CC BY
73
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАИЯ
Сравнительный анализ данных рентгенологического и ультразвукового исследования в определении положения эндотрахеальной трубки у новорожденных
Колтунов И.Е.1, Дегтярева М.В.2, Мазаев А.П.1, Горбунов А.В.1, 2, Ерохина А.В.1
1 ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения г. Москвы
2 ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва
В исследовании оценивали возможности эхографии в визуализации положения эндотрахеальной трубки у новорожденных различного гестационного возраста и сопоставляли данные ультразвукового исследования (УЗИ) с «золотым стандартом» - рентгенографией органов грудной клетки. Коэффициент корреляции между глубиной положения эндотрахеальной трубки по данным УЗИ и рентгенографии составил г=0,8 (р<0,05). В результате исследования установлено, что эхография обладает высокими чувствительностью и специфичностью в визуализации глубоко расположенных эндотрахеальных трубок.
Ключевые слова:
ультразвуковое исследование, интубация трахеи, эндотрахеальная трубка, рентгенография органов грудной клетки, новорожденные
Неонатология: новости, мнения, обучение. 2017. № 1. С. 72-78.
Статья поступила в редакцию: 25.01.2017. Принята в печать: 07.02.2017.
The comparative analysis of ultrasound and radiographic diagnostics in confirmation of endotracheal tube position in neonates
KoltunovI.E.1, Degtyareva M.V.2, 1 Morozovskaya Children's Municipal Clinical Hospital, Moscow
MazaevA.P.1, GorbunovA.V.1,2, 2 Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow
ErokhinaA.V.1
In our investigation we assess the feasibility of USD in determining ETT position and compare its results with the current gold standard - chest radiography. It was a prospective, single-centre, observational study conducted at the Morozovskaya Children Hospital (Moscow, Russia). 42 intubated neonates who underwent upper airway USD and chest X-ray were observed. Correlation between the distance from ETT tip to carina on chest X-ray and ETT-tip to aortic arch on US was strong - 0.8 ^<0.05). Bedside ultrasound is a feasible imaging modality to visualize the position of the endotracheal tube which has a very good correlation with gold standard - chest X-ray and high sensitivity to determine deeply positioned ETT. The major limitation
of our trail is that a single highly qualified specialist performed all US imaging. Randomized controlled trials involving nonqualified operators (neonatologists) are required to implement this technique into routine clinical practice.
Keywords:
ultrasound, endotracheal tube position, tracheal intubation, chest x-ray, radiography, neonate
Neonatology: News, Opinions, Training. 2017; (1): 72-8.
Received: 25.01.2017. Accepted: 07.02.2017.
Интубация трахеи - это рутинная процедура, выполняемая в отделении реанимации и интенсивной терапии новорожденных и в родильном зале.
Неправильное положение эндотрахеальной трубки (ЭТТ) приводит к развитию серьезных осложнений: гипоксии, пневмотораксу и другим проявлениям синдрома утечки воздуха, ателектазам сегментов, долей и всего легкого. В связи с этим крайне важны быстрое и точное подтверждение факта введения ЭТТ в трахею и определение глубины ее расположения. В 1964 г. А. Doss предложил использовать аускуль-тацию легких, что позволяет исключить положение трубки в пищеводе; он же рекомендовал подтягивать ЭТТ, если перевентилировано только правое легкое [1]. В 1966 г. была предложена методика определения концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе [2], но эти данные для подтверждения корректного положения ЭТТ стали использовать только в 1983 г. [3] Возможности рентгенографии органов грудной клетки для определения положения ЭТТ у младенцев впервые описали L. Kuhns и соавт. в 1971 г. [4]. В настоящее время этот метод считается «золотым стандартом», позволяющим определить глубину положения ЭТТ.
Однако рентгенография грудной клетки обладает рядом существенных недостатков, стимулирующих поиск других методов исследования. Рентгенографию проводят через некоторое время после интубации. Существенным недостатком остается наличие ионизирующего излучения, что особенно важно помнить при обследовании маленьких пациентов. Снижение дозы ионизирующего излучения при сохранении и увеличении качества обследования - одна их основных задач современной лучевой диагностики [5]. Чем младше ребенок, тем выше риск негативных последствий от воздействия ионизирующего излучения [6, 7]. При одинаковой дозе облучения риск развития онкологического заболевания у ребенка младшего возраста в 10-15 раз выше, чем у взрослого [8]. Новорожденные особенно чувствительны к действию ионизирующего излучения, у них более высок риск развития онкологических заболеваний [6-11].
Соблюдение методики рентгенографии и получение качественного рентгеновского изображения - обязательные условия для точного определения расположения ЭТТ у новорожденных различного срока гестации. При нарушении центрации рентгеновского луча нарушается конфигурация грудной клетки ребенка, искажаются теневые изображения органов и структур грудной клетки (рис. 1) [12-14]. Подход к интерпретации глубины введения ЭТТ у новорожденных в разных исследованиях варьирует. Оптимальным
уровнем положения ЭТТ считается положение немного ниже голосовых связок и существенно выше уровня бифуркации трахеи. Как правило, при измерении глубины положения ЭТТ опираются на бифуркацию трахеи. Конец трубки должен располагаться на 0,2-2,0 см выше карины трахеи [4, 15, 16]. В ряде исследований авторы принимают проекцию медиальных концов ключиц в качестве верхнего допустимого уровня расположения ЭТТ. Следует учитывать, что проекционное расположение ключиц зависит от таких характеристик, как направление рентгеновского луча и укладка пациента во время исследования. Уровень положения ключиц может варьировать в широком диапазоне: от IV шейного до II грудного позвонка. В исследованиях было показано, что при сгибании и разгибании головы пациента во время исследование конец ЭТТ смещается на расстояние до 0,7 см (рис. 2) [15]. В последних исследованиях, посвященных этой теме, было определено, что оптимальной глубиной расположения интубационной трубки является уровень Th1-Th2 позвонков [17, 18].
Начиная с 1979 г. исследователи пытались вывести оптимальную формулу для определения глубины стояния ЭТТ в трахее. M. Tochen и соавт. [19] предложили формулу для измерения глубины положения ЭТТ от угла рта пациента [1,17 - масса тела пациента (кг) + 5,58]. Если масса тела ребенка составляет 1 кг, конец ЭТТ должен располагаться на расстоянии 7 см от угла рта, при массе тела пациента 2 кг -8 см, 3 кг - 9 см. Однако дальнейшие исследования показали, что в половине случаев при использовании этой формулы трубка была расположена неправильно. J. Peterson и соавт. при обследовании 75 пациентов с гестационным возрастом <32 нед определили, что данная формула оказалась корректна для детей с массой тела >750 г, однако длина трубки была больше необходимой у детей с массой тела <750 г [20]. По данным G. Amarilyo и соавт., обследовавших 31 новорожденного с экстремально низкой массой тела, результат вычислений с помощью данной формулы был неправильным у 47% пациентов [21]. В недавнем исследовании S. Kempley и соавт. показали, что взаимосвязь между длиной ЭТТ и сроком гестации линейна, однако она не обладает линейной зависимостью для массы тела [22]. В 1987 г. A. Yates и соавт. предложили использовать формулу, основанную на внутреннем диаметре трубки (внутренний диаметр ЭТТ - 3 + 2 см) [23]. Однако дальнейшие исследования, подтверждающие корректность этой формулы, не проводились.
Целями нашего исследования было уточнение возможностей ультразвукового исследования (УЗИ) в определении
положения ЭТТ у новорожденных различного гестацион-ного возраста и сравнение диагностической эффективности метода эхографии с «золотым стандартом» - рентгенографией органов грудной клетки.
