Диагностика компартмент-синдрома с помощью SHAPE и эластографии

Синдром хронической физической нагрузки (CECS) представляет собой безобидное состояние, наблюдаемое в основном у 10-60% молодых активных людей с болью в ногах, вызванной физической нагрузкой. Пациенты обращаются с болью в передних отделах нижних конечностей, которая усиливается при физической нагрузке и проходит после отдыха. CECS возникает из-за повышения внутрикомпартментного давления, вызывающего нарушение тканевой перфузии. Средняя задержка в постановке диагноза и последующем лечении составляет 2 года, что снижает вероятность успеха как консервативного, так и хирургического лечения. Окончательное лечение заключается в фасциотомии, эффективность которой составляет до 95%.

Этиология CECS не совсем понятна, но считается, что она возникает из-за увеличения объема мышц в несоответствующем пространстве, ограниченном фасцией и костью, что приводит к недостаточному кровотоку и, как следствие, к несоответствию потребности и снабжения кислородом в этом компартменте. В некоторых случаях физиологический ответ может привести к увеличению мышечного объема на 20%. Было выявлено несколько факторов риска, в том числе ранее существовавшие фасциальные дефекты (наблюдаемые у 40% пациентов с CECS) и меньшее отношение плотности капилляров к размеру мышц. В редких случаях CECS может прогрессировать до острого компартмент-синдрома — неотложной хирургической помощи, требующей неотложной фасциотомии.

Золотым стандартом диагностики CECS является прямое измерение внутрикомпартментного давления с максимальной чувствительностью и специфичностью в последних исследованиях 93% и 74%. Однако в редких случаях диагноз можно поставить только на основании клинических данных. Тестирование давления в отсеке выполняется путем введения в мышцу ручной иглы большого калибра с датчиком давления и измерения давления в отсеке непосредственно (в мм рт.ст.). Прямое компартмент-тестирование является инвазивным, болезненным и сопряжено с риском осложнений в виде нейроваскулярного повреждения и инфекции. Кроме того, существует значительная вариабельность этого метода: в некоторых исследованиях обнаруживается разница более чем на 5 мм рт. ст. в 40% измерений давления в компартментах.

В диагностическом алгоритме CECS визуализация в основном используется для исключения других более частых причин болей в нижних конечностях, таких как стрессовый синдром медиальной большеберцовой кости (MTSS), стрессовые переломы и растяжения мышц. Для диагностики CECS использовались несколько неинвазивных методов визуализации. По сравнению с проверкой под давлением МРТ показала аналогичную чувствительность, но более низкую специфичность (<60%). Хотя МРТ показала некоторые диагностические перспективы, она дороже, менее распространена и менее точна, чем компартмент-тестирование. Спектроскопия в ближней инфракрасной области, которая измеряет насыщение тканей гемоглобином O2, показала клинически эквивалентную чувствительность (85%) по сравнению с компартмент-тестированием, однако она не всегда доступна.

Одно только клиническое обследование нечувствительно и неспецифично в диагностике CECS. Таким образом, хирурги должны полагаться на сочетание клинического осмотра и визуализации, чтобы определить, является ли пациент кандидатом на хирургическое вмешательство. В настоящее время не существует точного, неинвазивного и экономически эффективного диагностического инструмента для пациентов с подозрением на CECS. SWE — это безопасный, неинвазивный и относительно недорогой метод, обладающий широкими диагностическими возможностями. SWE используется для измерения жесткости печени, тем самым определяя стадию фиброза при хроническом заболевании печени, отслеживая ранее диагностированный фиброз печени и оценивая пациентов с портальной гипертензией. В последнее время увеличилась полезность SWE для визуализации опорно-двигательного аппарата; например, SWE в настоящее время используется для оценки тендинопатических ахилловых сухожилий с некоторым клиническим успехом.

Одобренные FDA ультразвуковые контрастные вещества являются безопасными, нефротоксичными и негепатотоксичными контрастными веществами, которые действуют как эхо-усилители до рассеивания из внутрисосудистого пространства. SHAPE с использованием микропузырьков использовался для неинвазивной оценки гидростатического кровяного давления для контроля давления интерстициальной жидкости в опухолях, оценки степени портальной гипертензии и для мониторинга неоадъювантной химиотерапии у пациентов с раком молочной железы. Однако не существует серии исследований, характеризующих SHAPE и SWE для скрининга или диагностики CECS. В этом исследовании будет оцениваться, могут ли SHAPE и/или SWE точно определять повышенное внутрикомпартментное давление по сравнению с эталонным стандартом тестирования внутрикомпартментного давления.

