套管氣囊內(nèi)壓與兔氣管損傷的關(guān)系

田卓莎王延慶* 宋 巖季文樾

（1 大連市金州區(qū)第一人民醫(yī)院耳鼻喉科，遼寧 大連 116100；2 大連市金州區(qū)第一人民醫(yī)院麻醉科，遼寧 大連 116100；3 中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院耳鼻喉科，遼寧 沈陽 110004）

套管氣囊內(nèi)壓與兔氣管損傷的關(guān)系

田卓莎1王延慶2* 宋 巖3季文樾3

（1 大連市金州區(qū)第一人民醫(yī)院耳鼻喉科，遼寧 大連 116100；2 大連市金州區(qū)第一人民醫(yī)院麻醉科，遼寧 大連 116100；3 中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院耳鼻喉科，遼寧 沈陽 110004）

目的研究套管氣囊內(nèi)壓與小兒氣管損傷的關(guān)系。方法選擇4～5月齡的大耳白兔80只，按照套管氣囊內(nèi)壓以及放置時間的不同，以隨機分組的方式，分為A組（20只兔子。給予氣囊內(nèi)壓15 mm Hg分別持續(xù)充氣2、4 h）、B組（30只兔子。給予氣囊內(nèi)壓15 mm Hg持續(xù)充氣2 h再分別給予氣囊放氣10、20、30 min后再次充氣2 h，反復(fù)3次）、C組（20只兔子。給予氣囊內(nèi)壓25 mm Hg分別持續(xù)充氣2、4 h）、D組（10只兔子為對照組）。結(jié)果與對照組相比較，A1組（給予15 mm Hg壓力，維持2 h），B2組（給予15 mm Hg壓力，維持2 h，放氣20 min，再充氣，反復(fù)3次）和B3組（給予15 mm Hg壓力，維持2 h，放氣30 min，再充氣，反復(fù)3次）,拔管24 h后氣管壁黏膜層出現(xiàn)少量纖毛細胞脫離，基底細胞基本完整，黏膜下有少量紅細胞滲出，軟骨基本完整（HE染色光鏡下）；21 d后,氣管組織結(jié)構(gòu)未見異常。A2組（給予15 mm Hg壓力，維持4 h），B1組（給予15 mm Hg壓力，維持2 h，放氣10 min，再充氣，反復(fù)3次）和C組（給予25 mm Hg壓力，維持2、4 h），拔管24 h后出現(xiàn)氣管壁黏膜層纖毛細胞大面積脫落，基底細胞部分破壞，黏膜下層出現(xiàn)水腫，有紅細胞滲出及炎性細胞浸潤，軟骨受損（HE染色光鏡下）；21 d后, 氣管上皮細胞缺失，未被正常的黏膜上皮所修復(fù)，黏膜下可見炎性細胞及紅細胞，軟骨受損。病變程度隨氣囊內(nèi)壓的增大及充氣放置時間的延長而加重。結(jié)論對小兒行氣管插管術(shù)或氣管切開術(shù)后，套囊內(nèi)壓維持在15 mm Hg為宜，充氣時間不超過2 h，且放氣時間不少于20 min，可減輕套囊對氣管組織結(jié)構(gòu)的損傷。

