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方法文章

危重新生儿危及生命急症的改良超声成像采集算法

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DOI：

10.3791/64931

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2023年4月7日

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1Hemodynamic Consultation and Ultrasound in the Critically Ill Neonate, Hospital Infantil de México Federico Gómez (HIMFG), 2Neonatology Department, HIMFG, 3Neonatal Intensive Care Unit, Hospital de Ginecología y Obstetricia Número 4, Luis Castelazo Ayala, Instituto Mexicano del Seguro Social, 4Head of Intermediate Care, Instituto Nacional de Perinatología, 5Head of the Echocardiography Lab, HIMFG, 6Clinical Investigation Department, HIMFG

本文内容

摘要

本文介绍了一种可在新生儿重症监护病房和分娩室中应用于三种临床场景的方案：心脏骤停、血流动力学恶化或呼吸失代偿。该方案可使用先进的超声设备或经济型手持装置实施，文中对图像采集流程进行了详细说明。

摘要

在新生儿重症监护病房（NICU）中，常规使用即时超声（POCUS）的情况日益增多，一些医疗中心主张实现24小时设备可用。2018年，危及生命紧急情况的超声检查算法（SAFE）方案被发表，可用于评估突发失代偿的新生儿，以识别心肌收缩功能异常、心包填塞、气胸和胸腔积液。在本研究单位（设有新生儿血流动力学和POCUS会诊服务）中，该算法经过改进，纳入了标准化的核心步骤，以支持高危新生儿，帮助临床医生管理心脏骤停，并增加了确认气管插管位置正确的超声切面。本文介绍了一种可在NICU和分娩室（DR）中应用于三种临床场景的方案：心脏骤停、血流动力学恶化或呼吸失代偿。

该方案可使用先进的超声设备或经济型手持设备实施，图像采集流程已详细说明。本方法旨在作为一种通用能力进行学习，以及时诊断危及生命的临床情况；该方法的目标是节省时间，但并不能替代由多学科团队进行的全面、标准化的血流动力学和放射学分析——此类团队可能并非随时待命，但仍需参与整个诊疗过程。从2019年1月到2022年7月，在我中心共进行了1,045次血流动力学会诊/POCUS会诊，其中25例患者（占2.3%）需要采用改良SAFE方案，共实施了19次操作。在5例病例中，值班的受训医师成功处理了危及生命的情况。本文提供了临床实例，说明将该技术纳入危重新生儿救治体系的重要性。

引言

超声是一种可在患者床旁立即进行评估的工具，无需将其转移至医院的其他房间或楼层。它可重复使用，操作简便、经济且精确，并且不发射电离辐射。超声越来越多地被急诊医师1、麻醉医师2和重症医师3用于在床旁获取患者的解剖和功能图像。作为一种实用工具，它已被部分作者视为体格检查的第五大支柱，即人类感官的延伸4（视诊、触诊、叩诊、听诊和超声检查）5。

2018年，SAFE方案（SAFE为“危及生命紧急情况的超声检查算法”[sonographic algorithm for life threatening emergencies]的缩写）被发表，该方案可用于评估突发失代偿（呼吸和/或血流动力学）的新生儿，以识别心肌收缩力改变、心包积液伴心脏压塞（PCE/CT）、气胸（PTX）以及胸腔积液（PE）6。我科为三级转诊医院，大多数新生儿需要机械通气和中心导管；在此背景下，SAFE方案经过改良，针对危重新生儿的核心步骤进行了优化8，调整了心脏骤停的救治流程7，纳入了钙剂和葡萄糖的使用，并增加了超声切面以确认气管插管位置。自2017年起，新生儿重症监护病房（NICU）已设立血流动力学会诊（HC）和床旁超声（POCUS）团队，并配备专用设备。

与成人相比，新生儿心脏骤停的大多数病例是由呼吸原因引起的，导致无脉性电活动（PEA）或心搏停止。超声可能是一种有价值的辅助工具，可结合传统复苏技术用于评估插管、通气和心率（HR）9，并排除低血容量、肺栓塞/张力性气胸（PCE/CT）以及张力性气胸（tension PTX）。在新生儿复苏过程中，心电图可能具有误导性，因为一些新生儿可能出现无脉性电活动（PEA）10,11,12。

