JP7737691B2 - 異常検出装置 - Google Patents
異常検出装置Info
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Description
生体組織における血液の流量を示す血流情報を時系列に取得する取得部と、
時系列に取得した前記血流情報のうち、所定期間内の前記血流情報に基づいて、前記所定期間後における前記血流情報の予測値を求める予測部と、
前記所定期間後の前記血流情報が前記予測値から外れた場合に、異常の発生を検出する異常検出部と、
前記異常の発生を検出した場合に、警告情報を出力する警報部と、
を備える。
前記予測部が、所定期間内の前記血流情報を機械学習して数理モデルを求め、当該数理モデルに基づいて前記所定期間後における前記血流情報の予測値を求めてもよい。
前記血流情報について定常性の検定を行い、
定常性があると判定した場合に、前記所定期間内の前記血流情報を時系列解析し、所定確率の信頼区間を予測値の範囲として求め、
定常性が無いと判定した場合に、前記数理モデルに基づいて前記所定期間後における前記血流情報の予測値を求めてもよい。
生体組織における血液の流量を示す血流情報を時系列に取得することと、
時系列に取得した前記血流情報のうち、所定期間内の前記血流情報に基づいて、前記所定期間後における前記血流情報の予測値を求めることと、
前記所定期間後の前記血流情報が前記予測値から外れた場合に、異常の発生を検出することと、
前記異常の発生を検出した場合に、警告情報を出力することと、
を制御部に実行させる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)に係る異常検出システム100について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。図1は、異常検出システム100の概略構成を示す図、図2は、センサ20の設置状態と構成を示す図である。図1の例では患者3の顔における一部の組織を切除し、この欠損部分に他の部位から切り離した皮弁31を移植した例を示す。なお、移植する部位は、顔に限らず、他の部位であってもよい。また、生体は、人に限定されない。
異常検出システム100は、生体(例えば患者)に移植した生体組織(皮弁)について、移植後の血流状態を監視し、異常の発生を検出した場合に、警報を出力する。異常検出システム100は、血流情報を検出するセンサ20と、血流情報に基づいて異常を検出する異常検出装置10とを有している。
センサ20は、測定対象である皮弁31に貼り付けられるパッド21と、このパッド21及び異常検出装置10と電気的に接続されたセンサ本体22とを備えている。図2に示すように、パッド21は、皮弁31の表面に貼り付けられ、皮弁内へ光信号を発する発光部211と皮弁内で反射した光信号を受光する受光部212とを有している。受光部212は受光した光信号を電気信号(検出信号)に変換してセンサ本体22へ送信する。
異常検出装置10は、センサ20で検出した血流情報に基づいて、皮弁31の血流状態に異常が発生したと判定した場合に警報を出力する処理を行う情報処理装置(コンピュータ)である。異常検出装置10は、制御部11、記憶部12、及び入出力部13を備える。制御部11は、異常検出装置10における各種の演算処理を統括的に実行する。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、
又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)などの演算処理手段である。
モジュールであってもよい。更に、入出力部13は、操作ボタンやタッチパネルなどユーザによる操作情報の入力、及びディスプレイやスピーカなどによるユーザへの出力(表示や音出力等)を行うユーザインターフェイスであってもよい。
図3は、異常検出装置10の制御部11が、プログラムに従って実行する処理の手順を示す図である。制御部11は、電源が投入された場合や、処理開始の指示を受けた場合に図3の処理を開始し、繰り返し実行する。また、制御部11は、図3の処理と並行して、センサ20から血流情報を逐次取得し、時系列データとして記憶部12に格納する。これにより制御部11は、過去の血流情報を記憶部12から時系列に取得できるようにしている。
所定期間の次に取得した血流情報が、予測範囲から外れた場合に、異常が発生したと判定(肯定判定)し、ステップS40へ移行する。
図4は、時系列に取得した血流情報と、この血流情報から求めた信頼区間を示す図である。図4では、横軸に測定開始からの経過時間をとり、縦軸に血流量[ml/min]をとり、血流量の変化を示している。
Yt=aYt-1+b
と定義される。
の例では、ARMA(3,5)が得られた。
上述のように、本実施形態によれば、術後の血流情報を時系列解析することにより、血流情報の予測範囲(信頼区間)を求め、次に取得した血流情報が予測範囲から外れたか否かによって異常の発生を検出する。このように、本実施形態の異常検出装置は、判定の基準となる予測範囲を所定期間における血流情報の変位に基づいて求めるため、異常の発生を精度良く検出することができる。このため、血流状態の監視を機械的に行うことができ、医療スタッフの負荷を軽減できる。
