综述｜支气管封堵器在患儿单肺通气中的应用进展

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支气管封堵器在患儿单肺通气中的应用进展

陈文楚 徐颖怡 郭欣莹 张思意 郑舟舟 廖国柱

广州医科大学附属妇女儿童医疗中心麻醉科

通信作者：徐颖怡

Email: 513438980@qq.com

【摘要】单肺通气作为患儿胸外科手术中的重要麻醉操作，给临床医师带来日益严峻的挑战。支气管封堵器在患儿单肺通气中的应用近年来逐渐受到关注，特别是在患儿胸腔手术中，其重要性日益凸显。随着Coopdech支气管封堵器等新型封堵器的出现，以及三维CT与床边超声等技术的联合应用，支气管封堵器的新装置和新技术也得到了更新与拓展。本文对患儿单肺通气中支气管封堵器的应用进展进行综述，以期为临床应用提供参考。

【关键词】支气管封堵器；单肺通气；肺萎陷；小儿

单肺通气（one-lung ventilation， OLV）是患儿胸外科手术麻醉中的重要操作，旨在通过隔离肺组织，减少手术操作对非手术肺的干扰，同时优化手术视野和减少术后并发症［1］。由于患儿的解剖结构和生理特点与成年患者不同，因此，患儿OLV技术的选择与应用面临更多的挑战与复杂性［2］。在临床实践中，患儿OLV常通过支气管内插管、双腔支气管导管（简称双腔管）或支气管封堵器实现。近年来，支气管封堵器在患儿OLV中的应用逐渐受到重视。相较于双腔管，支气管封堵器以其操作简便、创伤小、适应性强等显著优势，在患儿中尤为适用［3］。尽管如此，支气管封堵器在患儿OLV中的应用仍面临一定的争议与局限性，特别是在设备选型、操作技巧掌握以及临床效果评估等关键环节［4］。随着新型支气管封堵器的研发和临床经验的积累，其在患儿OLV中的应用逐渐得到认可，但其具体应用仍需进一步研究和优化。本文从患儿OLV期间生理变化、OLV技术分类、支气管封堵器的类型和应用等方面进行综述，以期为临床实践提供参考。

患儿OLV概述

患儿OLV期间生理变化在胸外科手术中，OLV和侧卧位导致术侧肺塌陷，随着非依赖肺顺应性的降低和缺氧性肺血管收缩（hypoxic pulmonary vasoconstriction， HPV）的激活，血液在肺内再分布并流向依赖肺，引起通气/血流比例的改变。在婴幼儿中，这些生理机制会随着通气/血流比例的降低而发生显著变化［5］，原因有多种：首先，婴幼儿的胸腔多为软骨支撑，使其功能残气量更接近残气量，导致依赖肺即使在潮式呼吸时仍有可能出现气道闭合的现象；其次，婴幼儿的体积较成年患者更小，导致非依赖肺与依赖肺之间的静水压力梯度的降低，影响肺血流向依赖肺的再分布，进一步降低了通气/血流比例；最后，婴幼儿较高的代谢率以及对氧气需求的旺盛，各种因素使婴幼儿在OLV期间更容易发生低氧血症。OLV期间婴幼儿低氧血症和重度低氧血症的发生率为26%与18%，远高于成年患者的4%与8.9%［4，6］。但是不同的OLV技术可能会影响低氧血症的发生。对比支气管内插管，支气管封堵器的管外封堵能降低婴幼儿OLV期间的低氧血症发生率［7］。

患儿OLV技术分类目前，患儿OLV技术分为3种，分别为支气管内插管法、双腔管法以及支气管封堵器法。不同的OLV技术适用于不同年龄段的婴幼儿以及不同的手术类型，各自有其相应的优势区间。

（1）支气管内插管法。支气管内插管指的是使用比常规气管导管（endotracheal tube， ETT）型号小0.5～1号的单腔气管导管，置入健侧主支气管内，促使患侧肺萎陷以实现OLV［2］。其主要用于需快速建立OLV且缺乏双腔管、支气管封堵器等专用设备的紧急情况。优点在于操作及定位相对简单，通过纤维支气管镜（flexible fiberoptic bronchoscope， FFB）直视并结合听诊判断即可；而缺点在于支气管内插管可能无法完全封堵术侧肺，从而导致肺无法完全塌陷。此外，在拔除气管导管的过程中，术侧的血液及分泌物存在污染非手术侧肺部的风险。此时既无法有效吸引手术侧肺部的分泌物，也无法为非手术侧肺提供持续气道正压（continuous positive airway pressuree， CPAP）等呼吸支持［8］。

