Workflow and Framework for Collecting and Implementing Point-of-Care Ultrasound Data in the Management of Heart Failure Patients(심부전 환자 관리에서 현장 진료 초음파 데이터를 수집하고 구현하기 위한 워크플로우 및 프레임워크)

요약

이 프로토콜은 입원 및 외래 심부전 환자의 관리에서 현장 진료 초음파를 사용하기 위한 확장 가능한 워크플로우를 제공합니다.

초록

급성 비대상성 심부전의 관리 및 예방은 여전히 매우 널리 퍼져 있으며 도전적인 의학적 상태입니다. POCUS(Point-of-Care Ultrasound)를 볼륨 상태 및 치료 반응을 평가하기 위한 보조 도구로 통합하면 상당한 가능성이 입증되었습니다. POCUS는 내부 해부학적 구조를 직렬로 이미징하고 이러한 이미지를 캡처하여 시간 경과에 따른 비교 및 측정에 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 하대정맥(IVC)의 연속 평가를 위한 확장 가능하고 표준화된 방법론을 설명합니다. 이 방법론에는 일련의 이미지 수집, 측정 및 전자 의료 기록의 표시가 포함됩니다. IVC의 POCUS 획득 이미지에 대한 워크플로우는 시간 경과에 따른 직접 비교와 임상 관리에 대응하기 위해 개별 데이터 필드에서 이미지를 캡처하고 직경을 측정하기 위해 만들어졌습니다. 이 프로토콜에는 또한 표준화된 워크플로우에서 개별 데이터로 흉막 삼출의 유무에 대한 평가가 포함됩니다. POCUS를 심부전 관리에 통합함으로써 임상의는 보다 정확하고 시기적절한 치료 조정을 통해 환자 결과를 개선할 수 있습니다.

서문

현장 진료 초음파(POCUS)는 일상적인 임상 환경에서 사용할 수 있는 새로운 기술입니다. 상업적으로 이용 가능한 휴대용 초음파 장치는 13년 이상 판매되어 왔지만, 침상 절차 이외의 정기적인 사용은 제한되어 있습니다¹. POCUS는 심정지, 울혈성 심부전, 기흉 식별, 심낭 삼출 평가, 외상 또는 수술 환자의 유리 복강 내 유체 감지와 같은 특정 질병 상태의 진단을 위해 급성 치료 환경에서 직관적인 애플리케이션을 제공합니다². POCUS는 심부전 진단을 위해 환자를 평가하는 근거 기반 도구로 잘 확립되어 있다³. 그러나 치료에 대한 반응으로 연속평가를 이용한 POCUS의 구현은 잘 확립되어 있지 않다⁴.

POCUS 유도 심부전 관리에는 하대정맥(IVC)의 직경과 접힘 정도를 관찰하여 중심정맥압(CVP) 및 우심방압의 육안 평가가 포함됩니다. 또한 POCUS는 이중심실 심장 기능, 심박수, 수축력, 승모판 역류, 신체 검사로 자명하지 않은 임상 상태의 급성 변화를 포함하여 치료 중 생리적 변화와 관련된 흉막 삼출 및 해부학적 변화의 존재를 관찰하는 데 사용할 수 있습니다⁵.

2011년, 임상 실습 그룹은 모든 대면 입원 및 외래 환자(약 40,000명)에 대한 정기 신체 검사에 POCUS를 통합하기 시작했습니다. POCUS에 의해 시각화된 해부학적 변화에 대한 일화적 관찰은 종종 임상 사건 및 바이오마커 측정과 일치하는 것으로 보였다⁶ (그림 1).

