超聲技術(shù)在麻醉氣道管理中的研究進(jìn)展

黃昌云，柳兆芳，姚衛(wèi)東

(皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院、弋磯山醫(yī)院麻醉科，安徽 蕪湖 241000)

麻醉氣道管理是圍術(shù)期醫(yī)學(xué)的重點(diǎn)組成部分,氣道管理得當(dāng)直接關(guān)系到患者的快速康復(fù)，氣道處置不當(dāng)可能導(dǎo)致患者病情加重,帶來嚴(yán)重并發(fā)癥。正確氣道管理已成為臨床麻醉中研究的熱點(diǎn)問題，國內(nèi)外在超聲管理氣道方面的研究取得了較大的進(jìn)步。超聲與其它醫(yī)學(xué)影像技術(shù)相比，全身麻醉患者呼吸道管理中有一些獨(dú)特的優(yōu)勢，它具有創(chuàng)新、簡單、便攜、無創(chuàng)等特點(diǎn)。最初超聲在臨床麻醉及危重患者是應(yīng)用于引導(dǎo)深靜脈及動(dòng)脈的穿刺、神經(jīng)阻滯，超聲在現(xiàn)代氣道管理中的應(yīng)用有新的研究[1]。隨著超聲儀器及圖像處理能力的改進(jìn)以及人們對(duì)于超聲圖像理解的深入，越來越多的研究表明超聲可用于氣道解剖圖像的識(shí)別與評(píng)估?，F(xiàn)將超聲在麻醉氣道管理中的應(yīng)用及最新進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。

1 超聲識(shí)別呼吸道解剖

1.1超聲原理超聲技術(shù)原理是是指利用頻率超過2 MHz的聲波，是人耳感覺不到的聲波,它可以在氣體、液體和固體中傳播,并且具有與聲波相同的物理性質(zhì)。目前臨床麻醉中常用的超聲頻率主要在2～15 MHz之間。超聲技術(shù)的探頭通過產(chǎn)生壓電效應(yīng)從而發(fā)出超聲波，其發(fā)生的超聲穿過組織、氣管形成不同的超聲圖像。超聲波的映射由不同軟組織間的聲阻抗決定。超聲圖像最終由聲信號(hào)的映射構(gòu)成。超聲聲波頻率決定分辨率的高低，頻率高則分辨率高，反之越低，但是隨著聲波頻率的不斷升高，組織的穿透能力也會(huì)越低[2]。

超聲技術(shù)的快速發(fā)展使得超聲在麻醉應(yīng)用中發(fā)展迅速，最重要是超聲圖像的數(shù)字化處理，使圖像的變得更加清晰，這是一般模擬信號(hào)根本無法實(shí)現(xiàn)的，特別是在超聲引導(dǎo)神經(jīng)阻滯方面，可以看到近似真實(shí)的圖像，包括穿刺針、肌肉、血管、神經(jīng)等。另一方面是超聲探頭技術(shù)的發(fā)展，壓電陶瓷技術(shù)制作的探頭，增加了成像率和成像質(zhì)量。臨床上高頻線陣探頭(5～10 MHz)是淺表氣道結(jié)構(gòu)掃查時(shí)的最佳選擇，而低頻凸陣探頭頻率(2～6 MHz)，最適用于聲門上至頜下結(jié)構(gòu)的旁矢狀面和矢狀面檢查。

