Point-of-Care Transkranieller farbcodierter Duplex-Ultraschall der Arteria cebraralis media

Zusammenfassung

Transkranieller Ultraschall ist ein unverzichtbares Instrument zur Überwachung von Patienten mit verschiedenen neurologischen Erkrankungen. Obwohl es in beratenden Studien häufig protokollarisch verwendet wird, wurde das Gehirn in vielen Protokollen mit Point-of-Care-Ultraschall (PoCUS) übersehen. In dieser Studie wird ein PoCUS-Bilderfassungsprotokoll vorgeschlagen.

Zusammenfassung

Bei der Beurteilung und Behandlung vieler klinischer Probleme ist Point-of-Care (PoC)-Ultraschall ein aufstrebendes Instrument am Krankenbett. Der transkranielle farbcodierte Duplex-Ultraschall (TCCD) kann in mehreren Situationen wertvoll sein, auch für Patienten, die bewusstlos sind oder eine unklare neurologische Untersuchung haben, da er bei bestimmten intrakraniellen Pathologien hilft. Trotz des bekannten diagnostischen Wertes des transkraniellen Ultraschalls ist sein Einsatz in der Intensivmedizin nach wie vor unterschiedlich. Diese Variabilität ist zum Teil auf die uneinheitliche Ausbildung in den Krankenhäusern zurückzuführen, die auf einen Mangel an standardisierter Aus- und Weiterbildung zurückzuführen ist. Darüber hinaus wurde das Gehirn in vielen Intensivmedizinprotokollen oft übersehen, wie z. B. bei RUSH- (Rapid Ultrasound for Shock and Hypotension) und FAST-Untersuchungen (Focused Assessment with Sonography in Trauma). Um diese Lücken zu schließen, wird in diesem Artikel ein Protokoll für die PoC-TCCD-Bildaufnahme bei Erwachsenen vorgeschlagen, in dem Indikationen, Einschränkungen, die Auswahl des Schallkopfs, die Platzierung, die Sequenzerfassung und die Bildoptimierung detailliert beschrieben werden. Darüber hinaus wird die Verwendung von PoC TCCD als Mittel zum Screening auf drei Erkrankungen diskutiert: Vasospasmus, erhöhter intrakranieller Druck und Fortschreiten des zerebralen Kreislaufstillstands.

Einleitung

Die transkranielle Dopplersonographie (TCD), die erstmals 1982 von Aaslid et al. beschrieben wurde, bot eine Methode zur Beurteilung des intrakraniellen Blutflusses und der Geschwindigkeit^1. Später wurde der transkranielle farbcodierte Duplex-Ultraschall (TCCD) entwickelt, um eine farbkodierte Visualisierung des intrazerebralen Gefäßsystems zu ermöglichen. Dies ermöglicht es der TCCD, eine Einschränkung der TCD: die Winkelabhängigkeit, teilweise zu überwinden. Insbesondere infolge der Dopplerverschiebung sind Messungen der Blutflussgeschwindigkeit am genauesten, wenn der Winkel des Ultraschallstrahls und die Achse des Gefäßes zwischen 0 und 30 Grad² liegen. Während Strömungsgeschwindigkeitsmessungen in TCD von einem Winkel nahe Null ausgehen, ermöglicht TCCD die Visualisierung des Insonationswinkels und damit winkelkorrigierte Geschwindigkeitsmessungen³.

TCCD umfasst mehrere Dopplermessungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Pulsatilitätsindex (PI), mittlere Strömungsgeschwindigkeiten (MFV) und/oder zeitangepasste Geschwindigkeit (TAV)⁴. Anhand dieser Messungen ermöglicht die TCCD ein nicht-invasives Screening auf mehrere wichtige Erkrankungen, darunter Vasospasmus, erhöhter intrakranieller Druck (ICP) und zerebraler Kreislaufstillstand, die sich jeweils mit einer einzigartigen hämodynamischen und sonographischen Signatur manifestieren⁵.

Erstens bietet TCCD im Zusammenhang mit zerebralen Vasospasmen nach Subarachnoidalblutungen (aneurysmatisch oder traumatisch) eine Echtzeit-Visualisierung des intrakraniellen Blutflusses, die die Erkennung von Verengungen oder Verengungen der Hirnarterien ermöglicht. Durch die Messung der MFV (definiert als enddiastolische Geschwindigkeit + 1/3 (maximale systolische Geschwindigkeit + enddiastolische Geschwindigkeit)⁶ können Ärzte den Schweregrad des Vasospasmus bis zu 2,5 Tage vor dem Auftreten der Symptome quantifizieren⁷. Gleichzeitig kann durch die Messung von PI (definiert als systolische Spitzengeschwindigkeit - enddiastolische Geschwindigkeit)/mittlerer Geschwindigkeit erhöhte Werte (>1,2)⁷ nachgewiesen werden. Erhöhte Werte deuten wiederum auf einen erhöhten zerebrovaskulären Widerstand hin, was auf die beeinträchtigte distale Perfusion hinweist, die mit einem distalen Vasospasmus der Gefäße^{einhergeht 7}oder einem erhöhten intrakraniellen Druck. Die kombinierte Anwendung von TCCD, PI und MFV erleichtert die Früherkennung und Überwachung von Vasospasmus und ermöglicht schnelle Interventionen, um ischämische Verletzungen zu verhindern und die Patientenergebnisse zu verbessern.

