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JP7798342B2 - Clinical data classification method, clinical data classification device, and control program - Google Patents
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JP7798342B2 - Clinical data classification method, clinical data classification device, and control program - Google Patents

Clinical data classification method, clinical data classification device, and control program

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JP7798342B2 JP2022009695A JP2022009695A JP7798342B2 JP 7798342 B2 JP7798342 B2 JP 7798342B2 JP 2022009695 A JP2022009695 A JP 2022009695A JP 2022009695 A JP2022009695 A JP 2022009695A JP 7798342 B2 JP7798342 B2 JP 7798342B2
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Description

本発明は診療データ分類方法、診療データ分類装置、及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a medical data classification method, a medical data classification device, and a control program.

例えば、特許文献1には、バイタルサインから敗血症、心停止などの致命的症状の発生を予測する予測方法について記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a prediction method for predicting the occurrence of fatal symptoms such as sepsis and cardiac arrest from vital signs.

特開2021-177429号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-177429

救急搬送された患者は、多くの場合、治療後に順調に回復に向かうが、一部の患者は疾患又は外傷の治療を受けた後に容体が急変することが知られている。このように、救急搬送された患者の予後には、多様な表現型が存在し得る。本発明の一態様は、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者を複数の表現型群に適切に分類することを目的とする。 While most patients transported to the hospital by ambulance recover smoothly after treatment, it is known that some patients' conditions suddenly worsen after receiving treatment for illness or injury. As such, there can be a wide variety of phenotypes in the prognosis of patients transported to the hospital by ambulance. One aspect of the present invention aims to appropriately classify multiple patients suffering from a specified disease or injury into multiple phenotype groups.

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る診療データ分類方法は、コンピュータが、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者の各々に関する、前記患者の前記疾患又は前記外傷について前記患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において前記疾患又は前記外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するデータ取得ステップと、前記コンピュータが、前記診療データに基づいて前記複数の患者を複数の表現型群に分類するクラスタリングステップと、を含み、前記診療データは、前記複数の患者の各々の属性情報、バイタルサイン情報、及び症状情報を少なくとも含み、前記症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度、又は外傷の部位及び前記部位の症状の程度を含む。 To solve the above problem, a medical data classification method according to one aspect of the present disclosure includes a data acquisition step in which a computer acquires medical data relating to each of a plurality of patients suffering from a specified disease or injury, the medical data being created regarding the patient's disease or injury from the time the patient is rushed to a medical institution until the time the patient has finished receiving treatment for the disease or injury at the medical institution; and a clustering step in which the computer classifies the plurality of patients into a plurality of phenotype groups based on the medical data, wherein the medical data includes at least attribute information, vital sign information, and symptom information for each of the plurality of patients, and the symptom information includes the location of the disease and the severity of the disease, or the location of the injury and the severity of symptoms at that location.

また、上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る診療データ分類装置は、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者の各々に関する、前記疾患又は前記外傷について前記患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において前記疾患又は前記外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するデータ取得部と、前記診療データに基づいて前記複数の患者を複数の表現型群に分類するクラスタリング部と、を備え、前記診療データは、前記複数の患者の各々の属性情報、バイタルサイン情報、及び症状情報を少なくとも含み、前記症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度、又は外傷の部位及び前記部位の症状の程度を含む。 In order to solve the above problem, a medical data classification device according to one aspect of the present disclosure includes a data acquisition unit that acquires medical data relating to each of a plurality of patients suffering from a specified disease or injury, the data being generated from the time the patient is rushed to a medical institution for the disease or injury until the time the patient finishes receiving medical treatment for the disease or injury at the medical institution, and a clustering unit that classifies the plurality of patients into a plurality of phenotype groups based on the medical data, wherein the medical data includes at least attribute information, vital sign information, and symptom information for each of the plurality of patients, and the symptom information includes the location of the disease and the severity of the disease, or the location of the injury and the severity of symptoms at that location.

本開示の各態様に係る診療データ分類装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記診療データ分類装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより前記診療データ分類装置をコンピュータにて実現させる診療データ分類の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The medical data classification device according to each aspect of the present disclosure may be realized by a computer. In this case, the scope of the present invention also includes a control program for medical data classification that causes a computer to operate as each unit (software element) of the medical data classification device, thereby realizing the medical data classification device on the computer, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.

本発明の一態様によれば、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者を複数の表現型群に適切に分類することができる。 According to one aspect of the present invention, multiple patients suffering from a specific disease or trauma can be appropriately classified into multiple phenotype groups.

本発明の一態様に係る診療データ分類装置を備える診療データ分類システムの構成例を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a medical data classification system including a medical data classification device according to an aspect of the present invention. 分類装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the flow of processing performed by the classification device. 分類処理の概要を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an overview of classification processing. 分類装置による解析コホートの分類結果を示す表である。1 is a table showing the classification results of the analysis cohort by the classification device. 分類装置による検証コホートの分類結果を示す表である。1 is a table showing the classification results of the validation cohort by the classifier. 各臨床表現型における生存率と、変数の分布とを示すヒートマップである。Heatmap showing survival rates and distribution of variables for each clinical phenotype. 各表現型の主成分スコアの階層的クラスタ分析の結果を示す図である。FIG. 1 shows the results of hierarchical cluster analysis of the principal component scores of each phenotype. 各表現型の重心の主成分分析の結果を示すプロット図である。FIG. 1 is a plot showing the results of a principal component analysis of the centroids of each phenotype. 高死亡率の表現型と、他の表現型との間で差示的に発現する血清タンパク質を示したグラフである。FIG. 1 is a graph showing serum proteins differentially expressed between high mortality phenotypes and other phenotypes. タンパク質の遺伝子オントロジー(GO)エンリッチメント解析の結果を表す図である。FIG. 1 shows the results of gene ontology (GO) enrichment analysis of proteins. 血清プロテオミクス解析データの各変数と、各変数の標準化された値とをプロットした図である。This is a diagram plotting each variable of serum proteomics analysis data and the standardized value of each variable.

〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail.

(本開示の技術思想)
まず、本発明の一態様に係る診療データ分類方法の技術思想について以下に説明する。
(Technical idea of the present disclosure)
First, the technical concept of a method for classifying medical data according to one aspect of the present invention will be described below.

所定の疾患、又は外傷の診療では、細分化された各損傷部位に対する単独的な治療の組み合わせを基盤としている。所定の疾患に罹患した患者、外傷患者の新規治療開発を困難にする原因として、疾患又は外傷は年齢、性別、損傷形態、損傷度、生体反応など多因子が関連する異質性の高い複合的病態であることが挙げられる。 The treatment of a specific disease or injury is based on a combination of individual treatments for each subdivided injury site. One reason that it is difficult to develop new treatments for patients with a specific disease or injury is that the disease or injury is a highly heterogeneous, complex condition that is related to multiple factors such as age, gender, type and severity of injury, and biological response.

