JP7664438B2 - 情報処理システム、情報処理方法、画像生成装置および画像生成プログラム - Google Patents
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Description
以下、本開示の一実施形態について、図1から図15を参照しながら詳細に説明する。
はじめに、本実施形態の概要について、図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係る情報処理システム1の一例の要部構成を示すブロック図である。図1に示すように、情報処理システム1は、測定装置2、撮像装置3および表示装置(画像生成装置)4を含む。
次に、本実施形態に係る情報処理システム1の詳細について説明する。上述のように、情報処理システム1は、測定装置2、撮像装置3および表示装置4を含む。
測定装置2は、対象者の骨密度を測定する装置である。測定装置2は、対象者の骨密度を測定できる装置であればよく、特に限定されないが以下を例に挙げることができる。
撮像装置3は、例えば、対象者の体内の情報を取得するために撮影する機器であればよい。撮像装置3は、対象者の医用画像を撮像する装置である。撮像装置3が撮像する医用画像は、対象者の骨の情報が含まれる画像であればよく、特に限定されないが以下を例に挙げることができる。
表示装置4は、対象者の骨密度の測定値および対象者の骨密度の推定値を表示する表示画像を生成し、当該画像を表示する。表示装置4は、通信部41、制御部42、記憶部43、操作入力部44および表示部45を備えている。
通信部41は、測定装置2および撮像装置3と通信を行う。通信部41は、測定装置2から測定情報431を受信する。また、通信部41は、撮像装置3から医用画像データ432を受信する。
制御部42は、表示装置4の各部を統括して制御する。制御部42は、取得部421(第1取得部)、第1生成部422、操作受付部423、画像生成部(生成部)424、情報取得部(第1取得部、第2取得部、第3取得部)425、表示制御部426および第2生成部427を含む。
取得部421は、通信部41を介して、測定装置2から測定情報431を取得する。また、取得部421は、通信部41を介して、撮像装置3から医用画像データ432を取得する。
第1生成部422は、取得部421から受信した対象者の医用画像データ432が示す医用画像(第1画像)から推定される対象者の骨密度の推定値を示す推定情報433を生成する。第1生成部422は、生成した推定情報433を記憶部43に格納する。第1生成部422は推定モデル4221を備える。
推定モデル4221は、対象者の医用画像データ432が示す医用画像から対象者の骨密度を推定するモデルである。推定モデル4221は、第1の人の骨が写る医用画像(第2画像)を含む学習データと、第1の人の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくとも1つの値を含む教師データとに基づいて設定されてもよい。すなわち、推定モデル4221は、学習済(trained)モデルである。
操作受付部423は、操作入力部44を介したユーザによる操作入力を受け付ける。操作受付部423は、対象者の骨に関する情報を表示する表示画像の表示を指示する操作入力を受け付ける。操作受付部423は当該操作入力を受け付けると、画像生成部424に画像の生成を指示する。
画像生成部424は、対象者の骨に関する情報を表示する表示画像の生成の指示を受信すると、情報取得部425を介して記憶部43の測定情報431および推定情報433を取得する。画像生成部424は測定情報431および推定情報433を用いて対象者の骨に関する情報を表示する表示画像を生成する。
情報取得部425は、画像生成部424の指示に応じて、記憶部43に格納されている測定情報431および推定情報433を取得し、画像生成部424に送信する。
表示制御部426は、画像生成部424から受信した画像データが示す表示画像を表示部45に表示させる。
第2生成部427は、記憶部43に格納されている医用画像データ432が示す医用画像から推測される対象者の骨密度の推測値を示す推測情報434を生成する。
推測モデル4271は、対象者の医用画像データ432が示す医用画像から、当該医用画像が撮像された時点とは異なる時点の対象者の骨密度を推測するモデルである。推測モデル4271は、第2の人の骨が写る医用画像(第3画像)を含む学習データと、第2の人の骨密度を含む教師データとに基づいて設定されてもよい。上述の「第2の人」は、特に、ヒトに限定されなくてもよい。例えば、「対象者」と同種の動物であってもよい。
