“醉”译献 | 气道的放射学评估—麻醉医师需要知道什么？

2021-05-18 07:00#1 标记1

姚远周红梅嘉兴市第二医院

摘要：气道管理是任何麻醉管理的基础。然而，难以预料的困难气道（DA）及其后遗症仍然使麻醉医师感到恐惧。尽管开发了各种临床参数来判断DA，但尚无单一参数可预测其准确度。放射学评估则可能有助于评估未通过肉眼可视的患者气道的各个方面。从传统的X线照片到超现代的3D打印，成像技术可以帮助麻醉师预测DA并制定其管理计划。从预测DA开始，它已被用于估计气管插管的型号，评估儿科患者的气道病理状况以及有计划拔管策略。本文试图提供有关放射学参数的详尽概述，麻醉医师可以利用这些参数来预测DA。
关键词：麻醉，气道困难，影像学，放射学
引言
气道管理对麻醉医师至关重要，难以预测的困难气道（DA）并不少见。它带来诸多潜在的威胁生命的隐患。美国麻醉医师学会封闭索偿项目报告表明，在所有被索偿的DA患者中，三分之二的病例发生在麻醉诱导阶段。因此，准确的术前气道评估至关重要。麻醉医师仍然通过术前评估多种解剖学和临床特征来鉴定DA。然而，没有一种常用的临床预测因子具有100％的敏感性或特异性[表1]。利用放射学“可视化”实际的骨骼和软组织结构来协助DA的预测可能对麻醉医师有极大帮助。

（CI–置信区间。最常用床旁检查对困难喉镜检查的预测的敏感性和特异性。注意低灵敏度和高可变性。）
本文旨在突出利用各种方式对气道进行放射学评估。
放射线检查
放射线摄片是一种快速，廉价且最容易获得的放射学检查，它是在资源有限的情况下构成放射学检查的基础。利用X射线的气道评估通常采用侧视图，能看到的气道结构包括硬颚和软颚、瓣膜、会厌、梨状窦、环状软骨、甲状腺软骨、鼻咽、下咽和口咽。
术前颈椎侧位片处于中立位置可能有助于检测外伤，先天性疾病（齿状突增生），退行性疾病（颈椎病，类风湿性关节炎和强直性脊柱炎）或综合症（唐氏综合症，神经纤维瘤病，成骨不全症，Klippel-Feil综合征），这些都可能与DA有关。
在某些情况例如寰枢椎半脱位和糖尿病，则可能需要头部屈曲和伸展的颈椎外侧X光片。即使由于辐射暴露而没有常规使用，也可以判断运动范围。
颈部的前视图或前后视图可用于检测任何肿块、肿瘤、气管压迫或偏离。例如甲状腺肿块或纵隔肿块，及用于检测声门下狭窄（例如喉头炎）和插管后狭窄。
X射线在气道管理中的用途
A．困难气道的预测
多项研究测量了各种参数用于预测DA。White和Kander在外侧、后前（PA）和下颌下视图中研究了下颌骨、上颌骨和颈椎的X线照片。他们发现，下颌后方深度（视为绝对值或视为下颌骨有效长度比）较大转化为困难的喉镜检查（DL）。并且，C1距离的枕棘突减少和C1-C2棘突间隙的减少与DL相关。Bellhouse和Doré在头部和颈部的侧位X线片中测量了22个距离和气道结构的5个比率后得出结论：33%寰枕扩张、下巴凹陷和舌头增大与DA相关。寰枕距<5 mm也与DA有关。
寰枢椎半脱位，即为齿状突与颈屈曲的寰椎之间的距离>3mm，是由于多种原因引起的，例如创伤、肿瘤、类风湿性关节炎、唐氏综合症、埃勒斯－丹洛斯综合症等。而C1-C2部位压痛应进行放射学检查确认是否为该病。据报道，DA患者的C1-C2关节间隙减少，前骨赘大，前纵韧带骨化和颈椎弥散性特发性骨骼肥大。下颌距离（≥20 cm）和延伸角A（≥38°）（从上中切牙的最前下点到第六个颈椎椎体的前下边界和第一个颈椎椎体的最前侧的两条线形成的角度）也发现与DA相关。
电子测量的上颌咽角<90°（正常值>100°）对应于CL等级3-4级。下颌角和舌骨与颈椎的关系，下颌角越长，舌骨越长意味着插管难度越大。茎突韧带的钙化也与困难插管（DI）有关。
下颌骨的测量值，例如下颌骨距较长，下颌支长度较短，下颌骨有效长度（从下切牙的尖端到颞下颌关节的距离）小于下颌骨后侧深度的3.6倍，下颌的后方深度和前部深度较大，下颌角增加，提示DI。
B．双腔管尺寸的预测
双腔管（DLT）的型号选择可以通过在PA胸片上测量锁骨或第七颈椎水平的气管宽度（TW）来估算。通常来说左主支气管（LMB）难以测量，而LMB宽度可以利用TW通过以下公式计算-LMB（mm）=（0.50）（TW（mm））+3.7 mm。必须记住，在标准的PA胸部X射线胶片上，这些测量值通常会放大约10％。为了抵消该放大倍数，建议的公式为LMB（mm）=（0.45）（TW（mm））+3.3 mm。如今，可以使用放射计算机软件通过数字X射线对这些参数进行数字测量。而数字X射线的资源受限时另一种方法是使用带有1厘米不透射线标记的X射线进行缩放。尽管不同制造商对DLT型号的了解在决定合适的大小方面起着至关重要的作用，但已有建议DLT型号适合不同的LMB长度[表2]。

