Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

قياس سمك الحجاب الحاجز ووظيفته باستخدام الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية

Published: November 3, 2023 doi: 10.3791/65431
Automatic Translation
1, 2,3,4, 1, 1,2,3,5
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

Summary

يمكن تقييم سمك الحجاب الحاجز ووظيفته لدى الأفراد الأصحاء والمرضى المصابين بأمراض خطيرة باستخدام الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية. توفر هذه التقنية طريقة دقيقة وقابلة للتكرار ومجدية وجيدة التحمل لتقييم بنية الحجاب الحاجز ووظيفته.

Abstract

الحجاب الحاجز هو المكون الرئيسي لمضخة العضلات التنفسية. يمكن أن يسبب خلل الحجاب الحاجز ضيق التنفس وعدم تحمل التمارين الرياضية ، ويهيئ الأفراد المصابين لفشل الجهاز التنفسي. في المرضى الذين يتم تهويتهم ميكانيكيا ، يكون الحجاب الحاجز عرضة للضمور والخلل الوظيفي من خلال الإهمال والآليات الأخرى. هذا يساهم في الفشل في الفطام وضعف النتائج السريرية على المدى الطويل. توفر الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية طريقة صالحة وقابلة للتكرار لتقييم سمك الحجاب الحاجز ونشاط الانقباض (جزء سماكة أثناء الإلهام) يمكن استخدامه بسهولة من قبل الأطباء والباحثين على حد سواء. تقدم هذه المقالة أفضل الممارسات لقياس سمك الحجاب الحاجز وتحديد سماكة الحجاب الحاجز أثناء تنفس المد والجزر أو الإلهام الأقصى. بمجرد إتقانها ، يمكن استخدام هذه التقنية لتشخيص وتشخيص خلل الحجاب الحاجز ، وتوجيه ومراقبة الاستجابة للعلاج بمرور الوقت في كل من الأفراد الأصحاء والمرضى المصابين بأمراض حادة أو مزمنة.

Introduction

تشير الموجات فوق الصوتية إلى الموجات الصوتية التي تتجاوز الحدود المسموعة العليا للسمع البشري. الموجات فوق الصوتية لها العديد من التطبيقات خارج نطاق الرعاية الصحية ، وأشهرها على الأرجح تطوير SONAR (الملاحة الصوتية والمدى) للاستخدام العسكري في الحرب العالميةالأولى 1. تستخدم الموجات فوق الصوتية الآن بشكل روتيني في التشخيص الطبي والعلاج. يستخدم التصوير بالموجات فوق الصوتية الطبية أو الموجات فوق الصوتية التشخيصية موجات صوتية عالية التردد (>20 كيلو هرتز) لتوفير صور لهياكل الأنسجة الرخوة داخل الجسم. تنبض هذه الموجات الصوتية بترددات تتراوح من 1 إلى 20 مليون دورة / ثانية (ميغاهرتز ، ميغاهيرتز) ، والتي يمكن أن تنتقل إلى الجسم لفحص الهياكل التشريحية ، مثل الكبد والقلب والعضلات الهيكلية. أصبحت الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية بشكل متزايد حجر الزاوية في تقييم وإدارة الأمراض المستعصية.

كان أول تطبيق للموجات فوق الصوتية في الطب في عام 1940 من قبل الدكتور كارل دوسيك ، الذي حاول تحديد موقع أورام المخ عن طريق قياس انتقال أشعة الموجات فوق الصوتية عبر الرأس2. مع تقدم التكنولوجيا ، تم تطوير تقنيات جديدة ، بما في ذلك وضع السعة (الوضع A) ووضع السطوع (الوضع B)3 ، تلاه تطوير الماسحات الضوئية ثنائية الأبعاد في عام 1960 4,5. أصبح مجال الموجات فوق الصوتية التشخيصية لا يقدر بثمن في الممارسة السريرية ، لأنه يتجنب التعرض للإشعاع المؤين ويمكن الحصول عليه بجانب السرير ، وتجنب الحاجة إلى النقل داخل المستشفى مع المخاطر المرتبطة به. الموجات فوق الصوتية آمنة وجيدة التحمل وموثوقة وقابلة للتكرار في المرضى 6,7.