記憶部43は、上述した、測定情報431、医用画像データ432、推定情報433および推測情報434を格納している。また、記憶部43は、対象者についての情報を示す対象者データを格納してもよい。当該対象者データには、対象者に対する治療の有無、対象者に対して行われた治療の期間、対象者に対して行われた治療の内容、対象者が怪我をした日時等を示すデータが含まれていてもよい。
操作入力部44はユーザの操作入力を受け付ける。例えば、操作入力部44は表示部45と一体になっていてもよい。表示部45は制御部42が行う処理である対象者の骨密度の推測処理、画像生成処理および画像表示処理等の指示を表示してもよい。ユーザがこれらの表示領域を選択することによって、表示領域に対応する処理が実行される構成としてもよい。
表示部45は、画像生成部424が生成した画像をユーザに表示する。表示部45の例としては、ディスプレイ、モニタ等が挙げられる。
次に、図2を参照して、表示装置4における表示処理の流れを説明する。図2は、表示装置4における表示処理の流れの一例を示すフローチャートである。図2に示すように、操作受付部423が対象者の骨に関する情報を表示する表示画像の表示を指示する操作入力を受け付けた場合(S1でYES)、情報取得部425は以下の処理を行う。
次に、画像生成部424が生成する表示画像の例について、図3から図9を参照して説明する。また、図3から図9に示す「骨密度」との記載は、「骨密度」、「骨量」および「骨質」うちの少なくとも1つと適宜解釈されてもよい。
はじめに、推測の基点となる時点より後の時点の推測値を表示する表示画像の例について説明する。図3から図5は、推測の基点となる時点より後の時点の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の一例を示す図である。
次に、対象者が治療を受けた場合の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の例について、図4を参照して説明する。図4は対象者が治療を受けた場合の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の一例を示す図である。図4に示す画像D2には、測定を行った時点における骨密度の測定値m1-m3、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n1-n2およびこれらの測定値と推定値とに基づく骨密度の推移T1が示されている。画像D2について、上述した画像D1にて説明した表示と同じ表示については、同じ符号を付記し、その説明をここでは繰り返さない。
次に、対象者が治療を受けた場合の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の他の例について、図5を参照して説明する。図5は対象者が治療を受けた場合の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の他の一例を示す図である。図5に示す画像D3には、測定を行った時点における骨密度の測定値m1、測定値m11-m12、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n1-n2およびこれらの測定値と推定値とに基づく骨密度の推移T2が示されている。画像D3について、上述した画像D1-画像D2にて説明した表示と同じ表示については、同じ符号を付記し、その説明をここでは繰り返さない。
次に、推測の基点となる時点より前の時点の推測値を表示する表示画像の例について説明する。図6および図7は、推測の基点となる時点より前の時点の対象者の骨密度の推測値を表示する表示画像の例を示す図である。
図6に示す画像D4には、測定を行った時点における対象者の骨密度の測定値m1、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n1、n2、n21およびこれらの測定値と推定値とに基づく骨密度の推移T3が示されている。また、画像D4には推測値o21、推測値o22および推測値o23が表示されている。図6に示す画像D4について、上述した画像D1-画像D3にて説明した表示と同じ表示については、同じ符号を付記し、その説明をここでは繰り返さない。
図7に示す画像D5には、測定を行った時点における対象者の骨密度の測定値m1、測定値m31、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n31およびこれらの測定値と推定値とに基づく骨密度の推移T4が示されている。また、画像D5には推測値o31、推測値o32および推測値o33が表示されている。図7に示す画像D5について、上述した画像D1-画像D4にて説明した表示と同じ表示については、同じ符号を付記し、その説明をここでは繰り返さない。
