危重症患者的气道超声检查
危重症患者的气道超声检查
气道评估和管理在重症医学中具有重要作用。插管和气管切开是重症管理中最常见的手术操作，但与择期手术不同，紧急气道管理会增加主要并发症的风险，如缺氧、低血压、呼吸衰竭或心跳骤停。此外，由于插管导致的喉部损伤在重症患者中极为常见；最常见的症状是发音困难、声音嘶哑和吞咽困难。喉部损伤在入院和出院后都需要一个合适的诊断和治疗。
最近，Russoto等人总结了危重病患者气道管理的最新证据，但未包括超声。超声可以帮助医生识别上呼吸道的许多结构，了解这种解剖有助于进行气管插管或气管造口术以及诊断吞咽困难或喉损伤等并发症。
气道超声在类似疾病中的应用逐渐增加，麻醉或急救医学等专业，但在临床中的应用重症监护落后于其他超声检查方式。然而，一旦整合，它将成为重症监护室中一个无价的工具。超声可以帮助我们评估气道，并在急性情况下提供快速干预。例如，在由于颈部肿块或任何其他肿胀（如路德维希心绞痛）而难以定位的情况下识别气管。另外，它能与临床检查结合起来帮助我们预测困难气道。
这篇综述的目的是总结目前超声在气道评估和管理中的应用，重点是危重成人患者。
方法
作者使用Embase、PubMed数据库和Google Scholar（Alphabet Inc.）进行结构化文献搜索，关键词为“气道管理”、“超声”、“超声检查”和“吞咽困难”。文献检索于2020年10月底进行，仅限于2010年1月1日至2020年10月1日以英文发表的研究。入选标准为发表在重症监护医学（CCM）、急诊医学和成人麻醉学等医学学科的手稿。通过从标题中排除相关术语，排除了以儿科为重点的研究。尽管没有在PROSPERO注册，我们还是搜索了他们的数据库，看看是否有类似的研究。两位作者（CDT，LG）独立进行研究，寻找所有符合纳入标准的已发表论文。首先，我们通过阅读标题和摘要对材料进行分类，排除不符合纳入标准的手稿。然后在阅读导言和结论的基础上对剩余的论文进行了分析。我们充分阅读了所有符合入选标准的手稿。作者包括病例报告、回顾性和前瞻性研究、系统评价和荟萃分析以及其他叙述性评价。由于综述的目的是描述性的，因此无论是否存在偏倚风险，均纳入文章。
解剖
超声波可以区分不同的解剖结构，这是因为组织能够反射超声波，而超声波主要由每个组织的密度和声阻抗决定。空气反射了近99%的超声波，使评估充满空气的结构（如肺或气道）变得复杂。超声波伪影，如声窗或伪影能帮助我们识别气道。
在气道超声检查过程中可以识别出许多结构（图1）：
骨为高回声结构，有后方声影。舌骨在横切面上呈倒U形。
软骨（甲状腺、环状软骨和气管环）低回声且均匀。通过横切面上的甲状软骨，我们可以观察到声带与中央气管阴影形成等腰三角形。
结缔组织和肌肉呈低回声和异质性。空气-组织界面呈高回声线。
食管可在横切面上与第一和第二气管环相邻，或在斜横切面上位于气管后胸骨上切迹水平。医生可以通过让患者吞咽并检查食管的蠕动运动来更容易地识别食管。
图1.气道解剖的超声图像与计算机断层扫描相关。C：颏；H：舌骨；MH：舌骨肌；TC：甲状软骨；To：舌头；Tr：气管；Ty：甲状腺；SC：颏后影；SH：舌骨后影。
技术
对气道进行超声评估的理想体位是患者仰卧或半卧位，颈部略微过度伸展。大部分气道窗口能使用线阵或扇形传感器获得。优化图像，理想深度应在2到5cm之间，并将超声束聚焦在所需结构上。
操作
插管
危重病人的气管插管可能发生在重症监护病房本身，也可能发生在医院环境中的任何其他地方。虽然大约30%的气管插管是紧急的，但大多数是急诊或择期的。紧急和急诊插管会增加严重并发症的风险，例如缺氧、低血压或心脏骤停。
超声能在气管内插管的不同层面予以辅助。
插管前----颈部软组织可以评估以排除肿块或任何其他肿胀，这可能使手术复杂化，甚至有必要选择替代气道装置。超声还可以指导我们根据环状软骨的大小选择导管的尺寸。
