[実施の形態1]
図1は、情報処理システム10の構成を説明する説明図である。本実施の形態の情報処理システム10は、カテーテル室およびカテーテル室に隣接する操作室で使用される。カテーテル室と操作室との間には、図示を省略するドアおよび窓が設けられている。なお、図1は情報処理システム10を模式的に示す。各構成要素の配置および数は、図1に限定するものではない。なお、カテーテル室は、情報処理システム10が使用される場所の例示である。情報処理システム10は、手術室等で使用されてもよい。
情報処理システム10は、情報処理装置20、端末装置30、表示装置12、カテーテル制御装置13、マイク17、カメラ11、ベッドサイドモニタ16、バーコードリーダ15、画像診断装置14および電子カルテシステム19を含む。それぞれの装置等はHIS(Hospital Information System)等のネットワークを介して、有線または無線により接続されている。一部の装置同士は、ネットワークを介さずに直接接続されていてもよい。
情報処理装置20および電子カルテシステム19は、カテーテル室および操作室の外に配置されていてもよい。各構成要素は、必要に応じてカテーテル室に搬入され、カテーテル室から搬出されてもよい。
本実施の形態の情報処理システム10は、カテーテル室で実施されるカテーテル治療を支援するシステムである。カテーテル治療を受ける患者は、検査台18の上に横臥する。
端末装置30は、主に不潔域を担当するスタッフまたは見学者がカテーテル室内等で使用する装置である。端末装置30は、情報処理装置20と協働して本実施の形態のプログラムを実行する。情報処理装置20および端末装置30の詳細については後述する。端末装置30は第1表示装置の例示である。
表示装置12は、たとえば大型の液晶表示装置または有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の大型表示装置である。カテーテル室内には、複数の表示装置12が設置されている。表示装置12は、たとえば3台が横一列に並んだ状態でカテーテル室の天井から吊り下げられており、カテーテル治療を担当する医師が見やすい向きに調整されている。さらに表示装置12は、カテーテル室の壁面およびカテーテル室に隣接する操作室等にも配置されている。表示装置12は、第2表示装置の例示である。
たとえば血管内のカテーテル治療を行なう場合、カテーテル治療を担当する医師が見やすい状態に配置された複数の表示装置12のうちの1台には、X線血管撮影装置により撮影された最新の画像が常時表示される。その他の表示装置12に表示される情報については、後述する。
カテーテル制御装置13には、MDU131および画像診断用カテーテル132が接続されている。画像診断用カテーテル132は、管腔器官に挿入して使用される。画像診断用カテーテル132が挿入される管腔器官は、たとえば血管、膵管、胆管または気管支等である。画像診断用カテーテル132は、血管を介して心房内、心室内等、心臓の内部に挿入される場合もある。
画像診断用カテーテル132は、たとえばIVUS(Intravascular Ultrasound)用カテーテル、OCT(Optical Coherence Tomography)用カテーテル、またはOFDI(Optical Frequency Domain Imaging)用カテーテル等である。画像診断用カテーテル132は、IVUS用、OCT用、およびOFDI用のセンサのうちの2個または3個を組み合わせて搭載していてもよい。
画像診断用カテーテル132を用いて、血管壁等の管腔器官壁に加えて、たとえば赤血球等の管腔器官の内部に存在する反射体、および、心外膜、心臓等の管腔器官の外側に存在する臓器を含む断層像を生成できる。
画像診断用カテーテル132は、管腔器官の内壁を光学的に観察する際に用いられる、血管用内視鏡であってもよい。
マイク17は、音声入力を受け付ける。ベッドサイドモニタ16は、カテーテル治療を受ける患者の心電図、血圧、心拍数、および、経皮的動脈血酸素飽和度(SPO2:Peripheral Oxygen Saturation)等のバイタルサインを測定して、表示する装置である。ベッドサイドモニタ16には、心電図測定用の電極等が接続されている。
カメラ11は、カテーテル室内の状況を撮影する。撮影された映像は、たとえば操作室内の表示装置12に表示される。撮影された映像は、後述するログDB65(図2参照)に記録されてもよい。カメラ11は、ジェスチャ入力の受付に使用されてもよい。
バーコードリーダ15は、カテーテル治療に使用する画像診断用カテーテル132、ガイディングカテーテル、ガイドワイヤ、バルーンカテーテルおよびステント等の器材の梱包材に設けられたバーコードの読み取りに使用される。バーコードには、器材の品種、シリアルナンバー等に関する情報が記録されている。バーコードには、器材の詳細仕様等に関する情報にアクセス可能なURL(Uniform Resource Locator)が記録されていてもよい。
画像診断装置14は、たとえばX線血管撮影装置、X線CT(Computed Tomography)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、PET(Positron Emission Tomography)装置、または超音波診断装置である。
電子カルテシステム19には、患者の氏名、生年月日、カテーテル治療に先立ち行なわれた各種検査のデータおよび病歴に関する情報等が、患者に固有に付与された患者ID(Identifier)に関連づけて記録されている。電子カルテシステム19には、本実施の形態の情報処理システム10を用いて実施したカテーテル治療に関する情報が記録される。
以下の説明では、カテーテル制御装置13により撮影された画像と、画像診断装置14により撮影された画像とを包括して、医用画像と記載する場合がある。
図2は、情報処理装置20の構成を説明する説明図である。情報処理装置20は、制御部21、主記憶装置22、補助記憶装置23、通信部24およびバスを備える。制御部21は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部21には、一または複数のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、TPU(Tensor Processing Unit)またはマルチコアCPU等が使用される。制御部21は、バスを介して情報処理装置20を構成するハードウェア各部と接続されている。
主記憶装置22は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置22には、制御部21が行なう処理の途中で必要な情報および制御部21で実行中のプログラムが一時的に保存される。
補助記憶装置23は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置23には、制御部21に実行させるプログラム、ログDB(Database)65、待機デバイスDB66、薬剤累積量DB67およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。ログDB65、待機デバイスDB66および薬剤累積量DB67は、情報処理装置20に接続された外部の大容量記憶装置等に保存されていても良い。通信部24は、情報処理装置20とネットワークとの間の通信を行なうインターフェイスである。
情報処理装置20は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、または、大型計算機上で動作する仮想マシンである。情報処理装置20は、分散処理を行なう複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されても良い。情報処理装置20は、クラウドコンピューティングシステムまたは量子コンピュータにより構成されても良い。
図3は、端末装置30の構成を説明する説明図である。端末装置30は、制御部31、主記憶装置32、補助記憶装置33、通信部34、タッチパネル35およびバスを備える。タッチパネル35は、液晶パネルまたは有機ELパネル等の表示部351と、表示部351の表面に積層された入力部352とを含む。
