Pomiar grubości i funkcji membrany za pomocą ultradźwięków przyłóżkowych

Summary

Grubość i funkcja membrany może być oceniana u zdrowych osób i krytycznie chorych pacjentów za pomocą ultrasonografii przyłóżkowej. Technika ta oferuje dokładną, powtarzalną, wykonalną i dobrze tolerowaną metodę oceny struktury i funkcji membrany.

Abstract

Przepona jest głównym składnikiem pompy mięśniowej układu oddechowego. Dysfunkcja przepony może powodować duszność i nietolerancję wysiłku oraz predysponuje osoby dotknięte chorobą do niewydolności oddechowej. U pacjentów wentylowanych mechanicznie przepona jest podatna na atrofię i dysfunkcję w wyniku nieużywania i innych mechanizmów. Przyczynia się to do niepowodzenia w odstawieniu od piersi i słabych długoterminowych wyników klinicznych. Ultrasonografia przyłóżkowa zapewnia ważną i powtarzalną metodę oceny grubości membrany i aktywności skurczowej (frakcji pogrubiającej podczas wdechu), która może być z łatwością stosowana zarówno przez klinicystów, jak i badaczy. W tym artykule przedstawiono najlepsze praktyki pomiaru grubości membrany i ilościowego określania pogrubienia membrany podczas oddychania oddechowego lub maksymalnego wdechu. Po opanowaniu technika ta może być stosowana do diagnozowania i prognozowania dysfunkcji przepony oraz kierowania i monitorowania odpowiedzi na leczenie w czasie zarówno u osób zdrowych, jak i pacjentów z ostrymi lub przewlekłymi chorobami.

Introduction

Ultradźwięki odnoszą się do fal dźwiękowych wykraczających poza górne granice słyszalności ludzkiego słuchu. Ultradźwięki mają wiele zastosowań poza opieką zdrowotną, z których najbardziej znanym jest prawdopodobnie opracowanie SONAR (nawigacji dźwiękowej i zasięgu) do użytku wojskowego podczas I wojny światowej¹; Ultradźwięki są obecnie rutynowo stosowane w diagnostyce medycznej i terapii. Ultrasonografia medyczna lub ultrasonografia diagnostyczna wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości (>20 kHz) do dostarczania obrazów struktur tkanek miękkich w ciele. Te fale dźwiękowe są pulsowane z częstotliwością od 1 do 20 milionów cykli/s (megaherców, MHz), które mogą być przesyłane do organizmu w celu zbadania struktur anatomicznych, takich jak wątroba, serce i mięśnie szkieletowe. Ultrasonografia przyłóżkowa coraz częściej staje się podstawą oceny i leczenia chorób krytycznych.

Pierwsze zastosowanie ultradźwięków w medycynie miało miejsce w latach czterdziestych XX wieku przez dr Karla Dussika, który próbował zlokalizować guzy mózgu, mierząc transmisję wiązek ultradźwiękowych przez głowę². Wraz z postępem technologicznym opracowano nowe techniki, w tym tryb amplitudy (tryb A) i tryb jasności (tryb B)³, a następnie w 1960 roku opracowano skanery dwuwymiarowe^4,5. Dziedzina ultrasonografii diagnostycznej stała się nieoceniona w praktyce klinicznej, ponieważ pozwala uniknąć narażenia na promieniowanie jonizujące i może być uzyskana przy łóżku pacjenta, unikając konieczności transportu wewnątrzszpitalnego z powiązanym ryzykiem. Ultradźwięki są bezpieczne, dobrze tolerowane, niezawodne i powtarzalne u pacjentów^6,7.

