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脳卒中精密医療の基盤構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K19648
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分58:社会医学、看護学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

鴨打 正浩  九州大学, 医学研究院, 教授 (80346783)

研究分担者 吾郷 哲朗  九州大学, 医学研究院, 准教授 (30514202)
久保田 浩行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (40376603)
中島 直樹  九州大学, 大学病院, 教授 (60325529)
松尾 龍  九州大学, 医学研究院, 教授 (60744589)
北園 孝成  九州大学, 医学研究院, 教授 (70284487)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード脳卒中 / 精密医療 / 機械学習 / 多次元予測 / アウトカム予測 / データ駆動型予測 / プロテオミクス / ラジオミクス / ゲノミクス / バイオマーカー / ゲノム / プロテーム / データ駆動型 / データサイエンス
研究開始時の研究の概要

脳卒中患者の予後を精度高く予測するためには基礎疾患とその重症度、治療内容などに加え、大容量データを網羅的に統合し、機械学習、深層学習手法等を用いて数理的に推定する必要がある。縦断的疾患コホート研究を基軸に、情報科学と複雑系に対する最適解を見出すための次世代数理科学を融合する。個人に最適化した精密医療を実現すべく、網羅的かつ大容量のデータによるデータ駆動型予測を行う。

研究成果の概要

本研究は、脳卒中患者の機能予後および生命予後を高精度に予測する脳卒中精密医療の基盤を構築することを目的とした。2000項目を超える構造化された疾患コホートデータに加え、レセプト情報、ゲノミクス、プロテオミクス、ラジオミクスの情報を統合したデータセットを作成した。血漿中バイオマーカー、画像特徴量、遺伝子多型が予後に関連する重要な因子であることを明らかにした。さらに、これらの多次元データを用いて機械学習手法による予測モデルを開発し、従来の予測スコアを上回る識別能と較正精度を実現した。本モデルの適用により、個別化医療の推進と医療資源の効率的配分に資する次世代脳卒中精密医療の基盤が確立された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、脳卒中患者の予後を多次元データ(臨床情報、ゲノム、プロテオーム、画像データ)に基づいて高精度に予測する、データ駆動型の精密予測モデルを構築した。従来の臨床指標に加えて、診療録から抽出したテキスト情報、深層学習により解析した脳画像の特徴量、血漿バイオマーカーなどの新規因子を組み込み、アウトカム予測モデルを構築した。このモデルにより個々の患者に対する予測精度が向上し、個別化された脳卒中精密医療の基盤が確立された。精密医療の実現により、効果的な医療介入の選択と医療資源の最適配分が可能となり、患者の生活の質(QOL)の向上と社会的医療負担の軽減に貢献すると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Poststroke Clinical Outcomes in Comparison With Conventional Prognostic Scores: Multicenter, Hospital-Based Observational Study2024

    • 著者名/発表者名
      Fumi Irie, Koutarou Matsumoto, Ryu Matsuo, Yasunobu Nohara, Yoshinobu Wakisaka, Tetsuro Ago, Naoki Nakashima, Takanari Kitazono, Masahiro Kamouchi
    • 雑誌名

      JMIR AI

      巻: 3 ページ: e46840-e46840

    • DOI

      10.2196/46840

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine Learning Based Prediction for In‐Hospital Mortality After Acute Intracerebral Hemorrhage Using Real‐World Clinical and Image Data2024

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Koutarou、Ishihara Kazuaki、Matsuda Katsuhiko、Tokunaga Koki、Yamashiro Shigeo、Soejima Hidehisa、Nakashima Naoki、Kamouchi Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 13 号: 24 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1161/jaha.124.036447

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Data-driven prediction of prolonged air leak after video-assisted thoracoscopic surgery for lung cancer: Development and validation of machine-learning-based models using real-world data through the ePath system2024

    • 著者名/発表者名
      Tou Saori、Matsumoto Koutarou、Hashinokuchi Asato、Kinoshita Fumihiko、Nakaguma Hideki、Kozuma Yukio、Sugeta Rui、Nohara Yasunobu、Yamashita Takanori、Wakata Yoshifumi、Takenaka Tomoyoshi、Iwatani Kazunori、Soejima Hidehisa、Yoshizumi Tomoharu、Nakashima Naoki、Kamouchi Masahiro
    • 雑誌名

      Learning Health Systems

      巻: 9 号: 2 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/lrh2.10469

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modification of the effects of age on clinical outcomes through management of lifestyle-related factors in patients with acute ischemic stroke.2023

    • 著者名/発表者名
      Ohya Y, Matsuo R, Sato N, Irie F, Wakisaka Y, Ago T, Kamouchi M, Kitazono T; Investigators for Fukuoka Stroke Registry.
    • 雑誌名

      J Neurol Sci

      巻: 446 ページ: 120589-120589

    • DOI

      10.1016/j.jns.2023.120589

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sex Differences in Long-Term Functional Decline after Ischemic Stroke: A Longitudinal Observational Study from the Fukuoka Stroke Registry.2023

