AMI株式会社、心音・心電8秒で大動脈弁狭窄症を推定するAIの研究成果を発表！国際学術誌「Clinical Cardiology」に論文掲載

熊本大学との共同研究でAIの診断性能を多施設検証
外部医療機関のデータでもAUROC 0.9632を記録

AI医療機器の研究開発および遠隔医療サービスの社会実装に取り組むAMI株式会社（本社：鹿児島県鹿児島市、代表取締役CEO：小川晋平）は、熊本大学との共同研究において、わずか8秒間の心音と心電の情報から「大動脈弁狭窄症」を推定するAIモデルの診断性能を検証し、その研究成果が国際学術誌「Clinical Cardiology」に掲載されたことを発表しました。本研究は、熊本大学大学院生命科学研究部 循環器内科学の辻田賢一教授、熊本大学病院 医療情報経営企画部の石井正将講師らと共同で実施したものです。

複数の医療機関のデータを用いてAIモデルの性能を検証した結果、開発に使用していない医療機関のデータにおいても、中等度以上の大動脈弁狭窄症を識別する性能指標「AUROC」が0.9632となりました。

この成果は、心音・心電とAI技術を組み合わせた心疾患のスクリーニング支援技術の研究開発において、重要な知見となるものです。

大動脈弁狭窄症とは？早期発見が重要とされる心臓の病気

大動脈弁狭窄症は、心臓から全身へ血液を送り出す出口にある「大動脈弁」が狭くなり、血液の流れが妨げられる心臓弁膜症の一つです。病気が進行すると、心臓に大きな負担がかかり、息切れや胸の痛み、失神などの症状が現れることがあります。特に重症化した場合、適切な治療を受ける時期を逃すと予後が悪化する可能性があるため、早期の発見と専門的な検査・診断につなげることが重要です。

近年では、カテーテルを使用して大動脈弁を治療する「経カテーテル大動脈弁留置術（TAVI）」など、治療の選択肢も広がっています。こうした医療技術の進歩に伴い、症状が重くなる前に疾患の可能性を把握し、適切なタイミングで医療機関を受診できる仕組みの重要性が高まっています。

8秒間の心音・心電からAIが大動脈弁狭窄症を推定

心音と単誘導心電図を組み合わせた深層学習モデルを検証

今回の研究では、心臓の拍動に伴って発生する「心音」と、心臓の電気的活動を記録する「心電」の情報を利用した深層学習（ディープラーニング）モデルについて、診断性能を検証しました。具体的には、8秒間の心音と単誘導心電図の信号をAIで解析し、中等度以上の大動脈弁狭窄症を識別する性能を評価しています。研究の特徴は、AIモデルの開発に使用したデータだけでなく、開発に使用していない医療機関のデータを活用した「外部検証」を実施している点です。

AIを医療分野で活用する際には、開発時と異なる医療環境や患者データに対して、どの程度の性能を維持できるかが重要な評価項目となります。本研究では複数の医療機関のデータを用いることで、AIモデルの汎用性に関する検証を進めました。

AIの診断性能を示すAUROCは0.9632、多施設データで有望な結果

研究の結果、AIモデルの開発に使用していない医療機関のデータにおいても、中等度以上の大動脈弁狭窄症を識別するAUROCは0.9632という結果が得られました。AUROC（Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve）は、AIや診断検査が疾患の有無などをどの程度識別できるかを示す評価指標です。一般的に0.5は偶然による識別と同程度、1.0に近いほど識別性能が高いことを意味します。今回の結果は、心音と心電を組み合わせたAIモデルが、開発時とは異なる医療機関のデータにおいても、中等度以上の大動脈弁狭窄症を高い精度で識別できる可能性を示しています。

ただし、本研究はAIモデルの性能を検証したものであり、実際の診療現場における有効性や安全性、医療機器としての承認・認証を示すものではありません。実用化に向けては、臨床現場での運用条件や対象患者などを考慮した、さらなる検証が重要となります。

