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可视化技术在麻醉学、疼痛医学和危急重医学中的应用
作者: 来源: 阅读次数: 发表日期:2011/5/14 2:13:07

科学技术发展推动着时代的前进。在当代电子技术发展的推动下,医学科学技术有了迅猛的发展。新型的医疗设备不断投放市场,这就需要我们临床医师不断学习,充分利用这些新技术增加临床诊疗的准确性和安全性,最大程度降低医疗相关并发症,持续改进医疗质量。尽管每一位医生都清楚知识与技术更新的重要性,但在当今信息爆炸的时代,临床医生工作又十分繁忙的情况下很难甄别哪些新技术能为我所用。同时,目前临床专科的划分越来越细,不少临床医生对本专业的技术发展较为熟悉,但对其它专业的技术发展却缺少关注!麻醉学、疼痛医学和危急重医学有许多共同特点,他们一方面关注全身各系统的功能状况,但又以稳定人体重要器官系统的功能为主要目的。他们需要快速而准确地判断出一些威胁生命的临床危急重症的原因,分秒必争地采取行之有效的治疗并持续监测病情的变化。因而,他们常常需要利用最先进的医疗技术为自己的临床工作服务。这些先进技术可能多种多样,我们认为在今后10-20年时间之内,可视化技术应该是提高这些学科临床诊断和治疗水平最为重要的技术。从2010年开始,我们每年在华西医院举办可视化技术在麻醉学、疼痛医学和危急重医学中的应用大会和培训,深受这些专业临床医生的欢迎。在这里,我们概述其主要内容。


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一、可视化技术在人工气道建立中的应用

方便快捷地建立安全、有效的人工气道是麻醉、ICU以及急症科医师所面临的一项挑战。气管插管是目前公认的建立安全、稳定的人工气道的金标准。无法满意地暴露声门是构成困难气管插管的主要原因。每年,全世界有600多人由于气管插管相关的并发症而死亡[1]。正是如此,越来越多的新技术和设备被运用于临床,帮助提高插管或建立人工气道的成功率,如:喉罩、探条、逆行插管以及光棒等。但是其中有不少复杂、不可靠以及费用昂贵,特别是它们不能显示声门或气管插管通过声门的情况,因此仍有可能增加插管的风险和损伤。可视化技术是近几年发展起来的一种辅助气管插管,提高插管成功率一项革命性的技术。它利用微型摄像头、光纤或超声技术,使操作者间接地“看到”声门以及导管通过声门时的影像,大大提高了插管的成功率和安全性。目前临床上使用的视频技术大致可以分为:可视喉镜技术和光纤技术。

1.可视喉镜技术

  可视喉镜技术是一类类似于传统直接喉镜的技术。因此,熟悉直接喉镜使用的操作者不需要特殊的训练就可以熟练地运用。操作者不仅可以看到声门而且可以直观地看到导管通过声门的情况,根据镜片结构的不同又可以分为以下三种:

(1)标准的macintosh镜片:这类可视喉镜的镜片形状和标准的直接喉镜的镜片相同,不同之处在于可视喉镜的镜片中内置了摄像头。Storz是此类的典型代表。

(2)大角度镜片:该类可视喉镜和传统的直接喉镜类似,但是可视喉镜镜片前部的角度要比传统的直接喉镜镜片大得多,因此如果没有前部摄像头的帮助,操作者不可能看到镜片前部的解剖结构。由于镜片结构的改变,该类可视喉镜操作时不需要将舌体推向一边以提高暴露的范围。但因镜片的成角大,插管前操作者需要将气管导管与镜片的弯曲度匹配,塑形成60度以提高插管的成功率。该类的典型代表是Glidescope以及McGrath喉镜。

(3)、带有气道插管导引槽的镜片:该类可视喉镜镜片不仅形状上更符合解剖学的特点,而且具有气管插管引导槽。免去了插管前将导管塑形的步骤,取而代之的是将气管导管安放在插管引导槽中。该类喉镜操作时同样也不需要将舌体推向一边。典型代表是Pentax airway scope(AWS)以及Airtraq。

