ISSN 1345-5354

医 学 物 20理
19Japanese Journal of Medical Physics

Vol. 394

http://www.jsmp.org/

教育委員会企画連載中

令和元年

第39巻 4号

日本医学物理学会機関誌

目次〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(4) 3D-PSF の応用 2. virtual nodule の胸部 CT-CAD の QA への応用
徹，曾根脩輔 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

中野正寛 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

和田真一，大久保真樹，成田啓廣，村尾晃平，松本国際学会参加記2019 年米国医学物理学会学術大会参加報告

施設紹介
京都大学医学部附属病院放射線治療科の紹介
宮部結城，椋本宜学，小野智博，伊良皆拓，平島英明，中村光宏 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

編集後記 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

94【複写される方へ】
本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の方でない限り，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．
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CONTENTS〈Special Issue Series: Educational Committee〉

REVIEW
Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 4. Application of 3D-PSF 2. Virtual Nodule Application to QA
for Thoracic CT-CAD
Shinichi WADA, Masaki OHKUBO, Akihiro NARITA,
Kohei MURAO, Toru MATSUMOTO, Shusuke SONE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

REPORT OF INTERNATIONAL CONFERENCE
2019 AAPM Annual Meeting and Exhibition, San Antonio, Texas, USA

Masahiro NAKANO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

INTRODUCTION OF RESEARCH FACILITY
Department of Radiation Oncology and Image-Applied Therapy at Kyoto
University Hospital
Yuki MIYABE, Nobutaka MUKUMOTO, Tomohiro ONO,
Hiraku IRAMINA, Hideaki HIRASHIMA, Mitsuhiro NAKAMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

EDITOR S NOTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

94

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4: 77–85 (2019)

医学物理 第 39 巻 第 4 号

解説〈連載：教育委員会企画〉

CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(4) 3D-PSF の応用 2. virtual nodule の胸部 CT-CAD の QA への応用
和田真一 *1, 2，大久保真樹 2，成田啓廣 2，村尾晃平 3，松本
1

新潟大学

2

新潟大学大学院保健学研究科放射線技術科学分野

3

国立情報学研究所医療ビッグデータ研究センター（元 富士通株式会社）

4

千葉健生病院（元 放射線医学総合研究所）

5

信州大学

徹 4，曾根脩輔 5

名誉教授

名誉教授（元 JA 長野厚生連安曇総合病院）

Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 4. Application of 3D-PSF 2. Virtual Nodule Application to QA for Thoracic CT-CAD
Shinichi WADA*1, 2, Masaki OHKUBO2, Akihiro NARITA2, Kohei MURAO3, Toru MATSUMOTO4, Shusuke SONE5
1

Professor Emeritus of Niigata University

2

Graduate School of Health Sciences, Niigata University

3
4
5

Research Center for Medical Big-data, National Institute of Informatics (Formerly Fujitsu Limited)
Chiba Kensei Hospital (Formerly National Institute of Radiological Sciences)

Professor Emeritus of Shinshu University (Formerly JA Nagano Azumi General Hospital)

ん死因の第 1 位であり，全世界においては 1,761,007 人 5）

1．は じ め にが 1 年間に死亡しており，死因トップのがんである．肺ががん検診は，症状発現の前の早期診断の追求であると定んの年間罹者数は，国内で 116,224 人 6）と，大腸がん，胃義される．早期診断は早期治療を提供し，そのことによりがんに次いで第 3 位であり，全世界では 2,093,876 人で，がん死を回避することができる．がん検診の有効性は，ど罹患者数の最も多いがんである．肺がんは罹患者と死亡者

れほど早期にがんが診断され，早期治療によって，症状発の双方の数において最重要のがんである．

現による診断・治療よりも，どれほど多くのがん死を回避できるかに依存する 1）, 2）．

肺がんの病期分類システムは，肺がんの生存率に基づいており，10 年生存率から推定される治癒可能比は，stage

罹患率と死亡率の双方において重要ながんに対し，早期I の，特に，そのサイズが 10 mm 以下の肺がんでは高く，治療が晩期治療よりも治療成績において優れており，症状サイズが増すにつれて治癒可能比は低下する．stageI 肺がが現れてからの晩期診断よりも前に早期診断をもたらすんの治癒可能比は高いが，stageI で診断される肺がんは僅――即ち Lead Time が提供される――テスト法が存在すかであるために，発見される全 stage の肺がんの治癒可能るならば，がん検診が考慮されるべきである 1）〜3），とされ比は低く 1），肺がんは難治性のがんとされ，そのため，死る．Lead Time とは，検診によらずに発症するがんが，亡率第 1 位のがんである．

特定の検診によってどれ程早期に診断されるかを示す期間

がん診療拠点病院等の院内がん登録データの肺がんの 5であり，検診（処方）Regimen の，早期診断に関する重年 相 対 生 存 率 7）は，I 期；81.2%（95% 信 頼 区 間：80.2–

要な性能指標の一つである．特定の Regimen 下の検診に

81.9），II 期；46.3%（95% 信頼区間：44.6–47.9），III 期；

おいて，がんと診断された割合についての，1 回の繰返し

14.5%（95% 信 頼 区 間：21.6–22.9），IV 期；5.1%（95%

検診での値に対する，初回検診での値の比により測定され信頼区間：4.7–5.4）と報告され，全病期の 5 年相対生存る．その比が 1 以下である場合は，その検診 Regimen は

率は 40.6%（95% 信頼区間：40.2–41.0）と報告されてい早期診断を提供しないことを意味する ．がん検診は，早る．I 期肺がんの 5 年生存率は 81.2% と高いが，I 期肺がん

期治療へと続く早期診断の追求であるから，早期治療の性で治療された割合は 36.7% と低い．そのことにより肺がん能指標についても評価が必要であるが，診断とは異なり，全体の 5 年相対生存率は 40.6% にとどまり，結果として，治療はがんの自然経過に変化を与えるために，有効性の評

2017 年現在において，年間 7 万 4 千人以上が肺がんにより価には比較が必要である 1）．

死亡している．

1）

肺がんによる死亡者は，国内では年間 74,120 人

4）でが1990 年当時，日本で肺がんは死亡数第 2 位のがんであっ* 新潟大学E-mail: swada_em@emeritus.niigata-u.ac.jp77

医学物理 第 39 巻 第 4 号

たが，増加の一途を辿っている状況への対策として舘野(American Association of Physicist in Medicine) CAD

は低線量 CT 肺がん検診（以下，胸部 CT 検診）を提subcommittee は報告書 16）において，CAD の QA の重要性案した．その後，曾根ら 9）は，3,967 名に CT 装置搭載移を指摘し，将来的に期待される研究について言及してい動型検診車による住民検診を実施し，従来我国の自治体で

る．

ら

8）

実施されて来た胸部単純 X 線写真を用いた肺がん検診によこの連載の最終回の本稿では，肺がん CT 検診を高精度

る肺がん発見率 0.03〜0.05% に対して 0.48% と；約 10 倍な検診法として広く普及させる上で，CAD が重要な役割の優れた検出感度であったこと，また，CT 検診発見肺がを担うであろうことを前提として行ってきた，CT 画像のん 19 例中 18 例は胸部間接 X 線写真では見逃されたと報告

3D-PSF を応用した virtual nodules の CAD の QA への応し，肺がんに対する正確で早期の診断をもたらす胸部 CT用に関する著者らの研究について，紹介させていただく．

による検診が考慮されるべきであるとする論文を LANCET 誌に発表 9）した．続いて 1999 年に，Henschke ら 10）

2．3D-PSF virtual nodule を用いた CT 肺がん検診
CAD の性能評価と QA への応用 17）, 18）

は，Early Lung Cancer Action Project (ELCAP) の 研 究
デザインと，60 歳以上の喫煙者ら 1,000 名を対象とした検

肺がん CT 検診画像から肺がん候補結節を自動検出する

診結果を報告し，胸部 CT 検診は 27 名の肺がんを早期発見

CAD の性能評価の方法には，肺がん候補実結節を含む症

し，そのうち，胸部 X 線写真が発見できたのは 7 例のみで

例データベースを用いる方法が報告されている 19）〜22）．しあったとし，胸部 CT 検診の肺がんに対する優れた早期検かし，実際に CT 検診を実施する施設において CAD を導出能を報告する論文を LANCET 誌に発表した．

入しようとする際に，公開されている症例データベース

そ の 後， Henschke ら 11） は The International Early

や，CAD 開発メーカーが提供する症例サンプル画像デー

Lung Cancer Action Program (I-ELCAP) 研究の結果としタを用いることは，CT 装置や，検出器配列，スライス厚て，年 1 回の低線量肺がん CT 検診受診者全体の 10 年生存などの撮影条件，再構成関数が異なる場合が多く，CAD

率を 80%（95% 信頼区間：74%–85%），そのうち，I 期肺の性能がこれらの条件により変化することが報告されておがんで発見された受診者の 10 年生存率は，92%（95% 信り 23）〜26），当 該 検 診 施 設 の CT 検 診 画 像 の 画 質 に 対 す る

