Ultraschalluntersuchung eines durch Schwimmen verursachten Lungenödems bei Schwimmsportlern im offenen Wasser (SIPE)

Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, das Verständnis der Anzeichen eines Lungenödems zu verbessern, indem sowohl symptomatische als auch asymptomatische Personen bei Triathlons und Freiwasserschwimmveranstaltungen untersucht werden. Hier wird Ultraschall eingesetzt, da es sich um ein validiertes Instrument zur Beurteilung von Lungenödemen und Pleuraergüssen handelt, das äußerst tragbar und kostengünstig ist und den Zugang zur Bildgebung in kargen medizinischen Umgebungen mit begrenzten Ressourcen verbessert.

Für das durch Schwimmen verursachte Lungenödem gibt es keine ausreichenden Beweise zur Identifizierung seiner Pathophysiologie sowie Informationen zum normalen Verlauf der Anzeichen und Symptome. Obwohl es einige Protokolle zur Identifizierung von Patienten mit Symptomen gibt, kommen diese leider oft zu spät und die Symptome sind fortgeschritten. Eine verbesserte Erkennung früher Anzeichen von SIPE kann zu besseren Ergebnissen, einer rechtzeitigeren Intervention und einem besseren Verständnis der Pathophysiologie der Krankheit führen.

Der Einsatz eines hochwertigen Handultraschalls zur Untersuchung von Freiwasserschwimmern auf Anzeichen eines Lungenödems wird in mehrfacher Hinsicht einen Beitrag auf diesem Gebiet leisten. Erstens ist die Verbesserung des Wissens über die Anzeichen sowohl bei symptomatischen als auch bei asymptomatischen Personen von Vorteil für die Identifizierung und frühzeitige Behandlung von Patienten. Zweitens verbessert der Einsatz tragbarer Bildgebungstechnologie für neuartige Anwendungen den Nutzen und kann den Zugang zu medizinischen Ressourcen in ressourcenarmen Umgebungen verbessern. Drittens verfügen medizinische Fachkräfte, die Patienten betreuen, bei denen möglicherweise SIPE auftritt, durch die Validierung dieses Protokolls für die Bewertung von SIPE über eine verbesserte diagnostische Fähigkeit, früher einzugreifen. Die Literatur zeigt eine höhere Inzidenz von SIPE bei Rekruten in der militärischen Ausbildung, wie z. B. Navy Seals, und Freiwasserschwimmsportlern, die beide in kargen und ressourcenbeschränkten Umgebungen tätig sind und von verbesserten Frühdiagnoseinstrumenten zur Identifizierung von Pathologien profitieren würden.

Unsere spezifischen Ziele sind die Nutzung von Ultraschall und dem BLUE-Protokoll (unten beschrieben) sowie die Erfassung von Vitalfunktionen und der Krankengeschichte im medizinischen Zelt bei Patienten und einer Kontrollgruppe von Rennteilnehmern, um normale Anatomie oder Pathologie zu identifizieren. Wir werden die Ergebnisse in den Bereichen Vorerfahrung, Fitnessniveau, Geschlecht, Alter, Neoprenanzugstatus und Umweltfaktoren vergleichen. Wir führen eine statistische Analyse durch, um unsere Ergebnisse zu vergleichen und die Umweltfaktoren des Tages, den Rassentyp, die Vorgeschichte und die Ergebnisse der körperlichen Untersuchung zu berücksichtigen.

Beim schwimmeninduzierten Lungenödem (SIPE) handelt es sich um eine kaum verstandene Atemwegspathologie, die Personen ohne zugrunde liegende Gesundheitsprobleme betreffen und möglicherweise lebensbedrohlich sein kann. (Spencer, 2018). SIPE ist ein Immersions-Lungenödem, das mit Atemnot, Brustschmerzen, Husten, Hämoptyse und schaumiger Sputumproduktion einhergeht und zum Tod führen kann. (Miller 2011) (Grünig 2017) (Smart, 2014) (Department of the Navy, 2023). Die pathophysiologischen Mechanismen von SIPE sind nicht vollständig geklärt, könnten aber die zentrale Umverteilung des Blutes während des Eintauchens in kaltes Wasser beinhalten, was zu einem erhöhten Druck im rechten intravaskulären System und einem gleichzeitigen Anstieg der Nachlast führt (Wester 2009). Einige Personen mit SIPE in der Vorgeschichte neigen dazu, einen erhöhten mittleren Pulmonalarteriendruck (MPAP) und Pulmonalarterienkeildruck (PAWP) zu haben, wobei diese Drücke und die SIPE-Inzidenz nach einer oralen Dosis von 50 mg Sildenafil zurückgehen. Um die Pathophysiologie von SIPE zu verstehen, werden die vielfältigen Ursachen berücksichtigt, die aus umweltbedingten, genetischen und prädisponierenden Risikofaktoren bestehen. (Mond 2016).

