ドップラー超音波検査

ドップラー超音波検査、デュプレックス超音波検査
ドップラー超音波検査、デュプレックス超音波検査
	総頸動脈のスペクトルデュプレックススキャン
メッシュ	D018616
メドラインプラス	003433

ドップラー超音波検査は、ドップラー効果を利用して組織や体液（通常は血液）の動きを画像化する医療用超音波検査です。 ^[1]^[2]プローブに対するそれらの相対速度。動脈内の流れや心臓弁上の血流など、特定のサンプル体積の周波数シフトを計算することで、その速度と方向を決定し、視覚化することができます。

デュプレックス超音波検査は、ドップラー超音波検査またはスペクトルドップラー超音波検査と呼ばれることもあります。^[3]ドップラー超音波検査は、臓器の解剖学的構造を示す輝度モード（Bモード）と、Bモードに重ね合わせたドップラーモード（血流を示す）の2つの要素で構成されています。一方、スペクトルドップラー超音波検査は、Bモード、ドップラーモード、および画像の下半分に表示されるスペクトル波形の3つの要素で構成されています。したがって、「デュプレックス超音波検査」はスペクトルドップラー超音波検査の誤った名称であり、より正確な名称は「トリプレックス超音波検査」です。^[3]

これは特に心血管研究（血管系および心臓の超音波検査）に有用であり、門脈圧亢進症における肝血管の逆流の判定など多くの分野で不可欠です。

手術

カラードップラーは、血流の方向を赤または青で表示します（トランスデューサーに向かうか離れるか）。一方、スペクトルドップラーは、血流の方向だけでなく、血流の位相（脈動）と加速も表示します。血流の方向が突然変化すると、超音波装置で聞こえる音が発生します。^[3]

スペクトルドップラーでは、y軸は血流の方向と速度を示します。一方、x軸（「ベースライン」と呼ばれる）は、時間経過に伴う血流を示します。したがって、波形上のどの点の勾配も、血流の加速を示します。「順行性」血流では、血液は循環器系内の通常の流れに従って流れます（たとえば、静脈は心臓に向かって流れ、動脈は心臓から離れる方向に流れます）。「逆行性」血流では、血流が逆になります（たとえば、静脈は心臓から離れる方向に流れ、動脈は心臓に向かって流れます）。ただし、「逆行性」血流は異常の場合も正常の場合もあります。たとえば、門脈圧亢進症では、門脈血流が異常となり、肝臓に向かう通常の流れ（肝遠位血流）ではなく、肝臓から離れる方向に流れます（肝遠位血流）。内頸静脈の頸静脈圧波形では、逆行性の「a」波形は右心房の収縮による正常な血流です。順行性血流も逆行性血流も、血流に対するプローブの位置に応じて、プローブトランスデューサーに向かうか、プローブトランスデューサーから離れるかのいずれかになります。トランスデューサーに向かう血流はベースラインより上に現れ、トランスデューサーから離れる血流はベースラインより下に現れます。血流の波形は、脈動性 (動脈の場合)、位相性 (静脈の場合)、非位相性 (病的静脈の場合)、失相性 (血流なし) に分類できます。乱流のある血管では、速度の範囲が異なる血液の種類が多いため、スペクトルの広がり (波形の厚み) は、大血管 (プラグフロー) から中血管 (層流)、小血管/狭窄/病的血管 (乱流) へと増加します。^[3]

上流狭窄と下流狭窄は、超音波プローブに対する狭窄部位の位置を指します。上流狭窄とは、狭窄部位が超音波プローブの前に位置することを意味します。これにより、拡張末期速度と比較して収縮期ピーク速度が著しく低下し、抵抗指数が著しく低下します。一方、下流狭窄は超音波プローブの後に位置します。そのため、収縮期ピーク速度と拡張末期速度（拡張末期速度が収縮期ピーク速度よりも低下する）はわずかに低下するだけであり、抵抗指数が増加します。^[3]

