【头头是道】接受择期手术的成人气管导管大小-叙述性评论

选择合适大小的气管导管需要了解正常气管的尺寸。这里存在一个问题，在这些方面测量人群之间、人群内部和研究之间，无论使用哪种方法都有显著的差异。尸体研究表明，在相同人群的受试者之间的气管尺寸有很大的可变性。例如，在环状软骨水平的冠状面，男性和女性的平均直径分别为15 mm (11-21.5 mm)和11.6 mm (8.9 - 17 mm)。此外，作为常见损伤部位的环杓关节间隙，男性平均为12.6 mm (8 - 18.2 mm)，女性平均为10.3 mm (7.4 - 13 mm)。后者尤其重要，因为气管导管“靠”在杓状软骨这个小关节面上，可能导致直接损伤、半脱位和压力性损伤。使用X射线和CT成像的放射学研究也表明研究人群中存在很大的差异，但与尸体数据一致，即气管最窄的部分在声门下，通常在冠状面男性的尺寸比女性大。即使将身高因素考虑在内，这些差异仍然存在。虽然旧的放射学和尸体研究不能证明与患者身高相关，但最近的多平面CT研究表明身高与气管大小呈正相关。虽然身高现在被认为是气道大小的关键决定因素，但体重一直被证明与气管大小无关。目前尚不清楚体重指数(BMI)是否有影响，但如果有影响，则与气管大小呈负相关，BMI是危重病人气管切开术后发生声门下狭窄的独立危险因素。不同种族背景的人群之间存在很大差异，但当考虑到身高等其他变量时，其对气管大小的影响尚不明确。

重要的是要了解这些方法的局限性，特别是从尸体研究中，组织被固定和保存，导致肌肉纤维长度和弹性减少。同样，横断面成像也可能容易由于CT切片的平面和厚度不同而产生误差。尽管有这些限制，成人气管直径通常引用的为男性13-27mm和女性10-21mm的标准范围内。因此，一个典型的大小为8.0毫米的气管导管可能导致在上述范围的下限的患者的声门下损伤。定制的尺寸在胸外科手术之外应用是有限的，因为患者不太可能进行气道成像测量。尽管床旁超声可以提供更多的信息，但这并不是目前常规实践的一部分，并且增加了负担。声门并不是气管最狭窄的部分，因此在直接或视频喉镜检查时通过临床观察气道的尺寸是不切实际的，而且在尺寸选择方面的益处有限。考虑到这一点，我们应该如何选择气管导管的尺寸？

 

气管导管的大小是由其内径而不是外径或长度决定的。内径的大小关系到麻醉的安全和实施，而外径与气道创伤有关，因为气道必须容纳外径。在本综述中导管的“尺寸”指其内径。麻醉教科书推荐女性用7.0mm的导管，男性用8.0mm的导管进行常规麻醉。一些作者建议，女性和男性应分别常规使用7.5 - 8.5 mm的气管导管，理由是担心潜在的气流受限和较小的气管导管无法达到最佳的气管封闭。标准的8.0 mm气管导管的外径大于10.5 mm，因此，在一些患者中，它可能通过气道的声门下部分而造成粘膜创伤。

最近的社论建议较小的气管插管可以安全地用于常规麻醉，理由是降低创伤风险、术后并发症和更容易气管插管。然而，并不是所有的管子都是一样的。导管的物理特性随尺寸、制造、以及使用的导管的类型而变化。例如，在给定内径的情况下，加强型导管和套囊上方可吸引的气管导管的的外径更大。图2表明，随着内径减小，外径和管长(图2a)、套囊直径(图2b)、套囊容积(图2c)、套囊近端到导管尖端的距离(图2d)都相应减小了。表1举例说明了作者所在机构使用的气管导管在物理特性上的差异。这些变化可能会导致插管对患者来说太长或太短，特别是预制的导管(如RAE导管)和使用鼻气管插管时。这些差异也可能导致套囊引起的气道损伤。较大的导管有较长的套囊(图2d)，因此，在一定的深度，套囊会更靠近气管近端，更靠近声带，并与较长的气管粘膜压迫相联系。

