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雑誌目次

雑誌文献

臨床整形外科55巻8号

2020年08月発行

雑誌目次

特集 整形外科×人工知能

緒言 フリーアクセス

著者: 石井賢

ページ範囲:P.892 - P.892

 本邦では,少子高齢化,慢性期医療や在宅医療の需要の増加,医師の偏在化や働き方の多様化など様々な医療政策課題がある.それによる過酷な臨床現場の医師の過労に起因する医療ミスや過労死も報告をされている.この流れを受け,政府は医師の働き方改革に関する通知,ならびに2018年には診断や治療に人工知能(Artificial Intelligence:AI)を活用する“AIホスピタル計画”を発表した.AIの活用により,医療現場の効率化を図り,医療従事者の抜本的な負担軽減を実現することを目的として,2022年度末までには10のモデル病院を作る計画である.今後,整形外科領域を含む医療現場にはAIに代表される情報通信技術(Information and Communication Technology:ICT)が普及することが見込まれている.

 本特集では「整形外科×人工知能」と題して,国際医療福祉大学の磯貝宜広先生にはその総論を,大阪大学の岡久仁洋先生には橈骨遠位端骨折を鑑別するAIの開発について,千葉大学の牧 聡先生には深層学習を用いた脊髄硬膜内髄外腫瘍の鑑別について,北海道大学の須藤英毅先生には情報処理技術(IT)を用いた側弯症手術の解剖学的4D矯正とAIに対する展望について,岡山大学の中原龍一先生には整形外科の画像診断領域における深層学習について,兵庫県立大学の小橋昌司先生にはAIによる整形外科手術ナビゲーションについて,ご解説いただいた.ご多忙の中ご執筆いただいた先生方に心より感謝申し上げたい.

整形外科領域の人工知能 総論

著者: 磯貝宜広 ,   石井賢

ページ範囲:P.893 - P.897

 近年,人工知能が幅広い分野で注目されている.特に2006年に開発されたディープラーニングにより,医療分野においても画像解析を中心にその活用範囲が広まっている.整形外科領域でもX線,MRIにおける画像読影精度の向上,放射線被曝低減,診断ツールへの応用と多岐にわたる成果が報告されている.今後は既存のロボット手術と外科医の動作解析の融合など,手術技術への応用も期待される.

橈骨遠位端骨折を鑑別するArtificial Intelligence(AI)の開発

著者: 岡久仁洋 ,   中尾良二 ,   村瀬剛

ページ範囲:P.899 - P.905

 橈骨遠位端骨折X線画像を用いて,骨折の診断と関節内外の骨折型の判定を行うartificial intelligence (AI)の開発を行った.症状,画像検査による整形外科専門医の臨床診断をゴールドスタンダードとした.学習には橈骨遠位端骨折369例729画像,正常129例254画像の単純X線を用いた.それぞれのデータ拡張を行い,骨折3,245画像,正常3,210画像として,骨折の有無を判定する学習を行った.骨折の診断率は97.2±1.4%,感度98.6±1.8%,特異度94.4%±3.9%であった.Area under curve(AUC)は0.993と高い骨折識別能が得られた.AIを用いた骨折診断は,救急医療の現場で専門外である医師が,適切な治療を行うための初期診断のための有用なツールとなる可能性がある.

深層学習を用いた脊髄硬膜内髄外腫瘍(神経鞘腫と髄膜腫)の鑑別

著者: 牧聡 ,   古矢丈雄 ,   堀越琢郎 ,   横田元 ,   宮本卓弥 ,   沖松翔 ,   志賀康浩 ,   稲毛一秀 ,   折田純久 ,   江口和 ,   大鳥精司

ページ範囲:P.907 - P.912

 畳み込みニューラルネットワーク(convolutional neural network:CNN)を用いてMRIによる神経鞘腫と髄膜腫の鑑別を行い,CNNと2人の放射線科医の鑑別能を比較した.組織学的に診断された神経鞘腫と髄膜腫の患者のMRIを学習に用いた.CNNのROC(receiver operating characteristic)曲線下面積はT2強調像に基づく学習で0.88であり,造影後T1強調像に基づく学習で0.87であった.感度は放射線科医のほうが高く,特異度はCNNのほうが高かった.正確度は両者に有意差はなかった.MRIによる神経鞘腫と髄膜腫の鑑別において,CNNの鑑別能は放射線科医と同等に良好であった.

情報処理技術(IT)を用いた側弯症手術の解剖学的4D矯正と人工知能に対する展望

著者: 須藤英毅

ページ範囲:P.913 - P.918

 脊柱変形矯正手術におけるロッドの曲げ形成は,術者の経験や勘に大きく依存する.患者脊柱に適合していない場合には十分な矯正が得られず,spring-backによる矯正損失も生じる.これまでに,特発性側弯症においてロッド形状により時空的観点を取り入れた解剖学的4D矯正手術が可能であることを実証し,こうした次世代型手術治療を容易に実現できる脊柱変形矯正用インプラントを開発してきた.その際,脊椎やインプラントに負荷される応力をリアルタイムで確認できる動的シミュレーションプログラムも同時開発したので紹介する.

