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超音波画像の最適化

Daquan Xu、Shaun De Meirsman、Ruben Schreurs

はじめに

超音波画像の最適化は、超音波ガイド下神経ブロックの際に不可欠なスキルです。 解剖学的に、末梢神経は常に筋膜間の動脈の近くにあります。 正常な神経のエコーテクスチャは、高エコー、低エコー、またはハニカムパターンを示します(図1).

図1 末梢神経のエコーテクスチャー。 (Hadzic A:Hadzic's Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia、2nded。NewYork:McGraw-Hill、Inc .; 2011の許可を得て複製。)

超音波モードの選択、ファンクションキーの調整、針の視覚化、画像アーチファクトの解釈など、適切な神経画像を取得するためのいくつかのスキャン手順があります。

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•多くの場合、神経の近くにある簡単に認識できる構造を特定してから、神経構造を事前に探す方が簡単です。

従来のイメージング、複合イメージング、組織調和イメージング(THI)などの医療診断に使用される一般的な超音波イメージングモードはすべて、末梢神経のイメージングに利用できます。 従来のイメージングは​​、トランスデューサーによって指定された一次周波数の単一要素アングルビームから生成されます。 複合イメージングは​​、異なる周波数または異なる角度からいくつか(通常はXNUMX〜XNUMX)のオーバーラップするフレームを取得することによって実装されます。 THIは、組織を介した超音波ビームの透過によって生成された高調波周波数から情報を取得します。 高調波周波数は一次周波数の倍数です。 THIは、特に肥満患者の組織界面からの散乱信号を抑制することにより、軸方向の解像度と境界の検出を改善します。

現在、THIは、ほとんどではないにしても多くの米国メーカーによってデフォルトモードとして設定されています。 THIを使用した複合イメージングは​​、従来の超音波検査と比較して、より優れた解像度、透過性、インターフェース、およびマージンの向上を備えた画像を提供できます。 の 図2、複合イメージングと従来のイメージングの両方を使用して、斜角筋間腕神経叢を視覚化しました。 複合イメージングでは、XNUMXつの低エコーの楕円形の神経構造の明確なマージン定義があります。 前斜角筋と周囲の脂肪組織との間のコントラスト分解能は、従来のイメージングと比較して向上しています。

図2 従来のイメージングと複合イメージングで通常得られる画質の例。 (Hadzic A:Hadzic's Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia、2nded。NewYork:McGraw-Hill、Inc.; 2011の許可を得て複製。)

超音波装置のXNUMXつのファンクションキーは、末梢神経イメージングの実行中に最適な画像を実現するために非常に重要です(図3).

  1. 深さ:神経の深さは、超音波ガイド下神経ブロックが実行されるときに最初に考慮されます。
    末梢神経枝は、患者の習慣に応じて深さの大きな変動があります。 最適な深度設定は、イメージングに優れた集束特性を提供できます。 テーブル1 一般的な末梢神経ブロックの初期の深さと周波数の設定をお勧めします。 ターゲット神経は、神経の解像度が最高であるだけでなく、神経の近くにある他の解剖学的構造も明らかにするため、超音波イメージングの中心に配置する必要があります。 たとえば、鎖骨上または鎖骨下腕神経叢ブロック中の超音波画像では、針による肺の穿刺を避けるために、最初の肋骨と胸膜を同時に観察する必要があります。
  2. 周波数:標的神経を最もよく視覚化するために、最適な周波数範囲の超音波トランスデューサーを選択する必要があります。 超音波エネルギーは、伝達された組織によって徐々に吸収されます。 超音波の周波数が高いほど、吸収が速くなり、距離の伝播が少なくなります。 したがって、低周波トランスデューサを使用して、より深い場所の構造物をスキャンします。 残念ながら、これは画像の解像度の低下を犠牲にして行われます。 腰神経叢ブロックのようないくつかの特定のケースでは、ドップラー設定の低周波トランスデューサーは、肥満患者の腰神経叢に近い血管系を識別するのに役立ちます。
  3. フォーカシング:超音波ビームをフォーカシングするだけでなく、より高い周波数を選択することにより、横方向の解像度を向上させることができます。
    臨床診療では、焦点は標的神経のレベルで調整されます。 適切な周波数トランスデューサと焦点ゾーンを選択することにより、特定の神経に最適な画質が得られます(図4A)。 さらに、可能であれば、XNUMXつ以下のフォーカスゾーンを選択すると、複数のフォーカスゾーンがフレームレートを遅くし、時間分解能を低下させる可能性があるため、より良い画像が得られます。
  4. ゲイン:画面の明るさは、TGCが組み込まれている超音波装置のXNUMXつの機能ボタン(ゲインとタイムゲイン補正(TGC))によって手動で調整できます。ゲインが多すぎたり不十分だったりすると、組織の境界がぼやけたり、情報が失われたりする可能性があります。 末梢神経をスキャンするための最適なゲインは、通常、筋肉と隣接する結合組織の間で最良のコントラストが得られるゲインです。 これは、結合組織のエコーテクスチャが神経のエコーテクスチャに類似しているのに対し、筋肉は結合組織繊維に投資された血管新生組織であるためです。 さらに、焦点より下のゲインを増やすことは、TGCコントロールでうまく機能し、標的神経とその下の構造の両方を視覚化します。 図4B は、ゲインとTGCの設定が正しい場合と正しくない場合の両方で同じセクションを示しています。 曲線に沿って配置されたTGCスライダーは、適切なゲインで望ましい画像を導き出すことができます。
    5.ドップラー:局所麻酔では、ドップラー超音波を使用して、血管構造または局所麻酔薬注射の広がりの位置を検出します。 ドップラー速度スケールは、カラードップラーイメージングのエイリアシングと色のアーティファクトを減らすために、15〜35 cm /sの間に設定するのが最適です(図5)。 注目すべきことに、パワードップラーはカラードップラーよりも血流の検出に敏感です。 カラードップラーを使用する場合、ゲートサイズはもうXNUMXつの一般的な設定です。 関心のある領域をオーバーレイするために、可能な限り小さくする必要があります。 適切な小さなゲートは、隣接する組織からの注意散漫な信号を排除できるだけでなく、フレームレートを上げることによって時間分解能を向上させることもできます。

