共同研究・競争的資金等の研究課題 - 加茂　憲一

空間疫学モデルを利用した多様な出生コホート効果の検出法の開発

基盤研究(C)

研究期間:

2024年04月

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2028年03月

 

冨田 哲治, 加茂 憲一, 福井 敬祐

大腸がんリスク評価のためのマイクロシミュレーションの精緻化と改良

基盤研究(C)

研究期間:

2022年04月

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2026年03月

 

加茂 憲一, 福井 敬祐, 坂本 亘

担当区分： 研究代表者

森林生態系機能を考慮した多階層ネットワーク・空間構造最適化モデルの開発

基盤研究(C)

研究期間:

2021年04月

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2026年03月

 

木島 真志, 吉本 敦, 加茂 憲一

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本研究では, 森林の多機能を効果的に発揮するためには, それぞれ異なった森林植生の空間状態を必要とする(すなわち, 異なった森林利用の空間配置パターンが必要になる)ことに着目し, 多機能間トレードオフの定量化を念頭に多階層ネットワーク・空間構造最適化モデルを開発することを本研究の目的とする。 初年度は, 本研究において対象とする機能として, 木材生産, 野生動物生息地, 土砂流出軽減, 病害虫拡散防止に関する既往研究を調べ, 各機能が効果的に発揮できるネットワーク・空間構造のモデリングについての研究知見や成果を収集・蓄積した。また, 仮想データセットの生成方法を検討し, PCワークステーションとGISソフトを用いてデータベース構築に向けた環境を整備した。さらに, 多階層ネットワーク・空間構造最適化手法の開発に向けて数理最適化分野を中心に幅広く既往研究を調査・整理した。特に, 木材の効率的な伐採・搬出を念頭にした,空間最適化モデルについて,我々がこれまで行った研究成果を取りまとめた。これは, 管理する林分の集約化について, 林道などの空間配置を考慮しつつ, 最適な林分集約の時空間パターンを探索するものである。具体的には, 既存の林道に対して, 空間的に隣接する林分から集約化を行い, 集約化された林地と林道の連続性を維持しつつ, 林分集約化の最適展開パターンを探索する。ここで提案された最適化フレームワークは, 今後,モデルの改良・拡張により, 本研究における木材生産機能の評価と多機能とのトレードオフ分析において応用可能と考えられる。

長期モニタリングデータと非線形成長モデルの最適化による林木成長モデルの再構築

基盤研究(C)

研究期間:

2020年04月

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2023年03月

 

高橋 正義, 加茂 憲一, 冨田 哲治

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林木の成長に用いられる12種類の非線形成長関数（Zeide 1993）を関東中部地域で長期にモニタリングされている人工林収穫試験地データに当てはめ、赤池の情報量規準やクロスバリデーションなど4種の情報量規準に基づいてプロットごとに最も適切な関数を選択した。対象となった樹種はスギが24プロット、ヒノキは36プロット、カラマツは16プロットのモニタリングデータである。非線形成長関数は林齢と胸高直径、林齢と樹高の2種を表すものを対象とした。 その結果、3樹種問わず、林齢と胸高直径、林齢と樹高の関係それぞれ、Korf関数が最も多く選択された。小幅な違いはあったものの用いた4種の情報量規準ではいずれもKorf関数が最も多く選択される傾向に相違はなかった。関東中部地域の人工林において、林齢と樹高や胸高直径の関係を記述することができる非線形成長関数はKorf関数が最適である可能性が高い。 また、同じ場所で施業の有無が異なる2つのプロットについて比較したところ、間伐が行われたプロットで選択された関数と間伐が行われていないプロットで選択された関数が異なっていた。施業の有無は林木の競争関係に違いをもたらすことから、林木の成長を的確に表す非線形関数は、施業の有無によって異なる可能性がある。一方で、当てはめた結果得られる非線形関数のパラメータの値も林木の競争関係を表す際影響を及ぼす可能性があることから、さらに多くの長期モニタリングデータを用いて検証する必要がある。

国際比較可能ながん登録データの精度管理および他の統計を併用したがん対策への効果的活用の研究

研究期間:

