加するのではないかという危惧があるそれについての詳細は当院技師の別稿を参照してもらいたいが苦痛や乳腺線量が大幅に増加することはない 2.Selenia Dimensions System についての文献的報告先に述べたようにひと口に乳房トモシンセシスと言っても装置によって表示される画

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ふさこたかにし
5 years ago
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1 論文乳房デジタルトモシンセシス 3D マンモグラフィ : 臨床現場での現状 Breast Tomosynthesis, Three-Dimensional X-Ray Breast Imaging Systems : Current Clinical Relevance 鯉淵幸生 Yukio Koibuchi 小田原宏樹 Hiroki Odawara 独立行政法人国立病院機構高崎総合医療センター乳腺内分泌外科従来からマンモグラフィは低線量の乳房 X 線画像で乳がんの早期検出の最良のツールとされてきたしかし乳房を圧迫し薄くして撮影し投影するという 2D 画像の性質上周囲の組織と重なって病変を描出できないという欠点は避けて通れないものであった乳房トモシンセシスは被ばく量を極端に増やすことなく 2D 画像に 3D 画像を加えることでマンモグラフィ画像の情報量特に微細な辺縁所見の認識と石灰化病変の分布の 2 点を飛躍的に増加させる Mammogram has been recognized as the best modality to detect early breast cancer. It has been well known that some breast cancers could not be detected in the mammogram by physicians, because the overlap tissues made no different density between breast cancer and normal breast tissues. Without increasing quantity of being exposed to radiation too much, breast tomosynthesis increased the information of the mammogram substantially, especially in the recognition of fine border image and the distribution of microcalcifications. Key Words: Breast Tomosynthesis, Breast Cancer, Digital Mammography, 3D Image 1. デジタルマンモグラフィトモシンセシス乳房トモシンセシスとは圧迫された乳房を短時間でスキャンし複数の角度で静止画像を収集する 3 次元撮影技術である収集した個々の画像は一連の薄い高解像度断層像に再構成され 1 画像ずつまたは連続的に動画状に表示される 1)2) 乳房トモシンセシスの可能な装置は数社から発売されているそれぞれのデジタルマンモグラフィでのトモシンセシスの撮影に共通なことは乳房を従来と同様に圧迫しディテクタは移動させずに圧迫した乳房に対し X 線管球を移動回転させて撮影を行うことであるしかしながらその回転角度と要する時間は各装置によって異なっているまた画像表示についても 1 回の断層撮影で複数の投影像を得て任意の断層像を再構成するという手法は同様であるが再構成法はシフト加算法とフィルタ逆投射法 (FBP 法 ) それらの組み合わせ等々で異なるこれらの技術面に特性の差があるため乳房トモシンセシスと言っても装置ごとに得られる画像はかなり異なっており学会報告や論文を読む際にはそのことを念頭に置く必要がある当院ではトモシンセシス機能を加えたデジタル式乳房 X 線撮影装置 HOLOGIC 社のSelenia Dimensions Systemを 2011 年 4 月に日本で初めて本格的に導入したこの装置は米国食品医薬品局 (FDA) で2011 年 2 月に承認された初めての乳房トモシンセシス装置である本邦ではそれに先駆けて 2010 年 10 月に承認された Selenia Dimensions Systemの詳細については技術系の他論文に譲るがこの装置は従来のマンモグラフィ撮影に加え角度を変えて複数の方向から撮影し収集したデータを3 次元的に再構成して断層像を作成できるトモシンセシス機能を搭載したデジタル式乳房 X 線撮影装置で従来を 2D マンモグラフィとすれば 3Dマンモグラフィということになるトモシンセシス画像は任意の断層像を動画あるいは静止画として視点を変えて見ることができるので従来の 2D マンモグラフィでは組織の重なりの多い部分でも病変を見つけ出しやすくなるすなわちオーバーラップした対象への描出能を向上させるという利点があるその反面撮影時間が長くなり被検者の苦痛が増すあるいは被ばく量が大きく増 MEDIX VOL.56 23