（2）双腔管法。双腔管常被用于年龄较大的患儿中，其设计本质上是并联的两条不等长气管导管构成，易于插入并快速实现肺隔离。当定位准确时，可提供高质量肺隔离术野。其低压高容套囊可有效减少气道损伤，支持健侧肺的CPAP，并且利于OLV与双肺通气的快速转换和术侧肺吸引［9］。然而，双腔管管径较大，曾经仅限于成人尺寸（35、37、39、41 Fr）。目前，最小的双腔管为Rusch双腔管26 Fr，适用于8岁及以上的患儿［10］。而Mallinckrodt双腔管则提供28、32 Fr两种型号，专为10岁及以上的患儿设计［11］。

Marraro儿童双腔管由两根长度各异且无囊导管组合而成，适用于新生儿与4～5岁以下的患儿行选择性支气管插管［5］。然而，Marraro儿童双腔管因两根导管上下组合结构占用空间较大，易损伤喉部和气管，且无囊设计可导致肺隔离期间漏气。Pawar等［12］研究针对6例小于3岁的患儿使用Marraro双腔管进行OLV，均未发现明显的并发症。

（3）支气管封堵器法。支气管封堵器可以直接置入气道内，也可以通过经口气管导管、经鼻气管导管或气道造口导管置入气道。在目前辅助通气装置中，支气管封堵器用于OLV是一种可行且安全的选择，其在提供良好的肺萎陷及充分通气方面具有显著优势［13］。支气管封堵器可以有效、完全地封堵一侧肺部，且因其通常有一中空的管道，便于术中支气管吸引以及CPAP支持。与双腔管比较，支气管封堵器的使用并不会影响OLV时血流动力学的稳定性［14］。但是在体位变动以及手术操作中，支气管封堵器容易发生移位，当充气的套囊滑进气管内可导致气管阻塞［15］。

相较于支气管内插管法、双腔管法，支气管封堵器法操作难度更大，在使用过程中十分依赖FFB的引导。

支气管封堵器的类型

随着材料学革新与技术进步，支气管封堵器历经多代迭代升级。从早期的Fogarty导管到Arndt支气管封堵器，直至新一代EZ封堵器，其结构设计与功能实现层面持续创新，针对胸外科手术OLV需求优化了肺隔离效果。

Fogarty导管Fogarty导管是最早用于患儿肺隔离的装置，早在1969年就被报道［16］。然而，该导管存在很大的局限性。与现代大多数封堵器不同，Fogarty导管的套囊为低容高压，如果过度充气有造成支气管破裂的风险［17］。因此，必须在FFB直视下充气，以确保套囊刚好密闭支气管。除此之外，Fogarty导管不具备中空管道，无法在术中对隔离的肺进行操作。Behera等［18］研究表明，SpO2降低和心动过缓是Fogarty导管最为常见的并发症。

Arndt支气管封堵器导丝引导的Arndt支气管封堵器在患儿手术中的应用已被证明安全有效，且在现有文献中记录最为全面［18-19］。Arndt支气管封堵器有3种型号，分别为5、7、9 Fr，其中9 Fr导管末端有一侧孔（墨菲氏孔）可使术中快速肺萎陷。其配套的连接器上有3个开口，左侧开口连接通气管路，中间开口供FFB进入，右侧开口则置入封堵器。较为独特的是，Arndt支气管封堵器的套囊有高容、低压的特性，能够减少对气管壁的损伤。Arndt支气管封堵器导管内部有一柔软的尼龙导丝贯穿整个封堵器，在导管末端形成一个线环。在将Arndt支气管封堵器置入的过程中，需要将线环套在FFB上。此时，FFB起到了导丝的作用，引导Arndt支气管封堵器被准确地放置在预定位置。封堵器置入成功后可拔除尼龙导丝，术中通过中空管道进行吸痰或CPAP等操作。Arndt支气管封堵器不仅适用于已行气管插管、困难气道的患者，也可做选择性肺叶封堵［20］。然而，在封堵完成拔除导丝后，术中Arndt支气管封堵器移位则很难再次定位成功。