2020年

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2023年

 

松田智大, Charvat Hadrien, 堀芽久美, 宮代勲, 中田佳世, 柴田亜希子, 杉山裕美, 大木いずみ, 西野善一, 高橋新, 加茂憲一, 伊藤ゆり, 片野田耕太, 雑賀公美子, 伊藤秀美, 澤田典絵, 永岩麻衣子, Gatelier Laureline

担当区分： 研究分担者

健康政策を効果最大化と格差縮小の両軸で評価するためのツール開発：肺がんを事例に

基盤研究(A)

研究期間:

2019年04月

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2024年03月

 

祖父江 友孝, 中山 富雄, 加茂 憲一, 伊藤 ゆり, 福井 敬祐, 片野田 耕太, 近藤 尚己, 岡見 次郎, 藤阪 保仁, 中谷 友樹, 東山 聖彦

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肺がんの自然史を表現するマイクロシミュレーション（MS）モデルの構築に向けた基礎的な資料収集及び肺がん自然史の検討を行った。年度初めの研究集会においては、これまでの国内外の研究について情報共有し、研究計画を確認した。 A. MSモデルの構築：米国CISNETの先行研究の肺がん自然史モデルを参考に、日本版肺がん自然史モデルの作成に着手した。米国CISNETの肺がんグループ会議にも出席し、本研究プロジェクトの概要を発表した。同グループの代表者であるMeza氏と情報共有および意見交換を行った。Meza氏のグループのモデルの枠組の概要をメンバー内で共有した。カナダ統計局の浅川氏の来日時に、カナダでの取り組みを班員と共有した。 B. 予防（たばこ対策の効果）： CISNETにおける喫煙率シミュレーションSmoking Generator Modelの枠組についてメンバー内で共有した。国民生活基礎調査、コホート調査などのデータ利用申請の準備を行った。 C. 検診（胸部X線検査、低線量CT検査の効果）：CISNETのモデルにおける検診パートについての枠組を共有した。国民生活基礎調査などのデータ利用申請の準備を行った。 D. 治療（分子標的薬、免疫チェックポイント阻害剤等の普及の効果）：過去～現在までの肺がん治療およびその効果の変遷を性別・年齢階級別・組織型別・分子マーカー別に検討するために、がん登録データやレセプトデータの利用申請を行うための準備を行った。ロンドン大学熱帯医学校の梶原氏により、がんの生存率の格差におけるMediation Analysisについて情報提供を受けた。 E. 健康格差：現在の日本における肺がんアウトカムや喫煙率・検診受診率の格差について、人口動態統計、がん登録資料、国民生活基礎調査等の公的統計を用いて分析し、基礎データとするためのデータ利用申請の準備を行った。

都道府県規模でのがん罹患数の統計学的評価

基盤研究(C)

研究期間:

2018年04月

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2021年03月

 

加茂 憲一, 福井 敬祐, 伊藤 ゆり, 伊森 晋平

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都道府県別に集計され報告されるがん罹患数には、登録漏れや報告遅れに起因するバイアスが混入していると考えられる。この報告値の信憑性を推し量るための数理モデルを構築し、その結果に対して疫学的評価を与えることが、本研究の目的である。 報告されている罹患数の信憑性を計る指標として、罹患数の区間推定を都道府県別に行う統計学的手法を開発した。その際に、都道府県が有する固有の要因として、登録漏れによる過小評価の影響を考慮した。登録の完全性の指標であるMI比とDCN割合を用いた線形回帰モデルを用いることにより、登録の完全性を補正し、その結果を踏まえた上で罹患数の区間推定を行った。しかし、通常の区間推定の方法を適用すると、サンプル数が巨大であることに起因して極端に区間幅が狭くなる問題が発生する。実データに照らし合わせても現実的でない結果であるが、この問題点に関しては階層ベイズモデルに基づくランダム効果を導入することによる解決を試みた。ランダム効果の部分により、都道府県自身のバラツキが考慮され、その結果として区間幅が広くなる効果がある。実データの挙動と照らし合わせても、現実に近いと考えられる区間推定の結果が得られた。その結果として、１つの県を除く大半の都道府県において、報告されている数値は95%信頼区間の外側（過小評価側）に位置していた。このことは、全国がん登録が整備されDCN割合も減ってきたとはいえ、未だ登録漏れや地域固有の変動といった不確定要素が強い数値が公表されていることを示唆する結果であった。

