1 引言
气道管理是麻醉、重症医学与急诊医学的核心工作。多数气管插管过程平稳,但突发未预料困难气道可引发危及生命的事件与严重并发症,包括低氧血症、血流动力学崩溃甚至死亡,在体弱与危重患者中尤为突出。尽管气道设备与技术不断进步,困难气道相关并发症仍是麻醉不良事件的主要原因,凸显术前精准风险评估的重要性。
完善的气道管理规划可通过细致的术前评估降低并发症发生率。传统床旁预测指标(如马氏评分、甲颏距离、颈部后仰度、下颌活动度)长期作为初筛工具,但其诊断效能有限,汇总敏感性多在38%~52%,仍有相当比例的困难插管无法被提前识别。
困难气道由解剖、生理、环境与团队等多重因素共同决定,每一例困难气道均呈现独特的个体特征。基于此,床旁即时超声(POCUS)作为气道评估工具,成为标准临床评估的理想辅助手段,可对与困难气道相关的解剖参数进行精准定量测量。
近年来,POCUS在床旁的操作与诊断应用日益广泛。其在气道管理中的优势在于无创、可实时显像软组织结构,并能对与插管困难相关的解剖参数进行定量测量。皮肤到会厌距离(DSE)、皮肤到声带深度、颈前软组织厚度、舌骨颏距离(HMD)及相关比值等超声测量指标,已被作为困难喉镜暴露与插管的客观关联指标开展研究。
超声在气道管理中的应用范围持续拓展,包括协助定位环甲膜(CTM)以实施紧急颈前气道开放(FONA)、两点法确认气管插管成功(喉部/食管征象与双侧肺滑动征对称出现)、评估声门上气道装置位置,以及评估胃内容物与禁饮状态。这些多元应用体现了超声在插管全程作为综合气道评估工具的通用性。
尽管发展迅速,气道超声在常规临床中的应用仍不均衡。近期荟萃分析总结了单项超声参数的诊断准确性,但在测量标准化、紧急场景应用、算法整合及插管后角色拓展等方面仍存在不足。此外,多数研究聚焦择期场景下的插管前评估,针对紧急情况或解剖变异(如重度肥胖、颈椎病变、头颈部肿物)的研究较少。现有文献为超声引导气道评估提供了有前景但尚未确凿的证据。
值得强调的是,即便采用最优的临床筛查工具,未预料困难气道的发生率仍居高不下,凸显亟需可提升插管前准备与患者安全的辅助手段。
在气道管理不断发展的背景下,手持式超声探头的普及与床旁可及性成为关键推动因素。随着超声成为体格检查“第五大支柱”(与视、触、叩、听并列)的理念被广泛接受,超声在气道评估中的地位愈发稳固。这种从主观临床评估向客观、影像引导的危险分层转变,实现了解剖结构的量化测量,在多项验证研究中展现出潜力,但方法学异质性与外部验证不足仍提示临床解读需谨慎。
本文旨在对超声引导预测困难插管与超声定位CTM的证据进行更新与批判性总结;探讨上述技术如何整合入临床流程,关注实践要点、培训需求、局限性与未来研究方向。具体目标为:总结超声预测困难插管的现有证据;评估超声在紧急FONA中的作用;批判性分析操作者依赖与缺乏标准化等局限性;探讨AI图像解读等新兴技术;提出临床实施的培训框架。
2 上气道超声解剖
系统且可重复地掌握舌、会厌、舌骨、喉软骨、声带与气管之间的解剖关系,可帮助临床医师识别插管、通气与紧急FONA的关键标志。过去十年中,高频POCUS越来越多地用于正常与困难气道的结构显像,可实时评估呼吸与气道操作中的动态变化(图1)。
图 1 气道评估所用超声探头。线阵探头(7–15 MHz,左侧)对浅表结构(会厌、声带、环甲膜)具备更高分辨率;凸阵探头(3–8 MHz,右侧)穿透深度更佳,适用于舌根与舌骨的成像观察。2.1 舌与口底
患者仰卧闭口,将凸阵探头置于颏下区域可最佳显示舌体。正中矢状面上,颏舌骨肌与下颌舌骨肌呈成对低回声带,中间由高回声正中缝分隔。舌固有肌在舌骨前方呈不均质回声(图2)。舌骨颏距离(HMD)与舌骨颏距离比值(HMDR,中立位与颈部后仰位HMD的比值)等指标已被作为困难喉镜暴露的超声预测指标。
图 2 颏下矢状位超声视图(凸阵探头,3–5 MHz)