2 加するのではないかという危惧があるそれについての詳細は当院技師の別稿を参照してもらいたいが苦痛や乳腺線量が大幅に増加することはない 2.Selenia Dimensions System についての文献的報告先に述べたようにひと口に乳房トモシンセシスと言っても装置によって表示される画像は従来のコンベンショナルな画像の装置間の差異よりも大きくその有用性を評価するにあたってはどの装置を用いた研究かを考えながら報告を読まなければならない本稿では Selenia Dimensions System を用いた研究のみを解説する乳房トモシンセシスの有用性評価には従来のコンベンショナル 2D マンモグラフィ画像との画質比較病変描出能の比較 2D マンモグラフィに追加して検診に用いた場合の感度および特異度評価さらには読影時間などさまざまな要素での検討が必要となる FDA の認可からまだ日が浅いこともありこの装置を用いた臨床論文はあまり報告されていないまた本装置あるいは他の装置を用いた乳房トモシンセシスを加えたマンモグラフィ検診でのランダム化比較試験結果の報告もない FDA での承認に用いられたデータもレトロスペクティブな実験データであった従来のマンモグラフィ 2D 画像によるスクリーニング検査では後にがん性でないことがわかる異常所見が検出されるため推定 5~10% の女性が追加検査を受ける必要があると言われている今回の FDA での承認プロセスの一環として HOLOGIC 社は 2 件の研究結果をレビューしたこれらの研究で有資格の放射線専門医 12 人に 316 例のマンモグラフィ - 検査の 2D 3D 画像のレビューを依頼した 2D 画像 3D 画像の両方を読影した放射線専門医は 2D 画像のみの場合に比べてがん性非がん性の症例を鑑別する能力がいずれの研究でも 7% 向上し画像による recall rate( 検診でいえば要精検率 ) が 43% 減少した 3) Poplack らは 2D 画像に 3D 画像を加えたときの recall rate は 2D 画像のみに比較すれば 40% 減少したと報告している 4) さらにその内訳をみると 3D を加えることによって異常がないと認識できるようになった症例が 62%(32/52 例 ) マンモグラフィ所見が精検不要なカテゴリー以下に下がった症例が 23%(12/52 例 ) で 3D 画像で組織の重なりを取り除くことが有用であると示唆された Gur らは 2D 画像に 3D 画像を加えたときの recall rate は 30% 減少したが 2D 画像だけの場合と 3D 画像だけの場合は差がなかったと報告している 5) これらの報告の内容は 2D 画像だけに比べ 3D 画像を加えることで情報量が増えるわけであるから当然の結果とも言える当院では視触診マンモグラフィ併用乳がん検診に 3D マンモグラフィを上乗せした前向き臨床研究を行っている受診者は 300 人程度の premature data ではあるが 2D マンモグラフィでは精検となった受診者が 3D 画像を加えることで 10 人程度減少し 2D では見えなかった病変を 3D 画像では指摘できるようになった人数も 10 人程度いてそのうち 3 例は乳がんであった 2D に加え 3D の動画と静止画を読影するわけであるので当然読影時間は長くなる Gur らの報告によれば 1 症例あたり 2D 画像では平均 1.22 分の読影時間であるのに対し 2D+ 3D 画像では 2.39 分と約 2 倍要していた 5) われわれは実際に読影時間を測定し比較したことはないがフィルム読影よりも長い時間を要していることは間違いないしかしながらこの装置の画像に慣れてきたこと 3D 画像では微細石灰化がかなり強調されて描写されるので従来の 2D デジタルマンモグラフィのモニター読影で必要とされたピクセル等倍処理による読影は不要と考えており読影時間の短縮が図れてきている最近では通常のデジタルマンモグラフィのモニター読影時間と大差ない 3. デジタルブレストトモシンセシスの読影法デジタルマンモグラフィのモニター読影は実寸大画面フィットピクセル等倍の順に進めて行き window width や window level 変更などの post processing を行ってきたトモシンセシス機能が加わったからと言って読影法が大きく異なるわけではない従来のコンベンショナルマンモグラフィにトモシンセシスを加えた場合のわれわれの読影法を以下に示す (1)2D 実寸大画像で左右乳房の比較腫瘤 FAD などの病変探索 (2)MLO 画面フィットで内部構造や辺縁の所見などで病変の候補の確認 (3)CC 画面フィットで内部構造や辺縁の所見などで病変の候補の確認 (4) 右側モニター画面に右トモシンセシスの MLO を表示左側モニター画面に右 2D の MLO を反転させて表示しトモシンセシス断層像の動画を観察一度に全体を眺めることはできないのでまず頭側を観察次いで尾側を観察最後に乳頭直下を観察さらに 2D 画像を眺めながら高濃度や構築の乱れなどの病変の候補の部分をトモシンセシスの動画で観察途中静止させて静止断層画像で確認する ( 図 1) 図 1: 右乳房の読影右乳房を読影する場合の 3D と 2D の配置右画面に右 MLO 3D 画像左画面に右 MLO の 2D 画像を左右反転させた鏡面像で配置する 2D 画像の気になる部位を 3D で比較しながら詳細に検討することが可能となる 24 MEDIX VOL.56