연구 기관에서는 2015년부터 하대정맥(IVC)의 직경과 압축성을 추적하기 위해 전자 건강 기록 내에 개별 데이터 필드를 구축했습니다. POCUS로 식별된 흉막 삼출액의 유무를 문서화하기 위해 이진 데이터 필드도 생성되었습니다. 입원한 심부전 환자의 임상 관리에 POCUS를 통합하여 7년 이상 환자를 치료한 결과, 6,000건 이상의 진료에 대해 POCUS 데이터 및 IVC 측정의 수집 및 통합이 기록되었습니다. 경험적 관점에서 임상 실무 그룹은 POCUS의 사용이 의료 관리를 최적화하고 지침 기반 의료 요법을 개선하여 심부전 환자의 치료를 개인화하는 데 유용하다는 것을 알게 되었습니다.

이 연구에서는 디지털 디스플레이 화면이 있는 위상 배열 휴대용 초음파 장치를 사용하여 POCUS 검사를 수행했습니다. 하대정맥(IVC)의 이미지는 늑골하 음향 창(^subcostal acoustic window)7을 통해 환자를 스캔하여 획득하였다(그림 2). IVC 이미지는 디지털 디스플레이, 특히 중간 간정맥의 꼬리 높이에서 획득하고 측정했습니다. 실시간 이미지는 일시 중지되었으며 장치의 프레임별 이미지 스크롤을 사용하여 심장 및 호흡 주기 동안 최대 IVC 직경을 식별하고 측정했습니다. 측정은 환자의 전자 의료 기록 내의 데이터 흐름도에 기록되었으며, 측정된 이미지의 스크린샷이 환자 차트에 업로드되어 측정 획득 위치와 각도를 문서화했습니다. 그 후, 측정 흐름도와 업로드된 이미지가 환자의 진행 노트에 추가되었습니다.

프로토콜

미국 캘리포니아주 로스앤젤레스에 있는 Cedars-Sinai Medical Center의 Institutional Review Board 승인은 환자 데이터 수집 및 평가 전에 획득되었습니다. 환자 치료에서 POCUS를 사용하는 것이 포함된 코호트 내에서 본 환자에 대한 표준적이고 일상적인 임상 검사 관행이기 때문에 서면 동의는 면제되었습니다. 이는 표준 임상 실습에 추가로 제공되었으며 최소 치료 표준을 변경하지 않았습니다. 각 환자 진료에는 기존 병력, 신체 검사 및 임상 데이터 검토와 함께 POCUS 검사가 포함되었습니다. POCUS는 표준 임상 실습을 대체하거나 표시된 테스트 또는 이미징을 대체하는 데 사용되지 않았습니다. 데이터는 2016년 1월 1일부터 2021년 12월 31일까지 Cedars-Sinai 병원에서 입원한 심부전 환자 코호트에서 수집되었습니다. 환자는 심부전의 1차 입원 진단을 받았거나 심부전이 입원 시 상위 5개 진단 코드(ICD-10 I50*)에 속하는 경우 코호트에 포함되었습니다. 분석에는 IVC 측정, 흉막 삼출 유무, 입원 기간, 생존 및 30일 재입원과 같은 상업적으로 구매한 전자 건강 기록 내의 개별 데이터 필드가 포함되었습니다. 이 연구에 사용된 장비의 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.

포함/제외 기준:
치료 코호트에 포함된 환자는 POCUS 장치가 사용된 Cedars-Sinai 병원의 심장학 상담 서비스에서 치료를 받는 것으로 확인된 환자였습니다. 포함 기준은 POCUS를 사용한 IVC 측정을 위한 프로토콜의 사용과 전자 건강 기록의 개별 IVC 데이터 필드 내에 데이터를 포함하는 것을 지정했습니다. 치료는 6명의 심장 전문의와 2명의 전문 간호사로 구성된 팀이 제공했습니다. POCUS로 영상 촬영을 할 수 없거나 POCUS로 영상화되지 않은 환자는 임상 경험에서 제외되었습니다.

1. 환자 및 장비 준비

1. 관심 영역이 노출되도록 환자를 적절하게 배치합니다.
2. 초음파 기계( 재료 표 참조)가 필요한 스캔 유형에 맞게 올바르게 설정되고 보정되었는지 확인하십시오.
3. 프로브를 선택하고 설정을 조정합니다. 이미징하는 조직의 깊이와 유형에 따라 적절한 초음파 프로브(선형, 곡선, 위상 배열)를 선택합니다.
4. 초음파 기계의 주파수와 깊이 설정을 조정하여 이미지 해상도를 최적화합니다.

