• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

乳幼児の成熟度と深層学習数理モデルを融合した薬物療法の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 20K07189
研究機関日本大学

研究代表者

辻 泰弘  日本大学, 薬学部, 教授 (20644339)

研究分担者 松本 宜明  日本大学, 薬学部, 教授 (10199896)
山本 善裕  富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (70452844)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード人工知能 / 数理モデル / 小児 / 深層学習 / 薬物動態 / 薬物治療
研究実績の概要

本研究では小児患者を対象として生理学的数理モデル解析を行い、薬物血中濃度・治療効果の経時的な予測に深層学習を応用する手法を開発することである。本研究の目的は以下の2つの主題を掲げて3年間の研究を実施した。
(1) ニューラルネットワークを経時的な小児薬物動態の予測に応用する手法を開発し、その有用性を評価する。(令和2年度終了)【研究成果】ニューラルネットワークによって推定され全身クリアランスおよび既報の分布容積および吸収速度定数の値を1次吸収過程を含む1-コンパートメントモデルの式に代入し、薬物血中濃度の予測値を算出する手法を開発した。
(2) SHapley Additive exPlanationsを応用することで、解釈可能な透明性のある人工知能モデルを開発する。(令和3年度終了)【研究成果】(1)の研究成果を基盤にニューラルネットワークによって出力された全身クリアランスに対する各入力値(患者情報)の影響を評価するために、学習済みモデルにKernel SHapley Additive exPlanationsを適用し、薬物動態パラメータの出力に対する各入力値の貢献度を算出することで、構築したモデルの科学的な妥当性を評価することが可能となった。
令和4年度は、発展的な研究として抗菌薬ダプトマイシンの小児症例における炎症性サイトカインの変動予測、敵対的生成ネットワークを用いて医療情報データベースから年齢、性別、身長、体重、肝および腎機能に至るまで患者を構成する特徴を学習する手法の開発、および小児臨床試験において遺伝アルゴリズムを応用することによる医薬品開発試験の最適化などに取り組み、それらの成果を英文誌および関連学会において発表することができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Computational design of clinical trials using a combination of simulation and the genetic algorithm2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiwata Shinichi、Tsuji Yasuhiro
    • 雑誌名

      CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology

      巻: 12 ページ: 522~531

    • DOI

      10.1002/psp4.12944

  • [雑誌論文] Population Pharmacokinetic Model for Unbound Concentrations of Daptomycin in Patients with MRSA Including Patients Undergoing Hemodialysis2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Saki、Tsuji Yasuhiro、Holford Nick、Ogami Chika、Kasai Hidefumi、Kawasuji Hitoshi、To Hideto、Yamamoto Yoshihiro
    • 雑誌名

      European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 48 ページ: 201~211

    • DOI

      10.1007/s13318-023-00820-0

  • [学会発表] 新生児および乳児疼痛治療患者におけるアセトアミノフェン投与法の薬物動態学的検討2023

    • 著者名/発表者名
      辻泰弘、尾上知佳、長野伸彦、森岡一朗、松本宜明
    • 学会等名
      第52回日本慢性疼痛学会
  • [学会発表] 多種疾患情報を用いたGANによる合成医療データの生成2022

    • 著者名/発表者名
      宮野咲紀、関弘翔、辻泰弘、尾上知佳、大場延浩、松本宜明、細野裕行
    • 学会等名
      第43回日本臨床薬理学会学術総会
  • [学会発表] 臨床薬理分野におけるAI戦略の期待と課題2022

    • 著者名/発表者名
      辻泰弘
    • 学会等名
      第43回日本臨床薬理学会学術総会
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi