超音波検査は.音響イメージングとも呼ばれ.造影剤を用いて後方散乱エコーを強調し.超音波診断の分解能.感度.特異性を著しく向上させる技術である。 機器の性能向上と新しい音響造影剤の出現により.超音波診断は.心筋.肝臓.腎臓.脳などの実質的な臓器の二次元超音波画像と血流ドップラー信号を効果的に増強し.正常組織と疾患組織の血液灌流を反映・観察できるため.非常に重要かつ有望な方向性を持つようになった。 2次元超音波.ドップラー.カラーフローイメージングに続く第3の革命と言われています。
超音波診断の原理
血球の散乱エコー強度は軟部組織の1000～10000分の1であり.2次元表示では「無エコー」として現れ.通常は心室の内膜や大血管の境界を容易に確認することができる。 しかし.残響の存在や解像度の限界から.心内膜がぼやけたり.細い血管が描出できないことがあります。 超音波検査は.造影剤によって血液の後方散乱を強調し.血流を明瞭に可視化することで.特定の疾患の鑑別診断に用いる手法です。 造影剤は心臓の壁よりも血液の方が均一に反響するため.また造影剤は血液と一緒に流れるため.アーチファクトが起こりにくい。
超音波造影剤
用途に応じて.さまざまな造影剤が必要とされる。 現在最も注目されているのは.組織の灌流状態を可視化するために用いられるマイクロバブル造影剤です。 直径10ミクロン以下の小さな気泡は.一般にマイクロバブルと呼ばれています。 造影剤の世代は.マイクロバブル内に封入されたガスの種類に基づいています。 第1世代の造影剤マイクロバブルは空気を含み.第2世代の造影剤マイクロバブルは不活性ガスを含んでいます。
Schering Levovistに代表される第1世代のマイクロバブル音響造影剤は.カプセル化された空気の殻が厚くて割れやすく.共鳴能力が低く.安定性が十分ではありません。 気泡が壊れないと高調波は弱く.気泡が壊れると高調波は豊かになる。 そのため.イメージングには通常.マイクロバブルを破裂させることが使われます。 破裂の瞬間を利用して.より強度の高いハーモニクスを発生させるのです。 心臓用には心臓トリガー.腹部用にはマニュアルトリガーが使用される。 Bracco社（イタリア）のSonovueに代表される第2世代のマイクロバブル造影剤は.高密度の不活性ガス六フッ化マットを含み.安定性が高く.造影剤は薄くて柔らかい外膜を持ち.低音圧の作用下で.マイクロバブルも良い共鳴特性を持ち.振動が壊れていない.強い高調波信号を生成することができ.低ノイズのリアルタイム高調波画像を得ることができます.これ 低 MI 音響ビームは.臓器内のマイクロバブルを壊さずに保存する効果があり.個々のセクションをスキャンする時間を長くすることが容易です。 新世代の造影剤の開発により.リアルタイムのグレイスケール灌流イメージングが可能になった。 米国では現在.以下の超音波造影剤が臨床使用されている：Definity.Optison.Imagent；SonovueはまだFDAに承認されていない。
中国で大量生産に成功し.動物実験で使用されている超音波造影剤は以下の通りです。
(1) リン脂質系造影剤であるクロリカ（CNUCA）は.すぐに使える粉末マイクロバブルと.使用前に準備する必要があるマイクロバブル前駆体物質に分かれていますが.まだ臨床使用の段階には至っていません。
（2）アルブミンベースの超音波マイクロバブル剤であるペルフルオロヘキサンは.現在正式に生産されています
新しい高品質の音響造影剤は.以下の特徴を持つべきである：
（1）高い安全性と低い副作用.
（2）直径10ミクロン以下の均一なマイクロバブル・サイズと制御性.毛細血管を自由に通過でき赤血球と同様の血液力学的特性である。
（3）豊かなハーモニクスを生み出す能力.
（4）良好な安定性。 マイクロバブルは.良好な散乱性.豊かな倍音発生能力.音圧による破裂効果という3つの重要な特性を持っています。 組織イメージング用の音響造影剤の開発が急速に進んでいるほか.診断と治療の両方の役割を持つ標的音響造影剤の研究も進められています。
超音波イメージング
従来のコントラストハーモニックイメージングに加えて.間欠的超音波イメージング.エネルギーコントラストハーモニックイメージング.インバースパルスハーモニックイメージング.刺激音響放射イメージング.低機械指数イメージング.コントラスト剤バーストイメージングなどがある。
「コントラストタイム」.「MI値」.「音響強度」.「リアルタイムダイナミックハードディスクストレージ」などのパラメータを適切に提供できることが必要です。
1.ブラストイメージング法 第一世代の造影剤を使用する場合.血管臓器や組織における造影剤の分布に関する情報を観察するために.ブラストマイクロバブルを使用して豊かなハーモニクスを得ることが多い。 ブラストコントラストハーモニックイメージングは.心筋灌流の画像を得るために心電波形トリガーを用いて行われ.肝臓などの腹部臓器の場合は.腫瘍への造影剤灌流の時間画像を得るために手動トリガーを用いて行われます。
2.低メカニカルインデックスイメージング メカニカルインデックスMIが0.15以下の放射超音波を使用する場合.低メカニカルインデックスと呼ばれます。 このような超音波を用い.マイクロバブルが壊れるエネルギーよりも低いエネルギーでイメージングを行うことを低メカニカルインデックスイメージングと呼びます。 この方法では.血流の連続的な高調波イメージングが可能であり.また組織の高調波による干渉を低減することができる。 この手法では.第2世代の造影剤を使用します。
超音波診断の臨床応用
心臓音響イメージング技術は.1960年代後半の臨床応用以来.大きく発展し.先天性心疾患の診断における右心音響イメージングの価値は十分に確立されている。 また.マイクロバブルを含む造影剤を末梢静脈から直接注入して冠動脈に到達させ.心筋微小循環の健全性を評価する心筋灌流超音波検査（MCE）も.純粋な定性試験から定量試験へと移行し.徐々に臨床の場へ進出してきています。
その他の臓器（肝臓.腎臓.子宮.乳房など）における超音波検査の臨床利用は.腫瘍の検出と質的診断において非常に重要であることが証明されています。 研究によると.肝腫瘍の数の診断において.音響画像は従来の超音波やスパイラルCTよりも優れている。特に1cm以下の病変の検出において.音響画像はスパイラルCTよりも優れているか.少なくとも同程度の感度を持つことができる。 CTやMRIに比べ.音響画像は安全性が高く.アレルギー反応がない.リアルタイム.検査費用が比較的安いなどの利点があります。
超音波診断の未来
将来の超音波診断剤は.治療薬や治療用の遺伝子などを運ぶことができるようになります。