MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #121 · AI for Science/医療テーマ
#121

「言葉で伝えられない患者」の痛みを、表情・自律神経・瞳孔・体動の多面的フィールドからAIで客観モニタリングする

🔬 algos.research / multimodal-nociception
Algos — 多面的 侵害反応モニタリング
研究プロトタイプ ・ 表情・自律神経・瞳孔・体動を時間同期して解析(ダミーデータ・架空症例)
非診断モニタリング
同期した生体チャネル
5ch
表情/HRV/EDA/瞳孔/体動
解析セッション(術後/ICU)
1,240
成人での自己申告一致
ρ.74
▲ 中等度・誇張しない
推定の不確実性
±1.2
常時表示
多面的フィールド:処置に対する侵害反応(ICU・挿管鎮静中の架空症例)
上=同期した4チャネル(表情AU・皮膚電気・瞳孔径・心拍変動)/下=融合した推定侵害反応指標。自己申告NRSは挿管・鎮静中で取得不可
表情AU 皮膚電気 瞳孔径 心拍変動 推定 侵害反応 ▲ 処置(吸引) 要対応域 自己申告NRS:取得不可(挿管・鎮静中)→ 融合指標が唯一の窓
同期した生体チャネル(生信号) AIが融合した推定侵害反応 侵害刺激/要対応域
チャネル別 反応強度(この処置イベント)
1皮膚電気(EDA・発汗の交感反応)71%
2顔のこわばり(表情AU 4+7)58%
3瞳孔散大/対光反応の鈍化52%
4心拍変動の低下(交感優位)46%
※ 単一チャネルは発熱・不安・体動などの交絡でも動く——融合して初めて「反応の型」が立つ。これは診断ではなく、痛みの真値でもない(侵害刺激への生理反応の較正推定)。
↑ 研究コード名「Algos」。同期した表情・自律神経・瞳孔・体動から、
言葉で伝えられない患者の「侵害反応」を較正つきで可視化した完成イメージ。
言葉で伝えられない患者(乳児・認知症・挿管中・終末期)の痛みは過小評価され放置される。表情・自律神経・瞳孔・体動を時間同期してAIで多面的に表現し、痛みの真値ではなく「侵害刺激への生理反応」に接地して客観モニタリングする——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:麻酔・集中治療・緩和
🔬 問い・学術的背景

痛みは本人にしか分からない主観体験で、臨床は0〜10の自己申告(NRS/VAS)に頼る。だが乳児・認知症・挿管中・終末期など「言葉で伝えられない患者」では自己申告が取れず、痛みが過小評価され放置される(実害)。表情・自律神経・瞳孔・体動に痕跡は出るが、どれも単独では当てにならない。

🎯 仮説・新規性

単一指標や表情だけの研究は既にあり頭打ちぎみ——再発明しない・誇張しない。新規性は、(1)表情AU・自律神経・瞳孔・体動を時間同期した多面的フィールドとして表現学習し、(2)「痛みそのもの」ではなく侵害刺激への生理反応を較正された不確実性つきで推定し、(3)自己申告が取れる成人で接地・検証してから非言語患者へ転移する点。

🤖 AI活用の必然性

痛みの生理反応は個人差・文脈差が大きく非線形で、各チャネルは時定数も欠測も異なる。これらを時間整合して融合し、個人ベースライン差を吸収し、稀な強疼痛を少ラベルで拾うのは単一閾値では無理。マルチモーダル時系列の表現学習+不確実性推定が要る(融合が単一信号を上回ることは外部研究でも一貫)。

💰 500万円の使途
  • ① 同意済み・匿名の表情動画+生体信号+自己申告NRSの同期収集/IRB・データ契約
  • ② マルチモーダル事前学習のGPU計算資源
  • ③ 医学生(当事者)による疼痛イベント・アーチファクトのアノテーション
  • ④ 施設間・年齢層をまたぐ外部検証と較正
  • ⑤ 非診断の可視化ダッシュボード試作・コード/プレプリント公開
📈 期待成果・社会実装(出口)

「痛みを当てる」のではなく侵害反応の較正された指標のベンチマークと、非言語患者向けの非診断モニタリング枠組み=学会・論文。出口は(a)NICU/ICU/手術室/緩和での疼痛見落とし低減の支援、(b)鎮痛の効果判定の客観補助、(c)研究用の疼痛フェノタイピング基盤。Hiroは実習でNRSの限界を体感する当事者

※ 正直な関門:最大の壁は「正解(ground truth)が無い」こと——痛みは主観で自己申告すら不正確。だから痛みの真値でなく侵害刺激への生理反応に限定し過大評価しない。表情・自律神経は発熱・不安・体動でも動く(交絡)。非言語患者は正解ラベルが取れず成人からの転移は仮説。誤用リスクが重い(詐病・労災・保険の線引きへの転用は害)ため用途を医療内に限定。要配慮情報で同意・匿名化が重い。臨床導入はSaMDの整理を要し、学生応募は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確認。
完成イメージ(ダミーデータ・架空症例)/ 企画ログ → spread-plans.md #121