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요약

현장 진료 초음파(POCUS)는 휴대성, 비침습성 및 실시간 이미징 기능으로 인해 횡격막 기능 장애를 선별하는 데 필수적인 기술입니다. 현재 다이어프램 POCUS 프로토콜이 존재하지만 운영자 간 신뢰성이 낮고 합의 지침이 부족합니다. 여기에서는 재현 가능하고 간단하게 수행할 수 있는 기술에 대해 설명합니다.

초록

횡격막 기능 장애는 수많은 의료 전문 분야 및 임상 환경에서 널리 인식되는 문제입니다. 횡격막에 대한 시기적절하고 정확한 평가는 기계적 환기 및 호흡기 결과를 제거하는 역할을 하는 중증 환자뿐만 아니라 횡격막 신경 기능을 감지하기 위한 진단 도구로서 수술 전후 영역에서도 매우 중요합니다. 횡격막 평가는 전통적으로 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 휴대할 수 없는 형광투시 및 신경 연구를 활용했습니다. 현장 진료 초음파(POCUS)는 이러한 장벽을 극복하고 횡격막 기능의 비침습적 스크리닝을 위한 도구로 사용할 수 있습니다. 그러나 횡격막 기능 장애에 대한 POCUS는 현재 합의 지침의 부족, 프로토콜의 다양성, 기존 프로토콜 간의 낮은 운영자 간 신뢰성 등 여러 가지 문제를 겪고 있으며, 특히 횡격막 편위 및 횡격막 두꺼워짐의 돔 평가와 같은 문제를 겪고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이 원고에서는 다이어프램 POCUS에 대한 사용 가능한 문헌을 검토하고 수행이 간단하고 작업자 간 신뢰성이 높은 이미지 획득 기술을 식별합니다. 이 기술은 먼저 다이어프램 편위의 정성적 평가를 설명한 다음 적정 영역의 편위에 대한 정량적 평가를 설명합니다. 이 기법은 환자 위치 지정, 변환기 선택, 프로브 배치, 이미지 최적화 및 해석과 함께 단계적으로 설명됩니다.

서문

진단용 초음파는 상담 및 현장 진료의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 자문 초음파는 개별 전문가 팀이 수행하는 검사를 포함하는 반면, POCUS는 환자를 돌보는 임상의가 실시간으로 수행하고 해석합니다1.

지난 수십 년 동안 진단 POCUS는 여러 전문 분야로 빠르게 확장되면서 현대 의학의 혁신적인 도구로 부상했습니다. 이러한 POCUS 애플리케이션은 초음파의 비침습적 특성, 휴대성 및 실시간 이미징 기능에 의해 주도됩니다. 또한, 진단용 POCUS 내에서 임상의학에서 가장 높은 활용률을 달성한 애플리케이션은 황금 표준(gold standard)에 비해 상당히 높은 정확도와 높은 관찰자 간 신뢰도를 모두 갖는 경향이 있습니다 2,3. 예를 들어, 폐의 POCUS는 호흡 부전의 감별 진단을 좁힐 수 있도록 잘 확립되어 있으며, 표준화된 사용을 뒷받침하는 명확한 증거 기반 지침이 있습니다4. 그러나 폐의 POCUS는 잘 확립되어 있지만 횡격막에 대한 재현 가능한 초음파 검사를 개발해야 할 미충족 요구가 남아 있습니다.

이러한 비침습적 횡격막 평가 프로토콜은 중환자 치료, 호흡기학, 수술 전후 치료(범용 마취 및 하위 전문 부위 마취 맥락 모두 포함) 및 신경학을 포함하되 이에 국한되지 않는 여러 전문 분야 및 임상 상황에 도움이 될 것입니다. 중환자실에서 횡격막 기능 장애는 흔히 발생하는 질환이며, 신경근 질환, 심각한 질병, 근병증, 외상, 영양실조와 같은 여러 기저 질환으로 인해 발생하는 경우가 많다5. 중환자는 횡격막의 수축 장애와 이러한 현상을 제대로 인식하지 못할 위험이 높은 경우가 많다6. 또한, 횡격막 기능 장애를 조기에 진단하는 것은 인공호흡 관리 전략에 도움이 될 수 있을 뿐만 아니라 기능 장애는 감염 및 패혈증의 조기 지표가 될 수 있기 때문에 중요하다 7,8. 또한 삽관이 장기화되면 심각한 이환율, 사망률 및 의료 비용 증가로 이어질 수 있습니다2. 이러한 시나리오에서 횡격막 평가를 위한 비침습적이고 이식 가능한 프로토콜은 기계적 환기에서 이탈의 적절성을 평가하고, 호흡 작업을 평가하고, 발관 성공 대 실패 확률을 예측하는 데 유용할 수 있습니다 6,8,9,10,11.