 

如果选择气管导管进行气道管理，它通常是为了实现以下一项或多项功能:维持患者的气道安全；实施正压通气；允许进入气道(用于插管辅助、气管插管用具或支气管镜检查);或者封闭气管，保护肺部不会误吸。气管导管的大小可能会影响所有这些功能，导致使用小直径导管时的安全问题（总结见表2）。

 

维持一个安全的专用气道

通畅程度小的气管管腔内阻塞常继发于是生物膜和患者分泌物的形成，这可能会增加气管导管阻力和气道阻塞，与其他形式的湿化相比，在使用湿热交换设备中更为常见。这些发现并不局限于长时间通气的病例，已被证实发生在插管数小时内，在50%的病例中，压力下降与减少导管有效内径1毫米相关。虽然这些数据来自病情严重的病人，类似的情况可能会出现在手术时间长和高分泌物负担患者的围手术期，包括:慢性阻塞性肺疾病;支气管扩张;和吸烟者。阻塞也可能是继发于外力引起的气管导管塌陷或扭结。与较大的导管相比，较小的导管更容易变形，更容易受到外部压缩。例如，一个尺寸为8.0mm的管子要比一个尺寸为6.0mm的管子需要三倍的力来重塑它。虽然这种特性使较小的导管更容易符合气道的形状，扭结继发的气道阻塞风险更大，而且随着插管时间的增加，但由于导管温度升高和软化，扭结的风险也增加。扭结多发生在口腔外，可以很容易地诊断和处理;然而，在少数情况下，它发生在气道内，可能需要更换导管。因此，使用小导管的自由度较小，这种风险需要在更广泛的背景下对患者进行评估。

便于正压通气

较小的气管导管有更小的管腔横截面积和更大的阻力气流。因此，力学模型预测，当腔径每减少1毫米时，呼吸的吸气功增加67-100%。在成人实践中，由于增加了呼吸做功和肺不张的可能，病人在气管插管情况下时长时间自主呼吸是不常见的。更常见的是，大多数现代麻醉机使用的控制或辅助通气模式。这些呼吸机可以通过应用吸气压力支持来补偿额外的呼吸做功。随着管道内径的减小，需要更大的压力支持，来将呼吸的吸气功降低到零。例如，在9.0 mm管上施加4cm H2O的压力支撑，在7.0 mm管上施加8cm H2O的压力支撑，可以消除导管带来的额外呼吸工作。然而，短时间的自主通气可能是安全的。在一项对呼吸衰竭的危重患者的研究中，与拔管后用自己的气道呼吸相比，在使用T型管进行2小时自主呼吸试验时，气管插管增加了10%至15%的额外呼吸做功。因此，接受常规麻醉的健康择期患者在拔管前可以耐受短时间的自主通气，而不会出现有伤害的呼吸做功。

当使用较小的导管时，不会增加呼吸机引起的肺损伤(如气压性创伤)的风险。但与较大的导管(8.0 mm)相比，使用小的气管导管(6.0 mm)进行正压通气确实会导致更高的呼吸机峰值压，但这并不代表更高的气管内(也就是是肺泡)压力。也许更重要的是这增加了对呼气气流阻力的影响，这可能会影响分钟通气量，或以动态过度通气和发展成内源性的PEEP为代价。对没有潜在气流阻塞的患者，使用6.0 mm的导管可获得高达13 l/min的分钟通气量，而临床无明显增加内源性PEEP (< 3cm H2O)。对于大多数患者来说，这些水平的分钟通气量对于择期手术(包括腹腔镜)是足够的。这些发现在一项前瞻性观察研究中得到了证实，该研究对30例接受择期神经和脊柱手术的患者进行了导管大小为6.0 - 6.5 mm的气管插管。在这项研究中，患者的肺通气正常，分钟通气量为7-8l/min，远端（气管）充气压力或气体储留没有增加。虽然这项具有较高内部有效性的研究设计良好，但是研究很小型，除了没有排除气流阻塞的患者，仅包括有限的患者伴随疾病的信息。因此，它对更广泛的患者群体的适用性应该根据具体情况而解释。然而，在机械模型中也有类似的发现，尽管呼气时间很短，只有2 s，通过6.0 mm的导管过度通气（9.5 l/min）导致的内源性PEEP小于2cm H2O。这比临床实践中常规正压通气时的PEEP水平要低得多。此外，如果目前临床建议避免过度通气作为术中肺保护策略的一部分，这也不太可能造成问题。

