Flusso di lavoro e framework per la raccolta e l'implementazione dei dati ecografici point-of-care nella gestione dei pazienti con insufficienza cardiaca

Riepilogo

Questo protocollo presenta un flusso di lavoro scalabile per l'uso dell'ecografia point-of-care nella gestione di pazienti con insufficienza cardiaca ospedalizzati e ambulatoriali.

Abstract

La gestione e la prevenzione dell'insufficienza cardiaca acuta scorretta rimangono condizioni mediche altamente diffuse e impegnative. L'incorporazione dell'ecografia point-of-care (POCUS) come strumento aggiuntivo per valutare lo stato del volume e la risposta al trattamento si è dimostrata molto promettente. POCUS può essere utilizzato per l'imaging seriale di strutture anatomiche interne e per l'acquisizione di queste immagini per il confronto e la misurazione nel tempo. Questo protocollo descrive una metodologia scalabile e standardizzata per la valutazione seriale della vena cava inferiore (IVC). La metodologia include la raccolta, la misurazione e la presentazione di immagini seriali nella cartella clinica elettronica. È stato creato un flusso di lavoro per le immagini acquisite da POCUS dell'IVC per acquisire le immagini e misurare il diametro in un campo di dati discreto per un confronto diretto nel tempo e in risposta alla gestione clinica. Il protocollo include anche la valutazione della presenza o assenza di versamento pleurico come dati discreti nel flusso di lavoro standardizzato. Integrando la POCUS nella gestione dell'insufficienza cardiaca, i medici possono migliorare gli esiti dei pazienti attraverso aggiustamenti più precisi e tempestivi del trattamento.

Introduzione

L'ecografia point-of-care (POCUS) è una tecnologia emergente che può essere utilizzata in contesti clinici quotidiani. Sebbene i dispositivi a ultrasuoni portatili disponibili in commercio siano stati commercializzati da oltre 13 anni, l'uso regolare al di fuori delle procedure al letto del paziente è stato limitato¹. POCUS offre un'applicazione intuitiva nell'ambito della terapia intensiva per la diagnosi di specifici stati patologici come l'arresto cardiaco, l'insufficienza cardiaca congestizia, l'identificazione dello pneumotorace, la valutazione del versamento pericardico e il rilevamento del liquido intra-addominale libero in pazienti traumatizzati o chirurgici². POCUS è uno strumento basato sull'evidenza nella valutazione dei pazienti per la diagnosi di insufficienza cardiaca³. Tuttavia, l'implementazione della POCUS utilizzando la valutazione seriale in risposta alla terapia è meno consolidata⁴.

La gestione dell'insufficienza cardiaca guidata da POCUS include la valutazione visiva della pressione venosa centrale (CVP) e della pressione atriale destra osservando il diametro e la collassabilità della vena cava inferiore (IVC). Inoltre, POCUS può essere utilizzato per osservare la presenza di versamenti pleurici e cambiamenti anatomici correlati a cambiamenti fisiologici durante il trattamento, tra cui funzione cardiaca biventricolare, frequenza cardiaca, contrattilità, rigurgito della valvola mitrale e cambiamenti acuti nello stato clinico non evidenti con l'esame obiettivo⁵.

Nel 2011, il gruppo di pratica clinica ha iniziato a incorporare POCUS nell'esame fisico di routine per tutti gli incontri faccia a faccia in regime di ricovero e ambulatoriale (circa 40.000). Le osservazioni aneddotiche dei cambiamenti anatomici visualizzate da POCUS sembravano spesso corrispondere agli eventi clinici e alle misurazioni dei biomarcatori⁶ (Figura 1).

