博 士 （ 医 学 ） 蒋

国 謙

学位論文題名
Repre
sentingand Proc
esslngMediCalKnOW
ledge
f6rEBMSupportinHI
S（ 医学 知識 の表 現と 処理 に関 する基礎研究‑HISにおけるEBM支援を 目標として）

学位論文内容の要旨
近年 、情 報 技術 （IT)の 医療 への 応用 は 日常 の臨 床業 務に まで 拡大 し、着実にその応用
範 囲は 広が っ てい る。 日本 では 1
990年代 初期 に導入が始まったオーダリング・システムを中 心 と す る 病院 情報 シ ステ ム(HIS） の普 及に より 、病 院で の情 報の 管理 が開 始 され たと言 って も過 言 では ない 。現 在で は、 電子 カル テの 急速 な普 及に より HISの利用範囲が拡大
し てお り｀ 根 拠に 基づく医療（evidence‑based medicine: EBM)を実践する上でも電子カルテの開 発と利用が課題となっている。更に、これらの情報技術 (IT)を利用することにより、医療の 費用と質の管理を行うことが可能になった。
臨床 医の情報ニーズを理解することは、臨床情報システムの 開発と利用に不可欠である。
特 に 、 近 年 の EBMの 概 念 の 普 及 に 伴 い 、 臨床 医が 必要 とす る最 新の 医学 的な 根 拠を 提供
す るた めの 意 思決 定支 援シ ステ ムの 開発 が医 療情報学分野で注目されている。知識工学のー っで ある 知 識べ ース シス テム を応 用し た医 学概念のコンピュータ生成手法及び医学概念に 関連 づけ ら れた 分析 手法 を用 いる こと によ り、臨床医に不必要な情報を削減し、必要とす る情 報を 的 確に 取得 する こと を可 能と なる 。この研究を進めるためには、標準化された医 学用 語集 が 医学 知識 表現 を表 現す る上 で不 可欠である。標準化された用語集を作成する
た めに は、 含 まれ る概 念、 用語 の分 類と 階層 の枠組み、提供する用語などが要求されている 範囲 や質 や 満た して いる かを 検討 しな けれ ばならない。知識ベースシステムにおける知識管理 は、オントロジー(ontology)と言われる知識の獲得、分 類、構造、配信の各過程が必要とな る。オントロジーは、「ある概念を様カな分野を対象と して横断的に再利用するために考慮 された記述」や、「特定分野の知識のモデル化、すなわ ち、概念、属性、概念相互の関 係」 と定 義 され 、用 語集 が単 にあ る領 域で 使用する単語に限定されているのに対して、
オ ント ロジ ー はあ る領 域に おけ る関 連し た概 念とその関係を表している。近年、医学領域のオン トロジーの構築が医療情報学においても注目されてきた 。明確化された医学概念（医学 オン トロ ジ ー） を計 算可 能な モデ ルに 導入 することにより、医学領域での知識表現シス
テ ムの 構築 が 可能 とな り、 英語 にお いて はす でに構築が試みられている。しかしながら、医 学オ ント ロ ジー の構 築は 、言 語構 造に 依存 するため複雑な解析と時間を必要とし、日本語 で の 医 学 オ ン ト ロ ジ ー の 構 築 は 全 く な さ れ て い な ぃの が 現 状 で あ る 。
本論 文で は 、HI,
Sに おけ るEBM
支 援を 目 的と して 、文 脈に 基づ くオ ントロジーの構築と標 準化 され た 臨床 用語 の評 価を 通じ て、 臨床 領域における医学知識の表現と処理の必須要件 の 役 割 に つ い て 検 討 す る と と も に 、 臨床 医が EBMを 実践 する ため に必 要と す る情 報ニーズの 調査を行った。
第1章の概説のあと、第2章においては、自然言語処理(
natur
allanguageprocessing:NLP)を導入 した形式概念分析(
formal conceptanalysis:FCA)
モデルによるオントロジー構築支援
シ ステ ムの 構 築に つい て記 述し た。 シス テム のユーザ・インタフェースは、Proteg
e‑2000の JAVAタ ブ ・ プ ラ グ イ ン を 使 用 し 、 368編の 退院 サマ リー をも とに 、オ ント ロ ジー 構築‑ 513

