気管切開

気管切開
気管切開完了: 1 –声帯 2 –甲状軟骨 3 –輪状軟骨 4 –気管輪 5 – バルーンカフ
ICD-10-PCS	0B110F4
ICD-9-CM	31.1
メッシュ	D014140
メドラインプラス	002955
[Wikidataで編集]

気管切開（/ ˌ t r eɪ k i ˈ ɒ t ə m i /、英国では / ˌ t r æ k i -/）または気管切開術は、首の前部を切開し、気管の切開部から直接気道を確保する外科的気道管理法です。結果として得られるストーマ（穴）は、気道として単独で機能することも、気管チューブまたは気管切開チューブ^[1]を挿入するための場所として使用することもできます。このチューブにより、人は鼻や口を使わずに呼吸することができます。

気管切開術の語源は、ギリシャ語の2つの単語から来ています。1つは「切る」を意味する語根tom-（ギリシャ語τομή tomḗから）で、もう1つはtrachea（ギリシャ語 τραχεία tracheíaから）です。^[2]気管切開術という言葉は、語根stom-（ギリシャ語 στόμα stómaから）で「口」を意味し、半永久的または永久的な開口部を作ること、および開口部自体を指します。いくつかの情報源は、上記の用語について異なる定義を提供しています。曖昧さの一部は、ストーマ（穴）が作成された時点での意図された永続性が不確実であることによるものです。^[3]

気管切開を受ける主な理由は4つあります。^[3]

1. 緊急気道アクセス
2. 長期の機械的人工呼吸のための気道アクセス
3. 機能的または機械的な上気道閉塞
4. 気管支分泌物の排出低下/排出不全

急性（短期）の状況では、気管切開の適応には、重度の顔面外傷、頭頸部の腫瘍（癌、鰓裂囊胞など）、急性血管性浮腫、頭頸部の炎症などの状態が含まれます。気管挿管が失敗した状況では、気管切開または輪状甲状間膜切開のいずれかが実行される場合があります。^{[引用が必要]}

慢性（長期）の場合、気管切開の適応には、長期の機械的人工呼吸器と気管トイレの必要性（例：昏睡状態の患者、頭頸部を含む広範囲の手術）が含まれます。気管切開により、鎮静剤と血管収縮薬の投与量が大幅に減少し、集中治療室（ICU）滞在期間も短縮される可能性があります。^[4]

極端な場合、持続陽圧呼吸療法（CPAP）に耐えられない患者に見られる重度の閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）の治療としてこの処置が適応となることがあります。気管切開がOSAに有効な理由は、これが上気道を完全にバイパスする唯一の外科的処置だからです。この処置は、1980年代まで閉塞性睡眠時無呼吸に対して一般的に行われていましたが、その年に、口蓋垂口蓋咽頭形成術、オトガイ舌筋前進術、および上下顎前進手術などの他の処置がOSAの代替外科的治療法として説明されました。

長期間の人工呼吸器が必要な場合は、通常、気管切開が検討されます。この処置のタイミングは、臨床状況と個人の希望によって異なります。2000 年に実施された国際多施設共同研究では、機械的人工呼吸器の開始から気管切開を受けるまでの平均期間は 11 日であると判定されました。^[5]定義は病院や医療提供者によって異なりますが、早期気管切開は 10 日未満 (2 ～ 14 日)、後期気管切開は 10 日以上と考えられます。

二相性胸郭換気は非侵襲的機械的人工呼吸器の一種であり、ごく一部の症例では気管切開を回避できる。^[6]

気管切開チューブは、シングルルーメンまたはデュアルルーメン、カフ付きまたはカフなしのものがあります。デュアルルーメン気管切開チューブは、外側カニューレまたはメインシャフト、内側カニューレ、および閉塞具で構成されています。閉塞具は、気管切開チューブを挿入するときに外側カニューレの配置をガイドするために使用され、外側カニューレが所定の位置に配置されると取り外されます。外側カニューレは所定の位置に残りますが、分泌物が蓄積するため、内側カニューレがあり、使用後に洗浄するために取り外したり、交換したりできます。シングルルーメン気管切開チューブには、狭い気道に適した取り外し可能な内側カニューレがありません。カフ付き気管切開チューブには、チューブを所定の位置に固定するための膨張可能なバルーンがチューブの端にあります。気管切開チューブには、空気が喉頭を通過して発声できるように、1つまたは複数の穴が開けられている場合があります。^[7]