頼 区 間：88%–95%）と す る 結 果 を 2006 年 に N Engle J

CAD の性能を評価することは難しい．また，個別の検診

Med 誌に報告 11）した．さらに，同研究者らは 2018 年に I-施設において早期肺がん結節を含む十分な症例数を集積

ELCAP の CT 検診 Regimen による肺がん CT 検診の研究

し，CT 検診画像データベースを構築して，これを CAD のの結果から，Lead Time を病理組織別に推定

性能評価と QA に用いることも困難と考えられる．

12）

し，小細

胞がんで 1.3 年（95% 信頼区間：0.8–2.2 年），扁平上皮癌

これらの困難を克服する方法として人工結節を含むファで 2.4 年（95% 信 頼 区 間：1.6–3.5 年），腺 癌 (solid) で 5.8

ントムを利用した報告 27）, 28）や，コンピュータシミュレー

年（95% 信 頼 区 間：4.5–7.6 年），腺 癌 (sub-solid) で 10.2

ションによる結節の利用が報告 29）, 30）されている．しかし，年（95% 信 頼 区 間：6.6–15.9 年）な ど の 結 果 を 報 告 し，

前者は実際の人体解剖構造とは大きく異なり，利用可能な

また，高リスク群と低リスク群間に Lead Time の統計的結節のサイズや濃度にも限界がある．後者の結節画像は，有意差はなかったことを示した 12）．

実際の CT 画像の空間分解能が反映されない問題点があI-ELCAP 研究者らにより胸部 CT 検診は，肺がんに対して，治癒可能な早期診断を提供するテスト法であることが明らかにされた 11）, 12）．

る．
そこで著者等は，3D-PSF を用いてコンピュータシミュ
レーションにより生成した模擬結節計算画像を，検診施設

罹患率と死亡率の双方において重要な肺がんに対して，

で 撮 影 さ れ た CT 画 像 中 に 3 次 元 的 に 配 置 し て virtual

胸部 CT 検診を高い精度の検診として広く普及させること

nodule として用いる方法を提案した．この方法についてが重要な課題と考えられる．

人体ファントム，および，CT 検診画像データを用いて検胸部 CT 検診で 1 検査当たりに発生する CT 画像の枚数証し，その結果を基に，CAD に検出が求められる肺がんは，スライス厚又は再構成間隔により，60 枚から 300 枚

候補結節のサイズと濃度 31）, 32）に対する詳細な性能特性に以上になり，そこから数 mm 径の肺内結節を高精度に検出ついて検討した 17）, 18）．

し，適 切 な 判 定 を 経 て 早 期 治 療 へ と 導 く 検 診 プ ロ セス 1）, 13）, 14） に お い て，CAD (Computer Aided Detection/
Diagnosis) システムが果たすことのできる役割は大きいと考えられる．
CAD の，検診施設の臨床現場における性能評価

Virtual nodules の生成

肺内結節計算画像 I(x, y, z) を次式 33）〜35）により計算して
求めた．

15）

と，

そ の 性 能 維 持 を 保 証 す る Quality Assurance (QA) は 極
め て 重 要 と 考 え ら れ る．CAD の QA に つ い て，AAPM
78

2.1

I(x, y, z)＝[O(x, y, z)**PSF(x, y)]*SSP(z)(1)

I(x, y, z) は 3 次 元 (3D) CT 画 像，O(x, y, z) は 3D 被 写 体 関

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

数 (Object function), PSF(x, y) はスキャン (x–y) 平面内の
2D PSF, SSP(z) は，Z 軸方向の 1 次元 LSF であり，**, *

解説

2.2

胸部ファントム模擬結節 CT 画像と virtual nodule
画像の比較による検証 18）

は，それぞれ 2 次元，1 次元重畳積分 (convolution) を示す．

virtual nodule を CAD の性能評価に用いることの妥当

実際の CT 検診で検出対象とする肺内結節 31）, 32）の Ob-

性の検討するために，胸部ファントム（LSCT001；京都

ject function を，密度均一の球体とし，サイズと密度に対科学社製）を用いた検証実験を行った．胸部 CT 検診ファ

応する直径と CT 値を与えて，肺内結節計算画像 I(x, y, z)

ントムは仕様上，肺尖部，気管分岐部，肺底部の 3 レベルを計算した．

に，左 肺 野 内 に CT 値：−630 HU，直 径：2, 4, 6, 8, 10

CT 検診画像と，肺内結節計算画像 I(x, y, z) の重ね合わ(mm) の高コントラスト，右肺野内には−800 HU, 4, 6, 8,

せ加算処理では，データサンプリング間隔を，CT 検診画

10, 12 (mm) の低コントラストの，人工球形模擬結節が配像のピクセルサイズとスライス間隔に一致させ直線補間を置されている．肺野 CT 値は−900 HU で，模擬結節との用いてデータ再サンプリング処理 36）を行った．重ね合わコントラスト (ΔCT) は，高コントラストで 270 HU，低コ

せでは，3 次元球体 I(x, y, z) の中心と，CT 検診画像の体積

ントラストで 100 HU としている．検証では，高コントラ

要 素 (Voxel) 中 心 と の 差 (off-set: Δx, Δy, Δz) (Fig. 1)36）がストで 4〜10 (mm)，低コントラストで 6〜12 (mm) のそ

0≤Δx≤(1/2)pixel size, 0≤Δy≤(1/2)pixel size, 0≤Δz≤(1/2)slice

れぞれ 4 個を用いた．

thickness の値を取りうることを考慮して加算処理を行い，CT 装置は，4 列 MDCT 装置（Asteion；東芝メディカ

CT 検診画像内に配置された肺内結節計算画像を virtual

ル 社 製）を 用 い，胸 部 CT 検 診 フ ァ ン ト ム を 30 mA,

nodule と す る (Fig. 2)．以 上 の 方 法 で virtual nodule は，

120 kV, 検 出 器 配 列：4×5 mm, 0.75 s/rot, pitch factor:

CT 検診画像の空間分解能を反映する．

1.375 で撮影し，スライス厚：8 mm，再構成関数：FC50に よ り FBP 画 像 再 構 成 し た．拡 大 再 構 成 で は Field ofView (FOV)＝60 mm とした．
肺内結節計算画像の計算に用いる PSF(x, y) は，CT テス
トファントム（MHT-type；京都科学社製）を用いて，精度検証を伴う測定法 37）, 38）により測定し，SSP(z) 測定にはGold Disk Delta ファントム（京都科学社製）を用いた．
Object function は，胸部ファントム中，肺底部の 8 個の人工模擬結節に対応する直径とΔCT 値の球体とした．ファントム模擬結節 CT 画像と virtual nodule との subtraction
画像の SD(standard deviation) により，人工模擬結節 CT
画像と virtual nodule の一致を評価した．その結果，sub-Fig. 1

結 節 中 心 と 画 像 Voxel の セ ン タ ー の 間 の off-set(Δx, Δy, Δz) の 関 係 の 図 示．Voxel は，ス ラ イ ス と
pixel の境界の領域と定義する 36）

traction 画像の SD はいずれの結節においても背景画像のSD と同程度であった．
また，後述する CAD による人工模擬結節と virtual nodule の自動検出を行い，両者の検出率の κ 係数を求め，κ＝0.913 のよい一致を確認した．
2.3 CT 検診画像内の肺がん疑い結節像とvirtual nodule
画像の比較による検証 18）
研究には胸部 CT 検診実施施設から CT 検診画像データ
ベース 32）の提供を受けた．CT 検診画像の研究使用に際しては，同病院の倫理審査委員会の審査を受け承認を得た．
CT 検診の使用 CT 装置は，4 列 MDCT 装置（Asteion；
東芝メディカル社製）で，撮影条件は，30 mA, 120 kV,

Fig. 2

virtual nodule 生 成 方 法 の 図 示． (a) は Object function で直径 6 mm の球体，(b) Object function から式(1) で計算したコンピュータ計算結節像，(c) (b) の画
像を臨床画像の pixel size とスライス厚に一致させ再サンプリングして生成，(d) 臨床画像に加算融合してvirtual nodule を 生 成 す る．文 献 18）Fig. 1 よ り 許諾転載

検 出 器 配 列：4×5 mm, 0.75 s/rot と し，pitch factor は
1.375 とした．画像再構成は，スライス厚，再構成間隔共に 8 mm，再 構 成 関 数 は FC50 に よ り FOV は，280〜
350 mm であった．また，同 CT 装置を用いて再構成関数とスライス厚に対して，PSF と SSP を測定した．
CT 検診画像データベースに対して CAD システムによる79

医学物理 第 39 巻 第 4 号

Fig. 5

CAD に よ り 検 出 さ れ な か っ た virtual nodule（矢印）． (a)–(c) の virtual nodule は Fig. 4(b), (d), (f) と同じ結節．結節の位置を最初の位置から変化させてその位置に ▲ または ● を示す． ▲ は検出されなかった位置であり， ● は検出された位置を示す．文献 18）Fig. 8 より許諾転載

結節の自動検出試験を行った．CAD システムは，著者らの研究チームのプロトタイプ CAD を用いた．データベー
Fig. 3 (a), (c), (e) は，CAD によって true positive として検出された肺がん疑い結節（矢印）を含む 3 例の検診
CT 画像．(b), (d), (f) は，それぞれに対応する virtual
nodule で，検診 CT 画像の類似解剖構造位置に配置．
CAD によっていずれも true positive として検出された．検診 CT 画像は，結節を含む中心スライスと前後のスライスの計 3 スライスにより maximum intensity projection 画 像 を 生 成．virtual nodule の object
function の直径−コントラスト（結節密度とバック
グ ラ ン ド 間）は，そ れ ぞ れ 6.0 mm−250 HU (b),5.5 mm−350 HU (d), 5.6 mm−310 HU (f)．文献 18）
Fig. 4 より許諾転載