Membrana to cienka, kopułkowata struktura mięśniowa, która działa jak główna pompa oddechowa napędzająca spontaniczną wentylację u ludzi. Przepona oddziela jamę piersiową i brzuszną i składa się z trzech oddzielnych segmentów: ścięgna centralnego, przepony żebrowej i przepony podudzia (Rysunek 1). Środkowe ścięgno przepony jest strukturą niekurczliwą, która umożliwia przejście głównych naczyń krwionośnych z klatki piersiowej do jamy brzusznej. Przepona żebrowa ma włókna biegnące od klatki piersiowej lub wyrostka mieczykowatego do ścięgna centralnego. Przepona podudzi wstawia się do pierwszych trzech kręgowców lędźwiowych. Podczas wdechu przepona żebrowa kurczy się, obniżając kopułę przepony, jednocześnie rozszerzając dolną klatkę piersiową. Membrana żebrowa podtrzymuje przeponę podniebienną w obniżaniu kopuły^8,9,10.

Przezklatkowe badanie ultrasonograficzne przepony zyskuje coraz większą uwagę ze względu na swoją zdolność do monitorowania grubości membrany w strefie przystawienia (Rysunek 1)^11,12,13. Przepona została po raz pierwszy uwidoczniona za pomocą ultradźwięków w 1975 roku przez Habera i wsp.¹⁴. Kurczliwość przepony i skrócenie mięśni podczas wdechu można określić ilościowo za pomocą ultradźwięków w trybie M do monitorowania grubości membrany (Tdi) i frakcji pogrubienia (TFdi). Ta ocena kurczliwości stanowi miarę wydolności mięśniowej przepony przy danym poziomie napędu wdechowego i wysiłku. Ultrasonografia przyłóżkowa zapewnia bezpieczne, powtarzalne i wiarygodne pomiary funkcji i architektury membrany. U pacjentów wentylowanych mechanicznie zmiany grubości przepony w czasie można wykorzystać do oceny negatywnych skutków wentylacji mechanicznej, w tym skutków miotraumy spowodowanej nadmierną pomocą (atrofia; zmniejszająca się grubość końcowo-wydechowa w czasie) lub niedostateczną pomocą (uraz wywołany obciążeniem prowadzący do stanu zapalnego, obrzęku; prawdopodobnie reprezentowany przez zwiększającą się grubość końcowo-wydechową w czasie)¹⁵. Zmiany te są skorelowane z niekorzystnymi wynikami klinicznymi¹⁶. Pomiar TFdi podczas oddychania oddechowego pozwala na ocenę aktywności przepony oddechowej (tj. wysiłku wdechowego). Pomiar TFdi podczas maksymalnego wysiłku wdechowego (TFdi,max) zapewnia ocenę wytrzymałości membrany (ponieważ zdolność membrany do generowania siły jest związana z jej zdolnością do kurczenia się i skracania).

Istnieje zasadniczy konsensus co do optymalnego protokołu do pozyskiwania i analizowania pomiarów¹⁷. Kompetencja w obrazowaniu ultrasonograficznym membrany wymaga umiarkowanie stromej krzywej uczenia się; Niezbędne jest dokładne przeszkolenie w zakresie techniki i jej potencjalnych pułapek. Badania wykazały, że biegłość w ultrasonografii membranowej można zdobyć w krótkim czasie dzięki zdalnemu szkoleniu internetowemu¹⁸. Dlatego protokół ten został zoptymalizowany, aby zapewnić spójny pomiar grubości membrany i frakcji pogrubienia, który można zastosować zarówno u osób zdrowych, jak i pacjentów z podejrzeniem patologii układu oddechowego¹⁹

Protocol

Badania wykorzystujące tę technikę otrzymały zgodę etyczną od Rady ds. Etyki Badań przy University Health Network, Toronto, Kanada.

