医療画像

医療画像
心臓と肺を示す胸部CTスキャンの1フレーム
ICD-10-PCS	B
ICD-9	87-88
メッシュ	003952 003952
OPS-301 コード	3
メドラインプラス	007451

医用画像診断とは、臨床分析や医療介入、および一部の臓器や組織の機能の視覚的表現（生理学）のために、体の内部を画像化する技術とプロセスです。医用画像診断は、皮膚や骨に隠れた内部構造を明らかにし、病気を診断して治療することを目指しています。また、医用画像診断では、異常を特定できるように、正常な解剖学と生理学のデータベースも構築されます。切除された臓器や組織の画像診断は医学的な理由で行われる場合もありますが、そのような手順は通常、医用画像診断ではなく病理学の一部と見なされます。 ^[要出典]

脳波記録(EEG)、脳磁図(MEG)、心電図(ECG) などの、主に画像を生成するために設計されていない測定および記録技術は、時間に対するパラメータ グラフや測定場所に関するデータを含むマップとして表現できるデータを生成する他の技術です。限定的な比較では、これらの技術は、医療機器の別の分野における医療用画像処理の形態と見なすことができます。

2010年時点で、世界中で50億件の医用画像検査が実施されています。^[1] 2006年の医用画像診断による放射線被ばくは、米国における総電離放射線被ばくの約50％を占めました。^[2]医用画像診断機器は、CMOS集積回路チップ、パワー半導体デバイス、イメージセンサー（特にCMOSセンサー）やバイオセンサーなどのセンサー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、デジタル信号プロセッサー、メディアプロセッサー、システムオンチップデバイスなどのプロセッサーを含む半導体産業の技術を使用して製造されています。2015年時点で、医用画像診断チップの年間出荷数は4,600万個、11億ドルに達しています。^{[3] [アップデート]} 

「非侵襲的」という用語は、患者の体内に器具が挿入されない手順を示すために使用され、これは使用されるほとんどの画像診断技術に当てはまります。

臨床の文脈では、「不可視光」医療画像は、一般的に放射線学または「臨床画像」と同等とみなされます。「可視光」医療画像には、特別な機器なしで見ることができるデジタルビデオまたは静止画像が含まれます。皮膚科と創傷治療は、可視光画像を使用する2つのモダリティです。医療画像の解釈は、通常、放射線科医と呼ばれる放射線学を専門とする医師によって行われますが、これは放射線臨床評価の訓練を受け、認定された医療専門家であれば誰でも行うことができます。解釈は医師以外の人々によって行われることが多くなっており、たとえば、放射線技師は、拡張された実践の一環として解釈の訓練を受けることがよくあります。診断放射線撮影は、医療画像の技術的側面、特に医療画像の取得を指します。放射線技師（放射線技師とも呼ばれる）は通常、診断品質の医療画像を取得する責任があります。他の専門家がこの分野で訓練を受ける場合もありますが、特に、放射線科医が行う放射線介入の一部は、放射線技師なしで行われます。^{[引用が必要]}

科学的調査の分野として、医用画像処理は、状況に応じて生物医学工学、医学物理学、または医学のサブ分野を構成します。計測、画像取得（例：放射線撮影）、モデリング、定量化の分野における研究開発は、通常、生物医学工学、医学物理学、およびコンピューターサイエンスの領域です。医用画像の応用と解釈に関する研究は、通常、放射線学と、調査対象の病状または医学の領域（神経科学、心臓病学、精神医学、心理学など）に関連する医療サブ分野の領域です。医用画像処理用に開発された技術の多くは、科学的および産業的用途もあります。^[4]

医療用画像処理では、2 種類の放射線画像が使用されています。投影放射線撮影と透視で、後者はカテーテル誘導に便利です。これらの 2D 技術は、低コスト、高解像度、および用途によっては放射線量が低いことから、3D 断層撮影の進歩にもかかわらず、今でも広く使用されています。この画像処理では、画像取得にX 線の広いビームを使用し、現代医学で初めて利用できる画像処理技術です。

