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大腸ポリープ・大腸がんの早期発見率98%!AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム|国立がん研究センター・NEC

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■大腸ポリープ・大腸がんの早期発見率98%!AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム|国立がん研究センター・NEC

大腸ポリープ・大腸がんの早期発見率98%!AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム|国立がん研究センター・NEC
大腸ポリープ・大腸がんの早期発見率98%!AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム|国立がん研究センター・NEC

参考画像:AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム開発 大腸内視鏡検査での見逃し回避を目指す(2017/7/10、国立がん研究センター)|スクリーンショット

AIを活用したリアルタイム内視鏡診断サポートシステム開発 大腸内視鏡検査での見逃し回避を目指す

(2017/7/10、国立がん研究センター)

今回開発したプロトタイプを使用して、新たな約5,000枚の内視鏡画像を評価したところ、前がん病変としてのポリープと早期がんの発見率98%という高い認識性能を有することが明らかになりました(偽陽性率は1%に抑えられています)。

国立がん研究センターとNECは、約5,000例の内視鏡画像をNECのAI技術に学習させることにより、前がん病変としてのポリープと早期がんの発見率は98%というリアルタイム内視鏡診断サポートシステムを開発したそうです。




■背景

大腸の場合、通常“がん”は前がん病変であるポリープから発生することが明らかとなっており、人間ドックや大腸がん検診で発見された場合は、積極的に内視鏡的摘除が行われています。実際に米国では、1993年に報告されたNational Polyp Studyと2012年に報告されたそのコホート研究の結果から、大腸腺腫性ポリープを内視鏡的に摘除することが大腸がんの罹患率を76%~90%抑制し、死亡率を53%抑制したことが明らかにされています。

大腸ポリープは大腸がんのリスクを高めるリスク要因であると考えられています。

大腸がんのリスクファクター|国立がん研究センターによれば、ポリープの大きさが大きいほど大腸がんになるリスクが高くなり、また、ポリープの出来やすい人は大腸がんになるリスクが高いことから、大腸ポリープをいかに小さく、またできにくくするかは大腸がん予防の一つのアプローチといえます。

つまり、大腸がんの予防には、いかにして内視鏡検査時に前がん病変であるポリープの段階で見つけ摘除することが重要なのですが、医師による見逃しの例があるという報告があります。

従って、このポリープを内視鏡検査時に見逃さないことが重要ですが、肉眼での認識が困難な病変や発生部位、医師の技術格差により24%が見逃されているという報告もあります。また別の報告では、大腸内視鏡検査を受けていたにもかかわらず、後に大腸がんに至るケースが約6%あり、その原因は内視鏡検査時の見逃し(58%)、来院しない(20%)、新規発生(13%)、不十分な内視鏡治療による遺残(9%)が挙げられています。

緑内障のリスク要因を4つの類型に自動で分類する手法を開発|東北大・トプコンによれば、視神経の変形を肉眼で判定し、緑内障の分類作業を行なう上で、従来は、医師の経験や主観的な要素が大きく、また一般的な診療所では分類が難しいことが問題となっているのと同様に、肉眼では見つけにくいために見逃しが起こるだけでなく、大腸がん内視鏡検査を行う医師の技術が不足しているために見逃していたと考えられるということがあったそうです。

■まとめ

大腸内視鏡検査に今回開発したシステムが活用されるようになれば、従来は肉眼では認識することが困難であった前がん病変であるポリープや大腸がんを発見することができるようになることや経験の浅い内視鏡検査医でも経験豊富な医師と同様の結果を出すことが期待されます。

→ 大腸ポリープ手術までの経緯・手術内容・大腸ポリープ切除後の食事|大腸ポリープ手術を受けた患者さんにインタビュー について詳しくはこちら

→ 大腸がんの症状・初期症状・原因 について詳しくはこちら







【関連記事】
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Cardiolens|Hololensを使って相手のバイタルサイン(心拍数・脈拍数)をリアルタイムで可視化するAR・MRアプリ|Microsoft Researchら