Bei Triathleten liegt die Prävalenz von SIPE bei bis zu 1,4 % (Miller, 2010), und die Berichte über SIPE-Symptome schwanken zwischen 1,8 und 6,0 ​​% bei Kampfschwimmer-Auszubildenden während eines 2,4 bis 3,6 km langen Schwimmens im offenen Meer (Shupak et al., 2010). 2000). Im Gegensatz zu Militärschwimmern oder Wettkampfschwimmern verfügen Triathleten möglicherweise nicht über formelle Trainings-, Coaching- und Wettkampferfahrung im Schwimmen, einschließlich des Freiwasserschwimmens, was die zusätzlichen Herausforderungen des vorherigen Trainings, der Umweltbedingungen, der Navigation und des Fehlens von Bahnmarkierungen mit sich bringt. Die unterschiedlichen Erfahrungen in Bezug auf Schlagqualität, Timing, Atemzeit oder anschließende körperliche Aktivität (Radfahren und Laufen) und die Inzidenz von SIPE wurden nicht untersucht und sind Bereiche für weitere Untersuchungen.

Ultraschall ist eine bewährte Methode zur Diagnose von Lungenödemen und hat sich bei der Diagnose von Lungenödemen nach dem Schwimmen im offenen Wasser als wirksam erwiesen, auch bei Patienten, bei denen in der Vergangenheit kein Lungenödem, keine Vorerkrankungen oder keine anderen auslösenden Faktoren als beim Schwimmen im offenen Wasser aufgetreten sind Die Pathologie war eine Form eines durch Schwimmen verursachten Immersions-Lungenödems. (parasuraman et al. 2016) (Hardstedt et al. 2021). Ein für die SIPE-Diagnose vorgeschlagener Algorithmus verwendet Ultraschall zur Validierung symptomologischer Kriterien, einschließlich SPO2, Lungengeräusche und Sputumproduktion. Lungenultraschall wurde jedoch nicht zur Untersuchung möglicher Anzeichen eines Lungenödems bei asymptomatischen Patienten eingesetzt, die sich nach einem Schwimm- oder Eintauchereignis im offenen Wasser vorstellten. (hardstedt et al, 2020). Die frühzeitige Erkennung von SIPE-Anzeichen ist äußerst hilfreich bei der Prävention von Morbidität und Mortalität bei Militärangehörigen und Sportlern. Zu den langfristigen Vorteilen dieser Studie gehört die Nutzung dieser Daten für zukünftige Ereignisse, um Protokolle mit Ultraschall zu entwickeln, die bei der Früherkennung und Behandlung helfen und letztendlich Morbidität und Mortalität reduzieren.

