists in this field of technology and is not described separately in this document, unless otherwise indicated. The elements of the device can be made from any suitable material. These components can be manufactured using known methods including, by way of example only, machining, investment casting, crystal growth. Assembly, connection, and other operations as described herein are also within the knowledge of a person skilled in the art, and thus will not be explained in more detail here.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать настоящее изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку специалисту в данной области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники могут быть очевидны различные другие модификации и варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.Although the exemplary embodiments have been described in detail and shown in the accompanying drawings, it should be understood that such embodiments are illustrative only and are not intended to limit the present invention, and that the present invention should not be limited to the particular arrangements and structures shown and described, since a person skilled in the art on the basis of the information set forth in the description and the knowledge of the prior art may be obvious various other modifications and embodiments of the invention, without going beyond the essence and scope of this invention.

Claims (108)

1. Система поддержки принятия врачебных решений, содержащая:1. Medical decision support system, containing: по меньшей мере одно устройство для получения медицинских изображений, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью формирования по меньшей мере одного медицинского изображения на основе диагностического исследования по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и передачи упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения на устройство передачи данных;at least one device for obtaining medical images located in a medical organization and configured to form at least one medical image based on a diagnostic study of at least one organ and/or cavity of the examined patient and transmit the said at least one medical image to data transmission device; по меньшей мере одно устройство передачи данных, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью формирования подлежащих обработке данных на основе принятого по меньшей мере одного медицинского изображения и передачи подлежащих обработке данных в центральную медицинскую информационную систему (ЦМИС), причем подлежащие обработке данные представляют собой пакет, содержащий по меньшей мере два медицинских изображения;at least one data transmission device located in a medical organization and configured to generate data to be processed based on the received at least one medical image and transfer the data to be processed to the central medical information system (CMIS), wherein the data to be processed is a package , containing at least two medical images; ЦМИС, выполненную с возможностью приема по меньшей мере одного пакета по меньшей мере от одного устройства передачи данных, изменения размера и наполнения упомянутого по меньшей мере одного пакета путем сортировки изображений, содержащихся в упомянутом по меньшей мере одном пакете, по их разрешению или приоритету в зависимости от требований и/или возможностей по меньшей мере одного устройства для определения патологии, и передачи по меньшей мере одного измененного пакета по меньшей мере на одно устройство для определения патологии; иCMIS configured to receive at least one packet from at least one data transmission device, resize and fill said at least one packet by sorting the images contained in said at least one packet according to their resolution or priority depending on the requirements and/or capabilities of the at least one pathology device, and transmitting at least one modified packet to the at least one pathology device; And по меньшей мере одно устройство для определения патологии, выполненное с возможностью извлечения упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения из принятого по меньшей мере одного пакета, определения, имеется ли в упомянутом по меньшей мере одном органе и/или полости обследуемого пациента на упомянутом по меньшей мере одном медицинском изображении патология, формирования отчета, который содержит по меньшей мере один файл, содержащий указание на наличие или отсутствие патологии, и передачи отчета в ЦМИС,at least one device for determining the pathology, made with the possibility of extracting said at least one medical image from the received at least one package, determining whether there is in said at least one organ and / or cavity of the patient under examination on said at least pathology in one medical image, generating a report that contains at least one file containing an indication of the presence or absence of pathology, and sending the report to the CMIS, причем определение патологии выполняется автоматически с использованием нейронной сети, содержащейся в устройстве для определения патологии и предварительно обученной для данного типа диагностического исследования,moreover, the determination of the pathology is performed automatically using the neural network contained in the device for determining the pathology and pre-trained for this type of diagnostic study, причем результат определения патологии предназначен для поддержки принятия врачебного решения о состоянии упомянутого по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и/или о лечении обследуемого пациента.moreover, the result of determining the pathology is intended to support the adoption of a medical decision about the condition of the said at least one organ and/or cavity of the examined patient and/or about the treatment of the examined patient. 