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

A new method to discover patients with obstructive sleep apnea using artificial intelligence and 2D and 3D images in addition to several complications

Research Project

Project/Area Number 23K07638
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

陳 和夫  日本大学, 医学部, 特任教授 (90197640)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関 弘翔  日本大学, 理工学部, 助教 (00755043)
金子 美泉  日本大学, 理工学部, 助教 (30755418)
内木場 文男  日本大学, 理工学部, 教授 (60366557)
権 寧博  日本大学, 医学部, 教授 (80339316)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords閉塞性睡眠時無呼吸 / 顔認識 / 2D画像 / 3D画像 / 生活習慣病 / BMI / 年齢 / 顎顔面像
Outline of Research at the Start

中等・重症(ターゲット)睡眠無呼吸症候群(SAS)患者は脳心血管・代謝障害により予後が悪化し、医療費の増大、日中の過度の眠気などにより交通事故を含む様々な事故、作業能力の低下を招き、社会に重大な損害を与えるが、検査施設は不足している。従って、効率的に診断・治療すべきターゲットSAS患者を選び出すことは個人、社会にとっても有用である。本研究では、2D、3D画像の相互補正により、例えば入社時の画像(正側面)と、舌写真、下顎歯の重なり、体重、生活習慣病の有無などの諸因子を加え、簡易モニターと非劣勢の精度を持つ、新しいSAS診断システムを2Dから3Dへの新変換法、AI利用などの医工連携の元で構築する。

Outline of Annual Research Achievements

研究計画に基づいて、ポリソムノグラフィー(polysomnography: PSG)予定の 睡眠時無呼吸症候群(sleep apnea syndrome: SAS)疑い患者約80名に対して、iPhone, アンドロイド 、2種類のスマートフォンによる正面像、側面像、開口した口腔内、舌などを撮像した。また、その後、3D映像も撮影した。撮像した2D写真より、過去に報告されたSASの特徴部位を同定し、同定した部位間の距離などを測定し、PSGから得られた睡眠1時間あたりの無呼吸低呼吸数(無呼吸低呼吸指数:apnea hypopnea index: AHI)の相関などを計測している。また、3D撮像画像についても検討を加えたが、撮像時間に時間を要するので、スクリーニングには実用性が乏しいことが明らかになった。本研究の目的である「2D、3D補完画像に病態資料を加え、SAS患者発見法の新開発」においては画像に身体的特徴、生活習慣病などの有無を評価に加えることが重要であるが、その場合、AHIそのものを予測する式を作り出すのか、あるいは中等度以上(AHI 15以上)を判別する方法を見出すのかは今後の検討課題である。人の健康生活の維持に睡眠障害の克服が重要であると関心が高まっているが、睡眠障害の中で、不眠と共に最も頻度の高いSASの中で、治療対象の中等度以上の患者群の発見の重要性を睡眠学会などでアピールする予定であるが、その基盤となる治療対象SASの判別法となる本研究の重要性を高める方策を検討している。また、SASと全身疾患の関連、男女差の頻度などに付いての報告も行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に沿って、実臨床の現場で、睡眠時無呼吸症候群(sleep apnea syndrome: SAS)疑い患者約80名に対して、iPhone, アンドロイド 、2種類のスマートフォンによる正面像、側面像、開口した口腔内、舌などを撮像した。また、その後、3D映像も撮影した。撮像した2D写真より、過去に報告されたSASの特徴部位を同定し、同定した部位間の距離などを測定し、PSGから得られた睡眠1時間あたりの無呼吸低呼吸数(無呼吸低呼吸指数:apnea hypopnea index: AHI)の相関などを計測している。また、3D撮像画像についても検討を加えたが、撮像時間に時間を要するので、スクリーニングには実用性が乏しいことが明らかになった。そして、撮像された2D写真より、過去に報告されたSASの特徴部位を同定し、同定した部位間の距離などを測定し、PSGから得られた睡眠1時間あたりの無呼吸低呼吸数(無呼吸低呼吸指数:apnea hypopnea index: AHI)の相関などを計測している。
また、方法論としてもAHIそのものを予測する式を作り出すのか、あるいは中等度以上(AHI 15以上)を判別する方法を見出すのかの選択も重要であることが本研究の過程で明らかになりつつある。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となるので、「2D補完画像に生活習慣病、body mass index(BMI)、年齢などを加えたSAS患者発見法の新開発」のため、前2年間で得られた資料、および、過去の「ながはまコホート」の資料も参考にしながら、睡眠1時間あたりの無呼吸低呼吸数(無呼吸低呼吸指数:apnea hypopnea index: AHI)の予測式、あるいは、AHI 15以上の判別式の完成を目指す。
また、本年度はポリソムノグラフィー(polysomnography: PSG)の前段階として、携帯型の簡易モニターも測定するSAS疑い患者の2D写真を撮像して、今回、開発されたAHI予測式とAHI 15以上の判別式、PSG、簡易モニターの数値を比較検討して、開発されたAHI予測式とAHI 15以上の判別式の有用性を検討する。

