Поиск и устранение неисправностей при получении изображений FoCUS: позиционирование пациента, манипуляции с датчиком и оптимизация изображения

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол, позволяющий поставщикам услуг выполнять сфокусированное ультразвуковое исследование сердца (FoCUS) в клинических условиях. Мы описываем методы манипулирования преобразователями, рассматриваем распространенные ошибки движений датчиков и предлагаем советы по оптимизации использования преобразователей с фазированной решеткой.

Аннотация

Сфокусированное ультразвуковое исследование сердца (FoCUS) — это ограниченное применение эхокардиографии, выполняемое клиницистами, для добавления информации в режиме реального времени к уходу за пациентами. Эти прикроватные обследования ориентированы на проблему, выполняются быстро и многократно и в основном качественно по своему характеру. Компетенция в FoCUS включает в себя овладение стереотаксическими и психомоторными навыками, необходимыми для манипулирования датчиком и получения изображений. Компетенция также требует способности оптимизировать настройку, устранять неполадки при получении изображений и понимать сонографические ограничения из-за сложных клинических условий и патологии пациентов. В этой статье представлены концепции успешного получения высококачественных двумерных изображений (B-режим) в FoCUS.

Концепции получения высококачественного изображения могут быть применены ко всем установленным сонографическим окнам исследования FoCUS: парастернальная длинная ось (PLAX), парастернальная короткая ось (PSAX), апикальная четырехкамерная (A4C), субреберная четырехкамерная (SC4C) и нижняя полая вена (IVC). Апикальные пятикамерные (A5C) и субреберные виды короткой оси (SCSA) упоминаются, но подробно не обсуждаются. Прагматичный рисунок, иллюстрирующий движения преобразователя с фазированной решеткой, также используется в качестве когнитивной помощи во время получения изображений FoCUS.

Введение

Сфокусированное ультразвуковое исследование сердца (FoCUS) — это ограниченное применение эхокардиографии, выполняемое клиницистами, которое предоставляет немедленную анатомическую, физиологическую и функциональную информацию для ухода за пациентами. Эти исследования, состоящие из пяти классических видов, являются проблемно-ориентированными, выполняются в режиме реального времени у постели больного и не заменяют комплексные эхокардиографические исследования ^1,2. Учитывая целенаправленный характер этих обследований, они часто проводятся повторно, когда требуется изменение клинического статуса или серийный мониторинг. Важно иметь стандартизированную подготовку и получать адекватные изображения всех пяти видов, когда это возможно, поскольку некоторые виды могут предоставлять ограниченную информацию в зависимости от конкретного пациента и патологии.

Использование FoCUS быстро расширяется. Многие клинические ландшафты, такие как периоперационная анестезиология, интенсивная терапия и неотложная медицина ^1,2,3, в настоящее время регулярно используют FoCUS. Стационарные медицинские отделения и амбулаторные клинические учреждения также внедряют этот инструмент для улучшения клинической практики ^4,5,6. В результате несколько общественных организаций, таких как Американское общество эхокардиографии, Общество медицины интенсивной терапии и Американский колледж врачей скорой помощи, опубликовали руководящие принципы и рекомендации по компетенции FoCUS и сфере практики ^7,8,9. Хотя эти руководящие принципы и рекомендации не кодифицированы, большая часть их содержания является последовательной и влияет на учебные программы FoCUS¹⁰.

Помимо дидактики и интерпретации изображений, компетенция в FoCUS включает в себя овладение стереотаксическими и психомоторными навыками. Стереотаксическое мастерство относится к точному позиционированию ультразвуковых датчиков на теле на основе трехмерных анатомических особенностей. Психомоторный навык описывает взаимосвязь между когнитивной функцией и физическим движением, которое влияет на координацию, ловкость и манипуляции. Расширение знаний и осведомленности об этих навыках способствует развитию стажеров FoCUS.

