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医療系学生におけるAI技術とクリティカル・シンキング能力複合教育プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K21737
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分9:教育学およびその関連分野
研究機関弘前大学

研究代表者

野坂 大喜  弘前大学, 保健学研究科, 講師 (80302040)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード人工知能 / クリティカルシンキング / AI技術 / artificial intelligence / critical thinking / educational program
研究開始時の研究の概要

AIは自動化や診断の均一化により地域間での医療格差是正に貢献できる一方,非典型症例や稀な症例など充分な教師データが提供できない症例においては偽陰性や誤判定を生じる可能性があるという技術的課題がある。
またAIは過去の診療実績に基づく客観的判断に優れ,移植医療では最適な患者選定に有用である一方,対象患者の社会的要因を考慮できないことが倫理的課題となる。
本研究では,医療AIの特性を理解するスキルとAI診断に対しクリティカル・シンキングをもって結果検証するスキルの向上を図るべく医療系学生向け教育教材と教育手法を研究するとともに,それらスキルの評価方法を研究する。

研究成果の概要

本研究では,医療AI運用スキルとクリティカル・シンキングスキルとを兼ね備えた医療技術者を養成するための教育プログラムについて研究を行った。医療用AI特性学習用アクティブラーニングプログラムとクリティカル・シンキングスキル開発プログラムの研究を行い,①AIに関する知識,②深層学習モデルの基礎的構築,③生成AI技術,④医療AIモデルの作成と評価演習⑤AIモデル生成アルゴリズムから構成される体系的医療者向けAIスキル教育モデルを開発した。また受講者の医療AIスキル評価方法を研究し,医療系学生を対象として評価した結果,有意に理解度は向上し,妥当性の高い医療AI教育プログラムであることが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において開発した医療用AI特性学習用アクティブラーニングプログラムとクリティカル・シンキングスキル開発プログラムは,現在未確立となっている医療系学生を対象とした医療AI教育の教育モデルとして有用であるとともに,習得したスキルについては, 医療系学生AIスキル・クリティカルシンキングスキル評価によって習熟度・理解度を適切に把握可能であることが推察された。本教育モデルを各医療専門領域教育にカスタマイズすることで,医療専門分野別の応用教育プログラムの確立が可能であり,我が国の医学教育への貢献も強く期待できるものと考えられた。

報告書

(6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
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 14件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 末梢血塗抹標本スクリーニングにおける深層学習法を用いた幼若顆粒球認識の試み―血球形態分類における畳み込みニューラルネットワークを用いた人工知能モデルの可能性―2024

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜、櫛引 美穂子、鎌田 耕輔、山形 和史
    • 雑誌名

      医学検査

      巻: 73 号: 1 ページ: 69-77

    • DOI

      10.14932/jamt.23-72

    • ISSN
      0915-8669, 2188-5346
    • 年月日
      2024-01-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Effectiveness of Data Augmentation for Mature White Blood Cell Image Classification in Deep Learning — Selection of an Optimal Technique for Hematological Morphology Recognition —2023

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, K Kamata, K Yamagata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E106.D 号: 5 ページ: 707-714

    • DOI

      10.1587/transinf.2022DLP0066

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classifying Microscopic Images of Reactive Lymphocytosis Using Two-Step Tandem AI Models2023

    • 著者名/発表者名
      Nozaka Hiroyuki、Kushibiki Mihoko、Kamata Kosuke、Yamagata Kazufumi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 13 号: 9 ページ: 5296-5296

    • DOI

      10.3390/app13095296

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effectiveness of data augmentation for mature white blood cell image classification in deep learning2023

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, K Kamata, K Yamagata
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems

      巻: E106-D (5)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] COVID-19に伴うオンライン授業化が臨床検査学生のソーシャルスキルに与えた影響調査2022

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 中野 学, 山形 和史, 伊藤 記彦
    • 雑誌名

      臨床検査学教育

      巻: 14(2) ページ: 127-133

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生体センシングとIoT技術による患者モニタリング技術2021

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 尾崎 恵理香, 中野 学, 山形 和史
    • 雑誌名

      Bio Clinica

      巻: 36(7) ページ: 654-656

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The effect of data augmentation in deep learning approach for peripheral blood leukocyte recognition.2021

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, H Harako, M Miyazaki, S Kaga, N Sakaiya, K Kudo, S Kimura, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 雑誌名

      MEDINFO 2021 proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 保健学系学生向け3Dモデリング技術教育プログラムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 中野 学, 葛西 宏介, 山形 和史
    • 雑誌名

      保健科学研究

      巻: 11(2) ページ: 21-29

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 臨床検査専攻学生におけるノンテクニカルスキルの実態2020

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 中野 学, 葛西 宏介, 中村 敏也
    • 雑誌名

      臨床検査学教育

      巻: 12(2) ページ: 176-183

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Basic study of Artificial Intelligence model with deep learning algorithms for peripheral blood leukocyte classification2020

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, M Oda, A Sasaki, M Miyazaki, H Harako, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 雑誌名

      APAMI 2020 Proceedings

      巻: - ページ: 204-205

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clinical assessment of Artificial intelligence model for leukocyte classification in peripheral blood smear screening2020

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, A Sasaki, M Oda, M Miyazaki, H Harako, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 雑誌名

      APAMI 2020 Proceedings

      巻: - ページ: 206-207

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 深層学習法(Deep learning)による末梢血白血球分類AIモデルの検討2020

    • 著者名/発表者名
      小田未来、佐々木亜実、野坂大喜、中野学、藤岡美幸、高見秀樹
    • 雑誌名

      保健科学研究

      巻: 10(2) ページ: 17-24

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いた末梢血白血球分類スクリーニング技術の検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木亜実、小田未来、野坂大喜、中野学、藤岡美幸、高見秀樹
    • 雑誌名