端末装置30の制御部31は、情報処理装置20の制御部21と協働して本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部31には、一または複数のCPU、GPUまたはマルチコアCPU等が使用される。制御部31は、バスを介して端末装置30を構成するハードウェア各部と接続されている。
主記憶装置32は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置32には、制御部31が行なう処理の途中で必要な情報および制御部31で実行中のプログラムが一時的に保存される。
補助記憶装置33は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置33には、制御部31に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。通信部34は、端末装置30とネットワークとの間の通信を行なうインターフェイスである。
端末装置30は、タブレット、スマートフォンまたはタブレット等の汎用の情報機器である。端末装置30は、本実施の形態の情報処理システム10専用の情報機器であってもよい。端末装置30は、看護師等のスタッフが個々に携帯しても、壁等に設置されていてもよい。
図4は、ログDB65のレコードレイアウトを説明する説明図である。ログDB65は、患者IDと、カテーテル治療を行なった日付と、カテーテル治療の経過とを関連づけた、カテーテル治療ログを記録するDBである。ログDB65は、患者IDフィールド、日付フィールドおよび経過フィールドを有する。経過フィールドは、時刻フィールド、アクションフィールド、ファイルフィールド、患者状態フィールド、バイタルフィールドおよび戦略フィールドを有する。
患者IDフィールドには、患者IDが記録されている。日付フィールドには、カテーテル治療を行なった日付が記録されている。時刻フィールドには時刻が記録されている。アクションフィールドには、カテーテル治療中に行なわれたアクションが記録されている。
ファイルフィールドには、カテーテル制御装置13または画像診断装置14から取得した画像、マイク17から取得し音声メモ等のファイルが記録されている。ファイルフィールドには、これらのファイルへのリンクが記録され、ファイル自体は図示を省略するファイルサーバ等に記録されていてもよい。ファイルフィールドには、カテーテル制御装置13または画像診断装置14から取得した動画が記録されていてもよい。
患者状態フィールドには、患者状態が「A」、「B」等の符号で記録されている。患者状態の詳細については後述する。バイタルフィールドには、医師がバイタルを確認した際のバイタルが記録されている。なお、バイタルフィールドの記録とは別に、各種バイタルのログデータがベッドサイドモニタ16により記録されている。
戦略フィールドには、カテーテル治療中に立案された治療戦略に関するファイルが記録されている。治療戦略の詳細については、後述する。アクションフィールド、各フィールドの空欄は、対応する情報がログDB65に記録されていないことを示す。
たとえば、10時5分には、「ヘパリンXXXXユニット」を患者に投与したアクションが記録されている。投与時の患者状態およびバイタルが記録されているが、ファイルおよび戦略は記録されていない。10時35分には患者状態が記録されており、アクション等は記録されていない。ログDB65へのデータ記録方法の詳細については、後述する。
図5は、待機デバイスDB66のレコードレイアウトを説明する説明図である。待機デバイスDB66は、カテーテル室で使用する器材と使用回数とを関連づけて記録するDBである。待機デバイスDB66は、器材情報フィールドおよび使用回数フィールドを有する。器材情報フィールドは、品種フィールドおよび種類フィールドを有する。
品種フィールドには、それぞれの器材の品種が記録されている。種類フィールドには器材の種類が記録されている。たとえば、「GW」はガイドワイヤ(Guide Wire)を、「BDC」はバルーンダイラテーションカテーテル(Balloon dilatation catheter)を、IVUSはIVUS用カテーテルをそれぞれ示す。
器材の品種は、器材の外径、長さ等の仕様に関する情報を含む場合がある。たとえば「BDC」のレコードに記録されている「*****3.0mm×10mm」は、拡張時の直径が3.0mm、長さが10mmのバルーンであることを示す。使用回数フィールドには、本手術中において器材を体内に挿入した回数が記録されている。
器材情報フィールドへのデータ記録方法の概要を説明する。カテーテル治療に使用する器材がカテーテル室に搬入される。スタッフがバーコードリーダ15を操作して、それぞれの器材の梱包材に取り付けられたバーコードを読み取る。前述のとおり、バーコードには器材の品種等の情報が記録されている。バーコードリーダ15は、ネットワークを介して情報処理装置20に読み取った情報を送信する。
制御部21は、待機デバイスDB66に新規レコードを作成する。制御部21は、バーコードリーダ15が読み取ったバーコードに記録されている品種に基づいて、器材の種類を判定する。制御部21は、品種を器材メーカのWEBサイト等に送信して、器材の種類を受信してもよい。制御部21は、品種フィールドに器材の品種を、種類フィールドに器材の種類をそれぞれ記録する。制御部21は、使用回数フィールドを初期値「0」に設定する。
カテーテル治療中に、器材が追加で搬入された場合も、同様にして待機デバイスDB66に新規レコードが記録される。使用回数フィールドに記録された情報の更新については、後述する。
図6は、薬剤累積量DB67のレコードレイアウトを説明する説明図である。薬剤累積量DB67は、薬剤の名称と、累積投与量とを関連づけて記録するDBである。薬剤累積量DB67は、薬剤フィールドおよび投与量フィールドを有する。薬剤フィールドには薬剤の名称が記録されている。投与量フィールドには、薬剤の累積投与量が記録されている。投与量フィールドの初期値は「0」である。
図7および図8は、端末装置30が表示する画面の例である。図7は、カテーテル治療の支援を担当するスタッフが使用する端末装置30のタッチパネル35に表示される画面の例を示す。
図7に示す画面は、患者情報欄51、時系列情報欄52、デバイスボタン53、投薬ボタン54、バイタルボタン55および患者状態入力欄56を含む。画面の右上には、日付および現在時刻が表示されている。
患者情報欄51には、患者の氏名、生年月日および病歴の概要等の患者情報が表示されている。ユーザがタップ操作等により患者情報欄51を選択した場合、制御部31は電子カルテシステム19にアクセスしてさらに詳細な患者情報を取得し、タッチパネル35に表示する。詳細な患者情報の項目例を表1に示す。
表1はユーザが患者情報欄51を選択した場合に端末装置30の制御部31が表示部35に表示する患者情報の例示である。制御部31は、カテーテル治療に先立ち撮影されたX線CT画像等、電子カルテシステム19に記録されたデータをタッチパネル35に表示してもよい。それぞれの端末装置30を使用するユーザの職種等により、詳細情報の項目が異なるように設定されていてもよい。
時系列情報欄52には、カテーテル治療に関する各種アクションとアクションの発生時刻とが時系列で表示されている。それぞれの制御部31は、ログDB65に基づいて所定の書式で時系列情報欄52を表示する。それぞれの制御部31は、ログDB65に逐次アクセスして、時系列情報欄52の表示を更新する。どの端末装置30の時系列情報欄52にも最新の状態が表示される。
たとえば、10時5分には、ヘパリンがXXXXユニット投与されている。ヘパリン投与時に医師が患者のバイタルを確認したことが、バイタル確認マーク524により表示されている。ヘパリン投与時に、患者が痛み等を感じておらず良好な状態であることが、笑顔を示す患者状態マーク523により表示されている。
10時12分には、X線血管撮影装置を用いて冠動脈造影(CAG:Coronary Angiography)が行なわれている。冠動脈造影により撮影された画像を縮小したサムネイル画像522が時系列情報欄52内に表示されている。サムネイル画像は、縮小画像の例示である。