スから CAD による自動検出の結果，正しく肺がん疑い結節 を 検 出 (true positive; TP) し た 3 例 (Fig. 3 (a), (c), (e))
と，誤って肺がん疑い結節を検出しなかった非検出 (false
negative; FN) の 3 例 (Fig. 4 (a), (c), (e)) を 抽 出 し た．CT
検診症例画像データベースから肺がん疑い結節を含まない
データセット 3 症例を抽出し，TP 症例，FN 症例のそれぞれの肺がん疑い結節の周囲解剖構造と類似した位置に結節
計算画像を配置して，それぞれの肺がん疑い結節を模擬した virtual nodule を生成した (Fig. 3. (b), (d), (f), Fig. 4 (b),(d), (f))．virtual nodule の生成には，Object function を均
一濃度の球体とし，肉眼的に肺がん疑い結節に最も類似したサイズと濃度を与えて，直径と濃度を決定した (Fig. 3,
Fig. 4)．
virtual nodule の配置に際しては，体軸方向に肺がん疑い結節と隣接する血管の存在を明示するために，配置スラ
イスを含む前後 3 スライスを用いて maximum intensity
projection (MIP) 画像を作成し，virtual nodule 位置を微小移動したデータセットに対して CAD による自動検出試
験を行い，血管と virtual nodule 位置関係が異なる場合の検出結果を得た．
Fig. 3, Fig. 4 のそれぞれにおいて virtual nodule に対す
る CAD による自動検出の結果は，肺がん疑い実結節に対する結果とすべて一致し，TP，および FN となった．また，Fig. 4 (b), (d), (f) のケースについては virtual nodule 位置を僅かに移動させた際の CAD 検出結果を Fig. 5 に●（検出），▲（非検出）として表示した．

Fig. 480

Fig. 3 と同様の実肺がん疑い結節と対応する virtual
nodule の 対 比． (a), (c), (e) は，CAD に よ っ て false
negative として検出されなかった肺がん疑い結節（矢印）を含む 3 例の検診 CT 画像．(b), (d), (f) は，それぞれに対応する virtual nodule で，検診 CT 画像の類 似 解 剖 構 造 位 置 に 配 置．CAD に よ っ て い ず れも false negative．virtual nodule の Object functionの直径−コントラスト（結節密度とバックグランド間）は，それぞれ 4.5 mm−360 HU (b), 7.0 mm−
480 HU (d), 4.3 mm−320 HU (f)．文献 18）Fig. 5 よ
り許諾転載

2.4

virtual nodule による，CAD の性能評価 17）, 18）

Object function を 均 一 濃 度 の 球 体 と し，そ の 直 径 を
4.0 mm, 4.5 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm の 6 種類とし，ΔCT を 100〜800 HU まで 100 HU 間隔で 8 種類に変化させた計 48 種類の Virtual nodule を生成した．CT 検診画像
データベースから 10 例を抽出し，それぞれの肺尖部，気管分岐部，肺底部の 3 レベルに virtual nodule 各々 10 個，
計 30 個を配置して，CAD 検出を行った．CAD 検出の結

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

果，検出率が 80% 以上を検出可 (detectable), 80% 未満を検出不可 (undetectable) とし，virtual nodule のサイズと解説

また，CAD の検出結果について，virtual nodule のサイ
ズ，濃度に対する FROC 解析を行った．

濃度毎の検出結果の一例を Fig. 6 に示した．同様に，10濃度ΔCT＝300 HU とした時のサイズ直径 4〜8 mm に対例の CT 検診症例に virtual nodule を配置し，検出限界のする FROC 曲線を Fig. 8(a) に示し，サイズ直径 6 mm の濃平均と標準偏差を Fig. 7 に示した．

度変化に対する FROC を Fig. 8(b) に示す．
なお，これらの検討では，off-set (Δx, Δy, Δz)＝0 についての結果を示している．
3．Nodule-like Object function による
virtual nodule の高度化 39）
CAD の性能評価の方法として肺がん CT 検診症例の実結節を用いた研究が行われている 19）〜22）が，CAD 性能評価と QA に対して，CT 装置，撮影・再構成条件の違いによる画質の異なる結節 CT 画像を用いることにより，CAD の特性が変化する 23）〜26）可能性により，個別 CT 検診施設のQA に，他施設の実結節画像データベースを利用することに課題があることも述べた．
この問題を克服するために，CT 検診施設，CT 装置・撮影・再構成条件の異なる検診 CT 画像中の肺結節を，自施Fig. 6

Fig. 8virtual nodule を加算融合した CT 検診画像の CAD
による自動検出結果．(a) は 5 個の virtual nodule のうち，2 個にみを検出した（正方形で表示）．Object
function は，球体の直径は 5 mm で，バックグランドと の コ ン ト ラ ス ト (ΔCT) はΔCT＝200 HU． (b) は，
すべての直径 5 mm の virtual nodule を検出した．このケースの Object function の球体の直径は 5 mm でΔCT＝300 HU．(c) 直径とΔCT 値についてすべての検出結果をまとめて表示．80% 以上を検出した場合を〇：（検出可）で表示し，それ以外を●：（検出不可）で表示した．検出可と検出不可の境界を折線で示した．文献 18）Fig. 9 より許諾転載

Fig. 7

CT 検診症例 10 例の検出限界の平均と標準偏差表示．
文献 18）Fig. 10 より許諾転載

CT 検診症例 10 例の CAD 検出結果の FROC 曲線．(a) は virtual nodule のΔCT：300 HU の結節に対する，結節直径 4〜8 mmの結果．(b) は virtual nodule の直径 6 mm に対する，ΔCT 値 200 HU, 300 HU と 400 HU の結果．文献 17）Fig. 5, Fig. 6 より
許諾転載

81

医学物理 第 39 巻 第 4 号

設の検診条件の画質に変換し，CAD の QA に応用する方

ル方向の空間周波数である．w1 とΔw は最適化により決定法の研究を行った．即ち，CT 装置の異なる別施設の CT

される 39）変数である．

検診画像中の肺がん疑い結節画像を，3D-PSF を用いて自施設の CT 検診画像中の結節として用いることを目的に行った研究である．以下に，その概要を紹介する．
3.1

これにより式 (3) は次のようになる．
O ′ ( x , y, z )＝F

Nodule-like Object function を用いた肺結節 CT
画像生成の原理 39）

－1



F  I1 ( x , y, z ) 
H (w )  F  PSF1 ( x , y)  ⋅ F SSP1 ( z ) 

(6 )本連載に一貫して用いる CT 画像の 3D-PSF を応用す

ここで O′ (x, y, z) は，nodule-like object function とした．

る．あ る 施 設 の CT 装 置 (A) の 検 診 条 件 に よ る CT 画 像

次に，別の施設の CT 装置 (B) の検診条件による CT 画像

I1(x, y, z) は式 (1) に準じて次式で表される．

I2(x, y, z) を，O′ (x, y, z) を用いた次式が成り立つと仮定す

I1(x, y, z)＝[O(x, y, z)**PSF1(x, y)]*SSP1(z)(2)

ここで，PSF1(x, y), SSP1(z) は，CT 装置 (A) で測定された

る．
I2(x, y, z)＝[O′ (x, y, z)**PSF2(x, y)]*SSP1(z)(7 )2 次元 PSF, 1 次元 LSF であり，O(x,y,z), **,* は，式 (1) にこの式より，CT 装置 (A) によって撮影された肺がん疑い同じである．式 (2) から，次式が得られる．

結節は，CT 装置 (B) によって撮影された CT 画像に変換さF  I1 ( x , y, z ) O( x , y, z ) ＝ F －1  F  PSF1 ( x , y ) ⋅ F SSP1 ( z )  

ここで，F, F−1

れると考えられる．これによれば，CT 装置 (A) によって(3)得られた肺がん疑い結節から，その PSF, SSP を測定する
ことによって，他の任意の CT 装置で撮影された CT 画像

はそれぞれフーリエ変換と，逆フーリエ変を計算して求めることができる．

換を示す．この式は，CT 画像から PSF と SSP を用いて，肺がん疑い結節の Object function が計算されることを示し，3 次元 CT 画像に対する 3D-PSF による deconvolutionを意味する．式 (3) で F[PSF1(x,y)], F[SSP1(z)] の高空間周波数特性による発散を避けるために次式の Hann 窓関数
H(w) を用いた．
1.0(w < w1 )



w －w1
H (w) ＝ 0.5 ＋ 0.5 cos
π (w1 ≤ w ≤ w1 ＋ Δw ) (4)
Δw


0.0
(w1 ＋ Δw < w )(5 )w ＝ u2 ＋ v2

ここで，u, v は x, y 方向の空間周波数であり，w はラジア
Table 1

Fig. 927）
CT 装 置 A, B, C の PSF（左）と SSP（右）．CT 装
置 の モ デ ル 名 と 再 構 成 関 数 は Table 1 に 示 す．文献 39）Fig. 1 より許諾転載

CT 装置 A, B, C の装置名と，撮影・再構成条件
Equipment

Model nameAcquisition
Detector rows
Tube voltage (kV)
Tube current (mA)
Rotation time (s/rotation)
Pitch
Image reconstruction
Field of view (mm)Slice thickness (mm)Slice interval (mm)Reconstruction kernel

Scanner A
Asteion (Toshiba)

Scanner B
Aquilion one (Toshiba)

Scanner C
SOMATOM force (Siemens)

4
120
200
0.75
1.375

80
120
300
0.5
0.8125

96
120
198
0.5
0.9

200
1
1
High-resolution (FC52)200
11Standard (FC14)200
11Standard (Bf44d)
文献 39）より

