Summary
L’épaisseur et la fonction du diaphragme peuvent être évaluées chez les personnes en bonne santé et les patients gravement malades à l’aide d’une échographie au point de service. Cette technique offre une méthode précise, reproductible, réalisable et bien tolérée pour évaluer la structure et la fonction du diaphragme.
Abstract
Le diaphragme est le composant principal de la pompe musculaire respiratoire. Le dysfonctionnement du diaphragme peut provoquer une dyspnée et une intolérance à l’exercice, et prédispose les personnes touchées à l’insuffisance respiratoire. Chez les patients ventilés mécaniquement, le diaphragme est susceptible de s’atrophier et de dysfonctionner en raison de la désuétude et d’autres mécanismes. Cela contribue à l’échec du sevrage et à de mauvais résultats cliniques à long terme. L’échographie au point d’intervention fournit une méthode valide et reproductible pour évaluer l’épaisseur du diaphragme et l’activité contractile (fraction d’épaississement pendant l’inspiration) qui peut être facilement utilisée par les cliniciens et les chercheurs. Cet article présente les meilleures pratiques pour mesurer l’épaisseur du diaphragme et quantifier l’épaississement du diaphragme pendant la respiration de marée ou l’inspiration maximale. Une fois maîtrisée, cette technique peut être utilisée pour diagnostiquer et pronostiquer le dysfonctionnement du diaphragme, et guider et surveiller la réponse au traitement au fil du temps chez les personnes en bonne santé et les patients atteints de maladies aiguës ou chroniques.
Introduction
Les ultrasons font référence aux ondes sonores au-delà des limites supérieures audibles de l’audition humaine. L’échographie a de nombreuses applications au-delà des soins de santé, la plus célèbre étant probablement le développement de SONAR (navigation et télémétrie sonores) à usage militaire pendant laPremière Guerre mondiale ; Les ultrasons sont maintenant couramment utilisés dans le diagnostic médical et la thérapie. L’échographie médicale ou l’échographie diagnostique utilise des ondes sonores à haute fréquence (>20 kHz) pour fournir des images des structures des tissus mous dans le corps. Ces ondes sonores sont pulsées à des fréquences de 1 à 20 millions de cycles/s (mégahertz, MHz), qui peuvent être transmises dans le corps pour examiner les structures anatomiques, telles que le foie, le cœur et les muscles squelettiques. L’échographie au point d’intervention devient de plus en plus la pierre angulaire de l’évaluation et de la prise en charge des maladies graves.
La première application des ultrasons en médecine a eu lieu dans les années 1940 par le Dr Karl Dussik, qui a tenté de localiser les tumeurs cérébrales en mesurant la transmission des faisceaux d’ultrasons à travers la tête2. Au fur et à mesure que la technologie progressait, de nouvelles techniques ont été développées, notamment le mode d’amplitude (mode A) et le mode de luminosité (mode B)3, suivies par le développement de scanners bidimensionnels en 1960 4,5. Le domaine de l’échographie diagnostique est devenu inestimable dans la pratique clinique, car il évite l’exposition aux rayonnements ionisants et peut être obtenu au chevet du patient, évitant ainsi la nécessité d’un transport à l’hôpital avec les risques associés. L’échographie est sûre, bien tolérée, fiable et reproductible chez les patients 6,7.
Le diaphragme est une structure musculaire mince en forme de dôme qui agit comme la principale pompe respiratoire conduisant à la ventilation spontanée chez l’homme. Le diaphragme sépare les cavités thoracique et abdominale et est composé de trois segments distincts : le tendon central, le diaphragme costal et le diaphragme crural (Figure 1). Le tendon central du diaphragme est une structure non contractile qui permet aux principaux vaisseaux sanguins de passer de la cavité thoracique à la cavité abdominale. Le diaphragme costal a des fibres allant de la cage thoracique ou processus xiphoïde au tendon central. Le diaphragme crural s’insère dans les trois premiers vertébrés lombaires. Lors de l’inspiration, le diaphragme costal se contracte, abaissant le dôme du diaphragme tout en élargissant la cage thoracique inférieure. Le diaphragme costal soutient le diaphragme crural dans l’abaissement du dôme 8,9,10.