为了保证安全通气，导管的大小是有限制的。当气管导管直径小于5.0 mm时，在正常通气时开始出现明显的气体潴留。由于前面讨论的与腔内分泌物有关的原因，在高危患者使用小导管(6.0 mm)时，这种情况可能更常见。虽然6.0mm的导管可以安全地用于大多数成人患者的通气，但大部分数据来自:机械模型、健康的志愿者、或无呼吸道疾病或无明显分泌物负担的患者。因此，一个适合临床背景的风险/益处判断是有必要的。

允许气道进入

对患者分泌物的管理是保证充分通气和保持气道通畅的必要条件。在重症监护室接受机械通气的患者更常进行气管插管吸引，这在择期手术中也是必要的，特别是对吸烟者和有潜在呼吸疾病的患者。小导管(6.0-6.5 mm)即使是少量的病人分泌物也可能造成严重阻塞。对于普通无粘性分泌物的处理，通常使用窄孔吸引导管就足够了;然而，粘稠的分泌物可能需要大口径吸引导管。4.0 mm口径吸引管会阻塞6.0 mm导管44%的面积，但只阻塞8.0 mm导管25%的面积。在一个临界点上，这可能导致吸引管周围的导管内无法输送足够体积的气体，导致明显的胸内负压，引起肺塌陷和血流动力学不稳定。当吸引导管外径与气管导管内径之比超过50%时，已观察到上述情况。如果使用推荐的低吸引压力-20kpa，这个问题就不那么严重。在这种情况下，4mm的吸引导管通过6.5 mm管传递到肺部的负压为-4.7 cm H2O，通过尺寸为8.0 mm的导管时负压则为-1.6 cm H2O。这可能是可容忍的，没有显著的后遗症。手术室负吸系统能够产生-80kPa的较高抽吸压力，可（有意或者无意的）用于临床操作。在这种情况下，4mm吸引管将通过6.5mm和8.0mm气管导管向肺输送负压分别为-13cmH2O和-3.8cmH2O，前者可能导致严重的肺泡塌陷和血流动力学不稳定。此外，在临床实践中，管内分泌物减少有效管腔面积的情况可能无法预料，虽然这种压力变化可以通过使用持续气道正压和高气体流量的密闭式吸引系统来减弱，但这些系统在手术室中不一定有。因此，小导管不适合需要气管导管内常规大口径吸引的患者。

在喉镜检查中，较小的气管导管比较大的气管导管在口腔中占据的空间更小，从而可以获得更好的喉镜视野。更小的直径和斜面在插入气管时对喉结构(如杓状软骨)的冲击更小。现代的插管技术如光纤和声门上气管插管也更容易，例如，一个6.0mm的导管可以通过一个3号或更大的喉罩，而一个7.0mm的导管只能通过5号喉罩插入，当然这也取决于张口度和病人的体型，不是所有病人都适用的。同样，由于支气管镜和气管导管之间的舒适配合，气管导管进入气管后更容易通过，对声门的冲击更小，因此纤维镜插管也更容易。当使用更小的导管时，一种担忧是可能需要使用刚性插管辅助，以克服其增加的灵活性和弯曲倾向，这可能会阻碍通过声门。唯一的前瞻性研究调查发现，92%的患者可以使用5.0 mm抗激光导管，无需导芯或探条。参与本研究的大多数患者BMI较高，25-30%有心肺疾病，因此并不一定代表容易插管。然而，在喉部视野有限的情况下，这些辅助是必要的。对于大多数成年人来说，导芯、探条、气道交换导管、细支气管镜，都是专为6.0-mm及以上的气管导管设计的。重要的是要认识到随着导管尺寸的减小，它作为气道导管的效用越来越受到影响。例如，一个6.0mm口径的支气管不能容纳一个带大工作通道的5.7mm口径的支气管镜，用于治疗性支气管镜检查。在预料或未预料到的困难插管的患者来说，6.0 mm大小的导管可能是不限制使用插管辅助工具的最低的尺寸限制。然而在某些病例中，这可能仍然不足以作为气管的通道，这就强调了导管大小的选择在患者和特定背景下的重要性。

