(57)【要約】      （修正有）【課題】被験者の将来の治療等の方針の立案に有用な断層画像予測装置および断層画像予測方法を提供する。【解決手段】断層画像予測装置１は、入力部１１、予測部、出力部１３および学習部１４を備える。断層画像予測装置１は、被験者の脳の断層画像を入力画像Ｉ１として入力し、その断層画像の取得時より後の該被験者の脳の断層画像を予測部の深層ニューラルネットワークにより予測して、その予測した断層画像を出力画像として出力する。断層画像予測装置は、断層画像データベース１５を用いて深層ニューラルネットワークを学習させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の脳の断層画像を入力する入力部と、
前記入力部に入力された脳の断層画像に基づいて、深層ニューラルネットワークにより、その断層画像の取得時より後の前記被験者の脳の断層画像を予測する予測部と、
前記予測部による予測の結果を出力する出力部と、
を備える断層画像予測装置。
【請求項２】
複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースを用いて前記深層ニューラルネットワークを学習させる学習部を更に備える、
請求項１に記載の断層画像予測装置。
【請求項３】
前記予測部は、予測した前記被験者の脳の断層画像に基づいて前記被験者の脳の健康状態を予測する、
請求項１または２に記載の断層画像予測装置。
【請求項４】
前記予測部は、前記入力部に入力された脳の断層画像の取得時より後の複数の時点それぞれの脳の断層画像を予測する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項５】
前記出力部は、前記予測部により予測された複数の時点それぞれの脳の断層画像を動画として表示する、
請求項４に記載の断層画像予測装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記予測部により予測された脳の断層画像と前記入力部に入力された脳の断層画像との間の差分を表す差分画像を求めて、この差分画像を出力する、
請求項１〜５の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項７】
前記予測部は、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースのうち経時変化の速さが互いに異なる断層画像のデータベースを用いて学習した前記深層ニューラルネットワークにより、前記入力部に入力された脳の断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項８】
前記予測部は、複数の時点それぞれに取得された前記被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１〜７の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項９】
前記予測部は、複数種類の断層画像取得装置それぞれにより取得された前記被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１〜８の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項１０】
前記予測部は、前記入力部に入力された脳の断層画像および前記被験者に関する他の情報に基づいて、その断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１〜９の何れか１項に記載の断層画像予測装置。
【請求項１１】
被験者の脳の断層画像を入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力された脳の断層画像に基づいて、深層ニューラルネットワークにより、その断層画像の取得時より後の前記被験者の脳の断層画像を予測する予測ステップと、
前記予測ステップにおける予測の結果を出力する出力ステップと、
を備える断層画像予測方法。
【請求項１２】
複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースを用いて前記深層ニューラルネットワークを学習させる学習ステップを更に備える、
請求項１１に記載の断層画像予測方法。
【請求項１３】
前記予測ステップは、予測した前記被験者の脳の断層画像に基づいて前記被験者の脳の健康状態を予測する、
請求項１１または１２に記載の断層画像予測方法。
【請求項１４】
前記予測ステップは、前記入力ステップで入力された脳の断層画像の取得時より後の複数の時点それぞれの脳の断層画像を予測する、
請求項１１〜１３の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【請求項１５】
前記出力ステップは、前記予測ステップで予測された複数の時点それぞれの脳の断層画像を動画として表示する、
