Arbeitsablauf und Framework für die Erfassung und Implementierung von Point-of-Care-Ultraschalldaten bei der Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten

Zusammenfassung

Dieses Protokoll stellt einen skalierbaren Arbeitsablauf für den Einsatz von Point-of-Care-Ultraschall bei der Behandlung von hospitalisierten und ambulanten Herzinsuffizienzpatienten dar.

Zusammenfassung

Die Behandlung und Prävention von akuter dekompensierter Herzinsuffizienz ist nach wie vor weit verbreitet und stellt eine Herausforderung dar. Die Einbeziehung von Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) als ergänzendes Instrument zur Beurteilung des Volumenstatus und des Ansprechens auf die Behandlung hat sich als vielversprechend erwiesen. POCUS kann verwendet werden, um interne anatomische Strukturen seriell abzubilden und diese Bilder zum Vergleich und zur Messung über die Zeit aufzunehmen. Dieses Protokoll beschreibt eine skalierbare und standardisierte Methodik zur seriellen Beurteilung der Vena cava inferior (IVC). Die Methodik umfasst die serielle Bilderfassung, -messung und -darstellung in der elektronischen Patientenakte. Es wurde ein Workflow für POCUS-erfasste Bilder des IVC erstellt, um die Bilder zu erfassen und den Durchmesser in einem diskreten Datenfeld für einen direkten Vergleich im Laufe der Zeit und als Reaktion auf das klinische Management zu messen. Das Protokoll beinhaltet auch die Beurteilung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Pleuraergusses als diskrete Daten im standardisierten Arbeitsablauf. Durch die Integration von POCUS in das Herzinsuffizienz-Management können Ärzte die Patientenergebnisse durch präzisere und rechtzeitigere Anpassungen der Behandlung verbessern.

Einleitung

Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) ist eine aufstrebende Technologie, die im klinischen Alltag eingesetzt werden kann. Obwohl im Handel erhältliche tragbare Ultraschallgeräte seit über 13 Jahren auf dem Markt sind, war die regelmäßige Anwendung außerhalb von Eingriffen am Krankenbett begrenzt¹. POCUS bietet eine intuitive Anwendung in der Akutversorgung für die Diagnose spezifischer Krankheitszustände wie Herzstillstand, kongestive Herzinsuffizienz, Identifizierung von Pneumothorax, Beurteilung von Perikarderguss und Nachweis von freier intraabdominaler Flüssigkeit bei Unfall- oder Operationspatienten². POCUS ist als evidenzbasiertes Instrument zur Beurteilung von Patienten für die Diagnose von Herzinsuffizienz gut etabliert³. Die Implementierung von POCUS mittels serieller Bewertung als Reaktion auf die Therapie ist jedoch weniger gut etabliert⁴.

Das POCUS-gesteuerte Herzinsuffizienz-Management umfasst die visuelle Beurteilung des zentralvenösen Drucks (CVP) und des rechtsatrialen Drucks durch Beobachtung des Durchmessers und der Kollapsierbarkeit der Vena cava inferior (IVC). Darüber hinaus kann POCUS verwendet werden, um das Vorhandensein von Pleuraergüssen und anatomischen Veränderungen zu beobachten, die mit physiologischen Veränderungen während der Behandlung korrelieren, einschließlich biventrikulärer Herzfunktion, Herzfrequenz, Kontraktilität, Mitralklappeninsuffizienz und akuter Veränderungen des klinischen Status, die bei der körperlichen Untersuchung nicht offensichtlich sind⁵.

Im Jahr 2011 begann die klinische Praxisgruppe, POCUS in die routinemäßige körperliche Untersuchung für alle stationären und ambulanten Face-to-Face-Begegnungen (ca. 40.000) aufzunehmen. Anekdotische Beobachtungen von anatomischen Veränderungen, die durch POCUS sichtbar gemacht wurden, schienen oft mit klinischen Ereignissen und Biomarker-Messungen zu übereinstimmen⁶ (Abbildung 1).

In der Studieneinrichtung wurde ab 2015 ein diskretes Datenfeld innerhalb der elektronischen Patientenakte aufgebaut, um den Durchmesser und die Kompressibilität der Vena cava inferior (IVC) zu verfolgen. Es wurde auch ein binäres Datenfeld erstellt, um das Vorhandensein oder Fehlen von Pleuraergüssen zu dokumentieren, die mit POCUS identifiziert wurden. In über sieben Jahren Patientenversorgung mit der Einbeziehung von POCUS in das klinische Management von hospitalisierten Herzinsuffizienzpatienten wurden die Erfassung und Einbeziehung von POCUS-Daten und IVC-Messungen für mehr als 6.000 Begegnungen aufgezeichnet. Aus der Perspektive der Erfahrung empfand die klinische Praxisgruppe den Einsatz von POCUS als wertvoll, um das medizinische Management zu optimieren und die leitliniengerechte medizinische Therapie zu verfeinern und dadurch die Versorgung von Herzinsuffizienzpatienten zu personalisieren.

