Risoluzione dei problemi relativi all'acquisizione di immagini FoCUS: posizionamento del paziente, manipolazione del trasduttore e ottimizzazione delle immagini

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per consentire ai fornitori di eseguire ecografia cardiaca focalizzata (FoCUS) nell'ambiente clinico. Descriviamo i metodi di manipolazione dei trasduttori, esaminiamo le insidie comuni dei movimenti dei trasduttori e suggeriamo suggerimenti per ottimizzare l'uso del trasduttore phased array.

Abstract

L'ecografia cardiaca focalizzata (FoCUS) è un'applicazione limitata ed eseguita dal clinico dell'ecocardiografia per aggiungere informazioni in tempo reale alla cura del paziente. Questi esami al capezzale sono orientati al problema, eseguiti rapidamente e ripetutamente e in gran parte di natura qualitativa. La competenza in FoCUS include la padronanza delle abilità stereotassiche e psicomotorie necessarie per la manipolazione del trasduttore e l'acquisizione di immagini. La competenza richiede anche la capacità di ottimizzare la configurazione, risolvere i problemi di acquisizione delle immagini e comprendere i limiti ecografici a causa di ambienti clinici complessi e patologia del paziente. Questo articolo presenta i concetti per l'acquisizione di immagini bidimensionali (B-mode) di successo e di alta qualità in FoCUS.

I concetti di acquisizione di immagini di alta qualità possono essere applicati a tutte le finestre ecografiche stabilite dell'esame FoCUS: l'asse lungo parasternale (PLAX), l'asse corto parasternale (PSAX), la quattro camere apicali (A4C), la quadricamera subcostale (SC4C) e la vena cava inferiore (IVC). Le viste apicale a cinque camere (A5C) e subcostali ad asse corto (SCSA) sono menzionate, ma non sono discusse in profondità. Viene inoltre fornita una figura pragmatica che illustra i movimenti del trasduttore phased array che funge da aiuto cognitivo durante l'acquisizione dell'immagine FoCUS.

Introduzione

L'ecografia cardiaca focalizzata (FoCUS) è un'applicazione limitata ed eseguita dal clinico dell'ecocardiografia che fornisce informazioni anatomiche, fisiologiche e funzionali immediate alla cura del paziente. Questi esami, composti da cinque viste classiche, sono orientati al problema, eseguiti in tempo reale al capezzale e non sostituiscono gli esami di ecocardiografia completi ^1,2. Data la natura mirata di questi esami, vengono spesso eseguiti ripetutamente quando è richiesto un cambiamento dello stato clinico o un monitoraggio seriale. È importante disporre di una formazione standardizzata e ottenere immagini adeguate di tutte e cinque le viste, quando possibile, poiché alcune visualizzazioni possono fornire informazioni limitate a seconda del singolo paziente e della patologia.

L'uso di FoCUS è in rapida espansione. Molti scenari clinici, come l'anestesiologia perioperatoria, la terapia intensiva e la medicina d'urgenza ^1,2,3, ora impiegano abitualmente FoCUS. Anche i reparti medici ospedalieri e le strutture di assistenza clinica ambulatoriale stanno adottando questo strumento per migliorare la pratica clinica ^4,5,6. Di conseguenza, diversi organismi sociali, come l'American Society of Echocardiography, la Society of Critical Care Medicine e l'American College of Emergency Physicians, hanno pubblicato linee guida e raccomandazioni per la competenza FoCUS e l'ambito di pratica ^7,8,9. Sebbene queste linee guida e raccomandazioni non siano codificate, gran parte del contenuto è coerente e influenza i curricula di formazione FoCUS¹⁰.

Oltre alla didattica e all'interpretazione delle immagini, la competenza in FoCUS include la padronanza delle abilità stereotassiche e psicomotorie. L'abilità stereotassica si riferisce al posizionamento accurato dei trasduttori a ultrasuoni sul corpo, basato su caratteristiche anatomiche tridimensionali. L'abilità psicomotoria descrive la relazione tra funzione cognitiva e movimento fisico che influenza la coordinazione, la destrezza e la manipolazione. L'espansione delle conoscenze e della consapevolezza su queste competenze supporta lo sviluppo dei tirocinanti FoCUS.