所定の疾患、又は外傷を負った患者の中には、受診後に急激に状態が悪化する患者が含まれる。このような場合、患者を救急搬送時、又は最初の来院時において診療した医療関係者は、患者の診療データと、自身の経験とに基づいて、患者の状態が今後どのように変化するのかを判断し、必要な医学介入を行う必要がある。しかし、医療関係者にとって、患者の状態が今後どのように変化するのかを、最初に診療した時点で精度よく判断することは困難な場合がある。 Some patients with a specific disease or injury experience a sudden deterioration in their condition after visiting a doctor. In such cases, medical professionals who treat the patient when they are transported by ambulance or at their first visit to the hospital must use the patient's medical data and their own experience to determine how the patient's condition will change in the future and provide the necessary medical intervention. However, it can be difficult for medical professionals to accurately determine how the patient's condition will change in the future at the time of their initial consultation.

そこで、本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において疾患又は外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データに基づいて、複数の患者を複数の表現型群に分類する方法を見出した。 As a result of intensive research aimed at solving the above-mentioned problems, the inventors discovered a method for classifying multiple patients into multiple phenotype groups based on medical data collected from the time a patient is rushed to a medical institution until the time the patient completes treatment for the disease or injury at the medical institution.

ここで、患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において疾患又は外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データは、例えば、患者が救急搬送中に救急車の中で救急隊員によって診療されたときの診療データであってもよい。また、診療データは、患者が医療機関に到着して最初に医師によって診療されたときの診療データであってもよい。また、診療データは、救急搬送中に診療された診療データと、医療機関に到着して診療された診療データとの両者を含んでいてもよい。また、診療データは、診療の間に行われ得る複数種類の検査結果を含むものであってよい。診療データは、複数の検査結果と共に該検査結果が取得された日時(経時的データ)を含んでもよい。診療データの中身の詳細については後述する。 Here, the medical data created from the time a patient is transported to a medical institution by ambulance until the time they have finished receiving treatment for their illness or injury at the medical institution may be, for example, medical data from when the patient is treated by paramedics in the ambulance during emergency transport. The medical data may also be medical data from when the patient is first treated by a doctor after arriving at the medical institution. The medical data may also include both medical data from treatment during emergency transport and medical data from treatment after arrival at the medical institution. The medical data may also include the results of multiple types of tests that may be performed during treatment. The medical data may also include multiple test results, as well as the dates and times when the test results were obtained (chronological data). The contents of the medical data will be described in detail below.

(診療データ分類システム100の構成)
診療データ分類システム100の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の一態様に係る診療データ分類方法を実行する診療データ分類装置1を備える診療データ分類システム100の構成の一例を示すブロック図である。なお、以降、診療データ分類装置1を分類装置1、診療データ分類システム100を分類システム100とも称する。
(Configuration of the medical data classification system 100)
The configuration of the clinical data classification system 100 will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the clinical data classification system 100 including a clinical data classification device 1 that executes a clinical data classification method according to one aspect of the present invention. Hereinafter, the clinical data classification device 1 will also be referred to as the classification device 1, and the clinical data classification system 100 will also be referred to as the classification system 100.

分類システム100は、分類装置1と、診療データを分類装置1へ送信する外部機器5と、分類装置1から出力された分類結果を取得して該分類結果を提示する提示装置4と、を含んでいる。なお、図1では、医療機関H1が分類システム100を導入した例を示している。 The classification system 100 includes a classification device 1, an external device 5 that transmits medical data to the classification device 1, and a presentation device 4 that acquires the classification results output from the classification device 1 and presents the classification results. Note that Figure 1 shows an example in which the classification system 100 has been introduced at medical institution H1.

外部機器5は、例えば、診療データを保存・管理しているサーバ装置であってもよいし、医療関係者が診療データを入力する端末装置であってもよい。 The external device 5 may be, for example, a server device that stores and manages medical data, or a terminal device into which medical personnel input medical data.

なお、図1では、分類装置1が、分類装置1とは別体の外部機器5から診療データを取得する例を図示しているが、これに限定されない。例えば、分類装置1が外部機器5に内蔵された構成であってもよい。 Note that while Figure 1 illustrates an example in which the classification device 1 acquires medical data from an external device 5 that is separate from the classification device 1, this is not limiting. For example, the classification device 1 may be configured to be built into the external device 5.

提示装置4は、分類装置1から出力される情報を提示可能なディスプレイ及びスピーカなどであってもよい。一例において、提示装置4は、分類装置1、又は外部機器5が備えるディスプレイであってもよい。あるいは、医療機関H1に所属する医療関係者が使用するコンピュータ及びタブレット端末などであってもよい。 The presentation device 4 may be a display and speaker capable of presenting information output from the classification device 1. In one example, the presentation device 4 may be a display provided in the classification device 1 or the external device 5. Alternatively, the presentation device 4 may be a computer and tablet terminal used by medical personnel affiliated with the medical institution H1.

分類装置1と外部機器5、及び分類装置1と提示装置4とは無線通信で接続されていてもよいし、有線通信で接続されていてもよい。 The classification device 1 and the external device 5, and the classification device 1 and the presentation device 4 may be connected via wireless communication or wired communication.

(診療データ分類装置1の構成)
診療データ分類装置1は、制御部2及び記憶部3を備えている。記憶部3には、分類モデル31が記憶されていてもよい。分類モデル31については、後に説明する。
(Configuration of the medical data classification device 1)
The medical data classification device 1 includes a control unit 2 and a storage unit 3. The storage unit 3 may store a classification model 31. The classification model 31 will be described later.

記憶部3には、分類モデル31に加え、制御部2が実行する各部の制御プログラム、OSプログラム、アプリケーションプログラムなどが格納されていてもよい。また、記憶部3には、これらプログラムを制御部2が実行するときに読み出す各種データが格納されていてもよい。記憶部3は、ハードディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。なお、記憶部3の他に、上述の各種プログラムを実行する過程でデータを一時的に保持するための作業領域として使用される記憶装置であり、RAM(Random Access Memory)などの揮発性の記憶装置を備えていてもよい。 In addition to the classification model 31, the memory unit 3 may store control programs for each unit executed by the control unit 2, OS programs, application programs, etc. The memory unit 3 may also store various data that is read when the control unit 2 executes these programs. The memory unit 3 is composed of a non-volatile storage device such as a hard disk or flash memory. In addition to the memory unit 3, the memory unit may also include a volatile storage device such as RAM (Random Access Memory), which is used as a working area for temporarily storing data during the execution of the various programs described above.

<制御部2の構成>
制御部2は、例えば、CPU(central processing unit)又は専用プロセッサなどの制御装置により構成されてもよい。図1に示された制御部2の各部は、CPUなどの制御装置が、ROM(read only memory)などで実現された記憶部3に記憶されているプログラムをRAM(random access memory)などに読み出して実行することで実現できる。
<Configuration of control unit 2>
The control unit 2 may be configured by a control device such as a CPU (central processing unit) or a dedicated processor. Each part of the control unit 2 shown in Fig. 1 can be realized by a control device such as a CPU reading out a program stored in a storage unit 3 realized by a ROM (read only memory) or the like into a RAM (random access memory) or the like and executing the program.

