• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

AI-assisted diagnostic system for osteoporosis

Research Project

Project/Area Number 20H03798
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Moro Toru  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (20302698)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 栄  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50282661)
小川 純人  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (20323579)
吉村 典子  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (60240355)
齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)
松原 全宏  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (40361498)
田中 健之  東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (00583121)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords整形外学学 / 医療・福祉 / 骨粗鬆症 / 関節 / 手術
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、骨粗鬆症による脆弱性骨折を予防するため、骨粗鬆症を早期診断して治療に導く人工知能(AI)診断システムを確立するための基礎研究を完成させることである。本研究では、二強度X線吸収測定法(DXA法)による骨密度計測を行った症例の基本情報などからなる骨粗鬆症データベースを構築し、当該症例のX線画像データと併せてAIに学習させる。この学習済みのパラメーターを用いて「患者が健康診断や人間ドック、他の疾患の治療目的で撮影したX線写真」から演算を行い、「高精度の骨密度推定値および将来の骨密度の推移」を出力する革新的な診断システムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

Prevalence of osteoporosis is increasing annually in many developed countries due to super-aged societies. We developed an artificial intelligence (AI)-assisted osteoporosis diagnostic system by estimating the BMD of the lumbar and femur using deep learning based on an X-ray image, which is taken in the first procedure and/or in the routine of general medicine and surgery. the AI-assisted osteoporosis diagnostic system achieved a highly accurate BMD estimation and demonstrated useful osteoporosis classification performance for patients with osteopenia and osteoporosis using minimal data of a single X-ray image. The system holds promise for identifying high-risk patients early, contributing to preventive interventions against bone loss and fragility fractures.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本AIシステムでは、1枚の正面X線像のデータを入力すると回帰解析を行い、スクリーニング・診断のゴールドスタンダードである大腿骨近位部および腰椎の骨密度が出力される。骨粗鬆症自体は基本的に無症状であるため受診同期となりにくいが、通常診療や健康診断の受診の「ついで」に、検査時間を要さず、追加のX線被曝のリスクなく、骨粗鬆症のスクリーニング・診断ができることは大きなメリットである。本AIシステムにより、骨粗鬆症患者およびその予備群を早期に治療に導くことが可能となり、脆弱性骨折の予防と健康寿命の延伸、関連する医療費の削減が期待できる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] X線画像データのみから腰椎および大腿骨近位部の骨密度を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 田中健之,飯高世, 本多信太郎,吉村典子,田中栄
    • Journal Title

      整形・災害外科

      Volume: 66 Pages: 1135-44

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] AIによる骨粗鬆症の早期診断.2020

    • Author(s)
      茂呂徹, 田中栄
    • Journal Title

      関節外科

      Volume: 39 Pages: 1305-1310

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨粗鬆症と骨代謝-2 胸部正面X線画像のみから腰椎/大腿骨近位部の骨密度推定値を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム 健康診断での使用を想定したテストデータを用いた精度評価2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 大野 久美子, 飯高 世子, 岡 敬之, 田中 栄
    • Organizer
      第67回日本リウマチ学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 胸部正面X線画像のみから腰椎/大腿骨近位部の骨密度推定値を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 齋藤 琢, 田中 健之, 大野 久美子, 飯高 世子, 石倉 久年, 浅井 真, 神永 尚人, 小川 純人, 吉村 典子, 田中 栄
    • Organizer
      日本整形外科学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 胸部正面X線画像のみから腰椎/大腿骨近位部の骨密度推定値を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 齋藤 琢, 岡 敬之, 田中 健之, 大野 久美子, 石倉 久年, 飯高 世子, 浅井 真, 神永 尚人, 吉村 典子, 田中 栄
    • Organizer
      西日本整形災害外科学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1枚の腰椎正面X線画像のみから腰椎及び大腿骨近位部の骨密度推定値を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 吉村 典子, 齋藤 琢, 大野 久美子, 飯高 世子, 小川 純人, 田中 栄
    • Organizer
      日本老年病学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1枚の腰椎正面X線像のみから腰椎BMDを演算するAI骨粗鬆症診断補助システムのスクリーニング・診断精度評価2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 齋藤 琢, 岡 敬之, 田中 健之, 大野 久美子, 石倉 久年, 飯高 世子, 神永 尚人, 吉村 典子, 田中 栄
    • Organizer
      日本骨形態計測学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1枚の腰椎正面X線像のみから大腿骨近位部の骨密度を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂 徹, 齋藤 琢, 岡 敬之, 田中 健之, 大野 久美子, 石倉 久年, 飯高 世子, 浅井 真, 神永 尚人, 吉村 典子, 田中 栄
    • Organizer
      東日本整形災害外科学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 腰椎/胸部正面X線画像から腰椎および大腿骨近位部の骨密度推定値を演算するAI骨粗鬆症診断補助システム2023

