Der Einsatz von Ultraschall bei interventionellen schmerzmedizinischen Eingriffen hat viele Vorteile. Die Ultraschalltechnologie wächst derzeit exponentiell aufgrund ihrer vielen Vorteile einer verbesserten und hochauflösenden Ultraschallbildgebung in Echtzeit, die zu erfolgreichen Schmerzbehandlungsmaßnahmen führt. Darüber hinaus vermeidet die Verwendung von Ultraschall für interventionelle Schmerzbehandlungsverfahren die vielen Risiken, die mit der Strahlenbelastung sowohl für den Patienten als auch für den Arzt verbunden sind. Mit entsprechender Ausbildung und Erfahrung kann die zuverlässige und zwanghafte Verfolgung eines eingeführten Nadelschafts und einer eingeführten Nadelspitze gemeistert werden, die beide für wirksame und sichere schmerzmedizinische Eingriffe entscheidend sind. Die fehlende Visualisierung der Nadel, insbesondere der Nadelspitze, während des Nadelvorschubs ist einer der häufigsten Fehler bei ultraschallgeführten interventionellen Verfahren (UGIP). Die Manipulation der Nadelpositionierung während eines Eingriffs zur Schmerzbehandlung, Injektion von Lokalanästhetika/Steroiden oder anderen Medikamenten, Hochfrequenz- oder Kryoablationsverfahren und andere Eingriffe ohne angemessene Visualisierung der Nadelspitze können oft zu unbeabsichtigten vaskulären, neuralen und viszeralen Verletzungen führen. Beispielsweise wurde die Rate unbeabsichtigter Gefäßpunktionsverletzungen während der Platzierung peripherer Nervenblockaden von 40 % bei den herkömmlichen anatomischen Orientierungspunkttechniken auf 10 % durch die Einführung der Echtzeit-Visualisierung der vorrückenden regionalen Blocknadel unter Ultraschall reduziert. Auszubildende können während ultraschallgeführter Verfahren zur Platzierung von interventionellen Nervenblockaden häufig wiederholt Fehler machen und ein potenziell kompromittierendes technisches und sicherheitstechnisches Verhalten zeigen, das möglicherweise durch Techniken behoben werden kann, die die Visualisierung der Nadel verbessern können. Ein Praktiker kann nicht davon ausgehen, dass eine interventionelle/prozedurale Nadel basierend auf den unterschiedlichen Eigenschaften und Größen der mehreren metallischen Nadeln immer eindeutig identifiziert wird. Die Vielfalt der verwendeten Nadeltypen erzeugt oft ein deutliches Signal oder „Echo“ unter dem Ultraschallbild. Eine effektive Visualisierung der Verfahrensnadel, sobald sie unter die Haut eingeführt wurde, ist aus mehreren Gründen eine Herausforderung: Variabilität in der Echogenität von Nadeln, unterschiedliche Bildverarbeitungstechnologien von Ultraschallgeräten durch die vielen Ultraschallhersteller und Variabilität der Schallkopfsondeneigenschaften. Diese Gründe können zusammen mit anderen Faktoren manipuliert und modifiziert werden, um die Sichtbarkeit der Nadel zu verbessern, und werden in diesem Kurs besprochen.
1. TRAINING UND PHANTOM-SIMULATION
Ausbildung mit angemessener Betreuung
Ausreichende Kenntnisse der menschlichen Anatomie und die Fähigkeit, während der Sonographie „typische“ anatomische Querschnittsbilder zu erzeugen, reichen in der Regel nicht aus, um die Nadel unter allen Umständen adäquat darzustellen. Die Fähigkeit, die Nadelplatzierung und den Vorschub sowie verschiedene andere Eingriffsmanöver unter Ultraschallkontrolle in Echtzeit zu beobachten, kann sowohl für erfahrene Anwender als auch für Anfänger eine Herausforderung darstellen, da sie neue Fertigkeiten erfordert. Sites et al. haben gezeigt, dass die gleichzeitige Nadelmanipulation und Gerätebedienung ein spezielles Training erfordert, obwohl andere Tendenzen bestehen, einfache Trainingsstrategien für die Ultraschallanwendung durch Nicht-Radiologen zu definieren. Der gemeinsame Ausschuss der American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine und der European Society of Regional Anaesthesia and Pain Therapy schlug vor, dass die Visualisierung des Nadeldurchgangs zusammen mit der Lokalanästhesie-Injektion eine der vier wichtigen Fertigkeitskategorien ist, die für die Kompetenz in der ultraschallgesteuerten intraoperativen Chirurgie (UGIP) erforderlich sind, einschließlich des Verständnisses der Gerätebedienung, der Bildoptimierung und der Bildinterpretation.Abb. 1).
Abb. 1 Zu den wichtigsten didaktischen Kategorien im UGIP-Training gehören die Visualisierung der Nadeleinführung und Injektion von Lokalanästhesielösung, das Verständnis der Gerätebedienung sowie die Bildoptimierung und -interpretation. UGIP ultraschallgeführte interventionelle Verfahren.
Um diese vier technischen Fertigkeiten zu verbessern, ist eine adäquate Weiterbildung unter Anleitung und Aufsicht von Mentoren erforderlich. Zur Weiterentwicklung der notwendigen Fähigkeiten für die Durchführung von Ultraschalluntersuchungen an Patienten sollten zudem Selbst- und Kollegenuntersuchungen durchgeführt sowie an Simulatoren und Phantomen geübt werden.
Phantoms
Zwei häufige Fehler während des UGIP-Trainings wurden identifiziert, und das sind sie auch
1. Versäumnis, die Verfahrensnadel während des Vorschubs in Richtung ihres Ziels sichtbar zu machen und
2. Bewegung des Ultraschallkopfes ohne korrekte Nadeldarstellung.
Ein Ultraschallphantom ist ein Simulationsinstrument, das verschiedene Eigenschaften menschlichen Gewebes nachbildet, darunter die taktile Textur und Kompressibilität der Haut sowie das typische Aussehen und Gefühl einer Nadel beim Einführen unter Ultraschallkontrolle. Die Simulation der ultraschallgesteuerten intraoperativen Pneumonie (UGIP) mit einem Phantom kann zudem wichtige Bedenken hinsichtlich der Patientensicherheit ausräumen, indem sie die Fertigkeiten im Umgang mit der Nadel verbessert und die Visualisierung der Nadelspitze weiterentwickelt. Dies reduziert viele der mit der Durchführung von UGIP am Patienten verbundenen Stressfaktoren. Das Üben der ultraschallgesteuerten Visualisierung der Nadelspitze an einem Phantomsimulator fördert die Entwicklung der für UGIP notwendigen Fertigkeiten in einer weniger stressigen und risikoarmen Umgebung.
Es wurden verschiedene Methoden beschrieben, um Übungsphantomen für Ultraschalluntersuchungen ein „gewebeähnliches“ Aussehen zu verleihen. Phantome werden typischerweise anhand ihrer „Fidelity“ identifiziert, die beschreibt, wie genau das Phantom die genaue Textur von anatomischem Gewebe nachbilden kann. Beispielsweise wäre ein hochrealistisches Phantom ein Leichenpräparat, während ein niedrigrealistisches Phantom durch ein Wasserbad repräsentiert würde. Niedrigrealistische Phantome wurden aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt, darunter Wasserballons oder Wasserbäder (Abb. 2), Tofu (Abb. 3), Gelatine oder Agar oder leicht verfügbare Materialien wie chirurgische Gelpads (Abb. 4Es wurden auch andere Simulatoren beschrieben, darunter Schwämme, Käse, Hühner-, Puten- und Schweinephantome sowie weitere Objekte. Diese Strategien spiegeln das wachsende Interesse an der Weiterentwicklung neuer, hochpräziser Phantomtechnologien wider.
Abb. 2 Aussehen der Nadel im Wasserbadphantom (a, b). Dies ist ein Wasserbadphantom (a); die Nadel (Pfeile) ist gut sichtbar (b).
Abb. 3 Aussehen der Nadel im Tofu-Phantom (a, b). Tofu ist ein kostengünstiges Ultraschall-PhantomBildunterschrift (a), bei dem die Nadel (Pfeile) leicht sichtbar ist (b).
Abb. 4 Aussehen der Nadel im chirurgischen Gelpolster (a, b). Dies ist ein chirurgisches Gelpad-Phantom (a). Hier ist die Nadel (Pfeile) gut sichtbar (b).
Die Low-Fidelity-Phantome haben eine begrenzte Haltbarkeit, und es können auch Einschränkungen in der sonografischen Wiedergabetreue vorhanden sein. In letzter Zeit hat sich die Phantomsimulationstechnologie verbessert, und Phantome können aus Polymerkunststoffen, Polyurethan und anderen Vinylmaterialien hergestellt werden. Als weiteres Beispiel ist das Blaue Phantom (Abb. 5) (Redmond, WA) und ATS-Labors Phantome (Bridgeport, CT) (Abb. 6) erscheint unter Ultraschallbildgebung „gewebeartig“ und kann auch Gefäße umfassen, während einige andere Phantomnerven oder Wirbelsäule umfassen können (Abb. 7).
Abb. 5 Aussehen der Nadel in Blue Phantom (a, b). Blue Phantom ist ein Ultraschallphantom, das Strukturen enthält, die Nerven und Gefäße simulieren (a). Hier ist die Nadel (Pfeile) gut sichtbar (b).
Abb. 6 Aussehen der Nadel in ATS-Laborphantomen (a, b). Das ATS-Phantom enthält Kunststoffröhrchen, die Gefäße simulieren (a). Die Nadel (Pfeile) ist gut sichtbar (b).
Abb. 7 Aussehen der Nadel im HWS-Wasserbad-Phantomsimulator (a, b). Ein Wasserbad-Halswirbelsäulen- und Lendenwirbelsäulen-Phantom simuliert knöcherne Strukturen der Wirbelsäule. Tafel (a) zeigt ein Halswirbelsäulenmodell in einem Wasserbad. Panel (b) zeigt die Halswirbelsäule unter Ultraschall mit Nadel (Pfeile) leicht visualisiert.
2. HIGH-FIDELITY-SIMULATION
Der ultraschallgeführte Regional Anästhesie Das interaktive Tool (IT) zum Simulationsphantom (U-GRASP), eine neuere Art von Ultraschallsimulator, wurde von den Autoren für die Auszubildenden entwickelt, die ihre Nadelvisualisierungstechnik beherrschen (Abb. 8Das U-GRASP IT-System beinhaltet ein präzises Phantom, das Extremitätenbewegungen simuliert, sobald das ultraschallgeführte Ziel erreicht und eine erfolgreiche Neurostimulation durchgeführt wurde. Zusätzlich gibt das Phantom bei erfolgreicher Blockade Feedback in Form eines Signaltons und einer Leuchtdiode. Die Entwicklung von Simulatorphantomen wird sich zukünftig fortsetzen und möglicherweise auch die Fehler- und Fertigkeitsanalyse beim gezielten Nadelvorschub umfassen. Die Daten können zudem zur Bewertung und Nachverfolgung des Trainings von ultraschallgeführten intraoperativen Punktionen (UGIP) genutzt werden, mit dem Ziel, die Ergebnisse zu verbessern. In letzter Zeit wurden virtuelle und 3D/4D-UGIP-Phantome entwickelt, die den in der chirurgischen Ausbildung verwendeten Phantomen ähneln.
Abb. 8 Ultraschallgeführtes Regionalanästhesie-Simulationsphantom (U-GRASP) Interactive Tool (IT). Dies ist ein High-Fidelity-Ultraschallsimulator, der die Dokumentation der Leistung des Auszubildenden bei der Nadelpositionierung während simulierter Verfahren ermöglicht. Darüber hinaus bietet es dem Trainierenden eine unmittelbare Rückmeldung durch eine Licht- und Tonanzeige, die aktiviert wird, wenn die Nadelspitze sich der anatomischen Zielstruktur nähert.
Einige der Ultraschallgeräte für UGIP bieten Multimedia-Tools, um das Erlernen des UGIP zu erleichtern. Die Geräte ermöglichen die Verwendung einer Bank mit voreingestellten Bildern und Videos typischer Eingriffe und anatomischer Querschnitte, die während des Eingriffs Ihrer Wahl verwendet werden können, um in Echtzeit eine hochwertige Referenz und Unterstützung bei der Bildinterpretation bereitzustellen (Abb. 9).
Abb. 9 Echtzeit- und Bildinterpretationsunterstützungssystem (eZONO). Das eZONO-Gerät ermöglicht es dem Bediener, eine Bank gespeicherter voreingestellter Bilder und Videos sowie anatomischer Querschnitte zu verwenden, die während des Verfahrens seiner Wahl verwendet werden können, um in Echtzeit eine hochwertige Referenz und Bildinterpretationsunterstützung bereitzustellen. Verwendet mit Genehmigung von eZONO.
