超声引导下经皮扩张气管切开术的应用进展

张代华，曹亚琴，曾 舟，徐菊玲

(1.湖州师范学院医学院；2.湖州市第一人民医院骨科，浙江 湖州 313000；3.上海市东方医院手术室，上海 200120)

超声技术引导下的经皮扩张气管切开术(ultrasound-guided percutaneous dilatational tracheotomy,US-PDT)是目前临床进行经皮气管切开术的方式之一,即在操作前先用超声技术检查颈部两侧的气管及周围甲状腺组织,避免气管穿刺接触到周围甲状腺峡部或异常的血管[1]，确定气管穿刺的位置,然后在超声技术的引导下经皮扩张进行对气管组织的穿刺并在颈部置入合适型号的气管套管的一种技术。US-PDT适用于各种原因引起的呼吸道气管阻塞性严重呼吸困难、需及时或预防性进行气管切开的患者、严重呼吸气道功能障碍以及患者需长期进行人工疏通气道者。超声手术引导下经皮扩张气管切开术操作花费的时间短、出血量少、切口小、切口愈合的时间短、定位准确而且手术成功率高,操作简单而且易于准确掌握,对于环境的要求不高，在患者床旁即可轻松完成,气囊发生漏气概率低,可有效缩小颈部及周围组织的暴露面积,对于患者的创伤性更小,是一项手术起效快、方便易行、成功率高、并发症少的手术操作[2]。US-PDT可以及时有效改善患者上呼吸气道的梗阻解决患者缺氧的状态,在模拟环境和临床实践中都表现良好，有研究报道术前使用US检查，可能会导致高达50%的病例改变气管穿刺的计划位置[3]，提高一次穿刺成功的成功率。

1 超声引导下经皮扩张气管切开术

US-PDT是基于经皮气管切开术的一种全新微创气管切开的手术方式,随着电子影像学以及可视技术的不断完善与技术的发展，在Ciaglia医生开创的经皮扩张气管切开术(percutaneous dilational tracheostomy,PDT)基础上，将超声引导的运用范围扩展到操作前、中、后的过程中。Rajajee 等[4]首次报道了术中超声引导 PDT 的疗效，发现在超声引导下气管切口位置低于第 1软 环状骨环依旧能确保安全，穿刺过程中穿刺针在实时超声下可直观气管前和气管旁区域的血管、甲状腺等解剖信息，顺利避开颈部的血管，准确定位进行实施观察操作，避免了PDT由于盲穿造成的风险[5-7]，并认为颈椎病变患者同样适用，对于颈椎损伤不确定的患者，颈部是禁忌伸展的。超声探头可以清晰地看到气管前区的气管中线、气管软骨水平、颈前静脉以及甲状腺峡部和血管，能更好的确定解剖结构，确定气管轴线，判断管切开部位的皮肤-气管壁距和气管直径，并判断有无病理现象。在超声的引导下将第1或第2软骨环间隙的正中间部位确定为穿刺点，确定皮肤和气管之间距离为穿刺的深度[8-9]。由于病态肥胖或病理及损伤导致解剖畸形而颈部触诊困难、颈椎损伤、颈短、凝血功能异常等，特别是由于血管性水肿、颌面部严重创伤、呼吸道吸入性损伤、各种原因造成的困难气道是其绝对适应症。但是对于紧急气道、有严重的凝血功能障碍或血小板数量减少、气管切开部位有其他原因的手术伤口的不适合该操作方法[10]。

