神経膠腫の診断精度向上へ：rCBV測定における最適な基準組織の選択

July 12, 2026 · 論文解説

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解説対象論文: Observer variability of reference tissue selection for relativecerebral blood volume measurements in glioma patients
European Radiology｜被引用数: 17（2026年7月12日時点）

脳腫瘍の診断や治療効果の評価に用いられるMRIの一種であるDSC-MRIは、脳の相対脳血流量（rCBV）を測定することで、腫瘍の悪性度などを判断する上で重要な情報を提供します。しかし、このrCBVの測定値は、解析時に使用される「基準組織」の選択によってばらつきが生じることが課題でした。本研究では、神経膠腫の対象者において、どの基準組織がrCBV測定の再現性を最も高めるかを詳細に調査し、その結果から臨床応用に向けた重要な示唆が得られました。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	既存のDSC-MRIデータと確立された統計手法を用い、経験豊富な専門家が評価を行うため実行可能性が高い。
Ethical倫理面	既存データを活用し、倫理委員会承認済みで対象者同意は免除されたため倫理的問題は少ない。
Interesting面白さ	神経膠腫の正確な診断と治療モニタリングに直結するrCBV測定の信頼性向上に貢献するため関心が高い。
Novel新規性	複数の異なる基準組織について、DSC-MRIにおけるrCBV測定の評価者ばらつきを包括的に評価した新規性がある。
Relevant切実さ	rCBV測定のばらつき低減は、脳腫瘍の診断、治療効果評価、多施設研究の比較可能性を向上させる上で極めて重要。
Measurable測定可能性	ICC、CV、Bland-Altman解析を用いて評価者内・評価者間ばらつきを定量的に測定可能。
Modifiable派生・改善	最適な基準組織の選択基準を明確にすることで、rCBV測定の標準化と再現性向上が期待できる。
Structured文章構造	研究目的、対象と方法、結果、考察、結論が論理的に構成され、信頼性の高い統計解析が含まれている。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	神経膠腫対象者(P)におけるrCBV測定で、様々な基準組織(I)の選択が評価者内・評価者間ばらつきに与える影響(O)を評価した。

はじめに：脳腫瘍評価におけるDSC-MRIとrCBVの重要性

どうも、Beyond the Pixelです。脳腫瘍、特に神経膠腫（グリア細胞由来の脳腫瘍の総称）の診断や治療効果の評価において、T2*強調動的感受率強調MRI（DSC-MRI: 造影剤の通過による信号変化を捉え、脳の血流量などを評価するMRI手法）は非常に有用な画像診断法です。DSC-MRIを用いることで、脳血流量（CBV）というパラメーターを測定でき、これは低悪性度と高悪性度の神経膠腫の鑑別、腫瘍の進行と偽進行（治療による一時的な画像変化）の鑑別、そして抗血管新生薬治療への反応評価に役立つことが示されています。しかし、CBVの測定値は画像取得プロトコルや後処理方法、さらには対象者（対象者）の心拍出量やヘマトクリット値といった生理学的要因によって大きく変動することが知られています。この変動性を抑え、異なる対象者間や研究間でのCBV値を比較可能にするために、通常、腫瘍のCBV値を正常組織のCBV値で割って「相対脳血流量」（rCBV: 腫瘍領域の脳血流量を、正常な組織の血流量で割り、相対的な値として標準化した指標）として正規化します。この正規化に使用する「基準組織」（リファレンス組織）の選択にはいくつかの方法がありますが、その選択がrCBV測定のばらつきにどの程度影響するかは十分に検討されていませんでした。本研究は、神経膠腫の対象者におけるDSC-MRIを用いたrCBV測定において、異なる基準組織の選択が評価者のばらつきに与える影響を評価することを目的としています。

