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2023 Fiscal Year Annual Research Report

医療における多目的決定構造の数理的解明

Research Project

Project/Area Number 21K18312
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

内田 誠一  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (70315125)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中島 直樹  九州大学, 大学病院, 教授 (60325529)
加葉田 雄太朗  長崎大学, 情報データ科学部, 助教 (40830097)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords医療データ / 多目的最適化 / 特異点 / 実データ解析
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である本年度は,理論研究とその医療データ応用の両面から研究を進捗させた.理論研究については,個々の目的関数がガウス関数で表現されるケースについての詳細な解析を与えた.特に,1次元かつ等分散な2つのガウス関数であっても,それらを目的関数とした場合のパレートフロント上の特異点(曲率最大点)については,2関数の平均間の距離の変化に対して,複雑な挙動を示し,特に特異点の位置と数が分岐する構造を見出すに至った.さらに,このパレートフロント上の特異点を持って一意解を決めた場合,それが数理的にどのような意味を持つことになるのかの議論を深めた.なお,この理論研究を通して,2つのガウス関数の混合分布そのものの形状(特に峰の数)についての新たな発見があり,これについては近々数学論文としてまとめる予定である.医療データ応用研究については,医療分野でもやはりRecall-precisionのトレードオフが問題になること,およびそのトレードオフは一種の多目的最適化にもなっていることに注目した.そのうえで,実医療でなされた判断が,そのトレードオフ(すなわちパレートフロント)のどの位置に存在するかの検証を試みた.これら多目的最適化に関する理論研究と医療データ応用のベースとして,マルチタスク学習(ランキング精度と識別精度の同時最適化,およびリジェクト精度と識別精度の同時最適化)や最適化そのものの機械学習による解法に関する研究も推進した.

  • Research Products

    (48 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 14 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Pseudo-Label Learning with Calibrated Confidence Using an Energy-Based Model2024

    • Author(s)
      Masahito Toba, Seiichi Uchida, Hideaki Hayashi
    • Journal Title

      Proceedings of The International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN2024)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] No regret sample selection with noisy labels2024

    • Author(s)
      Song Heon、Mitsuo Nariaki、Uchida Seiichi、Suehiro Daiki
    • Journal Title

      Machine Learning

      Volume: 113 Pages: 1163~1188

    • DOI

      10.1007/s10994-023-06478-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On discrete constant principal curvature surfaces2024

    • Author(s)
      Kabata Yutaro、Matsutani Shigeki、Ogata Yuta
    • Journal Title

      Computer Aided Geometric Design

      Volume: ー Pages: 102289~102289

    • DOI

      10.1016/j.cagd.2024.102289

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Algebraic approach to maximum likelihood factor analysis2024

    • Author(s)
      Ryoya Fukasaku, Kei Hirose, Yutaro Kabata, Keisuke Teramoto
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2402.08181 Pages: -

    • Open Access
  • [Journal Article] Development of Machine Learning Prediction Models for Self-Extubation After Delirium Using Emergency Department Data2024

    • Author(s)
      Matsumoto Koutarou、Nohara Yasunobu、Sakaguchi Mikako、Takayama Yohei、Yamashita Takanori、Soejima Hidehisa、Nakashima Naoki
    • Journal Title

      MEDINFO2023

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.3233/SHTI231115

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association Between Reduced Posterior Occlusal Contact and Alzheimer’s Disease Onset in Older Japanese Adults: Results from the LIFE Study2024

    • Author(s)
      Miyano Takashi、Ayukawa Yasunori、Anada Takahisa、Takahashi Ichiro、Furuhashi Hiroko、Tokunaga Shoji、Hirata Akie、Nakashima Naoki、Kato Koichiro、Fukuda Haruhisa
    • Journal Title

      Journal of Alzheimer's Disease

      Volume: 97 Pages: 871~881

    • DOI

      10.3233/JAD-230449

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relevance of ChatGPT’s Responses to Common Hypertension-Related Patient Inquiries2024

