床旁即时超声技术在上气道管理中的应用进展

桂敏陶坤明陆智杰

海军医院麻醉科，上海

国际麻醉学与复苏杂志,,42(03):-.

DOI：10./cma.j.cn-?

REVIEWARTICLES

随着超声设备的不断完善，临床医师运用超声能力的不断提升以及超声具有无辐射、无创性和携带方便等优点，使得其在临床中的使用越来越广泛[1]。年年底暴发的新型冠状病毒肺炎疫情给全球造成了极大影响，床旁即时超声（point?of?careultrasound,POCUS）通过观察肺周“B”线的增多或融合、实变、肺支气管征等进行新型冠状病毒肺炎的诊断，同时可对影响重症及危重新型冠状病毒肺炎患者康复的呼吸道疾病进行准确诊断，提高治疗效果、缩短治疗时间[2]。对麻醉医师而言，起初POCUS技术在麻醉中主要应用于辅助麻醉医师进行区域神经阻滞及引导动静脉穿刺置管，POCUS提高了有创操作的成功率并减少并发症的发生。然而，近年来已经有POCUS技术成功应用于气道管理的报道[3]，本文主要介绍POCUS技术在上气道管理中的国内外最新研究进展。

1上气道解剖结构在超声下的显示

1.1　扁桃体在超声下的显示

扁桃体的三维大小可以通过超声进行测量[4]。患者取仰卧位，头偏向对侧，高频线性探头（6~13MHz）设置为12MHz，深度设置为4cm，根据不同患者的软组织显影调整增益，通常在50%~70%，根据扁桃体的位置对聚焦深度进行调整（图1）。有研究显示，腺样体肥大、扁桃体肥大是儿童最常见的与阻塞型睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructivesleepapneahypopneasyndrome,OSAS）相关的解剖学异常，与腺样体、扁桃体切除术相关的围手术期并发症在患有严重OSAS的儿童中更为常见[5]。该研究证实了超声作为术前测量儿童扁桃体的工具，可用于预测OSAS患儿在腺样体、扁桃体切除术后出现术后并发症的风险。而在成年人，扁桃体的体积和分级与OSAS亦存在相关性[6]。所以临床上快速测出扁桃体的体积与分级对全身麻醉术后评估气道并发症的发生有辅助作用。

1.2　会厌结构在超声下的显示

Werner等[7]在18~50岁人群中做了一项研究，运用POCUS技术显示会厌结构，使用6~13MHz线性探头对每个受试者的前颈部进行长轴和短轴扫描（图2）。可以监测到会厌的厚度男性平均为（2.49±0.13）mm，女性平均为（2.34±0.13）mm。急性会厌炎是一种严重的危及生命的疾病，POCUS技术可以辅助进行早期诊断。将B超探头横向放置在患者颈部，患者呈嗅状位，在甲状舌骨平面，会厌增厚的高回声表现与舌骨形成一个“字母P符号”[8]，是急诊医师鉴别急性会厌炎的标志。

1.3　声带结构在超声下的显示

声带是折叠的黏膜，在甲状软骨的内表面呈一定角度附着，并向后突出到两侧的杓状软骨。超声检查声带时，将探头置于甲状软骨的横断面上，真实的声带是两个三角形的低回声结构，位于高回声韧带的内侧，较浅的甲状软骨和较深的声带，同时超声还可以对声带活动进行动态评估（图3）。在发声和呼吸过程中可以观察到声带的内收和外展运动。通过B超还可以识别基本的声带病变，如肿块或声带麻痹[4]。

1.4　甲状软骨、环状软骨和气管环在超声下的显示

将超声探头横向放置于胸骨切迹处，可以观察到气管环是由低回声（软骨）和高回声（组织?空气边界）组成的C型结构。将探头旋转90°置于气管中线上，在纵轴平面，先在白色高回声线（空气组织边界）的上方可以看到一些暗的低回声环，类似于一串珍珠，为气管环。将探头向头侧移动会出现一枚较大的珍珠，即为环状软骨（图4）。继续将探头往头侧移动，可看见一个凸起的低回声环为甲状软骨，甲状软骨和环状软骨连接处即为环甲膜（图5?）。

在横轴平面，探头放置于甲状软骨平面，可见高回声的三角形结构，为甲状软骨（图5?），将探头向尾侧移动可见一高回声白线，这是由环甲膜黏膜内衬的空气组织边界回声引起，即为环甲膜（图5?），下方通常有平行白线（混响产物），探头再往下移动出现一个黑色的C结构，即为环状软骨（图5?），继续再往下移动探头，出现由低回声（软骨）和高回声（组织?空气边界）构成的马蹄形C结构，即为气管环（图4）[9]。

