行動学的・生理学的データを用いた精神症状の定量化技術の開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15434
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岸本 泰士郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60348745)
• 研究分担者: 三村 將 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00190728) ; 江口 洋子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 研究員 (70649524) ; 藤田 卓仙 名古屋大学, 経済学研究科, 寄附講座准教授 (80627646)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 表情解析 / うつ病 / 躁うつ病 / 音声解析 / 機械学習 / 生活活動

研究実績の概要

本研究では、重症度評価の客観的指標に乏しい精神科領域において、機械学習というアプローチによって、画像（表情）、音声、日常生活活動を定量化し、うつ病/躁うつ病の重症度評価尺度と相関の高い、新しい重症度指標を開発することを目標としている。重症度指標の開発に当たっては、精神症状を機械学習で指標化するための解析方法の検討、機械学習を通じた症候学の整理などが、本研究の焦点となる。
研究方法の概略は以下のようである。うつ病、躁うつ病の患者のインタビューを行い、その場面を録画・録音する。また一般的に用いられるレーティングスケールによって患者の重症度評価を行い、機械学習のための教師データとする。記録された患者データを用いて前述の複数のモダリティに対する機械学習を行う。
初年度においては、個人識別情報とみなされるデータを扱うため、データのアップロードやストーれっじに関するセキュリティシステムの確立、研究を行うための倫理申請、さらに評価者の養成・質の維持を行い、パイロット研究段階のデータ収集を行った。今年度においては、パイロット研究から本試験へと移行し、リクルートおよびデータ収集を進めた。またデータ収集方法や解析方法の改善を行った。二年度末までに、うつ病34症例、躁うつ病35症例から合計240程度のデータセットを集めることができた。これを基に、試作段階の解析アルゴリズムの作成を行い、うつ状態と健常な状態の分別がある程度可能になった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究初年度では、患者データの保存環境や解析環境（セキュリティに留意した）を整えることができ、また倫理申請を行い研究の承認を得ることができた。患者のレーティングを正確に行うための、評価者の養成、質の維持の環境構築も行った。初年度以後、症例のリクルートを継続して行っており、現在までに予定を上回る症例数（うつ病34例、躁うつ病35例）から合計240のデータセットを収集した。ウェアラブルデバイスを用いた生活活動データの収集も開始している。現時点までに収集したデータの予備的解析から、うつ状態と健常な状態の識別がある程度可能になってきており、研究は当初の計画以上に進展しているものと考える。

今後の研究の推進方策

研究グループは、本研究費による準備や成果を足掛かりに、2015年11月より日本医療研究開発機構（AMED)の「未来医療を実現する医療機器・システム研究開発事業、ICTを活用した診療支援技術研究開発プロジェクト」の委託研究先とて研究開発を並行して進めている。AMEDの研究開発においては、解析アルゴリズムをコンパイルした医療機器としての開発を進めており、医療機器としてハードウェアの開発や解析環境の構築の開発に重点が置かれている。一方、当研究では精神症状評価のための機械学習方法の確立や症候学の整理が焦点であり、二つの研究開発を相補的に進めながら、研究を加速させる予定である。次年度においては、引き続き患者のリクルート、データの収集を行うとともに、データの総合的な解析から、うつ病や躁うつ病の重症度を機械学習で定量できるような解析アルゴリズムの開発を目指す。

次年度使用額が生じた理由

研究に用いる、マイクロホンやPCは既存のものでなるべく代用を試みた。一方で、リクルートやデータ収集が複数の医療機関にまたがり、次年度人件費がかさむことが予想されるため、次年度への繰り越しを行った。