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■Cardiolens|Hololensを使って相手のバイタルサインをリアルタイムで可視化するAR・MRアプリ

Cardiolens|Hololensを使って相手のバイタルサインをリアルタイムで可視化するAR・MRアプリ
Cardiolens|Hololensを使って相手のバイタルサインをリアルタイムで可視化するAR・MRアプリ

参考画像:Cardiolens: Remote Physiological Monitoring in a Mixed Reality Environment|スクリーンショット

Microsoft Researchら、HoloLens越しに見る相手のバイタルサイン(心拍数や脈波など)をリアルタイムに測定・可視化するARアプリ「Cardiolens」を論文にて発表

(2017/5/26、Seamless)

Microsoft Researchと国立民間航空学院の研究者は、HoloLensなどのARヘッドセットを使用してバイタルサインのリアルタイムな可視化を可能にする生理学的測定ツール「Cardiolens」を論文にて発表しました(PDF)。

ウェアラブルデバイスなどをつけることにより、血圧や脈拍数、体温などのバイタルサインをセンサーで読み取り表示する仕組みをこれまでいくつも紹介してきました。

今回紹介する論文によれば、MicrosoftのHoloLensを用いて”相手のバイタルサイン”をリアルタイムに見ることができるツールが考え出されているようです。

周囲の光とデジタルカメラを使って、肌から反射された光の小さな変化によって血液量パルス(BVP:Blood Volume Pulse)を測定し、また、脈拍数や呼吸数などのバイタルサインを計算します。

15秒間見ると、心拍数と脈拍が表示される仕組みになっています。




■まとめ

以前、血行状態が映る「魔法の鏡」開発|将来的には自律神経指標に基づく未病対策が目的|東北大学では、ビデオカメラとコンピューターを内蔵した鏡型ディスプレーの前に立つだけで、その時の血行状態などが分かる血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」を開発したニュースを紹介しましたが、その「鏡」がHoloLensになったという感じでしょうか。

Visualizing blood flow in different parts of the body in real-time would be useful for surgeons in an operating theatre.

論文の中では、リアルタイムで血流を視覚化することが手術する外科医にとって有益であるとありましたが、血行状態が視覚化することができれば、病気になる前に病気のサインを見つける未病対策にも役立つのではないでしょうか。

ザッカーバーグ夫妻、人類の病気を予防・治療するプロジェクトで30億ドルを投資で紹介したザッカーバーグさんはこのようにコメントしています。

ザッカーバーグは「アメリカでは病気にかかった人々を治療するための支出に比べて、そもそも人々が病気にならないように研究するための支出はわずか50分の1しかない」と述べた。

ザッカーバーグさんのコメントは、病気を発症してからではなく、病気予防に重点を置くという考え方は、東洋医学の「未病」という考え方に近いと思います。

日本でも2015年度の医療費は41.5兆円|高齢化や抗がん剤などの高額な新薬が増えているがニュースになりましたが、予防医療・予防医学に取り組んでいくことは医療費の削減するためにも今後重要になっていくと考えられますし、また、QOL(生活の質)の向上といった間接的なコスト削減も期待できると考えられます。







【参考リンク】
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AIで糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである「受診中断」を予測するシステムを開発|NTT・東大

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■AIで糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである「受診中断」を予測するシステムを開発|NTT・東大

AIで糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである「受診中断」を予測するシステムを開発|NTT・東大
AIで糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである「受診中断」を予測するシステムを開発|NTT・東大

参考画像:病態悪化につながる患者行動をAIが予測~2017年度から複数病院データベースでの評価を開始~(2017/2/3、NTT)|スクリーンショット

病態悪化につながる患者行動をAIが予測~2017年度から複数病院データベースでの評価を開始~

(2017/2/3、NTT)

