Results of ultrasonic examination of patients with internal bleeding and multiple injury at the prehospital stage: a literature review

Purpose: review and systematisation of publications in scientific medical literature devoted to ultrasound examination of trauma patients at the prehospital stage.  Materials and methods: a   search in scientific databases SCOPUS, Cochrane, PubMed, Russian Science Citation Index (RSCI) by key words: polytrauma, haemorrhage, evacuation of victims, ultrasound examination (US) was carried out. We analysed 46  literature sources  —    2   domestic and 44  foreign,  including data of meta ‑ analyses and systematic reviews; 23   studied articles were published in the last 5  years.  Results:  according to a   number  of scientific studies, ultrasound examination can be successfully used in patients with polytrauma at the prehospital stage, including during air ambulance evacuation on board a   helicopter. Ultrasound examination according to the FAST protocol reduces the time to surgical intervention by 64–76%, reduces the need for radiation exposure, the incidence of complications after injury and the duration of the patient’s hospital stay. According to some authors, the sensitivity, specificity, positive and negative predictive value of the method in detecting intra–abdominal injuries and haemorrhage are 28–76%, 83–97%, 87–96% and 37–94%, respectively, which makes it an important tool for examination of an urgent patient, especially with unstable haemodynamics, influencing the treatment tactics. For the paediatric population in the diagnosis of haemoperitoneum, according to a   meta‑analysis, the specificity of US leaves 95%, sensitivity   —  66%.  The method can be successfully applied in the work of aeromedical teams on board an air ambulance helicopter: according to a   systematic  review and meta‑analysis, the overall sensitivity of ultrasound in the diagnosis of pneumothorax during air ambulance evacuation is 61%, specificity  —  99%.  Conclusion: considering the analysed data from large randomised trials, meta‑analyses and systematic reviews, the use of ultrasound allows to make the right decisions regarding the tactics of treatment of the urgent patient, its transportation and choice of hospital, reduces the number of examinations, shortens the time to get the patient to the operating room and the duration of hospital stay, positively affects the outcome of the disease.

1. World  Health  Organization.  Life   expectancy  and   leading   causes   of   death   and   disability.   Available  at:  https://www.who.int/data/gho/data/themes/mortality-and-global-health-estimates. Access date: 24.07.2023 (In Russ.).

2. Stengel  D.,  Leisterer  J.,  Ferrada   P.  et   al.  Point-of-care  ultrasonography  for   diagnosing  thoracoabdominal   injuries  in   patients  with   blunt  trauma  / /   Cochrane Database Syst. Rev. 2018.   V ol.  12,  N о.  12.   C D012669.  https://doi.org/10.1002/14651858.CD012669.pub2.

3. Brockamp   T.,  Nienaber  U.,  Mutschler  M.  et   al.  Predicting  on  going   hemorrhage   and   transfusion   requirement   after  severe   trauma:   a  validation   of   six  scoring  systems   and   algorithms  on  the   Trauma  Register  DGU  // Critical Care. 2012.  Vol. 16, Nо. 4.  P. 129.

4. Bloom  B.A.,  Gibbons   R. C.  Focused   Assessment  with  Sonography   for   Trauma.  2020  //  StatPearls [Internet].  Treasure Island  (FL): Stat  Pearls  Publishing. PMID: 29261902.

5. Keikha  M.,  Salehi-Marzijarani  M.,  Soldoozi   Nejat  R.  et   al.  Diagnostic  Accuracy  of   Rapid   Ultrasound  in   Shock   (RUSH)   Exam;  A Systematic  Review  and   Meta-analysis  //  Bull. Emerg. Trauma.  2018.   Vol. 6,   Nо.  4.   P. 271– 278.  https://doi.org/10.29252/beat-060402.

6. Rice  J .A.,   Brewer   J .,   Speaks   T .  et  al.   The  POCUS   Consult:  How  Point   of   Care  Ultrasound   Helps   Guide  Medical   Decision  Making  //  International Journal of General Medicine.   2021.   Vol. 14.  P. 9789–9806.   https://doi.org/10.2147/ijgm.s339476.

7. Miller  M.T.,  Pasquale  M. D.,  Bromberg  W. J.   et   al.  Not  so   FAST   // J. Trauma.  2003.   Vol. 54,  Nо.  1.   P. 52–59;  discussion  59–60. https://doi.org/10.1097/00005373–200301000–00007.

8. Carter  J.W.,   Falco M. H.,  Chopko M. S.   et   al.  Do  we  really   rely   on  fast   for  decision-making  in   the   management   of   blunt   abdominal  trauma?  //  Injury.   2015.   Vol. 46,  Nо. 5.   P. 817–821.   https://doi.org/10.1016/j.injury.2014.11.023.