研究方法：44例の神経膠腫対象者と8種類の基準組織

本研究は、44例の神経膠腫対象者（中央値58歳、21～79歳）を対象とした後ろ向き研究です。3名の評価者（経験年数10年および30年の認定神経放射線専門家、および放射線科レジデント）がDSC-MRI画像を2回にわたって評価しました。腫瘍のホットスポット（CBV値が最も高い領域）は、1名の評価者によって事前に定義され、全ての測定で固定されました。その後、3名の評価者はそれぞれ独立して、脳の反対側にある8種類の正常組織（正常な白質（NAWM）by choice、正常な灰白質（NAGM）by choice、腫瘍ホットスポットと同じ軸位断層のNAWM、被殻（Putamen）、前頭葉NAWM、頭頂葉NAWM、視床（Thalamus）、中心卵円（Centrum semiovale））に約25平方ミリメートルの円形関心領域（ROI）を設定しました。rCBVは、腫瘍ホットスポットのCBVを基準組織のCBVで割ることで算出されました。評価者内ばらつきは2週間以上の間隔を空けて再測定することで評価され、評価者間ばらつきは3名の評価者のペアワイズ組み合わせで評価されました。これらのばらつきの評価には、級内相関係数（ICC: 複数回の測定や複数の評価者間での一致度を示す統計的指標）、変動係数（CV: 測定値のばらつきを平均値に対する割合で示す統計的指標）、およびBland-Altman解析（2つの測定方法または評価者間の差を視覚的に評価するためのグラフ）が用いられました。ICCが0.4未満は「poor（低い一致度）」、0.40～0.59は「fair（まずまずの一致度）」、0.60～0.74は「good（良い一致度）」、0.74超は「excellent（非常に良い一致度）」と定義されました。

研究結果：中心卵円が示す優れた再現性

評価者内ばらつき

評価者内ばらつき（同一評価者が異なる時期に同じ測定を繰り返した場合のばらつき）の結果、ICCは全ての基準組織で0.50から0.97の範囲（fairからexcellent）を示し、CVは5.1%から22.1%の範囲でした。特筆すべきは、中心卵円（Centrum semiovale: 大脳の髄質にある広範な白質領域）が、全ての評価者において「excellent」な一致度（ICC 0.88～0.97）を示し、最も低いCV（5.1～9.0%）であったことです。被殻も平均差がほぼゼロに近い結果でしたが、中心卵円の方がより優れていました。

**Table 1.** Table 1 rCBV measurements with different reference tissues by three observers on two occasions解説: この表は、3名の評価者が2回にわたって異なる基準組織を用いて測定したrCBV値の平均と標準偏差を示しています。各基準組織と評価者ごとのrCBV測定値と、2回の評価間の統計的有意差（p値）が示されています。

には、各評価者が2回の測定で得たrCBV値の平均と標準偏差が示されています。

**Table 2.** Table 2 Intra-observer agreement – intraclass correlation coefficient, coefficient of variation, and Bland-Altman analysis解説: この表は、評価者内ばらつきに関する級内相関係数（ICC）、変動係数（CV）、およびBland-Altman解析の結果をまとめています。各評価者と基準組織ごとのICC（95%信頼区間）、CVの平均値と標準偏差、Bland-Altman解析による平均差と95%合意限界が示されています。

に示された通り、中心卵円はICCが最も高く、CVが最も低い値を示しています。

**Figure 2.** Fig. 2 Intra-observer Bland-Altman plots. Bland-Altman plots were used to analyse the agreement between the two evaluations per observer. The difference between two evaluations of one observer was plotted on the解説: この図は、評価者内ばらつきを示すBland-Altmanプロットです。各プロットは、ある評価者が異なる2回の評価で行ったrCBV測定値の差（縦軸）と平均値（横軸）を視覚化しています。上段は中心卵円を、下段は被殻を基準組織とした場合の、評価者1、2、3それぞれの結果を示しており、中心卵円と被殻の平均差がゼロに近いことを示しています。

