Lo spessore e la funzione del diaframma possono essere valutati in individui sani e in pazienti critici utilizzando l’ecografia point-of-care. Questa tecnica offre un metodo accurato, riproducibile, fattibile e ben tollerato per valutare la struttura e la funzione del diaframma.
Il diaframma è il componente principale della pompa del muscolo respiratorio. La disfunzione del diaframma può causare dispnea e intolleranza all’esercizio fisico e predispone gli individui affetti all’insufficienza respiratoria. Nei pazienti ventilati meccanicamente, il diaframma è suscettibile di atrofia e disfunzione a causa del disuso e di altri meccanismi. Ciò contribuisce al mancato svezzamento e agli scarsi risultati clinici a lungo termine. L’ecografia point-of-care fornisce un metodo valido e riproducibile per valutare lo spessore del diaframma e l’attività contrattile (frazione di ispessimento durante l’inspirazione) che può essere prontamente impiegato sia da medici che da ricercatori. Questo articolo presenta le migliori pratiche per misurare lo spessore del diaframma e quantificare l’ispessimento del diaframma durante la respirazione mareale o l’inspirazione massima. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere utilizzata per diagnosticare e pronosticare la disfunzione del diaframma e guidare e monitorare la risposta al trattamento nel tempo sia in individui sani che in pazienti acuti o cronici.
Gli ultrasuoni si riferiscono alle onde sonore oltre i limiti udibili superiori dell’udito umano. Gli ultrasuoni hanno molte applicazioni al di là dell’assistenza sanitaria, la più famosa è probabilmente lo sviluppo del SONAR (sound navigation and ranging) per uso militare nella prima guerra mondiale1; Gli ultrasuoni sono ora utilizzati di routine nella diagnosi e nella terapia medica. L’ecografia medica o l’ecografia diagnostica utilizza onde sonore ad alta frequenza (>20 kHz) per fornire immagini delle strutture dei tessuti molli all’interno del corpo. Queste onde sonore vengono pulsate a frequenze comprese tra 1 e 20 milioni di cicli/s (megahertz, MHz), che possono essere trasmesse nel corpo per esaminare le strutture anatomiche, come il fegato, il cuore e il muscolo scheletrico. L’ecografia point-of-care sta diventando sempre più una pietra miliare della valutazione e della gestione delle malattie critiche.
La prima applicazione degli ultrasuoni in medicina fu nel 1940 da parte del Dr. Karl Dussik, che tentò di localizzare i tumori cerebrali misurando la trasmissione dei fasci di ultrasuoni attraverso la testa2. Con il progredire della tecnologia, sono state sviluppate nuove tecniche, tra cui la modalità di ampiezza (modalità A) e la modalità di luminosità (modalità B)3, seguite dallo sviluppo di scanner bidimensionali nel 1960 4,5. Il campo dell’ecografia diagnostica è diventato prezioso nella pratica clinica, poiché evita l’esposizione alle radiazioni ionizzanti e può essere ottenuto al letto del paziente, evitando la necessità di trasporto in ospedale con i rischi associati. L’ecografia è sicura, ben tollerata, affidabile e ripetibile nei pazienti 6,7.
Il diaframma è una sottile struttura muscolare a forma di cupola che funge da principale pompa respiratoria che guida la ventilazione spontanea negli esseri umani. Il diaframma separa la cavità toracica e addominale ed è composto da tre segmenti separati: il tendine centrale, il diaframma costale e il diaframma crurale (Figura 1). Il tendine centrale del diaframma è una struttura non contrattile che consente il passaggio dei principali vasi sanguigni dalla cavità toracica a quella addominale. Il diaframma costale ha fibre che vanno dalla gabbia toracica o processo xifoideo al tendine centrale. Il diaframma crurale si inserisce nei primi tre vertebrati lombari. Durante l’inspirazione, il diaframma costale si contrae, abbassando la cupola del diaframma ed espandendo la gabbia toracica inferiore. Il diaframma costale sostiene il diaframma crurale nell’abbassamento della cupola 8,9,10.
