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Validation of the Quantitative Analysis System for Destructive Changes in Rheumatoid Arthritis

Research Project

Project/Area Number 21K07611
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Kamishima Tamotsu  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (10399868)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池田 啓  千葉大学, 医学部附属病院, 講師 (10456014)
渥美 達也  北海道大学, 医学研究院, 教授 (20301905)
池辺 将之  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (20374613)
田村 賢一  日本大学, 工学部, 教授 (90227273)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords画像解析 / 関節リウマチ / 関節破壊定量評価 / 単純X線写真 / ファントム研究 / 臨床研究
Outline of Research at the Start

関節リウマチ(Rheumatoid Arthritis:RA)のバイオマーカー確立や薬剤開発のためのトライアルにおいて、アウトカム評価は不可欠であるが、その主要項目である単純X線写真上の関節破壊進行評価は専門医による長時間の目視に依存している。加えて、現状の関節破壊判定には、1年以上の経過観察期間を要する上に、煩雑で再現性に問題があると考えられており、精度の向上が望まれる。そこで、我々は、RA患者における関節破壊性変化の客観的かつ詳細な定量的解析情報収集を自動的・効率的に実行する画像解析プログラム実用化への妥当性評価を行う。

Outline of Final Research Achievements

The X-ray scoring method for joint space narrowing (JSN) in rheumatoid arthritis (RA) is widely accepted, but the assessment is subjective and complex. Therefore, we developed software equipped with Partial Phase-Only Correlation (PIPOC) to automatically quantify changes in joint space width (JSW).
For validation, the finger joints of 39 RA patients (35 women) treated with tocilizumab were analyzed. Linear regression tests showed significant correlations between PIPOC measurements at 0-6 months and 0-12 months in the second and third MCP joints of the left hand.
PIPOC-dependent software may be capable of detecting JSN progression in RA patients during a one-year follow-up period under tocilizumab treatment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

AIによる関節リウマチ(RA)の画像診断学の省力化には大きな社会的意義がある。まず、診断の迅速化と精度向上により、早期発見と治療が可能となり、患者の生活の質を向上させる。また、診断プロセスの効率化により、医療従事者の負担が軽減され、より多くの患者に対応できるようになる。さらに、診断の標準化により、地域や医療機関間の診断格差を縮小し、均等な医療サービス提供が実現する。AI技術の導入は医療コストの削減にも寄与し、医療システム全体の持続可能性を高める。これらの利点により、AIは医療の質とアクセスの向上、患者ケアの強化に貢献しうる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Subtle Radiographic Progression at Six Months Can Be Detected Using Automated Quantitative Software in Rheumatoid Arthritis While Receiving Tocilizumab2024

    • Author(s)
      Taichi Okino, Yafei Ou, Masayuki Ikebe, Akira Furusaki, Akira Sagawa, Masaru Kato, Tatsuya Atsumi, Kenneth Sutherland, Tamotsu Kamishima
    • Journal Title

      Modern Rheumatology

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fully automatic software for detecting radiographic joint space narrowing progression in rheumatoid arthritis: phantom study and comparison with visual assessment.2023

    • Author(s)
      Okino T, Ou Y, Ikebe M, Tamura K, Sutherland K, Fukae J, Tanimura K, Kamishima T
    • Journal Title

      Jpn J Radiol.

      Volume: 41 Issue: 5 Pages: 510-520

    • DOI

      10.1007/s11604-022-01373-z

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 肘関節のMRIを中心とした画像読影の基礎と診断2024

    • Author(s)
      神島 保
    • Organizer
      第36回日本肘関節学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リウマチ画像AI診断2023

    • Author(s)
      神島 保
    • Organizer
      第22回千葉MSK画像研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リウマチ超音波検査の『死角』を考える2023

    • Author(s)
      神島 保
    • Organizer
      第6回日本関節エコー研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 病態理解に役立つMR画像検査の最先端2023

    • Author(s)
      神島 保
    • Organizer
      第38回日本臨床リウマチ学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Automatic Subpixel Measurement of Radiographic Finger Joint Space Narrowing in Rheumatoid Arthritis Patients Under Tocilizumab Treatment2022

    • Author(s)
      Okino T, Ou Y, Ikebe M, Furusaki A, Sagawa A, Kato M, Atsumi T, Kamishima T
    • Organizer
      Annual European Congress of Rheumatology EULAR 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimization of Automatic In-house Software for Detecting the Joint Destruction in RA Patients Using Reliability Index2022

    • Author(s)
      Okino T, Ou Y, Ikebe M, Sagawa A, Kato M, Atsumi T, Kamishima T
    • Organizer
      The 1st JSRT-JSMP Joint International Conference on Radiological Physics and Technology (ICRPT)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トシリズマブ治療下の関節リウマチ(RA)患者における関節裂隙狭小化進行早期検出―独自の定量的X線画像評価システムを用いた研究2022

    • Author(s)
      沖野太一、神島保
    • Organizer
      第78回日本放射線技術学会総会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] トシリズマブ治療下の関節リウマチ(RA)患者における関節裂隙狭小化進行早期検出―独自の定量的X線画像評価システムを用いた研究2022

    • Author(s)
      神島保
    • Organizer
      第66回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Automatic Subpixel Measurement of Radiographic Finger Joint Space Narrowing in Rheumatoid Arthritis Patients under Tocilizumab Treatment2022

    • Author(s)
      Taichi Okino, Tamotsu Kamishima
    • Organizer
      Annual European Congress of Rheumatology EULAR 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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