QUS使用の実際 - 日本骨粗鬆症学会

序 文
委員長福
永仁夫
副委員長串
田一博
周知のごとく定量的超音波法*QUS+装置は各種骨量測定装置の
うち末梢骨二重エネルギ X 線吸収測定法*DXA+装置に次いで普及
しているQUS は被曝がなく簡便であるので骨粗鬆症の検診に
用いられているまたQUS で得られる指標については超音波速度
*SOS+は骨の密度を広帯域超音波減衰係数*BUA+は骨梁の分布状態
を表すといわれるこのようにQUSはDXAとは別のユニクな特徴
を有している
QUS による骨粗鬆症予防のための精検基準はすでに報告されている
がQUS の使用から応用までについての解説書は少ないそこで日本
骨粗鬆症学会は骨強度測定機器の評価と臨床応用に関する委員会を設
置しその活動の一つとして6QUS 使用の実際7を作成した
6QUS使用の実際7ではQUSは骨折リスクの予知に有用であること
が示されている検診などでQUSを使用する際の一助として利用され
ることを期待している
QUS使用の実際
1
QUS の原理
川崎医科大学放射線医学*核医学+
曽根照喜
E A)V2.N/m2/②
はじめに
3
超音波骨量測定の臨床応用は1 9 8 4 年に
Langton らが大腿骨頸部骨折の有無により踵骨
の超音波指標が異なることを報告したことに始
1)
まる またQUS*quantitative ultrasound+の
用語は1992 年に Genant らによって提案され
として与えられる*)密度.kg/m /+
一方種のin vitro実験からEと)の間に
は以下の関係が知られている
*kk1k2k3
3)
は定数一般にA 2 ! 3+ E
k) ③
式②③より
2)
使用されるようになった E
k1V2/*=1+④
を計測しこれらの計測値によって骨量が推定
)
k2V2/*=1+⑤
される測定装置は透過型と反射型*または
また経験的に骨の圧縮強度と弾性率は比例
QUSでは骨内を伝搬する超音波の減衰や速度
semi–reflection型+
とに大別されるが普及装置
の多くは透過型で踵骨が測定対象とされる踵
骨QUS装置では送波用と受波用の超音波振動
子*トランスデュサ+が踵部を挟んで位置し
することから最大圧縮強度 Su は
Su A k3V2/*=1+⑥
と近似できる
踵骨SOSの計測方法には軟部組織を含めた
振動子間を透過する超音波の減衰や伝搬速度が
踵 部 の 透 過 速 度* V h e a l + 踵 骨 の 透 過 速 度
計測される*図 1+踵部に超音波用ゼリなど
*Vbone+TOF*time of flight+速度*Vtof+の 3 種
を塗布し振動子と密着させて測定する方法
類の速度を求める方法があるTOF法は主に湿
*乾式+と測定部位を水槽に浸した状態で測定
式法で用いられ固定された振動子間の超音波
する方法*湿式+がある
伝搬時間を水だけの状態と踵部を浸した状態
本稿では踵骨QUSを中心にQUSの原理を概
とで計測し両者の差
*At+から以下のように計
4)
算される 説する
Vtof A
超音波伝搬速度*speed of sound:
SOS+
I.
伝搬速度 V は伝搬距離 x.m/と伝搬時間 .
t s/
から
VA
V wx
x =*AtVw+
⑦
*x踵の幅Vw水中での SOS+
骨幅*あるいは軟部組織厚+を超音波反射法を
用いて測定しV bone を得ることも可能である
が軟部組織厚測定の誤差が加わるためSOS
x
t
の測定誤差が増大する可能性が指摘されている
.m/s/①
によって求める超音波は弾性波動であり媒
質*骨+の弾性的な性質に支配されて伝搬する
伝搬方向の媒質の径が超音波の波長に比べて十
分小さく均質な媒質ではヤング率 E は
II. 超音波の減衰*attenuation of ultrasound+
超音波は散乱と吸収により減衰し減衰量は
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
21(21)
周波数に依存する多くの物質では高周波数域
として式⑧をプロットした時の傾きが QUS で
ほど減衰が大きくなり一定の周波数域におい
用いられる超音波減衰係数*broadband ultra-
て両者は線形関係にある
sound attenuationBUA+に相当する*図 2+実
踵骨測定において超音波減衰量の周波数依
際には広帯域のパルス波を用いて透過波のス
存性をみるためにはたとえば超音波の周波
ペクトル解析を行うことにより BUA を計算し
数 f を 0.1 から 1 の範囲で変化させながら受信波
の振幅を測定する水のみの状態での振幅 Aw
ている
AOS–100 ではBUA に相当する指標として
*f+と踵骨部を入れた状態での測定値 Ab(f)の比
透過指標*transmission indexTI+が測定され
によって骨内での超音波減衰量が得られる超
るTIは超音波の受信透過波形の半値幅で決定
音波の減衰は透過厚 x に比例するため超音波減
される値で定性的には骨量の高いほうが高
衰係数$( f ) は
$
*f+A
周波成分の減衰が相対的に多くなり半値幅が
8.686
x
ln
( )
Aw*f+
Ab*f+
広くなる
< ln*TtbTbt+
.dB/cm/⑧
で求められる*Ttb と Tbt は軟部組織と骨との間
III.その他の主な超音波骨量指標
の振幅透過系数+5)周波数を x 軸強度を y 軸
A–1000 では SOS と BUA を組み合わせた stiffnessが算出されるこれは若年成人が100S
骨粗鬆症患者が60S程度の値になるようにSOS
とBUAを変換し両者を平均した値で物理指
標としての stiffness とは異なる計算は以下の
ように行われる 4)
水
踵骨
送波用
振動子
*BUA = 50+
? 100
SYNBUA A
75
受波用
振動子
*SOS = 1380+
? 100
SYNSOS A
180
図 1踵骨 QUS*湿式+の概要
stiffness A
乾式では超音波用ゼリを介して超音波振動
子と踵部が密着する
SYNBUA <SYNSOS
2
A 0.667 ? BUA < 0.278 ? SOS = 417
（A）
（B）
高密度
低密度
強度（dB）
強度（dB）
水
低密度
高密度
0.1
1.0
周波数（MHz）
図2
0.1
1.0
周波数（MHz）
超音波減衰係数*BUA+の測定原理
骨透過後の超音波強度スペクトル*A+を水のみの場合と比較し両者の差*減衰+を
周波数を x 軸としてプロットする*B+回帰直線の傾きが BUA に相当する
22(22)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
stiffness には物理指標としての意味は特にな
測定原理は正確には均質な媒質において成立
いが測定精度の向上や温度変化などによる誤
する一方QUSの測定対象の海綿骨は多孔
差の軽減に寄与する
AOS–100 では SOS と TI を組み合わせた音響
性網目構造の骨梁と内部を満たす骨髄よりなる
的骨評価値*osteosono-assessment indexOSI+
部を伝搬する音波は均質媒質とは異なった特性
が算出される
を示すのが普通であるたとえば海綿骨に入
OSI A TI ? SOS
2
混合媒質であるこのような不均質な媒質の内
射した超音波は詳しく観察すると速度の異な
TI を密度と仮定すると式②により OSI はヤ
ング率に相当する値と考えられる
る 2 種類の縦波*高速波と低速波+に分かれて伝
搬する 6)今後さらに骨内での超音波伝搬特性
が解明されることによりより正確なQUSが可
能になるものと期待される
おわりに
本稿で紹介した超音波の伝搬速度や減衰量の
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
23(23)
QUS使用の実際
2
QUS 装置
浜松医科大学整形外科
山崎薫
化されたこのほかに DTU–One*Osteometer
社+UBIS–5000*DMS 社+のように超音波像を
I.種の QUS 装置
quantitative ultrasound*QUS+が健康保険制度
描写する imaging 機能を備えた装置やプロ
のもとで骨粗鬆症の診療に利用できるように
ベを任意の骨にあてることによってさまざまな
なったのはごく最近であり臨床治験やリサ
骨の超音波伝搬速度ができるユニクな装置
チのために利用されていた時期を含めてもその
Omnisense*Sunlight 社+もあるわが国でも最
歴史はたかだか 10 数年という骨評価法である
近 imaging 機能を備えた前腕骨用のQUS 装置が
しかし超音波で骨を評価する方法はX 線撮
開発され現在臨床治験が行われており実用
影が困難なサラブレッドの骨の状態を管理評
化される日も近い
価する目的で古くから利用されておりまた工
国際的にはこれ以外にもQUS装置として開発
業界では製品の品質管理や装置の機械的劣化
されたものは数多く存在するが中途で開発が
固定のゆるみなどを探索することに用いられる
中止されたりいろいろな事情でわが国への導
など物質の強度を探索する方法としての歴史
入が断念されたものも多い現在わが国で使用
が認可され広く普及した QUS 装置はA–1000
は意外に長い
QUSがわが国の臨床の場に登場したのは1990
年代に入ってからである米国より DXA*dual
AOSBenusCM100DM – US100CUBA
clinical である
energy X –ray absorptiometry+
が紹介され骨量
測定法に関する関心が非常に高まり始めた時期
でもありそれとともに Q U S も骨量*b o n e
II.QUS の基本原理
volume+のみでなく骨質*bone quality+も評価
QUS装置は透過型のものと反射型のものに大
できる可能性があるとして期待され開発実
別できるわが国で広く使われているQUSは踵
用化が進められたわが国では国産のものと米
骨を対象に測定する透過型のQUS装置でwater
国製の装置が数多く普及しているがQUSの研
バスを利用するwetタイプのものとwater bag
究は概して欧州のほうが盛んで欧州の研究者
などを利用するdryタイプのものがある一方
によって実用化された機種もかなり多い
反射型のQUSはプロベを下腿の表面にあて
QUS 装置の中では膝蓋骨を測定する Signet
*Osteo–Technology 社+がその先駆的役割を果
たした装置であるその後踵骨を測定する
Achilles A–1000*Lunar 社+SAHARA*Hologic
社+
UBA 575UBA 575 plus*Walker Sonix社+
CUBA clinical* McCue 社+UXA – 300AOS
*Aloka社+Benus*石川製作所)CM100*古野
電気+DM–US100*松下電器産業+や長管骨
を測定する Soundscan 2000*Myriad 社+Sonic
下腿骨の骨皮質を長軸方向に伝播する速度を測
定する
これらのQUS装置の基本的な測定原理はト
ランスデュサから発せられた超音波信号が対
象骨を透過した後もう一方のトランスデュサ
にて捉えられその信号がデジタル化された
後コントロルボックスに貯えられコン
ピュタに送られてデタが出力されるもので
ありおおよそ各機種共通である
1200*DBM 社+などがそれぞれ国の内外で実用
24(24)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
トランス
デューサー
骨
軟部組織
の関係にありこの式を上式に代入することに
より
SOS A*K ? density)1/2
と表現され超音波の伝搬速度は物質の密度と
弾性力の両者を加味した指標と表現されるさ
らに透過エコのみでなく反射エコも併用す
ることにより対象骨の骨および軟部組織厚の
情報を得て骨実質部の超音波伝搬速度 VOS
S1, T1
S2, T2
*velocity of sound+を算出できる
プロベを対象骨に直接当てる dry system を
採用する機種とwater バスあるいは water bag
D, T
図 1SOS の算出の概要
を使用するwater systemの装置があるがwater
超音波伝搬速度Aトランスデュサ間距離/透過時
間A D/T
骨実質部の超音波伝搬速度A骨幅/骨実質部透過時
間A*トランスデュサ間距離軟部組織厚+/*透
過時間軟部組織透過時間+
A D*S1 < S2+/T*T1 < T2+
DAトランスデュサ間距離TA透過時間S1<
S2 A軟部組織厚T1 < T2 A軟部組織透過時間
systemを用いている場合にはその水温が測定値
に影響を与える音波の伝搬速度は 1 気圧の水
中では水温に依存しその関係は
SOS A 1403 < 5t = 0.06t2 < 0.0003t3
*t は水温N)
で表されるしたがってこのシステムを用いる
装置では water バス内の水温が一定かつ体温に
近似するよう加温水温検出熱絶縁機能がつ