Nell'istituto di studio, a partire dal 2015, è stato costruito un campo dati discreto all'interno della cartella clinica elettronica per tracciare il diametro e la comprimibilità della vena cava inferiore (IVC). È stato inoltre creato un campo dati binario per documentare la presenza o l'assenza di versamenti pleurici identificati con POCUS. In oltre sette anni di cura del paziente con l'incorporazione di POCUS nella gestione clinica dei pazienti con insufficienza cardiaca ospedalizzati, l'acquisizione e l'incorporazione dei dati POCUS e delle misurazioni IVC sono state registrate per più di 6.000 incontri. Da un punto di vista esperienziale, il gruppo di pratica clinica ha riscontrato che l'uso di POCUS è prezioso per aiutare a ottimizzare la gestione medica e perfezionare la terapia medica diretta dalle linee guida, personalizzando così la cura dei pazienti con insufficienza cardiaca.

In questo studio, è stato condotto un esame POCUS utilizzando un dispositivo a ultrasuoni portatile phased-array con uno schermo digitale. Le immagini della vena cava inferiore (IVC) sono state ottenute scansionando il paziente attraverso la finestra acustica sottocostale⁷ (Figura 2). Le immagini IVC sono state acquisite e misurate sul display digitale, in particolare a livello caudale alla vena epatica media. Le immagini dal vivo sono state messe in pausa e uno scorrimento dell'immagine fotogramma per fotogramma sul dispositivo è stato utilizzato per identificare e misurare il diametro massimo dell'IVC durante il ciclo cardiaco e respiratorio. La misurazione è stata registrata in un foglio di flusso di dati all'interno della cartella clinica elettronica del paziente e uno screenshot dell'immagine misurata è stato caricato nella cartella clinica del paziente per documentare la posizione e l'angolo di acquisizione della misurazione. Successivamente, il foglio di flusso della misurazione e l'immagine caricata sono stati aggiunti alla nota di avanzamento del paziente.

Protocollo

L'approvazione dell'Institutional Review Board del Cedars-Sinai Medical Center di Los Angeles, California, USA è stata ottenuta prima della raccolta dei dati e della valutazione dei pazienti. Il consenso informato scritto è stato revocato perché l'uso di POCUS nella cura del paziente è una pratica di esame clinico standard e di routine per i pazienti visitati all'interno della coorte inclusa. È stato offerto in aggiunta alla pratica clinica standard e non ha alterato lo standard minimo di cura. Ogni incontro con la cura del paziente includeva un esame POCUS insieme all'anamnesi convenzionale, all'esame fisico e alla revisione dei dati clinici. POCUS non è stato utilizzato come sostituto della pratica clinica standard o in sostituzione dei test o dell'imaging indicati. I dati sono stati raccolti da una coorte di pazienti con insufficienza cardiaca ospedalizzati presso il Cedars-Sinai Hospital dal 1° gennaio 2016 al 31 dicembre 2021. I pazienti sono stati inclusi nella coorte se avevano una diagnosi primaria di insufficienza cardiaca o se l'insufficienza cardiaca era tra i primi cinque codici di diagnosi al momento del ricovero (ICD-10 I50*). L'analisi ha incluso campi di dati discreti all'interno di una cartella clinica elettronica acquistata commercialmente, come le misurazioni IVC, la presenza di versamento pleurico, la durata della degenza, la sopravvivenza e la riammissione a 30 giorni. I dettagli dell'attrezzatura utilizzata per questo studio sono elencati nella Tabella dei materiali.

Criteri di inclusione/esclusione:
I pazienti inclusi nella coorte di cura erano quelli identificati come curati dal servizio di consulenza cardiologica del Cedars-Sinai Hospital, dove sono stati utilizzati i dispositivi POCUS. I criteri di inclusione specificavano l'uso di un protocollo per la misurazione IVC con POCUS e l'inclusione di dati all'interno del campo di dati IVC discreti nella cartella clinica elettronica. L'assistenza è stata fornita da un team composto da 6 cardiologi e 2 infermieri. I pazienti che non sono stati in grado di sottoporsi all'imaging con POCUS o che non sono stati sottoposti a imaging con POCUS sono stati esclusi dall'esperienza clinica.

