平成28年 RadFan 5月号(4月25日発行)

超音波エラストグラフィ「Aixplorer」の臨床応用〜最新のシアウェーブ・エラストグラフィがスポーツ医学のその先を切り拓く

順天堂大学医学部附属浦安病院
整形外科

糸魚川善昭先生

超音波エラストグラフィ「Aixplorer」の臨床応用〜最新のシアウェーブ・エラストグラフィがスポーツ医学のその先を切り拓く
筋肉や腱の“硬さ”を圧迫せずに見ることができるシアウェーブ・エラストグラフィは、整形外科の領域でも注目を浴びている。
順天堂大学医学部附属浦安病院では、最新のシアウェーブ・エラストグラフィが搭載された超音波診断装置「Aixplorer」を昨年11月に導入した。
米国でエラストグラフィの研究を行っていた、同院整形外科の糸魚川善昭氏は、このAixplorerを使って新たなデータの収集と検討を進めている。
本記事では糸魚川氏に、Aixplorerの臨床での有用性と研究、今後の展望について語っていただいた。
─まず順天堂大学医学部附属浦安病院が、それぞれに専門分野があります。私に留学していました。バイオメカニクスの特長をお聞かせください。

は肩関節ですが、ほかに膝、脊椎、手、ラボがあり、そこでエラストグラフィの股関節、骨折外傷という専門分野が整形研究をしました。そのほか、手術のとき

当院は、大学病院とは少し異なる分院外科領域にはあり、医師ごとにそれぞれに靱帯をどこに縫うのがよいのかなど、という形ですが、大学病院と市中病院、専門分野を持っており、整形外科のほとバイオメカニクスについて、新鮮死体をいわゆる総合病院の中間ぐらいの役割をんどの部分を網羅しています。強いて言使って研究していました。これは日米の担っています。大学病院の使命は臨床、えば、順天堂大学はスポーツ医学が有名

死生観や法律の違いにより、日本ではほつまり患者さんの診察のほかに、教育、なので、スポーツ障害が起こりやすい膝とんどの施設でできません。米国では、すなわち研修医の先生を教育すること、関節や肩関節などが得意分野ではありま死体は魂の抜け殻にすぎないという考えそれと研究という、3本の柱があります。

す。これが当院の特長と言えるでしょう。

方があり、このような研究を可能にしているようです。やり方としては、死体を研究に関しては、今回お話しするシアウェーブ・エラストグラフィを導入し整形─米国に留学されていたそうですが、膝、肩などの部位ごとに冷凍しておきま外科領域における“硬さ”を調べたり、環主にどういった研究をされていたのでしす。解凍後数日間は軟らかいので、それ境学研究所で遺伝子の解析や癌の研究なょうか。

を若い医師の手術の練習や研究に用います。靱帯をAとBのどちらに縫うのがよどを行っています。
整形外科は常勤が約20人ほどいます

ミネソタ州にあるメイヨークリニック

いかや、腱板をぐっと引っ張ると、筋や順天堂大学医学部附属浦安病院
所在地：千葉県浦安市富岡2丁目1ｰ1
TEL：047-353-3111
URL：http：//www.hosp-urayasu.juntendo.ac.jp/
診療部門：総合診療科、消化器内科、呼吸器内科、腎・高血圧内科、膠原病・リウマチ内科、血液内科、糖尿病･内分泌内科、メンタルクリニック、ハートセンター、循環器内科、心臓血管外科、脳神経・脳卒中センター、脳神経内科、脳神経外科、こども救急センター、小児科、小児外科、外科、呼吸器外科、整形外科、産婦人科、皮膚科、形成外科・美容外科、泌尿器科、眼科、耳鼻咽喉科、放射線科、麻酔科（ペインクリニック）、リハビリテーション科、女性専用クリニック、女性アスリート外来、救急診療科
中央診療部門： がん治療センター、血液浄化センター、中央手術室、臨床工学室、感染対策室、GCPセンター（治験）、医療プロジェクト室
診療支援部門： 薬剤科、臨床検査医学科（検査科）、栄養科、医療安全管理室、患者･看護相談室、医療福祉相談室、看護支援室、地域医療連携室、診療録管理室

