超声波引导下胸腔穿刺术在机械通气患者中应用的安全性

Paul H. Mayo, MD, FCCP; Hayden R. Goltz, DO; Mehran Tafreshi, MD, FCCP; Peter Doelken, MD, FCCP

目的:阐明机械通气患者在超声波引导下,由重症监护医师实施胸腔穿刺术 (UST) 的安全性。

设计:前瞻性和观察性研究。

地点:教学医院的重症监护病房。

患者:连续211例因胸腔积液需行诊断性或治疗性胸腔穿刺术的机械通气病人。

干预:在没有放射学检查帮助的情况下,重症监护医师进行232例次UST,术后摄前后位胸 片以判断有无术后气胸。

结果:在分别进行的232例次UST中有3例(1.3%)发生气胸,这组危重病人对该操作有很好的 耐受性。

结论:对机械通气患者,在没有放射学检查帮助下,UST导致气胸的概率不高。

关键词:胸腔积液 (pleural effusion); 胸腔穿刺术 (thoracentesis); 超声波检查法 (ultrasonography)

From the Division of Pulmonary/Critical Care Medicine (Drs. Mayo, Goltz, and Tafreshi), Beth Israel Medical Center,New York, NY; and Division of Pulmonary/Critical Care Medicine (Dr. Doelken), Medical University of South Carolina,Charleston, SC.

Correspondence to: Paul H. Mayo, MD, FCCP, Division of Pulmonary/Critical Care Medicine, Seventh Floor Dazian Building,Beth Israel Medical Center, Sixteenth Street at First Avenue,New York, NY 10003; e-mail: pmayo@bethisraelny.org

胸腔积液在ICU病房中很常见,发病率达62%[1] ,胸腔穿刺术对56%的 ICU 胸腔积液病人临床上有帮助[2]。气胸是胸腔穿刺术的一种并发症。在机械通 气病人中,张力性气胸是胸腔穿刺术的一种危险合并症。本研究的目的是验证在机械通气患者中,在 超声波引导下由重症监护医师实施胸腔穿刺术(ultrasound-guided thoracentesis,UST) 的安全性。

材 料 和 方 法

1995年8月至1998年12月期间,在纽约拜思以色列医疗中心 (Beth Israel Medical Center) 内科ICU病房需要进行机械通气的病人中,我们前瞻性连续 收集232例次超声波引导下胸腔穿刺术的数据。接受胸腔穿刺术时,所有观察对象都行气管插管机械通 气 (Puritan Bennett 7200; Puritan Bennett; Carlsbad, CA)。实施胸腔穿刺术的决定仅取决于临床情况,而不是研究方案所需。2位负责此项任务的主治医师 能熟练应用超声波检查技术对胸水进行定位。所有的UST均在其中一位主治医师的直接指导下,由内 科医师实施具体的穿刺操作。所有的超声波检查均使用带3.5 MHz探头的超声仪 (UF 4500; Fukuda Denshi; Tokyo, Japan)。对超声波检查人员的培训或胸腔穿刺术的培训过程中无放射科医师参与。这个项目的实 施得到了拜思以色列医疗中心学术活动委员会批准。

超声波检查和胸腔穿刺术

在超声波检查中,胸腔积液的典型表现为声像图上无回声区 [3],偶尔可见液体内有回声波。超声回声产生自均质性的物质 (如富含蛋白质或细胞的胸液) 或不均质性的物质 (如分房分隔的胸液或肉眼可见的胸腔肿瘤转移)。胸腔积液的阳性判定需要证实 有一些动态征象,如:呼吸周期中无回声区形态有变化 [4]、肺不张 (受压缩的肺) 和无回声区的回荡运动[5]等。在难诊断的病例中,胸腔积液需要包括无 超声区的彩色多普勒超声波征象[6]的助证。

在UST操作过程中病人的体位由超声检查者决定,但通常取仰卧位以便于检查两侧胸腔。胸腔穿 刺术的可行性则需要证实在整个呼吸周期中均存在液体的超声窗。没有明确不能进行胸腔积液穿刺术所 规定的胸液量下限值,但通常需要脏层至壁层胸膜间距至少10 mm以上。呼吸周期中肺或膈肌凸入超声窗内应视为胸腔穿刺术的相对禁忌证。探测到膈 肌和肝或脾脏时需要避免穿刺到上述器官。如果不能找到安全的超声窗,我们便不行胸腔穿刺术。