      保健科学研究

      巻: 10(2) ページ: 25-33

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 在宅医療分野におけるIoT医療機器と医療用AI技術2020

    • 著者名/発表者名
      野坂大喜
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 46(4) ページ: 50-51

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress of AI technologies for laboratory hematology and its potential in the biomedical laboratory - New role of Biomedical Scientists in the AI field -.2023

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka.
    • 学会等名
      The 61st Congress of KAMT & International Conference 2023.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approach to detection of atypical lymphocytes with deep learning in peripheral blood smear screening2023

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Souma, S Hirano, M Nakano, M Fujioka, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, K Kamata, K Yamagata.
    • 学会等名
      The 36th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2023).
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to detection of abnormal lymphocyte with deep learning in peripheral blood smear screening2023

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Souma, S Hirano, M Nakano, M Fujioka, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, K Kamata, K Yamagata.
    • 学会等名
      The 36th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2023).
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to the detection of reactive lymphocytes using multi-stage AI models -The potential as a screening technology for blood smear in clinical laboratories-2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Kaga, N Sakaiya, S Kimura, M Nakano, M Fujioka, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, K Kamata, K Yamagata
    • 学会等名
      12th Biennial Conference of the Asia Pacific Association for Medical Informatics (APAMI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to automated classification of nucleated blood cells in peripheral blood smear screening2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Hirano, S Souma, A Kobayashi, S Ogasawara, M Kushibiki, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
    • 学会等名
      The 35th IFBLS World Congress of Biomedical Laboratory Science (IFBLS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to automated recognition of blast cells in peripheral blood smear screening2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Kimura, S Kaga, N Sakaiya, S Ogasawara, M Kushibiki, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
    • 学会等名
      The 35th IFBLS World Congress of Biomedical Laboratory Science (IFBLS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to automated detection of atypical lymphocytes in peripheral blood smear screening2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Kaga, N Sakaiya, S Kimura, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
    • 学会等名
      The 35th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to immature granulocytes discrimination with convolutional neural network in peripheral blood smear screening2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, S Kimura, S Kaga, N Sakaiya, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
    • 学会等名
      The 35th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AI technologies and potentials in clinical laboratory post pandemic - Development of next generation technology for hematology and trial of AI education program -2022

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka
    • 学会等名
      13th Asia-Pacific Forum of Medical Laboratory Sciences (APFMLS)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 深層学習法を用いた異型リンパ球検出AI モデルの開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 小笠原 脩, 櫛引 美穂子
    • 学会等名
      第71回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 言語技術学習が医療系学生のロジカルシンキングスキルとソーシャルスキルに与える効果2022

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸
    • 学会等名
      第71回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工知能(AI)を用いた顆粒球系幼若細胞検出・分類技術の開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 小笠原 脩, 櫛引 美穂子, 鎌田 耕輔, 山形 和史
    • 学会等名
      第10回北日本支部日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19 環境下の非対面教育が臨床検査専攻学生のソーシャルスキルに与えた影響2022

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 山形 和史
    • 学会等名
      第10回北日本支部日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of image data augmentation for artificial intelligence model in mature leukocyte classification.2021

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, H Harako, M Miyazaki, S Kaga, N Sakaiya, K Kudo, S Kimura, K Yamagata
    • 学会等名
      XXXIV International Symposium on Technical Innovations in Laboratory Hematology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of recursive additional learning on leukocyte classification AI models by deep learning in peripheral blood smear screening.2021

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, H Harako, M Miyazaki, S Kaga, N Sakaiya, K Kudo, S Kimura, K Yamagata
    • 学会等名
      XXXIV International Symposium on Technical Innovations in Laboratory Hematology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of data augmentation in deep learning approach for peripheral blood leukocyte recognition.2021

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, H Harako, M Miyazaki, S Kaga, N Sakaiya, K Kudo, S Kimura, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 学会等名
      The 18th World Congress of Medical and Health Informatics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 末梢血白血球分類用深層学習モデル生成における学習用画像データ拡張処理の影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 櫛引 美穂子, 小笠原 脩, 中田 良子, 藤岡 美幸
    • 学会等名
      第9回北日本支部日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 末梢血白血球分類用AIモデル生成における再帰的追加学習の効果2021

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 櫛引 美穂子, 小笠原 脩, 中田 良子, 藤岡 美幸
    • 学会等名
      第9回北日本支部日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Basic study of Artificial Intelligence model with deep learning algorithms for peripheral blood leukocyte classification2020

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, M Oda, A Sasaki, M Miyazaki, H Harako, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Association for Medical Informatics 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clinical assessment of Artificial intelligence model for leukocyte classification in peripheral blood smear screening2020

    • 著者名/発表者名
      H Nozaka, A Sasaki, M Oda, M Miyazaki, H Harako, M Nakano, M Fujioka, K Yamagata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Association for Medical Informatics 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医療系学生のノンテクニカルスキルの現状と課題2020

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 吉岡 翔, 石山 雅大
    • 学会等名
      第69回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 臨床検査技師教育における言語技術教育プログラムの開発と評価2020

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 吉岡 翔, 石山 雅大
    • 学会等名
      第69回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習(Deep Learning)による白血球細胞分類法の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      野坂 大喜, 藤岡 美幸, 吉岡 翔, 石山 雅大
    • 学会等名
      第69回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習(Deep Learning)による白血球細胞分類法の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      野坂大喜、藤岡美幸、吉岡翔、石山雅大
    • 学会等名
      第69回日本医学検査学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 医療AI技術学習のための画像データベース

    • URL

      http://www.mt.hirosaki-u.ac.jp/hp1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-07-04   更新日: 2025-01-30  

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