MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #39 · AI for Science/医療テーマ
#39

側弯は「成長とともに進む」——背中の写真と3D体表から脊柱の弯曲をAIで定量し、被ばくなしで側弯の検出と成長期の進行を縦断で捉える

🩻 align.research / spine-surface
ALIGN — 背面の体表から脊柱側弯をAIで定量
研究プロトタイプ ・ 背面写真・3D体表からCobb角相当と左右非対称を客観化(ダミーデータ)
背面画像・3D 7.5千件
解析した背面画像・3D
7.5千件
Cobb角推定 誤差≦10°(対X線)
.85
▲ 単撮影は既に高水準
要精査側弯の検出(AUC)
.90
成長期の進行予測(AUC)
.74
▲ ここが萌芽の核心
背面の写真・3D体表から、AIが脊柱の弯曲(Cobb角相当)と左右非対称を客観化し、進行リスクを個別に示す
側弯の評価はX線のCobb角に依存し被ばくゆえ頻回に測れない。背面の体表から弯曲・回旋・左右非対称を客観化する。姿勢・呼吸・体型によらない標準化が要。実測ではなくダミー描画。
正中 肩の傾き 骨盤の傾き 胸椎 凸(右) 頂点・最大偏位 腰椎 凸(左) 上端椎 下端椎 Cobb角 =端椎間の角度 整列 軽度 中等度 頂点 AI推定 Cobb角(胸椎・体表から) 24° / 中等度 腰椎 18° ・ 体幹回旋(ATR) 7° ▲装具閾値に接近 装具・手術の閾値(Cobb角 ・ 現在 24°) 観察 経過観察 装具 手術 体表の左右非対称(ダミー) 肩の高さの左右差右 8mm 肩甲骨の隆起(右・回旋)ATR 7° ウエストラインの非対称左 6mm 体幹の回旋(前屈時)中等度 背面の写真・3D体表から脊柱の弯曲と左右非対称を客観化し、Cobb角相当と進行リスクを被ばくなしで示すイメージ(ダミー描画)
整列 軽度 中等度 頂点(最大偏位) 椎体の色=正中からの偏位 ・ Cobb角=端椎間の角度
進行・要精査に効いた所見 上位(寄与度・ダミー)
1胸椎カーブの頂点角度(体表)28%
2肩甲骨・肋骨隆起の左右差(回旋)22%
3成長スパート(身長速度)の時期19%
4ウエスト・肩の高さの非対称16%
5初診時Cobb角と骨成熟度(Risser)15%
↑ 研究コード名「ALIGN」。背面の写真・3D体表から脊柱の弯曲(Cobb角相当)と左右非対称を可視化し、
進行リスクを示し、被ばくなしの検出と経過観察をめざした完成イメージ。
思春期特発性側弯症(AIS)は成長期に進む脊柱の三次元変形で、放置すると装具・手術に至る。だが評価はX線のCobb角に依存し被ばくゆえ頻回に測れず、学校検診は前屈テストの主観に依存する。背面の写真・3D体表に画像/3D・時系列AIを当て、弯曲・非対称を被ばくなしで客観化し進行を縦断で捉える——完成したらこう見える、の外観イメージ。
上限 500万円(直接経費) 学生応募可(医学生=当事者) e-Rad 応募 第2回・2026年6月上旬予定 分野:整形外科・小児 × 体表画像/3D AI
🔬 問い・学術的背景

思春期特発性側弯症(AIS)は成長期に進む脊柱の三次元変形で、放置すると装具・手術に至る。だが評価はX線のCobb角に依存し被ばくゆえ頻回には測れず、学校運動器検診は前屈テストの主観に依存する。背中の写真や3D体表から弯曲・左右非対称を客観化する余地がある。学校検診を受けてきた医学生=当事者

🎯 仮説・新規性

背面の写真・3D体表(+成長・前屈)に画像/3D・時系列AIを当てれば、(1)Cobb角相当と左右非対称を被ばくなしで標準化して客観化し、(2)装具・手術閾値を跨ぐ側弯を検出し、(3)成長期の進行を縦断で先読みできる、と仮説。新規性は単写真のCobb推定(既に85%が誤差10°内)でなく、在宅・縦断・進行予測・姿勢/体型/端末によらない頑健性に置く。

🤖 AI活用の必然性

体表のわずかな隆起・肩甲骨/ウエストの非対称呼吸・姿勢・体型の交絡、成長の時系列は人手で一貫評価できず、画像/3D・時系列学習でしか標準化・予測ができない。

💰 500万円の使途
  • ① 多様な体型・端末の背面写真/3D体表とX線Cobb・成長・症状の縦断収集と倫理審査
  • ② 整形外科医によるCobb角・回旋・進行のラベル付与
  • Cobb推定・非対称・進行予測モデルの開発と計算資源
  • ④ 脊柱マップと根拠を示す説明UIの試作
  • 外部施設での検証・学会発表・プレプリント
📈 期待成果・社会実装(出口)

被ばくなしで測れる側弯指標と進行予測の妥当性=学会・論文。出口はまず学校・整形外科の被ばくなしスクリーニングと経過観察の補助(確定診断・治療方針はX線と整形外科医)、装具適応の早期判断、将来は進行リスクに応じた個別フォロー。Hiroは小児・運動器を学ぶ医学生=当事者

※ 正直な関門:単写真のCobb推定は既に85%が誤差10°内だが、体表は真のCobb(X線)と乖離し中等度以上や肥満・体幹回旋で精度が落ちる。確定診断・手術計画にはX線が不可欠で本企画は補助=SaMD/非医療機器の整理が要る。学校マススクリーニングは偽陽性が多く過剰受診の懸念。姿勢・呼吸・撮影条件のばらつきが大きい。学生応募可だが所属大学のe-Rad機関登録・承認と倫理審査が前提、第2回の正式日程・公募要領は確定次第確認。
完成イメージ(ダミーデータ)・元アイデア → spread-plans.md #39