Die bisherige Arbeit unseres Teams auf diesem Gebiet wird der aktuellen Forschung helfen. Unser Fakultäts-PI hat kürzlich einen Teil eines Buchkapitels verfasst, in dem Ultraschallbefunde bei SIPE beschrieben werden. Alle Mitglieder des Forschungsteams haben bereits Erfahrung in der Freiwilligenarbeit in Sanitätszelten bei Ausdauerveranstaltungen. Der PI der Fakultät fungierte als medizinischer Leiter für mehrere Ausdauerveranstaltungen und half bei der Entwicklung und Anwendung spezifischer Protokolle für häufig auftretende medizinische Probleme bei diesen Veranstaltungen. Unsere Forscher verfügen über verschiedene POCUS- und ARDMS-Ultraschallzertifizierungen. Darüber hinaus sind beide Forscher an einem Ultraschall-Stipendiatenprogramm beteiligt, das parallel zu ihren Kursen läuft und eine gründliche Ausbildung und praktische Erfahrung in der Ultraschalldiagnostik bietet, die eine relevante Grundlage für die aktuelle Forschung bilden. Ein Teammitglied verfügt über Erfahrung in der Entwicklung und Bereitstellung eines Ultraschall-Lehrplans für Medizinstudierende im ersten Studienjahr und Oberstufenschüler, der sich auf ein umfassendes Verständnis des Ultraschalleinsatzes mit einem zusätzlichen Schwerpunkt auf neu auftretenden Ereignissen und sportbezogenen Bewertungen konzentriert. Der andere leitende Forscher in unserem Team hat Erfahrung in der Koordinierung strenger medizinischer Versorgung für private Organisationen, die die Versorgung auf Intensiv- und Notaufnahmeebene bei Rennen, Massenversammlungen, Konzerten und Katastrophen bereitstellen, sowie in der Koordinierung der medizinischen Versorgung mit begrenzten Ressourcen für Regierungsbehörden. Er erhielt mehrere Zuschüsse für die Durchführung von Forschungsarbeiten zur Anleitung und Nutzung von Ultraschall in abgelegenen und rauen Umgebungen, um die Frühdiagnosefähigkeit von Ärzten und anderen medizinischen Anbietern zu verbessern.

Unsere Studie wird eine prospektive Beobachtungskohortenstudie nutzen, um die Häufigkeit und Risiken von SIPE bei Sportlern nach der Schwimmstrecke eines IronMan-Rennens oder einer Freiwasserschwimmveranstaltung zu untersuchen. Darüber hinaus werden wir auch bei anderen Rennen präsent sein und mit dem medizinischen Personal zusammenarbeiten, das die Betreuung dieser Rennen organisiert. Das Unternehmen heißt Rapid Response Paramedic Services. Bei den Studienteilnehmern handelt es sich um stabile, nicht aufstrebende Athleten, die aus mehreren medizinischen Zelten der Veranstaltung rekrutiert werden. Bei der ersten medizinischen Behandlung nehmen die Teilnehmer an einer Befragung teil und werden einer körperlichen Untersuchung unterzogen, um ihre Symptome im Zusammenhang mit SIPE zu ermitteln und anhand der unten aufgeführten Kriterien weiter in asymptomatisch oder symptomatisch zu kategorisieren.

Die Studie wird die Belastung durch SIPE bei asymptomatischen Personen nach der Schwimmetappe des Rennens anhand eines Algorithmus bewerten, der Lungenultraschall als wichtigste Diagnosemethode einbezieht. POCUS der Lunge wird unter Verwendung der bettseitigen Lungenultraschalluntersuchung (BLUE-Protokoll) als Leitfaden durchgeführt. Die Bestätigung eines Lungenödems wird durch Ultraschall festgestellt und wir werden diese Befunde mit Symptomen bzw. deren Fehlen bei den Sportlern in Verbindung bringen. Darüber hinaus werden unsere Daten sequentiell dokumentiert, um den Zeitpunkt der Symptome und Ultraschallbefunde in Bezug auf den Abschluss der Schwimmetappe des Rennens und deren Zusammenhang mit anderen Etappen des Rennens (Laufen/Radfahren) zu bestimmen. Die Studie wird auch das Scannen von symptomatischen Personen (sofern diese nicht neu auftreten und stabil sind) für eine vergleichende Analyse umfassen, wobei der Schwerpunkt jedoch auf der Untersuchung liegt

Weitere Aufschlüsselung der Inklusion in symptomatische und asymptomatische Gruppen:

Symptomatische Gruppe:

Teilnehmer, die selbst über Symptome eines schwimmbedingten Lungenödems (SIPE) berichten, wie Husten, Atemnot, vermehrter Auswurf, Hämoptyse oder eine Kombination davon.

Befunde der Lungenauskultation, die Knistern, Rhonchi oder andere Anomalien umfassen.

Teilnehmer mit SPO2-Werten unter 95 % und/oder abnormalen Lungengeräuschen bei der Auskultation.

Asymptomatische Gruppe:

Teilnehmer, die keine SIPE-Symptome melden. Teilnehmer mit einem SPO2-Wert von 95 % oder mehr und normalen Lungengeräuschen bei der Auskultation.