국소 마취 내에서 횡격막 POCUS는 상완신경총 차단으로 인한 일시적인 횡격막 신경 기능 장애와 관련된 횡격막 마비를 선별하는 데 가치가 있을 수 있습니다. 건강한 환자는 잘 견디지만, 횡격막 신경 마비는 폐 예비력이 제한된 환자에게 호흡 곤란을 유발할 수 있습니다. 또한, 수술 전후 영역에서 횡격막의 POCUS는 수술 전, 수술 중 및 수술 후 환경에서 환자를 위한 진단 도구 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 횡격막 POCUS는 내부 유선 적출을 통한 관상동맥 우회술, 심방세동 절제술, 경추 또는 흉부 수술을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 절차에서 발생하는 횡격막 신경 손상을 감지하는 데 사용할 수 있습니다 3,12.

마지막으로, 신경학 전문 분야 내에서 POCUS는 중증 근무력증, Duchene의 근이영양증, 근위축성 측삭 경화증 및 뇌혈관 사고와 같은 신경 질환의 횡격막 기능 평가를 용이하게 할 수 있습니다13.

횡격막에 대한 정확한 평가는 배상 기능에서 중요한 역할을 하기 때문에 필수적입니다. 산소화와 환기는 여러 개의 근육 및 힘줄로 구성된 복부와 흉부를 분리하는 돔 모양의 근육인 횡격막에 의해 생성되는 음의 흉곽 내 압력의 생성에 의존합니다14,15. 다이어프램에는 초음파에서 구별할 수 있는 적어도 두 가지 주요 구성 요소, 즉 다이어프램 돔(DoD)과 지정 영역(ZOA)이 있습니다. DoD는 초음파에서 초반향 및 곡선 모양을 나타내는 중앙 힘줄 부분입니다. ZOA는 흉곽에 부착되는 횡격막의 측면 부분으로, 흉벽의 내부 표면과 평행하고 근접하게 뻗어 있는 근육 섬유로 구성되어 있습니다 3,15. ZOA는 얇지만(보통 두께 <1cm) 다이어프램이 수축함에 따라 흡기 중에 두께가 증가합니다. ZOA에서 횡격막은 표면적으로 표재성 과반향 두정엽 흉막에 의해 외부적으로 경계가 형성되고 내부적으로는 깊은 과반향 복막에 의해 경계가 지정된 무반향 근육층을 포함하여 3개의 층이 있는 초음파에서 특징적인 모습을 보입니다 3,13.

격막 평가를 위해 정성적 및 정량적 접근 방식을 모두 포함하는 몇 가지 비침습적 초음파 프로토콜이 제안되었습니다. 가장 간단한 접근 방식인 정성적 시각적 평가는 밝기 모드(B 모드)라고도 하는 2차원 초음파를 사용하여 조수 호흡 또는 폐력 호흡 중에 횡격막 움직임을 양측으로 평가하는 것을 수반합니다. 대조적으로, 정량적 프로토콜은 일반적으로 B-모드로 시작하여 모션 모드(M-모드)라고도 하는 1차원 초음파를 추가하여 다이어프램 돔(DoD)의 편위 및/또는 다이어프램 두꺼워짐 2,3,5,13 중 하나를 측정합니다. DoD 편위의 측정은 초음파 빔이 수직 각도로 반격막의 후방 3분의 1을 통해 향하는 저주파 변환기로 수행됩니다. 그런 다음 M 모드를 사용하여 폐활량 호흡 중 이탈을 측정합니다.