• 透視検査は、レントゲン撮影法に似た方法で体内の構造のリアルタイム画像を生成しますが、X 線を低線量率で一定量照射します。バリウム、ヨウ素、空気などの造影剤を使用して、内部臓器が機能している様子を視覚化します。透視検査は、画像誘導検査でも使用され、検査中に一定のフィードバックが必要な場合に使用されます。画像受容体は、放射線が対象領域を通過した後、放射線を画像に変換するために必要です。初期には蛍光スクリーンが使用されていましたが、その後、画像増幅器 (IA) が使用され始めました。IA は、受像端がヨウ化セシウムでコーティングされ、反対側にミラーが付いた大きな真空管でした。最終的に、ミラーはテレビカメラに置き換えられました。 ^[要出典]
• 投影レントゲン写真（通称X線）は、骨折の種類や程度を判定したり、肺の病理学的変化を検出したりするためによく使用されます。バリウムなどの放射線不透過性造影剤を使用すると、胃や腸の構造を視覚化するためにも使用できます。これは、潰瘍や特定の種類の大腸がんの診断に役立ちます。 ^[要出典]

磁気共鳴画像装置（MRIスキャナ）、または元々は「核磁気共鳴（NMR ）画像」スキ​​ャナとして知られていたものは、強力な磁石を使用して人体組織内の水分子の水素原子核（すなわち、単一陽子）を分極および励起し、空間的に符号化された検出可能な信号を発生させ、人体の画像を生成します。 ^[5] MRI装置は、水分子上の水素原子の共鳴周波数で無線周波数（RF）パルスを放射します。無線周波数アンテナ（「RFコイル」）は、検査する人体の部位にパルスを送信します。RFパルスは陽子に吸収され、主磁場に対する陽子の方向が変わります。RFパルスがオフになると、陽子は「緩和」して主磁石と一列に戻り、その過程で電波を放射します。水上の水素原子からのこの無線周波数放射が検出され、画像に再構成されます。回転する磁気双極子（陽子はその一例）の共鳴周波数はラーモア周波数と呼ばれ、主磁場の強さと対象原子核の化学環境によって決まります。MRI では 3 つの電磁場を使用します。1 つは水素原子核を分極させる非常に強い（通常 1.5 ～ 3テスラ）静磁場で、主磁場と呼ばれます。もう 1 つは空間エンコード用に空間と時間（1 kHz 程度）で変更できる勾配磁場で、単に勾配と呼ばれることもあります。もう 1 つは水素原子核を操作して測定可能な信号を生成するための空間的に均一な無線周波数（RF）磁場で、 RF アンテナで収集されます。^[要出典]

CTと同様に、 MRI は伝統的に身体の薄い「スライス」の 2 次元画像を作成するため、断層撮影技術と見なされます。最新の MRI 機器は 3D ブロックの形式で画像を作成でき、これは単一スライスの断層撮影の概念を一般化したものと考えられます。CT とは異なり、 MRI は電離放射線を使用しないため、CT と同様の健康被害とは関連がありません。たとえば、 MRI は 1980 年代初頭から使用されているため、強力な静電場への曝露による長期的な影響は知られておらず (これは議論の対象となっています。MRIの「安全性」を参照してください)、 X 線やCTとは対照的に、個人が受けることができるスキャンの数に制限はありません。ただし、RF 場への曝露による組織の加熱や、ペースメーカーなどの体内埋め込み型デバイスの存在に関連する健康リスクは十分に認識されています。これらのリスクは、機器の設計と使用されるスキャンプロトコルの一部として厳密に管理されています。^{[引用が必要]}

CT と MRI は異なる組織特性に敏感なので、この 2 つの技術で得られる画像の外観は著しく異なります。CT では、画像を作成するために何らかの高密度組織で X 線を遮断する必要があるため、軟部組織を観察する場合の画像品質は低くなります。MRI では、正味の核スピンを持つ任意の核を使用できますが、水素原子の陽子は、非常に遍在し、大きな信号を返すため、特に臨床現場では最も広く使用されています。水分子内に存在するこの核により、MRI で実現可能な優れた軟部組織コントラストが可能になります。^{[6] [引用が必要]}