科学的根拠に基づくがん種別・年代別検診手法の受診者にわかりやすい勧奨方法の開発に関する研究

研究期間:

2018年04月

　

　

 

中山富雄, 加茂憲一, 伊藤ゆり, 福井敬祐, 片野田耕太, 雑賀公美子

都道府県がん登録の全国集計データと診療情報等との併用・突合によるがん統計整備及び活用推進の研究

研究期間:

2018年04月

　

　

 

松田智大, 伊藤秀美, 杉山裕美, 大木いずみ, 中田佳世, 西野善一, 加茂憲一, 伊藤ゆり, 柴田亜希子, 片野田耕太, 雑賀公美子, 堀芽久美, 宮代勲, 澤田典絵, 永岩麻衣子

汎用型離散最適化システムの構築による拡散移動を伴う森林生態系サービスの経済評価

基盤研究(A)

研究期間:

2017年04月

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2022年03月

 

吉本 敦, 加茂 憲一, 木島 真志, 光田 靖, 久保田 康裕, 冨田 哲治, 楠本 聞太郎, 上野 玄太

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本研究では、生態系サービスの生成過程に見られる基本的なメカニズム（拡散・移動）を的確に捉えた最適化システムを構築し、生態系サービスの経済評価と持続的供給を可能にする資源利用の最適な時空間的制御の実現に向けた経済・政策分析を行う。 宮崎県綾町において送粉サービスの指標として、日向夏へのニホンミツバチ訪花数のモニタリングを行った。ミツバチ来訪数と周囲の景観構造との関係を統計モデルにより解析した。周囲に天然林が多く、農地が多いほどミツバチ来訪数が多くなるという結果となった。 沖縄島北部を対象として、在来脊椎動物（哺乳類29種、鳥類155種、爬虫類47種、両生類23種）の保全優先地域と、侵略的外来種（フイリマングース）の分布動態（分布確率の増減）の関係を分析し、外来種駆除努力の生物多様性保全効果を検証した。在来種の保全優先地域は、対象地域内の種ごとの希少性を重視した除去規則に基づく空間的優先順位付け法によって特定した。マングース分布確率の時空間動態は、捕獲罠の情報（捕獲有無の時空間分布データ）を用いて、階層ベイズモデルによって推定した。 地理情報システム（GIS）に基づくデータベースを利用して、地域毎に経時的に測定されたデータに位置情報を付与することで、時系列と地理空間データに対する融合解析が可能となる（以下、時空間データ）。このような時空間データを分析するための統計手法の開発を行った。具体的には、経時測定されたデータ特有の時点間相関をモデルに組み込み、かつ、説明変数で捉えきれない空間変動の分布型をノンパラメトリックに推定する方法を開発した。開発した分析法は、説明変数の影響を調整した上で、土地利用等の空間分布の時系列的な変化の定量的評価への応用が期待される。 時空間最適化モデル構築については、単純な焦点的集約に加え、焦点間連結ネットワーク構築も可能にするようモデル修正を行った。

集団における疾病の罹患・死亡状況の要因分析と介入効果の予測研究

基盤研究(B)

研究期間:

2017年04月

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2021年03月

 

片野田 耕太, 東 尚弘, 加茂 憲一, 後藤 励, ギルモー スチュアート, 堀 芽久美, 祖父江 友孝, 伊藤 ゆり, 齋藤 英子, 田中 詩織, 田中 純子, 井上 真奈美, 高橋 宏和, 高橋 秀人, 伊森 晋平, シャルヴァ アドリアン