を 目 的とし て、日本 語標準 病名集(MEDISver2.0)を参照 しての分 析を行っ た。そ の結果、抽 出 された 病名複合 語の73％ が臨床の 視点か ら医学概 念とし て十分に 意味のあ るもの であり 、 抽 出さ れ た 医学 概 念 ペア の 57.
7%は 、臨床 の視点か ら妥当 であると 判定さ れ、医学 の概 念 抽 出に 関 し て高 い 精 度が あ ること が示さ れた。FC
Aを用 いたこの オントロ ジー構 築支援 シ ステム により、 専門医 に対し多 くの言 語情報と 文脈に基 づく知 識獲得の 支援を すること が可能と なった。
既 存の標準 病名集の 評価・ 分析も、 今後の 標準病名 集の開 発方針を 決定する 上で不 可欠であ る。米国 国立医学 図書館(NLM）に よ っ て作 成 さ れ た統 合 医 学用 語 シ ステ ム (UMLS)
で は 、意味 毎におけ る用語 の再分類 を行う ことによ って、医 学用語 の概念の 類型を 示すこと が 可 能と し て いる 。 第 3章 で は 、UMLSを 用 い た意 味 に 基 づく 概 念 類型 の 分 類、 及 び 、
既 存 の英語 の臨床用 語集と 比較する ことに より、日 本語標準 病名集 の評価を 行った 。その結 果、日本 語標準病 名集は ICD
10と同 じ概念 類型の分 類であ ることが 明らかになり、今後、使 用 者側の 概念類型 を取り 入れるこ とが病 名集の開 発に重要 である ことが示 唆され た。また 、 UM
LSに よる 高 度 な意 味 に 基づ く 概 念類 型 が 既存 の 日 本語 及び英語 での臨 床用語集 の理 解を促す と共に、 その範 囲を評価 するこ とに役立っモデルとなることが明らかになった。
第4章 で は 、臨 床 研 究に お け るコ ン ピ ュー タ と H
ISの 利 用に関 する日本 と中国 の比較、
及 び 日 本の 臨 床 医を 対 象 とし た H
IS
構 築に不 可欠な診 療にお ける詳細 な情報ニ ーズの 調査を 目 的とし て、行っ た調査 結果をま とめた 。質問の 内容は、 コンピ ュータの 読み書 きの能力 、 臨 床診 療 の ため コ ン ピュ ー タ に基 づ く 検索 、 イ ンタ ー ネ ッ トの 使 用 、HIS上情 報 の使 用 、 患者 と 電 子メ ー ル 連絡 の 状況と し、調 査対象は 、中国 の42大病院 の臨床 医172名、
日 本の72
大学 病院の 臨床医568名とし た（回収率は平均73．4％）。その結果、日本の臨床医は 臨 床研究 のために コンビ ュータ、 e‑mail、文献 データベ ースの 使用頻度 が中国 よりも高いが、HISを 利用 し た 臨床 デ ー タの収 集では 、両国の 利用頻 度に有意 差はない ことが 明らか になった 。
第 5章 で は 、 日 本 に お け る根 拠 に 基づ く 医 療(EBM)に 対 す る臨 床 医 の意 識 と 問題 点 、EBMを実 践 す るた め に 必要 な 外 来診療 時の臨 床医の情 報ニー ズを明ら かにする ために 、北海 道大学病 院に勤務 する100名の臨 床医を 対象とし た調査 結果をま とめた。質問の内容は、
臨 床 問 題の 種 類 と発 生 頻 度、 問 題解決 のため の情報源 の種類 と使用頻 度、EBMを実践 する
ためのH
ISに 期待 す る 情報 支 援 機能、 とした 。その結 果、日 本の多く の臨床医 は根拠 に基づ く 医 療 (EBM)の 実 践 を 試 み て い るが 、 EB
Mの た め の情 報 学 的手 法 が 十分 に 普 及し て いな ぃことが 明らかに なった 。
こ れら の 研 究よ り 、 臨床 医 が E
BMを 実践 す る ため に 必 要 とす る 情 報ニ ー ズ を明 ら か にす る ととも に、日本 語での 医学オン トロジ ーによる 臨床知識 の表現 と処理を 通じて 、今後の EBM支 援 を 可 能 と す る 病 院 情 報 シ ス テ ム 開 発 に 関 す る 研 究 の 基 礎 を 構 築 し た 。