L’ecografia transtoracica del diaframma ha guadagnato una crescente attenzione per la sua capacità di monitorare lo spessore del diaframma nella zona di apposizione (Figura 1)11,12,13. Il diaframma è stato visualizzato per la prima volta con gli ultrasuoni nel 1975 da Haber et al.14. La contrattilità del diaframma e l’accorciamento muscolare durante l’inspirazione possono essere quantificati utilizzando l’ecografia M-mode per monitorare lo spessore del diaframma (Tdi) e la frazione di ispessimento (TFdi). Questa valutazione della contrattilità fornisce una misura delle prestazioni muscolari del diaframma sotto un dato livello di spinta e sforzo inspiratorio. L’ecografia point-of-care fornisce misure sicure, ripetibili e affidabili della funzione e dell’architettura del diaframma. Nei pazienti ventilati meccanicamente, le variazioni dello spessore del diaframma nel tempo possono essere utilizzate per valutare gli impatti negativi della ventilazione meccanica, compresi gli effetti del miotrauma dovuto all’eccesso di assistenza (atrofia; diminuzione dello spessore di fine espirazione nel tempo) o alla sotto-assistenza (lesione indotta dal carico con conseguente infiammazione, edema; possibilmente rappresentato dall’aumento dello spessore di fine espirazione nel tempo)15. Questi cambiamenti sono correlati con esiti clinici avversi16. La misurazione del TFdi durante la respirazione corrente consente una valutazione dell’attività diaframmatica corrente (cioè dello sforzo inspiratorio). La misurazione del TFdi durante uno sforzo inspiratorio massimale (TFdi,max) fornisce una valutazione della forza del diaframma (poiché la capacità di generare forza del diaframma è correlata alla sua capacità di contrarsi e accorciarsi).
Esiste un sostanziale consenso sul protocollo ottimale per l’acquisizione e l’analisi delle misure17. La competenza nell’imaging ecografico a diaframma comporta una curva di apprendimento moderatamente ripida; È essenziale una formazione approfondita sulla tecnica e sulle sue potenziali insidie. Gli studi hanno dimostrato che la competenza nell’ecografia a diaframma può essere acquisita in un breve periodo di tempo attraverso la formazione a distanza basata sul web18. Pertanto, questo protocollo è stato ottimizzato per fornire una misurazione coerente dello spessore del diaframma e della frazione di ispessimento che può essere applicata sia a pazienti sani che a pazienti con sospetta patologia respiratoria19
L’ecografia a diaframma fornisce una tecnica non invasiva, affidabile e valida per monitorare la struttura e la funzione del diaframma in soggetti sani e pazienti in condizioni critiche. La frazione di ispessimento del diaframma fornisce una misura dell’attività e della funzione contrattile del diaframma che è molto più fattibile rispetto alle misurazioni della pressione transdiaframmatica a contrazione magnetica, il tradizionale metodo gold standard per valutare la funzione del diaframma33. Il monitoraggio della funzione e dello spessore del diaframma mediante ecografia point-of-care fornisce un mezzo per rilevare l’atrofia del diaframma. Pertanto, gli esperti raccomandano di eseguire e analizzare un minimo di 15 ecografie transdiaframmatiche separate per sviluppare la competenza17.
Per garantire misurazioni riproducibili e precise, è imperativo contrassegnare il posizionamento della sonda19. L’immagine in modalità B deve essere ottimizzata regolando il posizionamento della sonda, nonché la profondità, il guadagno e la messa a fuoco dello strumento. La velocità di scansione degli ultrasuoni utilizzati deve essere regolata in modo da ottenere un minimo di due respiri all’interno di un’immagine acquisita, se possibile. Infine, le misurazioni devono essere ripetute fino ad ottenere valori coerenti (entro il 10%).
Alcune delle difficoltà associate all’ottenimento di Tdi e TFdi sono il posizionamento e l’orientamento della sonda lineare. La Tabella 1 evidenzia alcuni scenari comuni e le relative misure di risoluzione dei problemi che gli utenti dovrebbero intraprendere.
È necessario notare alcuni limiti di questa tecnica ad ultrasuoni. In primo luogo, lo spessore del diaframma varia ampiamente da un paziente all’altro e le variazioni di spessore nel tempo devono essere riferite al valore basale (ad esempio, per diagnosticare l’atrofia). In secondo luogo, nonostante la semplicità della tecnica, è necessaria una formazione per garantire la competenza. Una piattaforma di formazione online basata sul web è stata convalidata per raggiungere la competenza nella tecnica18. In terzo luogo, la tecnica ecografica descritta fornisce dati limitati sulla struttura muscolare (massa) e sulla funzione (contrattilità). Nuove tecniche, come l’ecografia a taglio e l’elastografia ad ultrasuoni, possono fornire ulteriori informazioni sulla rigidità muscolare e sulla fibrosi 34,35,36,37,38.
In sintesi, l’ecografia transdiaframmatica fornisce misure chiave della struttura e della funzione del diaframma che possono essere facilmente eseguite in pazienti sani e critici. Questa tecnica è affidabile e valida, considerando un utente competente con una formazione sufficiente. Questo articolo illustra come eseguire l’ecografia transdiaframmatica e avverte gli utenti di sottoporsi a una formazione sufficiente prima dell’acquisizione dei dati.
The authors have nothing to disclose.
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