3. KOMBINIERTE ULTRASCHALL- UND FLUOROSKOPISCHE PHANTOM-SIMULATOREN
Viele Schmerztherapeuten sind mit der ultraschallgestützten intraoperativen Injektion (UGIP) nicht vertraut und haben wenig Erfahrung mit der Visualisierung und Manipulation von Nadeln unter Ultraschallkontrolle. Diese Therapeuten haben die für verschiedene Injektionsarten (z. B. an der Hals- und Lendenwirbelsäule) erforderlichen Nadelverfolgungstechniken wahrscheinlich durch die gleichzeitige Simulation röntgenbasierter Verfahren und eines Ultraschallsimulators erlernt und geübt. Diese Kombination erwies sich als hilfreich beim Übergang von computertomographiegestützten Injektionen bei Rückenschmerzen zum sich entwickelnden Gebiet der UGIP. Hochpräzise anatomische und tierexperimentelle Ultraschallphantome sind jedoch derzeit meist nur an Universitätskliniken oder auf speziellen Konferenzen und Seminaren zu finden und nicht allgemein zugänglich. Die Autoren haben einen Prototyp eines kombinierten Ultraschall- und Fluoroskopiephantoms für transforaminale Injektionen der Halswirbelsäule entwickelt. Er besteht aus einem handelsüblichen anatomischen Modell der Halswirbelsäule, das in ein Polyvinylmedium eingebettet ist, welches menschliches Gewebe sonografisch simuliert. Darüber hinaus beinhaltet dieses Phantom anatomische Untersuchungsmaterialien und nimmt bei versehentlicher Injektion von fluoroskopischem Farbstoff diesen auf (Abb. 10). Dieses einfach zu reproduzierende High-Fidelity-Simulationssystem kann die Kenntnisse der Auszubildenden in der Nadelvisualisierung während der kombinierten ultraschallgeführten und fluoroskopischen UGIP verbessern.
Abb. 10 Kombiniertes Ultraschall- und Durchleuchtungsphantom für zervikale transforaminale Injektionen. Dieses Phantom enthält anatomisch korrekte, mit Flüssigkeit gefüllte Wirbelarterien, die bei einer Ultraschall-Doppler-Untersuchung einen gepulsten Fluss aufweisen und einen fluoroskopischen Farbstoff aufnehmen, wenn sie versehentlich durch eine Verfahrensnadel injiziert werden. Das Bild zeigt das von einem niedergelassenen Arzt verwendete Phantom.
Es gibt zunehmend Belege für den Nutzen der Simulation der Nadelplatzierung während gastrointestinaler Eingriffe (UGIP) in Chirurgie, Notfallmedizin, interventioneller Radiologie und Anästhesiologie, insbesondere hinsichtlich der Verbesserung technischer und praktischer Fertigkeiten. Um den Nutzen und die Kosteneffizienz technologisch fortschrittlicher Simulatoren zu ermitteln, sind zukünftige Studien erforderlich, die hochrealistische mit weniger realitätsnahen Modellen vergleichen. Darüber hinaus haben zahlreiche weitere medizinische Fachrichtungen den Vorteil der Simulation für die Verbesserung der manuellen Geschicklichkeit aufgezeigt, was zu besseren Behandlungsergebnissen führen kann. Die Schmerzmedizin entwickelt sich rasant und wird sicherlich von der Integration der Simulation in die Aus- und Weiterbildung profitieren. Dies könnte auch eine vielversprechende Strategie zur Bewältigung einiger Herausforderungen bei der Nadelvisualisierung während UGIP darstellen.
4. VERFAHRENSNADEL: ZUGEHÖRIGE SICHTBARKEITSFAKTOREN
Grundlegende Sonographie und Nadelbildinterpretation
Eine der wichtigsten Komponenten eines Ultraschallgeräts ist der Ultraschallwandler (auch Sonde oder Schallkopf genannt). Diese Sonde sendet Schallwellen aus, die durch ein elektrisches Wechselfeld erzeugt werden. Dieses Wechselfeld wird an kleine piezoelektrische Kristalle unterhalb der Wandleroberfläche angelegt. Typische Schallfrequenzen in der Ultraschallbildgebung (UGIP) liegen im „ultrahoch“ Bereich von 3–15 MHz, daher die Bezeichnung „Ultraschall“. Der Ultraschallstrahl wird von der Wandlerfläche weg gerichtet und kann je nach Gewebezusammensetzung unterschiedlich tief in das Gewebe eindringen. Muskeln, Sehnen und andere Weichgewebe können je nach Gewebedichte unterschiedlich gut durchdringen. Extrem dichtes Gewebe wie Knochen hingegen können nicht durchdrungen werden. Die vom Gewebe ausgesendeten Schallwellen werden dann (in unterschiedlichem Maße) zum Ultraschallwandler zurückreflektiert. Ein Ultraschallbild entsteht also, wenn der von der Sonde ausgesendete Schallstrahl zum Wandler zurückreflektiert wird. Die Ultraschallsonde dient nicht nur als Generator des Ultraschallstrahls, sondern auch als Empfänger des Echos. Dieses Echo wird an die Konsole und den Bildschirm zurückgesendet, um ein Bild zu erzeugen. Bei einer gastrointestinalen Punktion (UGIP) reflektiert die eingeführte Punktionsnadel Schallwellen zurück zur Ultraschallsonde. Diese verformt die piezoelektrischen Kristalle des Wandlers und erzeugt so einen elektrischen Impuls, das sogenannte Echo. Die Laufzeit des Ultraschallstrahls zur Sonde ist proportional zur Tiefe der Reflexion. Dieses Prinzip, das sogenannte Impuls-Echo-Prinzip, ermöglicht die Echtzeit-Visualisierung der UGIP. Das Verständnis der physikalischen Grundlagen der Sonographie trägt wesentlich zur Verbesserung der Nadeldarstellung bei UGIP bei und ist entscheidend für die sichere und effektive Durchführung solcher Eingriffe.
5. AKUSTISCHE IMPEDANZ ALS GRUNDLAGE FÜR DIE PROZEDURNADEL-VISUALISIERUNG
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Nadelvisualisierung in UGIP ist das Verständnis der Faktoren, die die Sichtbarkeit von Ultraschallbildern verändern oder verändern können, wie z. B. die akustische Impedanz. Die akustische Impedanz von Körpergeweben hängt von der Dichte des Gewebes und der Geschwindigkeit ab, mit der sich der Ultraschallstrahl durch dieses bestimmte Medium bewegt. Je nach Körpergewebe, das der Ultraschallstrahl durchdringt, ändert sich die Schallgeschwindigkeit und kann zwischen 1500 und 1600 m/s liegen. Diese kleinen Schwankungen der Ultraschallstrahlgeschwindigkeit sind für Schwankungen der Signalintensität oder -helligkeit verantwortlich. Beispielsweise erzeugt ein Teil der Verfahrensnadel, der in ein mit Flüssigkeit gefülltes Gefäß platziert wurde, ein helles echoreiches Signal, da ein großer Unterschied zwischen der akustischen Impedanz jeder der Strukturen (Nadel und Flüssigkeit) besteht. Bestehen deutliche Unterschiede in der akustischen Impedanz zwischen zwei verschiedenen Gewebearten, beispielsweise zwischen weichen Körpergeweben und einer metallischen Nadel oder einem Knochen, so wird das sonographische Signal der Nadel umso heller bzw. echoreicher. Dieser Unterschied der akustischen Impedanz zwischen einer Nadel und weichem Gewebe liefert eine zusätzliche Basis für eine verbesserte Visualisierung der Nadel.
6. GRÖSSE (MASSE) DER VERFAHRENSNADEL UND IHRE ECHOGENITÄT
Eine Operationsnadel mit größerem Kaliber lässt sich aus zwei wichtigen Gründen typischerweise leichter unter Ultraschall sichtbar machen als eine Nadel mit kleinerem Durchmesser. Erstens hat eine große Nadel (G) eine größere Oberfläche, die eine signifikantere Änderung der akustischen Impedanz erzeugt als eine kleinere G-Nadel, und dies kann zu einem helleren Bild auf dem Ultraschallbildschirm führen. Zweitens kann die größere Oberfläche einer größeren G-Nadel den Ultraschallstrahl abfangen, und folglich besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der Ultraschallstrahl zurück zum Schallkopf reflektiert wird, wodurch ein helleres Signal erzeugt wird als bei kleineren G-Nadeln (Abb. 11Daher werden für Schmerztherapieverfahren größere Nadeln empfohlen, um die Nadelsichtbarkeit bei ultraschallgesteuerten Eingriffen zu verbessern. Es ist jedoch zu beachten, dass eine größere Nadelstärke (G) beim Durchstechen des Gewebes zu stärkeren Beschwerden führen kann. In einer Studie von Campos et al. zur Behandlung chronischer Leistenschmerzen wurde zwar eine 14-G-Nadel mit Kryoablationssonde verwendet und in Richtung des Nervus genitofemoralis vorgeschoben, was die Nadelsichtbarkeit unter Ultraschall verbesserte, die Beschwerden des Patienten wurden jedoch durch lokale Anästhesie der Haut vor dem Durchstechen reduziert. Die Wahl der Nadelstärke (G) und -länge (siehe späteres Kapitel) sollte sich nach dem jeweiligen Eingriff richten. Wichtig ist, dass eine größere Nadelstärke nicht zwangsläufig die Patientensicherheit beeinträchtigt. Beispielsweise erwies sich die Sicherheit von 21-G- und 18-G-Nadeln in einer ultraschallgesteuerten Milzbiopsie als gleichwertig.
Abb. 11 Gauge (G) der Nadel und ihre Sichtbarkeit (a, b). Je größer die Nadel ist, desto größer ist die Reflexion des Ultraschallstrahls, was dann die Visualisierung der Nadel verbessert. Tafel (a) zeigt eine 21-G-Nadel (Pfeile), während eine 18-G-Nadel (Pfeile) in Tafel (b) gezeigt wird. Selbst eine kleine Erhöhung der Nadelstärke macht es sichtbarer. Schweinephantom.
7. DIE AUSGEWÄHLTE HAUTEINFÜHRUNGSSTELLE UND DER WINKEL DES NADELDURCHGANGS
Der Winkel und die Einstichstelle der Punktionsnadel spielen eine entscheidende Rolle für die optimale Darstellung der Nadel im Ultraschallbild. Eine ungünstige Wahl der Einstichstelle und des Nadelwinkels in Bezug auf die Schallkopffläche kann eine optimale, klare und präzise Darstellung der Nadel im Ultraschallbild verhindern. Dieser Aspekt des Verhaltenstrainings war eines der fünf qualitätsbeeinträchtigenden Verhaltensmuster, die Sites et al. bei Auszubildenden im Bereich der ugandischen Ureterorenoskopie (UGIP) identifizierten. Ist der Einstichwinkel der Punktionsnadel im Verhältnis zur Schallkopffläche zu steil oder zu spitz, wird ein kleinerer Teil des Ultraschallstrahls von der Nadel zum Schallkopf zurückreflektiert, was die Sichtbarkeit der Nadel verringert.Abb. 12Ein einfacher Ansatz zur Überwindung dieses Problems besteht darin, die Punktionsnadel möglichst senkrecht zur Auflagefläche des Ultraschallkopfes bzw. zur Richtung des Ultraschallstrahls einzuführen. Um ein optimales sonografisches Bild der Punktionsnadel zu erhalten, sollte der Ultraschallstrahl senkrecht (90°) auf die Nadel treffen und zum Ultraschallkopf zurückreflektiert werden. Befinden sich der Schallkopf des Ultraschallkopfes und die Punktionsnadel in einem 90°-Winkel zueinander, maximiert der Schallkopf den Empfang des von der Nadel reflektierten Ultraschallstrahls. Alternativ kann die Punktionsnadel und der Ultraschallkopf durch Drücken oder Kippen des gegenüberliegenden Endes des Ultraschallkopfes mithilfe des „Fersen-ein“-Manövers möglichst nahe an den 90°-Winkel zueinander positioniert werden.Abb. 13).
Abb. 12 Der Winkel des Nadeleinstichs und seine Sichtbarkeit (a, b). Je steiler der Einstichwinkel der Nadel ist, desto geringer ist die Reflexion des Ultraschallstrahls, was dann die Visualisierung der Nadel verschlechtert. Feld (a) zeigt einen steileren Einführwinkel, während Feld (b) eine bessere Sichtbarkeit derselben Nadel zeigt, die unter einem geringeren Winkel eingeführt wurde. Schweinephantom.
Abb. 13 Sondenferse nach innen, um den Winkel zu ändern (a, b). Das Ferseneinwärtsmanöver erhöht den Einfallswinkel von der Sonde zur Nadel, wodurch die Reflexion der Nadel und die Visualisierung verbessert werden. Tafel (a) demonstriert einen linearen Sondenansatz in der Ebene. Bild (b) zeigt ein Fersenmanöver in der Ebene. Feld (c) zeigt das Aussehen der Nadel (Pfeile) mit dem linearen Sondenansatz in der Ebene. Feld (d) zeigt das Aussehen der Nadel (Pfeile) mit der in der Ebene liegenden Ferse im Manöver.
