周 正，臧小漪，孟凡皓，邢樂君，靳能皓，喬 波，田 瑜，于文俊，胡隨馨，張海鐘

1 解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心 口腔科，北京 100853；2 解放軍總醫(yī)院研究生院，北京 100853；3 解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九八〇醫(yī)院 口腔科，河北石家莊 050081

目前氣管插管是臨床中首選的氣道控制方法。在復(fù)雜情況下無法進(jìn)行氣管插管時(shí)，應(yīng)急開放氣道的最有效外科治療措施是氣管切開術(shù)[1]。但氣管切開術(shù)操作步驟相對(duì)較多，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于分秒必爭(zhēng)的戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)急救來說不具備良好的時(shí)效性。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)新型氣管切開裝置和方法進(jìn)行了許多積極的研究，以期簡(jiǎn)化氣管切開步驟，縮短操作時(shí)間。但這些研究成果的應(yīng)用場(chǎng)景多為重癥監(jiān)護(hù)或手術(shù)室環(huán)境，很少能應(yīng)用于野外環(huán)境中，并不符合戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)急救的要求[2-5]。因此，2005年起解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心口腔科設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新型緊急氣管切開裝置——刻度式氣管切開撐開一體鉗，在戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)急救中可以簡(jiǎn)單快速地進(jìn)行氣管切開，并已取得國(guó)家發(fā)明專利(專利號(hào)：ZL200510116861.7)。目前國(guó)內(nèi)外尚未見類似裝置的相關(guān)報(bào)道，現(xiàn)將我們的初步研究成果報(bào)道如下。

材料和方法

1 實(shí)驗(yàn)器材 刻度式氣管切開撐開一體鉗(北京華康中健科技有限公司生產(chǎn)，專利號(hào)：ZL2005 10116861.7)(圖1)。該裝置為不銹鋼材質(zhì)，包括鉗口和鉗柄，鉗口尖端尖銳，鉗口一側(cè)為鋒利的切開刃，從鉗口尖端至鉗身側(cè)面標(biāo)有刻度；氣管切開插管及附件(型號(hào)規(guī)格：100/810/080，史密斯醫(yī)療捷克共和國(guó)有限公司)(圖2)；便攜式超聲診斷儀(型號(hào)規(guī)格：Uprobe全數(shù)字超聲顯像診斷儀，廣州索諾星信息科技有限公司)(圖3)。

圖1 刻度式氣管切開撐開一體鉗(A)，一側(cè)為鋒利的切開刃，從鉗口尖端至鉗身側(cè)面標(biāo)有刻度(B)Fig.1 Scale-type tracheotomy and expansion forceps (A), with a sharp cutting edge on one side, marked with a scale (B) from the tip of the jaw to the side of the body

圖2 氣管切開插管Fig.2 Tracheostomy cannula

圖3 便攜式超聲診斷儀Fig.3 Portable ultrasonic diagnostic apparatus

2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 18只成年小型豬(解放軍總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)，雌雄不限，體質(zhì)量25～30 kg。將18只小型豬隨機(jī)分為3組，每組6只，分別進(jìn)行環(huán)甲膜切開術(shù)(SC組)、外科氣管切開術(shù)(ST組)和使用刻度式氣管切開撐開一體鉗快速氣管切開術(shù)(STEF組)。

3 實(shí)驗(yàn)方法 誘導(dǎo)麻醉使用速眠新Ⅱ 25 mg/kg，咪達(dá)唑侖注射液2.0 mg/kg進(jìn)行肌內(nèi)注射。維持麻醉使用2.5%七氟烷進(jìn)行吸入麻醉。備皮。當(dāng)小型豬麻醉完成，血氧飽和度穩(wěn)定在95%左右后，將氣管插管拔出至甲狀軟骨水平，并停止供氧，當(dāng)血氧飽和度降至80%時(shí)，開始進(jìn)行外科操作。本實(shí)驗(yàn)的麻醉由同一名麻醉醫(yī)師實(shí)施，手術(shù)由本文作者完成。麻醉完成后，按照已公開發(fā)表并得到廣泛應(yīng)用的術(shù)式對(duì)SC組和ST組小型豬分別進(jìn)行環(huán)甲膜切開術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)氣管切開術(shù)[6-8]，記錄操作用時(shí)及血氧飽和度變化情況。STEF組操作步驟如下：1)使用超聲診斷儀探測(cè)小型豬頸部結(jié)構(gòu)，確定頸部皮膚至氣管前壁的距離，以及各氣管環(huán)的位置(圖4，圖5)。2)操作者一只手固定氣管并拉緊皮膚，另一只手使用刻度式氣管切開撐開一體鉗，鉗口刃方朝向軀干，刺破皮膚及皮下組織，根據(jù)鉗身側(cè)面刻度確定刺入深度與超聲確定的氣管深度相符，使用鉗口內(nèi)側(cè)切開刃縱行切開軟組織并撐開，暴露氣管。用鉗口刺破氣管環(huán)間韌帶，將鉗口撐開，挑開2～3節(jié)氣管環(huán)(以能夠順利插入氣管切開插管為衡量標(biāo)準(zhǔn))。然后將氣管切開插管沿鉗口送入氣管，小心退出切開鉗以免鉗口劃破氣囊。氣囊充氣，固定氣管切開插管，連接呼吸機(jī)(圖6)。3)記錄每次實(shí)驗(yàn)從鉗口刺破皮膚到完成氣管插管的時(shí)間、超聲探測(cè)所用時(shí)間以及血氧飽和度變化情況。

圖4 使用超聲診斷儀探測(cè)小型豬頸部結(jié)構(gòu)Fig.4 Detecting the neck structure of miniature pigs with portable ultrasonic diagnostic apparatus

圖5 小型豬頸部超聲探測(cè)圖像，可顯示皮膚至氣管前壁距離及預(yù)期穿刺深度Fig.5 Ultrasonic detection image of the neck of a miniature pig,which can show the distance from the skin to the front wall of the trachea and the expected penetration depth

圖6 使用刻度式氣管切開撐開一體鉗進(jìn)行氣管切開 A：鉗口尖端刺破皮膚；B：切開氣管前軟組織；C：按照術(shù)前超聲探測(cè)深度刺入氣管；D：撐開鉗口擴(kuò)大軟組織及氣管造口；E：將氣管切開插管順鉗口送入氣管；F：固定氣管切開插管Fig.6 The procedure of STEF on miniature pigs A: Use scaletype tracheotomy and expansion forceps to pierce the skin and subcutaneous tissues; B: Cut the soft tissue before trachea; C: Determine the penetration depth according to the scale on the side of the forceps body to match the depth of the trachea determined by ultrasound; D: The soft tissue was cut longitudinally and opened with a blade to expose the trachea;E: Open the jaws, and then feed the tube into the trachea along the arc of the jaws; F: Fix the tracheostomy cannula

4 評(píng)價(jià)指標(biāo) 1)手術(shù)時(shí)間：記錄三組從切開皮膚到完成氣管切開插管所用時(shí)間。2)通氣效果：通過血氧飽和度反映，記錄三組從血氧飽和度降至80%(手術(shù)開始時(shí))到血氧飽和度恢復(fù)至90%以上的全過程血氧飽和度變化情況。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS24.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)以表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為雙側(cè)α=0.05。

結(jié) 果

1 三組手術(shù)時(shí)間比較 所有18只小型豬均成功完成氣道開放。SC組手術(shù)用時(shí)(60.0±4.8) s，ST組手術(shù)用時(shí)(117.5±5.7) s，STEF組手術(shù)用時(shí)(28.3±2.8) s (圖7)，STEF組手術(shù)用時(shí)少于SC組和ST組(P＜0.000 1)。STEF組外科操作前使用超聲診斷儀探測(cè)用時(shí)(13.67±1.03) s，從使用超聲診斷儀到完成氣管插管的時(shí)間為(44.0±5.2) s。

圖7 三組建立氣道時(shí)間比較(aP＜0.001, vs STEF)Fig.7 Comparison of airway establishment time between the three groups (aP＜0.001, vs STEF)

2 三組通氣效果比較 三組均建立了通暢的呼吸通道，最終血氧飽和度均達(dá)到90%以上。三組折線拐點(diǎn)即表示氣道成功開放，血氧飽和度從下降轉(zhuǎn)為上升，STEF組到達(dá)拐點(diǎn)用時(shí)最少，ST組用時(shí)最多。三組折線在血氧飽和度上升階段斜率分別為kSC=1.56、kST=1.46、kSTEF=1.54，STEF組斜率與SC組、ST組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞ 0.05)，表明STEF組建立的氣道通氣效率與另外兩組基本相同(圖8)。