2. 이미지 획득(하대정맥용)

1. 최적의 POCUS 이미지 획득을 위해 환자를 누운 자세로 배치합니다.
2. 양호한 음향 결합을 보장하고 프로브와 피부 사이의 공기를 줄이기 위해 피부 표면에 충분한 양의 초음파 젤을 바르십시오.
3. 위상 배열 초음파 프로브(2-5MHz)( 재료 표 참조)를 사용하여 간 정맥 삽입에 대한 꼬리 수준에서 하대정맥(IVC) 측정값을 얻습니다.
   알림: 초음파 주파수는 초음파 장치의 깊이 설정에 따라 다릅니다.
4. 이미지 디스플레이 화면에 해부학 및 빔 깊이 게이지를 포함한 측정값이 표시된 IVC 이미지를 캡처합니다.
5. IVC 측정값을 전자 건강 기록 흐름표(보충 파일 1) 내의 사전 구축된 개별 데이터 필드에 기록합니다.
6. 전자 건강 기록용으로 설계되고 내장된 사전 구축된 IVC 측정 데이터 필드 플로우시트와 환자 진행 노트에 화면 캡처 이미지를 포함합니다.
   참고: 이를 통해 각 환자의 해부학적 구조 및 IVC 측정을 시각화하여 시간이 지남에 따라 보다 재현성 있고 일관된 측정 위치를 확보할 수 있습니다(그림 2). 전자 건강 기록에 직접 업로드된 환자 이미지는 환자의 의료 기록으로 유입되며 개인 모바일 장치에 저장되지 않습니다.

3. 이미지 획득(흉막용 공간용)

1. 환자를 똑바로 세우거나 측면 욕창 자세를 취하고 오른쪽과 왼쪽을 번갈아 가며 자세를 취합니다.
2. 2-5MHz 위상 배열 프로브를 사용하여 스캐닝 중 폐 흉막 경계보다 열등하고 동측 다이어프램보다 우수한 반향이 없는 공간을 스캔합니다.
3. 동측 흉막 공간에서 증가된 반향 없는 공간으로 식별되는 흉막 삼출액의 존재에 대해 '예 '를 문서화하거나 흉막 삼출액이 없는 경우 '아니오 '를 문서화합니다.
4. 전자 건강 기록 흐름표의 해당 셀에 응답을 입력합니다(그림 3).

4. 장비 청소 및 젤 폐기

1. 스캔을 완료한 후 초음파 프로브와 함께 제공되는 디스플레이 화면 또는 관련 장치/기기를 청소하십시오.
2. 사용한 초음파 젤을 적절하게 폐기하고 시술 후 환자가 편안하게 지낼 수 있도록 하십시오.

5. 사후 관리 절차

1. 환자별로 임상 치료 의사 결정에 영향을 미치는 실행 가능한 결과를 식별합니다.
2. 중심정맥압(CVP)의 상승 또는 감소와 관련된 생리학과 일치하는 IVC 이미지를 식별합니다.
3. 지시된 대로 의학적 요법(이뇨제, 혈관 확장제, 부피 확장제)을 수정하여 CVP 수치를 조정(낮추거나 올리기)하여 임상 생리학을 최적화하는 것을 목표로 합니다.

토론

이 간행물의 중요한 기여는 생리적 변화와 상관 관계가 있고 이에 대응하는 IVC(Bedside-Acquired Dynamic Anatomical Measurement)를 통합하는 확장 가능한 임상 워크플로우를 제시하는 데 있습니다. CVP의 변화는 IVC 측정의 변화와 상관관계가 있습니다. 이러한 해부학적 변화는 치료에 대한 반응으로 발생하며 종종 심부전으로 진단된 환자의 증상과 관련이 있습니다 ^5,7,8. IVC 직경 측정 및 해당 우심방 압력 값(mmHg)을 설명하는 지침은 미국 심장 초음파 학회(American Society of Echocardiography)의 표준 간행물에 요약되어^{있습니다 9}.

