如何改进ICU的气管插管：知识和设备的更新（译文）
摘要：
重症患者气管插管常伴随着严重的并发症，主要有心血管崩塌和严重低氧血症。在本综述中，我们介绍了旨在减少这些并发症的最新干预措施。MACOCHA评分是一个简单的、有助于识别ICU中有插管困难风险患者的评分系统。联合使用吸气支持和呼气末正压的预氧合应仍然是低氧血症患者预氧合的标准方法。为防止气管插管期间发生进一步恶化的低氧血症，还可补充使用经鼻导管高流量氧疗进行窒息氧合。在无误吸高风险的患者中，快速序列诱导后的面罩通气也可用于预防低氧血症。
插管前、中和后的血流动力学优化和管理至关重要，所有这些治疗都可以集成一个综合治疗。每个ICU应根据插管者的需求、情况和专业知识采用个性化的气道管理流程。视频喉镜应由经验丰富的操作者使用。
引言
气管插管是ICU最常进行的操作之一。半数危重病患者在气管插管时可能会发生危及生命的并发症。心血管不稳定和低氧血症是危重患者插管过程中最常见的并发症，其与28天死亡率增加有关，并可能导致心脏骤停、脑缺氧和死亡。
在本综述中，我们总结了在ICU患者中使用气管插管优化气道管理措施的当前观点：预充氧、窒息氧合、适当的器械、使用气道管理流程、血流动力学优化、药物选择和插管时机。
根据文献以及作者的经验和主观性写了这篇综述。
预氧合和窒息氧合
预氧合旨在通过增加功能残气量和氧储备来增加在患者呼吸暂停时氧饱和度不下降的持续时间，从而减少低氧血症的发生。
对于重度肥胖患者，相对于仰卧位，抬高床头25°进行预氧合更有效。同样，在非肥胖的患者中，可以使用20°-30°半坐位或头高脚低位来创建最佳的预氧合和插管条件，如果可能，尽量避免仰卧位。
在临床实践中，有几种供氧方法可用于自主呼吸患者的预氧合：面罩、高流量鼻导管吸氧(HFNO)、无任何压力支持水平的呼气末正压 (PEEP)、带PEEP的压力支持也称为无创通气(NIV)和 OPTINIV方法（NIV联合HFNO）。
虽在INTUBE研究中仅有11 %的病例使用NIV，但与气管插管时用面罩预氧合相比，对严重低血氧急性呼吸衰竭患者使用无创通气(NIV)进行预氧合，与低氧血症发生减少有关。压力支持与PEEP联合应用限制了肺泡塌陷和肺不张。
预氧合后取下面罩，通过口腔进行使气管插管。此外，在插管困难时，将气管导管置入气管可能需要几秒钟至几分钟的时间。因此，HFNO的使用提供了在气管插管期间进行窒息氧合的优势。
窒息氧合是一种生理现象，其中肺泡对氧的吸量大于其二氧化碳的潴留量，二者之间的差异可产生高达20 cmH2O的负压梯度。在肺和大气之间，气道通畅的前提下，这种负压梯度使得氧气进入肺内，使肺泡开放，肺泡氧气压力升高。1959年，一项研究报告了8例计划进行小手术的患者，在肌松气管插管后通过导管接受纯氧吸入，在维持100%血氧饱和度的同时发生了呼吸性酸中毒，患者二氧化碳张力急剧上升。在该领域进行的许多研究的解释仍然很苍白无力，因为预氧合和窒息氧合常同时进行，难以分别评价。
在一项纳入非严重低氧血症患者的随机对照研究中，与标准面罩氧合组相比，HFNO组插管时最低SpO2中位数的差异无统计学意义。但与标准面罩组相比，HFNO组氧饱和度下降至< 90%的严重程度较轻。这些结果证实了Miguel Montanes等的在轻度低氧血症患者中进行的观察性研究的结果。然而，在ICU 插管的重度低氧血症患者中，Vourc’h等人发现 60 L/min 的 HFNO给氧 和面罩给氧在气管插管期间的最小SpO2值上没有差异。Semler 等人也发现了类似的结果。
