Diagnosi della sindrome compartimentale con SHAPE vs Elastografia

La sindrome compartimentale da sforzo cronico (CECS) è una condizione innocua osservata principalmente nel 10-60% delle persone giovani e attive con dolore alle gambe indotto dall'esercizio. I pazienti presentano dolore agli arti inferiori anteriori che peggiora con l'esercizio e si risolve dopo il riposo. La CECS deriva dall'aumento della pressione intracompartimentale che causa una compromissione della perfusione tissutale. Il ritardo medio nella diagnosi e nel successivo trattamento è di 2 anni, il che ha dimostrato di diminuire il tasso di successo sia della terapia conservativa che di quella chirurgica. Il trattamento definitivo è con fasciotomia, che ha un tasso di successo fino al 95%.

L'eziologia della CECS non è ben compresa, ma si ritiene che derivi dall'espansione del volume di un muscolo all'interno di uno spazio non conforme delimitato da fascia e osso, con conseguente flusso sanguigno insufficiente e conseguente disadattamento della domanda e dell'offerta di ossigeno in quel compartimento. In alcuni casi la risposta fisiologica può portare ad un aumento del 20% del volume muscolare. Sono stati identificati diversi fattori di rischio, tra cui difetti fasciali preesistenti (osservati nel 40% dei pazienti con CECS) e un minore rapporto tra densità capillare e dimensione muscolare. In rari casi, la CECS può progredire verso la sindrome compartimentale acuta, un'emergenza chirurgica che richiede una fasciotomia emergente.

Il gold standard per la diagnosi della CECS è la misurazione diretta delle pressioni intracompartimentali con la massima sensibilità e specificità in studi recenti del 93% e del 74%. Tuttavia, in rare circostanze, la diagnosi può essere fatta solo su base clinica. Il test della pressione compartimentale viene eseguito inserendo un ago di grosso calibro portatile con un misuratore di pressione nel muscolo e misurando direttamente la pressione compartimentale (in mmHg). Il test compartimentale diretto è invasivo, doloroso e comporta un rischio di complicanze di danno neurovascolare e infezione. Inoltre, vi è una significativa variabilità in questa tecnica con alcuni studi che hanno riscontrato una differenza superiore a> 5 mmHg nel 40% delle misurazioni della pressione compartimentale.

Nell'algoritmo diagnostico del CECS, l'imaging viene utilizzato principalmente per escludere altre cause più comuni di dolore agli arti inferiori come la sindrome da stress tibiale mediale (MTSS), le fratture da stress e gli stiramenti muscolari. Diverse modalità di imaging non invasive sono state utilizzate per diagnosticare la CECS. Rispetto al test della pressione, la risonanza magnetica ha mostrato una sensibilità simile, ma una specificità inferiore (<60%). Sebbene la risonanza magnetica abbia mostrato alcune promesse diagnostiche, è più costosa, meno ubiquitaria e meno accurata dei test compartimentali. La spettroscopia nel vicino infrarosso, che misura la saturazione dell'emoglobina O2 dei tessuti, ha dimostrato di avere sensibilità clinicamente equivalenti (85%) rispetto ai test compartimentali, tuttavia, non è facilmente disponibile.

Un esame clinico da solo è insensibile e non specifico nella diagnosi di CECS. Pertanto, i chirurghi devono fare affidamento su una combinazione di esame clinico e imaging per determinare se un paziente è un candidato chirurgico. Attualmente non esiste uno strumento diagnostico accurato, non invasivo ed economico per i pazienti con sospetta CECS. La SWE è una modalità sicura, non invasiva e relativamente poco costosa che ha capacità diagnostiche ad ampio raggio. La SWE viene utilizzata per misurare la rigidità epatica, mettendo così in scena la fibrosi nella malattia epatica cronica, seguendo la fibrosi epatica precedentemente diagnosticata e valutando i pazienti con ipertensione portale. Recentemente, l'utilità di SWE nell'imaging muscoloscheletrico è aumentata; ad esempio SWE è attualmente utilizzato per valutare i tendini d'Achille tendinopatici con un certo successo clinico.

I mezzi di contrasto per ultrasuoni approvati dalla FDA sono mezzi di contrasto sicuri, non nefrotossici, non epatotossici che agiscono come potenziatori dell'eco prima della dissipazione dallo spazio intravascolare. SHAPE che utilizza microbolle è stato utilizzato per la stima non invasiva della pressione sanguigna idrostatica per monitorare la pressione del fluido interstiziale nei tumori, valutare il grado di ipertensione portale e per monitorare la chemioterapia neoadiuvante per i pazienti con carcinoma mammario. Tuttavia, non esistono studi di serie che caratterizzano SHAPE e SWE per lo screening o la diagnosi di CECS. Questo studio valuterà se SHAPE e/o SWE possono rilevare con precisione l'aumento delle pressioni intracompartimentali rispetto allo standard di riferimento del test della pressione intracompartimentale.

