Summary
床旁超声 (POCUS) 是一种简单、无创且便携的工具,可进行动态气道评估。一些研究试图确定超声参数作为临床检查辅助手段在预测困难喉镜检查中的作用。
Abstract
气道管理仍然是围手术期护理的重要组成部分。评估潜在困难气道的传统方法强调 LEMON 方法,该方法寻找和评估 Mallampati 分类、梗阻体征和颈部活动度。临床表现有助于预测气管插管困难的可能性更高,但没有临床结果可靠地排除困难插管。超声作为临床检查的辅助手段,可以为临床医生提供动态的解剖气道评估,而仅靠临床检查是无法做到的。在麻醉师的手中,超声波在围手术期变得越来越流行。该方法特别适用于在特定患者群体中识别正确的气管插管定位,例如病态肥胖患者和头颈癌或外伤患者。重点是确定正常的解剖结构,正确定位气管插管,并完善预测插管困难的参数。在文献中,一些超声测量是直接喉镜检查困难的临床指标。一项荟萃分析显示,从皮肤到会厌 (DSE) 的距离与喉镜检查困难最相关。气道超声可以作为临床检查的辅助手段应用于常规实践。胃部饱满、快速序次插管、肉眼视觉解剖异常和颈部灵活性受限,妨碍使用超声评估气道。气道评估使用 12-4 MHz 的线性阵列换能器进行,患者处于仰卧位,无枕头,头部和颈部处于中立位置。颈部的中心轴是测量超声参数的地方。这些图像采集可指导气道的标准超声检查。
Introduction
气道管理是患者围手术期护理的重要组成部分,也是麻醉师的一项基本技能。未能确保适当的气道可能导致计划外的重症监护入院和并发症、住院时间延长以及脑损伤和死亡风险增加。美国麻醉医师协会 (American Society of Anesthesiologists, ASA) 2022 年困难气道工作组更新了困难气道的定义,包括以下内容:面罩通气困难、喉镜检查困难、插管尝试次数多、使用高级气道辅助装置以及拔管或通气困难1.气管插管前对气道的视觉评估包括寻找、评估和分配 Mallampati 评分、观察阻塞体征以及评估颈部活动度。这通常称为 LEMON 方法。其他评估包括影像学、口咽或外部解剖气道结构评估和上唇咬合试验2。没有一种方法可以作为显着插管困难的预测指标没有局限性。这些许多质量评估可以解释为什么困难气道的发生率从 5% 到 22% 不等,并且阳性预测值 (PPV) 较低。最近的一项荟萃分析显示,在 Mallampati 评分为 III 或 IV 的患者中,插管困难的患病率较低,这使得 Mallampatti 评分系统的敏感性和特异性低于测量的超声参数3。超声提供的气道图像可与射线照相相媲美,使其成为一种有吸引力的选择。自引入床旁超声方案以来,气道超声作为气道管理的辅助手段一直获得发展势头,并显示基于识别创伤患者气管插管放置的临床数据支持4。超声为临床医生提供动态解剖评估,仅靠临床检查是无法实现的。
研究表明,特定超声参数在确定喉镜可视化困难方面具有附加价值。床旁超声 (POCUS) 在围手术期气道管理中的可行性仍然是一个备受关注的领域。超声可靠地对 CT 可视化的所有结构进行成像,舌骨下气道结构与 CT5 测量的参数非常吻合。已经研究了颈部不同水平的各种超声测量。以下测量值与困难的直接喉镜检查相关:(1) 膜颏距离 (HMD);(2)甲状舌骨膜(THM);(3)皮肤到会厌的距离(DSE);(4)皮肤到舌骨的距离(SHB);(5)从皮肤到声带的距离(SVC)。这种方法适用于一般人群和特定人群,例如肥胖人群。胃部饱满、快速序次插管、大体视觉解剖异常和不同原因导致的颈部活动受限,因此无法使用超声评估气道。
本叙述性综述讨论了气道POCUS中的重要超声参数,并提供了可用于日常实践的训练建议。超声简单、便携、容易,学习曲线短。
频率高于20 MHz的声音称为超声波,医学成像使用2-15 MHz。 超声波由超声换能器(通常称为超声探头)发射和接收。超声波穿过组织的阻力称为声阻抗。超声波从组织-空气界面反射回换能器,不同的组织具有不同的声阻抗。骨头发出强烈的回声,这意味着它被称为高回声并且呈白色。此外,骨骼吸收超声波,没有任何东西可以超越它。这种现象被描述为声学阴影。含有软骨的气道结构会产生小回声;它们被描述为低回声结构,在超声图像上显示黑暗。随着钙化随着年龄的增长而发展,这些结构似乎更具回声性5.肌肉和结缔组织可见更异质的外观。腺体组织看起来更亮,这意味着该组织是高回声的。了解空气组织边界概念至关重要。超声波不会在空气中传播,而是返回换能器,产生强烈的反射。返回的回波信号是色散伪影 - 导致多条白线的混响。空气-粘膜界面处的超声波束产生一条明亮的白线。致密的组织在屏幕上看起来更亮,无法观察到远处的结构。临床上,仅看到从皮肤到实体组织管腔前表面的组织。咽部和喉部后壁无法看到。声学阴影反射返回探头6的超声波束。