密封气管，保护肺部不误吸

在麻醉中，误吸是气道相关死亡的主要原因。为了减少误吸的风险和促进有效的正压通气，气管导管必须密封气管，避免空气在导管周围逸出。这也表明了使用高容量低压力套囊，比传统的高压力低容量套囊对粘膜更适合气管，对黏膜施加的压力更少。较小的气管导管占气管的截面积更少，导致人们担心尽管套囊膨胀，其密封气管的能力较差，或需要过多的套囊压力。支持这一观点的数据是基于对儿科人群的研究，不能可靠的推断成人。相比成人导管，在实验测试中儿童导管的套囊(< 5.0 mm)有较低的顺应性。在一项使用有弹性后壁的D型气管模型的台架研究中，导管的大小对密封容积和气管壁压力的影响是不一致的，且因制造商而差异很大。这些模型的一个局限性是它们不能准确地模拟临床实践中气管形状和顺应性的变化。考虑到这一点，对择期手术患者的小型前瞻性研究表明，当使用较小的导管时，不需要增加套囊压力来实现气管密封。考虑气管封闭时，套囊直径而不是气管导管的内径应接近气管直径。较大的气管导管比较小的气管导管占有更大的气管横截面积，也有更大的套囊和更大的残余体积。当套囊膨胀到给定的压力时，套囊中仍有大量剩余容积，这导致在套囊上形成纵向褶皱，并可能导致上方的碎屑泄漏到肺。当套囊的直径接近气管的直径时，当套囊充气时它接近其最大容量，因此没有与抽吸相关的隆起。在离体犬模型中，当套囊压力保持在20cmH2O不变时，使用9.0 mm口径的导管肝素化的血液可以以5.1 ml/min的速度通过套囊内凹处泄漏，但当使用6.0 mm的导管则可以忽略泄露。在进行的随机对照试验中，可能是为了避免套囊褶皱隆起，在进行手术的麻醉患者检测到漏气之前，就使用更小的气管插管，可以使胸内压力达到更大。理论上，当胸内压较低时(如自主呼吸或PEEP丧失)，这种特性可进一步减少套囊上方的误吸。

围手术期气道损伤

围手术期气道损伤是常见的，短期气管插管后，50%的患者表现为声带溃疡、肉芽组织形成或水肿。这些损伤在咽部异常患者如吸烟者中更常见。86%的患者在发病6个月后可在CT上发现异常。幸运的是，严重的伤害很少。在美国麻醉师协会的已结案索赔分析中，87%的气道相关索赔被归类为“临时的”或“非致残的”。有趣的是，这类索赔主要来自于接受择期手术的妇女，她们没有任何困难插管的记录。创伤部位通常是喉部，80%的病例发生在没有困难的气道管理的情况下。这也适用于不包括气道手术的气管损伤(被归类为“气管损伤”)。困难的气道管理与咽部和食道损伤如穿孔有关。虽然在这些数据中没有探讨导管大小在气管插管相关损伤机制中的作用，但值得回顾。我们对气道损伤的理解大部分是基于重症监护研究和动物模型。糖尿病和高血压等患者因素与长期并发症的发生有关，应用来自需要长时间机械通气和器官支持的患者的数据必须在一定程度上谨慎解释，因为他们比接受常规手术的患者更容易受到喉部损伤和异常伤口愈合的生理影响。创伤性、长时间气管插管是并发症发生的最重要的手术因素。然而，气管导管的特性大小、形状和材料)、套囊压力和插管条件也起着的作用。