1. Ocena grubości membrany i frakcji pogrubienia podczas oddychania oddechowego

1. Identyfikacja membrany
   1. Ułóż pacjenta w pozycji półleżącej (30°-45° od równoległej) na plecach. Usuń wszelkie elementy garderoby z prawej strony skrzyni.
      UWAGA: Podobną procedurę można zastosować do wizualizacji lewej półprzepony; Lewa strona jest na ogół trudniejsza do wizualizacji, a precyzja pomiaru jest znacznie niższa¹⁹.
   2. Włącz tablet zasilający przenośny aparat ultrasonograficzny i rozpocznij odpowiednią aplikację (patrz Tabela Materiałów). Rozpocznij badanie układu mięśniowo-szkieletowego za pomocą przetwornika liniowego o wysokiej częstotliwości (minimum 12 MHz).
      UWAGA: Do wykonania tej techniki można użyć dowolnego systemu ultradźwiękowego.
   3. Przykryj końcówkę przetwornika liniowego wystarczającą ilością żelu ultradźwiękowego i upewnij się, że ultradźwięki są w trybie B do pozycjonowania. Przytrzymaj sondę, obejmując końcówkę sondy kciukiem i palcem wskazującym ( Rysunek 2A).
   4. Zbadaj palpacyjnie powierzchnię ściany klatki piersiowej, aby zlokalizować prawą ósmą,^dziewiątą lub dziesiątą przestrzeń międzyżebrową między środkową i przednią linią pachową, jak pokazano na Rysunek 1C i Rysunek 2A, i umieść sondę w strefie przyłączenia (zwykle wokół ósmej przestrzeni międzyżebrowej).
   5. Ustaw przetwornik pod kątem w płaszczyźnie strzałkowej tak, aby znajdował się całkowicie między żebrami (Rysunek 2A) i na obrazie nie były widoczne żadne artefakty żeber (Rysunek 2B). Jeśli na obrazie pojawi się żebro, dostosuj kąt sondy, przechylając ją w górę lub w dół. Jeśli żebro jest nadal widoczne, obróć sondę, aż widoczna będzie tylko membrana. Jeśli wizualizacja membrany nadal będzie problematyczna, przesuń sondę w górę lub w dół do nowej przestrzeni międzyżebrowej.
   6. Na monitorze ultrasonograficznym zidentyfikuj dwie jasne, białe równoległe linie bezpośrednio nad wątrobą, wskazujące błony opłucnej i otrzewnej (Ryc. 2B). Pomiędzy tymi liniami można uwidocznić stosunkowo hipoechogeniczną przeponę żebrową.
   7. Dostosuj głębię obrazu, klikając przycisk zwiększania lub zmniejszania głębokości, aby zoptymalizować rozmiar przysłony. Upewnij się, że membrana jest wyśrodkowana na monitorze wyświetlacza. Zapewni to maksymalną rozdzielczość linii opłucnej i otrzewnej od otaczających struktur.
   8. Jeśli obraz pozostaje nieoptymalny (tj. płuca lub żebra są widoczne na obrazie lub błony opłucnej i otrzewnej nie są wyraźnie widoczne), wyreguluj sondę, aby uzyskać lepszą wizualizację, przesuwając sondę w górę iw dół wzdłuż przestrzeni żeber, do przodu iz powrotem od podstawy lub obracając. W Tabeli 1 przedstawiono przykłady typowych problemów w ultrasonografii przezprzeponowej (transmembranmatycznej).
2. Optymalizacja obrazów
   1. Gdy przetwornik znajdzie się we właściwym miejscu, zoptymalizuj jakość obrazu, zmieniając następujące komponenty przed zbieraniem danych.
      UWAGA: W różnych programach aparatów ultrasonograficznych występują różnice w modelu i oprogramowaniu. W tym oprogramowaniu wykonaliśmy następujące kliknięcia przycisków, aby osiągnąć cel.
   2. W oprogramowaniu aparatu ultrasonograficznego kliknij przycisk wzmocnienia, aby zmienić jasność obrazu. Zwiększ wzmocnienie, klikając przycisk zwiększania, aby obraz wydawał się jaśniejszy. I odwrotnie, kliknij przycisk zmniejszania, aby przyciemnić obraz. Jeśli wzmocnienie jest zbyt niskie, struktury mogą być trudne do ustalenia. Jeśli wzmocnienie jest zbyt duże, mogą pojawić się zewnętrzne echa, a obraz będzie wyglądał na zbyt jasny.
   3. Jeśli jest to dostępne w urządzeniu ultrasonograficznym, kliknij przycisk ostrości, aby dostosować ostrość i zmienić jakość obrazu. Kliknij przycisk zwiększania, aby zwiększyć fokus lub przycisk zmniejszania, aby go zmniejszyć.
