FoCUS (Focus Cardiac Ultrasound)/FATE
Klinisk vejledning for speciallæger i anæstesiologi.
Formål
Definition af begreber
Anvendelsesområde
Oplysninger om
Dokumentation
Beskrivelse af undersøgelsesteknik, scanningsplaner, klinisk anvendelse
M-Mode (Monodimensionel Mode)
Parametre der måles med M-mode
Referencer:
Formål
• At sikre det faglige fundament til oplæring og anvendelse af denne undersøgelsesteknik
• At integrere FATE/FoCUS i den kliniske kontekst, som del af den objektive undersøgelse
Definition af begreber
FATE: En simpel, hurtig og målrettet ultralyds-undersøgelse af den cirkulatoriske og respiratoriske ustabile patient.
FATE-protokollen: Algoritme til fortolkning af de ekkokardiografiske fund fra fire akustiske vinduer:
subcostalt, apikalt, parasternalt og pleuralt.
Til udførelse af FATE-undersøgelse anvendes FATE-kortet i lommeformat eller gratis appen: ”www.fate-protocol.com”
Anvendelsesområde
• Intensiv terapi: alle patienter indlagt på Intensiv Afdeling bør, i muligt omfang, få foretaget fokuseret UL-undersøgelse af hjerte og pleura, både ved indlæggelse og udskrivelse. Nyopererede hjertepatienter skal undersøges efter behov, dog mindst én gang inden udskrivelse fra TIA.
Undersøgelsen foretages primært af anæstesiolog. Ved behov (inkonklusiv undersøgelse eller ved mismatch mellem de sonografiske og kliniske fund samt ustabil patient eller suboptimal billedkvalitet) opsøges en second opinion ved kardiolog.
• Præ-anæstesiologisk vurdering
• På operationsstuen inden akut kirurgi
• Akut og præhospital medicin
• I traumestuen, alene eller i kombination med eFAST (Extended Focus Assessed Sonography in Traumacare)
Oplysninger om
- Preload (Frank-Starling’s lov)
- Afterload (LaPlace’s lov)
- Kontraktilitet af begge ventrikler (intrinsec myokardieegenskab)
- Ejektion Fraktion (EF) af begge ventrikler: vurderet visuelt eller beregnet ved hjælp af modificeret Simson`s metode
- Evaluering af hæmodynamiske parametre (beregning af stroke volume (SV) og cardiac output (CO) ved hjælp af Pulsed Wave Dopler (PWD)
• Virkningen af den inotropiske behandling og/eller volumenterapi (øgning i SV)
• Alvorlige patologiske tilstande: lungeemboli, akut koronart syndrom (AKS), papillær muskelruptur
• Detektering af stenoserede klapper via beregninger af trykgradienter ved hjælp af Continuous Wave Doppler (CWD)
• Visualisering af insufficiens-jet ved klapinsufficiens samt detektering af Atrial Septal Defect (ASD) og Ventrikel Septum Defekt (VSD) ved Colour Flow Doppler (CFD).
| Forkortelser: LV: left ventricle RV: right ventricle MV: mitral valve TV: tricuspid valve AV: aortic valve PV: pulmonic valve LA: left atrium RA: right atrium PWD: pulse wave Doppler CWD: continuous wave Doppler CFD: color flow Doppler VCI: vena cava inferior LVOT: LV out-flow tract AS: aortastenose AI: aortainsufficiens MS: mitralstenose MI: mitralinsufficiens SV: stroke volume CO: cardiac output PM: papillærmuskel |
|
Dokumentation
Undersøgelsen skal dokumenteres med et kort notat i patientens journal eller ved anvendelse af FATE-skabelonen i Clinical Suite. De relevante billeder/loop gemmes med henblik på dokumentation.
FATE må ikke betragtes som en regelret TTE (TransThorakal Ekkokardiografi).
En FATE-undersøgelse bør ikke beskrives som normal pga. det begrænsede antal fremstillede scanningsplaner. I stedet beskrives den med positive og negative fund, eller den betragtes som inkonklusiv. Ved positive fund eller ved målinger, nævn den anvendte scanningsplan.
En FATE-undersøgelse bør have en konsekvens.
