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Cranial ultrasound (CUS) is a valuable tool for brain imaging in critically ill neonates. This video shows a comprehensive approach for neonatal (Doppler) CUS for both clinical and research purposes, including a bedside demonstration of the technique.
Cranial ultrasound (CUS) is a reputable tool for brain imaging in critically ill neonates. It is safe, relatively cheap and easy to use, even when a patient is unstable. In addition it is radiation-free and allows serial imaging. CUS possibilities have steadily expanded. However, in many neonatal intensive care units, these possibilities are not optimally used. We present a comprehensive approach for neonatal CUS, focusing on optimal settings, different probes, multiple acoustic windows and Doppler techniques. This approach is suited for both routine clinical practice and research purposes. In a live demonstration, we show how this technique is performed in the neonatal intensive care unit. Using optimal settings and probes allows for better imaging quality and improves the diagnostic value of CUS in experienced hands. Traditionally, images are obtained through the anterior fontanel. Use of supplemental acoustic windows (lambdoid, mastoid, and lateral fontanels) improves detection of brain injury. Adding Doppler studies allows screening of patency of large intracranial arteries and veins. Flow velocities and indices can be obtained. Doppler CUS offers the possibility of detecting cerebral sinovenous thrombosis at an early stage, creating a window for therapeutic intervention prior to thrombosis-induced tissue damage. Equipment, data storage and safety aspects are also addressed.
Since its clinical introduction in the late 1970’s cranial ultrasound (CUS) has been widely used for detecting congenital anomalies and acquired brain lesions during the neonatal period. In many neonatal intensive care units (NICUs), CUS has become indispensable in the care for critically ill neonates. Major advantages are its relatively low cost and the fact that it can be performed at bedside, even when a patient is unstable. In addition it is radiation-free and allows for serial imaging. Another technique often used for neuroimaging in critically ill neonates is magnetic resonance imaging (MRI). MRI provides excellent image quality, but its clinical use in NICU’s is currently limited because of logistic and safety issues1.
Over time, quality of CUS has drastically improved, with advancing technique leading to higher resolution, faster image processing and digital display and back-up. Important brain structures can be adequately visualized using optimal settings. Traditionally, images are obtained through the anterior fontanel. This approach is less suitable for evaluation of infratentorial structures because they are located far away from the transducer and the highly echoic tentorium impedes their assessment. Use of high-frequency linear transducers through alternative acoustic windows and adapted settings also provides access to these brain regions. Examples of these supplemental acoustic windows are the lambdoid (posterior), mastoid and lateral (temporal) fontanels. So far, however, only few NICUs use these additional acoustic windows routinely2-5. Doppler techniques can be used for screening patency of intracranial vessels. Flow velocities and indices in cerebral arteries can also be obtained. Some manufacturers now provide hardware to visualize flow around 2 cm/sec (Raets, et al., unpublished data). Small vessels are well displayed: medullary trunks and channels, subependymal veins tributing to the thalamostriate veins, and perforator arteries.
We present our approach of neonatal CUS, focusing on the use of different transducers, multiple acoustic windows and Doppler techniques. Neonatologists and radiologists use this approach in daily clinical practice but is also suitable for research purposes. In the practical part of the video we demonstrate bedside use in the NICU.
NOTA: Questo protocollo segue le linee guida del comitato etico della ricerca umana locale.
1. Considerazioni generali
NOTA: Considerazioni generali relative ad apparecchiature, storage e sicurezza dati sono trattati nella discussione.
2. Preparazione del Exam CUS
3. Esame Attraverso anteriore Fontanel
4. Esame Attraverso Alternative Acoustic di Windows
Esempi di immagini realizzato secondo il protocollo descritto sono presentati nelle Figure 1 - 7. Le immagini devono essere interpretati con cautela da parte di un osservatore esperto. Imaging simmetrico è necessario per un'adeguata interpretazione delle immagini coronali effettuate attraverso la fontanella anteriore (Figura 1). Qualsiasi lesione sospetta deve essere visualizzato sia in una e (metà) piano sagittale coronale o visualizzazione attraverso una finestra acustica diverso fontanella anteriore. Usare Color Doppler per la visualizzazione dei vasi intracerebrali (figure 3, 4, 6 e 7). Alcuni esempi di lesioni intracerebrali sono illustrati nelle figure 5 (posteriore destra ictus cerebrale arteria, coagulo nel ventricolo laterale) e 6 (infrazione venosa striato, terzo ventricolo coagulo). Affidabile misura utilizzando lineari, elliptoid e tracciamento libero strumenti sono parte delle immagini di routine (Figura 7 ). Misurazioni ventricolari come l'indice ventricolare, larghezza corno anteriore e talamo-occipitale distanza vengono utilizzati nella pratica clinica per monitorare dimensione ventricolare.
Figura 1:. Sezioni coronali Imaging attraverso anteriore fontanella a piani coronali standard.
Abbreviazioni:
L = sinistra
R = destra
VL = nuclei ventrolateral di talamo
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Figura 2: (Para) sezioni sagittali immagini attraverso anteriore fontanella a standard (para) sezioni sagittali..
