經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置的設(shè)計與效用評價

鮑禮智，朱玉峰，姜夢妮，宋婧文，王忠凱，程 昉，郭志福*，鄭 興*

技術(shù)方法

經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置的設(shè)計與效用評價

鮑禮智1,4，朱玉峰2，姜夢妮5，宋婧文1，王忠凱1，程 昉3，郭志福1*，鄭 興1*

大鼠麻醉后根據(jù)實驗需要進行氣道管理，可以采用氣管插管連接呼吸機的方式進行輔助呼吸，保證開胸手術(shù)的順利進行，也可以進行下呼吸道給藥，還可以進行氣道造影的影像學檢查。氣管插管的常用方法是氣管切開直視下插管和經(jīng)口氣管插管兩種方法，前者因為是有創(chuàng)操作，存在一定的并發(fā)癥風險而被盡量避免，后者成為動物實驗氣道管理的主要方式，光纖引導(dǎo)[1]、內(nèi)窺鏡[2]、耳鏡[3]、喉鏡輔助[4]等諸多操作經(jīng)驗不斷被文獻報道出來。在實際操作中，由于大鼠麻醉一般較淺，保持基本的咽喉神經(jīng)反射，氣管插管進入咽喉后大鼠會厭關(guān)閉伴有掙扎躁動，氣管插管容易移位滑入鄰近的食道，造成通氣失敗。反復(fù)的插管操作不僅增加喉痙攣、粘液堵塞、喉水腫的風險[5]，而且發(fā)生呼吸衰竭、甚至死亡的比例也會升高。因此，很有必要在大鼠氣管插管后進一步進行定位評估，確保插管在大鼠的氣管管腔中，避免不必要的插管操作。在開胸手術(shù)過程中，插管在大鼠氣管中可能發(fā)生滑脫、移位、分泌物堵塞等意外，根據(jù)實驗具體情況，需要重復(fù)觀察，明確插管在位情況。目前最常用的定位方法有觀察近口處鏡子形成的霧氣[6]、棉花纖維隨口中呼出的氣流而擺動，還有用巴氏移液管[1]或皮球[7]打氣觀察胸廓起伏，伸縮導(dǎo)管的水柱擺動[8]等方法，都不同程度存在受實驗環(huán)境因素或主觀因素干擾、操作繁瑣等不足。筆者在大鼠心梗造模過程中，根據(jù)大鼠氣道解剖特點，利用臨床常用的簡便器材，設(shè)計了一種簡單易操作的經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置，通過應(yīng)用這種裝置進行氣管內(nèi)插管，可以更快速、安全地完成操作，而且在實驗過程中方便隨時觀察插管有無移位及通暢情況。

1 材料和方法

1.1 實驗動物及分組

SPF級雄性SD大鼠60只，8～10周齡，體重(216±20)g，購自上海西普爾-必凱實驗動物有限公司[SCXK(滬)2013-0016]。60只成年SD大鼠的飼養(yǎng)及所有操作均在第二軍醫(yī)大學實驗動物中心小動物屏障實驗室進行[SYXK(滬)2012-0003]，并按實驗動物使用的3R原則給予人道的關(guān)懷。自由進食，12 h光照。

適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，隨機分成A、B兩組，A組40只，用于定位效果測試，B組20只用于防逆流測試。A組進一步分為A1組(n=20只)，采用自行設(shè)計的定位裝置，A2組(n=10只)采用霧氣法進行定位，A3組(n=10只)采取棉纖維法進行定位判斷。B組分為B1、B2兩個亞組(n=10只)，均采取氣泡逸出作為定位觀察手段，不同的是B1使用圓臺狀防逆流裝置，B2組不使用。

1.2 主要試劑與儀器

水合氯醛(國藥集團化學試劑有限公司)，用無菌生理鹽水配成10%水合氯醛溶液；Veet脫毛膏(Reckitt Benckiser公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗大鼠經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置的設(shè)計

本實驗所涉及的定位評估防逆流裝置，包括插管、轉(zhuǎn)接頭、三通接頭、導(dǎo)氣管、開關(guān)和氣泡筒，插管與轉(zhuǎn)接頭的前端連接，轉(zhuǎn)接頭的后端與三通接頭的第一端口連接，三通接頭的第二端口連接呼吸機，導(dǎo)氣管的前端與三通接頭的第三端口連接、后端與氣泡筒連通，氣泡筒內(nèi)部設(shè)有橫截面呈圓形、縱截面呈梯形的圓臺狀氣流通道，氣流通道的孔徑小的端口與導(dǎo)氣管連通、孔徑大的端口為出泡口，導(dǎo)氣管上安裝有開關(guān)便于定位評估與呼吸機輔助通氣兩種工作狀態(tài)的切換。見圖1。

