J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

携帯型心エコー図装置に搭載されたディレクショナル・カラー・パ
ワ ー・ド ップラ ーおよび連続波
ドップラー機能の精度評価

Validation of a New Hand-Carried
Ultrasound Device Equipped With
Directional Color Power Doppler
and Continuous Wave Doppler
Junichi

KAWAI, RMS

田辺一明

＊1

Kazuaki

TANABE, MD＊1

松崎

正史＊ 2

Masashi

MATSUZAKI＊2

山口一人

KazutoYAMAGUCHI

八木登志員

Toshikazu

YAGI, RMS

川井順一

藤井洋子

Yoko

FUJII, RMS

紺田利子

Toshiko

KONDA, RMS

宇井一世

KazuyoUI, RMS角田敏明

Toshiaki

SUMIDA岡 田翠

Midori

OKADA

谷知 子

＊1Tomoko

TANI, MD＊1

盛岡

茂文＊ 1

Shigefumi

MORIOKA, MD, FJCC＊1

Abstract ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Objectives. This study evaluated the accuracy of the directional color power Doppler（DCPD）and continuous wave Doppler（CWD）methods incorporated in the new hand-carried SonoSiteTM 180PLUS ultrasound device.
Methods. The hand-held ultrasound system with 2.5 MHz transducer and SONOS 5500 was used as astandard ultrasound system with a 2 to 4 MHz wideband transducer. The experimental study used aDoppler wire phantom to evaluate the influence of target wire speed and angle of transducer on DCPD
imaging. The clinical study included 48 consecutive patients. DCPD assessment of valvular regurgitation
measured the distances of DCPD signals of mitral, aortic and tricuspid valve regurgitation using the apicalfour-chamber view for comparison with standard echocardiography. CWD assessment measured the peakvelocities of the aortic flow and tricuspid valve regurgitant flow for comparison with standard echocardiography.
Results. In the experimental study, DCPD signals were not influenced by target wire speed changes andtransducer incident angles. In the clinical study, agreements for mitral, aortic and tricuspid regurgitation
between the two methods were 89.6%, 81.8% and 78.7%, respectively. The distances of DCPD valve
regurgitant signals by the hand-carried ultrasound device showed good correlation（mitral regurgitation :y ＝ 0.84x ＋ 0.55 ; r ＝ 0.93, aortic regurgitation : y ＝ 0.95x ＋ 0.27 ; r ＝ 0.94, tricuspid regurgitation :y ＝ 0.86x ＋ 0.61 ; r ＝ 0.90）with those by standard echocardiography. Evaluation of CWD velocity measurements showed good agreement for the lower flow velocities（＜ 2.0 m/sec）. However, underestimation
occurred for the high flow velocities（＞ 2.0 m/sec）compared with those by standard echocardiography（aortic flow : y ＝ 0.80x ＋ 0.11 ; r ＝ 0.95, tricuspid regurgitation : y ＝ 1.00x − 0.23 ; r ＝ 0.90）.
Conclusions. The new hand-carried ultrasound device（SonoSiteTM 180PLUS equipped with DCPD andCWD）is clinically useful for evaluating valvular regurgitations and flow velocities. Further studies are──────────────────────────────────────────────
神戸市立中央市民病院 臨床検査技術部，＊ 1 循環器センター内科 : 〒 650−0046 神戸市中央区港島中町 4−6 ; ＊ 2 ソニックジャパン株式会社，東京
Divisions of Clinical Laboratory and ＊ 1Cardiology, Kobe General Hospital, Kobe ; ＊ 2Sonic Japan, Inc., Tokyo
Address for correspondence : KAWAI J, RMS, Division of Clinical Laboratory, Kobe General Hospital, Minatojima Naka-machi 4−6,Chuo-ku, Kobe 650−0046
Manuscript received April 25, 2003 ; revised June 27, 2003 ; accepted June 30, 2003
RMS ＝ registered medical sonographer

173

174

川井・田辺・松崎 ほか

needed to determine the mechanism of the underestimation of high flow velocities by CWD.
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────J Cardiol 2003 Oct ; 42（4）: 173−182