請求項１４に記載の断層画像予測方法。
【請求項１６】
前記出力ステップは、前記予測ステップで予測された脳の断層画像と前記入力ステップで入力された脳の断層画像との間の差分を表す差分画像を求めて、この差分画像を出力する、
請求項１１〜１５の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【請求項１７】
前記予測ステップは、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースのうち経時変化の速さが互いに異なる断層画像のデータベースを用いて学習した前記深層ニューラルネットワークにより、前記入力ステップで入力された脳の断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１１〜１６の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【請求項１８】
前記予測ステップは、複数の時点それぞれに取得された前記被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１１〜１７の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【請求項１９】
前記予測ステップは、複数種類の断層画像取得装置それぞれにより取得された前記被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１１〜１８の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【請求項２０】
前記予測ステップは、前記入力ステップで入力された脳の断層画像および前記被験者に関する他の情報に基づいて、その断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する、
請求項１１〜１９の何れか１項に記載の断層画像予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層画像を予測する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高齢化が進み認知症患者の数が増加しつつあり、被験者の認知症の程度を診断する技術が求められている。被験者の認知症の程度は、その被験者の言動から診断することができる他、脳の断層画像を医師が見ることにより診断することもできる。特許文献１には、ニューラルネットワークを用いて被験者の脳の断層画像から該被験者の脳の状態を診断する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０５６６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された発明は、被験者の現在の脳の断層画像から現在の認知症の程度を診断する。被験者の現在の認知症の程度を診断することができれば、該被験者の介護または治療に有用である。しかし、被験者の現在の認知症の程度が分かるのみでは、該被験者の現在から将来に亘る介護、治療または予防の方針を立てるには十分ではない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、被験者の将来の治療等の方針の立案に有用な断層画像予測装置および断層画像予測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の断層画像予測装置は、(1) 被験者の脳の断層画像を入力する入力部と、(2) 入力部に入力された脳の断層画像に基づいて、深層ニューラルネットワークにより、その断層画像の取得時より後の被験者の脳の断層画像を予測する予測部と、(3) 予測部による予測の結果を出力する出力部と、を備える。本発明の断層画像予測装置は、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースを用いて深層ニューラルネットワークを学習させる学習部を更に備えるのが好適である。
【０００７】
本発明の断層画像予測装置において、予測部は、予測した被験者の脳の断層画像に基づいて被験者の脳の健康状態を予測するのが好適である。予測部は、入力部に入力された脳の断層画像の取得時より後の複数の時点それぞれの脳の断層画像を予測するのが好適である。出力部は、予測部により予測された複数の時点それぞれの脳の断層画像を動画として表示するのが好適である。
【０００８】
本発明の断層画像予測装置において、出力部は、予測部により予測された脳の断層画像と入力部に入力された脳の断層画像との間の差分を表す差分画像を求めて、この差分画像を出力するのが好適である。予測部は、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースのうち経時変化の速さが互いに異なる断層画像のデータベースを用いて学習した深層ニューラルネットワークにより、入力部に入力された脳の断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。