超声换能器包括弯曲低频 (C5-1 MHz) 换能器、高频线性阵列 (L12-4 MHz)、(L12-5) MHz 或 (L13-6 MHz) 换能器。气道结构在距皮肤 2-3 cm 以内较浅,但由于颈部前部脂肪组织增加,肥胖患者的气道结构较深。弯曲的低频 C5-1 MHz 换能器显示更广阔的视野,以获得更好的下颌下视图。如果只有一个换能器可用,则高频线性阵列将执行与气道评估相关的所有超声检查。换能器必须与皮肤完全接触。需要大量的导电凝胶来维持皮肤接触。在男性中,由于甲状腺软骨突出,防止空气被困在皮肤和换能器之间具有挑战性。在这种情况下,可以使用最小的尾部和颅骨调整来优化图像。
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Protocol
该扫描方案用于临床培训,尚未在其他地方发表。超声图像是从志愿者那里获得的,并进行了去识别化。根据机构指南,该协议超出了人类研究主题的共同规则和 FDA 定义,不需要正式的 IRB 批准。
1. 换能器和图像优化
- 使用线性阵列 12-4 MHz 换能器。这是一款用于表面成像结构的高频换能器。
- 练习用双手握住换能器与皮肤成 90° 角,并站在患者的两侧,这在有限的空间内工作时可能是必要的。轻轻按压颈部。否则,图像会失真。
- 通过精细运动练习换能器操作以优化图像。
- 通常需要进行小幅调整以获得更好的图像。尝试像铅笔一样握住探头。不要将手部放在脖子上,因为这会扭曲图像。
- 练习使用不同型号的超声机,具有不同的线性阵列,12-4 MHz或12-5 MHz,13-6 MHz或曲线C5-1 MHz换能器,以适应不同的重量。
- 练习图像优化。
- 练习旋钮操作,使用焦点、增益、时间补偿 (TGC)、深度和变焦获得最佳图像。
注意: 理想的深度为 3.5-4 厘米。- 避免增益过多和过少,这会造成不良形象。
- 使用时间增益补偿 (TGC) 调整近场/远场增益。这会在特定的灰度深度下微调增益,以获得最佳图像。
- 放大到所需的感兴趣区域。
- 练习旋钮操作,使用焦点、增益、时间补偿 (TGC)、深度和变焦获得最佳图像。
- 练习冻结、测量和获取图像。
2. 患者体位
- 将患者置于仰卧位,无需枕头。
- 要求患者保持头部和颈部处于中立位置,以确保标准化。在头颈癌患者中,嗅探位置可能无法达到,而中立位置可以达到最佳测量效果。
- 让患者将舌头放在下门牙上。舌头在口腔内的位置会改变软组织的厚度;因此,在超声检查过程中,舌头应始终处于同一位置,以确保一致性。
3. 用于图像优化的换能器技术
- 在换能器和皮肤之间涂抹凝胶介质,使两者之间没有空气。
注意:超声波不会在空气中传播。 - 将换能器横向放在颈前部,压力最小,并保持皮肤接触。
注意:施加在颈前部的压力会使上气道变窄,改变组织测量值,引起咳嗽,并使患者感到不舒服。 - 将换能器中线置于中心轴的横向位置。
- 从下颌下空间开始,通过缓慢的精细运动,向尾部移动换能器。
注意:喉部的浅表位置有助于识别其结构。在五个点获得颈前软组织厚度。
4.肌靈距离(HMD, 图1)
- 将换能器沿身体中轴纵向放置在颏下空间中,以获得下颌下图像。
注意:口腔底部图像显示颏膜和舌骨的声学阴影之间的细小组织回声。硬腭是高回声的,被描绘成一条白线。 - 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从颏膜外缘到舌骨测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 将换能器旋转到横向位置,并将其放在颈部的中心轴上。
- 用微小的缓慢运动来操纵换能器,以可视化以下结构7.