図6は、第二実施形態に係る異常検出装置10Aの構成を示す図、図7は、第二実施形態に係る血流情報を示す図である。前述の第一実施形態では、ARMAモデルによって血流情報の予測範囲を求めたが、これに限らず、本実施形態では、AIによって血流情報の予測範囲を求める例を示す。なお、この他の構成は、前述の第一実施形態と略同じであるので、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略している。
いて、血流情報、例えば血流量を予測する。
図9は、第三実施形態に係る異常検出装置10Aの制御部11が、プログラムに従って実行する処理の手順を示す図である。前述の第一実施形態では、時系列解析によって血流情報を予測し、第二実施形態ではAIによって血流情報を予測したが、本実施形態では、血流情報の定常性に応じて予測手法を切り替える例を示す。なお、この他の構成は、前述の第一実施形態又は第二実施形態と略同じであるので、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略している。
態において、制御部11は、拡張Dickey-Fuller検定を行う。
3 患者
10,10A 異常検出装置
11 制御部
12 記憶部
13 入出力部
20,24~26 センサ
21 パッド
22 センサ本体
31 皮弁
32 動脈
33 静脈
100 異常検出システム
111 血流情報取得部
112 予測部
113 異常検出部
114 出力制御部
121 主記憶部
122 補助記憶部
211 発光部
212 受光部
Claims (6)
- 生体組織における血液の流量に加えて、収縮期血圧、平均血圧、拡張期血圧、脈拍、呼吸数の少なくとも一つを含む血流情報を時系列に取得する取得部と、
時系列に取得した前記血流情報をトレーニングデータとして機械学習して数理モデルを求め、当該数理モデルに基づいて、前記血流情報の測定開始から所定期間後における前記血流情報の予測範囲を求める予測部と、
前記所定期間後の前記血流情報が前記予測範囲から外れた場合に、異常の発生を検出する異常検出部と、
前記異常の発生を検出した場合に、警告情報を出力する警報部と、
を備える異常検出装置。 - 前記予測部が、
前記血流情報について定常性の検定を行い、
定常性があると判定した場合に、前記所定期間内の前記血流情報を時系列解析し、所定確率の信頼区間を前記血流情報の予測範囲として求め、
定常性が無いと判定した場合に、前記数理モデルに基づいて前記所定期間後における前記血流情報の予測範囲を求める、
請求項1に記載の異常検出装置。 - 前記生体組織が、生体に移植された皮弁である請求項1又は2に記載の異常検出装置。
- 生体組織における血液の流量に加えて、収縮期血圧、平均血圧、拡張期血圧、脈拍、呼吸数の少なくとも一つを含む血流情報を時系列に取得することと、
時系列に取得した前記血流情報をトレーニングデータとして機械学習して数理モデルを求め、当該数理モデルに基づいて、前記血流情報の測定開始から所定期間後における前記血流情報の予測範囲を求めることと、
前記所定期間後の前記血流情報が前記予測範囲から外れた場合に、異常の発生を検出することと、
前記異常の発生を検出した場合に、警告情報を出力することと、
を制御部に実行させるための異常検出プログラム。 - 前記制御部が、
前記血流情報について定常性の検定を行い、
定常性があると判定した場合に、前記所定期間内の前記血流情報を時系列解析し、所定確率の信頼区間を前記血流情報の予測範囲として求め、
定常性が無いと判定した場合に、前記数理モデルに基づいて前記所定期間後における前記血流情報の予測範囲を求める、
請求項4に記載の異常検出プログラム。 - 前記生体組織が、生体に移植された皮弁である請求項4又は5に記載の異常検出プログラム。
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| JP2021098883A JP7737691B2 (ja) | 2021-06-14 | 2021-06-14 | 異常検出装置 |
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| JP2021098883A JP7737691B2 (ja) | 2021-06-14 | 2021-06-14 | 異常検出装置 |
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| JP2022190519A JP2022190519A (ja) | 2022-12-26 |
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ID=84601733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2021098883A Active JP7737691B2 (ja) | 2021-06-14 | 2021-06-14 | 異常検出装置 |
Country Status (1)
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-
2021
- 2021-06-14 JP JP2021098883A patent/JP7737691B2/ja active Active
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