2 US-PDT术的临床应用

2.1 US-PDT术在ICU的应用ICU集中了包括高危术后、各类药物中毒、各种急性休克、多发伤和多脏器功能出现衰竭等危重患者，病情大都比较危重，预后差。由于呼吸道阻塞会造成心脑血管的不可逆损伤，所以对于抢救急危重症患者的关键在于迅速建立有效气道，保证呼吸的通畅。在ICU，气管插管患者可能会需要长时间使用呼吸机，而长期气管插管可导致喉、声带、声门、气管壁不同程度的损伤，为了实现减少长时间气管插管而发生的并发症，且保证患者有效通气，床边微创气管切开术得到广泛应用[11]。对于需要进行气管切开的危重患者，较小的外来刺激会使其病情加重，传统的气管切开术具有局限性，需转运患者至手术室由专业的外科医生进行，转运途中增加风险。PDT虽然创伤小、在患者床边即可完成，但是由于需要根据患者的体表解剖学标志进行穿刺定位，而临床工作中掌握这项技能的操作者数量并不多，有盲插的可能性，常发生出血、定位偏移等并发症，要求医生有丰富的操作经验。随着临旁超声(Point-of-care ultrasound POCUS)在ICU的应用和推广，使其成为标准诊断工具。由于超声影像设备、相关培训的普及，且易快速掌握，能熟练进行超声诊断程序的医生越来越多，US-PDT操作便捷、定位准确、可成功避开气管周围的血管和组织减少出血、切口小创伤小、感染率低、不需要挪动患者、在撤机期间为患者提供舒适感等优点，日益得到ICU医生的青睐。Nicholls的研究表明，采用超声进行环甲膜定位需要的平均时间低于传统气管切开时间,且不受患者形态的影响，准确定位及时救治[12]。

2.2 US-PDT术在神经外科的应用神经外科常见重症急性脑卒中、颅脑损伤、脑出血等危重症患者，对该类患者的抢救需要及早进行，因为脑细胞组织的损伤是不可逆的，而且神经功能的改变会影响患者的呼吸功能和血流动力学，所以早期快速建立人工气道十分重要[13]。人工气道的建立有助于及时有效清除患者呼吸道内的分泌物，改善患者的呼吸功能，保证患者的脑部供氧，减少肺部并发感染的可能。传统的气管切开术时间长，损伤大，会加重患者病情恶化。目前临床常用方式是纤维支气管镜辅助下的PDT术，但是不能准确评估穿刺位置，易出现呼吸道损伤[14]。由于纤维支气管镜手术属于一种精密仪器并不是一般医疗科室常规配备的仪器,临床上患者在使用时易受一定的限制。国外也有报道[15]称纤维支气管镜会影响需机械辅助通气患者的气体交换，会使患者颅内压出现增高、酸中毒及二氧化碳潴留。US-PDT实现了操作在可视条件下进行，有效地避开气管周边的血管及组织，缩短手术时间，避免气管反复穿刺，实现快速准确建立人工气道的技术要求，加之超声引导下的经皮气管切开术的并发症少、对患者造成的创伤小、技术容易掌握、床边即可完成操作，被认为是安全的气管切开术。

2.3 US-PDT术在心脏外科术后的临床应用心脏外科常见的通过胸骨正中切开的直视手术有心脏瓣膜置换术、冠脉搭桥术、主动脉夹层手术等。术后危重患者有时需行气管切开术建立人工气道，该类患者有其自身特点：(1)由于人工血管和瓣膜的置换术中多需抗凝治疗，所以出血风险较高。(2)切管切开的位置与心脏手术切口的位置相邻，有发生纵膈感染的可能，一旦发生将会造成严重后果。(3)胸正中切口使气管旁组织结构发生变化。综合以上几个方面不管是传统的气管切开术还是纤维支气管镜辅助下的PDT都存在难度大、风险高的问题，所以心胸外科的专家和医生通过将超声引导下的PDT术运用到心脏外科术后需要进行气管切开的患者，提高了操作的安全性，尤其适用于难以进行体表触诊的患者如颈部血管结构变异、颈短、肥胖等。一项回顾性分析研究[16]表明超声引导能及时发现因心脏手术造成的移位气管进行准确定位，准确测量穿刺的距离，减少气管导管置入时对周围气管壁的压迫。US-PDT切开定位点选择在第1～2或第2～3的环状软骨间隙，减少纵膈感染的机会，同时避免无名动脉的损伤。气管切开的位置过高会增加气管狭窄发生的可能，但是文献中报道的传统气管切开得气管狭窄的发生率各不相同。虽然有报道称PDT术后气管狭窄的发生率低于ST，但是PDT术后发生的气管狭窄位置由于靠近声门使得后续治疗非常困难。而US-PDT能准确定位可以避免狭窄的发生。所以，US-PDT在心脏外科术后患者的应用可以降低手术难度、安全性高、减轻对患者呼吸功能的影响，值得常规应用。