【０００９】
本発明の断層画像予測装置において、予測部は、複数の時点それぞれに取得された被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。予測部は、複数種類の断層画像取得装置それぞれにより取得された被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。予測部は、入力部に入力された脳の断層画像および被験者に関する他の情報に基づいて、その断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。
【００１０】
本発明の断層画像予測方法は、(1) 被験者の脳の断層画像を入力する入力ステップと、(2) 入力ステップで入力された脳の断層画像に基づいて、深層ニューラルネットワークにより、その断層画像の取得時より後の被験者の脳の断層画像を予測する予測ステップと、(3) 予測ステップにおける予測の結果を出力する出力ステップと、を備える。本発明の断層画像予測方法は、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースを用いて深層ニューラルネットワークを学習させる学習ステップを更に備えるのが好適である。
【００１１】
本発明の断層画像予測方法において、予測ステップは、予測した被験者の脳の断層画像に基づいて被験者の脳の健康状態を予測するのが好適である。予測ステップは、入力ステップで入力された脳の断層画像の取得時より後の複数の時点それぞれの脳の断層画像を予測するのが好適である。出力ステップは、予測ステップで予測された複数の時点それぞれの脳の断層画像を動画として表示するのが好適である。
【００１２】
本発明の断層画像予測方法において、出力ステップは、予測ステップで予測された脳の断層画像と入力ステップで入力された脳の断層画像との間の差分を表す差分画像を求めて、この差分画像を出力するのが好適である。予測ステップは、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像のデータベースのうち経時変化の速さが互いに異なる断層画像のデータベースを用いて学習した深層ニューラルネットワークにより、入力ステップで入力された脳の断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。
【００１３】
本発明の断層画像予測方法において、予測ステップは、複数の時点それぞれに取得された被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。予測ステップは、複数種類の断層画像取得装置それぞれにより取得された被験者の脳の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。予測ステップは、入力ステップで入力された脳の断層画像および被験者に関する他の情報に基づいて、その断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被験者の将来の脳の断層画像を予測することで、該被験者の現在から将来に亘る介護、治療または予防について、より有効な方針を立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、断層画像予測装置１の構成を示す図である。
【図２】図２は、深層ニューラルネットワークが学習済みである断層画像予測装置１の構成を示す図である。
【図３】図３は、断層画像予測装置１Ａの構成を示す図である。
【図４】図４は、入力部１１に入力される断層画像（入力画像Ｉ１）、出力部１３から出力される出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｄ、および、出力部１３から出力される差分画像の例を示す図である。
【図５】図５は、実際の断層画像と予測された断層画像とを対比して示す図である。
【図６】図６は、最悪シナリオおよび最良シナリオそれぞれで予測された断層画像を対比して示す図である。
【図７】図７は、断層画像予測装置１Ｂの構成を示す図である。
【図８】図８は、断層画像予測装置１Ｃの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１７】
図１は、断層画像予測装置１の構成を示す図である。断層画像予測装置１は、被験者の脳の断層画像を入力画像Ｉ１として入力し、その断層画像の取得時より後の該被験者の脳の断層画像を深層ニューラルネットワークにより予測して、その予測した断層画像を出力画像Ｉ２として出力する。また、断層画像予測装置１は、断層画像データベース１５を用いて深層ニューラルネットワークを学習させることができる。断層画像予測装置１は、入力部１１、予測部１２、出力部１３および学習部１４を備える。
【００１８】