同様に、10時30分には、IVUS用カテーテルにより断層像が撮影されている。撮影された断層像を縮小したサムネイル画像522が時系列情報欄52内に表示されている。時系列情報欄52の下端に、次の項目の入力を受け付ける入力欄526が表示されている。図7に示す画面を用いた情報処理システム10の操作方法については後述する。
図8は、端末装置30が表示する画面の例である。図8は、操作室のスタッフが使用する端末装置30に表示される画面の例を示す。制御部21は、図8に示す画面を一部の表示装置12に表示させてもよい。
図8に示す画面は、患者情報欄51、時系列情報欄52、およびサムネイル欄527を含む。画面の右上には、日付および現在時刻が表示されている。サムネイル欄527には、画像診断装置14またはカテーテル制御装置13により撮影された医用画像のサムネイル画像522が表示されている。サムネイル欄527には、カテーテル治療を行なう日よりも過去に撮影された画像のサムネイルが表示されていてもよい。サムネイル欄527に表示されているサムネイル画像522は、時系列情報欄52に表示されているサムネイル画像522よりも大きい。
図9は、時系列情報欄52の変形例である。図9においては、時系列情報欄52の左端に時刻が表示されている。図9においては、各時刻におけるアクションが「薬剤投与」等の大項目の列と、「ヘパリン XXXX単位」等の小項目の列とに分けて表示されている。小項目の列にはバルーンおよびステントを拡張した際のバルーン拡張圧力またはステント拡張圧力と、拡張時間とが表示されている。
14時29分には、バルーンダイラテーションカテーテルを用いて狭窄部を拡張するバルーン拡張が実施されている。バルーン拡張中、またはその前後に冠動脈造影血管造影により撮影された医用画像のサムネイル画像522により、バルーン拡張が行なわれた場所が表示されている。
14時37分には、ステントの留置が実施されている。ステントの留置は、目的の場所でステントを内側から拡張されることにより実施される。ステント拡張中、またはその前後に冠動脈造影血管造影により撮影された医用画像のサムネイル画像522により、ステント拡張が行なわれた場所が表示されている。
一部の端末装置30には、図7に示す時系列情報欄52が表示され、別の端末装置30には図9に示す時系列情報欄52が表示されてもよい。情報処理装置20の制御部21は、いずれかの端末装置30に表示されている画面と同一の画面を、一部の表示装置12に表示させてもよい。
ユーザが、所定の端末装置30に表示されたサムネイル画像522をタップした場合、端末装置30の制御部31と情報処理装置20の制御部21とが連携してタップ操作を受け付けたサムネイル画像522の元画像を表示装置12に表示させる。ユーザは、大きな画面で画像を確認できる。
どの表示装置12に元画像を表示するかは、あらかじめ設定されている。情報処理装置20の制御部21または端末装置30の制御部31は、元画像を表示する画像診断装置14を選択する指示をユーザから受け付けてもよい。
ユーザが、他の端末装置30に表示されたサムネイル画像522をタップした場合、制御部31はログDB65または電子カルテシステム19から元画像を取得して、タッチパネル35に表示する。たとえば学生等の見学者が、実際にカテーテル治療を行なっているスタッフの作業に影響を与えることなく、元画像を確認できる。
図10から図20は、端末装置30が表示する画面の例である。図10は、デバイスボタン53の選択を受け付けた場合に制御部31が表示する画面の例を示す。デバイスボタン53の隣に、器材リスト欄539が表示されている。
器材リスト欄539に、待機デバイスDB66に記録されている各器材に対応する、デバイスアイコン531が表示されている。デバイスアイコン531は、器材の種類および主な仕様を容易に識別できるデザインであることが望ましい。
デバイスアイコン531の隣に、使用回数欄532が表示されている。使用回数欄532には、待機デバイスDB66の使用回数フィールドに記録されている使用回数が表示されている。
ユーザは、器材リスト欄539により使用準備が整っている器材と、その器材を使用した回数とを確認できる。医師が器材を選択して使用開始した場合、スタッフが選択された器材に対応するデバイスアイコン531を時系列情報欄52にドラッグアンドドロップする。スタッフは、ドラッグアンドドロップ操作の代わりにダブルタップ操作等を行なってもよい。ドラッグアンドドロップ操作およびダブルタップ操作は、器材リスト欄539からユーザが機材を選択する選択操作の例示である。
ユーザは、音声入力等により、器材の使用に関する追加情報を入力してもよい。情報処理装置20の制御部21は、入力された追加情報を選択された器材に関する情報とともにログDB65に記録する。
端末装置30の制御部31は、ドラッグアンドドロップ操作されたデバイスアイコン531に関する情報を情報処理装置20に送信する。情報処理装置20の制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成して、使用された器材と使用を開始した時刻とを記録する。制御部21は、ドラッグアンドドロップ操作された器材に対応するレコードを待機デバイスDB66から抽出し、使用回数フィールドに1を加算する。
図11は、投薬ボタン54の選択を受け付けた場合に端末装置30の制御部31が表示する画面の例を示す。投薬ボタン54の下に、薬剤リスト欄549が表示されている。薬剤リスト欄549には、カテーテル検査で使用される薬剤と投与量との組み合わせに対応する薬剤ボタン541が表示される。医師が薬剤を投与した場合、スタッフは対応する薬剤ボタン541をタップ操作する。薬剤をポンプ等を用いて患者に投与する場合には、ポンプの種類または設定等に関する情報がログDB65に登録されてもよい。
端末装置30の制御部31は、タップ操作された投薬ボタン54に関する情報を情報処理装置20に送信する。制御部21は、タップ操作された薬剤に対応するレコードを薬剤累積量DB67から抽出し、投与量フィールドに投与量を加算する。制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成して、投与された薬剤と、投与量と、累積投与量とを記録する。
図12は、バイタルボタン55の選択を受け付けた場合に端末装置30の制御部31が表示する画面の例を示す。バイタルボタン55の下に、バイタルグラフ欄551が表示されている。バイタルグラフ欄551には、たとえばベッドサイドモニタ16の画面と同様のグラフが表示されている。バイタルグラフ欄551は、患者のバイタル情報の例示である。
医師がバイタルの状態を確認した場合、スタッフはバイタルグラフ欄551をタップ操作する。制御部21は、制御部31を介してバイタルボタン55のタップ操作を受け付けて、ログDB65のバイタルフィールドにバイタルを記録する。
時系列情報欄52のバイタル確認マーク524は、バイタルフィールドにバイタルが記録されていることを示す。たとえば、操作室のスタッフもバイタル確認マーク524により医師がバイタルを確認したことを把握し、医師からの直接的な指示を待たずに患者のバイタルの状態に注目できる。
端末装置30の制御部31は、バイタル確認マーク524の代わりにログDB65のバイタルフィールドに記録されたバイタルを時系列情報欄52に表示してもよい。制御部21は、バイタル確認マーク524の代わりにバイタルフィールドに記録されたバイタルが正常範囲内であるか、異常値であるかを識別可能なマークを表示してもよい。
操作室にある表示装置12または端末装置30等に表示されたバイタル情報に手書き等で書き込まれた注目ポイントが、カテーテル室内の端末装置30のバイタルグラフ欄551にも同じように表示されてもよい。執刀医が気づいていないバイタルの変化等を操作室から指摘して、注意喚起できる。操作室からの入力はタッチパネルを介して行なわれても良いし、マウスまたはキーボードを介して行なわれても良い。
図13は、変形例の画面を示す。バイタルボタン55が選択されていない場合、画面にバイタル数値欄552が表示される。バイタル数値欄552には、ベッドサイドモニタ16が取得したバイタルの値が常時表示されている。
医師がバイタルの状態を確認した場合、スタッフはバイタル数値欄552をタップ操作する。情報処理装置20の制御部21は、端末装置30の制御部31を介してバイタルボタン55のタップ操作を受け付けて、ログDB65のバイタルフィールドにバイタルを記録する。