本方法的总体目标是借鉴已发表的文献，建立一种超声检查流程，可应用于新生儿重症监护病房（NICU）和产房（DR），针对以下三种情况：心脏骤停、血流动力学恶化或呼吸失代偿。该流程可扩展重症监护团队的体格检查，实现及时诊断并确保正确插管，包括对无脉电活动（PEA）或心室停搏、心肌收缩力异常、心包积液/心脏压塞（PCE/CT）、气胸（PTX）或肺栓塞（PE）的诊断，既可使用高端超声设备（HEUE），也可使用价格适中的手持设备（HHD）。该流程改编自SAFE方案，既适用于配备NICU专用超声仪的三级医疗中心，也适用于仅配备价格合理的便携式设备的产房和二级医疗中心。本方法旨在作为一种通用能力，以及时诊断危及生命的情况；该方法有助于节省时间，但并不能替代由多学科团队执行的全面、标准化的血流动力学和影像学分析，后者至关重要，但并非在所有地区都能普遍开展。

图1展示了针对危重新生儿危及生命紧急情况的改良超声检查流程。该操作可根据医疗机构的资源条件，使用急诊超声设备（HEUE）或手持式超声设备（HHD）进行。在此方法中，POCUS团队被视为主管团队的辅助力量；患者管理，特别是在新生儿复苏期间，应依据最新的国际复苏联络委员会（ILCOR）建议13及当地指南进行，而超声操作者则作为额外成员提供协助。

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方案

本方案已获得机构人类研究伦理委员会批准；获取和发表匿名图像均已取得书面同意。切勿用传统操作（如听诊）替代超声图像检查（两者可由不同操作者同时或交替进行）。针对危重新生儿，POCUS 团队在评估患者时需牢记一系列整合的核心步骤，即快速实施的支持性操作。POCUS 团队中应始终有第二名成员负责固定气管插管（ETT）。应根据患者需求调整扫描操作，同时不得干扰复苏操作。

1. 超声准备、规格与设置14

  1. 对探头和连接管线进行消毒，以防止发生医疗相关感染。
    ​注意：无论是否发生紧急情况，均须在使用设备前后对设备进行消毒。
  2. 根据具体情况准备HEUE或HHD。一般设置请参见表1。
  3. 每次操作后，点击控制台或电子平板菜单上的图像存储。确保在紧急情况得到控制后，所获取的影像已与患者标识符相关联。

2. 新生儿处理

  1. 呼叫援助，获取所需的临床支持设备，并提供保暖（使用预热的凝胶）。
  2. 评估气道：将婴儿头部置于中立位置，清除气道分泌物，并在可能的情况下进行包裹固定。
  3. 氧气支持：根据需要给予氧气，以维持 SpO2 在 90%–95% 之间；若婴儿发生心脏骤停，则给予 FiO2 为 100% 的纯氧。
  4. 监测新生儿：将脉搏血氧仪探头置于婴儿右手，连接心肺监护导联，并使用合适尺寸袖带的血压监测仪进行血压监测。
  5. 获取心率、呼吸频率、血压和腋下温度8。进行床旁血气分析（PCBGA），同时检测血糖和钙离子浓度。
    注意：血糖和钙离子紊乱可能表现为血流动力学失代偿。生命早期数周内，机体将完成从依赖碳水化合物代谢向依赖脂肪酸代谢的转变15。在早产儿中，由于肌浆网与L型钙通道在结构上分离、横管系统尚未发育完全，且心肌细胞表面积与体积之比较高，因此心肌收缩依赖于细胞外钙离子流入细胞内16。

