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心電図から疑わしい心疾患への絞り込みを可能にする自動識別システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04999
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25020:安全工学関連
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

岡田 吉史  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00443177)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード心電図 / 心疾患 / 識別モデル / 畳み込みオートエンコーダー / 畳み込みニューラルネットワーク / サポートベクトルマシン / ビート / 畳み込みオートエンコーダ / k-NN法 / 識別 / 深層学習
研究開始時の研究の概要

心電図検査は、循環器科に限らず様々な医療現場で行われており、心電図を利用する人間が必ずしも専門の医療従事者とは限らない。本研究の目的は、心電図の専門家・非専門家にかかわらず、迅速かつ適切な心電図診断をサポートするため、多種類の心疾患から疑わしい心疾患を高精度で自動推定するシステムを開発することである。本研究課題では、以前申請者らが開発した畳み込みオートエンコーダに基づく心疾患識別モデルをコア技術として心疾患の自動識別システムを構築し、様々な心疾患の心電図データに適用することでその有用性を明らかにしていく。

研究成果の概要

本研究の目的は、心電図データを用いて疑わしい心疾患の特定を可能にするシステムを開発することであった。本研究では、14種類の心疾患を「ビート(拍動)が観測される心疾患」と「ビートが不明瞭な心疾患」の2つのケースに分類し、それぞれのケースについて識別モデルを構築した。テスト用の心電図データを用いてモデルの性能を評価する実験を行った結果、すべての心疾患において既存研究を大きく上回る識別精度を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存研究では、限定された心疾患の識別(例えば、心筋梗塞か否かの識別)に焦点が当てられていた。一方、本研究は多種類の心疾患を対象とした識別を可能にした点で既存研究と比較して優位性を有している。本研究で開発した技術は、医療現場のスタッフが心電図を用いて疑わしい心疾患を迅速に特定するための有効な支援ツールとなりえる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] End-to-End Convolutional Neural Network Model to Detect and Localize Myocardial Infarction Using 12-Lead ECG Images without Preprocessing2022

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Uchiyama, Yoshifumi Okada, Ryuya Kakizaki and Sekito Tomioka
    • 雑誌名

      Bioengineering-Basel

      巻: 9 号: 9 ページ: 430-430

    • DOI

      10.3390/bioengineering9090430

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Missing Value Imputation Method for Multiclass Matrix Data Based on Closed Itemset2022

    • 著者名/発表者名
      Tada Mayu、Suzuki Natsumi、Okada Yoshifumi
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 24 号: 2 ページ: 286-286

    • DOI

      10.3390/e24020286

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderを用いた心電図のビート画像による心筋梗塞の識別及び梗塞部位の特定2023

    • 著者名/発表者名
      蠣崎 龍也、内山 竜之介、富岡 碩人、石丸 桃子、岡田 吉史
    • 学会等名
      第18回日本感性工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 心電図データにおける正常/異常ビートの自動抽出2022

    • 著者名/発表者名
      富岡 碩人, 内山竜之介, 岡田 吉史
    • 学会等名
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CIimpute: 飽和集合を用いた多クラス行列データの欠損値補完2022

    • 著者名/発表者名
      多田真悠,岡田吉史
    • 学会等名
      第24回日本感性工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 音声を用いたうつ病識別のためのGraph Convolutional Neural Networkモデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      石丸桃子,堀口凌, 岡田吉史
    • 学会等名
      第24回日本感性工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 心電図におけるR波の出現間隔に基づく不整脈の識別2021

    • 著者名/発表者名
      藤澤胡桃,内山竜之介,岡田吉史
    • 学会等名
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 基本波形の視認が困難な心電図における心疾患の識別2021

    • 著者名/発表者名
      井口遥,内山竜之介,岡田吉史
    • 学会等名
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 心電図データにおける正常/異常な基本波形の検出に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      富岡碩人,内山竜之介,岡田吉史
    • 学会等名
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderを用いた多種類の心疾患の識別2021

    • 著者名/発表者名
      内山竜之介,富岡碩人,岡田吉史
    • 学会等名
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderに基づくうつ病の重症度識別2021

    • 著者名/発表者名
      石丸桃子,山内雅賀,岡田吉史
    • 学会等名
      第16回日本感性工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderを用いた心電図データからのビート抽出2020

    • 著者名/発表者名
      富永健太,金憂大,岡田吉史
    • 学会等名
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 心電図データからの頻出パタン抽出におけるパラメータ設定に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      森塚舜太,金憂大,岡田吉史
    • 学会等名
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderを用いたうつ病の重症度識別2020

    • 著者名/発表者名
      石丸桃子,山内雅賀,岡田吉史
    • 学会等名
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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