ポイントオブケア中大脳動脈の経頭蓋色分けされたデュプレックス超音波

サマリー

経頭蓋超音波は、さまざまな神経学的状態の患者を監視するために不可欠なツールです。脳は、コンサルティング研究でプロトコル化された方法で一般的に使用されていますが、ポイントオブケア超音波(PoCUS)を利用する多くのプロトコルでは見落とされてきました。この研究では、PoCUS画像取得プロトコルを提案します。

要約

多くの臨床問題の評価と管理において、ポイントオブケア(PoC)超音波は新しいベッドサイドツールです。経頭蓋色分けデュプレックス(TCCD)超音波は、特定の頭蓋内病変を支配するのに役立つため、意識不明の患者や曖昧な神経学的検査を受けている患者など、さまざまな状況で価値があります。経頭蓋超音波の診断的価値が知られているにもかかわらず、救命救急医療におけるその使用は依然として変動しています。このばらつきは、標準化された教育とトレーニングの欠如に起因して、病院間で一貫性のないトレーニングが一因です。さらに、脳は、RUSH(ショックおよび低血圧のための迅速超音波検査)やFAST(外傷における超音波検査による焦点評価)検査など、多くの救命救急プロトコルで見落とされがちです。これらのギャップに対処するために、この記事では、成人のPoC TCCD画像取得のプロトコルを提案し、適応症、制限、トランスデューサーの選択、配置、シーケンス取得、および画像の最適化について詳しく説明します。さらに、PoC TCCDの使用は、血管痙攣、頭蓋内圧の上昇、および脳循環停止の進行の3つの状態のスクリーニング手段として議論されています。

概要

1982年にAaslidらによって最初に記述された経頭蓋ドップラー(TCD)超音波検査は、頭蓋内の血流と速度を評価する方法を提供しました¹。その後、経頭蓋色分けされた二重超音波(TCCD)が開発され、脳内血管系の色分けされた視覚化が可能になりました。これにより、TCCDはTCDの制限である角度依存性を部分的に克服することができます。具体的には、ドップラーシフトの結果として、超音波ビームの角度と血管の軸が0〜30度²の間にある場合、血流速度の測定が最も正確になります。TCDの流速測定ではゼロに近い角度を想定していますが、TCCDでは共鳴角度を可視化できるため、角度補正された速度測定^{が可能です3}。

TCCDには、脈動指数(PI)、平均流速(MFV)、または時間調整速度(TAV)⁴を含むがこれらに限定されないいくつかのドップラー測定が含まれています。これらの測定値を使用して、TCCDは、血管痙攣、頭蓋内圧(ICP)の上昇、脳循環停止など、いくつかの重要な状態に対する非侵襲的なスクリーニングを可能にします。これらはそれぞれ、独自の血行動態および超音波検査のシグネチャ^ー5で現れます。

まず、くも膜下出血(動脈瘤性または外傷性)後の脳血管痙攣の文脈では、TCCDは頭蓋内血流のリアルタイムな可視化を提供し、脳動脈の狭窄または収縮の検出を可能にします。MFV(拡張末期速度+1/3(最大収縮期速度+拡張末期速度)⁶と定義)6を測定することにより、臨床医^は症状の発症7の2.5日前までの血管痙攣の重症度を定量化できます。同時に、PI(ピーク収縮期速度-拡張末期速度)/平均速度として定義)を測定することにより、上昇した値(>1.2)⁷を検出できます。値の上昇は、脳血管抵抗の増加を示唆し、遠位血管血管痙攣⁷または頭蓋内圧の上昇に関連する遠位灌流の低下を強調しています。TCCD、PI、MFVを併用することで、血管痙攣の早期発見とモニタリングが容易になり、虚血性損傷を予防し、患者の転帰を改善するための迅速な介入が可能になります。

第二に、ICPが増加した場合、PIおよびMFVを通じて脳血管動態を評価できます。PIとMFVは、脳の血流と血管抵抗の変化を反映しており、どちらもICPの上昇の影響を受けます。ICP の増加は、脳血管コンプライアンスの障害により PI 値の上昇をもたらす可能性がありますが、MFV の減少は、頭蓋内圧の上昇に続発する脳灌流の低下を示します⁴。これらのパラメータをモニタリングすることで、臨床医はICP上昇の重症度を測定し、治療決定を導き、ICPの低下を目的とした介入に対する反応を評価することができます。