Это исследование будет проводиться как проспективное одностороннее слепое пилотное исследование пациентов с подозрением на CECS, которые имеют право участвовать в исследовании и соответствуют критериям включения и исключения (описанным ниже). Координатор исследования встретится с пациентом, чтобы полностью объяснить суть исследования. Если предполагаемый субъект выражает заинтересованность в участии в исследовании, исследователь обращается к пациенту для получения согласия. Все сонографические части исследования будут выполняться сертифицированным и опытным сонографом. Часть исследования, посвященная тестированию отсеков, будет проводиться как часть стандарта лечения субъектов.

SWE перед тренировкой: после определения включения пациенты будут проходить SWE перед тренировкой с использованием ультразвуковой системы Logiq E10 (GE Healthcare, Waukesha WI) с датчиком с линейной матрицей. Все изображения будут получены с лодыжкой в ​​нейтральном положении. Для идентификации интересующей мышцы будет использоваться обычная визуализация в B-режиме. Визуализация будет использоваться для управления размещением областей интереса, которые могут быть скорректированы оператором. После того, как поперечные волны прошли через интересующую мышцу, карты смещения тканей используются для расчета скорости поперечной волны в метрах в секунду. Параметры эластичности, включая среднее (Emean), максимальное (Emax), минимальное (Emin) и стандартное отклонение (ESD), будут отображаться на мониторе ультразвукового аппарата. Затем будет непосредственно рассчитана жесткость ткани, выраженная как модуль сдвига G в килопаскалях (кПа). Будут созданы количественные карты модуля сдвига.

SHAPE перед тренировкой: Модифицированное программное обеспечение, позволяющее E10 работать в режиме субгармонической визуализации (SHI), позволяет получать субгармонические данные. Все изображения будут получены с лодыжкой в ​​нейтральном положении. Внутривенная линия калибра 18-24 будет помещена либо в правую, либо в левую верхнюю конечность. Контраст представляет собой внутривенное вливание 2 флаконов Definity (Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA) в 50 мл физиологического раствора, вводимых в течение 5-10 минут. Способ применения и дозы соответствуют рекомендациям производителя. SHI будет выполняться с использованием того же сканера. Конвексный датчик C2-9 с широкой полосой пропускания будет использоваться для получения обычных и субгармонических изображений (передача на частоте 5,8 МГц, прием на частоте 2,9 МГц). Исследователи запустят алгоритм оптимизации мощности, чтобы установить индивидуальные настройки акустических параметров для случая (только начальное исследование изображений). После оптимизации энергопотребления область интереса (ROI) будет увеличена для сбора данных из интересующей области в течение 5 секунд, а результаты усредняются после обработки. Как фундаментальные данные (данные B-режима на частоте 4 МГц), так и данные SHI будут анализироваться в автономном режиме.

Протокол упражнений: пациенты будут выполнять обычные упражнения, вызывающие симптомы, — это ходьба/бег по стандартному протоколу упражнений на беговой дорожке: 3,7 мили в час по наклону 5° в течение 6 минут или до появления симптомов. Если симптомы не проявляются в течение 6 минут упражнений, скорость будет увеличена до максимума 5 миль в час и/или угол наклона будет увеличен до 8° еще на 6 минут или до появления симптомов. Если у пациента по-прежнему нет симптомов, он или она будут тренироваться еще 4 минуты со скоростью 5 миль в час и под углом 8° или до появления симптомов. SWE и SHAPE сразу после тренировки будут выполняться с использованием тех же параметров оптимизации и протокола, которые установлены для предтренировочной части исследования. Пациентам будет присвоен фиктивный код, а деидентифицированные данные SWE и SHI будут сохранены для автономного анализа.

Вся ультразвуковая часть исследования будет длиться менее 60 минут и будет выполняться, пока пациент находится под постоянным наблюдением. Показатели жизнедеятельности пациента будут отслеживаться на протяжении всего осмотра с частым наблюдением присутствующим врачом. Активное участие пациентов завершится после завершения протокола исследования.