82

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

Fig. 10

3.2

解説(a): CT 装置 (A) により撮影して得たファントム CT 画像，(b): (a) から，式 (6) により計算して求めた nodule-like object
function, (c): (b) と CT 装置 C の PSF, SSP を用いて式 (7) により計算して求めた CT 画像，(d): CT 装置 C により撮影して求めた CT 画像，(e) (c) と (d) の subtraction 画像，(f) Case1 の水平の点線に沿う CT 値プロファイルの比較．(c), (d) と (a) のプ
ロファイルを，それぞれ，点（赤），実線（黒）と点線（青）で表示．(a)–(d): WL/WW＝−750/500 HU, (f): WL/WW＝0/200 HU, すべての画像は mm スケールで同一．文献 39）Fig. 10 より許諾転載

nodule-like Object function を用いた肺結節 CT

ファントムと実際の CT 検診画像を用いた比較検証により画像生成の検証

検討した．Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 の結果により virtual nod-39）

5 体の自作ファントムを用いて，式 (7) が成り立つこと

ule が早期肺がん疑い結節像に類似し，CAD 検出特性におを検証するための実験を行った．ファントムは，早期肺がいても一致することを確認し，密度均一な球体を 10 mm

ん疑い結節の CT 値を含み，自在な形状を得ることが可能

以下の早期肺がん疑い結節の一次近似としての Object

な材質の紙粘土を使用した．使用した CT 装置 A, B, C の

function とすることの妥当性を示した．

撮影・再構成条件を Table 1 に，その PSF, SSP を Fig. 9

Virtual nodule と，CAD 導入検診施設の検診画像を用
いて，CAD の肺内結節検出基本性能特性を検出目的となに示す．
結 果 は Fig. 10 に 示 す と お り，CT 装 置 A の CT 画 像

る nodule size と密度に応じた詳細な評価を行うことが可I1(x, y, z) から，PSF1 と SSP1 を用いて式 (6) により計算し能であること，それが，個別検診施設固有の CAD の性能て得た O′ (x, y, z) と CT 装置 C の PSF2 と SSP2 を用いて計評価と性能特性の維持検証 (QA) に応用可能であることを算して求めた I2(x, y, z) は，CT 装置 C により撮影された示した．

CT 画像とよく一致し，式 (6), (7) がよい精度で成り立つこ以上提案した方法は，これまでに CAD の性能評価に用い ら れ て き た，人 体 フ ァ ン ト ム を 用 い る 方 法 や，コ ンとが検証された．
4．まとめ

3D-PSF を基礎とした virtual nodule を CT 肺がん検診
CAD の性能評価と QA に応用する著者らの研究を紹介した．

ピュータシミュレーションによる方法の限界を克服し，CAD の基本性能特性評価法と QA のために実用可能な方法として用いることが可能である．
早期肺がん組織の Object function を，密度均一な球体として近似することに対して，より精密な近似として実際

Virtual nodule の Object function を密度均一な球体との早期肺がん結節を利用することができれば研究の高度化

して CAD の基本的性能評価に応用することの妥当性をにつながると考えられる．そこで，3D-PSF を利用した
83

医学物理 第 39 巻 第 4 号

Nodule-like Object function を 用 い て，異 な る CT 装 置，撮影・再構成条件の別の検診施設で撮影された肺がん疑い結節を，自施設の検診 CT 画像の画質に変換することが可能であることを示し，他施設の肺がん症例データを，自施設の CAD の性能評価と QA のために virtual nodule としての利用ができることを示した．
早期肺がん CT 画像を画像データベースとして提供する施設の CT 装置において 3D-PSF を同定することにより，早期肺がん結節画像の Nodule-like Object function を介した規格化が可能であり，早期肺がん CT 画像データベースの応用可能な領域は広がる可能性があると考える．
AAPM-CAD subcommittee の 報 告 書 16） の V. Future
CAD QA Procedures: Potential applications and research opportunities の 項 目 の V.A; Phantoms and simulated images for CAD QA において， partially digital
phantoms (e.g. simulated lesions digitally superimposedon real patient images) の記述があり，著者等の提案法に関連するものと思われる．
今後，CT 検診現場における実証研究，種々のアルゴリ
ズムの CAD を用いた検証実験を経て，実用化へつながることを期待したい．
謝辞
本連載において解説論文執筆の機会を与えていただいた
日本医学物理学会編集委員会，同教育委員会に感謝致しま
すともに，懇切に査読して下さいました，編集委員の皆様に心からお礼申し上げます．
参考文献
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84

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Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

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Assessment by semi-automated volumetric measurementof tumor size, CT value and growth rate on TSCT. Eur.

著者紹介
和田 真一（わだ・しんいち）（現職名）新潟大学非常勤講師，新潟大学教育支援員（専門分野）医学物理学
東京理科大学理学部第 I 部物理学科卒業後，日本歯科大学新潟歯学部歯科放射線学教室を経て 2001 年 4 月より新潟大学医学部保健学科教授．大学院保健学研究科教授．2018 年 3 月定年退職．新潟大学名誉教授．日本医学物理学会名誉会員（第 66 号）．博士（歯
学）．

大久保

真樹（おおくぼ・まさき）（現職名）新潟大学医学部保健学科・大学院保健学研究科（教授）
博士（医学）．

成田

啓廣（なりた・あきひろ）（現職名）新潟大学医学部保健学科・大学院保健学研究科（助教）新潟大学医学部保健学科卒．同大学院保健学研究科博士前期・後期課程修了．2015 年 4 月より現職に至る．博士（保健学）．

解説

Radiol. 22: 104–119, 201233） Polacin A, Kalender WA, Brink J, et al.: Measurement ofslice sensitivity pro›les in spiral CT. Med. Phys. 21: 133–
140, 199434） Ohkubo M, Wada S, Kunii M, et al.: Imaging of small
spherical structures in CT: Simulation study using measured point spread function. Med. Biol. Eng. Comput. 46:
273–282, 200835） Ohkubo M, Wada S, Ida S, et al.: Determination of point
spread function in computed tomography accompaniedwith veri›cation. Med. Phys. 36: 2089–2097, 200936） Ohno K, Ohkubo M, Marasinghe JC, et al.: Accuracy oflung nodule density on HRCT: Analysis by PSF-based image simulation. J. Appl. Clin. Med. Phys. 13(6): 277–292,
201237） Ohkubo M, Wada S, Ida S, et al.: Determination of point
spread function in computed tomography accompaniedwith veri›cation. Med. Phys. 36: 2089–2097, 200938） 和田真一，大久保真樹，成田啓廣，他：CT 画像 3D-PFS の胸部 CT-CAD の QA への応用 (2) ―CT 画像 3D-PSF 応用とPSF 測定精度検証―．医学物理 39: 42–49, 201939） Narita A, Ohkubo M, Murao K, et al.: Generation of realistic nodules based on three-dimensional spatial resolution in lung computed tomography: A pilot phantom
study. Med. Phys. 44: 5303–5313, 2017

村尾晃平（むらお・こうへい）

松本徹（まつもと・とおる）

曾根

脩輔（そね・しゅうすけ）（現職名）国立情報学研究所 医療ビッグデータ研究センター（特任准教授）早稲田大学理工学部卒，東北大学工学研究科応用物理学専攻にて博士前期・後期課程修了．博士（工学）．学位取得後，富士通株
式会社を経て 2018 年 3 月より現職に至る．国立研究開発法人日本医療研究開発機構 (AMED) の「臨床研究等 ICT 基盤構築・人工知
能実装研究事業」での研究「医療ビッグデータ利活用を促進する
クラウド基盤・AI 画像解析に関する研究」に従事．

（現職名）千葉県勤労者医療協会放射線技術部顧問
日本医学物理学会名誉会員（第 45 号）．日本医学物理士会名誉会員（第 14 号）．博士（医学）．

（信州大学名誉教授）
大阪大学医学部卒業，大阪大学大学院博士課程修了・（医学博士），
大阪大学医学部助教授などを経て信州大学教授（放射線医学），
JA 長 野 安 曇 総 合 病 院 病 院 長，中 信 地 区 が ん 検 診 セ ン タ ー 長，
I-ELCAP 共同研究者，低線量 CT 検診研究にて肺癌学会篠井 - 河合賞受賞，対がん協会朝日がん大賞受賞，日本医学放射線学会名
誉会員，日本肺がん学会特別会員，長野県松本市医師会会員．

85

医学物理 第 39 巻 第 4 号

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4: 86–90 (2019)

国際学会参加記2019 年米国医学物理学会学術大会参加報告
中野正寛 *
公益財団法人がん研究会有明病院 放射線治療部

2019 AAPM Annual Meeting and Exhibition, San Antonio, Texas, USA
Masahiro NAKANO*

Radiation Oncology Department, Cancer Institute Hospital, Japanese Foundation for Cancer Research2019 年 の 米 国 医 学 物 理 学 会 (American Association of

トニオはテキサス州第 2 位，全米でも第 7 位の人口を抱え

Physicists in Medicine (AAPM) 61st Annual Meeting andる大都市である．近年では観光都市としても人気を集めて

Exhibition) は，7 月 14 日から 18 日までテキサス州サンアおり，学会会場からも近い River Walk 地区 (Fig. 1) やアラ

ントニオの Henry B. Gonzalez Convention Center にて開モの砦などは平日にもかかわらず多くの観光客で賑わいを催された．前年の ASTROも同地で開催されたので，ひょっ見せていた．特にアラモの砦は 1836 年のテキサス独立戦とすると 2 年連続でご訪問された先生もいらっしゃったか

