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JP7614598B2 - Vector field information generating device, state judgment support system, state prediction system, vector field information generating method and program - Google Patents
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Vector field information generating device, state judgment support system, state prediction system, vector field information generating method and program Download PDF

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Description

本発明は、ベクトル場情報生成装置、状態判定支援システム、状態予測システム、ベクトル場情報生成方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a vector field information generating device, a state determination support system , a state prediction system , a vector field information generating method, and a program.

マイクロRNAの発現量に基づいて、罹患の有無を判定する技術が提案されている。
例えば、特許文献1に記載の疾患の罹患判定装置は、マイクロRNAを含むバイオマーカそれぞれの発現量を含むサンプルデータを取得する。また、罹患判定装置は、複数の疾患のそれぞれについて罹患の有無を判定するための学習済モデルを備える。そして、罹患判定装置は、サンプルデータと学習済みモデルとを用いて複数の疾患について罹患しているか否かを判定する。
Techniques have been proposed for determining the presence or absence of a disease based on the expression level of microRNA.
For example, the disease prevalence assessment device described in Patent Literature 1 acquires sample data including the expression levels of each biomarker including microRNA. The disease prevalence assessment device also includes a trained model for determining the presence or absence of each of a plurality of diseases. The disease prevalence assessment device then uses the sample data and the trained model to determine the presence or absence of each of the plurality of diseases.

国際公開第2018/079840号International Publication No. 2018/079840

ある疾病について罹患し易さを判定するなど、疾患に罹患しているか否かだけでなく、対象者の状態をより詳細に判定できることが好ましい。 It would be preferable to be able to assess a subject's condition in more detail, rather than just determining whether or not they have a disease, such as determining their susceptibility to a certain disease.

本発明は、疾患に罹患しているか否かだけでなく、対象者の状態をより詳細に判定することを支援することができる、ベクトル場情報生成装置、状態判定支援システム、状態予測システム、ベクトル場情報生成方法およびプログラムを提供する。 The present invention provides a vector field information generating device, a condition determination support system, a condition prediction system , a vector field information generating method , and a program that can assist in determining not only whether or not a subject is suffering from a disease, but also in determining the subject's condition in more detail.

本発明の第1の態様によれば、ベクトル場情報生成装置は、バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得するバイオマーカ量データ取得部と、前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成するベクトル場情報生成部と、前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する状態情報付加部と、を備える。
前記ベクトル場情報生成部は、前記特徴量毎に前記特徴量の変化速度を示すベクトル場を生成するようにしてもよい。
前記状態情報付加部は、未病の状態を示す状態情報が付加された前記状態情報付ベクトル場情報を生成するようにしてもよい。
According to a first aspect of the present invention, a vector field information generating device comprises a biomarker amount data acquisition unit that acquires biomarker amount data indicating the amount of biomarker for each type of biomarker; a feature extraction unit that extracts two-dimensional or higher dimensional features as features of the biomarker amount data; a vector field information generation unit that acquires a plurality of different change amount vectors at the same point in feature space based on historical information of the features of a plurality of people , and generates vector field information that probabilistically indicates the change in the feature for each of the features; and a status information addition unit that generates status information-added vector field information in which status information indicating the status of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion , and status information-added vector field information in which status information for each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information .
The vector field information generating unit may generate a vector field indicating a rate of change of the feature amount for each of the feature amounts.
The condition information adding unit may generate the condition-information-added vector field information to which condition information indicating a pre-illness state is added.

前記特徴量抽出部は、想定される状態毎に1次元の前記特徴量を抽出し、前記ベクトル場情報生成部は、前記特徴量毎に前記ベクトル場情報を生成するようにしてもよい。 The feature extraction unit may extract one-dimensional features for each expected state, and the vector field information generation unit may generate the vector field information for each feature.

前記特徴量抽出部は、2次元以上の前記特徴量を抽出し、前記状態情報付加部は、1つの前記ベクトル場情報に複数の状態の前記状態情報が付加された前記状態情報付ベクトル場情報を生成するようにしてもよい。 The feature extraction unit may extract the feature quantities of two or more dimensions, and the state information addition unit may generate the state information-added vector field information in which state information of multiple states is added to one vector field information.

本発明の第2の態様によれば、状態判定支援システムは、上記の何れかのベクトル場情報生成装置と、状態判定支援装置とを備え、前記状態判定支援装置は、対象者の前記バイオマーカ量データを取得する第二バイオマーカ量データ取得部と、前記ベクトル場情報生成装置の特徴量抽出部と同様の特徴量抽出方法で、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量を抽出する第二特徴量抽出部と、前記ベクトル場情報における特徴量空間での、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量の位置を示す状態判定支援処理部と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, a state determination support system comprises any of the vector field information generation devices described above and a state determination support device , wherein the state determination support device comprises a second biomarker amount data acquisition unit that acquires the biomarker amount data of a subject, a second feature extraction unit that extracts features of the biomarker amount data of the subject using a feature extraction method similar to that of the feature extraction unit of the vector field information generation device, and a state determination support processing unit that indicates the positions of the features of the biomarker amount data of the subject in the feature space in the vector field information.

本発明の第の態様によれば、状態予測システムは、上記の何れかのベクトル場情報生成装置と、状態予測装置とを備え、前記状態予測装置は、対象者の前記バイオマーカ量データを取得する第二バイオマーカ量データ取得部と、前記ベクトル場情報生成装置の特徴量抽出部と同様の特徴量抽出方法で、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量を抽出する第二特徴量抽出部と、前記状態情報付ベクトル場情報から、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量に応じた特徴量の変化速度を読み取り、特徴量に変化速度を加算して単位期間経過後の特徴量の予測値を算出し、特徴量に応じた変化速度の読取、および、特徴量に変化速度を加算することによる単位期間経過後の特徴量の予測値の算出を、予測対象時期に至るまで繰り返して、前記対象者の状態を予測する状態予測部と、を備える。 According to a third aspect of the present invention, a state prediction system comprises any of the vector field information generation devices described above and a state prediction device, wherein the state prediction device comprises a second biomarker amount data acquisition unit that acquires the biomarker amount data of a subject, a second feature extraction unit that extracts features of the biomarker amount data of the subject by a feature extraction method similar to that used by the feature extraction unit of the vector field information generation device, and a state prediction unit that reads a rate of change of a feature corresponding to the feature of the biomarker amount data of the subject from the state information-added vector field information, adds the rate of change to the feature to calculate a predicted value of the feature after a unit period has elapsed, and repeats the steps of reading the rate of change corresponding to the feature and calculating the predicted value of the feature after a unit period has elapsed by adding the rate of change to the feature, until a prediction target time is reached, thereby predicting the state of the subject.

本発明の第の態様によれば、ベクトル場情報生成方法は、バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得する工程と、前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する工程と、複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成する工程と、前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する工程と、を含む。 According to a fourth aspect of the present invention, a vector field information generating method includes the steps of acquiring biomarker amount data indicating the amount of biomarker for each type of biomarker, extracting two-dimensional or higher dimensional features as features of the biomarker amount data, acquiring a plurality of different change amount vectors at the same point in feature space based on historical information of the features of a plurality of people , and generating vector field information probabilistically indicating the change amount of the feature for each of the features, and generating vector field information with status information in which status information indicating the status of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion , and generating vector field information with status information in which the status information of each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information .

本発明の第の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得する工程と、前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する工程と、複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成する工程と、前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する工程と、を実行させるためのプログラムである。
According to a fifth aspect of the present invention, the program causes a computer to execute the steps of acquiring biomarker amount data indicating the amount of biomarker for each type of biomarker, extracting two- or more dimensional features as features of the biomarker amount data, acquiring a plurality of different change vectors at the same point in feature space based on historical information of the features of a plurality of people , and generating vector field information that probabilistically indicates the change in the feature for each of the features, and generating vector field information with status information in which status information indicating the status of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion , and generating vector field information with status information in which status information for each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information .

本発明によれば、疾患に罹患しているか否かだけでなく、対象者の状態をより詳細に判定することを支援することができる。 The present invention can help determine not only whether or not a subject is suffering from a disease, but also the subject's condition in more detail.

実施形態に係る状態判定支援システムの装置構成の例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of a device configuration of a state determination support system according to an embodiment; 実施形態に係る状態予測システムの装置構成の例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a device configuration of a state prediction system according to an embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報生成装置の機能構成の例を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an example of a functional configuration of a vector field information generating device according to an embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報生成装置にGCMを適用する場合の、GCMの処理の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of GCM processing when GCM is applied to the vector field information generation device according to the embodiment. 実施形態に係る状態判定支援装置の機能構成の例を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating an example of a functional configuration of a state determination support device according to an embodiment. 実施形態に係る状態判定支援装置による1次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of display of one-dimensional state information-added vector field information by the state determination support device according to the embodiment. 実施形態に係る状態判定支援装置による2次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of display of two-dimensional state information-added vector field information by the state determination support device according to the embodiment. 実施形態に係る状態判定支援装置による3次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of display of three-dimensional state information-added vector field information by the state determination support device according to the embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報生成部が算出する特徴量の変化ベクトルの例を示す図である。11 is a diagram illustrating an example of a change vector of a feature amount calculated by a vector field information generation unit according to the embodiment. FIG. 実施形態に係るベクトル場情報生成部による特徴量の変化ベクトルの補間例を示す図である。11A to 11C are diagrams illustrating an example of interpolation of a change vector of a feature amount by a vector field information generation unit according to the embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報生成部がベクトル場情報に変化ベクトルを補間する処理手順の例を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which a vector field information generation unit according to the embodiment interpolates a change vector into vector field information. 実施形態に係る特徴量空間への特徴量のプロットの例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of plotting feature amounts in a feature amount space according to the embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報の表示例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of display of vector field information according to the embodiment. 実施形態に係る特徴量の遷移の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a transition of a feature amount according to the embodiment. 実施形態に係るベクトル場情報生成装置が、マイクロRNAの発現量データの特徴量の履歴情報を生成し更新する処理手順の例を示すフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the vector field information generating device according to the embodiment generates and updates history information of feature amounts of expression amount data of microRNA. 実施形態に係るベクトル場情報生成装置が、状態情報付ベクトル場情報を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the vector field information generating device according to the embodiment generates state information-added vector field information. 実施形態に係る状態判定支援装置が、対象者の特徴量を状態情報付ベクトル場情報の特徴量空間にプロットする処理手順の例を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the state determination support device according to the embodiment plots features of a subject in a feature space of state-information-attached vector field information. 実施形態に係る状態予測装置の機能構成の例を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating an example of a functional configuration of a state prediction device according to an embodiment. 実施形態に係る状態予測装置による1次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of display of one-dimensional state information-added vector field information by the state prediction device according to the embodiment. 実施形態に係る状態予測装置による2次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1 is a diagram showing an example of display of two-dimensional state information-added vector field information by a state prediction device according to an embodiment; 実施形態に係る状態予測装置による3次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。1 is a diagram showing an example of display of three-dimensional state information-added vector field information by a state prediction device according to an embodiment; 実施形態に係る状態予測装置が、対象者の状態を予測する処理手順の例を示すフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which a condition prediction device according to the embodiment predicts a condition of a subject. 少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a computer according to at least one embodiment.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、実施形態に係る状態判定支援システムの装置構成の例を示す構成図である。図1に示す構成で、状態判定支援システム100は、ベクトル場情報生成装置200と、状態判定支援装置300とを備える。
The following describes embodiments of the present invention, but the following embodiments do not limit the scope of the invention. Furthermore, not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.
1 is a block diagram showing an example of a device configuration of a state determination support system according to an embodiment. In the configuration shown in FIG. 1, a state determination support system 100 includes a vector field information generating device 200 and a state determination support device 300.

状態判定支援システム100は、バイオマーカに基づいて状態判定対象者の状態の判定を支援するための情報を生成し提示する。状態判定対象者を、単に対象者とも称する。
以下では、判定対象の状態(状態判定支援システム100が判定を支援する対象の状態)が、健康な状態(健常状態)、ある病気の状態、または、ある病気の未病の状態といった健康状態である場合を例に説明する。ただし、状態判定支援システム100が判定を支援する対象の状態は、健康状態に限定されない。状態判定支援システム100は、バイオマーカ―の測定データから抽出される特徴量と相関性のあるいろいろな状態の判定を支援することができる。
The condition determination support system 100 generates and presents information for supporting the determination of the condition of a subject of condition determination based on biomarkers. The subject of condition determination may also be simply referred to as a subject.
In the following, an example will be described in which the state to be judged (the state for which the state judgment support system 100 supports the judgment) is a health state such as a healthy state (healthy state), a diseased state, or a pre-disease state. However, the state for which the state judgment support system 100 supports the judgment is not limited to a healthy state. The state judgment support system 100 can support the judgment of various states that are correlated with features extracted from the measurement data of biomarkers.

以下では、バイオマーカとしてマイクロRNA(miRNA)を用いる場合を例に説明する。ただし、状態判定支援システム100が用いるバイオマーカは特定のものに限定されず、判定対象の状態と相関性のあるいろいろなバイオマーカを用いることができる。
マイクロRNAの発現量は、マイクロRNAの被採取者の状態を示す指標値として用いられる。このことから、マイクロRNAの発現量の特徴量は、マイクロRNAの被採取者の状態の特徴量でもある。マイクロRNAの被採取者を、単に被採取者とも称する。ある人(被採取者または対象者)のマイクロRNAの発現量の特徴量を、その人の特徴量とも称する。
In the following, a case where microRNA (miRNA) is used as a biomarker will be described as an example. However, the biomarker used by the condition determination support system 100 is not limited to a specific one, and various biomarkers that are correlated with the condition of the subject to be determined can be used.
The expression amount of microRNA is used as an index value indicating the state of the subject of microRNA collection. Therefore, the feature amount of the expression amount of microRNA is also the feature amount of the state of the subject of microRNA collection. The subject of microRNA collection is also simply called the subject. The feature amount of the expression amount of microRNA of a certain person (subject or subject) is also called the feature amount of that person.

ベクトル場情報生成装置200は、マイクロRNAの発現量の測定データに基づいて、状態情報付ベクトル場情報を生成する。
ここでいうベクトル場情報は、マイクロRNAの発現量に関する特徴量と、その特徴量の変化との関係を示す情報である。具体的には、ベクトル場情報は、特徴量空間(特徴量がとり得る値のなす空間)における、特徴量の変化量ベクトル(変化量を示すベクトル)の分布を示すベクトル場を示す情報である。特徴量の変化量ベクトルを、単に変化量ベクトルとも称する。
The vector field information generating device 200 generates state information-attached vector field information based on measurement data of the expression levels of microRNA.
The vector field information here is information indicating the relationship between the feature amount related to the expression level of microRNA and the change in the feature amount. Specifically, the vector field information is information indicating a vector field indicating the distribution of the feature amount change vector (vector indicating the amount of change) in the feature amount space (space of values that the feature amount can take). The feature amount change vector is also simply referred to as the change amount vector.