3. Pozyskiwanie obrazów
   1. Po zoptymalizowaniu umiejscowienia i jakości obrazu przełącz ultradźwięki w tryb M, klikając przycisk Tryb M w oprogramowaniu ultrasonograficznym.
   2. Na ekranie obrazowania pojawi się pojedyncza pionowa linia skanowania. Umieść linię między odcinkiem, w którym linie opłucnej i otrzewnej są najwyraźniejsze.
      UWAGA: Mogą występować pewne różnice między urządzeniami ultrasonograficznymi w uzyskiwaniu obrazów w trybie M. Upewnij się, że jest czysty obszar, w którym dobrze zdefiniowane błony opłucnowe i otrzewnowe są uwidocznione przed rozpoczęciem trybu M. Umieść linię skanowania w miejscu, w którym błony opłucnowe i otrzewnowe są dobrze zdefiniowane przez cały cykl oddechowy i żadne płuca ani żebra nie wchodzą w pole widzenia.
   3. Uruchom tryb M przez pełny cykl wdechu i wydechu podczas oddychania oddechowego, a następnie kliknij przyciski zamrażania, a następnie zapisywania, aby uchwycić rzeczywisty stan i zapisać obraz. Jeśli to możliwe, dostosuj prędkość zamiatania, klikając przycisk prędkości zamiatania, aby dostosować szybkość zbierania, aby zapewnić uzyskanie dwóch cykli oddechowych. Powtórz ten proces, aby uzyskać kolejny obraz.
   4. Za pomocą bezpiecznego dla skóry markera zaznacz położenie sondy na ciele pacjenta, aby upewnić się, że dokładnie ta sama pozycja membrany jest mierzona w czasie. Jest to niezbędne do utrzymania odtwarzalności pomiaru, ponieważ grubość membrany zmienia się w zależności od jej powierzchni¹⁹.
   5. Na podstawie tych obrazów można zmierzyć grubość membrany (Tdi) i frakcję pogrubiającą (TFdi). Jeśli wartości z drugiego obrazu w trybie M nie mieszczą się w zakresie 10% od pierwszego obrazu, należy powtarzać akwizycję obrazu w trybie M, aż zostaną uzyskane dwa obrazy z zestawem wartości w odległości nie większej niż 10% od siebie. Szczegółowe informacje na temat analizy obrazu znajdują się poniżej.
   6. Po zakończeniu badania kliknij przycisk zakończenia egzaminu w oprogramowaniu ultrasonograficznym
   .
   7. Aby wyeksportować pliki, kliknij Eksportuj obrazy i upewnij się, że pliki są eksportowane w formacie DICOM.
   8. Wytrzyj bok pacjenta, jeśli pozostał żel i zdezynfekuj sprzęt ultradźwiękowy odpowiednimi chusteczkami dezynfekującymi.
4. Analizowanie obrazów
   1. Otwórz niezbędne pliki DICOM w przeglądarce MicroDicom DICOM lub podobnym oprogramowaniu.
   2. Kliknij narzędzie "odległość" (może być nazywane suwmiarką lub linią prostą) i narysuj linię prostą od wewnętrznej krawędzi błony opłucnej do wewnętrznej krawędzi błony otrzewnej pod koniec wydechu (Tdi,ee).
   3. Upewnij się, że obie membrany nie są uwzględnione w tym pomiarze i że oba końce linii prostej są umieszczone bezpośrednio naprzeciwko (pionowo) od siebie, tak aby nie było różnicy czasu między znacznikami, co może sztucznie zwiększyć odległość, zgodnie z Rysunek 2B¹⁷.
   4. Zapisz tę wartość jako grubość membrany (Tdi,ee).
   5. Powtórz krok 4.2 przy szczytowym wdechu tego samego oddechu, aby uzyskać grubość membrany przy szczytowym wdechu (Tdi,pi).
   6. Jeśli wydaje się, że pacjent nie oddycha, a podczas wdechu nie jest widoczna frakcja pogrubienia przepony, zmierz Tdi,pi w miejscu reprezentatywnym dla grubości membrany podczas fazy wdechowej (w tym przypadku będzie to w przybliżeniu takie samo jak Tdi,ee), jak widać na Rysunek 3.
   7. Zarówno Tdi,ee, jak i Tdi,pi powinny być analizowane z tego samego oddechu, jak widać na Rysunek 2C, aby ocenić frakcję pogrubienia przepony podczas oddychania oddechowego (TFdi).
   8. Korzystając z Tdi,pi i Tdi,ee, oblicz TFdi dla każdego oddechu:
      