In dieser Studie wurde eine POCUS-Untersuchung mit einem Phased-Array-Ultraschallgerät mit einem digitalen Bildschirm durchgeführt. Bilder der Vena cava inferior (IVC) wurden durch Scannen des Patienten durch das subkostale akustische Fenster⁷ erhalten (Abbildung 2). Die IVC-Bilder wurden auf dem Digitaldisplay aufgenommen und gemessen, und zwar auf einer Höhe kaudal zur mittleren Lebervene. Live-Bilder wurden angehalten, und ein Bild-für-Bild-Scroll auf dem Gerät wurde verwendet, um den maximalen IVC-Durchmesser während des Herz- und Atemzyklus zu identifizieren und zu messen. Die Messung wurde in einem Datenflussblatt in der elektronischen Patientenakte des Patienten aufgezeichnet, und ein Screenshot des gemessenen Bildes wurde in die Patientenakte hochgeladen, um den Ort und den Winkel der Messerfassung zu dokumentieren. Anschließend wurden das Messflussdiagramm und das hochgeladene Bild zur Fortschrittsnotiz des Patienten hinzugefügt.

Protokoll

Die Genehmigung des Institutional Review Board durch das Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles, Kalifornien, USA, wurde vor der Erhebung von Patientendaten und der Bewertung eingeholt. Auf die schriftliche Einwilligungserklärung wurde verzichtet, da die Verwendung von POCUS in der Patientenversorgung eine standardmäßige und routinemäßige klinische Untersuchungspraxis für Patienten innerhalb der eingeschlossenen Kohorte ist. Sie wurde zusätzlich zur klinischen Standardpraxis angeboten und veränderte den Mindeststandard der Versorgung nicht. Jede Begegnung mit dem Patienten umfasste eine POCUS-Untersuchung neben der konventionellen Anamnese, der körperlichen Untersuchung und der Überprüfung klinischer Daten. POCUS wurde nicht als Ersatz für die klinische Standardpraxis oder anstelle von indizierten Tests oder bildgebenden Verfahren verwendet. Die Daten wurden von einer Kohorte von Patienten mit Herzinsuffizienz im Cedars-Sinai Hospital vom 1. Januar 2016 bis zum 31. Dezember 2021 gesammelt. In die Kohorte wurden Patienten aufgenommen, die eine primäre Aufnahmediagnose Herzinsuffizienz hatten oder wenn Herzinsuffizienz zu den fünf häufigsten Diagnosecodes bei der Aufnahme gehörte (ICD-10, I50*). Die Analyse umfasste diskrete Datenfelder innerhalb einer kommerziell erworbenen elektronischen Patientenakte, wie z. B. IVC-Messungen, das Vorhandensein eines Pleuraergusses, die Aufenthaltsdauer, das Überleben und die 30-tägige Wiedereinweisung. Die Einzelheiten der für diese Studie verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.

Ein-/Ausschlusskriterien:
Die Patienten, die in die Versorgungskohorte aufgenommen wurden, waren diejenigen, die vom kardiologischen Beratungsdienst des Cedars-Sinai Hospital betreut wurden, wo POCUS-Geräte eingesetzt wurden. Die Einschlusskriterien spezifizierten die Verwendung eines Protokolls für die IVC-Messung mit POCUS und die Einbeziehung von Daten innerhalb des diskreten IVC-Datenfeldes in die elektronische Patientenakte. Die Betreuung erfolgte durch ein Team, bestehend aus 6 Kardiologen und 2 Krankenschwestern. Patienten, die sich keiner Bildgebung mit POCUS unterziehen konnten oder die nicht mit POCUS aufgenommen wurden, wurden von der klinischen Erfahrung ausgeschlossen.

1. Vorbereitung von Patient und Ausrüstung

1. Positionieren Sie den Patienten entsprechend, um den interessierenden Bereich freizulegen.
2. Stellen Sie sicher, dass das Ultraschallgerät (siehe Materialtabelle) für die Art des erforderlichen Scans richtig eingerichtet und kalibriert ist.
3. Wählen Sie die Sonde aus und passen Sie die Einstellungen an. Wählen Sie die geeignete Ultraschallsonde (linear, gekrümmt, Phased-Array) basierend auf der Tiefe und Art des abzubildenden Gewebes.
4. Passen Sie die Frequenz- und Tiefeneinstellungen am Ultraschallgerät an, um die Bildauflösung zu optimieren.