争における激戦地として知られ，アメリカ人の間では人気もしれない．筆者は羽田空港から乗継ぎ時間を含めて約 16の観光地なのだそうである．またサンアントニオ市はヒス

時間のフライトを経て，さらに空港からバスで downtown

パニック系人口の割合が約 50% を占めるが，街を歩いていへと向かうこととなった．バスの窓から見える風景は典型ても各所でスペイン語が聞かれ，また美味しい TEX-MEX

的なアメリカの田舎町そのものであったが，実はサンアンを楽しむことができた．学会の開催期間中は連日気温 35度以上と大変に暑くまた湿度も非常に高かったため，外を歩いていると時差ボケの体に追討ちをかけるように体力を奪われるようであったが，現地でお会いした若い医学物理士の先生方は，昼の学会参加とあわせて，夕方から夜にかけての観光や食事も精力的に楽しまれていたようである．
さて，今年の AAPM に関してまずご報告すべきことは，例年と異なり紙のポスター発表がなくなったことであろう．
機器展示ホール内の 9 カ所に設置されたタッチパネルのモニターは例年どおり ePoster Discussion に使われるものであったが（Fig. 2 上），それ以外の時間は学会参加者が自由にこのタッチパネルを操作することで，ePoster Discussionのポスターだけでなく通常のポスター発表 (ePoster Viewing)も閲覧することとなった（Fig. 2 中）．紙のポスターがなくなったことで，ポスター発表の参加者は大きな筒に入れたポスターを苦労して日本から運ぶ手間が省けることになったが，それによってポスター提出の締め切りが早くなったこと（今回は約二週間前の 7 月 1 日）には注意が必要である．一方，ポスターの作成そのものについては，学会ホームページから ePoster のテンプレートとなるパワーポイン
トファイルをダウンロードすることが可能で，その上に自身の研究内容を書き込んでいくことでポスターを作成することができるため，今までよりもハードルが下がったのではないかと思われる．
筆者は ePoster Discussion セッションにてポスター発表

Fig. 1 サンアントニオ市内で最も高い建物であるTower Life
Building（上）と，観光客で賑わうRiver Walk 地区（下）を行った（Fig. 2 下）．放射線治療期間中に患者の体型変化が顕著に見られる頭頸部がん患者に着目し，日々の患者セッ* 公益財団法人がん研究会有明病院 放射線治療部［〒 135–8550 東京都江東区有明 3–8–31］

Radiation Oncology Department, Cancer Institute Hospital, Japanese Foundation for Cancer Research, 3–8–31 Ariake,
Koto-ku, Tokyo, 135–8550, Japan
E-mail: masahiro.nakano@jfcr.or.jp

86Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

国際学会参加記

心な質問を受け，嬉しいと同時に大きな刺激を受けることとなった．
学会全体の演題の傾向はというと，近年の傾向と同様にDeep Learning や機械学習，Radiomicsといったトピックが非常に多く見受けられた．印象的であったのは，長年議論さ れ て い る Adaptive Radiotherapy (ART) や DIR な ど の
話題もまだまだ活発な議論がなされており，一方で最近のホットトピックである FLASH Radiotherapy のシンポジ
ウムでは最初の臨床例が示され，見慣れた話題と新しい話題のどちらも盛り上がりを見せていたことである．機械学
習や深層学習については，より直接的な放射線治療現場への貢献を期待されるものとして自動的な臓器輪郭の描出が挙げられるが，本学会でも非常に多くの報告がなされていた．しかしながら，どうもパフォーマンスが今ひとつのよ
うで，Dice 係数が 0.9 を上回るものはごく限られた solid
な臓器ばかりで，多くが 0.6 から 0.8 程度といったところのようであった．現時点では，まだ手放しで臨床現場にて活用できるレベルにはなく，そうなるためにはもうひとつ
何かブレイクスルーを必要としているような印象であった．
ここ数年議論され続けている ART と DIR については，
研究サイドと臨床サイドのどちらも活発な議論がなされていたが，その雰囲気にはちょっとした違いが感じられた．
研究者の発表では，今まさに進めている研究が今後のART の骨格を作り上げるという充実感に満ちており， itʼs
exciting time とばかりに熱のこもった発表が多く見受けられた．一方で臨床業務に関する Practical セッションでは，現時点で利用できる DIR ソフトウェアの精度が満足できるレベルにないことから

DIR̶More of a Problem

than a Solution! などというスライドタイトルも見られ，臨床現場にて遂行する上での苦悩が強く感じられた．特に子宮頸がんの外照射と腔内照射を併用する治療では，アプ
リケーターがありえない変形をしてしまう DIR を用いる
よりは Rigid レジストレーションを用いて線量積算を行う
Fig. 2 上：ePoster Discussion 発表されている高橋良先生（国立がん研究センター東病院）（上），ePoster を見な
がらご議論されている（右から）有村先生（九州大学），
古徳先生（帝京大学），岩井先生（エレクタ社），亀澤先生（帝京大学）（中），筆者の ePoster Discussion 発表（下）べきである，とまとめられていた．
近年注目を集めている FLASH Radiotherapy という照射法に関するシンポジウムでは，スイスの Lausanne 大学
における最初の患者の照射例が報告された．この FLASHという照射法は 40 Gy/sec 以上の超高線量率の照射法で（文献によっては 100 Gy/sec や 200 Gy/sec と定義されていトアップに用いられる daily cone-beam CT (CBCT) の非剛

るものもある），正常臓器への影響の低減と腫瘍制御の両体レジストレーション (Deformable Image Registration:

方が大幅に向上する，という夢のような照射方法である．

DIR) から得られた変形ベクトル場，さらにそれらを主成First patient の照射は右前腕の T 細胞リンパ腫に対する電分分析して得られた主成分ベクトル場の線形和によって子線の照射であったが，ちょうど学会開催の直前に Green

未来予測

変形ベクトル場を構築し，それを用いて未来

Journal に論文が掲載されたようなので 1）ご関心をお持ちの予測 CBCT 画像を再構成しようとする試みについて発表の先生方はそちらもご参照いただきたい．動物実験に対しした．発表前は，あまり関心を持たれないのではないかとて用いられている装置が一般的に使われるリニアックに改心配していたが，Discussion の時間には数人の方から熱造を加えたものであることや，Proton 装置での照射もす
87

医学物理 第 39 巻 第 4 号

でに可能となっていることも紹介された（Fig. 3，講演スに確認されなくてもよいのか，という点も大変気になるとライドについては参考文献 2）も参照されたい）．このよころである．このあたりは，実測を行う症例と計算のみをうに既存のハードウェアの延長として照射装置が実現され行う症例を振り分けるであるとか，EPID Dosimetry とのうることから，普及するスピードは意外と早いかもしれな

併用などいくつか方法は考えられるが，今後 JSMP を通いという印象を受けた．

して議論されていくことと思う．こういったソフトウェア

機器展示会場も例年通り盛況であった．距離センサーに加による IMRT/VMAT の独立検証の話題は，治療計画期間

えて温度センサーも併用するSurface Guided Radiotherapyの日数の短縮というだけにとどまらず，今後の On-line

シ ス テ ム（Brainlab 社）や，MRI-Linac と そ の QA フ ァ

ART の普及の点でもキーとなるはずである．学会内の ART

ントムや呼吸性動態ファントムなど，興味深い製品の展示のシンポジウムにて Henry Ford Health System の Carriを見ることができた．今回の展示の中で筆者が個人的に注Glide-Hurst 先生より VIEWRAY 社 MRIdian システムの目したいのは，Monte-Carlo 計算を用いた IMRT/VMAT

On-line ART が紹介されたが，治療計画をその日の画像上の独立検証ソフトウェアである．IBA 社の製品を Fig. 4 にで修正し，患者に照射する前に Monte-Carlo 計算による紹介するが，これに限らず例えば Mobius 3DやSunCHECK

独立検証 ( Secondary Dose Calculation ) が行われているなどの計算ソフトウェアを用いた独立検証を行うことで，
IMRT/VMAT の治療計画期間（計画 CT 撮影から治療開始
初日まで）を 3〜5 日程度と大幅に短縮することが可能となるようである．参考までに IBA 社展示ブースにて本手法に関連して紹介されていた文献を挙げておく 3）．実は今回の学会と前後して，海外の知人から「VMAT の検証はファ
ントムや線量計を使った実測はもうしていない．独立検証としてソフトウェアによる線量分布の計算を行っている」という話を聞く機会が複数回あり，（筆者の知人の範囲内
ではあるが）海外ではそれなりに普及しているようである．これによってもたらされる IMRT の準備期間短縮のメ

Fig. 4

IBA 社のMonte-Carlo 計算を用いた独立検証ソフトウェ
アの紹介．Head and Neck VMAT の場合，通常モード
で2 分程度，Fineモードでも数分程度で計算が完了するとのこと

Fig. 5Adaptive Radiotherapy シンポジウムでの C. GlideHurst 先生のご講演スライドより 4）．ファントムを用い た Online adaptation 後 の Monte-Carlo 計 算 に よる独立検証の比較（上）．Online ART 症例について
患者照射後に実測された線量測定結果との比較（下）リットは注目に値するが，一方で単純に（計算上の）線量分布の比較だけでよいのか，リニアック装置の動作が事前