插管时----将探头放置在胸骨上切迹处的横向平面上，超声可用于动态观察进入气管或食管的导管通道。在气管内插管时，应看到气管内有两条高回声线的半圆管图像（双轨或双腔征）。一旦食管插管，双腔征见于气管附近，有声影，灵敏度为97%至100%（图2和在线补充视频1）。
图2.气管和食管，超声探头位于胸骨上切迹上方的轴面。A、 气管和食管。B、 气管内插管。气管双轨征。C、 食管插管。左侧气管附近可见双轨征，伴有声影。Tr，气管；E、 食道；颈动脉
Chou等人描述了气管快速超声检查（T.R.U.E.）用于在紧急插管期间通过将探头置于胸骨上切迹确认气管插管位置。总的准确性为98.2%，敏感性为98.9%，特异性为94.1%。此外，特别有助于指导学员进行插管的医生，允许在注射气囊前实时确认正确的放置位置。
插管后----Capnography已成为气管插管放置确认的金标准。然而，在某些紧急情况下，Capnography并没有那么有用，例如，在心脏骤停患者中，波形Capnography上没有可检测到的呼气末二氧化碳并不排除插管成功的可能性。Osman等人证明了上气道超声检查与波形Capnography检查在气管插管后验证气管插管位置的可行性。事实上最近的meta分析发现超声评估导管正确位置的敏感性大于93%，特异性大于95%。此外，在胸骨上切迹水平，Tessaro等人通过对气管插管气囊注入生理盐水确认了深度。此外，肺部滑动或膈肌运动的可视化也可以间接确认气管插管。
特殊人群——对于颈部软组织增多或肥胖的患者，可使用较低频率的传感器，以提供更好的穿透力来改善成像质量。此外，在创伤患者中，超声可以检测到钝性颈部创伤继发的上呼吸道损伤，这可能发现上气道梗阻。
超声用于插管的检查只需要一个相对简单和简便的培训，因此，它可以被任何重症医生使用。例如，Chenkin等人使用在线培训加上两次实践，所有医生都能够区分气管插管和食管插管。
气管切开
超声同样可以帮助经皮扩张气管切开或环甲膜穿刺。它不仅可以通过软骨环和环甲膜的可视化定位穿刺点和引导操作以减少并发症的发生率，而且它也显示了其他可能受损的结构。例如，气管后壁或一些前颈部结构，包括甲状腺血管或甲状腺峡部（图3）。
图3.环状软骨和气管环在纵向平面上的超声图像。环状软骨；第一气管间隙；第二气管间隙；第三气管间隙。
与血管解剖变异相关的出血是经皮扩张气管切开术最常见的并发症。根据Simon等人的研究，每600名患者中就有1人死于经皮气管切开术相关死亡，其中约30%的死亡发生在手术过程中，继发于出血。甚至Tov等人也观察到，由于血管解剖变异或气管结构的其他类型变异，术前超声可以识别出有出血主要风险的患者。在这项研究中，25%的患者的治疗决定从经皮气管切开术改为开放性外科气管切开术。
在进行经皮扩张气管造口术之前，必须对颈部解剖进行超声检查，以避免损伤其他结构。根据超声标准，气管穿刺点应在第一个气管环下方，但在第五个气管环上方，且穿刺路径中无其他结构。首先，在横切面上，我们应该定位气管中线。然后，将探头旋转90°，以获得环状软骨和气管环的纵向视图。这种所谓的平面内方法允许在进针时跟随针尖。当针头穿过前壁时，会感觉到阻力的变化，进入管腔，然后将空气/液体吸入连接的注射器。然后，断开注射器，将预先组装好的气管造口工具包中的导丝穿过针头插入气管，作为进一步气管造口的引导。在气管扩张之前，还可以从横向或斜横向视图验证导丝的位置。Petiot等人研究了实时超声引导下经皮气管切开术的学习曲线，发现至少需要50次操作才能完成该技术，且并发症发生率和操作时间可以接受。
困难气道的预测
尽管存在许多用于预测困难气道的临床检查，例如张口、甲状腺距离或 Mallampati 评分（根据舌头和咽部结构确定插管难度）；它们每一个的预测效果都有限。在紧急情况下，由于精神状态的改变或患者的呼吸窘迫，这些测试的可行性进一步降低，从而阻碍了应用。在紧急情况下确定插管的一个更可靠的评分是七项MACOCHA评分（Mallampati评分III或IV、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、颈椎活动度降低、张口受限、严重缺氧、昏迷和非麻醉师），敏感性为73%，特异性为89%
