Преносими миниатюрни ултразвукови устройства



01/03/2018

Tехнологичният напредък в развитието на мобилните устройства и апликации, позволиха разработването на редица системи с джобен формат за ултразвукова диагностика (УЗД).

Приложението на тези нововъведения в клиничната практика се подлага на критична оценка както по отношение на тяхната безопасност, така и по отношение на разходите. Въпреки високите изисквания, през 2016 ехокардиографската система Lumify на Philips получи одобрение от американската лекарствена агенция (FDA).

Резултатите от няколко проучвания сочат, че наличието на лесно преносимо и автономно ултразвуково оборудване не само може да увеличи диагностичната точност, но и да позволи по-ранно откриване на заболяването, проследяване на динамиката и навременното рефериране на пациентите към образни изследвания с по-голяма прецизност (1).

Въпреки че съществува ясен консенсус, че тези апарати не могат да бъдат използвани като заместители на стандартната ехокардиография, утвърдена в препоръките на различните национални регулаторни органи (2), тези „устройства от бъдещето“ имат своето място в клиничната практика и могат да бъдат изключително полезни.

Концепцията за преносима ехокардиография е още от 70-те години на миналия век, когато е представена идеята за „ултразвуков стетоскоп“ (3, 4). За изминалия близо половин век ехокардиографските устройства претърпяха огромно развитие и на пазара се предлагат както мобилни системи, оборудвани с всички стандартни модалности на големите апарати, но с размерите на преносим компютър, така и най-новите миниатюрни устройства с размери по-малки от тези на мобилен телефон (5).

Функциите и възможностите на всяка ехокардиографска машина са различни, което доведе до становището на Европейската асоциация по ехокардиография, което ясно разграничава различните типове преносими устройства, на базата не само на размера, но и на важни диагностични функции като Doppler цветен поток и спектрален Doppler, които не са налични във всички преносими ехокардиографи.

По-новите джобни ехокардиографски апарати работят с батерии и могат да осигурят 2D диагностично качество с цветно доплерово изображение в реално време (5). Изображенията могат да се съхраняват и да се прехвърлят офлайн в цифров формат. Mалкият размер и ниското им тегло, позволяват да се класифицират като ръчни преносими устройства.

За разлика от всички останали системи, Lumify на Philips интегрира ехографския апарат в самия трансдюсер, като така системата може да се свърже към всяко съвместимо устройство – мобилен телефон, таблет, компютър.

Ефективност и безопасност

Данните от много проучвания показват, че преносимите ехокардиографи могат безопасно да се използват за подобряване на диагностичната точност на сърдечносъдовото изследване.

В няколко изследвания се сравняват новите портативни ултразвукови апарати със стандартните, висококачествени ехокардиографски машини, което предполага високо ниво на корелация по отношение на основната диагностична точност.

Изследванията показаха, че преносимата ехокардиография може да се използва като продължение на физикалниия преглед, което дава възможност за по-точна оценка на сърдечносъдовата система и често води до навременна корекция на диагнозата и терапевтичното поведение (6, 7).

Ръчната ехокардиография е полезна за откриване на различни сърдечни патологични състояния като: левокамерна (ЛК) дисфункция и хипертрофия, перикарден излив, клапни аномалии и оценка на налягането в дясно предсърдие.

Макар че екстраполацията на тези данни към по-новите джобни машини трябва да се извърши внимателно, като се имат предвид техническите различия между отделните преносими машини за ЕхоКГ, не е изненадващо, че по-новите джобни устройства водят до по-точна оценка (8, 9, 10).

Проучване на Spencer и сътр. (6) показва, че използването на преносима ехокардиография увеличава диагностичната точност на кардиологичния преглед с 50% за основните сърдечносъдови аномалии, докато по-новото изследване от Galderisi и сътр. (8) с помощта на джобно устройство дава допълнителна диагностична стойност от 31.5%.

В проучването на Cardim и сътр. (10) не само се демонстрира допълнителна клинична стойност по време на преглед, но се намират и различни други предимства като намаляване на необходимостта от стандартна ЕхоКГ и увеличаване на капацитета на амбулаторния център с оптимизиране на използването на наличната ЕхоКГ апаратура.

