Дыхательные пути: оценка и анатомические основы

За последние десятилетия обеспечение проходимости дыхательных путей стало одной из наиболее динамично развивающихся областей анестезиологии и реаниматологии. Расширился набор устройств, алгоритмов и лекарственных средств. В клиническую практику вошли надгортанные воздуховодные устройства, видеоларингоскопия, новые способы поддержания оксигенации и более структурированные подходы к принятию решений.

Наряду с техническим прогрессом появились крупные базы данных, позволяющие анализировать частоту и причины неблагоприятных событий, связанных с дыхательными путями [1]. Профессиональные общества регулярно пересматривают рекомендации по трудным дыхательным путям, поскольку даже современные устройства не устраняют главный риск — отсутствие плана, позднее распознавание неудачи и фиксацию врача на одном методе [2, 3; РИ-1; РИ-2; РИ-3; РИ-4].

Анализ закрытых страховых случаев Американского общества анестезиологов показал тревожную тенденцию: после 2000 года увеличилась доля претензий, связанных со смертью, а также доля осложнений, возникших вне операционной [4]. Во многих случаях неблагоприятный исход был связан не столько с отсутствием оборудования, сколько с недостаточным планированием, ошибками клинического суждения и задержкой перехода к альтернативной тактике.

Доля трудного или неудачного ведения дыхательных путей среди причин смертельных исходов при анестезии в разных исследованиях варьирует от 2,3 до 64,4% [5–7]. Такой широкий диапазон отражает различия в дизайне исследований, популяциях пациентов и определениях осложнений, однако общий вывод остаётся неизменным: безопасность пациента зависит от раннего распознавания риска, сохранения оксигенации и своевременной смены плана.

Безопасное обеспечение проходимости дыхательных путей включает пять обязательных этапов:

1. сбор анамнеза и физикальное обследование с оценкой факторов риска;
2. оценку вероятности быстрой интубации трахеи при прямой или непрямой ларингоскопии;
3. составление плана до индукции анестезии, включая варианты вентиляции без эндотрахеальной трубки — через лицевую маску и надгортанное воздуховодное устройство;
4. оценку риска аспирации;
5. оценку вероятности неудачи каждого выбранного метода [8].

В этой главе рассматриваются базовые и спасательные методы обеспечения проходимости дыхательных путей, на которых строится повседневная анестезиологическая практика. Узкоспециализированные вмешательства, например плановая подвесная ларингоскопия, в данном разделе не рассматриваются.

Общая анатомия дыхательных путей

Под дыхательными путями понимают полость носа, полость рта, глотку, гортань, трахею и главные бронхи. Основная функция этих структур — проведение воздуха. У человека дыхательные и пищеварительные пути перекрещиваются в области глотки, поэтому анатомия гортани и надгортанных структур направлена не только на дыхание и фонацию, но и на защиту нижних дыхательных путей от аспирации.

Гортань и возрастные особенности

Дыхательные пути изменяются под влиянием возраста, наследственных факторов, питания, гормонального статуса и сопутствующих заболеваний. От младенчества к детскому возрасту существенно меняются размеры, форма и положение дыхательных путей относительно шейного отдела позвоночника [9; РИ-8] (табл. 28-1).

Скелет гортани образован девятью хрящами: тремя парными и тремя непарными. Эти структуры формируют опору для голосовых складок, которые проходят в переднезаднем направлении от щитовидного хряща к черпаловидным хрящам. Щитовидный хрящ выполняет роль передней защитной опоры голосового аппарата.

Движения гортани обеспечиваются двумя группами мышц. Наружные мышцы перемещают гортань как единый орган, внутренние мышцы изменяют положение отдельных хрящей относительно друг друга. Иннервация гортани осуществляется верхним и возвратным гортанными нервами, которые являются ветвями блуждающего нерва.

Возвратные гортанные нервы иннервируют все внутренние мышцы гортани, кроме перстнещитовидной мышцы. Их повреждение может приводить к нарушению подвижности голосовых складок. При одностороннем повреждении основным проявлением обычно является охриплость; кроме того, может ухудшаться защитная функция гортани и повышаться риск аспирации. Двустороннее повреждение способно вызвать критическую обструкцию дыхательных путей из-за некомпенсированного приведения голосовых складок, а также увеличить риск аспирационных осложнений.