Abbreviazioni:
CSP = cavo del setto pellucido
V3 = terzo ventricolo
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Figura 3: Doppler coronale immagini color Doppler coronali attraverso anteriore fontanella..
Abbreviazioni:
Basilar a. = Arteria basilare
ICA = carotide interna
ICV = vena carotide interna
L = sinistra
MCA = dell'arteria cerebrale media
R = destra
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Figura 4: (Para) Doppler sagittale. (Para) immagini color Doppler sagittali attraverso anteriore fontanella.
Abbreviazioni:
ACA = anteriore dell'arteria cerebrale
Basilar a. = Arteria basilare
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Figura 5:. View lambdoidea Imaging attraverso fontanella lambdoidea.
Abbreviazioni:
PCA = cerebrale posteriore
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Figura 6: Temporale (laterale) vista. Imaging attraverso fontanella laterale.
Abbreviazioni:
Segmento ACA A1 = A1 di arteria cerebrale anteriore
Acha = anteriore arteria della coroide
MCA = dell'arteria cerebrale media
PCA = cerebrale posteriore
V3 = terzo ventricolo
V4 = quarto ventricolo
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Figura 7:. View Mastoide Imaging attraverso mastoide fontanella.
Abbreviazioni:
V4 = quarto ventricolo
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Descriviamo e dimostrare un approccio state-of-the-art per neonatale Doppler CUS. In mani esperte, questo è un ottimo strumento per la sicurezza, comodino seriale imaging cerebrale neonatale. In molti NICUs non sono utilizzati in modo ottimale le possibilità descritte. Aggiunta di studi Doppler consente per lo screening di pervietà delle arterie intracraniche e vene. Velocità di flusso possono essere valutati e gli indici ottenuti. Doppler CUS consente il rilevamento di trombosi sinovenous cerebrale in una fase iniziale del fragile trasversale al sigmoidea angolo del seno, permettendo l'intervento terapeutico prima di 2 tempi. L'utilizzo di finestre acustiche supplementari migliora il rilevamento di lesioni cerebrali.
Un'altra tecnica molto utilizzata per neuroimaging nei neonati in condizioni critiche è la risonanza magnetica. RM fornisce un'eccellente qualità dell'immagine ed è considerato superiore al CUS nell'identificare lesioni cerebellari e lesioni della sostanza bianca 15. Tuttavia, la RM è costoso e il suo uso clinico in NICUs è limitataa causa di problemi logistici e di sicurezza 1. CUS invece è relativamente economico, direttamente disponibili e permette l'imaging comodino seriale. Un protocollo locale per l'imaging CUS sequenziale è auspicabile. L'uso di finestre supplementari acustici, color Doppler, le frequenze più alte e trasduttore attenta interpretazione di immagini da un esperto osservatore risultati in alta precisione per individuare lesioni cerebrali (Plaisier, et al., Dati non pubblicati).
In breve, CUS è uno strumento affidabile per l'imaging cerebrale neonatale. Per un uso ottimale della tecnica, ci sono aspetti che riguardano attrezzature, storage e sicurezza dati che devono essere affrontate. Assicurarsi che le impostazioni speciali per il cervello neonatale sono programmate sulla macchina ad ultrasuoni. Utilizzare trasduttori multipli con una banda di frequenze. Considerate quale sonda è più adatto per l'area di interesse. In generale, le immagini di buona qualità possono essere ottenuti utilizzando una sonda con una frequenza di 7,5 e 8,5 MHz. A fre superiorerisultati fre- in perdita di penetrazione. Una frequenza più bassa permette una migliore penetrazione e di conseguenza una migliore visione di strutture più profonde, come la materia grigia profonda. Lo svantaggio di una bassa frequenza del trasduttore è perdita di risoluzione. Questo può essere risolto adattando la messa a fuoco o l'utilizzo di più punti di messa a fuoco. Il fascio di ultrasuoni ha la larghezza più stretta alla profondità del punto di messa a fuoco. Adattare il punto di messa a fuoco migliora quindi la risoluzione, che consente una visione più dettagliata della regione di interesse. L'utilizzo di più punti di messa a fuoco consente una migliore visualizzazione della zona tra questi punti. Per CUS standard, il punto focale è preferibilmente rivolto al ventricolare o aree periventricolari 16. Più punti di messa a fuoco può causare artefatti. Considerate che la sonda formato più adatto per l'imaging. Le sonde sono disponibili in diverse forme e dimensioni. Idealmente, l'impronta deve essere abbastanza piccolo da stare nella fontanella anteriore, che richiede una testina di scansione convessa. In più piccoli neonati pretermine, solo unsonda phased array può essere abbastanza piccolo da stare nella fontanella anteriore: in questa sonda il fascio di ultrasuoni diverge da un punto. Phased array sonde convesse producono (settore) immagini a forma di torta. In un trasduttore schiera lineare, elementi del cristallo sono disposti paralleli tra loro, producendo un'immagine rettangolare con alta qualità di immagine. Tuttavia, i risultati ad alta frequenza in perdita di penetrazione e causa delle sue grandi dimensioni il trasduttore lineare non ottimale adattarsi alla fontanella anteriore.
