Muscular Ultrasound, Syndecan-1 and Procalcitonin Serum Levels to Assess Intensive Care Unit-Acquired Weakness

• Published in: Canadian journal of neurological sciences Vol. 46; no. 2; pp. 234 - 242
• Main Authors: Patejdl, Robert, Walter, Uwe, Rosener, Sarah, Sauer, Martin, Reuter, Daniel A., Ehler, Johannes
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: New York, USA Cambridge University Press 01.03.2019
• Subjects: Adult; Aged; Aged, 80 and over; Anesthesia; Biomarkers - blood; Female; Humans; Illnesses; Inflammation; Intensive care; Intensive Care Units - trends; Laboratories; Longitudinal Studies; Male; Middle Aged; Mortality; Muscle Weakness - blood; Muscle Weakness - diagnostic imaging; Muscle, Skeletal - diagnostic imaging; Original Article; Pathogenesis; Patients; Physiology; Pilot Projects; Procalcitonin - blood; Prospective Studies; Syndecan-1 - blood; Ultrasonic imaging; Visualization; Vitamin deficiency; United States > US; Muscular ultrasound; Critical illness myopathy; Critical illness polyneuropathy; Electrophysiology; Neuromuscular dysfunction; Diagnosis; Intensive care unit
• ISSN: 0317-1671; 2057-0155
• DOI: 10.1017/cjn.2018.390

Background: Intensive care unit-acquired weakness (ICU-AW) is associated with poorer outcome of critically ill patients. Microcirculatory changes and altered vascular permeability of skeletal muscles might contribute to the pathogenesis of ICU-AW. Muscular ultrasound (MUS) displays increased muscle echogenicity, although its pathogenesis is uncertain. Objective: We investigated the combined measurement of serum and ultrasound markers to assess ICU-AW and clinical patient outcome. Methods: Fifteen patients and five healthy controls were longitudinally assessed for signs of ICU-AW at study days 3 and 10 using a muscle strength sum score. The definition of ICU-AW was based on decreased muscle strength assessed by the muscular research council-sum score. Ultrasound echogenicity of extremity muscles was assessed using a standardized protocol. Serum markers of inflammation and endothelial damage were measured. The 3-month outcome was assessed on the modified Rankin scale. Results: ICU-AW was present in eight patients, and seven patients and the control subjects did not develop ICU-AW. The global muscle echogenicity score (GME) differed significantly between controls and patients (mean GME, 1.1 ± 0.06 vs. 2.3 ± 0.41; p = 0.001). Mean GME values significantly decreased in patients without ICU-AW from assessment 1 (2.30 ± 0.48) to assessment 2 (2.06 ± 0.45; p = 0.027), which was not observed in patients with ICU-AW. Serum levels of syndecan-1 at day 3 significantly correlated with higher GME values at day 10 (r = 0.63, p = 0.012). Furthermore, the patients’ GME significantly correlated with mRS at day 100 (r = 0.67, p = 0.013). Conclusion: The combined use of muscular ultrasound and inflammatory biomarkers might be helpful to diagnose ICU-AW and to predict long-term outcome in critical illness. Utiliser l’échographie des muscles et les niveaux sériques de CD138 et de procalcitonine pour évaluer des patients atteints du syndrome de faiblesse acquise aux soins intensifs. Contexte: Le syndrome de faiblesse acquise aux soins intensifs est associé, chez des patients gravement malades, à une évolution davantage défavorable de leur état de santé. À cet effet, il est possible que des modifications de nature microcirculatoire ainsi qu’une perméabilité vasculaire altérée des muscles squelettiques contribuent à la pathogénèse de ce syndrome. Des échographies des muscles peuvent certes indiquer une échogénicité accrue des muscles ; cela dit, la pathogénèse de ce signe clinique demeure incertaine. Objectif: Nous avons analysé la capacité combinée de mesure d’un sérum et de marqueurs utilisés lors d’échographies afin d’évaluer, chez des patients, le syndrome de faiblesse acquise aux soins intensifs ainsi que l’évolution de leur état de santé. Méthodes: Aux jours 3 et 10 de cette étude, quinze patients et cinq témoins en santé ont été évalués de façon longitudinale afin de détecter des signes de faiblesse, et ce, en utilisant un score global mesurant leur force musculaire : le Muscular Research Council-Sum Score (MRC-SS). L’échogénicité de l’extrémité des muscles a été mesurée au moyen d’un protocole normalisé. De plus, des marqueurs sériques d’inflammation et de lésions endothéliales ont été eux aussi mesurés. Au bout de 3 mois, l’évolution de l’état de santé des patients a été évaluée à l’aide de l’échelle de Rankin modifiée. Résultats: Le syndrome de faiblesse acquise aux soins intensifs s’est révélé présent chez huit patients; aucun témoin ne l’a par ailleurs développé. Le score global d’échogénicité des muscles (SGEM) des témoins a différé de façon notable de celui des patients (SGEM moyen 1,1 ± 0,06 contre 2,3 ± 0,41 ; p = 0,001). Les valeurs moyennes au SGEM ont par ailleurs diminué de façon significative chez les patients non atteints par ce syndrome si on compare le jour 3 (2,30 ± 0,48) au jour 10 (2,06 ± 0,45 ; p = 0,027), ce qui n’a pas été observé chez les patients qui en étaient atteints. Les niveaux sériques de protéine CD138 au jour 3 sont apparus étroitement liés à des valeurs plus élevées au SGEM au jour 10 (r = 0,63 ; p = 0,012). En terminant, soulignons que le SGEM des patients est apparu nettement corrélé à l’échelle de Rankin modifiée au jour 100 (r = 0,67 ; p = 0,013). Conclusion: L’utilisation combinée d’échographies des muscles et de biomarqueurs inflammatoires pourrait donc s’avérer utile pour diagnostiquer le syndrome de faiblesse acquise aux soins intensifs et prédire l’évolution de santé à long terme de patients atteints de graves maladies.