図3 2つの主要な機能調整とフォーカスとゲインの調整に関する特定のヒントを使用して超音波画像を最適化します。 一部の超音波モデルは、局所麻酔アプリケーション用に特別に最適化されており、ユーザー調整可能なフォーカスまたはタイムゲイン補正(TGC)が組み込まれていない場合があります。 (Hadzic A:Hadzic's Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia、2011nded。NewYork:McGraw-Hill、Inc .; XNUMXの許可を得て複製。)

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•イメージング中にトランスデューサに過度の圧力がかかると、中小規模の血管が崩壊し、ドップラーで検出されない場合があります。

表1 一般的な末梢神経ブロックの推奨される最適なイメージング深度と頻度。

被写界深度
(CM)
周波数
(MHz)の
周辺ブロック
<2.0 12-15手首、足首ブロック
2.0-3.010-12斜角筋間、鎖骨上、
腋窩腕神経叢
コロナ新型ウィルス(COVID-XNUMX)やメンタルヘルスの崩壊を避ける為の
3.0-4.010-12大腿神経ブロック、TAPブロック
4.0-7.05-10鎖骨下、膝窩、
臀部坐骨神経
ブロック
7.0-10.05-10陰部、臀部坐骨神経
神経、腰神経叢ブロック
> 10.03-5坐骨神経痛への前方アプローチ
神経、腹腔神経節ブロック
ソース:Hadzic Aの許可を得て複製: 超音波ガイド下局所麻酔のためのHadzicの末梢神経ブロックと解剖学、第2版。 ニューヨーク:McGraw-Hill、Inc .; 2011年。

 

図4 A:フォーカシングにより、超音波ビームの幅が狭くなり、横方向の解像度と感度が向上します。 坐骨神経を画像化する際の焦点合わせの2つの例が示されています:神経の下、神経のレベル、および神経の表面。 B:最適および不正確なゲインとTGC設定。 (Hadzic A:Hadzic's Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia、2011nded。NewYork:McGraw-Hill、Inc .; XNUMXの許可を得て複製。)

 

図5 カラードップラーエイリアシングは、カラードップラーの速度スケールの設定が低すぎる場合に発生します。

 

針変換器の関係に関連するXNUMXつの針挿入技術は、超音波ガイド下神経ブロックで一般的に使用されます。面内および面外技術(図6)。 面内技術とは、針が超音波ビームの面に配置されることを意味します。 その結果、針が標的神経に向かって前進するときに、針のシャフトと先端を縦方向のビューでリアルタイムに観察することができます。

図6 面内および面外の針の挿入と対応する超音波画像の外観。

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•カテーテルは組織鞘内でコイル状に巻かれているため、超音波では視覚化できないことがよくあります。 注入物の広がりを視覚化することは、目的の組織面でのカテーテル先端の位置を確認するための最も便利で重要な方法です。