在预氧合领域进行的研究结果各不同，主要可以通过窒息氧合的氧流量(15-60 L/min)、研究人群和低氧血症的严重程度的差异来解释。此外，如果HFNO对预氧合和窒息氧合的效率仍有争议，多是因为预氧合和窒息氧合没有得到很好的区分，预氧合是诱导呼吸暂停前进行的，当时患者仍存在自主呼吸，而窒息氧合是在诱导呼吸暂停后进行的，当时患者不再有自主呼吸。尽管存在这些争议，但最近关于HFNO使用的临床实践指南建议，对于已接受HFNO的患者，应在插管期间继续HFNO治疗。然而，只有NIV才能提供外源性PEEP和压力支持，使肺泡被打开，并保持其开放状态。
最近的一项随机对照研究，纳入了313例急性低氧血症呼吸衰竭的危重病患者，在预氧合中把NIV和HFNO进行了比较。严重低氧血症定义为指脉血氧饱和度＜80%，在进行预氧合后，NIV组（142例）仍出现严重低氧血症者33例（23%），HFNO组（171例）出现严重低氧血症者47例（27%），两组间并无显著性差异。然而，在氧合指数（P/F）＜200mmHg的患者亚组中，经过预氧合后，发生严重低氧血症的几率NIV组较HFNO组更低，NIV组共117例，发生严重低氧血症者28例（24%），HFNO组共125例，发生严重低氧血症者44例（35%），二者校正OR值0.56[0.32-.099],p=0.0459。该研究进一步确认了2017年Zhao和Chaudhuri的Meta分析结果。
HFNO联合NIV可能比单纯使用传统NIV有潜在的优势。OPTINIV法就是把NIV与HFNO联合起来使用的方法，其中NIV仅用于预氧合阶段，HFNO在预氧合和窒息氧合中全程使用，与在预氧合阶段单纯使用NIV相比，严重低氧血症患者在插管过程中的氧饱和度升高更为显者。值得注意的是，整个团队都应该接受从无创通气转变为呼吸机有创通气的培训。同样，与氧气相连的皮球面罩应始保持于备用状态，如果有需要时，可以随时转换为手动通气。
综上所述，有四种方法可以在预氧合过程中提供足够的氧储备：面罩、HFNO、NIV、OPTINIV法，其中OPTINIV法可使严重低氧血症患者在插管过程中保持更高的血氧饱和度。
虽然窒息氧合可以延长危重病人气管插管时的安全呼吸暂停时间，但在呼吸暂停期间病人氧合和通气的更有效方法仍然是面罩通气。通常，在危重病人中进行快速序列诱导，目的是为了减少胃充气，从而减少肺吸入，因为他们可能不是处于禁食状态或胃排空较慢。在PREVENT研究中，Casey随机把患者分成两组，在诱导之后到开始插管这段时间分别给予面罩通气和无通气处理。对无通气组对比，接受面罩通气的患者严重低氧血症的发生较低，并不增加肺误吸的发生。虽然这项研究没有足够的力量来观察肺吸入，但它确实挑战了教条，并为在快速序列诱导过程中的面罩通气可以限制低氧血症的发生提供一些证据。
用于确定气管内导管位置的设备和气道管理流程
大家都知道，困难插管与危及生命的并发症形影相随。首次尝试插管成功是气道管理试验的一个既定终点，首次尝试插管失败是围操作期并发症和死亡的一个促成因素。在INTUBE研究中，ICU的首次尝试插管成功率仅有80% 左右。一项前瞻性多中心观察研究评估了ICU困难插管的危险因素。MACOCHA评分是一项一个用于预测困难插管的评分系统，并进行了外部评估验证。困难插管的主要预测因素有：与患者有关的因素 (Mallampati评分III级或 IV级，阻塞性睡眠呼吸暂停综合征 (OSAS)，颈椎活动度受限，张口受限)，病理因素 (昏迷，严重低氧血症) 和操作者自身因素(非麻醉师) (表1)。为了明确排除困难插管，评分的分界值3分是合适的，它有着最佳的阴性预测值和敏感性。
