Diagnostika kompartmentového syndromu pomocí SHAPE vs elastografie

Chronický námahový kompartment syndrom (CECS) je neškodný stav pozorovaný především u 10–60 % mladých, aktivních lidí s bolestí nohou způsobenou cvičením. Pacienti mají bolesti předních dolních končetin, které se zhoršují cvičením a ustupují po odpočinku. CECS vzniká ze zvýšeného intrakompartmentálního tlaku způsobujícího zhoršenou perfuzi tkání. Průměrné zpoždění diagnózy a následné léčby je 2 roky, což prokazatelně snižuje úspěšnost konzervativní i chirurgické terapie. Definitivní léčba je pomocí fasciotomie, která má úspěšnost až 95 %.

Etiologie CECS není dobře pochopena, ale předpokládá se, že vzniká z objemové expanze svalu v nevyhovujícím prostoru ohraničeném fascií a kostí, což má za následek nedostatečný průtok krve a výsledný nesoulad mezi nabídkou a poptávkou kyslíku v tomto kompartmentu. V některých případech může fyziologická reakce vést k 20% nárůstu svalového objemu. Bylo identifikováno několik rizikových faktorů včetně již existujících fasciálních defektů (pozorovaných u 40 % pacientů s CECS) a menšího poměru hustoty kapilár k velikosti svalů. Ve vzácných případech může CECS progredovat do akutního kompartment syndromu – chirurgické naléhavosti vyžadující emergentní fasciotomii.

Zlatým standardem pro diagnostiku CECS je přímé měření intrakompartmentálních tlaků s maximální senzitivitou a specificitou v nedávných studiích 93 % a 74 %. Ve vzácných případech však může být diagnóza stanovena pouze na klinickém základě. Testování tlaku v kompartmentu se provádí tak, že se do svalu vloží ruční velká jehla s tlakovým monitorem a přímo se změří tlak v kompartmentu (v mmHg). Přímé kompartmentové testování je invazivní, bolestivé a nese s sebou riziko komplikací neurovaskulárního poškození a infekce. Kromě toho existuje v této technice významná variabilita, přičemž některé studie nalezly více než >5 mmHg rozdíl ve 40 % měření kompartmentálního tlaku.

V diagnostickém algoritmu CECS se zobrazování primárně používá k vyloučení jiných častějších příčin bolesti dolních končetin, jako je syndrom mediálního tibiálního stresu (MTSS), stresové zlomeniny a natažení svalů. K diagnostice CECS bylo použito několik neinvazivních zobrazovacích metod. Ve srovnání s tlakovým testováním vykazovala MRI podobnou senzitivitu, ale nižší specificitu (< 60 %). I když MRI ukázala určitý diagnostický příslib, je dražší, méně všudypřítomná a méně přesná než kompartmentové testování. Blízká infračervená spektroskopie, která měří saturaci tkání hemoglobinem O2, prokázala klinicky ekvivalentní citlivost (85 %) ve srovnání s kompartmentovým testováním, není však snadno dostupná.

Samotné klinické vyšetření je v diagnostice CECS necitlivé a nespecifické. Chirurgové se proto musí spoléhat na kombinaci klinického vyšetření a zobrazování, aby určili, zda je pacient kandidátem na chirurgický zákrok. Přesný, neinvazivní a nákladově efektivní diagnostický nástroj pro pacienty s podezřením na CECS v současnosti neexistuje. SWE je bezpečná, neinvazivní a relativně levná modalita, která má široké diagnostické možnosti. SWE se používá k měření ztuhlosti jater a tím k určení stadia fibrózy u chronického onemocnění jater, sledování dříve diagnostikované jaterní fibrózy a hodnocení pacientů s portální hypertenzí. V poslední době se užitečnost SWE v muskuloskeletálním zobrazování zvýšila; například SWE se v současnosti s určitým klinickým úspěchem používá k hodnocení tendinopatických Achillových šlach.

Ultrazvukové kontrastní látky schválené FDA jsou bezpečné, nefrotoxické, nehepatotoxické kontrastní látky, které působí jako zesilovače ozvěny před disipací z intravaskulárního prostoru. SHAPE využívající mikrobubliny se používá k neinvazivnímu odhadu hydrostatického krevního tlaku k monitorování tlaku intersticiální tekutiny v nádorech, hodnocení stupně portální hypertenze a ke sledování neoadjuvantní chemoterapie u pacientek s rakovinou prsu. Neexistují však žádné série studií charakterizujících SHAPE a SWE pro screening nebo diagnostiku CECS. Tato studie posoudí, zda SHAPE a/nebo SWE mohou přesně detekovat zvýšené tlaky uvnitř oddělení ve srovnání s referenčním standardem testování tlaku uvnitř oddělení.