Acquisizione immagini di buona qualità dipende non solo dalla qualità del materiale utilizzato, ma anche dalla capacità del l'esaminatore. Assicurarsi che gli operatori siano adeguatamente formati in CUS neonatale. Gli operatori dovrebbero avere familiarità con funzioni come guadagno, compensazione del guadagno di tempo, gamma dinamica, filtri di riduzione speckle.
Assicurarsi personale tecnico qualificato è a disposizione di attrezzature di servizio. Sonde contengono componenti delicati, che possono essere facilmente danneggiatise non maneggiati con cura. Fare uno sforzo cosciente per proteggere le apparecchiature durante l'uso quotidiano. Considerare come memorizzare le immagini ottenute. Possono essere memorizzati digitalmente o stampati e salvati con il file del paziente.
Bisogna essere consapevoli dei potenziali rischi e oneri di CUS per neonati gravemente malati. La gestione addizionali legati alla pressione esame e l'applicazione di gel freddo fontanella (s) potrebbe portare a instabilità respiratoria. Inoltre, vi è un potenziale rischio di dislocare tubi o dispositivi per via endovenosa, di introdurre microrganismi da apparecchiature non adeguatamente puliti o da parte dell'esaminatore, e dei possibili effetti pericolosi di ultrasuoni 17. Tali questioni possono essere evitati o ridotti con precauzioni piuttosto semplici. Come accennato in precedenza, il bambino deve essere sostenuto da un operatore sanitario o il genitore in base ai principi di Newborn individualizzato Developmental Cura e Assessment Program 6. Mentre hGe stione la sonda, mantenere la pressione applicata al minimo. Gel freddo può essere riscaldato prima dell'esame. Apparecchi ad ultrasuoni deve essere pulito regolarmente. Dopo ogni esame la sonda deve essere pulito. Consultare il produttore se le sonde sono adatti ad essere pulito con un disinfettante.
A livello tissutale, energia ultrasonica viene convertita in calore che può aumentare la temperatura locale. La quantità di energia assorbita dipende dal tipo di tessuto, la durata del modo di esposizione e ultrasuoni o percorso. Doppler, però, ha una maggiore produzione potenziale rispetto allo standard di immagini B-mode, a causa della sua intensità e la piccola area di tessuto all'esame 18. Pertanto, mantenere la durata di esposizione ad un minimo, soprattutto in Doppler. Le autorità di regolamentazione, come l'American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM), il British Medical Ultrasound Society (BMUS), Federazione Europea delle Società per Ultrasuoni in Medicina e Biologia (EFSUMB), e la Federazione Mondiale per Ultrasuoni in Medicina e Biologia (WFUMB), hanno pubblicato le linee guida su indici meccanici e termici per la diagnostica ad ultrasuoni. Indici termici e meccanici meno di un sono generalmente accettate come sicuri 18. Impostazioni standard dovrebbero essere mantenute all'interno dell'intervallo indicato in queste linee guida e quando la regolazione delle impostazioni durante l'esame si dovrebbe fare in modo di aderire a queste linee guida, in particolare durante l'esame color Doppler. Assicurarsi di disattivare la modalità Doppler off e tornare alla modalità di imaging normale non appena l'esame Doppler è completata. Ad oggi non vi è alcuna evidenza di effetti negativi di esame ecografico nei neonati. Ci sono state segnalazioni di un lieve aumento del rischio di ritardo del linguaggio, a sinistra manualità nei ragazzi e restrizione della crescita intrauterina dopo esposizione fetale agli ultrasuoni 18. Una recente revisione sistematica ha trovato che l'ecografia durante la gravidanza non è stata associata con perinatale avverso o infanzia outcome 19. Tuttavia, nella maggior parte delle macchine ad ultrasuoni studi recensiti sono stati utilizzati con minore potenziale di uscita rispetto a quelli attualmente disponibili 18.
Mantenere le questioni di cui sopra sicurezza in mente, ulteriori progressi nella tecnologia ad ultrasuoni porteranno a un miglioramento della qualità dell'immagine e si espanderanno le possibilità dell'imaging CUS. Gli esempi includono dispositivi portatili palmari, trasduttori wireless, imaging 3D, ecografia funzionale e ShearWave Elastografia.
In conclusione, Doppler CUS è un ottimo strumento relativamente poco costoso per serial neuroimaging comodino neonatale in mani esperte. Utilizzo ottimale di attrezzature e tecniche attualmente disponibili fornisce una migliore qualità delle immagini e migliora il valore diagnostico di CUS.
The authors have nothing to disclose.
We thank the nurses (appearing on film) for supporting the neonates.
We thank J. Hagoort, MA, linguist, Department of Pediatric Surgery, Erasmus MC-Sophia Children’s Hospital, Rotterdam, the Netherlands, for reading and correcting the manuscript.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
MyLab 70 | Esaote (Genoa, Italy) | Ultrasound system |
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