いている
1+超音波伝搬速度SOS*speed of sound)
*図 1+
2+超音波減衰係数BUA*broadband ultrasound attenuation+
*図 2+
SOS は単位時間当たりの超音波伝搬距離*m/
超音波はある密度をもった物質を透過する際
sec)である超音波伝搬時間は送信されたパ
には吸収されることによりその振幅が減少す
ルスから受信波の最初の部分までの透過時間を
るがこの音波の減衰の程度は透過する音波の
計測することによって求める方法が一般的であ
周波数によってそれぞれ異なった減衰率を示す
るが骨を透過した場合と骨のない場合での受
とされている踵骨を対象とした QUS 装置は
信波の到達時間のずれから伝搬速度を求める方
通常 0.1 ! 2MHz 程度の広帯域の周波数成分を
法を採用している装置もある
もっている超音波*その成分の大きさは各機種
この超音波伝搬速度がQUS装置で算出される
により異なりまたその中心となる成分の周波
意義は超音波伝搬速度がYoung率と物質の密
数も異なる+を透過させることによりそのそ
度によって規定されることにあるすなわち
れぞれの周波数における透過後の振幅をFourier
)1/2
SOS A*Young 率,N/m2-/density,Kg/m3-
transformアルゴリズムにより計測し広帯域の
の関係にあり一般に骨密度の増加にともなっ
透過スペクトラムを得るさらに水同等物質を
てYoung率は増加し音波は弾性の低い硬い骨
透過させた際の同様の透過スペクトラムを求め
ではより速い伝搬速度を示すこのことからよ
踵骨の透過スペクトラムをsubtractionするこ
り骨量の多い骨ではより高い超音波伝搬速度を
れによって水同等物質に対する踵骨の透過スペ
得ることになる
クトラムが求められそのスロプの傾き
*dB/
また物質の Young 率は
MHz+は透過した踵骨の骨硬度を反映しよ
Young 率*N/m2)A K ? density*Kg/m3)2
り骨密度の高い踵骨では傾きすなわち BUA
*K は物質固有の定数+
*dB/MHz)が大きい値を示すことになる
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25(25)
（dB）
水
踵骨
（dB）
水
踵骨
0.1
2（MHz）
（dB）
0.1
2（MHz）
（dB）
BUA
BUA↓
0.1
2（MHz）
0.1
正常
2（MHz）
骨粗鬆症
図 2BUA の算出
およそ 0.1 から 2MHz の広帯域の周波数をもった超音波が踵骨を透過
するこれが健常な骨であった場合には特に周波数の大きい領域の超
音波の減衰が大きいあらかじめ測定された水単独の場合の測定値と
の差をプロットしてその回帰直線を求めその傾きが BUA として算
出される骨粗鬆症の場合には水との差が小さく BUA は低くなる
②QUSのデタは温度に依存するため適正な
III.QUS の精度管理
環境下*15 ! 27Nの床面温度+で使用する
QUSは可搬性に優れ簡便で経済的効率
③トランスデュサ間の超音波パルスと対象
も高く骨量検診などのマススクリニング
骨が直交するように正しい測定肢位をとらせる
に最適な測定法である解析は自動化され用
ことが最も重要であるまた皮膚表面トラ
手操作部分は限られているためその扱いは
ンスデュサ表面での気胞*マイクロバブル+形
DXA装置ほど煩雑ではないしたがって高い
成を防止するために皮膚表面の脱脂を必ず実施
測定精度を得るために注意すべき点は限られて
する
おりQUS装置の原理をよく理解したうえで正
④踵骨用の QUS では足のサイズが小さい小
しい運用に心がければ精度の高い測定をするこ
児学童では踵骨後方に骨端核が存在するため
とは難しくないその要点を以下にまとめる
適正な測定は難しい小児用のスペサを使用
①専用の付属ファントムを使用し quality as-
して対応する扁平足凹足内反足外反足
surance*QA+を測定日ごとに実施し取得する
などの足部変形がある場合にはスペサを用い
基本デタを日更新する
ても正確な測定は難しい
26(26)
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QUS使用の実際
3
QUS の測定法
川崎医科大学附属病院核医学診療部
友光達志
用するただし身長と体重については再測定
I.は じ め に
し前回値から変動していれば新しい測定値を
QUS装置はウエット型とドライ型に大別さ
入力する
れるウエット型では測定部位である踵骨を水
2+足置き台の選択
槽内に入れて測定するのに対しドライ型では
A–1000 系成人女性では足置き台に底敷を 1
踵骨にゼリを塗布し直接接触振動子で挟ん
で測定を行う初期にはウエット型が主流で
枚は追加して使用する
AOS–100 系18 ! 22cm 用22 ! 25cm 用お
あったが最近ではほとんどの機種がドライ型
よび 25cm 以上用の 3 種類から被検者の足のサ
である
イズに応じて選択して使用する
ここではわが国における設置台数の多いA–
1000系とAOS–100系について測定法を概説す
ソックスやストッキングを脱がせる
る
皮膚表面の汚れや気泡を取り除くため検
3+被検者の準備
側踵部の内側と外側をアルコル綿できれいに
拭う
II.測定 7,8)
検側踵部の内側と外側に超音波用ゼリを
1装置の QA
A–1000 系装置に付属している QA 用ファン
塗布する
A –1000 系では超音波用ゼリのほかに
トムまたは QA テスト用シリンダを用いて装置
の QA を行うつまりA–1000 と A–1000 Plus
アルコルも可としている
では QA 用ファントムを測定位置に設置して
A–1000 EXPRESS と A–1000 InSight では QA テ
スト用シリンダを介して両側の振動子メンブレ
70Sイソプロピルアルコルや70Sエタノル
4+被検者の位置づけ
A–1000 系
足置き台に取りつけられているトウペグを
検側*右踵骨+の第 1 趾と第 2 趾の間に挿入して
ンを密着させて測定する
QA のための測定頻度はA–1000 では 24 時間
に 1 度A–1000 PlusA–1000 EXPRESS および
A–1000 InSight では 1 週間に 1 度とされている
正しく位置づける*図 1a+
踵部のアキレス腱側を足置き台に密着させ
る
AOS–100 系両側の振動子メンブレンを密着
ウエット型の A–1000 および A–1000 Plus で
させて測定し装置のQAを行うQAのための
は水槽内に温水が満たされた時点で測定を開
測定頻度は 1ヵ月に 1 度とされている
始する
ドライ型の A–1000 EXPRESS および A–1000
2測 定 法
1+患者情報の入力
InSightでは振動子メンブレン内に測定液が充
患者情報として患者 ID名前性別年
満することによって膨張し踵部が密着固定さ
齢
*生年月日+
身長体重の各情報を入力する
2回目以降の検査ではコンピュタに記憶
されている前回の患者情報を検索しそれを使
れる
AOS–100 系
検側*右踵骨+の第 2 趾を足置き台のセ
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
27(27)
タラインに合わせる*図 1b+
踵部のアキレス腱側を足置き台に密着させ
皮膚表面の汚れや気泡の除去の状態
ゼリなどの塗布の状態
足の設定位置
る
振動子メンブレンのハンドルを回転させて
踵部に密着させる振動子メンブレンは規定の
強さ以上になるとハンドルが空回りするので
A–1000 系では測定液温度
6+測定後の処置
振動子メンブレンに付着した超音波用ゼ
リなどを拭い去る
空回りするまで密着させる
振動子メンブレンや足置き台など被検者の
5+デタ収集
デタ収集を開始すると図2aに示すような
波形がディスプレイ上に表示される図2bのよ
うな異常な波形が表示された場合や測定値が明
らかに異常な値を示した場合は以下の項目を
チェックして再測定を実施する
踵部や足底部が接触した部位はアルコル綿
などで低レベルの消毒を行う
7+測定値の取り扱い
測定値の取り扱いはA–1000系ではstiffness
AOS – 100 系では OSI*osteosono–assessment
index+の若年成人平均値*young adult mean
YAM+を基準として行われるSYAM以外の判
a）
b）
定指標としてはT–scoreSage–matchedおよ
ト
ウ
ペ
グ
セ
ン
タ
ー
ラ
イ
ン
び Z–score があるそれぞれの算出は以下のよ
うに行う
SYAM A*被検者の測定値 /YAM 値+? 100
T–score A*被検者の測定値= YAM 値+/YAM
値の標準偏差
Sage–matchedA*被検者の測定値/被検者と
同年代の健常者の平均値+? 100
Z–scoreA*被検者の測定値=被検者と同年代
の健常者の平均値+/被検者と同年代の健常
者の標準偏差
経時的に測定したデタを取り扱う場合には
測定値が前回測定値に対して有意な変動を認め
るか否かを判定する必要がある有意な変動の
図 1QUS 装置における足部の設定位置
a+A–1000 系b+AOS–100 系
a）
判定基準には測定精度から算出される最小有意
変動*least significant changeLSC+9)を用いる
b）
図 2AOS – 100 における踵骨透過波形
a+正常波形b+異常波形
28(28)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
LSC*95S信頼+A CV ? 1.96 ?…2
出器+
が多くなってくるしたがって現状では
ここでCV は変動係数*coefficient of vari-
就学前の小児は測定対象外とするのが望ましい
ation+でありそれぞれの施設で求めた測定精
ただし最近では2Dマトリックスアレを検出
度を用いるなお90S信頼の場合は 1.96 の代
器側に装備しリアルタイム踵骨イメジング
機能をもった装置*A–1000InSight+が開発さ
わりに 1.64 を用いる
れており小児領域での応用が期待されている
8+装置のメンテナンスなど
A–1000 系
2ヵ月ごともしくは約 200 検査ごとに振動メ
②測定側の選択
測定側はA–1000 系および AOS–100 系とも
に右踵骨としている図 4 に 20 歳代男性 77 例
ンブレンを交換する
装置内部の測定水は内部を衛生的に保つた
めに6ヵ月に1度は洗浄および測定水の交換を
*平均年齢20.5歳+女性89例*平均年例20.2歳+
を対象としてAOS–100における測定値の左右
行う
AOS–100 系
差を検討した結果を示す男女ともに得られ
特になし
とは右足になんらかの障害を有する症例にお
たSOS値に左右差は認められなかったこのこ
いて左足を測定しても十分に評価が可能なこ
とを示している
III.測定時の注意事項
③測定温度の影響
測定時には多くの注意事項が存するが以下
超音波伝搬速度は媒質や温度に依存するこ
に①足置き台の選択②測定側の選択③測定
とが知られている同一対象の測定を考えると
温度の影響の 3 項目について概説する
媒質の変化はないので測定時の温度だけが問
①足置き台の選択
題となる水での伝搬速度は35Nでは1520m/
測定部位は踵骨外縁や距骨などを含まない
sec37Nでは 1530m/sec と2Nで 10m/sec の
踵骨中央部とされているしかし被検者に
差があるこれにより測定時の温度管理の重
よって足の大きさが異なることや接触振動子
要性が推測されるしかし皮膚などの表層部
が数 cm 直径のサイズを有していることなどか
は環境の温度に依存するのに対し深部は被検
ら測定位置に踵骨中央部を正しく位置づける
者の体温に依存するしたがって環境の温度
ためには足置き台の選択が重要となる
が測定値に及ぼす影響は比較的小さいので必
要以上の温度管理は不要である山崎10)はA–
図 3 に20 歳代男女 26 例*平均年齢20.9 歳
足の平均サイズ24.5cm+
を対象としてA–1000
における底敷 1 枚*約 2.5mm+を追加した時の測
定値への影響を検討した結果を示す底敷を追
p＜0.0001
1650
加することによって SOS が平均で 16.3m/sec の
1625
イズの小さい日本人では底敷を 1 枚追加して測
定する方が望ましいことを示しているまた1
枚の底敷で約 1Sの誤差を示したことから位
置づけに細心の注意を払う必要があることを示
している
SOS（m/sec）
低下が認められたこのことは比較的足のサ
1600
1575
1550
1525
1500
1475
小児を対象とした測定では専用の足置き台
1563.9±29.9
1547.6±29.1
基本底敷
基本底敷＋1枚
1450
が必要なことや踵骨と接触振動子のサイズの
関係から透過波以外の骨表面を伝搬した成分
*接触振動子h踵骨のアキレス腱側の骨表面h検
図3