Viele regionalanästhesiologische und ultraschallgestützte Eingriffe werden mit einem linearen Ultraschallkopf durchgeführt. Dieser kann jedoch während des Kipp- oder Fersen-Einzieh-Manövers, das zur optimalen Positionierung der Punktionsnadel zur Ultraschallsonde erforderlich ist, zusätzliche Beschwerden beim Patienten verursachen. Diese erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Fersen-Einzieh-Manövern kann insbesondere bei bestimmten Patienten mit chronischen Schmerzen auftreten. Eine mögliche Lösung für diese Patienten ist die Verwendung eines kurvilinearen Ultraschallkopfes. Dieser ermöglicht ein relativ schmerzfreies Fersen-Einzieh-Manöver für nahezu alle Patienten und gewährleistet gleichzeitig eine optimale Positionierung von Punktionsnadel und Ultraschallsonde sowie eine maximale Visualisierung von Gewebe und Punktionsnadel.Abb. 14). Es muss jedoch beachtet werden, dass die krummlinige Ultraschallsonde (idealer für tiefere Strukturen) kein optimales Scanbild für oberflächlichere Ziele liefert, wie dies bei einem Ultraschallwandler mit linearem Array der Fall ist.
Abb. 14 Gekrümmte vs. lineare Sonde (a, b). Das Fersenhereinmanöver wird durch eine gebogene Ultraschallsonde ergonomisch verbessert und hat den zusätzlichen Vorteil, dass es weniger Beschwerden beim Patienten verursacht. Bild (a) zeigt das Ferseneinwärtsmanöver mit einer linearen Sonde. Bild (b) zeigt das Ferseneinwärtsmanöver mit einer gekrümmten Sonde.
Der optimale Einstichwinkel einer Punktionsnadel zur Hautoberfläche liegt zwischen 30° und 45°. In manchen klinischen Situationen ist dieser optimale Winkel jedoch nicht realisierbar. Daher wurden echogene Nadeln entwickelt, um diese Schwierigkeiten zu überwinden. Dank ihrer speziellen echogenen Eigenschaften sind diese Nadeln bereits bei kleinen oder steilen Einstichwinkeln von 15° bis 30° sichtbar.
8. NADELN FÜR ECHOGENES VERFAHREN
Bei richtiger Abbildung erzeugt fast jede Verfahrensnadel ein Ultraschallbild oder gibt ein Echo unter Ultraschallabtastung zurück. Es wurden jedoch Nadeln mit speziellen Eigenschaften für die Verwendung in Verbindung mit Ultraschall entwickelt und konstruiert, die ihre Ultraschallbildqualität verbessern und optimieren und als echogene Verfahrensnadeln bezeichnet werden. Viele neuere Fortschritte haben zusätzliche Eigenschaften in der Nadeltechnologie bereitgestellt, die die Echogenität der Nadel verbessern werden. Kleine winklige Vertiefungen oder Kerben wurden im Nadelschaft erzeugt, was zu einer unregelmäßigen Oberfläche der Verfahrensnadel führt, die die Streuung von Ultraschallwellen erhöht. Theoretisch liefert die unregelmäßige oder gekerbte Oberfläche der Verfahrensnadel ein helleres Signal und ein klareres Ultraschallbild bei variablen Einstichwinkeln der Nadel in die Haut (Abb. 15Eine größere Anzahl von Einkerbungen oder Kerben am Schaft einer Punktionsnadel kann die Darstellung der Nadel im Ultraschallbild verbessern. Mit zunehmender Anzahl der Einkerbungen steigt jedoch gleichzeitig die Rauheit des Nadelschafts, was zu erhöhter Reibung an der Nadel-Gewebe-Grenzfläche führen kann. Diese Reibung kann die für eine Nervenblockade notwendigen, gleichmäßigen Nadelbewegungen beeinträchtigen und sich als nachteilig erweisen bzw. zusätzliche Beschwerden beim Patienten verursachen.
Abb. 15 Vertiefung verbessert die Reflexion des Ultraschalls (a, b). Diese echogene Nadel hat eine Vertiefung am Nadelschaft, die die Reflexion des Ultraschallstrahls bei variableren Einführwinkeln verbessert. Feld (a) zeigt eine generische nicht echogene Nadel (Pfeile) bei einem spitzen Einfallswinkel. Feld (b) zeigt eine gerillte echogene Nadel (Pfeile) in einem spitzen Einfallswinkel mit verbesserter Sichtbarkeit (Pajunk, USA). Blaues Phantom.
Die mit Polymer ummantelte Eingriffsnadel ist eine weitere technologische Weiterentwicklung, die die Echogenität der Nadel verbessert. Eine spezielle Polymerbeschichtung der Nadel, die mit einem Bläschenbildner behandelt wird, erzeugt während des Einführens und Vorschiebens der Nadel Mikrobläschen auf der Oberfläche des Nadelschafts. Dadurch entsteht beim Vorschieben der Eingriffsnadel in und durch das Gewebe eine Erhöhung der akustischen Impedanz an der Gewebe-Nadel-Grenzfläche, was die Echogenität der Nadel und die Qualität des Ultraschallbildes verbessern kann.Abb. 16). Wenn außerdem polymerbeschichtete Nadeln während der Nervenstimulation und gezielten Nervenlokalisierungsverfahren verwendet werden, dient die auf den Schaft der Verfahrensnadel aufgebrachte Polymerbeschichtung als Isolator für die elektrische Stimulation und minimiert die Stimulation des Gewebes um den Schaft der Verfahrensnadel herum. Die Kombination der oben beschriebenen technologischen Fortschritte im Design von Verfahrensnadeln (Einkerbungen und Polymerbeschichtung) hat eine Grundlage für die Entwicklung der modernen echogenen Nadeln geschaffen, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind (Abb. 17Es werden derzeit weitere technische Innovationen entwickelt, um die Sichtbarkeit der Punktionsnadel bei UGIP zu verbessern. Ein neuerer Ansatz besteht in der Installation eines Niederfrequenzgenerators am Ende der Punktionsnadel, gegenüber der Nadelspitze. Dieser Generator erzeugt Schwingungen mit großer Amplitude entlang des Nadelschafts, wodurch die Punktionsnadel unter Ultraschall besser sichtbar wird. Die Wirksamkeit dieses und einiger anderer vielversprechender Nadeldesigns wird derzeit untersucht.
Abb. 16 Polymerbeschichtete vs. echofreie Nadel (a, b). Eine polymerbeschichtete echogene Nadel im Vergleich zu einer nicht echogenen Nadel. Tafel (a) zeigt eine 21 G nicht echogene Nadel (Pfeile). Panel (b) zeigt eine 21 G polymerbeschichtete echogene Nadel (Pfeile). Schweinephantom.
Abb. 17 Nadel mit Vertiefungen, bedeckt mit Polymer (a, b). Dies sind Muster von Neurostimulationsnadeln mit kombinierter Polymerbeschichtung und Vertiefungen im Schaft, die die Echogenität der Nadel und die anschließende Visualisierung weiter verbessern. Panel (a) A Braun, B Havels, C Pajunk-Nadeln. Panel (b), eine Probe der echogenen Nadel mit Neurostimulationseigenschaften (B Braun).
Eine Studie von Phelan et al., die echogene Nadeln mit Standardnadeln ohne Echogenität verglich, zeigte keine messbare objektive Leistungsverbesserung bei der ultraschallgesteuerten intraoperativen Sonographie (UGIP) im Kurzachsen-Zugang für interventionelle Eingriffe. Ein potenzieller Nachteil einer hellen echogenen Nadel ist die mögliche Zunahme unerwünschter Schattenbildung durch die Nadel im Ultraschallbild sowie die Entstehung anderer Artefakte. Um die durch den Nadelschaft verursachten Artefakte zu reduzieren und die Visualisierung der Nadelspitze während der UGIP weiter zu verbessern, konzentrieren sich neue Technologien auf die Verbesserung der Nadelspitzensichtbarkeit anstatt auf die des gesamten Nadelschafts.
9. VERFAHREN NADELSPITZE
Die präzise Visualisierung der Nadelspitze bei der ultraschallgestützten intraperitonealen Punktion (UGIP) ist von zentraler Bedeutung, um unbeabsichtigte Gefäßverletzungen oder Injektionen sowie andere Komplikationen durch Nerven- und Gewebeschädigungen zu minimieren oder zu vermeiden. Sites et al. zeigten kürzlich, dass der häufigste Fehler von Assistenzärzten bei UGIP auftritt, wenn diese die Nadel vorschieben, ohne die Nadelspitze im Ultraschallbild zu visualisieren. Weitere häufige Fehler sind die unzureichende Visualisierung und Identifizierung der Nadelspitze bei intramuskulären Injektionen. Diese Fehler zählen zu den fünf qualitätsmindernden Verhaltensmustern von Assistenzärzten bei UGIP-Techniken.
Die abgeschrägte Nadelspitze des Verfahrens streut normalerweise den Ultraschallstrahl aufgrund der Unregelmäßigkeit der Nadelspitzenoberfläche im Vergleich zum Nadelschaft und auch aufgrund des weniger steilen Winkels der Nadelspitze im Vergleich zum proximalen Nadelschaft. Es war sekundär zu der Erkenntnis, dass das Verfahren Nadelabschrägung nach oben die Visualisierung der Nadelspitze des Ultraschallbildes verbesserte, die die Entwicklung von echogenen Nadeln mit gerilltem Schaft einleitete (Fig.18Weitere technologische Fortschritte wurden entwickelt, um die Sichtbarkeit der Punktionsnadelspitze und die Ultraschallbildqualität zu verbessern. In einer Studie verbesserte ein spezieller Wandler-Empfänger an der Nadelspitze die Visualisierung der Nadelspitze signifikant. Der Sensor an der Nadelspitze bestand aus einem piezoelektrischen Polymer, das Ultraschallwellen detektierte und in ein elektrisches Signal umwandelte. Dieses Signal wurde an den Ultraschall-Empfänger zurückgesendet, um die Bildqualität der Nadelspitzenpositionierung zu verbessern. Leider versagte diese Wandler-Empfänger-Nadelspitzenkonstruktion bei 4 von 16 Patienten und fand daher keine breite Anwendung. Es wurden jedoch weitere Prototypen fortschrittlicher piezoelektrischer Nadeldesigns entwickelt. Die Platzierung eines piezoelektrischen Aktuators an einer modifizierten, isolierten 18-G-Tuohy-Nadel ermöglichte in einer aktuellen Studie eine bessere Visualisierung der distalen Nadelspitze.
Abb. 18 Abschrägung nach oben vs. Abschrägung nach unten oder seitliche Abschrägung (a, b). Die abgeschrägte Position nach oben bietet eine verbesserte Visualisierung der Nadelspitze, da der Ultraschallstrahl in dieser Position maximal reflektiert wird. Feld (a) zeigt eine helle Nadelspitze, wenn sich die Nadel in der abgeschrägten Position nach oben befindet (Pfeil). Feld (b) zeigt genau dieselbe Nadel, die in die abgeschrägte Position gedreht wurde, und zeigt eine verschlechterte Visualisierung der Nadelspitze (Pfeil).
Es wurde auch eine deutliche und erhöhte Echogenität erzielt, indem Dellen oder größere Unregelmäßigkeiten nur in der Nadelspitze erzeugt und der Schaft der Verfahrensnadel ausgespart wurden. Die Platzierung oder Einarbeitung dieser Kerben in Verfahrensnadelspitzen wird auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen Nadeltechnologie für das Design mit erhöhter Textur erzeugt. Diese Nadeln mit gekerbter Spitze dienen dazu, die Echogenität der Nadelspitze vom Rest des Nadelschafts hervorzuheben, und infolgedessen ist die Nadelspitze unter Ultraschallbildgebung besser sichtbar (Abb. 19).
Abb. 19 Echogene Spitze. Diese Nadel mit echogener Spitze von Havels verwendet Rillen in der Nadelspitze, um die Echogenität der Nadelspitze zu verbessern. Feld (a) zeigt die Havels-Nadel mit Rillen in der distalen Nadelspitze. Bild (b) zeigt die stark echogene Nadelspitze in einem Ultraschallphantom (Pfeil). Blaues Phantom.
Eine überlegene Bildqualität der Nadelspitze und eine optimale Sichtbarkeit des Nadelschafts sind entscheidende Faktoren für eine ideale Punktionsnadel bei Nervenblockaden und UGIP-Verfahren. Ebenso wichtig ist ihre Vielseitigkeit. Die UGIP-Nadel sollte für alle Gewebetypen geeignet sein, aus jedem Winkel gut sichtbar sein, eine scharfe Darstellung des Nadelrandes gewährleisten, Artefakte ohne Schattenbildung minimieren und eine gute Detektion und Differenzierung von umgebendem Gewebe und Strukturen ermöglichen. Viele der aktuell verwendeten echogenen Nadeln entsprechen noch nicht dem Ideal. Jüngste technologische Fortschritte verringern jedoch rasch die Lücke zwischen dem aktuellen Design und der idealen echogenen Nadel für Regionalanästhesie und UGIP-Eingriffe.