即使在最直接的气管插管中，喉粘膜也经常受损。损伤由直接创伤(磨擦)或更常见的继发于导管或套囊的压力引起的粘膜缺血和坏死造成。擦伤是偶发性的，可以发生在喉相对于气管有运动时，如气道管理、患者运动或活动(如咳嗽)时，甚至在正常通气期间。较大的导管更有可能撞击喉部结构，导致声带损伤，并接触声门下黏膜，导致撕裂、糜烂或气管破裂。压力导致的损伤是常见的，当超过正常的粘膜毛细血管灌注压30mmHg一段时间后就会发生。圆柱形气管导管位于五边形声门的后内侧结构上，较大的外径会拉伸声门开口，并对左右杓状软骨施加压力。气管导管的曲线只有切点接触，因为它靠在这些结构上，这里的压力可能超过200mmHg。随着气管插管尺寸的增大，导致的缺血面积增大。更大的管道的物理特性加剧了这种情况，它们的变形更小，为了符合气道的形状在咽喉施加了更大的重塑力。最终可见内侧杓状软骨、后连合和环状软骨糜烂和溃疡的常见损伤模式。当使用大导管时，这种情况可能在2小时内发生，导致拔管后几天内杓状体的炎性水肿。这种损伤模式已在动物和人类择期性手术和重症监护室中得到证实。病人对这种损伤的反应决定了后遗症的严重程度。大多数病例都能很好地痊愈并自行消退。在易感病例中，特别是当基底膜被破坏时，肉芽组织形成，并可能发展为纤维化和挛缩。这是长期并发症的基础，如:声门狭窄、肉芽肿、杓状体功能障碍。这一过程已在内窥镜下被证实，因而如果可能的话，建议女性将管径限制在7.0 mm，男性管径限制在8.0 mm。

插管相关损伤的常见症状是喉咙痛和声音嘶哑。在所有情况下，女性比男性受影响更大。气管导管大小和套囊损伤在这些围手术期并发症中有着重要作用。30-50%的患者发生术后咽喉痛，在女性中更常见，这预测对麻醉的满意程度。损伤可以在咽部、喉部或气管水平。有大量的系统性回顾证实，许多操作因素可能导致咽喉痛的发生，包括:麻醉时间、气管导管大小、气管导管套囊压力，以及使用神经肌肉阻断药物。在非随机研究和随机研究中，优质研究证据表明较小的气管导管(6.0-6.5 mm)可以减少咽喉痛的发生率。两项的盲法随机对照试验，对关键混杂因素进行了控制，观察到术后喉痛的发生率和严重程度在使用6.0 mm导管的女性中与使用7.0 mm导管的女性相比几乎减半，如果同时使用静脉注射利多卡因，可能会有更大的效果。然而，这两项研究都集中在接受甲状腺、耳鼻喉(ENT)或整形手术的患者，因此手术部位对咽喉痛病因的影响也必须考虑。然而，最近的一项荟萃分析包括这些随机对照试验和一项主要接受非耳鼻喉手术的患者的大型前瞻性观察试验，当使用较小的导管时，发现合并风险降低了0.56（0.42~0.75），使需要治疗的人数减少了7人。同样术后恶心呕吐的发生率与咽喉痛相似，常规使用单种止吐药治疗13.8例，联合治疗5例。其他可能减轻咽喉痛的干预措施并没有一致证明如此大的临床效果，包括:维持低套囊压力、使用神经肌肉阻滞药物优化插管条件、使用局部和静脉用药，如利多卡因、类固醇、非甾体抗炎药物和N-甲基- D-天冬氨酸拮抗剂，如镁或氯胺酮。