Материал и методы
УЗИ проводили на аппарате Logic S8 (General Electric) микроконвексным датчиком с диапазоном частот 4-10 МГц при положении пациентов на спине с использованием супра-и парастернального доступов сканирования (рис. 3). Основной этап исследования - это выведение дуги аорты и конца ЭТТ в одной плоскости сканирования. В этой же плоскости сканирования кзади от ЭТТ в большинстве случаев визуализируется желудочный зонд, который можно по ошибке принять за ЭТТ (рис. 4). В сомнительных случаях можно немного изменить положение ЭТТ и оценить это смещение на мониторе ультразвукового аппарата. Для определения глубины рас-
положения ЭТТ мы измеряли расстояние от ее конца до дуги аорты. После трехкратного измерения этого расстояния для последующего анализа использовалось его среднее значение.
Рентгенография в прямой задней супинационной укладке проводилась на передвижном цифровом рентгеновском аппарате MOBILETT XP Digital (Siemens). Анатомическим ориентиром положения конца ЭТТ на рентгеновском снимке служили тела грудных или шейных позвонков. На всех рентгенограммах мы определяли уровень бифуркации трахеи. На рабочей станции цифрового рентгеновского аппарата проводилось трехкратное вычисление расстояния от конца ЭТТ до бифуркации трахеи, для последующего анализа использовалось среднее значение. Специалист, выполняющий УЗИ, не владел информацией о положении ЭТТ по данным рентгенографии. Рентгенолог, при вычислении расстояния от конца ЭТТ до бифуркации трахеи, не был осведомлен о результатах эхографии. Кроме числового определения расстояния от конца ЭТТ до уровня бифуркации трахеи или уровня дуги
Рис. 1. Рентгенограммы органов грудной клетки и брюшной полости одного и того же пациента, полученные с разницей в 5 мин, показывают изменение визуализации структур грудной клетки при изменении направления рентгеновского луча. А. Рентгенограмма получена в положении пациента лежа на спине с приподнятым головным концом. Рентгеновский луч не перпендикулярен телу пациента, в связи с чем грудная клетка приобрела ложную лордотическую конфигурацию с ложным уменьшением ее объема и появлением ложных очагов затемнений, возникших в результате дополнительной суммации теней. Конец эндотрахеаль-ной трубки проекционно расположен на уровне ТИ2 позвонка. Признаком неправильной центрации рентгеновского луча является расположение отрезков ребер (задние отрезки верхних ребер расположены ниже передних). Б. Рентгенограмма получена через 5 мин после предыдущей (в положении пациента лежа на спине). Рентгеновский луч направлен перпендикулярно грудной клетке: определяется вздутие грудной клетки (диафрагма расположена на уровне заднего отрезка X ребра), треугольной формы затемнение в правом легком соответствует сегментарному ателектазу. Положение эндотрахеальной трубки соответствует истинному (ее конец - на уровне С7 позвонка). Задние отрезки ребер расположены выше передних, что свидетельствует о правильной центрации рентгеновского луча
Рис. 2. Рентгенограммы одного и того же пациента, полученные с интервалом в 2 ч. При сгибании головы конец эндотрахеаль-ной трубки определяется на уровне верхнего края тела ТИ3 позвонка (А), при нейтральном положении головы - на уровне тела ТИ1 позвонка (Б). Гомогенное затемнение в верхнем отделе правого легкого соответствует ателектазу верхней доли
аорты определяли относительное положение ЭТТ. В качестве нормального положения ЭТТ по данным рентгенографии был принят уровень выше ТИ3 позвонка при нейтральном положении головы пациента во время исследования. За нормальное положение ЭТТ при эхографии был принят уровень выше 1 см от дуги аорты при нейтральном положении головы пациента во время исследования [24]. Временной диапазон между двумя методами визуализации в среднем составлял 2,4 ч (0,35-5,00 ч).
Характеристика обследованной группы пациентов
доктор медицинских наук, профессор И.Е. Колтунов, заведующий отделением ОРИТ новорожденных - кандидат медицинских наук К.П. Чусов) были обследованы 42 пациента (работа выполнена в рамках государственного задания № 115070210033). Средний гестационный возраст пациентов составил 29,7±5,2 (23-40) нед, средняя масса тела на момент исследования - 1652,9+996 (520-3990) г. Было проанализировано 84 пары изображений, полученных при рентгенологическом исследовании и УЗИ. Размер ЭТТ варьировал от 2,5 до 4.
