泌尿器科における超音波検査

超音波は、医学において最も利用しやすい診断法の一つです。泌尿器科では、超音波を用いて泌尿生殖器の構造的および機能的変化を検出します。ドップラー効果（エコードップラーグラフィー）を用いて、臓器および組織の血行動態変化を評価します。低侵襲性外科的介入は超音波制御下で行われます。さらに、この方法は開腹手術においても病変の境界を特定し記録するために用いられます（術中エコーグラフィー）。開発された特殊な形状の超音波センサーは、腹腔鏡検査、腎盂鏡検査、膀胱鏡検査の際に、特殊な器具に沿って体内の自然開口部を通過させ、尿路に沿って挿入することを可能にします（侵襲的または介入的超音波法）。

超音波検査の利点は、その入手しやすさ、ほとんどの泌尿器疾患（緊急疾患を含む）における高い情報量、そして患者と医療従事者への無害性などです。この点において、超音波検査はスクリーニング法、すなわち患者の機器検査のための診断探索アルゴリズムの出発点と考えられています。

医師は、さまざまな技術的特性を備えた超音波装置（スキャナー）を自由に使用でき、内部臓器の2次元および3次元画像をリアルタイムで再現できます。

最新の超音波診断装置のほとんどは、2.5～15MHz（センサーの種類によって異なります）の周波数で動作します。超音波センサーは直線状または凸形状で、経皮、経膣、経直腸検査に使用されます。ラジアルスキャントランスデューサーは、通常、介入型超音波検査に使用されます。これらのセンサーは、直径と長さが異なる円筒形をしています。硬質と軟質の2種類があり、単独で、または特殊な器具（腔内超音波、経尿道超音波、腎内超音波）を用いて、臓器や体腔に挿入して使用します。

診断検査に使用される超音波の周波数が高いほど、解像度は高くなりますが、透過性は低くなります。この点において、深部臓器の検査には2.0～5.0MHzの周波数のセンサー、表層および表在臓器のスキャンには7.0MHz以上の周波数のセンサーの使用が推奨されます。

超音波検査では、グレースケールエコー図上の体組織はそれぞれ異なるエコー密度（エコー原性）を示します。音響密度の高い組織（高エコー）は、モニター画面上で明るく表示されます。最も密度の高い組織（結石）は、輪郭が明瞭な構造として可視化され、その背後に音響陰影が定義されます。音響陰影は、結石表面からの超音波の完全反射によって形成されます。音響密度の低い組織（低エコー）は画面上で暗く表示され、液状組織は可能な限り暗く表示されます（エコー陰性（無エコー））。音エネルギーは液体媒体にほぼ損失なく浸透し、通過時に増幅されることが知られています。そのため、センサーに近い液状組織の壁はエコー原性が低く、センサーから遠い液状組織の壁は音響密度が高くなります。液状組織の外側にある組織は、音響密度が高くなるという特徴があります。この特性は音響増幅効果と呼ばれ、液状組織を検出するための鑑別診断特性と考えられています。医師は、音響抵抗に応じて組織の密度を測定できる装置（超音波密度測定法）を備えた超音波スキャナーを備えています。

血管の可視化と血流パラメータの評価は、超音波ドップラーグラフィー（USDG）を用いて行われます。この手法は、1842年にオーストリアの科学者I.ドップラーによって発見され、彼の名にちなんで名付けられた物理現象に基づいています。ドップラー効果とは、超音波信号が移動物体から反射される際の周波数が、信号伝播軸に沿った移動速度に比例して変化する現象です。物体が超音波パルスを生成するセンサーに向かって移動すると、反射信号の周波数は増加し、逆に信号が移動物体から反射される際には周波数は減少します。したがって、超音波ビームが移動物体に遭遇した場合、反射信号の周波数構成はセンサーによって生成される振動とは異なります。反射信号と透過信号の周波数差から、検査対象物体の超音波ビームと平行な方向の移動速度を判定できます。血管の画像は、カラースペクトルとして重ね合わせて表示されます。

現在、3次元超音波は実際に広く使用されるようになり、検査対象の臓器、その血管、およびその他の構造の3次元画像を取得できるようになり、当然のことながら超音波検査の診断能力が向上しています。

3次元超音波の登場により、マルチスライスビューとも呼ばれる超音波断層撮影という新たな診断法が誕生しました。この方法は、3次元超音波検査中に得られた体積情報を収集し、それを所定の間隔で3つの平面（体軸方向、矢状方向、冠動脈方向）に分割するというものです。ソフトウェアは情報の後処理を行い、磁気共鳴画像法（MRI）に匹敵する品質のグレースケール階調で画像を表示します。超音波断層撮影とコンピュータ断層撮影の主な違いは、X線を使用しないことと、検査が絶対的に安全であることです。これは、妊婦に実施する場合に特に重要です。