(院長の徒然コラム)

はじめに

「うちの子の歯並び、大丈夫かな？」

お子さんの歯並びや口元の状態を見て、このように不安を感じたことのある保護者の方は少なくないでしょう。

歯並びの乱れ、いわゆる「不正咬合」は、見た目の問題だけでなく、むし歯や歯周病のリスクを高めたり、発音や咀嚼（そしゃく）機能に影響を与えたり、さらには心理的なコンプレックスにつながることもあります。

だからこそ、不正咬合は早期に発見し、適切な時期に治療を開始することが極めて重要とされています。

しかし、歯科医院での定期的なチェッが推奨される一方で、多忙な日常や歯科への心理的なハードルから、見過ごされてしまうケースも少なくありません。

特に、子どもの歯が乳歯から永久歯へと生え変わる「混合歯列期」は、顎の成長や永久歯の萌出に合わせた適切な介入が、将来の歯並びを大きく左右する大切な時期です。

この重要な時期に、もし家庭で手軽に、かつ高い精度で歯並びの異常をスクリーニングできるとしたら、どうでしょうか？

今回ご紹介する最新の研究論文「Accuracy of AI-based binary classification for detecting malocclusion in the mixed dentition stage」（Kengo Oka他、PLoS One、2025年12月9日掲載）は、まさにこの問いに答える画期的な可能性を提示しています。

(世界のライオン株式会社の研究ですね。)

スマートフォンで撮影したお子さんの口の中の画像と、簡単な問診票の情報をもとに、AIが不正咬合の有無を検出するモデルの実現可能性を検証したこの研究は、未来の歯科予防に新たな光を当てています。

なぜ今、家庭でのAI診断が求められるのか？ 不正咬合早期発見の重要性と現状の課題

不正咬合は世界中で非常に一般的な症状であり、子供から大人まで多くの人に見られます。その有病率は高く、例えば今回の紹介論文研究の序論でも引用されているレビューによると、混合歯列期における不正咬合の平均有病率はモンゴロイド(アジア人)で66.75%、コーカソイド(白人)で70.39%にも及ぶとされています。

不正咬合がもたらす影響

不正咬合は単なる「見た目の問題」ではありません。

①咀嚼機能の低下

食べ物をうまく噛み砕けず、胃腸に負担をかけたり、栄養摂取効率が悪くなったりする可能性があります。

②発音の障害

特定の音が発音しにくくなることがあります。

③むし歯・歯周病のリスク増加

歯が重なり合っていると歯磨きがしにくく、プラークが溜まりやすくなるため、むし歯や歯周病になりやすくなります。

④顎関節への影響

噛み合わせの不調和が顎関節に負担をかけ、顎関節症を引き起こす可能性があります。

⑤心理的・社会的問題

歯並びがコンプレックスとなり、人前で笑うのをためらったり、自尊心の低下につながったりすることもあります。

これらの問題を未然に防ぎ、あるいは最小限に抑えるためには、成長期にある子どもの不正咬合を早期に発見し、適切な時期に専門医の診断を受けることが不可欠です。

混合歯列期における不正咬合の治療は、永久歯が生え揃ってからの治療（本格矯正）に比べて、顎の成長をコントロールすることで治療期間を短縮したり、抜歯の可能性を減らしたりするメリットがあるとされています。

日本の子供たちの不正咬合を見つけるためのハードル

しかし、現状には課題も山積しています。

日本では諸外国と比較して、子どもの定期的な歯科受診率が低い傾向にあります。そのため、保護者が子どもの歯並びの状態について専門家からのフィードバックを受ける機会が少なく、治療が必要なレベルの不正咬合であっても、保護者自身がその深刻さに気づいていないケースが多いのが実情です。

従来の不正咬合の診断は、歯科医師による精密な口腔内診査やレントゲン撮影、歯型採取など、専門的な知識と設備を必要とします。

また、大規模な健診などで用いられるスクリーニングツール（DAIやIOTNなどの指標）も、実施に時間がかかったり、評価者によるバラつきが生じたりする課題があります。