看護師等は、患者から痛みの有無等を聴取して患者状態を判断する。看護師は、患者を観察して、患者状態を判断してもよい。看護師は、患者状態入力欄56に表示された複数の患者状態アイコンの中から適切な患者状態アイコンをタップ操作する。
情報処理装置20の制御部21は、端末装置30の制御部31を介して患者状態アイコンのタップ操作を受け付けて、ログDB65の患者状態フィールドに選択された患者状態アイコンに対応する符号を記録する。時系列情報欄52の患者状態マーク523は、患者状態を示す。
図14は、医師またはスタッフが音声メモを入力した場合の画面を示す。10時34分に音声メモが入力されたことが、マイクアイコンにより表示されている。音声メモが入力された場合、制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成し、音声メモのデータをファイルフィールドに記録する。
戦略マーク525について説明する。たとえば、IVUSを使用してプルバック操作を行なった場合、カテーテル制御装置13は縦断層像、横断層像を生成する。カテーテル制御装置13は断層像に基づいて病変部を検出する機能、および、検出した病変に関する根拠を表示する機能を有してもよい。
医師は、カテーテル制御装置13が生成した断層像および過去に行なった検査等の情報に基づいて、治療戦略を立案する。医師は、冠動脈造影を行なったときに治療戦略を立案してもよい。立案した治療戦略と、参照した画像等のデータをまとめた戦略ファイルが、ログDB65の戦略フィールドに記録される。時系列情報欄52中の戦略マーク525は、ログDB65に戦略ファイルが記録されていることを意味する。戦略ファイルは、電子カルテシステム19に記録されてもよい。
ユーザが戦略マーク525をタップ操作した場合、タッチパネル35または表示装置12に戦略ファイルが表示される。ユーザは、医師の判断およびその根拠を確認して、次の作業に向けた準備を行なえる。
具体例を挙げて説明する。図15は、医師が「ステント留置」を行なう旨の治療戦略を立案した場合の戦略ファイルの例を示す。カテーテル制御装置13は、断層像に基づいて「解離」を検出するとともに、「解離」を検出した根拠をGrad-CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping)により出力する。画像からの病変を自動的に検出する機能については、実施の形態3で説明する。
医師は、カテーテル制御装置13が生成した画像等に基づいて「ステント留置」を行なう旨の治療戦略を決定し、戦略ファイルに記録する。治療戦略と、医師が参照した画像とが戦略ファイルにまとめられている。
なお、カテーテル制御装置13は病変を検出する機能を有さなくてもよい。医師は断層像に基づいて「解離」があることを判断するとともに、「ステント留置」を行なう方針を決定する。医師の指示に基づいて、スタッフが判断の根拠である部位にマーキングを行なう。
図16は、医師が留置するステントの寸法を決定した場合の戦略ファイルの例を示す。医師の指示に基づき、スタッフが断層像から狭窄部の長さおよび血管径を測定する。医師は、測定結果に基づいて使用するステントを選択し、戦略ファイルに記録する。
図17は、カテーテル治療が終了した後、カテーテル治療を担当した医師がログDB65に補足情報を記録する際に使用する画面の例を示す。医師は、端末装置30またはパソコンの画面等に図17に示す画面を表示する。患者情報欄51および時系列情報欄52が表示されている。図17は、時系列情報欄52に患者状態マーク523は表示されない例を示す。時系列情報欄52に、患者状態マーク523が表示されてもよい。
情報処理システム10にログオン中のユーザの名前が、画面下部のユーザ名欄529に表示されている。画面の上部に、修正ボタン571、承認ボタン572および出力ボタン573が表示されている。
医師は、カテーテル治療中には記録できなかった補足情報を、追加コメント欄528に記録する。医師は、キーボード操作または音声入力により、任意のコメントを追加コメント欄528に記入できる。追加コメント欄528は、たとえばプルダウンメニュー等により典型的なコメント文の選択を受け付けてもよい。
入力終了後、医師は修正ボタン571を選択する。追加コメント欄528に入力されたコメントが、ログDB65に反映される。医師が出力ボタン573を選択した場合、図17に示す画面が印刷される。所定の承認者がログオンして承認ボタン572を選択した場合、ログDB65に記録されたデータが電子カルテシステム19に記録される。
図18は、カテーテル治療が終了した後、看護師がログDB65に補足情報を記録する際に使用する画面の例を示す。図17の承認ボタン572の代わりに、確認ボタン576が表示されている。時系列情報欄52に、患者状態マーク523が表示されている。
看護師は、キーボード操作または音声入力により、任意のコメントを追加コメント欄528に記入できる。入力終了後、看護師は修正ボタン571を選択する。追加コメント欄528に入力されたコメントが、補助記憶装置23に仮に記録される。カテーテル治療を担当した医師が確認ボタン576を選択した場合、追加コメント欄528に入力されたコメントがログDB65に反映される。
臨床検査技師、臨床工学技士等も、それぞれの担当業務に基づいて追加コメントを入力する。以上により、各職種のスタッフによる記録を、ログDB65に集約できる。それぞれの職種のスタッフが、同じ情報を重複して入力する必要がないため、スタッフの負荷を低減可能な情報処理システム10を提供できる。
ログDB65に記録された情報を、各職種のスタッフが確認して追加情報を記録するため、多角的な視点に基づいてカテーテル治療ログを記録可能な情報処理システム10を提供できる。
図19および図20は、カテーテル治療ログに基づいて、カテーテル治療に関するワークフロー分析を行なう画面の例を示す。図19に示す画面は端末装置30またはHISに接続されたパソコン等に表示される。図19および図20に示す画面には、分析結果欄578およびコメント入力ボタン575が表示されている。
図19の分析結果欄578は、時系列図58および凡例欄589を含む。時系列図58は、左から右に時間の経過を示し、それぞれの時刻に行なった作業をハッチングで示す図である。なお、図示の都合上、一部のハッチングの種類が重複している。それぞれのハッチングで示される工程は、凡例欄589に文字で表示されている。
時系列図58の下側に、画像診断装置14に記録された放射線照射ログに基づいて、X線を照射した時間が表示されている。なお、ログデータに基づいて時系列図58を作成する方法は公知であるため、説明を省略する。
図19の画面により、ユーザはどの作業にどの程度の時間を要したのかを確認できる。ユーザは、コメント入力ボタン575を選択することにより、コメントを入力できる。入力済のコメントが、たとえば画面の下部に表示されてもよい。
図20の分析結果欄578は、第1時系列図581および第2時系列図582を含む。第1時系列図581は、実際の症例の時系列を示す。第2時系列図582は、同様の治療手技に関する標準手技時間の時系列を示す。標準手技時間は、たとえば過去の症例に基づいて統計的に作成されている。
図20の画面により、ユーザは標準手技時間と、実際の手技に要した時間とを対比できる。ユーザは、たとえば標準手技時間よりも長時間を要した作業について考察したコメントを入力できる。
ワークフロー分析結果は、表形式、グラフ形式等、任意の形式で表示されてもよい。ログDB65に記録されたカテーテル治療ログを用いてワークフロー分析を行なうことにより、たとえば手技時間を短縮する方法を検討できる。手技時間を短縮することにより、患者の身体に対する負担を低減する情報処理システム10を提供できる。
図21から図26は、プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図21は、待機デバイスDB66に器材を記録するプログラムを示す。
前述のとおり、カテーテル治療に使用する器材がカテーテル室に搬入される。スタッフがバーコードリーダ15を操作して、それぞれの器材の梱包材に取り付けられたバーコードを読み取る。バーコードリーダ15は、読み取ったバーコード情報を情報処理装置20に送信する。その後、図21に示すプログラムが実行される。
