ДВИЖОК ДЛЯ КОНТЕКСТНО-ЗАВИСИМЫХ МЕДИЦИНСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ
CONTEXT-SENSITIVE MEDICAL GUIDANCE ENGINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к медицинской визуализации и оценке руководств с конкретным применением для рассмотрения медицинским специалистом медицинских изображений, доступных в электронном виде.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
У таких медицинских специалистов, как радиологи, имеется необходимость в рассмотрении, оценке и разработке рекомендаций на основе медицинских изображений пациентов, полученных с помощью сканеров, таких как рентгеновская компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), ультразвуковое исследование (УЗИ) их комбинаций и т.п. Как правило, изображения генерируют с помощью сканера и сохраняют в системе хранения, такой как система передачи и архивации изображений (PACS), радиологическая информационная система (РИС) в отделении и т.п., и/или по ним делают электронный запрос на рассмотрение квалифицированным медицинским специалистом. Объем диагностической визуализации значительно увеличился. Например, при проведении исследования по одной программе массового медицинского страхования, использование рентгенологического послойного исследования увеличилось с 260 обследований на 1000 человек в 1997 году до 478 обследований на 1000 человек в 2006 году.
Медицинский специалист рассматривает изображение, оценивает изображение на наличие патологических изменений, например, наличие патологии, и, в случае обнаружения патологических изменений, как правило, делает примечания на изображении, а затем дает рекомендацию в отношении пациента. Рекомендацию включают в отчет, оформленный в отношении исследования с визуализацией, например, в заключении исследования. Рекомендация может быть основана на руководстве с учетом контекста оценки. Контекст содержит контекст пациента, например демографические данные пациентов, историю болезни и т.д., контекст изображения, например анатомическое расположение, тип изображения, контрастность, тип исследования и т.д., и контекст результатов исследования, например очаговое поражение, узел, тип роста и т.д.
Немногие руководства являются обязательными, например, система анализа и протоколирования результатов лучевых исследований молочной железы (от англ. – «Breast Imaging-Reporting and Data System», BI-RADS), которая относится к руководствам по диагностике рака молочной железы. Многие руководства являются необязательными, например, Рекомендации Флейшнеровского общества для динамического контроля над небольшими узлами в легких. Некоторые системы подходят к выбору руководства на усмотрение пользователя после оценки изображения, которая может не включать выбранное руководство. Рекомендации могут быть основаны на профессиональной подготовке медицинского специалиста, которые могут содержать рекомендации, не основанные на каком-либо руководстве, или даже учитывать руководство.
Руководства непрерывно развиваются по мере изменений в толкованиях заболеваний, при этом продолжается разработка новых руководств. Обучение медицинских специалистов с целью понимания и усвоения изменений в руководствах, как правило, остается на усмотрение отделений лучевой диагностики и/или отдельных практикующих врачей, что может привести к применению устаревших руководств или отсутствию применения руководств. Руководства, предоставляемые в контексте радиологической системы, как правило, выбирают перед исследованием изображения.
Даже полагая, что медицинский специалист ознакомлен с текущими руководствами, идентификация контекстуальной информации может быть времязатратной и подверженной ошибкам. Например, в Рекомендациях Флейшнеровского общества предполагается необходимость в контекстуальной информации, содержащей возраст пациента, факторы риска развития рака легких у пациента, такие как курение, семейный анамнез, пассивное курение, влияние радона, асбеста и т.д., наличие ранее выявленных или отсутствие узлов в легких пациента, количество узлов в легких на текущем изображении, а также размер узлов в легких на текущем изображении. Как правило, сбор этой информации предполагает, что медицинский специалист собирает информацию, получая доступ к нескольким различным системам, что снижает эффективность и создает вероятность ошибки. Было продемонстрировано, что простые текстовые описания, записанные на основе собранной информации, часто являются неточными или неполными.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты, описанные в настоящем документе, относятся к вышеупомянутым и иным проблемам.
Ниже описан способ и система для контекстно-зависимой рекомендации в отношении пациента, предлагаемой медицинскому специалисту, рассматривающему результат исследования с медицинской визуализацией. Контекстно-зависимую рекомендацию выдают в соответствии с руководством, выбранным в ответ на результаты исследования и контекстуальную информацию исследования с медицинской визуализацией.