こうした背景から、家庭で手軽に利用でき、保護者が子どもの歯並びの状態を認識し、歯科受診の動機付けにつながるような「スクリーニングツール」の開発が強く求められていました。

AIとスマートフォンの融合：家庭での早期発見を目指す画期的な研究

今回の論文研究は、この課題を解決するための一歩として、「AIモデルを用いて、混合歯列期の子どもの不正咬合を家庭で検出できるか」というテーマに挑んでいます。

《研究の具体的なアプローチ》

①対象者の選定

日本の小学3年生から6年生までの子ども519人を対象としています。

この年齢層は、乳歯と永久歯が混在する「混合歯列期」にあたり、顎の成長や永久歯の萌出状況が将来の歯並びに大きく影響する重要な時期です。

②データ収集

⚫︎スマートフォンによる口腔内画像

保護者がスマートフォンのアプリに表示されるガイドフレームに沿って、お子さんの口の中（正面、左右側面）を撮影します。

これにより、歯科医院のような特殊な機材がなくても、一定の品質で画像を収集できるかどうかが試されました。

⚫︎口腔習癖に関する問診票

 「日中、口が開きっぱなしになるか」「寝ている間に口が開くか」「硬いものが食べにくいか」「柔らかいものが好きか」といった、不正咬合と関連が示唆される口腔習癖に関する質問に回答してもらいました。

③AIモデルの構築

収集した画像と問診票のデータを基に、「DataRobot」という自動機械学習プラットフォームを用いて、以下の3種類の不正咬合に対するAIモデルを構築しました。

⚫︎ディープバイト（過蓋咬合)

上下の前歯の噛み合わせが深く、上の前歯が下の前歯を覆い隠す度合いが大きい状態。

⚫︎上顎前突（出っ歯)

 上の前歯や上顎全体が、下の前歯や下顎に比べて前方に突出している状態。

⚫︎叢生（乱ぐい歯)

 歯が顎のスペースに収まりきらず、でこぼこに並んでいる状態。

この3つのいずれも「不正咬合あり／なし」を判定するモデルとして開発されました。

④モデルの性能評価

開発されたAIモデルの性能は、感度（実際に不正咬合がある場合に正しく「あり」と判定する確率）や特異度（不正咬合がない場合に正しく「なし」と判定する確率）、そしてROC曲線下面積（AUC）といった客観的な指標で評価されました。

AUCは0.5（ランダム）から1.0（完璧）の範囲で、数値が高いほどモデルの識別能力が高いことを示します。

将来が期待できる結果：AIは子どもの歯並びをどこまで見抜けるのか？

論文研究の結果は、家庭でのAIスクリーニングが非常に有望であることを示唆していました。

①AIモデルの高い検出精度

⚫︎ディープバイト

AUC 0.92（感度 91.2%, 特異度 81.4%）と、非常に高い精度で検出できることが示されました。

これは、AIがディープバイトの重要な特徴を画像からしっかり正確に捉えられていることを意味します。

⚫︎上顎前突

AUC 0.74（感度 70.0%, 特異度 71.2%）と、中程度の精度で検出されました。

⚫︎叢生

AUC 0.73（感度 80.0%, 特異度 61.6%）と、こちらも中程度の精度で検出されました。

これらの結果は、今回研究に使ったAIモデルが専門医の精密診断レベルではないものの、スクリーニングツールとしては十分に実用的なレベルに達している可能性を示しています。

