Ультразвуковая диафрагма у взрослых: получение и интерпретация изображений

Резюме

Ультразвуковое исследование в месте оказания медицинской помощи (POCUS) является важным методом скрининга диафрагмальной дисфункции благодаря своей портативности, неинвазивности и возможностям визуализации в режиме реального времени. Несмотря на то, что современные протоколы POCUS с диафрагмой существуют, они страдают от низкой межоператорской надежности и отсутствия согласованных рекомендаций. Здесь мы опишем технику, которая воспроизводима и проста в исполнении.

Аннотация

Дисфункция диафрагмы является широко признанной проблемой во многих медицинских специальностях и клинических условиях. Своевременная и точная оценка диафрагмы жизненно важна не только у пациентов в критическом состоянии, где она играет роль в отлучении от искусственной вентиляции легких и респираторных исходах, но и в периоперационной сфере в качестве диагностического инструмента для выявления функции диафрагмального нерва. При оценке диафрагмы традиционно используются рентгеноскопия и исследования нервов, которые являются трудоемкими, дорогостоящими и непортативными. Ультразвуковое исследование в месте оказания медицинской помощи (POCUS) преодолевает эти барьеры и может быть использовано в качестве инструмента для неинвазивного скрининга функции диафрагмы. Тем не менее, POCUS для диагностики диафрагмальной дисфункции в настоящее время страдает от нескольких проблем, таких как отсутствие консенсусных рекомендаций, множественность протоколов и плохая межоператорная надежность среди существующих протоколов, особенно с оценкой хода купола диафрагмы и утолщения диафрагмы. Для решения этих проблем в данной рукописи представлен обзор доступной литературы по диафрагмальному POCUS и определен метод получения изображений, который является одновременно простым в выполнении и имеет высокую межоператорную надежность. Этот метод сначала описывает качественную оценку экскурсии диафрагмы, а затем количественную оценку экскурсии зоны аппозиции. Методика описана поэтапно вместе со всеми следующими параметрами: позиционирование пациента, выбор датчика, размещение зонда, оптимизация изображения и интерпретация.

Введение

Диагностическое ультразвуковое исследование можно разделить на два подразделения: консультативное и точечное. Консультативное ультразвуковое исследование включает в себя обследование, выполняемое отдельной командой специалистов, в то время как POCUS выполняется и интерпретируется врачом, ухаживающим за пациентом, в режиме^{реального времени.}

За последние несколько десятилетий диагностический POCUS превратился в преобразующий инструмент в современной медицине, и его применение быстро расширяется во всех специальностях. Эти приложения POCUS обусловлены неинвазивным характером ультразвука, портативностью и возможностями визуализации в режиме реального времени. Кроме того, в рамках диагностического POCUS приложения, которые достигли наибольшего распространения в клинической медицине, как правило, имеют как достаточно высокую точность по сравнению с золотым стандартом, так и высокую межнаблюдательную надежность ^2,3. Например, POCUS легкого хорошо зарекомендовал себя для сужения дифференциальной диагностики дыхательной недостаточности и имеет четкие научно обоснованные рекомендации, поддерживающие его стандартизированное использование⁴. Однако, несмотря на то, что POCUS легкого хорошо установлен, остается неудовлетворенной потребность в разработке воспроизводимой сонографической оценки диафрагмы.

Такой протокол неинвазивной диафрагмальной оценки принесет пользу многим специальностям и клиническим ситуациям, включая, помимо прочего, интенсивную терапию, пульмонологию, периоперационную помощь (включая как анестезию общего назначения, так и узкоспециализированную регионарную анестезию) и неврологию. В отделении интенсивной терапии дисфункция диафрагмы является распространенной проблемой, часто возникающей из-за множественных основных патологий, таких как нервно-мышечные заболевания, критическая миопатия, травмы и недостаточность питания⁵. Пациенты в критическом состоянии часто подвержены высокому риску как нарушения сужения диафрагмы, так и недостаточной распознаванности этого явления⁶. Кроме того, ранняя диагностика диафрагмальной дисфункции важна, так как она не только может помочь в стратегиях управления вентиляцией, но и может быть ранним индикатором инфекции и сепсиса ^7,8. Кроме того, длительная интубация может привести к значительной заболеваемости, смертности и увеличению расходов на здравоохранение². В этих сценариях неинвазивный, портативный протокол для оценки диафрагмы может быть полезен для оценки целесообразности отлучения от искусственной вентиляции легких, оценки работы дыхания и прогнозирования вероятности успешного или неудачного экстубации 6,8,9,10,11.

