2018 年度実施状況報告書

下顎骨皮質骨粗造化の定量的解析法の歯科インプラント画像診断への応用

研究課題

研究課題/領域番号	18K09646
研究機関	愛知学院大学
研究代表者	内藤宗孝愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (20167539)
研究分担者	有地榮一郎愛知学院大学, 歯学部, 教授 (00150459) 野澤道仁愛知学院大学, 歯学部, 助教 (20750607) 桑田千亜紀 (橋本千亜紀) 愛知学院大学, 歯学部, 非常勤講師 (80794578)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	歯科インプラント治療 / 下顎骨皮質骨 / 粗造化 / 定量解析 / 骨粗鬆症
研究実績の概要	下顎骨皮質骨粗造化の定量的解析法の歯科インプラント画像診断への応用において、まず、解析をする下顎骨皮質骨を特定する必要がある。そこで、その特定にあたり対象の皮質骨や解剖学的指標は歯科用コーンビームCT画像の撮影領域内に存在することが前提となり、下顎皮質骨において粗造化が出現し、評価しやすい部位である必要がある。頬側皮質骨は比較的菲薄であり、舌側皮質骨においては下顎隆起が存在することあり得ることが解った。そこで、下縁皮質骨を解析対象とすることした。また、解剖学的指標としてはオトガイ孔を候補とし、オトガイ孔直下のみでは評価にばらつきが生じる可能性が考えられた。そこで、オトガイ孔直下から10mm遠心側までの範囲を評価対象とすることとした。さらに視覚的評価においては粗造タイプを軽度と重度に分類し、全体としては正常を含めて３タイプとすることとした。歯科インプラント術前検査症例100症例を対象として、視覚的に評価を行ったところ、３タイプに分類し得ることが解った。皮質骨粗造化指標の探索においては、歯科用コーンビームCT画像ではボクセル値は相対値であるため、指標とはならない可能性が高いことが解っている。現段階としては、関心領域を設定し、その標準偏差（SD）や変動率（SD/平均値）を利用することを考えている。また、下顎骨皮質骨の解析に関連して、発明者として骨粗鬆症新弾支援装置及び骨粗鬆症診断支援プログラムを平成30年10月19日に特許登録（第6417558）した。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由平成30年度の研究として、下顎皮質骨計測部位の特定および皮質骨の粗造化指標の探索を行うこととしていた。下顎皮質骨計測部位の特定においては評価対象の皮質骨や解剖学的指標は歯科用コーンビームCT画像の撮影領域内に存在することが前提となる。そして、下顎皮質骨において粗造化が出現し、評価しやすい部位の必要がある。頬側皮質骨は比較的菲薄であった。また、舌側皮質骨においては下顎隆起が存在することあり得ることが解った。そこで、下縁皮質骨が最適であると考えた。また、解剖学的指標としてはオトガイ孔を候補とした。オトガイ孔直下の歯科用コーンビームCT構築画像のみを用いる場合ばらつきが生じる可能性が考えられた。そこで、オトガイ孔直下から10mm遠心側までの範囲を評価対象とした。視覚的評価においては、粗造タイプを軽度と重度に分類し、全体としては正常を含めて３タイプとすることに決定した。歯科インプラント術前画像検査100症例を対象として、１名の観察者が視覚的に評価したところ、３タイプに分類し得ることが解った。このように当初予定した通りに研究は遂行している。皮質骨の粗造化指標の探索においては皮質骨粗造化指標の探索においては、歯科用コーンビームCT画像ではそれから得られるボクセル値は相対値であるため、ある領域でのボクセル値の平均値を計測しても、比較的広い撮影領域の歯科用コーンビームCTであっても、指標とはならない可能性が高いことが解った。現段階としては、ある領域での標準偏差（SD）や変動率（SD/平均値）を利用することを考えている。このように当初予定した通りに研究を遂行している。
今後の研究の推進方策	今後の研究においては、下顎骨皮質骨の内部性状の定量解析、不均一性の統計学的指標の探索および皮質骨描出の再現性の検討を計画している。下顎骨皮質骨の内部性状の定量解析においては、平成30年度において特定した下顎骨の部位において下顎骨皮質骨の定量解析を行う。歯科用コーンビームCT画像を用いて最初にDICOM画像構築ソフトウェアにより、ハバースシステムに直交する顎骨横断画像を構築する。それぞれの画像において、下顎骨下縁皮質骨に任意の大きさで、また形態の関心領域（ROI）を設定する。そのROI内のボクセル値の平均値、標準偏差（SD）、変動係数（SD/平均値）を算出する。左右両側において同様な計測を行い、その患者における代表値を決定する。これらの得られた定量値と平成30年度に実施した視覚的な評価によるタイプ分類との関係を検討し、視覚的なタイプ分類との関係が認められる定量的な指標値を抽出することを計画している。視覚的および定量的評価を行う症例数を追加することも計画している。また、もし、これらの内部性状の定量解析では良い結果が得られない場合は、皮質骨幅の計測を追加して行うことを考えている。不均一性の統計学的指標の探索においては、平成30年度に実施した前述の定量的解析指標に加えて、さらに、不均一性を評価するための統計学的解析方法をインターネットを介して探索することを計画している。これにより集められた指標は次年度の定量的解析の評価項目に追加することを考えている。下顎骨下縁皮質骨の視覚的および定量的評価を行う場合には、皮質骨描出の再現性が重要となる。そこで、歯科用コーンビームCTでの頭部位置付けの差異による下顎骨下縁皮質骨の描出の変動を乾燥下顎骨を用いて実験的に検討する。
次年度使用額が生じた理由	画像構築解析に用いるコンピュータは当初計画した装置より安価で、性能が高く、操作性の良いものを購入出来たため、残金が生じた。次年度、より高性能な操作性の良いDICOM画像構築ソフトウエアの購入や下顎骨皮質骨描出の再現性を検討するための位置付け装置やそれを記録するためのデジタルカメラなどの購入予定している。