ניתן להעריך את עובי הסרעפת ותפקודה אצל אנשים בריאים וחולים במצב קריטי באמצעות אולטרסאונד נקודתי. טכניקה זו מציעה שיטה מדויקת, ניתנת לשחזור, ישימה ונסבלת היטב להערכת מבנה ותפקוד הסרעפת.
הסרעפת היא המרכיב העיקרי של משאבת שריר הנשימה. תפקוד לקוי של הסרעפת עלול לגרום לקוצר נשימה ולאי סבילות לפעילות גופנית, וגורם לאנשים הסובלים מכשל נשימתי. בחולים מונשמים מכנית, הסרעפת רגישה לניוון ותפקוד לקוי באמצעות חוסר שימוש ומנגנונים אחרים. זה תורם לכישלון בגמילה ולתוצאות קליניות גרועות לטווח ארוך. אולטרסאונד נקודתי מספק שיטה תקפה וניתנת לשחזור להערכת עובי הסרעפת ופעילות ההתכווצות (עיבוי מקטע במהלך השראה) שניתן להשתמש בה בקלות על ידי רופאים וחוקרים כאחד. מאמר זה מציג שיטות עבודה מומלצות למדידת עובי הסרעפת ולכימות עיבוי הסרעפת במהלך נשימת גאות ושפל או השראה מרבית. לאחר השליטה, טכניקה זו יכולה לשמש כדי לאבחן ופרוגנוסטיקט תפקוד לקוי של הסרעפת, ולהנחות ולנטר תגובה לטיפול לאורך זמן הן אצל אנשים בריאים והן בחולים חריפים או כרוניים.
אולטרסאונד מתייחס לגלי קול מעבר לגבולות השמיעתיים העליונים של השמיעה האנושית. לאולטרסאונד יישומים רבים מעבר לשירותי הבריאות, המפורסם שבהם הוא ככל הנראה פיתוח SONAR (ניווט קול וטווח) לשימוש צבאי במלחמת העולם הראשונה1; אולטרסאונד משמש כיום באופן שגרתי באבחון וטיפול רפואי. סונוגרפיה רפואית או אולטרסאונד אבחוני משתמשים בגלי קול בתדר גבוה (>20 קילוהרץ) כדי לספק תמונות של מבני רקמות רכות בגוף. גלי קול אלה פועמים בתדרים של 1 עד 20 מיליון מחזורים לשנייה (מגה-הרץ, מגה-הרץ), אשר יכולים להיות מועברים לגוף כדי לבחון מבנים אנטומיים, כגון הכבד, הלב ושרירי השלד. אולטרסאונד נקודתי הופך יותר ויותר לאבן פינה בהערכה וניהול של מחלות קריטיות.
היישום הראשון של אולטרסאונד ברפואה היה בשנות ה-40 של המאה ה-20 על ידי ד"ר קרל דוסיק, שניסה לאתר גידולי מוח על ידי מדידת העברת קרני אולטרסאונד דרך הראש2. עם התקדמות הטכנולוגיה, פותחו טכניקות חדשות, כולל מצב משרעת (מצב A) ומצב בהירות (מצב B)3, ואחריו פיתוח סורקים דו-ממדיים בשנת 1960 4,5. תחום האולטרסאונד האבחנתי הפך לרב ערך בפרקטיקה הקלינית, שכן הוא נמנע מחשיפה לקרינה מייננת וניתן להשיג אותו ליד המיטה, תוך הימנעות מהצורך בתחבורה בבית החולים עם הסיכונים הקשורים. אולטרסאונד הוא בטוח, נסבל היטב, אמין, וחוזר על עצמו בחולים 6,7.
הסרעפת היא מבנה שרירי דק בצורת כיפה המשמש כמשאבת הנשימה העיקרית המניעה אוורור ספונטני בבני אדם. הסרעפת מפרידה בין חלל בית החזה לחלל הבטן ומורכבת משלושה מקטעים נפרדים: הגיד המרכזי, הסרעפת הקוסטלית והסרעפת (איור 1). הגיד המרכזי של הסרעפת הוא מבנה לא מתכווץ המאפשר לכלי דם מרכזיים לעבור דרך בית החזה לחלל הבטן. בסרעפת הקוסטלית סיבים הזורמים מכלוב הצלעות או תהליך הקסיפואיד ועד לגיד המרכזי. הסרעפת הגולמית מוחדרת לשלוש החוליות המותניות הראשונות. במהלך ההשראה, הסרעפת הקוסטלית מתכווצת, מורידה את כיפת הסרעפת תוך הרחבת כלוב הצלעות התחתון. הסרעפת הקוסטלית תומכת בסרעפת הקרנית בהנמכת הכיפה 8,9,10.
