專(zhuān)利名稱(chēng)：治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)、治療效果預(yù)測(cè)方法及其計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于預(yù)測(cè)治療患者的治療效果的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)治療患者的治療效果的治療效果預(yù)測(cè)方法及其計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在疾病治療之際，一般除了醫(yī)生問(wèn)診之外還要進(jìn)行各種檢查。所以，現(xiàn)狀是醫(yī)生根據(jù)包括所得檢查結(jié)果及臨床觀察的診療數(shù)據(jù)，依靠自己的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)選擇治療方法但是，在對(duì)構(gòu)成作為自覺(jué)癥狀出現(xiàn)的疾病的各種癥狀的原因的病態(tài)(病理狀態(tài)pathological condition)進(jìn)行分析中使用的數(shù)據(jù)，通常僅僅是可以直接測(cè)定的檢查值，因疾病的不同僅僅利用該檢查值來(lái)確實(shí)把握或預(yù)測(cè)患者的病態(tài)及病態(tài)變化是困難的。比如，在糖尿病的場(chǎng)合，使用“血糖值”作為表示該疾病的程度的指標(biāo)，但是此“血糖值”歸根結(jié)底不過(guò)是結(jié)果，而根據(jù)上述臨床所見(jiàn)等等確實(shí)把握引起這一結(jié)果的胰島素分泌不全(insulin secretory defect)、末梢胰島素抗性(peripheral insulin resistance)、肝糖攝取低下(impaired hepaticglucose uptake)及肝糖釋放亢進(jìn)(excessive hepatic glucoserelease)之類(lèi)的病態(tài)，即使是專(zhuān)門(mén)醫(yī)生也不容易。因此，開(kāi)發(fā)了向醫(yī)生提供有助于診療的信息(診療支持信息)的診療支持系統(tǒng)(比如，日本特開(kāi)平10-332704號(hào)公報(bào)及特開(kāi)平11-296598號(hào)公報(bào))。然而，此種以往的系統(tǒng)，僅僅具有監(jiān)視檢查結(jié)果，單純提示相應(yīng)于檢查值確定的藥劑的給藥量等功能，并不能提供醫(yī)生可以充分利用的，即可以在判斷各個(gè)患者的病態(tài)及病態(tài)變化中使用的，診療支持信息。
另一方面，在醫(yī)療領(lǐng)域中，關(guān)于治療效果的信息(可以治愈到何種程度或多長(zhǎng)時(shí)間可以治愈等)也是重要的長(zhǎng)久以來(lái)一直積累著關(guān)于采用特定方法的情況下的治療效果的數(shù)據(jù)。比如，對(duì)于癌癥，積累了相應(yīng)于癌的種類(lèi)和進(jìn)展程度的涉及治療方法(外科手術(shù)、放射療法、化學(xué)療法)和治療效果(5年存活率等)的關(guān)系的數(shù)據(jù)。另外，在藥物領(lǐng)域中，針對(duì)性別及年齡等不同的受驗(yàn)者也積累了顯示服用時(shí)間和藥效的關(guān)系的數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在一定程度上可以預(yù)測(cè)治療效果。
然而，現(xiàn)狀是上述的數(shù)據(jù)是基于疾病種類(lèi)及可直接測(cè)定的檢查值的數(shù)據(jù)，關(guān)于治療效果還缺少可成為某種程度的標(biāo)準(zhǔn)的正確性，治療效果的預(yù)測(cè)多半依然要依靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的范圍只由后附的權(quán)利要求確定，并且絲毫不受本發(fā)明內(nèi)容中的陳述的影響。
具體說(shuō)，本發(fā)明涉及1.治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括病態(tài)信息獲取手段，獲得由患者的診療數(shù)據(jù)生成并表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息；檢索手段，從存貯所存貯的病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索存貯的與利用上述病態(tài)信息獲取手段獲得的患者病態(tài)信息近似的病態(tài)信息；以及治療效果獲得手段，從上述數(shù)據(jù)庫(kù)獲得利用檢索手段檢索到的與存貯的病態(tài)信息相對(duì)應(yīng)的治療效果。
2.如1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括接受患者的診療數(shù)據(jù)的輸入手段，根據(jù)上述輸入手段接受的診療數(shù)據(jù)獲得患者病態(tài)信息的病態(tài)信息接受手段。
3.如1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中病態(tài)信息獲取手段包括機(jī)體模型驅(qū)動(dòng)手段，可以使用借助由具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型來(lái)模擬機(jī)體的行為；
參數(shù)值獲得手段，從基于上述診療數(shù)據(jù)的上述機(jī)體模型獲得適合該患者的參數(shù)值；以及病態(tài)信息生成手段，根據(jù)利用此參數(shù)獲得手段獲得的參數(shù)來(lái)生成該患者的病態(tài)信息。
4.如1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)的時(shí)間變化信息，上述治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以獲得上述時(shí)間變化信息。
5.如1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中上述存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
6.如5所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息至少包括下述之一表示胰島素分泌不全的信息、表示末梢胰島素抗性的信息、表示肝糖攝取低下的信息及表示肝糖釋放亢進(jìn)的信息。
7.如1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括顯示手段，用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間并以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度顯示上述區(qū)間。
8.治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括處理器；以及存儲(chǔ)器，在處理器的控制下并且包括可使處理器執(zhí)行以下操作的指令根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息的病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)存貯了病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
9.如8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括輸入裝置；其中的操作還包括通過(guò)輸入裝置獲得診療數(shù)據(jù)。
10.如8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中確定操作包括使用借助通過(guò)具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型模擬機(jī)體的行為；根據(jù)上述診療數(shù)據(jù)從該機(jī)體模型獲得適于該患者的參數(shù)；以及根據(jù)上述參數(shù)值生成該患者的病態(tài)信息。
11.如8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)信息的時(shí)間變化信息；并且上述操作還包括從數(shù)據(jù)庫(kù)獲得上述時(shí)間變化信息。
12.如8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
13.如12所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息至少包括下述之一表示胰島素分泌不全的信息、表示末梢胰島素抗性的信息、表示肝糖攝取低下的信息及表示肝糖釋放亢進(jìn)的信息。
