下顎歯肉癌の骨破壊に関する画像診断学的分析

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

下顎歯肉癌の骨破壊に関する画像診断学的分析

中山, 英二

https://doi.org/10.11501/3166919

出版情報：Kyushu University, 1999, 博士（歯学）, 論文博士 バージョン：

権利関係：

G

下顎歯肉癌の骨破壊に関する画像診断学的分析

中山英二

九州大学歯学部歯科放射線学教室

(指導:神田重信教授)

本研究の一部は下記の2つの論文に報告した。

1 .“Detection of bone invasion by gingivaJ carcinoma of the mandible: a comparison of intraoral and panoramic radiography， and computed tomography"

E. Nakayama， K. Yoshiura， K. Yuasa， O. Tabata， K. Araki， S. Kanda， S. Ozeki，

and M. Shinohara

Dentomaxillofacial Radiology 1999; 28: 35ト356

本文の29貞から39貞がこれに該宣する。

2. “A study of the association between prognosis and pattern of bone destruction in carcinoma of the mandibular gingiva"

E. Nakayama， K. Yoshiura， K. Yuasa， S. Kanda， M. Saitoh， W. Kage， T. Ikebe， S.

Ozeki， M. Shinohara

Dentomaxillofacial Radiology 2000; 29: ^{in press} 本文の40頁から51貞がこれに該当する。

目次

1

. 要旨

.

11. 緒言

111.

一撮影条件がROC解析に及ぼす影響について- ^. . . . 5

N. 下顎歯肉癌の骨破壊に関する画像診断能のROC解析

一垂直的骨破壊範囲の診断能に関して- ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 29

v. 下顎歯肉癌の骨破壊様式の画像診断学的分析

ー骨破壊様式のCT分類と治療成績との関連一 ・ ・ ・ ・ ・ 40

V1.

V11. 謝辞 . . . .

.

. .

.

.

V1II. 参考文献

I. 要旨

下顎歯肉癌によるド顎骨破壊の有無、 その範削および骨破壊様式の判定は 治療法の選択や予後推定を行う上で重要であり、 それには正確な両像診断が必 須である。

そこで、 各種岡像診断法による下顎歯肉癌の下顎骨浸潤の有無、 上下的な 範囲および骨破壊様式の診断における各種削像検査法の診断性能と特徴につい て検討した。 とくに今凶研究対象にした両像検査法はパノラマX線検査、IJ_内 法X線検査、 およびCT検公である。

まずこれらの検査法の撮影条件の変動が下顎骨欠損部の検出能に影響をう えるか否かについて分析した。 人工的に作成した下顎骨の商槽I�I)骨欠損の検出 能をROC解析によって分析したところ、 得られたROC曲線はX線投影角度、

被写体の位置づけなとぐの幾何学的位置関係には影響を受けるが、 常用される適 正濃度の範囲内では照射されるX線の線質や線量の影響を受けないことがわか った。 これにより、 被写体が適正に位置づけられた両像であれば、 撮影条件が 異なっても各種岡像を用いて下顎骨破壊の診断能をROC解析することは妥、円 であることが確認された。

そこで適正に位置づけられた耐像を有するド顎|均|勾崩干上皮指37例のパノ ラマX線写真、1-1内法X線び真および CT 像をJlJし3て腫場によるド顎骨浸潤の 有無およびl-_下方向の範聞の診断性能をROC解析により定量的に分析した。

その結果、 パノラマX線写真、 パノラマX線写点とrH人j法X線び点の併用、 CT 像の各画像の診断能の間には統計学的な布怠走がないことがわかった。 下顎梓i 肉癌の治療法選択の基準の -っとして、 また新しいT分類支:の法准としてド顎 骨浸潤の上下方向の範l用があげられており、 ノト!日|の結呆からド加竹泌潤の}-下 的な範囲の診断に関してはパノラマX線写真とl I内法X線写点の1jtnJ検査法は 信頼しうる簡便な検食法であることがぶさオ7た。

つぎにド顎歯肉癌の治療法選択のもう Aつの法準であり、 〕三後と関連する とも考えられている骨破壊様式の耐像診断について検討した。 すなわち70例

の下顎歯肉癌に対してl酎像診断による骨依壊様式の分類を行い、 それと治療成 績との関連を検討した。 骨破壊様式はH:迫増、 混合型、 泌i間引の各パターンに 分類、し、 パノラマX線写真による骨破壊様式の分類と CT像による骨依壊様式 の分類のどちらが治療成績とよく関連するかを検討した。 その結果、 パノラマ X線写真による分類は治療成績と統計学的に関連を示さなかったが、 CT 像に よる分類は治療成績と統計学的に有意な関連を示した。 特にCT 像により浸潤 殉jと分類された症例は他の症例より治療成績が悪いことが明らかとなった。 こ のことから、 予後を予測するうえで重要な骨破壊様式の診断は、 パノラマX線 写真よりもCT像により行うのが適当であることが示された。

結論として、 下顎歯肉扇子上皮癌の下顎骨浸潤の画像検査としては、 骨彼 壊の有無や上下的な骨破壊の範囲はパノラマX線写真とr 1内法X線写真により 診断し、 骨破壊様式はCT 像で診断するのが妥咋であると考えられた。

11. 緒言

下顎歯肉癌による 下顎骨破壊のイ守無、 その範同および竹彼壊様式の判定は 治療法の選択を行うじで、竜安で、ある。 ド顎歯肉癌の手術法として下顎骨辺縁切 除か下顎骨!又域切除のどちらかを選択する場合 、 ド顎骨の1--トノj向の浸潤範阿 が手術法を選択する際の重要な要闘の 'つとなる。 また新しいド顎歯肉癌のT

分類案の基準として ド顎骨浸潤の k下方向の範囲があげられており ( ド顎管分 類案)、 病期分類上も下顎骨仮壊の有無および範闘の判定は重要視されている。

さらに 下顎歯肉癌による骨破壊様式は手術法選択のも う _一つの法準であり 、 か っ骨破壊様式は予後に関連するとの見解もあり 、 その点からも廿依壊様式は治 療上重要な要因となっている。 これらの下顎骨破壊の有無および範問、 および

骨破壊様式の判定には両像診断が必須である。 そのための両像検公としては 、 従来よりパノラマX線写真や[ ]内法X線写真が用いられて きた。 さらに3次厄 的な観察を行うためにCT検任を併用するのが 一般的である。

このように数種類の両像診断法を適用し、 ド顎骨破壊の有無および範|井|を

総合的に診断しているが、 観察画像の増加に伴う情報量の増加が必ずしも診断 性能の向 k に結びつくとは限らなし 3。 そのため、 最大の診断能が作られる剛像 検査を効本的に選択するようにしなければならなし_\0 しかしながら 、 卜・5買骨破 壊の有無および範凶、 骨破壊様式に関して各種断像検交法の診断能を定量的に 分析した研究はIJil内外の文献検索によっても皆無である。

そこで今同、 各種両像診断法による ド顎l均|勾婚の ド顎骨泌潤の有無および 範囲、 骨破壊様式の診断における各種凶i像検査法の診断性能と特徴につ いて ROC解析により定量-的に検討した。 とくにノトtLlI研究対象にした!山j像検査法は

