MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #115 · AI for Science/医療テーマ
#115

ウロダイナミクスは、なぜ多チャンネルの圧・流量波形を「数点とカテゴリ」に切り詰めるのか——蓄尿〜排尿のフィールドをAIで装置非依存に表現する

🔬 mictura.research / urodynamics-field-model
MICTURA — ウロダイナミクス基盤表現
研究プロトタイプ ・ 圧-流量フィールドを装置非依存に解析(ダミーデータ)
解析波形 3.2万件
学習した検査波形
3.2万件
較正した装置
7機種
判読一致(κ)
.84
▲ 検者間.45→較正後
転帰予測
AUC.86
▲ 治療反応に接地
多チャンネル圧-流量フィールド(蓄尿 → 排尿)
灰=生波形/緑=モデル再構成。Pves=Pdet+Pabd の整合を学習し、直腸収縮など腹圧由来のアーチファクトを自動でフラグ(橙)。
排尿開始(許可) 蓄尿相 PvesPabdPdetQ 尿流 直腸収縮=アーチファクト(自動除外) 断続的・低流量(閉塞パターン)
生波形(各チャンネル) モデル再構成(Pdet) アーチファクト自動フラグ
排尿フィールド表現が分離する「型」(本コホートでの割合)
装置非依存の埋め込みが、手作り指標では混ざる表現型を連続的に分けた様子。最下段は要除外のアーチファクト。
1膀胱出口閉塞(BOO)— 高Pdet・低流量41%
2排尿筋低活動(DUA)— 低Pdet・低流量24%
3排尿筋過活動(DO)— 蓄尿期の不随意収縮18%
4低コンプライアンス膀胱(神経因性を含む)9%
!アーチファクト混入(要除外・再検)8%
↑ 研究コード名「MICTURA」。ウロダイナミクスの圧-流量フィールドを装置非依存に表現し、
アーチファクトを除いて「閉塞か・排尿筋の力か」を転帰に接地した完成イメージ(ダミーデータ)。
侵襲的で不快、しかも判読が人で割れるウロダイナミクス。多チャンネルの圧-流量波形を装置をまたいで自己教師あり表現し、アーチファクトを自動分離して「閉塞か・排尿筋の力か」を転帰に接地する——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:泌尿器・排尿機能 × 医療AI
🔬 問い・学術的背景

下部尿路症状の精査に使うウロダイナミクス(圧-流量検査)は、膀胱内圧・腹圧・排尿筋圧・尿流・筋電という多チャンネルの時空間信号を生む。だが臨床はQmax・Pdet@Qmax・BOOI・BCI など少数の指標とSchäfer/ICSの離散カテゴリに還元する。検査は侵襲的で不快、直腸収縮などのアーチファクトが多く、判読は検者・施設で一致が低い。この豊かなフィールドを切り詰めて何が失われているのか、が問い。

🎯 仮説・新規性

多チャンネル波形を装置・施設をまたいで自己教師あり表現学習すれば、①アーチファクトを自動で検出・分離し、②膀胱出口閉塞/排尿筋低活動/排尿筋過活動/低コンプライアンスの「型」を連続表現で接地し、③治療反応や尿閉リスクという転帰に較正できる、と仮説する。男性BOO/DUAの教師あり分類(2025)や排尿後曲線の教師なしクラスタリング(2026)はあるが、装置非依存の基盤表現+アーチファクト分離+日本人コホートでの転帰較正+非侵襲代替への蒸留は新規。

🤖 AI活用の必然性

多チャンネル×可変長×アーチファクト混入の生理信号は、手作り指標では情報を捨てる。時系列深層モデルでないと、直腸収縮の混入除去、Pves=Pdet+Pabd の整合、波形の「型」の連続表現には到達できない=AIの必然。単なる要約値では「閉塞」と「排尿筋が弱い」を取り違える。

💰 500万円の使途
  • ① GPU計算・クラウドAPI(表現学習)
  • ② 多施設・多装置のPFS生波形+転帰の収集と匿名化
  • ③ 専門医によるアーチファクト・型のアノテーション
  • ④ 日本人コホートと装置横断の較正・妥当性検証
  • ⑤ 倫理審査(IRB)・結果公開(プレプリント・可視化)
📈 期待成果・社会実装(出口)

装置非依存の「排尿フィールド表現」=学会・論文に加え、判読支援・アーチファクト警告として泌尿器外来へ。さらに非侵襲(尿流+残尿エコー)から侵襲検査の所見を推定する蒸留で、検査の不快と費用を下げる。高齢社会のBPH・過活動膀胱・神経因性膀胱(脊髄損傷・MS・糖尿病)に広く効く。Hiroは医学生×エンジニアで臨床と信号処理の両面が効く。

※ 正直な関門:ウロダイナミクスは侵襲的で症例数が稼ぎにくく、生波形の多施設共有は重い。検査自体の転帰予測価値には議論があり(女性腹圧性尿失禁の手術前UDSは転帰を改善しなかった無作為化試験ValUEなど)、「UDSで治す」ではなく標準化・脱アーチファクト・適応の見極めに限定するのが誠実。教師あり分類の先行があり貢献は基盤表現・装置非依存・転帰較正・非侵襲蒸留に絞る。医療機器化すればSaMD(薬機法)。学生でも所属大学のe-Rad機関登録・承認が前提、第2回の正式日程・公募要領は確定次第の確認が必要。
完成イメージ(ダミーデータ)・元アイデア → spread-plans.md #115