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2.光纤技术

  与可视喉镜技术不同的是,目前运用在临床上的光纤技术都只能帮助操作者看到声门,而无法看到导管通过声门时的情况,因此对于气管导管的置入仍然是一种盲探,存在无法置入以及由此所带来的损伤。根据光导纤维的柔韧度以及尖端是否活动,可以分为纤维支气管镜和可视管芯两大类。前者具有镜体柔软、细小,前段可前后弯曲等特点,虽然其插管的成功率会因为操作者的受训程度、肿物、血肿以及分泌物的影响而下降,但到目前为止仍然是处理困难气道的终极手段。后者又可称为硬质纤维支气管镜,典型代表为Shikani,可以部分地克服上述普通纤支镜的弱点,插管无需特殊的培训,尖端的无损伤设计不仅可视而且有弹性,可移动软组织,同时价格远低于纤维支气管镜。

二、床旁超声技术在危重急症的诊断和治疗中的应用

  床旁超声具有实时、动态、真实及无放射性等特点,适用于急危重病人的床旁检查,尽管超声科医生可以带着便携式超声协助检查,但在急诊病人没有超声科医生值班时,在突发重症需要立即检查时,或者需要持续反复评估治疗效果时,只有麻醉科医生、急诊科医生和ICU医生自身掌握超声检查技术,才能快速明确诊断、引导有创操作、指导药物使用和评估治疗效果。

1.创伤病人内出血和气胸的判断

急诊科医生、麻醉医生和ICU医生根据病人的病情、专业关注重点,有目的有重点的进行对外伤或者任何怀疑内出血的病人实施超声检查,迅速排除或明确诊断或实施操作。急诊创伤病人常用的超声检查称FASTFocusedAssessment with Sonography for Trauma)及e-FAST (extended FAST)检查。FAST为床旁快速检查腹腔、胸腔、心包及盆腔有无出血征象
(是否发现游离液体?)e-FAST即在FAST的基础上增加对血气胸的检查。一个熟练的医生在2-5分钟之内即可完成FASTe-FAST检查。研究证实对于腹部外伤的患者用FAST检查内出血其特异性达94%-98%,敏感性为73%-99%,准确性为90%-98%[2]。对于气胸的诊断超声更优于传统的平卧位胸片,甚至具有与CT相同的特异性(>98%[3]。而对于胸膜渗出、肺实变及肺泡间质综合征超声也表现出较听诊及胸片更高的准确性
[4]。因此对一个呼吸困难的病人行实时持续动态监测,可及时发现肺部的创伤及肺水情况。

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2月巨大纵膈囊肿气管插管前先超声引导穿刺引流囊液

2.呼吸道检查与紧急人工气道建立

使用超声从下颚的顶端到气管中段到肺泡到膈肌均可成像,在气道的管理上得到越来越多的应用,如困难气道的评估。经口舌下超声检查50例病理性肥胖患者发现[11]:从皮肤到气管前侧(声带水平以及胸骨上切迹水平)的距离可在一定程度上预测肥胖患者困难气道;超声还有助于病理性气道的评估,如喉部或者气管狭窄,喉部囊肿,呼吸道乳头状瘤,从而为正确选择气道管理提供指导;通过超声测量舌体的宽度及咽外侧壁的厚度可预测呼吸暂停综合征及严重程度;测量气管的直径,为选择合适的气管导管提供依据;定位气管及环甲膜,实时指导气管切开和环甲膜穿刺;引导喉上神经阻滞完善气道表面麻醉;实时确定气管导管的位置等。

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3.  动脉瘤及动脉瘤破裂的诊断

使用超声对血管或泌尿系统成像因无创、无放射性、实时、经济使得非常具有吸引力。腹主动脉瘤超声成像是具有明确的优势。2005年,USPSTF报道65-75岁有吸烟史的男性行超声检查腹主动脉瘤,其敏感性达95%,特异性接近100%,推荐使用[6]。动脉瘤破裂是不少见的危急症,急诊科医生快速准确诊断对后期治疗极为重要!对被送到手术室患者,麻醉科医生可以通过超声检查了解其严重程度。但值得注意的是,超声检查有一定假阳性率,并可能由此导致不必要的昂贵检查或介入治疗。因此美国防治服务工作组(theUS preventive services Task Force, USPSTF)专门指出超声不应用于对颈动脉狭窄,外周血管疾病或卵巢肿瘤的常规筛查[5]

