방법 논문

예압 챌린지 중 지속적인 정맥-동맥 도플러 초음파

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DOI:

10.3791/64410

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2023년 1월 20일

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1Health Sciences North Research Institute, 2Flosonics Medical, 3Northern Ontario School of Medicine

이 논문에서

요약

Frank-Starling-Sarnoff 곡선은 임상적으로 중요하며 심장 예압과 출력 사이의 관계를 설명합니다. 이 보고서는 각각 심장 예압 및 출력의 일시적인 대리자로서 경정맥 및 경동맥 도플러 속도계를 동시에 수행하는 새로운 방법을 보여줍니다. 이 접근 방식은 무선 웨어러블 도플러 초음파에 의해 가능합니다.

초록

예압 챌린지(PC)는 먼저 심박출량(즉, 예압)을 증가시키고 두 번째로 심박출량의 변화를 계산하는 임상 조작입니다. 기본적으로 PC는 Frank-Starling-Sarnoff(즉, "심장 기능") 곡선을 테스트하기 위한 병상 접근 방식입니다. 일반적으로 이 곡선은 심근 예압의 작은 변화가 박출량(SV) 또는 심박출량에 큰 변화를 일으키도록 가파른 경사를 가지고 있습니다. 그러나 다양한 질병 상태에서 이 관계의 기울기가 평평해져서 심장으로의 부피가 증가하면 SV가 거의 상승하지 않습니다. 이 병리학적 시나리오에서 추가 심장 예압(예: 정맥 수액)은 생리학적으로 효과적이지 않을 수 있으며 장기 울혈이 발생하면 해를 끼칠 수 있습니다. 따라서 심장 예압과 출력을 모두 추론하는 것은 정맥 주사(IV) 수액 소생술을 안내할 수 있으므로 임상적으로 유용합니다. 따라서 이 프로토콜의 목표는 잘 검증된 예압 챌린지 동안 새로운 무선 웨어러블 초음파를 사용하여 심장 예압 및 출력의 대리모를 동시에 추적하는 방법을 설명하는 것입니다.

서론

기초에서 Frank-Starling-Sarnoff 곡선은 심장 예압과 출력 1,2,3,4 사이의 관계를 설명합니다. 역사적으로 이 곡선은 가로축에 우심방 압력을 표시하고 세로축에 심박출량 또는 박출량(SV)5을 표시하여 나타냅니다. 이 곡선의 기울기를 평가하는 것은 심장 충전과 출력 사이의 관계가 동적이기 때문에 임상적으로 중요합니다. 따라서, 곡선의 기울기는 소생술 전략(1,4)을 알려준다. 특히, Frank-Starling-Sarnoff(즉, "심장 기능") 곡선의 기울기가 가파른 경우 예압을 증가시키면(예: 정맥 수액 투여) 출력이 증가합니다. 대조적으로, 심장 기능 곡선의 기울기가 얕은 경우, 정맥내(IV) 수액을 제공해도SV2가 증가하지 않습니다.

IV 수액이 SV를 증가시키거나 증가시키지 않을 때를 아는 것은 치료 임상의가 생리학적으로 비효율적인 수액 4,6, 즉 환자에게 IV 수액을 투여해도 SV 7,8을 증가시키지 않는 시나리오를 피할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 이러한 비교적 일반적인 임상 상태를 식별하는 것은 심장 기능 곡선3의 기울기를 "테스트"하는 임상 조작인 예압 챌린지(PC)를 통해 달성됩니다. PC는 심장 충전을 빠르게 증가시키고 SV9의 변화를 측정함으로써 달성됩니다. 위와 같이, IV 유체는 머리를 심장 높이 아래로 이동(즉, 트렌델렌부르크 자세)10 또는 반누운 자세에서 다리를 들어 올린 상태에서 앙와위로 이동(즉, 수동 다리 올리기)11과 같은 중력 기동과 마찬가지로 PC 역할을 할 수 있습니다. 사실, 패시브 레그 레이즈(PLR)는 현대 중환자실에서 사용되며 패혈증 소생술 4,12 동안 IV 수액 투여 전에 전문가가 권장하는 잘 받아들여지고 검증된 PC입니다. 중요하게도, PLR 동안, 임상의는 심장 기능 곡선13을 적절하게 시험하기 위해 심장 예압(예를 들어, 우심방압의 변화)과 출력(예를 들어, SV의 변화)을 모두 측정해야 한다고 제안된다. 그러나 전자는 동시 측정이 번거롭고 우심방에 침습적 카테터를 삽입해야 하는 경우가 많기 때문에 거의 시행되지 않습니다.

