SHAPE와 Elastography를 이용한 구획 증후군 진단

만성 운동 구획 증후군(CECS)은 운동으로 인한 다리 통증이 있는 젊고 활동적인 사람들의 10-60%에서 주로 볼 수 있는 무해한 상태입니다. 운동을 하면 악화되고 휴식을 취하면 호전되는 하지 전방 통증을 호소하는 환자. CECS는 조직 관류 장애를 유발하는 구획 내 압력 증가로 인해 발생합니다. 진단 및 후속 치료의 평균 지연은 2년이며, 이는 보존적 치료 및 외과적 치료 모두의 성공률을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 확실한 치료는 근막 절개술로 성공률이 최대 95%입니다.

CECS의 병인은 잘 알려져 있지 않지만 근막과 뼈로 둘러싸인 비순응 공간 내에서 근육의 부피 팽창으로 인해 불충분한 혈류가 발생하고 그 구획에서 산소 공급과 수요 불일치가 발생하는 것으로 생각됩니다. 경우에 따라 생리학적 반응으로 인해 근육량이 20% 증가할 수 있습니다. 기존의 근막 결손(CECS 환자의 40%에서 보임)과 더 작은 모세혈관 밀도 대 근육 크기 비율을 포함하여 몇 가지 위험 요인이 확인되었습니다. 드물게 CECS는 응급 근막절개술이 필요한 외과적 응급 상황인 급성 구획 증후군으로 진행될 수 있습니다.

CECS 진단을 위한 금본위제는 최근 연구에서 93%와 74%의 최대 민감도와 특이도로 구획 내 압력을 직접 측정하는 것입니다. 그러나 드물게 임상적 근거만으로 진단을 내릴 수 있습니다. 구획 압력 테스트는 압력 모니터가 있는 휴대용 큰 게이지 바늘을 근육에 삽입하고 구획 압력을 직접 측정(mmHg 단위)하여 수행됩니다. 직접 구획 검사는 침습적이고 고통스러우며 신경혈관 손상 및 감염의 합병증 위험이 있습니다. 또한 구획 압력 측정의 40%에서 >5mmHg 이상의 차이를 발견한 일부 연구에서는 이 기술에 상당한 가변성이 있습니다.

CECS의 진단 알고리즘에서 이미징은 주로 내측 경골 스트레스 증후군(MTSS), 피로 골절 및 근육 좌상과 같은 하지 다리 통증의 더 일반적인 다른 원인을 배제하는 데 사용됩니다. CECS를 진단하기 위해 몇 가지 비침습적 영상 기법이 사용되었습니다. 압력 검사와 비교할 때 MRI는 비슷한 민감도를 보였지만 특이도는 낮았습니다(< 60%). MRI는 일부 진단 가능성을 보여주었지만 구획 테스트보다 비용이 많이 들고 편재성이 적으며 정확도가 떨어집니다. 조직의 헤모글로빈 O2 포화도를 측정하는 근적외선 분광법은 구획 검사와 비교하여 임상적으로 동등한 감도(85%)를 갖는 것으로 나타났지만 쉽게 사용할 수 없습니다.

임상 검사만으로는 CECS 진단에 둔감하고 비특이적입니다. 따라서 외과의는 환자가 수술 대상인지 여부를 결정하기 위해 임상 검사와 영상의 조합에 의존해야 합니다. CECS가 의심되는 환자를 위한 정확하고 비침습적이며 비용 효율적인 진단 도구는 현재 존재하지 않습니다. SWE는 광범위한 진단 기능을 갖춘 안전하고 비침습적이며 상대적으로 저렴한 방식입니다. SWE는 간 경직도를 측정하여 만성 간 질환에서 섬유화 단계를 결정하고 이전에 진단된 간 섬유화를 추적하고 문맥압항진증 환자를 평가하는 데 사용됩니다. 최근 근골격 영상에서 SWE의 유용성이 증가했습니다. 예를 들어 SWE는 현재 일부 임상적 성공으로 건병증 아킬레스 힘줄을 평가하는 데 사용하고 있습니다.

FDA 승인 초음파 조영제는 안전하고 신독성이 없으며 간독성이 없는 조영제로 혈관 내 공간에서 소실되기 전에 에코 강화제 역할을 합니다. 마이크로버블을 활용한 SHAPE는 종양의 간질액 압력을 모니터링하고 문맥 고혈압의 정도를 평가하며 유방암 환자의 선행 화학 요법을 모니터링하기 위한 정수압의 비침습적 추정에 사용되었습니다. 그러나 CECS의 스크리닝 또는 진단을 위해 SHAPE 및 SWE를 특성화하는 시리즈 연구는 존재하지 않습니다. 이 연구는 SHAPE 및/또는 SWE가 구획 내 압력 테스트의 참조 표준과 비교할 때 증가된 구획 내 압력을 정확하게 감지할 수 있는지 여부를 평가할 것입니다.

