Bio japan2016 qiba-introduction_vis

+QIBAの　概要紹介

Visionary Imaging Services, Inc.小林　達明（ Tatsuaki Kobayashi）2016/10/13

+本資料について 本資料は Visionary Imaging Services,

Inc.により作成された研修資料です。

以下の資料を参考に作成しています。- QIBA_Intro-2016.07.22.2016-

Part_Ⅰ- QIBA_Intro-2016.07.22.2016-

Part_Ⅱ- QIBA Japan活動に関する公開資料など

+目次 イメージングによる定量化への意識

定量的なイメージング バイオマーカ 大局的にみた定量的なイメージングの必要性 臨床からの視点

QIBA RSNAの展望とQIBAのミッション QIBAの組織

QIBAの考えるテーマ QIBAのアウトプット

研究環境の提供と研究成果の公開 標準化のためのプロファイル /プロトコル開発 教育資料を含め、各種資料の公開

最後に

+

イメージングによる定量化への意識

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+体の内部の情報を可視化するメディカルイメージング〜イメージングによる定量化〜 従来より、生体の組成、血流・代謝・排泄などの生理的プロセス、造影剤、放射性医薬品などから得られる様々な信号から体の内部の状態を客観的に把握するために、イメージング技術が利用されてきました。

• Signal intensity acquired from any modality

• Morphologic feature• Perfusion/Contrast agent• Blood flow• Radiopharmaceutical• etc

何かの特徴を示す指標は、バイオマーカとも呼ばれます。

内部の状態を客観的に把握するために、画像から得られる様々な特徴を利用します。

+定量的イメージングバイオマーカBiomarkers are characteristics that are objectively measured and evaluated as an indicator of normal biologic processes, pathogenic processes, or pharmacologic responses to a therapeutic intervention.1

Quantitative imaging biomarkers (QIBs) are objective characteristics derived from in vivo images as indicators of normal biological processes, pathogenic processes, or response to a therapeutic intervention.2

1NIH Biomarkers Definitions Working Group, Clin Pharmacol Therap 69(3):89-95, 20012Sullivan et al., Radiology 277(3):813-825, 2015 (www.rsna.org/qiba)

• バイオマーカは、通常の生物学的過程、病理学的過程、もしくは治療的介入に対する薬理学的応答の指標として、客観的に測定され評価される特徴です。• 定量的イメージングバイオマーカ（ QIB、以下、イメージングバイオマーカと略す）は、通常の生物学的過程、病理学的過程、もしくは治療的介入に対する薬理学的応答の指標として、客観的に測定され評価される生体画像に由来した客観的な特徴です。一般的には、放射線医学的なモダリティから得られた画像シグナルそのもの、あるいは、このシグナルを元に計算された何らかの特徴量です。

+大局的にみた定量的イメージングの必要性 科学的根拠に基づいた医療は客観的なデータに依存します。 意思決定支援ツールは、定量的な入力を必要とします。 Radiomicsと Radiogenomicsの研究では定量的なデータを必要とします。

P. Lambin et al. Eur J Cancer 48:441-446 2012

+臨床からの視点イメージングバイオマーカの活用をシンプルに考える：理想

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医師（と患者）による意思決定

画像から分かる定量的なバイオマーカ

測定サイズ5mm

10.0mm

0.0mm

様子を見る

治療を勧める一先ずは安心

的確な判断は高い診療結果かつ低コスト。

+臨床からの視点イメージングバイオマーカの活用をシンプルに考える：現実にあり得る課題

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医師（と患者）による意思決定

画像から分かる定量的なバイオマーカ

測定サイズ10±5mm

10.0mm

0.0mm

様子を見る

治療を勧める！？

これは複雑…バラツキのある判断は低い診療結果かつ高コスト。

1つの仮説スキャンから得られるイメージングバイオマーカのバラツキを抑えれば、高い診療結果が得られる。

ばらつきを生み出す要因 イメージングの環境 モダリティやモダリティと連携している ITシステム 医師の経験と知識 技師やその他のスタッフの経験と知識 ワークフロー etc

このようなテーマに向かい合うQIBを有効に活用するための活動が必要

+

QIBAQIBAは RSNA（北米放射線医学会）により運営される組織の 1つです。2007 年から Dr. Dan Sullivanの主導により組織されました。QIBA

Quantitative：定量的Imaging：イメージングBiomarker：バイオマーカAlliance：同盟または連合

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+RSNAの展望とQIBAのミッション

RSNAの展望 放射線医学における変動を低減するための 1つのアプローチは、画像検査による客観的・定量的な結果を抽出すること。

QIBAのミッション デバイス、患者および時間にわたるばらつきを低減することにより、定量的イメージングバイオマーカーの価値と実用性を向上させる。 イメージングバイオマーカーの産業化

RSNA Perspective;One approach to reducing variability in radiology is to extract objective, quantitative results from imaging studies.

