喉鏡的進化及氣管插管鏡的誕生

吳金山 陳建輝 趙國治 張海濤

從1743年Leveret金屬反光間接喉鏡面世到直接喉鏡、可視喉鏡的臨床應(yīng)用，歷經(jīng)270多年歷程[1]，人類在氣管插管領(lǐng)域取得了不斷的進步和突破，但有些醫(yī)學(xué)難題尚未得到很好的解決，如頸椎損傷后、張口度小等困難氣道插管，還有如何第一時間解除氣道窒息等。本文作者通過新裝備的研發(fā)和應(yīng)用，將解決長期困擾醫(yī)學(xué)發(fā)展的這些固有難題，簡化醫(yī)療操作流程，促進醫(yī)學(xué)發(fā)展變革和人類的進步，挽救更多的生命。

一、喉鏡發(fā)展的歷史背景

到目前為止,喉鏡的發(fā)展經(jīng)歷了270多年的歷史。早在1543年,Vesalius在未用喉鏡的情況下,將竹筒插入了生病的母豬氣管內(nèi),行人工通氣并使之得救[2]。這是在動物身上應(yīng)用人工氣道成功救治的首個案例。1743年,Leveret用金屬反光間接喉鏡看到了人鼻咽部[3],預(yù)示人類喉鏡的誕生,Leveret也因此被稱作喉鏡的鼻祖。1895年出現(xiàn)了最早的直鏡片喉鏡[4]。至1943年才出現(xiàn)了沿用至今的Macintosh彎鏡片喉鏡[5]。眾所周知,Macintosh喉鏡最大的特點是可以直視聲門,并按目光的直線方向以平移的方式推進氣管導(dǎo)管。對于使用傳統(tǒng)喉鏡聲門顯露困難的患者,為了使導(dǎo)管在狹小的空間內(nèi)按曲線行進,Macintosh在1957年使用了光索盲探引導(dǎo)插管[6]。至此,自動體位下的插管器械有了新的發(fā)展。

1964年,世界上第1根纖維視頻軟鏡問世,并于4年后的1968年拓展到了自動體位下視覺引導(dǎo)氣管插管[7]。但是,光索和纖維軟鏡引導(dǎo)的最大不足是,單憑自身難以做到令其沿著口、咽解剖形狀向前推進,而需一個引導(dǎo)腔隙以保證其前端接近聲門。為了克服軟引導(dǎo)的不足,20世紀80年代早期和后期,又陸續(xù)生產(chǎn)出了可塑型的光棒和視頻纖維硬鏡[8]。之后,受普通喉罩插管的啟發(fā),經(jīng)過改進,1997年出現(xiàn)了專門用于盲探引導(dǎo)的插管喉罩(LMAFastrach)[9]。

隨著時間推移,仍未發(fā)現(xiàn)能很好解決困難氣道問題的插管工具,醫(yī)療領(lǐng)域的人們?nèi)栽诓粩嗟厮妓?。即使到?003年的Glide視頻喉鏡[10],氣管插管似乎也未能跳出“口、咽、氣管三軸線盡量重疊”的思維束縛。Glide視頻喉鏡所不能的,即導(dǎo)管不會自動隨著喉鏡移動位置,插管者只能一只手攜持Glide喉鏡,用另一只手調(diào)整導(dǎo)管位置和方向并固定導(dǎo)管,而后續(xù)的向聲門內(nèi)送入導(dǎo)管和退出管芯的動作,則必須由助手協(xié)助完成。Glide喉鏡的尺寸上與Macintosh直接喉鏡相差無幾,因此,張口度不足時置入Glide喉鏡仍顯困難。而且,分離其鏡體和導(dǎo)管以及抽出管芯均需助手協(xié)助等不便之處,與傳統(tǒng)的直接喉鏡亦十分相似[1]。2006年,攝像頭被安裝在了插管喉罩上,形成了視頻插管喉罩LMA CTrach,構(gòu)成了實際意義上的“氣管導(dǎo)管外管槽引導(dǎo)”[11](簡稱“管外管”)。但其喉罩的退出過程非常繁瑣,除非待拔管時隨導(dǎo)管一并退出。