情報処理装置20の制御部21は、バーコードリーダ15から送信されたバーコード情報を受信する(ステップS501)。制御部21は、バーコード情報に基づいて器材の品種および種類に関する器材情報を取得する(ステップS502)。器材情報は、たとえばバーコード情報に含まれている。器材情報は、バーコード情報に示されるURLにアクセスすることにより取得されてもよい。
制御部21は、待機デバイスDB66に新規レコードを作成する。制御部21は、品種フィールドおよび種類フィールドにステップS502で取得した品種および種類を記録する。制御部21は、使用回数フィールドに初期値である0を記録する。以上により、搬入された器材が待機デバイスDB66に記録される(ステップS503)。制御部21は処理を終了する。
なお、待機デバイスDB66にバーコードから読み取られたシリアル番号およびバーコードが読み取られた時刻等が記録されてもよい。
図22は、カテーテル制御装置13または画像診断装置14により医用画像が撮影された場合に起動するプログラムを示す。
ユーザが医用画像を撮影する操作を行なった場合、カテーテル制御装置13または画像診断装置14は撮影された画像データ、または、画像データの保存先を示すリンク情報を情報処理装置20に送信する。その後、図22に示すプログラムが実行される。
情報処理装置20の制御部21は、撮影された画像データを取得する(ステップS511)。制御部21は、ステップS511で取得した画像を縮小して、サムネイル画像を作成する(ステップS512)。制御部21は、カテーテル制御装置13または画像診断装置14で作成されたサムネイル画像を取得してもよい。
制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成する。制御部21は、時刻フィールドに画像が撮影された時刻を、アクションフィールドに画像を撮影した装置に関する情報を、ファイルフィールドにステップS511で取得した画像およびステップS512で作成したサムネイル画像のファイルを記録する(ステップS513)。
画像を撮影する前後に、患者状態の入力が行なわれた場合、制御部21は患者状態フィールドに患者状態を記録する。同様に、バイタルの確認が行なわれた場合、制御部21はバイタルフィールドにバイタルを記録する。撮影された画像に基づいて治療戦略が立案された場合、制御部21は治療戦略を記録したファイルを戦略フィールドに記録する。その後、制御部21は処理を終了する。
図23は、タッチパネル35に表示されたサムネイル画像522のタップを受け付けた場合に起動するプログラムを示す。端末装置30の制御部31は、サムネイル画像522のタップを受け付けた場合に元画像を表示装置12に表示するように設定されている端末装置30であるか否かを判定する(ステップS621)。
設定されていると判定した場合(ステップS621でYES)、端末装置30の制御部31はタップされたサムネイル画像522に関する情報を情報処理装置20に送信する(ステップS622)。サムネイル画像522に関する情報は、たとえばサムネイル画像が撮影された時刻である。制御部31は処理を終了する。
情報処理装置20の制御部21は、タップされたサムネイル画像に関する情報を受信する(ステップS521)。制御部21はログDB65を検索して、元画像を取得する(ステップS522)。制御部21は、所定の表示装置12に元画像を送信する(ステップS523)。以上により、表示装置12に元画像が表示される。
元画像を表示装置12に表示するように設定されていないと判定した場合(ステップS621でNO)、端末装置30の制御部31はタップされたサムネイル画像522に関する情報を情報処理装置20に送信する(ステップS623)。
情報処理装置20の制御部21は、タップされたサムネイル画像に関する情報を受信する(ステップS524)。制御部21はログDB65を検索して、元画像を取得する(ステップS525)。制御部21は、サムネイル画像522に関する情報を送信した端末装置30に元画像を送信する(ステップS526)。
端末装置30の制御部31は元画像を受信する(ステップS624)。制御部31は、タッチパネル35に元画像を表示する(ステップS625)。制御部31は処理を終了する。
図24は、ユーザによりデバイスボタン53が選択された場合に起動するプログラムを示す。端末装置30の制御部31は、デバイスボタン53が選択されたことを示す情報を情報処理装置20に送信する(ステップS631)。情報処理装置20の制御部21は情報を受信する(ステップS531)。制御部21は、待機デバイスDB66を端末装置30に送信する(ステップS532)。
端末装置30の制御部31は、待機デバイスDB66を受信する(ステップS632)。制御部31は、図10を使用して説明したように器材リスト欄539を表示する(ステップS633)。制御部31は、デバイスアイコン531のドラッグアンドドロップ操作等の選択操作を受け付ける(ステップS634)。制御部31は、選択操作を受け付けた器材に関する情報を情報処理装置20に送信する(ステップS635)。
情報処理装置20の制御部21は、選択操作を受け付けた器材に関する情報を受信する(ステップS533)。制御部21は、待機デバイスDB66を更新する(ステップS534)。具体的には、制御部21はステップS533で受信した器材に関するレコードを待機デバイスDB66から抽出する。制御部21は使用回数フィールドに1を加算する。
制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成する(ステップS535)。制御部21は、時刻フィールドに選択操作を受け付けた時刻を、アクションフィールドに選択操作を受け付けた器材に関する情報をそれぞれ記録する。
制御部21は、選択を受け付けた器材が画像診断用カテーテル132であるか否かを判定する(ステップS536)。画像診断用カテーテル132ではないと判定した場合(ステップS536でNO)、制御部21は次の入力を待つ待機状態になる。画像診断用カテーテル132であると判定した場合(ステップS536でYES)、制御部21はカテーテル制御装置13が画像を記録したか否かを判定する(ステップS537)。
画像を記録していないと判定した場合(ステップS537でNO)、制御部21は次の入力を待つ待機状態になる。画像を記録したと判定した場合(ステップS537でYES)、制御部21は画像記録のサブルーチンを起動する(ステップS538)。画像記録のサブルーチンは、図22を使用して説明したプログラムと同様の処理を行なうプログラムである。相違点は、ステップS513において新規レコードを作成せずに、ステップS535で作成したレコードのファイルフィールドにファイルを記録する点である。
端末装置30の制御部31は、器材リスト欄539の表示を終了するか否かを判定する(ステップS636)。たとえば、ユーザがダブルタップ操作等により終了を指示した場合に、制御部31は器材リスト欄539の表示を終了すると判定する。
終了しないと判定した場合(ステップS636でNO)、制御部31はステップS634に戻る。終了すると判定した場合(ステップS636でYES)、制御部31は器材リスト欄539を非表示の状態にする(ステップS637)。制御部31は処理を終了する。
図25は、ユーザにより投薬ボタン54が選択された場合に起動するプログラムを示す。端末装置30の制御部31は、図11を使用して説明したように薬剤リスト欄549を表示する(ステップS641)。制御部31は、薬剤ボタン541の選択を受け付ける(ステップS642)。制御部31は、選択を受け付けた薬剤の種類および投与量を情報処理装置20に送信する(ステップS643)。
情報処理装置20の制御部21は、選択を受け付けた薬剤の種類および投与量を受信する(ステップS541)。制御部21は、薬剤累積量DB67を更新する(ステップS542)。具体的には、制御部21はステップS541で受信した薬剤に関するレコードを薬剤累積量DB67から抽出する。制御部31は投与量フィールドにステップS541で受信した投与量を加算する。
