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2016 Fiscal Year Annual Research Report

大規模医療データのための統合的情報解析技術の開発

Research Project

Project/Area Number 15H02705
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

櫻井 保志  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (30466411)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 有次 正義  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40282412)
吉川 正俊  京都大学, 情報学研究科, 教授 (30182736)
今中 雄一  京都大学, 医学研究科, 教授 (10256919)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords医療情報解析 / 時系列データマイニング / ビッグデータ
Outline of Annual Research Achievements

近年、医療機関では電子カルテからの診察記録や症例登録など、様々な医療データが大量に蓄積されている。本研究では、このような大規模かつ多種多様な複合データをモデル化し、統合的に解析するための高度なデータマイニング技術を開発する。医療データのレコード数および項目数は非常に多い。多項目から構成される複合医療データを効果的かつ効率的に要約、モデル化、そして項目間の関係性を抽出する。また、巨大な医療データを解析し、リアルタイムかつ継続的に情報提供を行なうため、モデルパラメータの高速推定、高速情報予測を行なう基盤技術を開発する。
平成28年度は、大規模なデータを高速に処理し、情報提供を行なうための高速学習手法と予測手法を提案した。これらの手法により、パターン発見、異常検出、そして与えられた条件下での将来予測を効率的に行なうことが可能となった。現在、実際の医療データを用いて開発技術の性能を検証している。また、扱っている医療データの中には項目数とレコード数が多いものの、時間発展の情報が少ないデータも存在する。そのような場合に対応するため、Deep Learningに基づく新たな技術の開発にも取り組んでいる。予測精度を高めるため、最適な次元数を自動的に推定するとともに、大規模データを扱うため、データ学習と予測処理、各々の処理の高速化を図っている。
本プロジェクトに関連して、トップ国際会議であるWWW2016とKDD2016に論文が採択された。そして、WWW2016とKDD2017のチュートリアル講演にも採択されている。これらチュートリアル講演はいずれも日本人として初めての採択である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

大規模時系列データマイニングのための理論やアルゴリズムの研究に注力して取り組み、国内外において研究発表を活発に行った。時系列ビッグデータ解析技術を開発し、最難関トップ国際会議であるWWW2016、KDD2016に論文が採択され、研究発表を行った。さらに、WWW2016およびKDD2017両方において3時間のチュートリアル講演に採択された。以上のように国際的にインパクトの高い研究成果となった。

Strategy for Future Research Activity

本研究で開発した非線形テンソル解析技術では、データの時間発展の情報を解析するとともに、多項目から構成される複合データから、その項目間の関係性を抽出する。一方で、扱っている医療データの中には項目数とレコード数が多いものの、時間発展の情報が少ないデータも存在する。そのような場合に対応するため、Deep Learningに基づく新たな技術の開発にも取り組んでいる。予測精度を高めるため、最適な次元数を自動的に推定するとともに、大規模データを扱うため、データ学習と予測処理、各々の処理の高速化を図っている。

  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 8 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Non-linear Dynamics of Information Diffusion in Social Networks2017

    • Author(s)
      Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai, B. Aditya Prakash, Lei Li, Christos Faloutsos
    • Journal Title

      ACM Transactions on the Web (TWEB)

      Volume: 11 (2) Pages: 11:1-11:40

    • DOI

      10.11453057741

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ecosystem on the Web: non-linear mining and forecasting of co-evolving online activities2017

    • Author(s)
      Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai, Christos Faloutsos
    • Journal Title

      World Wide Web, Springer,

      Volume: Vol. 20, Issue 3 Pages: 439-465

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 生態系モデルに基づくオンライン活動データの非線形解析2017

    • Author(s)
      松原靖子, 櫻井保志, Christos Faloutsos
    • Journal Title

      電気情報通信学会論文誌D

      Volume: Vol.J100-D, 4 Pages: 457-471

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 大規模データストリームのリアルタイム予測2016

    • Author(s)
      松原靖子, 櫻井保志
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌:データベース

      Volume: Vol.9 No.4 Pages: 32-45

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 大規模疫病データのための非線形モデル解析2016

    • Author(s)
      松原靖子, 櫻井保志, Willem G. van Panhuis, Christos Faloutsos
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌:データベース