В рамках регионарной анестезии диафрагмальный POCUS может иметь значение для скрининга диафрагмального пареза, связанного с транзиторной дисфункцией диафрагмального нерва при блокаде плечевого сплетения. Несмотря на хорошую переносимость здоровыми пациентами, паралич диафрагмального нерва может привести к респираторному дистрессу у пациентов с ограниченным легочным резервом. Кроме того, в периоперационной сфере POCUS диафрагмы может служить диагностическим инструментом для пациентов в предоперационных, интраоперационных и послеоперационных условиях. Например, диафрагмальный POCUS может быть использован для выявления повреждения диафрагмального нерва, возникающего в результате широкого спектра процедур, включая, помимо прочего, аортокоронарное шунтирование с забором внутренней молочной артерии, абляцию фибрилляции предсердий,^{а также операции} на шейном или грудном отделе ^3,12.

Наконец, в рамках неврологии, POCUS может облегчить оценку диафрагмальной функции при неврологических заболеваниях, таких как миастения, мышечная дистрофия Дюшена, боковой амиотрофический склероз и нарушения мозгового кровообращения^.

Точная оценка диафрагмы имеет важное значение из-за ее жизненно важной роли в восстановительной функции. Оксигенация и вентиляция зависят от создания отрицательного внутригрудного давления, создаваемого диафрагмой, куполообразной мышцей, разделяющей брюшную полость и грудную клетку, которая состоит из нескольких мышечных и сухожильных оболочек^14,15. Диафрагма имеет как минимум два основных компонента, которые можно различить на ультразвуке: купол диафрагмы (DoD) и зона наложения (ZOA). DoD — это центральная сухожильная часть, которая на ультразвуке имеет гиперэхогенный и искривленный вид. ZOA представляет собой латеральную часть диафрагмы, которая прикрепляется к грудной клетке и состоит из мышечных волокон, проходящих параллельно и проксимальнее внутренней поверхности грудной стенки ^3,15. ZOA тонкая (обычно <1 см в толщину), но она увеличивается в толщине во время вдоха по мере сжатия диафрагмы. В ЗОА диафрагма имеет характерный для УЗИ вид с тремя слоями, включая безэхогенный мышечный слой, который ограничен снаружи поверхностной гиперэхогенной теменной плеврой и внутренне глубокой гиперэхогенной брюшиной ^3,13.

Для оценки диафрагмы было предложено несколько неинвазивных сонографических протоколов, включающих как качественный, так и количественный подходы. Качественная визуальная оценка, самый простой подход, включает в себя оценку движения диафрагмы двусторонним способом, во время дыхательного или витального дыхания, с использованием двумерного ультразвука, также известного как режим яркости (B-режим). В отличие от этого, количественные протоколы обычно начинаются с B-режима и добавляют одномерный ультразвук, также известный как режим движения (M-mode), для измерения одной из двух вещей: смещения купола диафрагмы (DoD) и/или утолщения диафрагмы 2,3,5,13. Измерение экскурсии DoD осуществляется с помощью низкочастотного преобразователя, при этом ультразвуковой луч направляется через заднюю треть гемидиафрагмы под перпендикулярным углом. Затем М-режим используется для измерения отклонения во время дыхания в жизненно важных емкостях легких.

В качестве альтернативы для измерения утолщения диафрагмы используется высокочастотный линейный преобразователь в два этапа. Сначала высокочастотный преобразователь размещается вдоль бока пациента над диафрагмой с В-модой для определения зоны аппозиции (ZOA)³. Во-вторых, оценка утолщения диафрагмы выполняется с помощью М-режима путем измерения толщины диафрагмы (в миллиметрах) от висцеральной до теменной плевры и вычисления изменения толщины по следующему уравнению 2,3,5,13:

Изменение толщины = (Толщина в конце вдоха - Толщина в конце экспирации) / Толщина в конце экспирации

Однако количественные методы (ход DoD и диафрагмальное сгущение) страдают от низкой межоператорной надежности. Межоператорская надежность при измерении хода МО низка по нескольким причинам. Во-первых, провайдеры испытывают трудности с поиском согласованного угла визуализации хода купола диафрагмы³. Во-вторых, оценка с левой стороны часто затруднена из-за небольшого акустического окна через селезенку ^2,16. Например, в исследованиях указано, что идентификация левосторонней диафрагмальной экскурсии невозможна в 65-79% случаев¹⁷. В-третьих, внутрибрюшное содержимое и положение пациента могут влиять на диапазон экскурсии^{диафрагмы2}.

