ポイントオブケア超音波を用いたダイアフラムの厚さと機能の測定

この手法を採用した研究は、カナダのトロントにあるUniversity Health Networkの研究倫理委員会から倫理的承認を受けています。 1. 潮汐呼吸時の横隔膜厚と肥厚率の評価 ダイヤフラムの識別患者を仰向けで半臥位(平行から30°〜45°)に置きます。胸の右側から衣類を取り除きます。注:同様の手順を使用して、左半隔膜を視覚化できます。左側は一般的に視覚化が難しく、測定精度ははるかに低いと報告されています19。 ポータブル超音波装置に電力を供給しているタブレットの電源を入れ、適切なアプリケーションを開始します( 材料表を参照)。高周波リニアアレイトランスデューサ(最低12MHz)で筋骨格系検査を開始します。注意: この技術を実行するために、任意の超音波システムを使用できます。 リニアアレイトランスデューサの先端を十分な量の超音波ゲルで覆い、超音波が位置決めのためにBモードになっていることを確認します。親指と人差し指でプローブの先端を囲んでプローブを持ちます(図2A)。 胸壁表面を触診して、図1Cおよび図2Aに示すように、中央腋窩線と前腋窩線の間の右8番目、9番目、または10番目の肋間腔を見つけ、プローブを同位ゾーン(通常は第8肋間腔の周り)に配置します。 探触子を矢状面に傾けて、完全にリブの間に位置し(図2A)、画像にリブアーチファクトが見えないようにします(図2B)。画像にリブが表示されている場合は、上下に傾けてプローブの角度を調整します。それでもリブが見える場合は、ダイヤフラムのみが表示されるまでプローブを回転させます。横隔膜の可視化に引き続き問題がある場合は、プローブを新しい肋間腔まで上下にスライドさせます。 超音波モニターで、胸膜と腹膜を示す肝臓のすぐ上の2本の明るい白い平行線を確認します(図2B)。比較的低エコーの肋骨横隔膜は、これらの線の間に視覚化できます。 深度を増減ボタンをクリックして画像の深度を調整し、絞りのサイズを最適化します。ダイヤフラムがディスプレイモニターの中央にあることを確認します。これにより、周囲の構造からの胸膜および腹膜ラインの最大の解像度が保証されます。 画像が最適でない場合(つまり、肺や肋骨が画像に見えたり、胸膜や腹膜がはっきりと見えなかったりする場合)、プローブをリブスペースに沿って上下に動かしたり、基部から前後に動かしたり、回転させたりして、プローブを調整して視認性を高めます。経横隔膜超音波検査における一般的な問題の例については、 表1 を参照してください。 画像の最適化探触子が正しい位置に配置されたら、データ収集の前に次のコンポーネントを変更して画質を最適化します。注意: 超音波装置のソフトウェアによって、モデルとソフトウェアに違いがあります。このソフトウェアでは、目標を達成するために次のボタンクリックを実行しました。 超音波装置のソフトウェアで、 ゲイン ボタンをクリックして画像の明るさを変更します。 増加 ボタンをクリックしてゲインを上げ、画像を明るく見せます。逆に、 減少 ボタンをクリックすると、画像が暗くなります。ゲインが低すぎると、構造の確認が困難になる場合があります。ゲインが高すぎると、異質なエコーが発生し、画像が明るくなりすぎます。 超音波装置で使用可能な場合は、 フォーカス ボタンをクリックしてフォーカスを調整し、画質を変更します。 増加 ボタンをクリックしてフォーカスを上げるか、 減少 ボタンをクリックしてフォーカスを下げます。 画像の取得配置と画質が最適化されたら、超音波ソフトウェアの Mモード ボタンをクリックして、超音波をMモードにします。 1本の縦の走査線がイメージング画面に表示されます。胸膜線と腹膜線が最もはっきりしている部分の間に線を置きます。注意: Mモード画像の取得には、超音波装置間で多少のばらつきがある場合があります。Mモードを開始する前に、胸膜と腹膜が明確に定義されている明確な領域を確保してください。呼吸周期全体を通して胸膜と腹膜が明確に定義され、肺や肋骨が視野に入らない場所にスキャンラインを配置します。 潮汐呼吸中の吸気と呼気の全サイクルでMモードを実行し、フリーズボタンをクリックしてから保存ボタンをクリックして、実際の状態をキャプチャし、画像を保存します。