特に感度が高い（見逃しが少ない）ことは、早期発見を目的とするスクリーニングにおいて非常に重要な要素です。

②歯科画像の圧倒的な重要性

各モデルの構築において、最も重要な判断因子は「スマートフォンで撮影した口腔内画像」であることが明らかになりました。

これは、歯科医院での肉眼診査と同様に、歯や顎の状態を直接視覚的に捉える情報が、AIにとっても最も判断材料として価値が高いことを裏付けています。

③口腔習癖（問診票データ）の意外な役割

ディープバイトの検出においては、口腔習癖に関する問診票データはあまり重要ではないと判断されました。

しかし、上顎前突の検出においては、「日中の口が開いているか」「寝ている間に口が開いているか」といった口呼吸に関連する問診票項目が重要な判断因子となりました。

同様に、叢生の検出においては、「硬いものが食べにくいか」「柔らかいものが好きか」といった咀嚼習慣に関する問診票項目が重要な判断因子となりました。

これらの結果は、単に画像から形態的な異常を検出するだけでなく、生活習慣に関する情報（口腔習癖）を組み合わせることで、AIモデルがより多角的に不正咬合のリスクを評価できる可能性を示唆しています。

④AIの有用性

比較のために、問診票データのみを用いて構築したロジスティック回帰モデルの性能は、いずれの不正咬合においてもAUCが0.70を下回り、AIモデルと比較して著しく低いことが示されました。

このことは、AIと口腔内画像の組み合わせが、不正咬合のスクリーニングにおいて極めて有効であることを明確に物語っています。

不正咬合と口腔習癖の深い関連性：AI研究が再確認する生活習慣の重要性

今回の論文研究は、AIモデルの性能評価だけでなく、不正咬合と口腔習癖の統計的な関連性についても深く分析しています。

この結果は、私たちが日頃から子どもの口腔習慣に気を配ることの重要性を再認識させてくれます。

①ディープバイトと口腔習癖：形態的要因が強く、習癖の関与は限定的

ディープバイト（過蓋咬合）は、上下の歯が深く噛み合いすぎている状態です。

この状態では、下の前歯の先端が上の歯茎に食い込んだり、逆に上の前歯の先端が下の歯茎を傷つけたりすることがあり、歯周組織への悪影響や、顎関節への負担につながることがあります。

今回の研究では、AIモデルがディープバイトを非常に高い精度（AUC 0.92）で検出できることが示されました。

このAIモデルにおいて、画像の寄与が圧倒的に高く、口腔習癖に関する問診票データはほとんど影響を与えませんでした。

統計的な解析でも、ディープバイトと口腔習癖の間には有意な関連は見られませんでした。

これは、ディープバイトが、口呼吸や咀嚼習慣といった後天的な口腔習癖よりも、骨格的な要因や歯の萌出方向など、形態的な要素が強く関与していることを示唆していると考えられます。

AIは、まさにその形態的な特徴を画像から正確に読み取ることで、高い検出精度を実現したと言えるでしょう。

②上顎前突（出っ歯）と口腔習癖：口呼吸がリスクを高める

上顎前突、いわゆる「出っ歯」は、上の顎や歯が前に突き出している状態です。

見た目の問題だけでなく、前歯で食べ物を噛み切りにくかったり、口が閉じにくく、口呼吸になりやすかったりする問題があります。

今回の研究では、上顎前突のAIモデルにおいて、口呼吸に関連する問診票項目（「日中の口が開きっぱなし」「寝ている間に口が開く」）が重要な判断因子として示されました。

統計的な解析でも、口が開きっぱなしであることと上顎前突の間に有意な関連性が確認されました。

これは、従来の歯科医療で言われてきたことと完全に一致します。

口呼吸は、口腔周囲の筋肉のバランスを崩し、上顎の発育を阻害したり、上の前歯が前方に傾斜しやすくなったりする原因となることが知られています。

⚫︎口呼吸のメカニズムと影響

本来、口は閉じ、舌は上顎に触れているのが正しい安静位です。これにより、舌が上顎を内側から広げる力が働き、バランスの取れた顎の発育を促します。

しかし口呼吸の習慣があると、口が常に開いて舌が下がった位置にあるため、上顎を広げる力が働きません。

さらに、頬の筋肉（口輪筋など）の圧力が相対的に強くなり、上顎の歯列が内側に狭められ、前歯が前方に押し出されやすくなります。

これにより、上顎の発育不全や上顎前突につながることがあります。

また、口呼吸は口腔内の乾燥を招き、むし歯や歯肉炎のリスクも高めます。

もしお子さんに口呼吸の傾向が見られる場合は、耳鼻咽喉科でのアレルギー性鼻炎などの鼻疾患の有無を確認するとともに、歯科医に相談し、口腔筋機能療法（MFT）などによる改善を目指すことが重要です。