1.2超聲圖像超聲可用于顯像氣道的解剖結(jié)構(gòu)，其中包括將聲門上、聲門、聲門下的解剖結(jié)構(gòu)可視化。超聲技術(shù)在診斷評(píng)估過程中經(jīng)常使用的平面有矢狀面、橫斷面、旁矢狀面，患者通常需要平臥并且將檢查部位充分暴露以便配合實(shí)施超聲檢查。將超聲探頭置于下頦至頸部掃描，通過氣道超聲，可以清楚地顯影會(huì)厭、喉部、聲帶、舌體、舌骨、口咽、甲狀軟骨、環(huán)狀軟骨、氣管和頸部的食管等結(jié)構(gòu)[3]，甚至非常清楚的顯影氣管軟骨環(huán)，甲狀軟骨在旁矢狀和矢狀平面掃描表現(xiàn)為線性影，在橫斷面則呈現(xiàn)倒V低回聲影，環(huán)狀軟骨在旁矢狀軸呈圓回聲影，在橫斷面呈拱形影。會(huì)厭旁矢狀面掃描呈現(xiàn)曲線形，橫斷面下表現(xiàn)為倒轉(zhuǎn)的C形低回聲影，會(huì)厭前間隙和會(huì)厭后間隙分別呈現(xiàn)為三角形強(qiáng)回聲和線性強(qiáng)回聲。超聲觀察甲狀軟骨平面是聲帶結(jié)構(gòu)的最佳視角。左右聲帶在超聲圖像中表現(xiàn)為中央帶低回聲的氣管陰影的等腰三角形，聲帶內(nèi)側(cè)聲韌帶呈現(xiàn)高回聲，真聲帶與假聲帶頭側(cè)平行排列，比真聲回聲略高,胸骨上切跡橫軸切面左右掃描超聲探頭,可見食道在氣管的后方呈無回聲圓形狀，此時(shí)作吞咽動(dòng)作，會(huì)發(fā)現(xiàn)無回聲圓形隨著吞咽而慢慢移動(dòng)，用此法常常識(shí)別食道[4]。由于氣道管腔內(nèi)的氣體產(chǎn)生一定的偽影，在氣管環(huán)的左下角，可以看到食道上端的入口，咽后壁、后聯(lián)合、氣管后壁等結(jié)構(gòu)無法準(zhǔn)確識(shí)別。另外有學(xué)者[5]在舌骨水平面觀察下氣道結(jié)構(gòu)時(shí)，通過CT測量結(jié)果與超聲測量相關(guān)指標(biāo)基本相同。

2 超聲在氣管插管中的應(yīng)用

2.1術(shù)前評(píng)估氣道麻醉醫(yī)師從容地有步驟地處理困難氣道能明顯的提高患者的安全性，降低氣道困難的風(fēng)險(xiǎn)性。因此，術(shù)前患者行氣道評(píng)估是十分有必要的，尤其見于困難氣道患者。然后目前預(yù)測困難氣道的方法主要有咽部結(jié)構(gòu)分級(jí)(Mallampati分級(jí))、張口度、甲頦距離、顳頜關(guān)節(jié)活動(dòng)度、頭頸部活動(dòng)度、喉鏡顯露分級(jí)，但是常規(guī)的困難氣道評(píng)估很難預(yù)測所有的困難氣道，評(píng)估仍有局限性和主觀性。盡管臨床上可以通過 CT、MRI、頸部正側(cè)位片及間接喉鏡、纖維喉鏡檢查等進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，進(jìn)一步觀察患者困難插管的情況。但是CT、MRI、纖維喉鏡檢查等檢查價(jià)格昂貴、有輻射，且不便捷。然而多項(xiàng)研究[6-7]認(rèn)為通過B超測量頸部周圍的軟組織厚度、舌頦距離、舌頭的寬度、舌體的厚度、咽喉后壁的厚度等可以預(yù)測困難氣道。Hui和Tsui[8]研究通過舌下超聲將1個(gè)特殊凸陣超聲探頭放入患者舌下，觀察舌骨的顯影來預(yù)測困難氣道，結(jié)果顯示利用舌骨顯影預(yù)測困難氣道的特異度為97%，靈敏度為 73%，明顯高于傳統(tǒng)的氣道分級(jí)方法，舌下超聲是預(yù)測一個(gè)困難氣道的潛在工具。吳昊等[9]利用超聲定位好舌骨后測量舌頦距離(HMDu)，HMDu預(yù)測困難氣道的靈敏度為64.6%、特異度為91.5%，明顯高于人工定位。另外姚衛(wèi)東等[10]通過超聲測量舌體厚度以及它與甲頦距離的比值，認(rèn)為舌體厚度>6.1cm，是預(yù)測困難氣道的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，敏感度為0.75 (95%CI:0.60～0.86)，特異度為 0.72 (95%CI:0.70～0.74)。超聲還可以顯影會(huì)厭圖像，在左旁矢狀位測量正常氣道和困難氣道患者甲狀軟骨上緣平面皮膚至?xí)挼木嚯x分別為(19.21±0.27)mm和(23.31±0.43)mm，超聲測量皮膚至?xí)挼木嚯x在最佳截點(diǎn)時(shí)敏感度與 Mallampati 分級(jí)的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而其特異度卻明顯升高，準(zhǔn)確率達(dá)到89%，可用于預(yù)測困難插管[11-12]。超聲在頸前不同位置可以測量不同軟組織厚度，Xue等[13]在舌骨、甲狀舌骨膜和前連合不同水平上測量的前頸部軟組織厚度是喉鏡檢查困難的獨(dú)立預(yù)測因子。金梅等[14]用超聲測量聲帶水平軟組織厚度可以作為一項(xiàng)預(yù)測肥胖患者困難喉鏡顯露指標(biāo),插管前測量出皮膚表面到聲帶前聯(lián)合之間距離為頸前軟組織厚度，該厚度大于20 mm可準(zhǔn)確地預(yù)測肥胖患者困難喉鏡顯露。Ezri等[15]研究顯示頸周超過50 cm同時(shí)氣管前軟組織厚度在聲帶水平位置超過28 mm則有插管難度。但是Reddy等[16]認(rèn)為聲帶水平位置氣管前軟組織厚度超過23 mm提示喉鏡暴露分級(jí)3或4級(jí)，敏感性85.7%，而舌骨水平位置氣管前軟組織厚度超過28 mm存在潛在困難插管可能。關(guān)于超聲評(píng)估困難氣道的參數(shù)較多，然而報(bào)道超聲可以幫助鑒別喉鏡困難患者需要多參數(shù)參與，包括舌頦距離，舌間距離比，舌橫截面積，舌寬，舌容積，舌厚度與口腔的高度比等9個(gè)參數(shù)[17]。另外與張口度和其它參數(shù)等間接評(píng)估相比，使用超聲檢查下頜關(guān)節(jié)活動(dòng)情況，下頜關(guān)節(jié)活度小于10 mm時(shí)提示與困難的喉鏡檢查相關(guān)聯(lián)，并表現(xiàn)出獨(dú)立和顯著的預(yù)測性[18]。此外Liu等[19]認(rèn)為超聲測量咽側(cè)壁厚度或者舌底寬度，提示與打鼾、舌根后墜等睡眠呼吸有一定的相關(guān)性。對(duì)于超聲診斷咽喉部管腔狹窄、腫瘤、及會(huì)厭炎等疾病有重要作用，超聲在術(shù)前評(píng)估氣道方面的價(jià)值十分重要，未來可能會(huì)寫入教科書。