（DLT –双腔管；LMB –左主支气管。针对DLT型号大小（针对亚洲人口）Chow等人与Brodsky的建议比较。）
C．X射线在气道管理中的其他杂项应用
1．气管内导管定位的确认[图1]。

（X射线下单侧插管的测定。）
2.预测左DLT的插入深度（cm）= 0.75×气管的锁骨-软骨距离（cm）+ 0.112×高度（cm）+ 6。
3.诊断由颈部或纵隔肿块引起的气管偏离或压迫，例如甲状腺癌，食道癌和颈淋巴结肿大[图2]。

（甲状腺肿块引起的气管偏移和压迫。注意在PA视图（a）中有明显的偏差，而在侧视图中则有压缩。）
4.检测中央气道肿瘤，例如气管鳞状细胞癌和腺样囊性癌。
5.诊断气管狭窄-气管阴影的“沙漏”形状[图3]。

（气管狭窄时的“沙漏”征）
6.在小儿人群中使用最相关：会厌炎（指印征）、喉头炎（尖锐征）、腺样体肥大、异物和咽后脓肿的诊断。
CT检查
借助薄层重建和二维最小强度投影和三维（3D）体积图像等技术的多探测器计算机断层扫描（MDCT），除了精确定位外，还可以对病变进行表征。一次屏气即可获得覆盖整个胸部的0.5毫米重叠的高分辨率薄切片，即使是最小的呼吸道也能实现最佳可视化。
CT扫描在气道评估中的应用
A.儿科人群气道病理学评估
CT在描绘具有各种先天性发育异常以及传染病的DA的儿科患者的气道病理学中得到了广泛应用，例如DA中线颅面发育不良（有无鼻缺失）、胆道闭锁、鼻甲肥大、腺样体肥大、黏多糖贮积酶及其他综合症（如巨眼症、复古或微链球菌症）相关的气道异常。Nagamine和Kurahashi研究了普通和3D-CT图像用于计划Treacher Collins综合征患者的插管，发现喉偏倚的患者即使通过Fastrach进行支气管镜引导插管也很困难
B.困难气道的预测
Naguib等人将CT扫描与临床和放射学气道风险标准相结合，以确定正常气道解剖结构患者预测DA的工作模型。在CT测量的各种参数中，他们发现舌根与咽后壁的距离以及会厌与舌头的角度对于DL具有统计学上的显着差异。
Prasad等人比较了使用CT扫描和超声检查对气道结构的可视化。他们测量了八个参数以评估DA：舌头后表面在上颚尖端水平的距离，网膜下区域的厚度，气膜的距离，甲状腺舌骨的距离，舌骨上方会厌的深度，舌骨的深度,舌骨下方会厌的深度，甲状腺软骨的深度和甲状腺软骨的脂肪垫厚度。他们发现，除了气膜距离，舌骨上方会厌深度和甲状腺软骨脂肪垫厚度之外，这两种方式之间的相关性也更高，而CT更精确。
临床上无法评估的会厌前会厌和声门旁间隙侵犯达DA的程度也可以使用CT扫描来判断。[图4]

