Research press release

AIドクターが選ぶより良い敗血症治療法

Nature Medicine

Better sepsis treatment selection with AI doctor

AIドクターと呼ばれる学習エージェント(人工知能)は、医師がリアルタイムでより良い決定をするのを助け、敗血症患者の転帰改善に役立つ可能性があることが、今回明らかになった。

敗血症は、深刻な感染に対して身体が極端な反応を示すことにより組織や臓器が損傷されるという致命的な状態で、世界の死因の第3位を占め、病院における死亡の主原因となっている。敗血症の治療で重要なのは、適切な輸液と投薬によって患者の血圧を安定に維持することだが、臨床で現在行われている治療は最適なものとは言えない。

A Faisal、A Gordon、M Komorowskiたちは今回、臨床で医師が下す決定をより良いものにするためにAIドクターを開発した。この人工知能は、実際に医師たちが下した数万の治療方針決定例を分析することで、敗血症に対する最適な治療法を学習する。AIドクターでは、経済学やゲーム理論の分野でよく使われる強化学習というタイプの機械学習が使われていて、人間の医師が一生の間に経験する症例の何倍にも上る患者データから、有益な情報を抽出できる。

著者たちは、AIドクターは人間の医師に比べ、敗血症患者に対して最適な治療法を選ぶ確実性が平均的に高いことを見いだした。さらに、この訓練データとは別の大規模な検証コホートでも、実際に臨床医が処方した薬の服用量がAIドクターの推奨したものと一致する患者の死亡率が最も低かった。

今回の研究については、臨床試験でのリアルタイムのデータと意思決定を使用しての評価と並行して、さまざまな医療現場で検証を行うことが必要だろう。だが、著者たちは、敗血症の死亡率をほんの少しであっても低下させることができれば、世界で毎年数万人の命が救われることになると述べている。

A learning agent called the Artificial Intelligence (AI) Clinician is presented in a paper published online this week in Nature Medicine. The AI Clinician could help doctors make better decisions in real time to improve the outcomes of patients with sepsis.

Sepsis - a life-threatening condition in which the body’s extreme response to severe infection damages tissues and organs - is the third leading cause of death worldwide and the main cause of mortality in hospitals. Critical to treating sepsis is the correct administration of fluids and medicines to help a patient keep their blood pressure stable. However, current clinical practices are suboptimal.

To help improve clinical decision-making, Aldo Faisal, Anthony Gordon, Matthieu Komorowski and colleagues developed the AI Clinician - an artificial intelligence agent that learns optimal treatment approaches for sepsis by analysing thousands of real-life treatment decisions made by doctors. The AI Clinician uses reinforcement learning, a type of machine learning common to economics and game theory, to extract useful information from a collection of patient data that exceeds manyfold the lifetime experiences of human doctors.

The authors find that the AI Clinician is able to select the optimal treatment for patients with sepsis more reliably on average than human doctors. Moreover, in a large validation cohort independent of the training data, mortality rates were lowest in patients whose actual, clinician-prescribed dose matched the AI’s recommendation.

This work will require evaluation using real-time data and decision-making in clinical trials alongside testing in different healthcare settings. However, the authors note that if only a small percentage reduction in sepsis mortality rates could be achieved, this would equate to several tens of thousands of lives worldwide being saved annually.

doi: 10.1038/s41591-018-0213-5

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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