   9. Uzyskaj drugą parę pomiarów z tego samego obrazu w trybie M (patrz Rysunek 2C).
   10. Powtórz kroki 1.4.1-1.4.9 na drugim obrazie w trybie M. W tym momencie uzyskano cztery pomiary Tdi,ee i cztery pomiary TFdi.
   11. Jeśli wartości z drugiego obrazu w trybie M nie mieszczą się w zakresie 10% od pierwszego obrazu, należy powtarzać akwizycję obrazu w trybie M, aż zostaną uzyskane dwa obrazy z zestawem wartości w odległości nie większej niż 10% od siebie.

Rysunek 1: Przegląd anatomii przepony i umiejscowienia sondy ultradźwiękowej. (A) Struktury anatomiczne dla ultrasonografii przepony żebrowej. Przepona składa się ze ścięgna centralnego, przepony żebrowej i przepony podudzi. (B,C) Aby uwidocznić przeponę żebrową w strefie przystawienia w badaniu ultrasonograficznym, pacjenta umieszcza się w pozycji półleżącej i znajduje się ósma, dziewiąta lub dziesiąta^przestrzeń międzyżebrowa. Sonda ultradźwiękowa o wysokiej częstotliwości (>12 MHz) z matrycą liniową jest umieszczona równolegle do żeber w przestrzeni międzyżebrowej wzdłuż linii środkowej pachy, aby uwidocznić przeponę żebrową jako przekrój poprzeczny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Grubość i pogrubienie membrany ultradźwiękowej podczas oddychania oddechowego. (A) Sondę umieszcza się w ósmej, dziewiątej lub^dziesiątej przestrzeni międzyżebrowej, aby uwidocznić membranę jako przekrój poprzeczny. (B) Na obrazie w trybie B białe strzałki pokazują hiperechogeniczne błony opłucnej i otrzewnej. (C) Obraz w trybie M odwzorowuje zmiany grubości membrany w określonym momencie w czasie. Od lewej do prawej żółte linie mierzą grubość membrany przy końcowym wydechu (Tdi,ee) i grubość membrany przy szczytowym wdechu (Tdi,pi) pierwszego oddechu, a czerwone linie oznaczają grubość drugiego oddechu. Grubość membrany (Tdi,ee) wynosi 1,20 i 1,25 mm, a TFdi odpowiednio 26% i 23% u zdrowego mężczyzny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 1: Częste problemy w ultrasonografii przezprzeponowej Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

2. Ocena maksymalnej frakcji pogrubienia membrany

UWAGA: Maksymalna frakcja pogrubienia membrany może być oceniona podczas tej samej sesji doświadczalnej co grubość membrany.