Key Words
Diagnostic techniques

Doppler ultrasound2

はじめにEchocardiography, transthoracic

対象

検査の同意が得られた連続 48 症例（年齢範囲 23−82

携帯型心エコー図装置は，救急外来，病棟，病院外歳，平均年齢 62 ± 12 歳）であり，内訳は正常が 13 例，などにおいて，迅速に心エコー図検査を行うことで病陳旧性心筋梗塞が 3 例，肥大型心筋症が 3 例，拡張型的状態を把握して，つぎの診断，治療戦略を立てるた心筋症が 3 例，弁膜症が 20 例，人工弁置換術後が 6 例めのツールとして登場した．携帯型心エコー図装置のであった．全症例は洞調律で，心拍数 51−90（62.2 ±一つである SonoSiteTM

180PLUS には，カラードップ

ラー機能が搭載されているが，従来の心エコー図装置

9.1）/min であり，心房細動などの不整脈例は除外した．に搭載されているパルスドップラー法によるものとは違ったディレクショナル・カラー・パワー・ドップ
1,2）

ラー（directional color power Doppler : DCPD）法という方式が採用されている．さらに，今回使用した

3方法

1

デ ィレクシ ョナル・カラ ー・パワ ー・ド ップ
ラー機能の評価

SonoSiteTM 180PLUS には連続波ドップラー機能が搭載

基礎的検討 : 恒温槽の中に，42 °C に保たれた状態でされ，肺高血圧症や大動脈弁狭窄症などの重症度評価

脱気水をターゲットワイヤーが十分に浸かるように入が可能となった．本研究の目的は，携帯型心エコー図れたドップラー・ワイヤー・ファントムを準備し，以TM装置 SonoSite

180PLUS を使用し，カラードップラー下の実験を行った．周りへの分散がなくターゲットワおよび連続波ドップラー機能の診断精度について，従イヤーのみ色がつくようにカラーゲインを調整した状

来の心エコー図装置と比較検討することである．

態のもとで，血流速度の変化によるカラー表示の影響を検討するため，ドップラー・ワイヤー・ファントム

対象と方法
1のターゲットワイヤー速度を 50，75，200 cm/sec に設使用装置定して，視覚的にカラー表示の変化を観察した（Fig.
TM180PLUS2）．また，探触子の入射角度の変化によるカラー表（SonoSite 製 ; Fig. 1 −左）で，発振周波数 2−4 MHz の示の影響を検討するため，ドップラー・ワイヤー・マイクロコンベックス探触子（Fig. 1 −右）を用いた．

ファントムへの探触子の入射方向とターゲットワイ

この装置の特徴は，サイズが幅 190 mm，奥行きヤーとの交差角度を 24 °，38 °に設定して，視覚的に63.5 mm，高さ 338 mm，重量が 2.4 kg と軽量であり，カラー表示の変化を観察した（Fig. 3）．

携 帯 型 心 エ コ ー 図 装 置 は SonoSite

本体側に持ち手があるため片手での持ち運びが可能で臨床的検討 : 対象は，全症例（48 例）のうち僧帽弁逆ある．また，スイッチを入れてからの起動時間が数秒流が 48 例，大動脈弁逆流が 44 例，三尖弁逆流が 47 例であるため，救急時にもすぐに使用することが可能でであった．弁の逆流ジェットの到達度による重症度評ある．さらに，本装置にはティシュ・ハーモニック・

価および到達距離の計測には，僧帽弁逆流および三尖1）

イメ ージング法が搭載されている ．新たに連続波

弁逆流は心尖部四腔断面，大動脈弁逆流は心尖部長軸ドップラー機能が搭載され，従来の心エコー図装置と断面を用いた．方法は，熟練者のソノグラファー（500同等の機能を有する．本検討の対照とした従来の心エ例以上の経験者）が，従来の心エコー図装置を用いてコー図装置は SONOS 5500（Phillips Medical Systems 製）