10. DAS ULTRASCHALLGERÄT UND DIE SICHTBARKEIT DER VERFAHRENSNADEL
Artefakte in der Ultraschallbildgebung und Sichtbarkeit der Verfahrensnadel
Die Darstellung der Nadelvisualisierung mittels Ultraschall hängt nicht nur von den Eigenschaften der verwendeten Punktionsnadel ab, sondern auch von der Technologie und den Leistungsmerkmalen des Ultraschallwandlers und des Ultraschallgeräts. Die Bildauflösung der Ultraschallsonde während einer Untersuchung ist abhängig von der piezoelektrischen Kristalldichte des Schallkopfes, dessen Kristalltyp und den Empfängereigenschaften des Wandlers. Auch die Leistungsfähigkeit des Bildprozessors des Ultraschallgeräts beeinflusst die Bildauflösung. Fortschritte bei Ultraschallwandlern und Bildprozessoren unterstützen den Anwender kontinuierlich bei der Visualisierung der Punktionsnadel; dennoch ist es unerlässlich, dass der Anwender Kenntnisse über mögliche Artefakte in der Nadeldarstellung erwirbt und Erfahrung in deren Interpretation sammelt.
Sonographische Artefakte im Zusammenhang mit der Erfassung und Verarbeitung des Bildes durch ein Ultraschallgerät können sowohl die Gewebestrukturen als auch die Sichtbarkeit der Verfahrensnadel auf verschiedene Weise beeinträchtigen. In einigen Fällen kann ein echoreiches Ziel echoarm oder echoarm erscheinen, wenn die zurückkehrenden Ultraschallwellen abgeschwächt sind, was eine Auswirkung einer Fehlausrichtung des Schallstrahls sein kann und als Anisotropie bezeichnet wird. Anisotropie kann sekundär zu aberranter Reflexion und/oder Brechung (unten beschrieben) sein und bleibt unabhängig von der Fehlausrichtung des akustischen Strahls des Bedieners. Die Reflexion von einer glatten Oberfläche, wie z. B. einer Verfahrensnadel, wird als spiegelnde Reflexion bezeichnet. Die Reflexion von einer unregelmäßigen Oberfläche kann zu einer Streuung des Ultraschallstrahls mit anschließender Verschlechterung des empfangenen Ultraschallsignals führen, was als Streuung bezeichnet wird (Abb. 20). Streuung kann Bildverschlechterung und Artefakte verursachen; Streuung kann jedoch mit den neu entwickelten echogenen Verfahrensnadeln vorteilhaft genutzt werden. Wenn mehrere Oberflächen einen Ultraschallschallstrahl zwischen sich und dem Ultraschallwandler reflektieren, spricht man von Nachhall (Abb. 21). Werden Ultraschallwellen von ihrer Einfallsbahn abgelenkt und dann von einer tiefer liegenden Struktur reflektiert, spricht man von Refraktion. Die Dämpfung ist ein weiterer Faktor, der eine Verschlechterung des akustischen Ultraschallstrahls verursachen kann. Dämpfung wird als Abnahme der Ultraschallsignalstärke oder -amplitude beschrieben, wenn es bestimmte Gewebetypen durchdringt, und kann durch viele der oben aufgeführten Faktoren verursacht werden, einschließlich Reflexion, Brechung und Streuung. Die additiven oder verzerrenden Effekte der Dämpfung, aberranter Reflexionen und weniger der Brechung können das angezeigte Ultraschallbild verzerren und dazu führen, dass sowohl die Verfahrensnadel als auch umgebende anatomische Strukturen sowie die Nähe der Nadel zu anderen Gewebestrukturen nicht korrekt identifiziert werden können.
Abb. 20 Streuung verringert die Sichtbarkeit der Nadel. Nadelstreuung kann die Visualisierung der Nadel verringern. Die roten Pfeile stellen die Streuung des Ultraschallstrahls dar, die Artefakte verursachen und die Visualisierung der Nadel (blaue Pfeile) verschlechtern kann. Hier wird die Nadel in ein Wasserbad eingeführt.
Abb. 21 Nachhall verringert die Sichtbarkeit der Nadel. Nachhall kann eine Reflexion der Nadel von den darunter liegenden Strukturen verursachen und die Visualisierung der Nadel beeinträchtigen. Hier wird die Nadel (blaue Pfeile) in ein chirurgisches Gelpad-Phantom platziert, und es gibt ein deutliches Artefakt, das als Nachhall bezeichnet wird (rote Pfeile). Chirurgisches Gelphantom.
11. AUSWIRKUNGEN VERSCHIEDENER SONOGRAFISCHER MODI AUF DIE SICHTBARKEIT DER VERFAHRENSNADEL
Zusammengesetzte Raum- und Frequenzbildrekonstruktion nach akustischer Strahlsteuerung und variabler Frequenz
Eine häufig verwendete Lösung zur Überwindung des Problems der Ablenkung, die durch ein von einer Verfahrensnadel reflektiertes Ultraschallsignal erzeugt wird, ist die Verwendung eines strahlsteuernden sonografischen Systems, das die Erzeugung einer zusammengesetzten räumlichen Bildgebung ermöglicht. Strahllenkungs-Ultraschallsysteme lenken im Wesentlichen den Schallstrahl, der von der Verfahrensnadel weg reflektiert wird, zurück zur Ultraschallsonde, indem sie den inneren Einfallswinkel des Ultraschallstrahls verändern (Abb. 22Ältere Ultraschallsonden sind auf mechanische Steuerung beschränkt, während moderne Ultraschallgeräte mit Breitbandwandlern über spezielle Funktionen zur Fokussierung des Schalls verfügen. Breitbandwandler ermöglichen es der Sonde, Ultraschallsignale in verschiedenen Winkeln automatisch zu senden und zu empfangen, was zu einer verbesserten Bildqualität führt.
Abb. 22 Beam Steering kann die Sichtbarkeit der Nadel verbessern. Die Strahllenkung verbessert die Visualisierung der Nadel, indem der Einfallswinkel zwischen Sonde und Nadel vergrößert und somit die Sichtbarkeit der Nadel erhöht wird. Auf Abbildung (a) wird der Strahl nicht zur Nadel gelenkt, und weniger der Ultraschallstrahlen in Blau werden in Rot zurück zum Schallkopf reflektiert. Auf dem Bild (b) werden die Ultraschallstrahlen in Blau auf die Nadel gelenkt und in Gelb zurückreflektiert.
Die zusammengesetzte räumliche Bildgebung wird durch ein computergestütztes Verfahren erreicht. Dabei wird ein mechanischer Strahl gesteuert, der drei oder mehr Einzelbilder aus verschiedenen Winkeln zu einem einzigen Bild kombiniert. Die zusammengesetzte räumliche Bildgebung ermöglicht eine höhere Bildschärfe, Auflösung und eine präzisere Darstellung der Kontur der Punktionsnadel.
Die Frequenz-Compound-Sonographie erfasst Scans mit verschiedenen Frequenzen, wodurch in jedem Einzelbild variable Speckle-Artefakte entstehen. Die resultierenden Einzelbilder werden gemittelt, was die in der konventionellen Sonographie beobachteten Speckle- und Körnungsartefakte reduziert. Das Ergebnis ist ein verbessertes anatomisches Ultraschallbild der Gewebestrukturen, jedoch keine Verbesserung der Bildqualität bei der Punktion.
12. FREQUENZ DER ULTRASCHALLSONDE (AKA TIEFE) SCHALLLEISTUNG UND VERSTÄRKUNG
Die am häufigsten bei der oberen Gastrointestinalchirurgie (UGIP) verwendete Ultraschallsonde arbeitet mit einer Frequenz von 5–10 MHz. Diese Frequenz des Ultraschallkopfes bietet eine gute räumliche Auflösung für Nerven und Nervenplexus in einer Tiefe von 1–5 cm. Zur Darstellung tiefer liegender Nerven- und Nervenplexusstrukturen wird oft eine Ultraschallsonde mit niedrigerer Frequenz (2–5 MHz) eingesetzt. Allerdings nimmt die Auflösung sowohl der anatomischen Strukturen als auch der Punktionsnadel mit zunehmender Tiefe und der Verwendung von Ultraschallwandlern mit niedrigerer Frequenz ab. Die höherfrequente Ultraschallsonde mit Wandlerfrequenzen von bis zu 18 MHz wird meist für Eingriffe an oberflächlichen Strukturen wie den Nerven der Hand und des Unterarms verwendet. Die Bedienelemente des Ultraschallgeräts, mit denen Tiefe, Schallleistung und Verstärkung angepasst werden können, ermöglichen eine optimale Fokussierung des Ultraschallstrahls und somit eine verbesserte Bildqualität. Allerdings hat dieses Einstellpotenzial des Ultraschallgeräts außerhalb der regulären Optimierung des Ultraschallbildes möglicherweise nur einen begrenzten Einfluss auf die Sichtbarkeit der Punktionsnadel.
13. ZEITGEWINNKOMPENSATION UND HARMONISCHE BILDGEBUNG
Die Steuerungsoptionen für die Zeitverstärkungskompensation an einem Ultraschallgerät ermöglichen die Anpassung der Bildhelligkeit in variablen Tiefen. Darüber hinaus können Änderungen und Anpassungen, die bei der Verstärkungskompensation vorgenommen werden, viele der sonographischen Artefakte minimieren, die erzeugt werden, wenn der akustische Ultraschallstrahl durch die Haut und andere oberflächliche Schichten wandert. Die Zeitverstärkungskompensationssteuerungsoption kann nicht nur Rauschen reduzieren, das durch Gewebeartefakte erzeugt wird, sondern kann auch Artefakte von dem Hauptsignal der Verfahrensnadel reduzieren.
Eine weitere Funktion moderner Ultraschallgeräte ist die harmonische Bildgebung. Diese Funktion ermöglicht die Unterdrückung von Nachhall und anderen Störgeräuschen, die durch Haut- und Körperwandstrukturen entstehen. Die Technologie der harmonischen Bildgebung basiert auf der Erkenntnis, dass Körpergewebe ein schwaches, aber nutzbares harmonisches Signal erzeugt, das vom Ultraschallgerät erfasst und verstärkt werden kann. Die harmonische Bildgebung nutzt diese erfassten harmonischen Signale und fügt niederfrequentes, hochamplitudiges Rauschen hinzu, um das Ultraschallbild zu verbessern. Die Ergebnisse der harmonischen Bildgebung zur Darstellung von Punktionsnadeln sind uneinheitlich und reichen von überlegenen Ultraschallbildern bis hin zu als unterlegen geltenden Bildern im Vergleich zu einem herkömmlichen Ultraschallgerät ohne harmonische Bildgebung. Die Auswirkungen der neuen Breitbandtechniken der harmonischen Bildgebung müssen noch untersucht werden.
14. HELLIGKEITS-, BEWEGUNGS- UND DOPPLER-MODUS
Der konventionelle B-Modus (B steht für Brightness) dient als derzeit verwendete Graustufen-Sonographiegerät-Modalität, die typischerweise bei der Durchführung von UGIP verwendet wird. M-Modus-Ultraschallgeräte (M steht für Bewegung) werden verwendet, um die Bewegung von Strukturen innerhalb des Körpers zu bewerten. Typischerweise zeigen moderne Ultraschallgeräte das M-Modus-Bild neben einer kleineren Version des ursprünglichen B-Modus-Bildes auf dem Anzeigebildschirm an. Bei der Verwendung von 2D-Ultraschallgeräten konzentriert sich der M-Modus auf die Zielstruktur und zeigt ihre Bewegung im Laufe der Zeit in Form einer wellenförmigen Linie an, die sich entsprechend den sich bewegenden Gewebestrukturen ändert. Der M-Modus kann während UGIP nur eingeschränkt verwendet werden und beeinträchtigt oder verbessert die Sichtbarkeit der Verfahrensnadel nicht.
Eine dritte Bildgebungsmodalität, mit der moderne Ultraschallgeräte ausgestattet sind, ist der Doppler-Modus, bestehend aus Doppler-Empfindlichkeit und Power-Doppler. Die Doppler-Modus-Fähigkeit kann den Blutfluss in Blutgefäßen von anderen ähnlich aussehenden Gewebestrukturen unterscheiden und kann verwendet werden, um theoretisch ein unbeabsichtigtes Eindringen in ein Gefäß oder ein Trauma durch eine Verfahrensnadel zu verhindern, da das Blutgefäß identifiziert werden kann (Abb. 23). Die Doppler-Fähigkeiten können auch verwendet werden, um die Qualität und Klarheit der Bildgebung mit der Verfahrensnadel in Verbindung mit anderen Methoden und Werkzeugen zu verbessern, die im Abschnitt „Verbesserung“ beschrieben werden.