入力部１１は、被験者の脳の断層画像を入力画像Ｉ１として入力する。断層画像は、ＰＥＴ（Positron  Emission  Tomography）装置により取得されるＰＥＴ画像、ＳＰＥＣＴ（Single  Photon  Emission  Computed  Tomography）装置により取得されるＳＰＥＣＴ画像、および、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置により取得されるＭＲＩ画像の何れであってもよい。また、断層画像は、１スライスまたは複数スライスの二次元断層画像であってもよいし、三次元断層画像であってもよい。
【００１９】
予測部１２は、入力部１１に入力された脳の断層画像（入力画像Ｉ１）に基づいて、深層ニューラルネットワーク（Deep  Neural  Network）により、その断層画像の取得時より後の被験者の脳の断層画像等を予測する。また、予測部１２は、その予測した被験者の脳の断層画像に基づいて該被験者の脳の健康状態をも予測するのが好適である。脳の健康状態は、例えば認知症の程度であり、数値化されたＺスコアで表すことができ、或いは、危険度レベル（要精密検査、要注意、要経過観察、等）で表すこともできる。
【００２０】
この深層ニューラルネットワークは畳み込みニューラルネットワーク（Convolutional  Neural  Network）であるのが好適である。畳み込みニューラルネットワークでは、特徴量を抽出する畳み込み層と、特徴量を圧縮するプーリング層とが、交互に設けられている。予測部１２は、深層ニューラルネットワークにおける処理をＣＰＵ（Central  Processing  Unit）により行ってもよいが、より高速な処理が可能なＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）またはＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）により行うのが好適である。
【００２１】
出力部１３は、予測部１２による予測の結果を出力する。出力部１３は、予測部１２が予測した被験者の脳の断層画像を出力画像Ｉ２として出力する。また、予測部１２が被験者の脳の健康状態をも予測する場合には、出力部１３は、予測部１２が予測した被験者の脳の健康状態をも出力する。出力部１３は、画像を表示するディスプレイを含むのが好適である。
【００２２】
学習部１４は、断層画像データベース１５を用いて予測部１２の深層ニューラルネットワークを学習させる。断層画像データベース１５は、複数の被験者について複数の時点それぞれに取得された脳の断層画像データを格納している。断層画像データベース１５は、例えば、略１年間隔で取得した各被験者の脳の断層画像データを格納している。学習部１４は、各被験者の或る年に取得された断層画像を入力画像Ｉ１とし、その入力画像Ｉ１に対する出力画像Ｉ２および該被験者の次の年（または、一定年数経過後の年）に取得された断層画像に基づいて、予測部１２の深層ニューラルネットワークを学習させる。このような深層ニューラルネットワークの学習は深層学習（Deep  Learning）と呼ばれる。
【００２３】
このような断層画像予測装置１を用いた断層画像予測方法は、入力部１１による入力ステップ、予測部１２による予測ステップ、出力部１３による出力ステップ、および、学習部１４による学習ステップを備える。すなわち、入力ステップにおいて、被験者の脳の断層画像を入力画像Ｉ１として入力する。予測ステップにおいて、入力ステップで入力された脳の断層画像（入力画像Ｉ１）に基づいて、深層ニューラルネットワークにより、その断層画像の取得時より後の被験者の脳の断層画像等を予測する。また、予測ステップにおいて、その予測した被験者の脳の断層画像に基づいて該被験者の脳の健康状態をも予測するのが好適である。出力ステップにおいて、予測ステップで予測した被験者の脳の断層画像を出力画像Ｉ２として出力し、また、予測ステップで予測した被験者の脳の健康状態をも出力する。学習ステップにおいて、断層画像データベース１５を用いて深層ニューラルネットワークを学習させる。
【００２４】
学習ステップにおいて深層ニューラルネットワークの学習を一度行っておけば、以降は入力、予測および出力の一連のステップを繰り返して行うことができるので、入力、予測および出力の一連のステップを行う度に学習ステップを行う必要はない。同様の理由で、深層ニューラルネットワークが学習済みであれば学習部１４は必要ではない。ただし、深層ニューラルネットワークが学習済みであっても、更に高精度の予測を可能にする為に更に学習を行う場合には、学習ステップおよび学習部１４があってもよい。
【００２５】
図２は、深層ニューラルネットワークが学習済みである断層画像予測装置１の構成を示す図である。断層画像予測装置１は、被験者の脳の断層画像を入力画像Ｉ１として入力し、その断層画像の取得時より後（例えば、一年後、一定年数経過後、等）の該被験者の脳の断層画像を深層ニューラルネットワークにより予測して出力画像Ｉ２として出力することができ、また、その予測した被験者の脳の断層画像に基づいて該被験者の脳の健康状態をも予測することができる。被験者の将来の脳の断層画像（および脳の健康状態）を予測することができるので、該被験者の現在から将来に亘る介護、治療または予防について、より有効な方針を立てることができる。
