改良型CRISISを用いたCOVID-19患者の臨床エビデンス構築と診療・医療機器開発支援
研究課題情報
- 課題管理番号
- 24fk0108654h0003
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業
- タグ(2024)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 疾患レジストリ・コホート研究<利活用研究を含む>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 感染症および寄生虫症
対象疾患領域: 感染症
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2023)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 疾患レジストリ・コホート研究<利活用研究を含む>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 特殊目的用コード
対象疾患領域: 感染症
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2022)
研究の性格: 医療技術・標準治療法の確立等につながる研究<診療の質を高めるためのエビデンス構築<診療ガイドライン作成等>を含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: その他
疾患領域: 感染症
開発目的: 診断 , 治療
- 代表研究機関
- 国立大学法人広島大学
- 研究代表者
(2024) 志馬伸朗, 国立大学法人広島大学, 大学院医系科学研究科 救急集中治療医学 教授
(2023) 志馬伸朗, 国立大学法人広島大学, 大学院医系科学研究科 救急集中治療医学 教授
(2022) 志馬伸朗, 国立大学法人広島大学, 大学院医系科学研究科 救急集中治療医学・教授
- 研究期間
- 2022年度 - 2024年度
- 課題への総配分額
- 86,840 千円
- 研究概要(2024)
- 本研究の目的は、R3 CRISISを (1)既存データベースとシステム連携し、省力化を行いながらデータ収集プラットフォームを大幅拡充し、改良型CRISISを完成させること。このプラットフォームを用い、予後予測・重症化因子・治療反応性解析・呼吸管理戦略の統計解析のために十分量のデータを整備し、これを元に臨床情報の精緻な解析を行うこと、(2)日本で人工呼吸器開発・体外循環技術開発を促進するため、医療機器開発のためのデータを重点的に収集するデータベースを作成すること、(3)AIにより入力データから重症度を自動判定し、重症度に応じた個別対応プラン(治療適応、患者-診療施設マッチングによる広域重症患者搬送・遠隔診療支援)を提供するシステムを作成すること、(4)COVID-19以外の公衆衛生危機管理上、医薬品等の確保が必要な重症呼吸器感染症に広く対応できるウェブシステムに機能拡大することである。 当年度は、JIPADを介してDPCデータとも連結させ、臨床情報を一元管理する。それを用いて、解析を遂行し、予後予測モデル作成、重症化リスク因子同定、高リスク群の最適治療選択につなげる。AIを用い、重症度判定システム、広域重症患者搬送システム、遠隔診療支援システムを用いて、資源配分の迅速な適正化を試みる。
- 研究概要(2023)
- 本研究の目的は、R3 CRISISを (1)既存データベースとシステム連携し、省力化を行いながらデータ収集プラットフォームを大幅拡充し、改良型CRISISを完成させること。このプラットフォームを用い、予後予測・重症化因子・治療反応性解析・呼吸管理戦略の統計解析のために十分量のデータを整備し、これを元に臨床情報の精緻な解析を行うこと、(2)日本で人工呼吸器開発・体外循環技術開発を促進するため、医療機器開発のためのデータを重点的に収集するデータベースを作成すること、(3)AIにより入力データから重症度を自動判定し、重症度に応じた個別対応プラン(治療適応、患者-診療施設マッチングによる広域重症患者搬送・遠隔診療支援)を提供するシステムを作成すること、(4)COVID-19以外の公衆衛生危機管理上、医薬品等の確保が必要な重症呼吸器感染症に広く対応できるウェブシステムに機能拡大することである。当年度は、JIPADを介してDPCデータとも連結させ、臨床情報を一元管理する。それを用いて、解析を遂行し、予後予測モデル作成、重症化リスク因子同定、高リスク群の最適治療選択につなげる。AIを用い、重症度判定システム、広域重症患者搬送システム、遠隔診療支援システムを用いて、資源配分の迅速な適正化を試みる。
- 研究概要(2022)