パノラ_マX線検缶、 L l内法X線検台、 およびCT検密である。

まずこれらの検査法の撮影条件の変動が骨欠損部の検川能に及ぼす影響を ROC解析により定量的に分析した。 それにより版影条件の見なるl同像を使jfJ して各種画像の下顎骨破壊の診断能をROC解析することの'!í::、!?性を係認した。

次にF顎持i肉扇、Fl_皮癖37例のパノラマX線写点、 r J I付�lX線写真、 CT

像を用いて、 腫蕩による下顎骨浸潤のゐ-無および上ド方向の範問の診断におけ る診断性能をROC解析により定量的に分析し、 下顎歯肉痛の治療法選択の基

準の一つである下顎骨浸潤の1-.ド的な範阿の診断に関してパノラマX線写点と 口内法X線写真、CTのいずれが信頼しうる検査法であるかを検討した。

つぎに下顎歯肉癌の治療法選択のもう -つの法准であり、 予後と関連する とも考えられ ている骨破壊様式の画像診断について検討した。 付依壊様式はJ_I�

迫型、 混合71浸潤型の各ノfターンに分類し、 パノラマX線写�\による骨破壊

様式の分類とCTによる骨破壊様式の分類のどちらが治療成績とより関連する かを検討した。 その結果から、 予後を予測するうえで、 凶i像診断による骨破壊 様式はパノラマX線写真とCTのどちらにより判定するのが適、ljであるかを決 定した。

以上により、 各種両像診断法による下顎前肉痛の下顎骨反潤の有無および

範囲、 骨破壊様式の診断における各種l画像検資法の診断性能と特徴について検 討し、 パノラマX線検査とI J内法X線検査、 CT検査のそれぞれの診断学的役 割を考察した。

111. 画像による下顎骨欠損検出のROC解析に関する基礎的検討

一撮影条件がROC解析に及ぼす影響について一

緒言

ROC 解析は画像の物理的特性のみならず診断若の心理的凶fも 包折した総 合画像評価の客観的、 定量的方法として係ιされた方法である[1-4J。 このん­

法を頭頚部領域の悪性腫場の各種画像検査法の診断能の評価に応用した報告も みられる[5，6J。 そこで今同はこの方法を各種画像検査法のト顎l有肉扇平上皮 癌による骨破壊の診断能の評価に応用した。

下顎街肉扇平lソ支婦による骨破壊の診断能の評価に使則する各樋診断l由i像 のうちパノラマX線写真や[ 1内法X線写真は、 個々の患者ごとの異なる身体的 条件(体格や形態的特徴)によりX線照射条件やX線投影角度を適宜変化させ て撮影された両像で ある_。 これは適正な阿像を得るために避けることので きな い検査法の本質的な特性であ り、ROC 解析はそのような検杏法の特性も合め た総合的な断像評価に適した解析方法である。 しかしl削像診断能に影響を与え る撮影条件に関する因子が明らかになれば、 その凶子により明らかにROC解 析にばらつきを性じる撮影条件で得られたl山i像を分析の対象より除外すること により、 録影条件による2次的な診断能の変動を避けることが 可能となる。 ま たCT検公においては線影条件や画像処用条件はすべてのl両像を通じて -;むし ているが、 断層基準面をFH平面と下顎下縁平面の2種類を選択しており、 そ のどちらの両像でROC解析をするのが妥当であるのか倹討が必安である。

この実験的研究の日的は1 1内法X線写真、 パノラマX線写点、 CTの骨倣壊 の診断能をROC解析により比較する場介の蒸健データとして、 各碕l珂イ象内の 廠影条件がROC曲線に及ぼす影響について明らかにすることである。

材料と方法

乾燥下顎骨の左側第一大臼歯、 第二大臼歯隣接面下の歯槽頂部に人工的骨 欠損を作成し、 その口内法X線写真、 パノラマX線写真、 CT を撮影した。 骨 欠損作成部位 は、 構造雑音として、 すでに歯槽部に軽度の骨吸収が存在する部 位を選んだ。 骨欠損 は以下の4段階を順次作成し、 骨欠損のない状態を含める

と5段階の骨欠損状態を作成した(図1)。

図1. 5段階の人工的骨欠損を示す口内法X線写真

grade 0 :人工的骨欠損像が存在しない状態 (図1-A)0

grade 1 :頬舌側皮質骨に変化を加えず、 歯槽頂舌側の歯根膜腔に沿った垂直 的骨欠損を深さ1mmを越えない範囲で作成したもの(図1-B)。

grade ₂ :さらに歯槽頂頬側にも 頬舌側皮質骨に変化を加えないように歯根膜 腔に沿って垂直的骨欠損を深さ 1mm を越えない範囲で 追加作成し たもの(図1-C)。

grade ₃ :舌側皮質骨に達する歯槽頂頬舌側の歯根膜腔に沿った水平的骨欠損 を深さ1mmを越えて追加作成したもの(図1-D)。

grade 4 :さらに頬側皮質骨に達する歯槽頂頬舌側の歯根膜腔に沿った水平的 骨欠損を深さ1mmを越えて追加作成したもの(図1-E)。

使用 し た口 内 法 X 線 撮 影 装 置 はOralix50またはOralix65 ( Philips，

Eindhoven， The Netherlands) を用い、 使用した口内法X線フィルムは標準 型の D-speed film、 DF-57(Eastman Kodak， Rochester， NY， USA)である。

パノラマX線撮影装置はVeraview (]. Morita MFG. Co.， Kyoto， Japan) で、

パノラマX線フィルムは orthochromatic film、 SR-G(Konica Co.， Tokyo，

Japan)で、 希土類増感紙、 HR-6 ( F吋i Medical Systen1s， Tokyo， Japan)と 共に撮影した。 CT装置はSomatom_DR (Siemens， Erlangen， Germany)で、

imaging filmは LI-LM(Fuji Medical Systems， Tokyo， Japan)で、ある。

すべての写真は自動現像機により現像した。 日内法X線写真とパノラマX 線写真は歯科用自動現像機、HI-RHEIN、RH9001取(Nix Co.， Tokyo， Japan) で280C、4分で処理した。CT写真はimaging processor、CR-LPD(Fuji Medical

Systems， Tokyo， Japan)で、処理した。

口内法X線写真の撮影方法は、 阪神技術研究所(岡宮、 卜!本)製の円前部 フィルムホルダーを改良 フィルム 規格撮影補助具 した専用の規格撮影補助 コーン

I

仕…

2 )。 捕の長軸とフィル ム面をnf及的に平行にし、

そのて等分断が垂直にな るように同定した。 焦点

ー『

『-』

人工的 骨欠損

IHL

，・

­d-『

『

乾燥ド顎骨

フィルムー焦点間距離:28cm 凶2 LJ内法X線写真撮影の模式凶

j

フィルム

図3

ーフィ ル ム間距離は 28cmで s定にした。 X 線の垂直(I�人射角度は、

O 、 -5 。 、 -10 。 に変化させて娠影した

(凶3 )。照射時間は、

機械の設計1-_選択で、き るレンジのうち、 段通 な濃度が得られる時間!

