Japan Association for Medical Informatics

[4-H-2-02] 電力センサーを用いたMCI患者分類のための機械学習モデル構築に関する研究

*Michito Kimura1,2,3, Makoto Nishimori2,4, Yuriko Nakaoku2, Shunsuke Murata2, Misa Takegami2,5, Soshiro Ogata2, Tadamasa Takemura3,6, Kunihiro Nishimura2 (1. 千葉大学医学部附属病院 病院帳企画室, 2. 国立循環器病研究センター 予防医学・疫学情報部, 3. 兵庫県立大学情報科学研究科, 4. 神戸大学大学院医学研究科, 5. 東京大学大学院医学研究科, 6. 国立循環器病研究センター 医療情報部)

MCI, electric power sensors, older people, machine learning

近年、認知症に対する研究・治療薬開発が進むにつれ、認知症の前駆段階である軽度認知障害(MCI)にも注目が集まっている。MCIは、認知機能の低下が認められるものの、日常生活は正常で、認知症の診断基準を満たさない状態を指す。MCI患者に適切に介入することで認知機能を回復、維持できることが先行研究により示唆されている。MCI患者の認知症への進展を防ぐことは、来る超高齢化社会において重要である。一部の認知症患者は、昼夜逆転など生活状態に変化が現れることが広く知られている。このことから、MCI患者にも生活状態に違いがあることが考えられる。一方、IoT技術の発展により、日常のあらゆるものをデータ化し蓄積できるようになった。近年では、消費電力の波形から家電の使用を特定するセンサーも実用化された。本センサーを用いて高齢者の生活状態を定量的に評価することで、MCI患者を分類できる可能性がある。これまで、一次元畳み込みニューラルネットワーク(1DCNN)モデルを用いて、宮崎県延岡市の84世帯88人の研究参加者に認知機能テストを実施し、センサーから得られた電力データで正常群とMCI群の分類を試行したところ、正解率が0.690、再現率が0.340、適合率が0.191、ROCが0.687であった。今回は、同居者による電力データの影響を排除するため、上記88人の中で独居の者と、新規に研究に参加した同市の独居者の計48人を対象とした。電力データ、研究参加者の年齢、性別、教育歴を1DCNNモデルに学習させ分類を試行したところ、正解率が0.845、再現率が0.921、適合率が0.574、ROCが0.932であった。本研究により、独居者の認知機能低下をセンサーから予測できる可能性、および認知機能の低下と家電使用の変化の関係が示唆された。今後は分類性能の向上および他地域のデータでの外部妥当性検証を行う。