9. Stengel  D.,  Rademacher  G.,  Ekkernkamp  A.  et   al.  Emergency  ultrasound-based   algorithms  for  diagnosing  blunt  abdominal  trauma   //  Cochrane Database Syst. Rev.  2015.   Sep.  14.2015(9).CD004446.  https://doi.org/10.1002/14651858.

10. Sutarjono   B.,  Kessel  M.,  Aleksander  D.,  Grewal  E.  Is   it   time  to   rethink   FAST?  A systematic  review  and   meta-analysis   of   Contrast-Enhanced   Ultrasound  (CEUS)   and   conventional  ultrasound  for   initial  assessment  of   abdominal   trauma   //  BMC Emerg. Med .   2023.   Vol. 23,  Nо.  1.   P. 8.   https://doi.org/10.1186/s12873–023–00771–4.

11. Smith  Z .A.,   Wood   D .   Emergency  focussed   assessment   with   sonography  in   trauma  ( FAST)  and  haemodynamic  stability  // Emerg. Med. J.  2014.  Vol. 31. P. 273–277.

12. O’Dochartaigh  D.,  Douma  M.  Prehospital  ultrasound  of   the   abdomen  and   thorax  changes   trauma   patient  management:   A   systematic   r eview   / /   I njury .   2 015.Vol.46.N.11.P.2093–2102.  h ttps://doi.org/10.1016/j.injury.2015.07.007.

13. Nural  M.S.,  Yardan  T.,  G ü ven   H.,  Baydin  A.,  Bayrak  I.  K.,  Kati  C.  Diagnostic  value  of   ultrasonography   in   the   evaluation  of  blunt abdominal  trauma // Diagn. Interv. Radiol. 2005.  Vol. 11, Nо. 1.  P. 41–44.

14. Waheed  K.  B.,  Baig A. A.,  Raza A.  et   al.  Diagnostic  accuracy  of   focused   assessment  with  sonography  for  trauma  for   blunt   abdominal   trauma   in   the   eastern   region  of   Saudi   Arabia  //  Saudi Medical Journal.  2018.   Vol. 39,  Nо. 6.  P. 598–602.  https://doi.org/10.15537/smj.2018.6.22031.

15. Planquart   F.,  Marcaggi E.,  Blondonnet R.  et   al.  Appropriateness  of   Initial   Course  of   Action  in   the   Management  o f   B lunt   Trauma  Based   o n   a  Diagnostic   Workup   I ncluding  a n   E xtended   U ltrasonography  Scan  //  JAMA Netw Open. 2022.  Vol. 5.N12.e2245432. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2022.45432.

16. Kim  T.   A.,  Kwon J.,  Kang B. H. Accuracy  of   Focused   Assessment  with  Sonography  for  Trauma  (FAST)  in   Blunt  Abdominal  Trauma //  Emergency Medicine International. 2022.  8290339. https://doi.org/10.1155/2022/8290339.

17. Rowell  S.E.,  Barbosa   R. R.,  Holcomb  J.  B.  et   al.  The   focused   assessment  with  sonography   in   trauma   (FAST)   in   hypotensive   injured   patients   frequently  fails  to   identify   the   need  for   laparotomy:   a  multi-institutional  pragmatic   study   //  Trauma Surg. & Acute Care Open.   2019.   Nо.  4.   e000207.  https://doi.org/10.1136/tsaco-2018–000207.e000207.

18. Fleming   S.,  Bird R.,  Ratnasingham K.  et   al.  Accuracy  of   FAST   scan  in   blunt  abdominal   trauma  in   a  major  London  trauma centre  //  Int. J. Surg. 2012.  Vol. 10. Nо. 9. P. 470–474. https://doi.org/10.1016/j. ijsu.2012.05.011.

19. Kumar  S.,   Bansal  V.  K.,   Muduly   D.  K.   et   al.   Accuracy   of   Focused  Assessment   with   Sonography  for  Trauma  (FAST)   in   Blunt  Trauma  Abdomen-A  Prospective  Study   //  Indian J. Surg. 2015.   Vol. 77 (Suppl.   2).  P. 393–397.  https://doi.org/10.1007/s12262–013–0851–2.

20. Engles  S.,  Saini N. S.,  Rathore  S.  Emergency  Focused   Assessment  with  Sonography  in   Blunt  Trauma  Abdomen  //  International Journal of Applied & Basic Medical Research.   2019.   Vol. 9,   Nо.  4.   P. 193–196.  https://doi.org/10.4103/ijabmr.ijabmr_273_19.

21. Natarajan  B.,  Gupta   PK.,  Cemaj   S.   et   al.  FAST   scan:  is   it   worth   doing   in   hemodynamically  stable   blunt  trauma   patients?   //  Surgery .   201 0.   Vol.  148,   Nо.  4.   P.  695–700;   discussion   700 –701.   https://doi.org/10.1016/j.surg.2010.07.032.