此設(shè)計可以利用臨床操作中常用的材料進行快速拼合，分別使用Introcan Safety靜脈套管針，密閉式靜脈留置針。靜脈留置針可將金屬針芯適當截短，并打磨光滑，以防刺傷聲門及氣道周圍組織。套管針的手持柄可以適度修剪，以便卡住大鼠上門齒，從而固定住本裝置。各連接處可適當用膠布固定，便于重復(fù)使用。見圖2。

注：(a)大體結(jié)構(gòu)圖；(b)氣泡筒縱截面圖；(c)氣泡筒橫截面圖；(1)插管；(2)轉(zhuǎn)接頭；(3)手持柄；(4)三通接頭；(5)導(dǎo)氣管；(6)開關(guān)；(7)氣泡筒。圖1 經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置結(jié)構(gòu)示意圖Note.(a)Structural drawing；(b)Longitudinal cross section of the bubble tube；(c)Bubble tube cross section；(1)Intubation tube;(2)Adapter;(3)Handle;(4)Three way cock;(5)Air flow tube;(6)Switch;(7)Bubble tube.Fig.1 Sketch map of the anti-backflow positioning evaluation device

圖2 臨床套管器材拼合圖Fig.2 Combination of the clinical cannula equipment

1.3.2 氣管內(nèi)插管及定位評估步驟(數(shù)字標示參見圖1)

采用10%水合氯醛按350 mg/kg體重的劑量腹腔注射麻醉大鼠完畢，取仰臥斜坡位45°，平躺于25×16 cm木板上，固定四肢及上門齒。左手持無齒鑷輕輕夾住舌頭往左側(cè)外上方向牽拉，暴露咽喉部，取冷光源對準頸部中段對應(yīng)咽喉聲門的部位，操作者視線與咽喉縱軸平行，利用透光法[9]可以觀察到大鼠會厭部一張一合，中間有一個透亮小點，那就是氣管插管的入口。右手握住手柄部位將帶針芯的插管套管，沿咽喉深入，觀察會厭部張開的間隙，果斷插入，通過聲門時略有阻力，繼續(xù)深入3～4 mm，插管頭端即位于氣道內(nèi)。由于插入會厭的同時，會厭反射出現(xiàn)吞咽動作，大鼠常常伴有一定程度的躁動，因此，操作者的視野被遮蔽，插管也有可能滑入鄰近的食道。插管完畢，通過轉(zhuǎn)接頭2與三通頭4、氣泡筒7等定位評估防逆流裝置連接。

準備盛有少許雙蒸水的細胞培養(yǎng)皿，將氣泡筒的出泡口剛好沒入水平面之下，觀察伴隨大鼠呼吸，出泡口是否有氣泡逸出。如果沒有氣泡逸出，略提高將氣泡筒抬高出水面，觀察出泡口的水膜是否存在與大鼠呼吸節(jié)奏一致的起伏變化。插管定位完畢后，將開關(guān)6關(guān)閉，將三通接頭的第二端口連接呼吸機，為實驗大鼠提供氣體輔助呼吸。如在實驗操作中需要再次評估插管1的在位情況，以防移位或分泌物堵塞造成的通氣失敗，可以關(guān)閉呼吸機通路，重新打開開關(guān)6，重復(fù)上述評估流程。

A1組30只大鼠插管定位評估結(jié)束后均取頸部中線10 mm切口，用蚊式血管鉗分開筋膜及頸前肌群，即可見到白色、有環(huán)行軟骨的氣管。于5～6氣管環(huán)上下切開氣管，觀察插管在位情況，有無分泌物堵塞。觀察結(jié)束，常規(guī)縫合皮膚及皮下組織。

1.3.3 觀察指標

定位效果：對A1組20只大鼠采取一次性插管操作，觀察氣泡逸出數(shù)量，如果氣泡逸出，提起圓臺筒，觀察有無水膜起伏。同時通過頸前皮膚入路，切開氣管，觀察插管的最頭端的位置及通暢情況。

定位時間：對A組40只大鼠采取一次性插管操作，A1采用自制定位裝置觀察并定位。A2組采用鏡子靠近插管出氣口，觀察有無霧氣出現(xiàn)來判斷定位。A3組采用纖細的單根棉纖維置于插管出氣口，觀察棉纖維的擺動來推測插管是否位于氣道內(nèi)。三種定位時間均以大鼠的呼吸周期數(shù)量來計算。