심장 충전 및 출력의 초음파 대리모는 지난 수십 년 동안 특히 응급실과 중환자실에서 인기가 높아졌습니다 2,14. 특히, 대정맥과 대동맥의 동시 평가는 각각 심장 예압 및 출력에 대한 대리자 역할을 합니다 2,15. 예를 들어, 대정맥 도플러의 형태학적 변화는 우심방 압력을 추적하는 것으로 밝혀졌는데, 이는 내경정맥 16,17,18, 간, 문맥 19, 상대정맥 20, 하대정맥 21, 대퇴 정맥 22, 심지어 신장 내 정맥 23에 해당된다. 따라서, 대정맥 도플러 유속계는 심장 충전의 대리자로서 작용한다2. 그러나 큰 동맥의 도플러는 일시적으로 심박출량의 변화를 추적할 수 있습니다. 예를 들어, 총경동맥 수축기 시간 24,25, 속도26,27,28 및 유량 29,30의 측정은 SV 변화를 감지할 수 있는 가능성을 보여주었습니다.

내부 경정맥과 총경동맥 모두를 동시에 공명시키는 새로운 무선, 웨어러블, 연속파 도플러 초음파가 이전에 설명되었습니다 14,15,27,28,31,32,33,34,35,36. 본원에는 일반적으로 사용되는 임상 PC 동안에 이러한 장치를 사용하는 방법-수동적 레그 레이즈-가 예시되어 있다. 또한, PC 동안 내부 경정맥 및 공통 경동맥 도플러 형태는 각각 심장 예압 및 출력의 가능한 대리자로서 설명됩니다. 이 프로토콜은 향후 환자 연구를 위한 실용적이고 생리학적 기초를 제공하기 때문에 임상적으로 중요합니다. 예를 들어, 입원 환자(예를 들어, 수술 전후 환경, 패혈증, 중환자) 및 외래 환자(예를 들어, 울혈성 심부전, 투석)는 후술하는 방법, 또는 이의 변형에 의해 모니터링될 수 있다.

프로토콜

무선 웨어러블 도플러 초음파 시스템을 사용하여 예압 챌린지를 수행할 때 사용자가 고려해야 할 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 이 프로토콜에 대해 서면 및 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 이 연구는 Health Sciences North의 연구 윤리 위원회(Research Ethics Board of Health Sciences North)에서 검토하고 승인했습니다. 그 절차는 인체 실험 위원회의 지역 윤리 기준과 1975년 헬싱키 선언에 따른 것이었다.

1. 적절한 환자 식별

  1. 웨어러블 도플러 초음파 장치를 배치할 환자를 식별합니다. 평가 기간(1-5분) 동안 발성 및 탈착을 최소화하기 위해 환자가 침착하고 상대적으로 움직이지 않는지 확인합니다.
  2. 환자를 병원 침대나 거니에서 반쯤 누운 자세 또는 반파울러 자세로 배치합니다. 특히, 몸통이 수평에서 30-45°의 각도가 되도록 침대를 조정합니다.

