超声在气道管理中的应用
郑镇伟1,3 马武华2 杜瑞明3
1广州中医药大学第一临床医学院；2广州中医院麻醉科；3汕头大医院麻醉科
国际麻醉学与复苏杂志,,40(07):-.
DOI：10./cma.j.issn.-..07.
基金项目
国家自然科学基金面上项目（8922）；
国家自然科学基金青年科学基金（）；
广州市科技计划项目（）
REVIEWARTICLES
超声具有安全、无创、实时、可重复等优点，随着高分辨率便携式超声仪器的改进，超声在临床各学科的应用越来越广泛，目前已成为麻醉、急诊和重症医学等学科的重要诊疗工具。其中，超声在气道管理中的应用研究取得了很大的发展，已广泛应用于困难气道预测、气道解剖定位、气管导管定位、气管拔管预测、饱胃患者评估等，本文就超声在气道管理中的应用进展进行综述。
1 气道超声的基础知识
1.1 超声的基本原理
超声探头有发射声波和接收声波的双重功能，其发射的超声波会穿过不同的组织和器官，产生不同的衰减以及反射，从而形成超声图像。目前临床医学应用中常见的超声频率为2~15MHz，声波频率越高，其分辨率越高，但组织穿透能力越差，频率越低则相反。目前，气道超声中高频线阵探头（6~15MHz）适用于观察浅表气道结构（距皮肤2~3cm），如环状软骨、环甲膜、气管环和气管等，而低频凸阵探头（2~5MHz）适用于观察颌下至声门上以及胸腔内结构，如舌体、会厌、声带、杓状软骨和肺等。
1.2 气道相关结构的超声影像特点
超声几乎能显示气道表面的所有结构，与麻醉关系密切的气道结构主要有舌体、会厌、舌骨、甲状软骨、环状软骨、环甲膜、气管、食管及肺等；而在气道超声扫查中，患者一般需平卧并暴露好检查部位，常用的平面有矢状面、旁矢状面和横断面。以下简要介绍部分气道相关结构的超声影像特点。
1.2.1 舌 体
舌体肥大及舌根后坠是上气道阻塞的常见病因，舌体积的大小和它的邻近组织在气道评估中有着重要的作用，舌体肥大和舌扁桃体增生可能会导致喉镜暴露困难，因此，舌体的超声检查对预测困难气道有重要作用。舌头位于充满气体的口腔之中，舌体的背部与空气相接触处，呈现高回声的空气-黏膜线，便于超声观察，通过超声横断面和矢状面分别测得舌的最大宽度和厚度，从而可以计算出舌的体积，有助于判断喉镜暴露是否困难。
1.2.2 会 厌
超声探头置于甲状舌骨膜上方通过横断面与矢状面均可看到会厌呈一条低回声线状结构，它由前方呈高回声的会厌前腔隙和后方呈明亮高回声线状的空气-黏膜交界面组成，采用高频探头在甲状舌骨膜平面上下扫查可观察到全部会厌结构。
1.2.3 声 带
甲状软骨是超声观察声带结构的最佳视窗，左右声带形成中央带有气管声影的等腰三角形，声带内侧为高回声的声韧带。
1.2.4 舌骨和甲状软骨
舌骨和甲状软骨是上呼吸道超声检查的重要解剖定位标志，舌骨与甲状软骨以韧带相连接，形成甲状软骨膜，是重要的超声扫查入路；舌骨在下颌下区域超声横断面上呈现倒U形高回声亮线伴随后方声影，正中矢状面和旁矢状面则表现为窄的曲线形强回声影，甲状软骨在横断面呈倒Ｖ低回声影，正中矢状面和旁矢状面下则均为线性影。
1.2.5 环甲膜和气管
环甲膜是建立紧急气道的重要解剖标志，在矢状面及旁矢状面上的超声影像为连接低回声甲状软骨和环状软骨的高回声带，环状软骨旁矢状面呈圆形低回声影，横断面上呈典型的马鞍状，其后为高回声的空气柱及后方彗星尾状伪影，而气管环矢状面及旁矢状面上呈“串珠状”，横断面上由于空气-黏膜界面的存在，使得气管环呈典型的倒“U”型结构。
