Point-of-Care-Ultraschall: Ein Überblick über Ultraschallparameter zur Vorhersage schwieriger Atemwege

Zusammenfassung

Ein Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) ist ein einfaches, nicht-invasives und tragbares Instrument, das eine dynamische Beurteilung der Atemwege ermöglicht. In mehreren Studien wurde versucht, die Rolle von Ultraschallparametern als Ergänzung zur klinischen Untersuchung bei der Vorhersage schwieriger Laryngoskopien zu bestimmen.

Zusammenfassung

Das Atemwegsmanagement ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil der perioperativen Versorgung. Der konventionelle Ansatz zur Beurteilung potenziell schwieriger Atemwege betont die LEMON-Methode, die nach der Mallampati-Klassifikation, den Anzeichen einer Obstruktion und der Beweglichkeit des Halses sucht und diese bewertet. Klinische Befunde helfen dabei, eine höhere Wahrscheinlichkeit einer schwierigen trachealen Intubation vorherzusagen, aber kein klinisches Ergebnis schließt eine schwierige Intubation zuverlässig aus. Ultraschall als Ergänzung zur klinischen Untersuchung kann dem Arzt eine dynamische anatomische Atemwegsbeurteilung ermöglichen, die mit der klinischen Untersuchung allein unmöglich ist. In den Händen von Anästhesisten wird Ultraschall in der perioperativen Phase immer beliebter. Diese Methode eignet sich besonders für die Identifizierung der richtigen Positionierung des Endotrachealtubus bei bestimmten Patientenpopulationen, z. B. bei krankhaft fettleibigen Patienten und Patienten mit Kopf- und Halskrebs oder Trauma. Der Fokus liegt auf der Identifizierung der normalen Anatomie, der korrekten Positionierung des Endotrachealtubus und der Verfeinerung der Parameter, die eine schwierige Intubation vorhersagen. Mehrere Ultraschallmessungen sind in der Literatur klinische Indikatoren für eine schwierige direkte Laryngoskopie. Eine Metaanalyse ergab, dass der Abstand von der Haut zur Epiglottis (DSE) am ehesten mit einer schwierigen Laryngoskopie assoziiert ist. Ein Ultraschall der Atemwege könnte in der Routinepraxis als Ergänzung zur klinischen Untersuchung eingesetzt werden. Ein voller Magen, eine schnelle Intubation, grobe visuelle anatomische Anomalien und eine eingeschränkte Beweglichkeit des Halses verhindern den Einsatz von Ultraschall zur Beurteilung der Atemwege. Die Atemwegsbeurteilung wird mit einem Linear-Array-Schallkopf von 12-4 MHz durchgeführt, wobei sich der Patient in Rückenlage, ohne Kissen und mit Kopf und Nacken in einer neutralen Position befindet. In der Mittelachse des Halses werden die Ultraschallparameter gemessen. Diese Bildaufnahmen leiten die Standard-Ultraschalluntersuchung der Atemwege.

Einleitung

Das Atemwegsmanagement ist ein entscheidender Bestandteil der perioperativen Versorgung eines Patienten und eine wesentliche Fähigkeit für einen Anästhesisten. Das Versäumnis, einen richtigen Atemweg zu sichern, kann zu ungeplanten Intensiveinweisungen und Komplikationen, längeren Krankenhausaufenthalten und einem erhöhten Risiko für Hirnschäden und Tod führen. Die American Society of Anesthesiologists (ASA) 2022 Difficult Airway Task Force aktualisierte die Definition eines schwierigen Atemwegs, um Folgendes zu umfassen: schwierige Maskenbeatmung, schwierige Laryngoskopie-Ansicht, eine hohe Anzahl von Intubationsversuchen, die Verwendung fortschrittlicher Atemwegszusätze und schwierige Extubation oder Beatmung¹. Die visuelle Beurteilung der Atemwege vor der Intubation umfasst die Suche, Bewertung und Zuweisung eines Mallampati-Scores, die Beobachtung auf Anzeichen einer Obstruktion und die Beurteilung der Nackenbeweglichkeit. Dies ist allgemein als LEMON-Methode bekannt. Zu den zusätzlichen Untersuchungen gehören Röntgen-, Oropharynx- oder externe anatomische Atemwegsstrukturbeurteilungen und der Oberlippenbisstest². Keine Methode ist ohne Einschränkungen als Prädiktor für signifikante Intubationsschwierigkeiten. Diese vielen Qualitätsbewertungen können erklären, warum die Inzidenz schwieriger Atemwege zwischen 5 % und 22 % schwankt und der positive prädiktive Wert (PPV) niedrig ist. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse zeigte eine geringe Prävalenz schwieriger Intubationen bei Patienten mit einem Mallampati-Score von III oder IV, wodurch das Mallampatti-Scoring-System weniger sensitiv und spezifisch ist als gemessene Ultraschallparameter³. Die Ultraschallbilder der Atemwege sind vergleichbar mit der Röntgenaufnahme, was sie zu einer attraktiven Alternative macht. Der Ultraschall der Atemwege hat seit der Einführung von Point-of-Care-Ultraschallprotokollen als Ergänzung zum Atemwegsmanagement an Bedeutung gewonnen und sich durch klinische Daten gestützt gezeigt, die auf der Identifizierung der Platzierung von Endotrachealtuben bei Traumapatienten basieren⁴. Ultraschall bietet dem Arzt eine dynamische anatomische Beurteilung, die mit der klinischen Untersuchung allein unmöglich ist.

