Skip to main content

Echoscopy in scanning cardiac diseases in critical care medicine

Echoskopie zur Darstellung von Herzerkrankungen in der Notfall- und Intensivmedizin

Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin (2022)Cite this article

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.

This is a preview of subscription content, access via your institution.

Access options

Buy single article

Instant access to the full article PDF.

USD 39.95

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

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

References

  1. F P (2013) Birth of “Echoscopy”—The EFSUMB Point of View. Ultraschall in der Medizin. Eur J Ultrasound 34:92–92

    Google Scholar 

  2. Michels G, Pfister R, Hempel D (2018) Focused echocardiography in acute medicine. Med Klin Intensivmed Notfmed 113:625–630

    CAS  Article  Google Scholar 

  3. Soar J, Nolan JP, Bottiger BW, Perkins GD, Lott C, Carli P, Pellis T et al (2015) European Resuscitation Council Guidelines for Resuscitation 2015: Section 3. Adult advanced life support. Resuscitation 95:100–147

    Article  Google Scholar 

  4. Ruddox V, Stokke TM, Edvardsen T, Hjelmesaeth J, Aune E, Baekkevar M, Norum IB et al (2013) The diagnostic accuracy of pocket-size cardiac ultrasound performed by unselected residents with minimal training. Int J Cardiovasc Imaging 29:1749–1757

    Article  Google Scholar 

  5. Hagendorff A, Tiemann K, Simonis G (2013) Empfehlungen zur Notfallechokardiographie. Kardiologe 8:45–64

    Article  Google Scholar 

  6. Michels G, Zinke H, Möckel M, Hempel D, Busche C, Janssens U, Kluge S et al (2017) Empfehlungen zur Ultraschallausbildung in der internistischen Intensiv- und Notfallmedizin: Positionspapier der DGIIN, DEGUM und DGK. Kardiologe 11:285–290

    Article  Google Scholar 

  7. Wastl D, Borgmann T, Helwig K, Dietrich CF (2016) Rapid diagnostic in the emergency unit: bedside sonography. Dtsch Med Wochenschr 141:317–321

    Article  Google Scholar 

  8. Wastl D, Helwig K, Dietrich CF (2015) Examination concepts and procedures in emergency ultrasonography. Med Klin Intensivmed Notfmed 110:231–239 (quiz 240–231)

    CAS  Article  Google Scholar 

  9. Breitkreutz R, Walcher F, Seeger FH (2007) Focused echocardiographic evaluation in resuscitation management: concept of an advanced life support-conformed algorithm. Crit Care Med 35:S150–161

    Article  Google Scholar 

  10. Breitkreutz RPS, Steiger HV, Seeger FH, Ilper H, Ackermann H et al (2010) Focused echocardiographic evaluation in life support and peri-resuscitation of emergency patients: a prospective trial. Resuscitation 81(11):1527–1533

    Article  Google Scholar 

  11. Campo dell’ Orto M, Hamm C, Rolf A, Dill T, Seeger FH, Walcher F (2010) Echokardiographie als Wegweiser in der Peri-Reanimation. Kardiologe 4(5):407–424. https://doi.org/10.1007/s12181-010-0289-8

    Article  Google Scholar 

  12. Dawson MS (2015) State-of-the-art education in emergency ultrasound. Notfall Rettungsmed 18:492–496

    Article  Google Scholar 

  13. W BRH (2015) Notfallsonographie – Ausbildungs- und Ausbilderwege Ein Point-of-Care-Ultraschallverfahren. Notfall Rettungsmed 18:497–500

    Article  Google Scholar 

  14. Buck T, Breithardt OA, Faber L, Fehske W, Flachskampf FA, Franke A, Hagendorff A et al (2009) Manual zur Indikation und Durchführung der Echokardiographie. Clin Res Cardiol Suppl 4:3–51

    Article  Google Scholar 

  15. Dietrich CF et al (2017) Point of Care Ultrasound: A WFUMB Position Paper. Ultrasound Med Biol. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2016.06.021