弁の逆流ジェット
（僧帽弁，大動脈弁，三尖弁）の到達で，S4 経胸壁用探触子（発振周波数 2−4 MHz）を用い度による重症度評価および到達距離の計測をしたのた．

ち，携帯型心エコー図装置を用いて同様の項目の評価および計測をした．到達度による重症度評価は，僧帽J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

携帯型心エコー図装置によるドップラー機能評価

175

Fig. 1 Photograph of the SonoSiteTM 180PLUS device（left）
and transducer（right）

Motor
Probe

Motor

Target wire
Target wire

Fig. 2 Photograph of the Doppler wire phantom forevaluating the influence of target wire speed on
directional color power Doppler imaging

Fig. 3 Photograph of the Doppler wire phantom forevaluating the influence of angle of transducer
on directional color power Doppler imaging

弁逆流と三尖弁逆流では，心房を 3 等分して，逆流なし（0 度），軽度（Ⅰ度 : 1/3 まで），中等度（Ⅱ度 : 2/3 ま流の逆流ジェットが左室流入血流と重なるような症例で），高度（Ⅲ度 : 2/3 を超えて心房先端まで）に分類し，は計測不可とした．

大動脈弁逆流では，逆流なし（0 度），軽度（Ⅰ度 : 僧帽2 連続波ドップラー機能の評価

弁前尖レベルまで），中等度（Ⅱ度 : 2/3 乳頭筋レベル

全症例（48 例）を対象とした．方法は，熟練者のソまで），高度（Ⅲ度 : 乳頭筋レベルを超えて心尖部まで）

ノグラファーが従来の心エコー図装置を用いて心尖部3）に分類した ．逆流ジ ェ ットの到達距離は，逆流長軸断面から大動脈弁通過速度と，心尖部四腔断面かジェットの起始部から先端までの距離を計測し，逆流ら三尖弁逆流速度を計測したのち，携帯型心エコー図

ジェットが壁に衝突して折れ曲がっている場合には 2装置を用いて同様の項目を計測した．

回に分けて計測した（Fig. 4）．ただし，僧帽弁逆流および三尖弁逆流の逆流ジェットが旋回してカラー表示

4 統計処理エリア（関心領域）
内に収まらない症例や，大動脈弁逆計測値は，平均±標準偏差で示した．相関関係は単J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

176

川井・田辺・松崎 ほか

Mitral valve regurgitation

Aortic valve regurgitation

Fig. 4 Echocardiograms showing the measurements of valve regurgitant jet distance
Left and middle : Mitral valve regurgitant jet distance ＝ a or a ＋ b.
Right : Aortic valve regurgitant jet distance ＝ a.

Fig. 5 Echocardiograms showing the directional color power Doppler signals were not influenced bytarget wire speed changes
Left : 50 cm/sec. Middle : 75 cm/sec. Right : 200 cm/sec.

Fig. 6 Echocardiograms showing the directional color power Doppler signals were not influenced bytransducer incident angles
Left : 24 °. Right : 38 °.

J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

携帯型心エコー図装置によるドップラー機能評価

回帰解析を，一致度は Bland-Altman 解析を用いて p ＜Table 1

Accuracy of evaluation of mitral regurgitation

0.05 を有意差の判定とした．また，おのおのの計測値の比較においては，Student t 検定を用いて評価した．

結1

Standardechocardiography

果デ ィレクシ ョナル・カラ ー・パワ ー・ド ップ
ラー機能の評価

1

基礎的検討

ドップラー・ワイヤー・ファントムのターゲットワ
イヤー速度を変化させても，視覚的にはカラー表示の177

Hand-carried echocardiography
0ⅠⅡⅢ

0

3000

Ⅰ

022

10Ⅱ0

1

90

Ⅲ001

90−Ⅲ : Severity of mitral regurgitation.
Total patients : 48
（2 not evaluated）
Concordance＝89.6%.

