広島県立病院医誌49⑴13頁～ 22頁，2017

フラットパネルディテクタ搭載デジタルマンモグラフィから乳腺含有率及び平均乳腺線量を推定し患者に通知する取り組み
斉藤浩征１）

石藏麻里１）

波平辰法１）

田村彰久

野間翠４）

松浦一生

Ⅰ. はじめに２）

牧直子１）

門前芳夫

３）

４）

値2.0 mGy以下，推奨値1.6 mGy以下２）３）としている。

現在，平均乳腺線量はDance法による推定が普及し北米では，マンモグラフィ受診者に乳腺濃度を通知ているが，患者ごとの平均乳腺線量の推定には至ってする法令化が進められている。また，日本乳癌学会乳いない。我々は，乳腺含有率が既知のファントムを使

癌診療ガイドラインでは「マンモグラフィの高濃度用し，FPD（Flat Panel Detector）マンモグラフィの画乳腺では乳がんリスクが増加することは確実である」

像から乳腺含有率の推定・乳房の構成の分類，さらに「年齢やBMI（Body Mass Index）は乳腺濃度に強く影平均乳腺線量の推定を行う方法を開発した。得られた響すると同時に，乳癌発症リスクとも関連することか推定結果をレポート印刷し，患者に提供する取り組み

ら，乳腺濃度と乳癌発症リスクとの関連性を検討するを行なっている。また，これまで得られたデータから場合には，少なくとも年齢やBMIの影響を考慮する必要がある」

１）など乳腺濃度と腫瘍の検出感度，さら乳腺含有率・年齢・BMIの関係など各種分析を行ったので報告する。に乳癌の発生リスクと乳腺濃度・年齢・BMIとの関係が報告されている。しかしながら乳腺濃度は視覚評価

Ⅱ. 方によって推定されているため評価者によってばらつきが生じているのが現状である。
また，マンモグラフィの撮影用X線は高いコントラ法

Ⅱ－１【乳腺含有率及び乳房の構成分類の推定】
乳腺含有率を推定していくためには，撮影条件毎ストを得るために非常に低いエネルギーを利用してに乳腺含有率と圧迫乳房厚に対応した画素値のルッいることから他の撮影よりも被曝線量が高くなっていクアップテーブル（以後LUT）が必要となる。FPDる。マンモグラフィの被曝線量は表面線量よりも乳腺マ ン モ グ ラ フ ィ（ 撮 影 装 置：GE製

senographe DS

線量が問題となるため平均乳腺線量によって評価されacquisition system）のRAWデータにおける画素値はている。米国放射線専門医会は，１方向あたり3m GymAs値に比例し，X線透過線量は物質の厚さによって以下という勧告を出している。EUREF 4thEdition (the指数関数的に減少する。また，X線透過線量は乳腺含European Reference Organisation for Quality Assured

有率の増加によって指数関数的に減少する。（筋肉量Breast Screening and Diagnostic Services）の割合の増加によってX線は指数関数的に減弱していではPMMA（Polymethyl methacrylate）40 ㎜で受入る５）ことから，乳腺量の割合の増加によっても指数関数的に減少すると判断した。）以上のX線と物質と
１）県立広島病院

放射線診断科２）広島市民病院

放射線科の相互作用を利用しLUTの作成を行った。
撮影管電圧（ 25kv～ 32kv）
・一定の撮影電流・ター

３）佐世保市総合医療センター

ゲット（Mo・Rh）・フィルタ（Mo・Rh）の組み合わ

４）県立広島病院

せによる撮影条件（これまでのマンモグラフィにおい乳腺外科

― 14 ―

広島県立病院医誌

第49巻第１号（平成30年３月）て使用していない組み合わせについては除外した）に

マンモグラフィは自動露出撮影を行っているため

おいて，乳腺含有率の異なる５種類のファントム（ファントmAs値は撮影ごとに違っている。マンモグラフィの画

ム：イーステック製ブレスト・ファントム・システム・012A型

素値は次の式によって補正した。

乳腺含有率０％ 30％ 50％ 70％ 100％の組み合わせによりそれぞれの乳腺含有率のファントムを５㎜から70 ㎜式までを５㎜増分でシミュレーションすることができる。
）を，画素値×（ファントム計測時のmAs値／マンモグラ

