上气道超声在气道管理中的作用

上气道超声在气道管理中的作用

重症行者翻译组

摘要：即使是在病理或创伤扭曲的解剖结构中，上气道超声也是一种有价值、无创、简单的、用于评价气道管理的便携式床旁超声（POCUS）工具。超声使我们能够识别上气道的重要超声解剖结构，如甲状软骨、会厌、环状软骨、环甲膜、气管软骨和食管。了解这种应用超声解剖有助于临床医生使用超声评估困难插管的气道解剖结构、ETT和LMA的放置和深度、气道大小、超声引导下的有创性操作（如经皮针刺环甲膜切开术和气管造口术）、预测拔管后喘鸣和左双腔支气管导管尺寸以及检测上气道病变。广泛的POCUS意识、更好的技术进步、便携性和超声在大多数关键领域的可用，促进了上气道超声成为未来潜在的一线非创伤性气道评估工具。

背景：近年来大量研究和报告描述了超声成像在气道管理中的各种作用。它有助于在手术室、重症监护室、急诊科，甚至在偏远/恶劣的环境中快速评估气道解剖结构。本文简要综述了已发表的关于上气道超声在气道评估和管理中作用的各种研究和病例报告。

上气道的应用超声解剖学

对超声物理学、探头选择、体型和探头方向的基本理解以及对气道解剖结构的更好理解有助于准确解释超声。

在纵切面，环状软骨的低回声呈隆起或驼峰（图1），在横断面呈椭圆形低回声结构（图2）。气管软骨在纵切面呈“串珠”（图3），在横断面呈倒U（图4）。在气管的横切面和纵切面上看到的一条线性高回声线，是由空气粘膜界面的混响伪影形成的。

声带最好采用穿过甲状软骨的横断面为窗口来观察。声带韧带的强回声显示了声带的轮廓（图5）。食管位于左侧甲状腺结节后方（图6），采用第1、2气管软骨水平的横断面观察。吞咽可见食管腔内有明显的蠕动运动。

气道大小和气管导管（ETT）大小的预测

学术界对超声在临床上确定气道大小和估计适当ETT大小的能力越来越感兴趣。

根据与磁共振成像和计算机断层扫描进行的比较验证，超声是评估声门下气道的可靠工具。相对于其他放射学方法，超声评估声门下气道中的优势在于超声最易掌握，无需制动或镇静。

超声测量的声门下横径与ETT外径有良好的相关性。使用超声可以准确测量气囊和无气囊的ETT大小，超声估计ETT大小优于基于年龄的公式和基于身高的公式。

Shibasaki等测量了环状软骨下缘的声门下直径，并在测量期间标准化了呼吸参数（使用肌肉松弛剂而不使用PEEP），发现与超声检查相比，基于年龄和身高的公式只能准确预测35%的气囊ETT大小和60%的无气囊导管大小（分别为98%和96%）。

与基于年龄的标准公式相比，Bae等人和Schramm等人支持超声更优，但两项研究预测正确ETT大小的能力分别为60%和48%。Kim等发现超声测量的声门下水平的ETT外径与ETT的实际外径间相关性良好，并提出了在儿童中选择适当ETT尺寸的公式。

喉镜暴露困难

舌骨下超声图像参数与计算机断层扫描相关性良好。Hui等证明，舌骨下超声无法可视化舌骨可预测插管困难，具有较高的灵敏度和特异性。该方法的阳性似然比高，为21.6，阴性似然比中等，为0.28。

Wotjzak等人发现，病态肥胖患者的颏舌距离比（舌骨与下颌骨颏间的距离，在中立位与颈部过伸位时的比）可作为喉镜检查困难的敏感预测因素。与容易插管组（1.12-1.16）相比，困难插管患者的舌骨距离比较短，为1-1.05。

Ezri等人发现，肥胖患者声带水平的气管前组织平均28 mm（标准差SD为2.7 mm）厚，提示喉镜暴露困难，而喉镜容易暴露的患者为17.7 mm（SD为 1.8 mm）。Komatsu等人在不同人群中使用类似方法未重现该技术。Adhikari等人在一项初步研究中证实，与观察声带相比，舌骨和甲状舌骨膜水平的前颈厚度（超过2.8 cm）是喉镜暴露困难的更好预测因素。Pinto等人在最近的一项研究中，观察甲状舌骨膜水平的前颈部厚度发现了类似的结果。