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これまでに検討したリサーチクエスチョンに基づき、各がん種についての以下の研究を実施した。 【胃がん】胃内視鏡検診の検診間隔および上限年齢・下限年齢について、内視鏡検査によるBenefitsとHarmsに新たに医療経済的視点を加えて最適な介入シナリオを検討した。最適シナリオに関する論文を投稿中である。【大腸がん】大腸がんに関してマイクロシミュレーションシステムの改良を行い、検診（FOBT）に関する上限年齢の設定問題に対応できる形にアップグレードした。Life year gain（利益）と有害事象発生件数（不利益）の関係性について、年齢上限設定毎の変化を検討し、方法論および政策評価の2つの論文投稿を行った。【肝がん】肝炎・肝細胞癌の病態推移と治療状況に関する数理モデルについて、昨年度までに構築したモデルのキャリブレーションを行い、将来予測の論文投稿を進めている。【肺がん】米国のCISNETグループが採用している喫煙率の予測モデルの日本版を構築し、妥当性の検証を実施している。肺がん検診についても米国のモデルの日本版を構築し、過剰診断のための改良を行っている。【子宮頸がん】HPVワクチンの日本人集団における効果の推定のために、genotype別感染率のシステマティックレビューおよびメタアナリシスを実施し、プロトコル論文の投稿を行い、結果についても投稿準備を進めている。genotype別感染率の結果に基づいて、日本におけるHPVワクチンと子宮頸がん検診の普及による効果予測モデルを構築し、妥当性の検証を行っている。【前立腺がん】PSA検診の効果についての記述疫学的検討のため、欠損値補完の手法を用いて進行度別罹患率のトレンドを分析し、限局がんの顕著な増加に比べて遠隔転移がんが横ばいまたは微減にとどまっていることがわかった（論文化済）。

全国がん登録、院内がん登録および既存がん統計情報の活用によるがん及びがん診療動向把握に関する包括的研究

研究期間:

2017年04月

　

　

 

西本寛, 松田智大, 伊藤秀美, 歌田真依, 大木いずみ, 宮代 勲, 西野善一, 加茂憲一, 伊藤ゆり, 片野田耕太, 斎藤博, 柴田亜希子, 海崎泰治, 増田昌人, 平田公一, 松本公一, 川井章, 東尚弘, 小笹晃太郎, 雑賀 公美子, 堀, 芽久美, 橋本修二, 新野真理子, 固武健二郎

個体ベースモデルと最適化モデルの結合によるコリドー空間配置の最適化

挑戦的萌芽研究

研究期間:

2016年04月

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2019年03月

 

木島 真志, 吉本 敦, 加茂 憲一

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近年、分断された生息地を繋ぐコリドーの重要性が広く認識されつつあるが、生物の移動を促すコリドーが実施された例は少ない。このようなコリドーを実現するためには、生物の移動能力・利用環境を把握し、人間と生物の相互作用を考慮した上で、生態的な効果が十分に期待でき、経済的に実現可能なコリドー配置を探索する必要がある。すなわち、コリドー配置において、生物種の利用に適した環境（植生状態）と競合する可能性のある人間の生産・経済活動を考慮する必要がある。本研究では、上記の課題に対して、数理最適化のフレームワークを応用した最適化システムの構築を目指した。

がんリスク評価における「生まれ年効果」の検出

基盤研究(C)

研究期間:

2015年04月

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2018年03月

 

加茂 憲一, 佐藤 健一, 冨田 哲治

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がんに対するリスクとしては様々な要因が存在するが、時間的な要因に着目すると「年齢」「時代」「生まれ年」の3種類であるとされている。これらを同時にモデル化するのがAPCモデルであるが、変数間に線形従属性が存在するという問題を有する（識別問題）。この問題を解決するために、APCモデルにおいては様々な制約を設定している。本研究においては、これらの中から最も識別が困難とされる「生まれ年」効果について、数理モデルを用いたアプローチによる自動的な定量化を試みた。

都道府県がん登録データの全国集計と既存がん統計の資料の活用によるがん及びがん診療動向把握の研究

研究期間:

2015年04月

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2016年03月

 