2.2實(shí)時(shí)引導(dǎo)氣管插管超聲能夠?yàn)槔щy氣管插管的評(píng)估，提供實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)圖像，胡雙燕等[20]認(rèn)為應(yīng)用超聲技術(shù)是判斷急診危重癥哮喘患者氣管插管時(shí)的有效的檢查方法，能夠及時(shí)、有效地判斷氣管導(dǎo)管位置且具有較高的靈敏度和特異度。Fiadjoe等[21]報(bào)道了一例直接喉鏡顯露分級(jí)Ⅲ級(jí)小下頜幼兒患者，插管失敗，在超聲引導(dǎo)下順利完成了氣管插管，研究中可實(shí)時(shí)顯露到超聲下導(dǎo)管前端進(jìn)入氣道時(shí)聲帶等腰三角形結(jié)構(gòu)變?yōu)閳A形結(jié)構(gòu)的“子彈征”，當(dāng)給予呼吸機(jī)通氣時(shí)超聲探頭在腋中線附近可見高回聲線，隨呼吸來回滑動(dòng)的“肺滑動(dòng)征”；當(dāng)在氣管旁邊發(fā)現(xiàn)到無回聲陰影及一條強(qiáng)回聲曲線，即氣管導(dǎo)管誤入食道。王俊安和汪春英[22]使用超聲引導(dǎo)氣管插管應(yīng)用臨床并與普通喉鏡比較來評(píng)估超聲引導(dǎo)下氣管插管的可行性。利用超聲顯露長軸和短軸面的聲門、會(huì)厭和環(huán)狀軟骨后,經(jīng)口插入換管器,超聲引導(dǎo)下將套有氣管導(dǎo)管的換管器送入聲門,然后氣管導(dǎo)管沿著換管器順勢插入氣管;插管成功率無顯著差異，但超聲引導(dǎo)下氣管插管可減少氣管插管并發(fā)癥且血流動(dòng)力學(xué)波動(dòng)較小。另外超聲在小兒插管中報(bào)道，當(dāng)超聲探頭置于聲門水平進(jìn)行掃描時(shí)，清晰顯露聲帶，見到聲門口增寬的特征表現(xiàn)，說明導(dǎo)管已經(jīng)插入氣管。