为了提高首次尝试的成功率和降低困难插管的发生率，用于插管的设备装置非常重要。在COVID-19大流行之前，标准喉镜是最常用的插管方法，符合ICU气道管理建议。同时，在危重病人中使用标准Macintosh喉镜进行气管插管时，应用最广泛的技术是单独使用气管插管。为了减少插管相关的并发症，在气管导管内加一根管芯进行插管的方法被提了出来，它有利于气管导管的插入。一些作者认为，使用带管芯的可预塑型的气管插管可能会增加首次尝试插管的成功率。然而，在一些病例报告中已经提到一些管芯所带来的的创伤性损伤，但其发生率非常低，这些损伤有：粘膜出血、气管或食管穿孔和咽喉痛等。为了确定在成年危重病患者气管插管过程中使用插管导管芯对首次尝试成功插管的影响，我们进行了STYLETO 试验。我们假设，与单独使用气管插管相比，使用导管芯将显著增加首次尝试插管的成功率。该项多中心随机对照研究在法国的30所大学的32家附属医院ICU，以及2家非大学附属医院ICU中进行。
我们发现，与单独使用气管插管相比，使用导管芯进行插管可显著提升首次尝试插管的成功率。有报道困难插管评分11分的患者，在第一次尝试就成功，这更支持气管导管+管芯的方法适用于各亚组的患者。在气道管理方面，导管芯的使用有一定的优势，它便宜，世界各地均很容易获得。也有报道提到，在气管插管期间使用导管芯可能会增加粘膜出血，喉、气管内、纵隔或食管损伤的风险。然而，我们的试验中，两组之间的损伤发生率相似。最近的一项研究，在接受气管内插管的危重成人中，把探条和导管芯进行了比较。在随机分组的1106例患者中，使用探条与使用导管芯进行气管插管相比，使用探条并不能提高首次尝试插管的成功率。值得注意的是，这项研究包括了直接喉镜和视频喉镜的使用，但两组之间的主要结果并没有差异。
现在推荐使用视频喉镜来改善ICU的气道管理。根据镜片的类型不同，把视频喉镜主要分为三种。第一种，Macintosh视频喉镜，将Macintosh镜片与视频技术相结合。声门可以直接看到，也可以通过视频屏幕看到。第二种，根据咽喉部解剖塑形的镜片，也称为超角镜片，不需要弯曲或延伸颈部就可以看到声门，只提供声门的间接视图，需要使用预成型管芯插入气管导管内来进行插管。第三种，根据咽喉部解剖塑形的带导管隧道的镜片，也称为隧道式视频喉镜，它不需要预先成型的导管芯。尽管使用视频喉镜声门的可视化效果更好，但它的主要挑战仍然在于将气管导管的插入。换句话说，哪怕是直接喉镜分级Cormack–Lehane 1级的患者，视频喉镜也获得了100%的声门暴露，但视频喉镜下也不能保证插管的成功，因为导管必须通过一个锐角才能进入喉部。
有人认为，视频喉镜有助于降低困难插管率。在一项前后研究中提到，在气道管理流程中使用视频喉镜可能改进质量，系统地使用Macintosh视频喉镜进行插管可显著降低困难插管和/或困难喉镜检查的发生率。在多变量分析中，“标准喉镜” 组是困难插管和/或困难喉镜检查的独立危险因素。此外，在MACOCHA评分为困难插管的患者亚组中，“标准喉镜”组的困难插管发生率（47%）较“Macintosh视频喉镜”组（0%）高。早在2014年发表的系统综述和Meta分析中就确立了视频喉镜的使用可以降低ICU中困难插管率，该研究结果进一步证实了这一观点。与直接喉镜相比，视频喉镜改善了困难插管，提高首次尝试成功率，改善Cormack 3/4分级，减少插管误及食管，并且没有导致严重低氧血症、严重心血管衰竭、和气道损伤。然而，2016年，Lascarrou等在一项大型多中心随机对照试验中发现，与直接喉镜相比，视频喉镜不能改善首次尝试插管成功率，而且与较高的严重致命并发症的发生率相关。此后发表的几项Meta分析得出相反的结果，分析显示在危重病人气管插管中，视频喉镜优于直接喉镜。然而，在纳入的试验中存在相当大的异质性。事实上，与直接喉镜相比，有几个因素可能会影响电视喉镜的有效性，在解读不同的研究结果时应加以考虑。最近的一项前瞻性观察研究，把常用的Macintosh镜片直接喉镜与C-MAC视频喉镜（Karl-Storz）进行了对比，插管操作者使用视频喉镜进行临床模拟插管操作至少50次。视频喉镜组的首次尝试插管成功率明显高于传统喉镜组。