5.甲状舌骨膜(THM, 图2)
- 触诊甲状腺软骨和舌骨,将换能器置于横向位置,确保保持在颈部的中心轴。
注意:甲状舌骨从舌骨的尾缘扩展到甲状腺软骨的头缘。会厌以低回声曲线结构的形式进入视野,是一个黑暗的空间。 - 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到中心会厌的前缘测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 将换能器向右移动 1 厘米。
- 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。测量从皮肤到会厌前缘的距离。距离将在屏幕上以厘米 (cm) 为单位弹出。
- 点击 获取。
- 将换能器向中心左侧移动 1 厘米,然后重复步骤 5.6-5.8。
- 对三个测量值进行平均以获得 THM8。
6.从皮肤到会厌的距离(DSE, 图3)
- 将换能器保持在同一位置,并保持在颈部的中心轴上。
注意:会厌应该在视野中。会厌是一种低回声曲线结构,被视为一个黑暗的空间,并且在患者的一生中一直如此。在后部,空气粘膜界面是一条明亮的白线。 - 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到亮白线的中心测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 将探头向中线左侧移动 1 厘米。
- 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到明亮的白线测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 将换能器向中线右侧移动 1 厘米,然后重复步骤 6.6-6.8。
- 对三个测量值进行平均以获得 DSE9。
7.从皮肤到舌骨的距离(SHB, 图4)
- 将换能器尾部稍微向下倾斜(约 20°),触诊舌骨,然后将换能器直接放在舌骨上,确保保持在颈部的中心轴上。
注意:舌骨被视为一条倒置弯曲的明亮回声线。下面是一个低回声阴影。 - 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到舌骨中心测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 将探头向左侧中线外侧移动 1 厘米。
- 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到舌骨测量。屏幕上将弹出以厘米 (cm) 为单位的距离。
- 点击 获取。
- 将换能器向中线右侧移动 1 厘米,然后重复步骤 7.6-7.8
- 对三个测量值求平均值,得到 SHB 距离10。
8.从皮肤到声带的距离(SVC, 图5)
- 将超声探头横向放置在甲状腺软骨上,确保停留在颈部的中心轴上。
注意:甲状腺软骨被可视化为一个大的倒V形结构,具有细小的组织回声。声带是V形结构中的两个三角形。 - 单击 “冻结”。
- 单击 “测量”。从皮肤到右声带上缘测量。以厘米 (cm) 为单位的距离将在屏幕上弹出。
- 点击 获取。
- 在左声带上重复步骤 8.2-8.4。
- 对两个测量值进行平均以获得 SVC11。
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Representative Results
本文旨在提供重要的超声参数,以预测困难的喉镜检查。迄今为止,已有30项研究分析了几种不同的超声参数。两项荟萃分析确定了五个研究最多的参数,这些参数在简单和困难的直接喉镜检查视图之间有显着差异,并且比经典的 Mallampatti 分类12 具有更高的敏感性和特异性。本叙述性综述遵循 表1 和 表2所示研究的扫描方案。
从皮肤到会厌的距离 (DSE)
为了在甲状腺膜水平获得 DSE,患者仰卧,头部和颈部处于中立位置,没有枕头。换能器沿颈部前表面横向放置,并从口腔底部移动到胸骨切迹水平。会厌是一种低回声(暗)曲线结构, 通过 甲状腺膜前部和后部明亮的空气-粘膜界面可见。换能器尾部略微倾斜,头侧或/和尾侧,以实现最佳可视化。吞咽可移动会厌视图。测量值从皮肤到会厌后缘沿中轴线和左右 1 厘米,并取平均值。