^{特殊な気管切開チューブバルブ（パッシーミュアバルブ[8]}など）は、発声を補助するために開発されました。患者は一方向性チューブを通して吸入します。呼気時には圧力によってバルブが閉じ、チューブの周りの空気が声帯を通り抜けて音を出します。^[9]

一般的に行われる処置は開腹外科気管切開（OST）で、通常は無菌手術室で行われます。患者の最適な体位は、肩の下にクッションを置いて首を伸ばすことです。一般的には、横（水平）切開を胸骨上切痕の指2本分上に行います。あるいは、首の正中線で甲状軟骨から胸骨上切痕の真上まで縦切開を行うこともできます。皮膚、皮下組織、およびストラップ筋（首の特定の筋肉群）をわきに引いて甲状腺峡部を露出させます。甲状腺峡部は、切断することも上方に牽引することもできます。輪状軟骨を正しく識別し、気管フックを配置して気管を固定して前方に引っ張った後、軟骨輪の間または複数の輪を垂直に横切って（十字切開）、気管を切開します。チューブの挿入を容易にするために、気管軟骨リングの一部を除去することもあります。切開後、適切なサイズのチューブが挿入されます。チューブは人工呼吸器に接続され、十分な換気と酸素供給が確認されます。次に、気管切開装置を気管切開紐、皮膚縫合糸、またはその両方で首に固定します。^{[10] [11]}

広く受け入れられた最初の経皮的気管切開法は、1985年にニューヨークの外科医パット・シアグリアによって説明されました。 ^[12]次に広く使用された方法は、1989年にオーストラリアの集中治療専門医ビル・グリッグスによって開発されました。 ^[13] 1995年に、ファントーニは経喉頭アプローチによる経皮的気管切開法を開発しました。^[14]グリッグス法とシアグリアのブルーライノ法は、現在使用されている2つの主要な方法です。これら2つの方法の比較研究が数多く行われてきましたが、明確な違いは出ていません。 ^[15] OSTに対するPDTの利点は、患者のベッドサイドで処置を実行できることです。これにより、手術室（OR）での処置に必要なコストと時間/人手が大幅に削減されます。^[11]経皮気管切開の禁忌としては、気管切開部位の感染、制御不能な出血障害、不安定な心肺状態、患者が静止できないこと、気管喉頭構造の異常な解剖学的構造などが挙げられる。^[2]

他のほとんどの外科手術と同様に、いくつかのケースは他のケースよりも難しいです。子供の手術は体が小さいためより困難です。首が短い、甲状腺が大きいなどの問題により気管を開くのが困難になります。^{[16]首の形が不規則な患者、肥満の患者、大きな}甲状腺腫の患者の場合も困難があります。

起こりうる合併症としては、出血、気道の喪失、皮下気腫、創傷感染、ストーマセルライト、気管輪の骨折、気管切開チューブの不適切な配置、気管支けいれんなどがあります。^[17]

早期合併症には、感染症、出血、縦隔気腫、気胸、気管食道瘻、反回神経損傷、チューブのずれなどがある。遅発性合併症には、気管腕頭動脈瘻、気管狭窄、遅発性気管食道瘻、気管皮膚瘻などがある。 ^[10]

2013年の系統的レビュー（1985年から2013年4月までに発表された症例）では、経皮的拡張気管切開術（PDT）の合併症と危険因子が研究され、死亡の主な原因は出血（38.0%）、気道合併症（29.6%）、気管穿孔（15.5%）、気胸（5.6%）であると特定されました^[18] 2017年の同様の系統的レビュー（1990年から2015年の症例）では、開腹外科的気管切開術（OST）とPDTの両方における死亡率を調査し、2つの技術間で死亡率と死因が類似していることが判明しました。^[19]

出血はまれですが、気管切開後の死亡原因として最も可能性が高いです。出血は通常、気管と近くの血管との異常な接続である気管動脈瘻によって発生し、手術後3日から6週間以内に最も一般的に現れます。瘻孔は、器具の位置が不適切であること、カフ圧が高いために褥瘡や粘膜損傷が生じること、手術した気管の位置が低いこと、首を頻繁に動かすこと、放射線治療、または挿管が長時間に及ぶことなどにより発生することがあります。^[20]