الحجاب الحاجز عبارة عن هيكل عضلي رفيع على شكل قبة يعمل كمضخة تنفسية رئيسية تقود التهوية التلقائية لدى البشر. يفصل الحجاب الحاجز بين التجاويف الصدرية والبطنية ويتكون من ثلاثة أجزاء منفصلة: الوتر المركزي والحجاب الحاجز الساحلي والحجاب الحاجز المخروطي (الشكل 1). الوتر المركزي للحجاب الحاجز هو تركيب غير مقلص يسمح للأوعية الدموية الرئيسية بالمرور من الصدر إلى تجويف البطن. يحتوي الحجاب الحاجز الساحلي على ألياف تمتد من القفص الصدري أو عملية الخنجري إلى الوتر المركزي. يتم إدراج الحجاب الحاجز في الفقاريات القطنية الثلاثة الأولى. أثناء الإلهام ، ينقبض الحجاب الحاجز الساحلي ، مما يؤدي إلى خفض قبة الحجاب الحاجز مع توسيع القفص الصدري السفلي. يدعم الحجاب الحاجز الساحلي الحجاب الحاجز في خفض القبة8،9،10.

اكتسبت الموجات فوق الصوتية عبر الصدر للحجاب الحاجز اهتماما متزايدا لقدرتها على مراقبة سمك الحجاب الحاجز في منطقة التعيين (الشكل 1)11،12،13. تم تصور الحجاب الحاجز لأول مرة بالموجات فوق الصوتية في عام 1975 بواسطة Haber et al.14. يمكن قياس انقباض الحجاب الحاجز وتقصير العضلات أثناء الإلهام باستخدام الموجات فوق الصوتية M-mode لمراقبة سمك الحجاب الحاجز (Tdi) وجزء السماكة (TFdi). يوفر هذا التقييم للانقباض مقياسا لأداء عضلات الحجاب الحاجز تحت مستوى معين من الدافع والجهد الشهيقي. توفر الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية مقاييس آمنة وقابلة للتكرار وموثوقة لوظيفة الحجاب الحاجز وبنيته. في المرضى الذين يخضعون للتهوية الميكانيكية ، يمكن استخدام التغييرات في سمك الحجاب الحاجز بمرور الوقت لتقييم الآثار السلبية للتهوية الميكانيكية ، بما في ذلك آثار الصدمة العضلية بسبب الإفراط في المساعدة (الضمور ؛ انخفاض سمك الزفير النهائي بمرور الوقت) أو نقص المساعدة (الإصابة الناجمة عن الحمل التي تؤدي إلى التهاب ، وذمة ؛ ربما تتمثل في زيادة سمك الزفير النهائي بمرور الوقت)15. ترتبط هذه التغييرات بالنتائج السريرية السلبية16. يسمح قياس TFdi أثناء تنفس المد والجزر بتقييم نشاط الحجاب الحاجز المد والجزر (أي الجهد الشهيقي). يوفر قياس TFdi أثناء جهد الشهيق الأقصى (TFdi، max) تقييما لقوة الحجاب الحاجز (نظرا لأن قدرة الحجاب الحاجز على توليد القوة مرتبطة بقدرته على الانقباض والتقصير).

هناك إجماع كبير على البروتوكول الأمثل للحصول على القياسات وتحليلها17. تتضمن الكفاءة في التصوير بالموجات فوق الصوتية للحجاب الحاجز منحنى تعليمي حاد إلى حد ما. التدريب الشامل على هذه التقنية ومزالقها المحتملة أمر ضروري. أظهرت الدراسات أنه يمكن اكتساب الكفاءة في خبرة الموجات فوق الصوتية للغشاء في فترة زمنية قصيرة من خلال التدريب عن بعد المستند إلى الويب18. لذلك ، تم تحسين هذا البروتوكول لتوفير قياس ثابت لسمك الحجاب الحاجز وجزء السماكة الذي يمكن تطبيقه على كل من الأصحاء والمرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسيالمشتبه بها 19

Protocol

حصلت الدراسات التي تستخدم هذه التقنية على موافقة أخلاقية من مجلس أخلاقيات البحث في شبكة الصحة الجامعية ، تورنتو ، كندا.