20 ㎜から70 ㎜までを５㎜増分で撮影した（図１）。画像

フィのmAs値）＝補正画素値から同一領域（図２）の画素値を計測し（ヒール効果の影響を最小限にするために計測領域を広げた。）撮影

ファントムと人体の脂肪・乳腺の画素値は必ずしも一条件ごとに乳腺含有率とファントム厚に対応した表（表１致しないためLUTの修正を行った。LUT（表２）から

使用ソフト：マイクロソフト エクセル）を作成した。マン

患者の圧迫乳房厚に等しい列を抽出し腋窩の脂肪領域

モグラフィ撮影後，管電圧・ターゲット・フィルタをエクセルの画素値が乳腺含有率０％の値よりも高い場合，腋窩シートに入力することによって，撮影条件に一致した表１の値を乳腺含有率０％とし乳腺含有率０～ 50 ％の内を抽出し，画素値を指数近似しファントム厚１㎜単位，乳挿値を再計算し修正した。

腺含有率１％単位でLUTを作成した。（表２）画素値の計測はMLO画像を使用し，乳房外周からま た， 高 濃 度 部 位 の 画 素 値 がLUTの 乳 腺 含 有 率100 ％の値よりも低い場合，高濃度領域の値を乳腺含圧迫乳房厚の1/2までの圧迫されていない領域，大胸有率100 ％とし乳腺含有率50 ％～ 100 ％の内挿値を再筋，腋窩及び下部の脂肪領域を外した乳腺領域とLUT計算し修正した。の修正を行うため，腋窩の脂肪領域・高濃度乳腺領域

LUT修正後，圧迫乳房厚とファントム厚が同一の列の３領域の計測を行った（図３）。

から補正画素値にもっとも近い値を検索することで患

図１

ファントム撮影

図２

表１

ファントムによる画素値の測定（撮影条件毎に表を作成）

ファントム画素値計測領域

フラットパネルディテクタ搭載デジタルマンモグラフィから乳腺含有率及び平均乳腺線量を推定し患者に通知する取り組み
表２

指数近似による画素値のLUT

表３

図３― 15 ―

計測領域

乳房の構成分類境界の設定

画像提供：NPO法人
乳がん画像診断ネットワーク者の乳腺含有率を推定した。
推定された乳腺含有率は境界値（表３）を設定し脂肪性・乳腺散在・不均一高濃度・高濃度に分類を行った。

検出器（線量計：Radical社

model 9015型線量計）の中心を照射野の左右の中心，胸壁側から６㎝の位置に固定した。（図４）

境界値は平成25年７月11日NPO法人マンモグラフィ検検出器の厚さが27 ㎜あるため，左右に使用しない

診精度管理中央機構（精中機構）：「乳房の構成の分類

ファントムで高さ30 ㎜の台座を作りファントムを乗６）に関するお知らせ」

を参考にした。

せ計測を行った。（図５）・ターゲット（Mo・Rh）
・
撮影管電圧（ 25kv～ 32kv）

Ⅱ－２【平均乳腺線量の推定】
ファントムを10 ㎜増分で撮影し透過線量表を作成

フィルタ（Mo・Rh）の組み合わせによる撮影条件において（マンモグラフィにおいて使用していない組し，mAs値や測定位置補正をすることで患者の圧迫乳み合わせについては除外した）乳腺含有率30 ％ 50 ％房厚と一致した深部線量表に変換した。さらに乳腺含70 ％のファントムをそれぞれ，５㎜と10 ㎜から70 ㎜

有率に一致した減弱式を算出し，この式を定積分するまでを10 ㎜間隔で一定のmAs値（ 100mAs）にて撮影ことで平均乳腺線量の推定を行った。

し透過線量を測定した。（表４）

― 16 ―

図４

広島県立病院医誌

第49巻

線量計の配置

図６

ファントムと線量計の配置

表４

透過線量表（mGy）（撮影条件毎に表を作成）

第１号（平成30年３月）

図５

台座の配置

表５

乳腺含有率別の深部線量表（mGy）

mAsCF＝MGmAs／FmAs…（ 1 ）

MDCF＝（FMD ／FBD）…（ 2 ）

22
DPCF＝（FBD／（FBD－(Tpb－Ts－Tf))) …（ 3 ）mAsCF：mAs値補正係数
MDCF ：測定点距離補正係数
DPCF ：深部位置補正係数
MGmAs：マンモグラフィ撮影時mAs値
表 ４ の 透 過 線 量 表 のmAs値 と 焦 点 測 定 面 距 離