Carsetti 等人最近对 15 项符合条件的研究进行的一项荟萃分析发现,从皮肤到会厌 (DSE) 的距离是与困难的直接喉镜检查最相关的参数12.Cormack-Lehane 喉镜检查等级较高的患者的 DSE 较高。DSE超声平均测量值为>2-2.5 cm,阳性预测值(PPV)为30%-49.4%,提示插管困难的概率为30%-50%。阴性预测值 (NPV) 范围为 95%-97%,这意味着使用上述超声参数轻松插管的可能性为 95%-97%。在临床实践中,阳性结果提示在插管方法12 中谨慎使用。
肌门距离 (HMD) 和门膜距离比 (HMDR)
HMD 是通过获得下颌下图像来确定的,这涉及将换能器沿身体长中轴纵向放置在矢状面的颏下空间中。口腔底部的图像显示,在颏膜和舌骨的声影之间有细小的组织回声。硬腭投射出一条高回声的白线。HMD 是从舌骨的上缘到下颌骨的下缘测量的。HMDR 是中立头部位置和伸展头部位置的下网距离之比。HMDR 反映了估计下颌下间隙的能力,这在喉镜检查中是必不可少的。舌骨随着颈部的伸展而移动,增加了下颌下面积。无法在超声上看到舌骨会增加直接喉镜检查困难的可能性。以下参数与困难的直接喉镜检查有关,并且在肥胖和一般人群中都具有预测性13,14:
1.HMD在3.43-4.55cm范围内处于中性位置(灵敏度:100%,特异性:71.4%)
2.头部伸展位置小于5.50厘米的HMD(灵敏度:100%,特异性:71.4%)
3.HMDR小于1.20cm(灵敏度:75%,特异性:76.2%)
从皮肤到声带的距离 (SVC)
将超声换能器以横向位置放置在甲状腺软骨上,可以在一个大的倒置 V 形结构中观察声带。声带显示细小组织回声。随着年龄的增长,甲状腺软骨在声带水平钙化。声带随着呼吸而移动。它们呈低回声和三角形,覆盖在声带肌肉上,内侧附着在高回声韧带上;通过发声,声带在中线处闭合。假声带是高回声的,因为它们含有脂肪,平行和头侧,并且在发声过程中不移动。头侧和尾侧换能器的精细运动将真声带与假声带区分开来。假声带高回声,更突出,呈圆形至椭圆形。真正的声带通常只能通过高回声声带韧带来区分。
Ezri 的一项研究报告称,在困难的直接喉镜检查和 1.10-2.80 厘米的 SVC 测量中,SVC 值总体高出 0.27 厘米。敏感性和特异性分别为 53% 和 66%10。第二项研究指出,距离在 0.92-1.30 厘米之间,差异大于 0.38 厘米,敏感性和特异性分别为 75% 和 80.6%,与困难的喉镜检查相关11,15。
从皮肤到舌骨的距离 (SHB)
将探头横向放置在舌骨上可优化视野。舌骨是一条明亮的回声线,向上弯曲。在它下面,有一个低回声阴影。
从皮肤到舌骨的距离大于 1.28 cm 与直接喉镜检查困难有关。敏感性为85.7%,特异性为85.1%。此外,0.2 cm 的差异可区分易通气道和困难气道。相比之下,Mallampatti 气道分类不一致、敏感性较低且特异性较低12。舌骨可视化的能力与较低的 Cormack-Lehane 喉镜检查等级和易于插管有关13.
甲状舌骨膜 (THM)
甲状舌骨从舌骨的尾缘扩展到甲状软骨的头缘。当换能器处于这两个结构之间的横向位置时,视图得到了优化。会厌是该水平的低回声(暗)曲线结构。测量从皮肤到会厌前缘的甲状舌骨膜距离。
Adhikari 等人和 Pinto 等人发现,甲状舌骨膜水平的前颈软组织厚度是喉镜检查困难的独立预测因子 8,16。与简单的直接喉镜检查相比,对于困难的直接喉镜检查,THM 值降低 0.24 cm 具有统计学意义。超过 2.8 cm 的值可预测喉镜检查困难。Adhikari 等人未报告敏感性或特异性8。在Pinto等人的研究中[16],敏感性为64.7%,特异性为77.1%。这两项研究没有发现超声测量与临床评估之间的关联。尽管如此,他们得出的结论是,THM水平的超声测量比SVC测量值具有更好的预测指标。
在气道的超声评估中经常提到另外两个参数:从皮肤到第一气管软骨前表面的距离和舌头的厚度。然而,这些参数是由结果不一致的小型研究确定的,需要更大的样本量来提供实质性证据17。
表1:与困难的直接喉镜检查相关的超声参数。请按此下载此表格。
表2:困难气道中的超声参数。请按此下载此表格。
图 1:子宫距离 (HMD)。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 2:甲状舌骨膜 (THM)。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 3:从皮肤到会厌 (DSE) 的距离。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 4:从皮肤到舌骨 (SHB) 的距离。 请点击这里查看此图的较大版本。
图 5:从皮肤到声带 (SVC) 的距离。 请点击这里查看此图的较大版本.