2. Система по п. 1, дополнительно содержащая средство просмотра, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью приема результата определения патологии от устройства для определения патологии и предоставления результата определения патологии в виде, пригодном для просмотра человеком.2. The system of claim 1, further comprising a viewer located in a medical facility and configured to receive a pathology determination result from the pathology determination device and present the pathology determination result in a human-viewable form. 3. Система по п. 2, дополнительно содержащая хранилище, расположенное в медицинской организации и выполненное с возможностью хранения упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения, сформированного устройством для получения медицинских изображений, подлежащих обработке данных, сформированных упомянутым устройством передачи данных, и/или результата определения патологии от устройства для определения патологии.3. The system according to claim 2, further comprising a storage located in a medical organization and configured to store said at least one medical image generated by a device for obtaining medical images, data to be processed, generated by said data transmission device, and / or a result detection of pathology from the device for determining the pathology. 4. Система по п. 3, дополнительно содержащая медицинскую информационную систему, расположенную в медицинской организации, причем хранилище и устройство передачи данных являются частями медицинской информационной системы.4. The system according to claim 3, further comprising a medical information system located in a medical organization, and the storage and data transmission device are parts of the medical information system. 5. Система по п. 1, в которой подлежащие обработке данные содержат упомянутое по меньшей мере одно медицинское изображение.5. The system of claim 1, wherein the data to be processed comprises said at least one medical image. 6. Система по п. 5, в которой подлежащие обработке данные дополнительно содержат дополнительную целевую информацию, содержащую сведения о пациенте, об исследовании, о медицинской организации и/или о медицинском специалисте, проводившем исследование.6. The system according to claim 5, in which the data to be processed additionally contains additional target information containing information about the patient, about the study, about the medical organization and / or about the medical specialist who conducted the study. 7. Система по п. 5, в которой подлежащие обработке данные дополнительно содержат уникальный идентификатор изображения, соответствующий каждому из упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения,7. The system of claim 5, wherein the data to be processed further comprises a unique image identifier corresponding to each of said at least one medical image, причем результат определения патологии, полученный устройством для определения патологии после обработки упомянутого по меньшей мере одного медицинского изображения, содержит уникальный идентификатор изображения, соответствующий данному изображению.wherein the pathology detection result obtained by the pathology detection device after processing said at least one medical image contains a unique image identifier corresponding to the image. 8. Система по любому из пп. 5-7, в которой подлежащие обработке данные являются деперсонализированными.8. The system according to any one of paragraphs. 5-7, in which the data to be processed is depersonalized. 9. Система по п. 1, в которой устройство передачи данных дополнительно выполнено с возможностью передачи пакета при достижении предварительно заданных параметров пакета или по времени.9. The system according to claim. 1, in which the data transmission device is additionally configured to transmit the packet upon reaching predetermined packet parameters or in time. 10. Система по п. 1, в которой подлежащие обработке данные, сформированные и переданные устройством передачи данных медицинской организации в ЦМИС, являются недеперсонализированными,10. The system according to claim 1, in which the data to be processed, generated and transmitted by the data transmission device of the medical organization to the CMIS, are non-depersonalized, причем ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью деперсонализации подлежащих обработке данных.moreover, the CMIS is additionally configured to depersonalize the data to be processed. 11. Система по п. 1, в которой устройство для определения патологии дополнительно выполнено с возможностью:11. The system according to claim 1, in which the device for determining the pathology is additionally configured to: визуализации по меньшей мере одной области на изображении, предположительно содержащей патологию, если определено, что в упомянутом по меньшей мере одном органе и/или полости обследуемого пациента на обрабатываемом медицинском изображении имеется патология; иvisualization of at least one area on the image, presumably containing a pathology, if it is determined that there is a pathology in the mentioned at least one organ and/or cavity of the examined patient on the processed medical image; And формирования отчета, содержащего изображение с визуализацией патологии.generating a report containing an image with visualization of the pathology. 12. Система по п. 1, в которой визуализация патологии выполняется на изображении, которое является копией соответствующего изображения, на котором определена патология.12. The system of claim. 