近年、人工知能（AI）による画像診断アルゴリズムは眼科疾患の診断精度を向上させているが、医師の判断に影響を及ぼし、バイアスを引き起こす可能性もある。今回、眼底写真に基づく緑内障診断において、AIの診断結果は医師の判断に影響を及ぼすという研究結果が報告された。特に、経験の浅い医師ほどAIの診断結果の影響を受けやすいことが示されたという。研究は、山梨大学医学部眼科学教室の柏木賢治氏らによるもので、詳細は「PLOS One」に4月16日掲載された。

　緑内障は自覚症状が少ない場合が多く、疾患による障害は不可逆的であるため、早期発見が極めて重要だ。近年、緑内障の診断においてAIが有用であることを示す研究報告が多数発表されている。しかし、AIの利用が拡大するにつれ、眼科医の診断がAIの結果に影響を受け、診断を誤ってしまう可能性も懸念される。実際、皮膚病変の診断においてAIが誤診した際、その診断に異議を唱える皮膚科医は少なかったとの報告がある。一方、緑内障に関しては、AIの診断が医師の判断に及ぼす影響について十分な検証が行われてこなかった。こういった背景を踏まえ、著者らは眼底写真を用いた緑内障の検出および重症度評価に対するAIの影響を検討した。

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　本研究では、2021年1～6月の間に山梨大学医学部附属病院眼科を受診した40～70歳の患者の眼底写真が用いられた。画像は各30枚ずつ正常眼、軽度緑内障眼、中等度緑内障眼、重度緑内障眼の4つの重症度に振り分けられた。画像評価には45名の眼科専門医（臨床経験5年以上）および眼科研修医（臨床経験2年以内）が参加した。

　45名の眼科医は、まず4つの重症度分類に属する画像（各分類30枚、計120枚）をランダムに提示され、その重症度を評価した。この試験より少なくとも1週間後に、2回目の試験を行った。2回目の試験では眼底画像の横に「AIによる診断結果」を追記し、同様に重症度の評価を行った。この「AIによる診断結果」には意図的に誤った情報が30％含まれた。群間比較の有意水準はP＜0.05とした。

　全参加者の1回目の試験の正答率は48.4±24.8％だったが、2回目の試験では59.6±20.3％となり、その正答率は大幅に改善された（P＜0.001）。正答率の改善は、専門医（8.6±11.4％）よりも研修医（14.2±19.0％）で大幅に大きくなっていた（P＝0.04）。

　次に、「AIによる診断結果」の正誤別の正答率を比較した。全参加者のAI診断が正しかった場合の正答率（63.9±20.6％）は、誤っていた場合（47.9±26.6％）よりも大幅に高くなっていた（P＜0.0001）。研修医と専門医に分けて比較したところ、研修医では、AI診断が正しかった場合の正答率（66.5±18.5％）は、誤っていた場合の正答率（41.5±18.5％）よりも大幅に高かった（P＜0.0001）。一方専門医では、AI診断が正しかった場合と誤っていた場合の正答率の変化は研修医よりも軽度であった（62.3±22.4％ vs 52.7±27.1％、P＝0.017）。

　また参加者の画像診断にかかる時間を調べたところ、参加者全体で1回目の試験（10.8±4.3秒）よりも2回目の試験（9.0±2.5秒）で有意に短縮されていた（P＝0.0005）。この傾向は、専門医より研修医で顕著に認められた。AIが正答を示した場合（8.2±2.0秒）に比べて誤答を示した場合（9.7±2.7秒）の方が回答時間は有意に長かった（P＝0.003）。

　本研究の結果について著者らは、「今回の結果から、AIによる診断が眼科医の診断に影響を与える可能性が示唆された。AI診断の正誤に関わらず、研修医の診断にかかる時間は専門医よりも短かった。これは、研修医がAIの判断に頼りがちになることを示しているのかもしれない。医師は、AIの診断システムが完全ではないことを十分に理解したうえで、適切に活用することが重要である」と述べている。

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　強力な抗酸化作用を持つカロテノイドの体内レベルが低いことが、緑内障患者の認知機能低下と関連がある可能性を示すデータが報告された。島根大学医学部眼科学講座の谷戸正樹氏らが、皮膚で非侵襲的に測定したカロテノイドレベルと認知機能テストの結果との関連を解析した結果であり、詳細は「Current Issues in Molecular Biology」に7月3日掲載された。

　緑内障は視神経の障害によって視野の不可逆的な異常が進行する疾患で、高齢化を背景に患者数が増加しており、国内の失明原因のトップを占めている。認知症も高齢化を背景に患者数が増加しており、両者ともに神経変性疾患であるという共通点があって、発症や進行に活性酸素の関与が想定されている。一方、野菜や果物に豊富に含まれているカロテノイドは強い抗酸化作用があり、これらの神経変性疾患に対して保護的に働く可能性が示唆されている。とはいえ、体内のカロテノイドの測定には採血が必要なこともあり、眼科領域での研究はあまり進んでいない。しかし近年、反射分光法を用いて体内のカロテノイドを皮膚レベルで測定する技術が確立され、新たな展開を迎えている。

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　谷戸氏らはこの測定法を用いて、緑内障患者のカロテノイドレベルと認知機能や眼科所見との関係性を検討した。解析対象は、同大学医学部附属病院眼科外来の緑内障患者406人（812眼）。緑内障以外の眼底疾患が併存している患者は除外されている。主な特徴は、平均年齢が79.5±7.6歳、男性56.2％で、病型は約6割（57.6％）が原発開放隅角緑内障であった。皮膚カロテノイド（SC）レベルは0～1,200au（任意単位）の間で評価され、研究参加者の平均は325.1±19.3auだった。