Glide喉鏡和LMA CTrach喉罩各自的缺點導(dǎo)致它們在普通氣道插管時不夠方便,這在某種程度上影響了它們的普及。雖然每一種喉鏡有各自的優(yōu)缺點(表1),但總體上講視頻喉鏡在很多場合迅速取代了直接喉鏡,特別是對于已預(yù)見的困難氣道,視頻喉鏡應(yīng)該放在首選[12]。Saxena在2009年針對困難氣道的處理流程中提出,流程應(yīng)當(dāng)包括使用視頻喉鏡,而不應(yīng)該盲目反復(fù)嘗試插管和其他喉鏡[13]。難怪2012年,Fiadjoe和Litmand在一篇為視頻喉鏡和纖維軟鏡的隨機對照研究報告中感嘆:“縱觀喉鏡的發(fā)展過程,我們是否可以發(fā)問,直接喉鏡將會扮演什么樣的角色、還有常規(guī)存在的必要嗎？未來喉鏡的主導(dǎo)技術(shù)是什么？纖維軟鏡還能占山稱王嗎[14]？”美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(American Society of Anesthesiologists,ASA)在2013年的困難氣道處理指南[15]中明確指出:對于困難氣道首選視頻喉鏡。由此可見,視頻喉鏡的臨床價值已得到了肯定[16]。

教科書仍未給出理想喉鏡的定義,市面上已出現(xiàn)了能夠便捷使用且同時適用于普通和困難氣道(不是畸形、占位等異常氣道)的新型喉鏡——管外半環(huán)管視頻喉鏡(semi-channel video laryngoscopy,SCVL)。它具備了下面4個特點:(1)可不必將口、咽、氣管三軸線重疊,即最大限度的在自然體位下顯露聲門。(2)帶有視頻攝像頭。(3)喉鏡前端和導(dǎo)管可以聯(lián)動。(4)單人操作使導(dǎo)管脫離喉鏡[17]。具有這種結(jié)構(gòu)和功能的喉鏡在喉鏡演進史上也是具有里程碑意義的。實際上,“管外半環(huán)管”視頻喉鏡讓氣管插管又回到了270年前的間接喉鏡上來。但在其鏡片外新設(shè)了半環(huán)結(jié)構(gòu)增加了自身的占位效應(yīng),使本身空間有限的口腔、咽喉更顯狹小,張口度小等困難氣道問題仍不能被解決。

二、目前臨床開放氣道的難點及痛點

(一)實施氣道開放的人員及流程存在不足

目前,國內(nèi)各醫(yī)院急診室雖也允許經(jīng)過培訓(xùn)或老資歷的護士實施緊急氣管插管操作[18],但大多用的是普通喉鏡。一旦首次插管不成功或評估為插管困難則更換操作者,或替換為急診醫(yī)師進行操作,數(shù)次嘗試插管失敗才選擇緊急通知麻醉醫(yī)師來幫助插管。這樣的處置流程耽誤了大量寶貴的搶救時間[19]。并且對于一些特殊的困難氣道患者,麻醉醫(yī)師有時也是無能為力的。無法及時進行機械通氣,那么患者也就兇多吉少了。

表1 各類氣管插管器具特點比較

(二)可視喉鏡設(shè)備價格高昂、功能尚存不足

無論是間接喉鏡、直接喉鏡、光棒、纖維軟鏡、喉罩,還是可視喉鏡,雖經(jīng)一代代醫(yī)療工作者的不斷探索,有了一次又一次的更新發(fā)展,仍存在許多尚未解決的醫(yī)學(xué)難題,同時其操作方案缺乏一定的規(guī)范性,因此有待于進一步的研究和創(chuàng)新。但SCVL可視喉鏡已具備現(xiàn)代喉鏡的4個特點,由它取代直接喉鏡的趨勢已經(jīng)明確[20]。然而,由于可視喉鏡價格昂貴,部分大醫(yī)院只能少量引進并應(yīng)用于急診[21]。同時,因可視頻喉鏡直視的終末部位僅限咽喉和聲門,故尚存一些缺點:(1)對于張口度小、頸粗短等特殊氣道仍無法完成插管,而需可視喉鏡聯(lián)合支氣管鏡來引導(dǎo)完成[22]。(2)對于頸椎損傷或可疑損傷的患者,可視喉鏡插管時很難保證不改變頸部的體位。(3)對于抽搐、痙攣的患者,喉鏡無法從口腔置入。(4)窒息患者(兒)出現(xiàn)言語或呼吸不能、面唇青紫、Heimlich征象[23]時,因不能直視患者氣管深部,故無法知曉其氣道中是否有異物以及是什么樣的異物。