2. 경동맥 및 내부 경정맥 도플러 신호 얻기

  1. 초음파 장치 중앙에 있는 원형 버튼을 눌러 웨어러블 도플러 초음파를 켭니다. 버튼 주변의 파란색 표시등이 깜박이며 장치가 켜져 있고 스마트 장치와 페어링할 준비가 되었음을 나타냅니다.
  2. 스마트 장치에서 전용 응용 프로그램을 켭니다. 스마트 장치 응용 프로그램의 시작 단추를 누릅니다. 스마트 장치의 물리적 근접 내에 있는 검색 가능한 웨어러블 초음파 장치를 보여주는 응용 프로그램에 표시된 목록을 관찰합니다. 원하는 초음파 장치의 얼굴에 부착된 번호를 응용 프로그램 목록에 표시된 장치와 일치시킵니다. 연결을 눌러 원하는 초음파 장치를 응용 프로그램에 페어링합니다.
  3. 장치 중앙에 있는 버튼 주변의 흰색 깜박이는 표시등을 관찰하여 원하는 초음파 장치가 페어링되었는지 확인합니다. 스마트 장치 응용 프로그램에서 CORRECT 를 눌러 페어링을 완료합니다.
  4. 초음파 장치 뒷면에 있는 변환기 쐐기의 큰 면에 소량의 초음파 젤을 바릅니다.
    참고: 젤 응용 프로그램은 스마트 장치 응용 프로그램에서 볼 수 있는 특징적인 도플러 신호 아티팩트를 생성합니다.
  5. 변환기 쐐기의 큰 면을 탭하여 장치가 활성 상태이고 스마트 장치 응용 프로그램에 페어링되었는지 확인합니다. 응용 프로그램 디스플레이의 오른쪽 상단 모서리에 있는 볼륨 아이콘 단추를 눌러 스마트 장치 응용 프로그램의 볼륨 이 켜져 있는지 확인합니다.
  6. 환자의 목을 약간 펴고 후두 돌출부에 주목하고 초음파 장치를 잡고 변환기 쐐기의 큰 면이 환자의 심장을 향해 아래를 향하도록 합니다. 장치의 쐐기를 환자의 후두 돌출부의 측면에 놓습니다. 스마트 장치 응용 프로그램에서 오디오 및 시각적 응답을 찾습니다 : 응용 프로그램의 상단 부분에는 경동맥 및 경정맥에 대한 파형 스펙트럼이 표시됩니다. 응용 프로그램의 하단 부분은 녹색 막대로 표시된 각 심장 주기에 대한 수정된 흐름 시간(ccFT)을 정량화합니다.
  7. 경동맥 도플러 스펙트럼이 스마트 장치 애플리케이션에서 시각 및 청각적으로 감지될 때까지 기관에 의해 정의된 수직면에서 환자의 목에 있는 변환기 면을 옆으로 밉니다.
    참고: 대부분의 환자에서 경동맥과 경정맥의 시청각 도플러 스펙트럼은 측면 후두 경계에서 몇 센티미터 이내에서 감지됩니다.

3. 경동맥 및 내부 경정맥 도플러 신호 최적화

  1. 장치를 제자리에 고정한 상태에서 경동맥 도플러 스펙트럼과 애플리케이션 디스플레이 상단의 기능을 관찰합니다. 좋은 경동맥 도플러 신호는 좋은 신호 대 잡음비와 기계적 수축기의 끝을 구분하는 명확한 이크로틱 노치가 있는 특징적인 급격한 속도 상승 스트로크로 식별됩니다. 애플리케이션은 충분히 강한 신호를 얻으면 자동으로 도플러 스펙트럼 추적을 시작하며, 최대 파형 주위에 흰색 선으로 표시됩니다.
  2. 장치를 제자리에 고정한 상태에서 스마트 장치 디스플레이의 왼쪽 상단에 있는 눈금을 사용하여 속도 측정값을 관찰합니다. 경동맥 최대값에 대한 자동 추적을 사용하여 추적이 일반적인 범위에 있는지 확인합니다. 경동맥의 최대 수축기 속도는 일반적으로 50cm/s에서 120cm/s 사이이며 이완기 말기 속도는 일반적으로 20cm/s 미만입니다.
  3. 동맥 스펙트럼의 이크로틱 노치를 보면서 초음파 장치를 몇 밀리미터 정도 옆으로 천천히 밀어 명확한 속도 최저점이 안정적으로 관찰되도록 합니다. 이크로틱 노치 속도를 보기 어려워지면 이 단계를 반복하되 초음파 장치를 내측으로 밉니다.
  4. 반대쪽 경동맥에 대해 3.1-3.3단계를 반복하여 더 명확한 디크로틱 노치 속도의 존재를 평가합니다.
  5. 양쪽 경동맥에 명확한 이분법 노치 속도가 있는지 관찰한 후 장치를 부착할 목 쪽을 선택합니다. 가장 명백한 이크로틱 노치 속도를 가진 쪽을 선택하십시오. 목의 양쪽이 동등하게 허용 가능한 이크로틱 노치 속도를 갖는 경우 가장 강력한 내부 경정맥 도플러 스펙트럼을 가진 목 측면을 선택합니다.