2POCUS技术在上气道管理中的应用

2.1　困难气道的评估

研究报道显示，有8%~13%的困难气道发生在手术室外，如院前急救站、急诊科、ICU等[9]，因此临床医师需要及时识别和评估潜在的困难气道，以便充分准备相应的设备和工具。颈短、肥胖、OSAS、小下颌、颈部外伤等患者都必须对气道进一步评估。目前临床中常用的气道评估方法为Mallampati评分，对喉镜检查困难的预测仅为51%~53%，对面罩通气困难的预测为17%[10]，而面罩有效通气在插管失败的情况下至关重要。因此，运用POCUS技术预测疑似面罩通气困难患者，被视为插管前评估的重要辅助手段。在Alessandri等[11]的研究中，用超声分别监测了皮肤至舌骨之间的距离、皮肤至会厌之间的距离、皮肤至胸骨上切迹的气管环之间的距离、皮肤至声带前联合之间的距离以及皮肤至甲状腺峡部之间的距离，研究发现面罩通气困难和喉镜检查困难与皮肤至舌骨之间的距离具有更好的相关性，预测值约为61%。因此，可以利用POCUS降低未预测的面罩通气困难以及喉镜检查困难的发生率。

2.2　气管导管型号、位置和深度的确认

气管导管内径的适当选择对需要机械通气的患者至关重要，特别是对儿科患者，气管插管内径过大可引起气道水肿，严重时可导致拔管失败和声门下狭窄发生，而过小则会导致通气不良，增加气体流动阻力和误吸的风险。用POCUS技术预测气管导管的直径[12]，首先将超声探头置于颈前部横轴平面，超声下识别声带后将探头移动至环状软骨水平，在环状软骨水平测量气管横向直径，定义为声门下直径。有研究显示根据公式：气管导管内径=0.×声门下直径?0.，计算出气管导管内径，再通过压力泄露试验，验证出由该公式推算出的气管内径型号准确率明显优于基于年龄和身高公式计算出的气管导管内径型号[12?13]。

临床工作中，正确判断气管导管的位置尤为重要[3]。年《高级心脏生命支持指南》提出观察呼气末二氧化碳波形是确认气管导管位置的金标准，但有一定的局限性。首先，二氧化碳的监测需要依赖足够的肺血流；其次，必须维持多次呼吸才能确认气管导管的位置；第三，在气道阻塞或使用肾上腺素的情况下，二氧化碳检测法可能提供假阴性结果[14]。POCUS技术可在不依赖肺血流的情况下确认气管导管位置，具有一定的优势。在熟练操作者中，POCUS技术确认气管导管位置的时间明显短于呼气末二氧化碳检测时间，被认为是一个有价值的辅助手段[14?18]，选择胸骨切迹平面，采用横轴技术观察，大多数研究都采用以下3种标志（表1）。研究表明超声判断气管导管误入食管的灵敏度和特异性均为%[19]。此外，超声还可以观察胸膜界面的肺滑动征[20]。

确认气管导管深度同样至关重要，导管插入过深会刺激到隆突，甚至会出现单肺通气、低氧血症等并发症，而插管过浅，气管套囊可能会压迫声带导致声带损伤，压迫喉返神经，甚至出现气管脱出。合适的气管插管深度应是导管远端距隆突2~5cm，气管套囊近端距声带1.5~2.5cm[21]。早在年就有研究利用超声波获得了用盐水灌注气管套囊的清晰图像。向气管导管的气囊里注入生理盐水取代空气，超声可观察黑色无回声的液体区域及呈双轨道征的气管导管壁，从而确认气管导管套囊的位置[20]。Chen等[21]已成功完成了通过测试注入生理盐水的气管套囊近缘与声带之间的距离而判断气管导管的深度是否合适的试验。

2.3　喉罩（laryngealmaskairway,LMA）位置的确认

在插管困难或失败的情况下，快速放置LMA可提供足够的通气。Kim等[22]在儿童中进行了一项观察性研究，比较上气道POCUS技术与纤维支气管镜检查技术在评估LMA位置的有效性。在该研究中，超声下LMA位置的评估是通过比较LMA置入前后杓状软骨位置变化，根据突起的杓状软骨在垂直线上的位置进行分级（0级：水平的杓状软骨；1级：标高以垂直线下移1/3为限；2级：中间1/3的垂直线；3级：垂直线的上1/3）。通过Kim等[22]的研究表明，超声显示杓状软骨的位置分级与纤维支气管镜观察LMA旋转级别有显著相关性，可以根据POCUS下勺状软骨的位置来调整喉罩的旋转角度，减少因纤维支气管镜观察而造成的气道损伤。

2.4　环甲膜切开术

尽管环甲膜切开术目前较为普及，但当无创通气失败，临床医师紧急实施环甲切开术的成功率仍然很低[23?24]。仅靠触觉和视诊缺乏准确识别环甲膜的能力[25?28]，是导致环甲膜切开术低成功率的重要原因[29]。Curtis等[30]证明了超声引导下环甲膜切开的可行性，鉴别环甲膜的时间不到4s，完成环甲膜切开时间不到0.5min。所以为了提高环甲膜切开术的成功率，建议在行紧急环甲膜切开术前所有患者均应进行准确的环甲膜定位[31?32]。目前有纵轴的SOP（stringofpearls）技术（图4、图5?）和横轴的TACA（thyroidcartilage,airline,cricoidcartilage,airline）技术（图5?、?、?），均可准确定位环甲膜[33]。

