Research Projects -

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)

Project Year :

2024.04

-

2028.03

 

冨田 哲治, 加茂 憲一, 福井 敬祐

Refinement and improvement of microsimulation for colorectal cancer risk assessment

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2022.04

-

2026.03

 

加茂 憲一, 福井 敬祐, 坂本 亘

Authorship： Principal investigator

Developing a multi-layer network and spatial structure optimization model for simultaneous provision of forest ecosystem functions

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2021.04

-

2026.03

 

木島 真志, 吉本 敦, 加茂 憲一

　View Summary

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。

Renovation of tree growth modeling by optimization of nonlinear growth model using long-term monitoring data

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2020.04

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2023.03

 

高橋 正義, 加茂 憲一, 冨田 哲治

　View Summary

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

Project Year :

2020

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2023

 

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

Authorship： Coinvestigator(s)

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

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Project Year :

2019.04

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2024.03

 

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。

Statistical inference for cancer incidence in prefectural level

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2018.04

-

2021.03

 

加茂 憲一, 福井 敬祐, 伊藤 ゆり, 伊森 晋平

　View Summary

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

Project Year :

2018.04

　

　

 

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

Project Year :

2018.04

　

　

 

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

Economic analysis of forest ecosystem services induced by spread dynamics through the discrete optimization framework

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Project Year :

2017.04

-

2022.03

 

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

　View Summary

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。

A simulation modelling study to examine the effects of underlying factors and control measures on disease incidence and mortality in a population

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Project Year :

2017.04

-

2021.03

 

Katanoda Kota

　View Summary

We developed simulation models for cancer incidence and mortality and conducted population-based analysis on preventive/risk factors in Japan. For stomach cancer, we elucidated an optimal condition of endoscopic cancer screening. For colorectal cancer, we quantified the effect in mortality reduction of realizing the national goal of screening: 50% participation rate and 90% detailed examination rate. For hepatocellular carcinoma, we revealed the effect of the ongoing national programs for hepatitis control in the number of carriers and deaths by hepatocellular carcinoma. For prostate cancer, we found an evident increase in localized cases without any clear decrease in distant cases or mortality. For prevention/risk factors, we estimated the effect of comprehensive tobacco control policies on mortality reduction, and the national prevalence of human papilloma virus by genotype. These findings are useful to implement evidence-based cancer controls in Japan.

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

Project Year :

2017.04

　

　

 

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

Optimizing corridors by combining an individual based model and a spatially explicit optimization model

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Project Year :

2016.04

-

2019.03

 

KONOSHIMA Masashi

　View Summary

In recent years, construction of corridor network has gained significance as an important tool for maintaining biodiversity conservation. In the design of network corridors, several studies have explored ecological characteristics, such as “connectivity” and “habitat suitability” to preserve and restore biodiversity. The importance of strengthening ecological network corridors using connectivity and habitat suitability as necessary conditions for biodiversity conservation has been emphasized in several studies. Ecological networks can provide an operational model for conserving biological diversity while reconciling the conflicting demand of natural resource use. In this study we present an optimization system for corridor allocation problems considering economic activities such as timber harvesting and its impact on habitat quality of corridors. We also developed a GIS database and a spatially explicit corridor optimization model based on maximum flow problem.

Cohort effect specification for evaluating cancer risk

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2015.04

-

2018.03

 

Kamo Kenichi

　View Summary

For the longitudinal cancer risk, three main elements are "age", "period" and "birth cohort." The APC (age-period-cohort) model handle these at the same time. However, there are linear dependent relationship among these elements. Then we can not estimate each element without some constraint. In our reserch project, we note how to specify birth cohort effect automatically by using statistical model.

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

Project Year :

2015.04

-

2016.03

 

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

Statistical inference of semi-parametric varying coefficients for spatial data and its appication to survival data

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2014.04

-

2017.03

 

Satoh Kenichi, KAMO KEN-ICHI

　View Summary

In this research we developed a method for estimating the regression coefficients for a growth curve model when the time trend of the baseline has not been specified. The concept of this method is similar to that of the Cox proportional hazard model. No particular shape is assumed for the baseline time trends, or, alternatively, it can be assumed that they are estimated nonparametrically. Because of these nuisance parameters for the baseline trends,we do not have to pay attention to model those shapes. In addition to the simplicity of modeling baseline curves, we can also nonparametrically describe the baseline trends by using the residuals after the regression coefficients have been estimated.

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

Project Year :

2014.04

-

2017.03

 

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

Authorship： Principal investigator

Visualization of the time dependent cancer risk

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2012.04

-

2015.03

 

KAMO Ken-ichi, SATOH Kenichi, TONDA Tetsuji

　View Summary

We proposed the method how to express cancer risk which depend on time related factors. The method is based on the idea to create risk surface whose basis are age and calendar year. In order to estimate the risk surface as smooth, we used two statistical models, one is geographically weighted regression model and another is parametric model including the interaction term between age and calendar year. Then we check whether the past epidemiological knowledge is revived or not. By the geographically weighted model, the detailed risk surface is estimated and we can see the almost epidemiological knowledge. Moreover by using the parametric model, we can perform the test statistics for the existence or uniformness between male and female. The future prediction also becomes possible by parametric model.