次に、対象者の骨密度に関する情報と、対象者とは異なる参照者の骨密度の推移を示す推移情報と、を表示する表示画像の例について説明する。図8は、対象者の骨密度に関する情報と参照者の骨密度の推移を示す推移情報とを表示する表示画像の一例を示す図である。
次に、対象者への治療開始のタイミングの変更に応じた推測値を表示する表示画像の例について説明する。
次に、上述の画像D1-画像D8についての他の例について説明する。
画像D1-画像D8には、各推定値が推定されるために用いられた医用画像に写る骨の名称が表示されてもよい。すなわち、画像生成部424は、推定情報433が推定されるために用いられる医用画像に写る骨の名称を示す情報を表示する表示画像を生成してもよい。また、第1生成部422は、医用画像に写る複数の部位の骨の像から推定情報433を生成してもよい。画像生成部424は、推定情報433が推定されるために用いられる医用画像に写る複数の骨の名称を示す情報を表示する表示画像を生成してもよい。骨の名称とは、例えば、頭蓋骨、鎖骨、胸骨、肩甲骨、肋骨、上腕骨、橈骨、尺骨、手骨、脊柱、仙骨、尾骨、大腿骨、膝蓋骨、脛骨、腓骨、及び足骨等であってもよい。
画像D1-画像D8には、各推定値の推定および各推測値の推測に用いた医用画像が表示されてもよい。当該医用画像とは、例えば、頭部、頚部、胸部、腰部(腰椎(Lumbar):L1-L4等)、股関節、膝関節、足関節、足部、足趾、肩関節、肘関節、手関節、手部、手指あるいは顎関節等が撮像されている医用画像であってもよい。医用画像の撮影部位の種類はこの限りではない。また、医用画像は、単純X線が照射される対象部位が正面から写る正面像であってもよいし、対象部位が側面から写る側面像であってもよい。X線画像は、皮質骨及び海綿骨の少なくとも一方が写る画像であってもよい。
医用画像に撮像されている複数の部位のそれぞれから骨密度が推定または推測される場合には、画像D1-画像D8には、各部位における骨密度の推移を示すそれぞれのグラフが表示されてもよい。例えば、各推定値の推定および各推測値の推測に用いた各部位の撮像画像が、対応するそれぞれのグラフに重畳して表示されてもよい。複数の部位は、例えば、椎体ごとの領域に設定されてもよい。複数の部位は、例えば、複数の椎体をまとめた領域に設定されてもよい。複数の部位は、例えば、それぞれ異なる面積の領域に設定されてもよい。また、複数の部位は、ある部位の特定部分の面積を分割した領域に設定してもよい。複数の部位は、例えば、対象者の属性情報に応じて、任意で領域を設定してもよい。例えば、対象者に骨折歴がある場合、骨折歴が無い対象者より特定部分の面積を狭い領域に設定してよい。
正常、骨量減少および骨粗鬆症等の判定基準を示す情報を表示する表示画像において、判定基準が当該グラフに重畳されて表示されてもよい。当該判定基準は、測定時の対象者の年齢、推定時の対象者の年齢または推測時の対象者の年齢に応じた判定基準であってもよい。ここでいう推測時とは、例えば、上述の第3の時点であってもよい。
第2生成部427は、推測値についての誤差範囲を示す情報を含む推測情報434を生成してもよい。画像生成部424は、各推測値についての誤差範囲を示す情報を表示する表示画像を生成してもよい。
ここで、推測値の誤差範囲を表示する表示画像の一例を説明する。図10は、対象者の骨密度の推測値の誤差範囲を表示する表示画像の一例を示す図である。図10に示す画像D9には、測定を行った時点における対象者の骨密度の測定値m71-m72、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n71-n72およびこれらの測定値と推定値とに基づく対象者の骨密度の推移T7が表示されている。また、画像D9には推測値o71および推測値o72が表示されている。
第1生成部422は、各推定値についての幅を示す情報を含む推定情報433を生成してもよい。画像生成部424は、各推定値についての幅を表示する表示画像を生成してもよい。推定値についての幅の具体例として、推定骨密度幅0.79-0.81(中央値0.80)g/cm2などを一例として挙げることができる。
次に、推測値についての推測確率を表示する表示画像の一例を説明する。図11は、対象者の骨密度の推測値の推測確率を表示する表示画像の一例を示す図である。図11に示す画像D10には、測定を行った時点における対象者の骨密度の測定値m81-m83、医用画像が撮像された時点における対象者の骨密度の推定値n81-n82およびこれらの測定値と推定値とに基づく対象者の骨密度の推移T8が表示されている。また、画像D10には推測値o82が表示されている。
