2023 Fiscal Year Annual Research Report
説明可能なAIと教師なし学習AIによる脊椎疾患の新しい知見を見出す試み
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22K16734
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
牧 聡 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (00771982)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 人工知能 / 脊髄損傷 / 頚部脊髄症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊髄損傷や頚部脊髄症の患者の治療やリハビリを考える上で、将来の機能回復がどの程度見込めるかを予測することは非常に重要である。本研究では、脊髄損傷と頚部脊髄症の機能予後をradiomicsを用いて予測し、さらに人間にもわかりやすい形で画像の特徴を示すことを目的とした。
これまでにその予備研究として脊椎感染症と脊椎のModic変化の鑑別 (Mukaihata, Maki et al. Spine, 2023)、脊髄損傷患者の神経学的予後の予測 (Shimizu, Maki et al. J Clin Neurosci, 2023)、頚部脊髄症患者の脊髄のMRI画像のセグメンテーション (Nozawa, Maki et al. Int J Comput Assist Radiol Surg, 2023) などに関する研究成果を発表してきた。また、脊髄損傷患者の機能予後予測をWebアプリケーションとして実装し、入院時の神経学的所見や受傷からリハビリ病院入院までの日数が重要な因子であることを明らかにした (Maki et al. J Neurotrauma 2023)。一方で、頚椎後縦靭帯骨化症（OPLL）の手術予後予測においては、画像の特徴量は人間には解釈が難しく、解釈可能性を上げようとすると予測精度が下がるというトレードオフの関係があることがわかった（投稿中データ）。
総じて、脊髄損傷と頚部脊髄症の機能予後を予測する新しい方法を提案し、その有用性を論文発表を通じて示すことができた。しかし、モデルの説明可能性と予測精度のトレードオフや、手元にある症例数の限界など、課題も明らかになった。今後は、これらの課題を解決しつつ、臨床応用に向けた更なる研究が必要である
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[Journal Article] AI・ロボティクスの進歩と整形外科の未来 日本リハビリテーション・データベースのデータに基づく機械学習を用いた脊髄損傷患者の歩行能獲得予測モデル2023
Author(s)
牧 聡, 古矢 丈雄, 井上 嵩基, 弓手 惇史, 三浦 正敬, 白谷 悠貴, 永嶌 優樹, 丸山 隼太郎, 志賀 康浩, 稲毛 一秀, 江口 和, 折田 純久, 大鳥 精司
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Journal Title
日本整形外科学会雑誌
Volume: 97
Pages: 1129-1132
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[Journal Article] 深層学習を用いた,腰椎疾患におけるMRI diffusion tensor imagingによる神経tractographyの自動生成に関する研究2023
Author(s)
竹内 英成, 江口 和, 枡本 りら, 稲毛 一秀, 志賀 康浩, 井上 雅寛, 牧 聡, 古矢 丈雄, 大鳥 精司, 折田 純久
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Journal Title
日本整形外科学会雑誌
Volume: 97
Pages: S1904
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[Journal Article] 外傷性脊髄損傷患者の機能予後予測を行う機械学習Webアプリの開発2023
Author(s)
牧 聡, 古矢 丈雄, 白谷 悠貴, 丸山 隼太郎, 永嶌 優樹, 土岐 恭範, 北川 恭太, 岩田 秀平, 稲毛 一秀, 折田 純久, 大島 精司
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Journal Title
日本整形外科学会雑誌
Volume: 97
Pages: S1904
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[Journal Article] 脊椎脊髄病治療のイノベーション 人工知能を用いた脊椎脊髄疾患の画像診断と機能予後予測2023
Author(s)
牧 聡, 古矢 丈雄, 井上 嵩基, 弓手 惇史, 三浦 正敬, 白谷 悠貴, 丸山 隼太郎, 永嶌 優樹, 志賀 康浩, 稲毛 一秀, 江口 和, 折田 純久, 大鳥 精司
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Journal Title
Journal of Spine Research
Volume: 14
Pages: 581
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[Presentation] Exploring the Role of Artificial Intelligence in Improving Diagnosis and Treatment of Spinal Disorders2023
Author(s)
Satoshi Maki, Takeo Furuya, Takaki Inoue, Atsushi Yunde, Masataka Miura, Yuki Shiratani, Yuki Nagashima, Juntaro Maruyama, Yasuhiro Shiga, Kazuhide Inage, Yawara Eguchi, Sumihisa Orita, Seiji Ohtori
Organizer
第13回最小侵襲脊椎治療学会
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