特定のMRI診断画像（マルチパラメトリックMRIまたはmpMRI）には、さまざまなパルスシーケンスを使用できます。求める情報に応じて、次の画像シーケンスを2つ以上組み合わせることで、組織の特徴を区別することができます：T1強調（T1-MRI）、T2強調（T2-MRI）、拡散強調画像（DWI-MRI）、ダイナミックコントラスト強調（DCE-MRI）、および分光法（MRI-S）。たとえば、前立腺腫瘍の画像化は、T2強調画像のみよりも、T2-MRIとDWI-MRIを使用した方が効果的です。^[7]肝臓研究、乳がん、膵臓腫瘍、および癌腫瘍に対する血管破壊剤の効果の評価など、さまざまな臓器の疾患を検出するためのmpMRIの用途は拡大し続けています。^{[8] [9] [10]}

核医学は、疾患の画像診断と治療の両方を網羅しており、分子医学または分子画像診断と治療学とも呼ばれる。^[11]核医学は、同位元素の特定の特性と放射性物質から放出されるエネルギー粒子を使用して、さまざまな病状の診断や治療を行う。解剖学的放射線学の一般的な概念とは異なり、核医学は生理学的評価を可能にする。この機能ベースの医学的評価アプローチは、ほとんどの専門分野、特に腫瘍学、神経学、心臓病学で有用な用途がある。ガンマカメラやPETスキャナーは、例えばシンチグラフィー、SPECT、PETで使用され、疾患に関連する可能性のある生物学的活動領域を検出する^。99m Tcなどの比較的短寿命の同位元素が患者に投与される。同位元素は、体内の生物学的に活性な組織に優先的に吸収されることが多く、腫瘍や骨の骨折箇所の特定に使用できる。画像は、光信号を発する結晶によって平行光子が検出され、増幅されてカウント データに変換された後に取得されます。

• シンチグラフィー（「シント」）は、放射性同位元素を静脈内または経口など体内に取り込む診断テストの一種です放射性医薬品から放出される放射線を^{捕捉して2次元[12]}画像を形成します
• SPECT は、多数の投影からのガンマ カメラ データを使用し、異なる平面で再構成できる 3D 断層撮影技術です。機能的 SPECT データの位置特定を提供する CT スキャナーと組み合わせたデュアル検出器ヘッド ガンマ カメラは、SPECT-CT カメラと呼ばれ、分子イメージングの分野の進歩に役立っています。他のほとんどの医療用イメージング モダリティでは、エネルギーが人体に通され、反応または結果が検出器によって読み取られます。SPECT イメージングでは、患者に放射性同位元素が注入されます。最も一般的なのは、タリウム 201TI、テクネチウム 99mTC、ヨウ素 123I、ガリウム 67Ga です。 ^[13]これらの同位元素の自然な崩壊プロセスが発生すると、放射性ガンマ線が体から放出されます。ガンマ線の放出は、体を取り囲む検出器によって捕捉されます。これは基本的に、X 線や CT などの医療用イメージング デバイスではなく、人間が放射能の発生源になったことを意味します。
• 陽電子放出断層撮影（PET）は、同時検出を利用して機能プロセスを画像化する。 ¹⁸ Fなどの短寿命の陽電子放出同位元素をグルコースなどの有機物質と組み合わせると、代謝利用のマーカーとして使用できる F18-フルオロデオキシグルコースが生成される。体全体の活動分布の画像では、腫瘍、転移、感染症など、急速に増殖する組織が示される。 PET 画像は、解剖学的な相関関係を判断するために、コンピュータ断層撮影スキャンと比較して表示できる。最新のスキャナは PET を統合できるため、 PET-CTまたはPET-MRI で陽電子イメージングに伴う画像再構成を最適化できる。これは、患者をガントリーから物理的に移動させることなく、同じ装置で実行される。結果として得られる機能的および解剖学的イメージング情報のハイブリッドは、非侵襲性診断および患者管理に役立つツールである。