Tato studie bude provedena jako prospektivní jednoduše zaslepená pilotní studie pacientů s podezřením na CECS, kteří jsou způsobilí k účasti ve studii a splňují kritéria pro zařazení a vyloučení (popsaná níže). Koordinátor výzkumu se sejde s pacientem, aby vysvětlil celou studii. Pokud potenciální subjekt projeví zájem o účast ve studii, zkoušející osloví pacienta, aby získal souhlas. Všechny části sonografického výzkumu budou provedeny certifikovaným a zkušeným sonografem. Část studie s kompartmentovým testováním bude provedena jako součást standardní péče o subjekty.

SWE před cvičením: Po stanovení zařazení pacienti podstoupí SWE před cvičením pomocí ultrazvukového systému Logiq E10 (GE Healthcare, Waukesha WI) s lineárním převodníkem. Všechny snímky budou získány s kotníkem v neutrální poloze. K identifikaci požadovaného svalu bude použito konvenční zobrazení v B-módu. Zobrazování bude použito k navádění umístění oblastí zájmu, které může upravit operátor Poté, co se střižné vlny šíří skrz příslušný sval, mapy posunu tkáně se používají k výpočtu rychlosti střižných vln v metrech za sekundu. Parametry elasticity, včetně průměru (Emean), maxima (Emax), minima (Emin) a standardní odchylky (ESD) se zobrazí na monitoru ultrazvukového přístroje. Tuhost tkáně pak bude přímo vypočítána, vyjádřená jako smykový modul G v kilopascalech (kPa). Budou generovány kvantitativní mapy smykového modulu.

Před cvičením SHAPE: Upravený software umožňující E10 pracovat v režimu subharmonického zobrazování (SHI) umožní získávání subharmonických dat. Všechny snímky budou získány s kotníkem v neutrální poloze. Intravenózní linka 18-24 bude zavedena buď do pravé nebo levé horní končetiny. Kontrastem bude intravenózní infuze 2 lahviček Definity (Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA) v 50 ml fyziologického roztoku podávaná infuzí po dobu 5-10 minut. Způsob podání a dávkování se řídí doporučeními vydanými výrobcem. SHI bude provedeno pomocí stejného skeneru. Širokopásmová konvexní sonda C2-9 bude použita pro získání konvenčních a subharmonických obrazů (vysílání na 5,8 MHz, příjem na 2,9 MHz). Vyšetřovatelé spustí algoritmus optimalizace výkonu, aby stanovili individuální nastavení akustických parametrů pro případ (pouze úvodní zobrazovací studie). Po optimalizaci výkonu bude oblast zájmu (ROI) rozšířena tak, aby shromažďovala data ze zájmového oddílu po dobu 5 sekund a zjištění jsou po zpracování zprůměrována. Jak základní data (data B-režimu na 4 MHz), tak data SHI budou analyzována offline.

Cvičební protokol: Pacienti budou provádět běžné cvičení, které způsobuje symptomy, jako je chůze/běh pomocí standardizovaného cvičebního protokolu na běžeckém pásu: 3,7 mph proti 5° sklonu po dobu 6 minut nebo do nástupu symptomů. Pokud se příznaky neobjeví do 6 minut cvičení, rychlost se zvýší na maximálně 5 mph a/nebo se sklon zvýší na 8° na dalších 6 minut nebo do nástupu příznaků. Pokud je pacient stále asymptomatický, bude cvičit další 4 minuty při rychlosti 5 mph a sklonu 8° nebo do nástupu příznaků. Okamžitě po cvičení SWE a SHAPE budou prováděny za použití stejných optimalizačních parametrů a protokolu zavedených pro část studie před cvičením. Pacientům bude přidělen fiktivní kód a deidentifikovaná data SWE a SHI budou uložena pro off-line analýzu.

Celá ultrazvuková část studie bude trvat méně než 60 minut a bude prováděna za stálého sledování pacienta. Vitální funkce pacienta budou monitorovány po celou dobu vyšetření za častého sledování přítomným lékařem. Aktivní účast pacienta bude ukončena po dokončení protokolu studie.