历史背景

气管切开术是由颈前部进入气管实现人工造口的一种外科手术方法。 其适用于需要长时间机械通气或者存在阻塞性睡眠呼吸暂停、 双边声带麻痹、 肿瘤或声门狭窄导致上呼吸道阻塞等患者。 通常来说，对于头颈及颌面部创伤所致气道狭窄患者，或肺部需要明确清洁以及头面及胸外科存在通气问题或需要长期插管的患者， 气管切开术是必要且有益的。

气管切开术并不是一项新的临床医疗操作， 早在公元前3600年的埃及文物上就有气管切开术的记载[1]。 公元前4世纪， 亚历山大大帝用宝剑的剑尖刺开一个士兵的颈部， 使其气道通畅进而挽救了他的生命。 还有记载显示， 波斯的克列比德在公元前100年第一次实行了气管切开术。 “气管切开术”这个术语在1718年由洛伦兹海斯特创造， 因为当时并未形成安全的气管切开技术， 故气管切开术与死亡的恐惧紧密相连。 事实上， 希波克拉底通过减少了由气管切开术导致的颈动脉损伤以及出血和感染导致的死亡从而消除了进行这一操作极易死亡所带来的恐惧。 1799年，乔治·华盛顿死于上呼吸道阻塞， 这时很多人意识到需要进行气管切开术， 但却没人有勇气执行。 1807年，拿破仑·波拿巴的侄子死于白喉，人们开始对气管切开术的疾病适应症、 操作方法及所需器械进行深入研究， 并逐渐克服了对其的恐惧。

气管切开术的历史被划分为五个时期[2] ：传奇时期(公元前 2000 年-1546 年);恐惧时期(1546 年-1833 年); 戏剧化时期(1833 年-1932 年); 狂热时期(1932–1965);合理化时期(1965 至今) 。 在恐惧时期，只有少数勇敢的医生敢进行气管切开术， 他们往往冒着声名狼藉的风险。 在戏剧化时期， 只有在紧急气道异常情况下才进行气管切开术。 在狂热时期， 很多情况下都会进行气管切开术， 如果他们想到气管切开术也许可以解决当前问题， 一般情况下都会进行操作。 而在合理化简介：时期， 与持续气管内插管相比， 我们希望进行气管切开术之前可以仔细评估其获益与风险。

开放性与经皮气管切开术

在 20 世纪， 耳鼻喉外科之父—薛瓦利埃·杰克逊， 将气管切开术的适应症、 技术及仪器规范化[3]。 目前，进行气管切开术的技术仍主要分为两个主要类别，开性放和经皮技术。开放性气管切开术开放性气管切开术通常在手术室进行。 然而， 在一些医疗机构， 它也可能在重症监护室进行。 开放技术主要用于来自手术室的头颈外科患者， 他们可能会存在呼吸道肿胀或出血， 或是胸外科可能会长时间接受机械通气的患者。 重症监护室机械通气的患者需行气管切开术时， 如果他们存在自身解剖变化， 如肥胖、 高危出血风险或者需要高氧需求时， 偶尔会考虑做开放性气管切开术。通过开放技术， 在皮肤、 皮下组织及气管本身切开切口。 利用牵开器撑开手术切口， 直接暴露气管， 并放置气管切开套管。 通常来说， 与经皮手术方法相比， 开放技术会有较大的切口损伤及有更高的出血与感染的风险。

经皮气管切开术

1953 年， 塞尔丁格介绍了经皮放置多种血管内导丝导管技术， 1955 年，Sheldon 引用了相同的技术来进行气管切开术的操作[4, 5]。 而在 1969 年， Toye 和Weinstein 进一步规范了经皮气管切开术的概念[6]。 1985 年，Ciaglia 等人提出应用多种扩张器进行导丝引导的经皮气管切开技术[7]。 目前，较常应用的一些经皮技术分别是：

1.Blue Rhino技术： 这种技术使用带有可视化支气管镜功能的扩张器[8]。 通过使用有齿血管钳在皮肤和皮下组织扩张一个小切口。 扩张器插入第二与第三气管软骨环中， 再将导丝通过针进入到底部， 随后用穿孔扩张器扩张， 使用锥形的BlueRhino管扩张预先测量好的气管切开插管的造口， 将导丝置入气管造口管， 然后插入气管。

