筋骨格系超音波画像診断における診断エラーとその回避法 | SG Web

過去20年以上にわたり、筋骨格系超音波（MSK US）は、整形外科、スポーツ医学、リウマチなど、筋骨格系病変に遭遇する医療専門分野にとって必須の診断ツールとして出現してきた。

そのすべての利点と、ますます多くの診断アルゴリズムに超音波所見が含まれているにもかかわらず、筋骨格系超音波検査は、その主要な特徴である動きに関連した画像の変動を含め、複雑なMSK解剖学と病態生理のために実行するのが容易な検査でないことを覚えておく必要があります。 機能解剖学の包括的な知識は、通常MSK超音波診断の不可欠な部分である正しい機能評価にとって不可欠である。 もう一つの課題は、特に湾曲した凹凸のある組織や、小さくて表層にある腱や関節の構造をスキャンする際によく見られるアーチファクトである。 一方、大きな筋肉や厚い脂肪組織の深い位置には、低周波のトランスデューサを使用する必要があり、一般的に腹部スキャンに使用される凸型（曲線状）のものを使用することもあります。

急速に進歩する超音波技術は、アーチファクトの低減、単一のトランスデューサの有用性のより広い範囲、および装置の使いやすさを含む画質を改善し続けているため、正しいスキャン技術を習得して日常業務で適用するのに必要な時間が短縮される。 MSK USの正しい性能と解釈には、以下のような複数の要因が影響する。

• US機の品質、

• 適切なトランスデューサの選択、

• 正しいマシン設定、

• 正しいスキャンテクニック、トランスデューサを適切に配置するか必要に応じて超音波用スタンドオフパッドを使用するなど、です。

• 典型的なアーチファクトの知識を含むモダリティの能力と限界に関する知識、

• 通常のMSK解剖学、機能MSK解剖学、MSK病態生理学に関する知識。

超音波診断装置とトランスデューサーの選択は、経済的な要因や、部分的には実施する検査の範囲に依存します。 最近の超音波装置は、基本的なものであっても広帯域の超音波を発生・処理し、用途も広く、トランスデューサーの選択肢も豊富である。 ほぼすべての新しい機械は、基本的なMSK USに使用することができる。 ドップラー技術を用いた超音波検査は、滑膜の炎症活動、組織治癒部位での異常結合組織の形成、炎症反応や使いすぎによる症状を示すことができるため、重要なツールとして台頭してきているが、決して病変を検出できる唯一のモダリティというわけでもない。 ドップラー超音波を使わなくても病変を確認することはできますが、適切な鑑別が困難であったり、不可能であったりする場合があります。 血管を評価する総合的な検査には、高感度のドップラーオプションを備えた高品質の装置を使用する必要があります。 基礎的なMSK USは臨床検査を補完し、基礎的な超音波検査と臨床所見の結果に応じて、ドップラーUSでさらなる診断を行うことができる。

超音波診断装置の正しい調整により、異なる深さにある組織や微妙なエコー源性の違いが見えるように、画像を最適化することができる。 まず、検査の種類に応じた適切な設定を選択する必要がある。 ほとんどの装置には、画質、サイズ、焦点深度など、MSK US 用の一般的またはより詳細なプリセットが用意されています。 これらを選択することで、通常、検査を正しく行うことができる。 しかし、超音波診断士の好みに合わせて画像を修正する必要がある場合もある。 調整には、グレースケール、ダイナミックレンジ、エッジ強調、ガンマカーブが含まれます。 個々の要求に適合した画像は、個々の画像プリセットとしてすべての機械のメモリに簡単に保存することができます。

初期設定後、以下の機能のさらなる最適化が必要な場合があります。

• gain,

• time gain compensation (TGC),

• focal depth.Focal depth.Focal depth.Focal depth,

• 画像改善ソフトの追加使用

最近の中・高級超音波診断装置には、自動画像最適化ボタンがあり、超音波診断士の仕事を簡単かつ迅速にすることができるようになりました。 しかし、そのような自動設定は必ずしも十分ではありません。

次の重要なステップは、超音波ビームの焦点（位置、時には複数の焦点深度）を慎重に調整することです。 ビームの幅と厚みを減らすと、空間分解能とコントラスト分解能に劇的な効果がある。 現在使用されているダイナミックビームフォーカシングシステムは、一定の時間間隔で異なるトランスデューサセグメントを交互に作動させたり、コンバータの前に特殊なハナフィレンズを配置するもので、ハイエンドの「高級」US装置で利用でき、放射される波と受信されるエコーの焦点を変更することができます（1-3）。 このような複雑なシステムにより、焦点幅を調整することが可能な装置もある。

焦点は、検査する構造物の高さかそれより少し下で調整する必要があります。 薄くて表面にある組織（手首、足の背面、指または足指）のスキャンには、最も高いレベルで調整した単一のフォーカスが必要です。 厚い層の組織を検査する場合は、最初の焦点を最上位にしたまま、さらに焦点を追加する必要があります(Fig. 1)。 深部に位置する組織を評価する場合、脂肪組織の厚い表層が存在する場合は、最上部の焦点ゾーンをより深い層に移動することができる。

