次世代視野測定アルゴリズムの開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26462679
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 朝岡 亮 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00362202)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 緑内障 / 視野進行予測 / 視野測定

研究実績の概要

本研究で用いられるVariational Bayes法による視野進行予測は、似た進行パターンを示す過去の他症例から変分近似Bayes法を用いて学習し、その結果を踏まえると同時に視野上の測定点同士の相関性を考慮したうえで、各グループ毎に線形回帰を行うことで、通常の単回帰法と違って予測に使用する視野回数が少なくても安定してよい予測精度を得るためのものである。本研究開始に当たり、まずこのVariational Bayes法による視野進行予測の妥当性を検証するため以下の実験を行った。１）視野上の各測定点ごとに単回帰を行って進行予測すると、予測に用いる視野回数が少ない場合に予測精度が良くなく、予測に使用する視野回数が少ないほど単回帰に重い罰則項を設ける形で単回帰の信頼度を落として定数回帰に近づける（LASSO回帰）と実際に予測精度は向上するという知見を得、論文報告を行った（Invest Ophthalmol Vis Sci in press）。２）更に測定点同士の関連性を解析し、視野を細クラスターに分割してから線形回帰を行うと予測精度が向上するという知見を得、論文報告を行った（Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014）。３）これまでに報告されている種々の回帰法（指数回帰、ロジスティック回帰など）や各種ロバスト回帰を単純に当てはめるだけでは視野進行予測精度は向上せず、やはりVariational Bayes法のように、臨床医の知見に基づいた緑内障視野専用のアルゴリズムを構築するしか少ない回数の視野を用いて安定して良い予測精度を得られないという知見を得、報告した（Invest Ophthalmol Vis Sci in press）。

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

Variational Bayes法による視野進行予測の妥当性の検証が進行し、Open Perimetry Initiative（http://people.eng.unimelb.edu.au/aturpin/opi/）の申請を行って登録を完了した上で、Variational Bayes法による視野進行予測を利用し、且つ相互情報量を利用して測定順を最適化した視野計測プログラムを組み込みに着手している。

今後の研究の推進方策

現在までに着手開始しているVariational Bayes法による視野進行予測を利用し、且つ相互情報量を利用して測定順を最適化した視野計測プログラムを完遂させ、実際に視野計測を行うこと。視野計測におけるBracketing法をBayes法を用いて改良する方法や、視野のゲイズトラック記録を用いて視野信頼度を正確に推定する方法の構築を同時に進めており、これらの知見を視野計測プログラムに盛り込んでいく。

次年度使用額が生じた理由

視野実測研究が未開始のため

次年度使用額の使用計画

平成２７年度に視野実測研究施行予定。

研究成果

• [雑誌論文] Applying 'Lasso' regression to predict future visual field progression in glaucoma patients. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujino Y, Murata H, Mayama C, Asaoka R.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1167/iovs.15-16445
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new approach to measure visual field progression in glaucoma patients using Variational Bayes linear regression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murata H, Araie M, Asaoka R.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci 巻: 12 ページ: 8386-8392
  • DOI: 10.1167/iovs.14-14625
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Objective Evaluation of Gaze Tracking in Humphrey Perimetry and the Relation With the Reproducibility of Visual Fields: A Pilot Study in Glaucoma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishiyama Y, Murata H, Mayama C, Asaoka R.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci 巻: 12 ページ: 8149-8152
  • DOI: 10.1167/iovs.14-15541
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clustering visual field test points based on rates of progression to improve the prediction of future damage. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirasawa K, Murata H, Hirasawa H, Mayama C, Asaoka R.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci 巻: 11 ページ: 7681-7685
  • DOI: 10.1167/iovs.14-15040
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of various machine learning methods to predict vision related quality of life from visual field data and visual acuity in patients with glaucoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirasawa H, Mutara H, Mayama C, Araie M, Asaoka R.
  • 雑誌名: Br J Ophthalmol 巻: 98 ページ: 1230-1235
  • DOI: 10.1136/bjophthalmol-2013-304319
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identifying "preperimetric" glaucoma in standard automated perimetry visual fields (2014)
  • 著者名/発表者名: Asaoka R, Iwase A, Hirasawa K, Murata H, Araie M
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci 巻: 12 ページ: 7814-7820
  • DOI: 10.1167/iovs.14-15120
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Relationship between Central Visual Field Damage and Motor Vehicle Collisions in Primary Open-Angle Glaucoma Patients (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki K, Asaoka R, Tsubota K
  • 雑誌名: PlosOne 巻: 12 ページ: e115572
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0115572
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 視野予測モデルの予測誤差に及ぼす因子の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村田博史、朝岡亮
  • 学会等名: 第119回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-04-16 – 2015-04-19
• [学会発表] MDとゲイズトラッキング、視野信頼性指標の関連に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石山 由佳子、村田博史、間山千尋、朝岡亮
  • 学会等名: 第119回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-16
• [学会発表] ﾍﾞｲｽﾞ線形回帰を用いた視野予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村田博史、朝岡亮
  • 学会等名: 第68回日本臨床眼科学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-16
• [学会発表] シンポジウム 視野検査を活かして守る -the goal of visual field test- 統計解析で守る (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝岡亮
  • 学会等名: 第25回日本緑内障学会 2014 大阪
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] The gaze tracking and the test-retest reproducibility of visual field (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishiyama Y, Murata H, Mayama C, Asaoka R.
  • 学会等名: 21th International Imaging and Perimetry Symposium
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-12
• [学会発表] Comparisons of robust linear regression and simple linear regression models in predicting visual field progression (2014)
  • 著者名/発表者名: Taketani Y, Murata H, Asaoka R
  • 学会等名: 21th International Imaging and Perimetry Symposium
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-12