1. Preparazione del paziente e dell'attrezzatura

1. Posizionare il paziente in modo appropriato per esporre l'area di interesse.
2. Assicurarsi che l'ecografo (vedere Tabella dei materiali) sia impostato e calibrato correttamente per il tipo di scansione necessaria.
3. Selezionare la sonda e regolare le impostazioni. Scegliere la sonda ecografica appropriata (lineare, curva, phased array) in base alla profondità e al tipo di tessuto da riprendere.
4. Regola le impostazioni di frequenza e profondità sull'ecografo per ottimizzare la risoluzione dell'immagine.

2. Acquisizione dell'immagine (per la vena cava inferiore)

1. Posizionare il paziente in posizione supina per un'acquisizione ottimale dell'immagine POCUS.
2. Applicare una quantità sufficiente di gel per ultrasuoni sulla superficie della pelle per garantire un buon accoppiamento acustico e ridurre l'aria tra la sonda e la pelle.
3. Utilizzare una sonda ecografica phased array (2-5 MHz) (vedi Tabella dei materiali) per ottenere misurazioni della vena cava inferiore (IVC) a livello caudale all'inserimento della vena epatica.
   NOTA: La frequenza delle onde ultrasoniche varia a seconda dell'impostazione della profondità sul dispositivo a ultrasuoni.
4. Acquisisci l'immagine IVC con le misurazioni visualizzate, inclusa l'anatomia e il profondimetro del raggio, sullo schermo di visualizzazione dell'immagine.
5. Registrare la misurazione IVC in un campo dati discreto precostituito all'interno del foglio di flusso della cartella clinica elettronica (File supplementare 1).
6. Includere il foglio di flusso del campo dei dati di misurazione IVC precostituito, progettato e incorporato nella cartella clinica elettronica, e le immagini acquisite sullo schermo nella nota di avanzamento del paziente.
   NOTA: Ciò garantisce la visualizzazione dell'anatomia di ciascun paziente e la misurazione dell'IVC per una posizione di misurazione più riproducibile e coerente nel tempo (Figura 2). Le immagini dei pazienti caricate direttamente nella cartella clinica elettronica confluiscono nella cartella clinica del paziente e non vengono memorizzate sui dispositivi mobili personali.

3. Acquisizione dell'immagine (per gli spazi pleurici)

1. Posizionare il paziente in posizione eretta o in posizione di decubito laterale, alternando in serie tra il lato destro e quello sinistro.
2. Utilizzare una sonda phased array da 2-5 MHz per eseguire la scansione dello spazio privo di eco inferiore al bordo pleurico polmonare e superiore al diaframma omolaterale durante la scansione.
3. Documentare sì per la presenza di versamento pleurico, identificato da un aumento dello spazio libero da eco nello spazio pleurico omolaterale, o no per l'assenza di versamento pleurico.
4. Inserire la risposta nella cella corrispondente nel foglio di flusso della cartella clinica elettronica (Figura 3).

4. Pulizia dell'attrezzatura e smaltimento del gel

1. Dopo aver completato la scansione, pulire la sonda ecografica e lo schermo di visualizzazione in dotazione o il dispositivo/macchina associato.
2. Smaltire il gel per ultrasuoni usato in modo appropriato e assicurarsi che il paziente si senta a proprio agio dopo la procedura.

5. Procedure di follow-up

1. Identifica i risultati attuabili che influenzano il processo decisionale dell'assistenza clinica paziente per paziente.
2. Identificare le immagini IVC coerenti con la fisiologia associata a pressione venosa centrale (CVP) elevata o ridotta.
3. Modificare la terapia medica (diuretici, vasodilatatori, espansori di volume) come indicato, con l'obiettivo di ottimizzare la fisiologia clinica regolando i livelli di CVP (abbassando o aumentando).