2.5　经皮气管切开术

在不能安全、有效地控制患者气道时，经皮气管切开术在临床的应用日渐广泛，及时准确地定位气管至关重要。有些患者，如颈部短而粗的肥胖患者，颈部肿块患者，曾行颈部手术或放疗等其他疾病导致气管偏移的患者[34]，识别气管就是一项巨大的挑战，所以术前使用POCUS定位气管结构是非常有用的辅助手段[35]。研究发现，超声引导气管切开术可明显缩短操作时间，降低缺氧发生率[36]。超声可以识别气管上覆盖的血管和病变组织，测量皮肤到气管壁的实际深度，避免穿破气管后壁，识别气管和气管环之间的最佳间隙，提高气管切开术的成功率[9]。

2.6　拔管后喘鸣的预测

长时间气管插管对气道产生摩擦和挤压，2%~15%的患者会出现喉部水肿，表现为呼吸窘迫和呼吸“喘鸣”[37]，这一并发症可能导致再次插管，增加患者的病死率。因此，需要用客观的方法来评估这一并发症，并提前进行适当的治疗。目前最常用的方法为有套囊泄露试验[37]，但是很多研究表明其敏感度和特异性存在差异，且套囊漏泄试验要求患者镇静并行机械通气。支气管镜检查虽能清楚地观察声带水肿情况，但却是一种侵入式的检查方式，对患者损伤较大。喉部POCUS观察是一种无创且操作简单的方法，患者仰卧位，颈部过伸，超声探头横向放置在环甲膜平面，为了避免因不同操作人员而出现偏差，标准的扫描平面要求包含声带、甲状软骨、勺状软骨这几个标志，测量喉气柱宽度差可预测拔管后喘鸣。喉气柱是指通过声带的空气宽度，宽度差是指气管气囊放气后和充气时气柱宽度的差值[37]（图6）。已有研究显示，超声测量喉气柱宽度差大于1.6mm拔管是安全的[38]。

2.7　预测左侧双腔支气管导管的大小

双腔支气管导管通常用于肺隔离或者选择性肺塌陷手术。选择合适大小的双腔支气管导管十分重要，过大会导致气道损伤，过小会导致肺隔离不全或者选择性的肺塌陷不良。POCUS可以测出主气管的内径，但是支气管位置较深，无法用超声测出其内径，Susti?等[39]通过CT下测出主气管的宽度与左侧支气管的宽度，再用超声测出主气管的宽度，发现这三者具有很强的相关性。最终得出左侧支气管宽度与超声测出的主气管宽度之比为0.68。所以在临床上可以根据POCUS测出主气管宽度从而推算出左侧支气管导管的宽度，减少因双腔气管导管型号不合适而导致的气道损伤。

3上气道POCUS技术的教育培训进展

上气道POCUS技术培训、教育和资格认证的主要目的与其他医学教育一样，都是为了确保安全、规范、有效地运用该技术[40]。若住院医师POCUS技能不足，无法维持气道安全性，严重者可危及患者生命[41]，所以在住院医师中开展上气道POCUS技能培训是至关重要的。Gottlieb等[42]在熟练和新手（急诊医学住院医师）超声使用者中证明，POCUS技术在成年人尸体模型上确定气管导管位置具有高灵敏度和特异性。Uya等[43]研究表明，急救科医师通过20min的上气道超声教学培训课程和30min的实践课程培训后，在40次扫描中，39次正确地确定了气管的位置，其识别气管位置的灵敏度为96%；在气管插管的患者中，23次扫描中有22次正确识别了导管深度。Chenkin等[44]发现经过简短的在线教程（10min）和两次操作练习尝试后，急诊医师能够熟练地识别食管和气管插管的超声图像（一次练习90.9%，两次练习后%）。这些研究均表明上气道超声培训是一种便于灵活开展的气道管理课程，但需要进一步的研究来制定一个良好的培训、教育和资格认证体系，以建立一个优于现行技术的教育学习曲线。

4结论

POCUS是许多不同医疗场景的日常工作流程中的一个重要工具，在ICU和麻醉科中的使用越来越广泛，尤其适用于如上气道这样表浅部位的检查[45]。自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来，许多重症病例治疗需行气管插管，医护人员在三级防护下无法听诊以确定导管位置，另外因新型冠状病毒肺炎重症患者肺病变严重，气道阻力大等，导致很难明确视诊胸廓起伏，而通过POCUS技术可探查气管套囊，确定气管导管的位置，以及通过双肺滑动征及膈肌运动判断气管导管的深度，因此气道超声具有“视听器”的美誉[46]。超声具有可携带性、非侵入性、可重复性等优点，POCUS技术可以被认为是未来的临床气道管理的一个重要辅助工具。

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