1.2.6 食 管
胸骨上切迹横断面左右移动超声探头可见食管呈位于气管的右后方或左后方的无回声圆形状，其中，80%以上以左后方为主，嘱患者做吞咽动作，即可见到无回声圆形影伴随吞咽而蠕动。
1.2.7 肺
超声可检测胸腔内的各个结构，用于多种肺疾患、气胸、胸腔积液等的诊断。超声探头长轴放于肋间隙上，正常情况下两肋间可见一条随呼吸运动来回滑动的高回声线，即胸膜线，这种随呼吸而产生的滑动，即“胸膜滑动征”或“肺滑行征”，可用于间接检测气管插管是否到达正确位置，而且，只要有肺滑行征，即可排除气胸。
1.3 超声气道测量的可靠性
CT和MRI是公认的能够准确测量气道结构的影像学检查手段，Prasad等比较了超声和CT在测量气道相关指标的差异，结果显示两者在舌骨水平以下气道结构的测量结果基本相同，而舌骨水平以上结构的测量结果有一定的差异，可能受患者头部后仰程度影响所致。此外，超声与MRI、CT在测量气管直径和选择气管导管型号等方面的研究均显示有高度的一致性，因此，超声能可靠地测量出气道的各项相关指标。
2 超声在气道管理中的应用
2.1 困难气道的预测
研究发现，约30%的麻醉相关死亡病例是由困难气道处理失败造成的，因此，困难气道的尽早识别是降低麻醉病死率的关键。近年来，超声在困难气道的预测方面取得了较大的进展，目前已经发现有多个超声测量指标可用于预测困难气道。
2.1.1 颈前软组织的厚度
超声可测量颈前各部位的软组织厚度，研究发现颈前软组织厚度与困难气道有高度相关性。研究发现喉镜暴露困难患者超声下舌骨平面、甲状舌骨膜平面和前联合平面的颈前软组织厚度显著高于普通气道患者（P0.01），可用于筛查喉镜暴露困难的病例，其中，较为熟知的是甲状舌骨膜平面的颈部软组织厚度2.8cm能很好地预测喉镜暴露困难。
Pinto等对74例患者的研究显示，甲状舌骨膜水平上皮肤到会厌的距离与喉镜暴露困难存在高度相关性（P＜0.01），距离27.5mm预测患者可能为困难气道，准确率74.3%，敏感度64.7%，特异性77.1%；而Parameswari等通过例病例的研究也证实了这一相关性，但该研究认为皮肤到会厌的距离18mm则预测患者可能为困难气道，敏感度75%，特异性63.6%。以上两项研究差异可能与人种不同有关。倪红伟等通过71例病例的研究同样证实了皮肤至会厌的距离与喉镜暴露困难有高度相关性（P=0.），超声左旁矢状位下该距离23.6mm能预测喉镜暴露困难。此外，Mallampati分级对预测喉镜暴露困难具有89.1%的阴性预测价值，结合Mallampati分级，可以明显提高困难气道预测的准确率和敏感度。
2.1.2 舌体积和皮肤到舌背面的距离
超声测量舌体积和皮肤到舌背面的距离也是预测困难气道的常用指标。Chen等研究发现阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的舌基底厚度明显大于对照组（P=0.）；Parameswari等研究指出超声下舌体积cm3能预测喉镜暴露困难，敏感度66.7%，特异性62.7%，而阴性预测价值达到94.6%，即舌体积cm3基本能够排除困难气道。Yao和Wang进行的例大样本研究显示，下颌下超声皮肤到舌背面的距离6.1cm是困难插管的独立预测指标，敏感度75%，特异性72%，而皮肤到舌背面的距离与甲颏间距的比值0.87是另一个预测困难插管的重要指标，敏感度84%，特异性87%。这两个指标对困难插管的预测都具有重要的意义。