Questo articolo presenta concetti per l'acquisizione di immagini di alta qualità in FoCUS, con considerazioni pragmatiche e attenzione alle abilità stereotassiche e psicomotorie. In particolare, discute il posizionamento ottimale del paziente, la manipolazione dei trasduttori e suggerisce suggerimenti per ottimizzare l'uso del trasduttore phased array. Infine, esamina l'ottimizzazione dell'immagine per le modalità 2-dimensionale (modalità B o 2-D) e movimento (modalità M).

Protocollo

Questo materiale è il lavoro originale degli autori, che non è stato precedentemente pubblicato altrove. Il protocollo descritto è per uso clinico e non per scopi di ricerca. Le immagini de-identificate sono state ottenute da un modello volontario in un ambiente non clinico. Gli autori non hanno cercato una determinazione formale "Non regolamentata" dall'IRB in conformità con la politica istituzionale, poiché l'attività non rientra nelle definizioni Common Rule e FDA di ricerca su soggetti umani.

1. Il trasduttore

1. Utilizzare il trasduttore phased array. Questo è un trasduttore 4-12 MHz che penetra in profondità nello spazio toracico, a causa della sua bassa frequenza rispetto ad altri trasduttori ad ultrasuoni.
   1. Selezionare il trasduttore phased array utilizzando il pulsante Exam sulla macchina e selezionando l'esame cardiaco o l'esame equivalente disponibile.
2. Fai pratica con trasduttori di vari fornitori per acquisire esperienza e perfezionare le proprie abilità cognitive per la manipolazione dei trasduttori.
3. Pratica la manipolazione del trasduttore con entrambe le mani per sviluppare l'ambidestrezza, che può essere richiesta quando si lavora in ambienti clinici limitati.
4. Ancorare la mano dominante tenendo il trasduttore ad ultrasuoni sul paziente, con il cuscinetto adiposo dell'aspetto mediale della mano.
   NOTA: fornisce ulteriore stabilità e riduce gli errori causati da movimenti di grandi dimensioni. Tenendo il trasduttore per la base, senza ancoraggio, si verificano movimenti non intenzionali, impedendo la possibilità di mantenere l'asse e l'orientamento dell'immagine.
5. Utilizzare due mani per la manipolazione del trasduttore per migliorare le regolazioni ultra-fini spesso richieste per una visione ottimale. Posizionare la mano dominante sulla base del trasduttore con la mano non dominante sulla coda del trasduttore, fornendo ulteriore stabilità e movimento guidato.

2. Posizionamento del paziente

1. Ottenere le viste PLAX, PSAX, A4C, SC4C e IVC in posizione supina.
2. Istruire il paziente ad estendere il braccio sinistro sopra la testa e sdraiarsi sul lato sinistro, e ottenere immagini in questa posizione se non possono essere ottenute in posizione supina.
   NOTA: Ciò si traduce in un'espansione degli spazi intercostali per finestre di imaging più grandi.
   1. Posizionare un cuneo o un rotolo di coperta dietro la parte superiore destra del busto del paziente se il paziente non può facilmente ruotare a 45 ° o riposizionare gli arti. I pazienti postoperatori e delle unità di terapia intensiva spesso hanno bisogno di supporto per mantenere un posizionamento appropriato per l'esame FoCUS.
3. Drappeggiare il seno come desiderato dalla paziente e assicurarsi che il paziente sia consapevole di dove verrà posizionato il trasduttore prima di iniziare l'esame.
4. Manipolare il tessuto mammario per consentire un'acquisizione ottimale delle immagini.
   1. Se possibile, istruire la paziente ad assistere il movimento del tessuto mammario con la mano destra.
5. Discutere in anticipo l'opportunità della rimozione o del trasferimento dei monitor con gli infermieri al posto letto e altri fornitori pertinenti.
6. Non alterare o rimuovere tubi, linee o scarichi per scopi di imaging. Discutere la durata dei dispositivi con i fornitori interessati e prendere in considerazione la possibilità di ricreare l'immagine del paziente dopo la loro rimozione.

3. Manipolazione del trasduttore

1. Apprezzare e comprendere le definizioni dei movimenti dei trasduttori per consentire un'acquisizione ottimale delle immagini e fornire una terminologia coerente per la comunicazione tra i fornitori, specialmente durante l'insegnamento (Figura 1 e Tabella 1).

4. Ottimizzazione dell'immagine 2D

1. Regola la profondità (circa 12-16 cm, a seconda della vista) per vedere la struttura di interesse.
2. Regolare il guadagno per ottimizzare la luminosità dell'immagine.
3. Regolare la messa a fuoco alla profondità della struttura di interesse al fine di migliorare la risoluzione.