2013年に行われた経皮的手術法の系統的レビューで特定された潜在的なリスク要因は、気管支鏡による誘導の欠如であった。気管支鏡は患者の口から挿入して気道の内部を観察する器具であり、器具の適切な配置や解剖学的構造のより良好な視覚化に役立つ。しかし、これは外科医のスキルと、手術法と患者の解剖学的構造に対する精通度にも左右される。^[18]

気道に関連する潜在的な合併症は多数あります。PDT 中の死亡の主な原因には、チューブの外れ、処置中の気道喪失、チューブの誤挿入などがあります。^[18]より緊急性の高い合併症の 1 つに、自然発生的またはチューブ交換中の気管切開チューブのずれや外れがあります。まれではありますが (気管切開チューブ挿入日 1,000 日あたり 1 日未満)、気道喪失による死亡率は高くなります。^[21]このような状況は深刻であるため、気管切開チューブを使用している人は医療提供者に相談し、事前に具体的な緊急挿管および気管切開再カニューレ挿入 (再挿入) 計画を文書化しておく必要があります。

気管狭窄は気道の異常な狭窄としても知られ、長期的な合併症となる可能性があります。狭窄の最も一般的な症状は、徐々に悪化する呼吸困難です。しかし、発生率は低く、0.6～2.8％の範囲で、大出血や創傷感染がある場合は発生率が高くなります。2016年の系統的レビューでは、外科的気管切開を受けた人の気管狭窄率はPDTよりも高いことが確認されましたが、その差は統計的に有意ではありませんでした。^[22]

2000年にスペインで行われたベッドサイド経皮的気管切開に関する研究では、全体的な合併症率は10～15%、手術死亡率は0%と報告されており^{[23] 、これはオランダ[24] [25]}および米国[26]の文献で報告された他の一連の研究結果とほぼ同等である。^[27] 2013^年の系統的レビューでは、手術死亡率は0.17%、つまり600例中1例と算出された。^[18]複数の系統的レビューでは、経皮的手術法と開腹手術法の間で死亡率、重篤な出血、創傷感染に有意差は認められなかった。^{[22] [19]}

具体的には、2017年の系統的レビューでは、すべての気管切開の中で最も一般的な死亡原因とその頻度は、出血（OST：0.26％、PDT：0.19％）、気道喪失（OST：0.21％、PDT：0.20％）、チューブの誤配置（OST：0.11％、PDT：0.20％）であると算出されました。^[19]

2003年にアメリカで行われた死体研究では、Ciaglia Blue Rhino法による複数の気管輪骨折が、小規模な症例シリーズの100%で発生する合併症として特定されました。^[28]上記の比較研究でも、30人の生存患者のうち9人に輪状骨折が確認されました^[15]。また、別の小規模なシリーズでは、20人の患者のうち5人に輪状骨折が確認されました。^[29]気管輪骨折の長期的な意義は不明です。^[要出典]

気管切開は紀元前3600年のエジプトの遺物に初めて描かれた可能性がある。 ^[30] ヒポクラテスは気管切開の実施は頸動脈に許容できない損傷のリスクをもたらすとして非難した。気管切開中に頸動脈が誤って裂傷して死亡する可能性を警告し、代わりに気管挿管の実施を推奨した。^[17]

ヒポクラテスの懸念にもかかわらず、紀元前100年頃のローマに住んでいたビテュニアのアスクレピアデスによって初期の気管切開が行われたと考えられています。 ^[31] ガレノスとアレタイオスはともに紀元2世紀のローマに住んでいましたが、アスクレピアデスを非緊急の気管切開を行った最初の医師であるとしています。紀元2世紀の別のローマ時代のギリシャ人医師アンティルスは、口腔疾患の治療における気管切開を支持しました。彼はこの技術を現代で使用されている技術にさらに近づけ、生命を脅かす気道閉塞の治療には第3気管輪と第4気管輪の間に横方向の切開を行うことを推奨しました。^[17]