制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成する(ステップS543)。制御部21は、時刻フィールドに選択操作を受け付けた時刻を、アクションフィールドに選択操作を受け付けた薬剤に関する情報をそれぞれ記録する。
端末装置30の制御部31は、薬剤リスト欄549の表示を終了するか否かを判定する(ステップS644)。たとえば、ユーザがダブルタップ操作等により終了を指示した場合に、制御部31は薬剤リスト欄549の表示を終了すると判定する。
終了しないと判定した場合(ステップS644でNO)、制御部31はステップS642に戻る。終了すると判定した場合(ステップS644でYES)、制御部31は薬剤リスト欄549を非表示の状態にする(ステップS645)。制御部31は処理を終了する。
図26は、ユーザによりバイタルボタン55が選択された場合に起動するプログラムを示す。端末装置30の制御部31は、ベッドサイドモニタ16にバイタルデータの送信開始指示時を送信する(ステップS651)。
ベッドサイドモニタ16は送信開始指示を受信する(ステップS751)。ベッドサイドモニタ16は、端末装置30へのバイタルデータの送信を開始する(ステップS752)。バイタルデータは、たとえばベッドサイドモニタ16が表示する画面を示す画像データである。バイタルデータは、ベッドサイドモニタ16が表示するそれぞれの項目の値を示す数値データであってもよい。ステップS752以降、ベッドサイドモニタ16はバイタルデータを端末装置30に逐次送信する。
端末装置30の制御部31はバイタルデータを受信する(ステップS652)。制御部31は、図12を使用して説明したようにバイタルグラフ欄551を表示する(ステップS653)。制御部31は、バイタルグラフ欄551のタップ操作等を受け付けたか否かを判定する(ステップS654)。
受け付けたと判定した場合(ステップS654でYES)、制御部31はタップ操作を受け付けた際にタッチパネル35に表示されていたバイタルを情報処理装置20に送信する(ステップS655)。制御部21は、バイタルを受信する(ステップS551)。
情報処理装置20の制御部21は、受信したバイタルをログDB65に記録する(ステップS552)。たとえば、薬剤投与等のアクションの前後にバイタルの確認が行なわれた場合には、制御部21は当該アクションを記録したレコードのバイタルフィールドにバイタルを記録する。他のアクションが行なわれていない場合には、制御部21はログDB65に新規レコードを作成してバイタルを記録する。
操作を受け付けていないと判定した場合(ステップS654でNO)、またはステップS655の終了後、端末装置30の制御部31はバイタルグラフ欄551の表示を終了するか否かを判定する(ステップS656)。たとえば、ユーザがダブルタップ操作等により終了を指示した場合に、制御部31はバイタルグラフ欄551の表示を終了すると判定する。
終了しないと判定した場合(ステップS656でNO)、制御部31はステップS652に戻る。終了すると判定した場合(ステップS656でYES)、制御部31はバイタルの送信終了指示をベッドサイドモニタ16に送信する(ステップS657)。制御部21は、バイタルグラフ欄551を非表示の状態にする(ステップS658)。制御部21は処理を終了する。
ベッドサイドモニタ16は送信終了指示を受信する(ステップS753)。ベッドサイドモニタ16は、端末装置30へのバイタルデータの送信を終了する(ステップS754)。
端末装置30の制御部31は、タッチパネル35の代わりに、端末装置30に内蔵されたマイク、またはマイク17を介して音声入力による操作を受け付けてもよい。清潔操作中の医師および看護師が、端末装置30に触れずに、自分で端末装置30を操作できる。
本実施の形態によると、治療に参加しているスタッフ同士の情報共有を支援する情報処理方法等を提供できる。本実施の形態によると、カテーテル治療ログを記録し、リアルタイムで共有できる情報処理システム10を提供できる。
本実施の形態によると、器材の使用および薬剤の投与をカテーテル治療ログに容易に記録できる情報処理システム10を提供できる。本実施の形態によると、患者状態を容易に記録できる情報処理システム10を提供できる。本実施の形態によると、医師等がバイタルに注目したことを容易に記録できる情報処理システム10を提供できる。
本実施の形態によると、図10を使用して説明した画面により、使用準備が整っている器材と、使用済の回数とを確認できる情報処理システム10を提供できる。
本実施の形態によると、カテーテル制御装置13および画像診断装置14等を使用して得た新たな情報に基づいて医師が判断した治療戦略を、カテーテル治療ログに記録する情報処理システム10を提供できる。
本実施の形態によると、カテーテル治療に参加しているスタッフおよび見学者等が、医師が立案した治療戦略および撮影済の画像等をリアルタイムで閲覧できる情報処理システム10を提供できる。
本実施の形態によると、カテーテル治療の終了後に、それぞれの職種のスタッフがカテーテル治療ログにコメント等を追記できる情報処理システム10を提供できる。本実施の形態によると、ワークフロー解析に活用できるカテーテル治療ログを自動的に記録する情報処理システム10を提供できる。
[実施の形態2]
本実施の形態は、元画像に基づいて生成したオブジェクト配置像のサムネイル画像522を表示する情報処理システム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
図27は、実施の形態2の端末装置30が表示する画面の例である。図27に示す画面は、図7を使用して説明した画面の代わりに表示される画面である。10時30分にIVUSにより撮影された画像のサムネイル画像522と、戦略マーク525との間に、オブジェクト配置像のサムネイル画像522が表示されている。
図28は、第1モデル61の構成を説明する説明図である。第1モデル61は、元画像を受け付けて元画像に含まれる複数のオブジェクトの種類と、それぞれのオブジェクトの範囲とを関連づけてマッピングしたオブジェクト配置像を出力するモデルである。第1モデル61は、機械学習により生成されている。オブジェクト配置像は、元画像を変換した変換画像の例示である。オブジェクト配置像のサムネイルは、変換画像を縮小した縮小変換画像の例示である。
図28に示すオブジェクト配置像において、縦線のハッチングは、「画像診断用カテーテル132の断面」を、右下がりのハッチングは「管腔器官の内部」を、太い左下がりのハッチングは「心外膜」をそれぞれ示す。
図28中のハッチングは、それぞれのオブジェクトを異なる色で塗り分けていることを模式的に示す。オブジェクトの塗り分けは、それぞれのオブジェクトを区別して表示する方法の一例である。それぞれのオブジェクトの外縁を囲む等の任意の態様により、他のオブジェクトと識別可能に表示してもよい。
図28においてはオブジェクト配置像のうち上記に列挙したオブジェクト以外の部分には、横断層像を表示している。制御部21は、オブジェクト配置像の全面をたとえば「管腔器官壁」、「プラーク」、「石灰化」、「ガイドワイヤ」等、なんらかのオブジェクトに分類して、塗り分けて表示してもよい。
第1モデル61は、たとえばセマンテックセグメンテーションモデルであり、入力層と、ニューラルネットワークと、出力層とを備える。ニューラルネットワークは、セマンテックセグメンテーションを実現するU-Net構造を有する。U-Net構造は、多層のエンコーダ層と、その後ろに接続された多層のデコーダ層とにより構成される。セマンテックセグメンテーションにより、入力された画像を構成するそれぞれの画素に対して、オブジェクトの種類を示すラベルが付与される。
第1モデル61は、元画像を撮影する装置ごとに生成されている。第1モデル61は、さらに撮影する部位ごとに生成されていてもよい。第1モデル61は補助記憶装置23に記録されている。第1モデル61は情報処理システム10に接続された大容量装置等に記録されていてもよい。
オブジェクト配置像は、カテーテル制御装置13または画像診断装置14で生成されて、元画像と共に出力されてもよい。
図27に戻って説明を続ける。ユーザがオブジェクト配置像のサムネイル画像をタップ操作した場合、元のサイズのオブジェクト配置像が表示装置12またはタッチパネル35に表示される。