画像D1-画像D10において、各測定値の測定時に撮像された医用画像がさらに表示されてもよい。当該医用画像とは、例えば、頭部、頚部、胸部、腰部(腰椎(Lumbar):L1-L4等)、股関節、膝関節、足関節、足部、足趾、肩関節、肘関節、手関節、手部、手指あるいは顎関節等が撮像されている医用画像であってもよい。医用画像の撮影部位の種類はこの限りではない。また、医用画像は、単純X線が照射される対象部位が正面から写る正面像であってもよいし、対象部位が側面から写る側面像であってもよい。X線画像は、皮質骨及び海綿骨の少なくとも一方が写る画像であってもよい。また、画像D1-画像D10に、表示されている測定値に対応する測定結果が表示されてもよい。例えば、表示される測定結果は、DXA法によって測定された測定結果を示す表示であってもよい。
画像D1-画像D10において、各推定値の推定および各推測値の推測に用いた医用画像がさらに表示される場合、当該医用画像は推定に用いた領域が分かるように表示されてもよい。
画像D1-画像D10において、各推定値の推定および各推測値の推測に用いた医用画像がさらに表示される場合、マウスのカーソル等が推定値の表示領域または推測値の表示領域に重なると、該推定値または推測値に対応する医用画像が表示されてもよい。ここで、対応する医用画像とは、推定値の推定または推測値の推測に用いられた医用画像であってもよい。例えば、医用画像における推定値の推定または推測値の推測に用いた領域が分かるように、該医用画像が表示されてもよい。また、マウスのカーソル等が測定値の表示領域に重なると、該測定値に対応する測定結果が表示されてもよい。例えば、表示される測定結果は、DXA法によって測定された測定結果を示す表示であってもよい。これらの医用画像の表示または測定結果の表示は、マウスのカーソル等が重なった測定値の表示領域または推測値の表示領域からの吹き出しに表示されてもよい。また、推定値、推測値または測定値の表示領域に対してクリック操作が行われた場合に、上述の医用画像または測定結果の表示を含む表示画像が表示されてもよい。
表示部45に表示される表示画像には、医用画像に撮像されている複数の部位のそれぞれの骨密度の推移が表示されてもよい。複数の部位のそれぞれの骨密度の推移を表示する表示画像の一例を説明する。図14は、複数の部位のそれぞれの骨密度の推移を表示する表示画像の一例を示す図である。図14について、上述の図3で説明した表示と同じ表示については、同じ符号を付記し、その説明をここでは繰り返さない。図14に示す画像D12には、骨密度の推移T1を示すグラフを示す表示P11と医用画像の表示である表示P9とが含まれている。医用画像の表示P9には、腰椎の各部位であるL1-L4が撮像されている領域を示す枠線である表示P91から表示P94が表示されている。例えば、図14に示すように、腰椎L1の表示領域である表示P91内にマウスのカーソルP10が位置すると、腰椎L1における骨密度の推移を示す画像が表示されてもよい。また、腰椎L1-L4の各骨密度の推移を同時に表示する表示画像が表示されてもよい。このような表示画像においては、例えば、腰椎L1の表示領域である表示P91内にマウスのカーソルP10が位置すると、腰椎L1における骨密度の推移が強調されて表示されてもよい。
操作受付部423は、対象者の骨折に関する推測を指示する操作入力を受け付けてもよい。操作受付部423は当該操作入力を受け付けると、第2生成部427に対象者の骨折に関する推測を示す推測情報434の生成を指示する。さらに、操作受付部423は、画像生成部424に該推測情報434が示す対象者の骨折に関する推測を表示する表示画像の生成を指示する。操作受付部423は、表示終了を指示する操作入力を受け付ける。操作受付部423は当該操作入力を受け付けると、表示制御部426に表示終了を指示する。
制御部42が備える第2生成部427は、以下の処理を行ってもよい。第2生成部427は、記憶部43に格納されている医用画像データ432が示す医用画像から推測される対象者の将来骨折が発生する可能性に関する情報を含む推測情報434を生成する。例えば、第2生成部427は、第1時点における対象者の骨が写る医用画像から推測された将来骨折が発生する可能性に関する情報を含む推測情報434を生成してもよい。推測情報434は、例えば、対象者の将来骨折が発生する確率、骨折が発生すると推測される時期及び骨折が発生する箇所等を示す情報の少なくともいずれかを含んでもよい。
