2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of 2D-3D reconstruction program and cloud system for the treatment of locomotive organ diseases

Research Project

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Project/Area Number	19H03783
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	Murase Tsuyoshi 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授 (50335361)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中啓之大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (00432542) 岡田潔大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授 (40576279) 岡久仁洋大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座准教授 (50724085) 佐藤嘉伸奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70243219) 大竹義人奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80349563)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	変形矯正 / コンピューターシミュレーション手術 / 人工知能（AI） / クラウドシステム / 2D3D再構成 / 応力解析
Outline of Final Research Achievements	(1) 2D-3D reconstruction: We have created the AI algorithm that estimates a 3D bone model using only X-ray images of the normal wrist joint.　(2) Medical cloud application: We created the cloud application where users cloud receives medical data transmitted. This enable us to access the data at the same time.　(3) Analysis of bone density distribution across the articular surface in the distal radius malunion: We analyzed the effect of abnormal stress on bone density changes and quantified it to elucidate the development of arthritis.
Free Research Field	整形外科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	人工知能（AI）により、単純X線画像のみからCT撮影を経ずに3次元骨モデルを作成することにより、放射線被曝量が低減され、マンパワーの削減にも繋がる。また、診療および術前計画等におけるデータの共有において、複数の人間が同時に遠隔から操作ができるクラウドシステムを利用することにより、一連の作業が円滑化されるとともに、蓄積される各種情報のビッグデータを先のAIと組み合わせて活用することが出来る。これらにより、今まで3次元矯正シミュレーションや動態評価に必須であったCT撮影を必要とせず、高度医療へのアクセスが極めて容易となり、被曝量の低減、術後機能の向上、および医療費抑制に貢献する。