パワードップラーは無方向性ドップラーです。

最新の超音波スキャナはすべて、速度を測定するためにパルスドップラーを使用しています。パルス波機器は、一連のパルスを送受信します。各パルスの周波数シフトは無視されますが、パルスの相対的な位相変化を使用して周波数シフトを取得します (周波数は位相の変化率であるため)。連続波 (CW ドップラー) に対するパルス波ドップラー (PW ドップラー) の主な利点は、距離情報が得られ (送信パルスと受信パルス間の時間に音速を掛けると距離に等しい)、ゲイン補正が適用されることです。パルスドップラーの欠点は、測定値がエイリアシングの影響を受ける可能性があることです。ドップラー超音波およびドップラー超音波検査という用語は、速度を測定するメカニズムが異なるにもかかわらず、パルスドップラーシステムと連続ドップラーシステムの両方に適用されることが認められています。^{[引用が必要]}

カラードップラーの表示には標準がありません。一部の検査室では、医療イラストレーターが通常示すように、動脈を赤、静脈を青で表示しますが、一部の血管にはトランスデューサーに向かって流れる部分とトランスデューサーから離れて流れる部分がある場合があります。これにより、血管の一部が静脈で一部が動脈であるという不合理な外観になります。他の検査室では、トランスデューサーに向かう流れを赤で、トランスデューサーから離れる流れを青で示しています。さらに他の検査室では、公表されたデータに従ってドップラーカラーマップを表示し、赤方偏移はトランスデューサーから離れて流れる血液からの長い波長（散乱）を表し、青はトランスデューサーに向かって流れる血液からの短い波長を表します。この混乱と標準の欠如のため、超音波検査技師はカラードップラーの基礎となる物理学と人体の正常および異常な血流の生理学を理解している必要があります（赤方偏移を参照）。^[4]^[5]^[6]

用途

経頭蓋

経頭蓋ドップラー（TCD）と経頭蓋カラードップラー（TCCD）は、経頭蓋的に（頭蓋骨を通して）脳の血管を通る血流速度を測定する。これらの医用画像診断法は、受信した音響信号のスペクトル分析を行うため、能動音響脳記録法に分類することができる。これらは、塞栓、狭窄、くも膜下出血（破裂した動脈瘤からの出血）による血管けいれん、その他の問題の診断に役立つ検査として使用されている。これらの比較的迅速で安価な検査は、人気が高まっている。 ^[^要出典^{]これらの検査は、}鎌状赤血球症、虚血性脳血管疾患、くも膜下出血、動静脈奇形、および脳循環停止の検出に有効である。これらの検査は、術中モニタリングや髄膜感染症にも有用である可能性がある。^[7]これらの検査に使用される機器はますますポータブル化しており、臨床医が入院患者と外来患者の両方の検査のために病院、診療所、または老人ホームまで出向くことが可能となっている。これらの検査は、MRI、MRA、頸動脈デュプレックス超音波、CTスキャンなどの他の検査と組み合わせて使用されることが多い。これらの検査は、認知神経科学の研究にも使用されている。^[^要出典^]

血管

血管超音波検査は、循環器系内のさまざまな要因を判断するのに役立ちます。中心（腹部）および末梢動脈と静脈を評価でき、動脈内の血管狭窄（狭くなること）または閉塞（完全に詰まること）の程度を判断するのに役立ちます。動脈瘤性疾患を除外するのに役立ち、血栓性イベントを除外するための主な補助となります。デュプレックスは、病状を判断するための安価で非侵襲的な方法です。たとえば、次の場合に使用されます。

デュプレックス評価は通常、侵襲的検査や外科手術の前に行われます。^[8]超音波デュプレックススキャンは、治療の決定に役立つ追加情報を提供します。動脈の狭窄や閉塞の位置と重症度を特定できます。血管超音波検査技師は、下肢セグメントの疾患を非常に正確にマッピングできますが、デュプレックススキャンは他の下肢動脈検査よりも時間がかかります。^[要出典]