1. Pozyskiwanie obrazów
   1. Korzystając z tej samej metodologii, jak opisano powyżej, zidentyfikuj membranę za pomocą ultradźwięków w trybie B i odpowiednio zoptymalizuj.
   2. U pacjentów wentylowanych mechanicznie należy upewnić się, że napęd oddechowy jest odpowiedni do oceny funkcji przepony, mierząc ciśnienie niedrożności dróg oddechowych (P_0,1) na respiratorze. P_0,1 powinien wynosić co najmniej 2 cm H₂O, aby kontynuować. Jeśli jest mniejszy niż 2 cm H₂O, rozważ zmniejszenie sedacji lub wspomagania wentylacji w celu zwiększenia napędu oddechowego przed obrazowaniem ultrasonograficznym.
   3. Gdy napęd oddechowy jest odpowiedni u pacjentów wentylowanych mechanicznie, należy zmniejszyć wspomaganie wentylacji do minimalnego poziomu (np. wentylacja wspomagana ciśnieniem (PSV): 0 cm H₂O; dodatnie ciśnienie wydechowe (PEEP): 0 cm H₂O; w razie potrzeby można utrzymać umiarkowane poziomy PSV lub PEEP do wymiany gazowej), aby tymczasowo zwiększyć kurczliwość przepony.
      UWAGA: Usunięcie wspomagania wentylacji zwiększa napęd oddechowy i wysiłek ułatwiający ocenę funkcji przepony.
2. Przełącz ultradźwięki w tryb M, klikając przycisk M-mode.
3. Podczas pracy w trybie M poinstruuj uczestnika, aby wykonał maksymalny wolicjonalny wysiłek wdechowy przeciwko nieokluzowanym drogom oddechowym (tj. manewr pojemności wdechowej), instruując uczestnika, aby "wziął duży wdech", jeśli jest to możliwe.
   1. Jeśli pacjent nie jest w stanie wykonywać poleceń w celu maksymalnego wysiłku wdechowego, zastosuj krótki manewr okluzji dróg oddechowych (manewr Marini)²⁰ przez okres do 20 sekund, aby stymulować zwiększony wysiłek oddechowy. Następnie zwolnij okluzję i zmierz TFdi,max po zwolnieniu okluzji.
4. Zamroź nagranie i zapisz obraz.
5. Powtórz kroki 2.1-2.4 jeszcze dwa razy, aby uzyskać w sumie trzy obrazy w trybie M do analizy lub do momentu, gdy ultrasonograf będzie pewien, że pacjent podjął maksymalne wysiłki wolicjonalne.
6. Eksportuj obrazy w trybie M w formacie DICOM w celu dokładnej analizy zaślepionej w trybie offline.
7. Wytrzyj bok pacjenta, aby usunąć pozostały żel i zdezynfekuj sprzęt ultradźwiękowy odpowiednimi chusteczkami dezynfekującymi.
8. Analizowanie obrazów
   1. Otwórz niezbędne pliki DICOM w przeglądarce MicroDicom DICOM lub podobnym oprogramowaniu.
   2. Kliknij narzędzie do pomiaru odległości (może być nazywane suwmiarką lub linią prostą) i narysuj linię prostą od wewnętrznej krawędzi błony opłucnej do wewnętrznej krawędzi błony otrzewnej przy końcowym wydechu (Tdi,ee) i szczytowym wdechu (Tdi,pi) podczas próby maksymalnego wdechu, jak widać na Rysunek 3B.
   3. Upewnij się, że wszystkie pomiary nie obejmują błony opłucnej i otrzewnej, a oba końce linii prostej są umieszczone bezpośrednio naprzeciwko (pionowo) od siebie, tak aby nie było różnicy czasu.
   4. TFdi,max dla każdego oddechu oblicza się jako:
      