Abb. 23 Doppler kann helfen, eine versehentliche Gefäßpenetration oder intravasale Injektion zu verhindern (a, b). Die Verwendung von Doppler kann bei der Visualisierung von zu vermeidenden Gefäßen bei ultraschallgeführten Verfahren helfen. Panel (a) zeigt die Detektion des Blutflusses mit Doppler in der A. vertebralis (roter Pfeil) auf Höhe der Halswirbelsäule C7 in Bauchlage. Feld (b) zeigt eine Nadel (weiße Pfeile), die das zuvor identifizierte Gefäß (roter Pfeil) im Doppler-Ultraschall in seitlicher Position vermeidet. Kombiniertes Ultraschall- und Durchleuchtungsphantom für zervikale transforaminale Injektionen
15. 3D- UND 4D-ULTRASCHALLBILDGEBUNG
Die typische 2D-Ultraschallbildgebung erfasst und zeigt ein flaches Ultraschallbild in zwei Ebenen an und ist vergleichbar mit der heutigen Durchleuchtung. Die 3D-Ultraschalltechnologie erfasst Bilder in mehreren Ebenen und aus verschiedenen Winkeln. Das resultierende 3D-Ultraschallbild kann anschließend als 3D-Darstellung oder Schema der gescannten Strukturen visualisiert werden. Die Vorteile der statischen 3D-Bildgebung werden von Clendenen et al. im Vergleich zwischen konventioneller Röntgenbildgebung (analog zur 2D-Sonographie) und konventioneller Computertomographie (analog zur statischen 3D-Ultraschallbildgebung) beschrieben. Die 3D-Ultraschallbildgebung in Echtzeit (dynamische 3D-Bildgebung, auch 4D-Bildgebung genannt) erweitert die traditionellen Dimensionen X, Y und Z um die Zeitachse. Die dynamische 3D-Bildgebung (4D) ermöglicht die Echtzeit-Verfolgung einer Intervention, vergleichbar mit Echtzeit-CT- oder MRT-Technologien, jedoch mit einem Maß an Einfachheit, Sicherheit und Kosten, das schwer vergleichbar ist. Die derzeitige 4D-Ultraschalltechnologie weist Einschränkungen hinsichtlich der Darstellung und Sichtbarkeit oberflächlicher Eingriffe auf, die auf denselben Einschränkungen beruhen wie die Frequenzbegrenzungen von 3D-Ultraschallsonden. Allerdings haben wir in letzter Zeit deutliche Verbesserungen in der Ultraschalltechnologie beobachtet und gehen davon aus, dass sich diese rasant weiterentwickeln wird.
Anfänglich wurde die 3D-Ultraschallbildgebung durch freies Bewegen des herkömmlichen 2D-Ultraschallkopfes über die Haut erzeugt. Anschließend erfolgte eine Rekonstruktion, ähnlich der in der Computertomographie, jedoch aufwendig und zeitintensiv. Trotz der Einführung spezieller 2D-Schallköpfe mit rotierendem Empfänger im Inneren des Ultraschallkopfes, die exzellente biplanare und multiplanare 3D-Bilder liefern, ist die Bildwiedergabe statisch und erfolgt nicht in Echtzeit. Bei der 4D-Ultraschallbildgebung zeigt sich eine geringe, aber wahrnehmbare Verzögerung in der Echtzeit-3D-Darstellung der Punktionsnadel. Darüber hinaus wurden keine eindeutigen Vorteile hinsichtlich einer besseren Visualisierung der Punktionsnadel durch die speziellen 2D-Ultraschallschallköpfe berichtet, und diese Schallköpfe sind für die obere gastrointestinale Punktion (UGIP) unpraktisch.
Die derzeitigen technologischen Einschränkungen von 3D-Ultraschallwandlern ergeben sich aus der Schwierigkeit, kleine und manövrierfähige Ultraschallsonden herzustellen, die in der Lage sind, die erforderlichen und fortschrittlichen mechanischen Scanmaschinen aufzunehmen (Abb. 24). Die Echtzeitverfolgung von Verfahrensnadeln mit diesen Arten von Ultraschallwandlern könnte jedoch den Bildern, die mit aktuellen sonografischen Technologien erzeugt werden, möglicherweise überlegen sein, insbesondere in erfahrenen Händen (Abb. 25).
Abb. 24 3D-Nadelultraschall und Sichtbarkeit der Nadel. Dies ist eine 3D-Ultraschallsonde. Gegenwärtig sind 3D-Ultraschallsonden größer als ihre 2D-Pendants. Neuere, kleinere 3D-Ultraschallsonden sind jedoch in der Entwicklung.
Abb. 25 3D-Bild der Nadel im Phantom. Dabei wird eine Nadel innerhalb eines Ultraschallphantoms unter 3D-Ultraschall in Echtzeit, auch 4D-Ultraschall genannt, sichtbar gemacht. Die Nadel ist auf der linken Seite (linker roter Pfeil) deutlich in 3D dargestellt und auf der rechten Seite (rechter roter Pfeil) unter konventionellem Ultraschall weniger sichtbar.
Eine weitere Neuerung in der 3D-Ultraschalltechnologie ist der Matrix-Array-Schallkopf. Die Erzeugung von 3D- und 4D-Ultraschallbildern ist dank des Einsatzes eines Matrix-Array-Schallkopfs unabhängig von mechanisch gesteuerten Array-Ultraschallsonden möglich. Diese Schallköpfe sind kleiner, leichter und ergonomischer. Die Entwicklung von Matrix-Array-Schallköpfen hat zu kleineren Schallköpfen geführt und gleichzeitig die Datenerfassung und -verarbeitung im Vergleich zu herkömmlichen mechanisch gesteuerten Array-Schallköpfen um etwa das Dreifache beschleunigt. Dies ermöglicht ein echtes 4D-Erlebnis und kann die Manövrierbarkeit des Schallkopfs sowie die Visualisierung der Punktionsnadel verbessern.
16. JÜNGSTE FORTSCHRITTE IN DER ULTRASCHALLBILDGEBUNG UND DER SICHTBARKEIT DER NADELN
Komplexe Signalverarbeitung, Breitbandwandler, erhöhte Scannerbandbreite, aktualisierbare Software und andere technologische Entwicklungen der letzten Zeit haben die Bildqualität in der Ultraschalldiagnostik verbessert. Eine Erhöhung der Ultraschallfrequenz von Sonographiesystemen auf bis zu 50 MHz könnte die Bildqualität weiter steigern, insbesondere bei oberflächlich liegenden Zielstrukturen im Rahmen der oberen Gastrointestinaltrakt-Intervention (UGIP) oder bei Kindern. Die Kombination von Ultraschall mit anderen Bildgebungsverfahren wie Fluoroskopie, Computertomographie und Magnetresonanztomographie (MRT) stellt möglicherweise eine vielversprechende Strategie zur besseren Lokalisierung der Punktionsnadeln während einer UGIP-Intervention dar. Eines der neuesten dualen Bildgebungssysteme, das sich derzeit in der Entwicklung befindet, kombiniert photoakustische und Ultraschallbildgebung. Diese Fortschritte sowie weitere Technologien in der sonographischen Bildgebung befinden sich im Übergang von der Forschung zur möglichen klinischen Anwendung. Der Einfluss dieser Technologien auf die Sichtbarkeit der Punktionsnadeln muss noch ermittelt werden.
Für eine optimale Darstellung der Punktionsnadel im Ultraschallbild ist es wichtig, manuelle Geschicklichkeit zu erlangen, moderne Ultraschalltechnologien anzuwenden und die Handhabung von Nadel und Schallkopf zu üben. Zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Nadeldarstellung sind automatische Optimierungstechnologien für das Ultraschallbild, die für moderne Ultraschallgeräte entwickelt wurden und verfügbar sind. Diese Technologien ermöglichen es dem Anwender, zwischen voreingestellten Modi zu wählen, die für die Darstellung bestimmter Gewebe und Strukturen wie Gefäße, Muskeln, Brustgewebe usw. optimiert sind. Jüngste Fortschritte in der sonografischen Konturerkennung haben zu Technologien geführt, die Nerven (gelb), Muskeln (braun), Arterien (rot) und Venen (blau) automatisch farblich markieren können und voraussichtlich in naher Zukunft verfügbar sein werden.
Die Integration von UGIP-Systemen in das Internetnetzwerk kann spezifische klinische Vorteile bieten, indem sie Echtzeit-Online-Konsultationen durch Schmerztherapeuten, Vorschläge zur Verbesserung der Zielstrukturdarstellung, Unterstützung bei der Visualisierung der Eingriffsnadel und die Bestätigung durch erfahrene Ultraschallanwender ermöglicht. Die Bildoptimierung sonografischer Zielstrukturen führt jedoch nicht automatisch zu einer adäquaten Visualisierung der Eingriffsnadel. Trotz der vielen Fortschritte in der Ultraschallbildgebung hat sich dies nicht immer in einer besseren Visualisierung der Eingriffsnadel niedergeschlagen. Eine mögliche Erklärung für die Diskrepanz zwischen der Optimierung der Ultraschallbildgebung von Zielstrukturen und den Fortschritten bei der Verbesserung der Visualisierung der Eingriffsnadel ist, dass die traditionelle Anwendung von Ultraschall in der Medizin typischerweise auf Bildgebung und Diagnose fokussiert ist. Obwohl weiterhin Anstrengungen unternommen werden, sonografische Systeme so anzupassen, dass interventionelle Instrumente und Eingriffsnadeln unter Ultraschall optimaler sichtbar sind, beschränken sich solche Systeme leider meist auf die Verbesserung der sonografischen Visualisierung chirurgischer Instrumente oder computergestützter Bildgebungseinheiten sowie die Entwicklung von Robotersystemen für UGIP. Die Fortschritte in der Ultraschalltechnologie und die Verbesserung der Entwicklung von Eingriffsnadeln für die obere gastrointestinale Perfusion (UGIP) scheinen zunächst etwas unzusammenhängend zu verlaufen, möglicherweise aufgrund der engen Spezialisierung der Hersteller von Eingriffsnadeln und Ultraschallgeräten. Diese Diskrepanz hat sich jedoch in letzter Zeit verringert, da in verschiedenen medizinischen Bereichen zunehmend verbesserte Eingriffsnadeln und UGIP-Systeme entwickelt werden. Es wurden Fortschritte bei der Entwicklung von Technologien erzielt, die sonografische Artefakte reduzieren können, die durch das Gas bei der Radiofrequenzablation und bei Kryoablationen entstehen und für die Schmerztherapie relevant sind.
Es gibt Anlass zu der Annahme, dass die Hersteller von Punktionsnadeln und Ultraschallgeräten ihre Bemühungen zur Verbesserung der Nadelsichtbarkeit bei ultraschallgestützten gastrointestinalen Eingriffen (UGIP) intensivieren. Diese Entwicklungsarbeit wird voraussichtlich zu einer Kooperation mit Ultraschalltechnologien führen, die speziell für das wachsende Gebiet der interventionellen Schmerztherapie entwickelt wurden und eine vielversprechende, praktische, wissenschaftliche und wirtschaftliche Nische für dieses Fachgebiet darstellen könnten. Die aktuell wichtigste und nach wie vor entscheidende Herausforderung ist die Entwicklung weiterer Technologien, die eine zuverlässige und präzise Ausrichtung der Punktionsnadel zum Ultraschallwandler gewährleisten. Dies bleibt ein wesentlicher Aspekt der UGIP und der interventionellen Schmerztherapie, dessen Beherrschung letztendlich zu einem erfolgreichen Eingriff für den Patienten führt.
17. NADEL-PROBE-AUSRICHTUNG
Notwendigkeit einer Ausrichtung der Verfahrensnadel und der Ultraschallsonde
Eine typische Ultraschallstrahlbreite, die von einer Ultraschallsonde emittiert wird, beträgt nur etwa 1 mm (Abb. 26Daher kann die Darstellung einer Punktionsnadel aufgrund einer möglichen Fehlausrichtung des Ultraschallstrahls und der Nadel bei der „In-Plane“-Technik von Regionalanästhesie und UGIP-Eingriffen häufig erschwert sein. Die Punktionsnadel kann relativ leicht aus dem schmalen Ultraschallstrahl geraten, weshalb weiterhin größte Sorgfalt geboten ist, da selbst kleine Bewegungen des Ultraschallkopfes oder der Nadel zum Verlust des Nadelbildes auf dem Ultraschallbildschirm führen. Aufgrund der Unfähigkeit, das Ultraschallbild der Punktionsnadel aufrechtzuerhalten, können sowohl Regionalanästhesie- als auch UGIP-Techniken zu verlängerten Eingriffszeiten oder einer erhöhten Komplikationsrate durch unbeabsichtigte Gewebe- und Strukturschäden führen. Daher ist eine erfolgreiche Ultraschallvisualisierung der Punktionsnadel weiterhin wichtig, und die sorgfältige Positionierung, das Vorschieben und die Manipulation der Nadel in Bezug auf den Ultraschallkopf sind von entscheidender Bedeutung.
