MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #10 · AI for Science/医療テーマ
#10

急変は「いつ・どの順で」崩れるか——院内急変に先行する生理的前兆をAIで解明する

🔬 presignal.research / deterioration
PreSignal — 急変前兆の解明
研究プロトタイプ ・ 入院バイタル時系列を解析(ダミーデータ)
解析 3.4万入院
解析したバイタル時系列
3.4万入院
院内急変イベント
1,860
急変予測(6h先)
.89AUROC
予兆リードタイム中央
7.2h
▲ 早期検知
急変は数時間前から——リスクが閾値を越えると先に警告
上=AIが算出する急変リスクスコアの推移(横=急変までの時間)/下=各バイタルの前兆が出現した順とリードタイム(ダミーデータ)。
急変リスクスコア(AI) 100500 警告閾値 リードタイム 約7時間 AI検知 −7h 急変 −24h−18−12−60 前兆の出現(早い順) 呼吸数心拍SpO₂血圧 −9h −7h −4h −2h
急変リスクスコア(AI) 警告閾値 急変イベント AI検知タイミング
急変リスクに効く生理的前兆 上位(寄与度)
急変の数時間前に動く指標/濃い=予測への寄与が大。
1呼吸数の上昇トレンド.27
2脈拍変動性の低下(HRV低下).22
3SpO₂の緩徐な低下.19
4脈圧の縮小(収縮期−拡張期).17
5意識レベル(声かけ反応)の低下.15
↑ 研究コード名「PreSignal」。入院中のバイタル時系列から、急変に先行する
前兆の型・順序・リードタイムをAIで解明・可視化した完成イメージ。
院内急変(心停止・ICU緊急転棟)の多くは、発生の数時間前からバイタルに前兆が出る。でも当直は手薄で、緩徐な悪化は拾われにくい。どの指標が・どの順で・どれだけ前に崩れ始めるかをAIで解明する——完成したらこう見える、の外観イメージ。
上限 500万円(直接経費) 学生応募可(医学生=当事者) e-Rad 応募 第2回・2026年6月上旬予定 分野:急性期医療 × 生体時系列 × 早期警告
🔬 問い・学術的背景

院内急変(心停止・ICU緊急転棟)は予後を大きく左右するが、その多くは発生の数時間前からバイタルに前兆が現れる。しかし当直は人手が薄く、緩徐な悪化のサインは拾われにくい。日本語の病棟で「どの指標が・どの順で・どれだけ前に」崩れ始めるか——前兆の型・順序・リードタイムを実証的に解明した公開研究は乏しい。

🎯 仮説・新規性

入院中のバイタル時系列(呼吸数・脈拍・SpO₂・血圧・意識)に時系列深層モデルを適用すれば、(1)急変を数時間前に予測でき、(2)どの指標から・どの順で崩れるかの「前兆の型」を抽出でき、(3)前兆出現から急変までのリードタイム分布を定量化できる、と仮説。NEWS等の既存スコアを超え、「前兆の順序+リードタイム+日本語病棟+解釈可能」を束ねる設計は新規。

🤖 AI活用の必然性

バイタルは多変量・非定常・欠測が多く、急変はクラス不均衡(稀少イベント)。微細な傾き・変動性の変化は単純な閾値では捉えられず、時系列深層モデル+説明性でしか「崩れる順序」を解明できない。

💰 500万円の使途
  • ① 協力施設の入院バイタル・急変イベント連携と倫理審査・標準化
  • ② 集中治療/救急医によるイベント・前兆アノテーション
  • ③ GPU/API(時系列深層モデル・説明性)
  • ④ 前兆・リードタイム可視化ダッシュボード試作
  • ⑤ 学会発表・プレプリント公開
📈 期待成果・社会実装(出口)

前兆の型+リードタイム分布のベンチマーク=学会発表・論文。加えて医学生・研修医向けに「どのバイタルが先に動くか」を可視化する教材。Hiroは病棟で急変対応を学ぶ医学生=当事者で、初学者が前兆をどこで見落とすかを内側から設計できる。

※ 正直な関門:急変は稀でラベルが少なく定義も揺れる(収集とラベル設計が最大の関門)。バイタルは欠測・体動アーチファクトが多く前処理が重い。「検知→介入→転帰改善」の因果はRCT級の検証が要る。早期警告(NEWS/eCART/Epic Deterioration Index等)は既存研究があり、新規性は前兆の順序・リードタイムの解明と日本語病棟・解釈可能に絞る(誇張しない)。臨床導入は医療機器/院内承認の整理が要る。学生応募はe-Rad機関承認が前提、第2回日程は確定次第確認。
完成イメージ(ダミーデータ)・元データ=入院バイタル時系列×急変イベント(みんこく非依存)/ 企画ログ → spread-plans.md #10