Risultati

Attraverso un processo iterativo nel corso di mesi, è stato formulato e standardizzato un flusso di lavoro per l'incorporazione dei dati POCUS, in particolare delle misurazioni IVC. Consiste nell'acquisire un'immagine fotografata dell'IVC e nell'inserire le misurazioni corrispondenti in un foglio di flusso cronologico e discreto del campo dati (File supplementare 1). La raccolta dei dati dei pazienti e la loro incorporazione in una cartella clinica elettronica del paziente dimostra lo sviluppo di una nuova strategia di raccolta dati discreta POCUS. Questi dati possono aumentare l'assistenza clinica e fungere da campo di dati clinici tracciabile sia per scopi clinici che scientifici (Figura 3, Figura 4 e Figura 5).

I risultati illustrano un flusso di lavoro per il team di assistenza clinica per misurare il diametro IVC acquisito da POCUS in modo dinamico e seriale nel tempo. Queste immagini possono essere confrontate longitudinalmente con misurazioni precedenti e future, influenzando potenzialmente il supporto decisionale dell'assistenza clinica.

Figura 1: Esempi di pazienti. Tracciato i diametri della Vena Cava Inferiore (IVC) in due diversi pazienti con insufficienza cardiaca prima e dopo il trattamento. Il pannello superiore illustra il diagramma di flusso IVC con valori numerici decrescenti, corrispondenti alla diminuzione dei livelli di peptide natriuretico di tipo B. I grafici mostrano il diametro IVC (asse y, in centimetri) nel tempo (asse x, in giorni). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Esempio rappresentativo del flusso di lavoro della vena cava inferiore (IVC). (A) Un'immagine dell'IVC viene acquisita utilizzando POCUS. (B) Viene misurato il diametro massimo dell'IVC (tipicamente misurazione massima di fine espirazione). (C) L'immagine viene caricata sulla cartella clinica del paziente utilizzando l'applicazione mobile della cartella clinica elettronica. (D) Il diametro massimo dell'IVC misurato viene inserito nel diagramma di flusso dell'IVC. L'immagine dello strumento di selezione delle immagini e il collegamento al foglio di flusso corrispondente sono inclusi nella cartella clinica elettronica (campo dati aggiornabile) nella nota di avanzamento del paziente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Esempio rappresentativo di versamento pleurico e risoluzione con trattamento nell'insufficienza cardiaca. Utilizzo di POCUS per identificare e valutare gli effetti del trattamento sul versamento pleurico in un paziente con insufficienza cardiaca ospedalizzata. (A) raffigura il Giorno 0 con un grande versamento pleurico. (B) raffigura il giorno 5 con un piccolo versamento pleurico. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Obiettivo del mantenimento dell'euvolemia con la gestione ecoguidata dell'insufficienza cardiaca. Utilizzo dell'ecografia point-of-care (POCUS) per guidare la gestione del paziente e ottenere un mantenimento preciso dell'euvolemia nel tempo nei pazienti con insufficienza cardiaca. L'asse x rappresenta il tempo in giorni e l'asse y rappresenta lo stato del volume in cm H₂O. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Ecografia point-of-care (POCUS) acquisita in vari contesti. Il POCUS (ecografia point-of-care) può essere acquisito in diversi contesti come ospedali, ambulatori, case, varie località remote, strutture infermieristiche e ambienti sul campo. L'acquisizione di POCUS viene eseguita da medici, fornitori di pratiche avanzate, ecografisti, infermieri, farmacisti clinici, primi soccorritori, operatori sanitari qualificati e familiari. L'interpretazione delle immagini può essere condotta da coloro che acquisiscono le immagini, da revisori terzi remoti e attraverso la valutazione digitale automatizzata e l'intelligenza artificiale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

File supplementare 1: Esempio di acquisizione di immagini del foglio di flusso della vena cava inferiore (IVC) incorporato nella cartella clinica elettronica. Questi dati dimostrano l'integrazione di un foglio di flusso IVC nella cartella clinica elettronica, illustrando come può essere mappato sulla cartella clinica del paziente e sulle note di avanzamento. Clicca qui per scaricare questo file.