本例に係る第2生成部427が備える推測モデル4271は以下の処理を行ってもよい。推測モデル4271は、対象者の医用画像データ432が示す医用画像から、当該医用画像が撮像された時点とは異なる時点の対象者の将来骨折が発生する可能性に関する情報を推測してもよい。推測モデル4271は、第3の人の骨が写る医用画像(第4画像)を含む学習データと、第3の人の骨折に関する情報を含む教師データとに基づいて設定されてもよい。上述の「第3の人」は、特に、ヒトに限定されなくてもよい。例えば、「対象者」と同種の動物であってもよい。
本開示の他の実施形態について、図16を参照しながら、以下に説明する。また、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本開示の他の実施形態について、図17を参照しながら、以下に説明する。また、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
表示装置(4、4a、4b)、第1生成装置(4220a)、第2生成装置(4270a)、サーバ装置(6b)(以下、「装置」と呼ぶ)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック(特に制御部に含まれる各部)としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
本開示の態様1に係る情報処理システムは、第1手法に基づいて得られる対象者の骨に関する情報を示す第1情報を取得する第1取得部と、前記対象者に対して前記第1手法と異なる第2手法に基づいて得られる前記対象者の骨に関する情報を示す第2情報を取得する第2取得部と、前記第1情報および前記第2情報を表示する表示画像を生成する生成部と、を備える。
4、4a 表示装置(画像生成装置)
6b サーバ装置(画像生成装置)
421、421a、621b 取得部(第1取得部)
424、624b 画像生成部(生成部)
425、625b 情報取得部(第1取得部、第2取得部、第3取得部)
431 測定情報(第1情報)
433 推定情報(第2情報)
434 推測情報
4221 推定モデル
4271 推測モデル
S2 第1取得ステップ
S3 第2取得ステップ
S4 生成ステップ
Claims (19)
- 第1手法に基づいて得られる対象者の骨に関する測定値を含む情報を示す第1情報を取得する第1取得部と、
前記対象者に対して前記第1手法と異なる第2手法に基づいて得られる、前記対象者の骨が写る画像から推定された前記画像の撮像時点における前記対象者の骨に関する推定値を含む情報を示す第2情報を取得する第2取得部と、
前記第1情報および前記第2情報を表示する表示画像を生成する生成部と、を備える情報処理システム。 - 前記第1情報および前記第2情報は、前記対象者の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つに関する情報である
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記第1取得部は、第1時点において測定された前記第1情報を取得し、
前記第2取得部は、前記第1時点とは異なる第2時点における前記対象者の骨が写る第1画像から推定モデルによって推定された前記第2情報を取得し、
前記生成部は、前記第1情報および前記第2情報を、前記第1時点および前記第2時点の時系列順に並べた前記表示画像を生成する
請求項2に記載の情報処理システム。 - 前記推定モデルは、第1の人の骨が写る第2画像を含む学習データと、前記第1の人の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つを含む教師データとに基づいて設定される
請求項3に記載の情報処理システム。 - 前記第1時点または前記第2時点における前記対象者の骨が写る画像から推測モデルによって推測された骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つに関する推測情報を取得する第3取得部をさらに備え、
前記対象者の骨が写る画像が前記第1時点における前記対象者の骨が写る画像である場合、前記推測情報は、前記第1時点とは異なる第3時点の情報であり、
前記対象者の骨が写る画像が前記第2時点における前記対象者の骨が写る画像である場合、前記推測情報は、前記第2時点とは異なる第3時点の情報であり、
前記生成部は、前記第3時点と対応付けられた前記推測情報を表示する前記表示画像を生成する、
