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2021 年度 実施状況報告書

山梨県域をバーチャル診療機関とした緑内障プレシジョンメディシンの推進

研究課題

研究課題/領域番号 20K09786
研究機関山梨大学

研究代表者

柏木 賢治  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30194723)

研究分担者 坂本 雅子  山梨大学, 医学部附属病院, 医員 (70758846)
北村 一義  山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (80535617)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード緑内障 / ビッグデータ / 人工知能 / precision medicine
研究実績の概要

後天性失明原因の第一位である緑内障に対する適切な診断と治療の提供は患者のみならず社会的にも重要な課題である。緑内障は不可逆的な視機能障害を来す疾患でありながら、自覚症状が高度に進行するまで少ないため、発見時には高度障害を来している症例が少なくない。また治療に対する応答性には個人差も大きい。このような状況の打開のためには、患者負担が少なく早期に診断が可能なシステムの構築と個別患者に合った対応法の開発が必須である。本研究においてはその目的のために、緑内障患者に対する大量データ(いわゆるビッグデータ)とこれらを基に人工知能(AI)を用いて検討した緑内障スクリーニングシステムの構築、個別化の進行リスクの解析を行うとともに、遺伝子情報も併せたより精度の高い個別化医療の体制作りを進めている。すでに診療録から自動的に眼科関連の診療データを収集する(ビッグデータ収集システム)の構築は完了し、現在数千人の山梨県内の緑内障患者の定時的な診療録の収集体制の構築が完成している。現在これらのデータをデータサイエンティストの協力をえてAIを用いて検討を進めている。これらの成果として、眼底写真を用いた緑内障患者の簡便かつ精度の高いスクリーニングシステムが完成し、さらに緑内障の重症度についてのAIシステムも完成した。現在これらの実効性の評価を健診センターや医療機関において開始している。また一部の緑内障患者からは同意を得た後に採決を行い緑内障関連遺伝子情報の解析研究を進めている。これらビッグデータ、AIならびに遺伝子解析により高度な緑内障治療(precision medicine)に向けての取り組みを進めている。

現在までの達成度 (区分)
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

既にビッグデータの収集体制は完了し、定時的なデータ収集が始まっている。また収集された人工知能による解析研究も一定の成果を挙げている。遺伝子情報についても収集ならびに検討が進められている。
以上から、本研究は当初の計画以上に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

昨年度に引き続き、より大量なデータを集めるとともに、同一患者の経時的データの収集を行う。さらにこれら患者における緑内障遺伝子情報を組み合わせることでprecision medicineに向けての研究レベルを向上させる。
これらの取り組みによりより一層羅回レベルの緑内障診療の支援に向けての研究を進めるとともに、個別の患者に合わせた医療の提供をより高い精度で提供するための研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

昨年度はデータ収集システムの構築維持に加えて作業の自動化のための費用を計上していたが、新型コロナ感染症の影響もあり、予定していた作業に遅れが生じた。このためデータ収集や解析は手動による作業で対応した。次年度は昨年度に計画していた事業を行う予定であり、昨年度に計上していた予算は次年度に使用する計画である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Regulatory-approved deep learning/machine learning-based medical devices in Japan as of 2020: A systematic review2022

    • 著者名/発表者名
      Aisu Nao、Miyake Masahiro、Takeshita Kohei、Akiyama Masato、Kawasaki Ryo、Kashiwagi Kenji、Sakamoto Taiji、Oshika Tetsuro、Tsujikawa Akitaka
    • 雑誌名

      PLOS Digital Health

      巻: 1 ページ: e1~e1

    • DOI

      10.1371/journal.pdig.0000001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Mlc1 Promoter Directs Muller Cell-specific Gene Expression in the Retina.2022

    • 著者名/発表者名
      Danjo Y, Shinozaki Y, Natsubori A, Kubota Y, Kashiwagi K, Tanaka KF, Koizumi S.
    • 雑誌名

      Transl Vis Sci Technol.

      巻: 11 ページ: 25

    • DOI

      10.1167/tvst.11.1.25.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 【眼科の人工知能】緑内障における人工知能の活用2022

    • 著者名/発表者名
      柏木賢治
    • 雑誌名

      眼科手術

      巻: 35 ページ: 24-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Medical Costs of and Changes in Glaucoma Treatment among Patients Newly Starting Glaucoma Care2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Y, Kume A, Kashiwagi K.
    • 雑誌名

      Curr Eye Res

      巻: 46 ページ: 1695-1702

    • DOI

      10.1080/02713683

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prediction of causative genes in inherited retinal disorder from fundus photography and autofluorescence imaging using deep learning techniques2021

    • 著者名/発表者名
      Fujinami-Yokokawa Yu、Ninomiya Hideki、Liu Xiao、Yang Lizhu、Pontikos Nikolas、Yoshitake Kazutoshi、Iwata Takeshi、Sato Yasunori、Hashimoto Takeshi、Tsunoda Kazushige、Miyata Hiroaki、Fujinami Kaoru
    • 雑誌名

      British Journal of Ophthalmology

      巻: 105 ページ: 1272~1279

    • DOI

      10.1136/bjophthalmol-2020-318544

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of visual and physical factors associated with inadequate instillation of eyedrops among patients with glaucoma2021

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi K, Matsuda Y, Ito Y, Kawate H, Sakamoto M, Obi S, Haro H
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 ページ: e0251699

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0251699

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Loss of P2Y<sub>1</sub> receptors triggers glaucoma-like pathology in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Shinozaki Y, Namekata K, Matsumoto M, Ohno N, Segawa T, Kashiwagi K, Harada T, Koizumi S.
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: 178 ページ: 4552-4571

    • DOI

      10.1111/bph.15637

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 次世代を見据えた新たな眼科学への挑戦 緑内障を対象に2021

    • 著者名/発表者名
      柏木賢治
    • 雑誌名

      山梨医科学雑誌

      巻: 36 ページ: 11-23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【AIと網膜関連疾患】JOIレジストリと今後の展開2021

    • 著者名/発表者名
      柏木賢治
    • 雑誌名

      RetinaMedicine

      巻: 10 ページ: 102-106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【眼科疾患レジストリーの現状と未来】IRIS registry2021

    • 著者名/発表者名
      三宅正裕、柏木賢治
    • 雑誌名

      あたらしい眼科

      巻: 38 ページ: 119-126

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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