1, in which the imaging of the pathology is performed on the image, which is a copy of the corresponding image, which is defined pathology. 13. Система по п. 1, в которой устройство для определения патологии дополнительно выполнено с возможностью:13. The system according to claim. 1, in which the device for determining the pathology is additionally configured to: формирования текстового протокола исследования, содержащего по меньшей мере одно из: идентификатора исходного изображения, результата определения патологии в числовом или текстовом формате, времени получения подлежащих обработке данных, времени получения результата определения патологии, времени формирования протокола исследования, информации об ошибках, возникших в ходе работы устройства; иformation of a text protocol of the study, containing at least one of: the identifier of the original image, the result of determining the pathology in numerical or text format, the time of obtaining the data to be processed, the time of obtaining the result of determining the pathology, the time of generating the study protocol, information about errors that occurred during the work devices; And формирования отчета, содержащего текстовый протокол исследования.generating a report containing a text protocol of the study. 14. Система по п. 1, дополнительно содержащая оборудование эксперта, выполненное с возможностью:14. The system according to claim. 1, additionally containing the equipment of the expert, made with the ability to: приема результата определения патологии от устройства для определения патологии;receiving a pathology detection result from the pathology detection device; предоставления результата определения патологии и соответствующего медицинского изображения пользователю оборудования эксперта;providing the result of determining the pathology and the corresponding medical image to the user of the expert's equipment; приема ввода от пользователя для формирования медицинского заключения, содержащего врачебное решение о состоянии упомянутого по меньшей мере одного органа и/или полости обследуемого пациента и/или о лечении обследуемого пациента.receiving input from the user to form a medical report containing a medical decision about the state of said at least one organ and/or cavity of the examined patient and/or about the treatment of the examined patient. 15. Система по п. 14, в которой пользователем оборудования эксперта является специалист экспертной организации или внешний врач-рентгенолог, производящий медицинские заключения с использованием результатов работы устройства для определения патологии и/или выполняющий функцию эксперта или консультанта.15. The system according to claim 14, in which the user of the expert equipment is a specialist of an expert organization or an external radiologist who makes medical conclusions using the results of the operation of the device for determining the pathology and / or performs the function of an expert or consultant. 16. Система по п. 15, содержащая по меньшей мере два экземпляра оборудования эксперта, пользователями которых являются, соответственно, по меньшей мере два специалиста экспертных организаций или внешних врача-рентгенолога,16. The system according to claim 15, containing at least two copies of the expert’s equipment, the users of which are, respectively, at least two specialists of expert organizations or external radiologists, причем разные специалисты экспертных организаций или внешние врачи-рентгенологи выполняют интерпретацию разных типов исследований.moreover, different specialists of expert organizations or external radiologists perform the interpretation of different types of studies. 17. Система по п. 1, содержащая по меньшей мере две медицинских организации и по меньшей мере два устройства для определения патологии,17. The system according to claim 1, containing at least two medical organizations and at least two devices for determining pathology, причем одна или более медицинских организаций обслуживаются одним или более разными устройствами для определения патологии.and one or more medical organizations are served by one or more different devices for determining the pathology. 18. Система по п. 17, в которой одно и то же медицинское изображение из одной медицинской организации передается на обработку в разные устройства для определения патологии, которые имеют разные принципы работы и/или обучены на разных наборах данных.18. The system according to claim 17, in which the same medical image from one medical organization is transferred for processing to different devices for determining the pathology, which have different operating principles and / or are trained on different data sets. 19. Система по п. 17, в которой медицинские изображения, полученные в результате разных типов исследований, из одной медицинской организации передаются на обработку в разные устройства для определения патологии, предназначенные для обработки соответствующих типов исследований.19. The system according to claim 17, in which medical images obtained as a result of different types of studies from one medical organization are transferred for processing to different devices for determining the pathology, designed to process the corresponding types of studies. 20. Система по п. 1, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:20. The system according to claim 1, in which the CMIS is additionally configured to: приема результата определения патологии от устройства для определения патологии;receiving a pathology detection result from the pathology detection device; передачи результата определения патологии на оборудование эксперта;transferring the result of determining the pathology to the equipment of the expert; получения медицинского заключения, сформированного с использованием оборудования эксперта;obtaining a medical report formed using the expert's equipment; передачи медицинского заключения организации или лицу, запрашивавшему обработку соответствующего медицинского изображения.transfer of the medical report to the organization or person requesting the processing of the relevant medical image. 