(5) 右側モニター画面に右トモシンセシスの CCを表示左側モニター画面に右 2DのCCを表示し同様に読影を行う (6) 左乳房についても 2Dを左右反転させてトモシンセシスの動画と静止画の読影を同様に行う (7) 最後に 2 面のモニターに MLO CCの2D 画面フィット画像を表示 CAD 機能は装着されていないので不使用 4.

1 腫瘤 2Dマンモグラフィは柔らかい乳房を圧迫して平面的な像を描くものであり柔らかい乳房の中の硬い腫瘤 =がんは X 線透過性が低いため濃度が高いしかも圧迫しても乳房の他の部分と比較して硬いため中央が凸のまま残り中心部が高濃度の濃度勾配となるすなわち硬さの情報は濃度として表わされるでは2Dに加えトモシンセシスを加えた読影ではどうなるかまず濃度の情報についてであるが

左画面に左右反転した右 2D 鏡面像を映して必ず比較しながら読影を行っている充実腺管がんなどの圧排性増殖を示す触診で明らかに触知する乳がんの場合 2D 画像では比較的境界明瞭な腫瘤あるいは境界不明瞭な中心高濃度の腫瘤として描出されるその場合トモシンセシスの 3D 画像では 2D 画像に比較して中心高濃度という硬さを示す濃度の情報が少なくなるまた

3 (5) 右側モニター画面に右トモシンセシスの CCを表示左側モニター画面に右 2DのCCを表示し同様に読影を行う (6) 左乳房についても 2Dを左右反転させてトモシンセシスの動画と静止画の読影を同様に行う (7) 最後に 2 面のモニターに MLO CCの2D 画面フィット画像を表示 CAD 機能は装着されていないので不使用 4. デジタルブレストトモシンセシスの診断能従来のコンベンショナル 2Dマンモグラフィの読影は乳がんを探すために腫瘤石灰化その他の所見に分類して読影を行ってきたトモシンセシス機能が加わったからと言ってその分類には違いはないそこで腫瘤構築の乱れ石灰化それぞれの所見についてトモシンセシスが加わった場合の読影所見について述べる 4.1 腫瘤 2Dマンモグラフィは柔らかい乳房を圧迫して平面的な像を描くものであり柔らかい乳房の中の硬い腫瘤 =がんは X 線透過性が低いため濃度が高いしかも圧迫しても乳房の他の部分と比較して硬いため中央が凸のまま残り中心部が高濃度の濃度勾配となるすなわち硬さの情報は濃度として表わされるでは2Dに加えトモシンセシスを加えた読影ではどうなるかまず濃度の情報についてであるがトモシンセシスで得られる動画画像は断層写真 1 枚 1 枚を重ね合わせていくものであり 2Dのときほど他の乳腺との濃度差や濃度勾配が得づらく濃度に注目した場合は 3D 画像では関心領域のピックアップが困難であるしたがって濃度差の得やすい 2Dマンモグラフィを見ながら 3D 展開し読影することが必要であると考えている図 1に示すように 2 面モニターの右画面に右 3D 左画面に左右反転した右 2D 鏡面像を映して必ず比較しながら読影を行っている充実腺管がんなどの圧排性増殖を示す触診で明らかに触知する乳がんの場合 2D 画像では比較的境界明瞭な腫瘤あるいは境界不明瞭な中心高濃度の腫瘤として描出されるその場合トモシンセシスの 3D 画像では 2D 画像に比較して中心高濃度という硬さを示す濃度の情報が少なくなるまた辺縁の情報は微細な所見があるとは限らず 3D の断層像でも明らかに浸潤を示唆する所見にはならない ( 図 2) 触診で明らかに硬い腫瘤を触知する場合には従来の 2D 画像の情報で十分でありトモシンセシス撮影は不要と考えるトモシンセシスで最も優れた能力は微細な辺縁の性状を鮮鋭に描出する能力である 2D マンモグラフィでは腫瘤が前後の乳腺と重なった場合には境界が判定不能になったりして浸潤を示唆する所見が認識できなくなるトモシンセシスの 3 次元的に再構成した断層像の動画と関心領域の断層の静止画では前後の組織の重なりを取り除き周囲に浸潤する所見 spicula を認識しやすくなる 2D 画像で高濃度病変 ( カテゴリー 3 または 4) として pick up 可能な場合でもトモシンセシス 3D 画像で辺縁に spicula を認識できればカテゴリー 5 間違いなく悪性という確信を持って診断することができる ( 図 3 図 4 図 5) 図 3:2D 画像と 3D 画像の比較 (Ⅰ) 2D 画像 ( 左 ) では境界 spicula が認識できず C-3 4 3D 画像 ( 右 ) では spicula が明らかになり C-5 と判定できる図 2: 充実腺管がん明らかに触知する充実腺管がん 3D 画像でも情報量は増えない図 4:2D 画像と 3D 画像の比較 (Ⅱ) 2D 画像 ( 左 ) では小さな病変で境界の判定不能 C-3 3D 画像 ( 右 ) では辺縁の spicula が認識可能で C-4 5 となる MEDIX VOL.56 25

