Japan Association for Medical Informatics

[2-F-1-04] 米国診療データを活用した2型糖尿病向け処方選択支援技術の開発と評価

*Shinji Tarumi1, Wataru Takeuchi1, George Chalkidis1, Salvador R. Loya2, Junichi Kuwata1, Michael C. Flynn3, Kyle M. Turner3, Farrant H. Sakaguchi3, Charlene R. Weir2, Teresa Y. Taft2, David E. Shields2, Phillip B. Warner2, Polina V. Kukhareva2, Hideyuki Ban1, Kensaku Kawamoto2 (1. 株式会社日立製作所 研究開発グループ, 2. Department of Biomedical Informatics, University of Utah, 3. University of Utah Health)

Clinical decision support system, Disease management, Artificial intelligence, Chronic disease

【背景と目的】2型糖尿病は代表的な生活習慣病のひとつであり、長期にわたる適切な治療を必要とする。患者最適な処方選択を支援するため、我々はこれまでに、治療種別のアウトカムを実臨床データから予測する処方選択支援システムの開発を進めてきた。本発表では、予測性能向上を目的に開発した、治療遷移構造に基づくアウトカム予測手法について報告する。【方法】米国ユタ大学の診療データ27904例を用いて、3か月後にHbA1c<7%などの治療目標を達成する確率を、治療種別に予測する技術を開発した。提案法は、データ内の処方パターンを遷移グラフでモデル化することで、治療状態に応じた予測と処方推薦を実現する。7割のデータで学習したモデルを3割のデータに適用し、以下を評価した。1)従来法である勾配ブースティング決定木を比較対象に、治療達成確率の予測誤差をBrier Scoreで評価した。2)米国糖尿病学会の診療指針を参考に、最大の確率で推薦された処方の特徴を調査した。また、予測の妥当性を臨床医3名に確認いただいた。本研究はユタ大学と(株)日立製作所研究開発グループで定める倫理審査基準に則り審査、承認され、実施された。【結果および考察】1)従来法の予測誤差0.162を下回る0.158を得た。キャリブレーション誤差は、従来法0.013を大きく下回る0.002(84.6%減)を得た。2)従来法の推薦処方では、指針で推奨される段階的に強度を増加する処方が57.8%含まれたが、提案法では98.6%含まれ、より指針に則していることが確認された。また、提案法の推薦処方が、臨床医の感覚と一致する旨を確認いただいた。以上より、従来技術に対する優位性と、臨床的有用可能性を確認した。【結論】患者最適な処方選択を支援する2型糖尿病向け処方選択支援技術を開発した。今後、本技術の臨床的有用性を前向き臨床研究にて評価する。