ここでいう状態情報付ベクトル場情報は、ベクトル場情報に、所定の健康状態を示す状態情報がさらに付加された情報である。具体的には、状態情報付ベクトル場情報では、ベクトル場情報における特徴量空間の部分(特徴量空間のうちの一部)に、その部分の健康状態を示す状態情報が付加されている。
ここでの特徴量空間の部分は、点(ある座標)であってもよい。例えば、特徴量空間内のある点に、「〇〇がん罹患の1年前の特徴量の例」といった状態情報が付加されていてもよい。
あるいは、ここでの特徴量空間の部分は、特徴量空間の部分領域であってもよい。この場合の状態情報が示す健康状態は、健康な状態、ある病気の状態、またはある病気の未病の状態であってもよいが、これらに限定されない。状態情報付ベクトル場情報の特徴量空間の部分への状態情報の付加を、状態のラベル付け(ラベリング)とも称する。
The state information-added vector field information referred to here is information in which state information indicating a predetermined health state is further added to the vector field information. Specifically, in the state information-added vector field information, state information indicating the health state of a portion of the feature space in the vector field information (a part of the feature space) is added.
The portion of the feature space here may be a point (a certain coordinate). For example, a certain point in the feature space may be added with state information such as "an example of a feature value one year before the onset of XX cancer."
Alternatively, the portion of the feature space here may be a partial region of the feature space. In this case, the health state indicated by the state information may be, but is not limited to, a healthy state, a diseased state, or a pre-disease state. Adding state information to a portion of the feature space of the state-information-added vector field information is also referred to as state labeling.

状態情報の表現方法は、特定の方法に限定されない。例えば、状態情報が文言、色、図名の何れか、あるいはこれらの組み合わせで示されていてもよい。
例えば、特徴量空間内の点に対して状態情報が付加される場合に、Aがんの場合の特徴量の例を示す点が青で示され、Bがんの場合の特徴量の例を示す点が緑で示されるというように、状態情報が、その点(プロット)の色で示されていてもよい。この場合、例えば青の点が特徴量空間内の一部にまとまってプロットされることで、青の点の集まりの付近では、Aがんである可能性が高いことを示すことができる。
また、Aがんの場合の特徴量の例を示す点が丸(〇)で示され、Bがんの場合の特徴量を示す点が四角(□)で示されるなど、状態情報が、点(プロット)の色に加えて、あるいは代えて、プロットの図形で示されていてもよい。
The method of expressing the state information is not limited to a specific method, and may be, for example, a word, a color, a graphic name, or a combination of these.
For example, when status information is added to points in the feature space, the status information may be indicated by the color of the point (plot), such that points showing examples of features for cancer A are shown in blue and points showing examples of features for cancer B are shown in green. In this case, for example, blue points are plotted together in a part of the feature space, so that it can be shown that the vicinity of the group of blue points is highly likely to be cancer A.
In addition, status information may be shown by the shape of the plot in addition to or instead of the color of the points (plots), such as a point showing an example of a feature for cancer A being shown as a circle (◯) and a point showing an example of a feature for cancer B being shown as a square (□).

変化量ベクトルによって、少なくとも変化の向きが示される。特徴量空間が1次元の場合、変化量ベクトルによって特徴量が増加するか減少するかが示される。特徴量空間が2次元以上の場合、変化量ベクトルによって各特徴量(特徴量空間の座標軸毎の特徴量)の変化の割合が示される。 The change vector indicates at least the direction of change. If the feature space is one-dimensional, the change vector indicates whether a feature is increasing or decreasing. If the feature space is two or more dimensions, the change vector indicates the rate of change of each feature (the feature for each coordinate axis in the feature space).

状態判定支援システム100によれば、変化量ベクトルの向きを参照して、対象者の健康状態の変化の傾向を判定することができる。例えば、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データから抽出される特徴量を、ベクトル場情報生成装置200が生成する状態情報付ベクトル場情報における特徴量空間にプロットする。この特徴量がプロットされた状態情報付ベクトル場情報を用いて、対象者の状態は、例えば、プロットされた点から変化量ベクトルを辿って到達する領域の状態(その領域の状態情報が示す状態)に比較的なり易い状態であると判定することができる。
対象者の特徴量のプロットから1つの変化量ベクトルを辿ってある領域に到達してもよいし、対象者の特徴量のプロットから2つ以上の変化量ベクトルを辿ってある領域に到達してもよい。
According to the condition determination support system 100, the tendency of change in the subject's health condition can be determined by referring to the direction of the change vector. For example, features extracted from the measurement data of the expression level of the subject's microRNA are plotted in a feature space in the state-information-attached vector field information generated by the vector field information generating device 200. Using the state-information-attached vector field information in which the features are plotted, it can be determined that the subject's condition is, for example, relatively likely to become a state of the area reached by tracing the change vector from the plotted point (a state indicated by the state information of that area).
A certain region may be reached by tracing one change vector from the plot of the subject's features, or a certain region may be reached by tracing two or more change vectors from the plot of the subject's features.

例えば、状態情報付ベクトル場情報における特徴量空間内に、Aがん(癌)の状態、Bがんの状態、・・・といったがんの種類毎の領域が設定されている場合を考える。例えば、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを辿ってAがんの状態の領域に到達する場合、対象者は比較的Aがんになり易い状態にあると判定することができる。対象者は、この判定結果に基づいて、Aがんにならないための対策を講じることができる。
あるいは、対象者の特徴量のプロットがある領域に含まれる場合、対象者の状態は、その領域の状態であると判定できる。
For example, consider a case where regions for each type of cancer, such as cancer A state, cancer B state, etc., are set in the feature space in the state-information-attached vector field information. For example, when the region for cancer A state is reached by tracing the change vector from the plot of the subject's features, it can be determined that the subject is in a state where he or she is relatively susceptible to developing cancer A. Based on this determination result, the subject can take measures to prevent developing cancer A.
Alternatively, when the plot of the subject's features falls within a certain region, the subject's state can be determined to be the state of that region.

あるいは、特徴量空間内の点に状態情報が付加されている場合、対象者の状態が、対象者の特徴量のプロットの近傍の点に付加されている状態情報が示す状態に近い状態であると判定するようにしてもよい。
ベクトル場情報生成装置200は、例えばパソコン(Personal Computer;PC)またはワークステーション(Workstation)等のコンピュータを用いて構成される。
Alternatively, if status information is attached to a point in the feature space, the subject's status may be determined to be close to the state indicated by the status information attached to a point in the vicinity of the plot of the subject's features.
The vector field information generating device 200 is configured using a computer such as a personal computer (PC) or a workstation.

状態判定支援装置300は、状態情報付ベクトル場情報における特徴量空間での、対象者の特徴量の位置を示す。具体的には、状態判定支援装置300は、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データを取得して、特徴量(マイクロRNAの発現量の特徴量)を抽出(算出)する。そして、状態判定支援装置300は、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データから抽出される特徴量を、ベクトル場情報生成装置200が生成する状態情報付ベクトル場情報における特徴量空間にプロットする。 The state determination support device 300 indicates the position of the subject's features in the feature space in the state information-added vector field information. Specifically, the state determination support device 300 acquires measurement data of the subject's microRNA expression levels and extracts (calculates) features (feature amounts of the microRNA expression levels). The state determination support device 300 then plots the features extracted from the measurement data of the subject's microRNA expression levels in the feature space in the state information-added vector field information generated by the vector field information generating device 200.

これにより、状態判定支援装置300は、対象者の状態の判定を支援する。上述したように、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを辿ることで、対象者の状態の変化の傾向を推定することができる。
状態判定支援装置300は、例えばパソコン(Personal Computer;PC)またはワークステーション(Workstation)等のコンピュータを用いて構成される。
In this way, the condition determination support device 300 supports the determination of the subject's condition. As described above, by tracing the change amount vector from the plot of the subject's feature amount, it is possible to estimate the tendency of change in the subject's condition.
The state determination support device 300 is configured using a computer such as a personal computer (PC) or a workstation.

ベクトル場情報生成装置200と状態判定支援装置300とが1つの装置として構成されていてもよい。特に、ベクトル場情報生成装置200が状態情報付ベクトル場情報の生成または更新を頻繁に行う場合、ベクトル場情報生成装置200と状態判定支援装置300とを一体化して、マイクロRNAの発現量の履歴情報などのデータを共用し、また、マイクロRNAの発現量の特徴量を抽出機能などの機能も共用することで、状態判定支援システム100のコンパクト化を図ることができる。
一方、状態情報付ベクトル場情報が確定し更新の必要がない場合、状態判定支援装置300をベクトル場情報生成装置200とは別の装置として構成することで、状態判定支援装置300のコンパクト化を図ることができる。
The vector field information generating device 200 and the state determination support device 300 may be configured as a single device. In particular, when the vector field information generating device 200 frequently generates or updates vector field information with state information, the vector field information generating device 200 and the state determination support device 300 can be integrated to share data such as history information of the expression amount of microRNA, and also share functions such as a function for extracting features of the expression amount of microRNA, thereby making it possible to make the state determination support system 100 more compact.
On the other hand, when the vector field information with state information has been determined and does not need to be updated, the state determination support device 300 can be configured as a device separate from the vector field information generation device 200, thereby making the state determination support device 300 more compact.

状態情報付ベクトル場情報を用いた状態判定として状態予測を行うようにしてもよい。
図2は、実施形態に係る状態予測装置システムの装置構成の例を示す構成図である。図2に示す構成で、状態予測システム100bは、ベクトル場情報生成装置200と、状態予測装置300bとを備える。
State prediction may be performed as state determination using state-information-added vector field information.
Fig. 2 is a configuration diagram showing an example of the device configuration of a state prediction device system according to an embodiment. In the configuration shown in Fig. 2, a state prediction system 100b includes a vector field information generation device 200 and a state prediction device 300b.

状態予測装置300bは、状態判定の支援として状態予測を行う。それ以外の点では、状態予測システム100bは、状態判定支援システム100と同様である。
ベクトル場情報が、特徴量(の値)毎に、単位期間(単位時間)当たりの特徴量の変化量を示す情報であってもよい。この場合のベクトル場を速度場とも称し、この場合のベクトル場情報を速度場情報とも称する。また、この場合の状態情報付ベクトル場情報を状態情報付速度場情報とも称する。単位期間(例えば、1年)当たりの特徴量の変化量を、特徴量の変化速度とも称する。特徴量の変化速度は、特徴量空間の座標系のベクトルで示される。特徴量の変化速度のベクトルを、変化速度ベクトル、または、速度ベクトルとも称する。
The state prediction device 300b performs state prediction as assistance for state determination. In other respects, the state prediction system 100b is similar to the state determination assistance system 100.
The vector field information may be information indicating the amount of change in a feature per unit period (unit time) for each feature (value). The vector field in this case is also referred to as a velocity field, and the vector field information in this case is also referred to as velocity field information. The vector field information with state information in this case is also referred to as velocity field information with state information. The amount of change in a feature per unit period (e.g., one year) is also referred to as the rate of change of the feature. The rate of change of a feature is indicated by a vector in the coordinate system of the feature space. The vector of the rate of change of a feature is also referred to as a rate of change vector or a velocity vector.

ベクトル場が速度場として構成されていることで、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを1つ辿った先の点は、単位期間経過後の対象者の特徴量の予測値を示す。さらに、特徴慮ベクトルを辿った先の点は、さらに単位期間経過後の対象者の特徴量の予測値を示す。そして、予測値が含まれる領域に付されている状態情報によって、対象者の状態の予測が示される。 Since the vector field is configured as a velocity field, the point reached by tracing one change vector from the plot of the subject's features indicates the predicted value of the subject's features after a unit period has passed. Furthermore, the point reached by tracing the feature vector indicates the predicted value of the subject's features after a further unit period has passed. The predicted state of the subject is then indicated by the state information attached to the area that contains the predicted value.

例えば、特徴量空間内に、Aがん(癌)の状態、Bがんの状態、・・・といったがんの種類毎の領域が設定されている場合を考える。例えば、特徴量の予測値がAがんの状態の領域に含まれる場合、対象者が予測対象の時期(単位期間に、辿った変化量ベクトルの個数を乗算した期間経過後)に、Aがんになっているとの予測が示される。対象者は、この予測を受けて、将来Aがんにならないための対策を講じることができる。 For example, consider a case where regions for each type of cancer, such as Cancer A state, Cancer B state, etc., are set in the feature space. For example, if the predicted value of the feature is included in the region for Cancer A state, a prediction is shown that the subject will develop Cancer A at the time of prediction (after the elapse of a period equal to the unit period multiplied by the number of change vectors traced). Based on this prediction, the subject can take measures to prevent themselves from developing Cancer A in the future.

図3は、ベクトル場情報生成装置200の機能構成の例を示す概略ブロック図である。図3に示す構成で、ベクトル場情報生成装置200は、第一通信部210と、第一表示部220と、第一操作入力部230と、第一記憶部270と、第一制御部280とを備える。第一制御部280は、第一発現量データ取得部281と、第一特徴量抽出部282と、クラス分類部283と、機械学習制御部284と、履歴情報登録部285と、ベクトル場情報生成部286と、状態情報付加部287とを備える。 Figure 3 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the vector field information generating device 200. In the configuration shown in Figure 3, the vector field information generating device 200 includes a first communication unit 210, a first display unit 220, a first operation input unit 230, a first memory unit 270, and a first control unit 280. The first control unit 280 includes a first expression amount data acquisition unit 281, a first feature amount extraction unit 282, a class classification unit 283, a machine learning control unit 284, a history information registration unit 285, a vector field information generation unit 286, and a state information addition unit 287.

第一通信部210は、他の装置と通信を行う。例えば、第一通信部210は、マイクロRNAの解析システムからの、マイクロRNAの発現量の測定データを受信する。また、第一通信部210は、状態判定支援装置300と通信を行って、状態情報付ベクトル場情報を送信する。
第一表示部220は、例えば液晶パネルまたはLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)パネル等の表示画面を備え、各種画像を表示する。例えば、第一表示部220は、ベクトル場情報生成装置200が生成した状態情報付ベクトル場情報を表示する。また、第一表示部220は、ベクトル場情報生成装置200のユーザが、マイクロRNAの発現量の測定データの取得の指示や、状態情報付ベクトル場情報の生成の指示など、各種指示を行うための操作画面を表示する。
第一操作入力部230は、例えばキーボードおよびマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受け付ける。例えば、第一操作入力部230は、マイクロRNAの発現量の測定データの取得の指示や、状態情報付ベクトル場情報の生成の指示などのユーザ操作を受け付ける。
The first communication unit 210 communicates with other devices. For example, the first communication unit 210 receives measurement data of the expression level of microRNA from a microRNA analysis system. The first communication unit 210 also communicates with the condition determination support device 300 to transmit vector field information with condition information.
The first display unit 220 has a display screen, such as a liquid crystal panel or an LED (Light Emitting Diode) panel, and displays various images. For example, the first display unit 220 displays the vector field information with state information generated by the vector field information generating device 200. The first display unit 220 also displays an operation screen that allows the user of the vector field information generating device 200 to give various instructions, such as an instruction to obtain measurement data of the expression level of microRNA and an instruction to generate vector field information with state information.
The first operation input unit 230 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and receives user operations. For example, the first operation input unit 230 receives user operations such as an instruction to obtain measurement data of the expression level of microRNA, an instruction to generate vector field information with state information, and the like.