A – 1 0 0 0 の足置き台における底敷の
SOS 値に対する影響
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
29(29)
b）
NS
1700
1700
1650
1650
SOS（m/sec）
SOS（m/sec）
a）
1600
1550
1500
NS
1600
1550
1500
1450
1450
右
左
右
左
図 4AOS – 100 における左右踵骨 SOS 値の比較
a+男性*n A 77+b+女性*n A 89+
1000 の適正環境として床面温度 15 ! 27Nが望
ましいと報告しているまたAOS–100 系では
系ともに極端に冷たい温度の屋外や車中での
振動子ユニット内に温度センサを内蔵してい
保管は装置自体の温度が測定値に影響を与え
るので環境の影響を受けにくいシステムと
る可能性があるので注意を要する
30(30)
なっているただしA–1000 系およびAOS–100
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
QUS使用の実際
4
QUS の基準値
鳥取大学医学部附属病院リハビリテション部
萩野浩
て採用しているものである
基準値
1+A–1000*GE 横河メディカルシステム+
表 1 ! 5 に超音波骨密度測定装置の基準値を
stiffness超音波減衰係数*broadband ultra-
示すこれらは各測定機メカが基準値とし
sound attentionBUA+
超音波伝搬速度
*speed
表 1A–1000 の基準値
BUA*dB/MHz+
stiffness
年齢
n
SOS*m/sec+
平均
SD
平均
SD
平均
SD
女性
20 ! 24
25 ! 29
30 ! 34
35 ! 39
40 ! 44
45 ! 49
50 ! 54
55 ! 59
60 ! 64
65 ! 69
70 ! 74
75 ! 79
80 ! 84
85 ! 89
90 ! 94
95 ! 99
1860
2260
2090
2553
2056
2726
2899
2651
1987
1329
687
360
127
103
51
9
93.1
91.0
89.5
88.4
86.6
84.7
79.8
73.6
69.9
67.5
64.4
60.0
50.5
46.5
47.0
38.0
13.2
12.2
12.1
11.9
11.8
11.6
11.4
9.8
9.3
9.5
10.0
11.4
11.3
9.9
6.0
3.3
113.1
112.0
111.4
110.8
109.8
109.4
106.4
102.4
99.8
98.1
95.9
92.7
84.5
81.4
81.0
71.8
10.1
9.2
9.7
9.5
10.1
9.0
8.7
7.7
7.5
7.9
8.4
9.0
10.3
9.3
6.5
3.2
1563.8
1558.7
1555.1
1552.2
1548.2
1542.3
1531.8
1519.1
1512.2
1507.5
1501.9
1493.5
1478.8
1472.2
1475.0
1464.6
29.3
27.7
27.1
27.2
26.6
26.5
25.3
21.9
20.8
20.5
21.2
23.9
21.0
19.1
12.1
8.1
男性
20 ! 24
25 ! 29
30 ! 34
35 ! 39
40 ! 44
45 ! 49
50 ! 54
55 ! 59
60 ! 64
65 ! 69
70 ! 74
75 ! 79
80 ! 84
85 ! 89
90 ! 94
439
458
503
480
407
352
383
409
467
378
232
108
50
40
11
103.1
95.6
94.0
91.1
90.7
87.7
85.8
85.2
83.4
80.0
77.0
74.9
69.6
57.0
60.8
16.6
15.2
14.8
14.4
14.2
13.3
13.4
12.1
13.1
12.9
13.1
15.5
14.2
10.3
6.7
122.9
119.2
119.2
117.4
117.9
114.8
114.9
114.4
112.8
110.2
108.2
105.9
100.9
91.8
94.4
11.5
11.0
10.6
9.9
10.3
10.0
9.6
9.2
9.9
10.2
10.1
11.7
10.7
9.3
6.5
1576.3
1558.0
1552.5
1546.0
1543.7
1540.2
1533.4
1532.0
1529.3
1523.6
1517.5
1515.3
1508.4
1484.9
1492.2
36.5
33.2
32.8
32.6
30.1
29.7
29.1
26.6
27.3
27.1
29.0
32.4
32.8
19.3
16.8
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
31(31)
120
男性
女性
100
骨粗鬆症診断のためのスクリニングには stiffness が用いられることが多いstiffness は女性
では40歳代後半から低下がみられ男性でも加
80
stiffness
of soundSOS が求められる*表 1+このうち
齢にともなって徐に低下する*図 1+
2+AOS100*アロカ+
60
骨密度の評価には音響的骨評価値*osteo sono
40
assessent indexOSI+が用いられる*表 2+女
性では40歳代に低下が著しく男性では加齢に
20
0
20
ともなう低下は比較的緩徐である*図 2+
3+Benus*住友金属タニタ石川+
40
60
年齢（歳）
80
SOS および骨梁面積率が指標として求められ
る*表 3+図 3 に SOS の加齢にともなう変化を
図 1A–1000 の年齢別基準値
表 2AOS100 の基準値
女性
年齢
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
32(32)
男性
標準値
< 2SD
= 2SD
標準値
< 2SD
= 2SD
2.7094
2.6984
2.6938
2.6952
2.6992
2.7050
2.7050
2.7012
2.6940
2.6908
2.6884
2.6866
2.6860
2.6860
2.6902
2.6926
2.6980
2.6990
2.7022
2.7014
2.7018
2.6980
2.6976
2.6956
2.6934
2.6860
2.6764
2.6604
2.6382
2.6086
2.5754
3.2373
3.2263
3.2217
3.2231
3.2271
3.2329
3.2329
3.2291
3.2219
3.2187
3.2163
3.2145
3.2139
3.2139
3.2181
3.2205
3.2259
3.2269
3.2301
3.2293
3.2297
3.2259
3.2255
3.2235
3.2213
3.2139
3.2043
3.1883
3.1661
3.1365
3.1033
2.1815
2.1705
2.1659
2.1673
2.1713
2.1771
2.1771
2.1733
2.1661
2.1629
2.1605
2.1587
2.1581
2.1581
2.1623
2.1647
2.1701
2.1711
2.1743
2.1735
2.1739
2.1701
2.1697
2.1677
2.1655
2.1581
2.1485
2.1325
2.1103
2.0807
2.0475
3.0586
3.0449
3.0356
3.0318
3.0261
3.0157
3.0090
3.0068
2.9988
2.9862
2.9731
2.9527
2.9292
2.9074
2.8939
2.8838
2.8777
2.8747
2.8694
2.8641
2.8553
2.8476
2.8370
2.8258
2.8180
2.8148
2.8157
2.8158
2.8164
2.8123
2.8028
3.6331
3.6193
3.6100
3.6063
3.6006
3.5901
3.5834
3.5812
3.5732
3.5606
3.5475
3.5271
3.5036
3.4818
3.4683
3.4582
3.4521
3.4492
3.4438
3.4385
3.4297
3.4220
3.4114
3.4002
3.3924
3.3892
3.3901
3.3902
3.3909
3.3867
3.3772
2.4842
2.4704
2.4612
2.4574
2.4517
2.4413
2.4345
2.4324
2.4243
2.4118
2.3987
2.3783
2.3548
2.3330
2.3194
2.3093
2.3033
2.3003
2.2950
2.2896
2.2809
2.2732
2.2626
2.2514
2.2436
2.2404
2.2412
2.2414
2.2420
2.2379
2.2284
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
表 2AOS100 の基準値*つづき+
女性
年齢
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
男性
標準値
< 2SD
= 2SD
標準値
< 2SD
= 2SD
2.5412
2.5074
2.4764
2.4478
2.4254
2.4054
2.3872
2.3698
2.3546
2.3400
2.3266
2.3144
2.3030
2.2932
2.2832
2.2758
2.2638
2.2512
2.2368
2.2262
2.2160
2.2082
2.2024
2.1928
2.1754
2.1498
2.1260
2.1058
2.0970
2.0888
3.0691
3.0353
3.0043
2.9757
2.9533
2.9333
2.9151
2.8977
2.8825
2.8679
2.8545
2.8423
2.8309
2.8211
2.8111
2.8037
2.7917
2.7791
2.7647
2.7541
2.7439
2.7361
2.7303
2.7207
2.7033
2.6777
2.6539
2.6337
2.6249
2.6167
2.0133
1.9795
1.9485
1.9199
1.8975
1.8775
1.8593
1.8419
1.8267
1.8121
1.7987
1.7865
1.7751
1.7653
1.7553
1.7479
1.7359
1.7233
1.7089
1.6983
1.6881
1.6803
1.6745
1.6649
1.6475
1.6219
1.5981
1.5779
1.5691
1.5609
2.7872
2.7723
2.7586
2.7479
2.7411
2.7392
2.7363
2.7292
2.7192
2.7081
2.6962
2.6865
2.6791
2.6732
2.6635
2.6513
2.6382
2.6238
2.6145
2.6080
2.6082
2.6034
2.5996
2.5890
2.5702
2.5389
2.5157
2.4973
2.4893
2.4829
3.3616
3.3467
3.3330
3.3223
3.3156
3.3136
3.3107
3.3037
3.2936
3.2826
3.2707
3.2609
3.2536
3.2476
3.2379
3.2257
3.2126
3.1982
3.1890
3.1825
3.1826
3.1779
3.1740
3.1634
3.1446
3.1133
3.0901
3.0717
3.0638
3.0573
2.2127
2.1979
2.1842
2.1735
2.1667
2.1647
2.1618
2.1548
2.1448
2.1337
2.1218
2.1121
2.1047
2.0987
2.0890
2.0769
2.0638
2.0494
2.0401
2.0336
2.0337
2.0290
2.0252
2.0146
1.9958
1.9645
1.9413
1.9229
1.9149
1.9085
6
値は OSI*? 10 +
3.5
男性
女性
OSI
3.0
2.5
2.0
0.0
20
40
60
年齢（歳）
80
図2AOS100の年齢別基準値
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
33(33)
表 3Benus の基準値
女性
SOS*m/sec+
年齢
男性
骨梁面積率*S+
n
n
20 ! 44
40 ! 44
45 ! 49
50 ! 54
55 ! 59
60 ! 64
65 ! 69
70 ! 74
75 ! 79
80 !