最近的一项研究表明，与使用标准Macintosh喉镜相比，使用Macintosh式视频喉镜作为手术室气管插管的第一意向设备，简易气道比例显著增加。据我们所知，这样的研究不是在危重病人中进行的。
值得注意的是，非隧道式视频喉镜最重要的一点是使用导管芯把气管导管预塑成固定的形状。在Lascarrou等人的研究中，不到20% 的病例使用了它。与传统的气管插管相比，使用导管芯把气管插管预塑成一定的形状，可能具有潜在的优势，并有助于提高视频喉镜插管的成功率。气管导管的类型也很重要，形状和硬度各不相同。
在评估已发表的观察性和随机研究的结果时，操作人员的专业知识也很重要。在Lascarrou等的研究中，值得注意的是，超过80% 的操作者并不是训练有素的专家。最近还有一项前瞻观察性研究，把传统的Macintosh镜片直接喉镜与C-MAC视频喉镜（Karl-Storz）进行了比较，执行视频喉镜插管的操作者，至少进行了50次临床模拟视频喉镜操作。在视频喉镜组，首次尝试插管成功率较传统喉镜组更高。使用电视喉镜获得最佳成绩的90% 概率所需的经验也得以评估。要达到这一水平，至少需要75次超角度视频喉镜的尝试使用经验。同样，一个团队最近实施了McGrath MAC视频喉镜 (Medtronic)，作为质量改进计划的一部分。他们将视频喉镜定位危重病患者每次插管使用的一线喉镜，从而加强技能训练。在多变量分析中，缺乏专门的视频喉镜检查专业知识、操作者处于初级状态和患者昏迷是首次尝试插管失败的独立危险因素。他们首次报道了在危重病患者中，特定的视频喉镜检查技能培训 (根据以前进行的视频喉镜检查的次数进行评估) 是首次尝试插管成功的独立因素。根据操作人员的专业水平，首次尝试插管操作的成功率有所提高。有了15次以上的视频喉镜检查经历，首次尝试插管的成功率为87%。
这突出了在危重病人当中实施视频喉镜插管这一新技术之前，通过临床模拟或尸体实践来使用视频喉镜进行培训和教育的重要性。表2列出了10个提高视频喉镜首次插管成功率的技巧。
在困难气道学会（DAS）制定的危重病人气管插管管理的临床实践指南中，建议对困难气道使用视频喉镜，或者在直接喉镜插管失败时，把视频喉镜作为补救策略，然而，全印度困难气道学会 (AIDAA) 的指南却强烈建议在ICU中使用视频喉镜，尤其是在预测为困难气道的情况下。同样，SFAR和SRLF这两个法国的学会在2017出版的ICU气管插管和拔管专家指南中，就已经把视频喉镜纳入到气道管理流程当中，对于MACOCHA评分≥3分的患者，首选视频喉镜，同时，也把视频喉镜当作直接喉镜插管失败时的补救策略。在近期的一项Meta分析中，作者发现在成人患者中使用视频喉镜减少了困难插管的风险，还使首次尝试插管的成功率轻微上升。
COVID-19的大流行进一步突出了视频喉镜在ICU插管中的地位，以减少气管插管操作人员的感染。如果使用探条或管芯，建议操作者在取出时要小心谨慎，以免将分泌物喷溅到插管组其他成员。
未来的试验将更好地确定视频喉镜在ICU中的地位，特别是在适当使用气道辅助装置方面（如：导管管芯）。单凭首次尝试插管的成功率就可以作为准确的主要预后指标，它与插管过程中的并发症强烈相关。在设计未来的随机临床试验时，操作者的专业知识将是一个主要考虑的混杂因素。