整形外科の画像診断領域における深層学習

著者: 中原龍一

ページ範囲:P.919 - P.924

 深層学習(deep learning)と呼ばれる人工知能(artificial intelligence)AI技術の発達により,AI画像診断研究が劇的に発展している.それを支えているのがAIプログラムの無料公開文化だ.AI学者が再利用可能な形でAIプログラムを公開してくれるため,公開されたAI技術を組み合わせることで医療AIの開発が可能となった.整形外科領域におけるAI開発もその例外ではなく,骨折診断領域を中心に様々なAI技術を組み合わせて開発を行われている.本稿ではAI技術の発展にフォーカスしてAI画像診断研究について概説する.

人工知能による整形外科手術ナビゲーション

著者: 小橋昌司 ,   八木直美 ,   平中崇文

ページ範囲:P.925 - P.931

 関節置換術は多くの工程で構成され,多くの手術器具が使用される.そのため器械出し看護師にとって,複雑な工程と手術器具を把握することは大きな負担であり,術中の器具の受け渡しのミス,手術時間延長による予後不良などの手術の質の低下につながる可能性がある.そこで,われわれは術中に器械出し看護師を含む医療スタッフに対し手術手順を通知する整形外科手術-人工知能ナビゲーションシステム(Orthopaedic Surgery AI Navigation System)を構築した.本稿では,人工知能技術の新しい応用として.本システムにおける手術工程自動認識法を紹介する.

論述

非接触型膝前十字靱帯損傷の下肢前額面アライメント

著者: 小関弘展 ,   米倉暁彦 ,   野口智恵子 ,   中添悠介 ,   砂川伸也 ,   松村海 ,   渡部果歩 ,   水上諭 ,   尾﨑誠

ページ範囲:P.933 - P.938

目的:非接触型前十字靱帯(anterior cruciate ligament:ACL)損傷の骨解剖学的リスク因子を抽出することである.

対象と方法:初回非接触型ACL損傷患者33例33膝(ACL群)と健常者26例26膝(対照群)の下肢荷重位X線像から下肢前額面アライメントと骨形態を計測した.

結果:ACL群では対照群よりも静的下肢アライメントが外反しており,脛骨近位内側角と大腿骨遠位外側角が影響していた.

まとめ:荷重位下肢アライメントが外反するほど膝関節への外反トルクが強くなるため,ACLに応力が集中して靱帯損傷に至る危険性が高くなると考えられる.

アセトアミノフェンは本当に高齢者にとって安全な鎮痛薬なのか?—高齢者大腿骨近位部骨折患者における肝酵素上昇の発現頻度とそのリスク因子についての検討

著者: 廣瀬正幸 ,   田島康介 ,   平川昭彦 ,   山田成樹

ページ範囲:P.939 - P.944

緒言:高齢者に対するアセトアミノフェンの安全性を評価するため,本剤を投与した大腿骨近位部骨折患者250例を対象に,患者背景や1日投与量などから肝酵素上昇の発現頻度とそのリスク因子を検討した.

結果:97例(39%)が正常値上限以上の肝酵素上昇を認めた.しかしながら肝酵素上昇群と非上昇群との間で,患者背景に明らかな差は認められなかった.

まとめ:高齢者に対する肝酵素上昇は,過去の一般成人での報告より高頻度に認められたものの,これを予測する事は困難であると考えられた.長期処方時はとくに留意されるべきである.

連載 いまさら聞けない英語論文の書き方・24

英文症例報告執筆マニュアル(3)

著者: 堀内圭輔 ,   千葉一裕

ページ範囲:P.946 - P.950

 前回はIntroductionで終わってしまいましたが,今回はその続きです.Introductionに続くCase presentationは症例報告の柱になりますが,患者情報がそろっていれば,比較的スムーズに執筆できます.初心者が症例報告を書くときは,ここから始めるのがおすすめです.Discussionはおそらく一番難しいところです.英語表記にも若干の訓練が必要となりますが,まずは何を書くべきかあらかじめ考えておくことが重要です.