2.3確定氣管導(dǎo)管位置目前的證據(jù)支持,超聲識(shí)別具有較高的診斷價(jià)值，尤其可以鑒別插入食道具有最佳的敏感性和特異性,超聲氣道評(píng)估這方面是一個(gè)有價(jià)值的方法，特別是在呼末二氧化碳不可靠的情況下。Tessaro等[23]使用超聲用于定位氣管導(dǎo)管位置為確定氣管導(dǎo)管的位置提供了新的思路，同時(shí)使用氣管套囊內(nèi)沖入生理鹽水來評(píng)估氣管導(dǎo)管的位置及深度，另外有研究者將超聲探頭可放置于胸部腋中線掃描從而間接判斷氣管導(dǎo)管的位置,在呼吸運(yùn)動(dòng)開始時(shí)觀察到“肺滑動(dòng)征”，而肺靜止時(shí)僅僅觀察到“肺搏動(dòng)”。Li等[24]利用氣管前壁超聲確定氣管插管的位置，敏感性及特異性均為100%，并指出插入食道后的圖像，并且能夠確定氣管插管的深度。采用凸陣探頭放置于環(huán)甲膜水平可行實(shí)時(shí)掃描矢狀面或橫斷面，當(dāng)觀察到甲狀軟骨的輕微震顫，導(dǎo)管即進(jìn)入氣管，如果可在氣管一側(cè)觀察到一條強(qiáng)回聲曲線及遠(yuǎn)端的聲影出現(xiàn)則誤入食道。董鳳林等[25]利用超聲清晰顯示導(dǎo)管氣囊的上緣、氣管的前緣和主動(dòng)脈上緣,并能準(zhǔn)確測量主動(dòng)脈上緣與球囊上緣的距離(DGA)，用來判斷患者氣管導(dǎo)管末端的位置準(zhǔn)確范圍,為臨床提供了一種的新型檢查手段，可以應(yīng)用到危重患者的氣道管理中。超聲快速判斷困難氣道患者氣管導(dǎo)管誤入食管，麻醉誘導(dǎo)后行氣管插管的同時(shí)利用超聲觀察在胸骨上切跡處掃描并識(shí)別食管、頸動(dòng)脈、氣管,判斷氣管導(dǎo)管是否誤入食管的特異度和靈敏度均為100%[26]。

2.4預(yù)測導(dǎo)管型號(hào)與傳統(tǒng)年齡、升高公式和經(jīng)驗(yàn)相比，超聲測量氣管氣管導(dǎo)管外徑和最狹窄橫徑來選擇氣管導(dǎo)管的型號(hào)更加準(zhǔn)確，實(shí)踐證明此方法減少再插管次數(shù)。通過超聲測量氣管內(nèi)徑大小與臨床上實(shí)際選用氣管插管型號(hào)有明顯的相關(guān)性。超聲同樣可以用于兒童氣管內(nèi)徑的評(píng)估，以評(píng)估插管的合適大小的氣管插管，Altun等[27]報(bào)道通過超聲測量聲門下直徑并結(jié)合漏氣實(shí)驗(yàn)可以很好的選擇適合大小的導(dǎo)管型號(hào)，表明超聲測量聲門下直徑與帶氣囊的氣管導(dǎo)管直徑相符程度較好。同樣Shibasaki等[28]認(rèn)為采用超聲技術(shù)測量聲門下氣道直徑，可以預(yù)測兒童氣管導(dǎo)管最佳型號(hào)。超聲可測量環(huán)形管腔直徑，Lakhal等[29]的研究顯示MRI測量的橫徑和超聲環(huán)狀軟骨平面橫徑高度相關(guān)。同樣超聲在雙腔管的選擇上有其優(yōu)勢，Sustic等[30]分別采用超聲技術(shù)和CT影像技術(shù)測量左側(cè)支氣管內(nèi)徑，二者與左支氣管管徑均具有一定相關(guān)性，說明超聲技術(shù)選擇雙腔氣管導(dǎo)管型號(hào)是一個(gè)新型的方法。

3 超聲在喉罩中的應(yīng)用

喉罩目前在臨床應(yīng)用廣泛，喉罩位置不佳時(shí)需增加充氣量來提高密閉性,但是會(huì)增加咽喉部并發(fā)癥，因此LMA的正確放置是十分重要的，喉罩的密封性主要取決于遠(yuǎn)端有充氣密封的套囊，當(dāng)套囊的位置與咽后壁吻合，才能準(zhǔn)確地使咽部密封性良好,從而可以充分實(shí)施機(jī)械通氣。超聲可以很好識(shí)別套囊內(nèi)液體，通過側(cè)路看到套囊邊緣的位置,當(dāng)套囊不能對(duì)稱地顯示在雙側(cè)面,說明喉罩位置放置錯(cuò)誤，需重新定位[31]。相比于纖維支氣管鏡，超聲檢查喉罩位置是否正確是可行的，超聲檢査理想解剖位置率為69%,而纖維支氣管鏡檢查理想解剖位置率為59%,說明纖維支氣管鏡檢查喉罩密封性上不如超聲檢查，超聲更有利于改善通氣條件且無創(chuàng)。Kim等[32]認(rèn)為盡管喉罩不可以預(yù)測喉罩插入的深度，但是可以預(yù)測喉罩放置時(shí)是否正確，超聲在預(yù)測小兒喉罩的放置是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

