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眼底写真を用いた性別判定および疾患進行・発症予測

研究課題

研究課題/領域番号 21K09704
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56060:眼科学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山下 高明  鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 医員 (70404514)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード眼球の個人差 / 眼底写真の個人差 / 眼底写真による推定 / 眼底の性差 / 眼底の加齢変化 / 眼底写真 / 年齢推定 / 性別推定 / 加齢変化 / 性差 / 測定自動化 / 眼球形状 / 近視 / 全身因子推定 / 眼球因子推定 / 性別判定 / 人工知能 / 診断 / 進行予測
研究開始時の研究の概要

Googleの研究で人工知能(AI)は眼底写真から性別を97%の確率で判別できたが、将棋のAIと一緒でなぜ判別できたかは分からなかった。我々は眼底写真の血管湾曲度、視神経乳頭形状および相対位置、眼底色調などを数値化することで、77.9%で男女を判別でき、男性よりも女性は視神経乳頭が卵型で、上耳側動脈が黄斑に近く、眼底色調が青緑っぽいことを報告した。この手法を自動化して発展させることで、性別判定率の向上だけでなく、眼底写真だけから身長、近視などを推察する方法を確立することを目的とする。眼底写真には血管、神経、眼球形状の情報が含まれており、将来的には眼科以外の疾患も判別することも目標としている。

研究成果の概要

顔写真と同様に眼底写真も個人識別ができるほど個人差が大きい。つまり個人を特定できるほどの特徴が眼底に隠れている。人工知能は眼底写真だけから性別は97%、年齢は誤差3.26歳で推測できた。しかし人工知能では具体的な眼底の特徴は分からない。そこで、我々は眼底写真の様々な特徴を数値化して統計解析を行った結果、性別は80.4%で推定でき、具体的な性差は男性と比較して女性では視神経乳頭がより卵型で、血管が中心に近く、色調がより緑色であった。年齢も誤差3.64歳で推定でき、加齢によって色調が変化することが分かった。これらの結果は今後、性差や加齢で生じる眼疾患の病態解明につながる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

眼底写真だけから年齢や性別がある程度推定できることが証明された。性差や加齢変化が影響する加齢黄斑変性や緑内障、黄斑円孔などの眼疾患のリスクが眼底写真から推定できる可能性が示唆される。眼疾患の病態解明に本研究の結果が役立つことに加え、健診で痛み無く取得できる眼底写真から眼疾患や性格傾向などが推定できれば国民の健康維持にも役立つ。実年齢と推定年齢の差から眼底が実年齢よりも加齢変化が進んでいるかどうかも分かる。今後は眼底写真に限らず生体から得られるひとつの画像から様々な要因を推定することが可能となるため、社会的な意義は大きいが、受け入れる側の十分な理解も必要である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Predicting central choroidal thickness from colour fundus photographs using deep learning2024

    • 著者名/発表者名
      Arai Yusuke、Takahashi Hidenori、Takayama Takuya、Yousefi Siamak、Tampo Hironobu、Yamashita Takehiro、Hasegawa Tetsuya、Ohgami Tomohiro、Sonoda Shozo、Tanaka Yoshiaki、Inoda Satoru、Sakamoto Shinichi、Kawashima Hidetoshi、Yanagi Yasuo
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 19 号: 3 ページ: e0301467-e0301467

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0301467

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-year changes in sex judgment using color fundus parameters in elementary school students2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Takehiro、Asaoka Ryo、Terasaki Hiroto、Yoshihara Naoya、Kakiuchi Naoko、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 11 ページ: e0295123-e0295123

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0295123

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantification of peripapillary nerve fibre elevation and its association with axial length, optic disc tilt, and parapapillary atrophy area in young, healthy eyes2023

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Kazuki、Yamashita Takehiro、Terasaki Hiroto、Nakao Kumiko、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Eye

      巻: Online ahead of print 号: 6 ページ: 1112-1117

    • DOI

      10.1038/s41433-023-02827-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of the macular shape on hole findings in idiopathic macular hole differs depending on the stage of the macular hole2023

