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2021 Fiscal Year Research-status Report

股関節X線画像から大腿骨近位部骨密度を推定するシステムの構築

Research Project

Project/Area Number 21K16655
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

上村 圭亮  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70871367)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords骨密度予測 / 仮想X線 / DXA / 骨密度計測
Outline of Annual Research Achievements

骨粗鬆症の診断にはDual-energy X-ray absorptiometry (DXA)による骨密度測定が推奨されている。しかし、DXAを導入している施設は限定的であるため、骨粗鬆症の診断や続発する脆弱性骨折の予防が十分に行われていないのが現状である。
本研究ではDXA、X線画像、CT画像、患者背景の情報が整理されたデータセットを用い、日常診療でアクセスの容易な股関節X線画像から骨密度を推定するシステムを構築する。データセット解析には近年飛躍的に発展してきた人工知能を用い、X線画像から抽出した骨領域のみの画像における大腿骨の輝度値、骨梁構造、皮質骨厚などの因子、ならびに身長、体重などの患者因子をもとに骨密度を推定する。
現在200例を用いて学習データを作成し、完成したモデルを同施設、他施設のX線画像にテストすることによってその精度、汎用性の確認を行っている。手法の概要は完成しており、現在特許出願の準備を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

手法の根幹となる部分が確立し、3施設のX線に対して高精度で骨密度の予測が可能となり、計画通り進捗している。

Strategy for Future Research Activity

数施設で精度検証し良好な結果を得ている。今後多施設研究に拡大することによりシステムの汎用性を調査する

Causes of Carryover

2021.7に申請者の異動があったため、物品の購入を先延ばしにする必要が生じたため。また、COVID-19の影響で国内外の学会がオンライン開催され、旅費、参加費が予定より下がったため。

  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Development of an open-source measurement system to assess the areal bone mineral density of the proximal femur from clinical CT images2022

    • Author(s)
      Uemura Keisuke、Otake Yoshito、Takao Masaki、Makino Hiroki、Soufi Mazen、Iwasa Makoto、Sugano Nobuhiko、Sato Yoshinobu
    • Journal Title

      Archives of Osteoporosis

      Volume: 17 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s11657-022-01063-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CT画像を用いた大腿骨近位部、大腿骨頚部の骨密度測定2022

    • Author(s)
      上村 圭亮、高尾 正樹、大竹 義人、佐藤 嘉伸、菅野 伸彦
    • Organizer
      第52回日本人工関節学会
  • [Presentation] Development of a reproducible research platform to assess bone mineral density of the proximal femur from clinical CT images2021

    • Author(s)
      Keisuke Uemura, Yoshito Otake, Masaki Takao, Hiroki Makino, Mazen Soufi, Nobuhiko Sugano, Yoshinobu Sato
    • Organizer
      WCO-IOF-ESCEO 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of region of interest on the measurements of bone mineral density of the proximal femur2021

    • Author(s)
      Keisuke Uemura, Masaki Takao, Yoshito Otake, Hidetoshi Hamada, Wataru Ando, Yoshinobu Sato, Nobuhiko Sugano
    • Organizer
      WCO-IOF-ESCEO 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CT画像から大腿骨近位部の骨密度自動測定へ向けた試み-深層学習を用いた解析2021

    • Author(s)
      上村 圭亮、大竹 義人、高尾 正樹、槇野大樹、Mazen Soufi、菅野 伸彦、佐藤 嘉伸
    • Organizer
      第23回日本骨粗鬆症学会
  • [Presentation] Assessment of bone mineral density of the proximal femur from clinical CT images: research on a reproducible platform2021

    • Author(s)
      Keisuke Uemura, Yoshito Otake, Masaki Takao, Hiroki Makino, Mazen Soufi, Yoshinobu Sato, Nobuhiko Sugano
    • Organizer
      The 65th Annual Congress of the Korean Orthopaedic Association
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 大腿骨近位部の関心領域設定が骨密度計測に与える影響2021

    • Author(s)
      上村圭亮、高尾正樹、大竹義人、濱田英敏、安藤渉、佐藤嘉伸、菅野伸彦
    • Organizer
      第48回 日本股関節学会
  • [Presentation] CT画像から大腿骨近位部骨密度を自動計測するシステムの開発2021

    • Author(s)
      上村圭亮,大竹義人,高尾正樹,濱田英敏,安藤渉, 佐藤嘉伸,菅野伸彦
    • Organizer
      第30回日本コンピュータ外科学会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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