ドップラーに代わる血管可視化法としてB-flow法^[9]があり、これは周囲の静止組織からの信号を抑制しながら弱い血流反射体（主に赤血球）をデジタル的に強調表示する。これにより、流れる血液と周囲の静止組織を同時に可視化することができる。^[10]

超音波は視覚化に加えて、超音波ベビーモニターを使用するのと同様に、ドップラー聴診（視覚なし）にも使用でき、音が聞こえなくなるまで血管をたどることで血栓やその他の血管閉塞または虚脱の位置を特定できます。^{[11]また、浮腫やその他の状態により手動触診が不可能な場合に、}足背動脈の開存性を確認するためにも使用されます。

腎臓

ドップラー超音波検査は、腎超音波検査で広く使用されています。カラードップラー法では、腎血管が容易に描出され、灌流を評価することができます。腎動脈と選択された小葉間動脈にスペクトルドップラー法を適用すると、最大収縮期速度、抵抗指数、および加速度曲線を推定できます（図4）（例えば、腎動脈の最大収縮期速度が180 cm/sを超えると、60％を超える腎動脈狭窄の予測因子となり、最大収縮期速度と収縮末期速度から計算される抵抗指数が0.70を超えると、異常な腎血管抵抗を示します）。^[12]

心臓

ドップラー心エコー検査は、ドップラー超音波を使用して心臓を検査する検査です。^[13]心エコー検査では、ドップラー効果を利用して、一定の限度内で、任意の地点における血流の方向と血液および心臓組織の速度を正確に評価できます。制限の 1 つは、超音波ビームが血流と可能な限り平行でなければならないことです。速度測定により、心臓弁の面積と機能、心臓の左側と右側の間の異常な通信、弁からの血液の漏れ (弁逆流)、心拍出量の計算、 E/A 比^{[14] (}拡張機能障害の指標)の計算が可能になります。ガス充填マイクロバブル造影剤を使用した造影超音波は、速度やその他の血流関連の医療測定を改善するために使用できます。^[要出典]

ドップラー胎児モニター

ドップラー胎児モニターは、技術的には通常は画像ではなく音を発生させるものであるが、ドップラー効果を利用して胎児の心拍を検出し、出生前ケアに利用する。これらは手持ち式で、一部のモデルでは心拍数を1 分間の拍数 (BPM) で表示する。このモニターの使用は、ドップラー聴診と呼ばれることもある。ドップラー胎児モニターは、一般的に単にドップラーまたは胎児ドップラーと呼ばれる。ドップラー胎児モニターは、胎児聴診器で得られる情報と同様の胎児に関する情報を提供する。^[要出典]

表面軟部組織

ドップラー胎児モニター
悪性リンパ節の疑いがある軟部組織の腫瘤の医療用超音波検査： ^[15]
- ドップラー超音波検査で、肺門および中心皮質の充血した血流および/または異常な（肺門以外の皮質）血流が示される
- 局所的な皮質の厚さが3 mmを超える
- 脂肪性肺門の欠如

ドップラー超音波検査は、軟部組織の腫瘤の良性と悪性を区別するのに役立ちます。^{[15]パワードップラーは、}腱鞘炎などの腱や関節の炎症を評価するのに役立ちます。^[16]