14.如8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其構(gòu)成還包括顯示裝置；其中上述操作還包括用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間；以及以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度顯示上述區(qū)間。
15.治療效果預(yù)測(cè)方法，其構(gòu)成包括根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)存貯了病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
16.用于治療效果預(yù)測(cè)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)；以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的用來(lái)使計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)指令根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)所存貯的病態(tài)信息和與在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
17.如16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中確定操作包括使用借助由具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型模擬機(jī)體的行為；根據(jù)上述診療數(shù)據(jù)從該機(jī)體模型獲得適合該患者的參數(shù)；以及根據(jù)上述參數(shù)值生成該患者的病態(tài)信息。
18.如16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)信息的時(shí)間變化信息；并且上述操作還包括從數(shù)據(jù)庫(kù)獲得上述時(shí)間變化信息。
19.如16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
20.如16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中上述操作還包括用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間；以及以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度顯示上述區(qū)間。


圖1為表示本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的硬件構(gòu)成的框圖。
圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的整體構(gòu)成圖。
圖3為利用本發(fā)明的系統(tǒng)的治療效果預(yù)測(cè)的一例的流程圖。
圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)的信息獲得手段的一例的框圖。
圖5為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的整體構(gòu)成的功能框圖。
圖6為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的胰腺模型的構(gòu)成的框線(xiàn)圖。
圖7為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的肝臟模型的構(gòu)成的框線(xiàn)圖。
圖8為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的胰島素動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)成的框線(xiàn)圖。
圖9為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的末梢組織模型的構(gòu)成的框線(xiàn)圖。
圖10為表示在本發(fā)明的一例中作為輸入使用的葡萄糖吸收速度的曲線(xiàn)圖。
圖11為表示在本發(fā)明的一例中模擬的血糖值的曲線(xiàn)圖。
圖12為表示在本發(fā)明的一例中模擬的血胰島素濃度的曲線(xiàn)圖。
圖13為表示在本發(fā)明的一例中模擬的肝糖攝取(hepatic glucoseuptake)的曲線(xiàn)圖。
圖14為表示在本發(fā)明的一例中模擬的肝糖釋放(hepatic glucoserelease)的曲線(xiàn)圖。
圖15為表示參照用的血糖值的曲線(xiàn)圖。
圖16為表示參照用的血胰島素濃度的曲線(xiàn)圖。
圖17為表示在本發(fā)明中使用的機(jī)體模型的一例的整體構(gòu)成的示意圖。
圖18為表示有關(guān)于任意一名患者存貯的數(shù)據(jù)的示意圖。
圖19為根據(jù)有關(guān)多名患者存貯的數(shù)據(jù)生成的模板的示例的示意圖。
圖20為表示對(duì)于同一病態(tài)信息實(shí)施不同的治療的場(chǎng)合的模板的示例的示意圖。
圖21為表示將特定的患者的病態(tài)信息作為查詢(xún)來(lái)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)的方法的一例的示意圖。
圖22為表示利用顯示裝置顯示的畫(huà)面的一例的示意圖。
圖23為表示利用遺傳算法的參數(shù)集推測(cè)處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的系統(tǒng)100是利用計(jì)算機(jī)對(duì)于在對(duì)患者實(shí)施治療的場(chǎng)合的治療效果(treatment effect)進(jìn)行預(yù)測(cè)的裝置，如圖1所示，是由主體110、顯示器120和輸入裝置130為主構(gòu)成的計(jì)算機(jī)100a所構(gòu)成的。主體110主要由中央處理單元(CPU)110a、ROM110b、RAM110c、硬盤(pán)110d、讀出裝置110e、輸入輸出接口110f及圖像輸出接口110h構(gòu)成，并且CPU110a、ROM110b、RAM110c、硬盤(pán)110d、讀出裝置110e、輸入輸出接口110f及圖像輸出接口110h由總線(xiàn)110i而可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信地連接。
CPU110a可以執(zhí)行存儲(chǔ)于ROM110b中的計(jì)算機(jī)程序及裝載到RAM110c中的計(jì)算機(jī)程序。于是，通過(guò)由該CPU110a執(zhí)行如后所述的應(yīng)用程序140a，可實(shí)現(xiàn)如后所述的各功能模塊，計(jì)算機(jī)100a就可以用作模擬系統(tǒng)100。
ROM110b，由掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM等構(gòu)成，記錄在CPU110a中執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序及為此而使用的數(shù)據(jù)等。
RAM110c由SRAM或DRAM等構(gòu)成。RAM110c用于讀出記錄在ROM110b及硬盤(pán)110d中的計(jì)算機(jī)程序。另外，在執(zhí)行這些計(jì)算機(jī)程序時(shí)，用作CPU110a的操作區(qū)。
硬盤(pán)110d中安裝有操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序等、以及用來(lái)使CPU110a執(zhí)行的各種計(jì)算機(jī)程序及執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序所使用的數(shù)據(jù)。后述的應(yīng)用程序140a也安裝在此硬盤(pán)110d中。另外，在此硬盤(pán)110d中存放有后述的數(shù)據(jù)庫(kù)DB，CPU110a可訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)DB。
讀出裝置110e由軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器或DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成，可讀出記錄在移動(dòng)型記錄介質(zhì)140中的計(jì)算機(jī)程序或數(shù)據(jù)。另外，在移動(dòng)型記錄介質(zhì)140中存放用來(lái)使計(jì)算機(jī)作為本實(shí)施方式中的模擬系統(tǒng)工作的應(yīng)用程序140a，計(jì)算機(jī)100a可以從移動(dòng)型記錄介質(zhì)140讀出應(yīng)用程序140a并安裝到硬盤(pán)110d中。