В этой статье представлены концепции получения высококачественных изображений в FoCUS как с прагматическими соображениями, так и с вниманием к наборам стереотаксических и психомоторных навыков. В частности, в нем обсуждается оптимальное позиционирование пациента, манипуляции с датчиком и предлагаются советы по оптимизации использования преобразователей с фазированной решеткой. Наконец, он исследует оптимизацию изображения для двухмерных (B-режим или 2-D режим) и режимов движения (M-режим).

Протокол

Данный материал является оригинальной работой авторов, которая ранее нигде не публиковалась. Описанный протокол предназначен для клинического использования, а не для исследовательских целей. Обезличенные изображения были получены из модели добровольца в доклинической среде. Авторы не добивались от IRB формального определения «Не регулируется» в соответствии с институциональной политикой, поскольку деятельность выходит за рамки Общего правила и определений FDA исследований на людях.

1. Преобразователь

1. Используйте преобразователь с фазированной решеткой. Это преобразователь 4-12 МГц, который проникает глубоко в грудное пространство, благодаря своей низкой частоте по сравнению с другими ультразвуковыми преобразователями.
   1. Выберите датчик с фазированной решеткой с помощью кнопки «Обследование » на аппарате и выберите кардиологическое обследование или эквивалентное доступное обследование.
2. Потренируйтесь с датчиками от различных поставщиков, чтобы получить опыт и усовершенствовать свой набор когнитивных навыков для манипулирования датчиками.
3. Практикуйте манипуляции с датчиком обеими руками для развития амбидекстрии, которая может потребоваться при работе в ограниченных клинических условиях.
4. Закрепите доминирующую руку, удерживая ультразвуковой датчик на пациенте, жировой подушкой медиальной стороны руки.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Это обеспечивает дополнительную стабильность и уменьшает погрешность, вызванную большими движениями. Удержание датчика за основание без фиксации приводит к непреднамеренным движениям, что не позволяет сохранять ось изображения и ориентацию.
5. Используйте две руки для манипуляций с датчиком, чтобы улучшить сверхтонкую регулировку, часто необходимую для оптимального обзора. Положите доминирующую руку на основание преобразователя, а недоминантную руку на хвост преобразователя, обеспечивая дополнительную устойчивость и управляемое движение.

2. Позиционирование пациента

1. Получите изображения PLAX, PSAX, A4C, SC4C и IVC в положении лежа на спине.
2. Попросите пациента вытянуть левую руку над головой и лечь на левый бок и получить изображения в этом положении, если они не могут быть получены в положении лежа на спине.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Это приводит к расширению межреберных пространств для больших окон визуализации.
   1. Поместите клин или одеяло за правую верхнюю часть туловища пациента, если пациент не может легко повернуться на 45 ° или изменить положение конечностей. Пациенты послеоперационного периода и отделения интенсивной терапии часто нуждаются в поддержке, чтобы поддерживать правильное положение для исследования FoCUS.
3. Задрапируйте грудь по желанию пациента и убедитесь, что пациентка знает, где будет размещен датчик, прежде чем начать обследование.
4. Манипулируйте тканью молочной железы, чтобы обеспечить оптимальное получение изображения.
   1. Если возможно, попросите пациентку помочь переместить ткань молочной железы правой рукой.
5. Заранее обсудите целесообразность удаления или перемещения мониторов с прикроватными медсестрами и другими соответствующими поставщиками медицинских услуг.
6. Не изменяйте и не удаляйте трубки, линии или дренажи для визуализации. Обсудите продолжительность использования устройств с соответствующими поставщиками и рассмотрите возможность повторной визуализации пациента после их удаления.

3. Манипуляции с преобразователем

1. Оцените и поймите определения движений преобразователя, чтобы обеспечить оптимальное получение изображения и предоставить согласованную терминологию для связи между поставщиками, особенно во время обучения (рис. 1 и таблица 1).

4. Оптимизация 2-D изображения

1. Отрегулируйте глубину (примерно 12-16 см, в зависимости от вида), чтобы увидеть интересующую структуру.
2. Отрегулируйте усиление, чтобы оптимизировать яркость изображения.
3. Отрегулируйте фокус на глубину интересующей структуры, чтобы улучшить разрешение.