UniblockerUniblocker是日本富士公司生产的封堵器，有5、9 Fr两种规格。其近端配备了一个多口连接器，能够与气管导管、FFB以及螺纹管进行连接，而远端则设计为椭圆形的高容低压套囊，前端在2.5 cm处有轻微的成角设计。Uniblocker操作简单，近端有一旋钮控制器，可以控制封堵器转动以便置入目标支气管。Shum等［21］研究比较了Uniblocker、EZ封堵器以及双腔管在OLV中的效果，发现使用Uniblocker的患者在肺萎陷质量上表现更佳，且术中重新定位的频率较低。此外，Uniblocker已成功应用于1岁以下婴幼儿的单孔胸腔镜手术中，Chang等［22］报道3例患儿成功实现长达4 h的OLV，且手术期间并未出现严重低氧血症。

Coopdech支气管封堵器Coopdech支气管封堵器是一个独特的新型封堵器，其长65 cm，外径2 mm，与Arndt支气管封堵器相似，导管有一中空管腔可供吸引、供氧以及CPAP等操作，远端为低压、高容的椭圆形套囊。Coopdech支气管封堵器的远端设计有3 cm长的135°弯曲，这一特性能够巧妙地引导封堵器准确进入目标支气管。在FFB的精确引导下，Coopdech支气管封堵器能够安全、有效地封堵主支气管或段支气管，从而实现肺叶的完全萎陷。即便在没有FFB引导的情况下，通过盲探方式置入Coopdech封堵器，依然能够获得令人满意的OLV效果。Coopdech支气管封堵器广泛适用于行OLV的患儿，尤其是上呼吸道变异或年龄较小无法使用双腔管的患儿［23］。然而，需要注意的是，由于Coopdech支气管封堵器的中空导管设计相对较细，在处理大咯血或湿肺的患儿时，可能无法有效吸引血液和分泌物，这有可能导致这些液体从患侧肺流入健侧肺，进而增加健侧肺感染的风险，甚至可能导致术中通气困难。郭春明等［24］在9～14岁患儿中比较了Coopdech封堵器和双腔管在OLV中的应用效果，发现Coopdech支气管封堵器对咽喉损伤较小，肺萎陷优良率较高，推荐有适应证的患儿优先选择。

EZ封堵器EZ封堵器是一种较新的封堵器，其末端呈“Y”型，由两个4 cm长的中空导管与套囊组成［25］。凭借其独特设计，在使用时需将末端精准地置于左右两侧支气管内，形成“跨坐”于隆突之上的状态。EZ封堵器可用于双侧肺手术，无需中途更换封堵器。独特的“Y”型结构使EZ封堵器无法直接放入支气管内。在行管外封堵时，应在喉镜下将EZ封堵器与纵向剪开的ID 5.5 mm气管导管同时通过声门置入，随后将气管导管拔除。然后在直接喉镜下将另一气管导管通过声门置入到EZ封堵器旁。最后在气管导管内使用FFB进行最终定位［26］。EZ封堵器易于放置，稳定性高，在手术过程中脱出或移位的可能性小。EZ封堵器仅有7 Fr一个型号，受限于其外径，只能配合ID 5.5 mm以上无囊气管导管使用，适用于6岁以上的患儿［3］。

Univent管Univent管是单腔气管导管，其导管内部有一封闭的小管腔供封堵器移动，本质上是一种气管导管和腔外封堵器的联合通气和封堵的装置［27］。Univent管操作简单，安全性高。使用时需在直接喉镜下将Univent管连同封堵器一同置入声门，然后在FFB直视下通过顺时针或逆时针旋转气管导管将封堵器送入左右支气管。由于封堵器被牢固地固定在管腔内部，Univent管相较于其他封堵器展现出更高的稳定性，几乎能够完全避免封堵器的脱出或移位现象。术后机械通气只需将封堵器拔除，无需更换气管导管。

Weng等［28］探索了听诊辅助下的Univent管置入方法，发现这种不使用FFB进行封堵的方法不仅可行，封堵完成所需时间甚至比使用FFB更短。Univent管配备了一个低容高压的套囊，在充气后可能会对气管壁造成一定的损伤。由于Univent管采用气管导管与封堵器的一体化设计，其通气腔内径相对较小，这导致在机械通气过程中气道阻力会有所增加［29］，同时也增加在术中被血液或分泌物堵塞的风险。目前Univent管有3种型号能用于患儿支气管封堵，分别为ID 3.5、4.5和5.5 mm。最小型号ID 3.5 mm的Univent管外径为8 mm，大致相当于ID 6.0 mm气管导管，只适用于8岁以上的患儿［30］。