Asymptotic Analysis of quasilinear ordinary differential equations and its application to asymptotic analysis of elliptic equations

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2011.04

-

2015.03

 

USAMI Hiroyuki, NAITO Manabu, KAMO Ken-ichi, TANIGAWA Tomoyuki, TERAMOTO Tomomitsu

　View Summary

(1) We found the asymptotic forms of solutions of quasilinear ordinary differential equations. In particular, we found asymptotic behavior of positive solutions belonging to classes of Karamata functions under considerably weak assumptions. We could also find existence results for so-called intermediate growth solutions. Finally, we could solve inverse problems concerning to blow-up times. (2) We could analyze linear hyperbolic equations with damping terms based on Fourier Analysis. In order to examine asymptotic behavior of solutions of reaction-diffusion systems, we analyzed Lanchester type ordinary differential systems. We found that, as in the classical systems, there are critical values for initial data classifying asymptotic behavior of solutions essentially.

Economic Evaluation of High-Dimensional Functionalities of Forest Resources for Global Ecosystem Conservation Policy Analysis Among Turkey, Korea and Japan

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Project Year :

2010.04

-

2015.03

 

YOSHIMOTO Atsushi, SHOJI Isao, KAMO Ken-ichi, OWARI Toshiaki, YANAGIHARA Hirokazu, NINOMIYA Yoshiyuki, SASAKI Nophea, KONOSHIMA Masashi

　View Summary

Great attention has been paid to the global impacts of the ecosystem preservation policy. Such policy has to be proposed by considering the influence of the policy in some area on producers’ activities in other area while adjusting the supply of ecosystem services in the local level. Thus, regionally and internationally effective, efficient and feasible preservation policy can be formed. In this project, focusing on ecosystem services in Turkey, Korea and Japan, we developed statistical models as well as mathematical programming models in order to evaluate ecosystem services quantitatively through the resource management framework. Among possible ecosystem services, we focused on habitat preservation service, invasive species prevention service and aesthetic promotion service induced for model development. By constructing spatial and temporal optimization models for forest resources and ecosystem management, we investigated the ecosystem services quantitatively.

Study on temporal and spatial patterns of influenza epidemics

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2008

-

2010

 

SUMI Ayako, KAMO Kenichi, KOBAYASHI Nobumichi

　View Summary

We obtained the following two main results : (i) Time series analysis for incidence data of influenza revealed that the amount of amplitude of the interepidemic periods increased during the occurrence of influenza pandemics and decreased when vaccine programs were introduced. The finding suggests that the temporal behavior of the interepidemic periods of influenza epidemics is correlated with the magnitude of cross-reactive immune responses. (ii)Based on the result of time series analysis, we successfully predicted the incidence of influenza quantitatively.

Economic analysis of natural disturbance and management abandonment risk for sustainable forest resource management

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Project Year :

2007

-

2010

 

YOSHIMOTO Atsushi, SHOUJI Isao, YANAGIHARA Hirokazu, ISHIKAWA Hitoshi, KAMO KenーIchi

　View Summary

The effective utilization of timber is important for sustainable use and management of forest resources. However, recent flagging timber prices as well as damages by natural disturbances such as typhoon have accelerated the abandonment of forest management such as thinning and planting which in turn is threatening the sustainable use of forest resources. Projecting the risk of natural disturbance damages and forest management abandonment will provide important information for conducting sustainable forest management. In this study, through an interdisciplinary approach, we conducted a wind tunnel simulation, statistical modeling, inter-temporal spatial optimization modeling, and with use of geographic information system (GIS), we examined the risk hedge sustainable resource management that could stimulate mitigation of the risk of natural disturbance and management abandonment.

がんの実態把握とがん情報の発信に関する研究

Project Year :

2006.04

-

2013.03

 

祖父江友孝, 柴田亜希子, 服部昌和, 伊藤秀美, 杉山裕美, 大木いずみ, 三上春夫, 岡本直幸, 片山佳代子, 西野善一, 早田みどり, 安田誠史, 加茂憲一, 松田智大, 片野田耕太, 雑賀公美子, 西本寛, 東尚弘, 松田彩子

The research for the method analyzing the data of cancer incidence and mortality

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Project Year :

2006

-

2008

 

KAMO Ken-ichi

　View Summary

本研究では,がん罹患・死亡データから特に全国規模のデータに着目し,それを解析するための手法の開発を行った.ロジスティック回帰モデルとモデル選択規準量を用いて,全国罹患数推計に関して,登録の完全性を補正する方法を構築し, 現在の報告値が20〜30%ほどの過小評価である可能性を指摘した.また,生命表の考え方を用いて,がん罹患・死亡生涯リスク確率を推定し,男性の2人に1人が,女性の3人に1人ががんに罹患するという結果を得た.

Asymptotic Analysis of nonlinear ordinary differential equations and its applications

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Project Year :

2005

-

2008

 

USAMI Hiroyuki, NAITO Manabu, TANIGAWA Tomoyuki, KAMO Ken-ichi, TERAMOTO Tomomitsu

　View Summary

実領域上での非線型常微分方程式の漸近理論について研究成果を上げることができた. 例えば, 準線型2階方程式の正値解の漸近形を導出できた. また, 高階常微分方程式の解の振動性の特徴付けや解の零点の分布状況を調べた. 応用として, 比較定理等を用いて楕円型偏微分方程式の種々の漸近的性質を持つ解の存在証明や解の振動性の特徴付け等ができた.

微分方程式論

統計データ解析