AIを用いた即時負荷・早期負荷のための歯科インプラント術前診断支援システムの構築

• Project/Area Number: 22K10103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 神野 洋平 九州大学, 大学病院, 講師 (40507779)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 哲 大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (30397773) ; 鮎川 保則 九州大学, 歯学研究院, 教授 (50304697)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 術前診断支援システム / 歯科インプラント / 埋入外科手技

Outline of Research at the Start

歯科インプラント治療の現状の手術支援システムは、CT画像から再構築された3次元モデルで、インプラント体のサイズを決定することを主目的としており、即時・早期負荷の可否の判断に用いることはできない。
本研究の目的は即時・早期負荷の判断を支援を行うための術前診断システムを構築することである。インプラント体埋入後の周囲骨のマイクロレベルの形態変化、埋入時の周囲骨内温度変化に注目し、動物実験および有限要素解析によりデータ収集を行い、失敗リスクを予測可能なAIアルゴリズムを実装したシステムの開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

歯科インプラント治療において即時・早期荷重負荷の術式が広く普及してきている。しか し、それらの術式に適したインプラント体の形状、ドリリング術 式、至適埋入トルク値に関 する定説は未だない。現状の手術支援システムは、CT画像から再構築された3次元モデルで、 インプラント体のサイズを決定するこ とを主目的としており、即時・早期負荷の可否の判断 に用いることはできない。ドリリング術式は、術者の手指感覚による定性的な骨質判断、荷重負荷開始時 期は、埋入トルク値と共振周波数解析装置によるImplant Stability Quotient値が 判断材料に用いられているが十分ではない。歯科医師が即時・早期負荷の術 式・荷重開始時 期の判断を円滑に行うための新規術前診断支援システムの開発が強く求められている。 本研究の主目的は即時・早期負荷の判断を支援を行うための新規術前診断システムを構築 することである。インプラント体埋入後の周囲骨のマイクロレベル の形態変化、埋入時の周 囲骨内温度変化に注目し、動物実験および有限要素解析によりデータ収集を行い、失敗リスクを予測可能なAIアルゴリズムを実装した 術前診断支援システムの開発を目指している。
ここまでインプラント体の埋入時の温度変化（温度上昇）に着目して模擬骨、動物の生体骨での計測を行なってきた。最終的な診断支援システムの完成のためには多くの想定を踏まえた計測を行わないといけない。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初年度の動物実験の遅れがあったためやや遅れている。
模擬骨の使用による代替実験を計画し進めている。

Strategy for Future Research Activity

診断システムの構築には相当数のデータが必要であり、本予算規模ではプレリミナリーなシステムの構築にとどまる可能性がある。
次のステップに進めるためにしっかりとそのようなシステムの構築を目指す。