在检测出合适的超声窗后,记录超声探头的角度、超声图像中测量的穿刺深度并在皮肤上予以标 记。超声检查后立即进行局部皮肤准备和实施胸腔穿刺术,特别注意保持病人的体位不变。在操作过 程中穿刺套针按照超声探头的角度,但进针并不在超声波直接监视下进行。超声图像可以使胸腔穿刺 针沿着一个安全的轴线进针。因此,这个操作过程称为超声波引导下的胸腔穿刺术。但它并不意味着 胸腔穿刺术需要超声波实时监测整个操作过程。

在操作期间所有患者均深度镇静,个别应用肌肉松弛剂,以减少操作过程中的活动。操作过程中 呼气末正压 (positive end-expiratory pressure,PEEP)保持不变。通气模式设置为持续指令性通气。少量 积液胸腔穿刺时,使用21号针头和注射器;大量积液治疗性胸腔穿刺时,使用各种类型的商品化专用 抽胸液的导管引流系统;复杂的分房胸腔积液采用腔引流导管 (Cook; Reading, PA)或标准的胸腔管。这些体积大的胸腔引流设备与UST一样都是在超声波引 导下置入;采用超声波检查分房胸腔积液的方法来判断最佳的穿入部位。UST操作结束后均摄前后位 胸片,并由不知道数据采集情况的放射科医师阅片分析。

结  果

在211名病人中共进行232例次胸腔穿刺术,其中3例 (1.3%) 未抽出胸液。结果以x- ?I>s表示。在232例次胸腔穿刺术中,有222例次(95.6%)应用 (0.66±0.20) kPa [(6.8±2) cmH2O] 的PEEP通气,148例次 (63%) 使用升压药治疗。吸入氧的氧合指数为178±38。90例次 (38.8%) 胸腔穿刺术的主要目的为诊断性,平均抽出 (90±31) mL胸液。142例次 (61.2%) 是治疗性胸腔穿刺术,在穿刺成功的139例次中平均抽出 (800±255) mL胸液。在成功的229例次的穿刺术中,140例次 (61%) 的胸水符合漏出液标准[7]。一患者的胸液中意外发现恶性细胞,14例病 人为复杂的分房积液,其中8例符合脓胸的标准[8] 。所有3例胸腔穿刺术失败的患者均为过度肥胖和有水肿,胸壁厚度大于15 cm。我们考虑穿刺针长度不足。

有3例胸腔穿刺术发生气胸 (1.3%;95% CI为0%~3.7%)。其中1例是由于胸腔积液完全引流后在导管拔除前没有关闭三通阀。未发生张力性气胸。 在3例抽不出胸液的穿刺术中均没有发生气胸。所有气胸病例在置入胸管排气后肺完全复张,没有持续 漏气。在本次研究中我们没有建立正式的客观标准以衡量胸腔穿刺术的其他并发症,如出血或对血液 动力学的影响。主观上讲UST不会对血液动力学产生负面影响和出血。

讨  论

根据上述客观数据,我们的研究证实了UST导致气胸的发生率低和可以接受。既往已有对机械通 气患者进行胸腔穿刺术安全性的探讨。Gervais等[9] 报道系列的92例机械通气患者接受UST,结果6例 (6.5%) 发生气胸。穿刺术是在放射科由放射科医师完成的。我们报道的气胸发生率是1.3%,低于上述 报道值。Petersen等[10] 报道了系列的338例超声波引导下的胸腔穿刺术,其中包括83例机械通气患者。 总的气胸发生率为1.2%,但接受机械通气亚组的气胸发生率没有报道。Lichtenstein等 [4] 的研究结果和我们的相似,重症监护医师在超声波引导下给机械 通气的患者进行了45例胸腔穿刺术,其气胸的发生率为0%。还有其他涉及机械通气患者的胸腔穿刺术 的研究:Godwin等[11]报道系列的32例胸腔穿刺术中 2例发生气胸 (6.25%); McCartney等[12]报道31例胸腔穿刺术中3例 (9.7%) 发生气胸;Fartoukh等[2] 观察68例接受机械通气患者的胸腔穿刺术,5例 (7.3%) 发生气胸。Jones等[13] 报道941例非气管插管患者中的UST,穿刺术由放射科介入治疗医师操作,有24 例 (2.7%) 发生气胸,发生率与我们的研究结果相似。

