-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

PL

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools

Language

pl_PL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Medicine
Pomiar grubości i funkcji membrany za pomocą ultradźwięków przyłóżkowych

Research Article

Pomiar grubości i funkcji membrany za pomocą ultradźwięków przyłóżkowych

DOI: 10.3791/65431

November 3, 2023

Catherine A. Bellissimo1, Idunn S. Morris2,3,4, Jenna Wong1, Ewan C. Goligher1,2,3,5

1Toronto General Hospital Research Institute, 2Interdepartmental Division of Critical Care Medicine,University of Toronto, 3Department of Physiology, Faculty of Medicine,University of Toronto, 4Deparatment of Intensive Care Medicine,Nepean Hospital, 5Division of Respirology, Department of Medicine,University Health Network

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Retraction Notice

The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice

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 dwuwymiarowe4,5. 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 pacjentów6,7.

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 kopuły8,9,10.

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. .
    8. Aby wyeksportować pliki, kliknij Eksportuj obrazy i upewnij się, że pliki są eksportowane w formacie DICOM.
    9. 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:
      Wzór na równowagę statyczną, równanie obliczeniowe TFdi, zastosowanie edukacyjne, analiza procentowa.
    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.

Schemat anatomii przepony z liniowym położeniem sondy do ultrasonografii w 8. przestrzeni międzyżebrowej.
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 dziesiątaprzestrzeń 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.

Technika ultrasonograficzna klatki piersiowej; obejmuje proces skanowania, ultrasonograf, analizę oddechu w trybie M.
Rysunek 2: Grubość i pogrubienie membrany ultradźwiękowej podczas oddychania oddechowego. (A) Sondę umieszcza się w ósmej, dziewiątej lubdziesiątej 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 (P0,1) na respiratorze. P0,1 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:
      Równanie funkcji przeniesienia TF_di, obliczanie maksymalnego procentu, klucz do analizy optymalizacyjnej.
    5. Zapisz najwyższą wartość z co najmniej trzech spójnych prób jako TFdi,max.

Ultradźwiękowa analiza dopplerowska; wyniki badania echokardiograficznego; pomiar prędkości tkanki serca.
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 P0,1 >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.

Representative 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 membrany13,21. Tabela 2 podsumowuje grubość membrany i frakcję pogrubienia w stanie krytycznym w stanie

krytycznym.

Tabela 2: Wartości referencyjne dla grubości membrany i frakcji pogrubienia11,13,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32. 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.
Sprawność cieplna, TF_di, reprezentacja wzoru, obraz równania edukacyjnego.
Równanie równowagi statycznej do obliczania procentu TF_di w analizie naukowej.
Równanie procentowej wykonalności zadania, wzór: TF_{di} = 26%, przydatne w badaniach nad zarządzaniem projektami.

Discussion

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Disclosures

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.

Materials

Przetwornik liniowy 10-15 MHz PhilipsL12-4Można użyć dowolnego przetwornika liniowego 10-15MHz
Dowolne oprogramowanie przeglądarki DICOM  Przykład: Przeglądarka MicroDicom DICOMMicroDicomBezpłatne oprogramowanie do analizy zastosowań niekomercyjnych: https://www.microdicom.com/company.html
Aplikacja ultrasonograficzna LumifyPhilips Inne systemy będą korzystać z własnego oprogramowania
System ultrasonograficzny LumifyPhilipsMożna użyć dowolnego systemu ultrasonograficznego
Marker bezpieczny dla skóry Viscot1450XLSłuży do oznaczania lokalizacji sondy
Żel ultradźwiękowyDługość fali NTPC201X Można użyć dowolnego żelu do ultradźwięków

References

  1. Hagen-Ansert, S. L. . Textbook of Diagnostic Sonography-E-Book. , (2017).
  2. Dussik, K. T. On the possibility of using ultrasound waves as a diagnostic aid. Neurol Psychiat. 174, 153-168 (1942).
  3. Shampo, M. A., Kyle, R. A. John Julian Wild-pioneer in ultrasonography. Mayo Clinin Proceedings. 72 (3), 234 (1997).
  4. Kurjak, A. Ultrasound scanning - Prof. Ian Donald (1910-1987). European Journal of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Biology. 90 (1910-1987), 187-189 (2000).
  5. Donald, I., Macvicar, J., Brown, T. G. Investigation of abdominal masses by pulsed ultrasound. Lancet. 1 (7032), 1188-1195 (1958).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Pickering, M., Jones, J. F. X. The diaphragm: two physiological muscles in one. Journal of Anatomy. 201 (4), 305-312 (2002).
  9. De Troyer, A., Sampson, M., Sigrist, S., Macklem, P. T. The diaphragm: two muscles. Science. 213 (4504), 237-238 (1981).
  10. Mittal, R. K. The crural diaphragm, an external lower esophageal sphincter: a definitive study. Gastroenterology. 105 (5), 1565-1567 (1993).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Gottesman, E., McCool, F. D. Ultrasound evaluation of the paralyzed diaphragm. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 155 (5), 1570-1574 (1997).
  14. Haber, K., Asher, M., Freimanis, A. K. Echographic evaluation of diaphragmatic motion in intra-abdominal diseases. Radiology. 114 (1), 141-144 (1975).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Boon, A. J., et al. Two-dimensional ultrasound imaging of the diaphragm: quantitative values in normal subjects. Muscle & Nerve. 47 (6), 884-889 (2013).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Carrillo-Esper, R., et al. Standardization of sonographic diaphragm thickness evaluations in healthy volunteers. Respiratory Care. 61 (7), 920-924 (2016).
  25. Schepens, T., et al. The course of diaphragm atrophy in ventilated patients assessed with ultrasound: a longitudinal cohort study. Critical Care. 19, 422 (2015).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Vivier, E., et al. Diaphragm ultrasonography to estimate the work of breathing during non-invasive ventilation. Intensive Care Medicine. 38 (5), 796-803 (2012).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. Ferrari, G., et al. Diaphragm ultrasound as a new index of discontinuation from mechanical ventilation. Critical Ultrasound Journal. 6 (1), 8 (2014).
  33. 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).
  34. Drakonaki, E. E., Allen, G. M., Wilson, D. J. Ultrasound elastography for musculoskeletal applications. The British Journal of Radiology. 85 (1019), 1435-1445 (2012).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

Pomiar grubości i funkcji membrany za pomocą ultradźwięków przyłóżkowych
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code