胸郭形態は、胸部の生体力学、換気、損傷応答を左右する要因である。しかし、従来の胸郭の統計的形状モデル（SSM）は、損傷や疾患を過剰に代表する臨床用コンピュータ断層撮影によって撮像された数百人程度の小規模コホートに依存してきた。本研究では、ドイツ国民コホート（NAKO）に参加した19～74歳の成人を対象とする、標準化された全身磁気共鳴画像法（MRI）スキャン26,275件から、24本すべての肋骨を含む完全な胸郭の表面ベースSSMを構築した。肋骨は深層学習パイプライン（肋骨拡張版SPINEPSモデル）によってセグメンテーションし、肋骨ごとの表面メッシュとして再構築した後、Scalismoにおけるガウス過程モーファブル位置合わせを用いて、頂点単位の密な対応関係を確立した。位置合わせ後の集合は、一般化プロクラステス解析および主成分分析（PCA）によって要約した。肋骨ごとに算出した14種類の幾何学的記述子により、抽象的なPCAモードと名称の付いた形状特徴との定量的な対応付けを行った。また、性別、年齢、身体の大きさおよび組成（体脂肪率を含む）、喫煙曝露との関連を、Benjamini–Hochberg法による偽発見率制御を伴う多変量回帰によって推定した。形状変異は少数のモードに強く集中しており、28モードで全分散の95％が説明された。最初の3モードだけで69.4％（PC1：42.6％、PC2：16.3％、PC3：10.5％）を占め、一貫した解剖学的解釈が可能であった。すなわち、性的二形性を表す軸（PC1）、細身体型と頑健体型の対比（PC2）、第11～12肋骨における浮遊肋骨の大きさを表す軸（PC3）である。PC1上では男女がほぼ完全に分離した（Cohenのd＝2.52）。体重と体脂肪率は、胸郭形状と関連する修正可能な要因として最も支配的であった一方、累積喫煙曝露との関連は比較的小さかった。本モデルは、献体由来の有限要素人体モデルのベンチマーキングおよび形態変換、ならびに大規模コホートにおける今後の形状解析に利用可能な、集団を代表する幾何学的参照モデルとして公開される。
https://doi.org/10.64898/2026.09.01.26361964