画像に針の経路が表示されていない場合は、針の前進を一時停止する必要があります。 トランスデューサーを傾けたり、スライドさせたり、回転させたりすると、超音波ビームを針に合わせることができます。 さらに、微妙で速い針の振とう、および/または少量の注射液の注射は、針の位置を描写するのに役立つ場合があります。 面外技術は、トランスデューサーに対して垂直または他の任意の角度で針を挿入することを含む。
針軸は断面で画像化されており、多くの場合、画像内の明るい点として識別できます。 ただし、針先の可視化には高度なスキルが必要です。 針の先端を視覚化する方法は次のとおりです。画像に明るい点(シャフト)が表示されたら、針をわずかに振るか、点が消えるまでトランスデューサを針の挿入方向に傾けることができます。 。 針を振ると、針または周囲の組織から発せられるエコーを区別するのに役立ちます。 高エコードットの最後のキャプチャはその先端です。 少量の注入液を使用して、針先の位置を確認できます。 注射針の先端を視覚化するために注射を使用する場合は常に、注射に対する抵抗(圧力)を避けるように注意する必要があります。これは、針と神経の境界面がよく見えない場合、針が神経に逆らったり、束内に注射したりするリスクがあるためです。 。

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•針の軌道が視覚的に失われた場合、オペレーターは針の前進を停止してから、トランスデューサーを傾けて針を視覚化する必要があります。
•注射プロセス中に局所麻酔薬の広がりが見られない場合、オペレーターは注射を停止し、トランスデューサーを傾け、少量の局所麻酔薬(または空気)を注射して、針先と注射液の広がりを特定する必要があります。

継続的な末梢神経ブロック(CPNB)が一般的になっています。 ただし、カテーテル先端の視覚化は難しい場合があります。 カテーテルが針先から短い距離(例えば、針先から2cm)に導入された場合、カテーテル先端の直接の視覚化を得ることができます(図7).
ただし、カテーテルを針先から3〜5 cm挿入すると、針、神経、カテーテルが超音波ビームの同じ平面に配置されることはないため、画像化が困難になります。 カテーテルの先端を確認する方法は1つあります。(1)オペレーターは、トランスデューサーを傾けるかわずかにスライドさせて、カテーテルの横断面図である「明るい点」を確認できます。 カテーテル先端の位置は、カテーテルを介した2〜XNUMX mLの注入液の広がりを観察することで検出できます。カラードップラーを使用すると、広がりをより明確に視覚化できる場合があります(フィギュア8A 及び 8B)。 (2)場合によっては、明るい点が明確に視覚化または保証されないことがあります。 オペレーターは、針先から一定の距離内でトランスデューサーをスライドさせる必要があります。この距離は、針先を通過するカテーテルの長さに基づいています。 0.5 mLの空気を注入すると、超音波画像上で鋭いエコーコントラストでカテーテル先端の位置を確認するのに役立ちます(フィギュア9A 及び 9B)。 明らかな欠点は、空気を注入すると他の目的で画像が劣化する可能性があることです。

図7 カテーテルの先端は大腿神経の真下に直接見ることができます。

図8 A:カテーテル先端の位置は、注入物の広がりを観察することで推定できます。 B:ドップラーを使用してスプレッドの位置を確認できます。

 

図9 A:少量の空気を注入するまで、カテーテルの先端の位置を視覚化することはできません。 B:識別可能な明るさは、0.3〜0.5mLの空気が注入されたときのカテーテル先端の位置を示します。

超音波アーチファクトは一般的に発生し、実際、超音波イメージングの本質的な部分です。 定義上、超音波アーチファクトは、正しい解剖学的構造を表していない画像収差です。 ほとんどのアーティファクトは望ましくなく、オペレーターは神経ブロック中にそれらを認識する方法を学ぶ必要があります。 局所麻酔の実践で最も一般的に見られるXNUMXつのアーティファクト(図10)は次のとおりです。

 

図10 超音波ガイド下末梢神経ブロック中の2つの一般的な超音波アーチファクト。 (Hadzic A:Hadzic's Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia、2011nded。NewYork:McGraw-Hill、Inc .; XNUMXの許可を得て複製。)