7世紀のビザンチン医師でこの手術の提唱者であったパウルス・オブ・アイギナは、気管切開に関する以前のギリシャ人著者の著作を認め、自身の著作の中でこの手術について説明している。^[32] 1000年、アラブ系スペインに住んでいたアラブ人のアブ・アル＝カシム・アル＝ザフラウィー（936年 - 1013年）は、外科手術に関する最初の挿絵入りの著作である全30巻の『キタブ・アル＝タスリフ』を出版した。彼は気管切開を一度も行わなかったが、自殺を図って自分の喉を切った奴隷の少女を治療した。アル＝ザフラウィー（ヨーロッパ人にはアルブカシスとして知られていた）が傷口を縫い合わせ、少女は回復し、喉頭の切開が治癒できることを証明した。 1020年頃、アヴィセンナ（980–1037）は『医学典範』の中で、呼吸を楽にするための気管挿管について記述している。^{[33]窒息の治療のための気管切開手術について最初に明確に記述したのは、12世紀の}イブン・ズフル（1091–1161）である。モスタファ・シェハタによると、イブン・ズフル（アヴェンゾアルとしても知られる）はヤギで気管切開手術を成功させ、ガレノスによる手術の承認を正当化した。^[34]

ヨーロッパのルネッサンスは、すべての科学分野、特に外科手術に大きな進歩をもたらした。解剖学の知識の増加は、これらの発展の大きな要因であった。外科医は、気管の実験的手術にますます前向きになった。この時期に、多くの外科医がさまざまな理由とさまざまな方法で気管切開を試みてきた。多くの提案がなされたが、手術の成功率を高めるための実際の進歩はほとんどなかった。気管切開は依然として成功率が非常に低い危険な手術であり^、多くの外科医は依然として気管切開を無用で危険な手術とみなしていた。この手術の死亡率が高く^{、改善されていなかったことが、彼らの立場を裏付けていた。1500年から1832年までの期間に気管切開に関する報告}はわずか28件しか知られていない。^[35]

1543年、アンドレアス・ヴェサリウス（1514–1564）は、気管挿管とそれに続く人工呼吸が命を救う可能性があると書いている。フェラーラのアントニオ・ムサ・ブラッサヴォラ（1490–1554）は、理髪外科医に治療を拒否された扁桃周囲膿瘍の患者を気管切開で治療した。患者は明らかに完全に回復し、ブラッサヴォラは1546年にその記録を出版した。気管、そしておそらく気管の開口部についての古代の多くの言及があるにもかかわらず、この手術は記録に残る最初の成功した気管切開であると特定されている。^[35]アンブロワーズ・パレ（1510–1590）は、16世紀半ばに気管裂傷の縫合について記述している。1人の患者は、同時発生している内頸静脈の損傷にもかかわらず生き延びた。もう1人は気管と食道に傷を負い、死亡した。

16 世紀末頃、解剖学者で外科医のヒエロニムス・ファブリキウス(1533–1619) は、実際に手術を行ったことはないものの、著書の中で気管切開の有用な技術について説明しています。彼は垂直の切開を勧め、気管切開チューブのアイデアを初めて導入しました。これは、チューブが気管の奥に入りすぎないように翼が組み込まれた、まっすぐで短いカニューレでした。彼は、異物や分泌物によって気道が閉塞した場合にのみ、最後の手段としてこの手術を行うことを推奨しました。ファブリキウスによる気管切開手順の説明は、今日使用されているものと似ています。ジュリオ・チェーザレ・カセリ(1552–1616) は、ファブリキウスの後を継いでパドヴァ大学の解剖学教授となり、気管切開の技術と器具に関する独自の著書を出版しました。カセリは、いくつかの穴が開いた湾曲した銀色のチューブを使用することを推奨しました。マルコ・アウレリオ・セヴェリーノ（1580年 - 1656年）は、優れた外科医であり解剖学者でもあり、 1610年にナポリでジフテリアが流行した際に、ファブリチウスが推奨した垂直切開法を用いて、複数の気管切開を成功させた。また、独自のトロカールも開発した。^[36]

1620年、フランスの外科医ニコラ・アビコ（1550-1624）はヌムール公の外科医で解剖学者でもあったが、自身が行った4件の「気管支切開術」の成功例を公表した。^[37]これらのうちの1件は、刺傷被害者の喉頭の血栓という異物を除去するための気管切開術の記録された最初の症例である。彼はまた、小児患者に行われた最初の気管切開術についても記述している。14歳の少年が盗賊に盗まれないように、金貨9枚入りの袋を飲み込んだ。異物は食道に詰まり、気管を塞いだ。アビコは、この手術が喉頭の炎症患者にも有効かもしれないと示唆した。彼はこの外科手術のために、現代の設計と類似した器具を開発した（単管カニューレを使用した点を除く）。^[要出典]