4. 초음파 장치를 목에 부착

  1. 목에서 최상의 신호가 얻어진 위치를 시각적으로 기록하여 선택한 경동맥에 장치를 부착 할 준비를하십시오. 필요한 경우 스킨 마킹 펜을 사용하여 최적의 배치 위치를 식별합니다. 목에서 장치를 들어 올리고 초음파 장치에 부착 된 접착제에서 보호 뒷면을 제거합니다.
  2. 초음파 장치의 변환기 면을 관찰하고 충분한 양의 초음파 젤이 남아 있는지 확인합니다. 필요한 경우 변환기 표면에 소량의 초음파 젤을 다시 바릅니다. 신호 발견 중에 남아 있을 수 있는 과도한 초음파 젤은 장치의 접착을 방해할 수 있으므로 목에서 제거하십시오.
  3. 변환기 쐐기의 큰 면이 심장을 향해 아래쪽을 향하도록 하여 장치를 4.1단계에서 식별된 위치로 목에 되돌립니다. 목을 가로 질러 접착제의 날개를 부드럽게하십시오. 꽉 잡아 당긴 후 접착제 끝에서 보호 뒷면을 제거하십시오. 장치를 목에 완전히 고정하기 위해 필름을 피부에 대십시오. 접착 전반에 걸쳐 경동맥 및 경정맥 스펙트럼을 모니터링하여 신호가 손실되지 않도록 합니다.

5. 패시브 레그 레이즈(PLR)를 통한 예압 챌린지 수행

  1. 환자가 1.2단계에서 식별한 대로 병원 침대 또는 거니에서 반쯤 누운 자세에 있는지 확인합니다.
  2. 스마트 장치 응용 프로그램에서 다시 시작을 눌러 스마트 장치 응용 프로그램 데이터를 지웁니다. 스마트 장치 응용 프로그램에서 평가 시작을 눌러 패시브 레그 레이즈(PLR)에 대한 기본 측정값을 가져옵니다. 환자가 병원 침대나 거니에서 반쯤 누운 자세로 30-60초의 휴식 기준선으로 시작합니다. 평가의 시작을 나타내기 위해 응용 프로그램 디스플레이의 하단 부분에 표시된 마커를 찾으십시오.
  3. PLR을 수행하는 데 필요한 조치를 준비합니다(예: 필요에 따라 추가 간호 도움 받기).
  4. PLR을 수행할 준비가 되면 스마트 장치 응용 프로그램에서 표시 개입 을 눌러 사전 로드 챌린지(이 경우 PLR)의 시작을 나타냅니다. 개입의 시작을 나타내기 위해 응용 프로그램 디스플레이의 하단 부분에 표시된 마커를 찾으십시오. PLR을 수행합니다. 환자를 만지지 않고 몸통이 수평으로 아래쪽으로 이동하고 다리가 수평에서 30-45°로 들어 올려지도록 병원 침대나 거니의 위치를 변경합니다.
    알림: 사용자는 이 조작 중에 환자를 완전히 수동적으로 유지하도록 세심한 주의를 기울여야 합니다.
  5. 환자를 90-120 초 동안 PLR 자세로 유지하십시오.
    알림: 조작하는 동안 환자는 트랜스듀서 면과 목의 혈관 사이의 공명 각도가 변경되지 않도록 목을 완전히 움직이지 않도록 해야 합니다. 필요한 경우 환자의 목을 수동으로 안정시킵니다.
  6. 개입하는 동안 스마트 장치 응용 프로그램에서 경정맥 도플러 스펙트럼을 관찰합니다. 절대 경정맥 속도의 변화와 경정맥압의 대용물로서의 패턴을 평가합니다.
  7. 개입하는 동안 스마트 장치 응용 프로그램의 녹색 막대의 진화를 관찰하십시오. 예압 챌린지 시작 전후의 ccFT 변화를 평가합니다. 스마트 장치 애플리케이션은 각 심장 주기에 대한 ccFT를 자동으로 정량화하고 이를 녹색 막대로 표시합니다.
  8. 개입이 완료되면 스마트 장치 응용 프로그램에서 평가 종료 를 누릅니다. 평가의 끝을 나타내기 위해 응용 프로그램 디스플레이의 하단 부분에 표시될 마커를 찾습니다.
  9. 환자를 기준선의 반쯤 누운 자세로 되돌립니다.
  10. 원하는 경우 스마트 장치 응용 프로그램에서 저장을 눌러 평가를 저장하고 데이터 파일을 내보냅니다(자세한 내용은 추가 데이터 참고 사항 참조).