と、 適正濃度が得られ る範川内であるがそれ

聞の計3穐類の照射時間を設定した。すなわちOralix50では0.5秒、0.63秒、

より知し3時間と長い時

0.8秒で、 Oralix65では0.37秒、 0.49秒、 0.62秒である。 以 上のように撮影 条件の異なる18種類の像を、 5段階の骨欠損状態について撮影し、 計90両像 を得た。

パノラマX線写真の撮影克法については、 まず乾燥頭蓋骨と乾燥ド顎骨を 切端攻合の状態で同定した

六凶位一泊)第、撮顎(

方 歯

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顎 定 た

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m4百ι81Jの苅ι影む」巨 議役A

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ラ出準ノ紅一保 パ&3

A斗A図

A:標準位置 B:前方1"\1:芦: C:後)i位置 凶5 断層域の設定とド顎骨との関係を示す模式似j

FH手面 唯

A: FH平面が水、子 B _: FI-Iτf面がノk干面より一100 C :ト、fl、rrftíがノr.�f[厨より十100

凶6. 乾燥頭蓋骨のFH平面と水平面の関係を/兵す筏式l文l

影を追加した。

さらにFH 、F面を水平面に対して、 o 0 (f;;(J 6 -A)を標準として、 -10 0 ([ヌ1 6 -B)、 +10 0 (凶6-C)に変動させて撮影した。

適正照射線量を得るための補正filt e r とLて1mm 厚の銅板を管球側表面-に おいた。 管電!五は常用される70kVp、 75kVpの2種類を選んだ。 管電流 は機 械の設計上選択できるレンジのうち、 適正な濃度が得られる管電流と、 それよ り低い管電流と高い管電流の計 3種類の管電流を設定した。 すなわち70kVp

では7mA、 8口lA、 9mA、 で、 75kVpでは5口lA、 6立し生、 7mAである。 以上 のように撮影条件の異なる54種類の像を、 5段階の背・欠損状態について�1影

し、 計270両イ象を得た。

CT写 真の娠影 方 法は、

水を満たした水槽中に乾燥 頭蓋骨と乾燥ド顎骨を貴き、

正J��I*状出が断層i前に手If(

FH平面に、|乙行 で左右刈-粉、に版影ができる ように同定した。 x線照射 条件は、 管電[j� 125kV、 管 下顎下縁に干行 電流701nA、 . scan あた

図7 CTの断層基準面をぷす模式�l

り5秒の照射時間に固定し て撮影した。 断層法准面は

FH -'f2: [fIjに、11.行なscan群

(FH 、|正面iに対aして O 。 十3 0 、 -3 0 の角度をつけて撮影した群) とド顎ド縁に、ド行なscan群(ド顎

下縁に対してO。 、 +3。 、 -3。 の角度をつけて娠影した群)とに変化させて 撮影した(凶7 )。 曲i像処埋条件としてはsuperhigh resolution の廿条件像

(vvindow width/win dow level: 3500/500 Hounsfield Unit)を選択した。

以上のように撮影条件の異なる6種類の像を、 5段階の骨欠損状態について撮 影し、 計30 I函イ象を得た。

以上をまとめると撮影された各種画像の嫌影条件は以下の如くである。

1 . 口内法X線写真(Oralix50またはOralix65、 令90Iiìlj像) Oralix50 管電!正50KVp、 管電fE 7.5mA

照射時間 0.5秒、 0.63秒、 0.8秒 管電圧65KVp、 管電j玉7.5mA Oralix65

照射時間 0.37秒、 0.49秒、 0.62秒 垂直的投影角度O。 、 -5。 、 -10。

2. パノラマX線写真( Veraview、filter _: Cu 1mm、 全270 I珂像) 位:電圧 70KVp、 管電流 7mA、 8口lA、 9mA

位電圧 75KVp、 管電流 5mA、 6mA、 7口lA

照射時間 ^15秒

頭部回定角度 7.K �F r�Jに対-してFH干l訂をO。 、 -10。 、 +10。

に[líl定

断層域設定 標準(仁顎犬歯の遠心隣接聞にbean1設定) 前方(ヒ顎犬歯の歯冠中央にbeam設定)

後万(上顎第l小臼歯のi南近中央にbeam設定)

3. CT 像(Somatom DR、 全30画像)

断層基準面 FHに、子行に設定した群

(FI-I平面に対してO。 、 +3。 、 -3。 の角度) ド顎1'-縁に、ド行に設定した併

(ド顎下縁に対してO。 、 +3。 、 -3。 の角度)

上述のようにして得られた各像をI�I像診断診療の経験10年以Lの前科放 射線科医5名が観察し骨欠損の布無について判定した。、 観察は'f:習l画像によ

nu ---EA

り観察部位や観察方法、 判定方法を学宵したのち行った。 すべての像は天井の 蛍光室内灯の環境下で標準的臨床読影用のシャーカステンで観察した。 各観察 者は各像を独立して無作為に観察した。 各椅!珂像検査の画像群の観察は1週間 以上の間隔をおいて2[日]行った。 各観察者は各両像に対して骨欠損の布無を1. 骨欠損はない、 2. 骨欠損はないと思う、 3. わからない、 4. 廿欠損がある と思う、 5. 骨欠損がある、 の5段階に評価し判定した。

得られたデータより各観察者ごとに最尤法による receiver operating characteristic (ROC)曲線を求め、 各観察者の、|乙均ROC曲線を計算し、 そ の曲線ド[面積Azを求めた(Average法)。 これらの解析はROCFIT ( Apple Machintosh version， Charles _E Metz， The University of Chicago， Chicago，

IL， USA)を使別して行った。 各画像内で、の撮影条件の変動に対-する診断能の差 を、 曲線下面積Azを指標に、 2群の場合は対応する2群の比較検定法のひと

つであるWilcoxon signed-ranks testを使用し、 3群の場令は関連する多群 の比較検定法であるFriedman testを用いて統計処理し有怠完検定を危険本 5%でわニった。

結果

1 . 口内法X線写真の撮影条件の変動とROC曲線について

A. 管電圧の変動について

悠電圧50kVpのOralix50と65kVpのOralix65で撮影した場令のAzの 平均値とROC曲線をそれぞれ表1と図8に示す。

1.0

5

噌�ω 何‘-

U. 0.6 0 〉

ー�

8

o コ ト‘圃 0.2

0.0 0.0

一一一一一一一一一『司-

圃圃圃圃正コ-

0.2 0.4 0.6

50kVp 65kVp

0.8

False Positive Fraction

1.0

図8 []I付法X線写真における管電圧の変動とROC曲線の変動

表1 . 口内法X線写真を管電J{ 50kVp (Oralix50)と65kVp (Oralix65)で、

撮影した場合のAzの、r;;:均値 管電圧

50kVp 65kVp

Azの平均値(n=5) 0.90

0.86

標準偏差

0.08 0.08

P=0.1380

管電圧50kVpと管電圧65kVpでのAzの平均値に統計学的に布意差を認、め なかった(Wilcoxon signed-ranks test、 P=0.1380)。 以上より、 この範阿 の管電圧の変動はROC解析に大きな影響を与えないことがノ示唆された。

B. X線照射時間の変動について

管電)正50kVpのOralix50で照射時間を変動させて撮影した場合のAzの、y:

均値とROC曲線をそれぞれ表2と閃9に示すO

1.0

5

喝d

υ 伺

LL '- ^0.6

ω 〉

...

ωoaoコ』ト

0.4

i

-・・0・・・

ーーピ》ーー O.63sec.

0.2 1

圃圃吋コ田園圃 O.8sec.