(三)對特殊困難氣道的處置流程存在醫(yī)學(xué)爭議

對氣管異物的窒息患者,在醫(yī)學(xué)上出現(xiàn)了兩種矛盾的觀點:(1)“無論如何,救命要緊”?；颊吆粑贝?甚至即將停止呼吸,總不能眼睜睜看著患者死亡。給予緊急氣管插管并建立人工氣道,患者還有獲救的可能。但這一操作也有可能將異物推入更深的氣道,也可能因粗大異物被強行移位而損傷氣道。(2)“切忌氣管插管”,需要“立即解除氣道阻塞,保持呼吸功能”[24]。這就要求搶救者在第一時間應(yīng)用工具或方法取除異物、使氣道通暢,而避免盲目插管。而在急診和急救的緊急環(huán)境下,往往難以在第一時間內(nèi)獲得纖維支氣管鏡等高端裝備,且此類昂貴的器材均需由專人操作。在此特殊狀況下,急診醫(yī)師就陷入了兩難的境地:一方面,眼看著患者危在旦夕卻無能為力;另一方面,緊急請?？漆t(yī)師(五管或呼吸科、兒科)會診取出異物,在二級及二級以下的醫(yī)院往往難以做到快速反應(yīng),且在急會診的流程設(shè)置上同樣存在不一致性:是讓專科醫(yī)師攜帶纖維支氣管鏡等設(shè)備到急診科內(nèi)實施操作,還是將患者轉(zhuǎn)運至目的科室后再準備相應(yīng)設(shè)備和進行?？铺幹媚?？眾所周知,氣道異物患者(尤其患兒)的病情千變?nèi)f化,每一分每一秒的等待都意味著死亡的逼近,在臨床,這類血的教訓(xùn)不勝枚舉。因此,特殊困難氣道患者的處置流程,仍是需要被不斷完善和規(guī)范。

三、直入式可塑視頻氣管插管鏡的定位設(shè)計和功能特點

直入式可塑視頻氣管插管鏡(ZL2015203087261)是作者研究的一款新型專利產(chǎn)品,集可視喉鏡、支氣管鏡、氣管插管導(dǎo)芯三位一體且具有復(fù)合功能的新裝備,插管鏡可隨氣管導(dǎo)管同步進入口腔、咽喉、聲門、氣管甚至支氣管,其在氣管導(dǎo)管中同步前行、鏡像前置,所以不存在占位效應(yīng),可實現(xiàn)在急診、急救中的緊急搶救、快速救治需求。正因為它兼具可視喉鏡、支氣管鏡及導(dǎo)管管芯的功能,所以不能被定位為其中的某一種,而是真實意義上的氣管插管鏡。目前已進入臨床試驗階段,即將被應(yīng)用于臨床。

其設(shè)計結(jié)構(gòu):鏡身為富有柔韌性的合金管,質(zhì)地軟硬適中,管徑細,可根據(jù)需要任意彎曲;管的遠端設(shè)置有防霧攝像頭及發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)光源;攝錄的清晰圖像可實時接收并通過無線或通用串行總線(universal serial bus,USB)傳輸?shù)斤@示屏上;同一管徑的鏡身可用于成人也適用于兒童,鏡身可直接置入內(nèi)徑3～8 mm氣管導(dǎo)管內(nèi),并隨導(dǎo)管同步前行;移動電源采用鋰電源,整體質(zhì)量輕,攜帶方便。

功能特點:直入式可塑視頻氣管插管鏡除具備上述現(xiàn)代喉鏡的4個特點外,還實現(xiàn)了5個新功能:(1)實現(xiàn)了無線傳輸,減輕了整體重量,顯示器可放置于操作者的最佳觀察位置,避免了在插管過程中因調(diào)整管身而帶來的圖像晃動和觀察不便;因使用高能鋰電池,使設(shè)備更便于攜帶,更適宜于野外救援及急救治療。(2)實現(xiàn)了從Glide視頻喉鏡的雙人協(xié)助操作到單人單手操作的轉(zhuǎn)變,操作者可在直視下可邊行氣管插管邊吸引分泌物,保證了視野和目標部位的清晰[25]。(3)實現(xiàn)了氣管插管深度的精準可控,氣管內(nèi)可視操控,可準確到達氣管隆突上方2～4 cm處[26],而不會誤插入支氣管。(4)可視插管是一種簡單有效、容易掌握的技術(shù)[27]。只要對急診、急救醫(yī)護人員進行視頻氣管插管鏡的簡單培訓(xùn),就可實現(xiàn)第一現(xiàn)場(時間)對氣道窒息患者進行直視下的邊插管、邊觀察、邊鉗取(吸引)異物的系列操作,亦即實現(xiàn)《院前急救診療常規(guī)和技術(shù)操作規(guī)范》“立即解除氣道阻塞,保證呼吸功能”的總體目標,避免了氣管插管時人為將異物推入深處,也不再需專科醫(yī)師介入處置。(5)實現(xiàn)手術(shù)麻醉中實時圖像下單肺通氣操作 ,摒棄了經(jīng)驗操作的不確定性,不再強調(diào)雙腔支氣管導(dǎo)管插管過程的定位要求[28],降低了麻醉單肺通氣插管的技術(shù)難度。

