Ottenere immagini ecografiche di qualità del campo visivo esteso del muscolo scheletrico per misurare la lunghezza del fascicolo muscolare

Questo studio descrive come ottenere immagini muscoloscheletriche di alta qualità utilizzando il metodo ecografico a campo visivo esteso (EFOV-US) allo scopo di effettuare misure di lunghezza del fascicolo muscolare. Applichiamo questo metodo ai muscoli con fascicoli che si estendono oltre il campo visivo delle comuni sonde a ultrasuoni tradizionali (T-US).

Essere in grado di ottenere immagini ecografiche di qualità a campo visivo esteso può aumentare il numero di muscoli per i quali disponiamo di dati in vivo sulla lunghezza del fascicolo. Il vantaggio principale degli ultrasuoni a campo visivo esteso è che possono consentire la misurazione diretta di fasci muscolari curvi più lunghi che non possono essere acquisiti con gli ultrasuoni tradizionali. Questo metodo può essere applicato a oltre il 90% dei muscoli degli arti superiori e all'85% dei muscoli degli arti inferiori con lunghezze ottimali dei fascicoli più lunghe del campo visivo delle comuni sonde ecografiche.

L'implementazione di successo di questo metodo richiede una buona comprensione dell'anatomia muscoloscheletrica. Esercitati a ottenere immagini ed esercitati a valutare la qualità delle immagini. Inizia prendendoti del tempo per familiarizzare con il metodo dei sistemi per ottenere EFOV-US e con l'anatomia dei muscoli di interesse.

Dopo aver spiegato il protocollo di studio, far sedere il partecipante su una sedia regolabile che può essere bloccata in posizione e regolare la sedia in modo che il partecipante sia il più comodo possibile pur fornendo l'accesso al muscolo di interesse. Posizionare l'articolazione che il muscolo di interesse si estende in una postura che può essere controllata e ripetuta e utilizzare la guida clinica per individuare i punti di riferimento anatomici. Utilizzando gli standard ISB per definire il sistema di coordinate articolari, contrassegnare i punti di riferimento anatomici con un pennarello sicuro per la pelle.

Allineare il centro di un goniometro portatile con l'asse di rotazione dell'articolazione e allineare i bracci del goniometro con i segmenti dell'articolazione, quindi misurare l'angolo dell'articolazione. Quindi utilizzare cinghie di stoffa per fissare l'arto per ridurre al minimo il movimento durante il protocollo di imaging. Per l'acquisizione delle immagini, collegare e accendere il sistema a ultrasuoni e assicurarsi che l'esame sia impostato su muscoloscheletrico, che il trasduttore sia impostato sul trasduttore in uso e che la frequenza di trasmissione sia impostata tra cinque e 17 megahertz.

Nel software del sistema, impostare l'interruttore a pedale per avviare-arrestare l'imaging. Se l'interruttore a pedale in uso dispone di più pedali, impostare i pedali aggiuntivi per il blocco o la pausa e per la stampa o la memorizzazione dell'immagine. Quindi, applicare una generosa quantità di gel per ultrasuoni sulla testa del trasduttore e posizionare il trasduttore sulla pelle del partecipante nella regione approssimativa di interesse.

Spostare il trasduttore lungo il piano dell'asse più corto del muscolo mantenendo l'indicatore puntato lateralmente. Identificare il muscolo di interesse nel piano dell'asse corto perpendicolare alla direzione della fibra muscolare e muovere il trasduttore distalmente e prossimalmente per acquisire una visualizzazione completa del percorso muscolare utilizzando i marcatori sicuri per la pelle per contrassegnare importanti punti di riferimento anatomici man mano che vengono identificati. Una volta identificata e contrassegnata la posizione del muscolo, spostare il trasduttore a ultrasuoni sul piano dell'asse lungo con l'indicatore puntato distale.

Quando è stata identificata l'estremità distale o prossimale del muscolo, ruotare e inclinare il trasduttore per identificare il piano del fascicolo in quel punto e contrassegnare la pelle quando è stata stabilita la posizione corretta del trasduttore. Una volta stabilito il piano approssimativo del fascicolo lungo l'intera lunghezza desiderata da scansionare, esercitarsi a seguire il percorso muscolare e impostare il sistema a ultrasuoni sulla modalità campo visivo esteso. Partendo da un'estremità del muscolo, fare clic sull'interruttore a pedale per avviare l'acquisizione dell'immagine e spostare lentamente e continuamente il trasduttore a ultrasuoni lungo l'asse lungo.