Discussione

Un prezioso contributo di questa pubblicazione risiede nella presentazione di un flusso di lavoro clinico scalabile che incorpora misurazioni anatomiche dinamiche acquisite al letto del paziente (IVC), che sono correlate e rispondono ai cambiamenti fisiologici. Le variazioni della CVP sono correlate con le alterazioni delle misurazioni dell'IVC. Questi cambiamenti anatomici si verificano in risposta al trattamento e spesso sono correlati ai sintomi nei pazienti con diagnosi di insufficienza cardiaca ^5,7,8. Le linee guida che descrivono le misurazioni del diametro IVC e i corrispondenti valori di pressione atriale destra in mmHg sono delineate in una pubblicazione standard dell'American Society of Echocardiography⁹.

L'ottimizzazione delle cure per i pazienti con insufficienza cardiaca ospedalizzati è guidata dal trattamento mirato al raggiungimento dell'euvolemia¹⁰. POCUS funge da strumento clinico che fornisce una valutazione convalidata della CVP, che cambia dinamicamente con le alterazioni dello stato del volume⁵. L'uso di POCUS nella gestione clinica dei pazienti con insufficienza cardiaca ha lo scopo di aiutare a guidare una terapia medica ottimale, con l'obiettivo di indirizzare la cura del paziente verso il raggiungimento e il mantenimento dell'euvoremia clinica. Inoltre, la cura longitudinale dei pazienti con insufficienza cardiaca guidata da POCUS può aiutare a mantenere i pazienti più vicini o all'interno di una finestra terapeutica più ristretta, mirando a un'euvolemia sostenuta a lungo termine (Figura 4).

La creazione di flussi di lavoro per standardizzare, personalizzare e ottimizzare l'acquisizione e l'uso di POCUS come strumento clinico nella gestione della CHF ha implicazioni ampie e di grande impatto sul modo in cui i pazienti ricevono le cure. Il team clinico ha sviluppato un flusso di lavoro scalabile che può essere implementato da vari membri del team di assistenza clinica, tra cui infermieri, ecografisti, farmacisti clinici, fornitori di pratiche avanzate e medici (Figura 5). Questo protocollo guidato da POCUS per la gestione dell'insufficienza cardiaca offre ai professionisti che utilizzano il flusso di lavoro standardizzato opportunità per migliorare iterativamente le capacità di acquisizione di POCUS, che possono tradursi in una maggiore capacità di acquisire immagini di altre regioni anatomiche. Questo flusso di lavoro semplificato e scalabile può fungere da percorso per un più ampio utilizzo di POCUS in altre aree cliniche e favorire lo sviluppo di applicazioni innovative nella gestione delle malattie acute e croniche.

La POCUS polmonare è un metodo emergente e, in alcuni contesti, comune per valutare l'acqua polmonare e, per associazione, la congestione polmonare. Le linee B, note anche come code di cometa, sono artefatti di riverbero originati dall'interfaccia pleurica polmonare¹¹. Nei pazienti con insufficienza cardiaca acuta scompensata, le linee B possono essere osservate nel pronto soccorso¹². Le sfide associate all'ecografia polmonare includono la necessità di più valutazioni anatomiche su ciascun paziente (4-8 finestre di imaging polmonare per esame POCUS polmonare), il tempo necessario per acquisire queste immagini POCUS polmonari multiple, la soggettività e la variabilità dell'imaging influenzato dagli operatori clinici e dal posizionamento del paziente e la difficoltà di confrontare e valutare longitudinalmente le risposte al trattamento. Inoltre, mancano misurazioni fisiologiche empiriche correlate con la presenza, l'assenza o la densità delle linee B polmonari. Inoltre, sebbene le linee B identificate da PECUS siano indicative di congestione polmonare, non sono specifiche per questa condizione e possono essere osservate anche nella polmonite da COVID-19 e in varie condizioni infettive e infiammatorie polmonari acute e croniche¹³.