第一記憶部270は、各種データを記憶する。例えば、第一記憶部270は、マイクロRNAの発現量の測定データの履歴情報を、被採取者毎に記憶する。また、第一記憶部270は、マイクロRNAの発現量の測定データから抽出される特徴量の履歴情報を、被採取者毎に記憶する。あるいは、第一記憶部270が、マイクロRNAの発現量の測定データの履歴情報、または、特徴量の履歴情報の何れか一方のみを記憶するようにしてもよい。
また、第一記憶部270は、状態情報付ベクトル場情報を記憶する。
第一記憶部270は、ベクトル場情報生成装置200が備える記憶デバイスを用いて構成される。
The first storage unit 270 stores various data. For example, the first storage unit 270 stores history information of the measurement data of the expression level of microRNA for each subject. The first storage unit 270 also stores history information of the feature amount extracted from the measurement data of the expression level of microRNA for each subject. Alternatively, the first storage unit 270 may store only one of the history information of the measurement data of the expression level of microRNA or the history information of the feature amount.
Moreover, the first storage unit 270 stores vector field information with state information.
The first storage unit 270 is configured using a storage device provided in the vector field information generation device 200.

第一制御部280は、ベクトル場情報生成装置200の各部を制御して各種処理を行う。第一制御部280の機能は、例えば、ベクトル場情報生成装置200が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、第一記憶部270からプログラムを読み出して実行することで実行される。
第一発現量データ取得部281は、マイクロRNAの発現量の測定データを発現量データに纏める。ここでいう発現量データは、マイクロRNAの種類毎に発現量を示すデータである。例えば、ヒトのマイクロRNAの種類は約2500種類以上あるといわれており、2500種類のマイクロRNAについて発現量を解析した場合、発現量データは、2500次元ベクトルのデータで表される。
The first control unit 280 performs various processes by controlling each unit of the vector field information generation device 200. The function of the first control unit 280 is executed, for example, by a CPU (Central Processing Unit) included in the vector field information generation device 200 reading out a program from the first storage unit 270 and executing it.
The first expression level data acquisition unit 281 compiles the measurement data of the expression level of the microRNA into expression level data. The expression level data here is data indicating the expression level for each type of microRNA. For example, it is said that there are more than about 2500 types of human microRNA, and when the expression levels of 2500 types of microRNA are analyzed, the expression level data is represented by data of a 2500-dimensional vector.

発現量データは、バイオマーカ量データの例に該当する。バイオマーカ量データは、バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すデータである。
第一発現量データ取得部281は、第一バイオマーカ量データ取得部の例、および、バイオマーカ量データ取得部の例に該当する。
第一記憶部270が、マイクロRNAの発現量の測定データの履歴情報を、発現量データの履歴情報の形式で記憶するようにしてもよい。
The expression level data is an example of biomarker amount data, which indicates the amount of each type of biomarker.
The first expression amount data acquiring section 281 corresponds to an example of a first biomarker amount data acquiring section and an example of a biomarker amount data acquiring section.
The first storage unit 270 may store the history information of the measurement data of the expression levels of microRNA in the format of history information of expression level data.

第一特徴量抽出部282は、発現量データの特徴量を抽出する。第一特徴量抽出部282は、特徴量抽出部の例に該当する。
第一特徴量抽出部282が、被採取者の状態毎(例えば、病名毎)に1次元の特徴量を抽出するようにしてもよい。あるいは、第一特徴量抽出部282が、2次元以上の特徴量を抽出するようにしてもよい。第一特徴量抽出部282が抽出する特徴量の次元は、状態情報付ベクトル場情報の次元となる。
The first feature amount extraction unit 282 extracts features of the expression amount data. The first feature amount extraction unit 282 is an example of a feature amount extraction unit.
The first feature extraction unit 282 may extract one-dimensional features for each condition (e.g., each disease name) of the subject. Alternatively, the first feature extraction unit 282 may extract two or more dimensional features. The dimension of the feature extracted by the first feature extraction unit 282 is the dimension of the vector field information with condition information.

発現量データから特徴量を抽出する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、主成分分析(Principal Component Analysis;PCA)、AE(Autoencoder、自己符号化器)またはVAE(Variational AE、バリエーショナルオートエンコーダ)などのニューラルネットワーク、あるいは、自己組織化マップ(Self Organizing Map;SOM)など公知の次元圧縮手法を用いるようにしてもよい。 The method for extracting features from expression level data is not limited to a specific method. For example, known dimensionality reduction methods such as Principal Component Analysis (PCA), neural networks such as AE (Autoencoder) or VAE (Variational Autoencoder), or Self Organizing Map (SOM) may be used.

主成分分析では、例えば、多次元データ全体の重心からの分散が最大となる方向を第1主成分として算出し、第1主成分に直交する方向で分散が最大となる方向を第2主成分として算出することで、多次元データを2次元に圧縮できる。
第一特徴量抽出部282が主成分分析を用いる場合、発現量データの第1成分から第N(Nは正の整数)まで算出することで、発現量データをN次元に圧縮できる。
In principal component analysis, for example, the direction in which the variance from the center of gravity of the entire multidimensional data is greatest is calculated as the first principal component, and the direction perpendicular to the first principal component in which the variance is greatest is calculated as the second principal component, thereby compressing multidimensional data into two dimensions.
When the first feature amount extraction unit 282 uses principal component analysis, the expression amount data can be compressed to N dimensions by calculating the first component to the Nth component (N is a positive integer) of the expression amount data.

AEは、入力データと同じデータを出力層から出力する恒等写像の階層型ニューラルネットワークをEncoderとDecoderで構成したモデルであり、中間層(潜在変数)に入力データの特徴量が現れると考えられる。
第一特徴量抽出部282がAEを用いる場合、中間層をN次元にすることで、発現量データをN次元に圧縮できる。
AE is a model that consists of an encoder and decoder that are hierarchical neural networks of an identity mapping that outputs data from the output layer that is the same as the input data, and it is believed that the features of the input data appear in the intermediate layer (latent variables).
When the first feature amount extraction unit 282 uses AE, the expression amount data can be compressed to N dimensions by making the intermediate layer N-dimensional.

VAEは、AEの中間層(潜在変数の部分)に確率分布を導入したモデルである。VAEでは、入力データをガウス分布で近似することで次元圧縮を行う。
第一特徴量抽出部282がVAEを用いる場合も、潜在変数をN次元にすることで、発現量データをN次元に圧縮できる。
VAE is a model that introduces a probability distribution into the intermediate layer (the latent variable part) of AE. In VAE, dimensionality is reduced by approximating input data with a Gaussian distribution.
Even when the first feature extraction unit 282 uses VAE, the expression amount data can be compressed to N dimensions by making the latent variables N-dimensional.

SOMは、高次元データを1次元または2次元などの低次元の空間に写像する。写像先の空間はSOMマップと呼ばれる。現空間(写像元の高次元データ)おいて距離が近いデータほどSOMマップ(写像先の低次元空間)でも近接するような写像をランダムな写像から作ることで、教師なしでクラスタリング(グループ分け)することができる。
第一特徴量抽出部282がSOMを用いる場合、SOMマップをN次元にすることで、発現量データをN次元に圧縮できる。
第一特徴量抽出部282が用いる特徴量抽出方法として、写像元(特徴量抽出への入力)の発現量データが連続である場合に、写像先(特徴量抽出の出力)の特徴量も連続となるいろいろな次元圧縮方法を用いることができる。
SOM maps high-dimensional data to a low-dimensional space such as one or two dimensions. The destination space is called the SOM map. By creating a random map in which data that is closer in the current space (the source high-dimensional data) is closer in the SOM map (the destination low-dimensional space), clustering (grouping) can be performed without a teacher.
When the first feature amount extraction unit 282 uses SOM, the expression amount data can be compressed to N dimensions by making the SOM map N-dimensional.
As a feature extraction method used by the first feature extraction unit 282, various dimensionality compression methods can be used in which, when the expression amount data of the source (input to feature extraction) is continuous, the features of the destination (output of feature extraction) are also continuous.

図4は、ベクトル場情報生成装置200にGCMを適用する場合の、GCMの処理の構成例を示す図である。図4の例で、GCM400の処理を実行する第一制御部280は、エンコーダ411と、第1クラスデコーダ412-1から第Nクラスデコーダ412-Nと、第1乗算器413-1から第N乗算器413-Nと、第1平均演算部414-1から第N平均演算部414-Nと、Argmax演算部415とを備える。ここでのNは、クラス分類におけるクラスの個数を示す正の整数である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the configuration of GCM processing when GCM is applied to the vector field information generating device 200. In the example of Figure 4, the first control unit 280 that executes the processing of GCM400 includes an encoder 411, a first class decoder 412-1 to an Nth class decoder 412-N, a first multiplier 413-1 to an Nth multiplier 413-N, a first average calculation unit 414-1 to an Nth average calculation unit 414-N, and an Argmax calculation unit 415. Here, N is a positive integer indicating the number of classes in the classification.

第1クラスデコーダ412-1から第Nクラスデコーダ412-Nを総称してデコーダ412と表記する。第1乗算器413-1から第N乗算器413-Nを総称して乗算器413と表記する。第1平均演算部414-1から第N平均演算部414-Nを総称して平均演算部414と表記する。 The first class decoder 412-1 through the Nth class decoder 412-N are collectively referred to as decoder 412. The first multiplier 413-1 through the Nth multiplier 413-N are collectively referred to as multiplier 413. The first average calculation unit 414-1 through the Nth average calculation unit 414-N are collectively referred to as average calculation unit 414.

エンコーダ411は、発現量データの入力を受けて、入力されたデータの特徴量を抽出する。エンコーダ411は、第一特徴量抽出部282の例に該当する。
デコーダ412はクラス毎に設けられ、エンコーダ411が算出した特徴量を入力データと同じ次元のデータに再構成する。このデータは入力データ(発現量データ)の各部が注目クラスに関してどの程度そのクラスらしいかの重みを示す。
The encoder 411 receives expression amount data and extracts features of the input data. The encoder 411 is an example of the first feature amount extraction unit 282.
A decoder 412 is provided for each class, and reconstructs the feature amount calculated by the encoder 411 into data of the same dimension as the input data. This data indicates the weight of how likely each part of the input data (expression amount data) is to the class of interest.

乗算器413は、クラス毎に設けられ、デコーダ412が算出したデータを、入力データに乗算する。これにより、入力データを部分毎にクラス分類への寄与度に応じて重み付けしたデータを得られる。 A multiplier 413 is provided for each class and multiplies the input data by the data calculated by the decoder 412. This results in data that is weighted for each part of the input data according to its contribution to class classification.

平均演算部414は、クラス毎に設けられ、クラス毎に、乗算器413が算出したデータの平均を算出する。平均演算部414が算出する平均値は、クラス分類における評価値(クラススコア)として用いられる。
Argmax演算部415は、平均演算部414がクラス毎に算出するクラススコアを比較し、クラススコアが最も大きいクラスを判定する。これによりArgmax演算部415は、入力データをクラスに分類する。
第1平均演算部414-1から第N平均演算部414-NおよびArgmax演算部415の組み合わせは、クラス分類部283例に該当する。
An average calculation unit 414 is provided for each class, and calculates, for each class, the average of the data calculated by the multiplier 413. The average calculated by the average calculation unit 414 is used as an evaluation value (class score) in class classification.
The Argmax calculation unit 415 compares the class scores calculated for each class by the average calculation unit 414 and determines the class with the largest class score. In this way, the Argmax calculation unit 415 classifies the input data into classes.
The combination of the first average calculation unit 414-1 to the N-th average calculation unit 414-N and the Argmax calculation unit 415 corresponds to the classifying unit 283 examples.

機械学習制御部284は、第一制御部280の学習を制御する。例えば、第一特徴量抽出部282およびクラス分類部283がニューラルネットワークなどの計算モデルを用いて構成されていてもよい。そして、機械学習制御部284が、第一特徴量抽出部282およびクラス分類部283に学習を行わせて計算モデルのパラメータ値を決定するようにしてもよい。 The machine learning control unit 284 controls the learning of the first control unit 280. For example, the first feature extraction unit 282 and the class classification unit 283 may be configured using a computational model such as a neural network. The machine learning control unit 284 may then cause the first feature extraction unit 282 and the class classification unit 283 to learn and determine parameter values of the computational model.

あるいは、第一制御部280が図4に例示されるGCM400の処理を実行する場合、エンコーダ411およびデコーダ412がニューラルネットワークなどの計算モデルを用いて構成されていてもよい。そして、機械学習制御部284が、エンコーダ411およびデコーダ412に学習を行わせて計算モデルのパラメータ値を決定するようにしてもよい。
第一特徴量抽出部282およびクラス分類部283の学習に、公知の技術を用いることができる。
4, the encoder 411 and the decoder 412 may be configured using a computational model such as a neural network. The machine learning control unit 284 may then cause the encoder 411 and the decoder 412 to learn and determine parameter values of the computational model.
Known techniques can be used for the training of the first feature extraction unit 282 and the class classification unit 283.

履歴情報登録部285は、発現量データ、発現量データの特徴量、および、発現量データのクラス分類結果の履歴情報を、被採取者毎に第一記憶部270に記憶させる。
ベクトル場情報生成部286は、特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量と特徴量の変化との関係を示すベクトル場情報を生成する。
The history information registration section 285 stores, for each subject, in the first storage section 270, history information on the expression amount data, the feature amount of the expression amount data, and the class classification results of the expression amount data.
The vector field information generating unit 286 generates vector field information indicating the relationship between the feature amounts and changes in the feature amounts, based on the history information of the feature amounts.

上述したように、ベクトル場情報は、特徴量空間における、特徴量の変化量ベクトルの分布を示すベクトル場を示す情報である。ベクトル場情報生成部286は、特徴量の履歴情報から同一の被採取者について特徴量の変化量(変化量ベクトル)を算出する。そして、ベクトル場情報生成部286は、算出した変化量を変化前のほうの特徴量に紐付けてベクトル場情報の特徴量空間にプロットする。具体的には、ベクトル場情報生成部286は、特徴量空間における変化前の特徴量の座標(変化前の特徴量の特徴量空間へのプロット)に、算出した変化量を示す変化量ベクトルを紐付ける。 As described above, the vector field information is information indicating a vector field that indicates the distribution of the change vector of the feature in the feature space. The vector field information generation unit 286 calculates the change (change vector) of the feature for the same subject from the feature history information. The vector field information generation unit 286 then links the calculated change to the feature before the change and plots it in the feature space of the vector field information. Specifically, the vector field information generation unit 286 links the change vector indicating the calculated change to the coordinates of the feature before the change in the feature space (plotting of the feature before the change in the feature space).

第一特徴量抽出部282が、被採取者の状態毎に1次元の特徴量を抽出する場合、ベクトル場情報生成部286は、特徴量毎に1次元のベクトル場情報を生成する。あるいは、第一特徴量抽出部282が、2次元以上の特徴量を抽出する場合、ベクトル場情報生成部286は、特徴量と同じ次元のベクトル場情報を生成する。 When the first feature extraction unit 282 extracts one-dimensional features for each state of the subject, the vector field information generation unit 286 generates one-dimensional vector field information for each feature. Alternatively, when the first feature extraction unit 282 extracts two or more dimensional features, the vector field information generation unit 286 generates vector field information of the same dimension as the feature.