Аналогичным образом, измерение утолщения диафрагмы имеет низкую межоператорную надежность по крайней мере по двум причинам. Во-первых, естественная толщина мембраны приводит к миллиметровым погрешностям измерения. Во-вторых, изменчивость толщины диафрагмы в зависимости от межреберных промежутков и от латеральности пациента дополнительно обуславливает дисперсию измерений ^2,3,17. Признавая эти многочисленные ограничения, в 2022 году эксперты пришли к консенсусу по ультразвуковой диагностике диафрагмы у пациентов в критическом состоянии, что существующие методы не стандартизированы и что многие из них требуют квалифицированного сонографиста¹⁸. Они отметили, что нет согласия по значениям пороговых значений для дисфункции диафрагмы, основанных на фракции утолщения, и что измерение фракции утолщения является сложным навыком с крутой кривой обучения^13,18. Кроме того, использование в литературе множества различных сонографических протоколов усугубило неизбежные проблемы, затруднив сравнение исследований, что привело к гетерогенности исследований¹⁹.

Чтобы решить эти проблемы, в данной рукописи представлен обзор доступной литературы по диафрагмальному POCUS и определен метод получения изображений, который одновременно прост в выполнении и обладает высокой межоператорной надежностью. Этот осуществимый, но эффективный протокол начинается с качественной оценки диафрагмального вмешательства, за которым следует недавно валидированная количественная оценка экскурсии самой черепной точки ZOA^17,19.

протокол

Все процедуры, выполненные в исследованиях с участием людей, соответствовали этическим стандартам институционального исследовательского комитета системы здравоохранения Университета Дьюка и Хельсинкской декларации 1964 года и ее более поздним поправкам или сопоставимым этическим стандартам. Информированное согласие было получено от всех участников. Дополнительный файл 1 содержит наиболее важные кадры из каждого видео.

1. Фаза 1: Качественная оценка диафрагмального экскурсии (визуальный скрининг на грубую гемидиафрагматическую дисфункцию)

1. Настройка аппарата и позиционирование пациента
   1. Выбор пробника: Выберите низкочастотный (≤ 5 МГц) преобразователь (криволинейный или секторный массив [также известный как «фазированная решетка»^]19.
   2. Нанесите на зонд гель для ультразвуковой связи.
   3. Настройки прибора: Выберите предустановку брюшной полости.
   4. Расположите пациента в полулежачем положении.
2. Техника сканирования
   1. Оценка правой гемидафрагмы
      1. Расположите зонд на правом фланге,^5-7-м межреберье, на средней подмышечной линии так, чтобы луч был выровнен по корональной плоскости тела, а индикатор зонда был направлен краниально (рис. 1 и рис. 2А).
      2. Отрегулируйте положение зонда (ползунок, веер, камень по мере необходимости) до тех пор, пока изображение не будет центрировано на диафрагме, при этом также будут видны следующие структуры: поддиафрагмальный орган (печень или селезенка), диафрагма, позвоночник и наддиафрагмальное пространство (т.е. плевральная полость)¹⁹ (рис. 2B, C).
      3. Попросите пациента сделать медленный вдох и медленный выдох.
      4. Нажмите «Получить » (или эквивалент), чтобы снять короткий клип во время дыхания пациента.
      5. Визуально оценивайте проходимость диафрагмы как одну из следующих: «Сильно не повреждена» (Видео 1 и Видео 2), «Сильно отсутствует» (Видео 3 и Видео 4) или «Неопределенная» (Видео 5 и Видео 6).
      6. Если требуется неопределенная или дополнительная количественная оценка, перейдите к разделу 2 (Фаза 2) протокола.
   2. Оценка левой гемидиафрагмы: повторите шаги 1.2.1.1-1.2.1.6 с левой стороны пациента.

