多段階健康リスク予測へのデータマイニングの応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14657106
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 吉田 勝美 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (80158435)
• 研究分担者: 市村 匠 広島市立大学, 情報科学部, 助手 (10295842) ; 須加 万智 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (30339858) ; 杉森 裕樹 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (20276554)
• キーワード: マルチレベルモデル / データマイニング / ニューラルネットワーク / リスク削減

研究概要

生活習慣病や新興再興感染症の疾病発症モデルを構築することは、複合リスクが独立して発症に影響しているのではなく、相互に依存して階層構造を呈していることが多い。このようなリスク要因をモデルで表現するためには、説明変数を一次元として扱うだけでは十分でなく、階層的多段階影響を反映したモデルを構築する必要がある。本研究では、(1)病休に関与する共分散構造モデルによるリスク予測、(2)multi levelモデルによる大域変数と局所変数を導入したモデル、(3)neural net-workのセルそれぞれをオブジェクトとして動作するモデルの導入、(4)neural networkと従来の比例ハザードモデルの比較検証手法を開発した。(2)から(4)のモデルの検証には、ICUにおける薬剤耐性菌感染の予後に関与するモデルを検証した。(1)病休モデルでは、従来、階層構造として、生活習慣、検査値、既往歴の変数の構造化を規定してモデルの評価を行った。共分散構造モデルでは、生活習慣は検査値と既往歴から影響を受けており、従来の関係と異なる成果が得られた。(2)multi levelモデルでは大域変数の設定により、比例ハザードモデルとほぼ変わらないモデルから、係数に変動を認めるモデルまで構築された。大域変数の設定には、データマイニングにより合成された関係空間を複数の関係空間に分離できる変数とそのカテゴリーの設定が必要であり、この設定方法について今後検討する必要性を認めた。(3)neural networkから免疫応答を疑似したagentを活用したモデルで診断精度の向上が期待できた。(4)neural networkや免疫応答システムによる知識獲得には、従来のリスク評価で使用される比例ハザードモデルの生起確率に転換する必要性を認めた。疾病モデルの説明変数は従来一元的に取り扱われていたが、潜在変数の導入や説明変数間での関係空間を考慮したモデル構築の定式化を次年度の研究で詰める必要性を認めた。

研究成果

• [文献書誌] Suka M, Sugimori H, Yoshida K.: "Validity of the Framingham risk Model Applied to Japanese Men"Methods of information in medicine. 41. 213-215 (2002)
• [文献書誌] 須賀万智, 吉田勝美: "データマイニングの医学分野における応用"Health Sciences. 18(3). 207-216 (2002)
• [文献書誌] Mera K, Yoshie M, Ichimura T, Yamashita T, Aizawa T, Yoshida K.: "Response generating method and its application to web-based health careservice"6th International conference on Knowledge-Based Intelligent Information engineering Systems. 688-692 (2002)
• [文献書誌] Suka M, Ichimura T, Tajima M, Nakamura T, Yoshida K.: "Health support intelligent system for Diabetic patients (HSISD)"6th International conference on Knowledge-Based Intelligent Information engineering Systems. 698-702 (2002)
• [文献書誌] Oeda S, Ichimra T, Yamashita T, Yoshida K.: "A symthesis of immune system mobel with Darwinian hereditary neural network 6th International"conference on Knowledge-Based Intelligent Information engineering Systems. 723-727 (2002)
• [文献書誌] Ichimura T, Nakamura M, K J Mackin, Yoshida K, Otsuki S, Yamashita T.: "The Design of Internet-Based Interactive Learning Models Using Agents and Their Applications"Virtual Environments for Teaching & Learning : SEEries on Innovative Intelligence. 1. 238-325 (2002)