입원한 심부전 환자에 대한 치료 최적화는 진혈증 달성을 목표로 하는 치료에 의해 안내된다¹⁰. POCUS는 CVP에 대한 검증된 평가를 제공하는 임상 도구 역할을 하며, CVP는 볼륨 상태⁵의 변경에 따라 동적으로 변경됩니다. 심부전 환자의 임상 관리에서 POCUS를 사용하는 것은 임상적 진혈증을 달성하고 유지하는 방향으로 환자 치료를 지시하는 것을 목표로 최적의 의학적 치료를 안내하는 데 도움이 되는 것을 목표로 합니다. 또한, POCUS에 의해 안내되는 심부전 환자에 대한 종단 치료는 환자를 치료 창구에 더 가깝게 또는 더 좁은 범위 내에 유지하여 장기적으로 지속되는 진혈증을 목표로 하는 데 도움이 될 수 있습니다(그림 4).

만성심부전 관리의 임상 도구로서 POCUS의 획득 및 사용을 표준화, 개인화 및 최적화하기 위한 워크플로우를 만드는 것은 환자가 치료를 받는 방식에 광범위하고 영향력 있는 영향을 미칩니다. 임상 팀은 간호사, 초음파 검사자, 임상 약사, 고급 진료 제공자 및 의사를 포함한 임상 치료 팀의 다양한 구성원이 구현할 수 있는 확장 가능한 워크플로를 개발했습니다(그림 5). 심부전 관리를 위한 이 POCUS 유도 프로토콜은 표준화된 워크플로우를 사용하는 실무자에게 POCUS 획득 기술의 반복적인 개선을 위한 기회를 제공하며, 이는 다른 해부학적 영역의 이미지를 획득하는 향상된 능력으로 해석될 수 있습니다. 이처럼 간소화되고 확장 가능한 워크플로우는 다른 임상 영역에서 POCUS를 더 광범위하게 활용할 수 있는 통로가 될 수 있으며, 급성 및 만성 질환 관리 모두에서 혁신적인 애플리케이션 개발을 촉진할 수 있습니다.

폐 POCUS는 새롭게 등장하고 있으며, 일부 환경에서는 폐수와 연관되어 폐 울혈을 평가하는 일반적인 방법입니다. 혜성 꼬리(comet tails)라고도 하는 B-라인은 폐 흉막 계면(lung pleural interface)¹¹에서 유래한 잔향 인공물이다. 급성 비대상성 심부전 환자에서, 응급실에서 B-라인이 관찰될 수 있다¹². 폐 초음파와 관련된 과제에는 각 환자에 대한 여러 해부학적 평가의 필요성(폐 POCUS 검사당 4-8개의 폐 영상 창), 이러한 다중 폐 POCUS 이미지를 획득하는 데 필요한 시간, 임상의의 운영자 및 환자 위치에 의해 영향을 받는 영상의 주관성 및 가변성, 치료 반응을 종단적으로 비교하고 평가하는 어려움이 포함됩니다. 또한, 폐 B-라인의 존재, 부재 또는 밀도와 관련된 경험적 생리학적 측정이 부족합니다. 또한, POCUS로 확인된 B-라인은 폐울혈을 나타내지만, 이 질환에만 국한된 것은 아니며 COVID-19 폐렴 및 다양한 급성 및 만성 폐 감염성 및 염증성 질환에서도 관찰될 수 있다¹³.