21. Система по п. 20, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:21. The system according to claim 20, in which the CMIS is additionally configured to: хранения медицинских изображений;storage of medical images; хранения персональных данных пациентов;storage of personal data of patients; деперсонализации по меньшей мере части подлежащих обработке данных перед их передачей на устройство для определения патологии; иdepersonalizing at least a portion of the data to be processed prior to transmission to the pathology device; And регулировки количества и типа персональных данных, к которым предоставляется право осуществлять доступ пользователю ЦМИС, в зависимости от его уровня доступа.adjusting the amount and type of personal data to which the user of the CMIS is granted the right to access, depending on his level of access. 22. Система по п. 20, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:22. The system according to claim 20, in which the CMIS is additionally configured to: приема запроса на составление заключения в отношении результата определения патологии; иreceiving a request for drawing up a conclusion regarding the result of determining the pathology; And передачи результата определения патологии на оборудование эксперта в ответ на прием запроса на составление заключения,transferring the result of determining the pathology to the equipment of the expert in response to receiving a request for drawing up an opinion, причем запрос на составление заключения содержит задачу по интерпретации медицинского изображения и/или результата определения патологии, которую допускается выполнять по собственной инициативе любому одному или более экспертам, имеющим соответствующий уровень доступа к ЦМИС, или которую должен выполнить конкретный один или более экспертов;and the request for the conclusion contains the task of interpreting the medical image and / or the result of determining the pathology, which is allowed to be performed on their own initiative by any one or more experts with the appropriate level of access to the CMIS, or which must be performed by a specific one or more experts; и/илиand/or приема запроса на обработку изображения в отношении медицинского изображения; иreceiving an image processing request for the medical image; And передачи подлежащих обработке данных, содержащих данное медицинское изображение, на устройство для определения патологии в ответ на прием запроса на обработку изображения,transmitting the data to be processed containing the medical image to the pathology detection device in response to receiving an image processing request, причем запрос на обработку изображения содержит задачу по определению патологии на соответствующем медицинском изображении, которую допускается выполнять по собственной инициативе любому одному или более устройствам для определения патологии, способным обрабатывать медицинские изображения соответствующего типа, или которую должно выполнить конкретное одно или более устройств для определения патологии.wherein the image processing request comprises a pathology detection task on the corresponding medical image, which any one or more pathology detection devices capable of processing medical images of the corresponding type can perform on its own initiative, or which a specific one or more pathology devices must perform. 23. Система по п. 22, в которой запрос на составление заключения или запрос на обработку изображения исходит от медицинской организации, получившей соответствующее медицинское изображение, от медицинской организации или лица, запросившего обработку изображения, от самой ЦМИС, от устройства для определения патологии или от эксперта.23. The system according to claim 22, in which the request for an opinion or a request for image processing comes from a medical organization that received the corresponding medical image, from a medical organization or a person who requested image processing, from the CMIS itself, from a pathology device, or from expert. 24. Система по п. 22, в которой ЦМИС выполнена с возможностью формирования запросов на составление заключения с учетом одного или более из:24. The system according to claim 22, in which the CMIS is configured to generate requests for a conclusion, taking into account one or more of: - рабочего времени эксперта или временного интервала, в течение которого эксперт готов принимать запросы;- working hours of the expert or the time interval during which the expert is ready to accept requests; - числа запросов, которые уже выданы эксперту, но еще не обработаны;- the number of requests that have already been issued to the expert, but have not yet been processed; - минимального количества запросов, которые одновременно готов принимать эксперт;- the minimum number of requests that the Expert Advisor is ready to accept at the same time; - суммарного количества запросов, уже обработанных экспертом, и запросов, которые назначены данному эксперту, за рабочее время;- the total number of requests already processed by the expert, and requests that are assigned to this expert, during working hours; - количества заключений, выданных экспертом за последний период времени.