5. Режим движения (M-режим)

1. Используйте M-режим для отображения одной строки развертки (где бы ни находился курсор) изображения B-режима (ось Y) в зависимости от времени (ось X).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Этот режим может помочь операторам понять динамическую взаимосвязь различных структур с течением времени и полезен во многих различных оценках, включая размер и изменчивость IVC и разделение перегородки точки E (EPSS).
2. Используйте кнопку с буквой «М» на ней, чтобы включить М-режим.
   ПРИМЕЧАНИЕ: M-режим будет кнопкой включения/выключения, уникальной для каждой машины.

6. Парастернальная длинная ось (PLAX)

ПРИМЕЧАНИЕ: PLAX относится к получению изображения, которое находится вдоль длинной оси сердца (рис. 2).

1. Уложите пациента в положение лежа на спине. Если есть трудности с получением изображения PLAX, положите пациента на левый бок и вытяните руку над головой, если это возможно.
2. Поместите датчик под косым углом между третьим и пятым межреберными промежутками левой парастернальной области, указав маркер датчика на правое плечо пациента.
   1. Визуализируйте правый желудочек, левый желудочек, левое предсердие, митральный клапан, выходной тракт левого желудочка, аортальный клапан и нисходящую грудную аорту на этом изображении.
   2. Визуализируйте открытие и закрытие митрального клапана и аортального клапана вместе, чтобы убедиться, что изображение не является ракурсом. Ракурс - это когда плоскость ультразвука не прорезает истинную вершину структуры, изменяя воспринимаемое изображение.
3. Оптимизация 2-D изображений
   1. Начните с начальной глубины примерно 15-20 см. Отрегулируйте глубину так, чтобы кончик митрального клапана находился в центре изображения, а нисходящая грудная аорта (глубоко в левое предсердие) была видна.
   2. Отрегулируйте усиление, чтобы максимизировать видимость миокарда и митрального клапана.
   3. Переместите фокус в интересующую область, наиболее сфокусированную на глубине митрального клапана.
   4. Используйте M-режим для EPSS или дробного сокращения.

7. Парастернальная короткая ось (PSAX; Рисунок 3)

1. Поместите пациента в то же положение для PSAX, что и для PLAX.
2. Установите датчик примерно под углом 90° относительно датчика в PLAX.
   1. Получите оптимальный PLAX и медленно вращайте датчик по часовой стрелке, не отрывая датчик от грудной клетки пациента, до тех пор, пока датчик не окажется под наклоном через третье-пятое межреберье парастернальной области, при этом маркер датчика будет направлен на левое плечо пациента.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чрезмерное вращение за пределы 90 ° может привести к уплощению межжелудочковой перегородки и ложно проявляться как объем правого желудочка или перегрузка давлением.
   2. Наклоняйте датчик до тех пор, пока не будут визуализированы средние сосочковые мышцы для оценки FoCUS.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сосочковые мышцы должны двигаться синхронно со стенкой левого желудочка. Если кажется, что папиллярные мышцы подпрыгивают или трепещут независимо от стенки левого желудочка, это может означать, что изображение захватывает створку митрального клапана в результате отклонения от оси.
   3. Наклоните датчик к основанию сердца, чтобы визуализировать двустворчатый митральный клапан, а затем трехстворчатый аортальный клапан.
3. Оптимизация 2-D изображений
   1. Начните с более глубокого изображения (примерно 16 см), чтобы определить любой плевральный выпот.
   2. Отрегулируйте глубину, включив полную глубину левого желудочка и несколько сантиметров дальше, чтобы обеспечить полную визуализацию перикардиального выпота.
   3. Отрегулируйте усиление, чтобы максимизировать визуализацию перегородки и сосочковых мышц.
   4. Отрегулируйте фокус на сосочковые мышцы.

8. Апикальный четырехкамерный вид (A4C; Рисунок 4)

ПРИМЕЧАНИЕ: Изображения у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и другими воспаленными полостями грудной клетки получаются более медиально, а изображения у пациентов с гипертрофией левого желудочка (ГЛЖ) или сердечной недостаточностью со сниженной фракцией выброса (HFrEF) имеют более боковой вид.