2. Bildaufnahme (für die untere Hohlvene)

1. Positionieren Sie den Patienten in Rückenlage für eine optimale POCUS-Bildaufnahme.
2. Tragen Sie eine ausreichende Menge Ultraschallgel auf die Hautoberfläche auf, um eine gute akustische Kopplung zu gewährleisten und die Luft zwischen Sonde und Haut zu reduzieren.
3. Verwenden Sie eine Phased-Array-Ultraschallsonde (2-5 MHz) (siehe Materialtabelle), um Messungen der Vena cava inferior (IVC) auf Höhe kaudaler Ebene des Ansatzes der Lebervene zu erhalten.
   HINWEIS: Die Frequenz der Ultraschallwelle variiert je nach Tiefeneinstellung am Ultraschallgerät.
4. Erfassen Sie das IVC-Bild mit den Messungen, einschließlich der Anatomie und des Strahltiefenmessers, auf dem Bildanzeigebildschirm.
5. Zeichnen Sie die IVC-Messung in einem vorgefertigten diskreten Datenfeld innerhalb des Flussblatts der elektronischen Patientenakte auf (Ergänzende Datei 1).
6. Fügen Sie das vorgefertigte IVC-Messdaten-Feld-Flussdiagramm hinzu, das für die elektronische Patientenakte entwickelt und in diese eingebettet ist, sowie Bildschirmbilder in die Patientenfortschrittsnotiz.
   HINWEIS: Dies gewährleistet die Visualisierung der Anatomie und der IVC-Messung jedes Patienten für eine reproduzierbare und konsistentere Messposition im Laufe der Zeit (Abbildung 2). Patientenbilder, die direkt in die elektronische Patientenakte hochgeladen werden, fließen in die Krankenakte des Patienten ein und werden nicht auf persönlichen Mobilgeräten gespeichert.

3. Bilderfassung (für Pleuraräume)

1. Positionieren Sie den Patienten aufrecht oder in der lateralen Dekubitushaltung, abwechselnd zwischen der rechten und linken Seite seriell.
2. Verwenden Sie eine 2-5 MHz Phased-Array-Sonde, um während des Scanvorgangs nach echofreiem Raum zu suchen, der unterhalb der Lungenpleuragrenze und oberhalb des ipsilateralen Zwerchfells liegt.
3. Dokumentieren Sie Ja für das Vorhandensein eines Pleuraergusses, erkennbar an einem erhöhten echofreien Raum im ipsilateralen Pleuraraum, oder Nein für das Fehlen eines Pleuraergusses.
4. Geben Sie die Antwort in die entsprechende Zelle im Flussdiagramm der elektronischen Patientenakte ein (Abbildung 3).

4. Reinigung des Gerätes und Entsorgung des Gels

1. Reinigen Sie nach Abschluss des Scans die Ultraschallsonde und den zugehörigen Bildschirm oder das zugehörige Gerät/Gerät.
2. Entsorgen Sie gebrauchtes Ultraschallgel ordnungsgemäß und stellen Sie sicher, dass sich der Patient nach dem Eingriff wohl fühlt.

5. Follow-up-Verfahren

1. Identifizieren Sie umsetzbare Erkenntnisse, die die Entscheidungsfindung in der klinischen Versorgung auf Patientenbasis beeinflussen.
2. Identifizieren Sie IVC-Bilder, die mit der Physiologie übereinstimmen, die mit einem erhöhten oder reduzierten zentralvenösen Druck (ZVP) verbunden ist.
3. Modifizieren Sie die medikamentöse Therapie (Diuretika, Vasodilatatoren, Volumenexpander) wie angegeben, mit dem Ziel, die klinische Physiologie durch Anpassung der CVP-Werte (entweder Senkung oder Anhebung) zu optimieren.

Diskussion

Ein wertvoller Beitrag dieser Publikation liegt in der Präsentation eines skalierbaren klinischen Workflows, der am Krankenbett erworbene dynamische anatomische Messungen (IVC) umfasst, die mit physiologischen Veränderungen korrelieren und darauf reagieren. Veränderungen der CVP korrelieren mit Veränderungen der IVC-Messungen. Diese anatomischen Veränderungen treten als Reaktion auf die Behandlung auf und korrelieren häufig mit den Symptomen bei Patienten, bei denen eine Herzinsuffizienz diagnostiziert wurde ^5,7,8. Richtlinien zur Beschreibung der IVC-Durchmessermessungen und der entsprechenden rechtsatrialen Druckwerte in mmHg sind in einer Normenpublikation der American Society of Echocardiography⁹ enthalten.