制御部2は、対象となる診療データを取得することにより、患者を分類し、分類結果を出力する。この制御部2は、データ取得部21、クラスタリング部22、及び出力部23を備えている。 The control unit 2 acquires the target medical data, classifies patients, and outputs the classification results. This control unit 2 includes a data acquisition unit 21, a clustering unit 22, and an output unit 23.

[データ取得部]
データ取得部21は、外部機器5から、診療データを取得する。データ取得部21は、取得した診療データを記憶部3に格納してもよい。
[Data acquisition section]
The data acquisition unit 21 acquires medical data from the external device 5. The data acquisition unit 21 may store the acquired medical data in the storage unit 3.

診療データは、複数の患者に関する以下の項目を含む。
・属性情報
・バイタルサイン情報
・症状情報。
The medical data includes the following items for multiple patients:
・Attribute information, vital signs information, and symptom information.

属性情報は、例えば、患者の年齢、性別を含んでいてよい。また、属性情報は、CPS(Charlson Polypharmacy Scale)を含んでもよい。これによれば、分類システム100は、患者の年齢、性別、CPSに基づいて、患者の診療データを分類することができる。 The attribute information may include, for example, the patient's age and gender. The attribute information may also include the Charlson Polypharmacy Scale (CPS). This allows the classification system 100 to classify the patient's medical data based on the patient's age, gender, and CPS.

バイタルサイン情報は、例えば、呼吸数、脈拍、収縮期血圧、体温、意識レベル(グラスゴーコーマスケール(GCS)またはジャパンコーマスケール(JCS))のうち少なくとも1つを含んでいてよい。これによれば、分類システム100は、各種バイタルサイン情報に基づいて、患者の診療データを分類することができる。 Vital sign information may include, for example, at least one of respiratory rate, pulse rate, systolic blood pressure, body temperature, and level of consciousness (Glasgow Coma Scale (GCS) or Japan Coma Scale (JCS)). This allows the classification system 100 to classify patient medical data based on various vital sign information.

疾患に罹患した患者については、症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度を含む。疾患は、後述する外傷とは、区別されるものであってよい。所定の疾患は、心筋梗塞、脳梗塞、熱中症、脳出血、心肺停止、中毒、播種性血管内凝固症候群(DIC)、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、熱傷、出血性ショック(例えば、消化管出血、産後出血などを含む)及び感染症のうち少なくとも1つを含んでよい。感染症としては、例えば、敗血症、COVID-19などが挙げられる。疾患臓器は、具体的には心筋、肺、脳脊髄、末梢神経、骨、肝、腎、脾、消化管、膀胱、子宮、卵巣、精巣、皮膚などであってよく、疾患の程度は、疾患の進行度合いであってよい。また、疾患の程度は、例えば、予め設定された複数の段階的スケールのうちの1つで示されるものであってもよい。これによれば、分類システム100は、疾患の部位、及び疾患の程度に基づいて、患者の診療データを分類することができる。 For patients suffering from a disease, the symptom information includes the location of the disease and the severity of the disease. Diseases may be distinguished from trauma, which will be described later. The specified disease may include at least one of myocardial infarction, cerebral infarction, heat stroke, cerebral hemorrhage, cardiac arrest, poisoning, disseminated intravascular coagulation (DIC), acute respiratory distress syndrome (ARDS), burns, hemorrhagic shock (including, for example, gastrointestinal bleeding, postpartum hemorrhage, etc.), and infectious diseases. Examples of infectious diseases include sepsis and COVID-19. The diseased organ may specifically be the myocardium, lungs, cerebrospinal cord, peripheral nerves, bone, liver, kidneys, spleen, gastrointestinal tract, bladder, uterus, ovaries, testes, skin, etc., and the severity of the disease may be the degree of progression of the disease. Furthermore, the severity of the disease may be indicated, for example, by one of several preset graded scales. This allows the classification system 100 to classify patient medical data based on the location of the disease and the severity of the disease.

外傷を負った患者については、症状情報は、外傷の部位及び該部位の症状の程度を含む。外傷の部位は、例えば、頭頸部、顔面、胸部、腹部、四肢、及び体表を含んでいてもよい。 For patients with trauma, symptom information includes the location of the trauma and the severity of symptoms at that location. The location of the trauma may include, for example, the head and neck, face, chest, abdomen, limbs, and body surface.

症状情報は、患者の身体の損傷形態、損傷度、及び外傷に起因する生体反応を示す情報の少なくとも1つを含むものであってよい。例えば、症状情報は、解剖学的重症度AIS(Abbreviated Injury Scale)、外傷重症度ISS(Injury Severity Score)によって示されてもよい。これによれば、分類システム100は、患者の身体の損傷形態、損傷度、及び外傷に起因する生体反応を示す情報の少なくとも1つに基づいて、患者の診療データを分類することができる。 The symptom information may include at least one of information indicating the type of injury to the patient's body, the degree of injury, and biological reactions caused by the trauma. For example, the symptom information may be indicated by the anatomical severity AIS (Abbreviated Injury Scale) or the trauma severity ISS (Injury Severity Score). This allows the classification system 100 to classify the patient's medical data based on at least one of information indicating the type of injury to the patient's body, the degree of injury, and biological reactions caused by the trauma.

また、外傷の種類は、特に限定されないが、例えば、外傷の重症度を評価するための公知のスコアによって分類される種類であってもよい。外傷の重症度を評価するための公知のスコアの一例としては、AIS(Abbreviated Injury Scale)コーディング(https://www.jtcr-jatec.org/index_ais.html)が挙げられる。AISコーディングとして、具体的には、AIS 2015、AIS 2005 Update 2008、AIS90 update 98が挙げられ、https://www.jtcr-jatec.org/index_ais.htmlにおいて、今後アップデートされる最新版のAISコーディングを包括してもよい。より具体的には、外傷の種類は、擦過創、挫創、挫滅創、挫傷、切創、割創、裂創、刺創、剥脱創、熱傷、骨折などであってよい。これによれば、分類システム100は、AISコーディングによって詳細に分類された外傷に基づいて、患者の診療データを分類することができる。 The type of injury is not particularly limited, but may be, for example, a type classified using a publicly known score for assessing the severity of the injury. One example of a publicly known score for assessing the severity of the injury is the Abbreviated Injury Scale (AIS) coding (https://www.jtcr-jatec.org/index_ais.html). Specific examples of AIS coding include AIS 2015, AIS 2005 Update 2008, and AIS90 Update 98. The latest AIS coding updates, which will be available at https://www.jtcr-jatec.org/index_ais.html, may also be included. More specifically, the type of injury may be an abrasion, contusion, crush, contusion, incision, split, laceration, puncture, avulsion, burn, fracture, or the like. This allows the classification system 100 to classify patient medical data based on injuries classified in detail using AIS coding.

データ取得部21は、取得した診療データに対して前処理を行う、前処理機能を備えていてもよい。例えば、データ取得部21は、取得した診療データに含まれる項目のうち、必要な項目のみを選択して取得してもよい。 The data acquisition unit 21 may have a preprocessing function that performs preprocessing on the acquired medical data. For example, the data acquisition unit 21 may select and acquire only necessary items from among the items included in the acquired medical data.