Studien weisen auf den Mehrwert spezifischer Ultraschallparameter bei der Bestimmung einer schwierigen Laryngoskopie-Visualisierung hin. Die Machbarkeit des Point-of-Care-Ultraschalls (POCUS) für das Atemwegsmanagement im perioperativen Bereich ist nach wie vor von großem Interesse. Ultraschall bildet zuverlässig alle durch CT visualisierten Strukturen ab, und infrahyoide Atemwegsstrukturen stimmen gut mit den von CT⁵ gemessenen Parametern überein. Es wurden verschiedene Ultraschallmessungen auf verschiedenen Ebenen des Halses untersucht. Die folgenden Messungen korrelieren mit einer schwierigen direkten Laryngoskopie: (1) die hyomentale Distanz (HMD); (2) die Schilddrüsenmembran (THM); (3) der Abstand von der Haut zur Epiglottis (DSE); (4) der Abstand von der Haut zum Zungenbein (SHB); und (5) der Abstand von der Haut zu den Stimmbändern (SVC). Diese Methode eignet sich sowohl für die allgemeine Bevölkerung als auch für bestimmte Bevölkerungsgruppen, z. B. für Menschen mit Fettleibigkeit. Ein voller Magen, eine schnelle Intubation, grobe visuelle anatomische Anomalien und eine eingeschränkte Beweglichkeit des Halses aus verschiedenen Gründen schließen den Einsatz von Ultraschall zur Beurteilung der Atemwege aus.

Diese narrative Übersichtsarbeit diskutiert die wesentlichen Ultraschallparameter im POCUS der Atemwege und liefert Trainingsvorschläge, die in der täglichen Praxis angewendet werden können. Ultraschall ist einfach, tragbar, leicht und hat eine kurze Lernkurve.

Schall über einer Frequenz von 20 MHz wird als Ultraschall bezeichnet, und die medizinische Bildgebung verwendet 2-15 MHz. Ultraschallwellen werden von einem Ultraschallwandler, allgemein als Ultraschallsonde bezeichnet, gesendet und empfangen. Der Widerstand der Ultraschallwelle, die sich durch das Gewebe ausbreitet, wird als akustische Impedanz bezeichnet. Ultraschallwellen werden von der Gewebe-Luft-Grenzfläche zurück zum Schallkopf reflektiert, und verschiedene Gewebe haben unterschiedliche akustische Impedanzen. Knochen geben ein starkes Echo ab, was bedeutet, dass sie als echofrei bezeichnet werden und weiß erscheinen. Darüber hinaus absorbiert der Knochen die Ultraschallwellen, und nichts geht darüber hinaus. Dieses Phänomen wird als akustische Abschattung bezeichnet. Atemwegsstrukturen, die Knorpel enthalten, erzeugen ein kleines Echo; Sie werden als echoarme Strukturen beschrieben und erscheinen auf dem Ultraschallbild dunkel. Da sich Verkalkungen mit zunehmendem Alter entwickeln, erscheinen diese Strukturen echogener⁵. Ein heterogeneres Erscheinungsbild zeigt sich bei Muskel- und Bindegewebe. Drüsengewebe erscheint heller, was bedeutet, dass dieses Gewebe echoreich ist. Es ist wichtig, das Konzept der Luft-Gewebe-Grenze zu verstehen. Die Ultraschallwellen wandern nicht durch die Luft, sondern kehren zum Wandler zurück, wodurch eine starke Reflexion entsteht. Das zurückkommende Echosignal ist ein Dispersionsartefakt - ein Nachhall, der mehrere weiße Linien verursacht. Der Ultraschallstrahl an der Grenzfläche zwischen Luft und Schleimhaut erzeugt eine helle weiße Linie. Dichteres Gewebe erscheint auf dem Bildschirm heller, und die dahinter liegenden Strukturen sind nicht zu erkennen. Klinisch wird nur das Gewebe von der Haut bis zur vorderen luminalen Oberfläche des festen Gewebes visualisiert. Die Hinterwand des Rachens und des Kehlkopfes kann nicht sichtbar gemacht werden. Die akustische Abschattung reflektiert die Ultraschallstrahlen, die zur Sonde⁶ zurückkehren.