図29は、実施の形態2のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図29のプログラムは、カテーテル制御装置13または画像診断装置14により画像が撮影された場合に、図22を使用して説明したプログラムの代わりに実行される。
ユーザが画像を撮影する操作を行なった場合、カテーテル制御装置13および画像診断装置14は撮影された画像データ、または、画像データの保存先を示すリンク情報を情報処理装置20に送信する。その後、図29に示すプログラムが実行される。
制御部21は、撮影された画像データを取得する(ステップS561)。制御部21は、ステップS561で取得した画像を縮小して、サムネイル画像を作成する(ステップS562)。カテーテル制御装置13または画像診断装置14がオブジェクト配置像を生成した場合には、ステップS562においてオブジェクト配置像のサムネイル画像も作成される。制御部21は、カテーテル制御装置13または画像診断装置14で作成されたサムネイル画像を取得してもよい。
制御部21は、オブジェクト配置像への変換を行なうか否かを判定する(ステップS563)。具体的には、ステップS561で受信した画像データの変換に対応する第1モデル61が存在する場合に、制御部21は変換を行なうと判定する。
変換を行なわないと判定した場合(ステップS563でNO)、制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成する。制御部21は、時刻フィールドに画像が撮影された時刻を、アクションフィールドに画像を撮影した装置に関する情報を、ファイルフィールドにステップS561で取得した画像およびステップS562で作成したサムネイル画像のファイルを記録する(ステップS564)。制御部21は処理を終了する。
変換を行なうと判定した場合(ステップS563でYES)、制御部21はステップS561で受信した画像データに対応する第1モデル61を選択する(ステップS565)。制御部21は、ステップS561で取得した画像データをステップS565で選択した第1モデル61に入力して、出力されるオブジェクト配置像を取得する(ステップS566)。制御部21は、取得したオブジェクト配置像を縮小して、サムネイル画像を作成する(ステップS567)。
制御部21は、ログDB65に新規レコードを作成する。制御部21は、時刻フィールドに画像が撮影された時刻を、アクションフィールドに画像を撮影した装置に関する情報を、ファイルフィールドにステップS561で取得した画像、ステップS562で作成したサムネイル画像、ステップS566で取得したオブジェクト配置像およびステップS567で作成したサムネイル画像のファイルを記録する(ステップS568)。制御部21は処理を終了する。
第1モデル61は、元画像をオブジェクト配置像に変換するモデルに限定しない。たとえば、元画像をエッジ強調またはコントラスト変換等の任意の処理を行なった画像に変換するモデルであってもよい。
本実施の形態によると、オブジェクト配置像を表示する情報処理システム10を提供できる。ユーザは、オブジェクト配置像を参照することにより、カテーテル制御装置13または画像診断装置14により撮影された画像を容易に読影できる。
[実施の形態3]
本実施の形態は、病変の検出および治療戦略の作成を自動的に行なう情報処理システム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
図30は、第2モデル62の構成を説明する説明図である。第2モデル62は、医用画像の入力を受け付けて、病変の種類を出力するモデルである。第2モデル62は、複数の医用画像の入力を受け付けて、病変の種類を出力するモデルであってもよい。複数の医用画像は、たとえば同一の装置を用いて異なるタイミングまたは異なる撮影条件で撮影された画像である。複数の医用画像は、異なる装置を用いて撮影した画像であってもよい。
第2モデル62は、医用画像を撮影した装置、および、医用画像が撮影された部位ごとに生成されて、補助記憶装置23または外部の大容量記憶装置に記録されている。第2モデル62は、たとえばCNN(Convolutional Neural Networks)またはYOLO(You only look once)等の、画像分類アルゴリズムを用いて生成された学習モデルである。
図31は、第3モデル63の構成を説明する説明図である。第3モデル63は、カテーテル制御装置13または画像診断装置14により撮影された医用画像を受け付けて、治療戦略を出力するモデルである。
第3モデル63が出力する治療戦略は、たとえば図15を使用して説明した「ステント留置」のような、治療手技の種類である。第3モデル63が出力する治療戦略は、図16を使用して説明したステントの寸法のような、治療手技に用いる器材の仕様であってもよい。
第3モデル63は、医用画像を撮影した装置、医用画像が撮影された部位、治療対象の病変、および、医用画像を撮影した時期ごとに生成されて、補助記憶装置23または外部の大容量記憶装置に記録されている。医用画像を撮影した時期は、たとえばカテーテル治療の開始直後、バルーン拡張後、ステント留置後等の、一連のカテーテル治療中の時期を示す。第3モデル63は、たとえばCNNまたはYOLOのアルゴリズムを用いて生成されたモデルである。
第3モデル63は、医用画像に加えて患者情報、病変部位または医用画像を撮影するまでの間に記録されたカテーテル治療ログの入力を受け付けて、治療戦略を出力するモデルであってもよい。
図32は、実施の形態3のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図32のプログラムは、医師が治療戦略の立案を指示した場合に実行される。なお、治療戦略の立案を指示する際に、医師は使用する医用画像を指定する。
情報処理装置20の制御部21は、医師により指定された医用画像を撮影した装置、および、医用画像が撮影された部位に基づいて、使用する第2モデル62を選択する(ステップS571)。制御部21は、医師により指定された医用画像をステップS571で選択した第2モデル62に入力して、病変の種類を取得する(ステップS572)。制御部21は、Grad-CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping)のアルゴリズムにより、ステップS572で取得した病変の種類に関する根拠領域を取得する(ステップS573)。
たとえば図15を使用して説明した治療戦略では、左側の横断層像の下に「解離あり」が、ステップS572で取得した病変の種類であり、右側の横断層像に表示されたヒートマップがステップS572で取得した根拠領域である。
制御部21は、医師により指定された医用画像を撮影した装置、医用画像が撮影された部位、治療対象の病変および医用画像が撮影された時期に基づいて、使用する第3モデル63を選択する(ステップS574)。制御部21は、医師により指定された医用画像をステップS574で選択した第3モデルに入力して、治療戦略を取得する(ステップS575)。たとえば図15を使用して説明した治療戦略では、下部に表示された「ステント留置」が、ステップS575で取得した治療戦略である。
制御部21は取得した治療戦略をログDB65に記録する(ステップS576)。制御部21は、処理を終了する。
本実施の形態によると、病変の種類を判定し、治療戦略を立案する情報処理システム10を提供できる。
第2モデル62は、R-CNN(Regions withまたはMask R-CNN等の物体の種類と位置との双方を検出可能なアルゴリズムを用いて生成されたモデルであってもよい。Grad CAMを用いずに、第2モデル62の出力に基づいて病変の位置を表示する情報処理システム10を提供できる。
第2モデル62を使用する代わりに、制御部21はユーザにより入力された病変の種類を受け付けてもよい。第3モデル63を使用する代わりに、制御部21はユーザにより入力された治療戦略を受け付けてもよい。
[実施の形態4]
本実施の形態は、図28を使用して説明した第1モデルを生成する方法に関する。実施の形態2と共通する部分については、説明を省略する。