Ausrüstungsliste:

Ultraschall:

1. Butterfly IQ + Ultraschallgerät
2. Tragbarer Ultraschall von Medsong Ltd
3. GE VSCAN CL tragbarer Ultraschall
4. Ultraschallgel
5. Sondentücher
6. iPad

Medizinische Ausrüstung:

1. Stethoskope
2. Pulsoximeter
3. Blutdruckmessgeräte
4. Herzmonitor
5. Thermometer

Vermessungsausrüstung:

1. Tablets/Laptops mit Umfragesoftware
2. Stoppuhr

PSA + Sonstiges:

1. Handschuhe + Händedesinfektionsmittel 2. Handtücher 3. Klebeband, Marker, Stifte, Lagerung Studienpopulation und -einstellungen

1. Die Studienpopulation besteht aus zuvor gesunden Freiwasserschwimmsportlern, die nach (ODER WÄHREND) der Schwimmstrecke aus dem Rennen ausscheiden; Oder Sie haben das Rennen beendet und suchen nach dem Rennen ärztliche Hilfe.
2. Der Studienrahmen: Die Teilnehmer werden aus den medizinischen Zelten des IronMan oder des Freiwasserschwimmrennens rekrutiert. Die Ultraschalluntersuchung und die Datenerfassung finden am selben Ort statt. Der Veranstaltungsort ist je nach Veranstaltung unterschiedlich, alle Veranstaltungen finden jedoch in Zusammenarbeit mit der Firma Rapid Response Paramedic Services statt.

Diese erste prospektive Kohortenstudie wird während des IRONMAN 70.3 Boulder-Rennens in Boulder, Colorado, am 8. Juni 2024 und möglicherweise bei einem anschließenden Rennen in Utah durchgeführt (genaues Datum wird noch bestätigt). Teilnahmeberechtigte Teilnehmer müssen mindestens 18 Jahre alt sein, die Schwimmstrecke des Rennens abgeschlossen haben und entweder ausgestiegen sein oder das Rennen beendet haben und sich mit einer stabilen Präsentation im Sanitätszelt melden (siehe Ausschlusskriterien oben).

Einschluss und Ausschluss Kriterien

Einschlusskriterien:

• Die Teilnehmer müssen Athleten sein, die an der Veranstaltung teilnehmen
• Muss einen Teil der Schwimmstrecke des Rennens absolviert haben

Ausschlusskriterien:

• Jeder akut dekompensierende Patient, der eine gezielte medizinische Versorgung und Evakuierung benötigt, wie von Rennärzten festgelegt
• Patientinnen, die schwanger sind
• Patienten unter 18 Jahren

Validierte SIPE-Diagnosekriterien

„Algorithmus zur SIPE-Diagnose bei Patienten mit akutem Husten und/oder Atemnot beim Schwimmen im offenen Wasser. Der Algorithmus basiert auf der peripheren Sauerstoffsättigung (SpO2) und Knistern bei der Lungenauskultation, wobei übermäßiger Auswurf und/oder Hämoptyse die Diagnose stützen. Bei Patienten mit Befunden von Knistern und SpO2 ≤ 95 % konnte auf Grundlage der klinischen Untersuchung SIPE diagnostiziert werden. Bei Patienten mit Befunden von Knistern oder SpO2 ≤ 95 % wird, sofern verfügbar, Lungenultraschall (LUS) zur Differenzialdiagnose empfohlen.“ Zuvor veröffentlicht von Hårdstedt et al., CHEST 2020 und verwendet in Hardstedt et al., CHEST 2021.

Lungenultraschallprotokoll und Untersuchung Lungenultraschall wird bei jeder in die Studie einbezogenen Person durchgeführt. Unsere Lungenultraschalluntersuchung basiert auf der „Bedside Lung Ultrasound Examination“, die in „Lung Ultrasound in the Criticall Ill“ (Lichtenstein, 2014) entwickelt und veröffentlicht wurde. Unsere Untersuchung wird ein positives Lungengleiten feststellen und feststellen, ob bei den Personen ein B-Profil vorliegt. Das BLUE-Protokoll ermittelt eine Sensitivität von 97 %, eine Spezifität von 95 %, einen positiven Vorhersagewert von 87 % und einen negativen Vorhersagewert von 99 % bei der Bestimmung eines akuten hämodynamischen Lungenödems bei Patienten mit einem B-Profil. (Lichtenstein, 2014). Ein B-Profil, das auf ein bilaterales Lungenödem hinweist, enthielt 3 oder mehr B-Linien in allen 4 BLAUEN Punkten. Wir schließen jedoch auch 3 oder mehr B-Linien einseitig in 2 BLAUEN Punkten ein, was auf ein einseitiges Lungenödem hinweist.