      Volume: Vol.9 No.4 Pages: 17-31

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Non-linear Time-series Analysis of Social2016

    • Author(s)
      Thinh Minh Do, Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai
    • Journal Title

      Journal of Information Processing

      Volume: Vol. 24, No. 6 Pages: 937-945

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 車両走行センサデータからの自動パターン検出2016

    • Author(s)
      本田 崇人, 松原 靖子, 根山 亮, 櫻井 保志
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌:データベース

      Volume: Vol. 9, No. 3 Pages: 1-13

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 時系列ビッグデータのリアルタイム解析:新技術と挑戦2017

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      電子情報通信学 PRMU/IE/MI/SIP 合同研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2017-05-25 – 2017-05-25
    • Invited
  • [Presentation] Smart Analytics for Big Time-series Data2017

    • Author(s)
      Yasushi Sakurai, Yasuko Matsubara, Christos Faloutsos
    • Organizer
      ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Automatic and Effective Mining of Coevolving Online Activities2017

    • Author(s)
      Thinh Minh Do, Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai
    • Organizer
      Pacific-Asia Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (PAKDD)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Real-time Forecasting of IoT Big Data: Foundations and Challenges2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      the 11th Korea-Japan Database Workshop (KJDB)
    • Place of Presentation
      Daegu, South Korea
    • Year and Date
      2016-11-19 – 2016-11-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 実社会データへの機械学習応用2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報論的学習理論と機械学習(IBISML)研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-11-17 – 2016-11-17
    • Invited
  • [Presentation] 時系列ビッグデータ解析の新たな展開2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      電子情報通信学会IE研究会 映像情報メディア学会ME-AIT研究会 合同研究会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-10-06 – 2016-10-06
    • Invited
  • [Presentation] ビッグデータのための非線形時系列解析とその応用2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      第5回生命医薬情報学連合大会(IIBMP 2016)
    • Place of Presentation
      東京都 東京国際交流館プラザ平成
    • Year and Date
      2016-09-28 – 2016-09-28
    • Invited
  • [Presentation] Regime Shifts in Streams: Real-time Forecasting of Co-evolving Time Sequences2016

    • Author(s)
      Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai
    • Organizer
      ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD)
    • Place of Presentation
      San Francisco, California
    • Year and Date
      2016-08-13 – 2016-08-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mining and Forecasting of Big Time-series Data2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      JST ERATO 河原林巨大グラフプロジェクト
    • Place of Presentation
      東京都 学術総合センター
    • Year and Date
      2016-08-09 – 2016-08-09
    • Invited
  • [Presentation] Mining Big Time-series Data on the Web2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      POSTEC Database Workshop
    • Place of Presentation
      韓国 POSTEC
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-05-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時系列ビッグデータ解析とその応用2016

    • Author(s)
      櫻井保志
    • Organizer
      日本基礎心理学会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-21
    • Invited
  • [Presentation] Non-Linear Mining of Competing Local Activities2016

    • Author(s)
      Yasuko Matsubara, Yasushi Sakurai, Christos Faloutsos
    • Organizer
      International World Wide Web Conference (WWW)
    • Place of Presentation
      Melbourne, Canada
    • Year and Date
      2016-04-11 – 2016-04-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mining Big Time-series Data on the Web2016

    • Author(s)
      Yasushi Sakurai, Yasuko ,Christos Faloutsos
    • Organizer
      International World Wide Web Conference (WWW)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2016-04-11 – 2016-04-15
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 櫻井保志

    • URL

      http://www.cs.kumamoto-u.ac.jp/~yasushi/index-j.html

  • [Remarks] 櫻井研究室

    • URL

      http://www.dm.cs.kumamoto-u.ac.jp/sakurai_lab/ja/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 時系列データストリームのための情報予測装置、方法、及びプログラム2016

    • Inventor(s)
      時系列データストリームのための情報予測装置、方法、及びプログラム
    • Industrial Property Rights Holder
      時系列データストリームのための情報予測装置、方法、及びプログラム
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-138075
    • Filing Date
      2016-07-12

URL: 

Published: 2018-01-16  

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