Die Optimierung der Versorgung von Patienten mit Herzinsuffizienz im Krankenhaus orientiert sich an der Behandlung, die auf das Erreichen von Euvolämie^{abzielt 10}. POCUS dient als klinisches Instrument, das eine validierte Bewertung von ZVP ermöglicht, die sich dynamisch mit Änderungen des Volumenstatus^{ändert 5}. Der Einsatz von POCUS in der klinischen Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten zielt darauf ab, eine optimale medizinische Therapie zu leiten, mit dem Ziel, die Patientenversorgung auf das Erreichen und Aufrechterhalten der klinischen Euvolämie auszurichten. Darüber hinaus kann die longitudinale Versorgung von Patienten mit Herzinsuffizienz unter der Leitung von POCUS dazu beitragen, die Patienten näher an oder innerhalb eines engeren therapeutischen Fensters zu halten, was auf eine langfristig anhaltende Euvolämie abzielt (Abbildung 4).

Die Erstellung von Workflows zur Standardisierung, Personalisierung und Optimierung der Erfassung und Verwendung von POCUS als klinisches Instrument bei der Verwaltung von CHF hat weitreichende und wirkungsvolle Auswirkungen auf die Art und Weise, wie Patienten versorgt werden. Das klinische Team hat einen skalierbaren Workflow entwickelt, der von verschiedenen Mitgliedern des klinischen Versorgungsteams implementiert werden kann, darunter Krankenschwestern, Sonographen, klinische Apotheker, Anbieter fortschrittlicher Praxen und Ärzte (Abbildung 5). Dieses POCUS-geführte Protokoll zur Behandlung von Herzinsuffizienz bietet Ärzten, die den standardisierten Workflow verwenden, Möglichkeiten zur iterativen Verbesserung der POCUS-Akquisitionsfähigkeiten, was zu einer verbesserten Fähigkeit führen kann, Bilder anderer anatomischer Regionen zu erfassen. Dieser optimierte und skalierbare Arbeitsablauf kann als Weg zu einer breiteren Nutzung von POCUS in anderen klinischen Bereichen dienen und die Entwicklung innovativer Anwendungen sowohl im akuten als auch im chronischen Krankheitsmanagement fördern.

Lungen-POCUS ist eine aufkommende und in einigen Situationen gebräuchliche Methode zur Beurteilung des Lungenwassers und damit auch der Lungenstauung. B-Linien, auch Kometenschweife genannt, sind Nachhallartefakte, die von der Lungenpleuragrenzfläche^{ausgehen 11}. Bei Patienten mit akuter dekompensierter Herzinsuffizienz können in der Notaufnahme¹² B-Linien beobachtet werden. Zu den Herausforderungen im Zusammenhang mit Lungenultraschall gehören die Notwendigkeit mehrerer anatomischer Untersuchungen an jedem Patienten (4-8 Lungenbildgebungsfenster pro Lungen-POCUS-Untersuchung), die Zeit, die für die Aufnahme dieser multiplen Lungen-POCUS-Bilder erforderlich ist, die Subjektivität und Variabilität der Bildgebung, die vom klinischen Bediener und der Patientenpositionierung beeinflusst wird, sowie die Schwierigkeit, das Ansprechen auf die Behandlung im Längsschnitt zu vergleichen und zu bewerten. Darüber hinaus fehlt es an empirischen physiologischen Messungen, die mit dem Vorhandensein, Fehlen oder der Dichte von Lungen-B-Linien korrelieren. Darüber hinaus sind POCUS-identifizierte B-Linien zwar ein Hinweis auf eine Lungenstauung, aber nicht spezifisch für diese Erkrankung und können auch bei COVID-19-Lungenentzündung und verschiedenen akuten und chronischen pulmonalen infektiösen und entzündlichen Erkrankungen beobachtet werden¹³.

Es gibt immer noch Einschränkungen für den vorgeschlagenen Workflow. Die Teilnehmer müssen Kenntnisse in der POCUS-Bildgebung der IVC entwickeln und sich an ein standardisiertes Protokoll für den Ort und den Zeitpunkt von IVC-Messungen während des Atemzyklus halten. Die vorgeschlagene klinische Praxis zielt darauf ab, den maximalen IVC-Durchmesser während der Endexspiration zu identifizieren, insbesondere kaudal zur mittleren Lebervene. Eine Herausforderung liegt jedoch in der Variabilität dieser Anatomie bei den Patienten¹⁴. Um dieser Variabilität gerecht zu werden, umfasst der Workflow ein Bilderfassungs- und Messprotokoll, das einen seriellen Vergleich der IVC-Messungen bei jedem Patienten im Laufe der Zeit ermöglicht. Dieser Ansatz erleichtert die Überwachung und kann die Auswirkungen anatomischer Unterschiede zwischen Individuen abschwächen.