Результаты
С октября 2015 г. по март 2016 г. на базе отделения реанимации и интенсивной терапии новорожденных детей Морозовской ДГКБ (главный врач - заслуженный врач РФ,
Конец ЭТТ и дугу аорты в одной плоскости сканирования удалось визуализировать во всех случаях. В 98% случаев (41/42) ультразвуковые и рентгенологические данные соот-
Б
Рис. 5. Визуализация низко расположенной эндотрахеаль-ной трубки методами рентгенографии и эхографии. А. На эхо-грамме конец эндотрахеальной трубки визуализируется на уровне дуги аорты. Б. Рентгенограмма органов грудной клетки (прямая проекция) того же пациента, полученная через 30 мин после проведения ультразвукового исследования: конец эндотрахеальной трубки визуализируется на уровне бифуркации трахеи
ветствовали друг другу. Только в одном случае при глубоком расположении ЭТТ по данным рентгенографии УЗИ показало нормальное расположение ЭТТ, при этом временной интервал между двумя исследованиями составил 2 ч. Коэффициент корреляции между глубиной положения ЭТТ по данным УЗИ и рентгенографии составил 0,8 (р<0,05).
Мы проанализировали проекционное расположение бифуркации трахеи и определили среднее значение - уровень ТИ4 позвонка (значения варьировали от уровня тела ТИ3 до тела ТИ5 позвонка). Соответственно, если конец ЭТТ располагался на уровне ТИ3—ТИ4 позвонков, это интер-
претировалось как низкое положение ЭТТ. Расположение конца ЭТТ на уровне тела ТИ2 позвонка и выше расценивалось как нормальное. У 10 пациентов определялось низкое положение ЭТТ по данным УЗИ (расстояние от дуги аорты до конца ЭТТ составляло <1 см), при этом по данным рентгенографии конец ЭТТ определялся проекционно на уровне ТИ3—ТИ4 позвонков в 11 случаях. Чувствительность УЗИ при сравнении с рентгенографией составила 91% (10/11). Специфичность УЗИ в выявлении глубоко расположенных ЭТТ - 100% (31/31). Прогностическая значимость положительного результата - 100%, прогностическая значимость отрицательного результата - 97%. Частота выявления низко расположенной ЭТТ среди обследованных нами детей - 26,2%.
Обсуждение
УЗИ не относится к рутинным методам, с помощью которых можно определить глубину и локализацию ЭТТ. Однако первое исследование, показывающее возможности УЗИ в визуализации интубационной трубки у новорожденных, было проведено еще в 1986 г. Т. Б1оу1$ и соавт. [25]. Т. Б1оу1$ в качестве ориентира использовал дугу аорты, которая располагается на уровне бифуркации трахеи, и показал, что положение ЭТТ может быть корректно определено в 85% случаев. Т. Б1оу1$ описывал технические трудности, возникающие при выведении ЭТТ; он писал, что достоверное определение трубки возможно только в том случае, если, увидев двухконтурную структуру на экране, можно сдвинуть трубку вверх и вниз и увидеть синхронное движение на экране. Кроме того, он максимально разгибал голову пациенту, подкладывая под плечи и шею валик. В нашем исследовании мы не испытывали трудностей в визуализации ЭТТ у новорожденных различного срока гестации, не использовали дополнительных приспособлений, и нам удавалось получить изображение ЭТТ даже при ее глубоком расположении - на уровне бифуркации трахеи (рис. 5).
