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人工知能のルール抽出技術による心臓外科術後肺合併症リスク予測のアルゴリズム開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K09084
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
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

市場 晋吾  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (30284102)

研究分担者 野村 岳志  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (10243445)
林 陽一  明治大学, 理工学部, 専任教授 (20189666)
新浪 博  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (30241079)
佐藤 暢夫  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (80439869)
清野 雄介  東京女子医科大学, 医学部, 准講師 (90366352)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード人工知能 / 集中治療 / 心臓外科 / アルゴリズム / AI / 心疾患 / 合併症 / 心臓血管外科手術 / 術後肺合併症 / 人工呼吸療法 / 術後合併症 / ルール抽出技術
研究開始時の研究の概要

心臓血管外科手術は、最も侵襲の大きい手術であり、術後合併症の発生頻度が高く、特に呼吸不全のために人工呼吸器管理を要し、長期間、集中治療室滞在を余儀なくされる患者が少なからずいる。本研究は、心臓手術後にECMOを含めた長期人工呼吸管理が必要となる呼吸不全などの肺合併症を呈する患者のリスク因子を予測することを目的として、心臓血管外科周術期の病態を分析し、AIによる「ルール抽出技術」を用いて、心臓外科手術の術後肺合併症におけるリスク予測のアルゴリズムを開発する研究である。

研究成果の概要

心臓血管外科はICU入室に伴い最も侵襲性の高い外科的手術であることから合併症如何では長期的なICU管理を余儀なくされる診療科の1つである。特に長期化するリスク因子としては肺関連の合併症を併発するモデルである。これらの長期化を余儀なくされる合併症のリスクを事前に推定することができれば、ICUからの早期離床が可能ではないかと考えた。本研究では人工知能を用いた心臓血管外科術後合併症アルゴリズム作成の作成可能性について検討した

研究成果の学術的意義や社会的意義

心臓血管外科のICU長期化リスクを事前に予知することで、真のハイリスク症例を自動で検出するだけでにとどまらず、本研究を実施することでICU入室患者総数を大きく減らすことが可能となり、医師のタスクシフトが可能になると考えた。その結果、1泊10万円を超えるICU入室にかかる社会的負担を減らすことが可能となる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Effect of Diabetes Mellitus on Outcomes in Patients With Left Ventricular Assist Device ― Analysis of Data From a Japanese National Database ―2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Daisuke、Toda Koichi、Ono Minoru、Fukushima Norihide、Shiose Akira、Saiki Yoshikatsu、Usui Akihiko、Wakasa Satoru、Niinami Hiroshi、Matsumiya Goro、Arai Hirokuni、Sawa Yoshiki、Miyagawa Shigeru、on behalf of the Japanese HeartMateII Investigators
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 86 号: 12 ページ: 1950-1958

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-21-1056

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 年月日
      2022-11-25
    • 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] Stratification of Destination Therapy Candidates by J-HeartMate Risk Score Among Elderly Non-Responders to Cardiac Resynchronization Therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Asami、Kikuchi Noriko、Saito Satoshi、Suzuki Atsushi、Hattori Hidetoshi、Shoda Morio、Ichihara Yuki、Niinami Hiroshi、Hagiwara Nobuhisa、Yamaguchi Junichi、Nunoda Shinichi
    • 雑誌名

      Circulation Reports

      巻: 4 号: 9 ページ: 405-411

    • DOI

      10.1253/circrep.CR-22-0074

    • ISSN
      2434-0790
    • 年月日
      2022-09-09
    • 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] 徹底分析シリーズ 一歩踏み込む搬送医療-患者搬送のサイエンスとアート ECMO装着患者の搬送-集約化のための安全な重症患者搬送を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      藤田 健亮、市場 晋吾
    • 雑誌名

      LiSA

      巻: 29 号: 7 ページ: 676-685

    • DOI

      10.11477/mf.3101202290

    • ISSN
      1340-8836, 1883-5511
    • 年月日
      2022-07-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 長期VV-ECMO管理中のCOVID-19関連重症呼吸不全患者の治療方針の決定に対してJonsen 4分割表を用いた倫理的アプローチを施行した1例2022

    • 著者名/発表者名
      山本 舞、市場 晋吾、坂西 佐久子、星野 あつみ、嶋田 正子、矢口 有乃、野村 岳志
    • 雑誌名

      東京女子医科大学雑誌

      巻: 92 号: 3 ページ: 103-109

    • DOI

      10.24488/jtwmu.92.3_103

    • ISSN
      0040-9022, 2432-6178
    • 年月日
      2022-06-25
    • 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] 特集 生理学2 Part 4 循環 8.経皮的循環補助の生理学(ECMO/IMPELLA/IABP)-各装置の適応,臓器への影響,管理,合併症2022

    • 著者名/発表者名
      市場 晋吾、服部 英敏、山田 有希子、清野 雄介
    • 雑誌名

      INTENSIVIST

      巻: 14 号: 2 ページ: 331-348

    • DOI

      10.11477/mf.3102200970

    • ISSN
      1883-4833, 2186-7852
    • 年月日
      2022-04-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Automated Algorithm for Determining Sleep Using Single-Channel Electroencephalography to Detect Delirium: A Prospective Observational Study in Intensive Care Units2022