另外，上述的應(yīng)用程序140a，不僅可以由移動(dòng)型記錄介質(zhì)140提供，而且也可以由可以利用電氣通信線(xiàn)路(不論有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn))與計(jì)算機(jī)100a連接進(jìn)行通信的外部機(jī)器通過(guò)上述電氣通信線(xiàn)路提供。比如，上述應(yīng)用程序140a也可以存放在因特網(wǎng)上的服務(wù)器的硬盤(pán)中，在計(jì)算機(jī)100a訪(fǎng)問(wèn)該服務(wù)器時(shí)下載該計(jì)算機(jī)程序并將其安裝在硬盤(pán)110d。
另外，在硬盤(pán)110d中可安裝，比如，可提供美國(guó)微軟公司制造銷(xiāo)售的Windows(注冊(cè)商標(biāo))等的圖形用戶(hù)界面環(huán)境的操作系統(tǒng)。在以下的說(shuō)明中假設(shè)本實(shí)施方式的應(yīng)用程序140a是在該操作系統(tǒng)上工作。
輸入輸出接口110f，比如，由USB、IEEE1394、RS-232C等串行接口、SCSI、IDE、IEEE1284等并行接口以及D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的接口等構(gòu)成。在輸入輸出接口110f上連接有由鍵盤(pán)及鼠標(biāo)組成的輸入裝置130，用戶(hù)通過(guò)使用該輸入裝置130可以將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)100a。
圖像輸出接口110h與由LCD或CRT等構(gòu)成的顯示器120相連接，可以將與CPU110a提供的圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的影像信號(hào)輸出到顯示器120。顯示器120，按照輸入的影像信號(hào)顯示圖像(畫(huà)面)。
以上這樣的計(jì)算機(jī)100a，通過(guò)由CPU110a執(zhí)行上述的應(yīng)用程序140a，可以作為具有圖2所示的各功能模塊的系統(tǒng)100工作。如圖2所示，系統(tǒng)100具有接受患者的診療數(shù)據(jù)的輸入接受裝置(輸入裝置input means)200、獲得表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息的病態(tài)信息獲取手段(pathological condition information obtainingmeans)300、從存放有患者的病態(tài)信息與對(duì)該患者采用特定治療方法的情況下治療效果的具有彼此對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索與利用上述病態(tài)信息獲取手段300獲得的病態(tài)信息近似的病態(tài)信息的檢索手段(finding means)400、從上述數(shù)據(jù)庫(kù)獲得與利用檢索手段400檢索到的病態(tài)信息相對(duì)應(yīng)的治療效果獲得手段(treatment effect obtainingmeans)500以及顯示所得到的治療效果的顯示裝置(displaymeans)600各功能模塊。
于是，可以利用上述系統(tǒng)以如下方式預(yù)測(cè)患者治療效果。就是說(shuō)，如圖3所示，經(jīng)輸入接受裝置200輸入患者的檢查數(shù)據(jù)(diagnosticdata)，CPU110a接受此輸入數(shù)據(jù)(步驟S1)。此檢查數(shù)據(jù)是為了了解病患的內(nèi)容及程度而使用患者的血液或尿液等通過(guò)常規(guī)進(jìn)行的各種檢查得到的數(shù)據(jù)，比如，就糖尿病而言，可以舉出血糖值、血胰島素濃度等等。
隨后，CPU110a利用上述檢查數(shù)據(jù)生成患者固有的病態(tài)信息(步驟S2)。所謂病態(tài)信息，是有關(guān)構(gòu)成作為自覺(jué)癥狀出現(xiàn)的疾病的各種癥狀的原因的病態(tài)的信息，雖然是與上述檢查數(shù)據(jù)的結(jié)果有關(guān)聯(lián)，但是是與此結(jié)果本身不同的信息。比如，在糖尿病的場(chǎng)合，作為表示該疾病的程度的指標(biāo)使用“血糖值”，此“血糖值”歸根結(jié)底只不過(guò)是結(jié)果，有關(guān)引起此結(jié)果的胰島素分泌不全、末梢胰島素抗性、肝糖攝取低下及肝糖釋放亢進(jìn)之類(lèi)的病態(tài)的信息在治療上是重要的。所謂“病態(tài)信息”在狹義上指的是“定量把握的病態(tài)”，在廣義上指的是“定量把握的病態(tài)及包含檢查值的患者信息”。比如，在糖尿病的場(chǎng)合，胰島素分泌不全度、末梢胰島素抗性度、肝糖攝取低下度及肝糖釋放亢進(jìn)度是狹義的病態(tài)信息，在此之上加上患者的年齡、性別、體重、HbAlc、腰圍、血壓等是廣義的病態(tài)信息。在本說(shuō)明書(shū)中，只要是沒(méi)有特別聲明，是在狹義上使用病態(tài)信息這一用語(yǔ)。
上述病態(tài)信息，具體言之，如圖4所示，可以使用借助由具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)理模型表現(xiàn)機(jī)體器官的功能(organ function)的機(jī)體模型來(lái)模擬機(jī)體的行為(behavior of a living body)的機(jī)體模型驅(qū)動(dòng)手段(biological model driving means)310、根據(jù)由上述輸入接受裝置200接受輸入的診療數(shù)據(jù)(diagnostic data)獲得適合該患者的上述機(jī)體模型的參數(shù)值的參數(shù)值獲得手段(parameter obtainingmeans)320、根據(jù)利用此參數(shù)值獲得手段320獲得的參數(shù)值來(lái)生成該患者的病態(tài)信息的病態(tài)信息生成手段(pathological conditioninformation generating means)330構(gòu)成的病態(tài)信息獲取手段300來(lái)得到。
隨后，CPU110a訪(fǎng)問(wèn)將患者的病態(tài)信息和對(duì)該患者采用特定的治療方法的場(chǎng)合的治療效果互相對(duì)應(yīng)存放的數(shù)據(jù)庫(kù)DB，檢索與在步驟S2中(即利用上述病態(tài)信息獲取手段300)獲得的病態(tài)信息近似的病態(tài)信息(步驟S3)。在數(shù)據(jù)庫(kù)DB中，如同后面所詳細(xì)說(shuō)明的，預(yù)先互相對(duì)應(yīng)地存放有多個(gè)患者的病態(tài)信息和對(duì)該患者采用特定治療方法的情況下的治療效果。在治療方法中包含在疾病治療中使用的一切手段，除了作為一般的治療方法的給藥以外，還可以舉出例如，外科手術(shù)、運(yùn)動(dòng)療法、飲食療法等等。這些方法既可以有單獨(dú)采用的場(chǎng)合，也有組合采用的場(chǎng)合。比如，在糖尿病的場(chǎng)合，作為治療方法的示例，可以舉出的有飲食療法、運(yùn)動(dòng)療法、磺酰脲類(lèi)藥物、速效型胰島素分泌促進(jìn)劑、胰島素抗性改善劑、糖吸收抑制劑、胰島素制劑的一種或?qū)⒍喾N進(jìn)行組合。于是，由于有時(shí)即使是相同的病態(tài)也可采用不同的治療方法，所以在上述的數(shù)據(jù)庫(kù)DB中可以存放病態(tài)信息數(shù)量乘以針對(duì)各病態(tài)信息而采用的治療方法數(shù)量的模板。
圖18為表示有關(guān)于任意一名患者累積的數(shù)據(jù)的示意圖。此數(shù)據(jù)是設(shè)定為糖尿病的數(shù)據(jù)，作為縱軸的控制不良度可以認(rèn)為是胰島素分泌不全度、末梢胰島素抗性度、肝糖攝取低下度及肝糖釋放亢進(jìn)度?？刂撇涣级仁歉鶕?jù)上述胰島素分泌不全度等的程度數(shù)值化了的適當(dāng)?shù)臄?shù)值，值越小表示治療效果越大。另外，圖19為根據(jù)有關(guān)多名患者存貯的數(shù)據(jù)生成的模板的示例的示意圖。在此示例中，顯示出關(guān)于在過(guò)去得到的對(duì)具有同樣的病態(tài)信息的患者進(jìn)行治療之際得到的治療效果的頻度。此處，所謂頻度可以是得到預(yù)定的治療效果(此治療效果既可以是像上述的控制不良度那樣數(shù)值化，也可以將血糖值等的檢查值劃分為每個(gè)一定范圍)的存貯的過(guò)去的病例數(shù)。另外，圖20為表示對(duì)于同一病態(tài)信息實(shí)施不同的治療的場(chǎng)合的模板的示例的示意圖。