QIBA Mission;Improve the value and practicality of quantitative imaging biomarkers by reducing variability across devices, patients, and time.“Industrialize imaging biomarkers”

具体的に QIBAは、研究者、ヘルスケアの専門家、産業界を噛み合わせた連合であり、臨床試験や日常臨床におけるイメージングバイオマーカーの活用を推進する活動を行っています。

+QIBAに参加している団体（連合）

FNIH

JSNM

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- QIBA_Intro-2016.07.22.2016-Part_Ⅱ slide10より

各専門分野ごとの委員会に分かれて組織を運用

+

QIBAが考えるテーマ

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QIB Challenges 　（ QIBA で議論されている課題） QIBを取得する際のバイアスとばらつきの源の詳細な評価の欠如 標準の欠如（取得、解析、レポーティング） 具体的な品質管理手順の欠如• 定量的イメージングのための QCプログラム /ファントムが不足

イメージング機器ベンダーからのより良いサポート• QIBの競争優位についての文書化

QIB研究のコスト（相対的有効性） / 償還 画像などのリソースの可用性 イメージング科学者、データ処理機能等の潜在的な不足（以下、主に放射線部門に対して） 技師の訓練（高度で定量的なプロトコルの訓練） QIBレポーティングのためのガイドラインの欠如 QIB計測のためのソフトウェアやワークステーションを用いた計算や読み取りが読影のワークフローに統合されていない

+まずは何ができるのでしょうか？ これらの課題に対処していくための

QIBAのアウトプット 専門分野ごとに委員会を組織して研究を実施し、ファントム開発や解析手法を公開（ NIHからの資金提供あり） QIBを利用するための様々なイメージングの標準化（ボトムアップ）を目指し、プロファイル、プロトコールを公開 委員会のディスカッション資料や教育資料の公開

現状では、新しいイメージングバイオマーカの開発よりも、数多ある既存の QIBの活用に注力。

+

QIBAのアウトプット① 専門分野ごとに委員会を組織して研究を実施し、ファントムや解析手法を公開（ NIHからの資金提供あり）

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+2015 年の RSNAで発表された研究成果

2015 年の RSNAで発表された研究成果が各委員会から報告されています。PET/CT 委員会の研究活動例

詳細は、 RSNA2015 Posterをご参照下さい。

+社内で翻訳した資料へのリンク （ 2015）QIBA：CT ボリューメトリバイオマーカー委員会 2015 年度レポートの解説 -Link- （ 2015）QIBA FDG-PET_CTバイオマーカー委員会：オーバービューと近況報告の解説 -Link- （ 2015）QIBA Lung Density Biomarker Committee：Harmonization Across

Platformsの解説 –Link-

（ 2015）QIBA： fMRIテクニカル委員会 2015 年度レポートの解説 –Link-

（ 2015）QIBA：超音波剪断波速度バイオマーカー委員会 2015 年度レポートの解説 –Link-

（ 2015）QIBAアルゴリズム比較活動：デジタルリファレンスオブジェクトとソフトウェアの評価の解説 –Link-

翻訳者の意訳が含まれています。あらかじめご承知おき下さい。

+QIBAのアウトプット② QIBのための臨床試験を見据えて、QIBを利用するためのイメージング手順の標準化（ボトムアップ）を目指し、プロファイル、プロトコールを公開→QIBの利用方法のバラツキが減ることで、

統計的な精度を向上 プロトコール・プロファイルを準拠した検査により、データの利用価値が増加 臨床試験や臨床試験結果に対して、規制当局の信頼性が向上（治療薬の承認を早める）

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Public Comment

Publically Reviewed

Technically Confirmed

Clinically Confirmed

+QIBAプロトコルQIBAプロファイル

QIBAプロトコルはQIBAプロファイルと共同で開発される、 UPICTプロトコルに準ずるイメージングプロトコルです。 QIBAプロファイルは、イメージングに対する Claim（客観的に判断可能な言明：クレーム）と、その Claimをどのように達成するかを記載した文書です。

プロファイルは、 1つ以上の Claim（クレーム）および関連する Detail（詳細：ディテール）で構成されています。 クレーム：ユーザーがプロファイルに従うことによって何を達成することができるかを伝えます。 ディテール：ベンダーが自社製品に何を実装する必要があるかを伝え、ユーザーはどの手順が必要になるかを伝えます。

QIBAプロトコルは、 UPICTという別のコンセプトを持ったグループとともに開発されています。UPICTは、臨床試験において広く許容可能な、一貫したイメージングプロトコルの開発とメンテナンスを促進する活動をしています。

+QIBAプロトコル

CT Protocols QIBA Lung Nodule V1.3a

MR Protocols Alzheimer's Disease Neuroimaging

Initiative (ADNI) MR posted 11.1.09

PET ProtocolsA. Oncologic FDG-PET Protocol

UPICT Oncology FDG-PET CT Protocol 06-07-2013

FDG-PET Multiextract FDG-PET Consolidated Consensus

B. Alzheimer's Disease PET Alzheimer‘s Disease PET

Proffered Protocols（ドキュメントなし）

まだ多くのプロトコルが開発中の段階です。例えば、 UPICT Oncology FDG-PET CT プロトコルの内容は次のようになっています。

臨床開発分野では、標準業務手順書という形で活用が進みつつあります。

+QIBAプロファイル QIBA Profile: CT Tumor Volume Change Profile

2016.10.18

QIBA Profile: CT Volumetry: Lung Nodule Volume Assessment and Monitoring in Lung Cancer Screening, 02.05.2014 '5February2014'