Zu den Ultraschallwandlern gehören ein gekrümmter Niederfrequenzwandler (C5-1 MHz), ein Hochfrequenz-Lineararray-Wandler (L12-4 MHz), (L12-5) MHz oder (L13-6 MHz) Wandler. Die Atemwegsstrukturen sind innerhalb von 2-3 cm von der Haut oberflächlich, aber bei adipösen Patienten aufgrund des erhöhten vorderen Halsfettgewebes tiefer. Der gekrümmte niederfrequente C5-1-MHz-Schallkopf zeigt ein breiteres Sichtfeld für eine bessere submandibuläre Sicht. Steht nur ein Schallkopf zur Verfügung, führt das Hochfrequenz-Lineararray alle für die Atemwegsbeurteilung relevanten Ultraschalluntersuchungen durch. Der Schallkopf muss vollständigen Kontakt mit der Haut haben. Eine großzügige Menge leitfähiges Gel wird benötigt, um den Hautkontakt aufrechtzuerhalten. Bei Männern ist es aufgrund des prominenten Schilddrüsenknorpels schwierig zu verhindern, dass Luft zwischen der Haut und dem Schallkopf eingeschlossen wird. In diesem Fall können minimale kaudale und kraniale Anpassungen verwendet werden, um das Bild zu optimieren.

Protokoll

Dieses Scan-Protokoll ist für die klinische Ausbildung gedacht und wurde an anderer Stelle nicht veröffentlicht. Die Ultraschallbilder wurden von einem Freiwilligen aufgenommen und anonymisiert. Gemäß den institutionellen Richtlinien geht dieses Protokoll über die Common Rule und die FDA-Definition des Humanforschungsobjekts hinaus, und eine formelle IRB-Genehmigung ist nicht erforderlich.

1. Wandler- und Bildoptimierung

1. Verwenden Sie einen linearen 12-4-MHz-Wandler. Dabei handelt es sich um einen Hochfrequenzwandler für oberflächlich abbildende Strukturen.
2. Üben Sie, den Schallkopf mit beiden Händen in einem 90°-Winkel zur Haut zu halten und auf beiden Seiten des Patienten zu stehen, was bei der Arbeit auf engstem Raum erforderlich sein kann. Üben Sie leichten Druck auf den Nacken aus. Andernfalls wird das Bild verzerrt.
3. Üben Sie die Manipulation des Wandlers mit feinen Bewegungen zur Bildoptimierung.
   1. Oft sind kleine Anpassungen erforderlich, um ein besseres Bild zu erhalten. Versuchen Sie, die Sonde wie einen Bleistift zu halten. Legen Sie das Handteil nicht auf den Nacken, da dies das Bild verzerrt.
4. Üben Sie die Verwendung verschiedener Modelle von Ultraschallgeräten mit unterschiedlichen linearen Arrays, 12-4 MHz oder 12-5 MHz, 13-6 MHz oder gekrümmten C5-1 MHz-Schallköpfen, um sich an unterschiedliche Gewichte anzupassen.
5. Üben Sie die Bildoptimierung.
   1. Üben Sie die Manipulation der Knobologie für ein optimales Bild mit Fokus, Verstärkung, Zeitkompensation (TGC), Tiefe und Zoom.
      HINWEIS: Die ideale Tiefe beträgt 3,5-4 cm.
      1. Vermeiden Sie zu viel und zu wenig Gewinn, was zu einem schlechten Image führt.
      2. Verwenden Sie die Zeitverstärkungskompensation (TGC), um die Nah-/Fernfeldverstärkung anzupassen. Dadurch wird die Verstärkung bei einer bestimmten Graustufentiefe fein abgestimmt, um ein optimales Bild zu erzielen.
      3. Vergrößern Sie den gewünschten Interessenbereich.
6. Üben Sie das Einfrieren, Messen und Erfassen der Bilder.