3. 使用HEUE/HHD在环甲膜视图中确认插管

  1. HEUE/HHD
    1. 选择 线性阵列探头 (HEUE 8-18 MHz，HHD 7.5-10 MHz），然后按压 小型部件 在控制台或电子平板的菜单上。
    2. 将线性探头（缺口朝右）置于颈部环甲膜水平的前方位置（由第二人负责气道管理）。调整 扫描深度 到 2-4 cm.
    3. 在环状软骨水平定位两个甲状腺叶。辨认气管插管（ETT）的轮廓（双轨征象，也称为 "彗星头部和尾部")17；观察气管插管（ETT） 原位，产生后方声影（空气-黏膜界面伴有后方混响和声影伪影）。在屏幕左侧观察食管（通常处于塌陷状态）。
      注意：如果食管扩张并伴有后方阴影，可能提示食管插管"双通道" 或鼻胃管或口胃管（图2).
    4. 使用体重加6公式验证气管插管的深度18.
    5. 进行肺部超声纵切面检查；观察双侧胸膜滑动征是否正常，是否存在肺实质征象（B线、实变），以及是否存在肺搏动征（后文将详细解释）。
      ​注意：如果患者正在接受插管，超声可在操作后帮助确定导管位置（如前所述），或实时观察与插管相关的气管及周围组织运动、显示气管内导管的“双轨征”图像以及后方声影的出现情况。如果患者未放置鼻胃管或口胃管，且 "双通道" 若发现该体征，则提示食管插管。

4. 使用主动脉弓胸骨上窝切面验证气管插管深度（HEUE）

  1. 选择相控阵探头（6-12 MHz）。
  2. 按下新生儿心脏模式。
  3. 将扫描深度调整至4-6 cm，以显示完整的主动脉弓，并打开完整的扇形宽度，以便在同一平面上识别气管内导管（ETT）和主动脉弓。
  4. 通过在冠状面上观察1-2点钟方向并顺时针移动，获得带切迹的胸骨上窝切面，直至看到ETT和主动脉弓的图像。
  5. 测量从ETT尖端到主动脉弓上缘的距离，并确保其距离为0.5-1 cm（图3）。
    1. 仅在条件允许时，由经验丰富的超声医师（因需要额外技能）通过超声验证插管深度。主动脉弓可作为定位隆突的参考标志。若发现导管过深（<1 cm，或早产儿<0.5 cm），且同时存在肺搏动现象，应首先进行临床深度确认，然后轻柔地回撤0.2 cm，并确认双侧胸膜滑动征存在。
      ​注：该方法已在多项研究中得到验证19,20。视频1展示了一例疑似气胸病例，检查中发现肺搏动；在验证插管深度时发现导管过深，随后将其回撤。肺搏动消失，确诊为气胸。置入胸腔引流管后出现了肺实质征象。

5. 基于剑下切面HEUE、胸骨旁长轴切面手持超声仪（HHD）及HEUE/HHD肺部超声（LUS）的心脏骤停评估

注意：在当班团队根据国际复苏联络委员会（ILCOR）的建议进行新生儿复苏的同时，POCUS 团队应准备超声设备。可通过超声确认气管插管原位并使用体重加 6 公式评估其深度。超声可用于识别心率21，定性评估心肌收缩力，并排除气胸或心包填塞（PCE/CT）。

  1. HEUE：执行剑突下切面检查，因其可在不干扰胸外按压的情况下获取图像。
    1. 选择相控阵探头（6-12 MHz）。按下新生儿心脏模式，点击上下按钮，以肝脏作为声窗，并确保右心房位于屏幕下方。
    2. 将扫描深度调整至6 cm，调整扇形角度宽度，使部分肝脏和完整心脏均可见。利用肝脏作为通向心脏的声窗，获取剑突下长轴切面（探头切迹指向5点钟方向）。
    3. 从后向前扫描，依次识别（1）上腔静脉（SVC），（2）右心房和左心房，（3）左心室及主动脉瓣，以及（4）交叉的右心室和肺动脉瓣（图4）。在B型超声图像中识别心率（HR），并定性评估心肌收缩力以及是否存在心包积液/心脏压塞（PCE/CT）。
    4. 将探头置于剑突下方区域，切迹朝向3至5点钟方向，左右扫查以观察膈肌和肺底，以肝脏作为声窗（图5）。评估是否存在心包积液/心脏压塞（PCE/CT）及肺栓塞（PE）。
    5. 在通气过程中进行肺部超声（LUS），寻找实质病变征象（B线、实变），以排除气胸（PTX）（见后文）。
  2. HHD：胸骨旁长轴切面及肺部超声（LUS）
    1. 选择线阵探头（7.5-10 MHz）。在电子平板的菜单中按下浅表器官模式。
    2. 将扫描深度调整至4-6 cm。根据需要交替进行胸外按压，或在恢复循环后，使用线阵手持探头获取胸骨旁长轴切面。将探头切迹指向左肩，然后顺时针旋转至3-4点钟方向，直至右心室位于屏幕上方，降主动脉位于屏幕下方。
    3. 识别以下结构：（1）右心室，（2）室间隔，（3）主动脉瓣，（4）左心室，（5）二尖瓣，（6）左心房，（7）心包，以及（8）降主动脉（图6）。评估心率（HR）、心肌收缩力以及是否存在心包积液/心脏压塞（PCE/CT）。
    4. 在通气过程中进行肺部超声（LUS），寻找实质病变征象（B线、实变），以排除气胸（PTX）（见后文）。
    5. 在心脏骤停期间，应结合新生儿复苏流程进行两次超声检查22。
      1. 在实施纠正措施以改善面罩通气效果后，若心率仍<100，应进行心脏超声（CU）以检测心率和有效心输出量，并确认是否存在真正的心室停搏。
      2. 在实施高级心肺复苏（CPR），包括胸外按压和肾上腺素给药后，应进行心脏超声（CU）以排除心包积液/心脏压塞（PCE/CT）和低血容量，并进行肺部超声（LUS）以检测气胸（PTX）（见后文）。
        ​注：在长轴切面中，降主动脉是区分左侧胸腔积液与心包积液的关键解剖标志。位于降主动脉前方（朝向屏幕上方）的液体为心包积液，而位于降主动脉后方的液体则可能为胸腔积液23。在严重纵隔气肿的情况下，可能无法获取胸骨旁切面图像。