Следует отметить, что в исследованиях, проведенных D. Dennington и соавт. и Р. LingLe и соавт., случаи глубокого положения ЭТТ и особенности визуализации у новорожденных не описаны [26, 27]. R. СИошсИпгу и соавт. в своем исследовании используют в качестве критерия низкого расположения ЭТТ расстояние <1 см от дуги аорты до конца трубки по данным УЗИ и проекционное расположение на уровне ТИ4 и ниже по данным рентгенографии. Они описывали глубокое расположение ЭТТ у 7 новорожденных и возможность ее ультразвуковой визуализации у 6 из них [24]. Исследования, проведенные Р. LingLe в 1988 г. и Л. GaLicinao в 2007 г., показали похожие результаты [28]. D. Dennington и соавт. в своем исследовании, определяя коэффициент корреляции между расстоянием от конца ЭТТ до левой легочной артерии по данным УЗИ и расстоянием от конца ЭТТ до бифуркации трахеи по данным рентгенографии, получили достаточно высокий результат (г=0,68) [26]. В качестве ультразвукового ориентира мы использовали дугу аорты; коэффициент корреляции между результатами УЗИ и рентгенографии грудной клетки составил 0,8.
А
Выводы
УЗИ при определении положения ЭТТ в сравнении с рентгенографией обладает целым рядом преимуществ, которые побуждают более подробно изучать возможности данного метода. Главными преимуществами УЗИ являются отсутствие лучевой нагрузки и быстрота проведения обследования. Эхографию можно проводить сразу после интубации, например, в родильном зале перед введением сурфак-танта, что позволит избежать односторонней интубации и, соответственно, введения сурфактанта в одно легкое. При проведении УЗИ не требуется изменять положение тела пациента, при сравнении с рентгенографией данный метод оказывается более щадящим. При рентгенографии чрезмерное разгибание или приведение головы к грудной клетке приводит к значимому смещению ЭТТ - вплоть до 0,7 см. При эхографии в большинстве случаев возможно проведение исследования при нейтральном положении
головы ребенка, и только в отдельных случаях (предположительно, к ним относится низкое положение конца ЭТТ) для визуализации трубки может потребоваться разогнуть голову пациента. К ограничениям при внедрении данной методики УЗИ в широкую практику относится обязательное наличие специальных навыков у врача-диагноста и хорошее понимание анатомических ориентиров, используемых для определения положения ЭТТ. Ограничением УЗИ служит возможное получение ложных результатов у детей с врожденными пороками сердца и, соответственно, измененной анатомией сердца и магистральных сосудов [24-29].
Несмотря на высокую точность метода эхографии, в настоящее время УЗИ в определении положения ЭТТ используется только в отдельных клиниках и пока не нашло широкого применения. Для внедрения данного исследования в рутинную практику отделений реанимации и интенсивной терапии требуется поведение многоцентровых рандомизированных контролируемых исследований.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Колтунов Игорь Ефимович - доктор медицинских наук, профессор, главный врач ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения г. Москвы, главный внештатный специалист-педиатр Департамента здравоохранения г. Москвы, заслуженный врач РФ E-mail: info@mdgkb.mosgorzdrav.ru
Дегтярева Марина Васильевна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой неонатологии ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России E-mail: mvdegtyareva@gmail.com
Горбунов Александр Валерьевич - доктор медицинских наук, профессор кафедры неонатологии ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, заведующий отделением экстренной и неотложной лучевой диагностики ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения г. Москвы E-mail: alexangorbunov@yandex.ru
Мазаев Александр Павлович - академик РАЕН, доктор медицинских наук, руководитель службы лучевой диагностики ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения г. Москвы E-mail: info@mdgkb.mosgorzdrav.ru
Ерохина Анастасия Валерьевна - врач отделения экстренной и неотложной лучевой диагностики ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения г. Москвы E-mail: an.erokhina@gmail.com
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Doss A. Resuscitation of the newborn. Br Med J. 1964; 2: 1331-41.
2. Burton G.W. The value of carbon dioxide monitoring during anaesthesia. Anaesthesia. 1966; 21: 173-83.
3. Linko K., Paloheimo M., Tammisto T. Capnography for detection of accidental oesophageal intubation. Acta Anaesthesiol Scand. 1983; 27: 199-202.
4. Kuhns L.R., Poznanski A.K. Endotracheal tube position in the infant. J Pediatr. 1971; 78: 991-6.
5. Ioos V., et al. An integrated approach for prescribing fewer chest x-rays in the ICU. Ann Intensive Care. 2011; 1 (1): 4.