אולטרסאונד טרנס-חזי של הסרעפת זכה לתשומת לב הולכת וגוברת בשל יכולתו לפקח על עובי הסרעפת באזור האפפוזיציה (איור 1)11,12,13. הסרעפת הודגמה לראשונה באמצעות אולטרסאונד בשנת 1975 על ידי Haber et al.14. ניתן לכמת את התכווצות הסרעפת ואת קיצור השרירים במהלך ההשראה באמצעות אולטרסאונד במצב M כדי לפקח על עובי הסרעפת (Tdi) ומקטע העיבוי (TFdi). הערכה זו של התכווצות מספקת מדד של ביצועי שרירי הסרעפת תחת רמה נתונה של דחף השראה ומאמץ. אולטרסאונד נקודתי מספק מדדים בטוחים, חוזרים ואמינים של תפקוד וארכיטקטורה של הסרעפת. בחולים מונשמים מכנית, שינויים בעובי הסרעפת לאורך זמן יכולים לשמש להערכת ההשפעות השליליות של הנשמה מכנית, כולל ההשפעות של מיוטראומה עקב סיוע יתר (ניוון; ירידה בעובי הסופי לאורך זמן) או תת-סיוע (פציעה הנגרמת על ידי עומס וכתוצאה מכך דלקת, בצקת; ייתכן שהדבר מיוצג על ידי הגדלת עובי התפוגה הסופית לאורך זמן)15. שינויים אלה מתואמים עם תוצאות קליניות שליליות16. מדידת TFdi במהלך נשימת גאות מאפשרת הערכה של פעילות סרעפתית של גאות ושפל (כלומר, מאמץ השראתי). מדידת TFdi במהלך מאמץ השראתי מקסימלי (TFdi,max) מספקת הערכה של חוזק הסרעפת (שכן יכולת יצירת הכוח של הסרעפת קשורה ליכולתה להתכווץ ולהתקצר).
קיימת הסכמה מהותית על הפרוטוקול האופטימלי לרכישה וניתוח מדידות17. מיומנות בהדמיית אולטרסאונד בסרעפת כרוכה בעקומת למידה תלולה למדי; הכשרה יסודית בטכניקה ובמלכודות הפוטנציאליות שלה היא חיונית. מחקרים הראו כי מיומנות באולטרסאונד דיאפרגמה ניתן לרכוש בפרק זמן קצר באמצעות אימון מרחוק מבוסס אינטרנט18. לכן, פרוטוקול זה עבר אופטימיזציה כדי לספק מדידה עקבית של עובי הסרעפת ומקטע העיבוי שניתן ליישם הן על חולים בריאים והן על חולים עם חשד לפתולוגיה נשימתית19
מחקרים המשתמשים בטכניקה זו קיבלו אישור אתי ממועצת האתיקה של המחקר ברשת הבריאות האוניברסיטאית, טורונטו, קנדה.
1. הערכת עובי הסרעפת ועיבוי המקטע במהלך נשימת גאות ושפל
איור 1: סקירה כללית של אנטומיה של הסרעפת ומיקום בדיקת אולטרסאונד. (A) מבנים אנטומיים לאולטרסאונד של הסרעפת הקוסטלית. הסרעפת מורכבת מהגיד המרכזי, הסרעפת הקוסטלית והסרעפת הקרנית. (ב,ג) כדי לדמיין את הסרעפת הקוסטלית באזור ההקצאה באולטרסאונד, המטופל ממוקם במצב שכיבה למחצה והחלל הבין-קוסטלי השמיני, התשיעי אוהעשירי נמצא. בדיקת אולטרסאונד מערך ליניארי בתדר גבוה (>12 MHz) ממוקמת במקביל לצלעות בחלל הבין-קוסטלי לאורך קו בית השחי כדי לדמיין את הסרעפת הקוסטלית כחתך רוחב. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: עובי הסרעפת באולטרסאונד והתעבותה במהלך נשימת גאות. (A) הגשושית ממוקמת בחלל הבין-קוסטלי השמיני, התשיעי או העשירי כדי לדמיין את הסרעפת כחתך רוחב. (B) בתמונה במצב B, החיצים הלבנים מדגימים את הקרומים הפלאורליים והצפקיים ההיפראקואיים. (C) התמונה במצב M מקרינה שונות בעובי הסרעפת בנקודה מסוימת לאורך זמן. משמאל לימין, הקווים הצהובים מודדים את עובי הסרעפת בסוף (Tdi,ee) ואת עובי הסרעפת בשיא ההשראה (Tdi,pi) של הנשימה הראשונה, והקווים האדומים מציינים את עובי הנשימה השנייה. עובי הסרעפת (Tdi,ee) הוא 1.20 ו-1.25 מ"מ, ו-TFdi 26% ו-23%, בהתאמה, בנבדק זכר בריא. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה 1: בעיות נפוצות באולטרה-סאונד טרנס-סרעפתי לחץ כאן להורדת טבלה זו.