- the number of opinions issued by the expert for the last period of time. 25. Система по п. 22, в которой ЦМИС выполнена с возможностью формирования запросов на обработку изображения с учетом одного или более из:25. The system according to claim 22, in which the CMIS is configured to generate requests for image processing, taking into account one or more of: - временного интервала, в течение которого допускается передавать запросы тому или иному устройству для определения патологии;- the time interval during which it is allowed to send requests to one or another device to determine the pathology; - числа запросов, которые уже выданы устройству для определения патологии, но еще не обработаны;- the number of requests that have already been issued to the device for determining the pathology, but have not yet been processed; - минимального количества запросов, которые одновременно способно обрабатывать устройство для определения патологии;- the minimum number of requests that can be simultaneously processed by the device for determining the pathology; - суммарного количества запросов, уже обработанных устройством для определения патологии, и запросов, которые назначены данному устройству для определения патологии, за предварительно определенный период времени;- the total number of requests already processed by the device for determining the pathology, and requests that are assigned to this device for determining the pathology, for a predetermined period of time; - количества результатов, выданных данным устройством для определения патологии за последний предварительно определенный период времени.- the number of results generated by the given pathology device in the last predetermined period of time. 26. Система по п. 22, в которой ЦМИС выполнена с возможностью организации запросов на составление заключения и/или запросов на обработку изображений в порядке очереди.26. The system according to claim. 22, in which the CMIS is configured to organize requests for drawing up an opinion and / or requests for image processing in turn. 27. Система по п. 26, в которой запросы на составление заключения и запросы на обработку изображений имеют приоритет, устанавливаемый медицинской организацией, получившей соответствующее медицинское изображение, или лицом, запросившим обработку изображения, автоматически самой ЦМИС, автоматизированно или вручную оператором ЦМИС, устройством для определения патологии или экспертом.27. The system according to claim 26, in which requests for drawing up a conclusion and requests for image processing have priority set by the medical organization that received the corresponding medical image, or by the person who requested image processing, automatically by the CMIS itself, automatically or manually by the CMIS operator, the device for definition of pathology or an expert. 28. Система по п. 27, в которой приоритет устанавливается с учетом одного или более из:28. The system of claim 27, wherein the priority is set based on one or more of: - особенностей проводимых исследований,- features of ongoing research, - профиля организации, проводившей исследование,- the profile of the organization that conducted the study, - состояния пациента,- the patient's condition, - требований организации или лица, запрашивавшего обработку изображения или составление заключения,- the requirements of the organization or person who requested the processing of the image or the drawing up of an opinion, - крайнего срока оказания медицинской услуги.- the deadline for the provision of medical services. 29. Система по п. 20, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:29. The system according to claim 20, in which the CMIS is additionally configured to: группировки изображений, ожидающих обработки, в пакеты для передачи на устройство для определения патологии.grouping pending images into packets for transmission to a pathology device. 30. Система по п. 1, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью валидации подлежащих обработке данных, причем валидация содержит одну или более следующих проверок:30. The system according to claim. 1, in which the CMIS is additionally configured to validate the data to be processed, and the validation contains one or more of the following checks: - возможно ли извлечение изображения из подлежащих обработке данных;- is it possible to extract an image from the data to be processed; - соответствуют ли данные, приложенные к запросу на обработку изображения, самому запросу;- whether the data attached to the request for image processing correspond to the request itself; - является ли изображение позитивом или негативом;- whether the image is positive or negative; - имеет ли изображение размер, равный или превышающий предварительно заданный минимальный размер, поддерживаемый по меньшей мере одним из устройств для определения патологии, способных обрабатывать такой тип исследований;- whether the image has a size equal to or greater than a predetermined minimum size supported by at least one of the pathology devices capable of processing this type of examination; - являются ли подлежащие обработке данные деперсонализированными;- whether the data to be processed is depersonalized; - имеет ли уникальный идентификатор изображения предварительно заданный формат.- whether the unique identifier of the image has a predefined format. 31. Система по п. 1, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью предобработки подлежащих обработке данных, причем предобработка подлежащих обработке данных содержит одну или более следующих операций:31. The system according to claim. 