6. 평가 완료 후 스마트 기기 애플리케이션에서 경동맥 교정 흐름 시간(ccFT)의 변화 관찰

  1. 응용 프로그램의 오른쪽 하단에 있는 노란색 상자에 표시된 ccFT의 평가된 변경 사항을 관찰합니다.
    알림: 스마트 장치 응용 프로그램은 기록된 기준선 측정과 예압 챌린지/개입 측정 사이의 ccFT 변화를 자동으로 정량화합니다.
  2. 응용 프로그램에서 저장을 누르고 데이터가 다음 파일로 분할될 때까지 기다립니다: 도플러 장치 하드웨어의 IQ 및 Tick 데이터를 포함하는 두 개의 .txt 형식 파일; 스펙트로그램 정보를 포함하는 하나의 PKL 형식 파일(실시간으로 수집된 데이터를 온라인으로 시각화하는 데 사용); 세션 정보(예: 날짜 및 시간, 스마트 장치 하드웨어 설정, 사용자 설정 등)와 심장 주기별 실시간 계산을 포함하는 두 개의 .json 형식 파일이 있습니다.

결과

예압 챌린지 동안 연속 정맥-동맥 도플러 초음파를 해석하는 것과 관련하여 일반적인 생리적 반응은 그림 1, 그림 2, 그림 3 및 그림 4에 나와 있습니다.

첫째, 정상적이고 직립 심장 기능 곡선을 가진 환자에서 심장 예압의 작은 증가(예: 경정맥 도플러에 의해 추론됨)는 박출량의 비교적 큰 증가를 동반합니다(예: ccFT 확대에 의해 표시됨)2,14,36; 이 예는 그림 1에 나와 있습니다. 예압 챌린지 동안 경정맥 도플러 스펙트럼에서 경정맥압(JVP)의 변화를 추론하는 것은 약간의 정교함이 필요합니다. 다시 말하지만, 이 생리학적 변수는 심장 예압 또는 충전을 위한 대리자입니다. 일반적으로 경정맥은 경정맥압이 대기압보다 낮을 때 직립 자세로 붕괴됩니다. 도플러 스펙트럼에서 이것은 최소한의 맥동과 낮은 진폭(즉, 경정맥 신호의 강도 또는 "밝기")으로 비교적 빠른 속도(즉, 일반적으로 50cm/s 이상)로 변환됩니다. 그런 다음 기동 중에 경정맥압이 상승하면 정맥의 직경이 둥글게 되고 속도가 떨어지며(즉, 일반적으로 50cm/s 미만으로) 강도(즉, "밝기")가 증가하고 파형이 더 박동성이 높아집니다(2,14,36). 그림 1에서 볼 수 있듯이 정맥 도플러 형태의 변화는 경정맥의 직경이 증가하고(즉, 하강 속도, 진폭 상승) 우심방 압력 편향을 따르기 시작했음을 나타냅니다. 사진에는 없지만 우심방 압력이 증가함에 따라 후기 수축기 동안의 "v"파는 그림 1에서 볼 수 있는 단상 파동을 수축기 "s" 속도파와 이완기 "d" 속도파 2,14,36으로 쪼갤 수 있습니다. 건강한 지원자를 대상으로 아직 발표되지 않은 데이터에서 우리는 경정맥 도플러 형태가 낮은 예압 상태와 높은 예압 상태를 구별하기 위한 가장 정확한 정맥 초음파 측정임을 관찰했습니다.

대조적으로, 비정상적인 반응은 그림 2에 나와 있습니다. 이 병태생리학의 임상적 예는 패혈성 심장 기능 장애가 진화하는 저혈량, 정맥 확장, 패혈증 환자입니다 2,15,36. 이러한 환자는 정맥 복귀 (심장 예압, 즉 우심방 또는 경정맥압을 감소시킴)를 감소시키고 동시에 심장 기능을 저하시킵니다 2,15,35,36. 따라서 기준선에서 이 환자는 ccFT의 상당한 상승 없이 예압 챌린지 동안 증가하는(즉, 더 박동성이 되는) 지속적이고 낮은 JVP 정맥 도플러 형태를 보여줍니다. 이것은 심장 기능 곡선의 평평한 기울기를 효과적으로 설명합니다.

연속 정맥 동맥 도플러의 결과는 치료 임상의에게 PLR 자체의 문제를 경고할 수도 있습니다. 예를 들어, 어떤 상황에서, PLR은 생리학적으로 효과적인 예압 챌린지(preload challenge)4를 생성하기 위해 하지와 내장 순환으로부터 충분한 정맥혈을 모집하지 못할 수 있다. 심장 충전을 평가하지 않으면 "위음성" PLR이 발생할 수 있습니다. 그러나 임상의가 정맥 도플러의 변화가 없는 ccFT 반응(즉, 뇌졸중 용적 대리자)이 거의 없는 경우(즉, 예압을 위한 대용물로) 이는 그림 3에서 볼 수 있듯이 비효율적인 PLR을 예고할 수 있습니다.

