第3回で扱った外傷死とは対照的に、内因死（病気による死）はAiが最も苦手とする領域だと思われがちである。実際その通りな面もあるが、「Aiでほぼ確実に診断できる内因死」と「Aiでは今なお困難な内因死」の境界線は、思っているよりくっきりしている。この境界線を知っているかどうかが、Aiを実務で使いこなせるかを分ける。
そしてもう一つ、Aiが本来最も力を発揮すべき領域が小児である。日本では年間2,600人台の小児が亡くなり、その約2%が虐待死とされる——成人の殺人事件での死亡率の30倍という数字である。体表所見だけでは分からない骨折や頭蓋内出血を、Aiがどれだけ拾えるかが問われる。
第4回は、内因死におけるAiの実力を複数の対比研究から整理したうえで、小児のAiにおける最重要目的——虐待の画像診断を扱う。
この記事でわかること
- 内因死のうちAiでほぼ確実に診断できる疾患、可能性はあるが確実でない疾患、現時点で困難な疾患の3分類
- Ai死因と剖検死因の一致率——国内外の複数研究が示す「およそ70%」の実態
- 虚血性心疾患・肺塞栓症でAiがつまずきやすい理由
- 小児のAiが果たすべき最大の役割——虐待による頭部外傷（AHT）と骨折パターンの見分け方
1内因死をAiでどこまで診断できるか——3つの確実性グループ
2010年、厚生労働省・深山班は死後画像50症例を10名の放射線科医が独立して診断し、剖検結果と対比する研究を行った。この結果、疾患・病変は画像診断の確実性によって3グループに分類できることが分かった。
| グループ | 該当する疾患・病変 |
|---|---|
| A：死後CTでほぼ確実に診断される | 大動脈解離、大動脈瘤、終末腎、腔水症、間質性肺炎（周囲肺がクリアな場合）、腔気症 |
| B：診断される可能性はあるが確実とはいえない | 心嚢水、心タンポナーデ、肺炎/気管支炎（肺水腫の合併がない場合）、硬膜下血腫、高度の肝硬変症/肝線維症 |
| C：現時点で診断が難しい | 全身性感染症（粟粒結核など）、血栓症、塞栓症、軽度の肝硬変/肝線維症、髄膜炎、神経変性疾患、急性および陳旧性心筋梗塞、原発不明癌、びまん性浸潤性病変 |
大動脈解離・大動脈瘤破裂はグループAの代表格であり、ER医が「Aiで確実に押さえられる内因死」として最も頼れる疾患群である。逆に急性心筋梗塞・血栓塞栓症はグループCに分類され、画像単独での診断は現時点でも難しい。
2虚血性心疾患と肺塞栓症——Aiが最もつまずく2疾患
死後画像診断の妥当性を検証した最も引用される研究の一つが、Roberts IS, et al.（Lancet. 2012）である。英国マンチェスター・オックスフォードの成人死亡症例182例に対し、CT・MRI・剖検を実施し、死因の不一致率を検討した。
| 項目 | CT | MRI | CT・MRI合意 |
|---|---|---|---|
| 全症例における剖検との大きな乖離率 | 32% | 43% | 30% |
| 「剖検不要」とした画像診断症例の割合 | 34% | 47% | 48% |
| 「剖検不要」症例における乖離率 | 16% | 21% | 16% |
| 「画像で確定できない」症例における乖離率 | 41% | 59% | 44% |
乖離の原因となった疾患の内訳を見ると、Aiが苦手とする領域がはっきりする。
| 疾患 | 画像での見逃し | 画像での過剰診断 |
|---|---|---|
| 虚血性心疾患 | 14%（12/86） | 16%（15/95） |
| 肺塞栓症 | 100%（10/10） | 100%（1/1） |
| 気管支肺炎 | 32%（9/28） | 14%（4/28） |
| 腸梗塞 | 67%（4/6） | 33%（1/3） |
肺塞栓症は画像で見逃されるケースが100%という数値は衝撃的だが、非造影の死後CTでは血栓そのものを直接評価するのが原理的に難しいことを考えれば理解できる。同研究は、Aiによる死因判定で誤りが多かった疾患として①虚血性心疾患②肺塞栓症③肺炎④腹腔内病変を挙げ、CTの方がMRIよりも死因判定は正確であったと結論している。