逆流水柱長度：從氣泡逸出口作為起點，分別量取三個呼吸周期逆流的最長水柱的長度并取平均值。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結(jié)果

在大鼠的每個呼氣周期內(nèi)，出泡口連續(xù)逸出3個以上氣泡，與大鼠呼吸的節(jié)律一致，則說明插管的插入位置良好，氣道通暢；若每個呼氣周期內(nèi)出泡口未見氣泡逸出，提出氣泡筒可見出泡口位置的水膜發(fā)生起伏，表明插管定位欠佳、插管進氣口周圍氣道分泌物較多，需要對位置進行調(diào)整；如果既未見氣泡逸出、出泡口水膜的起伏不明顯，表明插管誤入食道或者插管頭端進氣口完全被分泌物堵塞，需要重新進行插管或者對大鼠的氣道進行清理。如果逸出1～3個與大鼠呼吸節(jié)律一致的氣泡，表明氣管插管貼壁或分泌物部分堵塞管腔。(見表1)操作過程中及操作后48 h和1周均未見大鼠異常或死亡。

定位時間：A1組明確定位需要 (1.75±1.02)個呼吸周期，A2組需要(3.30±0.95)個呼吸周期，A3組需要(4.10±0.99)個呼吸周期。A2組與A3組兩組間比較差異無顯著性(P> 0.05)，A1組明確定位需要的時間明顯低于A2、A3組，差異有顯著性(P< 0.01)。

最大逆流水柱長度：B1組最長逆流水柱長度為(3.23±0.53)cm，B2組最長逆流水柱長度為(8.48±1.01)cm。兩組間比較差異有顯著性(P< 0.01)。

3 討論

在本裝置中，三通接頭將插管、呼吸機和用于定位評估的氣泡筒連接，插管經(jīng)口插入到大鼠的咽喉處聲門以下，連接呼吸機進行輔助呼吸，將氣泡筒的出泡口剛好沒于水面之下，通過觀察氣泡筒的氣泡逸出情況以及將氣泡筒略提出水面，表面張力在出泡口自然形成水膜，通過觀察水膜的起伏狀況，從而判斷插管插入到大鼠咽喉的位置是否正確或者插管是否發(fā)生堵塞，方便及時作出調(diào)整，確保插管插入到大鼠的氣管管腔中并保持通暢。通過與胸部起伏反映出的呼氣節(jié)律一致的氣泡來判斷插管定位雖然快速、準確、直觀，但吸氣期返流的水柱如果到達口腔亦可能引起嗆咳、窒息、呼吸衰竭等并發(fā)癥，特別是在大鼠麻醉程度不深，躁動或呼吸機抵抗引起潮氣量增大時，返流的風險更大。氣泡筒內(nèi)部的氣流通道設(shè)計為橫截面呈圓形、縱截面呈梯形的圓臺狀結(jié)構(gòu)，一方面有利于大鼠呼氣時在出泡口的位置觀察到明顯的氣泡逸出，同時從通氣管到圓臺結(jié)構(gòu)的改變，可以濾過胃腸道自然蠕動引起的微量氣流改變產(chǎn)生的干擾，另一方面有利于防止大鼠吸氣時水沿著導(dǎo)氣管發(fā)生逆流。這種三通管的結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于在實驗操作中隨時評估插管的在位情況，以防移位或分泌物堵塞造成的通氣失敗，特別是開胸手術(shù)過程中，器械牽拉、肺不張等因素影響，不便于觀察胸廓起伏，更需要借助不影響手術(shù)操作的方式來準確判斷通氣狀況。此裝置在本課題組的動物實驗過程中使用超過500次，無論是配合呼吸機輔助通氣還是通過微量進樣針氣道內(nèi)給藥，總體效果良好，值得進一步推廣。

表 1 插管后解剖定位情況

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(1.第二軍醫(yī)大學附屬上海長海醫(yī)院心血管內(nèi)科，上海 200433； 2.解放軍第422醫(yī)院心內(nèi)科，廣東 湛江 524005； 3.同濟大學附屬同濟醫(yī)院風濕免疫科,上海 200065； 4.解放軍75560部隊醫(yī)院，海南 定安 571231； 5.第二軍醫(yī)大學附屬上海長海醫(yī)院消化內(nèi)科，上海 200433)

