超声技术应用于气道管理的研究进展
冯艳坤 袁军
，医院麻醉科（冯艳坤、袁军）
国际麻醉学与复苏杂志,,38(10):-.
DOI：10./cma.j.issn.-..10.
基金项目：无
REVIEWARTICLES
近年来，随着超声影像技术的发展以及学科交叉带来的创新，超声技术已从单纯的临床诊断扩展至麻醉、急诊、重症医学科等领域，既提高了诊疗效率，又减少了并发症的发生率。目前超声应用于气道管理的报道很多，主要有预测困难气道，通过测量声门下及左主支气管的直径来预测支气管插管型号，辅助测量胃内容物及其性质（液体或固体）和快速、敏感地诊断围手术期气胸等，且相比于其他一些影像技术（传统的CT、MRI等），超声被认为更安全、方便、有效。本文将对呼吸道超声解剖结构特点及近年来超声技术在临床气道管理中的应用进行综述。
1 超声成像原理及呼吸道超声解剖概述
1.1 超声成像原理
目前床旁气道超声使用较普遍的诊断方法为B型超声和M型超声。通常高频线阵探头（5~14MHz）用于浅表气道结构（皮下0~5cm）的扫查，如甲状软骨、甲状软骨膜、气管环等；低频凸阵探头（4MHz）适用于颌下至声门上结构的矢状面和旁矢状面扫查；M型超声为运动模式成像，M模式成像的主要优势在于增进对快速运动结构的观察，可用于评估胸膜运动以排除气胸和测量下腔静脉的塌陷度。
1.2 呼吸道超声解剖概述
呼吸道内充满空气，超声波在遇到气体时会发生全反射，使内部结构不能很好地显像，曾经很长一段时间呼吸道被称为超声的禁区。然而Prasad等一项研究表明，CT上显示的大多数咽喉部解剖结构同样也可以在B超上显示，两种测量方法所得数值差异无统计学意义。通常我们所需观察的上呼吸道解剖结构位置相对表浅，选择恰当的超声探头，通过相邻组织间不同声阻抗，及其所产生的不同回声强度便可获得清晰的超声影像图。而病理情况下，肺部气体-液体比例发生改变，并累及胸膜，从而提供了可视“声窗”，使超声检测气胸等肺部病变成为可能。下面依次介绍呼吸道主要解剖结构的超声影像特点。
1.2.1 舌体与舌骨
舌体位于充满空气的口腔之中，虽然空气是弱的超声传导介质，深部组织难以显像，但是舌体的背部与空气接触面，则呈现高回声的空气-黏膜弧形亮线，便于超声观察。舌骨为软骨，不过早期就会钙化，在下颌下区域超声横断面上呈现U型高回声亮线且伴随后方声影。
1.2.2 会 厌
呼吸道黏膜与空气接触的任一交界面都可以产生一个高回声亮线。采用线阵探头通过颈前横轴垂直切面从上向下平移几乎可以观察到全部会厌结构，会厌呈一倒置的“C”形低回声影；颈前旁矢状面舌骨后方存在声影，不易看到会厌，可通过伸舌或吞咽动作使会厌在舌部下方变成活动的独立结构来识别，此时会厌呈现一曲线形低回声结构。会厌前方高回声区为会厌前间隙，后方高回声线是空气-黏膜交界面。
1.2.3 声 带
通过甲状舌骨膜很容易用线阵超声探头扫描到声带的具体形态。声带是光滑、细腻的，呈对称低回声"八"字形结构，位于前联合和杓状软骨之间，可随呼吸、发音活动，由此可发现声带水肿、声带息肉等疾病。
1.2.4 甲状软骨
甲状软骨在颈前超声矢状面和旁矢状面上呈现一线性低回声结构，其后方伴随空气-黏膜高回声亮线；在横断面扫描时则呈倒V低回声影，并可以看到真假声带。甲状软骨、环状软骨会随着年龄的增长逐渐钙化，而会厌软骨终生不钙化，始终保持低回声（图1）。
1.2.5 甲状舌骨膜
甲状舌骨膜起于舌骨尾端止于甲状软骨头端，为观察会厌和声带提供了超声视窗。经甲状舌骨膜横断面超声扫描时，我们虽无法辨认喉上神经，但可确定喉上神经所在区域，在此区域注射局部麻醉药后可为全身麻醉清醒插管提供良好的表面麻醉。
1.2.6 环甲膜和环状软骨
环甲膜起于甲状软骨头侧止于环状软骨尾侧，在超声矢状面和旁矢状面上呈现为连接甲状软骨和环状软骨的高回声带。环状软骨在旁矢状面上呈现圆形低回声结构，在横断面则呈类弧形影。它的前方为高回声空气-黏膜交界面，后方伴随彗星伪像（彗星尾伪像是由狭小间隙的高反射界面内部间多重反射形成）和混响伪像。
1.2.7 气 管