は、中心卵円と被殻における評価者内のBland-Altmanプロットを示しており、これらの組織でのばらつきが小さいことを視覚的に裏付けています。ROIの配置例が

**Figure 3.** Fig. 3 The region of interest (ROI) placement on the rCBV for selecting the reference tissue of centrum semiovale (A), the fron- tal white matter (WM) (B), and parietal WM (B). The effects of the ROI placement are shown in Table 3解説: この図は、rCBV算出のための基準組織として、中心卵円、前頭白質、頭頂白質に設定された関心領域（ROI）の配置例を示しており、ROIの配置がrCBV値に与える影響を表2で示した結果にどのように関連するかを説明しています。ただし、提供された画像は図2と同一の内容です。⚠ 自動抽出画像の検証で一致を確認できませんでした。正確な内容は元論文のFigure 3をご参照ください。

に示されており、中心卵円ではROIの配置によるrCBV値の差が3%と低かったのに対し、前頭葉NAWMでは21%、頭頂葉NAWMでは30%と大きな差が見られました。

**Table 3.** Table 3 Example of effects of two ROI placements in white matter解説: この表は、白質における2つの関心領域（ROI）の配置が、CBVおよびrCBV値に与える影響の例を示しています。中心卵円、前頭白質、頭頂白質のそれぞれについて、異なるROI配置でのCBVとrCBV値、およびその差がパーセンテージで示されています。

はこのROI配置の例がrCBV値に与える影響を具体的に示しています。

評価者間ばらつき

評価者間ばらつき（複数の評価者間で同じ測定を行った場合のばらつき）の結果、ICCは全てのペアワイズ組み合わせで0.44から0.92の範囲（poorからexcellent）を示し、CVは8.1%から31.1%の範囲でした。ここでも、中心卵円は全ての評価者のペアワイズ組み合わせにおいて「excellent」な一致度（ICC 0.88～0.97）と、最も低いCV（8.1～12.5%）を示しました。被殻も平均差がほぼゼロに近い結果でしたが、中心卵円の方がわずかに優れた結果でした。

**Table 4.** Table 4 Interobserver agreement – intraclass correlation coefficient, coefficient of variation, and Bland-Altman analysis解説: この表は、評価者間ばらつきに関する級内相関係数（ICC）、変動係数（CV）、およびBland-Altman解析の結果をまとめています。評価者のペアワイズ組み合わせ（評価者1対2、2対3、1対3）ごとに、各基準組織のICC（95%信頼区間）、CVの平均値と標準偏差、Bland-Altman解析による平均差と95%合意限界が示されています。

は、各評価者間のICC、CV、およびBland-Altman解析の結果をまとめています。

**Figure 4.** Fig. 4 Interobserver Bland-Altman plots. Bland-Altman plots were used to analyse the agreement between two observers. The difference between the first measurement of two observers was plotted on the y-axis and the解説: この図は、評価者間ばらつきを示すBland-Altmanプロットです。各プロットは、異なる評価者2名のrCBV測定値の差（縦軸）と平均値（横軸）を視覚化しています。上段は中心卵円を、下段は被殻を基準組織とした場合の、評価者1と2、評価者2と3、評価者1と3の各組み合わせの結果を示しており、中心卵円と被殻の平均差がゼロに近いことを示しています。

は、中心卵円と被殻における評価者間のBland-Altmanプロットを示しており、同様にこれらの組織でのばらつきが小さいことを裏付けています。

考察と結論：中心卵円の優位性と今後の展望

rCBV測定のばらつきを低く抑えることは、腫瘍の悪性度分類や治療効果のモニタリングの精度を高めるだけでなく、異なる研究や対象者集団間での値の比較を可能にする上で非常に重要です。本研究の結果は、神経膠腫の対象者におけるDSC-MRIを用いたrCBV測定において、反対側の中心卵円を基準組織として選択することが、評価者内および評価者間のばらつきを最も低く抑えることを明確に示しました。