5. Modalità movimento (modalità M)

1. Utilizzare la modalità M per visualizzare una singola linea di scansione (ovunque sia posizionato il cursore) dell'immagine in modalità B (asse Y) rispetto al tempo (asse X).
   NOTA: Questa modalità può aiutare gli operatori a comprendere la relazione dinamica di diverse strutture nel tempo ed è utile in molte valutazioni diverse, tra cui le dimensioni e la variabilità dell'IVC e la separazione del setto del punto E (EPSS).
2. Usa il pulsante con la lettera "M" su di esso per attivare la modalità M.
   NOTA: la modalità M sarà un pulsante di accensione/spegnimento univoco per ogni macchina.

6. Asse lungo parasternale (PLAX)

NOTA: Il PLAX si riferisce all'ottenimento di un'immagine che si trova lungo l'asse lungo del cuore (Figura 2).

1. Posizionare il paziente in posizione supina. Se c'è difficoltà a ottenere l'immagine PLAX, posizionare il paziente sul lato sinistro ed estendere il braccio sopra la testa, se possibile.
2. Posizionare il trasduttore ad un angolo obliquo tra il terzo e il quinto spazio intercostale della regione parasternale sinistra, con il marcatore del trasduttore che punta verso la spalla destra del paziente.
   1. Visualizza il ventricolo destro, il ventricolo sinistro, l'atrio sinistro, la valvola mitrale, il tratto di efflusso ventricolare sinistro, la valvola aortica e l'aorta toracica discendente in questa immagine.
   2. Visualizza l'apertura e la chiusura della valvola mitrale e della valvola aortica insieme, per garantire che l'immagine non venga scorciata. Lo scorcio è dove il piano degli ultrasuoni non taglia il vero apice della struttura, cambiando l'immagine percepita.
3. Ottimizzazione delle immagini 2D
   1. Inizia con una profondità iniziale di circa 15-20 cm. Regolare la profondità in modo che la punta della valvola mitrale sia al centro dell'immagine e l'aorta toracica discendente (in profondità nell'atrio sinistro) sia visibile.
   2. Regolare il guadagno per massimizzare la visibilità del miocardio e della valvola mitrale.
   3. Spostare lo stato attivo sulla regione di interesse, più focalizzata alla profondità della valvola mitrale.
   4. Utilizzare la modalità M per EPSS o accorciamento frazionario.

7. Asse corto parasternale (PSAX; Figura 3)

1. Posizionare il paziente nella stessa posizione per il PSAX utilizzata per il PLAX.
2. Posizionare il trasduttore di circa 90° rispetto al trasduttore nel PLAX.
   1. Ottenere un PLAX ottimale e ruotare lentamente il trasduttore in senso orario senza sollevare il trasduttore dal torace del paziente, fino a quando il trasduttore è inclinato obliquamente attraverso il terzo-quinto spazio intercostale della regione parasternale, con il marcatore del trasduttore che punta alla spalla sinistra del paziente.
      NOTA: una rotazione eccessiva oltre i 90° può portare all'appiattimento del setto interventricolare e apparire erroneamente come volume ventricolare destro o sovraccarico di pressione.
   2. Inclinare il trasduttore fino a visualizzare i muscoli papillari medi per la valutazione FoCUS.
      NOTA: I muscoli papillari dovrebbero muoversi in sincronia con la parete del ventricolo sinistro. Se i muscoli papillari sembrano rimbalzare o svolazzare indipendentemente dalla parete ventricolare sinistra, può significare che l'immagine sta catturando il foglietto della valvola mitrale a causa del fatto di essere fuori asse.
   3. Inclinare il trasduttore verso la base del cuore, per visualizzare la valvola mitrale bi-leaflet inizialmente seguita dalla valvola aortica tri-leaflet.
3. Ottimizzazione delle immagini 2D
   1. Inizia con un'immagine più profonda (circa 16 cm) per identificare eventuali versamenti pleurici.
   2. Regolare la profondità per includere l'intera profondità del ventricolo sinistro e alcuni centimetri oltre, per garantire che un versamento pericardico sia completamente visualizzato.
   3. Regola il guadagno per massimizzare la visualizzazione del setto e dei muscoli papillari.
   4. Regolare la messa a fuoco sui muscoli papillari.