В одном аспекте, система для контекстно-зависимых медицинских рекомендаций содержит движок для выдачи рекомендаций и интерфейс пользователя. Движок для выдачи рекомендаций идентифицирует по меньшей мере одну предлагаемую рекомендацию в соответствии с медицинским руководством и контекстом в ответ на первый входной сигнал, указывающий на результат  на медицинском изображении пациента. Интерфейс пользователя выводит на устройстве отображения по меньшей мере одну предлагаемую рекомендацию, которая может быть выбрана в качестве второго входящего сигнала.
Еще в одном аспекте способ выдачи контекстно-зависимых медицинских рекомендаций включает определение по меньшей мере одной предлагаемой рекомендации в соответствии с медицинским руководством и контекстной информацией в ответ на первый входной сигнал, идентифицирующий результаты исследования на медицинском изображении пациента, и отображение по меньшей мере одной предлагаемой рекомендации, которая может быть выбрана в качестве второго входного сигнала, на устройстве отображения.
Еще в одном аспекте система для контекстно-зависимых медицинских рекомендаций содержит блок контекста, интерфейс пользователя и движок для выдачи рекомендаций. Блок контекста определяет контекст и генерирует список возможных результатов исследования на основе контекста. Интерфейс пользователя отображает на устройстве отображения сгенерированный список возможных результатов исследования в качестве первого входного сигнала. В ответ на первый входной сигнал, указывающий на результат исследования из числа возможных результатов исследования на медицинском изображении, движок для выдачи рекомендаций идентифицирует по меньшей мере одну предлагаемую рекомендацию в соответствии с медицинским руководством, выбранным из множества медицинских руководств, в соответствии с определенным контекстом и указанным результатом исследования. Определенный контекст и указанный результат исследования содержат идентификационные данные по меньшей мере одного патологического изменения, анатомического местоположения по меньшей мере одного идентифицированного патологического изменения и по меньшей мере одного количественного измерения по меньшей мере одного идентифицированного патологического изменения. Интерфейс пользователя отображает на устройстве отображения по меньшей мере одну предлагаемую рекомендацию, которая может быть выбрана в качестве второго входного сигнала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение может быть реализовано из различных компонентов и расположений компонентов, а также различных этапов и порядка выполнения этапов. Чертежи предназначены лишь для иллюстрации предпочтительных вариантов реализации и их не следует рассматривать в качестве ограничения настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой схематический вид варианта реализации системы программного средства для контекстно-зависимых рекомендаций с примером предлагаемой рекомендации в качестве реакции на результаты исследования и контекст исследования с медицинской визуализацией.
Фиг. 2 представляет собой блок-схему варианта реализации предложения контекстно-зависимой рекомендации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 изображен схематический вид варианта реализации системы 100 движка для контекстно-зависимых рекомендаций. Вычислительное устройство 110, такое как смартфон, портативный компьютер, стационарный компьютер, планшет, нательное устройство и т.п., выполнено с возможностью получения доступа, извлечения или приема медицинского изображения 112. Доступ может быть получен локально или удаленно. Например, медицинское изображение 112 может быть извлечено из локальной памяти вычислительного устройства 110, извлечено из системы 114 хранения, такой как система передачи и архивации изображений (PACS), радиологическая информационная система (RIS) в отделении, веб-портал, облачное хранилище данных и т.п., или извлечено непосредственно из сканера 116, такого как КТ-сканер, МРТ-сканер, ПЭТ-сканер, ОФЭКТ-сканер, УЗ-сканер и т.п. Извлечение может включать в себя использование сети 118, такой как сеть Интернет, интранет, сеть общего пользования, частная сеть, их комбинации и т.п.
