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ニューラルネットワークシステムを用いた人工呼吸器からの離脱の為の総合的基準の開発

Research Project

Project/Area Number 16659491
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Emergency medicine
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

遠藤 裕  新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (90168831)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大橋 さとみ  新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00313510)
Project Period (FY) 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsニューラルネットワーク / 人工呼吸 / ウィーニング
Research Abstract

対象:過去5年間の当院ICUのCPUにデータが残っている5日以上の機械的人工呼吸管理を受けた170症例(人工呼吸からの離脱成功145例,失敗25例)を対象とした。人工呼吸からの離脱成功は初回の試行のみでの評価とし,気管切開を試行した症例は除外した。
Input & Output data:体重,身長,BMI,性別,入院時検査の呼吸機能(%VC,%FEV_<1.0>),人工呼吸開始前のPaO_2/FIO_2(PF ratio),ICU入室時のAPACE II score,人工呼吸離脱時の血液ガス(PaO_2,PaCO_2,pH)PaO_2/FIO_2(PF ratio),呼吸数,1回換気量,分時換気量(1分間の平均値),平均血圧,心拍数,鎮静の有無の18項目をinput, outputを人工呼吸からの離脱の成否として,ニューラルネットワーク(ANN)を構築した。ANNはNeuroSolutionsTM4.0(NeuroDimension, USA)を使用,Multiple perception layerで構築,170症例のデータでtrainingを行った。ただし,人工呼吸離脱時の呼吸モードはCPAP,PEEP3cmH_2O,Pressure Support 5cmH_2O,血液ガスは抜管直前,呼吸数,1回換気量,分時換気量,平均血圧,心拍数は抜管前30分前の値とした。次に,15症例で,構築したANNを用いて人工呼吸からの離脱の成否について前向きに予測した。
結果:Training:1000回のtrainingで,linear correlation coefficient(成功0.9998;不成功0.9996),%Correct(成功100%;不成功100%)の好結果を得た。離脱予測:15例中2例の離脱失敗があり,失敗予測(0.999,0.997),成功予測(0.06,0.00)で,正確に予測可能であった。
結論:ANNを用いて,人工呼吸器からの離脱の成否の予測は可能である。
表.前向き予測の結果(入力データー部と症例3〜10,14,15を省略)
Input(1部省略) Output Probability
case age BMI sex %VC %FEV_<1.0> PF ratio Weaning Success failed
1 71 23.01 male 85 45 152 success 0.993 0.013
2 89 31.22 male 80 42 147 success 1.001 0.012
11 89 38.94 female 78 66 89 failed 0.006 0.999
12 77 34.01 male 63 78 105 failed 0.000 0.997
13 56 23.88 female 54 74 110 success 1.001 -0.007

Report

(1 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Does central venous pressure or pulmonary capillary wedge pressure reflect the status of circulating blood volume in patients after extended transthoracic esophagectomy ?2005

    • Author(s)
      大橋 さとみ
    • Journal Title

      J Anesth 19(1)

      Pages: 21-25

    • NAID

      10014428821

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 心臓大血管術後の呼吸不全に対する腹臥位人工呼吸の効果2005

    • Author(s)
      大橋 さとみ
    • Journal Title

      日本集中治療医学会雑誌 12(1)

      Pages: 31-32

    • NAID

      10017239110

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 機械的人工呼吸による肺傷害2005

    • Author(s)
      遠藤裕
    • Journal Title

      新潟市医師会雑誌 (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Proinflammatory cytokines correlate with the development of encephalopathy in patients with fulminant hepatitis.2004

    • Author(s)
      肥田誠治
    • Journal Title

      Acta Medica et Biologica 52(4)

      Pages: 141-148

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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