超声可以在预测困难气道方面发挥作用。由于传统筛查工具的可靠性较差，任何能够增强气道评估的工具都必须被视为临床检查的辅助工具。没有多少研究将传统筛查工具与超声进行比较。Abdelhady等人将Mallampati评分和甲状腺距离与超声测量的皮肤到会厌的距离进行了比较。他们发现超声和Cormack–Lehane（CL）分级之间有更好的相关性。
多种超声测量方法用于预测困难气道。值得注意的是，一些研究涉及接受择期手术的患者或健康志愿者，限制了其在不稳定患者中的适用性。
软组织的评估
在舌骨和会厌水平测量的前颈部软组织厚度与CL分级相关。CL分级根据所见结构将直接喉镜检查获得的视图分为四个等级，并试图预测插管困难的可能性，其中4级最有可能出现困难气道。在许多试点研究中，对软组织进行了各种测量，但到目前为止还并没有研究对它们进行比较，所以，并没有一种方法更好。
Rana等人对120名需要插管进行择期手术的患者进行了观察研究。他们测量了（A）会厌前间隙的深度和（B）会厌到声带之间距离中点的距离。他们发现A/B比值可以预测喉镜检查的困难程度，并且可能与CL分级相关。A/B比值大于1.77对预测困难喉镜检查（CL 3级或4级）的敏感性为82%，特异性为80%。尽管如此，Gupta等人发现A/B比在2和3之间与CL等级3相关。Chan等人使用相同的比率发现，在中国人群中，应使用该比率的较低临界点（a/B>1）来预测CL等级超过3级（图4）。
图4.斜横切面的超声视图。A/B比率(A） 会厌前间隙的深度，（B）从会厌到声带之间距离中点的距离。放置在舌骨和甲状腺软骨之间的线阵探头，并沿尾端方向旋转，以获得会厌和声带基部的斜横切面。
其他作者发现，通过在舌骨和甲状舌骨膜水平上颈部前部厚度超过2.8 cm，可以预测困难插管。Nazir等人发现会厌水平颈前软组织距离的增加与插管困难密切相关（临界值为17.7 mm），这也与CL分级相关。
在肥胖患者中，用探头在横切面测量声带水平的气管前脂肪可以预测气道困难。Ezri等人测量了中线处从皮肤到气管前部的距离，以及中线左右15 mm处的前后距离（图5）。如果颈围大于50 cm且体重指数（BMI）>35 kg/m2的患者的这三个测量值之和超过28 mm，则70%的患者的CL等级为3级或4级的喉镜检查困难。
图5.声带水平的颈前软组织视图。从皮肤到中线（A）处横切面前方的距离，以及从中线左侧（B）和右侧（C）处横切面前后15 mm的距离。
舌骨颏的距离比
舌骨颏的距离（HMD）比率定义为舌骨与颏尖之间在中立和头部伸展位置的距离之比。Wojtchzak等人观察到，肥胖患者的HMD比小于1预示着困难气道。Rana等人发现，小于1.085的比率在预测喉镜检查困难方面的敏感性为75%，特异性为85.3%。然而，与HMD比率相比，上述A/B比率的超声测量是更好的CL分级预测指标。Petrisor等人发现，在预测肥胖人群喉镜检查困难时，将最大伸位的HMD比率除以中立位的HMD比率似乎比将倾斜位的HMD比率除以中立位的HMD比率更准确。
舌头
舌头可以通过颏下视图进行评估。Parameswari等人观察到，舌头厚度超过6.1cm可以预测喉镜检查困难。Wojtchzak等人分析了肥胖患者的舌体积，发现舌体积与简单或困难插管之间没有差异。
横向气管气体伪影的直径
如Lakhal等人所述，可测量颈部声门下区域的横向气管气体伪影的直径。Aydogmus等人对孕妇进行了一项前瞻性试验，并根据体重指数低于或高于30 kg/m2将她们分为两组。两组之间在这一测量方面没有发现统计差异。
在通过超声预测困难气道的不同研究中，结果存在广泛的变异性，有些研究是单中心的，样本量小，或者是在特殊人群中进行的。毫不奇怪，目前还没有标准化的方法。此外，有些测量很难进行。因此，在紧急情况下，超声应用降低。此外，未有发表的指南或论文表明哪些患者应该通过超声评估其气道，因为对每个人进行评估都很耗时。