初步研究结果显示结果可喜，但这些研究大多是初步研究，受到研究样本量较小的限制。在这种方式得到验证，用于常规筛查前，需要更系统的研究和一级证据。

气道器械放置和深度

气管导管（ETT）确认

尽管已经推荐了许多技术来验证ETT位置，但没有在每种情况下都是理想的单一的确认方法。二氧化碳描记术认为是验证ETT位置的标准监护方法。在心血管骤停、支气管收缩或二氧化碳测定/呼气末二氧化碳测定（ETCO2）可能错误的情况下，上气道超声检查也可能有益。气管内ETT位置可见两条强回声线，超声描述为“双轨”或“双腔”征（图7）。

为诊断食管插管，Chou等人在胸骨上切迹窗口中使用了凸面探头行气管快速超声检查（T.R.U.E.），证明使用这种静态经气管超声检查对ETT的灵敏度为98.9%，特异性为94.1%。

Adi等研究表明，床旁上气道超声与波形二氧化碳监测相关性良好，该研究还显示床旁上气道超声与波形二氧化碳图kappa值为0.85，有非常好的一致性，快速平均确认时间为16.4s，标准差为7.3s。

Chou等人的荟萃分析表明，在二氧化碳描记可能不可靠的情况下，超声检查可作为气道评估重要的辅助手段，因为超声检查识别食管插管具有较高的诊断价值，具有最佳的灵敏度和特异性。

气管导管（ETT）深度

Sitzwohl等人在临床评估过程中发现，听诊和胸部抬高无法检测到高达55%的支气管插管。Uya等人的尸体研究表明，即使新学习的超声医师也可在胸骨上切迹水平准确识别盐水充气的ETT套囊。

Tessaro等人使用气管快速超声盐水测试（TRUST）技术表明，使用盐水填充ETT套囊的气管超声检查能准确、快速地识别儿童从气管导管位置到支气管导管的正确位置。

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确认喉罩通气（LMA）

Wojtczak等证实，用盐水替代ETT/LMA气囊中的空气以及使用造影剂，能够检测气道中的气囊。由于超声波束可以通过充满液体的气囊传输，而不会从空气-粘膜界面反射，因此还可以可视化周围结构和组织。

为评价LMA错位的发生率，Kim等在儿童中进行了一项比较了上气道超声与纤维支气管镜的观察性研究。横断面上，与纤维支气管镜检查相比，Kim等认为杓状软骨在超声图像上的分级抬高（图5），提示超声容易发现儿童患者的LMA旋转不良。本研究表明，超声的灵敏度为93%，特异性为82%，准确性为87%（95%CI，79-93%）。

上气道超声在经皮环甲膜切开术中的应用

环甲膜切开术是“不能插管不能通气”情况下的挽救生命的手术，但环甲膜可能不易标志性识别。Mallin等人发现，困难气道模拟前后识别环甲膜能力相似。这进一步说明了在预期困难插管前需要标记环甲膜。

在让两名急诊医生在急诊科观察了50例患者环甲膜的超声图像之后，Nicholls等人研究了超声作为使用标准化技术在尸体中识别环甲膜是否有用。超声显示环甲膜的平均时间小于25s，学习曲线较浅。

Curtis等人证实了在尸体中使用探条辅助的环甲膜切开术时，实时超声引导可行。识别环甲膜的中位时间小于4s，完成手术的时间小于半分钟，成功率高。

Siddiqui等人在尸体模型中比较了无经验的超声波使用者进行的数字触诊与超声检查的随机研究，结果表明，即使在颈部解剖结构扭曲的尸体中，超声引导组的气道损伤也低三倍，但完成操作需要更长的时间（196 vs 110 s）。