1, in which the CMIS is additionally configured to pre-process the data to be processed, and the pre-processing of the data to be processed comprises one or more of the following operations: - преобразование изображения в позитив или негатив;- converting the image to positive or negative; - обрезку изображения в соответствии с областью интереса, предварительно заданной в параметрах изображения медицинским специалистом, проводившим исследование;- cropping the image in accordance with the area of interest pre-set in the image parameters by the medical specialist who conducted the study; - преобразование яркости или цветности изображения;- conversion of brightness or color of the image; - сжатие изображения до требуемого размера;- image compression to the required size; - деперсонализацию подлежащих обработке данных;- depersonalization of the data to be processed; - преобразование уникального идентификатора изображения в предварительно заданный формат, поддерживаемый одним или более устройств для определения патологии.- converting the unique image identifier into a predetermined format supported by one or more pathology devices. 32. Система по п. 21, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:32. The system according to claim 21, in which the CMIS is additionally configured to: хранения по меньшей мере одного набора данных, содержащих должным образом размеченные медицинские изображения,storing at least one data set containing properly labeled medical images, причем разметка содержит указание на наличие или отсутствие патологии.moreover, the markup contains an indication of the presence or absence of pathology. 33. Система по п. 32, в которой по меньшей мере один набор данных предназначен для обучения одного или более устройств для определения патологии.33. The system of claim 32, wherein the at least one dataset is for training one or more pathology devices. 34. Система по п. 33, в которой по меньшей мере один набор данных содержит персональные данные пациентов.34. The system of claim. 33, wherein at least one data set contains personal data of patients. 35. Система по п. 34, в которой персональные данные пациентов содержат пол и возраст пациентов.35. The system according to claim 34, in which the personal data of patients contains the gender and age of patients. 36. Система по п. 34, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью передачи по меньшей мере одного набора данных в устройство для определения патологии для целей обучения без деперсонализации в отношении тех персональных данных, которые необходимы для обучения устройству для определения патологии.36. The system of claim 34, wherein the CMIS is further configured to transmit at least one set of data to the pathology device for learning purposes without being depersonalized with respect to those personal data needed to train the pathology device. 37. Система по п. 20, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:37. The system according to claim 20, in which the CMIS is additionally configured to: анализа медицинских заключений, составляемых экспертами;analysis of medical reports compiled by experts; извлечения из медицинских заключений сведений о наличии или отсутствии патологии и о характере патологии, если таковая имеется; иextracting from medical reports information about the presence or absence of pathology and the nature of the pathology, if any; And формирования по меньшей мере одного набора размеченных медицинских изображений на основе извлеченных данных.generating at least one set of labeled medical images based on the extracted data. 38. Система по п. 37, в которой ЦМИС дополнительно выполнена с возможностью:38. The system according to claim 37, in which the CMIS is additionally configured to: дополнения разметки сформированных размеченных медицинских изображений соответствующими персональными данными пациента, сохраненными в ЦМИС.supplementing the markup of the generated marked up medical images with the corresponding personal data of the patient stored in the CMIS. 39. Система по п. 37, в которой анализируются только медицинские заключения, подготовленные экспертами, уровень квалификации или рейтинг которых выше предварительно заданного порога.39. The system of claim 37, which analyzes only medical reports prepared by experts whose skill level or rating is above a predetermined threshold. 40. Система по п. 33, в которой по меньшей мере один набор данных содержит для каждого пациента по меньшей мере два медицинских изображения одной и той же области, сделанных в разные периоды времени.40. The system of claim. 33, wherein the at least one data set contains for each patient at least two medical images of the same area taken at different time periods. 41. Система по п. 40, в которой каждые по меньшей мере два медицинских изображения для каждого пациента являются размеченными, и содержащий их набор данных предназначен для обучения одного или более устройств для определения патологии игнорировать индивидуальные особенности пациентов, которые не должны считаться патологией, а также отслеживать изменения, происходящие в организме пациента в динамике.41. The system of claim. 40, in which at least two medical images for each patient are labeled, and the data set containing them is designed to train one or more devices for determining the pathology to ignore individual characteristics of patients that should not be considered pathology, and also monitor changes occurring in the patient's body over time. 42. Система по п. 40, в которой устройство для определения патологии выполнено с возможностью запрашивать у ЦМИС предыдущие медицинские изображения анализируемой области пациента, изображенного на конкретном анализируемом изображении.42. The system of claim 40, wherein the pathology determination device is configured to request previous medical images of the analyzed area of the patient depicted in the particular analyzed image from the CMIS.