Fig. 3

88

FLASH Radiotherapy に関する Billy Loo 先生（Stanford 大学）の発表スライドより 2）．動物用の照射プ
ラットフォーム（上）と，スイス Lausanne 大学での最初の臨床例（下）Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

国際学会参加記

Fig. 6 教育セッションImmunotherapy Killed the IGRT Star
での Steven Chmura 先生のスライドより 5）
Fig. 7

La Villita Historic Arts Village に て 恒 例 の Night
Out. メキシコ音楽マリアッチとダンス（上）．NightOut 会場にて左から石井君，田中君，橋本先生（北里大学）と筆者（下）Fig. 8

学会会場にて．右から Lisanne van Dijk さん (M. D.
Anderson)， Charles Mayo 先 生 （Michigan 大 学），
Bastien Rigaud さん (M. D. Anderson)，筆者

ことが紹介された (Fig. 5)4）．
筆者はアメリカの学会では毎回ひどい時差ボケに悩まされるのだが，その時差ボケから解放されてようやく体調が戻ってきた最終日に，Radio-immunotherapy に関する教
育講演があることに気がついた．昨今，免疫療法はますま
すその存在感を増しているが，まさか医学物理の学会で免疫療法に関するセッションがあるとは予想していなかったため，驚きつつも聴講した．放射線治療，特に Stereotactic
Radiotherapy (SRT) が免疫効果のトリガーの役割を果たしうること，またそのなかで SRT の役割が total ablationから immuno-modulation（免疫反応の調節，誘導）へ変
わっていく可能性があること，そうなると IGRT (ImageGuided Radiotherapy) が担う役割も今後大きく変わってくる可能性があることなど，大変興味深い講演内容であった (Fig. 6)5）．昨今の機械学習や深層学習などのいわゆるAI ブームだけでなく，この免疫療法の大きな存在感，期待感に対しても，これからの医学物理は無関係ではいられないはずで，むしろうまく協力することができれば，今後Anderson のほかの研究員やポスドクの方々を紹介してく

ますます医学物理分野の重要性も増していくことであろ

れて，ビールを飲みながら研究の話を語り合って，本当にう．

楽しい時間を過ごすことができた (Fig. 8)．

毎年恒例の Night Out は，学会会場から徒歩 10 分程度のさて，本年の AAPM Annual Meeting でも多くの興味深

La Villita Historic Arts Village にて行われた (Fig. 7)．音い発表から新しい視点や違った視点を知ることができたよ

楽の演奏を聴き美味しいビールを飲みながら，旧知の友人

うに思う．数年前からの AI ブームの流れを受けて近年の医たちと日々の研究のことや個人的な近況報告などの話に花学物理分野も機械学習や深層学習一色の感があったが，今を咲かせることとなった．以前オランダの Groningen 大学

年 は そ れ 以 外 に も FLASH や Radio-immunotherapy とメディカルセンターに在籍していた友人と偶然に再会した

いった新しいトピックの存在感も強く感じられ，医学と物のだが，現在は M. D. Anderson に移っていて Radiomics

理学・工学との境界領域に位置する医学物理学の面白さをの研究を精力的に行っていることを聞き，さらに M. D.

また一層強く感じることができた．当たり前のことではあ89医学物理 第 39 巻 第 4 号

るが，一見すると毎年同じように見えている医学物理の風生方に感謝いたします．最後に，学会参加にあたって約 1

景も実は少しずつ変化しており，これを肌で感じるために週間の不在をお許しいただきました，がん研有明病院放射はやはり学会に参加することが一番の方法である．次回の線治療部の小口正彦先生をはじめとした医師の先生方，佐AAPM Annual Meeting and Exhibition は カ ナ ダ 医 学 物

藤智春先生をはじめとした放射線技師の先生方に感謝申し

理 学 会 (Canadian Organization of Medical Physicists:

上げます．

COMP) とのジョイントミーティングとして，2020 年 7 月
12 日から 16 日までカナダのバンクーバーにて開催される予定である．普段とは違った視点から日々の業務や研究を見つめるためにも，JSMP 学術大会だけでなく AAPM への参加もぜひご検討いただけるよう読者のみなさまにお願いして，本稿の結びとしたいと思う．
謝辞
今回の原稿執筆の機会をいただきました北里大学の橋本成世先生，学会期間中に行動を共にしていただきました北里大学修士課程の田中悠一さん，石井元気さんに感謝申し上げます．スライドの掲載をご快諾いただきました Steven
Chmura 先 生（Chicago 大 学），Carri Glide-Hurst 先 生(Henry Ford Health System)，Billy Loo 先 生（Stanford
大学）に感謝いたします．学会期間中に意見交換させていただくなかで筆者の理解不足を補っていただきました，帝京大学の古徳純一先生，東北大学の角谷倫之先生に感謝いたします．写真の掲載をご快諾いただきました日米の諸先

90

参考文献
1） Bourhis J, Sozzi WJ, Jorge PG, et al.: Treatment of a ﬁrst
patient with FLASH-radiotherapy. Radiother. Oncol. 139:
18–22, 20192） Loo B. (2019, July 16) The promise of FLASH: Clinicaltranslation. [Scientiﬁc symposium handout] https://w3.
aapm.org/meetings/2019AM/programInfo/programAbs.php?
sid＝8162&aid＝44195 (accessed August 2, 2019)3） Hoffmann L, Alber M, Sohn M, et al.: Validation of the
Acuros XB dose calculation algorithm versus Monte Carlofor clinical treatment plans. Med. Phys. 45: 3909–3915,
20184） Glide-Hurst C., (2019, July 18) Adaptive Radiation Therapy(Online, Ofﬂine, Real time). [Scientiﬁc Symposium handout]
https://w3.aapm.org/meetings/2019AM/programInfo/prog
ramAbs.php?t=dreg&date=7/18/2019&sid=8172&aid=
44796 (accessed September 30, 2019)5） Chmura S. (2019, July 18) Immunotherapy Killed the IGRT
Star: Integrating Radiotherapy into Systemic Therapy for
Metastatic Disease. [Educational course handout] https://
w3.aapm.org/meetings/2019AM/programInfo/programAbs.
php?sid=8230&aid=43790 (accessed August 2, 2019)Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4: 91–93 (2019)

医学物理 第 39 巻 第 4 号

施設紹介
京都大学医学部附属病院放射線治療科の紹介
1.

はじめに

京都大学医学部附属病院放射線治療科は，1945 年に開講した放射線医学講座から 1976 年に画像診断・核医学を専門とする「核医学科」と放射線治療を専門とする「放射線科」が分離独立したものであり（2006 年に「放射線診断科」，「放射線治療科」に改名），放射線治療を専門とする独立した教室，診療科として 40 年以上の長い歴史と伝統を持っている．1987 年には産学連携で CT シミュレータを開発し，それまでの 2 次元放射線治療から 3 次元放射線治療に進化させ，定位放射線治療の開発に繋がり，2000
年には国内に先駆けて強度変調放射線治療 (IMRT) の臨床導入を行っている．さらに，呼吸移動するがんを追尾して照射可能な放射線治療システムの開発を行い，2011 年に

図１2020 年度稼働予定の Halcyon のアクセプタンスの様子

は肺がんに対する動体追尾定位放射線治療を，2013 年に療では全例で CT 撮像による DVH 評価も含めた IGBT をは膵がんに対する動体追尾 IMRT の臨床適用を開始し，行っている．治療計画装置は Eclipse 10 台（2020 年度に

3 次元治療から 4 次元治療へと発展させた．放射線治療には 14 台に増設予定），RayStation 5 台，iPlan Server 2 台，

おいて最先端の研究開発を行い，高精度な放射線治療を提Elements 1 台を有しており，治療装置や照射技法によっ供できるように取り組んでいる．

て使い分けている．治療計画補助装置として MIM 2 台，

放射線治療の高度化に対応すべく，当科では 2005 年に医学物理グループを発足し，全国に先駆けて欧米型の医学

Velocity 1 台を有しており，動体追尾照射における標的体
積設定や 4 次元線量分布評価などに利用している．

物理活動を行っている．2008 年からは工学研究科と連携

医学物理士の臨床業務としては，①治療計画装置へのし医学物理士育成のための大学院教育を開始し，2017 年

CT の取り込み，OAR の入力，カウチ構造の設定，②医師

10 月には大学院医学研究科人間健康科学系専攻においてが立案した通常照射プランのチェック（部位や照射範囲，

情報理工医療学講座医学物理学分野が設立され，研究・教

照射技法も含めた線量分布の適格性の確認，計画や電子カ育の基盤が確立した．引き続き，京大病院放射線治療科，

ルテ登録情報の院内規則や技術的要素の確認，MU 独立検

人間健康科学系専攻医学物理学分野，工学研究科で連携し証），③高精度放射線治療の治療計画作成とプランチェッ

ながら，研究・臨床・教育を展開していく．本稿では，京ク，検証プランの作成，測定，評価，④密封小線源治療の大病院における放射線治療の運用状況と医学物理グループ

IGBT における OAR 入力，計画補助，プランチェックなの活動内容について概要を紹介する．

どがある．医師・診療放射線技師とよく協力・対話しなが

2.

京大病院放射線治療の設備，運用状況

高精度放射線治療（IGRT［kV/MV］, IMRT/VMAT）がら，個々の患者の状況に合わせて最適な（安全性，信頼性が高く，効果的な）治療を実現することを目標に日々業務に当たっている．

可 能 な リ ニ ア ッ ク を 4 台 (Vero4DRT, TrueBeam STx,

3.