やりなおし! 医療制度 基本のき・8

労災保険の基礎知識

著者: 原田昭

ページ範囲:P.952 - P.953

現在の労災保険制度の成り立ち

 昭和36年,労働省労働基準局労災補償部長と武見太郎日本医師会長との申し合わせにより「将来的には労災独自の診療費を決める必要性があるが,それまでの暫定措置として健保点数に準拠する」とされ,これが昭和47年,労働省労働基準局通達により示され,昭和51年の全面改正を経て体系化されている.その後は大幅な見直しのないまま健保点数準拠の暫定処置が継続している.労災診療費は健康保険診療報酬点数に準拠した点数部分(課税医療機関は1点12円)と労災保険独自の労災特掲料金(手術・処置・リハビリテーションは四肢加算として所定点数を1.5倍から2倍して算定できるなど)で算定される.労災特掲料金についてしっかり理解しておくことが,保険請求上で重要となる.

臨床経験

院内CT,MRI画像診断システムの限界—転移性脊椎腫瘍に関して

著者: 田中誠人 ,   重松英樹 ,   宮坂俊輝 ,   城戸顕 ,   川崎佐智子 ,   須賀佑磨 ,   山本雄介 ,   田中康仁

ページ範囲:P.955 - P.959

背景:当院における転移性脊椎腫瘍に関する画像診断システムについて調査した.

目的:本システムの導入により,脊椎転移患者の早期発見,治療介入が可能となったかを検討することである.

対象と方法:過去2年間の本システムによる指摘症例を後ろ向きに調査し,検討した

結果:本システムにより,普段キャンサーボード(Cancer Board:CB)に参加していない原発診療科の症例が検討できていた.しかし,比較的末期の症例を指摘していることが明らかとなった.

まとめ:原発診療科へ,早期にCBへ症例提示することの有用性について啓蒙していく必要があると考えた.

切断指再接着におけるDelayed Replantation

著者: 鳥谷部荘八 ,   牛尾茂子 ,   伊師森葉 ,   天羽健一

ページ範囲:P.961 - P.965

 固有の切断指は適切な保存により再灌流までの時間の延長は可能である.このことを利用し,切断指を摂氏4℃の冷所に保存,待機的な再接着を試みた.その生着率は緊急手術と比べても遜色ないものであった.本法により結果的に余裕のある確実な手術が可能となり,スタッフの負担軽減にもつながるものと考えられた.

肘部管症候群に対するインチング法の有用性

著者: 多田薫 ,   山本大樹 ,   中田美香 ,   松田匡司 ,   村井惇朗 ,   土屋弘行

ページ範囲:P.967 - P.970

背景:肘部管症候群に対するインチング法の有用性について検討した.

対象と方法:対象は肘部管症候群の50肘である.インチング法は内側上顆を中心に2cm間隔の5点を刺激点とし,5点間の4区間における運動神経伝導時間を求めた.肘上から肘下の区間における運動神経伝導速度も評価した.

結果:インチング法では全例に異常値を認め,内側上顆から2cm遠位までの区間の伝導時間が有意に延長していた.伝導速度では4肘に異常値を認めなかった.

まとめ:インチング法では神経絞扼部で異常値を認める例が多く,肘部管症候群の診断に有用であった.

変形性膝関節症に対する多血小板血漿注射作製のための採血前の有酸素運動の有効性

著者: 戸田佳孝

ページ範囲:P.971 - P.975

目的:変形性膝関節症(OA)に対する多血小板血漿(PRP)作製のための採血直前の有酸素運動の有効性を評価する.

対象と方法:31例の膝OA患者を,無作為にエアロバイクを20分間漕いだ後に採血を行う運動後採取血液使用群(16例)と,運動前に採血を行う運動前採取血液使用群(15例)に分け,8週間後のVisual analogue scale(VAS)の改善率を2群間で比較した.

結果:運動後採取血液使用群のVASの改善率は運動前採取血液使用群に比べて有意に優れていた(P=0.045).

まとめ:採血直前にエアロバイクを行えば,PRPの効果が増強されると考えた.

症例報告

頚椎ダンベル型腫瘍の術後に経験したRemote Cerebellar Hemorrhageの2例

著者: 清水知明 ,   安部哲哉 ,   熊谷洋 ,   柴尾洋介 ,   俣木健太朗 ,   三浦絋世 ,   野口裕史 ,   竹内陽介 ,   船山徹 ,   國府田正雄 ,   山崎正志

ページ範囲:P.977 - P.981

 頚椎ダンベル型腫瘍術後にremote cerebellar hemorrhage(RCH)を来した2例を経験した.2例ともに腫瘍は硬膜内から傍椎体に及び,後方アプローチでの腫瘍切除および後方固定を行った.脊柱管内外の腫瘍切除と硬膜修復に長時間を要し,術中に多量の脳脊髄液の喪失を来した.いずれも術後24時間以内に神経学的徴候が確認されRCHの診断となった.RCHは術中の脳脊髄液漏出による術中発生例と,術後慢性的な髄液漏を原因とする術後発生例があり,発症時期とドレーンの性状から本例は術中発生を強く疑った.頚椎ダンベル型腫瘍の手術では,RCHの発生に注意が必要である.