DCE-MRI Profile v1.6 12-13-2011

QIBA DWI Profile v1.21 04-February-2015

QIBA fMRI Profile_06-04-14 Dr. Ted DeYoe 06.04.14

QIBA Profile: FDG-PET/CT as an Imaging Biomarker Measuring Response to Cancer Therapy (v1.04) Reviewed Draft (Public Comments Addressed) 06NOV2013

QIBA PET-Amyloid DRAFT Profile with tracked changes {Dr. Perlman} July 7, 2016 (PDF)

SPECT：QIBA DRAFT Profile with tracked changes - {Dr. Miyaoka} May 10, 2016

QIBA DRAFT Profile: Ultrasound Measurement of Shear Wave Speed for Estimation of Liver Fibrosis April 14, 2016

プロファイルは、モダリティ別に、それぞれの臨床のシーンにおいて周知しておきたい注意点（クレームや要求事項）とその詳細が記載されています。プロトコルと同様、まだ多くのプロファイルが開発中の段階です。例えば、 CT 腫瘍容積変化プロファイルは、次のような内容で構成されています。

+QIBAプロファイル例：CT 腫瘍容積変化に対するClaim

Claim： A measured volume change of more than 30% for a tumor provides at least a 95% probability that there is a true volume change; P(true volume change>0% | measured volume change>30%)>95%.

クレーム：腫瘍容積変化が測定値 ±30%の範囲内にある確率が 95%である場合は真の容積変化とする。 P(true volume change>0% |

measured volume change>30%)>95%.

腫瘍は測定可能病変であること 変化率 (%)=a-b/(a+b)/2

a,b： 2 回の連続した測定値

プロファイルについて、 CT 腫瘍容積変化を例に内容を見ていきましょう。プロファイルはこちら。CT Tumor Volume Change Profile

+CT 容積変化のClaimを実現するための要求

CTデータ取得時の要求例 胸部のスキャンでは、テーブルスピードを 4cm/sec以上にする 総コリメーション幅は 16mm以上とする スパイラルピッチファクターは 1.5 未満とする シングルコリメーション幅は 1.5mm以下とする kV, FOV, 画像オリエンテーションはベースライン時の撮影に合わせる etc

CT 容積変化のケースでは、 Requirementsは Specificationとしてまとめられています。その内容は専門的です。これらの要求はあくまでもクレームを達成するためのものであり、臨床における標準ではないことに留意してください。

この他、同じ装置でスキャンされたか？複数の読影者に評価されたか？解析ソフトに変更はないか？などもモニタリングされる必要があります。

+CT 容積変化計算例 肺結節の容積測定を対象とした例として、次の URLで計算を試すことができます。

http://services.accumetra.com/NoduleCalculator.html

プロファイルはバージョンによって内容が異なることがあるため、十分な注意が必要です。

+プロファイルは進化します。 今こうしている間に、プロファイルは更新されている場合があります。 プロファイルが変わると、内容が大きく変わる可能性があります。 自分たちがどのバージョンのプロファイルを参照するか、しっかりと把握しておく必要があります。

+

QIBAのアウトプット③ 委員会のディスカッション資料や教育資料の公開

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+委員会のディスカッション資料や教育資料の一覧

• QIBAは色々な資料を公開しオープンイノベーションを起こしています。• QIBAについて知りたい、 QIBAが公開している資料にアクセスしたい時など、誰でもアクセス可能です。

+PINTADの資料 創薬の分野を意識する方には、 PINTADの公開資料が役立つかもしれません。

イメージング手順の標準化の重要性がわかる資料が閲覧できます。PharmaImaging Network forTherapeutics andDiagnostics

+最後に

Conformance certification Establish formal processes for conformance certification.

Field tests / Implementation of QIBA Profiles Field tests take time and money. QIBA cannot currently fund human subject field tests

using NIBIB funds. Need to collaborate with other organizations to

accomplish field testing, e.g., ECOG/ACRIN and other clinical trial (cooperative) groups, IMI/EORTC, etc.

Image datasets Large sets of QIBA-conformant scans are needed to test

algorithms, but there is still resistance to the concept of data sharing.

Sustainability Need to seek additional sources of funds.

ここまで、大きな課題を挙げてきました。将来的には、この大きな課題を解決するためにいくつものタスクをこなし、結果を出していく必要があります。この資料の最後として、現時点でQIBAが取り組んでいるタスクを紹介します。

• メディカルスタッフはこの QIBAの活動にボランティアで参加できます。• 日本でも 2016 年から QIBA Japanが始動しています。

この領域に興味のあるあなたは、どうしますか？

+

Thank you for your attention.

2016/10/13Tatsuaki KobayashiVisionary Imaging Services, Inc.

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Don't be a Boss, be a Leader.