    • 著者名/発表者名
      Matsui Kentaro、Sato Nobuo、Idei Masafumi、Arakida Masako、Seino Yusuke、Ishikawa Jun-ya、Nakagawa Masashi、Akaho Rie、Nishimura Katsuji、Nomura Takeshi
    • 雑誌名

      Healthcare

      巻: 10 号: 9 ページ: 1776-1776

    • DOI

      10.3390/healthcare10091776

    • 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] The Reduction in Medical Errors on Implementing an Intensive Care Information System in a Setting Where a Hospital Electronic Medical Record System is Already in Use: Retrospective Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Seino Yusuke、Sato Nobuo、Idei Masafumi、Nomura Takeshi
    • 雑誌名

      JMIR Perioperative Medicine

      巻: 5 号: 1 ページ: e39782-e39782

    • DOI

      10.2196/39782

    • 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] Validation of the patient State Index for monitoring sedation state in critically ill patients: a prospective observational study2022

    • 著者名/発表者名
      Idei Masafumi、Seino Yusuke、Sato Nobuo、Yoshida Takuya、Saishu Yumi、Fukui Kimiya、Iwabuchi Masahiro、Ishikawa Junya、Ota Kei、Kamei Daigo、Nakagawa Masashi、Nomura Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Monitoring and Computing

      巻: 37 号: 1 ページ: 147-154

    • DOI

      10.1007/s10877-022-00871-9

    • 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] Early predictors of oxygenator exchange during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation: A retrospective analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Umei Nao、Ichiba Shingo、Genda Yuki、Mase Hiroshi、Sakamoto Atsuhiro
    • 雑誌名

      The International Journal of Artificial Organs

      巻: 45 号: 11 ページ: 927-935

    • DOI

      10.1177/03913988221118382

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A case of severe respiratory failure due to interstitial pneumonia successfully bridged to lung transplantation from a brain-dead donor using 109-day veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation2022

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tokuji、Ichiba Shingo、Sasaki Takashi、Sato Masaaki、Konoeda Chihiro、Okamoto Tsukasa、Miyazaki Yasunari、Nakajima Jun、Sakamoto Atsuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 26 号: 1 ページ: 84-88

    • DOI

      10.1007/s10047-022-01341-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 補助循環(ECMO、IABP、Impella)2022

    • 著者名/発表者名
      市場晋吾、菊池規子
    • 雑誌名

      集中治療医学レビュー

      巻: 2022-'23 ページ: 1023-1030

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 人工臓器の最前線(vol.6) 呼吸不全に対する膜型人工肺(VV-ECMO) withコロナの時代に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      星野 あつみ, 市場 晋吾
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 282 ページ: 1023-1030

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Catheter related thrombosis after cardiac surg-ery in patients with central venous and pulmonary artery catheters inserted into the right internal jugular vein: a single-center, prospective, observational study2021

    • 著者名/発表者名
      7.Idei M, Seino Y, Sato N, Saishu Y, Goto S, Namekawa M, Moriwaki S, Ishikawa J, Kamei D, Nakagawa M, Ichiba S, Nomura T
    • 雑誌名

      Heart vessels

      巻: 37 号: 4 ページ: 691-696

    • DOI

      10.1007/s00380-021-01955-3

    • 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] Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO2022

    • 著者名/発表者名
      市場晋吾
    • 学会等名
      日本透析医学会雑誌
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重症呼吸不全に対するECMOの最新知見2022

    • 著者名/発表者名
      市場晋吾
    • 学会等名
      日本医工学治療学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 10年後にも役立つECMO治療の基礎2022

    • 著者名/発表者名
      市場晋吾
    • 学会等名
      日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腹臥位中の集中治療 当院におけるVV-ECMO下の腹臥位管理法2022

    • 著者名/発表者名
      工藤 弦, 堀部 達也, 加島 広太, 菊地 剛, 志真 奈緒子, 青山 要平, 野村 岳志, 市場 晋吾, 若林 秀隆
    • 学会等名
      日本集中治療医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 集中治療における重症心不全に対する補助循環によるブリッジ-VA-ECMO,ECPELLA,VAD- 当院における心原性ショックに対するMCSブリッジ戦略2022

    • 著者名/発表者名
      山田 有希子, 市原 有起, 飯塚 慶, 齋藤 聡, 菊池 規子, 服部 英敏, 萩原 誠久, 市場 晋吾, 野村 岳志, 新浪 博士
    • 学会等名
      日本集中治療医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] VV-ECMOからの離脱にINTELLiVENT-ASVを使用した一例2022

    • 著者名/発表者名
      山本 舞, 星野 あつみ, 救仁郷 達也, 石川 淳哉, 清野 雄介, 吉田 拓生, 佐藤 暢夫, 幸野 真樹, 市場 晋吾, 野村 岳志
    • 学会等名
      日本集中治療医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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