周術期における横隔膜の機能不全と超音波検査 (DiaphPeriop)

バックグラウンド

人口のかなりの部分が毎年手術を受けており、スウェーデンでは年間約60万件の手術が登録されています。 手術後に発生する合併症には、創傷感染症、尿路感染症、静脈血栓塞栓症、肺炎などがあります。 術後肺炎は 3 番目に一般的な合併症であり、罹患率と死亡率を大幅に増加させます(1)。 さらに、入院期間（LOS）が延長され、医療費と再入院が増加します。 術後肺炎の発生率は、手術の種類、年齢、性別、術前の機能状態などの変更不可能な要因だけでなく、喫煙や予防バンドルの遵守などの変更可能な要因にも依存します(2)。 しかし、肺炎予防バンドルは周術期よりも ICU でより研究され、使用されています。 スウェーデンにおける術後肺炎の現在の負担は現時点では不明です。 さらに、周術期では予後検査や予防策がほとんど行われていません。 横隔膜の機能不全が腹部の大手術後の患者に影響を及ぼし、術後の転帰に影響を与えることはよく知られています(3、4)。 横隔膜の機能不全の背後にあるメカニズムは不明ですが、動物実験では、曝露後わずか数時間で術後の炎症が横隔膜を弱める可能性があることを示しています(5)。 術後の呼吸器合併症の一部は横隔膜機能の低下が原因であり、罹患率と死亡率の増加を引き起こします(6)。 心臓および上腹部の手術患者では、横隔膜の可動域と肥厚の超音波測定が、横隔膜の機能不全を除外するのに役立つことが証明されました(7、8)。

横隔膜の機能不全は、横隔膜の偏位、横隔膜の厚さ、肥厚または横隔膜の密度を測定する超音波を使用して診断できます。 この検査は観察者内および観察者間の信頼性が高く、非侵襲的かつ非電離性の画像技術です。 これは、信頼性が高いが侵襲的である、横隔膜機能を測定するための黄金標準技術である単収縮磁気横隔神経刺激とは顕著な対照をなしている(9)。 電気インピーダンス断層撮影法 (EIT) は、非侵襲的で放射線を使用しないイメージング技術であり、局所肺換気量と肺容積 (10) のリアルタイム画像とデータ、および超音波で評価した横隔膜機能不全とその後のアテレクターゼの発症との相関関係を提供します。横隔膜の状態は不明です。 さらに、スパイロメトリーで取得される肺容積に関するパラメーターも、横隔膜の超音波パラメーターやその後の呼吸器合併症との明確な関係がありません。

横隔膜超音波検査は、重度の機能障害を特定するために以前から使用されてきました。 しかし、機能不全の初期の兆候を特定することは、初期の横隔膜機能不全の進行と継続、ひいては合併症のリスクの増加を回避するために周術期に重要な措置を講じることができます。

知識のギャップ 術中環境での横隔膜超音波検査は、術後病棟退室後の呼吸器合併症を予測できますか? また、超音波で定義される横隔膜の機能不全は、EIT や肺活量測定で実証される肺容積や肺機能の変化と相関関係があるのでしょうか?

仮説 横隔膜の機能不全を示す横隔膜超音波パラメータが周術期における呼吸器合併症を予測できるという仮説を立てます。

目的 全体的な目的 周術期における呼吸器合併症の包括的なマッピングを実行し、横隔膜超音波検査で判定された横隔膜機能不全が大手術後の呼吸器合併症の予測に役立つかどうかを判断すること。

具体的な目的

1. 腹部、骨盤、または血管の大規模手術の前後に横隔膜超音波で測定された横隔膜機能の低下により、30 日後の呼吸器合併症を予測できるかどうかを判断する。
2. 急性の腹部、骨盤、または血管の大手術の前後に横隔膜超音波で測定された横隔膜機能の低下から、30日後の呼吸器合併症を予測できるかどうかを判断する。

主要評価項目 横隔膜機能の低下に関連した術後最初の週の肺炎。

副次評価項目 術後病棟または病棟での飽和度低下 <90%、術後病棟または病棟での頻呼吸 >30 呼吸/分、術後病棟での PaO2<9、術後病棟での PaCO2>7、挿管の必要性、非侵襲的換気（NIV）の必要性。

研究デザイン 前向き非ランダム化観察研究

包含基準

1. 大人、18歳以上
2. 研究期間中にソルナのカロリンスカ大学病院で待機的（研究1）または急性（研究2）の腹部、血管、または骨盤の手術を計画している

除外基準

1. 慢性肺疾患
2. 同意を得ることができない患者
3. 妊娠

メソッド

カロリンスカ大学病院で開腹手術、骨盤手術、血管手術を受ける18歳以上の患者は、手術前と術後の病棟からの退院前に、横隔膜超音波検査で横隔膜の可動域、厚さ、密度を測定する検査を受ける。 手術後 30 日までの呼吸器合併症が患者のカルテから記録され、超音波パラメータと関連付けられます。