1.0 0.6 0.8

0.2 0.4

0.0

False Positive Fraction

凶9 Oralix50で、のX線照射時間の変動とROC曲線の変動

表2. 管電圧50kVp(Oralix50)でX線照射時間を変動させて娠影した場介 のAzの平均値

照射時間 Azの平均値(n=5) 標准偏禿

0.50秒 0.63秒 0.80秒

0.91 0.89 0.92

0.06 0.07 0.06

P=0.8187

各照射時間ごとのAz の干均値に統計学的に布怠差を認めなかった (Friedman test、 P=0.8187)0

悠電圧65kVpのOralix65で照射時間を変動させて撮影した場合のAzの‘ド 均値と ROC曲線をそれぞれぷ3と閃1 0にぷすO

1.0

c 0.8

。 U 噌0何^‘戸-・

0.6

'。〉_F・

Eω 。L. ^0.4

トコ^‘ー。 園田園0-・ O.37sec.

O.49sec.

園田副園田 O.62sec.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction

[ヌ:11 0 Oralix65で、のX線照射時間の変動とROC曲線の変動

表3. 管電[正65kVp (Oralix65)でX線照射時間を変動させて娠影した場介 のAzの平均値

照射時間 0.37秒 0.49秒 0.62秒

Azの平均値(n=f)

0.83 0.90 0.87

標准{品汗i 0.11 0.09 0.05

P=0.2466 各照射時間ごとのAz の、子均値に統計学的に布意jEを認めなかった (Friedman test、 P=0.2466)。

以上より、 適正濃度|人jの照射時間の変動はROC解析に大きな彩響をうえな

いことが示唆された。

C.

X線の垂直的投影角度の変動について

X線の垂直的投影角度を変動させて娠影した場介のAzの、ド均イIRとROC曲

線をそれぞれ友4と凶1 1に示す。

1.0

c: 0.8 0

4・'

ω 偲

LL ‘- 0.6 0 〉

噌圃，

8

ω コ ト‘ー 0.2

ーー心一 o

一司戸

-5

回目0--10

0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction

図1

ROC山線の変動

表4.

水平的投影角度

。 -5

-10

Fhu n

畑一の一

5 0 2

5一

9 9

8Aι一

0 0

0

標準偏差

0.04 0.11 0.10

P=0.0743

各投影角度ごとのAzの、12:均値に統計学的に有意去を認めなかった

(Friedman test、 P=O.0743) 0 しかし垂l町的投影角度がドノjに増加するにつ れAzの平均値は低下する傾向がみられ、 R()C山線も段階的に低ドした。 以上 より、 X線の垂直的投影角度の変動はその角度が大きくなると ROC解析に影 饗を与えうることが考えられた。

2 . パノラマX線写真の撮影条件の変動とROC曲線について

A^. 管 電 Lfの変動につい_て

管電圧を70kVpで撮影した場合と75kVpで煽影した場合のAzの子均仰 とROC曲線をそれぞれ表5と凶1 2にIJミす。

管電圧70kVpと管電)正75kVpでのAzの平均値に統計学的にイf怠kを認 めなかった(Wilcoxon signed -ranks test、 P=O.6858)。 以I�より、 この範 開の管電圧の変動はROC解析に大きな影響をうえないことがぶ峻された。

1.0

5 08

4・a

υ 偲

比'- 0.6 0 〉

4・・

8 04 Q.

ω コ ト'- 0.2

0.0 0.0 0.2 0.4

圃圃0・ 70kVp

・4コー 75kVp

0.6 0.8

False Positive Fraction 凶1 2 パノラマX線写真における管屯!七の変動

とROC曲線の変動

1.0

表5. パノラマX線写真を管電圧70kVpと75kVpでJ最影した場合の Az の

管電圧 70kVp 75kVp

平均値

Azの子均値(n=5) 0.90

0.89

B. 管電流の変動について

標準偏差

0.02 0.05

P=0.6858

管電圧70kVpでの管電流を変動させて撮影した場合のAzの平均値と ROC 曲線をそれぞれ表6と図1 3に示すO

各管電流ごとのAzの平均値に統計学的に有意差を認めなかった(Friedrnan test、 P=0.0907)。

c 。

噂oe‘d E

LL -

a 噌。

>

ω ^副，o

Lコ. 。 ト

1.0

0.8

0.6

0.4

0.0 0.0

ー・ 70kVp，7mA 圃盛田 70kVp，8mA

園田欄 70kVp，9mA

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction 凶1 3 パノラマX線写真における特電正70kVpで、

の管電流の変動とROC曲線の変動

表6. パノラマX線写真において管電圧70kVpで管電流を変動させてJ最影し た場 合のAzの半均 値

生百三弓手了二女 日 開JUlし

「D一均一

一千

一の一1

1 8 7J一9

9 8

AL一

0 0 0

標準偏jE 7口lA

8mA 9mA

0.02 0.03 0.02

P=O.0907

位電圧75kVpでの管電流を変動させて撮影した場合のAzの、ド均値とROC 曲線をそれぞれ表7とr:xJ ₁ 4に心すO

1.0

c _0.8

。 場tm^‘圃ーh a

比 0.6

。>

.噌-圃..

Eω o

L ^ー・ 75kVp，5mA

。 四回75kVp，6mA

Lコ.

ト ^園山 75kVp，7mA

0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction

凶1 ₄ パノラマX線写真における管這)七75kVpで、の 管電流の変動とROC曲線の変動

管電流ごとのAzの平均値に統計学的に有意系を認めなかった(Friedman test、 P=0.2466)。 以上より、 この範問の竹:電流の変動はROC解析に大きな 影響を与えないことがぷ唆された。

表7. パノラマX線写真において管電任75kVpで管電流を変動させて撮影し た場合のAzの、ド均値

字企二号居:点

目Ff!.UIし Azの平均値(n=5)

0.86 0.90 0.91

標準偏ぷ 5ロ1A

6mA 7mA

0.07 0.05 0.04

P=0.2466

C. 頭部同定角度の変動について

頭部固定角度を変動させて撮影した場合のAzの平均伯とROC曲線をそれ ぞれ表8とl支� 1 JにIJ'すO

1.0

no

au

a崎

町d nu

nu

nu

nu

cozω悶』比ω〉一Zωoaoコ』ト

園田口ー+10

・-ð-ーG

幽-'>- -10

0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction

以J 1 5 パノラマX線写真における頭部l�íl定角皮

の変動とROCÁJI線の変動

表8. パノラマX線写真において頭部固定角度を変動させて撮影した場合の Azの平均値

水平面とFH平面 Azの、子均値(n=5) 標準悩j主 のなす角度

-100 0.97 0.03

00 0.91 0.03

+100 0.76 0.05

P=0.0067 各固定角度ごとのAzの平均値に統計学的に令-意差を認め(Friedman tes t、

P=0.0067) 、 頭部同定角度が-100から+100に増加するにつれ i\z の、ド均イlHは低 下し、 ROC曲線も段階的に変化した。 すなわちFH平自のす水、ドよりも-100の 同定角度が最もよい他をぶした。 したがって頭部同定角度の変動はROC解析 に影響を与えると考えられた。

D. 断層域設定の変動について

断層域を設定するbean1の位置を変動させて撮影した場合のAz の、F均仙 とROC曲線をそれぞれ友9と閃1 6に示す。

各beam設定ごとのAz の、子均値に統計学的に有玄ぷを認めた(Friedman test、 P=0.0150) 。 すなわち前)f位設定が最もよい値をぶした。 したがって断 層域設定の変動はROC解析に影響をうえることがぶ唆された。