8. Vista apicale a quattro camere (A4C; Figura 4)

NOTA: Le immagini in pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e cavità toraciche altrimenti infiammate, sono ottenute più medialmente, e le immagini in pazienti con ipertrofia ventricolare sinistra (LVH) o insufficienza cardiaca con ridotta frazione di eiezione (HFrEF) hanno la loro visione più laterale.

1. Posizionare il paziente con il braccio sinistro esteso sopra la testa e sdraiato sul lato sinistro. Se è presente un artefatto significativo, far espirare il paziente e trattenere il respiro per ridurre al minimo l'artefatto polmonare.
2. Posizionare il trasduttore nel quarto e sesto spazio intercostale lungo la linea ascellare anteriore sinistra (inferolaterale al muscolo pettorale sinistro), con il marcatore del trasduttore puntato verso l'ascella sinistra. Spostare il trasduttore lateralmente, mediale o caudale, secondo necessità per ottenere una visione A4C ottimale.
   1. Sollevare il tessuto mammario e spingere superiore lungo la piega inframammaria, se necessario.
   2. Se l'apice ventricolare sinistro non è completamente visualizzato, spostare il trasduttore lateralmente orientando il trasduttore verso la spalla destra.
   3. Posizionare il marcatore sul trasduttore phased array tra le posizioni a ore due e tre. Nel cuore normale, l'apice del ventricolo sinistro si trova nella parte superiore e centrale del settore, il ventricolo destro è triangolare e più piccolo e il miocardio dovrebbe essere uniforme dall'apice alle valvole atrioventricolari. In caso contrario, l'immagine potrebbe essere abbreviata e dovrebbe essere ottimizzata e acquisita da uno spazio intercostale inferiore.
   4. Inclinare il trasduttore cefalo di circa 60°, in modo che la vista A4C possa catturare un'immagine cardiaca A4C che include sia atri, ventricoli, il setto interventricolare e le porzioni laterali degli annuli tricuspidi e mitralici. La valvola aortica e il tratto di efflusso ventricolare sinistro non devono essere presenti in una vista A4C e sono presenti solo in una vista apicale a cinque camere.
   5. Visualizza la valvola mitrale, le valvole tricuspidi e il setto interventricolare sull'immagine A4C. Se entrambe le valvole e il setto interventricolare non vengono visualizzati, l'immagine dovrebbe essere ulteriormente ottimizzata.
   6. Far scorrere il trasduttore verso l'alto o verso il basso di una costola e inclinare la base del trasduttore verso il basso (cranialmente) per migliorare l'immagine delle valvole. Se la base del trasduttore è inclinata troppo verso il basso (cranialmente), apparirà una vista apicale a cinque camere, inclusa la valvola aortica, e il trasduttore deve essere inclinato verso l'alto (caudalmente) per ottimizzare la vista A4C. Se la base del trasduttore è inclinata troppo verso l'alto (caudalmente), apparirà il seno coronarico e il trasduttore dovrebbe essere inclinato verso il basso (cranialmente).
   7. Ruotare la base del trasduttore verso la linea mediana del paziente per ottimizzare la posizione del setto interventricolare, che dovrebbe essere presente verticalmente al centro dell'immagine. Dovrebbe essere necessaria una rotazione minima. Se sovraruotata, si osserverà una vista a due camere.
3. Ottimizzazione delle immagini 2D
   1. Aumentare la profondità per includere entrambi gli atri nel punto più profondo dell'immagine, oltre ad accogliere le pareti libere ventricolari sinistra e destra (circa una profondità iniziale di 20 cm).
   2. Regolare il guadagno per massimizzare la visibilità, spesso con conseguente aumento dell'ecogenicità, del miocardio, dell'anulus valvolare mitralico e dell'anulus valvolare tricuspide.
   3. Regolare la messa a fuoco alla profondità degli annuli valvolari (l'anulus tricuspide è più comunemente usato). Questa profondità sarà appropriata anche quando si passa a una vista a cinque api, se lo si desidera.