上述檢索，是以在步驟S2中獲得的病態(tài)信息作為查詢(xún)來(lái)進(jìn)行的，由CPU110a判斷在數(shù)據(jù)庫(kù)DB中是否存放有與此病態(tài)信息近似的病態(tài)信息(步驟S4)。于是，在數(shù)據(jù)庫(kù)DB中存放有與此病態(tài)信息近似的病態(tài)信息的場(chǎng)合，CPU110a從數(shù)據(jù)庫(kù)DB獲得與此近似病態(tài)信息相對(duì)應(yīng)的治療效果，并顯示于系統(tǒng)的顯示器120上(步驟S5)而結(jié)束處理。另一方面，在數(shù)據(jù)庫(kù)DB中未存放有與此病態(tài)信息近似的病態(tài)信息的場(chǎng)合，CPU110a不進(jìn)行治療效果的顯示而結(jié)束處理。
以上是利用本實(shí)施方式的系統(tǒng)的治療效果預(yù)測(cè)的概要，下面就主要工序以糖尿病為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
1.病態(tài)信息的獲得圖5為表示在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型的一例的整體構(gòu)成的功能框圖。如圖5所示，在本實(shí)施方式的系統(tǒng)中使用的機(jī)體模型由胰臟模塊1、肝臟模塊2、胰島素動(dòng)態(tài)模塊3及末梢組織模塊4構(gòu)成，各模塊分別具有輸入和輸出。就是說(shuō)，胰臟模塊1將血葡萄糖濃度6作為輸入，將胰島素分泌速度7作為輸出。肝臟模塊2，將自消化道的葡萄糖吸收5、血糖值6及胰島素分泌速度7作為輸入，將凈葡萄糖釋放8及通過(guò)肝臟后的胰島素9作為輸出。另外，胰島素動(dòng)態(tài)模塊3，將通過(guò)肝臟后的胰島素9作為輸入，將末梢組織中的胰島素濃度10作為輸出。此外，末梢組織模塊4將凈葡萄糖釋放8及胰島素濃度10作為輸入，將血糖值6作為輸出。葡萄糖吸收5是從外部提供的數(shù)據(jù)，此功能，比如，可由用戶(hù)使用輸入裝置130輸入檢查數(shù)據(jù)等而實(shí)現(xiàn)。另外，這些功能模塊1～4可通過(guò)由CPU110a執(zhí)行應(yīng)用程序140a而實(shí)現(xiàn)。
于是，病態(tài)信息獲取手段300，如上所述，其構(gòu)成包括使用由機(jī)體器官的功能具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)理模型表現(xiàn)的機(jī)體模型來(lái)模擬機(jī)體的行為的機(jī)體模型驅(qū)動(dòng)手段310、根據(jù)由上述輸入接受裝置200接受輸入的診療數(shù)據(jù)獲得適合該患者的上述機(jī)體模型的參數(shù)值的參數(shù)值獲得手段320、根據(jù)利用此參數(shù)值獲得手段320獲得的參數(shù)值來(lái)生成該患者的病態(tài)信息的病態(tài)信息生成手段330；通過(guò)由上述CPU110a執(zhí)行應(yīng)用程序140a，使計(jì)算機(jī)100a具有存儲(chǔ)從表現(xiàn)機(jī)體器官的功能的數(shù)理模型導(dǎo)出的規(guī)定的運(yùn)算式的數(shù)據(jù)庫(kù)以及從此數(shù)據(jù)庫(kù)獲得上述運(yùn)算式，根據(jù)輸入到機(jī)體模型的值對(duì)輸出值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算手段等的功能。另外，適合上述患者的參數(shù)值，為了使模擬的結(jié)果得到的值和實(shí)際的檢查值不超過(guò)規(guī)定的誤差范圍，比如，可以使用后述的遺傳算法的方法等求出。
隨后，對(duì)上述示例的各塊的詳情進(jìn)行說(shuō)明。另外，F(xiàn)BG及Ws分別表示空腹時(shí)血糖值(FBG＝BG(0))及設(shè)想體重，并且DVg及DVi分別表示葡萄糖的分布容量體積及胰島素的分布容量體積。
胰臟模塊1的輸入輸出關(guān)系可以使用以下的微分方程(1)表述。另外，也可以使用與微分方程(1)等價(jià)的示于圖6的框線(xiàn)圖表現(xiàn)。微分方程(1)dY/dt＝-α{Y(t)-β(BG(t)-h)}(其中、BG(t)＞h)＝-αY(t)(其中、BG(t)≤h)dX/dt＝-M·X(t)+Y(t)SR(t)＝M·X(t)變量BG(t)血糖值X(t)可從胰臟分泌的胰島素總量Y(t)針對(duì)葡萄糖刺激新供給的胰島素供給速度SR(t)來(lái)自胰臟的胰島素的分泌速度參數(shù)h可以刺激胰島素供給葡萄糖濃度的閾值α對(duì)于葡萄糖刺激的跟蹤性β對(duì)于葡萄糖刺激的感受性M單位濃度附近的分泌速度其中，作為圖5中的胰臟模塊1的輸入的血糖值6與BG(t)相對(duì)應(yīng)，并且作為輸出的胰島素分泌速度7與SR(T)相對(duì)應(yīng)。
在圖6的框線(xiàn)圖中，6表示血糖值BG(t)，7表示來(lái)自胰臟的胰島素分泌速度SR(t)，12表示可以刺激胰島素供給的葡萄糖濃度的閾值h，13表示對(duì)于葡萄糖刺激的感受性β，14表示對(duì)于葡萄糖刺激的跟蹤性α，15表示積分要素，16表示對(duì)于葡萄糖刺激新供給的胰島素供給速度Y(t)，17表示積分要素，18表示可從胰臟分泌的胰島素總量X(t)，19表示單位濃度下的分泌速度M。
肝臟模塊2的輸入輸出的關(guān)系，可以使用以下的微分方程(2)表述。
dI4(t)/dt＝α2{-A3I4(t)+(1-A7)·SR(t)}Goff(FBG)＝f1(其中FBG＜f3)＝f1+f2·(FBG-f3)(其中FBG≥f3)Func1(FBG)＝f4-f5·(FBG-f6)Func2(FBG)＝f7/FBGb1(I4(t))＝f8{1+f9·I4(t)}HGU(t)＝r·Func1(FBG)·b1(I4(t))·RG(t)+(1-r)·Kh·BG(t)·I4(t)(其中HGU(t)≥0)HGP(t)＝I4off·Func2(FBG)·b2+Goff(FBG)-I4(t)·Func2(FBG)·b2(其中HGP(t)≥0)SGO(t)＝RG(t)+HGP(t)-HGU(t)SRpost(t)＝A7SR(t)變量BG(t)血糖值SR(t)自胰臟的胰島素的分泌速度SRpost(t)通過(guò)肝臟后的胰島素RG(t)來(lái)自消化道的葡萄糖的吸收HGP(t)肝糖釋放HGU(t)肝糖攝取SGO(t)自肝臟的凈葡萄糖I4(t)肝胰島素濃度Kh單位胰島素、單位葡萄糖下的肝臟糖攝取速度A7肝臟中的胰島素?cái)z取率Goff對(duì)于基礎(chǔ)代謝的葡萄糖釋放速度
b2關(guān)于肝糖釋放抑制率的調(diào)整項(xiàng)r非胰島素依賴(lài)性肝糖攝取分配率α2對(duì)于肝胰島素的傳播效率I4off抑制肝糖釋放的胰島素濃度的閾值函數(shù)Goff(FBG)對(duì)于基礎(chǔ)代謝的葡萄糖的釋放速度Func1(FBG)對(duì)于來(lái)自消化道的葡萄糖刺激的肝糖攝取率Func2(FBG)對(duì)于胰島素刺激的肝糖釋放抑制率f1～f9在表現(xiàn)上述3要素時(shí)使用的常數(shù)b1(I4(t))關(guān)于肝糖攝取率的調(diào)整項(xiàng)其中，作為圖5的肝臟模塊的輸入的自消化道的葡萄糖吸收5與RG(t)相對(duì)應(yīng)，血糖值6與BG(t)相對(duì)應(yīng)，胰島素分泌速度7與SR(t)相對(duì)應(yīng)，并且作為輸出的凈葡萄糖釋放8與SGO(t)相對(duì)應(yīng)，而通過(guò)肝臟后的胰島素9與SRpost(t)相對(duì)應(yīng)。
在圖7的框線(xiàn)圖中，5表示自消化道的葡萄糖吸收RG(t)，6表示血糖值BG(t)，7表示來(lái)自胰臟的胰島素分泌速度SR(t)，8表示來(lái)自肝臟的凈葡萄糖SGO(t)，9表示通過(guò)肝臟后的胰島素SRpost(t)，24表示肝臟的胰島素通過(guò)率(1-A7)，25表示對(duì)于肝胰島素的傳播效率α2，26表示通過(guò)肝臟后的胰島素分配速度A3，27表示積分要素，28表示肝胰島素濃度I4(t)，29表示胰島素依賴(lài)性肝糖攝取分配率(1-r)，30表示單位胰島素、單位葡萄糖下的肝臟糖攝取速度Kh，31表示非胰島素依賴(lài)性肝糖攝取分配率r，32表示對(duì)來(lái)自消化道的葡萄糖刺激的肝糖攝取率Func1(FBG)，33表示關(guān)于肝糖攝取率的調(diào)整項(xiàng)b1(I4(t))，34表示肝糖攝取HGU(t)，35表示可抑制肝糖釋放的胰島素濃度的閾值I4off，36表示對(duì)于胰島素刺激的肝糖釋放抑制率Func2(FBG)，37表示表示關(guān)于肝糖釋放抑制率的調(diào)整項(xiàng)b2，38表示對(duì)于基礎(chǔ)代謝的葡萄糖釋放速度，39表示肝糖釋放HGP(t)，而40表示肝臟中的胰島素?cái)z取率A7。