1. تقييم سمك الحجاب الحاجز وجزء السماكة أثناء تنفس المد والجزر

  1. تحديد الحجاب الحاجز
    1. ضع المريض في وضع شبه راقد (30 درجة -45 درجة من التوازي) على ظهره. قم بإزالة أي قطعة ملابس من الجانب الأيمن من الصدر.
      ملاحظة: يمكن استخدام إجراء مماثل لتصور الحجاب الحاجز الأيسر. يصعب تصور الجانب الأيسر بشكل عام ، وتفيد التقارير أن دقة القياس أقل بكثير19.
    2. قم بتشغيل الجهاز اللوحي لتشغيل وحدة الموجات فوق الصوتية المحمولة وبدء التطبيق المناسب (انظر جدول المواد). ابدأ فحصا للجهاز العضلي الهيكلي باستخدام محول صفيف خطي عالي التردد (بحد أدنى 12 ميجاهرتز).
      ملاحظة: يمكن استخدام أي نظام الموجات فوق الصوتية لأداء هذه التقنية.
    3. قم بتغطية طرف محول الصفيف الخطي بكمية كافية من هلام الموجات فوق الصوتية وتأكد من أن الموجات فوق الصوتية في الوضع B لتحديد المواقع. أمسك المسبار عن طريق إحاطة طرف المسبار بالإبهام والسبابة (الشكل 2 أ).
    4. جس سطح جدار الصدر لتحديد المساحات الوربية الثامنة أو التاسعة أو العاشرة اليمنى بين الخطوط الإبطية الوسطى والأمامية ، كما هو موضح في الشكل 1C والشكل 2A ، وضع المسبار في منطقة التعيين (عادة حول الفضاء الوربي الثامن).
    5. قم بزاوية محول الطاقة في المستوى السهمي بحيث يقع بالكامل بين الأضلاع (الشكل 2 أ) ولا تظهر أي قطع أثرية ضلعية في الصورة (الشكل 2 ب). إذا ظهر ضلع في الصورة ، فاضبط زاوية المسبار عن طريق الإمالة لأعلى أو لأسفل. إذا كان الضلع لا يزال مرئيا ، فقم بتدوير المسبار حتى يصبح الحجاب الحاجز فقط مرئيا. إذا استمر تصور الحجاب الحاجز في كونه مشكلة ، فقم بتحريك المسبار لأعلى أو لأسفل إلى مساحة وربية جديدة.
    6. على شاشة الموجات فوق الصوتية ، حدد خطين متوازيين أبيضين ساطعين يتفوقان مباشرة على الكبد ، مما يشير إلى الأغشية الجنبية والبريتونية (الشكل 2 ب). يمكن تصور الحجاب الحاجز الساحلي ناقص الصدى نسبيا بين هذه الخطوط.
    7. اضبط عمق الصورة بالنقر فوق زر زيادة أو تقليل العمق لتحسين حجم الحجاب الحاجز. تأكد من توسيط الحجاب الحاجز على شاشة العرض. سيضمن ذلك أقصى دقة للخطوط الجنبية والبريتونية من الهياكل المحيطة.
    8. إذا ظلت الصورة دون المستوى الأمثل (على سبيل المثال ، تكون الرئتان أو الأضلاع مرئية في الصورة أو لا يتم تصور الأغشية الجنبية والبريتونية بوضوح) ، فاضبط المسبار للحصول على تصور أفضل عن طريق تحريك المسبار لأعلى ولأسفل على طول مساحة الضلع ، ذهابا وإيابا من القاعدة ، أو تدوير. انظر الجدول 1 للحصول على أمثلة للمشاكل الشائعة في التصوير بالموجات فوق الصوتية عبر الحجاب الحاجز.
  2. تحسين الصور
    1. بمجرد أن يكون محول الطاقة في الموقع الصحيح ، قم بتحسين جودة الصورة عن طريق تغيير المكونات التالية قبل جمع البيانات.
      ملاحظة: في برامج وحدة الموجات فوق الصوتية المختلفة ، هناك اختلافات في الطراز والبرامج. في هذا البرنامج ، قمنا بإجراء نقرات الأزرار التالية لتحقيق الهدف.
    2. في برنامج وحدة الموجات فوق الصوتية ، انقر فوق زر الكسب لتغيير سطوع الصورة. قم بزيادة الكسب بالنقر فوق زر الزيادة ، لجعل الصورة تبدو أكثر إشراقا. على العكس من ذلك ، انقر فوق زر النقصان لتغميق الصورة. إذا كان الكسب منخفضا جدا ، فقد يكون من الصعب التأكد من الهياكل. إذا كان الكسب مرتفعا جدا ، فقد تظهر أصداء غريبة وستظهر الصورة ساطعة جدا.
    3. إذا كان ذلك متاحا على وحدة الموجات فوق الصوتية ، فانقر فوق زر التركيز لضبط التركيز لتغيير جودة الصورة. انقر فوق الزر زيادة لزيادة التركيز أو زر التقليل لخفض التركيز.
  3. الحصول على الصور