2. Фаза 2: Количественная оценка экскурсии ZOA

1. Настройка аппарата и позиционирование пациента
   1. Выбор пробника: Выберите высокочастотный (>10–13 МГц) линейный преобразователь.
   2. Нанесите на зонд гель для ультразвуковой связи.
      1. Настройки инструмента: Выберите предустановку для опорно-двигательного аппарата (MSK), если она доступна. Если предустановка MSK недоступна, выберите любую предустановку и используйте ту же предустановку для всех операций высокочастотного диафрагмального сканирования.
   3. Расположите пациента в полулежачем положении (повторите шаг 1.1.4).
2. Техника сканирования
   1. Оценка правой гемидафрагмы
      1. Поместите зонд на среднюю подмышечную линию на уровне восьмого или девятого межреберья, индикатор зонда должен быть направлен цефаладой в сторону головы пациента (рисунок 3 и рисунок 4А).
      2. Наклоните луч перпендикулярно грудной стенке и центрируйте ось так, чтобы межреберное пространство было центрировано в экране, а краниальные и каудальные ребра были видны по краям экрана (рис. 4B).
      3. Установите глубину таким образом, чтобы плевральная линия или диафрагма была видна в средней трети экрана.
         ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, это означает глубину 3-5 см, но может быть и больше, если есть дополнительная подкожная клетчатка.
      4. Установите усиление таким образом, чтобы линия диафрагмы/плевры заметно отличалась от окружающих структур.
      5. Определите плевральную линию на экране.
      6. Измерьте конечно-инспираторное расположение ЗОА.
         1. Дайте пациенту следующие инструкции: «Вдохните полностью, а затем задержите дыхание на 4 секунды. Если вы не можете выдержать 4 секунды, то, пожалуйста, задержите дыхание на любое удобное для вас время».
         2. Во время задержки дыхания пациента следует за плевральной линией каудально до тех пор, пока не будет достигнуто место, где плевральная линия видна только в части промежутка ребер, а оставшаяся промежуток содержит диафрагму на той же глубине, что и плевральная линия (Видео 7 и Видео 8).
            ПРИМЕЧАНИЕ: Это промежуток между ребрами, одновременно содержащий плевру и диафрагму, был назван зоной аппозиции (ZOA).
         3. Отрегулируйте положение зонда (слайд, веер, камень по мере необходимости) до тех пор, пока изображение не будет центрировано на ZOA, при этом также будут видны следующие структуры: подкожная клетчатка над экраном и ребро на экране любого размера (рис. 4C).
         4. Используя непостоянный маркер кожи, нарисуйте на пациенте линию, которая перпендикулярна длинной оси ультразвукового датчика и делит зонд пополам, чтобы отметить промежуток между местами обнаружения ЗОА (рисунок 5A). Маркировка должна быть выровнена по ZOA, на переходе между плеврой и диафрагмой (рис. 4B, C).
         5. Попросите пациента выдохнуть, а затем «дышать нормально» (так называемое дыхательное дыхание).
         6. Если вы не уверены в том, что вы определили ЗОА, повторите шаги 2.2.1.6.1-2.2.1.6.3 и осмотрите предполагаемую диафрагму в этом ракурсе, чтобы увидеть ее изменения в течение дыхательного цикла.
            ПРИМЕЧАНИЕ: Истинная диафрагма должна утолщаться во время вдоха и уменьшаться в толщине во время выдоха.
         7. Повторите измерение один раз (т.е. шаги 2.2.1.6.1-2.2.1.6.5).
         8. Возьмите среднее значение двух измерений и используйте его для определения конечного положения ZOA на вдохе (рисунок 5B).
      7. Измерьте конечное местоположение выдоха ZOA.
         1. Дайте пациенту следующие инструкции: «Вдохните полностью, затем выдохните до упора, а затем задержите дыхание на 4 секунды. Если вы не можете выдержать 4 секунды, то, пожалуйста, задержите дыхание на любое удобное для вас время».
         2. Сдвиньте зонд краниально, чтобы найти место окончания выдоха ZOA.
         3. Повторите шаги 2.2.1.6.3-2.2.1.6.4.
         4. Попросите пациента «дышать нормально».
         5. Повторите измерение один раз (т.е. шаги 2.2.1.7.1-2.2.1.7.4).
         6. Возьмите среднее значение двух измерений и используйте его для окончательного значения местоположения ZOA в конце выдоха.
      8. Измерение отклонения ZOA
         1. Измерьте расстояние между усредненными отметинами кожи на конце вдоха и усредненными отметинами на коже на конце выдоха в см с помощью линейки. Расстояние между двумя внешними отметками на коже представляет собой максимальный ход диафрагмы (рис. 5C).
   2. Оценка левой гемидиафрагмы
      1. Повторите все подшаги, содержащиеся в шаге 2.2.1, на левой грудной клетке.

Результаты

Этот протокол диафрагмального ультразвукового исследования начинается с качественной оценки каждого гемиторакса во время дыхания с целью сортировки каждой гемидиафрагмы по одной из трех категорий: полностью неповрежденная экскурсия, сильно нарушенная экскурсия и...

Обсуждение

POCUS предлагает очевидные преимущества для оценки диафрагмы, включая портативность, неинвазивность и возможности визуализации в режиме реального времени. Эти сильные стороны могут быть использованы с помощью этого осуществимого и доступного протокола и могут быть п?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Medical Ruler	MediChoice	NA	We 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 Marker	MediChoice	NA	We 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 Gel	Aquasonic	NA	Any 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 GE	NA	Any standard portable ultrasound machine will suffice.