基準マーカーは、幅広い医療用画像処理アプリケーションで使用されています。2 つの異なる画像処理システムで作成された同じ被写体の画像は、両方のシステムで撮影された領域に基準マーカーを配置することで相関させることができます (画像登録と呼ばれます)。この場合、両方の画像処理モダリティで作成された画像に表示されるマーカーを使用する必要があります。この方法により、SPECTまたは陽電子放出断層撮影から得られる機能情報を、磁気共鳴画像(MRI)によって提供される解剖学的情報と関連付けることができます。 ^{[14]同様に、MRI 中に確立された基準点を、脳}磁図検査によって生成された脳画像と相関させて、脳活動の発生源を特定することができます。

医療用超音波は、メガヘルツ範囲の高周波広帯域音波を使用し、組織によってさまざまな程度に反射して画像（最大 3D）を作成します。これは通常、妊婦の胎児の画像化に関連付けられます。ただし、超音波の用途ははるかに広範囲です。他の重要な用途には、腹部臓器、心臓、乳房、筋肉、腱、動脈、静脈の画像化が含まれます。CT や MRI などの技術ほど解剖学的詳細は提供されないかもしれませんが、特に、運動構造の機能をリアルタイムで調査すること、電離放射線を放出しないこと、エラストグラフィーで使用できるスペックルを含むことなど、多くの状況で理想的となるいくつかの利点があります。超音波は、組織の特性評価や新しい画像処理技術の実装を目的として、超音波研究インターフェイスを通じて利用できる生データを取得するための一般的な研究ツールとしても使用されています。超音波の概念は、音波の送受信によって動作するという点で、他の医療用画像診断法とは異なります。高周波音波が組織に送られ、異なる組織の構成に応じて、信号は減衰し、別々の間隔で戻ります。多層構造における反射音波の経路は、入力音響インピーダンス（超音波音波）と、関連する構造の反射係数および透過係数によって定義できます。^[13]使用は非常に安全で、副作用を引き起こすことはないようです。また、比較的安価で、実行も迅速です。超音波スキャナーは、集中治療室の重篤な患者に持ち込むことができ、患者を放射線科に移動する際に発生する危険を回避できます。取得されたリアルタイムの動画は、ドレナージおよび生検手順のガイドとして使用できます。最新のスキャナーのドップラー機能により、動脈と静脈の血流を評価できます。

エラストグラフィーは、軟部組織の弾性特性をマッピングする比較的新しい画像診断法です。この方法は、過去 20 年間に登場しました。弾性によって特定の臓器/腫瘍の健康な組織と不健康な組織を区別できるため、エラストグラフィーは医療診断に役立ちます。たとえば、癌性腫瘍は周囲の組織よりも硬いことが多く、病気の肝臓は健康な肝臓よりも硬いです。^{[15] [16] [17] [18]}超音波、磁気共鳴画像法、触覚画像法に基づくエラストグラフィー技術がいくつかあります。超音波エラストグラフィーが臨床で広く使用されているのは、臨床用超音波装置にテクノロジーが実装された結果です。超音波エラストグラフィーの主な分野には、準静的エラストグラフィー/ひずみイメージング、せん断波弾性イメージング (SWEI)、音響放射力インパルスイメージング (ARFI)、超音波せん断イメージング (SSI)、および過渡エラストグラフィーがあります。^[16]過去10年間で、エラストグラフィーの分野での活動は着実に増加しており、医療診断や治療モニタリングのさまざまな分野でこの技術がうまく応用されていることを示しています。

光音響イメージングは​​、光音響効果に基づいて最近開発されたハイブリッドなバイオメディカルイメージング手法です。光吸収コントラストの利点と超音波空間分解能を組み合わせて、（光）拡散または準拡散領域での深部イメージングを実現します。最近の研究では、光音響イメージングは​​、腫瘍血管新生モニタリング、血液酸素化マッピング、機能的脳イメージング、皮膚悪性黒色腫検出などに生体内で使用できることが示されています。

