通常の単純CTから膵臓がんを検出、AIモデル「PANDA」が登場

すい臓がんは最も予後が悪い悪性腫瘍として知られ、世界で年間約46万6000人の命を奪っています。自覚症状が出てからでは手術不能な進行期で見つかるケースが多く、早期発見が極めて難しい病気です。

早期発見できれば全生存期間の中央値を1.5年から9.8年へと大幅に延ばせることが分かっていますが、造影剤を使用しない通常の単純CT検査では、熟練した放射線科医でもすい臓がんを判別するのはほぼ不可能とされてきました。

英科学誌 Nature Medicine に掲載された論文で、中国の上海市膵臓疾病研究所などの研究チームがこの難題を覆すAIモデル「PANDA」を発表しました。

単純CTで膵臓がんを見つけ出す新手法

PANDAは、日常の健康診断や救急現場で広く使われている造影剤なしの単純CT画像から、すい臓がんを高精度に検出・分類するディープラーニングモデルです。

病院で行われるCT検査の約40%を占める胸部単純CT検査でも、すい臓の上部が撮影範囲に含まれることがよくあります。研究チームはこうした日常検査を活用した「オポチュニスティック・スクリーニング（便乗型スクリーニング）」の実現を目指しました。

PANDAの学習には3208人の患者データが使われました。造影CT画像で確認された病変のアノテーションを画像レジストレーション技術によって単純CTへ転写し、人間の目には捉えにくい微細なテクスチャ変化をAIに学習させています。

モデルは3段階のパイプラインで構成されています。まずすい臓の位置を特定し、次に偽陽性を徹底して抑える検出処理を行い、最後にメモリートランスフォーマーを用いて7種類の非浸潤性病変を含む詳細な鑑別診断を実施します。

2万人の実臨床データで99.9%の特異度を記録

外部10施設、6239人を対象とした多施設検証において、PANDAの病変検出能はAUC 0.986〜0.996を記録しました。すい臓がんの特定において、放射線科医の平均を感度で34.1%、特異度で6.3%上回る性能を示しています。

さらに健診、救急、外来、入院の4つの現場から集めた2万530人の連続症例による実臨床検証でも、感度92.9%、特異度99.9%という驚異的な数値を維持しました。

病変タイプの鑑別診断においても、単純CTしか見ていないPANDAの診断精度（79.6%）は、造影CTと臨床情報を参照した従来の放射線読影レポートに対して非劣性を示しました。

なぜ重要か

この研究の価値は、患者に新たな負担をかけずにすい臓がんの早期発見を可能にする点にあります。

肺がん検診や腹痛の救急受診など、日常的に行われている単純CTをバックグラウンドで解析するだけで、無症状のすい臓がんを拾い上げられる可能性が広がります。造影剤アレルギーの心配や追加の医療費、余計な被ばくを伴わない点は極めて実用的です。

造影CTのラベルを単純CTに精密に位置合わせして学習させるというアプローチは、医療AIのデータ課題を解く上で非常に巧妙だと考えます。

ただし課題も残されています。腫瘍径が2センチ未満の早期病変では感度が85.7%に低下しており、約15%の見落としリスクが存在します。実際の医療機関におけるスキャナごとの画質差にどこまで耐えられるかも、今後の本格導入に向けた重要な検証ポイントになるでしょう。