10344
2561
2841
3402
3025
1812
1322
678
279
133
平均
SD
平均
SD
1895
1892
1875
1829
1780
1744
1730
1720
1696
1623
115
111
108
97
89
73
75
85
85
82
32.7
32.5
31.9
30.1
28.2
26.8
26.2
25.8
24.8
21.7
4.3
4.2
4.1
3.8
3.5
2.9
3.1
3.4
3.5
3.4
2000
3398
525
529
539
501
406
415
329
163
114
SOS*m/sec+
骨梁面積率*S+
平均
SD
平均
SD
1899
1889
1829
1819
1797
1788
1783
1764
1755
1717
106
100
89
95
83
91
91
103
97
97
32.8
32.4
30.1
29.7
28.9
28.5
28.3
27.5
27.2
25.6
4.0
3.8
3.4
3.7
3.3
3.6
3.6
4.0
3.9
3.9
男性
女性
SOS（m/sec）
1900
1800
1700
1600
1500
20
40
60
年齢（歳）
80
図 3Benus の年齢別基準値
表 4CM–100 の基準値
n
20 ! 24
25 ! 29
30 ! 34
35 ! 39
40 ! 44
45 ! 49
50 ! 54
55 ! 59
60 ! 64
65 ! 69
70 ! 74
75 ! 79
80 ! 84
85 ! 89
34(34)
180
191
190
195
267
467
656
548
533
401
276
135
63
38
男性
SOS*m/sec+
SOS*m/sec+
平均
SD
1540
1537
1533
1528
1524
1517
1511
1498
1492
1487
1481
1475
1469
1465
33
32
30
29
29
28
27
24
21
20
19
21
17
20
n
125
146
171
187
212
208
249
157
180
221
181
81
39
14
平均
SD
1539
1534
1530
1525
1520
1515
1510
1505
1500
1496
1491
1486
1481
1476
35
35
32
30
26
28
28
27
27
27
24
26
22
23
1600
SOS（m/sec）
年齢
女性
男性
女性
1500
1400
20
40
60
年齢（歳）
図 4CM–100 の年齢別基準値
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
80
表 5DM–US100 の基準値
40
BAR*S+
30
男性
平均値
範囲
平均値
範囲
34.4
34.3
34.1
34.0
33.8
33.7
33.5
33.4
33.2
33.1
32.9
32.8
32.6
32.2
31.6
31.1
30.5
29.9
29.3
28.7
28.1
27.5
26.9
26.3
25.7
25.1
24.5
23.9
23.3
22.7
22.1
21.5
20.9
20.3
19.7
19.1
31 ! 38
31 ! 38
30 ! 38
30 ! 38
30 ! 38
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
29 ! 37
29 ! 37
29 ! 36
29 ! 36
29 ! 36
28 ! 35
27 ! 35
27 ! 34
26 ! 34
26 ! 33
25 ! 32
24 ! 32
24 ! 31
23 ! 31
23 ! 30
22 ! 29
21 ! 29
21 ! 28
20 ! 28
20 ! 27
19 ! 26
18 ! 26
18 ! 25
17 ! 25
17 ! 24
16 ! 23
15 ! 23
33.7
33.7
33.7
33.7
33.7
33.7
33.4
33.1
32.8
32.5
32.2
31.9
31.6
31.3
31.0
30.7
30.4
30.1
29.8
29.5
29.2
28.9
28.6
28.3
28.0
27.7
27.4
27.1
26.8
26.5
26.2
25.9
25.6
25.3
25.0
24.8
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 37
30 ! 36
29 ! 36
29 ! 36
29 ! 36
29 ! 35
28 ! 35
28 ! 35
28 ! 34
27 ! 34
27 ! 34
27 ! 34
26 ! 33
26 ! 33
26 ! 33
26 ! 32
25 ! 32
25 ! 32
25 ! 31
24 ! 31
24 ! 31
24 ! 31
23 ! 30
23 ! 30
23 ! 30
23 ! 29
22 ! 29
22 ! 29
22 ! 28
21 ! 28
BAR（%）
女性
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
男性
女性
35
25
20
15
10
5
0
20
40
60
80
年齢（歳）
図 5DM–US100 の年齢別基準値
示すが男女ともに 40 歳代からの低下を認め
る
4+CM–100*エルク+
骨密度の評価には SOS が用いられる*表 4+
SOS は加齢とともに直線的に低下を認める*図
4+脊椎圧迫骨折例を診断するための感度特
異度曲線から求められたカットオフ値は
1479m/s である
5+DM–US100*松下電器産業日本光電+
骨密度の評価には骨梁面積率*b o n e a r e a
ratioBAR+が用いられる*表 5+BAR は女性
では40歳代後半から低下が大きくなるのに対し
て男性では加齢にともなう低下は緩徐である
*図 5+
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
35(35)
QUS使用の実際
5
臨床応用
=臨床的意義=
長崎大学医学部歯学部附属病院放射線部
伊東昌子
異方性は力学的異方性をよく反映しているため
はじめに
骨強度との相関も高いと考えられるしかし
quantitative ultrasound*QUS+はX線被曝がな
臨床で使用する踵骨 QUS の測定領域と超音波
いこと運搬可能なこと安価であるという点
の伝搬方向が限られているため臨床で得られ
でdual energy X–ray absorptiometry*DXA+よ
たデタとの関連づけは困難である
り優れている国内では健診をはじめ診療に
3+骨形態計測パラメタと相関しSOSの68
おいても踵骨 QUS が広く普及しているものの
SBUA の 67Sstiffness の 72SBMD の 74
その使用についての有用性と限界について十分
Sが骨梁幅で説明できたがQUSは骨梁構造以
に認知されているかは疑問がある本章では
上に骨密度とより強く相関した 21)
踵骨 QUS の臨床における意義について考える
4+屍体骨を用いた力学試験の結果とDXA
*大腿骨脊椎橈骨+
pQCT
*橈骨+
QCT*脊
I.QUS は骨構造を反映しているか
骨密度のみで骨強度の 70 ! 75Sが説明でき
椎+QUS*踵骨+の関係を調べた検討 22)におい
て骨強度に関して QUS は BMD に付加する情
報は与えなかったBUAやSOSは臨床におけ
その他の要素としての微細構造骨形態リモ
る骨強度予知において数S向上させるにすぎな
デリング石灰化度などが関与していると考え
いという報告 23) もある
られている 骨微細構造は三次的な骨梁の分
11)
布であり骨梁容積比連結性異方性度など
を意味するQUSは理論的には構造特性や材料
II.骨密度予測の可能性について
特性を反映していると考えられQUSが出現し
100 例以上を検討した論文の結果をまとめる
た当初には骨密度以外に骨梁構造も反映した
とSOS と BMD*脊椎大腿骨近位部踵骨全
情報を与える測定法として骨密度*bone min-
身骨 DXA+との相関係数は 0.35 ! 0.7224 ! 27)
eral density+BMD以上に骨折リスク予測に有用
B U A と脊椎 D X A 2 4 , 2 5 , 2 7 ! 3 2 ) 大腿骨近位部
であることが期待された
DXA24,29,30 ! 32)の相関係数は 0.32 ! 0.55 であっ
骨構造とQUSパラメタとの関係を検討した
た一般的に末梢骨と躯幹骨の BMD の相関
多くの基礎的研究により明らかにされたことは
性は低い33)ことは知られているが踵骨が測定
以下である
対象であることそのものにも限界がある
1+BUAは非直線的に骨の多孔性に依存してい
るQUS は一定の範囲内では BMD と良好に直
線的に相関する
12 ! 16)
と直線性は失われる
幹骨 DXA との相関よりも高い 30,34) しかし
が生理的範囲を超える
DXAでは踵骨の広範囲のデタであるのに対し
これはQUSがBMD
てQUSでは踵骨の一部を横断に通過したデ
17!19)
の代替となることの限界を意味している
2+QUSは異方性度を良好に反映する20)構造
36(36)
当然同部位である踵骨DXAとの相関は躯
タであり密度 35)構造 36)ともにかなり不均一
な踵骨では測定部位の違いは相関性の低下と
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
なる
2+縦断研究からみた QUS の意義
III.骨折リスク評価における有用性
1脊椎骨折リスク評価における QUS の意義
QUSの大腿骨骨折リスクの診断能を検討した
縦断研究は少ない老人ホム入所の女性1414
QUSの脊椎骨折リスクの診断能を検討した横
名を 2 年間追跡調査した研究では頸部骨折症
断研究ではDXA に劣る 37)同等 38 ! 41)より
例で BUA は有意に低値を示した 50)高齢女性
優れる 28,42)と報告はまちまちであるこのよう
5662 名の 2 年間追跡調査 51) ではオッズ比が
なばらつきの理由としては骨折の診断基準が
BUA 2.0*1.6 ! 2.4)SOS 1.7*1.4 ! 2.1)BMD
統一されていないことや比較する BMD は脊
1.9*1.6 ! 2.4)でQUS と BMD は同等であり
椎や踵骨を測定部位としているため変形性脊
また BUA は BMD と独立した大腿骨骨折予測因
椎症大動脈石灰化また運動量などの影響を
子になることが示された
75 歳以上の 7598 人を平均 3.5 年間観察した
受けていると考えられる500 人の住民対象の
43)
横断研究 によるとBUAの診断基準を設定し
EPIDOS study52)では80歳以前ではBMDのほ
た場合の T 値はDXA の T 値よりも高いと考え
うがSOSBUAより有意に高い診断能を示した
られた
が80歳以上では同等であったこの結果は他
QUSの脊椎骨折リスクの診断能を検討した縦
断研究は少ない560人の閉経後女性を2.7年間
観察
44)
のコホト研究の結果とも一致する 53)
3
その他の骨折リスク評価の有用性
縦断研究 54,55)横断研究 56)によるとQUSと
した結果BUA による新規骨折発生の
オッズ比は脊椎骨折1.50非脊椎骨折1.89全
BMDの骨折リスク診断能はほぼ同等であった
骨折1.72でありQUSによる脊椎骨折予測はほ
4
ぼ可能と考えられた
QUS と BMD 両者併用による骨折リスク評
価の有用性
重度骨折のリスク評価においてはQUSは有
QUS と BMD の両者を用いると骨折リスク
用であったという報告45)が散見される多発骨
の診断能は上昇するかどうかについての結論は
折のオッズ比はBUA 2.7SOS 3.8stiffness 3.0
出ていない 46)
脊椎 DXA 2.1大腿骨 DXA 2.4 でありBMD と
横断研究において脊椎大腿骨前腕骨折リ
ほぼ同等であった 43,46)
スク診断能はQUS と躯幹骨 BMD を併せて評
2大腿骨骨折リスク評価におけるQUSの意義
価しても診断能は大きく変わらなかった 57,58)
1+横断研究からみた QUS の意義
SOF study において頸部骨折の高リスクグ
QUSは有意に大腿骨骨折患者を検出できると
ルプのオッズ比はBUA 2.5*1.3!4.9)大腿
いう報告は多いROC解析の結果QUS*SOS
骨 BMD 4.5*2.4 ! 8.4)でありQUS を併用*5.0
0.85BUA0.79stiffness0.83+は脊椎 DXA
.2.7 ! 9.5/)しても大腿骨 BMD 以上の診断能
*0.53+をしのぎ大腿骨近位部DXA*0.78+と同
等であった 47)大腿骨頸部骨折発生 3 年以内の
にはならなかった 46)
一方QUS と BMD の両者併用により診断能
ではSOSBUA大腿
が向上したという横断研究 56) 縦断研究 59) も
骨 BMD のオッズ比は 2.0 ! 3.5 でありQUS と
みられる椎体骨折の横断研究では腰椎BMD
症例をみた横断研究
48)
大腿骨 DXA間に差はなかった最近の大規模研
と QUS の両者が低値であればBMD のみ低値
究 48)でもQUS のオッズ比は 2.0 ! 3.0 という
のものより 3 倍リスクが高かったと報告され
良好な結果であった
た37)そして高リスク者の検出には両者を組み
なおQUS は大腿骨近位部 BMD よりも骨折
のタイプと良好に相関し頸部骨折よりも転子
合わせた評価法が優れてという報告 60 ! 62)が散
見される
部骨折で有意に低値であったと報告されてい
る 49)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
37(37)
IV.治療効果判定に対する有用性
など+を計測するという限界があることQUS
パラメタと骨の構造密度との関係が明確
踵骨は荷重骨であり豊富な海綿骨を有してい
な式で表現できるような関係ではないことか
るので薬物投与後の変化をとらえるには適し
踵 の 大 き さ温 度 や 浮 腫 な ど の 影 響 を 受 け
た部位と推測されるしかしQUSの治療効果
る 68,69+ことなどが問題点である
判定における有用性についてのコンセンサスは
過去の報告を総括するとQUSの臨床におけ
得られていないモニタリングの有用性は長期
る有用性として国際的なコンセンサスが得られ
測定精度に依存し精度の2.8倍の変化量をもっ
ているのは大腿骨骨折リスクの評価である
9)
て有意 と評価できるがQUS 本来の測定精度
脊椎骨折に関しては十分なコンセンサスは得ら
の低さがモニタリングにおいての限界の原因と
れていないがほぼ良好な結果であるQUSは重
考えられるカルシトニン ホルモン補充療
度の骨粗鬆症性骨折リスクの予測に役立つこと
法 64,65)カルシウムとビタミン D 補充療法 66)の
は多く報告されている超音波が骨内を伝搬す
QUSによる治療モニタリングの論文でもQUS
る際には高速波成分と低速波成分に分かれて
63)
の精度の低さにより DXA には及ばないと結論
前者が骨成分後者は軟部組織*骨髄+
を伝搬す
されている
ることが示されている 70)が現行の QUS は低
一方最近のビスフォスフォネト治療例に
速波成分を測定していることより二次的に骨
おいて検討した論文 67) では治療 1 年後には
減少を検出することになるこれが比較的早期
BMD 1.1SSOS 0.4SBUA 1.1Sstiffness 3.2
の脊椎骨折リスク診断の限界に関連していると
S増加し4年後にBMD 7.6SSOS 1.2SBUA
推測されるBMDと併用して骨折リスクを評価
1.9Sstiffness 9Sの増加を認めたこれより
しても診断能は必ずしも向上しないしBUAと
QUS の中でもstiffness が最もよく治療効果を
骨吸収マカの併用でも診断能は上昇しな
とらえることができたが長期感度は BMD に
かったと報告71)されているしかし臨床情報
劣っていた
たとえば骨折歴月経の状態低体重などの
種のリスクファクタを十分に考慮しながら
診療を行えば骨粗鬆症診断にはcost–effective-
まとめ
ness の面から有用性は高い
QUS 装置のみで DXA 装置を有さない医療機
治療モニタリングについてはQUSの有用性
関ではQUSに基づいた診療になるがその場
は確立されておらずBMDに勝るという報告は
合QUS の限界問題点を的確に把握しておく
非常に少ないビスフォスフォネト投与例で
ことが重要である基本的には踵骨*末梢骨で
有用性が示されているがそれでも長期感度に
ある運動の影響を受ける骨梁構造が不均一
おいては BMD には及ばない
38(38)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
QUS使用の実際
6
臨床応用
=スクリニング=
和歌山県立医科大学医学部公衆衛生学教室
吉村典子
て考えたい
はじめに
骨粗鬆症の予防のためには骨量減少の早期
発見が重要であるしかし骨粗鬆症における骨
I.自治体における骨粗鬆症検診の実態
量減少は無症状で進行するため医療機関での
平成 7 年度*1995+から老人保健法による市区
早期発見は難しく住民検診などの集団検診が
町村総合健康診査事業の一部の項目として骨粗
鬆症検診が導入された検診導入後著者らは
重要となる
6骨粗鬆症早期発見のために骨密度測定装置を
自治体における骨粗鬆症検診の検診実施状況を
用いて集団検診を行う7といったように何ら
把握し今後の検診のあり方を確立するために
かの検査で本人が自覚していない異常を識別す
骨粗鬆症検診を実施した市区町村にアンケト
ることをスクリニングという スクリニ
調査を行った 74,75)対象は平成 7 年度の総合健
ングは集団に実施可能であり経済的に合理的
康診査事業として骨粗鬆症検診を実施したと厚
72)
であることが必要である このような観点か
生労働省*当時厚生省+に報告のあった全国 78
らみて骨粗鬆症集団検診においては無侵
市区町村であった
72)
襲で測定時間が短く持ち運びも簡単でコス
回収率は98.7Sと高率であった調査項目は
トパフォマンスがよい定量的超音波法*quan-
検診実施月検診実施日数検診の通知方法対
titative ultrasoundQUS+装置が多くの利点を
象者の設定方法検診方法*診断装置測定部
位実施場所+
問診項目問診方法判定方法
もつと認識されている
さらに2001年米国国立公衆衛生研究所*NIH+
のコンセンサス会議において骨粗鬆症の定義
指導方法要精検者の対応方法追跡方法など
35 項目である
に骨質の概念が導入されるにあたって73+QUS
このアンケトの結果から骨量測定方法に
による骨量評価値が骨強度の指標となる可能性
ついての項目をみてみると検診方法*複数回
が示され骨量測定装置としてのみならず骨
答可+で最も多かったのは DXA で 71.4S続い
質予知あるいは将来の骨折予知のための QUS
て改良型 microdensitometry*MD+21.4S
使用について関心が高まってきている
QUS20.0Sその他5.7Sの順となっていたこ
そこで本稿ではまず著者らが市町村を対象
れを診断機器別にみると最も多かったのは
として行ったアンケト調査に基づき骨粗鬆
DXA DCS600で22.9S続いてDXA DTX21.4S
症検診における QUS の位置付けを明らかにす
QUS Achilles 21.4SDXA QDR 14.3Sとなって
るさらにスクリニング調査としてのQUSの
いた*図 1+診断部位別にみると橈骨が最も
有用性の有無を明らかにするために著者らに
多く51.4S続いて腰椎22.9S中手骨21.4S
よるQUSおよびdual energy X–ray absorptiome-
踵骨 20.0Sの順となった
try*DXA+
による住民検診の結果を述べ骨粗鬆
症スクリニングにおける QUS の意義につい
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
39(39)
D X A を用いて同部位の骨密度測定を行い
II.QUS 測定値の DXA による骨密度値と
の関連
AOS100*ALOKATokyoJapan+
を用いて踵
骨の音速 *speed of soundSOS+
*m/sec+透
著者らは和歌山県一山村に1990年に設定し
過指標*transmission indexTI+を測定し音響
たコホトにおいて10年後に同対象者に再度