表9. パノラマX線写真において断層域の設定を変動させて撮影した場合の Azの平均値

断層域設定 Azの、子均値(n=5) 標準偏差 日リ方 (A)

標準(S) 後方(p)

0.93 0.91 0.83

0.05 0.05 0.04

P=0.0150

1.0

c: 0.8

。

喝・a

υ 偲

‘-

L1. 0.6 ω 〉

噌・' 8

a o コ ト‘ー 0.2

0.0 0.0

ー-

圃也圃S

凶圃p

0.2 0.4 0.6 0.8

False Positive Fraction 凶1 6. パノラマX線写真における断層域設定の

変動とROC曲線の変動

1.0

3. CT像の断層基準面の変動とROC曲線について

断層碁準面をFI-{、F凶iに子行に設定した場合とド顎ド縁に、1;:行にr1支íiごした 場合の、子均値と ROC曲線をそれぞれ表1 0と閃1 7にIJよすO また5 tlの観察 有の各々のAzのばらつきを凶1 8に示す。

表10. CT像の断層基準両をFI---I、子由iに、ド行に設定した場合とド顎ド縁に、ド 行に設定した場合のAzの、子均伯

断層基准 FH平面

下顎下縁

Azの平均値(n=5) 0.71

0.88

標準偏iE

0.24 0.09

P=0.0679

N

<(

au

au

nuT

q4 nu

nu

nu

nu cozυ伺』比ω〉一Zωoaωコ』ト

1.0

叫3・FH

-- MP

0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Posïtive Fraction 図1 ₇ CT像の断層基準面の変動とROC曲線の変動

1.0

0.8

0.6

0.2

。

。

。

。

FH平面 下顎下縁

図1 8 CT像の断層基準聞の変動とAzの分布

FH平副に、子行に設定した場合と下顎ド械に、[三行に設定した場合のAzの、|え 均値に統計学的に有志差を認めなかった(Wilcoxon signed --ran ks test、 P=ü.0679) 0 しかし、 ド顎ド縁に平行に設定した場合の 各観察符の Az の ばら つきは小さいの に対してFH平面に平行に設定した場合 の 各観祭者の Azの ば らつきは大きく o災:j 18)、 両者のROC山線のパターンには差がみられた(凶

1 7)。 したが_って FH 予両に平行_に設定すると伝頼性が低下するこ と が示唆 された。

考察

1. ROC解析について

ROC解析は診断画像 l二の病巣の検出能を州像の濃度、 コントラスト、 解像 度などの 物理特性、 観察環境条件はもちろんの こと、 最終出力として の 観察有 の 主観的判断をも包括した総合的な画像評価jj法で、 かっその主観的判断を答 観的、 定量的に解析できるノf法である[1-4J。 この 方法を各穐IfRíf象検査法の病 巣検出能を解析する実験に応用するには以ドのようにする。

1. 試料にはJC々雑背(構造維音) が存在する(雑音群)。

2. それに微弱な信号を付加する(雑音+信号群)。 3. 雑音群と雑音+信号群の各画像を必要枚数作成する。

4^. 複数の 観察者が、 正解を未知として信号の布無を 5 段階に判定する。 5. その判定にしたがって各観察者ごとにROC曲線とAz偵を求める。

6. 各観察者の平均Az値とその標準偏菜、 、F均ROC曲線を求め有志差検定を 行う。

今回の実験では、 構造雑音は乾燥下顎骨歯槽gl)に存在する|均同病による骨

吸収である。 また付加された微弱な信号は₄ 段階の人工的骨欠tì1である。 ま た 観察者はいずれも10年以上の l両像診断の 経験をイ守する歯科放射線科医を選択 した。 ROC解析においては平均Az値は雑背(Noise)と伝け(Signal)の強

度の比(S/N比)の大きさ と観察者の適性に より変動し、 それらが適、月でない と妥当な実験系が構築されない [4J。 すなわちS/N上ヒが小さすぎても大きす ぎても対象削像の聞に存主する検出能の差がjヒしく評価されないことになる。

また観察者が著しく偏った判定を する傾向があると正しいROC解析が達成さ れない 。 Metz [3Jはこのような!両像検公のROC解析の実験計画に関するl論

文のなかで、 得られた、ド均Az値が結果として 0.75-0.80になるような実験系 が適当であると述べている。 今r��の平均Az値は0.71-0.95であり、 0.75-0.80 のレンジを合んでおり、 妥、埼な実験系、であると考えられる。

2 ^. 口内法X線検査について

口内法X線検査に ついては、管電庄が50kVpのoralix50と�f"}:竜伍が65 kVp のoralix65の2種類のX 線娠影装置を使用 して行ったが、 管電} 1:の差は、 セj'欠

損の 検出能 には影響を与えなかった。 また、 適正濃度を作るための最適照射時 間とその前後の選択可能な照射時間の3種類の照射時間を設定してJ最影された 画像を 比較したが、 やはり照射時間の差も甘欠損の検出能には影響をうえなか った。 検出能に影響を与-える因子としてフィルム濃度が知られている[7-9J 0

Thunthy et al [7Jはフィルム濃度が高すぎると解像度が低ドすると述べてい るが、 Gröndahl 日-G [8Jはフィルム濃ー度が仁がればカリエスの検出能は1-_

がると述べている。 Skodje et al [9 Jはフィルム濃度が上がれば校合同iカリエ スの検出についてsensitivity は|二がるがspecificityはドがり、 フィルム濃度 がドがればその逆であり、 フィルム濃度はカリエスの検出に影響をlj-えると述 べている。 このことより適正なフィルム濃度を持った凶i像によりROC解析が 行われる必要が示唆される。 逆に適正なフィルム濃度であれば、 検出能は安定 することになる。 Svenson et al [10 Jは60-70kVpの間の異なる竹冠任、千?

電流を もっ5種類の仁l内法X線撮影装世による隣接l函カリエスの検出能 をROC 解析により比較し、 そのAz他に統計的街;意ノ全がない ことを報(つした。 その|祭 の照射時間も適正濃度になるように設定されており、 吋然機桶ごとに異なって

いる。 今い!の実験結果もこの報侍と -致しており、 妥当な結果と考えられる。

つぎにX線の垂Ll町的投影角度と検出能の関係で あるが、 統計学的に有意ノ主 を認めなかったものの垂直的投影角度がドノJに増加するにつれAzの千均値は 低下する傾向がみられ、 ROC曲線も段階的に低下した。 以上より、 x*泉の垂 直的投影角度の変動はROC解析影響を与えうることが考えられた。 前槽頂の 描出はX線の垂:: 1宜的投影角度の影響を受けることは従来より指摘されているが、

その形態的変位のね度がカリエスや歯槽骨吸収の検出能に及ぼす影響について は種々の意見がある[11 -13J0 Schei et al [llJ は10C の手l責的投影角度の 変動は前歯部では歯槽骨吸収の程度の検出能に影響をワ-えないが什筒音1)では的 槽骨吸収科;度のscoringで20%ほど変化するとしている。しかしEngelberger et _al [12J、Henrikson et _al [13Jは0-150 の範凶で、は歯糟骨吸収程度のscore に影響を与えないとしている。 実際的にはX線の投影角度による形態的変位は