状態情報付加部287は、状態情報付ベクトル場情報を生成する。上述したように、状態情報付ベクトル場情報は、ベクトル場情報生成部286が生成するベクトル場情報における特徴量空間の部分に、状態情報が付加された情報である。第一特徴量抽出部282が、2次元以上の特徴量を抽出する場合、状態情報付加部287が、1つのベクトル場情報に複数の状態の状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成するようにしてもよい。 The state information adding unit 287 generates vector field information with state information. As described above, the vector field information with state information is information in which state information is added to the feature space portion of the vector field information generated by the vector field information generating unit 286. When the first feature extraction unit 282 extracts features of two or more dimensions, the state information adding unit 287 may generate vector field information with state information in which state information of multiple states is added to one vector field information.

図5は、状態判定支援装置300の機能構成の例を示す概略ブロック図である。図5に示す構成で、状態判定支援装置300は、第二通信部310と、第二表示部320と、第二操作入力部330と、第二記憶部370と、第二制御部380とを備える。第二制御部380は、第二発現量データ取得部381と、第二特徴量抽出部382と、状態判定支援処理部383とを備える。 Figure 5 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the state judgment support device 300. In the configuration shown in Figure 5, the state judgment support device 300 includes a second communication unit 310, a second display unit 320, a second operation input unit 330, a second memory unit 370, and a second control unit 380. The second control unit 380 includes a second expression amount data acquisition unit 381, a second feature amount extraction unit 382, and a state judgment support processing unit 383.

第二通信部310は、他の装置と通信を行う。例えば、第二通信部310は、マイクロRNAの解析システムからの、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データを受信する。また、第二通信部310は、ベクトル場情報生成装置200と通信を行って、状態情報付ベクトル場情報を受信する。 The second communication unit 310 communicates with other devices. For example, the second communication unit 310 receives measurement data on the expression level of the subject's microRNA from a microRNA analysis system. The second communication unit 310 also communicates with the vector field information generating device 200 to receive vector field information with state information.

また、第一操作入力部230の第一記憶部270が、対象者の発現量データの履歴情報を記憶している場合、第二通信部310が第一操作入力部230から対象者の発現量データの履歴情報を受信するようにしてもよい。この履歴情報を用いて、状態判定支援装置300が、対象者の現在の特徴量だけでなく、過去の特徴量も状態情報付ベクトル場情報上にプロットするようにしてもよい。 In addition, when the first memory unit 270 of the first operation input unit 230 stores historical information of the expression amount data of the subject, the second communication unit 310 may receive the historical information of the expression amount data of the subject from the first operation input unit 230. Using this historical information, the state judgment support device 300 may plot not only the current feature amount of the subject but also past feature amounts on the state information-added vector field information.

第二表示部320は、例えば液晶パネルまたはLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)パネル等の表示画面を備え、各種画像を表示する。例えば、第二表示部320は、状態情報付ベクトル場情報に対象者の特徴量のプロットを含めて表示する。
第二操作入力部330は、例えばキーボードおよびマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受け付ける。例えば、第二操作入力部330は、状態情報付ベクトル場情報に対象者の特徴量をプロットして表示するように指示するユーザ操作を受け付ける。
The second display unit 320 includes a display screen such as a liquid crystal panel or an LED (Light Emitting Diode) panel, and displays various images. For example, the second display unit 320 displays the state information-added vector field information including a plot of the subject's features.
The second operation input unit 330 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and receives a user operation. For example, the second operation input unit 330 receives a user operation to instruct the subject's features to be plotted and displayed in the state information-added vector field information.

第二記憶部370は、各種データを記憶する。例えば、第二記憶部370は、ベクトル場情報生成装置200から得られた状態情報付ベクトル場情報を記憶しておく。
また、第二記憶部370が、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データの履歴情報を記憶するようにしてもよい。この履歴情報を用いて、状態判定支援装置300が、対象者の現在の特徴量だけでなく、過去の特徴量も状態情報付ベクトル場情報上にプロットするようにしてもよい。状態判定支援装置300が、複数の対象者それぞれの状態判定を支援する場合、第二記憶部370は、対象者毎に、マイクロRNAの発現量の測定データの履歴情報を記憶するようにしてもよい。
The second storage unit 370 stores various data. For example, the second storage unit 370 stores the vector field information with state information obtained from the vector field information generating device 200.
The second storage unit 370 may also be configured to store history information of the measurement data of the expression level of the microRNA of the subject. Using this history information, the condition determination support device 300 may plot not only the current feature amount of the subject but also the past feature amount on the vector field information with condition information. When the condition determination support device 300 supports the condition determination of each of multiple subjects, the second storage unit 370 may store history information of the measurement data of the expression level of the microRNA for each subject.

第二制御部380は、状態判定支援装置300の各部を制御して各種処理を行う。第二制御部380の機能は、例えば、状態判定支援装置300が備えるCPUが、第二記憶部370からプログラムを読み出して実行することで実行される。
第二発現量データ取得部381は、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データを発現量データに纏める。
第二発現量データ取得部381は、第二バイオマーカ量データ取得部の例、および、バイオマーカ量データ取得部の例に該当する。
The second control unit 380 performs various processes by controlling each unit of the state determination support device 300. The functions of the second control unit 380 are performed, for example, by a CPU included in the state determination support device 300 reading out a program from the second storage unit 370 and executing the program.
The second expression level data acquisition unit 381 compiles the measurement data of the expression levels of the subject's microRNA into expression level data.
The second expression amount data acquiring section 381 corresponds to an example of a second biomarker amount data acquiring section and an example of a biomarker amount data acquiring section.

第二特徴量抽出部382は、第一特徴量抽出部282と同様の特徴量抽出方法で、対象者の発現量データの特徴量を抽出する。ベクトル場情報生成装置200が生成する状態情報付ベクトル場情報上にプロットするための特徴量を抽出するためである。
第二特徴量抽出部382は、特徴量抽出部の例に該当する。
状態判定支援処理部383は、状態情報付ベクトル場情報に、対象者の特徴量をプロットする。上記のように、状態判定支援処理部383が、状態情報付ベクトル場情報に、対象者の現在の特徴量に加えて対象者の過去の特徴量もプロットするようにしてもよい。
The second feature extraction unit 382 extracts features of the expression amount data of the subject by the same feature extraction method as the first feature extraction unit 282. This is to extract features to be plotted on the vector field information with state information generated by the vector field information generating device 200.
The second feature amount extraction unit 382 is an example of a feature amount extraction unit.
The state determination support processing unit 383 plots the feature amount of the subject in the state information-attached vector field information. As described above, the state determination support processing unit 383 may plot the past feature amount of the subject in addition to the current feature amount of the subject in the state information-attached vector field information.

図6は、状態判定支援装置300による1次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図6の例では、特徴量空間が変数xの1次元座標空間で示されている。この1次元座標空間上に、「健康」の領域(健常状態の領域)、および、「〇〇がん」の領域(〇〇がんの状態の領域)が示されている。 Fig. 6 is a diagram showing an example of one-dimensional vector field information with state information displayed by the state judgment support device 300. In the example of Fig. 6, the feature amount space is shown in a one-dimensional coordinate space of variable x1 . In this one-dimensional coordinate space, a "healthy" region (region of a healthy state) and a "xx cancer" region (region of a xx cancer state) are shown.

第二表示部320が、健常状態の領域と〇〇がんの状態の領域とに加えて、〇〇がんの未病の領域も明示するようにしてもよい。ここでいう未病(の状態)は、特定の疾病に関して、罹患はしていないが、何らかの自覚症状があるか、検査をすれば異常値を示す状態のことを指し、疾病の罹患リスクが高い状態をいう。例えば、脂肪肝は、脂肪肝という疾病に関しては罹患状態だが、肝臓がんという疾病に関しては未病状態に該当する。 The second display unit 320 may also display the pre-disease region for cancer in addition to the healthy state region and the cancer state region. Pre-disease (state) here refers to a state in which the patient is not afflicted with a particular disease, but has some subjective symptoms or shows abnormal values when tested, and is at high risk of contracting the disease. For example, fatty liver is an afflicted state for the disease fatty liver, but is a pre-disease state for the disease liver cancer.

ベクトル場情報生成装置200のクラス分類部283が、特徴量をクラス分類する際に、健常状態のクラス、病気の状態のクラス(例えば、〇〇がんのクラス)に加えて、未病の状態のクラス(例えば、〇〇がんの未病のクラス)を設けておくことで、状態情報付ベクトル場情報に未病の領域を設定することができる。第二表示部320が、未病の領域も明示するようにしてもよい。 When the classifying unit 283 of the vector field information generating device 200 classifies the features, in addition to the classes of healthy states and diseased states (e.g., the class of XX cancer), a class of pre-disease states (e.g., a pre-disease class for XX cancer) can be set, making it possible to set a pre-disease region in the vector field information with condition information. The second display unit 320 may also be configured to clearly indicate the pre-disease region.

また、図6の例では、ベクトル場に対象者の特徴量がプロットされている。対象者の特徴量が「健康」と「〇〇がん」との間の領域にプロットされていることから、対象者は、〇〇がんに罹患してはいないが、健康な状態ともいえないと判定できる。さらに、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを辿ると「〇〇がん」の領域に到達することから、対象者は比較的〇〇がんになりやすい状態にあると判定できる。 In the example of Figure 6, the subject's features are plotted in a vector field. Because the subject's features are plotted in the area between "healthy" and "XX cancer," it can be determined that the subject is not suffering from XX cancer, but cannot be said to be in a healthy state either. Furthermore, because tracing the change vector from the plot of the subject's features reaches the "XX cancer" area, it can be determined that the subject is in a state where he or she is relatively susceptible to developing XX cancer.

対象者は、この判定結果を参照して、〇〇がんに罹患しないように予防策を講じることができる。
状態判定支援装置300が、複数の種類のがんについて状態判定の支援を行うなど、判定対象の状態が複数ある場合、第二表示部320は、状態毎に、図6に例示されるような1次元の状態情報付ベクトル場情報、および、対象者の特徴量の遷移のプロットを表示する。
The subject can refer to the results of this assessment and take preventive measures to avoid contracting cancer.
When there are multiple states to be determined, such as when the state determination support device 300 supports state determination for multiple types of cancer, the second display unit 320 displays, for each state, one-dimensional vector field information with state information, as illustrated in Figure 6, and a plot of the transition of the subject's features.

図7は、状態判定支援装置300による2次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図7の例では、特徴量空間が変数xおよびxの2次元直交座標空間で示されている。この2次元座標空間上に、「健康」の領域、および、「Aがん」から「Dがん」までの、それぞれの種類のがんの領域が示されている。 Fig. 7 is a diagram showing an example of display of two-dimensional vector field information with state information by the state determination support device 300. In the example of Fig. 7, the feature amount space is shown in a two-dimensional orthogonal coordinate space of variables x1 and x2 . In this two-dimensional coordinate space, a "healthy" region and regions of each type of cancer from "cancer A" to "cancer D" are shown.

図7の例でも、第二表示部320が、「健康」の領域と各がんの領域との間の領域に加えて、未病の領域も明示するようにしてもよい。その場合、第二表示部320が、がんの種類毎に、そのがんの未病の領域を明示するようにしてもよい。あるいは、第二表示部320が、各がんの種類の未病の領域を1つに纏めた領域を、未病の領域として明示するようにしてもよい。 In the example of FIG. 7, the second display unit 320 may also display pre-disease areas in addition to the areas between the "healthy" area and each cancer area. In that case, the second display unit 320 may display the pre-disease area for each cancer type. Alternatively, the second display unit 320 may display an area that combines the pre-disease areas for each cancer type as a pre-disease area.

図7の例でも、ベクトル場に対象者の特徴量がプロットされている。対象者の特徴量が「健康」と各がんとの間の領域にプロットされていることから、対象者は、これらのがんに罹患してはいないが、健康な状態ともいえないと判定できる。さらに、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを辿ると「Cがん」の領域に到達することから、対象者は比較的Cがんになりやすい状態にあると判定できる。
対象者は、この判定結果を参照して、Cがんに罹患しないように予防策を講じることができる。
In the example of FIG. 7, the subject's features are also plotted in a vector field. Since the subject's features are plotted in the area between "healthy" and each cancer, it can be determined that the subject is not suffering from these cancers, but is not in a healthy state either. Furthermore, since tracing the change vector from the plot of the subject's features reaches the area of "cancer C," it can be determined that the subject is relatively susceptible to cancer C.
The subject can refer to the result of this assessment and take preventive measures to avoid contracting C cancer.

図8は、状態判定支援装置300による3次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図8の例では、特徴量空間が変数x、xおよびxの3次元直交座標空間で示されている。この3次元座標空間上に、「健康」の領域、および、「Aがん」から「Dがん」までの、それぞれの種類のがんの領域が示されている。 Fig. 8 is a diagram showing an example of three-dimensional vector field information with state information displayed by the state judgment support device 300. In the example of Fig. 8, the feature amount space is shown in a three-dimensional orthogonal coordinate space of variables x1 , x2, and x3 . In this three-dimensional coordinate space, a "healthy" region and regions of each type of cancer from "cancer A" to "cancer D" are shown.

図8の例でも、第二表示部320が、未病の領域も明示するようにしてもよい。その場合、第二表示部320が、がんの種類毎に、そのがんの未病の領域を明示するようにしてもよい。あるいは、第二表示部320が、各がんの種類の未病の領域を1つに纏めた領域を、未病の領域として明示するようにしてもよい。 In the example of FIG. 8, the second display unit 320 may also display the pre-disease region. In that case, the second display unit 320 may display the pre-disease region for each cancer type. Alternatively, the second display unit 320 may display an area that combines the pre-disease regions for each cancer type as the pre-disease region.

図8の例でも、ベクトル場に対象者の特徴量がプロットされている。対象者の特徴量が「健康」と各がんとの間の領域にプロットされていることから、対象者は、これらのがんに罹患してはいないが、健康な状態ともいえないと判定できる。さらに、対象者の特徴量のプロットから変化量ベクトルを辿ると「Dがん」の領域に到達することから、対象者は比較的Dがんになりやすい状態にあると判定できる。
対象者は、この判定結果を参照して、Dがんに罹患しないように予防策を講じることができる。
In the example of Figure 8, the subject's features are also plotted in a vector field. Since the subject's features are plotted in the area between "healthy" and each cancer, it can be determined that the subject is not suffering from these cancers, but is not in a healthy state either. Furthermore, since tracing the change vector from the plot of the subject's features reaches the area of "cancer D," it can be determined that the subject is relatively susceptible to cancer D.
The subject can refer to the result of this assessment and take preventive measures to avoid contracting D cancer.

図9は、ベクトル場情報生成部286が算出する特徴量の変化量ベクトルの例を示す図である。
図9では、図7の例の特徴量空間についてベクトル場情報生成部286が算出する特徴量の変化量ベクトルの例が示されている。ベクトル場情報生成部286は、上述したように、特徴量の履歴情報から同じ被採取者の特徴量の変化量を変化量ベクトルとして算出する。そして、ベクトル場情報生成部286は、算出した変化量を変化前のほうの特徴量に紐付けてベクトル場情報の特徴量空間にプロットする。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a change amount vector of a feature amount calculated by the vector field information generating unit 286. As shown in FIG.
Fig. 9 shows an example of a feature change vector calculated by the vector field information generating unit 286 for the feature space of the example of Fig. 7. As described above, the vector field information generating unit 286 calculates the change in the feature of the same subject as a change vector from the feature history information. Then, the vector field information generating unit 286 links the calculated change to the feature before the change and plots it in the feature space of the vector field information.