参考文献

^ Srivastav, A.; Bhogi, K.; Mandal, S.; Sharad, M. (2019 年 8 月)。「ウェアラブル超音波検査のための適応型の低複雑性異常検出方式」。IEEE Transactions on Circuits and Systems。66 ( 8): 1466–1470。doi : 10.1109 /TCSII.2018.2881612。S2CID 117391787 。
^ フランチェスキ C (1978).超音波ドップラーによる血管の調査。マソン。ISBN 2-225-63679-6。
^ abcde McNaughton, Dean Alexander; Abu-Yousef, Monzer M. (2011年1月). 「肝臓のドップラーUS検査を簡単に」 . RadioGraphics . 31 (1): 161–188. doi :10.1148/rg.311105093. ISSN 0271-5333. PMID 21257940.
^ Ellis GF、Williams RM (2000)。『Flat and Curved Space-Times（第2版）』オックスフォード大学出版局。ISBN 0-19-850656-2。^{[ページが必要]}
^ DuBose TJ 、 Baker AL (2009)。「診断用ドップラー超音波検査における混乱と方向」。診断用医療用超音波検査ジャーナル。25 ( 3): 173–7。doi : 10.1177 /8756479309335681。S2CID 57036560。
^ DuBose TJ. 「ドップラー超音波の歴史」。2009年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年1月25日閲覧。
^ Alexandrov AV, Joseph M (2000年1月). 「経頭蓋ドップラー：その臨床応用の概要」.インターネットジャーナルオブエマージェンシーアンドインテンシブケアメディシン. 4 (1). 2015年4月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ Weiss RA、Feied C、Weiss MA (2001)。静脈の診断と治療：包括的アプローチ。McGraw-Hill Professional。ISBN 0-07-069201-7。
^ Wachsberg RH (2007 年6 月)。「肝血管の B フロー画像: カラードップラー超音波検査との相関」。AJR。American Journal of Roentgenology。188 ( 6): W522-33。doi : 10.2214 /AJR.06.1161。PMID 17515342 。
^ Wang HK, Chou YH, Chiou HJ, Chiou SY, Chang CY (2005). 「末梢血管疾患のBフロー超音波検査」. Journal of Medical Ultrasound . 13 (4): 186–195. doi : 10.1016/S0929-6441(09)60108-9 . ISSN 0929-6441.
^ Van Leeuwen A、Bladh M (2015)。デイビスの包括的ハンドブック『看護に役立つ臨床検査と診断検査』（第 6 版）。FA Davis Co.
^当初はHansen KL、Nielsen MB 、 Ewertsen C（2015年12月）からコピーされた内容。「腎臓の超音波検査：画像によるレビュー」。診断。6 （1）： 2。doi ： 10.3390 / diagnostics6010002。PMC 4808817。PMID 26838799。 (CC-BY 4.0)
^ 「心エコー図」MedlinePlus . 米国国立医学図書館. 2017年12月15日閲覧。
^ Mohamed AL、Yong J、Masiyati J、Lim L、Tee SC (2004 年 1 月)。「左室機能の心エコー検査で評価された高血圧患者における拡張機能障害の有病率」。マレーシア 医学ジャーナル。11 ( 1): 66–74。PMC 3438153。PMID 22977362。
^ ab Dialani V、James DF 、 Slanetz PJ (2015 年 4 月)。「腋窩の画像化に対する実践的アプローチ」。Insights into Imaging 6 ( 2): 217–29。doi : 10.1007 /s13244-014-0367-8。PMC 4376818。PMID 25534139。クリエイティブ・コモンズ帰属ライセンス
^ Kaeley GS、Bakewell C、Deodhar A（2020年1月）。「早期炎症性関節炎患者の特定と鑑別における超音波の重要性：物語的レビュー」。Arthritis Research & Therapy。22（1）：1。doi ： 10.1186 / s13075-019-2050-4。PMC 6939339。PMID 31898524。

[1] Srivastav, A.; Bhogi, K.; Mandal, S.; Sharad, M. (2019 年 8 月)。「ウェアラブル超音波検査のための適応型の低複雑性異常検出方式」。IEEE Transactions on Circuits and Systems。66 ( 8): 1466–1470。doi : 10.1109 /TCSII.2018.2881612。S2CID 117391787 。

[L'Investigation_vasculaire_par_ultrasonographie_doppler-2] フランチェスキ C (1978).超音波ドップラーによる血管の調査。マソン。ISBN 2-225-63679-6。

[McNaughton_2011-3] McNaughton, Dean Alexander; Abu-Yousef, Monzer M. (2011年1月). 「肝臓のドップラーUS検査を簡単に」 . RadioGraphics . 31 (1): 161–188. doi :10.1148/rg.311105093. ISSN 0271-5333. PMID 21257940.