Abb. 26 Die Notwendigkeit der Ausrichtung. Die Ultraschallsonde (blauer Pfeil) sendet einen sehr schmalen Strahl (abgerundete Form) von fast 1 mm Breite (rote Pfeile) aus, der sich mit zunehmendem Abstand von der Sonde verbreitert. Dieser kleine Bereich kann es schwierig machen, die Nadel (schwarzer Pfeil) zu sehen, wenn sie falsch ausgerichtet ist. Tofu-Phantom.
18. NADELANSATZ „IN-PLANE“ UND „OUT-OF-PLANE“: KLASSISCHE SONDEN-NADEL-INTERPOSITIONEN
Es wurden mehrere Strategien für die Ultraschallvisualisierung und -bildgebung mit Verfahrensnadeln vorgeschlagen, es gibt jedoch zwei klassische Techniken, die als „In-Plane“ (IP)-Ansatz und „Out-of-Plane“-Sondenfußabdruck bekannt sind. Der IP-Ansatz basiert auf einem Konzept der Visualisierung der Eingriffsnadel als echoreiche helle Linie. Der OOP-Ansatz wird erreicht, indem die Nadel unter der Mittellinie (normalerweise) und senkrecht zum Fußabdruck der Ultraschallsonde in einer kurzen Achse zum Ultraschallstrahl eingeführt wird, wo die Nadelspitze/der Schaft als heller echoreicher Punkt erscheint (Abb. 27).
Abb. 27 In-Plane (IP) und Out-of-Plane (OOP) Techniken. Dies ist die In-Plane-Technik. Die Nadel wird parallel zur Sonde eingeführt gehalten (a) und ist im Ultraschall (b) in der Längsachse zu sehen (weiße Pfeile). Die Out-of-Plane-Technik wird in Bild (c) demonstriert. Die Annäherung außerhalb der Ebene wird erreicht, indem die Nadel in die kurze Achse des Strahls eingeführt wird, und daher erscheint die Nadelspitze (weißer Pfeil) als heller echoreicher Punkt (d). N Ischiasnerv oberhalb der Kniekehle.
Ein häufig genannter Nachteil des IP-Verfahrens ist, dass die Punktionsnadel leichter vom schmalen Ultraschallstrahl abweichen kann. Dies kann zu Komplikationen führen und die Blockadezeit verlängern, wenn die Nadel während der Schmerztherapie nicht vollständig dargestellt werden kann. Ein weiterer potenzieller Nachteil des IP-Verfahrens ist die durch die Längsachse des Nadelschafts entstehende Reverberation, die die Darstellung von Strukturen unterhalb des Nadelschafts beeinträchtigen kann. Ein Nachteil des OOP-Verfahrens ist die erschwerte oder unmögliche präzise Verfolgung der Punktionsnadel zum Ziel. Eine weitere Komplikation dieser Technik ist die Unsicherheit, ob der hyperechogene Punkt im Ultraschallbild die Nadelspitze oder den Nadelschaft darstellt. Beim Vergleich der beiden Techniken (IP oder OOP) ist zu beachten, dass beim IP-Verfahren die zwei- bis dreimal längere Nadeltiefe benötigt wird, um das Ziel zu erreichen. Zudem besteht die Möglichkeit, dass dies zu zusätzlichen Beschwerden für den Patienten führt. Es ist weiterhin klar, dass sowohl die intraperitoneale (IP) als auch die extraperitoneale (OOP) Punktionstechnik bei Regionalanästhesie und ultraschallgesteuerter intraperitonealer (UGIP) Eingriffen Nachteile aufweisen. Daher ist es notwendig, Erfahrung mit beiden Techniken zu sammeln, um die jeweils geeignetste für den jeweiligen Eingriff auszuwählen. Als weitere Alternative kann die schräge Punktionstechnik in Betracht gezogen werden, um bei ultraschallgesteuerter Schmerztherapie einige der Nachteile der IP- oder OOP-Technik hinsichtlich der Punktionsvisualisierung zu minimieren oder zu eliminieren.
19. ANSATZ MIT OBLIQUE PLANE NEEDLE ZUR ULTRASCHALLGESTÜTZTEN SCHMERZBEHANDLUNG
Der schräge Zugang wird erreicht, indem die Zielstrukturen (einschließlich Nerven und Gefäße) in ihrer kurzen Achse betrachtet und die Eingriffsnadel in ihrer Längsachse zur Ultraschallsonde positioniert wird. Dieser Zugang ermöglicht dem Operateur eine optimale Sicht auf das darunterliegende Ziel und die umliegenden Strukturen, während gleichzeitig die Eingriffsnadel und der Nadelschaft während der Bewegung und Manipulation kontinuierlich visualisiert werden.Abb. 28Der schräge Zugang hat sich bei bestimmten Eingriffen als nützlich erwiesen, bei denen der Zielnerv üblicherweise schwer darstellbar ist. Beispielsweise weist der Nervus femoralis (lateral und inferior der Arteria femoralis) typischerweise eine verdickte Form auf, da er zwischen dem Musculus iliacus und der hyperechogenen Faszie liegt, was die optimale sonografische Darstellung beeinträchtigen kann. Der schräge Zugang bietet oft die Vorteile der offenen Punktionstechnik (OOP) und ermöglicht gleichzeitig eine bessere Sicht auf Schaft und Spitze der Punktionsnadel während des Vorschiebens.
Abb. 28 Die Oblique-Plane-Technik (a, b). Der Ansatz mit der schrägen Ebene wird erreicht, indem die Kurzachsenansicht betrachtet wird, um die anatomischen Zielstrukturen, einschließlich Nerven und Gefäße, zu visualisieren, aber die Nadel in der Längsachse der Sonde platziert wird. Feld (a) zeigt die Nadel- und Sondenpositionierung für die Schrägansicht. Panel (b) zeigt das Bild der Nadel (Pfeile) im Ultraschall in der Schrägansicht. Blaues Phantom.
20. BIPLANE-NADEL-BILDGEBUNGSANSATZ ZUR ULTRASCHALLGESTÜTZTEN SCHMERZBEHANDLUNG
Einige 2D-Ultraschallgeräte und solche mit 3D-Funktion ermöglichen die gleichzeitige Darstellung von Bildern in verschiedenen Ebenen (in Echtzeit) auf demselben Ultraschallbildschirm. Dadurch kann der Anwender anatomische Strukturen und die Nadel gleichzeitig in zwei oder mehr Ebenen betrachten. Beispielsweise kann ein Gefäß gleichzeitig in Längs- oder Querrichtung auf einem geteilten Ultraschallbildschirm dargestellt werden. Für 2D-Ultraschall wird ein Biplan-Schallkopf verwendet, während 3D-Ultraschallsonden Multiplan-Bilder erzeugen. Sowohl Biplan- als auch Multiplan-Bildgebungsverfahren bergen großes Potenzial zur Verbesserung der Nadeldarstellung und von UGIP-Eingriffen. Da die Technologie jedoch noch relativ neu ist, muss ihr Nutzen erst noch nachgewiesen werden. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Biplan-Bildgebung die grundlegenden Techniken der Nadel- und Schallkopfausrichtung ersetzen wird, welche die Sichtbarkeit von Nadelspitze und -schaft deutlich verbessern.
21. NADELFÜHRUNGEN FÜR MECHANISCHE UND OPTISCHE VERFAHREN
Die Bedeutung der Ausrichtung der Verfahrensnadel mit dem Ultraschallsondenstrahl hat die Überlegung und Entwicklung verschiedener Arten von Führungen zur Nadelstabilisierung und zur Richtung der Nadelbahn veranlasst. Diese Verfahrensnadelführungen dienen der Ausrichtung und Synchronisierung der Nadel mit der Position der Ultraschallwandlersonde und halten den Nadelweg im Wesentlichen unter dem Ultraschallstrahl. Es wurden mehrere Arten von Verfahrensnadelführungen beschrieben, wie z. B. die mechanische Nadelführung, bei der es sich um eine Vorrichtung handelt, die direkt an der Ultraschallsonde angebracht ist und zum Ausrichten der Verfahrensnadel verwendet wird, damit ihre Bahn unter dem Ultraschallstrahl bleibt. Solche Führungsvorrichtungen für die Verfahrensnadel sind so konzipiert, dass sie zu bestimmten Arten von Ultraschallsonden passen, und mit der Absicht, dass die Verfahrensnadel beim Vorschieben in einen Pfad unter dem Ultraschallstrahl geführt wird (Abb. 29Ursprünglich wurden diese Führungsinstrumente in der klinischen Praxis zur Durchführung von Biopsien eingeführt und erleichterten die Eingriffe auch weniger erfahrenen Anwendern. Die entwickelten ultraschallgeführten Nadelsysteme werden regelmäßig in der Fachliteratur erwähnt, da dort Techniken zur Optimierung der Nadelvisualisierung unter Ultraschall für die Regionalanästhesie beschrieben werden.
Abb. 29 Mechanische Nadelführungen (a, b). Mechanische Nadelführungen können die Sichtbarkeit der Nadel erheblich verbessern, indem sie sowohl den Schallkopf als auch die Nadel stabilisieren. Bild (a) zeigt die mechanische Nadelführung von CIVCO. Panel (b) zeigt die Nadel (Pfeile) unter mechanischer Führung.
Die mechanische Nadelführung hat die für sichere UGIP-Eingriffe benötigte Zeit signifikant (um das Zweifache) reduziert. Der Einsatz solcher Geräte zeigte zudem eine überlegene Nadelvisualisierung, wie Tests mit unerfahrenen Assistenzärzten an simulierten UGIP-Eingriffen an Schweinephantomen belegen. Die Nadelsichtbarkeit war mit mechanischen Nadelführungsgeräten um etwa 30 % besser, und die Teilnehmer bewerteten ihre Zufriedenheit mit diesen Geräten deutlich höher als mit Freihandtechniken. Die routinemäßige Durchführung von UGIP erfordert jedoch typischerweise häufige Korrekturen der Nadelrichtung, was einen potenziellen Nachteil eines starren mechanischen Führungsgeräts darstellen kann. Die optimale Visualisierung des umliegenden Gewebes, der Nervenstrukturen und der Nadelrichtung kann mit einem starren mechanischen Führungsgerät schwierig sein, da dynamische Nadelkorrekturen während des Eingriffs häufig notwendig sind. Daher ist die Rolle starrer mechanischer Nadelführungsgeräte zur Erleichterung der Nadelvisualisierung bei Schmerztherapie-Interventionen und -Eingriffen noch nicht abschließend geklärt.
Um die Nachteile starrer mechanischer Vorrichtungen zu überwinden, wurden verstellbare mechanische Nadelführungsgeräte entwickelt und erprobt. Verschiedene Arten von mechanischen Vorrichtungen zur Führung von Eingriffsnadeln bildeten die Grundlage für die Entwicklung robotergestützter UGIP-Systeme und trieben deren Produktion voran. Derzeit scheinen die praktischen Anwendungen robotergestützter Verfahren für UGIP jedoch noch begrenzt zu sein. Tsui entwickelte und beschrieb eine mögliche Lösung für die Mängel der verschiedenen Nadelführungsgeräte mittels eines laserbasierten Systems. Dieses Laserführungsgerät dient der einfacheren Ausrichtung von UGIP-Nadel und Ultraschallsonde. Die optische Eingriffsnadelführung besteht aus einem Laserstrahl, der eine einfache Anpassung der Nadelposition nach Bedarf ermöglicht.Abb. 30Es wurde festgestellt, dass diese optische Nadelführung eine eindeutige visuelle Rückmeldung zur präzisen Ausrichtung von Nadel und Laserstrahl ermöglicht und daher für die Ausbildung und Entwicklung der beidhändigen Koordination hilfreich sein kann. Bei der Verwendung dieses Lasergeräts sind in der Regel längere Eingriffsnadeln erforderlich, da während des UGIP-Eingriffs ein größerer Teil des Nadelschafts aus der Haut herausragen muss, um die Ausrichtung von Nadel und Laserstrahl zu gewährleisten.
Abb. 30 Optische Nadelführung (a, b). Das Tsui-Gerät verbessert die Visualisierung der Nadel durch verbesserte Ausrichtung. Panel (a) zeigt das Tsui-Gerät, das den Eintrittswinkel und die Nadeln in Bezug auf die Sonde mit dem Lichtstrahl (rot) klar abgrenzt. Feld (b) zeigt das Einführen der Nadel (Pfeile) unter der Optikführung.
22. NADELPOSITIONIERUNGSSYSTEME FÜR FORTGESCHRITTENE VERFAHREN
Die meisten erfahrenen Anwender von Ultraschall bevorzugen bei der Durchführung von UGIP die „Freihandtechnik“. Dabei kann der Untersucher den Ultraschallkopf mit einer Hand und die Punktionsnadel mit der anderen Hand frei führen. Diese Freihandtechnik ermöglicht Flexibilität bei der Positionierung der Punktionsnadel während des Einführens und Vorschiebens zum Zielgebiet. Selbst für erfahrene Anwender kann es mitunter schwierig sein, Nadel und Ziel im Blick zu behalten und gleichzeitig Gewebestrukturen, Blutgefäße und Nerven zu schonen.