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 吉村典子, 岡敬之, 小俣康徳, 田中健之, 大野久美子, 石倉久年, 飯高世子, 神永尚人, 佐藤雅史, 伊東伸朗, 田辺真彦, 藤尾圭志, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第25回日本骨粗鬆症学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1枚の腰椎正面X線像のみから腰椎の骨密度を演算するAI骨粗鬆症診断補助システムのスクリーニング・診断精度評価2023

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 岡敬之, 田中健之, 大野久美子, 石倉久年, 飯高世子, 浅井真, 神永尚人, 吉村典子, 田中栄
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] シンポジウム2 次世代CAOSにおけるAIの台頭とその役割  ~Next Standardの確立に向けて~ 胸部/腰椎正面X線画像のみから骨密度を演算するAI骨粗鬆症診断補助システムの開発.2023

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 吉村典子, 田中健之, 大野久美子, 石倉久年,飯高世子, 浅井真, 神永尚人, 田中栄
    • Organizer
      第17回日本COAS研究会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 腰椎・胸部正面X線画像を用いたAI骨粗鬆症診断補助システム 骨密度推定・スクリーニング精度に関する検討.2022

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 田中健之, 橋倉一彰, 浅井真, 大野久美子, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第95回日本整形外科学会学術総会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パネルディスカッション2:運動器疾患におけるAI最前線 腰椎・胸部正面X線画像を用いたAI骨粗鬆症診断補助システム.2022

    • Author(s)
      茂呂徹, 吉村典子, 齋藤琢, 飯高世子, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第40回日本骨代謝学会学術集会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] トランスレーショナルリサーチ4 腰椎・胸部正面X線画像から骨密度推定値を出力するAI骨粗鬆症診断補助システム.2022

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 吉村典子, 田中健之, 大野久美子, 石倉久年, 飯高世子, 浅井真, 神永尚人, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] AI骨粗鬆症診断補助システムを用いたスクリーニング精度に関する基礎検討 -腰椎正面X線画像を用いた高精度骨密度推定2021

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 田中健之, 橋倉一彰, 大野久美子, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第94回日本整形外科学会学術総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 腰椎正面X線画像を用いたAI骨粗鬆症診断補助システムの骨密度推定・スクリーニング精度に関する検討 -ROAD study第3回調査結果を用いた検討2021

    • Author(s)
      茂呂徹, 吉村典子, 飯高世子, 齋藤琢, 田中健之, 橋倉一彰, 大野久美子, 田中栄
    • Organizer
      第23回日本骨粗鬆症学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 主題セッション1 「整形外科領域における人工知能の応用」AI骨粗鬆症診断補助システムのスクリーニング精度に関する検討 -腰椎・胸部正面X線画像を用いた骨密度推定2021

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 浅井真, 橋倉一彰, 大野久美子, 田中栄
    • Organizer
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] AIによる骨粗鬆症の早期診断に関する基礎検討―胸部X線画像を用いた骨密度推定.2020

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 田中健之, 橋倉一彰, 大野久美子, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第22回日本骨粗鬆症学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] AIによる骨粗鬆症の早期診断に関する基礎検討―腰椎・膝関節X線画像を用いた骨密度推定.2020

    • Author(s)
      茂呂徹, 齋藤琢, 田中健之, 橋倉一彰, 大野久美子, 小川純人, 田中栄
    • Organizer
      第22回日本骨粗鬆症学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi