L'utilisation des ultrasons dans les procédures de médecine interventionnelle de la douleur présente de nombreux avantages. La technologie des ultrasons connaît actuellement une croissance exponentielle en raison de ses nombreux avantages d'une imagerie par ultrasons à haute résolution améliorée et en temps réel qui se traduit par des interventions réussies de gestion de la douleur. De plus, l'utilisation des ultrasons pour les procédures interventionnelles de gestion de la douleur évite les nombreux risques associés à l'exposition aux rayonnements, tant pour le patient que pour le praticien. Avec une formation et une expérience appropriées, un suivi fiable et compulsif d'une tige et d'une pointe d'aiguille introduites, tous deux essentiels pour des interventions antidouleur efficaces et sûres, peut être maîtrisé. L'incapacité à visualiser l'aiguille, en particulier la pointe de l'aiguille, pendant l'avancement de l'aiguille est l'une des erreurs les plus courantes dans les procédures interventionnelles guidées par échographie (UGIP). La manipulation du positionnement de l'aiguille lors d'une intervention de gestion de la douleur, l'injection d'anesthésiques locaux/stéroïdes ou d'autres médicaments, les procédures de radiofréquence ou de cryoablation et d'autres interventions sans visualisation adéquate de la pointe de l'aiguille peuvent souvent entraîner des lésions vasculaires, neurales et viscérales non intentionnelles. À titre d'exemple, le taux de lésions de ponction vasculaire non intentionnelles lors de la mise en place d'un bloc nerveux périphérique a été réduit de 40 % dans les techniques de repère anatomique conventionnelles à 10 % avec l'introduction de la visualisation en temps réel de l'aiguille du bloc régional en progression sous échographie. Les stagiaires peuvent souvent commettre des erreurs répétées et présenter des comportements techniques et de sécurité potentiellement compromettants lors des procédures de placement de blocs nerveux interventionnels guidés par échographie, qui peuvent être potentiellement corrigés par des techniques pouvant améliorer la visualisation de l'aiguille. Un praticien ne peut pas supposer qu'une aiguille interventionnelle/procédurale sera toujours clairement identifiée sur la base des propriétés et tailles variables des différentes aiguilles métalliques. La variété des types d'aiguilles utilisés produira souvent un signal distinct ou « écho » sous l'image échographique. La visualisation efficace de l'aiguille procédurale, une fois introduite sous la peau, est difficile pour plusieurs raisons : la variabilité de l'échogénicité des aiguilles, la variation des technologies de traitement d'image des machines à ultrasons par les nombreux fabricants d'ultrasons et la variabilité des propriétés de la sonde du transducteur. Ces raisons ainsi que d'autres facteurs peuvent être manipulés et modifiés pour aider à améliorer la visibilité de l'aiguille et seront discutés dans ce cours.
1. ENTRAÎNEMENT ET SIMULATION FANTÔME
Formation avec un mentorat adéquat
Une connaissance adéquate de l'anatomie humaine et la capacité de produire des images anatomiques en coupe transversale «typiques» pendant l'échographie ne sont généralement pas suffisantes pour une visualisation adéquate à l'aiguille en toutes circonstances. La capacité d'observer, en temps réel, le placement et l'avancement de l'aiguille ainsi que plusieurs autres manipulations procédurales sous guidage échographique peut être une tâche difficile pour le praticien expérimenté et le novice car elle nécessite un nouvel ensemble de compétences. Sites et al. a montré que la manipulation simultanée de l'aiguille avec le fonctionnement de l'appareil nécessite une formation dédiée [2, 3] malgré d'autres tendances à définir des stratégies de formation simples pour l'utilisation des ultrasons par des non-radiologues [8]. L'American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine et le European Society of Regional Anesthesia and Pain Therapy Joint Committee ont suggéré que la visualisation du passage de l'aiguille avec l'injection d'anesthésique local est l'une des quatre catégories importantes de compétences requises pour la maîtrise de l'UGIP, y compris la compréhension des opérations de l'appareil , optimisation d'image et interprétation d'image [9] (Fig. 1).
Fig. 1 Les principales catégories didactiques de la formation UGIP incluent la visualisation de l'insertion de l'aiguille et de l'injection de solution anesthésique locale, la compréhension des opérations de l'appareil, en plus de l'optimisation et de l'interprétation des images. Procédures interventionnelles échographiques UGIP.
Afin de devenir plus compétent dans ces quatre compétences techniques, il faut que le praticien suive une formation adéquate qui comprend un régime de formation médicale continue sous la supervision et l'instruction du mentorat. Afin de continuer à développer les compétences nécessaires pour devenir plus compétent avec l'UGIP, il convient également d'effectuer une échographie sur soi et sur ses collègues et de s'entraîner sur des simulateurs et des fantômes avant d'effectuer l'UGIP sur des patients [9].
Phantoms
Deux erreurs courantes lors de la formation UGIP ont été identifiées, et elles sont
1. incapacité à visualiser l'aiguille procédurale pendant l'avancement vers sa cible et
2. mouvement de la sonde échographique sans visualisation correcte de l'aiguille [3].
Un fantôme à ultrasons est un outil de simulation qui imite plusieurs propriétés des tissus humains, notamment la texture tactile et la compressibilité de la peau humaine, en plus de l'apparence et de la sensation typiques de l'aiguille lors de son passage sous ultrasons. La simulation fantôme UGIP peut également résoudre certains problèmes importants de sécurité des patients en améliorant les compétences de manipulation des aiguilles et en développant davantage les capacités de visualisation de la pointe de l'aiguille qui atténueront de nombreux facteurs de stress associés à la pratique de l'UGIP sur les patients. La pratique de la visualisation guidée par ultrasons de la pointe de l'aiguille sur un simulateur fantôme commencera à favoriser le développement des compétences nécessaires à l'UGIP dans un environnement moins stressant et à faible risque [10].
Diverses modalités ont été décrites pour obtenir une apparence « semblable à un tissu » des fantômes de pratique pour l'échographie. Les fantômes sont généralement identifiés par leur "fidélité" qui décrit à quel point le fantôme peut reproduire la texture précise du tissu anatomique. Par exemple, un fantôme haute fidélité serait un spécimen de cadavre, et un fantôme basse fidélité serait représenté par un bain-marie [11]. Les fantômes basse fidélité ont été fabriqués à partir de nombreux matériaux différents, notamment des ballons d'eau ou des bains-marie (Fig. 2), Tofu (Fig. 3), de la gélatine ou de la gélose, ou des matériaux facilement disponibles, tels que des tampons de gel chirurgicaux (Fig. 4). D'autres simulateurs ont été décrits, notamment des éponges, du fromage, du poulet, de la dinde, des fantômes porcins et d'autres objets [5, 11-14]. Ces stratégies reflètent un intérêt croissant pour le développement continu de nouvelles technologies fantômes haute fidélité.
Fig. 2 Aspect de l'aiguille dans le fantôme du bain-marie (a, b). Il s'agit d'un fantôme de bain-marie (a) ; l'aiguille (flèches) se visualise facilement (b).
Fig. 3 Aspect de l'aiguille dans le fantôme de tofu (a, b). Le tofu est un fantôme à ultrasons peu coûteux. Légende(a) où l'aiguille (flèches) est facilement visualisable (b).
Fig. 4 Aspect de l'aiguille dans le coussin de gel chirurgical (a, b). Il s'agit d'un fantôme de coussinet de gel chirurgical (a). Ici, l'aiguille (flèches) est facilement visualisée (b).
Les fantômes basse fidélité ont une durabilité limitée et des limitations de la fidélité échographique peuvent également être présentes. Plus récemment, la technologie de simulation fantôme s'est améliorée et les fantômes peuvent être fabriqués à partir de plastiques polymères, de polyuréthane et d'autres matériaux vinyliques. Comme autre exemple, le Blue Phantom (Fig. 5) (Redmond, WA) et fantômes des laboratoires ATS (Bridgeport, CT) (Fig. 6) apparaîtront comme des « tissus » sous l'imagerie par ultrasons et peuvent également inclure des vaisseaux, tandis que d'autres peuvent inclure des nerfs ou une colonne vertébrale fantômes (Fig. 7) [10, 15].
Fig. 5 Aspect de l'aiguille dans Blue Phantom (a, b). Blue Phantom est un fantôme à ultrasons qui comprend des structures, simulant des nerfs et des vaisseaux (a). Ici, l'aiguille (flèches) est facilement visualisée (b).
Fig. 6 Aspect de l'aiguille dans les fantômes des laboratoires ATS (a, b). Le fantôme ATS incorpore des tubes en plastique qui simulent des vaisseaux (a). L'aiguille (flèches) se visualise facilement (b).
Fig. 7 Aspect de l'aiguille dans le simulateur de fantôme de bain d'eau de la colonne cervicale (a, b). Un bain d'eau pour la colonne cervicale et le fantôme de la colonne lombaire simulent les structures osseuses de la colonne vertébrale. Le panneau (a) montre un modèle de colonne cervicale dans un bain-marie. Le panneau (b) montre la colonne cervicale sous échographie avec une aiguille (flèches) facilement visualisable.
2. SIMULATION HAUTE FIDÉLITÉ
Le régional échoguidé anesthésie L'outil interactif (IT) de simulation fantôme (U-GRASP), un type plus récent de simulateur d'ultrasons, a été développé par les auteurs pour les stagiaires maîtrisant leur technique de visualisation d'aiguille (Fig. 8). L'U-GRASP IT comprend un fantôme correct qui peut imiter le mouvement des extrémités lorsque la cible guidée par ultrasons est atteinte et qu'une neurostimulation réussie est obtenue. De plus, le fantôme fournit une rétroaction sous la forme d'un avertisseur sonore d'activation et d'une diode électroluminescente d'éclairage lorsqu'un blocage réussi a été effectué. L'avenir des fantômes de simulateur continuera à se développer et inclura peut-être l'évaluation des erreurs et des compétences dans l'avancement ciblé de l'aiguille, et les données peuvent également être utilisées pour noter et suivre la formation UGIP en mettant l'accent sur l'amélioration des résultats UGIP. Récemment, il y a eu le développement de fantômes UGIP virtuels et 3D/4D qui sont similaires à ce qui est utilisé dans la formation chirurgicale [16–20].
Fig. 8 Outil interactif (IT) fantôme de simulation d'anesthésie régionale guidée par ultrasons (U-GRASP). Il s'agit d'un simulateur d'échographie haute fidélité qui permet de documenter les performances des stagiaires dans le positionnement de l'aiguille pendant les procédures simulées. De plus, il fournit au stagiaire un retour immédiat grâce à un indicateur lumineux et sonore qui s'active lorsque la structure anatomique ciblée est approchée avec la pointe de l'aiguille.
Certains échographes pour UGIP proposent des outils multimédias pour faciliter l'apprentissage de l'UGIP. Les appareils permettent l'utilisation de la banque d'images prédéfinies et de vidéos de procédures typiques et de coupes anatomiques qui peuvent être utilisées pendant la procédure de choix pour fournir une référence en temps réel de haute qualité et un support d'interprétation d'image (Fig. 9).
Fig. 9 Système d'aide à l'interprétation en temps réel et d'images (eZONO). Le dispositif eZONO permet à l'opérateur d'utiliser une banque d'images prédéfinies stockées et de coupes transversales vidéo et anatomiques qui peuvent être utilisées pendant la procédure de son choix pour fournir en temps réel une référence de haute qualité et un support d'interprétation d'images. Utilisé avec la permission d'eZONO.
3. SIMULATEURS COMBINÉS D'ULTRASONS ET FLUOROSCOPIQUES FANTÔMES
De nombreux praticiens de la douleur ne connaissent pas l'UGIP et n'ont aucune expérience ou peu de compréhension de la visualisation de l'aiguille par ultrasons et des manipulations de l'aiguille sous échographie. Ces personnes ont très probablement appris puis pratiqué l'acquisition des compétences de suivi d'aiguille requises pour les nombreux types d'injections (p. Cette combinaison s'est avérée utile dans la transition des injections assistées par tomographie par ordinateur pour les lombalgies vers le domaine en développement de l'UGIP [21]. Cependant, les fantômes d'échographie de laboratoire anatomiques et animaux haute fidélité se trouvent actuellement le plus souvent dans des centres universitaires ou lors de conférences et de séminaires spéciaux et ne sont pas largement accessibles. Un prototype d'échographie combinée et de fantôme fluoroscopique pour les injections transforaminales cervicales a été développé par les auteurs. Il est fabriqué à partir d'un modèle anatomique de rachis cervical disponible dans le commerce immergé dans un milieu polyvinylique simulant par échographie des tissus humains. De plus, ce fantôme contient un examen anatomique et absorbera le colorant fluoroscopique s'il est injecté par erreur (Fig. 10). Facile à reproduire, ce système de simulation haute fidélité peut améliorer les compétences des stagiaires dans la visualisation de l'aiguille lors d'une UGIP combinée guidée par ultrasons et fluoroscopique.
Fig. 10 Fantôme combiné échographique et fluoroscopique pour les injections transforaminales cervicales. Ce fantôme contient des artères vertébrales remplies de liquide anatomiquement correctes qui présentent un flux pulsé lors d'un examen Doppler par ultrasons et qui absorberont le colorant fluoroscopique s'il est injecté par erreur à travers une aiguille procédurale. La photo montre le fantôme utilisé par un médecin résident.
Il existe un nombre croissant de preuves ainsi que des avantages prouvés pour l'amélioration des compétences techniques et «pratiques» lorsque la simulation de la localisation de l'aiguille pendant l'UGIP est introduite en chirurgie, en médecine d'urgence, en radiologie interventionnelle et en anesthésie [2–9, 22–24 ]. Pour établir l'utilité et la rentabilité des simulateurs technologiquement avancés, les études futures devront comparer les modèles haute fidélité et les modèles moins fidèles [25]. En outre, de nombreuses autres spécialités médicales ont montré l'avantage de la simulation sur l'amélioration de la dextérité manuelle, ce qui peut se traduire par de meilleurs résultats procéduraux. Le domaine de la médecine de la douleur progresse rapidement et bénéficiera sûrement de l'intégration de la simulation dans l'enseignement et la formation en médecine de la douleur, ce qui peut également fournir une stratégie à haut rendement pour surmonter certains des défis de la visualisation de l'aiguille pendant l'UGIP.
4. AIGUILLE DE PROCÉDURE : FACTEURS DE VISIBILITÉ ASSOCIÉS
Échographie de base et interprétation des images d'aiguille
L'un des composants importants d'un appareil à ultrasons est le transducteur à ultrasons (appelé sonde ou tête de balayage). Cette sonde à ultrasons transmet des ondes sonores, qui aboutissent à un faisceau acoustique généré par un champ électrique alternatif appliqué à de petits cristaux piézoélectriques situés sous la surface du transducteur à ultrasons. Les fréquences typiques des ondes sonores utilisées dans l'UGIP sont "ultra" élevées, dans la plage de 3 à 15 MHz, d'où la terminologie des ultrasons [26, 27]. Le faisceau d'ultrasons est dirigé à l'opposé de l'empreinte du transducteur et peut pénétrer à travers le tissu à des degrés divers en fonction de la composition du tissu. Un faisceau acoustique peut pénétrer à travers les muscles, les tendons et d'autres tissus mous à des degrés divers en fonction de la densité du tissu particulier, mais les ondes sonores ne peuvent pas traverser des tissus extrêmement denses tels que les os. Les ondes sonores générées vers et à travers le tissu seront ensuite réfléchies (à des degrés divers) vers le transducteur à ultrasons. Par conséquent, une image ultrasonore est obtenue lorsque le faisceau acoustique transmis par la sonde à ultrasons est réfléchi vers le transducteur à ultrasons. La sonde à ultrasons sert non seulement de générateur du faisceau d'ultrasons, mais sert également de récepteur de «l'écho», qui relaie les données à la console et à l'écran d'affichage pour formuler une image. Lorsqu'une intervention UGIP est effectuée, l'aiguille de procédure insérée utilisée réfléchit les ondes sonores vers la sonde à ultrasons qui déforme ensuite les cristaux piézoélectriques du transducteur pour produire une impulsion électrique ou « écho ». Le temps mis par un faisceau acoustique ultrasonore pour revenir vers la sonde ultrasonore est proportionnel à la profondeur à laquelle le faisceau est réfléchi. Cette relation est appelée «principe impulsion-écho» et sert de base à la visualisation en temps réel de l'UGIP. La compréhension des principes physiques de base de l'échographie permettra au praticien de continuer à améliorer la visualisation adéquate de l'aiguille pendant l'UGIP et reste cruciale pour la réalisation d'interventions UGIP sûres et efficaces [26, 27].
5. L'IMPÉDANCE ACOUSTIQUE COMME BASE POUR LA VISUALISATION DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Un autre aspect essentiel de la visualisation à l'aiguille dans l'UGIP est de comprendre les facteurs qui peuvent changer ou altérer la visibilité des images ultrasonores telles que l'impédance acoustique. L'impédance acoustique des tissus corporels dépend de la densité du tissu et de la vitesse à laquelle le faisceau d'ultrasons se déplace à travers ce milieu particulier. Selon le tissu corporel particulier que le faisceau d'ultrasons peut traverser, la vitesse du son change et peut aller de 1500 à 1600 m/s. Ces petites variations de la vitesse du faisceau ultrasonore sont responsables des variations d'intensité ou de luminosité du signal. Par exemple, une partie de l'aiguille procédurale qui a été placée dans un récipient rempli de liquide produira un signal hyperéchogène brillant car il existe une grande différence entre l'impédance acoustique de chacune des structures (aiguille et fluide). S'il existe des différences marquées d'impédance acoustique entre deux types de tissus différents, par exemple entre des tissus corporels mous et une aiguille métallique ou un os, plus le signal échographique de l'aiguille devient brillant ou hyperéchogène. Cette différence d'impédance acoustique entre une aiguille et un tissu mou fournit une base supplémentaire pour une meilleure visualisation de l'aiguille.
6. TAILLE (GAUGE) DE L'AIGUILLE DE PROCÉDURE ET SON ÉCHOGÉNICITÉ
Une aiguille de procédure de plus gros calibre est généralement plus facilement visualisée sous échographie qu'une aiguille de diamètre plus petit pour deux raisons importantes. Premièrement, une aiguille de gros calibre (G) a une plus grande surface qui produit un changement d'impédance acoustique plus important qu'une aiguille G plus petite, et cela peut se traduire par une image plus lumineuse sur l'écran à ultrasons. Deuxièmement, la plus grande surface d'une aiguille de procédure G plus grande peut intercepter le faisceau d'ultrasons, et par la suite, il y a une plus grande probabilité que le faisceau d'ultrasons soit réfléchi vers le transducteur, produisant ainsi un signal plus lumineux que les aiguilles G plus petites (Fig. 11). En conséquence, des aiguilles de plus gros calibre appropriées pour les procédures de gestion de la douleur ont été recommandées pour améliorer la visibilité de l'aiguille pendant l'UGIP [28]. Cependant, il faut se rappeler qu'une aiguille de procédure G plus grande peut être associée à plus d'inconfort pour le patient lors du passage de l'aiguille à travers les tissus. Bien que lors d'un essai réalisé par Campos et al. pour traiter la douleur inguinale chronique, une aiguille de 14 G et une sonde de cryoablation ont été utilisées et avancées vers le nerf génito-fémoral qui a permis une meilleure visibilité de l'aiguille sous échographie, l'inconfort du patient a été réduit avec une infiltration cutanée sous anesthésie locale avant le passage de l'aiguille [29]. La sélection appropriée de l'aiguille de procédure G et de la longueur de l'aiguille (discutée plus loin dans le chapitre) doit être choisie en fonction de la tâche UGIP, et il est important de noter qu'une aiguille G plus grande ne se traduit pas nécessairement par une sécurité du patient compromise. À titre d'exemple, la sécurité des aiguilles 21 et 18 G s'est révélée être la même dans une étude de biopsie de la rate guidée par échographie [30].
Fig. 11 Calibre (G) de l'aiguille et sa visibilité (a, b). Plus l'aiguille est grande, plus la réflexion du faisceau ultrasonore est importante, ce qui améliore alors la visualisation de l'aiguille. Le panneau (a) montre une aiguille 21 G (flèches), tandis qu'une aiguille 18 G (flèches) est illustrée dans le panneau (b). Même une petite augmentation de la taille de l'aiguille la rend plus visible. Fantôme porcin.
7. LE SITE D'INSERTION DANS LA PEAU SÉLECTIONNÉ ET L'ANGLE DE PASSAGE DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
L'angle et le site d'insertion sélectionnés d'une aiguille de procédure pour la pénétration/insertion initiale dans la peau jouent un rôle essentiel dans l'optimisation de la visualisation de l'aiguille sur un écran à ultrasons. Un mauvais choix du site d'insertion de l'aiguille et de l'angle de l'aiguille par rapport à l'empreinte de la sonde à ultrasons peut empêcher une visualisation optimale, claire et précise de l'aiguille sur l'écran à ultrasons. Cet aspect de la formation comportementale était l'un des cinq modèles compromettant la qualité identifiés par Sites et al. lors du comportement des stagiaires UGIP [3]. Si l'angle d'insertion de l'aiguille de procédure est trop raide ou aigu par rapport à la surface d'empreinte de la sonde à ultrasons, une partie plus petite ou plus courte du faisceau d'ultrasons sera réfléchie de l'aiguille vers le transducteur, ce qui réduira la visibilité de l'aiguille (Fig. 12) [28]. Une approche simple suggérée pour surmonter cet obstacle consiste à introduire l'aiguille de procédure selon un angle d'insertion aussi perpendiculaire que possible à la surface d'empreinte de la sonde à ultrasons/à la direction du faisceau d'ultrasons. Pour obtenir l'image échographique la plus optimale d'une aiguille de procédure, le faisceau d'ultrasons doit s'approcher de l'aiguille et être réfléchi vers la sonde à ultrasons à un angle perpendiculaire (90°). Lorsque le faisceau acoustique de la sonde à ultrasons et l'aiguille de procédure forment un angle de 90° l'un par rapport à l'autre, le transducteur maximise la réception du faisceau d'ultrasons réfléchi par l'aiguille. Une autre façon de positionner l'aiguille de procédure et la sonde à ultrasons aussi près que possible de 90 ° l'une par rapport à l'autre consiste à appuyer ou à incliner l'extrémité opposée du transducteur à ultrasons à l'aide de la manœuvre de « talonnage » [31] (Fig. 13).
Fig. 12 L'angle d'insertion de l'aiguille et sa visibilité (a, b). Plus l'angle d'insertion de l'aiguille est raide, moins il y a de réflexion du faisceau ultrasonore, ce qui aggrave la visualisation de l'aiguille. Le panneau (a) montre un angle d'insertion plus raide, tandis que le panneau (b) montre une meilleure visibilité de la même aiguille, insérée sous un angle moindre. Fantôme porcin.
Fig. 13 Sonder le talon pour modifier l'angle (a, b). La manœuvre de talonnage augmente l'angle d'incidence de la sonde à l'aiguille, améliorant la réflexion de l'aiguille et améliorant la visualisation. Le panneau (a) montre une approche de sonde linéaire dans le plan. Le panneau (b) montre une manœuvre de talon dans le plan. Le panneau (c) montre l'apparence de l'aiguille (flèches) avec l'approche de la sonde linéaire dans le plan. Le panneau (d) montre l'apparence de l'aiguille (flèches) avec le talon dans le plan en manœuvre.
De nombreuses procédures d'anesthésie régionale et d'UGIP sont réalisées avec une sonde échographique linéaire. Cependant, la sonde à réseau linéaire peut produire un inconfort supplémentaire pour le patient pendant la manœuvre d'inclinaison ou d'enfoncement du talon utilisée pour obtenir une orientation optimale de l'aiguille de procédure vers la sonde à ultrasons. Cette sensibilité accrue aux manipulations du talon peut être particulièrement vraie pour certains patients souffrant de douleur chronique, et une solution potentielle au problème d'inconfort de ces patients est l'utilisation d'une sonde à ultrasons curviligne. La sonde curviligne permettra une manœuvre talon-in relativement indolore pour presque tous les patients tout en obtenant une excellente orientation de l'aiguille de procédure et de la sonde échographique et en maximisant la visualisation des tissus et de l'aiguille de procédure [32] (Fig. 14). Cependant, il faut se rappeler que la sonde à ultrasons curviligne (plus idéale pour les structures plus profondes) ne fournit pas une image de balayage optimale pour des cibles plus superficielles comme le fait un transducteur à ultrasons à réseau linéaire.
Fig. 14 Sonde courbe ou linéaire (a, b). La manœuvre de talonnage est améliorée sur le plan ergonomique avec une sonde à ultrasons incurvée et présente l'avantage supplémentaire de causer moins d'inconfort au patient. Le panneau (a) montre la manœuvre de talonnage avec une sonde linéaire. Le panneau (b) montre la manœuvre de talonnage avec une sonde incurvée.
L'angle le plus optimal pour une aiguille de procédure à l'interface de la surface de la peau est la performance d'une plage d'angle d'insertion de l'aiguille comprise entre 30° et 45° [32]. Dans diverses situations cliniques, il peut ne pas être possible d'obtenir cette interface angulaire optimale pour l'insertion de l'aiguille, de sorte que des aiguilles échogènes ont été conçues pour surmonter certaines de ces situations (ne pas pouvoir obtenir des angles plus adéquats pour l'insertion de l'aiguille). Ces aiguilles échogènes peuvent être visualisées à des angles d'insertion petits ou raides dans la peau dans une plage aussi faible que 15 à 30° en raison des propriétés échogènes particulières des aiguilles procédurales [33].
8. AIGUILLES DE PROCÉDURE ÉCHOGÉNIQUE
Lorsqu'elles sont correctement imagées, presque toutes les aiguilles de procédure génèrent une image échographique ou renvoient un écho sous échographie. Cependant, les aiguilles ont été conçues et fabriquées avec des propriétés spéciales pour être utilisées en conjonction avec des ultrasons qui amélioreront et optimiseront la qualité de leur image échographique et ont été appelées aiguilles de procédure échogènes. De nombreux progrès récents ont apporté des propriétés supplémentaires à la technologie des aiguilles qui amélioreront l'échogénicité des aiguilles. De petites indentations ou encoches inclinées ont été créées dans la tige de l'aiguille, ce qui entraîne une surface irrégulière de l'aiguille de procédure qui augmentera la dispersion des ondes ultrasonores. Théoriquement, la surface irrégulière ou encochée de l'aiguille de procédure fournira un signal plus lumineux et une image échographique plus claire à des angles variables d'insertion de l'aiguille sur la peau (Fig. 15). Le plus grand nombre d'indentations ou d'encoches créées dans la tige d'une aiguille de procédure se traduira éventuellement par une meilleure visualisation de l'aiguille sur l'écran d'image échographique [34]. Cependant, à mesure que le nombre d'indentations augmente, il y a une augmentation simultanée du degré de rugosité de la tige de l'aiguille de procédure, qui peut être associée à une plus grande friction à l'interface aiguille-tissu. Le frottement à l'interface aiguille-tissu peut perturber le processus de mouvements fluides de l'aiguille qui sont nécessaires lors d'une procédure de bloc nerveux et peut s'avérer désavantageux et/ou créer un inconfort supplémentaire pour le patient [35].
Fig. 15 L'indentation améliore la réflexion des ultrasons (a, b). Cette aiguille échogène a une indentation sur la tige de l'aiguille qui améliore la réflexion du faisceau ultrasonore à des angles d'insertion plus variables. Le panneau (a) montre une aiguille non échogène générique (flèches) à un angle d'incidence aigu. Le panneau (b) montre une aiguille échogène rainurée (flèches) à un angle d'incidence aigu avec une visibilité améliorée (Pajunk, USA). Fantôme Bleu.
L'aiguille de procédure enveloppée de polymère est une autre avancée technologique qui améliore l'échogénicité de l'aiguille [36]. Un revêtement d'aiguille polymère spécial, traité avec un agent de formation de bulles, crée des microbulles sur la surface de la tige de l'aiguille lors de l'insertion et du passage de l'aiguille. Par conséquent, à mesure que l'aiguille de procédure avance dans et à travers les tissus, une augmentation de l'impédance acoustique est créée entre l'interface tissu-aiguille, et cette mesure peut améliorer l'échogénicité de l'aiguille et la qualité de l'image ultrasonore (Fig. 16). De plus, lorsque des aiguilles à revêtement polymère sont utilisées pendant la stimulation nerveuse et les procédures de localisation nerveuse ciblée, le revêtement polymère appliqué sur la tige de l'aiguille de procédure sert d'isolant pour la stimulation électrique et minimise la stimulation des tissus autour de la tige de l'aiguille de procédure. La combinaison des avancées technologiques décrites ci-dessus dans la conception des aiguilles de procédure (indentations et revêtement polymère) a créé une base pour le développement des aiguilles échogènes modernes actuellement disponibles sur le marché (Fig. 17). Il existe d'autres innovations techniques actuellement en cours de développement pour améliorer la visibilité de l'aiguille de procédure pour l'UGIP. L'une de ces nouvelles approches consiste à installer un générateur de basse fréquence à l'extrémité de l'aiguille de procédure, à l'opposé de la pointe de l'aiguille de procédure [35]. Ce générateur crée des vibrations de grande amplitude le long de la tige de l'aiguille, ce qui rend l'aiguille de procédure plus visible sous échographie. L'efficacité de ceci et d'autres développements prometteurs de conception d'aiguilles sont actuellement à l'étude.
Fig. 16 Aiguille enduite de polymère ou non échogène (a, b). Une aiguille échogène revêtue de polymère comparée à une aiguille non échogène. Le panneau (a) montre une aiguille non échogène de 21 G (flèches). Le panneau (b) montre une aiguille échogène revêtue de polymère de 21 G (flèches). Fantôme porcin.
Fig. 17 Aiguille à empreintes, recouverte de polymère (a, b). Il s'agit d'échantillons d'aiguilles de neurostimulation avec un revêtement polymère combiné et des indentations dans la tige qui améliorent encore l'échogénicité de l'aiguille et la visualisation ultérieure. Panneau (a) A Braun, B Havels, C Pajunk aiguilles. Panneau (b), un échantillon de l'aiguille échogène aux propriétés de neurostimulation (B Braun).
Une étude de Phelan et al. la comparaison des aiguilles échogènes aux aiguilles standard non échogènes n'a pas apporté d'amélioration objective mesurable des performances de l'UGIP lors de l'approche petit axe pour les procédures interventionnelles [23]. Un inconvénient potentiel d'une aiguille échogène brillante est le potentiel d'augmentation de l'ombrage indésirable de l'aiguille de procédure sur l'image échographique ainsi que d'autres artefacts [31]. Pour réduire les artefacts créés à partir de la tige de l'aiguille de procédure et pour améliorer encore la visualisation de la pointe de l'aiguille pendant l'UGIP, les nouvelles technologies se concentrent sur les développements visant à améliorer la visibilité de la pointe de l'aiguille plutôt que sur l'ensemble de la tige de l'aiguille.
9. POINTE D'AIGUILLE DE PROCÉDURE
La visualisation précise de la pointe de l'aiguille UGIP est d'une importance primordiale et critique afin de minimiser ou d'éviter les blessures vasculaires involontaires ou les injections et autres complications liées aux lésions nerveuses et tissulaires créées par les aiguilles de procédure. Sites et al. ont récemment montré que l'erreur la plus fréquente des stagiaires lors de l'UGIP se produisait, alors que les résidents avançaient l'aiguille et ne maintenaient pas la visualisation du bout de l'aiguille sur l'écran échographique. Les erreurs supplémentaires couramment commises étaient une visualisation inadéquate de l'aiguille et l'identification de la pointe de l'aiguille lors des injections intramusculaires, qui ont été identifiées comme l'un des cinq modèles de comportement des résidents compromettant la qualité lors des techniques UGIP [3].
Le biseau de la pointe de l'aiguille de procédure dispersera généralement le faisceau ultrasonore en raison de l'irrégularité de la surface de la pointe de l'aiguille par rapport à la tige de l'aiguille et également en raison de l'angle moins raide de la pointe de l'aiguille par rapport à la tige proximale de l'aiguille. C'était secondaire à la réalisation que la position biseautée de l'aiguille de procédure vers le haut améliorait la visualisation de la pointe de l'aiguille de l'image échographique qui a introduit le développement d'aiguilles échogènes à tige rainurée (Fig.18). D'autres avancées technologiques supplémentaires ont été développées pour améliorer la visibilité de la pointe de l'aiguille de la procédure et la qualité de l'image échographique. Un transducteur-récepteur spécial placé à la pointe de l'aiguille a considérablement amélioré la visualisation de la pointe de l'aiguille dans une étude [37]. Le capteur placé sur la pointe de l'aiguille était constitué d'un polymère piézoélectrique qui détectait les ondes ultrasonores et les convertissait en un signal électrique qui était renvoyé au récepteur de la sonde à ultrasons pour améliorer la qualité d'image du positionnement de la pointe de l'aiguille. Malheureusement, ce dispositif de conception à pointe d'aiguille transducteur-récepteur a mal fonctionné chez 4 des 16 patients et n'a pas été largement utilisé. Cependant, il existe d'autres nouveaux prototypes d'aiguilles piézoélectriques avancées qui ont été développés. Le placement d'un actionneur piézoélectrique sur une aiguille de Tuohy isolée personnalisée de 18 G a permis une meilleure visualisation de la pointe distale de l'aiguille dans une étude récente [38].
Fig. 18 Biseau vers le haut vs biseau vers le bas ou biseau sur le côté (a, b). La position biseau vers le haut permet une meilleure visualisation de la pointe de l'aiguille car le faisceau d'ultrasons est réfléchi au maximum dans cette position. Le panneau (a) montre une pointe d'aiguille brillante lorsque l'aiguille est en position biseau vers le haut (flèche). Le panneau (b) montre exactement la même aiguille tournée en position biseautée vers le bas et montre une visualisation aggravée de la pointe de l'aiguille (flèche).
Il y a également eu une échogénicité marquée et accrue obtenue en créant des bosses ou des irrégularités plus importantes uniquement dans la pointe de l'aiguille et en épargnant la tige de l'aiguille de procédure. Le placement ou l'incorporation de ces encoches dans les pointes d'aiguille de procédure est créé d'une manière similaire à celle de la conception pour la technologie d'aiguille à texture accrue décrite ci-dessus. Ces aiguilles de procédure à pointe crantée agissent pour mettre en évidence l'échogénicité de la pointe de l'aiguille par rapport au reste de la tige de l'aiguille et, par conséquent, la pointe de l'aiguille est plus visible sous imagerie par ultrasons (Fig. 19).
Fig. 19 Pointe échogène. Cette aiguille à pointe échogène Havels utilise des rainures dans la pointe de l'aiguille pour améliorer l'échogénicité de la pointe de l'aiguille. Le panneau (a) montre l'aiguille de Havels avec des rainures dans la pointe distale de l'aiguille. Le panneau (b) montre la pointe de l'aiguille hautement échogène dans un fantôme à ultrasons (flèche). Fantôme Bleu.
La conception supérieure de la qualité d'image de la pointe de l'aiguille et la visibilité de l'image de la tige de l'aiguille sont les facteurs à prendre en compte pour une aiguille de procédure idéale pour les blocs nerveux et les techniques UGIP. Un autre facteur primordial pour une aiguille UGIP idéale serait sa polyvalence. L'aiguille UGIP doit pouvoir être utilisée pour tous les types de tissus, être facilement visualisée sous n'importe quel angle, maintenir une représentation nette du bord de l'aiguille, produire une faible formation d'artefacts sans ombre et contenir des qualités qui maintiennent une bonne détection et différenciation des tissus et structures environnants [39]. De nombreuses aiguilles échogènes testées actuellement utilisées sont encore loin d'avoir une conception échogène idéale. Cependant, les progrès technologiques récents comblent rapidement l'écart entre la conception actuelle de l'aiguille échogène et l'aiguille échogène idéale à utiliser lors des anesthésies régionales et des procédures UGIP [40].
10. L'APPAREIL À ULTRASONS ET LA VISIBILITÉ DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Artefacts d'imagerie par ultrasons et visibilité de l'aiguille de procédure
L'imagerie par ultrasons de la visibilité de l'aiguille dépend non seulement des propriétés de l'aiguille de procédure utilisée, mais également de la technologie et des capacités du transducteur à ultrasons et de l'appareil à ultrasons. La résolution de l'image de la sonde à ultrasons obtenue lors d'un examen échographique dépend de la densité du cristal piézoélectrique de la tête de balayage, de son type de cristal et des propriétés de réception du transducteur. La résolution de l'image échographique dépend également de la puissance du processeur d'image de la machine à ultrasons [31, 41]. Les progrès des transducteurs à ultrasons et des technologies de traitement d'images par ultrasons continuent d'aider le praticien à visualiser l'aiguille de la procédure ; cependant, il est impératif que le praticien acquière une connaissance des artefacts potentiels de l'imagerie à l'aiguille et de l'expérience dans son interprétation.
Les artefacts échographiques liés à l'acquisition et au traitement de l'image par une machine à ultrasons peuvent altérer à la fois les structures tissulaires et la visibilité de l'aiguille de procédure de diverses manières. Dans certains cas, une cible hyperéchogène peut apparaître hypoéchogène ou anéchoïque lorsque les ondes sonores ultrasonores de retour sont dégradées, ce qui peut être un effet du désalignement du faisceau acoustique et est appelé anisotropie. L'anisotropie peut être secondaire à une réflexion et/ou une réfraction aberrante (décrites ci-dessous) et reste indépendante du désalignement du faisceau acoustique de l'opérateur. La réflexion d'une surface lisse, telle qu'une aiguille de procédure, est appelée réflexion spéculaire. La réflexion à partir d'une surface irrégulière peut provoquer une dispersion du faisceau ultrasonore avec une dégradation subséquente du signal ultrasonore reçu, ce que l'on appelle la diffusion (Fig. 20). La diffusion peut entraîner une dégradation de l'image et des artefacts ; cependant, la diffusion peut être utilisée avec avantage avec les aiguilles de procédure échogènes développées plus récemment. Lorsque plusieurs surfaces réfléchissent un faisceau acoustique ultrasonore entre elles et le transducteur à ultrasons, on parle de réverbération (Fig. 21). Si les ondes sonores ultrasonores sont déviées de leur trajectoire d'incident puis réfléchies par une structure plus profonde, on parle de réfraction. L'atténuation est un autre facteur qui peut provoquer la dégradation du faisceau acoustique des ultrasons. L'atténuation est décrite comme une diminution de la force ou de l'amplitude du signal ultrasonore lorsqu'il traverse certains types de tissus et peut être causée par de nombreux facteurs énumérés ci-dessus, notamment la réflexion, la réfraction et la diffusion. Les effets additifs ou déformants de l'atténuation, des réflexions aberrantes et moins de la réfraction peuvent déformer l'image échographique affichée et peuvent entraîner une incapacité à identifier correctement à la fois l'aiguille de procédure et les structures anatomiques environnantes ainsi que la proximité de l'aiguille avec d'autres structures tissulaires.
Fig. 20 La diffusion diminue la visibilité de l'aiguille. La dispersion de l'aiguille peut diminuer la visualisation de l'aiguille. Les flèches rouges représentent la dispersion du faisceau ultrasonore, qui peut provoquer un artefact et aggraver la visualisation de l'aiguille (flèches bleues). Ici, l'aiguille est insérée dans un bain-marie.
Fig. 21 La réverbération diminue la visibilité de l'aiguille. La réverbération peut provoquer la réflexion de l'aiguille sur les structures en dessous et peut altérer la visualisation de l'aiguille. Ici, l'aiguille (flèches bleues) est placée dans un fantôme de tampon de gel chirurgical, et il y a un artefact clair appelé réverbération (flèches rouges). Fantôme de gel chirurgical.
11. IMPACT DES DIFFÉRENTS MODES ÉCHOGRAPHIQUES SUR LA VISIBILITÉ DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Reconstruction d'images spatiales et fréquentielles composées après orientation de faisceau acoustique et fréquence variable
Une solution couramment utilisée pour surmonter le problème de déviation créé par un signal ultrasonore réfléchi par une aiguille de procédure consiste à utiliser un système échographique à direction de faisceau qui permet la production d'une imagerie spatiale composée. Les systèmes à ultrasons à direction de faisceau orientent essentiellement le faisceau acoustique réfléchi loin de l'aiguille de procédure vers la sonde à ultrasons en modifiant l'angle d'incidence interne du faisceau d'ultrasons (Fig. 22). Les sondes à ultrasons plus anciennes sont limitées à la direction mécanique, mais les nouvelles machines échographiques modernes, avec des transducteurs à large bande passante, ont des fonctions spécifiques qui peuvent modifier la focalisation de transmission. Les transducteurs à large bande passante permettent à la sonde à ultrasons de produire et d'accepter des signaux ultrasonores sous différents angles en mode automatique, ce qui peut produire une image échographique améliorée [42].
Fig. 22 L'orientation du faisceau peut améliorer la visibilité de l'aiguille. La direction du faisceau améliore la visualisation de l'aiguille en augmentant l'angle d'incidence entre la sonde et l'aiguille et donc en augmentant la visibilité de l'aiguille. Sur le panneau (a), le faisceau n'est pas dirigé vers l'aiguille, et moins de faisceaux d'ultrasons en bleu sont réfléchis, en rouge, vers le transducteur. Sur le panneau (b), les faisceaux d'ultrasons en bleu sont dirigés vers l'aiguille et réfléchis en jaune.
L'imagerie spatiale composée est obtenue par le processus de calcul. Ceci est effectué par une direction de faisceau mécanique qui combine ensuite trois cadres ou plus à partir d'angles de direction différents en un seul cadre. L'imagerie spatiale composée permet une plus grande clarté, résolution et une meilleure définition du contour de l'aiguille de procédure [43].
L'échographie à fréquences composées obtient des balayages à partir de plusieurs fréquences différentes, produisant des motifs d'artefacts de chatoiement variables dans chaque image. Les trames produites sont ensuite moyennées, ce qui réduit l'aspect moucheté et granuleux observé en échographie conventionnelle. Ce résultat est une amélioration de l'image échographique anatomique des structures tissulaires, mais pas une amélioration de la qualité de l'imagerie à l'aiguille [44].
12. FRÉQUENCE DE LA PUISSANCE ET DU GAIN ACOUSTIQUE DE LA SONDE À ULTRASONS (AKA DEPTH)
La sonde à ultrasons la plus couramment utilisée au cours de l'UGIP est un transducteur de fréquence de 5 à 10 MHz. Cette fréquence de tête d'échographie particulière est connue pour fournir une bonne résolution spatiale pour les nerfs et le plexus nerveux à une profondeur de 1 à 5 cm [45]. Une sonde à ultrasons de fréquence inférieure, 2 à 5 MHz, est souvent utilisée pour visualiser les structures nerveuses et du plexus nerveux plus profondes. Cependant, la résolution des deux structures anatomiques et de l'aiguille de procédure devient moins définitive à une profondeur croissante et à l'utilisation de transducteurs à ultrasons à basse fréquence. La sonde échographique à plus haute fréquence, avec des fréquences de transducteur allant jusqu'à 18 MHz, est le plus souvent utilisée pour des interventions sur les structures les plus superficielles telles que les nerfs de la main et de l'avant-bras [46]. Les commandes de l'appareil à ultrasons qui peuvent ajuster la profondeur, la puissance acoustique et le gain permettront à une ou plusieurs options de focaliser le faisceau d'ultrasons à un niveau optimal et de fournir une image ultrasonore améliorée. Cependant, ce potentiel de réglage de la machine à ultrasons peut n'avoir qu'un impact limité sur la visibilité de l'aiguille de procédure en dehors de son optimisation régulière de l'image échographique.
13. COMPENSATION DU GAIN DE TEMPS ET IMAGERIE HARMONIQUE
Les options de contrôle de compensation de gain de temps sur une machine à ultrasons permettront d'ajuster la luminosité de l'image à des profondeurs variables. De plus, les modifications et ajustements apportés à la compensation de gain peuvent minimiser de nombreux artefacts échographiques produits lorsque le faisceau acoustique ultrasonore traverse la peau et d'autres couches superficielles. L'option de commande de compensation de gain de temps peut non seulement réduire le bruit produit par les artefacts tissulaires, mais peut également réduire l'artefact provenant du signal primordial de l'aiguille de procédure.
Une autre fonction des appareils à ultrasons plus modernes est l'imagerie harmonique. Cette fonction offre la possibilité de supprimer la réverbération et plusieurs autres types d'artefacts de bruit produits par les structures de la peau et des parois corporelles. La technologie d'imagerie harmonique est basée sur la compréhension que les tissus corporels produisent un signal harmonique faible mais utilisable qui peut être détecté et amplifié par l'unité échographique. La capacité d'imagerie harmonique utilise ensuite ces signaux harmoniques détectés et applique un bruit basse fréquence de haute amplitude qui peut être utilisé pour améliorer une image ultrasonore [47]. Les rapports résultant de l'imagerie harmonique de la visualisation de l'aiguille de procédure sont mitigés et varient d'une imagerie échographique supérieure à des images d'aiguille de procédure qui sont considérées comme inférieures par rapport à un appareil à ultrasons conventionnel sans capacité d'imagerie harmonique [44, 48]. L'impact du nouveau type d'imagerie harmonique, les techniques à large bande, doit être exploré.
14. MODES LUMINOSITÉ, MOUVEMENT ET DOPPLER
Le mode B conventionnel (B signifie luminosité) sert de modalité d'appareil échographique à échelle de gris actuellement utilisée, généralement utilisée lors de l'exécution de l'UGIP. Les échographes en mode M (M stands of motion) sont utilisés pour évaluer le mouvement des structures à l'intérieur du corps. En règle générale, les échographes modernes affichent l'image en mode M à côté d'une version plus petite de l'image en mode B d'origine sur l'écran d'affichage. Lors de l'utilisation d'appareils à ultrasons 2D, le mode M se concentre sur la structure ciblée et affiche son mouvement dans le temps sous la forme d'une ligne ondulée qui est modifiée en fonction des structures tissulaires en mouvement. Le mode M a une utilisation limitée pendant l'UGIP, et il n'affecte ni n'améliore la visibilité de l'aiguille de la procédure.
Une troisième modalité d'imagerie équipée dans les échographes modernes est le mode Doppler, composé de la sensibilité Doppler et du Doppler puissance. La capacité du mode Doppler peut différencier le flux sanguin dans les vaisseaux sanguins d'autres structures tissulaires d'apparence similaire et peut être utilisée pour empêcher théoriquement la pénétration involontaire d'un vaisseau ou un traumatisme par une aiguille de procédure puisque le vaisseau sanguin peut être identifié (Fig. 23). Les capacités Doppler peuvent également être utilisées pour améliorer la qualité et la clarté de l'imagerie de l'aiguille de procédure en conjonction avec d'autres méthodes et outils décrits dans la section "Amélioration".
Fig. 23 Le Doppler peut aider à prévenir la pénétration vasculaire ou l'injection intravasculaire par inadvertance (a, b). L'utilisation du Doppler peut aider à la visualisation des vaisseaux à éviter lors de procédures guidées par ultrasons. Le panneau (a) montre la détection du flux sanguin avec Doppler dans l'artère vertébrale (flèche rouge) au niveau de la colonne cervicale C7 en position ventrale. Le panneau (b) montre une aiguille (flèches blanches) évitant le vaisseau préalablement identifié (flèche rouge) sur l'échographie Doppler en position latérale. Fantôme combiné échographique et fluoroscopique pour les injections transforaminales cervicales
15. IMAGERIE ULTRASONS 3D ET 4D
L'imagerie échographique 2D typique capture et affiche une image échographique plate dans deux plans et est analogue ou similaire à la fluoroscopie actuelle. La technologie à ultrasons 3D capture des images dans plusieurs plans et sous différents angles. L'image ultrasonore 3D résultante peut ensuite être affichée dans une représentation 3D ou un schéma de structures numérisées. Les avantages de l'imagerie 3D statique sont décrits par Clendenen et al. en comparant les différences entre l'imagerie radiographique standard (analogue à l'échographie 2D) et la tomographie conventionnelle (analogue à l'échographie 3D statique) [49]. L'imagerie par ultrasons 3D en temps réel (3D dynamique et parfois appelée imagerie 4D) ajoute le temps comme quatrième axe aux dimensions traditionnelles X, Y et Z. L'imagerie 3D dynamique (4D) permet un suivi en temps réel d'une intervention comparable aux technologies CT ou IRM en temps réel, mais avec des niveaux de simplicité, de sécurité et de coût difficilement comparables. La technologie actuelle des ultrasons 4D présente des limitations liées au balayage et à la visibilité des interventions superficielles qui sont basées sur les mêmes limitations actuelles associées à la fréquence des sondes échographiques 3D [49]. Cependant, nous avons récemment été témoins d'améliorations significatives dans la technologie des ultrasons et nous prévoyons que cette technologie continuera à s'améliorer rapidement.
Initialement, l'imagerie par ultrasons 3D était produite par un mouvement à main levée de la sonde à ultrasons 2D ordinaire sur la peau. Cette manœuvre a ensuite été suivie d'une procédure de reconstruction similaire à celle utilisée en tomodensitométrie, mais lourde et chronophage [50]. Malgré l'introduction de transducteurs 2D spéciaux équipés d'un récepteur rotatif à l'intérieur de la sonde à ultrasons et fournissant d'excellentes images 3D biplan et multiplan, la reproduction de l'image est statique et non imagée en temps réel. Avec l'imagerie par ultrasons 4D, il y a un petit mais notable décalage dans l'image 3D en temps réel de l'aiguille de procédure. De plus, aucun avantage évident n'a été rapporté en termes de meilleure visualisation de l'aiguille de procédure avec les transducteurs à ultrasons 2D spéciaux [31], et ces transducteurs sont encombrants pour les besoins de l'UGIP.
Les limitations technologiques actuelles des transducteurs à ultrasons 3D proviennent de la difficulté à produire des sondes à ultrasons petites et maniables capables de loger les machines mécaniques de balayage nécessaires et avancées (Fig. 24). Cependant, le suivi en temps réel des aiguilles de procédure avec ces types de transducteurs à ultrasons pourrait être potentiellement supérieur aux images produites par les technologies échographiques actuelles, en particulier entre des mains expérimentées (Fig. 25).
Fig. 24 Échographie à l'aiguille 3D et visibilité de l'aiguille. Il s'agit d'une sonde à ultrasons 3D. Actuellement, les sondes à ultrasons 3D sont plus grandes que leurs homologues 2D. Cependant, de nouvelles sondes à ultrasons 3D plus petites sont en cours de développement.
Fig. 25 Image 3D de l'aiguille dans le fantôme. Ici, une aiguille est visualisée dans un fantôme d'échographie sous échographie 3D en temps réel, également appelée échographie 4D. L'aiguille est clairement visualisée en 3D à gauche (flèche rouge gauche) et est moins visible en échographie conventionnelle à droite (flèche rouge droite).
Une autre avancée récente dans la technologie des ultrasons 3D est le transducteur matriciel. La création d'images échographiques 3D et 4D a été développée indépendamment de la sonde à ultrasons à matrice dirigée mécaniquement avec l'utilisation d'un transducteur à matrice matricielle. Ces sondes sont plus petites et plus légères et ont de meilleurs profils ergonomiques. Le développement des transducteurs à ultrasons à réseau matriciel a abouti à des transducteurs plus petits tout en augmentant la vitesse d'acquisition et de traitement des données environ trois fois plus rapidement qu'un transducteur à ultrasons à réseau à direction mécanique conventionnel. Cela se traduit par une véritable expérience 4D et pourrait améliorer la maniabilité du transducteur et la visualisation de l'aiguille de la procédure [49, 51].
16. PROGRÈS RÉCENTS EN IMAGERIE PAR ULTRASONS ET VISIBILITÉ DES AIGUILLES DE PROCÉDURE
Le traitement complexe du signal, les transducteurs à large bande, l'augmentation de la bande passante du scanner, les logiciels évolutifs et d'autres développements technologiques récents ont apporté des améliorations expérimentales à la qualité des images échographiques [52–54]. L'augmentation de la fréquence du faisceau ultrasonore des systèmes échographiques jusqu'à 50 MHz pourrait conduire à une amélioration de la qualité de l'image, en particulier lorsque les structures cibles de l'UGIP sont superficielles ou pendant l'UGIP dans la population de patients pédiatriques [55]. La combinaison des ultrasons avec d'autres technologies d'imagerie, notamment la fluoroscopie, la tomodensitométrie et l'imagerie par résonance magnétique [56, 57] peut représenter une stratégie à haut rendement pour une meilleure localisation des aiguilles de procédure lors d'une intervention UGIP. L'un des systèmes d'imagerie double les plus récents actuellement en cours de développement est une combinaison d'imagerie photoacoustique et ultrasonore [58]. Ces avancées, ainsi que d'autres technologies en imagerie échographique, sont en transition de la recherche à une éventuelle mise en œuvre clinique, et l'impact de ces technologies sur la visibilité de l'aiguille de la procédure reste à déterminer.
Pour obtenir une visibilité optimale de l'image échographique de l'aiguille de procédure, il est d'abord important d'acquérir une dextérité manuelle, d'appliquer les technologies d'échographie avancées et de maintenir des manipulations expérimentées de l'aiguille/du transducteur à ultrasons. Des mesures supplémentaires pour aider à fournir une meilleure visualisation de l'aiguille procédurale sont des technologies d'optimisation automatique de l'image échographique qui ont été développées et sont disponibles sur les échographes modernes. Ces technologies d'optimisation automatique permettent au praticien de choisir entre des modes prédéfinis optimisés pour visualiser certains tissus et structures tels que vasculaire, musculaire, mammaire et autres [59]. Les progrès récents dans la détection des frontières échographiques ont abouti à une technologie capable d'identifier et d'assumer le marquage couleur automatique des nerfs (jaune), des muscles (marron), des artères (rouge) et des veines (bleu) et sera peut-être disponible dans un proche avenir [60 , 61].
L'intégration des systèmes UGIP dans le réseau Internet peut offrir des avantages cliniques spécifiques en permettant des consultations en ligne en temps réel par des spécialistes de la gestion de la douleur, des suggestions d'amélioration de l'imagerie de la structure cible, une assistance à la visualisation de l'aiguille de procédure et une confirmation fournie par des échographistes expérimentés [62]. Cependant, l'optimisation de l'image des structures cibles échographiques ne fournit pas automatiquement une visibilité adéquate de l'aiguille de procédure. Même en dépit des nombreuses avancées réalisées vers les améliorations technologiques de l'imagerie par ultrasons, cela ne s'est pas toujours traduit par une meilleure visualisation de l'aiguille de la procédure [31]. Une explication probable de la dissociation entre l'optimisation de l'imagerie par ultrasons de la structure ciblée et les progrès vers l'amélioration de la visualisation de l'aiguille de procédure est que l'application traditionnelle de l'échographie en médecine est généralement axée sur l'imagerie et le diagnostic. Bien qu'il continue d'y avoir des efforts et des tentatives pour améliorer les systèmes échographiques afin qu'ils puissent être ajustés pour permettre aux instruments d'intervention et aux aiguilles de procédure de produire une visibilité plus optimale sous imagerie ultrasonore. Malheureusement, ces systèmes ont généralement été limités à l'amélioration de la visualisation échographique des instruments chirurgicaux ou des unités d'imagerie assistée par ordinateur et au développement de systèmes robotiques pour l'UGIP [63–66]. Les progrès de la technologie des ultrasons et l'amélioration du développement des aiguilles de procédure pour l'UGIP semblent être quelque peu déconnectés, peut-être en raison de la spécialisation étroite des fabricants d'aiguilles de procédure et d'appareils à ultrasons. Cependant, cet écart a récemment été réduit en raison du nombre croissant d'aiguilles de procédure améliorées et d'UGIP en cours de développement dans plusieurs domaines différents de la médecine. Il y a eu des progrès dans le développement de technologies qui peuvent diminuer les artefacts échographiques produits par le gaz d'ablation par radiofréquence et ceux créés lors d'interventions associées à la cryoablation qui restent pertinentes pour la médecine de la douleur [29, 67].
Il y a des raisons de croire qu'une coordination concertée des efforts vers les fabricants d'aiguilles de procédure et d'équipements échographiques pour améliorer la visibilité des aiguilles pour les interventions UGIP est en cours. De tels efforts de développement se traduiront probablement par une association avec la technologie échographique conçue spécifiquement pour le domaine en plein essor de la médecine interventionnelle de la douleur et pourraient représenter un créneau prometteur, pratique, scientifique et commercial pour la spécialité. Le problème important actuel qui reste une variable cruciale est la nécessité de développer une technologie supplémentaire qui améliorera la sécurisation constante de l'alignement approprié de l'aiguille de procédure avec le transducteur à ultrasons. Cela reste l'un des aspects importants de l'UGIP et de la médecine interventionnelle de la douleur qui, s'il est maîtrisé, produira à terme une procédure interventionnelle réussie pour le patient [31].
17. ALIGNEMENT AIGUILLE-SONDE
Besoin d'alignement de l'aiguille de procédure et de la sonde à ultrasons
Une largeur typique de faisceau d'ultrasons émis par une sonde à ultrasons n'est que d'environ 1 mm (Fig. 26). Par conséquent, l'imagerie d'une aiguille de procédure peut souvent être compliquée en raison d'un désalignement du faisceau ultrasonore et de l'aiguille lors d'une technique « dans le plan » d'anesthésie régionale et de procédures UGIP. Il reste relativement facile pour l'aiguille de procédure de s'écarter du faisceau étroit d'ultrasons, donc la diligence reste nécessaire car même de petits mouvements de la sonde ou de l'aiguille à ultrasons entraîneront la perte de l'image de l'aiguille de procédure sur l'écran à ultrasons. En raison d'une incapacité à maintenir l'image échographique d'une aiguille de procédure, les techniques d'anesthésie régionale et UGIP peuvent entraîner des durées de procédure prolongées ou entraîner une augmentation du taux de complications en raison de lésions tissulaires et structurelles non intentionnelles. Par conséquent, la visualisation réussie de l'aiguille de la procédure échographique reste importante, et le positionnement, l'avancement et la manipulation soigneux de l'aiguille par rapport à la sonde échographique sont d'une importance cruciale [4, 31].
Fig. 26 Le besoin d'alignement. La sonde échographique (flèche bleue) émet un faisceau très étroit (forme arrondie) proche de 1 mm de largeur (flèches rouges) qui s'élargit avec la distance de la sonde. Cette petite zone peut rendre difficile la visualisation de l'aiguille (flèche noire) si elle est mal alignée. Fantôme de tofu.
18. APPROCHE AIGUILLE « DANS LE PLAN » ET « HORS PLAN » : INTERPOSITIONS CLASSIQUES SONDE-AIGUILLE
Plusieurs stratégies ont été suggérées pour la visualisation et l'imagerie par ultrasons à l'aiguille de procédure, mais il existe deux techniques classiques connues sous le nom d'approche « dans le plan » (IP) et d'empreinte de sonde « hors du plan ». L'approche IP est basée sur un concept de visualisation à l'aiguille de la procédure sous la forme d'une ligne lumineuse hyperéchogène. L'approche OOP est réalisée en insérant l'aiguille sous, médiane, (généralement) et perpendiculairement à l'empreinte de la sonde à ultrasons dans un axe court par rapport au faisceau d'ultrasons où la pointe / tige de l'aiguille apparaît comme un point hyperéchogène brillant (Fig. 27).
Fig. 27 Techniques dans le plan (IP) et hors du plan (OOP). C'est la technique dans le plan. L'aiguille est maintenue insérée parallèlement à la sonde (a) et est vue (flèches blanches) dans le grand axe à l'échographie (b). La technique hors du plan est démontrée dans le panneau (c). L'approche hors du plan est obtenue en insérant l'aiguille dans l'axe court du faisceau, et donc la pointe de l'aiguille (flèche blanche) apparaît comme un point hyperéchogène brillant (d). N nerf sciatique au-dessus du creux poplité.
Un inconvénient identifié de l'approche IP qui est souvent cité est que l'aiguille de procédure peut plus facilement s'écarter du faisceau ultrasonore étroit et entraîner ou causer des complications potentielles et allonger la durée de la procédure de bloc si l'aiguille ne peut pas être imagée tout au long de l'intervention de gestion de la douleur sélectionnée . Un autre inconvénient potentiel de l'approche IP est la réverbération associée créée à partir de l'axe long de la tige de l'aiguille qui peut nuire à la détection des structures sous la tige de l'aiguille de procédure imagée. Un inconvénient de l'approche OOP est associé à une incapacité ou une difficulté accrue à suivre avec précision l'aiguille de procédure jusqu'à la cible sélectionnée. Une autre complication associée à la technique OOP est le manque d'assurance ou l'incapacité de confirmer si le point hyperéchogène vu sur l'image échographique est une approximation de la pointe de l'aiguille de procédure ou une approximation de la tige de l'aiguille. Une considération importante lors de la comparaison ou de la sélection entre les deux techniques (IP ou OOP) est que l'approche IP nécessite deux à trois fois plus d'insertion de longueur d'aiguille pour atteindre la cible souhaitée par rapport à l'approche OOP avec le potentiel associé de créer un patient supplémentaire inconfort. Il reste clair qu'il existe certains inconvénients aux approches d'aiguille de procédure IP et OOP lors de l'exécution d'une anesthésie régionale et d'UGIP. Par conséquent, acquérir de l'expérience avec les deux approches est nécessaire afin de sélectionner la technique la plus appropriée pour chaque procédure particulière. Comme alternative supplémentaire, l'approche du plan oblique est encore une autre technique qui peut être envisagée lors de la sélection de la gestion de la douleur guidée par ultrasons dans le but de minimiser ou d'éliminer certains des inconvénients d'une approche IP ou OOP pour la visualisation à l'aiguille de la procédure [68].
19. APPROCHE À L'AIGUILLE PLANE OBLIQUE POUR LA GESTION DE LA DOULEUR GUIDÉE PAR ULTRASONS
L'approche du plan oblique est obtenue en visualisant les structures anatomiques cibles (y compris les nerfs et les vaisseaux) dans l'axe court et en plaçant l'aiguille de procédure dans l'axe long de la sonde à ultrasons. Cette approche permet à l'opérateur d'obtenir une vue optimale de la cible sous-jacente et des structures environnantes tout en maintenant une visualisation continue de l'aiguille de procédure et de la tige de l'aiguille pendant le mouvement et la manipulation [68, 69] (Fig. 28). L'approche du plan oblique s'est avérée utile dans certaines procédures où le nerf cible peut être traditionnellement difficile à visualiser. À titre d'exemple d'une telle situation, le nerf fémoral (latéral et inférieur à l'artère fémorale) a généralement une forme engraissée car il est coincé entre le muscle iliaque et le fascia hyperéchogène, ce qui peut entraîner un certain degré d'obstruction d'une vue échographique optimale. L'approche oblique conserve souvent les avantages de la technique OOP tout en permettant une vision plus claire de la tige et de la pointe de l'aiguille de procédure pendant l'avancement [68].
Fig. 28 La technique du plan oblique (a, b). L'approche du plan oblique est obtenue en visualisant la vue à axe court pour visualiser les structures anatomiques cibles, y compris les nerfs et les vaisseaux, mais place l'aiguille dans l'axe long de la sonde. Le panneau (a) montre le positionnement de l'aiguille et de la sonde pour la vue oblique. Le panneau (b) montre l'image de l'aiguille (flèches) à l'échographie en vue oblique. Fantôme Bleu.
20. APPROCHE D'IMAGERIE AVEC AIGUILLE BI-PLAN POUR LA GESTION DE LA DOULEUR GUIDÉE PAR ULTRASONS
Certaines des unités d'échographie 2D et des machines dotées de capacités 3D permettent de combiner des images dans différents plans (en « temps réel ») sur le même écran d'échographie. Cela permet au praticien d'observer à la fois les structures anatomiques et l'aiguille dans deux plans ou plus simultanément. Par exemple, un vaisseau peut être visualisé dans un axe long ou un axe transversal en même temps sur un écran d'affichage à ultrasons divisé. Un transducteur biplan est utilisé pour les ultrasons 2D et les sondes échographiques 3D produisent des images multiplans. Les techniques d'imagerie bi- et multiplan peuvent avoir un grand potentiel pour améliorer la visualisation de l'aiguille et les procédures UGIP, mais comme la technologie est encore relativement nouvelle, son utilité n'a pas encore été établie. Cependant, il est peu probable que les capacités d'imagerie biplan remplacent les techniques fondamentales d'alignement de base de l'aiguille et du transducteur, qui améliorent considérablement la visibilité de la pointe de l'aiguille et de la tige [26].
21. GUIDES D'AIGUILLE DE PROCÉDURE MÉCANIQUE ET OPTIQUE
L'importance de l'alignement de l'aiguille de procédure avec le faisceau de la sonde à ultrasons a incité à envisager et à développer divers types de guides pour la stabilisation de l'aiguille et pour la direction de la trajectoire de l'aiguille. Ces guides d'aiguille de procédure sont destinés à l'alignement et à la synchronisation de l'aiguille avec la position de la sonde du transducteur à ultrasons et maintiennent essentiellement le trajet de l'aiguille sous le faisceau d'ultrasons. Plusieurs types de guides d'aiguille de procédure ont été décrits tels que le guide d'aiguille mécanique qui est un dispositif fixé directement à la sonde à ultrasons et utilisé pour aligner l'aiguille de procédure afin que sa trajectoire reste sous le faisceau d'ultrasons. De tels dispositifs de guidage d'aiguille de procédure sont conçus pour correspondre à des types spécifiques de sondes à ultrasons et avec l'intention que lorsque l'aiguille de procédure est avancée, elle sera dirigée dans un chemin sous le faisceau d'ultrasons (Fig. 29). Initialement, ces types de dispositifs de guidage ont été introduits dans la pratique clinique pour la réalisation de biopsies, et les dispositifs de guidage ont aidé à faciliter les procédures réalisées par des praticiens moins expérimentés [70]. Les dispositifs d'aiguille de procédure de guide d'échographie développés sont régulièrement mentionnés dans la littérature car ils décrivent des techniques d'optimisation de la visualisation de l'aiguille sous échographie pour l'anesthésie régionale [26].
Fig. 29 Guides-aiguilles mécaniques (a, b). Les guides d'aiguille mécaniques peuvent améliorer considérablement la visibilité de l'aiguille en stabilisant à la fois le transducteur et l'aiguille. Le panneau (a) montre le guide-aiguille mécanique CIVCO. Le panneau (b) montre l'aiguille (flèches) sous guidage mécanique.
Le guidage mécanique de l'aiguille a montré qu'il réduisait considérablement (2 ×) le temps nécessaire pour effectuer en toute sécurité les procédures UGIP. L'utilisation de tels dispositifs a également démontré une visualisation supérieure de l'aiguille lorsqu'elle est testée par des résidents inexpérimentés effectuant des procédures UGIP simulées sur des fantômes porcins. La visibilité de l'aiguille s'est avérée être d'environ 30 % meilleure avec l'utilisation de dispositifs de guidage d'aiguille de procédure mécanique, et les stagiaires ont classé leur satisfaction à l'égard des dispositifs de guidage d'aiguille nettement mieux que les techniques "à main levée" [13, 71]. Cependant, les performances de routine de l'UGIP nécessitent généralement des ajustements fréquents dans la ou les direction(s) du trajet de l'aiguille qui pourraient être un inconvénient potentiel d'un dispositif de guidage mécanique rigide. Il peut ne pas être facile d'obtenir une visualisation optimale des tissus environnants, des structures nerveuses cibles et de la direction de l'aiguille de procédure avec l'utilisation d'un dispositif de guidage d'aiguille mécanique rigide, car il est souvent nécessaire et requis que des ajustements dynamiques de l'aiguille soient effectués pendant l'UGIP [31]. Par conséquent, le rôle des dispositifs de guidage d'aiguille mécaniques rigides pour faciliter la visualisation de l'aiguille de procédure lors des interventions et des procédures de gestion de la douleur est encore indéterminé [31].
Des dispositifs de guidage d'aiguille mécaniques réglables ont été développés et expérimentés afin de pallier les inconvénients des dispositifs mécaniques rigides [72]. Différents types de dispositifs mécaniques pour guider les aiguilles de procédure ont créé une base et incité la production de systèmes UGIP guidés par robot. Cependant, les applications pratiques des approches robotisées pour l'UGIP semblent actuellement limitées. Une solution potentielle aux défauts des divers dispositifs de guidage d'aiguille a été développée et décrite par Tsui au moyen d'un dispositif basé sur un système laser. Le dispositif de guidage laser est conçu pour faciliter l'alignement de l'aiguille UGIP et de la sonde échographique [73]. Ce guide d'aiguille de procédure optique est composé d'un faisceau laser permettant un réglage facile de la position de l'aiguille de procédure selon les besoins (Fig. 30). Il a été déterminé que ce guide d'aiguille optique fournit une trace visuelle non ambiguë d'un alignement précis du faisceau d'aiguilles et peut donc être utile dans l'enseignement et le développement de la coordination bimanuelle pour les stagiaires. Des aiguilles de procédure plus longues sont généralement nécessaires lors de l'utilisation de ce dispositif laser car une plus grande partie de la tige de l'aiguille de procédure doit dépasser de la peau pendant la procédure UGIP afin de permettre l'alignement de l'aiguille et du faisceau laser [31].
Fig. 30 Guide-aiguille optique (a, b). Le dispositif Tsui améliore la visualisation de l'aiguille en améliorant l'alignement. Le panneau (a) montre le dispositif Tsui délimitant clairement l'angle d'entrée et les aiguilles par rapport à la sonde avec le faisceau lumineux (rouge). Le panneau (b) montre l'insertion de l'aiguille (flèches) sous le guidage du guide optique.
22. SYSTÈMES DE POSITIONNEMENT D'AIGUILLE DE PROCÉDURE AVANCÉE
La plupart des praticiens expérimentés qui utilisent les ultrasons préfèrent effectuer l'UGIP en utilisant des techniques «à main levée» dans lesquelles l'opérateur peut librement manipuler le transducteur à ultrasons d'une main et l'aiguille de procédure de l'autre main. La technique à main levée offre une flexibilité dans le positionnement de l'aiguille de procédure lors de son placement et de son avancement vers la ou les structures ciblées [31]. Même pour un praticien expérimenté, il peut parfois être difficile de garder à la fois l'aiguille et la cible en vue tout en évitant diverses structures tissulaires, vaisseaux sanguins et autres structures nerveuses [2–4, 74].
Une solution potentielle pour améliorer le guide du praticien pour prédire la trajectoire d'une aiguille de procédure est un système de positionnement avancé qui utilise des systèmes de suivi optique ou électromagnétique [75–78]. Ce système de suivi particulier utilise un capteur attaché à une sonde à ultrasons et un autre capteur attaché au moyeu de l'aiguille de procédure. Cet appareil utilise un système de suivi électromagnétique et effectue des calculs qui peuvent prédire la trajectoire de l'aiguille de procédure qui est ensuite extrapolée et affichée (sur l'écran) comme une estimation d'une trajectoire anticipée de l'aiguille de procédure.
Les développements initiaux du système de suivi électromagnétique ont été décrits comme des unités distinctes conçues pour acquérir des images ultrasonores à partir d'appareils à ultrasons conventionnels dotés d'un port de sortie [79]. Ce type de système de positionnement recréerait des images échographiques obtenues à partir de la machine à ultrasons et combinerait cette image réelle avec le trajet prévu de l'aiguille sur l'écran séparé. La dernière technologie permet d'incorporer des systèmes de positionnement avancés dans les machines à ultrasons actuelles (Figure 31). La plupart des fabricants d'équipements échographiques développent activement ce type particulier de technologie pour les procédures de positionnement avancées qui doivent être utilisées dans l'UGIP pour les systèmes 2D, 3D et 4D. L'échographie et la tomodensitométrie combinées ou les ablations par radiofréquence par ultrasons et IRM ainsi que d'autres interventions de médecine de la douleur pourraient utiliser des systèmes avancés de positionnement d'outil d'intervention dans un proche avenir [66, 77].
Fig. 31 Systèmes de positionnement avancés par ultrasons (US) (a, b). Les systèmes de positionnement avancés américains utilisent des technologies de suivi optique ou électromagnétique qui calculent la projection de l'aiguille qui est ensuite affichée sous forme de prédiction de la trajectoire future de l'aiguille sur l'écran. Le panneau (a) montre l'aiguille dans une approche en plan oblique (flèche bleue + flèche verte) et extrapole la direction de l'aiguille indiquée par la ligne verte pointillée. La pointe de l'aiguille est marquée par la flèche rouge de l'appareil. Le panneau (b) montre l'aiguille dans une approche hors du plan et extrapole à nouveau la direction de l'aiguille (flèche bleue) indiquée par une ligne verte pointillée (flèche verte). Encore une fois, la pointe de l'aiguille est marquée par l'appareil (flèche rouge). GPS à ultrasons, utilisé avec la permission d'Ultrasonix. Fantôme Bleu.
23. « L'ART » DE SCANNER POUR UNE MEILLEURE VISUALISATION DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Les progrès des systèmes de positionnement d'aiguille qui permettent à l'UGIP de devenir plus efficace, interactif, sûr et objectif de sorte qu'il compensera probablement certaines des difficultés et lacunes actuelles de l'apprentissage de l'UGIP continueront de se développer. Cependant, il est peu probable qu'un tel système de positionnement remplace les compétences d'alignement aiguille-transducteur actuellement pratiquées car elles resteront une partie intégrante des performances de l'UGIP. Marhofer et Chan ont décrit divers mouvements du transducteur à ultrasons qui peuvent améliorer la visualisation de la pointe de l'aiguille de la procédure, et ils soulignent que ces mouvements du transducteur et de l'aiguille doivent être délibérés et lents. Marhofer et Chan soulignent en outre que le praticien ne déplace ou ne manipule qu'une seule partie du système à la fois (c'est-à-dire, ne déplace que le transducteur à ultrasons ou l'aiguille pour optimiser la visualisation de la pointe de l'aiguille de la procédure). Ces mouvements lents et délibérés doivent être maintenus séparés ou indépendants les uns des autres (déplacer l'aiguille ou la sonde) afin de minimiser les étapes de repositionnement ou les manœuvres (glissement, inclinaison, rotation de la sonde) susceptibles de prolonger les performances de l'UGIP. Le chapitre continue à décrire l'"ART" des techniques d'échographie comme un outil utile pour des mouvements efficaces du transducteur à ultrasons où (1) le glissement est appelé alignement (A), soit dans le plan, soit hors du plan lorsque le transducteur glisse sur la peau surface, (2) la rotation (R) fait référence au mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du transducteur à ultrasons, et (3) l'inclinaison (T) fait référence à l'inclinaison du transducteur pour maximiser le signal du faisceau ultrasonore afin de maintenir le mieux possible un angle d'incidence à 90° (Fig. 32).
Fig. 32 Alignement de la sonde et de l'aiguille par rotation, glissement et inclinaison. L'alignement de la sonde et de l'aiguille par rotation, glissement et inclinaison sont tous des facteurs importants pour une visualisation réussie de l'aiguille. Le panneau (a) montre la sonde et l'aiguille alignées dans la technique dans le plan. Les panneaux (b) et (c) font tourner la sonde dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les panneaux (d) et (e) inclinent la sonde vers l'avant et vers l'arrière. Fantôme Bleu.
24. ERGONOMIE POUR UNE MEILLEURE VISIBILITÉ DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Le mouvement involontaire ou non délibéré de la sonde échographique s'est avéré être la deuxième erreur la plus fréquente commise par les stagiaires lors des anesthésies régionales et des procédures UGIP [3]. Une image échographique satisfaisante des structures cibles (par exemple, un nerf) et de l'aiguille de procédure pourrait être facilement et rapidement perdue avec des manipulations même mineures ou petites (glissement) de la sonde à ultrasons qui a été préparée (placée dans un gel à ultrasons) pour l'anesthésie régionale et l'UGIP. Ces mouvements apparemment mineurs ou petits de la sonde échographique, provoqués couramment lors de tentatives d'accès aux fournitures ou d'une mauvaise ergonomie, par exemple, sont des erreurs qui doivent être prises en compte pour éviter de prolonger les performances de la procédure UGIP. Sites et al. ont démontré que les praticiens novices créaient des erreurs (environ 10 %) qui comprenaient une mauvaise ergonomie et la fatigue de l'opérateur [3]. La fatigue de l'opérateur pendant l'UGIP se présente généralement comme la nécessité de changer de main tenant la sonde à ultrasons pendant l'exécution d'une procédure, la nécessité d'utiliser les deux mains sur la sonde à ultrasons et les tremblements ou secousses des mains. Ces problèmes de fatigue et les mouvements légers ou mineurs de la sonde à ultrasons peuvent potentiellement compromettre davantage la visualisation de l'aiguille de la procédure ainsi que l'efficacité et le succès de l'UGIP.
Afin de surmonter certains problèmes compromettant le succès de l'UGIP, la sonde à ultrasons doit être manipulée et des mesures doivent être prises pour stabiliser correctement le positionnement de la sonde à ultrasons tout en prenant des mesures pour minimiser la fatigue de l'opérateur. Pour améliorer les techniques de stabilisation de la sonde échographique, l'opérateur doit utiliser des techniques à main levée lors des procédures UGIP. Les techniques à main levée sont exécutées en faisant en sorte que la main du transducteur à ultrasons de l'opérateur fonctionne à la fois comme stabilisateur du transducteur à ultrasons et pour localiser et maintenir la structure cible sur l'écran d'image à ultrasons. Le praticien peut également envisager d'utiliser les doigts au repos de la main utilisée pour tenir la sonde à ultrasons pour appliquer une pression vers le bas, ce qui peut minimiser le mouvement de la sonde et réduire la fatigue de l'opérateur (Fig. 33). La technique à main levée peut également réduire le glissement de la sonde à ultrasons sur la surface cutanée recouverte de gel.
Fig. 33 Technique à main levée. Les techniques à main levée sont exécutées en faisant en sorte que la main du transducteur à ultrasons de l'opérateur fonctionne à la fois comme stabilisateur du transducteur à ultrasons et pour localiser et maintenir la structure cible sur l'écran d'image à ultrasons. Le praticien peut également envisager d'utiliser les doigts au repos de la main utilisée pour tenir la sonde à ultrasons pour appliquer une pression vers le bas, ce qui peut minimiser le mouvement de la sonde et réduire la fatigue de l'opérateur. La technique peut également réduire le glissement de la sonde à ultrasons sur la surface cutanée recouverte de gel.
Lors de l'exécution de procédures UGIP, il est toujours utile de faire une échographie pré-procédurale des structures ciblées et de la zone de tissu environnante, puis de marquer ou d'identifier (sur la peau du patient) la position optimale de la sonde en décrivant l'empreinte de la sonde à ultrasons positionnée là où l'image cible la plus idéale est la meilleure visualisé. Cette mesure rapide, facile et bénéfique peut minimiser ou éviter les mouvements excessifs de la sonde à ultrasons et de l'aiguille pendant l'intervention UGIP, ce qui pourrait se traduire par des procédures UGIP inefficaces et chronophages ainsi que par d'éventuels dommages structurels involontaires (Fig. 34). Pour optimiser davantage la visualisation des ultrasons à l'aiguille de procédure et réduire la fatigue de l'opérateur, des mesures simples doivent être prises pour améliorer l'ergonomie du praticien. Certaines mesures simples pour améliorer l'ergonomie de l'opérateur consistent à préparer toutes les fournitures nécessaires avant que la sonde à ultrasons ne soit préparée et placée dans une gaine stérile, ainsi qu'à élever la hauteur du lit du patient pour maintenir une posture correcte de l'opérateur. Pour améliorer encore l'alignement de l'aiguille de procédure et de la sonde à ultrasons, en plus de réduire la fatigue de l'opérateur, il existe des chariots spéciaux conçus pour l'UGIP, des gels adhésifs à ultrasons et des bras mécaniques stabilisateurs pour minimiser les mouvements du transducteur à ultrasons [60, 80–83] (Fig. 34).
Fig. 34 Marquage de la peau. Le marquage du site cutané du patient permet à l'opérateur un meilleur alignement. Cela est particulièrement vrai en cas de mouvement du patient ou de perte de l'alignement antérieur de l'aiguille de la sonde.
25. AMÉLIORATION ET TECHNIQUES POUR AMÉLIORER LA LOCALISATION DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE
Effet échographique de base de l'amélioration
L'amélioration est la description de ce qui se produit et de ce qui est vu sur une image échographique lorsqu'un tissu à faible impédance acoustique, tel que le sang dans une structure vasculaire, améliore la paroi de son vaisseau contenant un signal ultrasonore qui le fait apparaître hyperéchogène. De même, le concept d'amélioration peut également améliorer la visualisation d'une aiguille de procédure dans une structure vasculaire ou certains tissus (par exemple, la graisse) qui ont une impédance acoustique inférieure à celle de l'aiguille (Fig. 35).
Fig. 35 Amélioration de l'aiguille. L'amélioration de l'aiguille dans la paroi du vaisseau se produit en raison d'une différence accrue d'impédance acoustique entre l'aiguille et le fluide du vaisseau. La tige de l'aiguille au site d'entrée dans la paroi du vaisseau n'est pas aussi brillante que la pointe à l'intérieur de la paroi du vaisseau.
Une compréhension et une application du concept d'amélioration pourraient être utiles dans les situations où la localisation et le suivi de l'aiguille de procédure peuvent s'avérer difficiles pendant les procédures UGIP. Malgré l'utilisation d'aiguilles de procédure échogènes et d'une technologie échographique avancée ainsi que d'une manipulation qualifiée et expérimentée des aiguilles et des sondes à ultrasons, la réalisation d'UGIP dans toutes les situations peut ne pas être suffisante pour réussir l'intervention proposée [4, 26, 31, 84]. L'application de la stratégie utile d'amélioration et d'autres techniques décrites ci-dessous peut s'avérer bénéfique pour mettre en évidence la localisation de l'aiguille de la procédure sous échographie.
26. AMÉLIORATION AVEC AMORÇAGE, INSERTION D'UN STYLET OU D'UN FIL DE GUIDAGE ET VIBRATION
Dans certains cas, l'aiguille de procédure peut s'avérer difficile à visualiser malgré un alignement et un positionnement corrects de l'aiguille de procédure et du transducteur à ultrasons. Dans certaines de ces situations de visualisation d'aiguille difficiles à maintenir, une aiguille de procédure peut être localisée, simplement en déplaçant toute l'aiguille (ou un stylet/fil guide qui a été placé dans la lumière de l'aiguille). Chapman et al. décrit le mouvement de l'aiguille de procédure insérée dans de courts mouvements « d'un côté à l'autre » et « de va-et-vient » qui dévient les tissus adjacents et peuvent améliorer la visualisation du trajet et de la trajectoire de l'aiguille [26]. Cependant, le mouvement de l'ensemble de l'aiguille de procédure peut causer un inconfort supplémentaire au patient et entraîner des dommages structurels involontaires aux tissus si la pointe de l'aiguille n'est pas visualisée [31].
