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Study of development and evaluation of signal detection system for side effects due to drug interaction using deep learning

Research Project

Project/Area Number 17K09238
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Medical and hospital managemen
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Kumamoto Ichiro  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (40225230)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村永 文学  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (00325812)
宇都 由美子  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (50223582)
岩穴口 孝  鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (80619198)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords機械学習 / tensorflow / doc2vec / 医薬品有害事象 / シグナル検知 / Doc2Vec / 医薬品有害事象検知 / データマイニング / 自然言語解析 / 薬剤疫学 / 医薬品副作用 / ディープラーニング / ニューラルネットワーク / 人工知能 / 医薬品相互作用
Outline of Final Research Achievements

In this study, we evaluated two analytical methods for signal detection of adverse events due to drug interactions. It is a method to analyze free description records written by medical staff with Doc2Vec of GenSim library which is a text vectorization method. A nursing progress record of a patient who developed aspiration pneumonia was made into a DB and judged by a cosine similarity threshold of 0.999613. The AUC was 0.718, the sensitivity was 90.9%, and the specificity was 60.3%.
This is a method to image inspection results, which are time-series quantitative data, and perform machine learning analysis using Google's tensorflow. As adverse event onset groups, 500 cases for machine learning and 10 cases for evaluation were prepared and analyzed. The disease discrimination rate was 68-72%.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々は過去の研究において、医薬品の相互作用による有害事象のシグナルを検知するシステムを開発し、ニューラルネットワークが膨大な薬剤種であっても分析可能であり実用的であることを見出した。相互作用を起こしている可能性の高い薬剤はアプリオリアルゴリズムを応用して特定できた。本研究の成果によって、医療従事者の自由記載記録と定性・定量化された大量の検査結果から、多種多様な症状を呈する有害事象の発症の予見が可能となり、新薬の市販後調査(フェーズ4)時の有害事象の自動監視により安全な創薬を支援するであろう。また本研究の成果は、各種疾病の発症予測やインシデントの発生予防にも応用可能であると思われた。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 文章ベクトル化における調整パラメーター値とカットオフ値の検討―看護観察記録を用いた誤嚥性肺炎発見手法において―2018

    • Author(s)
      小牧祥太郎,村永文学,宇都由美子,岩穴口孝,熊本一朗
    • Journal Title

      医療情報学

      Volume: 38 Suppl. Pages: 782-785

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 誤嚥性肺炎予防の為の、観察記録解析における文書ベクトル化技法の有用性の検討2017

    • Author(s)
      小牧祥太郎、村永文学、宇都由美子、岩穴口孝、熊本一朗
    • Journal Title

      医療情報学連合大会論文集

      Volume: 37 Pages: 380-383

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ケアの実施データの二次利用による持続可能な看護計画の見直しツールの開発とその評価2017

    • Author(s)
      宇都 由美子, 花原 康代, 岩穴口 孝, 落合 美智子, 市村 カツ子, 村永 文学, 熊本 一朗
    • Journal Title

      医療情報学連合大会論文集

      Volume: 37 Pages: 695-697

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高額医療費の要因分析に適したデータマイニング手法に関する研究2017

    • Author(s)
      村永文学,岩穴口孝,宇都由美子,熊本一朗
    • Journal Title

      医療情報学連合大会論文集

      Volume: 37 Pages: 484-487

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 継続的な看護ケアに不可欠な退院時看護要約のためのケア実施入力データの分析2017

    • Author(s)
      岩穴口 孝, 宇都 由美子, 村永 文学, 熊本 一朗
    • Journal Title

      日本医療情報学会看護学術大会論文集

      Volume: 17 Pages: 69-70

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 文章ベクトル化における調整パラメーター値とカットオフ値の検討―看護観察記録を用いた誤嚥性肺炎発見手法において―2018

    • Author(s)
      小牧祥太郎,村永文学,宇都由美子,岩穴口孝,熊本一朗
    • Organizer
      第38回医療情報学連合大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 誤嚥性肺炎予防の為の、観察記録解析における文書ベクトル化技法の有用性の検討2017

    • Author(s)
      小牧祥太郎
    • Organizer
      第37回医療情報学連合大会
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  • [Presentation] 高額医療費の要因分析に適したデータマイニング手法に関する研究2017

    • Author(s)
      村永文学
    • Organizer
      第37回医療情報学連合大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ケアの実施データの二次利用による持続可能な看護計画の見直しツールの開発とその評価2017

    • Author(s)
      宇都 由美子
    • Organizer
      第37回医療情報学連合大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 継続的な看護ケアに不可欠な退院時看護要約のためのケア実施入力データの分析2017

    • Author(s)
      岩穴口 孝
    • Organizer
      第17回日本医療情報学会看護学術大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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