Eine mögliche Lösung zur Verbesserung der Vorhersage des Nadelwegs bei Eingriffen ist ein fortschrittliches Positionierungssystem mit optischen oder elektromagnetischen Tracking-Technologien. Dieses System verwendet einen Sensor an der Ultraschallsonde und einen weiteren Sensor am Nadelansatz. Mithilfe eines elektromagnetischen Tracking-Systems berechnet das Gerät den Nadelweg, extrapoliert ihn und zeigt ihn als Schätzung auf dem Bildschirm an.
Die ersten Entwicklungen für das elektromagnetische Trackingsystem wurden als separate Einheiten beschrieben, die Ultraschallbilder von herkömmlichen Ultraschallgeräten mit einem Ausgangsanschluss erfassen sollten. Dieses Positionierungssystem rekonstruierte die vom Ultraschallgerät erfassten sonografischen Bilder und kombinierte dieses Bild mit dem vorhergesagten Nadelweg auf einem separaten Bildschirm. Die neueste Technologie ermöglicht die Integration fortschrittlicher Positionierungssysteme in aktuelle Ultraschallgeräte.Abb. 31Die meisten Hersteller von Ultraschallgeräten entwickeln diese Technologie aktiv für fortschrittliche Positionierungsverfahren, die in der UGIP (Ultraschall-Gastrointestinalchirurgie) für 2D-, 3D- und 4D-Systeme eingesetzt werden sollen. Kombinierte Ultraschall- und CT- oder Ultraschall- und MRT-gestützte Radiofrequenzablationen sowie andere schmerztherapeutische Interventionen könnten in naher Zukunft fortschrittliche Positionierungssysteme für interventionelle Instrumente nutzen.
Abb. 31 Ultraschall (US) Advanced Positioning Systems (a, b). Vorausschauende US-Positionierungssysteme verwenden optische oder elektromagnetische Verfolgungstechnologien, die den Nadelvorsprung berechnen, der dann als Vorhersage des zukünftigen Weges der Nadel auf dem Bildschirm angezeigt wird. Panel (a) zeigt die Nadel in einem Ansatz in einer schiefen Ebene (blauer Pfeil + grüner Pfeil) und extrapoliert die Richtung der Nadel, die durch die gepunktete grüne Linie gezeigt wird. Die Spitze der Nadel ist durch den roten Gerätepfeil gekennzeichnet. Feld (b) zeigt die Nadel in einem Out-of-Plane-Ansatz und extrapoliert erneut die Richtung der Nadel (blauer Pfeil), die durch eine gepunktete grüne Linie (grüner Pfeil) angezeigt wird. Auch hier ist die Nadelspitze per Gerät markiert (roter Pfeil). Ultraschall-GPS, verwendet mit Genehmigung von Ultrasonix. Blaues Phantom.
23. DIE „KUNST“ DES SCANNENS FÜR BESSERE PROZEDURNADELVISUALISIERUNG
Fortschritte bei Nadelpositionierungssystemen, die es UGIP ermöglichen, effizienter, interaktiver, sicherer und objektiver zu werden, so dass es wahrscheinlich einige der derzeitigen Schwierigkeiten und Mängel beim Erlernen von UGIP kompensieren wird, werden sich weiterentwickeln. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass ein solches Positionierungssystem die derzeit praktizierten Fähigkeiten zur Ausrichtung von Nadel-Wandlern ersetzen wird, da sie ein integraler Bestandteil der UGIP-Leistung bleiben werden. Marhofer und Chan beschrieben verschiedene Bewegungen des Ultraschallwandlers, die die Visualisierung der Nadelspitze des Verfahrens verbessern können, und sie betonen, dass solche Bewegungen des Wandlers und der Nadel bewusst und langsam erfolgen sollten. Marhofer und Chan betonen ferner, dass der Arzt jeweils nur einen Teil des Systems bewegt oder manipuliert (dh nur den Ultraschallwandler oder die Nadel bewegt, um die Visualisierung der Nadelspitze des Verfahrens zu optimieren). Diese langsamen und absichtlichen Bewegungen sollten getrennt oder unabhängig voneinander gehalten werden (entweder Nadel oder Sonde bewegen), um Neupositionierungsschritte oder -manöver (Sondengleiten, Neigen, Drehen) zu minimieren, die die UGIP-Leistung verlängern können. Das Kapitel beschreibt weiterhin die „ART“ der Ultraschallscantechniken als nützliches Werkzeug für effektive Bewegungen des Ultraschallwandlers, wobei (1) das Gleiten als Ausrichtung (A) bezeichnet wird, entweder in der Ebene oder außerhalb der Ebene, wenn der Schallkopf auf der Haut gleitet Oberfläche, (2) Drehung (R) bezieht sich auf die Bewegung des Ultraschallwandlers im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, und (3) Neigung (T) bezieht sich auf das Anwinkeln des Wandlers, um das Ultraschallstrahlsignal zu maximieren und den bestmöglichen Einfallswinkel beizubehalten bei 90° (Abb. 32).
Abb. 32 Sonden- und Nadelausrichtung durch Drehen, Verschieben und Kippen. Sonden- und Nadelausrichtung durch Drehen, Gleiten und Neigen sind wichtige Faktoren für eine erfolgreiche Nadelvisualisierung. Feld (a) zeigt die Sonde und die Nadel, die in der In-Plane-Technik ausgerichtet sind. Die Tafeln (b) und (c) drehen die Sonde im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn. Die Felder (d) und (e) neigen die Sonde nach vorne und hinten. Blaues Phantom.
24. ERGONOMIE FÜR BESSERE SICHTBARKEIT DER NADEL
Unbeabsichtigte Bewegungen des Ultraschallkopfes erwiesen sich als zweithäufigster Fehler von Auszubildenden bei Regionalanästhesie und ultraschallgestützten Eingriffen. Selbst geringfügige Manipulationen (Verschieben) des für Regionalanästhesie und ultraschallgestützte Eingriffe vorbereiteten (in Ultraschallgel platzierten) Ultraschallkopfes können ein zufriedenstellendes Ultraschallbild der Zielstrukturen (z. B. Nerven) und der Punktionsnadel schnell und einfach zerstören. Diese scheinbar kleinen Bewegungen, die beispielsweise beim Greifen nach Material oder aufgrund ungünstiger ergonomischer Bedingungen auftreten, müssen unbedingt vermieden werden, um die Durchführung des Eingriffs nicht zu verlängern. Sites et al. zeigten, dass Anfänger Fehler (ca. 10 %) verursachten, die auf ungünstige ergonomische Bedingungen und Ermüdung des Anwenders zurückzuführen waren. Ermüdung des Anwenders während eines Eingriffs äußerte sich typischerweise durch die Notwendigkeit, den Ultraschallkopf während des Eingriffs mit der Hand zu wechseln, die Verwendung beider Hände am Ultraschallkopf sowie durch Zittern oder Tremor der Hände. Diese Ermüdungsprobleme und kleine oder geringfügige Bewegungen der Ultraschallsonde können die Visualisierung der Eingriffsnadel sowie die Effizienz und den Erfolg der UGIP zusätzlich beeinträchtigen.
Um einige Probleme zu überwinden, die den UGIP-Erfolg beeinträchtigen, sollte die Ultraschallsonde manipuliert und Maßnahmen ergriffen werden, um die Positionierung der Ultraschallsonde richtig zu stabilisieren, während gleichzeitig Maßnahmen ergriffen werden, um die Ermüdung des Bedieners zu minimieren. Um die Techniken zur Stabilisierung der Ultraschallsonde zu verbessern, sollte der Bediener während UGIP-Verfahren Freihandtechniken anwenden. Freihandtechniken werden durchgeführt, indem die Ultraschallwandlerhand des Bedieners sowohl als Ultraschallwandlerstabilisator als auch zum Lokalisieren und Halten der Zielstruktur auf dem Ultraschallbildbildschirm fungiert. Der Arzt kann auch erwägen, mit den ruhenden Fingern der Hand, mit der die Ultraschallsonde gehalten wird, Druck nach unten auszuüben, wodurch die Sondenbewegung minimiert und die Ermüdung des Bedieners verringert werden kann (Abb. 33). Die Freihandtechnik kann auch das Verrutschen der Ultraschallsonde auf der mit Gel bedeckten Hautoberfläche verringern.
Abb. 33 Freihandtechnik. Freihandtechniken werden durchgeführt, indem die Ultraschallwandlerhand des Bedieners sowohl als Ultraschallwandlerstabilisator als auch zum Lokalisieren und Halten der Zielstruktur auf dem Ultraschallbildbildschirm fungiert. Der Arzt kann auch erwägen, mit den ruhenden Fingern der Hand, die zum Halten der Ultraschallsonde verwendet wird, Druck nach unten auszuüben, wodurch die Sondenbewegung minimiert und die Ermüdung des Bedieners verringert werden kann. Die Technik kann auch ein Verrutschen der Ultraschallsonde auf der mit Gel bedeckten Hautoberfläche verringern.
Bei der Durchführung von UGIP-Verfahren ist es immer nützlich, vor dem Eingriff einen Ultraschallscan der Zielstrukturen und des umgebenden Gewebebereichs durchzuführen und dann die optimale Sondenposition (auf der Haut des Patienten) zu markieren oder zu identifizieren, indem der Fußabdruck der Ultraschallsonde umrissen wird, der dort positioniert ist, wo das idealste Zielbild am besten ist visualisiert. Diese schnelle, einfache und vorteilhafte Maßnahme kann übermäßige Ultraschallsonden- und Nadelbewegungen während des UGIP-Eingriffs minimieren oder vermeiden, die zu ineffizienten und zeitaufwändigen UGIP-Verfahren sowie zu möglichen unbeabsichtigten strukturellen Schäden führen könnten (Abb. 34Um die Visualisierung der Punktionsnadel mittels Ultraschall weiter zu optimieren und die Ermüdung des Anwenders zu verringern, sollten einfache Maßnahmen zur Verbesserung der Ergonomie ergriffen werden. Dazu gehören die Vorbereitung aller benötigten Materialien vor der Vorbereitung des Ultraschallkopfes und dessen Platzierung in einer sterilen Schutzhülle sowie die Erhöhung der Patientenbetthöhe, um eine korrekte Körperhaltung des Anwenders zu gewährleisten. Zur weiteren Verbesserung der Ausrichtung von Punktionsnadel und Ultraschallkopf sowie zur Verringerung der Ermüdung des Anwenders stehen spezielle Wagen für die obere gastrointestinale Peritonealdialyse (ÖGD), Ultraschall-Haftgele und stabilisierende mechanische Arme zur Minimierung der Bewegungen des Ultraschallwandlers zur Verfügung.Abb. 34).
Abb. 34 Markierung der Haut. Die Markierung der Hautstelle des Patienten bietet dem Bediener eine verbesserte Ausrichtung. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen sich der Patient bewegt oder die vorherige Ausrichtung der Sondennadel verloren gegangen ist.
25. VERBESSERUNG UND TECHNIKEN ZUR VERBESSERUNG DER LOKALISIERUNG DER VERFAHRENSNADEL
Grundlegender sonografischer Enhancement-Effekt
Verstärkung ist die Beschreibung dessen, was auftritt und was auf einem Ultraschallbild zu sehen ist, wenn Gewebe mit niedriger akustischer Impedanz, wie z. B. Blut innerhalb einer Gefäßstruktur, seine umgebende Gefäßwand als Ultraschallsignal verstärkt, wodurch es echoreich erscheint. In ähnlicher Weise kann das Konzept der Verbesserung auch die Visualisierung einer Verfahrensnadel innerhalb einer Gefäßstruktur oder bestimmter Gewebe (z. B. Fett) verbessern, die im Vergleich zur Nadel eine niedrigere akustische Impedanz aufweisen (Abb. 35).
Abb. 35 Nadelverstärkung. Eine Nadelanreicherung innerhalb der Gefäßwand tritt aufgrund eines erhöhten Unterschieds in der akustischen Impedanz zwischen Nadel und Gefäßflüssigkeit auf. Der Nadelschaft an der Eintrittsstelle in die Gefäßwand verstärkt sich nicht so hell wie die Spitze innerhalb der Gefäßwand.
Das Verständnis und die Anwendung des Verbesserungskonzepts können in Situationen von Nutzen sein, in denen die Lokalisierung und das Tracking der Punktionsnadel bei UGIP-Eingriffen schwierig sein können. Trotz des Einsatzes echogener Punktionsnadeln und moderner Ultraschalltechnik sowie der geübten und erfahrenen Handhabung von Nadel und Ultraschallsonde reicht die Durchführung eines UGIP in manchen Fällen nicht aus, um mit dem vorgeschlagenen Eingriff erfolgreich zu sein. Die Anwendung der nützlichen Verbesserungsstrategie und anderer im Folgenden beschriebener Techniken kann sich als vorteilhaft erweisen, um die Lokalisierung der Punktionsnadel unter Ultraschall zu erleichtern.
