Badanie ultrasonograficzne obrzęku płuc wywołanego pływaniem u sportowców pływających na wodach otwartych (SIPE)

Celem tego projektu badawczego jest pogłębienie wiedzy na temat objawów obrzęku płuc poprzez ocenę zarówno osób z objawami, jak i bez objawów, biorących udział w triathlonach i zawodach pływackich na wodach otwartych. Wykorzystuje się tu ultrasonografię, ponieważ jest ona zatwierdzonym narzędziem do oceny obrzęku płuc i wysięku w jamie opłucnej, a także jest wysoce przenośna i opłacalna, co poprawia dostęp do obrazowania w środowiskach medycznych o skromnych środkach i ograniczonych zasobach.

W przypadku obrzęku płuc wywołanego pływaniem brakuje wielu dowodów identyfikujących jego patofizjologię, a także informacji dotyczących prawidłowego postępu objawów przedmiotowych i podmiotowych. Niestety, choć istnieją pewne protokoły identyfikacji pacjentów z objawami, w wielu przypadkach jest już za późno i objawy są zaawansowane. Poprawa identyfikacji wczesnych objawów SIPE może prowadzić do lepszych wyników, szybszej interwencji i lepszego zrozumienia patofizjologii choroby.

Zastosowanie wysokiej jakości ręcznego ultrasonografu do oceny pływaków na wodach otwartych pod kątem objawów obrzęku płuc wniesie wiele korzyści w tej dziedzinie. Po pierwsze, poprawa wiedzy na temat objawów zarówno u osób z objawami, jak i bez objawów jest korzystna dla identyfikacji i wczesnego leczenia pacjentów. Po drugie, wykorzystanie przenośnej technologii obrazowania do nowatorskich zastosowań poprawia użyteczność i może zwiększyć dostęp do zasobów medycznych w środowiskach ubogich w zasoby. Po trzecie, poprzez walidację tego protokołu do oceny SIPE, lekarze zajmujący się pacjentami, u których może wystąpić SIPE, mają lepsze możliwości diagnostyczne, co pozwala na wcześniejszą interwencję. Literatura wskazuje na większą częstość występowania SIPE u rekrutów szkolących się w wojsku, takich jak żołnierze Navy Seals, i sportowcy pływający na wodach otwartych, którzy obaj działają w warunkach surowych i ograniczonych zasobów i odnieśliby korzyści z ulepszonych narzędzi wczesnej diagnostyki do identyfikacji patologii.

Naszymi konkretnymi celami są wykorzystanie ultradźwięków i protokołu NIEBIESKIEGO (opisanego poniżej) oraz uzyskanie parametrów życiowych i historii zdrowia w namiocie medycznym z pacjentami i grupą kontrolną zawodników, którzy ukończyli wyścig, w celu zidentyfikowania normalnej anatomii lub patologii. Porównamy ustalenia dotyczące wcześniejszych doświadczeń, poziomu sprawności, płci, wieku, stanu kombinezonu i czynników środowiskowych. Przeprowadzimy analizę statystyczną, aby porównać nasze ustalenia i uwzględnić czynniki środowiskowe danego dnia, rodzaj wyścigu, historię i wyniki badań fizykalnych.

Obrzęk płuc wywołany pływaniem (SIPE) to słabo poznana patologia układu oddechowego, która może dotykać osoby bez schorzeń współistniejących i może potencjalnie zagrażać życiu. (Spencer, 2018). SIPE to zanurzeniowy obrzęk płuc objawiający się dusznością, bólem w klatce piersiowej, kaszlem, krwiopluciem i wytwarzaniem pienistej plwociny, który może zakończyć się śmiercią. (Miller 2011) (Grunig 2017) (Smart, 2014) (Departament Marynarki Wojennej, 2023). Patofizjologiczne mechanizmy SIPE nie są w pełni poznane, ale mogą obejmować centralną redystrybucję krwi podczas zanurzenia w zimnej wodzie, co skutkuje podwyższonym ciśnieniem w prawostronnym układzie wewnątrznaczyniowym i jednoczesnym wzrostem obciążenia następczego (Wester 2009). U niektórych osób z SIPE w wywiadzie występuje zwiększone średnie ciśnienie w tętnicy płucnej (MPAP) i ciśnienie zaklinowania w tętnicy płucnej (PAWP), ze zmniejszeniem tych ciśnień i częstością występowania SIPE po doustnym podaniu dawki 50 mg syldenafilu. Zrozumienie patofizjologii SIPE uwzględnia jego wieloaspektowe przyczyny, na które składają się czynniki środowiskowe, genetyczne i predysponujące czynniki ryzyka. (Księżyc 2016).

Wśród triathlonistów częstość występowania SIPE sięga aż 1,4% (Miller, 2010), a doniesienia o objawach SIPE wahają się od 1,8–6,0% u trenujących pływaków bojowych podczas pływania na otwartym oceanie o długości 2,4–3,6 km (Shupak i in., 2000). W przeciwieństwie do pływaków wojskowych lub pływaków wyczynowych, triatloniści mogą nie mieć formalnego doświadczenia w szkoleniu, coachingu i zawodach w pływaniu, w tym w pływaniu na wodach otwartych, co stwarza dodatkowe wyzwania związane z wcześniejszym treningiem, warunkami środowiskowymi, nawigacją i brakiem oznaczeń toru. Zróżnicowany poziom doświadczenia w zakresie jakości udaru, czasu, czasu oddechu lub późniejszej aktywności fizycznej (jazda na rowerze i bieganie) oraz częstości występowania SIPE nie był badany i stanowią obszary do dalszych badań.

Badanie ultrasonograficzne stanowi sprawdzoną metodologię diagnozowania obrzęku płuc i okazało się skuteczne w diagnozowaniu obrzęku płuc po pływaniu w wodach otwartych, w tym u pacjentów, u których w przeszłości nie występował obrzęk płuc, nie występowały wcześniej schorzenia ani nie występowały czynniki prowokujące inne niż pływanie w wodach otwartych, co sugeruje, że badanie ultrasonograficzne patologia była formą zanurzeniowego obrzęku płuc wywołanego pływaniem. (parasuraman i in. 2016) (Hardstedt i in. 2021). Algorytm sugerowany do diagnostyki SIPE wykorzystuje ultradźwięki do walidacji kryteriów symptomologicznych, w tym SPO2, dźwięków płuc i wytwarzania plwociny. Jednakże ultrasonografii płuc nie stosowano do badania możliwych objawów obrzęku płuc u bezobjawowych pacjentów, którzy zgłaszali się po pływaniu lub zanurzeniu w wodach otwartych. (Hardstedt i in., 2020). Wczesna identyfikacja objawów SIPE jest bardzo korzystna w zapobieganiu zachorowalności i śmiertelności wśród żołnierzy i sportowców. Długoterminowe korzyści z tego badania obejmują wykorzystanie tych danych na potrzeby przyszłych zdarzeń w celu opracowania protokołów wykorzystujących ultradźwięki, które pomogą we wczesnym wykrywaniu i leczeniu, ostatecznie zmniejszając zachorowalność i śmiertelność.

