デジタルブレストモシンセシス（DBT）スクリーニングにおける順次読影中の読影者パフォーマンスの変化に関する研究

学術的背景

乳癌は世界中の女性において最も一般的ながんの一つであり、早期発見は治癒率の向上に不可欠です。従来のデジタルマンモグラフィ（Digital Mammography, DM）は乳癌スクリーニングの主要な手段ですが、乳腺組織の重なりによる病変の検出において一定の限界があります。近年、デジタルブレストモシンセシス（Digital Breast Tomosynthesis, DBT）技術が乳癌スクリーニングの重要なツールとして注目されています。DBTは乳腺の三次元画像を生成することで、乳腺組織をより明確に表示し、組織の重なりによる誤診や見落としを減らすことができます。多くの臨床観察研究が、DBTが従来のDMよりも優れた性能を発揮することを示しています（1-6）。そのため、多くの医療機関がDBT機器の導入とアップグレードに多大な投資を行っています。

しかし、DBTがスクリーニングに広く活用されるにつれ、研究者たちはスクリーニング性能に影響を与える要因、特にバッチ読影（Batch Reading）中の読影者のパフォーマンスの変化に注目しています。既存の研究では、マンモグラフィのバッチ読影には順次効果（Sequential Effects）が存在し、読影者がバッチ内の順序に応じてパフォーマンスが変化することが示されています。例えば、Taylor-Phillipsらが英国で行った大規模な臨床試験では、読影者が最初の40件の検査において平均リコール率が6.4%から4.6%に低下し、がん検出率には有意な変化が見られなかったことが報告されています（8,9）。同様の結果はノルウェーでの観察研究でも確認されています（10）。これらの研究は、読影者が読影プロセス中に視覚的適応（Visual Adaptation）を経験し、その結果パフォーマンスに影響を与える可能性を示唆しています。

これらの研究はバッチ読影中の順次効果を理解する上で重要な手がかりを提供していますが、主に欧州の全国的なスクリーニングプログラムにおけるフルフィールドデジタルマンモグラフィ（Full-Field Digital Mammography, FFDM）データに基づいています。米国のスクリーニング実践は欧州と大きく異なり、特にスクリーニングの頻度とリコール率において違いがあります（14-16）。さらに、DBTの導入はバッチ読影中の順次効果にさらなる影響を与える可能性があります。したがって、本研究は臨床DBTスクリーニングデータを分析し、バッチ読影中の読影者パフォーマンスの変化を評価することを目的としています。

論文の出典

本論文はCraig K. Abbey、Andriy I. Bandos、Mohana K. Parthasarathy、Michael A. Webster、およびMargarita L. Zuleyによって共同執筆されました。著者らはそれぞれカリフォルニア大学サンタバーバラ校心理学・脳科学科、ピッツバーグ大学生物統計学科、ピッツバーグ大学医学センターMagee-Womens病院放射線科、およびネバダ大学リノ校心理学科に所属しています。論文は2024年8月15日に受理され、『Radiology』誌の第313巻第2号に掲載されました。

研究デザインと方法

研究デザイン

本研究は、ピッツバーグ大学医学センターMagee-Womens病院の放射線情報システム（Radiology Information System, RIS）から収集されたデータを用いた、回顧的かつ横断的な観察研究です。研究では、2018年1月から2019年12月までの間に実施されたDBTスクリーニング検査のデータを収集し、病理結果または1年後の画像所見を基準としました。研究では、バッチ内の検査数が3件未満のデータ、同日に結果が出た検査、および読影パターンが異常な放射線科医を除外しました。

データ収集

RISのクエリを通じて、各検査の時間、患者の年齢、乳腺密度、および1年後のフォローアップ結果を取得しました。がんの状態はがん登録システム（MetriQ; Elekta）を用いて確認しました。各放射線科医のリコール率、がん検出率、および各スクリーニング検査間の時間間隔を計算しました。