2. Position des Patienten

1. Bringen Sie den Patienten in Rückenlage ohne Kissen.
2. Bitten Sie den Patienten, Kopf und Hals in einer neutralen Position zu halten, um eine Standardisierung zu gewährleisten. Die Schnüffelposition kann bei Patienten mit Kopf- und Halskrebs unerreichbar sein, und die neutrale Position erzielt die besten Messungen.
3. Bitten Sie den Patienten, seine Zunge auf die unteren Schneidezähne zu legen. Die Position der Zunge im Mund verändert die Dicke der Weichteile; Daher sollte sich die Zunge während der Ultraschalluntersuchung immer in der gleichen Position befinden, um die Konsistenz zu gewährleisten.

3. Wandlertechnik zur Bildoptimierung

1. Tragen Sie ein Gelmedium zwischen dem Schallkopf und der Haut auf, so dass sich keine Luft dazwischen befindet.
   HINWEIS: Ultraschallwellen breiten sich nicht durch die Luft aus.
2. Setzen Sie den Schallkopf mit minimalem Druck quer auf den vorderen Hals und bewahren Sie den Hautkontakt.
   HINWEIS: Druck, der auf den vorderen Hals ausgeübt wird, kann die oberen Atemwege verengen, die Gewebemaße verändern, Husten auslösen und dem Patienten Unbehagen bereiten.
3. Platzieren Sie die Mittellinie des Aufnehmers auf der Mittelachse in der Querposition.
4. Beginnen Sie im Unterkieferraum und bewegen Sie den Schallkopf mit langsamen, feinen Bewegungen kaudal.
   HINWEIS: Die oberflächliche Lage des Kehlkopfes hilft bei der Identifizierung seiner Strukturen. Die Dicke des vorderen Halsweichgewebes wird an fünf Punkten ermittelt.

4. Hyomentale Distanz (HMD, Abbildung 1)

1. Platzieren Sie den Schallkopf in Längsrichtung im submentalen Raum entlang der Mittelachse des Körpers, um ein submandibuläres Bild zu erhalten.
   ANMERKUNG: Das Bild des Mundbodens zeigt eine feine Gewebeechogenität zwischen den akustischen Schatten des Mentums und des Zungenbeins. Der harte Gaumen ist echoreich und wird als weiße Linie dargestellt.
2. Klicken Sie auf Einfrieren.
3. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie vom äußeren Rand des Mentums bis zum Zungenbein. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
4. Klicken Sie auf Erwerben.
5. Drehen Sie den Schallkopf in der Querposition und platzieren Sie ihn über der Mittelachse des Halses.
6. Manipulieren Sie den Wandler mit feinen langsamen Bewegungen kaudal, um die folgenden Strukturen sichtbar zu machen:⁷.

5. Schilddrüsenmembran (THM, Abbildung 2)

1. Abtasten Sie den Schilddrüsenknorpel und das Zungenbein und platzieren Sie den Schallkopf dazwischen in der Querposition, wobei Sie darauf achten müssen, in der Mittelachse des Halses zu bleiben.
   HINWEIS: Die Schilddrüsenmembran dehnt sich vom kaudalen Rand des Zungenbeins bis zum cephaladischen Rand des Schilddrüsenknorpels aus. Die Epiglottis erscheint als echoarme gekrümmte Struktur und ist ein dunkler Raum.
2. Klicken Sie auf Einfrieren.
3. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zum vorderen Rand der Epiglottis in der Mitte. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
4. Klicken Sie auf Erwerben.
5. Bewegen Sie den Schallkopf 1 cm nach rechts.
6. Klicken Sie auf Einfrieren.
7. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie den Abstand von der Haut bis zum vorderen Rand der Epiglottis. Die Entfernung wird in Zentimetern (cm) auf dem Bildschirm angezeigt.
8. Klicken Sie auf Erwerben.
9. Schieben Sie den Schallkopf 1 cm nach links von der Mitte und wiederholen Sie die Schritte 5.6-5.8.
10. Bilden Sie den Mittelwert der drei Messungen, um den THM⁸ zu erhalten.