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整形外科

糸魚川善昭先生

せっかくだから特徴のある装置を導入しようということで話が進みました。
─やはりシアウェーブ機能がある点（図1）が大きかったのでしょうか。
そうです。さらに、以前の装置では200キロパスカル程度でしか測定できませんでしたが、こちらは800キロパスカルまで測ることができます。つまりこの装置の導入前までは、筋肉しか硬さを測定できなかったのが、800キロパスカル
では、腱や靱帯まで測定可能になりました（図2）。私が米国に留学していた当時は、筋肉しか測定できませんでしたが、今では腱や靱帯に焦点を当てた研究もさ
図1 Aixplorerにおける、剪断波の発生とマッピング表示

Aixplorerは、深さ方向に短時間で送信焦点を移動させることにより、効率よく剪断波を発生でき、結果として、フレームレートを上げることができる（a）。剪断波の伝播速度を硬さに変換しカラーコード化して表示する
（b）。

a b

れています。
──圧迫による病変部位の歪みの様子を計測するストレイン・エラストグラフィ

腱の伸張性がわかるのですが、その伸張10〜15人の検査が必要になる日もありと、シアウェーブの違いというのはどこ性とエラストグラフィから得られる値をます。しかし1台で10〜15人の検査をでしょう。

相関することができないかなどを調べて行うことは難しく、さらに複数の医師がいました。画像上、筋繊維が平行になる使うので、予定が重なることもあります。

全然違います。ストレインタイプは圧ようにしないといけないので、解剖学をもともと新しい超音波診断装置を入れた迫するので、かなりバイアスがあります。

勉強し、筋の繊維はどうなっているかといという希望があった状況のときに、ち何よりも筋肉や腱では、こちらの方向にいう方法論もまず確立しました。

ょうど私が赴任しました。このような素は柔軟性があるが、別の方向の引っ張り晴らしい装置があると紹介したところ、には非常に硬いなど、硬さの性質が微妙

同院で「Aixplorer」を導入、研究を進める
帰国後、昨年の11月にAixplorerを導入してからまだ期間が短く、検討中の段階ですが、いくつか面白いデータも出ています。臨床面では、腱板の引っ張りに関して、おおむね留学中に行っていた研究の通りであるという印象はあります。
─こちらで「Aixplorer」を導入する
きっかけは何だったのでしょうか。
一番の理由は、当科には超音波診断装置が1台しかなかったことです。1日1例しか超音波診断をしない日がある一方で、図2 Aixplorerによる肩の検査風景

最新のシアウェーブ・エラストグラフィを搭載し、腱や靱帯の硬さの測定も可能になった。

シアウェーブ・エラストグラフィで見える各部位の筋の硬さ
肩▶ 棘上筋腱腱板の中でも、特にこの棘上筋腱は構造的に損傷を起こしやすく、強い肩痛の原因となりやすい。右図下が通常のBモード超音波画像、右図上が下図と一致した超音波画像とエラストグラム。白枠の範囲で硬さを計測できる。赤いほど硬く、青いほど柔らかい。大結節に付着する白枠中央の腱が棘上筋腱であり、腱線維が画像上平行に描出され棘上筋腱の硬さの計測が可能となっている。

下腿▶ 腓腹筋内側頭

いわゆるふくらはぎの筋肉。肉離れを起こしやすい。上図左が通常のBモード超音波画像、上図右が左図と一致した超音波画像とエラストグラム。黄色枠内で硬さを計測できる。
黄色枠内上方が腓腹筋内側頭、画像中央右上から左下に斜めに走行するのが腱膜である。腓腹筋内側頭の筋線維が画像上平行に描出されており計測が可能となっている。

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に異なります。縦に圧迫する硬さと、縦に生じるいわゆる肉離れについても、通っています。