    • 著者名/発表者名
      Terasaki Hiroto、Yamashita Toshifumi、Funatsu Ryoh、Nomoto Shohei、Fujiwara Kazuki、Shiihara Hideki、Yamashita Takehiro、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-42509-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Randomized Multicenter Clinical Trial Comparing 0.1% Brimonidine/0.5% Timolol Versus 1% Dorzolamide/0.5% Timolol as Adjuncts to Prostaglandin Analogues: Aibeta Crossover Study2023

    • 著者名/発表者名
      Inatani Masaru、Orii Yusuke、Iwasaki Kentaro、et al
    • 雑誌名

      Advances in Therapy

      巻: 40 号: 9 ページ: 4074-4092

    • DOI

      10.1007/s12325-023-02589-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sex determination using color fundus parameters in older adults of Kumejima population study2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Takehiro、Asaoka Ryo、Iwase Aiko、Sakai Hiroshi、Terasaki Hiroto、Sakamoto Taiji、Araie Makoto
    • 雑誌名

      Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology

      巻: Ahead of print 号: 8 ページ: 2411-2419

    • DOI

      10.1007/s00417-023-06024-1

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Success Rate of Swept-Source Optical Coherence Tomography Biometry of Eyes of Elementary School Students2022

    • 著者名/発表者名
      Tomita Masatoshi、Yamashita Takehiro、Terasaki Hiroto、Yoshihara Naoya、Kakiuchi Naoko、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Clinical Ophthalmology

      巻: Volume 16 ページ: 3607-3612

    • DOI

      10.2147/opth.s378286

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantification of Anterior Chamber Particles Using Anterior Segment Optical Coherence Tomography in Angle-Closure Glaucoma Patients after Laser Iridotomy2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Naoya、Terasaki Hiroto、Shiihara Hideki、Funatsu Ryoh、Yamashita Takehiro、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 11 号: 15 ページ: 4379-4379

    • DOI

      10.3390/jcm11154379

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] OCULAR FACTORS RELATED TO PREOPERATIVE ENLARGEMENT OF IDIOPATHIC MACULAR HOLE DIAMETER2022

    • 著者名/発表者名
      Terasaki Hiroto、Yamashita Toshifumi、Funatsu Ryoh、Shiihara Hideki、Yamashita Takehiro、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Retina

      巻: 42 号: 8 ページ: 1484-1490

    • DOI

      10.1097/iae.0000000000003490

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characteristics of pigmentary glaucoma in Japanese individuals2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Takehiro、Shiihara Hideki、Terasaki Hiroto、Fujiwara Kazuki、Tanaka Minoru、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 6 ページ: e0268864-e0268864

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0268864

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sex Differences in Rate of Axial Elongation and Ocular Biometrics in Elementary School Students2021

    • 著者名/発表者名
      Terasaki Hiroto、Yamashita Takehiro、Asaoka Ryo、Yoshihara Naoya、Kakiuchi Naoko、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      Clinical Ophthalmology

      巻: Volume 15 ページ: 4297-4302

    • DOI

      10.2147/opth.s333096

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Relationship Between Optic Disc and Retinal Artery Position and Glaucomatous Visual Field Progression2021

    • 著者名/発表者名
      Fujino Yuri、Asaoka Ryo、Murata Hiroshi、Yamashita Takehiro
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology and Visual Science

      巻: 62 号: 12 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1167/iovs.62.12.6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparisons between retinal vessel calibers and various optic disc morphologic parameters with different optic disc appearances: The Glaucoma Stereo Analysis Study.2021

    • 著者名/発表者名
      Sugihara K, Takai Y, Kawasaki R, Nitta K, Katai M, Kitaoka Y, Yokoyama Y, Omodaka K, Naito T, Yamashita T, Mizoue S, Iwase A, Nakazawa T, Tanito M
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 16 号: 7 ページ: e0250245-e0250245

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0250245

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Retinal vessel shift and its association with axial length elongation in a prospective observation in Japanese junior high school students2021

    • 著者名/発表者名
      Asano Shotaro、Yamashita Takehiro、Asaoka Ryo、Fujino Yuri、Murata Hiroshi、Terasaki Hiroto、Yoshihara Naoya、Kakiuchi Naoko、Sakamoto Taiji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 4 ページ: e0250233-e0250233

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0250233

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 久米島スタディ正常眼の眼底写真パラメータによる年齢推定と眼底の加齢変化2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明、朝岡亮、岩瀬愛子、坂本泰二、酒井寛、新家眞
    • 学会等名
      第127回日本眼科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] AI研究で判明した総合的判定2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明
    • 学会等名
      第127回日本眼科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Relationship between acceleration of axial elongation and ocular biometry in children2023

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamashita, Taiji Sakamoto
    • 学会等名
      2023 ARVO annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 久米島疫学調査の正常眼における眼底写真パラメータによる屈折と眼軸長推定2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明、朝岡亮、岩瀬愛子、坂本泰二、酒井寛、新家眞
    • 学会等名
      第5回日本近視学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 久米島スタディ健常眼の乳頭周囲リング状色素帯と年齢・屈折・眼軸長との関連2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明、藤原和樹、朝岡亮、岩瀬愛子、坂本泰二、酒井寛、新家眞
    • 学会等名
      第12回日本視野画像学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Funduscopic optic disc changes in growth phase2023

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamashita, Taiji Sakamoto
    • 学会等名
      10th World Glaucoma COngress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成長期の垂直陥凹乳頭径比の変化2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明、芳原直也、柿内奈保子、坂本泰二
    • 学会等名
      第34回日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 成長期の視神経乳頭色調と面積の変化2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明、芳原直也、柿内奈保子、坂本泰二
    • 学会等名
      第77回日本臨床眼科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小学3年から中学3年生の眼軸伸長加速度と初年度眼球形状パラメータとの関係2023

    • 著者名/発表者名
      山下高明
    • 学会等名
      第34回日本成長学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 若年健常眼の眼底写真パラメーターによる性指数と身長・眼軸長との関連2022

    • 著者名/発表者名
      山下高明、朝岡亮、坂本泰二
    • 学会等名
      第11回日本視野画像学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sex judgment using parameters of color fundus photographs in growth phase2022

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamashita, Ryo Asaoka, Naoya Yoshihara, Naoko Kakiuchi, Taiji Sakamoto
    • 学会等名
      24th International Visual Field & Imaging Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成長期における網膜血管の変化2022

    • 著者名/発表者名
      山下高明、芳原直也、柿内奈保子、坂本泰二
    • 学会等名
      第33回日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 視神経乳頭における認知2022

    • 著者名/発表者名
      山下高明
    • 学会等名
      第33回日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 成長期におけるコーヌスの変化2022

    • 著者名/発表者名
      山下高明、芳原直也、柿内奈保子、坂本泰二
    • 学会等名
      第76回日本臨床眼科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学3年から中学3年における視神経乳頭の経時的変化2022

    • 著者名/発表者名
      山下高明
    • 学会等名
      第33回日本成長学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 4年間の観察研究における小学生の眼底写真パラメーターによる性別判定2021

    • 著者名/発表者名
      山下高明、朝岡亮、芳原直也、柿内奈保子、坂本泰二
    • 学会等名
      日本視野画像学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sex judgment using color fundus parameters in Kumejima population study2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamashita, Ryo Asaoka, Aiko Iwase, Taiji Sakamoto, Hiroshi Sakai, Makoto Araie
    • 学会等名
      World Glaucoma Congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of pigmentary glaucoma in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Hideki Shiihara, Takehiro Yamashita, Minoru Tanaka, Taiji Sakamoto
    • 学会等名
      World Glaucoma Congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 久米島スタディ健常眼の眼底写真パラメーターによる性指数と身長・眼軸長との関連2021

    • 著者名/発表者名
      山下高明、朝岡亮、岩瀬愛子、坂本泰二、酒井寛、新家眞
    • 学会等名
      日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 久米島スタディ健常眼の上下耳側の血管角度と眼軸長との関連2021

    • 著者名/発表者名
      藤原和樹、山下高明、朝岡亮、岩瀬愛子、坂本泰二、酒井寛、新家眞
    • 学会等名
      日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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