2.1.3 舌骨的可见度
舌骨的可见度是另一个预测困难气道的有效指标。Hui和Tsui对例患者进行了一项经口舌背面超声检查的研究，发现该超声平面内是否可见舌骨与困难气道关系密切，如果平面内未见舌骨则提示可能为困难气道，该方法简单有效，敏感度73%，特异性97%，阳性似然比为21.6，阴性似然比为0.28（P＜0.01）。
2.1.4 颏舌骨肌长度
颏舌骨肌起自下颌骨颏棘，止于舌骨，其长度可间接反映下颌长度。刘广宇等通过对30例女性患者的研究发现，超声正中矢状位测量颏舌骨肌长度对女性困难插管患者有一定的预测作用，颏舌骨肌长度＜3.88cm提示可能为困难气道，敏感度为%，特异性为74%。
2.2 气管插管的定位
听诊和监测PETCO2图形是常用的确定气管导管的方法，但在肥胖患者和胸部病变等情况下，超声可以更快速、准确地判断气管导管是否进入气管或食管。常用的有3种方法：第1种是将高频探头放置于环甲膜位置实时扫查，导管进入气管时能够观察到牵及甲状软骨的轻微震颤，误入食管时则可在气管一侧观察到一条强回声曲线及远端的声影出现；第2种是将探头放置于胸骨上切迹上方行横断面检查，导管进入气管内时可见气管声影内另有一个高回声的弧形结构，导管误入食管时可见气管声影外侧另有一个小的半圆形声影，即“双管征”或“牛眼征”，该方法简单易行，敏感度98.3%，特异性%；第3种是将超声探头放置于胸部腋中线观察双侧“肺滑行征”间接判断气管导管位置，肺有呼吸运动时可观察到“肺滑行征”，无呼吸运动时，可见肺脉（看到气胸节段）。Pfeiffer等通过24例肥胖患者的研究发现，超声观察双侧“肺滑行征”能准确判断气管导管位置，所需时间与听诊相似，但明显快于听诊复合PETCO2图形的方法（分别为43s和53s,P0.01）。
2.3 气道解剖的定位
环甲膜是重要的气道标志，但用传统体表标志识别，准确率只有30%，而在颈部肿瘤、放疗和重度肥胖等情况下无法触摸到环甲膜。超声检查能快速可靠地识别环状软骨膜，因此，专家建议对困难气道患者进行麻醉前，均应学会应用超声识别环甲膜。有学者报道了B超定位下成功为一位颈部巨大脓肿并进行性呼吸窘迫的患者行环甲膜切开术，该患者无法触摸到颈前体表标志，B超检查发现其喉头结构已严重偏离中线。环甲膜的识别最常用的是颈前正中部横断面上“TACA”扫描策略，即先找到特征性倒“V”型结构的甲状软骨（T），然后探头轻轻往下找到有高亮空气黏膜界面（A）的环甲膜，再往下可以看到低回声的马鞍状环状软骨（C），然后再返回确认环甲膜（A），用这种方式识别环甲膜的时间平均为24.0s，明显快于正中矢状位扫描方式的37.6s。关于成功识别率，单一扫描方式都是90%，而两种方式结合使用的话则达到%。Oliveira等通过对6例完全未接触过气道B超的麻醉医师进行2h的B超环甲膜识别培训，之后进行操作考核，结果发现识别的总成功率可达到88.3%，平均识别时间为36.9s，这说明经过短时间的培训后，麻醉医师可以很快掌握B超识别环甲膜的方法。
与环甲膜识别相似，超声扫描检查使得医师能够快速定位气管并指导气管切开过程，通过对气管前组织的实时扫描，可以帮助术者选择最佳的切开路径以避免血管损伤，并根据皮肤至气管的距离，预估套管置入深度，避免过深或过浅。