6. 血流动力学不稳定（灌注不足、低血压，伴或不伴呼吸功能恶化）24

  1. 使用剑突下长轴四腔心切面通过 HEUE 评估血流动力学不稳定。
    1. 选择 相控阵探头 (6-12 MHz).
    2. 按压 新生儿心脏模式，点击 上/下 按钮，利用肝脏作为声学窗口，并确保右心房位于屏幕底部。
    3. 调节 扫描深度 到 6 cm 以及 扇区宽度 可见部分肝脏和完整的心脏。
    4. 利用肝脏作为声学窗口，获取肋下长轴切面（探头标记指向5点钟方向）。
    5. 从后向前扫描，依次识别：（1）上腔静脉（SVC），（2）右心房和左心房，（3）左心室和主动脉瓣，（4）交叉的右心室和肺动脉瓣图4）。在B型超声成像上，识别心率（HR），并定性评估心肌收缩力以及是否存在心包积液/心脏压塞（PCE/CT）。图4).
    6. 按压 颜色 在控制台上；调节 速度 到一个比例尺 70-80 cm/s观察大血管的交叉情况，以及血流流出道是否通畅，无混叠和加速现象。
    7. 点击 二维，并将探头切迹朝向腋窝方向，从心尖位置观察时位于2-3点钟方向，获取四腔心切面。辨识以下结构：（1）右心房，（2）三尖瓣，（3）右心室，（4）室间隔，（5）左心房，（6）二尖瓣，以及（7）左心室（图7). 通过观察收缩期心室腔大小的变化，主观评估其收缩功能。
    8. 点击 M模式 按钮。为评估收缩功能，使用轨迹球将光标置于三尖瓣和二尖瓣环处，以计算三尖瓣环收缩期位移（TAPSE）和二尖瓣环收缩期位移（MAPSE）。 并根据胎龄将其与列线图进行比较25,26.
    9. 评估心脏充盈和液体状态。通过评估舒张末期面积来区分正常充盈的心脏与充盈不足的心脏，其中心腔消失（空腔）提示充盈不足 "接吻" 心室缩小提示低血容量，而负荷过重的心脏常表现为扩张且收缩功能减退。
    10. 通过血流动力学/小儿心脏病学会诊确定进一步的治疗方案27通过观察是否存在大量环形心包积液并伴有心肌收缩力改变，以排除心包填塞/张力性心包积液（PCE/CT）。
  2. 经胸骨旁长轴切面行超声心动图检查
    1. 选择 线性阵列探头 (7.5-10 MHz）。按压 小型部件 在 菜单 在电子平板上。
    2. 调节 扫描深度 到 4-6 厘米. 使用线性手持探头获取胸骨旁长轴切面。将探头的凹槽指向左肩，然后顺时针旋转至3-4点钟方向，直至右心室位于屏幕上方，降主动脉位于屏幕下方。
    3. 识别（1）右心室，（2）室间隔，（3）主动脉瓣，（4）左心室，（5）二尖瓣，（6）左心房，（7）心包膜，以及（8）降主动脉图6). 通过观察收缩期心室腔大小的变化，主观评估其收缩功能。
    4. 评估心脏充盈和液体状态。通过评估舒张末期面积来区分正常充盈的心脏与充盈不足的心脏，其中心腔消失（空腔）提示充盈不足 "接吻" 心室缩小提示低血容量，而容量超负荷的心脏则表现为扩张，且常伴有收缩功能减退。
    5. 通过血流动力学/小儿心脏病学会诊确定进一步的治疗方案。根据降主动脉前方积液的情况，排除肺循环栓塞/计算机断层扫描的可能。
      注意：有关评估心脏功能的说明，请参见代表性结果部分。 图8 显示经食管超声心动图/计算机断层扫描（PCE/CT）期间右心房收缩期塌陷和右心室舒张期塌陷的图像28.