的骨評価値*osteosono–assessment indexOSI+
DXAによる骨密度測定と踵骨超音波測定を実施
を得た
しDXA によって得られた 10 年間の骨密度の
SOSの男性の平均値*標準偏差+を年代別にみ
低下を QUS 測定値によってどの程度評価でき
ると50607080歳代の順に1558
*22)1558
るかについて検討した76)すなわち和歌山県
*22+1539*18+1526*21+m/sec となり年
山間部に位置する M 村の 40 ! 79 歳の全住民
齢とともに低下していた特に 50 ! 60 歳代に
1543人を対象にコホトを設定しこの集団か
比して 70 ! 80 歳代は有意に低かった*p C 0.05
ら各年代男女各 50 人計 400 人をランダムに選
び1990年にDXA
*DPX–1000LunarWIUSA+
! 0.001+女性の平均値*標準偏差+は 50 歳代
を用いて腰椎L2!4大腿骨近位部の骨密度測
*15+m/sec となり年齢とともに低下傾向に
定を行ったさらに10年後の追跡調査時に初
あった特に 50 歳代は 60 ! 80 歳代よりも有意
回骨密度調査に参加した対象者に同機種の
から順に1553*25+
1530*16+
1526*28+
1514
に高く*p C 0.001+60 歳代は 80 歳代よりも有
意に高かった*p C 0.01+TIOSI でも同様の
傾向が認められた*図 2+また各パラメタを
MD DIP
同年代の性別に比較したところ50歳代のSOS
MD CXD
値を除いてどの評価値もすべての年代で男性
DXA DCS600
のほうが有意に高かった*p C 0.05 ! 0.001+
DXA DTX
次に D X A により測定した骨密度変化率と
DXA QDR
SOSTIOSIとの関連を性別に現在の年齢
DXA DPX
体重を補正して重回帰分析にて求めたところ
QUS Achilles
その標準偏回帰係数は表 1 のごとくであり男
others
0
図1
5
10
15
25（%）
20
検診に用いられる骨量測定装置*文献74+
女ともいずれの超音波パラメタも骨密度変化
率と有意の関連を示した
*表1+
この結果から
より引用+
男性
1.5
女性
1.5
＊＊＊
＊＊＊
＊＊＊
＊＊＊
＊＊
＊＊＊
＊
＊＊
1.0
1.0
0.5
0.5
0.0
50
60
70
0.0
80
50
60
年齢（歳）
図 2TI 値の性年代別分布*文献 76+より引用+
V
VV
p C 0.05
40(40)
70
年齢（歳）
VVV
p C 0.01
p C 0.001
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
80
超音波骨量評価値は骨密度変化率とは有意に相
増加していることは想像に難くない
さらにQUSの有効性についても一般住民
関していることが明らかとなった
を対象とした長期の縦断調査により骨密度変
化率と踵骨超音波パラメタ値との関連をみた
おわりに
ところでは体重や年齢を補正してもなお各パ
一般に検診において実施されるスクリニン
ラメタ値と骨密度変化率との間には有意な関
グ検査は有効性
*validity+
信頼性
*reliability+
連を認めたこれは超音波測定値は骨密度低
簡便性*convenience+の 3 条件を満たしている
下を予測しうる可能性を示すものであるしか
ことが必要であるこれを骨粗鬆症検診にあて
し今回の超音波測定は10年後の追跡調査時に横
はめて考えてみるとDXAは有効性信頼性に
断的に行ったものであるため今後さらに超音
極めて優れているが微量とはいえ X 線を扱う
波測定についても追跡調査を行う必要がある
ためにスタッフは有資格者であることが必要で
QUSによる骨量評価値は骨折リスクも予知す
ありX線装置管理区域の設定も必要となる検
る可能性がある国際的に評価した研究では
診部位によっては他の装置を用いるよりも時間
大腿骨頸部骨折のリスクについてはSOF 研
がかかることもあり簡便性という点でスク
究 77)EPIDOS 研究 51)など大規模な population
リニングに使用するには問題がある
based studyが欧米で行われているがいずれの
一方QUS は DXA に比べて再現性*信頼性+
研究においても超音波計測値は高齢女性におけ
に一歩劣るが短期間で多数の人数を測定でき
る骨折を予測する p r e d i c t o r になりうるとの
X 線による侵襲がなく装置も小型であり簡便
結果が得られた椎体骨折についてHuangらは
性という点では他の追随を許さない
Hawaii Osteoporotic Study に参加している
前述のアンケト調査の段階では市町村に
女性を約 2.7 年追跡し踵骨 QUS の測定値のう
おける骨粗鬆症検診で行われる骨量の測定は
ち broadband ultrasound attenuation*BUA+が
DXA が最も汎用されていたしかし QUS のも
脊椎椎体骨折およびそれ以外の骨折発生の pre-
つ無侵襲性簡便性という利点は一般住民を
dictor となりうることを報告した 44+わが国に
対象として行う骨粗鬆症スクリニングにおい
おいても大規模な集団で QUS と骨折について
てはなによりも大きなメリットである骨粗鬆
の解析が進んでいる
症検診を実施している市町村に対するその後の
ここまで骨粗鬆症検診の主たる目的は骨量
アプロチがないためこの占拠率がどの程度
低下者あるいは骨折の危険因子をもつものを
変化したかは明らかではないがおそらくQUS
早期発見し骨折を予防することである*二次予
による骨粗鬆症検診を実施する市町村の割合が
防+との観点からQUS によるスクリニング
表1
超音波評価値と骨密度変化率との関連*文献 76+ より引用+
男性
標準偏回帰係数
T値
L2 ! 4 変化率
SOS
TI
OSI
0.37
0.24
0.28
3.86
2.29
2.74
大腿骨頸部変化率
SOS
TI
OSI
0.26
0.22
0.24
2.79
2.20
2.42
女性
significance
標準偏回帰係数
T値
0.26
0.29
0.31
2.60
2.46
2.72
0.29
0.33
0.33
2.97
2.85
2.92
VVV
V
VV
VV
V
V
significance
V
V
VV
VV
VV
VV
V
p C 0.05VVp C 0.01VVVp C 0.001年齢体重を補正
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
41(41)
について述べてきたしかし一般住民を対象と
始まる気軽に骨量を測定し自分の骨量を知
した骨粗鬆症集団検診にはもう一つ大きな目的
り骨粗鬆症を知るそしてその予防に関心を
があるすなわち骨粗鬆症への関心の啓発最
もつこのようなよいサイクルに住民を引き込
大骨量の向上骨量減少の抑止などを含めた健
むためには骨粗鬆症検診の対象者は老若男女
康増進健康教育*一次予防+であるこれは異
を問わず幅広くおき短時間に多くの対象者が
常者をふるいわけるというスクリニングの意
測定可能であることが必要であるこのような
味からははずれるものかもしれないが集団を
QUS による簡便性が何よりも威力を発揮する
対象とした検診は疾病の早期発見に加えて
健康教育のような一次予防の効果については
集団全体を健康な方向にシフトする*population
まだ研究も少なく評価も困難でありその重要
strategy+役割を担うべきであると筆者は考え
性がまだ過小評価されている現状ではあるが
る
QUS利用の新しい方向性として一次予防のため
疾病の予防はまずその疾病を知ることから
42(42)
のツルとしての使用をあげておきたい
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
QUS使用の実際
7
臨床応用
=骨折のリスク評価=
放射線影響研究所臨床研究部
藤原佐枝子
あった 80)*表 1+
はじめに
幾種類かのQUS機器による測定値の判別率を
わが国では骨粗鬆症検診に超音波法によ
比較した研究ではどの機種も骨折を判別した
る骨量評価*quantitative ultrasoundQUS+が広
が踵骨QUSが最も判別率がよいという報告も
く用いられているここではQUS測定値が骨
ある
折危険性の高い人を判別予測できるのかにつ
いて次の点を検討した
1. QUS測定値は骨折有無を判別することが
II.QUS 測定値の骨折予知
多くの縦断調査44,51,77,82)システマテックレ
できるか
2. QUS 測定値は骨折リスクを予測するか
ビュ 78,83)から高齢女性において QUS 測定
①QUS測定値は男女で同じ程度に予測す
値が 1 標準偏差*SD+低下すると骨折リスクは
約 1.6 から約 2.0 倍になりQUS 測定値の骨折
るか
②QUS測定値は若年者においても予測す
予知力は骨密度とほぼ同等であると報告され
ているさらにQUS測定値は骨密度とは独
るか
立して骨折を予測することから骨密度を反映
I.QUS 測定値による骨折有無の判別
欧米の横断的あるいは症例対照研究におい
て骨折をもっている人とそうでない人との
するだけでなく骨質に関する骨折リスクの一
面を評価しているのではないかと考えられてい
る
男性についての縦断的調査は比較的少ないが
QUS測定値を比較すると大腿骨頸部橈骨脊
男性においても女性と同じ程度に将来の骨折
椎骨折をもつ人はもたない人に比べQUS測定
を予知する84)閉経後比較的早い時期の女性を
値は 15 ! 30S低かった 78)日本人についても
対象にした調査においても骨折を予測し体
大腿骨頸部骨折をもつ人のSOSBUAstiffness
幹部骨密度に比べてもよりよく予知するという
が低いことが報告されている
79)
報告もある 85)
骨折の判別に関してROC解析を行うとQUS
多施設の縦断的調査から日本人における
測定値によってどの骨折も判別できたもっ
QUS測定値と骨折リスク予測が調査されたこ
ともよく判別したのは大腿骨頸部骨折でAUC
の調査は全国 5 施設 4975 人の男女を対象にし
*area under curve+は 0.7 ! 0.75 であり橈骨
その他の骨折では0.6前後脊椎骨折では0.65!