断層撮影は、断面または区分による画像化です。医療用画像化における主な方法は次のとおりです。

• X 線コンピュータ断層撮影(CT) またはコンピュータ体軸断層撮影 (CAT) スキャンは、らせん状断層撮影技術 (最新世代) であり、従来は体の薄い部分の構造の 2D 画像を作成します。CT では、X 線ビームが検査対象の物体の周りを回転し、複数の角度から物体を透過した後、高感度の放射線検出器によって検出されます。次に、コンピューターがスキャナーの検出器から受信した情報を分析し、ラドン変換で規定されている数学的原理を使用して、物体とその内容物の詳細な画像を作成します。CT は、投影放射線撮影よりも電離放射線の線量負担が大きいため、健康への影響を避けるために繰り返しのスキャンを制限する必要があります。CT は、X 線投影と同じ原理に基づいていますが、この場合、患者は 500～1000 個のシンチレーション検出器が割り当てられた検出器のリングに囲まれます^[13] (第 4 世代 X 線 CT スキャナーの形状)。以前の世代のスキャナーでは、X 線ビームは移動するソースと検出器によってペアにされていました。X線断層撮影イメージングでは、焦点面断層撮影がコンピューター断層撮影にほぼ完全に置き換えられました。
• 陽電子放出断層撮影（PET）は、コンピューター断層撮影（ PET-CT）や磁気共鳴画像（PET-MRI）と組み合わせて使用​​されることもあります。
• 磁気共鳴画像法(MRI) では、通常、人体の断面の断層画像が生成されます。 (この記事の別の MRI セクションを参照してください。)

超音波を使用して心臓を画像化する検査は、心エコー図と呼ばれます。心エコー検査では、心室の大きさ、心機能、心臓弁、心膜（心臓を包んでいる袋）など、心臓の詳細な構造を見ることができます。心エコー検査では、2D、3D、ドップラー画像を使用して心臓の画像を作成し、4つの心臓弁のそれぞれを通過する血液の流れを視覚化します。心エコー検査は、息切れや胸痛などの症状を経験する患者から、癌治療を受けている患者まで、さまざまな患者に広く使用されています。経胸壁超音波は、乳児から高齢者まで、あらゆる年齢の患者にとって有害な副作用や放射線のリスクがなく安全であることが証明されており、これが他の画像診断法との違いです。心エコー検査は、携帯性とさまざまな用途での使用により、世界で最も一般的に使用されている画像診断法の1つです。緊急時には、心エコー検査は迅速で、アクセスしやすく、ベッドサイドで実施できるため、多くの医師が選択する検査法となっています。

FNIRは比較的新しい非侵襲的イメージング技術です。NIRS （近赤外線分光法）は機能的神経イメージングの目的で使用され、脳イメージング技術として広く受け入れられています。^[19]

磁性粒子イメージング ( MPI ) は、超常磁性酸化鉄ナノ粒子を使用した、超常磁性酸化鉄ナノ粒子の追跡に使用される開発中の診断用画像化技術です。主な利点は、組織の深さによる信号の低下がなく、感度と特異性が高いことです。MPI は、心臓血管機能、神経灌流、細胞追跡 を画像化する医療研究で使用されています。

妊娠合併症、妊娠中の既存疾患または後天性疾患、または通常の出生前ケアのため、妊娠中に医療用画像診断が適応となる場合がある。MRI造影剤を使用しない磁気共鳴画像診断（MRI）や産科超音波検査は、母体や胎児に対するリスクがなく、妊婦が選択する画像診断技術である。^[20]投影放射線撮影、CTスキャン、核医学画像診断は、ある程度の電離放射線被曝をもたらすが、いくつかの例外を除いて、胎児への害に関連する吸収線量よりもはるかに低い。[ ^{20]線量が高い場合、}流産、先天性欠損症、知的障害などの影響が生じる可能性がある。^[20]

1回のMRスキャンまたはCTスキャンで得られるデータの量は非常に膨大です。放射線科医が破棄するデータの一部は、患者の時間と費用を節約し、放射線被曝と侵襲的処置による合併症のリスクを軽減することができます。^[21]処置をより効率的にするための別のアプローチは、追加の制約を利用することです。たとえば、一部の医療用画像診断法では、再構成された密度が正であるという事実を考慮することで、データ取得の効率を向上させることができます。^{[22] [23]}