四、直入式可塑視頻氣管插管鏡的應(yīng)用展望

正因為直入式可塑視頻氣管插管鏡(簡稱氣管插管鏡)比SCVL具有更多的優(yōu)勢,所以如應(yīng)用于臨床,將給氣管插管帶來直觀、高效的操作效果,既降低了插管的難度,又提高了插管的成功率。下面簡述直入式可塑視頻氣管插管鏡臨床應(yīng)用的幾個難點問題的解決方案。

(一)困難氣道

由于本氣管插管鏡管徑細、可塑性好,打開電源開關(guān),將鏡身置入氣管導(dǎo)管后,可根據(jù)各種困難氣道情形,預(yù)先在離導(dǎo)管遠端7～8 cm處側(cè)彎一定的弧度。操作流程:將咬口墊置入患者口腔呈自然張口狀[29],患者可保持自然體位。操作者單手持鏡身隨導(dǎo)管同步從咬口處進入,邊插邊觀察實時圖像顯示。根據(jù)解剖標志,順序通過口腔、咽喉、聲門,進入氣管中可看到氣管環(huán),此時可快速退出鏡身,調(diào)小弧度后再入導(dǎo)管,隨氣管導(dǎo)管一起進入到氣管中部的適宜位置,觀察氣道無異常,退出鏡身。接上球囊或呼吸機管路,完成插管過程。此操作在圖像直視下進行,所以不用擔(dān)心導(dǎo)管會誤入支氣管中,出現(xiàn)單肺通氣的情形。

(二)特殊情形的氣管插管

對于頸椎損傷或可疑損傷患者,按常規(guī)氣管插管方法有可能造成頸髓挫傷或截癱[30],此情形可同“四(一)”所述方法,不必使患者頸部處于過伸位即可進行插管。對于清醒氣管插管患者,由于沒有粗大喉鏡片的刺激,直視下的導(dǎo)管及管內(nèi)鏡身在移過程中可清楚地觀察到聲門及聲門裂的開合,并在聲門裂打開的瞬間快速、精確地置入氣管導(dǎo)管,完成插管。對于牙關(guān)緊閉的痙攣、抽搐患者,可用多功能氣道開放器自然撐開牙齒并保持一定的張口度,再置入氣管導(dǎo)管,而不必擔(dān)心患者會咬住氣管導(dǎo)管及氣管鏡阻止置管的前行[31]。

(三)氣道異物造成的窒息

在急救現(xiàn)場或急診第一時間,當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣道異物的窒息患者,特別是氣道完全性阻塞者,通常存在意識的改變?，F(xiàn)場醫(yī)護人員可迅速取出直入式可塑視頻氣管插管鏡,挑選合適內(nèi)徑的氣管導(dǎo)管(以成人8 mm、兒童5 mm為宜),取出消毒包裝內(nèi)的氣管異物鉗,患者口唇部置入咬口墊,將導(dǎo)管外周及鏡身表面用石蠟油充分潤滑后,鏡身置入導(dǎo)管,直視下邊觀察邊經(jīng)口置入氣管導(dǎo)管。當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣道異物后,可用異物鉗直接夾取或負壓吸除(果凍類)。由于鏡身足夠長,此法可進入左/右支氣管中取出異物,從而維持氣道的通暢。通過上述操作,簡化了搶救流程,避免了科室間輾轉(zhuǎn),節(jié)省了寶貴的搶救時間,為成功搶救打下基礎(chǔ)。有12例小兒下氣道異物(豆類4例,花生米2例,果凍1例,金屬1例)全部用纖維支氣管鏡取出的成功案例報道[32]。對于新生兒重度窒息,如是非固體異物,可用低壓吸引器吸除口咽部羊水及胎糞后直接氣管插管[33],能有效救治。