TrueBeam, Clinac iX)，密封小線源治療装置を 1 台（マイクロセレクトロン HDR）有しており，年間約 1,200 名の

3.1

研究紹介

4 次元放射線治療

治療を行い，さまざまな臨床試験を考案・実施している．

当科では 2000 年より産学官連携のもと呼吸性移動を伴

Vero4DRT では当科にて研究開発された動体追尾照射やう腫瘍に対する放射線治療技術の開発を行い，放射線治療

DWA（波状軌跡型 VMAT）の治療も実施している．2020

装置 Vero4DRT（MHI-TM2000）を三菱重工と共同開発

年度には新棟において Halcyon の新規導入（図 1），Cli-

し，動体追尾照射を実現した．その過程の中で医学物理グ

nac iX から TrueBeam への更新を予定しており，より多ループは動体追尾照射の追尾精度の評価や動体への線量計

くの患者に対して高精度な放射線治療が提供可能となる．

算システムの開発などを担ってきた（図 2）．現在は肺が当科では脳腫瘍，頭頸部がん，食道がん，肝臓がん，膵臓

ん，膵がん，膵臓がんに対する同治療法の多施設共同第 2がん，子宮頸がん，前立腺がん，直腸がん，肛門管がんな相試験が実施されており，品質管理や品質保証の観点から

ど，幅広い部位に VMAT を適応しており，密封小線源治

も治療の安全性を担保するよう努めている．動体追尾照射91

医学物理 第 39 巻 第 4 号

図2

Vero4DRT の動体追尾精度検証のほかにも汎用放射線治療装置を用いて肺がん，肝臓がん
へ呼吸同期照射や膵臓がん，全乳房への息止め照射など実施している．また，現在，呼吸性移動の管理手段としてス
パ イ ロ メ ー タ を 用 い た DYNʼR 社 製 の SDX Respiratory
gating system や光学的患者ポジショニングシステムであ

図3る VisionRT 社 製 の Align RT の 新 規 導 入 を 進 め て お り，

予後予測研究4 次元放射線治療のさらなる可能性を日々研究している．
3.2

画像に関する研究

情報科学の発達とともに，CT や MRI 画像等から Radiomics に代表されるさまざまな情報を抽出できるようになった．当院ではこれまで培ってきた臨床経験・治療成績とともに，多量の画像データを蓄積している．そこで豊富な画像データと治療成績を結び付け，各患者に特化した個別化治療に向けた研究を行っている．現在，主に肺がんに対する体幹部定位放射線治療を受けた患者の治療計画用
CT 画像（自由呼吸・息止め），および診断用息止め CT 画
像から Radiomics 特徴量を抽出し各症例の転帰情報と結び付け，高精度に予後を予測するモデルを開発している（図 3）．データとなる画像は，当院のみならず関連病院に

図4

治療用 MV-X 線照射中の kV-X 線同時イメージングも協力していただき収集している．予測モデルには機械学
習・深層学習を取り入れ高精度なモデル開発に取り組んでいる．

は患者からの MV-X 線の散乱線（MV 散乱線）が混入しており画質が劣化するだけでなく，再構成された CBCT 画

さらに当院の TrueBeam STx には，研究用オプション

像の画質も劣化する．そこで現在，MV 散乱線の基礎特性

で あ る Developer Mode が 搭 載 さ れ て い る．Developer

を網羅的に調べ，散乱線が混入した 2 次元 kV 画像およびMode では Treatment/Service Mode よりも自由度の高い

CBCT 画像から MV 散乱線を補正する技術の開発を進めて機器制御が可能であり，この特徴を活かして治療用 MV-X

いる．

線照射中の kV-X 線同時イメージングに関して Varian 社と共同で研究開発を行っている（図 4）．同時イメージン

4.

大学院の研究・教育

グでは 2 次元 kV 画像上において，まさに照射中の標的や本学大学院では医学研究科，工学研究科の修士課程・博

マーカの位置確認を行うことが可能であり，高い精度が求士課程に医学物理士養成コースを設置し，医学物理士認定

められる呼吸同期照射や息止め照射に有用な技術である．

機構から医学物理教育コースの認定を受けている．現在

さらにその照射が VMAT などの回転照射であれば，同時は，主に人間健康科学系専攻医学物理学分野で大学院生のイメージングによる投影データセットを CBCT 画像に再受け入れを行っており，博士課程 3 名，修士課程 4 名，学構成することで照射中の体内の 3 次元位置確認や当日の実

部生 2 名が所属している．詳細は http://medicalphysics.

投与線量の計算が可能となるため，適応放射線治療の発展

hs.med.kyoto-u.ac.jp/をご覧いただきたい．

に資する技術である．しかし，得られた 2 次元 kV 画像に
92

放射線治療計画の作成，治療計画の品質管理として線量Jpn. J. Med. Phys. Vol. 39 No. 4 (2019)

施設紹介

測定検証，放射線治療装置の品質管理・品質保証，動体追5.

尾照射や呼吸同期照射などの 4 次元放射線治療への立ち合

おわりにいと治療補助，といった業務をスタッフの医学物理士と共今後も放射線治療の発展に貢献できるように，医学物理

同で，医師，放射線治療専門技師や品質管理士とも連携しグループ一丸となってより一層の研鑽を重ねていく所存でて実施するオン・ザ・ジョブ形式の研修を通して幅広い臨

す．

床実務能力を習得できるようにしている．さらに研究面で（文責：宮部結城，椋本宜学，小野智博，は，産学連携での装置開発や基盤研究に参画し，放射線治伊良皆拓，平島英明，中村光宏）

療の発展につながる研究開発を行う能力も兼ね備えた医学
物理士の育成を目的としている．

93

編

集

後

記

本号にて，名誉会員の和田真一先生らによる教育委員会企画連載が最終回を迎えました．新企画として素晴らしい解説記事を掲載することができたと確信しております．また本号には，国際学会参加記と施設紹介を掲載いたしま
した．ご執筆者の先生方に改めて感謝申し上げます．さて，ここしばらく，掲
載記事の分量にかかわらず発行間隔を調整させていただき，この第 39 巻 4 号
を 2019 年内に発行するに至りました．第 40 巻以降につきましては，1 号，2 号，3 号，4 号をそれぞれ 3 月，6 月，9 月，12 月に定期発行し，今後は巻番号と発行年が一対一に対応することとなります．さらに新しい企画も検討しながら引き続き掲載記事の充実に努めてまいります．
（編集委員長 長谷川智之）

Japanese Journal of Medical Physics

医

学

物

理

Editorial Board
T. Hasegawa (Chief)
M. Akimoto
F. ArakiN. Kanematsu
R. Kohno
S. SatoS. Sugimoto
Y. Takahashi
A. Nohtomi
M. Hashimoto
T. Fujisaki
T. Magome
N. Matsufuji
S. Minohara
T. Yamamoto
H. Watabe

編集委員長
長谷川智之（北里大学）
編集委員
秋元 麻未（倉敷中央病院）
荒木不次男（熊本大学）
兼松 伸幸（放射線医学総合研究所）
河野 良介（放射線医学総合研究所）
佐藤 清香（エレクタ（株））
杉本
聡（順天堂大学）
高橋豊（大阪大学）
納冨 昭弘（九州大学）
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徹（北海道大学）
渡部 浩司（東北大学）

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ISSN: 1345–5354

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Japanese Journal of Medical Physics [JJMP] is publishedfour times per annual volume by the Japan Society of
Medical Physics.

本誌は年 1 巻とし，1 号，2 号，3 号及び 4 号として発行します．

JJMP is indexed in Index Medicus and MEDLINE on the
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本誌の研究論文，資料，特集のレポート等は MEDLINE
で検索できます．

94

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東 洋 メ デ ィ ッ ク 株 式 会 社

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式

会

社

日

立

製

作

所

日本生体医工学会

医 学 物 理
Japanese Journal of Medical Physics

第 39 巻（2019 年度）
総目次

第1号

pp. 1–40

第2号

pp.41–60

第3号

pp.61–76

第4号

pp.77–94

公益社団法人

日本医学物理学会（i）

第 39 巻 第 1 号
巻 頭 言
放射線治療における Deformable Image Registration 特集

有村秀孝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1〈放射線治療における Deformable Image Registration 特集〉
解説
放射線治療における Deformable Image Registration の基礎

有村秀孝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

臨床利用における DIR の概要

木藤哲史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

様々な医用画像に対する DIR と自動輪郭抽出角谷倫之 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

DIR を用いた線量分布の合算
宮部結城 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

DIR の臨床における応用利用
黒岡将彦 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(1) ヘリカル CT 画像と 3D-PSF シミュレーション
和田真一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

国際学会参加記

RSNA2018 参加報告
亀澤秀美 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

第 39 巻 第 2 号
巻 頭 言
破壊的イノベーションへつながる医学物理研究
小澤修一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(2) CT 画像 3D-PSF 応用と PSF 測定精度検証
和田真一，大久保真樹，成田啓廣，村尾晃平，松本（ii）

徹 ..........................................

