• 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

2011 年度 実績報告書

医学研究における関数化データに基づく統計モデルの構築と適用

研究課題

研究課題/領域番号 22700298
研究機関久留米大学

研究代表者

荒木 由布子  久留米大学, バイオ統計センター, 助教 (80403913)

キーワード関数データ解析 / 正則化法 / 変数選択 / スパース性 / 基底展開法 / 高次元データ / 情報量規準 / 判別モデル
研究概要

1.当該年度は,近年の著しい科学技術の発達と共に多様化した最先端の医学データの中でも特に,時間や空間における観測がある高次元な医学データ(例えば繰り返し測定や磁気共鳴が像データなど)から治療に役立つ情報を有効に引き出すための解析法について,精確に有用な情報を引き出すための統計学的モデルの構築を行った.
2.まず,患者背景に加えて時間や空間の変化に伴い変動するデータ(例えば脳画像データ)から,疾病群と健常群を判別するための判別モデルの構築を行った.ここで,通常画像データは非常に高次元であり,一方で標本数は限られているため,高次元低標本問題がおこり,新たな統計モデルが必要とされる.そこで,非線形ロジスティックモデルによる判別を提案した.この判別モデルにより,2値や連続値の共変量と画像データなど様々なタイプの説明変数をモデルに組み込む事ができた.
3.提案モデルでは,超高次元の未知パラメータを基底展開法により次元縮小した.また,疾病に関連の強い画像中の部分を特定するため,変数選択を考えた.通常の変数選択法では,係数の有意性の検定や,AICやBICなどの情報量規準を用いて変数選択を行うが,画像データのように100万も次元がある場合には検証するべき係数の個数やモデルの数が莫大になり,全ての候補の組を検討するのは実質上不可能となる.
4.そこで,変数選択とパラメータ推定が同時に行える事で近年注目されているスパース正則化法をパラメータ推定に用いる事で,パラメータ推定の安定性を確保し,さらに疾病に関連の強い画像中の部分を特定することができた.手案手法はアルツハイマー病早期発見のための脳MRI画像データへ適用し,誤判別率やAUCを調べる事で,判別精度のよい手法が提案できた事がわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

具体的な医学データに対し統計モデルを構築し,検証・適用することができたため.

今後の研究の推進方策

当該年度に提案した統計について,基底展開とスパース正則化の関連性について研究する.
また,疾病に関連の強い変数の特定のための手法としてスパース正則化による特異値分解が考えられるが,提案したスパース正則化非線形ロジスティック判別法にこの分解法を取り入れ,基底展開との関連性を調べる.また,現在用いている動径Bスプライン基底と他の基底関数を比較し,どの程度結果に影響するのかを数値実験により調査する.この研究結果は学会で発表すると共に国際ジャーナルへ投稿する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Efficient regularization parameter selection via information criteria2012

    • 著者名/発表者名
      Yuko Araki
    • 雑誌名

      Communication in statistics, simulation and computation

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三次元脳画像によるアルツハイマー病早期発見のための関数データ解析2011

    • 著者名/発表者名
      荒木由布子
    • 雑誌名

      応用統計学会2011年度年会講演予稿集

      ページ: 67-72

  • [雑誌論文] 低置胎盤の術中出血量に影響を及ぼす因子についての検討2011

    • 著者名/発表者名
      蔵本昭孝
    • 雑誌名

      日本周産期・新生児医学会雑誌

      巻: 47(4) ページ: 873-877

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prefrontal brain function in children with anorexia nervosa : A near-infrared spectroscopy study2011

    • 著者名/発表者名
      Nagamitsu S.
    • 雑誌名

      Brain & Development

      巻: 33 ページ: 35-44

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 関数データ解析の三次元脳画像解析への応用2011

    • 著者名/発表者名
      川口淳
    • 雑誌名

      日本計算機統計学会第25回大会講演論文集

      ページ: 85-88

  • [学会発表] The analysis of high-dimensional brain image via sparse principal component functional regression2012

    • 著者名/発表者名
      Yuko Araki
    • 学会等名
      East Asia Regional Biometric Conference 2012
    • 発表場所
      ソウル大学,ソウル,韓国
    • 年月日
      20120202-20120203
  • [学会発表] The early detection of Alzheimer's diseases based on MRI data via sparse functional logistic classification2011

    • 著者名/発表者名
      Yuko Araki
    • 学会等名
      Joint meeting of the 2011 Taipei International Statistical Symposium
    • 発表場所
      Academia Sinica,台北,台湾
    • 年月日
      20111216-20111219
  • [学会発表] 認知症早期発見のための3次元脳画像に基づく関数データ解析2011

    • 著者名/発表者名
      荒木由布子
    • 学会等名
      2011年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      九州大学,福岡
    • 年月日
      20110904-20110907
  • [学会発表] 三次元脳画像によるアルツハイマー病早期発見のための関数データ解析2011

    • 著者名/発表者名
      荒木由布子
    • 学会等名
      応用統計学会2011年度年会
    • 発表場所
      大阪大学,大阪
    • 年月日
      20110603-20110604
  • [学会発表] 関数データ解析の3次元脳画像解析への応用2011

    • 著者名/発表者名
      川口淳
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第25回大会
    • 発表場所
      函館市亀田福祉センター,函館,北海道
    • 年月日
      20110507-20110508

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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