Aiは剖検の代わりにはならないが、選択肢の一つにはなる。そのためには、Aiで正しく死因を判定できる症例を放射線科医が正確に見極めることが必要である（Roberts IS, et al. Lancet. 2012）。
3Aiと病理解剖の一致率——複数施設からのエビデンス
内因死における「Aiと剖検の一致率」を検証した研究は世界各地で行われている。
- ドイツ・アーヘン大学病院（29症例）剖検前にAi（仮想CT剖検）を実施し、死因判定の一致を検討。感度85.71%、特異度14.29%、陽性的中率75%、陰性的中率25%、正確度67.86%（19/28）
- ドイツ・ハンブルグ大学病院ICU（285例中Ai実施162例、うち医学解剖47例）Aiで見逃された主な診断は心血管イベント（72例中9例）と癌（30例中12例）。逆に剖検では外傷性骨折13例・気胸2例が見逃された。Aiのみ実施の115例中11例で新たな重要な診断がついた（Wichmann D, et al. Ann Intern Med. 2012）
- 福井大学医学部附属病院（50症例）Aiによる直接死因の診断精度を前向きに検討。50例中37例（74%）で正しく診断された。死因の内訳は呼吸不全（29例）、出血（4例）、肝不全（3例）、敗血症（1例）で、呼吸不全の診断精度が有意に高かった
- メタアナリシス（4213症例）1053件の研究から66件が適合基準を満たし、Ai-CT・Ai-MRI・Ai-CTアンギオグラフィーそれぞれの剖検に対する感度を検討（Ampanozi G, et al. Int J Legal Med. 2020）
これらの対比研究から、一般病院におけるAi死因と剖検死因の一致率はおよそ70%前後と考えられている。Aiと剖検はそれぞれ見逃す疾患が異なる（Aiは心血管イベント・癌を見逃しやすく、剖検は骨折・気胸を見逃しやすい）ため、両者は競合ではなく補完関係にあると理解するのが実務的である。
なお、剖検自体にも限界がある。剖検で開頭が行われる例は減少傾向にあり（福井大学107/500例＝21.4%、深山班32%）、頭蓋骨を含めた骨の情報、耳・鼻・目・四肢の評価は剖検では得にくい。Aiは剖検が届きにくい部位を補うという役割も持つ。
4小児のAi——虐待を見逃さないために
4-1. 小児死亡の現状
令和5年（2023年）の0〜15歳未満の全死亡数は2,691名（全死亡数1,575,936名の0.17%）。乳児死亡（0歳代）が1,881名、新生児（0ヶ月）が599名を占める。年齢層別の死因は次の通りで、5歳以降は不慮の事故に加えて悪性新生物・自殺が上位に入ってくる。
| 年齢 | 1位 | 2位 | 3位 |
|---|---|---|---|
| 0歳 | 先天奇形等（464） | 呼吸障害等（188） | 不慮の事故（72） |
| 1〜4歳 | 先天奇形等（143） | 悪性新生物（57） | 不慮の事故（45） |
| 5〜9歳 | 悪性新生物（83） | 不慮の事故（45） | 先天奇形等（39） |
| 10〜14歳 | 自殺（120） | 悪性新生物（81） | 不慮の事故（51） |
小児（0〜15歳）の死亡者の1.8%、乳児に限ると2.3%が虐待死とされ、これは成人の殺人事件での死亡率（0.03%）のおよそ30倍にあたる。不慮の事故・自殺という「予防しうる死」の背景にも虐待が関与しうる。
日本医師会の検討委員会は「小児全例について体表からのみではなくAiで死因を確認すべきである」と提言している。根拠として、①親の拒否で解剖されず死因が究明されないことが多い、②Aiは非破壊的で親の理解が得やすい、③Aiまで拒否する親は虐待の可能性が高いとも見なしうる、④死亡総数が少なく全例実施しても費用負担は大きくない（2014年の小児死亡数3,845人、1件5万円でも総額2億円未満）、という4点が挙げられている。
4-2. Aiによる虐待診断の目的と方法
Aiによる虐待診断の目的は、身体損傷、とくに骨折と頭蓋内出血の存在を示すことである。単純X線写真だけでも有力な記録となるが、CTは頭蓋内出血の評価に必須であり、肋骨骨折の評価にもCTの優位性がある。異状死としていずれにせよ警察に通報するが、外傷の存在が明らかになった場合は虐待を疑い、死亡状況調査につなげる。
4-3. AHT（虐待による頭部外傷）と偶発外傷の鑑別