（CT扫描显示会厌前侵犯空间：（a）矢状切面和（b）冠状切面。通常此类病例基础临床气道检查可能是正常的。）
C.喉气管病变的特征
CT扫描对于由于肉芽肿性感染（例如结核病和韦格纳肉芽肿病或局灶性狭窄）而患有弥散性狭窄的患者（如有插管史的患者），也可以评估其中央气道。术前CT扫描可能有助于选择合适的气管插管型号并评估气管切开术的必要性。
气管支气管软化症（TBM）常难以被充分诊断，主要是其动态性质无法在普通X线片上进行诊断。TBM特点是气道松弛，在呼气时会引起气道过度塌陷。病因可能与长时间插管、长期气管受压、创伤、感染或慢性阻塞性肺疾病有关。临床上甚至肺功能检查也不能明确诊断为TBM。在没有金标准的检查方法（支气管镜检查）时，MDCT扫描能够帮助进行准确的诊断。气管或支气管腔面积减少超过50％–70％且CT上出现“皱眉征兆”可能表明TBM。这一诊断对于计划拔管策略尤其重要。马刀鞘式气管，是Greene和Lechner首次创造的术语，其特征是冠状动脉内直径减小，矢状径增加，比例为1：2，也可能与DA和利用单腔管或DLT的通气困难有关。马刀鞘式气管很难在平片上诊断，诊断需要MDCT。
CT扫描还可诊断为临床上无法检测到的、无症状的单侧声带麻痹，例如常见的甲状腺、肺、食道、颅骨病变或淋巴瘤肿瘤。因此，麻醉医师应正确审查此类患者的治疗计划中所进行的相关影像检查资料。
D.评估气道狭窄和偏离
除上述气道病变外，麻醉医师还会遇到由于外在或内在肿瘤（如甲状腺癌、食道癌、气管肿瘤、淋巴结肿大和纵隔肿瘤）引起的气道狭窄和偏移。Kawana等人利用3D-CT气道图像受益匪浅，他们为两名有不明口交史的会厌和气道畸形的癌症患者进行了气管插管，正是术前CT扫描图像将其引导至气管。
研究发现临床症状和体征与客观指标（如肺功能检查和放射影像学）的相关性很小，这可能是明显的呼吸道症状需要相当程度上的气管狭窄所致。例如Orton等人强调的病例表明，一名患者的肺活量指数超乎正常且呼吸音及胸部X光片均正常，仅流量环异常导致在CT扫描中检测到气管肿块。研究显示，气道可能需要狭窄到8mm以检测流量环上的狭窄。峰值呼气流量对诊断气道变窄更为敏感。进行动态研究的CT扫描可能更好地量化狭窄以及肿瘤与周围结构的侵袭关系。普通X射线则不能正确估计气管狭窄的程度，因此，当狭窄程度被低估时，可能会给麻醉医师带来错误的安全感。
Kanaya等人在患有甲状腺切除术史的患者中遇到意料之外的DI后，重新使用CT扫描研究了该患者的气道，并建议使用3D‑CT来规划预测DA患者的气道管理。
然而麻醉医师也应意识到使用CT扫描的某些局限性。单独使用的轴向CT图像可能无法充分显示气道与周围结构的复杂3D关系，并且还可能低估了病变的前后轴范围。同样，气道的倾斜方向可能会显示错误的图像。同时使用多平面重建有助于克服此问题并提供更清晰的影像。
E.上呼吸道的研究
CT扫描可用于研究上呼吸道结构，进而有助于麻醉期间的气道管理。CT扫描的快速省时使其成为研究小儿年龄组气道解剖结构的首选方法，因其可在患儿睡觉或处于镇静状态下进行且无需使用气道装置。它也是研究患有阻塞性睡眠呼吸暂停的患者的静态和动态气道解剖结构的最常用方法之一。它还能用于诊断创伤患者的喉部骨折、会厌撕脱或脱位、软组织破裂、粘膜水肿和异物等情况，继而准确制定气道管理计划。CT图像显示良好的气组织界面，有助于准确确定气道尺寸。但CT扫描测量的准确性在薄壁气道、小尺寸气道中会降低，且会随重建算法和所使用的扫描仪而变化。
F.气管内左DLT大小的预测
CT扫描比X射线在此方面更为精确。可通过测量气管和支气管直径以及环状环的大小来预测DLT的型号。TW通常是在第七个颈椎和距隆起约1 cm处的LMB直径处测量所得。Chow等人发现，对于CT扫描指导的DLT型号预测，男性和女性的总体阳性预测价值分别约为84％和61％。证实在CT上进行的测量比通过射线照相获得的测量更为精确。
CT支气管造影和虚拟支气管镜
利用来自螺旋CT的数据重建图像，以显示CT支气管造影（显示气道的外部再现）和虚拟支气管镜检查（VB）（从内部浏览气道）。已发现VB在常规气道评估方面优于常规CT断面。将VB与实际支气管镜进行气道评估的研究比较发现，两种方式具有可比性。与传统的支气管镜检查相比，CT支气管镜检查无创、无需镇静或全身麻醉、快速省时，且可以通过常规的CT图像集生成[图5]。尤其适用于支气管镜或喉镜检查禁忌的患者。整个气管支气管树可以按照临床医生的要求进行可视化。两种形式相结合，可以从外部和内部方面评估气道病变。此外它显示狭窄部位的图像的能力比真正的支气管镜更高。在气管切除或重建后进行气道评估的情况下同样适用。