図33は、実施の形態4の訓練DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。訓練DBは、入力と正解ラベルとを関連づけて記録したデータベースであり、機械学習によるモデルの訓練に使用される。訓練DBは、入力データフィールおよび出力データフィールドを有する。
入力データフィールドには、医用画像が記録されている。出力データフィールドには、医用画像を医師等の専門家がそれぞれのオブジェクトごとに異なる色で塗分けた塗分け画像が記録されている。すなわち、出力データフィールドには、医用画像を構成するそれぞれの画素が対応するオブジェクトが記録されている。訓練DBには、医用画像と、専門家等が塗分けた塗分け画像との組み合わせが大量に記録されている。なお訓練DBは、医用画像を撮影する装置と、撮影する部位との組み合わせごとに用意されている。
図34は、実施の形態4のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。情報処理装置20を用いて第1モデル61の機械学習を行なう場合を例にして説明する。
図34のプログラムは情報処理装置20とは別のハードウェアで実行され、機械学習が完了した第1モデル61がネットワークを介して補助記憶装置23に複写されてもよい。一つのハードウェアで学習させた第1モデル61を、複数の情報処理装置20で使用できる。
図34のプログラムの実行に先立ち、たとえばセマンテックセグメンテーションを実現するU-Net構造等の未学習のモデルが準備されている。前述のとおり、U-Net構造は、多層のエンコーダ層と、その後ろに接続された多層のデコーダ層とにより構成される。図34のプログラムにより、準備されたモデルの各パラメータが調整されて、機械学習が行なわれる。
情報処理装置20の制御部21は、訓練DBから1エポックの訓練に使用する訓練レコードを取得する(ステップS811)。制御部21は、モデルの入力層に入力データが入力された場合に、出力層層から出力データが出力されるように、モデルのパラメータを調整する(ステップS812)。
制御部21は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS813)。たとえば、制御部21は所定のエポック数の学習を終了した場合に、処理を終了すると判定する。制御部21は、訓練DBからテストデータを取得して機械学習中のモデルに入力し、所定の精度の出力が得られた場合に処理を終了すると判定してもよい。
処理を終了しないと判定した場合(ステップS813でNO)、制御部21はステップS811に戻る。処理を終了すると判定した場合(ステップS813でYES)、制御部21は学習済のモデルのパラメータを補助記憶装置23に記録する(ステップS814)。その後、制御部21は処理を終了する。以上の処理により、学習済のモデルが生成される。
本実施の形態によると、機械学習により第1モデル61を生成できる。
[実施の形態5]
本実施の形態は、図30を使用して説明した第2モデル62を生成する方法に関する。実施の形態3と共通する部分については、説明を省略する。
図35は、実施の形態5の訓練DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。訓練DBは、入力データフィールおよび出力データフィールドを有する。
入力データフィールドには、医用画像が記録されている。出力データフィールドには、医用画像を医師等の専門家が読影して判定した病変が記録されている。訓練DBには、医用画像と、専門家等が判定した病変との組み合わせが大量に記録されている。なお訓練DBは、医用画像を撮影する装置と、撮影する部位との組み合わせごとに用意されている。
本実施の形態の第2モデル62の生成方法の概要を説明する。第2モデル62の生成に先立ち、たとえば畳込み層とプーリング層との繰り返しと、全結合層と、ソフトマックス層とを備えるCNN構造を有する未学習のモデルが準備されている。用意されているモデルの構造が異なる他は、図34のフローチャートを使用して説明した処理と同様の処理の流れにより、学習済の第2モデル62が生成される。
本実施の形態によると、機械学習により第2モデル62を生成できる。
[実施の形態6]
本実施の形態は、図31を使用して説明した第3モデル63を生成する方法に関する。実施の形態5と共通する部分については、説明を省略する。
図36は、実施の形態6の訓練DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。訓練DBは、入力データフィールおよび出力データフィールドを有する。入力データフィールドには、医用画像が記録されている。出力データフィールドには、カテーテル治療の経験を十分に積んだ専門家が判定した、治療方法、または、使用する器材の仕様等の治療戦略が記録されている。訓練DBには、医用画像と、治療戦略との組み合わせが大量に記録されている。なお訓練DBは、医用画像を撮影した装置、医用画像が撮影された部位、治療対象の病変および医用画像が撮影された時期の組み合わせごとに用意されている。
本実施の形態の第3モデル63の生成方法の概要を説明する。第3モデル63の生成に先立ち、たとえば畳込み層とプーリング層との繰り返しと、全結合層と、ソフトマックス層とを備えるCNN構造を有する未学習のモデルが準備されている。用意されているモデルの構造が異なる他は、図34のフローチャートを使用して説明した処理と同様の処理の流れにより、学習済の第3モデル63が生成される。
本実施の形態によると、機械学習により第3モデル63を生成できる。
[実施の形態7]
図37は、実施の形態7の情報処理システム10の機能ブロック図である。情報処理システム10は、患者情報取得部81、アクション取得部82および表示部83を備える。
患者情報取得部81は、カテーテル治療を受ける患者に関する患者情報を取得する。アクション取得部82は、患者に対するカテーテル治療に関連するアクションと、アクションが行なわれた時刻とを関連づけて逐次取得する。表示部83は、患者情報取得部81が取得した患者情報と、アクション取得部82が取得したアクションを時系列に配列した時系列情報とを第1表示装置に表示させる。
[実施の形態8]
図38は、実施の形態8の情報処理装置20の構成を説明する説明図である。本実施の形態は、汎用のコンピュータ90と、プログラム97とを組み合わせて動作させることにより、本実施の形態の情報処理装置20を実現する形態に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
コンピュータ90は、制御部21、主記憶装置22、補助記憶装置23、通信部24、読取部29およびバスを備える。コンピュータ90は、汎用のパーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォンまたはサーバコンピュータ等の情報機器である。
プログラム97は、可搬型記録媒体96に記録されている。制御部21は、読取部29を介してプログラム97を読み込み、補助記憶装置23に保存する。また制御部21は、コンピュータ90内に実装されたフラッシュメモリ等の半導体メモリ98に記憶されたプログラム97を読出してもよい。さらに、制御部21は、通信部24および図示しないネットワークを介して接続される図示しない他のサーバコンピュータからプログラム97をダウンロードして補助記憶装置23に保存してもよい。
プログラム97のうち、コンピュータ90で実行される部分は、コンピュータ90の制御プログラムとしてインストールされ、主記憶装置22にロードして実行される。これにより、コンピュータ90は上述した情報処理装置20として機能する。プログラム97のうち端末装置30で実行される部分は、ネットワークを介して送信されて端末装置30の制御プログラムとしてインストールされる。これにより、端末装置30は情報処理装置20と協働して上述した機能を果たす。
コンピュータ90は、汎用のパソコン、タブレット、スマートフォン、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、クラウドコンピューティングシステム、または、量子コンピュータである。コンピュータ90は、分散処理を行なう複数のパソコン等であってもよい。
各実施例で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。