4 超聲在氣管切開中的應(yīng)用

超聲快速掃描頸部使得醫(yī)師能夠清晰顯露氣管周圍組織，從而指導(dǎo)并定位氣管切開手術(shù)。為了減少對(duì)氣管前組織的損傷，可以避開重要血管、神經(jīng)而選擇較好的氣管切開位置，同時(shí)計(jì)算氣管插管管徑、皮膚至氣管管腔的距離以及評(píng)估套管置入深度，從而避免單肺通氣和再插管等風(fēng)險(xiǎn)。尤其對(duì)于病態(tài)肥胖、頸部粗短、巨大甲狀腺腫物等,使用超聲技術(shù)進(jìn)行氣管定位及氣管導(dǎo)管型號(hào)的選擇，更有利于患者緊急行環(huán)甲膜切開術(shù)，具有不可比擬的優(yōu)勢[33]。另外有研究[34]利用超聲從橫軸面和縱軸面的方向，對(duì)病態(tài)肥胖的受試者的超聲引導(dǎo)環(huán)甲膜的鑒別，以確定哪一種更快更成功，用橫軸面技術(shù)來識(shí)別環(huán)狀甲膜的時(shí)間更短，臨床醫(yī)師可以利用超聲定位環(huán)甲膜，緊急情況行氣管切開是可行的,為臨床急救患者提供思路。臨床上超聲引導(dǎo)檢查頸部識(shí)別氣管前組織厚度，皮下血管和氣管位置，我們能規(guī)避掉大多數(shù)的并發(fā)癥[35]。

5 超聲在氣管拔管中的應(yīng)用

傳統(tǒng)方法漏氣試驗(yàn)常常用在評(píng)估患者拔管是否困難，現(xiàn)運(yùn)用超聲技術(shù)預(yù)測術(shù)后喘鳴，尤其是在高危喉水腫患者拔管前實(shí)施氣囊漏氣試驗(yàn)中,更加安全拔管，減少臨床并發(fā)癥，超聲可能更有優(yōu)越性。將超聲探頭置于在機(jī)械通氣的患者環(huán)甲膜水平，通過超聲測量橫斷面下患者松套囊后氣柱寬度，發(fā)現(xiàn)拔管后氣柱寬度窄的患者發(fā)生喘鳴的可能性增加。因此超聲預(yù)測拔管后喘鳴的方法是可行的、安全的、無創(chuàng)的[36]，相關(guān)研究需要進(jìn)一步證實(shí)。

6 展望

目前超聲在臨床麻醉工作中優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，在困難氣道預(yù)測和處理方面有著巨大發(fā)展空間，隨著麻醉醫(yī)生對(duì)超聲診療水平的提高以及培訓(xùn)的增加，超聲技術(shù)在未來臨床麻醉及疼痛診療工作中的開展更加普及，而且隨著食道超聲、內(nèi)鏡超聲、口袋型超聲以及3D超聲等各種新型設(shè)備相繼出現(xiàn)，超聲技術(shù)將會(huì)逐步突破傳統(tǒng)的局限，未來在困難氣道模型建立、困難氣道預(yù)測、緊急氣道管理、氣道處理培訓(xùn)、氣道模擬教學(xué)等方面的應(yīng)用前景值得期待。同時(shí)對(duì)麻醉醫(yī)師的要求更加全面，對(duì)超聲的掌握有更高的要求。

超聲技術(shù)優(yōu)點(diǎn)頗多，但超聲在氣道管理方面也有其缺點(diǎn)，超聲在氣道管理中的應(yīng)用尚處于探索階段，目前的超聲對(duì)氣道的解剖識(shí)別尤其是氣道后壁顯示不清、超聲探頭無法觀察整體氣道結(jié)構(gòu)，另外超聲顯示聲門上解剖以及對(duì)氣道水腫的評(píng)估有其局限性。超聲的診斷評(píng)估易受麻醉醫(yī)師水平的影響，需要進(jìn)一步培訓(xùn)來完善相關(guān)技能和臨床操作。

總之，超聲在氣道管理方面顯示出優(yōu)越性，增加了臨床麻醉的工作內(nèi)容,提高了臨床麻醉的安全性與可靠性，相信隨著超聲儀器的不斷改進(jìn)，超聲影像質(zhì)量的提高以及麻醉科醫(yī)師對(duì)超聲的深入理解,超聲在麻醉及危重病氣道管理中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著便攜式超聲的到來，超聲將成為像聽診器一樣協(xié)助臨床診斷。