【００２６】
被験者の将来の脳の断層画像（および脳の健康状態）を予測することで、例えば次のような対処が可能となる。予測された断層画像から、正常圧水頭症、脳腫瘍、慢性硬膜下血腫などの疑いがあると判断される場合には、脳外科的処置により症状を改善することができる。また、甲状腺ホルモンの異常が原因であると判断される場合は、内科的処置により症状を改善することができる。予測された断層画像からアルツハイマー型の疑いがあると判断される場合には、薬の投与により症状の進行を遅らせることができる。早期発見により、将来に生じる可能性がある生活上の障害等のトラブルに事前に対応することができ、早期に今後の治療、終末医療、介護などの方針を決めることができる。
【００２７】
断層画像予測装置１および断層画像予測方法は、１つの入力画像Ｉ１を入力して１つの出力画像Ｉ２を出力する態様に限られるものではなく、様々な態様が可能である。以下では、断層画像予測装置の他の態様について説明する。
【００２８】
図３は、断層画像予測装置１Ａの構成を示す図である。断層画像予測装置１Ａでは、予測部１２Ａは、入力部１１に入力された脳の断層画像（入力画像Ｉ１）の取得時より後の複数の時点それぞれの脳の断層画像を予測する。出力部１３は、予測部１２Ａにより予測された複数の時点それぞれの脳の断層画像（出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｅ）を個々に表示してもよいし、好適には、これら複数の時点それぞれの脳の断層画像を順に表示することで動画表示してもよい。
【００２９】
例えば、出力画像Ｉ２ａは、入力画像Ｉ１の取得時より１年経過後の予測画像である。出力画像Ｉ２ｂは、入力画像Ｉ１の取得時より２年経過後の予測画像である。出力画像Ｉ２ｃは、入力画像Ｉ１の取得時より３年経過後の予測画像である。出力画像Ｉ２ｄは、入力画像Ｉ１の取得時より４年経過後の予測画像である。また、出力画像Ｉ２ｅは、入力画像Ｉ１の取得時より５年経過後の予測画像である。このように将来の複数時点それぞれにおける脳の断層画像を予測することで、脳の健康状態の変化の把握が容易となる。
【００３０】
予測部１２Ａは、入力画像Ｉ１から出力画像Ｉ２ａを予測し、この出力画像Ｉ２ａから出力画像Ｉ２ｂを予測し、この出力画像Ｉ２ｂから出力画像Ｉ２ｃを予測し、この出力画像Ｉ２ｃから出力画像Ｉ２ｄを予測し、この出力画像Ｉ２ｄから出力画像Ｉ２ｅを予測してもよい。或いは、入力画像から出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｄを予測することができるように深層ニューラルネットワークを学習させておいてもよい。
【００３１】
図４は、入力部１１に入力される断層画像（入力画像Ｉ１）、出力部１３から出力される出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｄ、および、出力部１３から出力される差分画像の例を示す図である。この図に示されるように、出力部１３は、予測部１２Ａにより予測された脳の断層画像（出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｄ等）と入力部１１に入力された脳の断層画像（入力画像Ｉ１）との間の差分を表す差分画像（Ｉ２ａ−Ｉ１、Ｉ２ｂ−Ｉ１、Ｉ２ｃ−Ｉ１、Ｉ２ｄ−Ｉ１、等）を求めて、この差分画像を出力するのも好適である。このように将来の複数時点それぞれにおける脳の差分画像を表示することで、脳の健康状態の変化の把握（例えば悪化していく場所および様子の把握）が更に容易となる。
【００３２】
図５は、実際の断層画像と予測された断層画像とを対比して示す図である。ここでは、或る時点のＰＥＴ画像と１年後のＰＥＴ画像とを１組として、４７０組のＰＥＴ画像データを格納する断層画像データベースを用い、深層ニューラルネットワークを学習させた。この図は、或る特定の被験者の脳の実際の１年目から５年目までのＰＥＴ画像を示すとともに、その特定の被験者の脳の予測された１年目から５年目までのＰＥＴ画像をも示す。また、この図は、実際の５年目のＰＥＴ画像と１年目のＰＥＴ画像との差分を表す差分画像を示すとともに、予測された５年目のＰＥＴ画像と１年目のＰＥＴ画像との差分を表す差分画像をも示す。
【００３３】
実際と予測とを対比すると、実際の或る年のＰＥＴ画像と、予測された同年のＰＥＴ画像との間で、活性が低下している部位が共通していた。また、その活性が低下する部位は、被験者によって異なっていた。このことは、或る時点の脳の断層画像から将来の脳の断層画像を被験者毎に予測することが可能であることを示している。このような結果は、従来の統計的な処理では困難である。
【００３４】