(四)麻醉中的單肺通氣

胸科手術(shù)麻醉中需雙腔支氣管導(dǎo)管(double lumen endobronchial tube,DLT)等插管行單肺通氣的情形較多,通常由相當(dāng)資歷和經(jīng)驗的麻醉師操作實施[34]。傳統(tǒng)操作是盲法插管和聽診法驗證,此法存在較大的盲目性和主觀性[35],一次成功率約60%。也有借助纖維支氣管鏡來完成的,成功率雖有明顯上升,但操作時間長、過程繁瑣[36]、參與人員多,對操作者要求也高。如應(yīng)用直入式可塑視頻氣管插管鏡,當(dāng)隨氣管導(dǎo)管進入聲門后可從導(dǎo)管中迅速退出鏡身將弧度調(diào)小再次置入導(dǎo)管并接近氣管隆突,如需將導(dǎo)管置入左支氣管,可向左旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管后繼續(xù)推進,完成插管后退出鏡身;如需進入右支則向右旋轉(zhuǎn)即可進入。整個過程在直視下完成,省時省力,可實現(xiàn)麻醉師單人操作,對于低年資的麻醉師經(jīng)簡單培訓(xùn)也可輕松操作。

五、新設(shè)備的設(shè)計與應(yīng)用帶來的變革和思考

縱觀喉鏡270多年的發(fā)展歷史,從間接喉鏡到直接喉鏡,從可視喉鏡到無線接收的直入式可塑視頻氣管插管鏡,是一個漫長而艱苦的改變過程。國內(nèi)外多少醫(yī)者為之不懈的努力,每一步的變化都順應(yīng)時代變革和進步。綜上所述,如能實現(xiàn)上述的諸多功能、解決醫(yī)學(xué)上氣道管理的固有難題,將是喉鏡發(fā)展史上的飛躍,可實現(xiàn)氣管插管的全程跟蹤和可視觀察,臨床將擁有以氣管插管命名的“氣管插管鏡”而不是喉鏡。一些醫(yī)學(xué)概念,如困難氣道分級、困難氣管插管的定義將有所改變;急救流程和急救理念也將會有所改變,一些氣管插管操作方法將被簡化。具體變化有如下:

(一)原有的插管深度標準“男性插管22～24 cm,女性21～23 cm”只是估算值,可因人而異、精準可控,能將導(dǎo)管遠端精確置入到氣管中部(氣管隆突上方2～4 cm)。

(二)原強調(diào)氣管插管操作前應(yīng)先進行“開放氣道”、“壓額抬頦”等動作,如今可于插管前置入咬口墊,對插管體位便不再特別強調(diào)。

(三)原有氣管插管操作流程被簡化,緊急氣管插管后雙肺聽診不再作為常規(guī)要求,插管操作時間縮短,提高了搶救效率和成功率。

(四)原有困難氣管插管的概念將被重新定義,氣管插管操作將變得更加容易,只要經(jīng)過簡單培訓(xùn)就可輕松實現(xiàn),降低了救治的難度。

(五)原有的喉鏡和支氣管鏡具有了不同概念和功能,從而催生一類新型的氣管插管和氣道檢查專用工具,即“氣管插管鏡”。

(六)發(fā)生氣道異物梗阻后,如應(yīng)用海姆立克(Heimlish)手法無效,應(yīng)立即采用直入式可塑視頻氣管插管鏡檢查氣道并用異物鉗取出被發(fā)現(xiàn)的異物。Heimlich急救手法不再是唯一措施,而施救者也不再用手指直接伸進患者口腔以清除異物,避免了被咬的危險和尷尬,行環(huán)甲膜穿刺及氣管切開等有創(chuàng)操作的幾率將降低。

(七)手術(shù)麻醉的單肺通氣技術(shù)變得容易掌握,對麻醉師也不會有嚴格的資歷限制。

任何新事物的研發(fā)與普及并不是一帆風(fēng)順的,產(chǎn)品及理念也無法保證完美無缺。其推廣普及首先需要醫(yī)學(xué)專家在理念和概念上的認同,其次需要臨床應(yīng)用培訓(xùn)及醫(yī)學(xué)驗證,找出應(yīng)用上的不足并加以改進,最后才是應(yīng)用普及,這是一個嚴謹而實事求是的過程。希望在這“萬眾創(chuàng)新”的新形勢下,祖國醫(yī)學(xué)發(fā)展取得不斷的進步和突破,有更多的新技術(shù)、新裝備應(yīng)用于臨床,挽救更多的寶貴生命。