対象物の形態と構造に[14，15J、 また、 その対象物の境界とのコントラストに [16Jよって歯槽骨吸収の検出能に及ぼす影響は異なってくるo Ariji _{et al} [15J は病巣が非常に軽微か明らかに存在するような場合は観察有問の所見の一致率 はX線の垂直的投影角度の影響を受けないが、 病巣が軽度からr t1等度の場合は 垂直的投影角度の影響を受けることを報告している。 しかしその角度は-10- +100 の問では変動が少ない結果を示している。 今[1ï1の実験結決と以卜.の従米 の報告結果より考えると、 X線の垂直的投彩角度は+1 00 の変1\!�はROC解析

をするうえで許谷されるものと考えられる。

3 . パノラマX線検査について

パノラマX線検査については、 管電J玉を70kVpと75kVpに会化させて綴 影したが、 管電圧の差は 、 骨欠損の検出能には影響をうえなかった。 また、 以 適濃度を得るための管電流とその前後の選択可能な管電流の3椅煩の条件をl没 定して撮影された両像を比較したが、 やはり行電流の差も骨欠損の検出能には 影響を与えなかった。 パノラマX線検査は増感紙を片]し、るが、 この増感紙フイ

ルム系は一般に照射するX線の線質の影響を受け、 管竜rfの変動はi曲j質の物珂 特性に影響をヲ-える[17J。 しかしパノラマX線倹資における常用管電圧は 70-75Kvpと変動が小さく、l同質の大きな変動はなく、 病巣の検出能には影響 を与えないことが考えられる。 またパノラマX線検査においても検出能に影響 を与える凶子としてフィルム濃度が挙げられるが管電流を変化させてもフィル ム濃度が適性に保たれている範開ではL]内法X線写真と同様に病巣の検出能に は影響を与えないことが今rlJjの実験で確認された。

つぎに頭部同定角度を変動させて撮影した場合の骨欠絹の検出能の変動に ついては、 頭部同定角度が -100 から+100 に用加するにつれAzの、ド均値は低 下し、 ROC曲線も段階的に変化しており、 統計学的に布\意走が認められた。

このことより頭部同定角度の変動は ROC解析に影響をうえることが明らかと なった。 頭部固定角度はFH平面を水平にする)j法が -般的である[18J0 _I�

顎においてはこの角度から人Aきく偏位すれば�--顎的根尖部にl J益竹が重複し、

l宥および繭槽骨の描出が問符される場合があり[19J、 その影響は無視できな い。 一方、 下顎は重復する構造物がなく影響はiて凱より少ない。 しかしノデrlllの 結果から頭部の水平面に対する固定角度は�lJ及110に正佳に行う必安があるとィ与 えられた[20J。

さらに断層域を設定するbean1の位置を変動させて撮影した場合の検J'H能 の変動についてであるが、 断層域を設定するbeaIl1の位置の生動は統計学的に

有意にROC解析に影響をうえることが判明した。 Bäckström et al [21Jは パノラマX線写真の像を不鮮明にする要凶は， 管球の川転に伴うぼけ ( motion

unsharpness)、増感紙を使片jすることによるぼけ(screen-film unsharpness)、

それに患者の位置づけなどに起凶する幾何γ自イo ìな安凶によるぼけ(geometrical unsharpness)があるとし、 その総合効果としてほけがtl�じるとしている。

motion unsharpnessは機械に凶作のものであり避けることはできなし\0 screen-filn1 unsharpnessも明感紙を使月jする以上は必ず、発生する。

geometrical unsharpnessは忠者の位置づけをIjJ及的に適正にすることで最小 限にすることができる。 このgeometrical unsharpnessは忠{í.のL卜凱廿に

‘『圃圃圃圃園田

対する断層域の設定により肢も影響を受ける。 Tronje et _al [22-24J はパノラ マX線装置の断層域から物体がはずれると形態が歪みイr�頼性の低い像になると

している。 しかし垂直万向の拡大宅は歯列の近遠心方向で、場所ごとに安定して

おり歪み率が小さく、 また断層域内では物体の形態や角度の計測の信頼性は許 容範囲にあり信頼性があるとしている。 今[I1Jの結果を併せて考えると断層域を 設定するbeamの位置も可及的にl正確に行う必要があると考えられた。

4. CT検査について

CT検査においては撮影条件や阿像処理条件はすべての両像を通じて 一定し ており口内法X線写真やパノラマX線写真などのように患符ごとにX線照射条 件を変化することがなく、 これらの条件がROC曲線に及ぼす影響について考 慮する余地はな い。 ただ我々の 施設では断層恭準聞をFH 子出とド顎ト緑、fï.l訂 の2種類を選択しており、 そのどちらの阿像でROC解析をするのが妥勺か検

刊が必要で、あった。 その結果、 下顎下縁に'f.行に設定した場合の各観察者のAz のばらつきは小さいのに対してFH、F出に1ド行に設定した場-合の件観察者のAz のばらつきは大きく(Iぎ11 8 )、 両者のROC曲線のパターンにはぷがみ ら れた。

また今回の分析に使用した乾燥ド顎骨にはl者の金属修復物はなかったが、 もし 金属修復物が存在する場合はFH 、F面に、子行に設定して撮彩した場合、l者糟竹 か ら 下 顎骨^体の t )i 部 は 金属修復物による金 属_{ア ー}チ _{フ ァ ク} トのために観察^が

困難で骨欠損の検出そのものが不可能になることが生じるのに対して、 ド顎ド 縁に予行に設定して撮影した場合はその発生を避けることができるか、 その影 響を最小限にすることができる[25J。 以上の理由によりCT検作においては 下顎骨の骨欠損の判定のためには断層基準的iとしてFH 、ド而よりド顎ド縁平副 を選択するのが適当だと考えられた。

結論

以卜.より 、 r1内法X線写真においては撮影条件のうち1i�:定正や照射時間な どのX線質やX線量に関してはフィルム濃度が適正で、ある範間内では骨欠絹の 検出 能に関するR_OC 解析結 果に大きな影響を及ぼさな^いが、 X線の垂 直 的 投 影角度は可及的に適正に行うことによりROC解析結果に大きな影響を及ぼさ ないようにする必要があると考えられた。 また 、 パノラマ X 線写真においても 撮 影 条 件のうち管電 圧や管電流 な どのX線質やX線量に関しては_{フ ィ}ルム濃 度 が適性である範囲内では骨欠損の検出能に関するROC解析結*に大きな影響 を及ぼさないが、 患-ffの頭部固定角度や断層域の設定など幾何学的撮影条イ午は 可及的に適正に行うことによりROC解析結果に大きな影響を及ぼさないよう にする必要があると考えられた。 さらにC'l検査においては断層基準出として

下顎下縁干面を選択するのがj盛丸だと考えられた。

緒言

IV. 下顎歯肉癌の骨破壊に関すと画像診断能の ROC解析 一垂直的骨破壊範囲の診断能に関して一

CTは骨組織と軟組織のl可 万が明瞭に描出されるため悪性脂場を評価するの

に最も有効な検食法の 'つである [26J 0 _ }J、 パノラマX線万点(PR)や¹ 1内 法X線写真(IR)も1 J腔痛による骨破壊、 特に骨のt-_卜的な廿破壊範i刑の診断に 重要な役割を呆たす[27， 28J 。 しかしながら卜顎l指肉痕の骨依壊の範開を倹 出するのに最適なl唱ií象検作法を明らかにする日的で各陣i像検査法の検出能を定 亘的に分析した研究はほとん どみられない [27， 29-31 ]。