제안된 워크플로에는 여전히 제한 사항이 있습니다. 참가자는 IVC의 POCUS 이미징에 대한 숙련도를 개발하고 호흡 주기 동안 IVC 측정의 위치 및 타이밍에 대한 표준화된 프로토콜을 준수해야 합니다. 제안된 임상 실습은 말기 호기 동안 최대 IVC 직경, 특히 중간 간정맥의 꼬리를 식별하는 것을 목표로 합니다. 그러나 문제는 환자들 사이에서 이러한 해부학적 구조의 다양성에 있다¹⁴. 이러한 변동성을 해결하기 위해 워크플로우에는 시간 경과에 따른 각 환자 내의 IVC 측정값을 연속으로 비교할 수 있는 이미지 캡처 및 측정 프로토콜이 포함되어 있습니다. 이 접근 방식은 모니터링을 용이하게 하고 개인 간의 해부학적 차이의 영향을 완화할 수 있습니다.

심부전 환자 관리에서 POCUS 프로토콜이 기존 의료 환경을 넘어 확장됨에 따라 보다 정확하고 개인화된 치료를 제공할 수 있는 가능성이 커졌습니다. 심부전 관리를 위한 표준화된 POCUS 워크플로우를 구현하면 보다 철저한 환자 평가가 가능할 뿐만 아니라 기존 의료 환경에 접근하는 데 장벽이 있는 개인에게도 도움이 됩니다. 여기에는 외딴 지역에 거주하는 환자, 이동이 제한적이거나 교통 수단이 제한된 환자, 의료 서비스를 위한 자원이 제한된 개인이 포함된다¹⁵. 또한 POCUS와 같은 임상 도구를 통합하면 외래 환경에서 증상이 있는 만성심부전 환자를 면밀히 모니터링할 수 있는 기회를 제공하여 입원 환자 병원 자원에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 이 모델은 환자 치료를 개선할 뿐만 아니라 의료 서비스 제공에서 리소스 할당을 최적화합니다.

잠재적인 미래 연구에는 심부전 환자 관리에서 POCUS의 가치를 정확하게 평가하기 위한 전향적 관찰 코호트 연구가 포함될 수 있습니다. 이러한 연구에는 결과를 종합적으로 평가하기 위해 POCUS 지시 심부전 관리 그룹을 표준 치료 심부전 치료 그룹과 매칭하는 것이 포함될 수 있습니다. 임상 환경에서 POCUS의 사용이 확대되고 있다는 점을 감안할 때 POCUS의 효능과 영향에 대한 전향적 평가가 중요합니다.

또한 POCUS를 사용하여 IVC 직경 및 접힘 가능성의 획득 및 해석에서 사용자 간 변동성을 해결하는 것이 필수적입니다. IVC의 선천적 해부학적 특징과 후천적 해부학적 특징의 다양성은 IVC의 경계와 치수, 그리고 접힘 가능성을 정확하게 평가하는 데 어려움을 초래할 수 있다¹⁴. 이러한 문제는 임상 실습에서 IVC의 표준화된 평가 및 종단 측정을 복잡하게 만들 수 있습니다. 이러한 문제를 이해하고 완화하기 위한 연구는 심부전 관리의 표준화된 임상 도구로서 POCUS 측정의 신뢰성과 유용성을 향상시킬 수 있습니다.

POCUS가 심부전 환자의 임상 치료에 점점 더 통합됨에 따라 개인화된 애플리케이션을 위한 워크플로우와 프로토콜이 진화하고 확장될 것입니다. 연구 그룹이 일상적인 임상 실습에서 대량의 POCUS 데이터를 수집하고 활용하는 시연은 추가 확장 및 개선에 대한 가능성을 보여줍니다. 향후 연구는 POCUS 데이터를 수집하는 방법을 개선하고 심부전 환자 관리, 특히 볼륨 상태를 보다 엄격하게 제어하는 데 있어 POCUS 데이터 사용을 최적화하는 데 매우 중요할 것입니다. 입원에서 외래 환경으로의 치료 전환에 대한 종단 관리 및 평가는 인구 수준에서 중요한 의미를 갖습니다. POCUS 데이터가 이러한 프로세스를 어떻게 지원할 수 있는지 이해하는 것은 환자 결과를 개선하고 의료 리소스 활용을 최적화하는 데 필수적입니다.

자료

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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