上气道超声应用于经皮扩张气管切开术（PDT）

超声为PDT提供了良好的解剖标志，还允许临床医生估计适当的气管切开导管尺寸和长度，并避免前颈部结构和气管后壁损伤。

术前气道超声可改善PDT的安全性。研究发现，超声评估后，约四分之一的患者需要改变PDT穿刺部位。

Brueggeney等人证明了实时平面内超声引导PDT有助于尸体气管穿刺和导丝置入。传统的解剖标志对比超声引导评价研究（TARGET）和Dinh等人发现，与传统解剖标志相比，实时超声引导提高了首次PDT尝试的成功率和穿刺准确性。

Gobatto等人在针对操作失败和重大并发症的TRACHUS随机对照研究，结果表明超声引导的PDT与支气管镜引导的PDT在重症患者中同样有效。

与传统的解剖标志方法相比，超声引导PDT的成功率更高，成功置管的时间更短。

拔管后喘鸣的预测

超声测量声带水平气柱宽度有可能能预测拔管后喘鸣。Ding等比较了ETT套囊放气前后的气柱宽度，这代表通过声带的空气量。该研究发现ETT套囊放气后气柱宽度受限和气柱宽度差（放气后气柱宽度-放气前气柱宽度）受限与拔管后喘鸣相关。

Sutherasan等人使用相同的方法发现有和无拔管后喘鸣患者的平均气柱宽度差分别为1.99和1.08 mm，并建议用1.6 mm的截断值来预测拔管后喘鸣。该值的灵敏度为70%，特异性为70%，阴性预测值高（92%），但阳性预测值低（仅为32%）。

Mikaeili等人使用类似技术无法重现该结果，他们观察到气柱宽度差和ETT后气囊放气气柱宽度的灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值较低。

为确定超声预测拔管后喘鸣的价值，需要更大样本量的进一步研究来获得更可靠的截断值。

预测左侧双腔支气管导管的大小

Sustic等描述了在胸锁关节上方水平使用超声测量的外气管宽度与通过计算机断层扫描测量的内气管宽度和左主支气管大小强相关。可使用气管外宽度的超声测量结果选择左侧双腔插管的大小。

会厌评估

应用上气道超声评价会厌前景广阔，评估会厌的初步研究也取得了成功。Werner等人报告了超声用于会厌成像并确定了男性和女性（患者平均年龄为35.2±8.1岁）会厌直径的平均范围。会厌厚度为2.39（±0.15 mm），男性 （2.49±0.13 mm） 大于女性 （2.34±0.13 mm）。Ko等人发现急诊科会厌炎患者的会厌前后径与健康志愿者显著差异。Hung等人报告了一项病例研究，在诊断为会厌炎的患者中使用放置在甲状舌骨膜纵向平面上的探头，并描述了会厌增厚的强回声外观与舌骨声影相关的“字母P征”。

这些研究的局限性在于样本量较小，进一步的研究需要根据正常人群确定平均会厌厚度。

上气道超声教育学习曲线

上气道超声依赖于操作者，需要适当的培训才能熟练使用。无论是专家还是新手（急诊内科住院医师）超声用户，Gottlieb等人证实了在瘦成人尸体模型上置入ETT的四步（4S）技术既灵敏又特异。

Uya等人报告了急诊医学研究员的短期教学培训课程，重点是上气道超声（20 min），随后是关于针对性的超声基线知识的30 min实践课程。在40次超声扫描的39次中正确识别了ETT置入，识别气管导管位置的灵敏度为96%（23/24）。在气管插管的患者中，23次扫描中有22次正确识别了插管深度。

Chenkin等人发现，在简短的在线教程（10 min）且仅两次练习后，急诊医生能够熟练解释食管和气管插管的超声图像（一次练习为90.9%，两次练习后为100%）。

临床医生进行的上气道超声显示出将超声作为气道管理有效工具的积极迹象，但与现行标准相比，需要进一步研究来验证教育学习曲线。

结论

由于便携性、无创性、成本效益和可重复性，上气道超声用于处理重症患者（尤其是气道管理）有效。随着越来越多有前景的证据，有可能将上气道超声纳入未来气道评估、监测和成像模式的标准监测。