1.シャドウイングは、骨、石灰化、空気など、ほとんどの超音波を吸収または反射する組織や構造の深部での超音波信号の大幅な減衰です。 これは、明るい高エコーインターフェースの背後にあるイメージングの影として現れる弱いまたは存在しないエコー領域によって明らかになります。 音響シャドウイングは、胆石、瘢痕組織などの石灰化病変の検出に有利な診断値を持っています。 ただし、シャドウイングは、局所麻酔での神経の視覚化を妨げる可能性があります。 スキャン平面を変更して最適な音響ウィンドウを見つけることは、必要に応じてシャドウイングを回避するための最良の戦略です。

2.増強は、周囲の軟組織よりも減衰が少ない物体(血管や嚢胞などの液体で満たされた構造)の背後にある過度に強いエコー源性として現れます。 増強は、エコー信号が同じ深さでのエコー強度に不釣り合いな明るさで過剰増幅されるときに発生します。 さまざまな角度またはさまざまな平面からスキャンすると、シャドウイング/エンハンスメントアーティファクトを減らし、ターゲット神経を視覚化するのに役立つ場合があります。 自動TGCを使用すると、拡張アーティファクトも目立たなくなる可能性があります。

3.残響は、画像のニアフィールドのリフレクターの後ろに平行で等間隔の明るい線形エコーの形で表示されます。 複数のエコーは、超音波ビームがトランスデューサーのインターフェースと強力な反射器の間で繰り返しバウンドする場合、特にこれらXNUMXつのインターフェースが互いに平行である場合に発生します。 走査方向をわずかに変更したり、超音波周波数を下げたりすると、減衰または除去される場合があります。

4.鏡像アーティファクトは、音響の「鏡」のように機能する反射率の高い線形境界の片側にあるオブジェクトから生じ、反対側にも現れます。 トランスデューサは、オブジェクトからの直接エコーとミラーからの間接エコーの両方を受信します(図11)。 仮想画像と人工画像はどちらも、反対方向からミラーまでの距離が等しくなっています。 間接エコーはより長い距離を送信し、より多くの波エネルギーを減衰させるため、複製された人工画像は常に実際の画像よりも明るくなく、深くなります。 スキャン方向を変更すると、アーティファクトが減少する場合があります。 速度誤差は、超音波システムによって設定された1540 m / sの一定速度であると想定される較正された速度と比較した、人間の軟組織における超音波の実際の速度の差によって引き起こされる界面の変位です。 その結果、リフレクターは距離計算の重大なエラーによってトランスデューサーに向かって変位します。 スキャンの過程で固有のアーティファクトは、超音波装置を操作したり設定を変更したりすることによって、すべての場合に完全に排除することはできません。 ただし、超音波アーチファクトを認識して理解することは、オペレーターが画像の誤解を避けるのに役立ちます。

 

図11 鏡像アーチファクト:トランスデューサーは、オブジェクトからの直接エコー(1)と「ミラー」からの間接エコー(2)の両方を受け取ります。

スキャンの準備

頭字語のSCANNINGは、オペレーターがスキャンの準備をするために使用できます。
S:消耗品
C:快適なポジショニング
A:雰囲気
N:名前と手順
N:トランスデューサーを指定します
I:感染管理
N:画面上の外側/内側/上/下の向きに注意してください
G:ゲイン深度

1.備品の収集:超音波スキャンに必要なすべての機器を準備する必要があります。 スキャンする領域によって、機器が若干異なる場合があります。 ただし、必要な機器には次のものがあります。
a。 超音波装置
b。 トランスデューサーカバー
c。 神経ブロックキット、神経刺激装置
d。 滅菌作業トロリー
e。 作成され、ラベルが付けられた局所麻酔薬
f。 可能な限り、超音波装置を電源コンセントに接続して、手順中に装置の電源が切れるのを防ぎます。 多くのポイントオブケア超音波装置にはバッテリーが装備されていますが、これらは手順の最も重要な部分で電力が不足します。

2.快適な患者の位置:患者は、患者、麻酔科医、超音波装置、および滅菌ブロックトレイがすべて人間工学的に配置され、時間効率の良い手順を実行できるように配置する必要があります。
a。 超音波装置は、患者の患者のオペレーターとは反対側に設置し、スクリーンをオペレーターの目の高さに配置する必要があります。
b。 ブロックトレイは、スキャン手順に干渉することなく、オペレーターが針、ゲル、およびその他の消耗品を簡単に手に入れることができるように、十分に近くに配置する必要があります。

3.雰囲気設定の部屋の設定:部屋の照明を調整して、超音波装置と処置場所を適切に表示します。
a。 薄暗い照明は、画面上の画像の視覚化を最適化します。 手続き型サイトでは、より多くの照明が必要になる場合があります。
b。 部屋の照明設定を調整して、両方の領域に適切な照明を提供し、患者を安全に監視できるようにします。