中心卵円が優れている理由としては、それが脳内で広範な均質な白質領域であり、白質と灰白質のパーシャルボリューム効果、皮質血管によるT2短縮効果、前頭洞による歪みアーチファクトなどの影響を受けにくいことが挙げられます。また、1～2枚の軸位断層で容易に視認できるため、関心領域（ROI）の設定が比較的容易です。

一方、被殻も均質な皮質下灰白質領域であり、良い基準組織となり得ますが、中心卵円にはわずかに及びませんでした。視床は、その不均一性や近傍の血管によるT2短縮効果のため、基準組織としてはあまり適していませんでした。DSC-MRIで用いられるGE-EPIシーケンスでは、脳と骨と空気の境界付近、特に前頭葉や被殻の領域で歪みアーチファクトが生じやすいことが知られています。

**Figure 5.** Fig. 5 Example of distortion artifacts in the putamen in a patient with a glioblastoma in the left hemisphere (A contrast-enhanced T1-weighted MR image, B cerebral blood volume (CBV) map from dynamic susceptibility contrast-enhanced MRI (DSC-MRI), C source DSC-MR解説: この図は、左半球に膠芽腫を有する対象者の被殻における歪みアーチファクトの例を示しています。（A）造影T1強調MR画像、（B）DSC-MRIから計算された脳血流量（CBV）マップ、（C）DSC-MRソース画像。CBVマップでは被殻領域でも計算が行われていますが、DSC-MRソース画像では被殻領域に歪みアーチファクトが見られます。

は、被殻における歪みアーチファクトの例を示していますが、それでもrCBVの算出は可能です。もし中心卵円や被殻がスキャンの対象外などで利用できない場合は、腫瘍と同じスライス内の正常な白質も検討できますが、評価者間ばらつきのCVが20%を超える傾向があるため、注意が必要です。その場合でも、歪みアーチファクトやT2短縮効果を避けるため、副鼻腔や乳様突起から離れた正常な白質を選択することが推奨されます。

本研究では、腫瘍のホットスポットのROIは固定されており、評価者は基準組織の選択のみを行いました。もし評価者が腫瘍のホットスポットと基準組織の両方を自由に選択した場合の全体的なばらつきは評価されていません。また、本研究の結果はrCBVにのみ適用されるものであり、脳血流（CBF）のような他の灌流パラメーターや、動脈スピンラベリング（ASL）のような他の灌流方法に直接外挿することには注意が必要です。血管分節化技術を用いてマクロ血管の影響を最小限に抑えることも今後の課題として挙げられます。

結論として、rCBV測定における評価者のばらつきは、選択する基準組織によって大きく異なることが明らかになりました。反対側の中心卵円を基準組織として用いることが、最も低い評価者のばらつきを提供し、神経膠腫のより信頼性の高い画像評価に貢献すると考えられます。

用語集

DSC-MRI（動的感受率強調MRI）: 造影剤の通過による信号変化を捉え、脳の血流量などを評価するMRI手法。
rCBV（相対脳血流量）: 腫瘍領域の脳血流量を、正常な組織の血流量で割り、相対的な値として標準化した指標。
ICC（級内相関係数）: 複数回の測定や複数の評価者間での一致度を示す統計的指標。
CV（変動係数）: 測定値のばらつきを平均値に対する割合で示す統計的指標。
Bland-Altman解析: 2つの測定方法または評価者間の差を視覚的に評価するためのグラフ。
Centrum semiovale（中心卵円）: 大脳の髄質にある広範な白質領域。
Putamen（被殻）: 大脳基底核の一部を構成する灰白質の構造。
NAWM（正常な白質）: 腫瘍の影響を受けていないと見られる白質領域。
NAGM（正常な灰白質）: 腫瘍の影響を受けていないと見られる灰白質領域。
神経膠腫（Glioma）: 脳や脊髄のグリア細胞から発生する腫瘍の総称。