这些指标可客观量化颈前软组织顺应性,与科马克‑莱汉喉镜暴露分级呈中等相关性。
线阵探头:7~15 MHz,适合多数气道成像,目标结构位置表浅;对薄层组织与小软骨结构分辨率高。
凸阵探头:3~8 MHz,适用于颈部肥厚或解剖位置较深、需要增加组织穿透性的患者;牺牲部分分辨率,但深度显像更佳。
2.2 会厌与会厌前间隙
将线阵探头横向置于甲状软骨上方的甲状舌骨膜处可显示会厌。会厌呈弧形低回声结构,后缘呈明亮高回声,代表会厌表面的空气‑黏膜界面(图3)。
皮肤到会厌距离(DSE)即从皮肤到会厌影中点的距离,已成为可靠的困难喉镜暴露预测指标,阈值在2.3~2.5 cm时诊断准确性可接受。
充满脂肪组织的会厌前间隙(PES)呈低回声,其厚度可能影响喉镜暴露时会厌的活动度。评估会厌前间隙也有助于鉴别正常结构与病理状态(如会厌水肿或肿瘤浸润),保障插管安全。
图 3 甲状舌骨膜水平横切面视图(线阵探头,10–12 MHz)2.3 舌骨与喉软骨
舌骨显示为弧形明亮高回声线,后方伴声影。舌骨是纵向与横向扫查的重要定位标志,可区分舌骨上区与舌骨下区。
甲状软骨呈成对低回声结构,中间有切迹;环状软骨更接近圆形,因呈完整环形,后方声影更明显。随着年龄增长,软骨骨化程度增加,回声改变,有时增加图像解读难度。但识别喉框架结构有助于定位CTM与气管环。在择期操作中借助这些骨性结构精准定位CTM,可降低紧急FONA时的定位错误率,尤其在肥胖或水肿患者中。
2.4 声带与声门结构
可通过甲状软骨水平横切扫查(图4)或经CTM正中纵向扫查评估声带。真声带呈成对低回声线性结构,发音时对称运动;假声带活动度较低,回声更高。动态POCUS可观察声带运动,用于评估喉返神经麻痹或确认气管导管位置。声带下方的空气‑黏膜界面形成清晰高回声线,即便在直视困难时也有助于识别。发音时动态评估可发现可能增加插管难度的声带病变,插管后扫查可确认双侧声带运动对称且无杓状软骨脱位。
图4 真声带横切面(线阵探头,10~12 MHz,甲状软骨水平)。真声带呈成对低回声三角形结构,发音时呈“海鸥征”。2.5 气管与声门下区
CTM下方,气管呈一系列低回声软骨环,常被称为“珍珠串”,围绕中央空气柱,后方产生混响伪像(图5)。通过甲状腺双侧叶对称显像确认气管正中位置,是插管前气道评估与经皮气管切开术规划的重要步骤,在头颈部手术中尤为重要。
POCUS也有助于识别气管解剖异常或气管软骨环病理状态。测量皮肤到气管前壁距离可预判外科或穿刺环甲膜切开术的难度,尤其在肥胖或颈部肿胀患者中。
图5 气管正中纵切面(线阵探头,7~10 MHz)。气管软骨环呈低回声弧形带(“珍珠串”),后方伴混响伪像。3 困难插管的超声预测指标
可靠预测困难插管仍是麻醉与气道管理领域持续存在的挑战。传统床旁评估(如马氏分级、甲颏距离、上唇咬合试验)敏感性与特异性有限,即便评估结果良好,仍可能突发困难气道。
近年来,POCUS成为强有力的无创辅助手段,可实时量化气道解剖结构与组织顺应性。超声评估提供定量与定性信息,优化术前危险分层,补充传统临床预测指标。
3.1 定量参数3.1.1 颈前软组织厚度
颈前软组织厚度(ANS)是研究最广泛的定量预测指标之一,通常测量从皮肤到气道结构(舌骨、会厌、声带)前方的距离。
标志性研究证实,皮肤到会厌距离增大与困难喉镜暴露密切相关。经甲状舌骨膜正中矢状面测量的DSE已成为验证最充分的指标之一,推荐阈值2.3~2.5 cm,汇总敏感性约75%,特异性约86%。
值得注意的是,多数DSE验证研究以科马克‑莱汉分级≥3级为结局,其能否预测实际插管失败(而非喉镜暴露视野差)尚不明确,尤其在可视喉镜普及后。但不同研究报告的DSE阈值存在显著异质性,范围从1.6 cm到2.75 cm不等。这种差异源于:方法学不同(横切 vs 矢状扫查、线阵 vs 凸阵探头、探头压力程度)、患者人群特征(择期手术患者 vs 急诊病例、体重指数分布、种族)与操作者经验。此外,部分研究在舌骨水平测量DSE,另一部分在甲状舌骨膜水平,造成解剖不一致性。