42

大会開催報告第 117 回日本医学物理学会学術大会報告蓑原伸一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

施設紹介
北海道大学病院医学物理部の紹介
鈴木隆介，宮本直樹，高尾聖心，清水伸一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

書

54

評
診療放射線基礎テキストシリーズ【1】巻『医用工学』

稻岡秀檢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

第 39 巻 第 3 号〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(3) 3D-PSF の応用 1. CT 画像の空間分解能特性変換と標準化
和田真一，大久保真樹，成田啓廣，村尾晃平，松本 徹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61〈連載：RPT 誌特集〉
平成 30 年度 RPT 誌土井賞（優秀論文賞）・MCA 表彰の報告

川村愼二 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

RPT 誌土井賞受賞論文：低コントラスト高ノイズ条件で CT 画像の解像力を測定する傾斜ワイヤ法について
富永千晶，安海弘樹，後藤光範，田浦将明，本間経康，森 一生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

RPT 誌土井賞受賞論文：Radiogenomics によるコンピュータ支援診断：
遺伝子型と MR 画像の形態学的変化の関係の分析
甲斐千遥，内山良一，白石順二，藤田広志，土井邦夫 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

RPT 誌土井賞受賞論文：放射線医学総合研究所におけるブロードビーム
炭素イオン線治療の線エネルギー付与の推定兼松伸幸，松藤成弘，稲庭 拓 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

論文紹介

施設紹介
名古屋大学医学部保健学科放射線技術学専攻・大学院医学系研究科医療技術学専攻の紹介
小森雅孝，小口宏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

（iii）

第 39 巻 第 4 号〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(4) 3D-PSF の応用 2. virtual nodule の胸部 CT-CAD の QA への応用
和田真一，大久保真樹，成田啓廣，村尾晃平，松本 徹，曾根脩輔 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

国際学会参加記2019 年米国医学物理学会学術大会参加報告
中野正寛 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

施設紹介
京都大学医学部附属病院放射線治療科の紹介
宮部結城，椋本宜学，小野智博，伊良皆拓，平島英明，中村光宏 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

（iv）

91

VOL. 39, NO. 1
PREFATORY NOTE
Special Issue on Deformable Image Registration in Radiation Therapy
Hidetaka ARIMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1〈Special Issue: Deformable Image Registration in Radiation Therapy〉

REVIEWS
Basics of Deformable Image Registration in Radiation Therapy
Hidetaka ARIMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outline of Deformable Image Registration for Clinical Use
Satoshi KITO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deformable Image Registration and Auto-Segmentation
for Various Medical Imaging Types
Noriyuki KADOYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Use of Deformable Image Registration for Dose Accumulation
Yuki MIYABE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Review of Deformable Image Registration for Clinical Application
Masahiko KUROOKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2
7

12
20
24

〈Special Issue Series: Educational Committee〉

REVIEW
Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 1. Helical CT Image and 3D-PSF Simulation
Shinichi WADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

REPORT OF INTERNATIONAL CONFERENCE
Report of RSNA2018
Hidemi KAMEZAWA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

VOL. 39, NO. 2
PREFATORY NOTE
Medical Physics Research Leading to Disruptive Innovation
Shuichi OZAWA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41〈Special Issue Series: Educational Committee〉

REVIEW
Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 2. Application of 3D-PSF and Veriﬁcation of Measurement Accuracy of PSF
Shinichi WADA, Masaki OHKUBO, Akihiro NARITA, Kohei MURAO,
Toru MATSUMOTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

REPORT OF JSMP MEETING
Report of the 117th Scientiﬁc Meeting of the Japan Society of Medical Physics
Shinichi MINOHARA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

（v）

INTRODUCTION OF RESEARCH FACILITY
Department of Medical Physics, Hokkaido University Hospital

Ryusuke SUZUKI, Naoki MIYAMOTO, Seishin TAKAO, Shinichi SHIMIZU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

BOOK REVIEW

Hidenori INAOKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

VOL. 39, NO. 3〈Special Issue Series: Educational Committee〉

REVIEW
Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 3. Application of 3D-PSF 1. Conversion and Normalization of the Spatial Resolution of
CT Image
Shinichi WADA, Masaki OHKUBO, Akihiro NARITA,
Kohei MURAO, Toru MATSUMOTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61〈Special Issue Series: RPT〉

Introduction of the Doi Award and MCA of Radiological Physics and Technology in 2018
Shinji KAWAMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

ARTICLE REVIEWSRPT Doi Awards: Tilted-wire method to measure resolution properties of CT images at extremely
low-contrast and highnoise conditions
Chiaki TOMINAGA, Hiroki AZUMI, Mitsunori GOTO, Masaaki TAURA,
Noriyasu HOMMA, Issei MORI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

RPT Doi Awards: Computer-aided diagnosis with radiogenomics:
Analysis of the relationship between genotype and morphological changes of thebrain magnetic resonance images
Chiharu KAI, Yoshikazu UCHIYAMA, Junji SHIRAISHI, Hiroshi FUJITA, Kunio DOI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
RPT Doi Awards: Estimation of linear energy transfer distribution for broad-beam carbon-ion
raiotherapy at the National Institute of Radiological Sciences, Japan
Nobuyuki KANEMATSU, Naruhiro MATSUFUJI, Taku INANIWA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
INTRODUCTION OF RESEARCH FACILITY
Department of Radiological Technology, Nagoya University School of Health Sciences, andDepartment of Radiological Sciences, Nagoya University Graduate School of Medicine
Masataka KOMORI, Hiroshi OGUCHI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

70

72

73

VOL. 39, NO. 4〈Special Issue Series: Educational Committee〉
REVIEW

Applications of 3D-PSF of CT Image to QA for Thoracic CT-CAD:
Part 4. Application of 3D-PSF 2. Virtual Nodule Application to QA for Thoracic CT-CAD

Shinichi WADA, Masaki OHKUBO, Akihiro NARITA, Kohei MURAO, Toru MATSUMOTO, Shusuke SONE . . . . .

（vi）

77

REPORT OF INTERNATIONAL CONFERENCE

2019 AAPM Annual Meeting and Exhibition, San Antonio, Texas, USA
Masahiro NAKANO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

INTRODUCTION OF RESEARCH FACILITY

Department of Radiation Oncology and Image-Applied Therapy at Kyoto University Hospital
Yuki MIYABE, Nobutaka MUKUMOTO, Tomohiro ONO, Hiraku IRAMINA,
Hideaki HIRASHIMA, Mitsuhiro NAKAMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

（vii）

第 39 巻（2019 年度）

Author Index
Arimura, Hidetaka.............................................1, 2
Azumi, Hiroki .....................................................69
Doi, Kunio...........................................................70
Fujita, Hiroshi .....................................................70
Goto, Mitsunori ...................................................69
Hirashima, Hideaki .............................................91
Homma, Noriyasu ...............................................69
Inaniwa, Taku ......................................................72
Inaoka, Hidenori .................................................57
Iramina, Hiraku ...................................................91
Kadoya, Noriyuki................................................12
Kai, Chiharu ........................................................70
Kamezawa, Hidemi .............................................35
Kanematsu, Nobuyuki.........................................72
Kawamura, Shinji ...............................................68
Kito, Satoshi..........................................................7
Komori, Masataka ...............................................73
Kurooka, Masahiko .............................................24
Matsufuji, Naruhiro.............................................72
Matsumoto, Toru .....................................42, 61, 77
Minohara, Shinichi..............................................50（viii）

Miyabe, Yuki .................................................20, 91
Miyamoto, Naoki ................................................54
Mori, Issei ...........................................................69
Mukumoto, Nobutaka .........................................91
Murao, Kohei ..........................................42, 61, 77
Nakamura, Mitsuhiro ..........................................91
Nakano, Masahiro ...............................................86
Narita, Akihiro ........................................42, 61, 77
Oguchi, Hiroshi ...................................................73
Ohkubo, Masaki ......................................42, 61, 77
Ono, Tomohiro ....................................................91
Ozawa, Shuichi ...................................................41
Shimizu, Shinichi ................................................54
Shiraishi, Junji.....................................................70
Sone, Shusuke .....................................................77
Suzuki, Ryusuke..................................................54
Takao, Seishin .....................................................54
Taura, Masaaki ....................................................69
Tominaga, Chiaki ................................................69
Uchiyama, Yoshikazu..........................................70
Wada, Shinichi ..................................29, 42, 61, 77

第 39 巻（2019 年度）

Keyword Index
4D dose calculation .............................................20
adaptive radiation therapy ...................................20
auto-segmentation ...............................................12brachytherapy ......................................................24
contour ................................................................12
contour-based DIR ................................................7
deformable image registration (DIR) ..7, 12, 20, 24
displacement vector ﬁeld ......................................7
dose accumulation...............................................20

dose mapping ......................................................20
hybrid-DIR ............................................................7
IGBT ...................................................................24
IGRT....................................................................24
intensity-based DIR ..............................................7
propagation .........................................................12radiotherapy ........................................................12
response evaluation .............................................24（ix）

Japanese Journal of Medical Physics
目次〈連載：教育委員会企画〉
解説CT 画像 3D-PSF の胸部 CT-CAD の QA への応用
(4) 3D-PSF の応用 2. virtual nodule の胸部 CT-CAD の QA への応用
徹，曾根脩輔 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

中野正寛 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

和田真一，大久保真樹，成田啓廣，村尾晃平，松本国際学会参加記2019 年米国医学物理学会学術大会参加報告

施設紹介
京都大学医学部附属病院放射線治療科の紹介
宮部結城，椋本宜学，小野智博，伊良皆拓，平島英明，中村光宏 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

編集後記 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

94【複写される方へ】
本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の方でない限り，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．
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医学物理

第39巻

定価 2,000円

第4号

令和元年12月25日発行 公益社団法人 日本医学物理学会 東京都新宿区山吹町358-5
平成 2 年 6 月11日第 4 種郵便物認可（株）国際文献社内