6. Frush D.P., Donnelly L.F., Rosen N.S. Computed tomography and radiation risks: what pediatric health care providers should know. Pediatrics. 2003; 112 (4): 951-7.
7. Mazrani W., McHugh K., Marsden P.J. The radiation burden of radiological investigations. Arch Dis Child. 2007; 92 (1): 1127-31.
8. Hall E.J. Lessons we have learned from our children: cancer risks from diagnostic radiology. Pediatr Radiol. 2002; 32 (10): 700-6.
9. Hillman B.J. Radiation exposure and imaging utilization. J Am Coll Radiol. 2008; 5 (6): 689-90.
10. Nievelstein R.A.J., Dam I.M., Molen A.J. Multidetector CT in children: current concepts and dose reduction strategies. Pediatr Radiol. 2010; 40 (8): 1324-44.
11. Robbins E. Radiation risks from imaging studies in children with cancer. Pediatr Blood Cancer. 2008; 51 (4): 453-7.
12. Alvares B.R., et al. Normal findings on chest x-rays of neonates. Radiol Bras. 2006; 39 (6): 435-40.
13. Beckstrand R.L. Understanding chest radiographs of infants and children: the AIR systematic approach. Crit Care Nurse. 2001; 21 (3): 54-65.
14. Radiological Imaging of the Neonatal Chest. 2nd ed. In: V.B. Donoghue (ed.). New York: Springer, 2010: 376 p.
15. Blayney M.P., Logan D.R. First thoracic vertebral body as reference for endotracheal tube placement. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 1994; 71: F32-5.
16. Hauser G.J., Pollack M.M., Sivit C.J., Taylor G.A., et al. Routine chest radiographs in pediatric intensive care: a prospective study. Pediatrics. 1989; 83: 465-70.
17. Thayyil S., et al. Optimal endotracheal tube tip position in extremely premature infants. Am J Perinatol. 2008; 25 (1): 13-6.
18. Todres I.D., et al. Endotracheal tube displacement in the newborn infant. J Pediatr. 1976; 89 (1): 126-7.
19. Tochen M.L. Orotracheal intubation in the newborn infant: a method for determining depth of tube insertion. J Pediatr. 1979; 95: 1050-1.
20. Peterson J., Johnson N., Deakins K., Wilson-Costello D., et al. Accuracy of the 7-8-9 Rule for endotracheal tube placement in the neonate. J Perinatol. 2006; 26: 333-6.
21. Amarilyo G., Mimouni F.B., Oren A., Tsyrkin S., et al. Orotracheal tube insertion in extremely low birth weight infants. J Pediatr. 2009; 154: 764-5.
22. Kempley S. Neonatal endotracheal intubation: the 7-8-9 rule. Arch Dis Child Educ Pract. 2009; 94: 29.
23. Yates A.P., Harries A.J., Hatch D.J. Estimation of nasotracheal tube length in infants and children. Br J Anaesth. 1987; 59: 524-6.
24. Chowdhry R., Dangman B., Pinheiro J.M.B. The concordance of ultrasound technique versus X-ray to confirm endotracheal tube position in neonates. J Perinatol. 2015; 35 (7): 481-4.
25. Slovis T.L., Poland R.L. Endotracheal tubes in neonates: sonographic positioning. Radiology. 1986; 160: 262-3.
26. Dennington D., et al. Ultrasound confirmation of endotracheal tube position in neonates. Neonatology. 2012; 102 (3): 185-9.
27. Lingle P. Sonographic verification of endotracheal tube position in neonates: a modified technique. J Clin Ultrasound. 1988; 16: 605-9.
28. Galicinao J., Bush A.J., Godambe S.A. Use of bedside ultrasonography for endotracheal tube placement in pediatric patients: a feasibility study. Pediatrics. 2007; Vol. 120 (6): 1297-303.
29. Schmolzer G.M., et al. Confirmation of correct tracheal tube placement in newborn infants. Resuscitation. 2013; 84 (6): 731-7.