- 本研究の目的は、R3 CRISISを (1)既存データベースとシステム連携し、省力化を行いながらデータ収集プラットフォームを大幅拡充し、改良型CRISISを完成させること。このプラットフォームを用い、予後予測・重症化因子・治療反応性解析・呼吸管理戦略の統計解析のために十分量のデータを整備し、これを元に臨床情報の精緻な解析を行うこと、(2)日本で人工呼吸器開発・体外循環技術開発を促進するため、医療機器開発のためのデータを重点的に収集するデータベースを作成すること、(3)AIにより入力データから重症度を自動判定し、重症度に応じた個別対応プラン(治療適応、患者-診療施設マッチングによる広域重症患者搬送・遠隔診療支援)を提供するシステムを作成すること、(4)COVID-19以外の公衆衛生危機管理上、医薬品等の確保が必要な重症呼吸器感染症に広く対応できるウェブシステムに機能拡大することである。当年度は、既に我々が確立したR3 CRISISプラットフォームに、追加収集項目を加えR4改良型CRISISを完成させる。日本集中治療医学会集中治療診療データベース(JIPAD)とR4改良型CRISISを連携させ、多くの臨床診療情報を自動入力化するシステムを構築する。
研究成果情報
2024
2023
2022
成果の概要
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新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の死亡率を改善させるためには、1)致死率の高い重症例を特に標的とした診療戦略確立と、2)急増する患者数に対応する医療提供のマッチングなどの医療調整、が重要である。特にCOVID-19のように既存の治療法がなく流行程度が予測しがたい新興感染症の流行後しばらくは、臨床現場がこの感染症に直接対峙しながら戦略を構築する必要がある。加えて、流行期毎に異なる病原性/致死率や地域により異なる重症者数と対応可能な医療施設あるいは病床との不整合は、治療成績に影響する。これらの課題を解決するための一手段として、高い精度・高いリアルタイム性・高い継続性を持つクラウド型情報システムを用いた症例登録システムの確立と、臨床応用が必要であると考えた。申請者らは、日本ECMOnetと協働して、令和3年度AMED新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業(課題管理番号:20fk0108544h0001)を活用し、人工呼吸を要する重症COVID-19の治療を行う全国の集中治療病床と診療状況を一元的かつリアルタイムに可視化した横断的ICU情報探索システム(CRISIS: CRoss Icu Searchable Information System)を開発した。本課題(令和4-6年度AMED新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業(課題管理番号:24fk0108654h003)では、データベースの精緻化、入力システム(EDC)の改良、他のデータベースとの連携を新たに確立し、これを利活用した。この改良型CRISISは、本邦歴史上初のパンデミック対応リアルタイム・ウェブデータベースとして、8,500例以上の人工呼吸器患者、1,200例以上のECMO患者の基本データを蓄積し、平均生存率、入院期間、人工呼吸日数などの指標を継続的に把握できるデータベースとなった。日本集中治療医学会重症患者データベース(JIPAD)とのデータ連係や重要な患者情報であるCT画像との自動連携、データ精度維持とセキュリティ向上のための継続的アップデートも実施した。データベースを用いたCOVID-19診療に関する臨床研究を複数件行い、トップジャーナルへの投稿や学会発表も行い、科学的エビデンスの発信に貢献した。既存のパンデミック対応情報システムが抱える網羅性・迅速性・拡張性の課題を克服し、今後の新興・再興感染症にも対応可能な高精度・高信頼の医療情報基盤を構築した。
加えて、本AMED研究では、データベースを元に AIを活用して患者の重症化予測を行うスコアリングシステム(ETS)を開発した。このシステムは、複数患者のETSをリアルタイムに可視化でき、優れた予測精度(AUC 0.96)でECMOを必要とする重症患者を選抜出来た。患者搬送マッチングシステムでは、搬送先病院の所在地・搬送に要する時間の試算を表示し、その施設で使用可能な病床・人工呼吸器・ECMOがいくつ残っているのかをリアルタイムに表示させ、患者搬送中の重症度・処置内容なども共有できるシステムのデモ画面を開発した。
さらに、医療機器開発に必要な情報収集のためのプラットフォーム作成を行うことを目的に、ECMOに関連する機器開発のためのアンメットニーズを抽出するためのアンケートを行った。診療に関わる医療従事者で有効な回答は263件が得られ機器およびカニューレ関連企業との連携によるデバイス開発を進めている。
これらの成果により、COVID-19のみならず、今後発生しうる同様の新興/再興感染症の重症患者への応用も視野に入れたデータベースプラットフォームの基盤が確立できた。
加えて、本AMED研究では、データベースを元に AIを活用して患者の重症化予測を行うスコアリングシステム(ETS)を開発した。このシステムは、複数患者のETSをリアルタイムに可視化でき、優れた予測精度(AUC 0.96)でECMOを必要とする重症患者を選抜出来た。患者搬送マッチングシステムでは、搬送先病院の所在地・搬送に要する時間の試算を表示し、その施設で使用可能な病床・人工呼吸器・ECMOがいくつ残っているのかをリアルタイムに表示させ、患者搬送中の重症度・処置内容なども共有できるシステムのデモ画面を開発した。
