コンピュータ支援画像診断学会論文誌
コンピュータ支援画像診断学会論文誌
V o l . Vol.5
5 N o Jan.
. 1 2001
Jan. 2001

特別寄稿

コンピュータ支援画像診断（ＣＡＤ）の実用化
コンピュータ支援画像診断（ＣＡＤ）の実用化へのステップ−−考察
放射線医学総合研究所特別研究員[1] は じ め にコンピュータ支援画像診断(CAD)
コンピュータ支援画像診断(CAD)がいよいよ、がいよいよ、本
本格的な実用になってきた。それは格的な実用になってきた。
それは R2 Technology社による Image Checker が FDA の承認を受け、の承認を受け、我我が国の厚生省の薬事申請も通過して、CADが国の厚生省の薬事申請も通過して、CAD 商用機の第一号となったことからである。筆者は以前、の第一号となったことからである。
筆者は以前、中央薬事審議会の臨時委員として、この問題に取中央薬事審議会の臨時委員として、この問題に取り組んできたが、この時期に当り、り組んできたが、この時期に当り、CADCAD 実用化に向けての基本的な考え方を整理しておくことは有用であろう。とくに用であろう。
とくに CAD はマンモグラフィ検診とラセンCT
ラセンCTによる肺癌検診に応用される可能性が高による肺癌検診に応用される可能性が高い。そこで鳥脇先生のお薦めもあり、い。
そこで鳥脇先生のお薦めもあり、この問題にこの問題に深い関連があるCADM深い関連がある
CADM Journalに投稿させて頂くこ
Journalに投稿させて頂くことにした。読者諸賢のご批判をお願いしたい。とにした。
読者諸賢のご批判をお願いしたい。ななお、本稿は CAD の技術的な問題を論じたものではお、本稿はなく、CADなく、CAD を医療に適応するために必要と思われる手順について考え方を提示したものである。
CAD そのものの工学的側面からの研究は多くなされており、鳥脇らの文献を参照されたい
れており、鳥脇らの文献を参照されたい 1)
1)。
。
[ 2 ] C A DDのの適用における基本的な考え方
CAD システムは理論的には画像診断全てに通用する。しかし、る。
しかし、当面は癌検診などの定型的な画像診当面は癌検診などの定型的な画像診断に適用するべきであると考える。何故なら、断に適用するべきであると考える。
何故なら、検検診で用いる画像は枚数もほぼ決まっており、撮影診で用いる画像は枚数もほぼ決まっており、撮影法もほぼ一定であることが多く、検出する所見も法もほぼ一定であることが多く、検出する所見もパターン化できるからである。勿論、パターン化できるからである。
勿論、撮影される撮影される人数が非常に多いことも検診の特徴であり、コス人数が非常に多いことも検診の特徴であり、コスト面からも CAD 利用が期待される。
利用が期待される。一方、
一方、通常の通常の臨床における利用は個別に対応しなければならない場合が多いため、CADい場合が多いため、CAD の応用は現時点では特殊なケースを除いて困難であろう。次になケースを除いて困難であろう。
次に CAD システ
ムの目的について考えてみる。筆者の考えは最終ムの目的について考えてみる。
筆者の考えは最終的な目的は自動読影である。これは癌検診の場合的な目的は自動読影である。
これは癌検診の場合で言えば、第一読影をで言えば、第一読影を CAD で行い、で行い、CAD
CAD が正常とした画像は第二読影者である医師が読まないというものである。筆者はこのシステムを自動読影シうものである。
筆者はこのシステムを自動読影システムと名付ける。もし、ステムと名付ける。
もし、このシステムが実用化
このシステムが実用化
‑1‑