    Article  PubMed  Google Scholar 

  16. Nielsen MB, Cantisani V, Sidhu PS, Badea R, Batko T, Carlsen J, Claudon M et al (2019) The use of handheld ultrasound devices—an EFSUMB position paper. Ultraschall Med 40:30–39

    Article  Google Scholar 

  17. Barreiros AP, Cui XW, Ignee A, De Molo C, Pirri C, Dietrich CF (2014) EchoScopy in scanning abdominal diseases: initial clinical experience. Z Gastroenterol 52:269–275

    CAS  Article  Google Scholar 

  18. Barreiros AP, Dong Y, Ignee A, Wastl D, Dietrich CF (2019) EchoScopy in scanning abdominal diseases; a prospective single center study. Med Ultrason 21:8–15

    Article  Google Scholar 

  19. Fröhlich E et al (2020) Point of care ultrasound in geriatric patients: prospective evaluation of a 308 ultrasound device. Ultraschall Med. https://doi.org/10.1055/a-0889-8070

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Reant P, Dijos M, Arsac F, Mignot A, Cadenaule F, Aumiaux A, Jimenez C et al (2011) Validation of a new bedside echoscopic heart examination resulting in an improvement in echo-lab workflow. Arch Cardiovasc Dis 104:171–177

    Article  Google Scholar 

  21. Pe REZDEILP, Moreno F, Garcia Saez JA, Clavero M, Moreno N, Aguado DELARCA, F JADEA et al (2015) Efficacy and learning curve of a hand-held echocardiography device in an oncology outpatient clinic: Expanding the use of echoscopic heart examination beyond cardiology. Mol Clin Oncol 3:820–824

    Article  Google Scholar 

  22. Scholten C, Rosenhek R, Binder T, Zehetgruber M, Maurer G, Baumgartner H (2005) Hand-held miniaturized cardiac ultrasound instruments for rapid and effective bedside diagnosis and patient screening. J Eval Clin Pract 11:67–72

    Article  Google Scholar 

  23. Coletta C, De Marchis E, Lenoli M, Rosato S, Renzi M, Sestili A, Romano P et al (2006) Reliability of cardiac dimensions and valvular regurgitation assessment by sonographers using hand-carried ultrasound devices. Eur J Echocardiogr 7:275–283

    Article  Google Scholar 

  24. Lafitte S, Perron JM, Lebouffos V, Reant P, Laplace G, Calderone J, Janvier G et al (2004) “Optigo” hand-held echocardiography in post-surgery of coronary artery bypass graft. Ann Fr Anesth Reanim 23:21–25

    CAS  Article  Google Scholar 

  25. Atkinson PR, Beckett N, French J, Banerjee A, Fraser J, Lewis D (2019) Does point-of-care ultrasound use impact resuscitation length, rates of intervention, and clinical outcomes during cardiac arrest? A study from the Sonography in hypotension and cardiac arrest in the emergency department (ShoC-ED) investigators. Cureus 11:e4456

    PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  26. Mantuani D, Frazee BW, Fahimi J, Nagdev A (2016) Point-of-care multi-organ ultrasound improves diagnostic accuracy in adults presenting to the emergency department with acute Dyspnea. West J Emerg Med 17:46–53

    Article  Google Scholar 

  27. Melamed R, Sprenkle MD, Ulstad VK, Herzog CA, Leatherman JW (2009) Assessment of left ventricular function by intensivists using hand-held echocardiography. Chest 135:1416–1420

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Medizinische Klinik, Krankenhaus Nordwest, Steinbacher Hohl 2–26, 60488, Frankfurt am Main, Germany

    Daniel Wastl

  2. Department Allgemeine Innere Medizin (DAIM), Kliniken Hirslanden Beau Site, Salem und Permanence, Bern, Switzerland

    Axel Löwe & Christoph F. Dietrich

Authors
  1. Daniel Wastl
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Axel Löwe
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Christoph F. Dietrich
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

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.

Additional information

Redaktion

Michael Buerke, Siegen

figure qr

Scan QR code & read article online

Supplementary Information

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

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

Download citation

  • Received:

  • Revised:

  • Accepted:

  • Published:

  • 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