阻滞喉上神经可以减少插管相关反应，用于清醒气管插管。超声可以观察到喉上神经间隙，在超声引导下向此间隙注射局部麻醉药，可以阻滞喉上神经。
2.4 胃内容物容量的评估
床旁实时超声在评估胃内容物容量的研究中取得了很大的进展。无法准确表述进食时间的老年人或者重度肥胖、急诊手术和危重症患者等，无法确定胃内容物容量，甚至部分禁食时间足够的择期手术患者也存在饱胃情况，因此超声评估胃内容情况将对我们的临床决策提供重要依据，可有效降低反流误吸风险，提升医疗安全。
一般采用低频凸阵超声探头，40kg以下的小儿也可用高频线阵探头。超声下，正常胃内容物（水、茶、苹果汁和纯咖啡）呈无回声或低回声，当空腹时，胃窦呈扁平或圆形，前后胃壁平行排列，呈现为“牛眼征”或“靶征”；当进食较多量的固体食物，由于咀嚼，胃内摄入较多的空气而在扩张的胃窦前壁形成大片的空气-黏膜界面，胃窦超声下呈“铃铛”形状的“磨砂玻璃征”；而在空腹进食液体后，胃窦实时超声呈“满天星征”，即可见大量的点状高亮回声，并随着消化很快消失。根据超声下胃窦部横截面面积的大小，将胃内容物的多少分为3级：0级，无论仰卧位还是右侧卧胃窦部都未见内容物；1级，只在患者右侧卧时见到胃窦部很少量的液体，胃内容物容量≤1.5ml/kg；2级，无论在仰卧位或者右侧卧位时都可见到液体，胃内容物容量1.5ml/kg。目前认为2级的患者在围手术期有较高的反流误吸风险，即使是清亮的胃内容物,当容量1.5ml/kg，其误吸风险也高于正常，应推迟手术至足够的禁食时间或者经再次超声检查确认胃排空，方可实施手术麻醉。
Perlas等确定了一个通过超声测量胃内容的公式：胃内容物容量（ml）=27.0+14.6×右侧卧时的超声胃窦截面积－1.28×患者年龄。该公式有很宽的体重和年龄适用范围。Kruisselbrink等发现，该公式同样适用严重肥胖患者（BMI40kg/m2），且同样能准确计算出胃内容物的容量。虽然病态肥胖的患者超声下胃窦面积较大，同样空腹或饱胃状态下，通过该公式计算出来的胃内容物容量也明显高于正常体重患者，但在考虑体重因素后，每公斤体重的胃内容物容量与正常体重患者相似，因此，该研究认为病态肥胖患者每公斤体重的胃内容物容量（ml/kg）和超声下胃窦分级与正常体重患者相似。
2.5 实时引导气管插管
超声实时影像引导下气管插管是一种超声应用的新尝试。Fiadjoe等报道了首个超声引导下直接气管插管的病例，该病例为Cormach-Lehane分级Ⅲ级的困难气道，插管时一人将超声探头横放在患者甲状舌骨膜水平，实时观察声门及喉咽部结构，另一人将带管芯的气管导管经口插管，沿舌面、保持正中矢状位缓慢插入，当导管进入声门时超声下可见声门扩张，提示插管成功。Moustafa等的研究证明了该项技术的有效性，该研究纳入例颈椎无法移动的病例，比较了B超和纤维支气管镜（纤支镜）引导下气管插管的成功率，结果显示纤支镜的首次插管成功率高于B超（P=0.），但总的成功率并无差异，花费时间也相似［分别为（57±12）s和（55±10）s］，该研究认为超声引导下气管插管是颈椎无法移动患者行气管插管的另一可选技术。而且，该项技术仅凭超声和普通管芯即可完成操作，在困难插管中具有独特的优势。
2.6 气管导管的选择