마지막으로, PLR 기동은 그 이름에 충실해야 하며, 이는 몸통이 떨어지고 다리가 올라갈 때 환자가 무리하지 않는다는 것을 의미합니다13. 이것은 정맥 환류와 독립적으로 심장 기능을 증가시킬 수 있는 아드레날린 분비물을 방지합니다. 그러나, 도 4에 기술된 바와 같이, 이러한 바람직하지 않은 시나리오는 정맥 도플러 형태와 결합된 동맥 신호의 상승하는 박출량의 파라미터에 의해 표시될 수 있으며, 이는 감소된 정맥압을 시사한다.

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그림 1: 심장 기능 곡선의 기울기 증가. "정상" 또는 "예상" 결과의 예에서, 정맥 파형은 고속, 낮은 진폭 및 비박동성에서 저속, 더 높은 진폭 및 박동성으로 진행됩니다. 박동성 정맥 파형은 여기에서 볼 수 있듯이 단상 신호로 표시할 수 있습니다. 동시에, 동맥 도플러 파형은 기준선에서 ccFT의 증가를 보여주며, 이는 심박출량의 증가가 심박출량 증가에 의해 충족됨을 시사합니다. 이러한 반응은 모두 합쳐져 가파른 경사를 가진 "심장 기능" 곡선을 나타냅니다. 스펙트럼의 y축은 초당 센티미터 단위의 속도를 나타냅니다. 양의 속도는 뇌(예: 경동맥)를 향하고 음의 속도는 심장(예: 경정맥 속도)을 향합니다. 스펙트럼의 x축은 시간입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 2: 심장 기능 곡선의 평평한 기울기. 예압 챌린지 중 "비정상적인" 반응은 위와 같이 진화하는 정맥 도플러 파형으로 표시되지만 여기에서 볼 수 있듯이 기준선과 비교하여 ccFT의 큰 변화 또는 감소를 나타내지 않는 동맥 반응이 있습니다. 이 정맥 및 동맥 소견의 별자리는 예압이 증가한 평평하거나 잠재적으로 손상된 심장 기능 곡선을 의미합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 3: 정맥 도플러에 변화가 없습니다. 정맥 도플러 파형에 큰 변화가 없는 예압 챌린지는 심장 충전의 부적절한 변화를 나타낼 수 있으며, 이는 동맥 스펙트럼의 변화가 예상되지 않음을 의미합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 4: 예압 챌린지 중 떨어지는 예압. 정맥 속도 상승과 동맥 도플러 측정의 현저한 증가를 보여주는 예압 챌린지는 심장 기능이 정맥 환류와 독립적으로 증가하도록 증가된 아드레날린 긴장도(즉, 교감신경 자극)를 의미할 수 있습니다. 이 상황은 예를 들어 환자가 신체 자세를 바꾸려고 노력하는 경우와 같이 "비수동적" 다리 올리기의 결과일 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 5: 자원 봉사자의 장치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

토론

이 시각적 실험의 주요 목적은 무선 웨어러블 초음파를 사용하여 잘 검증된 PC 동안 심장 예압 및 출력의 대리모를 동시에 추적하기 위한 프로토콜을 설명하는 것입니다. 목표는 환자 자체에 대한 특정 연구 프로토콜을 설명하는 것이 아닙니다. 그러나 연속 정맥 및 동맥 도플러에 대한 설명은 소생술(예: 수술 전후 기간, 패혈증) 또는 소생술(예: 울혈성 심부전, 투석, 기계적 환기 장애)이 필요한 환자에 대한 연구를 설계하기 위한 실용적이고 생리학적 기초 역할을 합니다15,36.

기술된 방법은 PC(15) 동안 심장 기능을 추론하기 위해 주요 정맥 및 동맥을 동시에 공명시키는 웨어러블 연속파 도플러 초음파를 사용한다. 이 방법에서 중요한 것은 적절하고 협조적인 환자를 선택하고 평가 전반에 걸쳐 혈관과 변환기 사이의 각도 변화를 최소화하는 것입니다. 또한, 명확하고 일관된 이크로틱 노치 속도를 보장하는 것은 수축기 시간의 일관된 측정을 허용하는 데 가장 중요합니다. 마지막으로, 사용자는 대표적인 결과에서 위에서 논의한 바와 같이 정맥 도플러 형태와 경정맥압(JVP) 스펙트럼에 걸친 그 변화를 이해해야 합니다.