Report

(2 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2025 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Associations Among Sleep Apnea, Objective or Subjective Sleep Duration, and Recurrence of Atrial Fibrillation in Patients Who Undergo Radiofrequency Catheter Ablation for Persistent Atrial Fibrillation ― A Prospective Observational Study ―2025

    • Author(s)
      Minami Takuma、Yoshizawa Takashi、Murase Kimihiko、Komasa Akihiko、Aizawa Takanori、Yamagami Shintaro、Tanaka Munekazu、Shizuta Satoshi、Sato Susumu、Ono Koh、Hirai Toyohiro、Kimura Takeshi、Chin Kazuo
    • Journal Title

      Circulation Journal

      Volume: 89 Issue: 2 Pages: 184-194

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-24-0537

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • Year and Date
      2025-01-24
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sex differences among sleep disordered breathing, obesity, and metabolic comorbidities; the Nagahama study2025

    • Author(s)
      Matsumoto T, Murase K, Tabara Y, Minami T, Kanai O, Sunadome H, Takahashi N, Hamada S, Tanizawa K, Wakamura T, Komenami N, Setoh K, Kawaguchi T, Morita S, Takahashi Y, Nakayama T, Sato S, Hirai T, Matsuda F, Chin K
    • Journal Title

      Respiratory Investigation

      Volume: 63 Issue: 1 Pages: 42-49

    • DOI

      10.1016/j.resinv.2024.11.014

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Associations between Nocturnal Hypoxemia and Retinal Nerve Fiber Layer Thinning: The Nagahama Study2024

    • Author(s)
      Nagasaki Tadao、Miyake Masahiro、Sato Susumu、Murase Kimihiko、Kawaguchi Takahisa、Matsumoto Takeshi、Nakatsuka Yoshinari、Mori Yuki、Ikeda Hanako Ohashi、Sunadome Hironobu、Hamada Satoshi、Takahashi Naomi、Togawa Jumpei、Wakamura Tomoko、Tabara Yasuharu、Tsujikawa Akitaka、Matsuda Fumihiko、Hirai Toyohiro、Chin Kazuo
    • Journal Title

      Annals of the American Thoracic Society

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 644-650

    • DOI

      10.1513/annalsats.202304-355oc

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hyperfructosemia in sleep disordered breathing: metabolome analysis of Nagahama study2023

    • Author(s)
      Nakatsuka Y, Murase K, Sonomura K, Tabara Y, Nagasaki T, Hamada S, Matsumoto T, Minami T, Kanai O, Takeyama H, Sunadome H, Takahashi N, Nakamoto I, Tanizawa K, Handa T, Sato TA, Komenami N, Wakamura T, Morita S, Takeuchi O, Nakayama T, Hirai T, Kamatani Y, Matsuda F, Chin K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 12735-12735

    • DOI

      10.1038/s41598-023-40002-1

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2025-12-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi