生物物理学 · 28.10
身体診察の生物物理II―触診
Biophysics of physical examination II — palpation
- 応用トピック
- 呼吸器の身体診察
🧠 触診は、検者が力を加えたときの組織変形、反発、時間依存性time-dependent時間依存性(time-dependent)time-dependent(時間依存性)、振動を触覚で読み取る能動的な測定である。 見た目だけでは分からない硬さや深さを評価できる一方、加える力と速さをそろえなければ所見も変わる。
力を入力して応答を測る
指で組織へ力を加えると接触面には応力が生じ、組織は変位・変形する。硬い組織は同じ力に対する変形が小さく、軟らかい組織は大きい。これはフックの法則Hooke's law フックの法則(Hooke's law)Hooke's law(フックの法則) とヤング率 Young's modulusヤング率(Young's modulus) Young's modulus(ヤング率)につながるが、生体組織は単純な弾性体ではない。
触診で感じる情報には、表面温度、圧痛、境界、可動性、脈動、呼吸や発声に伴う振動が含まれる。それぞれ発生源が異なるため、「硬い」という一語だけでなく、どの力学的応答を観察したかを明確にする。
組織の粘弾性
ばねspring ばね(spring)spring(ばね) とダッシュポット dashpot ダッシュポット(dashpot) dashpot(ダッシュポット) を用いる粘弾性viscoelasticity 粘弾性(viscoelasticity)viscoelasticity(粘弾性) モデルでは、弾性成分と粘性 viscosity 粘性(viscosity) viscosity(粘性) 成分を次のように表す。
ばねspring ばね(spring)spring(ばね) の力は変位 に、ダッシュポットdashpot ダッシュポット(dashpot)dashpot(ダッシュポット) の力は変形速度 に比例する。このため同じ深さまで押しても、急速に押すとより大きな抵抗を感じることがある。押した状態を保つと応力緩和 stress relaxation 応力緩和(stress relaxation) stress relaxation(応力緩和) が起こり、力を除いた後の回復にも時間がかかる。
圧痕性浮腫を力学的に読む
flowchart TD
A["指で一定時間押圧"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='interstitial fluid'>間質液</span>が周囲へ移動"]
B --> C["組織基質が変形"]
C --> D["指を離す"]
D --> E["液体の再移動と基質の回復"]
E --> F{"回復時間"}
F -->|"短い"| G["圧痕が目立たない"]
F -->|"長い"| H["圧痕が持続"]
圧痕性浮腫pitting edema 圧痕性浮腫(pitting edema)pitting edema(圧痕性浮腫) では、押圧によって間質液 interstitial fluid 間質液(interstitial fluid) interstitial fluid(間質液) が移動し、解除後も圧痕が残る。深さと持続時間 duration 持続時間(duration) duration(持続時間) は液体量だけでなく、押圧の強さ・時間、液体の粘性 viscosity 粘性(viscosity) viscosity(粘性) 移動、組織基質の復元 restoration 復元(restoration) restoration(復元) に依存する。したがって左右で同じ部位を同程度に押し、条件をそろえて比較する。
振動を触れる
触診は静的な変形だけでなく振動も捉える。胸壁上の触覚振盪 tactile fremitus 触覚振盪(tactile fremitus) tactile fremitus(触覚振盪) は発声で生じた振動が気道・肺・胸壁を伝わった信号であり、伝達経路の密度や境界条件で強さが変わる。これは内部音を検出する聴診auscultation聴診(auscultation)auscultation(聴診)と共通の発生源をもちうるが、触診は低周波 low frequency 低周波(low frequency) low frequency(低周波) の機械振動を皮膚の受容器で感じる点が異なる。
まとめ
触診の硬さや戻り方は、弾性だけでなく時間依存性 time-dependent 時間依存性(time-dependent) time-dependent(時間依存性) をもつ粘弾性 viscoelasticity 粘弾性(viscoelasticity) viscoelasticity(粘弾性) として解釈する。12
- 触診は既知の力を入力し、変形・反発・回復・振動を測る能動的な診察である。
- 生体組織は弾性と粘性 viscosity 粘性(viscosity) viscosity(粘性) を併せもつため、応答は押す速さと時間にも依存する。
- 圧痕性浮腫pitting edema 圧痕性浮腫(pitting edema)pitting edema(圧痕性浮腫) は間質液 interstitial fluid 間質液(interstitial fluid) interstitial fluid(間質液) の移動と組織回復が遅いことの力学的な表れである。
- 部位、力、時間をそろえた比較が解釈の前提となる。
出典
- 1.Quantitative diagnostics of soft tissue through viscoelastic characterization using time-based instrumented palpation(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials・2015)触診で評価する軟部組織の粘弾性と、定量化における再現性の課題閲覧 2026-08-21
- 2.Towards a consensus on rheological models for elastography in soft tissues(Physics in Medicine and Biology・2019)軟部組織の弾性・粘性を表すレオロジーモデルと計測法閲覧 2026-08-21