설명된 방법에 대한 수정으로, PLR 대신에, PC는정맥 내 수액9의 신속한 주입, 완전히 앙와위 환자를 수평에서 머리까지 15-30° 아래로 이동(즉, 트렌델렌부르크 자세)10, 또는 호기말 폐색34과 같은 호흡 조작으로 구성될 수 있다. 이러한 접근 방식은 환자의 움직임이 적고 표면적으로 평가 중 각도 변경 위험이 감소한다는 점에서 유익합니다. 일반적으로, 웨어러블 초음파를 사용하는 모든 PC의 문제를 해결하는 것은 안정된 목 위치, 공명 각도를 확보하기 위한 추가 접착제, 발성 또는 탈돌기 아티팩트가 발생할 때 평가의 연장, 장치의 위치 변경, 또는 환자에 대한 음향 결합을 최적화하기 위한 초음파 젤의 첨가를 필요로 한다(31).

이 원고에 설명된 심혈관 추론 방법에는 한계가 있습니다. 경정맥 신호와 관련하여, 도플러 형태는 경정맥압의 대리자이며, 그 자체가 우심방 압력37,38,39,40의 대리자이다. 따라서 정맥 도플러 변화만으로 심장 예압이 증가한다는 확신은 없습니다. 그럼에도 불구하고, 정맥 도플러 파형은 우심방17,18,41의 압력 편향에 따라 그 형태가 변한다; 이것은 경정맥 외에 여러 대정맥에서 관찰되었습니다. 예를 들어, 상대정맥과 하대정맥, 간정맥, 문맥정맥, 신장내정맥, 대퇴정맥에 대한 평가는 모두 정맥압을 정성적으로 추정한다(42). 보다 구체적으로, 수축기 동안 두드러진 정맥 속도파는 우심방압의 x-하강에 의해 형성되고 이완기 속도파는 우심방압의 y-하강에 의해 형성됩니다. 수축기와 이완기 사이의 속도 최저점은 우심방 압력 "v 파"16,17,18,42 때문입니다.

추가적으로, 기계적 수축기의 지속시간은 박출량에 정비례하지만, 수축기 시간은 SV와 유사하게 심박수, 예압, 후하중 및 수축성에 의해 매개된다(43). ccFT 방정식은 심박수를 보정하지만, 박출량의 대리자로서 ccFT의 한계는 다른 혈역학적 입력에 의해 결정된다는 것입니다. 그럼에도 불구하고, ccFT의 증가는 적어도 7 ms 24 또는 +2%-4%만큼 증가하여 중환자24, 예압 수정 기동을 수행하는 건강한 지원자44,45, 모의 중등도에서 중증 출혈 소생술을 받는 건강한 지원자 27에서 SV의 10% 상승을 정확하게 감지하는 것으로 나타났다. 또한, ccFT는 호흡 조작 동안 선택적 수술 집단에서 변화하는 SV를 정확하게 추적하는 데 사용되었습니다46. 따라서, 집속된 PC 동안 후하중 및 수축성이 비교적 일정하다고 가정하면, ccFT는 주로 SV의 변화로 인해 변한다.

또한, 이 접근법에 대한 절대적 및 상대적 금기 사항은 특히 환자에서 아직 정교화되지 않았습니다. 위에서 언급했듯이 가장 일반적인 금기 사항은 협력할 수 없는 경우(예: 정신 착란, 말하기, 움직임, 엄격함)일 수 있습니다. 이것은 많은 최신 생체 신호 모니터에 해당되지만 웨어러블 초음파는 발성 및 목 움직임에 특히 민감합니다. 따라서이 장치는 수술실의 삽관 및 마비 환자에게 매우 잘 작동합니다. 선택적 관상동맥우회술을 받는 환자에 대해 이 장치를 사용한 연구가 현재 등록 중입니다. 특정 환자에서 반대 경동맥 사이의 생리학적 변이가 가능합니다. 그러나 PC 패러다임에서 환자가 자신의 통제(즉, 사전 사후 개입)로 작용하기 때문에 이러한 우려가 완화됩니다. 따라서 우리는 목의 다른 측면(그림 5)이 약간 다른 정맥 및 동맥 도플러 신호를 생성할 수 있지만 심각한 편측성 이상(예: 협착증)을 제외하고 변화가 일관되어야 할 것으로 예상합니다. 신체적 제한도 문제를 일으킬 수 있습니다(예: 중심선, 경추-척추 고리, 기관 절개술 스트랩, 외상, 짧은 목 또는 심한 경추 후만증). 중등도에서 중증의 경동맥 협착증, 대동맥 협착증, 부정맥 및 비정상적인 호흡 패턴과 같은 생리학적 금기 사항도 잠재적인 우려 사항입니다. 그러나 일반적으로 심박출량을 실시간으로 측정하는 PLR은 부정맥을 포함한 많은 문제에 내성이 있습니다 4,11. 이 장치는 현재 자발 호흡 응급실 환자와 수술실 모두에서 연구되고 있습니다. 사용할 수 없는 신호가 있는 비율은 이 데이터에서 수집됩니다.