― 514一学位論文審査の要旨
主査 教授 櫻井恒太郎
副 査 教 授 北畠 顕
副 査 教 授 寺沢浩一

学位論文題名
Representin
g and ProcesslngM
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dgeforEBMS
upportin
HIS（ 医学 知識 の表 現と 処理 に関す る基礎研究‑HISに お け る EBM支 援 を 目 標 と し て ）本 論文 は、 HI
Sに おけ るEBM支援 を目 的と して過去4年間に行った4つの研究（何れも英文論文および国際学会で公表）を集成したもので、医療文書に基づくオントロジーの構築、標準化された臨床用語集の評価による臨床領域における医学知識の表現と処理の必須要件の検討を行うとともに、臨床医が EBMを実践するために必要とする情報ニーズの調査を合わせて行った。
第1章は概説である。第2章では自然言語処理(
NaturalLanguageProcessing:NLP)を導入した形式概念分析(FormalConceptAnalysis:FCA)
モデルによるオントロジー構築支援システムの構築について記述した。システムのユーザ・インタフェースは、Protege‑
2000のJ
AV
Aタブ・プラグインを使用し、368編の退院サマリーをもとに、オントロジ，構築を目的として、日本語標準病名集(MEDIS ver2.
0)を参照しての分析を行った。その結果、抽出された病名複合語の73%が臨床の視点から医学概念として十分に意味のあるものであり、抽出された医学概念ペアの57.
7%は、臨床の視点から妥当であると判定され、医学の概念抽出に関して実用的な精度を有することが示された 。FCAを用いたこのオントロジー構築支援システムにより、専門医に対し多くの言語情報と文脈に基づく知識獲得の支援をすることが可能となった。
第3章では、統一医学用語システム(
UnifiedMedicalLanguageSystem:U
MLS：）を用いた意
味に基づく概念類型の分類、及び、既存の英語の臨床用語集と比較することにより、日本
語標準病名集の評価を行った。その結 果、日本語標準病名集はIC
D10と同じ概念類型の分類であることが明らかになり、今後、使用者側の概念類型を取り入れることが病名集の開発に重要であることが示唆された。ま た、UML
Sによる高度な意味に基づく概念類型が既存の日本語及び英語での臨床用語集の理解を促すと共に、その範囲を評価することに役立つモデルとなることが明らかになった。
第4章で は、臨床研究におけるコンピュータと病院情報システム(HospitalInformationSystem:HIS)の利用に関する日本と中国の比較、及び日本の臨床医を対象としたH
IS構築に不可欠な診療における詳細な情報ニーズの調査を目的として、調査結果をまとめた。その結果、日本の臨床医は臨床研究においてe‐メールおよび文献データベースの使用頻度が中国よりも高かった。しかし、HISを利用した患者情報収集では、両国間に有意差は無かった。
両国において、臨床研究支援のためのコンピュータの使用は十分ではなく、臨床医は臨床研究支援のために、HIS上での包括的な診療録やHIS上から全患者情報の使用を望んでいる― 515―