7. 仅出现呼吸系统症状（血压和灌注正常）

  1. 使用HEUE/HHD进行LUS的纵向和横向扫描。肺部超声半影学特征由Liu及其合作者描述（表2）29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45
    1. 选择线阵探头（HEUE 8-18 MHz，HHD 7.5-10 MHz）。在控制台或电子平板菜单上按下浅表组织模式。关闭谐波成像功能。
    2. 将扫描深度调整为4-6 cm。利用前、后腋线以及旁胸骨线将胸壁划分为六个区域。明确以下区域：a）前部区域，从旁胸骨线至前腋线，并使用乳间线将其分为上、下前部区域；b）侧部区域，从前腋线至后腋线。
    3. 进行纵向扫描时，探头切迹朝上（垂直于肋骨），从前至后以及从内侧向外侧滑动，覆盖前部和后部区域。获取6-10秒的视频片段。将探头旋转90°（切迹朝右），通过肋间隙自上而下进行扫描。
    4. 评估胸膜滑动征以排查气胸（PTX）。识别胸膜线的来回运动，该运动与呼吸运动同步。若存在肺实质征象（B线、实变），则可排除PTX。进行M模式检查以寻找"条形码"征（图9）。
    5. 将探头旋转90°，并将其置于第二与第三肋间隙之间，以获取前上横切面，探头切迹朝右。在健康新生儿中可观察到胸骨及纵隔结构（胸腺、上腔静脉、主动脉、肺动脉及其分支）（图10）。
    6. 在纵向侧部扫描中，识别胸腔积液（PE）的存在，其特征为胸膜腔内液体积聚（图11）。
      ​注意：某些HHD设备的谐波功能允许将频率从7.5 MHz提升至10 MHz，以便在早产儿中维持足够的成像分辨率。超声可检测低至3-5 mL的胸腔积液，而X线片无法识别如此少量的积液。需注意超声扫描深度的设置，因现代设备具备较强的放大能力，可能导致对积液量的高估。

8. 引流（HEUE/HHD）

注意：在所有情况下，均需使用无菌技术。

  1. 若出现明显的血流动力学不稳定、病情即将恶化或心脏骤停时，立即执行急救措施。
  2. 使用18–20 G的穿刺针或连接20 mL注射器和三通阀的套管针。保持新生儿舒适，并在可能的情况下确保充分的镇痛。用氯己定擦拭穿刺区域。
  3. PCE/CT46
    1. 将高频线阵探头水平置于肋下区域，探头标记朝向尾侧。
      ​注：超声心动图引导下心包穿刺的最佳位置是液体积聚最多且最表浅、且无重要结构阻隔的区域。
    2. 触诊剑突部位，将穿刺针（在超声下观察针尖穿透心包囊）从剑突下方以与皮肤呈30°角的方向进针，针尖指向左肩。一旦回抽见液体，立即停止推进穿刺针，继续用注射器尽可能抽吸出最大量的液体。
  4. PTX33​
    1. 若存在肺点，应选择远离滑动区域的合适穿刺点，确保该区域仅呈现A线征象且无胸膜滑动（M型超声中的"条形码征"）。采用仰卧位、俯卧位或侧卧位，使患侧气体上移聚集。
    2. 将穿刺针插入肋间隙，位于下位肋骨的上缘，以避免损伤肋间神经血管束。通过穿刺针抽吸排出胸腔内气体，并根据具体情况考虑是否置入胸腔引流管。
  5. PE41
    1. 确定合适的穿刺点；选择积液最深的区域。采用仰卧位或侧卧位，略微抬高上半身，利用重力使液体聚集于胸膜腔最低处。
    2. 将穿刺针插入肋间隙，位于下位肋骨的上缘，以避免损伤肋间神经血管束。通过穿刺针抽吸排出胸腔积液，并根据具体情况考虑是否置入胸腔引流管。