    1. بمجرد تحسين الموضع وجودة الصورة ، ضع الموجات فوق الصوتية في الوضع M بالنقر فوق الزر M-mode في برنامج الموجات فوق الصوتية.
    2. سيظهر خط مسح عمودي واحد على شاشة التصوير. ضع الخط الفاصل بين القسم حيث تكون الخطوط الجنبية والبريتونية أوضح.
      ملاحظة: قد يكون هناك بعض التباين بين أجهزة الموجات فوق الصوتية في الحصول على صور الوضع M. تأكد من وجود منطقة واضحة حيث يتم تصور الأغشية الجنبية والبريتونية المحددة جيدا قبل بدء الوضع M. ضع خط المسح في مكان يتم فيه تحديد الأغشية الجنبية والبريتونية جيدا طوال الدورة التنفسية ولا تدخل أي رئتين أو أضلاع في مجال الرؤية.
    3. قم بتشغيل M-mode على مدار دورة كاملة من الإلهام والزفير أثناء تنفس المد والجزر ، ثم انقر فوق التجميد ثم احفظ الأزرار لالتقاط الحالة الفعلية وحفظ الصورة. إذا كان ذلك متاحا ، اضبط سرعة المسح بالنقر فوق زر سرعة المسح لضبط معدل التجميع لضمان الحصول على دورتين تنفسيتين. كرر هذه العملية للحصول على صورة أخرى.
    4. باستخدام علامة آمنة للجلد ، حدد موقع المسبار على جسم المريض ، للمساعدة في ضمان قياس نفس موضع الحجاب الحاجز بالضبط بمرور الوقت. هذا ضروري للحفاظ على قابلية استنساخ المقياس ، حيث يختلف سمك الحجاب الحاجز على مساحة سطحه19.
    5. من هذه الصور ، يمكن قياس سمك الحجاب الحاجز (Tdi) وجزء السماكة (TFdi). إذا لم تكن القيم من صورة الوضع M الثانية ضمن 10٪ من الصورة الأولى ، كرر الحصول على صورة الوضع M حتى يتم الحصول على صورتين مع مجموعة من القيم ضمن 10٪ من بعضها البعض. انظر التفاصيل حول تحليل الصور أدناه.
    6. بمجرد اكتمال الاختبار ، انقر فوق زر إنهاء الاختبار في برنامج الموجات فوق الصوتية.
    7. لتصدير الملفات ، انقر فوق تصدير الصور وتأكد من تصدير الملفات بتنسيق DICOM.
    8. امسح جانب المريض إذا كان هناك أي هلام متبقي وعقم معدات الموجات فوق الصوتية بمناديل مطهرة مناسبة.
  4. تحليل الصور
    1. افتح ملفات DICOM الضرورية في عارض MicroDicom DICOM أو برنامج مشابه.
    2. انقر فوق أداة "المسافة" (قد تسمى الفرجار أو الخط المستقيم) وارسم خطا مستقيما من الحافة الداخلية للغشاء الجنبي إلى الحافة الداخلية للغشاء البريتوني عند انتهاء الصلاحية النهائي (Tdi، ee).
    3. تأكد من عدم تضمين كلا الغشاءين في هذا القياس وأن طرفي الخط المستقيم يتم وضعهما مباشرة (رأسيا) من بعضهما البعض بحيث لا يوجد فرق زمني بين العلامات ، مما قد يزيد المسافة بشكل مصطنع ، وفقا للشكل 2B17.
    4. سجل هذه القيمة كسمك الحجاب الحاجز (Tdi، ee).
    5. كرر الخطوة 4.2 في ذروة الإلهام لنفس النفس للحصول على سمك الحجاب الحاجز عند ذروة الإلهام (Tdi، pi).
    6. إذا كان المريض لا يبدو أنه يتنفس ، ولم يكن هناك جزء من سماكة الحجاب الحاجز واضح أثناء الإلهام ، فقم بقياس Tdi ، pi في موقع يمثل سمك الحجاب الحاجز أثناء مرحلة الشهيق (في هذه الحالة ، سيكون تقريبا نفس Tdi ، ee) ، كما هو موضح في الشكل 3.
    7. يجب تحليل كل من Tdi و ee و Tdi و pi من نفس التنفس ، كما هو موضح في الشكل 2C ، لتقييم جزء سماكة الحجاب الحاجز أثناء تنفس المد والجزر (TFdi).
    8. باستخدام Tdi و pi و Tdi ، ee ، احسب TFdi لكل نفس:
      Equation 1
    9. احصل على زوج ثان من القياسات من نفس صورة الوضع M (انظر الشكل 2C).
    10. كرر الخطوات 1.4.1-1.4.9 على صورة الوضع M الثانية. في هذه المرحلة ، تم الحصول على أربعة قياسات ل Tdi و ee وأربعة قياسات ل TFdi.
    11. إذا لم تكن القيم من صورة الوضع M الثانية ضمن 10٪ من الصورة الأولى ، كرر الحصول على صورة الوضع M حتى يتم الحصول على صورتين مع مجموعة من القيم ضمن 10٪ من بعضها البعض.