第三に、脳循環停止の場合、PIおよびMFVの評価は、脳血流の停止を確認する上で重要な役割を果たします。TCCDおよび血行動態パラメータを使用した脳循環停止の迅速な同定は、タイムリーに検出された場合に脳灌流を回復するための高度な神経救命救急対策などの時間的制約のある介入を開始するために不可欠です。

要約すると、TCCDは、脳血管痙攣、ICPの増加、および脳循環停止をスクリーニングするための非侵襲的なベッドサイドツールを提供します。TCCDは、脳血行動態のリアルタイムの可視化と定量化を提供することで、臨床医がこれらの重要な神経学的状態を診断、監視、管理することを可能にし、患者の転帰を改善し、罹患率と死亡率を減らす可能性があります。しかし、経頭蓋超音波の診断的価値が知られているにもかかわらず、救命救急医療におけるTCCDのポイントオブケア利用は、標準化されたトレーニングと教育が不足しているため、病院間でのこのモダリティのトレーニングがまだ一貫していないことも一因であり、依然として変動しています。

これらのギャップに対処するために、この記事では、ポイントオブケア(PoC)で使用できる成人のTCCD画像取得プロトコルを提案します。一般に、PoC超音波は、患者の一次治療提供者⁸によって実施および解釈されるものである。これは、患者の一次治療提供者によって要求され、別の専門家チームによって実行される協議型超音波とは対照的です。協議型TCDまたはTCCDには通常、複数の脳動脈のドップラー尋問が含まれますが、このPoCプロトコルは、次の2つの理由から中大脳動脈(MCA)の選択的尋問を中心としています:(1)MCAは通常、TCCDと共鳴するのが最も簡単なウィリスサークルのブランチであり、(2)MCAは内部頸動脈からの流れの約70%に関与しています。 したがって、MCAの分析は、全体としての脳血流に関する良好な情報をもたらすことができます⁹。

このPoC TCCDプロトコルには、トランスデューサーの選択と配置、シーケンス取得、および画像の最適化が含まれます。さらに、PoC TCCD の使用については、血管痙攣、頭蓋内圧の上昇、および脳循環停止の進行の 3 つの状態のスクリーニング手段として説明します。

プロトコル

この手順は、人体実験に関する機関委員会の倫理基準とヘルシンキ宣言に準拠しています。超音波は最小限のリスクの手順と考えられています。したがって、患者からの書面による同意は一般的に必要ありません。適切な臨床現場での神経学的変化に懸念を持つ患者が研究に含まれました。開頭した頭部創傷、外科的切開、または超音波注入部位に外科的包帯がある人は除外されました。この調査で使用した消耗品と拡張パーツは、 材料表に記載されています。

1. トランスデューサーの選択

1. TCCDスキャン用のフェーズドアレイプローブ(1-5 MHz)を選択します。このプローブは、トランステンポラルウィンドウの共鳴のための最小フットプリントを提供します。
   注:「フェーズドアレイプローブ」という用語は、リニアフェーズドアレイセクターアークプローブ^6,10を指すためによく使用されます。この用語は、現代のすべての超音波トランスデューサーが超音波ビームを向けるために位相を利用しているため、あいまいな場合があります。簡潔にするために、このレビューでは「リニアフェーズドアレイセクターアークプローブ」の代わりに「フェーズドアレイプローブ」を使用します。

2. マシンの設定

1. マシンを 経頭蓋プリセット に設定します。このプリセットは、最新のほとんどのマシンで使用できます。これにより、画面の右側にインジケーターが設定されます。
   注意: 経頭蓋プリセット が利用できない場合は、 心臓 プリセットを利用できます。このプリセットのインジケーターは画面の左側にあります。
   1. 初期モードを Bモード (2次元グレースケール¹¹)に設定します。 奥行きを13〜16cmに設定します。
      注:この深さは、通常約1〜2 cmの深さで、同側の側頭骨を表す高エコー凸線をキャプチャします。一方、反対側の側頭骨は、14〜16cmの深さで凹状の高エコー構造として見られます。
   2. 最高のスキャンエルゴノミクスを得るには、超音波スクリーンが超音波プローブと直接一直線になるようにマシンを配置します。