Медицинское изображение 112 отображают на устройстве 120 отображения, содержащемся в вычислительном устройстве 110, для проверки медицинским специалистом посредством интерфейса 122 пользователя. Интерфейс 122 пользователя содержит меню, такое как меню 124 в виде кольца с пустым центром, например, медицинское изображение 112 можно видеть сквозь центр, а меню инструментов расположено вокруг изображения в форме кольца. Меню инструментов содержит инструмент 126 для измерения и инструмент 128 для определения результата исследования. Пустой центр может быть переведен и/или расположен вокруг исследуемой области или патологического изменения, такой как узел, очаговое поражение и т.п. Медицинский специалист взаимодействует с системой посредством интерфейса 122 пользователя, используя устройство 130 ввода, такое как сенсорный экран, микрофон, манипулятор-мышь, клавиатура и т.п.
Инструмент 126 для измерения, выбранный с помощью входного сигнала, такого как щелчок мыши, касание экрана и т.п., формирует количественное измерение патологического изменения 131, например, измерение расстояния, измерение объема, измерение площади, измерение объема потока, измерение плотности и т.п. Например, используя функцию щелчка и перетаскивания с помощью мыши, выполняют измерение максимального размера узла в легких. Инструмент 126 для измерения генерирует метку в соответствии с измерением, которая содержит опорную метку, например, временное имя, такое как буквенно-числовой символ, и количественное измерение. В примере, показанном на фиг. 1, метка содержит «A:» и «5,9 мм». Интерфейс пользователя может содержать отображение информации, используемой для генерирования такого измерения, как геометрическая форма, являющаяся показательной в отношении измеренных размеров, например, контрастная линия, такая как пунктирная линия для измерения расстояния, цветная и/или узорчатая контрастная область для измерения площади и т.п.
Блок 132 контекста определяет контекст на медицинском изображении 112. Контекст содержат контекст пациент, контекст исследования и/или контекст результата исследования. Контекст пациента могут содержать демографические данные пациентов, такие как возраст, факторы риска и/или ранее полученные результаты исследования. Например, возраст может быть получен из метаданных медицинского изображения 112, таких как строка заголовка стандарта DICOM. Предшествующие результаты исследований могут быть получены путем обработки с использованием естественного языка (от англ. – «natural language processing», NLP) отчетов 133, сгенерированных по пациенту ранее с использованием способов NLP, известных из уровня техники. Контекст исследования может содержать причину исследования с медицинской визуализацией, полученную, например, из метаданных и/или запроса врача на выполнение исследования с медицинской визуализацией, релевантных предшествующих исследований, например, ранее полученных медицинских изображений пациента из системы 114 хранения и/или отчетов 133, сгенерированных по пациенту ранее, метода визуализации и анатомического местоположения, например, полученных из метаданных медицинских изображений. Контекст результатов исследования может содержать идентификационные данные патологического изменения или типа выявленной патологии, например, узел, размеры измерения, анатомические местоположения, номера изображений и/или типы серий. Например, блок 132 контекста определяет возраст пациента из строки заголовка стандарта DICOM текущего медицинского изображения, определяет наличие курения в анамнезе и предшествующих легочных узлов из NLP предыдущих отчетов по пациенту, а также узел в легком и измерение размера, соответствующие входным данным интерфейса 122 пользователя.
Инструмент 128 для определения результатов исследования принимает входной сигнал, являющийся показательным в отношении полученного результата 134. Инструмент 128 для определения результатов исследования может формировать список возможных результатов 136 исследования на основе контекста из блока 132 контекста. Например, на медицинском изображении 112 грудной клетки возможные результаты исследования могут ограничиваться теми, которые основаны на анатомическом местоположения изображения, например, аномалиями грудной клетки и/или теми, которые основаны на местоположении меню 124 в виде кольца, относящиеся к более конкретному анатомическому местоположению в пределах изображения, такими как возможные патологические изменения в нижней правой доле легкого, например, отображаемые результаты исследования содержат анатомическое местоположение и идентификационные данные патологического изменения, например, узла (недифференцированный), метастатическая опухоль, доброкачественная опухоль. В одном варианте реализации инструмент 128 для определения результатов исследования содержит контекст измерения, которые могут содержать различия в измерениях из предыдущих исследований с медицинскими изображениями. Например, блок контекста идентифицирует соответствующий узел в предыдущем исследовании пациента с визуализацией, например, регистрации изображения и/или входного сигнала от пользователя, при этом вычисляют изменение размера между предыдущим исследованием с визуализацией и текущим исследованием с визуализацией. На основе изменений размера возможные результаты исследования могут быть дополнительно ограничены, например, увеличение, превышающее пороговое значение, является очаговым поражением. В одном варианте реализации список возможных типов результатов 136 исследования динамически регулируют посредством интерфейса 122 пользователя. Например, в процессе приема входных данных, таких как отдельные символы, вводимые посредством устройства 130 ввода, список возможных результатов 136 посимвольно сравнивают с входными данными с целью уменьшения отображаемых типов возможных результатов 136 исследования.