2.Griggs技术： 在颈部切开切口， 在第二与第三气管软骨环中插入一个血管穿刺管[9]。 导丝穿过导管， 扩张钳扩张造口， 然后放入气管切开插管。

3.Fantoni’s技术：这是经皮逆行的经喉气管切开的技术[10]。 由于操作步骤较复杂， 其安全性和可行性一直受到质疑。 在这种技术中， 穿刺针扎入到第二和第三气管环之间， 导丝通过针进入到气管， 然后针指向头部， 插入气管内导管。 一个特殊的带有锥形接头的气管切开插管通过导丝经口进入到气管。 然后将气管切开插管从经过确定测量好的造口中轻轻的拉出来， 随后直接下到底。

4.PercTwist技术： 使用螺丝钉样的器械来打开气管并放入气管切开插管[11]。

5.Dolphin技术：这种方法非常类似于Blue Rhino技术。用气囊用来扩张造口，而不是使用锥形Blue Rhino管[12]。开放技术主要用于耳鼻咽喉外科、 头颈外科及创伤外科，而经皮气管切开术主要用于非外科手术且训练有素的医生 ， 如行介入治疗的胸科医生和重症医生。

标准化方法

目前对于气管切开术存在多种方法，操作成功的关键以及对气管切开术患者的管理也需要标准化。 而针对我们来说，至关重要的是选择一种技术并且精通它。 同样，对于吸痰与引流、 造瘘口的护理、 通气管路的更换， 封口和拔管的标准化护理也可以减少发病率和死亡率。

吸痰

众所周知，吸痰的时间不能超过10秒钟，但是对吸痰的深度仍缺乏推荐指导数据。 在医疗机构内部及医疗机构间的实践是各不相同的。 习惯上， 我们所教授的是将吸痰导管通过气管切开插管进入到气管直至遇到阻力，然后回撤几厘米再行吸痰。但是考虑到右主支气管解剖上的特点， 当吸痰管进入到底部时， 吸痰可能仅局限于右主支气管。 较新的观点于聚焦两个部分， 即吸痰管深度的测量和吸痰时仅需向气管切开套管远端多进入1厘米。 这对于实际操作是一个挑战， 因为并不是所有的吸引导管都有测量尺寸。 在这种情况下， 吸痰管可通过使用封闭装置作为指导来估计插入的深度。 重要的关键信息是， 我们为避免损伤气道粘膜及防止气道出血， 进行的是气管吸痰而不是支气管部位吸痰。 深部吸痰对于非常规的临床情况如病人气道分泌物粘稠或咳嗽反射较差可能有利。 目前，在吸痰前是否使用生理盐水存在争议，一些研究表明， 生理盐水对患者的呼吸状态是有害的， 而其它的研究显示， 生理盐水的使用可降低呼吸机相关性肺炎的发生率[13]。 为解决这一争议的话题， 进一步研究是非常必要的。

造瘘口的护理

在 ICU 中， 为避免蜂窝组织炎和皮肤破裂， 造瘘口至少每八小时就要进行消毒清洁， 并根据需要及时清洁。 而在家庭环境中对造瘘口进行护理， 也需要非常充分的清洁技术。 在 ICU 环境或者护理具有免疫缺陷的患者， 我们推荐在新鲜的气管造瘘口使用无菌技术。 目前还不清楚在气管切开套管边缘底部放置敷料是否有效， 一些医疗机构倾向于在造瘘口处不放置敷料， 而其他的一些医疗机构的常见做法是在造瘘口放置狭窄的纱布条来吸收分泌物。 需要考虑的是制定一些基本原则来规范一些做法， 如为防止磨损的敷料进入气道， 使用敷料来吸收分泌物需要远离造口。

气管切开套管的更换

根据美国联邦药物管理局(FDA)批准的制造商准则， 气管切开套管必须至少每个月更换一次。 遗憾的是， 一些医疗机构没有依据这些准则来更换， 这是由于害怕气道阻塞这一并发症的出现， 而其他的一些医疗机构为了降低感染的风险每周一次更换气管切开套管。 美国科学院耳鼻咽喉气管切开共识声明建议： 第一次气管切开套管的更换的时间应在开放性切开术 7 天以内， 经皮气管切开术可在第 14 天[14]。

