AI技術を活用した『真の寛解』を目指した次世代関節リウマチ診療アルゴリズムの構築

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K08885
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 川尻 真也 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (20457576)
• 研究分担者: 大山 要 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (50437860) ; 岩本 直樹 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (80437897) ; 川上 純 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (90325639) ; 小林 透 長崎大学, 工学研究科, 教授 (90637399)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 関節リウマチ / 人工知能 / 関節超音波 / バイオマーカー / 遠隔診療

研究実績の概要

本研究は、先行研究である分子標的治療を対象とした九州地区多施設共同超音波前向きコホート研究から得られる臨床情報、画像情報、バイオマーカー情報を人工知能（AI）技術により高次元に統合し、次世代の診療アルゴリズムを確立することを目的とする。
ステップ1として工学部との共同研究により疾患活動性を反映する超音波画像のAIを用いた解析を行った。まず、関節レベルで疾患活動性をよく反映するパワードプラ超音波画像をAIに機械学習させた。次に学習済みのAIに画像を入力することで自動的にスコアリングするシステムを構築した。
ステップ2としてライデン大学との共同研究により新規RA特異的自己抗体である高シトルリン化ペプチド抗体（ACPA）および抗カルバミル化タンパク抗体のサブクラス解析を行った。自己抗体のうちIgM-ACPAが分子標的治療の有効性と特に関連することを見出した。
また、AI技術の進歩が進む一方で過疎地域における遠隔診療・オンライン診療の需要が高まっている。我々は新たにInternet of Things (IoT)・AI技術を活用した長崎県離島・へき地における関節リウマチ専門外来の構築を計画した。具体的にはヘッドマウントディスプレイMicrosoft HoloLens 2とセンシングデバイスAzure Kinectによって作り出されるMixed Reality（MR）を活用したリウマチ専門遠隔診療の実用化のための実験を予定した。

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

当初予定していたAI技術を活用した次世代関節リウマチ診療アルゴリズムを遠隔診療・オンライン診療に活用する新たな取り組みを計画した。

今後の研究の推進方策

ステップ1の超音波画像自動スコアリングシステムにおいては、さらに多数の画像を集積・機械学習させることで、システムの質と汎用性の向上を目指す。ステップ2においては、解析症例数の追加および解析バイオマーカーの追加を行い、ステップ3の超音波画像・バイオマーカー・患者情報を統合した疾患活動性評価指数の確立につなげる。また、同時にMRを活用した遠隔診療の実用化を目指したシステムを構築すべく実験を行う。

次年度使用額が生じた理由

本年度で得られた結果をもとにさらに多数の症例集積およびバイオマーカーの測定を行う予定である。
学会の延期に伴い旅費の執行がなくなったため。

研究成果

• [国際共同研究] ライデン大学(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: ライデン大学
• [雑誌論文] Anti-citrullinated protein antibody titre as a predictor of abatacept treatment persistence in patients with rheumatoid arthritis: a prospective cohort study in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Endo Y、Koga T、Kawashiri S-Y、Morimoto S、Nishino A、Okamoto M、Eguchi M、Tsuji S、Takatani A、Shimizu T、Sumiyoshi R、Igawa T、Iwamoto N、Ichinose K、Tamai M、Nakamura H、Origuchi T、Ueki Y、Yoshitama T、Eiraku N、Matsuoka N、Okada A、Fujikawa K、Hamada H、Tsuru T、Nagano S、Arinobu Y、Hidaka T、Tada Y、Kawakami A
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Rheumatology 巻: 49 ページ: 13～17
  • DOI: 10.1080/03009742.2019.1627411
  • 査読あり
• [学会発表] リウマチ診療におけるICTとAIの活用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川尻真也、川上純
  • 学会等名: 第64回日本リウマチ学会総会
• [学会発表] 九州地区多施設共同前向きRA超音波コホート研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川尻真也、遠藤友志郎、川上純
  • 学会等名: 第64回日本リウマチ学会総会
• [学会発表] Association between the serologic status of isotype-specific autoantibodies and therapeutic efficacy in rheumatoid arthritis patients treated with abatacept: A prospective ultrasound cohort study in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Kawashiri, Yushiro Endo, Ayako Nishino, Yukitaka Ueki, Tamami Yoshitama, Nobutaka Eiraku, Naoki Matsuoka, Akitomo Okada, Keita Fujikawa, Hiroaki Hamada, Tomomi Tsuru, Shuji Nagano, Yojiro Arinobu, Toshihiko Hidaka, Yoshifumi Tada, Tom W.J. Huizinga, Atsushi Kawakami
  • 学会等名: 欧州リウマチ学会2020
  • 国際学会