データベースから予測失敗の原因を探る ― 直腸癌・放射化学療法の目利き支援 ―

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K00163
• Research Institution: Fukuyama University
• Principal Investigator: 金子 邦彦 福山大学, 工学部, 教授 (50274494)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: データベース

Outline of Annual Research Achievements

１．本年度は研究の立ち上げ期である．本課題研究の目的である「予測失敗の原因」を探るための情報工学ツールセットの整備を行った．これは，Windowsのパソコンに，データベースソフトウエア，統計ソフトウエアをインストールするとともに，各種の解析機能もそろえるものである．そのアウトプットは（１）研究に必要なソフトがインストールされたパソコン（動作テスト済み），（２）インストール手順のドキュメント，（３）研究に必要な機能の操作説明書である．
２．実データ提供の準備を受ける準備（中身のプレビュー，予測失敗が発生するのかの検討）を行った．（１）九州大学病院の研究者との情報交換を行った．データベース，漢方医学についての情報交換を実施．舌が５つの領域に分かれることなどの情報を得た．舌画像データ（百数十名分）の提供を受けることの内諾を得た．（２）大分大学病院との情報交換を行った．「オオイタトライアル３」と呼ばれる大分大学病院主導プロジェクトの説明を受け，連携の内諾を得た．大腸がんのプローブ（遺伝子）データ，診療の効果データの提供の内諾を得た．（以上２つのデータは，報告書作成時点である２０１７年５月までにすでに提供を受けている）．
３．テストデータを用いたデータ解析シナリオの作成．これには，データ解析の典型的な手順例を示すもの．このデータ解析は，複数の変数の間の連関を見るもので，複数の変数の間に因果関係があるかの手がかりを得るのに役立つ．シナリオの１つめは，舌画像に関するもので，舌画像の色の変化のパターンをグラフとしてプロットするもの．シナリオの２つめは，プローブデータとも呼ばれる遺伝子データに関するもので，遺伝子の発現量であるプローブ値と，他の変数との間の連関を見るもの．当然，遺伝子は多数あるので，重要な遺伝子を抜き出すことが重要になる．このシナリオを使い，「予測失敗」の発生も確認済みである．

Current Status of Research Progress

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

Reason

１．実データを用いた研究を２年目から開始できる準備を整えた．具体的には，九州大学，大分大学からの実データの提供を受ける準備ができた．実データを用いて，本課題研究の「予測失敗の原因」を探る準備が整った．
２．研究に必要なソフトウエア，パソコン類の整備，ソフトのインストールは問題なく進んだ．
３．実際に，ソフトを使い，データベースソフトウエア，統計ソフトウエアの既存機能のうち，本研究に必要となる機能の見極めを進めた．
４．プログラムを数点試作し，テストデータを使い，いくつかの解析試行を進めた．（１）p値と呼ばれる値の頻度分布ヒストグラム作成プログラム．（２）p値について並べ替え等を行うプログラム．（３）p値からデータの重要度をつけ，重要なデータを抜き出して，解析できるプログラム．以上３点などである．
５．多数の変数の中から，要因を説明する変数を順位付けできる手法について考案，確認できた．さらには，実際に「予測失敗」が起きえることも確認できた．
６．カラー動画像の画素の平均と不偏分散に着目するという着想を得た．

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策は次の通りである．現在までに，実データの入手，現実的な状況で「予測失敗」が起きえることの確認は順調に進んでおり，今後は，複数研究者との連携を進めながら，予測失敗の原因についての研究が着実に進むように研究を行う．
１．舌の画像のデータの提供を受けて，研究を推進する．
２．大腸がんのプローブ（遺伝子）データ，診療の効果データの提供を受けて，研究を進める．
３．同時に，データを提供してくださる研究者との会合，情報交換を進め，研究を進める．
４．関係する研究者（複数）の連携協力者の追加も併せて検討する．

Causes of Carryover

今年度は初年度である．夏の段階で，実データ２種類を入手しての研究の推進ができる可能性が分かり，その後，実データを保持している学外の研究者との協議を進め，提供を受けるデータの種類や数や利用目的等の合意を進めた．さらに，既存の予測手法で，データの重要度を予測したり，データの自動分類を行い，実際に，既存の手法がうまくいかないケースも見つかりつつある．以上のように，新しい実データを入手しての研究の推進に注力することに決めたため，当初検討していたような「架空の失敗例」で研究を進めることは避けることにした．そこで，実データの入手は２年目の早い時期に行い（本報告書作成の２０１７年５月の時点で入手済みである），研究成果の対外発表も２年目から行う（対外発表については，実データの提供者とも協議する）ことに決め，関係する費用を繰り越すことにした．

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究成果発表のための旅費と「その他」の費用（英語論文校正のための費用）を次年度に繰り越し，使用する予定である．