圖8 三組血氧飽和度變化情況Fig.8 Changes in blood oxygen saturation in three groups

討 論

在戰(zhàn)爭(zhēng)中，頭部和頸部創(chuàng)傷可以造成口腔、頸部出血或鼻咽腔塌陷從而引起氣道阻塞[9]。此外，爆炸產(chǎn)生的高溫氣體會(huì)引起吸入性氣道損傷，呼吸道黏膜被高溫灼傷后出現(xiàn)水腫，造成氣道狹窄或梗阻[10]。急性上呼吸道阻塞使傷員無法呼吸到足夠的空氣，必須盡快建立通暢的氣道，否則傷員會(huì)遭受缺氧性腦損傷甚至心臟驟停直至死亡，而建立通暢氣道的時(shí)間越長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)就越大[11-12]。

在戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，常應(yīng)用環(huán)甲膜切開術(shù)作為緊急氣道開放手段，因?yàn)榄h(huán)甲膜切開術(shù)較氣管切開術(shù)操作更簡(jiǎn)單、更安全、更快捷，出血更少[13-15]。然而近期有文獻(xiàn)系統(tǒng)回顧分析表明，環(huán)甲膜切開術(shù)并不比緊急氣管切開術(shù)更安全[16]。同時(shí)，環(huán)甲膜切開術(shù)無法為氣道損傷患者提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的氣道通路，應(yīng)在48 h內(nèi)轉(zhuǎn)換為氣管切開術(shù)，否則術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生概率較大[17]。鑒于以上因素，環(huán)甲膜切開術(shù)相較于氣管切開術(shù)的優(yōu)勢(shì)僅體現(xiàn)在開放氣道的速度上。

我們研發(fā)的刻度式氣管切開撐開一體鉗可輕松刺破頸部皮膚及肌肉組織，甚至可以直接刺入氣管。撐開鉗口可以直接擴(kuò)大軟組織切口及氣管造口，同時(shí)可以將氣管切開插管從鉗口之間插入氣管。如果未能直接刺入氣管，也可以先將軟組織撐開，暴露氣管前壁，然后再使用鉗口刺入氣管、挑斷氣管環(huán)。整個(gè)過程步驟非常簡(jiǎn)便，大大節(jié)約了操作時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用刻度式氣管切開撐開一體鉗進(jìn)行的緊急氣管切開術(shù)與其他氣管切開方法相比，在操作時(shí)間上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，甚至優(yōu)于環(huán)甲膜切開術(shù)，并且器械數(shù)量少、重量輕、成本低，便于攜帶，適合單人操作。本研究使用小型豬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其皮膚厚度和韌性遠(yuǎn)超過人類皮膚，皮膚距氣管前壁的深度也大于人類，所以我們推斷使用刻度式氣管切開撐開一體鉗對(duì)人體進(jìn)行緊急氣管切開術(shù)將更加容易，用時(shí)更短。

為了提高安全性和精確性，我們認(rèn)為可以配合使用便攜式超聲診斷儀在術(shù)前對(duì)患者頸部結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速檢測(cè)。使用超聲可以避開較為粗大的血管以及甲狀腺，從而減少出血。另外，使用超聲可以明確皮膚至氣管前壁的距離，從而確定穿刺深度，結(jié)合刻度式氣管切開撐開一體鉗的刻度，可以做到精準(zhǔn)穿刺，降低了氣管后壁損傷的概率。許多研究也證實(shí)了超聲引導(dǎo)下氣管切開更加快速、安全，并發(fā)癥更少[18-21]。目前，便攜式超聲儀器已經(jīng)做到了掌上化，多國(guó)軍隊(duì)及民用救援力量已經(jīng)裝備，主要用于胸、腹等部位的診斷，將其用于緊急氣道開放并沒有技術(shù)和成本方面的困難。下一步我們將在尸體模型上進(jìn)行氣管切開實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證我們的新型氣管切開裝置的優(yōu)勢(shì)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。