NAISTら,AIでX線画像から骨密度を高精度に計測

奈良先端科学技術大学院大学(NAIST)と大阪大学は,人工知能(AI)を用いて,一般的な検査で使われる単純X線画像から骨密度を高精度に計測するシステムを開発した(ニュースリース)。

従来,骨粗鬆症の診断は DXA(Dual-energy X-ray Absorptiometry)と呼ばれる骨密度計測専用の装置を用いて行なわれるため,大きな大学病院や医療施設でしか行なうことができなかった。また,ベッドに横になって正しい姿勢での撮影が必要で,一人の患者の計測に20~30分かかっていた。

特に,寝たきりの主要な要因である,大腿骨の足の付け根部分の骨折が,超高齢社会を迎えた日本の社会問題になっており,その部分の骨密度の精密計測が重要。

研究グループは,今回のシステムで,315名の患者から収集したX線画像(2次元画像)と CT画像(3次元画像)のペアのデータに基づいて,CT画像から筋肉や骨格を別々に自動認識するAIの技術と,CT・X線双方の画像を重ね合わせて表示する技術を結び付けた。

この方法により,X線画像のみから,DXAやCTで計測したのとほぼ同等の精度での骨密度計測ができる AIを構築した。X線画像はDXAと異なり,小さなクリニックや移動型の検診車などでも撮影が可能で,更に立ったままでの撮影が可能なため,一人の患者の計測が1~2分で終わるという。

計測精度が高いため,骨粗鬆症のスクリーニングだけでなく,診断に用いることができるほか,骨粗鬆症の薬物治療の効果を判定するためにも用いることができ,研究グループは,これらの診断・治療のコストをDXAやCTによる検査に比べて大幅に削減できるとしている。

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