複数の人のデータを集約する等により、特徴量空間内の同一点に複数の異なる実測ベクトル(実測値に基づく変化量ベクトル)が得られることが考えられる。この場合、ベクトル場情報生成部286が、得られた複数の実測ベクトルの平均ベクトルを求める等により、特徴量の変化量を一意に算出するようにしてもよい。あるいは、ベクトル場情報生成部286が、特徴量の変化量を確率的に算出するようにしてもよいし、例えば年代別など条件別に設定するようにしてもよい。 By aggregating data from multiple people, it is possible to obtain multiple different actual measurement vectors (change vectors based on actual measurements) at the same point in the feature space. In this case, the vector field information generating unit 286 may uniquely calculate the change in the feature by, for example, finding the average vector of the multiple actual measurement vectors obtained. Alternatively, the vector field information generating unit 286 may calculate the change in the feature probabilistically, or may set it according to conditions, such as by age group.

ベクトル場情報生成部286が、特徴量の変化量を確率的に算出した場合、状態判定支援処理部383が、個々のケースにおける変化量を、乱数を用いて確率的に決定するようにしてもよいし、平均または期待値を算出するようにしてもよい。あるいは、第二表示部320が、複数通りの可能性を全て表示するようにしてもよい。 When the vector field information generating unit 286 probabilistically calculates the amount of change in the feature quantity, the state assessment support processing unit 383 may determine the amount of change in each case probabilistically using random numbers, or may calculate the average or expected value. Alternatively, the second display unit 320 may display all of the multiple possibilities.

図10は、ベクトル場情報生成部286による特徴量の変化量の補間例を示す図である。
図10では、図9の例から変化量を補間する場合の例を示している。ベクトル場情報生成部286は、補間対象の点Pから最近傍の3点p、pおよびpを検出して参照点(補間のために参照される点)に決定している。参照点は、実測点であることが好ましいが、補間点であってもよい。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the interpolation of the amount of change in the feature amount by the vector field information generating unit 286. In FIG.
Fig. 10 shows an example of the case where the amount of change is interpolated from the example of Fig. 9. The vector field information generating unit 286 detects three points p1 , p2 , and p3 closest to the point P to be interpolated and determines them as reference points (points referenced for interpolation). The reference points are preferably actual measurement points, but may be interpolated points.

ここでいう実測点は、実測値による変化量ベクトルが紐付けられている点である。ここでいう実測値による変化量ベクトルは、ベクトル場情報生成部286が特徴量の履歴情報から算出した特徴量の変化量(変化量ベクトル)である。
ここでいう補間点は、ベクトル場情報生成部286が変化量ベクトルを補間した点(特徴量空間への特徴量のプロット)である。
The actual measurement point here is a point to which a change vector due to an actual measurement value is associated. The change vector due to an actual measurement value here is a change (change vector) in a feature amount calculated by the vector field information generating unit 286 from history information of the feature amount.
The interpolation point here is a point at which the vector field information generating unit 286 interpolates the change amount vector (plot of the feature amount in the feature amount space).

図11は、ベクトル場情報生成部286がベクトル場情報に変化量ベクトルを補間する処理手順の例を示すフローチャートである。
図11の処理で、ベクトル場情報生成部286は、参照点を決定する(ステップS1)。
ここでは、図10の例と同様、特徴量空間が2次元である場合を例に説明する。補間対象の点Pの座標を(x,y)と表記し、点Pにおける変化量ベクトルvを(vpx,vpy)と表記する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the vector field information generating unit 286 interpolates a change amount vector in vector field information.
In the process of FIG. 11, the vector field information generator 286 determines a reference point (step S1).
Here, a case will be described where the feature space is two-dimensional, as in the example of Fig. 10. The coordinates of a point P to be interpolated are denoted as ( xp , yp ), and the change vector vp at the point P is denoted as ( vpx , vpy ).

また、ベクトル場情報生成部286は、補間対象の点Pから最近傍のN点(Nは、N≧2の整数)を検出し、参照点に設定するものとする。すなわち、ベクトル場情報生成部286は、変化量ベクトルが紐付けられている点のうち、補間対象の点Pから近い順にN個の点を参照点に決定する。
N個の参照点をp、p、・・・、pとし、これらの参照点の座標をp=(xp1,yp1)、p=(xp2,yp2)、・・・、p=(xpN,ypN)とする。また、参照点p、p、・・・、pにおける変化量ベクトルを、それぞれ、vp1=(vxp1,vyp1)、vp2=(vxp2,vyp2)、・・・、vpN=(vxpN,vypN)とする。
The vector field information generator 286 detects N points (N is an integer N≧2) closest to the point P to be interpolated and sets them as reference points. That is, the vector field information generator 286 determines, as reference points, the N points closest to the point P to be interpolated among the points to which the change amount vectors are linked.
N reference points are denoted as p1 , p2 , ..., pN , and the coordinates of these reference points are denoted as p1 = ( xp1 , yp1 ), p2 = ( xp2 , yp2 ), ..., pN = ( xpN , ypN ). Also, the change vectors at the reference points p1 , p2 , ..., pN are denoted as vp1 = ( vxp1 , vyp1 ), vp2 = ( vxp2 , vyp2 ), ..., vpN = ( vxpN , vypN ), respectively.

次に、ベクトル場情報生成部286は、補間対象の点Pから参照点p、p、・・・、pの各々までの距離を算出する(ステップS2)。
補間対象の点Pから参照点p、p、・・・、pのまでの距離を、それぞれd、d、・・・、dとする。
Next, the vector field information generator 286 calculates the distance from the point P to be interpolated to each of the reference points p 1 , p 2 , . . . , p N (step S2).
The distances from the point P to be interpolated to the reference points p 1 , p 2 , . . . , p N are denoted as d 1 , d 2 , . . . , d N, respectively.

次にベクトル場情報生成部286は、参照点における変化量ベクトルおよび補間対象の点か参照点までの距離に基づいて、補間対象の点における変化量ベクトルを算出する(ステップS3)。
例えば、ベクトル場情報生成部286は、式(1)に基づいて、vpxを算出する。
Next, the vector field information generating unit 286 calculates a change amount vector at the point to be interpolated, based on the change amount vector at the reference point and the distance from the point to be interpolated to the reference point (step S3).
For example, the vector field information generator 286 calculates vpx based on equation (1).

Figure 0007614598000001
Figure 0007614598000001

また、ベクトル場情報生成部286は、式(2)に基づいて、vpyを算出する。 Moreover, the vector field information generator 286 calculates v py based on equation (2).

Figure 0007614598000002
Figure 0007614598000002

式(1)および(2)の例で、ベクトル場情報生成部286は、参照点における変化量ベクトルについて、補間対象の点から参照点までの距離に反比例する重みによる重み付け平均を算出している。これにより、ベクトル場情報生成部286は、補間対象の点に近い参照点ほど重みを重くして、補間対象の点における変化量ベクトルを算出する。
なお、式(1)および(2)の例では、特徴量空間が2次元である場合(特徴量の個数が2つの場合)の例を示している。特徴量空間が2次元以外の場合も、ベクトル場情報生成部286は、座標軸ごとに、式(1)および(2)の例と同様の重み付け平均を算出するようにすればよい。
In the examples of formulas (1) and (2), the vector field information generator 286 calculates a weighted average of the change vector at the reference point with a weight inversely proportional to the distance from the point to be interpolated to the reference point. As a result, the vector field information generator 286 calculates the change vector at the point to be interpolated by weighting the reference point closer to the point to be interpolated.
In addition, the examples of formulas (1) and (2) show an example in which the feature space is two-dimensional (the number of features is two). Even if the feature space is not two-dimensional, the vector field information generating unit 286 may calculate a weighted average for each coordinate axis in the same manner as in the examples of formulas (1) and (2).

次に、ベクトル場情報生成部286は、算出した変化量ベクトルvを、ベクトル場情報の特徴量空間における補間対象の点Pの座標(x,y)に紐付ける(ステップS4)。
ステップS4の後、ベクトル場情報生成部286は、図11の処理を終了する。
Next, the vector field information generator 286 links the calculated change amount vector vp to the coordinates ( xp , yp ) of the point P to be interpolated in the feature amount space of the vector field information (step S4).
After step S4, the vector field information generator 286 ends the process of FIG.

このようにして、N個の参照点p、p、・・・、pにおける変化量ベクトルに基づいて、ベクトル場情報の特徴量空間内の任意の点の変化量ベクトルを内挿するこができる。特徴量空間内の任意の点における変化量を決定することで、ベクトル場を得ることができる。
ただし、変化量の内挿方法は、上述した方法に限定されず、いろいろな方法を用いることができる。
また、図10に示す四角形の特徴量空間の四隅については、特異点として変化量ベクトルをゼロベクトルとしてもよい。
In this way, it is possible to interpolate the change vector of any point in the feature space of the vector field information based on the change vectors at N reference points p 1 , p 2 , ..., p N. By determining the change at any point in the feature space, a vector field can be obtained.
However, the method of interpolating the change amount is not limited to the above-mentioned method, and various other methods can be used.
Furthermore, the change amount vectors at the four corners of the rectangular feature space shown in FIG. 10 may be set to zero vectors as singular points.

図12は、特徴量空間への特徴量のプロットの例を示す図である。
図12の例で、被採取者の状態毎(ここでは、がんの種類毎)におおよそ纏まって特徴量がプロットされている。このことから、図9の例のように被採取者の状態毎の領域を設定でき、また、特徴量の変化量ベクトルがそれぞれ何れかの状態に向かってベクトル場を設定できると期待される。
第二表示部320が図7または図9の例のような状態情報付ベクトル場情報を表示したときにも、図12を参照して説明したのと同様、被採取者の状態を示して特徴量のプロットを表示するようにしてもよい。このプロットを参照して、状態毎の領域が適切に設定されているか確認できる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of plotting feature amounts in a feature amount space.
In the example of Fig. 12, the feature values are plotted roughly together for each state of the subject (here, each type of cancer). From this, it is expected that it will be possible to set regions for each state of the subject as in the example of Fig. 9, and also to set a vector field for each of the change vectors of the feature values toward one of the states.
Even when the second display unit 320 displays vector field information with status information as in the example of Fig. 7 or Fig. 9, a plot of the feature amount may be displayed showing the status of the subject, as described with reference to Fig. 12. By referring to this plot, it can be confirmed whether the area for each status is appropriately set.

図13は、ベクトル場情報の表示例を示す図である。
図13では、大腸がんに罹患した被採取者について、がんと診断される前1年以上2年未満の期間、がんと診断される前1年未満の期間、がんと診断されてから後、および、治療後の各時期における特徴量、および、患者ではない別の被採取者(健常者)の特徴量が、特徴量空間にプロットされている。
FIG. 13 is a diagram showing an example of displaying vector field information.
In FIG. 13 , the feature values of a subject suffering from colorectal cancer for the period from one year to less than two years before the cancer diagnosis, the period less than one year before the cancer diagnosis, after the cancer diagnosis, and after treatment, as well as the feature values of another subject who is not a patient (a healthy subject) are plotted in feature space.

また、図13の例では、同一の被採取者の履歴情報(同一の被採取者についての、異なる時期におけるデータ)を用いて変化量ベクトルを算出し、特徴量空間に表示している。また、実測データから変化量ベクトルを得られなかった箇所について、実測データから得られた変化量ベクトルを用いて変化量ベクトルを補間している。
これにより、図13に例示されるベクトル場が得られた。また、図13の例で、健常状態(「健常者」)の特徴量、および、大腸がんの状態(「がん診断後」)の特徴量が、それぞれおおよそ纏まってプロットされており、状態毎の領域を設定し得る。
13, the change vector is calculated using the history information of the same subject (data at different times for the same subject) and displayed in the feature space. For points where the change vector could not be obtained from the actual measurement data, the change vector is interpolated using the change vector obtained from the actual measurement data.
This resulted in the vector field illustrated in Fig. 13. In the example of Fig. 13, the feature amount of the healthy state ("healthy subject") and the feature amount of the colorectal cancer state ("post-cancer diagnosis") are plotted roughly together, and a region for each state can be set.

図14は、特徴量の遷移の例を示す図である。
図14は、図13の特徴量の例で、健常状態(「健常者」)の特徴量のプロットをおおよそ囲むように健常状態の領域を設定している。また、大腸がんの状態(「がん診断後」)の特徴量のプロットをおおよそ囲むように大腸がんの状態の領域を設定している。
また、同じ被採取者の特徴量を線で結び、健常状態から大腸がんの状態に至る場合の状態量の変化の例を矢印で示している。大腸がんの状態から回復する場合については、状態量の変化の例を点線の矢印で示している。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of transition of a feature amount.
In Fig. 14, in the example of the feature amounts in Fig. 13, a healthy state region is set so as to roughly surround the plot of the feature amounts for the healthy state ("healthy subject"), and a colon cancer state region is set so as to roughly surround the plot of the feature amounts for the colon cancer state ("post-cancer diagnosis").
In addition, lines connect the feature quantities of the same subject, and arrows show examples of changes in state quantities when going from a healthy state to a colorectal cancer state. When recovering from a colorectal cancer state, dotted arrows show examples of changes in state quantities.

大腸がんに罹患した被採取者の特徴量は、がんと診断される前1年以上2年未満の期間、がんと診断される前1年未満の期間のように、時間が進むにつれて次第に大腸がんの領域に近付いている。対象者についても、特徴量をプロットすることで、健常状態から大腸がんの状態までのおおよそどの段階か推定することができる。 The feature values of subjects with colorectal cancer gradually approach the colorectal cancer range as time progresses, such as the period between one year and two years before being diagnosed with cancer, and the period less than one year before being diagnosed with cancer. By plotting the feature values, it is also possible to estimate the approximate stage at which a subject is in the range from a healthy state to a state with colorectal cancer.

第二表示部320が、対象者の特徴量を状態情報付ベクトル場情報にプロットして表示する際に、図14に矢印で例示されるように、健常状態から病気の状態に至る経路の例も表示するようにしてもよい。対象者の特徴量が、例示される経路のうちどの位置に相当するかを判定することで、対象者の状態が、健常状態から病気の状態までのどの段階かの推定の参考にすることができる。 When the second display unit 320 plots and displays the subject's features in the vector field information with condition information, it may also display an example of a path from a healthy state to a diseased state, as illustrated by the arrow in FIG. 14. By determining which position on the illustrated path the subject's features correspond to, it is possible to use this as a reference for estimating at which stage the subject's condition is, from a healthy state to a diseased state.