3. 患者様の位置

1. ベッドの頭を30度にして、患者を仰臥位に置きます。

4.スキャン技術

1. プローブにゲルを塗布します。
2. プローブを経側頭窓(図1)に置き、地面と平行に、インデックスマークを患者の前方に向けています。
   注:経側頭領域は、頬骨弓のすぐ上、耳珠の前にあります⁶。

5.経頭蓋ビュー

1. スライド動作を使用して、関連する頭蓋内構造が特定されるまで、近くの脳組織をスキャンします。これらは、PoCUS TCCDに必要なランドマークを特定するための出発点として機能します。
2. 同側の側頭骨を特定します。これは通常、約 1 cm¹¹ に見られます。
3. 対側の側頭骨(通常は約14〜16 cm¹¹)を特定します。
   注:同側の側頭窓は、凹型または線形の高エコー構造として表示されます。反対側の側頭窓はより凹んでいるように見えます¹¹。
4. 脳脊髄液を表す薄い低エコー構造を持つ 2 本の高エコー線として現れる 3 番目の脳室を特定します。
   注:これは通常、6〜8 cm¹¹の深さで見られます。上の構造が識別されるまで、スライドまたはスイープモーションを使用します¹²。これは、このプロトコルにとって必須のステップではありません。明確に特定されていない場合は、次の手順に進むことができます。

6.中大脳動脈(MCA)のカラードップラー尋問

1. 前のセクションの手順で取得したビューから開始します。
2. まず、奥行きを小さくして、遠方の視野を 10 cm にします。
3. 超音波画面の上半分の左側には、大きなカラーフローサンプリングボックスがあります。
   注意: MCAは、血流が超音波トランスデューサーに向けられた線形構造として表示されます。赤色は、トランスデューサーに向かって移動する流れを示します。
4. パルス波ドップラーを開始し、ボックスをMCAの赤いカラーフロー信号の中央に配置します。
5. スペクトルドップラー波形を取得します。
   注:正常なMCA血流速度は、拡張期¹³の間に急激な収縮期上昇を示し、その後徐々に減速します。
   1. 等高線をトレースして、1つの心周期の速度時間積分を測定します。
      注:経頭蓋モードの超音波では、トレースが完了すると複数の値が自動的に生成されます。
   2. MFV または Time Average Velocity (TAV) または Time adjusted peak velocity (TAP) または Time average maximum Velocity (TAMAX) が表示されていることを確認します。そうでない場合は、(PSV + (EDV x 2))/3 で² を計算します。
      注:平均流速が120を超えると、血管痙攣のリスクが増加する可能性が懸念される可能性があります。インソネーションの角度は理想的には0〜30度でなければならず、そうでなければ測定された速度は過小評価されます¹⁴。平均流速(MFV)、時間調整ピーク速度(TAP)、時間平均最大速度(TAMAX)、および時間平均速度(TAV)は同じ意味で使用されます。
   3. Pulsatility index が表示されていることを確認します。そうでない場合は、式PSV-EDV)/^{MFV 15}を使用して計算します。
      注: PI は、ICP = (10.93 x PI)-1.28 という式を使用して ICP の推定値に変換できます。PI > 2 への進行は、ICP¹⁶ の上昇に対する懸念を引き起こす可能性があります。PIは、相対的な比率であるため、軸外共鳴に耐性があります。この値のすべての測定値は等しく影響を受けるため、PI値は¹⁷を保持します。

7. 手続き後の手順

1. 取得した画像とドップラースペクトルをレビューして、診断品質基準を満たしていることを確認します。
2. すべての画像とドップラーデータが適切に保存され、将来の参照と分析のためにラベル付けされていることを確認してください。
3. フォローアップ手順や必要に応じて追加の検査について患者に伝えます。