    • 著者名/発表者名
      Irie F, Matsuo R, Nakamura K, Wakisaka Y, Ago T, Kitazono T, Kamouchi M; Fukuoka Stroke Registry Investigators.
    • 雑誌名

      Cerebrovasc Dis

      巻: - 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1159/000526940

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Causes of ischemic stroke in young adults versus non-young adults: A multicenter hospital-based observational study.2022

    • 著者名/発表者名
      Ohya Y, Matsuo R, Sato N, Irie F, Nakamura K, Wakisaka Y, Ago T, Kamouchi M, Kitazono T; Investigators for Fukuoka Stroke Registry.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 17 号: 7 ページ: e0268481-e0268481

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0268481

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Day-by-Day Blood Pressure Variability in the Subacute Stage of Ischemic Stroke and Long-Term Recurrence2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kenji et al.
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 53 号: 1 ページ: 70-78

    • DOI

      10.1161/strokeaha.120.033751

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sex Differences in the Risk of 30-Day Death After Acute Ischemic Stroke2021

    • 著者名/発表者名
      Irie Fumi et al.
    • 雑誌名

      Neurology: Clinical Practice

      巻: 11 号: 6

    • DOI

      10.1212/cpj.0000000000001087

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regional Disparity of Reperfusion Therapy for Acute Ischemic Stroke in Japan: A Retrospective Analysis of Nationwide Claims Data from 2010 to 20152021

    • 著者名/発表者名
      Maeda Megumi、Fukuda Haruhisa、Matsuo Ryu、Ago Tetsuro、Kitazono Takanari、Kamouchi Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 10 号: 20

    • DOI

      10.1161/jaha.121.021853

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-Cell Function and Clinical Outcome in Nondiabetic Patients With Acute Ischemic Stroke2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyohara Takuya et al.
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 52 号: 8 ページ: 2621-2628

    • DOI

      10.1161/strokeaha.120.031392

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 標準化クリニカルパス「ePath」を基盤とした予測モデルの開発2024

    • 著者名/発表者名
      藤沙織、松本晃太郎、橋之口朝仁、山下貴範、若田好史、中熊英貴、岩谷和法、副島秀久、中島直樹、鴨打正浩
    • 学会等名
      第24回日本クリニカルパス学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Learning Health Systemの事例 ePathデータ解析から派生したリスクスコア開発2024

    • 著者名/発表者名
      松本晃太郎、藤沙織、徳永晃己、高宗伸次、管田塁、中熊英貴、小妻幸男、野原康伸、山下貴範、若田好史、岩谷和法、副島秀久、中島直樹、鴨打正浩
    • 学会等名
      第44回日本医療情報学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] ePathを活用したアウトカム予測モデルの開発 胸腔鏡視下肺切除術(VATS)パス症例を対象として2024

    • 著者名/発表者名
      藤沙織、松本晃太郎、山下貴範、若田好史、中熊英貴、橋之口朝仁、木下郁彦、竹中朋祐、岩谷和法、副島秀久、中島直樹、鴨打正浩
    • 学会等名
      第44回日本医療情報学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 標準化クリニカルパス「ePath」を基盤としたアウトカム予測とクリティカルインディケータ探索手法2023

    • 著者名/発表者名
      藤沙織、松本晃太郎、山下貴範、若田好史、野原康伸、橋之口朝仁、木下郁彦、竹中朋祐、鴨打正浩、中島直樹
    • 学会等名
      第43回医療情報学連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 福岡脳卒中データベース研究2023

    • 著者名/発表者名
      松尾 龍, 脇坂義信, 吾郷哲朗, 鴨打正浩, 北園孝成
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳梗塞における糖代謝異常の病態と管理2023

    • 著者名/発表者名
      中村晋之,吾郷哲朗,清原卓也,松尾 龍,脇坂義信,鴨打正浩,北園孝成
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳出血患者におけるインスリン抵抗性と短期臨床転帰. Fukuoka Stroke Registry2023

    • 著者名/発表者名
      清原卓也, 松尾龍, 中村晋之, 脇坂義信,吾郷哲朗, 鴨打正浩, 北園孝成
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Decrease in serum uric acid levels is associated with unfavorable outcomes after ischemic stroke. Fukuoka Stroke Registry2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Ueki K, Matsuo R, Kiyohara T, Irie F, Wakisaka Y, Ago T, Kamouchi M, Kitazono T, on behalf of the Fukuoka Stroke Registry Investigators
    • 学会等名
      The 10th KOREA-JAPAN joint stroke conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 急性期脳内出血後の急性期腎障害と脈圧の関連:Fukuoka Stroke Registry2022

    • 著者名/発表者名
      大屋祐一郎,松尾龍,植木香奈,脇坂佳世,清原卓也,中村晋之,脇坂義信,吾郷哲朗,鴨打正浩,北園孝成
    • 学会等名
      第65回日本脳循環代謝学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2026-01-16  

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