L’échographie transthoracique du diaphragme a attiré de plus en plus l’attention pour sa capacité à surveiller l’épaisseur du diaphragme dans la zone d’apposition (Figure 1)11,12,13. Le diaphragme a été visualisé pour la première fois à l’aide d’ultrasons en 1975 par Haber et al.14. La contractilité du diaphragme et le raccourcissement musculaire pendant l’inspiration peuvent être quantifiés à l’aide de l’échographie en mode M pour surveiller l’épaisseur du diaphragme (Tdi) et la fraction d’épaississement (TFdi). Cette évaluation de la contractilité fournit une mesure de la performance musculaire du diaphragme à un niveau donné d’entraînement inspiratoire et d’effort. L’échographie au point d’intervention fournit des mesures sûres, reproductibles et fiables de la fonction et de l’architecture du diaphragme. Chez les patients ventilés mécaniquement, les changements d’épaisseur du diaphragme au fil du temps peuvent être utilisés pour évaluer les impacts négatifs de la ventilation mécanique, y compris les effets d’un myotraumatisme dû à une sur-assistance (atrophie, diminution de l’épaisseur de la fin de l’expiration au fil du temps) ou à une sous-assistance (lésion induite par la charge entraînant une inflammation, un œdème, éventuellement représentée par une augmentation de l’épaisseur de la fin de l’expiration au fil du temps)15. Ces changements sont corrélés à des résultats cliniques défavorables16. La mesure de TFdi pendant la respiration des marées permet d’évaluer l’activité diaphragmatique des marées (c’est-à-dire l’effort inspiratoire). La mesure de TFdi lors d’un effort inspiratoire maximal (TFdi,max) permet d’évaluer la force du diaphragme (puisque la capacité de génération de force du diaphragme est liée à sa capacité à se contracter et à se raccourcir).
Il existe un consensus substantiel sur le protocole optimal pour l’acquisition et l’analyse des mesures17. La compétence en imagerie échographique du diaphragme implique une courbe d’apprentissage modérément abrupte ; Une formation approfondie à la technique et à ses pièges potentiels est essentielle. Des études ont montré qu’il est possible d’acquérir en peu de temps la maîtrise de l’échographie du diaphragme grâce à une formation à distance en ligne18. Par conséquent, ce protocole a été optimisé pour fournir une mesure cohérente de l’épaisseur du diaphragme et de la fraction d’épaississement qui peut être appliquée à la fois aux patients sains et aux patients présentant une pathologie respiratoire suspectée19
Protocol
Les études utilisant cette technique ont reçu l’approbation éthique du Comité d’éthique de la recherche du Réseau universitaire de santé, Toronto, Canada.
1. Évaluation de l’épaisseur du diaphragme et de la fraction d’épaississement pendant la respiration des marées
- Identification du diaphragme
- Placez le patient en position semi-allongée (30°-45° par rapport au parallèle) sur le dos. Retirez tout vêtement du côté droit de la poitrine.
REMARQUE : Une procédure similaire peut être utilisée pour visualiser l’hémidiaphragme gauche ; Le côté gauche est généralement plus difficile à visualiser et la précision de la mesure est beaucoup plus faible19. - Allumez la tablette alimentant l’échographe portable et lancez l’application appropriée (voir le tableau des matériaux). Initier un examen musculo-squelettique à l’aide d’un transducteur linéaire à haute fréquence (minimum de 12 MHz).
REMARQUE : N’importe quel appareil à ultrasons peut être utilisé pour effectuer cette technique. - Couvrez l’extrémité du transducteur linéaire avec une quantité suffisante de gel à ultrasons et assurez-vous que l’échographie est en mode B pour le positionnement. Tenez la sonde en entourant l’extrémité de la sonde avec le pouce et l’index (Figure 2A).
- Palpez la surface de la paroi thoracique pour localiser les huitième, neuvième ou dixièmeespaces intercostaux droits entre les lignes axillaires médianes et antérieures, comme le montrent les figures 1C et 2A, et placez la sonde dans la zone d’apposition (généralement autour du huitième espace intercostal).
- Inclinez le transducteur dans le plan sagittal de manière à ce qu’il soit entièrement situé entre les nervures (Figure 2A) et qu’aucun artefact de nervure ne soit visible sur l’image (Figure 2B). Si une nervure apparaît dans l’image, ajustez l’angle de la sonde en l’inclinant vers le haut ou vers le bas. Si une nervure est encore visible, faites pivoter la sonde jusqu’à ce que seul le diaphragme soit visible. Si la visualisation du diaphragme continue d’être problématique, faites glisser la sonde vers le haut ou vers le bas jusqu’à un nouvel espace intercostal.