結果

このセクションでは、上記のプロトコルから得られたデータの分析と解釈、およびその臨床的有用性について説明します。 図1 は、TCCDが実行される頭部の物理的な位置、つまりトランステンポラルウィンドウを示しています。 図 2 は、パルス波ドップラー (PWD) でインスタレーションされている同側 MCA を示すこのトランステンポラル ウィンドウを示しています。PWDボックスを45-65 mm¹⁸の深さに配置すると、MFWとPIの計算に使用できる速度プロファイルが浮かび上がるはずです。この特定のケースでは、ドップラーデータは正常なMFV(<80cm/s)と正常なPI(<1.2)を示しています¹⁹。対照的に、120 cm / sを超えるMFVは異常です。このような値は、血管痙攣を引き起こすリスクがある頭蓋内病変を有する患者における血管痙攣を示唆するでしょう(例:.、くも膜下出血)。.

例えば、 図3 は、くも膜下出血のために右中脳動脈瘤を巻いた後の8日目に急性神経学的変化を認めた患者に対して得られたPoC TCCDを示しています。PoC TCCDは、先行研究と比較して同側MCAの平均流速の上昇を明らかにしました。その後、頭部のCT血管造影が行われ、右前循環の血管痙攣が確認されました。

頭蓋内圧亢進症につながる可能性のある頭蓋内病変を有する患者では、PoC TCCD は PI を測定して、高い頭蓋内圧 16,20,21 を非侵襲的にスクリーニングできます。例えば、Bellenerらは、関係²⁰を推定するための簡略化された式を開発しました:ICP = 10.93 × PI − 1.28。

図 4 は、最初に頭蓋内出血を呈した患者と、最初の PoC TCCD の PI が正常であったことを示しています。その後、患者の精神状態が悪化していることが指摘され、PoC TCCD が繰り返され、頭蓋内圧の上昇の可能性に関する PI の上昇が明らかになりました。これを治療するために、高張液を投与し、その後のCT画像で患者の出血が悪化していることを明らかにしました。

PoC TCCDは、脳死に先行する脳循環停止への進行をスクリーニングするためにも使用できます。脳死への進行には、通常、抵抗率の増加を伴う脳動脈血流の後退が含まれます(図5)。これらのPoC TCCDの知見は、臨床医が、施設固有のガイドラインに従って循環停止を決定的に決定することを目的とした包括的なTCCD研究を含む、さらなる補助的な検査を受けることにつながるはずです。一例として、 図6 は、長期にわたる心停止とその後の心循環の回復から数時間後の患者のPoC TCCDです。PoC TCCD試験の直接的なきっかけは、固定瞳孔と非反応瞳孔の身体検査所見でした。施設では相談可能なTCCDサービスは利用できず、患者は無呼吸検査には不安定すぎましたが、PoC TCCDの所見は、びまん性脳浮腫を明らかにした頭部のその後のCTによって裏付けられました。

図1:トランステンポラルウィンドウ。 ウィリスの円の簡略化された概略図を備えたトランステンポラルウィンドウ。数字は、同側のMCAが超音波で視覚化される深さを表しています。矢印は血流の方向性を表しています。青い円は、プローブを配置する場所を表しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:通常のTCCD。 47 mmの深さでの同側MCAのTCCD。この図では、法線 TAV と法線 PI が示されています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:平均流速が上昇したTCCD。 50 mmの深さでの同側MCAのTCCD。この画像は、TAP:時間調整ピーク速度(MFV、TAV、TAMAXに相当)と法線PIの上昇を示しています。適切な臨床現場では、これは血管痙攣を示唆しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:脈動指数が上昇したTCCD。 TCCDは、適切な臨床現場での頭蓋内圧の上昇に関する臨床的相関を伴うPIの悪化を示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:脳循環停止における経頭蓋ドップラーの進行。 TCD/TCCDで見られる中大脳動脈の波形形態の予想される進行性変化の概略図は、脳循環停止に進行します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:脳循環停止のTCCD。 脳循環停止への進行に関する小さな拡張期逆転を伴う小さな収縮期スパイク。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

ディスカッション

PoC超音波は、RUSHおよびFAST検査に見られるように、急性臓器機能障害患者の診断と管理においてますます重要な役割を果たしています。しかし、脳機能を評価する場合、PoC TCCDの実施を求める臨床医向けのガイダンスは、これまでほとんど公開されていません。

