🌎 国際ニュース

​台湾では超高齢社会が進む中、高齢者の多くが骨密度の低下により「脊椎圧迫骨折」を抱えている。特に古い骨折と新しい骨折が重なるケースでは、医師による診断が難しくなるのが課題だ。

こうした中、雲林科技大学と嘉義の大林慈済病院の産学連携によって、CT画像から脊椎圧迫骨折の“新旧”を高精度で見分けるAIシステムが開発された。これにより、医師は一目で損傷の状態を判断でき、より迅速で適切な治療が可能になるという。この研究成果は2024年10月、国際SCIジャーナル《Multimedia Tools and Applications》に掲載され、スマート医療の新たな一歩として注目されている。

嘉義大林慈済病院の整形外科主任・謝明宏氏によると、脊椎圧迫骨折は高齢者に起きる骨折の30〜40％を占めている。診断には主にX線やCTが使われているが、これらの機器は大腿骨や脛骨のような単純な骨には有効でも、複雑な構造を持つ脊椎の圧迫骨折を見分けるのは難しい。

​​重なり合う骨折の識別は整形外科医にとって大きな壁

謝氏は、人間の脊椎はおよそ3cmごとのセグメントに分かれており、骨が10〜20％ほど潰れると、CT画像を通じて骨折かどうかを見分けられると説明する。だが、診断が遅れたり見落とされたりすれば、激しい痛みが生活の質を著しく低下させるうえ、たとえ自然に治癒しても、猫背や脊椎の変形、神経の圧迫など、さまざまな後遺症を招く恐れがある。

さらに、慢性的な腰痛が必ずしも骨折に由来するとは限らず、筋肉の炎症や腫瘍、変形による脊椎の異常といった可能性も考えられる。そのため、過去に骨折の既往がある高齢者が腰痛を訴える場合、医師は“古傷”と“新しい損傷”を的確に見分ける必要があり、この判断が極めて難しいという。

謝氏は、脊椎圧迫骨折の新旧を正確に判別するにはMRIが最も有効だと語る。ただし、健康保険でのMRIの適用には制限があり、患者が自費で受けるとなると、1回の撮影で約6000〜7000元（約3万円〜3万5000円）の負担がかかる。また、地方の小規模病院では高額なMRI機器の導入が難しいという課題もある。

こうした現状に対して、今回開発されたAIによるCT画像の判読支援技術は、医療現場における負担を軽減し、高齢者のQOL（生活の質）を守るための大きな武器になると期待されている。

93.4%の高精度AIシステムの構築

​​嘉義県は65歳以上の人口が全体の約25％を占めており、全国でも最も高齢化が進んでいる地域のひとつだ。これを受け、雲林科技大学は地域のニーズに応える形で大林慈済病院との産学協力を進めてきた。

雲林科技大学の張伝育氏は、今回のAIシステムの開発にあたって、車両や顔認識など小さな物体を対象とした深層学習用モジュール「YOLOR」を採用。さらに、MobileViT、EfficientNet_NS、CSPDarknet53という3種の画像特徴モデルに、近年注目されているインボルーション技術を組み合わせ、最終的に集成学習（Ensemble Learning）を用いてそれぞれの強みを統合した。その結果、脊椎圧迫性骨折の新旧の傷を93.4％の高精度で識別できるAIシステムの構築に成功した。

​​開発は3段階に分かれて進められた。まず、大林慈済病院と連携して臨床現場から大量のCT画像を収集・精査し、高品質なトレーニングデータを整備。その後、各モデルに最適なハイパーパラメーターを設定し、何度もトレーニングを繰り返した。そして最終段階では、各モデルの特性を統合し、安定かつ信頼性の高いアウトプットを実現させた。

高い正確性、わずか数秒で診断可能​

張氏は「嘉義は高齢者が多く、脊椎圧迫性骨折の発生率も高い。今回のAIシステムは、CT画像診断の限界を補完し、現場の医師が数秒で骨折の新旧を判断できる手助けとなる。早期治療や合併症予防に大きく貢献できる」と話す。

AI医療の研究開発を担う雲林科技大学「智慧辨識産業サービス研究センター」は、2018年に教育部の「高教深耕計画（Global Taiwan）」の支援を受けて設立。AI専門家やエンジニア、産業支援チームから成る体制で、業界ニーズに即したAIソリューションの開発を進めている。今回の大林慈済との協力も、その一環となる。

一方、大林慈済病院の謝氏は、「今回の開発ではYOLORアルゴリズムに最適な画像として側面CT画像に絞った。正面画像を除き、1万305枚のCT画像の中から5631枚の側面画像をAIの学習に使用した」と説明。AIは画像の新旧の骨折を数秒で特定することができ、医師の診断時間を大幅に短縮した。また、AIにはCTだけでなくMRI画像も読み込ませており、これは脊椎圧迫性骨折における「診断のゴールドスタンダード」としての知識をAIに学ばせる狙いもある。

地域・高齢者のニーズに応える

大林慈済病院の賴寧生氏は「AIやビッグデータ、遠隔医療の導入によって、医療の質は向上し、より人間味のあるサービスが提供できるようになった。スマート医療はもはや未来の話ではなく、今まさに現実的に進めるべき取り組みだ」と話す。

同病院では数年前からスマート医療の導入を進めており、学術機関と連携して多くの成果を積み重ねてきた。今回の雲科技大学との共同開発は、その中でも分野横断的な成功例として、地域に根ざした医療ニーズへの的確な対応につながっている。

最後に、謝氏は「このAIシステムが今後、健康保険データベースや全国の医療システムに組み込まれ、高齢者の健康と尊厳を守る新たな標準になってほしい」と、チームを代表して期待を語った。

【日時】2025年06月06日 17:03
【提供】風傳媒

元記事を読む