胰島素動(dòng)態(tài)分泌的輸入輸出的關(guān)系可以使用以下的微分方程(3)表述。另外，也可以使用與微分方程(3)等價(jià)的示于圖8的框圖表現(xiàn)。微分方程(3)dI1(t)/dt＝-A3I1(t)+A5I2(t)+A4I3(t)+SRpost(t)dI2(t)/dt＝A6I1(t)-A5I2(t)dI3(t)/dt＝A2I1(t)-A1I3(t)變量SRpost(t)通過(guò)肝臟后的胰島素I1(t)血胰島素濃度I2(t)非胰島素依賴(lài)組織中的胰島素濃度I3(t)末梢組織中的胰島素濃度參數(shù)A1末梢組織中的胰島素的消失速度A2對(duì)末梢組織的胰島素的分配率A3通過(guò)肝臟后的胰島素分配速度A4通過(guò)末梢組織后的胰島素流出速度A5非胰島素依賴(lài)組織中的胰島素消失速度A6對(duì)非胰島素依賴(lài)組織的胰島素分配率在此，作為圖5中的胰島素動(dòng)態(tài)模塊的輸入的通過(guò)肝臟后的胰島素9，與SRpost(t)相對(duì)應(yīng)，并且作為輸出的末梢組織中的胰島素濃度10與I3(t)相對(duì)應(yīng)。
在圖8的框線(xiàn)圖中，9表示通過(guò)肝臟后的胰島素SRpost(t)，10表示末梢組織中的胰島素濃度I3(t)，50表示積分要素，51表示通過(guò)肝臟后的胰島素分配速度A3，52表示血胰島素濃度I1(t)，53表示對(duì)末梢組織的胰島素分配率A2，54表示積分要素，55表示末梢組織中的胰島素消失速度A1，56表示通過(guò)末梢組織后的胰島素流出速度A4，57表示對(duì)非胰島素依賴(lài)組織的胰島素分配率A6，58表示積分要素，59表示非胰島素依賴(lài)組織中的胰島素濃度I2(t)，而60表示非胰島素組織中的胰島素消失速度A5。
末梢組織模塊4的輸入輸出的關(guān)系可以使用以下的微分方程(4)表述。另外，也可以使用與微分方程(4)等價(jià)的示于圖9的框圖表現(xiàn)。
微分方程(4)dBG’/dt＝SGO(t)-u*Goff(FGB)-Kb·BG’(t)-Kp·I3(t)·BG’(t)變量BG’(t)血糖值(BG[mg/dl]、BG’[mg/kg])SGO(t)來(lái)自肝臟的凈葡萄糖I3(t)末梢組織中的胰島素濃度參數(shù)Kb末梢組織中的非胰島素依賴(lài)葡萄糖消耗速度Kp單位胰島素、單位葡萄糖下的末梢組織中的胰島素依賴(lài)性葡萄糖消耗速度u在對(duì)于基礎(chǔ)代謝的葡萄糖釋放速度之中對(duì)于基礎(chǔ)代謝的非胰島素依賴(lài)消耗占據(jù)的比例函數(shù)Goff(FBG)對(duì)于基礎(chǔ)代謝的葡萄糖釋放速度f(wàn)1～f3表示Goff時(shí)使用的常數(shù)其中，作為圖5中對(duì)末梢組織模塊的輸入的末梢組織中的末梢組織中的胰島素濃度10與I3(t)相對(duì)應(yīng)，凈葡萄糖釋放8與SGO(t)相對(duì)應(yīng)，并且血糖值6與BG(t)相對(duì)應(yīng)。
在圖9的框圖中，6表示血糖值BG(t)，8表示自肝臟的凈葡萄糖SGO(t)，10表示末梢組織中的胰島素濃度I3(t)，70表示對(duì)于基礎(chǔ)代謝的非胰島素依賴(lài)的葡萄糖消耗速度u*Goff(FBG)，71表示積分要素，72表示末梢組織中的非胰島素依賴(lài)的葡萄糖消耗速度Kb，73表示單位胰島素、單位葡萄糖下的末梢組織中的胰島素依賴(lài)的葡萄糖消耗速度Kp，而74表示單位轉(zhuǎn)換常數(shù)Ws/DVg。
如圖5所示，上述模塊間的輸入、輸出，由于是互相接續(xù)的，通過(guò)提供自消化道的葡萄糖吸收5，可以根據(jù)算式計(jì)算、模擬血糖值、胰島素濃度的時(shí)序變化。這樣逐次算出的血糖值、胰島素濃度可以顯示在顯示器120上。因此，如上所述，用戶(hù)可以很容易確認(rèn)模擬機(jī)體器官的結(jié)果。
在上述的微分方程的計(jì)算中，比如，可以使用E-Cell(慶應(yīng)義塾大學(xué)公開(kāi)軟件)及MATLAB(MathWorks公司產(chǎn)品)，也可以使用其他的計(jì)算系統(tǒng)。
參數(shù)值的獲得上述參數(shù)值，比如，可以利用以下的參數(shù)集推測(cè)處理獲得(生成)。
圖23為表示利用遺傳算法(以下也簡(jiǎn)稱(chēng)為“GA”)的參數(shù)集推測(cè)處理的示意圖。
利用GA的參數(shù)值的生成，如圖23所示，是通過(guò)參數(shù)集的初始集群生成處理(步驟S1-6-1)、適應(yīng)度評(píng)價(jià)處理(步驟S1-6-2)、選擇·交叉·突變處理(步驟S1-6-4)及結(jié)束判定處理(步驟S1-6-3、S1-6-5)進(jìn)行的。
下面對(duì)圖23的算法進(jìn)行詳細(xì)敘述。
本系統(tǒng)具有針對(duì)在下述表1中表示的機(jī)體模型的各個(gè)參數(shù)的搜索范圍的信息。表1的搜索范圍是人獲得值的范圍，以下將表1的搜索范圍稱(chēng)為基本搜索范圍。
本系統(tǒng)，具有通過(guò)對(duì)各參數(shù)在表1的最小值和最大值的范圍內(nèi)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)而自動(dòng)隨機(jī)生成參數(shù)集PS的功能。以下有時(shí)將這樣得到的參數(shù)集PS稱(chēng)為“個(gè)體”。
表1給定的參數(shù)搜索范圍

CPU110a可以通過(guò)在表1的搜索范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)參數(shù)重復(fù)進(jìn)行產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的處理生成由多個(gè)(比如，10個(gè))參數(shù)集PS組成的初始集群。
本系統(tǒng)(CPU110a)對(duì)生成的個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)價(jià)，從(初始)集群中的個(gè)體PS中選擇提取一部分個(gè)體PS。
在適應(yīng)度評(píng)價(jià)中，將實(shí)測(cè)的OGTT時(shí)序數(shù)據(jù)用作參照。成為參照的實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)(機(jī)體響應(yīng))是本系統(tǒng)想要作為機(jī)體模型的輸出而再現(xiàn)的數(shù)據(jù)，如果適用所生成的參數(shù)集的機(jī)體模型也可以得到與參照同樣的響應(yīng)，就可以說(shuō)該個(gè)體對(duì)實(shí)測(cè)值的適應(yīng)性高。
于是，生成的參數(shù)集的適應(yīng)度評(píng)價(jià)，通過(guò)判定適用所生成的參數(shù)集的機(jī)體模型的輸出(血糖值數(shù)據(jù)、胰島素濃度值數(shù)據(jù))和參照(OGTT葡萄糖數(shù)據(jù)、OGTT胰島素?cái)?shù)據(jù))的類(lèi)似度(適應(yīng)度)進(jìn)行。
隨后，本系統(tǒng)(110a)，根據(jù)規(guī)定的選擇基準(zhǔn)，比如，適應(yīng)度的高低，從(初始)集群中選擇一部分(比如，4個(gè)個(gè)體)作為“親代”。另外，作為選擇基準(zhǔn)并不限定于此“適應(yīng)度高者”，也可以是包含一部分期待在后代的“子代”中適應(yīng)度會(huì)提高的適應(yīng)度低的“親代”的基準(zhǔn)。
對(duì)于利用上述選擇作為“親代”選擇的個(gè)體群，本系統(tǒng)(CPU110a)以以下的順序生成成為“子代”的新的2個(gè)個(gè)體。
首先，(1)從所選擇的個(gè)體群任意選擇2個(gè)個(gè)體。隨后，(2)求出個(gè)體之間的交叉次數(shù)(成為交換對(duì)象的參數(shù)的數(shù)目)。以交叉概率為XR(0～1的范圍)時(shí)，交叉次數(shù)由下式確定。
交叉次數(shù)＝[XR×1個(gè)個(gè)體具有的參數(shù)數(shù)]其中，[]是高斯算符。(例)[3.14]＝3隨后，(3)求出交叉點(diǎn)。交叉點(diǎn)可通過(guò)“交叉次數(shù)”次隨機(jī)地產(chǎn)生從1到參數(shù)數(shù)(表1的情況下為“22”)為止的整數(shù)值而求出。
最后，(4)進(jìn)行新個(gè)體的生成。具體言之，對(duì)于由(1)選擇的2個(gè)個(gè)體，交換由(3)確定的交叉點(diǎn)的參數(shù)，生成新的2個(gè)個(gè)體。
通過(guò)重復(fù)上述(1)～(4)的處理，生成通過(guò)“選擇”減少的個(gè)體數(shù)(在上述的示例中為6個(gè)個(gè)體)的新個(gè)體(子)而生成新的集群。

此外，本系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)100a)，對(duì)于新集群的全部個(gè)體，利用突變概率MR(0～1的范圍)以下述的順序使各個(gè)體的各參數(shù)改變。
比如，突變處理，對(duì)于某一個(gè)體的某一參數(shù)，在0～1的范圍中，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，當(dāng)R≤MR時(shí)，在表2所示的搜索范圍內(nèi)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，與原來(lái)的參數(shù)的值進(jìn)行置換。同樣的處理對(duì)所有個(gè)體的所有參數(shù)進(jìn)行。