③叢生（乱ぐい歯）と口腔習癖：硬いものを避ける習慣が顎の発育を阻害

叢生、いわゆる「乱ぐい歯」は、歯がでこぼこに生えていたり、重なり合って生えていたりする状態です。

これは、顎の骨の大きさに対して歯の大きさが不釣り合いであるために、歯が正常な位置に並びきれない場合に起こります。

歯磨きがしにくく、むし歯や歯周病のリスクが特に高まります。

論文研究では、叢生のAIモデルにおいて、咀嚼習慣に関する問診票項目（「硬いものが食べにくい」「柔らかいものが好き」）が重要な寄与因子として示されました。統計的な解析でも、硬いものを避ける習慣と叢生の間に有意な関連性が確認されました。

これは、子どもの顎の成長と食習慣の深い関係を示唆しています。

⚫︎咀嚼と顎の発育のメカニズム

成長期の子どもが硬い食べ物をしっかり噛むことは、顎の骨（特に上顎骨）に適切な刺激を与え、その発育を促す上で非常に重要です。

咀嚼筋が活発に働くことで、顎の骨に適度な負荷がかかり、骨の成長が促進されます。

特に、上顎骨の中央にある口蓋縫合（こうがいほうごう）は、顎を側方に拡大する重要な成長部位であり、強い咀嚼刺激がこの部位の成長を促進すると考えられています。

しかし、現代の食生活では柔らかい食べ物が多くなり、しっかり噛む機会が減少しています。

これにより、顎の骨が十分に発達せず、永久歯が萌出するスペースが不足し、叢生につながるリスクが高まると考えられています。

お子さんには、意識的に硬さや噛み応えのある食材（根菜類、りんごなどの硬さのあるフルーツ、繊維質の食物）を取り入れた食事を提供し、しっかり噛んで食べる習慣を身につけさせることが、顎の健全な発育と将来の歯並びにとって重要です。

AIが拓く未来の歯科予防：スクリーニング検査の一般化と歯科医の新たな役割

本研究が示す「スマートフォンとAIによる不正咬合スクリーニング」の可能性は、歯科医療の未来に多大な影響を与えると考えられます。

①早期発見・早期介入の促進と歯科への敷居の低下

これまで歯科医院でしかできなかった歯並びのチェックが、家庭で手軽に行えるようになれば、多くの保護者が子どもの歯並びの状態に気づき、関心を持つきっかけとなるでしょう。

AIが「不正咬合の疑いあり」と判定すれば、保護者は「念のため専門家に見てもらおう」という行動に移りやすくなります。

これにより、見過ごされがちだった不正咬合が早期に発見され、適切な時期に治療を開始できる可能性が高まります。

これは、歯科医院への心理的・物理的な敷居が高いと感じる人々にとって、予防歯科への第一歩を踏み出す強力な後押しとなります。

特に、地理的に歯科医院が遠い地域や、多忙な家庭にとって、自宅でスクリーニングできることは大きなメリットです。

②歯科医師の役割の変化

AIがスクリーニングを担うことで、歯科医師の役割はより専門的で高度な領域にシフトしていくでしょう。

AIはあくまでスクリーニングツールであり、最終的な精密診断と治療計画の立案は、経験豊富な歯科医師にしかできません。

AIが不正咬合の「疑い」を提示した症例に対して、歯科医師はより集中して精密検査を行い、個々の子どもに最適な治療法を提案できるようになります。

また、AIが口呼吸や食習慣と不正咬合の関連性を示唆するデータを提供することで、歯科医師は保護者に対して、より根拠に基づいた具体的な口腔習癖改善指導や食育指導を行うことができるようになります。