Zweitens kann bei erhöhtem ICP die zerebrovaskuläre Dynamik durch PI und MFV beurteilt werden. PI und MFV spiegeln Veränderungen des zerebralen Blutflusses und des Gefäßwiderstands wider, die beide durch Erhöhungen des ICP beeinflusst werden. Ein erhöhter ICP kann aufgrund einer gestörten zerebrovaskulären Compliance zu erhöhten PI-Werten führen, während ein verminderter MFV auf eine verminderte zerebrale Perfusion infolge eines erhöhten intrakraniellen Drucks hinweist⁴. Die Überwachung dieser Parameter ermöglicht es Ärzten, den Schweregrad der ICP-Erhöhung zu beurteilen, Behandlungsentscheidungen zu treffen und das Ansprechen auf Interventionen zur Senkung des ICP zu beurteilen.

Drittens spielen PI- und MFV-Beurteilungen im Falle eines zerebralen Kreislaufstillstands eine entscheidende Rolle bei der Bestätigung der Beendigung des zerebralen Blutflusses. Die schnelle Identifizierung eines zerebralen Kreislaufstillstands anhand von TCCD und hämodynamischen Parametern ist unerlässlich für die Einleitung zeitkritischer Interventionen, wie z. B. fortgeschrittene neurointensivmedizinische Maßnahmen, zur Wiederherstellung der zerebralen Perfusion, wenn sie rechtzeitig erkannt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TCCD ein nicht-invasives Instrument am Krankenbett bietet, um auf zerebrale Vasospasmus, erhöhten ICP und zerebralen Kreislaufstillstand zu untersuchen. Durch die Echtzeit-Visualisierung und Quantifizierung der zerebralen Hämodynamik ermöglicht TCCD Ärzten, diese kritischen neurologischen Erkrankungen zu diagnostizieren, zu überwachen und zu behandeln, mit dem Potenzial, die Patientenergebnisse zu verbessern und die Morbidität und Mortalität zu reduzieren. Trotz des bekannten diagnostischen Werts des transkraniellen Ultraschalls bleibt die Point-of-Care-Nutzung von TCCD in der Intensivmedizin jedoch unterschiedlich, zum Teil, weil die Ausbildung in dieser Modalität in den Krankenhäusern aufgrund des Mangels an standardisierter Aus- und Weiterbildung immer noch uneinheitlich ist.

Um diese Lücken zu schließen, wird in diesem Artikel ein TCCD-Bilderfassungsprotokoll bei Erwachsenen vorgeschlagen, das am Point-of-Care (PoC) verwendet werden kann. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem PoC-Ultraschall um einen Ultraschall, der vom primär behandelnden Anbieter eines Patienten durchgeführt und interpretiert^{wird 8}. Dies steht im Gegensatz zu einem konsultativen Ultraschall, der vom primär behandelnden Arzt eines Patienten angefordert wird, aber von einem separaten Spezialistenteam durchgeführt wird. Während die konsultative TCD oder TCCD in der Regel die Doppler-Befragung mehrerer Hirnarterien umfasst, konzentriert sich dieses PoC-Protokoll aus zwei Gründen auf die selektive Befragung der mittleren Hirnarterie (MCA): (1) Die MCA ist in der Regel der einfachste Zweig des Circle of Willis, der mit TCCD insoniert werden kann, und (2) die MCA ist für etwa 70 % des Flusses aus der Arteria carotis interna verantwortlich. Daher kann die Analyse des MCA eine gute Information über den zerebralen Blutfluss als Ganzes liefern⁹.

Dieses PoC-TCCD-Protokoll umfasst die Auswahl und Platzierung von Schallköpfen, die Sequenzerfassung und die Bildoptimierung. Darüber hinaus wird die Verwendung von PoC TCCD als Mittel zum Screening auf die folgenden drei Erkrankungen diskutiert: Vasospasmus, erhöhter intrakranieller Druck und Fortschreiten des zerebralen Kreislaufstillstands.

