心電図自動診断における深層学習の説明性研究 ― Explainable AI に基づく進展の総括 1. 学術的背景と問題提起 心電図（Electrocardiogram, ECG）は、心疾患を診断するための重要な生体信号取得手段として、今日まで百年以上にわたり用いられてきました。近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）および深層学習（Deep Neural Networks, DNNs）技術の急速な発展により、データ駆動型の自動診断アルゴリズムは心電図分野で卓越した性能を発揮し、とりわけ不整脈などの複雑な異常検出において従来法を大きく上回っています。深層学習モデルは信号特徴を自動で学習・抽出できるため、ECG自動解読および診断支援システムの進歩を大きく後押しし...

医学インテリジェント診断の新たなブレークスルー：ランダム化可能説明機械学習モデルによる効率的な医学診断の推進 1. 学術的背景および研究動機 近年、ディープラーニング（Deep Learning, DL）モデルは医療健康分野で極めて重要な役割を果たしています。大量の医療データを処理することで、DLは疾患診断の正確性や臨床意思決定レベルを著しく向上させています。医用画像解析・ゲノミクスデータ処理・臨床疾患予測などの分野で、DLモデルは強力な自動特徴抽出と複雑なパターン認識能力を示しています。しかし同時に、深層モデルの「ブラックボックス」特性（意思決定過程が説明困難）、膨大な計算資源の消費、長時間の学習時間も臨床応用における大きな障壁となっています。 医学分野の意思決定過程では高い正確性だけでな...

一、学術的背景と研究動機 生命科学およびバイオインフォマティクスの急速な発展に伴い、RNA分子構造とその機能に関する研究はホットな分野となっている。RNAは単なる遺伝情報の伝達者に留まらず、調節・触媒など数多くの生理過程で重要な役割を果たしている。RNA分子の三次元構造はその生物学的機能に直接影響し、RNA構造の精密な解析は基礎科学、創薬、疾患メカニズム研究などにとって極めて重要である。しかし、RNAの配列から構造への変換はタンパク質よりもはるかに複雑であり、RNAの骨格には7つの主鎖ねじれ角（α, β, γ, δ, ε, ζ, χ）があり、さらに複雑な擬似ねじれ角（η, θ）や非標準塩基対、多重ループ、三重相互作用など多様な構造要因が加わることで、高精度なRNA三次元構造予測が非常に困難と...

近年、シングルセルRNAシーケンシング（scRNA-seq）及び空間トランスクリプトミクス（spatial transcriptomics, ST）などの先端技術は、生命科学・臨床医学の発展を飛躍的に促進してきました。これらの技術は細胞異質性を明らかにし、疾患、発生、免疫などの重要領域に新たな知見をもたらしました。しかし、大規模シングルセルデータは技術ノイズが強く、バッチ効果（batch effects）が複雑で、生物学的シグナルが多様かつ雑然としているため、「表現型に関連した特徴の正確な抽出と強調」が最大の課題の一つとなっています。多くの従来手法はノイズ除去や統合を主目的としていますが、同時に研究の鍵となる表現型決定シグナルを弱めたり、消失させたりしてしまい、疾患機構や細胞間相互作用の理解...

学術的背景 公共安全の需要が日増しに高まる中、特にメッカ巡礼（Hajj）のような大規模な宗教行事において、密集した群衆の中での異常行動の検出は重要な課題となっています。既存の検出方法は、遮蔽、照明の変化、統一された服装などの複雑な条件下でしばしば性能が低下し、検出精度が低下する傾向があります。これらの課題に対応するため、研究者たちは、リアルタイム監視の精度と効率を向上させるためのより先進的なコンピュータビジョン技術の開発に取り組んでいます。 本研究の核心は、改良されたYOLOv8モデルであるCrowd Anomaly Detection Framework (CADF)を提案し、Soft-NMS（非極大値抑制のソフト版）技術を統合することで、複雑な環境下での検出精度を大幅に向上させた点にあり...