4.患者の名前、手順、および手順の場所:スキャンを実行する前に、「タイムアウト」を実行して患者情報が正しいことを確認し、実行されている操作を確認し、手順が実行されている側を検証します。 New York School of Regional Anesthesia(NYSORA)チームは、タイムアウト手順に頭字語ECTを使用しています。Eは患者のモニタリングと針神経のモニタリング用の機器です。 手順に対する患者の同意のためのC; 患者を識別し、正しい左右差を確保するためのタイムアウトの時間のT。 患者情報が超音波装置に入力され、患者のリストバンドの情報と一致することを確認することで、身元を確認するだけでなく、文書化のためのスキャンプロセス中に画像を保存することもできます。

5.トランスデューサーの選択:スケジュールされた手順に最適なトランスデューサーを選択します。 線形トランスデューサは、表面の解剖学的構造をスキャンするのに最適です。 湾曲した(フェーズドアレイ)トランスデューサーはセクター画像を表示し、通常、より深い位置にある構造に適しています。 ホッケースティック超音波トランスデューサーは、血管へのアクセスや、足首ブロックなどの限られたスペースの表面ブロックに最適です。

6.消毒:汚染や感染のリスクを減らすために、消毒液を使用して患者の皮膚を消毒します。

7.トランスデューサーの向きを変えてゲルを塗布します。オペレーターは、患者の内側-外側の向きに一致するようにトランスデューサーの向きを変える必要があります。 これは、従来、放射線科医/超音波検査者によって行われていませんが、介入指向の局所麻酔手順には役立ちます。
a。 トランスデューサーの一方の端に触れて、トランスデューサーの側面を向き、患者の内側と外側の向きが画面の向きと一致するようにします。
b。 超音波の送信を可能にするために、十分な量のゲルがトランスデューサーまたは患者の皮膚のいずれかに適用されます。 多くの場合、ゲルの代わりに大量の消毒液を使用できます。
c。 ゲルの品質が不十分な場合、反射吸収率が低下し、表示されている超音波画像の画像が不鮮明/ぼやける可能性があります。

8.トランスデューサーを患者の皮膚に置き、超音波装置の設定を調整します。
a。 ゲインは、一般的なゲイン設定またはTGCを使用して調整する必要があります。
b。 深さは、関心のある構造のイメージングを最適化するために調整されます。
c。 可能な場合は、フォーカスポイントレベル。
d。 スキャンモードは、必要に応じて構造の認識を支援するために切り替えることができます。 パワードップラーは血管の描写に役立ちます。 カラーモードでは、動脈と静脈を区別できます。

トランスデューサーの操作

参考文献

  • Silvestri E、Martinoli C、Derchi LE、Bertolotto M、Chiaramondia M、Rosenberg I:末梢神経のエコーテクスチャー:米国と組織学的所見および腱を区別するための基準との相関。 Radiology 1995; 197(1):291–296。
  • Stuart RM、Koh E、Breidahl WH:末梢神経病理の超音波検査。 AJR Am J Roentgenol 2004; 182(1):123–129。
  • Jespersen SK、Wilhjelm JE、Sillesen H:マルチアングル複合イメージング。 Ultrason Imaging 1998; 20:81–102。
  • Tempkin BB:Ultrasound Scanning:Principles and Protocols、3rded。 Saunders Elsevier、2009年。
  • Gadsden JC、Choi JJ、Lin E、Robinson A:開口部の注射圧は、超音波ガイド下腕神経叢ブロック中に針と神経の接触を一貫して検出します。 麻酔学2014;120(5):1246–1253。
  • サイトBD、Brull R、Chan VW他:関連するアーティファクトと落とし穴エラー
    超音波ガイド下局所麻酔を使用します。 パート1:超音波物理学と機械操作の基本原理を理解する。 Reg Anesth Pain Med 2007; 32(5):412–418。
  • サイトBD、Brull R、Chan VW他:関連するアーティファクトと落とし穴エラー
    超音波ガイド下局所麻酔で。 パートII:理解と回避への絵画的アプローチ。 Reg Anesth Pain Med 2007; 32(5):
    419-433。
  • Bushberg JT、Seibert JA、Leidholdt E Jr、Boone JM 超音波画質とアーティファクト。 医用画像の本質的な物理学、第3版。 リッピンコットウィリアムズ&ウィルキンス、2012年、560〜567ページ。