- Sur l’échographe, identifiez deux lignes parallèles blanches brillantes immédiatement supérieures au foie, indiquant les membranes pleurale et péritonéale (Figure 2B). Le diaphragme costal relativement hypoéchogène peut être visualisé entre ces lignes.
- Ajustez la profondeur de l’image en cliquant sur le bouton d’augmentation ou de diminution de la profondeur pour optimiser la taille du diaphragme. Assurez-vous que le diaphragme est centré sur l’écran d’affichage. Cela assurera une résolution maximale des lignes pleurales et péritonéales des structures environnantes.
- Si l’image reste sous-optimale (c’est-à-dire que les poumons ou les côtes sont visibles sur l’image ou que les membranes pleurale et péritonéale ne sont pas clairement visualisées), ajustez la sonde pour une meilleure visualisation en déplaçant la sonde de haut en bas le long de l’espace des côtes, d’avant en arrière à partir de la base ou en la faisant pivoter. Voir le tableau 1 pour des exemples de problèmes courants en échographie transdiaphragmatique.
- Placez le patient en position semi-allongée (30°-45° par rapport au parallèle) sur le dos. Retirez tout vêtement du côté droit de la poitrine.
- Optimisation des images
- Une fois que le transducteur est au bon endroit, optimisez la qualité de l’image en modifiant les composants suivants avant la collecte des données.
REMARQUE : Sur différents logiciels d’échographe, il existe des différences de modèle et de logiciel. Dans ce logiciel, nous avons effectué les clics de bouton suivants pour atteindre l’objectif. - Sur le logiciel de l’échographe, cliquez sur le bouton de gain pour modifier la luminosité de l’image. Augmentez le gain en cliquant sur le bouton d’augmentation pour rendre l’image plus lumineuse. À l’inverse, cliquez sur le bouton Diminuer pour assombrir l’image. Si le gain est trop faible, les structures peuvent être difficiles à déterminer. Si le gain est trop élevé, des échos parasites peuvent apparaître et l’image apparaîtra trop lumineuse.
- S’il est disponible sur l’appareil à ultrasons, cliquez sur le bouton de mise au point pour ajuster la mise au point afin de modifier la qualité de l’image. Cliquez sur le bouton d’augmentation pour augmenter la mise au point ou sur le bouton de diminution pour la réduire.
- Une fois que le transducteur est au bon endroit, optimisez la qualité de l’image en modifiant les composants suivants avant la collecte des données.
- Acquisition d’images
- Une fois le placement et la qualité de l’image optimisés, placez l’échographie en mode M en cliquant sur le bouton Mode M du logiciel d’échographie.
- Une seule ligne de balayage vertical apparaîtra sur l’écran d’imagerie. Placez la ligne entre la section où les lignes pleurales et péritonéales sont les plus claires.
REMARQUE : Il peut y avoir une certaine variabilité entre les appareils à ultrasons dans l’obtention d’images en mode M. Assurez-vous d’avoir une zone dégagée où les membranes pleurales et péritonéales bien définies sont visualisées avant l’initiation du mode M. Placez la ligne de balayage à un endroit où les membranes pleurales et péritonéales sont bien définies tout au long du cycle respiratoire et où aucun poumon ou côte n’entre dans le champ de vision. - Exécutez le mode M sur un cycle complet d’inspiration et d’expiration pendant la respiration de marée, puis cliquez sur les boutons de gel , puis d’enregistrement pour capturer l’état réel et enregistrer l’image. Si possible, ajustez la vitesse de balayage en cliquant sur le bouton de vitesse de balayage pour ajuster le taux de collecte afin de vous assurer d’obtenir deux cycles respiratoires. Répétez ce processus pour obtenir une autre image.
- À l’aide d’un marqueur sans danger pour la peau, marquez l’emplacement de la sonde sur le corps du patient, afin de vous assurer que la position exacte du diaphragme est mesurée au fil du temps. Ceci est essentiel pour maintenir la reproductibilité de la mesure, car l’épaisseur de la membrane varie sur sa surface19.
- À partir de ces images, l’épaisseur de la membrane (Tdi) et la fraction d’épaississement (TFdi) peuvent être mesurées. Si les valeurs de la deuxième image en mode M ne sont pas à moins de 10 % de la première image, répétez l’acquisition d’image en mode M jusqu’à ce que deux images avec un ensemble de valeurs à moins de 10 % l’une de l’autre soient obtenues. Voir les détails sur l’analyse d’image ci-dessous.