次年度使用額の使用計画

リクルートおよびデータ収集を行う心理士の人件費を中心に、研究開発を行うための必要物品、成果発表を行うための学会発表の旅費等にあてがう予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Smartphone viewing distance and sleep: an experimental study utilizing motion capture technology. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura M, Kitazawa M, Maeda Y, Mimura M, Tsubota K, Kishimoto T.
  • 雑誌名: Nat Sci Sleep 巻: 8 ページ: 59-65
  • DOI: 10.2147
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工知能・機械学習を用いた精神科診療の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本 正弘, 藤田 卓仙, 岸本泰士郎
  • 雑誌名: 精神科 巻: 30 ページ: 257-262
• [雑誌論文] A Survey of Japanese young adult’s postures when using smartphones before sleeping. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura M, Kitazawa M, Kishimoto T, Mimura M, Tsubota K.
  • 雑誌名: Journal MTM 巻: 5 ページ: 51-53
  • DOI: 10.7309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attenuated psychotic and basic symptom characteristics in adolescents with ultra-high risk criteria for psychosis, other non-psychotic psychiatric disorders and early-onset psychosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Lo Cascio N, Saba R, Hauser M, Vernal DL, Al-Jadiri A, Borenstein Y, Sheridan EM, Kishimoto T, Armando M, Vicari S, Fiori Nastro P, Girardi P, Gebhardt E, Kane JM, Auther A, Carrion RE, Cornblatt BA, Schimmelmann BG, Schultze-Lutter F, Correll CU.
  • 雑誌名: Eur Child Adolesc Psychiatry 巻: 25 ページ: 1091-1102
  • DOI: 10.1007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Predictors of readmission after successful electroconvulsive therapy for depression: a chart review study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Uchida T, Kishimoto T, Koreki A, Nakao S, Owada A, Koizumi T, Saito A, Sato M, Sawada S, Matsuzaki R, Petrides G, Mimura M.
  • 雑誌名: Int J Psychiatry Clin Pract 巻: 20 ページ: 260-264
  • DOI: 10.1080
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sleep and mood disorders in women with dry eye disease. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayaki M, Kawashima M, Negishi K, Kishimoto T, Mimura M, Tsubota K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.1038
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高齢者に対するビデオ会議システムを用いた改訂長谷川式簡易知能評価スケールの信頼性試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎, 江口洋子, 飯干紀代子, 北沢桃子, 梁國經, 船木桂, 成本迅, 三村將.
  • 雑誌名: 日本遠隔医療学会雑誌 巻: 12 ページ: 145-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] カルバマゼピン：気分安定薬としての開発経緯と今日の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本 泰士郎
  • 雑誌名: 精神科 巻: 29 ページ: 207-212
• [学会発表] 画像センシング技術を用いた表情推定における妥当性の検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 貝瀬有里子, 仙頭綾子, 市丸佳代, 吉村道孝, 北沢桃子, Kuo-Ching Liang, 三村將, 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第23回日本行動医学会学術総会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県国頭郡恩納村）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-18
• [学会発表] 画像センシング技術を用いた瞬目検出における妥当性の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北沢桃子, 吉村道孝, 仙頭綾子, 貝瀬有里子, 市丸佳代, Kuo-Ching Liang, 三村將, 坪田一男, 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第23回日本行動医学会学術総会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県国頭郡恩納村）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-18
• [学会発表] 部分断眠における表情への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉村道孝, 元村祐貴, 勝沼るり, 北沢桃子, 岸本泰士郎, 坪田一男, 三島一男
  • 学会等名: 第23回日本行動医学会学術総会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県国頭郡恩納村）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-18
• [学会発表] 精神疾患の予防 ─20年の到達点と今後の展望─双極性障害における閾値下症状の考え方と早期介入の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第36回日本社会精神医学会
  • 発表場所: 大田区産業プラザPiO（東京都大田区）
  • 年月日: 2017-03-03 – 2017-03-03
• [学会発表] 統合失調症治療における身体管理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第29回日本総合病院精神医学会学術総会
  • 発表場所: 日本教育会館（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-11-26 – 2016-11-26
• [学会発表] テレビ会議システムを用いて行う高齢者の神経心理検査の信頼性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯干 紀代子, 加藤 祐佳, 松岡 照之, 成本 迅, 江口 洋子, 岸本 泰士郎, 三村 將
  • 学会等名: 第40回 日本高次脳機能障害学会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール（長野県松本市）
  • 年月日: 2016-11-11 – 2016-11-12
• [学会発表] 高齢者に対するビデオ会議システムを用いた改訂長谷川式簡易知能評価スケールの信頼性試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本 泰士郎, 江口 洋子, 飯干 紀代子, 北沢 桃子, 船木 桂, 成本 迅, 三村 將.
  • 学会等名: 第20回 日本遠隔医療学会
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター（鳥取県米子市）
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-16
• [学会発表] What have we learned from Meta-Analyses of clinical trials? (2016)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto T
  • 学会等名: American Psychiatric Association
  • 発表場所: ワシントンD.C.（アメリカ）
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Placebo effects in Alzheimer disease: analysis of the CATIE-AD data.30th (2016)
  • 著者名/発表者名: Ozawa C, Suzuki T, Kishimoto T, Yoshida K, Nagai N, Ohtani A, Mimura M, Uchida H
  • 学会等名: CINP world congress of neuropsychopharmacology
  • 発表場所: ソウル（韓国）
  • 年月日: 2016-07-03 – 2016-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] メタ解析の功罪と臨床試験データ共有化への期待 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第46回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: ソウル（韓国）
  • 年月日: 2016-07-02 – 2016-07-03
• [学会発表] 維持期治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第112回日本精神神経学会学術総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-06-02 – 2016-06-04
• [学会発表] ICTは精神医療を変えるか？遠隔医療の導入、その先へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第112回日本精神神経学会学術総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-06-02 – 2016-06-04
• [学会発表] 機械学習による精神症状重症度の定量化の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第112回日本精神神経学会学術総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-06-02 – 2016-06-04
• [学会発表] メタ解析がわかる!「臨床試験におけるメタ解析」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-05-19 – 2016-05-19
  • 招待講演
• [学会発表] 機械学習で挑む精神症状臨床重症度の定量化の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本泰士郎
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • 年月日: 2016-04-27 – 2016-04-27
• [図書] 精神科レジデントマニュアル (2017)
  • 著者名/発表者名: 三村 將 編集, 岸本泰士郎 著
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: 医学書院
• [図書] Comparative effectiveness of oral antipsychotics and long-acting injectable antipsychotics. Antipsychotic Long-Acting Injections 2nd. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto T, Correll CU, Kane JM.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Oxford University Press
• [図書] モーズレイ処方ガイドライン 第12版 上巻 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本 泰士郎, 内田 裕之, 鈴木 健文, 三村 將 共訳
  • 総ページ数: 28
  • 出版者: ワイリー・パブリッシング・ジャパン株式会社
• [図書] 今日の精神疾患治療指針 第2版 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本 泰士郎, 三村 將 共著
  • 総ページ数: 160-165
  • 出版者: 医学書院