不管是预期的还是非预期的困难插管，对危重病人使用专用的气管插管流程可能有益的。我们根据最近发表的试验，提出了一个更新的气道管理流程（图1）。仍需要更多的研究来评估在ICU中应用这种流程是否可以减少困难的插管和并发症。各个ICU可能根据需要和具体情况来对气道管理流程进行调整。
图1. 气道管理流程。检查困难气道管理设备是否处于备用状态。在插管操作过程中，如果饱和度下降 <90%，应该对患者进行辅助通气。在ICU进行的所有插管操作都是复杂的。为了提高首次尝试的插管成功率，推荐两个操作者协作，推荐使用金属镜片和使用可塑形的管芯 (隧道式视频喉镜除外)。快速序列诱导是必须的。对于预测的困难气道（Mallampati 评分III级或IV级, OSAS，颈椎活动度降低，张口受限，昏迷，严重缺氧，非麻醉师（MACOCHA）评分≥3分），如果插管操作者熟练使用视频喉镜（至少使用过该设备15次以上），则推荐使用，除非有大量的分泌物。如果MACOCHA评分＜3分，则由操作者自行决定选用哪种喉镜 (直接喉镜或视频喉镜)。在插管失败时，如果先前用的不是视频喉镜，则应该选用视频喉镜，和/或插管管芯（可塑性管芯或长条柔韧性成角度的管芯），若仍未成功，紧接着下一步是选用喉罩或Fastrach，纤维支气管镜需要有操作经验的医师使用，最后仍未成功，则使用经皮穿刺或手术开放气道来抢救。
气管导管位置的确认
未被认识的插管误入食道，可能会导致严重的低氧血症、脑损伤和死亡。皇家麻醉学院和困难气道学会第四次国家审计项目显示，ICU气道相关死亡病例中的74%是因为没有使用二氧化碳分析仪所致的。因此，单凭临床检查并不能排除插管误入食管。每次气管插管后，即使在心肺复苏的情况下，也应使用至少5-7个呼吸周期的持续二氧化碳分析波形来确定气管导管的位置。如果波形保持一致，则进一步确认了气管插管的位置，同时心肺复苏的效果也可能通过持续监测呼末二氧化碳分压是否大于10-20mmHg来进行评估。若发现没有二氧化碳持续呼出，应立即进行喉镜或支气管镜检查确认气管导管的位置。如果不能排除导管误入食管，则应拔除，并使用面罩或声门上气道进行气管插管。
血流动力学优化与药物选择
对于危重症患者，血流动力学衰竭是气管插管最严重的并发症之一。围气管插管术期间，心血管衰竭与ICU死亡率和28天死亡率的风险增加有关。为了防止严重的循环恶化，液体负荷和早期引入血管升压药可以减少血流动力学插管相关并发症的发生。然而，证据水平仍然很低。在一项务实、多中心、非盲、随机试验中，337例接受气管插管的危重成人患者被随机分配接受单用晶体液静脉快速滴注组或不接受液体快速滴注组。与没有快速静脉滴注液体相比，单独快速静脉滴注液体而不全身给予血管升压药并不能降低气管插管期间心血管衰竭的发生率。值得注意的是，给予的液体量非常少，这可以部分解释该试验的结果，并且没有与全身血管活性药支持相结合。最近，一项随机对照试验纳入了1067例接受气管插管的危重病人，其试验结果报告，与非快速静脉补液组相比，单独快速静脉补液不联合去甲肾上腺素给药，并没有显著降低心血管衰竭的发生率。FLUVA试验（NCT05318066）是一项正在进行的、评估气管插管前液体负荷和引入升压药对减少严重心血管衰竭影响的研究。
在处理血流动力学并发症时，插管过程中的的用药尤其重要。在拟交感神经系统经过一段时间的最大激活后，所有麻醉药物都会迅速导致诱导后血流动力学不稳定。血管升压药应主要用于预防。用于插管的药物各自的优点和益处如图2所示。
图2.气管插管操作中使用的药物：利与弊