さらに、医療機器開発に必要な情報収集のためのプラットフォーム作成を行うことを目的に、ECMOに関連する機器開発のためのアンメットニーズを抽出するためのアンケートを行った。診療に関わる医療従事者で有効な回答は263件が得られ機器およびカニューレ関連企業との連携によるデバイス開発を進めている。
これらの成果により、COVID-19のみならず、今後発生しうる同様の新興/再興感染症の重症患者への応用も視野に入れたデータベースプラットフォームの基盤が確立できた。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Ohbe H, Shime N, Yamana H, Goto T, Sasabuchi Y, Kudo D, Matsui H, Yasunaga H, Kushimoto S. Hospital and regional variations in intensive care unit admission for patients with invasive mechanical ventilation. J Intensive Care. 2024;12(1):21
2. Kikutani K, Nishikimi M, Emoto R, Matsui S, Ohbe H, Ogura T, Hashimoto S, Kushimoto S, Takeda S, Ohshimo S, Shime N. Increased national critical care demands were associated with a higher mortality of intubated COVID-19 patients in Japan: a retrospective observational study. J Intensive Care. 2024;12(1):46
3. Ushigome E, Imai D, Hamaguchi M, Hashimoto S, Fukui M. Maximum insulin dose in patients admitted to the intensive care units with severe COVID-19 in the 'Cross ICU Searchable Information System' study. J Diabetes Investig. 2024;16:555-560
4. Nishikimi M, Ohshimo S, Bellani G, Fukumoto W, Anzai T, Liu K, Ishii J, Kyo M, Awai K, Takahashi K, Shime N. Identification of novel sub-phenotypes of severe ARDS requiring ECMO using latent class analysis. Crit Care. 2024;28(1):343
5. Endo H, Okamoto H, Hashimoto S, Miyata H. Association Between In-hospital Mortality and the Institutional Factors of Intensive Care Units with a Focus on the Intensivist-to-bed Ratio: A Retrospective Cohort Study. J Intensive Care Med. 2024;39(10):958-964
6. Arashiro T, Miwa M, Nakagawa H, Takamatsu J, Oba K, Hashimoto S, et al.. COVID-19 vaccine effectiveness against severe COVID-19 requiring oxygen therapy, invasive mechanical ventilation, and death in Japan: A multicenter case-control study (MOTIVATE study). Vaccine. 2024;42:677-688
7. Taniguchi H, Abe T, Takeuchi I, Ohshimo S, Shime N, Kushimoto S, Hashimoto S, Takeda S; Japan ECMO Network. Characteristics of Bleeding Complications in Patients with Severe COVID-19 Requiring Veno-venous Extracorporeal Membrane Oxygenation in Japan. Thromb Haemost. 2025;125(4):308-316