22. Sirlin   C.B.,  Brown  M. A.,  Andrade-Barreto  O. A.  et   al.  Blunt   abdominal   trauma:   clinical   value   of   negative  screening   US  scans   //  Radiology .   2004.   Vol. 230,  Nо. 3.   P.  661–668.   https://doi.org/10.1148/radiol.2303021707.

23. Matsushima  K.,  Khor  D.,  Berona  K.  et   al.  Double  Jeopardy  in   Penetrating  Trauma:  Get  FAST,  Get  It   Right  //  World J. Surg. 2018.  Vol. 42, Nо. 1.  P. 99–106. https://doi.org/10.1007/s00268–017–4162–9.

24. Quinn   AC,   Sinert  R. What  is   the   utility  of   the   Focused   Assessment  with  Sonography  in   Trauma  (FAST)   exam  in   penetrating   torso   trauma?  //  Injury.   2011.   Vol. 42,  Nо. 5.   P. 482–487.   https://doi.org/10.1016/j.injury.2010.07.249.

25. Lucas   B.,  Hempel  D.,  Otto  R.  et   al.  Prehospital  FAST   reduces   time  to   admission   and   operative  treatment:  a  prospective,   randomized,   multicenter  trial  //  Eur. J. Trauma Emerg Surg. 2022.   Vol. 48,  Nо.  4.   P. 2701–2708.   https://doi.org/10.1007/s00068–021–01806-w.

26. Arias  E.,  MacDorman  M. F.,  Strobino  D. M.,  Guyer   B.  Annual  summary  of   vital  statistics-2002  //   Pediatrics .  2003.  Vol. 112. P. 1215–1230.

27. Fox   JC.,   Boysen  M.,  Gharahbaghian  L.  et   al.  Test  characteristics  of   focused   assessment  of   sonography   for   trauma  for  clinically  significant  abdominal   free   fluid  in   pediatric  blunt  abdominal   trauma  //  Acad. Emerg. Med.   2011.  Vol. 18, Nо. 5.  P. 477–482.  https://doi.org/10.1111/j.1553–2712.2011.01071.x.

28. Holmes  J.F.,  Gladman  A.,  Chang  C. H.  Performance  of   abdominal   ultrasonography   in   pediatric  blunt   trauma   patients:  a  meta-analysis  //  J. Pediatr. Surg.  2007.   Vol. 42,  Nо.  9.   P. 1588–1594.   https://doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2007.04.023.

29. Bahrami-Motlagh  H.,  Hajijoo  F.,  Mirghorbani  M.  et   al.Test  characteristics  of   focused   assessment  with  sonography   for   trauma   (FAST),   repeated  FAST,  and   clinical   exam   in   prediction   of   intra-  abdominal   injury   in   children   with  blunt  trauma  //  Pediatr. Surg. Int.  2020.   Vol. 36,  Nо.  10.  P. 1227–1234.   https://doi.org/10.1007/s00383–020–04733-w.

30. Calder  B.W.,   Vogel A. M.,  Zhang  J.   et   al.  Focused   assessment  with  sonography  for  trauma  in   children   after  blunt  abdominal   trauma:   A multi-institutional   analysis   //  J. Trauma Acute Care Surg. 2017.   Vol. 83,  Nо.  2.   P. 218– 224. https://doi.org/10.1097/TA.0000000000001546.

31. Rajabzadeh  Kanafi A.,  Giti  M.,  Gharavi  M. H.  еt   al.  Diagnostic  accuracy  of   secondary   ultrasound  exam  in   blunt  abdominal  trauma // Iran J. Radiol. 2014.  Vol. 11, Nо. 3.  e21010.  https://doi.org/10.5812/iranjradiol.21010.

32. Blackbourne   LH.,  Soffer  D.,  McKenney  M.  et   al..   Secondary   ultrasound  examination   increases  the   sensitivity   of   the   FAST   exam   in   blunt  trauma   //  J. Trauma .   2004.   Vol. 57,  Nо.  5.   P. 934–938.  https://doi.org/10.1097/01.ta.0000149494.40478.e4.

33. Levy  B.E.,  Castle   J.  T.,  Virodov   A.  et   al.  Artificial  Intelligence   Evaluation  of   Focused   Assessment  with  Sonography   In  Trauma   // J. Trauma Acute Care Surg.   2023.   May  11.   https://doi.org/10.1097/TA.0000000000004021.

34. Gumenyuk  S. A.,  Aleksanin  S. S.,  Shchikota  A. M.,  Yarema   V. I.,  Pogonchenkova  I.  V.  Diagnostic  ultrasound  examinations   during  the   evacuation  of   urgent  patients   by  an  ambulance   helicopter:  a  review  of   the   literature.   Medico-biological and socio-psychological problems of safety in emergency situations , 2022,  No. 2,  pp. 42–51 (In Russ.)].

