Diafragmatykkelse og funksjon kan vurderes hos friske personer og kritisk syke pasienter ved hjelp av pasientnær ultralyd. Denne teknikken gir en nøyaktig, reproduserbar, gjennomførbar og godt tolerert metode for evaluering av membranstruktur og funksjon.
Membranen er hovedkomponenten i respiratorisk muskelpumpe. Diafragma dysfunksjon kan forårsake dyspné og treningsintoleranse, og predisponerer berørte individer til respirasjonssvikt. Hos mekanisk ventilerte pasienter er membranen utsatt for atrofi og dysfunksjon gjennom misbruk og andre mekanismer. Dette bidrar til manglende avvenning og dårlige langsiktige kliniske resultater. Point-of-care ultralyd gir en gyldig og reproduserbar metode for å evaluere membrantykkelse og kontraktil aktivitet (fortykkelsesfraksjon under inspirasjon) som lett kan brukes av klinikere og forskere. Denne artikkelen presenterer beste praksis for å måle membrantykkelse og kvantifisere membranfortykkelse under tidevannspusting eller maksimal inspirasjon. Når du mestrer, kan denne teknikken brukes til å diagnostisere og prognostisere membrandysfunksjon, og veilede og overvåke respons på behandling over tid hos både friske individer og akutt eller kronisk syke pasienter.
Ultralyd refererer til lydbølger utover de øvre hørbare grensene for menneskelig hørsel. Ultralyd har mange bruksområder utover helsevesenet, den mest kjente er sannsynligvis utviklingen av SONAR (lydnavigasjon og rekkevidde) for militær bruk iførste verdenskrig 1; Ultralyd brukes nå rutinemessig i medisinsk diagnose og terapi. Medisinsk sonografi eller diagnostisk ultralyd benytter høyfrekvente lydbølger (>20 kHz) for å gi bilder av bløtvevstrukturer i kroppen. Disse lydbølgene pulseres ved frekvenser på 1 til 20 millioner sykluser / s (megahertz, MHz), som kan overføres til kroppen for å undersøke anatomiske strukturer, som lever, hjerte og skjelettmuskulatur. Pasientnær ultralyd blir i økende grad en hjørnestein i evaluering og behandling av kritisk sykdom.
Den første anvendelsen av ultralyd i medisin var på 1940-tallet av Dr. Karl Dussik, som forsøkte å lokalisere hjernesvulster ved å måle overføringen av ultralydstråler gjennom hodet2. Etter hvert som teknologien utviklet seg, ble nye teknikker utviklet, inkludert amplitudemodus (A-modus) og lysstyrkemodus (B-modus)3, etterfulgt av utviklingen av todimensjonale skannere i 1960 4,5. Feltet for diagnostisk ultralyd har blitt uvurderlig i klinisk praksis, siden det unngår eksponering for ioniserende stråling og kan oppnås ved sengen, og unngår behovet for sykehustransport med tilhørende risiko. Ultralyd er trygt, godt tolerert, pålitelig og repeterbart hos pasienter 6,7.
Membranen er en tynn, kuppelformet muskelstruktur som fungerer som den viktigste respiratoriske pumpen som driver spontan ventilasjon hos mennesker. Diafragma skiller bryst- og bukhulen og består av tre separate segmenter: den sentrale senen, kystdiafragma og den crural diafragma (figur 1). Den sentrale senen i membranen er en ikke-kontraktil struktur som gjør at store blodkar kan passere gjennom fra thorax til bukhulen. Kystmembranen har fibre som går fra ribbeholderen eller xiphoidprosessen til den sentrale senen. Den crural membranen setter inn i de tre første lumbale vertebratene. Under inspirasjon trekker kystmembranen seg sammen, senker kuppelen på membranen mens den utvider det nedre ribbeholderen. Kystmembranen støtter den crural membranen i senking av kuppelen 8,9,10.