4.2 その他の所見 (focal asymmetric density(fad) 構築の乱れ ) FADは 2D 画像特有の考え方であり

FADが乳がんで形成されている場合は前後の重なりが排除されるので浸潤を示唆する辺縁があれば認識可能になることが多いまた病変がなく乳腺や血管の単なる重なりや孤立性の乳腺組織が

腫瘤の微細な辺縁の性状を鮮鋭に描出するのと同じように従来の 2D 画像では認識不可能な小さな構築の乱れを認識できるようになることがある 2D

それによりがんの存在を強く疑うことが可能となる ( 図 7 図 8 図 9) これが乳房トモシンセシス 3D 画像の最大の利点である 2D 画像では構築の乱れを spicula

の症例のルーペ像管状がんの spicula が明らか図 8:Architectural distortion 2D 画像 ( 左 ) では病変の認識は困難 3D 画像 ( 右 )

4 4.2 その他の所見 (focal asymmetric density(fad) 構築の乱れ ) FADは 2D 画像特有の考え方であり乳がんが乳腺などの組織と重なって見えないことがあるあるいは乳がんの内部構造が線維成分が多いため病変として認識できる濃度を形成しない場合に用いられる用語である 3D 画像では FADが乳がんで形成されている場合は前後の重なりが排除されるので浸潤を示唆する辺縁があれば認識可能になることが多いまた病変がなく乳腺や血管の単なる重なりや孤立性の乳腺組織が FADという所見を形成している場合は断層像で重なりを排除することで悪性所見ではないと認識可能になる ( 図 6) 3D 断層画像では腫瘤の微細な辺縁の性状を鮮鋭に描出するのと同じように従来の 2D 画像では認識不可能な小さな構築の乱れを認識できるようになることがある 2D 画像では避けられなかった病変と組織の重なりを取り除き病変の存在する層に最も焦点のあった 1スライスで判定すると乳腺の正常構造と全く異なる棘状の陰影 spiculaが鮮明に描出されそれによりがんの存在を強く疑うことが可能となる ( 図 7 図 8 図 9) これが乳房トモシンセシス 3D 画像の最大の利点である 2D 画像では構築の乱れを spicula retraction 図 7:spicula 2D 画像 ( 左 ) では病変の認識は不可能 3D 画像 ( 右 ) で構築の乱れ spicula が認識可能 C-4 図 5: 図 4 の症例のルーペ像管状がんの spicula が明らか図 8:Architectural distortion 2D 画像 ( 左 ) では病変の認識は困難 3D 画像 ( 右 ) 構築の乱れの存在が明らか C-4 図 6:FAD( 病変なしの例 ) 2D 画像 ( 左 ) では L 領域に FAD があり C-3 3D 画像 ( 右 ) では重なりが排除され病変が無いことがわかる C-1 図 9: 図 8 の症例のルーペ像硬がんの症例間質に浸潤する spicula が明らか 26 MEDIX VOL.56

distortionと分けて表現していたが 3D 画像では中心高濃度のないいわゆる構築の乱れのほとんどは spiculaであることがわかる乳房トモシンセシスで微細構造がよく見えるようになる理由は重なりを取り除くために空間分解能にたけていることだけではなく画像再構成の際のフィルタ逆投射法 (FBP 法 ) という方法により X

