Development of mobile therapeutic system for obesity using machine learning

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07390
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉内 一浩 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70313153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青山 倫久 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (50645538) ; 山本 義春 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (60251427)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 肥満症 / 認知行動療法 / エコロジカルモメンタリインターベンション / 機械学習

Outline of Annual Research Achievements

研究者らは、日常生活下の情報に関して、信頼性の高い取得法であるEcological Momentary Assessment (EMA)や、EMAで得られたデータをリアルタイムに解析し、その場で治療介入を行うEcological Momentary Intervention（EMI）の研究を行ってきた。本研究では、それらをさらに進め、肥満症患者の生活習慣の行動変容のため、EMIの枠組みの中で、認知行動療法の行動的技法を用いた、機械学習によるスマートフォン用の治療システムの開発を行うことを目的として、 (1) 治療介入用アプリケーションの開発、(2) パイロット研究、(3) ランダム化比較試験を実施する。2022年度は、倫理委員会の承認を得た後、スマートフォン用のアプリケーションによる治療補助システムの開発を行なった。具体的には、エキスパートコンセサスおよび先行研究を精査することにより、肥満症治療を目的とした認知行動療法で用いられている種々の行動的技法を検討し、どの技法を用いるかの検討を行った。そして、選択した技法を用いるために、機械学習を応用したアルゴリズムを考案し、スマートフォン上に実装することにより、新たな治療介入システムを開発した。さらに、feasibilityの検証を目的とした、パイロット研究を開始し、2022年度中に、15名の肥満症の研究参加者からのデータ収集が完了しており、さらに、2名が研究参加中である。また、これまでのところ、開発たシステムの実施可能性に関して、大きな問題は生じていない。

Current Status of Research Progress

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

Reason

パイロット研究を開始し、データ収集も順調であるため。

Strategy for Future Research Activity

パイロット研究において残り数名をリクルートし、データ収集を完了させる。その後、アプリケーションの改良および、ランダム化比較試験に向けて倫理申請を行う予定である。アプリケーションの改良は、パイロット研究の過程で明らかになった問題点を中心に実施する予定である。またランダム化比較試験においては、パイロット研究で得られた体重減少量などのeffect sizeを基にしてサンプルサイズを決定する。

Causes of Carryover

COVID-19の影響で、参加・発表予定であった国際学会への参加を見送らざるを得なかったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額分に関しては、COVID-19の状況を鑑みながら、国際学会への参加・発表を行うために、使用予定である。