如圖23所示，步驟S1-6-2～S1-6-4的處理重復(fù)進(jìn)行，在步驟S1-6-2中進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)價(jià)處理的結(jié)果，當(dāng)在現(xiàn)在的集群之中在規(guī)定的基準(zhǔn)以上存在適應(yīng)度高的個(gè)體的情況下，CPU110a結(jié)束GA的處理，將在集群之中最高適應(yīng)度的個(gè)體(參數(shù)集)作為推測(cè)結(jié)果(步驟S1-6-3)。
另外，在重復(fù)步驟S1-6-2～S1-6-4(適應(yīng)度評(píng)價(jià)～突變)的處理的次數(shù)超過(guò)某一次數(shù)的場(chǎng)合，CPU110a結(jié)束GA的處理，將在集群之中最高適應(yīng)度的個(gè)體(參數(shù)集)作為推測(cè)結(jié)果(步驟S1-6-5)。作為結(jié)束條件的重復(fù)次數(shù)，比如，可以定為300次。
在將利用以上的機(jī)體模型參數(shù)集推測(cè)處理求出的次數(shù)提供給機(jī)體模型時(shí)，由于可以生成與輸入的OGTT時(shí)序數(shù)據(jù)近似的輸出，可以適當(dāng)?shù)啬M患者的機(jī)體器官。
模擬示例下面表示使用本系統(tǒng)模擬血糖值、血胰島素濃度、肝糖攝取及肝糖釋放的時(shí)序變化的示例。在此示例中，作為各塊的參數(shù)的一例，使用示于表2的值。
表2


另外，在對(duì)微分方程進(jìn)行計(jì)算時(shí)，作為變量的初始值的一例使用表3的值。
表二中，ID代表具體的某個(gè)方面的屬性名，對(duì)應(yīng)的Value，表示該屬性名的數(shù)值，這樣，用一組ID-Value對(duì)就可以描述對(duì)象的一個(gè)完整屬性。
例如，對(duì)象的邊框?qū)傩杂啥鄠€(gè)方面組成，如線(xiàn)型(包括直線(xiàn)型、虛線(xiàn)型)和邊框?qū)挾龋瑸榱税堰吙驅(qū)傩猿槿檫吙驅(qū)傩詫?duì)象，可以定義兩個(gè)ID(常量)border-Style(它的取值為整數(shù)1和2，1表示直線(xiàn)型，2表示虛線(xiàn)型)、border-With(它的取值為整數(shù)，單位為象素)，則“線(xiàn)型為虛線(xiàn)型，寬度為10個(gè)象素”的邊框?qū)傩詫?duì)象為

上述實(shí)施例中，步驟103的具體操作可以采取以下方式首先，對(duì)所有的屬性對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)；然后，將屬于同一類(lèi)型的屬性對(duì)象存放在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的同一張表中，所述表的表名為屬性對(duì)象的分類(lèi)常量。
在寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，屬性對(duì)象創(chuàng)建進(jìn)程還可以將索引封裝在所述屬性庫(kù)中。
本發(fā)明中，把抽取出來(lái)的屬性對(duì)象放在一起，統(tǒng)一管理，這樣的一個(gè)屬性對(duì)象的集合，就成為一個(gè)屬性對(duì)象庫(kù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)屬性對(duì)象的訪(fǎng)問(wèn)和設(shè)置，建立對(duì)象與屬性對(duì)象的聯(lián)系；通過(guò)屬性對(duì)象的分類(lèi)管理，提高訪(fǎng)問(wèn)時(shí)的檢索速度。
屬性對(duì)象創(chuàng)建進(jìn)程對(duì)所述屬性對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)，屬于同一類(lèi)型的屬性對(duì)象存放在所述屬性庫(kù)中的同一張表中，所述表的表名為屬性分類(lèi)常量；此時(shí)，在屬性庫(kù)中維護(hù)了兩種表，一種是屬于同一類(lèi)的屬性對(duì)象表，一種是屬性對(duì)象的類(lèi)表，保存的是屬性分類(lèi)常量及其對(duì)應(yīng)的表的索引。
如圖2所示，為本發(fā)明查找對(duì)象屬性數(shù)據(jù)的方法的一個(gè)具體實(shí)施例的流程圖，該實(shí)施例具體執(zhí)行以下步驟步驟201、獲取對(duì)象的屬性名。根據(jù)程序運(yùn)行需要執(zhí)行的對(duì)象操作，得到與該對(duì)象相關(guān)的屬性名。
按照以上方式，通過(guò)利用本系統(tǒng)，可以以近似于生理變動(dòng)的形式再現(xiàn)伴隨葡萄糖吸收的血糖值、血胰島素濃度、肝糖攝取及肝糖釋放的時(shí)序變動(dòng)。另外，在本系統(tǒng)中使用的模型，由于包含涉及控制血糖值的胰臟、肝臟、胰島素動(dòng)態(tài)及末梢組織分別對(duì)應(yīng)的模塊作為構(gòu)成要素，在醫(yī)學(xué)上其意義易于理解。
2.用于預(yù)測(cè)治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)在用于預(yù)測(cè)治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)DB中，將病態(tài)信息和治療方法作為鍵詞存放期待的治療效果。
病態(tài)信息，可以以1個(gè)或多個(gè)數(shù)值表示患者的狀態(tài)，比如，可以使用上述病態(tài)信息獲取手段300算出的胰島素分泌不全的分?jǐn)?shù)、末梢胰島素抗性的分?jǐn)?shù)、肝糖攝取低下的分?jǐn)?shù)及肝糖釋放亢進(jìn)的分?jǐn)?shù)(狹義的病態(tài)信息)?；蛘撸部梢栽谏鲜龇?jǐn)?shù)之上，加上年齡、性別、體重等的可代碼化的患者屬性作為病態(tài)信息(廣義的病態(tài)信息)。
治療方法，如上所述，是將對(duì)疾患采取的治療方法的組合代碼化的項(xiàng)目，比如，對(duì)于糖尿病，可以使用對(duì)飲食療法、運(yùn)動(dòng)療法、磺酰脲劑、速效型胰島素分泌促進(jìn)劑、胰島素抵抗性改善劑、糖吸收抑制劑、胰島素制劑的任一種或?qū)⒍喾N進(jìn)行組合分配固有的代碼的方法。
所謂治療效果，是將期待通過(guò)治療病態(tài)的改善量以數(shù)值表現(xiàn)的效果，比如，對(duì)于糖尿病，可以使用將期待的血糖值的下降量及其概率作為一組而形成的列表。
表5～7，分別表示治療方法的代碼化及治療效果的一例。




上述病態(tài)信息存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。表8～9表示其一例，表8具有的字段為“胰島素分泌不全”、“末梢胰島素抗性”、“肝糖攝取低下”、“肝糖釋放亢進(jìn)”、“年齡”、“性別”、“體重”、“治療方法”及“期待治療效果編號(hào)”。并且，表9具有的字段為“治療效果編號(hào)”、“血糖值下降量”及“概率”。



表9中應(yīng)該存放的數(shù)據(jù)，比如，可以以下述方法生成。
(1)步驟1生成治療成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于多名患者，將治療前的病態(tài)作為上述病態(tài)信息積累于治療成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。在治療開(kāi)始時(shí)，將采用的治療法代碼化，在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯。另外，在治療后，累積治療效果。
在表10中表示在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中存放治療成績(jī)的示例。表10具有的字段為“患者ID”、“胰島素分泌不全”、“末梢胰島素抗性”、“肝糖攝取低下”、“肝糖釋放亢進(jìn)”、“年齡”、“性別”、“體重”、“治療方法”及“治療效果”。


(2)步驟2從治療成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)算出治療效果將表10的記錄按照每個(gè)病態(tài)信息進(jìn)行分類(lèi)，生成治療效果的概率頻度分布。
比如，為了從上述表10中，讀出末梢胰島素抗性的分?jǐn)?shù)為10至30、肝糖攝取低下的分?jǐn)?shù)為30至50、肝糖釋放亢進(jìn)的分?jǐn)?shù)為30至50、胰島素分泌不全的分?jǐn)?shù)為50至70、年齡為60至70、性別為1、體重為70至90、治療法為3的記錄，使用SQL語(yǔ)言表述為SELECT治療效果FROM表10 WHERE末梢胰島素抗性BETWEEN 10AND 30 AND肝糖攝取低下BETWEEN 30 AND 50 AND肝糖釋放亢進(jìn)BETWEEN 30 AND 50 AND胰島素分泌不全BETWEEN 50 AND 70 AND年齡BETWEEN 60 AND 70 AND性別＝1AND體重BETWEEN 70 AND 90 AND治療法＝3。在上述示例中，輸出患者ID為1、2、5、6的記錄的治療效果字段。