26. VERBESSERUNG DURCH PRIMIEREN, EINFÜHREN VON STYLET ODER FÜHRUNGSDRAHT UND VIBRATION
Es gibt Fälle, in denen die Punktionsnadel trotz korrekter Ausrichtung und Positionierung von Punktionsnadel und Ultraschallwandler schwer zu visualisieren ist. In manchen dieser Situationen kann die Punktionsnadel durch einfaches Bewegen der gesamten Nadel (oder eines im Nadellumen platzierten Mandrins/Führungsdrahts) lokalisiert werden. Chapman et al. beschreiben kurze Seitwärts- und Vorwärtsbewegungen der eingeführten Punktionsnadel, die das umliegende Gewebe verdrängen und die Visualisierung des Nadelwegs verbessern können. Die Bewegung der gesamten Punktionsnadel kann jedoch zusätzliche Beschwerden für den Patienten verursachen und zu unbeabsichtigten Gewebeschäden führen, wenn die Nadelspitze nicht sichtbar ist.
Wenn die kontinuierliche Ultraschalluntersuchung des Einführens und Vorschiebens der Punktionsnadel in Richtung des Zielgebiets nicht erfolgreich ist, kann die Nadelspitze durch Einführen eines dünnen Führungsdrahts oder Mandrins durch die Nadel bis zur Nadelspitze lokalisiert werden. Chapman et al. beschreiben, dass das Vorbereiten einer Punktionsnadel durch Eintauchen in steriles Wasser die Sichtbarkeit der Nadel während der Ultraschalluntersuchung verbessern kann. Eine weitere Technik nutzt die Doppler-Funktion des Ultraschallgeräts zur Erfassung von Nadelvibrationen. Bei aktivierter Farbdoppler-Funktion wird ein leicht gebogener Mandrin in die Punktionsnadel eingeführt und anschließend gedreht, wodurch eine seitliche Vibration der Nadel entsteht. Diese Vibration wird mittels Farbdoppler erfasst und visualisiert und kann die Sichtbarkeit der Punktionsnadel auf dem Echtzeit-Ultraschallbildschirm verbessern.Abb. 36Mittlerweile sind Geräte im Handel erhältlich, die dieses Prinzip der Vibration der Punktionsnadel nutzen, um deren Sichtbarkeit zu verbessern. Diese Technologie funktioniert durch Anbringen eines kleinen Geräts am Nadelschaft, das bei Aktivierung leichte Vibrationen an der Nadelspitze erzeugt (maximale Amplitude 15 mm, die nicht spürbar sind). Diese Vibrationen werden anschließend mittels Farbdoppler-Sonographie erfasst und in ein Signal umgewandelt.
Abb. 36 Verbesserte Visualisierung der Verfahrensnadel unter Doppler-Ultraschall (a, b). Das Anwenden von Vibrationen auf die Nadel bei eingeführtem und bewegtem Mandrin führt zu einer leichten Nadelbewegung und verbessert die Visualisierung unter Doppler-Ultraschall. Panel (a) zeigt die Nadel unter Ultraschall ohne Vibration. Feld (b) zeigt das Farbdopplersignal mit Bewegung des Nadelmandrins.
Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Nadelvisualisierung (mittels Doppler-Sonographie) besteht darin, Vibrationen auf das Gewebe um die Zielstruktur herum anstatt auf die Nadel selbst anzuwenden. Durch Aktivierung der Farbdoppler-Option wird der Ultraschallkopf bzw. -wandler mit verschiedenen Frequenzen in Schwingung versetzt. Anschließend wird die durch den Ultraschallkopf bei jeder Frequenz hervorgerufene Gewebeschwingung mithilfe eines im Scanner integrierten quantitativen Power-Doppler-Algorithmus gemessen. Diese fortschrittliche Ultraschallbildgebungstechnik kann zu einer präziseren Nadellokalisierung beitragen und hat Potenzial für den Einsatz in zahlreichen Schmerztherapieverfahren und -interventionen.
27. HYDROLOKALISIERUNG DER VERFAHRENSNADEL
Mehrere Studien beschreiben die Injektion einer kleinen Flüssigkeitsmenge (0.5–1 ml) durch die Nadel, um die Lage der Punktionsnadel zu bestätigen. Dieses Manöver wird üblicherweise durchgeführt, indem zunächst die eingeführte Punktionsnadel bewegt und die Bewegung des umliegenden Gewebes beobachtet wird. Anschließend wird Flüssigkeit injiziert, wobei auf das Auftreten einer kleinen hypoechogenen oder anechogenen Tasche an der Punktionsstelle geachtet wird. Hydrolokalisation ist die von Bloc et al. geprägte Bezeichnung für dieses Manöver. Es kann mit sterilem Wasser, physiologischer Kochsalzlösung, einem Lokalanästhetikum oder 5%iger Glukoselösung durchgeführt werden.Abb. 37Die Verwendung einer 5%igen Dextroselösung ist am besten geeignet, um die motorische Funktion und Reaktionsfähigkeit bei kombinierten ultraschallgeführten und Nervenstimulationstechniken während der Durchführung peripherer Nervenblockaden zu erhalten.
Abb. 37 Hydrolokalisierungstechnik (a, b). Die Hydrolokalisierung wird durchgeführt, indem die Flüssigkeit injiziert wird, die die Visualisierung der Nadelspitze verbessern kann, indem zuerst eine echofreie Tasche gebildet wird, die dann die Nadelspitze verstärkt. Panel (a) zeigte, dass die Spitze der Verfahrensnadel (rechter Pfeil) (linker Pfeil) schwer zu visualisieren ist. Durch die in Bild (b) gezeigte Flüssigkeitsinjektion konnte die Spitze (linker Pfeil) der Verfahrensnadel (rechter Pfeil) leicht lokalisiert werden.
28. VERFAHREN SICHTBARKEIT DER NADEL DURCH RÜHRENDER LÖSUNGEN ODER MIT ULTRASCHALLKONTRASTMITTELN
Ähnlich der oben beschriebenen Hydrolokalisierung wird bei der Injektion von Mikrobläschen ein kleiner Bolus aufgeschäumter Kochsalzlösung durch die Punktionsnadel injiziert. Diese Technik kann die Sichtbarkeit der Nadelspitze unter Ultraschallkontrolle verbessern und die Visualisierung und Lokalisierung sowohl der Punktionsnadel als auch des eingeführten Katheters weiter optimieren.Abb. 38Mikrobläschen können die Nadelpunktion verbessern, indem sie die akustische Impedanzdifferenz zwischen den injizierten Mikrobläschen und dem umgebenden Gewebe ausnutzen. Die Mikrobläschen-Injektionstechnik wurde jedoch bei der ultraschallgestützten Bildgebung (UGIP) kritisiert, da sie potenziell einen akustischen Schatten erzeugen und dadurch die Darstellung der Zielstrukturen beeinträchtigen kann.
Abb. 38 Mikrobläschen-Injektionstechnik (a, b). Die Mikrobläschen-Injektionstechnik verwendet einen kleinen Bolus bewegter Kochsalzlösung, die durch die Nadelspitze injiziert wird und die Visualisierung und Lokalisierung der Nadel weiter verbessern kann. Feld (a) zeigt die Nadel vor der Injektion. Feld (b) zeigt die Nadelspitze und den umgebenden Bereich nach der Injektion der Mikrobläschen. Mikrobläschen können die Visualisierung der Struktur tief in den Mikrobläschen stören, die in Bild (b) zu sehen sind. Schweinephantom.
Mikrobläschen stellen eine Art von Ultraschallkontrastmitteln dar. Fertige Ultraschallkontrastmittel sind im Handel erhältlich und bestehen typischerweise aus verkapselten lipidbasierten Nanopartikeln oder polymeren Mizellen. Diese injizierbaren Kontrastmittel können die Ultraschall-Rückstreuung deutlich erhöhen und dadurch die Sichtbarkeit der Punktionsnadel im konventionellen Ultraschall oder Farbdoppler verbessern. Zu den Nachteilen der Kontrastmittelinjektion zählen die hohen Kosten und die Notwendigkeit einer zusätzlichen intravenösen Injektion. Es liegen keine Studien zur Anwendung dieser Kontrastmittel zur verbesserten Nadelvisualisierung in der Regionalanästhesie oder Schmerztherapie vor, sie könnten jedoch bei UGIP-Eingriffen potenziell nützlich sein. Es besteht die Annahme, dass diese Technik, sollte die Ultraschallkontrasttechnologie weiterentwickelt werden, ein hilfreiches Werkzeug zur Verbesserung der Visualisierung der Punktionsnadelspitze darstellen könnte.
29. LOKALISIERUNG DER PROZEDUR-NADELSPITZE MITHILFE DER NERVENSTIMULATION
Es ist bekannt, dass die Lagebestimmung der Punktionsnadel in Bezug auf die Zielnervenstrukturen im Ultraschallbild mitunter schwierig sein kann. Tsui et al. berichteten, dass Nervenstimulation im Rahmen des Trainings von ultraschallgesteuerten intraoperativen Verfahren (UGIP) eingesetzt werden kann und die Positionsbestimmung der Punktionsnadel in Bezug auf die Nervenstrukturen erleichtert. Chantzi et al. bestätigten, dass die kombinierte Technik aus Ultraschall und perkutaner Nervenstimulation eine zuverlässige Methode zur Überprüfung der Punktionsnadelposition darstellt. Die kombinierte Anwendung von Ultraschall und Nervenstimulation kann Anästhesisten in Weiterbildung und Fachärzten mit geringer Erfahrung in ultraschallgesteuerten Verfahren helfen, ihre Fähigkeiten bei der Identifizierung von Nervenstrukturen in Situationen mit schwieriger Punktionsnadellokalisation zu verbessern. Studien haben gezeigt, dass die Kombination von UGIP und Nervenstimulation die Erfolgsrate von Schmerztherapien erhöht.
Da die bei Nervenstimulationstechniken verwendeten Punktionsnadeln polymerbeschichtet sind, sind sie per Definition echogen und daher weiterhin für den Einsatz bei UGIP-Eingriffen attraktiv. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, dass die Kombination von UGIP und Nervenstimulation die Verfügbarkeit sowohl eines Ultraschallgeräts als auch der notwendigen Ausrüstung für die Neurostimulation erfordert, die alle im sterilen Bereich bereitgestellt werden müssen. Ein weiterer potenzieller Nachteil der kombinierten Technik ist, dass sich die Steuerung der Nervenstimulation und der Ultraschallbildschirm auf zwei separaten Anzeigefeldern (Ultraschall und Neurostimulator) befinden, was die Visualisierung und gleichzeitige Kalibrierung an zwei separaten Geräten erschweren kann. Die zum Einstellen und Ändern der Geräteeinstellungen erforderlichen Prozesse könnten möglicherweise zu unbeabsichtigten Bewegungen der Punktionsnadel oder des Ultraschallkopfes führen. Eine mögliche Lösung für dieses Problem wäre ein Ultraschallgerät, das auch die Mechanik eines Nervenstimulators integrieren kann. Daher würden bei der Stimulation von Punktionsnadeln und Perineuralkathetern zur Bestätigung der anatomischen Lage und der Nähe zu den Zielgebieten während Nervenblockaden zusätzliche Vorteile durch die gleichzeitig steuerbare ergänzende Sonographie und Nervenstimulation erzielt. Wenn sowohl die Nadel als auch das Zielgebiet ausreichend dargestellt werden, kann die Nervenstimulation als Ergänzung zur Ultraschallführung eine untergeordnete Rolle spielen, da eine positive motorische Reaktion auf die Nervenstimulation die Erfolgsrate der Blockade nicht erhöht. Zudem weist die Nervenstimulation in Kombination mit Ultraschall eine hohe Rate falsch-negativer Ergebnisse auf, was darauf hindeutet, dass diese Blockaden in der Regel auch ohne motorische Reaktion wirksam sind. Mögliche Probleme mit einer adäquaten Neurostimulation in Verbindung mit Ultraschall-gesteuerter intraoperativer Pneumonektomie (UGIP) könnten mit dem Ultraschallgel zusammenhängen. Die Verwendung von 5%iger Dextrose als nichtleitendes Medium beeinträchtigte die elektrische Leitfähigkeit während der elektrischen Stimulation nicht. Daher ist es wichtig, die Verwendung von Kochsalzlösung oder Gel als Schallmedium zu vermeiden, da dies nachfolgende Versuche der elektrischen Nervenstimulation behindern kann.
30. ZUSAMMENFASSUNG
Um die Verfahrensnadel unter dem Ultraschall eindeutig zu visualisieren und die Nadel effektiv zu manipulieren, müssen neue Fähigkeiten erworben werden. Diese Fähigkeiten sind die entscheidenden Vorteile, die wahrscheinlich nie durch fortschrittliche Ultraschalltechnologie und verbesserte Verfahrensnadeln ersetzt werden. Die in diesem Kapitel besprochenen Techniken sollen dazu beitragen, die Visualisierung der Nadel während der UGIP zu verbessern. Sie sollten je nach Art und Lokalisation des Eingriffs in Kombination verwendet werden.