早期の段階で生活習慣を改善することで、不正咬合の進行を抑制したり、症状を軽減したりすることが期待されます。

つまりAIがきっかけとなり予防指導と生活習慣指導の強化が行えるのです。

さらに、AIによるスクリーニングで「疑いあり」と判定された患者に医療資源を集中させることで、歯科医療全体がより効率的に運用される可能性があります。

③デジタルヘルスケアのさらなる進展

本研究のようなAIモデルは、将来的にスマートフォンのヘルスケアアプリや、遠隔医療システムと連携することで、より広範なデジタルヘルスケアの一環となる可能性を秘めています。

例えば、アプリ内で歯並びの画像を定期的に記録し、AIが変化を検知して警告を発する、あるいはAIが口腔習癖の改善アドバイスを提示するといったサービスが考えられます。

これにより、個々人に最適化された予防プログラムが提供され、よりパーソナライズされた口腔健康管理が実現するかもしれません。

課題と今後の展望：AIと共に歩む歯科医療の未来

もちろん、本研究はまだ実現可能性を示した段階であり、実用化にはいくつかの課題が残されています。

①AI精度のさらなる向上

特に、偽陽性（不正咬合がないのに「あり」と判定してしまうこと）を減らす努力が求められます。

スクリーニングで「疑いあり」とされた後に歯科医院を受診しても、「問題なし」と診断されることが多すぎると、システムへの信頼が損なわれてしまう可能性があるからです。

②多様な撮影環境への対応

今回の論文研究では、ある程度ガイドされた環境で撮影された画像が用いられましたが、実際の家庭環境では、照明条件、カメラアングル、背景などが多岐にわたります。

様々なスマートフォン機種や撮影環境でも安定した性能を発揮できるよう、AIモデルの汎用性を高める必要があります。

③ユーザーインターフェースの改善

誰でも簡単に、かつ正確に画像を撮影できるよう、アプリのガイド機能や撮影補助機能のさらなる開発が不可欠です。

また、AIの判定結果を分かりやすく伝え、歯科受診を促すような情報提供の仕方も重要になります。

④実際の行動変容への効果検証

AIスクリーニングが、本当に保護者の意識を変え、歯科受診を促し、結果的に不正咬合の早期治療につながるのか、長期的な視点での検証が求められます。

⑤倫理的側面への配慮

AIが個人の医療情報を扱う上で、データプライバシーの保護や、誤診がもたらす影響、AIの判断の透明性など、倫理的な課題にも真摯に取り組む必要があります。

今回の紹介論文研究の意義は、家庭と歯科医療を結びつけ、早期発見の機会を飛躍的に拡大する可能性を示した点にあります。

今後は、AIモデルのさらなる洗練、実際の使用環境での検証、そして何よりも「人々の口腔健康を守る」という最終目標を見据えたシステム設計が求められるでしょう。

終わりに:あなたのお子さんの歯並び、AIとスマホで「未来」を見据えてみませんか？

子どもの成長はあっという間です。

今回の研究が示すように、最新のAI技術と身近なスマートフォンを組み合わせることで、私たちは子どもの歯並びの問題に、これまでよりもずっと早く、そして手軽に気づくことができるようになるかもしれません。

もちろん、AIは完璧な診断を下す「歯科医師」ではありません。

しかし、お子さんの口腔健康に関心を持ち、必要な時に専門医の診察を受けるための「頼れる最初の案内人」となる可能性を秘めているのです。

この画期的な研究は、私たちに「子どもの歯並びをAIとスマホで守る未来」が、もはやSFの世界の話ではないことを教えてくれます。

この新しいアプローチが、すべての子どもたちの健やかな口腔と、自信に満ちた笑顔を守る一助となることを期待せずにはいられません。

今日から、お子さんの口元をもう一度よく見てみませんか？

そして、もし気になるところがあれば、迷わず歯科医院を受診しましょう。

それが、お子さんの将来の口腔健康を守る、最も確実な一歩となるはずです。