顎歯肉癌によるド顎骨の仁ドノj向の骨彼壊範凶は、 手術法と して部分切除 術(rim resection)を選ぶか区域切除術(segmental resection)を選ぶかを 決定する上で最も重要な凶子の 一つである[27-29， 32-37J。 それゆえ下顎l期 肉癌によるド顎十!?の上下ん-向の骨破壊範囲を正確に診断することは主要である。

この研究の目的はパノラマX線写真単独(PR)で診断した場合、 パノラマX 線写真に口内法X線写真を併用して診断した場合(PR+IR)、 CTで診断した場

合の下顎歯 肉癌による卜・iJJI骨の仁ド方向の甘破壊範閃の診断能をROC解析に より定量的に評価し、 最も適した画像診断法はいずれか明 らかにすることであ る。

材料と方法

( 1 )症例選択について

1986年から1992年まで九州大学的学高附属病院で、CT倹併を行し=治療し た下顎歯肉癌67例のうち、 竹破壊の布無およびその範IJÞjが伴定し、 CT像と適 正な撮_影条件 (_後述)で検台されたパノラマX線写点などの資料が揃っ たのは 55例である。 そのうちさらに適正な搬影条件(後述)で検合された1 1内法X線 写真が揃ったのは37例であった。 _以 上より今回の_刈-_象症例はこれらの37例で ある。 ちなみに下顎歯肉癌 67 例のうち、 忠、若の頭部の位�をづけが不適切なま まパノラマ撮影された症例と不適切なX線投影角度で1 J内法X線樹影された出 例がそれぞれl例づつあり、 それらは今[njの対象より除外した。 全対象症例と

も治療に先立^つての生検で婦、F. l二皮痛で、あることが{確認され^ている。

下顎歯肉痛によるド顎骨彼壌の存不lおよびその範凶は以ドの)fi去により千 術後の摘出標木による肉眼的所見および組織学的所凡で確liZした。

( 1 )肉眼的所見としては摘出標本のl宗i肉を骨膜とともに剥離し、 腫場部 分での骨との癒着があれば竹破壊がわずかでもあると判定した(periosteal stripping method) [31J。 さらに肉眼的に腫場進民範凶を確認した。

( 2 )組織学的所見は腫場進展部の最深部で下顎骨を頬舌)i rrlJにブロック を作成し、 通法に従い脱)火しヘマトキシリン ・ エオジン染色を施した標本を肉 眼的および鏡検することにより得た[32J。 すべての症例は術前放射線化学療 法を受けており、 それによる修飾を考慮したl二で、 腫場の伐作または変性壊死 後の線維性結合織と骨との境界部を腫蕩浸潤範凶とした[32-34J。

顎歯肉癌による骨破壊の程度は以下の4段階に分類した[37J。

( 1 ) 明らかな骨破壊が認められないものO

( 2 )歯槽骨内に限局した骨破壊が認められるものO

( 3 )歯槽骨を越えるが下顎管には達しない骨破壊が認められるもの。

( 4 ) 下 顎管の 上 壁に達するかそれ以 上の骨破 壊 が 認 め られるものO

歯槽骨の境界は歯根尖部とし、 もし腫蕩が無歯顎部分に存イ�:する場合はJM 辺の歯根を結んだ延長線を椅槽骨の境界線とした。 完全�1者顎などでその恭準 では判断が|村難な症例に対しては、 ある程度的槽庁f)が残介:していると考えられ る場合は下顎管仁万部の二等分線を境界線とし、 歯槽部の残存がないと判断し た場合は腫湯の甘破壊があれば歯槽骨を越える彼壊があると判定した[32J。

脂蕩が前歯部に存証する場合は克イiのF�tî管L壁を結んだ線をド顎管のり壱相

、1/部の境界線とした(関1 9)。 表11は骨彼壊の各秤.度の分布をノJ�すO

下顎符

吋ぜハ子 、

rJ 僕壊す破

壊 壊

-s小骨破破をた

骨 骨

度しるるれい川えす壊限越達破にをに背骨骨休日の

糟 槽 顎 骨歯歯卜

顎ド123Qd 寸lム図

表11骨破壊の程度の分布

骨破壊程度 症例数 割合( 91) )

。 6 16.2

1 6 16.2

2 ⁸ 21.6

3 17 46.0

合計 37 100.0

(2)観察画像について

使用し た口内法X線撮影装置は Oralix50または Oralix65 (Philips，

Eindhoven， The Netherlands)で、 使用した1 1内法X線フィルムは傑準型の D-speed film、 DF-57 (Eastman Kodak， Rochester， ^NY， USA)である。 ノてノ ラマX線J最影装置，は Veraview (1. J\1orita MFG. Co.， Kyoto， Japan)で、 パ ノラマX線フィルムは orthochromatic film 、 SR-G (Konica Co.， Tokyo，

Japan)を用い、希上類増感紙、HR-6 ( Fuji Medical Systems， Tokyo， Japan)と 共に使用した。CT装置はSOffictom DR (Siemens司Erlangen， GennarIY)で、

imaging filmはLI-LM (Fuji Medical Systen1s， Tokyo， Japan)で、ある。 すべ ての写兵は白動現像機により現像された。 パノラマX線ぴ点はn動現像機、

KX -500 (Konica Corporation， Tokyo， Japan)で350C、 90秒処理されたO LI内法X線写真は歯科用自動現像機 、 AC245L(Dürr， Bietigheim， Germany) で27.50C、6分処理された。CT像は imaging processor、CR-LPD (Fuji Medical Systems， Tokyo， Japan)で、処理された。

パノラマX線写真の撮影)j法は、 切端校合の状態でFH 、ド|白jをノ�+にして 断層域調整beamは上顎犬歯遠心隣接的iを標準位|買としてf�影した。r ¹ 内法X 線写真のJ最影方法は歯の長軸とフィルム耐をIJj'及的に平行にし、 その_-等分[�i に垂直になるようにX線主線を投影する改良:等分法かもしくは、ド行法で、撮杉

した。 CT '#;:真の撮影ノj法は、 正ql矢状出が断層的iに争直でんiイ7対称、に撮彩が できるように専用の頭部|吋定共を使用して撮影した。 x線照射条件は、 管電ハ;

125kV、 管電流70mA、 ¹ scanあたり5 秒の照射時間に|出iJ}として撮影した。

断層基準面は下顎下縁に、ド行なl面とした。 u:Hj像処用条件としてはsuper high resolution の骨条件像( window width/window level: 3500/500 Hounsfield lJnit)を選択した。 衣12に各|由i像検公装置の縦影条什-を示すO

表12 各画像の撮影条件

装置 ^{kV 口lA} 照射時間(秒)

Oralix65 65 7.5 0.50-l.14

Oralix50 50 7.5 0.64-l.25

Veraview 70-80 7-10 15

Somatom _DR 125 70 リ^「

パノラマX線写真は前述の慕礎的検討で明らかになった頭部川定 角度と断 層 域設定の変動による検出能の_{変 動}を_避けるた_め以ドの基準を_満たすものを_対 象画像として採用した_。 その判断基準は、 1 )上下顎前歯部の|均が傾端に拡大 または縮小されておらず、 L下顎古ijI岩部商槽竹の骨梁が観察できること(断層 域設定beamの位置の適正化) 0 2)パノラマX線写真卜.のFH 、子耐とフィル ム上縁とのなす角度がi-=50 以内であること(頭部l�j定位置の適正化)である こととした。