ボリュームレンダリング技術は、CT、MRI、超音波スキャンソフトウェアが医師向けに3D画像を作成できるようにするために開発されました。^[24]従来、CTスキャンとMRIスキャンはフィルム上に2Dの静的出力を生成していました。3D画像を作成するには、多数のスキャンが行われ、その後コンピューターで組み合わせて3Dモデルを作成し、医師が操作できるようにします。3D超音波は、多少似た技術を使用して生成されます。腹部の臓器の病気の診断では、超音波は胆道、尿路、女性生殖器（卵巣、卵管）の画像化に特に敏感です。たとえば、胆管の拡張と胆管内の結石による胆石の診断などです。重要な構造を非常に詳細に視覚化できるため、3D視覚化方法は多くの病状の診断と外科的治療にとって貴重なリソースです。これは、2003年にシンガポールの外科医がイラン人の双子、ラダンとラレ・ビジャニの分離手術を試みた有名な、しかし結局は失敗に終わった手術の重要なリソースとなった。この3D機器は以前にも同様の手術で使用され、大きな成功を収めていた。

他に提案または開発された技術には以下のものがあります。

• 拡散光トモグラフィー
• エラストグラフィー
• 電気インピーダンストモグラフィー
• 光音響イメージング
• 眼科
  • Aスキャン
  • Bスキャン
  • 角膜トポグラフィー
  • 光干渉断層撮影
  • 走査型レーザー眼底検査

これらの技術のいくつか^{[例が必要]}はまだ研究段階にあり、臨床現場ではまだ使用されていません。

神経画像診断は、実験的な状況でも使用され、人々（特に障害者）が脳コンピューターインターフェースとして機能して外部デバイスを制御できるようにしています。

多くの医療用画像ソフトウェアアプリケーションは、FDAの承認を受けていないため^{[25] 、患者診断のための}臨床研究で使用することが許可されていないため、非診断用画像に使用されています。^{[26]多くの}臨床研究は、患者診断のために設計されていないことに注意してください。^[27]

主に超音波画像診断に使用され、医療用画像装置によって生成された画像をキャプチャすることは、アーカイブ化や遠隔医療のアプリケーションに必要です。ほとんどのシナリオでは、フレームグラバーは医療機器からのビデオ信号をキャプチャし、それをコンピューターに中継してさらに処理および操作するために使用されます。^[28]

医療におけるデジタル画像通信（DICOM）規格は、医療画像の保存、交換、伝送に世界中で使用されています。DICOM規格には、放射線撮影、コンピューター断層撮影（CT）、磁気共鳴画像（MRI）、超音波、放射線治療などの画像技術のプロトコルが組み込まれています。^[29]

医療用画像処理技術は、特にCT、MRI、PETモダリティから非常に大量のデータを生成します。その結果、電子画像データの保存と通信は、圧縮を使用せずには不可能です。^{[30] [31]} JPEG 2000画像圧縮は、DICOM標準で医療用画像の保存と転送に使用されます。低帯域幅またはさまざまな帯域幅で大きな画像データセットにアクセスするコストと実現可能性は、 JPEG 2000圧縮画像データの効率的なストリーミングを可能にするJPIPと呼ばれる別のDICOM標準の使用によってさらに解決されます。

オンプレミスのPACSからクラウドベースのPACSに移行する傾向が高まっています。Applied Radiology の最近の記事では、「デジタル画像領域が医療企業全体に受け入れられるにつれて、テラバイトからペタバイトのデータへの急速な移行により、放射線科は情報過多の危機に瀕しています。クラウド コンピューティングは、将来の画像部門に、データをよりインテリジェントに管理するためのツールを提供します。」と述べています^。[32]

医用画像は、視覚化と定量的な評価による迅速な診断を可能にするため、臨床試験における主要なツールとなっています。

一般的な臨床試験は複数の段階を経て、最長 8 年かかることがあります。臨床エンドポイントまたは結果は、治療が安全で効果的であるかどうかを判断するために使用されます。患者がエンドポイントに到達すると、通常はそれ以上の実験的相互作用から除外されます。臨床エンドポイントのみに依存する試験は、期間が長く、多数の患者が必要になる傾向があるため、非常にコストがかかります。