气管内充满了空气，空气是很弱的超声媒介，边界呈强回声，其后方伴随声影。位于环状软骨下方的气管环，在超声上呈现低回声结构，但是空气与管壁黏膜交界处呈现典型的高回声U形结构（图2）。
1.2.8 食 管
在胸骨上窝左后方水平处超声扫描可见食管无回声圆形结构，随吞咽被压缩或扩张，需要鉴别气道时，可要求患者做吞咽动作，即可见到无回声圆形影伴随吞咽而蠕动。超声检查食管时（图2），患者的体位为头下垫枕，头转向扫描对侧约45°，这种改良技术可以使98%的患者在右侧看到食管。
1.2.9 肺
肺组织内充满气体，超声波投射到胸膜后发生反射，阻碍了传导，因此正常肺组织的声像图为反射伪像而非实际成像。正常肺超声影像包括静态征象（胸膜线、A线）和动态征象（肺滑动征、沙滩征）。胸膜的超声征象呈现高回声水平线，并随呼吸而同步来回运动，这种动态的水平运动称为“肺滑动征”，是呼吸运动时脏层胸膜相对壁层胸膜的滑动，用长轴扫描更容易观察到“肺滑动征”。呼吸活动在M型超声上表现为特征性图像，即沙滩征，它是正常肺呼吸运动时在超声上呈现的胸膜线深处沙粒状图像（图3）。
2 超声在气道管理中的应用
2.1 手术患者气管插管前气道评估
超声在评价和预测困难气道方面的研究日益受到广大学者们的青睐，它比传统预测方法能更直观地观察咽喉部解剖结构，从而找出影响气管插管的因素。很多研究已经证明了通过超声测量颈围、舌体宽度和咽侧壁厚度可帮助预测困难气道；Hui和Tsui一项队列研究证实舌下区超声是检查气道的好方法，可预测困难气道的发生因素。一项前瞻性观察研究显示，随机选取BMI值正常的名受试者，分别在舌骨、甲状舌骨韧带和声门前联合水平面，超声测量的颈前软组织厚度可作为预测喉镜暴露困难的独立因素。
Wojtczak在一项队列研究中用超声评估舌骨颏距离和舌体容量时发现（图1），喉镜暴露与舌骨颏距离有明显的关系，即距离越短越易发生喉镜暴露困难，而与舌体容量无关。最近Pinto等的一项前瞻性双盲研究证明，用超声测量皮肤到会厌的距离可有效预测困难喉镜暴露，结合Mallampati评分可以提高预测率。此外，超声可以诊断声门下血管瘤、喉狭窄、喉囊肿等咽喉部疾病，用于术前的气道评估。
2.2 低通气睡眠呼吸暂停综合征（obstructivesleepapnea，OSAS）的诊断
Lahav等首次证明了超声测量舌体的宽度（两侧舌动脉的距离）与OSAS的严重程度呈正相关，并认为舌体宽度可以作为诊断OSAS的指标。Liu等发现超声测量咽侧壁厚度与OSAS严重程度有关，而通常认为OSAS患者发生困难插管的概率较高。超声测量咽侧壁的厚度能否直接用于预测困难气道的发生及两者之间相关性如何尚需进一步的研究。
2.3 气管的定位
肥胖、短粗颈、颈部包块、颈部行手术或放射治疗或胸部病变导致气管变异等，使得气管准确定位变得很复杂。胸片与穿刺吸引术定位气管有时并不理想，通过超声对气管前组织的实时扫查，选择最佳切开位置，不仅可协助外科医师快速定位气管，还可指导气管切开全过程。在预测困难面罩通气或困难气管插管需要清醒气管切开的紧急情况下更具有挑战性（图2）。
2.4 环甲膜穿刺定位
环甲膜穿刺术应用于气道管理时，临床上常采用的体表特征联合触诊确定环甲膜解剖位置的正确率仅30%，然而超声引导下可快速且准确地识别环甲膜，从而提高了环甲膜切开置管术的成功率，尤其可应用于面罩通气困难或气管插管失败时的紧急环甲膜穿刺。定位环甲膜的方法为：用10MHz线阵探头从锁骨至下颌骨进行横向、中线扫描，环甲膜呈现彗星伪征，环甲肌位于甲状软骨头向两侧。
2.5 气道相关的神经阻滞
纤维支气管镜引导清醒气管插管时，通常需要阻滞喉上神经，以减少气管插管的刺激和不良反射。虽然超声无法直接看到喉上神经，但能清楚地显示喉上神经周围空间（舌骨大角和喉上动脉之间），超声平面内进针，可看到穿刺针的亮线，定位成功后回抽无血可注射局部麻醉药，这样极大程度避免了神经的损伤。
2.6 确定气管导管位置