変化は認められなか った（Fig. 5）．また，ド ップ
ラー・ワイヤー・ファントムのターゲットワイヤーにTable 2

Accuracy of evaluation of aortic regurgi t at i on

対する探触子の入射角度を変化させても，視覚的にはカラー表示の変化は認められなかった（Fig. 6）．
2Standardechocardiography

臨床的検討

Hand-carried echocardiography
0ⅠⅡⅢ

09000Ⅰ

11500

いては，僧帽弁逆流では 89.6%（48 例中 43 例は一致，Ⅱ011202 例は評価できず），大動脈弁逆流では 81.8%（44 例中Ⅲ001−

各弁の逆流ジェットの到達度による重症度評価につ36 例は一致，5 例は評価できず），三尖弁逆流では78.7%（47 例中 37 例は一致，3 例は評価できず）の一致

0−Ⅲ: Severity of aortic regurgitation.
Total patients : 44（5 not evaluated）
Concordance＝81.8%.

度であった（Tables 1−3）．また，各弁の逆流ジェットの到達距離の計測については，僧帽弁逆流では y ＝0.84x ＋ 0.55，r ＝ 0.93，平均差＝ 0.0 cm（48 例中 3 例はTable 3

Accuracy of evaluation of tricuspid regurgi t at i on

計測できず），大動脈弁逆流では y ＝ 0.95x ＋ 0.27，
r ＝ 0.94，平均差＝ 0.2 cm（44 例中 7 例は計測できず），
三尖弁逆流では y ＝ 0.86x ＋ 0.61，r ＝ 0.90，平均差＝0.2 cm（47 例中 3 例は計測できず）であった（Fig. 7）．
2

連続波ドップラー機能の評価

最大血流速度の計測をした結果，大動脈弁通過速度では y ＝ 0.80x ＋ 0.11，r ＝ 0.95，平均差＝− 0.28 m/sec

Standardechocardiography

Hand-carried echocardiography
0ⅠⅡⅢ00000Ⅰ12240Ⅱ0290Ⅲ00060−Ⅲ: Severity of tricuspid regurgitation.
Total patients : 47（3 not evaluated）
Concordance＝78.7%.

（Fig. 8），三尖弁逆流速度では y ＝ 1.00x − 0.23，r ＝0.90，平均差＝− 0.22 m/sec（48 例中 7 例は計測できず）（Fig. 9）であった．大動脈弁通過速度では 2.0 m/sec まムのターゲットワイヤー速度や探触子の入射角度を変では良好な相関関係を認めたが，2.0 m/sec を超えるよ化させても視覚的にカラー表示は変化しなかったこと

うな速い血流では携帯型心エコー図装置が過小評価すから，血流速度による折り返し現象や超音波の入射角る傾向が認められた（Fig. 8）．

度による血流のカラー表示への影響はないことが示唆

考1

察され，逆流の存在診断に有用であると考えられた．
臨床的検討では，各弁逆流の重症度評価を比較した

デ ィレクシ ョナル・カラ ー・パワ ー・ド ップ

結果，僧帽弁逆流では約 90% の一致率を認めたこと

ラー機能の評価から，携帯型心エコー図装置は従来の心エコー図装置

基礎的検討では，ドップラー・ワイヤー・ファント
J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182と比べてほぼ同等の重症度評価が可能であるものと考178

川井・田辺・松崎 ほか

Fig. 7 Scattergraphs of various parameters measured by hand-carried echocardiography and standard echocardiography
Left column : Correlation between valve regurgitation distances.
Right column : Agreement between valve regurgitation distances.
Upper row : Correlation of mitral valve regurgitation.
Middle row : Correlation of aortic valve regurgitation.
Lower row : Correlation of tricuspid valve regurgitation.
MR ＝ mitral regurgitation ; HE ＝ hand-carried echocardiography ; SE ＝ standard echocardiography ;AR ＝ aortic regurgitation ; TR ＝ tricuspid regurgitation.

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携帯型心エコー図装置によるドップラー機能評価

179

Fig. 8 Scatterplots of left ventricular outflow tract-aorta velocity of continuous wave Doppler measured by hand-carried echocardiography and standard echocardiography
Left : Correlation. Right : Agreement.
CW ＝ continuous wave ; LVOT ＝ left ventricular outflow tract ; AO ＝ aorta.