8. Hatakeyama J, Nakamura K, Inoue S, Liu K, Yamakawa K, Nishida T, Ohshimo S, Hashimoto S, et al.. Two-year trajectory of functional recovery and quality of life in post-intensive care syndrome. J Intensive Care. 2025;13(1):7
9. Ohbe H, Kudo D, Kimura Y, Matsui H, Yasunaga H, Kushimoto S. In-hospital mortality of patients admitted to the intermediate care unit in hospitals with and without an intensive care unit. Crit Care. 2025;29(1):34
10. Iwasaki Y, Ogura T, Ohbe H, Hashimoto S,Kushimoto S,Ohshimo S,Shime N,Takeda S. Impact of Prefecture-level Intensive Care Unit Congestion on Mortality in Severe COVID-19 Patients: A Retrospective Observational Study in Japan. Research Square. 2025 (Preprint)
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Low mechanical power intensity was associated with successful weaning from ECMO in patients with severe ARDS. Ohshimo S, Nishikimi M, Ishii J, Kikutani K, Utsumi S, Shime N. The 12th EuroELSO Congress 2024. 2024.4.24-27. 国外(クラクフ). ポスター
国外 / ポスター
2. Characteristics of bleeding complications in patients with severe coronavirus disease 2019 requiring veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in Japan:A nationwide multicentre observational study. Taniguchi H, Abe A, Takeuchi I,Ohshimo S, Shime N, Kushimoto S, Hashimoto S, Takeda S. The 12th EuroELSO Congress 2024. 2024.4.24-27. 国外(クラクフ). ポスター
国外 / ポスター
3. 新時代の医療:ポストコロナにおけるECMO管理最前線. 大下慎一郎. 第40回日本救急医学会中国四国地方会. 2024.5.17-18. 国内(広島). 口頭
国内 / 口頭
4. 新型コロナ流行・G7広島サミット・能登地震における共通点と災害医療の応用. 大下慎一郎. 2024年度広島大学公開講座. 2024.5.23. 国内(広島). 口頭
国内 / 口頭
5. 成人呼吸ECMOの未来図:コロナ後の世界で目指すべき新戦略. 大下慎一郎. 日本医工学治療学会 第 40 回学術大会. 2024.5.26-26. 国内(名古屋). 口頭
国内 / 口頭
6. 誰も教えてくれなかったECMO. 大下慎一郎. 日本集中治療医学会第8回中国・四国支部学術集会 集中治療セミナー. 2024.6.16. 国内(広島). 口頭
国内 / 口頭
7. CRISISデータベース:重症COVID-19患者のアウトカムを解明する派生研究. 大下慎一郎. 第46回日本呼吸療法医学会学術集会. 2024.6.28-29. 国内(山形). 口頭
国内 / 口頭
8. 画像診断によるECMO適応の精度向上:静的・動的評価の可能性. 大下慎一郎. 第46回日本呼吸療法医学会学術集会. 2024.6.28-29. 国内(山形). 口頭
国内 / 口頭
9. ECMOと肺移植: 間質性肺炎と急性呼吸不全の治療戦略の進化. 大下慎一郎. 第46回日本呼吸療法医学会学術集会. 2024.6.28-29. 国内(山形). 口頭
国内 / 口頭
10. EIT活用の最前線:人工呼吸管理の新たな可能性. 大下慎一郎. 第46回日本呼吸療法医学会学術集会. 2024.6.28-29. 国内(山形). 口頭
国内 / 口頭
「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1. 新型コロナ流行・G7広島サミット・能登地震における共通点と災害医療の応用,大下慎一郎,2022 年度広島大学公開講座「災害医療の現状と課題─広島大学の活動─」,2024/5/23,国内
国内