輸出的治療效果10、40、40、35由此輸出可以生成治療效果的概率頻度分布。此時(shí)，各區(qū)間值的寬度可以任意確定。比如，血糖值的下降量可以將各區(qū)間的寬度確定為20mg/dl。
在此場(chǎng)合，按照上述治療效果的一例，概率頻度分布為低于20為0.25，20至39為0.25，40至59為0.5。
作為與此治療效果相對(duì)應(yīng)的病態(tài)信息的代表值，比如，可以使用在讀出記錄之際使用的各字段的值的中央值。就是說(shuō)，在上述的示例中，可以取末梢胰島素抗性的分?jǐn)?shù)為20，肝糖攝取低下的分?jǐn)?shù)為40、肝糖釋放亢進(jìn)的分?jǐn)?shù)為40、胰島素分泌不全的分?jǐn)?shù)為60、年齡為65、性別為1、體重為75、治療法為3的病態(tài)信息作為代表值。
表11～12分別表示治療效果及對(duì)應(yīng)的病態(tài)信息的代表值的一例。



(3)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯治療效果將在步驟2中得到的治療效果存貯于上述的表8、9。以上述治療效果為EE、病態(tài)信息的代表值為P。
首先，獲得不重復(fù)的單值的編號(hào)Ni作為治療效果編號(hào)。隨后，在表8中添加由病態(tài)profile代表值P及Ni構(gòu)成的記錄R。此外，將Ni、治療效果EE的各區(qū)間值和概率添加到表9。
3.數(shù)據(jù)庫(kù)檢索將由上述病態(tài)信息獲取手段得到的特定的患者的病態(tài)信息作為查詢(xún)，比如，以下述方式進(jìn)行上述數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索。就是說(shuō)，如圖21所示，對(duì)于每個(gè)特定的患者的病態(tài)信息、治療方法，輸出滿(mǎn)足類(lèi)似度(近似的程度)的基準(zhǔn)并且最類(lèi)似的記錄。
更詳細(xì)言之，首先，輸入利用病態(tài)信息獲取手段得到的特定的患者的病態(tài)信息(查詢(xún)Q)(步驟S11)。于是，將全部記錄Ri從數(shù)據(jù)庫(kù)DB中順序讀出(步驟S12)，由CPU110a算出上述查詢(xún)Q與記錄Ri的距離d(步驟S13)。
此距離d的算出，比如，可以以下述方式進(jìn)行。另外，將與某一治療方法相對(duì)應(yīng)的距離的最小值dmin[M]的初始值設(shè)為無(wú)限大(∞)。
首先，在Q和Ri的各字段“性別”不一致的場(chǎng)合，以di＝無(wú)限大。
在字段“性別”都一致的場(chǎng)合，在以下的步驟中算出Q和Ri的距離。在Q中，將字段“末梢胰島素抗性”、“肝糖攝取低下”、“肝糖釋放亢進(jìn)”、“胰島素分泌不全”、“年齡”及“體重”的值以縱向矢量Vq表示。
Vq＝(IRq，GUq，GRq，ISq，Aq，BMq)t(其中t為轉(zhuǎn)置行列式)其中，IRq末梢胰島素抗性的分?jǐn)?shù)GUq肝糖攝取低下的分?jǐn)?shù)GRq肝糖釋放亢進(jìn)的分?jǐn)?shù)ISq胰島素分泌不全的分?jǐn)?shù)Aq年齡BMq體重同樣，對(duì)于從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀出的記錄Ri以縱向矢量表示。
Vi＝(IRi，GUi，GRi，ISi，Ai，BMi)t(其中t為轉(zhuǎn)置行列式)算出距離di作為矢量Vq和Vi的Mahalanobis距離。Mahalanobis距離，在矢量的各要素存在相關(guān)的場(chǎng)合，通過(guò)考慮各要素的分散，與歐幾里德距離進(jìn)行比較，可以提供更合適的類(lèi)似度的指標(biāo)。為了算出Mahalanobis距離，對(duì)于預(yù)先存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中的全部的“末梢胰島素抗性”、“肝糖攝取低下”、“肝糖釋放亢進(jìn)”、“胰島素分泌不全”、“年齡”及“體重”的值，計(jì)算分散·共分散行列式∑。
di可使用∑求出如下[數(shù)式1]di=(Vi-Vq)tΣ-1(Vi-Vq)]]>(其中，∑-1為∑的反行列式)CPU110a，將這樣得到的距離d與對(duì)應(yīng)于治療方法M的距離的最小值dmin[M]進(jìn)行比較，當(dāng)距離d小于dmin[M]時(shí)，將d作為dmin[M](步驟S15)，將Ri作為Rmin[M](步驟S16)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算。
于是，當(dāng)對(duì)各治療方法得到的dmin[M]小于對(duì)每個(gè)治療方法設(shè)定的基準(zhǔn)值時(shí)，就輸出該Rmin[M]，當(dāng)全部dmin[M]都大于基準(zhǔn)值時(shí)，就輸出“無(wú)符合”。
在得到與提供的病態(tài)信息最類(lèi)似的Rmin的場(chǎng)合，治療效果，比如，可以以下面方式輸出。
在Rmin之中，以“治療效果編號(hào)”字段的值作為E。以此E作為查詢(xún)，將在表9中一致的記錄全部輸出。這在標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下可以使用SQL語(yǔ)言以下述方式實(shí)現(xiàn)SELECT*FROM表9WHERE治療效果編號(hào)＝E于是，通過(guò)將在此處得到的記錄按照“血糖下降量”字段的值升序排列，就可以顯示治療效果與概率。
圖22表示這種顯示的示例，在此示例中，對(duì)于在作為治療方法服用SU類(lèi)和AGI類(lèi)的場(chǎng)合，以及在服用TZD類(lèi)的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)療法的場(chǎng)合，以直方圖顯示治療效果的預(yù)測(cè)。在各直方圖中，橫軸表示食后血糖值的下降量，縱軸表示達(dá)到上述下降量的概率。另外，血糖值是以20mg/dl刻度劃分。在畫(huà)面左上方，顯示患者的病態(tài)信息，并且在各圖的下方顯示與治療效果相對(duì)應(yīng)的病態(tài)信息的代表值(在讀出記錄之際使用的各字段的值的中央值)。由此顯示可知對(duì)于該患者，作為治療方法，在服用TZD劑的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)療法的場(chǎng)合，可以預(yù)測(cè)會(huì)獲得很大的治療效果。
另外，在圖22中表示的示例中，顯示的是治療開(kāi)始后經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間(比如，6個(gè)月)時(shí)的治療效果，但是如果在數(shù)據(jù)庫(kù)生成時(shí)以治療開(kāi)始后1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、1年這樣的方式設(shè)置治療時(shí)間的字段時(shí)，也可以顯示隨時(shí)間變化的治療效果。在此場(chǎng)合，如果對(duì)各治療時(shí)間(1個(gè)月、3個(gè)月…)每一個(gè)算出治療效果的平均值，并且以橫軸表示治療時(shí)間，一縱軸表示治療效果而圖表化時(shí)，對(duì)于采用特定的治療方法時(shí)預(yù)測(cè)的病態(tài)信息的經(jīng)時(shí)變化(temporal change information)可以一目了然。另外，如果將病態(tài)信息的經(jīng)時(shí)變化代替治療效果或與治療效果一起存貯到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)于采用特定的治療方法時(shí)預(yù)測(cè)的病態(tài)信息的經(jīng)時(shí)變化可以一目了然。
權(quán)利要求
1.治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括病態(tài)信息獲取手段，獲得由患者的診療數(shù)據(jù)生成并表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息；檢索手段，從存貯所存貯的病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索存貯的與利用上述病態(tài)信息獲取手段獲得的患者病態(tài)信息近似的病態(tài)信息；以及治療效果獲得手段，從上述數(shù)據(jù)庫(kù)獲得利用檢索手段檢索到的與存貯的病態(tài)信息相對(duì)應(yīng)的治療效果。