상술한 방법의 중요성은 부착된 초음파가 연속 데이터의 분 단위를 샘플링할 수 있는 반면, 핸드헬드 접근법은 전형적으로 몇 번의 심장 주기로 제한된다는 것이다(48,49). 또한 웨어러블 초음파용 소프트웨어는 동맥 도플러 변동 계수를 측정합니다. 이로부터 기준선과 개입 중에 충분한 수의 심장 주기를 샘플링하기 위해 "스마트 윈도우"가 구현됩니다. 이 통계 기기는 각 예압 챌린지(47)에 대한 측정 정밀도를 조정합니다. 더욱이, 웨어러블 초음파가 환자에게 부착된 채로 남아 있다는 점을 감안할 때, 측정 가변성을 증가시키는 인적 인자(50,51)의 위험은 감소된다; 이것은 동맥 및 정맥 부조화 모두에 적용됩니다. 이 방법의 또 다른 중요한 측면은 동시 정맥 및 동맥 도플러 평가를 통해 임상의가 동적 기동 중에 심장 예압을 간접적으로 평가할 수 있다는 것입니다. 이것은 해당 분야의 전문가들에 의해 권장된다13 그러나 올바른 심방 압력을 측정하는 것이 번거롭기 때문에 거의 수행되지 않는다. 따라서 PC 중 지속적인 정맥 동맥 도플러는 침대 옆의 심장 기능에 대한 더 깊은 그림을 제공합니다. 위에서 설명한 이 방법은 정맥 수액 소생술을 판단하는 데 사용될 수 있지만, "소생술 제거"15,52 또는 기계적 환기 53로 인한 이유 예측에 대한 가능성도 있으며 향후 임상 연구에서 탐구되어야 합니다. 예를 들어, 용적 과부하가 있는 환자의 이뇨는 용적 제거가 진행됨에 따라 정맥 도플러 신호 내에서 우심방압이 떨어지는 징후에 의해 드러날 수 있습니다. 또한, 환자가 투석 전후에 PLR을 받는 경우, 동맥 도플러 측정의 변화는 이전에 보고된 바와 같이 증가된 심장 기능을 나타내야 한다52.

PC 동안 정맥-동맥 도플러를 연속적으로 사용하는 방법은 프로토콜 섹션에서 위에서 설명한 6가지 일반적인 단계를 따르는 것이 가장 좋습니다. 새로운 무선 웨어러블 도플러 초음파 시스템은 환자에게 부착하고 예압 변경 중에 상대적으로 고정된 공명 각도를 가능하게 함으로써 이러한 패러다임을 지원합니다. 근본적으로, 동시, 순간, 정맥 - 동맥 도플러는 Frank-Starling-Sarnoff 관계의 두 축을 정교하게 만들 수 있으므로 심장 기능에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이것은 급성 환자를 관리할 때 특히 중요합니다. 볼륨 관리와 제거는 모두 이 새로운 접근 방식으로 구체화할 수 있습니다. 위의 논의는 주로 입원 환자 응용 프로그램에 국한되지만 울혈성 심부전, 만성 신부전 및 폐 고혈압 영역 내에서 추가 외래 환자 사용도 가능합니다. 따라서 연속 정맥 동맥 도플러는 혈역학 및 관련 의학 분야에서 예상치 못한 탐색 채널을 열 수 있습니다.

공개 사항

J.E.S.K., S.O.G., D.J., L.M.H., E.R., G.C., J.K.E. 웨어러블 도플러 초음파를 제작하는 신생 기업인 Flosonics Medical에서 일합니다. R.A.와 B.N.은 경쟁하는 이해관계를 선언하지 않습니다.

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