从临床实施角度,这种异质性意味着医疗机构无法直接采用已发表阈值,必须进行本地验证。因此务实建议包括:全院采用标准化扫查方案(如正中矢状面、最小探头压力、甲状舌骨膜水平测量);纳入50~100例患者开展预实验验证,根据本地人群校准阈值;将POCUS结果与临床预测指标结合,而非依赖单一超声阈值。在国际共识方案出台前,必须结合场景解读。
胸骨上切迹水平测量的皮肤到气管前壁距离(气管前深度)也被评估,尤其在肥胖患者中。气管前软组织增厚(>28 mm)增加声带显示失败与困难插管风险。这一结果符合认知:颈前脂肪过多破坏喉镜暴露时口、咽、喉三轴的对齐。
3.1.2 舌骨颏距离及其比值
舌骨颏距离(HMD)是舌骨与颏部之间的线性距离,通常在正中矢状面获取。喉位置靠前或下颌活动度降低的患者,该距离缩短,二者均为插管困难的已知危险因素。
但绝对HMD值受性别、身高与种族影响,因此引入舌骨颏距离比值(HMDR)作为更标准化指标。HMDR<1.2与困难喉镜暴露相关,提示颈部后仰受限或软组织顺应性差。与DSE类似,HMDR主要预测困难喉镜暴露,而非插管失败本身。此外,HMDR阈值存在人群特异性差异,医疗机构临床应用前应进行本地验证。
这些定量指标为主观的气道柔韧性临床评估提供了客观替代方案。但HMDR阈值同样存在研究间差异(根据患者体位方案与颈部后仰定义不同,<1.2至<1.4不等),预测准确性存在人群特异性;例如在颈部活动受限患者中表现更佳,在年轻、活动度好的人群中区分度下降。
3.1.3 超声复合评分
近期研究探索多变量POCUS指数,联合DSE、气管前深度、HMDR等多项参数。有学者提出复合“气道超声评分”,整合三项超声预测指标与两项临床变量,整体预测准确性优于单项测量。但该评分以喉镜暴露分级为验证标准,而非插管成功与否。此外,复合评分需在不同人群与临床场景(择期 vs 急诊、不同体重指数分布)中验证,方可广泛应用。尽管尚未获得普遍验证,这类整合模型体现了基于POCUS的评分系统补充传统气道算法的潜力。
3.2 定性指标
除定量测量外,超声定性结果为气道构型提供背景信息。例如,会厌显示清晰度是喉镜暴露时解剖可及性的定性替代指标。显像良好的气道中,会厌呈清晰低回声弧形,后方伴混响;反之,显像模糊或缺失常与喉结构位置深在或靠前相关。
同样,舌骨‑下颌位置关系(舌骨与下颌联合的相对方位)可提示潜在困难:舌骨过度靠后或低位,提示下颌间隙减小。
在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)或肥胖等人群中,脂肪浸润与软组织冗余使这些定性模式更突出,进一步支持超声作为动态解剖绘图工具的作用。此外,POCUS显示舌根、会厌谷与会厌边缘,有助于识别直接喉镜可能失败的患者,指导早期使用可视或纤维光学技术。
4 超声评估的对比效能与临床整合
在气道管理不断发展的背景下,POCUS评估与传统临床筛查的对比效能是关键研究领域。
4.1 POCUS与临床评估的荟萃分析与前瞻性试验对比
多项系统综述与荟萃分析评估了POCUS气道参数相较于传统床旁测试的诊断准确性。例如,一项荟萃分析发现,POCUS在颈前组织厚度、解剖位置、口腔空间三个维度的指标中,颈前组织厚度的汇总敏感性为76%,特异性为77%,曲线下面积(AUROC)0.83;解剖位置维度特异性更高(86%),AUROC 0.87。
总体而言,POCUS测量指标的敏感性与特异性均优于单项床旁测试。例如,有研究报告DSE的ROC曲线下面积(AUC)为0.87,而马氏评分为0.68。同样,HMDR的预测价值优于单独甲颏距离,凸显基于解剖的动态测量优势。
但POCUS与传统预测指标联合使用时诊断效能最优。一项前瞻性试验发现,将超声DSE与改良马氏评分、上唇咬合试验结合,困难喉镜暴露的阳性预测值从48%提升至86%。这类证据支持POCUS应作为临床评估的补充,而非替代。