2. הערכת מקטע עיבוי הסרעפת המקסימלי
הערה: ניתן להעריך את מקטע עיבוי הסרעפת המרבי במהלך אותה פגישת ניסוי כמו עובי הסרעפת.
איור 3: דוגמאות למקטע עיבוי מינימלי ומקסימלי של הסרעפת. (A) עובי הסרעפת באולטרסאונד (Tdi) ומקטע התעבות (TFdi) נמדדו בנוכחות התכווצות סרעפתית מינימלית. במידת הצורך, התאם את מהירות הטאטוא; שתי נשימות משמשות להערכת TFdi. בהיעדר עובי השראתי שיא ברור, תזמון המאמץ ההשראתי נקבע קלינית ליד המיטה. TFdi כאן מחושב כ -11%, אך יהיה ממוצע על פני שתי נשימות נוספות (סה"כ ארבע נשימות שצולמו בשתי תמונות). (B) מקטע עיבוי מקסימלי של הסרעפת הנמדד במהלך מאמצי השראה מקסימליים (TFdi,max) מגורה או על ידי אימון המטופל לעשות מאמצים רצוניים מקסימליים, או בעקבות מאובר מריני אם המטופל אינו מסוגל להיות מאומן ויש P0.1 >2 ס"מ H2O. TFdi,max מחושב כאן כ 208%, עם זאת, הערך הגדול ביותר שיתקבל לאחר מספר (לפחות שלושה) ניסיונות יירשם כ- TFdi,max. יש הבדל בולט בין TFdi ו-Tdi במהלך השראה מקסימלית (B) לעומת מאמץ השראה מינימלי (A). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
בעקבות פרוטוקול זה, ניתן למדוד את עובי הסרעפת ואת מקטע העיבוי כאמצעי לא פולשני וניתן לשחזור להערכת מבנה הסרעפת ותפקודה. ניתן לבצע מדידות ליד המיטה ולשמור אותן לניתוח לא מקוון עיוור. ניתן להשיג מדדים אלה שוב ושוב לאורך זמן כדי להעריך שינויים במבנה הסרעפת ובתפקוד האורכי.
אצל מבוגרים בריאים, עובי הסרעפת הסופי במנוחה יכול לנוע בין 1.5 מ"מ ל-5.0 מ"מ, תלוי בגובה, מין ומיקום בדיקה21. אצל מבוגרים בריאים הנושמים במנוחה, TFdi גאות ושפל נע בדרך כלל בין 15%-30%. במהלך מאמצי השראה מקסימליים, TFdi,max בדרך כלל נע בין 30% ל 130% 13,21,22. TFdi מקסימלי <20% הוא אבחון לתפקוד לקוי חמור של הסרעפת13,21. טבלה 2 מסכמת את עובי הסרעפת הבריאה והחולה אנושות ואת מקטע העיבוי.
טבלה 2: ערכי ייחוס עבור עובי הסרעפת ומקטע עיבוי 11,13,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
בחולים במצב קריטי המקבלים הנשמה מכנית פולשנית, עובי הסרעפת הבסיסי שנמדד בתחילת הכשל הנשימתי נמצא בקורלציה לתוצאות קליניות (Tdi בסיסי גבוה יותר מנבא תמותה נמוכה יותר ושחרור מהיר יותר מהנשמה מכנית). בחולים אלה, האבולוציה הבאה של Tdi לאורך זמן משתנה במידה רבה בין מטופלים. כ-40%-50% מהחולים מפתחים ניוון (ירידה של יותר מ-10% ב-Tdi מנקודת ההתחלה) בשבוע הראשון להנשמה מכנית15. תת-קבוצה קטנה של מטופלים מציגה עלייה מוקדמת מהירה ב-Tdi העולה על 10% מהבסיס, מה שעשוי להצביע על פציעה, דלקת או בצקת בשריר (אך לא היפרטרופיה של שרירים, שכן היפרטרופיה נמשכת שבועות). TFdi,max <30% מנבא סיכון גבוה יותר לגמילה כושלת מהנשמה מכנית23.