Russoto最近在INTUBE研究的事后分析中警告我们使用异丙酚引起血流动力学并发症的风险。重要的是，这些血流动力学并发症与死亡风险增加相关。令人惊讶的是，快速序列诱导，结合使用神经肌肉阻滞剂和快速起效的催眠药，仅在75% 的病例中使用。在院外急诊接受气管插管的患者中，罗库溴铵与琥珀胆碱相比，在首次尝试插管成功率方面没有表现出非劣效性。然而，两种药物之间的差异在临床上并不显著，这表明两种药物都可以安全使用。
用于减少插管相关并发症的“气管插管集束化”措施（Montpellier-ICU 气管插管流程更新）
Jaber等人开发了一个插管方案，旨在提供一个实用的工具，帮助规划和优化插管程序。Montpellier插管方案的更新版本，如图3所示，包括了每个气管插管阶段（插管前、每次插管时、插管后）所需物品的清单、需要做的事情，需要考虑的事项。在气管插管时使用这样的集束化措施已显示出可改提高安全性的优点。在这项研究中，Jaber证明，与对照组对比，在干预阶段使用Montpellier插管方案可显著减少危及生命的并发症 (21% vs 34%，p = 0.03) 和其他并发症 (9 vs 21%，p = 0.01) 。Corl对Montpellier插管方案进行了一项外部验证，使用的是改良版本，并于2018年发表。他们发现改良的Montpellier插管方案显著提高了首次尝试验插管的成功率（16.2% [95% CI 5.1-30.0%]），同时使气管插管相关并发症降低了12.6% [95% CI 1.2-23.6%]。与这两项研究相似，在Jaber最近进行的STYLETO试验中，只有25% 患者有严重的并发症，这低于Russoto在大型国际观察研究中报告的发生率。一种解释是，在STYLETO研究中，强烈推荐应用Montpellier插管方案，这可能解释了与INTUBE研究相比，两组 (气管插管+管芯组和单独气管插管组) 并发症发生率相对较低的原因。例如，在INTUBE研究中，只有25% 的病例使用呼末二氧化碳监测。
图3. Montpellier插管方案更新。简单地说，插管前的干预措施包括补液、早期使用血管升压药，在急性呼吸衰竭的情况下用NIV预氧合，由护理团队准备镇静和两名插管操作人员在场。在3分钟的预氧合期应用ICU呼吸机和标准面罩进行NIV。PSV水平设定在5-10 cmH2O之间，调整以获得6-8ml/kg（理想体重）的呼气潮气量。氧浓度设成100%，PEEP为5cmH2O。在插管期间，推荐使用短效、耐受性良好的催眠药 (依托咪酯或氯胺酮) 和快速起效的肌肉松弛剂 (琥珀胆碱或罗库溴铵) 进行快速序列诱导，同时应用环状软骨加压 (Sellick手法)。Sellick手法是为了给食管加压阻塞、防止胃内容物返流而进入咽部，继而出现返流物吸入肺，同进也防止呕吐物进入无保护的气道。插管后，我们建议通过呼末二氧化碳监测 (一种技术，可以确认导管的气管内位置，并验证其是否误入食管) 来验证导管的位置，尽快开始长期镇静 (以避免躁动)，并使用ARDS网络定义的 “保护性” 机械通气设置。
危重病人生理储备有限，同时面罩通气和气管插管还存在潜在的困难，这三者相结合，就要求我们需要仔细规划、并证明使用的气管插管方法流程是合理的，因此，实施的好处还需要进一步评估。
一项随机对照试验未能显示插管前口头核查表在降低插管过程中发生动脉压或饱和度下降方面的优越性。值得注意的是，该核查表缺乏旨在改善生理参数的干预措施，如充分的预氧、液体负荷和血管升压药。此外，由于参与中心在气道管理方面具备了重要的专业知识，并在ICU的其它操作也使用了检查表，对照组可能存在核查表项目的高外显率。然而，插管前核查表的使用可能对经验较少的团队非常有效，并且核查表包括优化生理的干预措施。
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