   5. Zapisz najwyższą wartość z co najmniej trzech spójnych prób jako TFdi,max.

Rysunek 3: Przykłady minimalnej i maksymalnej frakcji pogrubienia membrany. (A) Grubość membrany ultradźwiękowej (Tdi) i frakcja pogrubiająca (TFdi) zostały zmierzone w obecności minimalnego skurczu przepony. W razie potrzeby wyreguluj prędkość zamiatania; dwa oddechy są używane do oceny TFdi. W przypadku braku wyraźnej grubości wdechu szczytu, czas wysiłku wdechowego określa się klinicznie przy łóżku pacjenta. TFdi jest tutaj obliczane jako 11%, ale zostanie uśrednione dla kolejnych dwóch oddechów (w sumie czterech oddechów uchwyconych na dwóch obrazach). (B) Maksymalna frakcja pogrubienia przepony mierzona podczas maksymalnych wysiłków wdechowych (TFdi,max) jest stymulowana albo przez trenowanie pacjenta w celu podejmowania maksymalnych wysiłków wolicjonalnych, albo zgodnie z mauverem Mariniego, jeśli pacjent nie jest w stanie być trenowany i występuje P_0,1 >2 cm H₂O. TFdi,max oblicza się tutaj jako 208%, jednak największa wartość uzyskana po kilku (co najmniej trzech) próbach zostanie zapisana jako TFdi,max. Istnieje wyraźna różnica w TFdi i Tdi podczas maksymalnego wdechu (B) w porównaniu z minimalnym wysiłkiem wdechowym (A). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Results

Zgodnie z tym protokołem, grubość membrany i frakcja pogrubienia mogą być mierzone jako nieinwazyjne i powtarzalne sposoby oceny struktury i funkcji membrany. Pomiary można wykonywać przy łóżku pacjenta i zapisywać w celu analizy w trybie offline. Pomiary te można uzyskiwać wielokrotnie w czasie, aby ocenić zmiany w strukturze i funkcji membrany w ujęciu wzdłużnym.

U zdrowych dorosłych, spoczynkowa grubość membrany wydechowej może wynosić od 1,5 mm do 5,0 mm, w zależności od wzrostu, płci i pozycji sondy²¹. U zdrowych osób dorosłych oddychających w spoczynku TFdi oddechowe zwykle waha się między 15%-30%. Podczas maksymalnych wysiłków wdechowych TFdi,max zazwyczaj waha się między 30% a 130%^13,21,22. Maksymalne TFdi <20% to diagnostyka ciężkiej dysfunkcji membrany^13,21. Tabela 2 podsumowuje grubość membrany i frakcję pogrubienia w stanie krytycznym w stanie

krytycznym.

Tabela 2: Wartości referencyjne dla grubości membrany i frakcji pogrubienia^{11,13,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32}. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

U krytycznie chorych pacjentów otrzymujących inwazyjną wentylację mechaniczną, wyjściowa grubość membrany mierzona na początku niewydolności oddechowej jest skorelowana z wynikiem klinicznym (wyższa wartość wyjściowa Tdi przewiduje niższą śmiertelność i szybsze uwolnienie od wentylacji mechanicznej). U tych pacjentów dalsza ewolucja Tdi w czasie różni się znacznie u poszczególnych pacjentów. U około 40%-50% pacjentów rozwija się atrofia (spadek Tdi w stosunku do wartości wyjściowej o ponad 10%) w ciągu pierwszego tygodnia wentylacji mechanicznej¹⁵. Niewielka podgrupa pacjentów wykazuje szybki wczesny wzrost Tdi przekraczający 10% wartości wyjściowej, co może wskazywać na uraz, stan zapalny lub obrzęk mięśni (ale nie przerost mięśni, ponieważ przerost trwa tygodnie, zanim wystąpi). TFdi,max <30% przewiduje wyższe ryzyko nieudanego odzwyczajenia od wentylacji mechanicznej²³.

W przykładzie pokazanym w Rysunek 2A, grubość membrany w pierwszym oddechu (na żółto) wynosiła 1,20 mm na końcu wydechu i 1,51 mm na szczytowym wdechu. Frakcję zagęszczającą można następnie obliczyć za pomocą poniższego wzoru i wyrazić w procentach.