- Une fois l’examen terminé, cliquez sur le bouton Terminer l’examen sur le logiciel d’échographie.
- Pour exporter des fichiers, cliquez sur Exporter les images et assurez-vous que les fichiers sont exportés au format DICOM.
- Essuyez le côté du patient s’il reste du gel et désinfectez l’équipement d’échographie avec des lingettes désinfectantes appropriées.
- Analyse d’images
- Ouvrez les fichiers DICOM nécessaires dans la visionneuse MicroDicom DICOM ou un logiciel similaire.
- Cliquez sur l’outil « distance » (peut être appelé pied à coulisse ou ligne droite) et tracez une ligne droite du bord interne de la membrane pleurale au bord interne de la membrane péritonéale à l’expiration finale (Tdi,ee).
- Assurez-vous que les deux membranes ne sont pas incluses dans cette mesure et que les deux extrémités de la ligne droite sont placées directement en face l’une de l’autre (verticalement) de manière à ce qu’il n’y ait pas de différence de temps entre les marqueurs, ce qui pourrait augmenter artificiellement la distance, comme indiqué à la figure 2B17.
- Enregistrez cette valeur sous forme d’épaisseur de diaphragme (Tdi,ee).
- Répétez l’étape 4.2 à l’inspiration maximale de la même respiration pour obtenir l’épaisseur du diaphragme à l’inspiration maximale (Tdi,pi).
- Si le patient ne semble pas respirer et qu’aucune fraction d’épaississement du diaphragme n’est évidente pendant l’inspiration, mesurez le Tdi,pi à un endroit représentatif de l’épaisseur du diaphragme pendant la phase inspiratoire (dans ce cas, il sera approximativement le même que le Tdi,ee), comme le montre la figure 3.
- Tdi,ee et Tdi,pi doivent être analysés à partir de la même respiration, comme le montre la figure 2C, pour évaluer la fraction d’épaississement du diaphragme pendant la respiration de marée (TFdi).
- À l’aide de Tdi,pi et Tdi,ee, calculez le TFdi pour chaque respiration :
- Obtenez une deuxième paire de mesures à partir de la même image en mode M (voir Figure 2C).
- Répétez les étapes 1.4.1 à 1.4.9 sur la deuxième image en mode M. À ce stade, quatre mesures de Tdi,ee et quatre mesures de TFdi ont été obtenues.
- Si les valeurs de la deuxième image en mode M ne sont pas à moins de 10 % de la première image, répétez l’acquisition d’image en mode M jusqu’à ce que deux images avec un ensemble de valeurs à moins de 10 % l’une de l’autre soient obtenues.
Figure 1 : Vue d’ensemble de l’anatomie du diaphragme et de l’emplacement de la sonde à ultrasons. (A) Structures anatomiques pour l’échographie du diaphragme costal. Le diaphragme se compose du tendon central, du diaphragme costal et du diaphragme crural. (B,C) Pour visualiser le diaphragme costal au niveau de la zone d’apposition à l’échographie, le patient est placé en position semi-allongée et le huitième, neuvième ou dixièmeespace intercostal est situé. Une sonde à ultrasons à réseau linéaire à haute fréquence (>12 MHz) est placée parallèlement aux côtes dans l’espace intercostal le long de la ligne médio-axillaire pour visualiser le diaphragme costal sous forme de section transversale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Épaisseur et épaississement du diaphragme à ultrasons pendant la respiration de marée. (A) La sonde est placée au huitième, neuvième ou dixièmeespace intercostal pour visualiser le diaphragme sous forme de coupe transversale. (B) Dans l’image en mode B, les flèches blanches montrent les membranes pleurales et péritonéales hyperéchogènes. (C) L’image en mode M projette la variation de l’épaisseur du diaphragme à un point particulier au fil du temps. De gauche à droite, les lignes jaunes mesurent l’épaisseur du diaphragme à la fin de l’expiration (Tdi,ee) et l’épaisseur du diaphragme au pic d’inspiration (Tdi,pi) de la première respiration, et les lignes rouges indiquent celle de la deuxième respiration. L’épaisseur du diaphragme (Tdi,ee) mesure 1,20 et 1,25 mm, et TFdi 26 % et 23 %, respectivement, chez un sujet masculin sain. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Tableau 1 : Problèmes courants en échographie transdiaphragmatique Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
2. Évaluation de la fraction maximale d’épaississement de la membrane
NOTA : La fraction maximale d’épaississement du diaphragme peut être évaluée au cours de la même session expérimentale que l’épaisseur du diaphragme.