本モデルは、電子カルテデータやそこから生成された特徴量を入力して予約不履行(受診が途絶えるきっかけとなり得る予約外来の不受診)と受診中断リスク順位(将来の受診中断日までの日数の長さによる患者の順位付け)の2つを予測します。本モデルを2011年から2014年にかけて東京大学医学部附属病院に糖尿病の治療で通院している患者約900名の電子カルテデータを用いて評価したところ、優れた予測性能(予約不履行はAUC*4=0.958、F値*5=0.704、受診中断リスク順位は正解率*6=0.706)を確認しました。この精度(F値)は、本モデルが不受診となった予約のうちの7割を予測できていることを意味しています。また、新たに予約登録日*7や予約日*8の曜日、予約登録日と予約日の間隔など、これまで医師が気づかなかった患者の予約行動に関わる項目が予測に影響を与えていることもわかりました。

NTTと東京大学は共同で、NTTグループのAI技術(corevo™)を活用し、約900名の糖尿病患者の電子カルテデータを利用して、糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである患者行動「受診中断」を予測するシステムを開発したそうです。

このシステムは、受診中断を7割の精度で予測できることから、通院をやめる可能性がある患者に対して、受診させるアプローチをとりやすくしてくれることが期待されます。

糖尿病予備軍に電話で予防のアドバイスを続けることで発症率が4割下がる|国立病院機構京都医療センターで紹介した国立病院機構京都医療センターによれば、糖尿病予備軍の人に電話で予防のアドバイスを続けることで、発症率が4割下がったそうです。

糖尿病患者の治療継続は半数にとどまるによれば、糖尿病の合併症を予防するには、医師と相談しながら、治療を継続していく必要があり、患者の大半もその治療方針を理解し、治療の重要性を認識しているのですが、治療を継続していくことができない人が半数もいるそうです。

その理由としては、治療に伴う経済的な負担や治療継続へのストレスから治療を続けていくことができないないことが主な理由でしたが、その他の理由としては、継続するのが面倒という人もいるのではないでしょうか。

今回のシステムを活用して、通院をやめる可能性がある患者に対して、励ましたり、長続きする運動法を一緒に考えるなど寄り添って治療を行うことにより、糖尿病の治療を継続しやすくしてくれるではないでしょうか。

→ 糖尿病の症状・初期症状 について詳しくはこちら

→ 糖尿病危険度チェック について詳しくはこちら







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Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram




■Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram

Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram
Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram

参考画像:Ordinary wearables can flag signs of diabetes, according to new Cardiogram study(2018/2/7、Upbeat)|スクリーンショット

Cardiogramの研究によれば、Apple Watchは糖尿病を85%の精度で検出可能

(2018/2/8、TechCrunch)

Cardiogramの創業者Brandon Ballingerによる最新の臨床研究によれば、Apple Watchは既に糖尿病と診断された人が、糖尿病であることを85%の正確性で診断することができた。

Apple Watchの心拍数記録アプリCardiogramの創業者Brandon Ballingerによる最新の臨床研究によれば、ウェアラブルテクノロジーによって、糖尿病(0.8451)、高コレステロール(0.7441)、高血圧(0.8086)、睡眠時無呼吸(0.8298)の精度で識別することができたそうです。




■まとめ

アメリカ国民の人口の約3分の1に当たる約1億人が糖尿病または糖尿病予備軍|米CDCで紹介したアメリカ疾病管理予防センター(CDC)の報告書によれば、アメリカ国民の人口の約3分の1に当たる約1億人が糖尿病またはその予備軍となっているそうです。

スマートウォッチは病気の早期発見に役立つ|正常値とベースライン値の確立が重要|スタンフォード大で紹介したスタンフォード大学のマイケル・スナイダーの研究によれば、フィットネスモニターや他のウェアラブルバイオセンサーが心拍数、肌の温度などの異常が起きているかを知らせてくれることにより、病気になっていることを伝えてくれるという研究が進められているようですが、今回の研究を活用して糖尿病の兆候を知ることができれば多くの人が糖尿病予備群という早い段階で糖尿病の予防・治療が進められるのではないでしょうか?