1. Расположите пациента так, чтобы левая рука была вытянута над головой и лежала на левом боку. Если присутствует значительный артефакт, попросите пациента выдохнуть и задержать дыхание, чтобы свести к минимуму легочный артефакт.
2. Расположите датчик в межреберье с четвертого по шестой вдоль левой передней подмышечной линии (ниже левой грудной мышцы) так, чтобы маркер датчика был направлен в левую подмышечную впадину. Перемещайте датчик в боковом, медиальном или каудальном направлении по мере необходимости, чтобы получить оптимальный вид A4C.
   1. При необходимости поднимите ткань молочной железы и надавите на верхнюю часть подгрудной складки.
   2. Если верхушка левого желудочка не полностью визуализируется, переместите датчик вбок, ориентируя датчик к правому плечу.
   3. Расположите маркер на преобразователе с фазированной решеткой между двумя и тремя часами. В нормальном сердце верхушка левого желудочка находится в верхней и центральной части сектора, правый желудочек треугольный и меньший, а миокард должен быть однородным от вершины до атриовентрикулярных клапанов. Если это не так, изображение может быть ракурсом и должно быть оптимизировано и получено из более низкого межреберья.
   4. Наклоните головную голову датчика примерно на 60°, чтобы вид A4C мог захватить изображение сердца A4C, которое включает как предсердия, желудочки, межжелудочковую перегородку, так и боковые части трикуспидального и митрального кольца. Аортальный клапан и выходной тракт левого желудочка не должны присутствовать на снимке A4C и присутствуют только на апикальном пятикамерном снимке.
   5. Визуализируйте митральный клапан, трехстворчатые клапаны и межжелудочковую перегородку на изображении A4C. Если оба клапана и межжелудочковая перегородка не визуализируются, изображение должно быть дополнительно оптимизировано.
   6. Сдвиньте датчик вверх или вниз по реберному пространству и наклоните основание датчика вниз (краниально), чтобы улучшить изображение клапанов. Если основание датчика наклонено слишком далеко вниз (краниально), появится апикальный пятикамерный вид, включая аортальный клапан, и датчик должен быть наклонен обратно вверх (каудально), чтобы оптимизировать вид A4C. Если основание датчика наклонено слишком сильно вверх (каудально), появится коронарный синус, и датчик должен быть наклонен обратно вниз (краниально).
   7. Поверните основание датчика к средней линии пациента, чтобы оптимизировать положение межжелудочковой перегородки, которая должна присутствовать вертикально в центре изображения. Минимальное вращение должно требоваться. При чрезмерном повороте будет наблюдаться двухкамерный вид.
3. Оптимизация 2-D изображений
   1. Увеличьте глубину, чтобы включить оба предсердия в самой глубокой точке изображения, в дополнение к размещению свободных стенок левого и правого желудочков (примерно начальная глубина 20 см).
   2. Отрегулируйте усиление, чтобы максимизировать видимость, часто приводящую к увеличению эхогенности, миокарда, митрального клапанного кольца и трехстворчатого клапанного кольца.
   3. Отрегулируйте фокус на глубину клапанного кольца (чаще всего используется трехстворчатое кольцо). Эта глубина также будет уместна при переходе к апикальному виду пятерки, если это необходимо.

9. Подреберный четырехкамерный вид (SC4C; Рисунок 5)