Dotychczasowe prace naszego zespołu w tej dziedzinie będą pomocne w bieżących badaniach. Nasz kierownik wydziału niedawno napisał część rozdziału książki opisującego wyniki badań ultrasonograficznych w SIPE. Wszyscy członkowie zespołu badawczego mają doświadczenie w wolontariacie w namiotach medycznych podczas imprez wytrzymałościowych. Wydział PI był dyrektorem medycznym kilku wydarzeń wytrzymałościowych i pomógł opracować i stosować specjalne protokoły w przypadku często spotykanych, nagłych problemów medycznych podczas tych zawodów. Nasi badacze posiadają różne certyfikaty USG POCUS i ARDMS. Ponadto obaj badacze biorą udział w programie ultrasonograficznym, który odbywa się równolegle z ich zajęciami i zapewnia rygorystyczne szkolenia i praktyczne doświadczenie w diagnostyce ultrasonograficznej, które stanowią odpowiednią podstawę dla bieżących badań. Jeden z członków zespołu ma doświadczenie w opracowywaniu i realizacji programów nauczania ultrasonografii dla studentów pierwszego roku medycyny i uczniów szkół średnich, skupiających się na kompleksowym zrozumieniu stosowania ultrasonografii, z dodatkowym naciskiem na zdarzenia nagłe i ocenę związaną ze sportem. Drugi główny badacz w naszym zespole ma doświadczenie w koordynowaniu rygorystycznej opieki medycznej dla prywatnych organizacji zapewniających opiekę na poziomie OIT i SOR podczas wyścigów, zgromadzeń masowych, koncertów i katastrof, a także koordynuje ograniczoną opiekę medyczną dla agencji rządowych. Otrzymał wiele grantów na prowadzenie badań w zakresie nauczania i wykorzystania ultrasonografii w odległych i surowych środowiskach w celu poprawy możliwości wczesnej diagnostyki lekarzy i innych pracowników służby zdrowia.

W naszym badaniu wykorzystamy prospektywne obserwacyjne badanie kohortowe w celu zbadania częstości występowania i ryzyka związanego z SIPE u sportowców po etapie pływania w wyścigu IronMan lub zawodach pływackich na wodach otwartych. Będziemy dodatkowo obecni na innych biegach, współpracując z personelem medycznym, który organizuje opiekę na tych biegach. Firma nazywa się Rapid Response Paramedic Services. Uczestnikami badania będą stabilni, niewychodzący sportowcy, rekrutowani z wielu namiotów medycznych podczas wydarzenia. Po wstępnym leczeniu uczestnicy wypełnią ankietę i przejdą badanie fizykalne w celu ustalenia symptomatologii związanej z SIPE, a następnie zostaną sklasyfikowani jako bezobjawowi lub objawowi, stosując kryteria przedstawione poniżej.

W badaniu ocenione zostanie obciążenie SIPE u osób bez objawów, które ukończyły etap wyścigu pływacki, przy użyciu algorytmu wykorzystującego ultrasonografię płuc jako główną metodologię diagnostyczną. POCUS płuc zostanie wykonany w oparciu o przyłóżkowe badanie ultrasonograficzne płuc (protokół NIEBIESKI). Potwierdzenie obrzęku płuc zostanie potwierdzone badaniem ultrasonograficznym, które powiążemy z objawami lub ich brakiem odczuwanymi przez sportowców. Ponadto nasze dane będą dokumentowane sekwencyjnie, aby określić czas wystąpienia objawów i wyniki badań ultrasonograficznych w związku z ukończeniem części pływackiej wyścigu i jego powiązaniem z innymi częściami wyścigu (bieganie/jazda na rowerze). Badanie obejmie również skanowanie osób z objawami (jeśli nie pojawiły się i są stabilne) w celu analizy porównawczej, ale skupi się przede wszystkim

Dalszy podział włączenia na grupy objawowe i bezobjawowe:

Grupa objawowa:

Uczestnicy, którzy samodzielnie zgłaszają objawy obrzęku płuc wywołanego pływaniem (SIPE), takie jak kaszel, duszność, zwiększone wydzielanie plwociny, krwioplucie lub ich kombinacja.

Wyniki osłuchiwania płuc, które obejmują trzaski, rhonchi lub inne nieprawidłowości.

Uczestnicy z poziomem SPO2 poniżej 95% i/lub nieprawidłowymi dźwiękami płuc podczas osłuchiwania.

Grupa bezobjawowa:

Uczestnicy, którzy nie zgłaszają żadnych objawów SIPE. Uczestnicy z poziomem SPO2 wynoszącym 95% lub więcej i normalnymi dźwiękami płuc podczas osłuchiwania.