9. Vista subcostale a quattro camere (SC4C; Figura 5)

1. Posizionare il paziente supino per la vista subcostale a quattro camere. Flettere le ginocchia del paziente e supportarle per mantenere la posizione flessa, per ridurre il tono muscolare addominale per una più facile compressione del trasduttore.
2. Posizionare il trasduttore quasi piatto sull'addome subxifoideo del paziente, con la mano dell'operatore sopra il trasduttore che fornisce la pressione cefalea. Trova il fegato, quindi lascia cadere il trasduttore ad un angolo meno profondo (spesso inferiore a 30°) contro la porzione subxifoidea dell'addome del paziente in modo cefalo, con il marcatore del trasduttore sul lato sinistro del paziente, che punta approssimativamente a ore tre. Includere il fegato nell'immagine in modo che possa essere utilizzato come finestra acustica per ottenere questa immagine.
   1. Tenere gli aspetti laterali del trasduttore con le dita, non sotto il trasduttore, per appiattire il trasduttore in modo appropriato. Usa il dito indice per fornire una pressione verso il basso.
3. Ottimizzazione delle immagini 2D
   1. Inizia con una profondità iniziale di 18-24 cm. Regolare la profondità per includere il fegato come finestra ecografica per l'ecografia. La profondità ottimale varia da paziente a paziente in base all'habitus corporeo del paziente e alle dimensioni del fegato.
   2. Diminuire il guadagno, poiché il fegato spesso fornisce un buon mezzo per trasmettere le onde sonore.
   3. Aumentare i punti focali per concentrarsi sulle strutture cardiache di interesse sotto il fegato.
   4. Istruire i pazienti non intubati a eseguire una presa inspiratoria, poiché ciò aumenta spesso la qualità dell'immagine.

10. Vena cava inferiore (IVC; Figura 6)

1. Posizionare il paziente supino per la vista IVC.
2. Inizia con la vista subcostale, quindi ruota il trasduttore in senso antiorario fino a quando non si apprezza la confluenza dell'atrio destro e dell'IVC, e il trasduttore viene posizionato longitudinalmente nell'addome superiore, a destra della linea mediana del paziente. Ottimizzare l'immagine inclinando il trasduttore fino a visualizzare completamente l'IVC e quindi facendo oscillare il trasduttore cefalo fino a visualizzare completamente la confluenza dell'IVC e dell'atrio destro. Regolare il trasduttore (più frequentemente con una rotazione minima) fino a visualizzare l'IVC su tutto lo schermo.
   1. Visualizza l'atrio destro, IVC, fegato e vena epatica in una vista ottimale.
   2. Non confondere l'IVC con l'aorta. L'aorta è laterale sinistra dell'IVC e non toccherà il fegato. L'IVC toccherà sempre il fegato ed è spesso circondato da fegato su entrambi i lati.
      1. Apprezza che le vene epatiche possono spesso essere viste entrare nell'IVC, fornendo un altro modo per dimostrare che la struttura ripresa è l'IVC.
      2. Utilizzare la velocità dell'onda del polso per visualizzare la forma d'onda venosa (rispetto a quella arteriosa) e confermare che il vaso da fotografare è l'IVC e non l'aorta.
3. Misurare i diametri IVC a metà linea e media espirazione. Non misurare il diametro dell'IVC lateralmente che potrebbe sottostimare il diametro dell'IVC.
4. Ottimizzazione delle immagini 2D
   1. Riducete al minimo la profondità per includere solo l'IVC. Non includere il dorso nell'immagine.
   2. Regolate il guadagno in modo che sia uguale a quello della vista subcostale.
   3. Regolare la messa a fuoco sulla profondità dell'IVC.
   4. Posizionare il cursore a 1-3 cm dalla confluenza dell'IVC e dell'atrio destro e applicare la modalità M per valutare la variazione respiratoria dell'IVC.

Risultati

Le immagini rappresentative ottenute dal protocollo ecografico cardiaco focalizzato presentato sopra sono presentate in Figura 2, Figura 3, Figura 4, Figura 5 e Figura 6, dimostrando la fattibilità della tecnica descritta. Queste immagini sono state catturate con il trasduttore phased array 5-1 MHz. L'immagine dell'asse lungo parasternale (PLAX) otte...

Discussione

Lo scopo di questa pubblicazione è fornire raccomandazioni pratiche e migliori pratiche per ottenere immagini FoCUS ottimali in ambienti clinici difficili. I seminari formali di ecografia, l'esperienza clinica e le osservazioni degli studenti durante l'insegnamento pratico hanno fornito informazioni sulle insidie e sulle tendenze meno ottimali. Di conseguenza, molti fattori che influenzano le capacità stereotassiche e psicomotorie sono diventati evidenti. Sebbene questo materiale sia descritto in relazione agli esami F...

Materiali

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