Quando è stata raggiunta la fine del muscolo, fare clic sull'interruttore a pedale per terminare l'acquisizione dell'immagine. Per ottimizzare la visibilità e la nitidezza dell'immagine, se l'acquisizione dell'immagine termina prima che sia possibile acquisire la lunghezza desiderata del muscolo, aumentare la profondità dell'immagine. Per regolare la messa a fuoco, posizionare la freccia di messa a fuoco nella parte inferiore 1/2 dell'immagine, appena sotto il muscolo di interesse.

Assicurarsi che il guadagno sia bilanciato attraverso la profondità dell'immagine e utilizzare l'indicatore per determinare la velocità ottimale per lo spostamento del trasduttore. Una volta raccolte le immagini qualitativamente buone, esportatele come immagini DICOM non compresse. Regolare la sedia in modo che il partecipante sia a proprio agio e che il tibiale anteriore sia accessibile con gli ultrasuoni.

Quindi, individua e contrassegna i punti di riferimento anatomici ed effettua le misure dell'angolo articolare. Dopo aver trovato la posizione del piano del fascicolo ed aver fatto pratica nell'acquisizione delle immagini, acquisire un'immagine EFOV-US del tibiale anteriore. Quando tutte le immagini sono state acquisite, aprire un'immagine dell'asse lungo di interesse in un programma software di analisi delle immagini appropriato.

Identificare i tessuti connettivi che circondano il muscolo come linee iperecogene luminose che indicano i confini muscolari attorno a una forma ipoecogena scura e verificare che l'immagine non presenti un'eccessiva flessione non anatomica, spazi vuoti nell'immagine o una linea di righello frastagliata e flessibile sopra l'immagine. Se nell'immagine manca una o più di queste strutture tissutali, considerare l'immagine qualitativamente scadente. Per quantificare la lunghezza del fascicolo muscolare, per prima cosa, apri l'immagine di interesse in ImageJ e usa lo strumento linea retta per disegnare una linea retta di 10 millimetri sul righello a lato dell'immagine ecografica.

Selezionare Analizza e misura per misurare la linea. Se le proprietà dell'immagine sono state mantenute, la lunghezza della linea retta deve essere di circa un centimetro. Per misurare le lunghezze dei fascicoli nell'immagine, fare clic con il pulsante destro del mouse sullo strumento linea retta per selezionare la linea segmentata.

Fare clic su un'estremità del fascicolo da misurare e fare clic continuamente lungo il percorso muscolare per assicurarsi che la curvatura nel fascicolo sia stata catturata. Quindi, fai doppio clic alla fine del fascicolo e seleziona analizza e misura per misurare la lunghezza della linea. In queste analisi rappresentative, l'ecografia a campo visivo esteso è stata utilizzata per ottenere immagini dal capo lungo del bicipite brachiale e dal tibiale anteriore in quattro volontari sani.

L'ecografia a campo visivo esteso di questi muscoli è stata utilizzata per osservare aspetti importanti dei tessuti come il tendine centrale e il percorso del fascicolo. Dopo l'imaging, sono state analizzate immagini qualitativamente buone per ciascun muscolo in ciascun individuo. ImageJ è stato implementato per misurare quattro fascicoli con percorsi che potevano essere visualizzati in modo convincente dalla loro origine all'inserimento e che si trovavano in diverse porzioni del muscolo in ogni immagine.

Le lunghezze medie dei fascicoli ottenute in questo studio per il bicipite brachiale e il tibiale anteriore erano all'interno dell'intervallo delle lunghezze dei fascicoli precedentemente riportate. Poiché può essere difficile determinare quali immagini sono appropriate per la valutazione del fascicolo, qui, vengono mostrate immagini rappresentative e qualitativamente cattive con le parti delle immagini che sono specificamente cattive evidenziate. In queste immagini si possono osservare variazioni nella qualità muscolare e punti di riferimento per diversi individui.

Quando si tenta questo protocollo, è necessario comprendere la validità dell'algoritmo utilizzato dal sistema a ultrasuoni. Esamina l'anatomia del muscolo di interesse e ottieni una sufficiente pratica di imaging. Questo protocollo ha lo scopo di fornire indicazioni e descrivere gli standard necessari.

Pertanto, gli ultrasuoni con campo visivo esteso possono essere applicati ai muscoli oltre ai due esempi che forniamo. Ci aspettiamo che questo metodo venga applicato alla muscolatura stabile sia in popolazioni sane che in popolazioni compromesse per comprendere meglio la funzione muscolare sana e l'adattamento muscolare a seguito di lesioni o malattie.