Lista wyposażenia:

Ultradźwięk:

1. Urządzenie ultradźwiękowe Butterfly IQ +
2. Przenośne USG Medsong Ltd
3. Przenośny ultrasonograf GE VSCAN CL
4. Żel do USG
5. Chusteczki do sond
6. iPada

Wyposażenie medyczne:

1. Stetoskopy
2. Pulsoksymetry
3. Monitory ciśnienia krwi
4. Monitor serca
5. Termometr

Sprzęt badawczy:

1. Tablety/laptopy z oprogramowaniem do ankiet
2. Stoper

ŚOI + różne:

1. Rękawiczki + środek dezynfekujący do rąk 2. Ręczniki 3. Taśma, markery, długopisy, przechowywanie Populacja i otoczenie badania

1. Populacja badana: Będzie składać się z wcześniej zdrowych zawodników pływających na wodach otwartych, którzy rezygnują z wyścigu po (LUB W TRAKCIE) etapu pływackiego; Lub ukończyłeś wyścig i po wyścigu szukasz pomocy medycznej.
2. Miejsce badania: Uczestnicy będą rekrutowani z namiotów medycznych podczas zawodów IronMan lub zawodów pływackich na wodach otwartych. Badanie USG i zbieranie danych będą odbywać się w tym samym miejscu. Lokalizacja będzie się różnić w zależności od wydarzenia, ale wszystkie wydarzenia będą organizowane we współpracy z firmą Rapid Response Paramedic Services.

To wstępne prospektywne badanie kohortowe zostanie przeprowadzone podczas wyścigu IRONMAN 70.3 Boulder w Boulder w Kolorado w dniu 8 czerwca 2024 r. i potencjalnie podczas kolejnego wyścigu w Utah (dokładna data zostanie potwierdzona). Kwalifikujący się uczestnicy muszą mieć ukończone 18 lat, ukończyć część pływacką wyścigu i albo wycofali się z wyścigu, albo ukończyli wyścig, zgłaszając się do namiotu medycznego ze stabilnym stanem zdrowia (patrz kryteria wykluczenia powyżej).

Kryteria włączenia i wyłączenia

Kryteria przyjęcia:

• Uczestnikami muszą być sportowcy biorący udział w zawodach
• Musiał wziąć udział w części pływania wyścigu

Kryteria wyłączenia:

• Każdy pacjent w stanie ostrej dekompensacji, który wymaga skoncentrowanej opieki medycznej i ewakuacji zgodnie z decyzją lekarzy rasy
• Pacjentki w ciąży
• Pacjenci w wieku poniżej 18 lat

Zatwierdzone kryteria diagnostyczne SIPE

„Algorytm diagnostyki SIPE u pacjentów z ostrym początkiem kaszlu i/lub duszności podczas pływania w wodach otwartych. Algorytm opiera się na obwodowym wysyceniu tlenem (SpO2) i trzaskach podczas osłuchiwania płuc, przy czym nadmierna plwocina i/lub krwioplucie potwierdzają rozpoznanie. U pacjentów, u których stwierdza się trzaski i SpO2 ≤95%, można zdiagnozować SIPE na podstawie oceny klinicznej. W przypadku pacjentów, u których stwierdza się trzeszczenia lub SpO2 ≤95%, w diagnostyce różnicowej sugeruje się wykonanie USG płuc (LUS), jeśli jest dostępne.” Wcześniej opublikowane przez Hårdstedt i in., CHEST 2020 i wykorzystane w Hardstedt i in., w CHEST 2021.