さらに、図14の、がんと診断される前1年以上2年未満の期間の状態量プロット、および、がんと診断される前1年未満の期間の状態量プロットのように、サンプルのプロットを表示するようにしてもよい。対象者の特徴量のプロットの位置と、サンプルのプロットの位置とを比較することで、対象者の状態が、健常状態から病気の状態までのどの段階かを推定することができる。 Furthermore, sample plots may be displayed, such as the state quantity plot for the period from one year to less than two years before a cancer diagnosis, and the state quantity plot for the period less than one year before a cancer diagnosis, in FIG. 14. By comparing the position of the subject's feature quantity plot with the position of the sample plot, it is possible to estimate at what stage the subject's condition is, from a healthy state to a diseased state.

図15は、ベクトル場情報生成装置200が、マイクロRNAの発現量データの特徴量の履歴情報を生成し更新する処理手順の例を示すフローチャートである。ベクトル場情報生成装置200は、例えばユーザ操作による指示に従って図15の処理を繰り返し行い、マイクロRNAの発現量の測定データの特徴量の履歴情報を蓄積する。 Figure 15 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the vector field information generating device 200 generates and updates historical information on the features of the expression amount data of the microRNA. The vector field information generating device 200 repeatedly performs the process of Figure 15 according to instructions from, for example, a user operation, and accumulates historical information on the features of the measurement data of the expression amount of the microRNA.

図15の処理で、第一発現量データ取得部281は、発現量データを取得する(ステップS11)。具体的には、第一発現量データ取得部281は、マイクロRNAの発現量の測定結果を発現量データの形式に纏める。
次に、第一特徴量抽出部282は、発現量データから特徴量を算出(抽出)する(ステップS12)。
15, the first expression level data acquisition unit 281 acquires expression level data (step S11). Specifically, the first expression level data acquisition unit 281 organizes the measurement results of the expression levels of the microRNA into the format of expression level data.
Next, the first feature amount extraction unit 282 calculates (extracts) features from the expression amount data (step S12).

また、クラス分類部283は、第一特徴量抽出部282が算出した特徴量をクラス分類する(ステップS13)。このクラス分類は、被採取者の健康状態をクラス分類することに相当する。
そして、履歴情報登録部285は、特徴量(の値)およびクラスを被採取者の履歴として第一記憶部270に記憶させる(ステップS14)。該当する被採取者の履歴情報がある場合は、履歴情報登録部285は、履歴情報にデータを追加する。一方、該当する被採取者の履歴情報がない場合は、履歴情報登録部285は、その被採取者の履歴情報を新たに生成し、第一記憶部270に記憶される。
履歴情報登録部285が、特徴量に加えて発現量データを第一記憶部270に記憶させるようにしてもよい。
ステップS14の後、ベクトル場情報生成装置200は、図15の処理を終了する。
The classification unit 283 classifies the feature calculated by the first feature extraction unit 282 (step S13). This classification corresponds to classifying the health state of the subject.
Then, the history information registration unit 285 stores the feature amount (value) and class as the subject's history in the first storage unit 270 (step S14). If there is history information for the subject, the history information registration unit 285 adds data to the history information. On the other hand, if there is no history information for the subject, the history information registration unit 285 generates new history information for the subject and stores it in the first storage unit 270.
The history information registration unit 285 may store expression amount data in addition to the feature amount in the first storage unit 270 .
After step S14, the vector field information generation device 200 ends the process in FIG.

図16は、ベクトル場情報生成装置200が、状態情報付ベクトル場情報を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。ベクトル場情報生成装置200は、図15の処理で特徴量の履歴情報が所定の基準以上に溜まった後に、図16の処理を行う。
図16の処理で、ベクトル場情報生成部286は、第一記憶部270が記憶する特徴量の履歴情報に基づいて変化量を算出して状態情報付ベクトル場情報を生成する(ステップS21)。
16 is a flowchart showing an example of a processing procedure for generating state-information-added vector field information by the vector field information generation device 200. The vector field information generation device 200 performs the processing of FIG. 16 after the amount of feature history information accumulated in the processing of FIG. 15 exceeds a predetermined standard.
In the process of FIG. 16, the vector field information generation unit 286 calculates the amount of change based on the history information of the feature amount stored in the first storage unit 270, and generates state-information-added vector field information (step S21).

そして、状態情報付加部287は、クラス分類部283のクラス分類に応じて(例えば、クラス分類のモデルに基づいて)、状態情報付ベクトル場情報に各クラスの領域を設定し、クラス設定後の状態情報付ベクトル場情報を第一記憶部270に記憶させる(ステップS22)。
ステップS22の後、ベクトル場情報生成装置200は、図16の処理を終了する。
なお、ベクトル場情報生成装置200は、図15の処理の段階では特徴量抽出(ステップS13)およびクラス分類(ステップS14)を行わず、図16の処理のときに特徴量抽出およびクラス分類を行うようにしてもよい。
Then, the state information addition unit 287 sets areas for each class in the vector field information with state information according to the class classification by the class classification unit 283 (for example, based on a class classification model), and stores the vector field information with state information after the classes have been set in the first memory unit 270 (step S22).
After step S22, the vector field information generation device 200 ends the process in FIG.
Note that the vector field information generating device 200 may not perform feature extraction (step S13) and class classification (step S14) at the processing stage of FIG. 15, but may perform feature extraction and class classification during the processing of FIG. 16.

図17は、状態判定支援装置300が、対象者の特徴量を状態情報付ベクトル場情報の特徴量空間にプロットする処理手順の例を示すフローチャートである。
図17の処理で、第二発現量データ取得部381は、対象者の発現量データを取得する(ステップS31)。具体的には、第二発現量データ取得部381は、対象者のマイクロRNAの発現量の測定結果を発現量データの形式に纏める。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the state determination support device 300 plots the feature amounts of the subject in the feature amount space of the state-information-attached vector field information.
17, the second expression level data acquisition unit 381 acquires expression level data of the subject (step S31). Specifically, the second expression level data acquisition unit 381 organizes the measurement results of the expression levels of the microRNA of the subject into the format of expression level data.

次に、第一特徴量抽出部282は、対象者の発現量データから特徴量を算出(抽出)する(ステップS32)。
次に、状態判定支援処理部383は、対象者の特徴量を状態情報付ベクトル場情報にプロットする(ステップS33)。
ステップS33の後、状態判定支援装置300は、図17の処理を終了する。
Next, the first feature extraction unit 282 calculates (extracts) features from the expression amount data of the subject (step S32).
Next, the state assessment support processing unit 383 plots the feature amount of the subject in vector field information with state information (step S33).
After step S33, state determination support device 300 ends the process of FIG.

以上のように、第一発現量データ取得部281は、マイクロRNAの種類毎にマイクロRNAの量を示す発現量データを取得する。第一特徴量抽出部282は、発現量データの特徴量を抽出する。ベクトル場情報生成部286は、特徴量の履歴情報に基づいて、ベクトル場情報を生成する。ベクトル場情報は、特徴量と特徴量の変化との関係を示す情報である。状態情報付加部287は、状態情報付ベクトル場情報を生成する。状態情報付ベクトル場情報は、ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された情報である。 As described above, the first expression amount data acquisition unit 281 acquires expression amount data indicating the amount of microRNA for each type of microRNA. The first feature extraction unit 282 extracts features from the expression amount data. The vector field information generation unit 286 generates vector field information based on feature history information. The vector field information is information indicating the relationship between features and changes in the features. The state information addition unit 287 generates vector field information with state information. The vector field information with state information is information in which state information indicating the state of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion.

ベクトル場情報生成装置200が生成する状態情報付ベクトル場情報を用いれば、対象者のマイクロRNAの発現量の測定データから抽出した特徴量(特徴量の現在値)を状態情報付ベクトル場情報にプロットして、対象者の状態判定に用いることができる。例えば、特徴量空間内の領域に状態情報が付加されている場合、対象者の状態を、対象者の特徴量がプロットされる領域が示す状態と判定することができる。また、対象者の特徴量のプロットから特徴量ベクトルを辿って到達する領域が示す状態を、対象者が比較的なりやすい状態と判定することができる。
あるいは、特徴量空間内の点に状態情報が付加されている場合、対象者の状態を、対象者の特徴量がプロットされた点の近傍の点に付加されている状態情報が示す状態に近い状態と判定することができる。また、対象者の特徴量のプロットから特徴量ベクトルを辿って到達する点の近傍の点に付加されている状態情報が示す状態を、対象者が比較的なりやすい状態と判定することができる。
このように、ベクトル場情報生成装置200によれば、対象者の状態の判定を支援することができる。
By using the vector field information with status information generated by the vector field information generating device 200, the feature (current value of the feature) extracted from the measurement data of the expression level of the microRNA of the subject can be plotted in the vector field information with status information and used to determine the state of the subject. For example, when status information is added to an area in the feature space, the state of the subject can be determined as the state indicated by the area in which the feature of the subject is plotted. In addition, the state indicated by the area reached by tracing the feature vector from the plot of the feature of the subject can be determined as the state to which the subject is relatively likely to be.
Alternatively, when state information is added to a point in the feature space, the state of the subject can be determined to be close to the state indicated by the state information added to a point in the vicinity of the point where the subject's feature is plotted. Also, the state indicated by the state information added to a point in the vicinity of the point reached by tracing the feature vector from the plot of the subject's feature can be determined to be the state to which the subject is relatively likely to be.
In this way, the vector field information generating device 200 can assist in determining the subject's condition.

また、第一特徴量抽出部282は、被採取者の状態毎に1次元の特徴量を抽出する。ベクトル場情報生成部286は、特徴量毎にベクトル場情報を生成する。
ベクトル場情報生成装置200によれば、図6の例のように、状態毎(例えば病気の種類毎)に対象者の状態を状態情報付ベクトル場情報に示すことができる。個々の状態毎に対象者の状態を示せる点で、対象者の状態を見易く示すことができる。
また、上述したように未病の状態も示すことができる。
The first feature amount extracting unit 282 extracts a one-dimensional feature amount for each state of the subject. The vector field information generating unit 286 generates vector field information for each feature amount.
According to the vector field information generating device 200, the subject's condition can be displayed in the vector field information with condition information for each condition (for example, each type of illness) as in the example of Fig. 6. Since the subject's condition can be displayed for each individual condition, the subject's condition can be displayed in an easy-to-read manner.
As mentioned above, it can also indicate a pre-illness state.

また、第一特徴量抽出部282は、2次元以上の特徴量を抽出する。状態情報付加部287は、1つのベクトル場情報に複数の状態の状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する。
ベクトル場情報生成装置200によれば、複数の状態に共通の状態情報付ベクトル場情報を提供することができる。これにより、例えば対象者など状態情報付ベクトル場情報を参照する者は、1つの状態情報付ベクトル場情報を参照することで、対象者の複数の状態を把握できる。
Furthermore, the first feature amount extraction unit 282 extracts two or more dimensional feature amounts. The state information addition unit 287 generates state information-added vector field information in which state information of a plurality of states is added to one piece of vector field information.
The vector field information generating device 200 can provide vector field information with state information common to a plurality of states. This allows a person referring to the vector field information with state information, such as a subject, to understand a plurality of states of the subject by referring to one vector field information with state information.

また、第二発現量データ取得部381は、対象者について、マイクロRNAの種類毎にマイクロRNAの量を示す発現量データを取得する。第二特徴量抽出部382は、発現量データの特徴量を抽出する。状態判定支援処理部383は、状態情報付ベクトル場情報における特徴量空間での、対象者の発現量データの特徴量の位置を示す。
状態判定支援装置300によれば、対象者の状態を発現量データの特徴量空間内に提示することができる。例えば、特徴量空間内の領域に状態情報が付加されている場合、対象者の状態を、対象者の特徴量がプロットされる領域が示す状態と判定することができる。また、対象者の特徴量のプロットから特徴量ベクトルを辿って到達する領域が示す状態を、対象者が比較的なりやすい状態と判定することができる。
あるいは、特徴量空間内の点に状態情報が付加されている場合、対象者の状態を、対象者の特徴量がプロットされた点の近傍の点に付加されている状態情報が示す状態に近い状態と判定することができる。また、対象者の特徴量のプロットから特徴量ベクトルを辿って到達する点の近傍の点に付加されている状態情報が示す状態を、対象者が比較的なりやすい状態と判定することができる。
このように、状態判定支援装置300によれば、対象者の状態の判定を支援することができる。
The second expression data acquisition unit 381 acquires expression data indicating the amount of microRNA for each type of microRNA for the subject. The second feature extraction unit 382 extracts features from the expression data. The state determination support processing unit 383 indicates the position of the features of the expression data of the subject in the feature space in the state information-added vector field information.
According to the condition determination support device 300, the condition of the subject can be presented in the feature space of the expression amount data. For example, when condition information is added to an area in the feature space, the condition of the subject can be determined as the condition indicated by the area in which the subject's features are plotted. In addition, the condition indicated by the area reached by tracing the feature vector from the plot of the subject's features can be determined as the condition to which the subject is relatively likely to be.
Alternatively, when state information is added to a point in the feature space, the state of the subject can be determined to be close to the state indicated by the state information added to a point in the vicinity of the point where the subject's feature is plotted. Also, the state indicated by the state information added to a point in the vicinity of the point reached by tracing the feature vector from the plot of the subject's feature can be determined to be the state to which the subject is relatively likely to be.
In this manner, the condition determination assistance device 300 can assist in determining the subject's condition.

図2を参照して説明したように、状態情報付ベクトル場情報を用いた状態判定として状態予測を行うようにしてもよい。この点についてさらに説明する。
図18は、状態予測システム100b(図2)の状態予測装置300bの機能構成の例を示す概略ブロック図である。図18に示す構成で、状態予測装置300bは、第二通信部310と、第二表示部320と、第二操作入力部330と、第二記憶部370と、第二制御部380とを備える。第二制御部380は、第二発現量データ取得部381と、第二特徴量抽出部382と、状態予測部383bとを備える。
As described with reference to Fig. 2, state prediction may be performed as state determination using state-information-added vector field information. This point will be further described.
Fig. 18 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of a state prediction device 300b of the state prediction system 100b (Fig. 2). In the configuration shown in Fig. 18, the state prediction device 300b includes a second communication unit 310, a second display unit 320, a second operation input unit 330, a second storage unit 370, and a second control unit 380. The second control unit 380 includes a second expression amount data acquisition unit 381, a second feature amount extraction unit 382, and a state prediction unit 383b.

状態予測装置300bでは、第二制御部380は、状態判定支援装置300(図5)の第二制御部380が備える状態判定支援処理部383に代えて、状態予測部383bを備える。
なお、以下では、ベクトル場情報生成装置200が、状態情報付ベクトル場情報として上述した状態情報付速度場情報を生成する場合を例に説明する。上述したように、状態情報付速度場情報では、変化量ベクトルとして変化速度ベクトルが用いられる。
In the state prediction device 300b, the second control unit 380 includes a state prediction unit 383b instead of the state determination support processing unit 383 included in the second control unit 380 of the state determination support device 300 (FIG. 5).
In the following, a case will be described in which the vector field information generating device 200 generates the above-mentioned state-information-added velocity field information as the state-information-added vector field information. As described above, in the state-information-added velocity field information, a change velocity vector is used as a change amount vector.