口内法X線写真は前述の法礎的検討でゆjらかになった投影角度の変動によ る検出能の変動を避けるため�l在的投影角度が適正なLJ内法X 線写真を選択し 使 用した_。 その判断恭準は、 1 ) ド顎椅の)均長の、ド均値のデータ[38J から概 算(千均的長xcosl00 =2l.3 x O.98=20.9nlll1)して前歯部、 小目的部では!抗 菌、 小向歯がフィルムl_に20mm以下に紛小投影されていないこと、 2 )大 円歯部では歯冠厚の、F均イl責のデータ[38Jから概算(平均商lri厚xtanl00 =10.6 x 0.18=l.9)して頬側岐頭と舌側岐頭のずれがフィルムLで、みられないか2mm 以内であること、 3)参照するi均iがない無l斯顎[fl)で、は、 パノラマX線写真の市;

直的X線投影角度が_70 であることより、 パノラマX線り真と比i絞して同等の 幾何学的形態がr 1内法X線U111:で、観察で、きることとした。

また[1内法X線写真においてもパノラマX 線写真においても適正なX線濃 度で撮影されていることは以 ドの判断基準により判定した。 つまり、 1 )エナ メル質、 象牙質が明瞭に識別できること_、 2) I有髄腔がrVjl療に識別できること、

3 )歯構骨の甘梁が明瞭に識別できることとした。

その結果、 最終的な対象出例は適正な撮影条件で搬影されたパノラマX線 写真とl-l内法X線写真のi山j }jを_布すると判 断された 37 例とな_った^。 こ れらの パノラマX線写f1.の FH 、rrMとフィルム1:縁とのなす角度は、I�均一l.7土1.7 (-50 __ 20 、 n=37)であった。 またし11付iLX線写fLでは、 前向、 小川i賓のフ

イルム[-_の投影歯長は、v均23.7+0.8mm (23---24mm、 n='1)、 大，:1 r山部で は頬側|皮頭と舌側岐頭のずれは、F均0.6士1.0mrn (0 ---2mln、 n=16)、 その他 (n=14)はノぐノラマX線写真との対比でX線の耳t:: lF:(的投影角度が適正で、あるた め対象症例とした。

(3)画像観察と判定について

上述のようにして得られた各像を画像診断診療の経験10 年以l二の的科放射 線科医5名が観察し下顎歯肉癌による骨破壊の有無とその|二下)j '(JJの範問につ いて判定した。 観察は観察部位や観察庁法、 判定)ii去を学宵したのち行った。

観察者には腫場のド顎l病列l�の存在部位だけをあらかじめ知らせ、 その他の全

ての患者情報や既往歴、 現症などの情報は観察者にはわからないようにした。

すべての両像は天井の蛍光宇内灯の環境下で標準的臨床読影刷のシャーカステ ンで観察した。 各観察者は各画像を独立して無作為に観察した。 各椅i阿イ象検企 のIWi{象群の観察は1週間以上の間隔をおいて行った。 各観察者-は各|面i像に対し て、 ] ) 下顎歯肉癌による付破壊があるかどうか、 2) I指-糟サを越える骨破壊 があるかどうか、 3 ) ド顎竹Jに達する骨破壊があるかどうか、 の各質問jについ て判定し、fu]答した。 その判定は、 1. ない、 2. ないと忠う、 3. わからな い、 4. あると思う、 5. ある、 の5段階評価で行^った^。

(4 )データ処理と有意差検定について

各骨依壊程度ごとに作られたデータより、 各住h!祭者の1千両(象ごとの最尤法 によるreceiver operating characteristic (ROC) �1l線を求め、 名観察Jその作 IF図像の平均ROC I曲線を計算^{し、 その}曲線ド面積 Az を 求めた (Average YL)

[1-3J。 これらの解析はROCFIT ( ^Apple Machinto_sh version， Charles E

Metz， The University of Chicago， Chicago， IL， USA)を使用して行った。 次 にF顎歯肉痛による甘依壊の布無と程度に対する各l�éÎ{象検作法の診断能のたを、

各観察者の曲線ド面積Azを指標に関連する多群の比較検定法であるFriedman testを用いて統計処埋し、 有意差検定を危険本5%で、千Jった。

『、...

←

結果

( 1 )骨破壊の有無に関する検出能

下顎歯肉癌によるド顎骨破 1.0 壌があるかどうかの診断能につ

いての結果を表1 3、 凶20 に 50.8

o c

示す。 、子均Az値はPRが0.88

iム 0.6 士0.03 、PR+IRカ{0.77+0.12 、 。

〉

CTが0.87+0.03であった(表号 タ 0.4 1 3 ) oPR+IRのROC 曲線はPR、

3

CTに比べ低く、 偽陽性率が高

よ

三者の'f均Az値聞に統計学的 な有意差は認められなかった

(p=0.0907)。

0.0 0.0

【

園田園圃圃ρーー A

PR PR+IR CT

0.2 0.4 0.6 0.8

False Positive Fraction

1.0 凶20 骨破換のイ{無に関するROC曲線

表13 各l岡像のード顎骨彼壊の有無に関するAz値

観察画像 平均f\2値(n=5)

PR PR+IR

CT

0.88 0.77 0.87

( 2 )歯槽骨を越える骨破壊の有無に関する検出能

標準{泊先 0.03 0.12 0.03

p=0.0907

下顎歯肉痛によるド顎骨彼壊が歯槽骨を越えるかどうかの診断能について の結果を表14、 閃21に示す。子均Az偵はPRが0.89+0.07 、 PR+IRが0.85 +0.08 、 CTが0.83+0.05であった(表14)三者の、ド均Az伯聞に統計学的な 有意差は認められなかった(p=0.5438)。

4 --

L ーc に国^』o

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。 1.0

【

ト コ

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O. ー__，.，，&>.圃回

一�

PR PR+IR CT

0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

False Positive Fraction

図2 1歯槽骨を越える骨破壊の有無 に関するROC曲線

表14 各画像のI均槽骨を越える下顎骨破壊の布無に関するAz値

観察画像 、子均Az値(n=5) 標準偏差

PR PR+IR

CT

0.89 0.85 0.83

( 3 )下顎��を泣える廿彼撲の有無に関する検出能

0.07 0.08 0.05

p=0.5438

下顎I宥肉癌による下顎骨依撲がド顎管を越えるかどうかの診断能について の結果を表1 5、|刈22に示すO 、F均Az値はPRが0.94+0.04、PR+IRが0.94

土0.02、 CTが0.91 +0.04であった(表1 5 )、 PR、 PR+IR、 CTの作ROC 1I11 線はほぼ同様の曲線をぶし(IヌI 22)、 三主?の平均AzイIrt問に統In予rl�な布意jf は認められなか った(p=0.2466)o

表15 各画像の下顎管によ主するド顎骨破壊のイf慨に関するAzNl 観察画像 、f_{(_}均Az値 (n=5) 原准偏差 PR

PR+IR CT

0.94 0.94 0.91

0.04 0.02 0.04

p=O.2466