Крива на научаване

Изследвана е ползата от употребата на портативните апарати както от квалифицирани кардиолози и интернисти (12), така и от специализанти, и дори от студенти по медицина (9, 13, 14).

Любопитно е, че Kobal и сътр. (13) в своето проучване демонстрират, че с използването на ,,джобно“ ЕхоКГ устройство способността на студентите по медицина да откриват различни сърдечни аномалии като клапни лезии, дисфункция, дилатация и хипертрофия на ЛК, е значително по-добра от тази на опитен кардиолог.

Mjolstad и сътр. (15) доказаха, че добавянето на ,,джобно‘‘ изследване, удължаващо обичайното време за преглед с по-малко от 10 минути (сърдечна и коремна УЗД), коригира диагнозата при един от всеки пет болни.

Сравнение с конвенционалните ехографи

Разполагаме с нарастващ брой данни, сравняващи диагностичната точност на ,,джобните“ ехо апарати със стандартна, висококачествена ЕхоКГ. Няколко проучвания доказаха, че тези нови устройства са не само лесни за работа, но при подходящи условия могат да осигурят диагностична точност, сравнима с тази на стандартната ехокардиография, по отношение на основните параметри на ЕхоКГ.

Повечето проучвания показват, че изображенията, придобити с по-новите устройства, като Lumify, имат много добра корелация със стандартната ЕхоКГ, особено по отношение на оценката на параметрите, функцията и регионалните аномалии в кинетиката на ЛК, а също и на клапните увреждания и перикардните изливи.

Въпреки впечатляващата си диагностична точност при идентифициране на сериозна сърдечна патология, тези устройства не осигуряват заместител на стандартната трансторакална ехокардиография (ТТЕ) поради ограничените технически възможности.

Оценка на лявата камера

Повечето проучвания, сравняващи качеството на апаратите за ЕхоКГ с джобен формат, са използвали оценката на ЛК като основна крайна точка. Liebo и сътр. (16) сравняват изображенията, получени от 97 пациенти, с тези, получени от конвенционална TTE.

Те демонстрират че изображенията са адекватни за интерпретация на фракцията на изтласкване (ФИ) на ЛК в 95% от случаите, на регионалните аномалии в движение на стената в 83% от случаите, а теледиастолният размер на ЛК се оценява коректно в 95% от изследванията.

При стандартната ЕхоКГ интерпретацията на изображенията от кардиолозите е с точност над 90% за всички горепосочени параметри на ЛК.

Подобни резултати бяха публикувани и от Andersen и сътр. (17), които демонстрират почти перфектна корелация между „джобната“ ЕхоКГ с TTE по отношение на глобалната и регионалната ЛК функция.

Fukuda и сътр. (18) също показват отлична корелация между ръчна ЕхоКГ и TTE за оценка на размерите на ЛК и регионалната кинетика, когато изследванията се извършват от опитен ехокардиографист.

Процесът на усъвършенстване на уменията за използване на тази иновативна техника не е дълъг – проучване на Culp и сътр. (19) показа, че кардиолог с двумесечен опит в ехокардиографията е способен да оценява визуално ФИ на ЛК, с добра корелация със собствените си изследвания с TTE.

Друго проучване, оценяващо способността на студентите по медицина да получават образи и да оценяват глобалната функция на ЛК, показва задоволително съответствие на резултатите, постигнати с двата типа апарати (20).

Оценка на клапни заболявания

Новите устройства с джобен формат са с най-ограничени възможности за оценка на клапната патология. Prinz (21) съобщава за надценяване на тежестта на клапната регургитация – не е пропуснат случай на клапна стеноза, докато всички инсуфициентни сърдечни клапи са оценени като леки, което значително се е разминава с резултатите от ТТЕ. Обратно според резултатите на Kitada и сътр., (22) клапната регургитация е надценена в 17% от случаите, но случаите на стеноза са оценени сравнимо с ТТЕ.

Липсата на спектрален Доплер и по-ниската разделителна способност на устройствата с джобни размери се смятат за основните ограничаващи фактори при оценката на клапната патология.

Въпреки това, Kono и сътр. (23) демонстрира, че когато изследването се извършва от опитен оператор, то би могло да има много добра корелация (95%) с TTE при оценката на митралната и трикуспидната регургитация.

