Biophysics · 28.11

身体診察の生物物理III―打診

Biophysics of physical examination III — percussion

応用トピック: 呼吸器の身体診察

🧠 打診percussion打診（percussion）percussion（打診）は、体表へ短い機械的衝撃を加え、その後に生じる振動と音から内部構造を推定する能動的な音響測定である。空気・液体・実質の割合が共鳴、減衰、反射を変えるため、返る音の高さ・強さ・持続が異なる。

打撃を広帯域入力として考える

短い打撃blow打撃（blow）blow（打撃）には単一周波数ではなく広い周波数成分が含まれる。胸壁とその下の組織は、その構造が振動しやすい周波数を選択して応答する。したがって打診percussion打診（percussion）percussion（打診）音は「内部を直接聞く音」ではなく、入力と胸壁―臓器系organ system臓器系（organ system）organ system（臓器系）の共鳴特性が合成された過渡応答である。

打つ位置、指の接触、強さ、胸壁厚が変われば入力も変わる。左右の対応する部位を同じ方法で比較し、絶対的absolute絶対的（absolute）absolute（絶対的）な音色より境界と変化を捉える。

音響インピーダンスと境界

音響インピーダンスacoustic impedance音響インピーダンス（acoustic impedance）acoustic impedance（音響インピーダンス）は

Z=\rho c

で表され、 $\rho$ は媒質密度、 $c$ は音速sound speed音速（sound speed）sound speed（音速）である。異なる $Z$ をもつ組織の境界では振動の一部が反射し、一部が透過する。音響インピーダンスacoustic impedance音響インピーダンス（acoustic impedance）acoustic impedance（音響インピーダンス）差と反射が大きいほど、奥へ伝わる成分と戻る成分の割合が変わる。

ただし打診percussion打診（percussion）percussion（打診）所見は一つの境界の反射率だけでは決まらない。胸壁、肺、胸膜腔pleural cavity胸膜腔（pleural cavity）pleural cavity（胸膜腔）、臓器の多層構造、減衰、共鳴が重なった結果として音が聞こえる。

組織構成と打診音

内部の状態	主な力学的特徴	典型的な打診percussion打診（percussion）percussion（打診）所見
正常肺	空気と組織が混在し振動が比較的持続	清音resonant清音（resonant）resonant（清音）
過膨張hyperinflation過膨張（hyperinflation）hyperinflation（過膨張）した肺	空気割合が増え減衰が小さい	過共鳴hyperresonant過共鳴（hyperresonant）hyperresonant（過共鳴）音
肺実質の含気aeration (pneumatization)含気（aeration (pneumatization)）aeration (pneumatization)（含気）低下	密度増加、振動が減衰しやすい	濁音dullness (on percussion)濁音（dullness (on percussion)）dullness (on percussion)（濁音）
胸水	液体層が空気を置換	強い濁音dullness (on percussion)濁音（dullness (on percussion)）dullness (on percussion)（濁音）
腹部のガス腔	空洞性sinus (cardiac origin)洞性（sinus (cardiac origin)）sinus (cardiac origin)（洞性）の共鳴	鼓音tympany鼓音（tympany）tympany（鼓音）

「空気があれば常に同じ共鳴音、固体solid固体（solid）solid（固体）なら常に同じ濁音dullness (on percussion)濁音（dullness (on percussion)）dullness (on percussion)（濁音）」とは限らない。空洞の大きさ、壁の張力、深さ、周囲組織との結合も固有振動と減衰を変える。

所見が生まれる因果

flowchart TD
  A["指による短い<span class='jp-term jp-term-diagram' title='blow'>打撃</span>"] --> B["胸壁へ広帯域の振動を入力"]
  B --> C["内部の空気・液体・実質と結合"]
  C --> D["境界で反射・透過"]
  C --> E["系の固有振動と減衰"]
  D --> F["体表へ戻る振動"]
  E --> F
  F --> G["高さ・強さ・持続を比較"]

肺の含気aeration (pneumatization)含気（aeration (pneumatization)）aeration (pneumatization)（含気）は伝導部conducting zone伝導部（conducting zone）conducting zone（伝導部）と肺胞の状態に依存する。胸水や肺実質の含気aeration (pneumatization)含気（aeration (pneumatization)）aeration (pneumatization)（含気）低下があれば清音resonant清音（resonant）resonant（清音）領域が濁音dullness (on percussion)濁音（dullness (on percussion)）dullness (on percussion)（濁音）へ変わる。内部で自然に生じる音を受け取る聴診auscultation聴診（auscultation）auscultation（聴診）と違い、打診percussion打診（percussion）percussion（打診）では検者が入力を作る。

まとめ

打診percussion打診（percussion）percussion（打診）は短い衝撃を入力し、胸壁―内部構造系の過渡応答を聞く能動測定である。
音響インピーダンスacoustic impedance音響インピーダンス（acoustic impedance）acoustic impedance（音響インピーダンス）差は境界での反射と透過を左右する。
空気、液体、実質の割合は共鳴と減衰を変え、清音resonant清音（resonant）resonant（清音）・過共鳴hyperresonant過共鳴（hyperresonant）hyperresonant（過共鳴）音・濁音dullness (on percussion)濁音（dullness (on percussion)）dullness (on percussion)（濁音）などを生む。
左右差と境界を、同じ入力条件で比較する。