MSK超音波オンライン教育シリーズのご紹介

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クラリウスは、MSK超音波イメージングのパイオニアであるグレッグ・フリッツ氏(PT, DPT, RMSK)と提携し、臨床医がMSKイメージングのスキルを更新し、洗練させるためのオンラインプレゼンテーションを提供しています。

グレッグ・フリッツ(PT、DPT、RMSK)著

放射線医学の分野には、患者の診断や経過観察のために、さまざまな身体組織を画像化する装置がある。

最も一般的に使用される技術は、CTスキャン、MRI、超音波、単純X線である。年以上にわたって、これらの画像技術はそれぞれ特定の医療分野で人気を博してきた。

例えば、MRIは一般的に脳や脊髄のスキャンを連想させるが、超音波は音波を利用して胸部や腹部骨盤部位を視覚化する。しかし、医師も患者も、整形外科や理学療法の分野で超音波検査と筋骨格系の画像診断を結びつけることはほとんどない。このため、私は自分の仕事における超音波の使用について、いくつかの考えを整理することにした。

一般的な画像モダリティ

総括イメージング

図01を見ればわかるように、和集合画像は、X線装置の視野内にあるさまざまな臓器や組織を総括した1枚の画像を生成することに重点を置いている。

図01 サミングイメージングの3Dモデル

図02は肩関節のX線画像で、上腕骨頭に烏口突起が重なっている。

図02 肩関節のX線画像

X線画像に注目すると、烏口突起が関節を貫通しているように見えるかもしれないが、実際には他の構造物の前にある。

例

X線透視装置を、ソファを含むさまざまな物がある部屋に向けていると想像してください。ソファーの後ろには小さな椅子がある。

レントゲン写真を見ると、ソファと椅子が重なっているのがわかる。

実際の例だ:

この概念をさらに説明するために、左膝のX線画像の実例を見てみよう(図03):

図03 膝関節のX線画像

ご覧のように、右のプラトーは若干のスペースがあり、膝関節の関節軟骨を表しています。反対側の画像では、左のプラトーは完全に変性しているように見える。

関節を別の角度から見ると(図04)、脛骨の前側が図03で指摘した密度の原因かもしれない。つまり、X線画像を撮影した角度に騙されて、関節に軟骨変性が起こっていると考えたのである。

図04 膝関節側面X線像

トモグラフィ撮影

断層像はCT、MRI、超音波を用いて得られる。図05は、断層像がスライドごとに特定の画像を撮影することで、総和画像に見られるオーバーラッピングを防ぐ方法を示している。

図05 断層撮影の3Dイラスト

例

先ほどの例(ソファと椅子)を考えて、断層撮影で画像を撮影した場合、椅子は最初のスライス画像には写らないが、ソファの解像度ははるかに高くなる。

実際の例だ:

先の例の患者を例にとると、MRI断層撮影によって、図06,07,08に示す患者の膝の骨と関節の構造について、より詳しい情報が得られることがわかる。

  • 図06-患者の膝の冠状断。
  • 図07:図06で縦線で示した矢状断像。このスライスには、平面の画像では見えなかった骨角(骨突起)が写っている。
  • 図08-骨突起の軸方向図(図07のオレンジの線で描かれている)。
図06 患者の膝のコロナルスライス
図07 患者の膝の矢状面図
図08 骨突起の軸像

筋骨格系超音波検査

前述のように、筋骨格系の超音波検査は断層撮影法に属する。例えば、図09は女性の肩を強調したもので、青い線が超音波プローブの移動方向である。

図09 女性の肩

生成された超音波画像を見てみると、図10に示すように、すべての組織が分離されていることがわかる。

図10 患者の肩の超音波画像

超音波によって得られるさまざまな組織の解像度と精度の高さは、多くの場合、MRI断層撮影を上回る。超音波が示すすべての詳細に加えて、筋肉や腱が収縮と弛緩の間にどのように動くかを示すライブフィードを得ることができる。