Fig. 9 Scatterplots of right atrium-right ventricle velocity of continuous wave Doppler measured
by hand-carried echocardiography and standard echocardiography
Left : Correlation. Right : Agreement.
RA ＝ right atrium ; RV ＝ right ventricle. Other abbreviations as in Fig. 8.

えられた．しかし，大動脈弁逆流と三尖弁逆流では一像の観察には，トレーニングが必要である6−9）．アメ

致率は 80% 前後とやや低値であり，また不一致例はリカ心エコー図学会では，経胸壁心エコー図法の経験

携帯型心エコー図装置のほうが過小評価する傾向が認

症例数に応じて 3 段階（レベル 1−3）に分け，レベル 2められた．これについては，DCPD 法のカラー表示の（検査数 150 例以上，判読数 300 例以上）の経験者が携問題点として DCPD 法は従来の心エコー図装置と比較帯型心エコー図装置を使用すべきとしている6）．携帯して分散表示がないこと1,4），従来の心エコー図装置型心エコー図装置によって逆流の重症度評価を行う際

5）と比べてカラーマップが暗い表示であること といっには，経胸壁心エコー図法の経験者がカラー表示や画た表示される画像の印象が異なること（Fig. 10），また面の大きさに慣れた状況で使用するのが望ましいと考装置側の問題点としてカラー表示エリアが固定されてえられる．

いるため逆流ジェットの大きさに合わせた表示ができないこと，画面が小さくて見づらいことが原因である

2 連続波ドップラー機能の評価と考えられた．そのため DCPD 法によるカラー表示画

大動脈弁通過速度については，高速血流（2.0 m/sec

J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

180

川井・田辺・松崎 ほか

Fig. 10 Echocardiograms showing mitral valve regurgitation in the apical four-chamber view byhand-carried echocardiography（left）
and standard echocardiography（right）

以上）では携帯型心エコー図装置が過小評価する傾向

ドップラー機能の検討である逆流ジェットの距離計測が認められた．この原因としては，比較的探触子直下において逆流の逆流ジェットが関心領域から逸脱する付近（画面中央）で計測することが多い三尖弁逆流速度ような症例を除外しており，このような症例に対してでは良好な相関関係が得られているが，大動脈弁通過は関心領域を可変にするなどの装置側の改良が望まれ速度では画面中央よりも左側で計測することが多いたる．現時点では，弁逆流の逆流ジェットが関心領域かめ，探触子の受信部での感度差が，とくに速い血流でら逸脱するような症例に対して逆流の広がりを調べる生じたものと推定された．したがって，2.0 m/sec 以上ためには，関心領域を動かして逆流ジェットを観察すの血流速度が計測された場合や大動脈弁の変化が強いることが必要である．さらに，日常検査で逆流の重症場合には，つぎのステップとして従来の心エコー図装度を詳細に把握するために，僧帽弁逆流では加速血流置で詳細に検査することが望ましい．三尖弁逆流速度の観察，大動脈弁逆流では左室流出路における逆流幅

では，良好な相関関係と一致度であったことから，携の計測による半定量的評価が用いられるが，DCPD 法

帯型心エコー図装置は従来の心エコー図装置と比べてでも同様の評価が可能であるかについては，今後の検ほぼ同等な計測値が得られることが示唆された．しか討が必要である．連続波ドップラー機能の検討では，し，従来の心エコー図装置では計測可能であったが，大動脈弁通過速度が 2.0 m/sec 以上の症例が少なかった

携帯型心エコー図装置では計測不可であった症例がため，今後は有意な大動脈弁狭窄症の症例を増やして48 例中 7 例存在した．これについては，DCPD 法は従検討する必要がある．本検討では従来の心エコー図装

来の心エコー図装置と比較して分散表示がないなどの置（ハイエンドマシーン）を 1 種類に限定して行ったが，1）カラー表示が違ったため ，逆流ジェットを検出する

同世代の各社ハイエンドマシーンの精度に大きな差はのが困難であり計測できなかったことが原因と考えらないと考えられる．

れた．したがって，三尖弁逆流速度を計測する場合，三尖弁逆流を検出できないことや，検出できたとしても三尖弁逆流速度を計測しきれない症例があることを考慮したうえで使用しなければならない．