[クラスタリング部]
クラスタリング部22は、診療データを後述の分類モデルに入力し、患者を表現型群に分類した分類結果を出力する。
[Clustering section]
The clustering unit 22 inputs the medical data into a classification model described below, and outputs the classification results in which patients are classified into phenotype groups.

クラスタリング部22が分類する表現型群の数は特に限定されない。また、クラスタリング部22が分類する表現型群は、最初に診療されてから所定期間の間に予後不良となる患者の割合が45%以上である表現型群を少なくとも1つ含んでもよい。最初の診療とは、患者が最初に医療関係者によって診療されたときであってよく、例えば、救急搬送中に救急車の中で救急隊員によって診療されたときであってよい。ここで、所定期間の間に予後不良となる患者とは、例えば、所定期間の間に死亡する患者である。また、「最初に診療されてから」の「所定期間」は、特に限定されないが、例えば、最初に診療されてからの数時間であってもよいし、1日間であってもよいし、30日間であってよい。 The number of phenotype groups classified by the clustering unit 22 is not particularly limited. Furthermore, the phenotype groups classified by the clustering unit 22 may include at least one phenotype group in which the proportion of patients who will have a poor prognosis within a predetermined period from their first medical examination is 45% or more. The first medical examination may be the first time the patient is examined by a medical professional, for example, when the patient is examined by a paramedic in an ambulance during emergency transport. Here, a patient who will have a poor prognosis within a predetermined period is, for example, a patient who will die within the predetermined period. Furthermore, the "predetermined period" in "from their first medical examination" is not particularly limited, and may be, for example, several hours, one day, or 30 days from their first medical examination.

クラスタリング部22が行う分類方法は、特に限定されないが、例えば、k-means法、潜在型クラス分析法(LCA)、シルエット分析法、コンセンサスクラスタリング法、ランダムフォレスト法、ニューラルネットワーク法、主成分分析法、階層型クラスタリング法などであってよい。また、クラスタリング部22は、分類された表現型の数が適当であるか否かを評価するための処理を行ってもよい。評価の具体的な方法としては、例えば、エルボー法、シルエット分析などが挙げられる。クラスタリング部22が、評価の方法として、シルエット分析を使用する場合は、分析におけるシルエット係数が負の値と評価された患者については、分類の対象から除く処理が行われてもよい。 The classification method used by the clustering unit 22 is not particularly limited, and may be, for example, k-means, latent class analysis (LCA), silhouette analysis, consensus clustering, random forest, neural network, principal component analysis, hierarchical clustering, or the like. The clustering unit 22 may also perform processing to evaluate whether the number of classified phenotypes is appropriate. Specific evaluation methods include, for example, the elbow method and silhouette analysis. When the clustering unit 22 uses silhouette analysis as its evaluation method, processing may be performed to exclude from classification patients whose silhouette coefficient in the analysis is evaluated to be a negative value.

クラスタリング部22が分類対象の診療データに対して行う分類の処理の回数は特に限定されず、複数回行われてもよい。 The number of times the clustering unit 22 performs classification processing on the medical data to be classified is not particularly limited, and may be performed multiple times.

例えば、クラスタリング部22は、表現型群に分類した分類結果と共に、最初に診療されてから所定期間の間に予後不良となる患者の割合が45%以上である表現型群に分類された患者の診療データのみをさらに分類モデルに入力し、分類した結果を出力してもよい。すなわち、クラスタリング部22は、分類の処理を2回行ってもよい。2回目の分類の際に用いる分類モデルは、1回目の分類の際に用いる分類方法とは異なる方法が採用されてもよい。クラスタリング部22が、2回に分けて患者を分類することにより、計算コストを低減することができる。 For example, the clustering unit 22 may input into a classification model only the medical data of patients classified into phenotype groups in which the proportion of patients who will develop a poor prognosis within a specified period from their first medical examination is 45% or more, along with the classification results into the phenotype groups, and output the classification results. In other words, the clustering unit 22 may perform the classification process twice. The classification model used for the second classification may be a method different from the classification method used for the first classification. By having the clustering unit 22 classify patients twice, it is possible to reduce calculation costs.

また、クラスタリング部22は、各表現型に含まれる診療データの項目ごとに平均値、標準偏差、中央値、又は四分位範囲を求めることにより、分類された各表現型群の特徴を抽出してもよい。クラスタリング部22は、診療データの項目ごとの中央値及び四分位範囲(IQR)を求めることが好ましい。 The clustering unit 22 may also extract characteristics of each classified phenotype group by calculating the mean, standard deviation, median, or interquartile range for each item of medical data included in each phenotype. It is preferable that the clustering unit 22 calculates the median and interquartile range (IQR) for each item of medical data.

[出力部]
出力部23は、クラスタリング部22から出力される複数の表現型群に分類された分類結果を示す情報を、提示装置4に出力する。なお、出力部23は、分類結果を示す情報と共に、分類対象とした診療データを提示装置4に提示させる構成であってもよい。
[Output section]
The output unit 23 outputs information indicating the classification results into the plurality of phenotype groups output from the clustering unit 22 to the presentation device 4. Note that the output unit 23 may be configured to cause the presentation device 4 to present the medical data to be classified together with the information indicating the classification results.

これによれば、分類結果を提示された医療関係者は、分類結果を参考にして、患者に必要な医学的介入を決定したり、患者への医学的介入を急ぐべきか否かを判断したりすることができる。 This means that medical professionals who are presented with the classification results can use them to determine the medical intervention required for the patient and whether or not medical intervention should be rushed.

また、出力部23は、特に、最初に診療してから所定期間の間に予後不良となる患者の割合が45%以上である表現型群に分類された患者について、医学介入が必要であることを示す情報を提示装置4に提示させる構成であってもよい。このように構成すれば、診療データ分類装置1は、分類結果と共に、医学介入が必要であることを示す情報を医療関係者に提示することができる。 Furthermore, the output unit 23 may be configured to cause the presentation device 4 to present information indicating the need for medical intervention, particularly for patients classified into a phenotype group in which the proportion of patients who will have a poor prognosis within a predetermined period after first medical treatment is 45% or more. With this configuration, the clinical data classification device 1 can present information indicating the need for medical intervention to medical professionals along with the classification results.

なお、分類結果をユーザに提示する方法は所望の態様であってもよい。例えば、図1に示すように、提示装置4に分類結果が表示される構成であってもよく、プリンタ(図示せず)及びスピーカ(図示せず)などから出力される構成であってもよい。 The classification results may be presented to the user in any desired manner. For example, as shown in Figure 1, the classification results may be displayed on the presentation device 4, or may be output from a printer (not shown) and a speaker (not shown), etc.

(診療データ分類装置1が実行する処理)
続いて、診療データ分類装置1が実行する処理について、図2を用いて説明する。図2は、診療データ分類装置1が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
(Processing Executed by the Medical Data Classification Device 1)
Next, the processing executed by the medical data classification device 1 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical data classification device 1.