氣囊；套囊內(nèi)壓；放置時間；光鏡

在臨床工作中，尤其是在搶救和手術(shù)時，氣管插管術(shù)及氣管切開術(shù)是臨床中緊急解決上呼吸道阻塞，保證呼吸道通暢的常用手段。由于小兒氣管具有直徑較小，軟骨柔弱，彈性組織缺乏等的組織學(xué)特點，當(dāng)氣管插管時間過長或套囊內(nèi)壓過高時，會對氣管造成損傷，嚴重者會導(dǎo)致氣管狹窄、穿孔甚至破例等嚴重后果。據(jù)相關(guān)文獻報道，4月齡兔的氣管結(jié)構(gòu)與4歲小兒相似，故本實驗選擇4～5個月齡大耳白兔作為研究對象，對其行氣管切開術(shù)，通過觀察在改變套囊內(nèi)壓及放置時間時氣管的組織形態(tài)學(xué)變化，以尋求對小兒應(yīng)用帶氣囊氣管套管的更加安全、合理的方法。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組：4～5月齡健康大耳白兔80只（中國醫(yī)科大學(xué)盛京醫(yī)院實驗動物中心提供），體質(zhì)量2.0～2.5 kg，雌雄不限，以隨機分組的方式，按照套管氣囊內(nèi)壓以及放置時間的不同分為4組，具體分組情況見表1。

表1 實驗動物分組

1.2 氣管切開及置管

1.2.1 麻醉和固定：兔稱重后，按2.5 mg/kg劑量10 s內(nèi)靜脈注射丙泊酚將動物誘導(dǎo)麻醉，以每小時8 mg/kg的劑量維持麻醉狀態(tài)。麻醉完全后，將大耳白兔取仰臥位固定，且頸部保持正直。

1.2.2 手術(shù)：頸部術(shù)區(qū)備皮，1%碘伏消毒，頸前正中，自環(huán)狀軟骨下緣至胸骨上窩上做一約5 cm切口。用止血鉗縱向作鈍性分離皮下組織，注意保持正中，至氣管可見。在3～5氣管環(huán)處造瘺，插入帶大容量低張氣囊導(dǎo)管（管號ID3.0～3.5mm）。

1.2.3 套囊內(nèi)壓監(jiān)測：采用三通將氣管插管指示氣囊、水銀血壓計和5 mL注射器相連。套囊內(nèi)壓表示單位為mm Hg。

1.3 標(biāo)本采集：實驗結(jié)束，拔管24 h后，用3%戊巴比妥納，按照10 mg/kg的劑量隨機處死各實驗組中3只動物，收集套囊壓迫區(qū)氣管組織，制作標(biāo)本觀察。其余動物在拔管后21 d處死，標(biāo)本取材同上。

1.4 標(biāo)本制備：將標(biāo)本用10%福爾馬林固定，48 h后脫水、透明、浸蠟、包埋，連續(xù)橫切，厚4 μm，HE后染色，用OlympusBH-2型顯微照相設(shè)備觀察拍照。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理：采用SPSS15.0統(tǒng)計軟件 組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗，P＜0.01為有差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 對照組特點：氣管管壁黏膜表面為假復(fù)層纖毛柱狀上皮，主要由纖毛細胞、杯狀細胞、基底細胞、刷細胞等組成。纖毛細胞呈柱狀，游離面有纖毛，位于細胞中部。杯狀細胞也甚多，其結(jié)構(gòu)與腸道上皮的杯狀細胞相似?；准毎叔F形，位于上皮深部。刷細胞呈柱狀，游離面有許多排列整齊的微絨毛，形如刷狀。固有層結(jié)締組織中的彈性纖維較多，使管壁具有一定彈性。黏膜下層為疏松結(jié)締組織，與固有層和外膜無明顯分界。外膜為疏松結(jié)締組織，較厚，主要為“C”形透明軟骨環(huán)構(gòu)成管壁支架。

2.2 拔管24 h后氣管壁損傷情況，見表2。

表2 拔管后24 h氣管結(jié)構(gòu)損傷情況（n=3）

2.3 拔管21 d后各組氣管壁損傷情況：見圖1～5和表3。

表3 各組氣管損傷程度的比較 （n=7）

2.4 結(jié)果：①A2組、C1組、C2組、B1組拔管24 h后氣管壁皆有不同程度損傷，21 d后損傷改變不可逆，與D組比較有差異（P＜0.01）有統(tǒng)計學(xué)意義。②A1組、B2組、B3組 拔管24 h后氣管壁僅有輕微損傷，21 d后可復(fù)原。與D組比較無差異（P＞0.05）無統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討 論

圖1 0度：正常氣管壁。蘇木精-伊紅染色×100

圖2 Ⅰ度：纖毛缺失，有少量柱狀細胞損傷、缺失，軟骨完整.蘇木精-伊紅染色×100

圖3 Ⅱ度：部分假復(fù)纖毛柱狀上皮細胞脫離，基底細胞缺失，黏膜斷裂，血管擴張，黏膜下有少量紅細胞滲出，軟骨完整。蘇木精-伊紅染色×100

圖4 Ⅲ度：廣泛的上皮細胞壞死脫落，基底細胞不完整，黏膜下水腫，有炎性細胞浸潤，黏膜下有紅細胞滲出，軟骨基本連續(xù)。蘇木精-伊紅染色×100

圖5 Ⅳ度：黏膜上皮完全脫落，基底細胞不存在，伴有黏膜下出血，軟骨不連續(xù)。蘇木精-伊紅染色×100

氣管插管術(shù)和氣管切開術(shù)是臨床上常用的重建呼吸通道的手段。使用帶套囊的氣管套管有助于防止在控制呼吸或輔助呼吸的漏氣，同時可以阻止嘔吐物、血液、分泌物等流入下呼吸道。但是在使用此種帶套囊的氣管套管時，應(yīng)小心控制套囊內(nèi)壓及放置時間。當(dāng)氣管插管時間過長或套囊內(nèi)壓過高時，會對氣管造成損傷，輕者可出現(xiàn)黏膜水腫，纖毛運動受限[1-2]，基底細胞損傷[3]，嚴重者會導(dǎo)致氣管狹窄、穿孔甚至破裂等嚴重后果[3-5]。小兒氣管具有直徑較小，軟骨較柔弱，彈性組織缺乏等組織學(xué)特點，更容易受到損傷。據(jù)相關(guān)文獻報道，4月齡兔的氣管結(jié)構(gòu)與4歲小兒相似，故本實驗選擇4～5月齡大耳白兔作為研究對象，對其行氣管切開術(shù)，通過改變套囊內(nèi)壓及放置時間觀察氣管的組織形態(tài)學(xué)變化。

本實驗顯示，套囊內(nèi)壓15 mm Hg持續(xù)充氣2 h或以此壓力，充氣3次，每次2 h，且每次充氣間放氣20、30 min，拔管24 h后僅出現(xiàn)少量黏膜上皮脫離，黏膜下層可見少量紅細胞滲出，軟骨完整連續(xù)；拔管21 d后，氣管組織結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常。套囊內(nèi)壓15 mm Hg充氣4 h及套囊內(nèi)壓25 mm Hg充氣2 h，拔管24 h后纖毛細胞廣泛脫落，基底細胞部分破壞，黏膜下層出現(xiàn)水腫，可見炎性細胞及紅細胞，軟骨不連續(xù)；21 d后纖毛細胞廣泛缺失，未恢復(fù)正常，黏膜下層可見炎性細胞及紅細胞，軟骨不完整。套囊內(nèi)壓25 mm Hg充氣4 h或以15 mm Hg，充氣3次，每次2 h，且每次充氣間放氣10 min，拔管24 h后上皮細胞完全脫落，黏膜下層可見大量紅細胞，軟骨破環(huán)嚴重，結(jié)構(gòu)已不連續(xù)；拔管21 d后氣管結(jié)構(gòu)未被正常組織修復(fù)，上皮完全脫離，黏膜下出血，軟骨不完整[6]。綜上所述，隨著套囊內(nèi)壓的增大以及放置時間的延長，受壓迫的氣管組織損傷越嚴重。

4 結(jié) 論

對小兒行氣管插管術(shù)或氣管切開術(shù)后，套囊內(nèi)壓維持在15 mm Hg為宜，充氣時間不超過2 h，且放氣時間不少于20 min，可減輕套囊對氣管組織結(jié)構(gòu)的損傷。

[1]王聯(lián)壁,賀喜強,李滿珍.氣管插管套囊過度充氣導(dǎo)致氣管裂開1例[J].臨床麻醉學(xué)雜志,1996 ,12(6):3461.