Transtorakal ultralyd av diafragma har fått økende oppmerksomhet for sin evne til å overvåke diafragmatykkelsen i apposisjonssonen (figur 1)11,12,13. Membranen ble først visualisert med ultralyd i 1975 av Haber et al.14. Diafragmakontraktilitet og muskelforkortelse under inspirasjon kan kvantifiseres ved hjelp av M-modus ultralyd for å overvåke membrantykkelsen (Tdi) og fortykningsfraksjonen (TFdi). Denne vurderingen av kontraktilitet gir et mål på membranmuskulær ytelse under et gitt nivå av inspiratorisk driv og innsats. Pasientnær ultralyd gir sikre, repeterbare og pålitelige målinger av membranfunksjon og arkitektur. Hos mekanisk ventilerte pasienter kan endringer i membrantykkelse over tid brukes til å evaluere de negative virkningene av mekanisk ventilasjon, inkludert effekten av myotraume på grunn av overassistanse (atrofi; avtagende endeekspiratorisk tykkelse over tid) eller underassistanse (belastningsindusert skade som resulterer i betennelse, ødem; muligens representert ved økende endeekspiratorisk tykkelse over tid)15. Disse endringene er korrelert med uønskede kliniske utfall16. Måling av TFdi under tidevannspusting tillater en vurdering av tidevannsdiafragmatisk aktivitet (dvs. inspiratorisk innsats). Måling av TFdi under en maksimal inspirasjonsinnsats (TFdi,max) gir en vurdering av membranstyrken (siden membranens kraftgenererende kapasitet er relatert til dens evne til å trekke seg sammen og forkorte).
Det er stor enighet om den optimale protokollen for innhenting og analyse av målinger17. Kompetanse i diafragma ultralydavbildning innebærer en moderat bratt læringskurve; Grundig opplæring i teknikken og dens potensielle fallgruver er avgjørende. Studier har vist at ferdigheter i diafragma ultralydkompetanse kan tilegnes på kort tid gjennom ekstern, nettbasert opplæring18. Derfor er denne protokollen optimalisert for å gi en konsistent måling av membrantykkelse og fortykkelsesfraksjon som kan brukes på både friske og pasienter med mistanke om respiratorisk patologi19
Diafragma ultralyd gir en ikke-invasiv, pålitelig og gyldig teknikk for å overvåke membranstruktur og funksjon hos friske personer og kritisk syke pasienter. Membranfortykkelsesfraksjon gir et sengemål for membrankontraktil aktivitet og funksjon som er mye mer gjennomførbart enn magnetiske rykninger transdiafragmatiske trykkmålinger, den tradisjonelle gullstandardmetoden for evaluering av membranfunksjon33. Overvåking av membranfunksjon og tykkelse ved hjelp av pasientnær ultralyd gir et middel til å oppdage membranatrofi. Som sådan anbefaler eksperter at minst 15 separate transdiafragmatiske ultralyd utføres og analyseres for å utvikle kompetanse17.
For å sikre reproduserbare og presise målinger er det viktig å markere sondeplassering19. B-modusbildet bør optimaliseres ved å justere sondens plassering, samt dybden, forsterkningen og fokuset til instrumentet. Sveipehastigheten til ultralydet som brukes, bør justeres for å oppnå minst to pust i et tatt bilde hvis mulig. Til slutt bør målinger gjentas til konsistente verdier (innen 10%) er oppnådd.
Noen av vanskelighetene forbundet med å oppnå Tdi og TFdi er plassering og orientering av den lineære sonden. Tabell 1 fremhever noen vanlige scenarier og tilhørende feilsøkingstiltak som brukere bør gjennomføre.
Noen begrensninger i denne ultralydteknikken må noteres. For det første varierer membrantykkelsen mye mellom pasienter, og endringer i tykkelse over tid må refereres til utgangsverdien (for eksempel for å diagnostisere atrofi). For det andre, til tross for teknikkens enkelhet, er trening nødvendig for å sikre kompetanse. En nettbasert online treningsplattform er validert for å oppnå kompetanse i teknikken18. For det tredje gir ultralydteknikken som er beskrevet begrensede data om muskelstruktur (masse) og funksjon (kontraktilitet). Nye teknikker, som skjærultralyd og ultralydelastografi, kan gi tilleggsinformasjon om muskelstivhet og fibrose 34,35,36,37,38.
Oppsummert gir transdiafragmatisk ultralyd viktige mål på membranstruktur og funksjon som lett kan utføres hos friske og kritisk syke pasienter. Denne teknikken er pålitelig og gyldig, med tanke på en kompetent bruker med tilstrekkelig opplæring. Denne artikkelen beskriver hvordan du utfører transdiafragmatisk ultralyd og advarer brukere om å gjennomgå tilstrekkelig opplæring før datainnsamling.
The authors have nothing to disclose.
10-15 MHz linear array transducer | Philips | L12-4 | Any 10-15MHz linear array transducer may be used |
Any DICOM viewer software Example: MicroDicom DICOM viewer | MicroDicom | Free for non-commerical use analysis software: https://www.microdicom.com/company.html | |
Lumify Ultrasound Application | Philips | Other systems will use their own software | |
Lumify Ultrasound System | Philips | Any ultrasound system may be used | |
Skin Safe Marker | Viscot | 1450XL | Used for marking location of probe |
Ultrasound Gel | Wavelength | NTPC201X | Any ultrasound gel may be used |