変化速度ベクトルは、単位期間当たりの特徴量の変化量を示すベクトルである。例えば、図16のステップS21で、ベクトル場情報生成部286が、特徴量の変化量(変化量ベクトル)として変化速度ベクトルを算出する。ベクトル場情報生成部286は、特徴量の履歴情報から同一の被採取者について特徴量の変化量を算出し、変化の期間(マイクロRNAの発現量の測定時間間隔)で除算して単位期間当たりの変化量(変化速度)を算出する。 The change rate vector is a vector that indicates the amount of change in a feature per unit period. For example, in step S21 of FIG. 16, the vector field information generating unit 286 calculates the change rate vector as the amount of change in a feature (amount of change vector). The vector field information generating unit 286 calculates the amount of change in a feature for the same subject from the feature history information, and divides it by the period of change (the time interval for measuring the expression level of microRNA) to calculate the amount of change (change rate) per unit period.

状態予測部383bは、対象者の発現量データの特徴量と、状態情報付速度場情報とに基づいて、対象者の状態を予測する。
具体的には、状態予測部383bは、対象者の発現量データの特徴量を、状態情報付速度場情報上にプロットし、特徴量(の値)に応じた変化速度を読み取る。そして、状態予測部383bは、特徴量に変化速度を加算して、単位期間経過後の特徴量の予測値を算出する。状態予測部383bは、予測対象時期に至るまでこれを繰り返して、予測対象時期における特徴量の予測値を算出する。そして、状態予測部383bは、速度場情報における特徴量空間のうち、予測対象時期における特徴量の予測値が含まれる部分(ここでは部分領域)に付加された状態情報を読み取ることで、対象者の状態を予測する。
それ以外の点では、状態予測装置300bは、状態判定支援装置300と同様である。
The state prediction unit 383b predicts the state of the subject based on the feature amount of the expression amount data of the subject and the state information-added velocity field information.
Specifically, the state prediction unit 383b plots the feature of the expression amount data of the subject on the velocity field information with state information, and reads the change rate according to the feature (value). The state prediction unit 383b then adds the change rate to the feature to calculate a predicted value of the feature after a unit period has elapsed. The state prediction unit 383b repeats this process until the prediction target time is reached, and calculates a predicted value of the feature at the prediction target time. The state prediction unit 383b then predicts the state of the subject by reading state information added to a portion (here, a partial region) of the feature space in the velocity field information that includes the predicted value of the feature at the prediction target time.
In other respects, the state prediction device 300 b is similar to the state determination support device 300 .

図19は、状態予測装置300bによる1次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図6の場合と同様、図19の例では、特徴量空間が変数xの1次元座標空間で示されている。この1次元座標空間上に、「健康」の領域(健常状態の領域)、および、「〇〇がん」の領域(〇〇がんの状態の領域)が示されている。
第二表示部320が、健常状態の領域と〇〇がんの状態の領域とに加えて、〇〇がんの未病の領域も明示するようにしてもよい。
Fig. 19 is a diagram showing an example of display of one-dimensional state-information-added vector field information by the state prediction device 300b. As in Fig. 6, in the example of Fig. 19, the feature amount space is shown in a one-dimensional coordinate space of variable x1 . In this one-dimensional coordinate space, a "healthy" region (a region of a healthy state) and a "xx cancer" region (a region of a xx cancer state) are shown.
The second display unit 320 may be configured to clearly indicate the area of the pre-cancer state in addition to the area of the healthy state and the area of the XX cancer state.

また、図19の例では、対象者の特徴量(の値)が、2020年から2024年まで1年ごとに表示されている。上述したように、状態予測部383bが、対象者の特徴量(の値)に、その速度場情報でその特徴量から読み取られる変化速度を加算して、単位期間(図19の例では1年)経過後の特徴量の予測値を算出する処理を、2024年に至るまで繰り返す。第二表示部320は、第二制御部380の制御に従って、年ごとに算出された特徴量を、x座標空間上に表示する。 In the example of Fig. 19, the feature amount (values) of the subject are displayed for each year from 2020 to 2024. As described above, the state prediction unit 383b adds the change rate read from the feature amount in the velocity field information to the feature amount (values) of the subject, and repeats the process of calculating the predicted value of the feature amount after a unit period (one year in the example of Fig. 19) has elapsed, up to the year 2024. The second display unit 320 displays the feature amount calculated for each year in the x1 coordinate space according to the control of the second control unit 380.

図19の例で、2020年の特徴量が「健康」の領域にプロットされることで、対象者が健常状態にあるとの推定結果が示されている。2021年および2022年については、特徴量が「健康」と「〇〇がん」との間の領域にプロットされることで、対象者が、〇〇がんには罹患していないが、健康な状態ともいえない状態にあるとの予測結果が示されている。 In the example of Figure 19, the feature values for 2020 are plotted in the "healthy" area, indicating that the subject is in a healthy state. For 2021 and 2022, the feature values are plotted in the area between "healthy" and "XX cancer," indicating that the subject is not suffering from XX cancer, but is not in a healthy state.

2023年および2024年については、特徴量が「〇〇がん」の領域にプロットされることで、対象者が〇〇がんに罹患するとの予測結果が示されている。
さらに、2023年については、特徴量が、「〇〇がん」の領域のうち「健康」の領域に近い側にプロットされることに基づいて、がんの初期状態と予測するようにしてもよい。2024年については、特徴量が、「〇〇がん」の領域のうち「健康」の領域と反対側にプロットされることに基づいて、がんが進行した状態と予測するようにしてもよい。
For the years 2023 and 2024, the feature values are plotted in the "XX cancer" area, indicating that the subject will be diagnosed with XX cancer.
Furthermore, for the year 2023, the cancer may be predicted to be in an early stage based on the feature being plotted closer to the "healthy" region in the "XX cancer" region. For the year 2024, the cancer may be predicted to be in an advanced state based on the feature being plotted on the opposite side of the "healthy" region in the "XX cancer" region.

対象者は、この予測結果を参照して、〇〇がんに罹患しないように予防策を講じることができる。
状態予測装置300bが、複数の種類のがんについて予測を行うなど、予測対象の状態が複数ある場合、第二表示部320は、状態毎に、図19に例示されるような1次元の状態情報付速度場情報、および、対象者の特徴量の遷移のプロットを表示する。
The subjects can refer to the prediction results and take preventive measures to avoid contracting the specific cancer.
When there are multiple states to be predicted, such as when the state prediction device 300b makes predictions for multiple types of cancer, the second display unit 320 displays, for each state, one-dimensional velocity field information with state information, as exemplified in FIG. 19 , and a plot of the transition of the subject's features.

図20は、状態予測装置300bによる2次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図7の場合と同様、図20の例では、特徴量空間が変数xおよびxの2次元直交座標空間で示されている。この2次元座標空間上に、「健康」の領域、および、「Aがん」から「Dがん」までの、それぞれの種類のがんの領域が示されている。 Fig. 20 is a diagram showing an example of display of two-dimensional state-information-added vector field information by the state prediction device 300b. As in the case of Fig. 7, in the example of Fig. 20, the feature amount space is shown in a two-dimensional orthogonal coordinate space of variables x1 and x2 . In this two-dimensional coordinate space, a "healthy" region and regions of each type of cancer from "cancer A" to "cancer D" are shown.

図20の例でも、第二表示部320が、未病の領域も明示するようにしてもよい。その場合、第二表示部320が、がんの種類毎に、そのがんの未病の領域を明示するようにしてもよい。あるいは、第二表示部320が、各がんの種類の未病の領域を1つに纏めた領域を、未病の領域として明示するようにしてもよい。 In the example of FIG. 20, the second display unit 320 may also display the pre-disease region. In that case, the second display unit 320 may display the pre-disease region for each cancer type. Alternatively, the second display unit 320 may display an area that combines the pre-disease regions for each cancer type as the pre-disease region.

また、図19の場合と同様、図20の例でも、対象者の特徴量(の値)が、2020年から2024年まで1年ごとに表示されている。図20の例でも、状態予測部383bが、対象者の特徴量(の値)に、その速度場情報でその特徴量から読み取られる変化速度を加算して、単位期間経過後の特徴量の予測値を算出する処理を、2024年に至るまで繰り返す。第二表示部320は、第二制御部380の制御に従って、年ごとに算出された特徴量を、2次元座標空間上に表示する。 Also, as in the case of FIG. 19, in the example of FIG. 20, the feature amount (values) of the subject are displayed for each year from 2020 to 2024. In the example of FIG. 20, the state prediction unit 383b adds the rate of change read from the feature amount in the velocity field information to the feature amount (values) of the subject, and repeats the process of calculating the predicted value of the feature amount after a unit period has elapsed up to the year 2024. The second display unit 320 displays the feature amount calculated for each year in a two-dimensional coordinate space in accordance with the control of the second control unit 380.

図20の例で、2020年の特徴量が「健康」の領域にプロットされることで、対象者が健常状態にあるとの推定結果が示されている。2021年および2022年については、特徴量が「健康」と各がんとの間の領域にプロットされることで、対象者が、これらのがんには罹患していないが、健康な状態ともいえない状態にあるとの予測結果が示されている。 In the example of Figure 20, the feature values for 2020 are plotted in the "healthy" area, indicating that the subject is in a healthy state. For 2021 and 2022, the feature values are plotted in the area between "healthy" and each cancer, indicating that the subject is not affected by these cancers, but is not in a healthy state either.

2023年および2024年については、特徴量が「Cがん」の領域にプロットされることで、対象者がCがんに罹患するとの予測結果が示されている。
さらに、2023年については、特徴量が、「Cがん」の領域のうち「健康」の領域に近い側にプロットされることに基づいて、がんの初期状態と予測するようにしてもよい。2024年については、特徴量が、「Cがん」の領域のうち「健康」の領域と反対側にプロットされることに基づいて、がんが進行した状態と予測するようにしてもよい。
対象者は、この予測結果を参照して、Cがんに罹患しないように予防策を講じることができる。
For the years 2023 and 2024, the feature values are plotted in the "cancer C" area, indicating that the subject will be diagnosed with cancer C.
Furthermore, for the year 2023, the cancer may be predicted to be in an early stage based on the feature being plotted on the side of the "cancer C" region closer to the "healthy" region. For the year 2024, the cancer may be predicted to be in an advanced state based on the feature being plotted on the side of the "cancer C" region opposite the "healthy" region.
The subject can refer to the prediction results and take preventive measures to avoid contracting C cancer.

図21は、状態予測装置300bによる3次元の状態情報付ベクトル場情報の表示例を示す図である。図8の場合と同様、図21の例でも、特徴量空間が変数x、xおよびxの3次元直交座標空間で示されている。この3次元座標空間上に、「健康」の領域、および、「Aがん」から「Dがん」までの、それぞれの種類のがんの領域が示されている。 Fig. 21 is a diagram showing an example of display of three-dimensional state-information-added vector field information by the state prediction device 300b. As in the case of Fig. 8, in the example of Fig. 21, the feature amount space is shown in a three-dimensional orthogonal coordinate space of variables x1 , x2 , and x3 . In this three-dimensional coordinate space, a "healthy" region and regions of each type of cancer from "cancer A" to "cancer D" are shown.

図21の例でも、第二表示部320が、未病の領域も明示するようにしてもよい。その場合、第二表示部320が、がんの種類毎に、そのがんの未病の領域を明示するようにしてもよい。あるいは、第二表示部320が、各がんの種類の未病の領域を1つに纏めた領域を、未病の領域として明示するようにしてもよい。 In the example of FIG. 21, the second display unit 320 may also display the pre-disease region. In that case, the second display unit 320 may display the pre-disease region for each cancer type. Alternatively, the second display unit 320 may display an area that combines the pre-disease regions for each cancer type as the pre-disease region.

また、図20の場合と同様、図21の例でも、対象者の特徴量(の値)が、2020年から2024年まで1年ごとに表示されている。図21の例でも、状態予測部383bが、対象者の特徴量(の値)に、その速度場情報でその特徴量から読み取られる変化速度を加算して、単位期間経過後の特徴量の予測値を算出する処理を、2024年に至るまで繰り返す。第二表示部320は、第二制御部380の制御に従って、年ごとに算出された特徴量を、2次元座標空間上に表示する。 Also, as in the case of FIG. 20, in the example of FIG. 21, the feature amount (values) of the subject are displayed for each year from 2020 to 2024. In the example of FIG. 21, the state prediction unit 383b adds the rate of change read from the feature amount in the velocity field information to the feature amount (values) of the subject, and repeats the process of calculating the predicted value of the feature amount after a unit period has elapsed up to the year 2024. The second display unit 320 displays the feature amount calculated for each year in a two-dimensional coordinate space in accordance with the control of the second control unit 380.

図21の例で、2020年の特徴量が「健康」の領域にプロットされることで、対象者が健常状態にあるとの推定結果が示されている。2021年、2022年および2023年については、特徴量が「健康」と各がんとの間の領域にプロットされることで、対象者が、これらのがんには罹患していないが、健康な状態ともいえない状態にあるとの予測結果が示されている。 In the example of Figure 21, the feature values for 2020 are plotted in the "healthy" area, indicating that the subject is in a healthy state. For 2021, 2022, and 2023, the feature values are plotted in the area between "healthy" and each cancer, indicating that the subject is not affected by these cancers, but is not in a healthy state either.

2024年については、特徴量が「Dがん」の領域にプロットされることで、対象者がDがんに罹患するとの予測結果が示されている。
さらに、2024年の特徴量が、「Dがん」の領域のうち「健康」の領域に近い側にプロットされることに基づいて、がんが初期の状態と予測するようにしてもよい。
対象者は、この予測結果を参照して、Dがんに罹患しないように予防策を講じることができる。
For the year 2024, the feature value is plotted in the "cancer D" region, indicating that the subject will be diagnosed with cancer D.
Furthermore, it may be possible to predict that cancer is in an early stage based on the feature values for 2024 being plotted on the side of the "D Cancer" region closer to the "Healthy" region.
The subject can refer to the prediction results and take preventive measures to avoid contracting D cancer.

図22は、状態予測装置300bが、対象者の状態を予測する処理手順の例を示すフローチャートである。
図22のステップS31およびS32は、図17のステップS31およびS32と同様である。図22のステップS33は、状態判定支援処理部383に代えて状態予測部383bが処理を行う点以外は、図17のステップS33と同様である。
FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the condition prediction device 300b predicts the condition of a subject.
Steps S31 and S32 in Fig. 22 are similar to steps S31 and S32 in Fig. 17. Step S33 in Fig. 22 is similar to step S33 in Fig. 17 except that the state prediction unit 383b performs processing instead of the state determination support processing unit 383.

ステップS33の後、状態予測部383bは、対象者の状態を予測する(ステップS34)。具体的には、状態予測部383bは、図19から図21を参照して上述したように、対象者の状態の予測値についても状態情報付速度場情報の特徴量空間にプロットする。そして、状態予測部383bは、状態情報付速度場情報の特徴量空間のうち、対象者の特徴量をプロットした領域にラベル付けされている状態を対象者の将来の状態と予測する
ステップS34の後、状態予測装置300bは、図22の処理を終了する。
After step S33, the state prediction unit 383b predicts the state of the subject (step S34). Specifically, as described above with reference to Figs. 19 to 21, the state prediction unit 383b also plots the predicted value of the state of the subject in the feature amount space of the state-information-added velocity field information. Then, the state prediction unit 383b predicts the state labeled in the area in which the feature amount of the subject is plotted in the feature amount space of the state-information-added velocity field information as the future state of the subject. After step S34, the state prediction device 300b ends the process of Fig. 22.