- Acquisition d’images
- En utilisant la même méthodologie que celle décrite ci-dessus, identifiez le diaphragme à l’aide de l’échographie en mode B et optimisez en conséquence.
- Chez les patients ventilés mécaniquement, s’assurer qu’il y a une impulsion respiratoire adéquate pour l’évaluation fonctionnelle du diaphragme en mesurant la pression d’occlusion des voies respiratoires (P0,1) sur le ventilateur. Le P0,1 doit être d’au moins 2 cm H2O pour continuer. S’il est inférieur à 2 cm H2O, envisagez de réduire la sédation ou l’assistance ventilatoire pour augmenter l’entraînement respiratoire avant l’échographie.
- Une fois que l’entraînement respiratoire est adéquat chez les patients ventilés mécaniquement, réduire l’assistance ventilatoire à un niveau minimum (par exemple, ventilation d’assistance à la pression (PSV) : 0 cm H2O ; pression positive en fin d’expiration (PEEP) : 0 cm H2O ; des niveaux modestes de PSV ou de PEEP peuvent être maintenus si nécessaire pour l’échange gazeux) pour augmenter temporairement la contractilité diaphragmatique.
REMARQUE : Le retrait de l’assistance ventilatoire augmente l’entraînement respiratoire et l’effort pour faciliter l’évaluation de la fonction du diaphragme.
- Placez l’échographie en mode M en cliquant sur le bouton Mode M .
- Pendant l’exécution en mode M, entraînez le participant à effectuer un effort inspiratoire volontaire maximal contre une voie respiratoire non occluse (c’est-à-dire une manœuvre de capacité inspiratoire), en lui demandant de « prendre une grande inspiration » si possible.
- Si le patient n’est pas en mesure de suivre les ordres pour faire des efforts inspiratoires maximaux, appliquer une brève manœuvre d’occlusion des voies respiratoires (la manœuvre de Marini)20 pendant 20 s maximum pour stimuler un effort respiratoire accru. Ensuite, relâchez l’occlusion et mesurez le TFdi,max après avoir relâché l’occlusion.
- Figez l’enregistrement et enregistrez l’image.
- Répétez les étapes 2.1 à 2.4 deux fois de plus pour obtenir un total de trois images en mode M à analyser, ou jusqu’à ce que l’échographiste soit convaincu que le patient a fait des efforts volontaires maximaux.
- Exportez des images en mode M au format DICOM pour une analyse minutieuse en aveugle hors ligne.
- Essuyez le côté du patient pour nettoyer tout gel restant et désinfectez l’équipement à ultrasons avec des lingettes désinfectantes appropriées.
- Analyse d’images
- Ouvrez les fichiers DICOM nécessaires dans la visionneuse MicroDicom DICOM ou un logiciel similaire.
- Cliquez sur l’outil de distance (peut être appelé pied à coulisse ou ligne droite) et tracez une ligne droite du bord interne de la membrane pleurale au bord interne de la membrane péritonéale à l’expiration finale (Tdi,ee) et à l’inspiration maximale (Tdi,pi) au cours d’un essai inspiratoire maximal, comme le montre la figure 3B.
- Assurez-vous que toutes les mesures excluent les membranes pleurale et péritonéale et que les deux extrémités de la ligne droite sont placées directement en face (verticalement) l’une de l’autre, de sorte qu’il n’y ait pas de décalage horaire.
- TFdi,max pour chaque respiration est calculé comme suit :
- Enregistrez la valeur la plus élevée d’au moins trois tentatives cohérentes sous la forme TFdi,max.