Lorsque l'échographie continue de l'insertion de l'aiguille de procédure et du passage vers une structure cible ne réussit pas, la pointe de l'aiguille peut être localisée en insérant un petit fil de guidage ou un stylet à travers l'aiguille jusqu'à la pointe de l'aiguille. Chapman et al. décrit l'amorçage d'une aiguille de procédure par immersion de l'aiguille dans de l'eau stérile peut provoquer un rehaussement de l'aiguille pendant l'échographie [26]. Une autre technique qui peut être utilisée est la fonction Doppler de l'échographe pour détecter les vibrations de l'aiguille de procédure [85]. Lorsque la fonction Doppler à flux couleur de l'appareil à ultrasons est activée, un stylet légèrement plié est inséré dans l'aiguille de procédure, puis tourné, provoquant une vibration latérale de l'aiguille. Cette vibration de l'aiguille est détectée et visualisée par Doppler couleur et peut aider à améliorer la visibilité de l'aiguille de la procédure sur l'écran à ultrasons en temps réel (Fig. 36). Des dispositifs sont maintenant disponibles dans le commerce qui utilisent ce principe de vibration de l'aiguille de procédure pour améliorer la visibilité de l'aiguille. Cette technologie est utilisée en fixant un petit dispositif sur la tige de l'aiguille de procédure qui, lorsqu'il est activé, peut produire de petites vibrations à la pointe de l'aiguille (amplitude maximale de 15 mm imperceptibles au toucher) qui génèrent ensuite un signal Doppler à flux couleur [31].
Fig. 36 Amélioration de la visualisation de l'aiguille procédurale sous échographie Doppler (a, b). L'application de vibrations à l'aiguille avec un stylet inséré et déplacé provoquera un léger mouvement de l'aiguille et améliorera la visualisation sous échographie Doppler. Le panneau (a) montre l'aiguille sous ultrasons sans vibration. Le panneau (b) montre le signal Doppler couleur avec le mouvement du stylet de l'aiguille.
Une autre approche qui peut améliorer la visualisation de l'aiguille de procédure (tout en utilisant le Doppler) a été réalisée en appliquant des actions vibratoires au tissu autour de la structure cible plutôt qu'à l'aiguille. En activant l'option Doppler à flux couleur, la sonde ou le transducteur à ultrasons est activé pour vibrer à différentes fréquences. Ensuite, la quantité de vibrations tissulaires causées par la sonde à ultrasons à chacune des fréquences est mesurée à l'aide d'un algorithme quantitatif de puissance Doppler intégré au scanner [86]. Cette technique d'imagerie par ultrasons avancée pourrait aider à produire une meilleure localisation de l'aiguille de procédure et pourrait être utilisée dans de nombreuses procédures et interventions de gestion de la douleur.
27. HYDROLOCALISATION DE L'AIGUILLE DE PROCÉDURE
Plusieurs études décrivent l'injection d'une petite quantité de liquide (0.5 à 1 ml) à travers l'aiguille afin d'aider à confirmer l'emplacement ou la position de la pointe de l'aiguille de la procédure. Cette manœuvre est généralement effectuée en déplaçant d'abord l'aiguille de procédure insérée et en observant le mouvement du tissu environnant, puis en injectant du liquide tout en recherchant l'apparition d'une petite poche hypoéchogène ou anéchoïque au niveau de la pointe de l'aiguille créée par le liquide injecté. [5, 6, 87, 88]. L'hydrolocalisation est le terme ou le nom donné à cette manœuvre par Bloc et al. [88]. Elle peut être réalisée avec de l'eau stérile, du sérum physiologique, une injection d'anesthésique local ou du dextrose à 5 % (Fig. 37). L'utilisation d'une solution de dextrose à 5%, afin de préserver la fonction motrice et la réponse, est la plus optimale pour les techniques combinées guidées par ultrasons et de stimulation nerveuse lors de la réalisation de blocs nerveux périphériques [83, 89, 90].
Fig. 37 Technique d'hydrolocalisation (a, b). L'hydrolocalisation est réalisée en injectant le fluide qui peut améliorer la visualisation de la pointe de l'aiguille en formant d'abord une poche anéchoïque qui améliore ensuite la pointe de l'aiguille. Le panneau (a) a démontré que la pointe de l'aiguille procédurale (flèche droite) (flèche gauche) est difficile à visualiser. L'injection de fluide, illustrée dans le panneau (b), a permis de localiser facilement la pointe (flèche gauche) de l'aiguille procédurale (flèche droite).
28. PROCÉDURE VISIBILITÉ DE L'AIGUILLE PAR DES SOLUTIONS AGITÉES OU AVEC DES AGENTS DE CONTRASTE À ULTRASONS
Semblable à l'hydrolocalisation décrite ci-dessus, l'injection de microbulles utilise un petit bolus de solution saline agitée placé à travers l'aiguille de procédure. Cette technique peut aider à la visibilité de la pointe de l'aiguille guidée par ultrasons et pourrait encore améliorer la visualisation et la localisation de l'aiguille de procédure ou du cathéter fileté [91, 92] (Fig. 38). Les microbulles peuvent produire un rehaussement de l'aiguille en profitant de l'inadéquation de l'impédance acoustique entre les microbulles injectées et les tissus environnants [93]. Cependant, la technique d'injection de microbulles a reçu quelques critiques lors de la pratique de l'UGIP car elle présente l'inconvénient potentiel de créer une ombre acoustique et d'obscurcir potentiellement l'image des structures cibles [31].
Fig. 38 Technique d'injection de microbulles (a, b). La technique d'injection de microbulles utilise un petit bolus de solution saline agitée qui est injecté par la pointe de l'aiguille et peut encore améliorer la visualisation et la localisation de l'aiguille. Le panneau (a) montre l'aiguille avant l'injection. Le panneau (b) montre la pointe de l'aiguille et la zone environnante après l'injection des microbulles. Les microbulles peuvent perturber la visualisation de la structure profonde des microbulles vues dans le panneau (b). Fantôme porcin.
Les microbulles représentent l'une des variétés de produits de contraste ultrasonores. Les agents de contraste ultrasonores préfabriqués sont disponibles sur le marché et utilisent généralement des nanoparticules encapsulées à base de lipides ou des micelles polymères [93]. Ces agents de contraste injectables peuvent augmenter de manière significative la quantité d'imagerie rétrodiffusée par ultrasons, ce qui peut améliorer la visibilité de l'aiguille de procédure sous ultrasons conventionnels ou Doppler à flux couleur. Les inconvénients de l'injection d'agents de contraste sont les coûts associés aux agents car ils sont chers et nécessitent une injection intraveineuse supplémentaire. Aucune étude n'a été réalisée décrivant l'utilisation de ces agents de contraste pour améliorer la visualisation de l'aiguille en anesthésie régionale ou en médecine de la douleur, mais ils peuvent être potentiellement utiles s'ils sont utilisés pour les procédures UGIP. Il est entendu que si la technologie de contraste ultrasonore est développée, cette technique pourrait devenir un complément ou un outil utile pour améliorer la visualisation de la pointe de l'aiguille de la procédure.
29. LOCALISATION DE LA POINTE DE L'AIGUILLE DE LA PROCÉDURE À L'AIDE DE LA STIMULATION NERVEUSE
On sait qu'il peut parfois être difficile de déterminer la proximité de la pointe de l'aiguille de procédure par rapport aux structures nerveuses ciblées sur l'écran échographique. Tsui et al. ont rapporté que la stimulation nerveuse peut être utilisée pour faciliter les paramètres de formation UGIP et pour aider à vérifier la position de la pointe de l'aiguille par rapport aux structures nerveuses [89, 90]. Chantzi et al. ont confirmé que la technique combinée utilisant à la fois les ultrasons et la stimulation nerveuse percutanée peut constituer une méthode fiable pour la vérification de l'emplacement de la pointe de l'aiguille de procédure [94]. Les techniques combinées d'échographie et de stimulation nerveuse par les résidents et les praticiens en anesthésie qui ne sont pas qualifiés pour les procédures guidées par échographie ou avec peu d'expérience en échographie peuvent être en mesure d'améliorer leurs compétences lorsqu'ils tentent d'identifier les structures nerveuses dans des situations difficiles de localisation de la pointe de l'aiguille. Il a été démontré que l'UGIP associée à la stimulation nerveuse augmente le taux de réussite des interventions de gestion de la douleur [95, 96].
De plus, les aiguilles de procédure utilisées lors des techniques de stimulation nerveuse étant recouvertes de polymère, elles sont par définition échogènes et restent attractives pour une utilisation avec les procédures UGIP. L'un des inconvénients de cette technique est qu'en associant UGIP et stimulation nerveuse, elle nécessite de disposer à la fois d'un échographe et des équipements nécessaires à la neurostimulation qui doivent tous être mis à disposition dans le champ stérile. Un autre inconvénient potentiel de la technique combinée est que les commandes de stimulation nerveuse et l'écran d'image échographique sont situés sur deux panneaux d'affichage séparés (échographie et neurostimulateur) qui pourraient entraîner des difficultés de visualisation et d'étalonnage simultané sur deux appareils individuels. Les processus nécessaires au réglage et au changement des commandes de réglage de l'appareil pourraient éventuellement entraîner un mouvement involontaire de l'aiguille de procédure ou de la sonde à ultrasons. Une solution potentielle à ce problème serait une machine à ultrasons qui a également la capacité d'incorporer la mécanique d'un stimulateur nerveux [97]. Par conséquent, lors de la stimulation des aiguilles de procédure et des cathéters périneuraux pour confirmer les emplacements anatomiques et la proximité des sites cibles pendant les techniques de bloc nerveux, il y aurait des avantages supplémentaires à la fois pour l'échographie complémentaire et la stimulation nerveuse qui pourraient être contrôlées simultanément [98]. De plus, lorsque l'aiguille et la cible sont correctement imagées, la stimulation nerveuse en complément du guidage échographique peut avoir un rôle limité car une réponse motrice positive à la stimulation nerveuse n'augmente pas le taux de réussite du bloc. De plus, la stimulation nerveuse lorsqu'elle est associée à l'UG a un taux élevé de faux négatifs qui suggère que ces blocs sont généralement efficaces, même en l'absence de réponse motrice [99, 100]. Les problèmes potentiels d'une neurostimulation adéquate lorsqu'elle est utilisée conjointement avec l'UGIP pourraient être liés au gel à ultrasons. Lorsque du dextrose à 5 % a été utilisé, en tant que milieu non conducteur, il n'a pas affecté la conduction électrique pendant la stimulation électrique. Ainsi, il est important d'éviter d'utiliser une solution saline ou un gel comme support sonore car cela peut entraver toute tentative ultérieure de stimulation électrique du nerf [90].
30. RÉSUMÉ
Afin de visualiser sans équivoque l'aiguille procédurale sous l'échographie et de manipuler efficacement l'aiguille, un nouvel ensemble de compétences est à acquérir. Ces compétences sont des atouts essentiels qui ne seront probablement jamais remplacés par une technologie ultrasonore avancée et des aiguilles de procédure améliorées. Les techniques abordées dans ce chapitre visent à aider à améliorer la visualisation de l'aiguille pendant l'UGIP. Ils doivent être utilisés en combinaison, selon la nature et la localisation de la procédure.
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31. RÉFÉRENCES
1. Peng PW, Narouze S. Procédures interventionnelles guidées par ultrasons en médecine de la douleur : revue de l'anatomie, de l'échographie et des procédures : partie I : structures non axiales. Reg Anesth Douleur Med. 2009;34(5):458–74.
2. Sites BD, Gallagher JD, Cravero J, Lundberg J, Blike G. La courbe d'apprentissage associée à une tâche interventionnelle guidée par échographie simulée par des résidents inexpérimentés en anesthésie. Reg Anesth Douleur Med. 2004;29(6):544–8.
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Auteurs: Dmitri Souza, Imanuel Lerman et Thomas M. Halaszynski