4.  超声用于容量评估

传统上使用中心静脉压(CVP)或肺动脉楔压(PAOP)估计容量或指导液体复苏,但研究已证实其与左室舒张末容积无明确相关性,也不能预测容量复苏的效果[7]。目前认为在剑突下使用经胸超声测量下腔静脉(IVC),其直径和随呼吸的改变对于容量的判断可靠性更高,对容量复苏更具有指导意义。自主呼吸时,IVC<15mm,吸气时塌陷大于50%,认为CVP<5mmHg,如IVC>20mm,吸气时无塌陷,则CVP>20mmHg。机械通气时,IVC吸气时扩张呼气时塌陷,如吸气时扩张超过18%,预示患者心输出量随容量治疗可有明显改善[8]。另外一个认为可靠性较高的指标是房间隔的活动情况[9],其能反映左右心房的压力差及PAOP。正常情况下房间隔在收缩中期轻微的一过性的右向左移动,PAOP12-14mmHg,如移动加剧,PAOP<11mmHg,反之左向右的移动,PAOP>15mmHg

5.  超声在心肺复苏及肺栓塞诊治中的应用:

经胸超声能快速判断是否有心脏停跳,并对判断心跳停止的原因有很大帮助,如低血容量,心包填塞,张力性气胸,大面积心肌梗死等。目前美国心血管麻醉协会以及超声协会共同推荐TEE
应用于术中急性威胁生命的循环衰竭的诊断和处理[1213]。经食道超声心动图(TEE)在巨大肺栓塞导致循环衰竭的快速诊断和治疗中的价值重大[14],主要表现为右室膨胀,右室活动下降,右室游离壁协调不能,右室游离壁中段活动异常,室间隔扑动及反常运动,三尖瓣反流,最高反流速度可达2.8-3.8m/s,右肺动脉增宽,下腔静脉吸气相塌陷消失,肺动脉高压等[15]

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华西一例骨科术中肺栓塞的典型超声图像

6.
胃内容物的评估

有研究发现胃窦部的横截面积与胃内容物的量有较好的相关性[10],特别是病人位于右侧卧位时,使用二维超声检查胃窦的面积,不仅可估计胃内容物的量还可确定性质,从而最大程度的减少反流误吸的发生。

三、围术期超声心动图监测

围术期超声心动图可以提供心脏、大血管形态和功能异常的定性、定位、定时、定量评价数据,包括:各腔室和血管的大小,血管壁、心房壁、心室壁的厚度和完整性,瓣膜结构及功能,跨瓣的射流和返流,大血管、心房、心室水平的分流等。记录上述指标随时间的变化规律,可反映循环系统的压力、容积负荷状态及心血管的舒缩功能。围术期超声心动图尤其是经食管超声(TEE)在心脏手术病人的应用有较长的历史。下面以TEE在心脏瓣膜置换手术中的应用中的应用为例说明其价值。它对于瓣膜病变的诊断如瓣膜穿孔、腱索断裂、返流部位,以及人工瓣功能和结构的诊断方面显示出极高的特异性和敏感性。因此,2009年更新的术中TEE指南推荐所有瓣膜手术需进行TEE检查[16]

体外循环前TEE检查主要是对瓣膜的结构和功能再次评估,证实TTE术前诊断并补充术前诊断可能存在的不足,包括患者是否伴有其他潜在的瓣膜或心脏的功能障碍。对于主动脉瓣的瓣环径的精确测量有助于选择合适大小的人工瓣。在瓣膜成形手术中,TEE可在体外循环前提供瓣膜功能不全的机制及对瓣膜病变区域进行定位,以指导手术计划的制定[17]

术后TEE检查包括对手术效果进行评估:成形后瓣膜或人工瓣的结构、位置及功能是否正常,瓣膜有无狭窄、有无返流及其性质,有无瓣周漏存在。如手术效果不理想,还可分析其具体原因,而使外科医师有机会在患者离开手术室前重新完善手术。

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宋海波医师运用心脏实体解剖和TEE模拟人进行TEE教学

此外,由于每种瓣膜病变在手术前后,都有不同的血流动力学调控目标,此时TEE检查对麻醉医生对患者血流动力学的调控及其术后ICU远期调控其指导作用至关重要[18]。并且,TEE还可对包括体外循环插管等各种导管的位置进行确认,特别是近来开展的胸腔镜体循环建立时静脉引流导管的置入必须在TEE引导下进行[19]