請求項3に記載の情報処理システム。 - 前記推測モデルは、第2の人の骨が写る第3画像を含む学習データと、前記第2の人の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つを含む教師データとに基づいて設定される
請求項5に記載の情報処理システム。 - 前記推測情報は、前記対象者に対して骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つについての治療が行われた場合の前記対象者の骨密度に関する情報であり、
前記第2の人は、骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つについての治療を受けた人であり、
前記推測モデルは、前記治療を受けた前記第2の人の骨が写る前記第3画像を含む学習データと、前記第2の人の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つを含む教師データとに基づいて設定される
請求項6に記載の情報処理システム。 - 前記対象者の骨が写る画像が前記第1時点における前記対象者の骨が写る画像である場合、前記第3時点は、前記第1時点より前の時点、または前記第1時点より後の時点であり、
前記対象者の骨が写る画像が前記第2時点における前記対象者の骨が写る画像である場合、前記第3時点は、前記第2時点より前の時点、または前記第2時点より後の時点である、
請求項5に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、前記第2情報が推定されるために用いられる前記第1画像に写る骨の名称を示す情報を表示する前記表示画像を生成する、
請求項3に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、前記第2情報を、前記第1情報と異なる表示態様で示す前記表示画像を生成する、
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、前記対象者に対する骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つについての治療の期間を示す情報を表示する前記表示画像を生成する、
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、前記対象者とは異なる参照者の骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つの推移を示す推移情報を表示する前記表示画像を生成する、
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、骨密度、骨量および骨質のうちの少なくともいずれか1つに対する判定基準を示す情報を表示する前記表示画像を生成する、
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記生成部は、前記第1手法および前記第2手法を示す表示を含む前記表示画像を生成する
請求項1に記載の情報処理システム。 - 骨について測定を実行する測定装置を備え、
前記第1情報は、前記測定装置を用いて測定された情報を含む、
請求項1に記載の情報処理システム。 - 骨が写る画像を撮像する撮像装置を備え、
前記第1画像は、前記撮像装置を用いて撮像された画像である、
請求項3に記載の情報処理システム。 - 第1手法に基づいて得られる対象者の骨に関する測定値を含む情報を示す第1情報を取得する第1取得ステップと、
前記対象者に対して前記第1手法と異なる第2手法に基づいて得られる、前記対象者の骨が写る画像から推定された前記画像の撮像時点における前記対象者の骨に関する推定値を含む情報を示す第2情報を取得する第2取得ステップと、
前記第1情報および前記第2情報を表示する表示画像を生成する生成ステップと、
を含む情報処理方法。 - 第1手法に基づいて得られる対象者の骨に関する測定値を含む情報を示す第1情報を取得する第1取得部と、
前記対象者に対して前記第1手法と異なる第2手法に基づいて得られる、前記対象者の骨が写る画像から推定された前記画像の撮像時点における前記対象者の骨に関する推定値を含む情報を示す第2情報を取得する第2取得部と、
前記第1情報および前記第2情報を表示する表示画像を生成する生成部と、を備える画像生成装置。 - 請求項18に記載の画像生成装置としてコンピュータを機能させるための画像生成プログラムであって、前記第1取得部、前記第2取得部、前記生成部としてコンピュータを機能させるための画像生成プログラム。
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