Development of virtual network of medical terms of chronic kidney disease

慢性肾脏病医学术语虚拟网络的开发

• 批准号: 22K08346
• 负责人: 神田 英一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kawasaki Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08346/
• 关键词: 慢性腎臓病; 末期腎不全; 人工知能; ネットワーク; ビッグデータ; 深層学習; 自然言語処理; リーマン多様体; AI; 圏論

慢性腎臓病(CKD)患者の正確な予後予測は、病態解明において重要な課題である。大量の医学文献データと大規模患者データを最新の人工知能(AI)と数理学的手法を用いた解析でバーチャル空間内にCKD病態ネットワークを構築し、CKDの病態を解明することを目的として研究に着手した。成果(1)CKD患者の予後予測システムの開発・実装：アウトカム(末期腎不全または死亡)の発生を予測するため、Random ForestやeXtreme Gradient Boosting (XBG)などを用いた機械学習モデルを26種類開発した。最も予測能が高いモデルをサーバに搭載し、予後予測WEBシステムの実装に成功した(Kanda E. PLOS Digit Health)。成果(2) 合併症のあるCKD患者の予後：(2-1) 高K血症患者の予後予測；高カリウム血症エピソード後の死亡、透析および心血管イベントを予測するXGBモデルを開発した(Kanda E. Nutrients)。(2-2) 2型糖尿病患者の予後予測：2型糖尿病患者を対象に、糖尿病性腎症または心不全の発症を予測するXGBモデルを作成した。SHAP解析により危険因子を発見した(Kanda E. Sci Rep)。成果(3) 医学用語バーチャル空間の構造の解明：CKDに関する文献を自然言語処理AIにより構築した医学用語バーチャル空間はリーマン多様体を構成した。さらに空間内のCKD関連因子間の関係(多様体的距離)はアウトカム発生に相関した。この結果は第65回日本腎臓学会学術総会にて優秀演題賞を受賞し、米国応用数学会でニュースとして取り上げられた(SIAM News)。これらの成果によって、患者データおよび医学テキストデータのベクトル化を基盤としたCKDの病態ネットワーク構築の医学的意義が示された。今後は、このネットワークの開発を目指す。

慢性肾脏疾病（CKD）患者的准确预后是阐明病理学的重要问题。我们开始研究，目的是使用最新的大规模患者数据的最新AI和数学方法在虚拟空间内构建CKD病理网络，并阐明CKD的病理学。结果（1）针对CKD患者的预后预测系统的开发和实施：为了预测结果的发生（终末期肾衰竭或死亡），我们使用随机森林和极端梯度增强（XBG）开发了26种类型的机器学习模型。最可预测的模型已安装在服务器上，并成功实现了预后的Web系统（Kanda E. Plos Digit Health）。结果（2）合并症患者的预后：（2-1）高钾血症患者的预后；我们开发了一个XGB模型，可预测高钾血症发作后死亡，透析和心血管事件（Kanda E.养分）。 （2-2）2型糖尿病患者的预后：创建了XGB模型，以预测2型糖尿病患者的糖尿病性肾病或心力衰竭的发作。危险因素是通过Shap Analysis（Kanda E. Sci Rep）发现的。结果（3）阐明医学术语虚拟空间的结构：使用自然语言处理AI构建的医学术语虚拟空间构成了Riemann歧管。此外，空间中与CKD相关因素之间的关系（多种距离）与结果的发展相关。该结果在日本肾脏病学会的第65届学术会议上获得了杰出的演讲奖，并在美国应用数学学会（SIAM News）的新闻中介绍。这些结果证明了基于患者数据和医学文本数据的矢量化建立CKD病理网络的医学意义。将来，我们旨在开发该网络。

项目成果

step by stepで学ぶ 論文を「読む」ための医療統計

学习医学统计学，一步步“读懂”论文

• 发表时间: 2022
• 作者: 神田英一郎;佐々木環;柏原直樹;神田英一郎;神田 英一郎
• 通讯作者: 神田 英一郎

医学用語バーチャル空間におけるCKD患者の腎生命予後エンドポイントの開発

医学术语虚拟空间中 CKD 患者肾脏寿命预后终点的制定

• 发表时间: 2022
• 作者: 神田英一郎;佐々木環;柏原直樹
• 通讯作者: 柏原直樹

Nutritional Management in Elderly CKD Patients in Japan

日本老年 CKD 患者的营养管理

• DOI: 10.3177/jnsv.68.s76
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Nutritional Science and Vitaminology
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kanda E;Epureanu B;Adachi T;Kashihara N.;Kanda E.
• 通讯作者: Kanda E.

AI・ICTを活用したCKD進行予測システムの開発

使用 AI/ICT 开发 CKD 进展预测系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsubota H;Suzuki A;Makino M;Kanda E;Yajima T;Kidani Y;Morita N;Kanemata S.;神田英一郎
• 通讯作者: 神田英一郎

SIAM NEWS; New surrogate marker of CKD progression

暹罗新闻；