Die Ausweitung eines POCUS-Protokolls bei der Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten über die traditionelle Gesundheitsversorgung hinaus verspricht eine präzisere und persönlichere Versorgung. Die Implementierung standardisierter POCUS-Workflows für die Behandlung von Herzinsuffizienz ermöglicht nicht nur eine gründlichere Patientenbewertung, sondern kommt auch Personen zugute, die beim Zugang zu konventionellen Gesundheitseinrichtungen mit Hindernissen konfrontiert sind. Dazu gehören Patienten, die in abgelegenen Gebieten wohnen, Menschen mit eingeschränkter Mobilität oder Transportmöglichkeiten sowie Personen mit begrenzten Ressourcen für Gesundheitsdienste¹⁵. Darüber hinaus bietet die Integration klinischer Instrumente wie POCUS die Möglichkeit, symptomatische CHF-Patienten im ambulanten Bereich genau zu überwachen, wodurch die Abhängigkeit von stationären Krankenhausressourcen möglicherweise verringert wird. Dieses Modell verbessert nicht nur die Patientenversorgung, sondern optimiert auch die Ressourcenallokation in der Gesundheitsversorgung.

Mögliche zukünftige Forschungsarbeiten könnten eine prospektive Beobachtungskohortenstudie umfassen, um den Wert von POCUS bei der Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten genau zu bewerten. Eine solche Studie könnte die Abstimmung einer POCUS-gerichteten Herzinsuffizienz-Managementgruppe mit einer Standardbehandlungsgruppe für Herzinsuffizienz beinhalten, um die Ergebnisse umfassend zu bewerten. Angesichts des zunehmenden Einsatzes von POCUS im klinischen Umfeld ist eine prospektive Bewertung seiner Wirksamkeit und Wirkung von entscheidender Bedeutung.

Darüber hinaus ist es wichtig, die Variabilität zwischen den Benutzern bei der Erfassung und Interpretation des IVC-Durchmessers und der Zusammenklappbarkeit mit POCUS zu berücksichtigen. Die Variabilität sowohl der angeborenen als auch der erworbenen anatomischen Merkmale der IVC kann eine Herausforderung bei der genauen Beurteilung ihrer Grenzen und Abmessungen sowie ihrer Kollapsierbarkeit darstellen¹⁴. Diese Herausforderungen können die standardisierte Bewertung und longitudinale Messung der IVC in der klinischen Praxis erschweren. Forschung, die darauf abzielt, diese Herausforderungen zu verstehen und zu mildern, könnte die Zuverlässigkeit und den Nutzen von POCUS-Messungen als standardisiertes klinisches Instrument in der Herzinsuffizienzbehandlung verbessern.

Mit der zunehmenden Integration von POCUS in die klinische Versorgung von Herzinsuffizienzpatienten werden sich die Arbeitsabläufe und Protokolle für die personalisierte Anwendung weiterentwickeln und erweitern. Die Demonstration der Studiengruppe, große Mengen an POCUS-Daten in der täglichen klinischen Praxis zu sammeln und zu nutzen, ist vielversprechend für weitere Erweiterungen und Verfeinerungen. Zukünftige Forschung wird entscheidend sein, um die Methoden zur Erfassung von POCUS-Daten zu verfeinern und ihre Verwendung bei der Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten zu optimieren, insbesondere um eine genauere Kontrolle des Volumenstatus zu erreichen. Das Längsschnittmanagement und die Bewertung von Übergängen in der Versorgung – von einem Krankenhausaufenthalt in eine ambulante Einrichtung – haben erhebliche Auswirkungen auf Bevölkerungsebene. Zu verstehen, wie POCUS-Daten diese Prozesse unterstützen können, wird entscheidend sein, um die Patientenergebnisse zu verbessern und die Auslastung der Ressourcen im Gesundheitswesen zu optimieren.

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aquasonic Ultrasound Gel 100	Parker	ECO #20-0299	The company and the catalog number is one example
Epic Electronic Health Record	Epic		The company and the catalog number is one example
GE Vscan Extend	General Electric	5721203-100 Rev.13	Broad-bandwidth linear array: 3.3-8.0 MHz
Haiku	Epic	10.3	The company and the catalog number is one example