[Flat_and_Curved_Space-Times-4] Ellis GF、Williams RM (2000)。『Flat and Curved Space-Times（第2版）』オックスフォード大学出版局。ISBN 0-19-850656-2。^{[ページが必要]}

[Confusion_and_Direction_in_Diagnostic_Doppler_Sonography-5] ^ DuBose TJ 、 Baker AL (2009)。「診断用ドップラー超音波検査における混乱と方向」。診断用医療用超音波検査ジャーナル。25 ( 3): 173–7。doi : 10.1177 /8756479309335681。S2CID 57036560。

[Doppler_Ultrasound_History-6] DuBose TJ. 「ドップラー超音波の歴史」。2009年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年1月25日閲覧。

[7] Alexandrov AV, Joseph M (2000年1月). 「経頭蓋ドップラー：その臨床応用の概要」.インターネットジャーナルオブエマージェンシーアンドインテンシブケアメディシン. 4 (1). 2015年4月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[8] Weiss RA、Feied C、Weiss MA (2001)。静脈の診断と治療：包括的アプローチ。McGraw-Hill Professional。ISBN 0-07-069201-7。

[Wachsberg2007-9] ^ Wachsberg RH (2007 年6 月)。「肝血管の B フロー画像: カラードップラー超音波検査との相関」。AJR。American Journal of Roentgenology。188 ( 6): W522-33。doi : 10.2214 /AJR.06.1161。PMID 17515342 。

[WangChou2005-10] Wang HK, Chou YH, Chiou HJ, Chiou SY, Chang CY (2005). 「末梢血管疾患のBフロー超音波検査」. Journal of Medical Ultrasound . 13 (4): 186–195. doi : 10.1016/S0929-6441(09)60108-9 . ISSN 0929-6441.

[11] Van Leeuwen A、Bladh M (2015)。デイビスの包括的ハンドブック『看護に役立つ臨床検査と診断検査』（第 6 版）。FA Davis Co.

[Hansen2015-12] ^当初はHansen KL、Nielsen MB 、 Ewertsen C（2015年12月）からコピーされた内容。「腎臓の超音波検査：画像によるレビュー」。診断。6 （1）： 2。doi ： 10.3390 / diagnostics6010002。PMC 4808817。PMID 26838799。 (CC-BY 4.0)

[13] 「心エコー図」MedlinePlus . 米国国立医学図書館. 2017年12月15日閲覧。

[Mohamed_2004-14] Mohamed AL、Yong J、Masiyati J、Lim L、Tee SC (2004 年 1 月)。「左室機能の心エコー検査で評価された高血圧患者における拡張機能障害の有病率」。マレーシア 医学ジャーナル。11 ( 1): 66–74。PMC 3438153。PMID 22977362。

[Dialani2014-15] Dialani V、James DF 、 Slanetz PJ (2015 年 4 月)。「腋窩の画像化に対する実践的アプローチ」。Insights into Imaging 6 ( 2): 217–29。doi : 10.1007 /s13244-014-0367-8。PMC 4376818。PMID 25534139。クリエイティブ・コモンズ帰属ライセンス

[16] Kaeley GS、Bakewell C、Deodhar A（2020年1月）。「早期炎症性関節炎患者の特定と鑑別における超音波の重要性：物語的レビュー」。Arthritis Research & Therapy。22（1）：1。doi ： 10.1186 / s13075-019-2050-4。PMC 6939339。PMID 31898524。