次のビデオ(ビデオ01)は、図09の女性の肩関節のさまざまな構造を示している。

ビデオ01

ダイナミックな黒い線に注目すると、関節軟骨が可視化され、医師が軟骨変性の有無を判断するのに非常に有益な機能である。

単なる音によって生成され、他の最先端画像技術(MRI、CTスキャンなど)と競合するこれらの高解像度画像は、超音波を放射線学分野で最も魅力的な装置の1つにしている。

筋骨格系超音波の物理学

図10を見ればわかるように、プローブは青い円弧で描かれた波音を送り、それが物体(オレンジの円弧)と相互作用して、プローブのセンサーに反響して戻ってくる。

図11 クラリアスL7 HDのイラスト

戻ってくるエコーの周波数と強度に基づいて、超音波診断装置はそれを解釈し、スキャンした組織のスライス画像を生成する。(図11)

超音波の物理学について重要な点は、周波数が高ければ高いほど、得られる画像は浅くなり、周波数が低ければ低いほど、より深い組織を画像化できるということである。

音の減衰

超音波画像診断が広く利用されているにもかかわらず、臨床的に重要な画像がまともに映し出されない身体の構造もある。

この概念は音の減衰と呼ばれ、音が異なる環境をどの程度通過できるかを示す直接的な結果である。例えば、超音波は、組織に空気が多いと画像の質が悪くなる。したがって、肺は超音波でスキャンするのに最適な臓器ではない。さらに、骨組織には小さな空気の袋があるため、骨は音の減衰率が高い(図12)。

図12 エコー反射の強度の違い

一方、水の減衰率は0.0022であり、音が通り抜けるのに最適な環境のひとつである。

エコーテクスチャ

図13は、固定プレートを装着した足関節外側のX線写真である。

図13 固定プレートを装着した足首のX線像

同じ足首を超音波で見てみると(図14)、プレートの各ネジの上側が写っているのがわかる。これらの特徴的な形状の下には、リングダウンと呼ばれる金属の特徴的な形状も見られます。

図14 足首の超音波画像

ビデオ02を再生すると、前のレントゲンにあったように、深いネジを除いて超音波ですべてのネジを見ることができる。これは金属の密度によるものです。

骨エコーテクスチャーを示すもうひとつの例がビデオ3で、これは指骨遠位端から橈骨遠位端に到達するまでの超音波記録で、その間にあるすべてのもの(屈筋腱、中指骨、近位指骨、中手骨頭、手根骨など)を示している。

一般に、液体で満たされた組織は超音波検査で暗い像を示し、これは無響像とも呼ばれる。

例を挙げよう:

図15は、80歳の男性がテニスの試合中、後ろ向きに走ってチェーンフェンスにぶつかり、怪我をした場面である。

図15 胸椎の損傷

胸椎を触診しているとき(ビデオ04)、私の手が液体の波を起こしているのがわかると思うが、これは皮下貯留を示唆している。

ビデオ04

超音波診断装置を使用すると、右側に皮膚、左側に液体が無響画像として描かれたビデオ05が作成された。

ビデオ 05

音を伝えるのに適した流体構造のもう一つの例は、膀胱である(ビデオ06)。実際、産婦人科医は、画質を向上させるために、骨盤超音波検査を受ける前に大量の水を飲むように患者に勧める。

ビデオ06

最後の例は、適切に治癒していない腱板修復です(ビデオ07)。

ビデオ07

要約すると

  • 音が自由に伝わる液体や組織は、超音波検査で暗い(無響)像を示す。
  • 金属にはダウン・リングと呼ばれる特有の特徴がある。
  • 骨は超音波検査で白い線として見える。