또는 다이어프램 두꺼움 측정은 두 단계로 고주파 선형 변환기를 사용합니다. 먼저, 고주파 트랜스듀서를 환자의 옆구리를 따라 B-모드로 횡격막 위에 배치하여 부착 영역(ZOA)3을 식별합니다. 둘째, 횡격막 후방의 추정은 내장에서 두정흉막까지 횡격막 두께(밀리미터 단위)를 측정하고 다음 방정식 2,3,5,13에 의해 두께 변화를 계산하여 M-모드를 사용하여 수행됩니다.

두께의 변화 = (끝 영감의 두께 - 끝 만료 시 두께) / 끝 만료 시 두께

그러나 정량적 방법(DoD 편위 및 다이어프램 농축)은 작업자 간 신뢰성이 좋지 않습니다. DoD 편위 측정에 대한 운영자 간 신뢰성은 여러 가지 이유로 낮습니다. 첫째, 공급자는 다이어프램3의 돔 편위의 일관된 시각화 각도를 찾는 데 어려움을 겪습니다. 둘째, 비장 2,16을 통과하는 작은 음향 창으로 인해 좌측에서 평가하는 것이 자주 어렵습니다. 예를 들어, 연구에 따르면 좌측 횡격막 편위(left-sided diaphragmatic excursion)의 식별은 최대 65-79%의 사례에서 불가능하다고 합니다17. 셋째, 복강 내 내용물과 환자의 위치는 횡격막 편위 범위에 영향을 미칠 수 있습니다2.

마찬가지로, 다이어프램 두꺼움 측정은 적어도 두 가지 이유로 작업자 간 신뢰성이 낮습니다. 첫째, 다이어프램의 자연스러운 두께로 인해 측정 시 밀리미터 오차가 발생합니다. 둘째, 늑골 사이공간과 환자의 측방성에 의한 횡격막의 두께 변동성은 측정 분산을 더욱 유발합니다 2,3,17. 이러한 많은 한계를 인정한 2022년, 중환자의 횡격막 초음파검사에 대한 전문가 합의는 현재 방법이 표준화되어 있지 않으며 많은 경우 숙련된 초음파 검사자가 필요하다는 결론을 내렸다18. 그들은 두꺼워지는 분율에 기초한 횡격막 기능 장애에 대한 컷오프 값에 대한 합의가 없으며, 두꺼워지는 분획을 측정하는 것은 가파른 학습 곡선을 가진 어려운 기술이라고 지적했다13,18. 더욱이, 문헌에서 서로 다른 여러 초음파 프로토콜의 사용은 연구 비교를 어렵게 만들어 연구의 이질성을 초래함으로써 내재적 문제를 가중시켰다19.

이러한 문제를 해결하기 위해 이 원고에서는 다이어프램 POCUS에 대한 사용 가능한 문헌을 검토하고 수행이 간단하고 작업자 간 신뢰성이 높은 것으로 입증된 이미지 획득 기술을 식별합니다. 이 실현 가능하면서도 효과적인 프로토콜은 횡격막 편위에 대한 정성적 평가로 시작하여 ZOA17,19의 두개골 최점 편위에 대한 최근에 검증된 정량적 평가로 이어집니다.

프로토콜

인간 참가자를 대상으로 한 연구에서 수행된 모든 절차는 듀크 대학 보건 시스템 기관 연구 위원회의 윤리 기준과 1964년 헬싱키 선언 및 그 이후의 수정 또는 이에 상응하는 윤리 기준을 따랐다. 모든 참가자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 보충 파일 1 에는 각 비디오에서 가장 중요한 스틸 이미지가 포함되어 있습니다.

1. 1단계: 횡격막 편위의 정성적 평가(총 횡격막 기능 장애에 대한 시각적 선별 검사)