[2]Luna CM,Legarreta G,Esteva H,et al.Effect of tracheal dilatation and rupture on mechanical ventilation using a low - pressure cuff tube[J].Chest,1993,104(2):639–640.

[3]Galinski M,Tre'oux V,Garrigue B,et al.Intracuff Pressures of Endotracheal Tubes in the Managementof Airway Emergencies: The Need for Pressure Monitoring[J].Am Coll Emerg Phys,2006,47(6):545-547.

[4]Payne KA,Miller DM.The Miller cuff pressure control valve. Clinical use in controlled and spontaneous ventilation [J].Anaest hesia,1993,48(4):324-327.

[5]Seegobin RD,van Hasselt GL.Endotracheal cuff pressure and tracheal mucosal blood flow: endoscopic study of effects of four large volume cuffs[J].Br Med J (Clin Res),1984,288(6429):965-968.

[6]付明亮,孫興和.兔模型環(huán)氣管切除術(shù)后氣道形成及其在治療兒童聲門下狹窄的臨床應(yīng)用[J].國外醫(yī)學(xué):耳鼻咽喉科學(xué)分冊,2001,25(5):313.

Cuff Pressure within Inflating Endotracheal Tube and Tracheal Injury in Rabbits

TIAN Zhuo-sha1, WANG Yan-qing2*, SONG Yan3, JI Wen-yue3
(1 Department of Otolaryngology, Jinzhou First People’s Hospital, Dalian 116100, China; 2 Department of Anesthesiology, Jinzhou First People’s Hospital, Dalian 116100, China; 3 Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China)

ObjectiveTo investigate the relationship between the cuff pressure within inflating endotracheal tube and the tracheal injury in child.MethodsAccording to the pressure of the cuff and pressing time, 80 healthy rabbits of 4-5 months age were divided into 4 groups at random: Group A (20 healthy rabbits : The cuff pressure is 15 mm Hg for 2, 4 hours), Group B(30 healthy rabbits: The cuff pressure is 15 mm Hg. After 2 hours, the cuff is disinflated 10, 20, and 30 minutes and then it is reinflated again. Repeat the steps 3 times), Group C(20 healthy rabbits: the cuff pressure is 25 mm Hg for 2, 4 hours), Group D(10 healthy rabbits): control.ResultsCompared with the control group, Group A1 (15mmHg for 2 hours), Group B2 (15mmHg for 2 hours, disinflated 20 minutes and repeated 3 times) and Group B3 (15mmHg for 2 hours, dissimilated 30 minutes and repeated 3 times) showed a slight trauma of pseudostratified ciliated columnar epithelium cells after 24 hours. After 21 days, Organizational structures of the trachea returned to the original shape. Group A2 (15mmHg for 4 hours), Group B1 (15mmHg for 2 hours, disinflated 10 minutes and repeated 3 times) and Group C (25mmHg for 2, 4 hours) manifested pseudostratified ciliated columnar mucosal epithelium completely was off , submucosa had a lot of red blood cells, cartilages seriously were broken and the trachea structure was not continuous after 24 hours. After 21 days, the above pathological changes did not return to normal. Submucosa had red blood cells, cartilages seriously were broken and the trachea structure was not continuous.ConclusionDue to trachea intubation and tracheotomy of child, minimal damage to the tube cuff pressure is maintained at 15 mm Hg, and pressing time is less than 2 hours. For a long time with cuff, it is the safest that the disinfating time is 20 minutes at least.

Cuff balloon; Cuff pressure; Pressing time; Light microcopy

R-33

B

1671-8194（2015）04-0021-03

*通訊作者：E-mail： wangyanqing0411@163.com