Перстнещитовидная мембрана и экстренный доступ к трахее

Важнейший ориентир для экстренного доступа к дыхательным путям — перстнещитовидная мембрана. Она соединяет верхний край перстневидного хряща с нижним краем щитовидного хряща. У взрослого её ширина обычно составляет 8–12 мм, высота — 10,4–13,7 мм. Мембрана образована эластической тканью и располагается непосредственно под кожей и фасциальным слоем.

Перстнещитовидная мембрана обычно определяется на 1–1,5 поперечника пальца ниже гортанного выступа. Её центральная часть соответствует эластическому конусу, латеральные участки тоньше. Непосредственно под мембраной находится слизистая оболочка гортани.

При пункции или разрезе перстнещитовидной мембраны необходимо учитывать вариабельность хода сосудов и близость голосовых складок. Голосовые складки могут располагаться очень близко к верхнему краю мембраны — примерно на расстоянии до 0,9 см. Поэтому разрез или пункцию предпочтительно выполнять в нижней трети мембраны, направляя инструмент кзади. При продвижении игла может упереться в заднюю пластинку перстневидного хряща, имеющего форму перстня.

Определение перстнещитовидной мембраны по наружным ориентирам может быть затруднено. В одном из исследований только около трети обучающихся правильно определяли её положение [11]. Ультразвуковая визуализация облегчает поиск мембраны, в том числе у пациентов с ожирением [12; РИ-7] (рис. 28-2).

Современные рекомендации по трудным дыхательным путям подчёркивают необходимость заранее оценивать возможность экстренного хирургического доступа к дыхательным путям у каждого пациента, особенно при наличии факторов риска [2; РИ-1; РИ-2; РИ-4].

Трахея и главные бронхи

У основания гортани расположен перстневидный хрящ. Он имеет форму перстня: его передний отдел около 1 см в высоту, задний отдел может достигать почти 2 см и поднимается кверху позади перстнещитовидной мембраны. Основные анатомические ориентиры дыхательных путей представлены на рис. 28-1.

Хрящи трахеи соединены фиброэластической тканью. Благодаря этому трахея способна изменять длину и диаметр при дыхании, сгибании и разгибании шейно-грудного отдела позвоночника. Снизу трахея соединена с перстневидным хрящом перстнетрахеальной связкой.

У взрослого длина трахеи составляет примерно 15 см. Её стенка поддерживается 17–18 C-образными хрящевыми полуколцами. Задняя стенка трахеи мембранозная и прилежит к пищеводу. Первый трахеальный хрящ у взрослых располагается спереди от шестого шейного позвонка.

Трахея заканчивается бифуркацией на уровне карины, приблизительно напротив пятого грудного позвонка. Правый главный бронх обычно имеет больший диаметр и отходит от трахеи под менее острым углом, чем левый. Поэтому аспирированное содержимое и слишком глубоко введённая эндотрахеальная трубка чаще попадают в правый главный бронх. При этом левостороннее положение трубки или аспирированного материала также возможно и не должно исключаться клинически.

Хрящевая поддержка продолжается примерно до первых семи генераций бронхиального дерева.

До конца XIX века механизмы обструкции дыхательных путей понимали ограниченно. Неинвазивная помощь фактически сводилась к открыванию рта с помощью деревянного винта и выведению языка вперёд щипцами или пальцем в металлической перчатке [14]. Только к 1880 году было признано, что частая причина обструкции — западение языка к задней стенке глотки.

Одним из первых прообразов надгортанных воздуховодов считают устройство Joseph Thomas Clover, применявшего носоглоточную трубку для подачи хлороформа [15]. В последующие десятилетия появились различные варианты ротоглоточных воздуховодов. В 1930-е годы Ralph Waters предложил уплощённый ротоглоточный воздуховод, а Arthur Guedel модифицировал его, поместив воздуховод в жёсткую резиновую оболочку для уменьшения травмы слизистой.