臨床エンドポイントとは対照的に、代替エンドポイントは、薬剤が臨床的利益を有するかどうかを確認するために必要な時間を短縮することが示されています。イメージングバイオマーカー（治療に対する薬理学的反応の指標として使用される、イメージング技術によって客観的に測定される特性）と代替エンドポイントは、小規模なグループの使用を容易にし、優れた統計的検出力で迅速な結果を得ることが示されている。^[33]

画像診断では、より主観的な従来のアプローチでは見逃される可能性のある、治療の進行を示す微妙な変化を明らかにすることができます。患者と直接接触することなく所見を評価するため、統計的な偏りが軽減されます。

陽電子放出断層撮影（PET）や磁気共鳴画像（MRI）などの画像技術は、腫瘍学や神経科学の分野で日常的に使用されています。 ^{[34] [35] [36] [37]}たとえば、腫瘍の縮小の測定は、固形腫瘍の反応評価でよく使用される代替エンドポイントです。これにより、抗がん剤の効果をより迅速かつ客観的に評価できます。アルツハイマー病では、脳全体のMRIスキャンにより海馬萎縮率を正確に評価できます。^{[38] [39]}一方、PETスキャンでは、局所的なグルコース代謝を測定することで脳の代謝活動を測定できます。^{[33]また、}ピッツバーグ化合物B （PiB）などのトレーサーを使用してベータアミロイドプラークを測定できます。歴史的に、他の医薬品開発分野では定量的医療画像はあまり使用されていませんが、関心は高まっています。^[40]

画像ベースの試験は通常、次の 3 つの要素で構成されます。

1. 現実的な画像プロトコル。このプロトコルは、さまざまなモダリティ ( PET、SPECT、CT、MRI )を使用して画像を取得する方法を (実用上可能な限り) 標準化する概要です。画像を保存、処理、評価する方法の詳細を網羅しています。
2. 画像の収集、品質管理、およびデータの保存、配布、分析のためのツールの提供を担当する画像センター。評価の信頼性を維持するには、さまざまな時点で取得された画像を標準化された形式で表示することが重要です。特定の専門画像研究契約機関は、プロトコル設計、サイト管理からデータ品質保証、画像分析まで、エンドツーエンドの医療画像サービスを提供しています。
3. 患者を募集して画像を生成し、それを画像センターに送り返す臨床施設。

医療用画像は、電離放射線、ヨード造影剤、磁場、その他の危険物への曝露を通じて、患者と医療従事者に危害をもたらす可能性がある。 ^[41]

鉛は散乱X線に対する 放射線遮蔽に使用される主な材料です。

磁気共鳴画像法では、画質の外部からの妨害を防ぐために磁気シールドだけでなくMRI RFシールドも存在します。 ^[42]

医療用画像は一般に医療プライバシー法の対象となっている。例えば、米国では医療保険の携行性と責任に関する法律（HIPAA）が、医療提供者による保護対象医療情報の利用に制限を設けている。保護対象医療情報とは、個人の過去、現在、または将来の身体的または精神的健康に関する個人を特定できる情報である。^[43]この件に関して決定的な法的判断は下されていないが、少なくとも1つの研究では、医療用画像には個人を一意に識別できる生体認証情報が含まれている可能性があり、そのためPHIに該当する可能性があることが示唆されている。^[44]

英国医師会倫理ガイドラインでは、同会議はX線画像の記録に先立って同意を得る必要はないとしている。^[45]しかし、同ガイドラインでは、画像と記録は匿名化する必要があるとしており、記録を匿名化するか否かを判断する際には、一見重要でない詳細であっても患者を特定できる可能性があることに留意すべきだとしている。そのため、X線画像の記録を、印刷物か電子形式かを問わず、同意なく雑誌やその他の学習教材に使用または公開する前には、その匿名性に特に注意する必要がある。^[46]

医療画像業界の組織には、画像機器メーカー、独立型放射線科施設、病院などが含まれます。

2018年の製造機器の世界市場規模は50億ドルと推定されている。^{[47] [48]} 2012年時点での著名なメーカーとしては、富士フイルム、GEヘルスケア、シーメンスヘルスケア、フィリップス、島津製作所、東芝、ケアストリームヘルス、日立、ホロジック、エサオテなどがある。^[49] 2016年、製造業は寡占的で成熟していると特徴づけられ、サムスンや東軟医療などの新規参入企業が含まれていた。^[50]

