| Project/Area Number |
21K18312
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 62:Applied informatics and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
内田 誠一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (70315125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 直樹 九州大学, 大学病院, 教授 (60325529)
加葉田 雄太朗 長崎大学, 情報データ科学部, 助教 (40830097)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
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| Keywords | 医療データ / 多目的最適化 / 特異点 / 実データ解析 / 特異点論 / 機械学習 / パレート解 / 医療情報処理 / 実データ分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，医療現場における治療方針決定を，多目的最適化の枠組みで数理的に扱うことで，根拠に基づく医療の進展に寄与することを目的とする．実際，治療方針の決定には，「治療費，治療効果，リスク，リソース（医師団や医療設備）使用量」など考慮すべき複数の評価指標が存在し，さらにそれらのトレードオフまでも考慮する必要がある．そこで本研究では，これを多目的最適化問題として捉え，治療方針の数理的な最適決定を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は，理論研究とその医療データ応用の両面から研究を進捗させた．理論研究については，個々の目的関数がガウス関数で表現されるケースについての詳細な解析を与えた．特に，１次元かつ等分散な2つのガウス関数であっても，それらを目的関数とした場合のパレートフロント上の特異点（曲率最大点）については，2関数の平均間の距離の変化に対して，複雑な挙動を示し，特に特異点の位置と数が分岐する構造を見出すに至った．さらに，このパレートフロント上の特異点を持って一意解を決めた場合，それが数理的にどのような意味を持つことになるのかの議論を深めた．なお，この理論研究を通して，2つのガウス関数の混合分布そのものの形状（特に峰の数）についての新たな発見があり，これについては近々数学論文としてまとめる予定である．医療データ応用研究については，医療分野でもやはりRecall-precisionのトレードオフが問題になること，およびそのトレードオフは一種の多目的最適化にもなっていることに注目した．そのうえで，実医療でなされた判断が，そのトレードオフ（すなわちパレートフロント）のどの位置に存在するかの検証を試みた．これら多目的最適化に関する理論研究と医療データ応用のベースとして，マルチタスク学習（ランキング精度と識別精度の同時最適化，およびリジェクト精度と識別精度の同時最適化）や最適化そのものの機械学習による解法に関する研究も推進した．
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Report
(4 results)
Research Products
(59 results)
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[Presentation] ePathの概要とその活用、効果について2023
Author(s)
中熊 英貴, 小妻 幸男, 山下 貴範, 若田 好史, 的場 哲哉, 松木 絵里, 船越 公太, 戸高 浩司, 中島 直樹, 岡田 美保子, 副島 秀久
Organizer
第43回医療情報学連合大会
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[Presentation] 医師の働き方改革を目的としたLearning Health System 構築- ePath データの活用事例 -2023
Author(s)
松本 晃太郎, 若田 好史, 野原 康伸, 中熊 英貴, 小妻 幸男, 管田 塁, 山下 貴範, 的場 哲哉, 坂本 和生, 橋之口 朝仁, 木下 郁彦, 竹中 朋祐, 荒木 千恵子, 劔 卓夫, 堀尾 英治, 岩谷 和法, 羽藤 慎二, 重松 久之, 山下 素弘, 村岡 修子, 杉田 匡聡, 副島 秀久, 中島 直樹
Organizer
第43回医療情報学連合大会
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