1. Расположите пациента лежа на спине для подреберного четырехкамерного вида. Согните колени пациента и поддерживайте их, чтобы сохранить согнутое положение, чтобы снизить тонус мышц живота и облегчить компрессию датчика.
2. Поместите датчик почти плашмя на субксифоидную брюшную полость пациента, положив руку оператора поверх датчика, обеспечивающего давление на голову. Найдите печень, а затем опустите датчик на меньший угол (часто менее 30 °) против субксифоидной части брюшной полости пациента в цефалической манере, указав маркер датчика на левую сторону пациента, примерно указывая на три часа. Включите печень в изображение, чтобы ее можно было использовать в качестве акустического окна для получения этого изображения.
   1. Удерживайте боковые стороны датчика пальцами, а не под датчиком, чтобы правильно сплющить датчик. Указательным пальцем обеспечьте давление вниз.
3. Оптимизация 2-D изображений
   1. Начните с начальной глубины 18-24 см. Отрегулируйте глубину, чтобы включить печень в качестве сонографического окна для УЗИ. Оптимальная глубина варьируется от пациента к пациенту в зависимости от габитуса тела пациента и размера печени.
   2. Уменьшите усиление, так как печень часто обеспечивает хорошую среду для передачи звуковых волн.
   3. Увеличьте фокусные точки, чтобы сосредоточиться на интересующих сердечных структурах под печенью.
   4. Поручите неинтубированным пациентам выполнить удержание вдоха, так как это часто повышает качество изображения.

10. Нижняя полая вена (IVC; Рисунок 6)

1. Расположите пациента лежа на спине для обзора IVC.
2. Начните с подреберного вида, затем поверните датчик против часовой стрелки до тех пор, пока не будет оценено слияние правого предсердия и IVC, и датчик будет размещен в продольном направлении в верхней части живота, справа от средней линии пациента. Оптимизируйте изображение, наклоняя датчик до тех пор, пока IVC не будет полностью визуализирован, а затем раскачивая голову датчика до тех пор, пока полностью не будет визуализировано слияние IVC и правого предсердия. Отрегулируйте датчик (чаще всего с минимальным вращением) до тех пор, пока IVC не будет визуализирован по всему экрану.
   1. Визуализируйте правое предсердие, IVC, печень и печеночную вену в оптимальном виде.
   2. Не путайте НПВ с аортой. Аорта находится слева от НПВ и не касается печени. IVC всегда соприкасается с печенью и часто окружен печенью с обеих сторон.
      1. Имейте в виду, что печеночные вены часто можно увидеть, входящие в IVC, что дает еще один способ доказать, что визуализируемая структура является IVC.
      2. Используйте скорость пульсовой волны, чтобы визуализировать венозную (по сравнению с артериальной) форму волны и подтвердить, что визуализируемый сосуд является НПВ, а не аортой.
3. Измерьте диаметр IVC по средней линии и среднему выдоху. Не измеряйте диаметр IVC в сторону, которая может занижать диаметр IVC.
4. Оптимизация 2-D изображений
   1. Минимизируйте глубину, чтобы включить только IVC. Не включайте корешок в изображение.
   2. Отрегулируйте усиление, чтобы оно было таким же, как и для подреберного вида.
   3. Отрегулируйте фокус на глубину IVC.
   4. Поместите курсор на расстоянии 1-3 см от слияния НПВ и правого предсердия и примените М-режим для оценки дыхательных вариаций НПВ.

Результаты

Репрезентативные изображения, полученные с помощью протокола сфокусированного ультразвукового исследования сердца, представленного выше, представлены на рисунке 2, рисунке 3, рисунке 4, рисунке 5 и рисунке 6, демонстрируя осуществимость описанного метода. Эти изображения были получены с помощью преобразователя с фазированной решеткой 5-1 МГц. Изображе...

Обсуждение

Целью данной публикации является предоставление практических рекомендаций и лучших практик для получения оптимальных изображений FoCUS в сложных клинических условиях. Формальные ультразвуковые семинары, клинический опыт и наблюдения за учащимися во время практического обучения дали представление о подводных камнях и менее оптимальных тенденциях. В результате стали очевидны многие факторы, влияющие на стереотаксические и психомоторные навыки. Хотя этот материал описан в связи с исследованиями FoCUS, многие из принципов мо...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Аквазвуковой ультразвуковой гель	Parker	30592052	https://dr.graphiccontrols.com/en/catalog/ultrasound-gel/parker-laboratories-01-50-aquasonic-100-gel-5l-1332e66e/
Ультразвуковой аппарат Philips Sparq	Phillips		https://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC795090CC/sparq-ultrasound-system#documents