超音波検査を正しく行うためのもう一つの前提条件は、超音波画像の形成原理に関する知識、したがって、画像が歪むかもしれないときの知識である。 MSK USの原理は、他の臓器の超音波診断と同じである。 検査の大部分には高周波が使用され、高い空間分解能が得られる一方で、アーチファクトが発生しやすく、解剖学的な観点からも、血管の流れの評価という観点からも、深部にある構造の可視化の妨げとなる。 様々な種類のインパルスを利用する新しい技術や、戻ってくる信号を分析する専用ソフトウェアにより、軸方向の解像度を損なうことなく、浸透深度を高めることができます(2,3)。

伝統的に、超音波アーチファクトは診断上役に立つものと悪いものに分けられます(4,5)。

正しい診断を促進する有用なアーチファクトのリストには、以下のものがあります：

• 石灰化の後に生じる音響影、

• 液体に満ちた構造の深部によく見られる透過性の向上、

金属物体や大きなガラス片に深在する彗星の尾アーチファクトなどです。

音響影は、通常、強い反射体の深部に発生します。 典型的な例は、石灰化した組織（皮質骨または石灰化など）の強いエコー（超音波の反射）が音響影を発生させることである（図4）。 強いエコーの後に影があれば石灰化と確定診断できますが、影を生じない強いエコーは小さな石灰化しか伴わないことがあります。 また、筋骨格系組織では、大きな異物の後方に強いエコーによる影ができることがある（図5）。 また、関節などの大きなガスの集まりの奥に影ができることがありますが、不安定な構造のため、影の像も変化し、アーチファクトが見えないことがあります（図6）。 腱の石灰化を強いエコー（CAL）と音響影（矢印）として特徴的に示す画像。 ACR-肩峰、SS-棘上筋腱

音響影は石灰化の存在に対する決定的症状ではありません。 屈折（波の伝搬方向の変化、湾曲した凹凸のある組織での超音波豆の散乱）により発生し、この部分のエコー強度が著しく低下するためです。 靭帯や腱の断裂など、繊維組織が損傷して丸まっている場合、大きな繊維状の瘢痕の場所で発生することがあります。 石灰化とは異なり、高エコーのフォーカスが見られないのが特徴である（図7）。 また、高周波数・高分解能のトランスデューサーの使用は、このアーチファクトの増幅につながることに注意する必要がある。 影の部分の反射を注意深く評価することで、これらの病変を鑑別し、石灰化を確定診断することができる。 全体として、すべての音響影が石灰化の存在と一致するわけではないこと、また影がないからといって小さな石灰化の存在を排除するわけではないことを忘れてはならない。

液体で満たされた構造の深部への透過の増強は、単純な液体、ゼラチン状構造内の弱い音波減衰と、2媒体の境界でのある程度の波の屈曲によって生じ、境界後方に増加するエコーの局所領域でもたらされる。 深部を通過する波は、より高いエネルギーを持ち、より深い組織層から強く反射されるため、隣接する組織と比較してより強いエコーとなる。 このアーチファクトの存在により、低エコーあるいは無エコーの病変は、より確実に液溜りと推定される（Fig.8）。 まれに、低エコーあるいはほぼ無エコーの病巣の後方に、血管の豊富なゆるい軟部組織の存在と一致する増強が生じることがある。 しかし、このような症状は筋骨格系ではほとんど見られません。

コメットテールアーチファクトは通常、金属物（5、6）に対して深部に発生します。 また、大きなガラス片の後方で見られることもある。 これは、反射面の奥にある高密度で強い線状の反射として可視化される。 エコーの強度は先細りになり、彗星の尾のような形状になる（図9）。 このアーチファクトの可視化により、一般に組織内に金属が埋め込まれていると診断されます。

診断上有害なアーチファクトは以下の通りです。

• 石灰化した構造物の深部にある広い影。

• 横方向の影

• 異方性

• 残響

• ビーム幅アーチファクト.が重畳している。

石灰化後部の影は有用ですが、影が大きすぎると下にある組織を覆ってしまい、髄腔、関節内の組織、または大きな石灰化の深部の組織などの構造の視覚化を妨げてしまうことがあります。

側方影は、組織の界面で音響インピーダンスの大きな差がなく、挿入角が組織の曲率にほぼ一致するか、90°とは異なる、曲がった（丸い）構造物の側面に形成されます。 このような構造は、腱や嚢胞など、筋骨格系に多く見られる。 横方向の影は、腱鞘やパラテノンの小さな病変や、損傷後の病変を覆ったり、時には模倣することがある。 疑わしい場合には、トランスデューサーを患部上で移動させ、挿入角を変えて、病変が見え続けるかどうか確認する必要があります（図10）。 このような操作は、そのような場所全てにあるわけではありません。 クロスビームイメージングやビームステアリングの使用により、一般的に完全には解消しないものの、このアーチファクトを軽減することができる。