Оценка на други сърдечни структури

Възможностите за оценка на дясната камера (ДК), дясно предсърдие (ДП), перикарда и големите съдове, също е проучена в различни изследвания, повечето от които показват отлична корелация с TTE при диагностицирането на перикардните изливи (16, 17, 18, 21, 22), Изследването на ДК функция също има добра съпоставимост с TTE (17).

Някои автори съобщават за трудности при визуализацията на долната празна вена и ДП (16, 17) Това може да се обясни отчасти с неспособността на тези устройства да покажат цикличността на сърдечната и дихателната фази, както и липсата на други характеристики като M-mode и синхронизиране с електрокардиография (ЕКГ).

Къде е мястото на иновативните свръхпортативни апарати в клиничната практика?

Удобството от малките размери и възможността да се използват практически навсякъде ще доведе до все по-широко навлизане на иновативните миниатюрни устройства в ежедневната практика.

Тенденцията е те да се използват за ориентировъчно изследване като помощ в кардиологичния преглед, но също и от медицински специалисти в доболничната помощ.

Lumify (Philips) позволява с един трансдюсер носещ в себе си и портативния ехограф да се извършва не само ЕхоКГ, но и различни други изследвания, като коремна УЗД, оценка за изливи в плеврална и други телесни кухини, ориентировъчна съдова диагностика.

Тази мултимодалност прави системата Lumify универсално приложима в различни клинични ситуации, при леглото на болния, но особено за спешни отделения с голяма натовареност.

Наличието на подобно устройство в ръцете на приемащия лекар би помогнало за намаляване на забавянето до установяването на точна диагноза при отделния пациент, но също би повишило ефективността и възможностите за навременна помощ при повече пациенти.

Що се отнася до специализираната кардиологична диагностика, предвид значителната роля на предишния ехокардиографски опит, за правилното използване на миниатюрните ехографи, Европейската асоциация по ехокардиография препоръчва на некардиолозите да преминат специално обучение и преговор на основната сърдечна физиология преди употребата на тези устройства.

Освен това те предложиха идеята за обучение, специално предназначено за този клас устройства, като задължителен процес на сертифициране, определящ ясен стандарт на техническите умения, необходими за тяхното функциониране (5).

Доц. д-р Яна СИМОВА

Аджибадем Сити Клиник Сърдечносъдов център – УМБАЛ, София

Използвани източници:

1. Kimura B., DeMaria A. Technology insight: hand-carried ultrasound cardiac assessment–evolution, not revolution. Nat Clin Pract Cardiovasc Med. 2005;2:217-223. quiz 224 http://www.nature.com/articles/ncpcardio0154

2. Seward J., Douglas P., Erbel R. et al. Hand-carried cardiac ultrasound (HCU) device: recommendations regarding new technology. A report from the Echocardiography Task Force on New Technology of the Nomenclature and Standards Committee of the American Society of Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2002;15:369-373 https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0894731702823355

3. Ligtvoet C., Rijsterborgh H., Kappen L., Bom N. Real time ultrasonic imaging with a hand-held scanner. Ultrasound Med Biol. 1978;4:91-92

4. Roelandt J., Wladimiroff J., Baars A. Ultrasonic real time imaging with a hand-held-scanner. Part II–initial clinical experience. Ultrasound Med Biol. 1978;4:93-97

5. Sicari R., Galderisi M., Voigt J. et al. The use of pocket-size imaging devices: a position statement of the European Association of Echocardiography. Eur J Echocardiogr. 2011; 12:85-87 https://orbi.uliege.be/handle/2268/109730

6. Spencer K., Anderson A., Bhargava A. Physician-performed point-of-care echocardiography using a laptop platform compared with physical examination in the cardiovascular patient. J Am Coll Cardiol. 2001;37:2013-2018 https://sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109701012888?via%3Dihub

7. Fedson S., Neithardt G., Thomas P. Unsuspected clinically important findings detected with a small portable ultrasound device in patients admitted to a general medicine service. J Am Soc Echocardiogr. 2003;16:901-905 http://onlinejase.com/article/S0894-7317(03)00426-7/fulltext

8. Galderisi M., Santoro A., Versiero M. et al. Improved cardiovascular diagnostic accuracy by pocket size imaging device in non-cardiologic outpatients: the NaUSiCa (Naples Ultrasound Stethoscope in Cardiology) study. Cardiovasc Ultrasound. 2010;8:51 https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3003628/