Интубация трахеи впервые была описана в 1788 году как метод реанимации пациентов, считавшихся «мнимо умершими» [16]. Для проведения анестезии её начали использовать почти через столетие. Предшественником современной трахеальной трубки стала трубка Joseph O’Dwyer, созданная в 1880-е годы для детей с обструкцией дыхательных путей при дифтерийных плёнках. O’Dwyer стремился избежать трахеостомии и разработал латунные трубки, которые вводили в гортань слепым пальцевым методом.

В начале XX века Franz Kuhn предложил гибкую металлическую трубку, устойчивую к перегибанию и способную принимать форму верхних дыхательных путей пациента. Как и трубки O’Dwyer, её вводили слепым методом. Пациенты при этом оставались в сознании, а гипофаринкс тампонировали промасленной марлей.

Формирование современной интубации трахеи связывают с Sir Ivan Magill и Stanley Rowbotham. Во время Первой мировой войны при анестезии для реконструктивных операций на лице они разработали двухтрубочную назальную систему. Одна узкая трубка проводилась через носовой ход и под контролем хирургического ларингоскопа направлялась в гортань. Вторая трубка слепо проводилась в глотку для отведения газов. Иногда эта «выпускная» трубка сама попадала в гортань, что привело к описанию слепой назальной интубации [17].

Манжеточные надгортанные воздуховоды были описаны уже в первой половине XX века. Их развитие было связано с тремя обстоятельствами: появлением циклопропана, требовавшего герметичного дыхательного контура; сохраняющейся технической сложностью интубации трахеи; необходимостью защищать нижние дыхательные пути от крови и операционного содержимого при вмешательствах в области головы и шеи [15]. К предшественникам современных надгортанных устройств относились манжеточная ротоглоточная трубка Primrose, воздуховод Shipway и воздуховод Lessinger. В 1937 году Leech предложил «глоточный газовый воздуховод» с неманжеточным уплотняющим элементом, плотно располагавшимся в гипофаринксе.

До середины XX века надгортанные и ротоглоточные устройства широко использовались в анестезиологической практике. Ситуация изменилась после внедрения кураре в 1942 году и массового обучения анестезиологов интубации трахеи в период Второй мировой войны. Дополнительным фактором стало описание Mendelson аспирации желудочного содержимого у рожениц при анестезии с масочной вентиляцией: 66 случаев среди 44 016 пациенток, включая 2 летальных исхода [18]. После этого интубация трахеи стала предпочтительным методом при большинстве хирургических вмешательств.

В 1951 году внедрение сукцинилхолина ещё больше укрепило роль интубации трахеи, поскольку препарат обеспечивал быстрое и выраженное расслабление скелетной мускулатуры. Навык прямой ларингоскопии и интубации трахеи стал восприниматься как один из ключевых признаков профессиональной подготовки анестезиолога.

К началу 1980-х годов в клинической практике фактически доминировали два подхода: интубация трахеи и вентиляция лицевой маской, иногда с использованием ротоглоточного воздуховода Guedel. Оба метода имели ограничения. Интубация трахеи была связана с риском травмы зубов и мягких тканей, а также с выраженной гемодинамической реакцией. Масочная вентиляция была менее инвазивной, но часто требовала постоянного ручного удержания дыхательных путей и могла быть ненадёжной.

Появление ларингеальной маски и последующее развитие других надгортанных воздуховодов существенно изменили плановое и экстренное обеспечение проходимости дыхательных путей. В 1981 году Archie Brain предложил разместить маскоподобное устройство над входом в гортань. Его идея заключалась в том, чтобы обеспечить дыхательные пути менее травматично, чем при интубации трахеи, и надёжнее, чем при вентиляции лицевой маской. Первые прототипы ларингеальной маски были созданы на основе стоматологической маски Goldman и трахеальной трубки. Классическая ларингеальная маска вошла в практику в Великобритании в 1989 году, а в США была одобрена в 1991 году.