Figure 3 : Exemples de fraction minimale et maximale d’épaississement du diaphragme. (A) L’épaisseur du diaphragme (Tdi) et la fraction d’épaississement (TFdi) ont été mesurées en présence d’une contraction diaphragmatique minimale. Si nécessaire, ajustez la vitesse de balayage ; deux respirations sont utilisées pour évaluer la TFdi. En l’absence d’une épaisseur inspiratoire de crête claire, le moment de l’effort inspiratoire est déterminé cliniquement au chevet du patient. La TFdi est ici calculée comme étant de 11 %, mais la moyenne serait calculée sur deux respirations supplémentaires (total de quatre respirations capturées dans deux images). (B) La fraction maximale d’épaississement du diaphragme mesurée lors d’efforts inspiratoires maximaux (TFdi,max) est stimulée soit en entraînant le patient à effectuer des efforts volontaires maximaux, soit à la suite d’un mauver de Marini si le patient n’est pas en mesure d’être coaché et qu’il y a un P0,1 >2 cm H2O. TFdi,max est calculé ici comme 208%, cependant, la valeur la plus élevée obtenue après plusieurs (au moins trois) tentatives serait enregistrée sous la forme TFdi,max. Il y a une différence prononcée entre TFdi et Tdi lors d’une inspiration maximale (B) par rapport à un effort inspiratoire minimal (A). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Representative Results
En suivant ce protocole, l’épaisseur du diaphragme et la fraction d’épaississement peuvent être mesurées comme des moyens non invasifs et reproductibles d’évaluer la structure et la fonction du diaphragme. Les mesures peuvent être effectuées au chevet du patient et enregistrées pour une analyse hors ligne en aveugle. Ces mesures peuvent être obtenues à plusieurs reprises au fil du temps pour évaluer les changements dans la structure et la fonction du diaphragme longitudinalement.
Chez les adultes en bonne santé, l’épaisseur du diaphragme expiratoire au repos peut varier de 1,5 mm à 5,0 mm, selon la taille, le sexe et la position de la sonde21. Chez les adultes en bonne santé qui respirent au repos, le TFdi des marées se situe généralement entre 15 % et 30 %. Lors d’efforts inspiratoires maximaux, TFdi,max se situe généralement entre 30 % et 130 %13,21,22. Le TFdi maximal <20% est diagnostique pour un dysfonctionnement sévère du diaphragme13,21. Le tableau 2 récapitule l’épaisseur et la fraction d’épaississement des membranes saines et gravement malades.
Tableau 2 : Valeurs de référence pour l’épaisseur de la membrane et la fraction d’épaississement 11,13,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
Chez les patients gravement malades recevant une ventilation mécanique invasive, l’épaisseur de diaphragme de base mesurée au début de l’insuffisance respiratoire est corrélée au résultat clinique (un Tdi de base plus élevé prédit une mortalité plus faible et une libération plus rapide de la ventilation mécanique). Chez ces patients, l’évolution ultérieure de l’IDT au fil du temps varie considérablement d’un patient à l’autre. Environ 40 à 50 % des patients développent une atrophie (une diminution de plus de 10 % de l’indice de Tdi par rapport à la valeur initiale) au cours de la première semaine de ventilation mécanique15. Un petit sous-ensemble de patients présente une augmentation précoce rapide de l’indice de Tdi supérieure à 10 % de la valeur initiale, ce qui peut indiquer une blessure, une inflammation ou un œdème dans le muscle (mais pas d’hypertrophie musculaire, car l’hypertrophie prend des semaines à se produire). TFdi,max <30% prédit un risque plus élevé d’échec du sevrage de la ventilation mécanique23.
Dans l’exemple de la figure 2A, l’épaisseur du diaphragme dans la première respiration (en jaune) était de 1,20 mm à la fin de l’expiration et de 1,51 mm au pic d’inspiration. La fraction d’épaississement peut ensuite être calculée à l’aide de la formule ci-dessous et exprimée en pourcentage.
Discussion
L’échographie du diaphragme fournit une technique non invasive, fiable et valide pour surveiller la structure et la fonction du diaphragme chez les sujets sains et les patients gravement malades. La fraction d’épaississement du diaphragme fournit une mesure de l’activité et de la fonction contractiles du diaphragme au chevet du patient qui est beaucoup plus réalisable que les mesures de pression transdiaphragmatique à contraction magnétique, la méthode de référence traditionnelle pour évaluer la fonction du diaphragme33. La surveillance de la fonction et de l’épaisseur du diaphragme par échographie au point d’intervention permet de détecter l’atrophie du diaphragme. À ce titre, les experts recommandent qu’au moins 15 échographies transdiaphragmatiques distinctes soient effectuées et analysées pour développer la compétence17.
Pour garantir des mesures reproductibles et précises, il est impératif de marquer l’emplacement de la sonde19. L’image en mode B doit être optimisée en ajustant le placement de la sonde, ainsi que la profondeur, le gain et la mise au point de l’instrument. La vitesse de balayage de l’ultrason utilisé doit être ajustée pour obtenir un minimum de deux respirations dans une image capturée si possible. Enfin, les mesures doivent être répétées jusqu’à l’obtention de valeurs constantes (à moins de 10 %).