以上のように、第二発現量データ取得部381は、対象者について、マイクロRNAの種類毎にマイクロRNAの量を示す発現量データを取得する。第二特徴量抽出部382は、発現量データの特徴量を抽出する。状態予測部383bは、発現量データの特徴量と、状態情報付ベクトル場情報とに基づいて、前記対象者の状態を予測する。
状態予測装置300bによれば、対象者の状態を予測することができる。対象者は、予測結果を参照して、例えば病気に罹患しないように予防策を講じる等の、対策を講じることができる。
As described above, the second expression data acquisition unit 381 acquires expression data indicating the amount of microRNA for each type of microRNA for the subject. The second feature extraction unit 382 extracts features of the expression data. The condition prediction unit 383b predicts the condition of the subject based on the features of the expression data and the vector field information with condition information.
The condition prediction device 300b can predict the condition of a subject. The subject can refer to the prediction result and take measures, such as taking preventive measures to avoid contracting a disease.

図23は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。図18に示す構成で、コンピュータ700は、CPU(Central Processing Unit)710と、主記憶装置720と、補助記憶装置730と、インタフェース740とを備える。 FIG. 23 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment. In the configuration shown in FIG. 18, the computer 700 includes a CPU (Central Processing Unit) 710, a main memory device 720, an auxiliary memory device 730, and an interface 740.

上記のベクトル場情報生成装置200、状態判定支援装置300、および、状態予測装置300bのうち何れか1つ以上が、コンピュータ700に実装されてもよい。その場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU710は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。 Any one or more of the above-mentioned vector field information generating device 200, state judgment assistance device 300, and state prediction device 300b may be implemented in the computer 700. In this case, the operation of each of the above-mentioned processing units is stored in the auxiliary storage device 730 in the form of a program. The CPU 710 reads the program from the auxiliary storage device 730, expands it in the main storage device 720, and executes the above-mentioned processing according to the program. The CPU 710 also secures memory areas in the main storage device 720 corresponding to each of the above-mentioned memory units according to the program.

ベクトル場情報生成装置200がコンピュータ700に実装される場合、第一制御部280およびその各部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、CPU710は、プログラムに従って、第一記憶部270に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。
When the vector field information generating device 200 is implemented in a computer 700, the operations of the first control unit 280 and each of its units are stored in the form of a program in the auxiliary storage device 730. The CPU 710 reads the program from the auxiliary storage device 730, loads it into the main storage device 720, and executes the above-mentioned processing in accordance with the program.
Furthermore, the CPU 710 reserves a memory area corresponding to the first memory unit 270 in the main memory device 720 in accordance with the program.

第一通信部210による通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。第一表示部220の機能は、インタフェース740が表示装置を備え、CPU710の制御に従って画像を表示することで実行される。第一操作入力部230の機能は、インタフェース740が入力デバイスを備えてユーザ操作を受け付け、受け付けたユーザ操作を示す信号をCPU710に出力することで実行される。 Communication by the first communication unit 210 is performed by the interface 740 having a communication function and performing communication under the control of the CPU 710. The function of the first display unit 220 is performed by the interface 740 having a display device and displaying an image under the control of the CPU 710. The function of the first operation input unit 230 is performed by the interface 740 having an input device, accepting user operations, and outputting a signal indicating the accepted user operation to the CPU 710.

状態判定支援装置300がコンピュータ700に実装される場合、第二制御部380およびその各部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、CPU710は、プログラムに従って、第二記憶部370に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。
When the state judgment assistance device 300 is implemented in the computer 700, the operations of the second control unit 380 and each of its units are stored in the form of a program in the auxiliary storage device 730. The CPU 710 reads the program from the auxiliary storage device 730, loads it into the main storage device 720, and executes the above-mentioned processing in accordance with the program.
Furthermore, the CPU 710 reserves a memory area corresponding to the second memory unit 370 in the main memory device 720 in accordance with the program.

第二通信部310による通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。第二表示部320の機能は、インタフェース740が表示装置を備え、CPU710の制御に従って画像を表示することで実行される。第二操作入力部330の機能は、インタフェース740が入力デバイスを備えてユーザ操作を受け付け、受け付けたユーザ操作を示す信号をCPU710に出力することで実行される。 Communication by the second communication unit 310 is performed by the interface 740 having a communication function and performing communication under the control of the CPU 710. The function of the second display unit 320 is performed by the interface 740 having a display device and displaying an image under the control of the CPU 710. The function of the second operation input unit 330 is performed by the interface 740 having an input device, accepting user operations, and outputting a signal indicating the accepted user operation to the CPU 710.

状態予測装置300bがコンピュータ700に実装される場合、第二制御部380およびその各部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、CPU710は、プログラムに従って、第二記憶部370に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。
When the state prediction device 300b is implemented in the computer 700, the operations of the second control unit 380 and each of its units are stored in the form of a program in the auxiliary storage device 730. The CPU 710 reads the program from the auxiliary storage device 730, loads it into the main storage device 720, and executes the above-mentioned processing in accordance with the program.
Furthermore, the CPU 710 reserves a memory area corresponding to the second memory unit 370 in the main memory device 720 in accordance with the program.

第二通信部310による通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。第二表示部320の機能は、インタフェース740が表示装置を備え、CPU710の制御に従って画像を表示することで実行される。第二操作入力部330の機能は、インタフェース740が入力デバイスを備えてユーザ操作を受け付け、受け付けたユーザ操作を示す信号をCPU710に出力することで実行される。
補助記憶装置730は、たとえば、CDC(Compact Disc)や、DVD(digital versatile disc)等の不揮発性(non-transitory)記録媒体である。
Communication by the second communication unit 310 is performed by the interface 740 having a communication function and performing communication under the control of the CPU 710. The function of the second display unit 320 is performed by the interface 740 having a display device and displaying an image under the control of the CPU 710. The function of the second operation input unit 330 is performed by the interface 740 having an input device, accepting a user operation, and outputting a signal indicating the accepted user operation to the CPU 710.
The auxiliary storage device 730 is, for example, a non-volatile (non-transitory) recording medium such as a CDC (Compact Disc) or a DVD (digital versatile disc).

なお、第一制御部280および第二制御部380の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Note that a program for realizing all or part of the functions of the first control unit 280 and the second control unit 380 may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read into a computer system and executed to process each unit. Note that the term "computer system" here includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.
Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs (Read Only Memory), and CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory), as well as storage devices such as hard disks built into computer systems. The above-mentioned program may be one for implementing part of the above-mentioned functions, or may be one that can implement the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like that do not deviate from the gist of the present invention are also included.

100 状態判定支援システム
100b 状態予測システム
200 ベクトル場情報生成装置
210 第一通信部
220 第一表示部
230 第一操作入力部
270 第一記憶部
280 第一制御部
281 第一発現量データ取得部
282 第一特徴量抽出部
283 クラス分類部
284 機械学習制御部
285 履歴情報登録部
286 ベクトル場情報生成部
287 状態情報付加部
300 状態判定支援装置
300b 状態予測装置
310 第二通信部
320 第二表示部
330 第二操作入力部
370 第二記憶部
380 第二制御部
381 第二発現量データ取得部
382 第二特徴量抽出部
383 状態判定支援処理部
383b 状態予測部
100 State judgment support system 100b State prediction system 200 Vector field information generation device 210 First communication unit 220 First display unit 230 First operation input unit 270 First memory unit 280 First control unit 281 First expression amount data acquisition unit 282 First feature amount extraction unit 283 Classification unit 284 Machine learning control unit 285 History information registration unit 286 Vector field information generation unit 287 State information addition unit 300 State judgment support device 300b State prediction device 310 Second communication unit 320 Second display unit 330 Second operation input unit 370 Second memory unit 380 Second control unit 381 Second expression amount data acquisition unit 382 Second feature amount extraction unit 383 State judgment support processing unit 383b State prediction unit

Claims (7)

バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得するバイオマーカ量データ取得部と、
前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成するベクトル場情報生成部と、
前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する状態情報付加部と、
を備えるベクトル場情報生成装置。
a biomarker amount data acquiring unit for acquiring biomarker amount data indicating the amount of each type of biomarker;
a feature extraction unit for extracting two-dimensional or higher-dimensional features as features of the biomarker amount data;
a vector field information generation unit that acquires a plurality of different change amount vectors at the same point in a feature amount space based on history information of the feature amounts of a plurality of people , and generates vector field information that probabilistically indicates the change amount of the feature amount for each of the feature amounts;
a state information adding unit that generates state information-added vector field information in which state information indicating a state of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion, and generates state information-added vector field information in which state information of each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information ;
A vector field information generating device comprising:
前記ベクトル場情報生成部は、前記特徴量毎に前記特徴量の変化速度を示すベクトル場を生成する、
請求項1に記載のベクトル場情報生成装置。
The vector field information generation unit generates a vector field indicating a rate of change of the feature amount for each of the feature amounts.
The vector field information generating device according to claim 1 .
前記状態情報付加部は、未病の状態を示す状態情報が付加された前記状態情報付ベクトル場情報を生成する、
請求項1または請求項2に記載のベクトル場情報生成装置。
The state information adding unit generates the state information-added vector field information to which state information indicating a non-illness state is added.
3. The vector field information generating device according to claim 1 or 2.
請求項1からの何れか一項に記載のベクトル場情報生成装置と、状態判定支援装置とを備え、
前記状態判定支援装置は、
対象者の前記バイオマーカ量データを取得する第二バイオマーカ量データ取得部と、
前記ベクトル場情報生成装置の特徴量抽出部と同様の特徴量抽出方法で、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量を抽出する第二特徴量抽出部と、
前記ベクトル場情報における特徴量空間での、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量の位置を示す状態判定支援処理部と、
を備える
状態判定支援システム。
A system comprising: the vector field information generating device according to any one of claims 1 to 3 ; and a state determination support device;
The state determination support device includes:
a second biomarker amount data acquisition unit that acquires the biomarker amount data of the subject;
a second feature extraction unit that extracts features of the biomarker amount data of the subject by a feature extraction method similar to that of the feature extraction unit of the vector field information generating device;
a state determination support processing unit that indicates a position of a feature of the biomarker amount data of the subject in a feature space in the vector field information;
A condition determination support system.
請求項1からの何れか一項に記載のベクトル場情報生成装置と、状態予測装置とを備え、
前記状態予測装置は、
対象者の前記バイオマーカ量データを取得する第二バイオマーカ量データ取得部と、
前記ベクトル場情報生成装置の特徴量抽出部と同様の特徴量抽出方法で、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量を抽出する第二特徴量抽出部と、
前記状態情報付ベクトル場情報から、前記対象者の前記バイオマーカ量データの特徴量に応じた特徴量の変化速度を読み取り、特徴量に変化速度を加算して単位期間経過後の特徴量の予測値を算出し、特徴量に応じた変化速度の読取、および、特徴量に変化速度を加算することによる単位期間経過後の特徴量の予測値の算出を、予測対象時期に至るまで繰り返して、前記対象者の状態を予測する状態予測部と、
を備える
状態予測システム。
A system comprising: the vector field information generating device according to any one of claims 1 to 3 ; and a state prediction device;
The state prediction device includes:
a second biomarker amount data acquisition unit that acquires the biomarker amount data of the subject;
a second feature extraction unit that extracts features of the biomarker amount data of the subject by a feature extraction method similar to that of the feature extraction unit of the vector field information generating device;
a state prediction unit which predicts the state of the subject by repeating the steps of reading the change rate according to the feature amount of the biomarker amount data of the subject from the state-information-attached vector field information, calculating a predicted value of the feature amount after a unit period has elapsed by adding the change rate to the feature amount, and reading the change rate according to the feature amount and calculating a predicted value of the feature amount after a unit period has elapsed by adding the change rate to the feature amount, until a prediction target time is reached ;
A state prediction system.
バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得する工程と、
前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する工程と、
複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成する工程と、
前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する工程と、
を含むベクトル場情報生成方法。
acquiring biomarker amount data indicating the amount of the biomarker for each type of biomarker;
extracting two or more dimensional features as features of the biomarker amount data;
obtaining a plurality of different change amount vectors at the same point in the feature amount space based on history information of the feature amounts of a plurality of people, and generating vector field information that probabilistically indicates the change amount of the feature amount for each of the feature amounts;
generating state-information-added vector field information in which state information indicating a state of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion, and generating state-information-added vector field information in which state information of each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information ;
A vector field information generating method comprising:
コンピュータに、
バイオマーカの種類毎にバイオマーカの量を示すバイオマーカ量データを取得する工程と、
前記バイオマーカ量データの特徴量として2次元以上の特徴量を抽出する工程と、
複数の人の前記特徴量の履歴情報に基づいて、特徴量空間内の同一の点に複数の異なる変化量ベクトルを取得し、前記特徴量毎に前記特徴量の変化量を確率的に示すベクトル場情報を生成する工程と、
前記ベクトル場情報における特徴量空間の部分に、当該部分の状態を示す状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報、かつ、1つの前記ベクトル場情報に複数種類のがんそれぞれの状態の前記状態情報が付加された状態情報付ベクトル場情報を生成する工程と、
を実行させるためのプログラム。
On the computer,
acquiring biomarker amount data indicating the amount of the biomarker for each type of biomarker;
extracting two or more dimensional features as features of the biomarker amount data;
obtaining a plurality of different change amount vectors at the same point in the feature amount space based on history information of the feature amounts of a plurality of people, and generating vector field information that probabilistically indicates the change amount of the feature amount for each of the feature amounts;
generating state-information-added vector field information in which state information indicating a state of a portion of the feature space in the vector field information is added to the portion, and generating state-information-added vector field information in which state information of each of a plurality of types of cancer is added to one of the vector field information ;
A program for executing.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523473A (en) 2008-03-26 2011-08-11 セラノス, インコーポレイテッド Methods and systems for assessing clinical outcome
JP2012506053A (en) 2008-10-15 2012-03-08 リッジ ダイアグノスティックス,インコーポレイテッド Human biomarker hypermapping of depressive disorder
US20190221316A1 (en) 2017-04-04 2019-07-18 Lung Cancer Proteomics, Llc Plasma based protein profiling for early stage lung cancer prognosis
US20190220733A1 (en) 2018-01-17 2019-07-18 Unlearn.AI, Inc. Systems and Methods for Modeling Probability Distributions
WO2019156254A1 (en) 2018-02-09 2019-08-15 アクシオンリサーチ株式会社 System that estimates state of complex system to be inspected
WO2019244949A1 (en) 2018-06-19 2019-12-26 ソニー株式会社 Biological information processing method, biological information processing device, and biological information processing system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523473A (en) 2008-03-26 2011-08-11 セラノス, インコーポレイテッド Methods and systems for assessing clinical outcome
JP2012506053A (en) 2008-10-15 2012-03-08 リッジ ダイアグノスティックス,インコーポレイテッド Human biomarker hypermapping of depressive disorder
US20190221316A1 (en) 2017-04-04 2019-07-18 Lung Cancer Proteomics, Llc Plasma based protein profiling for early stage lung cancer prognosis
US20190220733A1 (en) 2018-01-17 2019-07-18 Unlearn.AI, Inc. Systems and Methods for Modeling Probability Distributions
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