書評

外科系医師のための臨床研究—手術を評価するアウトカム フリーアクセス

著者: 佐藤雅昭

ページ範囲:P.982 - P.982

 今回,本多通孝先生の著書『外科系医師のための臨床研究 手術を評価するアウトカム』を拝読する機会をいただいた.私自身も外科医として,とても納得というか,「そうだよな〜」と激しく同意する部分が多々あり,大変勉強になった.これから臨床医として研究を進める若手医師にもぜひ一度読むことをお勧めしたい.

 特に「おわりに」に書かれている,忙しい臨床医が業務と両立できる研究は「患者の生の声を形にする研究がよいのではないか」との言葉は,本多先生ご自身が第一線の外科医であることがにじみ出ており,わが意を得た思いだった.われわれ臨床医が研究を行う意義はまさにそこにあり,患者が何を期待しているか,われわれ外科医はそれにどれだけ応えられているかという問題は,大きな侵襲を伴い「肉を切らせて骨を断つ」手術という治療を行うわれわれにとって常日頃から真摯に向き合わなければならない課題である.

整形外科レジデントマニュアル 第2版 フリーアクセス

著者: 山下敏彦

ページ範囲:P.983 - P.983

 本書は,わが国における最高レベルの整形外科診療・研究を展開している東大整形外科および関連施設のスタッフの執筆による,整形外科初期・後期研修医(レジデント)向けの手引書である.2014年の初版から6年ぶりに改訂され,近年の整形外科医療の進歩に即応したup-to-dateな内容となっている.

 一方,整形外科医療には,骨折・脱臼の処置,関節内注射,手術基本手技,周術期管理,インフォームドコンセントなど,昔から変わらない基本事項がある.レジデントにとっては,それらこそ最初に身に付けるべきものであり,整形外科医としての基盤となるものである.本書の前半の「総論」ではこれらの基本事項が丁寧に解説されている.さらに,他書にはみられない「治療法選択にあたってのガイドライン,文献の使いかた・調べかた」「カンファランスでのプレゼンテーション」「学会発表(症例報告)の意義とその方法」などもレジデントにとってはうれしい項目であろう.極めつけは,本改訂版から新たに加わった「整形外科の基本必須事項」である.ここには東大整形外科において長年にわたり語り継がれてきた心構え,べからず集が列挙されている.「治療方針に迷ったら,自分の大切な人にならどうするかを考える」「医師は『大丈夫だろう』と思っても,看護師は『何かある』と患者の変化をとらえる」「3椎体以上にまたがる椎体炎は結核性を疑う」などの箴言や教訓が散りばめられている.それは,あたかも何十年にもわたって注ぎ足されてきた老舗のタレやスープのように味わい深く,また貴重なものである.

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目次 フリーアクセス

ページ範囲:P. - P.

欧文目次 フリーアクセス

ページ範囲:P.891 - P.891

次号予告 フリーアクセス

ページ範囲:P.985 - P.985

あとがき フリーアクセス

著者: 酒井昭典

ページ範囲:P.988 - P.988

 盛夏の候,皆様お元気でお過ごしのことと拝察いたします.COVID-19がなければ,今頃は,オリンピック・パラリンピックで世間は大いに盛り上がっているはずでした.「新しい生活様式」によるマスク着用での日常生活が,夏の暑さによる脱水や気分不良に結び付かないことを願っています.

 今月号の特集は,整形外科領域におけるAI(人工知能)の活用です.2016年,膨大な医学論文を学習したAIが,専門家でも診断が難しい60代の女性患者の特殊な白血病をわずか10分で突き止め,抗がん剤の変更を提案し,患者の回復に貢献したというニュースは実に衝撃的でした.ディープラーニングの手法は膨大な量のデータをAIが学習することを可能にし,特に画像解析における判定の精度を飛躍的に向上させました.画像から骨折の判定を行うAIの開発は,救急医療現場で専門外の医師が初期診断を行う際に有用で,見落とし率を低減させます.畳み込みニューラルネットワークに基づくディープラーニングは放射線科医に匹敵する高い鑑別能でMR画像から神経鞘腫と髄膜腫を識別することを可能にします.手術手順を通知するシステムは,術中の器械受け渡しミスをなくし,手術時間を短縮させます.脊柱側弯症に対して,術中の側弯配列ではなく生理的後弯を予測したロッド形状によって脊柱配列を積極的に作り変える時空的観点を取り入れた4D矯正手術法が考案されています.このようにAIの技術は,整形外科の日常臨床において我々が不得手とする領域に応用されつつあります.今月号の特集を通して,整形外科領域におけるAIのカッティングエッジを誌面から感じていただければ幸いです.

基本情報

臨床整形外科

出版社:株式会社医学書院

電子版ISSN 1882-1286

印刷版ISSN 0557-0433

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