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Echoscopy in scanning cardiac diseases in critical care medicine

Echoskopie zur Darstellung von Herzerkrankungen in der Notfall- und Intensivmedizin

Abstract

Background and aims

Targeted ultrasound examinations with a portable ultrasound device (“handheld ultrasound system”; HHUS) have been defined as “echoscopy” by the European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology (EFSUMB). Cardiac scanning with HHUS is feasible. Echoscopy could play a major role in emergency and intensive care medicine, but adequate data on its effectiveness are still lacking. Sonographic examinations in the field of emergency and intensive care medicine can often not be carried out under standardized examination conditions. Thus, the aim of this study is to show that the use of HHUS for echocardiography in emergency medicine is possible and that for this setting HHUS is not inferior to a high-end ultrasound system (HEUS) for detecting cardiac pathologies.

Methods

The examinations were carried out with a Vscan™ (GE Medical Systems, Solingen, Germany) and a high-end ultrasound device (Acuson X‑300 or X‑700). The examinations were randomized and blinded to two examiners within 30 min. The examinations took place in the intensive care unit, the emergency room and the ambulance service. The results were recorded in an examination sheet.

Results

In all, 93 patients (61 men and 32 women, age 69 ± 14.76 [33–95] years). In 32.6% (30/93) of examinations with HEUS the examination conditions were optimal and in 29.03% (27/93) when the HHUS was used. Of the examinations, 50.08% (31/61) were carried out by both examiners in the same patient position. Using HHUS, the following sensitivity and specificities (respectively) were found: pericardial effusion (73.68%; 96.97%), hemodynamically relevant effusion (50%; 97.67%), right heart strain (90,91%; 96,72%), arrest of the right ventricle (100%; 87,5%), limitation of left ventricular pump function (91.49%; 86.11%), wall movement disorders (WMD, 97.29%; 78.95%), aortic valve sclerosis (42.86%; 86.67%), aortic regurgitation (60%; 95%), mitral valve sclerosis (60%; 100%), mitral reguritation (66.67%; 82.86%), tricuspid valve regurgitation (48%; 81,48%). Measurements of the dimensions of pericardial effusion, the left ventricle, the left atrium and the left ventricular posterior wall each had a positive correlation between the examination with HHUS and HEUS (Κ = 0.45 to 0.91). The diameters determined by HHUS and HEUS for the septum and aortic root, however, correlated negatively (κ = −0.61 to −0.86).

Conclusions

The use of echoscopy in emergency and intensive care medicine is not inferior to HEUS for detecting defined cardiac pathologies.

Zusammenfassung

Hintergrund und Ziele

Gezielte Ultraschalluntersuchungen mit einem portablen Ultraschallgerät („handheld ultrasound system“; HHUS) wurden von der European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology (EFSUMB) als „Echoskopie“ definiert. Für die Echokardiographie wurde gezeigt, dass die Anwendung von HHUS möglich ist. In der Notfall- und Intensivmedizin könnte die Echoskopie eine große Rolle spielen, aber die Datenlage ihrer Effektivität ist immer noch dürftig. Sonographische Untersuchungen im Bereich der Notfall- und Intensivmedizin können häufig nicht unter standardisierten Untersuchungsbedingungen durchgeführt werden. Ziel der Studie ist es zu zeigen, dass der Einsatz von Handultraschallgeräten zur Echokardiographie in der Notfall- und Intensivmedizin möglich ist und diese dabei gegenüber High-end-Geräten („high-end ultrasound systems“; HEUS) nicht unterlegen sind.

Methoden

Die Untersuchungen wurden mit einem Vscan™ (GE Medical Systems, Solingen, Deutschland) und einem High-end-Ultraschallgerät (Siemens Acuson X‑300 oder X‑700) durchgeführt. Sie wurden randomisiert und verblindet innerhalb von 30 min von 2 Untersuchern durchgeführt. Die Untersuchungen fanden auf der Intensivstation, der Notaufnahme und im Rettungsdienst statt. Die Ergebnisse mussten in einem Untersuchungsbogen festgehalten werden.

Ergebnisse

Es wurden 93 Patienten eingeschlossen (61 männlich, 32 weiblich, mittleres Alter 69 ± 14,76 [33–95] Jahre). In 32,6 % (30/93) der Untersuchungen mit HEUS waren die Untersuchungsbedingungen optimal und in 29,03 % (27/93), wenn das HHUS zur Anwendung kam. 50,08 % (31/61) der Untersuchungen wurden von beiden Untersuchern in der gleichen Patientenposition durchgeführt. Bei der Anwendung des HHUS ergeben sich folgende Sensitivitäten und Spezifitäten: Perikarderguss (73,68 %; 96,97 %), zur Einschätzung des Ergusses als hämodynamisch relevant (50 %; 97,67 %), Nachweis einer Rechtsherzbelastung (90,91 %; 96,72 %), Stillstand des rechten Ventrikels (100 %; 87,5 %), eine Einschränkung der linksventrikulären Pumpfunktion (91,49 %; 86,11 %), Wandbewegungsstörungen (97,29 %; 78,95 %), Aortenklappensklerose (42,86 %; 86,67 %), Aortenklappeninsuffizienz (60 %; 95 %), Mitralklappensklerose (60 %; 100 %), Mitralklappeninsuffizienz (66,67 %; 82,86 %), Trikuspidalklappeninsuffizienz (48 %; 81,48 %). Die Messergebnisse der Dimensionen eines Perikardergusses, des linken Ventrikels, des linken Vorhofs und der linksventrikulären Hinterwand zeigen jeweils eine positive Korrelation zwischen der Anwendung mit HHUS und HEUS (Κ = 0,45 bis 0,91). Die durch HHUS und HEUS bestimmten Durchmesser für das Septum und die Aortenwurzel korrelieren hingegen negativ (κ = –0,61 bis –0,86).

Diskussion

Die Anwendung der Echoskopie in der Notfall- und Intensivmedizin ist möglich und für definierte kardiale Pathologien den High-end-Ultraschallsystemen nicht unterlegen.

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Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

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Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Daniel Wastl.

Ethics declarations

Conflict of interest

D. Wastl, A. Löwe and C.F. Dietrich declare that they have no competing interests. For this study the used Vscan™ and Acuson X‑300/Acuson X‑700 were not sponsored by General Electric (GE) or Siemens.

Ethical approval

This study was approved by the ethics committee of the State Chamber of Medicine in Baden-Wuerttemberg (Landesärztekammer Baden-Württemberg) (confirmation number F‑2014-115). The patient or the patient’s legal representative gave written consent about anonymized usage of his or her data for this study and agreed to the performance of two examinations. Consent was received from all enrolled participants.

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Michael Buerke, Siegen

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Wastl, D., Löwe, A. & Dietrich, C.F. Echoscopy in scanning cardiac diseases in critical care medicine. Med Klin Intensivmed Notfmed (2022). https://doi.org/10.1007/s00063-022-00935-3

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00063-022-00935-3

Keywords

  • Point-of-care ultrasound
  • Emergency room
  • Pericardial effusion
  • Ejection fraction
  • Wall movement disorder

Schlüsselwörter

  • Point-of-Care-Ultraschall
  • Notfall
  • Perikarderguss
  • Ejektionsfraktion
  • Wandbewegungsstörung