歯科医院でのパノラマX線写真を利用した 早期骨粗鬆症診断支援システム

歯科医院でのパノラマX線写真を利用した
早期骨粗鬆症診断支援システム
広島大学病院歯科放射線科
診療准教授 田口 明
広島大学大学院工学研究科情報工学専攻
教授 浅野 晃
広島大学大学院医歯薬学総合研究科
歯科放射線学講座
助教 中元 崇
教授 谷本啓二
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研究背景
● 日本は世界一の長寿国になった反面，社会の高齢化
に伴い，僅かな外力で骨折を起こす骨粗鬆症（こつそしょう
しょう）が，健康寿命に大きな影響を及ぼしている．
● 骨粗鬆症の推定患者数は約１１００万人と報告されて
いるが，治療を受けているのはその約２割である．
● 骨粗鬆症による足の付け根（大腿骨頸部）の骨折患者
は，２００５年に約１５万人となり，１９８７年調査時の約３倍
となった．この骨折に係る治療費は，約２０００億円と推定
される．骨粗鬆症性骨折は，寝たきりとなる原因の第３位
（約１５％）であり，患者の約１割は，死亡する．
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● 骨の強さは，骨の密度により約７割が規定されているため，
骨粗鬆症の診断には，骨密度測定装置が用いられ，骨の密度
が低い患者には治療が施されている．
● しかし骨粗鬆症は，「骨折」が起こるまでは無症状であるため，
患者自身は自分が骨粗鬆症であることに気づかず，骨密度測定
検査に行く機会が少ない（検診率４．６％）．
● 骨粗鬆症性骨折の対策には，無症状の骨粗鬆症患者をいかに
早期に見つけ出し，医科への受診を勧めて，予防的な措置をとれる
か否かが重要となる．
無症状
骨粗鬆症
患者群
医療機関
（精密検査，治療）
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パノラマX線写真
● 日本に約６５０００ある歯科医院の９割以上が歯科治療の際に
用いている顎の骨の総覧像の「パノラマX線写真」では，歯やその
周囲の骨（白い四角内）を日常の診療で診断しているものの，矢印
のような下顎（したあご）の骨の皮質骨（白い幅をもつ部分）を診断
に使うことは，殆どない．
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● 広島大学病院歯科放射線科では１９９３年から，パノラマ
X線写真上で見られる下顎骨の皮質骨の粗造化（そぞうか）
及び厚みが，骨粗鬆症患者の大半を占める閉経後の骨粗鬆症
女性をスクリーニングするのに有用であるという根拠を，蓄積
してきた．
関連あり
下顎骨皮質骨
（１）粗造化
（２）厚み
腰の骨や足の骨の骨密度
骨粗鬆症性骨折のリスク
骨が吸収される速さ
（１９９３〜２００６年）
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日本における実際の取り組み
愛知県歯科医師会で２００７年１０月より，本格実施
朝日新聞 １０月５日号より
愛知県歯科医師会HP：http://www.nhk-chubu-brains.co.jp/ad8020/
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海外における報道（２００４年１２月〜）
ロイター通信社（ワシントン支局）
ニューヨークタイムス社
ロサンゼルスタイムス社
CNN TV news
ABC news
NBC news
デイリータイムス社
ドクターズガイド（米国）
リーダーズダイジェスト社
ボーンアンドジョイント（米国リューマチ専門医会）
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無症状骨粗鬆症患者群
歯科治療で受診
検診施設
（保健所等）
独自に判断
歯科医院
最終診断及び治療を行う医療機関
歯科医院は骨粗鬆症対策のための新たな拠点となりうるが，
歯科医師の診断は主観的なため，客観的判断の手助けとなる
システムがあれば，非常に有効となる．
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● 本技術は，歯科医師の主観的判断によらず，画像
処理技術により，パノラマX線写真の指標を自動的に，
再現性よく診断するものである．
（１）第１の新技術