2.4 US-PDT术在头颈部烧伤合并呼吸道梗阻患者中的应用伴有不同程度吸入性损伤的烧伤患者，极易发生上呼吸道的急性梗阻，是该类烧伤患者早期死亡的主要因素之一[17]。头颈部的组织疏松且血液供给丰富,严重颈部烧伤的患者可能会出现颈部毛细血管的过度扩张及血管的通透性增强,使大量的组织液渗入至组织间隙,形成颈部水肿,压迫气管，导致呼吸道梗阻。伴有吸入性损伤的烧伤患者，以喉为主的上呼吸道及粘膜会出现组织水肿、粘膜充血、大量的分泌物堵塞上呼吸道，影响通气。所以及时快速有效的开放气道是救治该类患者的重要措施。患者由于呼吸道粘膜水肿、后仰活动受限、张口困难等多个原因，不易进行气管插管，所以颈部气管切开十分适用于该类烧伤患者[18]。但颈部水肿可能导致体表标示不明显，手术风险增加。但采用US-PDT术，不仅能清楚地确定气管的位置、气管腔内径大小、周围的组织和血管，还可以确定最佳的穿刺位置及套管型号、提高了成功率、减少了感染、出血等并发生及以外的发生，减轻患者身体和心理上的痛苦及经济负担。同时该技术床边即可完成操作，无需搬动病人，避免运送风险。在颈部有烧伤的患者进行气管切开时要注意：(1)若气管切开前患者的指端SPO2低于90%，需要采用气囊辅助，确保氧供，用以预防因缺氧而导致的缺血缺氧性脑病和心跳骤停。(2)颈部烧伤患者由于皮肤屏障遭到严重破坏，在造作过程中，要严格遵循无菌操作要求，避免感染[19]。超声引导下经皮扩张气管切开术在头颈部烧伤合并气道梗阻的患者中的应用，不仅提高手术一次性成功率、提高了抢救的效率,减少了感染和局部出血等严重并发症的出现,也大大减轻了患者的痛苦和经济负担。

3 总结

传统的支气管切开术虽已非常成熟,但是有局限性。PDT在操作中有一定的盲目性,且操作者必须具有充足的手术经验,纤维支气管镜穿刺针引导的PDT,穿刺针不能很好的完全避开气囊,且穿刺针从纤支镜口正中直接穿入患者的支气管,可能会使气管出现偏倚的现象,情况严重时还可能会直接引起气管溃疡或者气管穿孔,若反复多次的操作,会大大的增加支气管出血及严重颅脑损伤的可能性和风险[20]。同时,长时间纤支镜的操作,容易直接引起低氧血症或者大量二氧化碳潴留,若为严重颅脑损伤的患者,可能间接引发颅内压增高。且支气管镜作为特殊的仪器设备，不能实现每个科室有。而超声引导下的经皮气管切开术则可以很好地解决前两种手术方式的不足,因为在超声的有效引导下能清楚地看到颈部的血管、神经及甲状腺的位置,能准确而又快速的完成人工气道的开放。随着超声技术的不断发展,更好的探头、高分辨率成像实时图像和临床经验的发展,超声引导技术已经成为重症监护实践中潜在的一线无创气道评估工具。所以,US-PDT术具有较高的临床实用性与推广性。但是目前关于US-PDT术还需要进行大量的RCT的研究证实其临床价值。然而不管采用哪种手术方式都要求医生熟练掌握颈部的解剖知识及操作流程,明确认识相关并发症的预防及治疗。气管切开术的发展会朝着更安全、更舒适、更经济便捷的方向发展。