（虚拟支气管镜检查显示主要支气管狭窄。）
但同样，其使用存在一些局限性，例如放射线暴露，由于不可视化粘膜变化而不能用作恶变前疾病的筛查工具，难以将粘膜肿瘤与粘液收集区分开，对呼吸变化的易感性，由于通常的运动伪影而导致的在节段性支气管之外的可视性差。由于气道分泌物引起的印象改变，血液的存在和充气不良等均会造成误差。空气和组织阈值显示设置的差异也会改变明显的狭窄程度。由于静态图像用于3D重建，因此评估动态气道病理（例如气管软弱）的动态研究对VB的敏感性较低。
磁共振成像
磁共振成像（MRI）并未广泛用于计划气道管理。因其检查成本高昂、耗时，且需要对儿科和幽闭恐惧症成年人群进行镇静或全身麻醉，而后者本身需要气道支持。由于呼吸运动伪像和有限的分辨率，在MRI中气道结构的扫描受到影响。与CT扫描不同，该图像无法重建以形成3D图像以了解气道解剖结构。MRI在确定软组织病变和软骨侵袭方面具有优势，而不必担心受到放射线照射。它也比CT更好地将肿瘤与炎症状态区分开，这发现对接受放射线和化学疗法治疗的患者的癌性麻醉有影响。尽管如此，MRI在气道评估中仍有一些已记录的用途。
Samra等人比较了在意外的DI和类似对照之间使用颈部X射线照片和MRI进行的几次测量。他们得出结论，他们无法验证任何足以预测DI的参数。同样，他们没有发现使用两种方法测得的值之间在统计学上有显着差异。发现会厌伸长（≥41mm）及其在MRI上的异常成角对DA有所贡献。
MRI也已用于寻找合适的气管导管型号。患有头颈癌、甲状腺癌、，食道癌或纵隔癌的患者接受MRI检查以进行肿瘤分期和手术计划。该扫描也可用于制定气道计划。会厌前会厌和声门旁间隙的侵犯运用普通的临床检查可能不会提示DA，但可以通过MRI扫描检测到气管支气管被甲状腺，食道或纵隔肿块浸润或压迫，提示气道异常而做出调整。
动态MRI研究可能有助于识别喘鸣的不常见原因，例如活动过度会厌，这也可能会影响气道管理。
因此，即使MRI不是单纯气道评估的首选方式，它也可以很容易地用于了解患者气道的病理生理，特别是在已经完成辅助治疗的情况下，例如颈椎外科手术，需要外科、放射科、麻醉医师之间进行有效的沟通。
3D打印
3D打印是一项革命性的技术，已被用于模拟患者的气道。尽管该技术尚未普遍可用，但在理解和计划复杂的医疗病例（例如先天性气道异常、涉及气道的创伤病例、头颈部恶性肿瘤等）方面得到了广泛的应用。它涉及根据从CT扫描获得的图像数据打印的3D模型。在这一领域进行的研究并不多。Han等人声称已首次将这种技术用于喉切除术后患者进行盆腔手术的气道管理。他们发现，这对于制定麻醉前计划以及确定合适的气管切开术导管的型号和位置非常有用。Chao等人的一篇评论文章阐明了其在麻醉培训、计划和管理中的广泛应用。这种方式的局限性在于创建的模型是刚性的，并且不能模拟组织的柔软度。
超声检查
出于各种目的，超声在麻醉学家手中的使用越来越多。气道检查使用两种技术-经口或舌下方法和最常用的经皮方法。超声可用于识别环甲膜和促进经皮扩张气管切开术、DI的预测、合适的气管插管或DLT型号、预测拔管后的喘鸣、喉罩面罩气道位置的检测以及声带功能障碍的识别。它也可用于确认气管插管，特别是在二氧化碳监测不可用时，例如严重的支气管痉挛、心肺骤停和肺栓塞。尽管这种方式的应用范围很广，但其局限性在于其发展缓慢，特别是在发展中国家和不发达国家，包括操作者专业技术水平，需要专业知识来将超声解剖学与声学伪像区分开来，因此需要更多的时间和培训来掌握昂贵设备的技术和要求。

总结
寻找完美的放射学参数以预测DA的工作仍在进行中。没有任何一个模态和参数是绝对可靠的。麻醉医师之间的放射学基础知识以及放射科医生和麻醉医生之间的协调将减少由于气道管理困难而引起的发病率和死亡率。麻醉医师应尽可能利用为其他目的（例如手术分期和计划）所做的影像资料，以制定有效的气道管理计划。
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