結核治療薬の服薬動画を監視するAI

結核の新規発症は世界で年間1千万人以上であり、170万人がこれを主因とした死亡に至るなど、依然として結核は世界10大死因に含まれている。WHOが主導する結核撲滅戦略は2030年までの達成を目標としているが、このためには正しく規則的に結核治療薬を服薬する「アドヒアランス」の重要性が極めて大きい。WHOは、結核患者の服薬を医療者が直接確認する「DOTS: Directly Observed Treatment Short Course」という手法を推奨しており、2017年以降からはビデオベースの直接観察「VDOT」を適切な代替手段として認めている。しかし、ビデオを確認する作業に対して医療者のリソース不足は根強く、AIによる自動化と効率化の可能性が模索されている。

ジョージア大学の研究チームは、VDOTへのAI適用を検討するために、「結核患者が服薬している動画データを解析するAI研究」を行っている。同研究における最新の成果は、SSRN上の「Preprints with The Lancet」でプレプリント論文として公表された。この研究では、VDOT用に作成された50名の結核患者の服薬ビデオ861本を対象として、複数のディープラーニングモデルをテストした。動画から得られる顔のジェスチャーや顎の下がり具合によって服薬状況を評価した結果、動画分類タスクを遂行するアルゴリズムのひとつ「3D ResNet」においてAUC 0.84、評価1件当たり0.54秒と、効果的に機能することを確認している。

結核やC型肝炎における「服薬監視に特化したAIの有効性検証」は先行する研究成果が乏しく、著者らは、VDOTのモニタリングにおけるAIツールの可能性を本研究によって新たに示すことができた点を強調している。モデルトレーニングのため、大規模なラベル付きデータセットをオープンソース化するなど、次の局面へ研究を発展させていくことをチームでは検討している。

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1. 岡本 将輝
信州大学医学部卒(MD)、東京大学大学院専門職学位課程修了(MPH)、東京大学大学院医学系研究科博士課程修了(PhD)、英University College London(UCL)科学修士課程最優等修了(MSc with distinction)。UCL visiting researcher、日本学術振興会特別研究員、東京大学特任研究員を経て、現在は米ハーバード大学医学部講師、マサチューセッツ総合病院研究員、SBI大学院大学客員准教授など。専門はメディカルデータサイエンス。

2. 杉野 智啓
防衛医科大学校卒(MD)。大学病院、米メリーランド州対テロ救助部隊を経て、現在は都内市中病院に勤務。専門は泌尿器科学、がん治療、バイオテロ傷病者の診断・治療、緩和ケアおよび訪問診療。泌尿器科専門医、日本体育協会認定スポーツドクター。
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