松田智大, 伊藤秀美, 小笹晃太郞, 大木いずみ, 井岡亜希子, 西野善一, 加茂憲一, 伊藤ゆり, 柴田亜希子, 片野田耕太, 斎藤博, 雑賀公美子

空間データにおけるセミパラメトリックな変化係数の推測と生存時間データへの応用

基盤研究(C)

研究期間:

2014年04月

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2017年03月

 

佐藤 健一, 加茂 憲一, 冨田 哲治

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本研究課題では、成長曲線モデルにおいてベースラインを特定しないまま変化係数の推定をする方法を開発した。この手法の考え方は生存時間解析によく用いられているコックスの比例ハザードモデルに類似している。ベースライン曲線に対して特別な関数形を仮定しない。その意味では、ノンパラメトリックな推定を行っているとも言える。ベースライン曲線の局外パラメータに対して推定を行う必要がないため、ベースライン曲線の関数形をモデル化する必要はなく、手間がかからない。一方で、変化係数が推定されれば、必要に応じてベースラインの特定をすることも可能となっている。

がん対策推進基本計画の効果検証と目標設定に関する研究

研究期間:

2014年04月

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2017年03月

 

加茂 憲一, 田中純子, 高橋秀人, 坂本亘, 片野田耕太, 伊藤ゆり, 雑賀公美子, 松田彩子, 伊森 晋平

担当区分： 研究代表者

癌の時間依存性の視覚化に関する研究

基盤研究(C)

研究期間:

2012年04月

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2015年03月

 

加茂 憲一, 佐藤 健一, 冨田 哲治

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時間に依存する癌リスクを表現する方法として、年齢とカレンダー年を基底とする空間上にリスクに関する曲面を構築した。手法として、地理的加重一般化線形モデルと年齢と時代の交互作用項を含むパラメトリックモデルの２つを考え、日本の主要な部位に関して既存の疫学的知見が再現できているかをチェックした。地理的加重一般化線形モデルにより緻密なリスク曲面が再現でき、疫学的知見もほぼ再現されていた。更には時間依存リスクの特徴が非常に見やすい形で表現できた。またパラメトリックモデルの適用により、統計的仮説検定に基づく意思決定および将来予測も可能となった。

準線型常微分方程式の漸近解析とそれに基づく楕円型偏微分方程式の漸近解析

基盤研究(C)

研究期間:

2011年04月

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2015年03月

 

宇佐美 広介, 内藤 学, 加茂 憲一, 谷川 智幸, 寺本 智光

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（１）２階準線型常微分方程式の解の漸近形を導出することができた．特に方程式の係数関数や解を正則変動関数に制限した場合には，かなり緩い仮定の下でも，一般的な結果が得られた．またこのような方程式の正値解のうち，特に「中間オーダー」と呼ばれるものの存在定理を確立した．最後に２点境界値問題の解の状況から非線形項を定めるという，逆問題に取り組むことができた． （２）外力・摩擦項等のついた線型波動方程式をフーリエ解析に基づいて考察した．また，反応拡散系偏微分方程式の解の挙動を調べるためにLanchester型常微分方程式系の解析を行った．古典的な場合と同様な結果が一般的な場合にも成立することが証明できた．

トルコ・韓国・日本における森林資源の高次元多機能経済評価と国際生態系保全政策分析

基盤研究(A)

研究期間:

2010年04月

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2015年03月

 

吉本 敦, 庄司 功, 加茂 憲一, 尾張 敏章, 柳原 宏和, 二宮 嘉行, 佐々木 ノピア, 木島 真志

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1992年の生物多様性条約採択以降、生態系保全政策のグローバルな影響への関心が高まっている。このような保全政策はある地域の政策が他の地域の生産活動に及ぼす影響を考慮しながら、地域レベルの生態系サービス（多次元的な財）の生産調整を行う必要がある。その結果、地域的あるいは国際的に効果的・効率的かつ実行可能な保全政策を展開することが可能となる。本研究では、トルコ、韓国、日本を中心に、森林資源から供与される多次元的な財の中で、特に生息地供与機能、侵略的外来種防止機能、美的景観供与機能を特定するモデルを開発し、森林資源・生態系管理に対する時空間最適化モデルの構築により、それら機能を定量的に明らかにした。