FmAs ：ファントム撮影時mAs値（FMD）（図６）は一定であるため，マンモグラフィ

FMD：焦点測定面距離からの推定時には撮影管電圧・ターゲット・フィルタ

FBD：焦点ファントム底辺距離が同一の表を抽出し，次の補正係数を乗じることで撮Tpb：圧迫乳房厚影条件と圧迫乳房厚に合った深部線量表に変換した。

Ts：台座厚Tf：ファントム厚フラットパネルディテクタ搭載デジタルマンモグラフィから乳腺含有率及び平均乳腺線量を推定し患者に通知する取り組み※焦点・測定面間距離（FMD）＝622.5 ㎜― 17 ―

日常点検において，ファントムの乳腺含有率を計測し焦点・ファントム底辺間距離（FBD）＝610 ㎜

誤差３％を超えた場合補正を行うこととしている。乳台座厚（Ts ）＝30 ㎜

腺含有率50 ％ 40 ㎜のファントムをターゲットとフィ天板・測定面距離＝17.5 ㎜

ルタの組み合わせMo/Mo Mo/Rh Rh/Rhでそれぞれファントム底辺測定面距離12.5 ㎜

一定の条件にて撮影し基準日と校正日の画素値の比を計測領域画素値に乗ずることで補正を行っている。

（ 1 ）ファントム測定時のmAs値（FmAs）とマンモグラフィ撮影時のmAs値（MGmAs）が異なるため，透過線量表に乗ずることで撮影時の線量に変

基準日値
校正日値

×

計測領域ピクセル値

推定結果は撮影終了後，患者に提供するようできる換する。
（ 2 ）測定線量をファントムの底辺での線量に変換す

よう患者情報・撮影条件や画素値をエクセルシートにるため。ファントムの底辺と測定面と差12.5 ㎜を入力することで自動的にレポート印刷し，各種分析が距離の逆二乗側に従って補正する。

できるようデータベース保存するようにプログラムを（ 3 ）ファントムの底辺が天板から30 ㎜上方であるた開発した。

め，圧迫乳房入射表面からの深部位置での線量になるよう距離の逆二乗則に従って補正する。
補正係数によって変換された表を，指数近似にて乳腺含有率１％毎の深部線量表（表５）を作成した。

Ⅲ．結Ⅲ－１

果

乳腺含有率の推定

乳腺含有率が既知のファントムを利用し，マンモグラフィから乳腺含有率及び乳房の構成分類の客観的なX線は連続エネルギーであることから入射表面に近い領域では低エネルギー成分が多く，実測値と近似値のずれが大きくなるため，推定された乳腺含有率に一分類を推定することができた。
ファントムにて乳腺含有率の検証を行ったところ誤差∓3 ％以内となった。

致した深部線量から，10 ㎜以下と10 ㎜以上でそれぞ2015年９月～ 2016年２月に当院にて撮影されたマれ近似式（減弱式）を算出し，両近似式を定積分しンモグラフィの中から，ランダムに選んだ124症例た和を圧迫乳房厚aで除することで平均乳腺線量を求（術後乳房は除く）を対象に，当院の読影認定医４名と撮影認定技師２名の計６名による視覚評価と推定値めた。

による分類とを比較した。読影者によるバラツキは見
平均乳腺線量（mGy）＝100

られたが，平均65 ％で一致した。（図７）a10ʃ I1e-μen1xdx + ʃ I2e-μen2xdx
aI1：10 ㎜ 以下での切片
I2：10 ㎜ 以上での切片
μen1：10 ㎜ 以下でのエネルギー吸収係数
μen2：10 ㎜ 以上でのエネルギー吸収係数
圧迫乳房厚について本来はノギスなどで正確に測定するべきであるが，時間を要し患者への負担が大きいことから装置の表示値を使っている。そのため表示値と実測値との誤差を補正する必要がある。
日常点検において，ファントムの撮影時に圧迫厚のズレが生じた場合，20 ㎜ 40 ㎜ 60 ㎜のファントム厚とのズレを確認後補正している。
エックス線出力やFPDの感度変化に対応するため，

図７

乳房の構成分類（視覚評価と乳腺含有率）

― 18 ―
Ⅲ－２

広島県立病院医誌

第49巻

平均乳腺線量の推定第１号（平成30年３月）
圧迫乳房厚やX線出力・検出感度の変化に対し基準乳腺含有率の推定結果を利用することで患者毎の平均乳腺線量を推定することができた。