超声用于辅助选择小儿合适的气管导管型号比传统方法更准确。小儿气管导管的选择多根据公式计算所得，而儿童生长发育变异较大，无论是根据年龄还是体重，型号选择都常有误差。多项研究证明，根据超声测得气管直径来推测儿童气管导管的型号，比传统方法更为准确。Schramm等超声测量声门下最狭窄位置的气管直径，同时基于年龄公式（导管内径=4+年龄/4）选择无套囊导管，根据漏气试验更换导管，结果发现，超声测量的声门下气管直径比基于年龄计算公式选择的无套囊导管更接近实际使用的气管导管的外径，并且可以减少再插管次数。Altun等进行了一项包括例1~10岁小儿的研究也证实了这一点，根据超声测量声门下气管横径选择带套囊气管导管，并根据套囊不充气且25cmH2O（1cmH2O=0.kPa）压力下是否漏气更换导管，结果显示根据超声下测量气管横径选择带套囊气管导管准确性达到88%，只有10%需更换大0.5个型号的导管，2%需更换小0.5个型号的导管，比传统的基于年龄或体重公式计算出来的导管型号更准确。
此外，超声还能指导选择合适的双腔管型号。超声探头放置在胸锁关节上方可测得气管直径，研究发现CT下测得的左主支气管直径与上述方法测得的气管直径有明显相关性，其比值约为0.68。根据上述超声下测量的气管直径可估算应使用的左侧双腔管的型号，其正确率较高。
2.7 预测成功拔管
长时间机械通气患者容易发生拔管后呼吸窘迫，而越来越多的研究证明超声能很好地预测是否能成功拔管。超声在环甲膜水平上观察喉头的横断面，通过超声测量松开气管导管套囊后的气柱宽度，发现拔管后发生喘鸣的患者比没有发生喘鸣的患者气柱宽度窄。Silva等研究发现，胸部超声的综合评估能准确预测拔管后的呼吸窘迫，其中，肺间质水肿的确认和左心室舒张末期压力增高是相关性最高的预测因素，不仅如此，胸部超声检查还能精确鉴别拔管后呼吸窘迫的原因。
2.8 喉罩位置的确定
纤支镜检查是验证喉罩是否正确对位的常用方式，而超声也越来越多地被应用于喉罩位置的确定。超声和纤支镜检查都能够很好地判断喉罩位置，两种方法具有很强的相关性。Zhou等对64例女性患者的研究发现，B超检查比支气管镜能更好地确认喉罩的正确定位（P=0.），超声可以代替支气管镜用于确定喉罩的对位是否正确。
2.9 气道诊断性检查
超声可以快速、准确地发现或排除气胸，诊断胸腔积液，对积液量的判断较胸部X线片更加准确，还能诊断肺炎、肺栓塞、肺不张等，熟悉这些气道病理状态的超声表现，有助于及时诊断并处理各种紧急状态。除此之外，超声还可以观察到声门下血管瘤、喉狭窄、喉囊肿和呼吸道乳头状瘤，观察并评估恶性肿瘤与气道的关系，有助于气道的评估。
3 结 语
综上所述，超声进入临床麻醉领域并被广泛应用，目前已成为麻醉科越来越不可或缺的可视化工具，作为麻醉医师的“第三只眼”，可以为麻醉医师在气道管理各个方面提供很大的帮助，大大提高了临床麻醉的安全性与可控性。超声技术是麻醉发展史上划时代的技术变革，具有里程碑式的意义。但是，超声也有它的局限性，如气道图像的清晰度和分辨率受到一定限制，空气穿透力差，气道后壁显示不清，无法像CT、MRI那样评估气道内的空间变化和整体观察气道结构等；而且，超声的应用效果易受医师临床技能水平影响，需要医师具有一定的操作经验和图像解读能力来指导操作。
超声在麻醉科的应用研究不断深入，应用的范围不断突破传统的局限。未来，随着超声技术的不断完善和新型设备的出现，超声在气道管理中的应用前景将越来越广阔。
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