画像取得と解釈

すべてのDBT検査は1mmの厚さで再構築され、合成された2次元マンモグラフィ画像が生成されました。放射線科医は専用のマンモグラフィ表示ワークステーション（Hologic）を使用して検査結果を読み取り、ワークステーションは前の検査が完了すると自動的に次の症例を開きます。バッチは、連続して読影された検査と定義され、検査間の時間間隔が10分以内であることが条件とされました。

統計分析

研究の主要エンドポイントは、バッチ内のリコール率と読影時間の変化です。一般化線形混合モデル（Generalized Linear Mixed Models, GLMM）を使用して統計分析を行い、患者の特徴（年齢、乳腺密度）、読影環境（平日、時間）、および放射線科医間の異質性を考慮しました。

研究結果

サンプルの特徴

研究では最終的に121,652件のスクリーニング検査が分析され、1,081件のがん症例が含まれ、15人の放射線科医によって解釈されました。患者の平均年齢は61歳でした。バッチの中央値は7件の検査で、ほとんどのバッチにはがん症例が含まれていませんでした（92%）。

リコール率と読影時間の分析

調整前の偽陽性率は、バッチ内の最初の検査で15.5%でしたが、連続して3件の検査を読影した後には10.5%に低下しました（p < 0.001）。一方、感度には有意な変化は見られませんでした（82.6% vs 84.2%; p = 0.15）。読影時間はバッチ内で徐々に減少し、非がん検査の平均読影時間は2.8分から2.2分に短縮されました（p < 0.001）。調整後の分析では、偽陽性率と読影時間の変化は依然として有意でした。

考察

本研究は、DBTスクリーニングにおけるバッチ読影の順次効果を明らかにし、読影者の偽陽性率と読影時間がバッチ内で徐々に改善されることを示しました。これらの変化の一部は、バッチ内の最初の検査により複雑または疑わしい症例が含まれる可能性があるという選択バイアスに起因しています。しかし、調整後の分析は、視覚的適応がこれらの効果を説明するもう一つの重要なメカニズムである可能性を示唆しています。

視覚的適応は、感覚系の特性であり、現在の刺激環境に応じて感度を調整することができます。既存の研究では、マンモグラフィのテクスチャが視覚的適応を誘発し、読影者の知覚とパフォーマンスに影響を与えることが示されています（11-13）。本研究では、偽陽性率の低下と読影時間の短縮は、視覚的適応の仮説と一致しており、読影者が読影プロセス中に画像の特性に適応していることを示唆しています。

結論

本研究は、臨床DBTスクリーニングデータを分析することで、バッチ読影中の読影者パフォーマンスの変化を明らかにしました。偽陽性率と読影時間の改善は、選択バイアスに一部起因していますが、視覚的適応も重要な役割を果たしている可能性があります。これらの発見は、今後のスクリーニング実践において、読影順序を最適化することでDBTスクリーニングの性能をさらに向上させる可能性を示しています。

研究のハイライト

1. 偽陽性率の有意な低下：バッチ読影中、偽陽性率は15.5%から10.5%に低下し、調整後も有意でした。
2. 読影時間の短縮：非がん検査の読影時間は2.8分から2.2分に短縮され、読影者の効率が向上したことが示されました。
3. 視覚的適応の潜在的な役割：研究は、視覚的適応が読影者パフォーマンスの変化を説明する重要なメカニズムである可能性を示唆しており、今後のスクリーニング実践に新たな視点を提供しています。

研究の価値

本研究は、DBTスクリーニングにおけるバッチ読影の順次効果を理解する上で重要な証拠を提供し、偽陽性率と読影時間の変化パターンを明らかにしました。これらの発見は、スクリーニングプロセスの最適化に役立つだけでなく、特に医学画像解釈における視覚的適応の役割に関する今後の研究に新たな方向性を提供します。さらなる研究を通じて、臨床実践はこれらの発見をより効果的に活用し、乳癌スクリーニングの精度と効率を向上させることができるでしょう。