日からのズレを補正することで再現性を維持することができた。

平均乳腺線量は50 ％ファントムにてDance法との比較を行った。

Ⅲ－３

データ分析

（本法－Dance法）/ Dance法×100 ％当院の患者405名754件について各種分析を行った。

平均誤差5.7 ％最大12 ％であった。（表６）

図10は年齢階級別の件数で左右をそれぞれ１件とした。
図11は年齢階級別に乳腺含有率のバラツキを箱ひげ図

表６

本法のDance 法による検証に表し，相関係数を求めた。
図12は圧迫乳房厚に対する乳腺含有率を散布図によって表し，相関係数を求めた。
図13はBMI（Body Mass Index）と乳腺含有率の関係を散布図にて表し相関係数を求めた。
図14はBMIと圧迫乳房厚の関係を散布図で表し相関係数を求めた。
図15は年齢階級での乳腺の構成分類の割合を表した。
図16は管電流に対する平均乳腺線量の関係を表し相関係数を求めた。

患者数 …………………………………… 405 名
件数（左右それぞれ１件） …………… 754 件
平均年齢 ………………………………… 55.7 歳
平均乳腺含有率 ………………………… 39.4 ％平均圧迫乳房厚 ………………………… 41.1 ㎜
BMI …………………………………… 23 ㎏/㎡

図11

年齢階級別乳腺含有率

r =0.47 p<0.001

図10

年齢階級別検査件数

図12

圧迫乳房厚と乳腺含有率

r =0.71 p<0.001

フラットパネルディテクタ搭載デジタルマンモグラフィから乳腺含有率及び平均乳腺線量を推定し患者に通知する取り組み

図13

BMI と乳腺含有率

図15

年齢階級別乳腺の構成分類

Ⅳ．考

r=0.56 p<0.001

察

図14

BMI と圧迫乳房厚

図16

管電流と平均乳腺線量― 19 ―r =0.68 p<0.001

r =0.97 p<0.001

基に近似式を定積分することによって算出している。
Dance法ではファントム表面では低エネルギー成分が本法は含有率が既知のファントムからLUTとマンモ多く含まれるX線による半価層から変換係数を算出しグラフィの画素値を比較することによって乳腺含有率ているが本法は低エネルギーX線がある程度吸収されを推定しているが，腋下の脂肪領域及び高濃度領域た後の透過線量を基準に近似式を算出していることにの画素値からLUTを修正することより，個人差に対応よるものであると考えられる。
（参考：筋肉＋50 ％脂した乳腺含有率を推定することができた。
本法は画素値の計測領域を手動で行っていることか肪 密度0.98g/jの半価層 10kv：0.17 ㎝，15kv：0.54５）㎝，20kv：1.08 ㎝）

ら，精中機構：「乳房の構成の分類に関するお知らせ」の要点で指摘のあった「乳房内ではなく，乳腺内における脂肪の割合」を忠実に再現することができ，推定値と視覚評価の一致率とも高くなっている。境界値についてもほぼ一致している。（図７）
平均乳腺線量についてDance法との比較を行ったがファントム厚20 ㎜では低めに60 ㎜では高めに40 ㎜で各種分析をすることで次の結論が得られた。
図11図12から乳腺含有率は年齢（相関係 r＝0.47 ）よりも圧迫乳房厚（r＝0.71 ）との相関が強い。
図15から高年齢の受診者にも高濃度乳腺が存在することから，乳腺の構成分類の通知は全ての年齢層に必要であると考えられる。

はほぼ一致していた。（表６）Dance法は表面線量を基

図16から管電流と平均乳腺線量の関係で相関係数に変換係数を乗ずることで算出し，本法は透過線量をr＝0.97と強い相関関係にあった。管電流120mAs以上

― 20 ―

図８

広島県立病院医誌

第49巻

患者提供用レポート第１号（平成30年３月）

図９

患者提供用冊子４)では3mGyを超える可能性があった。本研究後，撮影参考文献及び注釈モードを変更し被曝線量を40 ％程度軽減化すること

１）乳癌診療ガイドライン.

ができた。
本法の問題点としてファントムの画素値計測領域はヒール効果を考慮してマンモグラフィの計測領域を参考に計測しているが，ファントム厚は一定の厚さであるのに対し実際の乳房は胸壁側と乳頭側の乳房厚の傾きや，小乳房の表示値による誤差が乳腺含有率及び平均乳腺線量に及ぼす影響についての正確な検証ができていないことがあげられる。

疫学・予防

日本乳癌学会Web版
２）乳癌診療ガイドライン.