支气管封堵器的应用

支气管封堵器适用于所有年龄段的患儿，并能根据患儿情况灵活选择不同类型的支气管封堵器放置方法，保证胸外科手术OLV的成功率以及肺隔离质量。而在应用支气管封堵器时，也需避免其套囊对患儿支气管壁造成损伤。

支气管封堵器放置方法放置方法是支气管封堵器在患儿OLV应用的一个关键环节，主要分为管外封堵和管内封堵两种，根据放置时支气管封堵器在气管导管内或外来进行区分。这两种封堵方式各有特点，并无绝对的优劣之分。

（1）管内封堵。在患儿单侧肺通气方法中，管内封堵更适合3～4岁以上的患儿。根据患儿气管插管型号选择的依据，若需确保最小型号5 Fr的支气管封堵器与2.2 mm外径的FFB能同时进入气管导管内，至少需要在气管插管时置入ID 4.5 mm气管导管。这限制了管内封堵在＜2岁的患儿中的使用。2018年，Guo等［31］介绍了一种管内封堵的新方法。他们通过FFB使EET末端固定于气管隆突上2 cm处，而后将支气管封堵器置入另一同型号的气管导管中，标记支气管封堵器套囊前端恰好露出气管导管末端时的长度，最后将支气管封堵器置入第1个气管导管中，直至阻滞深度到达标记长度后将气囊充气并固定。这种方法既避免了支气管封堵器与FFB同时置入气管导管中导致患儿出现低氧血症的情况，又能减少术中封堵器重新定位率，甚至能用于1个月龄大小的患儿。

管内封堵普遍用于更大年龄段的患儿，但Lv等［32］尝试使用声门上通气装置联合支气管封堵器为＜2岁的患儿进行OLV。相对于使用气管导管联合支气管封堵器进行管外封堵，此方法并不增加术后不良反应发生率，但是否有促进术后快速康复效果还有待进一步研究。

（2）管外封堵。管外封堵的操作方法多样，适用于更多年龄段的患儿。任何的管外封堵方法都有其优点与局限性。Arndt支气管封堵器管外封堵方法是最早且记录最完整的封堵技术，通过Arndt支气管封堵器内部远端的尼龙环套索FFB至目标支气管实现封堵［7］。为提高操作便利性，Templeton等［33］改进Arndt支气管封堵器的设计，使其在距套囊近端1.5 cm处向一侧弯曲35°～45°。在这项研究中，15例患儿中有14例成功放置了支气管封堵器，并在手术中实现了良好的封堵效果。Arndt支气管封堵器在胸科手术OLV中的应用显示了其高精度的封堵效果，这进一步证明了Arndt支气管封堵器方法的有效性。近年来则逐渐出现另一种封堵方法，即使用气管导管作为放置FFB与支气管封堵器的管道从而进行准确的管外封堵［34］。首先将合适大小的气管导管通过直接喉镜盲插或使用FFB置入目标支气管，而后将FFB退出气管导管并使用支气管封堵器取代。当支气管封堵器位置确定后则将气管导管拔除，通过直接喉镜重新置入气管导管并固定。这种方法可用于多种支气管封堵器的置入，但在使用FFB时仍可能出现低通气情况。

支气管封堵器位置判断在FFB直视下将支气管封堵器放置在目标支气管，是目前支气管封堵器定位的金标准。在没有FFB辅助定位的情况下，“盲堵”则是临床医师无奈而实用的选择。通过左右肺部的听诊从而确定封堵器位置并进行调整，是“盲堵”的重要操作。近年来，X线片或者超声定位逐渐被发现是支气管封堵器定位的有效替代方法。Xu等［35］通过三维CT气道评估探索6月龄至3岁患儿的支气管封堵器置入方法，与FFB直视下置入支气管封堵器的成功率作对比。该方法利用三维CT评估图像测量患儿主支气管（切牙到气管隆突）的长度，从而确定气管导管和支气管封堵器的置入深度，提高支气管封堵器定位的准确性。该研究发现三维CT气道评估与FFB引导下置入的成功率无明显差异。同时，CT引导在减少定位时间和提高肺萎陷质量方面表现出一定优势。在三维CT评估图像的基础上，Duan等［36］利用三维打印技术制作婴幼儿气道的凹凸模型。凸气道模型用于测量左右主支气管的长度与宽度，根据该数据制作出相应的支气管封堵器，最后在凹气道模型中验证其封堵效果。最终结果表明，该封堵器满足预计的要求，但是现有设备无法测量婴幼儿气管壁厚度，仍需临床试验进一步评估。Yamaguchi等［37］研究表明，床旁超声也可以有效评估支气管封堵器位置。在前胸壁用超声检查，肺滑动征的消失提示该侧肺部通气中断；在腋中线-横膈膜位置检查中，“幕布征”的消失则提示一侧肺部不通气，支气管封堵器位于该侧主支气管内。与FFB检查结果比较，超声评估法判断支气管封堵器位置的准确率高达88%。