まず、データ取得部21は、外部機器5から患者が救急搬送される時から、該患者が医療機関に到着して最初の診療後までに作成された診療データを取得する(ステップS1:データ取得ステップ)。ここで、データ取得部21は、必要に応じて、診療データに含まれる複数の項目の取捨選択をしてもよい。 First, the data acquisition unit 21 acquires from the external device 5 medical data created from the time the patient is transported by ambulance until the patient's first medical treatment after arriving at the medical institution (step S1: data acquisition step). Here, the data acquisition unit 21 may select and discard multiple items included in the medical data as necessary.

次に、クラスタリング部22は、診療データを分類モデルに入力し、患者を表現型群に分類した分類結果を出力する(ステップS2:クラスタリングステップ)。 Next, the clustering unit 22 inputs the medical data into a classification model and outputs the classification results that classify patients into phenotype groups (step S2: clustering step).

続いて、出力部23は、クラスタリング部22が分類した分類結果を提示装置4に出力し(ステップS3)、診療データ分類装置1が実行する分類処理は終了する。 Next, the output unit 23 outputs the classification results obtained by the clustering unit 22 to the presentation device 4 (step S3), and the classification process performed by the clinical data classification device 1 is completed.

このように、本発明の一態様に係る診療データ分類方法は、患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において疾患又は外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するステップと、複数の患者を複数の表現型群に分類するステップとを含む。これによれば、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者を、患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において疾患又は外傷の診療を受け終わるまでという初期の段階において作成された診療データに基づいて複数の表現型群に分類することができる。 As such, a medical data classification method according to one aspect of the present invention includes the steps of acquiring medical data created from the time a patient is rushed to a medical institution until the time the patient has completed treatment for the disease or injury at the medical institution, and classifying multiple patients into multiple phenotype groups. This allows multiple patients suffering from a specified disease or injury to be classified into multiple phenotype groups based on medical data created at the initial stage, from the time the patient is rushed to a medical institution until the time the patient has completed treatment for the disease or injury at the medical institution.

本開示の分類方法によると、所定の疾患に罹患、又は外傷を負った患者を初期の段階に分類することができる。これによれば、新たな治療標的群を発見し、治療戦略の開発を助け得る。例えば、本開示の分類方法をアプリケーション化することにより、臨床医は、所定の疾患に罹患、又は外傷を負った患者の死亡の可能性を早期に特定することができ、適切な医学介入を行うことができる。 The classification method disclosed herein can classify patients suffering from a specific disease or trauma at an early stage, which can identify new therapeutic targets and aid in the development of treatment strategies. For example, by applying the classification method disclosed herein, clinicians can identify the likelihood of death in patients suffering from a specific disease or trauma at an early stage and implement appropriate medical interventions.

〔ソフトウェアによる実現例〕
診療データ分類装置1(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2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。
[Software implementation example]
The functions of the medical data classification device 1 (hereinafter referred to as the "device") can be realized by a program that causes a computer to function as the device, and a program that causes a computer to function as each control block of the device (particularly each part included in the control unit 2).

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。 In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., a processor) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using this control device and storage device.

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。 The above program may be stored non-transitory on one or more computer-readable storage media. These storage media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 Furthermore, some or all of the functions of each of the above control blocks can be realized by logic circuits. For example, integrated circuits incorporating logic circuits that function as each of the above control blocks are also included in the scope of the present invention. In addition, the functions of each of the above control blocks can also be realized by, for example, a quantum computer.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の一実施例について以下に説明する。図3は、本実施例で行った分類処理の概要を示す図である。 One embodiment of the present invention is described below. Figure 3 shows an overview of the classification process performed in this embodiment.

日本外傷データバンク(2013年~2017年)に登録されている158,918人の患者の診療データを取得した。いずれのデータも、患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において疾患又は外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データである。取得したデータのうち、12,565人の患者のデータは、非鈍的外傷であるため分類対象から除かれた。残りの146,353人の鈍的外傷患者のうち、75,315人の患者は、試験対象患者基準を満たさないため、排除された。試験対象者患者基準を満たさないとは、具体的に、搬送されなかった(n=36,267)、ISSが75である(n=13,667)、来院時心肺停止状態(n=6,555)、妊娠(n=69)、異常値又は欠損データ(n=18,757)という理由である。 We obtained medical data for 158,918 patients registered in the Japan Trauma Data Bank (2013-2017). All data was collected from the time the patient was transported to a medical institution by ambulance until they completed treatment for their illness or injury at that institution. Of the collected data, data for 12,565 patients was excluded from classification due to non-blunt trauma. Of the remaining 146,353 blunt trauma patients, 75,315 patients were excluded because they did not meet the inclusion criteria. Specifically, patients did not meet the inclusion criteria for the following reasons: not being transported (n=36,267), having an ISS of 75 (n=13,667), being in cardiopulmonary arrest upon arrival at the hospital (n=6,555), pregnancy (n=69), and abnormal or missing data (n=18,757).

<解析コホートの分類(1)>
71,038人の患者のデータを解析コホートとして用い、分類を行った。本分類に用いた解析コホートについては、以降、解析コホートDとも称する。
<Classification of analysis cohort (1)>
Data from 71,038 patients were used as the analysis cohort for classification. The analysis cohort used for this classification is hereinafter also referred to as analysis cohort D.

分類に用いた変数は、年齢、性別、CPS、呼吸数(RR)、脈拍(HR)、収縮期血圧(SBR)、グラスコーコーマスケール(GCS)、頭頸部AIS、顔面AIS、胸部AIS、腹部AIS、四肢AIS、体表AIS、外傷重症度(ISS)、RTS(Revised Trauma Score)、TRISS(Trauma and Injury Severity Score)、生存数である。 The variables used for classification were age, sex, CPS, respiratory rate (RR), pulse rate (HR), systolic blood pressure (SBR), Grass-Coma Scale (GCS), head and neck AIS, facial AIS, chest AIS, abdominal AIS, limb AIS, body surface AIS, injury severity score (ISS), RTS (Revised Trauma Score), TRISS (Trauma and Injury Severity Score), and number of survivors.

RTSは、生理学的な指標を基に評価する重症度である。具体的には、RTSは意識レベル(GCS)、収縮期血圧、呼吸数から、算出される。最重症は0点、最良は7.84点である。 RTS is a severity assessment based on physiological indicators. Specifically, RTS is calculated from the level of consciousness (GCS), systolic blood pressure, and respiratory rate. The most severe score is 0 points, and the best score is 7.84 points.

TRISSは、生理学的重症度と、解剖学的重症度、及び年齢因子を加えて算出される予測生存率である。 TRISS is a predicted survival rate calculated by adding physiological severity, anatomical severity, and age factors.

各データは平均化処理された後、k-means法によってクラスタリングされた。シルエット分析により、クラスタの最適な数が評価され、シルエット係数が負の値をとるデータは分類対象から排除された。 Each data was averaged and then clustered using the k-means method. Silhouette analysis was used to evaluate the optimal number of clusters, and data with negative silhouette coefficients were excluded from classification.