Protokoll

Dieses Verfahren entspricht den ethischen Standards des institutionellen Komitees für Menschenversuche und der Deklaration von Helsinki. Ultraschall gilt als risikoarmes Verfahren; Eine schriftliche Einwilligung des Patienten ist daher in der Regel nicht erforderlich. Patienten, die Bedenken hinsichtlich neurologischer Veränderungen in einem geeigneten klinischen Umfeld hatten, wurden in die Studie aufgenommen. Diejenigen mit offenen Kopfwunden, chirurgischen Schnitten oder chirurgischen Verbänden an der Insonationsstelle wurden ausgeschlossen. Die in dieser Studie verwendeten Verbrauchsmaterialien und Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Auswahl des Wandlers

1. Wählen Sie die Phased-Array-Sonde (1-5 MHz) für den TCCD-Scan. Diese Sonde bietet den kleinsten Fußabdruck für die Insonation des transtemporalen Fensters.
   HINWEIS: Der Begriff "Phased-Array-Sonde" wird häufig verwendet, um sich auf die lineare Phased-Array-Sektor-Lichtbogensonde^{6, 10} zu beziehen. Diese Terminologie kann mehrdeutig sein, da alle modernen Ultraschallwandler Phasing verwenden, um den Ultraschallstrahl zu lenken. Um die Dinge kurz zu halten, wird in dieser Rezension "Phased-Array-Sonde" anstelle von "linearer Phased-Array-Sektor-Lichtbogensonde" verwendet.

2. Maschineneinstellungen

1. Stellen Sie das Gerät auf die transkranielle Voreinstellung ein. Dieses Preset ist in den meisten modernen Maschinen verfügbar. Dadurch wird der Indikator auf der rechten Seite des Bildschirms gesetzt.
   HINWEIS: Wenn die transkranielle Voreinstellung nicht verfügbar ist, kann die Voreinstellung "Herz" verwendet werden. Die Anzeige befindet sich bei dieser Voreinstellung auf der linken Seite des Bildschirms.
   1. Stellen Sie den Anfangsmodus auf B-Modus (2-dimensionale Graustufen¹¹) ein. Set Tiefe 13-16 cm.
      HINWEIS: Diese Tiefe erfasst eine echoarme konvexe Linie, die das ipsilaterale Schläfenbein darstellt, normalerweise in einer Tiefe von etwa 1-2 cm. Während das kontralaterale Schläfenbein in einer Tiefe von 14-16 cm als konkave echoarme Struktur zu sehen ist.
   2. Für eine optimale Scan-Ergonomie positionieren Sie das Gerät so, dass sich der Ultraschallbildschirm direkt mit der Ultraschallsonde befindet.

3. Patientenposition

1. Bringen Sie den Patienten in Rückenlage mit dem Kopfende des Bettes in einem Winkel von 30 Grad.

4. Scan-Technik

1. Tragen Sie Gel auf die Sonde auf.
2. Platzieren Sie die Sonde auf dem transtemporalen Fenster (Abbildung 1), parallel zum Boden, wobei die Indexmarkierung auf den Patienten nach vorne gerichtet ist.
   HINWEIS: Der transtemporale Bereich liegt knapp über dem Jochbogen und vor dem Tragus des Ohres⁶.

5. Transkranielle Ansichten

1. Mit einer Gleitbewegung scannen Sie durch das nahe gelegene Hirngewebe, bis die relevanten intrakraniellen Strukturen identifiziert sind. Diese dienen als Ausgangspunkt, um die für PoCUS TCCD benötigten Orientierungspunkte zu identifizieren.
2. Identifizieren Sie das ipsilaterale Schläfenbein, das typischerweise bei etwa 1 cm¹¹ zu sehen ist.
3. Identifiziere das kontralaterale Schläfenbein, das typischerweise etwa 14-16 cm groß ist¹¹.
   HINWEIS: Das ipsilaterale Zeitfenster erscheint als konkave oder lineare echoarme Struktur. Das kontralaterale Zeitfenster sieht konkaver aus¹¹.
4. Identifizieren Sie den dritten Ventrikel, der aus zwei echoarmen Linien mit einer dünnen echoarmen Struktur dazwischen besteht, die die Zerebrospinalflüssigkeit darstellen.
   HINWEIS: Dies ist typischerweise in einer Tiefe von 6-8 cm¹¹ zu beobachten. Verwenden Sie eine gleitende oder geschwungene Bewegung, bis die darüber liegende Struktur identifiziert ist¹². Dies ist kein wesentlicher Schritt für dieses Protokoll. Wenn nicht eindeutig identifiziert, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren.