5 distortionと分けて表現していたが 3D 画像では中心高濃度のないいわゆる構築の乱れのほとんどは spiculaであることがわかる乳房トモシンセシスで微細構造がよく見えるようになる理由は重なりを取り除くために空間分解能にたけていることだけではなく画像再構成の際のフィルタ逆投射法 (FBP 法 ) という方法により X 線吸収量の異なる境界が強調されて見えるようになることも考えられる 4.3 石灰化石灰化は形態と分布により評価を行ってきた 2Dと3Dでは石灰化が認識できるかどうかという点では差がないので論文でも石灰化病変における 3D 画像の優位性は報告されていないまた腫瘤や構築の乱れとは異なり悪性の確信度が上がりカテゴリーが上がるということも少ないしかしその見え方は大きく異なる 3Dの断層画像は一つの乳管腺葉系をその断面で再構成作像するので石灰化が小葉内や同一乳管内に存在する場合に 1 断層写真で分布も形態も鮮明に描出するしたがって乳がんの広がり診断を正確に行うことが可能になり手術の際の切除範囲決定に大いに役立つ ( 図 10) しかしながらこれまで乳腺症などの良性病変の可能性が高くカテゴリー 2に分類されてきた微小円形あるいは淡く不明瞭な石灰化病変は 3Dの断層写真のある断面では明瞭にかつ集簇性に見えてしまうことがあり over diagnosisの危険性をはらんでいる石灰化に関しては現在 3Dマンモグラフィ画像の CADの開発が進められており特性に即した新しい診断基準が必要であると考えている臨床面での有用性は言うまでもなく検診での有用性のエビデンスの構築がわれわれの責務であると考えている今後乳房トモシンセシスの技術はさらに進化し近い将来トモシンセシス機能を備えた装置が標準的マンモグラフィ撮影装置になると考えている Seleniaはホロジックインコーポレイテッド社の登録商標です参考文献 1) Niklason LT, Christian BT, Niklason LE, et al. : Digital tomosynthesis in breast imaging. Radiology, , ) Dobbins JT Ⅲ, Godfrey DJ : Digital x-ray tomosynthesis ; Current state of the art and clinical potential. Phys. Med. Biol., , R , ) Raffetly, EA, Niklason LT, Halpern E, et al. : Assessing Radiologist Performance Using Combined Full- Field Digital Mammography and Breast Tomosynthesis Versus Full-Field Digital Mammography Alone; Results of a Multi-Center, Multi-Reader Trial. Session SSE 26-02, RSNA, ) Poplack SP, Tosteson TD, Kogel CA, et al. : Digital Breast Tomosynthesis : Initial Experience in 98 Women with Abnormal Digital Screening Mammography. AJR 189, , ) Gur D, Abrams GS, Chough DM, et al. : Digital Breast Tomosynthesis : Observer Performance Study. AJR 193, , 図 10: 淡く不明瞭な石灰化 2D 画像 ( 左 ) 集簇性の石灰化に加えて乳頭付近に散在性の石灰化 3D 画像 ( 右 ) では多形集簇性の石灰化と乳頭付近の石灰化が同一平面上にあり同一乳管腺葉系の石灰化が疑われる 5. まとめ乳房トモシンセシスの技術は重なりを取り除いた断層像を描出することでマンモグラフィ画像に革命を起こしたと言っても過言ではない情報量は格段に増加し特に微細な辺縁の認識石灰化の正確な分布の認識が可能になった MEDIX VOL.56 27

Microsoft PowerPoint - ★総合判定基準JABTS 25ver2ppt.ppt

Microsoft PowerPoint - ★総合判定基準JABTS 25ver2ppt.ppt 2010/5/26 FAD C1 2 C3 C3 C4 C4 C4 C5 C3 C1 C3 C3 C3 C5 C4 C3 FAD C2 C2 FAD C3~C5 C2 C3 C C3 C2 C3 C1 C3 C1 C3 C1 C3 C2 C3 C2 C3 C2 乳癌検診におけるマンモグラフィと超音波検査の総合判定基準 ( 案 ) JABTS 検診班背景 MMG と US 検診の要精査基準はすでに作成されている