В ответ на входные данные, указывающие на полученные результаты, движок 138 для выдачи рекомендаций идентифицирует предлагаемую рекомендацию 140 в соответствии с медицинским руководством 142 и контекстом. Полученные результаты 134 исследования с контекстом содержит идентификационные данные или тип патологического изменения, анатомическое местоположение и количественное измерение 131. Движок 138 для выдачи рекомендаций выбирает медицинское руководство из хранилища 144 данных медицинских руководств в соответствии с контекстом. Например, если контекст содержат анатомическое местоположение молочной железы и выявленную патологию, представляющую собой узел или очаговое поражение, то выбранным медицинским руководством является BI-RADS. В другом примере, если анатомическим местоположением является легкое, а выявленная патология представляет собой соответствующий узел, то выбранным медицинским руководством является Рекомендации Флейшнеровского общества.
Хранилище 144 данных медицинских руководств может содержать обязательные и необязательные или факультативные руководства. Хранилище 144 данных руководств может содержать компьютерное хранилище, такое как локальное или удаленное хранилище, облачное хранилище данных, распределенную среду хранения и т.п. Хранилище 144 данных руководств может содержать систему, файл и/или организацию базы данных. Хранилище 144 данных руководств может содержать оптимизированный доступ в соответствии с полученными результатами 134, включая анатомическое местоположение и/или количественные измерения 131. Хранилище 144 данных руководств может содержать оптимизированный доступ в соответствии с другой контекстной информацией, такой как демографические данные пациентов, тип исследования с визуализацией, факторы риска и т.п.
Предлагаемая рекомендация 140 может содержать несколько предлагаемых рекомендаций. В некоторых случаях это может быть связано с частичной контекстной информацией. Например, если факторы риска могут быть определены из доступной информации для узлов в легких размером 5,9 мм, отображают предлагаемую рекомендацию для пациента с высоким риском и вторую предлагаемую рекомендацию для пациента с низким риском. В некоторых случаях это может быть связано с различными руководствами для одной и той же выявленной патологии и контекста.
Интерфейс 122 пользователя отображает предлагаемую рекомендацию 140, которая может быть отображена или рекомендации, которые могут быть отображены в виде доступного для выбора пункта меню. Например, на фиг. 1 доступный для выбора пункт меню отображен в виде каскадного выпадающего окна. Отображенная предлагаемая рекомендация 140 может содержать идентификацион руководства 142, например Рекомендации Флейшнеровского общества, BI-RADS и т.д. Отображенная предлагаемая рекомендация 140 может содержать правило 146, которое устанавливает соответствие между полученными результатами 134 и контекстом и предлагаемой рекомендацией 140. Например, правило при   визуализации патологического изменения в виде узла в легких размером 4-6 мм и факторов низкого риска устанавливает соответствие с предлагаемой Рекомендацией Флейшнеровского общества «Последующая КТ через 12 месяцев; при отсутствии изменений, никаких последующих действий».
Предлагаемую рекомендацию 140 выбирают в ответ на входной сигнал, такой как щелчок мыши, голосовая команда, изменение сенсорного экрана и т.п. Интерфейс 122 пользователя может содержать ответ 148, компонующий полученные результаты 150 и выбранную рекомендацию 152. Ответ 148 может содержать другую контекстуальную информацию, такую как предварительное исследование 154 с медицинской визуализацией, используемую, например, для сравнительных измерений. Интерфейс 122 пользователя может генерировать отчет об исследовании с визуализацией, содержащий отображенное медицинское изображение 112. Сгенерированный отчет может быть сохранен в отчетах 133 и/или распространен в электронном виде.