9. Panoulas V., Daigeler A., Malaweera A. et al. Pocket-size hand-held cardiac ultrasound as an adjunct to clinical examination in the hands of medical students and junior doctors. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2013;14:323-330 https://academic.oup.com/ehjcimaging/article/14/4/323/2947822

10. Cardim N., Fernandez C., Ferreira D. et al. Usefulness of a new miniaturized echocardiographic system in outpatient cardiology consultations as an extension of physical examination. J Am Soc Echocardiogr. 2011;24:117-124 http://onlinejase.com/article/S0894-7317(10)00826-6/fulltext

11. Martin L., Howell E., Ziegelstein R. et al. Hand-carried ultrasound performed by hospitalists: does it improve the cardiac physical examination? Am J Med. 2009;122:35-41 http://amjmed.com/article/S0002-9343(08)00849-8/fulltext

12. Brennan J., Blair J., Goonewardena S. et al. A comparison by medicine residents of physical examination versus hand-carried ultrasound for estimation of right atrial pressure. Am J Cardiol. 2007;99:1614-1616 http://ajconline.org/article/S0002-9149(07)00432-8/fulltext

13. Kobal S., Trento L., Baharami S. et al. Comparison of effectiveness of hand-carried ultrasound to bedside cardiovascular physical examination. Am J Cardiol. 2005;96:1002-1006 http://ajconline.org/article/S0002-9149(05)01111-2/fulltext

14. Decara J., Kirkpatrick J., Spencer K. et al. Use of hand-carried ultrasound devices to augment the accuracy of medical student bedside cardiac diagnoses. J Am Soc Echocardiogr. 2005;18:257-263 http://onlinejase.com/article/S0894-7317(04)01091-0/fulltext

15. Mjolstad O., Dalen H., Graven T. et al. Routinely adding ultrasound examinations by pocket-sized ultrasound devices improves inpatient diagnostics in a medical department. Eur J Intern Med. 2012;23:185-191 http://ejinme.com/article/S0953-6205(11)00241-X/fulltext

16. Liebo M., Israel R., Lillie E. et al. Is pocket mobile echocardiography the next-generation stethoscope? A crosssectional comparison of rapidly acquired images with standard transthoracic echocardiography. Ann Intern Med. 2011;155:33-38 https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3733444/

17. Andersen G., Haugen B., Graven T. Feasibility and reliability of point-of-care pocket-sized echocardiography. Eur J Echocardiogr. 2011;12:665-670 https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3171198/

18. Fukuda S., Shimada K., Kawasaki T. et al. Pocket-sized transthoracic echocardiography device for the measurement of cardiac chamber size and function. Circ J. 2009;73:1092-1096 https://jstage.jst.go.jp/article/circj/73/6/73_CJ-08-1076/_article

19. Culp B., Mock J., Chiles C., Culp W. The pocket echocardiograph: validation and feasibility. Echocardiography. 2010;27:759-764 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/

20. Filipiak-Strzecka D., John B., Kasprzak J. et al. Pocket-size echocardiograph–a valuable tool for nonexperts or just a portable device for echocardiographers? Adv Med Sci. 2013;58:67-72 https://sciencedirect.com/science/article/pii/S1896112614601735?via%3Dihub

21. Prinz C., Voigt J. Diagnostic accuracy of a hand-held ultrasound scanner in routine patients referred for echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2011;24:111-116 http://onlinejase.com/article/S0894-7317(10)00913-2/fulltext

22. Kitada R., Fukuda S., Watanabe H. et al. Diagnostic accuracy and cost-effectiveness of a pocket-sized transthoracic echocardiographic imaging device. Clin Cardiol. 2013;36:603-610 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/clc.22171/abstract

23. Kono Y., Fukuda S., Shimada K. et al. Pocket-sized echo for evaluation of mitral and tricuspid regurgitation. JACC Cardiovasc Imaging. 2011;4:921 https://sciencedirect.com/science/article/pii/S1936878X11004360?via%3Dihub

24. Prinz C., Dohrmann J., van Buuren F. The importance of training in echocardiography: a validation study using pocket echocardiography. J Cardiovasc Med (Hagerstown) 2012;13:700-707 https://insights.ovid.com/pubmed?pmid=22929564