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人工知能・機械学習による児の肥満発症の因果・機序クラスタリングと予測モデル開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11541
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59030:体育および身体教育学関連
研究機関宮城教育大学

研究代表者

黒川 修行  宮城教育大学, 大学院教育学研究科高度教職実践専攻, 教授 (30431505)

研究分担者 小宮 秀明  宇都宮大学, 共同教育学部, 名誉教授 (30186811)
永井 雅人  岩手医科大学, いわて東北メディカル・メガバンク機構, 特命講師 (60707199)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード機械学習 / 発育 / 生活習慣 / 子供 / 肥満
研究開始時の研究の概要

本研究では、児の生活環境・生活習慣に着目し、児の発育状況,脂肪の過剰蓄積状態である肥満との関係を、機械学習を用いて解析する。
特に、成長期における肥満発症・改善の要因、およびその交互作用を考慮し、その因果メカニズムのパターンをクラスタリングする、各クラスターの特徴的な要因を明らかにし、各要因と肥満の因果関係を検討する、そして、個人毎に予測されたクラスターの特徴的な要因についての予測モデルの開発を目指している。

研究実績の概要

身長・体重の発育状況や肥満との関係について、機械学習を用い、成長期における肥満発症・改善の要因、およびその交互作用を考慮して、その因果メカニズムのパターンをクラスタリングすること、そして、予測モデルを開発し、成長期における肥満の予防および改善を考慮した個別化対策の一助を目指した。
今年度は、昨年度のデータと今年度新たに入手することの出来たデータを用いて、データ整理、およびその分析を中心に研究を展開した。肥満傾向児を分類し、どのような生活習慣が肥満状態と関連しているのかについて確認を行いながら、解析を進めた。基本統計的な解析においては、これまで報告されている結果と概ね結果を観察することができたことから、解析データのクリーニングや標準化などもあわせて進めながら解析を進めた。
最終年度であることから、予測モデルの作成を目指したが、研究代表者が解析に向けての十分な時間を確保することができなかったため、基礎データの集計および実際に因果メカニズムに関連するクラスタリング解析を中心に行った。クラスタリング解析を行ったが、クラスター数によって、因果メカニズムのパターン分類が多岐にわたり、その解釈をどのように行うのか、新たな課題として浮かびあがった。現時点の解析では、解釈に限界があるものの、クラスター毎に活動量不足、食習慣、睡眠習慣、それぞれとの関連性が強いグループに分類することが出来る可能性を見出すことができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウィルス感染症の影響により、研究立案時に想定していた子どもの生活・環境がこれまでと変化したことや体格に関するデータを集計する中で肥満傾向児の出現率などに変化が認められたことから、研究計画の変更が必要となったため。

今後の研究の推進方策

学校現場において、新規に立ち上げる調査実施が難しいものと判断したが、既存データを活用することができるようになったため、これらのデータを用いて、解析を進める。なお、研究期間延長を行ったことから、最終的には、当初の目的である予測モデルの開発を進め、研究目的の達成を目指す。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 仙台市中学3年生の肥満傾向児の出現率および肥満度の分布の推移について2023

    • 著者名/発表者名
      黒川修行、赤池孝章
    • 学会等名
      第70回東北学校保健学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 仙台市小学6年生の肥満度の分布の推移について(2003年から2022年まで)2023

    • 著者名/発表者名
      黒川修行
    • 学会等名
      日本学校保健学会第69回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 仙台市小学6年生における肥満傾向児の出現率の推移について(平成18年度~令和2年度)2022

    • 著者名/発表者名
      黒川修行
    • 学会等名
      日本学校保健学会第68回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 仙台市小学6年生の身長・体重の分布の推移について2022

    • 著者名/発表者名
      黒川修行、赤池孝章
    • 学会等名
      第69回東北学校保健学会
    • 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: 2024-12-25  

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