確率関係モデルによる医療臨床データの高度活用に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23240043
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 統計科学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 麻生 英樹 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 上級主任研究員 (10344194)
• 研究分担者: 橋田 浩一 東京大学大学院, 情報理工学研究科, 教授 (00357766) ; 赤穂 昭太郎 産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 研究グループ長 (40356340) ; 神嶌 敏弘 産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (50356820) ; 城 真範 産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (90357244) ; 興梠 貴英 東京大学, 医学部附属病院, 臨床登録医 (40401046) ; 荒牧 英治 京都大学, デザイン学ユニット, 特定准教授 (70401073)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 医療・福祉 / 機械学習 / 統計数学 / 知識表現 / 循環器・高血圧

研究概要

本研究課題では、日常の診療行為の中で日々生み出される膨大な臨床情報をより高度に活用するための新たな統計解析手法を開発することを目的とした研究を実施した。治療過程を患者と医師とのインタラクションとみなす立場から、マルコフ決定過程を用いて医療臨床時系列データをモデル化し、強化学習や逆強化学習などの手法を用いて、患者の状態の価値や、医師の処方の価値を評価するという新たな分析の枠組みを提案した。そうした分析を容易に実行するためのツール群を整備し、臨床データを可視化しながら、医師にとって重要な意味のあるデータ群を抽出し、分析することを可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] An Application of Inverse Reinforcement Learning to Medical Records of Diabetes Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、赤穂昭太郎、神嶌敏弘、橋田浩一、荒牧英治、興梠貴英
  • 雑誌名: Proceedings of ECMLPKDD2013 Workshop on Reinforcement Learning with Generalized Feedback
  • URL: http://www.ke.tu-darmstadt.de/events/PBRL-13/papers/02-Asoh.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] 強化学習と逆強化学習による医療臨床データの分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 52巻 ページ: 1028-1033
• [雑誌論文] The Independence of the Fairness-aware Classifiers (2013)
  • 著者名/発表者名: 神嶌敏弘、赤穂昭太郎、麻生英樹、佐久間淳
  • 雑誌名: Proceedings of the 4th IEEE International Workshop on Privacy Aware Data Mining ページ: 849-848
  • DOI: 10.1109/ICDMW.2013.133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling Medical Records of Diabetes using Markov Decision Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、赤穂昭太郎、神嶌敏弘、橋田浩一、荒牧英治、興梠貴英
  • 雑誌名: Proceedings of ICML2013 Workshop on Role of Machine Learning in Transforming Healthcare
  • URL: https://sites.google.com/site/icmlwhealth/workshop-organization/submissions/mlhealth13_submission_2.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consideration of Fairness-aware Data Mining (2012)
  • 著者名/発表者名: 神嶌敏弘、赤穂昭太郎、麻生英樹、佐久間淳
  • 雑誌名: Proceedings of 2012 IEEE 12th International Conference on Data Mining Workshops
  • DOI: 10.1109/ICDMW.2012.101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fairness-aware Learning through Regularization Approach (2011)
  • 著者名/発表者名: 神 嶌敏弘、赤穂昭太郎、佐久間淳
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd IEEE International Workshop on Privacy Aspects of Data Mining ページ: 643-650
  • DOI: 10.1109/ICDMW.2011.83
  • 査読あり
• [学会発表] The Independence of the Fairness-aware Classifiers (2013)
  • 著者名/発表者名: 神嶌敏弘、赤穂昭太郎、麻生英樹、佐久間淳
  • 学会等名: The 4th IEEE International Workshop on Privacy Aware Data Mining
  • 発表場所: Sheraton Dallas Hotel(ダラス市・アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] An Application of Inverse Reinforcement Learning to Medical Records of Diabetes Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、赤穂昭太郎、神嶌敏弘、橋田浩一、荒牧英治、興梠貴英
  • 学会等名: ECMLPKDD2013 Workshop on Reinforcement Learning with Generalized Feedback
  • 発表場所: Congress Centre U.Hajk(プラハ市・チェコ共和国)
  • 年月日: 2013-09-23
• [学会発表] Modeling Medical Records of Diabetes using Markov Decision (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、赤穂昭太郎、神嶌敏弘、橋田浩一、荒牧英治、興梠貴英
  • 学会等名: ICML2013 Workshop on Role of Machine Learning in Transforming Healthcare
  • 発表場所: Atlanta Marriot Marquies(アトランタ市・アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] 逆強化学習による医療臨床データの分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、神嶌敏弘、赤穂昭太郎、興梠貴英
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市・北海道)
  • 年月日: 2013-01-24
• [学会発表] 報酬と行動を伴う時系列データの強化学習を用いたオフライン分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 麻生英樹、城真範、神嶌敏弘、赤穂昭太郎、興梠貴英
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: はこだて未来大学(函館市・北海道)
  • 年月日: 2012-01-27
• [備考] 研究プロジェクトホームページ
  • URL: https://staff.aist.go.jp/h.asoh/medical-data/
• [備考] 研究ワークショップ開催 医療臨床データへのMDP/POMDP の応用に関するワークショップ、2014年2月22日、東京大学(文京区・東京都)