内藤 みわ

Miwa NAITO

アロカ株式会社メディカルシステム技術部/JEITA超音波専門委員会

Medical System Engineering Dept./JEITA Ultrasound Specific Committee, Aloka Co., LTD

キーワード :

【はじめに】
　超音波診断装置は，エックス線装置など他の診断様式に比べ安全であるため広く普及してきた．しかし，装置機能や動作モードの多様化によって音響出力は増加傾向にあり，治療用超音波との境界が以前ほど明確でなくなっている．そのため，操作者は「診断情報の利益」と「生体作用の危険性」のバランスを常に意識しながら装置を使用することが望ましい．この考えに基づき，装置側では音響出力指標であるサーマルインデックス（TI）及びメカニカルインデックス（MI）を画面上に表示している．本講演では診断用超音波の生体作用とTI／MI，さらに装置をより安全に使用するための留意点等について説明する．
【超音波の生体作用】
　疎密波である超音波は，組織内を圧縮・拡張のサイクルを繰り返し，減衰しながら伝搬する．その際音響エネルギーは熱に変換され，組織を加熱する．この熱作用は，トータルパワーや時間平均強度に依存する．また，組織内に気泡が存在する場合，音圧の高い超音波を照射するとキャビテーションが起こり，組織に機械的な損傷を与える可能性がある．この非熱作用は媒質を引きちぎる力として働く負音圧に依存する．
【音響出力の指標】
　超音波診断装置の音響出力は，音圧・強度・トータルパワーなどを用いて表現できるが，操作者にはより生体作用に関連する情報の方が理解しやすい．そこで熱作用の指標TI及び非熱作用の指標MIが考案された．TIは，生体組織中のある点における減衰を考慮したトータルパワーを，生体組織を1℃上昇させるのに必要なトータルパワーで除したもので熱作用の指標である．TIは軟部組織を仮定したTIS，超音波の焦点付近に骨があると仮定したTIB，頭蓋骨など表面に骨があると仮定したTICの3種類がある．一方，非熱作用は負音圧が大きく，かつ周波数が低いと起こりやすい．負音圧のキャビテーション閾値は，周波数の平方根に比例して増加するという実験結果もある．MIはこの関係を定式化した非熱作用の指標である．
【出力に影響する装置設定】
　TI／MIとも装置の送信電圧・操作モード・送信周波数・電子フォーカス・送信波形などに影響される．またTIは時間平均量なので，パルス繰返し周波数・走査幅にも影響される．ゲインなどの画像調整は直接出力に関係しない．またモードによって出力が大きく異なる場合がある．詳しくは各装置の取扱説明書をご覧いただきたい．
【ALARAの原則】
　ALARAとは適切に達成できる最も低い出力レベルで診断するという原則で，エックス線装置の使用などと同様な概念である．この原則に従って診断する場合の具体例について述べる．いずれの場合も送信電圧を低めに設定し検査時間を短くする．また，Bモードでは分解能を上げるために比較的音圧は高いが短いパルス幅で送信する．その場合はMIに着目し，周波数は高めに設定する．超音波造影剤は気泡を含み同じMIでも生体に対する作用は大きく異なるため，使用時はMIを極力小さくするよう注意する．ドプラモード，カラーモードでは感度を向上させるため長いパルス幅で送信する．この場合はTIに着目する．特に妊娠後期の胎児診断では減衰が少ない羊水を介して形成過程にある骨を照射する可能性があるため，TIBを参照し，できるだけ短時間で検査を行うよう留意する．
【おわりに】
　最近の超音波診断装置は出力が増加傾向にあるため，操作者の責任はますます重要になっている．装置をより安全に使用するために，画面上に表示されるTI／MIを役立てていただきたい．