检测并发症
拔管失败延长了机械通气的持续时间，延长了住院时间，并与较高的死亡率相关。气管插管会引起广泛的局部并发症。最常见的喉损伤是声带活动异常和喉水肿，与喘鸣和拔管失败有关。一些研究已经认识到超声检查是一种工具，可以用来更好地识别它们。
喉头水肿
为了预测喘鸣，一些研究使用了气管球囊放气前后声带水平的气柱宽度的变化。尽管是一种很有前途的测量方法，但研究样本很小，因此应谨慎解释结果（图 6）。
图6.声带水平喉气柱宽度的评估。A、 球囊充气时有声影的方形气柱：应能看到杓状软骨和真实声带。B、 拔管后未出现喘鸣的患者球囊放气后出现梯形气柱：杓状软骨和真实声带因声影而无法正确显示。
声带功能障碍
声带运动障碍通常通过鼻咽镜检查来诊断。然而，它是一种侵入性技术，不能对患有严重凝血病或颅面外伤的患者进行，并且在某些情况下，例如声门水肿，无法评估声带。即使在这些情况下，超声也可以无创地评估声带（在线补充视频 2）。Ruan等人观察到，超声是一种快速的声带损伤初步筛查方法，如声带麻痹或杓状软骨脱位，使用线性探头在前面横向或侧面纵向进行检查。因此，超声不仅可以评估拔管后声带的损伤，还可以用于任何发音困难患者，甚至是语言疾病患者，作为其诊断评估的一部分。
吞咽困难
吞咽困难是危重病人经常遇到的问题。一项大型前瞻性研究显示，18.3%的非选择性急诊入院患者在拔管后出现吞咽困难，最近的一项荟萃分析发现，总体吞咽困难发生率为41%。在过去的两年里，围绕这个主题发表了许多文章。随着人们对筛查这些患者越来越感兴趣，也许是时候将超声纳入这项评估了。另一方面，吞咽行为是一个复杂的过程，包括三个阶段：口腔、咽和食管。视频透视吞咽研究 (VFSS) 和吞咽的柔性内窥镜评估 (FEES) 试验是吞咽困难评估的参考标准。VFSS 提供三个阶段的视图，但存在电离辐射。FEES 可以在床边进行，并提供评估鼻咽、咽和喉的直接视图，但它是一种侵入性技术，要求患者没有大出血风险或面部创伤。超声可使涉及前两部分的解剖结构的运动可视化，如舌头、舌骨或甲状腺软骨，并可检测咽部残留和误吸（在线补充视频3）。与VFSS和FEES相比，超声是无创的，无短期和长期并发症，并且可以根据需要在随访期间重复。
已经描述了许多测量方法，主要是在小型研究中。Huang等人评估了使用舌骨-喉近似值的可靠性，即从静止距离减去吞咽时舌骨和甲状软骨之间的距离得到的距离，他们发现吞咽困难患者的近似值较小。Yabunaka 等人评估了健康志愿者的舌骨运动，而 Macrae 等人发现用超声测量的舌骨位移具有超过 0.85 的良好的评分者内和评分者间一致性。Tommii等人描述了使用M型超声进行舌头和口腔功能测试，并测量吞咽过程中舌头的位移。2018年，Manabe等人使用组织多普勒成像评估颈部食管，不仅评估吞咽过程中的运动，还评估吞咽速度，他们发现该方法可靠、可重复，且耐受性良好。在 B 型超声检查中，通过气管前壁下方声带的高回声、长而窄的物体检测到误吸。误吸检测的灵敏度为0.64，特异性为0.84。如 Miura 等人所述，可以在声带上方、梨状窦或会厌谷中检测到咽后吞咽残留物。同一组进行了一项随机对照试验，以调查超声引导下吞咽管理的有效性，该试验显示干预组中残留物和误吸频率的减少。
更多的应用
气道超声检查在其他应用中也很有用，例如检测声门下狭窄，在狭窄超过气管部分的50%之前，声门下狭窄是无症状的，检测食管嵌塞，或评估会厌炎。
结论
超声在危重病人管理中的应用呈指数级增长。其他超声检查方式完全融入重症医学，但气道超声检查并非如此。气道超声可能是重症医师的有用工具。协助插管和气管切开术以及帮助诊断喉部损伤和吞咽困难是有助于改善危重患者管理和安全的一些用途。气道超声显示出成为重症监护的有效工具的迹象。然而，不仅需要进一步研究来验证一些测量和技术，还需要验证教育学习曲线。