虐待による頭部損傷（AHT：Abusive Head Trauma）は、脳の一次損傷（脳挫傷、びまん性軸索損傷、白質裂傷）と二次損傷（びまん性脳腫大、脳浮腫）、そして頭蓋内出血（急性硬膜下血腫、くも膜下出血、硬膜外血腫）に大別される。AHTは虐待死の死因の2/3を占めるとされる重要な病態である。
AHTと偶発頭部外傷は、次のような特徴で鑑別が試みられている（Kemp. Arch Dis Child 2011;96）。
| 所見 | 虐待による頭部外傷（AHT） | 偶発頭部外傷 |
|---|---|---|
| 頭蓋骨骨折 | 多発、両側性、放射状、縫合を横断 | 単純線状骨折 |
| 硬膜下血腫 | 多い（オッズ比8.2） | まれ |
| 半球間裂・頭頂部・後頭蓋窩の血腫 | オッズ比7.9／4.9／2.5 | — |
| くも膜下出血 | 同程度（オッズ比1.0） | 同程度 |
| 硬膜外血腫 | 少ない（オッズ比0.1） | 多い |
| 眼内出血 | 高頻度 | まれ |
| 脳実質損傷 | 高頻度 | まれ |
| 低酸素虚血性損傷 | オッズ比3.7 | — |
| 脳浮腫 | オッズ比2.2 | — |
| 予後・病歴 | 不良例が多い、病歴不明瞭 | 良好、病歴明瞭 |
急性硬膜下血腫がAHTで多い理由として、揺さぶりなどの急加減速運動により頭蓋骨と脳組織の動きに差が生じること、乳幼児は頸部など支持組織が脆弱で大きな急加減速が働きやすいこと、頭蓋骨骨折を伴うほどの高エネルギーでなくても生じうることが挙げられている。非外傷性の硬膜下血腫は年齢層にばらつきがあるが、AHTは生後2〜4ヶ月の男児に多いという特徴もある。
4-4. 骨折パターンと虐待可能性
骨折の部位・パターンも虐待を示唆する重要な手がかりである。King J（J Pediatr Orthop 1988;8:585-589）による429骨折・189症例の解析では、全骨折に占める部位別の割合は頭蓋骨8%、脛骨18%、上腕骨20%、大腿骨18%、橈骨9%、肋骨8%、椎体3%であった。これを患者（症例）単位で見ると、骨折を持つ患者に占める割合は上腕骨38%、大腿骨35%、脛骨26%、肋骨19%、頭蓋骨19%、橈骨16%となる（1患者が複数部位を骨折している場合があるため合計は100%を超える）。
より重要なのは、骨折の特異性という視点である（Kleinman PK, Diagnostic Imaging of Child Abuse, 2nd ed.）。
- 特異性が高い骨折（乳児）骨幹端損傷（骨幹端骨折）、肋骨骨折（とくに後部）、肩甲骨骨折、棘突起の骨折、胸骨骨折
- 中程度の特異性多発性骨折（とくに両側性）、受傷時期の異なる骨折、骨端離開、椎体骨折・脱臼、手指の骨折、複雑な頭蓋骨折
- 頻度は高いが特異性の低いもの骨膜下骨新生、鎖骨骨折、長管骨骨幹部骨折、頭蓋骨線状骨折
Kemp AM, et al.（BMJ. 2008;337:a1518）による系統的レビューでは、骨折部位ごとの虐待の可能性が数値化されている。肋骨骨折の71%（95%CI 42-91%）が虐待によるという高い値が示されており、上腕骨骨折48%、頭蓋骨骨折30%、大腿骨骨折28%と続く。別のメタアナリシス（Piteau SJ, et al. Pediatrics 2012;130:315-23）でも、骨幹端骨折（オッズ比15.06）・肋骨骨折（オッズ比9.84）・長管骨骨幹部骨折（オッズ比4.34）の順に虐待との関連性が強いことが確認されている。
虐待による骨折の疫学的特徴として、骨折は身体的虐待例のおよそ1/3に存在するとされる。偶発外傷の骨折の85%は5歳以上に起こるのに対し、虐待による骨折の約80%は1歳未満、約90%は2歳未満に集中する。受傷機転として、痛みを訴えられない乳児が主体で、転落など適切な病歴が語られないこと、外表面に異常を残さない骨折も多く見た目だけでは分からないことから、スクリーニングによる系統的な検索が必要とされる。
「哺乳不良・頭囲拡大」だけで虐待を疑うかどうか悩む：単独では判断が難しくても、陳旧性の後部肋骨骨折を発見することで景色が一変することがある。骨幹端骨折（典型的骨幹端病変、CML）や肋骨骨折の見落としがないか、系統的に確認する