ことが明らかになった。
第5章 では、日本における根拠に基づく医療(Evidence Ba
sedM
edicine:EBM)に対する臨床医の意識と問題点、EBMを実践するために必要な外来診療時の臨床医の情報ニーズを明らかにするために、北海道大学病 院に勤務する100名の臨床医を対象とした調査結果をまとめた。質問の内容は、臨床問題 の種類と発生頻度、問題解決のための情報源の種類と使用頻度、EBMを実践するためのHISに期待する情報支援機能、とした。その結果、日本の多 くの 臨床 医 はEBMの 実践 を試 みて いる が 、EBMの ための情報学的手法が十分に普及していないことが明らかになった。
公 開発 表で は 、聴 衆者 約20名の参加を得て第2章を中心として約30分間の発表が行われた。これに対し副査の北畠顕教授 、寺沢浩一教授、主査の桜井恒太郎より本システムの評価、臨床応用、今後の進展に関す る質問があり、以下の7点について約25分間の質疑応答があった。
本システムの評価に関しては、(
1)開発したシステムの評価に関して、どのように医学概念の組み合わせの関係の強さについて評価したのか、(
2)専門臨床医による用語の妥当性の判定の他に評価を行っていないのか、との質問があった。（1）の質問に対して、本システムの医学用語の形式概念分析は自動化 されており主観的な概念が入りにくいこと、およびクロス表を用いて概念を正確かつ強カに記述していることを回答した。(2)では、情報学的な評価手法の可能性について言及する とともに、臨床情報の質の観点から臨床医による評価が必要なことを回答したご
臨床応用に関しては、(
3)
オントロジー支援システムは、患者の治療と結果（アウトカム）について知識の表現について使用できるか、(4)
結果（アウトカム）若しくはそれらに関連する医学概念の抽出は行ったのか、(
5)研究で用いた医学辞書が治療手順まで利用可能であり、結果（アウトカム）の知識がこのシステムで表現できたと仮定した際、本研究の結果に影響を与えるか、との質問があった。これらの質問に対して、(3)本システムはカルテなどから治療および結果（アウトカム）について的確に概念を抽出できれば知識表現が可能なこと、(4)
本研究の自然言語処理に使用した医学辞書(MEDISversion2.
0)が、診断用語および解剖用語のみであり、治療に関する概念を含 んでいないため、医学用語を混合するアルゴリズムを構築 した こと 、 (5)治療 手順まで利用可能な医学 辞書であれば、更に正確な治療や結果(outcome)に関する知識表現が可能であることを、プレゼンテーションの図を用いながら的確に回答した。
本研究の今後の進展に関する質問に関しては、(6)
本博士論文では、オントロジー構築支援システムから臨床医が必要として いる病院情報システムまで検討した中で、臨床医がEBMを実 践するためにはどのような臨床情報システムが必要か、 (7)
本研究を中国の医療情報の中にどう役に立てたいか、との質問があった。(6)の質問に関しては、情報学的の視点から、EBMの実践のための患者集団からの根拠の生成のためには全国的・世界的なデータベースの構築が必要となると考えている、と将来展望が回答された。また、(7)に関しては、中国での近年の急速に医療の情 報化が進んでいるが、それと共に医療情報倫理や医療の情報化が医療コストや医療の質に もたらす影響など日本と同様な問題が出現されると予想される。中国においても、これら の問題に対応できるような医療情報学分野の研究者、指導者が必要であろう、との回答があった。
本論文は、臨床医がEBMを実践するために必要とする情報ニーズを明らかにするとともに、日本語での医学オントロジーに よる臨床知識の表現と処理を通じて、今後のEBM支援を 可 能 と す る 病 院 情 報シ ス テ ム を 検討 した した もの とし て高 く評 価され る。
審査員一同は、これらの成果を高 く評価し、大学院課程における研鑽や取得単位なども併せ 申請 者が 博 士（ 医学 ）の 学位 を受 ける のに 充分 な資格を有するものと判定した。

516ー