可能な場合は、掃引速度ボタンをクリックして掃引速度を調整し、収集速度を調整して、2つの呼吸サイクルが得られるようにします。このプロセスを繰り返して、別の画像を取得します。 皮膚安全マーカーを使用して、患者の体にプローブの位置をマークし、横隔膜のまったく同じ位置が時間の経過とともに測定されるようにします。これは、ダイヤフラムの厚さがその表面積19にわたって変化するため、測定の再現性を維持するために不可欠である。 これらの画像から、ダイヤフラムの厚さ(Tdi)と増粘率(TFdi)を測定できます。2 番目の M モード画像からの値が 1 番目の画像の 10% 以内でない場合は、互いに 10% 以内の値のセットを持つ 2 つの画像が得られるまで、M モード画像の取得を繰り返します。画像解析の詳細については、以下を参照してください。 試験が完了したら、超音波ソフトウェアの[ 試験終了 ]ボタンをクリックします。 ファイルをエクスポートするには、[ 画像のエクスポート ]をクリックし、ファイルがDICOM形式でエクスポートされていることを確認します。 ゲルが残っている場合は患者の側を拭き、適切な消毒用ワイプで超音波装置を消毒します。 画像の解析MicroDicom DICOM ビューアまたは同様のソフトウェアで必要な DICOM ファイルを開きます。 「距離」ツール( ノギス または 直線と呼ばれる場合があります)をクリックし、終端呼気時に胸膜の内縁から腹膜の内縁まで直線を引きます(Tdi、ee)。 図2B17に示すように、両方の膜がこの測定に含まれていないこと、および直線の両端が互いに真向かい(垂直)に配置され、マーカー間に時間差がないように、人為的に距離を延ばす可能性があることを確認してください。 この値をダイヤフラムの厚さ (Tdi,ee) として記録します。 同じ呼吸のピーク吸気でステップ4.2を繰り返して、ピーク吸気時のダイアフラムの厚さ(Tdi、π)を取得します。 患者が呼吸しているように見えず、吸気中に横隔膜肥厚画分が明らかでない場合は、 図3に示すように、吸気期の横隔膜の厚さを表す位置でTdi,piを測定します(この場合、Tdi,eeとほぼ同じになります)。 図2Cに示すように、Tdi,eeとTdi,piの両方を同じ呼気から分析して、潮汐呼吸中の横隔膜肥厚率(TFdi)を評価する必要があります。 Tdi,pi と Tdi,ee を使用して、各呼吸の TFdi を計算します。 同じMモード画像から2組目の測定値を取得します( 図2Cを参照)。 手順 1.4.1 から 1.4.9 を 2 番目の M モード イメージで繰り返します。この時点で、Tdi,eeの4つの測定値とTFdiの4つの測定値が得られました。 2 番目の M モード画像からの値が 1 番目の画像の 10% 以内でない場合は、互いに 10% 以内の値のセットを持つ 2 つの画像が得られるまで、M モード画像の取得を繰り返します。 図1:横隔膜の解剖学的構造と超音波プローブの配置の概要。 (A)肋骨横隔膜の超音波検査のための解剖学的構造。横隔膜は、中央腱、肋骨横隔膜、および肋骨横隔膜で構成されています。(B、C)超音波の同位ゾーンにある肋骨横隔膜を視覚化するために、患者は半臥位に配置され、8番目、9番目、または10番目の 肋間腔が配置されます。肋骨横隔膜を断面として視覚化するために、高周波(>12 MHz)リニアアレイ超音波プローブを肋骨間腔に平行に配置します。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。 図2:超音波ダイヤフラムの厚さと潮汐呼吸中の肥厚。 (A)プローブを8番目、9番目、または10番目の 肋間腔に配置して、横隔膜を断面として視覚化します。(B)Bモード画像では、白い矢印が高エコー胸膜と腹膜を示しています。(C)Mモード画像は、時間の経過に伴う特定の点でのダイアフラムの厚さの変化を投影します。黄色の線は左から右に、最初の呼吸の呼気終了時の横隔膜の厚さ(Tdi,ee)と吸気ピーク時の横隔膜の厚さ(Tdi,pi)を測定し、赤い線は2回目の呼吸の厚さを示します。横隔膜の厚さ (Tdi、ee) は、健康な男性被験者でそれぞれ 1.20 mm と 1.25 mm、TFdi 26% と 23% です。