分類の結果、解析コホートは8つの表現型(D-1~D-8)に分類された。分類の結果を図4に示す。図4において、[IQR]は四分位範囲を示す。図4において、各表現型と、各表現型の患者の生存率とを対比させると、8つの表現型のうち、1つの表現型(D-8)の生存率が極端に低いことが分かった。すなわち、分類された表現型のうち1つの表現型の死亡率が高いことが分かった。 As a result of the classification, the analysis cohort was divided into eight phenotypes (D-1 to D-8). The classification results are shown in Figure 4. In Figure 4, [IQR] indicates the interquartile range. When comparing each phenotype with the survival rate of patients of each phenotype in Figure 4, it was found that of the eight phenotypes, one phenotype (D-8) had an extremely low survival rate. In other words, it was found that one of the classified phenotypes had a high mortality rate.

続いて、死亡率が高かった表現型D-8のデータのみを用い、ラテントクラス分析法(LCA法)(VarSelLCMpackage)によってさらに分類を行った。分類の結果、D-8のデータは、4つのクラスタ(D-8α、D-8β、D-8γ、D-8δ)に分類された。LCA法によって分類された4つの表現型をそれぞれ評価した結果、D-8αは若者における多発外傷(n=464)、D-8βは低体温を伴う頭部外傷(n=178)、D-8γは高齢者の酷い頭部損傷(n=957)、D-8δは実際の死亡率よりも高い死亡率が予想された多発外傷(n=579)であった。 Next, using only the data for phenotype D-8, which had a high mortality rate, further classification was performed using latent class analysis (LCA) (VarSelLCM package). As a result of the classification, the D-8 data was divided into four clusters (D-8α, D-8β, D-8γ, and D-8δ). Evaluation of each of the four phenotypes classified by LCA revealed that D-8α represented multiple trauma in young people (n=464), D-8β represented head trauma accompanied by hypothermia (n=178), D-8γ represented severe head injury in elderly people (n=957), and D-8δ represented multiple trauma with a predicted mortality rate higher than the actual mortality rate (n=579).

<検証コホートの分類>
日本外傷データバンクに登録された42,780人の患者(2013年1月~2015年6月)のデータを解析コホートDと同じ方法を用いて分類した。シルエット係数が負の値を示したデータは、クラスタから排除され、最終的に38,097人について分類がされた。分類の結果を図5に示す。図5において、検証コホートにおいても、解析コホートと同様にV-1~V-8の8つの表現型に分類された。また、V-1~V-8のうち、1つの表現型(V-8)に分類された患者の死亡率が高いことが分かった。
<Classification of validation cohort>
Data from 42,780 patients (January 2013 to June 2015) registered in the Japan Trauma Data Bank were classified using the same method as for analysis cohort D. Data showing negative Silhouette coefficients were excluded from the cluster, and 38,097 patients were finally classified. The classification results are shown in Figure 5. In Figure 5, the validation cohort was also classified into eight phenotypes, V-1 to V-8, as in the analysis cohort. Furthermore, it was found that patients classified into one of the phenotypes (V-8) among V-1 to V-8 had a high mortality rate.

続いて、死亡率が高かった表現型V-8のデータのみを用い、LCA法によってさらに分類を行った。分類の結果、V-8のデータは、D-8と同様に、4つのクラスタ(V-8α、V-8β、V-8γ、V-8δ)に分類された。 Next, using only the data for phenotype V-8, which had a high mortality rate, further classification was performed using the LCA method. As a result of the classification, the V-8 data was classified into four clusters (V-8α, V-8β, V-8γ, V-8δ), similar to D-8.

<解析コホートと検証コホートとの対比>
図6は、解析コホート及び検証コホートの分類された各表現型における生存率と、各表現型の変数の分布を示すヒートマップである。上部には、各臨床表現型の生存率が棒グラフで示され、下のパネルのヒートマップには、各変数が記載されており、各セルには、各表現型の各変数の中央値が記載されている。
<Comparison between analysis cohort and validation cohort>
Figure 6 is a heat map showing the survival rate for each classified phenotype in the analysis cohort and validation cohort, and the distribution of variables for each phenotype. The upper panel shows the survival rate for each clinical phenotype as a bar graph, and the lower panel shows the heat map with each variable listed, and each cell shows the median value of each variable for each phenotype.

図7は、各表現型の重心の主成分スコアについて階層クラスタリング分析を行った結果を示す図である。解析コホート及び検証コホートの各表現型について、主成分分析を実行した。続いて、各表現型の重心の主成分スコアを計算し、階層的クラスタ分析を実行した。図7より、高死亡率の表現型のクラスタ同士が対になっていることが確認された。 Figure 7 shows the results of hierarchical clustering analysis of the principal component scores of the centroids of each phenotype. Principal component analysis was performed on each phenotype in the analysis cohort and validation cohort. Next, the principal component scores of the centroids of each phenotype were calculated, and hierarchical cluster analysis was performed. Figure 7 confirms that clusters of high-mortality phenotypes are paired together.

図8は、図7にて計算された重心の座標をプロットした図である。横軸は第1主成分軸、縦軸は第2主成分軸である。各プロットのサイズは、患者数を示す。図8により、解析コホートと、検証コホートとで、同様の表現型を有するペアが視覚化された。 Figure 8 is a plot of the coordinates of the centroids calculated in Figure 7. The horizontal axis is the first principal component axis, and the vertical axis is the second principal component axis. The size of each plot indicates the number of patients. Figure 8 visualizes pairs with similar phenotypes in the analysis cohort and validation cohort.

<解析コホートの分類(2)分子病態の評価>
所定の疾患、又は外傷において、生体侵襲が加わった後、組織障害に伴う損傷関連分子パターン(DMAPs)が、免疫担当細胞上に存在するパターン認識受容体にリガンドとして結合する。活性化した細胞内転写因子が核内のDNAに結合し、転写されたメッセンジャーRNA(mRNA)から蛋白が翻訳され全身性炎症反応が進行する。このことから、プロテオミクス解析により網羅的に血中タンパクを評価することで、外傷分子病態の把握が可能となる。
<Classification of analysis cohort (2) Evaluation of molecular pathogenesis>
Following biological invasion in a given disease or injury, damage-associated molecular patterns (DMAPs) associated with tissue injury bind as ligands to pattern recognition receptors present on immune cells. Activated intracellular transcription factors bind to DNA in the nucleus, and proteins are translated from transcribed messenger RNA (mRNA), leading to the progression of a systemic inflammatory response. Therefore, comprehensive evaluation of blood proteins using proteomics analysis makes it possible to understand the molecular pathology of trauma.

本例では、上述の解析コホートDとは異なる解析コホートを用い、分類を行った後、各クラスタを血清プロテオミクス解析データを用いて評価した。 In this example, a different analysis cohort from the above-mentioned analysis cohort D was used, and after classification, each cluster was evaluated using serum proteomics analysis data.

