2021 Fiscal Year Research-status Report
Variational Bayesを用いた10-2視野の予測および測定
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20K09785
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| Research Institution | National Center for Global Health and Medicine |
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Principal Investigator |
村田 博史 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, センター病院, 眼科 医師 (80635748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝岡 亮 聖隷クリストファー大学, 看護学研究科, 臨床准教授 (00362202)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 緑内障 / 視野 / ベイズ統計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においては、視野検査アルゴリズムの改良、および拡張について行った。
まず、本研究では視野検査のアルゴリズムでは、測定の打ち切り基準を変更することで、測定精度と測定時間のトレードオフで測定時間の短縮が可能となる。以前の研究では、Humphrey Field AnalyserのSITA-Standard 相当に測定時間がなるように本研究をアルゴリズムを調整し、二つのアルゴリズムの比較を行い、本研究のアルゴリズムの優位性をしめした。
本年度においては、Humphrey Field AnalyserのSITA-Fast相当の測定時間となるようにアルゴリズムを調整し(VBLR-VF Fast、およびVBLR-VF Fast+)、SITA-Fastとの比較を行った。その結果Meand deviation等のglobal indexには両者に統計学的有意差はなく、同等の視野の出力結果であることが示唆された。また、SITA-Fastと比べ、視野検査の時間はVBLR-VF Fastにおいて約30秒（10%）、VBLR-VF Fast+において約80秒(30%)の時間短縮となった。したがって、本研究における視野検査のアルゴリズムはSITA-Fastにくらべて優れていることが示された。
また、現在のHuphrey Field Analyserの最新機種ではSITA-Fastよりも測定時間の短いSITA-Fasterアルゴリズムが搭載されいる。現在SITA-Fasterアルゴリズムと本研究のアルゴリズムを比較する研究を行う予定であり、現在は測定の打ち切り基準の検討をすすめている段階である。
また本年度は10-2視野を、24-2視野および光干渉断層撮影のデータを用いて推定する研究も行い、二種のデータを用いることで推定精度の改善が得られることを示した
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度においては、視野検査アルゴリズムの改良、および拡張について行った。具体的にはHumphrey Field AnalyserのSITA-Fast相当の測定時間となるようにアルゴリズムを調整し(VBLR-VF Fast、およびVBLR-VF Fast+)、24-2グリッドを用いてSITA-Fastとの比較を行った。その結果Meand deviation等のglobal indexには両者に統計学的有意差はなく、同等の視野の出力結果であることが示唆された。また、SITA-Fastと比べ、視野検査の時間はVBLR-VF Fastにおいて約30秒（10%）、VBLR-VF Fast+において約80秒(30%)の時間短縮となった。したがって、本研究における視野検査のアルゴリズムはSITA-Fastにくらべて優れていることが示された。したがって、この部分については順調に問題なく進捗していると考えられる。
上記24-2グリッドにおける本研究のアルゴリズムの成果に反し、10-2グリッドの視野検査における本研究のアルゴリズムの進捗は現在停滞している。本アルゴリズムを将来の視野予測に用いて予測誤差を調べると、10-2グリッドでは24-2グリッドに比べて予測誤差が多きいことがわかっている。原因として考えられるは10-2グリッドの視野欠損のパターンの違い、測定点の数の違い、等々である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究における24-2グリッド視野に対する当該アルゴリズムの応用は順調に進んでいる。今後に関してはSITA-Fasterアルゴリズムと同等の測定時間となるように測定打ち切り基準を調整し、二つの測定方法間での比較を行う予定である。具体的には以前同様、両アルゴリズムで同日に1回ずつ視野測定し、その3か月後に測定順序を逆にして再度測定し、両者の再現性、測定時間等を比較するというものである。
10-2グリッドに対する本研究アルゴリズムの応用に関しては、まずは本アルゴリズムの精度の改善をめざす。具体的は、アルゴリズムの学習時における初期値の変更、およびクラスター削減によるモデルの簡略化等である。また、測定精度改善のために学習データの増大も考えており、緑内障以外の疾患（網膜色素変性症等）のデータの使用を検討している。また、緑内障以外の疾患データによる学習を行うことで、網膜色素変性等へのアルゴリズムの応用も可能なのではないかと期待してる。
また、本年度は、10-2グリッド視野を、24-2グリッドおよび光干渉断層撮影のデータを用いて推定する研究も行った。10-2視野と24-2視野の関連を調べることで、10-2視野への本研究アルゴリズムの精度改善も期待できる。
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| Causes of Carryover |
視野検査の再現性、測定時間等を比較研究する場合、同一患者で長期間、複数回の視野測定が好ましい。1年前に研究代表者の所属機関変更等があり、上記の条件を満たすため、現在緑内障患者の視野測定に関しては北里大学病院の協力で実施している状況である。現時点で研究代表者の所属機関での測定はおこなっておらず、そのため必要経費が生じていない状況である。
今後、本研究に使用したアルゴリズムの改善のため、コンピュータによる計算を繰り返す必要がある。今後の使用計画においては、計算を行うための計算機の購入、およびプログラムのコンパイラの購入等を考えている。
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