先進的AI医療機器開発をめざす株式会社カルディオインテリジェンス　利用者に説明をしてくれる心電図解析AIを開発

2021年5月31日
報道関係者各位
株式会社カルディオインテリジェンス

 株式会社カルディオインテリジェンス(本社：東京都 港区、代表取締役CEO：田村 雄一 以下当社)の田村雄一CEO・高田智広CTOらによる共同研究チームは、人工知能(AI)におけるニューラルネットワークの表現能力を応用して、心電図検査においてAIを用いた不整脈の検出およびAIが利用者に検出根拠を説明する手法を開発し、その研究成果が2021年5月29日付でInternational Heart Journal誌にオンライン公開されました。

本研究成果は、臨床現場における医療機器AIとしての活用を可能にするだけでなく、AIを扱う医師が医療現場においてAIを信頼して用いる事にも貢献することが期待されます。
なお本研究は国際医療福祉大学医学部 循環器内科および立命館大学情報理工学部 創発システム研究室との共同研究で行われました。

■背景
当社は、AIを用いた心電図解析ソフトウェアの臨床現場における実用化と普及を目指して開発を進めております。従来、ニューラルネットワークをはじめとするディープラーニング技術を用いたAIは、なぜAIがその結果を示すことになったかの根拠を示すことができないブラックボックス性が問題でした。そこで、本研究チームはニューラルネットワークを用いて心電図解析を行うAIについて、使用する医療者に対してAIが検出した根拠を示す技術の開発を行いました。

■研究手法と成果
AI-ディープラーニング技術の代表的手法である畳み込みニューラルネットワークを用いた心電図波形の解析に関しては、ここ数年でいくつか報告がされていますが、本研究では長時間心電図(ホルター心電図)検査の波形を対象にしたAI心電図解析プログラムの開発を行いました。
開発に用いた心電図波形の件数は57,273件あり、そのデータに心臓専門医が行った診断データを学習データとして用いました。
このAIプログラムの性能評価を行ったところ、代表的な不整脈である心房細動検出精度は、感度97.1％、特異度94.5％、精度95.3％であり、検出精度は心臓専門医に匹敵するものでした。
さらにディープラーニング技術を応用して構築した、説明をしてくれるAI(以下、説明可能AI)が提示する検出根拠部位(図1)の精度を評価したところ、AIが提示した検出根拠部位の94.5%は心臓専門医の目で見て妥当な部位であることが明らかになりました。

図1：赤い部分が説明可能AIが提示した心房細動の検出根拠部位
心房細動に特徴的な細動波と呼ばれる異常部位を認識していることが分かる　(原論文より改変引用)
                                                                       
■今後の期待
これまでのディープラーニング技術を用いたヘルスケアにおけるAIは、そのブラックボックス性が利用にあたっての大きな課題でした。今回開発に成功した説明可能AIは、今後AIを使用する医療者が安心してAIを診断サポートとして活用するためには必須の技術です。AIが診断サポートだけではなく、医師が注目するべき部位まで説明してくれる技術を取り入れることにより、専門医でなくとも精密検査や的確な診断を行うことが可能になります。このことで増加する心臓病の早期診断を可能にすることで、より多くの患者さんの医療福祉に貢献することが期待できます。

図2：当社の開発した”説明可能AI”が実現する未来

株式会社カルディオインテリジェンスはすでに長時間心電図解析ソフトウェアSmartRobinTMを上市しております。今後、本技術を搭載した次世代型の心電図解析ソフトウェアの製造販売に向けて取り組んでいくことで、より良い医療の未来を創っていくことを目指して参ります。

■株式会社カルディオインテリジェンスについて
当社は技術革新が起こりにくかった心電図をはじめとする医療検査の領域でディープラーニングを用いることで、飛躍的にAIによる診断サポート能力を高め、世界中の医療従事者に高度な診断技術をもたらすことを目指すヘルステックベンチャーです。社会にAIを用いた医療技術を普及させ、医療者の負担を減らすデジタルトランスフォーメーションを実現するため、医師・AIエンジニア・IoTスペシャリストなどの複合領域の専門家で構成されたプロフェッショナル集団です。
・会社名：株式会社カルディオインテリジェンス
・所在地：東京都港区東麻布1-29-15 東麻布296ビル 3階
・代表者：代表取締役CEO 田村 雄一
・設立：2019年10月25日
・URL：https://www.cardio-i.com/

■原論文情報
Taniguchi H et al., Explainable artificial intelligence model for diagnosis of atrial fibrillation using Holter electrocardiogram waveforms
International Heart Journal 2021年5月29日掲載
https://doi.org/10.1536/ihj.21-094

■発表者(株式会社カルディオインテリジェンス社のみ記載)
田村雄一(代表取締役CEO)・高田智広(取締役CTO)・武智峰樹(取締役CDO)

■本件に関するお問い合わせ先
株式会社カルディオインテリジェンス 担当：福永・板家
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