目的 改進實驗大鼠經(jīng)口氣管插管定位技術(shù)，提高氣管插管效率，減少并發(fā)癥。方法 采用臨床套管針和靜脈留置針組合，設(shè)計自制的氣管插管定位防逆流裝置。60只成年雄性SD大鼠隨機分成A、B兩組，A組40只，用于定位效果測試，B組20只用于防逆流測試。A組進一步分為A1組采用自行設(shè)計的定位裝置，A2組采用霧氣法，A3組采取棉纖維法進行定位判斷。B組分為B1、B2兩個亞組，均采取氣泡逸出作為定位觀察手段，不同的是B1使用圓臺狀防逆流裝置，B2組不使用。采用透光法經(jīng)口氣管插管，觀察并記錄定位時間、呼氣相定位效果、吸氣相逆流水柱長度。A1組進一步行氣管切開術(shù)在直視下明確定位狀況。結(jié)果 在呼氣周期內(nèi)，觀察出泡口連續(xù)逸出3個以上的氣泡，可以確定插管在位良好并通暢。定位時間：A1組需要 (1.75±1.02)個呼吸周期，A2組需要(3.30±0.95)個呼吸周期，A3組需要(4.10±0.99)個呼吸周期。A2組與A3組兩組間比較差異無顯著性(P> 0.05)，A1組明確定位需要的時間明顯少于A2、A3組，差異有顯著性(P< 0.01)。B1組最長逆流水柱長度為(3.23±0.53)cm，B2組最長逆流水柱長度為(8.48±1.01)cm。結(jié)論 自制實驗大鼠經(jīng)口氣管插管的定位評估防逆流裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能有效提高氣管插管的定位效率，有較好的實驗應(yīng)用價值。

大鼠；氣管內(nèi)；插管；方法

A simple and effective anti-backflow positioning evaluation device for orotracheal intubation in rats

BAO Li-zhi1,4， ZHU Yu-feng2， JIANG Meng-ni5， SONG Jing-wen1， WANG Zhong-kai1， CHENG Fang3， GUO Zhi-fu1*， ZHENG Xing1*
(1.Department of Cardiology,Changhai Hospital,Shanghai 200433,China; 2.Department of Cardiovascular Medicine， NO.422 Hospital of PLA，Zhanjiang 524005； 3.Department of Rheumatology, Tongji Hospital, Tongji University, Shanghai 200065; 4. 75560 Army Hospital of PLA, Dingan 571231；5. Department of Gastroenterology, Changhai Hospital,Shanghai 200433)

Objective To improve the orotracheal intubation verifying technique and reduce the complication of backflow in rat experiment. Methods A new position evaluation of anti-backflow device was designed and made of safety IV catheter and closed IV catheter system. 60 adult male Sprague Dawley rats 216±20 g were randomly assigned to two groups: group A (n=40) for verifying placement, group B (n=20) for anti-backflow test. Group A was further divided into group A1 using self-designed positioning device, group A2 using aerosol, group A3 taking cotton fiber for positioning judgment. The group B was divided into two subgroups, B1 and B2, counting escaped bubbles as a means of positioning observation, the difference is that group B1 using frustum of a cone shape anti-backflow device, while the group B2 using common airway tube. Routine endotracheal intubation was performed to observe and record the time of positioning, the location of exhalation phase, and the length of inspiratory phase countercurrent water column. The group A1 further performed tracheotomy under direct vision clearly to confirm the anatomic positioning status. Results During the exhalation cycle,three or more bubbles were observed to escape continuously, indicating that the intubation tube was properly placed and open in the airway. Positioning time: It took 1.75±1.02 respiratory cycles in group A1,3.30±0.95 respiratory cycles in group A2 and 4.10±0.99 respiratory cycles in group A3 to complete the assessment the positioning status. There was no statistically significant difference between groups A2 and A3 (P> 0.05). The time needed for group A1 was significantly shorter than that of groups A2 and A3 (P< 0.01). The longest countercurrent water column length in group B1 was 3.23±0.53 cm, and 8.48±1.01 cm in the group B2 . Conclusions The new designed anti-backflow positioning evaluation device is a simple and convenient appliance to evaluate the location of orotracheal intubation in rat experiment. It can effectively improve the positioning efficiency and has practical application value.

Rat; Endotracheal; Intubation; Method

國家自然科學基金(81470517，81302163)。

鮑禮智(1980-)，男，博士生，研究方向：分子心臟病學研究。

鄭興(1957-)，男，教授，研究方向：分子心臟病學研究。E-mail： zhengxing57530@163.com；郭志福(1978-)，男，副教授，研究方向：心血管活性多肽研究，E-mail： guozhifu@126.com

R-33

A

1671-7856(2017) 08-0070-05

10.3969.j.issn.1671-7856. 2017.08.014

2016-12-12