临床上，常采用听诊呼吸音、观察胸廓起伏及监测PETCO2，但即使是确定气管导管位置金标准的PETCO2，也仅能用于判断气管导管是否位于呼吸道内，并不能准确判断它在气道内的具体位置。在心肺复苏等心排血量较低时无法探测到PETCO2波形，此时应用超声定位气管导管的位置有其独特的优势。Werner等利用超声扫描颈前组织的方法确定气管导管插入的位置，其敏感性和特异性均为%。行全身麻醉气管插管时，将低频凸阵探头置于患者环甲膜矢状位或横断面扫描时，导管进入气道时能看到牵及甲状软骨的轻微震荡，误入食管时在气管的一侧可观察到一条强回声曲线及远端的声影。插管后行机械通气时，将超声探头置于胸部腋中线，有呼吸时可观察到“肺滑动征”，在M型超声上显示为“沙滩征”。根据超声扫描双侧膈肌运动来间接判断气管导管位置，双侧膈肌运动提示导管位于气管内，单侧膈肌运动提示导管位于支气管，膈肌无运动或反常运动多半提示导管误入食管。
2.7 术中快速诊断气胸
尽管国际指南中仍然没有推荐使用超声来诊断肺部疾病，但是很多实验证明了超声在危重患者肺部合并症的床旁诊断中优于胸片。对仰卧位手术患者，床旁胸部超声可更快速、准确地诊断气胸。机械通气状态下，早期气胸患者肺并未明显压缩，这也是导致常规影像检查敏感度较低（仅53%）的主要原因。气胸的超声图像特点：①“肺滑动征”消失，②B线消失，③肺点出现，④M型超声呈现特征性的“条码征”。气胸时壁层和脏层胸膜间充满气体，超声波气体反射而不能达到肺，因而此时不能观察到“肺滑动征”和B线，若一旦发现“肺滑动征”或B线之一即可排除气胸。局灶性气胸可观察到肺点，形成原因是未完全压缩的肺随呼吸触及胸壁，M型超声表现为随呼吸运动，“条码征”与“沙滩征”交替出现。气胸严重致全肺塌陷时则没有肺点。能否发现肺点有利于定性判断大量或少量气胸。因此，当发生气胸时，“沙滩征”消失，表现为特征性的“水平条码征”，再结合没有B线，有利于迅速做出病变诊断。
2.8 小儿气管导管选择
目前选择小儿气管导管型号时多采用公式法，然而小儿生长发育存在个体差异，导管型号选择常有误差。3D超声测量声门下气道直径是一种安全可靠的方法，它在指导选择气管导管型号的准确性方面与MRI一致，且测量方法安全便捷。因此麻醉诱导前，在胸骨上窝超声横断面上进行气管内径的测量，可以很好地评估小儿气管的直径以及选择合适型号的气管导管。
2.9 超声对胃内容物的判断
胃内容物反流、误吸是全身麻醉期间严重并发症之一，饱胃和麻醉诱导过程中面罩通气所致胃内进气是其重要原因。近年来的多项研究充分证明，虽然超声并不能提供胃功能和状态的所有信息（如pH值），但超声对胃容积的评估具有高度的准确性和可靠性。Bouvet等的最新研究首次利用超声实时观察全身麻醉患者面罩通气时胃窦部进气情况，发现超声比听诊更容易发现误吸。而且在ICU，超声已常规应用于鼻胃管的定位和胃窦部的准确测量。另外，Perlas等使用二维超声检查胃窦的面积，并对择期手术患者禁食后胃内容物进行分类（内容物属性：气体、液体等），预测误吸风险，从而最大程度减少反流误吸的发生。
2.10 超声在喉罩定位中的应用
目前喉罩已经成为临床气道管理的重要工具，良好的就位状态是保证喉罩通气的前提。年Gupta等采用套囊改冲液体的方法，通过颈部正中横切面显示喉罩远端套囊和会厌影像来进行超声分级，结果显示超声分级和纤维支气管镜分级有明显相关性，而且与纤维支气管镜比较，超声可以更好地反映喉罩密闭性。此外，超声检查还能敏感观察到儿童喉罩内旋转和打折情况，帮助寻找干扰喉罩放置和通气事件的原因。由此可见：尽管喉罩插入偏浅或偏深时都会影响超声对于远端喉罩套囊的观察，但是超声作为确认喉罩位置的辅助措施是可行的。
3 结 语
目前超声技术已逐渐成为气道管理方面的一项重要辅助工具，它在判断气管导管位置、引导气管切开和环甲膜穿刺定位、快速判断围手术期气胸的发生等方面已经相当成熟。虽然超声在困难气道预测及喉罩位置评估方面的准确性还有待进一步提高，这也将会成为未来在气道管理方面的研究热点。而且经过长期的临床实践，超声在此领域的应用会越来越普及。相信在不远的将来，便携式超声仪将如听诊器一样在麻醉工作中不可或缺。
国际麻醉学与复苏杂志
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