4-5. 予期せぬ小児死亡例における Ai の実力——47症例の対比研究
予期せぬ死亡をした小児47症例を対象に、全身CTを撮影して死因を推定し、剖検結果と対比した研究がある。剖検により死因が判明したのは18症例（38.3%）で、内訳は児童虐待4例、感染12例（肺炎10例、肺炎＋胃腸炎1例、パルボウイルスB19心筋炎1例）、代謝疾患1例、腸軸捻転1例であった。
Aiは18症例中15症例で剖検と一致し、死因不明の29症例中27症例ではAiでも異常所見が認められなかった。Aiと剖検の乖離の主な原因は肺所見であった。この研究は「予期しない小児死亡に対する全身死後CT撮影は、数例の肺炎症例を除けば剖検結果とおおむね一致しており、Aiは受け入れ可能な非侵襲的手法である」と結論している。
4-6. SIDS（乳幼児突然死症候群）とAi
SIDSは「1歳未満の予期せぬ死で、臨床経過・死亡状況調査・剖検などを経ても死因が明らかでないもの」と定義される。SIDSと診断するためには、死後画像でも明確な疾患が見つからないことが要件となる。実際には非特異的な肺所見が認められることが多い。
窒息の診断が基本的に困難であることは第3回でも触れたが、小児のAiにおいても同様である。まずはしっかり外傷死をチェックすることが、Aiの現実的で重要な役割であり、「Ai一発で死因が確定する」ことは期待しにくいが、推測される死亡状況を画像所見として記録し、後から確認できる形で残せることに価値がある。
5やりがちな失敗
急性心筋梗塞や肺塞栓症をAiだけで否定する：これらはグループC（現時点で診断困難）に分類される疾患であり、画像上異常がなくても除外根拠にはならない
「Aiと剖検が一致しないから片方が間違っている」と考える：Aiは心血管イベント・癌を見逃しやすく、剖検は骨折・気胸を見逃しやすい。両者は競合ではなく補完関係にある
小児の頭部外傷を「多発骨折がないから虐待ではない」と判断する：単発の硬膜下血腫や骨幹端骨折のみでも高い特異性を持つ。多発性を絶対条件にしない
肋骨骨折の評価を単純X線だけで済ませる：肋骨骨折の評価はCTの方が優位性が高い。特に後部肋骨骨折は虐待との関連が強く、見落とすと全体の解釈が変わる
SIDSと安易に診断する：SIDSは死後画像でも明確な疾患が見つからないことが診断要件。系統的な除外診断のプロセスを経ずに「原因不明＝SIDS」としない
6Take home
内因死は、死後CTで「ほぼ確実に診断できる」（大動脈解離・大動脈瘤破裂など）、「可能性はあるが確実でない」（心タンポナーデ・硬膜下血腫など）、「現時点で困難」（急性心筋梗塞・肺塞栓症など）の3グループに分けて理解する。
Roberts IS, et al.（Lancet 2012）では、肺塞栓症の画像での見逃し率が100%という結果が出ており、虚血性心疾患・肺炎・腹腔内病変とあわせてAiが苦手とする代表的な疾患である。
複数の対比研究から、一般病院におけるAiと剖検の死因一致率はおよそ70%前後。Aiと剖検は見逃す疾患の傾向が異なり、補完関係にあると理解するのが実務的である。
小児の死亡者の1.8%（乳児では2.3%）が虐待死とされ、成人の殺人事件死亡率の30倍にあたる。AHTは硬膜下血腫・眼内出血・脳実質損傷が高頻度である一方、硬膜外血腫は少ないという特徴で偶発外傷と鑑別する。
骨折では、骨幹端骨折・後部肋骨骨折・肩甲骨骨折など「頻度は低いが特異性が高い」パターンを知っておくことが、虐待の見逃し防止に直結する。特に肋骨骨折の71%は虐待によるとされる。
SIDSの診断は「死後画像でも明確な疾患が見つからないこと」が要件であり、まず外傷死を系統的にチェックすることがAiの現実的な役割である。
次回（第5回、最終回）は、Aiの限界とピットフォール、そしてAI画像診断支援の可能性を含めた今後の展望を扱う。
参考文献
- 厚生労働省 深山班研究報告（平成22年度）
- Roberts IS, Benamore RE, Benbow EW, et al. Post-mortem imaging as an alternative to autopsy in the diagnosis of adult deaths: a validation study. Lancet. 2012;379(9811):136-42.