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Discussion
气道超声检查是检查气道的有效方法。目标是将气道检查纳入日常实践,为麻醉诱导前气道的标准麻醉前评估提供附加价值。
最好从下颌下空间开始扫描方案,换能器沿着身体的长轴 - 矢状面定位。从那里,传感器沿中线在横向位置转动,并在每个参数进入视野时缓慢向尾部移动。所有步骤都应一致和系统地执行,有针对性的培训和实践对于为未来的研究保持良好的形象至关重要。
或者,扫描方案从胸骨切迹开始,气管环将进入视野;此时,当超声参数聚焦到视野中时,应缓慢移动头侧换能器。可以组织扫描顺序,并且可以根据超声医师的经验更改视图的顺序。下颌下空间最好用曲线 C5-1 MHz 换能器观察,它提供了广阔的视野。如果只有一个换能器可用,高频线性阵列 12-4 MHz 换能器可以获得所有气道图像。
该技术最重要的方面是患者体位。患者应仰卧位,头部保持中立位置,无枕头。换能器的小头侧和尾侧运动通常是必要的,以获得最佳图像。如果具体参数难以可视化,超声医师可以从最头侧的位置重新开始,换能器横向位于中线,然后慢慢地向尾部移动换能器。
线性阵列 L12-4 MHz 换能器是一种深度达到 8 厘米的高频换能器。超声屏幕右侧的线条描绘了超声波将达到的深度。深度旋钮可在浅深度或深深度之间调节。一个好的深度是 3.5-4 厘米。向上或向下更改增益旋钮会改变整体增益,从而使图像更亮或更暗。应调整增益,以实现所有结构的最佳可视化。近/远场和时间增益补偿 (TGC) 在灰度超声图像中特定深度微调和调整增益。TGC从叙述性评论图像的顶部到底部从上行到下行为中间负数到中间正数。对焦旋钮可调整超声图像的感兴趣区域。
该技术的局限性包括超声的可用性和基本气道超声所需的培训。Chalumeau-Lemoine 等人得出结论,8.5 小时的综合培训,包括 2.5 小时的教学课程和三个 2 小时的实践课程,即使事先没有超声技术知识,也能使个人达到基本超声检查的能力18.此外,口译能力随着经验的提高而提高18.关于参数截止值的共识或指南并不存在。所研究的不同人群可以解释这种不协调,结果不能推广到其他群体。超声测量值以厘米 (cm) 为单位,施加在颈部前部的压力可能会改变测量值。应对颈部前部施加最小的压力,以维持皮肤接触。肥胖或妊娠患者喉镜检查困难的风险较高,因此无法将其纳入这些研究组。
超声测量的前颈厚度在预测喉镜检查困难方面比传统气道评估具有更高的敏感性和特异性。结合标准的床旁临床评估,颈前部超声检查可显著提高喉镜检查困难的预测。迄今为止,这些研究规模很小,除了确认气管插管的位置或在紧急手术气道的情况下定位环甲膜外,超声在气道管理中没有常见的用途。
尽管存在不确定性,但在未来,便携式和手持式超声设备可能会被接受为临床检查的辅助手段,以便立即进行床边评估和管理,就像之前建立的听诊器、移动气道和其他管理设备一样。这种接受包括建立标准方案并将超声纳入气道管理指南。质量评估和提高患者安全性需要培训和定期模拟教育。三维和手持式超声设备可能会突破高质量图像的界限和护理点设备的广泛可及性。
通过LEMON方法进行的临床气道检查是对舌骨上方气道的外部评估。超声检查是对舌骨下方结构的内部评估。研究结果表明,基于超声的气道管理可以作为传统床边评估的宝贵辅助手段,也是预测困难气道的有用工具。POCUS的整合正日益成为困难气道管理的主要手段。它的新颖性和便携性意味着将 POCUS 整合到围手术期环境中是可行的。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
这项研究得到了美国国立卫生研究院/国家癌症研究所(马里兰州贝塞斯达)癌症支持拨款 P30 CA008748的部分支持。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Gel-Lubricant jelly | MediChoice | 13143 gram, LUB Sterile | Bacteriostatic,water soluble-alcohol free. |
Philips SPARQ Point of Care System | Philips | Transducer L12-4 MHz | Broadband linear. 128elements. 38.4 mm. |
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