Figure 1
الشكل 1: نظرة عامة على تشريح الحجاب الحاجز ووضع مسبار الموجات فوق الصوتية. أ: التراكيب التشريحية للموجات فوق الصوتية للحجاب الحاجز الضلعي. يتكون الحجاب الحاجز من الوتر المركزي والحجاب الحاجز الساحلي والحجاب الحاجز المخروطي. (ب، ج) لتصور الحجاب الحاجز الساحلي في منطقة التعيين على الموجات فوق الصوتية ، يتم وضع المريض في وضع شبه راقد ويقع الفضاء الوربي الثامن أو التاسع أو 10. يتم وضع مسبار الموجات فوق الصوتية ذو المصفوفة الخطية عالية التردد (>12 ميجاهرتز) بالتوازي مع الأضلاع في الفضاء الوربي على طول الخط الأوسط الإبطي لتصور الحجاب الحاجز الساحلي كمقطع عرضي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: سمك الحجاب الحاجز بالموجات فوق الصوتية وسمكه أثناء تنفس المد والجزر. (أ) يوضع المسبار في الفضاء الوربي الثامن أو التاسع أو 10 لتصوير الحجاب الحاجز باعتباره مقطعا عرضيا. (ب) في صورة الوضع B، توضح الأسهم البيضاء الأغشية الجنبية والبريتونية مفرطة الصدى. (ج) تظهر صورة النمط M تباينا في سمك الحجاب الحاجز عند نقطة معينة بمرور الوقت. من اليسار إلى اليمين ، تقيس الخطوط الصفراء سمك الحجاب الحاجز عند انتهاء الصلاحية (Tdi ، ee) وسمك الحجاب الحاجز عند ذروة الإلهام (Tdi ، pi) للنفس الأول ، وتشير الخطوط الحمراء إلى التنفس الثاني. يبلغ سمك الحجاب الحاجز (Tdi، ee) 1.20 و 1.25 مم ، و TFdi 26٪ و 23٪ على التوالي ، في موضوع ذكوري سليم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: المشاكل الشائعة في التصوير بالموجات فوق الصوتية عبر الحجاب الحاجز الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

2. تقييم الحد الأقصى لجزء سماكة الحجاب الحاجز

ملاحظة: يمكن تقييم الحد الأقصى لجزء سماكة الحجاب الحاجز خلال نفس الجلسة التجريبية مثل سمك الحجاب الحاجز.