В дальнейшем появились усовершенствованные модели надгортанных воздуховодов: устройства для интубации через них, модели с каналом для дренирования желудочного содержимого, воздуховоды с неманжеточным уплотняющим элементом и другие конструкции. Эти устройства заняли важное место как в плановой анестезии, так и в алгоритмах спасения при неудачной интубации.

Параллельно развивалась непрямая ларингоскопия. Гибкие волоконно-оптические устройства применяли при трудной интубации уже с 1960-х годов, однако они были дорогими и требовали специального навыка. С конца 1980-х годов владение гибкой эндоскопической интубацией стало рассматриваться как важная часть безопасной анестезиологической практики [19].

Одним из ранних шагов к современной видеоларингоскопии стал ларингоскоп Bullard, в котором оптические и светопроводящие волокна были встроены в анатомически изогнутый клинок. Отсоединяемый проводник удерживал трахеальную трубку рядом с оптическим элементом, что позволяло приблизить устройство к гортани при минимальном движении головы и шеи. Этот ларингоскоп можно считать предшественником современных видеоларингоскопов, оптических проводников и видеопроводников [20].

В начале XXI века началась эра видеоларингоскопии. Этому способствовали миниатюризация и удешевление светочувствительных электронных компонентов, включая комплементарные металл-оксид-полупроводниковые датчики. Гиперизогнутые клинки позволили визуализировать гортань без необходимости выстраивать прямую линию зрения от глаза оператора до голосовой щели. Однако проведение трахеальной трубки по крутому изгибу клинка оказалось отдельной технической задачей, что привело к созданию специальных проводников и канальных видеоларингоскопов.

Оценка дыхательных путей начинается с целенаправленного сбора анамнеза, осмотра и поиска ранее задокументированных осложнений, связанных с анестезией и обеспечением проходимости дыхательных путей. Особенно важны сведения о неудачной или травматичной интубации, трудной масочной вентиляции, трудной установке надгортанного воздуховода, аспирации, выраженной гипоксемии, необходимости экстренного хирургического доступа к дыхательным путям и осложнениях после экстубации.

Если ранее у пациента возникало клинически значимое осложнение, связанное с дыхательными путями, это должно быть отражено в медицинской документации. Пациенту и его родственникам следует объяснить, какие методы применялись и какая тактика может быть предпочтительной при последующих вмешательствах. В зарубежной практике для этого используют отдельные записи о трудных дыхательных путях, письма пациенту и специальные регистры трудной интубации.

При отсутствии такой информации необходимо по возможности запросить документы о предыдущих анестезиях, в том числе из других медицинских организаций. Если получить сведения невозможно, но имеются признаки высокого риска, следует выбирать более консервативную тактику, например интубацию трахеи в сознании. В отдельных случаях пациента целесообразно направить в учреждение, где есть опыт, оборудование и команда для работы с прогнозируемыми трудными дыхательными путями.

Осмотр должен быть направлен не только на прогнозирование трудной прямой ларингоскопии. Необходимо отдельно оценивать вероятность трудной вентиляции лицевой маской, трудной установки надгортанного воздуховода, трудной интубации трахеи, риска аспирации, риска гемодинамического коллапса и сложности экстренного доступа через переднюю поверхность шеи.

Создание универсального и точного инструмента оценки дыхательных путей затруднено по двум причинам. Первая — необходимость простоты: bedside-тесты должны быть быстрыми и выполнимыми у большинства пациентов. Вторая — взаимозависимость признаков: значение одного теста часто зависит от результатов других. Например, ограниченное открывание рта, короткое тироментальное расстояние, ретрогнатия и ограничение разгибания шеи по отдельности имеют ограниченную прогностическую ценность, но их сочетание существенно повышает риск трудной ларингоскопии.

Некоторые методы оценки, включая эндоскопическое и лучевое исследование, могут быть полезны у отдельных пациентов, но не подходят для универсального применения перед каждой анестезией [21–23]. Кроме того, часть проблем проявляется только после индукции анестезии или при первой попытке ларингоскопии [25–27].

Исторически оценка дыхательных путей была ориентирована прежде всего на прогнозирование трудной прямой ларингоскопии, то есть на возможность увидеть гортань при прямой линии зрения. С распространением видеоларингоскопии часть классических признаков стала менее универсальной. Методы, хорошо предсказывающие трудную прямую ларингоскопию, не всегда позволяют столь же надёжно прогнозировать трудную видеоларингоскопию или трудное проведение трахеальной трубки.

Метаанализ Roth и соавт. показал, что распространённые bedside-тесты обладают лишь умеренной способностью прогнозировать трудную прямую ларингоскопию [24]. Наиболее информативным среди отдельных тестов оказался тест прикусывания верхней губы, но и он не заменяет комплексной оценки.

Комбинации признаков работают лучше, чем отдельные тесты. В многоцентровом исследовании с участием 3763 пациентов была предложена упрощённая шкала риска трудной интубации. В неё вошли пять признаков: наличие верхних передних зубов, трудная интубация в анамнезе, класс Mallampati выше I, Mallampati IV и открывание рта менее 4 см [28]. При наличии 4–5 факторов риска частота трудной интубации достигала 17%.

Факторы риска: наличие верхних передних зубов, трудная интубация в анамнезе, класс Mallampati выше I, Mallampati IV, открывание рта менее 4 см.

Для видеоларингоскопии также существуют факторы риска неудачи или затруднения. К ним относят рубцовые изменения, последствия лучевой терапии, опухоли или выраженную толщину тканей шеи, тироментальное расстояние менее 6 см, ограничение подвижности шейного отдела позвоночника и недостаточный опыт оператора [30]. В исследовании Aziz и соавт. были выделены дополнительные предикторы трудной видеоларингоскопии клинком с острым углом: интубация у пациентов оториноларингологического или кардиохирургического профиля, малое открывание рта и положение «принюхивания» по сравнению с нейтральным положением головы [31].

Интубацию трахеи следует считать нерутинной, если одновременно присутствуют другие приоритеты, влияющие на безопасность: полный желудок, экстренное вмешательство, анатомические изменения дыхательных путей, травма верхних дыхательных путей, гортани, шейного отдела позвоночника или трахеи. Наличие изменённой анатомии не означает неизбежную неудачу, но требует более осторожного плана, готовности к альтернативным методам и раннего привлечения помощи.

Трудную вентиляцию лицевой маской прогнозировать не менее важно, чем трудную интубацию. В исследовании Langeron и соавт. среди 1502 пациентов трудная масочная вентиляция встречалась у 5%, а невозможная — у одного пациента [22]. Наличие двух и более независимых факторов риска существенно повышало вероятность трудной вентиляции. В исследовании Kheterpal и соавт. невозможная масочная вентиляция встречалась у 0,15% пациентов; независимыми предикторами были высокий класс Mallampati, мужской пол, борода, синдром обструктивного апноэ сна и лучевая терапия области шеи в анамнезе [32]. В исследовании Lundstrøm и соавт., включившем 46 804 пациента, трудная масочная вентиляция отмечена у 1%, невозможная — у 0,05% [33]. В более позднюю шкалу риска были добавлены пожилой возраст, короткое тироментальное расстояние и трудная интубация в анамнезе; чувствительность шкалы составила 85%, специфичность — 59%.

Ультразвуковое исследование дыхательных путей является доступным и быстрым методом, позволяющим получать изображение в реальном времени. Оно может использоваться для подтверждения интубации трахеи, исключения пищеводной интубации, определения перстнещитовидной мембраны, оценки экскурсии лёгких при отсутствии регистрации углекислого газа, прогнозирования постэкстубационного стридора и подбора размера трахеальной трубки, включая двухпросветную трубку [34–36]. Для оценки поверхностных структур дыхательных путей наиболее полезен линейный высокочастотный датчик.

При этом ультразвуковое исследование не заменяет клиническую оценку. Его возможности в рутинном предоперационном прогнозировании трудной ларингоскопии и трудной вентиляции пока ограничены. Метод наиболее ценен у пациентов с ожирением, изменённой анатомией шеи, предполагаемым трудным доступом через переднюю поверхность шеи и в ситуациях, когда требуется быстро уточнить положение трубки или характер вентиляции.