RU2021137766A 2021-12-20 Medical decision support system based on medical image analysis RU2789260C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789260C1 true RU2789260C1 (en) 2023-01-31

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813480C1 (en) * 2023-10-31 2024-02-12 Общество С Ограниченной Ответственностью "Компания "Стрим Лабс" Method of processing magnetic resonance imaging images for generating training data

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108876775A (en) * 2018-06-12 2018-11-23 广州图灵人工智能技术有限公司 The rapid detection method of diabetic retinopathy
WO2018236497A1 (en) * 2017-05-25 2018-12-27 Enlitic, Inc. Medical scan assisted review system
WO2020142401A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-09 GE Precision Healthcare LLC Facilitating artificial intelligence integration into systems using a distributed learning platform
WO2021031279A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 东北大学 Deep-learning-based intelligent pneumonia diagnosis system and method for x-ray chest radiograph

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236497A1 (en) * 2017-05-25 2018-12-27 Enlitic, Inc. Medical scan assisted review system
CN108876775A (en) * 2018-06-12 2018-11-23 广州图灵人工智能技术有限公司 The rapid detection method of diabetic retinopathy
WO2020142401A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-09 GE Precision Healthcare LLC Facilitating artificial intelligence integration into systems using a distributed learning platform
WO2021031279A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 东北大学 Deep-learning-based intelligent pneumonia diagnosis system and method for x-ray chest radiograph

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813480C1 (en) * 2023-10-31 2024-02-12 Общество С Ограниченной Ответственностью "Компания "Стрим Лабс" Method of processing magnetic resonance imaging images for generating training data
RU2814790C1 (en) * 2023-12-02 2024-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "МЛМЕДИЦИНА" Method for detecting oncological diseases in pelvic organs and system for implementing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11894114B2 (en) Complex image data analysis using artificial intelligence and machine learning algorithms
US20220192590A1 (en) Dental Image Feature Detection
US10198816B2 (en) Medical evaluation machine learning workflows and processes
Seo et al. A deep learning algorithm for automated measurement of vertebral body compression from X-ray images
CN113728392A (en) Automatic cancer registry record generation
CN113889229A (en) Construction method of medical image diagnosis standard based on human-computer combination
CN111226287A (en) Method for analyzing a medical imaging dataset, system for analyzing a medical imaging dataset, computer program product and computer readable medium
RU2789260C1 (en) Medical decision support system based on medical image analysis
US11694790B2 (en) Matching a subject to resources
JP2023509976A (en) Methods and systems for performing real-time radiology
Chaari Digital Health Approach for Predictive, Preventive, Personalised and Participatory Medicine
RU2813938C1 (en) Device and method for determining boundaries of pathology on medical image
RU2806982C1 (en) Device and method for analysis of medical images
RU2782518C1 (en) Device and method for determining the pathology of the chest organs based on x-ray images
WO2023121510A1 (en) Determining chest pathology on the basis of x-ray images
EA044868B1 (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING PATHOLOGY BASED ON MEDICAL IMAGE ANALYSIS
EA045328B1 (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING PATHOLOGY OF CHEST ORGANS BASED ON X-RAY IMAGES
Sangulagi et al. Detection of Covid-19 from Chest X-ray images
US20240020824A1 (en) Machine learning models for automated diagnosis of disease database entities
US20240020825A1 (en) Machine learning models for automated diagnosis of disease database entities
WO2022152280A1 (en) Disease type identification method, device and system, and storage medium
US11610654B1 (en) Digital fingerprinting for automatic generation of electronic health record notes
WO2023097285A1 (en) System and methods for automatically recommending radiology protocols using machine learning techniques
US20240020740A1 (en) Real-time radiology report completeness check and feedback generation for billing purposes based on multi-modality deep learning
Cowen How Artificial Intelligence Is Driving Changes in Radiology