米国では、2015年時点での画像スキャンの市場規模は約1000億ドルと推定されており、そのうち60%は病院で行われ、40%はRadNetチェーンなどの独立診療所で行われている。^[51]

米国著作権局実務要覧の第300章によれば、「局は、人間の著者による創造的入力や介入なしにランダムまたは自動的に作動する機械または単なる機械的プロセスによって作成された作品を登録しない」とされており、これには「X線、超音波、磁気共鳴画像、またはその他の診断装置によって作成された医療画像」が含まれる。^[52]この立場は、写真に与えられた広範な著作権保護とは異なる。著作権要覧は局の法定解釈であり、法的拘束力はないが、裁判所はそれが合理的であると判断すればそれを尊重する可能性が高い。^[53]しかし、X線画像の著作権保護の問題に直接対処する米国連邦判例法はない。

派生的著作物という用語の広範な定義は、米国著作権法の17 USC  § 101 に示されています。

「派生的著作物」とは、翻訳、芸術の複製、要約、要約、または作品が作り直され、変形され、または翻案される可能性のあるその他の形式など、1つまたは複数の既存の作品^に基づく作品です。編集上の改訂、注釈、推敲、またはその他の変更で構成され、全体として著作者のオリジナル作品を表す作品は、「派生的​​著作物」です。

17 USC  § 103(b) は次のように規定しています。

編集作品または派生作品の著作権は、作品に使用されている既存の素材とは区別され、その作品の著者が寄稿した素材にのみ適用され、既存の素材に対する排他的権利を意味するものではありません。そのような作品の著作権は、既存の素材の著作権保護の範囲、期間、所有権、存続とは独立しており、それらに影響を与えたり、拡大したりするものではありません。

ドイツでは、X線画像のほか、MRI、医療用超音波、PET、シンチグラフィーの画像も（著作権のような）著作隣接権または隣接権によって保護されている。^[54]この保護には創作性は必要なく（通常の著作権保護に必要な場合）、画像作成後50年以内に公表されない場合は50年間、または最初の合法的な公表後50年間のみ有効である。^[55]法律の文言では、この権利は「Lichtbildner」^[56] 、つまり画像を作成した人に付与されている。文献では医師、歯科医、獣医が権利保有者であると一様に考えられているようであるが、これはドイツでは多くのX線検査が外来で行われている状況に起因しているのかもしれない。

英国で作成された医療用画像は、通常、「高品質の X 線写真、特に骨とさまざまな軟部組織のコントラストを示す写真を作成するために高度な技術、労力、判断力が必要である」ため、著作権で保護されます。^[57]英国放射線技師協会は、この著作権は雇用主が所有していると考えています (放射線技師が自営業の場合は別ですが、その場合でも契約で病院に所有権を譲渡することが義務付けられている場合があります)。この著作権所有者は、著作権を放棄することなく、希望する人に特定の許可を与えることができます。したがって、病院とその従業員は、医療に必要なさまざまな目的でこのような放射線画像を使用する許可が与えられます。病院に雇用されている医師は、契約で、患者情報をジャーナル論文や執筆した本に掲載する権利が与えられます (匿名にすることを条件とします)。患者にも、自分の画像を「好きなように扱う」許可が与えられる場合があります。

スウェーデンのサイバー法は次のように規定している。「写真は写真作品として、または写真画像として保護される。前者はより高度な独創性を必要とする。後者はあらゆる種類の写真、アマチュアが撮影したもの、医学や科学の分野で撮影したものも保護する。保護には何らかの写真技術が使用されていることが必要であり、これにはデジタルカメラやレーザー技術で作成されたホログラムが含まれる。2種類の作品の違いは保護期間であり、写真作品の著者の死後70年であるのに対し、写真が撮影された年から50年である。」^[58]

米国の「MRI画像、CTスキャンなどは写真に類似している」という声明と同様に、医療用画像診断は「写真」の範囲に含まれる可能性がある。^[59]

• 生物学的イメージング
• 医療画像の共有
• 国境なき放射線科医
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