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结果

通过肉眼观察对心脏功能进行评估，可用于定性评价整体心脏收缩功能。若怀疑心脏功能受损，应立即请小儿心脏病专科进行会诊，以评估先天性心脏病（CHD）。治疗应根据病理生理学情况启动，并依据全面的解剖和功能超声心动图检查结果进行整合与调整27。若怀疑为依赖动脉导管的先天性心脏病，必须开始前列腺素治疗，并安排小儿心脏病专科会诊。在本研究机构，可提供小儿心脏病学和新生儿血流动力学咨询诊疗服务。

2019年1月至2022年7月期间，我院共开展了1,045例危重症超声/床旁超声（HC/POCUS）检查，其中符合本方案的有25例（占2.3%）。新生儿失代偿类型的分类为：呼吸性失代偿14例，血流动力学失代偿8例，与心脏骤停相关（1例为电机械分离，1例为心包填塞）3例。超声检查方案的诊断结果包括：气胸（PTX，12例）、肺栓塞（PE，4例）、肺不张/支气管堵塞（PCE/CT，3例）、心肌收缩力异常（2例）、与心脏骤停相关（2例）、气管插管移位（1例）和低血糖（1例）。

该方案和干预措施由具有高级超声培...

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讨论

与儿童和成人相比，新生儿大多数急性恶化/心脏骤停病例是由于呼吸系统原因所致。由于本中心作为三级转诊护理新生儿中心，收治大量带有留置导管的机械通气患儿，因此对原有的SAFE方案进行了修改。该方案已根据不同场景和设备条件进行调整，适用于中低收入国家。作为拥有新生儿血流动力学和POCUS项目的医疗机构，在于共和国多个地区开展肺部超声（LUS）培训课程后，我们认识到有必要整合超声技术以提升新生儿诊疗水平。

该方案的关键步骤包括将患者分为三种起始情况（心脏骤停、血流动力学恶化或呼吸失代偿），并增加了一些超声可能有助于重症监护/复苏团队的步骤。

其中包含的一个步骤是确认插管位置，可根据患者需求在算法的多个节点进行。经气管超声的敏感度为98.7%（95%置信区间[CI]：97.8%–99.2%），特异度为97.1%（95%置信区间[CI]：92.4%–99.0%）。47. 一旦检测到气管内导管（ETT） 原位 可以使用 Tochen 公式检查深度

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

我们感谢 Dr. Nadya Yousef、Dr. Daniele De Luca、Dr. Francesco Raimondi、Dr. Javier Rodriguez Fanjul、Dr. Almudena Alonso-Ojembarrena、Dr. Shazia Bhombal、Dr. Patrick McNamara、Dr. Amish Jain、Dr. Ashraf Kharrat、新生儿血流动力学研究中心、Dr. Yasser Elsayed、Dr. Muzafar Gani 以及 POCUSNEO 团队提供的支持与反馈。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
导电凝胶Ultra/Phonic, Pharmaceutical innovations, 新泽西州, 美国36-1001-25
手持式线阵探头，10.0 MHzKonted, 北京, 中国C10L手持设备
 曲棍球棒探头 8–18 MHz, L8-18I-SC 探头GE Medical Systems, 威斯康星州密尔沃基, 美国H40452LZ高端超声设备
iPad Air 2Apple IncMGWM2CL/A电子平板
相控阵探头 6-12 MHz, 12S-D 相控阵探头GE Medical Systems, 威斯康星州密尔沃基, 美国H45021RT高端超声设备
Vivid E90 v203 控制台套装GE Medical Systems, 威斯康星州密尔沃基, 美国H8018EBVivid E90 配 OLED 显示器 v203 控制台

参考文献

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