尽管结果积极,仍存在若干注意事项。第一,操作者依赖性与缺乏标准化测量方案导致报告阈值存在差异。第二,多数研究样本量小或纳入标准选择性,限制外推性。第三,诊断准确性研究常以科马克‑莱汉分级≥3级作为困难插管的替代指标,可能无法完全反映真实世界气道挑战。此外,人群代表性仍是关键局限。需要更大规模、多中心、定义标准化的试验证实这些参数的临床价值。
前瞻性试验进一步证实,轻松喉镜暴露与困难喉镜暴露患者的POCUS测量值存在显著差异。例如,有研究报告困难组与轻松组相比,DSE平均差值0.38 cm,皮肤到声带距离(DSVC)0.18 cm,皮肤到舌骨距离(DSHB)0.23 cm。这些结果提示,相较于仅观察体表标志,POCUS可提供更敏感的解剖评估(表1)。
与临床预测工具的对比一致显示,传统测试(马氏分级、甲颏距离、上唇咬合试验)特异性高但敏感性低。大型荟萃分析显示,这类临床方法敏感性约38%~52%,特异性约83%~86%。相比之下,多项研究中POCUS呈现更高敏感性,同时保持相近特异性,提示其在识别高危气道方面具有潜在优势。
4.2 整合入术前筛查
POCUS应被视为临床评估的补充工具,而非替代。实用流程可包括:初始临床筛查(气道病史、马氏评分、甲颏距离、颈部活动度、门齿间距、上唇咬合试验),随后对结果不明确、存在高危因素(肥胖、颈椎病变、既往困难气道)或解剖不确定的患者进行靶向POCUS检查(图6)。
这是一张整合床旁超声(POCUS)的气道评估算法流程图,用于指导急诊或重症监护环境下的气道管理决策,核心逻辑是通过 “临床评估 + 靶向超声评估” 将患者气道风险分层并制定对应管理方案。
一、核心结构与流程
算法遵循临床初筛→靶向超声评估→风险分层与处置的三段式逻辑:
临床评估(Clinical Assessment)
作为首轮筛选,通过 5 项经典体格指标快速预判气道风险:气道病史、Mallampati 分级(口咽结构可见度)、甲状舌骨距离(Thyromental distance)、颈部活动度、上唇咬试验(Upper lip bite test)。
风险初分
根据临床评估结果,将患者划分为三类初始风险层级:
靶向 POCUS 评估
针对边界 / 高风险患者,补充床旁超声量化指标,精准评估气道解剖:
风险分层与管理(Risk Stratification & Management)
结合临床与超声结果,将气道风险固化为绿、黄、红三色区域,对应差异化处置策略。
二、三色区域详细处置方案
区域
风险等级
核心判定标准
具体管理措施
绿区
低风险
临床评估阴性 + POCUS 结果 favorable(理想)/ 非必需
采用标准直接喉镜(DL)/ 视频喉镜(VL)插管,配备常规备用设备即可。
黄区
中风险(边界)
临床与超声结果矛盾 / 边界超声参数
首选视频喉镜(Video laryngoscopy);提前标记环甲膜(CTM),备好纤维支气管镜(Fiberoptic)或喉罩(SGA)。
红区
高风险
多项阳性预测因素 + POCUS 结果不理想
优先考虑清醒纤维支气管镜插管;强制提前标记环甲膜,床旁备有急救通气装置(FONA),手术团队全程待命。
道POCUS在临床流程中的实际应用需要结构化、多学科协作。第一步是制定标准化方案,明确应测量的超声参数(如DSE、HMDR、颈前软组织厚度)及基于本地人群验证的院内阈值。充分培训同样关键:麻醉医师与气道团队必须掌握可重复扫查、准确解读图像,并结合患者气道特征综合判断结果的能力。
POCUS结果应纳入术前气道危险评分表,按危险等级分类(如低危绿色、中危黄色建议使用可视喉镜、高危红色需计划清醒插管)。这些结果应与特定临床决策路径关联,在高危病例中启动高级气道策略或确保外科气道设备即刻可用。最后,持续审核与反馈机制至关重要,监测首次插管成功率、未预料困难插管发生率、并发症等指标,以优化院内阈值并保障质量持续改进。