Интерфейс 122 пользователя, блок 132 контекста и движок 138 для выдачи рекомендаций содержат один или более сконфигурированных процессоров 156, например микропроцессор, центральный процессор, цифровой процессор и т.п., которые выполнены с возможностью выполнения по меньшей мере одной компьютерочитаемой инструкции, хранящейся на компьютерочитаемом носителе данных, исключающем временную среду и содержащем физическую память и/или другую энергонезависимую среду. Кроме того, процессор 156 может выполнять одну или более компьютерочитаемых инструкций, переносимых несущей волной, сигналом или другой переходной средой. Процессор 156 может содержать локальную память и/или распределенную память. Процессор 156 может содержать аппаратное/программное обеспечение для проводной и/или беспроводной связи. Например, линии указывают пути связи между различными компонентами, которые могут быть проводными или беспроводными. Процессор 156 может содержать вычислительное устройство 110.
Ссылаясь на фиг. 2, на ней изображена блок-схема варианта реализации предложения контекстно-зависимой рекомендации. На этапе 200 может быть измерен патологический очаг, идентифицированный на отображенном медицинском изображении 112 пациента. Измерение может содержать расстояние, площадь, объем, интенсивность, плотность, их комбинации и подобные аспекты патологического очага. Измерение может быть получено из входного сигнала и/или определено из медицинского изображения на основе входного сигнала.
На этапе 202 определяют контекст, которые могут содержать контекст пациента, контекст изображения и/или контекст полученных результатов. Контекст могут быть определены из информации, хранящейся в метаданных медицинского изображения 112, предыдущих изображений и/или предыдущих исследований пациента, и/или прямой записи.
На этапе 204 идентифицируют выявленную патологию. Выявленная патология содержит тип патологических изменений на медицинском изображении 112. Результат идентификации выявленной патологии содержит измерение. Идентификация выявленной патологии может быть выполнена в ответ на входной сигнал, являющийся показательным в отношении патологического изменения, выбранного из списка возможных результатов исследования. Отображенный список возможных результатов исследования может быть ограничен контекстом, например результатами, которые возможны в соответствии с анатомическим местоположением, методом медицинской визуализации, типом исследования с визуализацией, измерением и/или типом измерения и т.п.
В ответ на входной сигнал, выбирающий результат исследования или вводящий результат, на этапе 206 отображают одну или более предлагаемых рекомендаций по пациенту. Одна или более предлагаемых рекомендаций соответствуют одному или более медицинским руководствам, выбранным в соответствии с результатом исследования и контекстом. Медицинские руководства могут содержать обязательные и/или необязательные руководства. Предлагаемые рекомендации выбирают в соответствии с правилом, которое сравнивает результаты поиска и контекст с руководством или руководствами и предлагаемыми рекомендациями в рамках руководства. Отображенная предлагаемая рекомендация может содержать идентификационные данные руководства. Отображенная предлагаемая рекомендация может содержать правило, используемое для определения предлагаемой рекомендации. Отображенные предлагаемые рекомендации могут содержать частичный контекст, который удовлетворяет только части правила.
На этапе 208 входной сигнал выбирает одну из предлагаемых рекомендаций для пациента в качестве рекомендации. На этапе 210 составляют ответ, содержащий рекомендации и полученные результаты исследования. Ответ может содержать информацию, определенную из контекста, такую как предварительные исследования с визуализацией, конкретные изображения, предыдущие измерения и/или определенные факторы риска и их источники. Отчет может быть сгенерирован на основе составленного ответа, который в некоторых случаях является результатом прочтения исследований с визуализацией. Ответ может быть составлен по мере получения каждой части. Например, по мере идентификации контекстной информации, такой как предварительные исследования с визуализацией, справочная информация может быть включена в отображение. По мере получения новых результатов, скомпонованное отображение обновляют. Скомпонованное отображение обновляют по мере выбора рекомендации из предлагаемых рекомендаций.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты реализации. Специалистам в данной области техники могут быть очевидны модификации и изменения после прочтения и понимания предшествующего подробного описания. Предполагается, что настоящее изобретение разработано так, что оно содержит все такие модификации и изменения, по мере их следования из объема пунктов прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.