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。 表1:経横隔膜超音波検査における一般的な問題 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。 2.最大横隔膜肥厚率の評価 注:ダイヤフラムの最大肥厚率は、ダイヤフラムの厚さと同じ実験セッション中に評価できます。 画像の取得上記と同じ方法論を利用して、Bモード超音波を使用してダイアフラムを特定し、それに応じて最適化します。 人工呼吸器を使用している患者では、人工呼吸器の気道閉塞圧(P0.1)を測定することにより、横隔膜機能評価に十分な呼吸駆動があることを確認します。.P0.1 は、進行するために少なくとも2cmH2Oであるべきである。2cmH2O未満の場合は、超音波画像診断の前に、鎮静剤または換気サポートを減らして呼吸ドライブを増やすことを検討してください。 人工呼吸器を装着した患者で呼吸駆動が十分になったら、換気サポートを最小レベルまで減らします(例:.、圧力サポート換気(PSV):0 cm H2O;呼気終末陽圧(PEEP):0 cm H2O;ガス交換に必要な場合は、適度なレベルのPSVまたはPEEPを維持できます)横隔膜収縮性を一時的に増強します。.注:換気サポートを取り外すと、呼吸の促進と横隔膜機能の評価を容易にするための労力が増加します。 Mモードボタンをクリックして、超音波をMモードにします。 Mモードを実行している間、閉 塞していない 気道に対して最大限の意志吸気努力を行うように参加者を指導し(すなわち、吸気能力操作)、可能であれば参加者に「大きく息を吸う」ように指示します。患者が最大限の吸気努力をするためのコマンドに従うことができない場合は、短時間の気道閉塞操作(マリーニ操作)20 を最大20秒間適用して、呼吸努力の増加を刺激します。.次に、オクルージョンを解除し、オクルージョンを解除し た後 のTFdi,maxを測定します。 録画をフリーズして画像を保存します。 手順2.1〜2.4をさらに2回繰り返して、分析のために合計3つのMモード画像を取得するか、患者が最大限の意志の努力をしたと超音波検査技師が確信するまで。 Mモード画像をDICOM形式でエクスポートし、慎重なオフライン盲検分析を行います。 患者の側を拭いて残っているゲルをきれいにし、適切な消毒用ワイプで超音波装置を消毒します。 画像の解析MicroDicom DICOM ビューアまたは同様のソフトウェアで必要な DICOM ファイルを開きます。 距離ツール(ノギスまたは直線と呼ばれることもあります)をクリックし、図3Bに示すように、最大吸気試験中に、呼気終端(Tdi,ee)および最大吸気(Tdi,pi)時に、胸膜の内縁から腹膜の内縁まで直線を描きます。 すべての測定で胸膜と腹膜を除外し、直線の両端が互いに真向かい(垂直)に配置され、時間差がないようにします。 各呼吸のTFdi,maxは次のように計算されます。 少なくとも 3 回の一貫した試行の最高値を TFdi,max として記録します。 図3:横隔膜肥厚率の最小および最大の例。 (A)超音波横隔膜の厚さ(Tdi)と肥厚率(TFdi)は、横隔膜収縮が最小の場合に測定されました。必要に応じて、掃引速度を調整します。TFdiの評価には2回の呼吸が使用されます。明確なピーク吸気の厚さがない場合、吸気努力のタイミングはベッドサイドで臨床的に決定されます。ここでのTFdiは11%と計算されますが、さらに2回の呼吸(2つの画像でキャプチャされた合計4回の呼吸)で平均されます。(B)最大吸気努力中に測定された最大横隔膜肥厚率(TFdi、max)は、患者に最大限の意志的努力をするようにコーチングするか、患者がコーチングできず、P0.1 >2 cm H2Oがある場合はマリーニモーバーに従うことによって刺激されます。 TFdi、maxはここでは208%として計算されます。 ただし、数回(少なくとも3回)の試行後に得られた最大値は、TFdi,maxとして記録されます。最小吸気努力(A)と比較して、最大吸気(B)中のTFdiとTdiには顕著な違いがあります。この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。