【参考リンク】
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人工知能(AI)で糖尿病患者の電子カルテを分析|糖尿病性腎症の発症を予測するシステムを開発|日本IBMと藤田保健衛生大学など

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■人工知能(AI)で糖尿病患者の電子カルテを分析|日本IBMと藤田保健衛生大学など

Tablets and phones

by Zak Mensah(画像:Creative Commons)

人工知能:糖尿病分析 電子カルテで病状把握へ

(2016/7/14、毎日新聞)

藤田保健衛生大学病院が2004年以降の患者約98万人分の検査データなどを匿名化して提供。文脈や単語を解読できる日本IBMのAI「ワトソン」を活用することで、電子カルテの自由記述欄に書かれた「2日前から足がだるい」「寝起きに頭が重い」など通常のコンピューターでは統計処理が難しい言葉も分析する。

日本IBMと藤田保健衛生大学、第一生命保険が共同で、人工知能(AI)で生活習慣病患者の電子カルテを分析し、医療や保険に応用する研究を始めるそうです。

先日、過去の糖尿病患者のビッグデータを用いて、新たな患者の症状の進行や薬の効果を予測するシステムを開発|国立病院機構長崎川棚医療センターと富士通などでは、国立病院機構長崎川棚医療センターと富士通などが、過去の糖尿病患者の治療経過を集めたビッグデータを用いて、新たな患者の症状の進行や薬の効果を予測するシステムを開発したと紹介しましたが、アイデアとしては近いものといえそうです。

IBMの「WATSON」によってがん治療がスピードアップする!?によれば、Watsonは膨大な量の医療データや論文などのデータベースが格納されており、患者のデータを高速で解析し、医療データを照らし合わせることで、患者に最も最適と思われる治療方針を提案することで、医師や患者が意思決定の支援をするシステムです。

このシステムを糖尿病に応用し、AIによってカルテの分析を行ない、適切な食事や運動によって、病気の悪化を防ぐことを目指していくのではないでしょうか。

【追記(2017/9/21)】

AIで糖尿病の合併症の発症を予測

(2017/9/20、NHK)

藤田保健衛生大学と第一生命の研究グループは、糖尿病患者などおよそ13万人の電子カルテのデータの推移や2500万本を超える論文などを人工知能に学習させ、糖尿病の合併症として知られ、心筋梗塞などのリスクを高める「糖尿病性腎症」の発症を予測するシステムを開発しました。

藤田保健衛生大学と第一生命のグループは、糖尿病患者の電子カルテのデータや2500万本を超える論文をIBM Watsonに深層学習(ディープラーニング)させ、糖尿病の合併症として知られる「糖尿病腎症」の発症リスクを予測するシステムを開発したそうです。

どのようなデータを分析したのでしょうか?

糖尿病の合併症、AIで予測 藤田保健衛生大など

(2017/9/20、中日新聞)

腎機能を示す検査データ「eGFR」値や血糖値はもちろん、因果関係が薄いとされがちな検査データも含め24項目の数値を分析。時間経過による変化や既往症の有無も踏まえた。その結果、現時点では腎症の予兆がない初期の糖尿病患者でも、近い将来の見通しとして180日後に発症するかどうか、高い精度で予測することができるようになったという。




■スタッフが患者の治療への取り組みをほめた際に、患者の血糖値の改善傾向が強まる

今回このニュースで気になったポイントはこちら。

糖尿病の合併症、AIで予測 藤田保健衛生大など

(2017/9/20、中日新聞)

「ワトソン」は数値化されたデータだけでなく、電子カルテに記載された医療スタッフと患者とのやりとりなども解読できる。スタッフが患者の治療への取り組みを「褒めた」場合、患者の血糖値の改善傾向が強まることも分かり、心理面での治療支援にも活用できる可能性が出てきた。