围术期超声心动图不仅对心脏病人的心脏或非心脏手术具有评估和监测价值[20,21],也被用来监测合并心血管危险因素的非心脏病人的心血管功能。


  TEE用于非心脏手术可以改善总体的预后,其中最重要的适应症是血流动力学异常和大出血,在围手术期一旦发生血流动力学异常,TEE有助于发现原因并指导容量治疗。非心脏手术经食管超声心动图(TEE)是围术期TEE的重要内容[22,23],包括,非心脏手术TEE分为2种类型:心脏病患者的非心脏手术,高风险非心脏病患者的手术。先天性心脏病,瓣膜病,冠心病等在代偿期,可在术中TEE等血流动力学监测下施行部分非心脏手术。高血压、糖尿病多合并心、脑、肾等靶器官损害,TEE可结合心电图监测术中心肌缺血的发生;嗜铬细胞瘤、甲亢、妊娠等患者常合并血容量异常或心脏动力异常,肺心病患者常合并右心功能不全,TEE可持续监测左、右心室功能,评价前负荷,测量心排血量等。

值得注意的是,TEE技术本身存在固有的风险和并发症[21],如食管出血,食管破裂等。有人报道在婴幼儿压迫肺动脉引发氧饱和度下降。TEE作为一项安全有效的血流动力学监测手段和高清晰度的成像技术,在鉴别高危患者、辅助手术策略制定、提供术后即刻评估效果、临床效果显著且开销合理的关键作用 

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华西医院麻醉科开发的TEE模拟人


合理而规范地应用围术期超声心动图监测可以改善患者的预后,提升疾病诊治能力,提高医疗质量,保证医疗安全。还可以让麻醉医生更多地参与到围术期的诊疗决策中。发达国家的麻醉与危重症学科都把围术期食道超声监测作为学科建设的重要内容,欧洲和美国也建立了自己的临床规范[20-21]和培训体系[24],近10余年来,围术期食道超声监测在中国麻醉界也受到关注和重视,相关的医院积极进行国际交流,陆续开展术中食道超声监测,但是,目前总体水平和规模和与国外相比尚有较大的差距,因此开展围术期超声的技能培训和组织全面的临床科研合作是当前麻醉学和其他相关学科的重要任务。

四、超声引导下的神经阻滞

超声引导下的神经阻滞技术在过去的十年里不断的发展与成熟。其不同于传统的通过体表解剖定位,寻找异感或者通过神经刺激器诱发神经肌肉的收缩来进行目标神经的定位,而是通过超声成像,直接“看到”需要阻滞的目标神经。与此同时,通过高频超声显像技术,我们不仅可以看到需要阻滞的神经,同时还可以清楚的看到神经周围伴行的重要血管以及周围重要的组织结构。通过对神经以及神经周围重要结构的“直视”,可以在保证进行神经阻滞时局麻药物能够准确的在目标神经周围的扩散,同时避免对血管的以及周围重要组织结构的损伤,降低了的传统神经阻滞方法的可能出现的鞘内注射,血管内注射等发生率。随着超声技术的发展,超声引导下的神经阻滞也从对外周神经的阻滞发展到了椎管内麻醉的实施。文献系统回顾提示:通过使用超声引导技术进行神经阻滞相较传统的神经阻滞方法可以大大缩短阻滞后起效时间,提高了阻滞效果,延长的神经阻滞持续时间[25],大大减少了局麻药物使用剂量[26]。虽然超声引导下的神经阻滞优点很多,但是需要指出并强调的是:超声引导下神经阻滞技术的安全性必须建立在正规的培训基础上,但是目前仍然缺乏一套标准的培训标准以及操作指南[27]

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华西医院麻醉科住院医师实施超声引导下TAP阻滞

可视化技术在麻醉学、疼痛医学和危急重医学领域中的应用范围广,价值大。当前开展这些技术最重要的是各个学科带头人转变观念。一方面向医院申请购买设备,另一方面加紧可视化技术的培训!中华医学会麻醉学分会、中华医学会急诊分会、中华医学会危重医学分会应该根据自身专业特点积极组织非超声医师超声技术培训和颁发相应技术证书。目前的全国大型仪器使用彩色多普勒技术上岗证可能不一定适合上述各专业,但在其它证书没有正式颁发之前获取该证书是一条可取的途径!就长远来看,随着超声设备的简化和微型化,其完全可能替代听诊器成为每一个医师都需掌握和配备的仪器设备。