Beskrivelse af undersøgelsesteknik, scanningsplaner og klinisk anvendelse
• Patienten informeres om undersøgelsen
• Registrering af patienten (navn og fødselsdato)
• Der opsættes ekg-elektroder på patienten, således at ”R”- og ”T”-takkerne er synlige
Scannings-plan | Optimal patient-lejring | Transducer-position og Scanningsdyb-de | Visualiserede strukturer | Klinisk anvendelse |
| Rygleje med bøjede knæ Partiel inspiration bedrer ofte billedkvalite- ten. | Horisontal, under højre kurvatur/subxy-phoidt. Markøren peger mod patientens venstre skulder. Scanningsdybde ca. 18-28 cm. | - RA - RV - Interatrial
septum - LA - LV - Interventri-
kulær septum | Detektering af: - Perikardie-
væske; - ASD; Vurdering af; - LV og RV kontraktilitet
|
| Samme lejring | Samme position, men roteret 70-90° mod uret og kippet mod patientens højre side. | - RA - IVC - Leveren | Vurdering af; - Volumen-status ved
observation af respirations-synkrone ændringer i
IVC-diameter ved spontan respiration. |
| Bedst i ca. 45° ve. sideleje. Kan nogle gange udføres med patienten i rygleje. (Billedkvalite- ten bedres ofte i ekspiration). | Ved ictus cordis. UL- planen (transducerens sigtelinje) rettes parallelt med hjertets lange akse. Markøren rettet mod patientens ve. side. Scanningsdybde ca. 14 - 18 cm. | LA og LV (i hø.
side af skærmen) RA og RV (i
ve. side af
skærmen) Apex cordis i
toppen af
skærmen MV TV | Vurdering af; - Geometri og
dimensioner
af alle 4
kamre Kontraktilitet af LV infero-laterale og infero-
septale væg; - MV og TV morfologi og
funktion - Transmitral
flow med
PWD - RV kontraktilitet Detektering af: - Intrakavitære
processer:
tromber,
tumorer; - Perikardie-
ansamling; - MV- og TV-insufficiens, ved hjælp af CFD -MV-stenose ved
hjælp af CWD |
 | Lejring uændret | Transduceren i samme position, men roteret ca. 60° mod uret. | -LV anteriore væg i hø. side af skærmen og den inferiore væg i ve. side | Vurdering af kontraktilitet af den
anteriore og inferiore væg af LV. |
| Uændret lejring | Transduceren i samme position, men roteres yderligere 30°- 60° mod uret | -LV i toppen af skærmen -LVOT, AV og aortarod i hø. side af skærmen -MV og LA til venstre | Detektering og vurdering af -Patologi i AV og MV -Vurdering af LA og aortarod -god Doppler alignment (CFD, PWD, CWD) |
| Uændret lejring | Som ved ”Apical 4-chamber” men vippet lidt anteriort | Aortaklap og aortarod i centrum. Hø. sidige kamre til ve. Ve. sidige kamre til hø. | Detektering og vurdering af: - Patologi i AV og aortarod - Visualisering af insufficiens-jets ved AI (CFD) - Beregning af trykgradient over AV ved AS (CWD) Beregning af SV og CO ved hjælp af kombineret 2D og CWD |
| 70°-90° ve. sideleje | På en linje mellem ictus cordis og midten af hø. klavikel, i 3. eller 4. intercostal rum adjacent til ve. sternalkant. Linjen svarer til hjertets lange akse. Markøren rettet mod patientens hø. skulder. Scanningsdybde ca. 14-16 cm. | Hø. ventrikel (ses i toppen af skærmen) Interventrikulær septum Ve. ventrikel (ses i bunden af skærmen og til ve) Aortaklappen og mitralklappen i midten Aortaroden og ve. atrium (til højre) | Vurdering af; -Kontraktilitet af den anteroseptale og inferolaterale væg af LV -Morfologien og funktionen af AV og MV; -Perikardie-ansamling Kvantificering af; -LV dimensioner -LA og aortarod -LV systoliske funktion. |
| 70°- 90° ve. sideleje | Samme position. Transduceren roteres ca. 90 ° med uret. | -LV i kort akse på midtpapillært niveau (i hø. side af skærmen), med anterior væg proksimalt for transducer, inferiore væg distalt, lateral væg til hø. og interventrikulær septum til ve. -anterolateral PM til hø. og -posteromedial PM distalt for transducer. -RV til ve. | Vurdering af; -LV kontraktilitet på midtpapillært niveau (alle tre koronar-områder) -Volumensta- tus |
Parasternal short axis mitral plane | 70°- 90° ve. sideleje | Samme position. Fra ”Parasternal LV short axis” vippes transduceren mod basis cordis, med fremstilling af MV. (Transduceren holdes med ve. hånd og vippes med hø). | LV i kort akse på mitralklap-niveau (til hø. på skærmen). -den anteriore mitralflig ses superiort og den posteriore flig ses inferiort -den antero-laterale commissur ses til hø. og den postero-mediale til venstre | Vurdering af; -LV-kontraktilitet på basalt niveau -MV morfologi og patologi |