た調査でSOSBUAstiffness index*アキレ
ス+SOS*AOS–100+は大腿骨頸部骨折手
0.75 であった 43,45,48,80,81)*表 1+日本人を対象
首骨折脊椎以外の骨折リスクを予知すること
にした調査においてもQUS値は脊椎骨折以外
が明らかになった各測定値1SD低下すると骨
の骨折を判別し欧米の報告と同様に大腿骨頸
折リスクは約 1.5 倍から 2 倍になったQUS 測
部骨折の判別率が最も高くAUC は 0.8 前後で
定値は大腿骨頸部骨折をもっともよく予知し
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
43(43)
表 1QUS 測定値による骨折の判別
AUC*area under curve+
骨折
QUS 測定値
多施設研究
80)
Krieg MA, et al
81)
Njeh CF, et al
大腿骨頸部
アキレス SOS
BUA
SI
AOS
SOS
0.85
0.74
=
0.72
0.75
0.74
0.77
=
0.70
0.70
=
0.65
橈骨
アキレス SOS
BUA
SI
AOS
SOS
0.64
0.59
=
0.75
0.62
0.61
0.63
=
=
=
=
その他
アキレス SOS
BUA
SI
AOS
SOS
0.56
0.53
=
0.61
0.53
0.53
0.54
=
=
=
=
=
48)
AUC*area under curve+
骨折
QUS 測定値
Glüer CC, et al
脊椎
アキレス SOS
BUA
SI
45)
Hartl F, et al43)
0.67
0.65
0.66
大腿骨頸部骨折
手首骨折
脊椎以外の骨折
0.75
0.76
0.77
男性の QUS 測定値の骨折予知力は女性と差は
認められなかった*論文投稿中+
3
ハザード比
結論
骨密度とほぼ同程度に骨折を予知し骨密度
2
とは独立して骨折を予知するQUS測定値の骨
折リスク予知は男女差はなく若年者におい
ても骨折を予知した日本人においてもQUS
測定値は骨折を予知し骨折予知力は欧米か
1
ら報告された結果と変わりなかった
結論として骨粗鬆症の診断は骨密度に基づ
0
SOS
図1
BUA
SI
いておりQUS測定値で骨粗鬆症を診断するこ
QUS1標準偏差低下における骨折ハザ
とはできないが骨折危険性の高い人を判別す
ド比
ることはできるしたがって骨粗鬆症検診に
QUSが多く使われているがQUS測定は骨粗
SOSSI の 1SD 低下における大腿骨頸部骨折の
鬆症の診断の代わりとなるものではなく骨折
相対リスクは 2.5 であった*図 1+この QUS 測
危険性の高い人のスクリニングとして意義が
定値の骨折予測力は欧米の報告と差はなかっ
ある
た男女別に検討しても欧米の報告と同様に
44(44)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
QUS使用の実際
8
臨床応用
=小児における QUS =
兵庫医科大学篠山病院整形外科
楊鴻生
の可能性があり初期に問題点を指摘すること
はじめに
により適切な成長を促すと同時に将来の骨密
骨密度測定は成人において骨粗鬆症の検診や
度への影響を推測することができる
診断治療の評価として広く普及している定
そのためには小児における reference data の
量的超音波法*quantitative ultrasoundQUS+は
作成が必要であり骨密度の増加の遅延や平均
骨密度測定の一つとして特に骨密度検診によ
からのずれを検討することにより成長障害の
く用いられるようになってきた骨粗鬆症の予
有無栄養や運動不足の検討小児期における
防においてもpeak bone mass*最大骨量+の重
骨疾患の発見特に骨折リスクを増大させる遺
要性が指摘されるようになりより若い年代か
伝的疾患や消耗性疾患における骨折の可能性に
ら検討が要求されるようになった特に成長期
ついて評価できる小児期では骨形成不全症
における骨密度の変化が一生涯の骨量の獲得に大
若年性骨粗鬆症anorexia nervosa , cystic fibro-
きく影響を及ぼしていることが認識されるように
sis,炎症性腸炎脳性小児麻痺神経筋疾患
なった 86)すなわち小児における骨密度の検討
若年性リウマチネフロゼ症候群などにおけ
は単に小児における骨疾患の診断のみでなく
るステロイド使用などがあげられる
生涯における骨量の獲得と骨粗鬆症に対する予防
の目的で学童期から行うことが理想的である
現時点で小児の骨密度測定は DXA やpQCT が
再現性*precision+, 正確性*accuracy+に優れて
特に小児においてより低侵襲で X 線を用いない
おりよく使用されているしかしDXAでは単
QUSが期待されている学校検診ではより多く
位面積に対する骨密度であり小児においては
の生徒を評価する必要がありDXAのような大き
骨の大きさによる影響がでるすなわち骨のサ
な装置を用いるより簡便性と移動可能なQUS装
イズが小さいほど過小評価する危険性がある
置が実際の使用に適していると考えられる
小児の場合成長に応じて骨のサイズは変化す
ここでは小児におけるQUS測定の意義と問題
るためサイズの変化による影響を受ける
点小児におけるQUSの測定の実際小児にお
DXAでは海綿骨と皮質骨の区別ができず成人
ける reference data について述べる
と比較するとたえずその割合が変化する小児
ではそれらの影響も受けることになるpQCT
I.
小児における QUS 測定の意義と問題点
成長に伴って乳幼児期から思春期まで骨は
モデリング*modeling+
によりその形と量を変
では皮質骨海綿骨のそれぞれの変化を分離測
定できるが骨強度に影響を及ぼす微細構造の
情報をえることができない
QUS は 1984 年に Lanton1+により骨の検査方
化させつづける骨のモデリングはかなり遺伝
法として開発されたその後QUSで測定された
的な要因により影響を受けるが環境因子特
パラメタはDXAによる骨塩濃度と独立し
に栄養
*カルシウムリンタンパク質ビタミ
て閉経後骨粗鬆症患者の脊椎骨折や大腿骨頸部
ン D+と運動は最大骨量に大きな影響をもって
骨折のリスクを予測すると報告され38)QUSは
いる87+小児期における環境因子の影響は改善
骨強度に関連することが示唆されQUSによる
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
45(45)
骨密度測定が普及するようになった
る乾式の QUS 装置が有利である
QUS のパラメタは通常超音波の透過速度
いずれの装置においても測定のアルゴニズム
である SOS*speed of soundm/s+
BUA*broad-
が異なっているため現時点では換算式を用い
band ultrasound attenuationdB/MHz–1+および
て測定デタを統一するには至っていないそ
stiffness などのパラメタが用いられている
れぞれの機種で十分な測定デタを蓄積するこ
SOS は骨の物性であるヤング率に比例し骨のサ
とで換算式ができることを期待している
イズに影響されにくいBUA は超音波波長の減
衰をみるものであり骨の微細構造と骨塩濃度を
表していると考えられ骨のサイズに影響を受けな
II. 小児の QUS における reference data
いとされているstiffness は SOS と BUA より人
20歳以上の成人におけるreference dataは多
工的に計算された0stiffness A*0.67 ? BUS+<
くの国で検討されまた多くの機種においても
*0.28 ? SOS+= 4201二次パラメタである
いろいろ報告されている88)小児におけるrefer-
すなわち QUS で測定されるパラメタは骨の
ence data はまだ少なく小児専用の QUS 装置
サイズの影響を受けないという利点がある
で測定した報告はほとんどない小児測定のた
小児におけるQUS測定の問題点は成長に伴う
めの専用の装置をもっている Contact Ultra-
足のサイズの変化により超音波発信および感
sound Bone Analyser(paediatric CUBA system)
知器*トランスデュサ+の部位を変えなければ
と paediatric Achilles ultrasound system による
ならないこととトランスデュサのサイズが
小児における専用装置を用いた normal refer-
骨の大きさに適していない場合皮質骨の割合
ence data が超音波骨密度測定で紹介されてい
の多いsustentaculum taliなどの測定対象でない
る
部位を引っかけて測定してしまうことである
89+
CUBA で測定された BUA では 6 歳から 15 歳
三村らは 2153 名の学童期児童の QUS 測定から
まで男女共に持続的に増加している男児では
年齢および足長と足底側距離との間に有意な相
40.9dB/MHz
関関係を認め足長および年齢に応じた足底側
35.5dB/MHz–1 から74.6dB/MHz–1 であるがいず
へのプラスチック板の挿入により適切な測定位
れの年代でも男児のほうが女児より高い値を示
置が得られることを報告しているSOS測定が
していたCM100により測定された7歳から18
安定する位置は足長18cm以下ではやや前方足
歳まで男児 4794 名女児 4352 名の各年代にお
長 1 9 c m 以上ではやや下方でありトランス
ける SOS の正常値を示した*表 1+男児では 8
–1
–1
から 87.9dB/MHz 女児では
デュサの大きさは成人用の径 20mm では不適
歳9歳女児では9歳に若干の落ち込みが認め
切な部位を含みトランスデュサの大きさは
られるが男女共に10歳ごろより急激な増加を
径 14mm が適切であることが報告されている
認めBUA値とは異なり中学期では女児が高
すなわち単純に成人に使用する QUS 装置では
校期では男児が高値を示し男子のピクは18
問題が生じ小児専用の装置か測定部位を調整
歳ごろであり女子のピクは 14 歳ごろであ
する補助装置が必要となる
る 90)男女とも 19 歳を超えると漸次低下する
小児の場合同時に測定中安静に保持するこ
20 歳以降の normal reference curve と合わせる
とはかなり困難となる何らかの固定装置が必
と図 1 のようなグラフとなる思春期前期で
要であるがより短時間の測定が必要である
は女児のほうがややSOSは高くなるが初潮の
現在 QUS 装置には水槽に足を浸して測定する
開始により増加速度は低下男児では体格が急
湿式*water coupled device+
とトランスデュサ
に大きくなる思春期後期で女児を追い抜く19
を踵部に挟み込んで測定する乾式*gel coupled
歳ごろから男女とも徐に低下するが閉経前は
device+
がある測定時間が短くトランスデュ
女性が若干高く閉経後は男性より低くなる
サで決まった位置をはさみこむように測定でき
46(46)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
1580
SOS の normal reference data
1560
女
年齢
平均値
*歳+
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1532
1528
1531
1528
1532
1539
1552
1558
1565
1561
1564
1563
1567
1566
1561
男
SD
n
平均値
SD
n
27
22
24
22
24
27
30
32
33
36
38
31
35
36
38
179
169
159
178
181
186
254
404
397
410
370
322
393
528
222
1537
1531
1528
1526
1528
1537
1549
1549
1556
1558
1561
1565
1569
1565
1557
27
23
26
23
23
23
26
26
34
33
33
36
37
40
43
190
194
183
191
172
171
304
556
501
516
482
474
382
348
130
合計
4352
4794
SOS（m/s）
表 16 歳から 20 歳までの CM100 による
女性
男性
1540
1520
1500
1480
1460
1440
10
30
50
70
90
年齢（歳）
図1
6 歳から 85 歳までの SOS の normal
reference curve
れぞれ測定された値が DXA における BMD のよ
うに換算することにより同一の基準で検討がで
きるようにしていかなければならないそのた
めにもそれぞれの機種でより多くの小児を測定
しデタを蓄積していかなくてはならない
小児期における骨疾患の骨密度の変化は成
人の骨粗鬆症における基準で検討することはで
III.今後の課題
きない小児の骨折発生をベスにした各年齢
小児におけるQUS装置は成人用に測定位置
のみを調整する装置をつけて測定しているし
91+
の骨折リスクによる Q U S におけるパラメ