常の画像診断では問題ないが違和感を覚とは反対に水平方向に引っ張る力の硬さは物体によって違うのです。我々が見た
いのは、筋肉が押されたときの硬さ・軟らかさではなく、筋肉が引っ張られたとえる、というような場合の復帰時期を評

肩こりの硬さも評価可能になる価するための研究を大学院生が実施しています。

きの硬さ・軟らかさです。要は縦軸の硬また、臨床で代表的な症状として、肩さではなく、横軸の硬さを見たいのです。

こりがあります。しかし、X線で見て問題がないと、「上手に付き合っていきま組織内に発生させた剪断波の伝播速度を測定。
「横方向」の硬さを見ることができるシアウェーブしょう」という話になる。どれぐらい硬将来的には軟骨に応用したい

いのかは普通のX線や超音波ではわかりまた将来的には、軟骨に使えると、面ません。そういう症例において、エラス白いだろうと思っています。若いスポー

トグラフィで実際にどのぐらい硬くなっツ選手では、使い過ぎで軟骨が壊れてしているのかを見ていきます。今はまだ肩まう場合がありますが、壊れる前に1回、この縦に軟らかいか硬いかではなく、こりの検査は行ってはいないのですが、軟骨が軟らかくなります。それの評価が横に軟らかいか硬いかを見ることができ将来的にはやっていきたいと考えていまできればと考えています。また骨から軟るのが、シアウェーブの特長です。筋のす。また、メイヨークリニックでは超音

骨になるところでは、ハレーションを起突っ張り、緊張性を見ることができる。

波ラボの先生とやり取りをすることが多こして正確な値が出ないことがあるので、これはストレインタイプでは見ることがかったのですが、やはりそこの先生方もその点の評価が必要です。より検討が必できません。ここが最大の違いですね。

肩こりの研究をしていました。

要な研究分野と言えます。

度を見るので、横軸の硬さがわかります。

─臨床では、主にどういった症例のと─エラストグラフィ以外に、先生はど筋肉の1本1本の伸張性、伸びをシアウきに使用されていますか。のような研究をされていますか。

シアウェーブは剪断波を拾ってその速ェーブで拾うことができます。
ただ、そのためには腱や筋線維を水平

私自身、当院では肩の症例が専門なの解剖学もやっています。私自身、実験に描出するエコー技術も必要になります。

で、肩関節についての説明になりますが、室での研究よりも、明日からの臨床にすプローブの微妙な角度で描出が変わって術前に使用します。肩関節の手術の9割ぐ直結するもの、シアウェーブ・エラスきてしまうので、解剖学が頭に入ってい程度は内視鏡で手術しますが、切れた腱トグラフィのように、何か発見すれば明ないと、うまく描出できません。今後、をつなぐ際に、どのくらい筋や腱を引っ日からの臨床に使えるという分野が好き

プローブの角度が何度ぐらいなら許容範張り出せるかという情報が必要になりまです。解剖学では、順天堂大学の解剖学囲なのかという点も調べていかなくてはす。術前MRIで筋肉の脂肪変性を見ての教室に通って正確な筋肉の走行を見るほなりません。

評価も行いますが、筋肉ではなく脂肪のか、臨床解剖研究も行っています。

量で硬いか柔らかいかを判断せねばなり─整形外科領域でAixplorerに特に求ません。そうすると、やはり相関しないめていらっしゃる点はどこでしょう。

ので、筋に焦点を当てた術前検査が望ま五十肩もテーマにしています。靱帯のれます。現在は、腱板断裂という肩の部整形外科で一番初めに行う検査はX線分の腱の手術をやる前に、エラストグラ検査です。しかしこれでは軟部組織がほフィで筋肉や腱の硬さを測って、手術中とんど見えません。これまで整形外科でにどのくらい引っ張り出せるかを予測しは骨を中心に診断をするのが主流でしたています。