Discussion

Ultrasonografia membranowa zapewnia nieinwazyjną, niezawodną i ważną technikę monitorowania struktury i funkcji przepony u zdrowych osób i pacjentów w stanie krytycznym. Frakcja pogrubiająca membranę zapewnia przyłóżkową miarę aktywności i funkcji kurczliwości membrany, która jest znacznie bardziej wykonalna niż magnetyczne pomiary ciśnienia transprzeponowego drgania, tradycyjna złota metoda oceny funkcji membrany³³. Monitorowanie funkcji i grubości membrany za pomocą ultradźwięków przyłóżkowych umożliwia wykrywanie atrofii membrany. W związku z tym eksperci zalecają wykonanie i przeanalizowanie co najmniej 15 oddzielnych ultradźwięków przezprzeponowych w celu rozwinięcia kompetencji¹⁷.

Aby zapewnić powtarzalne i precyzyjne pomiary, konieczne jest oznaczenie położenia sondy¹⁹. Obraz w trybie B należy zoptymalizować, dostosowując położenie sondy, a także głębokość, wzmocnienie i ostrość instrumentu. Prędkość przemiatania użytych ultradźwięków powinna być dostosowana tak, aby uzyskać co najmniej dwa oddechy w obrębie uchwyconego obrazu, jeśli to możliwe. Na koniec pomiary należy powtarzać, aż do uzyskania spójnych wartości (w granicach 10%).

Niektóre z trudności związanych z uzyskaniem Tdi i TFdi to umiejscowienie i orientacja sondy liniowej. W tabeli 1 przedstawiono niektóre typowe scenariusze i związane z nimi środki rozwiązywania problemów, które użytkownicy powinni podjąć.

Należy zwrócić uwagę na pewne ograniczenia tej techniki ultrasonograficznej. Po pierwsze, grubość membrany różni się znacznie u poszczególnych pacjentów, a zmiany grubości w czasie muszą być odniesione do wartości wyjściowej (na przykład w celu zdiagnozowania atrofii). Po drugie, pomimo prostoty techniki, wymagane jest szkolenie, aby zapewnić kompetencje. Internetowa platforma szkoleniowa online została zwalidowana w celu osiągnięcia kompetencji w zakresie techniki¹⁸. Po trzecie, opisana technika ultrasonograficzna dostarcza ograniczonych danych na temat struktury (masy) i funkcji mięśni (kurczliwości). Nowe techniki, takie jak ultrasonografia ścinania i elastografia ultrasonograficzna, mogą dostarczyć dodatkowych informacji na temat sztywności i zwłóknienia mięśni 34,35,36,37,38.

Podsumowując, ultrasonografia przezprzeponowa zapewnia kluczowe pomiary struktury i funkcji przepony, które można łatwo wykonać u zdrowych i krytycznie chorych pacjentów. Ta technika jest niezawodna i ważna, biorąc pod uwagę kompetentnego użytkownika z wystarczającym przeszkoleniem. W tym artykule opisano, jak wykonać ultrasonografię przezprzeponową i ostrzega użytkowników, aby przeszli odpowiednie szkolenie przed pozyskaniem danych.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Przetwornik liniowy 10-15 MHz	Philips	L12-4	Można użyć dowolnego przetwornika liniowego 10-15MHz
Dowolne oprogramowanie przeglądarki DICOM  Przykład: Przeglądarka MicroDicom DICOM	MicroDicom		Bezpłatne oprogramowanie do analizy zastosowań niekomercyjnych: https://www.microdicom.com/company.html
Aplikacja ultrasonograficzna Lumify	Philips		Inne systemy będą korzystać z własnego oprogramowania
System ultrasonograficzny Lumify	Philips		Można użyć dowolnego systemu ultrasonograficznego
Marker bezpieczny dla skóry	Viscot	1450XL	Służy do oznaczania lokalizacji sondy
Żel ultradźwiękowy	Długość fali	NTPC201X	Można użyć dowolnego żelu do ultradźwięków