    • Author(s)
      Yano Yuichiro、Nishiyama Akira、Suzuki Yusuke、Morimoto Satoshi、Morikawa Takashi、Gohda Tomohito、Kanegae Hiroshi、Nakashima Naoki
    • Journal Title

      Hypertension

      Volume: 81 Pages: -

    • DOI

      10.1161/HYPERTENSIONAHA.123.22084

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Learning From Label Proportion with Online Pseudo-Label Decision by Regret Minimization2023

    • Author(s)
      Matsuo Shinnosuke、Bise Ryoma、Uchida Seiichi、Suehiro Daiki
    • Journal Title

      Proceedings of the 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2023)

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/ICASSP49357.2023.10097069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paired contrastive feature for highly reliable offline signature verification2023

    • Author(s)
      ji Xiaotong、Suehiro Daiki、Uchida Seiichi
    • Journal Title

      Pattern Recognition

      Volume: 144 Pages: 109816~109816

    • DOI

      10.1016/j.patcog.2023.109816

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional topological radiogenomics of epidermal growth factor receptor Del19 and L858R mutation subtypes on computed tomography images of lung cancer patients2023

    • Author(s)
      Ninomiya Kenta、Arimura Hidetaka、Tanaka Kentaro、Chan Wai Yee、Kabata Yutaro、Mizuno Shinichi、Gowdh Nadia Fareeda Muhammad、Yaakup Nur Adura、Liam Chong-Kin、Chai Chee-Shee、Ng Kwan Hoong
    • Journal Title

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      Volume: 236 Pages: 107544~107544

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2023.107544

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A view-parametric extension of d'Ocagne-Koenderink formula for a surface in R^32023

    • Author(s)
      Ken Anjyo, Yutaro Kabata
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2310.05087 Pages: -

    • Open Access
  • [Journal Article] A novel symmetry in nanocarbons: pre-constant discrete principal curvature structure2023

    • Author(s)
      Yutaro Kabata, Shigeki Matsutani, Yusuke Noda, Yuta Ogata, Jun Onoe
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2306.15839 Pages: -

    • Open Access
  • [Journal Article] Temporal Generalizability of Machine Learning Models for Predicting Postoperative Delirium Using Electronic Health Record Data: Model Development and Validation Study2023

    • Author(s)
      Matsumoto Koutarou、Nohara Yasunobu、Sakaguchi Mikako、Takayama Yohei、Fukushige Syota、Soejima Hidehisa、Nakashima Naoki、Kamouchi Masahiro
    • Journal Title

      JMIR Perioperative Medicine

      Volume: 6 Pages: e50895~e50895

    • DOI

      10.2196/50895

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kidney outcomes associated with haematuria and proteinuria trajectories among patients with <scp>IgA</scp> nephropathy in real‐world clinical practice: The Japan Chronic Kidney Disease Database2023

    • Author(s)
      Yano Yuichiro、Nagasu Hajime、Kanegae Hiroshi、Nangaku Masaomi、Hirakawa Yosuke、Sugawara Yuka、Nakagawa Naoki、Wada Jun、Sugiyama Hitoshi、Nakano Toshiaki、Wada Takashi、Shimizu Miho、Suzuki Hitoshi、Komatsu Hiroyuki、Nakashima Naoki、Kitaoka Kaori、Narita Ichiei、Okada Hirokazu、Suzuki Yusuke、Kashihara Naoki
    • Journal Title

      Nephrology

      Volume: 29 Pages: 65~75

    • DOI

      10.1111/nep.14250

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of artificial intelligence prognostic model for surgically resected non-small cell lung cancer2023

    • Author(s)
      Kinoshita Fumihiko、Takenaka Tomoyoshi、Yamashita Takanori、Matsumoto Koutarou、Oku Yuka、Ono Yuki、Wakasu Sho、Haratake Naoki、Tagawa Tetsuzo、Nakashima Naoki、Mori Masaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-42964-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of the pretreatment prognostic nutritional index on the survival after first‐line immunotherapy in non‐small‐cell lung cancer patients2023