　認知症のスクリーニングに用いられているMini-Cogというテストで、5点中2点以下の場合を「認知症の疑いあり（陽性）」と判定したところ、28人（6.9％）がこれに該当した。認知症の疑いの陽性群と陰性群を比較すると、年齢は陽性群が高く有意差が認められ（79.5±7.6対69.0±11.3歳、P＜0.0001）、SCレベルも前者が低値という有意差が認められた（269.5±86.5対329.2±120.4au、P＝0.01）。性別の分布やBMI、血圧、喫煙者率などには有意差がなかった。陽性群の眼科所見（56眼）を陰性群（756眼）と比較すると、陽性群は眼圧が高く、視力と視野感度は低く、有水晶体眼が少ない（白内障手術後が多い）という有意差が認められた。緑内障のタイプの分布は差がなかった。

　次に、SCレベルを従属変数として混合回帰モデルで検討した結果、現喫煙、心拍数高値とともに、認知症の疑いが陽性であることが、SCレベルが低いことの独立した関連因子として特定された。反対に女性であることはSCレベルが高いことの独立した正の関連因子として特定された。年齢やBMI、血圧、視力、視野感度などは、SCレベルの独立した関連因子ではなかった。

　続いて視野感度を従属変数とする検討を施行。その結果、眼圧高値、有水晶体眼、眼科手術の既往などとともに、認知症の疑いが陽性であることが、視野感度の独立した負の関連因子として特定された。年齢や性別、現喫煙、BMI、血圧、心拍数、およびSCレベルは、視野感度の独立した関連因子ではなかった。

　著者らは本研究が横断的デザインで行われているという限界点を述べた上で、「緑内障患者において、Mini-Cogで評価した認知機能の低下がSCレベルの低下と関連していた。これは、認知機能低下抑制のため、カロテノイドレベルを維持するという戦略に潜在的なメリットがあることを示唆している」と総括している。一方、本研究ではカロテノイドの視野感度に対する保護的作用は示唆されなかったが、カロテノイドの神経保護作用の報告もあることから、「さらなる研究が求められる」としている。

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　国内7県の地域住民を対象とした研究で、自己申告による緑内障の既往歴がある人は、主観的に「幸福と感じていない」割合が高いという結果が示された。この緑内障で幸福と感じていない割合が高い傾向は、特に40～59歳の男性で顕著だったという。これは慶應義塾大学医学部眼科学教室と国立がん研究センターなどとの共同研究による結果であり、「BMJ Open Ophthalmology」に2月19日掲載された。

　これまでの研究で、ドライアイや老眼と幸福度の低さとの関連が報告されている。緑内障は、眼圧（目の硬さ）が高い状態が続くことなどにより視神経が障害され、徐々に視野の障害が広がる病気だ。緑内障患者は、テレビの視聴や読書などの楽しみが減少し、転倒リスクが高まるなど、日常生活に悪影響を及ぼし、視覚関連QOLが大きく損なわれる可能性がある。

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　そこで著者らは、2011～2016年に開始された次世代多目的コホート研究「JPHC-NEXT」のデータを用いて、自己申告による緑内障の既往歴と幸福度との関連を解析した。対象は、国内7県（岩手、秋田、長野、茨城、高知、愛媛、長崎）の計16市町村の地域住民（40〜74歳）のうち、がん、心筋梗塞、狭心症、脳卒中、心不全、糖尿病、うつ病の既往歴のある人などを除外した、計9万2,397人。質問紙により緑内障の既往歴（医師の診断）を調べた。全体的に幸せな状態かどうかの質問に関する4つの選択肢（幸せでない、どちらとも言えない、幸せ、大変幸せ）のうち、「幸せでない」または「どちらとも言えない」と回答した人を「幸福と感じていない」とした。

　その結果、緑内障の既往歴のある人は1,733人（1.9％）であり、男性が635人（1.6％）、女性が1,098人（2.1％）だった。緑内障の既往歴がある人は、緑内障の既往歴がない人と比べて年齢が有意に高かった（平均63.0±8.3対57.5±9.6歳）。

　年齢のほか、地域、教育レベル、世帯収入、喫煙、飲酒量、身体活動の差を調整した上で、男性における「幸福と感じていない」のオッズを解析した結果、緑内障の既往歴がある人の方が、緑内障の既往歴がない人よりも有意に高かった（オッズ比1.26、95％信頼区間1.05～1.51）。女性でも、「幸福と感じていない」割合と緑内障の既往歴が関連する傾向にあったが、関連は有意ではなかった（同1.05、0.90～1.23）。

　さらに、年齢層を分けて解析すると、「幸福と感じていない」割合と緑内障の既往歴との関連が最も強かったのは40〜59歳の男性であることが明らかとなった（同1.40、1.04～1.88）。一方、60〜74歳の男性（同1.20、0.96～1.51）、40〜59歳の女性（同1.21、0.92～1.59）、60〜74歳の女性（同0.99、0.83～1.20）では、有意な関連は認められなかった。

　以上から著者らは、「特に男性において、緑内障の既往歴は幸福と感じていない割合と関連する」と結論。性別や年齢層で差があったことの背景として、社会的に求められる役割や雇用状況、視野の障害による仕事への支障などの可能性を挙げている。また、緑内障は日本の中途失明の原因として最も多い病気だが、「診断と治療を早い段階で行えば、進行速度を遅らせ、機能障害を最小限に抑えることができる」と述べている。

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