Parasternal aorta short axis | Uændret lejring | Samme position. Fra ”Parasternal LV short axis mitral plane”, vippes transduceren yderligere mod basis cordis. | -AV i kort akse i midten af skærmen -RV i toppen -RA til ve. -A. pulmonalis til hø. -LA ved basis af skærmen | Undersøge: -AV og PV med 2D (morfologi og patologi). - TV og PV med Doppler (CFD,CWD). |
| Rygleje | Lateral på thoraxvæggen, svarende til midt- eller posteriore aksilærlinje, over et intercostalt rum. Markøren rettet kranielt på begge sider. Scanningsdybde ca. 12 - 16 cm 
| De kaudale strukturer (diaphragma og lever/diaphragma og milt) ses i ve. side af skærmen, og de proksimale (pleura, lunge) i hø. side. Diaphragma er en reference- struktur og bør altid visualiseres (høj reflektiv) | Diagnose af: -Pleurale ansamlinger -Atelektaser -Lungeødem -Pneumo-thorax |
M-Mode (Monodimensionel Mode)
M-Mode (Monodimensionel Mode): Bruger en ”pencil point” ultralyd stråle, med opnåelse af uni-dimensionel, (aksialt) billede af hjertet. Har den højeste temporale resolution (frame rate), og er derfor optimal til målinger af hjertebevægelser. Optimale målinger kræver, at UL-strålen er vinkelret på den anatomiske struktur der bliver målt. For optimal placering af cursoren, anvendes M-mode i kombination med 2D.
Parametre der måles med M-mode
FS: (Fractional shortning) Måles i Parasternal long axis (Pos.3) på midtpapillært niveau
MSS: (Mitral Septal Separation) Måles i Parasternal long axis, på mitralklap niveau
MAPSE: (Mitral Annular Plane Systolic Excursion) Måles i Apical 4-chamber
TAPSE: (Tricuspid Annular Plane Systolic Excursion, måles i Apical 4-chamber
Parasternal long axis view med M-Mode appliceret på midtpapillært niveau (gult), mitralklap- (rød) og aortaklapniveau (blå). | |
REFERENCEVÆRDIER FOR LV-PARAMETRE MÅLT MED M-MODE
2D Imaging (2-dimensional ekkokardiografi): UL-strålen ”fejer” et anatomisk plan, med visualisering af en tomografisk sektion (2-3 mm) af hjertet (aksial og lateral plan). Både anatomiske strukturer og bevægelser er registreret.
Doppler ekkokardiografi vurderer blood-flow hastigheden. Doppler systemer registrerer ændringer i frekvensen af det returnerede signal. Teknikken er baseret på Doppler-princippet: objekter i bevægelse (erytrocytter) ændrer frekvensen af det reflekterede UL-signal. Ændringer i frekvensen kaldes Doppler-shift. Når erytrocytter bevæger sig mod transducer, har det reflekterede signal en højere frekvens end det transmitterede signal (positiv Doppler-shift). Når erytrocytter bevæger sig væk fra transducer, har det reflekterede UL-signal en lavere frekvens end det transmitterede signal (negativ Doppler-shift). Doppler-udligningen beskriver forholdet mellem frekvens-ændringer af det reflekterede signal og erytrocythastigheden (transformerer frekvensændringer i hastighed):
Δf = v cos θ x 2Ft/cv=( Δf x c)/(cos θ x 2Ft)
v = blood-flow hastighed; Δf = Doppler frekvens-ændring (Doppler-shift); θ = vinklingen mellem Doppler-signalet og retningen af blood-flow.
θ skal altid være 0 eller <20 °; (cos 0 = 1)
c = hastigheden af UL i blødt væv (1540 m/s); Ft = frekvensen af det transmitterede UL-signal.
Pulsed-wawe Doppler (PWD): Kvantificerer flow-hastighed ved en bestemt lokation, ”sample volume ” (range gating). Har høj spatial resolution (præcision), men den højeste frekvensændring der kan måles er begrænset (Nyquist limit, sædvanligvis < 1,8 m/s). Over denne grænse opstår aliasing (det returnerede signal bliver forvrænget).
Transmitralt flow: - Måles med PWD i Apical 4-chamber view. Markøren placeres ved spidsen af mitralfligene i åben position i diastole.
|
A: Normalt transmitralt flow. B, C, D: Abnormt |
Flow-retningen kan visualiseres ved hjælp af CFD. Normalt transmitralt flow indeholder ”E”-kurven svarende til hurtig fyldning af LV i tidlig diastole, og ”A”-kurven der afspejler den sene diastoliske LV-fyldning pga. atrial kontraktion. Normal E > A; E/ A ratio ca. 1,1 – 1,5.
