超音波ドップラー腎超音波検査

超音波ドップラーは、腎臓超音波検査を補完する重要な検査です。超音波ドップラーを用いることで、腎動脈狭窄を検出できるため、医師は「腎血管萎縮」といった漠然とした診断に頼る必要がなくなります。ドップラーは、病理学的状態が組織の構造変化につながる前に検出することができます。

腎移植は、腸骨窩に位置している場合、超音波検査で明瞭に観察できます。移植拒絶反応を早期に検出できます。さらに、移植腎の動脈と静脈を正確に識別できます。超音波ドップラー検査は、移植腎の評価において、ほぼすべての核医学検査や血管造影検査の代替として使用できます。

超音波ドップラーグラフィーは、泌尿器科および男性科学の研究においても重要な役割を果たしています。その迅速な検査法は、陰嚢の急性疾患の鑑別診断に用いられ、外科的治療または保存的治療の適切な決定に役立ちます。また、超音波ドップラーグラフィーは勃起不全の評価においても重要な病因情報を提供します。この方法は、侵襲的な診断法に取って代わることが多くなっています。

超音波ドップラー検査が適応となる状況:

• 30歳未満の高血圧
• 右腎臓と左腎臓の大きさの差が1.5cm以上
• 3種類の薬剤による降圧療法にもかかわらず、特に重度の全身性動脈硬化症において、拡張期血圧が105 mmHgを超える
• |ACE阻害薬またはAT-1受容体拮抗薬による治療中のクレアチニン値の上昇

腎動脈超音波ドップラー検査の適応

超音波ドップラー検査は、臨床データから腎血管性高血圧が疑われる場合にのみ適応となります。動脈性高血圧の患者全員を検査することは無意味であり、不当な数の偽陽性結果につながる可能性があります。

腎臓検査：検査法と正常な超音波解剖

患者は空腹時に検査を受けます。腎動脈は通常、深いところまで通っているため、2.0～3.5MHzの低周波プローブを使用します。

センサーの構造と位置

右腎動脈は、大動脈の10時の位置（断面で）から始まり、上腸間膜動脈の起始部のわずかに下から始まり、後方に進み、下大静脈の背後を通って右腎門に達します。左腎動脈は、大動脈の約4時の位置、通常は右腎動脈と同じ高さから始まり、大動脈から門脈に向かって約3cmまで追跡できます。左腎動脈は、小腸のループに重なり合うガスによって見えにくくなることが多いため、通常、右腎動脈よりも観察が困難です。

主要腎動脈に沿って5点で角度補正された速度測定が行われます。正常なピーク速度は50～160 cm/sの範囲です。

患者の20%には追加の腎動脈が存在します。これらの見逃しを避けるため、主腎動脈の起始部から頭側および尾側方向に大動脈をスキャンする必要があります。

腎動脈は、トランスデューサーを右鎖骨中線に沿って配置して斜め冠状縦断面で観察するか、腹腔をスキャンするときに横向きに配置することで観察できます。

最良の画像を得るには、剣状突起と臍の中間に探触子を配置します。腸管内のガスによって大動脈の観察が妨げられる場合は、探触子を剣状突起下レベルまで移動させて下方に傾けるか、より尾側レベルでスキャンし、探触子を上方に傾けます。検査中のガスの位置に基づいて、最適な音響窓を選択します。

腎臓の正常な超音波画像

右腎動脈の起始部をカラーモードで観察すると、蛇行した血管にしばしば色反転帯が見られます。比較的暗い色調は、この正常な現象と、近位腎動脈狭窄によるぼやけによって生じる明るい色の変化を区別するのに役立ちます。

患者を左側臥位に寝かせ、斜め冠状縦断像を撮影します。トランスデューサーは鎖骨中線に沿って縦断的に配置します。大静脈が縦断像に現れるまで、トランスデューサーを傾けます。腸内にガスが存在するために観察が困難な場合は、適切な音響窓が選択されるまでトランスデューサーを移動および傾けます。大動脈は大静脈の「背後」に観察されます。右腎動脈は大動脈からトランスデューサーに向かってまっすぐ伸びています。トランスデューサーに向かう血流はドップラー周波数に大きな変化をもたらし、明瞭なドップラースペクトルをもたらします。大動脈から伸びる左腎動脈は、トランスデューサーとは反対方向に伸びています。この平面は複数の腎動脈を特定するのに最適です。

腎葉間動脈からのドップラースペクトル

腎臓は、患者を右側臥位および左側臥位に置いたBモードで観察すると最もよく描出されます。ほとんどの患者では、標準的な仰臥位でも観察できます。最適なBモード画像が得られたら、カラーモードとデュプレックススキャンを有効にし、3つの葉間動脈の近位、中位、遠位の各3分の1ずつで抵抗指数を順に測定します。健常者では、片腎と両腎で抵抗指数はわずかに異なります。平均値は、各腎臓の抵抗指数から算出されます。