心疾患の早期発見に向け、AI医療機器と遠隔医療の研究開発を推進

AMI株式会社は、AI医療機器の研究開発と遠隔医療サービスの社会実装を通じて、医療へのアクセス向上を目指す研究開発型スタートアップです。同社は「いつでも、どこでも、だれでも、最適な医療が受けられる社会を実現する」をミッションに掲げ、独自の「超聴診器」に関する研究開発を推進しています。超聴診器は、心音と心電などの情報を取得するハードウェア「Cardio-EGG（カルディオ・エッグ）」、ソフトウェア「クラウド超診」、AI・SaMD（Software as a Medical Device：医療機器プログラム）技術、医学的知見などから構成される技術・サービスの総称です。

今回の研究成果は、心音と心電を利用したAI解析技術について、複数の医療機関のデータを用いた検証結果を示したものです。AMI株式会社は今後も、大学や医療機関との共同研究を通じて、心疾患の早期発見に貢献する技術の研究開発を進めていく方針です。

国際学術誌「Clinical Cardiology」掲載論文の概要

今回の研究成果は、循環器領域の国際学術誌「Clinical Cardiology」に掲載されました。

項目内容

掲載誌	Clinical Cardiology
研究分野	循環器内科学・医療AI・心疾患診断支援
対象疾患	中等度以上の大動脈弁狭窄症
使用データ	心音・単誘導心電図
解析技術	深層学習（ディープラーニング）
主な評価結果	外部検証でAUROC 0.9632
DOI	10.1002/clc.70498

論文タイトル（原文）

Diagnostic Performance of a Deep Learning Model Using Phonocardiogram and Single-Lead ECG Signals for Detecting Moderate-or-Greater Aortic Stenosis: Multicenter External Validation

著者

Shumpei Saito, Masanobu Ishii, Shimpei Ogawa, Hiroshi Seki, Koshiro Ikeda, Youhei Kayano, Yuhei Yasui, Ginga Sato, Mitsuru Ohishi, Takuro Kubozono, Naritatsu Saito, Eri Toda Kato, Masahiro Yamada, Shunsuke Natori, Yuki Kunikane, Takafumi Yokomatsu, Masashi Kato, Yasuaki Sagara, Nami Uchiyama, Nobuhiko Atsuchi, Shota Kawahara, Shoji Natsugoe, Noriaki Tabata, Kenichi Tsujita

論文掲載ページ：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/clc.70498

※本研究は、心音および心電信号を用いたAIモデルの診断性能を検証した研究です。

AMI株式会社について

AMI株式会社は、AIを活用した医療機器の研究開発と遠隔医療サービスの提供に取り組む企業です。2015年11月に設立され、鹿児島県鹿児島市に本社、熊本県水俣市に本店を構えています。「いつでも、どこでも、だれでも、最適な医療が受けられる社会を実現する」という理念のもと、医療機関や研究機関との連携を進めながら、超聴診器の社会実装を目指しています。

会社概要

項目内容

会社名	AMI株式会社
代表者	代表取締役CEO 小川晋平
設立	2015年11月
本社所在地	鹿児島県鹿児島市東千石町2-13 302号
本店所在地	熊本県水俣市浜松町5-98
事業内容	医療機器の開発・遠隔医療サービスの提供
公式サイト	https://ami.inc/

AMI株式会社の会社紹介動画

AMI株式会社では、超聴診器の研究開発や遠隔医療サービスに関する取り組みを紹介する会社紹介動画を公開しています。動画では、同社が目指す医療の未来や、医療技術の社会実装に向けた取り組みをご覧いただけます。

会社紹介動画（YouTube）

※動画は医療従事者向けの参考情報として公開されており、一般の方への広告を目的としたものではありません。
※本記事は研究成果および企業活動に関する情報提供を目的としています。研究段階のAIモデルの性能を示すものであり、疾病の診断や特定の医療機器の使用を推奨するものではありません。また、一般の方への医療広告や顧客誘引を目的としたものではありません。

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