Abbildung: BLUE-Protokoll (Bedside Lung Ultrasound Examination), auf dessen Grundlage unsere Modifikationen vorgenommen wurden. Unser Ziel war es, drei oder mehr B-Linien im Lungenultraschall zu identifizieren, um mit einer Sensitivität von >90 % festzustellen, dass ein Lungenödem vorlag.

Abbildung: Scannen Sie die Standorte jedes Athleten mit einer konvexen Sonde. Untersuchungsgebiete und die BLUE-Punkte. Zwei auf diese Weise platzierte Hände (Größe entspricht der Größe der Hände des Patienten, Oberhand berührt das Schlüsselbein, Daumen ausgenommen) entsprechen der Lage der Lunge und ermöglichen die Definition von drei standardisierten Punkten. Der obere BLAUE Punkt liegt in der Mitte der Oberhand. Der untere BLAUE Punkt befindet sich in der Mitte der unteren Handfläche. Der PLAPS-Punkt wird definiert durch den Schnittpunkt von: einer horizontalen Linie auf der Höhe des unteren BLAUEN Punktes; eine vertikale Linie an der hinteren Achsellinie. Kleine Sonden, wie diese japanische mikrokonvexe Sonde (1992), ermöglichen eine möglichst weit hinter dieser Linie liegende Positionierung bei Patienten in Rückenlage und ermöglichen so eine empfindlichere Erkennung von posterolateralen Alveolar- oder Pleurasyndromen (PLAPS). Das Zwerchfell befindet sich normalerweise am unteren Ende der Unterhand. Auszug aus „Ganzkörperultraschall bei kritisch Kranken“ (Ausgabe 2010, Kapitel 14), (Lichtenstein, 2011)

Sowohl die körperlichen Untersuchungen als auch die Ultraschalluntersuchungen werden von Forschern durchgeführt, zu denen auch Medizinstudierende gehören. Jede körperliche Untersuchung und Ultraschalluntersuchung wird von einem Arzt oder einem zertifizierten medizinischen Fachpersonal der Rapid Response Paramedic Services überwacht, alle befinden sich im selben Raum und die von der Ultraschalluntersuchung gespeicherten Bilder werden vom Arzt zur Diagnose untersucht. Im Falle eines Fehlers oder Irrtums bei der körperlichen Untersuchung oder Diagnose wird der zugelassene Arzt eingreifen, um den Fehler zu korrigieren. Zu den Einschränkungen dieser Studie gehört die abgelegene Umgebung. Wenn eine Person dekompensiert, wird sie an das medizinische Team des Rapid Response Paramedic Services weitergeleitet und kann für die Nachsorge verloren gehen. Darüber hinaus ist es aufgrund der hohen Intensität von Sportveranstaltungen möglich, dass die Antworten auf unseren Fragebogen zur Krankengeschichte kurz ausfallen und einige Informationen auslassen, die in einem traditionellen Gesundheitsumfeld möglicherweise nicht weggelassen werden. Um dies zu kompensieren, haben wir eine Gesundheitsvorsorge entwickelt Fragebogen, der standardisiert ist und für alle Patienten verwendet werden kann. Schließlich kann es aufgrund der Durchführung der Studie im medizinischen Zelt zu einer Selektionsverzerrung kommen. Möglicherweise empfangen wir nicht so viele asymptomatische Personen wie symptomatische Personen, die zusätzliche Pflege suchen. Um dies zu kompensieren, werden wir außerhalb der Zeltbereiche zusätzliche Werbung hinzufügen und jede einzelne Person anfordern Wenn Sie daran interessiert sind, die mediale Forschung von Sportlern zu unterstützen, nehmen Sie an der Studie teil.