飯沼

武

すれば、大きな省力化効果をもたらすであろう。
すれば、大きな省力化効果をもたらすであろう。
検診の場合は多くの正常な画像が含まれるであろうから、とくに効果は大きい。
うから、とくに効果は大きい。しかし、
しかし、このケー
このケースの最大の問題点はシステムの偽陰性例(false
スの最大の問題点はシステムの偽陰性例(falsenegative:FN)の問題である。
negative:FN)の問題である。筆者の考えでは如何
筆者の考えでは如何に専門医といえども必ず FNFNがあるはずであり、があるはずであり、システムの FN がある％以下になれば許容されると思うが、今のところ合意形成はなされていない。
思うが、今のところ合意形成はなされていない。
また、現時点では法的な責任問題も不明確であまた、現時点では法的な責任問題も不明確である。
そこで現実的な第二の方法として第一読影を CADが行うが、第二読影を医師が全例について実施すが行うが、第二読影を医師が全例について実施する。これは大きな省力化にはならないがる。
これは大きな省力化にはならないが CAD が指摘するしないに関わらず、医師が画像をすべて読摘するしないに関わらず、医師が画像をすべて読影することで、最終責任は医師にあり、影することで、最終責任は医師にあり、前述の法前述の法的な問題をクリアーできる。この場合でも検診の的な問題をクリアーできる。
この場合でも検診の二重読影の一方を CAD が担うことである程度の省力化のつながる。そこでこのやり方を前者の自動力化のつながる。
そこでこのやり方を前者の自動読影システムに対して、読影支援システムと呼ぶ読影システムに対して、読影支援システムと呼ぶことにする。この後の議論は読影支援システムにことにする。
この後の議論は読影支援システムに限定するが、前述のように筆者の目標は最終的に限定するが、前述のように筆者の目標は最終的には自動読影システムの確立であり、ある時期にはは自動読影システムの確立であり、ある時期にはこれは必ず完成できると確信している。
[3]CAD シ ス テ ム の 性 能 に つ い て[3‑1] CAD シ ス テ ム の 単 独 テ ス ト
CAD の導入にあたって、CADCADそのものの性能が問題そのものの性能が問題である。最初にチェックする項目はその正診率でである。
最初にチェックする項目はその正診率である。すなわち、ある。
すなわち、感度感度(sensitivity)(sensitivity)と特異度と特異度(specificity)である。
(specificity)である。システムそれ自体でどのくらいの感度と特異度をもてば、読影の相棒としてらいの感度と特異度をもてば、読影の相棒として使ってよいであろうか？小生の考えはその分野の専門医と同等以上の成績を CAD が出した場合はそれを利用することを認めるべきではなかろうか？
何故なら、どんな優秀な専門医といえども必ず見
何故なら、どんな優秀な専門医といえども必ず見逃し例は存在するので、CAD逃し例は存在するので、CAD だけに苛酷な要求を出しても意味がない。

J o u rJournal
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p u t e r A i dAided
e d D i aDiabnosis
g n o s i s o f of
M eMedicald i c a l I mImagesa g e s V oVol.5
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o . 1 J2001
an. 2001

そこでどのように正診率を測定するかであるが、ROC 解析が最も望ましい。CAD
CADと医師で同一症例群と医師で同一症例群を使って診断を実施し、ROCを使って診断を実施し、ROC 曲線を書きその面積た、この段階で共同システムのコスト計算をやった、この段階で共同システムのコスト計算をやってみたらどうかと考える。おそらくてみたらどうかと考える。
おそらく 2 人の医師よりも安くなることが予想されるからである。このりも安くなることが予想されるからである。
このを利用するのが明確である。筆者の考えでは ROCを利用するのが明確である。筆者の考えでは面積が専門医と同等以上であれば合格としてよいのではないかと思っている。次にのではないかと思っている。
次に ROC 解析を行う
場合のテスト画像は確定診断のついた専門医でもやや困難と思われるデータベースを使うことが必要である。極端にやさしい画像や逆に極めて難し要である。
極端にやさしい画像や逆に極めて難し
い画像では CAD と医師の差を見ることが難しくなるからである。しかも、るからである。
しかも、複数のデータベースを使複数のデータベースを使うことが必要であろう。実はこのような実績は肺うことが必要であろう。
実はこのような実績は肺癌の CT 検診の CAD で、で、すでに存在しており、すでに存在しており、国
国立がんセンタ−東病院の大松らと徳島大学の仁木らの共同研究である。それによるとそれによるとthinthin section
CT による肺の結節の鑑別診断において、による肺の結節の鑑別診断において、医師と医師とCAD システムを ROC 解析で比較している。
解析で比較している。結果を結果を見ると CAD は２名の専門医を超えており、は２名の専門医を超えており、ROC
ROC 下

分野では R2
R2社の社のImageImage Checkerを用いた難波らのChecker を用いた難波らの成績がある 3)
3)。
。それによると、マンモグラフィの石灰化にたいしては Image Checker を読影を第一読影として利用できるという。ただし、読影として利用できるという。
ただし、腫瘤に関腫瘤に関しては問題が多いようである。彼らの実験は２名しては問題が多いようである。
彼らの実験は２名の医師との厳密な比較ではないため、CADの医師との厳密な比較ではないため、
CAD の使用が医師の場合に比べて正診率の面でどのように変わったかは明らかでない。ここで医師の性能につわったかは明らかでない。
ここで医師の性能についても考察しておかねばならない。良く知られていても考察しておかねばならない。
良く知られているようにマンモグラフィの読影に関しては医師間でその読影正診率に大きな差があることは周知の事実である。CADの事実である。
CAD とペアーを組んで第二読影者としての役割をはたす医師の能力であるが、マンとしての役割をはたす医師の能力であるが、マン
モグラフィ読影にある程度経験を積んだ人であることが必要であろう。経験の少ない人では逆にことが必要であろう。
経験の少ない人では逆にの面積で見た差はかなり大きい 2)
2)。
。もう一つの評価法は CAD システムの感度と擬陽性の結節の個数を見る方法である。この場合は直接、を見る方法である。
この場合は直接、医師との比医師との比較は困難であるが、感度を専門医なみとし、較は困難であるが、感度を専門医なみとし、擬陽擬陽性の数が症例当たりいくつまで許容できるかという判断でよいのではないかと考えている。最終的う判断でよいのではないかと考えている。
最終的には次に述べる CAD と医師の共同システムの性能から擬陽性の結節数を決定することが必要ではなかろうか？