气管插管后另一常见的主诉是术后声音嘶哑，有报道称高达50-60%的患者出现此症状，最近的大型数据集发现约有三分之一的患者出现术后声音嘶哑。与喉咙痛不同，嘶哑提示喉部的损伤。声带和喉部水肿在常规小手术中很常见，尽管它通常是无症状的。声音嘶哑通常会自限性，并在一周内痊愈。1%的病例进展超过这一时期，通常预示并发症，如:肉芽肿、声带麻痹、血肿、或杓状体半脱位，可以统称为声带损伤。水肿和血肿是最常见的，而肉芽肿和杓状软骨半脱位的病例不到0.1%。双腔管与伴有支气管阻塞的单管相比，双腔管导致声带损伤和声音嘶哑的可能性是两倍多，而8.5 mm导管与更多声嘶相关，超过6.5mm导管。一些作者报道说，在他们的实践中，常规使用较小的导管(6.0 - 7.0 mm)，没有出现声音嘶哑的病例。然而，使用更小的导管可以降低声音嘶哑的有力证据有限。最近的一项荟萃分析发现，较小的导管与24小时合并风险降低0.63(0.45-0.87)相关，但这主要基于一项对接受甲状腺手术患者的随机对照试验。更一致的是，套囊压力与术后声音嘶哑相关，可能是由于喉返神经部分前支的粘膜受压导致的神经障碍相关。一些小型的研究还调查了影响声带功能的麻醉因素。由于这些原因，一些专家主张在治疗专业歌手的围手术期使用更小的导管，但证据有限。一项观察性研究发现，导管的大小可能会导致微小的音高变化和声音疲劳，以及喉咙异物的感觉。这些结果并没有得到一致的证明。通常不考虑导管的尺寸，声嘶在24小时后都恢复到正常，因此，尽管导管的大小可能导致术后声音嘶哑，套囊压力可能是更重要的术中因素。

继发于插管或其他原因，如嗓音滥用或反流，而导致的杓状软骨溃疡后声带损伤的原因罕见(< 0.01%的病例)，如声带突肉芽肿。由于这些病例很少发生，很难设计一项研究来严格评估导管的大小与发病率的关系。因此，只有主要来自病例报告、病例系列和回顾性综述等低级别的证据。继发于插管的肉芽肿对女性的影响大于男性，且双侧受累的可能性更大。值得注意的是，80%的杓状关节半脱位发生在气管插管后，即使没有困难插管。由于气管导管的磨擦或压力使杓状软骨血肿，导致以异常的位置固定关节，引起长时间的嘶哑。很少有研究导管的大小是否直接影响肉芽肿或杓状软骨功能障碍的发展。然而，在上述典型的损伤模式中，它们确实会发生，因此一些人提倡使用更小的导管以减少理论上的风险。同样，理论上随着更大的导管的使用，因为增加了杓间软骨瘢痕形成和纤维化损伤的风险，声门后狭窄也会增加。然而，在常规手术后没有此类病例的报道，这些数据大多来自于接受长期机械通气的危重病患者。

除长期气管插管外，没有报告常规麻醉后声门下狭窄的病例。因此，围手术期声门下损伤主要表现为气管撕裂或破裂。这通常是沿后壁纵向发生的，女性的发病率较高。除外困难插管，气管破裂的风险被认为与超大导管使用高套囊压力有关。双腔气管导管的外径比标准气管导管大，使用双腔气管导管发生撕裂和破裂的风险更大。在一个使用人类喉部的实验尸体模型中，超大尺寸的高套囊压力管道比合适尺寸的高套囊压力管道破裂的风险更大。这项研究只能作为概念的证明，因为其套囊压力使用超过常规临床实践推荐(> 100cmH2O)。声门下损伤主要是由套囊引起的，所以除了观察到较大的气管导管有更大的套囊直径可能引起更长的气管黏膜损伤外，气管导管的大小不太可能是常规插管中这些并发症的关键因素。