  1. 기계 설정 및 환자 위치 지정
    1. 프로브 선택: 저주파(≤ 5MHz) 변환기(곡선 또는 섹터 어레이[일명 "위상 어레이")를 선택합니다19.
    2. 프로브에 초음파 커플링 젤을 바릅니다.
    3. 악기 설정: 복부 프리셋을 선택합니다.
    4. 환자를 반쯤 누운 자세로 놓습니다.
  2. 스캐닝 기술
    1. 우측 반격막 평가
      1. 프로브를 오른쪽 측면, 5-7번째 늑간 공간, 빔이 신체의 관상평면과 정렬되고 프로브 표시기가 두개골을 가리키도록 중간 겨드랑이 선에 놓습니다(그림 1 및 그림 2A).
      2. 프로브 위치(필요에 따라 슬라이드, 팬, 암석)를 조정하여 view 다음 구조도 보이는 횡격막의 중심이 됩니다: 횡격막 아래 기관(간 또는 비장), 횡격막, 척추 및 횡격막 상부 공간(즉, 흉막 공간)19 (그림 2B, C).
      3. 환자에게 천천히 폐활량을 들이쉬고 천천히 숨을 내쉬도록 요청합니다.
      4. Acquire(또는 이와 동등한 것)를 클릭하여 환자 호흡 중에 짧은 클립을 캡처합니다.
      5. 횡격막 편위를 매우 온전함(비디오 1 및 비디오 2), 심하게 없음(비디오 3 및 비디오 4) 또는 불확실성(비디오 5 및 비디오 6) 중 하나로 시각적으로 평가합니다.
      6. 불확정 또는 추가 정량화가 필요한 경우 프로토콜의 섹션 2(2단계)로 진행합니다.
    2. 좌측 횡격막 평가: 환자의 왼쪽에서 1.2.1.1-1.2.1.6 단계를 반복합니다.

2. 2단계: ZOA 일탈에 대한 정량적 평가

  1. 기계 설정 및 환자 위치 지정
    1. 프로브 선택: 고주파(>10-13MHz) 선형 변환기를 선택합니다.
    2. 프로브에 초음파 커플링 젤을 바릅니다.
      1. 기구 설정: 사용 가능한 경우 근골격계(MSK) 사전 설정을 선택합니다. MSK 프리셋을 사용할 수 없는 경우 프리셋을 선택하고 모든 고주파 다이어프램 스캔에 동일한 프리셋을 사용합니다.
    3. 환자를 반누운 자세로 위치시킵니다(1.1.4단계 반복).
  2. 스캐닝 기술
    1. 우측 반격막 평가
      1. 프로브를 8번째 또는 9번째 늑간 공간 수준의 중간 겨드랑이 선에 놓고 프로브 표시기가 두족이 환자의 머리를 가리키도록 합니다(그림 3 및 그림 4A).
      2. 빔을 흉벽에 수직으로 각도를 맞추고 축을 중앙에 배치하여 갈비뼈 사이공간이 화면의 중앙에 오도록 하고 두개골 및 꼬리 갈비뼈가 화면 가장자리에서 보이도록 합니다(그림 4B).
      3. 흉막선 또는 횡격막이 화면의 중간 1/3에서 보이도록 깊이를 설정합니다.
        참고: 일반적으로 이것은 3-5cm의 깊이를 의미하지만 추가 피하 조직이 있는 경우 더 커질 수 있습니다.
      4. 횡격막/흉막선이 주변 구조와 눈에 띄게 구별되도록 게인을 설정합니다.
      5. 화면에서 흉막선을 확인합니다.
      6. ZOA의 말단 흡기 위치를 측정합니다.
        1. 환자에게 다음과 같은 지시를 내린다: "숨을 충분히 들이쉬고 나서 4초 동안 숨을 참는다. 4초를 견딜 수 없다면, 편한 시간 동안 숨을 참아주세요."
        2. 환자가 숨을 참는 동안, 흉막선이 갈비뼈 사이공간의 일부에서만 보이는 위치에 도달할 때까지 흉막선을 꼬리 방향으로 따라가고, 나머지 흉막사이에는 흉막선과 비슷한 깊이의 횡격막이 포함될 때까지 흉막선을 따라갑니다(비디오 7 및 비디오 8).
          참고: 흉막과 횡격막을 동시에 포함하는 이 늑골 사이공간은 ZOA(Zone of Apposition)라고 불립니다.
        3. view위의 피하 조직과 화면의 각 크기에 있는 갈비뼈와 같은 구조도 보이는 ZOA의 중앙에 보기가 중앙에 올 때까지 프로브 위치(필요에 따라 슬라이드, 팬, 암석)를 조정합니다.
        4. 비영구적 피부 마커를 사용하여 초음파 변환기의 장축에 수직인 환자에게 선을 그리고 프로브를 이등분하여 ZOA가 발견된 공간을 표시합니다(그림 5A). 마킹은 흉막과 횡격막 사이의 전이에서 ZOA와 정렬되어야 합니다(그림 4B, C).
        5. 환자에게 숨을 내쉬고 나서 "정상적으로 숨을 쉬라"(일명 조수 호흡)라고 요청하십시오.
        6. ZOA를 식별했는지 확실하지 않은 경우 2.2.1.6.1-2.2.1.6.3 단계를 반복하고 이 보기에서 추정되는 횡격막을 검사하여 호흡기 주기 동안의 변화를 확인하십시오.
          알림: 실제 다이어프램은 흡기 중에 두꺼워져야 하고 호기 중에는 두께가 감소해야 합니다.
        7. 측정을 한 번 반복합니다(즉, 2.2.1.6.1-2.2.1.6.5 단계).
        8. 두 측정의 평균을 취하여 ZOA의 말단 흡기 위치의 최종 값으로 사용합니다(그림 5B).
      7. ZOA의 호기 종료 위치를 측정합니다.
        1. 환자에게 다음과 같은 지침을 제공하십시오: "숨을 충분히 들이쉬고, 그 다음 끝까지 숨을 내쉬고, 4초 동안 숨을 내쉬십시오. 4초를 견딜 수 없다면, 편한 시간 동안 숨을 참아주세요."
        2. 프로브를 두개골로 밀어 ZOA의 만료 종료 위치를 찾습니다.
        3. 2.2.1.6.3-2.2.1.6.4 단계를 반복합니다.
        4. 환자에게 "정상적으로 숨을 쉬라"고 요청한다.
        5. 측정을 한 번 반복합니다(즉, 2.2.1.7.1-2.2.1.7.4 단계).
        6. 두 측정값의 평균을 취하여 ZOA의 호기 종료 위치의 최종 값으로 사용합니다.
      8. ZOA 편위 측정
        1. 자를 사용하여 평균 흡기 말단 피부 표시와 평균 호기 말단 피부 표시 사이의 거리를 cm 단위로 측정합니다. 두 개의 외부 스킨 마킹 사이의 거리는 최대 횡격막 편위를 나타냅니다(그림 5C).
    2. 좌측 반횡격막 평가
      1. 왼쪽 가슴의 2.2.1단계에 포함된 모든 하위 단계를 반복합니다.