이 연구는 연구에 참여할 자격이 있고 포함 및 제외 기준(아래에 설명됨)을 충족하는 CECS가 의심되는 환자의 전향적 단일 맹검 파일럿 연구로 수행될 것입니다. 연구 코디네이터가 환자를 만나 연구에 대해 자세히 설명합니다. 예비 피험자가 연구 참여에 관심을 보이면 조사관이 환자에게 접근하여 동의를 얻습니다. 연구의 모든 초음파 연구 부분은 인증되고 경험이 풍부한 초음파 기사가 수행합니다. 연구의 구획 테스트 부분은 피험자 표준 관리의 일부로 수행됩니다.

운동 전 SWE: 포함을 결정한 후 환자는 선형 어레이 변환기가 있는 Logiq E10 초음파 시스템(GE Healthcare, Waukesha WI)을 사용하여 운동 전 SWE를 받게 됩니다. 모든 이미지는 발목이 중립 위치에 있는 상태에서 촬영됩니다. 관심 있는 근육을 식별하기 위해 기존의 B 모드 이미징이 사용됩니다. 이미징은 조작자가 조정할 수 있는 ROI의 배치를 안내하는 데 사용됩니다. 전단파가 해당 근육을 통해 전파된 후 조직 변위 맵이 초당 미터 단위의 전단파 속도를 계산하는 데 사용됩니다. 평균(Emean), 최대(Emax), 최소(Emin) 및 표준 편차(ESD)를 포함한 탄성 매개변수가 초음파 기계 모니터에 표시됩니다. 그러면 조직 강성이 직접 계산되어 킬로파스칼(kPa) 단위의 전단 계수 G로 표현됩니다. 정량적 전단 계수 맵이 생성됩니다.

운동 전 모양: E10이 저조파 이미징(SHI) 모드에서 작동하도록 허용하는 수정된 소프트웨어는 저조파 데이터 수집을 허용합니다. 모든 이미지는 발목이 중립 위치에 있는 상태에서 촬영됩니다. 18-24 게이지 정맥 주사 라인이 오른쪽 또는 왼쪽 상지에 배치됩니다. 대조는 5-10분에 걸쳐 50mL의 식염수에 Definity(Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA) 2병을 정맥 주사하는 것입니다. 투여 경로 및 용량은 제조업체가 발행한 권장 사항을 따릅니다. SHI는 동일한 스캐너를 사용하여 수행됩니다. 광대역 C2-9 볼록 프로브는 기존 및 저조파 이미지(2.9MHz에서 수신하는 5.8MHz에서 전송)를 획득하는 데 사용됩니다. 조사관은 사례에 대한 개별 음향 매개변수 설정을 설정하기 위해 전력 최적화 알고리즘을 실행합니다(초기 영상 연구에만 해당). 전원 최적화 후 ROI(관심 영역)가 확대되어 5초 동안 관심 구획에서 데이터를 수집하고 결과는 처리 후 평균을 냅니다. 기본 데이터(4MHz의 B 모드 데이터)와 SHI 데이터가 모두 오프라인에서 분석됩니다.

운동 프로토콜: 환자는 표준화된 운동 러닝머신 프로토콜을 사용하여 걷기/달리기와 같은 증상을 유발하는 일반적인 운동을 수행합니다: 6분 동안 또는 증상이 나타날 때까지 5° 경사면에서 3.7mph. 6분의 운동 후에도 증상이 나타나지 않으면 속도를 최대 5mph로 증가시키고/하거나 추가 6분 동안 또는 증상이 나타날 때까지 경사도를 8°로 증가시킵니다. 환자가 여전히 무증상인 경우 증상이 나타날 때까지 5mph 및 8° 경사로 4분 동안 운동합니다. 운동 직후 SWE 및 SHAPE는 연구의 운동 전 부분에 대해 설정된 동일한 최적화 매개변수 및 프로토콜을 사용하여 수행됩니다. 환자에게는 더미 코드가 할당되고 식별되지 않은 SWE 및 SHI 데이터는 오프라인 분석을 위해 저장됩니다.

연구의 전체 초음파 부분은 60분 미만으로 지속되며 환자가 지속적으로 관찰되는 동안 수행됩니다. 환자의 생체 신호는 전체 검사를 통해 모니터링되며 의사가 자주 모니터링합니다. 적극적인 환자 참여는 연구 프로토콜 완료 시 종료됩니다.