検診・画像診断日本乳癌学会Web版
３）医療被ばくガイドライン改訂委員会．中間報告書

医療被ばくガイドライン改訂「マンモグラフィ」．日放技誌.2014；61（１）：119-22.
４）戸崎光宏増田美加

監修：『乳がん検診と診断知っておきたいこと』．NPO法人乳がん画像診

Ⅴ. まとめ
推定結果を患者に渡すために５分以内にレポート印刷までを終了することを目指し実現することができた。推定結果は，レポート印刷し『乳がん検診と診断の手引き』

４）と一緒に患者に提供している。（図８，

図９）本法は定量的な乳房の構成分類・被曝線量の管理・データ分析及び患者に情報提供することによって，超音波検査など他の検査への移行をスムーズに行うことや，セルフチェックの向上など臨床上有用である。

断ネットワーク
５）城谷 孝：人体組織と組織等価材の減弱係数．原
子力研究所６）岡崎正敏：「乳房の構成の分類に関するお知らせ」．NPO法人マンモグラフィ検診精度管理中央委員会

フラットパネルディテクタ搭載デジタルマンモグラフィから乳腺含有率及び平均乳腺線量を推定し患者に通知する取り組み― 21 ―

Estimation of Mammary Gland Content Rate and Average Mammary Glandular Dose from
Digital Mammography upon Installation of a Flat Panel Detector and the Policy
for Informing Patient
１）

１），Mari IshikuraHiroyuki Saito

２）

Akihisa Tamura

１），Naoko Maki
３）

，Yoshio Monzen

１），Tatsunori Namihira
４），Midori Noma，４），Kazuo Matsuura１）Department of Diagnostic Radiology, Hiroshima Prefectural Hospital２）Department of Radiology, Hiroshima City Hiroshima Citizens Hospital３）Sasebo City General Hospital４）Department of Breast Surgery, Hiroshima Prefectural Hospital

Summary
Objective
A relationship between mammary gland density and detection sensitivity and the occurrence risk of breast cancer
has been reported in North America. For example, notification of the mammary gland concentration to patients ismandatory. However, currently, since it is estimated by visual evaluation, the results may vary depending on theevaluator. The exposure dose of mammary glands is evaluated according to the mean mammary glandular dose, which
has not been measured for each patient. In this study, we used the linearity of the pixel values and dose (mAs value)of FPD (Flat Panel Detector) to estimate the mammary gland content rate and average mammary glandular dosefrom mammography images and notified patients of the results. In addition, we hereinafter report on the correlationof age/body mass index (BMI)/compression thickness of the breasts with the mammary gland content rate based on
the data obtained thus far.
Methods
Mammary Gland Content Rate (0% 30% 50% 70% 100%) phantoms were used.
Estimation of mammary gland content rate: maintaining constant mAs values, we combined other photographing
conditions and phantoms, shooting images in increments of 5 mm, using a table containing pixel values, andestimating the mammary gland content rate from the pixel values of the mammary gland area of the patients.
Estimation of the mean mammary glandular dose: maintaining constant mAs values, we combined otherphotographing conditions and phantoms, shooting images in increments of 10 mm, creating a table containing thetransit dose. The mean mammary glandular dose was determined by taking the definite integral of the approximate
expression of the transmit dose corresponding to the actual imaging condition and mammary gland content rate ofpatients from the range of thickness of the compressed breast, and divided by the thickness of the compressed breast.
Results
We were able to estimate the mammary gland content rate from the pixel value of the mammography image,classify the breast composition and estimate the mean mammary glandular dose. Comparing the visual evaluation
by six certified persons and the classification results of this study, the results were closely consistent with theclassification boundaries of the mammography guidelines. As a result of verifying the mammary gland content rateusing phantoms, the deviation was within ∓3%. As a result of comparing the mean mammary glandular dose with thevalues of the Dance method, the deviation was a maximum of 12% and ∓5% on average.
Based on an analysis of the data for 405 subjects, the correlation coefficients with the mammary gland content rate
were age: 0.47, BMI: 0.56, thickness of compressed breast: 0.71.

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広島県立病院医誌

第49巻第１号（平成30年３月）

Conclusion
In order to provide the estimation results to the patients, we were able to simplify and finish the work and print out
the findings in about five minutes. Currently, reports and booklets explaining breast cancer screening are distributed
free of charge. Informing patients of the concentration of mammary glands allows them to be aware of the difficultyin detecting breast cancer and the risk of developing breast cancer, improving the rate of taking medical examinations
and smoothing the transition to other examinations, while making it clinically useful for improving self-checks.