  1. الحصول على الصور
    1. باستخدام نفس المنهجية الموضحة أعلاه ، حدد الحجاب الحاجز باستخدام الموجات فوق الصوتية في الوضع B وقم بتحسينه وفقا لذلك.
    2. في المرضى الذين يخضعون للتهوية الميكانيكية ، تأكد من وجود محرك تنفسي كاف للتقييم الوظيفي للحجاب الحاجز عن طريق قياس ضغط انسداد مجرى الهواء (P0.1) على جهاز التنفس الصناعي. يجب أن يكون P0.1 على الأقل 2 سم H2O للمتابعة. إذا كان أقل من 2 سم H2O ، ففكر في تقليل التخدير أو دعم التهوية لزيادة الدافع التنفسي قبل التصوير بالموجات فوق الصوتية.
    3. بمجرد أن يكون محرك التنفس كافيا في المرضى الذين يخضعون للتهوية ميكانيكيا ، قلل من دعم التنفس الصناعي إلى الحد الأدنى (على سبيل المثال ، تهوية دعم الضغط (PSV): 0 سم H2O ؛ ضغط الزفير النهائي الإيجابي (PEEP): 0 سم H2O ؛ يمكن الحفاظ على مستويات متواضعة من PSV أو PEEP إذا لزم الأمر لتبادل الغازات) لزيادة انقباض الحجاب الحاجز مؤقتا.
      ملاحظة: تؤدي إزالة دعامة التهوية إلى زيادة الدافع التنفسي والجهد المبذول لتسهيل تقييم وظيفة الحجاب الحاجز.
  2. ضع الموجات فوق الصوتية في الوضع M بالنقر فوق الزر M-mode .
  3. أثناء تشغيل الوضع M ، قم بتدريب المشارك على أداء أقصى جهد شهيقي إرادي ضد مجرى الهواء غير المسدود (أي مناورة السعة الشهيقية) ، وتوجيه المشارك إلى "أخذ نفس كبير" إذا كان ذلك ممكنا.
    1. إذا كان المريض غير قادر على اتباع الأوامر لبذل أقصى جهد للشهيق ، فقم بتطبيق مناورة انسداد مجرى الهواء القصيرة (مناورة ماريني)20 لمدة تصل إلى 20 ثانية لتحفيز زيادة الجهد التنفسي. ثم حرر الانسداد وقم بقياس TFdi ، كحد أقصى بعد تحرير الانسداد.
  4. قم بتجميد التسجيل وحفظ الصورة.
  5. كرر الخطوات 2.1-2.4 مرتين أخريين للحصول على ما مجموعه ثلاث صور في الوضع M للتحليل ، أو حتى يكون أخصائي التصوير بالموجات فوق الصوتية واثقا من أن المريض قد بذل أقصى الجهود الإرادية.
  6. تصدير صور الوضع M بتنسيق DICOM لإجراء تحليل أعمى دقيق في وضع عدم الاتصال.
  7. امسح جانب المريض لتنظيف أي جل متبقي وتعقيم معدات الموجات فوق الصوتية بمناديل مطهرة مناسبة.
  8. تحليل الصور
    1. افتح ملفات DICOM الضرورية في عارض MicroDicom DICOM أو برنامج مشابه.
    2. انقر على أداة المسافة (قد تسمى الفرجار أو الخط المستقيم) وارسم خطا مستقيما من الحافة الداخلية للغشاء الجنبي إلى الحافة الداخلية للغشاء البريتوني عند انتهاء الصلاحية (Tdi، ee) وذروة الإلهام (Tdi، pi) أثناء تجربة الشهيق القصوى ، كما هو موضح في الشكل 3B.
    3. تأكد من أن جميع القياسات تستبعد الأغشية الجنبية والبريتونية وأن طرفي الخط المستقيم موضوعان مباشرة (عموديا) من بعضهما البعض ، بحيث لا يوجد فرق توقيت.
    4. يتم حساب TFdi ، كحد أقصى لكل نفس على النحو التالي:
      Equation 2
    5. سجل أعلى قيمة لثلاث محاولات متسقة على الأقل ك TFdi,max.

Figure 3
الشكل 3: أمثلة على الكسر السماكة البسيط والأقصى للحجاب الحاجز. (أ) تم قياس سمك الحجاب الحاجز بالموجات فوق الصوتية (Tdi) وجزء السماكة (TFdi) في وجود الحد الأدنى من انقباض الحجاب الحاجز. إذا لزم الأمر ، اضبط سرعة المسح ؛ يتم استخدام نفسين لتقييم TFdi. في حالة عدم وجود ذروة واضحة لسمك الشهيق ، يتم تحديد توقيت جهد الشهيق سريريا بجانب السرير. يتم حساب TFdi هنا على أنه 11٪ ، ولكن سيتم حسابه في المتوسط على نفسين آخرين (إجمالي أربعة أنفاس تم التقاطها في صورتين). (ب) يتم تحفيز الجزء الأقصى لسماكة الحجاب الحاجز الذي يتم قياسه أثناء جهود الشهيق القصوى (TFdi ، max) إما عن طريق تدريب المريض على بذل أقصى جهد إرادي ، أو بعد تمرين ماريني إذا كان المريض غير قادر على التدريب وكان هناك P0.1 >2 سم H2O. TFdi ، يتم حساب الحد الأقصى هنا على أنه 208٪ ، ومع ذلك ، سيتم تسجيل أكبر قيمة تم الحصول عليها بعد عدة محاولات (ثلاث محاولات على الأقل) على أنها TFdi ، max. هناك فرق واضح في TFdi و Tdi خلال الإلهام الأقصى (B) مقارنة بالحد الأدنى من جهد الشهيق (A). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Representative Results