气管切开术的拔管与造瘘口闭合

气管切开术的病因解决后，就要开始造瘘口闭合试验，以确保病人能耐受气管拔管。 在此造瘘口闭合试验中， 试验持续时间以及气管切开套管的不同类型是不固定的。 美国科学院耳鼻喉科推荐了规范化操作协议， 以确保在该过程中病人的安全。美国的约翰霍普金斯医院制定了一个拔管及闭口的流程南。Pandian等人也提出了适合建立闭合试验资格的标准[15]。他们推荐使用最小尺寸cuffless气管切开套管来进行闭合试验。 成功通过闭口试验有以下几个标准： 在用一个手指闭塞套管口的情况下，患者应能够自如呼吸一分钟;在患者清醒的情况下，可忍耐气道单向阀(one-way speaking valve)， 可自主咳痰， 血氧饱和度较稳定， 并对不适有足够的警觉，对于辅助吸痰的要求也应该小于4个小时。 此外，没有必要为了防止拔管后人工气道的需要，而预先准备在短期内施行镇静或麻醉。

Pandian等人建议采用多学科协作的方法进行封口和拔管[15]。 他们建议语言心理学家、 呼吸治疗师、 护士必须密切参与在筛选过程中，以便能够从多个角度评估病人。封口处理的流程图见 (图1)。当患者无法维持足够的氧饱和度时，则此闭合实验失败，判断此方法包含数个参数：是否对氧需求量有>40%的增加;气管切开套管帽是不是由于吸痰、 低氧或呼吸短促等原因被取下。 当病人情况允许时， 需要使用标准化方法进行拔管操作。 这个草案的有效性在小范围试验内得到证实。 需要探求方案的可行性， 有必要更大规模的研究。

多学科的气管切开服务

在疼痛控制、 减轻护理、 创伤及心脏疾病方面，多学科规划被认为能够提高患者安全性， 改善预后。 由于气管切开的患者通常并不在医院的同一病房或科室， 从疼痛控制到创伤护理， 其需求千差万别， 对于这些患者， 我们认为多学科规划能够有助于改善预后。 文献中所讨论的气管切开术团队或多学科规划大多是指在气管切开插管放置后对患者进行护理的团队。 由该团队进行处理， 能够成功的减少总的气管切开时间及ICU滞留时间及住院时间， 增加通气阀的使用。Mirski和Pandian介绍了一种由独特的多学科团队进行管理的效果， 该团队不仅限于术后护理， 还包括术前及术中对患者的护理[16,17]。 在气管切开插管放置前对患者及家属进行宣教，对术后护理预期及出院后预期有重要作用。 Mirski和Pandian还介绍了执业护师在多学科规划成功运转中的重要性。 执业护师不仅仅在于提供术后的护理， 还能够征得患者对气管切开的同意， 并辅助这一过程的实施。 在气管切开置管的过程中， 注意解剖变异及风险， 能够帮助预测术后并发症及问题， 并对其进行预防性处理。

在Johns Hopkins医院， 多学科团队由临床协调员(执业护师)、 麻醉医师、有资质的操作者(耳鼻喉头颈外科医师、 创伤外科医师、 介入性肺病医师)、 器械专家、 护士、 呼吸科医师、 发音治疗师。 临床协调员规划气管切开术进程，从确定行气管切开直至出院进行随访。 如患者出院直接回家， 而不进行康复或不使用慢性呼吸装置， 那么他们可在门诊进行随访。 麻醉医师有着双重职责， 既要进行全身麻醉， 也要在过程中操作气管镜。 由于麻醉医师的双重职责， 有资质的操作者能够专注于操作， 不必担心患者的麻醉情况或气道情况。 器械专家负责装配气管切开所用的气管镜并进行术后维护。 护士辅助患者进行术前准备， 并对患者进行术后管理，注意吸痰和造口护理。 呼吸科医师的重要职责是在操作过程中稳定气管内的导管，并对呼吸机进行调整以适应使用气管镜过程中的低氧和肺换气不足。 发音治疗师常规在术后48小时后， 造口有一定程度愈合时， 对语言和吞咽进行评估工作。 除了美国Johns Hopkins医院介绍的内容之外， 英国的气管切开安全项目和澳大利亚的气管切开回顾与管理项目介绍了在处理术后问题中， 常规性医院范围内术后巡视的积极意义[18-20]。