「ワトソン」は電子カルテに記載されたスタッフと患者とのやり取りを解読し、スタッフが患者の治療への取り組みをほめた際に、患者の血糖値の改善傾向が強まることがわかったそうです。

糖尿病患者の治療継続は半数にとどまる|なぜ治療が続けられないのか?によれば、糖尿病の合併症に不安を感じ、糖尿病の治療の重要性を認識していても、治療を継続できている人は半数なのだそうです。

その理由としては、治療に伴う経済的な負担や治療継続へのストレスから治療を続けていくことができないないことが主な理由でしたが、その他の理由としては、継続するのが面倒という人もいるのではないでしょうか。

治療の継続を促す意味で、声をかけ続けることが重要であることがわかってきています。

糖尿病予備軍に電話で予防のアドバイスを続けることで発症率が4割下がる|国立病院機構京都医療センターで紹介した国立病院機構京都医療センターによれば、糖尿病予備軍の人に電話で予防のアドバイスを続けることで、発症率が4割下がったそうです。

オンライン診療と対面治療の組み合わせによる禁煙治療の治療継続効果は1.5倍にで紹介したDoes telemedicine improve treatment outcomes for diabetes? A meta-analysis of results from 55 randomized controlled trials.によれば、オンライン診療を受けた糖尿病患者のほうが血糖値(HbA1c)の改善効果があったという成果もえられているそうです。

【参考リンク】

また、AIで糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである「受診中断」を予測するシステムを開発|NTT・東大では、NTTと東京大学は共同で、NTTグループのAI技術(corevo™)を活用し、約900名の糖尿病患者の電子カルテデータを利用して、糖尿病患者の症状が悪化する原因の一つである患者行動「受診中断」を予測するシステムを開発したというニュースを取り上げましたが、治療の継続をしてもらうためにも、こうしたシステムを活用して、治療をやめてしまう可能性がある方にアプローチをして呼び掛けるということが一つの手段として考えられます。

女性医師の治療を受けた患者は生存率が高い!?|医師の患者に対する共感・コミュニケーションが重要な役割を果たしている?では、医療における医師と患者のコミュニケーションの重要性は高まっていることを紹介しましたが、人の行動変容を促すには根気強いコミュニケーションが必要ですので、今後一層病気の治療のためのコミュニケーションが重要になってきているのではないでしょうか?

→ 糖尿病の症状・初期症状 について詳しくはこちら

→ 糖尿病危険度チェック について詳しくはこちら

■健康データを活用して糖尿病予防をするアイデア

【糖尿病予防】ウェアラブルデバイスで健康データを記録し生活習慣を改善するモデル事業|経済産業省(2016/6/22)によれば、ヘモグロビンA1c値が高いが腎機能障害がない糖尿病一歩手前の人にウェアラブルデバイスをつけてもらい、心拍数・歩数・消費カロリー・睡眠の深さ・興奮・リラックス状況などのデータを計測し、そして血圧・体重・食事内容などを半年間記録してもらい、状態が悪化すると警告が出て、医師や看護師、管理栄養士が情報を提供し、生活習慣を改善するモデル事業が行われるそうです。

【関連記事】

「GLUCONOTE」|東大とドコモ、RESEARCHKITで糖尿病と生活習慣の関連性を研究するアプリを開発(2016/3/15)によれば、東京大学とNTTドコモが、Appleの「ResearchKit」を活用し、2型糖尿病患者と糖尿病予備群を対象としたアプリ「GlucoNote」を開発し、糖尿病と生活習慣の関連性を検証するそうです。

■まとめ

これらの研究が進めば、糖尿病の重症化予防につながることが期待されます。

世界的にも糖尿病患者が増えていますので、これらの研究が成功するといいですね。

→ 糖尿病の症状 について詳しくはこちら

→ 糖尿病チェック について詳しくはこちら







【参考リンク】
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