我们的研究中,1例气胸是由于三通开关位置放置错误引起,其他2例 (0.8%) 因穿破肺、肺内陷或导管针头组件漏气所致。尽管3例患者均放置胸 管排气,但均对临床转归无影响。在232例次胸腔穿刺术中,有3例 (1.3%) 因过度肥胖导致穿刺失败。很多患者接受PEEP和血管收缩药物治疗,提 示病情危重并不妨碍符合指征的胸腔穿刺术。

我们对超声波检查者的培训是有针对性的,目标为检查胸液和周围的器官,以及确认通往胸液的 无障碍途径。重症监护医师很容易学会这些简单和明确的技能,无需放射科医师的特殊培训。我们不 要求病人采取特定的体位或指定使用设备的类型。经过重症监护超声检查师的慎重判断,各级医师均 可参与引流术的操作过程。然而,超声检查医师本人要负责确定穿刺位置、进针角度和穿刺深度。我 们认为本研究气胸发生率低的关键因素在于认真遵循超声波检查的准则,和超声检查与胸腔穿刺抽胸液 期间避免患者活动。显然,在每一次穿刺操作过程中,训练有素的超声波检查医师在床旁指导至关重 要。正如在一项大样本的超声波引导下行心包穿刺术的研究 [14]中已经证实的那样,没有必要直接实时监测穿刺进针过程。该研究中232例次胸腔穿刺术在 2年多的时间内完成。观察时间这么长证实了UST在临床常规工作中的高度安全性。

本研究属于观察性并有局限性。在研究期间,我们并没有对所有ICU的病人进行超声波检查筛选, 因此无法报道UST占总胸腔积液患者的比例。同样,我们没有能够比较由研究人员操作的UST与使用其他 引导方法 (如物理检查、胸片或胸部CT) 下的胸腔穿刺术在机械通气患者中的安全性的差别。我们没 能在本研究期间将我们的操作与本院放射科医师所作的操作进行比较。我们也不能回答我们怎么会怀疑 到有胸腔积液从而决定进行UST的。

一个重要的问题是,实施UST的非放射科医师需要接受哪些培训?本研究没有探讨这个问题,但 对此技术感兴趣的临床医师,我们能够传授我们的工作经验。我们的一位研究人员有从事腹部超声波 检查的经历。与超声引导穿刺术相似,从腹腔内抽取积液是腹部超声波检查的一项平常工作。胸腔积 液的检测是腹部超声波检查技术的直观延伸。在这一范畴内,UST并不需要主诊医师接受正规的培 训。第一位主诊医师开展UST取得满意的结果后,培训第二位主诊医师。他们亲自监督本研究的所有 232例次UST。我们没有接受放射科医师的培训。由于UST的安全性有充分依据,我们已对本科所有主 治医师进行UST操作技能培训,并把它纳入学员的培训计划。我们还没有确立需要行多少绝对数量的 UST后才有独立完成UST的能力,这尚需作进一步考虑。我们认为UST特别适合由呼吸科或重症监护 科的医师来开展,因为这一领域的专家熟悉胸部X线解剖。对于他们来说,转换为胸部的超声波图像 很容易。我们认为,UST的操作取决于医师的工作能力,而不应仅限于特定类型的医院。本研究证实 了由重症监护医师对机械通气患者实施UST的安全性。

(罗群 译;陈荣昌 校)

参 考 文 献

1 Mattison LE, et al. Chest 1997; 111:1018-1023

2 Fartoukh M, et al. Chest 2002; 121:178-184

3 Beckh S, et al. Chest 2002; 122:1759-1773

4 Lichtenstein D, et al. Intensive Care Med 1999; 25:955-958

5 Lomas DJ, et al. Br J Radiol 1993; 66:619-624

6 Wu R-G, et al. Am J Respir Crit Care Med 1994; 150:510-514

7 Light RW, et al. Ann Intern Med 1972; 77:507-513

8 Light RW. Chest 1995; 108:299-301

9 Gervais DA, et al. Radiology 1997; 204:503-506

10 Petersen S, et al. Intensive Care Med 2000; 25:1029

11 Godwin JE, et al. Ann Intern Med 1990; 113:800-802

12 McCartney JP, et al. Chest 1993; 103:1920-1921

13 Jones PW, et al. Chest 2003; 123:418-423

14 Tsang TSM, et al. Mayo Clin Proc 2002; 77:429-436

【英文原件请参阅 Chest, 2004; 125: 1059-1062】