2.如權(quán)利要求1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括接受患者的診療數(shù)據(jù)的輸入手段，根據(jù)上述輸入手段接受的診療數(shù)據(jù)獲得患者病態(tài)信息的病態(tài)信息接受手段。
3.如權(quán)利要求1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中病態(tài)信息獲取手段包括機(jī)體模型驅(qū)動(dòng)手段，可以使用借助由具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)的機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型來(lái)模擬機(jī)體的行為；參數(shù)值獲得手段，從基于上述診療數(shù)據(jù)的上述機(jī)體模型獲得適合該患者的參數(shù)值；以及病態(tài)信息生成手段，根據(jù)利用此參數(shù)獲得手段獲得的參數(shù)來(lái)生成該患者的病態(tài)信息。
4.如權(quán)利要求1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)的時(shí)間變化信息，上述治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以獲得上述時(shí)間變化信息。
5.如權(quán)利要求1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中上述存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息至少包括下述之一表示胰島素分泌不全的信息、表示末梢胰島素抗性的信息、表示肝糖攝取低下的信息及表示肝糖釋放亢進(jìn)的信息。
7.如權(quán)利要求1所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括顯示手段，用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間并以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度顯示上述區(qū)間。
8.治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括處理器；以及存儲(chǔ)器，在處理器的控制下并且包括可使處理器執(zhí)行以下操作的指令根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的患者的病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)存貯了病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
9.如權(quán)利要求8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還包括輸入裝置；其中的操作還包括通過(guò)輸入裝置獲得診療數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中確定操作包括使用借助通過(guò)具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)的機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型模擬機(jī)體的行為；根據(jù)上述診療數(shù)據(jù)從該機(jī)體模型獲得適于該患者的參數(shù)；以及根據(jù)上述參數(shù)值生成該患者的病態(tài)信息。
11.如權(quán)利要求8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)的時(shí)間變化信息；并且上述操作還包括從數(shù)據(jù)庫(kù)獲得上述時(shí)間變化信息。
12.如權(quán)利要求8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
13.如權(quán)利要求12所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所存貯的病態(tài)信息至少包括下述之一表示胰島素分泌不全的信息、表示末梢胰島素抗性的信息、表示肝糖攝取低下的信息及表示肝糖釋放亢進(jìn)的信息。
14.如權(quán)利要求8所述的治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其構(gòu)成還包括顯示裝置；其中上述操作還包括用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間；以及以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度在顯示裝置上顯示上述區(qū)間。
15.治療效果預(yù)測(cè)方法，其構(gòu)成包括根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的患者病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)存貯了病態(tài)信息和在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
16.用于治療效果預(yù)測(cè)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)；以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的用來(lái)使計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)指令根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的患者病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)存貯了病態(tài)信息與在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。
17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中確定操作包括使用借助由具有多個(gè)參數(shù)的數(shù)字模型表現(xiàn)的機(jī)體器官的功能的機(jī)體模型模擬機(jī)體的行為；根據(jù)上述診療數(shù)據(jù)從該機(jī)體模型獲得適合該患者的參數(shù)；以及根據(jù)上述參數(shù)值生成該患者的病態(tài)信息。
18.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存貯在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的病態(tài)時(shí)間變化信息；并且上述操作還包括從數(shù)據(jù)庫(kù)獲得上述時(shí)間變化信息。
19.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所存貯的病態(tài)信息和預(yù)定的治療與糖尿病相關(guān)。
20.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中上述操作還包括用來(lái)將治療效果分類(lèi)為多個(gè)取決于效果程度的區(qū)間；以及以每個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的頻率或頻度顯示上述區(qū)間。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種治療效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其構(gòu)成包括處理器；以及存儲(chǔ)器，在處理器的控制下并且包括可使處理器執(zhí)行以下操作的指令根據(jù)患者的診療數(shù)據(jù)確定表示患者的病態(tài)的特征的病態(tài)信息的病態(tài)信息；訪(fǎng)問(wèn)所存貯的病態(tài)信息和與在提供預(yù)定的治療時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的治療效果的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與存貯的與患者病態(tài)信息相似的病態(tài)信息之一相對(duì)應(yīng)的特定治療效果。并且還揭示了治療效果預(yù)測(cè)方法及用于預(yù)測(cè)治療效果的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1862551SQ200610079829
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者高地泰浩, 齊藤太計(jì)雄, 清家圣嘉 申請(qǐng)人:希森美康株式會(huì)社