气管切开患者的预后

气管切开患者的益处在于： 舒适度增加， 能够说话和吞咽， 与气管内插管相比自由度更好。 然而， 由于所接受的术后护理类型不同， 患者也可能会遇到疗效较差的情况， 以及罹患气管切开所带来的潜在疾病。

出血

出血是气管切开术后最常见并发症， 可发生于术中、 术后早期或晚期阶段。 针对少量出血的治疗， 目前的共识是： 使用橡胶管而不是相对质硬的塑料管进行轻度负压吸引， 操作前使用生理盐水浸润以保证足够气道湿度。 目前对于是否使用盐水进行浸润仍存有争议， 然而， 通过大范围多机构的研究表明， 有必要进一步了解盐水在呼吸状态中的作用[13]。 当出现大量出血时， 需使用纱布压迫并计算使用纱布数量以控制出血及量化出血量; 检查凝血状态以判断患者体内凝血因子情况; 如果患者正处于抗凝药物作用下， 止血治疗期间需停药; 如果出血点位于造口处， 创口需用止血材料封堵。 然而在极少数情况下， 在患者的创口或气管造口处可出现搏动性出血，这被称为“前哨出血”，在此情况下，如果患者病情稳定可以耐受辅助检查，应及时行血管造影检查以判断气管无名动脉瘘位置[21]。 然而， 针对大量出血应迅速采取措施止血， 指南推荐移除气管造口插管， 采取经口或鼻插管保证通气， 可用手指从创口插入对搏动性出血的血管进行压迫止血， 并将患者迅速转移至手术室进行创口探查止血， 甚至在极端情况下可以加用胸部切口协助进行动脉出血的修复。

感染

感染是气管切开术的另一严重并发症，发生于创口局部的感染被称为“创口蜂窝织炎”， 感染远处播散可引发肺炎。

创口蜂窝织炎

创口蜂窝织炎或局部感染通常是由气管分泌物沿气管造口插管处漏出，以及插管对局部皮肤组织的物理刺激造成， 而良好的造口护理及经常性更换造口插管对于创口蜂窝织炎具有预防及缓解作用。 对于有可能出现的压疮， 可使用泡沫辅料以减少局部压力; 局部或全身性抗生素应用也可有效治疗感染。

呼吸机相关性肺炎（VAP）

所有气管切开术患者中， VAP 发生率为 9-27%[22]。 理论上， 发生 VAP 与气管切开的位置有一定关系， 在注意神经功能完整性及气道保护的患者中， 随着会厌功能的恢复， 发生 VAP 的几率也逐渐下降。 目前， 对于气管切开术后发生 VAP 这一概念， 已经存在数年争议， 3 个研究显示， 在早期接受气管造口术组别， 较晚期接受组发生 VAP 几率明显较低[23-25]。 与之相比，5 个相似研究显示，VAP 的发生在不同的气管切开时间之间相比较无明显差异[26-30]。 因此， 对于是否要通过早期进行气管切开以降低 VAP 仍存在争议。

死亡率

当探讨气管切开术相关的死亡率时，我们需要重申：接受气管切开术并死亡的患者， 其死亡原因并不都是由于造口置管所造成的。 经评估， 大部分死亡病例的病因都可归结为需要进行气管切开术的疾病过程。 然而， 死亡也可成为气管切开术的直接结果之一，导致患者死亡的主要原因可能有以下几种：1、 由于气管切开位置不正所造成的前哨出血;2、 造口管路意外拔出引发的气道阻碍;3、 无法进行重复插管。Scales与Combe等人对接受气管切开术与未接受气管切开术但保留气管内插管两种方法的死亡率进行比较， 前者相对低[31,32，]可能是由于这些患者疾病过重以至于无法承受气管插管所致。 一项有关483例病人的回顾性总结研究表明，接受了气管切开术的患者，其术后不同时间死亡率分别是：2周11%、 1个月19%、 6个月40%[33]。此外， 院内死亡率约为30%。 对于气管切开术的早期晚期时机对比， 一些研究显示气管切开术的时机与死亡率之间并无明显关系。