CAD に引っ張られて診断を誤る可能性が高いような気がする。逆に、な気がする。
逆に、高度な診断能力をもった医師
高度な診断能力をもった医師の場合は CAD のために正診率を落とす可能性も否定できないように思われる。また、定できないように思われる。
また、第二読影者の第二読影者の医師には CAD の提供する所見に関する知識が不可欠であり、そのための講習なども行わなければな欠であり、そのための講習なども行わなければならないであろう。いずれにしてもこの問題はらないであろう。
いずれにしてもこの問題は CAD
医師共同システムの研究において、医師の経験年
医師共同システムの研究において、医師の経験年数とシステムの最終的な正診率との関連を調べることによって答えが出るであろう。

[ 3 ‑ 2 ] C A Dと
Dと 医 師 の 共 同 シ ス テ ム の テ ス ト
ここで専門医と同等以上の性能が確認できた場合にはいよいよ、CADにはいよいよ、CAD と医師を組み合わせたテストに進むことが必要である。ここではに進むことが必要である。
ここでは CAD システムの出力結果を参考にしつつ、医師が読影する場合の出力結果を参考にしつつ、医師が読影する場合と 2 人の医師の読影を比較したらよいと考える。
勿論、このときは前述の読影支援システムとして勿論、このときは前述の読影支援システムとしてCAD を使うことを前提としている。CAD
CADシステムはシステムはある程度の偽陽性(Falseある程度の偽陽性(False Positive:FP)を発生すPositive:FP)を発生するであろうから、それがどの程度まで第るであろうから、それがどの程度まで第 2 読影の医師の診断能に影響を与えるかを調べることも重要である。筆者はこのシステムを要である。
筆者はこのシステムを CAD 医師共同システムと呼ぶことにする。この研究は可能ならステムと呼ぶことにする。
この研究は可能ならば、prospective
ば、prospective な研究である方が望ましい。
な研究である方が望ましい。勿勿論、過去のデータベースを利用した過去のデータベースを利用したretrospective
retrospective
study も不可能ではないが。
も不可能ではないが。この結果がこの結果が ROC 解析
で専門医 2 名の結果と同等以上であれば、名の結果と同等以上であれば、CAD
CAD 医師共同システムは合格としてよのではないか。ま師共同システムは合格としてよのではないか。
ま‑2‑[4]CAD 医 師 共 同 シ ス テ ム の 薬 事 申 請
このシステムが最終的に実用化されるには厚生省の薬事申請を通らなければならない。このためにの薬事申請を通らなければならない。
このためにはメーカーの協力が不可欠であり、何らかの装置はメーカーの協力が不可欠であり、何らかの装置として完成し、薬事申請のための試験を行ってもとして完成し、薬事申請のための試験を行ってもらわなければならない。現在、らわなければならない。
現在、R2R2 社の前例もあることであり、わが国で開発されているマンモグラことであり、わが国で開発されているマンモグラ
フィ用の CAD システムも上記のテストを実施して早く薬事申請にもってゆけないものかと考えている。
[5] マ ン モ グ ラ フ ィ C A Dシ
Dシ ス テ ム の 将 来
CAD にとって近未来の展望はマンモグラフィ装置のデジタル化ではないかと思われる。これはのデジタル化ではないかと思われる。
これは CADにとっては一層、追い風となるはずであり、にとっては一層、追い風となるはずであり、今後今後の発展が期待される。次にの発展が期待される。
次に CAD システムを広域ネトワークを使って共同利用することも十分に予想コンピュータ支援画像診断学会論文誌
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できる。また、前述のように自動読影システムへできる。また、前述のように自動読影システムへの挑戦はあくまで続けるべきであると考える。
文 献1)鳥脇純一郎
1)
鳥脇純一郎：：がんの検診に利用できる CAD の進
歩. 日本がん検診診断学会誌 7:no.2, 21‑25,2000
2)H Ohmatsu, R Kakinuma, Y Nishiwaki et al:
The density analysis of small pulmonary nod‑ule in thin section CT, differential diagno‑
sis and the expection for the prognosis ofperipheral adenocarcinoma. Paper presented
at the 9th World Congress on Lung Cancer,
2000.9.13. Keio Plaza Hotel, Tokyo3)中原3)
中原 浩、難波 清、渡辺良二 他：コンピュータ支援診断システム(( C A D : C o m p u t e r ‑ a i d e d
タ支援診断システム
diagnosis)を用いた乳癌検診diagnosis)を用いた乳癌検診 . 日本がん検診診断
学会誌 7:no.2, 71‑75,2000‑3‑