6. Abstand von der Haut zur Epiglottis (DSE, Abbildung 3)

1. Halten Sie den Schallkopf in der gleichen Position und bleiben Sie in der Mittelachse des Halses.
   HINWEIS: Die Epiglottis sollte im Blick sein. Die Epiglottis ist eine echoarme gekrümmte Struktur, die als dunkler Raum wahrgenommen wird und dies während des gesamten Lebens des Patienten bleibt. Posterior ist die Luftschleimhautschnittstelle eine hellweiße Linie.
2. Klicken Sie auf Einfrieren.
3. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zur Mitte der strahlend weißen Linie. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
4. Klicken Sie auf Erwerben.
5. Bewegen Sie die Sonde 1 cm links von der Mittellinie.
6. Klicken Sie auf Einfrieren.
7. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zur strahlend weißen Linie. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
8. Klicken Sie auf Erwerben.
9. Bewegen Sie den Schallkopf 1 cm nach rechts von der Mittellinie und wiederholen Sie die Schritte 6.6-6.8.
10. Bilden Sie den Mittelwert der drei Messungen, um den DSE⁹ zu erhalten.

7. Abstand von der Haut zum Zungenbein (SHB, Abbildung 4)

1. Winkeln Sie den Schallkopfschwanz leicht nach unten (ca. 20°), tasten Sie das Zungenbein ab und platzieren Sie den Schallkopf direkt über dem Zungenbein, wobei Sie darauf achten, in der Mittelachse des Halses zu bleiben.
   HINWEIS: Das Zungenbein ist als helle, echogene Linie zu sehen, die auf dem Kopf steht. Darunter ist ein echoarmer Schatten.
2. Klicken Sie auf Einfrieren.
3. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zur Mitte des Zungenbeins. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
4. Klicken Sie auf Erwerben.
5. Verschieben Sie die Sonde 1 cm seitlich zur Mittellinie auf der linken Seite.
6. Klicken Sie auf Einfrieren.
7. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zum Zungenbein. Ein Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
8. Klicken Sie auf Erwerben.
9. Bewegen Sie den Schallkopf 1 cm nach rechts von der Mittellinie und wiederholen Sie die Schritte 7.6-7.8
10. Mittelwerte aus den drei Messungen, um den SHB-Abstand¹⁰ zu erhalten.

8. Abstand von der Haut zu den Stimmbändern (SVC, Abbildung 5)

1. Platzieren Sie die Ultraschallsonde quer über dem Schilddrüsenknorpel und achten Sie darauf, in der Mittelachse des Halses zu bleiben.
   HINWEIS: Der Schilddrüsenknorpel wird als große, auf dem Kopf stehende V-förmige Struktur mit feiner Gewebeechogenität visualisiert. Die Stimmbänder sind zwei dreieckige Formen innerhalb der V-förmigen Struktur.
2. Klicken Sie auf Einfrieren.
3. Klicken Sie auf Messen. Messen Sie von der Haut bis zum oberen Rand des rechten Stimmbandes. Der Abstand in Zentimetern (cm) wird auf dem Bildschirm angezeigt.
4. Klicken Sie auf Erwerben.
5. Wiederholen Sie die Schritte 8.2-8.4 auf dem linken Stimmband.
6. Bilden Sie den Mittelwert der beiden Messungen, um den SVC¹¹ zu erhalten.

Ergebnisse

Ziel dieser Arbeit ist es, signifikante Ultraschallparameter zu liefern, die eine schwierige Laryngoskopie vorhersagen können. Bisher wurden in 30 Studien verschiedene Ultraschallparameter analysiert. Zwei Meta-Analysen haben die fünf am besten untersuchten Parameter identifiziert, die sich signifikant zwischen einfachen und schwierigen direkten Laryngoskopie-Ansichten unterscheiden und eine höhere Sensitivität und Spezifität aufweisen als die klassische Mallampatti-Klassifikation¹². Diese na...

Diskussion

Der Ultraschall der Atemwege ist eine effektive Methode zur Untersuchung der Atemwege. Ziel ist es, die Atemwegsuntersuchung in die tägliche Praxis zu integrieren, um der standardmäßigen präanästhetischen Beurteilung der Atemwege vor der Einleitung der Anästhesie einen additiven Wert zu verleihen.

Es ist am besten, das Scanprotokoll vom Unterkieferraum aus zu starten, wobei der Schallkopf entlang der Längsachse des Körpers - der Sagittalebene - positioniert ist. Von dort aus wird der W...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gel-Lubricant jelly	MediChoice	13143 gram, LUB Sterile	Bacteriostatic,water soluble-alcohol free.
Philips SPARQ Point of Care System	Philips	Transducer L12-4 MHz	Broadband linear. 128elements. 38.4 mm.