このPoCプロトコルを開発するために、TCDイメージングではなくTCCDを適応させることを選択しました。 従来のTCDとは対照的に、TCCDはBモードとカラードップラーを組み合わせて、角度補正を可能にし、流速²²のより正確な測定をもたらします。さらに、この原稿で提案されたこのプロトコルは、既存のTCCDプロトコルを省略して、単一の超音波ウィンドウ、つまりトランステンポラルに焦点を当てています。これは、経側頭窓が、経眼窩および経椎間孔¹²などの代替手段よりも超音波でより容易にアクセスできるためです。さらに、経側頭窓は、前脳循環で最大の動脈であり、内頸動脈の血流の約70%を受け取るMCAの脳血流速度(CBFV)を推定するための最適なインソネーション位置を提供します⁴。

PoC TCCDの概念はまだ初期段階にありますが、臨床診療での使用を裏付けるいくつかの公開された証拠があります。たとえば、急性期の頭蓋内圧上昇をスクリーニングする場合、PoC TCCD は ICP ^5,23 を増加させるための合理的なスクリーニング ツールを提供することが示されています。この既存のエビデンスに基づき、欧州集中治療医学会は現在、ICP²⁴ の上昇について患者をスクリーニングする際に集中治療医が考慮すべきツールとして TCCD をリストアップしています。脳死スクリーニングのシナリオについては、2016年に発表された22件の研究のメタアナリシスにより、TCDは脳循環停止を感度0.9%、特異度0.98で検出したことが示されました²⁵。

PoCUS TCCDには利点がありますが、重要な制限もあります。第一に、検査は、特に高齢者において、側頭骨音響窓が不十分な状況では技術的に困難になる可能性があり、脳血管疾患の患者の10%で不完全なインソネーションが発生しています²²。第二に、血管痙攣評価でTCCDから得られる絶対速度は、報告された正常速度がTCD²⁶で使用される非イメージングプローブに対してより広範囲に検証されているため、真の動脈血流速度を誤って推定する可能性があります。それにもかかわらず、新たに出現した研究は、値が少なくとも2つのモダリティ間で比較可能であることを示唆しています³。第三に、TCCDを利用して脳循環停止の進行を評価する場合、研究によると、安心感を与えるスペクトルドップラー波形が存在するにもかかわらず、患者は検証済みの臨床試験に基づいて脳死と認定できるため、平均脳流量は生命を維持するには不十分である可能性があることが示されています^25,27。第四に、ICPレベルの推定に使用されるPIは広い信頼区間を持っているため、PIを使用して特定のICPレベル²⁸と相関する場合は注意が必要です。PIとICPの関係に信頼区間が広いのは、ICPに影響を与えずに複数の要因がPIに影響を与える可能性があるためです。例えば、PaCO₂の変化や動脈血圧の上昇は、ICP²⁹とは無関係に脳血流やPIに影響を与える可能性があります。CPPの減少は、PIの増加傾向を示し、ICPの増加またはMAPの減少のいずれかが原因である可能性があります。そのため、PI は平均 CPP に反比例するか、動脈血圧に正比例します。したがって、ICPの絶対値³⁰ではなく、ICPの増加とCPPの減少傾向を経時的に追跡するために、増加するPIの利用を使用することが推奨される。このことを念頭に置いても、V-A ECMOまたはLVADからの拍動性の流れの欠如などの交絡因子により、PIはICP相関¹²について解釈できなくなります。

これらの制限があっても、PoC TCCDは急性神経機能障害の診断と管理におけるベッドサイドスクリーニングツールとして価値があります。このポイントオブケアプロトコルを開発することにより、特にリソースが限られている環境で、重症患者のケアを任務とする非神経超音波学者にTCCDをわかりやすく説明することが期待されています。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
低周波超音波プローブ(C35xp)	ソノサイト(富士フイルム)	P19617
ソノサイトX-porte超音波	ソノサイト(富士フイルム)	P19220
超音波ジェル	ソニック	PLI 01-08

アクア