Esistono ancora limitazioni al flusso di lavoro proposto. I partecipanti devono sviluppare competenza nell'imaging POCUS dell'IVC e aderire a un protocollo standardizzato per la posizione e la tempistica delle misurazioni IVC durante il ciclo respiratorio. La pratica clinica proposta mira ad identificare il diametro massimo dell'IVC durante l'espirazione finale, in particolare caudale alla vena epatica media. Tuttavia, una sfida risiede nella variabilità di questa anatomia tra i pazienti¹⁴. Per affrontare questa variabilità, il flusso di lavoro include un protocollo di acquisizione e misurazione delle immagini che consente il confronto seriale delle misurazioni IVC all'interno di ciascun paziente nel tempo. Questo approccio facilita il monitoraggio e può mitigare l'impatto delle differenze anatomiche tra gli individui.

L'espansione di un protocollo POCUS nella gestione dei pazienti con insufficienza cardiaca oltre le tradizionali strutture sanitarie promette di fornire cure più precise e personalizzate. L'implementazione di flussi di lavoro POCUS standardizzati per la gestione dell'insufficienza cardiaca non solo consente una valutazione più approfondita del paziente, ma avvantaggia anche le persone che incontrano ostacoli nell'accesso alle strutture sanitarie convenzionali. Ciò include i pazienti che risiedono in aree remote, quelli con mobilità o opzioni di trasporto limitate e le persone con risorse limitate per i servizi sanitari¹⁵. Inoltre, l'integrazione di strumenti clinici come POCUS offre l'opportunità di monitorare attentamente i pazienti con CHF sintomatici in contesti ambulatoriali, riducendo potenzialmente la dipendenza dalle risorse ospedaliere ospedaliere. Questo modello non solo migliora l'assistenza ai pazienti, ma ottimizza anche l'allocazione delle risorse nell'erogazione dell'assistenza sanitaria.

Una potenziale ricerca futura potrebbe comportare uno studio prospettico di coorte osservazionale per valutare accuratamente il valore della POCUS nella gestione dei pazienti con insufficienza cardiaca. Tale studio potrebbe comportare l'abbinamento di un gruppo di gestione dell'insufficienza cardiaca diretto da POCUS con un gruppo di trattamento dell'insufficienza cardiaca standard per valutare i risultati in modo completo. Dato l'uso crescente di POCUS in ambito clinico, una valutazione prospettica della sua efficacia e del suo impatto è fondamentale.

Inoltre, è essenziale affrontare la variabilità tra gli utenti nell'acquisizione e nell'interpretazione del diametro IVC e la collassabilità con POCUS. La variabilità delle caratteristiche anatomiche congenite e acquisite dell'IVC può rappresentare una sfida per valutare accuratamente i suoi bordi e le sue dimensioni, nonché la sua collassabilità¹⁴. Queste sfide possono complicare la valutazione standardizzata e la misurazione longitudinale dell'IVC nella pratica clinica. La ricerca volta a comprendere e mitigare queste sfide potrebbe migliorare l'affidabilità e l'utilità delle misurazioni POCUS come strumento clinico standardizzato nella gestione dell'insufficienza cardiaca.

Man mano che POCUS diventa sempre più integrato nell'assistenza clinica dei pazienti con insufficienza cardiaca, i flussi di lavoro e i protocolli per l'applicazione personalizzata si evolveranno e si espanderanno. La dimostrazione del gruppo di studio della raccolta e dell'utilizzo di grandi volumi di dati POCUS nella pratica clinica quotidiana promette un'ulteriore espansione e perfezionamento. La ricerca futura sarà fondamentale per perfezionare i metodi di acquisizione dei dati POCUS e ottimizzarne l'uso nella gestione dei pazienti con insufficienza cardiaca, in particolare per ottenere un controllo più stretto dello stato del volume. La gestione longitudinale e la valutazione delle transizioni di cura - dal ricovero in ospedale ai contesti ambulatoriali - hanno implicazioni significative a livello di popolazione. Comprendere in che modo i dati POCUS possono supportare questi processi sarà essenziale per migliorare i risultati dei pazienti e ottimizzare l'utilizzo delle risorse sanitarie.

Materiali

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