    • Author(s)
      Oku Yuka、Nakashima Naoki, et al.
    • Journal Title

      Cancer Medicine

      Volume: 12 Pages: 14327~14336

    • DOI

      10.1002/cam4.6110

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-linear association between body weight and functional outcome after acute ischemic stroke2023

    • Author(s)
      Wakisaka Kayo、Matsuo Ryu、Matsumoto Koutarou、Nohara Yasunobu、Irie Fumi、Wakisaka Yoshinobu、Ago Tetsuro、Nakashima Naoki、Kamouchi Masahiro、Kitazono Takanari
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-35894-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long-term outcome of chronic thromboembolic pulmonary hypertension using direct oral anticoagulants and warfarin: a Japanese prospective cohort study2023

    • Author(s)
      Hosokawa Kazuya、Nakashima Naoki, et al.
    • Journal Title

      Journal of Thrombosis and Haemostasis

      Volume: 21 Pages: 2151~2162

    • DOI

      10.1016/j.jtha.2023.03.036

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deep Learning of ECG for the Prediction of Postoperative Atrial Fibrillation2023

    • Author(s)
      Tohyama Takeshi、Ide Tomomi、Ikeda Masataka、Nagata Takuya、Tagawa Koshiro、Hirose Masayuki、Funakoshi Kouta、Sakamoto Kazuo、Kishimoto Junji、Todaka Koji、Nakashima Naoki、Tsutsui Hiroyuki
    • Journal Title

      Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology

      Volume: 16 Pages: -

    • DOI

      10.1161/CIRCEP.122.011579

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Delirium Prediction Using Machine Learning Interpretation Method and Its Incorporation into a Clinical Workflow2023

    • Author(s)
      Matsumoto Koutarou、Nohara Yasunobu、Sakaguchi Mikako、Takayama Yohei、Fukushige Shota、Soejima Hidehisa、Nakashima Naoki
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 13 Pages: 1564~1564

    • DOI

      10.3390/app13031564

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 薬剤師が知っておくべき、ビックデータの取り扱いと今後の展望について2024

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      Fukuoka Pharmacy Director Seminar
    • Invited
  • [Presentation] RWDを活用したデジタルヘルスの取り組み2024

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      第3回FAST-HDJ次世代医療基盤法シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Bioimage-informatics with machine learning2023

    • Author(s)
      Seiichi Uchida
    • Organizer
      WPI-PRIMe Seminar Series
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 実データと機械学習を組み合わせて楽しむ2023

    • Author(s)
      内田誠一
    • Organizer
      精密工学会 画像応用技術専門委員会 2023年度第2回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 画像解析AIに関する最近の動向2023

    • Author(s)
      内田誠一
    • Organizer
      九州大学整形外科学教室 第450回 MOC会
    • Invited
  • [Presentation] 多目的最適化問題の一意解のための特異点論応用(第二報)2023

    • Author(s)
      内田誠一, 加葉田雄太郎
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2023)
  • [Presentation] Energy-based modelを用いた信頼度較正と疑似ラベル学習への応用2023

    • Author(s)
      鳥羽真仁, 内田誠一 , 早志英朗
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2023)
  • [Presentation] WSIに対する部分的なラベル比率からの学習2023

    • Author(s)
      松尾信之介 , 末廣大貴 , 内田誠一 , 伊藤寛朗, 寺田和弘, 吉澤明彦 , 備瀬竜馬
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2023)
  • [Presentation] Self Attention機構を用いた画像単位でのデータ拡張の適応的選択2023

    • Author(s)
      山田敏輝, 内田誠一, 原田翔太
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2023)
  • [Presentation] 組合せ最適化問題の画像表現による解法2023

    • Author(s)
      石山 遼, 白川嵩大, 内田誠一, 松尾信之介
    • Organizer
      電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
  • [Presentation] 組合せ最適化問題のTransformerによる解法2023