タの検討が必要である
からもトランスデュサ
QUSにより測定された値が小児の骨密度の増
に成人用を用いると余分な部位を測定して誤差
加に対する環境因子の影響を検討する評価法と
かしわれわれの検討
の原因となる小児専用のQUS装置の開発が待
して今後は各測定値とreference dataと比較し
たれる
検討を積み重ねていく必要があるいずれにし
QUS装置の各機種間の測定値が異なりまた
使用するパラメタも統一されていないそ
ても小児専用の QUS 装置が早く開発され使用
できることを期待したい
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
47(47)
QUS使用の実際
9
臨床応用
=治療モニタリング=
大阪市立大学大学院医学研究科代謝内分泌病態内科学
冨 吉 泰 夫中 塚 喜 義
しQUS*quantitative ultrasound+が有用である
はじめに
かどうかについてはデタの集積が不十分 93)
骨粗鬆症の治療モニタリングは一般的には
で1999年に刊行されたtextbook94)では個
DXA 法による腰椎*測定不適の場合は大腿骨+
のモニタリングには勧められないと述べられて
の骨塩量の測定で行われており 骨代謝マ
いる
92)
stiffnessの変化率（%）
BUAの変化率（%）
SOSの変化率（%）
カも広く用いられるようになってきたしか
10
8
6
4
2
0
−2
−4
−6
10
8
6
4
2
0
−2
−4
−6
10
8
6
4
2
0
−2
−4
−6
図1
本稿では超音波法による治療モニタリング
：アレンドロネート＋カルシウム群
：カルシウム群
＊＊
＊＊
3
Mean±SE
＊：p＜0.05 vs 前値
＊＊：p＜0.01 vs 前値
###
＊＊＊
：p＜0.001 vs 前値
＊＊
#
：p＜0.05 vs 群間
##
：p＜0.01 vs 群間
4（年） ###：p＜0.001 vs 群間
＊
＊
＃＃
＃＃＃
＊＊＊
##
0
1
2
＃
0
1
＊＊＊
＊＊＊
2
3
＊＊＊
＊＊＊
4（年）
＊＊＊
＊＊＊
＊＊＊
＊＊
＊
0
1
#
##
###
＊＊
＊＊＊
＊＊＊
2
3
4（年）
アレンドロネト<カルシウム併用またはカルシウム単独の投与を受けた骨粗
鬆症患者における SOSBUAstiffness の変化率 67+
各グラフの斜線部分は最小有意変化*LSC+を示す
48(48)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
：エチドロネート群
：対照群
＊：p＜0.05 vs 前値
（paired t −test）
#
：p＜0.05 vs 2群間（unpaired t −test）
0.5
＋CV
0
−CV
−0.5
0
3
6
9
12（ヵ月）
SOSの変化率（%）
SOSの変化率（%）
：A群, ：A＋D群, ：C群
Mean±SE
＊
：p＜0.05 vs 前値, #：p＜0.05 vs C 群
3.0
＊
2.0
#
#
＊
1.5
#
＊
1.0
0.5
＊
0
−0.5
−1.0
−1.5
3
6
9
#
1.0
＊#
0.5
0
−0.5
9
12 15 18 21 24
（ヵ月）
＊
1.5
＊
1.0
#
＊
#
＊
#
＊
#
#
#
#
0.5
0
3
6
9
12 15 18 21 24
（ヵ月）
＊
＊
1.5
＊
1.0
#
＊
＊
#
#
#
＊
#
＊
#
#
0.5
0
−0.5
−1.0
−1.5
−CV
0
図2
＊
2.0
＋CV
1.5
6
2.5
＊#
OSIの変化率（%）
OSIの変化率（%）
2.0
3
＊
−0.5
#
＊
＊#
0
0
12（ヵ月）
3.0
2.5
＊
2.0
−CV
0
＊
2.5
＋CV
TIの変化率（%）
TIの変化率（%）
2.5
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
−0.1
−0.2
−0.3
−0.4
−0.5
3
6
9
12（ヵ月）
−1.0
図3
0
3
6
9
12 15 18 21 24
（ヵ月）
エチドロネトを周期的に間歇投与させ
アレンドロネトおよびアレンドロネ
た骨粗鬆症女性における踵骨 QUS パラ
トとカルシトリオルを併用した骨粗鬆
メタの変化率
症女性における踵骨 QUS パラメタ
の変化率
96+
A 群アレンドロネト群A < D 群アレンドロ
ネト<カルシトリオル群C 群対照群
97+
SOSではどの測定時点においても対照群とエチド
ロネト群とに有意差は認められないTI および
OSI では 21ヵ月までの各測定時点で前値ならびに 2
群間の有意差を認めた
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
49(49)
BUAの変化率（%）
：HRT群
：対照群
2
NS
−2
−6
＊＊
＊＊
−10
SOSの変化率（%）
0
stiffnessの変化率（%）
＊
1
2
2
3
4（年）
＊
NS
−2
Mean±SE
＊：p＜0.05
＊＊
：p＜0.01
NS
＊
−6
−10
0
1
2
3
4（年）
2
＊＊
−2
＊
−6
＊＊
−10
＊＊
0
図4
1
2
3
4（年）
4年間での対照群およびホルモン補充療法群間の踵骨における
QUS パラメタの変化率
のこれまでの報告を治療薬別にまとめてみた
64+
*図 1+
また彼は別の研究 95)で Achilles plus を用い
てアレンドロネト10mg/日を連日投与され
I.ビスフォスフォネト
た 26 名の骨粗鬆症男性においてSOS が 1 年で
1+アレンドロネト
0.2S2 年で 0.3S3 年で 0.4S増加BUA が
Gonnelli ら 67)は Achilles plus を用いてアレ
1 年で 2.1S2 年で 3.2S3 年で 3.8S増加
ンドロネトを10mg/日を連日投与された63名
stiffness が 1 年で 3.6S2 年で 4.9S3 年で 6
の閉経後骨粗鬆症女性においてSOS*speed of
S増加し対照群と比較して BUA での 2年およ
sound+が 1 年で 0.4S2 年で 0.7S3 年で 0.9
び 3 年目でのみ有意差が認められたと報告し
S4 年で 1.2S増加BUA*broad ultrasound
これらのパラメタのいずれもLSC以上の増
attention+が 1 年で 1.1S2 年で 1.4S3 年で
1.8S4 年で 1.9S増加stiffness が 1 年で 3.2
加を認めなかったとも述べている
冨吉ら 96)は AOS –100 を用いてアレンドロ
S2 年で 5.7S3 年で 7.6S4 年で 9.0S増加
ネト 5mg/ 日を連日投与された 23 名の骨粗鬆
し対照群と比較して SOS では 3 年および 4 年
症女性において1 年間に TI*transmission
目でBUAでは2年3年および4年目でstiffness
index+が 0.37SOSI*osteosono–assesment
では2年3年および 4年目で有意差が認められ
index+が 0.82S増加しいずれも対照群と比較
たと報告しているまたこれらのパラメ
して有意差が認められたと報告しまた5mg/日
タのうち stiffness のみが 2 年3 年および 4 年
のアレンドロネトと0.5$gのカルシトリオ
目で最小有意変化*least significant change
ルを併用した 13 名の骨粗鬆症女性において1
LSC+以上の増加が認められたとも述べている
年間に TI が 1.67SOSI が 2.08Sと前値に比し
50(50)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
：カルシウム＋ビタミンD群
：対照群
Mean±SE
＊：p＜0.05 vs 前値
＊＊
：p＜0.01 vs 前値
：サケカルシトニン＋カルシウム群
：カルシウム群
Mean±SE
＊：p＜0.05 vs 前値, ＊＊：p＜0.01 vs 前値
＊＊＊
：p＜0.001 vs 前値, #：p＜0.01 vs 群間
＊
BUAの変化率（%）
BUAの変化率（%）
3
2
1
0
−1
＊＊
−2
3
＊
2
1
0
p＜0.01
−1
−2
−3
−4
＊＊＊
＊＊
0
1
2（年）
−4
0
1
2（年）
SOSの変化率（%）
3
2
＊
1
0
−2
＊＊
＊＊
＊＊
0
1
2（年）
毎日 880IU のビタミン D3 とカルシウム
女性*84 > 8 歳+と 53 名の対照者*85
> 7 歳+における踵骨 QUS の影響
−3
stiffnessの変化率（%）
＊＊
1g を補給された 50 名の高齢施設入所者
＊＊＊
4
3
2
1
0
−1
−2
−3
−4
−5
−6
−7
0
−0.1
−0.2
−0.3
−0.4
−0.5
−0.6
−0.7
図6
＃
−1
−4
SOSの変化率（%）
−3
66+
2年後治療群と対照群との間に有意差が認められ
た*p C 0.01+
0
1
2（年）
＊＊
＊
て有意に増加しいずれも対照群と比較して有
意差が認められたと報告している*図 2+
2+エチドロネト
冨吉ら 97)はAOS–100を用いてエチドロネ
＊
ト200mg/日または400mg/日を周期的に間歇投
＃
与*2 週間投与 12 週間休薬+された 57 名の骨粗
鬆症女性において1年目でTIが1.38SOSIが
＊＊＊
1.71Sと前値に比して有意に増加しいずれも
対照群と比較して有意差が認められたが2年目
0
1
2（年）
図 5サケカルシトニンとカルシウムまたはカ
ルシウム単独で治療された骨粗鬆症患者
では TI が 0.50SOSI が 0.68Sの増加にとどま
り前値および対照群との有意差は認められな
かったと報告している*図 3+
における SOSBUAstiffness の変化
率 63+
II.ホルモンエストロゲン補充療法
Sahota ら 64)は Achilles plus を用いて4 年間
ホルモン補充療法*hormone replacement theraOsteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
51(51)
pyHRT+を受けた27名の女性において4年目
stiffness が 1 年後に 2.77 > 6.90S2 年後に 2.12
で BUA が 1.6S減少したが対照群と比較して
> 8.30S増加しカルシウム治療群と比較して
SOSおよびBUAの減少が予防できたと報告して
SOS と stiffness で両群間に有意差を認めたと報
いる*図 4+
告している*図 5+
真田ら
98)
は Achilles を用いて1 年間 HRT 療
2+ビタミン D
法を受けた44名においてSOSが0.09S減少
*前
Krieg ら 66)は Achilles を用いて2 年間ビタミ
値対照群と有意差なし+
BUAが2.06S増加
*前
ン D*880IU/ 日+の投与を受けた 50 名の女性に
値対照群と有意差あり+stiffness が 1.34S増
おいてBUAが1.6>0.8S増加し対照群と有意
加した*前値対照群と有意差あり+と報告して
差が認められたがSOSは0.5S減少して対照群
いる
と有意差が認められなかったと報告した*図
一方Balikian ら
99)
は UBA Model575 <を用
6+
いて2 年間エストロゲン療法を受けた 21 名の
女性においてBUAの有意な減少は予防できな
かったと報告している
まとめ
この他にも報告は散見されるが治療モニタ
リングを検討した報告としては DXA 法を用い
III.そ の 他
たものがほとんど占め現在のところQUSが骨
1+カルシトニン
粗鬆症の治療モニタリングに有用であるという
Gonnelli ら 63)は Achilless を用いて2 年間サ
コンセンサスは得られていないしかし踵骨
ケカルシトニン鼻スプレ*200IU/日1ヵ月投
は海綿骨を多く含んでおり治療モニタリング
与 /1ヵ月休薬+を投与された 72 名の閉経後骨粗
には最適の部位の一つと考えられることから
鬆症女性においてSOS が 1 年後に 0.16 > 0.70
今後は測定誤差を最小限にするべく検者の測定
S2 年後に 0.20 > 0.70S増加BUA が 1 年後
手技のトレニングを徹底させるとともに測
に 1.93 > 5.70S2 年後に 0.88 > 6.20S増加
定機器のさらなる精度の向上を期待したい
52(52)
Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
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Osteoporosis Japan vol. 13 no. 1 2005
QUS 使用の実際
2005 年 1 月 31 日 発行
Osteoporosis Japan
Vol. 13 No. 1
Symposium Series No.86
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