健常者における抵抗指数の値は、年齢と測定部位によって異なります。主動脈では、門脈領域（0.65±0.17）の方が遠位の小動脈よりも高く、葉間動脈（0.54±0.20）で最も低くなります。同等の動脈を検査することによってのみ、比較可能なデータが得られます。腎盂と実質の接合部ではこれらの血管が観察しやすいため、分節動脈と葉間動脈を選択するのが最適です。これらの血管は通常、センサーの真下に位置し、ドップラー周波数に大きな変化をもたらすため、高品質のカラー画像とスペクトル画像が得られます。

腎動脈抵抗指数の加齢変化

抵抗指数の値は年齢に依存し、年齢が上がるほど高くなります。高齢患者では、血流はより「脈動」します。間質線維化により、腎血流抵抗が増加し、濃縮機能が低下します。

腎灌流に影響を与える因子

年齢は腎血管抵抗指数に影響を与える唯一の要因ではありません。表には、抵抗指数の値を解釈する際に考慮しなければならない腎内および腎外因子が示されています。これらの因子は、移植腎では生来の腎よりもはるかに多く見られます。両側に存在する場合、腎動脈狭窄（RAS）の診断における左右の腎の抵抗指数の比較には影響しません。

増加の理由	血流抵抗の病態生理学
急性腎不全	間質性浮腫による腎臓の腫脹、メサンギウムの収縮および輸入血管の狭窄を伴う尿細管糸球体傍転位
腎盂閉塞	尿細管内の液体が間質に逆浸透することによる間質性浮腫
腎外圧迫	被膜下血腫またはその他の腫瘤による間質圧の上昇
拡張期血圧が低い	拡張期における推進力の不足（例：重度の大動脈弁閉鎖不全症による）
徐脈	延長した拡張期の終わりに血流が不十分になる
間質性瘢痕	小動脈の間質線維症または硬化により、末端動脈枝の希薄化が起こり、血流抵抗が増加する
急性拒絶反応	間質性拒絶反応：リンパ球間質浸潤による移植片の腫大 血管拒絶反応：腎内小動脈の狭窄による抵抗の増加
シクロスポリンAの毒性作用	シクロスポリンAは輸入血管に血管収縮作用を有する。

動脈内腔の狭窄は通常、血流の加速を引き起こします。50%未満の狭窄では血流の加速はわずかで、狭窄度が増すにつれて血流速度は急激に上昇し、狭窄度が100%に近づくと血流速度は急激に低下します。この血流の加速により、ドップラー超音波検査では狭窄部が明るい色で表示されます。高解像度スキャンにより、狭窄部から遠位方向に広がる黄緑色のモザイク状の乱流を検出できます。しかし、カラーモードだけでは狭窄を診断できません。疑わしい部位では、血流速度を測定できるスペクトル画像を取得する必要があります。

経験豊富な専門医（腎動脈の超音波ドップラー検査を500回以上実施）は、最新の機器を用いて腎動脈の70～90%を描出できます。それ以外の腎動脈の描出はより困難で、成功率はわずか20～50%です。経験豊富な医師であれば、30～45分で完全な検査を行うことができます。

高度腎動脈狭窄の典型的な超音波所見は、20 cm/s を超える血流加速 (この図では 438 cm/s) と、影響を受けた腎動脈の内腔における狭窄後乱流です。

腎動脈狭窄の診断基準：

• 最高血流速度 > 200 cm/s（直接徴候）。
• 右点と左点の抵抗指数の差が 0.05 を超える (間接的な兆候) - 抵抗指数が低い腎臓の腎動脈狭窄。
• 両側の抵抗指数が年齢相応の値より低い - 両側腎動脈狭窄（間接的徴候）。
• 増加時間 > 70 ms (10 個の分節動脈で測定)。

腎動脈狭窄の診断基準

腎動脈狭窄の直接的な徴候は、主腎動脈における血流速度の200cm/sを超える上昇です。間接的な徴候は、70%を超える狭窄が血管の狭窄後部分で血流障害を引き起こすという事実に基づいています。狭窄後ピークは丸められていますが、この場合のピーク血流速度はわずか8cm/sです。これは、狭窄後部分における抵抗指数の低下につながります。反対側の腎臓と比較すると、右葉間動脈の1つに正常波が認められます。