住院时间

由于 ICU 的住院时间直接关系到患者的健康护理成本， 可作为一项指标衡量气管切开术患者的护理效力。 Bouderhal 等人， 报道针对气管切开术及保留气管内插管的患者进行对比研究，发现其住院时间并无明显差异[34,35]。 相反，Freeman 报道，患者接受气管插管术，其 ICU 及总住院时间会相应增加[36]。 在对比早/晚接受气管切开术的人群中，结果显示早期接受气管切开术的患者其 ICU 及总住院时间均有缩短，这一点已经获得了明确的证据支持。 在实施气管切开术以保护丧失口咽及声门神经控制患者的气道安全方面， 气管切开术为患者缩短自 ICU 转至普通病房以及促进患者康复或转用慢性呼吸设备具有明显的积极意义， 因此适合快速转移患者至更适合的护理环境。

有关施行气管切开术时机的争议

讨论有关在“合理时机”施行气管切开术，一些临床医师趋向于等所有措施都已准备完善或已经无法让患者脱离呼吸机时使用此操作， 也常作为帮助患者顺利转移或出院的最后手段。谨慎的说，较晚的气管切开术可能置患者于更高的 VAP 风险之中，增加患者的不适感以及说话、 进食与行动的不便， 所有以上问题均有可能延迟患者在 ICU 的康复过程。 在患者无法享受气管切开术所带来的优势时， 就不应进行这一操作。 以当今机械通气及呼吸衰竭相关的医学科技水平， 仍很难预计患者是否需要接受气管切开术。 而对于气管切开术， 可能更适合针对神经功能症状恢复缓慢的患者。 在肺炎及充血性心力衰竭患者的治疗中， 临床医师常依赖于药物治疗， 比如抗生素和利尿剂， 并且尽量避免使用气管切开术这一方法。 当 ICU 治疗小组做出施行气管切开术的决定之前， 通常需要考虑更多相关问题， 这对于恢复时间不能不说是一个挑战。 目前此领域的研究人员武断的以从气管内插管至气道出现损伤的时间为依据，来比较早期施行气管切开术与 7、 10、 14 天施行气管切开术的效果，而针对这一气道损伤的变化过程， 当今的病理学研究仍无法做到完全解释。

患者预期的重要性

所有有关气管切开术施行时机选择的研究， 其核心问题是： 对于 VAP 发生率、死亡率、 住院时长等缺乏准确的度量指标。 几乎没有研究并且最好是回顾性研究去探索患者关于他们接受气管切开术与气管内插管优劣性对比的主观预期。 患者们在出院后复查时问到其有关 ICU 或使用机械呼吸机时的感受时， 患者几乎无法回忆完整的事， Pandian 等人通过前瞻性研究表明了清醒与互动的关系： 接受机械通气的ICU 患者， 采用气管切开术组较气管内置管组享有更好的生活质量[37]。 此外， 早期接受气管切开术(10 日内)的患者， 其生活质量较晚期接受气管切开术组甚至是气管内插管的患者组别有更好的提升。 这可以归因于对舒适度的促进、 降低镇需求、提升患者主动性及说话和吞咽能力。 这项研究在统计学上比较了早期和晚期气管切开术对患者 ICU 治疗期间生存质量改善的效果差异， 一些证据支持衡量患者需接受气管切开术的临床参数(如喉健康状况、 肺部洁净、 神经学状态及住院时间)外，患者自身的治疗预期也同样重要。

结论

气管切开术是一项减轻气道阻力或为慢性机械通气提供通气通路的操作程序，但对于使用气管切开术的技术及目的尚有争论， 几乎没有指南提供证据支持对患者使用气管切开术进行优化管理， 并且专家意见也常维持原先的金科玉律。 然而， 接受气管切开术可以提升 ICU 患者在重症监护期间的生活质量。 对于 ICU 患者气道管理的广泛共识是： 当应对患者及其家庭成员的需求时， 应保证患者安全及疾病的临床治疗进展。 而对于气管切开术患者的科学管理方面， 仍需进行大量的研究。