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人工知能を用いた鎮静及び鎮痛スケールの予測モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K08896
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分55060:救急医学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

横瀬 真志  横浜市立大学, 附属病院, 講師 (70614402)

研究分担者 高木 俊介  横浜市立大学, 附属病院, 准教授 (90644823)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード人工知能 / 表情認識 / 遠隔集中治療 / 鎮静スケール
研究成果の概要

病室の天井に設置したカメラで得られた患者の表情画像をデータベース化し、同時刻の鎮静・鎮痛状態を評価する各種スケールと紐づけた表情特徴量を機械学習することで、患者の鎮静状態を常時推定できるモデルの作成を目的とした研究を行った。AVPUスコア[Alert(意識清明)Verbal(声かけに反応) Pain(疼痛刺激に反応) Unresponsive(反応なし)]のうち、AとVPUの2群を判別するモデルの作成を目標とした。開閉眼の割合を元としたAとVPUの2群を判別するモデルの医療従事者による判別との一致率は約50-80%であった。今後はモデルの実臨床への利活用に向けた取り組みを継続する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高い精度を持つ開閉眼予測モデルの作成が達成された。また、意識レベル評価スケールであるAVPUにおけるAとVPUとを識別するモデルについても比較的高い精度を持ったモデルの作成が達成された。当初はRichmond Agitation-Sedation Scale等のより一般的なスケール評価が目標であったが、体動の検出などより高度なモデルの作成が必要であった。今後は、体動の検知モデルの開発やバイタルサインのトレンドを評価に加える等、モデル精度を発展的に高めることが目標となる。開閉眼評価は一般的な鎮静・意識スケールに含まれる項目であり、本研究はこれらの評価モデル開発の足掛かりとしての意義があった。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 患者画像解析を用いたAIモデル構築と現場実装における課題2024

    • 著者名/発表者名
      髙木俊介,横瀬真志,田端 篤,中西 彰
    • 学会等名
      第51回日本集中治療医学会学術
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 目の状態に基づく意識状態モニタリングの現状と課題2022

    • 著者名/発表者名
      青山祥太朗, 南部雄磨, 田端篤, 辻杏歩, 高木俊介
    • 学会等名
      第33回日本臨床モニター学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] モニタリングカメラの映像解析による患者重症度推定の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      南部雄磨, 田端篤, 青山祥太朗, 辻杏歩, 飯田裕太, 長田光平, 山本浩平, 髙木俊介
    • 学会等名
      第26回日本遠隔医療学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像解析による意識レベルモニタリングの挑戦と限界2021

    • 著者名/発表者名
      田端 篤,高木 俊介,南部 雄磨,東島 紋子,辻 杏歩,青山 祥太朗
    • 学会等名
      第25回日本遠隔医療学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison between open source and trained neural network model in face detection for critical ill patients.2020

    • 著者名/発表者名
      Akane Sato, Shunsuke Takaki, Masashi Yokose, Takahisa Goto
    • 学会等名
      Euroanaesthesia 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic assessment model with facial recognition and machine learning of patient’s image in ICU patients.2019

    • 著者名/発表者名
      Akane Sato, Shunsuke Takaki, Masashi Yokose, Takahisa Goto
    • 学会等名
      Euroanaesthesia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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