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機械学習によるテーラーメイド型院内急変予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K18209
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関信州大学

研究代表者

上條 泰  信州大学, 医学部附属病院, 助教(診療) (20897988)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード機械学習 / 院内急変 / 予測モデル / データウェアハウス / Rapid Response System / CCOT
研究開始時の研究の概要

入院患者の予期せぬ急変の徴候を捉える手段として、急変兆候は医療安全管理システム「Rapid Response System」が利用されているが、人的かつ時間的コストを要することが課題となっている。本研究では、入院患者の患者背景や生活歴、診療情報データベースの情報を反映させ院内患者の急変兆候リスクを判断し急変予測を行う「テーラーメイド型院内急変予測モデル」を開発する。本モデルは、診療情報を自動収集しテキストデータとして構造化させる機能と急変予測アルゴリズムから構成され、医療スタッフの介入工程を大幅に削減することが可能になると考えている。

研究実績の概要

2023年度においては、2022年に引き続き生体情報や血液検査結果に基づいた急変予測アルゴリズムの作成に取り組んだ。過去数年間急変事例を手動で抽出したサンプルからの検証ではあるが、1点の時間におけるデータに基づいた予測結果よりも複数間のデータの変化が予測精度が向上した。これは、数値の絶対値よりも時間軸を考慮した数値の変化量に重点を置いたアルゴリズムの構築が急変をより正確に表現することが可能であり、かつ、応用として任意の時間単位での急変予測も評価可能であることが示唆された。
データ取得においては、「NEXT Stage ER」によるカルテデータおよびデータウェアハウス(DWH)との連携において、時系列情報の精確な取得と連携が本アルゴリズム作成に必要であり、当該部位の細かいアップデートを行った。さらにデータ統合において患者背景にかかる生活習慣、疾患および治療中の内容等の膨大な診療データを分かりやすくかつ効率良く取得するためにはデータの細かい構造化が必要であり、急変予測という視点からカラムの見直しと整理を重点的に行った。
2023年度の実績内容として、リアルタイムにあらゆる患者の急変予測を精確に行うアルゴリズムを構築するための重要なステップであったといえる。2024年度には、これまでの成果を踏襲しつつ、汎用化した急変予測アルゴリズムモデルの基礎となる膨大なデータ収集を効率良く行えるシステムの完成を目指す。

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

手動で取得した生体情報や血液検査結果データに基づいた急変予測アルゴリズムの検証を行うことができたが、急変を予測するためのデータを効率的に自動収集するための課題が想定以上にあり、それらの課題を解決することに膨大な時間を要している。

今後の研究の推進方策

今後の推進方策は以下の通りである
1. データウェアハウス(DWH)とのさらなる連携強化:患者背景にかかる生活習慣、疾患および治療中の内容等の膨大な診療データを分かりやすくかつ効率良く取得するため、データの細かい構造化を進めていく。
2. 共同研究推進のための基盤作り:多施設でシステムを利用可能にするために、電子カルテベンダーに依存しないデータ整備を進めていく。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

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 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sepsis-Associated Delirium: A Narrative Review2023

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Rina、Nakamura Kensuke、Takatani Yudai、Tanaka Chie、Kondo Yutaka、Ohbe Hiroyuki、Kamijo Hiroshi、Otake Kosuke、Nakamura Atsuo、Ishikura Hiroyasu、Kawazoe Yu、J-STAD (Japan Sepsis Treatment and Diagnosis) Study Group
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 12 号: 4 ページ: 1273-1273

    • DOI

      10.3390/jcm12041273

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 脂漏性角化症が侵入門戸と考えられた破傷風の1例(A case of tetanus in which the portal of entry was presumed to be seborrheic keratosis)2023

    • 著者名/発表者名
      詩乃 髙橋、加奈子 竹重、理夫 服部、雄二郎 濱野、泰 上條、浩 今村
    • 雑誌名

      Nihon Kyukyu Igakukai Zasshi: Journal of Japanese Association for Acute Medicine

      巻: 34 号: 2 ページ: 45-48

    • DOI

      10.1002/jja2.12781

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ICU入室中の患者家族との関わりが重症COVID-19患者の長期予後に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      上條泰、劉啓文、中村謙介、畠山淳司
    • 学会等名
      第50回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 外傷集中治療.若手医師企画「どうする外傷!?」2023

    • 著者名/発表者名
      上條泰
    • 学会等名
      第26回日本救急医学会中部地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Predicting Extubation Failure Using Actual Body Weight-Adjusted Rapid Shallow Breathing Index2022

    • 著者名/発表者名
      Kamijo H, Osawa I, Fukuchi K, Goto T.
    • 学会等名
      Society of Critical Care Medicine - 51th Critical Care Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実体重または予測体重で調整したRSBIの抜管失敗に対する予測性能2022

    • 著者名/発表者名
      上條 泰, 岡田遙平, 大沢 樹輝, 福地 清康, 後藤 匡啓
    • 学会等名
      第44回日本呼吸療法医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 救急超音波診療ガイド 3.領域別活用(5)大動脈2023

    • 著者名/発表者名
      上條 泰
    • 総ページ数
      379
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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