בדוגמה שמוצגת באיור 2A, עובי הסרעפת בנשימה הראשונה (בצהוב) היה 1.20 מ"מ בסוף התפוגה ו-1.51 מ"מ בשיא ההשראה. לאחר מכן ניתן לחשב את שבר העיבוי באמצעות הנוסחה שלהלן ולבטא אותו באחוזים.
אולטרסאונד דיאפרגמה מספק טכניקה לא פולשנית, אמינה ותקפה לניטור מבנה ותפקוד הסרעפת בנבדקים בריאים ובחולים קריטיים. מקטע עיבוי הסרעפת מספק מדד לצד המיטה של פעילות ותפקוד כיווץ הסרעפת שהוא הרבה יותר אפשרי מאשר מדידות לחץ טרנס-סרעפתי מגנטי, שיטת תקן הזהב המסורתית להערכת פונקציית הסרעפת33. ניטור תפקוד ועובי הסרעפת על ידי אולטרסאונד נקודתי מספק אמצעי לאיתור ניוון הסרעפת. לפיכך, מומחים ממליצים לבצע ולנתח מינימום של 15 אולטרסאונד טרנס-סרעפתי נפרד כדי לפתח יכולת17.
כדי להבטיח מדידות ניתנות לשחזור ומדויקות, חובה לסמן את מיקום הגשושית19. יש למטב את התמונה במצב B על ידי התאמת מיקום הבדיקה, כמו גם את העומק, הרווח והמיקוד של המכשיר. יש להתאים את מהירות הטאטוא של האולטרסאונד המשמש להשגת מינימום של שתי נשימות בתוך תמונה שצולמה במידת האפשר. לבסוף, יש לחזור על המדידות עד לקבלת ערכים עקביים (בטווח של 10%).
חלק מהקשיים הקשורים בהשגת Tdi ו- TFdi הם המיקום והכיוון של הגשושית הליניארית. טבלה 1 מדגישה כמה תרחישים נפוצים ואת אמצעי פתרון הבעיות המשויכים שעל המשתמשים לנקוט.
יש לציין כמה מגבלות של טכניקת אולטרסאונד זו. ראשית, עובי הסרעפת משתנה מאוד בין מטופלים, ויש להתייחס לשינויים בעובי לאורך זמן לערך הבסיס (למשל, כדי לאבחן ניוון). שנית, למרות פשטות הטכניקה, נדרשת הכשרה כדי להבטיח מיומנות. פלטפורמת הדרכה מקוונת מבוססת אינטרנט אומתה כדי להשיג מיומנות בטכניקה18. שלישית, טכניקת האולטרסאונד המתוארת מספקת נתונים מוגבלים על מבנה השריר (מסה) ותפקוד (התכווצות). טכניקות חדשות, כגון אולטרה-סאונד גזירה ואלסטוגרפיה אולטרסאונד, יכולות לספק מידע נוסף לגבי נוקשות שרירים ופיברוזיס 34,35,36,37,38.
לסיכום, אולטרה-סאונד טרנס-סרעפתי מספק מדדים מרכזיים של מבנה ותפקוד הסרעפת שניתן לבצע בקלות בחולים בריאים וקריטיים. טכניקה זו היא אמינה ותקפה, בהתחשב משתמש מוכשר עם הכשרה מספקת. מאמר זה מתאר כיצד לבצע אולטרסאונד טרנס-סרעפתי ומזהיר את המשתמשים לעבור הכשרה מספקת לפני רכישת נתונים.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10-15 MHz linear array transducer | Philips | L12-4 | Any 10-15MHz linear array transducer may be used |
Any DICOM viewer software Example: MicroDicom DICOM viewer | MicroDicom | Free for non-commerical use analysis software: https://www.microdicom.com/company.html | |
Lumify Ultrasound Application | Philips | Other systems will use their own software | |
Lumify Ultrasound System | Philips | Any ultrasound system may be used | |
Skin Safe Marker | Viscot | 1450XL | Used for marking location of probe |
Ultrasound Gel | Wavelength | NTPC201X | Any ultrasound gel may be used |
Explore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved