小儿上气道重建手术的麻醉与通气技术
小儿上气道重建手术的麻醉与通气技术
复旦大学眼耳鼻喉科医院麻醉科李绍清付海滨
上海交通大学附属第一人民医院麻醉科陈莲华
美国辛辛那提儿童医院麻醉科吴军正
气道狭窄是小儿耳鼻喉科经常遇到的问题，而增宽通气道是恢复正常呼吸最根本的方法，手段有气管内疤痕环切术、气道球囊扩张术、气道内激光技术、气管支架置入术、气道重建术等。气道重建是比较根本的解决方式，但由于重建复杂、气道影响大，给麻醉管理和通气方式提出很高要求。需行气道重建的患儿大多有先天性气道疾患，存在气道解剖的异常，合并通气和氧合障碍，因而术中术后发生呼吸系统并发症的危险性极高。特别是外科医生与麻醉医生共用同一气道，医生之间密切的双向交流与合作是确保手术成功和生命安全的关键。
一、需行气道重建手术的病因及手术类型
气道狭窄病因有先天性和获得性之分，先天性主要是气管发育异常（图12-1）。获得性最常见的原因是长期的不适当的气管插管（图12-2）；喉蹼、喉裂、声带麻痹、喉软化、气管软化等疾患必须实施气管造口术，长期放置气管套管导致疤痕组织形成也是常见原因；此外，气管周围肿物的长期压迫使气管壁软化、因邻近病变作放射治疗后的狭窄等也是造成气道狭窄的原因。
图12-1：先天喉发育异常，喉软化症，声门狭窄
图12-2：气管插管后气管狭窄
近几年生物力学、计算机科学在医学方面应用加深，医学向客观化、精确化方向发展，对于气道狭窄患儿可以在医学影像学基础上通过计算机行三维重建（图12-3）。具体方法为使用薄层CT 或MRI数据在3D软件下重建解剖立体图，测量多个部位直径，计算它们横截面积；测量不同部位组织的塌陷程度；采用有限单元法和有限体积法两种数值方法对不同通气方式的气流场进行数值模拟及分析。三维立体模型能给临床立体的、三维的观察，更有利于临床病情判断，可以给我们比CT、MRI更直观的一些东西。基于立体模型上的流体力学特征，能从数值上告诉疾病的原因；明确气道狭窄部位、气流压力梯度和气流速度；可从三维观察、流体学特征较准确地、数据化地指出病情，对于手术方式的选择、麻醉方案的确定能有指导作用；通过不同正压和负压情况下，气道不同部位的气流场特征，指导麻醉通气方式选择，可数字化的推算呼吸做功、评估代谢消耗，估测呼吸肌可能疲劳程度；可以数据化的评估手术后效果（图12-4）；可以指导围术期通气方式选择，比如给予持续正压还是保留负压，压力多少合适。
图12-3：三维模型重建显示气道狭窄的部位和程度
图12-4：气道重建手术后气道狭窄程度改善
气道狭窄的临床表现主要为：气急、呼吸困难，在体力活动或呼吸道内分泌物增多时加重；随着狭窄程度加重，呈现进行性呼吸困难，吸气时出现喘鸣；狭窄程度严重者吸气时锁骨上窝、肋间软组织、上腹部同时凹陷（三凹征）。
气道狭窄的治疗措施主要有：环形中心切除病变行对端吻合术是气管狭窄的主要治疗方法；气管镜清除肉芽组织或切开气管在直视下刮除肉芽组织；气管壁软化所致的狭窄可在解除压迫的基础上植入自体肋软骨支撑；气管狭窄部位放置支撑体或支撑等。
二、气道重建手术对麻醉和通气管理的要求
为了查明气道狭窄原因需行多次喉气管内镜检查，要求动态观察气道活动度并确保患儿无痛苦无体动；手术过程中需根据手术入路相应改变气道通气途径，手术分多期多步骤进行，因而要求根据手术需要采用相应的麻醉和通气技术；术后可能突发气道阻塞情况，危及患者生命，因此确保术后气道通畅尤其重要；要求麻醉医师熟悉气道解剖、生理、狭窄的病理生理及手术步骤，熟练掌握各种麻醉通气技术并能按照不同手术步骤的要求灵活运用。
三、麻醉前评估与准备
除全面系统的术前访视外，尤其重要的是对气道状态和呼吸功能的评估；常见的气道问题有打鼾、喘鸣、咳嗽、睡眠问题、呼吸困难、二氧化碳储留，特别是要对气道狭窄的部位和严重程度予以评估（图12-5）；对有无困难气道进行评估，包括颈部疤痕、颈椎活动度、张口度、下颌活动度等情况，舌、扁桃体、下颌骨等可能影响插管情况；了解全身内环境，如电解质、酸碱平衡等，对术中术后风险和并发症进行预测；做好术前准备，降低围手术期风险。
图12-5：Myer-Cotton 声门下狭
窄分级标准：I级，0~50%阻塞；
II级，51~70%阻塞；III级，71~99%
阻塞；IV级，完全阻塞。
麻醉前必须根据患儿年龄、体格发育状态和拟行手术准备好各种气道通气装备，与各种型号的喉镜片，有必要时还应准备一个硬直喉气管内镜；各种型号的气管导管；各种硬度的导芯、气管导管替换导芯、导光索和用于操作气管导管远端的导管钳；各种型号的喉罩，包括插管喉罩和双管喉罩；纤维支气管镜；逆行插管设备；至少一种适用于紧急情况下无创的气道通气设备（如：气管-食管联合管、中空高频通气管和经气管高频通气设备或手控喷射通气装置等）；用于紧急情况下有创的气道开放的设备（如，微创环甲膜切开术）；呼出CO2探测器。
四、与小儿上气道重建手术有关的麻醉通气技术
1.小儿气道内窥镜检查与手术的麻醉
不论拟行何种上气道重建手术，术前进行一次或多次气道内窥镜检查是必须的。用于气道内检查与手术的内窥镜有四种：①纤维支气管镜，用于鼻咽部、喉、声带、气管和支气管的检查和活检；②硬式喉镜，用于喉部及声带的检查或气管插管；③支撑喉镜，用于上端气道的检查和活检手术；④硬支气管镜，可用于整个气道，包括气管和支气管部位的检查和活检。
⑴麻醉与通气
1）麻醉处理的基本原则：
在安全地控制气道的前提下尽可能为外科医生提供最佳手术条件，如：采用无插管麻醉和保留自主呼吸技术以降低对手术区的干扰；减少手术野分泌物；维持足够麻醉深度以防止体动、咳嗽、屏气、喉痉挛或支气管痉挛，主要措施包括静脉给予阿片类镇痛剂或气道内喷洒利多卡因液等。
2）麻醉要点和步骤：
①麻醉诱导前应准备好麻醉机器、监护设备、急救药品、插管用具、吸引器
等，并能随时拿到气管切开包，耳鼻喉科医生必须在手术室就位。②一般术前应避免使用镇静剂以免呼吸抑制和延长苏醒时间，及时的麻醉复苏有利于外科医生对气道进行动态观察；但对于已行气管切开带有气管套管的患儿，则应该使用镇静剂，以防麻醉诱导时患儿不合作而导致气管套管脱出或气管造口出血。③麻醉诱导首选N2O或七氟醚吸入，使用N2O明显加快诱导速度，且减少患儿气道对七氟醚的反应性，但必须根据病人气道阻塞的严重程度确定氧气和笑气的比例（如：100：0、50：50、70：30），气道阻塞程度越严重，氧气比例应越高。对于急性气道阻塞的患儿应避免使用N2O；对于已经建立静脉通道且无插管困难忧虑的患儿，可采用异丙酚3～5mg/kg静脉诱导；不管使用何种麻醉诱导方法，关键是尽可能维持病人的自主呼吸（除喷射通气以外）。④待患儿入睡后，停止吸入N2O，然后连接监护设施，建立静脉通道，整个过程中尽可能维持自主呼吸；如患儿表现出气道部分阻塞，可放置口腔通气道并实行正压辅助通气。麻醉维持可以是单凭气体吹入法，单凭静脉，或两者结合。⑤其他措施包括：静脉给予阿托品(一岁以下，10～20μg/kg)或胃长宁(一岁以上，5μg/kg)以减少呼吸道分泌物并维持心律和心输出量；静脉给予芬太尼(1μg/kg)或瑞芬太尼(0.1～0.5μg/kg/min）以减轻气道对手术器械的应激反应；利多卡因(4mg/kg)喷洒气道（声门上下）目的也是减轻气道反应和降低喉痉挛发生可能性；利多卡因(1～2mg/kg)静脉注射也可以减轻气道反应，但效果不如气道内喷洒利多卡因；常规给予地塞米松以减轻术后气道水肿。⑥通气模式应根据患儿年龄、病情、手术时间长短而定，能为手术进行提供最佳条件的通气模式应该是无插管麻醉和自主呼吸法；最新的小儿支气管镜(Storz) 配备有纤维光镜管，当纤维光镜管插入支气管镜时，可以在为气道提供良好光源的同时形成一个紧闭呼吸回路，经此回路提供麻醉气体和氧气，既能保留自主呼吸也能行辅助通气或控制通气；必须注意的是：支气管镜的口径越小，纤维光镜管在支气管镜内腔所占的容积比越大，气流阻力就越高，大量气体来不及呼出而滞留在肺内，可发生肺内高气压伤，甚至导致气胸的风险。解决方法是：将纤维光镜管取出，并暂时将支气管镜目镜端开口封闭，使患儿通过支气管镜主镜腔得到充分通气后再继续手术。⑦喉镜支气管镜操作结束后，可根据患儿气道的情况决定是否行气管插管，无明显气道阻塞者可继续维持自主呼吸，有气道阻塞表现者则必须行气管插管后再做进一步处理。⑧由于行气道内窥镜检
查时无法进行P ET CO2监测，而SpO2监测不容易及时反映低氧血症和高碳酸血症（二者是气道内窥镜检查的最主要并发症），在维持自主呼吸时必须密切观测患儿的胸壁起伏运动及口唇颜色变化，并放置胸前听诊器仔细听诊呼吸音。
2.气管造口术
小儿气管造口术的手术指征：①为严重气道阻塞患儿建立一个通畅的气道；作为紧急气道梗阻时挽救生命的手段；或作为慢性严重气道阻塞患儿择期行气道重建术前的过渡步骤。②对于有严重中枢性或阻塞性呼吸暂停的患儿，可作为长期辅助性机械通气之目的。③有严重肺部疾患，预计气管插管有可能超过两个星期以上者。④患有气道异常综合症的新生儿，如皮-罗二氏综合征(Pierre Robin Syndrome)、小颌畸形综合征(Micorgnathia)、巨舌下垂综合征(Macroglossoptosis)、颌面部骨发育不全综合征(Treacher Collins Syndrome) 等，需做气管切开以维持正常通气。⑤先天性或获得性气道解剖结构异常，如：喉软化、喉裂、声门下区狭窄等需行气管造口术以临时缓解呼吸困难。
⑴麻醉与通气
一部分患儿已经在急诊室或院外实施了气管插管，这类患儿必须注意在护送过程中可能发生的意外，护送途中应带好急救设备，药品和监护设备等。如患儿在转送过程中躁动，应及时给与镇静剂或镇痛剂，以避免意外拔管。
对于没有气管插管者，外科医生可能会先做喉气管内镜检查，而后决定是否实施插管；如存在插管困难，可将气管导管套在纤维光镜管上，在支气管镜检查时将导管滑入气管内；对于年幼的小儿，有些医生主张用支气管镜代替气管导管作为手术中的通气工具，其优点是便于识别气管的解剖，缺点是难以用胶带固定；在插管失败的情况下，喉罩通气也可以作为一种考虑的通气手段；也有在极度插管困难的情况下，使用面罩通气而成功完成气管造口术的报道。手术中麻醉的维持不限于吸入或静脉麻醉，术后应给予足量阿片类镇痛剂以确保足够的镇痛和镇静，防止因患儿躁动而出现出血或套管脱出等意外。
气管插管或插入支气管镜后，在患儿肩下放置一个垫肩，可用长胶带将下颌向前拉以充分暴露颈部手术区。手术切口一般位于第二和第三气管软骨环之间，气管切口两侧应各保留一根缝线，术后用胶带固定在胸前皮肤上，术后万一气管套管脱出时，可牵拉两根缝线有助于将套管重新放回气管中。
在外科医生准备插入气管套管时，麻醉医生应将气管导管缓慢向外拉，但切不能将导管完全拔出，而应使导管的末端恰好位于气管造口的上缘；一旦在气管套管插入过程中发生障碍，麻醉医生仍然可以将气管导管向前推进超越气管造口处而维持正常通气；当气管套管成功插入气管后，则可将气管导管完全拔出；气管套管一般选择比气管导管大半号以减少通气时漏气；手术结束时，再次用软纤维支气管镜检查气管套管在气管中的位置，以避免套管末端距离气管隆突过近。
患儿术后需入住重症监护病房，麻醉医生护送病人回到重症监护病房途中的措施与护送入手术室时相同。术后尽早行胸部X摄片以排除气胸的存在。气管造口术后需要大约一个星期的特殊护理，包括：适当的镇静和镇痛、雾化氧气吸入、定期清理套管等。
⑵手术中与手术后可能的意外：
早期意外及并发症包括：气管套管脱出、创口出血、气胸、纵隔积气以及皮下气肿等。其中，最紧急的意外是外科医生无法把气管套管短时间内插入气切口，或误插入皮下组织，导致通气障碍和低氧血症，预防和处理方法是麻醉医生不要把气管导管过早完全拔出，以便发生意外时可及时再插入气管导管维持通气；第二种情况是，术后气管套管意外脱出，紧急情况下重新放置套管失败，此时可暂时将小号的气管导管经气管造口插入气管内，维持通气以解救患儿生命；第三种紧急意外是，气管套管通气口被粘稠分泌物或血块堵塞，短时间内发生低氧血症，因此术后给予患儿吸入雾化气体，定期清理套管。后期并发症包括：创口感染、气管皮肤瘘、疤痕形成、肉芽组织生长等，其中气管造口处的气道狭窄是长期气管造口术的严重并发症之一。
3.喉气管成型术
喉气管成型术特指治疗声门下区狭窄的手术，可以Ⅰ期完成，也可以分Ⅱ期或多期完成，绝大多数患儿在喉气管成型术前已行气管造口术。Ⅰ期完成的手术术后封闭气管造口，患儿术后需保留经鼻腔气管插管3-5天，然后回手术室接受喉气管内镜复查；如气道内伤口生长良好，则用小半号的气管导管行鼻腔插管，继续观察，如无呼吸障碍，则24h后拔管。Ⅱ期完成的喉气管成型术先修复气管造口以上的狭窄，术后仍然保留气管套管，以后择期修复气管造口处的狭窄。
麻醉要点及步骤：①患儿已有气管套管可以保障通气，术前应该使用镇静剂
以便于麻醉气体诱导。②首选利用气管套管吸入麻醉气体诱导，特别是对于静脉穿刺难度大的患儿，先建立静脉通道然后行静脉麻醉诱导是不可取的方案。③吸入麻醉诱导后，建立静脉通路，连接麻醉监护设备。④手术医生一般先要行喉气管内镜检查，此时可以用吸入麻醉或静脉麻醉维持并尽量保留自主呼吸；少数情况下，外科医生可能发现当时的气道状况不适合喉气管成型术而取消当日手术，因此切记不可过早给予肌松剂。⑤一旦决定手术，即可给予肌松剂并开始机械控制通气。⑥手术中为了充分暴露临近气管造口的组织，外科医生会将气管导管从气管造口拔出1-3分钟，此时可采用呼吸暂停法，需要手术医师和麻醉医师的密切配合。⑦在手术结束前缝合皮下组织时，应逐渐恢复患儿自主呼吸，以免过度机械通气引起皮下气肿。⑧张力性气胸是气道重建术最严重的并发症，如患儿血氧饱和度降低，气道压峰值不断升高，在排除气管导管的因素后，应首先考虑张力性气胸的存在，X胸片可帮助确诊，尽快建立胸腔引流。
4．会厌成型术及杓会厌褶切开术治疗喉软化症
⑴临床特征：喉软化症是先天性的引起婴幼儿吸气性哮鸣最常见的原因，是由于会厌上部及侧部的悬吊组织结构发育不全所致。当患儿吸气时，会厌、杓会厌褶向内塌陷而阻塞气道。症状一般在出生两个星期后出现，并逐渐加重。诊断可以在婴幼儿安静睡眠时，或在镇静条件下用软管纤维喉镜观察或全麻下行喉气管内镜检查。多数患儿无需手术治疗，随着年龄增长到18个月后可完全改善。80%的病人伴有胃酸反流，因此在观察期间需要用药控制。对有严重症状者，则必须手术治疗。
⑵麻醉要点：最理想的麻醉维持是术中保留自主呼吸（图12-6，12-7）。在大多数婴幼儿，采用气体吹入法将大流量氧气和高浓度的七氟醚送入气道即可顺利完成手术，必要时可静脉注射小剂量异丙酚和芬太尼加深麻醉深度，术中应使用激素和阿托品，术后可根据患儿呼吸状态决定是否留置气管导管，如留置导管可于2-3天后重返手术室于全麻下观察手术效果，然后试验性气管拔管。
5．个案报道
患儿，女性，因新生儿重症细菌性肺炎，反复咳嗽紫绀2个月行气管切开机械通气治疗，术后出现气道狭窄，一直不能拔除气管套管。13个月时行第一次全麻下喉气管内镜检查；麻醉诱导采用气体吸入法：七氟醚吸入浓度8%，氧流量8L/min ，经气管造口处吸入，持续2min ，待患儿眼球固定于中央并且呼吸平稳时，1％利多卡因行气管内和声门上喷雾；麻醉维持：七氟醚吸入浓度4%，氧流量4L/min ，经气管造口处持续吸入，保留自主呼吸，喉气管内镜经口由声门插入；检查结果：声门下0.7~1.0cm 处狭窄，最窄处仅1～2mm ，气管套管不能拔除，术后地塞米松和α－糜蛋白酶及生理盐水雾化吸入。36个月时行第二次全麻下喉气管内镜检查，麻醉方法采用全凭静脉输注法：异丙酚200μg/kg/min 、瑞芬太尼0.1μg/kg/min 微泵持续输注维持麻醉，保留自主呼吸。40个月时在全麻下行气道重建术，取自体肋软骨行气管壁软骨置入支撑成型术并气管内置入支撑体行气管扩张术。麻醉方案为：先采用麻醉气体吹入法，8%七氟醚于8L/min 氧流量下经气管套管口吸入，达麻醉深度（眼球固定于中央，呼吸平稳），调节七氟醚吸入浓度至3~4%，流量3~4L/min ，保留自主呼吸。待手术切开狭窄处，从气管切开口处置入内径为3.5mm 的气管导管，然后静注肌松剂改行机械控制通气。术中麻醉维持采用静吸复合麻醉法：七氟醚吸入浓度2~3%，氧流量1.5%，芬太尼每次1μg/kg 按需静注。手术方法：切除套管上方0.5*0.5*1.0cm 大小肉芽组织，取第八肋软骨1*3cm ，重塑成0.2*0.2*1.5cm 软骨脊嵌顿于切开的气管环处，术后1号气管套管更换为1.5号，内置0.9cm 内径硅胶管为支撑体，上端为图12-6：经气管造口吸入麻醉保留自主呼吸行喉气管内镜检
查显示喉软化症杓会厌褶内陷
图12-7：经气管造口吸入麻醉保留自主呼吸下行喉软化症杓会厌褶切除术
封闭盲端，位于声门下，下端在气管套管上，术后2周拔除支撑体。气道重建术后55天和91天，再度二次行喉气管内镜检查，经口腔和声门置入，外接显示器。麻醉方案均采用麻醉气体吹入法：七氟醚吸入浓度和氧流量均与第一次检查时相同，由于气道重建术后气管切开口已经封堵，此时通过声门呼吸，因而采用面罩吸入诱导，然后将一根3.0mm内径的气管导管经患儿口角插入但不进入气管内，由外科医师手握住固定，导管口对着声门上方但不接触声门，以免导管摆动刺激咽部和喉头，术中经该气管导管吹入七氟醚维持麻醉。最后一次喉气管内镜检查结果显示喉阻塞Ⅰ度，表明手术获得较理想效果。
总结：气道狭窄常见手术有喉软化症杓会厌褶切除术、狭窄气道内支架置入术或经气管造口处"T"管置入术、狭窄气管段切除气管对端吻合术、取自体肋软骨气道重建术等；常用的通气方式有保留自主呼吸、气管插管控制通气、喉罩通气和喷射通气等；气道重建手术麻醉与通气管理的关键在于提供气道内不受妨碍的手术操作空间的同时确保气道通畅，术中必须根据气道狭窄的部位、严重程度及手术步骤灵活运用各种通气方式；团队合作在这类手术中凸显重要作用，麻醉师、手术者及护士都应该熟悉气道管理的一整套应急措施，携手维护气道安全是手术成功的保障。
附录：
李绍清，陈莲华*，张天宇。小儿气管狭窄气道重建术的围术期气道管理一例。临床麻醉学杂志2010；26（11）：976.