【谈古论今】麻醉“头板斧”—气管导管进化史

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提到麻醉医生，人们脑海中首先出现的就是风风火火的急插管画面。尤其在新冠肆虐以来，“气管插管”这一名词越来越多地以挽救生命的重要作用出现在新闻报道中。在麻醉医生的日常工作场景中，气管插管作为一个基本技能往往在波澜不惊中即可完成，我们手中的气管导管看似普通却也大有来头。

气管导管首次用于临床

气管导管第一次被明确记录用于临床治疗是在1885年由美国儿科医生Joseph O’Dwyer完成，当时他采用盲插技术置入金属导管拯救了一例白喉病人。在此之前拯救白喉患者最常用的技术为气管切开，但当时该技术的生存率仅有10%。此病例后，这种盲插技术在1888年的《纽约医学杂志》上第一次公开发表，并在同年被成功应用于胸科手术机械通气中。O’Dwyer所使用的的插管套件包括开口器、送入和撤回导管的工具以及金属导管。     

Joseph O’Dwyer与其设计的喉部插管设备

由于材料的局限性，十九世纪时的气管导管大多为金属材质，随着第二次工业革命的完成，市面上出现了新型的塑料和橡胶材料。于是在1900年德国外科医生Franz Kuhn利用新型材料制作了可弯曲的导管，并发表了经鼻插管的第一篇论文，他认为经鼻插管给外科医生留出了更多的口腔操作空间，尤其在当时战争中大量的颌面部手术需求下。Kuhn也是第一个意识到外科刺激容易造成喉部痉挛的医生，因此他认为在喉部采用可卡因麻醉对于插管来说十分必要。这也是表面麻醉清醒插管的雏形，这一技术现如今也被广泛应用于困难气道患者的处理中。

随着二十世纪外科技术的进步和对麻醉需求的提高，医学家们对气管导管进行了更为现代化的改造。1928年来自美国的Guedel和Waters第一次在气管导管上加上了可充气的套囊，并在自己家的小狗身上做了实验，麻醉后的小狗被置入此种带套囊的导管后在水下呆了一个小时后依旧存活，据报道这只小狗随后同Waters和他的家人一同生活了很久。很快，带套囊的导管正式进入临床使用并有效防止了机械通气中气体泄漏以及误吸的发生。值得一提的是这两位医生好友日后还一同设计了我们今天所使用的口咽通气道。1940年前后Frank Murphy对当时的Magill管作出了改进，其中最大的改动是在导管的侧面增加了1-2个被称为“eye”的侧孔并描述其目的为“如果气管导管末端的孔被堵住，至少还有其他孔可以帮助病人透气”，这一创新点被称为“墨菲眼”，并发表在当年的《麻醉与镇痛》杂志上。

无套囊气管导管（左），含有套囊的气管导管（中），墨菲眼（右）

气管导管与肺隔离

在麻醉医生气道管理的征程上，另外一个重要事件就是肺隔离重要性的发现，这一技术早在1931年即被提出，正是上文中可充气套囊的发明者Waters医生首次将单肺通气运用于胸科手术。当时他同Gale医生一起设计了一种新型的气管导管插入单侧支气管，导管上的气囊可以密封住另一侧支气管从而隔离掉该侧肺，其实该种导管作用等同于日后的支气管封堵器，但问题是隔离侧肺中无法吸引分泌物且导管很容易移位。此后医学家们一直对该种导管进行改良却无法完全克服其先天缺陷。直到1950年，Carlens医生设计出了真正意义上的双腔管, 该种导管由橡胶制成，是插入左主支气管的导管，同时主管上带有侧孔供右侧肺通气，另有一隆突钩卡在隆突上以保证和维持正确的位置。但使用过程中仍发现一些问题：包括隆突钩的断裂，喉头损伤等。1962年Robertshaw又将其改进：取消了隆突钩、区分不同套囊的颜色、分开设计左侧和右侧支气管并设计不同角度，此种新型双腔管面世后迅速受到临床医生的青睐。直到如今该种双腔管仍然是市场上最受欢迎的产品。     

肺隔离技术与双腔气管导管

气管导管的发展

    此时的气管导管仍然还是由橡胶材料制成。橡胶本身存在许多缺点，比如加温后会变硬；而且，橡胶与不同聚合物具有不同黏着度的特点使做套囊的材料必须与导管相一致。这促使研究者们积极探寻其他更适合的气管导管材料。1967年，S．A．Leader医生开始大力推广聚氯乙烯(PVC)。PVC气管导管的一个重要特性就是它在室温下能保持适宜的硬度以便插管，而且进入体内温度升高后会变软。此外，它可以内置不透射线的刻度线以便定位，可以内置为套囊充气的引导管，并且价格便宜。从此之后，PVC成为气管导管最普遍应用的材料。

一百多年以来，看似普通的气管导管从无到有，愈发精进，尤其在科技超速发展的今日更是日新月异，不断推陈出新。它如一把利器打开了无数的困难气道挽救生命，又如坚实的桥梁守护着病人的每一次呼吸。

气管导管的简要演变图

A：1928年Guedel和Waters设计的带套囊的单腔管

B：1931年Gale和Waters设计的第一代用于肺隔离的气管导管

C：1950年Carlens设计的真正意义上带隆突钩并有双套囊的双腔管

D：1962年Robertshaw设计的目前仍应用在临床上的左侧和右侧双腔管

（图片来源：Khaitan P G, D'Amico T A. Milestones in thoracic surgery[J]. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery,2018,155(6)） 

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