Continuous-wawe Doppler (CWD): Kan måle høje værdier for frekvensændringer (høje hastigheder) langs blood-flowet, uden en præcis lokalisering (range ambiguity). Er ikke begrænset af Nyquist limit.
Beregning af trykgradienter over hjerteklapperne (aortaklap) anvender CWD og simplificeret Bernoulli -ligning: ΔP = 4 V² ΔP: Trykgradient: V: Flowhastighed (velocity);
Til beregning afMax. trykgradient anvendes den maksimale flow- hastighed på CWD-kurven: Max. PG = 4v² (v - den højeste flowhastighed)
Mean PG anvendes TVI (Time Velocity Interval) opnået ved tracering af hele flow-kurven
Flow-hastigheden måles i Apical 5-Chamber view (Doppler-strålen parallelt med bloodflowet). Bloodflowet kan visualiseres ved hjælp af CFD:
LV systole svarer til starten af T-takken, og end-diastolen svarer til R-takken.
|
Fig: Apical 5-Ch view. Color-flow Doppler (CFD) er anvendt for at identificere flow igennem aortaklappen Continuous wave Doppler (CWD) er anvendt for at registrere flow-hastigheder igennem aortaklappen |
Den maksimale flow-hastighed markeres på CWD-kurven, og apparatet beregner trykgradienten automatisk efter Bernoulli-udligningen.
Til beregning af mean PG, traceres hele flow-anvelopen og apparatet måler TVI automatisk, og beregner mean PG.
Bergning af CO (cardiac output) vha. Doppler kombinert med 2D:
Anvender en volumetrisk flow profil (TVI) og arealet af en oriffice (LVOT)
SV = CSA x TVI SV: Stroke volume;
CSALVOT (Cross Sectional Area) af ve. ventrikels outflow tract (LVOT)
CSALVOT = π x (LVOT diameter² / 4)
LVOT-diameter måles med 2D i Parasternal long axis view
TVI (Time Velocity Intergral): Beregnes automatisk ved tracering af LVOT flow-kurve (PWD) i Apical 5-chamber
CO = SV x hjertefrekvensen
Fremgangsmåde for beregning af SV og CO:
| |
Med baggrund i Continuity Equation og masse-konservering, kan CO principielt måles ved alle intakte
hjerteklapper. |
Color flow Doppler: Fungerer efter PWD-princippet, dog Doppler-signalene er udtaget fra multiple steder langs hver scannings-linje (”multiple gating”), hvilket kræver meget omfattende data processing. Det resulterer i en lav temporal resolution (forsinkelse af det returnerede signal). De registrerede frekvenser er kodet med farver. Som standard: Flow der bevæger sig væk fra transducer er kodet blåt, og flow der bevæger sig mod transduceren er kodet rødt. Er begrænset af Nyqvist limit. Aliasing forekommer ved ukorrekt indstilling af: Color-scala, frekvens og color-boks. Vinklingen mellem UL-strålen og bloodflow < 20°.
Referencer:
1. Alexander N. Nestovic, Henry Skinner, …Erik Sloth, Bogdan Popescu: ESC and EACVI Consensus Document: “Focus cardiac ultrasound core curriculum and core syllabus of the European Association of Cardiovascular Imaging”, 2018
2. M. B. Jensen, E. Sloth, K.M. Larsen, M. B. Schmidt:”Transthoracic echocardiography for cardiopulmonary monitoring in intensive care”, European Journal of Anaesthesiology, 2004.
3. Maiken Brit Jensen, Erik Sloth: “Transtorakal ultralyd: en nødvendig standard inden for intensive, akut og præhospital medicin”, Videnskab og praksis, 2006.
4. Yanick Beaulieu: ”Bedside echocardiography in the assessment of the critically ill”, Critical Care Medicine 2007, Vol. 35, No 5
5. S. Price, E. Nicol, D. G. Gibson, T. W. Evans: “Echocardiography in the critically ill: current and potential roles”, Intensive Care Medicine 2006, 32, 48 – 59.
6. Harvey Feigenbaum, William F. Armstrong, Thomas Ryan: “Feigenbaum`s Echocardiography”, Sixth Edition
7. Dansk Cardiologisk Selskab, Holdningspapir: ”Anbefalinger for standardiseret minimums-krav til transthorakal ekkokardiografi hos voksne”.
8. www.fate-protocol.com
9. www.usabcd.org