パノラマX線写真上の下顎骨皮質骨の粗造化の程度
を自動的に判断して，骨粗鬆症の可能性を判定
（２）第２の新技術
パノラマX線写真上の下顎骨皮質骨の厚みを自動的に
測定して，骨粗鬆症の可能性を判定
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第１の新技術
下顎骨皮質骨に
画像処理を施し，
得られた画像を
基に，骨粗鬆症
を判定する
二値化
粗造
皮質
細線化
正常
皮質
正常
判定
骨粗鬆症
判定
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第２の新技術
下顎骨を通る大きな神経の
出口であるオトガイ孔（矢
印）を設定すると，自動的に
その下方の皮質骨厚み（赤
い実線間）を測定し，厚みの
閾値の上下により，骨粗鬆
症を判定
閾値以上
正常判定
閾値未満
骨粗鬆症
判定
皮質骨厚み
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骨粗鬆症患者をスクリーニングする能力
● 第１の新技術（国際歯顎顔面放射線学会雑誌，印刷中）
感度は９４〜９７％，特異度は４３〜４５％で，開業歯科
医師による主観的判断（感度７０〜８０％）に勝る．
● 第２の新技術（国際骨粗鬆症財団雑誌掲載，２００６年）
感度は８７〜８８％，特異度は５６〜５９％で，手動によ
る測定とほぼ変わらない．
● 医科領域で用いられているスクリーニング法の感度は
８０〜９０％，特異度は４０〜６０％であり，これらの手法
に比べて，遜色はない．
● このスクリーニング法により，無症状の骨粗鬆症患者
の約９０％を見つけることが可能である．
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従来技術とその問題点
骨粗鬆症患者のスクリーニングとして既に実用化されて
いるものには，年齢や体重といった項目を計算式に入れ
て，スクリーニングを行う質問表ベース法や，踵の骨を超
音波で測定しスクリーニングを行う方法等があるが，
無症状の骨粗鬆症患者が質問表ベース法に関心を
有しない
無症状の骨粗鬆症患者が超音波法を受けに検診施
設をわざわざ受診しない（検診率約５％）
等の問題があり，広く利用されるまでには至っていない．
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新技術の特徴・従来技術との比較
● 歯科医院でのスクリーニングでは，歯科医師が無
症状の骨粗鬆症患者に医科への受診を勧めること
が可能となるため，多くの患者のスクリーニングが
可能となる．
● 従来の歯科医師の主観的判断では，診断にばら
つきが予想されたが，本新技術の使用により，すべ
ての歯科医院で客観的評価が可能となる．
● 本技術の適用により，パノラマX線写真撮影に係
る医療費を，骨粗鬆症予防対策にも用いることがで
きるため，骨粗鬆症性骨折に係る医療費を低減す
ることが可能となると予想される．
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シミュレーション例
歯科医院でスクリーニングされた
１００名の骨粗鬆症疑い患者
医療機関へ紹介
骨密度測定検査 約３０００円
１００名のうち，９５人前後が真に骨粗鬆症（又は骨減少症）
日本の統計では，９５名中１．３名が大腿骨骨折を起こす
可能性あり．この治療費に係る医療費は，約１９０万円．
よって約３０万円（３０００円×１００）の検査で，約１６０万円
の医療費を１．３名の骨折予防に充てることができる．
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想定される用途（１）
● 本技術の特徴を生かすためには，現在，全国の
歯科医院で広まりつつあるデジタルパノラマ装置に
適用することで，パノラマX線写真撮影後に，迅速に
骨粗鬆症スクリーニングを行う事ができる．
● 上記以外に，デジタルスキャナと組み合わせたシ
ステムを構築することで，これまでに撮影された多
量のパノラマX線写真をデジタル化して，スクリーニ
ングに役立てる事ができる．
● 骨粗鬆症は歯槽膿漏の増悪因子あるいは歯科用
インプラントの予後関連因子とも言われていること
から，これらの分野に展開も可能と思われる．
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想定される用途（２）
