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2021 年度 実施状況報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 21K16655
研究機関大阪大学

研究代表者

上村 圭亮  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70871367)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード骨密度予測 / 仮想X線 / DXA / 骨密度計測
研究実績の概要

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。

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

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。

今後の研究の推進方策

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

次年度使用額が生じた理由

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。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

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

    • 著者名/発表者名
      Uemura Keisuke、Otake Yoshito、Takao Masaki、Makino Hiroki、Soufi Mazen、Iwasa Makoto、Sugano Nobuhiko、Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      Archives of Osteoporosis

      巻: 17 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11657-022-01063-3

    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      上村 圭亮、高尾 正樹、大竹 義人、佐藤 嘉伸、菅野 伸彦
    • 学会等名
      第52回日本人工関節学会
  • [学会発表] Development of a reproducible research platform to assess bone mineral density of the proximal femur from clinical CT images2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Uemura, Yoshito Otake, Masaki Takao, Hiroki Makino, Mazen Soufi, Nobuhiko Sugano, Yoshinobu Sato
    • 学会等名
      WCO-IOF-ESCEO 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of region of interest on the measurements of bone mineral density of the proximal femur2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Uemura, Masaki Takao, Yoshito Otake, Hidetoshi Hamada, Wataru Ando, Yoshinobu Sato, Nobuhiko Sugano
    • 学会等名
      WCO-IOF-ESCEO 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第23回日本骨粗鬆症学会
  • [学会発表] Assessment of bone mineral density of the proximal femur from clinical CT images: research on a reproducible platform2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Uemura, Yoshito Otake, Masaki Takao, Hiroki Makino, Mazen Soufi, Yoshinobu Sato, Nobuhiko Sugano
    • 学会等名
      The 65th Annual Congress of the Korean Orthopaedic Association
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第48回 日本股関節学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会

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公開日: 2022-12-28  

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