Questo studio sarà condotto come studio pilota prospettico in singolo cieco di pazienti con sospetta CECS che è idoneo a partecipare allo studio e soddisfa i criteri di inclusione ed esclusione (descritti di seguito). Un coordinatore della ricerca incontrerà il paziente per spiegare lo studio in dettaglio. Se il potenziale soggetto esprime interesse a partecipare allo studio, uno sperimentatore si avvicinerà al paziente per ottenere il consenso. Tutte le parti di ricerca ecografica dello studio saranno eseguite da un ecografista certificato ed esperto. La parte dello studio relativa al test del compartimento verrà eseguita come parte dello standard di cura dei soggetti.

SWE pre-esercizio: dopo aver determinato l'inclusione, i pazienti verranno sottoposti a SWE pre-esercizio utilizzando un sistema a ultrasuoni Logiq E10 (GE Healthcare, Waukesha WI) con un trasduttore lineare. Tutte le immagini saranno ottenute con la caviglia in posizione neutra. L'imaging B-mode convenzionale verrà utilizzato per identificare il muscolo di interesse. L'imaging verrà utilizzato per guidare il posizionamento delle ROI, che possono essere regolate dall'operatore Dopo che le onde di taglio si sono propagate attraverso il muscolo interessato, le mappe di spostamento del tessuto vengono utilizzate per calcolare la velocità delle onde di taglio in metri al secondo. I parametri di elasticità, tra cui media (Emean), massimo (Emax), minimo (Emin) e deviazione standard (ESD) verranno visualizzati sul monitor della macchina ad ultrasuoni. Verrà quindi calcolata direttamente la rigidità del tessuto, espressa come modulo di taglio G in kilopascal (kPa). Verranno generate mappe quantitative del modulo di taglio.

Pre-esercizio SHAPE: il software modificato che consente all'E10 di funzionare in modalità di imaging subarmonico (SHI) consentirà l'acquisizione di dati subarmonici. Tutte le immagini saranno ottenute con la caviglia in posizione neutra. Una linea endovenosa di calibro 18-24 verrà posizionata nell'arto superiore destro o sinistro. Il contrasto sarà un'infusione endovenosa di 2 fiale di Definity (Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA) in 50 ml di soluzione salina infusa in 5-10 minuti. La via di somministrazione e i dosaggi seguono le raccomandazioni fornite dal produttore. SHI verrà eseguito utilizzando lo stesso scanner. Una sonda convessa C2-9 ad ampia banda verrà utilizzata per acquisire immagini convenzionali e subarmoniche (trasmettendo a 5.8 MHz e ricevendo a 2.9 MHz). Gli investigatori eseguiranno un algoritmo di ottimizzazione della potenza per stabilire le singole impostazioni dei parametri acustici per il caso (solo studio di imaging iniziale). Dopo l'ottimizzazione della potenza, la regione di interesse (ROI) verrà ingrandita per raccogliere i dati dal compartimento di interesse nell'arco di 5 secondi e dopo l'elaborazione viene calcolata la media dei risultati. Sia i dati fondamentali (dati B-mode a 4 MHz) che i dati SHI saranno analizzati offline.

Protocollo di esercizio: i pazienti eseguiranno un esercizio comune che causa sintomi come camminare/correre utilizzando un protocollo di esercizio standardizzato su tapis roulant: 3,7 mph contro una pendenza di 5° per 6 minuti o fino all'insorgenza dei sintomi. Se i sintomi non si verificano entro 6 minuti di esercizio, la velocità verrà aumentata fino a un massimo di 5 mph e/o la pendenza verrà aumentata a 8° per altri 6 minuti o fino all'insorgenza dei sintomi. Se il paziente è ancora asintomatico, si eserciterà per altri 4 minuti a 5 mph e una pendenza di 8° o fino all'insorgenza dei sintomi. L'immediato post-esercizio SWE e SHAPE verranno eseguiti utilizzando gli stessi parametri di ottimizzazione e il protocollo stabilito per la parte pre-esercizio dello studio. Ai pazienti verrà assegnato un codice fittizio e i dati SWE e SHI non identificati verranno archiviati per l'analisi offline.

L'intera parte ecografica dello studio durerà meno di 60 minuti e verrà eseguita mentre il paziente è sotto costante osservazione. I segni vitali del paziente saranno monitorati durante l'intero esame con un monitoraggio frequente da parte del medico presente. La partecipazione attiva del paziente si concluderà al completamento del protocollo di studio.