Protokół i badanie USG płuc U każdej osoby objętej badaniem zostanie wykonane USG płuc. Nasze badanie USG płuc wywodzi się z badania USG przy łóżku pacjenta opracowanego i opublikowanego w czasopiśmie Lung Ultrasound in the Criticall Ill (Lichtenstein, 2014). Nasze badanie ustali dodatnie poślizgi płuc i ustali, czy u danej osoby występuje profil B. Protokół BLUE zapewnia 97% czułość, 95% swoistość, 87% dodatnią wartość predykcyjną i 99% ujemną wartość predykcyjną w określaniu ostrego hemodynamicznego obrzęku płuc u pacjentów z profilem B. (Lichtenstein, 2014). Profil B wskazujący na obustronny obrzęk płuc zawierał 3 lub więcej linii b we wszystkich 4 NIEBIESKICH punktach, jednakże uwzględniamy również 3 lub więcej linii B jednostronnie w 2 NIEBIESKICH punktach, co wskazuje na jednostronny obrzęk płuc.

Rysunek: NIEBIESKI Protokół (Przyłóżkowe USG płuc), na podstawie którego dokonaliśmy naszych modyfikacji. Naszym celem było wykrycie 3 lub więcej linii B w badaniu ultrasonograficznym płuc, aby z czułością >90% stwierdzić obecność obrzęku płuc.

Rysunek: Skanuj lokalizacje każdego sportowca za pomocą wypukłej sondy. Obszary badań i NIEBIESKIE punkty. Dwie tak ułożone ręce (rozmiarem odpowiadającym dłoniom pacjenta, górna część dłoni dotykająca obojczyka, z wyłączeniem kciuków) odpowiadają położeniu płuc i pozwalają na określenie trzech standardowych punktów. Górny NIEBIESKI punkt znajduje się pośrodku górnej ręki. Dolny NIEBIESKI punkt znajduje się na środku dolnej dłoni. Punkt PLAPS jest zdefiniowany przez przecięcie: poziomej linii na poziomie dolnego NIEBIESKIEGO punktu; pionowa linia na tylnej linii pachowej. Małe sondy, takie jak ta japońska mikrowypukła (1992), umożliwiają u pacjentów w pozycji leżącej umiejscowienie jak najdalej od tej linii, zapewniając bardziej czułe wykrywanie tylno-bocznych zespołów pęcherzykowych lub opłucnowych (PLAPS). Przepona zwykle znajduje się w dolnej części dolnej ręki. Wyciąg z „USG całego ciała u osób krytycznie chorych” (wyd. 2010, rozdział 14), (Lichtenstein, 2011)

Zarówno badania fizykalne, jak i badania USG przeprowadzą pracownicy naukowi, wśród których są studenci medycyny. Każde badanie fizykalne i badanie ultrasonograficzne będzie monitorowane przez lekarza lub certyfikowanego pracownika służby zdrowia z Rapid Response Paramedic Services, wszyscy będą znajdować się w tym samym pomieszczeniu, a obrazy zapisane z badania USG zostaną zbadane przez lekarza w celu postawienia diagnozy. W przypadku pomyłki lub błędu w badaniu przedmiotowym lub diagnozie licencjonowany pracownik służby zdrowia podejmie interwencję, aby skorygować błąd. Ograniczenia tego badania obejmują odległe środowisko. Jeżeli stan pacjenta ulegnie pogorszeniu, zostanie skierowany pod opiekę zespołu medycznego Rapid Response Paramedic Services i może nie być już dostępny dla dalszych działań. Dodatkowo, ze względu na wysoką intensywność wydarzeń sportowych, możliwe jest, że odpowiedzi na nasz kwestionariusz dotyczący historii zdrowia mogą być krótkie i pomijać pewne informacje, których nie można pominąć w tradycyjnej placówce opieki zdrowotnej. Aby to zrekompensować, opracowaliśmy plan opieki zdrowotnej kwestionariusz, który jest ustandaryzowany do stosowania u wszystkich pacjentów. Wreszcie, możemy mieć błąd w selekcji ze względu na prowadzenie badania w namiocie medycznym, możemy nie przyjąć tylu osób bezobjawowych, co osób z objawami poszukujących dodatkowej opieki, aby to zrekompensować, dodamy dodatkowe reklamy poza obszarami namiotowymi, prosząc o każdą osobę zainteresowani wspieraniem badań nad mediami sportowców dołącz do badania.