35. Gumenyuk   S.  A.,  Aleksanin  S.  S.,  Yarygin   N. V.  Evaluation  of   the   effectiveness  of   work  and   prospects  for   the   development   of   air  ambulance  in   a  metropolis  on  the   example   of   Moscow,  Disaster Medicine,   2022,   No.  1,   pp. 71–77 (In Russ.)].

36. Hilbert-Carius   P.,  Struck M. F.,  Rudolph  M.  et   al.  POCUS  in   HEMS   collaborators.  Point-of-care   ultrasound   (POCUS)  practices  in   the   helicopter  emergency   medical  services   in   Europe:  results  of   an  online   survey  //   Scand J. Trauma Resusc. Emerg. Med. 2021.  Vol. 29, Nо. 1. Р. 124. https://doi.org/10.1186/s13049–021–00933-y.

37. O’Dochartaigh   D.,  Douma  M.,  MacKenzie  M.  Five-year  Retrospective  Review  of   Physician  and   Non-physician   P erformed  Ultrasound   in   a   Canadian   Critical   Care  Helicopter  Emergency  Medical   Service   / /   Prehosp. Emerg. Care. 2017.  Vol,  21, Nо. 1.  P. 24–31. https://doi.org/10.1080/10903127.2016.1204036.

38. Lenz  T.J.,  Phelan  M. B.,  Grawey  T.  Determining   a  Need  for   Point-of-Care  Ultrasound  in   Helicopter   Emergency  Medical  Services   Transport   // Air Med. J.  2021.   Vol. 40,  Nо.  3.   P. 175–178.  https://doi.org/10.1016/j.amj.2021.01.003.

39. O’Dochartaigh   D.,  Douma M.,  Alexiu C.,  Ryan S.,  MacKenzie M. Utilization  Criteria   for  Prehospital  Ultrasound  in   a  Canadian  Critical  Care  Helicopter   Emergency  Medical  Service:   Determining   Who  Might  Benefit  //  Prehosp. Disaster Med. 2017.  Vol. 32, Nо. 5.  P. 536–540.  https://doi.org/10.1017/S1049023X1700646X.

40. Neesse  A.,  Jerrentrup  A.,  Hoffmann   S.   et   al.  Prehospital  chest   emergency  sonography   trial  in   Germany:  a prospective study  // Eur. J. Emerg. Med. 2012.  Vol. 19, Nо. 3.  P. 161–166.

41. Yates  J.G.,  Baylous   D.  Aeromedical   ultrasound:  the   evaluation  of   point-of-care  ultrasound  during  helicopter   transport  // Air Med..J. 2017.  Vol. 36, Nо. 3.  P. 110–115.

42. Strony  R.,  Slimmer  K.,  Slimmer  S.Helicopter  Emergency  Medical  Services  Performed  Extended  Focused   Assessment  With  Sonography:   Training,  Workflow,  and   Sustainable  Quality  //  Air Med. J. 2022.   Vol. 41,  Nо.  2.   P. 209–216.  https://doi.org/10.1016/j.amj.2021.11.005.

43. Press   G .M.,  Miller   S.  K.,   Hassan   I.  A.   et   al.   Prospective   evaluation  of   prehospital   trauma  ultrasound   during   aeromedical   transport   //  J. Emerg. Med.  2014  Vol.  4,  Nо. 6.   P. 638–645.   https://doi.org/10.1016/j.jemermed.2014.07.056.

44. Partyka   C.,  Coggins   A.,  Bliss  J.   et   al.  A multicenter  evaluation  of   the   accuracy  of   prehospital  eFAST  by  a  physicians taffed   helicopter  emergency  medical   service   / /   Emerg. Radiol.  2 022.  V ol. 29,  N о. 2.  P . 299–306.  https://doi.org/10.1007/s10140–021–02002–4.

45. Ketelaars  R.,  Holtslag  J.  J.M.,  Hoogerwerf N. Abdominal  prehospital  ultrasound  impacts   treatment   decisions  in   a  Dutch   Helicopter   Emergency  Medical  Service  //  Eur. J. Emerg. Med.   2018.   Vol. 26,  Nо.  4.   P. 277–282.  https://doi.org/10.1097/MEJ.0000000000000540.

46. Griffiths  E.  Helicopter   emergency  medical  services   use  of   thoracic   point  of   care   ultrasound  for   pneumothorax:  a  systematic  review  and   meta-analysis  //  Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine. 2021.  Vol. 29, Nо. 1.  P. 163. https://doi.org/10.1186/s13049–021–00977–0.