高山 法也¹, 笹沼 英紀², 利府 数馬², 新田 尚隆³, 秋山 いわき⁴, 谷口 信行¹

Noriya TAKAYAMA¹, Hideki SASANUMA², Kazuma RIFU², Naotaka NITTA³, Iwaki AKIYAMA⁴, Nobuyuki TANIGUCHI¹

¹自治医科大学臨床検査医学, ²自治医科大学外科学講座消化器一般移植外科, ³産業技術総合研究所健康医工学研究部門, ⁴同志社大学生命医科学部医情報学科

¹Department of Clinical Laboratory Medicine, Jichi Medical University, ²Division of Gastroenterological, General and Transplant Surgery, Department of Surgery, Jichi Medical University, ³Health and Medical Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology （AIST）, ⁴Medical Ultrasound Research Center, Doshisha University

キーワード : acoustic radiation force impulse, elastography, lung, hemorrhage, mechanical index

目的：従来式超音波診断法より長いパルス持続時間（pulse duration: PD）で強力な音響パワーを出力する音響放射力インパルス（acoustic radiation force impulse: ARFI）エラストグラフィの安全性については，まだ検証の必要がある．我々は，ARFIにより引き起こされる肺損傷のリスク並びにこのリスクと最大負音圧（peak rarefactional pressure amplitude: PRPA）およびメカニカルインデックス（mechanical index: MI）との関係について評価した．方法：18羽および2羽のウサギをそれぞれARFI群（PD: 0.3 msのプッシュパルスを照射）およびシャム群に割り付けた．中心周波数5.2 MHzのリニアプローブを肋骨弓下に設置して経肝的に肺に向けて30回のARFI照射を左右それぞれで実施した．derated PRPAは6つのARFI群間で変化させた（0.80 MPa，1.13 MPa，1.33 MPa，1.70 MPa，1.91 MPaおよび2.00 MPa）．結果：肺出血の発生率およびその平均面積はARFI群でそれぞれ0/6，0/6，1/6（1.7 mm²），4/6（8.0 mm²），4/6（11.2 mm²），5/6（23.8 mm²）およびシャム群で0/4であった．ロジスティック回帰分析によってPRPAの増大が肺損傷（肺出血）発生と有意に関連していることが示され（オッズ比：207，p ‹ 0.01），その閾値は1.1 MPa（MI：0.5）と推定された．またスピアマンの順位相関係数から，PRPAと肺出血の面積との間には正の相関（r = 0.671，p ‹ 0.01）が示された．結論：本研究から，ウサギにおいて臨床条件下のARFIにより引き起こされる肺出血のリスクがPRPAの増大に伴って上昇することが明らかになった．このことから，特に肝臓，心臓または乳房などの検査中，もしARFIが意図せず肺に向けられた場合にARFIエラストグラフィによる肺損傷の潜在的リスクがあることが示唆される．

Purpose: The safety of acoustic radiation force impulse （ARFI） elastography, which applies higher acoustic power with a longer pulse duration （PD） than conventional diagnostic ultrasound, is yet to be verified. We assessed the ARFI-induced lung injury risk and its relationship with peak rarefactional pressure amplitude （PRPA） and mechanical index （MI）. Methods: Eighteen and two rabbits were included in the ARFI （0.3-ms push pulses） and sham groups, respectively. A 5.2-MHz linear probe was applied to the subcostal area and aimed at both lungs through the liver for 30 ARFI emissions. The derated PRPA varied among the six ARFI groups—0.80 MPa, 1.13 MPa, 1.33 MPa, 1.70 MPa, 1.91 MPa, and 2.00 MPa, respectively. Results: The occurrence of lung hemorrhage and the mean lesion area among all samples in the seven groups were 0/6, 0/6, 1/6 （1.7 mm²）, 4/6 （8.0 mm²）, 4/6 （11.2 mm²）, 5/6 （23.8 mm²）, and 0/4 （sham）, respectively. Logistic regression analysis showed that derated PRPA was significantly associated with lung injury occurrence （odds ratio: 207, p ‹ 0.01）, with the threshold estimated to be 1.1 MPa （MI, 0.5）. Spearman’s rank correlation showed a positive correlation between derated PRPA and lesion area （r = 0.671, p ‹ 0.01）. Conclusion: This study demonstrated that the occurrence and severity of ARFI-induced lung hemorrhage increased with a rise in PRPA under clinical conditions in rabbits. This indicates a potential risk of lung injury due to ARFI elastography, especially when ARFI is unintentionally directed to the lungs during liver, heart, or breast examinations.