2019 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of immune response pattern dynamics using automated hematology analyzer scattergram data.
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17K09253
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
片岡 浩巳 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (80398049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
通山 薫 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80227561)
三上 史哲 川崎医療福祉大学, 医療福祉マネジメント学部, 講師 (80550392)
松村 敬久 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (10274391) [Withdrawn]
久原 太助 高知大学, 医学部附属病院, 臨床検査技師 (80457407)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自動血球計数装置 / データウエアハウス / FCS / スキャッターグラム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、フローサイト法を用いたCBC検査から得られるスキャッタグラムパターンを用いた診断や予後予測を目的とした知識データベースの作成と、生成した知識データベースをマクロ的な視点で可視化した、免疫応答のパターンダイナミクスの全容の解明を目的としている。
これまでに収集した計測生データの総ファイル数は約180万件となった。このうち、精度管理用データファイルを除いた、病歴と薬歴と連結後匿名化できた総ファイル数が約110万件で、各計測チャンネルの内訳患者数は、RETチャンネル約1万7千人、WNRチャンネル約5万8千人、WDFチャンネル約5万2千人、WPCチャンネル約1万2千人、PLT-Fチャンネルが約1万7千人の解析が可能なデータベースを構築した。
CBCの計測生データは、1ファイルあたり約万個程度のデータで構成されていることから、複数次元のスキャッタグラムの視点に展開して圧縮変換するプログラムを開発した。 一般的に利用される2次元スキャッタグラムの視点に加えて、通常見ることのできない次元から見た写像に対しても数値情報に圧縮変換後、数値解析が可能なデータ形式に変換した。これにより、高速に粒度パターンの解析を行うことができるデータベース基盤を構築することができた。
一般的には可視化されていない次元に注目することで、これまで発見されていない知見を発見することが可能となる。たとえば、CBC検査では計測困難とされてきたCD4,8比のような新たな視点の検査値の推定が可能となった。また、細菌感染症における抗生剤治療経過のモニタリング、インフルエンザ等のウィルス感染症における経過のモニタリングを行うための指標を作成することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新しいCBCの自動血球計数装置（シスメックスXNシリーズ）を用いたデータ解析に関して約180万件の計測生データの取集を行った。このうち精度管理用の検体と病院情報システムのデータとの結合ができた約6万人のデータを対象として、解析を実施した。
各計測チャンネル（RETチャンネル、WNRチャンネル、WDFチャンネル、WPCチャンネル、PLT-Fチャンネル）について、複数次元の計測データに対して、複数視点の2次元スキャッタグラムに変換し解析を実施した。途中、ディスクの容量不足とGPUの熱暴走対策に追われ再計算を繰り返していたため、ディスク増設とGPUの冷却対策を行って対応した。
疾患別の解析テーマでは、検査診断特性の網羅計算と、その計算結果を用いたネットワーク解析を実施した。
投薬イベントに対するパターンダイナミクスの研究では、薬剤数が膨大であることから、抗生剤、抗がん剤、分子標的薬を用いた治療薬等について、限定的に解析を実施する方向でイベント検出の準備が完了した状況である。
さらに、COVID-19に対する白血球粒度に対するダイナミクスの解析も可能とする目的で、新たに、東京、埼玉周辺の大学病院との共同研究を進め、計測生データ収集の協力体制を確立すべく準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
解析結果の吟味と追加解析を行うため、研究機関を1年延長し、引き続き研究を進めることとした。
今後、特定のイベントタイミングにおける横断的な検査診断特性の視点における可視化が高速に可能となったため、これをさらに拡張して、イベント前後の事象について縦断的に解析を進め、縦断的なパターンのダイナミクスを可視化するための計算を進めて行く予定である。
投薬イベント毎の縦断的なスキャッタグラムのパターン変化に対する解析に関しては、膨大な薬剤の組み合わせ計算が必要となることから、抗生剤、抗がん剤、分子標的薬を用いた治療薬等に注目して優先的に解析を進めて行く。
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| Causes of Carryover |
データ収集と統合作業に多大な時間を要した点と、集めたデータの膨大な解析処理に時間を要した点、そして、得られた結果を論文にまとめるための時間が必要であったため、研究期間を1年延長することとした。
令和2年度は、解析結果をまとめるための会議開催・資料作成費用、および、学会発表並びに論文作成に必要とされる費用に充てる予定である。
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Research Products
(1 results)