1. 最初の研究では、待機的な腹部、骨盤、または血管の手術患者は、術前と術後の病棟で（2～3回）横隔膜超音波検査を受けます。 患者は病棟でパルスオキシメトリー、酸素の必要性、バイタルパラメータなどに関して観察されます。 これらのパラメーターは、30 日後に登録された呼吸器合併症と関連付けられます。
2. 2番目の研究では、急性腹部、骨盤、または血管手術の患者は、術前（麻酔前の手術台上）と術後病棟で（2～3回）横隔膜超音波検査を受け、その後病棟でパルスオキシメトリーに関して観察される。取得されたパラメータは、30 日後に登録された呼吸器合併症と関連付けられます。

これらの研究の前に、メソッドは規格に従って検証されます。

横隔膜の検査は、各ユニットで通常使用されている超音波装置を使用して行われます。 周波数 2.5 ～ 3.5 MHz の曲線トランスデューサまたは周波数 7.5 ～ 10 MHz の線形トランスデューサを仰臥位で左右の肋骨弓に配置し、吸気時の横隔膜の動きを測定します。吸気時の横隔膜の厚みと横隔膜の密度。 検査は痛みがなく、非侵襲性、非放射線性で、所要時間は約 15 分です。

1. ダイヤフラムの可動範囲:

   吸気時の横隔膜の動きは、凸面/曲面トランスデューサーを使用して測定されます。 右側では、プローブは肋骨弓の下の鎖骨中央線と前腋窩線の間に配置されます。 プローブは、横隔膜キューポラに垂直に当たるように、内側、頭蓋、背側に角度が付けられています。 吸気による横隔膜の変位が測定され、M モードで記録されます。

2. 横隔膜の肥厚を測定するには、前腋窩線と中腋窩線の間の第 8 肋骨と第 9 肋骨の間にプローブを配置します。 右横隔膜の湾曲は、横隔肋骨洞の下 0.5 ～ 2 cm で見られます。 M モードは、最大吸気時の努力残気量 (FRC) および全肺活量 (TLC) における胸膜線から腹膜線までの厚さを測定するために使用されます。 正常な肥厚は 2.7 mm +-0.5 mm で、2 mm 未満の値 (<20%) は病的であると考えられます。
3. ダイヤフラム濃度は B モードで測定され、特別なソフトウェア (Image J など) を使用してグレースケール ヒストグラムが作成されます。 密度はグレースケールのパーセントで測定され、値 > 65% (健康な対照のグレースケール ヒストグラムに基づく) が病的であると定義されます。

横隔膜の検査は術前に手術病棟で行われます。 術後、患者は可能であれば手術台で検査され、術後病棟でもさらに 2 回検査されます。

術後病棟では、患者の生命機能が監視され、このデータは CRF (飽和度、脈拍、血圧、呼吸頻度、痛みの推定) に登録されます。 薬剤、麻酔薬、手術時間、麻酔時間、周術期の出血、体液バランスに関するデータ 患者が病棟に移送されると、研究グループのメンバーが最初の超音波検査から24～72時間後に追跡超音波検査を実施します。 この時点で、重要なパラメーター、投薬に関するデータ、体液バランス、合併症が登録されます。

その後、患者は最初の手術後最大 30 日間、呼吸器合併症に関して Take Care (ICU に入院した場合はクリニソフト) で追跡調査されます。

横隔膜超音波からのデータは超音波検査装置に保存され、画像と数値ファイルの両方としてエクスポートされ、ワー​​ドで保護されたハードディスクに渡されます。

統計 主要結果の比較は、横隔膜パラメータごとにピアソンのカイ二乗検定または両側フィッシャーの直接確率検定を使用して分析されます。 ベースラインの患者特性データが説明され、上記の二次転帰が、カテゴリまたは連続パラメータおよび正規分布または非正規分布に応じて、必要に応じて分析されます。 データは、平均値 ± SD または 95% CI、中央値および上記に応じた範囲または数値 (%) として表示されます。

臨床的関連性

このプロジェクトは、スウェーデンにおける大手術後の術後合併症の規模に関する独自のマッピングを実行します。 いくつかの研究では、大手術後に横隔膜が弱くなり、患者が術後に呼吸器合併症を起こしやすくなることが実証されています。 周術期において横隔膜の弱さを早期に発見できれば、肺炎バンドルや理学療法の導入により呼吸器合併症を予防し、合併症の症状に対する認識を高める機会が得られるでしょう。 術後の呼吸器合併症は、個人の回復と医療費に大きな課題を課します。 このような合併症の予防に役立つ、非侵襲的で信頼性が高く、安価で痛みのない診断ツールを導入できれば、病気の負担と手術に関連する費用の両方が軽減されます。

参考文献

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