が、超音波の技術が向上し、X線では見膝の靱帯の再建術に使う腱の場合、再えない軟部組織、筋肉、腱などが見える

建後に腱が伸びてしまうと困ります。術ようになりました。軟部組織の評価がで前にこの腱の伸張性のクオリティを測定きるという点が大きいです。具体的に言できないかも検討中です。

えば、手の外科や肩関節といった整形外手の専門医が、神経の周りの脂肪など科領域と、靱帯、腱、筋肉といったスポをシアウェーブで見ることもあります。

ーツ筋肉の障害の評価になります。

もちろん筋や腱だけでなく、神経や周辺例えば、筋が切れていることは通常のの脂肪の硬さなどもわかります。外傷を超音波で見えますが、その筋や腱のクオ扱う医師が血管を見るときもあります。

リティがどうなっているかは見えません。

術前評価以外に、研究分野になります

普通の超音波画像やMRI画像では見えなが、修復した腱板の変化、筋肉がどうない点を、エラストグラフィで硬度、つまっているかの評価も検討中で、術後を1り硬さを見ることで評価できないかと思ヶ月ごとに追跡しています。スポーツ中

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図3 Aixplorerの全体図

老化の指標に酸化ストレスというものがとが起きるのかわかるとよいと考えて、あるのですが、それが肩の腱板、いわゆ修復した腱板や筋肉の変化を1ヶ月ごとる五十肩と関係があるのかどうかを、調に追っています。

べています。動物実験を終え、倫理委員会を通して実際の患者さんに組織を提供─Aixplorerの操作性、使い勝手はいしていただいています。

かがでしょうか。

──五十肩というのは肩関節外科の患者さんに多いのでしょうか。

操作は非常にシンプルです。やはりシンプルなのが一番です。昔のパソコンのように、ほとんどボタンがありません。

順天堂大学はスポーツ医学で有名ですキーボードのようにボタンがたくさんあので、肩関節外科で多いのは、いわゆるったら、私には使いきれていないと思い野球肩や肩の脱臼などのスポーツ障害でます（図4）。

ったらこの範囲、白血球ならこの範囲とすが、それよりもはるかに多いのが、また、画像呼び出し機能というのがあいう正常値があります。ところが、エラ五十肩です。普通の五十肩は自然に治りり、患者のデータを呼び出し再測定をしストグラフィでの正常値がまだわかってますが、中に腱板断裂の場合があります。

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いません。

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レ ー ス で き る こ と で す。 さ ら に、のか、関節の袋が硬いのか、どこが硬い

やはり、もともと変性していたものが自Aixplorer自体の画質が非常にきれいでのかがわからないのです。MRIをとって然に切れてしまう「変性断裂」が主な切す。臨床でも全く問題なく使用できていも、全く正常で、どこが問題なのかがわれ方です。その場合、自然に痛みがとれます。

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そのためにまず必要なのは、それぞれう例では手術が必要となります。ほとん

装置に今後期待されるのは、どんな点での腱や筋の正常値を知ることです。同じ

どが内視鏡での手術になります。この手しょう。

人でも、体の左右で実は硬さが微妙に違っています。まず全身の正常値を調べて、術成績を上げるために、先述の通り、エラストグラフィを使って術前に評価を行数値が出るという点に期待しています。

そこから例えば400キロパスカルの範囲っています。さらにその先の問題としてこれまでは画像を撮って、これは切れてなら正常であるとか、正常値を超えていは、術後に再び腱板が切れてしまう症例

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図4 Aixplorerのパネル・モニター

ボタンが少なくシンプルな操作で多彩な機能を呼び出すことができる。付属のタッチペンを用いて、モニター上の任意の場所を直接選び、平均値を求めることも可能だ。

数値による評価、そしてリハビリの指標に用いるという、この2つがAixplorerの今後の展望だと考えています。

超音波エラストグラフィ「Aixplorer」の臨床応用〜最新のシアウェーブ・エラストグラフィがスポーツ医学のその先を切り拓く