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2023 年度 実施状況報告書

人工知能による予後予測精度の高い早期変形性膝関節症診断基準作成にむけた疫学研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K10522
研究機関弘前大学

研究代表者

佐々木 英嗣  弘前大学, 医学研究科, 講師 (60587038)

研究分担者 中路 重之  弘前大学, 医学研究科, 特任教授 (10192220)
千葉 大輔  弘前大学, 医学研究科, 客員研究員 (70587055)
石橋 恭之  弘前大学, 医学研究科, 教授 (80292142)
玉田 嘉紀  弘前大学, 医学研究科, 教授 (80435495)
石橋 恭太  弘前大学, 医学研究科, 客員研究員 (80898388)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード変経性膝関節症 / 早期 / 人工知能 / 予後予測
研究実績の概要

岩木健康増進プロジェクト健診では、平成19年度から変形性膝関節症(膝OA)の調査を施行しているが、本研究は早期膝OAに着目し疫学調査を進めてきた。早期膝OAは女性での有病率が高いことに加え、進行期OAの有病率が急増する60歳台の直前に当たる50歳台での有病率が最も高く、20%に至ることを明らかにした(Sasaki E, KSSTA 2020)。MRIを用いた調査ではX線学的変化のない膝であっても早期OAに該当する人では滑膜炎や骨髄病変、半月板病変の有病率が高く、痛みに強く関係していた(Ota S, Sci Rep 2021)。特に骨髄病変を有する例では全身骨密度が低く、高骨代謝回転を示しており、骨粗鬆症との新たな関連を示すことができた(Ota S, Arthritis Res Ther. 2019)。さらに下肢アライメントとの関連をみても脛骨内側高原の局所内反が強い骨形態が骨髄病変のリスクとなっていた(Ishibashi K, KSSTA 2021)。一方滑膜炎に注目すると、早期OAにおける滑膜炎の程度をMRIおよび血液データより証明した(Ishibashi K, Sci Rep 2020)。半月板病変に関してはこれまで超音波を用いた評価を継続して行ってきたが、内側半月板が4mm以上内側に逸脱している群では5年後にOAを発症・進行するリスクが高いことを明らかにした(Chiba D, Euro Radiol. 2020)。Biomarkerに注目した解析では女性の卵巣加齢マーカーの一つである抗ミュラー管ホルモンが閉経移行期女性における早期OAの予測マーカーになることを報告した(Sasaki E, Sci Rep 2021)。
現在はAI解析プラットフォームであるDataRobotを用いた解析を開始しており、各年度のデータ整理を行っているところである。

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

現在、過去データを用いた縦断的解析を行っており、2024年度にはMRIを用いた調査を行う計画を進めている。また、機械学習でのデータ解析に関しては解析手法はおおむね確立できたため、過去データを本ソフトで解析可能な形式に整理しているところである。以上より、概ね順調に進んでいると考えている。

今後の研究の推進方策

今後も人工知能を疫学の場に導入すべく、データ調整を進めていく。莫大な量のデータを整理するのには時間がかかるため、迅速に進めたいと考えている。本手法が確立すれば新たな知見を効率よく得られるものと期待している。

次年度使用額が生じた理由

令和5年度に実施予定の検査が令和6年度に延期したため、次年度使用額が生じた。また、令和6年度に実施予定の下肢全長X線撮影や膝関節超音波検査に使用する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Therapeutic effect of knee extension exercise with single-joint hybrid assistive limb following total knee arthroplasty: a prospective, randomized controlled trial2024

    • 著者名/発表者名
      Maeda Takaya、Sasaki Eiji、Kasai Takayuki、Igarashi Shigesato、Wakai Yuji、Sasaki Tomoyuki、Tsuda Eiichi、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 ページ: 3889

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53891-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cartilage regeneration is related to superior mid‐term patient‐reported outcomes after open‐wedge high tibial osteotomy2024

    • 著者名/発表者名
      Tsushima Takahiro、Sasaki Eiji、Sakamoto Yukiko、Kimura Yuka、Tsuda Eiichi、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy

      巻: 32 ページ: 725~735

    • DOI

      10.1002/ksa.12091

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lower bone mineral density can be a risk for an enlarging bone marrow lesion: A longitudinal cohort study of Japanese women without radiographic knee osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Chiba Daisuke、Sasaki Eiji、Ota Seiya、Oyama Tetsushi、Ishibashi Hikaru、Kimura Yuka、Nakaji Shigeyuki、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Modern Rheumatology

      巻: 33 ページ: 1044~1051

    • DOI

      10.1093/mr/roac079

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Greater medial proximal tibial slope is associated with bone marrow lesions in middle-aged women with early knee osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi Hikaru K.、Sasaki Eiji、Ishibashi Kyota、Chiba Daisuke、Tsushima Takahiro、Kimura Yuka、Kumagai Gentaro、Tsuda Eiichi、Sawada Kaori、Mikami Tatsuya、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedics and Traumatology

      巻: 24 ページ: 60

    • DOI

      10.1186/s10195-023-00739-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association between bone marrow lesions and bone mineral density of the proximal tibia in end-stage osteoarthritic knees2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Eiji、Araki Ryo、Sasaki Tomoyuki、Wakai Yuji、Yamamoto Yuji、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 6516

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33251-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 早期変形性膝関節症の特徴とロコモティブシンドローム2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣
    • 学会等名
      「岩木健康増進プロジェクト健診」結果報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] 早期変形性膝関節症のMRI所見の特徴と進行危険因子に関する縦断的疫学研究.2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣, 千葉大輔, 佐藤英太郎, 太田聖也, 石橋恭太, 石橋恭之.
    • 学会等名
      第17回膝OAと運動・装具療法セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 変形性膝関節症の発症および進行に寄与する食習慣 -4年間の縦断的疫学調査-2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣, 千葉大輔, 佐藤英太郎, 木村由佳, 對馬誉大, 高橋佳子, 石橋恭之.
    • 学会等名
      第96回日本整形外科学会学術総会
  • [学会発表] 早期変形性膝関節症のバイオマーカー探索に関する疫学研究.2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣
    • 学会等名
      HMTメタボロームWEBセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 早期変形性膝関節症の疫学調査 骨髄病変に注目した縦断研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣, 千葉大輔, 石橋恭太, 石橋光, 佐藤英太郎, 木村由佳, 對馬誉大, 山内翔平, 熊谷玄太郎, 津田英一, 石橋恭之.
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脛骨近位骨密度による人工膝関節置換術後ゆるみの予測2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木英嗣, 荒木亮, 佐々木知行, 若井裕司, 津田英一, 石橋恭之.
    • 学会等名
      第1回日本膝関節学会.

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公開日: 2024-12-25  

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