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2019 年度 実施状況報告書

パノラマX線画像による口腔診断プロファイリング

研究課題

研究課題/領域番号 19K10347
研究機関朝日大学

研究代表者

勝又 明敏  朝日大学, 歯学部, 教授 (30195143)

研究分担者 藤田 廣志  岐阜大学, 工学部, 特任教授・名誉教授 (10124033)
原 武史  岐阜大学, 工学部, 教授 (10283285)
飯田 幸弘  朝日大学, 歯学部, 講師 (60350873)
村松 千左子  滋賀大学, データサイエンス学部, 准教授 (80509422)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードパノラマX線画像 / 人工知能 / 自動認識
研究実績の概要

パノラマX線画像には、う蝕、歯周病、埋伏歯などの歯の病変、嚢胞・腫瘍などの顎骨病変に加えて骨粗鬆症や頸動脈石灰化などの全身疾患に関連する診断情報も内包されている。しかし、歯科の画像診断に携わる歯科放射線専門医は全国で200名程しかおらず、専門医が診断に携われるパノラマ画像は全国で撮影される件数の約3%にすぎない。一般歯科開業医におけるパノラマ画像の読影精度を向上することは歯科の重要な課題である。本研究の目的は,このニーズに対応するため、人工知能の適切な応用によりパノラマ画像全体で異常の有無や程度を判別し、症例の口腔の状態を自動的にプロファイリング(推理・分析)するシステムを確立することにある。
2019年度は朝日大学歯学部倫理委員会の承認のもと、1,000例のパノラマ画像を収集し、匿名化処理を施しデータベースを構築した。収集したパノラマX線画像に対して被験者口腔の歯科的(健康)状態に関するアノテーション(注釈)を付加する作業を進めた。アノテーション付与項目としては,歯の種類(歯番),歯冠の状態(正常,齲蝕,部分的歯冠修復,全部歯冠修復など),歯根の状態(正常,根管治療済み,インプラント(人工歯根),歯根齲蝕,根尖性歯周炎など),歯科病変の局在(X線透過性病巣,X線不透過生病巣,根尖のX線透過性病巣,上顎洞の異常,顎関節の異常,唾液腺の異常,過剰歯など)がある。
また,収集した画像を「健常な成人」「乳歯を持つ小児」「歯科治療の多い成人」などに大まかに分類し,ディープラーニング法によりこれらの識別が可能かを調べた。その結果,AIによるパノラマ画像の概略的な識別が可能なことがわかった。

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

目標とする症例数のパノラマX線画像を収集することができ,アノテーション付与作業も順調に進行しているため。

今後の研究の推進方策

データベースのパノラマ画像から患者の歯科的状態を判定する人工知能コンピュータプログラムの開発および臨床応用の検討に進む予定である。

次年度使用額が生じた理由

当初予定よりも少ない経費で研究遂行できたため,次年度使用額が生じた。次年度予算とあわせて人工知能の開発および成果発表に使用予定。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Tooth detection and classification on panoramic radiographs for automatic dental chart filing: improved classification by multi-sized input data.2020

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu C, Morishita T, Takahashi R, Hayashi T, Nishiyama W, Ariji Y, Zhou X, Hara T, Katsumata A, Ariji E, Fujita H
    • 雑誌名

      Oral Radiology (online first)

      巻: online first ページ: 0

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11282-019-00418-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tooth numbering in cone-beam CT using a relation network for automatic filing of dentition charts.2020

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu C, Kutsuna S, Takahashi R, Hayashi T, Nishiyama W, Ariji Y, Zhou X, Hara T, Katsumata A, Ariji E, Fujita H
    • 雑誌名

      Proc SPIE Med Imaging,

      巻: 11318 ページ: 113180L

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2550933

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AI-based computer-aided diagnosis (AI-CAD)2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita H
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 13 ページ: 6-19

    • DOI

      10.1007/s12194-019-00552-4

  • [学会発表] 歯科的個人識別のためのRelation Networks for Object Detectionを用いた歯科用Cone-beam CTにおける歯牙の検出2019

    • 著者名/発表者名
      沓名将太,村松千左子,林達郎,周向栄,西山航,有地淑子,原武史,勝又明敏,有地榮一郎,藤田広志
    • 学会等名
      日本医用画像工学会
  • [学会発表] Relation Moduleを用いた歯科用Cone-beam CTにおける歯牙の検出2019

    • 著者名/発表者名
      沓名将太,村松千左子,林達郎,周向栄,西山航,有地淑子,原武史,勝又明敏,有地榮一郎,藤田広志
    • 学会等名
      日本歯科人工知能研究会
  • [学会発表] 歯科パノラマX線画像における読影レポート自動作成のための深層学習を用いた歯列の認識手法2019

    • 著者名/発表者名
      森下拓水,村松千左子,周向栄,高橋龍,林達郎,西山航,原武史,有地淑子,有地榮一郎,勝又明敏,藤田広志
    • 学会等名
      日本歯科人工知能研究会
  • [学会発表] 歯科パノラマX線画像における深層学習を用いた歯列の認識手法2019

    • 著者名/発表者名
      森下拓海,村松千左子,周向栄,高橋龍,林達郎,西山航,原武史,有地淑子,有地榮一郎,勝又明敏,藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
  • [学会発表] 歯科用Cone-beam CTにおけるRelation Moduleを用いた歯牙の関連性にもとづく歯牙の検出2019

    • 著者名/発表者名
      沓名将太,村松千左子,高橋龍,林達郎,周向栄,西山航,有地淑子,原武史,勝又明敏,有地榮一郎,藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会

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公開日: 2021-01-27  

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