Certaines des difficultés associées à l’obtention de Tdi et TFdi sont le placement et l’orientation de la sonde linéaire. Le tableau 1 met en évidence certains scénarios courants et les mesures de dépannage associées que les utilisateurs doivent entreprendre.
Certaines limites de cette technique d’échographie doivent être notées. Tout d’abord, l’épaisseur du diaphragme varie considérablement d’un patient à l’autre, et les changements d’épaisseur au fil du temps doivent être référencés à la valeur de référence (par exemple, pour diagnostiquer l’atrophie). Deuxièmement, malgré la simplicité de la technique, une formation est nécessaire pour assurer la compétence. Une plateforme de formation en ligne basée sur le Web a été validée pour atteindre la compétence dans la technique18. Troisièmement, la technique d’échographie décrite fournit des données limitées sur la structure musculaire (masse) et la fonction (contractilité). De nouvelles techniques, telles que l’échographie par cisaillement et l’élastographie par ultrasons, peuvent fournir des informations supplémentaires sur la raideur musculaire et la fibrose 34,35,36,37,38.
En résumé, l’échographie transdiaphragmatique fournit des mesures clés de la structure et de la fonction du diaphragme qui peuvent facilement être réalisées chez des patients en bonne santé et gravement malades. Cette technique est fiable et valide, compte tenu d’un utilisateur compétent avec une formation suffisante. Cet article décrit comment effectuer une échographie transdiaphragmatique et met en garde les utilisateurs de suivre une formation suffisante avant l’acquisition des données.
Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Hagen-Ansert, S. L. Textbook of Diagnostic Sonography-E-Book. , Elsevier Health Sciences. (2017).
- Dussik, K. T. On the possibility of using ultrasound waves as a diagnostic aid. Neurol Psychiat. 174, 153-168 (1942).
- Shampo, M. A., Kyle, R. A.
- Kurjak, A. Ultrasound scanning - Prof. Ian Donald (1910-1987). European Journal of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Biology. 90 (1910-1987), 187-189 (2000).
- Donald, I., Macvicar, J., Brown, T. G. Investigation of abdominal masses by pulsed ultrasound. Lancet. 1 (7032), 1188-1195 (1958).
- Fowlkes, J. B. American Institute of Ultrasound in Medicine consensus report on potential bioeffects of diagnostic ultrasound: executive summary. Journal of Ultrasound in Medicine. 27 (4), 503-515 (2008).
- Jenssen, C., et al. European federation of societies for ultrasound in medicine and biology (EFSUMB) policy document development strategy - clinical practice guidelines, position statements and technological reviews. Ultrasound International Open. 5 (1), E2-E10 (2019).
- Pickering, M., Jones, J. F. X. The diaphragm: two physiological muscles in one. Journal of Anatomy. 201 (4), 305-312 (2002).
- De Troyer, A., Sampson, M., Sigrist, S., Macklem, P. T.
- Mittal, R. K. The crural diaphragm, an external lower esophageal sphincter: a definitive study. Gastroenterology. 105 (5), 1565-1567 (1993).
- Boussuges, A., Rives, S., Finance, J., Brégeon, F. Assessment of diaphragmatic function by ultrasonography: Current approach and perspectives. World Journal of Clinical Cases. 8 (12), 2408-2424 (2020).
- Ueki, J., De Bruin, P. F., Pride, N. B. In vivo assessment of diaphragm contraction by ultrasound in normal subjects. Thorax. 50 (11), 1157-1161 (1995).
- Gottesman, E., McCool, F. D.
- Haber, K., Asher, M., Freimanis, A. K. Echographic evaluation of diaphragmatic motion in intra-abdominal diseases. Radiology. 114 (1), 141-144 (1975).
- Goligher, E. C., et al. Evolution of diaphragm thickness during mechanical ventilation. impact of inspiratory effort. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 192 (9), 1080-1088 (2015).
- Goligher, E. C., et al. Mechanical ventilation-induced diaphragm atrophy strongly impacts clinical outcomes. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 197 (2), 204-213 (2018).