サンクトリウス（1561–1636）は、この手術にトロカールを初めて使用したと考えられており、手術後数日間はカニューレをそのままにしておくことを推奨しました。^[38]初期の気管切開装置は、ハビコの『外科手術問題』^[37]と、カセリの死後に出版された1627年の『解剖学の教科書』に描かれています。 ^[39]ルーヴァン大学医学教授のトーマス・フィエヌス（1567–1631）は、1649年に初めて「気管切開」という言葉を使用しましたが、この用語が一般的に使用されるようになったのは1世紀後のことでした。^[40]ロストック大学解剖学教授のゲオルク・デターディング（1671–1747）は、1714年に溺死者を気管切開で治療しました。^{[41] [42] [43]}

1820年代には、気管切開が重度の気道閉塞を治療する正当な手段として認識され始めた。1832年、フランスの医師ピエール・ブルトノーはジフテリアの症例を治療するための最後の手段として気管切開を採用した。^[44] 1852年、ブルトノーの弟子アルマン・トルソーは169件の気管切開（うち158件はクループ、11件は「喉頭の慢性疾患」）を報告した。 ^[45] 1858年、ジョン・スノーは動物モデルでクロロホルム麻酔を投与するための気管切開と気管カニューレ挿入を初めて報告した。^[46] 1871年、ドイツの外科医フリードリヒ・トレンデレンブルク（1844–1924）は、全身麻酔の投与を目的として行われた最初の成功した選択的人間気管切開について論文を発表しました。 ^[47] 1880年、スコットランドの外科医ウィリアム・マキューエン（1848–1924）は、声門浮腫の患者の呼吸を可能にするために気管切開の代替として経口気管挿管を使用したこと、およびクロロホルムによる全身麻酔の状況について報告しました。^{[48] [49]}最後に、1880年にモレル・マッケンジーの本は、気管切開を示す症状と手術が絶対に必要な場合について議論しました。^[17]

20 世紀初頭、医師らは、機械的人工呼吸器を必要とする麻痺性ポリオ患者の治療に気管切開術を使用し始めました。しかし、外科医らは 20 世紀に入っても気管切開術のさまざまな側面について議論を続けました。多くの技術が説明され、さまざまな外科器具や気管チューブとともに使用されました。外科医らは、気管切開をどこをどのように行うべきかについて合意に達することができず、「高位気管切開術」と「低位気管切開術」のどちらがより有益であるかを議論していました。現在使用されている外科的気管切開術は、1909 年にペンシルベニア州ピッツバーグのシュヴァリエジャクソンによって説明されました。ジャクソンは術後ケアの重要性を強調し、これにより死亡率が劇的に低下しました。 1965 年までに、外科解剖学は徹底的かつ広く理解されるようになり、抗生物質は広く入手可能となり、術後感染症の治療に役立ち、その他の重大な合併症もより管理しやすくなりました。

気管切開を受けた、または受けた著名人には、キャサリン・ゼタ＝ジョーンズ、ミカ・ハッキネン、スティーヴン・ホーキング、コニー・カルプ、クリストファー・リーブ、^[50] ロイ・ホーン、ウィリアム・レンキスト、ギャビー・ギフォーズ、ジョージ・マイケル、ヴァル・キルマー、^[51]など多数がいます。^[52]

映画やテレビ番組では、気道を再建するために人の首に緊急処置が施される場面が数多くあります。一例として、2008 年のホラー映画「ソウ V」では、首から上が溺れている登場人物が、呼吸するための気道を作るために首をペンで刺し、手動気管切開を行います。最も一般的な処置は輪状甲状膜切開(または「クリク」) で、皮膚と輪状甲状膜を切開します。これはしばしば気管切開 (または「トラク」) と混同されたり、誤って呼ばれたりします。また、その逆もあります。ただし、開口部の位置と代替気道が必要となる時間の長さによって、これらは大きく異なります。

この処置の緊急試行の別の例は、2013年のコメディ映画「ザ・ヒート」で取り上げられており、サンドラ・ブロック演じるサラ・アシュバーンがデニーズでパンケーキを喉に詰まらせた人にこの処置を試みますが、失敗します。メリッサ・マッカーシー演じるマレンズ刑事が男性の胸を強く圧迫し、口から食べ物を吐き出させます。^[要出典]

無料辞書のウィクショナリーで、 「気管切開術」、「咽頭切開術」、「喉頭切開術」、または「気管切開術」を調べてください。

ウィキメディア・コモンズには、気管切開に関連するメディアがあります。