Japan Association for Medical Informatics

[3-P-1-03] 慢性血栓塞栓性肺高血圧症患者における低侵襲・高精度な肺動脈平均圧の予測モデル作成

*Takahiro Yoshii1, Hidetoshi Matsuo2, Mai Takahashi2, Mizuho Nishio2, Atsushi Kono2, Yu Taniguchi3, Kenichi Hirata3, Takamichi Murakami2 (1. 神戸大学医学部医学科, 2. 神戸大学大学院医学研究科 内科系講座放射線診断学分野 放射線診断学部門, 3. 神戸大学大学院医学研究科 内科学講座 循環器内科学分野)

Machine Learning, Regression, Right Heart Catheterization, CTEPH, Mean Pulmonary Artery Pressure

【背景・目的】慢性血栓塞栓性肺高血圧症(CTEPH)の診断には右心カテーテル検査による肺動脈平均圧(mPAP)の測定が必要であり、予後予測にも用いられている。右心カテーテル検査は侵襲度が高いため、昨今は心エコー検査における三尖弁圧較差(TRPG)による推定値を用いて経過観察されている例もある。本研究では心エコー検査以外の低侵襲検査を加えることで、mPAPを低侵襲かつ高精度に予測できるモデルの作成を試みた。 【方法】神戸大学医学部附属病院にて、2005年4月 から2020年1月 の間で、mPAPを測定したCTEPH患者のデータ(167症例)のmPAPについて後方視的に検討した。低侵襲に得られる対象患者の年齢・性別・血液検査所見(BNP値)・心エコー検査所見(TRPG)・胸部レントゲン検査所見(心胸郭比・右第2弓比・無血管野の有無)の計7項目を使用することとし、内部で勾配ブースティング決定木を使用するLightGBMを用いてモデルを作成した。対照群として、上記7項目を用いた重回帰モデル、TRPGのみを用いた単回帰モデルを作成し、予測精度を比較した。データは訓練用(80 %)、評価用(20 %)に分割し、mPAPの予測性能の評価には評価用データに対する決定係数を用いた。 【結果】作成したモデルのmPAP予測性能(決定係数)は、TRPGのみを用いた単回帰モデルではそれぞれ0.288であった。TRPGを含む7項目を用いた重回帰モデルでは0.429であった。さらに、LightGBMモデルでは0.516であった。 【結論】CTEPH患者のmPAPの予測モデルに関して、TRPG以外の低侵襲検査を加えることで、より高精度に予測可能なモデルの作成を行うことができた。さらに、症例データを元にした新たな説明変数の作成、またLightGBMを用いることで、さらなる精度の向上を実現することができた。