結語

携帯型心エコー図装置 SonoSite TM 180PLUS でのカラードップラー機能は，基礎的検討では血流速度や超音波ビームの入射角度の影響を受けないことから逆流3本検討の限界および問題点の存在診断に有用であり，また臨床例での逆流ジェッ

基礎的検討では，本装置は面積計測の機能を持ってトの到達距離の計測については臨床上有用な方法と考おらず，カラー表示範囲の面積を計測するなどの定量えられる．しかし，カラー表示の印象が従来の心エ的な評価はできなかった．臨床的検討では，カラーコー図装置と異なることやカラー表示エリアが固定さ
J Cardiol 2003 Oct; 42（4）: 173 – 182

携帯型心エコー図装置によるドップラー機能評価181

れていることから，弁逆流の観察にはトレーニングがは高速血流で携帯型心エコー図装置が過小評価する傾必要である．また，連続波ドップラー機能も臨床上有向があり，限界を考慮したうえで使用する必要がある．

用な機能と考えられるが，大動脈弁通過速度の計測で要目

約

的 : ディレクショナル・カラー・パワー・ドップラー（DCPD）法および連続波ドップラー機能が搭載された新しい携帯型心エコー図装置 SonoSiteTM 180PLUS を使用し，カラードップラーおよび連続波ドップラー機能の診断精度について，従来の心エコー図装置と比較検討することである．
方法 : 使用装置の携帯型心エコー図装置は SonoSiteTM 180PLUS で，発振周波数 2−4 MHz のマイクロコンベックス探触子を用い，従来の心エコー図装置は SONOS 5500 で，S4 経胸壁用探触子（発振周波数 2−4 MHz）を用いた．対象は検査の同意が得られた連続 48 症例であった．
カラードップラー機能の評価 : 基礎的検討では，ドップラー・ワイヤー・ファントムを用いて，ターゲットワイヤー速度および探触子の入射角度を変化させて，カラー表示の変化を視覚的に観察した．臨床的検討では，弁逆流（僧帽弁，大動脈弁，三尖弁）の重症度評価および逆流ジェットの到達距離の計測をした．
連続波ドップラー機能 : 大動脈弁通過速度と三尖弁逆流速度の最大血流速度を計測した．
結果 : カラードップラー機能（DCPD 法）の評価 : 基礎的検討では，ドップラー・ワイヤー・ファントムのターゲットワイヤー速度，探触子の入射角度を変化させても，視覚的にはカラー表示の変化は認められなかった．臨床的検討では，各弁逆流の重症度評価は，僧帽弁逆流 89.6%，大動脈弁逆流 81.8%，三尖弁逆流 78.7% の一致度であった．また，弁逆流の到達距離の計測では，僧帽弁逆流は y ＝ 0.84x ＋ 0.55，r ＝ 0.93，大動脈弁逆流は y ＝ 0.95x ＋ 0.27，r ＝ 0.94，三尖弁逆流は y ＝0.86x ＋ 0.61，r ＝ 0.90 であった．
連続波ドップラー機能の評価 : 最大血流速度の計測では，大動脈弁通過速度は y ＝ 0.80x ＋ 0.11，
r ＝ 0.95，三尖弁逆流速度は y ＝ 1.00x − 0.23，r ＝ 0.90 であった．ただし，大動脈弁通過速度は，高速血流速度（＞ 2.0 m/sec）の計測では過小評価する傾向が認められた．
結語 : 携帯型心エコー図装置 SonoSiteTM 180PLUS の DCPD 法および連続波ドップラー機能は，従来の心エコー図装置とほぼ同等の評価が可能であることから，臨床上有用な装置と考えられる．
ただし，連続波ドップラー機能における大動脈弁通過速度計測では，高速血流速度で過小評価する傾向があるため，今後の検討が必要である．

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川井・田辺・松崎 ほか

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