狭窄部より遠位側では、加速時間の延長が測定されます。これは、収縮期加速の開始から曲線が平坦になるまでの時間です。このような狭窄の間接的な兆候を探すことで、腸内に大量のガスが存在するために腎動脈が観察できない場合でも、腎動脈狭窄の検出率が向上します。

心房細動の患者では、心拍ごとの拍出量の変化により、最高血流速度が心拍周期ごとに大きく変動することがあります。本症例では患者の肥満のため、左右の血流のカラー画像の品質は不良でしたが、最高血流速度が右腎動脈で約395 cm/s、左腎動脈で約410 cm/sまで上昇していることは明らかです。

移植腎臓 - 研究方法

移植腎の検査技術においては、移植腎の位置や手術吻合部の形状により、移植腎の動脈と静脈が本来の腎の動脈と静脈よりも奇妙な形状になる可能性があることを考慮する必要があります。移植腎は皮膚に近いため、通常は本来の腎よりも検査が容易です。最新の機器では、移植腎の動脈の95%以上を完全に観察することが可能です。

移植動脈狭窄

移植腎は機能している単腎であり、代償性肥大を起こす可能性があります。腎血流は腎機能に大きく依存するため、腎動脈狭窄と診断するのに十分な血流速度の閾値を、生来の腎のように定義することはできません。肥大した機能的な移植腎が存在する場合、狭窄していない動脈の血流速度は250 cm/sを超える可能性があります。移植腎が慢性的に機能不全に陥り、腎容積が減少している場合、局所的な血流速度が250 cm/sまで上昇すると、基底動脈の残りの部分の血流速度が50 cm/sに過ぎない場合でも、有意な腎動脈狭窄を示唆する可能性があります。

したがって、狭窄前または遠隔狭窄後における血流の2.5倍の局所的な加速（例えば、100cm/sに対して260cm/s）は、移植腎の動脈における狭窄の最初の兆候です。狭窄検出における超音波ドップラー法の感度と特異度は90%を超えます。移植腎では、自己腎とは異なり、左右の腎臓を比較することができず、血流抵抗は他の多くの要因に左右されるため、間接的な狭窄兆候は存在しません。

静脈グラフト血栓症

移植静脈の完全な血栓症は、門脈領域の静脈が検出できないことと、腎内動脈に特徴的な双方向の血流があることで認識されます。

このパターンは、完全な腎静脈血栓症によって血流抵抗が最大限に増加した結果です。収縮期に腎動脈を流れる血流は、拡張期に逆流します。腎動脈の血流はゼロまで減少し、1心拍周期の平均血流速度もゼロになります。これは、ドップラースペクトルにおいて、収縮期血流期間中の基底より上側の面積が、拡張期における基底より下側の逆流面積に等しいことを意味します。このパターンは移植静脈血栓症に非常に特異的であるため、観察された場合は、追加検査なしで直ちに外科的介入が必要となります。

移植腎における動静脈瘻

ほとんどの場合、瘻孔は生検によって生じます。カラードップラー超音波検査では、瘻孔は非特異的な赤と青のモザイク模様のように見えます。栄養動脈において抵抗の低下と拡張期血流の増加が認められ、排出静脈において血流増加の脈動パターンが検出されれば、診断が確定します。瘻孔が大きい患者は、再生検を行う際に出血性合併症のリスクが高くなります。

移植拒絶反応

ドップラー超音波検査は、腎移植拒絶反応の早期兆候の検出において特に重要です。血流抵抗の上昇は拒絶反応の早期兆候であり、腎機能低下（クレアチニン値）の約2日前に現れます。しかし、腎内外の様々な因子が移植腎の抵抗指数と脈動指数を上昇させる可能性があるため、抵抗の上昇は必ずしも特異的な兆候ではありません。

抵抗指数の上昇を一度検出しただけでは、それが虚血後急性腎不全によるものか、移植拒絶反応によるものかを判断することはできません。抵抗指数の上昇を一連の検査（3～4日ごと）で確認する方が、抵抗指数の値が一度だけ変化しただけの検査よりも、拒絶反応のより信頼性の高い指標となります。ほぼすべての研究において、抵抗指数と脈動指数はほぼ同じ診断値を示しているため、抵抗指数よりも脈動指数の毎日の上昇の方が拒絶反応のより適切な基準となります。これは、拡張期血流が一定でゼロの患者においては、抵抗指数よりも脈動指数の方が収縮期流入血流の小さな変化をよりよく反映するからです。

脈拍指数が上昇した場合は、移植生検を行うことをお勧めします。生検を行うことで、移植拒絶反応と治療の早期確認が可能になります。

脈動指数の上昇が治療に反応して低下しない場合は、治療が不十分である可能性があります。そのような場合は、さらなる免疫抑制の必要性を評価するために、再度生検を行うことが推奨されます。