支气管封堵器套囊充气量确定支气管封堵器套囊的充气量直接影响其密封效果和通气质量。在使用支气管封堵器时对套囊进行不当充气，会造成支气管黏膜的损伤［38］。不同类型的封堵器在充气量和充气压力上存在显著差异。据测量，对Fogarty导管与Arndt支气管封堵器的套囊中分别注入2 ml空气，两者套囊内压力分别为710和340 cmH2O，这已经远远超过支气管黏膜的灌注压力。出于对过高的套囊内压造成支气管损伤的担忧，Goetschi等［39］测量了Fogarty导管与Arndt支气管封堵器的充气体积直径以及充气压力直径，发现Arndt封堵器的球囊充气直径呈线性增加或减少，而Fogarty导管的球囊会表现为突然膨胀或萎缩。相比于Fogarty导管，5 Fr的Arndt支气管封堵器球囊充气至最大直径所需压力更低，为218 cmH2O。

Zhu等［40］则介绍了一种计算5 Fr支气管封堵器套囊所需的空气注射量的方式，根据CT扫描的支气管直径体外测量对应充气空气体积，术后使用FFB记录支气管黏膜损伤的图像。该研究中仅有1例患儿出现轻度支气管黏膜损伤，这为临床中减少支气管封堵器充气套囊对患儿支气管黏膜损伤提供了新思路。

展 望

尽管支气管封堵器在患儿OLV中的应用取得了显著进展，但在婴幼儿中仍存在诸多挑战和研究空白。目前市面上已开发出更小规格的封堵器，例如3 Fr坦帕封堵器（ID 1.0 mm），可与ID 3.0 mm气管导管搭配使用，为新生儿和早产儿的OLV提供安全有效的新选择。此外，可视封堵器能够克服管内封堵时FFB与封堵器同时置入的限制，为解决婴幼儿支气管封堵器定位难题提供了新的可能。

而三维打印和CT气道重建等技术为个性化设备设计提供了全新的思路。通过三维打印技术结合CT气道重建，可以根据患儿气道的解剖特点定制专属导管或封堵器，使其设备在尺寸和形状上更加精准贴合患儿需求。可整合患儿的年龄、身高、体重、胸部X线片、CT数据及气管宽度等变量，精准计算封堵器的适配型号和置入深度，减少术中试探性操作并提高封堵器定位的准确性。目前的研究多为小样本回顾性研究，缺乏前瞻性、多中心的大规模研究来验证不同年龄段患儿封堵器操作的标准化方法。未来需进一步结合大数据和人工智能技术，深入探讨新型封堵器的性能、适用性及在婴幼儿中的最佳实践方案。

小 结

随着患儿胸外科对肺隔离要求的提高以及许多新型封堵器及新的封堵器置入方法的相继出现，患儿OLV技术正日趋成熟。新型支气管封堵器如EZ封堵器和Coopdech支气管封堵器的出现，显著提高了手术的安全性。此外，FFB和床旁超声等技术的引入，进一步优化了封堵器的定位精准性和术中效果评估。这些研究成果为患儿OLV的临床实践提供了重要的参考和指导，推动了该领域的技术进步和应用扩展。除此之外，多学科技术的融合也逐步改变患儿OLV技术的发展路径。从三维打印、CT气管重构的应用，再到大数据和人工智能的加入，这些前沿科技为婴幼儿这一特殊人群的应用提供了更多的可能。通过不断的探索和创新，未来患儿OLV技术必将在安全性、精准性和个性化水平上取得更大的突破。

参考文献略。

DOI:10.12089/jca.2025.11.015