人工知能がICUでの迅速な治療を支援
NVIDIA GPUテクノロジー／医療活用事例
業種：医療機関/医療研究機関
このストーリーは、MITの学生が家族のアレルギー疾患の経験をきっかけに取り組んだ、AIを使った集中治療室（ICU）治療のサポートに研究について紹介したものです。
テーマ
ICUでは、心疾患や脳卒中など緊急性の高い症状の患者への処置を行う際に、患者個人の記録だけでなく、同様の症状を持つ患者のデータを参照することは有効ですが、実際には困難を伴います。AIがこれを支援するために、MITのコンピューターサイエンス＆アーティフィシャルインテリジェンスラボ（CSAIL）が、ICUインタービーンというAIシステムを研究しています。
謎めいた唐辛子アレルギーがなかったら、ハリニ・スレシュは集中治療室（ICU）での患者のケアを向上する方法を探そうとしなかったかもしれません。
アメリカ・マサチューセッツ工科大学（MIT）の博士課程の学生であるスレシュは、医師がそれぞれの患者にベストな治療を選択できる助けにAIを利用したいと考えました。
患者の病状が心疾患や脳卒中のような緊急性の高いときはそれは容易なことではなく、医師は膨大で多様な患者データ、シンプルな人口統計から複雑なラボのテスト結果までカバーしたうえで、迅速に検討しなければなりません。
「ICUはリスクの高い、緊急性の高い環境で、医師はそれぞれの患者に対して限られた時間しか使うことができません。」とスレシュは言っています。
「医師が多くのデータソースやデータタイプを取り扱うとき、そのデータを扱うコンピューターのツールで違いが生まれます。」
MITのコンピューターサイエンス＆アーティフィシャルインテリジェンスラボ（CSAIL）で研究を行っているスレシュは、それまでの人生で唐辛子が好きだったのに、ある時突然アレルギー反応を発症した母親を持つ女子学生です。
そのことは彼女の医療への興味を持つきっかけとなり、今日のスレシュの研究であるもっと個人にあった医療の研究をICUで始めることになりました。
彼女の最近の論文では、GPUでアクセラレートされたディープラーニングが、患者がICUでなんの治療が必要になるかを、どのように予測するか、が解説されています。
生体サイン、血圧、心拍、血糖値加えて年齢や性別といった患者の情報を時間ごとの計測・記録するうえでこのモデルを使い、そのあと必要になる治療の予測をするものです。
ICUインタービーンと呼ばれる、そのシステムは患者に今後必要となる処置、患者の呼吸を助ける、心臓の機能を向上させる、血圧を上げる、あるいは輸血などをするかどうかの医師の決定を助けることになります。
そしてそれによって患者がいつその治療を安全に取りやめることができるかを予測することができます。現在のところ8時間前に予測することができます。
ICUインタービーンは、ディープラーニングソリューションの中でもユニークなもので、決定の後に理由を説明するというものです。
「その説明は、医師と患者がその決定に信頼をおくことが必要なので、このような技術を実際の利用にもっていく最も重要な要素となります。」スレシュは言います。
スレシュとMIT研究チーム、スレシュの指導者であるピーター・ツォロビッツMIT教授とMITの医師はICUインタービーンを心拍、酸素飽和度や肝機能のような要素と推奨される処置を関連付けて教育しました。
教育データとして、チームはMIMIC-III*の個人情報が削除された患者の医療情報の公共データベースを含む、約34,000のICUに入院した患者の情報を取り込みました。
彼らはNVIDIA GeForce TITAN C GPUとcuDNNをトレーニングすることでスピードを上げ、それで同じGPUを彼らのモデルに導入しました。
もし実現すれば、ICUインタービーンは医師がより早く正しい処置をそれぞれの患者に対して行うことを支援することができる、とスレシュは言います。
そしてこれは必要のない処置を避けることもできます。
次のステップとして、研究者たちはICUインタービーンをもっと個人個人のケアに利用できるようにし、決定の理由をもっと進化させるようにしていくように研究しています。
「もしわれわれが臨床の意思決定の質を向上することができれば、我々は本当に患者のケアの質を向上することができます。」スレシュはこう締めくくりました。
*MIMIC-III =Medical Information Mart for Intensive care
本記事はThe Official NVIDIA Blogの記事を抄訳したものです。
「The AI Will (I)CU Now: Deep Learning Helps Guide Decisions in Intensive Care 」
（2017年10月2日付）
https://blogs.nvidia.com/blog/2017/10/02/the-ai-will-icu-now-deep-learning-helps-guide-decisions-in-intensive-care/
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