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2023 年度 実施状況報告書

国際的に活用できる尿路感染症の適正治療に向けた薬剤耐性菌のAI診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K09525
研究機関神戸大学

研究代表者

重村 克巳  神戸大学, 医学研究科, 教授 (00457102)

研究分担者 滝口 哲也  神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (40397815)
大澤 佳代  神戸常盤大学, 保健科学部, 教授 (50324942)
宮良 高維  神戸大学, 医学部附属病院, 特命教授 (50368304)
高島 遼一  神戸大学, 都市安全研究センター, 准教授 (50846102)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード尿路感染症 / 正解率
研究実績の概要

【背景・目的】近年、尿路感染症(UTI)など感染症における薬剤耐性菌が問題視される。解決策として人工知能(AI)を用いたデジタル医療の確立が挙げられる。治療初期における薬剤耐性菌AI診断システムが実用化すれば、抗菌薬の過剰投与による薬剤耐性菌蔓延を防止できる。そのため、開発の初期段階としてUTIの原因の大部分を占める大腸菌を判別し精度比較を行った。
【方法】当院でUTIと診断された患者データ(A)および他施設の同データ(B)を対象とした。機械学習手法にはランダムフォレストを使用した。精度比較として、特徴量選択なしで学習データA・テストデータA(条件1)と学習データA+B・テストデータA(条件2)を用いた。特徴量選択ありで学習データA・テストデータA (条件3)と学習データA+B・テストデータA+B(条件4)を用いた。また、条件2と条件3を条件3の特徴量を用いて比較した。
【結果】条件1では正解率(Acc)78 %,再現率(tpr)10 %,偽陽性率(fpr)5 %、条件2ではAcc79 %,tpr17.5 %,fpr5 %であった。Accは条件2で1%上がったが、データ数の少なさからtprがどちらも低かった。条件3と条件4の比較では、どちらも特徴量40個でtprは40%超だったが、条件4でfprは高く精度が低下した。また、選択された特徴量の比較結果では条件4で腎盂腎炎など診断情報が選択された。この疾患は大腸菌が原因菌であることが多く臨床の特徴と一致した。今後他の条件設定の解析も進めていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2023年度に医学研究科の基礎分野に異動となり、臨床データへのアクセスに少し時間を要したため。

今後の研究の推進方策

このたび4月より他施設に異動したため、さらなるデータも増やしつつ研究を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

他研究科の基礎研究室に異動したため、臨床データへのアクセスに時間が要すようになったため、少し研究計画に遅れが生じたため。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] 台北医学大学(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      台北医学大学
  • [国際共同研究] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      ガジャマダ大学
  • [学会発表] 機械学習手法ランダムフォレスト法による尿路感染症の原因菌予測2023

    • 著者名/発表者名
      門実槻、重村克巳、前田光毅、高島遼一、滝口哲也、三ツ石紀、向井茂人、乃美昌司、宮良高維、藤澤正人
    • 学会等名
      第71回日本化学療法学会西日本支部総会

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公開日: 2024-12-25  

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