2017年2月から2021年3月の間に大阪大学医学部付属病院高度救命救急センターに搬送された90人の患者の診療データ(図3における大阪大学コホート)を収集し、<解析コホートの分類(1)>と同様の方法によって分類を行った。また、病院に搬送された患者の一般的な研究データ及び損傷の72時間以内に解析された血清プロテオミクス解析のデータを用い、分類された各表現型の分子病態を評価した。本研究は、ヘルシンキ宣言に則って行われ、大阪大学倫理委員会の承認を得て実施された(IRB approval no. 16260, 885)。本分類に用いた解析コホートについては、以降、解析コホートBとも称する。 Medical data from 90 patients transported to the Advanced Emergency and Critical Care Center of Osaka University Hospital between February 2017 and March 2021 (the Osaka University cohort in Figure 3) were collected and classified using the same method as in <Classification of Analysis Cohorts (1)>. Additionally, general research data from patients transported to the hospital and serum proteomic analysis data analyzed within 72 hours of injury were used to evaluate the molecular pathology of each classified phenotype. This study was conducted in accordance with the Declaration of Helsinki and with the approval of the Osaka University Ethics Committee (IRB approval no. 16260, 885). The analysis cohort used for this classification will hereafter be referred to as Analysis Cohort B.

分類の結果、解析コホートBは、解析コホートDと同様に8つの表現型(B-1~B-8)に分類された。分類されたそれぞれの表現型について、血清プロテオミクス解析データを用いて評価した。血清プロテオミクス解析データにおいて、以下に示す成分の含有量を変数として用いた。なお、血清プロテオミクス解析における変数として、以下に示す成分の濃度を用いてもよい。
・Sodium(ナトリウム)
・Potassium(カリウム)
・Chloride(塩化物)
・Total bilirubin(総ビリルビン)
・AST(アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ)
・ALT(アラニンアミノトランスフェラーゼ)
・LDH(血清乳酸脱水素酵素)
・BUN(尿素窒素)
・Creatinine(クレアチニン)
・C-Reactive Protein(C反応性タンパク)
・WBC count(白血球数)
・Hemogloobin(ヘモグロビン)
・Platelet count(血小板数)
・PT-INR(プロトロンビン)時間
・APTT(活性化部分トロンボプラスチン時間)
・FDP(フィブリノゲン・フィブリン分解産物)
・D-dimer(D-ダイマー)
・Lactate(乳酸)
評価の結果、B-8の表現型が、他の表現型と比較して、急性炎症反応、異常調節された補体活性化経路、正常機能が損なわれた凝固、及び血小板の脱顆粒経路を含む、過度の炎症を示すことが明らかとなった。
As a result of the classification, analysis cohort B was classified into eight phenotypes (B-1 to B-8), similar to analysis cohort D. Each classified phenotype was evaluated using serum proteomics analysis data. In the serum proteomics analysis data, the contents of the components shown below were used as variables. Note that the concentrations of the components shown below may also be used as variables in serum proteomics analysis.
・Sodium
・Potassium
・Chloride
・Total bilirubin
AST (aspartate aminotransferase)
-ALT (alanine aminotransferase)
・LDH (serum lactate dehydrogenase)
・BUN (urea nitrogen)
・Creatinine
・C-Reactive Protein
・WBC count (white blood cell count)
・Hemoglobin
・Platelet count
・PT-INR (prothrombin time) ・APTT (activated partial thromboplastin time)
・FDP (fibrinogen-fibrin degradation products)
・D-dimer
・Lactate
Evaluation revealed that the B-8 phenotype exhibits excessive inflammation compared to other phenotypes, including an acute inflammatory response, dysregulated complement activation pathways, impaired coagulation, and platelet degranulation pathways.

解析コホートBにおいて、高死亡率の表現型と、他の表現型との間における、血清タンパク質の発現の差を評価した。具体的には、ウェルチの2群間t検定を用いて発現差異解析(Differential expression analysis)を実施した。FDR(False discovery rate)は、Benjamin-Hochberg法によって算出した(Benjamini, Y. & Hochberg, Y. Journal of the Royal Statistical Society. Series B (Methodological) 57, 289-300 (1995)参照)。FDRが0.2未満であるタンパク質は有意に発現していると判断した。 In analysis cohort B, differences in serum protein expression between the high mortality phenotype and other phenotypes were evaluated. Specifically, differential expression analysis was performed using Welch's two-group t-test. False discovery rates (FDRs) were calculated using the Benjamin-Hochberg method (see Benjamini, Y. & Hochberg, Y. Journal of the Royal Statistical Society. Series B (Methodological) 57, 289-300 (1995)). Proteins with an FDR of less than 0.2 were considered to be significantly expressed.

図9は、高死亡率の表現型と、他の表現型との間で発現に差が見られた血清タンパク質を示すvolcanoプロットである。濃い色で示されているプロットは、発現がアップレギュレーションされたタンパク質、薄い色で示されているプロットは、発現がダウンレギュレーションされたタンパク質を示す。アップレギュレーションされたタンパク質は、11種類、ダウンレギュレーションされたタンパク質は26種類であった。 Figure 9 is a volcano plot showing serum proteins whose expression was differentially determined between the high mortality phenotype and other phenotypes. Plots shown in darker shades indicate proteins whose expression was upregulated, while plots shown in lighter shades indicate proteins whose expression was downregulated. There were 11 upregulated proteins and 26 downregulated proteins.

図10は、タンパク質の遺伝子オントロジー(GO)エンリッチメント解析の結果を表す図である。図10では、有意なGOタームのうち上位12個を、Benjamin-Hochberg法によって算出したFDRで補正したp値とともに示す。プロットのサイズは、GOタームに関連する有意なタンパク質のリストで差次的に発現するタンパク質の数を示す。 Figure 10 shows the results of a gene ontology (GO) enrichment analysis of proteins. Figure 10 shows the top 12 significant GO terms along with their FDR-corrected p-values calculated by the Benjamin-Hochberg method. The size of the plot indicates the number of differentially expressed proteins in the list of significant proteins associated with the GO term.

GOエンリッチメント解析では、表現型B-8(表現型D-8/V-8と同等)が、急性炎症反応の増強、補体活性化経路の調節不全、凝固の低下及び血小板顆粒経路などの凝固障害など、過剰な炎症を示したことが分かった。 GO enrichment analysis revealed that phenotype B-8 (equivalent to phenotype D-8/V-8) exhibited excessive inflammation, including enhanced acute inflammatory responses, dysregulation of the complement activation pathway, decreased coagulation, and coagulation disorders such as the platelet granule pathway.

図11は、表現型B-1~B-7と、表現型B-8(高死亡率)との血清プロテオミクス分析データの各変数と、各変数の標準化された値とをプロットした図である。変数の平均値を0とし、標準偏差(SD)が1になるよう標準化されている。表現型B-8は、凝固、線維素溶解、及び炎症に関連する実験値が高く、フィブリノーゲンと、血小板の値は他の表現型よりも低いことが分かった。 Figure 11 plots each variable in the serum proteomic analysis data for phenotypes B-1 to B-7 and phenotype B-8 (high mortality rate) against the standardized values of each variable. The variables were normalized so that the mean value was set to 0 and the standard deviation (SD) was set to 1. Phenotype B-8 was found to have higher laboratory values related to coagulation, fibrinolysis, and inflammation, and lower fibrinogen and platelet values than the other phenotypes.