- Haaksma, M. E., et al. EXpert consensus On Diaphragm UltraSonography in the critically ill (EXODUS): a Delphi consensus statement on the measurement of diaphragm ultrasound-derived parameters in a critical care setting. Critical Care. 26 (1), 99 (2022).
- Dugar, S., et al. Validation of a web-based platform for online training in point-of-care diaphragm ultrasound. ATS Scholar. 3 (1), 13-19 (2022).
- Goligher, E. C., et al. Measuring diaphragm thickness with ultrasound in mechanically ventilated patients: feasibility, reproducibility and validity. Intensive Care Medicine. 41 (4), 642-649 (2015).
- Truwit, J. D., Marini, J. J. Validation of a technique to assess maximal inspiratory pressure in poorly cooperative patients. Chest. 102 (4), 1216-1219 (1992).
- Boon, A. J., et al. Two-dimensional ultrasound imaging of the diaphragm: quantitative values in normal subjects. Muscle & Nerve. 47 (6), 884-889 (2013).
- Harper, C. J., et al. Variability in diaphragm motion during normal breathing, assessed with B-mode ultrasound. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 43 (12), 927-931 (2013).
- DiNino, E., Gartman, E. J., Sethi, J. M., McCool, F. D. Diaphragm ultrasound as a predictor of successful extubation from mechanical ventilation. Thorax. 69 (5), 423-427 (2014).
- Carrillo-Esper, R., et al. Standardization of sonographic diaphragm thickness evaluations in healthy volunteers. Respiratory Care. 61 (7), 920-924 (2016).
- Schepens, T., et al. The course of diaphragm atrophy in ventilated patients assessed with ultrasound: a longitudinal cohort study. Critical Care. 19, 422 (2015).
- Haaksma, M. E., et al. Anatomical variation in diaphragm thickness assessed with ultrasound in healthy volunteers. Ultrasound in Medicine and Biology. 48 (9), 1833-1839 (2022).
- Farghaly, S., Hasan, A. A. Diaphragm ultrasound as a new method to predict extubation outcome in mechanically ventilated patients. Australian Critical Care. 30 (1), 37-43 (2017).
- Vivier, E., et al. Diaphragm ultrasonography to estimate the work of breathing during non-invasive ventilation. Intensive Care Medicine. 38 (5), 796-803 (2012).
- Pirompanich, P., Romsaiyut, S. Use of diaphragm thickening fraction combined with rapid shallow breathing index for predicting success of weaning from mechanical ventilator in medical patients. Journal of Intensive Care. 6, 6 (2018).
- Scarlata, S., Mancini, D., Laudisio, A., Raffaele, A. I. Reproducibility of diaphragmatic thickness measured by M-mode ultrasonography in healthy volunteers. Respiratory Physiology & Neurobiology. 260, 58-62 (2019).
- van Doorn, J. L. M., et al. Association of diaphragm thickness and echogenicity with age, sex, and body mass index in healthy subjects. Muscle & Nerve. 66 (2), 197-202 (2022).
- Ferrari, G., et al. Diaphragm ultrasound as a new index of discontinuation from mechanical ventilation. Critical Ultrasound Journal. 6 (1), 8 (2014).
- Cattapan, S. E., Laghi, F., Tobin, M. J. Can diaphragmatic contractility be assessed by airway twitch pressure in mechanically ventilated patients. Thorax. 58 (1), 58-62 (2003).
- Drakonaki, E. E., Allen, G. M., Wilson, D. J. Ultrasound elastography for musculoskeletal applications. The British Journal of Radiology. 85 (1019), 1435-1445 (2012).
- Şendur, H. N., Cerit, M. N., Şendur, A. B., Özhan Oktar, S., Yücel, C. Evaluation of diaphragm thickness and stiffness using ultrasound and shear-wave elastography. Ultrasound Quarterly. 38 (1), 89-93 (2022).
- Tuinman, P. R., et al. Respiratory muscle ultrasonography: methodology, basic and advanced principles and clinical applications in ICU and ED patients-a narrative review. Intensive Care Medicine. 46 (4), 594-605 (2020).
- Bachasson, D., et al. Diaphragm shear modulus reflects transdiaphragmatic pressure during isovolumetric inspiratory efforts and ventilation against inspiratory loading. Journal of Applied Physiology. 126 (3), 699-707 (2019).
- Fossé, Q., et al. Ultrasound shear wave elastography for assessing diaphragm function in mechanically ventilated patients: a breath-by-breath analysis. Critical Care. 24 (1), 669 (2020).