    • Author(s)
      石山 遼, 白川嵩大, 内田誠一, 松尾信之介
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] ランキングと分類による疾病重症度の推定2023

    • Author(s)
      宝満竜一, 内田誠一, 田中聖人, 早志英朗
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 多目的最適化問題の幾何学と混合分布2023

    • Author(s)
      加葉田雄太朗
    • Organizer
      評価のOR 第101回研究会
  • [Presentation] 写像の観点からの 混合正規分布の峰の研究2023

    • Author(s)
      加葉田雄太朗
    • Organizer
      統計連合大会
  • [Presentation] Surface parametrization for manufacturing by principal curvature integral2023

    • Author(s)
      Yutaro Kabata
    • Organizer
      International Council for Industrial and Applied Mathematics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 政府が進めている一次利用目的としての医療情報基盤整備と二次利用への活用2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      日本医療検査科学会 第55回大会
    • Invited
  • [Presentation] これからの病院に求められる医療のデジタル化2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      SSK 医療・介護・ヘルスケア戦略特別セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 情報が変える医学と医療の姿2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      第31回日本医学会総会
    • Invited
  • [Presentation] 国が主導する「全国医療情報プラットフォーム」における薬剤師の役割2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      第25回日本医薬品情報学会総会・学術大会
  • [Presentation] ePathの概要とその活用、効果について2023

    • Author(s)
      中熊 英貴, 小妻 幸男, 山下 貴範, 若田 好史, 的場 哲哉, 松木 絵里, 船越 公太, 戸高 浩司, 中島 直樹, 岡田 美保子, 副島 秀久
    • Organizer
      第43回医療情報学連合大会
  • [Presentation] ePath 基盤の進化と多面的な貢献の可能性2023

    • Author(s)
      山下 貴範, 若田 好史, 村岡 修子, 岡田 美保子, 高瀬 博之, 中島 直樹, 副島 秀久
    • Organizer
      第43回医療情報学連合大会
  • [Presentation] 標準化クリニカルパス「ePath」を基盤としたアウトカム予測とクリティカルインディケータ探索手法2023

    • Author(s)
      藤 沙織, 松本 晃太郎, 山下 貴範, 若田 好史, 野原 康伸, 橋之口 朝仁, 木下 郁彦, 竹中 朋祐, 鴨打 正浩, 中島 直樹
    • Organizer
      第43回医療情報学連合大会
  • [Presentation] 医師の働き方改革を目的としたLearning Health System 構築- ePath データの活用事例 -2023

    • Author(s)
      松本 晃太郎, 若田 好史, 野原 康伸, 中熊 英貴, 小妻 幸男, 管田 塁, 山下 貴範, 的場 哲哉, 坂本 和生, 橋之口 朝仁, 木下 郁彦, 竹中 朋祐, 荒木 千恵子, 劔 卓夫, 堀尾 英治, 岩谷 和法, 羽藤 慎二, 重松 久之, 山下 素弘, 村岡 修子, 杉田 匡聡, 副島 秀久, 中島 直樹
    • Organizer
      第43回医療情報学連合大会
  • [Presentation] クリニカルパスから見えてきた医療情報活用の具体2023

    • Author(s)
      中島 直樹, 羽藤 慎二, 森崎 真美
    • Organizer
      第24回日本医療情報学会看護学術大会
  • [Presentation] 電子カルテとICTを用いたデータに基づく働き方改革2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      第66回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [Presentation] データヘルス改革によって変わる救急・災害医療2023

    • Author(s)
      中島 直樹
    • Organizer
      STROKE2023
  • [Presentation] 医療Dxの最前線:クリニカルパスとICTを活用した働き方改革2023

    • Author(s)
      中島 直樹, 坂本 和生, 横地 常広, 佐藤 寿彦, 荒木 千恵子
    • Organizer
      第87回日本循環器学会学術集会
  • [Remarks] ヒューマンインタフェース研究室

    • URL

      human.ait.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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