本実施例では、患者の疾患又は外傷について患者が救急搬送される時から、該患者が医療機関に到着して最初の診療後までに作成された診療データに基づいて複数の患者を複数の表現型群に分類した。解析コホートは11の表現型群に分類された。また検証コホートも11の表現型群に分類されたことから、本分類方法に再現性があることが確認された。 In this example, multiple patients were classified into multiple phenotype groups based on medical data collected from the time the patient was transported by ambulance due to their illness or injury until after their first medical examination following their arrival at the medical institution. The analysis cohort was classified into 11 phenotype groups. The validation cohort was also classified into 11 phenotype groups, confirming the reproducibility of this classification method.

1 診療データ分類装置
21 データ取得部
22 クラスタリング部
100 診療データ分類システム
1 Medical data classification device 21 Data acquisition unit 22 Clustering unit 100 Medical data classification system

Claims (9)

コンピュータが、所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者の各々に関する、前記患者の前記疾患又は前記外傷について前記患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において前記疾患又は前記外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するデータ取得ステップと、
前記コンピュータが、前記診療データに基づいて前記複数の患者を複数の表現型群に分類するクラスタリングステップと、を含み、
前記診療データは、前記複数の患者の各々の属性情報、バイタルサイン情報、及び症状情報を少なくとも含み、
前記症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度、又は外傷の部位及び前記部位の症状の程度を含む、
診療データ分類方法。
a data acquisition step in which a computer acquires medical data for each of a plurality of patients who have suffered from a predetermined disease or an injury, the medical data being created from the time the patient is transported to a medical institution by ambulance to the time the patient has finished receiving medical treatment for the disease or the injury at the medical institution;
a clustering step in which the computer classifies the plurality of patients into a plurality of phenotype groups based on the clinical data;
the medical data includes at least attribute information, vital sign information, and symptom information of each of the plurality of patients;
The symptom information includes a site of a disease and a degree of the disease, or a site of an injury and a degree of the symptom at the site.
Methods for classifying medical data.
前記複数の表現型群は、最初に診療してから所定期間の間に、予後不良となる患者の割合が45%以上である表現型群を少なくとも1つ含む、
請求項1に記載の診療データ分類方法。
The plurality of phenotype groups includes at least one phenotype group in which the proportion of patients with a poor prognosis is 45% or more within a predetermined period from the first medical treatment.
The method for classifying medical data according to claim 1 .
前記属性情報は、前記患者の年齢及び性別を含む、
請求項1又は2に記載の診療データ分類方法。
The attribute information includes the age and sex of the patient.
The method for classifying medical data according to claim 1 or 2.
前記患者が外傷を負った患者である場合、前記症状情報は、前記患者の身体の損傷形態、損傷度、及び前記外傷に起因する生体反応を示す情報の少なくとも何れかを含む、
請求項1~3の何れか1項に記載の診療データ分類方法。
If the patient is an injured patient, the symptom information includes at least one of information indicating a type of injury to the patient's body, a degree of injury, and a biological reaction caused by the injury.
The method for classifying medical data according to any one of claims 1 to 3.
前記外傷の種類はAIS(Abbreviated Injury Scale)コーディングによって分類される種類である、
請求項1~4の何れか1項に記載の診療データ分類方法。
The type of trauma is a type classified by AIS (Abbreviated Injury Scale) coding,
The method for classifying medical data according to any one of claims 1 to 4.
前記所定の疾患は、心筋梗塞、脳梗塞、熱中症、脳出血、心肺停止、中毒、播種性血管内凝固症候群(DIC)、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、熱傷、出血性ショック及び感染症のうち少なくとも1つを含む、急性疾患である、
請求項1~5の何れか1項に記載の診療データ分類方法。
The predetermined disease is an acute disease including at least one of myocardial infarction, cerebral infarction, heat stroke, cerebral hemorrhage, cardiac arrest, poisoning, disseminated intravascular coagulation (DIC), acute respiratory distress syndrome (ARDS), burns, hemorrhagic shock, and infectious disease.
The method for classifying medical data according to any one of claims 1 to 5.
前記バイタルサイン情報は、前記患者の呼吸数、脈拍、収縮期血圧、意識レベル(グラスゴーコーマスケール(GCS)又はジャパンコーマスケール(JCS))、及び体温のうち少なくとも1つを含む、
請求項1~6の何れか1項に記載の診療データ分類方法。
The vital sign information includes at least one of the patient's respiratory rate, pulse rate, systolic blood pressure, level of consciousness (Glasgow Coma Scale (GCS) or Japan Coma Scale (JCS)), and body temperature;
The method for classifying medical data according to any one of claims 1 to 6.
所定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者の各々に関する、前記疾患又は前記外傷について前記患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において前記疾患又は前記外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するデータ取得部と、
前記診療データに基づいて前記複数の患者を複数の表現型群に分類するクラスタリング部と、を備え、
前記診療データは、前記複数の患者の各々の属性情報、バイタルサイン情報、及び症状情報を少なくとも含み、
前記症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度、又は外傷の部位及び前記部位の症状の程度を含む
診療データ分類装置。
a data acquisition unit that acquires medical data for each of a plurality of patients who have suffered from a predetermined disease or injury, the medical data being created from the time the patient is transported to a medical institution by ambulance for the disease or injury until the time the patient has completed medical treatment for the disease or injury at the medical institution;
a clustering unit that classifies the plurality of patients into a plurality of phenotype groups based on the clinical data,
the medical data includes at least attribute information, vital sign information, and symptom information of each of the plurality of patients;
The symptom information includes a site of a disease and a degree of the disease, or a site of an injury and a degree of symptoms at the site.
コンピュータに
定の疾患に罹患した又は外傷を負った複数の患者の各々に関する、前記患者の前記疾患又は前記外傷について前記患者が医療機関に救急搬送され、該医療機関において前記疾患又は前記外傷の診療を受け終わるまでに作成された診療データを取得するデータ取得ステップと、
記診療データに基づいて前記複数の患者を複数の表現型群に分類するクラスタリングステップと、を実行させるための制御プログラムであって
前記診療データは、前記複数の患者の各々の属性情報、バイタルサイン情報、及び症状情報を少なくとも含み、
前記症状情報は、疾患の部位及び疾患の程度、又は外傷の部位及び前記部位の症状の程度を含
御プログラム。
On the computer ,
a data acquisition step of acquiring medical data for each of a plurality of patients who have suffered from a predetermined disease or injury, the medical data being created from the time the patient is transported to a medical institution by ambulance regarding the disease or injury until the time the patient has completed medical treatment for the disease or injury at the medical institution;
a clustering step of classifying the plurality of patients into a plurality of phenotype groups based on the clinical data,
the medical data includes at least attribute information, vital sign information, and symptom information of each of the plurality of patients;
The symptom information includes the location of a disease and the extent of the disease, or the location of an injury and the extent of the symptoms at the location.
Control program.
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