결과

이 횡격막 초음파 프로토콜은 폐활량 호흡 중 각 반흉부에 대한 정성적 평가로 시작하여 각 반흉을 세 가지 범주 중 하나로 분류합니다: 심하게 손상되지 않은 편위, 심하게 손상된 편위 또는 불확정. 오른쪽 및 왼쪽 반횡막의 매우 정상적인 폐활량 편위의 예가 각각 비디오 1 과 비디오 2에 나와 있습니다. 오른쪽 및 왼쪽 반횡막의 심하게 손상된 ...

토론

POCUS는 휴대성, 비침습성 및 실시간 이미징 기능을 포함하여 횡격막 평가에 대한 분명한 이점을 제공합니다. 이러한 강점은 이 실현 가능하고 접근 가능한 프로토콜을 통해 활용할 수 있으며 다양한 임상 환경에 적용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 횡격막 편위에 대한 질적 평가로 시작하여 총체적인 횡격막 기능 장애가 존재하는지 여부에 대한 질문에 답합니다. 답변이 ?...

공개

당사는 관련 공개 또는 이해 상충이 없습니다.

감사의 말

사진 촬영에 도움을 주신 Fintan Hughes 박사님께 감사드립니다.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Medical RulerMediChoiceNAWe used Medichoice as that is what is readily available at our institution and it comes with the skin marker, however any medical ruler will work. The majority of skin markers come with a type of ruler or measurement system, but if not a separate ruler can be used.
Skin MarkerMediChoiceNAWe again used Medichoice as that is what is readily available at our institution and it comes with the ruler, however any standard skin marker will work.
Ultrasound GelAquasonicNAAny standard gel will work. Sterile packs are not necessary but can be used on a case-by-case basis at the providers discretion.
Ultrasound Machine Samsung and GENAAny standard portable ultrasound machine will suffice.

참고문헌

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