باتباع هذا البروتوكول ، يمكن قياس سمك الحجاب الحاجز وجزء السماكة كوسيلة غير جراحية وقابلة للتكرار لتقييم بنية الحجاب الحاجز ووظيفته. يمكن إجراء القياسات بجانب السرير وحفظها للتحليل غير المتصل بالإنترنت. يمكن الحصول على هذه التدابير مرارا وتكرارا بمرور الوقت لتقييم التغيرات في بنية الحجاب الحاجز ووظيفته طوليا.

في البالغين الأصحاء ، يمكن أن يتراوح سمك الحجاب الحاجز الزفيري النهائي من 1.5 مم إلى 5.0 مم ، اعتمادا على الطول والجنس وموضع المسبار21. في البالغين الأصحاء الذين يتنفسون أثناء الراحة ، يتراوح المد والجزر TFdi عادة بين 15٪ -30٪. خلال جهود الإلهام القصوى ، يتراوح TFdi ، الحد الأقصى عادة بين 30٪ و 130٪ 13،21،22. الحد الأقصى TFdi <20٪ هو تشخيص لخلل الحجاب الحاجز الحاد13,21. يلخص الجدول 2 سمك الحجاب الحاجز السليم والمريض الخطير وجزء سميكة.

الجدول 2: القيم المرجعية لسمك الحجاب الحاجز وكسر السماكة11،13،19،21،22،23،24،25،26،27،28،29،30،31،32. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

في المرضى المصابين بأمراض خطيرة الذين يتلقون التهوية الميكانيكية الغازية ، يرتبط سمك الحجاب الحاجز الأساسي الذي تم قياسه في بداية فشل الجهاز التنفسي بالنتائج السريرية (يتنبأ Tdi الأساسي الأعلى بانخفاض معدل الوفيات والتحرر الأسرع من التهوية الميكانيكية). في هؤلاء المرضى ، يختلف التطور اللاحق ل Tdi بمرور الوقت بشكل كبير بين المرضى. يصاب حوالي 40٪ -50٪ من المرضى بضمور (انخفاض في Tdi من خط الأساس بأكثر من 10٪) خلال الأسبوع الأول من التهوية الميكانيكية15. تظهر مجموعة فرعية صغيرة من المرضى زيادة مبكرة سريعة في Tdi تتجاوز 10٪ من خط الأساس ، وربما تشير إلى إصابة أو التهاب أو وذمة في العضلات (ولكن ليس تضخم العضلات ، لأن التضخم يستغرق أسابيع حتى يحدث). TFdi ، بحد أقصى <30٪ يتنبأ بزيادة خطر فشل الفطام من التهوية الميكانيكية23.

في المثال الموضح في الشكل 2 أ ، كان سمك الحجاب الحاجز في النفس الأول (باللون الأصفر) 1.20 مم عند انتهاء الصلاحية و 1.51 مم عند ذروة الإلهام. يمكن بعد ذلك حساب كسر السماكة باستخدام الصيغة أدناه والتعبير عنه كنسبة مئوية.
Equation 3
Equation 4
Equation 5

Discussion

توفر الموجات فوق الصوتية الحجاب الحاجز تقنية غير جراحية وموثوقة وصالحة لمراقبة بنية الحجاب الحاجز ووظيفته في الأشخاص الأصحاء والمرضى المصابين بأمراض خطيرة. يوفر جزء سماكة الحجاب الحاجز مقياسا بجانب السرير لنشاط انقباض الحجاب الحاجز ووظيفته وهو أكثر جدوى بكثير من قياسات ضغط الحجاب الحاجز المغناطيسي ، وهي الطريقة القياسية الذهبية التقليدية لتقييم وظيفة الحجاب الحاجز33. توفر مراقبة وظيفة الحجاب الحاجز وسمكه بواسطة الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية وسيلة للكشف عن ضمور الحجاب الحاجز. على هذا النحو ، يوصي الخبراء بإجراء ما لا يقل عن 15 الموجات فوق الصوتية المنفصلة عبر الحجاب الحاجز وتحليلها لتطوير الكفاءة17.