6. Farbdoppler-Abfrage der mittleren Hirnarterie (MCA)

1. Beginnen Sie mit der Ansicht, die Sie im vorherigen Schritt erhalten haben.
2. Beginnen Sie damit, die Tiefe zu reduzieren, um das Fernfeld auf 10 cm zu erhöhen.
3. Auf der linken Seite der oberen Hälfte des Ultraschallbildschirms befindet sich die große Farbfluss-Probenahmebox.
   HINWEIS: Die MCA sollte nun als lineare Struktur erscheinen, wobei der Blutfluss in Richtung des Ultraschallwandlers gerichtet ist. Die rote Farbe zeigt an, dass sich die Strömung in Richtung des Wandlers bewegt.
4. Initiieren Sie den Pulswellendoppler und zentrieren Sie die Box über dem roten Farbflusssignal des MCA.
5. Erhalte eine spektrale Dopplerwellenform.
   HINWEIS: Die normale MCA-Blutflussgeschwindigkeit zeigt einen starken systolischen Aufwärtsschlag, gefolgt von einer allmählichen Verlangsamung während der Diastole¹³.
   1. Verfolgen Sie die Kontur, um die Geschwindigkeit und Zeit Integral für einen Herzzyklus zu messen.
      HINWEIS: Bei Ultraschall im transkraniellen Modus werden automatisch mehrere Werte generiert, sobald die Abtastung abgeschlossen ist.
   2. Stellen Sie sicher, dass MFV oder Time Average Velocity (TAV) oder Time adjusted peak velocity (TAP) oder Time average maximum velocity (TAMAX) angezeigt wird. Wenn nicht, berechnen Sie² mal (PSV + (EDV x 2))/3.
      HINWEIS: Eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit über 120 könnte die Besorgnis über ein möglicherweise erhöhtes Risiko eines Vasospasmus aufkommen lassen. Der Insonationswinkel muss idealerweise zwischen 0-30 Grad liegen, sonst werden die gemessenen Geschwindigkeiten^{unterschätzt 14}. Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit (MFV), die zeitbereinigte Spitzengeschwindigkeit (TAP), die zeitliche durchschnittliche maximale Geschwindigkeit (TAMAX) und die zeitliche Durchschnittsgeschwindigkeit (TAV) werden synonym verwendet.
   3. Stellen Sie sicher, dass der Pulsatilitätsindex angezeigt wird. Wenn nicht, berechnen Sie es mit der Formel PSV-EDV)/MFV¹⁵.
      HINWEIS: Der PI kann mit der folgenden Formel in eine Schätzung des ICP umgewandelt werden: ICP = (10,93 x PI)-1,28. Das Fortschreiten zu PI > 2 könnte die Besorgnis über einen erhöhten ICP¹⁶ aufkommen lassen. PI ist beständig gegen Insonation außerhalb der Achse, da es sich um ein relatives Verhältnis handelt. Alle Messungen in diesem Wert werden gleichermaßen beeinflusst, so dass der PI-Wert erhalten bleibt¹⁷.

7. Schritte nach dem Verfahren

1. Überprüfen Sie die aufgenommenen Bilder und Dopplerspektren, um sicherzustellen, dass sie den diagnostischen Qualitätsstandards entsprechen.
2. Stellen Sie sicher, dass alle Bilder und Dopplerdaten ordnungsgemäß gespeichert und für zukünftige Referenzen und Analysen beschriftet sind.
3. Informieren Sie den Patienten über etwaige Folgeschritte oder ggf. zusätzliche Untersuchungen.

Ergebnisse

In diesem Abschnitt werden die Analyse und Interpretation der aus dem obigen Protokoll gewonnenen Daten und ihr klinischer Nutzen beschrieben. Abbildung 1 zeigt die physische Stelle am Kopf, an der die TCCD durchgeführt wird: im transtemporalen Fenster. Abbildung 2 zeigt dieses transtemporale Fenster, das zeigt, wie die ipsilaterale MCA mit Pulswellendoppler (PWD) abgefragt wird. Wenn der PWD-Kasten in einer Tiefe von 45-65 mm<...

Diskussion

PoC-Ultraschall spielt zunehmend eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Behandlung von Patienten mit akuten Organfunktionsstörungen, wie bei RUSH- und FAST-Untersuchungen zu sehen ist. Bei der Bewertung der Gehirnfunktion gibt es jedoch bisher nur wenige veröffentlichte Leitlinien für Kliniker, die PoC-TCCD durchführen möchten.

Um dieses PoC-Protokoll zu entwickeln, haben wir uns entschieden, TCCD anstelle von TCD-Imaging zu adaptieren. Im Gegensatz ...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Low Frequency Ultrasound Probe (C35xp)	SonoSite (FujiFilm)	P19617
SonoSite X-porte Ultrasound	SonoSite (FujiFilm)	P19220
Ultrasound Gel	AquaSonic	PLI 01-08