組織特異的エコーテクスチャー

図16を見ると、踵のさまざまな構造(踵骨、アキレス腱、踵骨後部滑液包、脂肪パッドなど)を見ることができる。

図16 かかとの超音波画像

録画(ビデオ08)を再生すると、患者が背屈から足底屈に切り替わるときに、踵骨と後踵骨滑液包の位置が変化するのがわかる。

ビデオ08

しかし、この録音の目的は、骨以外の構造物のさまざまなエコーをお見せすることです。

踵骨後部滑液包の液体は黒っぽく見える。アキレス腱の繊維は体液よりも密度が高いが、骨よりも不透明度が低いため、グレースケールに見える。

一方、脂肪パッドは隣接する構造物よりも明るく見え、これは高エコー構造と呼ばれる。

別の超音波画像(図17)はふくらはぎから撮影したもので、上限は皮膚、脂肪はそのすぐ下にある。

図17 ふくらはぎの超音波画像

下方には腓腹筋が見えるが、ヒラメ筋とは線維組織で隔てられている。最後に、後脛骨筋がその下にある。

ここでも、体液の無エコーと骨の高エコーの間に、筋肉やその他の線維組織を配置したグレースケールのエコーテクスチャーを見ることができる。

最終的な超音波の記録(図18)は、神経と腱のエコーを示している。

図18 神経と腱

ケーススタディ-不可解な痛み/限界

ある女性患者が右手首の痛みを訴え、運動不足による癒着を伴って来院した。

患者は、9週間前に伸ばした手で転倒し、手首の可動性を心配した医師の診察を受けたという。

患者に尋ねると、手首の関節を曲げると灼熱感のある鋭い痛みが伴い、もう片方の手を使わない限り、手首を積極的に伸ばすことは不可能だという。

図19と図20は、痛みの場所を濃い丸で描いた彼女の手を示している。

図19 痛みの部位と患者の手首の画像
図20 痛みの部位と患者の手首の画像

この件に対する私のアプローチ

私は超音波の潜在的な用途(体液、骨の完全性、炎症などの検出)に精通しているので、プローブを使用して短軸像をスキャンした。

図21でわかるように、プローブを第2コンパートメントの真上に置いたところ、図22のような画像が得られた。

図21 スキャンした部分の図
図22 患者の第2コンパートメントの短軸図

正常所見の参考として、健康な手首を示す超音波画像の図23を見ていただきたい。

図23 正常な手首の超音波画像

この患者の超音波検査で私が最初に注目したのは、長指伸筋が正常な大きさだったのに対し、短指伸筋が肥大していたことだった。

もうひとつの興味深い所見は、橈骨伸筋の真ん中にリングダウン徴候を伴う右の明るい部分があったことだ。

これらの所見から、長軸を使った別の見方が必要となり、次のような画像が作成された(図24):

図24 患者の第2コンパートメントの長軸図

興味深いことに、橈骨遠位端には2本の金属製の構造物(スクリュー)があり、それを貫通しているのがわかる。スクリューの上には体液の浸出があり、炎症が起きていることがわかる。

超音波画像から得た情報をもとに、整形外科医に連絡し、スクリューを除去してもらった。

持ち帰りメッセージ

筋骨格系の超音波画像診断では、さまざまな構造の完全性や代謝過程(炎症など)を確認することができる。また、体液貯留の解消や骨折の癒合など、治癒を評価する客観的な方法としても役立つ。

まとめると、筋骨格系超音波画像診断は未開拓の可能性を多く秘めた素晴らしいツールであり、理学療法士のツールキットの一部としてオフィスに取り入れるには十分である。


グレッグ・フリッツ(PT, DPT, RMSK)についてグレッグは理学療法士として30年以上の経験を持つ。解剖学と運動科学を学んだグレッグは、人体に魅了され続け、理学療法における筋骨格系超音波イメージング、仕事現場での人間工学、産業傷害予防、線維筋痛症、顎関節/顎痛、バランストレーニング、スポーツ/整形外科リハビリテーションなどに専門的関心を持っている。

グレッグは、ワシントン州で筋骨格系超音波画像診断(RMSK)のパイオニア証明書を取得した全米で3人の理学療法士のうちの1人である。彼は、超音波画像診断が多くの整形外科的損傷の正しい管理と診断において極めて重要であると考えている。グレッグは、ワシントン大学で定期的に講義を行い、筋骨格系超音波(MSKUS)の診療における使用について、関心のある他の臨床医にトレーニングを行っている。また、著名な再生医療/生物工学の革新者(Don Buford医学博士)の教授陣の一員でもある。

掲載 インサイト, 教育
専門分野 MSK
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