未来研究必须超越诊断准确性,评估以临床结局为终点的指标:增加POCUS是否减少未预料困难插管、降低并发症、提升首次成功率?缺乏结局数据,广泛应用仍停留在理想阶段。
表1 床旁气道超声评估的优势与局限性
5 POCUS引导下CTM定位
在肥胖、颈部肿物或创伤导致解剖标志模糊时,POCUS在CTM定位中优势显著。多项研究证实POCUS优于徒手触诊,为紧急环甲膜切开术做好准备。
在“无法插管、无法氧合”(CICO)场景中,精准CTM定位至关重要。传统触诊在肥胖或解剖异常患者中常失败,导致FONA失败率高。POCUS引导CTM定位在择期与紧急场景中均提升解剖准确性与操作安全性,应在术前气道评估中考虑使用。
5.1 技术与扫查方案
CTM定位的POCUS方法采用横切面(短轴)或纵切面(矢状)。横切法将高频线阵探头置于甲状软骨切迹,向尾侧扫查,显示高回声空气‑黏膜界面,识别甲状软骨与环状软骨之间的CTM。纵向“珍珠串”技术将探头矢状位放置,追踪环状软骨与气管环呈低回声串珠样,CTM为无回声间隙。系统综述发现横切法速度更快,但两种方法准确性相近。
探头选择与扫查技术应适配患者解剖。高频线阵探头(10~15 MHz)适合表浅结构,但肥胖或颈部肥厚患者可能需要低频凸阵探头以增加穿透深度。患者颈部体位适中(中立或轻微后仰)对最大化声窗、减少超声解剖变形至关重要。
5.2 正常与困难颈部解剖中的准确性
在各类解剖场景中,POCUS定位CTM显著优于触诊。一项纳入223例困难颈部解剖患者的标志性随机试验显示,POCUS定位距参考点5mm内准确率81%,触诊仅8%。在肥胖产科患者中,POCUS正确识别CTM率71%,触诊39%,尽管POCUS耗时略长(23.5秒 vs 16.9秒)且技术难度更高。
纳入14项研究的系统综述证实POCUS在CTM定位中更优,尤其在解剖困难时,且相较于触诊能更可靠地客观识别颈部标志。值得注意的是,尽管前景积极,POCUS定位CTM尚未被明确证实可改善临床结局(如环甲膜切开首次成功率或并发症减少),多数研究仍为观察性或尸体研究。但在预判困难气道病例中,越来越推荐将POCUS标记CTM作为插管前“双准备”的一部分。
5.3 在紧急气道建立与决策中的作用
在困难气道管理流程中,尤其在可能需要紧急FONA时,术前POCUS标记CTM具有若干策略优势。第一,实现提前规划:麻醉诱导前识别并标记环甲膜切开位置,可缩短CICO危机时的操作窗口,减少解剖意外。第二,提升操作信心:多项研究报告,经POCUS标记CTM的麻醉医师相较于仅依赖触诊者,对紧急气道建立的准备更充分。例如,培训后调查数据显示,79%的急诊住院医师认为针对性POCUS培训显著提升其CTM定位的信心。
但不建议在CICO场景发生、气道已失控后使用POCUS,因为探头准备与扫查所需时间可能延迟气道建立。该技术最适合用于预判气道风险、有充足规划时间的诱导前阶段。
确保超声精准识别CTM的正确技术至关重要。应使用足量耦合剂以减少颈前压缩伪像,探头轻置避免周围软组织变形。扫查时操作者需清晰识别关键解剖标志:甲状软骨呈三角形高回声嵴;环状软骨呈环形低回声带;气管环呈特征性“珍珠串”。CTM位于甲状软骨与环状软骨之间。患者最佳体位为颈部轻微后仰,必要时采用斜坡位,以改善显示效果,避免过度后仰导致POCUS声窗变形。
CTM显像后,用无菌皮肤标记笔术前标记位置,便于气道紧急情况下快速识别。建议记录POCUS图像与标记位置,用于临床存档与教学。最后,结构化短时培训(如院内气道POCUS workshop)已被证实可促进非放射科医师快速掌握并持久保留CTM定位技能。
出处:斌哥话重症
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