図６は、最悪シナリオおよび最良シナリオそれぞれで予測された断層画像を対比して示す図である。この図に示されるように、予測部１２Ａは、最悪シナリオおよび最良シナリオそれぞれについて、入力部１１に入力された脳の断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測するのも好適である。このとき、深層ニューラルネットワークは、断層画像データベースのうち経時変化の速さが互いに異なる断層画像のデータベースを用いて学習している。経時変化が速い断層画像（例えば、アルツハイマー型認知症に近い被験者の断層画像）のデータベースを用いて深層ニューラルネットワークを学習させておけば、最悪シナリオで将来の脳の断層画像を予測することができる。経時変化が遅い断層画像（例えば、健常者の断層画像）のデータベースを用いて深層ニューラルネットワークを学習させておけば、最良シナリオで将来の脳の断層画像を予測することができる。このように最悪シナリオおよび最良シナリオそれぞれで被験者の将来の脳の断層画像を予測することにより、該被験者の現在から将来に亘る介護、治療または予防について様々な方針を立てることができる。
【００３５】
図７は、断層画像予測装置１Ｂの構成を示す図である。断層画像予測装置１Ｂでは、入力部１１Ｂは、被験者の脳の複数の断層画像（入力画像Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）を入力する。予測部１２Ｂは、入力部１１Ｂに入力された被験者の脳の複数の断層画像に基づいて、それらの断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する。被験者の脳の複数の断層画像（入力画像Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）から出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｅを予測することができるように深層ニューラルネットワークを学習させておく。
【００３６】
被験者の脳の複数の断層画像とは、複数の時点それぞれに取得された被験者の脳の断層画像（例えば、或る年に取得された断層画像と、次の年に取得された断層画像）である。或いは、被験者の脳の複数の断層画像とは、複数種類の断層画像取得装置それぞれにより取得された被験者の脳の断層画像（例えば、ＰＥＴ画像、ＳＰＥＣＴ画像、ＭＲＩ画像）である。このように、被験者の脳の複数の断層画像に基づいて将来の脳の断層画像を予測することにより、予測の精度を向上させることができる。
【００３７】
図８は、断層画像予測装置１Ｃの構成を示す図である。断層画像予測装置１Ｃでは、入力部１１Ｃは、被験者の脳の断層画像（入力画像Ｉ１）を入力するだけでなく、該被験者に関する他の情報をも入力する。予測部１２Ｃは、入力部１１Ｃに入力された被験者の脳の断層画像および該被験者に関する他の情報に基づいて、その断層画像の取得時より後の脳の断層画像を予測する。被験者の脳の断層画像および該被験者に関する他の情報から出力画像Ｉ２ａ〜Ｉ２ｅを予測することができるように深層ニューラルネットワークを学習させておく。
【００３８】
被験者に関する他の情報とは、脳の健康状態と関係があり得る情報であり、例えば、年齢、性別、遺伝子情報、既往歴、生活習慣等の情報である。このように、被験者の脳の断層画像および該被験者に関する他の情報に基づいて将来の脳の断層画像を予測することにより、予測の精度を向上させることができる。
【００３９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、これまでに説明した様々な態様のうちの任意の態様を組み合わせてもよい。
【００４０】
断層画像取得装置（ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＭＲＩ装置）を備えて被験者の脳の断層画像を取得する医療機関と、断層画像予測装置を備えて被験者の将来の脳の断層画像を予測する機関（以下「予測機関」という。）とは、別個であってもよい。この場合、医療機関と予測機関との間の通信回線により、医療機関において取得された被験者の脳の断層画像が予測機関へ送られ、予測機関において予測された将来の脳の断層画像が医療機関へ送られる。そして、医療機関では、医師等は、予測機関から送られてきた将来の脳の断層画像に基づいて、被験者の現在から将来に亘る介護、治療または予防について有効な方針を立てることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ〜１Ｃ…断層画像予測装置、１１，１１Ｂ，１１Ｃ…入力部、１２，１２Ａ〜１２Ｃ…予測部、１３…出力部、１４…学習部、１５…断層画像データベース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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