لضمان قياسات دقيقة وقابلة للتكرار ، من الضروري وضع علامة على موضع المسبار19. يجب تحسين صورة الوضع B عن طريق ضبط موضع المسبار ، بالإضافة إلى عمق الأداة وكسبها وتركيزها. يجب ضبط سرعة المسح للموجات فوق الصوتية المستخدمة للحصول على نفسين على الأقل داخل صورة تم التقاطها إن أمكن. أخيرا ، يجب تكرار القياسات حتى يتم الحصول على قيم متسقة (في حدود 10٪).

بعض الصعوبات المرتبطة بالحصول على Tdi و TFdi هي وضع وتوجيه المسبار الخطي. يسلط الجدول 1 الضوء على بعض السيناريوهات الشائعة وتدابير استكشاف الأخطاء وإصلاحها المرتبطة بها التي يجب على المستخدمين اتخاذها.

يجب ملاحظة بعض القيود على تقنية الموجات فوق الصوتية هذه. أولا ، يختلف سمك الحجاب الحاجز اختلافا كبيرا بين المرضى ، ويجب الإشارة إلى التغيرات في السماكة بمرور الوقت إلى قيمة خط الأساس (على سبيل المثال ، لتشخيص الضمور). ثانيا ، على الرغم من بساطة التقنية ، فإن التدريب مطلوب لضمان الكفاءة. تم التحقق من صحة منصة تدريب عبر الإنترنت على شبكة الإنترنت لتحقيق الكفاءة في التقنية18. ثالثا ، توفر تقنية الموجات فوق الصوتية الموصوفة بيانات محدودة عن بنية العضلات (الكتلة) والوظيفة (الانقباض). يمكن أن توفر التقنيات الجديدة ، مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية للقص والتصوير الإلستوجرافي بالموجات فوق الصوتية ، معلومات إضافية تتعلق بتصلب العضلات والتليف34،35،36،37،38.

باختصار ، يوفر التصوير بالموجات فوق الصوتية عبر الحجاب الحاجز مقاييس رئيسية لهيكل الحجاب الحاجز ووظيفته التي يمكن إجراؤها بسهولة في المرضى الأصحاء والمصابين بأمراض خطيرة. هذه التقنية موثوقة وصالحة ، مع الأخذ في الاعتبار مستخدم مختص مع تدريب كاف. توضح هذه المقالة كيفية إجراء الموجات فوق الصوتية عبر الحجاب الحاجز وتحذر المستخدمين من الخضوع لتدريب كاف قبل الحصول على البيانات.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10-15 MHz linear array transducer  Philips L12-4 Any 10-15MHz linear array transducer may be used
Any DICOM viewer software  Example: MicroDicom DICOM viewer MicroDicom Free for non-commerical use analysis software: https://www.microdicom.com/company.html
Lumify Ultrasound Application Philips  Other systems will use their own software
Lumify Ultrasound System Philips Any ultrasound system may be used
Skin Safe Marker  Viscot 1450XL Used for marking location of probe
Ultrasound Gel Wavelength  NTPC201X  Any ultrasound gel may be used

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hagen-Ansert, S. L. Textbook of Diagnostic Sonography-E-Book. , Elsevier Health Sciences. (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).

Tags

الطب ، العدد 201 ، التصوير بالموجات فوق الصوتية بالحجاب الحاجز ، السماكة ، جزء السماكة ، وظيفة الحجاب الحاجز ، الموجات فوق الصوتية
قياس سمك الحجاب الحاجز ووظيفته باستخدام الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bellissimo, C. A., Morris, I. S.,… More

Bellissimo, C. A., Morris, I. S., Wong, J., Goligher, E. C. Measuring Diaphragm Thickness and Function Using Point-of-Care Ultrasound. J. Vis. Exp. (201), e65431, doi:10.3791/65431 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter