2023 Fiscal Year Research-status Report
Research on AI-based fetal monitoring and perinatal information system
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23K11325
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
柴田 千尋 法政大学, 理工学部, 准教授 (00633299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮田 康平 福岡大学, 医学部, 准教授 (80759233)
吉仲 亮 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (80466424)
福西 広晃 東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 講師 (30815684)
篠原 一彦 東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (00327082)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 深層学習 / 時系列データ / 医療データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CTGは，胎児心拍数と陣痛計の二つの時系列からなるデータで，主に胎児が低酸素状態になるのを予防するためのモニタリングを行う目的で計測される．該当年度では，事前に収集済みの約3万症例のCTGのデータをVision Transformer を用いて学習させることで，出産直後の胎児の状態を表す指標であるApgerスコアや臍帯血PHの値の予測に対して精度の向上が可能なことが確認された．特に，深層学習による時系列データ予測に特化したデータ拡張の手法を提案した． 提案手法であるSlit-type cutout および Slit-type cutmix は，データの一部をマスクまたは二つの画像を繋ぎ合わせることによって学習データを拡張する方法であり，縦方向に全てマスクするものである．EfficientNetやVision Transformer, PoolFormer, Swin Transformer 等のすべてのモデル対して，提案手法により，概ね1-3% の予測精度の向上が確認された．
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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
深層学習による時系列データ予測に特化したデータ拡張の手法を提案することにより，出産直後の胎児の状態を表す指標であるApgerスコアや臍帯血PHの値の予測に対して精度の向上が可能なことが確認されたこともあり，順調に研究が進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
CTGデータの他に，周産期医療に対する深層学習の適用により交換可能な他のタスクについても検討を広げる．特に，子宮内膜炎の診断等周辺の症例に関する画像認識に対して深層学習がどの程度有効か検討を行う．
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| Causes of Carryover |
既存の計算機がまだ使用可能であったことなどの要因が重なったため，物品費を次年度へ繰り越した．使用計画としては，深層学習用の計算機またはGPUの購入や，国際会議発表を予定する．
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