● 下顎骨皮質骨が粗造化を呈する患者は，動脈硬
化も同時に呈しており，また心臓血管病変（心筋梗
塞，脳梗塞）を発症する高リスク患者である．そのた
め，これら疾患のスクリーニングにも有用となる可能
性がある．
（国際歯科研究学会雑誌掲載，２００３年）
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想定される業界
● 想定されるユーザー
国内外の一般開業歯科医院
歯科放射線科標榜開業医院（ブラジル等）
歯科部門を有する地域の中核病院，大学病院
地域歯科検診センター
● 想定される市場規模
国内外の歯科関連施設のデジタルパノラマ装置導入分
（現在の国内のデジタルパノラマ装置普及率は約２０％）
デジタルスキャナ一体型の装置を必要とする開業歯科医
院，中核病院，大学病院及び歯科検診センター導入分
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実用化に向けた課題
● 現在，第１と２の新技術を統合し（未公開），間違って
病気と判断する割合を，従来のスクリーニング法より低
減（２０％前後）することが可能なところまで開発済み．し
かし，実際のデジタルパノラマ装置上に搭載した時に，
画像処理が適正に行われるかが未解決である．
● 今後、デジタルパノラマ装置に搭載した場合について
実験データを取得し，歯科医療の現場に適用していく場
合の条件設定を行っていく．
● 実用化に向けて，骨粗鬆症リスクを数段階の表示にで
きるよう技術を確立する必要もあり．
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企業への期待
● デジタルパノラマ装置への搭載における画
像処理の適正化については，原画像デジタ
ルデータへの直接の適用の技術により克服
できると考えている．
● デジタル画像処理の技術を持つ，医療関連
企業との共同研究を希望．
● 健康寿命増進に関わる予防医学分野への
展開を考えている企業には，本技術の導入
が有効と思われる．
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本技術に関する知的財産権
第１の新技術
発明の名称
パノラマＸ線画像を用いた骨粗鬆症診断支援装置
出願番号
特願2003-001395（特許第3964795号）
出願人
独立行政法人科学技術振興機構
発明者
田口 明，中元 崇，浅野 晃
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本技術に関する知的財産権
第２の新技術
発明の名称
歯科Ｘ線画像を用いた骨粗鬆症診断補助装置
出願番号
特願2004-304855
出願人
国立大学法人広島大学
発明者
浅野晃，田口明，中元崇，谷本啓二，
アグス ザイナル アリフィン
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お問い合わせ先
【技術内容について】（第１，２の発明とも共通）
広島大学大学院工学研究科
情報工学専攻 浅野 晃（あさの あきら）
電話：０８２ｰ４２４ｰ６４７６ ＦＡＸ：０８２ｰ４２４ｰ６４７６
E-mail：asano＠ mis.hiroshima-u.ａｃ.ｊｐ
【ライセンスについて】（第１の発明） 権利者窓口
科学技術振興機構・技術移転促進部・知的財産活用
推進課 小島 和夫（こじま かずお）
電話：０３-５２１４-８４７７ ＦＡＸ：０３-５２１４-８４７７
E-mail：[email protected]
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お問い合わせ先
権利者窓口
【ライセンスについて】（第２の発明）
広島大学産学連携センター知財部
植田 栄治（うえだ えいじ）
電話：０８２ｰ４２４ｰ５５９４ ＦＡＸ：０８２ｰ４２４ｰ６１３３
E-mail：ueda05＠ hiroshima-u.ａｃ.ｊｐ
【連携について】
あいち健康長寿産業クラスター推進協議会
（財）科学技術交流財団
クラスター・マネージャー 小坂 岑雄（こさか みねお）
電話：０５２-２３１－１４７７ ＦＡＸ：０５２-２３１-５６５８
E-mail：cho-ju＠ astf.or.ｊｐ
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