- Westphal SE, Apitzsch J, Penzkofer T, et al. Virtual CT autopsy in clinical pathology: feasibility in clinical autopsies. Virchows Arch. 2012;461(2):211-9.
- Wichmann D, Obbelode F, Vogel H, et al. Virtual autopsy as an alternative to traditional medical autopsy in the intensive care unit: a prospective cohort study. Ann Intern Med. 2012;156(2):123-30.
- Inai K, Noriki S, Kinoshita K, et al. Postmortem CT is more accurate than clinical diagnosis for identifying the immediate cause of death in hospitalized patients: a prospective autopsy-based study. Virchows Arch. 2016;469(1):101-9.
- Ampanozi G, Halbheer D, Ebert LC, Thali MJ, Held U. Postmortem imaging findings and cause of death determination compared with autopsy: a systematic review of diagnostic test accuracy and meta-analysis. Int J Legal Med. 2020;134(1):321-337.
- Proisy M, Marchand AJ, Loget P, et al. Whole-body post-mortem computed tomography compared with autopsy in the investigation of unexpected death in infants and children. Eur Radiol. 2013;23(6):1711-9.
- Kemp AM, et al. Patterns of skeletal fractures in child abuse: systematic review. BMJ. 2008;337:a1518.
- Kemp AM. Abusive head trauma: recognition and the essential differences from non-abusive causes of head injury. Arch Dis Child. 2011;96.
- King J. Analysis of 429 fractures in 189 battered children. J Pediatr Orthop. 1988;8:585-589.
- Kleinman PK. Diagnostic Imaging of Child Abuse. 2nd ed. Williams & Wilkins, 1998.
- Piteau SJ, Ward MG, Barrowman NJ, et al. Clinical and radiographic characteristics associated with abusive and nonabusive head trauma: a systematic review. Pediatrics. 2012;130:315-23.
- 厚生労働省 令和5年（2023年）人口動態統計月報年計（概数）の概況
- 全国児童相談所における児童虐待相談処理件数（厚生労働省雇用均等・児童家庭局）
- 日本医師会「医療・医学における死亡時画像診断（Ai）活用に関する検討委員会」報告書
- 日本小児科学会 こどもの生活環境改善委員会「子ども虐待診療の手引き 第2版」（2014）
